JPH07502582A - 電気により加熱できるハニカム状の本体 - Google Patents

電気により加熱できるハニカム状の本体

Info

Publication number
JPH07502582A
JPH07502582A JP4506723A JP50672392A JPH07502582A JP H07502582 A JPH07502582 A JP H07502582A JP 4506723 A JP4506723 A JP 4506723A JP 50672392 A JP50672392 A JP 50672392A JP H07502582 A JPH07502582 A JP H07502582A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb
shaped body
degrees
axis
approximately
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4506723A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0791971B2 (ja
Inventor
ブリュック,ロルフ
ブロイアー,ハンス−ユルゲン
Original Assignee
エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング filed Critical エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
Publication of JPH07502582A publication Critical patent/JPH07502582A/ja
Publication of JPH0791971B2 publication Critical patent/JPH0791971B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F01N3/24Exhaust 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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • 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
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • 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
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

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】 この発明は、軸、その軸を取囲む内部領域、およびその軸から間隔をあけられた 外部領域を有し、さらに内部領域および外部領域の間に位置付けられかつ内部領 域のまわりに螺旋形の態様でいくつかの巻きに巻かれた少なくとも1枚のメタル シートを含む少なくとも1つの積み重ねを有する、電気により加熱できるハニカ ム状の本体に関する。
巻かれ、または絡み合わせられたメタルシートを層にしたものの積み重ねででき た、この種類のハニカム状の本体は、EP 0 245 736 81号、EP  0 245 737 81号、およびWO90103220A1号で説明され ている。触媒のためのキャリアとして、特に自動車を駆動する内燃機関の排気ガ スから汚染物を除去するために自動車の排気システムで用いるためのそのような ハニカム状の本体の使用は、これらの引用例において詳細に説明される。触媒の ためのキャリアとしてのメタルのハニカム状の本体の特に有利な特徴は、直接的 な電気加熱が提供されるということであるが、何故かというとエンジンの排気ガ ス中の汚染物を変換するための、典型的な触媒の効果はおよそ200°Cの温度 を越えるまで発揮されず、ゆえに排気ガスによって働きかけられ始めてからおそ らく数分後でしか活性化しないからである。したがって触媒、特に自動車の排気 システム内の触媒の活性化を速めるためには、加熱することが極めて望ましい。
それ自体としては、メタルのハニカム状の本体の場合、直接的な電気加熱は特に 魅力的であり、そのためにたとえば排気システムの中にハニカム状の本体が取付 けられた自動車のバッテリからの電流によってハニカム状の本体が働きかけられ る。モデルによってはしかしながら、前述の引用例の中で説明されたタイプの、 排気ガスシステムの中に取付けられるべきハニカム状の本体の電気抵抗は、最大 でおよそ100分の1オームであり、そのようなハニカム状の本体はバッテリに 受容できないような負担をかけることなしに典型的な自動車のバッテリに接続さ れることはできない。これらの問題点を考慮して、ハニカム状の本体の電気抵抗 を高める方策がすでに考えられており、特に典型的に入手可能な電力源に過度の 負担を与えることなく短時間で適切に加熱され得るハニカム状の本体を自動車で 使用するために考えられている。故に、WO89/10470 A1号およびW O39/10471 A1号は、望ましいオーダの大きさ、特定的にはおよそ0 .1オームの電気抵抗を備えた少なくとも1つの電流経路がハニカム状の本体を 通って生じるように、ハニカム状の本体をギャップおよび/または絶縁性の仕切 りで副分割することを説明している。しかしながら電気により加熱されるべきハ ニカム状の本体が深刻な機械の歪みに耐えるように意図されるならば、電気抵抗 の問題に対して2つの引用例の中で説明された解決は困難になるかもしれず、そ の場合、セラミック層およびとりわけ個々のシートメタル層または巻きの間に設 けられるであろうギャップのために、ハニカム状の本体の中のシート間の接続点 は省かなければならず、したがってその構造が緩くなりかつおそらくその剛性が 減じられるということを意味し、そのようなハニカム状の本体の振動などに耐え る能力は電気加熱のために設計されていない同様なハニカム状の本体と比べて制 限されるだろう。
