JPH09220481A - 電気加熱式触媒装置用メタル担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気加熱式触媒用メタル担体１０を形成する
ロール状の第２のハニカム体１２の上流に直列に配設さ
れ、接合されない電気絶縁用波板を有する、軸方向に短
いロール状の電気加熱式第１のハニカム体１１の、テレ
スコーピングを防止する。 【解決手段】 直列に配設された第２のハニカム体１２
と電気加熱式第１のハニカム体１１との間の間隔Ｃの中
に複数のサポートピン１３を配設し、電気加熱式第１の
ハニカム体１１に生じるテレスコーピングを第２のハニ
カム体１２によって抑える。第２のハニカム体１２は軸
方向長さが長いのでテレスコーピングを生じない。サポ
ートピン１３は円筒状で端面１３ａで第１のハニカム体
に当接し端面１３ｂから延びる軸部１３ｃで第２のハニ
カム体１２に保持される。端面の合計面積はハニカム体
の通気路の全面積の３０％以下とする。サポートピン１
３は端面１３ａに電気絶縁性被膜層を設けるか、セラミ
ックなどの材料で作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気ガス
浄化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メタ
ル担体に関し、特に電気加熱式触媒装置用メタル担体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、薄い金属の平板と波板の間にろ
う材を介在させて、平板と波板を重ねて中心からロール
状に巻き込んでハニカム体を形成し、高真空炉を使用し
てろう材を溶融させ、板材の接触部分において接合を行
っていた。ろう材にはＮｉ基ろう材を用い、平板と波板
にはフェライト系ステンレス材料が使用されていた。そ
のようにして形成されたハニカム体を金属製外筒内に収
容したものが触媒装置用メタル担体として知られている
（例えば特開昭６５−４３７３号公報）。

【０００３】ハニカム体のハニカム通路表面には触媒担
持層が形成され、その触媒担持層に貴金属触媒が担持さ
れて排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして内燃機関の
排気通路に配設されて排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ
などを浄化する。なお限られた容積中にできるだけ多く
のハニカム通路面積を確保する必要から、平板および波
板の厚さは強度を維持できる範囲内でできるだけ薄くな
っている。

【０００４】上述した触媒担持層に担持された貴金属触
媒は、ある程度の高温環境下で触媒反応が促進されるの
で、触媒装置はできるだけ、高温の排気ガスに曝される
ように内燃機関の排気弁の近くに設けられている。

【０００５】また、ハニカム体を通過する排気ガスの流
速がハニカム体の外層部より内層部に至るほど大きく、
したがってハニカム体では高温の排気ガスとの接触、触
媒反応による発熱および外筒からの熱放散により、内層
部ほど高温で外層部ほど低温となる温度分布を生じる。
この温度分布により、温度の高いハニカム体の内層部の
膨張・収縮量が、温度の低い外層部の膨張・収縮量より
大となるため、内層部と外層部との間に熱応力が発生す
る。この熱応力は、ハニカム体の膨張・収縮の度に繰り
返されるが、従来の触媒装置用メタル担体においては、
全ての平板材と波板材とがろう材を介して一体にろう付
けされているため熱応力を逃がすことができず、長期間
の使用により平板材と波板材との接合箇所が破断すると
いう欠点がある。

【０００６】この欠点を除くため、ハニカム体を形成す
る平板を２枚以上重ね、それら平板同志の間は接合せず
単に重ねられており、さらに２枚の平板の間に第２の波
板を接合することなく配設して、接合されない平板の間
および平板と第２の波板の間が、互いに自由に滑って熱
応力が緩和されるメタル担体が開示されている。

【０００７】しかしながら、このような触媒装置用メタ
ル担体においては、内燃機関の始動時には排気ガスの温
度が低いため触媒反応が充分に行われず、そのため排気
ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどを浄化する能力が不充
分となる。この欠点を除くため種々の電気加熱式触媒装
置用メタル担体が開示されていて、始動時にメタル担体
を電気的に加熱して触媒反応を促進するようになってい
る。

【０００８】上述のように、複数の平板とそれら平板の
間に第２の波板を装入した形式のハニカム体において
は、第２の波板の表面に酸化アルミニウムなどの被膜層
を施して、ハニカム体のロール状に巻き回された層の間
を電気的に絶縁し、ハニカム体の巻き始めと巻き終りの
板材の端部にそれぞれ電源と接続するための電極を設け
て、ハニカム体の巻き取り方向に電流を流す方式が採用
されている。このようなハニカム体全体を加熱する電気
加熱式メタル担体では、同じ外形の場合に軸方向の長さ
が短い方が同じ消費電力に対して所要温度までの加熱時
間は短くなる。

【０００９】したがって、容量の大きいメタル担体や、
容量は小さいがより少ない消費電力で有効な電気加熱を
行わんとする電気加熱式メタル担体では、図６に示すよ
うにメタル担体３０の中のハニカム体を２分割して、電
気加熱するのに適当な容量の第１のメタル担体３１と、
加熱部分を含まない主要なメタル担体を形成する第２の
メタル担体３２とを直列に配設したものが開示されてい
る。

【００１０】第１のメタル担体の構成の一例を挙げると
図８に示すように、１枚の波板４１と複数枚の平板４２
とが重なり合い、複数枚の平板４２の中の隣り合う２枚
の間に電気絶縁性被膜層を有する絶縁用波板４３を介在
させてロール状に巻いてハニカム構造をなすメタル担体
を形成し、ロール状に巻回された層間を電気的に絶縁し
て、ハニカム体４０の巻始めと巻終りの板材の端部に電
源と接続するための電極を設け、ハニカム体４０の巻取
り方向に電流を流すことによってハニカム体４０を電気
的に加熱するようになっている。絶縁用波板４３は通常
ろう付けによる接合を行なわない。このように形成され
た電気加熱式触媒装置用メタル担体の消費電力すなわち
発熱量の設定は、平板４２の枚数を増減して電気抵抗体
の断面積を加減することにより行なっている（以下これ
を平板多重構造という）。

【００１１】さらに別の例として、図９に示すように、
１枚の波板５１と少なくとも１枚の平板５２を重ねて１
層とし、その層を２層以上重ね合わせ、重ね合わせた層
の中の少なくとも１枚の波板に電気絶縁性被膜層を施し
て絶縁用波板５３とし、ロール状に巻き回してハニカム
構造のメタル担体を形成し、ハニカム体５０の巻始めと
巻終りの板材の端部に電源と接続するための電極４，５
を設け、ハニカム体５０の巻取り方向に電流を流すこと
によってハニカム体５０を電気的に加熱するようになっ
ている。このように形成された電気加熱式触媒装置用メ
タル担体の消費電力すなわち発熱量の設定は、重ね合わ
せる層の数を増減することによって行なっている（以下
これを多層構造という）。

【００１２】図６において、第１のメタル担体３１の容
量が小さく、軸方向の長さが例えば２０ｍｍ以下のよう
に短い場合には、第１のメタル担体は絶縁用波板に施さ
れた絶縁層のために、絶縁用波板はろう材による接合が
行なわれず、さらにまた、複数枚の平板の間も熱応力を
逃すため通常接合を行なわないので、使用中に層がずれ
て所謂テレスコーピングが生じるという欠点がある。こ
の現象を防止するため、図７に示すように、電気加熱式
の第１のハニカム体２１の中心部に設けられた中心電極
２６を延長して第２のハニカム体２２の中心部に装入
し、第１のハニカム体２１の中心部と第２のハニカム体
２２の中心部とを結合することによってテレスコーピン
グを防止している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１のハニカム
体の中心部の中心電極を延長して第２のハニカム体に結
合し、第１のハニカム体のテレスコーピングを防止する
方法において、第１のハニカム体のうち軸方向に固定さ
れている部分は、中心電極に近い部分と外筒に近い部分
だけで、その他の部分は充分に固定されていないためテ
レスコーピングを完全に防止できないという欠点がある
ほか、第１と第２のハニカム体の中心部分の位置がそれ
ぞれのハニカム体で異なるために、保持筒に装入する場
合無理な心合わせを行うため、加熱の際に第１のハニカ
ム体が変形するという欠点がある。さらに電気加熱を行
わない第２のハニカム体においても絶縁を考慮する必要
があるため構造が複雑になるという欠点がある。

【００１４】本発明の目的は、軸方向長さが短くテレス
コーピングを生じ易い電気加熱式メタル担体のテレスコ
ーピングを防止することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の電気加熱式触媒
装置用メタル担体は、帯状をなす薄い金属板を折曲げて
連続的な波形の凹凸を形成した１枚の波板材と、平坦な
帯状をなす薄い金属板からなる少なくとも１枚の平板材
とが相互に当接して重なり合って形成された層が、少な
くとも２層以上積み重ねられてロール状に巻かれて形成
されて多数の網目状通気路を備えたハニカム体をなし、
積み重ねられた層のうちの少なくとも１層の波板材が、
電気絶縁性被膜層を施されて接合されることなくロール
状に巻回された層間を電気的に絶縁し、ハニカム体の中
心部に中心電極を有し、ハニカム体の外周部に中心電極
と逆性の外周電極を有し、中心電極と外周電極の間に電
流を流してハニカム体を加熱する、軸方向長さが短い第
１のハニカム体と、帯状をなす薄い金属板を折り曲げて
連続的な波形の凹凸を形成した波板材と、平坦な帯状を
なす薄い金属板からなる平板材とが相互に当接して重な
り合いロール状に巻かれて形成されて多数の網目状通気
路を備えたハニカム体をなし、第１のハニカム体の下流
に直列にかつ間隔を置いて配設された第２のハニカム体
と、第１と第２のハニカム体を覆って両ハニカム体を保
持する保持筒とを含む、電気加熱式触媒装置用メタル担
体において、第１と第２のハニカム体の対向する軸方向
端部に当接する複数の間隔片を有している。

【００１６】前述の間隔片は、ハニカム体の軸に直角な
両端面を有し、端面の大きさは、第１のハニカム体を形
成する通気路１個の寸法より大なる寸法を有し、両端面
の一方が、ハニカム体の軸に平行な軸部を有し、軸部が
第２のハニカム体を形成する通気路の中の１個に装入可
能で、かつ通気路とろう付けにより接合可能な形状を有
しており、軸部は、第２のハニカム体の端部から通気路
の中に５ｍｍ以上装入されることが好適である。

【００１７】また、複数の間隔片の端面の面積の合計
が、ハニカム体の通気路の断面積合計の３０％以下にす
ることが好ましい。

【００１８】間隔片の材料には金属材料が用いられ、そ
の第１のハニカム体に当接する端面には電気絶縁性被膜
層が施される。さらに代わりの材料として耐熱性のある
電気絶縁材料も用いることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の電気加熱式触媒装置用メ
タル担体は、１枚の波板と少なくとも１枚の平板とを重
ね合わせた層を、少なくとも２層以上積み重ね、積み重
ねた層のうちの少なくとも１層の波板に電気絶縁性被膜
層を施し、絶縁用波板として層間を電気的に絶縁し、積
み重ねた層の一方の端部を中心としてロール状に巻いて
ハニカム体を形成し、ハニカム体の巻取り方向に電流を
流すことによってハニカム体の加熱を行なうようにした
第１のハニカム体と、別の波板材と平板材とを重ね合わ
せてロール状に巻いて第２のハニカム体とを形成し、第
１のハニカム体の下流に直列に、所定の間隔をおいて第
２のハニカム体を配設し、所定の間隔内に両ハニカム体
の端部に当接する複数個の間隔片を配置するものであ
る。

【００２０】軸方向長さが短く、かつ絶縁用波板をロー
ルの間に接合せずに介在させている第１のハニカム体で
も、第２のハニカム体に保持されている複数個の間隔片
によって、軸方向下流に向かっての動きが止められるか
ら、使用中排気ガスの流れによるテレスコーピングを発
生するおそれがなくなる。

【００２１】さらに、本発明によるメタル担体を上述の
構成としたため、電気的に加熱される第１のハニカム体
の構造が、互いに接合されない複数の平板材を有する平
板多重構造の場合や、２層以上の層が重ね合わされて形
成された多層構造の場合のような、板材の軸方向の拘束
力が極めて小なる場合であっても、テレスコーピングが
発生することはない。

【００２２】従って、第１のハニカム体の消費電力を設
計するに際し、多層構造において積み重ねる層の数の増
減や、さらに各層の板材の全長の増減によって、比較的
大幅な消費電力の増減を行なうことができ、また平板多
重構造において平板の枚数の増減によって比較的小幅の
消費電力の増減が可能となるので、これらの組み合せに
よって更に細かい客先の消費電力のニーズに合致したハ
ニカム体を提供することが出来る。

【００２３】積み重ねた層のうちの少なくとも１層を形
成する波板に電気絶縁性被膜層を施して絶縁用波板を形
成する場合、その被膜層は波板の片面又は両面に施すこ
とが出来る。両面に被膜層を施した場合には平板と接合
しないが、片面のみに被膜層を施した場合には、被膜層
を施さない面を平板と接合できるので、テレスコーピン
グの防止に効果がある。

【００２４】電気絶縁性被膜層を間隔片及び波板に施す
方法には、下記の方法がある。すなわち、 イ．物理的方法（ＰＶＤ）例えば真空蒸着、スパッタ、
イオンプレーティングによって絶縁被膜をコーティン
グ、 ロ．化学的方法（ＣＶＤ）によって絶縁被膜をコーティ
ング、 ハ．大気焼成によって絶縁性被膜層に変化する材料、例
えばアルミニウムをコーティングした後大気焼成、 ニ．波板又は間隔片の母材にアルミニウムを含有するス
テンレスを用い、形成後大気焼成するか又はろう付け後
大気焼成して、酸化アルミニウム被膜を析出、 ホ．形成後又はろう付け後の状態で溶融アルミニウム中
に浸漬し、浸漬中にアルミニウム（Ａｌ）と母材中の鉄
（Ｆｅ）とを相互拡散させることによって表面に合金層
を形成し、その後大気焼成して酸化アルミニウム被膜を
析出させる。

【００２５】間隔片には、少なくとも第１のハニカム体
に当接する端面に絶縁性被膜を施すものとする。

【００２６】上述の方法によって電気絶縁性被膜層を両
面に施した絶縁用波板を用いて形成したロール状ハニカ
ム体において、絶縁用波板の巻き始め及び巻き終りの部
分を平板材とろう付けすることにより、絶縁用波板にも
電流を流して発熱体とすることが出来るので消費電力を
増加させる方法として効果がある。また片面のみに被膜
層を施した絶縁用波板は、平板と片面を接合出来るので
発熱体とすることが出来同様の効果が得られる。

【００２７】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１（Ａ）は本発明の電気加熱式触媒装置用
メタル担体の軸を含む断面略図、図１（Ｂ）はサポート
ピンの外観の斜視図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の第２の
ハニカム体の外観の斜視略図で、サポートピンが装入さ
れた状態を示す図、図２は、図１（Ａ）の電気加熱式第
１のハニカム体の板材の構成を示す模式的断面図であ
る。

【００２８】図１（Ａ）において、電気加熱式触媒装置
用メタル担体１０には、電気加熱式の第１のハニカム体
１１と、第１のハニカム体１１の下流に同軸に所定の間
隔Ｃを隔てて第２のハニカム体１２が配設されており、
所定の間隔Ｃには、間隔片である円筒状のサポートピン
１３が複数個設けられている。第１のハニカム体１１と
第２のハニカム体１２の外側面は、それぞれ外筒１１
ａ，１２ａで覆われ、さらに電気絶縁体１４を介して共
通の保持筒１５内に装入されている。

【００２９】第１のハニカム体１１は、図２に示すよう
な、帯状をなす薄い金属板を折り曲げて連続的な波形の
凹凸を形成した１枚の波板材１と、平坦な帯状をなす薄
い金属板からなる１枚の平板材２₁ とで形成される層
と、１枚の平板材２₂ と帯状をなす薄い金属板を折り曲
げて連続的な波形の凹凸を形成した電気絶縁性被膜層を
有する絶縁用波板３とで形成される層とが積み重ねら
れ、平板材２₁ ，２₂ と絶縁用波板３との間はろう材で
接合されることなく、ロール状に巻かれて形成されてい
る。第１のハニカム体１１の中心部には、断面が円形で
細長い棒状の中心電極１６が配設されて波板材１および
平板材２₁ ，２₂ に接合されている。第１のハニカム体
１１のロール状の各層は、絶縁用波板３によって絶縁さ
れているから、波板材１と平板材２₁ ，２₂ のロールの
外周部の端末に外周電極１７を設けることにより、中心
電極１６と外周電極１７との間の板材はロール状の電気
抵抗体を形成する。したがって、中心電極１６と外周電
極１７とをそれぞれ不図示の電源に接続すれば、第１の
ハニカム体１１は電気加熱式のメタル担体となる。

【００３０】第２のハニカム体１２は、第１のハニカム
体１１と同様に、波板材と平板材とを重ねてロール状に
巻き回して形成したハニカム体であるが、必ずしも平板
二重構造や多層構造である必要はない。また絶縁用波板
は配設されない。第２のハニカム体１２は主要な触媒装
置用メタル担体としての役目を果たすものであるから、
第１のハニカム体１１に比べ軸方向長さは長くなってい
る。したがって一部の板材間がろう材によって接合され
ていない場合、または平板二重構造や多層構造の場合で
も、テレスコーピングを起こすことはない。

【００３１】サポートピン１３は、第１と第２のハニカ
ム体の間の所定の間隔Ｃの中に配設される間隔片であっ
て、図１（Ｂ）に示すように、軸方向に二つの端面１３
ａ，１３ｂを有する円筒形状をなし、一方の端面１３ｂ
にはハニカム体の軸に平行な軸部１３ｃが固設されてい
る。軸部１３ｃの軸に直角な方向の断面の形状は、第２
のハニカム体１２の１個の通気路の中に装入してろう材
によって通気路に接合可能な形状とする。軸部１３ｃの
長さは、通気路の中に少なくとも５ｍｍ装入できる長さ
とする。他方の端面１３ａは、第１のハニカム体１１の
端部に当接して、第１のハニカム体１１がガス流による
テレスコーピングを生じるのを防止している。端面１３
ａの面積は、第１のハニカム体１１の１個の通気路の面
積に等しいかまたは僅かに大きくする。すなわち通気路
の密度に応じて寸法が定められるが、通常その直径は１
〜１０ｍｍの範囲である。

【００３２】サポートピン１３の形状は、図１（Ｂ）に
示すような円筒状のほか、断面形状が多角形や十文字形
のものも用いられるが、その端面の最大寸法は、図１
（Ｂ）の円筒の直径Ａの円に内接する寸法以上とするこ
とが必要である。

【００３３】サポートピンの所要個数は、第１のハニカ
ム体１１の容量、構造によって異なるが、その端面の面
積の総和が第１のハニカム体１１の通気路断面積合計の
３０％以下とすることが好ましい。その理由は、３０％
を越えるとガス流に対する抵抗が大となって圧力損失を
増大させるほか、メタル担体に触媒を担持させる際の目
詰まりの原因となり、またサポートピンが設けられた通
気路の触媒層の担持が不充分となったり、サポートピン
の下流の部分のガスの流れが悪くなって触媒効率が低下
するからである。

【００３４】第１と第２のハニカム体の間の間隔Ｃの寸
法、すなわちサポートピン１３の円筒部分の軸方向長さ
は、両ハニカム体間の絶縁および加熱式メタル担体とし
ての熱効率を考慮して２〜３０ｍｍの間に設定すること
が望ましい。

【００３５】サポートピン１３の配置は、図１（ｃ）に
示すように、電気加熱を行う第１のハニカム体１１の絶
縁用波板３の端部に沿うように渦巻状に配列することが
望ましいが、このほかテレスコーピングを防止可能な、
どのような配置を行ってもよい。

【００３６】サポートピン１３の材質に鉄、ステンレス
などの導電性のある材料を使用した場合には、電気加熱
式の第１のハニカム体１１と接する少なくとも一方の端
面１３ａに電気絶縁処理を施す必要がある。電気絶縁処
理の方法として、サポートピン単独に行う場合には、Ｐ
ＶＤ，ＣＶＤまたはイオンプレーティング法によって、
酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）またはその他の絶縁性
被膜層をコーティングするか、またはアルミニウムを含
有する材料や、溶融アルミニウム中に浸漬して鉄とアル
ミニウムの合金層を生成させた材料からなるピンを大気
焼成することによって、絶縁性被膜層を得る。サポート
ピンをハニカム体に組み付けた後に絶縁性被膜層を得る
には、あらかじめサポートピンにアルミニウムを含有す
る材料か溶融アルミニウムに浸漬した材料を用いて、大
気焼成法により酸化アルミニウムの絶縁性被膜層を得
る。

【００３７】サポートピン１３の材質に、セラミックな
どの耐熱性のある電気絶縁材料を使用することもでき
る。

【００３８】第１のハニカム体１１と第２のハニカム体
１２とを固定するには、図１（Ａ）に示すような保持筒
１５が用いられるが、保持筒１５の使用方法には、さら
に図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すようなものがある。図
３（Ａ）に示す実施例では、第１のハニカム体１１の外
筒を延長して第２のハニカム体１２の外筒１２ａを覆
い、保持筒１５を形成するものであり、図３（Ｂ）に示
す実施例では、第２のハニカム体１２の外筒を延長して
第１のハニカム体１１の外筒１１ａを覆い、保持筒１５
を形成するものである。これらの保持筒１５はそれぞれ
の外筒１２ａまたは１１ａと溶接などによって固定す
る。

【００３９】触媒担持を行うには、第１と第２のハニカ
ム体を組み付け後同時に行うことも可能であるが、第１
と第２のハニカム体について別個の触媒担持を行って異
なる担持仕様とし、または第１のハニカム体に触媒担持
を行わないなど、種々の方法をとることができる。

【００４０】本発明によるサポートピンを、第１と第２
のハニカム体の間に設けることにより、電気加熱式の第
１のハニカム体のテレスコーピングの発生を防止するこ
とができるので、第１のハニカム体を電気加熱するに適
した形状とし、さらに客先の消費電力のニーズに合致す
るように、軸方向長さの短縮、多層構造、平板多重構造
の採用を行なうことができる。

【００４１】次に、電気加熱式のハニカム体の設計にお
いて、種々の消費電力を設定する為の板材の構成を説明
する。

【００４２】図４は本発明の電気加熱式触媒装置用メタ
ル担体の種々の板材の構成を示す模式的断面の図であっ
て、従来の技術による全長がｌで各１枚の平板と波板を
含む１層からなるハニカム体を基準層とし、以下この基
準層を分割して長さｌ／２ないしｌ／８の層としてそれ
ら各層を積み重ねたときの板材の構成を示す断面略図
と、基準層及び２層積み重ねた本発明の基本形式の層を
基準とした夫々の比較消費電力（発熱量）とを示してい
る。この際層毎の各板材の電気抵抗値を同一と仮定し、
また波板のうち少なくとも１枚に絶縁被膜層を施して、
全ての板材に対し巻取り方向に電流を流しうるようにし
てある。

【００４３】図４に於て、従来の技術による全長ｌで波
板１と平板２各１枚からなる「基準層」を、長手方向に
１／２に切断して積み重ねて、本発明の基本形式である
２層積み重ね構造を形成すれば、板材の断面積の合計は
基準層に比し２倍となり、全長は１／２であるため電気
抵抗値は１／４となり、従って消費電力を４倍とするこ
とができるのに対して、重量と圧力損失は不変であり、
加熱速度は速くなる。以下同様に全長ｌを１／３ないし
１／８に切断して３層ないし８層に積み重ねれば、板材
の断面積は３倍ないし８倍となり、全長は１／３ないし
１／８となるため、従来の技術の基準層に対し電気抵抗
値は１／９ないし１／６４となり、従って消費電力を９
倍ないし６４倍とすることができる。

【００４４】このようにして形成した本発明による多層
構造のハニカム体は、重量及び圧力損失を増加させるこ
となく大幅な消費電力の増加を計ることができる。

【００４５】さらに本発明の基本形式の２層構造を基準
にとれば、３層に積み重ねた場合の消費電力は２．２５
倍となる。この場合２．２５倍迄の間に更に細かい段階
の消費電力を設定が必要な場合には、図５に示すよう
に、本発明の基本構造である２層積み重ね構造に於て、
板材の全長を変えずに平板１枚を追加することによって
板材の断面積が５／４倍となり、従って消費電力も５／
４倍＝１．２５倍となる。同様にして２層積み重ね構造
の平板をさらに１枚づつ増すことによって１．５倍、
１．７５倍、２．０倍と細かい消費電力の増加設定が可
能となる。

【００４６】このように本発明により２層構造を基本形
式として層の数と平板の枚数の少なくとも何れか一方の
数を増減し、さらに層の巻き取り方向長さを増減するこ
とを併せて行えば、所望の消費電力を有するハニカム体
が得られる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は１枚の波板
材と少なくとも１枚の平板材とが重なり合って形成され
た層を少なくとも２層重ねて、少なくとも１層の波板材
が電気絶縁性被膜を施されて接合されることなく配設さ
れ、ロール状に巻かれて形成された、軸方向長さが短い
電気加熱式の第１のハニカム体を形成し、その下流に直
列に所定の間隔を隔てて、主要な触媒担体をなす第２の
ハニカム体を配設して、両ハニカム体の対向する端部の
間に複数の間隔片を設けたため、第１のハニカム体がガ
ス流によってテレスコーピングを発生するのを防止でき
るという効果がある。

【００４８】したがって第１のハニカム体に設けた中心
電極を第２のハニカム体まで延長して保持させる必要が
ないため、第２のハニカム体に電気的絶縁を考慮する必
要がなくて構造が簡単となり、かつ第１のハニカム体と
第２のハニカム体を同一の保持筒の中へ無理なく装入で
き、また両ハニカム体の熱による膨張・収縮に際しても
無理がかからないため、耐久性が向上するという効果を
奏する。

【００４９】さらにまた、第１のハニカム体の積み重ね
た層の数と平板材の枚数のうちの少なくとも何れか一方
の数を増減するか、或いはさらに層の巻き取り方向の長
さを増減することによって、設計時の消費電力を広範囲
にかつ細かく設定出来るようにしたため、ハニカム体の
重量や圧力損失を増加させず、均一に加熱可能でろう付
け部分が過熱せず、加熱速度が速く、テレスコーピング
を生じる恐れがなく、かつ消費電力に対する客先の細か
いニーズに対応できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の電気加熱式触媒装置用メタル
担体の軸を含む断面略図、（Ｂ）はサポートピンの外観
の斜視図、（Ｃ）は（Ａ）の中の第２のハニカム体の外
観の斜視略図である。

【図２】図１（Ａ）の第１のハニカム体の板材の構成を
示す模式的断面図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明のそれぞれ別の実施例
の軸を含む断面略図である。

【図４】本発明の電気加熱式触媒装置用メタル担体の、
種々の多層構造を示す模式的断面と、基準層と比較した
各多層構造の消費電力の比較を示す図表である。

【図５】本発明の電気加熱式触媒装置用メタル担体の、
多層＋平板多重構造の消費電力の比較を示す図表であ
る。

【図６】従来の技術による電気加熱式触媒装置用メタル
担体の軸を含む断面略図である。

【図７】従来の技術による別の電気加熱式触媒装置用メ
タル担体の軸を含む断面略図である。

【図８】従来の技術による電気加熱式触媒装置用メタル
担体の図で、（Ａ）は板材の構成を示す模式図、（Ｂ）
はハニカム体の軸に直角な断面略図である。

【図９】従来の技術による電気加熱式触媒装置用メタル
担体の図で、（Ａ）は板材の構成を示す図、（Ｂ）はハ
ニカム体の斜視図である。

【符号の説明】

１，４１，５１ 波板材／波板 ２₁ ，２₂ ，４２，５２ 平板材／平板 ３，４３，５３， 絶縁用波板 ４，５ 電極 １０，３０ メタル担体 １１，２１ 第１のハニカム体 １２，２２ 第２のハニカム体 １１ａ，１２ａ 外筒 １３ 間隔片／サポートピン １３ａ，１３ｂ 端面 １３ｃ 軸部 １４ 絶縁体 １５ 保持筒 １６，２６ 中心電極 １７ 外周電極 ３１ 第１のメタル担体 ３２ 第２のメタル担体 ４０，５０ ハニカム体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状をなす薄い金属板を折曲げて連続的
   な波形の凹凸を形成した１枚の波板材と、平坦な帯状を
   なす薄い金属板からなる少なくとも１枚の平板材とが相
   互に当接して重なり合って形成された層が、少なくとも
   ２層以上積み重ねられてロール状に巻かれて形成されて
   多数の網目状通気路を備えたハニカム体をなし、 前記積み重ねられた層のうちの少なくとも１層の前記波
   板材が、電気絶縁性被膜層を施されて接合されることな
   く前記ロール状に巻回された層間を電気的に絶縁し、前
   記ハニカム体の中心部に中心電極を有し、前記ハニカム
   体の外周部に前記中心電極と逆性の外周電極を有し、前
   記中心電極と前記外周電極との間に電流を流すことによ
   り前記ハニカム体を加熱する、軸方向長さが短い第１の
   ハニカム体と、 帯状をなす薄い金属板を折り曲げて連続的な波形の凹凸
   を形成した波板材と、平坦な帯状をなす薄い金属板から
   なる平板材とが相互に当接して重なり合いロール状に巻
   かれて形成されて多数の網目状通気路を備えたハニカム
   体をなし、前記第１のハニカム体の下流に直列にかつ間
   隔を置いて配設された第２のハニカム体と、 前記第１と第２のハニカム体を覆って両ハニカム体を保
   持する保持筒とを含む、電気加熱式触媒装置用メタル担
   体において、 前記第１と第２のハニカム体の、対向する軸方向端部に
   当接する複数の間隔片を有することを特徴とする、電気
   加熱式触媒装置用メタル担体。
2. 【請求項２】 前記間隔片は、前記ハニカム体の軸に直
   角な両端面を有し、該端面の大きさは、第１のハニカム
   体を形成する前記通気路１個の寸法より大なる寸法を有
   し、前記両端面の一方が、前記軸に平行な軸部を有し、
   該軸部が第２のハニカム体を形成する前記通気路１個に
   装入可能でかつ該通気路とろう付けにより接合可能な形
   状を有する、請求項１に記載の電気加熱式触媒装置用メ
   タル担体。
3. 【請求項３】 前記間隔片の前記軸部が、第２のハニカ
   ム体の前記端部から５ｍｍ以上装入される、請求項２に
   記載の電気加熱式触媒装置用メタル担体。
4. 【請求項４】 前記複数の間隔片の前記端面の面積の合
   計が、ハニカム体の通気路断面積合計の３０％以下であ
   る、請求項１ないし３に記載の電気加熱式触媒装置用メ
   タル担体。
5. 【請求項５】 前記間隔片の材料が金属材料である、請
   求項１ないし４に記載の電気加熱式触媒装置用メタル担
   体。
6. 【請求項６】 前記間隔片の、少なくとも前記第１のハ
   ニカム体に当接する前記端面が、電気絶縁性被膜層を有
   する、請求項１ないし５に記載の電気加熱式触媒装置用
   メタル担体。
7. 【請求項７】 前記間隔片の材料が耐熱電気絶縁材料で
   ある、請求項１ないし４に記載の電気加熱式触媒装置用
   メタル担体。