JPH03181337A - 絶縁性に優れた自己発熱型触媒担体 - Google Patents
絶縁性に優れた自己発熱型触媒担体Info
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- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金よりなる発熱体に
関し、特に表面に絶縁性を有する自己発熱型触媒担体に
関する。
関し、特に表面に絶縁性を有する自己発熱型触媒担体に
関する。
（従来の技術）
最近自動車の排気ガスを完全に酸化させるための触媒反
応器、或いは、調理用機器の燃焼装置用の触媒装置とし
て、平坦な鋼板と波形な鋼板とを層状に交互に配置し、
これを円筒状に巻回してハニカム構造体としたのが使用
されている。そして、特に、調理用機器の触媒装置にお
いては、加熱する必要性のため、鋼板自体に通電して加
熱体とした自己発熱型の触媒担体もある。
応器、或いは、調理用機器の燃焼装置用の触媒装置とし
て、平坦な鋼板と波形な鋼板とを層状に交互に配置し、
これを円筒状に巻回してハニカム構造体としたのが使用
されている。そして、特に、調理用機器の触媒装置にお
いては、加熱する必要性のため、鋼板自体に通電して加
熱体とした自己発熱型の触媒担体もある。
しかし、このような自己発熱型触媒担体として使用する
鋼板は、発熱部材として使用するため、供給電力や目的
出力にあわせて一定値以上の電気抵抗値を持たせること
が必要である。そのため、一般に該鋼板を箔の形態に加
工し、ある値以上の長さのものとして使用されている。
鋼板は、発熱部材として使用するため、供給電力や目的
出力にあわせて一定値以上の電気抵抗値を持たせること
が必要である。そのため、一般に該鋼板を箔の形態に加
工し、ある値以上の長さのものとして使用されている。
他方、発熱部材をそれぞれの装置内に収納する場合、装
置内のスペース、発熱効率等から制限された空間内に発
熱部材を収納する必要がある場合が多く、抵抗値を維持
し、均一に効率よく行なわせるために、発熱部材間の絶
縁性を確立しなければならず、そのため、従来は絶縁の
ため石英やマイカ等の絶縁材が使用されていた。
置内のスペース、発熱効率等から制限された空間内に発
熱部材を収納する必要がある場合が多く、抵抗値を維持
し、均一に効率よく行なわせるために、発熱部材間の絶
縁性を確立しなければならず、そのため、従来は絶縁の
ため石英やマイカ等の絶縁材が使用されていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、発熱部材と共に絶縁材を使用する場合、
発熱部材は発熱し高温度となるため、絶縁材は耐熱性が
要求され、そのため使用可能なものは限られる。更に、
発熱部材間の絶縁性を得るため、発熱部材を絶縁材で覆
ったり、或いは、絶縁材を各接触点に配置したりする必
要が生じるが、自己発熱型触媒担体にあっては、発熱部
材は発熱以外に触媒担持を行なうため絶縁材で発熱部材
を覆うことはできず、又、担持体は、通常ハニカム構造
という複雑な形状であるため各接触点に絶縁剤を配置す
ることは極めて困難なことである。更に、絶縁材による
熱損失が大きく発熱効果の均一性を保つにも問題があっ
た。
発熱部材は発熱し高温度となるため、絶縁材は耐熱性が
要求され、そのため使用可能なものは限られる。更に、
発熱部材間の絶縁性を得るため、発熱部材を絶縁材で覆
ったり、或いは、絶縁材を各接触点に配置したりする必
要が生じるが、自己発熱型触媒担体にあっては、発熱部
材は発熱以外に触媒担持を行なうため絶縁材で発熱部材
を覆うことはできず、又、担持体は、通常ハニカム構造
という複雑な形状であるため各接触点に絶縁剤を配置す
ることは極めて困難なことである。更に、絶縁材による
熱損失が大きく発熱効果の均一性を保つにも問題があっ
た。
本発明者は、これらの問題点を解決するため種々検討し
た結果、絶縁材を使用することなく、発熱部材自体の表
面に生ずる特殊な表面酸化物の絶縁性を利用できること
を見出し、本発明を完成するに至ったもので、本発明の
目的は、表面に絶縁性を有するＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合
金よりなる自己発熱型触媒担体を提供するものである。
た結果、絶縁材を使用することなく、発熱部材自体の表
面に生ずる特殊な表面酸化物の絶縁性を利用できること
を見出し、本発明を完成するに至ったもので、本発明の
目的は、表面に絶縁性を有するＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合
金よりなる自己発熱型触媒担体を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
即ち、本発明の要旨は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系フェライ
トステンレス鋼表面にアルミナウィスカー被膜を設け、
該ステンレス鋼の平板及び波板を組合せてハニカム構造
としたことを特徴とする絶縁性に優れた自己発熱型触媒
担体である。
トステンレス鋼表面にアルミナウィスカー被膜を設け、
該ステンレス鋼の平板及び波板を組合せてハニカム構造
としたことを特徴とする絶縁性に優れた自己発熱型触媒
担体である。
即ち、本発明は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金を大気中で
表面酸化する際、その酸化速度が速く、その形状が特殊
であるアルミナウィスカーを設け、該アルミナウィスカ
ーによりＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金よりなる発熱部材間
の絶縁性を得るのである。
表面酸化する際、その酸化速度が速く、その形状が特殊
であるアルミナウィスカーを設け、該アルミナウィスカ
ーによりＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金よりなる発熱部材間
の絶縁性を得るのである。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明で使用するＦｅ−Ｃｒ−Ａα系合金の各成分割合
は、現在電熱材料として使用されているものであれば何
れでもよく、例えば、Ｃｒ： １０−３０ｗｔ％、Ａｌ
＝２．５〜８ｗｔ％、残部Ｆｅ、及び不可避的な不純物
、或いは必要に応じ、他の成分を含んでいてもよい。
は、現在電熱材料として使用されているものであれば何
れでもよく、例えば、Ｃｒ： １０−３０ｗｔ％、Ａｌ
＝２．５〜８ｗｔ％、残部Ｆｅ、及び不可避的な不純物
、或いは必要に応じ、他の成分を含んでいてもよい。
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金表面上に設けられるアルミナ
ウィスカーは、該合金を９００℃付近の大気酸化させた
際に生成する酸化物のうち、針状結晶を有する表面酸化
物である。
ウィスカーは、該合金を９００℃付近の大気酸化させた
際に生成する酸化物のうち、針状結晶を有する表面酸化
物である。
アルミナウィスカーを均一に効率よく生成させる方法に
ついては、既にいくつかの報告があるが。
ついては、既にいくつかの報告があるが。
その方法について問うものでなく、何れの方法でもよく
限定されるものではない。
限定されるものではない。
アルミナウィスカーは、アルミナであるため絶縁抵抗は
高く、又大気酸化で表面に形成されるため、複雑な形状
のものであっても、均一に表面に生成し、発熱部材間の
絶縁性を確保できる。
高く、又大気酸化で表面に形成されるため、複雑な形状
のものであっても、均一に表面に生成し、発熱部材間の
絶縁性を確保できる。
（作用）
一般に、絶縁性はその絶縁物質の絶縁抵抗がどの程度で
あるかということが問題である。ところで、アルミナウ
ィスカーは完全なアルミニウムの酸化物であるため高い
絶縁抵抗を持ち、又高温においても化学的に安定なので
、高温下でも高い絶縁抵抗値を保持し、優れた絶縁性を
有する。
あるかということが問題である。ところで、アルミナウ
ィスカーは完全なアルミニウムの酸化物であるため高い
絶縁抵抗を持ち、又高温においても化学的に安定なので
、高温下でも高い絶縁抵抗値を保持し、優れた絶縁性を
有する。
また、優れた絶縁体であるためには、どの程度の電圧ま
で耐えうることができるかという絶縁強度が問題である
。基本的にはアルミナは、絶縁強度の点で他の物質に比
べ優れるものであるが、般に絶縁破壊に至る電圧、絶縁
破壊電圧は、絶縁物の厚さによる。この点に関し、アル
ミナウィスカーは、母材表面にほぼ垂直な方向に伸びた
針状結晶であるため同じ体積あたりの他のアルミナ結晶
に比べ見かけ上の厚さが厚くなり、絶縁破＊ｆｆｉ圧は
大となる。
で耐えうることができるかという絶縁強度が問題である
。基本的にはアルミナは、絶縁強度の点で他の物質に比
べ優れるものであるが、般に絶縁破壊に至る電圧、絶縁
破壊電圧は、絶縁物の厚さによる。この点に関し、アル
ミナウィスカーは、母材表面にほぼ垂直な方向に伸びた
針状結晶であるため同じ体積あたりの他のアルミナ結晶
に比べ見かけ上の厚さが厚くなり、絶縁破＊ｆｆｉ圧は
大となる。
又、一般に、表面酸化物の厚さは、酸化の処理時間の平
方根に比例し厚くなるものであるが、アルミナウィスカ
ーも例外でなく、加えてその酸化速度が同じＦｅ−Ｃｒ
−Ａ Ｑ系合金に生成するアルミナウィスカーでない他
の表面酸化物の場合に比べて非常に速いため、同一酸化
処理時間であっても、他のアルミナ表面酸化物に比べ酸
化物層が厚くなる。
方根に比例し厚くなるものであるが、アルミナウィスカ
ーも例外でなく、加えてその酸化速度が同じＦｅ−Ｃｒ
−Ａ Ｑ系合金に生成するアルミナウィスカーでない他
の表面酸化物の場合に比べて非常に速いため、同一酸化
処理時間であっても、他のアルミナ表面酸化物に比べ酸
化物層が厚くなる。
この表面酸化物の厚さと破壊電圧との関係を第２図に示
す。第２図は、実施例１におけるアルミナウィスカーと
通常の酸化物の場合の熱処理時間と破壊電圧との関係を
示した図である。
す。第２図は、実施例１におけるアルミナウィスカーと
通常の酸化物の場合の熱処理時間と破壊電圧との関係を
示した図である。
このように、アルミナウィスカーは、その形状及び生成
速度のため、絶縁破壊電圧が高く、絶縁強度が大きい。
速度のため、絶縁破壊電圧が高く、絶縁強度が大きい。
また、アルミナウィスカーは母合金との密着性が良く、
過酷なヒートショックなどにも耐え、耐人件に優れる。
過酷なヒートショックなどにも耐え、耐人件に優れる。
本発明では、アルミナウィスカーの上記の特性を利用し
て、自己発熱型触媒担体としたのである。
て、自己発熱型触媒担体としたのである。
また、本発明において、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金表面
に設けるアルミナウィスカー被膜の厚さは、接触点にか
かる電圧即ち必要とされる絶縁破壊電圧により処理時間
を設定することによって、適宜に定めることができる。
に設けるアルミナウィスカー被膜の厚さは、接触点にか
かる電圧即ち必要とされる絶縁破壊電圧により処理時間
を設定することによって、適宜に定めることができる。
次に、実施例をもって本発明を説明する。
実施例１
まず、本発明で使用するアルミナウィスカー被膜を有す
るＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金の絶縁破壊電圧を４ＩＱ定
した。
るＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金の絶縁破壊電圧を４ＩＱ定
した。
絶縁破壊電圧の測定には、第１図の装置を用い、徐々に
試験片に電圧を加えていき、回路に導通のあった時点の
電圧を測定し、これを絶縁破壊電圧とした。
試験片に電圧を加えていき、回路に導通のあった時点の
電圧を測定し、これを絶縁破壊電圧とした。
Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａ Ｑ−フェライト系ステンレス鋼
の５０μｍの冷間圧延箔を９００℃×１分、２×ｌＯ−
″’Ｔｏｒｒ真空雰囲気で加熱し、その後９００ ’Ｃ
Ｃ気気雰囲気中酸化させ、その表面にアルミナウィスカ
ーを生成させた。９００℃大気雰囲気中での酸化処理時
間を２．４゜８、１６．３２時間とし、それぞれ絶縁破
壊の起こる電圧測定した。
の５０μｍの冷間圧延箔を９００℃×１分、２×ｌＯ−
″’Ｔｏｒｒ真空雰囲気で加熱し、その後９００ ’Ｃ
Ｃ気気雰囲気中酸化させ、その表面にアルミナウィスカ
ーを生成させた。９００℃大気雰囲気中での酸化処理時
間を２．４゜８、１６．３２時間とし、それぞれ絶縁破
壊の起こる電圧測定した。
比較例として、冷間圧延のままの状態で同様の大気雰囲
気中酸化処理を施したウィスカー未生成のものを用意し
、絶縁破壊電圧を測定した。
気中酸化処理を施したウィスカー未生成のものを用意し
、絶縁破壊電圧を測定した。
その結果を第２図に示す。第２図は、酸化処理時間と絶
縁破壊電圧との関係を示した図であって、この図よりウ
ィスカーの絶縁破壊電圧を処理１６ ｈ ｒで１００Ｖ
と高く、絶縁性に優れることがわかる。
縁破壊電圧との関係を示した図であって、この図よりウ
ィスカーの絶縁破壊電圧を処理１６ ｈ ｒで１００Ｖ
と高く、絶縁性に優れることがわかる。
実施例２
硬鋼線よりなるブラシをＡｌ丸棒に押し当ててブラシ先
端にＡｌ片をとり、これをフェライト系ステンレス箔の
表面に付着させてＡαメツキを行ない、次いで、拡散熱
処理、大気雰囲気中酸化被膜により、厚さ５０μｍのア
ルミナウィスカーを有するＡｌ含有フェライト系ステン
レス箔を作成した。アルミナウィスカーの生成に要した
大気雰囲気中での酸化処理は、９００℃Ｘ１６時間であ
った。
端にＡｌ片をとり、これをフェライト系ステンレス箔の
表面に付着させてＡαメツキを行ない、次いで、拡散熱
処理、大気雰囲気中酸化被膜により、厚さ５０μｍのア
ルミナウィスカーを有するＡｌ含有フェライト系ステン
レス箔を作成した。アルミナウィスカーの生成に要した
大気雰囲気中での酸化処理は、９００℃Ｘ１６時間であ
った。
得られたＡｌ含有フェライト系ステンレス箔を用い、平
板と波板を作り、これを組み合わせてハニカム構造体を
作成した。
板と波板を作り、これを組み合わせてハニカム構造体を
作成した。
ハニカム構造体は、第３図のように波板で導通回路を構
成し、平板を中間材として挿入する構造をもたせた。ハ
ニカム構造体寸法は、縦２０ｍｍ、横１５０ｍｍ、奥行
１０ｍｍ、セル密度４００セル八〇、初期直流抵抗値は
ＩＩ、８Ωであった。
成し、平板を中間材として挿入する構造をもたせた。ハ
ニカム構造体寸法は、縦２０ｍｍ、横１５０ｍｍ、奥行
１０ｍｍ、セル密度４００セル八〇、初期直流抵抗値は
ＩＩ、８Ωであった。
このハニカム構造体に最高１００Ｖまで通電し、発熱さ
せたところ、第４図のような良好な発熱結果を得た。又
、この時の抵抗値変化を第５図に示すが、温度上昇に伴
う抵抗値変化以外観察されず、絶縁破壊による部材間の
短絡はなかった。
せたところ、第４図のような良好な発熱結果を得た。又
、この時の抵抗値変化を第５図に示すが、温度上昇に伴
う抵抗値変化以外観察されず、絶縁破壊による部材間の
短絡はなかった。
（発明の効果）
以上のように、本発明では酸化処理で表面に形成された
アルミナウィスカーにより、絶縁材を用いることなく
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金の絶縁性を確保できるので、
限られたスペースの中に装填する自己発熱型触媒担体と
して優れているのみならず、本願発明に係る自己発熱型
触媒担体は、次のような利点を有する。
アルミナウィスカーにより、絶縁材を用いることなく
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金の絶縁性を確保できるので、
限られたスペースの中に装填する自己発熱型触媒担体と
して優れているのみならず、本願発明に係る自己発熱型
触媒担体は、次のような利点を有する。
１熱損傷がなく、発熱効果が高い
ｌｌ配置等による寸法の制限、寸法の変化がほとんどな
い ｉ１１触媒担体の絶縁性強度、即ち絶縁破壊電圧を処理
時間により任意に設定することができる。
い ｉ１１触媒担体の絶縁性強度、即ち絶縁破壊電圧を処理
時間により任意に設定することができる。
以上述べたように、本発明で使用する表面にアルミナウ
ィスカー被膜を設けたＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金よりな
る鋼板をもって、ハニカム構造とした自己発熱型の触媒
担体は特に優れる。
ィスカー被膜を設けたＦｅ−Ｃｒ−Ａ Ｑ系合金よりな
る鋼板をもって、ハニカム構造とした自己発熱型の触媒
担体は特に優れる。
第１図は本発明において使用する触媒担体表面のアルミ
ナウィスカーの絶縁抵抗値を測定するための装置、第２
図は実施例１において使用する触媒担体表面のアルミナ
ウィスカーの酸化処理時間と絶縁破壊電圧の関係を示す
図、第３図は実施例２において作成した本発明にかかる
触媒担体のハニカム構造の構成を示し、第４図は加電圧
と該ハニカム構造体の温度、第５図は該ハニカム構造体
の温度と抵抗値との関係を示す図である。 第 １ 図 第 図 酸化処理時間 （ｈ「） 第 図 第 図 加電圧 （Ｖ）
ナウィスカーの絶縁抵抗値を測定するための装置、第２
図は実施例１において使用する触媒担体表面のアルミナ
ウィスカーの酸化処理時間と絶縁破壊電圧の関係を示す
図、第３図は実施例２において作成した本発明にかかる
触媒担体のハニカム構造の構成を示し、第４図は加電圧
と該ハニカム構造体の温度、第５図は該ハニカム構造体
の温度と抵抗値との関係を示す図である。 第 １ 図 第 図 酸化処理時間 （ｈ「） 第 図 第 図 加電圧 （Ｖ）
Claims (1)
- １、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス鋼表面に
アルミナウィスカー被覆を設け、該ステンレス鋼の平板
及び波板を組合せてハニカム構造としたことを特徴とす
る絶縁性に優れた自己発熱型触媒担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318968A JPH03181337A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 絶縁性に優れた自己発熱型触媒担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318968A JPH03181337A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 絶縁性に優れた自己発熱型触媒担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03181337A true JPH03181337A (ja) | 1991-08-07 |
Family
ID=18105006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1318968A Pending JPH03181337A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 絶縁性に優れた自己発熱型触媒担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03181337A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6810575B1 (en) | 1998-04-30 | 2004-11-02 | Asahi Kasai Chemicals Corporation | Functional element for electric, electronic or optical device and method for manufacturing the same |
| WO2012172033A1 (de) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Vorrichtung mit einem elektrisch beheizbaren wabenkörper und verfahren zum betreiben des wabenkörpers |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5696726A (en) * | 1979-11-28 | 1981-08-05 | Gen Motors Corp | Foil clad with oxide whisker and its manufacture |
| JPH03118838A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-05-21 | W R Grace & Co | 電気的に加熱可能な触媒コンバーター用コアー素子及びコアー |
-
1989
- 1989-12-11 JP JP1318968A patent/JPH03181337A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2721264B1 (de) | 2011-06-15 | 2016-10-26 | Continental Automotive GmbH | Vorrichtung mit einem elektrisch beheizbaren wabenkörper und verfahren zum betreiben des wabenkörpers |
| US9593615B2 (en) | 2011-06-15 | 2017-03-14 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Device having an electrically heatable honeycomb body and method for operating the honeycomb body |
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