JPH07500052A - 排気ガス用触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 排気ガス用触媒体 本発明は、板金層で構成され排気ガスにより貫流される構造物の形をし且つ触媒 被膜を備えた支持体を有し、この支持体が排気ガスを案内する流れ通路の中に配 置され外部から電気式に加熱できるような特に内燃機関に対する排気ガス用触媒 体に関する。

この構造形式の排気ガス用触媒体においても、比較的高い運転温度において排気 ガスが触媒的に再燃焼する際、改善された効率を生ずる。特に排気ガス用触媒体 がまだ低い運転温度である低温始動過程において改善された転換挙動を得るため に、金属製支持体を電気式に加熱することが知られている。この場合電源として は車両内にある電源が採用されている。排気ガス用触媒体ないし触媒被膜を備え た支持体が高温の排気ガスの貫流によってその運転温度に達すると、その電気加 熱は停止される。

国際特許出暉第８９／１０４７１号公報で公知の冒頭に述べた形式の排気ガス用 触媒体の場合、耐食性板金の巻回、積層あるいは別の方式で重ね合わされた層か ら成る導電性の支持体が設けられている。その板金は、触媒被膜に対する支持体 が排気ガスが貫流できる構造物の形をとるように配置されている。この構造物は 特に、平板および波板が交互に重ね合わされていることによって得られる０種々 の横断面形状をとることのできるこの種の支持体は、排気ガス流が案内される流 れ通路あるいは外被ハウジングの中に収容されている。支持体を加熱するために 、支持体は１ｇＬＢ特に自動車のｔ′ａの電圧を印加される。支持体の電気抵抗 がその加熱のために利用される。電気的に区分するために、支持体は空隙および ／又は電気絶縁性中間層を存している。

米国特許第３７７０３８９号公報で公知の排気ガス用触媒体の場合、触媒被膜に 対してセラミックス材料から成る支持体が設けられている。この支持体は横断面 リング状に形成された中空シリンダの形をしている。軸方向に貫流される支持体 の中央の中空室の中に板金から成り触媒被膜を備えた支持体が配置されている。

この支持体は軸方向に配置され帯鋼によってスパイラル状に取り囲まれた金属棒 から成っている。このような金属製支持体が＊ｍに接続されると、その電気抵抗 が加熱を生ずる。これは始動過程において効率の向上をもたらし、一体構造形支 持体の加熱を生ずる。この支持体が運転温度に到達すると、金属製支持体はｔｓ から切り離される。

別の構造形式がドイツ連邦共和国特許出願公告第２２３０６６３号公報で知られ ている。その場合、中空シリンダとして形成されたセラミックス製の支持体は中 央に配置された電気加熱要素によって加熱される。その自己絶縁形に形成された 加熱要素は金属製シリンダの中に配置され電源に接続されている加熱コイルを存 している。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の排気ガス用触媒体をその支持体が大きな機 械的強度を有し、急速に加熱でき且つ簡単に製造できるように改良することにあ る。

この諜凹を解決するために請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の排気ガス用 触媒体において、構造物の外側にこの構造物から電気絶縁された少なくとも一つ の加熱要素が設けられ、この加熱要素が支持体の板金および／又はその被膜に熱 的に密に接続されていることを提案する。

支持体の電気抵抗を利用する公知の排気ガス用触媒体とは異なり、本発明に基づ く形態によれば、板金から成る支持体の電気加熱はその機械的な強度を減少する ことなしに達成できる。公知の排気ガス用触媒体の場合、支持体内における上述 した間建あるいは絶縁層がその強度を減少させるおそれがある。これに対して本 発明に基づく排気ガス用触媒体に設けられた少なくとも一つの別個の加熱要素は 構造物から絶縁され、特別に形成されている。従って支持体自体における特別な 絶縁処置は不要である。

本発明に基づく排気ガス用触媒体におけるこのような特別な絶縁処置の省略は製 造を簡単に且つ安価にする。少なくとも一つの加熱要素は支持体の板金および／ 又は被膜に特に面接触しているので、加熱要素の表面と板金ないし被膜との間の 良好な熱伝達が保証される。これによって、場合によっては支持体の損傷を引き 起こすおそれのある点状の強い加熱を生ずることは避けられる。

本発明に基づく排気ガス用触媒体は、板金で構成されその中に配置された加熱要 素によって急速に加熱される支持体を有している。従って内燃機関の始動過程に おいても排気ガスを転換する際に高い効率が得られる。

本発明の他の利点および特徴は従属請求の範囲から明らかである。

本発明の一実施態様においては、小さな直径の円筒状あるいは棒状の少なくとも 一つの電気加熱要素が設けられている。この原理的には公知の加熱要素は排気ガ ス流に対して小さな流れ抵抗を有する。他の実施態様においては、少なくとも一 つの棒状の加熱要素が支持体の波板に保持されている。この場合、波板の波形が 加熱要素の直径に合わされていると好適である。これによって加熱要素と波板と の間に特に良好な面接触および従って良好な熱伝達が達成されるので、加熱要素 の焼損あるいは波板の点状の過熱は避けられる。更に支持体にあるいはその中に 加熱要素を固定するための補助的な処置が不要であるという利点が得られる。

本発明の有利な一実施Ｍ様においては、支持体が少なくとも一つのスパイラル状 に巻回された平板から成り、平板の巻回層の間に貫流可能な波板層が配置され、 この波板層の中に多数の棒状の加熱要素が互いに間隔を隔てて設けられている。

これによって排気ガス流に対して同軸的に配置され支持体の横断面にわたって分 布された加熱要素は、支持体の強度を特に大きくする。支持体の構造物の形への 固い結合によって、加熱要素を固定するための補助的な固定要素あるいは固定対 策は不要となる。排気ガス用触媒体を製造する際に必要なろう付は工程は同時に 加熱要素をその周囲に配置されている板金とろう付けさせる。多数の加熱要素を 横断面全体にわたって分布して設け、支持体を特に一様に非常に急、速に加熱す ることが有利である。

本発明の他の実施明様においては、少なくとも一つの電気加熱要素が設けられ、 この加熱要素が平面形状をしており、板金特に平板として支持体の中に収容され ている。その代りに、ｆｆＭ状の加熱要素を支持体の板金に設けることもできる 。

本発明の他の実施態様においては、スパイラル状に巻回された板金特に平板とし て支持体の中に配置されるべく可撓性を有している加熱要素が採用される。ここ でもその代りに、薄膜状の加熱要素をスパイラル状に巻回された板金に設けるこ ともできる。

少なくとも一つの電気加熱要素の両側の接続端子が支持体の端面がら引き出され 、電圧源に結合されているとを利である。他の実施態様においては、多数の電気 加熱要素の両側端面に付設されている接続端子が互いに接続され、その少なくと も一つの接続端子群が支持体の外被ハウジングを貫通して導かれて訝る電線を備 えている。接続端子の接続は例えば相応して配置された導電性の鋼板によって行 われる。一方の接続端子群が外被ハウジング自体に導電的に結合されているので 、他方の接続端子群に対して外被ハウジングを貫通するブッシングしが必要とさ れない、この場合電源の一方の極が外被ハウジングに接続される。

更に本発明の対象は、耐食性の組織化された板金特に平板と波板から構成された 支持体がスパイラル状に巻回されているが別の方式で巻付けあるいは重ね合わさ れる特に内燃機関に対する排気ガス用触媒体の製造方法にある。このような方法 において本発明によれば、板金層を巻回する際あるいはその前に板金の形状に合 わされた複数個の加熱要素が互いに間隔を隔てて板金層の中にはめ込まれ、続い て支持体が巻回されることを提案する。これによって支持体の構造物への加熱要 素の特に良好な組込みが達成され、これにより特に堅固な支持体が生ずる。更に 支持体に加熱要素を入れるための追加的な工程が不要となる。この工程を実施す ることによって、製造後において加熱要素と支持体との間の特に良好な熱伝達が 得られることにもなる。

本発明に基づく方法の他の一実施態様においては、平坦な可撓性の加熱要素が支 持体を巻回する際に平ｉおよび波板と一緒に巻き込まれる。この場合も支持体の 構造物への加熱要素の特に良好な組込みが達成される。

