JP3269647B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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- Catalysts (AREA)
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化手段として排気管の途中に介装されて使用され
る排気ガス浄化装置に関する。更に詳しくは、本発明
は、この種の排気ガス浄化装置における大きな欠点、即
ちエンジン始動時（コールドスタート時）の排気ガスの
低浄化率の問題を大幅に改善することができる加熱手段
を組込んだ排気ガス浄化装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to an exhaust gas purifying apparatus used as an exhaust gas purifying means for an automobile, which is interposed in an exhaust pipe. More specifically, the present invention incorporates a heating means which can greatly improve the major drawback of this type of exhaust gas purification apparatus, namely, the problem of low exhaust gas purification rates at the time of engine start (cold start). It relates to an exhaust gas purification device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化装置の主要
な構成要素である触媒担持母体として、コージェライト
などのセラミックス材を用いたセラミックス製のモノリ
スタイプのものと、金属（メタル）製のモノリスタイプ
のものが知られている。特に最近においては、機械的強
度、耐久性、通気抵抗、浄化効率、装置の小型化、など
の観点から金属製モノリスタイプのものが盛んに研究開
発されている。なお、以下の説明においては、説明の便
宜のために後者の金属製モノリスタイプのものを主とし
て説明する。金属製モノリスタイプの排気ガス浄化装置
は、一般に耐熱性の薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄
肉鋼板を波形成形した波板状帯材とを、相互に当接部を
有するように重積し、これを一括渦巻状に巻回積層する
か、あるいは階層状に重積して製作した軸方向に排気ガ
ス通路のための多数の網目状通気孔路（以下、セルとも
いう。）を有するハニカム状積層体（以下、ハニカム体
という。）と、前記ハニカム体を填装し固着するための
両端が開口した筒状の金属製ケースから構成されてい
る。そして、前記ハニカム体と金属製ケースとは、排気
ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反
応による高い温度雰囲気下で生起する熱膨張や熱的応力
に耐えるように、また自動車走行時の激しい振動に耐え
得るようにろう接または溶接などにより強固に固着され
る。なお、ハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯
材の当接部は種々の方法により固着されることはいうま
でもないことである。2. Description of the Related Art Heretofore, as a catalyst supporting base which is a main component of this type of exhaust gas purifying apparatus, a ceramic monolith type using a ceramic material such as cordierite and a metal (metal) type have been used. Monolith type is known. Particularly recently, metal monolith type devices have been actively researched and developed from the viewpoint of mechanical strength, durability, ventilation resistance, purification efficiency, miniaturization of devices, and the like. In the following description, the latter metal monolith type is mainly described for convenience of description. In general, a metal monolith type exhaust gas purifying apparatus stacks a flat strip made of a heat-resistant thin steel sheet and a corrugated strip formed by corrugating the thin steel sheet so as to have an abutting portion. A plurality of mesh-shaped vent passages (hereinafter also referred to as cells) for exhaust gas passages in the axial direction, which are formed by spirally winding and laminating them in a lump or by laminating them in a layered manner. The honeycomb structure includes a honeycomb-shaped laminate (hereinafter, referred to as a honeycomb body) and a cylindrical metal case having both ends opened for loading and fixing the honeycomb body. The honeycomb body and the metal case are designed to withstand thermal expansion and thermal stress generated under a high temperature of the exhaust gas itself and a high temperature atmosphere due to an exothermic reaction between the exhaust gas and the purification catalyst. It is firmly fixed by brazing or welding so that it can endure severe vibration during running. It goes without saying that the contact portions between the flat band material and the corrugated band material constituting the honeycomb body are fixed by various methods.
【０００３】この種の排気ガス浄化装置における大きな
問題は、次の点にある。即ち、エンジン始動時（コール
ドスタート時）において、金属製ハニカム体の壁面に担
持された、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒
が、排気ガスと効率的に触媒反応を起こす最適な温度条
件に達していないことであり、エンジンから排出される
ＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素化合物）などの有
害な物質のほとんどが浄化されずに大気中に放出されて
しまうという点にある。A major problem with this type of exhaust gas purifier is as follows. That is, at the time of starting the engine (at the time of cold start), the optimum temperature at which the exhaust gas purifying catalyst such as Pt, Pd, Rh supported on the wall surface of the metallic honeycomb body efficiently causes a catalytic reaction with the exhaust gas. The condition is not reached, and most of the harmful substances such as CO (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon compounds) emitted from the engine are released to the atmosphere without being purified. .
【０００４】前記したエンジン始動時（コールドスター
ト時）の問題点を解決するために種々の提案がなされて
いる。例えば、(i) 実開昭６３−６７６０９号には、セ
ラミックス製モノリスタイプを主触媒担持母体として使
用したコンバータにおいて、該主触媒担持母体の排気ガ
ス上流側の近傍部位に、予めハニカム状に製作したメタ
ル担体にアルミナをコートし、かつ通電可能とされたメ
タルモノリス触媒を配設する方法、(ii) 実開平２−９
４３１６号には、触媒本体の外周部に遠赤外線ヒータを
配設する方式、(iii) 実開平３−１００２２号には、モ
ノリスタイプの触媒の前面（排気ガスの上流側）に加熱
ヒータ、更に該ヒータの前面に排気ガスを整流するため
の整流板を配設する方式、などが提案されている。しか
しながら、これら従来の提案のものは、ヒータ機能を果
たすハニカム体を十分に高く昇温させて触媒反応を効率
的に行なわしめなければならないという要請からみて、
昇温温度が不十分であったり、解決のためにコストアッ
プを強いられたりして充分に満足のいくものではない。[0004] Various proposals have been made to solve the problems at the time of starting the engine (at the time of cold start). For example, (i) Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-67609 discloses that a converter using a ceramic monolith type as a main catalyst supporting matrix is manufactured in advance in a honeycomb shape at a portion near the exhaust gas upstream side of the main catalyst supporting matrix. Coating the coated metal support with alumina and disposing an energizable metal monolith catalyst, (ii) Japanese Utility Model Application
No. 4316 discloses a method in which a far-infrared heater is disposed on the outer peripheral portion of the catalyst body. (Iii) Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-10022 discloses a heater on the front surface (upstream of exhaust gas) of a monolithic catalyst, and There has been proposed a method in which a rectifying plate for rectifying exhaust gas is disposed in front of the heater. However, these conventional proposals are required to raise the temperature of the honeycomb body that performs the heater function sufficiently high to perform the catalytic reaction efficiently.
This is not satisfactory because the temperature for raising the temperature is insufficient or the cost is increased for the solution.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来のハニカム体にみられる問題点を解決すべくなされ
たものである。本発明者らは、コールドスタート時にハ
ニカム体の温度、特にハニカム体の内部全体を均一にか
つ充分に高い温度に昇温させる技術について種々、検討
を加えた。特に、従来技術において説明した実開昭６３
−６７６０９号などに提案されている排気ガス浄化装置
用の通電発熱式ハニカム体の改良について、鋭意、検討
を加えた。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional honeycomb body. The present inventors have made various investigations on a technique for uniformly and sufficiently raising the temperature of the honeycomb body, particularly the entire inside of the honeycomb body at the time of cold start. In particular, Japanese Utility Model Application Laid-Open No.
The present inventors have enthusiastically studied the improvement of a current-carrying-type honeycomb body for an exhaust gas purifying device proposed in, for example, -67609.
