电加热式催化剂装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电加热式催化剂装置（1A），其具备：催化剂载体（2），所述催化剂载体（2）通过通电而发热；保持衬垫（4），所述保持衬垫（4）以覆盖催化剂载体（2）的外周的方式而设置，并由绝缘材料制成；壳体（3），所述壳体（3）将催化剂载体（2）收容在其内部，并经由保持衬垫（4）而保持催化剂载体（2），所述电加热式催化剂装置（1A）通过负载于催化剂载体（2）上的催化剂，来处理流动于所述壳体（3）内的气体，其中，保持衬垫（4）具有吸水性，在壳体（3）与保持衬垫（4）之间，设置有由绝缘材料形成的绝缘层（5）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种具有通过通电而发热的催化剂载体的催化剂装置。
技术介绍
已知ー种催化剂装置，其在金属或碳化硅(SiC)等具有导电性的载体上负载催化齐U，并能够通过向载体通电时产生的热量而使催化剂升温。在这种催化剂装置中，使收容载体的壳体与载体绝缘，以使壳体与载体之间不会发生短路。例如，已知ー种催化剂装置，其中，用以陶瓷纤维等为主要成分的陶瓷材料制衬垫(mat)覆盖金属制载体的外周，且该催化剂装置经由该衬垫收容并保持在筒状的盒体内(參照专利文献I)。此外，作为与本专利技术有关 的现有技术文献，还存在专利文献2、3。专利文献I :日本特开平04-171214号公报专利文献2 :日本特开2009-189921号公报专利文献3 :日本特开2008-267157号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献I的催化剂装置中，虽然通过陶瓷材料制衬垫而实施了壳体与载体之间的绝缘，但是由于该衬垫是用陶瓷纤维构成，因此其内部会有水分进入。即，衬垫具有吸水性。如果衬垫吸收了水分，则有可能使衬垫的绝缘电阻降低，从而使载体与壳体之间电连接。因此，本专利技术的目的在于，提供一种电加热式催化剂载体，其即使在介于催化剂载体与壳体之间的保持部件吸收水分时，也能够确保催化剂载体与壳体之间的绝缘。用于解决课题的方法本专利技术的电加热式催化剂装置具备催化剂载体，所述催化剂载体通过通电而发热；保持部件，所述保持部件以覆盖所述催化剂载体的外周的方式而设置，并由绝缘材料制成；壳体，所述壳体将所述催化剂载体收容在其内部，并经由所述保持部件而保持所述催化剂载体，所述电加热式催化剂装置通过负载于所述催化剂载体上的催化剂，来处理流动于所述壳体内的气体，其中，所述保持部件具有吸水性，在所述壳体与所述保持部件之间，设置有由绝缘材料形成的绝缘层。根据本专利技术的催化剂装置，即使在保持部件吸收水分从而保持部件的绝缘电阻降低吋，也能够通过绝缘层来防止催化剂载体与壳体电连接。因此，能够确保催化剂载体与壳体之间的绝缘。在本专利技术催化剂装置的ー种形式中，也可以采用如下结构，S卩，在所述催化剂载体与所述保持部件之间，设置有由具有吸水性的材料形成的吸水层。在此情况下，由于保持部件的水分会被吸水层吸收，因此能够降低保持部件的水分量。因此，能够对保持部件的绝缘电阻降低进行抑制。在这种形式中，也可以采用如下结构，S卩，使所述吸水层与所述保持部件相比吸水性更高。在此情况下，能够促进水分从保持部件向吸水层移动，因此能够进ー步对保持部件的绝缘电阻降低进行抑制。在本专利技术的催化剂装置的ー种形式中，也可以采用如下结构，S卩，在所述壳体内设置有阻水部件，所述阻水部件具有使气体通过的贯通孔，并且所述阻水部件以从气体流向的上游ー侧观察所述壳体内时遮蔽所述保持部件的方式，被配置在比所述催化剂载体更靠气体流向的上游ー侧的位置上。在此情况下，即使有水从气体流向的上游ー侧起沿着壳体的内表面流过来，也能够通过阻水部件而阻挡住该水。因此，能够抑制该水到达绝缘层及保持部件。由此，由于能够抑制水被保持部件吸收，因此能够減少保持部件内部的水分量。因此，能够进ー步对保持部件的绝缘电阻降低进行抑制。在此实施方式中，也可以采用如下结构，S卩，所述阻水部件由具有吸水性的材料形成。在此情况下，被阻水部件阻挡的水将被阻水部件吸收。因此，能够进一歩抑制该水到达绝缘层以及保持部件。本专利技术的催化剂装置中设置的催化剂载体只需为，通过通电而发热的材料制成的催化剂载体即可。例如，所述催化剂载体可以由碳化硅制成。附图说明图I为表示本专利技术第一实施方式所涉及的催化剂装置的图。图2为表示从图I的箭头II的方向观察催化剂装置时的图。图3为放大表示图I的范围A的图。