本発明の他の一実施態様においては、支持体が星形巻回技術で配置された板金か ら成り、支持体の中に、予め成形され支持体の貫流構造物に合わされた形状をし た加熱要素がはめ込まれることを提案する。排気ガス用触媒体に対するこのよう な支持体は原理的にはドイツ連邦共和国特許第４０１６２７６号公報で公知であ る。支持体を巻回する前に、予め成形された加熱要素が支持体の板金層の中に入 れられる。支持体の巻回後に、予め成形された加熱要素が支持体の構造物の中に 固く結合される。星形巻回技術で製造されたこの支持体の場合にも、補助的な絶 縁処置が不要となり、挿入された加熱要素は支持体の強度を増大する。加熱要素 の三次元的な形状によって、熱伝導は支持体の全横断面にわたって一様に且つ迅 速に行われることになる。この場合、加熱要素が三次元的な蛇行状の構造物の形 をしているとを利である。

本発明の他の一実施態様においては、少な（とも一つの加熱要素が支持体に設け られ、その加熱要素が支持体の板金に対して直角に支持体に明けられた開口の中 に配置され、支持体に結合されている。この場合、支持体の板金は種々の方式で 重ね合わせることができる。支持体は重ね合わされるかスパイラル状に巻回され た平板および波板から作られる。特に急速且つ一樺な加熱を達成するために、支 持体の横断面および深さにわたって分布されている多数の加熱要素を採用するこ とが推奨される。支持体の板金に対して直角に配置された少なくとも一つの加熱 要素は支持体を特に安定させる。なぜなら板金の位置が加熱要素によって固定さ れるからである。少なくとも一つの加熱要素を開口の範囲で支持体に結合するこ とによって、加熱要素と支持体との間の良好な熱伝達が達成される。加熱要素が 開口の範囲で支持体にろう付けおよび／又は圧着されると有利である。このよう な排気ガス用触媒体の製造は、加熱要素に対する開口が支持体の板金を貫通する 貫通口として形成されていると特に簡単になる。板金が貫通口の範囲で折り曲げ て形成され加熱要素に結合されていると有利である。これによ、て加熱要素と板 金との間の大きな熱伝達面積が得られる。その代わりに加熱要素に対する開口を 支持体の板金に腐食加工することもできる。この場合熱伝達を改良するために、 開口の直径を加熱要素の直径よりも幾分小さくすると有利である。

本発明の他の一実施Ｍ様においては、加熱要素は流れ通路の外に配置されている 接続端子を備えることが推奨される。

支持体の横断面および深さにわたって分布された多数の加熱要素を採用すると、 支持体の特に良好で一様な加熱が達成される。を気加熱要素が自己絶縁形に形成 されているので、特別な絶縁対策は不要である。

本発明の他の実施態様において、加熱要素は液体が貫流でき加熱可能でありその 外周部分が支持体に結合されている管ををしている。従ってその加熱要素は同時 に例えば冷却水などを加熱するために使用できる。その管の中に少なくとも一つ の電気加熱線が付設されていると有利である。この場合管は排気ガス流に対して 直角にあるいは流れ方向に配置することができる。

本発明のすべての実施態様において、支持体の横断面および／又は深さにわた７ て分布配置された多数の加熱要素が採用されるとを利である。

本発明の他の特徴および利点は図面に示されている実施例から明らかである。

以下においてこの実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるもので はない。

第１圀は本発明の第一の実施例の概略縦断面図、第２図は第４図におけるロー電 線に沿った断面図、第３図は第１図および第２図における実施例の支持体を製造 する方法を説明するための概略図、 第４図は第１図〜第３図における実施例の加熱要素、第５図は星形巻回技術で作 られた支持体を備えた他の実施例の概略図、第６図は支持体の板金に対して直角 に配置された加熱要素を備えた本発明の他の実施例、 第７図は第６図における部分■の拡大詳細図、第８図は平板だけで作られた支持 体の第７図に相応した図、第９図は第６図における矢印■の方向から見た図、第 １Ｏ図は液体が貫流できる管を備えた本発明の他の実施例の第６図に相応した概 略断面図、 第１１図は同心的に位置する熱交換器管を備えた他の実施例の断面図である。

第１図、第５図、第６図および第１０図に概略的に示されている排気ガス用触媒 体は、乗用車の内燃機関から出た排気ガスを転換ないしは触媒的に再燃焼するた めに使用される。排気ガス用触媒体に組み込まれた加熱要素によって、内燃機関 の始動過程において排気ガスを転換する際の効率を高める必要がある。その加熱 要素は支持体をその触媒被膜と共に加熱し、これによって排気ガス用触媒体は急 速にその運転温度に達する。

第１図に概略縦断面図で示されている排気ガス用触媒体（１０）は、横断面円形 の支持体（１３）を収容する特殊鋼で作られた円筒状の外被ハウジング（１２） を有している。

第２図から明らかなように、支持体（１３）はスパイラル状に巻回された平板（ １４）から成っており、その巻回層は互いに間隔を隔てて配置されている。平板 （１４）の巻回層の間隔は、相対する巻回層の間に配置されている波板（１６） によって確保されている。支持体（１３）の平板（１４）並びに波板（１６）は 耐熱性で耐食性の板金から作られている。

支持体（１３）の上述した構造によって排気ガスが貫流できる中間室（１５）付 きの構造物が形成され、この構造物は矢印（２６と２８）の方向に流れる排気ガ スで貫流される。この場合排気ガスは支持体（１３）の前方端面（１７）でその 中に入り込み、後方端面（１９〕でそこから出る。支持体（１３）を貫流する間 に排気ガスの転換が行われる。

支持体（１３）の中にその横断面に分布して多数の加熱要素（１８，２０，２２ ，２４）が設けられている。これらの加熱要素は原理的には同様に構成されてい る。このような加熱要素の一つ（１８）が第４図に拡大して示されている。加熱 要素（１８）および他のすべての加熱要素は、互いに間隔を隔てて配置された二 つの接続端子（５６と５８）の間にスパイラル状に付設されている加熱コイル（ ５０）を有している。加熱コイル（５０）は円筒状の外被管（５４）に対して絶 縁層（５２）で絶縁されている。この場合例えば圧縮された砂層が利用される。

円筒状の外被管（５４）の接続端子（５６，５８）に対する絶縁は、外被管（５ ４）の両側端面に配置されているセラミックス絶縁体（６０，６２）によって行 われている。

第１図から明らかなように加勢要素（１Ｂ、２０．２２．２４）の長さは、少な くとも接Ｖｔ端子（５６，５日）が支持体（１３）の端面（１７，１９）より軸 方向に突出するように寸法づけられている。加熱要素（１８，２０，２２，２４ ）の接続端子（５６，５８）は図示していない方式で自動車の電源（３４）に接 続されている。従って加熱要素（１Ｂ、２０．２２．２４）は現在自動車で普通 に用いられている１２ポルトの電圧で作動されるように電圧を印加される。

第１図の図面から明らかなように、加熱要素（＋８．２０．２２．２４）の接続 端子は排気ガス流の範囲に設けられている。端面（１７，１９）の範囲に付設さ れている加熱要素（１８，２０，２２，２４）の接に＆端子は図示されていない 方式で互いに結合され、それぞれ共通の電線（３０，３２）に接続される。この 場合第４図の実施例とは異なって外被管（１２）の導電性を利用することもでき る。この場合電線（３２）は、電源（３４）の一方の電極に接続されている外被 管（１２）に接続される。

第２図から明らかなように、加熱要素（１８，２０，２２，２４）は波板（１６ ）の波形の中にはめ込まれている。これによって加熱要素（１Ｂ、２０．２２゜ ２４）に対する特別な固定処理は要らなくなり、支持体（１３）の横断面内にお ける加熱要素（１８，２０，２２，２４）の確実な固定が保証される。加熱要素 （１８，２０，２２，２４）の直径は波板（１６）の波形に合わされているので 、加熱要素の外被管（５４）と支持体の板金（１４と１６）との間の特に良好な 面接触および従って良好な熱伝達が保証される。なぜなら大きな熱伝達面積が用 立てられるからである。これは一方では支持体（１３）の非常に急速な加熱を生 じ、他方では支持体〔１３）の破損を引き起こすような点状の過熱を回避する。

