JP3269653B2 - Electric heating type honeycomb body - Google Patents

Electric heating type honeycomb body

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JP3269653B2
JP3269653B2 JP08504692A JP8504692A JP3269653B2 JP 3269653 B2 JP3269653 B2 JP 3269653B2 JP 08504692 A JP08504692 A JP 08504692A JP 8504692 A JP8504692 A JP 8504692A JP 3269653 B2 JP3269653 B2 JP 3269653B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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系統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
化率の問題を改善するために排気ガス浄化装置に組込ま
れる電気加熱式ハニカム体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 which is used as an exhaust gas purifying means for an automobile by being interposed in an exhaust pipe system. More specifically, the present invention provides:
The present invention relates to an electrically heated honeycomb body incorporated in an exhaust gas purifying apparatus in order to improve a major drawback of this type of exhaust gas purifying apparatus, that is, a problem of a low exhaust gas purification rate at the time of engine start (cold start). .

【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
などのセラモックス材を用いたセラモックス製のモノリ
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、電気抵抗、浄化効率、装置の小型化、など
の観点から金属製のモノリスタイプのものが盛んに研究
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
る熱膨脹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 Conventionally, as a catalyst supporting base which is a main component of this type of exhaust gas purifying apparatus, there are a monolith type made of ceramics using a ceramic material such as cordierite, and a metal made of metal. Monolith type is known. Particularly recently, metal monolith type devices have been actively studied from the viewpoint of mechanical strength, durability, electric 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. Then, a honeycomb-shaped laminate (hereinafter, referred to as a honeycomb body) having a large number of mesh-shaped vent holes (hereinafter, referred to as cells) for an exhaust gas passage in the axial direction manufactured by winding and laminating the same in a spiral pattern. ) And a cylindrical metal case with 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 withstand severe vibrations at the time. 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
問題点は、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。そして、この点は公害規制の
観点から問題にされようとしている。
A major problem with this type of exhaust gas purifying apparatus 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. . And this is about to be questioned from a pollution control perspective.

【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2−94
316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、(iv)特開平2−277916号
には、波板状帯材の所望枚数を蛇腹状に折畳んで1つの
束体とし、該束体の隣接する層間に電気絶縁体を配設す
るとともに束体の各端部に電気接点を固定する方式、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、ヒータ機能を有する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るという要請
からみると、昇温温度が不十分でかつ昇温の温度分布が
不均一であったり、解決のためにコストアップを強いら
れたり、更にはハニカム体それ自体の強度が不十分であ
ったりなど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 a coated metal support with alumina and disposing an energizable metal monolith catalyst, (ii) 2-94
No. 316 discloses a method in which a far-infrared heater is provided 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. A method of arranging a rectifying plate for rectifying exhaust gas in front of the heater. (Iv) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-277916 discloses that a desired number of corrugated strips are folded in a bellows shape to form one bundle. And a method in which an electrical insulator is disposed between adjacent layers of the bundle and electrical contacts are fixed to each end of the bundle. However, these conventional proposals are insufficient in the temperature rising temperature and the temperature of the temperature rising in view of the demand that the honeycomb body having the heater function be sufficiently heated to perform the catalytic reaction efficiently. The distribution is not satisfactory because the distribution is uneven, the cost is increased for the solution, and the strength of the honeycomb body itself is insufficient.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来のヒータ機能を有する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電気加熱式ハニカム体の改良に
ついて、鋭意、検討を加えた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional honeycomb body having a heater function. 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, the present inventors have enthusiastically studied the improvement of an electrically heated honeycomb body for an exhaust gas purifying device proposed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-67609 described in the prior art.

【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、これを巻回成形して巻回タイプ
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、
前記構造の電気加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(別言すれば、該部位における電流密度の割
合ということができる。)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(該部位におけ
る電流密度の割合)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. It is stacked so that it is in contact with each other, and it is wound and formed to produce a wound type honeycomb body, and an electrode material is disposed at a central portion and an outer peripheral portion thereof to form a pre-heater (the above-mentioned prior art is a conventional type). Further, the wall surface of the honeycomb body is coated with alumina, but it is recognized that this is because the formed coating layer carries a catalyst for purifying exhaust gas.)
Found the following disadvantages. For example,
In the honeycomb body as an electric heating type preheater having the above-described structure, the outer peripheral electrode material of the honeycomb body was connected to the positive electrode and the central electrode material was connected to the negative electrode with respect to an external power supply unit (battery or the like). At this time, (a) the outer peripheral electrode material (the honeycomb body is fixed in a conductive cylindrical metal case,
The entire metal case becomes the outer peripheral electrode material. ) Relative to the surface area of the honeycomb body, the ratio of the current-carrying area formed by the flat band material and the corrugated band material per unit volume in the outer peripheral portion of the honeycomb body and the vicinity thereof (in other words, the ratio of the current density in this portion) And (b) a flat band material and a corrugated band material per unit volume are formed in the central portion of the honeycomb body with respect to the surface area of the central electrode material (for example, Ni round bar material) and in the vicinity thereof. Since the former (a) is overwhelmingly larger in the ratio of the current-carrying area (the ratio of the current density at the site), the current density flowing through the walls of each cell of the former is extremely smaller than the latter. Then, the calorific value obtained by resistance heating at the outer peripheral portion of the honeycomb body and the vicinity thereof by energization is smaller than the calorific value obtained by resistance heating at the central portion of the honeycomb body and the vicinity thereof. The casting. As a result, the temperature inside the honeycomb body as the preheater becomes non-uniform.