图4为表示本专利技术第二实施方式所涉及的催化剂装置的图。图5为表示从图4的箭头V的方向观察催化剂装置时的图。图6为放大表示图示了图4的范围B的图。图7为表示本专利技术第三实施方式所涉及的催化剂装置的图。图8为表示从图7的箭头VIII的方向观察催化剂装置时的图。图9为放大表示图7的范围C的图。具体实施例方式第一实施方式图I及图2图示了本专利技术第一实施方式所涉及的催化剂装置。另外，图2图示了从图I的箭头II的方向观察催化剂装置时的图。为了净化废气中的有害成分，该催化剂装置IA被设置于内燃机的排气通道上。另外，如图I中以箭头Ex所示，废气在催化剂装置I内从图I的左侧向右侧流动。催化剂装置IA具有圆筒状的催化剂载体2、和将催化剂载体2收容于内部的圆筒状的壳体3。催化剂载体2被同轴地收容在壳体3内。催化剂载体2由碳化硅制成，壳体3由不锈钢等的金属制成。由于催化剂载体2的内部结构与设置在内燃机的排气通道上而用于浄化废气的公知的催化剂同样即可，因此省略详细的说明。催化剂载体2上负载有三元催化剂、氧化催化剂或吸收还原型NOx催化剂等的废气净化用催化剂。 由于催化剂载体2是由碳化硅制成的，因此具有导电性。另外，催化剂载体2具有伴随温度上升而电阻降低的NTC (Negative temperature coefficient,负温度系数)特性。由于作为催化剂载体2的材料的碳化硅为多孔物质，因此催化剂载体2具有吸水性。催化剂载体2的外周上设置有作为保持部件的保持衬垫4。如图2所示，保持衬垫4覆盖在催化剂载体2的整个外周面上。壳体3经由该保持衬垫4而保持催化剂载体2。保持衬垫4是用作为绝缘材料的氧化铝纤维形成的衬垫状的部件。因此，保持衬垫4还具有耐高温性及吸水性。另外，保持衬垫4的吸水性低于催化剂载体2还。壳体3与保持衬垫4之间，在圆周方向上的整个圆周上设有绝缘层5。绝缘层5由不吸收水分、换句话说即水分无法透过的绝缘材料而形成。作为这种材料，例如可以使用包含玻璃成分的绝缘材料。在催化剂载体2上，以隔着催化剂载体2而对置的方式设置有一对电极端子6、6。ー侧的电极端子6与未图示的蓄电池的正极相连接，另ー侧的电极端子6与蓄电池的负极相连接。在各个电极端子6的周围，设置有绝缘材料制成的罩7，以使电极端子6与壳体3、保持衬垫4及绝缘层5绝缘。 在该催化剂装置IA中，为了使负载于催化剂载体2上的催化剂预热而向催化剂载体2通以电流。如上所述，由于催化剂载体2由碳化硅制成，因而在被通电时会发热。因此，催化剂通过该热量而被预热。以此方式，催化剂装置IA被构成为电加热式的催化剂装置。这种催化剂装置的催化剂被称为EHC(Electrically Heated Catalyst,电加热催化剂)。下面，參照图3，对该催化剂装置IA中的水分的移动进行说明。图3放大图示了图I中的范围A。众所周知，内燃机的废气中包含水蒸气。因此，废气冷却会使水蒸气冷凝而产生冷凝水CW。当该冷凝水CW附着于催化剂载体2的上游ー侧端面2a以及保持衬垫4的上游ー侧端面4a上时，会使得该水分如图中箭头W所示被催化剂载体2及保持衬垫4所吸收。高温的废气Ex会通过催化剂载体2内部。因此，如箭头V所示，被催化剂载体2吸收的水分将变成水蒸气而向下游排出。如上所述，催化剂载体2的吸水性高于保持衬垫4的吸水性。而且，由于被催化剂载体2吸收的水分会变成水蒸气而向下游排出，因此催化剂载体2的水分吸收量少于保持衬垫4的水分吸收量。而且，在保持衬垫4与壳体3之间，设置有水分无法透过的绝缘层5。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.ー种电加热式催化剂装置，其具备催化剂载体，所述催化剂载体通过通电而发热；保持部件，所述保持部件以覆盖所述催化剂载体的外周的方式而设置，并由绝缘材料制成；壳体，所述壳体将所述催化剂载体收容在其内部，并经由所述保持部件而保持所述催化剂载体，所述电加热式催化剂装置通过负载于所述催化剂载体上的催化剂，来处理流动于所述壳体内的气体，其中， 所述保持部件具有吸水性， 在所述壳体与所述保持部件之间，设置有由绝缘材料形成的绝缘层。2.如权利要求I所述的电加热式催化剂装置，其中， 在所述催化剂载体与所述保持部件之间，设置有由具有吸水性的材料形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉岡衛，熊谷典昭，高木直也，飯田逹雄，木下靖朗，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：