JP5617764B2 - ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 - Google Patents
ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5617764B2 JP5617764B2 JP2011120958A JP2011120958A JP5617764B2 JP 5617764 B2 JP5617764 B2 JP 5617764B2 JP 2011120958 A JP2011120958 A JP 2011120958A JP 2011120958 A JP2011120958 A JP 2011120958A JP 5617764 B2 JP5617764 B2 JP 5617764B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- electrode
- honeycomb structure
- circumferential direction
- honeycomb
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 28
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 27
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 23
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 20
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
- B01J19/2485—Monolithic reactors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
- F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/2402—Monolithic-type reactors
- B01J2219/2409—Heat exchange aspects
- B01J2219/2416—Additional heat exchange means, e.g. electric resistance heater, coils
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/016—Heaters using particular connecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
- H05B2203/024—Heaters using beehive flow through structures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
ところで、触媒の活性化には、例えば400℃程度の加熱が必要になる。そのため、ハニカム体等の表面に一対の電極を形成し、その一対の電極間に通電を行ってハニカム体等を加熱する電気加熱式触媒装置(EHC)が開発されている。
このような円柱形状(軸方向に直交する断面が円形状)のハニカム体の場合、電極間の距離が一定でなく、場所によって異なる。そのため、電極間の距離が長い部分(電極の中央部分)は、電極間の距離が短い部分(電極の外側部分)に比べて、電気抵抗の関係で電流が流れ難くなる。これにより、ハニカム体の昇温が不均一となり、温度ばらつきが生じる。
また、特許文献3には、同じくハニカム体を均一に昇温させるため、軸方向に直交する断面が四角形状やレーストラック形状のハニカム体を用い、電極間の距離を一定としたハニカムモノリスヒータが開示されている。
また、上記特許文献3のハニカムモノリスヒータは、ハニカム体の軸方向に直交する断面が四角形状やレーストラック形状であるため、例えば、車両の排気管内に設けられた収容部への収容(ケーシング)が容易ではなく、搭載性に問題がある。
上記各電極は、その周方向中央部に電極端子が設けられていると共に、該周方向中央部から周方向外側へ行くに従って厚みが小さくなり、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に上記電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、上記各電極において、上記基準電極部の厚みが上記外側電極部の厚みよりも大きく、
上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体にある(請求項1)。
上記各電極は、その周方向中央部に電極端子が設けられていると共に、該周方向中央部から周方向外側へ行くに従って厚みが小さくなり、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に上記電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、上記各電極において、上記基準電極部の厚みが上記外側電極部の厚みよりも大きく、
上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体にある(請求項2)。
第3の発明は、上記第1の発明のハニカム構造体と、該ハニカム構造体の上記ハニカム体に担持された触媒と、上記ハニカム構造体の上記一対の電極間に通電を行う通電手段とを備えた電気加熱式触媒装置にある(請求項7)。
また、上記ハニカム構造体を電気加熱式触媒装置(EHC)として用いる場合には、上記ハニカム体の上記セル形成部の隔壁等に、上記触媒としてのPt、Pd、Rh等からなる三元触媒等を担持させることができる。
この場合には、上記ハニカム体の上記外皮部の外周面に上記各電極を容易かつ確実に形成することができると共に、上記ハニカム構造体の搭載性を十分に確保することができる。
一方、上記各電極の厚みが5mmを超える場合には、上記電極が形成されていない部分との間に大きな外径差が生じ、例えば車両の排気管内への収容時に上記ハニカム構造体を外周から均一な力で保持することが困難となり、搭載性が低下するおそれがある。
したがって、各電極(導体)を同じ材料で構成した場合、つまり同じ電気抵抗率とした場合、電極の厚みが小さくなるほど、電極の厚み方向に直交する方向(周方向)における単位長さ当たりの電気抵抗値が大きくなる。
これにより、各電極を周方向に分割して構成し、それぞれの厚みを調整して電気抵抗値を制御することにより、上記ハニカム体を均一に昇温させるという効果を十分かつ確実に得ることができる。
この場合には、電極間の距離が短くなるにつれて上記電極の厚みを段階的に小さく、つまり電気抵抗値を段階的に小さくすることにより、上記一対の電極端子間の電流経路による電気抵抗値の偏りをさらに抑制し、上記ハニカム体をより一層均一に昇温させることができる。
この場合には、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、上記ハニカム体を均一に昇温させることができる。
この場合には、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制して均一化を図り、上記ハニカム体を均一に昇温させるという上述の効果をより一層発揮することができる。
図13に示すごとく、一対の電極3、4の対向方向Xにおける電極間の距離のうち、最も長い距離をL1、最も短い距離をL2とする。同図の例では、最も長い距離L1は、基準電極部31、41の中央部の位置(電極3、4の中央部の位置)である。また、最も短い距離L2は、外側電極部32a、32b、42a、42bの最も外側の位置(電極3、4の最も外側の位置)である。
これにより、例えば、上記ハニカム構造体を車両の排気管内へ収容する際に加わる応力、車両の振動、使用時に生じる熱応力等を上記隙間によって抑制・緩和することができる。これにより、上記各電極における割れの発生を防止することができる。
これにより、上記隙間を設けることによって上記電極の外側部分(外側電極部等)における電気抵抗値を調整することができる。具体的には、上記電極の外側部分の電気抵抗値を大きくして外側に電流が流れにくくなるようにすることができる。これにより、上記ハニカム体に流れる電流の偏りを抑制する効果を高めることができる。
ただし、上記各電極を構成する材料として金属を用いた場合には、セラミックスに比べて電気抵抗率が非常に小さいため、上記各電極の厚みによる電気抵抗値の調整がセラミックスに比べて困難である。よって、電気抵抗値の調整という観点から、セラミックスを用いることが好ましい。
上記第1から第3の発明の参考例にかかるハニカム構造体及びそれを用いた電気加熱式触媒装置(EHC)について、図を用いて説明する。
本例のハニカム構造体1は、図1、図2に示すごとく、セル形成部21とセル形成部21の周囲を覆う円筒形状の外皮部22とを有するハニカム体2と、ハニカム体2の外皮部22の外周面221において径方向に対向配置された一対の電極3、4とを備えている。
各電極3、4は、その周方向中央部に電極端子30、40が設けられていると共に、周方向中央部から周方向外側へ行くに従って厚みが小さくなる。
以下、これを詳説する。
セル形成部21は、四角形格子状に配された多孔質の隔壁211と、その隔壁211に囲まれて軸方向に伸びる多数のセル212とにより構成されている。
各電極3、4は、それぞれ外皮部22の外周面221に沿って周方向に形成されている。また、各電極3、4は、SiC−Siの複合材を主成分とする導電性セラミックスからなる。
そして、ハニカム構造体1は、通電手段80によって一対の電極3、4間に通電を行うことにより、ハニカム体2を加熱することができる。これにより、ハニカム構造体1は、電気加熱式触媒装置(EHC)8として用いられる。
まず、SiCを主成分とする多孔質セラミックスからなるハニカム体2を成形する。また、各電極3、4となるシート状の電極材をそれぞれ所望の形状に成形する。電極材は、SiC−Siの複合材を主成分とする焼成体よりなる。
これにより、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に一対の電極3、4を設けたハニカム構造体1が得られる。
本例のハニカム構造体1において、ハニカム体2は、セル形成部21が円筒形状の外皮部22に覆われて構成されており、軸方向に直交する断面が円形状である。したがって、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に沿って設けられた一対の電極3、4は、その一対の電極3、4の対向方向X(図1、図2参照)における電極間の距離が場所によって異なる。具体的には、各電極3、4の周方向の中央部から外側へ行くほど電極間の距離が短くなる。そのため、各電極3、4の周方向の中央部から外側へ行くほど電極間に電流が流れ易い。
本例は、図4に示すごとく、各電極の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極3、4は、その周方向中央部に配置されていると共に電極端子30、40が設けられた基準電極部31、41と、基準電極部31、41の周方向両側にそれぞれ配置された外側電極部32a、32b、42a、42bとからなる。一対の電極3、4における基準電極部31、41同士及び外側電極部32a、42a(32b、42b)同士は、一対の電極3、4の対向方向Xにおいて互いに対となるように配置されている。各電極3(4)において、基準電極部31(41)の厚みは、外側電極部32a、32b(42a、42b)の厚みよりも大きい。
以下、これを詳説する。
また、基準電極部31には、プラス側の電極端子30が設けられている。電極端子30は、基準電極部31の周方向中央部であって軸方向中央部に設けられている。
また、基準電極部41には、マイナス側の電極端子40が設けられている。電極端子40は、基準電極部41の周方向中央部であって軸方向中央部に設けられている。
また、基準電極部31及び外側電極部32a、32bは、ハニカム体2の外皮部22の外周面221との間に配設された導電性の接着剤51を介して、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に接合されている。
また、電極端子30は、基準電極部31との間に配設された導電性の接着剤51を介して、基準電極部31に接合されている。
また、基準電極部41及び外側電極部42a、42bは、ハニカム体2の外皮部22の外周面221との間に配設された導電性の接着剤51を介して、ハニカム体2の外皮部22の外周面221に接合されている。
また、電極端子40は、基準電極部41との間に配設された導電性の接着剤51を介して、基準電極部41に接合されている。
また、マイナス側の電極4において、基準電極部41の厚みは、その基準電極部41の周方向両側に隣接する外側電極部42a、42bの厚みよりも大きい。
また、ハニカム体2の電気抵抗率は、各電極3、4における基準電極31、41及び外側電極部32a、32b、42a、42bの電気抵抗率よりも大きい。
その他は、参考例1と同様の構成である。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図7、図8に示すごとく、各電極3、4の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極3(4)は、基準電極部31(41)とその基準電極部31(41)の周方向両側に隣接する外側電極部32a、32b(42a、42b)との間に隙間50が設けられている。
その他は、参考例2と同様の構成である。
その他、参考例2と同様の作用効果を有する。
本例は、図9、図10に示すごとく、各電極3、4の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、各電極3(4)において、外側電極部32a、32b(42a、42b)とハニカム体2との間には、隙間59が設けられている。
その他は、参考例2と同様の構成である。
その他、参考例2と同様の作用効果を有する。
本例は、表1、表2に示すごとく、ハニカム構造体におけるハニカム体の昇温性について調べたものである。
本例では、9種類のハニカム構造体(試験体1〜9)を準備し、そのハニカム体に電流を流して昇温させた場合の温度ばらつきを調べた。
試験体1、2のハニカム構造体は、一対の電極をハニカム体の外周面に設け、各電極が厚みの同じ基準電極部及びその両側に配置された外側電極部からなるものである。
試験体3〜9のハニカム構造体は、参考例2、実施例2のハニカム構造体(図4、図5、図9、図10参照)と同様の構成である。すなわち、一対の電極をハニカム体の外周面に設け、各電極が厚みの異なる基準電極部及びその両側に配置された外側電極部からなるものである。
ハニカム体の外径は93mm、長さは100mmである。また、ハニカム体において、セル数は400cpsi、隔壁の厚みは6milである。また、ハニカム体の電気抵抗値は12Ωである。
なお、ハニカム体の電気抵抗値は、ハニカム体のサイズや供給する電流等によって調整することができる。
なお、電極角度αは、大きすぎても小さすぎても好ましくない。電極角度αは、78±10°の範囲であることが好ましい。大きすぎると(88°を超えると)、外側の電極間の距離が短くなるため、外側の電極間に電流が流れ易くなってしまう。また、小さすぎると(68°未満であると)、電極が配置されていない部分(電極よりも外側の部分)に電流が流れず、温度が低くなってしまう。
まず、導電性を有するSiC材料からなるハニカム体を成形した。
具体的には、SiC粉末とカーボン(C)粉末とを所定の配合比(62(質量%):38(質量%))で混合し、そこへバインダ、水、潤滑油等を加えて粘土化し、押出成形にて成形した後、乾燥機にて乾燥した。これにより、成形体を得た。成形体は、内径93mm、厚さ5mm、長さ120mmの円筒管形状とした。
具体的には、ペースト状の接着剤としては、基本的に接着する電極材と同じ材料を用いた。接着剤には、電極材と同じ配合比のSiC粉末及びカーボン(C)粉末、さらに金属シリコン(Si)粉末、粘度調整用バインダ、水を混合して作製した。
なお、試験体1〜9の各電極における基準電極部及び外側電極部の厚みは、表1に示すとおりである。また、試験体7〜9では、実施例2と同様に、外側電極部とハニカム体との間の一部に隙間を設けた(図9、図10参照)。隙間は、それぞれ外側電極部の周方向長さの1/4(試験体7)、2/4(試験体8)、3/4(試験体9)とした。また、隙間の体積は、それぞれ0.3、0.5、0.8cm3である。
まず、電極端子間に1Aの電流を流し、電極間の距離が最も長いL1となる場所における電極間の電気抵抗値R1、電極間の距離が最も短いL2となる場所における電極間の電気抵抗値R2をマルチメータで測定した(図13参照)。そして、(R1−R2)/R1の値を求めた。さらに、A=((L1−L2)/L1)/((R1−R2)/R1)の関係式で示されるA値を求めた。なお、(L1−L2)/L1の値は、上述したとおり0.22である。
そして、測定した17箇所の温度のうち、最も高い温度と最も低い温度との差を温度差ΔTとして求め、均一に発熱しているかどうかを評価した。
同表から、電極を同じ厚みの基準電極部及び外側電極部で構成したハニカム構造体である試験体1、2は、A値が13.6、17.1であり、温度差ΔTが225℃、234℃であった。
一方、電極を基準電極部及び外側電極部で構成し、基準電極部の厚みを外側電極部の厚みよりも大きくしたハニカム構造体である試験体3〜9は、A値が0.1〜10の範囲となり、温度差ΔTが200℃以下となった。特に、試験体6〜9は、A値が0.8〜1.2であり、温度差ΔTが100℃以下と非常に良好な結果となった。なお、A値が1よりも小さくなると、外側電極部の外側における電気抵抗値が高くなり、電流が流れ難くなるため、温度差ΔTが大きくなる。
2 ハニカム体
21 セル形成部
22 外皮部
221 外周面(外皮部の外周面)
3、4 電極
30、40 電極端子
Claims (7)
- セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部とを有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に電極端子が設けられていると共に、該周方向中央部から周方向外側へ行くに従って厚みが小さくなり、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に上記電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、上記各電極において、上記基準電極部の厚みが上記外側電極部の厚みよりも大きく、
上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。 - セル形成部と該セル形成部の周囲を覆う円筒形状の外皮部とを有するハニカム体と、該ハニカム体の上記外皮部の外周面において径方向に対向配置された一対の電極とを備えたハニカム構造体であって、
上記各電極は、その周方向中央部に電極端子が設けられていると共に、該周方向中央部から周方向外側へ行くに従って厚みが小さくなり、
上記各電極は、その周方向中央部に配置されていると共に上記電極端子が設けられた基準電極部と、該基準電極部の周方向両側にそれぞれ1又は複数配置された外側電極部とからなり、上記一対の電極における上記基準電極部同士及び上記外側電極部同士は、上記一対の電極の対向方向において互いに対となるように配置されており、上記各電極において、上記基準電極部の厚みが上記外側電極部の厚みよりも大きく、
上記外側電極部と上記ハニカム体との間には、隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。 - 請求項2に記載のハニカム構造体において、上記各電極は、上記基準電極部と該基準電極部の周方向両側に隣接する上記外側電極部との間に隙間が設けられていることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム構造体において、上記各電極は、上記基準電極部の周方向両側にそれぞれ複数の上記外側電極部が配置されており、該複数の外側電極部は、周方向外側へ行くに従って厚みが小さくなることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム構造体において、上記一対の電極の上記対向方向における電極間の距離のうち、最も長い距離をL1、最も短い距離をL2とし、電極間の距離がL1となる場所における電極間の電気抵抗値をR1、電極間の距離がL2となる場所における電極間の電気抵抗値をR2とした場合、A=((L1−L2)/L1)/((R1−R2)/R1)の関係式で示されるA値が0.1〜10であることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項5に記載のハニカム構造体において、上記A値が0.8〜1.2であることを特徴とするハニカム構造体。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカム構造体と、該ハニカム構造体の上記ハニカム体に担持された触媒と、上記ハニカム構造体の上記一対の電極間に通電を行う通電手段とを備えた電気加熱式触媒装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011120958A JP5617764B2 (ja) | 2010-09-27 | 2011-05-30 | ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 |
US13/238,472 US8679413B2 (en) | 2010-09-27 | 2011-09-21 | Honeycomb structural body and electrical heated catalyst device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010215963 | 2010-09-27 | ||
JP2010215963 | 2010-09-27 | ||
JP2011120958A JP5617764B2 (ja) | 2010-09-27 | 2011-05-30 | ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012092821A JP2012092821A (ja) | 2012-05-17 |
JP5617764B2 true JP5617764B2 (ja) | 2014-11-05 |
Family
ID=45870869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011120958A Expired - Fee Related JP5617764B2 (ja) | 2010-09-27 | 2011-05-30 | ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8679413B2 (ja) |
JP (1) | JP5617764B2 (ja) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5658234B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-01-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
EP2554264B1 (en) | 2010-03-31 | 2017-05-31 | NGK Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
JP5663003B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-02-04 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
WO2012093480A1 (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | イビデン株式会社 | 排ガス処理装置 |
WO2012133056A1 (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP5692198B2 (ja) * | 2012-02-24 | 2015-04-01 | 株式会社デンソー | ハニカム構造体 |
JP6068182B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2017-01-25 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
CN104245133B (zh) * | 2012-03-30 | 2016-08-24 | 日本碍子株式会社 | 蜂窝结构体 |
US10975747B2 (en) * | 2012-08-24 | 2021-04-13 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Gaseous emissions treatment structures |
JP5796559B2 (ja) | 2012-09-20 | 2015-10-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電極膜と電極端子 |
US9151205B2 (en) * | 2013-02-15 | 2015-10-06 | Indiana University Research & Technology Corporation | Real-time soot measurement in a diesel particulate filter |
JPWO2014148506A1 (ja) * | 2013-03-22 | 2017-02-16 | 日本碍子株式会社 | 還元剤噴射装置、排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
JP5965862B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-08-10 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体、及びその製造方法 |
JP6211785B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-10-11 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体、及びその製造方法 |
US10112725B2 (en) | 2013-07-03 | 2018-10-30 | United Technologies Corporation | Electrically heated filter screens |
JP6436911B2 (ja) * | 2013-10-08 | 2018-12-12 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP6259327B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2018-01-10 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
WO2015151823A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP6507497B2 (ja) * | 2014-06-23 | 2019-05-08 | いすゞ自動車株式会社 | センサ |
JP6674221B2 (ja) * | 2014-10-03 | 2020-04-01 | 日本碍子株式会社 | 接合体及びその製造方法 |
JP6373781B2 (ja) * | 2015-03-20 | 2018-08-15 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP6373782B2 (ja) * | 2015-03-20 | 2018-08-15 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP6934702B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2021-09-15 | 株式会社デンソー | 排ガス浄化フィルタ |
JP6131980B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2017-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒コンバーター |
US10392982B2 (en) * | 2016-02-02 | 2019-08-27 | Denso International America, Inc. | Emissions control substrate |
KR102471297B1 (ko) | 2016-10-24 | 2022-11-29 | 바스프 코포레이션 | NOx 저감용 통합 SCR 촉매 및 LNT |
US10774802B2 (en) | 2017-05-15 | 2020-09-15 | Phillips & Temro Industries Inc. | Intake air heating system for a vehicle |
JP6972724B2 (ja) * | 2017-07-20 | 2021-11-24 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体およびその製造方法、ハニカム構造体、電気加熱式触媒装置 |
JP6743796B2 (ja) * | 2017-09-29 | 2020-08-19 | 株式会社デンソー | 電気加熱式触媒 |
JP6905929B2 (ja) * | 2017-12-15 | 2021-07-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP7042671B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-03-28 | 日本碍子株式会社 | 導電性ハニカム構造体 |
JP2020143597A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社デンソー | 電極付きハニカム基材 |
US11092052B2 (en) * | 2019-03-15 | 2021-08-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Electric heating type support, exhaust gas purifying device, and method for producing electric heating type support |
US11215096B2 (en) | 2019-08-21 | 2022-01-04 | Corning Incorporated | Systems and methods for uniformly heating a honeycomb body |
JP7279609B2 (ja) * | 2019-10-09 | 2023-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒装置 |
JP7422635B2 (ja) * | 2020-09-23 | 2024-01-26 | 日本碍子株式会社 | 電気加熱式担体、排気ガス浄化装置及び電気加熱式担体の製造方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2898364B2 (ja) | 1990-07-06 | 1999-05-31 | 日本碍子株式会社 | 電極一体型ハニカムヒーター及びその製造方法 |
JP3001281B2 (ja) | 1991-03-06 | 2000-01-24 | 日本碍子株式会社 | ハニカムモノリスヒータ |
JP3040510B2 (ja) | 1991-03-06 | 2000-05-15 | 日本碍子株式会社 | ハニカムヒーター |
JP3210508B2 (ja) | 1993-12-14 | 2001-09-17 | 日本碍子株式会社 | ハニカムヒーター |
JP3305505B2 (ja) * | 1994-07-29 | 2002-07-22 | 日本碍子株式会社 | 電極構造 |
JP4067588B2 (ja) | 1995-12-19 | 2008-03-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置の作製方法 |
JP4280086B2 (ja) | 2002-02-26 | 2009-06-17 | 株式会社東芝 | 介護予防支援システム |
JP4280087B2 (ja) | 2003-02-26 | 2009-06-17 | 京セラ株式会社 | セラミック回路基板及びその製造方法 |
JP2010106735A (ja) | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Comotec Corp | 発熱体、内燃機関の排気浄化装置、及び燃料改質装置 |
JP5735481B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2015-06-17 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP5658234B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2015-01-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP5663003B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2015-02-04 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
EP2554264B1 (en) * | 2010-03-31 | 2017-05-31 | NGK Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
JP2012041875A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Toyota Motor Corp | 触媒コンバータ装置 |
-
2011
- 2011-05-30 JP JP2011120958A patent/JP5617764B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-21 US US13/238,472 patent/US8679413B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8679413B2 (en) | 2014-03-25 |
JP2012092821A (ja) | 2012-05-17 |
US20120076699A1 (en) | 2012-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5617764B2 (ja) | ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 | |
JP5691848B2 (ja) | ハニカム構造体及び電気加熱式触媒装置 | |
JP5692198B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
US10773207B2 (en) | Conductive honeycomb structure | |
US9993813B2 (en) | Honeycomb structure | |
JP6626377B2 (ja) | ハニカム型加熱装置並びにその使用方法及び製造方法 | |
JP5533753B2 (ja) | ハニカム構造体及びその製造方法 | |
WO2017086020A1 (ja) | ハニカム型加熱装置及びその使用方法 | |
JP2016153622A (ja) | ハニカム型加熱装置及びその使用方法 | |
US10287942B2 (en) | Honeycomb type heating device and method for using the same | |
US10301992B2 (en) | Heater and honeycomb structure including heater | |
JP6015278B2 (ja) | 電気加熱式触媒コンバーター | |
JP2013158714A (ja) | 電気加熱式触媒装置 | |
CN115038196A (zh) | 蜂窝结构体、电加热式载体及尾气净化装置 | |
US10681779B2 (en) | Honeycomb structure | |
CN115151715A (zh) | 电加热式转换器及电加热式载体 | |
JP7453032B2 (ja) | 排気ガス浄化装置及び導電体付き電気加熱式担体 | |
US11858170B2 (en) | Method for producing honeycomb structure | |
US11911753B2 (en) | Method for producing honeycomb structure, method for producing electrically heating support and filling material intruding device | |
JP2022142714A (ja) | ハニカム構造体の製造方法、電気加熱式担体の製造方法及び充填材圧入装置 | |
JP2022135885A (ja) | ハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置 | |
JP2023128057A (ja) | ハニカム構造体、電気加熱式触媒担体及び排気ガス浄化装置 | |
JP2022111744A (ja) | ハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置 | |
JP2022144219A (ja) | ハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置 | |
JP2022053218A (ja) | ハニカム基材及びハニカム構造体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130808 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140603 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140901 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5617764 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |