蜂窝型加热装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种蜂窝型加热装置(1)，其具备：具有划分形成多个隔室(5)的隔壁(4)以及包围隔壁(4)的外周壁(3)的柱状的蜂窝基材(2)；沿着外周壁(3)的外周面(8)的周向邻接配置在外周面(8)上的多个加热器(9)；沿着外周面(8)的周向配设并电连接多个加热器(9)的连接体(11)；以及收纳蜂窝基材(2)、多个加热器(9)以及连接体(11)的金属壳，各加热器(9)是电阻加热式加热器，连接体(11)的与外周面(8)的周向正交的截面的截面积为10.0～30.0mm

Honeycomb Heating Device and Its Application

The invention provides a honeycomb heating device (1), which comprises: a column honeycomb base material (2) with partitions forming a plurality of compartments (5) and a peripheral wall (3) surrounding the adjacent wall (4); a plurality of heaters (9) adjacent to the peripheral surface (8) along the circumference of the peripheral wall (3); and a peripheral arrangement along the circumference of the peripheral wall (8). A connector (11) with multiple heaters (9) is electrically connected, and a metal shell with honeycomb base material (2), multiple heaters (9) and connectors (11) is installed. Each heater (9) is a resistance heater. The cross section area of the cross section of the connector (11) is 10.0-30.0 mm perpendicular to the circumference (8).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝型加热装置及其使用方法
本专利技术涉及设置于从汽车等的发动机排出的废气的排气路径并用于使废气净化用的催化剂提前升温至其活性温度的蜂窝型加热装置及其使用方法。
技术介绍
以往，为了对从汽车等的发动机排出的废气中所含的HC、CO、NOx等有害物质进行净化处理，而使用在蜂窝结构体担载了催化剂的技术。如上，在由担载于蜂窝结构体的催化剂对废气进行处理的情况下，需要将催化剂升温至其活性温度，但在发动机启动时，由于催化剂未达到活性温度，因此存在废气无法被充分净化的问题。特别地，插电式混合动力车(PHEV)、混合动力车(HV)在其行驶中包含仅基于马达的行驶，因此发动机启动频率较少，发动机启动时的催化剂温度较低，因此发动机启动后的废气净化性能容易恶化。为了解决该问题，提出了如下方案：在由导电性陶瓷构成的蜂窝结构体配设电极，利用通电使蜂窝结构体本身发热，从而能够使催化剂在发动机启动前升温至活性温度的电加热催化剂(EHC)(参照专利文献1)。另外，也提出了如下的加热装置：以包围蜂窝结构体的外周壁的方式配置筒状的电阻加热式加热器，对蜂窝结构体的外周壁的壁面进行加热，从而向内部的隔室结构物传递热(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010－229976号公报专利文献2：日本特开2013－238116号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在利用通电使蜂窝结构体本身发热的方式中，即使仅仅因振动等而在蜂窝结构体产生轻度的裂缝，在蜂窝结构体内流动的电流的路径也变化，而产生温度的降低、温度分布的变化，因此不能说耐久性充分。另外，在该方式中，蜂窝结构体在其外周卷绕有隔热件(把持件)，在收纳于筒状的金属壳内的状态下被使用，但若隔热件吸收水分(吸水)，则在向蜂窝结构体通电时，存在产生漏电、短路的担忧。即，在发动机切断后残留于排气系统的水蒸气在排气系统中结露，因此若在排气系统存在隔热件那样的吸水部件，则存在因结露而产生的水分聚集于吸水部件(隔热件)的趋势。而且，若隔热件吸收这样的水分，则隔热件的绝缘性降低，其结果，因吸水后的隔热件而可能产生漏电、短路事故。另一方面，在以包围蜂窝结构体的外周壁的方式配置筒状的电阻加热式加热器的方式中，蜂窝结构体被外部的加热器加热，因此即使在因振动等而在蜂窝结构体产生轻度的裂缝，蜂窝结构体的温度变化也较少。但是，筒状的加热器容易产生热应力所引起的破损。而且，在基于单一(整体式结构)的电阻加热式加热器的加热中，若该加热器破损而无法进行通电，则蜂窝结构体整体完全不被加热。作为解决上述的问题的手段，考虑以包围蜂窝结构体的外周壁的方式配置多个电阻加热式加热器。在该情况下，向多个加热器一并进行通电，因此需要将这些多个加热器之间电连接的连接体。通常，这种加热装置在蜂窝结构体与加热器被收纳于筒状的金属壳的状态下被使用，从而在加热器的发热时，金属壳内的温度成为500～1000℃左右。因此，当在金属壳的内部进行加热器之间的连接的情况下，为了防止连接体的熔断，在一定程度内需要使用热容量较大且温度难以上升的连接体。然而，连接体若通过使截面积增大等来增大热容量，则刚性与之相伴地变高。而且，若在连接体使用高刚性的部件，则蜂窝结构体被连接体与由该连接体连接的多个加热器坚固地约束。因此，在蜂窝结构体被加热器加热而进行热膨胀时，从连接体与由该连接体连接的多个加热器对蜂窝结构体施加较高的应力，其结果，产生蜂窝结构体的破损。另一方面，若在连接体使用低刚性的部件，则由连接体得到的加热器之间的约束力较弱，因此能够缓和上述的应力，从而能够防止该应力所引起的蜂窝结构体的破损。然而，这种低刚性的连接体通常热容量较小，因此在成为高温环境的金属壳的内部，因加热器的热而容易熔断。本专利技术是鉴于上述的情况而完成的。即，本专利技术的目的在于提供一种即使在金属壳的内部进行包围蜂窝结构体(蜂窝基材)的外周壁的多个加热器之间的连接，也难以产生蜂窝基材的破损、连接体的熔断的蜂窝型加热装置及其使用方法。