【０００６】その結果、本発明者らは、従来技術として
説明した実開昭６３−６７６０９号などに提案されてい
る耐熱製の薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を当
接させるように重積して巻回タイプのハニカム体を製作
し、その中心部と外周部に電極材を配設してプレヒータ
としたもの（なお、前記従来技術は、更にハニカム体の
壁面をアルミナでコーティングしているが、これは形成
されるコーティング層に排気ガスの浄化用触媒を担持さ
せるためであると認められる。）は、次のような欠点が
あることを見い出した。例えば、前記構造の通電発熱式
のプレヒータとしてのハニカム体において、外部の電源
部（バッテリなど）に対して、ハニカム体の外周部電極
材を＋極、中心部電極材を−極に接続して通電したと
き、（イ）外周部電極材（ハニカム体は導電性の円筒状
金属製ケース内で固着されるので、該金属製ケース全体
が外周部電極材となる。）の表面積に対するハニカム体
の外周部及びその近傍部位における単位体積当りの平板
状帯材と波板状帯材が形成する通電面積の割合と、
（ロ）中心部電極材（例えばＮｉ製丸棒材）の表面積に
対するハニカム体の中心部及び近傍部位における単位体
積当りの平板状帯材と波板状帯材が形成する通電面積の
割合において、前者（イ）の方が圧倒的に多いことか
ら、前者の各セルの壁を通じて流れる電流密度が後者よ
り極めて少なくなること、別言すれば、通電によりハニ
カム体の外周部及びその近傍部位での抵抗加熱により得
られる発熱量は、ハニカム体の中心部及びその近傍部位
での抵抗加熱により得られる発熱量と比較して小さいも
のとなる。その結果、プレヒータとしてのハニカム体内
部の温度が不均一となる。As a result, the inventors of the present invention applied the heat-resistant thin metal sheet flat and corrugated strips proposed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-67609 described as a prior art. A wound type honeycomb body is manufactured by stacking so as to be in contact with each other, and an electrode material is disposed on the center and the outer periphery thereof to form a pre-heater. Coating with alumina, which is recognized to support a catalyst for purifying exhaust gas on the formed coating layer) has been found to have the following disadvantages. For example, in a honeycomb body as an energization-type preheater having the above-described structure, the outer peripheral electrode material of the honeycomb body is connected to a positive pole and the central electrode material is connected to a negative pole with respect to an external power supply unit (such as a battery). When current is supplied, (a) the outer peripheral electrode material (the honeycomb body is fixed in the conductive cylindrical metal case, so the entire metal case becomes the outer peripheral electrode material). The ratio of the energizing area formed by the flat band material and the corrugated band material per unit volume in the outer peripheral portion and the vicinity thereof,
(B) In the ratio of the current-carrying area formed by the flat band material and the corrugated band material per unit volume in the central part and the vicinity part of the honeycomb body to the surface area of the central electrode material (for example, Ni round bar material), Since the former (a) is overwhelmingly more numerous, the current density flowing through the walls of the former cells is much smaller than the latter, in other words, the current at the outer peripheral portion of the honeycomb body and the vicinity thereof due to energization. The calorific value obtained by the resistance heating is smaller than the calorific value obtained by the resistance heating at the central portion of the honeycomb body and the vicinity thereof. As a result, the temperature inside the honeycomb body as the preheater becomes non-uniform.
【０００７】周知のように、この種のプレヒータ機能を
有する通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）は、図８に示され
る態様で排気ガス浄化装置（Ａ）に組込まれて使用され
るものである。図８は、従来の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ´）を組込んだ排気ガス浄化装置（Ａ）の一部を省
略した断面図である。図示されるように、排気ガス流
（Ｆ）に対し、排気ガスの上流側に通電発熱式ハニカム
体（Ｈ´）、下流側にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈなどの排気ガス
の浄化用触媒を担持したメイン（主）触媒（Ｍ）を金属
製ケース（Ｃ）内に配設して排気ガス浄化装置（Ａ）を
構成する。そして、該通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）の
中心部電極材（Ｂ1 ）と外周部電極材（Ｂ2 ）は、外部
電源部(4) に対して、導線（ 5，6 ）により接続され
る。なお、ハニカム体（Ｈ´）の配設において他部材と
の絶縁性に留意しなければならないが、図８は簡略化の
ためにこれを省略してある。As is well known, this type of energized heat-generating honeycomb body (H ') having a pre-heater function is used by being incorporated in an exhaust gas purifying apparatus (A) in a manner shown in FIG. . FIG. 8 is a cross-sectional view in which a part of an exhaust gas purifying apparatus (A) incorporating a conventional energized and heated honeycomb body (H ′) is omitted. As shown in the figure, the exhaust gas flow (F) is supported on the exhaust gas upstream side of the exhaust gas by a heat-generating honeycomb body (H ′), and on the downstream side is a catalyst for purifying exhaust gas such as Pt, Pd, and Rh. The exhaust gas purification device (A) is configured by disposing the main (main) catalyst (M) in the metal case (C). The central electrode material (B 1 ) and the outer peripheral electrode material (B 2 ) of the energized and heated honeycomb body (H ′) are connected to the external power supply unit (4) by conducting wires (5, 6). Is done. In the arrangement of the honeycomb body (H '), attention must be paid to the insulating property from other members, but this is omitted in FIG. 8 for simplification.
【０００８】前記したように図８に示される従来タイプ
の排気ガス浄化装置（Ａ）において、プレヒータ機能を
有する通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）は通電により内部
が均一に加熱昇温されず、その内部を通過する排気ガス
は不均一に加熱されて下流側の主触媒（Ｍ）に至る。即
ち、排気ガスは触媒反応にとって最適な温度に均一に加
熱されずに主触媒（Ｍ）内に流入してしまい、この結
果、最適な排気ガス浄化を達成することができない。ま
た、従来の通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）においては、
前記した電流密度の相違から中央部位を適温にすると外
周部位が低温となるが、これを解消しようとして外周部
位を適温にすると中心部位、特に中心部電極材の近傍部
位はオーバヒートし、極端な場合にはメルトダウン（溶
損）してしまいハニカム体（Ｈ´）の耐振耐久性（機械
的強度）が大きく損なわれる。As described above, in the conventional exhaust gas purifying apparatus (A) shown in FIG. 8, the energized and heated type honeycomb body (H ') having the pre-heater function is not uniformly heated and heated inside by the energization. The exhaust gas passing through the inside is heated unevenly and reaches the downstream main catalyst (M). That is, the exhaust gas flows into the main catalyst (M) without being uniformly heated to the optimal temperature for the catalytic reaction, and as a result, it is not possible to achieve optimal exhaust gas purification. Further, in the conventional energized and heated honeycomb body (H ′),
When the central portion is set to an appropriate temperature due to the difference in current density described above, the outer peripheral portion becomes low in temperature.However, when the outer peripheral portion is set to an appropriate temperature in an attempt to solve this, the central portion, especially the portion near the central electrode material overheats, and in extreme cases, In this case, the honeycomb body (H ′) is melted down (melted), and the vibration resistance durability (mechanical strength) of the honeycomb body (H ′) is greatly impaired.