【0007】従って、従来のプレヒータ機能を有する電
気加熱式ハニカム体を組込んだ排気ガス浄化装置(な
お、装置全体の概要は、後述する図6に示されるものと
同じであるため、以下の説明は図6が参考になる。)に
おいては、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(MC:Main Converter)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(MC)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
来の電気加熱式ハニカム体においては、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ーヒ
ートし、極端な場合にはメルトダウン(溶損)してしま
いハニカム体の耐振耐久性(機械的強度)が大きく損な
われる。
Therefore, a conventional exhaust gas purifying apparatus incorporating an electric heating type honeycomb body having a pre-heater function (note that the outline of the whole apparatus is the same as that shown in FIG. In FIG. 6, the internal temperature is not uniformly increased by heating, and the exhaust gas passing through the internal portion is unevenly heated and is supplied to the downstream main catalyst (MC: Main Converter). Reach. That is, the exhaust gas flows into the main catalyst (MC) without being uniformly heated to the optimum temperature for the catalytic reaction, and as a result, optimal exhaust gas purification cannot be achieved. In addition, in the conventional electric heating type honeycomb body, 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. A portion near the electrode material is overheated, and in an extreme case, melted down (melted), and the vibration resistance (mechanical strength) of the honeycomb body is greatly impaired.

【0008】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B
1 ,外周部電極材B2 )に対する通電面積(電流密度)
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、かつ短時間に加熱されること、そして、これにより
高い排気ガス浄化率が達成されることを見い出した。本
発明は、前記知見をベースとした排気ガス浄化装置、特
にその主要な構成要素であるヒータ特性に優れた電気加
熱式ハニカム体を提供しようとするものである。
On the other hand, the present inventors, in the structure of the conventional honeycomb body having the pre-heater function, use the electrode material (the central electrode material B) as described in (a) and (b) above.
1 , Conducting area (current density) for outer electrode material B 2 )
It has been found that, when the means for making the honeycomb structure substantially the same are taken, the inside of the honeycomb body is heated uniformly and in a short time, and thereby a high exhaust gas purification rate is achieved. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus based on the above findings, and in particular, to provide an electric heating type honeycomb body having excellent heater characteristics, which is a main component thereof.

【0009】周知のように、電気加熱式ハニカム体を組
込んだ排気ガス浄化装置は、当業界においてはEHC
(Electrically Heated Converter )と呼称されてい
る。これは、主触媒(MC)を含む全体的名称である。
これに対し、本発明は特に電気加熱式ハニカム体の構造
を改善するものであり、以下の説明において前記EHC
との関連で該電気加熱式ハニカム体をEHH(Electric
ally Heated Honeycomb )と略記される場合がある。ま
たハニカム体それ自体はH(Honeycomb )と略記される
場合がある。
As is well known, an exhaust gas purifying apparatus incorporating an electrically heated honeycomb body is known in the art as an EHC.
(Electrically Heated Converter). This is the overall name including the main catalyst (MC).
On the other hand, the present invention particularly improves the structure of the electrically heated honeycomb body.
In connection with EHH (Electric
ally Heated Honeycomb). The honeycomb body itself may be abbreviated as H (Honeycomb).

【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、ケーシングと中心部をそれぞれ外周部電極材
及び中心部電極材とし、かつ該ケーシング内に薄肉金属
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
巻回積層して製作したハニカム体を固定した構造の電気
加熱式ハニカム体において、前記ハニカム体として、該
ハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯材との当接
部のろう付けが、前記ハニカム体の軸芯を通る軸方向断
面上に外周部電極材から中心部電極材の方向にろう付け
される当接部の割合が大きくなる平面を選び、該平面の
中心部電極材を中心とした回転軌跡部分に存在する当接
部をろう付けしたものを使用することを特徴とする電気
加熱式ハニカム体に関するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In summary of the present invention,
According to the present invention, a casing and a central portion are formed as an outer peripheral electrode material and a central electrode material, respectively, and a flat metal strip and a corrugated metal strip made of a thin metal plate are wound in the casing so as to abut each other. In the electrically heated honeycomb body having a structure in which the honeycomb bodies manufactured by stacking are fixed, as the honeycomb body, brazing of a contact portion between a flat band material and a corrugated band material constituting the honeycomb body is performed. On the axial section passing through the axis of the honeycomb body, a plane is selected in which the ratio of the contact portion brazed from the outer peripheral electrode material to the central electrode material is increased, and the center electrode material of the plane is selected as the center. The present invention relates to an electrically heated honeycomb body characterized by using a brazed contact portion existing in the rotation locus portion described above.

【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】まず、はじめに、本発明の電気加熱式ハニ
カム体(EHH)と排気ガス浄化装置(A)の関係を説
明する。一般に、本発明のプレヒータ機能を有する電気
加熱式ハニカム体(EHH)は、図6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6は、電気加熱式ハニカム体(EHH)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、排気ガス浄化装置(A)
は、排気ガス流方向(F)に対し、排気ガスの上流側に
電気加熱式ハニカム体(EHH)を、また下流側にP
t、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(MC)を金属製ケース(C1 )内に
配設して構成される。そして、該電気加熱式ハニカム体
(EHH)は、ハニカム体(H)、中心部電極材
(B1 )、及び外周部電極材(B2 )で構成されるとと
もに、これら電極材(B1 ,B2 )は外部電源部(4)
に対し、導線(41,42)により接続される。なお、電気
加熱式ハニカム体(EHH)の配設において他部材との
絶縁に留意しなければならないが、図6は簡略化のため
にこれを省略してある。本発明において、後述するよう
にEHHのヒータ特性を改善するためにハニカム体
(H)に触媒を担持させる場合があるが、このような場
合にはメイン触媒(MC)を排除してもよいことはいう
までもないことである。即ち、このような場合、EHH
がMCの機能を兼ねることになる。
First, the relationship between the electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention and the exhaust gas purifying apparatus (A) will be described. Generally, the electrically heated honeycomb body (EHH) having a pre-heater function of the present invention is used by being incorporated in an exhaust gas purifying apparatus (A) in a mode shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view in which a part of an exhaust gas purifying apparatus (A) incorporating an electrically heated honeycomb body (EHH) is omitted. As shown, an exhaust gas purification device (A)
In the exhaust gas flow direction (F), an electrically heated honeycomb body (EHH) is provided on the upstream side of the exhaust gas, and P
A main (main) catalyst (MC) supporting a catalyst for purifying exhaust gas such as t, Pd, and Rh is provided in a metal case (C 1 ). Then, the electric heating type honeycomb body (EHH) are honeycomb bodies (H), the center electrode member (B 1), and while being constituted by the outer peripheral portion electrode member (B 2), these electrode materials (B 1, B 2 ) is the external power supply (4)
, Are connected by conducting wires (41, 42). In the arrangement of the electrically heated honeycomb body (EHH), attention must be paid to insulation from other members, but this is omitted in FIG. 6 for simplicity. In the present invention, a catalyst may be supported on the honeycomb body (H) in order to improve the heater characteristics of the EHH as described later. In such a case, the main catalyst (MC) may be omitted. Needless to say. That is, in such a case, EHH
Will also serve as the function of the MC.

【0013】図7は、図6に示される電気加熱式ハニカ
ム体(EHH)の、ハニカム体(H)部の正面図であ
る。図7に示されるように、本発明の電気加熱式ハニカ
ム体(EHH)の主要な構成要素であるハニカム体
(H)は、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巻回積層して製作され
るものである。これにより、両帯材(1,2)の多数の
当接部(12)、及び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。なお、外周部電
極材(B2 )は、ハニカム体(H)のケーシング
(C2 )の役割も果すものである。(B2 =C2 )。
FIG. 7 is a front view of the honeycomb body (H) of the electrically heated honeycomb body (EHH) shown in FIG. As shown in FIG. 7, the honeycomb body (H), which is a main component of the electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention, includes a flat metal strip (1) made of a thin metal plate and a corrugated metal strip. It is manufactured by winding and laminating the members (2) so as to abut each other. Thereby, a large number of contact portions (12) of both strips (1, 2) and a large number of exhaust gas reticulated vent channels (cells) (3) are automatically formed. The outer peripheral electrode material (B 2 ) also serves as a casing (C 2 ) for the honeycomb body (H). (B 2 = C 2 ).

【0014】次に、本発明の電気加熱式ハニカム体(E
HH)において、通電したときにその主要な構成要素で
あるハニカム体(H)の内部を均一に加熱するための技
術的手段について説明する。
Next, the electrically heated honeycomb body (E) of the present invention
In (HH), a technical means for uniformly heating the inside of the honeycomb body (H), which is a main component when electricity is supplied, will be described.

【0015】薄肉金属版製の平板状帯材(1)と波板状
帯材を相互に当接するように巻回積層して製作したハニ
カム体(H)において、平板状帯材(1)と波板状帯材
(2)の当接部(12)をろう付け(ろう接合)すると
き、ろう付けされた部分とろう付けされない部分を設け
るようにした場合、両者の間に大きな電気抵抗の相違が
生じる。いうまでもなく、ろう付けされない部分は平板
状帯材(1)と波板状帯材(2)が機械的に当接してい
るだけであり、両帯材(1,2)がろう材により完全に
接合しているものに比較してその電気抵抗は高くなる。
そして、このようなろう付け態様より製作されたハニカ
ム体(H)に通電したとき、電流のほとんどがろう付け
された部分に流れ、これらろう付けされた部分のチャン
ネル内で抵抗発熱が生じることになる。
In a honeycomb body (H) produced by winding and laminating a flat metal strip (1) made of a thin metal plate and a corrugated web so as to abut against each other, the flat web (1) and the corrugated web are manufactured. When brazing (brazing) the contact portion (12) of the corrugated sheet material (2), if a brazed portion and a non-brazed portion are provided, a large electric resistance between them is provided. Differences arise. Needless to say, the part that is not brazed is only the mechanical contact between the flat strip material (1) and the corrugated strip material (2). Its electrical resistance is higher than that of a completely joined one.
When the honeycomb body (H) manufactured by such a brazing mode is energized, most of the current flows to the brazed portions, and resistance heat is generated in the channels of the brazed portions. Become.

【0016】本発明は、前記したろう付け態様のもとで
製作されたハニカム体(H)内部の抵抗発熱の相違を利
用して、ハニカム体(H)の内部を均一に、通電加熱さ
れるようにしている。以下、図面を参照にして、通電時
にハニカム体(H)の内部を均一に加熱するための、本
発明に係るハニカム体(H)に適用されるろう付け態様
について説明する。
According to the present invention, the inside of the honeycomb body (H) is uniformly heated by electric conduction by utilizing the difference in resistance heat generation inside the honeycomb body (H) manufactured under the above-mentioned brazing mode. Like that. Hereinafter, a brazing mode applied to the honeycomb body (H) according to the present invention for uniformly heating the inside of the honeycomb body (H) at the time of energization will be described with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明のハニカム体(H)に適用
される第一実施例のろう付け態様を説明するための図で
ある。なお、図1は、本発明の、電気加熱式ハニカム体
(EHH)の中心部電極材(B1 )を通る断面図でもあ
り、断面(5)が示されている。第一実施例において、
断面(5)は、図1のようにろう付け平面(51)と非ろう
付け平面(52)に区画される。なお、図1において、ろう
付け平面(51)は斜線でハッチングされた部分である。
即ち、ハニカム体(H)の軸芯を通る軸方向断面(5)
上において、外周部電極材(B2 )から中心部電極材
(B1 )の方向にろう付けされる当接部(12)の割合が
大きくなる平面(51)は、ハニカム体(H)の一方の端部
において外周部電極材に接する線分(a)、及び前記線
分(a)からハニカム体(H)の他の端部において中心
部電極材からの距離が湾曲状に連続的に漸減する線分
(b)により区画される。
FIG. 1 is a diagram for explaining a brazing mode of a first embodiment applied to a honeycomb body (H) of the present invention. FIG. 1 is also a cross-sectional view of the electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention passing through the central electrode material (B 1 ), and shows a cross section (5). In the first embodiment,
The cross section (5) is divided into a brazing plane (51) and a non-brazing plane (52) as shown in FIG. In FIG. 1, the brazing plane (51) is a hatched portion.
That is, an axial section (5) passing through the axis of the honeycomb body (H)
Above, the flat surface (51) where the ratio of the contact portion (12) brazed in the direction from the outer peripheral electrode material (B 2 ) to the central electrode material (B 1 ) is larger is the honeycomb body (H). The line segment (a) in contact with the outer peripheral electrode material at one end and the distance from the center electrode material at the other end of the honeycomb body (H) from the line segment (a) are continuously curved. It is defined by a gradually decreasing line segment (b).