この発明は、先行技術の加熱可能なハニカム状の本体と比べてより強い構造を有 し、したがって激しい機械の歪みの下での耐性が向上した、実用的なオーダの大 きさの電気抵抗を備えた、電気で加熱できるハニカム状の本体、すなわち導電性 のハニカム状の本体を開示することを意図している。
この目的は、本発明に従って a) 軸と、その軸を取囲む内部領域と、その軸から間隔をあけられた外部領域 とを有し、 b) 内部領域と外部領域との間に少なくとも1枚のメタルシートを含む少なく とも1つの積み重ねを有し、その積み重ねは内部領域のまわりに螺旋状の態様で ぃくっがの巻きに巻かれ、それらの巻きは対になって互いに隣接しかつ互いに間 隔をあけられているいくつかの巻きを含み、C) いくつかのブリッジを有し、 その各々は2つの隣接しかつ間隔をあけられた巻きを機械的かつ電気的に互いに つなぎ、 d) 巻きとブリッジとは、内部領域と外部領域との間を流れる電流のための複 数に分岐した電流経路を形成し、各巻きはその電流経路に完全に所属する、電気 により加熱できるハニカム状の本体によって達成される。
この発明によるハニカム状の本体では、当該産業分野において知られている技術 により積み重ねの中に形成される接続に加えて、積み重ねの隣接する巻きの間に ブリッジが存在する。たとえばろう付位置などであってよく、選択肢としては巻 きの間に挿入されてろう付、拡散溶接、焼結または何らかのそれに類する接合技 術により固定される特殊な構成要素であってよいそのようなブリッジは、ハニカ ム状の本体を通る電流の分岐経路を確かに形成するので、そのためブリッジのな いハニカム状の本体と比へて低減された電気抵抗が結果として得られるが、しか しながらそれはハニカム状の本体において可能な最大限の機械の強度と最大限に 高い電流経路の電気抵抗とを存する。実際、電流経路の電気抵抗を受容できない ほどに低くすることな(、積み重ねのさまざまな巻きの間の前述したブリッジの 形態のいくつかの機械的および電気的接続の手段によってハニカム状の本体を安 定させることが可能である。ブリッジの配置によっては、ハニカム状の本体に電 流を与える際にわずかにいくらか均質性に欠けることがあり、したがって加熱に おける非均質な温度分布が生じるかもしれないが、しかしながら熱伝導と熱放射 とはハニカム状の本体の中で補償しあう効果があり、とりわけ触媒が活性化した 後にハニカム状の本体の中で起こる触媒反応は、初期の活性化における非均質性 からは著しく独立的に短い時間で均質な温度分布を助長するので、この非均質性 には大きく不利な点はない。したがって、非均質性の問題は本質的に、流体によ るハニカム状の本体に対するその反応が触媒されることである作用が開始された 後の、非常に短い期間に限られる。
この発明は、巻きの個々のセグメントを電流の流れから遮断したために電流経路 の部分にはならなくなることを、回避する。これは、加熱の結果起こる温度分布 における著しい非均質性を回避するには、特に有利である。
2つの隣接して間隔をあけられた巻きの間の、軸の回りで計って360度未満の 角度をなす領域の各々に、多くて2つのブリッジを提供することは、特に好まし い。ブリッジの配列の多くでは、電流は軸の回りを回転の可能な2つの方向のう ちの1方へ流れるだけではなく、ブリッジにより接合された巻きには双方の回転 方向へ電流が生じる。したがって、前述の360度(full angle)未 満の角度をなす領域に2つより多くのブリッジが提供されると、3つのブリッジ のうちの2つの間に位置付けられた巻きのセグメントは完全にバイパスされ、電 流の流れからおそらく遮断されるだろう。さらに、特に軸の回りで計って360 度未満の角度をなす領域のすべてについて、「隣接する巻き」という用語は、実 際にそのような角度をなす領域では積み重ねの中の互いに隣合って位置付けられ かつ互いに間隔をあけられた巻きは、存在するかもしれないブリッジを除けば互 いに接続を持たないので、常に明確に定義されている。
この発明における意味合いで用いられる「隣接する」という用語は、この見地か ら理解されるべきである。
局地的に限定された比較的わずかな非均質性を除いては主として均一である、こ の発明のハニカム状の本体に対する加熱という目的のための電流の作用は、特定 的には互いにすぐ続く2つの角度をなす間隔の各々の和が約480度から約60 0度の間であり、しかし互いにすぐ続く2つの角度をなす間隔のうち少なくとも 1つは240度以下であるという条件で達成できる。これは電流が外部領域に送 られ内部領域で引き出される、この発明によるハニカム状の本体に関する。ハニ カム状の本体を適切かつ均質に加熱するには、電流をハニカム状の本体の入力点 の正反対の側にも送ることが必要であるが、これはブリッジが互いに近過ぎると ころに位置していると達成不可能である。その場合、電流は入力および出力点の 間の直接的な接続線の回りの比較的狭く規定された範囲だけしか通過せず、もは や均一な加熱か起こるとは言いがたい。
この発明のハニカム状の本体内の角度をなす間隔の各々を約120度より大きく 保つことは有利である。2つの隣接するブリッジの間の角度をなす間隔を過度に 著しく縮小することは、巻きのうちの大きなセグメントが電流の流れから多少遮 断され、加熱の均質性を不満足なものにするということを、常に意味する。
この発明によるハニカム状の本体の好ましい特徴としては、角度をなす間隔はす へて互いにほぼ等しく、そのような間隔の各々はおよそ240度である。このよ うにすれば、ハニカム状の本体は電流のための特に強く連結された電気抵抗器の 配列(2つのブリッジの間にある積み重ねの1つのセグメントが各抵抗器に対応 する)を形成し、結果として加熱における適切な均質性が保証される。
この発明のハニカム状の本体における別の等しく好ましい特徴は、約120度か ら約240度の間の第1の角度をなす間隔と、約360度である第2の角度をな す間隔とが交互に現れるというところに特色がある。第1の角度をなす間隔が約 180度であれば特に好ましいが、それはこの場合結果として巻きに対し本質的 に均質に電流が与えられるからである。第1の角度をなす間隔が180度より量 的に実質的に異なる場合、当然ながらある一定の非均質性が生じるが、しかしな がら第1の角度をなす間隔を約120度から約240度の間に限定することで、 適切な均質性が保証される。
この発明のハニカム状の本体における積み重ねの巻きの間にあるブリッジは、好 ましくはストリップの形でありかつ軸に対し平行なものとして実施される。スト リ・ノブの形態は実際に軸方向に延ばされたブリ・ソジて達成されてもよいし、 実質的に軸方向に連続する、幾分ト・ノドの形である接続点によっても適切な効 果かある。ブリ・ソジは必ずしもすへてかハニカム状の本体の全体を軸方向に貫 く必要はなく、たとえば単独でまたは他の部分と共にある特定の程度まで加熱さ れるべきハニカム状の本体の軸部分に限定されたままてもよい。加えて、ブリッ ジの軸方向に対する段階的配列により、電流経路の適切な構造か得られ、したが ってその電気抵抗はさらに増大する。
隣接して間隔をあけられた巻きの間にセラミ・ツク材料なとの絶縁層を挿入する ことは有利である。そのような絶縁層よ、それにより巻きにおける互いからの信 頼性のある絶縁が得られるだけでなく、実質的に7%ユニカム状本体を振動によ る歪みなどに耐えるように安定させることに寄与している。
隣接する巻きの間にブリッジを形成するには、メタルと絶縁体とを交互に重ねて できており、好ましくは一定の厚さである層がハニカム状の本体の巻きの間に据 えられるよう、絶縁層の間にシート−メタルのストリ・ツブを挿入してもよい。
この方策は、同じくハニカム状の本体が機械的歪みに耐える能力を実質的に高め るのに寄与する。
絶縁層を作るための別の選択肢は、積み重ねを形成かつ規定するメタルシートの 少なくとも1枚の上にセラミ・ツクコーティングを用いることである。ハニカム 状の本体を加熱するのに使われる、普通は約12ボルトである通常の電圧を考慮 するならば、メタルシートのセラミックコーティングによって適切な絶縁と特に 薄い厚みを備えた絶縁層を得ることが可能なので、絶縁層は/’%ニカム状の本 体の嵩を実質的に制限することはなく、これは/’%ニカム状の本体の強度の点 では有利であって、かつそれを通って流れる流体、特に排気ガスに対する流体力 学的抵抗を通常の非常に低い値から変えられないままに保つ。
この発明の、いかなる可能な付加的実施例に対しても弊害のない特に好ましいさ らなる特徴では、軸に対しほぼ垂直に位置付けられた2つのほぼ平坦な端面によ り軸の方向に規定され、かつその外部領域にはその端面の間に位置付けられて軸 に対しほぼ平行に配向されたほぼ円筒形のジャケット面かあるハニカム状の本体 は、端面の間のほぼ半分のところてこのジャケット面の中に包囲みぞを有し、こ のみそはハニカム状の本体の中へ内部領域に至るまで延びる。
したがってハニカム状の本体は実質的に互いから分離した2つの外部領域と2つ の積み重ねとを有し、これらの各々は軸方向から見ると連続して位置付けられて おりかつ単一の内部領域を介して機械的かつ電気的につながれている。
そのようなハニカム状の本体では、電流の入力および出力は各場合において外部 領域で行なうことができ、第1の外部領域に入力された後、電流は第1の積み重 ねを通過し、内部領域を通って第2の積み重ねへ流れ込み、それを通過した後第 2の外部領域に到達してそこで出力される。本発明のこの特徴に関連して言えば 、ハニカム状の本体の内部領域での入力または出力接点は設けなくて済むもので あり、したがって特定的には、ハニカム状の本体の内部領域に設けられるべき接 点に関し、かつハニカム状の本体を通って流れる流体による大きな歪みを結果と してもたらすがもしれないすへての不利な点は、特定的に除去される。
また、ハニカム状の本体の互いに隣接するすべての巻きが互いに間隔をあけられ ていれば、特に有利である。このようにして、この発明によるブリッジの手段に よって特に高い電気抵抗を達成しつつ機械的強度を確実にすることが可能である 。
この発明は、概略的および/またはわずかに変えられた形式の図面で示される例 示的実施例との関連でさらに詳細に説明されるが、これはこの発明の特定的な特 性を説明するのに有益である。特定的には、図面では以下のものが示されている 。
図1は、この発明によるハニカム状の本体の断面図である。
図2は、ハニカム状の本体の外形の一実施例である。
図3は、この発明のハニカム状の本体におけるさらなる実施例の断面図である。
図4および5の各々は、この発明によるハニカム状の本体を形成するための滑ら かなおよび波形のメタルシートからなる積み重ねの図である。
図6は、図4または図5による積み重ねを螺旋状に巻き上げることによって形成 されるハニカム状の本体の内部領域の断面図である。
図7は、この発明によるハニカム状の本体の特殊な実施例の縦方向断面図である 。
