JP2917773B2 - High frequency heating element with catalytic function - Google Patents

High frequency heating element with catalytic function

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JP2917773B2
JP2917773B2 JP5271978A JP27197893A JP2917773B2 JP 2917773 B2 JP2917773 B2 JP 2917773B2 JP 5271978 A JP5271978 A JP 5271978A JP 27197893 A JP27197893 A JP 27197893A JP 2917773 B2 JP2917773 B2 JP 2917773B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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・昇温させ、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
触媒的に分解する高周波発熱体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses high-frequency energy to heat and raise the temperature to catalytically decompose harmful substances such as hydrocarbons and carbon monoxide in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as automobiles. The present invention relates to a high-frequency heating element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、排気ガスによる公害が問題とな
り、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、窒素化合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法があり、代表的な触媒として
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、窒素に変換する触媒体
(三元触媒)がある。
2. Description of the Related Art In recent years, pollution caused by exhaust gas has become a problem, and in automobiles using gasoline as a fuel, emission regulations of hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen compounds contained in the exhaust gas have been increasing. One of the purification methods for these pollutants is a post-treatment method using a catalyst. A typical catalyst is to control the air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio to oxidize hydrocarbons and carbon monoxide and reduce nitrogen oxides. At the same time, there is a catalytic body (three-way catalyst) that converts it into harmless carbon dioxide, water vapor, and nitrogen.

【0003】この触媒体はシリカ、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300〜400セ
ル/inch2のモノリス担体、または鉄−クロム−アルミ
ニウム系合金をコルゲート加工した金属製の担体(メタ
ル担体と呼ばれている)に、表面積の大きいアルミナな
どの微粒子からなるウォッシュコートと呼ばれるコーテ
ィング層、もしくは前記メタル担体の酸化被膜層を設
け、このコーティング層もしくは酸化被膜層に白金、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
されており、触媒機能は排気ガスの加熱によって発揮さ
せる。
[0003] The catalyst is a monolithic carrier of cordierite containing silica, alumina and magnesia as main components at 300 to 400 cells / inch2, or a metal carrier (metal carrier) obtained by corrugating an iron-chromium-aluminum alloy. Is provided with a coating layer called a wash coat composed of fine particles such as alumina having a large surface area, or an oxide film layer of the metal carrier, and the coating layer or the oxide film layer is formed of platinum, palladium, rhodium, or the like. It is configured to carry noble metal fine particles, and exhibits a catalytic function by heating exhaust gas.

【0004】また最近では触媒機能を短時間で発揮させ
るため、前記メタル担体に直接電流を流し、触媒体を急
速加熱する電気ヒータ方式が検討されている。
Recently, an electric heater system has been studied in which an electric current is directly applied to the metal carrier to rapidly heat the catalyst body in order to exert a catalytic function in a short time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では下記の課題があった。
However, the above conventional configuration has the following problems.

【0006】すなわち、従来の触媒体は触媒機能を発揮
させるには触媒層の温度が350℃以上を必要とし、排
気ガスのみによって加熱される場合は前述の触媒として
機能する温度に到達するのに約1分を要し、それまでは
有害な排気ガスがそのまま大気へ排出されるという課題
があった。
That is, the conventional catalyst requires the catalyst layer to have a temperature of 350 ° C. or higher in order to exert the catalytic function. It took about one minute, and until then, there was a problem that harmful exhaust gas was directly discharged to the atmosphere.

【0007】またメタル担体に通電して急速に加熱する
ヒータ方式の触媒体は排気ガスのみによって加熱される
触媒体に比べ、昇温スピードが改善されるがメタル担体
の熱容量が大きいので極めて短時間で昇温させるには大
電力を必要とするという課題があるとともに、電気的絶
縁体など信頼性に欠けるという課題があった。
[0007] Further, a heater-type catalyst body that rapidly heats by energizing the metal carrier improves the temperature rising speed as compared with a catalyst body that is heated only by the exhaust gas, but has a large heat capacity of the metal carrier, so that it takes an extremely short time. In addition, there is a problem that large power is required to raise the temperature, and there is a problem that reliability such as an electrical insulator is lacking.

【0008】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。
The present invention solves the above-mentioned problem, and has a catalytic function of reducing harmful substances such as hydrocarbons and carbon monoxide in exhaust gas discharged when starting an engine of an automobile or the like by using high-frequency heating. It is intended to provide a high-frequency heating element.

【0009】[0009]

【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複数のセ
ラミック繊維からなる支持体に高周波エネルギを吸収し
発熱する高周波吸収材料からなる高周波吸収層を形成す
るとともに前記高周波吸収層に触媒を担持してなる高周
波吸収体と、複数のセラミック繊維からなる支持体にセ
ラミック微粒子からなる担体層を形成するとともに前記
担体層に触媒を担持してなる触媒体との2つの別体の構
造体から構成され、排気ガス等の流体が前記高周波吸収
体を通過した後、前記触媒体を通過するようにしてい
る。
In order to achieve the above object, a high-frequency heating element having a catalytic function according to the present invention is a high-frequency absorbing material made of a high-frequency absorbing material which absorbs high-frequency energy and generates heat on a support made of a plurality of ceramic fibers. A high-frequency absorber having a layer formed thereon and a catalyst supported on the high-frequency absorption layer, and a carrier layer formed of ceramic fine particles formed on a support made of a plurality of ceramic fibers and a catalyst supported on the carrier layer. Two separate structures with the catalyst body
It consists Zotai, fluid the high frequency absorption such as an exhaust gas
After passing through the body, it passes through the catalyst body .

【0010】また本発明の触媒機能を有する高周波発熱
体は高周波エネルギを吸収し発熱する複数の高周波吸収
繊維からなる支持体に触媒を担持してなる高周波吸収体
と、複数のセラミック繊維からなる支持体にセラミック
微粒子からなる担体層を形成するとともに前記担体層に
触媒を担持してなる触媒体との2つの別体の構造体から
構成され、排気ガス等の流体が前記高周波吸収体を通過
した後、前記触媒体を通過するようにしている。
Further, the high-frequency heating element having a catalytic function of the present invention comprises a high-frequency absorber having a plurality of high-frequency absorbing fibers for absorbing high-frequency energy and generating heat, and a supporting member comprising a plurality of ceramic fibers. A carrier layer made of ceramic fine particles is formed on the body, and a catalyst body carrying a catalyst on the carrier layer is composed of two separate structures, and a fluid such as exhaust gas passes through the high frequency absorber.
After that, it passes through the catalyst body .

【0011】[0011]

【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(高周波吸収体と触媒体)に高周波エネル
ギが給電されると、前記高周波吸収体を構成している高
周波吸収層(高周波吸収材料からなる)もしくは高周波
吸収繊維は高周波エネルギの吸収、熱変換によって加熱
される。同時に前述の高周波吸収層もしくは高周波吸収
繊維に担持されている触媒および触媒体に担持されてい
る触媒が触媒として機能する温度に加熱され、自動車な
どから排出される排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素は
加熱された触媒によって分解され、無害な炭酸ガスと水
蒸気に変換される。
In the above configuration, when high-frequency energy is supplied to the high-frequency heating element (high-frequency absorber and catalyst body) having the catalytic function of the present invention, the high-frequency absorption layer (high-frequency absorbing material) constituting the high-frequency absorber is provided. from consisting) or high-frequency absorption fibers absorb high frequency energy formic, is heated by heat conversion. It is simultaneously heated to a temperature at which the catalyst carried on the catalyst and catalyst medium carried on the high frequency absorbing layer or high-frequency absorption fibers described above functions as a catalyst, carbon monoxide in the exhaust gas discharged from automobiles And hydrocarbons are decomposed by the heated catalyst and converted into harmless carbon dioxide gas and water vapor.

【0012】排気ガス等の流体は高周波吸収体を通過し
た後、触媒体を通過するようにしているので、触媒体は
排気ガス中に含まれるイオウなどの付着が抑制され、被
毒による触媒の劣化を防止することができ、触媒寿命を
向上させることができる。
Fluid such as exhaust gas passes through the high frequency absorber.
After passing through the catalyst body, the catalyst body
Adhesion of sulfur etc. contained in exhaust gas is suppressed,
Poisoning of the catalyst due to poison can be prevented, and catalyst life
Can be improved.

【0013】また、前記高周波吸収体および触媒体はそ
の骨格がセラミック材料の繊維からなる支持体で構成さ
れるので従来の触媒体に比べ軽量となり、熱容量を小さ
くすることができる。さらに、前記高周波吸収体と触媒
体はこの2つの別体の構造体から構成しているので、高
周波で加熱する高周波吸収体が小型、軽量となり、より
短時間でこれを高温に加熱することができ、その熱エネ
ルギを排気ガスの流れを利用して触媒体に効率よく伝達
することができる。また、触媒体も前述のごとく、熱容
量が小さいので触媒として機能する温度に短時間で昇温
させることができる。
Further , since the high-frequency absorber and the catalyst body have a skeleton composed of a support made of fibers of a ceramic material, the weight is reduced and the heat capacity can be reduced as compared with a conventional catalyst body. Further, the high-frequency absorber and the catalyst
The body is composed of these two separate structures,
The high-frequency absorber heated by the frequency becomes smaller and lighter,
This can be heated to a high temperature in a short time and its heat energy
Efficient transmission of lugi to the catalyst using the flow of exhaust gas
can do. Also, as described above, the catalyst body
Since the amount is small, the temperature can be raised to a temperature that functions as a catalyst in a short time.

【0014】また前記高周波吸収体には触媒が担持され
ているので高周波吸収体においても触媒反応を起こさせ
ることができ、排気ガス等の流体の浄化性能を向上させ
ることができる。
Further, since the high-frequency absorber carries a catalyst, the high-frequency absorber also causes a catalytic reaction.
And the purification performance of a fluid such as exhaust gas can be improved .

【0015】また、前記触媒体を構成するセラミック繊
維からなる支持体に担体層を形成することにより比表面
積を大きくすることができるので低温下での触媒活性が
高くなり、触媒として機能する時間をさらに短縮するこ
とができる。
Further, since the specific surface area can be increased by forming the carrier layer on the support made of the ceramic fibers constituting the catalyst, the catalytic activity at low temperatures is increased, and the time for functioning as a catalyst is reduced. It can be further shortened.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0017】図1は本発明の一実施例である触媒機能を
有する高周波発熱体の一部断面図を示している。同図
(a)において、1は高周波吸収体であり複数のセラミ
ック繊維からなる支持体2に高周波エネルギを吸収して
発熱する高周波吸収材料3からなる高周波吸収層が形成
されるとともに、前記高周波吸収層には排気ガス中の有
害物質を分解する触媒4が担持されている。また、同図
(b)において、5は触媒体であり同図(a)と同じ複
数のセラミック繊維からなるセラミック繊維からなる支
持体2に比表面積を拡大するセラミック微粒子6からな
る担体層が形成されるとともに、前記担体層には同図
(a)と同じ触媒4が担持されている。本発明の触媒機
能を有する高周波発熱体は高周波吸収体と触媒体との2
つの別体の構造体で構成され、排気ガスなどの流体が
周波吸収体1を通過した後、触媒体5を通過するように
している。
FIG. 1 is a partial sectional view of a high-frequency heating element having a catalytic function according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a high-frequency absorber, and a high-frequency absorbing layer 3 made of a high-frequency absorbing material 3 that absorbs high-frequency energy and generates heat is formed on a support 2 made of a plurality of ceramic fibers. The layer carries a catalyst 4 for decomposing harmful substances in the exhaust gas. In FIG. 2B, reference numeral 5 denotes a catalyst body, and a support layer 2 made of ceramic fine particles 6 having an increased specific surface area is formed on a support 2 made of ceramic fibers made up of a plurality of ceramic fibers as shown in FIG. In addition, the same catalyst 4 as shown in FIG. The high-frequency heating element having a catalytic function of the present invention is composed of a high-frequency absorber and a catalytic body.
One separate consists of structures of, after the fluid such as the exhaust gas passes through the high <br/> frequency absorber 1, to pass through the catalyst 5
You are.

【0018】図2は図1で示した高周波吸収体1および
触媒体5を構成するセラミック繊維からなる支持体2の
一部断面図および外観図を示している。同図(a)にお
いて、7はセラミック繊維であり、複数本のセラミック
繊維7を集束して得られる撚糸によって支持体2が構成
される。同図(b)、(c)は支持体2が同図(a)で
示した撚糸を織布状に織り上げた偏織品で構成されたも
のである。同図(b)、(c)は平織の例を示している
が、朱子織、からみ織、ブレード、ロープ、テープなど
各種の織り方が可能である。また、支持体2は上記織布
ではなく、ペーパーやマットなどの不織布も適用でき
る。
FIG. 2 shows a partial cross-sectional view and an external view of a support 2 made of ceramic fibers constituting the high-frequency absorber 1 and the catalyst 5 shown in FIG. In FIG. 1A, reference numeral 7 denotes a ceramic fiber, and the support 2 is constituted by a twisted yarn obtained by bundling a plurality of ceramic fibers 7. FIGS. 7B and 7C show a structure in which the support 2 is made of a non-woven fabric obtained by weaving the twisted yarn shown in FIG. FIGS. 7B and 7C show examples of plain weave, but various weaves such as satin weave, leno weave, blade, rope, and tape are possible. Further, the support 2 is not limited to the woven fabric, but may be a nonwoven fabric such as paper or mat.

【0019】上記の高周波吸収層、担体層は任意の形に
構成されたセラミック繊維からなる支持体2に形成され
るのが望ましいが、支持体2を構成する各々のセラミッ
ク繊維7またはセラミック繊維7よりなる撚糸に予め形
成することも可能である。なお、支持体2と高周波吸収
層を構成する高周波吸収材料3および担体層を構成する
セラミック微粒子6は無機質バインダで接着され、触媒
4は前記無機質バインダによる接着もしくは触媒溶液の
浸漬・乾燥処理により担持される。
The high-frequency absorption layer and the carrier layer are desirably formed on a support 2 made of ceramic fibers formed in an arbitrary shape, but each of the ceramic fibers 7 or ceramic fibers 7 forming the support 2 is preferably formed. It is also possible to form in advance a twisted yarn composed of: The support 2, the high-frequency absorbing material 3 forming the high-frequency absorbing layer, and the ceramic fine particles 6 forming the carrier layer are bonded with an inorganic binder, and the catalyst 4 is supported by bonding with the inorganic binder or immersion and drying of the catalyst solution. Is done.

【0020】セラミック繊維7は耐熱性に優れたセラミ
ック材料が望ましく、特にアルミナ、シリカ、ジルコニ
アの少なくとも1種を主成分とする材質が適用される。
The ceramic fiber 7 is desirably a ceramic material having excellent heat resistance. In particular, a material mainly containing at least one of alumina, silica and zirconia is used.

【0021】高周波吸収特性に優れた高周波吸収材料3
としては半導体材料が挙げられ、特に亜鉛、銅、マンガ
ン、コバルト、鉄、スズ、チタン、ケイ素を主成分とす
る酸化物、炭化物、前記金属を含むペロブスカイト型複
合酸化物などの複合酸化物の少なくとも1種からなるも
のが適用される。上記半導体材料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、上記
半導体材料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。特に高周波吸収材料と
して炭化ケイ素を適用することにより、より優れた高周
波エネルギの吸収・発熱特性と排気ガス雰囲気下での耐
熱性、化学的安定性を実現することができる。
High frequency absorbing material 3 excellent in high frequency absorbing characteristics
As a semiconductor material, zinc, copper, manganese, cobalt, iron, tin, titanium, oxides containing silicon as a main component, carbides, at least a complex oxide such as a perovskite-type complex oxide containing the metal One type is applied. It is not clear why the semiconductor material is excellent in absorbing and generating heat of high-frequency energy, but it is considered that the semiconductor material has conductive and dielectric properties suitable for absorbing high-frequency energy. In particular, by applying silicon carbide as the high-frequency absorbing material, more excellent high-frequency energy absorption / heating characteristics, heat resistance in an exhaust gas atmosphere, and chemical stability can be realized.

【0022】担体層を構成するセラミック微粒子6とし
ては担持される触媒4の分散性を向上させ、触媒活性を
高くするために形成されるもの(比表面積の拡大)であ
り、耐熱性に優れたシリカ、アルミナ、ジルコニア、セ
リアの少なくとも1種を主成分とするこのが適用され
る。
The ceramic fine particles 6 constituting the carrier layer are formed to improve the dispersibility of the supported catalyst 4 and increase the catalytic activity (enlargement of the specific surface area), and have excellent heat resistance. This applies to at least one of silica, alumina, zirconia, and ceria.

【0023】有害物質を分解する触媒4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。
The catalyst 4 for decomposing harmful substances is platinum,
Palladium, noble metals of rhodium, copper, manganese, oxides of cobalt, perovskite-type composite oxides,
At least one of these applies.

【0024】また無機質バインダ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。
The inorganic binder is not particularly limited, but is preferably a colloidal particle of alumina, silica, zirconia or the like having excellent heat resistance and adhesiveness.

【0025】高周波吸収体1は次のようにして製造され
る。高周波吸収材料3に無機質バインダと溶媒(通常は
水)からなるスラリーを作製し、このスラリーにセラミ
ック繊維からなる支持体2を浸漬するか、もしくは前記
スラリーをセラミック繊維からなる支持体2に刷毛塗り
やスプレーなどの方法により塗布し、高周波吸収材料3
と無機質バインダを付着させて高周波吸収層を形成した
後、乾燥もしくは焼成する。次に金属からなる触媒4も
しくは触媒4を含む金属化合物を分散(または溶解)さ
せた触媒溶液を作製し、この触媒溶液中に上記の高周波
吸収層を形成したセラミック繊維からなる支持体2を浸
漬するか、もしくは前記触媒溶液をスプレーなどにより
前記高周波吸収層上に塗布した後、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高周波吸収材料3
の付着量や接着力を保持できる無機質バインダ量、浸漬
処理の際の作業などによって適宜設定される。また触媒
4は予め前述の高周波吸収材料3と無機質バインダと溶
媒とからなるスラリーに所定量を加えておき、高周波吸
収層の形成と同時に触媒4を担持してもよい。
The high frequency absorber 1 is manufactured as follows. A slurry made of an inorganic binder and a solvent (usually water) is prepared in the high frequency absorbing material 3 and the support 2 made of ceramic fibers is immersed in the slurry, or the slurry is brush-coated on the support 2 made of ceramic fibers. High-frequency absorbing material 3
And a high-frequency absorption layer formed by adhering an inorganic binder to the mixture, followed by drying or firing. Next, a catalyst solution in which the metal catalyst 4 or a metal compound containing the catalyst 4 is dispersed (or dissolved) is prepared, and the support 2 made of the ceramic fiber on which the high-frequency absorption layer is formed is immersed in the catalyst solution. Alternatively, the catalyst solution is applied on the high frequency absorption layer by spraying or the like, and then dried or fired. The composition of the slurry is the required high frequency absorbing material 3
The amount is appropriately set according to the amount of the inorganic binder capable of maintaining the adhesion amount and the adhesive strength of the resin, the operation at the time of the immersion treatment, and the like. Alternatively, the catalyst 4 may be prepared by adding a predetermined amount to the slurry composed of the high-frequency absorbing material 3, the inorganic binder and the solvent in advance, and supporting the catalyst 4 simultaneously with the formation of the high-frequency absorbing layer.

【0026】一方触媒体5は次のようにして製造され
る。シリカ、アルミナなどのセラミック微粒子6と無機
質バインダと溶媒(通常は水)とからなるスラリーを作
製し、このスラリーにセラミック繊維からなる支持体2
を浸漬するか、もしくは前記スラリーをセラミック繊維
からなる支持体2に刷毛塗りやスプレーなどの方法によ
り塗布しセラミック微粒子6からなる担体層を形成した
後、乾燥もしくは焼成する。次に金属からなる触媒4、
もしくは触媒4を含む金属化合物を分散(または溶解)
させた触媒溶液を作製し、この触媒溶液中に上記の担体
層を形成したセラミック繊維からなる支持体2を浸漬す
るか、もしくは前記触媒溶液をスプレーなどにより担体
層上に塗布した後、乾燥もしくは焼成する。また触媒4
は予め前述のセラミック微粒子6と無機質バインダと溶
媒とからなるスラリーに所定量を加えておき、担体層の
形成と同時に触媒4を担持してもよい。
On the other hand, the catalyst body 5 is manufactured as follows. A slurry comprising ceramic fine particles 6 such as silica or alumina, an inorganic binder and a solvent (usually water) is prepared, and the slurry is mixed with a support 2 made of ceramic fibers.
Or by applying the slurry to a support 2 made of ceramic fibers by brushing or spraying to form a carrier layer made of ceramic fine particles 6, and then drying or firing. Next, a metal catalyst 4,
Alternatively, the metal compound containing the catalyst 4 is dispersed (or dissolved).
After preparing the catalyst solution, the support 2 made of ceramic fibers having the carrier layer formed thereon is immersed in the catalyst solution, or the catalyst solution is applied on the carrier layer by spraying or the like, and then dried or dried. Bake. Catalyst 4
Alternatively, a predetermined amount may be previously added to a slurry composed of the above-mentioned ceramic fine particles 6, an inorganic binder, and a solvent, and the catalyst 4 may be supported simultaneously with the formation of the carrier layer.