【0018】そして、本発明は、前記平面(51)を中心部
電極材(B1 )を中心にして回転させた軌跡の空間部分
(以下、回転軌跡部分という。)内に存在する当接部
(12)をろう付けするものである。このようなろう付け
態様により、外部電源部(4) からの電力供給により、外
周部電極材(B2 )と中心部電極材(B1 )の夫々の近
傍部位において各帯材(1,2)の当接部(12)に流れ
る電流密度を略同じにすることができ、ハニカム体
(H)の内部を均一に加熱昇温させることができる。
According to the present invention, a contact portion existing in a space portion (hereinafter referred to as a rotation locus portion) of a locus obtained by rotating the plane (51) around the central electrode material (B 1 ). (12) is to be brazed. According to such a brazing mode, the power supply from the external power supply unit (4) causes the respective band members ( 1, 2 ) to be positioned near the outer peripheral electrode material (B 2 ) and the central electrode material (B 1 ). ), The current density flowing in the contact portion (12) can be made substantially the same, and the inside of the honeycomb body (H) can be uniformly heated and heated.

【0019】図2は、電気加熱式ハニカム体(EHH)
のハニカム体の前部(Hf)からみた正面図で、図3は
ハニカム体の後部(Hb)からみた正面図である。図2
〜図3において斜線部分はろう付け部分(6)を示し、
また図3の白地部分は非ろう付け部分(7)を示してい
る。
FIG. 2 shows an electrically heated honeycomb body (EHH).
3 is a front view of the honeycomb body viewed from the front (Hf), and FIG. 3 is a front view of the honeycomb body viewed from the rear (Hb). FIG.
In FIG. 3 to FIG. 3, the hatched portion indicates a brazing portion (6),
The white background in FIG. 3 indicates the non-brazing portion (7).

【0020】本発明者らの多くの実験によると、図1に
示される前記線分(a)の長さ(l1 )とハニカム体
(H)の全幅の長さ(l0 ),及び図2に示されるハニ
カム体(H)の外経(D)と中心部電極材(B1 )の外
経(d)から、線分(a)の長さ(l1 )は次のような
関係式のもとで設定できることが判明している。 l0 /5・d/D≦l1 ≦5l0 ・d/D 前記関係式は、Dが大きくなると外周部電極材(B2
の表面積が大きくなるため、l1 を小さく設定しなけれ
ばならないこと、またdが大きくなると中心部電極材
(B2 )の表面積が大きくなるためl1 を大きくしても
良いことを意味している。前記関係式はこの点と、ハニ
カム体(H)の全幅の長さ(l0 )の影響を加味したも
ので、前記関係式により合理的にl1 を設定することが
できる。
According to many experiments by the present inventors, the length (l 1 ) of the line segment (a) and the length (l 0 ) of the entire width of the honeycomb body (H) shown in FIG. From the outer diameter (D) of the honeycomb body (H) and the outer diameter (d) of the central electrode material (B 1 ) shown in FIG. 2, the length (l 1 ) of the line segment (a) has the following relationship. It has been found that it can be set under an expression. l 0/5 · d / D ≦ l 1 ≦ 5l 0 · d / D The equation, when D is larger outer circumference electrode member (B 2)
The surface area of the larger, it must be set small l 1, also means that the surface area of the central electrode member when d increases (B 2) may be increased to l 1 because increased I have. The relational expression takes into account this point and the influence of the length (l 0 ) of the entire width of the honeycomb body (H), and l 1 can be rationally set by the relational expression.

【0021】本発明において、前記電気加熱式ハニカム
体(EHH)を構成するハニカム体(H)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(MC)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−Cr 20%−Al 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
波もしくは略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(H)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。
In the present invention, as the flat band material (1) used for manufacturing the honeycomb body (H) constituting the electrically heated honeycomb body (EHH), an ordinary metal monolith type main catalyst is used. The strip used in the production of the carrier matrix (MC), for example chrome steel (chrome 13-25
%), Heat-resistant stainless steel such as Fe-Cr 20% -Al 5%, or heat-resistant stainless steel to which rare earth is added to improve oxidation resistance.
A band of 04 mm to 0.1 mm is used. Further, as the corrugated sheet material (2), one obtained by corrugating the flat sheet material (1) so as to have a predetermined substantially sine wave or substantially trapezoidal wave is used. In addition, a Ni-Cr alloy, a Ni-Cr-Fe alloy, a Ni-Cr-Al-Fe alloy, etc. are used in consideration of the electrical conductivity of the honeycomb body (H) at a high temperature.

【0022】特に、本発明においては、後述するように
電気加熱式ハニカム体(EHH)のヒータ特性を向上さ
せるために、ハニカム体(H)の壁面に排気ガス浄化用
触媒を担持させて使用することができる。このような場
合、該ハニカム体(H)を構成する部材、即ち平板状帯
材(1)と波板状帯材(2)にAlを含有させたものや
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(Al2 3 )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層は、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 particular, in the present invention, in order to improve the heater characteristics of the electrically heated honeycomb body (EHH), a catalyst for purifying exhaust gas is supported on the wall surface of the honeycomb body (H), as described later. be able to. In such a case, the members constituting the honeycomb body (H), that is, those in which Al is contained in the flat band material (1) and the corrugated band material (2), or an Al layer is provided on the surface thereof. Heat the thing,
A whisker-like or mushroom-like alumina (Al 2 O 3 ) layer is preferably deposited on the surface.
The whisker-like alumina layer is preferable because it can firmly hold a washcoat layer for supporting an exhaust gas purifying catalyst such as Pt, Pd, and Rh as described later.

【0023】前記したように、本発明の電気加熱式ハニ
カム体(EHH)においては、そのヒータ特性(加熱特
性)を向上させるために、電気加熱式ハニカム体(EH
H)の主要な構成要素であるハニカム体(H)の壁面に
排気ガス浄化用触媒を担持させて使用することができる
ものである。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C
2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HC,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。
As described above, in the electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention, in order to improve the heater characteristics (heating characteristics), the electrically heated honeycomb body (EHH) is used.
The exhaust gas purifying catalyst can be supported on the wall surface of the honeycomb body (H), which is a main component of H). 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.)
Detoxified by O 2 and H 2 O. An oxidation-reduction (ternary) catalyst (Pt-Rh, Pt-Rh) for simultaneously purifying HC, CO and NOx exhausted in exhaust gas near the stoichiometric air-fuel ratio.
Pd-Rh type) is well known, and these exhaust gas components are oxidized to CO 2 or H 2 O or N 2
It is reduced to. In addition, even in the three-way catalyst system, the catalytic reaction proceeds exothermically as a whole.

【0024】本発明において、ハニカム体(H)の側に
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、ハニカム体(H)の壁面に担持させる触媒と
しては、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
(MC)のところで説明する。
In the present invention, the purpose of supporting the exhaust gas purifying catalyst on the side of the honeycomb body (H) is to improve the purifying performance of the entire exhaust gas purifying apparatus (A), while at the same time as mentioned above, 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, the catalyst supported on the wall surface of the honeycomb body (H) is preferably an oxidation catalyst in view of the magnitude of the calorific value, as can be seen from the above-mentioned catalytic reaction. However, oxidation reduction (three-way catalyst) (a three- way catalyst). In addition,
The method for supporting these catalyst components will be described in connection with the main catalyst (MC) described later.

【0025】本発明の電気加熱式ハニカム体(EHH)
と外部電源部(4)の配設関係(通電接続)は、図1の
ように行なえばよく、また、排気ガス浄化装置(A)の
全体からみたときは図6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
オンー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。また、外部電源部(4)と
して直流電源を例示したが、交流電源であってもよいこ
とはいうまでもないことである。
The electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention
The arrangement relationship (energization connection) between the power supply unit and the external power supply unit (4) may be made as shown in FIG. 1, and may be made as shown in FIG. 6 when viewed from the entire exhaust gas purification device (A). 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 for a limited time by a timer, or a desired time may be supplied to the honeycomb body. 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 the temperature may be turned on and off at a desired set value. Further, a DC power supply is exemplified as the external power supply unit (4), but it goes without saying that an AC power supply may be used.

【0026】図4は、本発明のハニカム体(H)に適用
される第二実施例のろう付け態様を説明するための図で
あり、前記図1に対応するものである。第二実施例は、
前記第一実施例と比較して、線分(b)が断続的に(階
段状に)中心部電極材(B1 )からの距離を漸減させて
いる点で相違するが、他の技術的構成は同じである。こ
のようなろう付け態様により、通電時に両電極材
(B1,B2 )の近傍部位の電流密度を略同一にするこ
とができる。従って、このようなろう付け態様によりハ
ニカム体(H)の内部を均一に加熱、昇温させることが
できる。
FIG. 4 is a view for explaining the brazing mode of the second embodiment applied to the honeycomb body (H) of the present invention, and corresponds to FIG. In the second embodiment,
Compared with the first embodiment, the line segment (b) is different in that the distance from the center electrode material (B 1 ) is intermittently (stepwise) gradually reduced. The configuration is the same. By such a brazing mode, it is possible to make the current densities in the vicinity of the two electrode materials (B 1 , B 2 ) substantially the same during energization. Therefore, the inside of the honeycomb body (H) can be uniformly heated and heated by such a brazing mode.

【0027】図5は、本発明のハニカム体(H)に適用
される第三実施例のろう付け態様を説明するための図で
あり、前記図1に対応するものである。第三実施例は、
前記第一実施例と比較して、線分(a)がハニカム体
(H)の両端部分に設定され、かつ、線分(b)が下に
凸状の放物線状に形成されている点で相違するが、他の
技術的構成は同じである。このようなろう付け態様によ
り、通電時に両電極材(B1 ,B2 )の近傍部位の電流
密度を略同一にすることができる。なお、線分(b)を
下に凸状の放物曲線状とせずに、図4に示されるように
ハニカム体(H)の両端部から中心部に向かって断続的
(階段状)に中心部電極材(B1 )からの距離を漸減す
るようにしてもよいことはいうまでもないことである。
FIG. 5 is a view for explaining the brazing mode of the third embodiment applied to the honeycomb body (H) of the present invention, and corresponds to FIG. In the third embodiment,
Compared to the first embodiment, the line segment (a) is set at both ends of the honeycomb body (H), and the line segment (b) is formed in a downwardly convex parabolic shape. Although different, the other technical configurations are the same. By such a brazing mode, it is possible to make the current densities in the vicinity of the two electrode materials (B 1 , B 2 ) substantially the same during energization. It should be noted that the line segment (b) is not formed into a parabolic curve having a downward convex shape, and the center is intermittently (stepwise) from both ends of the honeycomb body (H) toward the center as shown in FIG. It goes without saying that the distance from the partial electrode material (B 1 ) may be gradually reduced.

【0028】本発明において、前記第一〜第三実施例の
ろう付けを行なうために、帯材(1,2)に対してろう
材を適宜の方法で供給すればよい。例えば、平板状帯材
(1)と波板状帯材(2)とを巻回成形してハニカム体
(H)とするときに、両帯材(1,2)のうち少なくと
も一方の帯材の必要部位にコーティングによりろう材を
供給すればよい。あるいは、帯材の巻回時に巻回スピー
ドに同期させながら帯材の必要部位にろう材コーティン
グ液を供給してもよい。なお、ろう材の節約、ハニカム
体の耐久性などの視点から、波板状帯材(2)の頂部
(山または谷部)の必要部位にろう材を供給する態様は
好ましいものである。
In the present invention, in order to perform the brazing of the first to third embodiments, the brazing material may be supplied to the strip (1, 2) by an appropriate method. For example, when the flat strip material (1) and the corrugated strip material (2) are wound and formed into a honeycomb body (H), at least one of the two strip materials (1, 2) is used. The brazing material may be supplied to the necessary parts by coating. Alternatively, the brazing material coating liquid may be supplied to a necessary portion of the band material while synchronizing with the winding speed at the time of winding the band material. From the viewpoint of saving of the brazing material, durability of the honeycomb body, and the like, it is preferable that the brazing material is supplied to a required portion of the corrugated strip (2) at the top (peak or valley).

