WO2022097318A1 - 筒状缶体及び誘導加熱触媒装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a tubular can body and an induction heating catalyst device.
- Automobile exhaust gas may contain harmful components such as carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides and fine particles such as carbon as a result of incomplete combustion. These harmful components are discharged immediately after the engine is started, when the catalyst temperature is low and the catalytic activity is insufficient. Therefore, harmful components in the exhaust gas may be discharged without being purified by the catalyst before reaching the catalyst activation temperature. In order to meet such demands, it is necessary to reduce the emissions that are not purified by the catalyst before reaching the catalyst activation temperature as much as possible. For example, measures using electric heating technology are known. ing.
- Patent Document 1 discloses an invention relating to a catalyst converter in which a catalyst carrier having a metal wire inserted inside a metal tube is provided and a coil is further arranged around the catalyst carrier.
- the catalyst is activated and the exhaust gas is purified by inducing and heating the catalyst carrier by passing a current through the coil.
- the coil is arranged inside the metal tube together with the catalyst carrier.
- the structure of the electric wiring connected to the coil in order to allow the current from the external power source to flow may be complicated.
- the insulation around the coil became insufficient due to the condensed water from the exhaust gas, and it was necessary to improve it.
- the present invention was created in view of the above circumstances, and is a tubular can that has a simple structure for connecting the honeycomb structure to the coil for induction heating and can improve the insulation around the coil.
- An object of the present invention is to provide a body and an induction heating catalyst device.
- a tubular can body capable of accommodating a honeycomb structure inside.
- a coil for inducing heating the honeycomb structure and A tubular member made of insulating material and It has a tubular metal member capable of accommodating the coil and the tubular member inside, and has the same.
- the coil is provided radially outside the inner peripheral surface of the tubular member, and at least a part thereof is embedded in the cross section of the tubular member, or (Ii) The coil is provided on the outer peripheral portion of the tubular member. Cylindrical can body.
- a tubular can body that can accommodate a honeycomb structure inside.
- the tubular can body has a coil for inducing and heating the honeycomb structure.
- the tubular can body is made of an insulating material.
- the coil is provided radially outside the inner peripheral surface of the tubular can body, and at least a part thereof is embedded in the cross section of the tubular can body, or (Ii) The coil is provided on the outer peripheral portion of the tubular can body. Cylindrical can body.
- An induction heating catalyst having the tubular can body according to (1) or (2) and a honeycomb structure having a magnetic material housed inside the tubular can body via a shock absorber. Device.
- the present invention it is possible to provide a tubular can body and an induction heating catalyst device in which the electrical wiring for connecting the honeycomb structure to the coil for induction heating has a simple structure and the insulation around the coil is improved. ..
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the tubular can body according to the third embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- FIG. 3A is an enlarged schematic view of a tubular can body shown in FIG. 3A.
- FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the tubular member 15 of the tubular can body 12 according to the first embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the cross section of L1-L1 in FIG. 1A.
- the tubular can body 12 is a tubular metal member capable of accommodating a coil 14 for inducing and heating a honeycomb structure, a tubular member 15 made of an insulating material, and the coil 14 and the tubular member 15. It has 16.
- the tubular can body 12 is configured to accommodate the honeycomb structure inside, and may or may not include the honeycomb structure as a component thereof.
- the coil 14 for inducing and heating the honeycomb structure is arranged so as to orbit along the peripheral surface of the tubular member 15, and is arranged so as to orbit the outside of the honeycomb structure.
- the coil 14 can be formed by using a material known as an IH coil. Specific examples include copper.
- the cross section of the coil 14 is not particularly limited, and may be a substantially square, a substantially rectangular shape, an elliptical shape, a circular shape, or the like. Further, a so-called litz wire obtained by bundling copper wires having an insulating coating with a polyamide-imide coating or the like may be used.
- An electrical connection terminal 17 for connecting electrical wiring is connected to the coil 14.
- the electrical wiring is connected to an external power source.
- a current flows through the electrical wiring to the coil 14, and induction heating is performed.
- the electrical connection terminal 17 is connected to the coil 14 by being inserted from the outside of the tubular metal member 16 in the radial direction of the tubular can body 12 through a through hole.
- the electrical connection terminal 17 is covered with an insulating material 18.
- the coil 14 is provided radially outside the inner peripheral surface of the tubular member 15 in a cross section parallel to the axial direction of the tubular member 15 made of an insulating material. Further, the coil 14 is embedded in the cross section of the tubular member 15 made of an insulating material. Note that FIG. 1 shows a configuration in which the coil 14 is embedded in the cross section of the tubular member 15 made of an insulating material as described above. In the present invention, the coil 14 is not limited to this, and as long as the coil 14 is provided radially outside the inner peripheral surface of the tubular member 15 in a cross section parallel to the axial direction of the tubular member 15, the tubular member 15 is not limited to this. It can have a configuration in which at least a part is embedded in the cross section.
- the electric wiring connected to the coil 14 for inducing and heating the honeycomb structure can be made a simple structure. Further, when the coil is arranged inside the metal pipe as in the conventional case, it is difficult to control the surface pressure of the canning mat (buffer member) on the honeycomb structure, and the force for holding the honeycomb structure during use is maintained. There is a problem that it cannot be done.
- the canning mat surface pressure can be easily controlled, and the holding force of the honeycomb structure can be easily maintained during use. Can be maintained.
- the coil 14 since the coil 14 is not exposed on the inner surface of the tubular member 15, it is possible to prevent the coil 14 from getting wet with condensed water from the exhaust gas during use, and to insulate the coil 14 around the coil 14. Good sex can be maintained.
- the surface of the coil 14 may be covered with a cushioning layer. According to such a configuration, by protecting the coil 14, deterioration such as oxidation of the coil 14 can be suppressed.
- the insulating material constituting the tubular member 15 is mainly composed of any one of silicon nitride, sialon, silicon carbide, cordierite, alumina, zirconia, silica and mullite, or a composite material thereof as a main component. can do. Further, as the insulating material, it is preferable to use an alumina fiber reinforced material or a mullite fiber reinforced material in terms of reliability against thermal stress fracture.
- the main component means that the content is more than 50% by mass with respect to the composition of the tubular member 15, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
- the thickness of the tubular member 15 is not particularly limited as long as it can embed the coil 14, and can be formed to, for example, 5 to 40 mm and 10 to 30 mm.
- the tubular metal member 16 is formed so that the coil 14 and the tubular member 15 can be accommodated inside.
- a known metal material can be used.
- stainless steel, titanium alloy, copper alloy, aluminum alloy, brass and the like can be mentioned. Among them, stainless steel is preferable because of its high durability and reliability and low cost.
- the thickness of the tubular metal member 16 is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more. Durability can be ensured by setting the thickness of the tubular metal member 16 to 0.5 mm or more.
- the thickness of the tubular metal member 16 is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less. By reducing the thickness of the tubular metal member 16 to 5 mm or less, the weight can be reduced.
- the tubular can body 12 is provided with an electromagnetic shielding layer 21 between the coil 14 and the tubular metal member 16 in a cross section parallel to the axial direction.
- the electromagnetic shielding layer 21 is provided so as to cover the outside of the tubular member 15 in which the coil 14 is embedded.
- the constituent material of the electromagnetic shielding layer 21 is not particularly limited, and known materials such as ferrite, silicon iron, permendur, and electromagnetic stainless steel can be used. It is not necessary to provide the electromagnetic shielding layer 21 on the tubular can body 12.
- the thickness of the electromagnetic shielding layer 21 is preferably 0.3 to 10 mm, more preferably 1 to 5 mm.
- a cushioning member 13 is provided between the electromagnetic shielding layer 21 that covers the tubular member 15 and the tubular metal member 16. Further, the tubular can body 12 is provided with a cushioning member 13 so as to be arranged between the honeycomb structure and the tubular member 15 when the honeycomb structure is housed inside.
- the cushioning member 13 a known material can be used, and for example, it can be made of ceramic fiber, glass fiber, or the like.
- the method for manufacturing the tubular can body 12 according to the first embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device 10 provided with the tubular can body 12 will be described below.
- the method for manufacturing the tubular can body 12 and the induction heating catalyst device 10 provided with the tubular can body according to the first embodiment of the present invention includes a step of preparing a honeycomb structure provided with a magnetic material described later, and a tubular member in which a coil is embedded. A step of accommodating the honeycomb structure in the tubular member via the cushioning member 13 is provided.
- a coil made of copper or the like is prepared and provided so as to orbit the outer circumference of the honeycomb structure.
- the coil is placed in a mold, and an insulating material (raw material for a tubular member) slurry is poured into the mold and fired.
- the electromagnetic shielding layer is formed by providing a thin-walled part using ferrite or the like at a predetermined position on the outer periphery of the tubular member.
- a coil may be placed in the powder raw material, pressurized with hydrostatic pressure, and then fired to produce a tubular member. Hot press firing may be used as the firing method.
- the tubular member containing the honeycomb structure inside and the tubular metal member are connected.
- it may be press-fitted through a cushioning material between them, or it may be arranged so as to be fitted by a method such as shrink fitting, brazing, or diffusion joining.
- an electrical connection terminal covered with an insulating material is inserted in the radial direction of the tubular can body through a through hole formed in advance and connected to the coil. ..
- the tubular can body 12 according to the first embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device 10 provided with the tubular can body 12 can be obtained.
- FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the tubular member 25 of the tubular can body 22 according to the second embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the cross section of L2-L2 in FIG. 2A.
- the coil 14 is not embedded in the cross section of the tubular member 25, but is provided on the outer peripheral portion of the tubular member 25. It is different from the tubular can body 12 according to the above. Further, a cushioning member 23 is provided between the outside of the coil 14 and the electromagnetic shielding layer 21. Other than that, it has the same configuration as the tubular can body 12 according to the first embodiment, and all the constituent materials, arrangements, and the like described in the first embodiment can be provided in the same manner.
- the coil 14 of the tubular can body 22 is provided on the outer peripheral portion of the tubular member 25.
- the coil 14 is provided on the outer peripheral portion of the tubular member 25, that is, the coil 14 is in contact with (1) the outer peripheral portion of the tubular member 25 and is on the outer side of the tubular member 25. It has a portion that is provided or (2) is partially embedded in the tubular member 25 near the outer periphery of the tubular member 25, and the other portion is provided on the outside of the tubular member 25. Indicates that you are.
- FIG. 2 shows the state in which a part of the coil 14 is embedded in the tubular member 25 in the above (2).
- the electric wiring connected to the coil 14 for inducing and heating the honeycomb structure can be made a simple structure.
- the canning mat surface pressure can be easily managed, and the holding force of the honeycomb structure can be easily maintained at the time of use. Further, it is possible to prevent the coil 14 from getting wet with condensed water from the exhaust gas during use, and to maintain good insulation around the coil 14.
- the method for manufacturing the tubular can body 22 according to the second embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 22 will be described below.
- the method for manufacturing the tubular can body 22 and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 22 according to the second embodiment of the present invention includes a step of preparing a honeycomb structure provided with a magnetic material described later, and a coil provided on the outer peripheral portion. It includes a step of manufacturing a tubular member and a step of accommodating the honeycomb structure in the tubular member via a cushioning member.
- a coil made of copper or the like is prepared and provided so as to orbit the outer periphery of the honeycomb structure.
- the coil is placed in a mold, and an insulating material (raw material for a tubular member) slurry is poured into the mold and fired.
- a coil is placed in a metal mold, filled with raw material powder for a tubular member, pressed to obtain a molded body, and then sealed in a rubber bag or the like and hydrostatic pressure is applied to form a dense molded body. obtain. Then, this molded product is fired.
- a cushioning member (ceramic fiber or glass fiber) is wound around the outside of the coil of the tubular member provided on the outer periphery of the coil, and a thin-walled member made of a material such as ferrite is mechanically fixed on the outside. Then, an electromagnetic shielding layer is formed.
- the step of accommodating the honeycomb structure in the tubular member via the cushioning member can be carried out in the same manner as the step of accommodating the honeycomb structure in the tubular member via the cushioning member of the first embodiment described above. .. After that, as in the first embodiment described above, the tubular member containing the honeycomb structure inside and the tubular metal member are connected to each other. As described above, the tubular can body 22 according to the second embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 22 can be obtained.
- FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the tubular can body 32 according to the third embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- FIG. 3B is an enlarged schematic view of the tubular can body 32 shown in FIG. 3A.
- 3A and 3B show a tubular can body 32 in which a metal exhaust pipe 31 serving as a flow path for the exhaust gas of the engine is connected to the gas inflow side and the gas outflow side.
- the metal exhaust pipe 31 is fixed at both ends of the tubular can body 32 by fixing members 36 via gaskets 34, respectively.
- examples of the fixing method between the metal exhaust pipe 31 and the tubular can body 32 include joining with an adhesive, joining with a mechanical assembling member, press-fitting, and shrink fitting.
- the tubular can body 32 includes a coil 14 for inducing and heating the honeycomb structure, and is made of an insulating material.
- a coil 14 is provided on the outer peripheral portion of the tubular can body 32 in a cross section parallel to the axial direction of the tubular can body 32.
- the embodiment in which the coil 14 is provided on the outer peripheral portion of the tubular can body 32 is as shown in the second embodiment, whereby the coil 14 is provided on the inner surface of the tubular can body 32 as in the second embodiment. Since it is not exposed, the electrical wiring connected to the coil 14 for induction heating the honeycomb structure has a simple structure, and has the effect of improving the insulation around the coil.
- the surface of the coil 14 of the tubular can body 32 may be held by a cushioning material. According to such a configuration, by protecting the coil 14, deterioration such as oxidation of the coil 14 can be suppressed.
- the tubular can body 32 includes an electromagnetic shielding layer 21 located outside the coil 14 in a cross section parallel to the axial direction. According to such a configuration, the electromagnetic wave generated by the coil 14 at the time of induction heating can be blocked by the electromagnetic shielding layer 21.
- the method for manufacturing the tubular can body 32 according to the third embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 32 will be described below.
- the method for manufacturing a tubular can body 32 and an induction heating catalyst device provided with the tubular can body 32 according to the third embodiment of the present invention is a step of preparing a honeycomb structure provided with a magnetic material, and a tubular shape having a coil provided on an outer peripheral portion. It includes a process of manufacturing a can body and a process of accommodating a honeycomb structure in a tubular can body via a cushioning member.
- a coil made of copper or the like is prepared and provided so as to orbit the outer periphery of the honeycomb structure.
- the coil is placed in a mold, and an insulating material (raw material for a tubular can body) slurry is poured into the mold and fired.
- a coil is placed in a metal mold, filled with raw material powder for a tubular member, pressed to obtain a molded body, and then sealed in a rubber bag or the like and hydrostatic pressure is applied to form a dense molded body. obtain. Then, this molded product is fired.
- a tubular can body in which a coil is provided on the outer peripheral portion can be obtained.
- a cushioning member ceramic fiber or glass fiber
- a thin-walled member made of a material such as ferrite is mechanically fixed on the outside.
- an electromagnetic shielding layer is formed.
- the step of accommodating the honeycomb structure in the tubular can via the cushioning member can be carried out in the same manner as the step of accommodating the honeycomb structure in the tubular member via the cushioning member of the first embodiment described above. ..
- the tubular can body 32 according to the third embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 32 can be obtained.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the tubular can body 42 according to the fourth embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- the tubular can body 42 according to the fourth embodiment of the present invention is the tubular can body 32 according to the third embodiment, in which the cushioning member 33 is not provided on the surface of the coil 14, and the electromagnetic shielding layer 21.
- the configuration is the same except that is not provided.
- the tubular can body 42 has a coil 14 provided on the outer peripheral portion of the tubular can body 32 in a cross section parallel to the axial direction. That is, since the coil 14 is not exposed on the inner surface of the tubular can body 42 as in the second embodiment, the electric wiring for connecting the honeycomb structure to the coil 14 for induction heating is made a simple structure, and the coil circumference is set. It has the effect of improving the insulation of the honeycomb.
- the method for manufacturing a tubular can body 42 according to the fourth embodiment of the present invention and an induction heating catalyst device including the tubular can body 42 according to the fourth embodiment is a manufacturing method for the tubular can body 32 according to the third embodiment and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 32.
- the cushioning member and the electromagnetic shielding layer provided on the coil surface can be carried out by the same procedure except that the cushioning member and the electromagnetic shielding layer are not provided in the fourth embodiment.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the tubular can body 52 according to the fifth embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- the tubular can body 52 is made of an insulating material and has a coil 14 for inducing and heating the honeycomb structure.
- the coil 14 is provided radially outside the inner peripheral surface of the tubular can body 52 in a cross section parallel to the axial direction of the tubular can body 52 made of an insulating material. Further, the coil 14 is embedded in the cross section of the tubular can body 52 made of an insulating material. Note that FIG. 5 shows a configuration in which the coil 14 is embedded in the cross section of the tubular can body 52 made of an insulating material. In the present invention, the coil 14 is not limited to this, and the coil 14 is provided radially outside the inner peripheral surface of the tubular can body 52 in a cross section parallel to the axial direction of the tubular can body 52 made of an insulating material.
- the electrical wiring for connecting the honeycomb structure to the coil 14 for induction heating is simplified. It has the effect of improving the insulation around the coil.
- the surface of the coil 14 of the tubular can body 52 may be covered with the cushioning layer 58.
- the cushioning layer 58 is not particularly limited, but can be formed of, for example, the same material as the cushioning member 33.
- the tubular can body 52 includes an electromagnetic shielding layer 21 located outside the coil 14 in a cross section parallel to the axial direction. Specifically, the electromagnetic shielding layer 21 is provided on the outer surface of the tubular can body 52. According to such a configuration, the electromagnetic wave generated by the coil 14 at the time of induction heating can be blocked by the electromagnetic shielding layer 21.
- the method for manufacturing the tubular can body 52 according to the fifth embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 52 will be described below.
- the method for manufacturing a tubular can body 52 and an induction heating catalyst device provided with the tubular can body 52 according to the fifth embodiment of the present invention includes a step of preparing a honeycomb structure provided with a magnetic material and a manufacturing method of a tubular can body having a coil embedded therein. It includes a step and a step of accommodating the honeycomb structure in the tubular can body via a cushioning member.
- a coil made of copper or the like is prepared and provided so as to circulate around the outer circumference of the honeycomb structure.
- the coil is placed in a mold, and an insulating material (raw material for a tubular member) slurry is poured into the mold and fired.
- a cylindrical member in which the coil is embedded can be obtained.
- a thin-walled component such as ferrite is provided at a predetermined position on the outer periphery of the tubular member to form an electromagnetic shielding layer.
- a coil may be placed in the powder raw material, pressurized with hydrostatic pressure, and then fired to produce a tubular can body. Hot press firing may be used as the firing method.
- the step of accommodating the honeycomb structure in the tubular can via the cushioning member can be carried out in the same manner as the step of accommodating the honeycomb structure in the tubular member via the cushioning member of the first embodiment described above. ..
- the tubular can body 52 according to the fifth embodiment of the present invention and the induction heating catalyst device provided with the tubular can body 52 can be obtained.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the tubular can body 62 according to the sixth embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- the tubular can body 62 according to the sixth embodiment has the same configuration as the tubular can body 52 shown in the fifth embodiment except that the cross-sectional shape of the coil 64 is not an ellipse but a substantially rectangular shape. are doing. According to such a configuration, since the coil 64 is not exposed on the inner surface of the tubular can body 62 as in the first embodiment, the electrical wiring for connecting the honeycomb structure to the coil 64 for induction heating is simplified. It has the effect of improving the insulation around the coil.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the tubular can body 72 according to the seventh embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- the tubular can body 72 according to the seventh embodiment has the same configuration as the tubular can body 42 shown in the fourth embodiment except that the cross-sectional shape of the coil 74 is not an ellipse but a substantially rectangular shape. are doing. According to such a configuration, since the coil 74 is not exposed on the inner surface of the tubular can body 72 as in the first embodiment, the electrical wiring for connecting the honeycomb structure to the coil 74 for induction heating is simplified. It has the effect of improving the insulation around the coil.
- FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the tubular member 15 of the induction heating catalyst device 10 according to the first embodiment of the present invention, which is parallel to the axial direction.
- the induction heating catalyst device 10 includes a tubular can body 12 and a honeycomb structure 11 housed inside the tubular can body 12 via a cushioning member 13.
- the honeycomb structure 11 has an outer peripheral wall and a partition wall that is disposed inside the outer peripheral wall and forms a plurality of cells that penetrate from one end face to the other end face to form a flow path.
- the material of the partition wall and the outer peripheral wall of the honeycomb structure 11 is not particularly limited, but is usually formed of a ceramic material.
- a ceramic material for example, cordierite, silicon carbide, aluminum titanate, silicon nitride, mullite, alumina, silicon-silicon carbide composite material, silicon carbide-cordierite composite material, especially silicon-silicon carbide composite material or silicon carbide.
- Examples thereof include a sintered body as a main component.
- the honeycomb structure 11 is formed of at least one ceramic material selected from the group consisting of cordierite, silicon carbide, aluminum titanate, silicon nitride, mullite, and alumina.
- the cell shape of the honeycomb structure 11 is not particularly limited, but the cross section orthogonal to the central axis of the honeycomb structure 11 should be a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, an octagon, a circle, or an ellipse. Is preferable, and other irregular shapes may be used. It is preferably a polygon.
- the thickness of the partition wall of the honeycomb structure 11 is preferably 0.05 to 0.50 mm, and more preferably 0.10 to 0.45 mm in terms of ease of manufacture. For example, when it is 0.05 mm or more, the strength of the honeycomb structure 11 is further improved, and when it is 0.50 mm or less, the pressure loss can be reduced.
- the thickness of this partition wall is an average value measured by a method of observing a cross section in the central axial direction with a microscope.
- the porosity of the partition wall is preferably 20 to 70%.
- the porosity of the partition wall is preferably 20% or more, preferably 70% or less, in terms of ease of manufacture, and the strength of the honeycomb structure 11 can be maintained.
- the average pore diameter of the partition wall is preferably 2 to 30 ⁇ m, more preferably 5 to 25 ⁇ m.
- the average pore diameter of the partition wall is 2 ⁇ m or more, the production becomes easy, and when it is 30 ⁇ m or less, the strength of the honeycomb structure 11 can be maintained.
- the terms "average pore diameter” and “porosity” mean the average pore diameter and porosity measured by the mercury intrusion method.
- the cell density of the honeycomb structure 11 is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 150 cells / cm 2 , more preferably in the range of 5 to 100 cells / cm 2 , and 31 to 80 cells. More preferably, it is in the range of / cm 2 .
- the outer shape of the honeycomb structure 11 is a columnar shape having a circular end face (cylindrical shape), a columnar shape having an oval end face, and a columnar shape having a polygonal end face (quadrangle, pentagon, hexagon, heptagon, octagon, etc.). can do.
- Such a honeycomb structure 11 is formed by forming a honeycomb structure containing a ceramic raw material into a honeycomb shape having a partition wall that penetrates from one end face to the other end face and forms a plurality of cells which are flow paths of fluid. , A honeycomb molded body is formed, and the honeycomb molded body is produced by baking after drying.
- the outer peripheral wall may be extruded integrally with the honeycomb structure and used as it is as the outer peripheral wall, or molded or fired. Later, the outer periphery of the honeycomb structure may be ground into a predetermined shape, and a coating material may be applied to the honeycomb structure obtained by grinding the outer periphery to form an outer peripheral coating.
- the honeycomb structure 11 is not limited to an integrated honeycomb structure in which a partition wall is integrally formed.
- a honeycomb structure 11 has a partition wall made of ceramics, and a plurality of cells serving as a flow path for fluid by the partition wall are formed.
- the columnar honeycomb segments formed in the sections may be a honeycomb structure (bonded honeycomb structure) having a structure in which a plurality of columnar honeycomb segments are combined via a bonding material layer.
- the catalyst carrier By supporting the catalyst on the surface of the partition wall of the honeycomb structure 11, the catalyst carrier may be used.
- the catalyst consists of an oxidation catalyst, a three-way catalyst, a NO x storage reduction catalyst, a NO x selective reduction catalyst (SCR catalyst), a hydrocarbon adsorption catalyst, a hydrocarbon, a carbon monoxide oxidation catalyst, and an ammonia slip (oxidation) catalyst. At least one selected from the group can be used.
- the catalyst can be appropriately selected according to the desired purpose of exhaust gas purification.
- the method for supporting the catalyst is not particularly limited, and can be conventionally carried out according to the method for supporting the catalyst on the honeycomb structure.
- a magnetic body 19 may be provided in the honeycomb structure 11.
- the magnetic body 19 may be filled in the cell of the honeycomb structure 11.
- the magnetic material 19 for example, a plate-shaped material, a rod-shaped material, a ring-shaped material, a wire-shaped material, or a fibrous material can be used.
- the rod-shaped magnetic material and the wire-shaped magnetic material are defined as a rod-shaped material having a cross-sectional diameter of 0.8 mm or more perpendicular to the length direction and a wire-shaped material having a cross-sectional diameter of less than 0.8 mm. Separated.
- the magnetic material 19 having these shapes can be appropriately used according to the shape of the cell.
- a plurality of magnetic materials 19 may be assembled and filled in one cell, or only one magnetic material 19 may be filled.
- the magnetic body 19 may be included in the surface layer provided on the partition wall of the honeycomb structure 11.
- the surface layer contains a fixing material in which the powder of the magnetic material 19 is dispersed.
- the fixing material glass containing silicic acid, boric acid, or borosilicate, crystallized glass, ceramics, or glass containing other oxides, crystallized glass, ceramics, or the like can be used.
- Examples of the types of the magnetic material 19 include the balance Co-20 mass% Fe, the balance Co-25 mass% Ni-4 mass% Fe, the balance Fe-15 to 35 mass% Co, and the balance Fe-17 mass% Co-2.
- Mass% Cr-1 mass% Mo balance Fe-49 mass% Co-2 mass% V, balance Fe-18 mass% Co-10 mass% Cr-2 mass% Mo-1 mass% Al, balance Fe-27 mass % Co-1 mass% Nb, balance Fe-20 mass% Co-1 mass% Cr-2 mass% V, balance Fe-35 mass% Co-1 mass% Cr, pure cobalt, pure iron, electromagnetic soft iron, balance Fe -0.1 to 0.5% by mass Mn, balance Fe-3% by mass Si, balance Fe-6.5% by mass Si, balance Fe-18% by mass Cr, balance Fe-16% by mass Cr-8% by mass Al , Remaining Ni-13 mass% Fe-5.3 mass% Mo, Remaining Fe-45 mass% Ni, Remaining Fe-10 mass% Si-5 Mass% Al, Remaining Fe-36 mass% Ni, Remaining Fe-45 mass % Ni, balance
- honeycomb fired body having a ceramic partition wall and having a plurality of cells partitioned by the partition wall is produced, and the magnetic material is applied to the honeycomb fired body.
- the honeycomb fired body made of ceramics can be produced by a known method.
- a magnetic material is provided on the honeycomb fired body.
- the magnetic material is a magnetic powder contained in the surface layer and the surface layer is provided on the partition wall of the cell
- the magnetic powder and the fixing material composed of glass or the like are mixed.
- a slurry for forming a surface layer is prepared from the material. Specifically, for example, a magnetic powder and a glass powder are blended, and a binder, a dispersant, and water are blended therein to prepare a slurry for forming a surface layer.
- the blending ratio of the magnetic powder and the glass powder is 1: 1 or more and 20: 1 or less on a volume basis.
- the end face of the honeycomb fired body is masked, and the end face is immersed in a storage container in which the surface layer forming slurry is stored to surface the unmasked cell. Apply the layer-forming slurry.
- the surface layer forming slurry is applied to the inside of the cell in a region having a predetermined length from one end face of the honeycomb fired body.
- the water content of the surface layer forming slurry is removed, and the surface layer is formed on the partition wall of the cell.
- the drying conditions the same conditions as the conditions for drying the honeycomb molded product can be adopted.
- the heat treatment is performed to bond the magnetic materials to each other and to fix the magnetic material to the partition wall of the honeycomb fired body by the glass phase.
- the heat treatment temperature can be 800 ° C. to 1300 ° C. for 0.5 hours to 2 hours.
- a method of filling the slurry into the cell it is a simple method to push the paste-like material with a spatula such as a squeegee. It is easy to control the depth by the number of times the squeegee is pushed.
- a method may be adopted in which a slurry having good fluidity is prepared and the slurry is coated on the partition surface of the honeycomb fired body by a suction method to form a surface layer.
- the magnetic material is a magnetic powder and is filled in the cell while being contained in the binder or the adhesive material
- the magnetic powder and the binder containing metal or glass as a main component are mixed.
- the containing slurry is poured into a cell of a fired honeycomb body, and heated and hardened at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal or the softening point of the glass.
- a slurry containing the magnetic powder and an adhesive material containing silica or alumina as a main component is poured into the cell of the fired honeycomb body and heated to solidify the silica or alumina.
- a binder containing metal or glass as a main component When a binder containing metal or glass as a main component is used, it is necessary to melt or soften it once at a temperature below the heat resistant temperature of the honeycomb fired body, so it is preferable to heat it at a temperature equal to or higher than the melting point or softening point of the binder. .. Further, in the usage environment, since the maximum temperature reaches about 700 ° C., it is more preferable to use a metal or glass having a melting point or a softening point equal to or higher than this temperature.
- the specific melting point or softening point is, for example, 800 to 1200 ° C.
- the adhesive material when an adhesive material containing silica or alumina as a main component is used, it is preferable that the adhesive material can be solidified by heating and drying during production.
- the adhesive material that can be solidified by heat drying include a colloidal dispersion of silica or alumina, and a colloidal dispersion containing silica and alumina may be used.
- the maximum temperature in the usage environment reaches about 700 ° C., it is more preferable to use silica or alumina having a heat resistant temperature equal to or higher than this temperature.
- a suction jig is attached to the downstream of the honeycomb fired body, and the slurry is sucked from the other end face side downstream of the honeycomb fired body to remove excess water and fill the material containing the magnetic material. ..
- the step of pouring the slurry into the cell may be performed at the stage of the honeycomb molded body and the dried body.
- the honeycomb molded body is dried, and in the firing step of the honeycomb dried body, the step of fixing the magnetic material to the adhesive material is performed at the same time.
- Silica or alumina preferably exhibits the effect of solidifying by drying.
- the magnetic material has a plate shape, a rod shape, a ring shape, a wire shape, or a fibrous shape and is filled in the cell
- the cross-sectional shape of the cell of the honeycomb fired body to be filled with the magnetic material and the cell.
- a predetermined plate-shaped, rod-shaped, wire-shaped, or fibrous magnetic material is prepared.
- the magnetic material is filled in the predetermined cell of the honeycomb fired body by inserting the magnetic material from the end face on the upstream side to a predetermined length.
- the end face on the upstream side of the honeycomb fired body is cut off by a predetermined depth to form a groove portion, and the ring-shaped magnetic material is inserted into the groove portion.
- a raw honeycomb molded body having a groove formed therein is prepared and dried to prepare a dried honeycomb body, and then a ring-shaped magnetic material is inserted into the groove portion.
- the catalyst carrier can be supported in a predetermined cell of the honeycomb fired body to produce the catalyst carrier.
- the method for supporting the catalyst is not particularly limited, and the method can be carried out according to the method for supporting the catalyst, which is performed by the conventional method for producing a catalyst carrier.
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Abstract
ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルと、絶縁材料で構成された筒状部材と、コイル及び筒状部材を内部に収容可能な筒状の金属部材とを有し、筒状部材の軸方向に平行な断面において、（i）コイルが、筒状部材の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、筒状部材の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、（ii）コイルが筒状部材の外周部に設けられている、筒状缶体。
Description
本発明は、筒状缶体及び誘導加熱触媒装置に関する。
自動車の排気ガスには、通常は不完全燃焼の結果として一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物などの有害成分やカーボンなどの微粒子が含まれることがある。これらの有害成分は、エンジン始動直後という、触媒温度が低く、触媒活性が不十分な期間に排出されている。このため、排気ガス中の有害成分が、触媒活性化温度に達する前に触媒で浄化されずに排出されるおそれがある。このような要求に応えるためには、触媒活性化温度に達する前に触媒で浄化されずに排出されるエミッションを極力低減させることが必要であり、例えば、電気加熱技術を利用した対策が知られている。
特許文献１には、金属管内部に金属ワイヤを挿入した触媒担体を設け、さらに触媒担体の周囲にコイルを配置した触媒コンバーターに係る発明が開示されている。当該触媒コンバーターでは、コイルに電流を流して触媒担体を誘導加熱することで、触媒を活性化させて排気ガスを浄化している。
特許文献１では、コイルを触媒担体と共に金属管内部に配置している。このように金属管内部にコイルを配置すると、外部電源からの電流を流すためにコイルに接続する電気配線の構造が複雑になるおそれがある。また、排気ガスからの凝縮水によってコイル回りの絶縁が不十分となり、改善の必要があるものであった。
本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルに接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させることができる筒状缶体及び誘導加熱触媒装置を提供することを課題とする。
上記課題は、以下の本発明によって解決されるものであり、本発明は以下のように特定される。
（１）ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、
前記ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルと、
絶縁材料で構成された筒状部材と、
前記コイル及び前記筒状部材を内部に収容可能な筒状の金属部材と、を有し、
前記筒状部材の軸方向に平行な断面において、
（i）前記コイルが、前記筒状部材の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状部材の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、
（ii）前記コイルが前記筒状部材の外周部に設けられている、
筒状缶体。
（２）ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、
前記筒状缶体が、前記ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルを有し、
前記筒状缶体が、絶縁材料で構成されており、
前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、
（i）前記コイルが、前記筒状缶体の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状缶体の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、
（ii）前記コイルが前記筒状缶体の外周部に設けられている、
筒状缶体。
（３）（１）または（２）に記載の筒状缶体と、緩衝部材を介して前記筒状缶体の内部に収容された磁性体を備えるハニカム構造体と、を有する、誘導加熱触媒装置。
（１）ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、
前記ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルと、
絶縁材料で構成された筒状部材と、
前記コイル及び前記筒状部材を内部に収容可能な筒状の金属部材と、を有し、
前記筒状部材の軸方向に平行な断面において、
（i）前記コイルが、前記筒状部材の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状部材の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、
（ii）前記コイルが前記筒状部材の外周部に設けられている、
筒状缶体。
（２）ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、
前記筒状缶体が、前記ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルを有し、
前記筒状缶体が、絶縁材料で構成されており、
前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、
（i）前記コイルが、前記筒状缶体の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状缶体の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、
（ii）前記コイルが前記筒状缶体の外周部に設けられている、
筒状缶体。
（３）（１）または（２）に記載の筒状缶体と、緩衝部材を介して前記筒状缶体の内部に収容された磁性体を備えるハニカム構造体と、を有する、誘導加熱触媒装置。
本発明によれば、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルに接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる筒状缶体及び誘導加熱触媒装置を提供することができる。
次に本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
＜実施形態１＞
図１Ａは、本発明の実施形態１に係る筒状缶体１２の筒状部材１５の軸方向に平行な断面模式図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＬ１－Ｌ１断面の断面模式図である。
図１Ａは、本発明の実施形態１に係る筒状缶体１２の筒状部材１５の軸方向に平行な断面模式図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＬ１－Ｌ１断面の断面模式図である。
筒状缶体１２は、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４と、絶縁材料で構成された筒状部材１５と、コイル１４及び筒状部材１５を内部に収容可能な筒状の金属部材１６とを有している。筒状缶体１２は、ハニカム構造体を内部に収容可能に構成されており、その構成要素として、ハニカム構造体を備えても良く、備えていなくてもよい。
ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４は、筒状部材１５の周面に沿って周回するように配置され、ハニカム構造体の外側を周回可能に配置されている。コイル１４は、ＩＨコイルとして公知の材料を用いて形成することができる。具体的には、銅などが挙げられる。コイル１４の断面は特に限定されず、略正方形、略長方形、楕円形、円形等であってもよい。また、ポリアミドイミド被膜等により絶縁被膜された銅線を束ねた、いわゆるリッツ線を用いても良い。
コイル１４には、電気配線を接続するための電気接続端子１７が接続されている。当該電気配線は、外部電源に接続されている。当該電気配線を通って、電流がコイル１４へ流れ、誘導加熱が行われる。電気接続端子１７は、筒状の金属部材１６の外側から貫通孔を介して、筒状缶体１２の径方向に挿入されることで、コイル１４に接続されている。電気接続端子１７は絶縁材１８で覆われている。
コイル１４は、絶縁材料で構成された筒状部材１５の軸方向に平行な断面において、筒状部材１５の内周面より径方向外側に設けられている。また、コイル１４は絶縁材料で構成された筒状部材１５の断面内に埋め込まれている。なお、図１ではこのように、コイル１４が絶縁材料で構成された筒状部材１５の断面内に埋め込まれている構成を示している。本発明では、これに限らず、コイル１４は、筒状部材１５の軸方向に平行な断面において、筒状部材１５の内周面より径方向外側に設けられている限り、筒状部材１５の断面内に少なくとも一部が埋め込まれた構成を有することができる。このような構成によれば、筒状部材１５の内面にコイル１４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４に接続させる電気配線を簡易な構造とすることができる。また、従来のように金属配管内部にコイルを配置する構成であるとき、ハニカム構造体へのキャニングマット（緩衝部材）面圧の管理が困難であり、使用時にハニカム構造体を保持する力を維持することができないという問題がある。これに対し、本発明の実施形態によれば、コイル１４は筒状部材１５の内面に露出していないため、キャニングマット面圧の管理が容易となり、使用時にハニカム構造体の保持力を容易に維持することができる。さらに、本発明の実施形態によれば、コイル１４は筒状部材１５の内面に露出していないため、使用時に排気ガスからの凝縮水でコイル１４が濡れることを抑制し、コイル１４周りの絶縁性を良好に維持することができる。
コイル１４の表面を緩衝層で覆ってもよい。このような構成によれば、コイル１４を保護することで、コイル１４の酸化などの劣化を抑制することができる。
筒状部材１５を構成する絶縁材料は、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素、コーディエライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びムライトのいずれか一種を主成分とするか、またはこれらの複合材料を主成分とすることができる。また、絶縁材料としては、アルミナ繊維強化材料またはムライト繊維強化材料を用いると、熱応力破壊に対する信頼性の点で好ましい。ここで、主成分とは、筒状部材１５の組成分に対して、５０超質量％であることを意味し、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。
筒状部材１５の厚さは、コイル１４を埋め込むことができる大きさであれば特に限定されず、例えば、５～４０ｍｍに形成することができ、１０～３０ｍｍに形成することができる。
筒状の金属部材１６は、コイル１４及び筒状部材１５を内部に収容可能に形成されている。筒状の金属部材１６としては、公知の金属材料を用いることができる。例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。その中でも、耐久信頼性が高く、安価という理由により、ステンレスが好ましい。
筒状の金属部材１６の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上である。筒状の金属部材１６の厚み０．５ｍｍ以上とすることにより、耐久性を確保することができる。また、筒状の金属部材１６の厚みは、５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましい。筒状の金属部材１６の厚みを５ｍｍ以下とすることにより、軽量化することができる。
筒状缶体１２は、軸方向に平行な断面において、コイル１４と筒状の金属部材１６との間に、電磁遮蔽層２１を備えている。図１に示す形態では、電磁遮蔽層２１は、コイル１４を内部に埋め込んでいる筒状部材１５の外側を覆うように設けられている。電磁遮蔽層２１をコイル１４と筒状の金属部材１６との間に設けることで、誘導加熱の際にコイル１４によって発生する電磁波を電磁遮蔽層２１内で遮断することができる。電磁遮蔽層２１の構成材料としては、特に限定されず、公知の材料、例えばフェライト、珪素鉄、パーメンジュール、電磁ステンレス等を用いることができる。なお、筒状缶体１２に電磁遮蔽層２１を設けなくてもよい。電磁遮蔽層２１の厚さは、０．３～１０ｍｍであるのが好ましく、１～５ｍｍであるのがより好ましい。
筒状部材１５を覆う電磁遮蔽層２１と筒状の金属部材１６との間に、緩衝部材１３が設けられている。また、筒状缶体１２には、内部にハニカム構造体を収容したとき、ハニカム構造体と筒状部材１５との間に配置されるように、緩衝部材１３が設けられている。緩衝部材１３としては、公知の材料を用いることができ、例えばセラミックファイバーまたはガラスファイバー等で構成することができる。
本発明の実施形態１に係る筒状缶体１２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置１０の製造方法を以下に説明する。本発明の実施形態１に係る筒状缶体１２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置１０の製造方法は、後述する磁性体を備えたハニカム構造体を準備する工程、コイルを埋め込んだ筒状部材の製造工程、及び、緩衝部材１３を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程を備えている。
コイルを埋め込んだ筒状部材の製造工程では、まず、銅製等のコイルを準備し、ハニカム構造体の外周を周回するような形状となるように設ける。次に、コイルを鋳型内に配置し、当該鋳型内に、絶縁材料（筒状部材の原料）スラリーを流し込んで焼成する。これにより、コイルを埋め込んだ筒状部材が得られる。また、筒状部材の外周の所定位置にフェライトなどを用いた薄肉部品を設けることで、電磁遮蔽層を形成する。また、絶縁材料スラリーを用いずに、粉末原料内にコイルを置き、静水圧加圧後焼成して筒状部材を製造してもよい。焼成の方法として、ホットプレス焼成を用いても良い。
緩衝部材を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程では、まず、ハニカム構造体の外周を緩衝部材で覆い、これを筒状部材内に押し込んで収容する。次に、ハニカム構造体を内側に収容した筒状部材と筒状の金属部材とを接続する。接続に関しては、間に緩衝材を介して圧入しても良いし、焼き嵌め、ろう付け、拡散接合などの方法によって嵌合するように配置しても良い。次に、筒状の金属部材の外側から、あらかじめ形成しておいた貫通孔を介して、筒状缶体の径方向に、絶縁材で覆われた電気接続端子を挿入し、コイルに接続する。
以上のようにして、本発明の実施形態１に係る筒状缶体１２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置１０が得られる。
以上のようにして、本発明の実施形態１に係る筒状缶体１２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置１０が得られる。
＜実施形態２＞
図２Ａは、本発明の実施形態２に係る筒状缶体２２の筒状部材２５の軸方向に平行な断面模式図である。図２Ｂは、図２ＡにおけるＬ２－Ｌ２断面の断面模式図である。
図２Ａは、本発明の実施形態２に係る筒状缶体２２の筒状部材２５の軸方向に平行な断面模式図である。図２Ｂは、図２ＡにおけるＬ２－Ｌ２断面の断面模式図である。
実施形態２に係る筒状缶体２２は、コイル１４が、筒状部材２５の断面内に埋め込まれているのではなく、筒状部材２５の外周部に設けられている点で、実施形態１に係る筒状缶体１２と異なっている。また、コイル１４の外側と電磁遮蔽層２１との間に緩衝部材２３が設けられている。それ以外は、実施形態１に係る筒状缶体１２と同様の構成を有しており、実施形態１で説明した構成材料や配置等、全て同様に備えることができる。
筒状缶体２２のコイル１４は、筒状部材２５の外周部に設けられている。ここで、本発明において、コイル１４が筒状部材２５の外周部に設けられているとは、コイル１４が、（１）筒状部材２５の外周に接し、且つ、筒状部材２５の外側に設けられている、または、（２）筒状部材２５の外周付近で一部筒状部材２５内に埋め込まれている部分を有し、それ以外の部分は筒状部材２５の外側に設けられていることを示す。図２の例は、上記（２）の、コイル１４の一部が筒状部材２５内に埋め込まれている状態を示している。このような構成によれば、筒状部材２５の内面にコイル１４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４に接続させる電気配線を簡易な構造とすることができる。また、その他、実施形態１で示したものと同様に、キャニングマット面圧の管理が容易となり、使用時にハニカム構造体の保持力を容易に維持することができる。さらに、使用時に排気ガスからの凝縮水でコイル１４が濡れることを抑制し、コイル１４周りの絶縁性を良好に維持することができる。
本発明の実施形態２に係る筒状缶体２２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法を以下に説明する。本発明の実施形態２に係る筒状缶体２２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法は、後述する磁性体を備えたハニカム構造体を準備する工程、コイルが外周部に設けられた筒状部材の製造工程、及び、緩衝部材を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程を備えている。
コイルが外周部に設けられた筒状部材の製造工程では、まず、銅製等のコイルを準備し、ハニカム構造体の外周を周回するような形状となるように設ける。次に、コイルを鋳型内に配置し、当該鋳型内に、絶縁材料（筒状部材の原料）スラリーを流し込んで焼成する。または、金属型にコイルを配置し、筒状部材の原料粉末を充填、加圧して成型体を得た後、ゴム製袋等の中に密閉して静水圧をかけることにより緻密な成型体を得る。その後、この成形体を焼成する。これらの方法により、コイルが外周部に設けられた筒状部材が得られる。次に、コイルが外周部に設けられた筒状部材のコイルの外側に緩衝部材（セラミックファイバー、またはガラスファイバー）を巻き、さらにその外側にフェライトなどの材質で構成された薄肉部材をメカニカルに固定して、電磁遮蔽層を形成する。
緩衝部材を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程は、上述の実施形態１の緩衝部材を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程と同様に実施することができる。その後、上述の実施形態１と同様に、ハニカム構造体を内側に収容した筒状部材と筒状の金属部材とを接続する。
以上のようにして、本発明の実施形態２に係る筒状缶体２２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置が得られる。
以上のようにして、本発明の実施形態２に係る筒状缶体２２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置が得られる。
＜実施形態３＞
図３Ａは、本発明の実施形態３に係る筒状缶体３２の軸方向に平行な断面模式図である。図３Ｂは、図３Ａで示す筒状缶体３２の拡大模式図である。図３Ａ、図３Ｂでは、筒状缶体３２が、そのガス流入側とガス流出側とに、エンジンの排気ガスの流路となる金属排気管３１が接続されている様子を示している。金属排気管３１は、筒状缶体３２の両端において、それぞれガスケット３４を介して固定部材３６によって固定されている。なお、金属排気管３１と筒状缶体３２との固定方法については、上記の他に、接着剤による接合、メカニカルな組付け部材による結合、圧入、焼き嵌めなどが挙げられる。
図３Ａは、本発明の実施形態３に係る筒状缶体３２の軸方向に平行な断面模式図である。図３Ｂは、図３Ａで示す筒状缶体３２の拡大模式図である。図３Ａ、図３Ｂでは、筒状缶体３２が、そのガス流入側とガス流出側とに、エンジンの排気ガスの流路となる金属排気管３１が接続されている様子を示している。金属排気管３１は、筒状缶体３２の両端において、それぞれガスケット３４を介して固定部材３６によって固定されている。なお、金属排気管３１と筒状缶体３２との固定方法については、上記の他に、接着剤による接合、メカニカルな組付け部材による結合、圧入、焼き嵌めなどが挙げられる。
筒状缶体３２は、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４を備え、絶縁材料で構成されている。筒状缶体３２の軸方向に平行な断面において、コイル１４が筒状缶体３２の外周部に設けられている。コイル１４が筒状缶体３２の外周部に設けられている態様については実施形態２で示した通りであり、これによって、実施形態２と同様に、筒状缶体３２の内面にコイル１４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
筒状缶体３２は、コイル１４の表面が緩衝材で保持されていてもよい。このような構成によれば、コイル１４を保護することで、コイル１４の酸化などの劣化を抑制することができる。
筒状缶体３２は、軸方向に平行な断面において、コイル１４よりも外側に位置する電磁遮蔽層２１を備える。このような構成によれば、誘導加熱の際にコイル１４によって発生する電磁波を、電磁遮蔽層２１で遮断することができる。
本発明の実施形態３に係る筒状缶体３２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法を以下に説明する。本発明の実施形態３に係る筒状缶体３２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法は、磁性体を備えたハニカム構造体を準備する工程、コイルが外周部に設けられた筒状缶体の製造工程、及び、緩衝部材を介して筒状缶体内にハニカム構造体を収容する工程を備えている。
コイルが外周部に設けられた筒状缶体の製造工程では、まず、銅製等のコイルを準備し、ハニカム構造体の外周を周回するような形状となるように設ける。次に、コイルを鋳型内に配置し、当該鋳型内に、絶縁材料（筒状缶体の原料）スラリーを流し込んで焼成する。または、金属型にコイルを配置し、筒状部材の原料粉末を充填、加圧して成型体を得た後、ゴム製袋等の中に密閉して静水圧をかけることにより緻密な成型体を得る。その後、この成形体を焼成する。これらの方法により、コイルが外周部に設けられた筒状缶体が得られる。次に、コイルが外周部に設けられた筒状部材のコイルの外側に緩衝部材（セラミックファイバー、またはガラスファイバー）を巻き、さらにその外側にフェライトなどの材質で構成された薄肉部材をメカニカルに固定して、電磁遮蔽層を形成する。
緩衝部材を介して筒状缶体内にハニカム構造体を収容する工程は、上述の実施形態１の緩衝部材を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程と同様に実施することができる。
以上のようにして、本発明の実施形態３に係る筒状缶体３２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置が得られる。
以上のようにして、本発明の実施形態３に係る筒状缶体３２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置が得られる。
＜実施形態４＞
図４は、本発明の実施形態４に係る筒状缶体４２の軸方向に平行な断面模式図である。本発明の実施形態４に係る筒状缶体４２は、上述の実施形態３に係る筒状缶体３２において、コイル１４の表面に緩衝部材３３が設けられていない点、及び、電磁遮蔽層２１が設けられていない点以外は、同様の構成である。
図４は、本発明の実施形態４に係る筒状缶体４２の軸方向に平行な断面模式図である。本発明の実施形態４に係る筒状缶体４２は、上述の実施形態３に係る筒状缶体３２において、コイル１４の表面に緩衝部材３３が設けられていない点、及び、電磁遮蔽層２１が設けられていない点以外は、同様の構成である。
筒状缶体４２は、軸方向に平行な断面において、コイル１４が筒状缶体３２の外周部に設けられている。すなわち、実施形態２と同様に、筒状缶体４２の内面にコイル１４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
本発明の実施形態４に係る筒状缶体４２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法は、上述の実施形態３に係る筒状缶体３２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法において、コイル表面に設けた緩衝部材及び電磁遮蔽層を、実施形態４では設けない以外は、同様の手順により実施することができる。
＜実施形態５＞
図５は、本発明の実施形態５に係る筒状缶体５２の軸方向に平行な断面模式図である。筒状缶体５２は、絶縁材料で構成され、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４を有している。
図５は、本発明の実施形態５に係る筒状缶体５２の軸方向に平行な断面模式図である。筒状缶体５２は、絶縁材料で構成され、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４を有している。
コイル１４は、絶縁材料で構成された筒状缶体５２の軸方向に平行な断面において、筒状缶体５２の内周面より径方向外側に設けられている。また、コイル１４は絶縁材料で構成された筒状缶体５２の断面内に埋め込まれている。なお、図５ではこのように、コイル１４が絶縁材料で構成された筒状缶体５２の断面内に埋め込まれている構成を示している。本発明では、これに限らず、コイル１４は、絶縁材料で構成された筒状缶体５２の軸方向に平行な断面において、筒状缶体５２の内周面より径方向外側に設けられている限り、筒状缶体５２の断面内に少なくとも一部が埋め込まれていればよい。このような構成によれば、実施形態１と同様に、筒状缶体５２の内面にコイル１４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル１４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
筒状缶体５２は、コイル１４の表面が緩衝層５８で覆われていてもよい。緩衝層５８によって、コイル１４を保護することで、コイル１４の酸化などの劣化を抑制することができる。緩衝層５８は、特に限定されないが、例えば、緩衝部材３３と同様の材料で形成することができる。
筒状缶体５２は、軸方向に平行な断面において、コイル１４よりも外側に位置する電磁遮蔽層２１を備える。具体的には、電磁遮蔽層２１は、筒状缶体５２の外表面に設けられている。このような構成によれば、誘導加熱の際にコイル１４によって発生する電磁波を、電磁遮蔽層２１で遮断することができる。
本発明の実施形態５に係る筒状缶体５２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法を以下に説明する。本発明の実施形態５に係る筒状缶体５２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法は、磁性体を備えたハニカム構造体を準備する工程、コイルを埋め込んだ筒状缶体の製造工程、及び、緩衝部材を介してハニカム構造体を筒状缶体内に収容する工程を備えている。
コイルを埋め込んだ筒状缶体の製造工程では、まず、銅製等のコイルを準備し、ハニカム構造体の外周を周回するような形状となるように設ける。次に、コイルを鋳型内に配置し、当該鋳型内に、絶縁材料（筒状部材の原料）スラリーを流し込んで焼成する。これにより、コイルを埋め込んだ筒状部材が得られる。また、筒状部材の外周の所定位置にフェライトなどの薄肉部品を設けることで、電磁遮蔽層を形成する。また、絶縁材料スラリーを用いずに、粉末原料内にコイルを置き、静水圧加圧後、焼成して筒状缶体を製造してもよい。焼成の方法として、ホットプレス焼成を用いても良い。
緩衝部材を介してハニカム構造体を筒状缶体内に収容する工程は、上述の実施形態１の緩衝部材を介して筒状部材内にハニカム構造体を収容する工程と同様に実施することができる。
以上のようにして、本発明の実施形態５に係る筒状缶体５２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置が得られる。
以上のようにして、本発明の実施形態５に係る筒状缶体５２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置が得られる。
＜実施形態６＞
図６は、本発明の実施形態６に係る筒状缶体６２の軸方向に平行な断面模式図である。実施形態６に係る筒状缶体６２は、上述の実施形態５で示した筒状缶体５２において、コイル６４の断面形状が楕円ではなく、略長方形であること以外は、同様の構成を有している。このような構成によれば、実施形態１と同様に、筒状缶体６２の内面にコイル６４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル６４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
図６は、本発明の実施形態６に係る筒状缶体６２の軸方向に平行な断面模式図である。実施形態６に係る筒状缶体６２は、上述の実施形態５で示した筒状缶体５２において、コイル６４の断面形状が楕円ではなく、略長方形であること以外は、同様の構成を有している。このような構成によれば、実施形態１と同様に、筒状缶体６２の内面にコイル６４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル６４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
本発明の実施形態６に係る筒状缶体６２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置は、コイルの断面形状を略長方形にする以外は、上述の実施形態５に係る筒状缶体５２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法と同様の手順で実施することができる。
＜実施形態７＞
図７は、本発明の実施形態７に係る筒状缶体７２の軸方向に平行な断面模式図である。実施形態７に係る筒状缶体７２は、上述の実施形態４で示した筒状缶体４２において、コイル７４の断面形状が楕円ではなく、略長方形であること以外は、同様の構成を有している。このような構成によれば、実施形態１と同様に、筒状缶体７２の内面にコイル７４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル７４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
図７は、本発明の実施形態７に係る筒状缶体７２の軸方向に平行な断面模式図である。実施形態７に係る筒状缶体７２は、上述の実施形態４で示した筒状缶体４２において、コイル７４の断面形状が楕円ではなく、略長方形であること以外は、同様の構成を有している。このような構成によれば、実施形態１と同様に、筒状缶体７２の内面にコイル７４が露出していないため、ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイル７４に接続させる電気配線を簡易な構造とし、コイル回りの絶縁性を向上させる等の効果を有する。
本発明の実施形態７に係る筒状缶体７２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法は、コイルの断面形状を略長方形にする以外は、上述の実施形態４に係る筒状缶体４２及びそれを備えた誘導加熱触媒装置の製造方法と同様の手順で実施することができる。
上記のような特徴を有する筒状缶体１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２は、それぞれ、誘導加熱触媒装置に用いることができる。ここで、一例として、本発明の実施形態１に係る誘導加熱触媒装置１０の筒状部材１５の軸方向に平行な断面模式図を図８に示す。図８に示されるように、誘導加熱触媒装置１０は、筒状缶体１２と、緩衝部材１３を介して筒状缶体１２の内部に収容されたハニカム構造体１１とを備える。
ハニカム構造体１１は、外周壁と、外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有する。
ハニカム構造体１１の隔壁及び外周壁の材質については特に制限はないが、通常は、セラミックス材料で形成される。例えば、コーディエライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、アルミナ、珪素－炭化珪素系複合材料、炭化珪素－コーディエライト系複合材料、特に珪素－炭化珪素系複合材又は炭化珪素を主成分とする焼結体が挙げられる。
好ましくは、ハニカム構造体１１は、コーディエライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、及び、アルミナからなる群から選択される少なくとも１つのセラミックス材料で形成される。
ハニカム構造体１１のセル形状は特に限定されないが、ハニカム構造体１１の中心軸に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、又は楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。好ましくは、多角形である。
ハニカム構造体１１の隔壁の厚さは、０．０５～０．５０ｍｍであることが好ましく、製造の容易さの点で、０．１０～０．４５ｍｍであることが更に好ましい。例えば、０．０５ｍｍ以上であると、ハニカム構造体１１の強度がより向上し、０．５０ｍｍ以下であると、圧力損失を小さくすることができる。なお、この隔壁の厚さは、中心軸方向断面を顕微鏡観察する方法で測定した平均値である。
隔壁の気孔率は、２０～７０％であることが好ましい。隔壁の気孔率は、製造の容易さの点で、２０％以上が好ましく、７０％以下であると、ハニカム構造体１１の強度を維持できる。
隔壁の平均細孔径は、２～３０μｍであることが好ましく、５～２５μｍであることが更に好ましい。隔壁の平均細孔径が、２μｍ以上であると、製造が容易になり、３０μｍ以下であると、ハニカム構造体１１の強度を維持できる。なお、本明細書において、「平均細孔径」、「気孔率」というときには、水銀圧入法により測定した平均細孔径、気孔率を意味するものとする。
ハニカム構造体１１のセル密度は、特に制限はないが、５～１５０セル／ｃｍ2の範囲であることが好ましく、５～１００セル／ｃｍ2の範囲であることがより好ましく、３１～８０セル／ｃｍ2の範囲であることが更に好ましい。
ハニカム構造体１１の外形は、端面が円形の柱状（円柱形状）、端面がオーバル形状の柱状、端面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。
このようなハニカム構造体１１は、セラミックス原料を含有する坏土を、一方の端面から他方の端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム状に成形して、ハニカム成形体を形成し、このハニカム成形体を、乾燥した後に焼成することによって作製される。そして、得られたハニカム構造体を、本実施形態のハニカム構造体１１に用いる場合には、外周壁をハニカム構造体と一体的に押し出してそのまま外周壁として使用してもよいし、成形又は焼成後に、ハニカム構造体の外周を研削して所定形状とし、この外周を研削したハニカム構造体に、コーティング材を塗布して外周コーティングを形成してもよい。
ハニカム構造体１１は、隔壁が一体的に形成された一体型のハニカム構造体に限定されることはなく、例えば、セラミックス製の隔壁を有し、隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成された柱状のハニカムセグメントが、接合材層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体（接合型ハニカム構造体）であってもよい。
ハニカム構造体１１の隔壁の表面に、触媒を担持することで、触媒担体としてもよい。触媒は、酸化触媒、三元触媒、ＮＯx吸蔵還元触媒、ＮＯx選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、炭化水素吸着触媒、炭化水素、一酸化炭素酸化触媒、及び、アンモニアスリップ（酸化）触媒からなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。
触媒は、所望の排気ガス浄化の目的に応じて適宜選択することができる。触媒の担持方法については、特に制限はなく、従来、ハニカム構造体に触媒を担持する担持方法に準じて行うことができる。
ハニカム構造体１１内には、磁性体１９を設けてもよい。磁性体１９は、ハニカム構造体１１のセル内に充填されていてもよい。磁性体１９は、例えば、板状、棒状、リング状、ワイヤ状、または繊維状のものを用いることができる。なお、本発明では、棒状の磁性体とワイヤ状の磁性体とは、長さ方向に垂直な断面の直径が０．８ｍｍ以上のものを棒状とし、０．８ｍｍ未満のものをワイヤ状として区別している。磁性体１９をセルに充填する場合、これら形状の磁性体１９を、セルの形状に合わせて適宜使用することができる。磁性体１９は、１つのセルに複数個が集合して充填されていてもよく、１個だけが充填されていてもよい。磁性体１９は、ハニカム構造体１１の隔壁上に設けられた表面層に含まれていてもよい。表面層は、磁性体１９の粉体が分散した固着材を含む。固着材としては、ケイ酸、ホウ酸、又はホウケイ酸を含むガラス、結晶化ガラス、セラミックス、または、その他の酸化物を含む、ガラス、結晶化ガラス、セラミックス等を用いることができる。
磁性体１９の種類としては、例えば、残部Ｃｏ－２０質量％Ｆｅ、残部Ｃｏ－２５質量％Ｎｉ－４質量％Ｆｅ、残部Ｆｅ－１５～３５質量％Ｃｏ、残部Ｆｅ－１７質量％Ｃｏ－２質量％Ｃｒ－１質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－４９質量％Ｃｏ－２質量％Ｖ、残部Ｆｅ－１８質量％Ｃｏ－１０質量％Ｃｒ－２質量％Ｍｏ－１質量％Ａｌ、残部Ｆｅ－２７質量％Ｃｏ－１質量％Ｎｂ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｏ－１質量％Ｃｒ－２質量％Ｖ、残部Ｆｅ－３５質量％Ｃｏ－１質量％Ｃｒ、純コバルト、純鉄、電磁軟鉄、残部Ｆｅ－０．１～０．５質量％Ｍｎ、残部Ｆｅ－３質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－６．５質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－１８質量％Ｃｒ、残部Ｆｅ－１６質量％Ｃｒ－８質量％Ａｌ、残部Ｎｉ－１３質量％Ｆｅ－５．３質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－４５質量％Ｎｉ、残部Ｆｅ－１０質量％Ｓｉ－５質量％Ａｌ、残部Ｆｅ－３６質量％Ｎｉ、残部Ｆｅ－４５質量％Ｎｉ、残部Ｆｅ－３５質量％Ｃｒ、残部Ｆｅ－１３質量％Ｃｒ－２質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｒ－２質量％Ｓｉ－２質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｏ－１質量％Ｖ、残部Ｆｅ－１３質量％Ｃｒ－２質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－１７質量％Ｃｏ－２質量％Ｃｒ－１質量％Ｍｏ等が挙げられる。
磁性体を備えたハニカム構造体を製造する方法としては、まず、セラミックス製の隔壁を有し、隔壁によって複数のセルが区画形成されたハニカム焼成体を作製し、このハニカム焼成体に磁性体を設ける。セラミックス製のハニカム焼成体は、公知の方法により作製することができる。
次に、ハニカム焼成体に磁性体を設ける。磁性体が、表面層に含まれた磁性粉体であり、表面層がセルの隔壁上に設けられている場合、まず、磁性粉体、及び、ガラス等で構成された固着材を混在させた材料で表面層形成用スラリーを作製する。具体的には、例えば、磁性粉体とガラス粉末を配合し、これにバインダ、分散剤、水を配合して表面層形成用スラリーを作製する。磁性粉体とガラス粉体の配合比としては、体積基準で１：１以上、２０：１以下である。
次に、ハニカム焼成体の上流側の端面のセルの一部にマスクを施し、その端面を、表面層形成用スラリーが貯留された貯留容器中に浸漬して、マスクをしていないセルに表面層形成用スラリーを塗工する。このとき、表面層形成用スラリーは、ハニカム焼成体の一方の端面から所定の長さの領域におけるセル内に塗工する。その後、乾燥させることで、表面層形成用スラリーの水分が除去され、セルの隔壁に表面層が形成される。上記乾燥の条件は、ハニカム成形体を乾燥させる条件と同様の条件を採用することができる。次に、熱処理を行うことにより、磁性体同士の結合、およびガラス相によるハニカム焼成体の隔壁への磁性体の固定を行う。熱処理温度としては、８００℃～１３００℃で０．５時間～２時間とすることができる。
セル内へのスラリーの充填方法としては、ペースト状の材料を、スキージのようなヘラで押し込むのが簡単な方法である。スキージの押し込み回数で深さを制御するのが簡単である。流動性の良いスラリーを準備し、吸引法によってハニカム焼成体の隔壁表面に当該スラリーをコートして、表面層を形成する方法をとっても良い。
また、磁性体が磁性粉体であって、結合材または接着材料に含まれた状態でセルに充填されている場合、まず、磁性粉体と、金属又はガラスを主成分とする結合材とを含むスラリーをハニカム焼成体のセル内に流し込み、当該金属の融点、又は、ガラスの軟化点以上の温度で加熱して固める。または、磁性粉体と、シリカ又はアルミナを主成分とする接着材料とを含むスラリーをハニカム焼成体のセル内に流し込み、加熱してシリカ又はアルミナを固化する。
金属又はガラスを主成分とする結合材を使用する場合は、ハニカム焼成体の耐熱温度以下で一度溶融又は軟化させる必要があるので、結合材の融点又は軟化点の温度以上で加熱することが好ましい。また、使用環境においては、最高温度が約７００℃に到達するため、この温度以上の融点又は軟化点を有する金属又はガラスを用いることがより好ましい。具体的な融点又は軟化点としては、例えば、８００～１２００℃である。一方、シリカ又はアルミナを主成分とする接着材料を用いる場合は、製造時に加熱乾燥によって接着材料が固化することができるものであることが好ましい。加熱乾燥によって上記接着材料が固化することができるものとしては、例えば、シリカまたはアルミナのコロイド分散体が挙げられ、シリカおよびアルミナを含むコロイド分散体であってもよい。また、使用環境における最高温度が約７００℃に到達するため、この温度以上の耐熱温度を有するシリカ又はアルミナを用いることがより好ましい。スラリーをハニカム焼成体のセル内に流し込んだ後、ハニカム焼成体下流に吸引治具を取り付け、ハニカム焼成体下流である他方の端面側より吸引し余剰水分を取り除き、磁性体を含む材料を充填する。磁性体を含む材料を加熱処理する条件としては、温度８００～１２００℃、０．５～３時間で加熱することが好ましい。
アルミナやシリカを主成分とする接着材料を用いる場合においては、スラリーをセル内に流し込む工程はハニカム成形体、乾燥体の段階で行っても良い。この場合は、スラリーをハニカム成形体のセル内に流し込んだ後、ハニカム成形体を乾燥し、ハニカム乾燥体の焼成工程において、磁性体が接着材料に固定する工程が同時に行われる。シリカ又はアルミナは、乾燥により固化する効果を発現することが好ましい。
また、磁性体が、板状、棒状、リング状、ワイヤ状、または繊維状を有し、セルに充填されている場合、まず、磁性体を充填するハニカム焼成体のセルの断面形状及びセルの長さを考慮して、所定の板状、棒状、ワイヤ状、または繊維状の磁性体を準備する。次に、ハニカム焼成体の所定のセルに、上流側の端面から所定の長さまで磁性体を差し込むことで、セル内に磁性体を充填する。また、磁性体がリング状である場合は、ハニカム焼成体の上流側の端面を所定の深さだけ切削除去して溝部を形成しておき、当該溝部にリング状の磁性体を差し込む。または、溝部を形成した生のハニカム成形体を作製しておき、これを乾燥させてハニカム乾燥体を作製した後、当該溝部にリング状の磁性体を差し込む。
磁性体を設けた後は、ハニカム焼成体の所定のセル内に、触媒を担持させて、触媒担体を製造することができる。触媒の担持方法については特に制限はなく、従来の触媒担体の製造方法にて行われている触媒担持の方法に準じて行うことができる。
１０ 誘導加熱触媒装置
１１ ハニカム構造体
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 筒状缶体
１３、２３、３３ 緩衝部材
１４、６４、７４ コイル
１５、２５ 筒状部材
１６ 金属部材
１７ 電気接続端子
１８ 絶縁材
１９ 磁性体
２１ 電磁遮蔽層
３１ 金属排気管
３４ ガスケット
３６ 固定部材
５８ 緩衝層
１１ ハニカム構造体
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 筒状缶体
１３、２３、３３ 緩衝部材
１４、６４、７４ コイル
１５、２５ 筒状部材
１６ 金属部材
１７ 電気接続端子
１８ 絶縁材
１９ 磁性体
２１ 電磁遮蔽層
３１ 金属排気管
３４ ガスケット
３６ 固定部材
５８ 緩衝層
Claims (10)
- ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、
前記ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルと、
絶縁材料で構成された筒状部材と、
前記コイル及び前記筒状部材を内部に収容可能な筒状の金属部材と、を有し、
前記筒状部材の軸方向に平行な断面において、
（i）前記コイルが、前記筒状部材の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状部材の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、
（ii）前記コイルが前記筒状部材の外周部に設けられている、
筒状缶体。 - 前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、前記コイルと前記筒状の金属部材との間に、電磁遮蔽層をさらに備える、請求項１に記載の筒状缶体。
- ハニカム構造体を内部に収容可能な筒状缶体であって、
前記筒状缶体が、前記ハニカム構造体を誘導加熱するためのコイルを有し、
前記筒状缶体が、絶縁材料で構成されており、
前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、
（i）前記コイルが、前記筒状缶体の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状缶体の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、または、
（ii）前記コイルが前記筒状缶体の外周部に設けられている、
筒状缶体。 - 前記コイルが、前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、緩衝層を介して、前記筒状缶体の内周面より径方向外側に設けられ、且つ、前記筒状缶体の断面内に少なくとも一部が埋め込まれている、請求項３に記載の筒状缶体。
- 前記コイルが、前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、前記筒状缶体の外周部に設けられており、前記コイルの表面が緩衝材で保持されている、請求項３に記載の筒状缶体。
- 前記筒状缶体の軸方向に平行な断面において、前記コイルよりも径方向外側に位置する電磁遮蔽層をさらに備える、請求項３～５のいずれか一項に記載の筒状缶体。
- 前記絶縁材料が、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素、コーディエライト、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びムライトのいずれか一種を主成分とするか、またはこれらの複合材料を主成分とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の筒状缶体。
- 前記絶縁材料が、アルミナ繊維強化材料またはムライト繊維強化材料である、請求項７に記載の筒状缶体。
- 前記筒状缶体が、外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有し、磁性体を備える柱状のハニカム構造体をさらに備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の筒状缶体。
- 請求項１～９のいずれか一項に記載の筒状缶体と、緩衝部材を介して前記筒状缶体の内部に収容された磁性体を備えるハニカム構造体と、を有する、誘導加熱触媒装置。
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