JP2830674B2 - 触媒機能を有する高周波発熱体 - Google Patents
触媒機能を有する高周波発熱体Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波エネルギを利用し
て加熱昇温し、自動車などの内燃機関から排出される排
気ガス中の炭化水素、一酸化炭素などの有害物質を分解
する高周波発熱体に関するものである。
て加熱昇温し、自動車などの内燃機関から排出される排
気ガス中の炭化水素、一酸化炭素などの有害物質を分解
する高周波発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンを燃料とする自動車は排気ガス
中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の排出
規制が強化される動きにある。これら汚染物質の浄化方
法の一つとして触媒による後処理方式があり、現在実用
化されている。この後処理方式に用いられる代表的な触
媒体としては空燃比を理論空燃比付近に制御することに
より炭化水素、一酸化炭素の酸化と窒素酸化物の還元を
同時に行い、無害な炭酸ガス、水蒸気、窒素に変換する
三元触媒があり、この三元触媒は主として乗用車に搭載
されている。
中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の排出
規制が強化される動きにある。これら汚染物質の浄化方
法の一つとして触媒による後処理方式があり、現在実用
化されている。この後処理方式に用いられる代表的な触
媒体としては空燃比を理論空燃比付近に制御することに
より炭化水素、一酸化炭素の酸化と窒素酸化物の還元を
同時に行い、無害な炭酸ガス、水蒸気、窒素に変換する
三元触媒があり、この三元触媒は主として乗用車に搭載
されている。
【０００３】図４は乗用車に搭載されている従来の排ガ
ス浄化装置を示す。同図において、１はエンジン、２は
排気マニホールド、３は排気管、４は酸素センサ、５は
三元触媒体、６は触媒を収納する容器、７は排気温度セ
ンサ、８はマフラーであり、従来の排ガス浄化装置は三
元触媒体５と容器６から構成され、三元触媒体５は排気
マニホールド２に接続された排気管３の途中に配置され
ている。三元触媒体５は特公昭５２−３３５８号公報に
開示されているように、シリカ、アルミナ、マグネシア
を主成分とするコーディエライトのセラミック成型体か
らなる担体に表面積の大きいアルミナなどの微粒子から
なるコーティング層を設け、このコーティング層に白
金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属微粒子を担持し
て構成されている。
ス浄化装置を示す。同図において、１はエンジン、２は
排気マニホールド、３は排気管、４は酸素センサ、５は
三元触媒体、６は触媒を収納する容器、７は排気温度セ
ンサ、８はマフラーであり、従来の排ガス浄化装置は三
元触媒体５と容器６から構成され、三元触媒体５は排気
マニホールド２に接続された排気管３の途中に配置され
ている。三元触媒体５は特公昭５２−３３５８号公報に
開示されているように、シリカ、アルミナ、マグネシア
を主成分とするコーディエライトのセラミック成型体か
らなる担体に表面積の大きいアルミナなどの微粒子から
なるコーティング層を設け、このコーティング層に白
金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属微粒子を担持し
て構成されている。
【０００４】エンジン１が始動すると燃焼による排気ガ
スは排気マニホールド２を通り排気管３の途中に設けら
れた排気ガス浄化装置に導かれる。この排気ガスは三元
触媒体５のハニカム構造を構成する各々のセルを通過し
て排気管３より大気に排出される。このとき、空燃比は
酸素センサ４により理論空燃比付近に制御され、排気ガ
ス中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物は三
元触媒体５の酸化、還元反応により無害な炭酸ガス、水
蒸気、窒素に変換される。
スは排気マニホールド２を通り排気管３の途中に設けら
れた排気ガス浄化装置に導かれる。この排気ガスは三元
触媒体５のハニカム構造を構成する各々のセルを通過し
