JP2858363B2 - ガスシール部材の製造方法 - Google Patents
ガスシール部材の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガス、石油の未燃焼混合気を触媒燃焼するガ
スシール部材の製造方法に関する。
スシール部材の製造方法に関する。
従来の技術 従来のガスシール部材は耐熱性無機繊維をシート状、
フェルト状またはブランケット状に加工し、これらを使
用したい場所に圧縮した状態で挟み込んで使用してい
た。しかし、これでは燃焼体とそれを保持する枠体との
隙間を充分にガスシールすることが困難であった。
フェルト状またはブランケット状に加工し、これらを使
用したい場所に圧縮した状態で挟み込んで使用してい
た。しかし、これでは燃焼体とそれを保持する枠体との
隙間を充分にガスシールすることが困難であった。
そのため燃焼装置の一つである触媒燃焼装置では高濃
度の未燃焼混合気をハニカム形状の燃焼体に供給し燃焼
させる。このときに燃焼体とそれを保持する枠体の隙間
のシール部からわずかなガス漏れが生じても、未燃焼ガ
スは著しい臭気を発生する。
度の未燃焼混合気をハニカム形状の燃焼体に供給し燃焼
させる。このときに燃焼体とそれを保持する枠体の隙間
のシール部からわずかなガス漏れが生じても、未燃焼ガ
スは著しい臭気を発生する。
そこで燃焼体とそれを保持する枠体との隙間には充分
な注意を払う必要があり、従来の無機繊維シール部材
で、そのシール性を改善するためにはガスシール部材の
かさ密度を大きくし、ち密にしなければらなかった。
な注意を払う必要があり、従来の無機繊維シール部材
で、そのシール性を改善するためにはガスシール部材の
かさ密度を大きくし、ち密にしなければらなかった。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来のガスシール部材において、そのかさ密
度を大きくしち密にするとガスシール部材のクッション
性が失われてくる。
度を大きくしち密にするとガスシール部材のクッション
性が失われてくる。
その結果、燃焼状態で高温になった燃焼体と枠体とは
ともに膨張するが、熱膨張に差がある場合（一般には枠
体は金属、燃焼体はセラミックであり、枠体の方が燃焼
体よりも熱膨張係数が大きい）にはクッション性の失わ
れたシール部材では隙間ができ、未燃焼ガスがスリップ
し易く、これを従来のガスシール部材で防止しようとす
ることは困難であった。
ともに膨張するが、熱膨張に差がある場合（一般には枠
体は金属、燃焼体はセラミックであり、枠体の方が燃焼
体よりも熱膨張係数が大きい）にはクッション性の失わ
れたシール部材では隙間ができ、未燃焼ガスがスリップ
し易く、これを従来のガスシール部材で防止しようとす
ることは困難であった。
本発明は上記のような従来の課題を解決するもので、
未燃焼ガスを触媒燃焼し、適度のクッション性を有する
ガスシール部材の製造方法の提供を目的とする。
未燃焼ガスを触媒燃焼し、適度のクッション性を有する
ガスシール部材の製造方法の提供を目的とする。
課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明のガスシール部材
の製造方法は、耐熱性無機繊維からなるシートまたはフ
ェルトに水溶性高分子と希土類金属塩を含む水溶液を含
浸し、その後乾燥、熱分解して希土類金属酸化物をシー
トまたはフェルト中に分散担持させ、さらにその後白金
族系金属を担持させる。
の製造方法は、耐熱性無機繊維からなるシートまたはフ
ェルトに水溶性高分子と希土類金属塩を含む水溶液を含
浸し、その後乾燥、熱分解して希土類金属酸化物をシー
トまたはフェルト中に分散担持させ、さらにその後白金
族系金属を担持させる。
作用 本発明は上記した構成により、無機繊維に希土類金属
酸化物が均一に分散担持され、熱劣化が少なく、適度の
クッション性を有するガスシール部材が得られる。
酸化物が均一に分散担持され、熱劣化が少なく、適度の
クッション性を有するガスシール部材が得られる。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ アルミナ 70wt％、シリカ 30wt％、繊維長 約50m
m、繊維径 約３μｍのアルミナシリカの無機繊維から
なる厚み8mmのフェルト（かさ密度 0.18g/cc）に水溶
性高分子としてポリエチレングリコール（分子量 約20
000）10wt％と希土類金属塩として0.1モル硝酸セリウム
