JPH11347416A

JPH11347416A - 排ガス浄化触媒およびその触媒を備えた排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH11347416A
Application number: JP10163131A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Tsuruta; 邦弘鶴田; Tadami Suzuki; 忠視鈴木; Koichi Nakano; 幸一中野; 修三 ▲とく▼▲みつ▼; Shuzo Tokumitsu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-06-11
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】水分の多い排ガス中でも長時間使用できる排
ガス浄化触媒およびその触媒を備えた排ガス浄化装置に
関するものである。【解決手段】排ガス浄化触媒４は、通電により発熱す
るラス網状ステンレス製箔板５の表面に形成したアルミ
ニウムを少なくとも１０〜４５重量％含む琺瑯の絶縁層
６と、水酸化アルミニウムを主成分とするゾルの焼成物
である担体層７と、担体層７に担持された白金やパラジ
ウムの貴金属８で構成される。琺瑯が多孔質な絶縁層６
となってステンレス製箔板５に固着し、水酸化アルミニ
ウムのゾルが絶縁層６の空隙に多孔質なアルミナの担体
層７となって固着し、高活性な白金やパラジウムの貴金
属８が担体層７に固着するため、水分の多い環境でも優
れた浄化特性と密着性を長時間維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の有害成
分を浄化するヒータ付き排ガス浄化触媒およびその触媒
を備えた排ガス浄化装置であり、特に水分の多い排ガス
中で使用できる排ガス浄化触媒およびその触媒を備えた
排ガス浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】排ガス浄化触媒は、種々の材料を使用し
た構成品が提案されている。

【０００３】図３は、特開平５−３０１０４８号公報に
記載された従来の排ガス浄化触媒である。排ガス浄化触
媒は、電極１ａ、１ｂを接続して通電可能としたエキス
パンド加工（ラス網加工とも称す）のステンレス製鋼板
２に絶縁性無機物を被覆した構成の通電部３を、触媒の
担体として使用しこの担体に触媒成分を担持した構成で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
排ガス浄化触媒で使用される絶縁性無機物は、無機物粒
子を適当なバインダからなるスラリをウオッシュコート
したものや、無機物粒子を溶射によりコーテイングした
ものと言った般用材料である。そのため、無機物粒子を
適当なバインダでウオッシュコートした絶縁性無機物を
被覆した排ガス浄化触媒は、水分の多い排ガス中で使用
すると、その密着性が弱いため絶縁性無機物がステンレ
ス製鋼板から剥離する課題があった。これは、排ガス中
の水分によって絶縁性無機物の密着力が低下するためで
あり、この絶縁性無機物の剥離にともなって担持されて
いる触媒成分も同時に落下し、触媒特性も同時に低下す
る課題も発生していた。また、密着性を高める目的で、
般用的な琺瑯をウオッシュコートする方法もしくは無機
粒子を溶射する方法で絶縁性無機物として被覆すると、
その被覆工程でラス網加工したステンレス製鋼板が著し
く熱変形する課題があった。

【０００５】そこで、本発明は前記する従来例の課題を
解決することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、通電により発熱するラス網状ステンレス製
箔板の表面に、アルミニウムを少なくとも１０〜４５重
量％含む琺瑯の絶縁層と、水酸化アルミニウムを主成分
とするゾルの焼成物である担体層と、担体層に担持され
た白金とパラジウムのうちのいずれかまたは両方を備え
た貴金属を、順に形成した構成の排ガス浄化触媒とした
ものである。

【０００７】上記発明によれば、琺瑯にアルミニウムが
１０〜４５重量％含まれるため、焼き付けた際にアルミ
ニウムが溶融して体積膨張しその表面に酸化アルミニウ
ムの被膜を形成して、密着性に優れた電気不導性膜が形
成される。そのため琺瑯は多孔質な絶縁層となってステ
ンレス製箔板に強固に固着し、琺瑯焼き付け時のラス網
状ステンレス製箔板の熱変形や琺瑯の剥離が生じない。
また、水酸化アルミニウムのゾルを琺瑯に付着させる
と、このゾルは多孔質な琺瑯の空隙に浸入し、焼成によ
って多孔質なアルミナとなって強固に付着する。一方、
高活性な白金パラジウムのうちのいずれかまたは両方を
備えた貴金属は、この多孔質な担体層に担持されるため
強固に付着する。このため、排ガス浄化触媒は、優れた
浄化特性と密着性を示すことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、各請求項に記載した形
態で実施することができる。