て排気管３より大気に排出される。このとき、空燃比は
酸素センサ４により理論空燃比付近に制御され、排気ガ
ス中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物は三
元触媒体５の酸化、還元反応により無害な炭酸ガス、水
蒸気、窒素に変換される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成において触媒反応を起こさせるためには三元触
媒体５を触媒として機能する温度に昇温させる必要があ
る。この三元触媒体５は排気ガスの熱によって加熱され
るが常温にあるエンジンが始動する場合は触媒として機
能する温度に到達するのに約１分を要し、それまでは有
害な排気ガスが大気に排出されるという課題があった。
来の構成において触媒反応を起こさせるためには三元触
媒体５を触媒として機能する温度に昇温させる必要があ
る。この三元触媒体５は排気ガスの熱によって加熱され
るが常温にあるエンジンが始動する場合は触媒として機
能する温度に到達するのに約１分を要し、それまでは有
害な排気ガスが大気に排出されるという課題があった。
【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、高周
波加熱を利用し、自動車などのエンジン始動時に排出さ
れる排気ガス中の有害物質である炭化水素や一酸化炭素
を低減する触媒機能を有する高周波発熱体の提供を目的
としたものである。
波加熱を利用し、自動車などのエンジン始動時に排出さ
れる排気ガス中の有害物質である炭化水素や一酸化炭素
を低減する触媒機能を有する高周波発熱体の提供を目的
としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の触媒機能を有する高周波発熱体はセラミック繊
維からなる成型体と、前記セラミック繊維の表面及び空
隙に担持された高周波エネルギを吸収し発熱する炭化珪
素ウィスカーと、前記セラミック繊維と前記炭化珪素ウ
ィスカーの表面及び空隙に担持された触媒とから構成し
ている。
本発明の触媒機能を有する高周波発熱体はセラミック繊
維からなる成型体と、前記セラミック繊維の表面及び空
隙に担持された高周波エネルギを吸収し発熱する炭化珪
素ウィスカーと、前記セラミック繊維と前記炭化珪素ウ
ィスカーの表面及び空隙に担持された触媒とから構成し
ている。
【０００８】
【０００９】
【作用】上記構成において、本発明の触媒機能を有する
高周波発熱体に高周波が照射されると、セラミック繊維
からなる成型体に担持された炭化珪素ウィスカーが高周
波エネルギを吸収し、熱変換によって加熱される。同時
に炭化珪素ウィスカーとセラミック繊維からなる成型体
で構成される表面及び空隙に担持された触媒が加熱さ
れ、自動車などの排気ガス中に含まれる一酸化炭素や炭
化水素は無害な炭酸ガスと水蒸気に変換される。
高周波発熱体に高周波が照射されると、セラミック繊維
からなる成型体に担持された炭化珪素ウィスカーが高周
波エネルギを吸収し、熱変換によって加熱される。同時
に炭化珪素ウィスカーとセラミック繊維からなる成型体
で構成される表面及び空隙に担持された触媒が加熱さ
れ、自動車などの排気ガス中に含まれる一酸化炭素や炭
化水素は無害な炭酸ガスと水蒸気に変換される。
【００１０】本発明は成型体としてセラミック繊維を用
いることにより、多孔質構造とすることができるので前
記高周波発熱体自身の熱容量を小さくすることでき、よ
り短時間で触媒として機能する温度に昇温させることが
できる。また、炭化珪素ウィスカー及び触媒を高周波発
熱体の表面だけでなくその内部にも担持することができ
るので、発熱面積、触媒表面積を大きくすることがで
き、有害物質の浄化性能をより高くすることができる。
いることにより、多孔質構造とすることができるので前
記高周波発熱体自身の熱容量を小さくすることでき、よ
り短時間で触媒として機能する温度に昇温させることが
できる。また、炭化珪素ウィスカー及び触媒を高周波発
熱体の表面だけでなくその内部にも担持することができ
るので、発熱面積、触媒表面積を大きくすることがで
き、有害物質の浄化性能をより高くすることができる。
【００１１】また、高周波吸収材料として適用される炭
化珪素ウィスカーは高周波エネルギの吸収特性、耐熱
性、化学的安定性が高いので、高周波発熱体としての信
頼性に優れ、排気ガス浄化性能を持続させることができ
る。
化珪素ウィスカーは高周波エネルギの吸収特性、耐熱
性、化学的安定性が高いので、高周波発熱体としての信
頼性に優れ、排気ガス浄化性能を持続させることができ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図１は本発明の触媒機能を有する高周波発
熱体の外観の一例を示すものであり、高周波発熱体９を
構成するセラミック繊維からなる成型体としてはアルミ
ナ、シリカ、ジルコニアなどのセラミック繊維からなる
多孔質シートのコルゲート加工により成型されたものが
適用される。このセラミック繊維からなる成型体は図１
に示すように気体が通過できる複数の気孔を有するハニ
カム状構造（ここでいうハニカムはセルの形状が六角形
でなくてもよい）とすることが実用的であるが、これに
限定されるものではなく、セラミック繊維からなる多孔
質シートに穴開け加工による気孔を設けたものでもよ
い。このセラミック繊維からなる成型体に高周波エネル
ギを吸収し発熱する炭化珪素ウィスカーが担持されると
ともに、セラミック繊維と炭化珪素ウィスカーの表面及
び空隙には排気ガス中の有害物質を低温で分解する触媒
が担持される。
熱体の外観の一例を示すものであり、高周波発熱体９を
構成するセラミック繊維からなる成型体としてはアルミ
ナ、シリカ、ジルコニアなどのセラミック繊維からなる
多孔質シートのコルゲート加工により成型されたものが
適用される。このセラミック繊維からなる成型体は図１
に示すように気体が通過できる複数の気孔を有するハニ
カム状構造（ここでいうハニカムはセルの形状が六角形
でなくてもよい）とすることが実用的であるが、これに
限定されるものではなく、セラミック繊維からなる多孔
質シートに穴開け加工による気孔を設けたものでもよ
い。このセラミック繊維からなる成型体に高周波エネル
ギを吸収し発熱する炭化珪素ウィスカーが担持されると
ともに、セラミック繊維と炭化珪素ウィスカーの表面及
び空隙には排気ガス中の有害物質を低温で分解する触媒
が担持される。
【００１４】図２は本発明の高周波発熱体９の構造を示
す一部断面図である。同図（ａ）は本発明の高周波発熱
体９との構成の違いを示した参考図であり、ハニカム構
造を有するセラミック成型体１０はセラミック粒子の押
し出し加工で造られている。このセラミック成型体１０
はその表面が高周波エネルギを吸収し発熱する炭化珪素
ウィスカー１１によって被覆され、この炭化珪素ウィス
カー１１の表面には有害物質を分解する触媒１２が担持
されている。なお、セラミック成型体１０と炭化珪素ウ
ィスカー１１は無機質バインダー（図示せず）によって
接着されている。
す一部断面図である。同図（ａ）は本発明の高周波発熱
体９との構成の違いを示した参考図であり、ハニカム構
造を有するセラミック成型体１０はセラミック粒子の押
し出し加工で造られている。このセラミック成型体１０
はその表面が高周波エネルギを吸収し発熱する炭化珪素
ウィスカー１１によって被覆され、この炭化珪素ウィス
カー１１の表面には有害物質を分解する触媒１２が担持
されている。なお、セラミック成型体１０と炭化珪素ウ
ィスカー１１は無機質バインダー（図示せず）によって
接着されている。
【００１５】一方同図（ｂ）は本発明の高周波発熱体９
であり、成型体はセラミック繊維１３からなる多孔質シ
ートのコルゲート加工で造られている。このセラミック
繊維１３の成型体は同図（ａ）のセラミック粒子の成型
体よりも多孔質構造とすることができるので、炭化珪素
ウィスカー１１はこのセラミック繊維１３の外表面だけ
でなく、その内部にも存在する。そして炭化珪素ウィス
カー１１とセラミック繊維１３で構成される表面には有
害物質を分解する触媒１２が担持されている。また、成
型体を構成するセラミック繊維１３と炭化珪素ウィスカ
ー１１は無機質バインダー（図示せず）によって接着さ
れている。同図（ａ）の参考図で示した高周波発熱体の
構成との大きな違いはこの点にある。
であり、成型体はセラミック繊維１３からなる多孔質シ
ートのコルゲート加工で造られている。このセラミック
繊維１３の成型体は同図（ａ）のセラミック粒子の成型
体よりも多孔質構造とすることができるので、炭化珪素
ウィスカー１１はこのセラミック繊維１３の外表面だけ