を含む水溶液を含浸後、80℃で１時間乾燥、500℃で30
分間熱処理して酸化セリウムをアルミナシリカ繊維に対
して18wt％分散担持させた。その後このガスシール部材
を塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行い、
白金を0.1wt％担持した。本実施例で得られたガスシー
ル部材１を第１図のような触媒燃焼装置に使用し、シー
ル部での炭化水素の漏れをシール部から1cm離れたとこ
ろに2mmφのノズルを設け測定することにより評価し
た。触媒燃焼装置は空燃比をｍ＝1.70とし、燃焼体２に
6kcal・h/cm2の燃焼負荷をかけ、燃焼体２を約800℃に
加熱した。なお、第１図において、３は燃焼体２を保持
する枠体、４は燃料ガス供給部、５は送風機、６は予混
合気室、７は排出部である。
m、繊維径 約３μｍのアルミナシリカの無機繊維から
なる厚み8mmのフェルト（かさ密度 0.18g/cc）に水溶
性高分子としてポリエチレングリコール（分子量 約20
000）10wt％と希土類金属塩として0.1モル硝酸セリウム
を含む水溶液を含浸後、80℃で１時間乾燥、500℃で30
分間熱処理して酸化セリウムをアルミナシリカ繊維に対
して18wt％分散担持させた。その後このガスシール部材
を塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行い、
白金を0.1wt％担持した。本実施例で得られたガスシー
ル部材１を第１図のような触媒燃焼装置に使用し、シー
ル部での炭化水素の漏れをシール部から1cm離れたとこ
ろに2mmφのノズルを設け測定することにより評価し
た。触媒燃焼装置は空燃比をｍ＝1.70とし、燃焼体２に
6kcal・h/cm2の燃焼負荷をかけ、燃焼体２を約800℃に
加熱した。なお、第１図において、３は燃焼体２を保持
する枠体、４は燃料ガス供給部、５は送風機、６は予混
合気室、７は排出部である。
また、ガスシール部材寿命試験として上記燃焼状態を
１時間続けた後消火し、30分間冷却する工程を１サイク
ルとし、2000サイクル後に再度上記燃焼状態でのガスシ
ール性を評価した。
１時間続けた後消火し、30分間冷却する工程を１サイク
ルとし、2000サイクル後に再度上記燃焼状態でのガスシ
ール性を評価した。
比較例１ 実施例１のガスシール部材に代えてアルミナシリカ繊
維のみからなる厚み8mmのフェルトを比較例１とした。
維のみからなる厚み8mmのフェルトを比較例１とした。
比較例２ 比較例１のガスシール部材を塩化白金酸の水溶液に浸
漬し、乾燥、熱処理を行い、白金を0.1wt％担持したガ
スシール部材を比較例２とした。
漬し、乾燥、熱処理を行い、白金を0.1wt％担持したガ
スシール部材を比較例２とした。
比較例３ 実施例１において、ポリエチレングリコールを添加し
ない硝酸セリウム水溶液を使用して酸化セリウムをアル
ミナシリカ繊維に対して18wt％分散担持させた。その
後、塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行
い、白金を0.1wt％担持したガスシール部材を比較例３
とした。
ない硝酸セリウム水溶液を使用して酸化セリウムをアル
ミナシリカ繊維に対して18wt％分散担持させた。その
後、塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行
い、白金を0.1wt％担持したガスシール部材を比較例３
とした。
比較例１、比較例２、比較例３で得られたガスシール
部材のシール性も実施例１と同様な条件で測定した。
部材のシール性も実施例１と同様な条件で測定した。
実施例１、比較例１、比較例２、比較例３について初
期と2000サイクル後の結果を表１に示す。
期と2000サイクル後の結果を表１に示す。
この結果、本実施例によるガスシール部材は優れたガ
スシール性を示している。すなわち、比較例１では最初
から充分なガスのシールを行うことができなかった。ま
た、比較例２では初期においては優れたガスシール性を
示したが、その後に熱劣化が進み、シール部材に担持さ
れた触媒金属が浄化効果を発揮できなくなった。また、
比較例３は本実施例とほぼ同等レベルのガスシール性を
示した。しかし、本実施例と比較例３のガスシール部材
に対して厚み8mmの断面方向に酸化セリウムの分散状態
を分析すると、第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）に示すよう
