JPH07505825A - 触媒ユニット加熱手段 - 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】 触媒ユニット加熱手段 発明の背景 触媒ユニットには種々の役割があるが、中でも内燃エンジンから炭化水素の酸化 と窒素酸化物の還元による排気を浄化するという役割がある。これらのユニット は平行のチアンネルを備え、プラチナ、パラジウムその池の金属等の触媒活性材 料の表面コーティング（被覆物）を有したセラミックの担持用単１体（モノリッ ツ）として一般に製作される。

この触媒物質は使用時に活性度が完全なものに達するためには昇温を必要とする 。そのための具体的な手段を採用しないと、活性は排気がエンジン起動直後の炭 化水素を最も多く含有した時点で最低になる。通常はある程度の低活性であるが 、炭化水素の酸化が始まるとその時の発熱反応により排気の温度は上昇し、これ がしばらくすると活性温度にまで触媒ユニット全体を加熱する。エンジンの起動 前に触媒ユニットを予備加熱する、例えば導電性材料の単１体を作り、これによ って電流や磁気誘導うず電流によって加熱するような、種々の方策がこれまでに 提案されている。

別の提案としては、触媒ユニットに清浄熱ガスを貫流させる方策がある。これら の諸提案は高価な或いはかさ張る補助設備を必要とすることで、いづれも不利で ある。本発明はセラミック担持用単１体を含む触媒ユニットの迅速加熱手段を提 供するものである。

発明の原理 セラミック単１体は多数のチアンネル（流路）を含み、各チアンネルの薄壁は触 媒物質で被覆されている。この単１体は入口面（導入面）と出口面（放出面）を 有している。本発明によれば、金属ワイヤが入口面の近傍でチアンネルを横断す るように配設されている。

このワイヤは少くとも１５％、好ましくは１９％と２６％の間のＣ「を含有する クロム鋼等の耐熱合金製である。このワイヤは、チアンネルの方向の直径は大き いが、チアンネルの抵抗を出来るだけ小さくするように指向した平坦なストリッ プ状の断面を有するものに成形するのが好ましい。エンジンの起動時に、ワイヤ は電流で加熱され、その軌放射や熱伝導或いはガス流の加熱により完全活性温度 にまで触媒物質を加熱する。炭化水素の酸化によりセラミック単１体の全体が活 性温度になるだけの充分なエネルギーが発生する。

もう１つの改良によれば少くとも０．５％、好ましくは４−６％のアルミニウム を含有するクロム鋼からワイヤを製造する。この金属ワイヤには、次に酸化物の 被覆物を施こす。この被覆物には、セラミック単１体と同じ触媒物質で、その被 覆工程において耐久性があるように被覆することが出来る。この場合には、ワイ ヤを触媒物質の活性温度に加熱するだけで充分であり、それでワイヤ面での炭化 水素の酸化が開始され、セラミック単１体は活性温度に一層迅速に上昇させられ る。

発明の説明 セラミック単１体は異なる方法で作り得る。最も一般的な方法はＥＰ２９４１０ ６号やＥＰ２９４２６１号の欧州特許に従う押出法である。この押出においてチ アンネルを正方形や同心円のパターンに成形する。図１はこの種の単１体（１０ ）の入口面（１１）の近くで壁（１２）を部分的に切欠くことによりどのように して溝が形成されているのかを示しており、更にどのようにして金属ワイヤ（１ ３）がこの溝に挿置されて、その弾性により保持されているのかを示している。

平坦なストリップ断面を有する金属ワイヤが好ましいが、それは流動抵抗を低下 させると共に触媒被覆物を施こすのに利用出来る表面を拡大させるからである。

ワイヤは全てのチアンネルを横断するように配置する必要はない。それは熱が壁 を通じて素早く他のチアンネルに拡散するからである。

米国特許第５．０９３．１７８号には別のタイプのセラミック単１体が記述され ている。これによれば、この単１体は滑らかなアルミホイル（２４）と波形のア ルミホイル（２５）のコイルを作ることにより形成される。これらのホイルは後 に陽極酸化法により酸化アルミに変成される。この型式の単１体では、ワイヤは 図２と図３に示すようにコイル化する間にホイルの間に挿置され得る。図３はホ イルとワイヤの初期の位置を示し、図２は部分的に仕上げたコイル型の単１体（ モノリッツ）を示している。最も単純な電気接続のために、ワイヤは曲折個所（ ２３）で接合した２本の脚部（２０，２１）として作られ、両脚部は単１体の周 面で終端になるようにしている。この場合、ワイヤは陽極酸化によって破壊され ない合金製であることが重要である。この場合、少くとも１５％のＣ「と少くと も０．５％のＡＩを含有するクロム鋼も適している。

コイル化する間に、ワイヤ（２０，２１）は単１体の入口面になるエツジ（２３ ）の近くに配置される。ワイヤはチアンネルの全部を横断する必要はなく、１枚 以上の波形ホイルと１枚以上の滑らかなホイル（２４）をワイヤの脚部（２０， ２１）の間に挿置することが可能になる。ワイヤは平坦なストリップ断面形にす るのが、低流動抵抗のために好ましい。

平坦なストリップ断面は丸いワイヤの平坦化圧延加工により、或いは幅広のスト リップを縦に切り裂いて平坦ワイヤにする加工により実現Ｔｉｉ能である。

Ｆｉｇ、　Ｉ Ｆｌｇ、２　＼≧７ フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号ＦＯＩＮ　３／２０　 ＺＡＢ　Ｄ　９１５０−３ＧＩ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．排気用のチアンネルを有するセラミック単１体と電流によって加熱される金 属ワイヤを含む内燃エンジン用の触媒ユニットを加熱する手段において、 ワイヤが排気の入る側の該単１体の面の近傍において多数のチアンネルを横断す るように該単１体内に配置されていることを特徴とする触媒ユニット加熱手段。
2. ２．ワイヤが平坦なストリップ断面を有していることを特徴とする、請求項１に 記載の手段。
3. ３．ワイヤ（１３）が押出成形された単１体（１０）の入口面（１１）の近くに 壁（１２）を部分的に切欠くことにより形成された清に配置されていることを特 徴とする、請求項１に記載の手段。
4. ４．ワイヤ（２０，２１）がアルミホイル（２４，２５）のコイル化により形成 された単１体の入口面の近くでホイルの間に挿置されていることを特徴とする、 請求項１に記載の手段。
5. ５．ワイヤが少くとも１５％のＣｒを含有するクロム鋼製であることを特徴とす る、請求項２，３或いは４に記載の手段。
6. ６．ワイヤが少くとも１５％のＣｒと少くとも０．５％のＡＩを含有する鋼製で あることを特徴とする、請求項２，３或いは４に記載の手段。
7. ７．ワイヤが１９−２６％のＣｒと４−６％のＡＩを含有する鋼製であることを 特徴とする、請求項２，３或いは４に記載の手段。
8. ８．ワイヤが核単１体のものと同じ触媒被覆物で被覆されていることを特徴とす る、請求項２，３或いは４に記載の手段。