JP3372588B2 - Exothermic catalytic converter for automobiles - Google Patents
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- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの排気系に
装備される自動車用発熱式触媒コンバータに関するもの
であり、特にエンジン始動時の温度が低い時の排気ガス
に対策したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-generating catalytic converter for an automobile, which is installed in an exhaust system of an engine, and in particular, it deals with exhaust gas when the temperature is low at the time of starting the engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車用エンジンの触媒コンバータが実
質的な触媒機能を発揮するには、当該触媒がその活性温
度以上に昇温している必要がある。これに対して、排気
ガス温度が低いエンジンの冷間始動時においても触媒機
能が速やかに発揮するよう、上記触媒を電気ヒータ等に
よって直接若しくは間接的に加熱する手段についての種
々の提案がなされている。2. Description of the Related Art In order for a catalytic converter of an automobile engine to exert a substantial catalytic function, the temperature of the catalyst must be raised above its activation temperature. On the other hand, various proposals have been made on means for directly or indirectly heating the catalyst by an electric heater or the like so that the catalyst function can be promptly exhibited even at the cold start of an engine having a low exhaust gas temperature. There is.
【０００３】第一に、実開昭４９−３６３２４号公報に
は、触媒の上流側端面に近接させて電気ヒータを配置し
てなる触媒コンバータが開示されている。この場合は、
エンジン始動スイッチのオンと同時に上記電気ヒータへ
の通電がなされる。First, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 49-36324 discloses a catalytic converter in which an electric heater is arranged close to the upstream end surface of the catalyst. in this case,
The electric heater is energized at the same time when the engine start switch is turned on.
【０００４】第二に、実開昭４９−１２４４１２号公報
には、モノリス触媒担体自体を炭化珪素によって形成し
てこれを発熱体とし、該触媒担体に直接通電することに
よって触媒を昇温させるようにした触媒コンバータが開
示されている。また、このものでは、触媒の下流に温度
センサが配置されていて、排気ガス温度が所定値以下の
ときに上記触媒担体への通電を行なうように構成されて
いる。Secondly, in Japanese Utility Model Publication No. 49-124412, the monolith catalyst carrier itself is made of silicon carbide and used as a heating element, and the temperature of the catalyst is raised by directly energizing the catalyst carrier. Is disclosed. Further, in this structure, a temperature sensor is arranged downstream of the catalyst, and the catalyst carrier is configured to be energized when the exhaust gas temperature is equal to or lower than a predetermined value.
【０００５】第三に、実開昭６３−６７６０９号公報に
は、セラミックス製の主モノリス触媒の上流側に、メタ
ル担体にアルミナをコーティングしてなる通電可能なメ
タルモノリス触媒を配設した触媒コンバータが開示され
ている。このものでは、メタルモノリス触媒の中心軸線
上に通電のための一方の電極を配設することによって、
排気ガス流量の最も多い触媒中心部を積極的に加熱する
ことができるようになされている。Thirdly, Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-67609 discloses a catalytic converter in which a metal monolithic catalyst having a metal carrier coated with alumina is disposed upstream of a main monolithic catalyst made of ceramics. Is disclosed. In this one, by disposing one electrode for energization on the central axis of the metal monolith catalyst,
The central part of the catalyst, which has the largest exhaust gas flow rate, can be actively heated.
【０００６】第四に、特開平３−２９５１８４号公報に
は、触媒担体を金属粉末の焼結による金属ハニカム担体
によって形成し、該担体を通電によって発熱させること
によって触媒の昇温を図るようにした触媒コンバータが
開示されている。また、このものでは、上記ハニカム担
体にスリットを種々の方向、位置、長さで設けること、
セルの隔壁の厚さを変えること、セル密度を変化させる
こと等によって、当該ハニカム担体の電気抵抗を調整す
るようになされている。Fourthly, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-295184, the catalyst carrier is formed of a metal honeycomb carrier by sintering metal powder, and the temperature of the catalyst is raised by heating the carrier by energizing the carrier. A catalytic converter is disclosed. Further, in this one, slits are provided in the honeycomb carrier in various directions, positions, and lengths,
The electric resistance of the honeycomb carrier is adjusted by changing the thickness of the partition walls of the cells, changing the cell density, or the like.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の電気ヒ
ータを触媒の上流側に配置するものでは、当該ヒータ素
線が触媒から離れることになるため、通電による昇温エ
ネルギーはまず排気ガスの昇温に用いられ、触媒は排気
ガスからの熱伝達によって間接的に昇温されることにな
る。その場合、ヒータによる加熱によって高温になった
排気ガスは低温の排気ガスとの混合によって温度が下が
るため、触媒自体の昇温効率が悪く、そのため、触媒を
所期の温度に上昇させるには膨大な電力が必要になり、
自動車用としては採用が難しい。However, in the above-mentioned electric heater arranged on the upstream side of the catalyst, the heater wire is separated from the catalyst. Used for heating, the catalyst is indirectly heated by heat transfer from the exhaust gas. In that case, the temperature of the exhaust gas that has become high due to the heating by the heater decreases due to the mixing with the low temperature exhaust gas, so the temperature raising efficiency of the catalyst itself is poor, so it is enormous to raise the temperature of the catalyst to the desired temperature. Power is needed,
It is difficult to use for automobiles.
【０００８】また、モノリス触媒担体自体に直接通電し
てこれを発熱させるタイプでは、その担体が炭化珪素よ
りなるものであっても、あるいはメタルや粉末冶金法に
よる金属担体であっても、基本的には担体そのものが通
電回路の一部を構成するため、上述のスリット等によっ
て担体自体の抵抗を調整する必要がある。このことは製
造コストアップの要因になる。しかも、フォイルタイプ
のメタル担体では、メタル同士の接合が実際の運転サイ
クル中に剥離する場合があることから、それによって予
め調整されていた抵抗値が変化し、また、焼結等による
担体であっても、クラックの発生等によって当該抵抗値
が変化することから、信頼性を高めるのが難しい。Further, in the type in which the monolith catalyst carrier itself is directly energized to generate heat, regardless of whether the carrier is made of silicon carbide or a metal or a metal carrier prepared by powder metallurgy, Since the carrier itself constitutes a part of the energizing circuit, it is necessary to adjust the resistance of the carrier itself by the above-mentioned slits or the like. This causes an increase in manufacturing cost. In addition, in the foil type metal carrier, the metal-to-metal joint may be separated during the actual operation cycle, so that the resistance value that has been adjusted in advance changes, and it is a carrier due to sintering or the like. However, since the resistance value changes due to the occurrence of cracks, it is difficult to improve reliability.
【０００９】すなわち、上述の如き通電タイプの触媒の
場合は、上記抵抗値の変化等によって局部的な発熱を招
く一方、そのことによって他の部位の電流値が変化す
る。このため、触媒担体各部に温度差を生じ、各部の膨
張量の違いから触媒層の剥落を招き易くなる。さらに、
触媒担体に電極部を形成することも難しいという問題が
ある。本発明の課題は、かかる問題を解決することにあ
る。また、本発明の課題 は、触媒温度を効率良く上昇さ
せることにある。 That is, in the case of the energization type catalyst as described above, a local heat generation is caused by the change of the resistance value and the like, and the current value of the other portion is changed accordingly. For this reason, a temperature difference is generated in each part of the catalyst carrier, and the catalyst layer is likely to peel off due to the difference in expansion amount of each part. further,
There is also a problem that it is difficult to form an electrode portion on the catalyst carrier. An object of the present invention is to solve such a problem.
It Another object of the present invention is to efficiently raise the catalyst temperature.
There is to let.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段及びその作用】すなわち、
上記課題を解決する第１の手段（請求項１に記載の発
明）は、電気絶縁性のセラミックス製モノリス触媒担体
に通電部が設けられ、該通電部に近接して上記触媒担体
に触媒が担持され、該通電部に誘導電流を流すための加
熱コイルが当該触媒担体の外周に設けられてなる誘導加
熱型モノリス触媒を備えていることを特徴とする自動車
用発熱式触媒コンバータである。Means for Solving the Problems and its effect] ie,
A first means for solving the above-mentioned problems (the invention according to claim 1) is that an electrically insulating ceramic monolith catalyst carrier is provided with a current-carrying portion, and a catalyst is carried on the catalyst carrier in the vicinity of the current-carrying portion. A heating coil for flowing an induction current to the energizing portion is provided with an induction heating type monolith catalyst provided on the outer periphery of the catalyst carrier, and is an exothermic catalytic converter for an automobile.
【００１１】上記電気絶縁性のセラミックス製モノリス
触媒担体としては、種々のものを適用することができ、
例えばコージェライト製のものが好適である。また、上
記通電部は、種々の電気抵抗材料によって形成すること
ができ、ＣＶＤ法によって通電部を形成する場合には、
セラミックスあるいは金属間化合物を採用することがで
き、セラミックスとしては、炭化タングステン、炭化モ
リブデン及び炭化ケイ素のうちから選ばれた少なくとも
１種の炭化物が好適であり、金属間化合物としては、ケ
イ化タングステン，ケイ化モリブデン，ケイ化タンタル
及びケイ化チタニウムのうちから選ばれた少なくとも１
種のケイ化物が好適である。As the electrically insulating ceramic monolith catalyst carrier, various types can be applied.
For example, those made of cordierite are suitable. In addition, the current-carrying portion can be formed of various electric resistance materials. When the current-carrying portion is formed by the CVD method,
Ceramics or intermetallic compounds can be adopted. As the ceramics, at least one kind of carbide selected from tungsten carbide, molybdenum carbide and silicon carbide is suitable, and as the intermetallic compound, tungsten silicide, At least one selected from molybdenum silicide, tantalum silicide, and titanium silicide
The seed silicide is preferred.
【００１２】上記通電部を形成するＣＶＤ法としては、
熱ＣＶＤ法（常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法）、プラズマ
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法等のい
ずれのＣＶＤ法であってもよいが、熱ＣＶＤ法は次のよ
うな特徴を有しているので、特に好ましい。As a CVD method for forming the above-mentioned current-carrying portion,
Any CVD method such as thermal CVD method (normal pressure CVD method, low pressure CVD method), plasma CVD method, photo CVD method, ECR plasma CVD method, etc. may be used, but the thermal CVD method has the following features. Therefore, it is particularly preferable.
【００１３】すなわち、金属又は非金属等の多種類の
基材に対して通電部を形成することができる。予め定
められた多成分合金よりなる通電部を作ることができ
る。ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＢＮ等の超硬耐摩耗性、耐蝕性
に優れた通電部を作ることができる。通電部の形成時
間が数μｍ／ｍｉｎ〜数百μｍ／ｍｉｎであって極めて
早い。反応性ガスの回り込みがよいので、比較的低い
圧力下で行なう場合には、細く深い穴の内部にも通電部
を形成することができる。高温で比較的純度の高い通
電部を作ることができるため、内部歪みやピンホールの
少ない通電部を得ることができ、密着性、展延性に優れ
た通電部が得られる。高電圧を用いる必要がない。
装置が簡単で高真空が不要であるから生産性が高い。
公害対策がやり易い。That is, the current-carrying portion can be formed on many kinds of base materials such as metal or non-metal. It is possible to make a current-carrying part made of a predetermined multi-component alloy. It is possible to form a current-carrying portion having excellent wear resistance and corrosion resistance such as TiC, SiC and BN. The formation time of the current-carrying portion is several μm / min to several hundreds μm / min, which is extremely fast. Since the reactive gas can easily flow around, the conducting portion can be formed inside the thin and deep hole when the pressure is relatively low. Since it is possible to form a conducting part having a relatively high purity at a high temperature, a conducting part having few internal strains and pinholes can be obtained, and a conducting part excellent in adhesion and spreadability can be obtained. There is no need to use high voltage.
Productivity is high because the equipment is simple and no high vacuum is required.
Easy pollution control.
【００１４】また、熱ＣＶＤ法の中でも減圧ＣＶＤ法
は、反応室を０．１〜１０Ｔｏｒｒに減圧して行なうも
のであって、常圧ＣＶＤ法に比べて次にような特徴を有
している。すなわち、反応性ガス及びキャリアガスの
平均自由行程及び拡散係数が大きくなるため、膜厚及び
比抵抗値分布が大きく向上すると共に反応性ガスの消費
量が減少する。反応室が拡散炉形となり、温度制御が
やり易く且つ装置が簡素化されているため、信頼性及び
処理能力が大幅に向上する。通電部表面への異物の付
着が少ない。Further, among the thermal CVD methods, the low pressure CVD method is performed by reducing the pressure of the reaction chamber to 0.1 to 10 Torr, and has the following features as compared with the atmospheric pressure CVD method. . That is, since the mean free path and diffusion coefficient of the reactive gas and the carrier gas are increased, the film thickness and the specific resistance value distribution are greatly improved and the consumption amount of the reactive gas is reduced. Since the reaction chamber is a diffusion furnace type, temperature control is easy and the apparatus is simplified, the reliability and processing capacity are greatly improved. Less foreign matter adheres to the current-carrying surface.
【００１５】熱ＣＶＤ法としては、フッ化物による生成
法（ＷＦ6 ，ＭｏＦ6 ）、塩化物による生成法（ＷＣｌ
6 ，ＭｏＣｌ6 ）、炭化物による生成法（Ｗ（ＣＯ）6
，Ｍｏ（ＣＯ）6 ）等が挙げられる。また、ケイ化物
を生成する場合にはＳｉＨ4 、炭化物を生成する場合に
はＣ6 Ｈ6 をそれぞれ原料ガスに加えればよい。この熱
ＣＶＤ法により得られる通電部の薄膜状態は、反応温度
（加工品の温度）及び生成原料ガスの濃度や流量等によ
り異なり、これらの生成条件を適宜選択することによ
り、耐熱性が高くて表面積の大きな通電部を形成するこ
とができる。As the thermal CVD method, a production method using a fluoride (WF6, MoF6) or a production method using a chloride (WCl) is used.
6, MoCl6), a production method using carbide (W (CO) 6
, Mo (CO) 6) and the like. Further, SiH4 may be added to the source gas when forming a silicide, and C6 H6 may be added when forming a carbide. The thin film state of the current-carrying part obtained by this thermal CVD method varies depending on the reaction temperature (temperature of the processed product), the concentration and flow rate of the generated raw material gas, and the heat resistance is high by appropriately selecting these generation conditions. A current-carrying part having a large surface area can be formed.
【００１６】上記触媒としては、γ−アルミナに貴金属
を担持させてなるような三元触媒、ゼオライト等の結晶
質の金属含有シリケートに遷移金属を担持させてなるよ
うなＮＯｘの浄化に適したＮＯｘ浄化用触媒を採用する
ことができ、あるいは酸化触媒や還元触媒であってもよ
い。 As the catalyst, γ-alumina and noble metal are used.
Crystals of three-way catalysts, zeolites, etc.
