JPH02164419A - 排ガス浄化装置 - 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 本発明は加熱、暖房等に用いられる燃焼機器等から排出
される排ガスの浄化装置に関するものである。

従来の技術 石油やガスを燃料とするストーブやファンヒータ等の燃
焼機器に排ガス浄化用の触媒を備え、排ガス中に含まれ
る未燃成分や一酸化炭素等を完全に酸化して浄化するも
のは従来よりいくつか実用化されているが、いずれも平
板状の多孔体あるいはハニカム体、もしくは繊維編組体
からなっており、燃焼部の上方に一体化または遊離させ
て水平に（即ち排ガスの流れ方向に対して直角に）設置
するものであった・ 発明が解決しようとする課題 上記従来の構成において、平板状の触媒体では排ガスの
全潰をここで捕集し、触媒反応によって浄化させるには
、排ガスを触媒体に導く筒状の流路構造を併設しなけれ
ばならず、また触媒体は燃焼部に対向して位置すること
になるから、最も高温になる触媒体の上流面から放射さ
れる輻射熱が燃焼部に還元され、燃焼部を異常高温にし
て逆火や暴走燃焼といった不具合を招くものであった。

そのために実際には、触媒体を燃焼部から相当距離遊離
させて設置しており、排ガスは触媒体の圧損がある故に
全量捕集できず、抵抗の少ない周囲解放部に漏出してし
まい、従って排ガスの浄化は不完全という課題があった
。

本発明は上記従来技術の課題に鑑み、浄化性能に匿れ、
かつ燃焼部への悪影響のない排ガス浄化装置を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、排ガスの流出方向に平行にして排ガス流路よ
り大径で、かつ内側より外周側に向けて上方に傾斜した
多数の傾斜孔を穿設した下流側末端部閉塞の筒状ハニカ
ム触媒体を配設した装置である。

作用 本発明は、排ガスをほぼ完全に捕集して浄化反応を完遂
させ、同時に燃焼部への熱還元を低減して燃焼部への悪
影響を防止し、かつ前面への輻射放熱量を増加させて輻
射効率も高める作用を有するものである。

実施例 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に本発明の筒状ハニカム触媒体の１実施例を示す
。第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ部の拡大図である
。第１図において、１は傾斜孔壁、２は傾斜孔であり、
図の触媒の上端を閉塞して用いる。本発明のハニカム体
では気流と、ハニカム壁の接触効率が高い特徴を持つ。

この理由はハニカム体上流の流線がハニカム体中で傾斜
孔により円滑に方向を変えるからである。このため気流
が低速でも容易に乱流となり、孔壁と気流の物質的、熱
的な接触効率を高め、かつ、低圧力損失を実現している
。また、本発明の傾斜孔ハニカム体は上流から下流の透
視度が低いので、孔壁の熱は開口より容易に放散する特
徴も持つものである。

第２図（ａ）、　（ｂ）に本発明の筒状ハニカム触媒体
の他の実施例を示す。第２図に示したように３の傾斜孔
壁は、筒体の軸方向に対して傾斜した構造をとることも
可能である。また、傾斜孔も、筒体の軸方向および円周
方向双方に対して傾斜した螺旋状構造をとることも可能
である。第１図、第２図において筒状触媒体は全周に形
成しているが、その一部を閉塞した構成、例えば金属壁
、あるいは傾斜孔を閉塞した構成で用いてもよい。

第３図に本発明の筒状ハニカム触媒体の他の実施例を示
す。第３図において４は燃焼器具の函体で、中央部に燃
焼筒６が備えられ、後面は反射板６で囲繞されている。

燃焼＊５の中上部外周にはガラス筒からなる熱透過材７
が配設されており、内部の赤熱部（図示せず）からの輻
射熱を（一部は透過し、一部は二次輻射によって）外部
へ供給している。燃焼筒５の上部には排気口８が開口さ
れており、その上方には円筒形の触媒体９が直立して備
えられている。触媒体９はアルミナを主成分とするハニ
カム状セラミック担体を湾曲加工して筒状に構成し、こ
れに白金を主成分とする活性成分を担持させたもので、
その内径は排気口８より大きく、また排気口８０開ロ方
法と平行に位置しており、側壁に穿設された連通傾斜孔
１０は筒状触媒体９の内側から外周方向に上方に傾斜し
て穿孔されている。すなわち、排気口８の開口方向に鋭
角方向に穿孔されている。また触媒体６の下流側末端部
、即ち上端部は、燃焼筒５の上部を覆う天板１１に密着
固定されており、封口状態となっている。

次に動作について詳述する。

燃焼筒５内で燃料が燃焼し、その発生熱（の−部）で内
部壁面が加熱され、加熱壁面から放射された輻射熱の一
部は熱透過材７を透過し、一部は熱透過材７を加熱して
再度そこから輻射放熱され、周囲に放散される。一方燃
ｊＪＨＪ５内で完全に燃焼されなかった未燃成分および
一酸化炭素等は、回収されなかった熱と共に排気口８よ
り上部に排出される。ここで排気口８上部には筒状の触
媒体９が直立して備えられており、その下流側端部は天
板１１によって閉塞されているから、排ガスは触媒体９
の内側を壁面に略平行に流れた後、一部は流路を曲げて
、また一部は天板１１に衝突した後に流路を屈折して、
共に唯一の間口部である連通傾斜孔１０を通過して周囲
゛に放出される。その開、熱は一部天板１１でも回収さ
れるものの大部分は触媒体９を通過する間に回収され、
また可燃成分もここで酸化作用を受けて二酸化炭素や水
に完全酸化され、清浄で低温の排ガスとして排出される
。

また触媒体９の径は排ガスの流路、即ち排気口８の径よ
りも大なる筒状構造としており、触媒体９が排ガスの誘
導流路を構成すると同時に捕集部分でもあり、排ガスの
捕集効率はほぼ１００％を得ることが可能となる。かく
して排ガスは全量が触媒体９を通過するから、従来のよ
うな有害成分の漏出もなく、一方熱的には最大の熱回収
／熱放射体である触媒体９が燃焼筒５に対して直角方向
に位置しており、燃焼筒５のある直下方向よりも周囲方
向に分散された形で輻射熱は放出される。従って触媒体
９から燃焼筒５へ向かって還元される熱は著しく低減さ
れ、燃焼に対する熱的な悪影響、例えば灯芯式では気化
量の過大化による立炎や不完全燃焼、予混合式では炎口
部の過熱による気化室への逆火といった異常状態は防止
できる。天板１１や反射板６等からの熱還元も多少はあ
るが、これらは金属板で構成されているために蓄熱性に
乏しく、順次外部への熱放散が行われるから、燃焼筒５
方向への熱放射は殆ど回避できる。

ところで排ガスの保有熱あるいは未燃成分の燃焼熱によ
って加熱された触媒体９側壁から、輻射によって放熱が
行われるが、この熱は直接、あるいは反射板６で反射さ
れて、何れも前方へと供給され、加熱、暖房、乾燥等の
用途に供することができる。従って従来では３０％前後
であった輻射熱として取り出し得る効率は、上記筒状の
触媒体９を用いることにより、５０％以とにも高めるこ
とができる。この輻射効率を高めるためには、触媒体９
を放射効率の高いセラミック材料で構成することが好ま
しく、遅過傾斜孔ｌＯを有するハニカム体とすれば良い
。

また、ここでは触媒体９を燃焼筒５とは遊離させて備え
ているが、触媒体９からの熱的影響がないことから連接
して（即ち排気口８を覆うような構成として）備えるこ
とも可能で、燃焼機器の構成上の条件に応じて選択でき
る。さらに、筒状触媒体９をその中心軸が排気口８の中
心軸と不一致で反射板６反対側にずらして設置すること
が望ましい。この設置方法により触媒体の排ガス捕集率
をさらに向上させることができる。

以上は主に加熱、暖房などに供せられる家庭用燃焼機器
の例を中心に記述したが、この他にも例えば第４図に示
すように、内燃機間（エンジン）やタービン等の熱機関
の排ガス浄化に用いることも可能で、排ガス誘導路１２
内の排ガス流路１３を包んで、連通孔１４を多数穿設し
た触媒体１５を排ガス流路１３に平行に備えることによ
り、上流側の燃焼部１６（エンジン／タービン等）に熱
的影響を与えることなく排ガスの浄化が可能で、加えて
排ガス流路１３に対して連通孔１４が鋭角方向に穿孔さ
れていることから、このような上流に騒音源がある場合
ハニカム体中で音波は方向を変え減衰し、孔壁に一部は
吸収され、一部は反射しつつ位相キャンセルされる。こ
のため消音効果の高いものとなり、消音器としての作用
も兼ねることができる。

また触媒体９．１５の作用としては、未燃成分や一酸化
炭素等の酸化浄化のみならず、窒素酸化物（ノックス）
や硫黄酸化物（ソックス）の浄化、分解、還元等に必要
な触媒物質、例えば、白金族金属、マンガン酸化物、ペ
ロブスカイト化合物等金属酸化物等を担持してもよく、
上記効果を損なうものではない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、排ガスの流路に対してこ
れより大径の筒状触媒体を、排ガス流路に平行に配置し
、かつ内側より外周側に向けて上方に傾斜した多数の傾
斜孔を穿設した下流側末端部を閉塞する構成とすること
により、排ガスをほぼ完全に補集して浄化反応を完遂さ
せ、同時に燃焼部への熱還元を低減して燃焼部への悪影
響を防止し、かつ前面への輻射放熱量を増加させて輻射
効率の高い燃焼器具を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の筒状触媒体の一実施例を示す図、第２
図は本発明の筒状触媒体の他の実施例の図、第３図は本
発明の一実施例の排ガス浄化方法を用いた燃焼器具の部
分断面図、第４図は本発明の排ガス浄化方法を用いた熱
機関の要部断面図である。 ｌ・・・傾斜孔壁、２・・・傾斜孔、５・・・燃焼筒、
８・・・排気口、９．１５・・・触媒体、１０，１４・
・・連過傾斜孔、 １・・・天板、 ２・・・排ガス誘導路、 ３・・・排ガス流路、 １６・・・燃焼部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排ガスの流出方向に平行にして排ガス流路より大径で、
   かつ内側より外周側に向けて上方に傾斜した多数の傾斜
   孔を穿設した下流側末端部閉塞の筒状ハニカム触媒体を
   配設したことを特徴とする排ガス浄化装置。