CN103874834A - 电加热式催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供电加热式催化剂，抑制电朝电加热式催化剂(1)的壳体(5)流动。该电加热式催化剂(1)具有：因通电而发热的发热体(3)；收纳发热体(3)的壳体(5)；内管(4)，其设置在发热体(3)与壳体(5)之间，并对电进行绝缘；内侧衬垫(62)，其设置在发热体(3)与内管(4)之间；以及外侧衬垫(64)，其设置在内管(4)与壳体(5)之间，其中，内管(4)具有：管状部(42)，其设置在发热体(3)的周围且形成为与该发热体(3)的中心轴平行；以及下游侧倾斜部(43)，其设置在该管状部(42)的下游侧的位置，且越趋向下游侧则内径越小，作为管状部(42)与下游侧倾斜部(43)的边界的下游侧弯曲部(45)设置在外侧衬垫(64)的下游侧端部(64A)附近。

Description

电加热式催化剂

技术领域

本发明涉及电加热式催化剂。

背景技术

已知有在双重管的内管的内侧配置电加热式催化剂的技术(例如，参照专利文献1。)。

另外，已知有在双重管的内管与外管之间设置催化剂，并使相比该催化剂靠上游侧的内管的内径越趋向上游侧越小的技术(例如，参照专利文献2。)。

另外，已知有在双重管的内管与外管之间或者在相比内管靠内侧的位置设置催化剂，并使相比该催化剂靠上游侧的内管的内径越趋向上游侧越小的技术(例如，参照专利文献3。)。

另外，已知有在双重管的内管与外管之间以及相比内管靠内侧的位置设置催化剂，并使相比该催化剂靠上游侧的内管的内径越趋向上游侧越小的技术(例如，参照专利文献4。)。

然而，如果在双重管的内管附着有排气中的颗粒状物质(PM)，则在对电加热式催化剂通电时，担心电流经由该PM通向壳体。为了抑制该情况发生，例如考虑在内管与壳体之间采用PM难以进入的构造(迷宫式密封构造)。但是，仍难以完全防止PM的流入。在此，附着于内管与壳体之间的PM能够通过提高内管的温度而被氧化除去。但是，如果形成上述构造，则排气难以流至内管与壳体之间，因此利用排气的热产生的温度上升的程度变小。因此，除去附着于内管与壳体之间的PM变得困难。如此一来，存在电经由PM朝壳体流动的忧虑。

专利文献1：日本特开平08-232647号公报

专利文献2：日本特开2004-239107号公报

专利文献3：日本特开2005-127257号公报

专利文献4：日本特开平11-002117号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而形成的，其目的在于抑制电朝电加热式催化剂的壳体流动。

为了实现上述课题，基于本发明的电加热式催化剂具备：

发热体，通过对该发热体通电，该发热体发热；

壳体，该壳体收纳上述发热体；

内管，该内管设置在上述发热体与上述壳体之间，并对电进行绝缘；

内侧衬垫，该内侧衬垫设置在上述发热体与上述内管之间，对电进行绝缘并且支承上述发热体，该内侧衬垫与上述内管相比在排气的流动方向上短；以及

外侧衬垫，该外侧衬垫设置在上述内管与上述壳体之间，对电进行绝缘并且支承上述内管，该外侧衬垫与上述内管相比在排气的流动方向上短，其中，

上述内管具备：管状部，该管状部设置在上述发热体的周围且形成为与该发热体的中心轴平行；以及下游侧倾斜部，该下游侧倾斜部设置在相比该管状部靠下游侧的位置，且越趋向下游侧则内径越小，

作为上述管状部与上述下游侧倾斜部的边界的下游侧弯曲部设置在上述外侧衬垫的下游侧端部附近。

发热体可以为催化剂的载体，也可以设置在相比催化剂靠上游侧的位置。对发热体通电使得该发热体发热，因此能使催化剂的温度上升。另外，内侧衬垫以及外侧衬垫相比内管在排气的流动方向上短。因此，内管从内侧衬垫以及外侧衬垫向排气的流动方向的上游侧以及下游侧突出。此外，壳体可以为双重管的外管。

在此，内侧衬垫以及外侧衬垫、内管本身能够对电进行绝缘，而如果排气中的PM附着于它们的表面，则电经由该PM流动。为了抑制这种情况发生，将作为内管的管状部与下游侧倾斜部的边界的下游侧弯曲部设置在外侧衬垫的下游侧端部附近。即，内管在外侧衬垫的下游侧端部附近向内管的中心轴侧弯曲。因此，在相比设置发热体的部位靠下游侧的位置，排气通路的截面积变小。

此外，由于通过发热体后的温度高的排气直接与相比下游侧弯曲部靠下游侧的下游侧倾斜部碰触，因此相比该下游侧弯曲部靠下游侧的内管的温度容易上升。该热沿内管传递，因此内管整体的温度上升。另外，附着于相比下游侧弯曲部靠下游侧的内管的PM容易被氧化。另外，即使内管的温度变高，壳体侧的温度也很低，因此内管的热向壳体侧移动。因此，担心内管的温度上升变得缓慢。与此相对，在内管的管状部的外周面侧具有外侧衬垫。该外侧衬垫成为隔热件，能够抑制热从内管被夺走。另外，在相比下游侧弯曲部靠下游侧的位置从排气受热，因此温度容易上升，因此即使没有外侧衬垫也能够使PM氧化。

另外，排气通过发热体使得该排气的紊乱、波动减少。由此，在相比发热体靠下游侧的位置，PM难以进入壳体与内管之间。

这样，由于能够抑制PM侵入壳体与内管之间的空间并升高内管的温度，因此能够促进PM的氧化。由此，能够抑制电在发热体与壳体之间流动。

另外，在本发明中，上述内管具有上游侧倾斜部，该上游侧倾斜部设置在相比上述管状部靠上游侧的位置，且越趋向上游侧则内径越小，

能够将作为上述管状部与上述上游侧倾斜部的边界的上游侧弯曲部和上述外侧衬垫的上游侧端部分开设置。

即，内管在相比发热体靠上游侧的位置也可以向内管的中心轴侧弯曲。在此，与相比发热体靠下游侧的位置不同，在相比发热体靠上游侧的位置，排气难以与内管碰触。因此，上游侧倾斜部的温度难以上升，因此如果PM进入内管与壳体之间，则存在很难将其除去的忧虑。与此相对，将上游侧弯曲部与外侧衬垫的上游侧端部分开。在此，在内管与壳体之间的空间沿上游侧倾斜部的外周面流动来的排气在相比上游侧弯曲部靠下游侧也朝上游侧倾斜部的延长方向前进。因此，如果使上游侧弯曲部与外侧衬垫的上游侧端部分开，则在相比上游侧弯曲部靠下游侧，排气向上游侧倾斜部的延长线上的空间行进。即，排气与管状部分离行进。因此，排气难以直接与相比上游侧弯曲部靠下游侧的管状部的外周面碰触，PM变得难以附着。由此，能够抑制电经由PM流动。

另外，即使排气流入壳体与内管之间，也能够抑制在管状部的外周面附着PM，因此能使排气比较多地流入该壳体与内管之间。由此，能够升高内管的温度，因此能够促进PM的氧化。此外，上游侧弯曲部与外侧衬垫的上游侧端部可以分开不会产生沿面放电的规定距离。

另外，在本发明中，上述内侧衬垫的上游侧端部以及上述发热体的上游侧端部能够位于上述上游侧弯曲部附近。

在此，很难完全使PM不附着于上游侧弯曲部与外侧衬垫的上游侧端部之间的管状部的外周面。与此相对，如果发热体的上游侧端部位于上游侧弯曲部附近，则能够从发热体向管状部供热。因此，能够进一步提高相比上游侧弯曲部靠下游侧的管状部的外周面的温度，能够促进PM的氧化。进而内管的温度更高使得内管与壳体的温度差更大，因此利用热泳效果能使PM从内管侧向壳体侧移动。由此，能够抑制PM附着于管状部的外周面。

另外，在本发明中，上述电加热式催化剂可以具备导热部，该导热部具有连接上述内管与上述发热体，并使热移动。

在此，内侧衬垫的存在使得发热体的热难以向内管传递。与此相对，如果具备导热部，则能够将发热体的热更多地向内管供给。由此，能够进一步提高内管的温度，因此能够促进附着于该内管的PM的氧化。

另外，在本发明中，上述内管在上述管状部的外周面的表面具有对电进行绝缘的绝缘体，在上述上游侧倾斜部的表面以及上述管状部的内周面的表面不具有对电进行绝缘的绝缘体。

绝缘体例如在内管的表面被涂层。该绝缘体对电进行绝缘，但通常隔热材料效果也高。因此，如果具备绝缘体，则不受从排气受热。与此相对，由于在上游侧倾斜部不具有绝缘体，因此在该上游侧倾斜部容易从排气受热。因此，能够进一步提高内管的温度，因此能够促进附着于内管的PM的氧化。另外，能够在管状部从发热体受热，因此温度容易上升。进而排气难以直接与管状部的外周面碰触，因此PM难以附着。而且，只要仅在管状部的外周面具有绝缘体，便能够在该外周面遮挡电。

