JPH02223622A - ハニカムヒータおよびこれを用いた排気ガス浄化装置 - Google Patents
ハニカムヒータおよびこれを用いた排気ガス浄化装置Info
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- 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
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- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はハニカムヒータ、およびこのハニカムヒータを
用いた自動車等の排気ガス浄化装置に関する。
用いた自動車等の排気ガス浄化装置に関する。
従来より一般に用いられている排気ガス浄化装置は、コ
ージライト等のセラミックスからなるハニカム体に触媒
成分として白金族元素を担持させたものを用いており、
このハニカム体中に排気ガスを通過させると、前記触媒
成分の作用によって排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯ，を
ＣＯ□＋ＮＺ＋Ｈ２Ｏに変えるようになっていた。
ージライト等のセラミックスからなるハニカム体に触媒
成分として白金族元素を担持させたものを用いており、
このハニカム体中に排気ガスを通過させると、前記触媒
成分の作用によって排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯ，を
ＣＯ□＋ＮＺ＋Ｈ２Ｏに変えるようになっていた。
ところが、このような従来のセラミックハニカム体を用
いた排気ガス浄化装置においては、使用中に排気ガス中
のカーボン等が付着して排気ガスの流動抵抗が高くなっ
たり、あるいはエンジンの始動初期にはセラミックハニ
カム体の温度が低いため触媒作用が働きにくい等の問題
があった。
いた排気ガス浄化装置においては、使用中に排気ガス中
のカーボン等が付着して排気ガスの流動抵抗が高くなっ
たり、あるいはエンジンの始動初期にはセラミックハニ
カム体の温度が低いため触媒作用が働きにくい等の問題
があった。
この問題点を解決するために、例えば第５図に示すよう
にセラミックハニカム体２０の内側表面に抵抗ペースト
２１を塗布しておいて、リード線２２によって抵抗ペー
スト２１に通電して発熱させるようにしたものもあった
（実公昭５１−１３６２１号公報参照）がこのような構
造では製造が非常に困難であり、実用上問題が大きかっ
た。
にセラミックハニカム体２０の内側表面に抵抗ペースト
２１を塗布しておいて、リード線２２によって抵抗ペー
スト２１に通電して発熱させるようにしたものもあった
（実公昭５１−１３６２１号公報参照）がこのような構
造では製造が非常に困難であり、実用上問題が大きかっ
た。
また、この他にもセラミックハニカム体２０を発熱させ
るべく、さまざまな構造のものが考えられていたが、い
ずれも構造が複雑となり実用的でないものであった。
るべく、さまざまな構造のものが考えられていたが、い
ずれも構造が複雑となり実用的でないものであった。
さらに、従来のセラミックハニカム体を用いた排気ガス
浄化装置では、ハニカム体の肉厚を薄くすることが困難
であるため、小型化できず、排気ガスの流動抵抗が大き
かった。また、セラミックハニカム体は、さまざまな形
状に加工することが困難で、衝撃に弱いため取付時に緩
衝材を必要とするなどの不都合があった。
浄化装置では、ハニカム体の肉厚を薄くすることが困難
であるため、小型化できず、排気ガスの流動抵抗が大き
かった。また、セラミックハニカム体は、さまざまな形
状に加工することが困難で、衝撃に弱いため取付時に緩
衝材を必要とするなどの不都合があった。
上記に鑑みて本発明は、ステンレス鋼により形成したハ
ニカム形状体に電極を形成し、該電極を通じて前記ハニ
カム形状体自体に通電して発熱させるようにしてハニカ
ムヒータを形成し、また、このハニカムヒータに触媒成
分を担持させることによって排気ガス浄化装置を構成し
たものである。
ニカム形状体に電極を形成し、該電極を通じて前記ハニ
カム形状体自体に通電して発熱させるようにしてハニカ
ムヒータを形成し、また、このハニカムヒータに触媒成
分を担持させることによって排気ガス浄化装置を構成し
たものである。
以下本発明の実施例を図によって説明する。
第１図に示すハニカムヒータは、ステンレス鋼から成る
ハニカム形状体ｌの中心部に電極２を、外側面に電極３
をそれぞれ形成し、これら電極２゜３間に通電できるよ
うに電源４、スイッチ５を備えている。従って、該スイ
ッチ５を入れることによってハニカム形状体１自身に通
電し、発熱させることができるため、例えば温風器用ヒ
ータや液体加熱用ヒータ等として利用することができる
。
ハニカム形状体ｌの中心部に電極２を、外側面に電極３
をそれぞれ形成し、これら電極２゜３間に通電できるよ
うに電源４、スイッチ５を備えている。従って、該スイ
ッチ５を入れることによってハニカム形状体１自身に通
電し、発熱させることができるため、例えば温風器用ヒ
ータや液体加熱用ヒータ等として利用することができる
。
さらに、上記電極２は、リード線を接合した棒状体をハ
ニカム形状体１の中央に挿入したものであり、電極３は
ハニカム形状体１の外側面に直接リード線を接合してな
るものである。このように、ステンレス鋼から成るハニ
カム形状体１自身を通電発熱体として利用していること
により、非常に簡単な構造となり、製造も容易である。
ニカム形状体１の中央に挿入したものであり、電極３は
ハニカム形状体１の外側面に直接リード線を接合してな
るものである。このように、ステンレス鋼から成るハニ
カム形状体１自身を通電発熱体として利用していること
により、非常に簡単な構造となり、製造も容易である。
なお、電極２を形成する棒状体には温度センサーを備え
ておき過熱等を検知することもできる。
ておき過熱等を検知することもできる。
また、他の実施例として第２図に示すようにハニカム形
状体１の外側面両端にリング状の電極２′、３″を形成
しておいて、これら電極２’、３’間に通電できるよう
に、電源４、スイッチ５を備えたものでも良い。
状体１の外側面両端にリング状の電極２′、３″を形成
しておいて、これら電極２’、３’間に通電できるよう
に、電源４、スイッチ５を備えたものでも良い。
さらに、上記のステンレス鋼から成るハニカム形状体１
をアルミナ等で被覆し、絶縁層を形成したものでも良い
。
をアルミナ等で被覆し、絶縁層を形成したものでも良い
。
以上、ハニカムヒータとしての実施例について説明して
きたが、これを排気ガス浄化装置に用いることもできる
。即ち、第１図、第２図に示したステンレス鋼から成る
ハニカム形状体１にｒ −Ａ１２０３を被覆するウォッ
シュコートを施した後、このｒ−Ａ１．０３層に触媒成
分として白金族元素を担持させればよい。
きたが、これを排気ガス浄化装置に用いることもできる
。即ち、第１図、第２図に示したステンレス鋼から成る
ハニカム形状体１にｒ −Ａ１２０３を被覆するウォッ
シュコートを施した後、このｒ−Ａ１．０３層に触媒成
分として白金族元素を担持させればよい。
このようにすれば、ハニカム形状体１には電極２．３が
形成され、通電発熱させられることから、エンジン始動
初期でも、すぐに触媒が作用しやすい温度（３００〜６
００℃）とすることができ、またハニカム形状体１中に
カーボン等が付着した場合でも焼成して除去することが
できる。更に、前記ステンレス鋼から成るハニカム形状
体１はセラミックハニカム体に比べて肉厚を薄くできる
ことから、排気ガス浄化装置を小型にすることができる
だけでなく、ハニカム形状体１をさまざまな形状とする
ことが可能であり、緩衝材も必要がない。
形成され、通電発熱させられることから、エンジン始動
初期でも、すぐに触媒が作用しやすい温度（３００〜６
００℃）とすることができ、またハニカム形状体１中に
カーボン等が付着した場合でも焼成して除去することが
できる。更に、前記ステンレス鋼から成るハニカム形状
体１はセラミックハニカム体に比べて肉厚を薄くできる
ことから、排気ガス浄化装置を小型にすることができる
だけでなく、ハニカム形状体１をさまざまな形状とする
ことが可能であり、緩衝材も必要がない。
上記ハニカム形状体１は、第３図に端面を示すように、
ステンレス鋼からなる平板１１、波板１２を交互に重ね
たものであり、第４図に示すように平Ｆｉ、１１、波板
１２を重ね合わせて螺旋状に巻き上げ、必要な箇所をロ
ウ付は又はスポット溶接したものである。
ステンレス鋼からなる平板１１、波板１２を交互に重ね
たものであり、第４図に示すように平Ｆｉ、１１、波板
１２を重ね合わせて螺旋状に巻き上げ、必要な箇所をロ
ウ付は又はスポット溶接したものである。
また、材質として用いるステンレス鋼は、オーステナイ
ト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼を用いれ
ば良い。オーステナイト系ステンレス鋼はＮｉ、Ｃｒの
合金量が多く高温強度が優れ、フェライト系ステンレス
鋼はＮｔを含有せずＡＩを含有する合金では高温の耐酸
化性が優れている。このＡＩを含有するステンレス鋼は
、成形後の酸化処理で表面に数μｍの＾ｈａｓ層が析出
するため絶縁性、耐酸化性等に優れており、このＡｈ０
３層に直接触媒成分を担持させればウォッシュコート工
程を省略することも可能である。また、これらのステン
レス鋼にＡｌメツキを施しておいて酸化処理を行うこと
によっても上記のようにＡｌｔｏｓ層を形成することが
でき、このＡｈＯｓ層を絶縁層とできるほか、このＡｌ
ｔｏｓ層に直接触媒成分を担持させることもできる。こ
れらのステンレス鋼の特性は第１表に示す通りである。
ト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼を用いれ
ば良い。オーステナイト系ステンレス鋼はＮｉ、Ｃｒの
合金量が多く高温強度が優れ、フェライト系ステンレス
鋼はＮｔを含有せずＡＩを含有する合金では高温の耐酸
化性が優れている。このＡＩを含有するステンレス鋼は
、成形後の酸化処理で表面に数μｍの＾ｈａｓ層が析出
するため絶縁性、耐酸化性等に優れており、このＡｈ０
３層に直接触媒成分を担持させればウォッシュコート工
程を省略することも可能である。また、これらのステン
レス鋼にＡｌメツキを施しておいて酸化処理を行うこと
によっても上記のようにＡｌｔｏｓ層を形成することが
でき、このＡｈＯｓ層を絶縁層とできるほか、このＡｌ
ｔｏｓ層に直接触媒成分を担持させることもできる。こ
れらのステンレス鋼の特性は第１表に示す通りである。
第 １ 表
実際に第１図に示す構造のハニカムヒータを試作した。
へ二カム形状体１は直径７５ ！１１ 、長さ８０ｎ＋
ｍのものとし、電極２．３間の抵抗値は０．４Ωとなり
、第６図に昇温カーブを示すように、この電橋２，３間
に１．５ｖの電圧を加えれば４分３０秒でハニカム形状
体１の温度を３００℃とすることができた。
ｍのものとし、電極２．３間の抵抗値は０．４Ωとなり
、第６図に昇温カーブを示すように、この電橋２，３間
に１．５ｖの電圧を加えれば４分３０秒でハニカム形状
体１の温度を３００℃とすることができた。
従って、排気ガス浄化装置として用いれば充分触媒を活
性化することができる。
性化することができる。
また、上記ハニカム形状体１は、平板１１、波板１２の
肉厚を変えたり、一部に切り欠き等を設けることによっ
て、その抵抗値を最適のものに調整することが可能であ
る。
肉厚を変えたり、一部に切り欠き等を設けることによっ
て、その抵抗値を最適のものに調整することが可能であ
る。
畝上のように本発明によれば、ステンレス鋼から成るハ
ニカム形状体に電極を形成し、該電極を通じて前記ハニ
カム形状体自身に通電発熱させる手段を備えたことによ
って、非常に簡単な構造で熱効率の良いハニカムヒータ
とすることができる。
ニカム形状体に電極を形成し、該電極を通じて前記ハニ
カム形状体自身に通電発熱させる手段を備えたことによ
って、非常に簡単な構造で熱効率の良いハニカムヒータ
とすることができる。
また、このハニカムヒータに触媒成分を担持させて排気
ガス浄化装置を形成したことによって、ハニカム形状体
自体を自由に発熱させられるため、エンジン始動初期で
も、すぐに触媒が活性化する温度とすることができるだ
けでなく、カーボン等が付着した場合でも燃焼除去が可
能となり、しかも製造が容易となる。更に、ステンレス
鋼から成るハニカム形状体は肉厚を薄くできることから
、小型にでき、排気ガスの流動抵抗が小さいだけでな（
、容易にさまざまな形状とすることができ、耐衝撃性に
優れているため取付時に緩衝材が必要ないなど、多くの
効果を奏することができる。
ガス浄化装置を形成したことによって、ハニカム形状体
自体を自由に発熱させられるため、エンジン始動初期で
も、すぐに触媒が活性化する温度とすることができるだ
けでなく、カーボン等が付着した場合でも燃焼除去が可
能となり、しかも製造が容易となる。更に、ステンレス
鋼から成るハニカム形状体は肉厚を薄くできることから
、小型にでき、排気ガスの流動抵抗が小さいだけでな（
、容易にさまざまな形状とすることができ、耐衝撃性に
優れているため取付時に緩衝材が必要ないなど、多くの
効果を奏することができる。
第１図は本発明実施例に係るハニカムヒータを示す概略
斜視図、第２図は本発明の他の実施例を示す概略斜視図
、である。 第３図は、本発明のハニカムヒータを構成するハニカム
形状体の部分端面図、第４図は同じくハニカム形状体の
製造工程を説明するための斜視図である。 第５図は従来の排気ガス浄化装置に用いるセラミックハ
ニカム体の端面図である。 第６図は本発明のハニカムヒータの昇温特性を示すグラ
フである。 １：ハニカム形状体 ２．３：電極 ４：電源 ５；スイッチ
斜視図、第２図は本発明の他の実施例を示す概略斜視図
、である。 第３図は、本発明のハニカムヒータを構成するハニカム
形状体の部分端面図、第４図は同じくハニカム形状体の
製造工程を説明するための斜視図である。 第５図は従来の排気ガス浄化装置に用いるセラミックハ
ニカム体の端面図である。 第６図は本発明のハニカムヒータの昇温特性を示すグラ
フである。 １：ハニカム形状体 ２．３：電極 ４：電源 ５；スイッチ
Claims (2)
- （１） ステンレス鋼から成るハニカム形状体に電極を
配設すると共に、該電極を通じて前記ハニカム形状体に
通電し、発熱させるようにしたことを特徴とするハニカ
ムヒータ。 - （２） 表面に形成したアルミナ層に触媒成分を担持さ
せてなるステンレス鋼製のハニカム形状体に電極を配設
すると共に、該電極を通じて前記ハニカム形状体に通電
し、発熱させるようにしたことを特徴とする排気ガス浄
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4747789A JP2997805B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | ハニカムヒータおよびこれを用いた排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4747789A JP2997805B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | ハニカムヒータおよびこれを用いた排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223622A true JPH02223622A (ja) | 1990-09-06 |
| JP2997805B2 JP2997805B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=12776217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4747789A Expired - Fee Related JP2997805B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | ハニカムヒータおよびこれを用いた排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997805B2 (ja) |
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| EP0503445A1 (en) * | 1991-03-13 | 1992-09-16 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Electrically heatable catalytic converter insert |
| JPH0512621U (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-19 | カルソニツク株式会社 | 電気加熱触媒担体 |
| US5317869A (en) * | 1990-11-30 | 1994-06-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Honeycomb heater |
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| CN100344860C (zh) * | 2003-09-24 | 2007-10-24 | 丰田自动车株式会社 | 废气净化系统 |
| RU2492911C1 (ru) * | 2012-03-07 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Электроавтоматика" | Электроочиститель диэлектрических жидкостей и газов с сотовыми электродами |
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1989
- 1989-02-27 JP JP4747789A patent/JP2997805B2/ja not_active Expired - Fee Related
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