本發(fā)明涉及加熱器及加熱部件。

背景技術(shù)：

1、減少汽車尾氣的有害成分(hc、nox、co)的需求日益提高。特別是，從柴油機(jī)排出的nox的凈化為重要的課題。作為nox凈化的對策，通常已知有稱為尿素scr系統(tǒng)的技術(shù)。尿素scr系統(tǒng)中，因尿素的熱解及水解而生成作為nox還原劑的nh3。為了效率良好地進(jìn)行尿素的熱解及水解，需要將尿素效率良好地加熱。但是，隨著發(fā)動機(jī)效率的提高，尾氣溫度降低，并且，在發(fā)動機(jī)剛啟動后，尾氣溫度也較低。尾氣溫度較低的情況下，即便將尿素向尾氣噴射，也難以發(fā)生分解反應(yīng)，因此，不會充分生成nh3。另外，在所噴射的尿素撞擊排氣管的內(nèi)壁面時，如果內(nèi)壁面的溫度較低，則尿素不會完全分解為nh3，成為中間物的固體沉積物而堆積。結(jié)果，有可能阻礙尾氣的流動、或者因尾氣流動的變化而抑制所生成的nh3與尾氣的混合。因此，正在開發(fā)能夠?qū)⑽矚庑柿己玫丶訜?、且將排氣管的?nèi)壁面保持為高溫的加熱器。

2、另外，沒有來自內(nèi)燃機(jī)的熱源的電動汽車(bev：battery?electric?vehicle)及燃料電池車(fcv：fuel?cell?vehicle)、將內(nèi)燃機(jī)頻繁停止的插電式混合動力汽車(phv：plug-in?hybrid?vehicle、phev：plug-in?hybrid?electrical?vehicle)中，由于供暖負(fù)荷對行駛距離帶來影響，所以，提高供暖效率為重要的課題。因此，正在開發(fā)并非使車廂整體變暖、而是僅使特定的空間效率良好地以短時間變暖的加熱器。

3、此外，為了實(shí)現(xiàn)碳中和，正在開發(fā)將通過水的電解而生成的氫和從發(fā)電廠或工廠等排出的co2合成得到的合成燃料，不過，合成燃料的制造工藝中要求加熱。該制造工藝在工廠排熱等可供給的場所實(shí)施的情況下，能夠容易地確保熱源，另一方面，在沒有熱源的場所實(shí)施的情況下，必須使用電力進(jìn)行加熱。電力優(yōu)選由不會在制造過程中排出co2的可再生能源制造，針對加熱器也要求加熱效率的提高。

4、在熱容量小的基材中植入有導(dǎo)體或在該基材間配置有導(dǎo)體的加熱器為如上所述的各種用途中的有力的加熱機(jī)構(gòu)之一。

5、例如，專利文獻(xiàn)1中提出一種加熱器，該加熱器具備：板狀的第一加熱器基板；電熱線，其以并聯(lián)電路配設(shè)在第一加熱器基板的第一面上；電極，其與電熱線連接以便向電熱線通電；以及板狀的覆蓋基板，其將第一加熱器基板的第一面、電熱線以及電極在第二面?zhèn)雀采w。該加熱器中，第一加熱器基板和/或覆蓋基板包含si3n4或al2o3，電熱線包含選自由wc、tin、tac、zrn、mosi2、pt、ru以及w構(gòu)成的組中的至少1種金屬。

6、專利文獻(xiàn)2中提出一種加熱器，該加熱器具備：絕緣基體，其由氧化鋁質(zhì)陶瓷、氮化硅質(zhì)陶瓷等構(gòu)成；以及電阻體，其植入于絕緣基體，電阻體包含以鎢為主成分的第一導(dǎo)體粒子及以鉬為主成分的第二導(dǎo)體粒子。

7、專利文獻(xiàn)3中提出一種尾氣凈化裝置用混合器，該尾氣凈化裝置用混合器具備：氧化鋁、氮化硅、堇青石等絕緣性陶瓷制的外筒；絕緣性陶瓷制的翅片，其設(shè)置于外筒的內(nèi)側(cè)；以及電熱部，其植入于外筒和/或翅片的至少一部分。

8、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)

10、專利文獻(xiàn)1：日本特開2017-182890號公報

11、專利文獻(xiàn)2：日本特許第5748918號公報

12、專利文獻(xiàn)3：日本特開2020-197208號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對如上所述的用途中采用的加熱器，要求能夠迅速且效率良好地加熱、且在嚴(yán)酷的環(huán)境下(具體地為要求耐腐蝕性、耐熱性、耐沖擊性、絕緣性等的環(huán)境下)具有長期耐久性。

2、不過，上述的現(xiàn)有技術(shù)中記載的加熱器根據(jù)基材或?qū)w的種類而難以確保嚴(yán)酷環(huán)境下的長期耐久性。例如，氧化鋁基材的熱膨脹率較高，因此，在溫度變化較大的環(huán)境下，熱應(yīng)力變大而難以確保長期耐久性。另外，雖然堇青石基材的熱膨脹率較低，但是，在堇青石基材中植入有高熱膨脹率的導(dǎo)體或在該堇青石基材之間配置有導(dǎo)體的情況下，在溫度變化較大的環(huán)境下，容易因熱膨脹率之差而使堇青石基材發(fā)生龜裂，難以確保長期耐久性。此外，鉬、鎢等導(dǎo)體若以存在少許空氣的狀態(tài)暴露于高溫則容易被氧化，若氧化發(fā)展，則還有可能最終斷線，因此，難以確保長期耐久性。

3、本發(fā)明是為了解決如上所述的課題而實(shí)施的，其目的在于，提供即便在嚴(yán)酷的環(huán)境下也具有長期耐久性的加熱器及加熱部件。

4、本發(fā)明的發(fā)明人對加熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在具有閉口氣孔的玻璃部植入特定的電熱部(導(dǎo)體)并設(shè)置于陶瓷基材，能夠解決上述課題，以至完成本發(fā)明。即，本發(fā)明如下例示。

5、[1]一種加熱器，其中，

6、具備：第一陶瓷基材；玻璃部，該玻璃部設(shè)置在所述第一陶瓷基材上；以及電熱部，該電熱部植入于所述玻璃部中，

7、所述玻璃部具有閉口氣孔，

8、所述電熱部由大氣氣氛下的700℃的質(zhì)量相對于25℃的質(zhì)量的變化率為0.1％以下的金屬構(gòu)成。

9、[2]根據(jù)[1]所述的加熱器，其中，

10、所述加熱器還具備第二陶瓷基材，該第二陶瓷基材設(shè)置在所述玻璃部上。

11、[3]根據(jù)[1]或[2]所述的加熱器，其中，

12、所述陶瓷基材為堇青石基材。

13、[4]根據(jù)[1]～[3]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

14、所述玻璃部的熱膨脹率小于6.0×10-6/k。

15、[5]根據(jù)[1]～[4]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

16、所述玻璃部的楊氏模量為5～50gpa。

17、[6]根據(jù)[1]～[5]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

18、所述玻璃部含有硼和/或硅，具有600～1100℃的玻璃化溫度。

19、[7]根據(jù)[1]～[6]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

20、所述電熱部的300℃的體積電阻率相對于25℃的體積電阻率的變化率為10％以下。

21、[8]根據(jù)[1]～[7]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

22、所述電熱部由包含選自ni、fe、cr中的1種以上的合金構(gòu)成。

23、[9]根據(jù)[8]所述的加熱器，其中，

24、所述合金為ni-cr合金和/或fe-cr合金。

25、[10]根據(jù)[1]～[9]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

26、所述加熱器還具備端子，該端子與所述電熱部連接。

27、[11]根據(jù)[10]所述的加熱器，其中，

28、所述端子通過釬料而與所述電熱部連接。

29、[12]根據(jù)[1]～[11]中的任一項(xiàng)所述的加熱器，其中，

30、所述加熱器用于尾氣的加熱。

31、[13]一種加熱部件，其中，具備：

32、圓筒部件；

33、[1]～[12]中的任一項(xiàng)所述的多個加熱器，該多個加熱器沿著所述圓筒部件的至少一部分的內(nèi)周面而配置；以及

34、絕緣材料，該絕緣材料配置于所述圓筒部件與所述加熱器之間，

35、多個所述加熱器的所述電熱部能夠以串聯(lián)或并聯(lián)與電源電連接。

36、[14]根據(jù)[13]所述的加熱部件，其中，

37、所述加熱器用于對還原劑前驅(qū)體進(jìn)行加熱而生成還原劑，

38、所述加熱器還具備噴嘴，該噴嘴配置于所述圓筒部件的至少一部分，能夠向所述圓筒部件的內(nèi)周面噴射所述還原劑前驅(qū)體，

39、所述加熱器配置于從所述噴嘴被噴射所述還原劑前驅(qū)體的所述圓筒部件的內(nèi)周面，

40、所述圓筒部件為柴油機(jī)的排氣管。

41、[15]根據(jù)[14]所述的加熱部件，其中，

42、所述加熱器的所述電熱部構(gòu)成為：一端與所述電源電連接，另一端與所述圓筒部件電連接，

43、來自所述電源的施加電壓為80v以下。

44、發(fā)明效果

45、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即便在嚴(yán)酷的環(huán)境下也具有長期耐久性的加熱器及加熱部件。