支持体（１３）の全横断面にわたる一様な加熱は、横断面にわたって分布された 多数の加熱要素（１８，２０，２２，２４）によって達成される。

次に第３図を参照して第１図および第２図に示されている排気ガス用触媒体の製 造方法について説明する。支持体（１３）は帯状の平板（１４）と帯状の波板（ １６）とをスパイラル状に巻回することによって作られる。支持体（１３）を巻 回する前に、所望の数の加熱要素（１８，２０）が互いに間隔を隔てて波板（１ ６）の波形の中にはめ込まれる。続いて支持体（１３）を巻回する際、電気加熱 要素（１８，２０）は支持体（１３）の構造物に固く組み込まれる。このような 製造方法によれば、支持体（１３）の構造物に電気加熱要素を後から挿入する必 要はなくなる。更に特に固い結合および従って特に堅固な支持体（１３）が得ら れる。第４図に示されている円筒状の加熱要素は更に支持体（１３）の強度の増 大に寄与する。

電気加熱要素（１８，２０，２２，２４）は自己絶縁形に形成されているので、 支持体（１３）に別の絶縁処置を施す必要はない、従って公知の構造様式におい て支持体（１３）の強度を低減するおそれのあった絶縁層は不要となる。

図示されていない実施例において、円筒状の加熱要素の代わりに、波板（１４） 上に設置される平坦なあるいは′ｉ！４膜状の加熱要素が設けられる。この種の 加熱要素は可視性を有しているので、これによっても支持体のスパイラル状構造 物を得ることができる。しかしまた図示されていないが層状に構成された支持体 を作ることもできる。

第５図には本発明の他の実施例が概略的に示されている。ここに示された排気ガ ス用触媒体（８０）は図示されていない支持体を収容する円筒状の外被ハウジン グ（８２）を有している。板金で作られた支持体は原理的に公知の星形巻回技術 （ドイツ連邦共和国特許第４０１６２７６号公報参明）で作られている。この支 持体は同様に互いに間隔を隔てて配置された平板から成り、その場合、中間室に 波板が配置されている。排気ガス用触媒体を製造する際、支持体を巻回する前に 第５図からその形状が明らかな予め成形された電気加熱要素（８４）が板金積層 体間に入れられる。そのような形状に対して適した電気加熱要素は原理的には市 販されている０図面から明らかなようにホース状の電気加熱要素は三次元的に蛇 行した形状をしている。加熱要素（８４）の終端範囲に配置された電気接続端子 は自動車のｔｉｌｌ！（８６）に接続されている。

本発明のこの実施例においても、自己絶縁形に作られた加熱要素（８４）によっ て、支持体の強度を阻害してしまうような他の絶縁処置は不要である。むしろ蛇 行状の電気加熱要素（８４）によって支持体の強度は一層高められる。加熱要素 （８４）は排気ガス用触媒体（８０）の全横断面にわたって一様に分布されてい るので、２速且つ一様な加熱が達成される。従って支持体における局部的な過熱 は生しない。

第６図は本発明の他の実施例を示している。ここに概略的に垂直断面図で示され ている排気ガス用触媒体（９０）はほぼ断面正方形の流れ通路（９１）を有して いる。流れ通路（９１）は交互にａｙｉされた多数の平ｙｉ、（９２）と波板（ ９３）とから成る支持体（９４）を収容している。支持体（９４）は流れ通路（ ９１）の全横断面を充填しているが、これは第６図の図面には示されていない、 支持体（９４）ないしその平板および波板（９２，９３）には、加熱要素（９５ ，９７）を収容するために貫通口（９６）が設けられている。原理的には第４図 に示されている加熱要素（１８）と同しように形成されている加熱要素（９５， ９７）は支持体（９４）の平板および波板（９２，９３）に対して直角に配置さ れている。

支持体（９４）の免速且つ一様な加熱を達成するために、多数の電気加熱要素が その横断面およびその深さにわたって分布して配置されている。加熱要素（９５ ，９７）に対する貫通口（９６）は支持体（９４）に熱交換器の場合と同様に明 けられている。第６図の部分■を拡大して示している第７図から明らかなように 、平板および波板（９２，９３）は貫通口（９８）の範囲を折り曲げて形成され ている。従って電気加熱要素（９７）の表面と平板および波板（９２，９３）と の間に大きな熱伝達面が存在することになる。

第８図は第７図と類似した図面において本発明の他の実施例を示している。ここ では詳細に図示されていない支持体は互いに間隔を隔てて配置された平板（９２ ）から成っている。これらの平板の間に例えば図示されていない突起による支持 部が設けられる。同様に平板（９２）の終端範囲は加熱要素（９９）に対する貫 通口（１００）の範囲を折り曲げて形成されている。この場合も加熱要素（９９ ）の表面と支持体との間に特に大きな熱伝達面が得られる。

第６図から明らかなように、横断面にわたって分布された電気加熱要素（９５゜ ９７）はそれぞれ少な（とも一つの加熱コイル（１０１）を有しており、この加 熱コイル（１０１）は加熱要素（９５）の終端範囲に付設されている二つの接続 端子（１０２，１０３）の間に配置されている。加熱コイル（１０１）は外被管 （１０５）で包囲されている絶縁層（１０４）の中に保持されている。加熱要素 （９５，９７）の円筒状の外被管（１０５）は耐食性の板金で作られている。支 持体（９４）における貫通口（９６，９８）の直径は好適には外被管（１０５） の外径よりも幾分小さく選択されている。これによって加熱要素（９５，９７） は支持体（９４）に圧着される。金属製支持体を持つ排気ガス用触媒体を製造す るために必要なろう付は工程において、同時に加熱要素（９５，９７）が貫通口 （９６，９８）の範囲において板金（９２，９３）に結合される。

図示されていない他の実施例においては、ｔｒａ熱要素に対する開口は排気ガス 用触媒体の支持体に腐食加工される。このような排気ガス用触媒体においても、 その開口横断面は加熱要素の外径よりも幾分小さく形成される。

第６図から明らかなように、加熱要素（９５）の外被管（１０５）は流れ通路に 明けられている開口（１０６，１０７）を貫通して導かれている。従って加熱要 素（９５，９７）の接Ｖｔ端子（１０２，１０３）は流れ通路（９１）の外に位 置している。排気ガス用触媒体（９０）の加熱要素の接Ｖｔ０ｉｉｉ子（１０２ ，１０３）は図示されていない方式で電源特に自動車の電源に接続されている。

第６図および第９図において支持体（９４）の横断面および深さにわたって分布 されている電気加勢要素（９５，９１）は原理的に公知であり、市販されている 。力Ｕ熱要素（９５，９７）の小さな外径は流れ通路（９１）の内部における流 れ抵抗を小さくしている０図示されていない内燃機関の排気ガスは矢印（１０８ ）の方向に流れ通路（９１）の中に流入し、そこから矢印（１０９）の方向に出 る。この場合触媒液−を備えた支持体（９４）が貫流され、その際排気ガスは触 媒的に再燃焼される。加熱要素（９５，９７）は支持体（９４）を２、速に加熱 するので、支持体（９４）はその触媒被膜と一緒に急速にその運転温度に達する 。従って内燃機関の始動過程においても高い転換効率が得られる。

この排気ガス用触媒体（９０）は、加熱要素（９５，９７）と支持体（９４）と の間の熱伝達が良好である他に、製造が簡単であるという特徴を存する。支持体 （９４）における加熱要素用の開口は公知のように熱交換器を製造する場合と同 しようにして支持体（９４）に明けられる。

第１０図は本発明の他の実施例を示している。ここに概略的な垂直断面図で示し た排気ガス用触媒体（１１５）は、互いに間隔を隔てて配置された平板（１１７ ）とそれらの間に位置する図示していない波板とから成っている触媒被膜用の支 持体（１１６）を有している。支持体（１１６）の内部に管（１１Ｂ）が配置さ れており、この管（１１８）はその管壁に付設された加熱コイル（１１９）によ って電気加熱できる。図示されていない電源特に自動車の電源に接続されている 加熱コイル（１１９）の接Ｖｔ端子（１２１，１２２）は流れ通路（１２０）の 外に配置されている。管（１１８）は流れ通路（１２０）に対して垂直に位置し ている。管（１１８）の周囲から、支持体（１１６）の互いに間隔を隔てて配置 された平板および波板（１１７）が垂直に突出している。

流れ通路（１２０）の内部において排気ガスは矢印（１２３，１２４）の方向に 流れる。この場合排気ガスは支持体（１１６）に設けられた触媒被膜によって転 換される。排気ガス用触媒体（１１５）ないしその触媒被膜は加熱要素（１１９ ）によって２．速にその運転温度に達する。従ってこの排気ガス用触媒体の場合 も始動過程において高い効率が得られる。

加Ｐ！、要素（１１９）の管（１１Ｂ）の内部で例えば冷却水あるいは他の車両 用液が加熱される。この液体は矢印（１２５，１２６）の方向に管（１１８）を 通して導かれる。

第１１１１ｉ１は、中央の中空管（１３３）とこれに同心的に配置された外被管 （工３６）とから成る熱交換器（１３１）を示している。中空管（１３３）と外 被管（１３６）との間に波状に形成された板金で構成されたリング体（１３５） が配置されており、その波形は中空管（１３３）の周りにほぼ星形に配置されて いる。

中空管（１３３）の壁における中空室の中に第１０図の加熱コイル（１１９）の ような加熱コイル（１３４）が配置され、中空管（１３３）の内部室の中に星形 に波状にされた板金から成る他のリング体（１３２）が配置されている。この実 施例の場合も、中空管（１３３）と外被管（１３６）との間の空間（１３０）は 例えば排気ガスで貫流される。この排気ガスはリング体（１３５）が触媒で被覆 されているときその表面で浄化される。中空管の内部には第二の液体例えばエン ジンの冷却液が案内され温められる。そのリング体（１３２）は熱交換面積を増 大している。

上述した実施例によれば、本発明に基づく排気ガス用触媒体の急速且つ一様な加 熱を行うことができる。これによって特に急速に排気ガス用触媒体の高い効率が 得られる。ここで採用される自己絶縁形の加熱要素は他の絶縁処理を不要とする ので、支持体の大きな強度が達成される。

手続補正書 平成６年　６月　３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．板金層で構成され排気ガスが貫流できる構造物の形をし且つ触媒被膜を備え た支持体を有し、この支持体が排気ガスを案内する流れ通路の中に配置され、外 部から電気式に加熱できるような特に内燃機関に対すろ排気ガス用触媒体におい て、構造物の外側にこの構造物から電気絶縁された少なくとも一つの加熱要素（ １８、８４、９５、１１９、１３４）が設けられ、この加熱要素が支持体（１３ 、９４、１１６、１３１）の板金（１４、９２、１１７、１３５）および／又は その被膜に熱的に密に接続されていることを特徴とする排気ガス用触媒体。 ２．小さな直径の円筒状あるいは棒状の少なくとも一つの電気加熱要素（１８、 ２０、９５）が設けられていることを特徴とする請求の範囲１記載の排気ガス用 触媒体。 ３．少なくとも部分的に波形にされた板金層（１６）を備えた排気ガス触媒体に おいて、少なくとも一つの棒状の加熱要素（１８、２０）が支持体（１３）の波 板（１６）に保持されていることを特徴とする請求の範囲１又は２記載の排気ガ ス用触媒体。 ４．波板（１６）の波形が加熱要素（１８、２９）の直径に合わされていること を特徴とする請求の範囲３記載の排気ガス用触媒体。 ５．支持体（１３）が少なくとも一つのスパイラル状に巻回された平板（１４） から成り、平板（１４）の巻回層の間に貫流可能な波板層（１６）が配置され、 この波板層（１６）の中に多数の棒状の加熱要素（１８、２０、２２、２４）が 互いに間隔を隔てて挿入されていることを特徴とする請求の範囲１ないし４の１ つに記載の排気ガス用触媒体。 ６．少なくとも一つの電気加熱要素が設けられ、この加熱要素が平面形状をして おり、板金特に平板として支持体の中に収容されていることを特徴とする請求の 範囲１記載の排気ガス用触媒体。 ７．電気加熱要素が、スパイラル状に巻回された板金特に平板として支持体の中 に配置されるように可撓性を有していることを特徴とする請求の範囲６記載の排 気ガス用触媒体。 ８．少なくとも一つの電気加熱要素（１８、２０、２２、２４）の両側の接続端 子（５６、５８）が支持体（１３）の端面（１７、１９）から引き出され、電圧 源（３４）に接続されていることを特徴とする請求の範囲２ないし７の１つに記 載の排気ガス用触媒体。 ９．多数の電気加熱要素（１８、２０、２２、２４）の両側端面（１７、１９） に付設されている接続端子（５６、５８）が互いに接続され、その少なくとも一 つの接続端子群が支持体（１３）の外被ハウジング（１２）を貫通して導かれて いる電線（３０、３２）を備えていることを特徴とする請求の範囲８記載の排気 ガス用触媒体。 １０．耐食性のパターンを付けられた板金（１４、１６）から構成された支持体 が巻回され、巻付けられあるいは重ね合わされる請求の範囲５ないし１０の１つ に記載の排気ガス用触媒体を製造する方法において、巻回、巻付けないし重ね合 わせの工程の前に、パターンを付けられた板金（１６）の形状に合わされた複数 個の加熱要素（１８、２０、２２、２４）が互いに間隔を隔ててパターンを付け られた板金（１６）の中にはめ込まれ、続いて支持体（１３）が巻回され、巻付 けられあるいは重ね合わされることを特徴とする排気ガス用触媒体の製造方法。 １１．平坦な可撓性の加熱要素が支持体を巻回する際にパターンを付けられた板 金（１４、１６）と一緒に巻き込まれることを特徴とする請求の範囲１０記載の 方法。 １２．支持体が星形巻回技術で配置された板金から成り、支持体の中に、予め成 形され支持体の貫流構造物に合わされた形状をした加熱要素（８４）がはめ込ま れていることを特徴とする請求の範囲１記載の排気ガス用触媒体。 １３．加熱要素（８４）が三次元的な蛇行形状の構造物の形をしていることを特 徴とする請求の範囲１２記載の排気ガス用触媒体。 １４．少なくとも一つの加熱要素（９５、９７）が支持体（９４）に設けられ、 その加熱要素（９５、９７）が支持体（９４）の板金（９２、９３）に対して直 角に支持体（９４）に明けられた開口（９６、９８）の中に配置され、支持体（ ９４）に結合されていることを特徴とする請求の範囲１記載の排気ガス用触媒体 。 １５．開口（９６、９８）の範囲で加熱要素（９５、９７）が支持体（９４）に ろう付けおよび／又は圧着されていることを特徴とする請求の範囲１４記載の排 気ガス用触媒体。 １６．加熱要素（９５、９７）に対する開口が支持体（９４）の板金（９２、９ ３）を貫通する貫通口（９６、９８）として形成されていることを特徴とする請 求の範囲１４又は１５記載の排気ガス用触媒体。 １７．板金（９２、９３）が貫通口（９６、９８）の範囲を折り曲げて形成され 、加熱要素（９５、９７）に結合されていることを特徴とする請求の範囲１６記 載の排気ガス用触媒体。 １８．加熱要素に対する開口が支持体の板金に腐食加工されていることを特徴と する請求の範囲１４又は１５記載の排気ガス用触媒体。 １９．加熱要素（９５、９７）が流れ通路（９１）の外側に配置されている接続 端子（１０２、１０３）を備えていることを特徴とする請求の範囲１４ないし１ ８の１つに記載の排気ガス用触媒体。 ２０．少なくとも一つの電気加熱要素（９５、９Ｔ）が設けられていることを特 徴とする請求の範囲１４ないし１９の１つに記載の排気ガス用触媒体。 ２１．加熱要素（９５、９７）が外被管（１０５）の中に配置された加熱コイル （１０１）を備えて棒状に形成されていることを特徴とする請求の範囲２０記載 の排気ガス用触媒体。 ２２．加熱要素（１１９、１３４）が、液体により貫流され加熱可能であり且つ その外周部分が支持体（１１６、１３５）に結合されている管（１１８、１３３ ）を有していることを特徴とする請求の範囲１４ないし１９の１つに記載の排気 ガス用地媒体。 ２３．管（１１８、１３３）の中に少なくとも一つの電気加熱線（１１９、１３ ４）が付設されていることを特徴とする請求の範囲２２記載の排気ガス用触媒体 。 ２４．管（１１８、１３３）の中を内燃機関の冷却水が流れることを特徴とする 請求の範囲２２又は２３記載の排気ガス用触媒体。 ２５．複数個の加熱要素が、支持体の横断面および／又は深さにわたって分布し て配置して設けられていることを特徴とする請求の範囲１ないし２４の１つに記 載の排気ガス用触媒体。