Of a transition metal supported on a high-quality metal-containing silicate
Adopt a NOx purification catalyst suitable for purification of NOx
Can be used, or it can be an oxidation catalyst or a reduction catalyst.
Yes.
【００１７】本手段の場合、上記触媒担体自体には電流
が誘起されず、その上に設けられた通電部に電流が誘起
されて該通電部が発熱することによって、これに近接し
て設けられている触媒が加熱されて活性を呈するように
なる。従って、触媒担体全体を昇温させる必要がないか
ら、触媒温度を上昇させるための熱効率が高く、大きな
バッテリを自動車に搭載する必要はない。また、触媒担
体自体を通電回路の一部として構成する必要がないか
ら、スリット等による抵抗調整は不要になる。つまり、
モノリス触媒担体に電流を外部から直接通ずる方式で
は、スリット等によって部分的に抵抗値を調整した場
合、それによって他の部位の電流値が変化することにな
るから、抵抗調整が難しいが、本手段の場合は、磁束に
よる誘導電流によって触媒担体の通電部を発熱させるか
ら、そのような不具合がない。 In the case of this means, no current is induced in the catalyst carrier itself, and a current is induced in the current-carrying portion provided on the catalyst carrier to heat the current-carrying portion, whereby the catalyst carrier is provided in the vicinity thereof. So that the active catalyst becomes active when heated
That Do not. Therefore, since it is not necessary to raise the temperature of the entire catalyst carrier, the thermal efficiency for raising the catalyst temperature is high, and it is not necessary to mount a large battery on the vehicle. Further, since it is not necessary to configure the catalyst carrier itself as a part of the energizing circuit, the resistance adjustment by the slit or the like becomes unnecessary. That is,
A method in which an electric current is directly passed from the outside to the monolith catalyst carrier.
Is when the resistance value is partially adjusted by slits, etc.
If this happens, the current value of other parts will change.
Therefore, it is difficult to adjust the resistance.
The induced current to generate heat in the current-carrying part of the catalyst carrier?
, There are no such defects.
【００１８】そうして、当該モノリス触媒担体がフォイ
ルタイプのメタル担体である場合のメタル同士の接合部
の剥離や、セラミックス製担体あるいは金属粉末の焼結
担体である場合におけるクラックの発生による局部的な
抵抗値の変化は問題にならない。すなわち、クラック等
が発生して当該部位の抵抗値が変化しても、他の部位の
磁束、ひいては電流値が変化するわけではなく、従っ
て、触媒担体各部の触媒に大きな温度差を生ずることは
ない。 Then, the monolith catalyst carrier is
Joint between metals when it is a metal type carrier
Peeling and sintering of ceramic carrier or metal powder
When it is a carrier
The change in resistance does not matter. That is, cracks, etc.
Occurs and the resistance value of the part changes,
The magnetic flux, and thus the current value, does not change.
Therefore, a large temperature difference can occur in the catalyst of each part of the catalyst carrier.
Absent.
【００１９】また、上記モノリス触媒担体では排気ガス
流量が多い中心部の磁束密度を周辺部よりも高くできる
ため、触媒の浄化効率を高める上で有利になる。さら
に、モノリス触媒担体に電流を外部から直接通ずる方式
の場合のように、触媒担体自体に電極部を形成する必要
がなくなる。 Further , in the above monolith catalyst carrier, exhaust gas
The magnetic flux density in the central part where the flow rate is high can be made higher than in the peripheral part
Therefore, it is advantageous in improving the purification efficiency of the catalyst. Furthermore
In addition, a method of directly passing an electric current from the outside to the monolith catalyst carrier
As in the case of, it is necessary to form the electrode part on the catalyst carrier itself.
Disappears.
【００２０】上記課題を解決する第２の手段（請求項２
に記載の発明）は、上記第１の手段において、その通電
部が上記触媒担体の表面に所定の電気抵抗値を有するよ
う膜状に形成された通電層であり、該通電層の上に上記
触媒よりなる触媒層が形成されている点に特徴がある。A second means for solving the above problems ( claim 2)
The invention according to claim 1 ) is a conductive layer formed in a film shape so that the conductive portion has a predetermined electric resistance value on the surface of the catalyst carrier in the first means, and the conductive layer is formed on the conductive layer. It is characterized in that a catalyst layer made of a catalyst is formed.
【００２１】本手段の場合、触媒担体の表面上において
通電層と触媒層とが積層されているから、通電層から触
媒層に熱が効率良く伝わり、当該触媒の早期昇温が図れ
ることになる。In the case of this means, since the current-carrying layer and the catalyst layer are laminated on the surface of the catalyst carrier, the heat is efficiently transferred from the current-carrying layer to the catalyst layer, and the temperature of the catalyst can be quickly raised. .
【００２２】上記課題を解決する第３の手段（請求項３
に記載の発明）は、上記第１及び第２の各手段におい
て、その通電部が上記触媒担体の一部に形成されている
点に特徴がある。A third means for solving the above problems ( claim 3)
The invention described in 1 ) is characterized in that in each of the first and second means, the current-carrying portion is formed in a part of the catalyst carrier.
【００２３】すなわち、エンジン始動時において、未浄
化の排気ガスが多量に排出されることを防止するという
観点からは、必ずしも触媒全体を同時に当該触媒の活性
温度まで昇温させる必要はなく、上記触媒担体における
排気ガス流れ方向の上流部位のみ、あるいは排気ガスが
多量に流れる触媒担体の中心部のみが早期に昇温すれば
足りることがある。本手段は、このような観点から触媒
担体の一部のみに通電部を設けたものであり、よって、
消費電力を少なくして必要なバッテリ容量を小さくする
上で有利になる。That is, from the viewpoint of preventing a large amount of unpurified exhaust gas from being discharged when the engine is started, it is not always necessary to raise the temperature of the entire catalyst to the activation temperature of the catalyst at the same time. It may be sufficient if the temperature is raised early only in the upstream portion of the carrier in the exhaust gas flow direction or only in the central portion of the catalyst carrier through which a large amount of exhaust gas flows. From this point of view, the present means is provided with the current-carrying part only in a part of the catalyst carrier, and therefore,
This is advantageous in reducing power consumption and battery capacity required.
【００２４】上記課題を解決する第４の手段（請求項４
に記載の発明）は、上記第３の手段において、その通電
部が上記触媒担体における排気ガス流れ方向の上流部位
のみに設けられている点に特徴がある。A fourth means for solving the above problems ( claim 4)
The invention described in 1) above is characterized in that, in the third means, the current-carrying portion is provided only at an upstream portion of the catalyst carrier in the exhaust gas flow direction.
【００２５】本手段の場合は、上記第３の手段の作用効
果が得られるが、排気ガスの浄化という観点からみた場
合、触媒コンバータの上流部位で早期に昇温した触媒に
よって排気ガスが浄化され、その際の触媒反応発熱で排
気ガスが加熱され、該排気ガスを介して上記触媒コンバ
ータの下流部位の触媒の昇温も図れ、当該下流部位でも
排気ガスの浄化が進行するようになる。In the case of this means, the function and effect of the third means can be obtained, but from the viewpoint of purification of the exhaust gas, the exhaust gas is purified by the catalyst whose temperature has risen early in the upstream portion of the catalytic converter. The exhaust gas is heated by the heat generated by the catalytic reaction at that time, and the temperature of the catalyst at the downstream portion of the catalytic converter can be increased via the exhaust gas, so that the purification of the exhaust gas also proceeds at the downstream portion.
【００２６】上記課題を解決する第５の手段（請求項５
に記載の発明）は、触媒が担持された電気抵抗体による
モノリス触媒担体の外周に、該触媒担体に誘導電流を流
すための加熱コイルが電気絶縁材を介して設けられてな
る誘導加熱型モノリス触媒を備えている自動車用発熱式
触媒コンバータにおいて、その加熱コイルが上記触媒担
体の外周に該加熱コイルを覆う溶射皮膜によって固定さ
れている点に特徴がある上記触媒としては、γ−アルミ
ナに貴金属を担持させてなるような三元触媒、 ゼオライ
ト等の結晶質の金属含有シリケートに遷移金属を担持さ
せてなるようなＮＯｘの浄化に適したＮＯｘ浄化用触媒
を採用することができ、あるいは酸化触媒や還元触媒で
あってもよい。 Fifth means for solving the above problems (claim 5)
The invention described in 1) is based on an electric resistor carrying a catalyst.
An induced current is applied to the outer periphery of the monolith catalyst carrier to the catalyst carrier.
Heating coil to prevent
Exothermic type for automobile equipped with induction heating type monolith catalyst
In a catalytic converter, its heating coil is responsible for the above catalyst.
Fixed on the outer circumference of the body by a thermal spray coating covering the heating coil
Γ-aluminum is one of the catalysts that is characterized by
Zeoli , a three-way catalyst in which a precious metal is supported on
A transition metal supported on a crystalline metal-containing silicate such as
NOx purification catalyst suitable for purification of NOx
Can be adopted, or with an oxidation catalyst or a reduction catalyst
It may be.
【００２７】上記モノリス触媒担体を電気抵抗体によっ
て形成するのは、それ自体に誘導電流を生起させてこれ
を発熱させるためであり、従って、このモノリス触媒担
体としては、メタル担体やセラミックス製の担体のいず
れであってもよい。 The above-mentioned monolith catalyst carrier is formed by an electric resistor.
Is formed by inducing an induced current in itself.
To generate heat, and therefore to support this monolith catalyst.
As the body, either metal carrier or ceramic carrier
It may be any.
【００２８】上記電気絶縁材は、上記モノリス触媒担体
と加熱コイルとの電気的に絶縁するためのものである。
当該電気絶縁材としては種々の絶縁材料を採用すること
ができるが、触媒担体が高熱になることから、耐火性金
属酸化物が好適である。例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3
）、チタニア（ＴｉＯ2 ）、シリカ（ＳｉＯ2 ）、ジ
ルコニア（ＺｒＯ2 ）等を単独で若しくは２種以上を組
合わせて用いることができる。 The electrical insulating material is the monolith catalyst carrier.
And to electrically insulate the heating coil.
Use various insulating materials as the electrical insulating material.
However, since the catalyst carrier becomes hot, refractory gold
Group oxides are preferred. For example, alumina (Al2 O3
), Titania (TiO2), silica (SiO2), di
Luconia (ZrO2) etc. alone or in combination of two or more
It can be used together.
【００２９】従って、本手段においては、上記加熱コイ
ルへの通電によって作られる磁束によって上記モノリス
触媒担体に電流が誘起され、該触媒担体が発熱する。こ
れにより、上記モノリス触媒担体に担持されている触媒
が加熱されて活性を呈するようになる。そうして、触媒
コンバータが自動車の運転に伴って振動を受けても、加
熱コイルは溶射皮膜によって振動や外力から保護される
ため、該加熱コイルがずれ動いたり断線したりすること
がない。また、上記モノリス触媒担体自体を通電回路の
一部として形成する必要がないから、先に説明した第１
の手段の場合と同様の作用効果が得られる。 Therefore, in the present means, the above-mentioned heating carp
Magnetic flux created by energizing
An electric current is induced in the catalyst carrier, and the catalyst carrier generates heat. This
Thereby, the catalyst supported on the monolith catalyst carrier
Are heated and become active. And then the catalyst
Even if the converter receives vibrations as the vehicle
Thermal coil is protected from vibration and external force by thermal spray coating
Therefore, the heating coil may be displaced or disconnected.
There is no. Further, the monolith catalyst carrier itself of the energizing circuit
Since it does not need to be formed as a part, the first described above
The same effect as that of the above means can be obtained.
【００３０】上記課題を解決する第６の手段（請求項６
に記載の発明）は、上記第１乃至第５の各手段におい
て、その誘導加熱型モノリス触媒の温度を検出する温度
検出端子と、該温度検出端子によって検出される触媒温
度に基づいて上記加熱コイルの通電を制御する通電制御
手段とを備えている点に特徴がある。A sixth means for solving the above problems ( claim 6)
In the above first to fifth means, the heating coil is based on the temperature detection terminal for detecting the temperature of the induction heating type monolith catalyst and the catalyst temperature detected by the temperature detection terminal. It is characterized in that it has an energization control means for controlling the energization of.
【００３１】本手段の場合、触媒温度が低い必要時のみ
加熱コイルに通電することができるため、電力の浪費が
少なくなってバッテリの小型化が図れるとともに、触媒
の過熱による劣化を防止することができる。In the case of this means, since the heating coil can be energized only when the catalyst temperature is low, power consumption is reduced, the battery can be downsized, and deterioration due to overheating of the catalyst can be prevented. it can.
【００３２】[0032]
【発明の効果】従って、上記第１の手段（請求項１記載
の発明）によれば、電気絶縁性のセラミックス製モノリ
ス触媒担体に通電部が設けられ、該通電部に近接して触
媒が設けられ、該通電部に誘導電流を流すための加熱コ
イルが当該触媒担体の外周に設けられているから、触媒
担体全体を昇温させる必要がなく、バッテリの大型化を
招くことなく触媒温度を効率良く上昇させることがで
き、また、上記モノリス触媒担体を通電回路の一部とし
て構成したり、該触媒担体に電極部を形成する必要がな
くなって、触媒コンバータの製作が容易になるととも
に、触媒担体に機械的な損傷（メタル同士の剥がれ、ク
ラックの発生）を招いても、触媒担体各部の触媒に大き
な温度差を生ずることはなく、信頼性ないしは耐久性の
向上に有利であり、しかも、排気ガス流量が多い触媒担
体の中心部を周辺部よりも高温にすることが容易である
から、排気ガスの浄化効率を高める上で有利になる。 Therefore, according to the first means (the invention according to claim 1) , the electrically conductive ceramic monolith catalyst carrier is provided with the current-carrying portion, and the catalyst is provided in the vicinity of the current-carrying portion. Since the heating coil for flowing an induction current to the energizing portion is provided on the outer periphery of the catalyst carrier, it is not necessary to raise the temperature of the entire catalyst carrier, and the catalyst temperature can be efficiently increased without increasing the size of the battery. It can be raised well , and the monolith catalyst carrier can be used as a part of the energizing circuit.
Or it is not necessary to form an electrode part on the catalyst carrier.
And the production of catalytic converters will become easier.
In addition, mechanical damage to the catalyst carrier (peeling between metals,
Even if it causes the generation of racks)
It does not cause a significant temperature difference, and it is reliable or durable.
A catalyst that is advantageous for improvement and has a large exhaust gas flow rate
It is easier to heat the center of the body to a higher temperature than the periphery
Therefore, it is advantageous in improving the exhaust gas purification efficiency.
【００３３】第２の手段（請求項２に記載の発明）によ
れば、通電部が触媒担体の表面に所定の電気抵抗値を有
するよう膜状に形成された通電層であり、該通電層の上
に触媒層が形成されているから、触媒の早期昇温に有利
になる。According to the second means (the invention according to claim 2 ), the current-carrying portion is a current-carrying layer formed in a film shape on the surface of the catalyst carrier so as to have a predetermined electric resistance value. Since the catalyst layer is formed on the above, it is advantageous for early temperature rise of the catalyst.
【００３４】第３の手段（請求項３に記載の発明）によ
れば、通電部を触媒担体の一部に形成するようにしたか
ら、消費電力を少なくして必要なバッテリ容量を小さく
しながら、触媒温度を上昇させて所期の浄化効率を得る
ことができる。According to the third means (the invention according to claim 3 ), since the current-carrying part is formed in a part of the catalyst carrier, the power consumption is reduced and the required battery capacity is reduced. By raising the catalyst temperature, the desired purification efficiency can be obtained.
【００３５】第４の手段（請求項４に記載の発明）によ
れば、通電部が触媒担体における排気ガス流れ方向の上
流部位のみに設けられているから、上記第３の手段と同
様の効果が得られるとともに、触媒コンバータの上流部
位での発熱を利用して下流部位の温度上昇を図ることが
でき排気ガスの浄化効率を高める上で有利になる。According to the fourth means (the invention according to claim 4 ), since the current-carrying portion is provided only at the upstream portion of the catalyst carrier in the exhaust gas flow direction, the same effect as the third means is provided. In addition to being obtained, it is possible to increase the temperature of the downstream portion by utilizing the heat generated in the upstream portion of the catalytic converter, which is advantageous in enhancing the exhaust gas purification efficiency.
【００３６】第５の手段（請求項５に記載の発明）によ
れば、電気抵抗体によるモノリス触媒担体の外周に、該
触媒担体に誘導電流を流すための加熱コイルが電気絶縁
材を介して設けられているとともに、該加熱コイルが触
媒担体の外周に該加熱コイルを覆う溶射皮膜によって固
定されているから、耐振性ないしは耐久性の向上に有利
になるとともに、上記モノリス触媒担体を通電回路の一
部として構成する必要がないから、先に説明した第１の
手段の場合と同様の効果が得られる。 By the fifth means (the invention according to claim 5)
In this way, the
Electrical insulation of the heating coil for passing the induced current to the catalyst carrier
And the heating coil is
A thermal spray coating covering the heating coil is applied to the outer periphery of the medium carrier.
Since it is specified, it is advantageous for improving vibration resistance or durability.
In addition, the monolith catalyst carrier is installed in the energizing circuit.
Since it is not necessary to configure it as a part,
The same effect as that of the means can be obtained.
【００３７】第６の手段（請求項６に記載の発明）によ
れば、誘導加熱型モノリス触媒の温度を検出する温度検
出端子と、該温度検出端子によって検出される触媒温度
に基づいて上記加熱コイルの通電を制御する通電制御手
段とを備えているから、電力の浪費を防止してバッテリ
の小型化を図る上で有利になるとともに、触媒の過熱に
よる劣化を防止することができる。According to the sixth means (the invention according to claim 6 ), a temperature detection terminal for detecting the temperature of the induction heating type monolith catalyst, and the heating based on the catalyst temperature detected by the temperature detection terminal. Since it is provided with the energization control means for controlling the energization of the coil, it is advantageous in preventing the waste of electric power and downsizing the battery, and it is possible to prevent the catalyst from being deteriorated due to overheating.
【００３８】[0038]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３９】＜実施例１＞
図１に示す自動車用の発熱式触媒コンバータ１におい
て、２は誘導加熱型のハニカム状モノリス触媒であり、
コンバータケース３にシール４及びクッション５を介し
て支持されている。シール４は、排気ガスが上記モノリ
ス触媒２の外側を通って吹き抜けることを防止するため
のものであって、コンバータケース３における排気ガス
流れ方向の上流部位に設けられている。クッション５
は、上記モノリス触媒２をコンバータケース３に弾性的
に支持して、その振動による損傷を防止するためのもの
であってワイヤネットによって形成されており、上記シ
ール４よりも下流側に設けられている。なお、図１にお
いて、白抜き矢符は排気ガスの流れ方向を示す（他の図
においても同様である）。Example 1 In the exothermic catalytic converter 1 for an automobile shown in FIG. 1, 2 is an induction heating type honeycomb monolith catalyst,
The converter case 3 is supported by a seal 4 and a cushion 5. The seal 4 is provided to prevent the exhaust gas from passing through the outside of the monolith catalyst 2 and is provided at an upstream portion of the converter case 3 in the exhaust gas flow direction. Cushion 5
Is for elastically supporting the monolith catalyst 2 on the converter case 3 and preventing damage due to its vibration, and is formed by a wire net, and is provided on the downstream side of the seal 4. There is. In addition, in FIG. 1, a white arrow indicates a flow direction of exhaust gas (the same applies to other drawings).
【００４０】上記モノリス触媒２は、触媒が担持された
電気抵抗体によるモノリス触媒担体６の外周に、該触媒
担体に誘導電流を流すための加熱コイル７が電気絶縁及
び断熱のための層８を介して設けられてなる誘導加熱型
触媒である。上記モノリス触媒担体６は、図２に示すよ
うに、金属製平板６ａと金属製波板６ｂとを２枚重ねに
して互いの接触部を接合し、これを渦巻き状に巻上げて
なるフォイルタイプのメタル担体であり、これに触媒が
担持されている。In the monolith catalyst 2 described above, a heating coil 7 for flowing an induced current to the catalyst carrier has a layer 8 for electrical insulation and heat insulation around the outer periphery of the monolith catalyst carrier 6 made of an electric resistor carrying the catalyst. It is an induction heating type catalyst provided via the above. As shown in FIG. 2, the monolith catalyst carrier 6 is a foil type which is formed by stacking two metal flat plates 6a and metal corrugated plates 6b at their contact portions, and winding them up in a spiral shape. A metal carrier on which a catalyst is supported.
【００４１】上記電気絶縁・断熱層８は、上記モノリス
触媒担体６の外周面に全周にわたって設けられていて、
図３に示すように、アルミナのコーティングによって形
成されてなる下層８ａと、該下層８ａの上に加熱コイル
７を固定するように形成されたアルミナの溶射による上
層（溶射皮膜）８ｂとによって構成されている。この場
合、下層８ａを形成した後にその上から加熱コイル７を
巻き付け、その上にアルミナを溶射して上層８ｂを形成
することになる。加熱コイル７は上記触媒担体６の略全
長にわたって設けられている。The electric insulation / heat insulating layer 8 is provided on the outer peripheral surface of the monolith catalyst carrier 6 over the entire circumference,
As shown in FIG. 3, a lower layer 8a formed by coating with alumina and an upper layer (sprayed coating) 8b formed by thermal spraying of alumina on the lower layer 8a so as to fix the heating coil 7 are formed. ing. In this case, after forming the lower layer 8a, the heating coil 7 is wound on the lower layer 8a, and alumina is sprayed thereon to form the upper layer 8b. The heating coil 7 is provided over substantially the entire length of the catalyst carrier 6.
【００４２】上記コンバータケース３は、その上流端側
と下流端側とがコーン状に形成されており、これにより
排気ガスをモノリス触媒２に全面に広がるように流入さ
せることができるようになっている。In the converter case 3, the upstream end side and the downstream end side are formed in a cone shape, whereby exhaust gas can be made to flow into the monolith catalyst 2 so as to spread over the entire surface. There is.
【００４３】また、上記加熱コイル７への通電のため
に、上記コンバータケース３に一対の電極９ａ，９ｂが
固定されていて、両電極９ａ，９ｂにバッテリ１１及び
高周波発生手段１２が接続されている。また、上記通電
の制御のために、上記モノリス触媒２を通過する排気ガ
ス温度（若しくは触媒温度）を検出するための温度検出
端子１３と、該温度検出端子１３によって検出される温
度に基づいてエンジン始動時に排気ガス温度（触媒温
度）が所定値（例えば３００℃）以上になるまで、当該
通電を行なう通電制御手段１４とが設けられている。In order to energize the heating coil 7, a pair of electrodes 9a and 9b are fixed to the converter case 3, and a battery 11 and a high frequency generator 12 are connected to both electrodes 9a and 9b. There is. Further, a temperature detection terminal 13 for detecting an exhaust gas temperature (or a catalyst temperature) passing through the monolith catalyst 2 for controlling the energization, and an engine based on the temperature detected by the temperature detection terminal 13. An energization control unit 14 is provided for performing the energization until the exhaust gas temperature (catalyst temperature) reaches a predetermined value (for example, 300 ° C.) or more at the time of starting.
【００４４】従って、上記触媒コンバータ１において
は、エンジンの始動と同時に加熱コイル７に通電されて
交番磁界が形成され、該交番磁界内に存する電気抵抗体
としての触媒担体６に電磁誘導作用によって電圧が誘起
されて誘導電流が流れる。そして、この誘導電流によっ
てジュール熱が発生し触媒は触媒担体６を介して加熱さ
れ早期に活性温度になり、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ等を
分解する。そうして、触媒コンバータ１内の排気ガス温
度が３００℃を越えると、上記温度検出端子１３からの
信号により通電制御手段１４が上記通電を断つことにな
る。Therefore, in the catalytic converter 1, the heating coil 7 is energized at the same time when the engine is started to form an alternating magnetic field, and a voltage is applied to the catalyst carrier 6 as an electric resistor existing in the alternating magnetic field by an electromagnetic induction action. Is induced and an induced current flows. Then, due to this induced current, Joule heat is generated and the catalyst is heated through the catalyst carrier 6 to reach the activation temperature at an early stage and decomposes HC, CO, etc. in the exhaust gas. Then, when the temperature of the exhaust gas in the catalytic converter 1 exceeds 300 ° C., the energization control means 14 cuts off the energization by the signal from the temperature detection terminal 13.
【００４５】＜実施例２＞
本例は電気絶縁体によって触媒担体が形成された例であ
って、図４乃至図６にその要部のみが示されている。な
お、実施例１のものと実質的に同じ要素には同じ符号を
該当図に付し重複説明は避ける。この点は後述する他の
実施例についても同様である。<Embodiment 2> This embodiment is an example in which the catalyst carrier is formed of an electric insulator, and only the main part thereof is shown in FIGS. 4 to 6. It should be noted that the elements substantially the same as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals in the corresponding drawings, and the duplicated description will be avoided. This point is the same for other examples described later.
【００４６】図４に示すように、本例のモノリス触媒１
５の触媒担体１６はコージェライト製のハニカム担体で
ある。そして、図５及び図６に示すように、上記触媒担
体１６の各貫通孔（細孔）１７の内周面には通電層１８
が形成され、該通電層１８の上に触媒層１９が形成され
ている。さらに、触媒担体１６の外周面には加熱コイル
７が巻き付けられ、該加熱コイル７は断熱層２０によっ
て保護されている。As shown in FIG. 4, the monolith catalyst 1 of this example
The catalyst carrier 16 of No. 5 is a honeycomb carrier made of cordierite. Then, as shown in FIGS. 5 and 6, a conductive layer 18 is formed on the inner peripheral surface of each through hole (pore) 17 of the catalyst carrier 16.
And a catalyst layer 19 is formed on the conductive layer 18. Further, the heating coil 7 is wound around the outer peripheral surface of the catalyst carrier 16, and the heating coil 7 is protected by the heat insulating layer 20.
【００４７】上記通電層１８はフッ化物による熱ＣＶＤ
法によって生成されたケイ化モリブデンによって形成さ
れている。原料ガスはＭｏＦ6 ＋ＳｉＨ4 とした。ま
た、上記触媒層１９はウォッシュコートによって形成さ
れている。上記断熱層２０はアルミナ層であって実施例
１でいう上層８ｂに相当し、加熱コイル７及び断熱層２
０の設け方は実施例１のそれと同じである。The conductive layer 18 is formed by thermal CVD using fluoride.
It is formed by molybdenum silicide produced by the method. The source gas was MoF6 + SiH4. The catalyst layer 19 is formed by washcoat. The heat insulating layer 20 is an alumina layer and corresponds to the upper layer 8b in the first embodiment, and includes the heating coil 7 and the heat insulating layer 2.
The method of providing 0 is the same as that of the first embodiment.
【００４８】従って、本例の場合、触媒担体１６自体に
は誘導電流が発生せず、その上に設けられた通電層１８
に電流が誘起されて該通電層１８が発熱することによっ
て、その上の触媒層１９の温度が上昇することになる。
よって、触媒担体全体を昇温させる必要がないから、触
媒温度を上昇させるための熱効率が高く、大きなバッテ
リを自動車に搭載する必要はない。Therefore, in the case of this example, no induced current is generated in the catalyst carrier 16 itself, and the conducting layer 18 provided thereon is
When a current is induced in the conductive layer 18 to generate heat, the temperature of the catalyst layer 19 thereon rises.
Therefore, since it is not necessary to raise the temperature of the entire catalyst carrier, the thermal efficiency for raising the catalyst temperature is high, and it is not necessary to mount a large battery on the automobile.
【００４９】＜実施例３＞
本例は実施例２の変形例であって図７及び図８に示され
ており、触媒担体１６の外周面に通電層１８が形成さ
れ、該通電層１８の上に触媒層１９が形成されている。
さらに、外周触媒層１９の上から加熱コイル７が巻き付
けられ、該加熱コイル７は断熱層２０によって保護され
ている。<Embodiment 3> This embodiment is a modification of Embodiment 2 and is shown in FIGS. 7 and 8, in which the conductive layer 18 is formed on the outer peripheral surface of the catalyst carrier 16, and the conductive layer 18 is formed. The catalyst layer 19 is formed on the top.
Further, the heating coil 7 is wound on the outer peripheral catalyst layer 19, and the heating coil 7 is protected by the heat insulating layer 20.
【００５０】従って、本例の場合、触媒担体１６は、外
周通電層１８の発熱によって外周側からも加熱されるこ
とになる。この場合、触媒担体１６の外周の触媒層１９
は実施例１でいう電気絶縁・断熱層８の下層８ａとして
機能する。Therefore, in the case of the present example, the catalyst carrier 16 is also heated from the outer peripheral side by the heat generation of the outer peripheral conductive layer 18. In this case, the catalyst layer 19 on the outer periphery of the catalyst carrier 16
Functions as the lower layer 8a of the electrical insulating / heat insulating layer 8 in the first embodiment.
【００５１】＜実施例４＞
本例は加熱コイルの配設の仕方に特徴があるものであっ
て、図９にその要部のみが示されている。すなわち、当
該加熱コイル３１はモノリス触媒２１の上流部位のみ
（全長の約１／３程度の範囲）に設けられ、それに対応
して電気絶縁・断熱層８も当該上流部位にのみ設けられ
ている。<Embodiment 4> This embodiment is characterized in the manner of disposing the heating coil, and FIG. 9 shows only the main part thereof. That is, the heating coil 31 is provided only in the upstream portion of the monolith catalyst 21 (in the range of about 1/3 of the total length), and correspondingly, the electric insulation / heat insulating layer 8 is also provided only in the upstream portion.
【００５２】従って、本例の場合は、モノリス触媒２１
の上流部位のみが誘導加熱されることになる。そして、
この誘導加熱によって早期に昇温した上流側の触媒によ
って排気ガスが浄化される。その際の触媒反応熱で排気
ガスが加熱されるため、該排気ガスを介してモノリス触
媒２１の下流部位の昇温も図れ、この下流部位でも排気
ガスの浄化が進行するようになる。よって、消費電力を
少なくなるから、その分バッテリ容量を小さくすること
ができる。Therefore, in the case of this example, the monolith catalyst 21 is used.
Only the upstream part of the will be induction heated. And
The exhaust gas is purified by the upstream catalyst, which has been heated early by this induction heating. Since the exhaust gas is heated by the heat of the catalytic reaction at that time, the temperature of the downstream portion of the monolith catalyst 21 can be increased through the exhaust gas, and the purification of the exhaust gas also proceeds at this downstream portion. Therefore, since the power consumption is reduced, the battery capacity can be reduced accordingly.
【００５３】なお、実施例２のモノリス触媒１５におい
ても、本例のような加熱コイルの配設態様を採用するこ
とができる。The monolith catalyst 15 of the second embodiment can also employ the heating coil arrangement as in this example.
【００５４】＜実施例５＞
本例も加熱コイルの配設の仕方に特徴があるものであっ
て、図１０にその要部のみが示されている。すなわち、
本例の場合は、モノリス触媒２２の上流側と下流側とに
それぞれ加熱コイル３２，３３が分けて設けられてい
る。上流側加熱コイル３２は密に巻かれ、下流側加熱コ
イル３３は粗に巻かれている。<Embodiment 5> This embodiment is also characterized in the manner of disposing the heating coil, and FIG. 10 shows only the main part thereof. That is,
In the case of this example, heating coils 32 and 33 are separately provided on the upstream side and the downstream side of the monolith catalyst 22, respectively. The upstream heating coil 32 is tightly wound, and the downstream heating coil 33 is roughly wound.
【００５５】本例の場合は、モノリス触媒２２の下流端
付近でも下流側加熱コイル３３によって誘導加熱される
から、エンジン始動時においてモノリス触媒２２の全体
を排気ガスの浄化に利用する上で有利になる。In the case of this example, since the downstream side heating coil 33 also performs induction heating even near the downstream end of the monolith catalyst 22, it is advantageous in utilizing the entire monolith catalyst 22 for purifying exhaust gas at engine start. Become.
【００５６】なお、実施例２のモノリス触媒１５におい
ても、本例のような加熱コイルの配設態様を採用するこ
とができる。The monolith catalyst 15 of the second embodiment can also adopt the heating coil arrangement as in this example.
【００５７】＜実施例６＞
本例は加熱コイルの巻き方に特徴があるものであって、
図１１にその要部が示されいる。すなわち、本例のモノ
リス触媒２３においては、予め渦巻状になった加熱コイ
ル３４がモノリス触媒担体６に固定されており、加熱コ
イル３４は触媒担体に巻き付けていく必要がないため、
その触媒担体６への装着が容易になる。<Embodiment 6> This embodiment is characterized by the winding method of the heating coil.
The main part is shown in FIG. That is, in the monolith catalyst 23 of this example, the spiral heating coil 34 is fixed to the monolith catalyst carrier 6 in advance, and the heating coil 34 does not need to be wound around the catalyst carrier.
The attachment to the catalyst carrier 6 becomes easy.
【００５８】なお、実施例２のモノリス触媒１５におい
ても、本例のような加熱コイルの配設態様を採用するこ
とができる。The monolith catalyst 15 of the second embodiment can also adopt the heating coil arrangement as in this example.
【００５９】＜実施例７＞
本例は実施例２とは通電層の設け方が異なる例であっ
て、図１２にその要部が示されている。すなわち、本例
の場合、通電層３６がモノリス触媒２４の上流部位のみ
（同図の２点鎖線による斜線領域）に設けられている点
に特徴があり、これに対応して加熱コイル３５も当該上
流部位のみに設けられている。従って、本例において
は、消費電力を少なくしてバッテリの大型化を避ける上
でより有利になる。<Embodiment 7> This embodiment is an example in which a method of providing a conductive layer is different from that of Embodiment 2, and its main part is shown in FIG. That is, the present example is characterized in that the current-carrying layer 36 is provided only in the upstream portion of the monolith catalyst 24 (hatched region by the two-dot chain line in the figure), and correspondingly, the heating coil 35 is also provided. It is provided only in the upstream area. Therefore, this example is more advantageous in reducing power consumption and avoiding an increase in the size of the battery.
【００６０】＜実施例８＞
本例も通電層の設け方に特徴があるものであって、図１
３にその要部が示されている。すなわち、本例のモノリ
ス触媒２５では、通電層３７が上流側部位ではモノリス
触媒担体１６の断面の全域にわたって設けられ下流側へ
いくに従ってモノリス触媒担体６の中心軸線上に収束す
るようその配設領域が狭くなっている（同図の２点鎖線
による斜線領域）。<Embodiment 8> This embodiment is also characterized by the way in which the conductive layer is provided.
The main part is shown in FIG. That is, in the monolith catalyst 25 of this example, the current-carrying layer 37 is provided in the entire area of the cross section of the monolith catalyst carrier 16 at the upstream side portion, and its arrangement region is arranged so as to converge on the central axis line of the monolith catalyst carrier 6 toward the downstream side. Is narrowed (hatched area by the two-dot chain line in the figure).
【００６１】従って、本例の場合は、モノリス触媒２５
の上流部位ではその断面全域の触媒が誘導加熱される一
方、下流部位でも排気ガス流量の多い中心部は誘導加熱
されることになり、排気ガスの浄化効率を高める上で有
利になる。Therefore, in the case of this example, the monolith catalyst 25
While the catalyst in the entire cross section is induction-heated in the upstream portion of the above, the central portion where the exhaust gas flow rate is large is also induction-heated in the downstream portion, which is advantageous in increasing the exhaust gas purification efficiency.
【００６２】＜実施例９＞
本例は図１４に示し、誘導加熱型モノリス触媒２６と非
誘導加熱型モノリス触媒２７とを排気ガス流れ方向の上
流側と下流側とに接触状態で並設してなる触媒コンバー
タに関する。すなわち、上流側の誘導加熱型モノリス触
媒２６は実施例２のモノリス触媒と同じもの（但し、寸
法は短い）であり、下流側の非誘導加熱型モノリス触媒
２７はハニカム状のモノリス触媒担体に触媒層が設けら
れてなり通電層及び加熱コイルを備えていないものであ
る。<Example 9> This example is shown in FIG. 14, in which an induction heating type monolith catalyst 26 and a non-induction heating type monolith catalyst 27 are arranged side by side in contact with each other on the upstream side and the downstream side in the exhaust gas flow direction. The present invention relates to a catalytic converter. That is, the upstream induction heating monolith catalyst 26 is the same as the monolith catalyst of Example 2 (however, the dimensions are short), and the downstream non-induction heating monolith catalyst 27 is a honeycomb-shaped monolith catalyst carrier. It is provided with a layer and does not have a conductive layer and a heating coil.
【００６３】従って、本例の場合は、実施例７と同様の
作用効果が得られるが、１つのモノリス触媒に誘導加熱
部と非誘導加熱部とを形成するのではなく、誘導加熱型
モノリス触媒２６と非誘導加熱型モノリス触媒２７とを
別個に製作してコンバータケース３に組み込めばよいか
ら、製作が容易になる。Therefore, in the case of this example, the same operational effect as in Example 7 can be obtained, but the induction heating type monolith catalyst is not formed by forming the induction heating part and the non-induction heating part in one monolith catalyst. Since the 26 and the non-induction heating type monolith catalyst 27 may be separately manufactured and assembled in the converter case 3, the manufacturing is facilitated.
【図１】実施例１の触媒コンバータの縱断面図FIG. 1 is a vertical sectional view of a catalytic converter according to a first embodiment.
【図２】同例の触媒コンバータの横断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of the catalytic converter of the same example.
【図３】同例のモノリス触媒外周部位の縱断面図FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the peripheral portion of the monolith catalyst of the same example.
【図４】実施例２の触媒コンバータの横断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of the catalytic converter according to the second embodiment.
【図５】同例のモノリス触媒外周部位の拡大された横断
面図FIG. 5 is an enlarged transverse cross-sectional view of the peripheral portion of the monolith catalyst of the same example.
【図６】同例のモノリス触媒外周部位の拡大された縱断
面図FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of an outer peripheral portion of the monolith catalyst of the same example.
【図７】実施例３のモノリス触媒外周部位の拡大された
横断面図FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the outer peripheral portion of the monolith catalyst of Example 3.
【図８】同例のモノリス触媒外周部位の拡大された縱断
面図FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the peripheral portion of the monolith catalyst of the same example.
【図９】実施例４の触媒コンバータの縱断面図FIG. 9 is a vertical sectional view of the catalytic converter according to the fourth embodiment.
【図１０】実施例５の触媒コンバータの縱断面図FIG. 10 is a vertical sectional view of the catalytic converter according to the fifth embodiment.
【図１１】実施例６の触媒コンバータの縱断面図FIG. 11 is a vertical sectional view of a catalytic converter according to a sixth embodiment.
【図１２】実施例７の触媒コンバータの縱断面図FIG. 12 is a vertical sectional view of the catalytic converter according to the seventh embodiment.
【図１３】実施例８の触媒コンバータの縱断面図FIG. 13 is a vertical sectional view of the catalytic converter according to the eighth embodiment.
【図１４】実施例９の触媒コンバータの縱断面図FIG. 14 is a vertical sectional view of the catalytic converter according to the ninth embodiment.
１ 触媒コンバータ ２，１５， ２１〜２６ 誘導加熱型モノリス触媒 ３ コンバータケース ６，１６ モノリス触媒担体 ７，３１〜３５ 加熱コイル ８ 電気絶縁・断熱層 ８ａ 下層 ８ｂ 上層（溶射皮膜） ９ａ，９ｂ 電極 １１ バッテリ １２ 高周波発生手段 １３ 温度検出端子 １４ 通電制御手段 １８，３６，３７ 通電層 １９ 触媒層 ２０ 断熱層 ２７ 非誘導加熱型モノリス触媒 1 catalytic converter 2, 15, 21-26 Induction heating type monolith catalyst 3 converter case 6,16 Monolith catalyst carrier 7,31-35 heating coil 8 Electric insulation / heat insulation layer 8a lower layer 8b Upper layer (spray coating) 9a, 9b electrodes 11 battery 12 High frequency generator 13 Temperature detection terminal 14 energization control means 18, 36, 37 Conductive layer 19 Catalyst layer 20 heat insulation layer 27 Non-induction heating type monolith catalyst
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 勲 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１ 株 式会社島津製作所 三条工場内 (72)発明者 村上 浩 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 田中 哲洋 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−295184（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−227135（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176326（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131138（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−57198（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245851（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193141（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154623（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−67609（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−124412（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/94 B01J 21/00 - 38/74 F01N 3/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isao Fukui 1 Nishinokyo Kuwabara-cho, Nakagyo-ku, Kyoto Prefecture Kyoto Prefecture Shimadzu Corporation Sanjo Factory (72) Inventor Hiroshi Murakami 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Da Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuhiro Tanaka No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (56) Reference JP-A-3-295184 (JP, A) JP-A-2-227135 ( JP, A) JP 4-176326 (JP, A) JP 4-131138 (JP, A) JP 5-57198 (JP, A) JP 3-245851 (JP, A) JP 3-193141 (JP, A) JP-A-6-154623 (JP, A) Actual development 63-67609 (JP, U) Actual development 49-124412 (JP, U) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) B01D 53/94 B01J 21/00-38/74 F01N 3/20
Claims (6)
媒担体に通電部が設けられ、該通電部に近接して上記触
媒担体に触媒が担持され、該通電部に誘導電流を流すた
めの加熱コイルが当該触媒担体の外周に設けられてなる
誘導加熱型モノリス触媒を備えていることを特徴とする
自動車用発熱式触媒コンバータ。1. An electrically insulating ceramic monolith catalyst carrier is provided with a current-carrying portion, a catalyst is supported on the catalyst carrier in the vicinity of the current-carrying portion, and a heating coil for flowing an induction current to the current-carrying portion is provided. An exothermic catalytic converter for an automobile, comprising an induction heating type monolith catalyst provided on the outer periphery of the catalyst carrier.
ンバータにおいて、上記通電部が上記触媒担体の表面に
所定の電気抵抗値を有するよう膜状に形成された通電層
であり、該通電層の上に上記触媒よりなる触媒層が形成
されているもの。2. The exothermic catalytic converter for an automobile according to claim 1 , wherein the current-carrying portion is a film-shaped current-carrying layer formed on the surface of the catalyst carrier so as to have a predetermined electric resistance value. A catalyst layer formed of the above catalyst is formed on the layer.
発熱式触媒コンバータにおいて、上記通電部が上記触媒
担体の一部に形成されているもの。3. The exothermic catalytic converter for an automobile according to claim 1 or 2 , wherein the energizing portion is formed in a part of the catalyst carrier.
ンバータにおいて、上記通電部が上記触媒担体における
排気ガス流れ方向の上流部位のみに設けられているも
の。4. The automobile heat-generating catalytic converter according to claim 3 , wherein the energizing portion is provided only at an upstream portion of the catalyst carrier in the exhaust gas flow direction.
リス触媒担体の外周に、該触媒担体に誘導電流を流すた
めの加熱コイルが電気絶縁材を介して設けられてなる誘
導加熱型モノリス触媒を備えている自動車用発熱式触媒
コンバータにおいて、上記加熱コイルが上記触媒担体の
外周に該加熱コイルを覆う溶射皮膜によって固定されて
いるもの。5. A monoresist made of an electric resistor carrying a catalyst.
An induction current is applied to the outer periphery of the squirrel catalyst carrier.
Heating coil for electrical insulation
Exothermic catalyst for automobiles equipped with induction heating type monolith catalyst
In the converter, the heating coil is fixed to the outer periphery of the catalyst carrier by a thermal spray coating covering the heating coil.
載の自動車用発熱式触媒コンバータにおいて、上記誘導
加熱型モノリス触媒の温度を検出する温度検出端子と、
該温度検出端子によって検出される触媒温度に基づいて
上記加熱コイルの通電を制御する通電制御手段とを備え
ているもの。6. A heat-generating catalytic converter for an automobile according to claim 1, further comprising a temperature detection terminal for detecting a temperature of the induction heating type monolith catalyst.
An energization control unit that controls energization of the heating coil based on the catalyst temperature detected by the temperature detection terminal.
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