[发明专利]电加热式催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及在内燃机的排气通路上设置的电加热式催化剂。

背景技术

以往，作为在内燃机的排气通路上设置的排气净化催化剂，开发出一种通过发热体来加热催化剂的电加热式催化剂（Electric Heating Catalyst：以下，称为EHC），该发热体通过通电而发热。

另外，在EHC中，已知在发热体的侧面（外周面）以相互相对的方式连接有一对电极的结构（例如，参照专利文献1。）。在这样的结构中，电流通过发热体在电极间流动来使发热体发热。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平5-269387号公报

发明内容

在圆柱状（包括截面形状为椭圆形的形状）的发热体的外周面以相互相对的方式设有一对电极的情况下，形成有沿着所述发热体的外周面延伸的表面电极。当对该电极通电时，电流在位于发热体的表面电极间的部分（以下，将该部分称为“电极间部”）流动。因此，该电极间部升温。但是，在发热体中存在从表面电极间向外侧偏离的部分（即，未设置有表面电极的外周面附近部分：以下，将该部分称为“电极间外部”）。即使对电极通电，电流在该电极间外部也难以流动，所以该电极间外部难以升温。因此，通电时的发热体的周向（与轴向垂直的宽度方向）的温度分布变得不均匀。

这样发热体的周向上的温度分布不均匀时，在低温部催化剂的排气净化能力不充分发挥，从而导致排气净化率的下降。另外，当发热体的温度分布的偏差变大时，热应力变大，从而也有可能导致发热体的破损。

在此，通过增大表面电极的发热体的周向的宽度，在发热体中，能够增大电极间部占据的比例，减小电极间外部占据的比例。但是，当增大表面电极的发热体的周向的宽度时，表面电极间的发热体的外周面上的距离减小。当该表面电极间的发热体的外周面上的距离减小某种程度以上时，在表面电极间流动的电流容易通过发热体的外周面集中流动。其结果，有可能位于该外周面的表面电极间的部分过量升温。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在EHC中，通过使发热体更加适宜地发热，来谋求提高排气净化率、抑制发热体的破损。

在本发明的EHC中，一对表面电极形成为，从发热体的一端朝向另一端沿着该发热体的外周面螺旋状地延伸并且隔着发热体相互交叉。进而，表面电极的与发热体的端面的圆周接触的端部附近的宽度被扩张。

更具体地说，本发明的EHC具备：

发热体，其形成为圆柱状，通过通电而发热，通过发热而将催化剂加热；

和一对电极，其是向所述发热体供电的电极，以夹着该发热体的方式与该发热体的外周面连接，

所述一对电极具有表面电极，所述表面电极形成为，从所述发热体的一端朝向另一端沿着该发热体的外周面螺旋状地延伸并且隔着所述发热体相互交叉，

所述表面电极的与所述发热体的端面的圆周接触的端部附近的宽度在下述范围扩张，所述范围是该端部附近的表面电极间的所述发热体的外周上的最短距离变为规定的下限距离以上的范围。

在此，规定的下限距离是能够抑制电流通过发热体的外周面流动的表面电极间的发热体的外周上的距离的下限值，是基于实验等预先确定的距离。

如本发明这样，通过扩张表面电极的端部的宽度，在通电时，能够抑制电流通过发热体的外周面流动，并且能够使发热体的端部附近沿着与该发热体的轴向垂直的截面方向在更宽的范围升温。因此，从发热体的轴向整体观察，能够在与该发热体的轴向垂直的截面方向上，进一步减小通电时成为低温部的部分。因此，能够提高排气净化率，另外，能够抑制发热体的破损。

在本发明中，进而，表面电极的长度方向的中央部附近的与所述发热体的端面的圆周平行的方向的宽度也可以在下述范围扩张，所述范围是该中央部附近的表面电极间的发热体的外周上的最短距离变为所述规定的下限距离以上的范围。

由此，在通电时，能够抑制电流通过发热体的外周面流动，并且除了发热体的端部附近以外，还使发热体的长度方向的中央部附近，也能够在与该发热体的轴向垂直的截面方向上，在更宽的范围升温。

在本发明中，表面电极的宽度没有扩张的部分的表面电极间的发热体的外周上的最短距离也可以成为所述规定的下限距离。由此，在表面电极的宽度没有扩张的部分，能够抑制电流通过发热体的外周面流动，并且尽可能增大表面电极的宽度。