[发明专利]蜂窝型加热装置及其使用方法

说明书

本发明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10.0～30.0mm²，连接体(11)的热膨胀系数与蜂窝基材(2)的热膨胀系数相比大3.0×10^‑6/℃以上。

技术领域

本发明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。

背景技术

以往，为了对从汽车等的发动机排出的废气中所含的HC、CO、NO_x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

发明内容

发明所要解决的问题

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。