【０００９】これに対し、本発明者らは、従来のプレヒ
ータ機能を有するハニカム体（Ｈ´）の構造において、
前記（イ）と（ロ）で述べたように電極材（中心部電極
材Ｂ1 ，外周部電極材Ｂ2 ）に対する通電面積を略同一
にする手段を講じた場合、ハニカム体内部が均一に加熱
されること、そして、これにより高い排気ガス浄化効率
が達成されることを見い出した。更に、その際ハニカム
体の側にも排気ガスの浄化能を持たせるために、特にＨ
Ｃ（炭化水素化合物）やＣＯ（一酸化炭素）を酸化する
酸化触媒やＮＯx （窒素酸化物）をも還元することがで
きる酸化還元触媒を該ハニカム体の壁面に担持させたと
き、触媒反応が発熱反応であるために加熱特性が改善さ
れ、これがエンジン始動時（コールドスタート時）の排
気ガス浄化に有効であることを見い出した。そして、こ
のような態様のもとでハニカム体は、プレキャタライザ
ーとしての用途の他に従来の主触媒（Ｍ）に代替して使
用できることも判明した。本発明は、前記知見をベース
とした通電発熱式排気ガス浄化装置、特にその主要な構
成要素である通電発熱式で、かつ触媒が担持されて排気
ガス浄化能を有するハニカム体（以下、単に通電発熱式
触媒という。）を提供しようとするものである。On the other hand, the present inventors have proposed a conventional honeycomb body (H ') having a pre-heater function.
As described in (a) and (b) above, when the means for making the energizing areas for the electrode materials (the central electrode material B 1 and the outer peripheral electrode material B 2 ) substantially the same, the inside of the honeycomb body becomes uniform. It has been found that it is heated and that a high exhaust gas purification efficiency is thereby achieved. Further, in this case, in order to provide the honeycomb body with the exhaust gas purifying ability, in particular, H
When an oxidation catalyst that oxidizes C (hydrocarbon compound) and CO (carbon monoxide) and an oxidation-reduction catalyst that can also reduce NOx (nitrogen oxide) are supported on the wall surface of the honeycomb body, the catalytic reaction is It has been found that the heating characteristic is improved due to the exothermic reaction, and this is effective for purifying the exhaust gas when the engine is started (cold start). Then, it has been found that the honeycomb body can be used in place of the conventional main catalyst (M) in addition to the use as a precatalyzer under such an aspect. The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus based on the above-mentioned knowledge, and more particularly, to a honeycomb body (hereinafter simply referred to as an energized exhaust gas purifying apparatus) which is an energized exothermic type which is a main component of the exhaust gas purifying apparatus and has a catalyst-supporting exhaust gas purifying ability. Exothermic catalyst).
【００１０】[0010]
【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、通電発熱式触媒（Ｈ）または該通電発熱式触
媒（Ｈ）の後部に配設される主触媒から成る排気ガス浄
化装置において、該通電発熱式触媒（Ｈ）が、(i) 薄肉
金属板製の平板状帯材と波板状帯材を相互に当接するよ
うに重積して製作したハニカム状構造体であるととも
に、該ハニカム状構造体の中心部から外周部に行くに従
って排気ガス流方向の幅が順次、小さくなる幅（ｌ）を
有するハニカム体（Ｈ1）で構成され、かつ、(ii)前記
ハニカム体（Ｈ1 ）が、排気ガスの浄化用触媒を担持し
たものであり、更に、(iii)前記ハニカム体（Ｈ1 ）
が、中心部と外周部に外部の電源に接続する電極材を配
設したものである、ことを特徴とする排気ガス浄化装置
に関するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In summary of the present invention,
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus comprising an energized exothermic catalyst (H) or a main catalyst disposed at the rear of the energized exothermic catalyst (H), wherein the energized exothermic catalyst (H) comprises (i) A honeycomb-shaped structure manufactured by stacking a flat metal strip made of a thin metal plate and a corrugated metal strip so as to abut each other, and as the honeycomb-shaped structure moves from the center to the outer periphery thereof The honeycomb body (H 1 ) has a width (l) having a width gradually decreasing in the exhaust gas flow direction, and (ii) the honeycomb body (H 1 ) carries an exhaust gas purification catalyst. And (iii) the honeycomb body (H 1 )
Are provided with an electrode material connected to an external power source at a central portion and an outer peripheral portion.
【００１１】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて、図面を参照して説明する。なお、本発明は図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。Hereinafter, a technical configuration and an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated one.
【００１２】図１は、本発明の第一実施例の通電発熱式
触媒（Ｈ）の一部を省略した断面図であり、図２は斜視
図である。本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）は、１つには
前記した図８に示される従来の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ´）に代替してプレキャタライザーとして使用され
るものである。即ち、排気ガス流方向（Ｆ）に対し主触
媒（Ｍ）の上流側に、プレヒータとして配設されて使用
されるものである。また、本発明の通電発熱式触媒
（Ｈ）は、場合によっては主触媒（Ｍ）に代替してメイ
ンキャタライザーとして使用してもよい。本発明の通電
発熱式触媒（Ｈ）は、従来の通電発熱式ハニカム体（Ｈ
´）と比較して、次の点で大きく相違するFIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention, in which a part of an energizing heat generating catalyst (H) is omitted, and FIG. 2 is a perspective view. The energized heat generating catalyst (H) of the present invention is used as a precatalyzer instead of the conventional energized heat generating honeycomb body (H ') shown in FIG. That is, it is disposed and used as a preheater on the upstream side of the main catalyst (M) with respect to the exhaust gas flow direction (F). Further, the energized heat generating catalyst (H) of the present invention may be used as a main catalyzer instead of the main catalyst (M) in some cases. The energizing / heating type catalyst (H) of the present invention comprises a conventional energizing / heating type honeycomb body (H).
Compared to '))
【００１３】（ａ）従来の通電発熱式ハニカム体（Ｈ
´）は、前述したように、かつ図８に示されるように耐
熱性の薄肉金属板製で所定幅（ｌ´）の平板状帯材(1)
と波板状帯材(2) を相互に当接するように重積し、これ
を一括渦巻状に巻回して製作した巻回タイプのハニカム
体であり、かつその中心部と外周部に電極材（Ｂ1 ，Ｂ
2 ）を配設したものである。なお、前記平板状帯材と波
板状帯材の巻回積層により図２に示されるように多数の
排気ガスの網目状通気孔路（セル）(3) が自動的に形成
される。従って、図８に示されるように、ハニカム体
（Ｈ´）の幅の厚み、即ち排気ガス流方向（Ｆ）の厚み
（ｌ´）が一定のものである。 （ｂ）これに対して、本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）を
構成するハニカム体（Ｈ1 ）は、ハニカム状構造体とい
う意味では従来と同様のものであるが、図１〜図２に示
されるように排気ガス流方向（Ｆ）の幅（ｌ）が、該ハ
ニカム体（Ｈ1 ）の中心部から外周部に行くに従って、
順次大→小に傾斜（漸減）しているものである。なお、
該ハニカム体（Ｈ1 ）の中心部と外周部に夫々、電極材
が配設されるが、中心部の電極材（Ｂ1 ）と外周部の電
極材（Ｂ2 ）の幅も、前記したハニカム体（Ｈ1 ）の中
心部と外周部の幅（ｌ）の相違（Ｂ1 ＞Ｂ2 ）に対応さ
せてもよい。(A) A conventional energized heating type honeycomb body (H
8) is a flat strip (1) having a predetermined width (l ') made of a heat-resistant thin metal plate as described above and as shown in FIG.
