JPH05212293A - 電気加熱可能な触媒的変換器用コア - Google Patents
電気加熱可能な触媒的変換器用コアInfo
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- JPH05212293A JPH05212293A JP4317951A JP31795192A JPH05212293A JP H05212293 A JPH05212293 A JP H05212293A JP 4317951 A JP4317951 A JP 4317951A JP 31795192 A JP31795192 A JP 31795192A JP H05212293 A JPH05212293 A JP H05212293A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気加熱可能触媒変換器のための改良された
コアの提供。 【構成】 （ａ）中心構造部材；（ｂ）高温耐性を示す
多数の薄金属合金ヒーターストリップを通る以外は各々
が他の如何なるセグメントからも電気的に絶縁されてい
るセグメント化された外側シェル；から成り、ここで、
上記多数のヒーターストリップがモノリスを形成してお
り、上記ヒーターストリップの各々が、その基部末端で
上記中心構造部材に固定されていると共にその遠方末端
で外側シェルセグメントに固定されており、共通のシェ
ルセグメントに取り付けられている該ヒーターストリッ
プが並列に連結してサブサーキットを限定しており、そ
してこれらのシェルセグメントが、該中心構造部材およ
び該ヒーターストリップを通して直列に連結している、
電気加熱可能触媒変換器用コア。
コアの提供。 【構成】 （ａ）中心構造部材；（ｂ）高温耐性を示す
多数の薄金属合金ヒーターストリップを通る以外は各々
が他の如何なるセグメントからも電気的に絶縁されてい
るセグメント化された外側シェル；から成り、ここで、
上記多数のヒーターストリップがモノリスを形成してお
り、上記ヒーターストリップの各々が、その基部末端で
上記中心構造部材に固定されていると共にその遠方末端
で外側シェルセグメントに固定されており、共通のシェ
ルセグメントに取り付けられている該ヒーターストリッ
プが並列に連結してサブサーキットを限定しており、そ
してこれらのシェルセグメントが、該中心構造部材およ
び該ヒーターストリップを通して直列に連結している、
電気加熱可能触媒変換器用コア。
Description
【０００１】本発明は、電気加熱可能触媒的変換器のた
めの波型薄金属モノリスコアに関するものであり、より
詳細には、高温耐性を示す多数の薄金属合金ストリップ
を、サブサーキットを形成するように並列に配列し、そ
して上記多数のサブサーキットを、所望の抵抗を得ると
共にこのコアをその意図した目的に最適にするように直
列配列する、ことによって特徴づけられるコアに関す
る。
めの波型薄金属モノリスコアに関するものであり、より
詳細には、高温耐性を示す多数の薄金属合金ストリップ
を、サブサーキットを形成するように並列に配列し、そ
して上記多数のサブサーキットを、所望の抵抗を得ると
共にこのコアをその意図した目的に最適にするように直
列配列する、ことによって特徴づけられるコアに関す
る。
【０００２】
【発明の背景および従来技術】内燃機関またはガスター
ビンのための触媒的変換器の目的は、排気中の汚染材
料、例えば一酸化炭素、未燃焼炭化水素、酸化窒素など
を二酸化炭素、窒素および水に変換することである。従
来からの触媒的変換器では、セルの壁に触媒が堆積され
ている正方形もしくは三角形の直流開口部もしくはセル
が備わっているセラミック製ハニカムモノリス；触媒が
コートされている耐火金属酸化物ビードもしくはペレッ
ト、例えばアルミナビード；或は表面の上に触媒が保持
されているか或は支持されている波型の薄金属フォイル
モノリス、例えばフェライト系ステンレス鋼製フォイル
もしくはニッケル合金；用いられている。この触媒は、
通常、貴金属、例えば白金、パラジウム、ロジウム、ル
テニウム、或は上記金属の２種以上から成る混合物であ
る。この触媒は、化学反応、主に酸化を触媒し、それに
よって、汚染物質が無害な生成物に変換され、これが排
気システムを通って大気中に出る。
ビンのための触媒的変換器の目的は、排気中の汚染材
料、例えば一酸化炭素、未燃焼炭化水素、酸化窒素など
を二酸化炭素、窒素および水に変換することである。従
来からの触媒的変換器では、セルの壁に触媒が堆積され
ている正方形もしくは三角形の直流開口部もしくはセル
が備わっているセラミック製ハニカムモノリス；触媒が
コートされている耐火金属酸化物ビードもしくはペレッ
ト、例えばアルミナビード；或は表面の上に触媒が保持
されているか或は支持されている波型の薄金属フォイル
モノリス、例えばフェライト系ステンレス鋼製フォイル
もしくはニッケル合金；用いられている。この触媒は、
通常、貴金属、例えば白金、パラジウム、ロジウム、ル
テニウム、或は上記金属の２種以上から成る混合物であ
る。この触媒は、化学反応、主に酸化を触媒し、それに
よって、汚染物質が無害な生成物に変換され、これが排
気システムを通って大気中に出る。
【０００３】しかしながら、上記無害な副生成物への変
換は、上記排気ガスの温度が比較的低い初期は有効でな
い。高変換率で有効性を示すためには、上記ガスが接触
する変換器の触媒および表面は、最低温度か或はそれ以
上である必要があり、この最低温度は、例えば一酸化炭
素では３９０度Ｆ、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）では５
７０度Ｆそしてメタンもしくは天然ガスでは１００度Ｆ
である。さもなければ、無害な副生成物への変換が悪化
し、大気の冷機起動汚染が高くなる。この排気系がその
正常な運転温度に到達した後、この触媒的変換器が最適
な有効性を示すようになる。従って、満足できる変換を
行うためには、比較的低い温度の排気ガスを加熱触媒に
接触させる必要がある。圧縮点火エンジン、火花点火エ
ンジン、並びにガスタービン中のリアクターがこれを必
要としている。
換は、上記排気ガスの温度が比較的低い初期は有効でな
い。高変換率で有効性を示すためには、上記ガスが接触
する変換器の触媒および表面は、最低温度か或はそれ以
上である必要があり、この最低温度は、例えば一酸化炭
素では３９０度Ｆ、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）では５
７０度Ｆそしてメタンもしくは天然ガスでは１００度Ｆ
である。さもなければ、無害な副生成物への変換が悪化
し、大気の冷機起動汚染が高くなる。この排気系がその
正常な運転温度に到達した後、この触媒的変換器が最適
な有効性を示すようになる。従って、満足できる変換を
行うためには、比較的低い温度の排気ガスを加熱触媒に
接触させる必要がある。圧縮点火エンジン、火花点火エ
ンジン、並びにガスタービン中のリアクターがこれを必
要としている。
【０００４】エンジン始動時か或はそれに先立つ触媒の
初期加熱を達成する目的で、電気加熱可能触媒的変換
器、好適には平らな薄金属ストリップ、直線型の波型薄
金属ストリップ、模様が入った波型薄金属ストリップ
（例えば、ヘリングボーンもしくはシェブロン波型）、
或は可変ピッチ波型薄金属ストリップ（1989年3月7日付
けのBullock他の米国特許番号4,810,588参照）、或はそ
れらの組み合わせのどれかである、薄金属モノリスから
作られている変換器を便利に提供するものであり、この
モノリスを、好適にはエンジン始動時、電圧源、例えば
１２ボルト〜１０８ボルトの電力源に接続することで、
この触媒の温度を少なくとも６５０度Ｆ±２０度Ｆに上
昇させそして維持する。二者択一的に、このエンジン始
動に先立って５〜約１０秒間電力を供給してもよい。波
型の薄金属（ステンレス鋼）モノリスが備わっている触
媒的変換器は、少なくとも７０年代の初期から知られて
いた。Kitznerの米国特許番号3,768,982および3,770,38
9〔各々1973年10月30日付け〕を参照のこと。最近にな
って、1987年12月8日付けの米国特許番号4,711,009; 19
83年5月3日付けのNonnenmann他の米国特許番号4,381,59
0、William A. Whittenbergerが1990年10月31日に出願
しそして表題が「電気加熱可能な触媒的変換器」であり
本出願者との共有の、共出願中の米国連続番号606,13
0、および各々1989年11月2日出願の国際ＰＣＴ公開番号
WO 89/10470およびWO 89/10471の中に、波型薄金属モノ
リスが記述されている。しかしながら、上記従来装置が
有する共通の問題は、Hot Shake TestおよびHot Cyclin
g Testとして知られている厳しい自動車産業の耐久性試
験に生き残ることができないことである。
初期加熱を達成する目的で、電気加熱可能触媒的変換
器、好適には平らな薄金属ストリップ、直線型の波型薄
金属ストリップ、模様が入った波型薄金属ストリップ
（例えば、ヘリングボーンもしくはシェブロン波型）、
或は可変ピッチ波型薄金属ストリップ（1989年3月7日付
けのBullock他の米国特許番号4,810,588参照）、或はそ
れらの組み合わせのどれかである、薄金属モノリスから
作られている変換器を便利に提供するものであり、この
モノリスを、好適にはエンジン始動時、電圧源、例えば
１２ボルト〜１０８ボルトの電力源に接続することで、
この触媒の温度を少なくとも６５０度Ｆ±２０度Ｆに上
昇させそして維持する。二者択一的に、このエンジン始
動に先立って５〜約１０秒間電力を供給してもよい。波
型の薄金属（ステンレス鋼）モノリスが備わっている触
媒的変換器は、少なくとも７０年代の初期から知られて
いた。Kitznerの米国特許番号3,768,982および3,770,38
9〔各々1973年10月30日付け〕を参照のこと。最近にな
って、1987年12月8日付けの米国特許番号4,711,009; 19
83年5月3日付けのNonnenmann他の米国特許番号4,381,59
0、William A. Whittenbergerが1990年10月31日に出願
しそして表題が「電気加熱可能な触媒的変換器」であり
本出願者との共有の、共出願中の米国連続番号606,13
0、および各々1989年11月2日出願の国際ＰＣＴ公開番号
WO 89/10470およびWO 89/10471の中に、波型薄金属モノ
リスが記述されている。しかしながら、上記従来装置が
有する共通の問題は、Hot Shake TestおよびHot Cyclin
g Testとして知られている厳しい自動車産業の耐久性試
験に生き残ることができないことである。
【０００５】このHot Shake Testは、走っている内燃機
関から出て来る排気ガスを用い、高温（８００〜９５０
℃、それぞれ１４７２〜１７４２度Ｆ）で、垂直姿勢の
装置を振動（１００〜２００ヘルツ、および２８〜６０
Ｇ慣性負荷）させると共に、そのガスをこの装置に通す
ことを伴うものである。もしこの電気加熱可能な触媒的
装置が、予め決められた時間、例えば５〜２００時間以
内に、畳み込まれるか、或は薄片前縁が分離もしくは折
り畳みを示す場合、この装置はこの試験に不合格である
と言える。この装置が不合格である場合、この装置は通
常５時間以内に不合格になる。５時間は、１００ヘルツ
で１．８百万サイクルに相当している。上記Hot Cyclin
g Testは、８００〜９５０℃（１４７２〜１７４２度
Ｆ）であり、そして３００時間、１５〜２０分毎に１回
の割合の１２０〜１５０℃から成るサイクルである。薄
片前縁の折り畳みもしくは分離を不合格と見なす。
関から出て来る排気ガスを用い、高温（８００〜９５０
℃、それぞれ１４７２〜１７４２度Ｆ）で、垂直姿勢の
装置を振動（１００〜２００ヘルツ、および２８〜６０
Ｇ慣性負荷）させると共に、そのガスをこの装置に通す
ことを伴うものである。もしこの電気加熱可能な触媒的
装置が、予め決められた時間、例えば５〜２００時間以
内に、畳み込まれるか、或は薄片前縁が分離もしくは折
り畳みを示す場合、この装置はこの試験に不合格である
と言える。この装置が不合格である場合、この装置は通
常５時間以内に不合格になる。５時間は、１００ヘルツ
で１．８百万サイクルに相当している。上記Hot Cyclin
g Testは、８００〜９５０℃（１４７２〜１７４２度
Ｆ）であり、そして３００時間、１５〜２０分毎に１回
の割合の１２０〜１５０℃から成るサイクルである。薄
片前縁の折り畳みもしくは分離を不合格と見なす。
【０００６】このHot Shake TestおよびHot Cycling Te
st〔以後「ホットテスト」と呼ぶ〕に生き残るのは非常
に困難であることが確認され、そしてそれに合格する装
置を提供する数多くの努力は、種々の理由で高価になり
過ぎるか或は有効でなかった。
st〔以後「ホットテスト」と呼ぶ〕に生き残るのは非常
に困難であることが確認され、そしてそれに合格する装
置を提供する数多くの努力は、種々の理由で高価になり
過ぎるか或は有効でなかった。
【０００７】自動車用装置に関して前に試験しそして全
体が電気的に並列にあるヒーターストリップから成るＥ
ＨＣのサンプルは、ホットテストで適当な持続時間を示
さないか、或は出力定格をより低くする必要性を満足さ
せるものではなかった。純粋な並列回路構造で適切な設
計に到達するための努力を繰り返し、０．５〜１．５か
ら成る長さと直径とのアスペクト比、平方インチ当たり
１００〜５００個のセルから成るセル密度、長さが１５
インチの如く長い個々のストリップヒーター、そして２
〜４個の如き少ないヒーターストリップに限定した並列
回路、を含む幅広い範囲のパラメーターを用いてサンプ
ルを作成し、試験した。
体が電気的に並列にあるヒーターストリップから成るＥ
ＨＣのサンプルは、ホットテストで適当な持続時間を示
さないか、或は出力定格をより低くする必要性を満足さ
せるものではなかった。純粋な並列回路構造で適切な設
計に到達するための努力を繰り返し、０．５〜１．５か
ら成る長さと直径とのアスペクト比、平方インチ当たり
１００〜５００個のセルから成るセル密度、長さが１５
インチの如く長い個々のストリップヒーター、そして２
〜４個の如き少ないヒーターストリップに限定した並列
回路、を含む幅広い範囲のパラメーターを用いてサンプ
ルを作成し、試験した。
【０００８】このような設計パラメーターに従って製造
した装置は満足させるものではないことが確認された
が、その理由は、（ａ）末端抵抗が低すぎるため、これ
らの装置はあまりにも大きい電力を引き出すこと、
（ｂ）少ない数の並列ヒーターストリップに関連した積
層物間の比較的高い電圧差によって、いくらかのアーキ
ングが生じること、そして（ｃ）一定してはホットテス
トに合格しないこと、である。（ｃ）に関して、約７”
以上の長さを有するヒーターストリップが備わっている
ＥＨＣは、一般に、Hot Shake Testに合格しなかった。
抵抗があまりにも低すぎる場合、下記の問題の１つ以上
を生じる：（ａ）バッテリーの重量と大きさが許容でき
ない程高くなりそして／または高価になり過ぎること；
（ｂ）このＥＨＣの直径があまりにも大きくなり過ぎた
ため、より長いヒーターストリップを用いる必要があ
り、その結果として、ホットテストに不合格になる傾向
を示す。
した装置は満足させるものではないことが確認された
が、その理由は、（ａ）末端抵抗が低すぎるため、これ
らの装置はあまりにも大きい電力を引き出すこと、
（ｂ）少ない数の並列ヒーターストリップに関連した積
層物間の比較的高い電圧差によって、いくらかのアーキ
ングが生じること、そして（ｃ）一定してはホットテス
トに合格しないこと、である。（ｃ）に関して、約７”
以上の長さを有するヒーターストリップが備わっている
ＥＨＣは、一般に、Hot Shake Testに合格しなかった。
抵抗があまりにも低すぎる場合、下記の問題の１つ以上
を生じる：（ａ）バッテリーの重量と大きさが許容でき
ない程高くなりそして／または高価になり過ぎること；
（ｂ）このＥＨＣの直径があまりにも大きくなり過ぎた
ため、より長いヒーターストリップを用いる必要があ
り、その結果として、ホットテストに不合格になる傾向
を示す。
【０００９】従来の構造、例えば米国特許番号4,928,42
5に記述されている構造などは、全て、上記ストリップ
の全てが、中心の電極から外側に向かって螺旋状に、反
対の極性を有する電極として働く環状シェルに伸びてい
る、ような様式で連結している波型の薄金属ヒータース
トリップ部材から成っていた。これらのストリップは、
コア用ヒーターとして働く。しかしながら、これらのヒ
ーターストリップの全てが並列に位置している場合、Ｅ
ＨＣの末端抵抗があまりにも低すぎるため、２．０キロ
ワット未満の電力レベルを達成することはできない。
5に記述されている構造などは、全て、上記ストリップ
の全てが、中心の電極から外側に向かって螺旋状に、反
対の極性を有する電極として働く環状シェルに伸びてい
る、ような様式で連結している波型の薄金属ヒータース
トリップ部材から成っていた。これらのストリップは、
コア用ヒーターとして働く。しかしながら、これらのヒ
ーターストリップの全てが並列に位置している場合、Ｅ
ＨＣの末端抵抗があまりにも低すぎるため、２．０キロ
ワット未満の電力レベルを達成することはできない。
【００１０】多数のヒーターストリップがサブサーキッ
トを形成するように並列に位置させ、そして上記多数の
サブサーキットを直列配列する、ことによって、ホット
テストに生き残り、そして１２〜１０８ボルトの自動車
システムのための適当な出力定格を有すると共に、Corn
elisonおよびWhittenbergerが1990年9月24日に出願した
米国連続番号587,219〔この出願は、本出願者との共有
である〕に記述されている如き安価な電力制御システム
に適切であるところの、ＥＨＣ装置を提供することが可
能であることをここに見い出した。後者の出願はここで
は充分に参照に入れられる。
トを形成するように並列に位置させ、そして上記多数の
サブサーキットを直列配列する、ことによって、ホット
テストに生き残り、そして１２〜１０８ボルトの自動車
システムのための適当な出力定格を有すると共に、Corn
elisonおよびWhittenbergerが1990年9月24日に出願した
米国連続番号587,219〔この出願は、本出願者との共有
である〕に記述されている如き安価な電力制御システム
に適切であるところの、ＥＨＣ装置を提供することが可
能であることをここに見い出した。後者の出願はここで
は充分に参照に入れられる。
【００１１】以下の記述で、「フェライト系」ステンレ
ス鋼を説明する。フェライト系ステンレス鋼合金に適切
な組成が、1983年11月8日付けのAggenの米国特許番号4,
414,023に記述されている。ここで有効な特定のフェラ
イト系ステンレス鋼は、クロムを２０％、アルミニウム
を５％、そしてセリウム、ランタン、ネオジム、イット
リウムおよびプラセオジムから選択される少なくとも１
種の希土類金属か、或は上記希土類金属の２種以上から
成る混合物を０．００２％〜０．０５％含有しており、
そしてその残りは鉄と痕跡量の鋼構成不純物である。こ
こで特に有効な別の金属合金は、市販されているHaynes
214である。このような合金は米国特許番号4,671,931
に記述されている。この合金は、腐食に対する高い抵抗
力によって特徴づけられる。特定例は、ニッケルを７５
％、クロムを１６％、アルミニウムを４．５％、鉄を３
％、１種以上の希土類金属を痕跡量、炭素を０．０５
％、そして鋼構成不純物を含有しているものである。フ
ェライト系ステンレス鋼およびHaynes 214は、高い耐熱
性と腐食抵抗力を示す金属合金の例である。適切な合金
は、長期間に渡って９００℃〜１１００℃の温度に耐え
る能力を有する必要がある。
ス鋼を説明する。フェライト系ステンレス鋼合金に適切
な組成が、1983年11月8日付けのAggenの米国特許番号4,
414,023に記述されている。ここで有効な特定のフェラ
イト系ステンレス鋼は、クロムを２０％、アルミニウム
を５％、そしてセリウム、ランタン、ネオジム、イット
リウムおよびプラセオジムから選択される少なくとも１
種の希土類金属か、或は上記希土類金属の２種以上から
成る混合物を０．００２％〜０．０５％含有しており、
そしてその残りは鉄と痕跡量の鋼構成不純物である。こ
こで特に有効な別の金属合金は、市販されているHaynes
214である。このような合金は米国特許番号4,671,931
に記述されている。この合金は、腐食に対する高い抵抗
力によって特徴づけられる。特定例は、ニッケルを７５
％、クロムを１６％、アルミニウムを４．５％、鉄を３
％、１種以上の希土類金属を痕跡量、炭素を０．０５
％、そして鋼構成不純物を含有しているものである。フ
ェライト系ステンレス鋼およびHaynes 214は、高い耐熱
性と腐食抵抗力を示す金属合金の例である。適切な合金
は、長期間に渡って９００℃〜１１００℃の温度に耐え
る能力を有する必要がある。
【００１２】他の高耐熱性で腐食抵抗力を示す金属合金
も知られており、そしてここで用いることができる。こ
の金属箔ヒーターストリップの厚さは、０．００１５”
〜０．００３”、好適には０．００１６”〜０．００
２”の範囲であるべきである。以下の記述で、繊維状セ
ラミック製マット、織物、または絶縁に関する説明を行
う。ここで有効なセラミック製繊維およびマットの組成
および製造に関しては、1974年3月5日付けのSowmanの米
国特許番号3,795,524を参照のこと。上記セラミック製
繊維材料の１つが、登録商標「NEXTEL」312 Woven Tape
の下で３−Ｍから現在入手可能である。
も知られており、そしてここで用いることができる。こ
の金属箔ヒーターストリップの厚さは、０．００１５”
〜０．００３”、好適には０．００１６”〜０．００
２”の範囲であるべきである。以下の記述で、繊維状セ
ラミック製マット、織物、または絶縁に関する説明を行
う。ここで有効なセラミック製繊維およびマットの組成
および製造に関しては、1974年3月5日付けのSowmanの米
国特許番号3,795,524を参照のこと。上記セラミック製
繊維材料の１つが、登録商標「NEXTEL」312 Woven Tape
の下で３−Ｍから現在入手可能である。
【００１３】
【発明の簡単な記述】簡単に述べると、本発明は、中心
の構造部材〔これを通してか或はこれによって、電気を
伝達することができる〕、セグメント化した外側シェル
〔上記セグメントの各々は、モノリスを形成している金
属薄片を通る以外、如何なる他のセグメントからも電気
的に絶縁されている〕、モノリスを形成している多数の
薄金属合金ヒーターストリップ〔上記ストリップの各々
は、物理的に、その基部末端で上記中心構造部材に固定
されており、そしてその遠方末端が外側シェルセグメン
トに固定されている〕、並列に連結しておりそしてサブ
サーキットを限定して一定セグメントに取り付けられて
いる金属合金ヒーターストリップ、および抵抗サーキッ
トを限定するようにサブサーキットを直列連結させる働
きをするセグメント、から成る電気加熱可能触媒的変換
器（ＥＨＣ）のためのコアである。好適な具体例におい
て、直列に在る全体が２〜２４個のサブサーキットから
成る２０℃の抵抗（冷抵抗）は、単位体積当たり０．０
２３オーム〜１．６８オームの範囲であり、ヒータース
トリップの全体数は２〜２４個である。各々のストリッ
プの冷抵抗はおおよそ０．０７オームである。各々のス
トリップは、金属合金ストリップの表面に在る酸化物層
によって隣接するストリップから絶縁されており、好適
な具体例において、ウオッシュコートとして塗布した
後、焼き付けを行った耐火薄金属酸化物コーティングに
よって、上記絶縁が大きくなる。これらのヒータースト
リップは、平らなストリップ、波型のストリップ、或は
平らなストリップと波型ストリップとの組み合わせであ
ってもよい。
の構造部材〔これを通してか或はこれによって、電気を
伝達することができる〕、セグメント化した外側シェル
〔上記セグメントの各々は、モノリスを形成している金
属薄片を通る以外、如何なる他のセグメントからも電気
的に絶縁されている〕、モノリスを形成している多数の
薄金属合金ヒーターストリップ〔上記ストリップの各々
は、物理的に、その基部末端で上記中心構造部材に固定
されており、そしてその遠方末端が外側シェルセグメン
トに固定されている〕、並列に連結しておりそしてサブ
サーキットを限定して一定セグメントに取り付けられて
いる金属合金ヒーターストリップ、および抵抗サーキッ
トを限定するようにサブサーキットを直列連結させる働
きをするセグメント、から成る電気加熱可能触媒的変換
器（ＥＨＣ）のためのコアである。好適な具体例におい
て、直列に在る全体が２〜２４個のサブサーキットから
成る２０℃の抵抗（冷抵抗）は、単位体積当たり０．０
２３オーム〜１．６８オームの範囲であり、ヒータース
トリップの全体数は２〜２４個である。各々のストリッ
プの冷抵抗はおおよそ０．０７オームである。各々のス
トリップは、金属合金ストリップの表面に在る酸化物層
によって隣接するストリップから絶縁されており、好適
な具体例において、ウオッシュコートとして塗布した
後、焼き付けを行った耐火薄金属酸化物コーティングに
よって、上記絶縁が大きくなる。これらのヒータースト
リップは、平らなストリップ、波型のストリップ、或は
平らなストリップと波型ストリップとの組み合わせであ
ってもよい。
【００１４】特定具体例において、波型のフェライト系
薄ステンレス鋼片は、長さが６．６”で、幅が２．８
５”で、そして厚さが０．００２”であり、ウオッシュ
コートとして塗布したガンマアルミナ／セリアコーティ
ングとしてプレコートした後、焼き付けたものであり、
その上に白金／ロジウム触媒が堆積されており、そして
０．０７３オームの抵抗を有するものである。各々が６
個のヒーターストリップから成る２個の並列サブサーキ
ットの中に、上記波型薄ステンレス鋼を１２個用いる。
この波型の振幅は０．０４”〜０．０９”であり、そし
てそのピッチは０．０８”〜０．１８”である。この波
型が有する断面形状は、三角形、先が切り取られた三角
形、頂点が丸くなった三角形、波型、例えば正弦などで
あってもよい。このパターンは、望ましくは、このフォ
イルストリップの縁に垂直な線に対するスロープが３〜
２０度、例えば１６度の側面を有するヘリングボーンも
しくはシェブロンである。二者択一的に、この装置によ
るJower圧力低下に対しては、このパターンは直流波型
であってもよく、これには、1989年3月7日付けのBulloc
kの米国特許番号4,810,588に記述されている如き直流可
変ピッチパターンが含まれる。本出願における個々の波
型ヒーターストリップは、ネスティングを防止するため
のフラットストリップ（これはコストを上昇させる）で
支える必要がなく、またインターリーフろう付け（これ
もコストを上昇させる）を必要としていない。しかしな
がら、望まれるならば、この後者の手段を用いてもよ
い。
薄ステンレス鋼片は、長さが６．６”で、幅が２．８
５”で、そして厚さが０．００２”であり、ウオッシュ
コートとして塗布したガンマアルミナ／セリアコーティ
ングとしてプレコートした後、焼き付けたものであり、
その上に白金／ロジウム触媒が堆積されており、そして
０．０７３オームの抵抗を有するものである。各々が６
個のヒーターストリップから成る２個の並列サブサーキ
ットの中に、上記波型薄ステンレス鋼を１２個用いる。
この波型の振幅は０．０４”〜０．０９”であり、そし
てそのピッチは０．０８”〜０．１８”である。この波
型が有する断面形状は、三角形、先が切り取られた三角
形、頂点が丸くなった三角形、波型、例えば正弦などで
あってもよい。このパターンは、望ましくは、このフォ
イルストリップの縁に垂直な線に対するスロープが３〜
２０度、例えば１６度の側面を有するヘリングボーンも
しくはシェブロンである。二者択一的に、この装置によ
るJower圧力低下に対しては、このパターンは直流波型
であってもよく、これには、1989年3月7日付けのBulloc
kの米国特許番号4,810,588に記述されている如き直流可
変ピッチパターンが含まれる。本出願における個々の波
型ヒーターストリップは、ネスティングを防止するため
のフラットストリップ（これはコストを上昇させる）で
支える必要がなく、またインターリーフろう付け（これ
もコストを上昇させる）を必要としていない。しかしな
がら、望まれるならば、この後者の手段を用いてもよ
い。
【００１５】中心構造部材を用いることを上に示した。
この部材の目的は、螺旋状に巻いたモノリスの中心部分
のためのアンカーを与えることで、軸方向の動きに対す
る抵抗力を与えるか、或は例えばHot Shake Testにおけ
る折り畳みに対する抵抗力を与えることである。現在の
ところ、ヒーターストリップが溶接してある筒状部材も
しくはセグメント化した筒状部材（図１３〜１６参照）
を用いるのが好適である。二者択一的に、これらのヒー
ターストリップの長さを２倍にして、それらの中心部分
で互いに密に圧縮し、任意にこの部分をろう付けした
後、硬質部材もしくは部材類を通すかその回りを部分的
に通してもよい。これらの硬質部材は、電気伝導性を示
すか或は示さなくてもよく、例えば長さが、少なくと
も、上記螺旋状に巻いたコアモノリスの軸の長さ、例え
ば２，８５”と同じである、中心に位置している１個以
上のセラミックもしくは金属製ロッドであってもよい。
例えば、上記米国特許番号4,928,485の中心コア部分構
造を参照のこと。このような中心の硬質構造は、ホット
テスト条件下での折り畳みに対して該ヒーターストリッ
プの基部部分を支えるための物理的手段を与えるもので
ある。
この部材の目的は、螺旋状に巻いたモノリスの中心部分
のためのアンカーを与えることで、軸方向の動きに対す
る抵抗力を与えるか、或は例えばHot Shake Testにおけ
る折り畳みに対する抵抗力を与えることである。現在の
ところ、ヒーターストリップが溶接してある筒状部材も
しくはセグメント化した筒状部材（図１３〜１６参照）
を用いるのが好適である。二者択一的に、これらのヒー
ターストリップの長さを２倍にして、それらの中心部分
で互いに密に圧縮し、任意にこの部分をろう付けした
後、硬質部材もしくは部材類を通すかその回りを部分的
に通してもよい。これらの硬質部材は、電気伝導性を示
すか或は示さなくてもよく、例えば長さが、少なくと
も、上記螺旋状に巻いたコアモノリスの軸の長さ、例え
ば２，８５”と同じである、中心に位置している１個以
上のセラミックもしくは金属製ロッドであってもよい。
例えば、上記米国特許番号4,928,485の中心コア部分構
造を参照のこと。このような中心の硬質構造は、ホット
テスト条件下での折り畳みに対して該ヒーターストリッ
プの基部部分を支えるための物理的手段を与えるもので
ある。
【００１６】好適な具体例において、これらのヒーター
ストリップは全て波型であるが、上に示したように、こ
れらのヒーターストリップはフラットであるか、或は波
型とフラットとが交互であってもよい。また、好適な場
合として、耐火金属酸化物ウオッシュコート被覆および
貴金属触媒を取り付けるに先立って、上記ヒータースト
リップをプレコートする。
ストリップは全て波型であるが、上に示したように、こ
れらのヒーターストリップはフラットであるか、或は波
型とフラットとが交互であってもよい。また、好適な場
合として、耐火金属酸化物ウオッシュコート被覆および
貴金属触媒を取り付けるに先立って、上記ヒータースト
リップをプレコートする。
【００１７】
【発明の詳細な記述】上に示したように、本発明は、電
気加熱可能触媒的変換器で有効なコアのための新規な配
置および構造である。最も有効でありそして最も安価な
電気加熱可能触媒的変換器もしくはＥＨＣを作り出すた
めには、この装置の電気的要求および物理的要求の間の
注意深い均衡が必要である。これは、本発明の装置を用
いることで達成され、これらは、ホットテストに生き残
ると共に、比較的低い電力要求を示し、そして迅速に加
熱される。自動車用途における使用では、ＥＨＣのデザ
インは、低コストの大量生産に適切であると共に、機械
的および触媒的耐久性を示す必要がある。重要な要求
は、端子に電圧をかけた後数秒以内に、触媒温度である
６５０度Ｆもしくはそれ以上に到達することができるこ
とである。更に、このＥＨＣが幅広い用途を有するため
には、特定のデザインが、より高い電圧システム、例え
ば２４および４８ボルトシステム（これらは、次の１０
年以内に普及すると期待されている）に適合する必要が
ある。電気自動車に関しては、蓄電を維持するための一
定スピードの小型ガソリン駆動エンジンを備えると共に
３６０ボルトの如き大きなバッテリー集合体を搭載する
ことが現在考えられている。この発電機にはＥＨＣが必
要である。
気加熱可能触媒的変換器で有効なコアのための新規な配
置および構造である。最も有効でありそして最も安価な
電気加熱可能触媒的変換器もしくはＥＨＣを作り出すた
めには、この装置の電気的要求および物理的要求の間の
注意深い均衡が必要である。これは、本発明の装置を用
いることで達成され、これらは、ホットテストに生き残
ると共に、比較的低い電力要求を示し、そして迅速に加
熱される。自動車用途における使用では、ＥＨＣのデザ
インは、低コストの大量生産に適切であると共に、機械
的および触媒的耐久性を示す必要がある。重要な要求
は、端子に電圧をかけた後数秒以内に、触媒温度である
６５０度Ｆもしくはそれ以上に到達することができるこ
とである。更に、このＥＨＣが幅広い用途を有するため
には、特定のデザインが、より高い電圧システム、例え
ば２４および４８ボルトシステム（これらは、次の１０
年以内に普及すると期待されている）に適合する必要が
ある。電気自動車に関しては、蓄電を維持するための一
定スピードの小型ガソリン駆動エンジンを備えると共に
３６０ボルトの如き大きなバッテリー集合体を搭載する
ことが現在考えられている。この発電機にはＥＨＣが必
要である。
【００１８】ここに挙げる設計パラメーターを適合させ
ることで、機械的耐久性、電気的性能の柔軟性、電気的
一体性、特に１８５０度Ｆもしくはそれ以上の運転温度
におけるクリープ強度を含む金属強度、触媒の耐久性、
並びに大量生産可能な設計に関する全て、から成る多数
の要求によって統括される小さいウインドー内にＥＨＣ
を適合させることが可能となる。
ることで、機械的耐久性、電気的性能の柔軟性、電気的
一体性、特に１８５０度Ｆもしくはそれ以上の運転温度
におけるクリープ強度を含む金属強度、触媒の耐久性、
並びに大量生産可能な設計に関する全て、から成る多数
の要求によって統括される小さいウインドー内にＥＨＣ
を適合させることが可能となる。
【００１９】特に、これらのパラメーターには、ホット
テストにおける機械的耐久性が含まれる。これらには、
約９００℃、５０Ｇで１００時間の１００ヘルツHot Sh
akeTest；約９００℃のHot Cycle Testにおける３００
時間の機械的耐久性、California Ultra-Low Emission
Vehicle（ＵＬＥＶ）またはLow Emission Vehicle（Ｌ
ＥＶ）基準に合致させるための、１００，０００マイル
の耐久試験の結果で適切なレベルの触媒活性、バッテリ
ーの大きさを最小限にするに適当な電流引き出し、冷機
起動モード中に冷排気ガスが流れる時の「ライトオフ」
（汚染物質の酸化）を維持するに充分な熱質量；９００
℃で許容されるクリープ強度を有する金属フォイル基
質、大量生産に適切な設計に関する全て、が含まれる。
テストにおける機械的耐久性が含まれる。これらには、
約９００℃、５０Ｇで１００時間の１００ヘルツHot Sh
akeTest；約９００℃のHot Cycle Testにおける３００
時間の機械的耐久性、California Ultra-Low Emission
Vehicle（ＵＬＥＶ）またはLow Emission Vehicle（Ｌ
ＥＶ）基準に合致させるための、１００，０００マイル
の耐久試験の結果で適切なレベルの触媒活性、バッテリ
ーの大きさを最小限にするに適当な電流引き出し、冷機
起動モード中に冷排気ガスが流れる時の「ライトオフ」
（汚染物質の酸化）を維持するに充分な熱質量；９００
℃で許容されるクリープ強度を有する金属フォイル基
質、大量生産に適切な設計に関する全て、が含まれる。
【００２０】世界の自動車市場の約８０％で用いられる
ためには、出力定格が１．２〜３．０ｋｗの範囲のＥＨ
Ｃシステムが適切である。この範囲の出力は、大部分の
２．０リットルエンジンそしていくらかより大きなエン
ジンにおいて、適切なポストクランクヒーティング（po
st crank heating）を提供するものである。ポストクラ
ンクヒーティングは、プレクランクヒーティングに典型
的に関連した５〜１０秒間の待機時間を削除する。自動
車用途のためのこのような範囲のＥＨＣ出力定格は、迅
速なヒートアップと、適当なバッテリーサイズと、そし
てこのＥＨＣを通るエンジン流からの初期冷排気ガスと
しての触媒「ライトオフ」を支えるに充分な熱質量と、
の間のバランスを表している。上述した範囲の出力で設
計したＥＨＣを用いると、自動車が、Federal FTP試験
操作に従って運転した走行マイル当たりの非メタン炭化
水素が０．０４ｇであるCalifornia's Ultra-Low Emiss
ion Vehicle仕様を達成することを可能にする一方、同
時にバッテリーのエネルギー要求を維持することができ
る。
ためには、出力定格が１．２〜３．０ｋｗの範囲のＥＨ
Ｃシステムが適切である。この範囲の出力は、大部分の
２．０リットルエンジンそしていくらかより大きなエン
ジンにおいて、適切なポストクランクヒーティング（po
st crank heating）を提供するものである。ポストクラ
ンクヒーティングは、プレクランクヒーティングに典型
的に関連した５〜１０秒間の待機時間を削除する。自動
車用途のためのこのような範囲のＥＨＣ出力定格は、迅
速なヒートアップと、適当なバッテリーサイズと、そし
てこのＥＨＣを通るエンジン流からの初期冷排気ガスと
しての触媒「ライトオフ」を支えるに充分な熱質量と、
の間のバランスを表している。上述した範囲の出力で設
計したＥＨＣを用いると、自動車が、Federal FTP試験
操作に従って運転した走行マイル当たりの非メタン炭化
水素が０．０４ｇであるCalifornia's Ultra-Low Emiss
ion Vehicle仕様を達成することを可能にする一方、同
時にバッテリーのエネルギー要求を維持することができ
る。
【００２１】各々が、米国市場で通常の二重排気マニホ
ールドの各々の側で用いられている出力範囲が１．２〜
２．５キロワットに格付けされるＥＨＣに関しては、
３．５〜５．０リットルから成る大部分のエンジンの置
き換えを意図したものである。1990年5月29日付けの米
国特許番号4,928,485に記述されているWhittenbergerの
発明に従い、電気的に並列に連結している波型のステン
レス鋼製薄フォイルヒーターストリップから成る螺旋状
組み立て物が提供されている。図５および５ａを参照の
こと。
ールドの各々の側で用いられている出力範囲が１．２〜
２．５キロワットに格付けされるＥＨＣに関しては、
３．５〜５．０リットルから成る大部分のエンジンの置
き換えを意図したものである。1990年5月29日付けの米
国特許番号4,928,485に記述されているWhittenbergerの
発明に従い、電気的に並列に連結している波型のステン
レス鋼製薄フォイルヒーターストリップから成る螺旋状
組み立て物が提供されている。図５および５ａを参照の
こと。
【００２２】本発明は、電気的並列に在る高温耐性を示
す波型の薄金属合金ヒーターストリップから成る群を連
結させることに関する柔軟性を提供する一方、同時に、
これらの並列な群もしくはサブサーキットを、中心構造
部材を通して電気的に直列に内部連結させる柔軟性を与
えるものである。
す波型の薄金属合金ヒーターストリップから成る群を連
結させることに関する柔軟性を提供する一方、同時に、
これらの並列な群もしくはサブサーキットを、中心構造
部材を通して電気的に直列に内部連結させる柔軟性を与
えるものである。
【００２３】本発明の１つの具体例に関するコア内の内
部連結は、（１）電気的並列に在る高温耐性を示す波型
の薄金属合金ストリップヒーターの各々の群の間に在る
絶縁用バリヤー、（２）セグメント化された外側電極も
しくはシェル、（３）セグメント化されていてもよい、
電気的にフローティングする内部電極、および（４）以
下に考察するように、必要な並列および直列回路連結を
達成するようにして作られている高温耐性を示す波型の
薄金属合金フォイルストリップヒーター（以後「ストリ
ップヒーター」）の内部連結、を与えることによって達
成される。連続ストリップヒーター間の絶縁は、与えら
れた並列サブサーキット内のストリップヒーター表面上
の耐火金属酸化物コーティングによって与えられる。い
くつか並列サブサーキットは、絶縁手段、例えば個々の
セラミック製織物ストリップか、或は以下に説明するよ
うに、並列サブサーキットの間の接面に在るヒータース
トリップ表面上の耐火金属酸化物コーティングなどによ
って、電気的に互いに絶縁されていてもよい。
部連結は、（１）電気的並列に在る高温耐性を示す波型
の薄金属合金ストリップヒーターの各々の群の間に在る
絶縁用バリヤー、（２）セグメント化された外側電極も
しくはシェル、（３）セグメント化されていてもよい、
電気的にフローティングする内部電極、および（４）以
下に考察するように、必要な並列および直列回路連結を
達成するようにして作られている高温耐性を示す波型の
薄金属合金フォイルストリップヒーター（以後「ストリ
ップヒーター」）の内部連結、を与えることによって達
成される。連続ストリップヒーター間の絶縁は、与えら
れた並列サブサーキット内のストリップヒーター表面上
の耐火金属酸化物コーティングによって与えられる。い
くつか並列サブサーキットは、絶縁手段、例えば個々の
セラミック製織物ストリップか、或は以下に説明するよ
うに、並列サブサーキットの間の接面に在るヒータース
トリップ表面上の耐火金属酸化物コーティングなどによ
って、電気的に互いに絶縁されていてもよい。
【００２４】本発明を用いることで、抵抗の範囲は、元
のWhittenbergerの発明（上記）で達成され得る抵抗範
囲は単位触媒体積当たり約４：１以下の比率のみである
ことに比較して、単位触媒体積当たり４８：１に及んで
変化し得る。
のWhittenbergerの発明（上記）で達成され得る抵抗範
囲は単位触媒体積当たり約４：１以下の比率のみである
ことに比較して、単位触媒体積当たり４８：１に及んで
変化し得る。
【００２５】Whittenberger特許4,928,485（上記）に従
って作成したＥＨＣデザインでは以下の制限が存在して
いるため、本発明における境界抵抗範囲は重要である。
その制限は下記の通りである。（１）これらのヒーター
ストリップの長さをより長くしない限り、ＥＨＣ端子に
おける抵抗を、負荷要求に合致させるように上昇させる
ことができない。しかしながら、長さが約６．６”〜
７”以上のヒーターストリップは、ホットテストで限界
の強度を示す。（２）フォイルの厚さを薄くすること
で、これらのヒーターストリップの抵抗を上昇させるこ
とができる。しかしながら、大部分の高温耐性金属合金
に関するローリングミルでは、既に０．００１６はおお
よそ商業的生産工程の下限になっている。（３）フォイ
ルストリップの幅を狭くすることで、これらのヒーター
ストリップが有する抵抗を上昇させることができる。し
かしながら、これは、「ライトオフ」を支えるに必要な
質量を低下させると共に、触媒抵抗力に必要な貴金属触
媒の体積を低下させることになる。
って作成したＥＨＣデザインでは以下の制限が存在して
いるため、本発明における境界抵抗範囲は重要である。
その制限は下記の通りである。（１）これらのヒーター
ストリップの長さをより長くしない限り、ＥＨＣ端子に
おける抵抗を、負荷要求に合致させるように上昇させる
ことができない。しかしながら、長さが約６．６”〜
７”以上のヒーターストリップは、ホットテストで限界
の強度を示す。（２）フォイルの厚さを薄くすること
で、これらのヒーターストリップの抵抗を上昇させるこ
とができる。しかしながら、大部分の高温耐性金属合金
に関するローリングミルでは、既に０．００１６はおお
よそ商業的生産工程の下限になっている。（３）フォイ
ルストリップの幅を狭くすることで、これらのヒーター
ストリップが有する抵抗を上昇させることができる。し
かしながら、これは、「ライトオフ」を支えるに必要な
質量を低下させると共に、触媒抵抗力に必要な貴金属触
媒の体積を低下させることになる。
【００２６】本発明におけるＥＨＣ端子で利用可能な抵
抗が幅広い範囲を有する利点には下記のものが含まれ
る： （１）与えられた出力定格に対してヒーターストリップ
の長さをより短くすることができ、これによって、ホッ
トテストの如き試験で、このコアにより大きい機械強度
を与えることができる。
抗が幅広い範囲を有する利点には下記のものが含まれ
る： （１）与えられた出力定格に対してヒーターストリップ
の長さをより短くすることができ、これによって、ホッ
トテストの如き試験で、このコアにより大きい機械強度
を与えることができる。
【００２７】（２）ＥＨＣ端子の抵抗がより高いこと
で、ＥＨＣが引き出す電力が小さくなり、それによっ
て、本発明のＥＨＣを、より小型の車および二重排気シ
ステムで用いることが可能となる。
で、ＥＨＣが引き出す電力が小さくなり、それによっ
て、本発明のＥＨＣを、より小型の車および二重排気シ
ステムで用いることが可能となる。
【００２８】（３）ＥＨＣ端子の抵抗が高いことによ
り、２４および４８ボルトシステム並びに現在広く用い
られている１２ボルトシステムが備わっている車でこの
ＥＨＣを用いることが可能になる。
り、２４および４８ボルトシステム並びに現在広く用い
られている１２ボルトシステムが備わっている車でこの
ＥＨＣを用いることが可能になる。
【００２９】本発明の好適な具体例において、適当な長
さに切断するに先立って、高温耐性を示す波型の薄金属
合金フォイル、特にフェライト系ステンレス鋼、および
アルミニウムを含有している超合金（例えばHaynes 21
4）に、耐火金属酸化物、例えばガンマアルミナ含有耐
火金属酸化物の薄コーティングをプレコートし、そして
通常の触媒材料をプレコートする。前記米国特許番号4,
711,009に記述されている方法に従って上記波型ストリ
ップを成形してもよいが、しかしながら、上記特許に記
述されている水きりおよび折り畳み段階を削除して、ス
トリップ測定および切断段階に置き換える。中心構造部
材が金属製の場合これと、該外側シェルとに、上記スト
リップを溶接もしくはろう付けすることができるよう
に、例えば、ワイヤーブラシなどを用いた、このストリ
ップの長さ方向の末端部上の酸化物被覆を除去する手段
を用いるのが望ましい。電気を通す中心構造部材もしく
はそれらのセグメントへの、該フォイルヒーターストリ
ップ基部末端の取り付けは、好適には、スポット溶接に
よって行われる。該外側シェルへの、該フォイルヒータ
ーストリップ遠方末端の取り付けは、その回りに巻かれ
ているろう付け用フォイル（例えば、Allied Metglas P
roducts、 Parsippany、 N.J. 07054が市販しているニッ
ケル−クロム−ケイ素−ホウ素合金”５０／５０Ａ”ま
たは”８０／８０Ａ”）から成る薄シートを用いて、螺
旋状に巻かれている束（図１および２参照）を巻き付
け、そしてそれにシェルセグメントを固定した後、この
組み立て物を約２１５０度Ｆに誘導加熱することで、上
記ろう付け用フォイルを融合させる、ことによって便利
に行われる。例えば図１７に示す種類の如き並列サブサ
ーキットの間への絶縁用ストリップの配置も、この時点
で、上記組み立て物の中で行われる。
さに切断するに先立って、高温耐性を示す波型の薄金属
合金フォイル、特にフェライト系ステンレス鋼、および
アルミニウムを含有している超合金（例えばHaynes 21
4）に、耐火金属酸化物、例えばガンマアルミナ含有耐
火金属酸化物の薄コーティングをプレコートし、そして
通常の触媒材料をプレコートする。前記米国特許番号4,
711,009に記述されている方法に従って上記波型ストリ
ップを成形してもよいが、しかしながら、上記特許に記
述されている水きりおよび折り畳み段階を削除して、ス
トリップ測定および切断段階に置き換える。中心構造部
材が金属製の場合これと、該外側シェルとに、上記スト
リップを溶接もしくはろう付けすることができるよう
に、例えば、ワイヤーブラシなどを用いた、このストリ
ップの長さ方向の末端部上の酸化物被覆を除去する手段
を用いるのが望ましい。電気を通す中心構造部材もしく
はそれらのセグメントへの、該フォイルヒーターストリ
ップ基部末端の取り付けは、好適には、スポット溶接に
よって行われる。該外側シェルへの、該フォイルヒータ
ーストリップ遠方末端の取り付けは、その回りに巻かれ
ているろう付け用フォイル（例えば、Allied Metglas P
roducts、 Parsippany、 N.J. 07054が市販しているニッ
ケル−クロム−ケイ素−ホウ素合金”５０／５０Ａ”ま
たは”８０／８０Ａ”）から成る薄シートを用いて、螺
旋状に巻かれている束（図１および２参照）を巻き付
け、そしてそれにシェルセグメントを固定した後、この
組み立て物を約２１５０度Ｆに誘導加熱することで、上
記ろう付け用フォイルを融合させる、ことによって便利
に行われる。例えば図１７に示す種類の如き並列サブサ
ーキットの間への絶縁用ストリップの配置も、この時点
で、上記組み立て物の中で行われる。
【００３０】「プレコートした」ヒーターストリップを
前記米国特許番号4,711,009の方法に従って製造できる
ことは、本発明にとって際だった利点である。これによ
って、「後コーティング」工程［ここでは、好適には螺
旋状巻き付けに先立って、このコアを、アルミナもしく
は他の耐火金属酸化物または耐火金属酸化の混合物を含
有しているウオッシュコートで浸漬コートし、焼成し、
続いて浸漬コーティングで貴金属触媒を塗布した後、更
に焼成段階を行う］を回避することができる。本発明の
ＥＨＣ装置を製造するとき「後コーティング」を行って
もよいが、耐火金属酸化物および触媒を用いた「プレコ
ーティング」が好適である。ウオッシュコーティングし
た後、焼成することによって取り付けた薄コーティング
物、例えば０．０００５”〜０．００１０”の耐火金属
酸化物、例えば７５％のガンマアルミナ／２５％のセリ
アは、与えられたサブサーキットの中で並列に連結して
いる連続ヒーターストリップ間の短絡を防止するための
誘電体として働く。
前記米国特許番号4,711,009の方法に従って製造できる
ことは、本発明にとって際だった利点である。これによ
って、「後コーティング」工程［ここでは、好適には螺
旋状巻き付けに先立って、このコアを、アルミナもしく
は他の耐火金属酸化物または耐火金属酸化の混合物を含
有しているウオッシュコートで浸漬コートし、焼成し、
続いて浸漬コーティングで貴金属触媒を塗布した後、更
に焼成段階を行う］を回避することができる。本発明の
ＥＨＣ装置を製造するとき「後コーティング」を行って
もよいが、耐火金属酸化物および触媒を用いた「プレコ
ーティング」が好適である。ウオッシュコーティングし
た後、焼成することによって取り付けた薄コーティング
物、例えば０．０００５”〜０．００１０”の耐火金属
酸化物、例えば７５％のガンマアルミナ／２５％のセリ
アは、与えられたサブサーキットの中で並列に連結して
いる連続ヒーターストリップ間の短絡を防止するための
誘電体として働く。
【００３１】この時点で添付図をより詳細に説明するこ
とが便利であろう。図１には、分解図様式で、本発明の
電気加熱可能触媒的変換器のためのコア１０が示してあ
る。このコア１０には、２個の並列サブサーキット１２
および１４が備わっており、その個々のフォイルストリ
ップは、電気を通す中心構造部材１６にスポット溶接す
ることによって固定されている。この部材１６は、望ま
しくは、ニッケルもしくは３０４ステンレス鋼で作られ
ている。この具体例において、中心構造部材１６は、単
一の円形金属管である。サブサーキット１２および１４
の各々は、例えば各々の長さが６．６”でありそして幅
が２．８５”の、多数（即ち各々６個）の波型薄（０．
００２”）フェライト系ステンレス鋼ストリップ１３か
ら成っている。絶縁用ストリップの繊維がこの波型薄金
属合金ストリップの片側を盲にするのを防止する目的
で、ストリップ群のどちらかの側に在る高温耐性を示す
平らな薄金属合金フォイルストリップを任意に用いて、
３−Ｍが供給している"Nextel" 312 Woven Tape製のス
トリップ１８および２０を、ヒーターストリップ群１２
と１４の間に挟んだ後、この組み立て物を、螺旋状に、
該中心構造部材１６の回りに密に巻き付ける。この得ら
れる束に、ろう付け用金属フォイル２２の薄層を巻き付
けた後、シェルセグメント２４および２６［これらは、
特定具体例において、厚さが０．０４３”のニッケルで
ある］を適当な位置に固定する。次に、この組み立て物
全体を、該ろう付け用フォイル２２を溶融させるに充分
な温度にまで加熱した後、ヒーターストリップ１３の遠
方先端を、例えば外側シェルセグメントに結合させる。
1991年9月13日出願の表題が「Electrode Feed Throug
h」の、ShellerおよびBrunsonが共出願中の連続番号75
9,712に記述されているように、上記外側シェルセグメ
ントを端子２８を通して電力フィードに溶接する。上述
したSheller他の出願は本出願者が共有するものであ
る。２８を通るフィードは、図４に関連して記述するＥ
ＨＣのための外側外装１２０（図４）を通して伸びてお
り、そしてここには示されていない通常の自動車用バッ
テリーの陽極に連結している。
とが便利であろう。図１には、分解図様式で、本発明の
電気加熱可能触媒的変換器のためのコア１０が示してあ
る。このコア１０には、２個の並列サブサーキット１２
および１４が備わっており、その個々のフォイルストリ
ップは、電気を通す中心構造部材１６にスポット溶接す
ることによって固定されている。この部材１６は、望ま
しくは、ニッケルもしくは３０４ステンレス鋼で作られ
ている。この具体例において、中心構造部材１６は、単
一の円形金属管である。サブサーキット１２および１４
の各々は、例えば各々の長さが６．６”でありそして幅
が２．８５”の、多数（即ち各々６個）の波型薄（０．
００２”）フェライト系ステンレス鋼ストリップ１３か
ら成っている。絶縁用ストリップの繊維がこの波型薄金
属合金ストリップの片側を盲にするのを防止する目的
で、ストリップ群のどちらかの側に在る高温耐性を示す
平らな薄金属合金フォイルストリップを任意に用いて、
３−Ｍが供給している"Nextel" 312 Woven Tape製のス
トリップ１８および２０を、ヒーターストリップ群１２
と１４の間に挟んだ後、この組み立て物を、螺旋状に、
該中心構造部材１６の回りに密に巻き付ける。この得ら
れる束に、ろう付け用金属フォイル２２の薄層を巻き付
けた後、シェルセグメント２４および２６［これらは、
特定具体例において、厚さが０．０４３”のニッケルで
ある］を適当な位置に固定する。次に、この組み立て物
全体を、該ろう付け用フォイル２２を溶融させるに充分
な温度にまで加熱した後、ヒーターストリップ１３の遠
方先端を、例えば外側シェルセグメントに結合させる。
1991年9月13日出願の表題が「Electrode Feed Throug
h」の、ShellerおよびBrunsonが共出願中の連続番号75
9,712に記述されているように、上記外側シェルセグメ
ントを端子２８を通して電力フィードに溶接する。上述
したSheller他の出願は本出願者が共有するものであ
る。２８を通るフィードは、図４に関連して記述するＥ
ＨＣのための外側外装１２０（図４）を通して伸びてお
り、そしてここには示されていない通常の自動車用バッ
テリーの陽極に連結している。
【００３２】接地もしくは陰極、或は端子３０を、下方
のシェルセグメント２６に溶接して、シャシに取り付け
るか、或は直接自動車用バッテリーの陰極に取り付け
る。
のシェルセグメント２６に溶接して、シャシに取り付け
るか、或は直接自動車用バッテリーの陰極に取り付け
る。
【００３３】従って、コア１０を加熱するための電気エ
ネルギーを供給している電流の経路は、バッテリー（こ
れは図１に示されていない）から、陰極もしくは端子３
０に入り、任意にシャシ（これも示されていない）を通
り、そして下方シェルセグメント２６を通った後、融合
させたろう付け材料２２を通って波型薄金属ストリップ
１４に入り、そして中心構造部材１６を通って波型薄金
属ストリップ１２に入った後、融合させたろう付け材料
２２を通って、上方のシェルセグメント２４に入った
後、２８を通ってフィードから出て、バッテリー（これ
は示されていない）に戻る。該ろう付け材料は、該シェ
ルセグメントをショートさせないように不連続であるこ
とを特記する。従って、これらのシェルセグメントは、
この電気加熱可能触媒的変換器内の中間端末および相互
連結手段として働いていると見ることができる。
ネルギーを供給している電流の経路は、バッテリー（こ
れは図１に示されていない）から、陰極もしくは端子３
０に入り、任意にシャシ（これも示されていない）を通
り、そして下方シェルセグメント２６を通った後、融合
させたろう付け材料２２を通って波型薄金属ストリップ
１４に入り、そして中心構造部材１６を通って波型薄金
属ストリップ１２に入った後、融合させたろう付け材料
２２を通って、上方のシェルセグメント２４に入った
後、２８を通ってフィードから出て、バッテリー（これ
は示されていない）に戻る。該ろう付け材料は、該シェ
ルセグメントをショートさせないように不連続であるこ
とを特記する。従って、これらのシェルセグメントは、
この電気加熱可能触媒的変換器内の中間端末および相互
連結手段として働いていると見ることができる。
【００３４】1990年9月24日付けでCornelison他が出願
しそして参照となり得る米国連続番号587,219に記述さ
れている如き電力制御システムが、便利に本発明のＥＨ
Ｃと一緒に用いられる。
しそして参照となり得る米国連続番号587,219に記述さ
れている如き電力制御システムが、便利に本発明のＥＨ
Ｃと一緒に用いられる。
【００３５】図２は、同じ部分を同じ数で示してある図
１のコアの側面図を、組み立てた状態で示したものであ
る。シェルセグメント２４および２６は、各々の側に距
離「ａ」もしくは約０．５”（特定具体例において）だ
け完全にはコア巻き付け３２を丸く囲んでいない。
１のコアの側面図を、組み立てた状態で示したものであ
る。シェルセグメント２４および２６は、各々の側に距
離「ａ」もしくは約０．５”（特定具体例において）だ
け完全にはコア巻き付け３２を丸く囲んでいない。
【００３６】図３は、３４で一般的に示されている支持
体ロッド組み立て物を側面図で示したものである。この
支持体ロッド３４には、スリーブ３８が取り付けられて
いるピンもしくはヨーク３６が含まれている。このピン
もしくはヨーク３６の大きさは、中心構造部材１６（図
１）の内側に合致しておりそしてそれに差し込むことが
できる大きさである。このスリーブ３８の大きさは、絶
縁として作用しそしてロッド３４を電気的絶縁するよう
に働くセラミックをコートしたピン４０との、しまりば
め、例えばプレスばめに合致した大きさである。セラミ
ックをコートしたピン４０の大きさは、外側ＥＨＣ外装
（図４参照）の内部に適合しそしてそれに溶接するに適
合した大きさである。セラミックコーティング４２は、
望ましくは、プラズマスプレー塗布した耐火金属酸化
物、例えば厚さが少なくとも約０．０１”のアルミナ、
アルミナ／チタニア、アルミナ／セリア、チタニア、チ
タニア／セリア、ジルコン酸マグネシウムなどである。
この表面の中に存在している若干の不規則さは、このコ
ートした表面をサンディングするか、さもなければ研
磨、例えば心なし研磨することによって除去され得る。
体ロッド組み立て物を側面図で示したものである。この
支持体ロッド３４には、スリーブ３８が取り付けられて
いるピンもしくはヨーク３６が含まれている。このピン
もしくはヨーク３６の大きさは、中心構造部材１６（図
１）の内側に合致しておりそしてそれに差し込むことが
できる大きさである。このスリーブ３８の大きさは、絶
縁として作用しそしてロッド３４を電気的絶縁するよう
に働くセラミックをコートしたピン４０との、しまりば
め、例えばプレスばめに合致した大きさである。セラミ
ックをコートしたピン４０の大きさは、外側ＥＨＣ外装
（図４参照）の内部に適合しそしてそれに溶接するに適
合した大きさである。セラミックコーティング４２は、
望ましくは、プラズマスプレー塗布した耐火金属酸化
物、例えば厚さが少なくとも約０．０１”のアルミナ、
アルミナ／チタニア、アルミナ／セリア、チタニア、チ
タニア／セリア、ジルコン酸マグネシウムなどである。
この表面の中に存在している若干の不規則さは、このコ
ートした表面をサンディングするか、さもなければ研
磨、例えば心なし研磨することによって除去され得る。
【００３７】図４は、コア１３０の下流末端上に図３に
示す如き支持ロッドが備わっている、図１に示す如き本
発明のコアを用いたＥＨＣ１１９の全体を組み立てた断
面図である。この組み立て物は、内燃機関の排気ライン
の中に挿入する準備が出来ている状態である。この変換
器１１９には、フレア末端カップ１２２と１２４が備わ
っている＃３０４ステンレス鋼の如きステンレス鋼もし
くはニッケル製の外装１２０と、それを構成しているニ
ップル１２６と１２８が備わっている。これらのニップ
ル１２６と１２８の大きさは、排気用パイプ、例えば
２．５”ＩＤパイプを収容する大きさである。この外装
１２０の中には、例えば図１に示すような電気加熱可能
触媒的変換器用コア１３０が入っている。図４のコア１
３０は、上方および下方シェルセグメント２４および２
６を部分的に切除した部分の中に、多数の並列ラインと
して図式的に示されているところの、一般に軸方向に伸
びている多数のセル１３３、を限定している。このコア
１３０は、排気ガスに対して透過性を示し、そして上で
示したように、高温耐性を示す多数の波型薄金属合金ス
トリップ１３（図１）で作られている。これらの波型薄
ヒーターストリップ１３は、上に示したように、絶縁用
ストリップ、例えば絶縁用ストリップ２０に沿ってスポ
ット溶接することなどによって、電気を通す中心構造部
材に固定されている。電気端子２８および３０は、外装
１２０を通って伸び、そして適切に、ケーブル１５０お
よびスイッチ１５２によって、電力スイッチ装置１５４
（上記連続番号587,219参照）を通って電力源１５６に
連結している。図１および２に示す如きコア組み立て物
を、望ましくは厚さが１／１６”〜３／８”の軟質セラ
ミック繊維電気絶縁体１４２の中に入れた後、外装１２
０の中に挿入する。適切なセラミック製フェルトが、19
75年10月28日付けのHatchの米国特許番号3,916,057に記
述されている。この絶縁体１４２は、コア１３０を外装
１２０から電気絶縁する。末端キャップ１２２と１２４
は、シーム溶接などによって取り付ける最後の部分であ
る。任意に、連結部１９５が備わっている熱電対１９４
をコア１３０の中に位置させることによって温度を検査
してもよい。この熱電対１９４のリード線は、絶縁体１
４６、好適にはセラミックと、末端キャップ１２４を通
って伸びているブッシング１４８を通って進む。２８を
通る端子フィードの、突き出している埋め込みボルト２
９には、望ましくは、１つのナットか或は１対のナット
を受け取り、そして上に示したように、バッテリーの陽
極から伸びているケーブル１５０からのケーブル連結器
（示されていない）を保持するように、ねじ山が付けら
れている。このバッテリーの陰極（これは、例えば１２
ボルト、２４ボルト、または４８ボルトのバッテリーで
あってもよい）を、しばしば間接的に、自動車のシャシ
（これはまた、接地ストラップによって該バッテリーに
取り付けられている）を通して端子３０に取り付ける。
示す如き支持ロッドが備わっている、図１に示す如き本
発明のコアを用いたＥＨＣ１１９の全体を組み立てた断
面図である。この組み立て物は、内燃機関の排気ライン
の中に挿入する準備が出来ている状態である。この変換
器１１９には、フレア末端カップ１２２と１２４が備わ
っている＃３０４ステンレス鋼の如きステンレス鋼もし
くはニッケル製の外装１２０と、それを構成しているニ
ップル１２６と１２８が備わっている。これらのニップ
ル１２６と１２８の大きさは、排気用パイプ、例えば
２．５”ＩＤパイプを収容する大きさである。この外装
１２０の中には、例えば図１に示すような電気加熱可能
触媒的変換器用コア１３０が入っている。図４のコア１
３０は、上方および下方シェルセグメント２４および２
６を部分的に切除した部分の中に、多数の並列ラインと
して図式的に示されているところの、一般に軸方向に伸
びている多数のセル１３３、を限定している。このコア
１３０は、排気ガスに対して透過性を示し、そして上で
示したように、高温耐性を示す多数の波型薄金属合金ス
トリップ１３（図１）で作られている。これらの波型薄
ヒーターストリップ１３は、上に示したように、絶縁用
ストリップ、例えば絶縁用ストリップ２０に沿ってスポ
ット溶接することなどによって、電気を通す中心構造部
材に固定されている。電気端子２８および３０は、外装
１２０を通って伸び、そして適切に、ケーブル１５０お
よびスイッチ１５２によって、電力スイッチ装置１５４
（上記連続番号587,219参照）を通って電力源１５６に
連結している。図１および２に示す如きコア組み立て物
を、望ましくは厚さが１／１６”〜３／８”の軟質セラ
ミック繊維電気絶縁体１４２の中に入れた後、外装１２
０の中に挿入する。適切なセラミック製フェルトが、19
75年10月28日付けのHatchの米国特許番号3,916,057に記
述されている。この絶縁体１４２は、コア１３０を外装
１２０から電気絶縁する。末端キャップ１２２と１２４
は、シーム溶接などによって取り付ける最後の部分であ
る。任意に、連結部１９５が備わっている熱電対１９４
をコア１３０の中に位置させることによって温度を検査
してもよい。この熱電対１９４のリード線は、絶縁体１
４６、好適にはセラミックと、末端キャップ１２４を通
って伸びているブッシング１４８を通って進む。２８を
通る端子フィードの、突き出している埋め込みボルト２
９には、望ましくは、１つのナットか或は１対のナット
を受け取り、そして上に示したように、バッテリーの陽
極から伸びているケーブル１５０からのケーブル連結器
（示されていない）を保持するように、ねじ山が付けら
れている。このバッテリーの陰極（これは、例えば１２
ボルト、２４ボルト、または４８ボルトのバッテリーで
あってもよい）を、しばしば間接的に、自動車のシャシ
（これはまた、接地ストラップによって該バッテリーに
取り付けられている）を通して端子３０に取り付ける。
【００３８】このコア１３０のセル密度は、便利に、平
方インチ当たり８０〜３５０個のセル、好適には平方イ
ンチ当たり１００〜１８０個のセル、特に平方インチ当
たり１６０個のセルから成る範囲である。
方インチ当たり８０〜３５０個のセル、好適には平方イ
ンチ当たり１００〜１８０個のセル、特に平方インチ当
たり１６０個のセルから成る範囲である。
【００３９】本発明の触媒変換器を、「電気加熱可能」
と呼ぶ。これは、必要に応じて、エンジン始動時、恐ら
くはエンジン始動に先立つか、或は温度が、予め決めた
設定点よりも低いと感知された如何なる時点において
も、この変換器に電力を供給する、ことを示すものであ
る。
と呼ぶ。これは、必要に応じて、エンジン始動時、恐ら
くはエンジン始動に先立つか、或は温度が、予め決めた
設定点よりも低いと感知された如何なる時点において
も、この変換器に電力を供給する、ことを示すものであ
る。
【００４０】図５は、従来技術のコア６０の端面図を図
形および図式的に示したものであり、ストリップヒータ
ーはフラグメント部分６２で示されている。電力リード
６４が、中心コア部材６６に付いており、そして高温耐
性を示す波型薄金属合金ストリップが、電力を、コア６
６から外側に、波型合金ストリップ７２に沿って螺旋状
に、シェル６８そして端子７０に電力を伝えることで、
この電気回路のヒーター部分が完了するが、ここで、抵
抗記号はストリップ７２を表している。図５ａは、端子
６４と７０の間に伸びている高温耐性を示す波型金属合
金ストリップ７２の全てが並列関係にあることを図式的
に表している。ここで、これらの波型薄金属合金ストリ
ップ７２は全て並列関係にある。
形および図式的に示したものであり、ストリップヒータ
ーはフラグメント部分６２で示されている。電力リード
６４が、中心コア部材６６に付いており、そして高温耐
性を示す波型薄金属合金ストリップが、電力を、コア６
６から外側に、波型合金ストリップ７２に沿って螺旋状
に、シェル６８そして端子７０に電力を伝えることで、
この電気回路のヒーター部分が完了するが、ここで、抵
抗記号はストリップ７２を表している。図５ａは、端子
６４と７０の間に伸びている高温耐性を示す波型金属合
金ストリップ７２の全てが並列関係にあることを図式的
に表している。ここで、これらの波型薄金属合金ストリ
ップ７２は全て並列関係にある。
【００４１】図６および６ａは、各々６個のヒータース
トリップから成る２個の並列サブサーキットが直列に備
わっているコアにおける電気配列を図形および図式的に
示したものである。このように、図６において、電流
は、コア部分７４から入り、波型薄ストリップ１４（図
１）の抵抗を通って、電気を通す中心構造部材１６に流
れる矢印で表されている。この部材１６は、電力源の如
何なる端子にも直接には連結していない単一ステンレス
鋼もしくはニッケル管である。この部材１６は、並列サ
ブサーキット１４と並列サブサーキット１２との間の電
気的「フローティング」と見なすことができる。電流
は、高温耐性を示す波型薄金属合金ストリップ１２の抵
抗を通った後、シェルセグメント２４を通って、端子ポ
スト２８に流れる。図６ａは、サブサーキット７８中で
並列連結している抵抗ヒーターストリップ７４と、直列
に連結しているサブサーキット７６中で並列連結してい
るヒーターストリップ７４ａを図式的に示すものであ
る。図６中の矢印は電流の経路を示している。
トリップから成る２個の並列サブサーキットが直列に備
わっているコアにおける電気配列を図形および図式的に
示したものである。このように、図６において、電流
は、コア部分７４から入り、波型薄ストリップ１４（図
１）の抵抗を通って、電気を通す中心構造部材１６に流
れる矢印で表されている。この部材１６は、電力源の如
何なる端子にも直接には連結していない単一ステンレス
鋼もしくはニッケル管である。この部材１６は、並列サ
ブサーキット１４と並列サブサーキット１２との間の電
気的「フローティング」と見なすことができる。電流
は、高温耐性を示す波型薄金属合金ストリップ１２の抵
抗を通った後、シェルセグメント２４を通って、端子ポ
スト２８に流れる。図６ａは、サブサーキット７８中で
並列連結している抵抗ヒーターストリップ７４と、直列
に連結しているサブサーキット７６中で並列連結してい
るヒーターストリップ７４ａを図式的に示すものであ
る。図６中の矢印は電流の経路を示している。
【００４２】図７および７ａは、３個の並列サブサーキ
ットが直列に備わっているコアにおける電気配列を図形
および図式的に示したものである。このように、電流
は、コア６０から入り、端子３０とシェルセグメント２
６を通って、抵抗ヒーターストリップの抵抗を通過し
て、コア部材セグメント１６ａに入った後、他の同様な
抵抗を通過してそれから出て、シェルセグメント２４に
流れることが示されている。電流は、次に、シェル２４
（これはセグメント２６から絶縁されている）を通っ
て、抵抗ヒーターストリップに入った後、割れ目のある
コア部材８２の異なるセグメント１６ｂに戻り、そして
端子２８を出ることで、この回路のＥＨＣ部分が完了す
る。図７ａは、図６ａと同じく、３個の並列サブサーキ
ット８４、８６および８８の直列関係を図式的に示すも
のである。図７の矢印は、これらの３つの並列サブサー
キットを通る電流の経路を示すものである。
ットが直列に備わっているコアにおける電気配列を図形
および図式的に示したものである。このように、電流
は、コア６０から入り、端子３０とシェルセグメント２
６を通って、抵抗ヒーターストリップの抵抗を通過し
て、コア部材セグメント１６ａに入った後、他の同様な
抵抗を通過してそれから出て、シェルセグメント２４に
流れることが示されている。電流は、次に、シェル２４
（これはセグメント２６から絶縁されている）を通っ
て、抵抗ヒーターストリップに入った後、割れ目のある
コア部材８２の異なるセグメント１６ｂに戻り、そして
端子２８を出ることで、この回路のＥＨＣ部分が完了す
る。図７ａは、図６ａと同じく、３個の並列サブサーキ
ット８４、８６および８８の直列関係を図式的に示すも
のである。図７の矢印は、これらの３つの並列サブサー
キットを通る電流の経路を示すものである。
【００４３】図８および８ａは、４個の並列サブサーキ
ットが直列に備わっているコアにおける電気配列を図形
および図式的に示したものである。このシェルは、３個
のセグメント２００、２０２および２０４に分割されて
おり、そしてコア部材は、２個のセグメント２０６と２
０８に分割されている。ヒーターストリップは、１つの
シェルセグメント、例えば２００から、コア部材セグメ
ント、例えば２０６に流れた後、それを出て、分離され
ているシェルセグメント、例えばセグメント２０２（こ
れはセグメント２００から電気的に絶縁されている）に
流れる。図８ａは、図７ａと同様に、４個の並列サブサ
ーキット２１０、２１２、２１４および２１６の直列関
係を図式的に示すものである。図８の矢印は、直列に在
る４個の並列サブサーキットを通る電流の経路を示すも
のである。
ットが直列に備わっているコアにおける電気配列を図形
および図式的に示したものである。このシェルは、３個
のセグメント２００、２０２および２０４に分割されて
おり、そしてコア部材は、２個のセグメント２０６と２
０８に分割されている。ヒーターストリップは、１つの
シェルセグメント、例えば２００から、コア部材セグメ
ント、例えば２０６に流れた後、それを出て、分離され
ているシェルセグメント、例えばセグメント２０２（こ
れはセグメント２００から電気的に絶縁されている）に
流れる。図８ａは、図７ａと同様に、４個の並列サブサ
ーキット２１０、２１２、２１４および２１６の直列関
係を図式的に示すものである。図８の矢印は、直列に在
る４個の並列サブサーキットを通る電流の経路を示すも
のである。
【００４４】図９および９ａは、５個の並列サブサーキ
ットが直列に在る電気配列を図形および図式的に示した
ものである。ここで、このシェルは３個のセグメントに
分割されており、そして中心部材は、３個のセグメント
に分割されている。図９の矢印は、直列に在る５個の並
列サブサーキットを通る電流の経路を示すものである。
図９ａは、図８ａと同様に、５個の並列サブサーキット
の直列関係を図式的に示すものである。
ットが直列に在る電気配列を図形および図式的に示した
ものである。ここで、このシェルは３個のセグメントに
分割されており、そして中心部材は、３個のセグメント
に分割されている。図９の矢印は、直列に在る５個の並
列サブサーキットを通る電流の経路を示すものである。
図９ａは、図８ａと同様に、５個の並列サブサーキット
の直列関係を図式的に示すものである。
【００４５】図１０および１０ａは、６個の並列サブサ
ーキットが直列に在るコアにおける電気配列を図形およ
び図式的に示したものである。ここで、このシェルは４
個のセグメントに分割されており、そして中心部材は、
３個のセグメントに分割されている。ここで再び、矢印
は、直列に在る６個の並列サブサーキットを通る電流の
経路を示すものであり、図１０ａは、直列関係を示すも
のである。
ーキットが直列に在るコアにおける電気配列を図形およ
び図式的に示したものである。ここで、このシェルは４
個のセグメントに分割されており、そして中心部材は、
３個のセグメントに分割されている。ここで再び、矢印
は、直列に在る６個の並列サブサーキットを通る電流の
経路を示すものであり、図１０ａは、直列関係を示すも
のである。
【００４６】図１１および１１ａは、８個の並列サブサ
ーキットが直列に在るコアにおける電気配列を図形およ
び図式的に示したものである。ここで、このシェルは５
個のセグメントに分割されており、そして中心部材は、
４個のセグメントに分割されている。図１１の矢印は、
直列に在る６個の並列サブサーキットを通る電流の経路
を示すものである。図１１ａは、並列サブサーキットの
直列関係を示すものである。
ーキットが直列に在るコアにおける電気配列を図形およ
び図式的に示したものである。ここで、このシェルは５
個のセグメントに分割されており、そして中心部材は、
４個のセグメントに分割されている。図１１の矢印は、
直列に在る６個の並列サブサーキットを通る電流の経路
を示すものである。図１１ａは、並列サブサーキットの
直列関係を示すものである。
【００４７】図１２は、１０個の並列サブサーキットが
直列に在るコアにおける電気配列を図形および図式的に
示したものである。ここで、このシェルは６個のセグメ
ントに分割されており、そして中心部材は、５個のセグ
メントに分割されている。図１２の矢印は、直列に在る
１０個の並列サブサーキットを通る電流の経路を示すも
のである。並列直列配置に関する図式（示されていな
い）は、図５ａ、６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１０ａおよ
び１１ａに示したのと同様であるが、図１１ａに示した
ものには、更に２個の並列サブサーキットが備わってい
る。
直列に在るコアにおける電気配列を図形および図式的に
示したものである。ここで、このシェルは６個のセグメ
ントに分割されており、そして中心部材は、５個のセグ
メントに分割されている。図１２の矢印は、直列に在る
１０個の並列サブサーキットを通る電流の経路を示すも
のである。並列直列配置に関する図式（示されていな
い）は、図５ａ、６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１０ａおよ
び１１ａに示したのと同様であるが、図１１ａに示した
ものには、更に２個の並列サブサーキットが備わってい
る。
【００４８】このコアに関する望ましい抵抗のいずれか
を実質的に得るための、本発明に従って並列サブサーキ
ットを直列に配置する様式、に関する充分な理解を与え
ることを意図した図５および５ａ、６および６ａ、７お
よび７ａなどの図および説明によって、本分野の技術者
は充分な情報を得たものと考える。
を実質的に得るための、本発明に従って並列サブサーキ
ットを直列に配置する様式、に関する充分な理解を与え
ることを意図した図５および５ａ、６および６ａ、７お
よび７ａなどの図および説明によって、本分野の技術者
は充分な情報を得たものと考える。
【００４９】以下の表Ｉは、２４個以下のヒータースト
リップを螺旋状に巻いたＥＨＣに関する具体例におけ
る、オームで表した抵抗組み合わせの分析を示すもので
ある。表Ｉ中の全ての波型抵抗ヒーターストリップは、
Allegheny Ludlum Co.が市販しているフォイルであると
ころの、アルファＩＶフェライト系ステンレス鋼であ
り、これの長さは６．６”で、幅は２．８５”であり、
そして厚さは０．００１６”であり、これの２０℃の抵
抗は０．０７３オームである。これらの波型の振幅は
０．０５”であり、ピッチは０．１２５”であり、そし
てこのストリップが有する並列縦方向の縁に垂直な線に
対する、このパターンから成る辺のスロープが１６度で
あるところの、ヘリングボーンパターンである。これら
のストリップには、ガンマアルミナ／セリアコーティン
グが被覆されており、そして白金／ロジウム触媒が備わ
っている。前記米国特許番号4,711,009に記述されてい
る方法の一部が上記ヒーターストリップの製造で使用で
きる。一般に、各々のサブサーキットの中で並列に在る
ヒーターストリップの冷抵抗は０．０２オーム〜０．２
オームの範囲であり、ヒーターストリップ全体数は２〜
２４個、好適には６〜１２個であり、そして各々のヒー
ターストリップの冷抵抗はおおよそ０．０７オームであ
る。
リップを螺旋状に巻いたＥＨＣに関する具体例におけ
る、オームで表した抵抗組み合わせの分析を示すもので
ある。表Ｉ中の全ての波型抵抗ヒーターストリップは、
Allegheny Ludlum Co.が市販しているフォイルであると
ころの、アルファＩＶフェライト系ステンレス鋼であ
り、これの長さは６．６”で、幅は２．８５”であり、
そして厚さは０．００１６”であり、これの２０℃の抵
抗は０．０７３オームである。これらの波型の振幅は
０．０５”であり、ピッチは０．１２５”であり、そし
てこのストリップが有する並列縦方向の縁に垂直な線に
対する、このパターンから成る辺のスロープが１６度で
あるところの、ヘリングボーンパターンである。これら
のストリップには、ガンマアルミナ／セリアコーティン
グが被覆されており、そして白金／ロジウム触媒が備わ
っている。前記米国特許番号4,711,009に記述されてい
る方法の一部が上記ヒーターストリップの製造で使用で
きる。一般に、各々のサブサーキットの中で並列に在る
ヒーターストリップの冷抵抗は０．０２オーム〜０．２
オームの範囲であり、ヒーターストリップ全体数は２〜
２４個、好適には６〜１２個であり、そして各々のヒー
ターストリップの冷抵抗はおおよそ０．０７オームであ
る。
【００５０】
【表１】 表Ｉ コアの熱抵抗（オーム） ヒーターストリップの全数＠各々０．０７３オーム サブサーキット 2 4 6 8 10 12 14 24 当たりの並列数 0* 0.146 0.292 0.438 0.584 0.730 0.876 1.022 1.752 2 0.037 0.073 0.146 0.183 0.219 0.256 4 0.018 0.037 0.055 6 0.012 0.024 7 0.021 8 0.009 10 0.007 12 0.005 ＊並列数０は、全てのストリップが直列に在ることを意
味している。
味している。
【００５１】本発明に従うＥＨＣに関する、０．０１８
オーム、０．０１２オーム、０．００９オーム、０．０
３７オームおよび０．０２４オームから成るオーム値
は、現在用いられている１．８リットル〜５．０リット
ルの自動車用エンジンサイズの主要数の要求を満足させ
るものであり、従ってこれらは、本発明にとって好適な
電気的パラメーターである。
オーム、０．０１２オーム、０．００９オーム、０．０
３７オームおよび０．０２４オームから成るオーム値
は、現在用いられている１．８リットル〜５．０リット
ルの自動車用エンジンサイズの主要数の要求を満足させ
るものであり、従ってこれらは、本発明にとって好適な
電気的パラメーターである。
【００５２】図１３は、内壁および向かい合う縁をプラ
ズマスプレーでセラミックコーティングすることによ
り、セグメントを電気絶縁したところの、電気を通すセ
グメント化した（４個のセグメント）中心構造部材の端
面図である。図１４は、図１３に示す中心部材の部分側
面図である。従って、図１３には、一般的に２１８で示
されている円形筒状中心構造部材を限定しているニッケ
ル金属セグメント２２０、２２２、２２４および２２６
が示されている。この内壁は、向かい合う放射面２３
６、２３８、２４０、２４２、２４４、２４６、２４８
および２５０と同様、プラズマスプレーした耐火金属酸
化物、例えば厚さが約０．０１”のアルミナ層でコート
されている。これらのセグメント２２０、２２２、２２
４および２２６の外側表面には、高温耐性を示す薄金属
合金フォイルヒーターストリップをそこにスポット溶接
することができるように、如何なる耐火金属酸化物コー
ティングも存在していない。図１４は、図１３に示した
中心構造部材の部分側面図を示すものである。
ズマスプレーでセラミックコーティングすることによ
り、セグメントを電気絶縁したところの、電気を通すセ
グメント化した（４個のセグメント）中心構造部材の端
面図である。図１４は、図１３に示す中心部材の部分側
面図である。従って、図１３には、一般的に２１８で示
されている円形筒状中心構造部材を限定しているニッケ
ル金属セグメント２２０、２２２、２２４および２２６
が示されている。この内壁は、向かい合う放射面２３
６、２３８、２４０、２４２、２４４、２４６、２４８
および２５０と同様、プラズマスプレーした耐火金属酸
化物、例えば厚さが約０．０１”のアルミナ層でコート
されている。これらのセグメント２２０、２２２、２２
４および２２６の外側表面には、高温耐性を示す薄金属
合金フォイルヒーターストリップをそこにスポット溶接
することができるように、如何なる耐火金属酸化物コー
ティングも存在していない。図１４は、図１３に示した
中心構造部材の部分側面図を示すものである。
【００５３】図１５は、一般的に２５２で示されている
末端キャップの拡大図である。この末端キャップ２５２
は、周辺フランジもしくはリップ２５４と、中心の管２
５８（図１６）を収容するための中心の穴２５６が備わ
っているところの、ニッケルもしくは＃３０４ステンレ
ス鋼製丸座金である。この内部表面２６０、２６２およ
び２６４は、好適にはプラズマスプレー塗布した耐火金
属酸化物、例えばガンマアルミナ／セリアコーティング
物でコートされている。この中心の穴２５６の軸方向に
伸びている壁はコートする必要がない。
末端キャップの拡大図である。この末端キャップ２５２
は、周辺フランジもしくはリップ２５４と、中心の管２
５８（図１６）を収容するための中心の穴２５６が備わ
っているところの、ニッケルもしくは＃３０４ステンレ
ス鋼製丸座金である。この内部表面２６０、２６２およ
び２６４は、好適にはプラズマスプレー塗布した耐火金
属酸化物、例えばガンマアルミナ／セリアコーティング
物でコートされている。この中心の穴２５６の軸方向に
伸びている壁はコートする必要がない。
【００５４】図１６には、図１５に示されているような
２個の末端キャップを用いた、図１３および１４に示さ
れているような電気を通すセグメント化された中心構造
部材を組み立てたものが示されている。ニッケルもしく
は＃３１４ステンレス鋼製の管２５８を、セグメント化
した部材２６６の中に入れる。例えば管２５８に面して
いるそれらの表面がセラミックコートされているセグメ
ント２６８および２７０を、管２５８の回りに置き、該
セグメント、例えばセグメント２６８および２７０の末
端部の回りに末端キャップ２５２と２５３を配置し、そ
して管２５８の末端部を、個々の末端キャップ２５２お
よび２５３の中に在る開口部、例えば開口部２５６に溶
接する。このようにして、４個のセグメントを有する電
気を通すセグメント化した中心構造部材が得られる（図
１１参照）。２〜５個もしくはそれ以上のセグメントを
有する、電気を通すセグメント化した他の中心構造部材
も、同様に構築され得る。
２個の末端キャップを用いた、図１３および１４に示さ
れているような電気を通すセグメント化された中心構造
部材を組み立てたものが示されている。ニッケルもしく
は＃３１４ステンレス鋼製の管２５８を、セグメント化
した部材２６６の中に入れる。例えば管２５８に面して
いるそれらの表面がセラミックコートされているセグメ
ント２６８および２７０を、管２５８の回りに置き、該
セグメント、例えばセグメント２６８および２７０の末
端部の回りに末端キャップ２５２と２５３を配置し、そ
して管２５８の末端部を、個々の末端キャップ２５２お
よび２５３の中に在る開口部、例えば開口部２５６に溶
接する。このようにして、４個のセグメントを有する電
気を通すセグメント化した中心構造部材が得られる（図
１１参照）。２〜５個もしくはそれ以上のセグメントを
有する、電気を通すセグメント化した他の中心構造部材
も、同様に構築され得る。
【００５５】図１７は、２個の並列サブサーキットを用
いた並列サブサーキット間の絶縁体の１つの形態を示す
ものである。図１７の絶縁体３００は、William A. Whi
ttenbergerの発明であり、この権利は本発明者が共有し
ている。本質的に、この絶縁体ストリップ３００は、内
部の金属性フラットストリップ３０２と、セラミック製
の織物繊維、例えば３−ＭのNEXTEL織物テープから成る
スリーブ３０４とから成っている。このストリップ３０
０の長さは、通常のヒーターストリップよりも約２イン
チ長く、そして図１および２に示されているように、こ
のコア部材の外側に伸びていることが示されている。任
意に、望ましくは、アルファＩＶフェライト系ステンレ
ス鋼のフラットな単一ストリップを半分に折り曲げ、ス
トリップ３０６および３０８用のこの折り曲げたストリ
ップの末端から耐火金属酸化物コーティングを取り除く
ことで、電気を通す中心構造部材にスポット溶接できる
ようにしたところの、各々の絶縁体ストリップのための
１対のフォイル分離体ストリップ３０６および３０８
（この説明したコア組み立て物では２個存在している）
が得られる。高温耐性を示す波型の薄金属合金ヒーター
ストリップ、例えばヒーターストリップ対３１２および
３１４（これらは例えば、示されているように２つの並
列サブサーキットの各々の中に在る）もまた、中心構造
部材３１０に溶接してもよい。図１７に示すように、意
図した長さの２倍の長さに予め切断したものを半分に折
り曲げることで、便利に該ヒーターストリップの対を製
造することが可能なことを特記する。基部および遠方末
端、例えば基部末端３１６および遠方末端３１８から、
全ての耐火金属酸化物、例えばアルミナ／セリアのコー
ティングを取り除くことで、適宜の溶接もしくはろう付
けを可能にする。次に、前記組み立て物を螺旋状に巻い
て、密なコアを生じさせ、このコアの回りにフォイルろ
う付け用金属ストリップを置き、そしてシェルセグメン
ト（図１７には示されていない、図１を参照）を取り付
けた後、高温耐性を示す波型の薄金属合金ストリップの
遠方末端にろう付けする。このようにして、外側シェ
ル、例えば図１の外側シェルセグメント２４および２６
に連結している２個の並列サブサーキット３２０および
３２２が得られ、これらは、絶縁体ストリップ３００お
よび３０１で互いに絶縁されているが、電気を通す単一
中心構造部材３１０によって直列結合している。
いた並列サブサーキット間の絶縁体の１つの形態を示す
ものである。図１７の絶縁体３００は、William A. Whi
ttenbergerの発明であり、この権利は本発明者が共有し
ている。本質的に、この絶縁体ストリップ３００は、内
部の金属性フラットストリップ３０２と、セラミック製
の織物繊維、例えば３−ＭのNEXTEL織物テープから成る
スリーブ３０４とから成っている。このストリップ３０
０の長さは、通常のヒーターストリップよりも約２イン
チ長く、そして図１および２に示されているように、こ
のコア部材の外側に伸びていることが示されている。任
意に、望ましくは、アルファＩＶフェライト系ステンレ
ス鋼のフラットな単一ストリップを半分に折り曲げ、ス
トリップ３０６および３０８用のこの折り曲げたストリ
ップの末端から耐火金属酸化物コーティングを取り除く
ことで、電気を通す中心構造部材にスポット溶接できる
ようにしたところの、各々の絶縁体ストリップのための
１対のフォイル分離体ストリップ３０６および３０８
（この説明したコア組み立て物では２個存在している）
が得られる。高温耐性を示す波型の薄金属合金ヒーター
ストリップ、例えばヒーターストリップ対３１２および
３１４（これらは例えば、示されているように２つの並
列サブサーキットの各々の中に在る）もまた、中心構造
部材３１０に溶接してもよい。図１７に示すように、意
図した長さの２倍の長さに予め切断したものを半分に折
り曲げることで、便利に該ヒーターストリップの対を製
造することが可能なことを特記する。基部および遠方末
端、例えば基部末端３１６および遠方末端３１８から、
全ての耐火金属酸化物、例えばアルミナ／セリアのコー
ティングを取り除くことで、適宜の溶接もしくはろう付
けを可能にする。次に、前記組み立て物を螺旋状に巻い
て、密なコアを生じさせ、このコアの回りにフォイルろ
う付け用金属ストリップを置き、そしてシェルセグメン
ト（図１７には示されていない、図１を参照）を取り付
けた後、高温耐性を示す波型の薄金属合金ストリップの
遠方末端にろう付けする。このようにして、外側シェ
ル、例えば図１の外側シェルセグメント２４および２６
に連結している２個の並列サブサーキット３２０および
３２２が得られ、これらは、絶縁体ストリップ３００お
よび３０１で互いに絶縁されているが、電気を通す単一
中心構造部材３１０によって直列結合している。
【００５６】ここで用いる言葉「波型」は、規則正しい
ピッチか、或は例えば1989年3月7日付けの前記Bullock
特許番号4,810,588（この米国特許の開示はここでは参
照にいれられる）に記述されている可変ピッチ、を有す
る直流を含むものと理解する。この直流波型構造は、ネ
スティングを防止するための交互フラットストリップが
備わっている規則正しいピッチであるか、ネスティング
が生じないようにできる可変ピッチであろうとも、ここ
では特に有利である、と言うのは、より長くてガスの流
れ通路を妨害するヘリングボーンパターンの波型とは異
なり、この直流波型は、排気流に対してかなり低い背圧
効果を有するからである。このより低い背圧は、より良
好な燃料走行を意味している。更に、特に可変ピッチ波
型の場合、高温耐性を示す波型の薄金属合金ストリップ
の連続層間の接触は、ヘリングボーンもしくはシェブロ
ン波型の頂点がヘリングボーンもしくはシェブロン波型
の連続した頂点を横切る点接触とは異なり、多数の線接
触である。可変ピッチ波型を用いると耐久性がより改良
される。不連続、即ちこのフォイルストリップの幅を横
切って部分通路のみを通りそしてこのストリップの縦方
向への通路が邪魔されている波型も、ここで用いること
ができる。
ピッチか、或は例えば1989年3月7日付けの前記Bullock
特許番号4,810,588（この米国特許の開示はここでは参
照にいれられる）に記述されている可変ピッチ、を有す
る直流を含むものと理解する。この直流波型構造は、ネ
スティングを防止するための交互フラットストリップが
備わっている規則正しいピッチであるか、ネスティング
が生じないようにできる可変ピッチであろうとも、ここ
では特に有利である、と言うのは、より長くてガスの流
れ通路を妨害するヘリングボーンパターンの波型とは異
なり、この直流波型は、排気流に対してかなり低い背圧
効果を有するからである。このより低い背圧は、より良
好な燃料走行を意味している。更に、特に可変ピッチ波
型の場合、高温耐性を示す波型の薄金属合金ストリップ
の連続層間の接触は、ヘリングボーンもしくはシェブロ
ン波型の頂点がヘリングボーンもしくはシェブロン波型
の連続した頂点を横切る点接触とは異なり、多数の線接
触である。可変ピッチ波型を用いると耐久性がより改良
される。不連続、即ちこのフォイルストリップの幅を横
切って部分通路のみを通りそしてこのストリップの縦方
向への通路が邪魔されている波型も、ここで用いること
ができる。
【００５７】このようにして、各々に多数の並列ヒータ
ーストリップが備わっている多数の並列サブサーキット
を有する改良された電気加熱可能触媒的変換器を提供す
るものであり、上記サブサーキットは直列に連結してお
り、それによって、電圧源、例えば１２ボルト〜４８ボ
ルトもしくはそれ以上の最適加熱特性を達成するＥＨＣ
端子の抵抗を与えるものである。この装置はまた、Hot
Shake TestおよびHotCycling Testに生き残ることが可
能な機械的強度によって特徴づけられる。
ーストリップが備わっている多数の並列サブサーキット
を有する改良された電気加熱可能触媒的変換器を提供す
るものであり、上記サブサーキットは直列に連結してお
り、それによって、電圧源、例えば１２ボルト〜４８ボ
ルトもしくはそれ以上の最適加熱特性を達成するＥＨＣ
端子の抵抗を与えるものである。この装置はまた、Hot
Shake TestおよびHotCycling Testに生き残ることが可
能な機械的強度によって特徴づけられる。
【図１】図６ａに図形的および図式的に示す並列に連結
した６個の波型薄金属合金フォイルストリップが各々に
備わっている直列のサブサーキットが２個備わってい
る、電気加熱可能触媒的変換器用コアに関する分解端面
図である。
した６個の波型薄金属合金フォイルストリップが各々に
備わっている直列のサブサーキットが２個備わってい
る、電気加熱可能触媒的変換器用コアに関する分解端面
図である。
【図２】組み立てた状態の、図１のコアの側面図であ
る。
る。
【図３】電気を通す中心部材のための支持ロッドの側面
図である。
図である。
【図４】図１、２および３のコアを含んでいる全部を組
み立てた電気加熱可能触媒的変換器の断面側面図であ
る。
み立てた電気加熱可能触媒的変換器の断面側面図であ
る。
【図５】端面図で示す従来技術のコアの図形および図式
的説明、および高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイ
ルストリップが全て並列関係にある電気的表示である。
的説明、および高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイ
ルストリップが全て並列関係にある電気的表示である。
【図６】割れ目のある外側シェルと電気を通す単一の中
心構造部材とを示す端面図で表した本発明のコアの図形
および図式的説明、および各々がそれぞれ並列に連結し
ている６個のストリップから成る２個のサブサーキット
を直列に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォ
イルストリップが並列／直列関係にある電気的図式表示
である。
心構造部材とを示す端面図で表した本発明のコアの図形
および図式的説明、および各々がそれぞれ並列に連結し
ている６個のストリップから成る２個のサブサーキット
を直列に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォ
イルストリップが並列／直列関係にある電気的図式表示
である。
【図７】割れ目のある外側シェルと電気を通す割れ目の
ある中心構造部材とを示す端面図で表した本発明のコア
の図形および図式的説明、およびそれぞれ並列に連結し
ているストリップから成る３個のサブサーキットを直列
に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルス
トリップが並列／直列関係にある電気的図式表示であ
る。
ある中心構造部材とを示す端面図で表した本発明のコア
の図形および図式的説明、およびそれぞれ並列に連結し
ているストリップから成る３個のサブサーキットを直列
に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルス
トリップが並列／直列関係にある電気的図式表示であ
る。
【図８】割れ目のある外側シェル（３個のセグメント）
と電気を通す割れ目のある中心構造部材（２個のセグメ
ント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形およ
び図式的説明、およびそれぞれ並列に連結しているスト
リップから成る４個のサブサーキットを直列に用いた、
高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルストリップが
並列／直列関係にある電気的図式表示である。
と電気を通す割れ目のある中心構造部材（２個のセグメ
ント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形およ
び図式的説明、およびそれぞれ並列に連結しているスト
リップから成る４個のサブサーキットを直列に用いた、
高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルストリップが
並列／直列関係にある電気的図式表示である。
【図９】割れ目のある外側シェル（３個のセグメント）
と電気を通す割れ目のある中心構造部材（３個のセグメ
ント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形およ
び図式的説明、およびそれぞれ並列に連結しているスト
リップから成る５個のサブサーキットを直列に用いた、
高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルストリップが
並列／直列関係にある電気的図式表示である。
と電気を通す割れ目のある中心構造部材（３個のセグメ
ント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形およ
び図式的説明、およびそれぞれ並列に連結しているスト
リップから成る５個のサブサーキットを直列に用いた、
高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルストリップが
並列／直列関係にある電気的図式表示である。
【図１０】割れ目のある外側シェル（４個のセグメン
ト）と電気を通す割れ目のある中心構造部材（３個のセ
グメント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形
および図式的説明、およびそれぞれ並列に連結している
ヒーターストリップから成る６個のサブサーキットを直
列に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイル
ストリップが並列／直列関係にある電気的図式表示であ
る。
ト）と電気を通す割れ目のある中心構造部材（３個のセ
グメント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形
および図式的説明、およびそれぞれ並列に連結している
ヒーターストリップから成る６個のサブサーキットを直
列に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイル
ストリップが並列／直列関係にある電気的図式表示であ
る。
【図１１】割れ目のある外側シェル（４個のセグメン
ト）と電気を通す割れ目のある中心構造部材（４個のセ
グメント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形
および図式的説明、およびそれぞれ並列に連結している
ヒーターストリップから成る８個のサブサーキットを直
列に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイル
ストリップが並列／直列関係にある電気的図式表示であ
る。
ト）と電気を通す割れ目のある中心構造部材（４個のセ
グメント）とを示す端面図で表した本発明のコアの図形
および図式的説明、およびそれぞれ並列に連結している
ヒーターストリップから成る８個のサブサーキットを直
列に用いた、高温耐性を示す波型の薄金属合金フォイル
ストリップが並列／直列関係にある電気的図式表示であ
る。
【図１２】割れ目のある外側シェル（５個のセグメン
ト）と電気を通す割れ目のある中心構造部材（５個のセ
グメント）とを示し、そして並列に連結しているヒータ
ーストリップから成る１０個のサブサーキットを直列に
用いた端面図で表した本発明のコアの図形および図式的
説明である。この図に関する図式は示していないが、こ
れは、前記図６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１０ａおよび１
１ａと同様である。
ト）と電気を通す割れ目のある中心構造部材（５個のセ
グメント）とを示し、そして並列に連結しているヒータ
ーストリップから成る１０個のサブサーキットを直列に
用いた端面図で表した本発明のコアの図形および図式的
説明である。この図に関する図式は示していないが、こ
れは、前記図６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１０ａおよび１
１ａと同様である。
【図１３】内壁および向かい合う縁の上に、プラズマス
プレーしたセラミックコーティングが備わっているとこ
ろの、セグメント化した（４個のセグメント）電気を通
す中心構造部材の拡大スケールで示す端面図を表してい
る。
プレーしたセラミックコーティングが備わっているとこ
ろの、セグメント化した（４個のセグメント）電気を通
す中心構造部材の拡大スケールで示す端面図を表してい
る。
【図１４】図１３の電気を通す中心構造部材を部分側面
図で表したものである。
図で表したものである。
【図１５】内部表面にプラズマスプレーしたセラミック
コーティングが備わっている、セグメント化した電気を
通す中心構造部材のための、保持キャップを示すもので
ある。
コーティングが備わっている、セグメント化した電気を
通す中心構造部材のための、保持キャップを示すもので
ある。
【図１６】セグメント化した電気を通す中心構造部材全
体を組み立てた、縦方向の拡大断面図を表している。
体を組み立てた、縦方向の拡大断面図を表している。
【図１７】そこで溶接などで固定されている多数の、高
温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルストリップ、並
びに並列に連結しているこれらのストリップを、２つの
直列連結可能部分に分割しそして電気的に絶縁するため
の、溶接などでそれに固定されている１対の絶縁用スト
リップ、が備わっている電気を通す単一の中心構造部材
の一部を断面図で示したものである。
温耐性を示す波型の薄金属合金フォイルストリップ、並
びに並列に連結しているこれらのストリップを、２つの
直列連結可能部分に分割しそして電気的に絶縁するため
の、溶接などでそれに固定されている１対の絶縁用スト
リップ、が備わっている電気を通す単一の中心構造部材
の一部を断面図で示したものである。
Claims (22)
- 【請求項１】 （ａ）中心構造部材；（ｂ）高温耐性を
示す多数の薄金属合金ヒーターストリップを通る以外は
各々が他の如何なるセグメントからも電気的に絶縁され
ているセグメント化された外側シェル；から成り、ここ
で、上記多数のヒーターストリップがモノリスを形成し
ており、上記ヒーターストリップの各々が、その基部末
端で上記中心構造部材に固定されていると共にその遠方
末端で外側シェルセグメントに固定されており、共通の
シェルセグメントに取り付けられている該ヒータースト
リップが並列に連結してサブサーキットを限定してお
り、そしてこれらのシェルセグメントが、該中心構造部
材および該ヒーターストリップを通して直列に連結して
いる、電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項２】 該中心構造部材が電気を通す部材である
請求項１記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項３】 該電気を通す中心構造部材がステンレス
鋼で作られている請求項２記載の電気加熱可能触媒変換
器用コア。 - 【請求項４】 該電気を通す中心構造部材がニッケルで
作られている請求項２記載の電気加熱可能触媒変換器用
コア。 - 【請求項５】 更に、該ヒーターストリップの冷抵抗が
０．０２オーム〜０．２オームの範囲であり、ヒーター
ストリップの全数が２〜２４であり、そして各々のヒー
ターストリップの冷抵抗が約０．０７オームである請求
項１記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項６】 該ヒーターストリップが波型である請求
項１記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項７】 該ヒーターストリップがヘリングボーン
もしくはシェブロンパターンに従う波型である請求項６
記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項８】 該ヒーターストリップが可変ピッチパタ
ーンに従う波型である請求項６記載の電気加熱可能触媒
変換器用コア。 - 【請求項９】 該薄ヒーターストリップが耐火金属酸化
物でプレコートされておりそしてその上に貴金属触媒を
保持している請求項１記載の電気加熱可能触媒変換器用
コア。 - 【請求項１０】 該高温耐性を示す金属合金ヒータース
トリップが、組み立てた後、耐火金属酸化物で後コート
されておりそしてその上に貴金属触媒を保持している請
求項１記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１１】 該高温耐性を示す波型の薄金属合金ス
トリップがフェライト系ステンレス鋼ストリップである
請求項６記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１２】 該高温耐性を示す薄金属合金ヒーター
ストリップがニッケル−クロム合金である請求項１記載
の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１３】 該耐火金属酸化物がアルミナから成る
請求項９記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１４】 該耐火金属酸化物がアルミナから成る
請求項１０記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１５】 該アルミナがガンマ形態である請求項
１３記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１６】 該アルミナがガンマ形態である請求項
１４記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項１７】 該耐火金属酸化物がアルミナとセリア
の混合物である請求項１３記載の電気加熱可能触媒変換
器用コア。 - 【請求項１８】 該貴金属触媒が白金、パラジウム、ロ
ジウム、ルテニウムおよび上記金属の２種以上から成る
混合物から選択される請求項９記載の電気加熱可能触媒
変換器用コア。 - 【請求項１９】 該並列サブサーキットを軟質セラミッ
ク製織物繊維ストリップで互いに電気絶縁する請求項１
記載の電気加熱可能触媒変換器用コア。 - 【請求項２０】 （１）外装、（２）排気ラインを挿入
するための、変換器に適合する、該外装の末端各々のた
めの末端キャップアダプタ、（３）（ａ）中心構造部
材、（ｂ）高温耐性を示す多数の薄金属合金ヒータース
トリップおよび該中心構造部材を通して連結している以
外は各々が他の如何なるセグメントからも電気的に絶縁
されている多数のセグメントが備わっているセグメント
化された外側シェル、（ｃ）各々が電気的に、その基部
末端で上記中心構造部材に固定されていると共にその遠
方末端で外側シェルセグメントに固定されており、並列
に連結してサブサーキットを限定しており、そして上記
中心構造部材およびこのヒーターストリップを通して直
列に連結している一定のシェルセグメントに連結してい
るところの、螺旋状に密に巻かれてモノリスを形成して
いる多数のヒーターストリップ、（ｄ）上記中心構造部
材から電気絶縁されておりそして上記モノリスの下流側
で並列に在り、外側の末端部が該外装に溶接されている
ところの、直径方向に伸びているバー、を含んでいるコ
ア、（４）該外装と該コアとの間の絶縁手段、（５）上
記外装を通して伸びており、上記シェルセグメントの１
つに固定されており、そして電圧源の１つの極に取り付
けるに適合しているところの、端子を通るフィード、
（６）電圧源のもう１つの極に取り付けるためのもので
あり、そして偶数のサブサーキットが存在しているもう
１つのシェルセグメントと、奇数のサブサーキットが存
在している中心構造部材とに取り付けられている第二端
子、および（７）電圧源、から成る電気加熱可能触媒変
換器。 - 【請求項２１】 該ヒーターストリップが波型である請
求項２０記載の電気加熱可能触媒変換器。 - 【請求項２２】 電気を通す単一の中心構造部材と外側
シェルセグメントとの間に、並列に在る４〜１２個の高
温耐性を示す波型の薄金属合金ヒーターストリップが各
々に備わっている直列のサブサーキットが２個備わって
いる請求項１記載のコア。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/787,861 US5140812A (en) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | Core for an electrically heatable catalytic converter |
| US787861 | 1991-11-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212293A true JPH05212293A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=25142744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4317951A Pending JPH05212293A (ja) | 1991-11-05 | 1992-11-04 | 電気加熱可能な触媒的変換器用コア |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5140812A (ja) |
| EP (1) | EP0541190A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05212293A (ja) |
| AU (1) | AU2032092A (ja) |
| CA (1) | CA2074534A1 (ja) |
| FI (1) | FI924978A (ja) |
Cited By (4)
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