【0029】本発明の電気加熱式ハニカム体(EHH)
は、図6に示されるように一般的には主触媒(MC)の
前部に配設されて使用されるものである。以下、主触媒
(MC)について説明する。排気ガス浄化装置(A)の
もう一方の主要な構成要素である主触媒(MC)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(MC)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主触媒担持母
体の製法を説明するが、本発明に適用できる主触媒担持
母体はこれらに限定されない。なお、触媒の担持法は後
述する。
The electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention
As shown in FIG. 6, is generally disposed in front of the main catalyst (MC) and used. Hereinafter, the main catalyst (MC) will be described. The main catalyst (MC), which is the other main component of the exhaust gas purifying apparatus (A), may be a ceramic monolith type or a metal monolith type. Good. These may be manufactured according to a conventional method, for example, by manufacturing a main catalyst supporting base which is a precursor of the main catalyst (MC), and supporting an exhaust gas purifying catalyst on this. Hereinafter, a method of producing a metal (metal) monolith-type main catalyst supporting base will be described, but the main catalyst supporting base applicable to the present invention is not limited thereto. The method for supporting the catalyst will be described later.

【0030】まず、断面形状が円形の巻回タイプの主触
媒担持母体がある。これ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通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
た電気加熱式ハニカム体(EHH)の主要な構成要素で
ある巻回タイプのハニカム体(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、前記平板状帯材と該平板状帯材を
波付加工して製作した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 300cpsi)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。なお、前記巻回成形の前
後にろう材を供給し、平板状帯材(1)と波板状帯材
(2)の所望部位の当接部がろう接合されることはいう
までもないことである。
First, there is a main catalyst carrier of a winding type having a circular cross section. This is manufactured by laminating a heat-resistant, thin metal plate-shaped flat strip (1) and a corrugated strip (2) so that they are in contact with each other, and winding and laminating them in a spiral. You. A large number of mesh-shaped vent holes (cells) (3) serving as exhaust gas passages are automatically formed by winding and laminating. The wound-type honeycomb body (H), which is a main component of the above-described electrically heated honeycomb body (EHH), is also manufactured by this method. More specifically, it may be manufactured as follows. Fe-Cr 20% -Al 5%-
0.02% thickness of 0.02% heat-resistant steel, 38mm wide
Is passed between the forming gears to form a corrugated strip having a pitch width (3.0 mm) and a wave height (1.4 mm). Next, the flat strip and the corrugated strip manufactured by corrugating the flat strip are piled on each other, and the end is inserted into the slit portion of the slit-shaped wound forming rod,
For example, a metal main catalyst supporting body having an outer diameter of 70 mm and having a large number of mesh-shaped vent holes (cell density of 300 cpsi) in the axial direction may be formed by batch winding and lamination. Needless to say, a brazing material is supplied before and after the winding forming, and a contact portion of a desired portion of the flat band material (1) and the corrugated band material (2) is brazed. It is.

【0031】次に、断面形状が円形の階層タイプの主触
媒担持母体がある。これ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
に階層状に重積して製作される。
Next, there is a main catalyst supporting base of a hierarchical type having a circular cross section. This is manufactured by laminating a flat strip (1) and a corrugated strip (2) made of a heat-resistant thin metal plate in a hierarchical manner so as to abut against each other.

【0032】断面形状が円形の放射状タイプの主触媒担
持母体がある。これ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され
る。
There is a radial type main catalyst carrier having a circular cross section. In this method, a heat-resistant flat metal strip (1) and a corrugated steel strip (2) are brought into contact with each other to form a purifying element (E), and a desired number of the purifying elements (E) is fixed. It is manufactured by extending radially from the axis (S) as a starting point.

【0033】断面形状が円形のS字状タイプの主触媒担
持母体がある。これ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、即ち各浄化エレメ
ント(E)を略S字状カーブに変曲させて製作される。
There is an S-shaped main catalyst supporting base having a circular cross section. This is a heat-resistant flat metal strip made of a thin metal plate and a corrugated steel strip are brought into contact with each other to form a purifying element (E), and the purifying element (E) is formed into a flat steel strip on the outermost surface. Each of the purification elements (E) is stacked in a hierarchical manner, and each purification element (E) is bent in the opposite direction about two fixed points (S 1 , S 2 ) set on the upper and lower outermost surfaces, that is, each purification element (E ) Is bent into a substantially S-shaped curve.

【0034】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 3 )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(MC)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 were mixed was applied, and this was applied to 60
What is necessary is just to heat-process to 0 degreeC. Next, in order to support a catalyst such as a Pt, Pd, Rh catalyst or the like on the catalyst supporting layer formed in this manner, a catalyst component may be supported by a normal method such as impregnation. The main catalyst (MC) is manufactured as described above.