And a corrugated strip (2) are stacked so that they are in contact with each other, and are wound together in a spiral to produce a wound type honeycomb body. (B 1 , B
2 ) is arranged. In addition, as shown in FIG. 2, a large number of exhaust gas reticulated vent passages (cells) (3) are automatically formed by winding and laminating the flat band material and the corrugated band material. Therefore, as shown in FIG. 8, the thickness of the width of the honeycomb body (H ′), that is, the thickness (l ′) in the exhaust gas flow direction (F) is constant. (B) On the other hand, the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized heat generating catalyst (H) of the present invention is the same as the conventional one in terms of the honeycomb-like structure, but is shown in FIGS. As shown in the figure, as the width (l) in the exhaust gas flow direction (F) goes from the center to the outer periphery of the honeycomb body (H 1 ),
The slope is gradually (gradual decrease) from large to small. In addition,
Electrode materials are provided at the center and the outer periphery of the honeycomb body (H 1 ), respectively. The widths of the electrode material (B 1 ) at the center and the electrode material (B 2 ) at the outer periphery are also as described above. The difference (B 1 > B 2 ) in the width (l) between the central part and the outer peripheral part of the honeycomb body (H 1 ) may be corresponded.
【００１４】前記した相違点は重要な意義を有するもの
である。即ち、例えば図１の態様のもとで通電したと
き、より具体的には外部の電源部(4) に対してリード線
（ 5，6 ）をもってハニカム体（Ｈ1 ）の外周部電極材
（Ｂ2 ）を＋極側、中心部電極材（Ｂ1 ）を−極側に接
続して通電したとき、外周部電極材（Ｂ2 ）→中心部電
極材（Ｂ1 ）に至る各セルの壁（これは当然のことなが
ら平板状帯材(1) と波板状帯材(2) で構成される。）を
通じて電気が流れる通電経路において、ハニカム体（Ｈ
1 ）の幅（ｌ）を外周部→中心部に行くに従って漸増さ
せたことを反映して電極材自体の幅においてＢ1 ＞Ｂ2
の関係が成立するため、ハニカム体（Ｈ1 ）内部のどの
部位においても略同じ密度の電気が流れることになる。
別言すれば、該通電経路において電気はほぼ同じ抵抗値
の導体（各セル壁）を流れることになり、これにより均
一な抵抗発熱を得ることができる。これは、ハニカム体
（Ｈ1 ）の中心部の幅＞外周部の幅としたこと、即ちこ
れに対応してＢ1 ＞Ｂ2 としたことの利点である。上記
した点は前記（イ）（ロ）で説明した外周部電極材（Ｂ
2 ）の表面積とその近傍部位の通電面積の割合と、中心
部電極材（Ｂ1 ）の表面積とその近傍部位の通電面積の
割合が、本発明においては略同一になっていることから
容易に判ることである。The differences described above have significant significance. That is, for example, when energized under the embodiment of Figure 1, more peripheral portion electrode material Specifically, an external power supply unit (4) honeycomb body with lead wires (5, 6) with respect to (H 1) ( B 2 ) is connected to the positive electrode side and the central electrode material (B 1 ) is connected to the negative electrode side, and when energized, each cell from the outer peripheral electrode material (B 2 ) to the central electrode material (B 1 ) In a current-carrying path through which electricity flows through a wall (which is, of course, composed of a flat strip material (1) and a corrugated strip material (2)), the honeycomb body (H
B 1 in the width of the electrode material itself to reflect that is gradually increased toward the width of 1) (l) in the outer peripheral portion → center> B 2
Holds, electricity of substantially the same density flows in any part inside the honeycomb body (H 1 ).
In other words, electricity flows through conductors (each cell wall) having substantially the same resistance value in the current-carrying path, so that uniform resistance heating can be obtained. This is an advantage that the width of the central portion of the honeycomb body (H 1 )> the width of the outer peripheral portion, that is, B 1 > B 2 correspondingly. The above-mentioned point is the outer peripheral portion electrode material (B) described in the above (a) and (b).
2 ) The surface area of the central electrode material (B 1 ) and the ratio of the energization area in the vicinity thereof and the ratio of the energization area in the vicinity thereof and the ratio of the energization area in the vicinity thereof to the surface area of the center electrode material (B 1 ) are substantially the same in the present invention. It is understandable.
【００１５】更に、本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の別
の構成上の大きな特徴点は、該通電発熱式触媒（Ｈ）を
後述する主触媒（Ｍ）と組合わせて使用する場合、後者
の側だけでなく該通電発熱式触媒（Ｈ）自体にも排気ガ
スの浄化用触媒を担持させている点にある。なお、本発
明の通電発熱式触媒（Ｈ）は該主触媒（Ｍ）として使用
できることは、前記した通りである。周知のように、排
気ガス中のＨＣ（炭化水素化合物）やＣＯ（一酸化炭
素）は、酸化触媒（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｒ，Ｖ，Ｃｕなど）
のもとで発熱反応によりＣＯ2 やＨ2 Ｏに無害化され
る。また、理論空燃比近傍で排気ガス中に排出されるＨ
Ｃ，ＣＯ及びＮＯx を同時に浄化する酸化還元（三元）
触媒（Ｐｔ−Ｒｈ系，Ｐｔ−Ｐｄ−Ｒｈ系など）はよく
知られているものであり、これら排気ガス成分はＣＯ2
やＨ2 Ｏに酸化されたりＮ2 に還元されたりする。な
お、三元触媒系でも全体的には発熱的に触媒反応が進行
する。本発明において、通電発熱式触媒（Ｈ）の側にも
排気ガスの浄化用触媒を担持する意味は、排気ガス浄化
装置（Ａ）全体の浄化能を向上させる一方、前記したよ
うに触媒反応に基づく発熱量の有効活用にあり、この発
熱量をヒータ特性の向上に使うという点にある。本発明
において、通電発熱式触媒（Ｈ）の壁面に担持させる触
媒として、前記した触媒反応からわかるように発熱量の
大きさからみて酸化触媒が好ましいが、酸化還元（三元
触媒）（a three-way catalyst）であってもよい。な
お、これら触媒成分を担持させる方法は、後述する主触
媒（Ｍ）のところで説明する。Further, another major feature of the configuration of the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention is that when the energizing and exothermic catalyst (H) is used in combination with a main catalyst (M) described later, An exhaust gas purifying catalyst is carried not only on the latter side but also on the energized heat generating catalyst (H) itself. It is to be noted that the energized exothermic catalyst (H) of the present invention can be used as the main catalyst (M) as described above. As is well known, HC (hydrocarbon compounds) and CO (carbon monoxide) in exhaust gas are converted into oxidation catalysts (Pt, Pd, Cr, V, Cu, etc.).
Harmless to CO 2 and H 2 O by an exothermic reaction under the following conditions. In addition, H discharged into exhaust gas near the stoichiometric air-fuel ratio
Redox that purifies C, CO and NOx simultaneously (ternary)
Catalysts (Pt-Rh system, Pt-Pd-Rh system, etc.) are well known, and their exhaust gas components are CO 2
Or H 2 O or reduced to N 2 . In addition, even in the three-way catalyst system, the catalytic reaction proceeds exothermically as a whole. In the present invention, the purpose of supporting the exhaust gas purifying catalyst also on the side of the energized heat generating catalyst (H) is to improve the purifying performance of the entire exhaust gas purifying device (A), while at the same time, The effective use of the calorific value is based on the fact that the calorific value is used for improving the heater characteristics. In the present invention, as the catalyst to be supported on the wall surface of the energized exothermic catalyst (H), an oxidation catalyst is preferable in view of the magnitude of the calorific value, as can be seen from the above-mentioned catalytic reaction. -way catalyst). The method for supporting these catalyst components will be described with respect to the main catalyst (M) described later.
【００１６】本発明において、前記通電発熱式触媒
（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ1 ）を製作するために
使用される平板状帯材(1) としては、通常のメタルモノ
リスタイプの主触媒担持母体の製作に使用されている帯
材、例えばクロム鋼（クロム13〜25% ）、Ｆｅ−Ｃｒ20
% −ＡＩ 5% などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこ
れに耐酸化性を改善するために希土類を加えた耐熱性の
ステンレス鋼などの厚さ0.04mm〜0.1mm の帯材を使用す
る。また、波板状帯材(2) として、前記平板状帯材(1)
から所定の略正弦波もしくは台形波を有するように波付
加工したものが使用される。このほか、ハニカム体の高
温下での通電性を考慮してＮｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ
−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｆｅ合金なども使用さ
れる。特に、本発明においては、前記したように通電発
熱式触媒（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ1 ）の壁面に
排気ガス浄化用触媒を担持させて使用するものであり、
該ハニカム体（Ｈ1 ）を構成する部材、即ち平板状帯材
(1) と波板状帯材(2)にＡｌを含有させたりあるいはそ
の表面にＡｌ層を設けたものを熱処理して、その表面に
ウィスカー状もしくはマッシュルーム状のアルミナ（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）層を析出させたものが好ましい。前記ウィス
カー状などのアルミナは、後述するようにＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッ
シュコート層を強固に保持することができるので好まし
いものである。In the present invention, as the flat strip material (1) used for manufacturing the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized heat generating catalyst (H), an ordinary metal monolith type main catalyst is used. Strips used in the fabrication of the carrier matrix, such as chromium steel (chromium 13-25%), Fe-Cr20
Use a heat-resistant stainless steel such as% -AI 5%, or a heat-resistant stainless steel to which a rare earth element is added to improve the oxidation resistance, with a thickness of 0.04 mm to 0.1 mm. Further, as the corrugated sheet material (2), the flat sheet material (1)
And a corrugated one having a predetermined substantially sinusoidal or trapezoidal wave is used. In addition, Ni-Cr alloys, Ni-Cr
-Fe alloy, Ni-Cr-Al-Fe alloy and the like are also used. In particular, in the present invention, the exhaust gas purifying catalyst is carried on the wall surface of the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized heat generating catalyst (H) as described above, and is used.
A member constituting the honeycomb body (H 1 ), that is, a flat strip material
A heat treatment is performed on a material in which (1) and the corrugated belt-like material (2) contain Al or have an Al layer provided on the surface thereof, and the surface thereof is whisker-like or mushroom-like alumina (A
(1 2 O 3 ) layer is preferably deposited. The whisker-shaped alumina or the like includes Pt, Pd,
This is preferable because a wash coat layer for supporting an exhaust gas purifying catalyst such as Rh can be firmly held.
【００１７】本発明において、前記通電発熱式触媒
（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ1 ）の中心部及び外周
部には、その軸方向に電極材（Ｂ1 ，Ｂ2 ）が配設され
る。このような電極材（Ｂ1 ，Ｂ2 ）としては、前記し
たハニカム体（Ｈ1 ）の構造にあわせて所望の形状のも
のを使用すればよい。例えば電極材（Ｂ1 ，Ｂ2 ）とし
て耐熱鋼やニッケル等の線材、棒材、または板材などが
使用される。本発明において、前記ヒータ機能を有する
ハニカム体（Ｈ）は、図１〜図２に示されるように巻回
タイプのハニカム体を金属製ケース（Ｃ1 ）内で固着さ
れて使用されるのが常態であるため、該金属製ケース
（Ｃ1 ）を外部電極材（Ｃ＝Ｂ2 ）としもよいことはい
うまでもない。しかし、前記したように別体の電極材
（Ｂ2 ）を使用することもできる。In the present invention, electrode materials (B 1 , B 2 ) are arranged in the axial direction at the central portion and the outer peripheral portion of the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized heat generating catalyst (H). You. As such an electrode material (B 1 , B 2 ), a material having a desired shape may be used according to the structure of the honeycomb body (H 1 ). For example, as the electrode material (B 1 , B 2 ), a wire, a bar, a plate, or the like such as heat-resistant steel or nickel is used. In the present invention, the honeycomb body having a heater function (H), it being used a honeycomb body winding type as shown in Figures 1-2 is fixed in the metal case (C 1) Since it is a normal state, it goes without saying that the metal case (C 1 ) may be used as an external electrode material (C = B 2 ). However, as described above, a separate electrode material (B 2 ) can be used.
【００１８】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）と外部電源
部(4) の配設関係（通電接続）は、排気ガス浄化装置
（Ａ）の全体からみたときは図８のように行なえばよ
く、また該触媒（Ｈ）を中心にみたときは図１〜図２の
ように行なえばよい。本発明において、図示されていな
いが、外部電源部(4) から電極材（Ｂ1 ，Ｂ2 ）への電
力供給は、タイマーで時間を限っておこなってもよい
し、あるいはハニカム体の所望の部位に取付けたセンサ
ー（熱電対など）によりハニカム体の温度や排気ガス温
度を測定して所望の設定値でオン−オフされるようにし
てもよく、その態様に何等の制限を受けるものではな
い。なお、図１〜図２には電力供給のオン−オフのスイ
ッチング(7) が示されている。また、外部電源部(4) と
して直流電源を例示したが、他の実施例が示すように交
流電源であってもよいことは言うまでもないことであ
る。The arrangement relationship (energized connection) between the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention and the external power supply section (4) is as shown in FIG. 8 when viewed from the entire exhaust gas purifying apparatus (A). In addition, when the catalyst (H) is viewed as a center, it may be performed as shown in FIGS. In the present invention, although not shown, the power supply from the external power supply unit (4) to the electrode materials (B 1 , B 2 ) may be performed with a timer for a limited time, or the desired power supply of the honeycomb body may be performed. The temperature of the honeycomb body or the temperature of the exhaust gas may be measured by a sensor (such as a thermocouple) attached to the site and turned on and off at a desired set value, and the mode is not subject to any limitation. . FIGS. 1 and 2 show the on / off switching (7) of the power supply. Further, a DC power supply has been exemplified as the external power supply section (4), but it goes without saying that an AC power supply may be used as shown in other embodiments.
【００１９】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の第二実施
例を図３で説明する。図３で示される第二実施例のもの
は、通電発熱式触媒（Ｈ）を構成するハニカム体
（Ｈ1 ）が二つのハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ2 ）で構成さ
れ、該ハニカム体（Ｈ1 ，Ｈ2 ）を直列に配設したもの
であり、夫々の構造は図１〜図２で示される単一ハニカ
ム体（Ｈ1 ）のものと基本的に同じである。ただ、各ハ
ニカム体（Ｈ1 ，Ｈ2 ）の幅（ｌ）を直線的でなく非直
線的（凹曲線的）に変化させた点が相違する。このよう
に各ハニカム体の幅（ｌ）を直線的に変化させるか非直
線的に変化させるかは、ハニカム体の製造プロセスによ
るものである。FIG. 3 shows a second embodiment of the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 3, the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized exothermic catalyst (H) is composed of two honeycomb bodies (H 1 , H 2 ), and the honeycomb body (H) 1 , H 2 ) are arranged in series, and their respective structures are basically the same as those of the single honeycomb body (H 1 ) shown in FIGS. However, the difference is that the width (l) of each honeycomb body (H 1 , H 2 ) is changed not linearly but non-linearly (concave curve). Whether the width (l) of each honeycomb body is changed linearly or non-linearly depends on the manufacturing process of the honeycomb body.
【００２０】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の第三実施
例を図４で説明する。第三実施例のものは、図３で示さ
れる第二実施例のものと略同様であり、二つのハニカム
体（Ｈ1 ，Ｈ2 ）を並列配設している。なお、第三実施
例においては、ハニカム体の幅を非直線的（凸曲線状）
に変化させている点、及び各ハニカム体の共通の金属製
ケース（Ｃ1 ）を外部電極材（Ｂ2 ）としている点で、
第二実施例のものと相違する。FIG. 4 shows a third embodiment of the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention. The third embodiment is substantially the same as that of the second embodiment shown in FIG. 3, and two honeycomb bodies (H 1 , H 2 ) are arranged in parallel. In the third embodiment, the width of the honeycomb body is set to be non-linear (convex curve).
And the common metal case (C 1 ) of each honeycomb body is used as an external electrode material (B 2 ).
This is different from that of the second embodiment.
【００２１】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の第四実施
例を図５で説明する。第四実施例のものは、図４で示さ
れる第三実施例のものと略同様であるが、ハニカム体の
幅（ｌ）を非直線的（段階状）に変化させている点、及
び外部電源部(4) として交流電源を使用している点で相
違する。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the catalyst (H) of the present invention. The fourth embodiment is substantially the same as the third embodiment shown in FIG. 4 except that the width (l) of the honeycomb body is changed in a non-linear (stepwise) manner. The difference is that an AC power supply is used as the power supply section (4).
【００２２】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の第五実施
例を図６で説明する。第五実施例のものは、通電発熱式
触媒（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ1 ）として、両端
面が外側に凸形状を有するものを採用し、これによりハ
ニカム体（Ｈ1 ）の排気ガス流方向の幅（ｌ）を調整し
ている。なお、外部電源部(4) は交流電源である。ま
た、第五実施例のものにおいては、ハニカム体（Ｈ1 ）
の形状からして排気ガス流の流速分布を調整することが
できるという利点がある。A fifth embodiment of the catalyst (H) of the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized heat-generating catalyst (H) has a structure in which both end faces have an outwardly convex shape, thereby exhausting the honeycomb body (H 1 ). The width (l) in the gas flow direction is adjusted. The external power supply (4) is an AC power supply. In the fifth embodiment, the honeycomb body (H 1 )
There is an advantage that the flow velocity distribution of the exhaust gas flow can be adjusted due to the shape of the above.
【００２３】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の第六実施
例を図７で説明する。第六実施例のものは、通電発熱式
触媒（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ1 ）として、一方
の端面を外側に凸形状、他方の端面を凹形状としたもの
を採用し、これによりハニカム体（Ｈ1 ）の排気ガス流
方向の幅（ｌ）を調整している。なお、第六実施例にお
いても、前記第五実施例と同様に排気ガス流の流速分布
を調整することができる。FIG. 7 shows a sixth embodiment of the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention. In the sixth embodiment, as the honeycomb body (H 1 ) constituting the energized heat generating catalyst (H), one having one end face having a convex shape outward and the other end face having a concave shape is employed. The width (l) of the honeycomb body (H 1 ) in the exhaust gas flow direction is adjusted. In the sixth embodiment as well, the flow velocity distribution of the exhaust gas flow can be adjusted as in the fifth embodiment.
【００２４】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）の１つの使
い方としては、プレキャタライザーとしての機能を重視
して、前記したように排気ガス浄化装置（Ａ）の主要な
構成要素である主触媒（Ｍ）の前部に配設されて使用さ
れるものである。勿論、主触媒（Ｍ）に代替して、即ち
メインキャタライザーとして使用してもよいことは言う
までもないことである。次に、該主触媒（Ｍ）について
説明する。排気ガス浄化装置（Ａ）の主要な構成要素で
ある主触媒（Ｍ）は、セラミックス製モノリスタイプの
ものであってもよく、あるいは金属（メタル）製モノリ
スタイプのものであってもよい。これらは、常法に従っ
て製作すればよく、例えば主触媒（Ｍ）の前駆体である
主触媒担持母体を製作し、これに排気ガス浄化用触媒を
担持させればよい。以下に金属（メタル）製モノリスタ
イプの該主触媒担持母体の製法を説明するが、前記した
通電発熱式触媒（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ1 〜Ｈ
n ）も、以下に説明する態様で製作すればよい。なお、
触媒の担持法は後述する。One of the uses of the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention is to emphasize the function as a precatalyst and to use the main catalyst which is a main component of the exhaust gas purifying apparatus (A) as described above. (M) is arranged and used at the front part. Of course, it goes without saying that the catalyst may be used in place of the main catalyst (M), that is, as a main catalyzer. Next, the main catalyst (M) will be described. The main catalyst (M), which is a main component of the exhaust gas purification device (A), may be a ceramic monolith type or a metal monolith type. These may be manufactured according to a conventional method. For example, a main catalyst supporting base which is a precursor of the main catalyst (M) may be manufactured, and an exhaust gas purifying catalyst may be supported on this. Hereinafter, a method for manufacturing the metal (metal) monolith type main catalyst supporting base will be described, and the honeycomb bodies (H 1 to H 1 ) constituting the above-described energized heat generating catalyst (H) are described.
n ) may also be manufactured in the manner described below. In addition,
The method for supporting the catalyst will be described later.
【００２５】図９に示される断面形状が円形の主触媒担
持母体は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材(1) と波
板状帯材(2) を相互に当接するように重積し、これを一
括渦巻状に巻回積層して製作される。巻回積層により排
気ガスの経路となる多数の網目状通気孔路（セル）(3)
が自動的に形成される。前記した巻回タイプの通電発熱
式触媒（Ｈ）も、この方式により製作されるものであ
る。より具体的には、次のようにして製作すればよい。
Ｆｅ−Ｃｒ 20%−Ａｌ 5% −Ｃｅ 0.02%の耐熱鋼の厚さ
0.04mm、幅38mmの薄肉鋼帯からなる平板状帯材をフォー
ミングギアの間を通過させ、ピッチ幅(3.0mm)，波高(1.
4mm) の波板状帯材とする。次いで、前記平板状帯材と
波板状帯材を相互に重積し、スリット入り巻回成形棒の
スリット部にその端部を挿入し、一括巻回積層して、例
えば軸方向に多数の網目状通気孔路（セル密度 300cps
i）を有する外径70mmのメタル製主触媒担持母体とすれ
ばよい。The main catalyst supporting base having a circular cross section shown in FIG. 9 is made of a heat-resistant thin metal plate made of a flat strip (1) and a corrugated strip (2) so as to abut each other. It is manufactured by stacking and stacking this in a spiral form. Numerous mesh-shaped vent channels (cells) that become exhaust gas routes by winding and laminating (3)
Are automatically formed. The above-mentioned wound type energized heat generating catalyst (H) is also manufactured by this method. More specifically, it may be manufactured as follows.
Fe-Cr 20% -Al 5% -Ce 0.02% heat resistant steel thickness
A flat strip made of a thin steel strip having a width of 0.04 mm and a width of 38 mm is passed between forming gears, and a pitch width (3.0 mm) and a wave height (1.
4mm) corrugated strip. Next, the flat band material and the corrugated band material are stacked one on top of the other, their ends are inserted into the slits of a slit-formed wound forming rod, and are collectively wound and laminated. Reticulated vent channel (cell density 300cps
It is sufficient to use a metal main catalyst supporting base having an outer diameter of 70 mm having i).
【００２６】図１０に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材(1) 波
板状帯材(2) を相互に当接するように階層状に重積して
製作したものである。The main catalyst supporting base having a circular cross section shown in FIG. 10 is composed of a heat-resistant, thin metal plate flat band (1) and a corrugated band (2) so as to be in contact with each other. It was manufactured by stacking in a shape.
【００２７】図１１に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材(1) と
波板状帯材(2) を当接させて浄化エレメント（Ｅ）と
し、該浄化エレメント（Ｅ）の所望の数を固定軸（Ｓ）
を起点として放射状に外延させて製作したものである。The main catalyst carrier having a circular cross section shown in FIG. 11 is a purification element in which a heat-resistant, thin metal sheet flat strip (1) and a corrugated strip (2) are brought into contact with each other. (E), and the desired number of the purifying elements (E) is
And is radially extended from the starting point.
【００２８】図１２に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材と波板
状帯材を当接させて浄化エレメント（Ｅ）とし、該浄化
エレメント（Ｅ）を最外面が平板状帯材となるように階
層状に重積するとともに、上下両最外面に設定された二
つの固定点（Ｓ1 ，Ｓ2 ）を中心に各浄化エレメント
（Ｅ）を逆向きに折曲げて、即ち各浄化エメレント
（Ｅ）を略Ｓ字状カーブに変曲させて製作したものであ
る。The main catalyst supporting base having a circular cross section shown in FIG. 12 is made into a purifying element (E) by bringing a flat plate made of a heat-resistant thin metal plate into contact with a corrugated band. The purifying elements (E) are stacked in layers so that the outermost surface is a flat strip, and each purifying element is centered on two fixed points (S 1 , S 2 ) set on the upper and lower outermost surfaces. (E) is bent in the opposite direction, that is, each purification emergent (E) is bent into a substantially S-shaped curve.
【００２９】以上のようにして製作される各種構造の主
触媒担持母体に、Ｐｔ，Ｐｄ、Ｒｈなどの排気ガス浄化
用触媒を担持させるためには、通常の方法を採用すれば
よい。例えば、まず、前記、触媒をハニカム構造の主触
媒担持母体の壁面に担持させるための触媒担持層を形成
する。これには、活性アルミナ（ｒ−Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末
とアルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを60
0 ℃に加熱処理すればよい。次いで、このようにして形
成された触媒担持層にＰｔ，Ｐｄ、Ｒｈ触媒などの触媒
を担持させるためには、含浸処理などの通常の方法を採
用して触媒成分を担持させればよい。以上のようにして
主触媒（Ｍ）が製作される。In order to carry a catalyst for purifying exhaust gas such as Pt, Pd, Rh or the like on the main catalyst carrier having various structures manufactured as described above, a usual method may be adopted. For example, first, a catalyst supporting layer for supporting the catalyst on the wall surface of the main catalyst supporting base having a honeycomb structure is formed. To this, a slurry in which activated alumina (r-Al 2 O 3 ) powder and alumina sol are applied is applied,
What is necessary is just to heat-process to 0 degreeC. Next, in order to carry a catalyst such as Pt, Pd, Rh catalyst or the like on the catalyst carrying layer thus formed, a catalyst component may be carried by a usual method such as impregnation. The main catalyst (M) is manufactured as described above.
【００３０】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）は、図８に
示されるように排気ガス浄化装置（Ａ）を製作するため
に前記した主触媒（Ｍ）と共に金属製ケース（Ｃ）内に
固着されるものである。このような金属製ケース（Ｃ）
は、前記通電発熱式体触媒（Ｈ）と主触媒（Ｍ）を内部
に収容し固着するためのものであり、両端が開口してい
るものであれば、その形状に何らの制約を受けるもので
はない。金属製ケース（Ｃ）の素材として、前記主触媒
担持母体と同種の耐熱鋼を用いてもよいし、更に耐熱耐
食性に富むものを用いてもよい。また、外側部分の金属
材料を内側部分より耐熱耐食性に富むものとした二重構
造のもの、具体的には内側部分にフェライト系ステンレ
ス鋼を、外側部分にオーステナイト系ステンレス鋼を使
用したものを用いてもよい。As shown in FIG. 8, the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention is placed in a metal case (C) together with the main catalyst (M) described above in order to manufacture an exhaust gas purifying apparatus (A). It is fixed. Such a metal case (C)
Is for accommodating and fixing the above-mentioned energized heating type catalyst (H) and main catalyst (M) inside. If the both ends are open, the shape is subject to any restrictions. is not. As the material of the metal case (C), the same type of heat-resistant steel as that of the main catalyst-carrying base may be used, or a material having higher heat-resistant corrosion resistance may be used. In addition, using a double-structured metal material with a higher heat resistance and corrosion resistance than the inner part, specifically using a ferritic stainless steel for the inner part and an austenitic stainless steel for the outer part Is also good.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）は、排気
ガス浄化装置の主要な構成要素（プレキャタライザー）
として金属製ケース（Ｃ）内において主触媒（Ｍ）の上
流側に配設されて使用されたり、あるいは主触媒（Ｍ）
に代替して（メインキャタライザーとして）使用された
りするものである。そして、前記通電発熱式触媒（Ｈ）
は、その内部において温度分布が均一でかつ十分な抵抗
加熱が得られるような構造を採用し、更にハニカム体
（Ｈ）の壁面にヒータ特性を向上させるために排気ガス
浄化用触媒を担持させている。従って、本発明において
は、排気ガスが通電発熱式触媒（Ｈ）において均一、か
つ触媒反応に好適な充分に高い温度に加熱昇温されるた
め、排気ガス処理において特に問題となるコールドスタ
ート時の排気ガス浄化能力を大幅に改善することができ
る。また、本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）は、それ自体
に排気ガス浄化用の触媒を担持しているため排気ガス浄
化装置（Ａ）全体の浄化性能を向上させることができ
る。更に、本発明の通電発熱式触媒（Ｈ）において、そ
の構成部材が加熱時に局部的に加熱されることがなく、
部材劣化に伴う耐振耐久性（機械的強度）の低下を防止
することができる。更にまた、該触媒（Ｈ）それ自体が
ヒータとなるため別途にヒータ材を作成し、配設しなく
てよい。The electric heating catalyst (H) according to the present invention is a main component (precatalyzer) of an exhaust gas purifying apparatus.
Is disposed in the metal case (C) on the upstream side of the main catalyst (M), or is used as the main catalyst (M).
(Main catalyzer). And the energizing and exothermic catalyst (H)
Adopts a structure in which the temperature distribution is uniform and sufficient resistance heating is obtained inside, and an exhaust gas purifying catalyst is supported on the wall surface of the honeycomb body (H) to improve the heater characteristics. I have. Therefore, in the present invention, since the exhaust gas is heated and heated to a sufficiently high temperature suitable for the catalytic reaction, the exhaust gas is uniformly heated in the heat generating catalyst (H). Exhaust gas purification capacity can be greatly improved. In addition, the energizing and exothermic catalyst (H) of the present invention itself carries an exhaust gas purifying catalyst, so that the purification performance of the entire exhaust gas purifying device (A) can be improved. Further, in the energized heat generating catalyst (H) of the present invention, the constituent members are not locally heated at the time of heating,
It is possible to prevent a decrease in vibration resistance (mechanical strength) due to deterioration of the member. Furthermore, since the catalyst (H) itself serves as a heater, it is not necessary to separately prepare and arrange a heater material.
【図１】本発明の第一実施例の通電発熱式触媒（Ｈ）の
一部を省略した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention, in which a part of an energizing and exothermic catalyst (H) is omitted.
【図２】図１に示される通電発熱式触媒（Ｈ）の斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view of the energized heat generating catalyst (H) shown in FIG.
【図３】本発明の第二実施例の通電発熱式触媒（Ｈ）の
一部を省略した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention, in which a part of a heat-generating catalyst (H) is omitted.
【図４】本発明の第三実施例の通電発熱式触媒（Ｈ）の
一部を省略した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a third embodiment of the present invention, in which a part of a heat-generating catalyst (H) is omitted.
【図５】本発明の第四実施例の通電発熱式触媒（Ｈ）の
一部を省略した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the present invention, in which a part of an energizing and exothermic catalyst (H) is omitted.
【図６】本発明の第五実施例の通電発熱式触媒（Ｈ）の
一部を省略した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a fifth embodiment of the present invention, in which a part of a heat-generating catalyst (H) is omitted.
【図７】本発明の第六実施例の通電発熱式触媒（Ｈ）の
一部を省略した断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a sixth embodiment of the present invention, in which a part of a current-carrying heat generating catalyst (H) is omitted.
【図８】従来の排気ガス浄化装置（Ａ）の一部を省略し
た断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view in which a part of a conventional exhaust gas purification device (A) is omitted.
【図９】主触媒（Ｍ）の第一実施例の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of the first embodiment of the main catalyst (M).
【図１０】主触媒（Ｍ）の第二実施例の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a second embodiment of the main catalyst (M).
【図１１】主触媒（Ｍ）の第三実施例の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a third embodiment of the main catalyst (M).
【図１２】主触媒（Ｍ）の第四実施例の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a fourth embodiment of the main catalyst (M).
Ｈ………通電発熱式触媒 Ｈ1 ，Ｈn ……ハニカム体 Ａ………排気ガス浄化装置 Ｆ………排気ガスの流れ方向 Ｂ1 ，Ｂ2 ………電極材 Ｃ………排気ガス浄化装置の金属製ケース Ｃ1 ………ハニカム体（Ｈ1 ）の金属製ケース Ｍ………主触媒 １………平板状帯材 ２………波板状帯材 ３………セル（網目状通気孔路） ４………外部電源部 ５，６………リード線H ......... electric heating catalyst H 1, H n ...... honeycomb body A ......... exhaust gas purification device F ......... exhaust gas flow direction B 1, B 2 ......... electrode material C ......... exhaust gas Metal case C 1 of the purifying device Metal case of the honeycomb body (H 1 ) M Main catalyst 1 Flat band material 2 Corrugated band material 3 Cell ( (Mesh-shaped air passage) 4... External power supply 5, 6... Lead wire
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｃ (72)発明者 粟坂 守良 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 長尾 朗 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 西田 俊之 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平５−115793（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−284852（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 F01N 3/20,3/28 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01N 3/28 301 B01D 53/36 C (72) Inventor Moraya Awasaka 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. (72) Inventor Akira Nagao 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Nishida 1-4-1 Chuo Wako-shi, Saitama Pref. References JP-A-5-115793 (JP, A) JP-A-4-284852 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-37/36 B01D 53/86 F01N 3 / 20,3 / 28
Claims (6)
触媒（Ｈ）の後部に配設される主触媒とから成る排気ガ
ス浄化装置において、前記通電発熱式触媒（Ｈ）が、 (i) 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を相互に当
接するように重積して製作したハニカム状構造体である
とともに、前記ハニカム状構造体の中心部から外周部に
行くに従って排気ガス流方向の幅が順次、小さくなる幅
（ｌ）を有するハニカム体（Ｈ1 ）で構成され、かつ、 (ii)前記ハニカム体（Ｈ1 ）が、排気ガスの浄化用触媒
を担持したもので構成され、更に、 (iii)前記ハニカム体（Ｈ1 ）が、中心部と外周部に外
部の電源に接続する電極材を配設したもので構成された
ものである、 ことを特徴とする排気ガス浄化装置。1. An exhaust gas purifying apparatus comprising an energized heat generating catalyst (H) or a main catalyst disposed at the rear of the energized heat generating catalyst (H), wherein the energized heat generating catalyst (H) comprises: i) A honeycomb-shaped structure manufactured by stacking a flat metal strip made of a thin metal plate and a corrugated metal strip so as to abut each other, and from the center to the outer periphery of the honeycomb-shaped structure. The honeycomb body (H 1 ) has a width (l) whose width in the exhaust gas flow direction decreases gradually as it goes, and (ii) the honeycomb body (H 1 ) serves as a catalyst for purifying exhaust gas. (Iii) the honeycomb body (H 1 ) is configured by disposing an electrode material connected to an external power supply at a central portion and an outer peripheral portion. Exhaust gas purifier characterized.
（Ｈ1 〜Ｈn ）に分割されたものである請求項１に記載
の排気ガス浄化装置。2. A honeycomb body (H 1) is exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, which has been divided into a plurality of honeycomb bodies (H 1 ~H n).
（Ｈ1 ）用の金属製ケース内で固着されたものである請
求項１に記載の排気ガス浄化装置。3. A honeycomb body (H 1) is, the honeycomb body (H 1) exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 in which are secured in a metal case for.
から外周部に行くに従って直線状に変化するものである
請求項１に記載の排気ガス浄化装置。4. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the width (l) of the honeycomb body (H 1 ) changes linearly from the center to the outer periphery.
から外周部に行くに従って非直線状に変化するものであ
る請求項１に記載の排気ガス浄化装置。5. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the width (l) of the honeycomb body (H 1 ) changes non-linearly from the center to the outer periphery.
周部電極材（Ｂ2 ）となるものである請求項３に記載の
排気ガス浄化装置。6. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3, wherein the metal case of the honeycomb body (H 1 ) serves as an outer peripheral electrode material (B 2 ).
Priority Applications (1)
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| JP24653191A JP3269647B2 (en) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | Exhaust gas purification device |
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| JPH05115794A JPH05115794A (en) | 1993-05-14 |
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- 1991-09-02 JP JP24653191A patent/JP3269647B2/en not_active Expired - Fee Related
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