に比較例３では酸化セリウムの分布にかなりむらがあ
り、表面側に比べて中心部における担持量が少なくなっ
ているのに対し本実施例ではほぼ均一な担持状態となっ
ていた。その結果、ガスシール部材の寿命試験において
本実施例の方が比較例３よりも優れた性能を示した。
スシール性を示している。すなわち、比較例１では最初
から充分なガスのシールを行うことができなかった。ま
た、比較例２では初期においては優れたガスシール性を
示したが、その後に熱劣化が進み、シール部材に担持さ
れた触媒金属が浄化効果を発揮できなくなった。また、
比較例３は本実施例とほぼ同等レベルのガスシール性を
示した。しかし、本実施例と比較例３のガスシール部材
に対して厚み8mmの断面方向に酸化セリウムの分散状態
を分析すると、第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）に示すよう
に比較例３では酸化セリウムの分布にかなりむらがあ
り、表面側に比べて中心部における担持量が少なくなっ
ているのに対し本実施例ではほぼ均一な担持状態となっ
ていた。その結果、ガスシール部材の寿命試験において
本実施例の方が比較例３よりも優れた性能を示した。
ここで、ガスシール部材中での酸化セリウム分布を均
一にするため添加するポリエチレングリコールの量は水
溶液中に約２〜15wt％である時有効であった。そして、
使用するポリエチレングリコールの分子量が大きい時
（分子量 約60000）は少量で約２〜6wt％程度、分子量
が小さい時（分子量 約8000）は約10〜15wt％程度が好
ましい。
一にするため添加するポリエチレングリコールの量は水
溶液中に約２〜15wt％である時有効であった。そして、
使用するポリエチレングリコールの分子量が大きい時
（分子量 約60000）は少量で約２〜6wt％程度、分子量
が小さい時（分子量 約8000）は約10〜15wt％程度が好
ましい。
実施例２ 実施例１で使用したのと同じアルミナシリカ繊維フェ
ルトに水溶性高分子としてポリエチレングリコール（分
子量 約20000）を10wt％、希土類金属塩として硝酸セ
リウムを0.02〜0.4モルを含む水溶液を含浸後、80℃で
１時間乾燥、500℃で30分間熱処理し、酸化セリウムを
分散担持させた。その後、そのガスシール部材を塩化白
金酸の水溶液に浸漬、乾燥、熱処理を行い、白金を0.1w
t％担持した。得られたガスシール部材のシール性は実
施例１と同様の条件で測定した。
ルトに水溶性高分子としてポリエチレングリコール（分
子量 約20000）を10wt％、希土類金属塩として硝酸セ
リウムを0.02〜0.4モルを含む水溶液を含浸後、80℃で
１時間乾燥、500℃で30分間熱処理し、酸化セリウムを
分散担持させた。その後、そのガスシール部材を塩化白
金酸の水溶液に浸漬、乾燥、熱処理を行い、白金を0.1w
t％担持した。得られたガスシール部材のシール性は実
施例１と同様の条件で測定した。
また、ガスシール部材のクッション性（復元性）につ
いては、部材を1cm2に切り出し、プレスで10kg/cm2の荷
重をかけた後の復元率で評価した。
いては、部材を1cm2に切り出し、プレスで10kg/cm2の荷
重をかけた後の復元率で評価した。
ここで復元率（％）＝（荷重後の厚み）／（荷重前の
厚み）である。
厚み）である。
その結果を表２に示す。
実施例３ かさ密度0.29g/cc、厚み8mmのアルミナシリカ繊維フ
ェルトに水溶性高分子としてポリエチレングリコール
（分子量 約20000）10wt％、希土類金属塩として硝酸
セリウムを0.02〜0.20モル含む水溶液を含浸後、80℃で
１時間乾燥、500℃で30分間熱処理し、酸化セリウムを
分散担持させた。その後、それぞれのガスシール部材を
塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行い、白
金を0.1wt％担持した。得られたガスシール部材のシー
ル性は実施例１と同様な条件で測定した。それらの結果
を表３に示す。
ェルトに水溶性高分子としてポリエチレングリコール
（分子量 約20000）10wt％、希土類金属塩として硝酸
セリウムを0.02〜0.20モル含む水溶液を含浸後、80℃で
１時間乾燥、500℃で30分間熱処理し、酸化セリウムを
分散担持させた。その後、それぞれのガスシール部材を
塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行い、白
金を0.1wt％担持した。得られたガスシール部材のシー
ル性は実施例１と同様な条件で測定した。それらの結果
を表３に示す。
実施例４ かさ密度0.4g/cc、厚み8mmのアルミナシリカ繊維フエ
ルトに水溶性高分子として、ポリエチレングリコール
（分子量約20000）10wt％と希土類金属塩として硝酸セ
リウム含む水溶液を含浸後、80℃で１時間乾燥、500℃
で30分間熱処理し、酸化セリウムを分散担持させた。そ
の後塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行
い、白金を0.1wt％担持したガスシール部材を実施例１
と同様な条件でガスシール性を測定した。それらの結果
を表４に示す。
ルトに水溶性高分子として、ポリエチレングリコール
（分子量約20000）10wt％と希土類金属塩として硝酸セ
リウム含む水溶液を含浸後、80℃で１時間乾燥、500℃
で30分間熱処理し、酸化セリウムを分散担持させた。そ
の後塩化白金酸の水溶液に浸漬し、乾燥、熱処理を行
い、白金を0.1wt％担持したガスシール部材を実施例１
と同様な条件でガスシール性を測定した。それらの結果
を表４に示す。
表２、表３、表４の結果から、ガラスシール部材とし
てはアルミナシリカ繊維に酸化セリウムを担持し、比表
面積2m2/g以上の時優れたシール性を示すことがわかっ
た。しかし、担持する酸化セリウムが多くなると、ガス
シール部材のクッション性（復元性）は急激に悪くな
り、触媒燃焼装置で燃焼、消火を繰り返した時燃焼体と
シール部材またはシール部材と枠体との間に隙間ができ
易くなり、初期においては優れた性能を示している にもかかわらず、寿命試験後にはガス漏れが生じた。し
たがって、本発明におけるガスシール部材のかさ密度は
0.15〜0.50g/ccの範囲にするのが好ましい。ここで、か
さ密度0.15g/ccはガスシール部材の強度を考慮した値で
あり、これ以下のものでは充分な強度がなく、使用に耐
えない。
てはアルミナシリカ繊維に酸化セリウムを担持し、比表
面積2m2/g以上の時優れたシール性を示すことがわかっ
た。しかし、担持する酸化セリウムが多くなると、ガス
シール部材のクッション性（復元性）は急激に悪くな
り、触媒燃焼装置で燃焼、消火を繰り返した時燃焼体と
シール部材またはシール部材と枠体との間に隙間ができ
易くなり、初期においては優れた性能を示している にもかかわらず、寿命試験後にはガス漏れが生じた。し
たがって、本発明におけるガスシール部材のかさ密度は
0.15〜0.50g/ccの範囲にするのが好ましい。ここで、か
さ密度0.15g/ccはガスシール部材の強度を考慮した値で
あり、これ以下のものでは充分な強度がなく、使用に耐
えない。
なお、本発明では使用する耐熱性無機繊維からなるシ
ートまたはフェルトとは、アルミナシリカ繊維、炭化珪
素繊維、窒化珪素繊維などの耐熱性を有する無機繊維か
らなるものであればよいが、コストの観点から考え、現
在広い用途で使われているアルミナシリカ繊維がもっと
も好ましい。また、その組成としてはアルミナ40〜95wt
％、シリカ５〜60wt％のものが好ましい。その理由は耐
熱性を考慮するならばアルミナ分を多くすることが好ま
しいのであるが、アルミナ分を多くし過ぎると繊維が脆
くなってくるためである。また、ガスシール部材のクッ
ション性、機械的強度を考慮すると、繊維長50mm以上、
繊維径５μｍ以下の繊維からなる、かさ密度0.15〜0.40
g/cc程度のシートまたはフェルトを使用して希土類金属
酸化物の担持を行うことが好ましい。
ートまたはフェルトとは、アルミナシリカ繊維、炭化珪
素繊維、窒化珪素繊維などの耐熱性を有する無機繊維か
らなるものであればよいが、コストの観点から考え、現
在広い用途で使われているアルミナシリカ繊維がもっと
も好ましい。また、その組成としてはアルミナ40〜95wt
％、シリカ５〜60wt％のものが好ましい。その理由は耐
熱性を考慮するならばアルミナ分を多くすることが好ま
しいのであるが、アルミナ分を多くし過ぎると繊維が脆
くなってくるためである。また、ガスシール部材のクッ
ション性、機械的強度を考慮すると、繊維長50mm以上、
繊維径５μｍ以下の繊維からなる、かさ密度0.15〜0.40
g/cc程度のシートまたはフェルトを使用して希土類金属
酸化物の担持を行うことが好ましい。
発明の効果 以上のように本発明によれば、次の効果が得られる。
（１）未燃焼ガスを触媒燃焼し、適度のクッション性を
有するガスシール部材が得られる。
有するガスシール部材が得られる。
（２）燃焼体とそれを保持する枠体との隙間のガスシー
ル部材より漏れる未燃焼成分を完全に防止できる燃焼装
置が得えられる。特に高濃度の未燃焼成分を含む触媒燃
焼装置では本発明の効果が著しい。
ル部材より漏れる未燃焼成分を完全に防止できる燃焼装
置が得えられる。特に高濃度の未燃焼成分を含む触媒燃
焼装置では本発明の効果が著しい。
第１図は本発明の一実施例によるガスシール部材を有す
る燃焼装置の断面図、第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）はそ
れぞれ実施例１、比較例３のシール部材の厚み方向にお
ける酸化セリウムの分散状態を分析した図である。 １……ガスシール部材。
る燃焼装置の断面図、第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）はそ
れぞれ実施例１、比較例３のシール部材の厚み方向にお
ける酸化セリウムの分散状態を分析した図である。 １……ガスシール部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 之良 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−119401（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−17897（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47987（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 3/10 F16J 15/10 D01F 9/08 D04H 1/42
Claims (3)
- 【請求項１】耐熱性無機繊維からなるシートまたはフェ
ルトに水溶性高分子と希土類金属塩を含む水溶液を含浸
し、その後乾燥、熱分解して希土類金属酸化物をシート
またはフェルト中に分散担持させ、さらにその後白金族
系金属を担持させることを特徴とするガスシール部材の
製造方法。 - 【請求項２】水溶性高分子がポリエチレングリコールで
あることを特徴とする請求項１記載のガスシール部材の
製造方法。 - 【請求項３】シートまたはフェルトが2m2/g以上の比表
面積を有し、かつ0.15〜0.50g/ccのかさ密度を有するこ
とを特徴とする請求項１記載のガスシール部材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196602A JP2858363B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | ガスシール部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196602A JP2858363B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | ガスシール部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481488A JPH0481488A (ja) | 1992-03-16 |
| JP2858363B2 true JP2858363B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=16360480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2196602A Expired - Fee Related JP2858363B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | ガスシール部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2858363B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2196602A patent/JP2858363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0481488A (ja) | 1992-03-16 |
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