为了实现上述目的，根据本专利技术，能够提供一种以下的蜂窝型加热装置及其使用方法。[1]一种蜂窝型加热装置，其特征在于，具备：柱状的蜂窝基材，其具有划分形成从一个端面延伸至另一个端面的多个隔室的隔壁以及包围所述隔壁的外周壁；多个加热器，其沿着作为所述外周壁的外侧表面的外周面的周向邻接配置在该外周面上；连接体，其沿着所述外周面的周向配设并电连接所述多个加热器；以及金属壳，其收纳所述蜂窝基材、所述多个加热器以及所述连接体，各所述加热器是利用通电发热的电阻加热式加热器，所述连接体的与所述外周面的周向正交的截面的截面积为10.0～30.0mm2，所述连接体的热膨胀系数与所述蜂窝基材的热膨胀系数相比大3.0×10-6/℃以上。[2]根据[1]所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，在所述连接体设有应力缓和部。[3]根据[2]所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述应力缓和部是形成于所述连接体的切口部分。[4]根据[2]所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述应力缓和部是形成于所述连接体的折弯部分。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述连接体是金属板。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述连接体由选自由Ni、Ni基合金以及不锈钢组成的组中的任一种的金属材料构成。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述蜂窝基材由热传导率为20W/m·K以上的陶瓷材料构成。[8]根据[1]～[7]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述多个加热器以串联或者并联的方式电连接，并具有能够通电200V以上的高电压的电阻。[9]根据[1]～[8]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，各所述加热器具有用于防止电流从各所述加热器向所述蜂窝基材流动的绝缘功能。[10]根据[1]～[9]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，在与所述蜂窝基材的长度方向正交的截面中，配置于所述蜂窝基材的所述外周面上的各所述加热器的中心角为180°以下。[11]根据[1]～[10]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述外周壁的厚度比所述隔壁的厚度厚。[12]根据[1]～[11]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，在所述蜂窝基材形成有应力消除件。[13]根据[1]～[12]中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，在所述蜂窝基材担载废气净化用的催化剂。[14]一种蜂窝型加热装置的使用方法，其特征在于，将[13]所述的蜂窝型加热装置设置于从发动机排出的废气的排气路径，在所述发动机启动前开始向各所述加热器通电，从而使各所述加热器发热，使担载了废气净化用的催化剂的所述蜂窝基材升温至所述催化剂的催化剂活性温度以上的温度。本专利技术的效果如下。在本专利技术的蜂窝型加热装置中，使连接体的截面积为10.0～30.0mm2的范围。由此，能够防止在金属壳内部这样的高温环境下的连接体的熔断。另外，由于连接体的刚性不会变得过高，因此能够降低因连接体和由该连接体连接的多个加热器对蜂窝基材作用的约束力。而且，其结果，在蜂窝基材被加热器加热而热膨胀时，可缓和从连接体和由该连接体连接的多个加热器向蜂窝基材施加的应力，能够防止因该应力引起的蜂窝基材的破本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝型加热装置，其特征在于，具备：柱状的蜂窝基材，其具有划分形成从一个端面延伸至另一个端面的多个隔室的隔壁以及包围所述隔壁的外周壁；多个加热器，其沿着作为所述外周壁的外侧表面的外周面的周向邻接配置在该外周面上；连接体，其沿着所述外周面的周向配设并电连接所述多个加热器；以及金属壳，其收纳所述蜂窝基材、所述多个加热器以及所述连接体，各所述加热器是利用通电发热的电阻加热式加热器，所述连接体的与所述外周面的周向正交的截面的截面积为10.0～30.0mm2，所述连接体的热膨胀系数与所述蜂窝基材的热膨胀系数相比大3.0×10‑6/℃以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.16 JP 2015-2241321.一种蜂窝型加热装置，其特征在于，具备：柱状的蜂窝基材，其具有划分形成从一个端面延伸至另一个端面的多个隔室的隔壁以及包围所述隔壁的外周壁；多个加热器，其沿着作为所述外周壁的外侧表面的外周面的周向邻接配置在该外周面上；连接体，其沿着所述外周面的周向配设并电连接所述多个加热器；以及金属壳，其收纳所述蜂窝基材、所述多个加热器以及所述连接体，各所述加热器是利用通电发热的电阻加热式加热器，所述连接体的与所述外周面的周向正交的截面的截面积为10.0～30.0mm2，所述连接体的热膨胀系数与所述蜂窝基材的热膨胀系数相比大3.0×10-6/℃以上。2.根据权利要求1所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，在所述连接体设有应力缓和部。3.根据权利要求2所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述应力缓和部是形成于所述连接体的切口部分。4.根据权利要求2所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述应力缓和部是形成于所述连接体的折弯部分。5.根据权利要求1～4中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述连接体是金属板。6.根据权利要求1～5中任一项所述的蜂窝型加热装置，其特征在于，所述连接体由选自由Ni、Ni基合金以及不锈钢组成的组中的任一种的金属材料构成。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高濑尚哉，笠井义幸，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP