JPH03131348A - 自己発熱型触媒装置 - 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、各種の調整用器機や燃焼装置等に使用されて
いる脱臭や油燃焼用の触媒装置に関する。

（従来の技術） 電子レンジ等の各種調理用器機や、ファンヒーターなど
の燃焼装置等には、脱臭或は油煙分解のための触媒装置
が設置されている。そして、これらの触媒装置は、目的
にあわせた触媒物質をセラミックス、或いは金属製のハ
ニカム構造からなる担持体に担持させ、調理用器機や燃
焼装置の排気系に設置させ、流通するガスを触媒物質の
触媒作用によって酸化分解、還元分解、脱臭、油煙分解
等を行ない、その目的を達成している。

触媒装置は、触媒作用を効率良く経済的に行なうために
、通常３００℃程度の温度に加熱することが必要である
。現在、触媒装置には、触媒効率維持のため、加熱装置
が設けられている。この加熱装置により触媒物質及び担
持体は、所定の温度に保たれ、触媒装置として有効に機
能する。

（Ｊ？明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の触媒装置では、加熱装
置が必要であることから触媒担持体以外に発熱体を触媒
装置内に設置するため、装置の大きさ及び経済性に問題
があった。又、触媒担持体は、発熱体によって外部より
加熱されるので、温度分布或いは所定の温度に達した触
媒が効果を発揮するまでに時間がかかる等の触媒効率の
ロスが大きいという欠点があった。

本発明者等は、以上の問題点を解決すべく検討した結果
、触媒担持体に使用される材料の特性から触媒担持体自
体を直接発熱体として使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、調理用器
機や燃焼装置において使用される触媒装置を小型化及び
簡素化でき、また効率よく作動できる触媒担持体を提供
するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、触媒担持体自体が発熱体であることを
特徴とする自己発熱型触媒装置である。

すなわち、本発明は、触媒担持体として、電気比抵抗値
の高い材料を使用し、この材料に触媒を担持させるので
ある。そして、この触媒を担持させた担持体で、例えば
、ハニカム構造体を作り、該構造体に通電加熱を行なう
ことによって、容易に所望の温度とすることができ、少
ないスペースで且つ高い触媒効率を有する触媒装置とす
ることができる。

従って、本発明において、使用できる担持体としては、
触媒を担持する能力と共に、高い電気比抵抗を有する材
料である。このような材料として、次の２種が適当であ
る。

そのＩ”）は、ｌＯ〜３０％Ｃｒ１２〜２０％Ａｌ残部
ＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ−Ａ　Ｑ合金である。本系合金
は、大気中で加熱した場合、表面に緻密なアルミナ皮膜
を形成するため耐酸化性、触媒物質の担持特性に優れ、
又電気比抵抗値も高い。本系合金において、熱間加工性
、耐酸化性、アルミナ皮膜の密着性を更に改善するため
にＲＥＭ、Ｙ、　Ｚｒ１Ｔｉ、　Ｃａ、　Ｂ等の元素を
添加することは好ましい。本系合金の成分範囲を上記の
ように定めたのは、加工性を損なわない範囲で電気比抵
抗値を高く、耐酸化性を付与するためである。

又、他の１つは、ｌＯ〜３０％Ｃｒ１２〜２０％Ａｌ残
部Ｆｅの表面組成を有し、且つその表面にアルミナライ
３− スカーを形成している材料である。本材料は、発明者が
先の特願平１−１０１７５５号において開示したもので
ある。この場合、アルミナウィスカーと材料表面との歪
の作用により同じ組成でも更に高い電気比抵抗を得るこ
とができるため、更に高温で触媒を作用させる場合に有
利である。

触媒担持体としての構造は、特に制約されるものではな
いが、ハニカム構造体が望ましい。ハニカム構造体の成
形は、制約を受けるものではないが、構造、成形が簡素
である点から平坦な板と波形にコルゲート加工した板と
を交互に重ねあわせて成形したものが望ましい。形状は
電気抵抗値の観点から小さい断面積で、長さが長いもの
が望ましいが、設置空間に制約のある場合は、適当な大
きさのハニカム構造体を複数重ねあわせて使用すること
ができる。ハニカム構造体を成形する時、或いはハニカ
ム構造体を複数重ねあわせて使用する際、部分的に絶縁
を必要とする場合がある。しかし、本発明で使用する材
料は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａα系合金であるため、表面に絶縁
性の高いアルミナ皮膜４− が存在することにより、高い絶縁性を保つことができる
。

以下、実施例を持って本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ Ｆｅ−２０％Ｃｒ−５％Ａｌフェライトステンレス鋼の
箔５０μｍを用いて第１図に示すようなハニカム構造体
を作成した。寸法は、ハニカム構造体部で２０ｍｍ　Ｘ
２０ｙｎｍ　Ｘ　１６０＋ｎ＋ｎ、セル密度１５０コ／
ｉｎ”で波板、平板の接合部分はろう付を用いて行なっ
た。この材料の室温での電気比抵抗値は１４８μΩ・ｃ
ｍであった。

このハニカム構造体の両端部の間隙１８０ｃ＋ｎであり
、この両端に５０Ｈ７交流、ＩＬ　４５Ａの電流を流し
、２００℃まで加熱した。ハニカム構造体内の中央部に
温度測定点を設け、電源投入後の測定点での温度変化を
測定したところ第２図に示すような結果を得た。この第
２図より極めて早い立上りで２００℃に達していること
が分かる。

又、画電極の間隙りを６等分し、それぞれの位置を測定
点１〜５として、電源投入してから２分後の測定点１〜
５においる温度を測定したところ、２００℃、２０４℃
、２０６℃、２０５℃、２０３℃で均一な分布を示して
いた。更にプロピレンガスを流し浄化率測定したが、１
００％の浄化率を得ることができた。

実施例２ 特願昭６３−２９９７１４号記載のメカニカルブレーテ
ィング法により、Ｆｅ−２０％Ｃｒ−５％Ａｌフェライ
トステンレス鋼表面にｌをブレーティングし、８００℃
×１分、２×ｌＯ−Ｔｏｒｒの真空雰囲気で加熱し、そ
の後９００℃Ｘ１６）１ｒ大気雰囲気で熱処理してウィ
スカーを生成させた。この材料の室温での電気比抵抗値
は２１０μΩ・ＣＩ＋であった。これを用いて実施例１
と同様にしてハニカム構造体とし、電流を流した。

この時測定点３の温度は２８０℃まで昇温した。又、測
定点１〜５における温度は２７８℃、２８０℃、２７６
℃、２８２℃、２８０℃であり、均一な分布を示した。

この時のプロピレンガスの浄化率は１００％であり良好
だった。

（効果） 触媒担持体を自己発熱型Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ　Ｑ系合金を用
７− いてハニカム構造体とすることにより、次のような効果
を奏する。

（１）ヒータが不要になる （２）通電加熱であるから、触媒担持体の昇温がヒータ
を用いる場合より早い。

（３）ヒータを用いた場合よりも触媒担持体の温度分布
が均一となり、その結果、触媒の効果が向上する。

（４）表面にウィスカーを生成させた場合、同一寸法の
ハニカム構造体でも電気比抵抗値が高く更に高温を得る
ことが可能となる。

（５）触媒物質がアルミナウィスカーで担持された場合
、触媒作用に寄与する触媒活性点が増加し、触媒の効果
が向上する。

（６）ハニカム構造体の両端に加電する場合、基本的に
は並列回路であり、抵抗値は断面積、長さで決定される
ことより、電源出力と目的の温度を考慮することでハニ
カム構造体を決めることができる。例えばハニカム構造
体の分割配置、絶縁性を利用した構造とすることもでき
る。

−

【図面の簡単な説明】

第１図（ｉ）は本発明に係る触媒装置の側面図、第２図
は実施例１における触媒装置の昇温測定の結果を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、触媒担持体自体が発熱体であることを特徴とする自
   己発熱型触媒装置。 ２、触媒担持体が、１０〜３０％Ｃｒ、２〜２０％Ａｌ
   、残部ＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金である請求項
   第１項記載の自己発熱型触媒装置。 ３、触媒担持体が、１０〜３０％Ｃｒ、６〜２０％Ａｌ
   残部Ｆｅの表面組成を有し、且つその表面にアルミナウ
   イスカーを形成している材料である請求項第１項記載の
   自己発熱型触媒装置。 ４、触媒担持体が、ハニカム構造体を構成している請求
   項第１項記載の自己発熱型触媒装置。