図1は、この発明によるハニカム状の本体を軸(図示せず)に対し直角に破断し た断面図を示す。ハニカム状の本体は滑らかなメタルシート4と波形のメタルシ ート5とからなる積み重ね6で形成されており、その積み重ねは(ハニカム状の 本体の中央に位置付けられていると想像されてよい)軸の回りでいくつかの巻き に巻かれる。ハニカム状の本体の内側では、積み重ね6は内部領域2で終わり、 外側ではハニカム状の本体は外部領域3によって境界を定められており、これは 特定的には多重に巻かれた積み重ね6が中へ挿入されるジャケットチューブによ り実施されてよい。ハニカム状の本体を加熱するための電流は、本質的には積み 重ね6の巻きに沿って内部領域2がら外部領域3へ、またはその反対の方向へ流 れる。電流が積み重ね6の巻きの方向に進むよう、2つの隣接する巻きの各々は 互いに間隔をあけられかつ絶縁層9により互いから電気的に絶縁される。絶縁層 9はセラミック材料を含んでもよいし、単に個々の巻きの間のギャップであって もよい。この発明にょれば、絶縁層9はブリッジ7により中断され、これは積み 重ね60個々の巻きの間の金属接続に相当する。これらのブリッジ7はすてに十 分に説明されてきたように、主にハニカム状の本体の機械的構造を強化するため に働く。加えて、それらは積み重ね6の隣接する巻きの間の電気的接続に相当す るのであって、この発明によるそれらの配置は、それらが電流によるハニカム状 の本体の適切かつ均質な加熱に対し実質的な弊害をもたらさず、しかも電流のた めにハニカム状の本体の中に形成された電流経路における電気抵抗を受容できな いほどに低減することかないことを保証する。図1の例示的実施例では、絶縁層 9に沿った2つの隣接するブリッジ7の各々が軸の回りで計って約240度の角 度をなす間隔を有するように配設される。このようにして形成された電流経路は 、電気抵抗器の特に強く分岐したネットワークを表し、その結果ハニカム状の本 体における適切な均質性か確実にされ得る。さらに、軸から放射状に外へ向かっ て進む3本の線の上にブリッジ7を配列することて、ハニカム状の本体の構造が 特に効果的に強化される。
図2は、ハニカム状の本体の外側の図をこの発明に従っておそらくそう見えるで あろうように示したものである。
ハニカム状の本体は円筒形であって、軸1は中央の線である。ハニカム状の本体 の内部領域2は軸lのすぐまわりにある同様にほぼ円筒形の領域であり、外部領 域3によって境界を定められている巻かれた積み重ね6と隣接する。ハニカム状 の本体の端面12、すなわちそこから軸lが現れる面は、実質的に平面でありか つ軸lに対し直角に位置付けられる。
図3は(図1についてすてに説明したように)断面図であって、この発明のハニ カム状の本体の異なった実施例のものである。内部領域2と外部領域3との間に 位置付けられる滑らかなシート4と波形のシート5とからなる巻かれた積み重ね 6はいくつかの巻きを有し、そのすべては絶縁層9によって互いに間隔があけら れる。巻きの間の接続は外部領域3と内部領域2との付近にある個々のブリッジ 7、および対にされたブリッジ8の形で存在し、対にされた2つのブリッジ8の 各々は軸(図示せず)の回りで計って360度の角度をなす間隔を有する。電流 は図3のハニカム状の本体を通って外部領域3と内部領域2との間を実質的に均 一に流れる。すへてのブリッジ7および8は断面の中心点(したがって好ましく は、ハニカム状の本体全体に関して言えば軸を含む平面)を通る直線上に実質的 に位置付けられ、積み重ね6に沿って流れる電流はブリッジ7.8からブリッジ 7.8ヘランダムな進み方をする。
図4は、滑らかなシート4と波形のシート5とからなる積み重ね6を形成するの に可能な方法の1つを示す。シート4および5の配列は軸lの回りで折り曲げら れ、折り曲げられた配列は次に軸lの回りで螺旋状に巻かれ得る。例承部実施例 の絶縁層9は、滑らかなシート4のうちの1枚、すなわち折り曲げられた配列の 内側でそれ自身の上に乗るシートの、セラミックコーティング10である。セラ ミックコーティング10は、たとえばプラズマ噴射などによって与えられてもよ い。ブリッジ7.8を形成するにはセラミックコーティングIOに凹部11が設 けられ、その中でコーティングされたシート4がそれ自身の上に乗って電気的負 荷を受入れることができる接点が生じる。他の選択肢としては、少なくとも凹部 11においてシートにろう付材料などを与えて、それによりハニカム状の本体の 組立の後に続(熱処理工程において積み重ねの2つの巻きの間にろう付された接 点などを形成すれば、凹部11の中の接点はさらになお改良されるであろうが、 これは、との熱処理工程が用いられるかに応して、焼結または拡散溶接も行なわ れてよく、それにより電気的かつ機械的に適切で良好な接続を形成することがで きて、ろう付材料などの使用をなしで済ますことが可能になる。
図5は、滑らかなシート4および波形のシート5からなる積み重ね6を形成する ための第2の可能な方法を示す。
ここでもシート4と5とは軸lの回りて折り曲げられているが、しかしながら、 たとえばセラミックまたは他の無機物ファイバを含むマットまたは不織布のよう なセラミックまたは無機物材料からなる絶縁層9が、シートーメタルストリップ などの形状のブリッジ7とともに積み重ね6の内側に位置付けられる。ハニカム 状の本体の組立は図4との関連で説明されたように行なわれる。この発明を達成 するにあたっての可能な方法を提示するのが、滑らかなシート4および波形のシ ート5を備える図で示された例示的実施例だけでは決してないことは理解される べきであり、特定的には、波形のメタルシート5のみを含む積み重ね6を用いる ことも可能であるし、複数個の異なったように波形にされたメタルシートを選択 肢として用いてもよい。さらに、完全に滑らかなシート4の代わりに非常に小さ い「極微波形」があるシートを用いてもよい。
図6は、図4または図5による積み重ねで形成されたハニカム状の本体の内部領 域2がどのように見えるかを示す。
絶縁層9(これは図4で示されるセラミックコーティング10により形成される こともあるだろう)が螺旋状の実線として示され、積み重ね6の外側境界14は 螺旋状の破線14で示される。図6から、折り畳まれた積み重ね6から巻かれた ハニカム状の本体と、記述の先行技術の参照から教示される種類の積み重ねをS 字状に絡み合わせることにより形成されるハニカム状の本体との類似性は明らか であるということに注目されたい。また、この発明は決してハニカム状の本体の 内部領域2の中までずっと延びる積み重ね6を必要とするものではないというこ とにも注目されたい。特定的には、そして先行技術ですでに説明されたように、 内部領域2は積み重ね6からは独立した構成要素であってよく、その中では積み 重ね6を形成するシート4.5は中断させられる。その場合、積み重ね6は内部 領域2の回りでシート4.5を渦巻き状に絡み合わせることにより巻かれる。図 6のハニカム状の本体は、内部領域2の中で密着する2つの積み重ね6を巻くこ とによって形成されると捉えることもできる。この捉え方ては、巻きは「境界」 14と絶縁層9との双方により仕切られ、すへての巻きが対になって互いから間 隔をあけられるわけではなく、むしろ一度に2つの隣接する巻きが境界14て互 いの上に直接に乗る。
図7は、この発明のハニカム状の本体の特殊な実施例を縦方向断面図で示すもの である。ハニカム状の本体は軸1に対してほぼ円筒形であり、端面12は軸1に 直角である。
軸1を取り囲みかつ内部領域2にまで延びるみぞ13は、ハニカム状の本体の外 部領域3と積み重ね6との中へ導かれる。この構造は、電流をハニカム状の本体 へ送り込むこと、およびそこから取り除くことをハニカム状の本体の外側でてき るようにするが、その目的のためには、電流はみぞ13の第1の側面に位置付け られる外部領域3に送り込まれ、みぞ13の他方の側面に位置付けられる外部領 域がら再び取り除かれる。生産するには複雑かつ高価であり、強度と耐久度の点 から好ましくない、ハニカム状の本体の内部領域2における接点はこのようにし て、なしで済ませることかできる。図7では絶縁層9たけが示されておりブリッ ジ7または8は示されていないことに注目すべきであり、これらのブリッジの配 列は図7で示される特殊な細部に依存するものではなく、たとえば図1および3 で図解された選択肢に関連してこの発明に習って任意に行なわれてよい。
この発明による導電性のハニカム状の本体は、電流を運ぶための有利なオーダの 大きさの電気抵抗を備える電流経路を有し、かつ機械的歪みに対する特に著しい 受容力のある構造を有する。
平成 5年10月 8日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.電気により加熱できるハニカム状の本体であって、a)軸(1)、軸を取囲 む内部領域(2)、および軸(1)から間隔をあけられた外部領域(3)を有し 、b)内部領域と外部領域との間に少なくとも1枚のメタルシート(4、5)を 含む少なくとも1つの積み重ね(6)を有し、その積み重ねは内部領域(2)の 回りで螺旋形の態様でいくつかの巻きに巻かれ、それらの巻きは対になって互い に隣接しかっ互いから間隔をあけられるいくつかの巻きを含み、 c)いくつかのブリッジ(7、8)を有し、その各々は2つの隣接しかつ間隔を あけられた巻きを機械的かつ電気的につなぎ、 d)巻きとブリッジ(7、8)は内部領域(2)と外部領域(3)との間を流れ る電流のための複数に分岐した電流経路を形成し、各巻きはその電流経路に完全 に所属する、ハニカム状の本体。 2.軸(1)の回りで計って360度未満の角度をなす範囲の各々にある、隣接 しかつ間隔をあけられた2つの巻きの各々の間には、多くて2つのブリッジ(7 、8)がある、請求項1に記載のハニカム状の本体。 3.a)2つの隣接しかつ相互に間隔をあけられた接続(7、8)の各々は軸( 5)に関してある角度をなす間隔を有し、 b)互いにじかに続く2つの角度をなす間隔の各々の和はおよそ480度からお よそ600度の間であり、c)互いにじかに続く2つの角度をなす間隔の各々の うち、少なくとも1つの角度をなす間隔はおよそ240度以下である、請求項1 または2に記載のハニカム状の本体。 4.角度をなす間隔の各々は、120度よりも大きい、請求項3に記載のハニカ ム状の本体。 5.角度をなす間隔の各々は、およそ240度である、請求項3に記載のハニカ ム状の本体。 6.およそ120度とおよそ240度との間の第1の角度をなす間隔およびおよ そ360度の第2の角度をなす間隔は交互に存在する、請求項3に記載のハニカ ム状の本体。 7.第1の角度をなす間隔はおよそ180度である、請求項6に記載のハニカム 状の本体。 8.各ブリッジ(7、8)は本質的には軸(5)に平行してハニカム状の本体を 通過するストリップである、前述の請求項のうち1つに記載のハニカム状の本体 。 9.絶縁層(9)は2つの隣接しかっ間隔をあけられた巻きの各々間でブリッジ (7、8)の間に位置付けられる、前述の請求項のうち1つに記載のハニカム状 の本体。 10.絶縁層(9)はセラミック層である、請求項9に記載のハニカム状の本体 。 11.ブリッジ(7、8)を形成するため、シートーメタルストリップが絶縁層 (9)の間に配設される、請求項9または10に記載のハニカム状の本体。 12.絶縁層(9)は少なくとも1枚のシート(4、5)のセラミックコーティ ング(10)であり、ブリッジ(7、8)はコーティング(10)の間の凹部( 11)である、請求項9または10に記載のハニカム状の本体。 13.a)軸(5)に対してほぼ直角に位置付けられる2つのほぼ平坦な端面( 12)によって軸(5)の方向に境界を定められ、 b)外部領域(2)は端面(12)の間に位置付けられかっ軸(5)に対しほぼ 平行に配向されるほぼ円筒形のジャケット面を有し、 c)内部領域(2)にまで延びる包囲みぞ(13)は、端面(12)の間のほぼ 中央でジャケット面の中へ突出する、前述の請求項のうち1つに記載のハニカム 状の本体。 14.すべての巻きは対になって互いに隣接しかっ互いから間隔をあけられる、 前述の請求項のうち1つに記載のハニカム状の本体。
