电加热式催化转化器制造技术

本发明专利技术提供一种电加热式催化转化器，其耐久性优异，即便在形成有绝缘层的内管的曲部产生了热应力，绝缘层也难以产生裂纹或剥离等破损。一种电加热式催化转化器，具备催化剂载体、外壳和垫，外壳具备外管和内管，在利用包含外壳的中心轴的平面切断自催化剂载体起的上游侧而得到的切断面，内管具有按照向外侧突出的方式弯曲的至少一个曲部和与曲部连结的延伸部，在内管的曲部和延伸部的至少内表面形成有绝缘层，在曲部中的配置于最接近催化剂载体侧的第1曲部所形成的第1曲部绝缘层的厚度为100～400μm，第1曲部绝缘层的厚度超过在与第1曲部连结的延伸部中的配置于催化剂载体侧的第1延伸部所形成的第1延伸部绝缘层的厚度的1倍且小于1.4倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电加热式催化转化器。
技术介绍
为了净化由发动机排出的尾气中含有的有害物质，在排气管的路径设置有催化转 化器，该催化转化器负载了能够净化尾气的催化剂。 为了提高基于催化转化器的有害物质的净化效率，需要将催化转化器内部的温度 维持为适合于催化剂活化的温度（下文中也称为催化剂活化温度）。 但是，在不具备对构成催化转化器的催化剂载体进行直接加热的单元的车辆中， 车辆刚开始运行后，由于尾气的温度低，因而催化转化器内部的温度未达到催化剂活化温 度，难以有效防止有害物质的排出。 另外，在混合动力车辆中，不具备直接加热上述催化剂载体的单元的情况下，在马 达运转、发动机停止时，催化转化器内部的温度降低，有时温度会低于催化剂活化温度，仍 然难以有效防止有害物质的排出。 为了消除这样的问题，专利文献1等中公开了下述专利技术：将催化剂载体本身制成 通过通电而放热的放热体，在必要时，使催化转化器内部的温度为催化剂活化温度以上的 温度。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2013-185573号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 图3是示意性地示出专利文献1所公开的电加热式催化转化器的截面图。 如图3所示，该电加热式催化转化器50具备作为放热体的催化剂载体60、容纳催 化剂载体60的外壳70、和设置于外壳70与催化剂载体60之间的绝缘性的垫80,外壳70 具备作为外部的隔壁的外管71、和设置于外管71的内部的内管74,为了防止内管74与催 化剂载体60之间的短路，在内管74设置有绝缘层76。 另外，内管74朝向外壳70的中心轴突出，该突出部分74a受到尾气的高热，因而 即使烟尘等颗粒（下文中称为PM)附着，也可通过热而促进PM的氧化，并通过进行燃烧而 除去，难以发生短路。 专利文献1所公开的电加热式催化转化器50中，突出部分74a弯曲，若使用喷枪 等设置绝缘层76,则绝缘层76容易停留于曲部，在曲部设置的绝缘层76的厚度具有大于在 其他部分设置的绝缘层76的厚度的倾向。 另外，尾气流入该电加热式催化转化器50、温度上升时，由于曲部为弯曲的形状， 因而加工时产生的残余应力被释放，所以容易产生热应力。由于这些原因，对于在曲部设置 的绝缘层76会施加比在其他部分设置的绝缘层76大的热应力。因此，在曲部设置的绝缘 层76容易产生裂纹或剥离等破损。 特别是，若在离催化剂载体60最近的曲部设置的绝缘层76产生破损，由于破损的 部分至催化剂载体60的距离近，因而在PM堆积时难以充分保持绝缘性，存在外壳70和催 化剂载体60容易短路的问题。 本专利技术是为了解决这样的问题而进行的，其目的在于提供一种耐久性优异的电加 热式催化转化器，其中，即便在形成有绝缘层的内管的曲部产生了热应力，绝缘层也难以产 生裂纹或剥离等破损。 用于解决课题的方案 为了达到上述目的，本专利技术人进行了反复深入的研究，结果发现：通过使在曲部 中的配置于最接近催化剂载体侧的第1曲部所形成的第1曲部绝缘层的厚度为1〇〇 μπι~ 400 μ m，进而使第1曲部绝缘层的厚度超过第1延伸部绝缘层的厚度的1倍且小于第1延 伸部绝缘层的厚度的1. 4倍，所述第1延伸部绝缘层形成在与第1曲部连结的延伸部中的 配置于催化剂载体侧的第1延伸部，从而能够缓和对绝缘层所施加的热应力，由此完成了 本专利技术。 即，本专利技术的电加热式催化转化器的特征在于，其为用于净化尾气的电加热式催 化转化器，其具备：负载有催化剂并通过通电而放热的催化剂载体、容纳上述催化剂载体的 外壳、和介于上述催化剂载体与上述外壳之间的电绝缘性的垫，上述外壳具备设置于最外 侧的外管、和设置于该外管的内侧的内管，在利用包含上述外壳的中心轴的平面对自上述 催化剂载体起的上游侧进行切断而得到的切断面中，上述内管具有按照向外侧突出的方式 弯曲的至少一个曲部、和与上述曲部连结的延伸部，在上述内管的上述曲部和上述延伸部 的至少内表面形成有包含非晶性无机材料的绝缘层，在上述曲部中的配置于最接近上述催 化剂载体侧的第1曲部所形成的第1曲部绝缘层的厚度为100μπι~400 μπι，上述第1曲 部绝缘层的厚度超过第1延伸部绝缘层的厚度的1倍且小于该第1延伸部绝缘层的厚度的 1. 4倍，所述第1延伸部绝缘层形成在与上述第1曲部连结的延伸部中的配置于上述催化剂 载体侧的第1延伸部。 上述电加热式催化转化器中，在利用包含上述外壳的中心轴的平面对自上述催化 剂载体起的上游侧进行切断而得到的切断面中，上述内管具有按照向外侧突出的方式弯曲 的至少一个曲部、和由上述曲部连结的延伸部。即，上述内管的形状为随着向上游侧而逐渐 变窄。 此处，内管也可以说是向尾气的流动中突出。因此，催化剂载体的上游侧的内管受 到尾气的热，温度容易上升。另外，由于在内管与外管之间存在空间，因而能够抑制热从内 管向外管移动。由此，能够高效地提高内管的温度。因此，即便ΡΜ附着于内管，也可促进ΡΜ 的氧化，能够从内管除去ΡΜ。其结果，能够防止上述外壳与上述催化剂载体之间发生短路。 另外，上述电加热式催化转化器中，在上述内管的上述曲部和上述延伸部的至少 内表面形成有包含非晶性无机材料的绝缘层。因此，能够防止上述外壳与上述催化剂载体 之间发生短路。 需要说明的是，上述绝缘层包含非晶性无机材料，因而在涂布含有作为原料的非 晶性无机材料的粉末等的原料组合物后，使其加热熔融，从而能够比较简单地形成绝缘层。 另外，上述电加热式催化转化器中，在上述曲部中的配置于最接近上述催化剂载 体侧的第1曲部所形成的第1曲部绝缘层的厚度为100 ym~400 μπι。 曲部容易发生温度变化，而且由于为弯曲的形状，因而若温度上升，则加工时产生 的残余应力被释放，所以容易产生热应力。因此，对于在曲部设置的绝缘层会施加比在延伸 部设置的绝缘层大的热应力。即，在曲部设置的绝缘层是容易产生裂纹或剥离等破损的部 分。特别是，若在离催化剂载体最近的曲部设置的绝缘层产生破损，则由于绝缘层破损的部 分至催化剂载体的距离近，因而在ΡΜ堆积时难以充分保持绝缘性。 但是，若第1曲部绝缘层的厚度为100 μ m~400 μ m，则能够充分缓和对第1曲部 绝缘层施加的热应力。 若第1曲部绝缘层的厚度小于100 μ m，则绝缘性变得不充分，上述外壳与上述催 化剂载体之间有时会发生短路。另外，绝缘层的强度容易变得不充分，绝缘层容易因来自外 部的冲击而受到损伤。 若第1曲部绝缘层的厚度超过400 μπι，则绝缘层的内部容易产生温度差，容易产 生裂纹等。 另外，上述电加热式催化转化器中，上述第1曲部绝缘层的厚度超过第1延伸部绝 缘层的厚度的1倍且小于该第1延伸部绝缘层的厚度的1. 4倍，所述第1延伸部绝缘层形 成在与上述第1曲部连结的延伸部中的配置于上述催化剂载体侧的第1延伸部。 若第1曲部绝缘层的厚度为第1延伸部绝缘层的厚度的1倍以下，则由于第1曲 部绝缘层的厚度薄，第1曲部绝缘层的绝缘性变得不充分，上述外壳与上述催化剂载体之 间有时会发生短路。另外，绝缘层的强度容易变得不充分，绝缘层容易因来自外部的冲击而 受到损伤。若第1曲部绝缘层的厚度为第1延伸部绝缘层的厚度的1. 4倍以上，则难以缓 和热应力，绝缘层容易因来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电加热式催化转化器，其特征在于，其为用于净化尾气的电加热式催化转化器，其具备：负载有催化剂并通过通电而放热的催化剂载体、容纳所述催化剂载体的外壳、和介于所述催化剂载体与所述外壳之间的电绝缘性的垫，所述外壳具备设置于最外侧的外管、和设置于该外管的内侧的内管，在利用包含所述外壳的中心轴的平面对自所述催化剂载体起的上游侧进行切断而得到的切断面中，所述内管具有按照向外侧突出的方式弯曲的至少一个曲部、和与所述曲部连结的延伸部，在所述内管的所述曲部和所述延伸部的至少内表面形成有包含非晶性无机材料的绝缘层，在所述曲部中的配置于最接近所述催化剂载体侧的第1曲部所形成的第1曲部绝缘层的厚度为100μm～400μm，所述第1曲部绝缘层的厚度超过第1延伸部绝缘层的厚度的1倍且小于该第1延伸部绝缘层的厚度的1.4倍，所述第1延伸部绝缘层形成在与所述第1曲部连结的延伸部中的配置于所述催化剂载体侧的第1延伸部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆田史幸，幸光秀之，荻村章司，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP