JPH0328577A - 膨張性ガスシール部材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガ入　石油の未燃混合気を触媒燃焼する触媒体
等の使用に際し　高濃度の炭化水素が供給される触媒体
とこれを保持する枠体との隙間に特に充分なシール性が
要求される場合に用いられるガスシール部材に関するも
のであも 従来の技術 従来　一般的なガスシール部材としては２種類のものが
あげられ６．　１つは耐熱性無機繊維をシート、フェル
ト状に加工し　これらを使用したい場所に圧縮した状態
玄　挟み込みながら使用する方法であＬ　また　もう１
つはＥｎｔｅｒａｍ　（　３　Ｍ，　　商品名）マット
として市販されている未膨張バーミキュライトを含有し
てなるガスシール部材を４００〜６００℃程度に処理し
　部材を膨張させ、ガスシールを行う方法であん　しか
し　これら従来のガスシール部材では触媒燃焼装置のよ
うな使用に際し　充分なガスシール性ができにくかった
具体的に説明すると、触媒燃焼装置では非常に高濃度の
未燃混合気をセラミックスハニカム形状の触媒体に供給
し　触媒燃焼させも　その時に触媒体とそれを保持する
枠体との隙間のシール部からわずかなガス漏れが生じて
Ｌ　未燃ガスは著しい臭気の発生をもたらす。

そこで触媒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 発明が解決しようとする課題 しかし従来の無機繊維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
ン性は失われ　触媒燃焼状態で高温になった触媒体と枠
体とはともに膨張する力ｔ熱膨張に差がある場合（一般
には枠体の方が触媒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
燃ガスがスリップし易く、　これを防止しようとするこ
とは困難であっ九 まｔ．：，上記のような課題にはもう１つの未膨張バー
ミキュライトを含有してなる従来のガスシール部材の方
がシール性は保たれも　しかし　このシール部材でもま
だ触媒燃焼装置の実用には供し得ないものであっｔも そこで、本発明は従来の課題にもとづき、触媒燃焼装置
でも実用可能なガスシール部材として考案されたもので
あも 課題を解決するための手段 本発明ｉ；Ｌ（１）未膨張バーミキュライトと耐熱性無
機繊維と高比表面積を有するセラミック粉末と無機結合
剤とからなるシートあるいはフェルトニ　　白金族系金
属を担持させたことを特徴とする膨張性ガスシール部株
　（２）未膨張バーミキュライトが２０〜７　７ｗｔ％
と耐熱性無機繊維が２０〜７　７ｗｔ％と高比表面積を
有するセラミックが粉末２．７〜１８ｗｔ％と無機結合
剤が０．３〜３ｗｔ％の組或からなるシートあるいはフ
ェルトに　白金族系金属を担持させたことを特徴とする
膨張性ガスシール部材、　（３）上記シートあるいはフ
ェルトが３ｍ”／ｇ以上の比表面積を有しかつ０．３０
〜０．７０ｇ／ｃｃのかさ密度を有することを特徴とす
る膨張性ガスシール部株　であも 作　　　用 本発明は上記構或により、優れたガスシール性を有する
部材を提供できも 具体的に｛よ　触媒燃焼装置において未燃混合気を着火
させる時に（上　ハニカム形状の触媒体は充分な活性を
示す温度にまで加温され　また同時に本発明によるガス
シール部材も加温されも　そのためシール部材に担持さ
れた白金族金属も充分な触媒活性を発揮できる温度にま
で達し　シール部材に浸入した未燃の燃料ガスはここで
燃焼浄化されも　したがって、従来のように未燃の燃料
ガスがシール部材を通過し　漏れてしまうようなことは
な（１ また　従来のガスシール部材にそのまま白金族金属を担
持したものであれば　担持された白金族金属粒子の分数
性は悪く、すぐに熱劣化を起こしてしまう。しかし　本
発明のように高比表面積を有するセラミック粉末〈たと
えば活性アルミナ等〉を均一に含へ　そこに白金族金属
を担持したガスシール部材であればその心配もほとんど
ない。

本発明で使用する未膨張バーミキュライトと（よ雲母鉱
物であり、熱処理（たとえば５００℃）すると、雲母状
へき開に直角な方向にＩＯ倍位膨張脱水する性質を有し
ているものであも 本発明で使用する耐熱性無機繊維と｛よ　アルミナシリ
カ繊紘　炭化珪素繊椎　窒化珪素繊維等の耐熱性を有す
る無機繊維であればよいのである力文コストの観点から
考えアルミナシリカ繊維がもっとも好まし式　また　そ
の組或としてはアルミナが４０〜９５ｗｔ％．シリカが
５〜６０ｗｔ％のものが好まし賎　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よいのであ
る力丈アルミナ分を多くし過ぎると繊維が脆くなってく
るためであム　また　ガスシール部材のクッション怯　
機械的強度を考慮すると、繊維長１０ｍｍ以上かつ繊維
径５μｍ以下の繊維を使用することが好ましＬ〜 本発明で使用する高比表面積を有するセラミック粉末と
ζ太　白金族金属の触媒担体として充分な性能が発揮で
きる５０ｍ’／ｇ以上の比表面積を有するものであれば
よ鶏　具体的に（表　活性アルミナ、アルカリ土類金属
を添加された活性アルミナ、希土類金属酸化物を添加さ
れた活性アルミナ等が使用できも　このセラミック粉末
は無機繊維に無機結合剤で付着させるのが好ましいの℃
　平均粒径５μｍ以下のものを使用することが好まし〜
１また　その無機結合剤としてはアルミナゾＡｔ，シリ
カゾｋ　　硝酸アルミニウム水溶液等を使用し固形分（
アルミナ、シリカ）として、セラミック粉末に対しｌＯ
〜５　０ｗｔ％の割合で添加する必要があも　しかし　
ガスシール部材全体に対して３ｗｔ％より多くなると部
材が著しく硬くなってしまうので留意する必要があも 実施例 以下本発明の一実施例における膨張性ガスシール部材に
ついて説明すも （実施例１） 未膨張バーミキュライト、アルミナシリカ繊維（アルミ
ナ７０ｗｔ％，　　シリカ３　０ｗｌ％）、Ｃｅ０２を
５ｗｔ％含有する活性アルミナ粉末（比表面積：　　１
８０ｍ”／ｇ）、アルミナゾルと水を使用じ　スラリー
状態にし九　次に　このスラリー適量をスクリーン上に
注入することによム　通常の抄紙方法で厚み３ｍｍのフ
ェルトを加工Ｌ　　３Ｎ１表に示された組戒からなるガ
スシール部材をそれぞれ得１，　　その眞　このガスシ
ール部材を塩化白金酸の水溶液に浸漬し　乾返　熱処理
を行ＬＸ．白金を０．２　ｗ　ｔ％担持した 本実施例で得られたガスシール部材２を５００℃で膨張
させ、図のような触媒燃焼装置を使用しシール部での炭
化水素（ＨＣ）ガス濃度をシール部からｌｃｍ離れたと
ころに２ｍｒｎφのノズルを設け測定することにより評
価し１，　　触媒燃焼装置は触媒体ｌに６ｋｃａｌ−ｈ
／ｃＩ［ｌ２の燃焼負荷をかけ、触媒体ｌを約８００℃
に設定し　ガス濃度を測定しｔラ　　な耘　同図におい
て、　３は触媒体１を保持する枠４＆４は燃料ガス供給
室　５は送風数　６は予混合気室　７は排出室である。

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Ｌ　　３０分間冷却する工程を１サ
イクルとｔＡ　５０００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１，また　引張強度は幅３０
ｍｒｒＫ　長さ５０ｒｎｍの大きさの部材を２０ｍｍ／
ｍｉｎの速度で引張り、最大荷重を示した値とし１， その結果を第１表に示も （比較例１） 未膨張バーミキュライト５０重量餓　アルミナシリカ繊
維（アルミナ７０ｗｔ％．シリカ３０ｗｔ％）４８重量
臥　アルミナゾル（アルミナ分として）２重量部と水を
使用して、スラリー状態にし１，　　次に　このスラリ
ー適量をスクリーン上に注入することによム　通常の抄
紙方法で厚み３ｍｍのフェルトを加工し　ガスシール部
材とし氾（比較例２） 比較例ｌのガスシール部材を塩化白金酸の水溶液に浸漬
し　乾燻　熱処理を行（＼　白金を０．２ｗｔ％担持し
た 比較例１、　２で得られたガスシール部材のシール性も
実施例ｌと同様な条件で測定しｆ，その結果を第２表に
示す。

第２表 第１表、第２表の結果より、本実施例で得られるガスシ
ール部材は優れた性能を有していることがわかも まｔ二　　具体的には第１表において、アルミナシリカ
繊維が２０ｗｔ％以下になるとガスシール部材の引張強
度が小さくなり過求　実用に際し不便であっ九　また　
未膨張バーミキュライトが２０ｗｔ％以下になると部材
としてのクッション性が悪くなり、その結凰　寿命試験
５０００サ４９ル後の性能において低下してくることが
わかっｔもまた　ガスシール部材は比表面積が３ｍ”／
ｇ以上の時、優れたシール性を示すことがわかっｆ，そ
して、そのためにはＣｅＯｚを５ｗｔ％含有する活性ア
ルミナのような高比表面積（比表面積１８０ｍ’／ｇ）
を有するセラミック粉末でも少なくとも３ｗｔ％以上添
加する必要があっｔラ　　しかし添加するセラミック粉
末が多くなってくると、ガスシール部材は脆くなってく
るとともにクッション性も次第に悪くなり、寿命試験後
にはガス漏れを生じ易くなった　したがって、セラミッ
ク粉末の添加量は３〜１　８ｗｔ％にするのが好ましｌ
，％特に５〜１　ｏｗｔ％が好ましいことがわかっ九実
施例ｌではフェルト状のガスシール部材に白金を含浸担
持した戟　あらかじめ白金を含浸担持したＣｅＯｔ５ｗ
ｔ％含有する活性アルミナを使用して、同様なフェルト
状のガスシール部材を調製しても実施例ｌと同様な効果
が得られん発明の効果 本発明によれば　触媒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ようとする未燃戒分を完全に
防止できる。特にガスに高濃度の未燃分が含まれる触媒
燃焼装置では本発明の効果が著し鶏 また　従来に比べ触媒体とそれを保持する枠体との間の
気密性に注意を払わなくてもガスシール部材に担持され
た触媒の作用により、部材に浸入してきた未燃分が燃焼
浄化されも

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例におけるガスシール部材を評価す
るための触媒燃焼装置を示す断面図であも

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）未膨張バーミキュライトと耐熱性無機繊維と高比
   表面積を有するセラミック粉末と無機結合剤とからなる
   シートあるいはフェルトに、白金族系金属を担持させた
   ことを特徴とする膨張性ガスシール部材。
2. （２）未膨張バーミキュライトが２０〜７７ｗｔ％と耐
   熱性無機繊維が２０〜７７ｗｔ％と高比表面積を有する
   セラミック粉末が２．７〜１８ｗｔ％と無機結合剤が０
   ．３〜３ｗｔ％の組成からなるシートあるいはフェルト
   に、白金族系金属を担持させたことを特徴とする膨張性
   ガスシール部材。
3. （３）シートあるいはフェルトが３ｍ＾２／ｇ以上の比
   表面積を有し、かつ０．３０〜０．７０ｇ／ｃｃのかさ
   密度を有することを特徴とする請求項１または２記載の
   膨張性ガスシール部材。