【０００９】すなわち、請求項１記載の発明は、通電に
より発熱するラス網状ステンレス製箔板と、前記ラス網
状ステンレス製箔板の表面に形成されておりアルミニウ
ムを少なくとも１０〜４５重量％含む琺瑯の絶縁層と、
前記絶縁層の表面に形成されており水酸化アルミニウム
を主成分とするゾルの焼成物である担体層と、前記担体
層に担持された白金パラジウムのうちのいずれかまたは
両方を備えた貴金属とから構成することで実施できる。

【００１０】琺瑯にアルミニウムが１０〜４５重量％含
まれると、焼き付けた際にアルミニウムが溶融して体積
膨張しその表面に酸化アルミニウムの被膜ができて、密
着性に優れた電気不導性膜が形成される。そのため琺瑯
は多孔質な絶縁層となってステンレス製箔板に強固に固
着し、琺瑯焼き付け時のラス網状ステンレス製箔板の熱
変形や琺瑯の剥離が生じない。また、付着させた水酸化
アルミニウムのゾルが、多孔質な琺瑯の空隙に浸入し、
焼成によって多孔質なアルミナとなって強固に付着す
る。さらに、高活性な白金とパラジウムのうちのいずれ
かまたは両方を備えた貴金属が、多孔質な担体層への担
持によって強固に付着する。この材料組成のため、排ガ
ス浄化触媒は、優れた浄化特性と密着性を示す。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の絶縁層の琺瑯にさらに酸化チタンの１０〜２５重量
％を混合することで実施できる。前述のようにアルミニ
ウムが１０〜４５重量％含まれると琺瑯はその焼き付け
で多孔質な絶縁層となっている。そのため、耐熱水性に
優れた酸化チタンを更に１０〜２５重量％含有させる
と、耐熱水性や密着性に優れた多孔質絶縁層となり、琺
瑯を焼き付けた際の箔板の熱変形が無くなるとともに、
蒸気に長時間曝された際の剥離が生じなくなる。従っ
て、この材料組成の排ガス浄化触媒は、優れた浄化特性
と一層優れた密着性を示す。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、請求項１な
いし請求項２のいずれか１項に記載の排ガス浄化触媒を
前流側に、複数の開孔部を有する非通電の通気板を後流
側にして、耐熱絶縁性の筐体のガス通過用空洞にガス通
過方向に対して略垂直に配置する構成の排ガス浄化装置
とすることで実施できる。この構成にすると、通気板に
よってガスの通過速度が低下して、前流側の排ガス浄化
触媒との反応時間が長くなり排ガス中の有害成分の浄化
率が一層高まる。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の通気板をステンレス製としその表面に、前記通気板
を熱処理することによって形成した酸化被膜と、水酸化
アルミニウムを主成分とするゾルを前記酸化被膜に付着
させ焼成して形成した担体層に担持させた白金もしくは
パラジウムのうちのいずれかまたは両方を備えた貴金属
からなる触媒体を、形成することで実施できる。通気板
の表面に触媒体を形成したため、触媒との反応回数が増
え排ガス中の有害成分の浄化率がさらに高まる。しか
も、前流側に配置した通電される排ガス浄化触媒で発生
した熱が、後流側に配置した通気板に伝達されるため、
非通電の通気板に形成した触媒体は高温となり排ガス中
有害成分の浄化率が一層高まる。

【００１４】また、請求項５記載の発明は、請求項１な
いし請求項２のいずれか１項に記載の排ガス浄化触媒を
耐熱絶縁性の筐体のガス通過用空洞に配置して、前記筐
体のガス入口部の周囲に撥水耐熱絶縁性シートを取り付
け、前記撥水耐熱絶縁性シートのガス通過方向の設定幅
を前記ガス入口部に取り付けられる取り付け部の幅より
前流側に大きくした排ガス浄化装置とすることで実施で
きる。撥水耐熱絶縁性シートのガス通過方向の設定幅
を、取り付け部の幅より前流側に大きくしているため、
水分の撥水が充分に行われる。従って、排ガス浄化装置
とこの装置を取り付けた機器との付着水分に起因する電
気的絶縁が充分に行われ、排ガス浄化触媒に流れる電流
が取り付け機器に流れ込むことを防止する。またシート
であるため、シートの持つ弾力作用により排ガス浄化装
置が取り付け機器に隙間なく嵌合され、取り付ける際の
ガス洩れが防止される。

【００１５】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の撥水耐熱絶縁性シートをフッソ樹脂を主成分とする
シート、もしくはフッソ樹脂を表面に被覆したシートと
することで実施できる。フッソ樹脂系のシートを使用し
ているため、水分の撥水が充分に行われ、排ガス浄化装
置とこの装置を取り付けた機器との付着水分に起因する
電気的絶縁が一層充実し、排ガス浄化触媒に流れる電流
が取り付け機器に流れ込むことが一層防止される。ま
た、耐熱性に優れたフッソ樹脂系のシートであるため、
高温排ガスを排出する機器に取り付けて使用することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１７】（実施例１）図１は、本発明の実施例であ
る排ガス浄化触媒の断面図である。

【００１８】４が排ガス浄化触媒であり、通電により発
熱するラス網状ステンレス製箔板５と、ラス網状ステン
レス製箔板５の表面に形成されておりアルミニウムを少
なくとも１０〜４５重量％含む琺瑯の絶縁層６と、絶縁
層６の表面に形成されており水酸化アルミニウムを主成
分とするゾルの焼成物である担体層７と、担体層７に担
持された白金とパラジウムのうちのいずれかまたは両方
を備えた貴金属８で構成される。一方、ラス網状ステン
レス製箔板５は、ラス網であるため複数の開孔部９を有
しており、この開孔部９を排ガスが通過するため、排ガ
ス中の有害成分と貴金属８が反応して浄化が行われる。

【００１９】本発明品の試作を行い、その効果判定を行
った。実験はまず、クロムの１８重量％とアルミニウム
３．５重量％を少なくとも含むフェライト系ステンレス
の板厚６５μm箔体を、Ｌｗが５mmでＳｗが２mmできざ
み幅０．２mmのラス網に加工した。そしてこのラス網状
ステンレス製箔板５を波状に折り曲げた後、アルミニウ
ムの混合量を変化させた琺瑯を８５０℃で焼き付けて絶
縁層６を形成した。さらに絶縁層６の表面に、水酸化ア
ルミニウムを主成分とするゾルを付着させ６００℃で焼
成して担体層７とし、白金やパラジウムの貴金属８を担
体層７に担持させた。ラス網状ステンレス製箔板５はラ
ス網状としたためその穴開口率が約８５％であり、その
表面に絶縁層６や担体層７そして金属８を形成しても穴
開口率は７５％であった。

【００２０】排ガス浄化触媒４は、ラス網状ステンレス
製箔板５の通電により発熱して金属８を加熱する。５０
Ｗ通電して４００℃に保持した排ガス浄化触媒４を、２
層構造でガス通過方向に対して略垂直に配置した際の、
プロパンガス１００ｐｐmの除去率を炭化水素除去率と
して評価した。また、排ガス浄化触媒４を通電状態で高
温多湿環境（温度８０℃で相対湿度９５％）に２００時
間放置した際の、絶縁層６、担体層７、金属８の密着性
をテープ剥離方法で評価した。その結果を（表１）に示
す。

【００２１】

【表１】

【００２２】アルミニウムを１０〜４５重量％混合した
琺瑯に、水酸化アルミニウムのゾルを付着させ焼成した
アルミナの担体層と、白金やパラジウムの貴金属を担持
させた試作番号３〜９および１１〜１２の排ガス浄化触
媒は、優れた浄化特性と密着性を示すことがわかる。ま
た特にアルミニウムを２０〜４０重量％混合した琺瑯の
試作番号５〜８および１１〜１２の排ガス浄化触媒４
は、優れた密着性を示すことがわかった。さらにこれら
試作品の抵抗の変化は、極めて微小で実用上問題となら
ないレベルであり、これも優れた密着性に起因するもの
であった。

【００２３】アルミニウムは、融点６６０℃であり琺瑯
の焼成時に溶融してその表面は比表面の大きいアルミナ
に変化するとともに、熱膨張係数が他の琺瑯成分やステ
ンレス製箔体さらにアルミナの担体層に対して格段に大
きい性質がある。そのため、アルミニウムを１０〜４５
重量％混合した琺瑯は、表面にアルミナが露出した多孔
質体となってステンレス製箔体に強固に密着していると
ともに、水酸化アルミニウムのゾルがこの表面露出のア
ルミナに付着し易いため焼成で得られるアルミナの担体
層も強固に密着させる。この熱膨張係数の大きさが多孔
度の優れた琺瑯を形成する源であり、琺瑯が多孔質なた
めラス網状ステンレス製箔体５の熱変形が防止されてい
る。また琺瑯が、優れた多孔度を有するにもかかわら
ず、ステンレス製箔体５から剥離しない理由は、アルミ
ニウムが融点６６０℃で溶融して琺瑯とステンレス製箔
体５の密着を助けているためである。

【００２４】一方、アルミニウムが１０重量％未満の琺
瑯であると、表面露出のアルミナが少ない緻密体である
ため、担体層７に対する密着性が確保されなかった。ま
た、アルミニウムが４５重量％を越える琺瑯であると、
多孔質過ぎてステンレス製箔体５に対する密着性が確保
されなかった。

【００２５】本実施例で用いた琺瑯は、上記量のアルミ
ニウム以外に、溶融するガラス成分（シリカが略９割で
あり少量の酸化ナトリウムや酸化カリウムや酸化カルシ
ウムなどを含有）と、酸化マンガンと酸化鉄を略等量混
合した金属酸化物系顔料が、残部成分として混合されて
いる。この残部成分は、ガラス成分の１部に対して金属
酸化物系顔料を３〜４部の割合で混合した組成物であ
り、この組成物が一般に琺瑯と呼ばれておりステンレス
との密着性を高める作用がある。

【００２６】そこで、アルミニウムを１０〜４５重量％
と変化させる範囲において琺瑯の残部成分を、ガラス成
分の１部に対して金属酸化物系顔料を２〜５部と変化さ
せたり、ガラス成分におけるシリカ組成を９〜６割まで
変化させたり、金属酸化物系顔料における酸化マンガン
の組成を８〜３割まで変化させたり酸化亜鉛もしくは酸
化コバルトを略等量づつ更に混合して同様の検討を行っ
たが、優れた密着性が同様に得られた。以上のことよ
り、琺瑯中にアルミニウムが１０〜４５重量％混合され
ることが、この優れた密着性の主原因と思われる。

【００２７】また、担体層７として用いる水酸化アルミ
ニウムのゾル組成を検討したところ、他化合物の３０重
量％以内好ましくは１５重量％以内の混合なら、琺瑯と
担体層の密着性は特に変化しなかった。そのため、酸素
吸着能力の優れた酸化セリウムをゾルに２〜３０重量％
好ましくは２〜１５重量％混合すると、琺瑯との密着性
を保持しつつ浄化特性の向上がはかれる特性が得られ
た。また、ガス化能力の優れた酸化バリウムや酸化カル
シウムさらに酸化マグネシウムをゾルに１〜３０重量％
好ましくは１〜１０重量％混合すると、琺瑯との密着性
や浄化特性を保持しつつ嫌な臭気が低減できる特性があ
り、特に酸化バリウムはこの特性が優れていた。なお、
水酸化アルミニウムのゾルは、酸化アルミニウム含水物
のゾル、アルミナゾルと称される場合があるが、特にそ
の名称を限定するものでない。

【００２８】ラス網状ステンレス製箔板５の材質は、鉄
―ニッケルークロム合金、鉄―ニッケル合金、鉄―クロ
ムーアルミニウム合金で表現される一般的ステンレスで
あり、含有する鉄成分と琺瑯に含有されるガラス成分が
琺瑯焼成中に反応して固着する作用がある。またこの中
で特に、鉄―クロムーアルミニウム合金は、金属薄板に
含有するアルミニウム成分が琺瑯に含有されるガラス成
分と反応して強固に固着するため、密着性が最も優れて
いた。また、ステンレスは、耐熱性、耐食性、機械的強
さ、比抵抗の点で他の金属発熱材料より優れる利点があ
り、ラス網状の発熱体として最適であった。

【００２９】また、本発明品は、従来のセラミック製の
ハニカム触媒と比較して、消費電力が小さいうえに短時
間に所定温度に上昇すること、圧力損失が小さいことの
利点があった。

【００３０】（実施例２）実施例２は、耐蒸気性向上の
ために琺瑯に混合する酸化チタンの量を検討したもので
ある。

【００３１】実験は、アルミニウムおよび酸化チタンの
混合量を変化させた琺瑯を使用すること以外は、前述の
実施例１と同じである。その結果を表２に示す。

【００３２】アルミニウムを１０〜４５重量％混合した
物にさらに酸化チタンを１０〜２５重量％混入した琺瑯
は、優れた浄化特性と一層優れた密着性を示すことがわ
かる。また特に酸化チタンの１５〜２０重量％を混入し
た琺瑯層は、密着性が極めて優れていた。さらに、優れ
た密着性を示すアルミニウムを３５重量％混合した琺瑯
についてアルミニウム混合量を少々変動させてその効果
を確認したところ、アルミニウムを２０〜４０重量％混
合した物にさらに酸化チタンを１５〜２０重量％混入し
た琺瑯は、特に優れた密着性を示した。また、抵抗の変
化は極めて微小で実用上問題とならないレベルであり、
これも優れた密着性に起因するものである。

【００３３】一方、酸化チタンが１０重量％未満の琺瑯
は密着性が期待した程向上しないし、酸化チタンが２５
重量％を越える琺瑯はその密着性が低下傾向を示すた
め、混合する酸化チタン量として好ましくない混合割合
であった。

【００３４】

【表２】

【００３５】さて、本実施例で用いた琺瑯は、上記量の
アルミニウムおよび酸化チタン以外に、ガラス成分の１
部に対して金属酸化物系顔料を２〜３部の割合で混合し
た組成物が残部成分として混合されており、琺瑯の溶着
を助けている。ガラス成分は、シリカが９割で、ナトリ
ウムやカリウムやカルシウムやマグネシウムの酸化物が
残部である。また金属酸化物系顔料は、酸化マンガンと
酸化鉄を略等量混合したものである。

【００３６】そこで、アルミニウムの１０〜４５重量％
と酸化チタンの１０〜２５重量％の変化範囲において琺
瑯の残部成分を、ガラス成分の１部に対して金属酸化物
系顔料を１〜４部と変化させたり、ガラス成分における
シリカ組成を９〜６割まで変化させたり、金属酸化物系
顔料における酸化マンガンの組成を８〜３割まで変化さ
せたり酸化亜鉛や酸化コバルトを略等量づつ更に混合し
て同様の検討を行っても、上記の優れた密着性が同様に
得られた。さらに実施例１に記載の様に、ガラス成分と
金属酸化物系顔料の混合割合やその組成を変動させて検
討したが、上記の優れた密着性が同様に得られた。

【００３７】このように、金属酸化物系顔料およびガラ
ス成分の材料組成や配合が変化してもアルミニウムの１
０〜４５重量％と酸化チタンの１０〜２５重量％を混合
された琺瑯であれば、密着性が向上することより、琺瑯
中にこの組成が混合されることが、この優れた密着性の
主原因と思われる。

【００３８】また、金属薄体の材料はステンレスを使用
する範囲において特に限定されるものでなく、ステンレ
スであれば同様の効果が得られることは言うまでもな
い。

【００３９】（実施例３）実施例３は、複数の開孔部を
有する非通電の通気板を、排ガス浄化触媒の後流側に、
耐熱絶縁性の筐体のガス通過用空洞にガス通過方向に対
して略垂直に配置する構成の排ガス浄化装置の効果を確
認したものである。図２は、本発明の実施例である排ガ
ス浄化装置の一部断面斜視図である。

【００４０】排ガス浄化装置１０は、前流側の排ガス浄
化触媒４と、後流側の複数の開孔部を有する非通電の通
気板１１と、これらをガス通過用空洞１２にガス通過方
向に対して略垂直に配置する耐熱絶縁性の筐体１３とで
構成される。この筐体１３は、雲母（マイカとも称す
る）もしくはアルミナなどのセラミックを用いる。

【００４１】通気板の効果は、この排ガス浄化装置１０
にプロパンガス１００ｐｐmを流し、その除去率を炭化
水素除去率として評価した。その結果を表３に示す。

【００４２】試作番号１は、通気板なしの排ガス浄化装
置であり、排ガス浄化触媒４だけが１層構造で配置され
ている。

【００４３】試作番号２は、ラス網加工で複数の開孔部
を形成したステンレス製の通気板１１（通電なし）を、
排ガス浄化触媒４の後流側に配置した排ガス浄化装置で
ある。

【００４４】排ガス浄化触媒４は、実施例１および実施
例２で使用したものである。それは、ラス網加工し更に
波付け加工したステンレス製箔体の表面に、アルミニウ
ムを含有する琺瑯の絶縁層と、水酸化アルミニウムのゾ
ルを付着させ焼成してアルミナの担体層とこの担体層に
担持した白金とパラジウムの貴金属から構成される。そ
して、５０Ｗ通電されて４００℃に保持されている。

【００４５】

【表３】

【００４６】複数の開孔部を有する非通電の通気板を、
排ガス浄化触媒の後流側に配置すると、炭化水素の除去
率が一層高まることがわかる。これは、通気板によって
ガスの通過速度が低下して、排ガス浄化触媒との反応時
間が長くなるためである。また、通気板は通電されない
ため、排ガス浄化触媒だけに電力が集中しその結果、排
ガス浄化触媒は高い温度に保持され炭化水素の除去率特
性が益々向上する。なお、通気板１１は金属に限定する
ものでなくセラミックや耐熱性不織布を用いてもよく、
その形状も特に限定するものでない。また、必要に応じ
てさらに触媒体を形成しても良い。

【００４７】（実施例４）実施例４は、図２の排ガス浄
化装置１０において、排ガス浄化触媒４の後流側に、複
数の開孔部を有する非通電の通気板１１を配置し、この
通気板１１の表面に触媒体を形成した効果について検討
したものである。

【００４８】実験は、通気板１１の表面に触媒体を形成
すること以外は、前述の実施例３と同じである。その結
果を（表４）に示す。

【００４９】

【表４】

【００５０】通気板に触媒体を形成すると、炭化水素の
除去率が一層高まることがわかる。これは、前流側に配
置した排ガス浄化触媒が通電によって４００℃まで昇温
し、この熱が後流側に配置した通気板に伝わって通気板
が３８０℃まで上昇し、触媒体の効果が発揮されるため
である。

【００５１】試作品について詳細に説明する。試作番号
１は、実施例３と同じであり、通気板だけを有する排ガ
ス浄化装置である。通気板はラス網加工し更に波付け加
工したステンレス製箔体を使用している。試作番号２
は、通気板に触媒体を形成した排ガス浄化装置の実施例
４である。触媒体を形成した通気板は、ラス網加工し更
に波付け加工したステンレス製箔体の表面に、熱処理に
より形成した酸化被膜と、水酸化アルミニウムのゾルを
付着させ焼成してアルミナの担体層とこの担体層に担持
した白金とパラジウムの貴金属から構成される触媒体
を、順に形成したものを使用した。これは、この構成が
水分の多い雰囲気中でも優れた密着性を有するためであ
る。なお、いずれの試作番号品も、前流側には通電によ
り発熱する排ガス浄化触媒が配置されており、後流側の
通気板は通電なしである。

【００５２】（実施例５）実施例５は、排ガス浄化装置
の電気的絶縁を行うための撥水耐熱絶縁性シートの効果
について検討したものである。

【００５３】その実施例を図２に示す。排ガス浄化装置
１０は、排ガス浄化触媒４を耐熱絶縁性の筐体１３のガ
ス通過用空洞１２に配置し、撥水耐熱絶縁性シート１５
を筐体１３のガス入口部１４の周囲に有る取り付け部１
６に取り付けたものである。そして、撥水耐熱絶縁性シ
ート１５のガス通過方向への設定幅を、ガス入口部１４
の外面周囲に取り付けられる取り付け部１６の幅より前
流側に大きくしている。

【００５４】実験は、加熱調理器のステンレス製の排気
筒の内側に、４フッ化エチレン樹脂製の撥水耐熱絶縁性
シート１５を介在させて、排ガス浄化装置１０を取り付
けて行った。

【００５５】撥水耐熱絶縁性シート１５は、厚み０．５
mmの帯状シートであり、その長さ１８０mmが排気筒の内
側周囲と排ガス浄化装置１０の外側周囲に介在する周囲
介在分として使用されている。そして、ガス通過方向へ
の設定幅のうち、端部５mmを取り付け部１６の幅とし、
他端部を前流側方向への幅としている。

【００５６】効果の判定は、加熱調理器が若とり２枚で
重さ５００ｇを調理した直後にその加熱熱源および排ガ
ス浄化装置を非通電状態にし２４時間経過させた際の、
排ガス浄化触媒と加熱調理器間の絶縁抵抗を測定し、そ
の最低値を求めた。撥水耐熱絶縁性シートの前流側方向
への設定幅を変化させて、最低絶縁抵抗を測定した結果
を表５に示す。なお、撥水耐熱絶縁性シートの設定幅
は、取り付け部５mmと前流側方向への幅の合計値であ
る。

【００５７】

【表５】

【００５８】上記実験より、撥水耐熱絶縁性シートは、
前流側方向へ幅７．５mm以上にその幅を延ばせば、絶縁
抵抗は充分に確保されることがわかる。つまり、撥水耐
熱絶縁性シートのガス通過方向の設定幅は、取り付け部
の幅５mmに前流側方向へ幅７．５mm以上を加算した幅１
２．５mm以上となる。その設定幅を取り付け部の幅より
前流側に大きくすると、水分の撥水が充分に行われるこ
ととなる。以上のことより、排ガス浄化装置とこの装置
を取り付けた機器との付着水分に起因する電気的絶縁が
充分に行われ、取り付け機器に排ガス浄化触媒に流れる
電流が流れ込むことを防止されることがわかる。また、
シートの持つ弾力作用により排ガス浄化装置が取り付け
機器に隙間なく嵌合され、取り付ける際のガス洩れが防
止された。

【００５９】撥水耐熱絶縁性シート１５は、フッソ樹
脂、シリコン樹脂、ポリシリキサン樹脂が適切である。
また、撥水耐熱絶縁性シート１５は、筐体１３のガス入
口部１４の外面すべてに直接的に取り付けるか、放熱の
目的で介在されるアルミニウムやステンレスの放熱シー
ル材を介して筐体１３のガス入口部１４に間接的に取り
付けるかして、その周囲に取り付けられている。

【００６０】（実施例６）実施例６は、撥水耐熱絶縁性
シートの材質について検討したものである。

【００６１】実験は、撥水耐熱絶縁性シートの材質が異
なる以外は、実施例５と同じである。撥水耐熱絶縁性シ
ート１４は、ガス通過方向の設定幅が１５mmの帯状シー
ト（厚み０．５mm、長さ１８０mmを周囲介在分と使用）
であり、設定幅１５mmのうち端部５mmを取り付け部の幅
に使用し、他端部１０mmを前流側方向への幅として使用
した。撥水耐熱絶縁性シートの材質を変化させて、絶縁
抵抗を測定した結果を（表６）に示す。

【００６２】

【表６】

【００６３】撥水耐熱絶縁性シートが、フッソ樹脂を５
０重量％以上望ましくは６０重量％含有するシート、も
しくはフッソ樹脂を表面に被覆したシートであると、絶
縁抵抗は充分に確保されることがわかる。そのため、水
分の撥水が充分に行われ、排ガス浄化装置とこの装置を
取り付けた機器との付着水分に起因する電気的絶縁が一
層充実し、取り付け機器に排ガス浄化触媒に流れる電流
が流れ込むことを一層防止される。また、耐熱性の有る
優れたフッソ樹脂系のシートであるため、特に耐熱性が
優れる４フッ化エチレン樹脂のフッソ樹脂を使用する
と、排出ガス温度を冷却するための部品や空間を必要と
せず、その分だけ取り付け機器を小型化できる。また、
排ガス温度の高い機器に取り付けることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
の排ガス浄化触媒およびその触媒を備えた排ガス浄化装
置によれば、次の効果が得られる。

【００６５】請求項１記載の発明によれば、通電により
発熱するラス網状ステンレス製箔板の表面に、少なくと
もアルミニウムを１０〜４５重量％含む琺瑯の絶縁層
と、水酸化アルミニウムを主成分とするゾルの焼成物で
ある担体層と、担持された白金もしくはパラジウムのう
ちのいずれかまたは両方を備えた貴金属を、順に積層し
たものである。アルミニウムが１０〜４５重量％含まれ
る琺瑯であるため、琺瑯は多孔質な絶縁層となってステ
ンレス製箔板に強固に固着し、琺瑯焼き付け時のラス網
状ステンレス製箔板の熱変形や琺瑯の剥離が生じない。
また、付着させた水酸化アルミニウムのゾルは、多孔質
な琺瑯の空隙に浸入し焼成によって多孔質なアルミナと
なって強固に付着し、高活性な白金もしくはパラジウム
のうちのいずれかまたは両方を備えた貴金属も、この多
孔質な担体層に担持されることで強固に付着する。この
材料組成のため、排ガス浄化触媒は、水分の多い排ガス
中でも優れた浄化特性と密着性を示す。また、高活性な
白金もしくはパラジウムの１種以上の貴金属が、絶縁層
および担体層を介してラス網状ステンレス製箔体に直に
形成されているため、低消費電力で高温度まで短時間に
昇温できる。

【００６６】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の絶縁層の琺瑯にさらに酸化チタンの１０〜２
５重量％を混合したものである。前述のようにアルミニ
ウムが１０〜４５重量％含まれると琺瑯は、その焼き付
けで多孔質な絶縁層となっているため、耐熱水性に優れ
た酸化チタンを更に１０〜２５重量％含有させると、耐
熱水性に優れた多孔質絶縁層となり蒸気に長時間曝され
た際の剥離が生じなくなる。従って、この材料組成の排
ガス浄化触媒は、優れた浄化特性と一層優れた密着性を
示す。

【００６７】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項２のいずれか１項に記載の排ガス浄化
触媒を前流側に、複数の開孔部を有する非通電の通気板
を後流側にして、耐熱絶縁性の筐体のガス通過用空洞に
ガス通過方向に対して略垂直に配置する構成の排ガス浄
化装置である。この構成にすると、通気板によってガス
の通過速度が低下して、前流側の排ガス浄化触媒との反
応時間が長くなり有害成分の分解率が一層高まる。

【００６８】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項３記載の通気板をステンレス製としその表面に、通気
板を熱処理することによって形成した酸化被膜と、水酸
化アルミニウムを主成分とするゾルを付着させ焼成して
形成した担体層に担持させた白金もしくはパラジウムの
うちのいずれかまたは両方を備えた貴金属からなる触媒
体を、順に形成した排ガス浄化装置である。通気板の表
面に触媒体を形成したため、触媒との反応回数が増え排
ガス中有害成分の浄化率がさらに高まる。しかも、前流
側に配置した通電される排ガス浄化触媒で発生した熱
が、後流側に配置した通気板に伝達されるため、非通電
の通気板に形成した触媒体は高温となり排ガス中の有害
成分の浄化率が一層高まる。また、通電を前流側の排ガ
ス浄化触媒のみに行うため、電力の集中化ができその分
排ガス浄化触媒の温度を高く保持でき、排ガス中の有害
成分の浄化率が益々高まる。

【００６９】また、請求項５記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項２のいずれか１項に記載の排ガス浄化
触媒を耐熱絶縁性の筐体のガス通過用空洞に配置して、
筐体のガス入口部の周囲に撥水耐熱絶縁性シートを取り
付けた排ガス浄化装置であり、撥水耐熱絶縁性シートの
ガス通過方向の設定幅をガス入口部に取り付けられる取
り付け部の幅より前流側に大きくしている。撥水耐熱絶
縁性シートのガス通過方向の設定幅を、取り付け部の幅
より大きくしているため、水分の撥水が充分に行われ、
排ガス浄化装置とこの装置を取り付けた機器との付着水
分に起因する電気的絶縁が充分に行われる。そのため、
排ガス浄化触媒に流れる電流が取り付け機器に流れ込む
ことを防止する。また、シートの持つ弾力作用により排
ガス浄化装置が取り付け機器に隙間なく嵌合され、取り
付ける際のガス洩れが防止される。

【００７０】また、請求項６記載の発明によれば、請求
項５記載の撥水耐熱絶縁性シートがフッソ樹脂を主成分
とするシート、もしくはフッソ樹脂を表面に被覆したシ
ートとした排ガス浄化装置である。フッソ樹脂系のシー
トを使用しているため、水分の撥水が充分に行われ、排
ガス浄化装置とこの装置を取り付けた機器との付着水分
に起因する電気的絶縁が一層充実し、排ガス浄化装置を
取り付けた機器に排ガス浄化触媒に流れる電流が流れ込
むことを一層防止する。また、耐熱性の有る優れたフッ
ソ樹脂系のシートであるため、排出ガス温度を冷却する
ための部品や空間を必要とせず、その分だけ取り付け機
器を小型化できる。また、排ガス温度の高い機器に取り
付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の排ガス浄化触媒の模式図

【図２】本発明の実施例の排ガス浄化装置の一部破断斜
視図

【図３】従来の排ガス浄化触媒の模式図

【符号の説明】

４排ガス浄化触媒５ラス網状ステンレス製箔板６絶縁層７担体層８貴金属９開孔部１０排ガス浄化装置１１通気板１２ガス通過用空洞１３筐体１４ガス入口部１５撥水耐熱絶縁性シート１６取り付け部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲とく▼▲みつ▼ 修三大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電により発熱するラス網状ステンレス製
箔板と、前記ラス網状ステンレス製箔板の表面に形成さ
れておりアルミニウムを少なくとも１０〜４５重量％含
む琺瑯の絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成されており
水酸化アルミニウムを主成分とするゾルの焼成物である
担体層と、前記担体層に担持された白金とパラジウムの
うちのいずれかまたは両方を備えた貴金属とから構成さ
れる排ガス浄化触媒。
【請求項２】絶縁層は酸化チタンの１０〜２５重量％を
混合した琺瑯である請求項１記載の排ガス浄化触媒。
【請求項３】請求項１ないし請求項２のいずれか１項に
記載の排ガス浄化触媒を前流側に、複数の開孔部を有す
る非通電の通気板を後流側にして、耐熱絶縁性の筐体の
ガス通過用空洞にガス通過方向に対して略垂直に配置し
た構成の排ガス浄化装置。
【請求項４】通気板をステンレス製としその表面に、前
記通気板を熱処理することによって形成した酸化被膜
と、水酸化アルミニウムを主成分とするゾルを前記酸化
被膜に付着させ焼成して形成した担体層に担持させた白
金とパラジウムのうちのいずれかまたは両方を備えた貴
金属からなる触媒体を形成した請求項３記載の排ガス浄
化装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項２のいずれか１項に
記載の排ガス浄化触媒を耐熱絶縁性の筐体のガス通過用
空洞に配置して、前記筐体のガス入口部の周囲に撥水耐
熱絶縁性シートを取り付け、前記撥水耐熱絶縁性シート
のガス通過方向の設定幅を前記ガス入口部に取り付けら
れる取り付け部の幅より前流側に大きくした排ガス浄化
装置。
【請求項６】撥水耐熱絶縁性シートを、フッソ樹脂を主
成分とするシート、もしくはフッソ樹脂を表面に被覆し
たシートとした請求項５記載の排ガス浄化装置。