【0027】なお、触媒4が金属酸化物である場合、触
媒の担持は次のように行われる。触媒4と無機質バイン
ダと溶媒からなるスラリーを作製し、このスラリーにセ
ラミック繊維からなる支持体2を浸漬するか、もしくは
刷毛塗りやスプレーにより塗布した後、乾燥もしくは焼
成する。
When the catalyst 4 is a metal oxide, the loading of the catalyst is carried out as follows. A slurry made of the catalyst 4, the inorganic binder and the solvent is prepared, and the support 2 made of ceramic fibers is immersed in the slurry or applied by brushing or spraying, and then dried or fired.

【0028】次に本発明の触媒機能を有する高周波発熱
体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。
Next, the function and effect of the high-frequency heating element having a catalytic function of the present invention will be described using an exhaust gas purifying apparatus as an example.

【0029】図3は本発明の高周波吸収体1と触媒体5
で構成される触媒機能を有する高周波発熱体8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
を示すものである。同図において、9は内燃機関の排気
ガスを排出する排気管、10は排気管の途中に設けられ
た加熱室であり、本発明の触媒機能を有する高周波発熱
体8は排気ガスの流体が高周波吸収体1を通過した後、
触媒体5を通過するようにしている。11は加熱室10
に収納される触媒機能を有する高周波発熱体8を支持す
るための支持部材であり、この支持部材11は前記触媒
機能を有する高周波発熱体8の外周と加熱室10の内壁
との間の断熱機能も兼ねている。12は加熱室10に給
電する高周波エネルギを発生させる高周波発振器13は
高周波発振器12から発生した高周波エネルギを加熱室
10に伝送する導波管である。14、15は加熱室10
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。
FIG. 3 shows the high-frequency absorber 1 and the catalyst 5 of the present invention.
1 shows an example of an apparatus for purifying exhaust gas discharged from an automobile provided with a high-frequency heating element 8 having a catalytic function constituted by the following. In the figure, an exhaust pipe for discharging exhaust gas of an internal combustion engine 9, 10 is a heating chamber provided in the middle of the exhaust pipe, the high frequency heating member 8 having a catalytic function of the present invention the fluid is a high frequency of the exhaust gas After passing through absorber 1,
It passes through the catalyst body 5 . 11 is a heating room 10
Is a support member for supporting the high-frequency heating element 8 having a catalytic function, which is accommodated in the housing. The supporting member 11 has a heat insulating function between the outer periphery of the high-frequency heating element 8 having the catalytic function and the inner wall of the heating chamber 10. Doubles as well. Reference numeral 12 denotes a high-frequency oscillator for generating high-frequency energy to be supplied to the heating chamber 10, and a high-frequency oscillator 13 for transmitting high-frequency energy generated from the high-frequency oscillator 12 to the heating chamber 10. 14 and 15 are heating chambers 10
This is a high-frequency shielding means that is limited to a metal plate having a large number of punched holes or a metal honeycomb structure having a large number of through holes.

【0030】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9を通り、触媒機能を有する
高周波発熱体8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12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13を伝送して加
熱室10に給電されると、高周波吸収体1(実際には支
持体2に形成されている高周波吸収層を構成している高
周波吸収材料3)によって吸収され、熱に変換される。
同時に加熱された高周波吸収体1を通過する排気ガスの
流れによって隣接して配置されている触媒体5が加熱さ
れる。高周波吸収体および触媒体5に担持されている
触媒4が触媒として機能する温度に到達すると、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9より大気に排出される。
When the engine of a gasoline-powered vehicle starts, exhaust gas containing harmful substances such as carbon monoxide and hydrocarbons discharged from the engine flows through an exhaust pipe 9 into a high-frequency heating element 8 having a catalytic function. On the other hand, at the same time as or immediately before the start of the engine, the high-frequency oscillator 12 generates high-frequency energy according to a command from a control unit (not shown). When this high-frequency energy is transmitted to the heating chamber 10 through the waveguide 13, the high-frequency absorber 1 (actually, the high-frequency absorbing material 3 constituting the high-frequency absorbing layer formed on the support 2) Is absorbed and converted to heat.
The exhaust gas passing through the high-frequency absorber 1 heated at the same time
Catalyst 5 is disposed adjacent the flow is heated pressurized. When the high frequency absorber 1 and the catalyst 4 carried on the catalyst 5 has reached a temperature that serves as a catalyst, oxygen and reaction of carbon monoxide and hydrocarbons are harmful substances in the exhaust gas in the exhaust gas is decomposed into water vapor and carbon dioxide is harmless to. The harmless exhaust gas passes through the muffler and is exhausted to the atmosphere through the exhaust pipe 9.

【0031】排気ガスはイオウ化合物を含んでおりこの
イオウ化合物と触媒が反応すると次第に触媒活性が低下
(被毒)する。本発明では排ガスが高周波吸収体1を通
過した後、触媒体5を通過するようにしているのでイオ
ウ化合物は高周波吸収体1に付着する。したがって、触
媒体5へのイオウ化合物の付着が抑制され、被毒による
触媒の劣化を防止することができ、触媒としての寿命を
向上させることができる。
The exhaust gas contains a sulfur compound.
Catalytic activity gradually decreases as sulfur compound reacts with catalyst
(Poisoned). In the present invention, the exhaust gas passes through the high-frequency absorber 1 .
After passing through the catalyst body 5,
The compound adheres to the high frequency absorber 1. Therefore, touch
The adhesion of the sulfur compound to the medium 5 is suppressed , and the catalyst can be prevented from being deteriorated due to poisoning.
Can be improved.

【0032】 (実施例1) セラミック繊維からなる支持体2として直径15μmの
シリカの連続繊維(セラミック繊維)を1000本集束
した撚糸を縦糸、横糸ともに10本(撚糸)/inchの打
ち込み数で平織された織布(直径90mm)と、高周波
吸収層を構成する高周波吸収材料3として炭化ケイ素ウ
ィスカーと、有害物質を分解する触媒4として白金を用
い、高周波吸収体1を作製した。また、支持体2として
上記と同じ織布と、担体層を構成するセラミック微粒子
6としてアルミナと、有害物質を分解する触媒4として
白金を用い、触媒体5を作製した。なお、無機質バイン
ダとしてアルミナゾルを用いた。上記の高周波吸収体1
を5枚、触媒体5を5枚それぞれ重ね合わせて、排気ガ
スが高周波吸収体1を通過した後、触媒体5を通過する
ように触媒機能を有する高周波発熱体8を構成し、図
に示す排気ガス浄化装置(高周波消費電力1.5kW)
の加熱室10に収納し、排気ガス量約300l/mi
n、排気ガス温度300〜350℃となるようにエンジ
ン(排気量2000cc)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80%の浄化率が得られた。
Example 1 Twisted yarn obtained by bundling 1000 continuous fibers of silica (ceramic fiber) having a diameter of 15 μm as a support 2 made of ceramic fiber was plain-woven at a driving number of 10 (twisted yarn) / inch for both warp and weft yarns. A high frequency absorber 1 was produced using the woven fabric (diameter 90 mm), silicon carbide whiskers as the high frequency absorbing material 3 constituting the high frequency absorbing layer, and platinum as the catalyst 4 for decomposing harmful substances. Further, a catalyst body 5 was prepared using the same woven fabric as the support 2, alumina as the ceramic fine particles 6 constituting the carrier layer, and platinum as the catalyst 4 for decomposing harmful substances. Note that alumina sol was used as the inorganic binder. Above high frequency absorber 1
And the catalyst body 5 are superimposed on each other, and the exhaust gas
Passes through the high frequency absorber 1 and then through the catalyst 5
The high-frequency heating element 8 having a catalytic function is configured as shown in FIG.
Exhaust gas purification device (high frequency power consumption 1.5kW)
In a heating chamber 10 with an exhaust gas amount of about 300 l / mi
n, an engine (displacement: 2000 cc) was operated at an exhaust gas temperature of 300 to 350 ° C., and the purification performance of hydrocarbons by a hydrocarbon analyzer was evaluated. was gotten.

【0033】また、触媒4として白金の代わりにロジウ
ム、パラジウムの貴金属および銅、マンガン、鉄、コバ
ルトの金属酸化物を用いたところ、高周波給電30秒後
で45〜80%の浄化率がえられた。
When noble metals such as rhodium and palladium and metal oxides of copper, manganese, iron and cobalt were used as the catalyst 4 in place of platinum, a purification rate of 45 to 80% was obtained after 30 seconds of high frequency power supply. Was.

【0034】 (実施例2) セラミック繊維からなる支持体2として直径12μmの
アルミナの連続繊維(セラミック繊維)を1000本集
束した撚糸を縦糸、横糸ともに10本(撚糸)/inchの
打ち込み数で平織された織布(直径90mm)と、高周
波吸収層を構成する高周波吸収材料3として酸化亜鉛ウ
ィスカーと、有害物質を分解する触媒4として白金を用
い、高周波吸収体1を作製した。また支持体2として上
記と同じ織布と、担体層を構成するセラミック微粒子6
としてジルコニアと、有害物質を分解する触媒4として
白金を用い、触媒体5を作製した。なお、無機質バイン
ダとしてアルミナゾルを用いた。上記の高周波吸収体1
を5枚、触媒体5を5枚それぞれ重ね合わせて、排気ガ
スが高周波吸収体1を通過した後、触媒体5を通過する
ように触媒機能を有する高周波発熱体8を構成し、図
に示す排気ガス浄化装置(高周波消費電力1.5kW)
の加熱室10に収納し、排気ガス量約300l/mi
n、排気ガス温度300〜350℃となるようにエンジ
ン(排気量2000cc)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75%の浄化率が得られた。
Example 2 Twisted yarn obtained by bundling 1000 continuous fibers of alumina (ceramic fiber) having a diameter of 12 μm as a support 2 made of ceramic fiber was plain-woven at a driving number of 10 (twisted yarn) / inch for both warp and weft yarns. A high-frequency absorber 1 was manufactured using the woven fabric (diameter 90 mm), zinc oxide whiskers as a high-frequency absorbing material 3 constituting a high-frequency absorbing layer, and platinum as a catalyst 4 for decomposing harmful substances. Further, the same woven fabric as above and the ceramic fine particles 6 constituting the carrier layer are used as the support 2.
Of zirconia and platinum as a catalyst 4 for decomposing harmful substances, a catalyst 5 was prepared. Note that alumina sol was used as the inorganic binder. Above high frequency absorber 1
And the catalyst body 5 are superimposed on each other, and the exhaust gas
Passes through the high frequency absorber 1 and then through the catalyst 5
The high-frequency heating element 8 having a catalytic function is configured as shown in FIG.
Exhaust gas purification device (high frequency power consumption 1.5kW)
In a heating chamber 10 with an exhaust gas amount of about 300 l / mi
n, an engine (displacement: 2000 cc) was operated so that the exhaust gas temperature became 300 to 350 ° C., and the purification performance of hydrocarbons by a hydrocarbon analyzer was evaluated. was gotten.

【0035】また、前記高周波吸収層を構成する高周波
吸収材料3として酸化亜鉛ウィスカーの代わりに銅、マ
ンガン、コバルト、チタン、スズ、鉄の各酸化物、それ
らの混合物、それらの金属を1種以上含む複合酸化物、
チタン−ケイ素−炭素−酸素の化合物を用いたところ、
高周波給電30秒後で60〜75%の浄化率が得られ
た。
As the high-frequency absorbing material 3 constituting the high-frequency absorbing layer, oxides of copper, manganese, cobalt, titanium, tin and iron, mixtures thereof, and one or more of these metals are used instead of zinc oxide whiskers. Including complex oxides,
When using a compound of titanium-silicon-carbon-oxygen,
After 30 seconds of high-frequency power supply, a purification rate of 60 to 75% was obtained.

【0036】また、前記担体層を構成するセラミック微
粒子6としてジルコニアの代わりにシリカ、セリアを用
いたところ、高周波給電30秒後で65〜75%の浄化
率が得られた。
When silica or ceria was used instead of zirconia as the ceramic fine particles 6 constituting the carrier layer, a purification rate of 65 to 75% was obtained after 30 seconds of high frequency power supply.

【0037】一方実施例2において高周波エネルギを給
電しない場合、30秒後の浄化率は約5%であった。ま
た高周波吸収体1として触媒4を担持しないものは触媒
4を担持したものに比べ、30秒後の浄化率は約5〜1
0%低い結果を得た。
On the other hand, when no high-frequency energy was supplied in Example 2, the purification rate after 30 seconds was about 5%. The high-frequency absorber 1 not supporting the catalyst 4 has a purification rate of about 5 to 1 after 30 seconds as compared with the catalyst supporting the high-frequency absorber 1.
0% lower results were obtained.

【0038】以上のように、本発明の触媒機能を有する
高周波発熱体8を排気ガス浄化装置に適用することによ
り優れた浄化性能を得ることができる。これは高周波吸
収体1および触媒体5の骨格となる支持体2がセラミッ
ク繊維7から構成されるので従来のコーディエライト担
体からなる触媒体に比べ軽量となり、熱容量1/3以
程度にすることができる。さらに高周波吸収体1と触
媒体5は別体としているので、高周波エネルギで加熱す
る高周波吸収体1が小型、軽量となり、より短時間で高
周波吸収体1を高温に加熱することができ、その熱エネ
ルギを排気ガスの流れを利用して触媒体5に効率よく伝
達できる。さらに、触媒体5も前述のごとく、熱容量が
小さいので触媒として機能する温度に短時間で昇温させ
ることができる。
As described above, by applying the high-frequency heating element 8 having a catalytic function of the present invention to an exhaust gas purifying apparatus, excellent purifying performance can be obtained. This is because the high-frequency absorber 1 and the support 2 serving as the skeleton of the catalyst 5 are made of ceramic fibers 7, so that the weight is lower than that of the conventional catalyst made of cordierite carrier , and the heat capacity is reduced to about 1/3 or less . be able to. Further contact with high frequency absorber 1
Since the medium 5 is separate, it is heated with high-frequency energy.
High frequency absorber 1 becomes smaller and lighter,
The frequency absorber 1 can be heated to a high temperature,
The lugi is efficiently transmitted to the catalyst 5 using the flow of exhaust gas.
Can be reached. Further, as described above, the heat capacity of the catalyst body 5 is also low.
Since it is small, raise the temperature to a temperature that functions as a catalyst in a short time.
Can be

【0039】また高周波吸収体1に触媒4を担持するこ
とにより炭化水素の浄化率を向上させることができる。
これは高周波吸収材料3からなる高周波吸収層に触媒4
が担持されているので高周波吸収体1においても触媒機
能を有すること、高周波吸収層に担持されている触媒4
が高周波エネルギによって直接的に加熱されるので触媒
として機能する温度により速く昇温させることができる
ためである。
Further, by supporting the catalyst 4 on the high frequency absorber 1, the purification rate of hydrocarbons can be improved.
This is because the high-frequency absorbing layer made of the high-frequency absorbing material 3
, The high-frequency absorber 1 also has a catalytic function, and the catalyst 4
Is heated directly by the high-frequency energy, so that the temperature can be raised more quickly to the temperature that functions as a catalyst.

【0040】上述の実施例では本発明の触媒機能を有す
る高周波発熱体8は高周波吸収体1および触媒体5をそ
れぞれ5枚積層しているが、それぞれの積層する枚数は
特に限定されるものではなく、高周波発熱体として必要
とされる圧力損失、熱容量、触媒性能によって最適な状
態に適宜設計されるものである。
In the above-described embodiment, the high-frequency heating element 8 having the catalytic function of the present invention has the high-frequency absorber 1 and the catalyst 5 stacked five each, but the number of stacked layers is not particularly limited. Instead, it is appropriately designed in an optimal state according to the pressure loss, heat capacity, and catalyst performance required for the high-frequency heating element.

【0041】また実施例では排気ガスの通路は織布の縦
糸と横糸で構成される格子を利用しているが、この構成
に限定されるものではなく、織布をスパイラル状に巻
き、織布と織布の隙間で排気ガスの通路を構成してもよ
い。
In the embodiment, the exhaust gas passage uses a lattice formed of warp and weft yarns of a woven fabric. However, the present invention is not limited to this structure. The exhaust gas passage may be formed by a gap between the woven fabric and the woven fabric.

【0042】また実施例では支持体2として織布を用い
ているが、前記織布に限定されるものではなく、セラミ
ック繊維7または複数のセラミック繊維7を集束した撚
糸から構成されるペーパーやマットなどの不織布も支持
体2として適用される。
Although a woven fabric is used as the support 2 in the embodiment, the present invention is not limited to the woven fabric, but may be a paper or mat made of ceramic fibers 7 or a twisted yarn obtained by bundling a plurality of ceramic fibers 7. Nonwoven fabric such as is also used as the support 2.

【0043】一方、図4は本発明の他の実施例である触
媒機能を有する高周波発熱体を構成する高周波吸収体の
一部断面図である。16は高周波吸収体を示し、この高
周波吸収体16は複数の高周波吸収繊維17からなる支
持体18と支持体18に担持された触媒4とから構成さ
れる。この支持体18は図2で説明したセラミック繊維
からなる支持体2と同様な構成、製造方法によって得る
ことができる。すなわち、複数の高周波吸収繊維17を
集束して撚糸を構成し、第2図(b)、(c)に示すよ
うに前記撚糸を織布状に織り上げて、高周波吸収体16
が造られる。この高周波吸収体16においてもセラミッ
ク繊維からなる支持体2と同様に平織、朱子織、からみ
織、ブレード、ロープ、テープなど各種の織り方が可能
である。また上記織布ではなくペーパーやマットなどの
不織布が適用できる。前述の高周波吸収体1と異なる点
は高周波吸収繊維17が高周波を吸収することができる
ので高周波吸収層を形成する高周波吸収材料3を必要と
しないことである。
FIG. 4 is a partial sectional view of a high-frequency absorber constituting a high-frequency heating element having a catalytic function according to another embodiment of the present invention. Reference numeral 16 denotes a high-frequency absorber. The high-frequency absorber 16 includes a support 18 made of a plurality of high-frequency absorbing fibers 17 and the catalyst 4 supported on the support 18. The support 18 can be obtained by the same configuration and manufacturing method as the support 2 made of the ceramic fiber described with reference to FIG. That is, a plurality of high-frequency absorbing fibers 17 are bundled to form a twisted yarn, and the twisted yarn is woven into a woven cloth as shown in FIGS.
Is built. As with the support 2 made of ceramic fiber, various weaving methods such as plain weave, satin weave, leno weave, blade, rope, and tape are possible for the high frequency absorber 16 as well. Further, non-woven fabric such as paper and mat can be applied instead of the above-mentioned woven fabric. The difference from the above-described high-frequency absorber 1 is that the high-frequency absorbing fiber 17 can absorb high frequency, and thus does not require the high-frequency absorbing material 3 forming the high-frequency absorbing layer.

【0044】なお、高周波吸収体16は前述の高周波吸
収体1と同様に触媒体5との組み合せで用いられる。
なわち、排気ガスが高周波吸収体16を通過した後、触
媒体5を通過するように高周波発熱体を構成している。
The high frequency absorber 16 is used in combination with the catalyst 5 in the same manner as the high frequency absorber 1 described above. You
That is, after the exhaust gas passes through the high-frequency absorber 16,
The high-frequency heating element is configured to pass through the medium 5.

【0045】高周波吸収体16を構成する高周波吸収繊
維17の材料は前述の高周波吸収層4と同じものが適用
される。特に高周波吸収特性、連続繊維としての加工性
に優れている炭化ケイ素、チタン−ケイ素−炭素−酸素
の化合物がよい。
The material of the high-frequency absorbing fiber 17 constituting the high-frequency absorbing body 16 is the same as that of the high-frequency absorbing layer 4 described above. Particularly, compounds of silicon carbide and titanium-silicon-carbon-oxygen which are excellent in high-frequency absorption characteristics and processability as continuous fibers are preferable.

【0046】 (実施例3) 高周波吸収繊維からなる支持体18として直径10μm
の炭化ケイ素の連続繊維を800本集束した撚糸を縦
糸、横糸ともに10本(撚糸)/inchの打ち込み数で平
織された織布(直径90mm)と、有害物質を分解する
触媒4として白金を用い、高周波吸収体16を作製し
た。また、触媒体5としては実施例1と同じものを用い
た。上記高周波吸収体16を5枚、上記触媒体5を5枚
それぞれ重ね合わせて、排気ガスが高周波吸収体1を通
過した後、触媒体5を通過するように触媒機能を有する
高周波発熱体8を構成し、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10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2000cc)
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75%の浄化
率が得られた。
Example 3 A support 18 made of high-frequency absorbing fiber has a diameter of 10 μm.
A woven fabric (diameter 90 mm) obtained by bundling 800 twisted continuous fibers of silicon carbide into a warp yarn and a weft yarn with a driving number of 10 (twist yarn) / inch, and platinum as a catalyst 4 for decomposing harmful substances. The high frequency absorber 16 was produced. The same catalyst body 5 as in Example 1 was used. The five high-frequency absorbers 16 and the five catalyst bodies 5 are superimposed on each other, and the exhaust gas passes through the high-frequency absorber 1.
After passing through, the high-frequency heating element 8 having a catalytic function is constituted so as to pass through the catalyst element 5 and housed in the heating chamber 10 of the exhaust gas purifying apparatus (high-frequency power consumption 1.5 kW) shown in FIG.
Exhaust gas amount about 300l / min, exhaust gas temperature 300 ~
Engine (displacement 2000cc) to reach 350 ° C
Was operated, and the purification performance of hydrocarbons by the hydrocarbon analyzer was evaluated. As a result, a purification rate of about 75% was obtained 30 seconds after the high-frequency power supply.

【0047】また、高周波吸収繊維17として炭化ケイ
素の連続繊維の代わりにチタン−ケイ素−炭素−酸素の
化合物からなる連続繊維を用いたところ、高周波給電3
0秒後で約70%の浄化率が得られた。
When a continuous fiber made of a titanium-silicon-carbon-oxygen compound was used as the high-frequency absorbing fiber 17 instead of the silicon carbide continuous fiber,
After 0 seconds, a purification rate of about 70% was obtained.

【0048】上述のように、高周波吸収体16として高
周波吸収繊維を用いても優れた浄化性能を得ることがで
きる。これは実施例1、2と同様に高周波吸収体16と
して高周波吸収繊維17を用いることにより熱容量を小
さくすることができるので急速加熱が可能となるととも
にその熱を触媒体5へ効率よく伝達でき、触媒として機
能する温度により速く昇温させることができること、高
周波吸収体16にも触媒4を担持しているので触媒とし
て機能する温度により速く昇温させることができるため
である。
As described above, even if high-frequency absorbing fibers are used as the high-frequency absorber 16, excellent purification performance can be obtained. Since the heat capacity can be reduced by using the high-frequency absorbing fiber 17 as the high-frequency absorber 16 as in the first and second embodiments, rapid heating becomes possible and the heat can be efficiently transmitted to the catalyst 5. This is because the temperature can be raised more quickly at the temperature that functions as a catalyst, and because the high-frequency absorber 16 also carries the catalyst 4, the temperature can be raised more quickly at the temperature that functions as a catalyst.

【0049】本発明の触媒機能を有する高周波発熱体8
をお構成する高周波吸収体1あるいは16と触媒体5は
上記実施例のように複数枚用いる場合、例えば各々を1
枚ずつあるいは2枚ずつ交互に配置してもよく、実施例
に限定されるものではない。
The high-frequency heating element 8 having a catalytic function of the present invention 8
When a plurality of high-frequency absorbers 1 or 16 and catalysts 5 are used as in the above embodiment, for example,
They may be arranged alternately one by one or two by two, and are not limited to the embodiments.

【0050】なお、本発明の触媒機能を有する高周波発
熱体8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。
The high-frequency heating element 8 having a catalytic function of the present invention can also be used as a means for decomposing oily smoke and odor discharged from a cooker such as an oven microwave oven.

【0051】[0051]

【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。
As described above, according to the high-frequency heating element having a catalytic function of the present invention, the following effects can be obtained.

【0052】(1)別体の高周波吸収体と触媒体から構
成される高周波発熱体は排気ガス等の流体が高周波吸収
体を通過した後、触媒体を通過するようにしているの
で、触媒体は排気ガス中に含まれるイオウなどの付着が
抑制され、被毒による触媒の劣化を防止することがで
触媒寿命を向上させることができる。
(1) It is composed of a separate high-frequency absorber and a catalyst.
The high-frequency heating element formed absorbs high-frequency fluid such as exhaust gas
After passing through the body, it passes through the catalyst body
In the catalyst body is inhibited adhesion such as sulfur contained in the exhaust gas, it is possible to prevent the deterioration of the catalyst due to poisoning, thereby improving the catalyst life.

【0053】(2)高周波吸収体および触媒体が軽量で
あるセラミック繊維あるいは高周波吸収繊維からなる支
持体で構成されるので従来のコーディエライト担体から
なる触媒体に比べて熱容量を1/3以下とすることがで
きる。さらに高周波吸収体1と触媒体は別体としている
ので、高周波エネルギで加熱する高周波吸収体が小型、
軽量となり、より短時間で高周波吸収体を高温に加熱す
ることができ、その熱エネルギを排気ガスの流れを利用
して触媒体に効率よく伝達できる。さらに、触媒体も前
述のごとく、熱容量が小さいので触媒として機能する温
度に短時間で昇温させることができ、優れた排気ガスの
浄化性能を得ることができる。
(2) Since the high-frequency absorber and the catalyst are composed of a lightweight support made of ceramic fiber or high-frequency absorption fiber , the heat capacity is 1/3 or less of that of a conventional catalyst made of cordierite carrier. It can be. Further, the high frequency absorber 1 and the catalyst body are separate bodies.
Therefore, the high frequency absorber heated by high frequency energy is small,
Lightweight, heats high frequency absorber to high temperature in shorter time
And the heat energy can be used for the exhaust gas flow
And can be efficiently transmitted to the catalyst body. In addition, the catalyst body
As described above, since the heat capacity is small, the temperature can be raised to a temperature that functions as a catalyst in a short time, and excellent purification performance of exhaust gas can be obtained.

【0054】(3)高周波吸収体にも触媒が担持されて
いるので、高周波吸収体においても触媒反応を起こさせ
ることができ、排気ガスの浄化性能をさらに向上させる
ことができる。
(3) Since the catalyst is also supported on the high-frequency absorber, a catalytic reaction occurs in the high-frequency absorber as well.
And the purification performance of the exhaust gas can be further improved.

【0055】(4)触媒体を構成するセラミック繊維か
らなる支持体に担体層を形成することにより比表面積を
大きくすることができるので触媒活性が高くなり、より
低温から触媒反応を起させることができる。したがって
触媒として機能する時間をさらに短縮することができ、
優れた排気ガスの浄化性能を得ることができる。
(4) Since the specific surface area can be increased by forming the carrier layer on the support made of ceramic fibers constituting the catalyst body, the catalytic activity is increased, and the catalytic reaction can be started from a lower temperature. it can. Therefore, the time for functioning as a catalyst can be further reduced,
Excellent exhaust gas purification performance can be obtained.

【0056】[0056]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例における高周波発熱体の一部
断面図
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a high-frequency heating element according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の高周波発熱体を構成する支持体の一部
断面図と外観図
FIG. 2 is a partial cross-sectional view and an external view of a support constituting the high-frequency heating element of the present invention.

【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
FIG. 3 is a configuration diagram of an exhaust gas purifying apparatus using the high-frequency heating element of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例における高周波吸収体の一
部断面図
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a high-frequency absorber according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高周波吸収体 2 セラミック繊維からなる支持体 3 高周波吸収材料 4 触媒 5 触媒体 6 セラミック微粒子 7 セラミック繊維 8 触媒機能を有する高周波発熱体 16 高周波吸収体 17 高周波吸収繊維 18 高周波吸収繊維からなる支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency absorber 2 Support made of ceramic fiber 3 High frequency absorbing material 4 Catalyst 5 Catalyst 6 Ceramic fine particles 7 Ceramic fiber 8 High frequency heating element having a catalytic function 16 High frequency absorber 17 High frequency absorbing fiber 18 Support made of high frequency absorbing fiber

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のセラミック繊維からなる支持体に高
周波エネルギを吸収し発熱する高周波吸収材料からなる
高周波吸収層を形成するとともに前記高周波吸収層に触
媒を担持してなる高周波吸収体と、複数のセラミック繊
維からなる支持体にセラミック微粒子からなる担体層を
形成するとともに前記担体層に触媒を担持してなる触媒
体との2つの別体の構造体から構成され、排気ガス等の
流体が前記高周波吸収体を通過した後、前記触媒体を通
過するようにした触媒機能を有する高周波発熱。
1. A high-frequency absorber formed of a high-frequency absorbing material that absorbs high-frequency energy and generates heat on a support made of a plurality of ceramic fibers and carries a catalyst on the high-frequency absorbing layer. A carrier layer made of ceramic fine particles is formed on a support made of ceramic fibers, and a catalyst body having a catalyst carried on the carrier layer is constituted by two separate structures , and the exhaust gas and the like are formed.
After the fluid passes through the high frequency absorber, it passes through the catalyst.
High-frequency heat generation with a catalytic function so as to pass.
【請求項2】高周波エネルギを吸収し発熱する複数の高
周波吸収繊維からなる支持体に触媒を担持してなる高周
波吸収体と、複数のセラミック繊維からなる支持体にセ
ラミック微粒子からなる担体層を形成するとともに前記
担体層に触媒を担持してなる触媒体との2つの別体の構
造体から構成され、排気ガス等の流体が前記高周波吸収
体を通過した後、前記触媒体を通過するようにした触媒
機能を有する高周波発熱体。
2. A high-frequency absorber formed by supporting a catalyst on a plurality of high-frequency absorbing fibers that absorb high-frequency energy and generate heat, and a carrier layer formed of ceramic fine particles on a support formed of a plurality of ceramic fibers. And a catalyst body having a catalyst supported on the carrier layer.
It consists Zotai, fluid the high frequency absorption such as an exhaust gas
A high-frequency heating element having a catalytic function so that it passes through the catalyst body after passing through the body.
【請求項3】高周波吸収体の複数のセラミック繊維から
なる支持体および触媒体の複数のセラミック繊維からな
る支持体は主成分がシリカ、アルミナ、ジルコニアの少
なくとも1種である請求項1または2記載の触媒機能を
有する高周波発熱体。
3. A support comprising a plurality of ceramic fibers of a high-frequency absorber and a plurality of ceramic fibers of a catalyst.
The high-frequency heating element having a catalytic function according to claim 1 or 2, wherein the main component of the support is at least one of silica, alumina, and zirconia.
【請求項4】高周波吸収体の高周波吸収層を構成する高
周波吸収材料および高周波吸収繊維は半導体材料である
請求項1または2記載の触媒機能を有する高周波発熱
体。
4. The high- frequency heating element having a catalytic function according to claim 1, wherein the high-frequency absorbing material and the high-frequency absorbing fiber constituting the high-frequency absorbing layer of the high- frequency absorbing body are semiconductor materials.
【請求項5】高周波吸収体の高周波吸収層を構成する高
周波吸収材料および高周波吸収繊維は亜鉛、銅、マンガ
ン、コバルト、鉄、チタン、ケイ素の少なくとも1種を
含む酸化物および炭化物である請求項1または2記載の
触媒機能を有する高周波発熱体。
5. The high- frequency absorbing material and the high-frequency absorbing fiber constituting the high-frequency absorbing layer of the high- frequency absorbing body are oxides and carbides containing at least one of zinc, copper, manganese, cobalt, iron, titanium and silicon. 3. A high-frequency heating element having a catalytic function according to 1 or 2.
【請求項6】高周波吸収体の高周波吸収層を構成する高
周波吸収材料および高周波吸収繊維は炭化ケイ素である
請求項1または2記載の触媒機能を有する高周波発熱
体。
6. The high- frequency heating element having a catalytic function according to claim 1, wherein the high-frequency absorbing material and the high-frequency absorbing fiber constituting the high-frequency absorbing layer of the high- frequency absorbing body are silicon carbide.
【請求項7】触媒体の担体層を構成するセラミック微粒
子は主成分がシリカ、アルミナ、ジルコニア、セリアの
少なくとも1種である請求項1または2記載の触媒機能
を有する高周波発熱体。
7. The high-frequency heating element having a catalytic function according to claim 1, wherein the main component of the ceramic fine particles constituting the carrier layer of the catalyst is at least one of silica, alumina, zirconia and ceria.
【請求項8】高周波吸収体および触媒体は気体が通過で
きる開口を有する織布で構成される請求項1または2記
載の触媒機能を有する高周波発熱体。
8. The high-frequency heating element having a catalytic function according to claim 1, wherein the high-frequency absorber and the catalyst are formed of a woven cloth having openings through which gas can pass.
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