【0035】本発明の電気加熱式ハニカム体(EHH)
は、一般的には図6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(MC)と共に
金属製ケース(C1 )内に固着されるものである。この
ような金属製ケース(C1 )は、前記電気加熱式ハニカ
ム体(EHH)と主触媒(MC)を内部に収容し固着す
るためものもであり、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(C1 )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。
The electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention
Is generally fixed in a metal case (C 1 ) together with the main catalyst (MC) for manufacturing the exhaust gas purifying apparatus (A) as shown in FIG. Such a metal case (C 1 ) is for accommodating and fixing the above-mentioned electrically heated honeycomb body (EHH) and the main catalyst (MC) inside. However, there is no restriction on its shape. As the material of the metal case (C 1 ), the same type of heat-resistant steel as that of the main body supporting the main catalyst may be used, or a material having more excellent heat and corrosion resistance may be used. In addition, the metal material of the outer part has a double structure that is more heat and corrosion resistant than the inner part,
Specifically, ferrite stainless steel may be used for the inner part and austenitic stainless steel may be used for the outer part.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の電気加熱式ハニカム体(EH
H)は、一般的には排気ガス浄化装置(A)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
1 )内において主触媒(MC)の上流側に配設されて使
用されるものであるが、前記主触媒(MC)に代替して
(メインキャラタライザーとして)使用することもでき
る。そして、本発明の電気加熱式ハニカム体(EHH)
において、その主要な構成要素であるハニカム体(H)
は、通電時に内部の温度分布が均一でかつ十分な抵抗加
熱が得られるように新規なろう付手段を採用している。
更に、該ハニカム体(H)は、ヒータ特性(加熱特性)
を向上させるために、その壁面に排気ガス浄化用触媒を
担持させることができる。
The electric heating type honeycomb body (EH) of the present invention
H) generally includes a metal case (C) as a main component (pre-catalyzer) of the exhaust gas purification device (A).
Although it is disposed and used upstream of the main catalyst (MC) in 1 ), it can be used instead of the main catalyst (MC) (as a main characterizer). And the electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention
, The main component of which is the honeycomb body (H)
Employs a novel brazing means so that the internal temperature distribution is uniform and sufficient resistance heating can be obtained during energization.
Further, the honeycomb body (H) has a heater characteristic (heating characteristic).
In order to improve the exhaust gas efficiency, an exhaust gas purifying catalyst can be supported on the wall surface.

【0037】従って、本発明においては次のような優れ
た効果が達成される。 (1) 排気ガスが電気加熱式ハニカム体(EHH)におい
て均一に、かつ触媒反応に好適な温度に早期に加熱昇温
されるため、排気ガス処理において特に問題となるゴー
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。 (2) 電気加熱式ハニカム体(EHH)のハニカム体
(H)に排気ガス浄化用の触媒を担持する場合、ヒータ
特性の向上はもとより排気ガス浄化装置(A)全体の排
気ガス浄化能を向上させることができる。 (3) 電気加熱式ハニカム体(EHH)の構成部材が局部
的に加熱されることがないため、メルトダウンや部材劣
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。 (4) 電気加熱式ハニカム体(EHH)それ自体がヒータ
となるため、別途にヒータ材を製作し、配設しなくても
よい。 (5) 電気加熱式ハニカム体(EHH)の主要な構成要素
であるハニカム体(H)において、該ハニカム体の中心
部及びその近傍部位の平板状帯材(1)と波板状帯材
(2)の当接部(12)は、他の部位よりろう接合される割
合が大きいため、通常この種のハニカム体の中心部にみ
られるスコーピング(飛出し)が防止され、長期に亘り
優れたヒータ機能を発揮することができる。
Accordingly, the following excellent effects are achieved in the present invention. (1) Exhaust gas is uniformly heated in an electrically heated honeycomb body (EHH) and quickly heated to a temperature suitable for catalytic reaction, so that exhaust gas purification at the time of gold start, which is a particular problem in exhaust gas treatment, Ability can be greatly improved. (2) When the exhaust gas purifying catalyst is carried on the honeycomb body (H) of the electrically heated honeycomb body (EHH), the exhaust gas purifying performance of the entire exhaust gas purifying apparatus (A) is improved as well as the heater characteristics. Can be done. (3) Since the constituent members of the electrically heated honeycomb body (EHH) are not locally heated, it is possible to prevent a decrease in vibration resistance (mechanical strength) due to meltdown or deterioration of the members. (4) Since the electrically heated honeycomb body (EHH) itself serves as a heater, it is not necessary to separately manufacture and arrange a heater material. (5) In the honeycomb body (H), which is a main component of the electric heating type honeycomb body (EHH), the flat strip material (1) and the corrugated strip material (1) at the center of the honeycomb body and in the vicinity thereof. Since the contact portion (12) of (2) has a higher ratio of brazing than other portions, scoping (protrusion) normally seen in the central portion of this type of honeycomb body is prevented, and it is excellent over a long period of time. The heater function can be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一実施例のろう付け態様を説明す
るための電気加熱式ハニカム体(EHH)の断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrically heated honeycomb body (EHH) for explaining a brazing mode according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第一実施例の電気加熱式ハニカム体
の前部正面図である。
FIG. 2 is a frontal front view of the electrically heated honeycomb body according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第一実施例の電気加熱式ハニカム体
の後部正面図である。
FIG. 3 is a rear front view of the electrically heated honeycomb body according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第二実施例のろう付け態様を説明す
るための電気加熱式ハニカム体(EHH)の断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an electrically heated honeycomb body (EHH) for explaining a brazing mode according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第三実施例のろう付け態様を説明す
るための電気加熱式ハニカム体(EHH)の断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an electrically heated honeycomb body (EHH) for describing a brazing mode according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の電気加熱式ハニカム体(EHH)を
組込んだ排気ガス浄化装置の一部を省略した断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view in which a part of an exhaust gas purifying apparatus incorporating an electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention is omitted.

【図7】 本発明の電気加熱式ハニカム体(EHH)の
正面図である。
FIG. 7 is a front view of the electrically heated honeycomb body (EHH) of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A……………… 排気ガス浄化装置 MC…………… 主触媒 EHH………… 電気加熱式ハニカム体 H……………… 電気加熱式ハニカム体を構成するハニ
カム体 B1 …………… 中心部電極材 B2 …………… 外周部電極材 C1 ,C2 …… ケーシング F……………… 排気ガス流方向 1……………… 平板状帯材 2……………… 波板状帯材 12…………… 平板状帯材と波板状帯材の当接部 3……………… セル(網目状通気孔路) 4……………… 外部電源部 41,42…… リード線 5……………… ハニカム体の断面 51…………… ろう付け平面 52…………… 非ろう付け平面 6……………… ろう付け部分 7……………… 非ろう付け部分 a,b………… 線分
A: Exhaust gas purification device MC: Main catalyst EHH: Electric heating type honeycomb body H: Honeycomb body forming an electric heating type honeycomb body B 1: Central electrode material B 2 Outer electrode material C 1 , C 2 Casing F Exhaust gas flow direction 1 Flat band material 2 ………… Corrugated strip 12 ………… Contact portion between flat plate and corrugated strip 3 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. External power supply 41, 42 Lead wire 5 Cross section of honeycomb body 51 Brazing plane 52 Non-brazing plane 6 Brazing plane Attached part 7 Non-brazed part a, b ……… Line segment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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5−237396(JP,A) 特開 平5−220406(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 F01N 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Nagao 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside of Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Nishida 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama pref. (56) References JP-A-5-237396 (JP, A) JP-A-5-220406 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21 / 00-37/36 B01D 53/86 F01N 3/20 F01N 3/28

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ケーシングと中心部をそれぞれ外周部電
極材及び中心部電極材とし、かつ該ケーシング内に薄肉
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
うに巻回積層して製作したハニカム体を固定した構造の
電気加熱式ハニカム体において、前記ハニカム体とし
て、該ハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯材と
の当接部のろう付けが、前記ハニカム体の軸芯を通る軸
方向断面上に外周部電極材から中心部電極材の方向にろ
う付けされる当接部の割合が大きくなる平面を選び、該
平面の中心部電極材を中心とした回転軌跡部分に存在す
る当接部をろう付けしたものを使用することを特徴とす
る電気加熱式ハニカム体。
1. A casing and a central portion are respectively used as an outer peripheral electrode material and a central electrode material, and a flat metal strip made of a thin metal plate and a corrugated metal strip are wound in the casing so as to abut each other. In an electric heating type honeycomb body having a structure in which a honeycomb body manufactured by lamination is fixed, brazing of a contact portion between a flat band material and a corrugated band material constituting the honeycomb body is used as the honeycomb body. On the axial section passing through the axis of the honeycomb body, a plane is selected in which the ratio of the contact portion brazed from the outer peripheral electrode material to the central electrode material is increased, and the central electrode material of the plane is selected. An electrically heated honeycomb body characterized in that a contact part existing in a rotation locus part around the center is brazed.
【請求項2】 外周部電極材と中心部電極材が、外部の
電源部に接続されたものである請求項1に記載の電気加
熱式ハニカム体。
2. The electrically heated honeycomb body according to claim 1, wherein the outer peripheral electrode material and the central electrode material are connected to an external power supply.
【請求項3】 ハニカム体の軸芯を通る軸方向断面上に
設定される外周部電極材から中心部電極材の方向にろう
付けされる当接部の割合が大きくなる平面が、ハニカム
体の一方の端部において外周部電極材に接する線分
(a)、及び該線分(a)からハニカム体の他の端部に
及ぶ中心部電極材からの距離が漸減する線分(b)で区
画されるものである請求項1に記載の電気加熱式ハニカ
ム体。
3. A plane in which the ratio of the contact portion brazed from the outer peripheral electrode material to the central electrode material, which is set on an axial section passing through the axis of the honeycomb body, is larger than that of the honeycomb body. A line segment (a) in contact with the outer peripheral electrode material at one end and a line segment (b) in which the distance from the center electrode material extending from the line segment (a) to the other end of the honeycomb body gradually decreases. The electrically heated honeycomb body according to claim 1, wherein the honeycomb body is partitioned.
【請求項4】 線分(b)が、連続的に中心部電極材か
らの距離を漸減させるものである請求項3に記載の電気
加熱式ハニカム体。
4. The electrically heated honeycomb body according to claim 3, wherein the line segment (b) continuously reduces the distance from the central electrode material.
【請求項5】 線分(b)が、断続的に中心部電極材か
らの距離を漸減させるものである請求項3に記載の電気
加熱式ハニカム体。
5. The electrically heated honeycomb body according to claim 3, wherein the line segment (b) intermittently gradually reduces the distance from the center electrode material.
【請求項6】 ハニカム体の軸芯を通る軸方向断面上に
設定される外周部電極材から中心部電極材の方向にろう
付けされる当接部の割合が大きくなる平面が、ハニカム
体の両端部分において外周部電極材に接する線分
(a)、及び該線分(a)からハニカム体の中心部に及
ぶ中心部電極材からの距離が漸減する線分(b)で区画
されるものである請求項1に記載の電気加熱式ハニカム
体。
6. A plane in which the ratio of the contact portion brazed from the outer peripheral electrode material to the central electrode material, which is set on an axial section passing through the axis of the honeycomb body, is larger than that of the honeycomb body. A line segment (a) contacting the outer peripheral electrode material at both end portions, and a line segment (b) whose distance from the central electrode material extending from the line segment (a) to the center of the honeycomb body gradually decreases. The electrically heated honeycomb body according to claim 1, wherein
【請求項7】 線分(b)が、連続的に中心部電極材か
らの距離を漸減させるものである請求項6に記載の電気
加熱式ハニカム体。
7. The electrically heated honeycomb body according to claim 6, wherein the line segment (b) continuously reduces the distance from the central electrode material.
【請求項8】 線分(b)が、断続的に中心部電極材か
らの距離を漸減させるものである請求項6に記載の電気
加熱式ハニカム体。
8. The electrically heated honeycomb body according to claim 6, wherein the line segment (b) intermittently gradually reduces the distance from the center electrode material.
【請求項9】 ハニカム体が、排気ガス浄化用の酸化触
媒を担持したものである請求項1に記載の電気加熱式ハ
ニカム体。
9. The electrically heated honeycomb body according to claim 1, wherein the honeycomb body carries an oxidation catalyst for purifying exhaust gas.
【請求項10】 ハニカム体が、排気ガス浄化用の酸化
還元触媒を担持したものである請求項1に記載の電気加
熱式ハニカム体。
10. The electrically heated honeycomb body according to claim 1, wherein the honeycomb body carries an oxidation-reduction catalyst for purifying exhaust gas.
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