JPH07328453A - Self heating type honeycomb convertor - Google Patents

Self heating type honeycomb convertor

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JPH07328453A
JPH07328453A JP6133126A JP13312694A JPH07328453A JP H07328453 A JPH07328453 A JP H07328453A JP 6133126 A JP6133126 A JP 6133126A JP 13312694 A JP13312694 A JP 13312694A JP H07328453 A JPH07328453 A JP H07328453A
Authority
JP
Japan
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honeycomb
honeycomb carrier
self
heat insulating
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP6133126A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirosane Aoki
宏真 青木
Kinji Houhei
欣二 宝平
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07328453A publication Critical patent/JPH07328453A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain both of high resistance and low thermal capacity of a honeycomb carrier and to sufficiently raise temp. of the catalyst with a small electric power in a short time to activate a catalyst. CONSTITUTION:This honeycomb convertor is a self-heating type to be disposed in the route of exhaust gas from an engine. The honeycomb carrier 1 which carries the catalyst material consists of a flat plate and a wavy plate and has slits 2a, 3a as apertures in at least a part of these plates. A heat insulating supporting material 21 comprising a heat-resistant inorg. fiber material is inserted between the honeycomb carrier 1 to be energized and an outer cylinder which houses the honeycomb carrier 1. The honeycomb carrier and the heat insulating supporting material are arranged in such a manner that the position of the ends 21a, 21b of the material 21 as the start and finish points for rolling coincides with the position of the end of the flat plate or the wavy plate as the finish point of rolling, namely a projecting end 22 of the outermost layer of the honeycomb carrier 1. These points are deviated in the circumference direction. This prevents such a problem that the projecting end 22 is out of the space between the edges 21a, 21b and causes short circuit with the outer cylinder.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の排気浄化装
置としての触媒コンバータに係り、特に触媒作用を行な
う物質の活性化を促進するために、触媒担体自体が発熱
するようにした自己発熱型ハニカムコンバータに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic converter as an exhaust gas purifying device for automobiles, and more particularly to self-heating the catalyst carrier itself to generate heat in order to accelerate activation of a substance that performs a catalytic action. Type honeycomb converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば自動車用エンジンの排気経
路内に触媒コンバータを介在させて、排ガス中に含まれ
ているCO,HCおよびNOx等の有害成分を無害な気
体あるいは水に変換することが行われている。しかしな
がら、単に触媒コンバータのみを用いた場合、エンジン
の始動初期の排ガスの温度が低い状態では、触媒物質が
活性化されないために排気ガスが浄化されにくいという
問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a catalytic converter is interposed in an exhaust path of an automobile engine to convert harmful components such as CO, HC and NOx contained in exhaust gas into harmless gas or water. Has been done. However, when only the catalytic converter is used, there is a problem that the exhaust gas is hard to be purified because the catalytic substance is not activated when the temperature of the exhaust gas is low at the initial stage of engine startup.

【0003】このため米国特許第3770389号およ
び特開平2−223622号公報に記載されたもので
は、触媒コンバータにおいて触媒が担持されているハニ
カム担体に対して、別体の自己発熱型ハニカムフィルタ
に触媒が担持された自己発熱型ハニカム担体からなる触
媒コンバータを付設することにより、この自己発熱型ハ
ニカム担体に通電加熱して触媒物質の活性化を図る手段
が提案されている。
Therefore, in US Pat. No. 3,770,389 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-223622, the catalyst is supported in a separate self-heating type honeycomb filter with respect to the honeycomb carrier on which the catalyst is carried in the catalytic converter. There has been proposed a means for activating the catalyst substance by electrically heating this self-heating type honeycomb carrier by attaching a catalytic converter made of a self-heating type honeycomb carrier supporting the above.

【0004】これらの自己発熱型ハニカム担体は、波形
の凹凸が連続的に折曲形成されて帯状をなす金属製の波
板と、平坦な帯状をなす金属製の平板とを交互に重ね合
わせて、巻回もしくは積層して形成されたものである。
そして、この自己発熱型ハニカム担体を用いた触媒コン
バータを加熱する場合には、ハニカム担体の中心と外側
面にそれぞれ電極を設けて、中心部から外側面に向かっ
て電流を流すことによってハニカム担体自体を発熱さ
せ、それによってハニカム担体に担持された触媒物質を
活性化させる。
In these self-heating type honeycomb carriers, corrugated metal plates in the form of strips formed by continuously bending corrugations and flat metal plates in the form of flat strips are alternately stacked. It is formed by winding or laminating.
When heating a catalytic converter using this self-heating type honeycomb carrier, electrodes are provided on the center and the outer surface of the honeycomb carrier, and a current is passed from the central portion toward the outer surface of the honeycomb carrier itself. To generate heat, thereby activating the catalyst substance supported on the honeycomb carrier.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
己発熱型のハニカム担体では、金属製のハニカム担体自
体に通電して発熱、昇温させるために、金属製の薄い波
板と平板に所定の抵抗値を持たせる必要があるので、中
心電極から外側面に向かって電流を流す自己発熱型ハニ
カム担体の場合には、帯状の波板材と平板材を十分に長
く取り、抵抗値を確保する必要がある。
However, in such a self-heating type honeycomb carrier, a thin metal corrugated plate and a flat plate are formed on a metal thin corrugated plate in order to heat and raise the temperature by energizing the metallic honeycomb carrier itself. Therefore, in the case of a self-heating type honeycomb carrier in which a current flows from the center electrode to the outer surface, the band-shaped corrugated sheet material and the flat sheet material should be long enough to secure the resistance value. There is a need.

【0006】ところが、このような従来のハニカム担体
では、上記のように金属箔を長くとる必要があるため、
ハニカム担体自体の熱容量が増大し、それによって通電
時の昇温速度が極めて遅くなって、大電流を投入しなけ
れば高い浄化性能が得られないという問題が生じる。
However, in such a conventional honeycomb carrier, since it is necessary to lengthen the metal foil as described above,
Since the heat capacity of the honeycomb carrier itself increases, the rate of temperature rise during energization becomes extremely slow, and there arises a problem that high purification performance cannot be obtained unless a large current is applied.

【0007】また、エンジンの振動に対して十分な強度
を得るためには、波板材と平板材との触媒部分が機械的
に接合されていることが望ましいが、電気的に絶縁状態
を保ちながら機械的に接合することは非常に困難であ
る。特に中心電極から外側面に向かって電流を流す場合
は、端面を溶接によって接合してしまうと抵抗値を全く
得ることができなくなる。さらには、電気的絶縁を保つ
必要上、ハニカム担体の端面を簡単に溶接することがで
きないため、ハニカム担体に十分な強度を与えることが
非常に困難になる。
Further, in order to obtain a sufficient strength against vibration of the engine, it is desirable that the catalyst portions of the corrugated sheet material and the flat sheet material are mechanically joined, but while maintaining an electrically insulated state. Mechanical joining is very difficult. In particular, when a current is passed from the center electrode toward the outer surface, if the end surfaces are joined by welding, the resistance value cannot be obtained at all. Further, since it is not possible to easily weld the end faces of the honeycomb carrier because it is necessary to maintain electrical insulation, it becomes very difficult to give the honeycomb carrier sufficient strength.

【0008】更に、従来の触媒コンバータでは、ハニカ
ム担体に通電して昇温させた際に、波板および平板を構
成する金属箔内で発生した熱は、熱伝導によって自己発
熱型ハニカム担体内の全体に拡がり、外周面の電極を伝
って触媒コンバータの外部へ逃げてしまうため、担体の
一部を触媒物質の活性化温度まで昇温させることにさえ
非常に長い時間を要してしまうという問題があった。以
上の理由から、ハニカム担体における抵抗値の確保と熱
容量の低減を両立させることは非常に困難であった。
Further, in the conventional catalytic converter, the heat generated in the metal foil forming the corrugated plate and the flat plate when the temperature is increased by energizing the honeycomb carrier is generated by heat conduction in the self-heating type honeycomb carrier. Since it spreads over the entire surface and escapes to the outside of the catalytic converter along the electrodes on the outer peripheral surface, it takes a very long time to even raise a part of the carrier to the activation temperature of the catalytic substance. was there. For the above reasons, it has been extremely difficult to satisfy both the securing of the resistance value and the reduction of the heat capacity in the honeycomb carrier.

【0009】本発明は、上記のような従来技術における
問題点に鑑み、ハニカム担体の高抵抗化と低熱容量化と
を両立させ、熱伝導が少なくて耐久性があり、短時間内
にわずかな電力によって十分な温度まで昇温させること
が可能な自己発熱型ハニカムコンバータを提供すること
を目的としている。
In view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention achieves both high resistance and low heat capacity of the honeycomb carrier, low heat conduction and durability, and a slight amount within a short time. It is an object of the present invention to provide a self-heating type honeycomb converter that can raise the temperature to a sufficient temperature by electric power.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、エンジンの排気経路中に配置されて排ガ
スを浄化する自己発熱型のハニカムコンバータにおい
て、触媒物質を担持しているハニカム担体が平板と波板
とから構成されており、前記平板および/または波板に
は少なくとも一部に開口としてのスリット部が形成され
ているとともに、前記ハニカム担体とそれを収容してい
る外筒の内周面との間には耐熱性の無機繊維材料からな
る断熱保持材が介挿されており、前記断熱保持材によっ
て前記ハニカム担体を被覆する際に、前記断熱保持材の
巻回の始点および終点となる端縁の位置と、前記ハニカ
ム担体の最外層の平板もしくは波板の巻回の終点となる
端縁の位置とが一致しないように、それらの位置を相互
に周方向にずらせたことを特徴とする自己発熱型ハニカ
ムコンバータを提供するものである。
To achieve this object, the present invention relates to a self-heating type honeycomb converter arranged in an exhaust path of an engine for purifying exhaust gas, the honeycomb carrying a catalytic substance. The carrier is composed of a flat plate and a corrugated plate, and the flat plate and / or the corrugated plate has a slit portion as an opening formed in at least a part thereof, and the honeycomb carrier and an outer cylinder containing the same A heat insulating holding material made of a heat-resistant inorganic fiber material is interposed between the inner peripheral surface of the heat insulating holding material and the starting point of winding of the heat insulating holding material when coating the honeycomb carrier with the heat insulating holding material. And the positions of the end edges which are the end points and the positions of the end edges which are the end points of the winding of the flat plate or the corrugated plate of the outermost layer of the honeycomb carrier do not coincide with each other, and these positions are shifted in the circumferential direction from each other. There is provided a self-heating type honeycomb converter, wherein the door.

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば、触媒物質のためのハニカム担
体を構成する平板または波板にスリット部を設けたこと
により、従来のものに比較して高い電気抵抗を有する平
板または波板を容易に得ることができる。そのため、従
来の如く、平板や波板に長い材料を必要としないので、
ハニカム担体の熱容量を極めて小さくすることができ、
低電力で短時間に昇温可能である。この構造によれば、
ハニカムの軸方向に通電することが可能となるため、熱
容量の大きな中心電極を省略でき、その結果、更なる低
熱容量化が実現できる。
According to the present invention, by providing the flat plate or corrugated plate constituting the honeycomb carrier for the catalytic substance with the slit portion, it is possible to easily form the flat plate or corrugated plate having a higher electric resistance than the conventional one. Can be obtained. Therefore, unlike conventional products, long materials are not required for flat plates and corrugated plates.
The heat capacity of the honeycomb carrier can be made extremely small,
The temperature can be raised in a short time with low power. According to this structure,
Since it becomes possible to conduct electricity in the axial direction of the honeycomb, the center electrode having a large heat capacity can be omitted, and as a result, a further lower heat capacity can be realized.

【0012】また、ハニカム担体を構成する平板および
波板は、スリット部によって軸方向の熱伝導が極めて小
さくなり、外周部を被覆する断熱保持材によって外部へ
の放熱も微少に抑えられるため、昇温時の熱を触媒コン
バータ内に蓄熱させて昇温速度を高めることができる。
そのため、投入電力はこの蓄熱効果によっても少なくて
すむ。
Further, in the flat plate and the corrugated plate constituting the honeycomb carrier, the heat conduction in the axial direction is extremely small due to the slit portion, and the heat radiation to the outside is suppressed to a small extent by the heat insulating holding material covering the outer peripheral portion. The heat at the time of warming can be stored in the catalytic converter to increase the temperature rising rate.
Therefore, the input power can be small due to this heat storage effect.

【0013】断熱保持材は、外筒に対するハニカム担体
の電気的絶縁性の確保の他に、未処理ガスの吹抜けを防
ぐ働きも担っており、断熱保持材の巻始めと巻終わりの
端縁の位置と、ハニカムを構成する箔材の巻終わりの位
置とを周方向にずらして組み付けることにより、ハニカ
ムが外筒と短絡することを防ぎ、また、ストッパを組み
付けたことにより断熱保持材の破損・吹抜けを防止する
ことが可能になり、未処理ガスの排出がなく、高い信頼
性を実現することができる。
The heat insulating retainer has a function of preventing blow-through of untreated gas in addition to ensuring the electrical insulation of the honeycomb carrier with respect to the outer cylinder. By offsetting the position and the winding end position of the foil material that constitutes the honeycomb in the circumferential direction, it is possible to prevent the honeycomb from short-circuiting with the outer cylinder, and by installing the stopper, damage to the heat insulating holding material It is possible to prevent blow-through, discharge of untreated gas, and high reliability can be realized.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明を実施することによって、耐久性
に優れるとともに、低電力にて始動直後から排ガスの浄
化機能が発揮される自己発熱型のハニカムコンバータを
提供することかできる。
By implementing the present invention, it is possible to provide a self-heating type honeycomb converter which is excellent in durability and exhibits a function of purifying exhaust gas immediately after starting with low power.

【0015】[0015]

【実施例】以下本発明の実施例を添付の図面を用いて詳
細に説明する。図1は、本発明の自己発熱型ハニカムコ
ンバータに使用される、触媒を担持させた自己発熱型ハ
ニカム担体の模式図を示す。実施例における自己発熱型
ハニカム担体1は、軸方向に、電流の流入部である下流
側端部1aと、電流の流出部である上流側端部1bを除
いた部分に多数のスリット部が形成された平板2と波板
3とを重ね合わせて、渦巻き状に巻回したものである。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of a catalyst-supporting self-heating honeycomb carrier used in the self-heating honeycomb converter of the present invention. In the self-heating honeycomb carrier 1 of the example, a large number of slits are formed in the axial direction except the downstream end 1a which is a current inflow portion and the upstream end 1b which is a current outflow portion. The flat plate 2 and the corrugated plate 3 are overlapped and wound in a spiral shape.

【0016】また、この自己発熱型ハニカム担体1に
は、上流側端部1bと下流側端部1aとの間に電流を流
す(通電する)ことができるように、下流側端部1aに
は、電源4とスイッチ5からなる電源手段が設けられる
とともに、上流側端部1bがアースされている。図2
は、本発明の実施例におけるハニカム担体1を構成する
平板2に形成された第1スリット部2aの形状を詳細に
示す正面図である。
In the self-heating type honeycomb carrier 1, the downstream end 1a is provided so that an electric current can be passed between the upstream end 1b and the downstream end 1a. A power supply means including a power supply 4 and a switch 5 is provided, and the upstream end 1b is grounded. Figure 2
[Fig. 4] is a front view showing in detail the shape of the first slit portion 2a formed on the flat plate 2 constituting the honeycomb carrier 1 in the example of the present invention.

【0017】この実施例における第1スリット部2a
は、幅l1 の上流側端部1bと幅l2の下流側端部1a
とを除いた幅l3 の中間の部分に形成される。そして、
長い対角線をa、短い対角線をbとする略菱形の開口部
6が、隣接する開口部6に対して対角線aの長さの約1
/2だけ互いにずれた位置関係に複数個配列して形成さ
れる。略菱形のスリット部は、プレスによる打ち抜き加
工や、箔材の長手方向に切込みを設けた後に、その切込
みに直交する方向に箔材を伸開させることによって製作
可能である。また、このようなメッシュの加工方法とし
て一般的に知られている、波型の刃具を交互に半ピッチ
ずつ移動させながら開口部を切断、伸開する方法によっ
ても製作可能なことは言うまでもない。
The first slit portion 2a in this embodiment
The downstream-side end portion 1a of the upstream end portion 1b and the width l 2 of width l 1
It is formed in the middle part of the width l 3 excluding and. And
A substantially rhombic opening 6 having a long diagonal line as a and a short diagonal line as b has a length of the diagonal line a of about 1 with respect to an adjacent opening 6.
It is formed by arranging a plurality of pieces in a positional relationship shifted from each other by / 2. The substantially rhombic slit portion can be manufactured by punching with a press or by making a cut in the longitudinal direction of the foil material and then expanding the foil material in a direction orthogonal to the cut. Needless to say, it can be manufactured by a method generally known as a method of processing such a mesh, in which the corrugated cutting tool is alternately moved by half pitch to cut and open the opening.

【0018】ただし、開口部の形状は略菱形に限定され
るものではなく、図3に示したような箔材長手方向に伸
びる長方形の開口部13、もしくはスリットの角部を滑
らかにした長円形とすることも可能である。これらのス
リット形状はプレスによる打ち抜き加工や、側面に刃具
を配置した円筒状を成すロールを組合せて、この間に箔
材を通すことによって容易に加工することができる。ま
た、図4に示した屈曲した長方形の開口部13aのよう
に、比較的長いスリット部を屈曲させた形状とすれば、
電流経路長を長くとることができるので、高い抵抗値が
必要な場合に特に有効である。
However, the shape of the opening is not limited to a substantially rhombic shape, but a rectangular opening 13 extending in the longitudinal direction of the foil material as shown in FIG. 3 or an oval shape with smooth corners of the slit. It is also possible to These slit shapes can be easily processed by punching with a press or by combining a roll having a cylindrical shape with a cutting tool arranged on the side surface and passing a foil material between them. In addition, if a relatively long slit portion is bent like the bent rectangular opening 13a shown in FIG. 4,
Since the current path length can be increased, it is particularly effective when a high resistance value is required.

【0019】スリット部の寸法や個数は必要な大きさの
電気抵抗と触媒担体の熱容量に応じて自由に選ぶことが
できる。スリット部を配置する場所は、図5に示すよう
に、通過する排ガスの温度が高いハニカム担体の上流側
が好ましい。
The size and number of slits can be freely selected according to the required electric resistance and the heat capacity of the catalyst carrier. As shown in FIG. 5, the location of the slit portion is preferably on the upstream side of the honeycomb carrier where the temperature of the exhaust gas passing therethrough is high.

【0020】この実施例におけるハニカム担体1の具体
的な体格は、直径67mm,長さ78mmであり、また、平
板2および波板3の第1スリット部2aおよび第2スリ
ット部3aは略同一の形状で、図2に示す次の部分の寸
法が各々、l1 =10mm,l 2 =36.5mm,l3 =3
1.5mm,l4 =0.15mm,l5 =6mm,l6 =2mm
としている。 なお、この平板2の材質は、Crが18
〜24wt%,Alが4.5〜5.5wt%,希土類金
属(REM)が0.01〜0.2wt%で、残部がFe
からなるFe−Cr−Al組成よりなり、その板厚は、
t=0.03〜0.05mmの帯状をなしている。
Concrete example of the honeycomb carrier 1 in this embodiment
Its physical size is 67 mm in diameter and 78 mm in length.
First slit portion 2a and second pick-up plate of plate 2 and corrugated plate 3
2a has substantially the same shape, and the size of the next part shown in FIG.
Each law is l1= 10 mm, l 2= 36.5 mm, l3= 3
1.5 mm, lFour= 0.15 mm, lFive= 6 mm, l6= 2 mm
I am trying. The material of the flat plate 2 is Cr 18
~ 24wt%, Al 4.5 ~ 5.5wt%, rare earth gold
The genus (REM) is 0.01 to 0.2 wt% and the balance is Fe
Fe-Cr-Al composition consisting of
It has a band shape of t = 0.03 to 0.05 mm.

【0021】また、波板3もまた、この平板2に形成さ
れた第1スリット部2aと同一形状の第2スリット部3
aが形成され、さらに連続的に凹凸が形成されている。
この実施例では凹凸の高さ1.875mm,長手方向のピ
ッチ3.75mmであるが、高さ1.25、ピッチ2.5
でもよく、本発明はこれらの例示寸法によって限定され
るものではない。
The corrugated plate 3 also has a second slit portion 3 having the same shape as the first slit portion 2a formed on the flat plate 2.
a is formed, and unevenness is continuously formed.
In this embodiment, the height of the irregularities is 1.875 mm and the pitch in the longitudinal direction is 3.75 mm, but the height is 1.25 and the pitch is 2.5.
However, the invention is not limited by these exemplary dimensions.

【0022】次に、実施例の自己発熱型ハニカム担体の
製造方法を説明する。実施例の自己発熱型コンバータに
おけるハニカム担体1は、図6に示すように平板2に形
成された第1スリット部2aに対して波板3の第2スリ
ット部3aが相対向するように、割りピン状の巻き取り
治具7a,7bの間に挟まれて重ね合わせられる。そし
て、この巻き取り治具7a、7bを中心にして所定寸法
まで巻回し、所定寸法まで達したところで、巻き取り治
具7aおよび7bを取外す。
Next, a method of manufacturing the self-heating honeycomb carrier of the embodiment will be described. The honeycomb carrier 1 in the self-heating type converter of the embodiment is divided so that the second slit portion 3a of the corrugated plate 3 faces the first slit portion 2a formed on the flat plate 2 as shown in FIG. It is sandwiched between the pin-shaped winding jigs 7a and 7b and overlapped. Then, the winding jigs 7a and 7b are wound to a predetermined size, and when the predetermined size is reached, the winding jigs 7a and 7b are removed.

【0023】ハニカム担体1が所定寸法まで巻回された
後、平板2と波板3との両端面における接触部分を放電
溶接,レーザ溶接あるいはろう付等によって電気的に短
絡するよう溶接して、平板2と波板3とを接合させる。
After the honeycomb carrier 1 is wound to a predetermined size, the contact portions on both end faces of the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are welded by electrical discharge welding, laser welding or brazing so as to be electrically short-circuited, The flat plate 2 and the corrugated plate 3 are joined.

【0024】更に好ましくは、巻き取り治具7a、7b
を中心に巻回する過程で、平板2と波板3を相互の接触
点においてレーザ溶接、抵抗溶接等の方法によってスポ
ット溶接するとよい。この方法を用いると、ハニカム内
部で箔材を接合することができるため、ハニカムの機械
的強度を高めることが可能であり、しかも、ろう付けの
ような大規模な設備が不要である。加えて溶接位置や範
囲を精度良く制御することができるので、耐熱負荷構造
を比較的容易に実現することができるという利点もあ
る。
More preferably, the winding jigs 7a, 7b
In the process of winding around, the flat plate 2 and the corrugated plate 3 may be spot-welded at a mutual contact point by a method such as laser welding or resistance welding. By using this method, the foil materials can be joined inside the honeycomb, so that the mechanical strength of the honeycomb can be increased, and large-scale equipment such as brazing is unnecessary. In addition, since the welding position and range can be controlled with high accuracy, there is an advantage that the heat resistant load structure can be realized relatively easily.

【0025】接合されたハニカム担体にはγ−Al2
3 を含有したスラリー中に浸漬して含浸させた後に焼成
するというウォッシュコート工程を行う。この工程の前
にハニカム担体を800℃〜1200℃で1〜10時間
加熱して、金属表面にAlの酸化物を析出させる酸化熱
処理を実施し、γ−Al2 3 の箔材に対する密着性を
高めてもよい。その後、触媒金属、例えばPt,Phを
含む水溶液中に含浸して、再度焼成する。これ以外に助
触媒としてCeO2 を担持しても良い。その結果、γ−
Al2 3 と触媒物質とが付着した自己発熱型ハニカム
担体1を得ることができる。
The bonded honeycomb carrier has γ-Al 2 O.
A wash coat process is performed in which the slurry containing 3 is dipped in the slurry to be impregnated and then baked. Before this step, the honeycomb carrier is heated at 800 ° C. to 1200 ° C. for 1 to 10 hours to perform an oxidation heat treatment for precipitating an oxide of Al on the metal surface, and adhesion of γ-Al 2 O 3 to the foil material. May be increased. Then, it is impregnated in an aqueous solution containing a catalytic metal, such as Pt and Ph, and fired again. Alternatively, CeO 2 may be supported as a cocatalyst. As a result, γ-
It is possible to obtain the self-heating type honeycomb carrier 1 in which Al 2 O 3 and the catalyst substance are attached.

【0026】次に上記自己発熱型ハニカム担体1のケー
シングについて説明する。このケーシングによって、実
施例の自己発熱型ハニカム担体1は自動車の排気経路中
に装着される。このようにして製作した自己発熱型ハニ
カム担体1を排気経路中に取り付けた構成図を図7に示
す。
Next, the casing of the self-heating type honeycomb carrier 1 will be described. With this casing, the self-heating type honeycomb carrier 1 of the embodiment is mounted in the exhaust path of the automobile. FIG. 7 shows a configuration diagram in which the self-heating type honeycomb carrier 1 thus manufactured is attached in the exhaust path.

【0027】図7に示す如く、ハニカム上流側端部1b
および下流側端部1a部分にはステンレス製の上流側リ
ング8と下流側リング9がそれぞれ接合される。これら
のリングはハニカムを支持するとともに、通電時の電流
供給路としても機能する。接合方法はレーザ溶接、ろう
付などが適用できる。そして、上流側リング8には、排
気マニホルド10に取り付けるためのフランジ11が溶
接によって接合されている。また、下流側リング9に
は、図7の断面A−Aを示す図8に見られるように、耐
熱性を考慮したステンレス製の支持部材12が取り付け
られている。ここでは支持部材は1対の計2本とした
が、3本以上としても問題はない。
As shown in FIG. 7, the honeycomb upstream end 1b is formed.
An upstream ring 8 and a downstream ring 9 made of stainless steel are joined to the downstream end portion 1a. These rings support the honeycomb and also function as current supply paths during energization. As a joining method, laser welding, brazing or the like can be applied. A flange 11 for attaching to the exhaust manifold 10 is joined to the upstream ring 8 by welding. Further, as shown in FIG. 8 showing a cross section AA of FIG. 7, a support member 12 made of stainless steel in consideration of heat resistance is attached to the downstream ring 9. Here, the pair of supporting members is two in total, but there is no problem even if the number of supporting members is three or more.

【0028】更に、上流側リング8にも下流側リング9
と同様にステンレス製の支持部材を2本以上設け、これ
を介して外筒20に支持するのがよい。この場合、ハニ
カムからの伝導による放熱が抑制され、蓄熱効果が更に
高められる。従って、支持部材12の直径は、通電時の
電流密度が高まりすぎて支持部材12とリング8、9と
の接合部において異常な抵抗発熱が生じない範囲で可能
な限り細くすることが望ましい。
Further, the upstream ring 8 and the downstream ring 9 are
It is preferable to provide two or more stainless steel support members in the same manner as above, and to support the outer cylinder 20 via the two support members. In this case, heat dissipation due to conduction from the honeycomb is suppressed, and the heat storage effect is further enhanced. Therefore, it is desirable that the diameter of the support member 12 be as thin as possible within a range in which the current density during energization is excessively increased and abnormal resistance heat generation does not occur at the joint portion between the support member 12 and the rings 8 and 9.

【0029】この支持部材12は外周ケース20と電気
的絶縁を保つために、セラミック製のガスケット14
(14aおよび14b)と、ガスケット15aおよび1
5b、支持棒12にネジ締めされるナット16とを用い
て気密性を保った状態で固定されている。
The support member 12 is made of a ceramic gasket 14 in order to maintain electrical insulation from the outer case 20.
(14a and 14b) and gaskets 15a and 1
5b and a nut 16 which is screwed to the support rod 12 and fixed in an airtight state.

【0030】図9はハニカム担体1の外筒20による保
持方法を示したものである。図8について説明したよう
に、ハニカム担体1のスリットが形成されていないハニ
カム端部1bおよび1aには、ハニカム1を固定するた
めの基盤となる上流側リング8及び下流側リング9が接
合されているが、これらのリング8、9は厚さ1mm以上
のステンレス鋼板から成り、ロウ付け、レーザー溶接、
スポット溶接などの方法で全体、もくしは一部をハニカ
ム担体1の両端部1b、1aに接合される。前述のハニ
カム担体1へのγ−アルミナ・コート、触媒担持等の一
連の工程はリング8及び9の接合後に行うことが好まし
い。
FIG. 9 shows a method of holding the honeycomb carrier 1 by the outer cylinder 20. As described with reference to FIG. 8, the upstream end ring 8 and the downstream end ring 9 serving as a base for fixing the honeycomb 1 are joined to the honeycomb ends 1b and 1a of the honeycomb carrier 1 where the slits are not formed. These rings 8 and 9 are made of stainless steel plate with a thickness of 1 mm or more, and are brazed, laser welded,
The whole or a part or a part of the honeycomb carrier 1 is bonded to both ends 1b and 1a of the honeycomb carrier 1 by a method such as spot welding. It is preferable that the series of steps such as the γ-alumina coating on the honeycomb carrier 1 and the supporting of the catalyst are performed after the rings 8 and 9 are bonded.

【0031】そして、前述のようにハニカム担体1と外
筒20とを結んでハニカム担体を固定するための棒状の
支持部材12が、上流側、下流側のリング9及び8に各
々2個、少なくとも合計4個以上接合される。外筒20
はハニカム担体1およびリング8,9の外径よりも大き
な内径を有する。そして、支持部材12の数、取付位置
に合わせて縦割りの形で2分割されている。さらに外筒
20を支持部材12が貫通する箇所には、支持部材12
が外筒20に接触しないように十分な大きさの半径を有
する凹部20aが形成されている。このような構成によ
って組み付けを極めて容易なものとしている。
As described above, at least two rod-shaped support members 12 for connecting the honeycomb carrier 1 and the outer cylinder 20 to fix the honeycomb carrier are provided in the upstream and downstream rings 9 and 8, respectively. A total of 4 or more are joined. Outer cylinder 20
Has an inner diameter larger than the outer diameters of the honeycomb carrier 1 and the rings 8 and 9. Then, the support member 12 is vertically divided into two parts according to the number and the mounting position of the support members 12. Further, at the position where the support member 12 penetrates the outer cylinder 20, the support member 12
A concave portion 20a having a sufficient radius is formed so as not to contact the outer cylinder 20. With such a structure, assembly is extremely easy.

【0032】図9では外筒20の接合端上に凹部を設け
た例を示したが、他の例として外筒20の側面に貫通孔
を設け、ここを通して電極を外部に導いてもよい。ま
た、外部に取り出すのは接地しない側の電極のみとし、
他方を外筒20に溶接することによって直接に接地する
構成も可能である。外筒20の分割数も、図示例では2
であるが、電極の構成に合わせて2以上としても良い。
このように、一方の支持部材を溶接等の方法で直接に接
地する場合は、接地しないで外部に取り出して電極とし
て導線に接続される側の支持部材12aのうち、少なく
とも1本は他の支持部材よりも直径を太くし、断面積を
確保することによって電流密度が高まり過ぎないように
することが望ましい。
Although FIG. 9 shows an example in which a recess is provided on the joint end of the outer cylinder 20, as another example, a through hole may be provided in the side surface of the outer cylinder 20 to lead the electrode to the outside through the through hole. Also, take out only the electrode on the side not grounded,
A configuration in which the other is welded to the outer cylinder 20 and directly grounded is also possible. The number of divisions of the outer cylinder 20 is also 2 in the illustrated example.
However, the number may be two or more depending on the configuration of the electrodes.
As described above, when one of the support members is directly grounded by a method such as welding, at least one of the support members 12a on the side that is taken out to the outside and connected to the conductor as an electrode without being grounded is the other support. It is desirable to make the current density not too high by making the diameter thicker than the member and ensuring the cross-sectional area.

【0033】接地しないで外部に取り出して電極として
導線に接続される側の支持部材12aは1ハニカム1以
外の部分と電気的に絶縁されている必要がある。同時に
気密性が保たれている状態でなくてはならない。図9に
示した例では支持部材12aを螺子形状として、リング
8、9に接合されている根元の部分に外径の大きな部分
を設け、セラミック製の絶縁性耐熱材料から成るガスケ
ット14aおよび14bと、それぞれが少なくとも1枚
の耐熱性シール材で構成されるガスケット15a,15
bを1組ずつ組み合わせ、ガスケット14a、カバー2
5、ガスケット15b、14b、ナット16の順で支持
部材12aに組み付ける。
The support member 12a on the side which is not grounded but is taken out to the outside and connected to the conductor as an electrode needs to be electrically insulated from the portion other than the one honeycomb 1. At the same time, it must be hermetically sealed. In the example shown in FIG. 9, the support member 12a has a screw shape, a large outer diameter portion is provided at the root portion joined to the rings 8 and 9, and gaskets 14a and 14b made of a ceramic insulating heat-resistant material are provided. , Gaskets 15a, 15 each composed of at least one heat-resistant sealing material
Gasket 14a, cover 2
5, the gaskets 15b and 14b, and the nut 16 are attached to the support member 12a in this order.

【0034】これにナット16を締結すると、支持部材
12aの根元の外径の大きな部分とナット16に挟まれ
てカバー25が、ガスケット14a、14b、15a、
15bによって加圧された状態で固定される。このと
き、絶縁用ガスケット14a、14bの少なくとも1方
の外径は2段階に変化しており、外径の小さい部分がカ
バー25の孔部に入り、位置決めされる。次に外筒20
を被せて外筒20同士を溶接したあと、外筒20の凹部
(または孔部)20aの周囲にカバー25を全周にわた
って溶接する。こうすることによってハニカム担体1が
外筒20に対して正確に位置決めされるので、確実な絶
縁性と耐振性を得ることができると共に、溶接時に発生
する歪みによるハニカム担体1の変形や破損を防ぐこと
ができ、高い耐久性を実現する。
When the nut 16 is fastened to this, the cover 25 is sandwiched between the nut 16 and the portion having a large outer diameter at the base of the support member 12a, and the cover 25 is covered with the gaskets 14a, 14b, 15a ,.
It is fixed while being pressurized by 15b. At this time, the outer diameter of at least one of the insulating gaskets 14a and 14b is changed in two steps, and the portion having the smaller outer diameter enters the hole of the cover 25 and is positioned. Next, the outer cylinder 20
After the outer cylinders 20 are covered with each other and welded to each other, the cover 25 is welded over the entire circumference around the recess (or hole) 20a of the outer cylinder 20. By doing so, the honeycomb carrier 1 is accurately positioned with respect to the outer cylinder 20, so that reliable insulation and vibration resistance can be obtained, and the honeycomb carrier 1 is prevented from being deformed or damaged due to strain generated during welding. It is possible to achieve high durability.

【0035】さらに、外筒20とハニカム担体1との間
に断熱性、シール性、および緩衝性をもった断熱材21
を充填して介挿させることによって、ガス流やエンジン
によるハニカム担体1の振動抑制、未処理ガスの吹き抜
け防止、担体と外筒間の電気的絶縁、さらには、ハニカ
ム担体1からの放熱低減を実現する。
Further, a heat insulating material 21 having a heat insulating property, a sealing property and a cushioning property is provided between the outer cylinder 20 and the honeycomb carrier 1.
By filling and interposing, the vibration of the honeycomb carrier 1 due to the gas flow or the engine, the prevention of blow-through of untreated gas, the electrical insulation between the carrier and the outer cylinder, and the reduction of heat radiation from the honeycomb carrier 1 can be achieved. To be realized.

【0036】ここで、断熱保持材21としては、アルミ
ナとシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料からなる
布状のもの、ひる石等を含む加熱膨張性を有する無機繊
維材料からなる布状のもののいずれでも良い。もっとも
好ましいものは、断熱保持材21がアルミナおよびシリ
カを主成分とする短繊維無機材料を中心として、シリカ
を主成分とする長繊維無機材料からなる織布で被覆した
構成である。
Here, as the heat insulating and holding material 21, a cloth-like material made of a short-fiber inorganic fiber material containing alumina and silica as main components, or a cloth-like material made of a heat-expandable inorganic fiber material containing vermiculite and the like. Any of the above can be used. The most preferable one is a structure in which the heat insulating holding material 21 is covered with a woven cloth made of a long fiber inorganic material containing silica as a main component, with a short fiber inorganic material containing alumina and silica as a main component.

【0037】図10および図11に断熱保持材21の組
み付け方法を示す。図10は斜視図であって、図11は
その端面から見た正面図である。ハニカム担体1はメッ
シュ状の開口部を設けたステンレス鋼の箔を巻回して構
成されるので、最外周の巻終わりの部分は箔先端の端縁
が外側に向かって開き、突出する場合がある。この突出
端22が断熱保持材21の隙間を通って外筒20の内周
面に接触すると、電気的な短絡状態になるので、ハニカ
ム担体1が設計通りに発熱せず、所定の浄化性能が得ら
れない。
10 and 11 show a method of assembling the heat insulating holding material 21. FIG. 10 is a perspective view, and FIG. 11 is a front view seen from the end face thereof. Since the honeycomb carrier 1 is constructed by winding a stainless steel foil provided with a mesh-shaped opening, the edge of the foil tip may open outward at the end of the outermost winding, which may project. . When the protruding end 22 comes into contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder 20 through the gap of the heat insulating holding material 21, an electrical short circuit occurs, so that the honeycomb carrier 1 does not generate heat as designed, and a predetermined purification performance is obtained. I can't get it.

【0038】そこで図10に示した例では、ハニカム担
体1の突出端22の位置と断熱保持材21の巻始め、巻
終わりの各端縁21a,21bの位置とをずらし、突出
端22が端縁21a,21bの間に形成される隙間を通
って断熱材21の外側へ出ないように構成している。そ
れによって短絡の危険性を回避することができ、高い信
頼性が得られると共に、組み付け工程での作業性を向上
することができるという効果も生じる。また、断熱保持
材21の巻回の始点および終点が互いに噛み合うような
形状に構成すると、ガスの吹抜けを少なくすることがで
きるため、図10に示した方法との併用は更に効果的で
ある。
Therefore, in the example shown in FIG. 10, the position of the protruding end 22 of the honeycomb carrier 1 and the positions of the end edges 21a and 21b of the winding start and the winding end of the heat insulating holding material 21 are shifted so that the protruding end 22 is the end. It is configured so as not to go out of the heat insulating material 21 through a gap formed between the edges 21a and 21b. As a result, the risk of short circuit can be avoided, high reliability can be obtained, and workability in the assembling process can be improved. Further, when the heat insulating holding material 21 is formed in such a shape that the start point and the end point of the winding mesh with each other, the blow-through of gas can be reduced, so that the method shown in FIG. 10 is more effective in combination.

【0039】この他、断熱保持材21の長手方向の寸法
をハニカム担体1の外径よりも長く取り、被覆時に必ず
重複する箇所を設ける方法もあるが、断熱材に無駄が生
じるのでコスト的には不利である。
There is another method in which the length of the heat insulating holding material 21 in the longitudinal direction is made longer than the outer diameter of the honeycomb carrier 1 so that overlapping portions are always provided at the time of coating, but the heat insulating material is wasted, so that it is costly. Is a disadvantage.

【0040】ところで、該断熱保持材21は、繰返し作
用する熱負荷と、排ガス流に曝されることによって、体
積が減少したり、風損によって一部が失われることがあ
る。これらの現象は短絡と未処理ガスの吹抜けを引き起
こすため、次のような対策によって断熱保持材の吹抜け
を防止する必要がある。
By the way, the heat insulating holding material 21 may be reduced in volume or partially lost due to windage loss by being repeatedly exposed to the heat load and the exhaust gas flow. Since these phenomena cause a short circuit and blow-out of untreated gas, it is necessary to prevent blow-through of the heat insulating holding material by the following measures.

【0041】図12に断熱保持材21の端面に設置され
た吹抜けを防止するためのストッパ23の構成を示す。
円環状のストッパ23は耐熱ステンレス鋼板からなり、
図示実施例では、それがハニカム担体1の上流側と下流
側の両方に取り付けられた状態を示しているが、ストッ
パ23はハニカム担体1の少なくとも下流側には設置す
ることが好ましい。この場合にストッパ23が外筒20
とハニカム担体1の絶縁を保った状態で取り付けられて
いるのは言うまでもない。
FIG. 12 shows the structure of the stopper 23 installed on the end surface of the heat insulating material 21 for preventing blow-by.
The annular stopper 23 is made of heat-resistant stainless steel plate,
In the illustrated embodiment, it is shown that it is attached to both the upstream side and the downstream side of the honeycomb carrier 1, but the stopper 23 is preferably installed at least on the downstream side of the honeycomb carrier 1. In this case, the stopper 23 is
Needless to say, the honeycomb carrier 1 is attached while maintaining its insulation.

【0042】ストッパ23は、図12の右端に示したよ
うに外筒20の内面に取り付けられても良いし、外筒2
0の端面に合わせて取り付けられてもよい。図7のよう
にコンバータの両端にフランジ11aおよび11bが設
けられている場合には、これらのフランジにストッパ2
3を取り付けても良い。また、リング8,9に取り付け
る構成も可能であるが、ハニカム担体1の熱容量が大き
くなるという欠点もある。ただし、いずれの構成でも、
断熱保持材21の軸方向端面との間の空隙は極めて小さ
いか、あるいは空隙が全くないことが好ましい。
The stopper 23 may be attached to the inner surface of the outer cylinder 20 as shown in the right end of FIG.
It may be attached according to the end surface of 0. When flanges 11a and 11b are provided at both ends of the converter as shown in FIG. 7, stoppers 2 are provided on these flanges.
You may attach 3. Further, although a configuration in which the honeycomb carrier 1 is attached to the rings 8 and 9 is possible, there is a drawback that the heat capacity of the honeycomb carrier 1 becomes large. However, in either configuration,
It is preferable that the space between the heat insulating holding material 21 and the axial end surface is extremely small or there is no space at all.

【0043】ストッパ23は、外筒20、リング8と
9、フランジ11aと11bの3種類の部品のいずれか
に一体成形することも可能である。こうすることによっ
て部品点数および工程数を削減することができ、コスト
的にも優れた自己発熱式触媒コンバータを提供ことがで
きる。この場合においても、ストッパ23が外筒20と
ハニカム1間の絶縁を保った状態で取り付けられている
ことは当然である。
The stopper 23 can be integrally formed with any one of the three types of parts including the outer cylinder 20, the rings 8 and 9, and the flanges 11a and 11b. By doing so, it is possible to reduce the number of parts and the number of steps, and it is possible to provide a self-heating type catalytic converter excellent in cost. In this case as well, it is natural that the stopper 23 is attached while maintaining insulation between the outer cylinder 20 and the honeycomb 1.

【0044】図7に示す通り、この自己発熱型ハニカム
担体1のすぐ下流側には、断面が円形もしくはオーバル
形状でケース17にワイヤーネット18によって支持さ
れる容量800〜1300ccのセラミック製モノリス
触媒19を配置している。
As shown in FIG. 7, just downstream of the self-heating honeycomb carrier 1, a ceramic monolith catalyst 19 having a circular or oval cross section and a capacity of 800 to 1300 cc and supported by a wire net 18 in a case 17 is provided. Are arranged.

【0045】次に、実施例の作動について説明する。前
述の自己発熱型ハニカム担体1に、エンジン始動後直ち
に300〜1000Wの電力を供給した時は、約5〜2
0sec(エンジンはアイドリング状態)程度の時間で
自己発熱型ハニカム担体1は400℃〜500℃まで急
速に加熱され、それによって触媒物質が活性化し、エン
ジン始動直後から排出されるガスを浄化することができ
る。
Next, the operation of the embodiment will be described. When 300 to 1000 W of electric power is supplied to the above-mentioned self-heating type honeycomb carrier 1 immediately after the engine is started, it is about 5 to 2
The self-heating honeycomb carrier 1 is rapidly heated to 400 ° C. to 500 ° C. in a time of about 0 sec (the engine is in an idling state), whereby the catalyst substance is activated and the gas discharged immediately after the engine is started can be purified. it can.

【0046】このように実施例の自己発熱型ハニカム担
体1では、平板2および波板3に第1および第2のスリ
ット2a,3aを設けているために、上流側端部1aと
下流側端部との間に電流を流すことによって十分に発熱
をする高抵抗体を容易に構成することができ、従来のよ
うに抵抗値確保のために金属箔を長く取る必要がないた
め、極めて低熱容量の担体を実現することができる。従
って低電力によって短時間にハニカム担体を昇温するこ
とができ触媒物質を活性化させることが可能になる。
As described above, in the self-heating type honeycomb carrier 1 of the embodiment, since the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are provided with the first and second slits 2a and 3a, the upstream end 1a and the downstream end 1a are formed. It is possible to easily construct a high-resistor that generates sufficient heat by passing an electric current between the parts and the metal foil. The carrier can be realized. Therefore, the temperature of the honeycomb carrier can be raised in a short time by low power, and the catalyst substance can be activated.

【0047】さらに、平板2および波板3に形成された
第1および第2スリット2aおよび3aの位置を、ハニ
カム担体1の軸方向に交互に半分の長さだけずらしてあ
るため、従来のスリットのない自己発熱型ハニカム担体
と比較して、熱伝導を極めて小さくすることができる。
Further, since the positions of the first and second slits 2a and 3a formed on the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are alternately shifted in the axial direction of the honeycomb carrier 1 by a half length, the conventional slits are formed. The heat conduction can be made extremely small as compared with a self-heating type honeycomb carrier having no heat.

【0048】従って、昇温開始後に触媒物質の活性化温
度に到達する箇所が早く発生し、この部分から触媒反応
熱を受けて他の部分も昇温して活性化されるため、投入
電力はこれによっても少なくてすむ。
Therefore, a portion reaching the activation temperature of the catalytic substance is generated early after the start of the temperature rise, and the heat of the catalytic reaction is received from this portion to raise the temperature of the other portion as well, so that the input power is increased. This also reduces the number.

【0049】また、金属箔よりなる平板2や波板3に形
成された第1スリット2aおよび第2スリット3aによ
って、軸方向の熱伝導が極めて小さくなるため、通電,
昇温時の熱は自己発熱型ハニカム担体内に蓄熱されやす
くなっている。それにより、昇温開始後、従来の自己発
熱型ハニカム担体に比較して早い時期に触媒物質の活性
化温度に到達する箇所が発生し、この部分から触媒反応
熱を受けて全体が素早く昇温して活性化されることにな
る。つまり、投入電力はこの蓄熱効果によっても少なく
てすむ。
Further, the first slit 2a and the second slit 3a formed on the flat plate 2 and the corrugated plate 3 made of a metal foil make the heat conduction in the axial direction extremely small, so
The heat at the time of temperature rise tends to be stored in the self-heating honeycomb carrier. As a result, after starting the temperature rise, there is a point where the activation temperature of the catalyst substance is reached earlier than in the case of the conventional self-heating type honeycomb carrier. Will be activated. In other words, the input power can be small due to this heat storage effect.

【0050】こうして自己発熱式触媒コンバータが活性
化すると、これを通過したガスは触媒反応熱を受けて温
度が高くなっているため、下流側に設置したセラミック
製モノリス触媒19の昇温を早めることになり、更にエ
ンジン始動直後の浄化性能を高めることができる。
When the self-heating type catalytic converter is activated in this way, the temperature of the gas passing through the catalytic converter rises due to the heat of catalytic reaction. Therefore, the temperature of the ceramic monolith catalyst 19 installed on the downstream side should be increased. Therefore, the purification performance immediately after the engine is started can be improved.

【0051】この実施例では、下流側にセラミック製モ
ノリス触媒を設置した例について説明したが、更に昇温
性能を重視した構成を図13に示す。この例は、前述の
自己発熱式触媒コンバータに複数の容量の小さなメタル
ハニカムコンバータ24a,24bを組み合わせたもの
で、セラミック製モノリス触媒よりもはるかに熱容量の
小さなメタルハニカムコンバータ24aは、自己発熱式
触媒コンバータの熱を受けてすばやく昇温して活性化
し、排ガスを浄化しつつ、更に下流側のメタルハニカム
コンバータ24bの活性化を促進する。
In this embodiment, an example in which a ceramic monolith catalyst is installed on the downstream side has been described, but FIG. 13 shows a configuration in which the temperature raising performance is further emphasized. In this example, a plurality of small-capacity metal honeycomb converters 24a and 24b are combined with the self-heating catalyst converter described above. The metal honeycomb converter 24a having a much smaller heat capacity than the ceramic monolith catalyst is a self-heating catalyst. Upon receiving the heat of the converter, the temperature is rapidly raised to be activated, and the exhaust gas is purified, while further activating the metal honeycomb converter 24b on the downstream side.

【0052】スリットの持つ、もう一つの効果は熱応力
の緩和である。ハニカム担体1は前述の実施例の場合は
支持部材12によって上流側と下流側において固定的に
支持されている。ハニカム担体1は排気温と、触媒反応
の反応熱によって極めて短時間内に400℃以上の高温
に達するが、これを支持する外筒20は厚さ1mm以上
のステンレス鋼からなっており、ハニカム担体1に比べ
て大きな熱容量をもっているため昇温は遅く、従って、
ハニカム担体1と外筒20との間には両者の熱膨張差に
伴う軸方向の熱応力が発生する。
Another effect of the slit is relaxation of thermal stress. In the case of the above-mentioned embodiment, the honeycomb carrier 1 is fixedly supported by the supporting member 12 on the upstream side and the downstream side. The honeycomb carrier 1 reaches a high temperature of 400 ° C. or higher within an extremely short time due to the exhaust gas temperature and the reaction heat of the catalytic reaction, but the outer cylinder 20 supporting the honeycomb carrier 1 is made of stainless steel having a thickness of 1 mm or more. Since it has a large heat capacity compared to 1, the temperature rise is slow, so
Axial thermal stress is generated between the honeycomb carrier 1 and the outer cylinder 20 due to the difference in thermal expansion between the two.

【0053】ハニカム担体1にスリットが設けられてい
ない場合は、高温状態のハニカム担体1を圧縮する方向
に応力が作用し、結果としてスコーピングと呼ばれる破
損に至る。しかし、実施例のようにスリットが設けられ
ていると、圧縮応力に対してスリット幅が狭まるように
変形し、応力を緩和されるので、これらのスリットに
は、その形状がどのようなものであっても、ハニカム1
が破損するのを防止する効果がある。その結果、今まで
にない耐久性に富むハニカム担体を提供することができ
る。
When the honeycomb carrier 1 is not provided with slits, stress acts in the direction of compressing the honeycomb carrier 1 in the high temperature state, resulting in damage called scoping. However, when the slits are provided as in the embodiment, the slit width is deformed with respect to the compressive stress, and the stress is relieved. Therefore, these slits have different shapes. Honeycomb 1
Has the effect of preventing damage. As a result, it is possible to provide a honeycomb carrier with a durability that is unprecedented.

【0054】さらに、レーザ溶接の方法を用いてハニカ
ム担体の巻回と同時に溶接を行うことによって、波板と
平板の接触部分をハニカム内部で完全に溶接させること
ができるので、熱負荷やエンジン振動に対して極めて強
く優れた耐久性を有する自己発熱型ハニカム担体を実現
することができる。
Further, by performing the welding at the same time as winding the honeycomb carrier by using the laser welding method, the contact portion between the corrugated plate and the flat plate can be completely welded inside the honeycomb, so that the heat load and the engine vibration can be reduced. It is possible to realize a self-heating type honeycomb carrier having extremely strong and excellent durability.

【0055】また図7や図8に示した本発明の自己発熱
型ハニカム担体は、排気ガスの熱を受けて早期に昇温す
ることができるように、排気マニホルドに極めて近接し
て取り付ける例を示したが、このような場所は自動車走
行中の高温の排気ガスやエンジン振動にさらされる非常
に厳しい環境下でもあるから、一般の触媒コンバータと
同様に、自動車の床下位置等に設置してもよい。
In addition, the self-heating honeycomb carrier of the present invention shown in FIGS. 7 and 8 is mounted in close proximity to the exhaust manifold so that the temperature of the self-heating honeycomb carrier of the present invention can be raised early by receiving the heat of the exhaust gas. As shown, since such a place is also in a very severe environment where it is exposed to high temperature exhaust gas and engine vibration while the vehicle is running, even if it is installed under the floor of the vehicle, etc., like a general catalytic converter. Good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の自己発熱型ハニカムコンバータに使用
される、触媒を担持させた自己発熱型ハニカム担体の模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a catalyst-supporting self-heating honeycomb carrier used in the self-heating honeycomb converter of the present invention.

【図2】第1実施例において使用される平板に形成され
た第1スリット部の形状を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the shape of a first slit portion formed on a flat plate used in the first embodiment.

【図3】スリットの形状を長方形とした平板を示す正面
図である。
FIG. 3 is a front view showing a flat plate having a rectangular slit shape.

【図4】スリットを屈曲させた形状とした平板を示す正
面図である。
FIG. 4 is a front view showing a flat plate having a bent slit.

【図5】スリットを上流側に偏らせて設けたた平板を示
す正面図である。
FIG. 5 is a front view showing a flat plate provided with a slit biased toward the upstream side.

【図6】ハニカム担体の製造方法を説明するための斜視
図である。
FIG. 6 is a perspective view for explaining a method for manufacturing a honeycomb carrier.

【図7】実施例の自己発熱型ハニカム担体を排気経路中
に取り付けた構成図である。
[Fig. 7] Fig. 7 is a configuration diagram in which the self-heating honeycomb carrier of the example is attached in an exhaust path.

【図8】図7のA−A線における断面を示す側断面図で
ある。
FIG. 8 is a side sectional view showing a section taken along line AA of FIG.

【図9】ハニカム担体の外筒による保持構造を示す分解
斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a holding structure of an outer cylinder of a honeycomb carrier.

【図10】断熱保持材の組み付け方法を示す斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view showing a method of assembling the heat insulating holding material.

【図11】断熱保持材の組み付け方法を示す正面図であ
る。
FIG. 11 is a front view showing a method of assembling the heat insulating holding material.

【図12】ストッパを断熱保持材の端面に設置した構成
を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration in which a stopper is installed on an end surface of a heat insulating holding material.

【図13】容量の小さな複数個のメタルハニカムコンバ
ータを下流側に設けた自己発熱式触媒コンバータの例を
示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a self-heating type catalytic converter in which a plurality of metal honeycomb converters each having a small capacity are provided on the downstream side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハニカム担体 1a…下流側端部 1b…上流側端部 2…平板 2a…第1スリット部 3…波板 3a…第2スリット部 6…略菱形の開口部 7a,7b…巻取り治具 8…上流側リング 9…下流側リング 10…排気マニホルド 11…フランジ 12…支持部材 13…長方形の開口部 13a…屈曲した長方形の開口部 14a,14b…セラミック製ガスケット 15a,15b…ガスケット 16…ナット 19…セラミック製モノリス触媒 20…外筒 20a…凹部 21…断熱保持材 21a,21b…端縁 22…突出端(平板または波板の端縁) 23…ストッパ 24a,24b…メタルハニカムコンバータ 25…カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Honeycomb carrier 1a ... Downstream end 1b ... Upstream end 2 ... Flat plate 2a ... First slit part 3 ... Corrugated plate 3a ... Second slit part 6 ... Substantially rhombic opening 7a, 7b ... Winding jig 8 ... Upstream side ring 9 ... Downstream side ring 10 ... Exhaust manifold 11 ... Flange 12 ... Support member 13 ... Rectangular opening 13a ... Bent rectangular opening 14a, 14b ... Ceramic gasket 15a, 15b ... Gasket 16 ... Nut 19 ... Ceramic monolith catalyst 20 ... Outer cylinder 20a ... Recess 21 ... Insulation holding material 21a, 21b ... Edge 22 ... Projecting end (edge of flat plate or corrugated sheet) 23 ... Stopper 24a, 24b ... Metal honeycomb converter 25 ... Cover

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/20 ZAB K 3/28 ZAB 301 U 7/14 ZAB Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location F01N 3/20 ZAB K 3/28 ZAB 301 U 7/14 ZAB

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気経路中に配置されて排ガ
スを浄化する自己発熱型のハニカムコンバータにおい
て、触媒物質を担持しているハニカム担体が平板と波板
とから構成されており、前記平板および/または波板に
は少なくとも一部に開口としてのスリット部が形成され
ているとともに、前記ハニカム担体とそれを収容してい
る外筒の内周面との間には耐熱性の無機繊維材料からな
る断熱保持材が介挿されており、前記断熱保持材によっ
て前記ハニカム担体を被覆する際に、前記断熱保持材の
巻回の始点および終点となる端縁の位置と、前記ハニカ
ム担体の最外層の平板もしくは波板の巻回の終点となる
端縁の位置とが一致しないように、それらの位置を相互
に周方向にずらせたことを特徴とする自己発熱型ハニカ
ムコンバータ。
1. A self-heating type honeycomb converter arranged in an exhaust path of an engine for purifying exhaust gas, wherein a honeycomb carrier carrying a catalytic substance is composed of a flat plate and a corrugated plate. At least a part of the corrugated plate is formed with a slit as an opening, and a heat-resistant inorganic fiber material is formed between the honeycomb carrier and the inner peripheral surface of the outer cylinder accommodating the honeycomb carrier. A heat insulating holding material is interposed, and when covering the honeycomb carrier with the heat insulating holding material, the positions of the edge points that are the starting point and the end point of the winding of the heat insulating holding material, and the outermost layer of the honeycomb carrier. The self-heating honeycomb converter characterized in that the positions of the edges of the flat plate or the corrugated plate, which are the end points of the winding, do not coincide with each other, and these positions are displaced in the circumferential direction from each other.
【請求項2】 前記ハニカム担体の排ガスの流れに関す
る上流側と下流側との間に通電するための電源手段が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の自己発熱
型ハニカムコンバータ。
2. The self-heating type honeycomb converter according to claim 1, further comprising a power supply means for supplying electricity between the upstream side and the downstream side of the flow of the exhaust gas of the honeycomb carrier.
【請求項3】 前記断熱保持材が、アルミナおよび/ま
たはシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料からなる
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の
自己発熱型ハニカムコンバータ。
3. The self-heating honeycomb converter according to claim 1, wherein the heat insulating and holding material is made of a short fiber inorganic fiber material containing alumina and / or silica as a main component.
【請求項4】 前記断熱保持材が、アルミナおよび/ま
たはシリカを主成分とする短繊維無機繊維材料を中心と
して、それをシリカを主成分とする長繊維無機繊維材料
からなる布もしくは織布によって被覆した構造を有して
いることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記
載の自己発熱型ハニカムコンバータ。
4. A cloth or a woven fabric, wherein the heat insulating and retaining material is composed of a short fiber inorganic fiber material containing alumina and / or silica as a main component and a long fiber inorganic fiber material containing silica as a main component. The self-heating type honeycomb converter according to claim 1 or 2, which has a covered structure.
【請求項5】 前記断熱保持材が、ひる石を含む加熱膨
張性を有する無機繊維材料からなっていることを特徴と
する請求項1または2のいずれかに記載の自己発熱型ハ
ニカムコンバータ。
5. The self-heating honeycomb converter according to claim 1, wherein the heat insulating and holding material is made of a heat-expandable inorganic fiber material containing vermiculite.
【請求項6】 前記断熱保持材の巻回の始点および終点
の各端縁が、ガスの吹抜けを防止するために互いに噛み
合うような形状に構成されていることを特徴とする請求
項1〜5のいずれかに記載の自己発熱型ハニカムコンバ
ータ。
6. The first edge and the last edge of the winding of the heat insulating and retaining material are configured to be meshed with each other in order to prevent gas blow-through. The self-heating honeycomb converter according to any one of 1.
【請求項7】 前記断熱保持材の端面に、前記断熱保持
材の吹抜けを防止するためのストッパが設置されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の自己
発熱型ハニカムコンバータ。
7. The self-heating type honeycomb according to claim 1, wherein a stopper for preventing blow-through of the heat insulating holding material is provided on an end surface of the heat insulating holding material. converter.
【請求項8】 前記ストッパが、ハニカム担体の上流側
と下流側のうち、少なくとも下流側に設置されているこ
とを特徴とする請求項7記載の自己発熱型ハニカムコン
バータ。
8. The self-heating honeycomb converter according to claim 7, wherein the stopper is installed at least on the downstream side of the upstream side and the downstream side of the honeycomb carrier.
【請求項9】 前記ストッパが、ハニカム担体の上流側
と下流側のうち、下流側にのみ設置されていることを特
徴とする請求項7記載の自己発熱型ハニカムコンバー
タ。
9. The self-heating honeycomb converter according to claim 7, wherein the stopper is provided only on the downstream side of the upstream side and the downstream side of the honeycomb carrier.
【請求項10】 前記ストッパが、ハニカム担体の上流
側と下流側のうち、上流側にのみ設置されていることを
特徴とする請求項7記載の自己発熱型ハニカムコンバー
タ。
10. The self-heating honeycomb converter according to claim 7, wherein the stopper is installed only on the upstream side of the upstream side and the downstream side of the honeycomb carrier.
【請求項11】 前記ストッパが、フランジ、外筒、ハ
ニカム担体、前記ハニカム担体に設置された電極リング
のいずれかに対して、他の部分から絶縁された状態で取
り付けられていることを特徴とする請求項7〜10のい
ずれかに記載の自己発熱型ハニカムコンバータ。
11. The stopper is attached to any one of a flange, an outer cylinder, a honeycomb carrier, and an electrode ring installed on the honeycomb carrier while being insulated from other portions. The self-heating honeycomb converter according to any one of claims 7 to 10.
【請求項12】 前記ストッパが、フランジ、外筒、ハ
ニカム担体、前記ハニカム担体に設置された電極リング
のいずれかと一体成形され、他の部分とは絶縁された状
態で取り付けられていることを特徴とする請求項7〜1
0のいずれかに記載の自己発熱型ハニカムコンバータ。
12. The stopper is integrally formed with any one of a flange, an outer cylinder, a honeycomb carrier, and an electrode ring installed on the honeycomb carrier, and is attached while being insulated from other parts. Claims 7 to 1
0. A self-heating honeycomb converter according to any one of 0.
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