JP2014155884A - Electric heating type catalyst - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気加熱型触媒に関するものである。 The present invention relates to an electrically heated catalyst.
特許文献１には、セラミック担体を用いた電気加熱型触媒が開示されている。特許文献１の電気加熱型触媒では、セラミック担体と電極との間に下地層が介在している。そして、固定層によって電極を下地層に固定している。電極は長手方向に櫛歯状に形成された平板状電極となっている。 Patent Document 1 discloses an electrically heated catalyst using a ceramic carrier. In the electric heating type catalyst of Patent Document 1, an underlayer is interposed between the ceramic carrier and the electrode. The electrode is fixed to the base layer by the fixing layer. The electrode is a flat electrode formed in a comb shape in the longitudinal direction.
ところで、電極とセラミック担体の熱膨張率の差に起因して、セラミック担体にクラックが発生してしまうおそれがある。クラックが発生した場合、セラミック担体の発熱分布が偏在してしまい、性能の劣化する可能性がある。 By the way, there is a possibility that cracks may occur in the ceramic carrier due to the difference in thermal expansion coefficient between the electrode and the ceramic carrier. When cracks occur, the heat distribution of the ceramic carrier is unevenly distributed, which may degrade performance.
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、高性能の電気加熱型触媒を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a high-performance electric heating catalyst.
本発明の一態様に係る電気加熱型触媒は、基材と、前記基材の側面に設けられた下地層と、前記基材を介して対向配置された一対の電極と、前記電極を前記下地層に固定する固定層と、を備え、前記一対の電極のそれぞれにおいて、前記基材の軸方向に沿って配置された前記下地層が複数設けられているものである。この構成により、均一に発熱させることができる。 An electrically heated catalyst according to an aspect of the present invention includes a base material, a base layer provided on a side surface of the base material, a pair of electrodes disposed to face each other with the base material interposed therebetween, Each of the pair of electrodes is provided with a plurality of the foundation layers arranged along the axial direction of the base material. With this configuration, heat can be generated uniformly.
上記の電気加熱型触媒において、前記下地層が、前記電極と前記基材との間に配置されていてもよい。これにより、簡便な構成で、均一に発熱させることができる。 In the electric heating catalyst, the base layer may be disposed between the electrode and the base material. Thereby, it is possible to generate heat uniformly with a simple configuration.
上記の電気加熱型触媒において、前記一対の電極のそれぞれにおいて、複数の前記下地層の間に配置された拘束層をさらに備え、前記下地層の線膨張係数が、前記拘束層の線膨張係数と前記基材の線膨張係数との間になっていてもよい。これにより、基材にクラックが発生するのを抑制することができる。 In the above electrically heated catalyst, each of the pair of electrodes further includes a constraining layer disposed between the plurality of base layers, and the linear expansion coefficient of the base layer is equal to the linear expansion coefficient of the constraining layer. You may be between the linear expansion coefficients of the said base material. Thereby, it can suppress that a crack generate | occur | produces in a base material.
上記の電気加熱型触媒において、前記一対の電極のそれぞれにおいて、複数の前記下地層の間に前記電極が配置され、前記固定層が前記電極を覆うように形成されていてもよい。これにより、固定層にクラックが発生するのを抑制することができる。 In the above electrically heated catalyst, in each of the pair of electrodes, the electrode may be disposed between a plurality of the base layers, and the fixed layer may be formed so as to cover the electrode. Thereby, it can suppress that a crack generate | occur | produces in a fixed layer.
上記の電気加熱型触媒において、前記電極が前記下地層の高さよりも低い蛇腹状になっていてもよい。これにより、電極の破断を抑制することができる。 In the above electrically heated catalyst, the electrode may have a bellows shape lower than the height of the base layer. Thereby, the fracture | rupture of an electrode can be suppressed.
上記の電気加熱型触媒において、前記電極を覆うように設けられたマットをさらに備えていてもよい。 The electric heating catalyst may further include a mat provided to cover the electrode.
本発明によれば、高性能の電気加熱型触媒を提供することができる。 According to the present invention, a high-performance electric heating type catalyst can be provided.
以下、本発明に係る移動体の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, embodiments of a moving body according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
実施の形態１．
以下に、図１〜図３を参照しつつ実施の形態１にかかる電気加熱型触媒について説明する。図１は、電気加熱型触媒の構成を模式的に示す側面図である。図２は、電気加熱型触媒の構成を模式的に示す断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を模式的に示す図であり、電極１６の周辺を拡大して示している。なお。図２では、下地層１２、及び基材１１以外の構成については省略して図示している。
Embodiment 1 FIG.
The electric heating catalyst according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of an electrically heated catalyst. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electrically heated catalyst. FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section taken along the line III-III in FIG. 1, and shows the periphery of the electrode 16 in an enlarged manner. Note that. In FIG. 2, configurations other than the base layer 12 and the base material 11 are omitted.
以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を用いて、説明を行う。電気加熱型触媒の軸方向（長手方向）をＺ方向とし、Ｚ方向と直交する平面内の２方向をＸ方向、及びＹ方向とする。したがって、電気加熱型触媒１０の軸方向と直交する平面がＸＹ平面となる。そして、一対の電極１６が、Ｘ方向に離間して配置されているとする。すなわち、Ｘ方向を主として、基材１１を加熱するための電流が流れる。 In the following description, description will be made using an XYZ orthogonal coordinate system. An axial direction (longitudinal direction) of the electrically heated catalyst is defined as a Z direction, and two directions in a plane orthogonal to the Z direction are defined as an X direction and a Y direction. Therefore, the plane orthogonal to the axial direction of the electrically heated catalyst 10 is the XY plane. The pair of electrodes 16 are assumed to be spaced apart in the X direction. That is, a current for heating the substrate 11 flows mainly in the X direction.
図１に示すように、電気加熱型触媒１０は、基材１１、下地層１２、固定層１３、連結部１５、及び電極１６を備えている。基材１１は、柱状のセラミック担体である。基材１１は、例えば、円柱状に形成されている。したがって、図２に示すＸＹ断面図では、基材１１は円形となっている。基材１１としては、例えば、ＳｉＣ等のセラミックを用いることができる。基材１１は、加熱されて昇温されることによって、触媒機能を発揮する。すなわち、電気加熱型触媒１０は、セラミック触媒となる。なお、電気加熱型触媒１０は、例えば、特許文献１で示した構成と同様に、外管となるケース（不図示）などに収納されている。具体的には、電気加熱型触媒１０は断熱層及び電気的絶縁層としてマットなどで覆われた状態でケースに収容される。 As shown in FIG. 1, the electrically heated catalyst 10 includes a base material 11, a base layer 12, a fixed layer 13, a connecting portion 15, and an electrode 16. The substrate 11 is a columnar ceramic carrier. The base material 11 is formed in a columnar shape, for example. Therefore, in the XY sectional view shown in FIG. 2, the base material 11 is circular. As the base material 11, for example, a ceramic such as SiC can be used. The base material 11 exhibits a catalytic function by being heated and heated. That is, the electrically heated catalyst 10 becomes a ceramic catalyst. Note that the electric heating catalyst 10 is accommodated in a case (not shown) serving as an outer tube, for example, similarly to the configuration shown in Patent Document 1. Specifically, the electric heating type catalyst 10 is accommodated in a case in a state of being covered with a mat or the like as a heat insulating layer and an electric insulating layer.
図１に示すように、基材１１の側面には、下地層１２、固定層１３、連結部１５、及び電極１６が設けられている。なお、図１は、正負の電極１６の一方側の構成を示している。すなわち、図１の構成が正負の電極１６のそれぞれに対して設けられている。一対の電極１６が、基材１１を介して対向配置された構成となる。一対の電極１６には、基材１１を加熱するための電圧が印加される。なお、図１の構成が正側の電極１６の構成であるとすると、図１と同様の構成が、負側の電極１６として、基材１１の反対側の側面に設けられる。したがって、一対の電極１６が基材１１を挟むように配置される。以下、図１が、正側の電極１６を示すものとして説明する。 As shown in FIG. 1, a base layer 12, a fixed layer 13, a connecting portion 15, and an electrode 16 are provided on the side surface of the base material 11. FIG. 1 shows the configuration of one side of the positive and negative electrodes 16. That is, the configuration of FIG. 1 is provided for each of the positive and negative electrodes 16. The pair of electrodes 16 are configured to face each other with the base material 11 interposed therebetween. A voltage for heating the substrate 11 is applied to the pair of electrodes 16. If the configuration of FIG. 1 is the configuration of the positive electrode 16, the same configuration as that of FIG. 1 is provided as the negative electrode 16 on the opposite side surface of the substrate 11. Accordingly, the pair of electrodes 16 are arranged so as to sandwich the base material 11. Hereinafter, description will be made assuming that FIG. 1 shows the positive electrode 16.
図２では、下地層１２のうち、−Ｘ側の下地層１２を下地層１２ａとし、＋Ｘ側の下地層１２を下地層１２ｂとしている。ここで、下地層１２ａは、正側の電極１６と導通され、下地層１２ｂが負側の電極１６と導通されるとして説明する。基材１１は、下地層１２ａと下地層１２ｂの間に配置される。したがって、一対の電極１６に電圧を印加すると、下地層１２を介して図２の矢印方向に電流が流れる。これにより、基材１１が加熱されて、昇温する。それぞれの下地層１２が、図３に示したように、電極１６と基材１１との間に介在する。 In FIG. 2, of the base layers 12, the −X side base layer 12 is a base layer 12 a, and the + X side base layer 12 is a base layer 12 b. Here, it is assumed that the base layer 12 a is electrically connected to the positive electrode 16 and the base layer 12 b is electrically connected to the negative electrode 16. The base material 11 is disposed between the base layer 12a and the base layer 12b. Accordingly, when a voltage is applied to the pair of electrodes 16, a current flows in the direction of the arrow in FIG. Thereby, the base material 11 is heated and it heats up. Each base layer 12 is interposed between the electrode 16 and the substrate 11 as shown in FIG.
図３に示すように、下地層１２の上には、固定層１３、及び電極１６が配置されている。下地層１２が、電極１６と基材１１との間に配置されている。固定層１３は、下地層１２上に、電極１６を覆うように形成されている。固定層１３は、電極１６を下地層１２に固定する。固定層１３が下地層１２及び電極１６に接合することによって、下地層１２と電極１６とが固定される。電極１６は、固定層１３を介して下地層１２と電気的に接続される。すなわち、電極１６は下地層１２、及び固定層１３を介して基材１１と電気的に接続される。 As shown in FIG. 3, the fixed layer 13 and the electrode 16 are disposed on the base layer 12. The underlayer 12 is disposed between the electrode 16 and the base material 11. The fixed layer 13 is formed on the base layer 12 so as to cover the electrode 16. The fixing layer 13 fixes the electrode 16 to the base layer 12. When the fixing layer 13 is bonded to the base layer 12 and the electrode 16, the base layer 12 and the electrode 16 are fixed. The electrode 16 is electrically connected to the base layer 12 through the fixed layer 13. That is, the electrode 16 is electrically connected to the base material 11 through the base layer 12 and the fixed layer 13.
図２、及び図３に示すように、下地層１２は、基材１１の側面と接触している。すなわち、基材１１の側面が下地層１２との界面となる。下地層１２は、例えば、溶射によって形成されたポーラス膜である。下地層１２は、基材１１の側面に沿って形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the foundation layer 12 is in contact with the side surface of the substrate 11. That is, the side surface of the base material 11 becomes an interface with the base layer 12. The underlayer 12 is a porous film formed by thermal spraying, for example. The foundation layer 12 is formed along the side surface of the substrate 11.
以下、図１を参照して、正側の電極１６に関する構成について詳細に説明する。正側の電極１６には、複数の下地層１２が設けられている。なお、図１は、３つの下地層１２が設けられている構成を示しているが、下地層１２の数は特に限定されるものではない。それぞれの下地層１２は、Ｚ方向に沿って形成されている。すなわち、それぞれの下地層１２は、Ｚ方向を長手方向としている。ここでは、３つの下地層がほぼ同じ長さとなっている。複数の下地層１２はＹ方向に離間して配置されている。Ｚ方向に延びた複数の下地層１２がＹ方向に配列されている。このように、基材１１の側面に設けられた下地層１２を複数に分割した構成とする。それぞれの下地層１２が軸方向（Ｚ方向）に沿って配置される。一対の電極１６のそれぞれにおいて、基材１１の軸方向に沿って配置された下地層１２が複数設けられている。 Hereinafter, the configuration related to the positive electrode 16 will be described in detail with reference to FIG. 1. A plurality of base layers 12 are provided on the positive electrode 16. Although FIG. 1 shows a configuration in which three underlayers 12 are provided, the number of underlayers 12 is not particularly limited. Each foundation layer 12 is formed along the Z direction. That is, each underlayer 12 has the longitudinal direction in the Z direction. Here, the three underlayers have substantially the same length. The plurality of underlayers 12 are spaced apart in the Y direction. A plurality of underlayers 12 extending in the Z direction are arranged in the Y direction. Thus, it is set as the structure which divided | segmented the base layer 12 provided in the side surface of the base material 11 into plurality. Each underlayer 12 is disposed along the axial direction (Z direction). In each of the pair of electrodes 16, a plurality of base layers 12 disposed along the axial direction of the base material 11 are provided.
電極１６はＺ方向に沿って形成されている。電極１６としては、例えば金属の平板を用いることができる。電極１６は、それぞれの下地層１２に対応して設けられている。すなわち、それぞれの電極１６は、Ｚ方向に延びた下地層１２と平行に設けられている。Ｚ方向に延びた複数の電極１６が連結部１５によって連結される。それぞれの電極１６が連結部１５を介して、導通する。電極１６が連結部１５によって連結されることで、平板の櫛状電極が形成される。なお、連結部１５は、基材１１の側面に沿ってＹ方向に延在している。このように、電極１６、及び連結部１５は、Ｚ方向に延びた櫛歯を有する櫛状電極を構成する。下地層１２は、電極１６よりも幅広に形成されている。よって、図３に示すように、電極１６が下地層１２上からはみ出すことなく形成される。 The electrode 16 is formed along the Z direction. As the electrode 16, for example, a metal flat plate can be used. The electrodes 16 are provided corresponding to the respective underlayers 12. That is, each electrode 16 is provided in parallel with the base layer 12 extending in the Z direction. A plurality of electrodes 16 extending in the Z direction are connected by a connecting portion 15. Each electrode 16 is conducted through the connecting portion 15. The electrodes 16 are connected by the connecting portion 15 to form a flat comb-like electrode. The connecting portion 15 extends in the Y direction along the side surface of the base material 11. Thus, the electrode 16 and the connecting portion 15 constitute a comb-like electrode having comb teeth extending in the Z direction. The underlayer 12 is formed wider than the electrode 16. Therefore, as shown in FIG. 3, the electrode 16 is formed without protruding from the base layer 12.
複数の固定層１３が下地層１２上に点在している。複数の固定層１３が、電極１６を下地層１２に固定する。ここでは、１つの下地層１２に対して５つの固定層１３が設けられている。固定層１３は、下地層１２と電極１６とを局所的に固定する。 A plurality of fixed layers 13 are scattered on the underlayer 12. A plurality of fixing layers 13 fix the electrode 16 to the foundation layer 12. Here, five fixed layers 13 are provided for one base layer 12. The fixing layer 13 fixes the base layer 12 and the electrode 16 locally.
一対の電極１６のそれぞれは、下地層１２を介して基材１１と電気的に接続されている。したがって、外部から一対の電極１６に通電すると、下地層１２を介して、基材１１に電流が流れる。基材１１に電流を流すことで、基材１１が発熱して、温度が上昇する。基材１１は加熱されると、活性化して、排気ガスを浄化する。基材１１を強制的に加熱することで、排気ガスを効果的に除去することができる Each of the pair of electrodes 16 is electrically connected to the base material 11 through the base layer 12. Therefore, when a pair of electrodes 16 are energized from the outside, a current flows through the base material 11 through the base layer 12. By passing an electric current through the base material 11, the base material 11 generates heat and the temperature rises. When heated, the substrate 11 is activated to purify the exhaust gas. The exhaust gas can be effectively removed by forcibly heating the substrate 11.
電極１６、及び連結部１５は、例えば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。下地層１２は、例えば、ＮｉＣｒ系材料などによって形成されている。下地層１２は、電極１６と基材１１との間の線膨張係数を有している。例えば、下地層１２の熱膨張率は、電極１６の熱膨張率よりも小さく、基材１１の熱膨張率よりも大きくなっている。下地層１２は、電極１６と基材１１との間に生じる熱膨張差を吸収する機能を有している。 The electrode 16 and the connection part 15 are formed, for example with metals, such as stainless steel. The underlayer 12 is made of, for example, a NiCr material. The underlayer 12 has a linear expansion coefficient between the electrode 16 and the substrate 11. For example, the thermal expansion coefficient of the underlayer 12 is smaller than the thermal expansion coefficient of the electrode 16 and larger than the thermal expansion coefficient of the base material 11. The underlayer 12 has a function of absorbing a difference in thermal expansion that occurs between the electrode 16 and the base material 11.
固定層１３は、例えば、溶射により下地層１２上に形成される。固定層１３は、例えば、電極１６の熱膨張率と下地層１２との間の熱膨張率を有する金属材料によって形成される。固定層１３としては、例えばＮｉＣｒ系材料やＣｏＮｉＣｒ系材料を用いることができる。
例えば、基材１１の線膨張係数は、４．６×１０−６（１／℃）である。下地層１２の線膨張係数は９．１×１０−６（１／℃）である。固定層１３の線膨張係数は、下地層１２と同程度であり、９．１×１０−６（１／℃）である。電極１６の線膨張係数は、１１．５×１０−６（１／℃）である。このように、電極１６の線膨張係数が最も大きくなっている。さらに、下地層１２、固定層１３の線膨張係数は、基材１１と電極１６の間となっている。
The fixed layer 13 is formed on the base layer 12 by spraying, for example. The fixed layer 13 is formed of, for example, a metal material having a coefficient of thermal expansion between the electrode 16 and the base layer 12. As the fixed layer 13, for example, a NiCr-based material or a CoNiCr-based material can be used.
For example, the linear expansion coefficient of the base material 11 is 4.6 × 10 −6 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient of the underlayer 12 is 9.1 × 10 −6 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient of the fixed layer 13 is approximately the same as that of the base layer 12 and is 9.1 × 10 −6 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient of the electrode 16 is 11.5 × 10 −6 (1 / ° C.). Thus, the linear expansion coefficient of the electrode 16 is the largest. Furthermore, the linear expansion coefficients of the base layer 12 and the fixed layer 13 are between the base material 11 and the electrode 16.
基材１１と下地層１２とは異なる材質で形成されているため、熱膨張率が異なる。従って、電気加熱型触媒１０を昇温又は冷却すると、各材料の線膨張係数の差、及びヤング率の差に応じた応力が発生する。電気加熱型触媒１０に対して冷熱サイクルを繰り返す冷熱試験を行うと、熱応力が大きくなり、図２に示すように、基材１１にクラック３１が発生する。クラック３１は、基材１１と下地層１２の界面であって、下地層１２の端部に発生する。基材１１にクラックが発生すると、電流の流れる方向が制限される。すなわち、電流は、クラック３１を横切るＹ方向に流れにくくなる。よって、図２の矢印のように電流が流れる。すなわち、基材１１の断面において、電流は主にＸ方向、すなわち、下地層１２ａと下地層１２ｂとが離間している方向に流れる。 Since the base material 11 and the base layer 12 are formed of different materials, the coefficients of thermal expansion are different. Therefore, when the temperature of the electrically heated catalyst 10 is raised or cooled, a stress corresponding to the difference in the linear expansion coefficient of each material and the difference in Young's modulus is generated. When a cooling test for repeating the cooling cycle is performed on the electrically heated catalyst 10, thermal stress increases, and a crack 31 is generated in the base material 11 as shown in FIG. The crack 31 is an interface between the base material 11 and the base layer 12 and is generated at the end of the base layer 12. When a crack occurs in the base material 11, the direction of current flow is limited. That is, the current is less likely to flow in the Y direction across the crack 31. Therefore, a current flows as shown by an arrow in FIG. That is, in the cross section of the base material 11, the current flows mainly in the X direction, that is, the direction in which the base layer 12a and the base layer 12b are separated from each other.
（比較例）
下地層１２を分割していない構成を有する比較例について図４、図５、及び図６を参照して説明する。図４は、比較例にかかる電気加熱型触媒５０の構成を示す側面図である。図５は、比較例にかかる電気加熱型触媒の構成を示す断面図である。図６は、冷熱耐久後の電気加熱型触媒５０を示す写真である。ここでは、正側の電極１６に対して、１つの下地層１２ａが設けられている。すなわち、本実施の形態とは異なり、比較例では、下地層１２ａが１つのみ設けられている。同様に、比較例では、負側の電極１６に対して、下地層１２ｂが１つのみ設けられている。ＹＺ平面において、下地層１２は大きな矩形状になっている。
(Comparative example)
A comparative example having a configuration in which the underlayer 12 is not divided will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. 4 is a side view showing the configuration of the electrically heated catalyst 50 according to the comparative example. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrically heated catalyst according to a comparative example. FIG. 6 is a photograph showing the electrically heated catalyst 50 after the cold endurance. Here, one base layer 12 a is provided for the positive electrode 16. That is, unlike the present embodiment, in the comparative example, only one base layer 12a is provided. Similarly, in the comparative example, only one base layer 12 b is provided for the negative electrode 16. In the YZ plane, the base layer 12 has a large rectangular shape.
比較例にかかる電気加熱型触媒５０において、温度が上昇すると、基材１１、及び下地層１２が膨張する。下地層１２と基材１１との線膨張係数の差によって、基材１１には、図４の矢印方向に熱応力が加わる。基材１１と下地層１２の界面に、熱応力が集中する。したがって、図６の矢印箇所に示すように、下地層１２と基材１１の界面近傍には、クラックが発生する。クラック３１は、図４に示すように、下地層１２の端部に沿って発生する。 In the electrically heated catalyst 50 according to the comparative example, when the temperature rises, the base material 11 and the base layer 12 expand. A thermal stress is applied to the base material 11 in the direction of the arrow in FIG. Thermal stress concentrates on the interface between the base material 11 and the base layer 12. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 6, a crack is generated near the interface between the base layer 12 and the substrate 11. As shown in FIG. 4, the crack 31 occurs along the edge of the foundation layer 12.
電流はクラック３１を横切る方向に流れにくくなる。したがって、図５の矢印方向に電流が流れる。すなわち、基材１１のＸＹ断面において、電流は主にＸ方向を流れる。従って、基材１１のＸＹ断面において、基材１１の中央部に発熱が集中する。比較例にかかる電気加熱型触媒５０では、Ｙ方向における基材１１の端部で発熱しにくくなり、発熱分布に偏りが生じてしまう。さらに、クラック３１が発生すると、熱が伝導しにくくなる。よって、Ｙ方向における基材１１の端部に熱が伝導しにくくなり、均一な加熱がさらに困難になる。 The current is less likely to flow in the direction across the crack 31. Therefore, a current flows in the direction of the arrow in FIG. That is, the current mainly flows in the X direction in the XY cross section of the substrate 11. Therefore, in the XY cross section of the base material 11, heat generation is concentrated at the central portion of the base material 11. In the electric heating type catalyst 50 according to the comparative example, it becomes difficult to generate heat at the end portion of the base material 11 in the Y direction, and the heat generation distribution is biased. Furthermore, when the crack 31 is generated, heat becomes difficult to conduct. Therefore, it becomes difficult for heat to conduct to the end portion of the base material 11 in the Y direction, and uniform heating becomes more difficult.
ここで、本実施の形態にかかる電気加熱型触媒１０と比較例に係る電気加熱型触媒５０とにおいて、下地層１２の面積が同じであるとする。電気加熱型触媒１０では、下地層１２を分割しているため、Ｙ方向における下地層１２を設けた領域の全体幅Ｌ１が大きくなる。一方、電気加熱型触媒５０では、Ｙ方向における下地層１２の幅Ｌ２が全体幅Ｌ１よりも小さくなる。下地膜１２の幅Ｌ２が長くなるため、基材１１において発熱する部分を広くすることができる。本実施の形態にかかる電気加熱型触媒１０では、基材１１を均一に発熱させることができる。すなわち、電流の流れる経路をＹ方向に幅広くすることができ、Ｙ方向における端部近傍においても、基材１１が発熱する。これにより、基材１１がより均一に発熱する。 Here, it is assumed that the area of the underlayer 12 is the same in the electric heating catalyst 10 according to the present embodiment and the electric heating catalyst 50 according to the comparative example. In the electrically heated catalyst 10, since the underlayer 12 is divided, the entire width L1 of the region in which the underlayer 12 is provided in the Y direction is increased. On the other hand, in the electrically heated catalyst 50, the width L2 of the foundation layer 12 in the Y direction is smaller than the overall width L1. Since the width L <b> 2 of the base film 12 becomes long, a portion that generates heat in the base material 11 can be widened. In the electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment, the base material 11 can generate heat uniformly. That is, the current flow path can be widened in the Y direction, and the base material 11 also generates heat near the end in the Y direction. Thereby, the base material 11 generates heat more uniformly.
また、Ｙ方向における下地層１２を設けた領域の全体幅Ｌ１を広くする場合でも、本実施の形態にかかる電気加熱型触媒１０では、下地層１２の面積を広げる必要がない。換言すると、下地層１２の間を分割している分だけ、全体幅Ｌ１を広くすることができる。 Further, even when the overall width L1 of the region in which the base layer 12 is provided in the Y direction is increased, in the electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment, it is not necessary to increase the area of the base layer 12. In other words, the entire width L1 can be increased by the amount of division between the underlayers 12.
一般に下地層１２の面積が大きくなるほど、熱膨張量が大きくなる。下地層１２と基材１１との接触面積が大きくなるほど、基材１１が下地層１２から受ける熱応力が大きくなる。均一加熱のために下地層１２の面積を広くすると、下地層１２と基材１１の界面に発生する熱応力が増加してしまう。これに対して、本実施の形態にかかる電気加熱型触媒１０のように、下地層１２を分割することで、熱応力を抑制することができる。よって、本実施の形態にかかる電気加熱型触媒１０では、クラック３１の発生を抑制することができる。さらには、クラック３１が発生した場合でも、クラック３１のサイズを低減することができる。これにより、均一に加熱することができる。 In general, the larger the area of the underlayer 12, the greater the amount of thermal expansion. As the contact area between the base layer 12 and the base material 11 increases, the thermal stress that the base material 11 receives from the base layer 12 increases. If the area of the underlayer 12 is increased for uniform heating, the thermal stress generated at the interface between the underlayer 12 and the base material 11 increases. On the other hand, thermal stress can be suppressed by dividing | segmenting the base layer 12 like the electrically heated catalyst 10 concerning this Embodiment. Therefore, generation of cracks 31 can be suppressed in the electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment. Furthermore, even when the crack 31 occurs, the size of the crack 31 can be reduced. Thereby, it can heat uniformly.
本実施の形態のように、下地層１２を径方向に分割する。複数の下地層１２をＹ方向に離間させて配置する。すなわち、複数の下地層１２を周方向に沿って配列する。下地層１２を分断することで、１つの下地層１２あたりの面積が小さくなる。これにより、局所的に発生する熱応力を抑制することができる。特に、径方向に分割するので、径方向にかかる応力が小さくなる。これにより、下地層１２の軸方向に延びるクラック３１の発生を抑制することができる。よって、簡便な構成で、均一に発熱させることができる。 As in the present embodiment, the underlayer 12 is divided in the radial direction. A plurality of underlayers 12 are arranged apart from each other in the Y direction. That is, the plurality of base layers 12 are arranged along the circumferential direction. By dividing the base layer 12, the area per base layer 12 is reduced. Thereby, the locally generated thermal stress can be suppressed. In particular, since it is divided in the radial direction, the stress applied in the radial direction is reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the crack 31 extended in the axial direction of the base layer 12 can be suppressed. Therefore, it is possible to generate heat uniformly with a simple configuration.
実施の形態２．
本実施の形態に係る電気加熱型触媒１０について、図７、及び図８を用いて説明する。図７は、電気加熱型触媒１０の側面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を模式的に示す図であり、電極１６の周辺の構成を模式的に示している。本実施の形態では、実施の形態１の構成に加えて、拘束層１７が追加されている。なお、拘束層１７以外の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
The electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a side view of the electrically heated catalyst 10. FIG. 8 is a diagram schematically showing a VIII-VIII cross section of FIG. 7, and schematically shows a configuration around the electrode 16. In the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a constraining layer 17 is added. In addition, since it is the same as that of Embodiment 1 about structures other than the constrained layer 17, description is abbreviate | omitted.
拘束層１７は、複数の下地層１２の間に配置される。すなわち、隣接する下地層１２の間の空間に、拘束層１７が配置される。拘束層１７は、Ｚ方向を長手方向として延在している。Ｙ方向において、拘束層１７と下地層１２とが交互に配置されている。さらに、両端の下地層１２の外側にも、拘束層１７が配置される。正側の電極１６に対して、３つの下地層１２が設けられているため、基材１１の側面に、４つの拘束層１７が形成されている。 The constraining layer 17 is disposed between the plurality of base layers 12. That is, the constraining layer 17 is disposed in the space between the adjacent base layers 12. The constraining layer 17 extends with the Z direction as the longitudinal direction. In the Y direction, the constraining layers 17 and the foundation layers 12 are alternately arranged. Furthermore, the constraining layer 17 is also disposed outside the base layer 12 at both ends. Since three base layers 12 are provided for the positive electrode 16, four constraining layers 17 are formed on the side surface of the substrate 11.
図８に示すように、拘束層１７は、下地層１２の側面、及び上面を覆うように形成される。例えば、溶射によって拘束層１７を形成することができる。拘束層１７の線膨張係数は、基材１１と同程度とすることができる。例えば。拘束層１７としては、基材１１と同じＳｉＣを用いることができる。また、基材１１として、ＭｏＳｉ２等のセラミックを用いることも可能である。 As shown in FIG. 8, the constraining layer 17 is formed so as to cover the side surface and the upper surface of the foundation layer 12. For example, the constraining layer 17 can be formed by thermal spraying. The linear expansion coefficient of the constraining layer 17 can be approximately the same as that of the base material 11. For example. As the constraining layer 17, the same SiC as the base material 11 can be used. Moreover, it is also possible to use a ceramic such as MoSi 2 as the substrate 11.
以下、各材料の線膨張係数の一例について示す。基材１１の線膨張係数は、４．６×１０−６（１／℃）であり、拘束層１７の線膨張係数は約４．６×１０−６（１／℃）である。下地層１２の線膨張係数は９．１×１０−６（１／℃）である。固定層１３の線膨張係数は、下地層１２と同程度であり、９．１×１０−６（１／℃）である。電極１６の線膨張係数は、１１．５×１０−６（１／℃）である。このように、電極１６の線膨張係数が最大となっている。さらに、下地層１２、固定層１３の線膨張係数は、基材１１と電極１６の間となっている。拘束層１７の線膨張係数は、下地層１２、及び固定層１３よりも低くなっている。下地層１２の線膨張係数が、拘束層１７の線膨張係数と基材１１の線膨張係数との間になっている。 Hereinafter, an example of the linear expansion coefficient of each material will be described. The linear expansion coefficient of the base material 11 is 4.6 × 10 −6 (1 / ° C.), and the linear expansion coefficient of the constraining layer 17 is about 4.6 × 10 −6 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient of the underlayer 12 is 9.1 × 10 −6 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient of the fixed layer 13 is approximately the same as that of the base layer 12 and is 9.1 × 10 −6 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient of the electrode 16 is 11.5 × 10 −6 (1 / ° C.). Thus, the linear expansion coefficient of the electrode 16 is the maximum. Furthermore, the linear expansion coefficients of the base layer 12 and the fixed layer 13 are between the base material 11 and the electrode 16. The linear expansion coefficient of the constraining layer 17 is lower than that of the base layer 12 and the fixed layer 13. The linear expansion coefficient of the foundation layer 12 is between the linear expansion coefficient of the constraining layer 17 and the linear expansion coefficient of the substrate 11.
このようにすることで、加熱時における下地層１２の熱膨張を抑制することができる。発生する熱応力を低減することができ、基材１１にクラックが発生するのを抑制することができる。さらに、実施の形態１と同様に、下地層１２が分割されているため、実施の形態１と同様に熱応力を小さくすることができる。よって、基材１１にクラックが発生するのを抑制することができる。この理由について、図９を参照して詳細に説明する。 By doing in this way, the thermal expansion of the base layer 12 at the time of a heating can be suppressed. The thermal stress which generate | occur | produces can be reduced and it can suppress that the base material 11 generate | occur | produces a crack. Furthermore, since the underlayer 12 is divided as in the first embodiment, the thermal stress can be reduced as in the first embodiment. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the base material 11. The reason for this will be described in detail with reference to FIG.
図９は、拘束層１７を設けていない比較例の構成を示すＸＹ断面図である。拘束層１７が設けられていないため、冷熱耐久試験によって、下地層１２が熱膨張してしまう。したがって、基材１１と下地層１２の界面において、下地層１２の端部周辺にクラック３１が発生してしまう。 FIG. 9 is an XY cross-sectional view showing a configuration of a comparative example in which the constraining layer 17 is not provided. Since the constraining layer 17 is not provided, the underlayer 12 is thermally expanded by the cold endurance test. Therefore, a crack 31 is generated around the edge of the base layer 12 at the interface between the base material 11 and the base layer 12.
これに対して、本実施の形態に係る電気加熱型触媒１０では、下地層１２の両側に配置された拘束層１７が、下地層１２の熱膨張を抑制する。よって、熱応力を低減することがで、クラック３１の発生を抑制することができる。さらには、クラック３１が発生した場合でも、クラック３１のサイズを低減することができる。 On the other hand, in the electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment, the constraining layers 17 disposed on both sides of the foundation layer 12 suppress thermal expansion of the foundation layer 12. Therefore, the generation of the crack 31 can be suppressed by reducing the thermal stress. Furthermore, even when the crack 31 occurs, the size of the crack 31 can be reduced.
実施の形態３．
本実施の形態に係る電気加熱型触媒１０について、図１０、及び図１１を用いて説明する。図１０は、電気加熱型触媒１０の側面図であり、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ断面を模式的に示す図であり、電極１６の周辺の構成を模式的に示している。本実施の形態では、電極１６、及び固定層１３の位置が実施の形態１と異なっている。なお、電気加熱型触媒１０の基本的構成については実施の形態１、２と同様であるため、重複する内容については説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
The electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a side view of the electrically heated catalyst 10, and FIG. 11 is a diagram schematically showing a XI-XI cross section in FIG. In the present embodiment, the positions of the electrode 16 and the fixed layer 13 are different from those in the first embodiment. Note that the basic configuration of the electrically heated catalyst 10 is the same as in the first and second embodiments, and thus the description of the overlapping contents is omitted.
本実施の形態では、Ｚ方向を長手方向とする電極１６が隣接する下地層１２の間に配置されている。例えば、隣接する２つの下地層１２の間には、Ｚ方向に延びた溝が形成され、この溝に電極１６が配置されている。すなわち、隣接する下地層１２の間の空間に電極１６が配置される。電極１６の下面は、基材１１の上面と接触する。電極１６の上には、電極１６を下地層１２及び基材１１に固定するための固定層１３が設けられている。固定層１３は、隣接する下地層１２の間の空間から下地層１２の上面に渡って形成されている。したがって、固定層１３は、下地層１２の上面及び側面に接触している。また、固定層１３は、電極１６の上面に接触している。こうすることで、電極１６が固定層１３で覆われて、下地層１２の間に固定される。 In the present embodiment, the electrodes 16 whose longitudinal direction is the Z direction are arranged between the adjacent base layers 12. For example, a groove extending in the Z direction is formed between two adjacent base layers 12, and the electrode 16 is disposed in this groove. That is, the electrode 16 is disposed in the space between the adjacent base layers 12. The lower surface of the electrode 16 is in contact with the upper surface of the substrate 11. On the electrode 16, a fixing layer 13 for fixing the electrode 16 to the base layer 12 and the base material 11 is provided. The fixed layer 13 is formed from the space between adjacent base layers 12 to the upper surface of the base layer 12. Therefore, the fixed layer 13 is in contact with the upper surface and the side surface of the foundation layer 12. The fixed layer 13 is in contact with the upper surface of the electrode 16. In this way, the electrode 16 is covered with the fixed layer 13 and fixed between the base layers 12.
電極１６を通電すると、基材１１に電流が流れる。ここで、電極１６からの電流は、図１１の矢印に示すように下地層１２及び固定層１３を介して、基材１１に供給される。すなわち、下地層１２は、電流の経路をＹ方向に広げる役割を有している。電極１６から供給された電流は、直接あるいは下地層１２を介して基材１１に流れることで、基材１１が加熱される。 When the electrode 16 is energized, a current flows through the substrate 11. Here, the current from the electrode 16 is supplied to the base material 11 through the base layer 12 and the fixed layer 13 as shown by the arrows in FIG. That is, the underlayer 12 has a role of expanding a current path in the Y direction. The current supplied from the electrode 16 flows to the base material 11 directly or through the base layer 12, thereby heating the base material 11.
上記のように、下地層１２が分断された領域に、電極１６を配置する。そして、下地層１２、及び電極１６の上から固定層１３を形成して、電極１６を下地層１２及び基材１１に固定する。このような構成とすることで、固定層１３の断面積が増える。固定層１３の断面積が増えることで、電極１６から受ける熱応力を広い面で受けることができる。よって、冷熱時において、固定層１３にクラックが発生するのを抑制することができる。さらに、下地層１２を複数に分断しているため、実施の形態１と同様に基材１１にクラックが発生するのを防ぐことができる。よって、基材１１を均一に発熱させることができる。 As described above, the electrode 16 is disposed in the region where the underlayer 12 is divided. Then, the fixing layer 13 is formed on the base layer 12 and the electrode 16, and the electrode 16 is fixed to the base layer 12 and the substrate 11. By setting it as such a structure, the cross-sectional area of the fixed layer 13 increases. As the cross-sectional area of the fixed layer 13 increases, the thermal stress received from the electrode 16 can be received over a wide area. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the fixed layer 13 during cold heat. Further, since the base layer 12 is divided into a plurality of parts, it is possible to prevent the base material 11 from being cracked as in the first embodiment. Therefore, the base material 11 can generate heat uniformly.
例えば、下地層１２の間に設けない構成では、図１２に示すように、固定層１３の断面積が小さくなる。この場合、固定層１３にクラック３２が発生してしまうことがある。さらに、固定層１３を溶射する工程で、固定層１３の位置がＹ方向にずれた場合、図１３に示すように、固定層１３に薄肉部３４が発生してしまう。すなわち、固定層１３の溶射時の電極１６の位置精度によって、固定層１３の厚みが薄い薄肉部３４が発生してしまう。すなわち、このような固定層１３の薄肉部３４では、クラック３２が発生しやすい。これに対して、図１１に示す構成では、電極１６が下地層１２に挟まれる構成となる。固定層１３の溶射時において、電極１６の位置精度を向上することができる。よって、固定層１３の薄肉部の発生を防ぐことができ、固定層１３にクラックが発生するのを防ぐことができる。 For example, in a configuration not provided between the base layers 12, the cross-sectional area of the fixed layer 13 becomes small as shown in FIG. In this case, the crack 32 may occur in the fixed layer 13. Further, when the position of the fixed layer 13 is shifted in the Y direction in the step of spraying the fixed layer 13, a thin portion 34 is generated in the fixed layer 13 as shown in FIG. 13. That is, the thin portion 34 having a small thickness of the fixed layer 13 is generated depending on the positional accuracy of the electrode 16 at the time of spraying the fixed layer 13. That is, the crack 32 is likely to occur in the thin portion 34 of the fixed layer 13. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 11, the electrode 16 is sandwiched between the base layers 12. The position accuracy of the electrode 16 can be improved during the thermal spraying of the fixed layer 13. Therefore, generation | occurrence | production of the thin part of the fixed layer 13 can be prevented, and it can prevent that a crack generate | occur | produces in the fixed layer 13. FIG.
実施の形態４．
本実施の形態では、実施の形態３の電極１６を蛇腹状にしたものである。なお、基本的な構成については、実施の形態３と同様である。すなわち、隣接する下地層１２の間に、蛇腹状の電極１６が配置された構成を有している。したがって、実施の形態１〜３と重複する説明については、省略する。
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, the electrode 16 of the third embodiment is formed in a bellows shape. The basic configuration is the same as that of the third embodiment. In other words, the bellows-like electrode 16 is disposed between the adjacent base layers 12. Therefore, the description overlapping with the first to third embodiments is omitted.
本実施の形態にかかる電気加熱型触媒１０の構成を、図１４に示す。図１４は、電気加熱型触媒１０の電極１６の周辺を拡大して示すＸＺ断面図である。図１４は、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。 FIG. 14 shows the configuration of the electrically heated catalyst 10 according to the present embodiment. FIG. 14 is an XZ sectional view showing the periphery of the electrode 16 of the electrically heated catalyst 10 in an enlarged manner. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG.
図１４に示すように、電極１６は蛇腹状になっている。すなわち、Ｚ方向における位置に応じて、電極１６の高さが異なっている。電極１６は、ほぼ一定の厚さの金属板によって形成されている。そして、一定の厚さの電極１６に湾曲部１６ａ、１６ｂを設けて、蛇行させることで、蛇腹状の電極１６が形成される。Ｚ方向において、一定の厚さの電極１６は、高さが高い湾曲部１６ａと低い湾曲部１６ｂを複数回繰り返している。蛇腹状の電極１６を用いることで、電極１６の下面と基材１１の上面は、一部で接触し、一部で非接触となっている。すなわち、電極１６の湾曲部１６ｂは、基材１１と接触している。一方、電極１６の湾曲部１６ａは、基材１１と接触していない。 As shown in FIG. 14, the electrode 16 has a bellows shape. That is, the height of the electrode 16 differs depending on the position in the Z direction. The electrode 16 is formed of a metal plate having a substantially constant thickness. Then, the bellows-like electrode 16 is formed by providing the curved portions 16 a and 16 b on the electrode 16 having a certain thickness and meandering. In the Z direction, the electrode 16 having a constant thickness repeats the bending portion 16a having a high height and the bending portion 16b having a low height a plurality of times. By using the bellows-like electrode 16, the lower surface of the electrode 16 and the upper surface of the base material 11 are in contact with each other and are not in contact with each other. That is, the curved portion 16 b of the electrode 16 is in contact with the base material 11. On the other hand, the curved portion 16 a of the electrode 16 is not in contact with the base material 11.
なお、固定層１３と接合する部分では、電極１６が平坦になっている。すなわち、Ｚ方向において、電極１６の両端が平坦となり、その間に湾曲部１６ａ、１６ｂが配置されて、蛇腹状となっている。そして、電極１６の平坦部分で、電極１６が固定層１３と接合される。２つの固定層１３の間において、電極１６が蛇腹状になっている。電極１６の高さは、下地層１２よりも低くなっている。すなわち、電極１６の高さが最も高い位置（湾曲部１６ａ）であっても、電極１６の高さは下地層１２の上面よりも低くなっている。 In addition, the electrode 16 is flat in the part joined to the fixed layer 13. That is, in the Z direction, both ends of the electrode 16 are flat, and the curved portions 16a and 16b are disposed between them, thus forming a bellows shape. Then, the electrode 16 is joined to the fixed layer 13 at a flat portion of the electrode 16. Between the two fixed layers 13, the electrode 16 has a bellows shape. The height of the electrode 16 is lower than that of the base layer 12. That is, the height of the electrode 16 is lower than the upper surface of the base layer 12 even at the position where the height of the electrode 16 is the highest (curved portion 16 a).
さらに、下地層１２、固定層１３、及び電極１６等を覆うように、マット１８が配置される。マット１８は、基材１１の外周全面を覆うように、筒状に形成されている。マット１８は、例えば、アルミナ繊維集合体などによって形成されている。マット１８は、上記のように、電気的絶縁層、及び断熱層として機能する。そして、マット１８に包まれた状態の電気加熱型触媒１０がケース（不図示）の外管に収容されて、保持される。なお、実施の形態１〜３の電気加熱型触媒１０においてもマット１８で基材１１を覆うようにしてもよい。 Further, a mat 18 is disposed so as to cover the base layer 12, the fixed layer 13, the electrode 16, and the like. The mat 18 is formed in a cylindrical shape so as to cover the entire outer periphery of the substrate 11. The mat 18 is formed of, for example, an alumina fiber aggregate. As described above, the mat 18 functions as an electrical insulating layer and a heat insulating layer. Then, the electrically heated catalyst 10 wrapped in the mat 18 is housed and held in an outer tube of a case (not shown). Note that the base material 11 may be covered with the mat 18 also in the electrically heated catalyst 10 of the first to third embodiments.
このようにすることで、電極１６の剛性を低下することができ、電極１６の破断を防ぐことができる。この理由について、図１５を用いて説明する。図１５は、電極１６を蛇腹状としない比較例の構成を示すＸＺ断面図である。 By doing in this way, the rigidity of the electrode 16 can be reduced and the breakage of the electrode 16 can be prevented. The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an XZ sectional view showing a configuration of a comparative example in which the electrode 16 is not bellows-shaped.
図１５に示す比較例において、電極１６は、固定層１３によって、基材１１に固定された構成となる。さらに、電極１６の上側は、マット１８によって拘束されている。冷熱サイクルを繰り返すと、電極１６と基材１１との熱膨張係数の差によって、電極１６に熱歪が発生する。このとき、電極１６の湾曲部分は、マット１８と接触する。図１５の矢印で示すマット１８からの面圧が電極１６に加わると、電極１６に破断部３５が形成される。図１６に、電極１６が破断した様子を示す写真を示す。図１６に示すように、電極１６の湾曲部分が、破断部３５となる。 In the comparative example shown in FIG. 15, the electrode 16 is configured to be fixed to the base material 11 by the fixing layer 13. Further, the upper side of the electrode 16 is restrained by the mat 18. When the cooling and heating cycle is repeated, thermal distortion occurs in the electrode 16 due to the difference in thermal expansion coefficient between the electrode 16 and the substrate 11. At this time, the curved portion of the electrode 16 is in contact with the mat 18. When a surface pressure from the mat 18 indicated by an arrow in FIG. 15 is applied to the electrode 16, a fracture portion 35 is formed in the electrode 16. In FIG. 16, the photograph which shows a mode that the electrode 16 fractured | ruptured is shown. As shown in FIG. 16, the curved portion of the electrode 16 becomes the fracture portion 35.
これに対して、本実施の形態では、電極１６を蛇腹状にしているため、電極１６の剛性を低下することができる。電極１６と基材１１との熱膨張差に基づいて、電極１６が破断するのを防ぐことができる。また、電極１６の高さが下地層１２以下であるので、電気加熱型触媒１０の外側から押圧された場合でも、電極１６が擦り切れることを抑制することができる。 In contrast, in the present embodiment, since the electrode 16 has a bellows shape, the rigidity of the electrode 16 can be reduced. Based on the difference in thermal expansion between the electrode 16 and the substrate 11, the electrode 16 can be prevented from breaking. Further, since the height of the electrode 16 is equal to or less than the foundation layer 12, even when the electrode 16 is pressed from the outside of the electric heating catalyst 10, it is possible to suppress the electrode 16 from being worn out.
その他の実施の形態．
なお、基材１１は、円柱状に限られるものではない。例えば、柱状のセラミック担体を基材１１として用いることも可能である。なお、柱状とは、ＸＹ断面の形状、大きさが完全に一様となっている形状に限られるものではない。すなわち、Ｚ方向の位置の位置に応じて、ＸＹ断面の形状や大きさが変化していてもよい。例えば、厳密に円柱状になっておらず、一部で形状や大きさが変化していてもよい。
Other embodiments.
The base material 11 is not limited to a cylindrical shape. For example, a columnar ceramic carrier can be used as the substrate 11. The columnar shape is not limited to a shape in which the shape and size of the XY cross section are completely uniform. That is, the shape and size of the XY cross section may be changed according to the position in the Z direction. For example, it may not be strictly cylindrical, and the shape and size may partially change.
なお、上記の実施の形態１〜４は、適宜組み合わせることが可能である。例えば、一部の電極１６は、実施の形態１、２に示したように、下地層１２上に配置し、他の電極１６は実施の形態３、４に示したように、下地層１２の間に配置してもよい。なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 In addition, said Embodiment 1-4 can be combined suitably. For example, some of the electrodes 16 are arranged on the base layer 12 as shown in the first and second embodiments, and other electrodes 16 are formed on the base layer 12 as shown in the third and fourth embodiments. You may arrange | position between. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１０ 電気加熱型触媒
１１ 基材
１２ 下地層
１３ 固定層
１５ 連結部
１６ 電極
１７ 拘束層
１８ マット
３１ クラック
３２ クラック
３４ 薄肉部
３５ 破断部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric heating type catalyst 11 Base material 12 Underlayer 13 Fixed layer 15 Connection part 16 Electrode 17 Constrained layer 18 Mat 31 Crack 32 Crack 34 Thin part 35 Breaking part
Claims (6)
前記基材の側面に設けられた下地層と、
前記基材を介して対向配置された一対の電極と、
前記電極を前記下地層に固定する固定層と、を備え、
前記一対の電極のそれぞれにおいて、前記基材の軸方向に沿って配置された前記下地層が複数設けられている電気加熱型触媒。 A substrate;
An underlayer provided on a side surface of the substrate;
A pair of electrodes arranged opposite to each other with the base material therebetween;
A fixing layer for fixing the electrode to the base layer,
In each of the pair of electrodes, an electrically heated catalyst in which a plurality of the underlayers arranged along the axial direction of the base material are provided.
前記下地層の線膨張係数が、前記拘束層の線膨張係数と前記基材の線膨張係数との間になっている請求項１、又は２に記載の電気加熱型触媒。 Each of the pair of electrodes further comprises a constraining layer disposed between the plurality of the base layers,
The electric heating type catalyst according to claim 1 or 2, wherein a linear expansion coefficient of the underlayer is between a linear expansion coefficient of the constraining layer and a linear expansion coefficient of the base material.
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