JP4506723A 1991-04-10 1992-03-30 電気により加熱できるハニカム状の本体 Expired - Fee Related JPH0791971B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4111712A DE4111712A1 (de) 1991-04-10 1991-04-10 Elektrisch leitfaehiger wabenkoerper
DE4111712.3 1991-11-08
PCT/EP1992/000701 WO1992018245A1 (de) 1991-04-10 1992-03-30 Elektrisch beheizbarer wabenkörper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07502582A true JPH07502582A (ja) 1995-03-16
JPH0791971B2 JPH0791971B2 (ja) 1995-10-09

Family

ID=6429293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4506723A Expired - Fee Related JPH0791971B2 (ja) 1991-04-10 1992-03-30 電気により加熱できるハニカム状の本体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5382774A (ja)
EP (1) EP0581784B1 (ja)
JP (1) JPH0791971B2 (ja)
DE (2) DE4111712A1 (ja)
ES (1) ES2134800T3 (ja)
WO (1) WO1992018245A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002541401A (ja) * 1999-03-30 2002-12-03 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 圧電式アクチエータ
JP2011513042A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 無連結領域を有するハニカム体
JP2011513043A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 柔軟性のあるゾーンを有するハニカムエレメント
US10989091B2 (en) 2017-03-03 2021-04-27 Vitesco Technologies GmbH Catalytic converter with electrically heatable heating plate

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554342A (en) * 1991-12-20 1996-09-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrical heating type catalytic device
EP0567034B1 (en) * 1992-04-20 1996-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heatable catalytic converter
US5519191A (en) * 1992-10-30 1996-05-21 Corning Incorporated Fluid heater utilizing laminar heating element having conductive layer bonded to flexible ceramic foil substrate
US5582805A (en) * 1992-12-21 1996-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic apparatus
EP0604868B1 (en) * 1992-12-21 1997-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heating catalytic apparatus
US5618498A (en) * 1993-05-12 1997-04-08 Nippon Steel Corporation Method for brazing heat resisting alloy having on its surface insulating oxide film and preheat type metallic carrier for purification of exhaust gas and process for producing the same
DE9317050U1 (de) * 1993-11-08 1995-03-09 Emitec Emissionstechnologie Mechanisch stabilisierte Heizkatalysatoranordnung
JP3277655B2 (ja) * 1993-12-21 2002-04-22 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式触媒装置
US5573731A (en) * 1994-05-30 1996-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
US5902558A (en) * 1994-09-26 1999-05-11 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Diskwise-constructed honeycomb body, in particular catalyst carrier body and apparatus for catalytic conversion of exhaust gases
US5851495A (en) * 1995-10-02 1998-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically heated catalytic converter for an engine
DE19704521A1 (de) * 1997-02-06 1998-08-13 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers
DE19923228A1 (de) * 1999-05-20 2000-11-23 Oberland Mangold Gmbh Heizelement zum Beheizen strömender Gase
AU2002235116A1 (en) 2000-08-18 2002-05-15 Goodrich Corporation Aircraft supplemental air heater
DE102007024563A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung umfassend einen großen elektrisch beheizbaren Wabenkörper
DE102007025417A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Elektrisch beheizbare Wabenkörper-Anordnung mit Stützstiften
DE102007025418A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Elektrisch beheizbarer Wabenkörper mit Zonen erhöhter Widerstände
US20120132407A1 (en) * 2011-01-12 2012-05-31 Saade Makhlouf Heat exchanger manifold and method of manufacture
DE102011110664A1 (de) 2011-08-19 2013-02-21 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen
EP3043992B1 (en) * 2013-09-11 2017-11-29 Tata Steel UK Ltd. Tubular containment part for a flywheel containment assembly and method for manufacturing same
US9927329B2 (en) 2014-04-23 2018-03-27 Signature Science, Llc Signature collection cartridge with embossed collection substrate

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032635A (en) * 1960-10-03 1962-05-01 August L Kraft Heater and utilization system for converting small quantities of fusible solids
US3265865A (en) * 1963-10-09 1966-08-09 Armstrong Cork Co Electrical duct heater
US3770389A (en) * 1971-11-11 1973-11-06 Ford Motor Co Catalytic converter with electrically resistive catalyst support
US3995143A (en) * 1974-10-08 1976-11-30 Universal Oil Products Company Monolithic honeycomb form electric heating device
DE2754776C3 (de) * 1977-12-08 1981-10-22 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum Herstellen eines wabenartigen Blechgebildes
DE2951316A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-02 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Katalytisches filter fuer die dieselabgasreinigung
ATE45780T1 (de) * 1986-05-12 1989-09-15 Interatom Metallischer katalysator-traegerkoerper mit evolventenfoermig verlaufenden schichten.
EP0245737B1 (de) * 1986-05-12 1989-08-23 INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit gegensinnig verschlungenen Metallblechschichten und Verfahren zu seiner Herstellung
DE8816514U1 (ja) * 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Emissionstechnologie
KR960012698B1 (ko) * 1988-09-22 1996-09-24 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하 다수의 금속판재로 이루어진 벌집형 구조물 및 그 제조방법
DE8812924U1 (ja) * 1988-10-14 1988-12-01 Sueddeutsche Kuehlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart, De
JP2931362B2 (ja) * 1990-04-12 1999-08-09 日本碍子株式会社 抵抗調節型ヒーター及び触媒コンバーター
US5070694A (en) * 1990-10-31 1991-12-10 W. R. Grace & Co. -Conn. Structure for electrically heatable catalytic core
US5288975A (en) * 1991-01-30 1994-02-22 Ngk Insulators, Ltd. Resistance adjusting type heater
JP2919987B2 (ja) * 1991-03-05 1999-07-19 日本碍子株式会社 抵抗調節型ヒーター
US5140812A (en) * 1991-11-05 1992-08-25 W. R. Grace & Co.-Conn. Core for an electrically heatable catalytic converter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002541401A (ja) * 1999-03-30 2002-12-03 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 圧電式アクチエータ
JP2011513042A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 無連結領域を有するハニカム体
JP2011513043A (ja) * 2008-02-27 2011-04-28 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 柔軟性のあるゾーンを有するハニカムエレメント
US10989091B2 (en) 2017-03-03 2021-04-27 Vitesco Technologies GmbH Catalytic converter with electrically heatable heating plate

Also Published As

Publication number Publication date
WO1992018245A1 (de) 1992-10-29
DE59209705D1 (de) 1999-07-08
JPH0791971B2 (ja) 1995-10-09
US5382774A (en) 1995-01-17
ES2134800T3 (es) 1999-10-16
DE4111712A1 (de) 1992-10-22
EP0581784B1 (de) 1999-06-02
EP0581784A1 (de) 1994-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07502582A (ja) 電気により加熱できるハニカム状の本体
US5370943A (en) Honeycomb body with nonhomogeneous electric heating
JP3636471B2 (ja) 流体により貫流される異なった流れ抵抗を有する複数の流路を備えたハニカム体
US8158908B2 (en) Device having a large electrically heatable honeycomb body and motor vehicle having at least one such device
US9623373B2 (en) Electrically heatable honeycomb body assembly having an electrical connection of a plurality of sheet metal layers
EP0635627B1 (en) Combined electrically heatable converter body
US5525309A (en) Honeycomb body with a plurality of disks braced against one another
US20120097659A1 (en) Honeycomb body heatable in multiple stages, method for heating a honeycomb body and motor vehicle
RU2549280C2 (ru) Соединение друг с другом двух устройств для обработки отработавшего газа
CN111472869B (zh) 排气加热元件
US9488084B2 (en) Device for the treatment of exhaust gases and motor vehicle having the device
US8288688B2 (en) Electrically heatable honeycomb body with zones of increases resistance and motor vehicle with at least one honeycomb body
US5546746A (en) Core element useful in a combined electrically heatable and light-off converter
US5852274A (en) Electrically heatable catalytic converter
JPH0932534A (ja) 通電発熱用ハニカム体およびハニカムユニット
US6458329B1 (en) Honeycomb body bonded only partially to a jacket tube
US10408104B2 (en) Catalyst apparatus for internal combustion engine
US20020021989A1 (en) Heater unit
US6184506B1 (en) Catalyst carrier
CA2049634A1 (en) Electrically heated catalytic converter
JPH03245851A (ja) 触媒コンバータのメタル担体およびその製造方法
EP0677649B1 (en) Core element useful in a combined electrically heatable and light-off-converter
JP3312933B2 (ja) 電気加熱式ハニカム体
JP3474357B2 (ja) 電気加熱担体
JP3260898B2 (ja) 通電加熱式触媒コンバータ

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071009

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees