JP3340860B2 - 電気加熱式触媒装置用メタル担体 - Google Patents
電気加熱式触媒装置用メタル担体Info
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メタル
担体に関し、特に電気加熱式触媒装置用メタル担体に関
する。
化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メタル
担体に関し、特に電気加熱式触媒装置用メタル担体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、薄い金属の平板と波板の間にろ
う材を介在させて、平板と波板を重ねて中心からロール
状に巻き込んでハニカム体を形成し、高真空炉を使用し
てろう材を溶融させ、板材の接触部分において接合を行
っていた。ろう材にはＮｉ基ろう材を用い、かつ平板と
波板にはフェライト系ステンレス材料が使用されてい
た。そのようにして形成されたハニカム体を金属製外筒
内に収容したものが触媒装置用メタル担体として知られ
ている。（例えば特開昭５６−４３７３号公報）。
媒装置用メタル担体は、薄い金属の平板と波板の間にろ
う材を介在させて、平板と波板を重ねて中心からロール
状に巻き込んでハニカム体を形成し、高真空炉を使用し
てろう材を溶融させ、板材の接触部分において接合を行
っていた。ろう材にはＮｉ基ろう材を用い、かつ平板と
波板にはフェライト系ステンレス材料が使用されてい
た。そのようにして形成されたハニカム体を金属製外筒
内に収容したものが触媒装置用メタル担体として知られ
ている。（例えば特開昭５６−４３７３号公報）。
【０００３】ハニカム体のハニカム通路表面には触媒担
持層が形成され、その触媒担持層に貴金属触媒が担持さ
れて排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして内燃機関の
排気通路に配設されて排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯx
などを浄化する。なお限られた容積中にできるだけ多く
のハニカム通路面積を確保する必要から、平板および波
板の厚さは強度を維持できる範囲内でできるだけ薄くな
っている。
持層が形成され、その触媒担持層に貴金属触媒が担持さ
れて排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして内燃機関の
排気通路に配設されて排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯx
などを浄化する。なお限られた容積中にできるだけ多く
のハニカム通路面積を確保する必要から、平板および波
板の厚さは強度を維持できる範囲内でできるだけ薄くな
っている。
【０００４】上述した触媒担持層に担持された貴金属触
媒は、或る程度の高温環境下で触媒反応が促進されるの
で、触媒装置はできるだけ高温の排気ガスに曝されるよ
うに内燃機関の排気弁の近くに設けられている。
媒は、或る程度の高温環境下で触媒反応が促進されるの
で、触媒装置はできるだけ高温の排気ガスに曝されるよ
うに内燃機関の排気弁の近くに設けられている。
【０００５】しかしながら、内燃機関の始動時には排気
ガスの温度が低いため、このような触媒装置でも触媒反
応が充分に行われず、そのため排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯx などを浄化する能力が不充分となる。この欠
点を除くため図３に示すような電気加熱式触媒装置が開
示されている。
ガスの温度が低いため、このような触媒装置でも触媒反
応が充分に行われず、そのため排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯx などを浄化する能力が不充分となる。この欠
点を除くため図３に示すような電気加熱式触媒装置が開
示されている。
【０００６】図３において、平板材と波板材が複数枚重
ねられた複数層５３が、渦巻状に巻かれてハニカム体５
２を形成し、隣接する複数層５３の間には隙間５４が介
在し、隙間を保つため複数層５３の中には棒状の支持体
５７が複数個配設されている。ハニカム体５２の外側面
は電気絶縁層５５を介して外筒５６によって覆われてい
る。外筒５６を貫通して２個の導体接続部Ａ，Ｂが、ハ
ニカム体の複数層５３の渦巻の両端部Ａ1 ，Ｂ1 とそれ
ぞれ電気的に接続されている。導体接続部Ａ，Ｂに接続
された電源で、機関の始動時にハニカム体５２をジュー
ル熱によって加熱して、ハニカム体を通過する低温の排
気ガスの触媒反応が容易に行われるようになっていた。
ねられた複数層５３が、渦巻状に巻かれてハニカム体５
２を形成し、隣接する複数層５３の間には隙間５４が介
在し、隙間を保つため複数層５３の中には棒状の支持体
５７が複数個配設されている。ハニカム体５２の外側面
は電気絶縁層５５を介して外筒５６によって覆われてい
る。外筒５６を貫通して２個の導体接続部Ａ，Ｂが、ハ
ニカム体の複数層５３の渦巻の両端部Ａ1 ，Ｂ1 とそれ
ぞれ電気的に接続されている。導体接続部Ａ，Ｂに接続
された電源で、機関の始動時にハニカム体５２をジュー
ル熱によって加熱して、ハニカム体を通過する低温の排
気ガスの触媒反応が容易に行われるようになっていた。
【０００７】また別の例として、図４に示すように、湾
曲した平坦な多数の湾曲材３２が中心部から放射状に延
び、２枚の湾曲材の間には、中心部より漸次波高が大き
く形成された波板材３１が接合されて、円筒状のハニカ
ム体３０を形成し、軸に直角な平面と交わるハニカム体
の外周面上に、波板材と同数で等間隔に配設された外周
電極３６と、中心部に設けられた逆性の１個の中心電極
３５との間に電圧を加えることにより、中心電極３５と
円筒外周上の各外周電極３６との間に電流を流してジュ
ール熱を発生させ、ハニカム体全体を加熱するメタル担
体が開示されている。
曲した平坦な多数の湾曲材３２が中心部から放射状に延
び、２枚の湾曲材の間には、中心部より漸次波高が大き
く形成された波板材３１が接合されて、円筒状のハニカ
ム体３０を形成し、軸に直角な平面と交わるハニカム体
の外周面上に、波板材と同数で等間隔に配設された外周
電極３６と、中心部に設けられた逆性の１個の中心電極
３５との間に電圧を加えることにより、中心電極３５と
円筒外周上の各外周電極３６との間に電流を流してジュ
ール熱を発生させ、ハニカム体全体を加熱するメタル担
体が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の図３に
示す電気加熱式触媒装置用メタル担体は、平板材および
波板材を複数枚重ねて渦巻状に巻いてハニカム体を形成
し、隣接する複数層の間に隙間を設けて絶縁し、隙間を
保持するため複数層の中には棒状の支持体が配設されて
いる。複数層の平板材および波板材の両端部に電気的に
接続された導体接続部を、不図示の電源に接続して電圧
を加え加熱する場合、複数層が並列の抵抗体となるので
電気抵抗が少なく、ハニカム体全体を加熱するのに大電
流を消費するという欠点があり、そのため電源に至る導
線が焼損するなどの欠点があるほか、支持体によって複
数層を保持して隙間を設ける方法は振動に弱いという欠
点がある。
示す電気加熱式触媒装置用メタル担体は、平板材および
波板材を複数枚重ねて渦巻状に巻いてハニカム体を形成
し、隣接する複数層の間に隙間を設けて絶縁し、隙間を
保持するため複数層の中には棒状の支持体が配設されて
いる。複数層の平板材および波板材の両端部に電気的に
接続された導体接続部を、不図示の電源に接続して電圧
を加え加熱する場合、複数層が並列の抵抗体となるので
電気抵抗が少なく、ハニカム体全体を加熱するのに大電
流を消費するという欠点があり、そのため電源に至る導
線が焼損するなどの欠点があるほか、支持体によって複
数層を保持して隙間を設ける方法は振動に弱いという欠
点がある。
【０００９】また図４に示すメタル担体は、湾曲材とそ
の間に接合される波板材の数が多数であり、さらに外側
に配設される外周電極も多数となって構造が複雑とな
り、製造コストも高いという欠点がある。
の間に接合される波板材の数が多数であり、さらに外側
に配設される外周電極も多数となって構造が複雑とな
り、製造コストも高いという欠点がある。
【００１０】さらに、従来平板材と波板材の接合に用い
られるろう材には、粉末のろう材が用いられているた
め、図５に示すように、波板材１と平板材２との接合箇
所１３における粉末のろう材１４の分布が一様とならな
い。したがって接合箇所の半径方向（Ｘ方向）の電気抵
抗値が種々異なり、電流をＸ方向へ一様に安定して流す
ことが困難であるため、電流を流す方向を波板材１を通
るＹ1 方向及び平板材２を通るＹ2 方向へ流してメタル
担体の加熱が行われ、そのためにロール状の各層の間を
電気的に絶縁しなければならないという欠点がある。
られるろう材には、粉末のろう材が用いられているた
め、図５に示すように、波板材１と平板材２との接合箇
所１３における粉末のろう材１４の分布が一様とならな
い。したがって接合箇所の半径方向（Ｘ方向）の電気抵
抗値が種々異なり、電流をＸ方向へ一様に安定して流す
ことが困難であるため、電流を流す方向を波板材１を通
るＹ1 方向及び平板材２を通るＹ2 方向へ流してメタル
担体の加熱が行われ、そのためにロール状の各層の間を
電気的に絶縁しなければならないという欠点がある。
【００１１】本発明の目的は、平板材と波板材とをロー
ル状に巻いて形成するハニカム体をなす電気加熱式触媒
装置用メタル担体において、半径方向に安定した電流を
流すことができ、絶縁構造を用いず構造簡単で製作容易
であり、かつ少電流で所要温度に加熱することができる
ハニカム体をなす電気加熱式触媒装置用メタル担体を提
供することにある。
ル状に巻いて形成するハニカム体をなす電気加熱式触媒
装置用メタル担体において、半径方向に安定した電流を
流すことができ、絶縁構造を用いず構造簡単で製作容易
であり、かつ少電流で所要温度に加熱することができる
ハニカム体をなす電気加熱式触媒装置用メタル担体を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の電気加熱式触媒
装置用メタル担体は、波形の凹凸が連続的に折曲げ形成
されかつ帯状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦
な帯状をなす薄い金属板からなる平板材とが、重なり合
って相互に当接した接触部分においてろう材によって接
合され、かつロール状に巻かれたハニカム体と、ハニカ
ム体の外周を覆ってハニカム体と同心に配設され、かつ
ろう材によってハニカム体と接合された外筒とを有する
触媒装置用メタル担体において、ろう材には細長い箔状
のろう材が用いられ、ハニカム体の中心部の軸線上に配
設された１個の第１の電極と、軸に直角な平面と交わる
外筒の外周面上に等間隔に配設された逆性の複数個の第
２の電極とを有している。
装置用メタル担体は、波形の凹凸が連続的に折曲げ形成
されかつ帯状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦
な帯状をなす薄い金属板からなる平板材とが、重なり合
って相互に当接した接触部分においてろう材によって接
合され、かつロール状に巻かれたハニカム体と、ハニカ
ム体の外周を覆ってハニカム体と同心に配設され、かつ
ろう材によってハニカム体と接合された外筒とを有する
触媒装置用メタル担体において、ろう材には細長い箔状
のろう材が用いられ、ハニカム体の中心部の軸線上に配
設された１個の第１の電極と、軸に直角な平面と交わる
外筒の外周面上に等間隔に配設された逆性の複数個の第
２の電極とを有している。
【００１３】上述の電気加熱式触媒装置用メタル担体
は、ハニカム体の中心部の軸線上に配設された１個の第
１の電極と、外筒の外周に配設された複数個の第２の電
極との間の電気抵抗値が所定の値となるように、前記第
２の電極が等間隔で配設される前記軸線に直角な平面の
数と、同一平面に配置される第２の電極の数と、が設定
されていることが好適である。
は、ハニカム体の中心部の軸線上に配設された１個の第
１の電極と、外筒の外周に配設された複数個の第２の電
極との間の電気抵抗値が所定の値となるように、前記第
２の電極が等間隔で配設される前記軸線に直角な平面の
数と、同一平面に配置される第２の電極の数と、が設定
されていることが好適である。
【００１４】さらに上述の電気加熱式触媒装置用メタル
担体を構成する板材の接合及びハニカム体と外筒との接
合に使用する細長い箔状のろう材には、アモルファスろ
う材が好ましい。
担体を構成する板材の接合及びハニカム体と外筒との接
合に使用する細長い箔状のろう材には、アモルファスろ
う材が好ましい。
【００１５】
【作用】波板材と平板材とを重ねてロール状に巻いてハ
ニカム体を形成し、接合箇所に細長い箔状のろう材を使
用したため、ハニカム体の軸に直角な断面において、半
径方向の接合箇所の電気抵抗が一様となるので、ハニカ
ム体の中心部に設けた１個の電極と、外筒の外周に等間
隔に設けた複数個の電極との間に、電圧を印加してハニ
カム体全体を半径方向に均等に加熱することができる。
ニカム体を形成し、接合箇所に細長い箔状のろう材を使
用したため、ハニカム体の軸に直角な断面において、半
径方向の接合箇所の電気抵抗が一様となるので、ハニカ
ム体の中心部に設けた１個の電極と、外筒の外周に等間
隔に設けた複数個の電極との間に、電圧を印加してハニ
カム体全体を半径方向に均等に加熱することができる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の電気加熱式触媒装置用メタ
ル担体の一実施例の図で、図１（Ａ）は斜視略図、図１
（Ｂ）は板材とろう材の配置を示す斜視略図である。
て説明する。図１は本発明の電気加熱式触媒装置用メタ
ル担体の一実施例の図で、図１（Ａ）は斜視略図、図１
（Ｂ）は板材とろう材の配置を示す斜視略図である。
【００１７】図１（Ａ）において、メタル担体１０は、
波板材１と平板材２とを、図１（Ｂ）に示すように、２
本の細長い箔状のろう材３を介して重ね合わせ、ロール
状に巻いて形成されたハニカム体９を、円筒状の外筒４
の中へ挿入し、接触部分において接合したものである。
外周電極６は、外筒４の軸に直角な断面を含む外側面上
に等間隔に設けられた４個の電極であって、ロール状の
ハニカム体９の中心部に設けられた１個の中心電極５と
の間で電圧を印加できるようになっている。
波板材１と平板材２とを、図１（Ｂ）に示すように、２
本の細長い箔状のろう材３を介して重ね合わせ、ロール
状に巻いて形成されたハニカム体９を、円筒状の外筒４
の中へ挿入し、接触部分において接合したものである。
外周電極６は、外筒４の軸に直角な断面を含む外側面上
に等間隔に設けられた４個の電極であって、ロール状の
ハニカム体９の中心部に設けられた１個の中心電極５と
の間で電圧を印加できるようになっている。
【００１８】波板材１と平板材２との接合箇所に細長い
箔状のろう材３を使用することによって均一な安定した
ろう付けを行うことができるため、各接合箇所１３にお
ける板材間の電気抵抗値が一様となって、図５に示すＸ
方向即ち半径方向に所定の電流を流すことができる。し
たがって、中心電極５と４個の外周電極６との間に電圧
を印加した場合に、図２に示すように、４箇所の発熱ゾ
ーンａ，ｂ，ｃ，ｄが発生して、ハニカム体９をなすメ
タル担体１０は軸に直角な断面において均一に加熱され
る。
箔状のろう材３を使用することによって均一な安定した
ろう付けを行うことができるため、各接合箇所１３にお
ける板材間の電気抵抗値が一様となって、図５に示すＸ
方向即ち半径方向に所定の電流を流すことができる。し
たがって、中心電極５と４個の外周電極６との間に電圧
を印加した場合に、図２に示すように、４箇所の発熱ゾ
ーンａ，ｂ，ｃ，ｄが発生して、ハニカム体９をなすメ
タル担体１０は軸に直角な断面において均一に加熱され
る。
【００１９】中心電極５と外周電極６との間の電気抵抗
値を、メタル担体１０の外径又は軸方向長さに対応して
所定の値に設定するには、外周電極６の数を増減して対
応することができる。細長い箔状のろう材３には、アモ
ルファスろう材を用いることが好適である。
値を、メタル担体１０の外径又は軸方向長さに対応して
所定の値に設定するには、外周電極６の数を増減して対
応することができる。細長い箔状のろう材３には、アモ
ルファスろう材を用いることが好適である。
【００２０】さらに図１（Ａ）においては、メタル担体
１０の軸に直角な一つの断面上に外周電極６を設けた場
合を示してあるが、メタル担体の軸に直角な複数の断面
上に外周電極を設けることもできる。
１０の軸に直角な一つの断面上に外周電極６を設けた場
合を示してあるが、メタル担体の軸に直角な複数の断面
上に外周電極を設けることもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ロール状
のハニカム体をなすメタル担体の波板材、平板材及び外
筒のそれぞれの接合箇所を、細長い箔状のろう材を用い
て接合したため、各接合箇所における板材間のろう付け
が均一に行われるので、半径方向の電気抵抗が一様にな
り、メタル担体の中心に設けた中心電極と外筒の外周に
等間隔に設けた複数の外周電極との間に電圧を印加した
とき、ハニカム体全体を均一に加熱することができると
いう効果がある。したがってハニカム体を形成するため
の絶縁構造は不用となって、構造が簡単となるため、従
来のハニカム体の製造方法によって容易に電気加熱式メ
タル担体を製造することができ、さらにこの様にして製
造されたメタル担体は耐久性が高くまた安価であるとい
う効果がある。さらにまた、本発明のメタル担体は、板
材の厚さ又は層の数によって電気抵抗値を変化させる従
来のメタル担体とは異なり、メタル担体の外径及び軸方
向長さの変化と共に、外周電極の数を変更することによ
って容易にメタル担体の電気抵抗値を変更できるという
効果を奏する。
のハニカム体をなすメタル担体の波板材、平板材及び外
筒のそれぞれの接合箇所を、細長い箔状のろう材を用い
て接合したため、各接合箇所における板材間のろう付け
が均一に行われるので、半径方向の電気抵抗が一様にな
り、メタル担体の中心に設けた中心電極と外筒の外周に
等間隔に設けた複数の外周電極との間に電圧を印加した
とき、ハニカム体全体を均一に加熱することができると
いう効果がある。したがってハニカム体を形成するため
の絶縁構造は不用となって、構造が簡単となるため、従
来のハニカム体の製造方法によって容易に電気加熱式メ
タル担体を製造することができ、さらにこの様にして製
造されたメタル担体は耐久性が高くまた安価であるとい
う効果がある。さらにまた、本発明のメタル担体は、板
材の厚さ又は層の数によって電気抵抗値を変化させる従
来のメタル担体とは異なり、メタル担体の外径及び軸方
向長さの変化と共に、外周電極の数を変更することによ
って容易にメタル担体の電気抵抗値を変更できるという
効果を奏する。
【図１】本発明の電気加熱式触媒装置用メタル担体の図
で、図１（Ａ）は斜視略図、図１（Ｂ）は板材とろう材
の配置を示す斜視略図である。
で、図１（Ａ）は斜視略図、図１（Ｂ）は板材とろう材
の配置を示す斜視略図である。
【図２】電極によるハニカム体の発熱ゾーンを示す説明
図である。
図である。
【図３】従来の技術による電気加熱式触媒装置用メタル
担体の軸に直角な断面略図である。
担体の軸に直角な断面略図である。
【図４】従来の技術による別の電気加熱式触媒装置用メ
タル担体の軸に直角な断面略図である。
タル担体の軸に直角な断面略図である。
【図５】従来の技術による粉末ろう材による接合箇所の
状態を示すハニカム体の部分断面略図である。
状態を示すハニカム体の部分断面略図である。
１、３１ 波板材 ２ 平板材 ３ ろう材 ４、５６ 外筒 ５、３５ 中心電極 ６、３６ 外周電極 ９、３０、５２ ハニカム体 １０ メタル担体 １３ 接合箇所 １４ 粉末のろう材 ３２ 湾曲材 ５３ 複数層 ５４ 隙間 ５５ 電気絶縁層 ５７ 支持体 ａ、ｂ、ｃ、ｄ 発熱ゾーン Ｘ、Ｙ1 、Ｙ2 電流の方向
Claims (3)
- 【請求項１】 波形の凹凸が連続的に折曲げ形成されか
つ帯状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦な帯状
をなす薄い金属板からなる平板材とが、重なり合って相
互に当接した接触部分においてろう材によって接合され
かつロール状に巻かれて形成された、多数の網目状通気
路を備えたハニカム体と、該ハニカム体の外周を覆って
該ハニカム体と同心に配設されかつろう材によってハニ
カム体と接合された外筒とを有する触媒装置用メタル担
体において、 前記ろう材には細長い箔状のろう材が用いられ、 前記ハニカム体の中心部の軸線上に配設された１個の第
１の電極と、該軸線に直角な平面と交わる前記外筒の外
周面上に等間隔に配設され前記第１の電極と逆性の複数
個の第２の電極とを有することを特徴とする、電気加熱
式触媒装置用メタル担体。 - 【請求項２】 前記ハニカム体の中心部の軸線上に配設
された１個の第１の電極と、前記外筒の外周に配設され
た前記複数個の第２の電極との間の電気抵抗値が所定の
値となるように、前記第２の電極が等間隔で配設される
前記軸線に直角な平面の数と、同一平面に配置される第
２の電極の数と、が設定されている、請求項１に記載の
電気加熱式触媒装置用メタル担体。 - 【請求項３】 前記ろう材には、アモルファスろう材が
用いられる請求項１又は２に記載の電気加熱式触媒装置
用メタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23626694A JP3340860B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 電気加熱式触媒装置用メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23626694A JP3340860B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 電気加熱式触媒装置用メタル担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0899042A JPH0899042A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3340860B2 true JP3340860B2 (ja) | 2002-11-05 |
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ID=16998239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23626694A Expired - Fee Related JP3340860B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 電気加熱式触媒装置用メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3340860B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007024563A1 (de) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Vorrichtung umfassend einen großen elektrisch beheizbaren Wabenkörper |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23626694A patent/JP3340860B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0899042A (ja) | 1996-04-16 |
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