[发明专利]催化剂负载用结构体以及催化剂转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种被设置于内燃机的排气管上的催化剂转换装置、以及构成该催化剂转换装置的催化剂负载用结构体。

背景技术

在为了净化内燃机中所产生的排气而被设置于排气管上的催化剂转换装置中，优选设定为，对负载催化剂的金属制催化剂载体进行通电而使其升温，从而得到充分的催化效果。例如，由于相对于与排气的流动方向正交的截面被设为圆形的催化剂载体（基材），当通过在隔着该催化剂载体而对置的位置处所贴附的一对电极而进行通电时，电流的流动方向上的截面面积在电极附近处与催化剂载体的中央处在很大程度上不同，因此，电流密度也会产生较大的差异，从而易于产生发热量的不均匀。

对此，例如，在专利文献1中记载了与排气的流动方向正交的截面为四边形的催化剂载体。由于在该催化剂载体中，电流的流动的截面面积为固定，因此难以产生上述的发热量的不均匀。但是，当从电极的放热增加时，发热与放热之间将失衡，从而催化剂载体内的温度差将增大。

专利文献1：日本特开平4-280086号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明考虑到上述事实，其课题在于，获得一种能够减少催化剂载体的温度不均匀以使之接近于均匀的温度分布的催化剂转换装置、以及构成该催化剂转换装置的催化剂负载用结构体。

用于解决课题的方法

本发明的第一方式中具有：催化剂载体，其通过通电而被加热，并且能够使排气在预定的方向上通过；一对电极，其在与所述排气的流动方向正交的正交截面上观察时，在隔着所述催化剂载体而对置的位置处被接触配置于催化剂载体上；宽度递减部，其被形成于所述催化剂载体上，并且在所述正交截面上观察时，其如下方向上的宽度在接触有所述电极的部位上朝向电极中心而递减，所述方向为，与对所述电极的各自的中心进行连结的电极中心线正交的方向；大宽度部，所述催化剂载体的未接触有所述电极的部位被设为，在所述正交截面上观察时与所述宽度递减部相比宽度较大，并且在该部位中宽度为最大的最大宽度部的宽度W1短于所述中心线的长度L1。

在该催化剂负载用结构体中，当通过被接触配置于催化剂载体上的一对电极而使催化剂载体被通电时，催化剂载体将被加热进而升温。例如，在使催化剂负载于催化剂载体上的情况下，能够使由催化剂而获得的净化效果更提前地发挥。

由于在与排气的流动方向正交的正交截面上观察时，电极被设置于隔着催化剂载体而对置的位置处，因此，与没有以这种方式对置配置电极的结构相比，能够均匀地对催化剂载体进行加热。

而且，在催化剂载体中，当考虑到在正交截面上观察时与对电极的各自的中心进行连结的电极中心线正交的方向上的宽度时，在接触有电极的部位上，形成有朝向电极中心而宽度递减的宽度递减部。而且，在催化剂载体中，未接触有电极的部位被设为，与宽度递减部相比宽度较大的大宽度部。即，宽度递减部与大宽度部相比而宽度较窄。虽然催化剂载体在接触有电极的部位处通过电极而从催化剂载体上放热，但是由于宽度递减部的宽度狭窄，因此电流流过的部分的截面面积将变小，从而使得电流密度增加而发热量变大。因此，在宽度递减部处的发热将与从电极的放热平衡。

此外，在大宽度部中，在未接触有电极的部位上的宽度为最大的最大宽度部的宽度W1被设为，短于中心线的长度L1。通过以此方式对最大宽度部的宽度W1进行限制（设定上限），从而也限制了电极间的电流流动的截面面积。即，由于在大宽度部上抑制了电流密度的局部性降低，因此能够使催化剂载体的各个部位上的发热量均匀化。

如此，在本发明中通过使催化剂载体的发热和放热平衡，从而能够在催化剂载体整体上减少温度不均匀且使接近于均匀的温度分布。

本发明的第二方式中，在第一方式中所述最大宽度部的宽度W1被设为，所述长度L1的93%以下。

如此，通过将最大宽度部的宽度W1设为相当于中心线的长度L1的93%以下，从而使电极间的电流的流动的截面面积更接近于均匀，因此，能够使催化剂载体的各个部位上的发热均匀化。

另外，虽然对于最大宽度部的宽度W1的下限值从如上所述而使发热均匀化的观点出发没有特别地进行限制，但是，若使宽度W1设得过小，则难以维持作为催化剂载体的强度。而且，由于作为该催化剂转换装置的安装对象的排气管一般被设为圆筒状（截面为圆形），因此对于宽度狭窄的催化剂载体而言向排气管的搭载性将降低。从这些观点出发优选为，作为最大宽度部的宽度W1的下限，相对于中心线的长度L1而设为77%。