JPH05296032A - 電気ヒータ - Google Patents

電気ヒータ

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Publication number
JPH05296032A
JPH05296032A JP4100792A JP10079292A JPH05296032A JP H05296032 A JPH05296032 A JP H05296032A JP 4100792 A JP4100792 A JP 4100792A JP 10079292 A JP10079292 A JP 10079292A JP H05296032 A JPH05296032 A JP H05296032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
exhaust gas
elements
heater elements
heater element
Prior art date
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Pending
Application number
JP4100792A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Togawa
戸川  真
Toshiaki Kondo
稔明 近藤
Isao Matsuoka
松岡  功
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気浄化装置の触媒加熱ヒータにおける高温
下の耐久性や熱効率を向上させ、且つヒータエレメント
の大型化を図れる。 【構成】 触媒加熱ヒータ4を構成する複数のヒータエ
レメント6が、それぞれ帯板状の鉄クロム系電気抵抗金
属により形成されており、さらに各々のヒータエレメン
ト6がボルト14とナット15等によりヒータボディ5
の内周側に独立して固定されている。また、複数のヒー
タエレメント6の平板部11の下流側の先端面が、ヒー
タボディ5の触媒コンバータ側の端面より触媒コンバー
タに接近する方向に突出している。そして、各々のヒー
タエレメント6の両側の取付片の中央部側の端部が約9
0°捩じ曲げられてヒータエレメント6の幅方向が排気
ガスの流れ方向と同一方向となるようにヒータボディ5
の内周側に設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関の排気
浄化装置における冷間始動時の浄化効率を向上させる触
媒加熱ヒータ等の電気ヒータに関するものである。
【0002】
【技術背景】本発明者等は、特願平3−110569号
(出願日平成3年5月15日)において、電気ヒータと
して、内燃機関の排気浄化装置における冷間始動時の浄
化効率を向上させる触媒加熱ヒータ(以下先行の技術と
呼ぶ)を提案した。その先行の技術は、図7に示したよ
うに、ヒータボディ101内で電気抵抗金属製の帯板1
02を板面方向に曲げて蛇行状とした1個のヒータエレ
メント100を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先行の技術
においては、図7に示したように、1個のヒータエレメ
ント100の両端部が板ばね103の圧力により保持さ
れているので、高温下においては板ばね103がへた
り、板ばね103の圧力が弱まるため、ヒータエレメン
ト100がヒータボデイ101より脱落してしまう。よ
って、先行の技術においては、高温下では耐久性が劣る
という課題があった。本発明は、高温下の耐久性を向上
させた電気ヒータの提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部を流体が
流れる枠体と、この枠体内において流体の流れ方向に直
交する方向に列設され、各々が独立して前記枠体に保持
された複数のヒータエレメントとを備えた技術手段を採
用した。
【0005】
【作用】本発明は、各々のヒータエレメントが独立して
枠体に保持されているので、枠体と複数のヒータエレメ
ントの取付箇所が高温下であっても各々のヒータエレメ
ントの保持力が弱まらず、各々のヒータエレメントが枠
体より脱落することはない。
【0006】
【実施例】
〔実施例の構成〕本発明の電気ヒータを図1ないし図6
に示す一実施例に基づき説明する。図1は本発明の一実
施例を適用した排気浄化装置を示した図である。排気浄
化装置1は、内部を内燃機関の排気ガスが流れるハウジ
ング2と、このハウジング2内に保持され、排気ガスを
浄化する触媒コンバータ3と、ハウジング2内において
触媒コンバータ3の上流側に設置された触媒加熱ヒータ
4とを備えている。
【0007】ハウジング2は、内燃機関の排気路途中に
配設され、出入口部より触媒コンバータ3と触媒加熱ヒ
ータ4とを収納する部分の方が径大となるように形成さ
れている。触媒コンバータ3は、軸方向に多数の通気孔
(図示せず)を有するセラミック製柱状体(ハニカム担
体)に、約350°以上で十分な活性状態となる3元触
媒を担持させた構成を持つ。なお、セラミック製柱状体
の代わりにメタル製担体を用いても良い。
【0008】図2および図3は排気浄化装置1の触媒加
熱ヒータ4を示した図で、図4はヒータボディとヒータ
エレメントとの組付構造を示した図である。触媒加熱ヒ
ータ4は、触媒コンバータ3の排気浄化効果を向上させ
るために、とくに内燃機関の冷間始動時に、触媒コンバ
ータ3を急速に加熱、昇温させるものであって、ハウジ
ング2に溶接等の手段により固定されるヒータボディ
5、このヒータボディ5に各々が独立して保持される複
数のヒータエレメント6、および各々のヒータエレメン
ト6の両端部をヒータボディ5の内周側に固定するため
の複数の固定手段7より構成されている。
【0009】図5は触媒加熱ヒータ4のヒータボディ5
を示した図である。そのヒータボディ5は、本発明の枠
体であって、図2および図3にも示したように、例えば
板厚が5mm、板幅が46mm、内径がφ185のSUS製
で円環状に形成されており、複数の固定手段7をそれぞ
れ嵌め込むための複数個の円孔8が内周面と外周面とを
連通させるように径方向に形成されている。なお、この
実施例では、ヒータボディ5の図示上側に10個の円孔
8が形成され、またヒータボディ5の図示下側に10個
の円孔8が形成されている。そして、図示上側の10個
の円孔8は、2個ずつ隣設して形成されている。また、
図示下側では、図示左端と図示右端の円孔8を除く8個
の円孔8が2個ずつ隣設して形成されている。
【0010】図6は触媒加熱ヒータ4のヒータエレメン
ト6を示した図である。そのヒータエレメント6は、図
2および図3にも示したように、例えば10枚の帯板よ
りなり、各々の帯板は板厚が1mm、板幅が13mmの鉄ク
ロム系電気抵抗金属により形成されている。そして、各
々のヒータエレメント6は、例えば15mm間隔となるよ
うにヒータボディ5内に保持されている。各々のヒータ
エレメント6の両端部には、固定手段7が挿通する挿通
穴9を有する取付片10が形成されている。両側の取付
片10の中央部側の端部は、ヒータエレメント6の中央
部の板厚方向が排気ガスの流れ方向に直交するように、
すなわち、ヒータエレメント6の中央部の幅方向が排気
ガスの流れ方向と同一方向となるように、約90°捩じ
曲げられている。これらの捩じ曲げられた部分を連結す
る平板部11の下流側の先端面は、ヒータボディ5の触
媒コンバータ3側の端面より触媒コンバータ3に接近す
る方向に突出している。
【0011】固定手段7は、図4に示したように、ヒー
タボディ5に形成された円孔8内に嵌め込まれる円筒状
でSUS製のボス12と、このボス12の内周に嵌め合
わされた円筒状でセラミック製のインシュレータ(ブッ
シング)13と、このインシュレータ13内およびヒー
タエレメント6の挿通穴9内を貫通するSUS製のボル
ト14と、このボルト14に螺合するSUS製のナット
15とを備えている。ボス部12の一端部には、ヒータ
ボディ5の内周面に係合するフランジ部16が形成され
ている。また、図2において図示上側の左端に取り付け
られるボルト14、および図2において図示下側の右端
に取り付けられるボルト14は、複数のヒータエレメン
ト6への通電制御回路(図示せず)と接続する配線を取
り付けるために他のボルト14よりおねじ部の寸法が長
く形成されている。
【0012】そして、この実施例では、図4に示したよ
うに、ボルト14の六角部(図示せず)とナット15と
を締め付けることによって、ヒータエレメント6の取付
片10、SUS製のワッシャ17、マイカ製のインシュ
レータワッシャ18、ボス12のフランジ部16、ヒー
タボディ5、マイカ製のインシュレータワッシャ19お
よびSUS製のスプリングワッシャ20等が締め付けら
れるため、各々のヒータエレメント6がヒータボディ5
の内周側に独立して固定される。なお、隣設した円孔8
を用いてヒータボディ5の内周側に固定される2つのヒ
ータエレメント6の取付片10同士は、SUS製のショ
ートプレート21により電気的に接続されている。この
ため、10枚のヒータエレメント6は、直列に電気的に
接続されている。
【0013】〔実施例の作用〕つぎに、この実施例に用
いた排気浄化装置1の作動を図1ないし図6に基づき説
明する。内燃機関が始動されると、通電制御回路により
複数のヒータエレメント6が通電されることによって、
複数のヒータエレメント6が急速に昇温していく。な
お、複数のヒータエレメント6の平板部11の下流側の
先端面が、ヒータボディ5の触媒コンバータ3側の端面
より触媒コンバータ3側に接近しているので熱効率が向
上する。このため、複数のヒータエレメント6の輻射熱
により触媒コンバータ3が効率良く加熱されるため、仮
に内燃機関の冷間始動時であっても触媒コンバータ3が
例えば350℃以上の温度に急速に昇温することによっ
て触媒が十分な活性状態となる。一方、内燃機関の作動
により、排気路を通って排気ガスがハウジング2内に流
入する。ハウジング2内に流入した排気ガスは、ヒータ
ボディ5内を通過する際に、複数のヒータエレメント6
により排気路が狭められて圧力損失を伴う。
【0014】ところが、この実施例では、各々のヒータ
エレメント6の両側の取付片10の中央部側の端部が約
90°捩じ曲げられている。よって、ヒータエレメント
6の中央部の幅方向が排気ガスの流れ方向と同一方向と
なるように、ヒータボディ5の内周側に設置されてい
る。このため、ヒータエレメント6の中央部の板厚方向
が排気ガスの流れ方向に直交することによって、排気ガ
スの圧力損失は小さいものとなる。そして、ヒータボデ
ィ5を通過した排気ガスは、触媒コンバータ3の通気孔
内に流入し、触媒コンバータ3の通気孔を通過する際に
浄化される。
【0015】〔実施例の効果〕以上のように、この排気
浄化装置1の触媒加熱ヒータ4は、複数のヒータエレメ
ント6の平板部11の下流側の先端面と触媒コンバータ
3との距離が極めて接近しているので熱効率が優れる。
そして、複数のヒータエレメント6により消費される電
力は、ヒータエレメント6の個数を増減することにより
容易に調整することができる。また、各々のヒータエレ
メント6が帯板状に形成されており、各々のヒータエレ
メント6がそれぞれ固定手段7により独立してヒータボ
ディ5の内周側に固定されているので、触媒加熱ヒータ
4の取付箇所が高温下のハウジング2内であっても固定
手段7のヒータエレメント6の保持力が弱まることはな
いため、触媒加熱ヒータ4の耐久性を向上することがで
きる。さらに、ヒータエレメント6の体格が大きくなっ
てもヒータエレメント6自身の振動を容易に抑えること
ができる。よって、各々のヒータエレメント6の固定手
段7において集中応力が発生せず、ヒータエレメント6
の断線を防止できるので、ヒータエレメント6の大型化
を図ることができる。
【0016】〔変形例〕本実施例では、本発明を排気浄
化装置の触媒加熱ヒータに用いたが、近設された被加熱
物を加熱する電気ヒータや、枠体内を通過する流体(吸
気等)を加熱する電気ヒータに用いても良い。本実施例
では、ヒータボディ(枠体)を円環状に形成したが、枠
体をどの様な形状に形成しても良い。本実施例では、1
0個のヒータエレメントを直列に接続したが、並列に接
続しても良い。
【0017】
【発明の効果】本発明は、枠体および複数のヒータエレ
メントの取付箇所が高温下であっても耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を適用した排気浄化装置を示
した断面図である。
【図2】本発明の一実施例にかかる排気浄化装置の触媒
加熱ヒータを示した正面図である。
【図3】本発明の一実施例を適用した排気浄化装置の触
媒加熱ヒータを示した側面図である。
【図4】本発明の一実施例にかかる触媒加熱ヒータのヒ
ータボディとヒータエレメントとの組付構造を示した断
面図である。
【図5】本発明の一実施例にかかる触媒加熱ヒータのヒ
ータボディを示した正面図である。
【図6】本発明の一実施例にかかる触媒加熱ヒータのヒ
ータエレメントを示した正面図である。
【図7】先行の技術として用いた触媒加熱ヒータを示し
た断面図である。
【符号の説明】
1 排気浄化装置 3 触媒コンバータ 4 触媒加熱ヒータ 5 ヒータボディ(枠体) 6 ヒータエレメント

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部を流体が流れる枠体と、この枠体内
    において流体の流れ方向に直交する方向に列設され、各
    々が独立して前記枠体に保持された複数のヒータエレメ
    ントとを備えた電気ヒータ。
  2. 【請求項2】 各々のヒータエレメントは、帯板状の電
    気抵抗金属体よりなることを特徴とする請求項1に記載
    の電気ヒータ。
  3. 【請求項3】 各々のヒータエレメントの両端部は、前
    記枠体の内周面にそれぞれ締結により固定されており、 各々のヒータエレメントの他部は、前記枠体の端面より
    被加熱物側に突出していることを特徴とする請求項2に
    記載の電気ヒータ。
  4. 【請求項4】 前記被加熱物は、前記複数のヒータエレ
    メントの近傍に配され、内燃機関の排気ガスを浄化する
    触媒コンバータであることを特徴とする請求項3に記載
    の電気ヒータ。
  5. 【請求項5】 各々のヒータエレメントは、前記枠体内
    を通過する流体の流れ方向に対して各々のヒータエレメ
    ントの幅方向が平行方向となるように配されていること
    を特徴とする請求項1に記載の電気ヒータ。
JP4100792A 1992-04-21 1992-04-21 電気ヒータ Pending JPH05296032A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5800789A (en) * 1995-04-18 1998-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalyst achieving smaller power consumption
CN107152327A (zh) * 2016-03-03 2017-09-12 埃贝斯佩歇排气技术有限责任两合公司 排气设备、特别是用于车辆内燃机的排气设备
EP3214284A3 (de) * 2016-03-03 2017-11-15 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasanlage, insbesondere für eine brennkraftmaschine eines fahrzeugs
DE102021211207A1 (de) 2021-10-05 2023-04-06 Vitesco Technologies GmbH Elektrische Durchführung zur elektrischen Kontaktierung eines Heizleiters

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