另外，在本发明中，可以是上述壳体的上游侧端部的内径小于上述内管的上游侧端部的内径，上述壳体的下游侧端部的内径大于上述内管的下游侧端部的内径。

这样一来，在相比发热体靠上游侧以及下游侧，排气难以流入壳体与内管之间，因此能够抑制PM附着。

另外，在本发明中，上述壳体具有导入管，该导入管从上述壳体的上游侧端部向下游侧延伸，该导入管的内径小于上述内管的上游侧端部的内径，

上述导入管的下游侧端部位于相比上述内管的上游侧端部靠上游侧的位置，

上述导入管的下游侧端部的外径大于上述内管的上游侧端部的内径。

这样一来，通过导入管后的排气容易流入内管的中心轴侧。另外，即使排气被发热体弹回而形成逆流，该排气也会与导入管碰触，能够抑制排气流入壳体与内管之间。由此，能够抑制PM附着于壳体与内管之间。

另外，在本发明中，上述壳体具有导入管，该导入管从上述壳体的上游侧端部向下游侧延伸，该导入管的内径小于上述内管的上游侧端部的内径，

当假定上述内管的上游侧倾斜部延长至该内管的中心轴时，该假定延长的上游侧倾斜部不与上述导入管交叉。

这样一来，即便与发热体碰触后弹回的排气沿内管的上游侧倾斜部向上游侧行进后，在该上游侧倾斜部的延长线上的空间流动，也能够抑制排气与导入管的外周面碰触。因此，逆流的排气被沿导入管的内侧向下游侧流动的排气推回，因此抑制排气流入内管与壳体之间。即，能够抑制PM附着于内管与壳体之间。

根据本发明，能够抑制电朝电加热式催化剂的壳体流动。

附图说明

图1为表示实施例1所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图2为表示实施例2所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图3为表示实施例3所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图4为表示实施例4所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图5为表示实施例5所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图6为表示实施例6所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图7为表示实施例7所涉及的电加热式催化剂的概要结构的图。

图8为表示在内管延长面K在到达中心轴A之前与导入管交叉的情况的电加热式催化剂的概要结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的电加热式催化剂的具体的实施方式进行说明。此外，能够适当组合以下的实施例。

<实施例1>

图1为表示本实施例所涉及的电加热式催化剂1的概要结构的图。此外，本实施例所涉及的电加热式催化剂1被设置在搭载于车辆的内燃机的排气管2。作为内燃机，可以是柴油内燃机，也可以是汽油内燃机。另外，在采用具有电马达的混合动力系统的车辆也可以使用。

图1所示的电加热式催化剂1是沿着该电加热式催化剂1的中心轴A将该电加热式催化剂1在纵向剖切而得的剖视图。此外，电加热式催化剂1的形状相对于中心轴A呈线对称，因此图1中仅示出上侧的部分。另外，在图1中，B的箭头表示排气的流动方向。

本实施例的电加热式催化剂1具有以中心轴A为中心的圆柱形的催化剂载体3。此外，从中心轴A侧起依次设有催化剂载体3、内管4、壳体5。另外，在催化剂载体3与内管4之间以及内管4与壳体5之间设置有衬垫6。

催化剂载体3使用形成电阻且具有因通电而发热的性质的材料。催化剂载体3的材料例如使用SiC。催化剂载体3具有沿排气的流动方向B(可以为中心轴A的方向。)延伸并且与排气的流动的方向垂直的剖面呈蜂窝状的多个通路。排气在该通路内流通。催化剂载体3的外形例如为以排气管2的中心轴A为中心的圆柱形。此外，基于与中心轴A正交的剖面的催化剂载体3的剖面形状例如可以为椭圆形。中心轴A为排气管2、催化剂载体3、内管4以及壳体5共用的中心轴。此外，在本实施例中，催化剂载体3相当于本发明中的发热体。此外，在将发热体设置在相比催化剂靠上游侧的情况下的发热体中也同样能够应用本实施例。

在催化剂载体3担载有催化剂。作为催化剂，例如可以举出氧化催化剂、三元催化剂、吸留还原型NOx催化剂、选择还原型NOx催化剂等。在催化剂载体3连接有两个电极7，通过对该电极7间施加电压而对催化剂载体3通电。该催化剂载体3因该催化剂载体3的电阻而发热。

作为内管4的材料，例如可以使用氧化铝之类的电绝缘体。另外，内管4也可以是在金属等的电导电体的表面涂覆电绝缘体的结构。内管4从上游侧起依次具有上游侧倾斜部41、管状部42、下游侧倾斜部43。上游侧倾斜部41以越趋向下游侧则内径越大的方式相对于中心轴A倾斜。上游侧倾斜部41的上游侧端部开口，排气经由该上游侧端部向内管4的内侧流入。另外，上游侧倾斜部41的下游侧端部与管状部42的上游侧端部连接。

管状部42形成为以中心轴A为中心的管状。管状部42由与中心轴A平行的面构成。管状部42的下游侧端部与下游侧倾斜部43的上游侧端部连接。下游侧倾斜部43以越趋向下游侧则内径越小的方式相对于中心轴A倾斜。下游侧倾斜部43的下游侧端部开口，排气经由下游侧端部从内管4的内侧流出。此外，也可以将管状部42分割成相比电极7靠上游侧的部分与相比电极7靠下游侧的部分。另外，为了避免在电极7与管状部42产生放电，两者以一定程度的间隔进行设置。

此外，上游侧倾斜部41与管状部42的边界为内管4折弯的部位，以下称为上游侧弯曲部44。另外，管状部42与下游侧倾斜部43的边界也是内管4折弯的部位，以下称为下游侧弯曲部45。

折弯壳体5的材料使用金属，例如可以使用不锈钢材料。该壳体5可以为双重管的外管。此外，为了插通电极7，在壳体5开设有孔，壳体5与电极7为了避免放电而以一定程度的间隔进行设置。而且，在开设于壳体5的孔设置有支承电极7的绝缘部8。折弯该绝缘部8的材料使用电绝缘体。而且，绝缘部8毫无间隙地设置于壳体5与电极7之间。

壳体5构成为从上游侧起依次具备上游侧倾斜部51、管状部52、下游侧倾斜部53。上游侧倾斜部51以越趋向下游侧则内径越大的方式相对于中心轴A倾斜。上游侧倾斜部51的上游侧端部开口，排气经由该上游侧端部向壳体5的内侧流入。另外，上游侧倾斜部51的下游侧端部与管状部52的上游侧端部连接。

管状部52形成为以中心轴A为中心的管状。管状部52由与中心轴A平行的面构成。管状部52的下游侧端部与下游侧倾斜部53的上游侧端部连接。下游侧倾斜部53以越趋向下游侧则内径越小的方式相对于中心轴A倾斜。下游侧倾斜部53的下游侧端部开口，排气经由下游侧端部从壳体5的内侧向排气管2流出。

在壳体5的上游侧端部以及下游侧端部形成有凸缘，并与排气管2连接。另外，从壳体5的上游侧端部向下游侧形成有导入管54。导入管54形成为以中心轴A为中心的管状，在相比内管4的上游侧端部靠上游侧的范围内与中心轴A平行延伸。导入管54的内径与壳体5的上游侧倾斜部51的上游侧端部的内径相等。

对于衬垫6使用电绝缘体，例如使用以氧化铝为主成分的陶瓷纤维。衬垫6卷绕于催化剂载体3的外周面以及内管4的管状部42的外周面。衬垫6覆盖催化剂载体3的外周面(与中心轴A平行的面)，因此能够抑制当对催化剂载体3通电时电朝内管4以及壳体5流动的情况。

衬垫6由设置在内管4的管状部42与催化剂载体3之间的内侧衬垫61、62和设置在壳体5的管状部52与内管4的管状部42之间的外侧衬垫63、64构成。另外，内侧衬垫61、62由相比电极7靠上游侧的内侧衬垫61和相比电极7靠下游侧的内侧衬垫62构成。进而，外侧衬垫63、64由相比电极7靠上游侧的外侧衬垫63和相比电极7靠下游侧的外侧衬垫64构成。

在催化剂载体3卷绕内侧衬垫61、62时的该内侧衬垫61、62的外径大于内管4的内径。因此，当在内管4内收纳内侧衬垫61、62时，该内侧衬垫61、62被压缩，因此，催化剂载体3借助该内侧衬垫61、62的反弹力被固定于内管4内。

另外，在将外侧衬垫63、64卷绕于内管4时的该外侧衬垫63、64的外径大于壳体5的内径。因此，当在壳体5内输入外侧衬垫63、64时，该外侧衬垫63、64被压缩，因此，内管4借助该外侧衬垫63、64的反弹力被固定于壳体5内。而且，内管4从衬垫6向上游侧以及下游侧突出。

此外，在本实施例子中，将内侧衬垫61、62以及外侧衬垫63、64分为相比电极7靠上游侧的部分与相比电极7靠下游侧的部分来进行说明，但它们可以除电极7的周围以外在上游侧与下游侧形成一体。

在此，内管4具有上游侧倾斜部41，由此内燃机的排气难以进入内管4与壳体5之间。但是，如果内燃机的完全进入不到内管4与壳体5之间，则内管4的温度上升变慢，难以氧化附着于内管4的PM。另一方面，为了升高内管4的温度，如果以使更多的排气流入内管4与壳体5之间的方式来形成内管4，则担心PM附着于内管4与壳体5之间。而且，如果附着于衬垫6以及内管4的PM的量增多，则电经由该PM流动。

与此相对，在本实施例子中，将外侧衬垫63的上游侧端部63A与上游侧弯曲部44分开规定距离C。即，内管4的管状部42的外周面在相比外侧衬垫63的上游侧端部63A靠上游侧露出。

在此，流入内管4与壳体5之间的排气沿上游侧倾斜部41流动。该排气在上游侧弯曲部44中也沿上游侧倾斜部41的延长线的方向行进。因此，排气的流动从内管4的管状部42的外周面分离。这样一来，排气不会直接碰触相比上游侧弯曲部44靠下游侧且相比外侧衬垫63的上游侧端部63A靠上游侧的内管4的管状部42的外周面。这样，排气不直接碰触，使得PM难以附着于该部位。即，通过将外侧衬垫63的上游侧端部63A与上游侧弯曲部44分开规定距离C，能够抑制PM附着于其间的内管4的外周面。此外，规定距离C例如是可抑制上游侧弯曲部44与外侧衬垫63的上游侧端部63A之间的沿面放电的距离，可以通过实验等求出最佳值。

此外，即便PM附着于内管4的上游侧倾斜部41，只要PM不附着于内管4的管状部42的外周面，便能够抑制在流至催化剂载体3与壳体5之间电经由PM流动。即，内管4的至少表面为电绝缘体，因此只要PM不附着，便不会有电流动。另外，在本实施例子中，形成为排气流入内管4与壳体5之间的结构，也能够抑制PM附着于内管4的管状部42。因此，也能够使排气流入内管4与壳体5之间而使内管4的温度上升。由此，能够促进PM的氧化。

另一方面，在本实施例子中，外侧衬垫64的下游侧端部64A延伸至下游侧弯曲部45。即，外侧衬垫64的下游侧端部64A位于下游侧弯曲部45的附近。因此，外侧衬垫64比内侧衬垫62向下游侧长出规定距离D。

在此，假定与外侧衬垫63的上游侧端部63A的情况相同，在外侧衬垫64的下游侧端部64A与下游侧弯曲部45之间设置间隔，则内管4的露出的部位的面积变大。这样一来，担心内管4的温度降低。即，在催化剂载体3的下游侧，流通在催化剂载体3被加热的温度比较高的排气，并且排气与下游侧倾斜部43直接碰触，因此内管4的温度比较高。

另一方面，壳体5与外部空气接触，因此温度比较低。因此，存在热从内管4向壳体5移动而内管4的温度降低的忧虑。在此，由以氧化铝为主成分的陶瓷纤维构成的衬垫6，陶瓷纤维本身难以导热并且在衬垫6内含有大量气体，因此隔热性高。即，通过使外侧衬垫64的下游侧端部64A延伸至下游侧弯曲部45，外侧衬垫64成为隔热件。由此，能够抑制热从内管4的管状部42的外周面向壳体5移动。

此外，内燃机的排气通过催化剂载体3，由此大幅降低了排气的紊乱、波动。因此，在相比催化剂载体3靠下游侧，排气难以流入内管4与壳体5之间，因此PM难以附着于内管4与壳体5之间。因此，在下游侧弯曲部45的周边，无需使内管4的管状部42的外周面露出。

此外，内侧衬垫61的上游侧端面与催化剂载体3的上游侧端面位于相同平面上或者被设定为比较近的距离。另外，内侧衬垫62的下游侧端面与催化剂载体3的下游侧端面位于相同平面上或被设定为比较近的距离。

如以上说明的那样，在本实施例中，将外侧衬垫63的上游侧端部63A和上游侧弯曲部44分开规定距离C，因此在相比外侧衬垫63的上游侧端部63A靠上游侧，能够抑制PM附着于内管4的管状部42的外周面。由此，能够抑制电经由PM流动。另外，由于排气流入内管4的上游侧倾斜部41和壳体5的上游侧倾斜部51之间，因此能够升高内管4的温度，因此能够促进PM的氧化。

另外，通过使外侧衬垫64的下游侧端部64A与下游侧弯曲部45接近，能够抑制热从内管4的管状部42向壳体5移动。由此，能够将内管4的温度较高地保持，因此能够促进附着于该内管4的PM的氧化。由此，能够抑制电经由PM流动。

<实施例2>

图2是表示本实施例所涉及的电加热式催化剂10的概要结构的图。图2所示的电加热式催化剂10为沿该电加热式催化剂10的中心轴A将该电加热式催化剂10在纵向剖切而得的剖视图。此外，电加热式催化剂10的形状相对于中心轴A呈线对称，因此在图2中仅示出上侧的部分。

在本实施例子中，与实施例1的不同之处在于催化剂载体30以及内侧衬垫610的形状，对此进行说明。在本实施例子中，内侧衬垫610的上游侧端部610A以及催化剂载体30的上游侧端部30A比实施例1的情况更向上游侧延伸。而且，内侧衬垫610的上游侧端部610A以及催化剂载体30的上游侧端部30A位于与中心轴A正交并且包含上游侧弯曲部44的平面上或者其附近。由此，使内侧衬垫610以及催化剂载体30接近内管4的上游侧倾斜部41。

在这样构成的电加热式催化剂10中，从相比催化剂载体30靠上游侧流来的排气的一部分，在被该催化剂载体30弹回时，排气容易与内管4的上游侧倾斜部41碰触。由此，在内燃机低温启动时，能使内管4的上游侧倾斜部41的温度迅速上升。这样一来，利用热泳效果能够抑制PM附着于内管4的外周面。

另外，在内管4的管状部42的外周面亦即露出的部位，能够从内管4的内侧通过催化剂载体30供热。由此，即便在内管4的管状部42的外周面亦即露出的部位附着PM，也能使之迅速氧化。由此，能够抑制电经由PM流动。

另外，能够缩小在内管4露出的面积，因此从排气向内管4移动的热变少。因此，能够升高流入催化剂载体30的排气的温度。由此，能够迅速升高催化剂载体30的温度。

<实施例3>

图3为表示本实施例所涉及的电加热式催化剂11的概要结构的图。图3所示的电加热式催化剂11为沿该电加热式催化剂11的中心轴A将该电加热式催化剂11在纵向上剖切而得的剖视图。此外，电加热式催化剂11的形状相对于中心轴A呈线对称，因此在图3中仅示出上侧的部分。另外，相比图3所示的部位靠下游侧为与图1所示的电加热式催化剂1相同的构造，因此将其省略。

在本实施例子中，具有连接相比内侧衬垫61靠上游侧的内管4的内周面和催化剂载体3的外周面的导热部90。该导热部90由热传导率比较高的例如金属构成。

在此，对于内侧衬垫61例如采用陶瓷纤维，由此能够抑制催化剂载体3的破损并对其进行支承。另外，利用内侧衬垫61的隔热效果能够抑制催化剂载体3的温度降低。但是，由于存在内侧衬垫61，因此难以向内管4传导催化剂载体3的热。

与此相对，在本实施例的电加热式催化剂11中，能够从催化剂载体3向内管4经由导热部90供热。利用该热能够升高内管4的温度。因此，能够促进附着于内管4的PM的氧化，因此能够抑制电经由PM流动。此外，导热部90也可以与相比催化剂载体3的外周面靠中心轴A侧的位置连接。另外，导热部90也可以与内管4的上游侧倾斜部41连接。

<实施例4>

图4为表示本实施例所涉及的电加热式催化剂12的概要结构的图。图4所示的电加热式催化剂12为沿该电加热式催化剂12的中心轴A将该电加热式催化剂12在纵向上剖切而得的剖视图。此外，电加热式催化剂12的形状相对于中心轴A呈线对称，因此在图4中仅示出上侧的部分。另外，相比图4所示的部位靠下游侧为与图1所示的电加热式催化剂1相同的构造，因此将其省略。

在此，在本实施例子中，采用金属制的内管4。而且，仅在内管4的管状部42的外周面设置绝缘层91。该绝缘层91由电绝缘体构成。即，在内管4的上游侧倾斜部41的表面、内管4的管状部42的内周面未设有绝缘层91。在设置该绝缘层91的部位，可抑制电在表面流动。但是，如果在绝缘层91的表面附着PM，则电经由该PM流动。另一方面，在未设置绝缘层91的部位，即便在表面未附着PM却也有电流动。

绝缘层91虽然对电进行绝缘，但这样的材料的隔热效果通常也很高。因此，在设置绝缘层91的部位难以从外部受热，温度很难上升。与此相对在本实施例子中，仅在内管4的管状部42的外周面设置绝缘层91。这样一来，在内管4的其他部位容易从排气或者催化剂载体3受热，因此温度容易上升。这样，内管4的温度容易上升，因此能够促进附着于内管4的PM的氧化。另外，通过减小绝缘层91的面积，能够降低制造成本。

另外，由于排气不直接与内管4的管状部42的外周面碰触，因此即便不设置绝缘层91也难以从排气受热。因此，即使在内管4的管状部42的外周面设置绝缘层91，也几乎不会对内管4的温度造成影响。而且，如果在该部位设置绝缘层91，便能够抑制形成电朝壳体5流动。

<实施例5>

图5为表示本实施例所涉及的电加热式催化剂1的概要结构的图。图5所示的电加热式催化剂1为沿该电加热式催化剂1的中心轴A将该电加热式催化剂12在纵向上剖切而得的剖视图。

在此，在本实施例所涉及的电加热式催化剂1中，导入管54的内径E形成为比内管4的上游侧倾斜部41的上游侧端部的内径F小。另外，导入管54的下游侧端部位于相比内管4的上游侧倾斜部41的上游侧端部靠上游侧的位置。

在这样构成的电加热式催化剂1中，通过导入管54的排气容易流入内管4的内侧。由此，在催化剂载体3的上游侧，能够抑制排气流入内管4与壳体5之间，因此能够抑制PM附着于该内管4与壳体5之间。由此，能够抑制形成向壳体5的电流。

另外，在本实施例所涉及的电加热式催化剂1中，内管4的下游侧倾斜部43的下游侧端部的内径G形成为比壳体5的下游侧倾斜部53的下游侧端部的内径H小。另外，内管4的下游侧倾斜部43的下游侧端部位于相比壳体5的下游侧倾斜部53的下游侧端部靠上游侧的位置。

在这样构成的电加热式催化剂1中，从内管4的内侧流出的排气容易从壳体5的下游侧倾斜部53的下游侧端部排出。由此，在相比催化剂载体3靠下游侧，能够抑制排气流入内管4与壳体5之间，因此能够抑制PM附着于该内管4与壳体5之间。由此，能够抑制电朝壳体5流动。

此外，内管4与壳体5的距离被设定为能够抑制在对催化剂载体3通电时产生放电的距离。该距离能够通过实验等得出。

<实施例6>

图6为表示本实施例所涉及的电加热式催化剂13的概要结构的图。图6所示的电加热式催化剂13为沿该电加热式催化剂13的中心轴A将该电加热式催化剂13在纵向上剖切而得的剖视图。此外，电加热式催化剂13的形状相对于中心轴A呈线对称，因此图6中仅示出上侧的部分。另外，在相比图6所示的部位靠下游侧，为与图1所示的电加热式催化剂1相同的构造，因此将其省略。

在本实施例子中，在导入管540的下游侧端部设置有向该导入管540的外侧弯成直角的凸缘541。该凸缘541的内径与导入管540的内径E相等。而且，在本实施例子中，该导入管540的内径E形成为比内管4的上游侧倾斜部41的上游侧端部的内径F小。另外，导入管540的下游侧端部位于相比内管4的上游侧倾斜部41的上游侧端部靠上游侧的位置。进而，凸缘541的外径J形成为比内管4的上游侧倾斜部41的上游侧端部的内径F大。

在这样构成的电加热式催化剂13中，通过导入管540的排气容易流入内管4的内侧。进而，即使与催化剂载体3碰触后而形成逆流的排气从内管4向上游侧流出，该排气也会与凸缘541碰触。假定在不存在凸缘541的情况下，逆流的排气沿导入管540的外周面前进后被壳体50的上游侧倾斜部51弹回，担心流入内管4与壳体50之间。与此相对，通过使排气与凸缘541碰触，排气难以流入内管4与壳体50之间。由此，能够抑制PM附着于内管4与壳体50之间。

此外，在本实施例子中形成凸缘541，但取而代之也可以增大导入管540的板厚。即，可以形成为导入管540的外径比内管4的上游侧倾斜部41的上游侧端部的内径F大。

<实施例7>

图7为表示本实施例所涉及的电加热式催化剂1的概要结构的图。图7所示的电加热式催化剂1为沿该电加热式催化剂1的中心轴A将该电加热式催化剂1在纵向上剖切而得的剖视图。此外，由于电加热式催化剂1的形状相对于中心轴A呈线对称，因此图7中仅示出上侧的部分。另外，在相比图7所示的部位靠下游侧，为与图1所示的电加热式催化剂1相同的构造，因此将其省略。

在此，在本实施例子中，以假定将内管4的上游侧倾斜部41延长至中心轴A时的面K(以下，称为内管延长面K。)不与导入管54接触的方式形成内管4的上游侧倾斜部41以及导入管54。这也可以是以使内管延长面K与向下游侧延长导入管54的面K交叉的方式形成内管4的上游侧倾斜部41以及导入管54。

在此，图8为表示内管延长面K在到达中心轴A前与导入管54交叉的情况下的电加热式催化剂1的概要结构的图。在这样构成的电加热式催化剂1中，流入内管4并被催化剂载体3弹回的排气沿内管4的上游侧倾斜部41的内周面行进。该排气与导入管54的外周面碰触，并沿该导入管54的外周面朝上游侧行进。该排气当被壳体5的上游侧倾斜部51弹回时容易流入内管4与壳体5之间。

另一方面，如图7所示，在本实施例的电加热式催化剂1中，沿内管4的上游侧倾斜部41的内周面行进的排气不与导入管54的外周面碰触，而朝该导入管54的内侧行进。该排气被新流入壳体5内的排气推压而返回下游侧。因此，能够抑制排气流入内管4与壳体5之间，因此能够抑制PM附着于该内管4与壳体5之间。

其中，附图标记说明如下：

1：电加热式催化剂；2：排气管；3：催化剂载体；4：内管；5：壳体；6：衬垫；7：电极；8：绝缘部；41：上游侧倾斜部；42：管状部；43：下游侧倾斜部；44：上游侧弯曲部；45：下游侧弯曲部；51：上游侧倾斜部；52：管状部；53：下游侧倾斜部；54：导入管；61：内侧衬垫；62：内侧衬垫；63：外侧衬垫；63A：上游侧端部；64：外侧衬垫；64A：下游侧端部。

Claims (8)

1.一种电加热式催化剂，

所述电加热式催化剂具备：

发热体，通过对该发热体通电，该发热体发热；

壳体，该壳体收纳所述发热体；

内管，该内管设置在所述发热体与所述壳体之间，并对电进行绝缘；

内侧衬垫，该内侧衬垫设置在所述发热体与所述内管之间，对电进行绝缘并且支承所述发热体，该内侧衬垫与所述内管相比在排气的流动方向上短；以及

外侧衬垫，该外侧衬垫设置在所述内管与所述壳体之间，对电进行绝缘并且支承所述内管，该外侧衬垫与所述内管相比在排气的流动方向上短，其中，

所述内管具备：管状部，该管状部设置在所述发热体的周围且形成为与该发热体的中心轴平行；以及下游侧倾斜部，该下游侧倾斜部设置在相比该管状部靠下游侧的位置，且越趋向下游侧则内径越小，

作为所述管状部与所述下游侧倾斜部的边界的下游侧弯曲部设置在所述外侧衬垫的下游侧端部附近。

2.根据权利要求1所述的电加热式催化剂，其中，

所述内管具有上游侧倾斜部，该上游侧倾斜部设置在相比所述管状部靠上游侧的位置，且越趋向上游侧则内径越小，

作为所述管状部与所述上游侧倾斜部的边界的上游侧弯曲部和所述外侧衬垫的上游侧端部分开设置。

3.根据权利要求2所述的电加热式催化剂，其中，

所述内侧衬垫的上游侧端部以及所述发热体的上游侧端部位于所述上游侧弯曲部附近。

4.根据权利要求2所述的电加热式催化剂，其中，

所述电加热式催化剂具备导热部，该导热部连接所述内管与所述发热体，并使热移动。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电加热式催化剂，其中，

所述内管在所述管状部的外周面的表面具有对电进行绝缘的绝缘体，在所述上游侧倾斜部的表面以及所述管状部的内周面的表面不具有对电进行绝缘的绝缘体。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电加热式催化剂，其中，

所述壳体的上游侧端部的内径小于所述内管的上游侧端部的内径，所述壳体的下游侧端部的内径大于所述内管的下游侧端部的内径。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电加热式催化剂，其中，

所述壳体具有导入管，该导入管从所述壳体的上游侧端部向下游侧延伸，该导入管的内径小于所述内管的上游侧端部的内径，

所述导入管的下游侧端部位于相比所述内管的上游侧端部靠上游侧的位置，

所述导入管的下游侧端部的外径大于所述内管的上游侧端部的内径。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的电加热式催化剂，其中，

所述壳体具有导入管，该导入管从所述壳体的上游侧端部向下游侧延伸，该导入管的内径小于所述内管的上游侧端部的内径，

当假定所述内管的上游侧倾斜部延长至该内管的中心轴时，该假定延长的上游侧倾斜部不与所述导入管交叉。

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