でなく、その内部にも存在する。そして炭化珪素ウィス
カー１１とセラミック繊維１３で構成される表面には有
害物質を分解する触媒１２が担持されている。また、成
型体を構成するセラミック繊維１３と炭化珪素ウィスカ
ー１１は無機質バインダー（図示せず）によって接着さ
れている。同図（ａ）の参考図で示した高周波発熱体の
構成との大きな違いはこの点にある。
【００１６】セラミック繊維１３からなる成型体への炭
化珪素ウィスカー１１と触媒１２の担持は次のようにし
て行われる。先ず、炭化珪素ウィスカー１１に無機質バ
インダーと溶媒（通常は水）を加え、スラリーを作製
し、このスラリーにセラミック繊維１３からなる成型体
を浸漬し、炭化珪素ウィスカー１１を付着させた後、乾
燥（もしくは焼成）する。前記スラリーの組成は必要と
する炭化珪素ウィスカー１１の付着量、接着力を保持で
きるバインダー量、浸漬処理の際の作業などによって適
宜設定される。
化珪素ウィスカー１１と触媒１２の担持は次のようにし
て行われる。先ず、炭化珪素ウィスカー１１に無機質バ
インダーと溶媒（通常は水）を加え、スラリーを作製
し、このスラリーにセラミック繊維１３からなる成型体
を浸漬し、炭化珪素ウィスカー１１を付着させた後、乾
燥（もしくは焼成）する。前記スラリーの組成は必要と
する炭化珪素ウィスカー１１の付着量、接着力を保持で
きるバインダー量、浸漬処理の際の作業などによって適
宜設定される。
【００１７】次に、金属からなる触媒１２もしくは触媒
１２を含む金属塩化合物を溶解させた（または分散させ
た）溶媒中に炭化珪素ウィスカー１１を担持したセラミ
ック繊維１３の成型体を浸漬し、触媒１２を含浸した
後、乾燥（もしくは焼成）する。なお、触媒１２はあら
かじめ炭化珪素ウィスカー１１を含むスラリーに所定量
加えておき、前述の触媒担持工程を省いてもよい。ま
た、担持前の触媒が金属酸化物である場合は触媒１２と
無機質バインダーと溶媒からなるスラリーを作製し、こ
れに炭化珪素ウィスカー１１を担持したセラミック繊維
１３の成型体を浸漬し、触媒１２を担持してもよい。
１２を含む金属塩化合物を溶解させた（または分散させ
た）溶媒中に炭化珪素ウィスカー１１を担持したセラミ
ック繊維１３の成型体を浸漬し、触媒１２を含浸した
後、乾燥（もしくは焼成）する。なお、触媒１２はあら
かじめ炭化珪素ウィスカー１１を含むスラリーに所定量
加えておき、前述の触媒担持工程を省いてもよい。ま
た、担持前の触媒が金属酸化物である場合は触媒１２と
無機質バインダーと溶媒からなるスラリーを作製し、こ
れに炭化珪素ウィスカー１１を担持したセラミック繊維
１３の成型体を浸漬し、触媒１２を担持してもよい。
【００１８】次に本発明の高周波発熱体９の作用と効果
について、排ガス浄化装置を一例に挙げ説明する。
について、排ガス浄化装置を一例に挙げ説明する。
【００１９】図３は本発明の触媒機能を有する高周波発
熱体９を配置した自動車から排出される排気ガスを浄化
する装置の一例である。同図において、１４は内燃機関
の排気ガスを排出する排気管、１５は排気管の途中に設
けられた加熱室、１６は加熱室１５内に収納される高周
波発熱体９を支持するための支持部材であり、この支持
部材１６は高周波発熱体９の外周と加熱室１５の内壁と
の間の断熱機能も兼ねている。１７は加熱室１５に給電
する高周波エネルギを発生させる高周波発振器、１８は
高周波発振器１７から発生した高周波エネルギを加熱室
１５に伝送する導波管である。１９、２０は加熱室１５
を限定する高周波遮蔽手段であり、多数のパンチング孔
を有する金属板あるいは多数の貫通孔を有する金属のハ
ニカム構造体から構成される。
熱体９を配置した自動車から排出される排気ガスを浄化
する装置の一例である。同図において、１４は内燃機関
の排気ガスを排出する排気管、１５は排気管の途中に設
けられた加熱室、１６は加熱室１５内に収納される高周
波発熱体９を支持するための支持部材であり、この支持
部材１６は高周波発熱体９の外周と加熱室１５の内壁と
の間の断熱機能も兼ねている。１７は加熱室１５に給電
する高周波エネルギを発生させる高周波発振器、１８は
高周波発振器１７から発生した高周波エネルギを加熱室
１５に伝送する導波管である。１９、２０は加熱室１５
を限定する高周波遮蔽手段であり、多数のパンチング孔
を有する金属板あるいは多数の貫通孔を有する金属のハ
ニカム構造体から構成される。
【００２０】ガソリン車のエンジンが始動すると、エン
ジンから排出された一酸化炭素や炭化水素などの有害物
質を含む排気ガスは排気管１４を通り、高周波発熱体９
に流入する。一方、エンジン始動と同時に、あるいはエ
ンジン始動直前に高周波発振器１７が制御部（図示せ
ず）からの指令により高周波エネルギを発生させる。こ
の高周波エネルギは導波管１８を伝送して高周波発熱体
９を収納している加熱室１５に給電される。高周波発熱
体９は給電された高周波エネルギの熱変換と排気ガスの
もつ熱エネルギによって加熱される。高周波発熱体９に
存在する触媒１２が触媒として機能する温度に達する
と、排気ガス中の有害物質である一酸化炭素や炭化水素
は排気ガス中に含まれる酸素と反応し、無害である水蒸
気と炭酸ガスに分解される。この無害となった排気ガス
はマフラを通過して排気管１４より大気に排出される。
ジンから排出された一酸化炭素や炭化水素などの有害物
質を含む排気ガスは排気管１４を通り、高周波発熱体９
に流入する。一方、エンジン始動と同時に、あるいはエ
ンジン始動直前に高周波発振器１７が制御部（図示せ
ず）からの指令により高周波エネルギを発生させる。こ
の高周波エネルギは導波管１８を伝送して高周波発熱体
９を収納している加熱室１５に給電される。高周波発熱
体９は給電された高周波エネルギの熱変換と排気ガスの
もつ熱エネルギによって加熱される。高周波発熱体９に
存在する触媒１２が触媒として機能する温度に達する
と、排気ガス中の有害物質である一酸化炭素や炭化水素
は排気ガス中に含まれる酸素と反応し、無害である水蒸
気と炭酸ガスに分解される。この無害となった排気ガス
はマフラを通過して排気管１４より大気に排出される。
【００２１】（比較例１） 図２（ａ）に示すセラミック粒子からなるセラミック成
型体１０としてコーディエライトのハニカム状（セルは
四角形）成型体（容積１００cc、２００cell／inch
2）、高周波を吸収する材料として炭化珪素ウィスカー
１１、有害物質を分解する触媒１２として白金を用い、
高周波発熱体を構成した。なお、無機質バインダーとし
てアルミナゾルを用いた。この高周波発熱体を図３に示
す排気ガス浄化装置（高周波消費電力１．５kW）の加熱
室１５に収納し、排気ガス量約３００l／min、排気ガス
温度３００〜３５０℃となるようにエンジン（排気量２
０００cc）を運転し、炭化水素分析計による炭化水素の
浄化性能を評価したところ、高周波給電３０秒後で約５
５％の浄化率が得られた。
型体１０としてコーディエライトのハニカム状（セルは
四角形）成型体（容積１００cc、２００cell／inch
2）、高周波を吸収する材料として炭化珪素ウィスカー
１１、有害物質を分解する触媒１２として白金を用い、
高周波発熱体を構成した。なお、無機質バインダーとし
てアルミナゾルを用いた。この高周波発熱体を図３に示
す排気ガス浄化装置（高周波消費電力１．５kW）の加熱
室１５に収納し、排気ガス量約３００l／min、排気ガス
温度３００〜３５０℃となるようにエンジン（排気量２
０００cc）を運転し、炭化水素分析計による炭化水素の
浄化性能を評価したところ、高周波給電３０秒後で約５
５％の浄化率が得られた。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】（実施例１） 図２（ｂ）に示すセラミック繊維１３からなる成型体と
してアルミナ、シリカ繊維のハニカム状（セルは三角
形）成型体（容積１００cc、２００cell／inch2）、高
周波を吸収する材料として炭化珪素ウィスカー１１、有
害物質を分解する触媒１２として白金を用い、高周波発
熱体９を構成した。なお、無機質バインダーとしてアル
ミナゾルを用いた。この高周波発熱体９を図３に示す排
気ガス浄化装置（高周波消費電力１．５kW）の加熱室１
５に収納し、排気ガス量約３００l／min、排気ガス温度
３００〜３５０℃となるようにエンジン（排気量２００
０cc）を運転し、炭化水素分析計による炭化水素の浄化
性能を評価したところ、高周波給電３０秒後で約６５％
の浄化率が得られた。
してアルミナ、シリカ繊維のハニカム状（セルは三角
形）成型体（容積１００cc、２００cell／inch2）、高
周波を吸収する材料として炭化珪素ウィスカー１１、有
害物質を分解する触媒１２として白金を用い、高周波発
熱体９を構成した。なお、無機質バインダーとしてアル
ミナゾルを用いた。この高周波発熱体９を図３に示す排
気ガス浄化装置（高周波消費電力１．５kW）の加熱室１
５に収納し、排気ガス量約３００l／min、排気ガス温度
３００〜３５０℃となるようにエンジン（排気量２００
０cc）を運転し、炭化水素分析計による炭化水素の浄化
性能を評価したところ、高周波給電３０秒後で約６５％
の浄化率が得られた。
【００２８】また、セラミック繊維１３としてアルミ
ナ、シリカ繊維の代わりにジルコニア繊維を用いたとこ
ろ、上記と同等の性能が得られた。また、触媒１２とし
て白金の代わりにロジウム、パラジウムの貴金属及び
銅、マンガン、鉄、コバルトの金属酸化物を用いても優
れた浄化性能が得られた。
ナ、シリカ繊維の代わりにジルコニア繊維を用いたとこ
ろ、上記と同等の性能が得られた。また、触媒１２とし
て白金の代わりにロジウム、パラジウムの貴金属及び
銅、マンガン、鉄、コバルトの金属酸化物を用いても優
れた浄化性能が得られた。
【００２９】上述のように、本発明の高周波発熱体９の
成型体としてセラミック繊維１３を用いることによって
多孔質構造にすることができる。したがって、コージェ
ライトのようなセラミック粒子からなる担体に比べて軽
量となり、高周波発熱体９の熱容量を小さくすることが
できるので、高周波発熱体９の昇温速度と熱の伝達が速
くなり、極めて短時間で均一に昇温させることができ
る。また、高周波発熱体９の均一加熱により温度差を少
なくすることができるので熱的要因によるクラックの発
生を防止することができる。また、炭化珪素ウィスカー
１１及び触媒１２をセラミック繊維１３の表面だけでな
くその内部にも担持することができるので発熱表面積、
触媒表面積を増加させることができ、有害物質の浄化性
能力をより高くすることができる。
成型体としてセラミック繊維１３を用いることによって
多孔質構造にすることができる。したがって、コージェ
ライトのようなセラミック粒子からなる担体に比べて軽
量となり、高周波発熱体９の熱容量を小さくすることが
できるので、高周波発熱体９の昇温速度と熱の伝達が速
くなり、極めて短時間で均一に昇温させることができ
る。また、高周波発熱体９の均一加熱により温度差を少
なくすることができるので熱的要因によるクラックの発
生を防止することができる。また、炭化珪素ウィスカー
１１及び触媒１２をセラミック繊維１３の表面だけでな
くその内部にも担持することができるので発熱表面積、
触媒表面積を増加させることができ、有害物質の浄化性
能力をより高くすることができる。
【００３０】上述のセラミック繊維１３は耐熱性に優れ
たセラミック材料が望ましく、特にセラミック繊維シー
トのコルゲート加工で造られる成型体としてはアルミ
ナ、シリカ、ジルコニアなどの材質が適用される。また
有害物質を低温で分解する触媒１２としては白金、パラ
ジウム、ロジウムの貴金属、銅、マンガン、コバルトの
酸化物、ペロブスカイト型複合酸化物が挙げられ、これ
らの少なくとも１種が適用される。また無機質バインダ
ーは特に限定されるものではないが、耐熱性、接着性に
優れたアルミナ、シリカ、ジルコニアなどのコロイド粒
子のものがよい。
たセラミック材料が望ましく、特にセラミック繊維シー
トのコルゲート加工で造られる成型体としてはアルミ
ナ、シリカ、ジルコニアなどの材質が適用される。また
有害物質を低温で分解する触媒１２としては白金、パラ
ジウム、ロジウムの貴金属、銅、マンガン、コバルトの
酸化物、ペロブスカイト型複合酸化物が挙げられ、これ
らの少なくとも１種が適用される。また無機質バインダ
ーは特に限定されるものではないが、耐熱性、接着性に
優れたアルミナ、シリカ、ジルコニアなどのコロイド粒
子のものがよい。
【００３１】炭化珪素ウィスカーが高周波エネルギの吸
収、発熱特性に優れている理由は明確ではないが、前記
炭化珪素ウィスカーが高周波の吸収に適した導電特性、
誘電特性を有していることが考えられる。
収、発熱特性に優れている理由は明確ではないが、前記
炭化珪素ウィスカーが高周波の吸収に適した導電特性、
誘電特性を有していることが考えられる。
【００３２】また、炭化珪素ウィスカーは排気ガス雰囲
気での耐熱性、化学的安定性に優れているので、排気ガ
スの浄化性能を長期間維持できるなど高い信頼性を実現
することができる。
気での耐熱性、化学的安定性に優れているので、排気ガ
スの浄化性能を長期間維持できるなど高い信頼性を実現
することができる。
【００３３】なお、本発明の高周波発熱体９はオーブン
電子レンジなどの調理器から排出される油煙、臭気の分
解手段としても利用できる。
電子レンジなどの調理器から排出される油煙、臭気の分
解手段としても利用できる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の触媒機能を
有する高周波発熱体によれば、以下の効果が得られる。
有する高周波発熱体によれば、以下の効果が得られる。
【００３５】
【００３６】（１）高周波発熱体を構成する成型体とし
てセラミック繊維を用いることによって、コージェライ
トのようなセラミック粒子からなる担体に比べて熱容量
を小さくすることができるので前記高周波発熱体自体の
昇温速度と熱の伝達が速くなり、短時間で触媒として機
能する温度に昇温させることができる。 （２）セラミック繊維は多孔質であるので、炭化珪素ウ
ィスカー及び触媒は前記セラミック繊維からなる成型体
の表面だけでなく内部にも担持された状態とすることが
でき、発熱表面積、触媒表面積を増加させることがで
き、有害物質の浄化性能力をより高くすることができ
る。
てセラミック繊維を用いることによって、コージェライ
トのようなセラミック粒子からなる担体に比べて熱容量
を小さくすることができるので前記高周波発熱体自体の
昇温速度と熱の伝達が速くなり、短時間で触媒として機
能する温度に昇温させることができる。 （２）セラミック繊維は多孔質であるので、炭化珪素ウ
ィスカー及び触媒は前記セラミック繊維からなる成型体
の表面だけでなく内部にも担持された状態とすることが
でき、発熱表面積、触媒表面積を増加させることがで
き、有害物質の浄化性能力をより高くすることができ
る。
【００３７】（３）高周波吸収材として高周波エネルギ
の吸収、発熱特性に優れた炭化珪素ウィスカーを用いる
ことにより、触媒の加熱速度を速くし排気ガスの浄化性
能を向上させることができるとともに、耐熱性、化学的
安定性が高いので排気ガスの浄化性能の持続など高い信
頼性を実現することができる。
の吸収、発熱特性に優れた炭化珪素ウィスカーを用いる
ことにより、触媒の加熱速度を速くし排気ガスの浄化性
能を向上させることができるとともに、耐熱性、化学的
安定性が高いので排気ガスの浄化性能の持続など高い信
頼性を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例における高周波発熱体の外観
図
図
【図２】本発明の一実施例における高周波発熱体の一部
断面図
断面図
【図３】本発明の高周波発熱体を用いた排ガス浄化装置
の構成図
の構成図
【図４】従来の排ガス浄化装置の構成図
９ 高周波発熱体 １１ 炭化珪素ウィスカー １２ 触媒 １３ セラミック繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/20 - 3/28 B01D 53/86 B01J 35/02
Claims (4)
- 【請求項１】セラミック繊維からなる成型体と、前記セ
ラミック繊維の表面及び空隙に担持された高周波エネル
ギを吸収し発熱する炭化珪素ウィスカーと、前記セラミ
ック繊維と前記炭化珪素ウィスカーの表面及び空隙に担
持された触媒とからなる触媒機能を有する高周波発熱
体。 - 【請求項２】セラミック成型体は気体が通過できる気孔
を有する請求項１記載の触媒機能を有する高周波発熱
体。 - 【請求項３】セラミック繊維はアルミナ、シリカ、ジル
コニアの少なくとも１種からなる請求項１記載の触媒機
能を有する高周波発熱体。 - 【請求項４】触媒は白金、ロジウム、パラジウムの貴金
属及び銅、マンガン、コバルト、鉄の金属酸化物の少な
くとも１種からなる請求項１記載の触媒機能を有する高
周波発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5030433A JP2830674B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 触媒機能を有する高周波発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5030433A JP2830674B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 触媒機能を有する高周波発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248935A JPH06248935A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2830674B2 true JP2830674B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=12303817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5030433A Expired - Fee Related JP2830674B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 触媒機能を有する高周波発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830674B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100394606B1 (ko) * | 2001-07-24 | 2003-08-14 | 김선미 | 고주파 유도 가열을 이용한 고열로 |
| US20070235450A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Advanced Composite Materials Corporation | Composite materials and devices comprising single crystal silicon carbide heated by electromagnetic radiation |
| JP2008207101A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 除煙脱臭用触媒体およびその製造方法 |
| CN102338391A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-02-01 | 昆明理工大学 | 一种采用微波焚烧法处理沥青烟气的方法 |
| KR101315235B1 (ko) * | 2013-04-26 | 2013-10-08 | 대한민국 | 선박용 온실가스 저감필터 |
| JP6627417B2 (ja) * | 2015-10-28 | 2020-01-08 | 日本製鉄株式会社 | 排ガス中の未燃成分の除去方法及び排ガス中の窒素酸化物の除去方法 |
| JP6789550B2 (ja) * | 2016-08-10 | 2020-11-25 | 矢崎総業株式会社 | マイクロ波加熱用アンモニア分解触媒及びその混合物 |
| JP2019173583A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用排ガス浄化装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04241717A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-28 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化装置 |
| JPH05222924A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-08-31 | Toyota Motor Corp | 触媒コンバータ |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP5030433A patent/JP2830674B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06248935A (ja) | 1994-09-06 |
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