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，虽然内管向中心轴方向弯曲，但其结构比较简单，即使在形成有绝缘层的内管产生温度变化或温度梯度，绝缘层也难以产生裂纹或剥离。一种电加热式催化转化器，其具备催化剂载体、外壳和介于催化剂载体与外壳之间的电绝缘性的垫，外壳具备外管和内管，在利用包含外壳的中心轴的平面对自催化剂载体起的上游侧进行切断而得到的切断面中，内管具有从接近催化剂载体的一侧起依次形成的第1弯曲部和第2弯曲部，第1弯曲部按照向外侧突出的方式弯曲，第2弯曲部按照中心轴侧突出的方式向与第1弯曲部相反的方向弯曲，第2弯曲部的曲率半径大于第1弯曲部的曲率半径，在内管的至少一部分形成有绝缘层。

【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2是示意性地示出专利文献1所公开的催化转化器的截面图。 如图2所示，该催化转化器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。 但是，在专利文献1所公开的催化转化器50中，突出部分74a复杂地弯曲2次以 上，即使欲在突出部分74a形成绝缘层76,也难以形成膜厚均匀的绝缘层76,膜厚变得不均 匀，存在因该不均匀的膜厚而容易使绝缘层76产生裂纹或剥离的问题。 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，虽然内管向中心轴方向弯曲，但其结构比较简单，即使在形成有绝 缘层的内管产生温度变化或温度梯度，绝缘层也难以产生裂纹或剥离。 用于解决课题的方案 为了达到上述目的，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的上游侧进行切断而得到的切断面中，上述内管具有从接近上 述催化剂载体的一侧起依次形成的第1弯曲部和第2弯曲部，上述第1弯曲部按照向外侧 突出的方式弯曲，上述第2弯曲部按照中心轴侧突出的方式向与上述第1弯曲部相反的方 向弯曲，上述第2弯曲部的曲率半径大于上述第1弯曲部的曲率半径，在上述内管的至少一 部分形成有绝缘层。 上述电加热式催化转化器中，对于上述内管来说，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，上述内管具有从接近 上述催化剂载体的一侧起依次形成的第1弯曲部和第2弯曲部，上述第2弯曲部的曲率半 径大于第1弯曲部的曲率半径，结构比较简单，因此能够利用涂布等方法将绝缘层比较简 单地形成于上述内管，绝缘层的膜厚也容易比较均匀，即使内管产生温度变化或温度梯度， 绝缘层也难以产生裂纹或剥离，成为耐久性优异的电加热式催化转化器。 本专利技术的电加热式催化转化器中，上述绝缘层优选包含非晶性无机材料。 上述电加热式催化转化器中，若上述绝缘层包含非晶性无机材料，则在涂布含有 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 地形成膜厚均匀的绝缘层。 本专利技术的电加热式催化转化器中，上述绝缘层优选还包含结晶性无机材料。 上述电加热式催化转化器中，若绝缘层中包含具有耐热性的结晶性无机材料，则 能够提高绝缘层的耐热性，上述绝缘层以机械方式被增强。 本专利技术的电加热式催化转化器中，上述绝缘层的膜厚优选为100 μπι~400 μπι。 上述电加热式催化转化器中，通过使绝缘层的膜厚为100 μπι~400 μπι，能够充分 确保绝缘性，能够防止内管与催化剂载体之间的短路。 若绝缘层的厚度小于100 μ m，则绝缘膜过薄，因而绝缘性能不充分，另一方面，若 绝缘层的厚度超过400 μ m，则绝缘层的厚度过厚，因而在绝缘层的内部容易产生温度差，容 易广生裂纹等。 本专利技术的电加热式催化转化器中，上述非晶性无机材料优选由软化点为300°C~ 1000°C的低软化点玻璃构成。 上述电加热式催化转化器中，若非晶性无机材料由软化点为300°C~1000°C的低 软化点玻璃构成，在将包含上述低软化点玻璃的原料组合物涂布至内管后，使其加热熔融， 从而能够比较简单地形成绝缘层。 若上述低软化点玻璃的软化点小于300°C，则软化点的温度过低，因此在加热处理 时成为绝缘层的层容易因熔融等而流动，难以形成厚度均匀的层。另一方面，若低软化点玻 璃的软化点超过l〇〇〇°C，则相反地需要将加热处理的温度设定得极高，因而内管的机械特 性有可能因加热而劣化。 本专利技术的电加热式催化转化器中，上述低软化点玻璃优选为包含钡玻璃、硼玻璃、 锶玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠锌玻璃以及钠钡玻璃中的至少一种的玻璃。 本专利技术的电加热式催化转化器中，上述结晶性无机材料优选包含氧化钙、氧化镁、 二氧化铈、氧化铝以及过渡金属的氧化物中的至少一种。 上述电加热式催化转化器中，若绝缘层包含具有耐热性的氧化钙、氧化镁、二氧化 铈、氧化铝以及过渡金属的氧化物中的至少一种，则能够改善绝缘层的耐热性、机械特性。 本专利技术的电加热式催化转化器中，优选对作为形成上述绝缘层的对象的内管的表 面部分已实施粗糙化处理。 上述电加热式催化转化器中，若对内管的表面部分已实施粗糙化处理，则内管的 表面积增加，绝缘层与内管的密合性得到改善，即使发生温度变化等也能够形成难以产生 剥离的绝缘层。【附图说明】 图1是示意性地示出本专利技术的电加热式催化转化器的一例的截面图。 图2是示意性地示出专利文献1所公开的催化转化器的截面图。【具体实施方式】 下面，对本专利技术进行具体说明。但是，本专利技术不限定于以下的内容，可以在不改变 本专利技术的要点的范围内适宜变更而适用。 下面，对本专利技术的电加热式催化转化器进行说明。 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 述内管具有从接近上述催化剂载体的一侧起依次形成的第1弯曲部和第2弯曲部，上述第1 弯曲部按照向外侧突出的方式弯曲，上述第2弯曲部按照中心轴侧突出的本文档来自技高网...

【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，所述内管具有从接近所述催化剂载体的一侧起依次形成的第1弯曲部和第2弯曲部，所述第1弯曲部按照向外侧突出的方式弯曲，所述第2弯曲部按照中心轴侧突出的方式向与所述第1弯曲部相反的方向弯曲，所述第2弯曲部的曲率半径大于所述第1弯曲部的曲率半径，在所述内管的至少一部分形成有绝缘层。

【技术特征摘要】
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【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