电加热式催化剂装置及其制造方法制造方法及图纸

提供电加热式催化剂装置及其制造方法。电加热式催化剂装置具备圆筒状的催化剂载体。在催化剂载体的侧面安装一对电极部。在催化剂载体的侧面形成有分别在催化剂载体的轴向上延伸的多个缝隙。在多个缝隙的各自填充有具有比催化剂载体的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂。平均杨氏模量是将缝隙的每个部位的填充剂的杨氏模量遍及沿着轴向的缝隙的全长进行平均而得到的值。多个缝隙包含平均杨氏模量是第一值的第一缝隙和平均杨氏模量是第二值的第二缝隙。第二值比第一值小。缝隙。第二值比第一值小。缝隙。第二值比第一值小。

【技术实现步骤摘要】
电加热式催化剂装置及其制造方法


[0001]本公开涉及电加热式催化剂装置。而且，本公开涉及电加热式催化剂装置的制造方法。

技术介绍

[0002]作为内燃机等的排气净化用的催化剂装置，已知有例如在日本特开2014
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198296号公报中可看到的电加热式催化剂装置。上述文献所记载的电加热式催化剂装置具备呈蜂巢构造的圆筒状的催化剂载体。在所述催化剂载体的侧面(外周面)安装有一对电极部。通过向电极部彼此之间施加电压而向催化剂载体通电，由此进行催化剂载体的电加热。
[0003]而且，在所述文献的电加热式催化剂装置中，在催化剂载体的侧面形成有多个缝隙。在多个缝隙填充有填充剂。

技术实现思路

[0004]由本公开的一侧面提供的电加热式催化剂装置具备圆筒状的催化剂载体。在所述催化剂载体的侧面安装有一对电极部。在所述电加热式催化剂层中的催化剂载体的侧面形成有分别在催化剂载体的轴向上延伸的多个缝隙。在这多个缝隙的各自填充有具有比催化剂载体的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂。在此，将缝隙的每个部位的填充剂的杨氏模量遍及缝隙的全长进行平均而得到的值被称作平均杨氏模量。此时，上述多个缝隙包含平均杨氏模量成为第一值的第一缝隙和平均杨氏模量成为第二值的第二缝隙。第二值比第一值小。
[0005]若催化剂载体热膨胀，则会向缝隙内的填充剂施加压缩应力。与填充剂相对于压缩应力的形变相应地，容许催化剂载体的外周部在周向上热膨胀。容许的催化剂载体的热膨胀量越大，则催化剂载体的热应力的下降量越大。即，容许的催化剂载体的热膨胀量越大，则催化剂载体的热应力越进一步下降。催化剂载体的热应力的下降量由填充剂相对于压缩应力的形变容易性即填充剂的杨氏模量确定。需要说明的是，也存在填充剂的杨氏模量不遍及缝隙的全长恒定的情况。若考虑这样的情况，则可以说热应力的下降量由上述平均杨氏模量确定。具体而言，在填充有具有低的平均杨氏模量的填充剂的缝隙中，与填充有具有高的平均杨氏模量的填充剂的缝隙相比，催化剂载体的热应力的下降量变大。不过，若以使平均杨氏模量变小的方式将填充剂向缝隙填充，则催化剂载体整体的刚性下降。另外，若以使平均杨氏模量变小的方式将填充剂向缝隙填充，则也存在通过缝隙而穿过电加热式催化剂装置的未净化的排气的量增加的可能性。
[0006]另一方面，对于在催化剂载体中产生的热应力，因催化剂载体的每个部位的温度分布、刚性分布而产生催化剂载体的每个部位的偏差。催化剂载体的温度分布因在内燃机的运转中在催化剂载体的内部流动的排气的流量及温度的每个部位的偏差而产生。另外，在电加热时，也因催化剂载体的发热量的每个部位的偏差而产生催化剂载体内的温度分布。由此，在电加热时，催化剂载体的每个部位的热应力的偏差容易变大。
[0007]在此，考虑在全部的缝隙以在缝隙彼此中平均杨氏模量成为一样的值的方式填充填充剂的情况。在该情况下，需要以在热应力成为最大的部位处也能够将热应力降低为能够容许的值以下的方式减小全部缝隙的平均杨氏模量。
[0008]相对于此，上述结构的电加热式催化剂装置具有平均杨氏模量互相不同的多个缝隙。由此，能够将填充有填充剂的缝隙以与在各部位产生的热应力的大小相符的合适的方式设置。例如，产生大的热应力的部位的缝隙被设为具有低的平均杨氏模量的第二缝隙。另一方面，不怎么产生大的热应力的部位的缝隙被设为具有高的平均杨氏模量的第一缝隙。
[0009]考虑在催化剂载体的侧面形成多个缝隙且在这多个缝隙填充有具有比催化剂载体的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂的情况。通过该缝隙及填充剂，可谋求电加热时在催化剂载体产生的热应力的缓和。可考虑通过使位于电极部的正下方的缝隙的深度比其他的缝隙大来提高通电时的催化剂载体的耐热冲击性。
[0010]由于电加热时的催化剂载体的温度分布不是均匀的，所以在催化剂载体产生的热应力也按照催化剂载体的每个部位存在偏差。若增大缝隙的深度，则能够缓和的热应力也变大。然而，若缝隙的深度变大，则会招致催化剂载体的刚性的下降或者招致排气净化面积的下降。由此，对于缝隙的深度的增大，存在界限。即使使缝隙的深度增大，在催化剂载体中与其他的部位相比成为高温的部位处，也可能会无法充分缓和热应力。上述结构抑制这样的可能性。
[0011]需要说明的是，第一缝隙及第二缝隙例如能够以以下的方式形成。第二缝隙的平均杨氏模量比第一缝隙的平均杨氏模量小。即，使第一缝隙中的填充有填充剂的部分的长度比第二缝隙中的填充有填充剂的部分的长度长。另外，通过将具有比填充于第一缝隙的填充剂的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂向第二缝隙填充，也能够使第二缝隙的平均杨氏模量比第一缝隙的杨氏模量小。需要说明的是，在使用烧结体作为填充剂的情况下，通过烧结体的气孔率，能够调整填充剂的杨氏模量。由此，在该情况下，也可以将具有比填充于第一缝隙的填充剂的气孔率大的气孔率的填充剂向第二缝隙填充。
[0012]需要说明的是，在很多电加热式催化剂装置的结构中，在隔着催化剂载体的中心轴而互相为相反侧的位置配置一对电极部的各自。在这样的结构的电加热式催化剂装置中，在电加热时产生比其他的部位大的热应力的催化剂载体的部位可能成为催化剂载体的周向上的电极部的端的附近的部分。在这样的情况下，电极部分别具有所述催化剂载体的周向上的端。可构成为第二缝隙位于催化剂载体的周向上的电极部的端的附近。
[0013]根据本公开的别的侧面，提供电加热式催化剂装置的制造方法。制造方法包括准备圆筒状的催化剂载体的步骤。制造方法包括在所述催化剂载体的侧面形成分别在所述催化剂载体的轴向上延伸的多个缝隙的步骤。制造方法包括在所述多个缝隙的各自填充具有比所述催化剂载体的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂的步骤。平均杨氏模量是将所述缝隙的每个部位的所述填充剂的杨氏模量遍及沿着所述轴向的所述缝隙的全长进行平均而得到的值。制造方法包括在所述催化剂载体的侧面安装一对电极部的步骤。在所述多个缝隙填充所述填充剂的步骤包括在所述多个缝隙中的第一缝隙以使所述平均杨氏模量是第一值的方式填充填充剂的步骤和在所述多个缝隙中的第二缝隙以使所述平均杨氏模量是第二值的方式填充填充剂的步骤。所述第二值比所述第一值小。
[0014]请理解：本说明书中的记述“A及B中的至少一个”意味着“仅A”或“仅B”或“A和B双
方”。
附图说明
[0015]图1是第一实施方式的电加热式催化剂装置的主视图。
[0016]图2是图1的电加热式催化剂装置的侧视图。
[0017]图3是图2的电加热式催化剂装置中的催化剂载体的侧面的展开图。
[0018]图4是示出图2的电加热式催化剂装置的通电时的电流的流动方式的图。
[0019]图5是第二实施方式的电加热式催化剂装置中的催化剂载体的外周面的展开图。
[0020]图6的(a)部分是示出图2的第一实施方式的电加热式催化剂装置中的全填充缝隙的填充剂的杨氏模量的分布的坐标图。图6的(b)部分是示出图2的第一实施方式的电加热式催化剂装置中的部分填充缝隙的填充剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电加热式催化剂装置，具备：圆筒状的催化剂载体；及一对电极部，安装于所述催化剂载体的侧面，其中，在所述催化剂载体的所述侧面形成有分别在所述催化剂载体的轴向上延伸的多个缝隙，在所述多个缝隙的各自填充有具有比所述催化剂载体的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂，平均杨氏模量是将所述缝隙的每个部位的所述填充剂的杨氏模量遍及沿着所述轴向的所述缝隙的全长进行平均而得到的值，所述多个缝隙包含所述平均杨氏模量是第一值的第一缝隙和所述平均杨氏模量是第二值的第二缝隙，所述第二值比所述第一值小。2.根据权利要求1所述的电加热式催化剂装置，所述第一缝隙中的填充有所述填充剂的部分的长度比所述第二缝隙中的填充有所述填充剂的部分的长度长。3.根据权利要求1或2所述的电加热式催化剂装置，在所述第二缝隙填充有具有比填充于所述第一缝隙的填充剂的杨氏模量低的杨氏模量的填充剂。4.根据权利要求1或2所述的电加热式催化剂装置，所述填充剂是烧结体，在所述第二缝隙填充有具有比填充于所述第一缝隙的填充剂的气孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：贞光贵裕，岩崎真吾，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：