JPH06341316A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガス浄化装置

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JPH06341316A
JPH06341316A JP5132104A JP13210493A JPH06341316A JP H06341316 A JPH06341316 A JP H06341316A JP 5132104 A JP5132104 A JP 5132104A JP 13210493 A JP13210493 A JP 13210493A JP H06341316 A JPH06341316 A JP H06341316A
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JP
Japan
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outer cylinder
center electrode
electrode
catalyst
seat
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Withdrawn
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JP5132104A
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English (en)
Inventor
Masakatsu Sanada
昌克 真田
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Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH06341316A publication Critical patent/JPH06341316A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/2026Periodically 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
    • YGENERAL 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中心電極1の周りに金属箔2、3を巻回して
ハニカム状担体4を形成して外筒5に内接するように装
着すると共に、中心電極1を外筒5を貫通して外側に突
出させ、中心電極1の突出部と外筒5との間で通電を行
うことにより触媒を加熱するようにした、内燃機関の排
気ガス浄化装置において、中心電極1と外筒5との温度
差による熱応力に対し、十分な耐久性を持たせることを
目的とする。 【構成】 中心電極1の突出部にかさ部11を設け、こ
のかさ部11と外筒5との間を中心電極1の軸方向に圧
縮可能に結合した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の排気ガス通
路に設置される触媒を具備した内燃機関の排気ガス浄化
装置に関し、特に、中心電極の周りに金属箔を巻回し、
他方の電極を構成する外筒に内接するように収容・装着
すると共に、中心電極を外筒を貫通して外側に突出さ
せ、中心電極の突出部と外筒との間で通電を行うことに
より触媒を加熱するようにした、触媒を備えた内燃機関
の排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の排気ガスを浄化するために用い
られる触媒は、その触媒作用を充分に発揮させるために
は所定温度以上に昇温していることが必要である。この
ため、エンジンの始動時のように、排気ガスの温度が低
く触媒が充分に加熱されないような運転条件では、触媒
に通電することにより積極的に加熱することが行われて
いる。
【0003】特表平3−504405号公報には、この
種の通電加熱式触媒において、中心電極(リード線)を
触媒担体から軸線方向に引き出し、その先端を外筒より
外側に突き出し、外筒の外部においてこの中心電極を電
源に接続させるようにした構造が開示されている。ま
た、特開平4−241716号公報には、ハニカムヒー
タを保持・収容する外筒と電源供給のための電極との間
の絶縁性や気密性を保つために、絶縁碍子やガスシール
部材を用いた構造が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特表平3−50440
5号公報に記載のように、中心電極の先端が外筒より外
側に突き出している構造のものでは、中心電極の外筒貫
通部分に絶縁部材を具備する電極座が設けられ、外筒と
中心電極との電気的短絡を避けるように中心電極が外筒
に堅固に固定支持されているが、排気ガスにさらされる
棒状の中心電極と外気にさらされる外筒との温度差は大
きく、熱応力が電極座内部の電極棒と絶縁部材との間、
この絶縁部材と電極座との間、この電極座と外筒との間
の各々の接合部にせん断応力や曲げ応力が作用し、これ
らの接合部に亀裂ないし破壊を生ずることがある。
【0005】また、特開平4−241716号公報に記
載のように、電極と外筒との間に絶縁碍子やガスシール
部材をを用いたものでも、電極と外筒との間の温度差に
よる熱応力に十分対応することができない。そこで、本
発明は、中心電極の先端を外筒によって支持する通電加
熱式触媒を備えた排気ガス浄化装置において、中心電極
と外筒との温度差による熱応力に対し、十分な耐久性を
持たせることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため本発明によれば、中心電極の周りに金属箔を巻回し
てハニカム状担体を形成すると共に、該担体を他方の電
極を構成する外筒に内接するように収容・装着すると共
に、前記中心電極を前記外筒を貫通して外側に突出さ
せ、中心電極の該突出部と外筒との間で通電を行うこと
により触媒を加熱するようにした、触媒を備えた内燃機
関の排気ガス浄化装置において、中心電極の前記突出部
にかさ部を設け、該かさ部と外筒との間を中心電極の軸
方向に伸縮可能に結合したことを特徴とする、触媒を具
備した内燃機関の排気ガス浄化装置が提供される。
【0007】
【作用】本発明では、中心電極の突出部にかさ部を設
け、このかさ部と外筒との間を中心電極の軸方向に伸縮
可能に結合したので、中心電極の熱応力は主としてこの
かさ部と外筒との間の圧縮結合部で吸収され、ハニカム
状担体或いは外筒に熱応力によるせん断や曲げが作用す
ることはなく、耐久性を確保することができる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明による触
媒の各実施例を説明する。図1は本発明の第1実施例に
係る、通電加熱式触媒を具備した内燃機関の排気ガス浄
化装置の断面図であり、図2は図1の要部の拡大図であ
る。通電加熱式触媒は、その中心に配された中心電極1
の周りに、帯状の金属波箔2と金属平箔3とを交互に重
ねて渦巻き状に巻き付けたものであり、円盤状(或いは
円筒状)であると共に、波箔2と平箔3との間に形成さ
れる多数の通路をもったハニカム担体4に形成される。
【0009】ハニカム担体4は、金属で形成された円筒
状の外筒5に収容されると共に、その外周が他方の電極
を構成する外筒5の内面に接合される。波箔2及び平箔
3は、中心電極1に接合される部分及び外筒5に接合さ
れる外周部分を除き、一般にそれらの表面が酸化処理さ
れていて、互いに絶縁されているので、渦巻き状に巻回
された波箔2及び平箔3より成るハニカム担体4は、中
心電極1と外筒5に導通可能に取付られた電極(アース
電極)6との間に電圧を印加することにより、渦巻き状
の電路を形成し、これが発熱体となって、触媒の活性化
させる。
【0010】このハニカム担体4は、図示のように、排
気ガスが矢印A方向に中心電極1と略平行に流れるよう
にエンジンの排気ガス通路に設置される。中心電極1
は、ハニカム担体4の中心部から排気ガスの流れAに関
し上流方向に延び(1a)、途中で約90°上方へ曲が
り(1b)、更に延びて(1c)その先端部は円筒状の
電極座7に保持され、外筒5に形成された電極挿通穴8
を通って外筒5の半径方向外方に突出する。電極座7の
内部は、詳細には示していないが、棒状電極1がこの電
極座7のほぼ中心を上方に貫通しており、内部では碍子
やセラミック等の絶縁材を用いて絶縁し且つ固定的に保
持されている。
【0011】電極座7が貫通する外筒5の部分は、内側
から打ち抜かれ電極貫通穴8を形成していると共に、上
方へ延びた円筒部9と、この円筒部9の上端より更に外
側に圧延展開されて約120°下方に傾斜するようにか
さ部10が形成されている。電極貫通穴8内に収容され
ている円筒状の電極座7の側面には、フランジ状のつば
部11が形成されている。
【0012】そして、外筒5側のかさ部10と電極座7
のつば部11との間が全周にわたり、圧縮結合部を形成
している溶接ビード12で気密に結合されている。した
がって、電極座7の外周面13と外筒5の円筒部9の内
面14とは、互いに軸方向への歪みを許容するスライド
面を形成する。中心電極1、外筒5及び電極座7(或い
は図示しない電極座7内部の絶縁材)等は排気ガスの温
度等の影響を受けて熱膨張を引き起こすが、これらの熱
膨張による歪みは溶接ビード12の半径方向の変位によ
り吸収される。即ち、溶接ビード12はせん断応力によ
り、圧縮圧力が強く伸縮可能な部材である。又図2に詳
細に示すように、外筒5側のかさ部10は約120°下
方に傾斜するように圧延展開されているので、溶接ビー
ド12の半径方向の変位によりスライド面13、14間
の軸方向き相対的な変位を許容する。これにより、中心
電極1、外筒5及び電極座7の熱膨張により応力が吸収
され、電極座7の周辺の接合部の亀裂や破壊等を防止す
ることができる。
【0013】図3は本発明の第2実施例を示すもので、
図2に対応する図である。この実施例では、第1実施例
の溶接ビード12に代えて、外筒5側のかさ部10と電
極座7のつば部11との間を全周にわたり、伸縮結合部
である、断面が波状の弾性部材20で連結するものであ
り、この弾性部材20の上端及び下端は全周が溶接ビー
ド21、22によりそれぞれ電極座7のつば部11、外
筒5側のかさ部10に気密に結合されている。他の構造
は第1実施例と同様である。
【0014】この第2実施例においても、断面が波状の
弾性部材20が上下に撓みうることにより、第1実施例
と同様、スライド面13、14間の軸方向の相対的な変
位を許容し、中心電極1、外筒5及び電極座7の熱膨張
により応力が吸収され、電極座7の周辺の接合部の亀裂
や破壊等を防止することができる。図4は通電加熱式触
媒を具備した内燃機関の排気ガス浄化装置の従来例であ
り、電極座31は外筒3に強固に剛性結合されている。
即ち、中心電極7は図示しない絶縁部材を介して電極座
31にナット32によって強固に剛性連接されている。
このような構造では、剛性結合の構造では、前述のよう
に、排気ガスにさらされる中心電極1と外気にさらされ
る外筒5との温度差による熱応力により、電極座31の
周りの接合部にせん断応力や曲げ応力が作用し、これら
の接合部に亀裂等を生ずる恐れがある。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中心電極の外筒への突出部にかさ部を設け、このかさ部
と外筒との間を中心電極の軸方向に伸縮可能に結合した
ので、中心電極の熱応力は主としてこのかさ部と外筒と
の間の伸縮結合部で吸収され、ハニカム状担体或いは外
筒に熱応力によるせん断や曲げが作用することはない。
よって、従来技術の場合のように、電極座の周囲の固着
部又は接合部に亀裂等の損傷を与えることはなく、耐久
性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る、通電加熱式触媒を
具備した内燃機関の排気ガス浄化装置の断面図である。
【図2】図1の要部の拡大図である。
【図3】本発明の第1実施例に係る、通電加熱式触媒を
具備した排気ガス浄化装置の要部を示す図である。
【図4】中心電極を外筒に支持させた一般的な通電加熱
式触媒の断面図である。
【符号の説明】
1…中心電極 2…波箔 3…平箔 4…ハニカム触媒担体 5…外筒 6…電極 7…電極座 8…電極座貫通穴 9…円筒部 10…かさ部 11…つば部 12…溶接ビード(圧縮結合部) 13、14…スライド部 20…弾性部材(圧縮結合部) 21、22…溶接ビード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/28 ZAB 311 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心電極の周りに金属箔を巻回してハニ
    カム状担体を形成すると共に、該担体を他方の電極を構
    成する外筒に内接するように収容・装着すると共に、前
    記中心電極を前記外筒を貫通して外側に突出させ、中心
    電極の該突出部と外筒との間で通電を行うことにより触
    媒を加熱するようにした、触媒を備えた内燃機関の排気
    ガス浄化装置において、 中心電極の前記突出部にかさ部を設け、該かさ部と外筒
    との間を中心電極の軸方向に伸縮可能に結合したことを
    特徴とする、触媒を具備した内燃機関の排気ガス浄化装
    置。
JP5132104A 1993-06-02 1993-06-02 内燃機関の排気ガス浄化装置 Withdrawn JPH06341316A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020074692A1 (de) * 2018-10-11 2020-04-16 Vitesco Technologies GmbH Vorrichtung zur abgasbehandlung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020074692A1 (de) * 2018-10-11 2020-04-16 Vitesco Technologies GmbH Vorrichtung zur abgasbehandlung
CN112805458A (zh) * 2018-10-11 2021-05-14 纬湃技术有限公司 用于排气处理的装置
US11498028B2 (en) 2018-10-11 2022-11-15 Vitesco Technologies GmbH Device for treating exhaust gases

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