JPS58124544A - 燃焼用触媒体 - 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】 本発明は燃焼装置等に用いられる燃焼用触媒体に関する
もので、触媒性能の向上と長寿命化を目的とするもので
ある。

一般に燃焼用触媒体は、燃焼用触媒体上に各種の気体燃
料あるいは気化させだ液体燃料と燃焼用空気との予混合
気を送って酸化反応を行わせ熱を発生させるため、燃焼
用触媒体の表面温度がかなり高温となる。従って担体上
に担持された触媒の耐熱性、耐久性は欠かせない条件で
ある。

従来の燃焼用触媒体は、耐熱性無機質からなるハニカム
構造体の表面にγ−Ａ１２０３．ＳｉＯ２等の大きい表
面積を有する被覆成分を担持して担体を構成し、この担
体上にＰｔ、あるいはＰｄ等の酸化触媒を担持させたも
のであった。従って初期に微細な酸化粒子として存在し
ていた酸化触媒が、燃焼中に凝集して粗大化し、触媒性
能の低下を招いたり、液体燃料燃焼装置の燃焼量を低燃
焼へ調節。

あるいは燃焼用空気量を絞った場合に燃焼用触媒体の予
混合気流入側で激しい酸化反応による高温状態となり、
燃焼用触媒体が異常過熱されひいては熱破壊をおこすと
いう欠点があった。

本発明は一定方向に貫通した無数の小孔を有する耐熱性
無機からなるハニカム構造体の表面に被覆成分としてＳ
　ｎ　Ｏ＋　Ｃｒ　２０３　、　Ａ　ｌ　２０３　ｖ　
Ｃｅ　０２　。

Ｚ　ｒ　Ｏ２ｔ　Ｔ　ｈ　０２等の酸化物のうち少なく
とも１種類以上担持して担体を構成し、この担体上にウ
ラン酸化物及び酸化触媒を担持して燃焼用触媒体を構成
することにより上記従来例の欠点を解消するものである
。

以下本発明の一実施例を第１図から第４図にも触媒体は
耐熱性無機質材料のコーディエライトを用いて円筒形の
ハニカム構造体１で構成され一定第２図において３はハ
ニカム構造体１０表面積低下を抑制するだめの被覆成分
で、Ｓ　ｎ　Ｏ＊　Ｃｒ　２０３　＋Ａｌ２Ｏ３の複合
酸化物からなり、ノ・ニカム構造体１の表面に被覆成分
３を担持して担体が構成されている。この担体上にウラ
ン酸化ｖＩＪ４．更に酸化触媒５が担持されて燃焼用触
媒体６が構成されている。

次に燃焼用触媒体６の製造方法を説明する。

まず被覆成分３としてＳ　ｎｏ　ｔ　Ｃｒ　２０３　、
　ｋｌ　２０３の複合酸化物に複合酸化物の重量の４倍
のＨ２Ｏと１／１ｏ倍の濃硝酸とを加えて　濁させ、こ
の濁液をボールミルに移し、更にセラミックボールを加
えて約１０時間ミリングを行い、複合酸化物を微粒子に
粉砕し、　濁液をスリラー化させて担体の被覆剤スリラ
ー液とする。この被覆剤スリラー液にハニカム・構造体
１を浸漬した後引上げて過剰付着分を冷風にて除去し、
約３００℃の熱風で乾燥させる。この操作を数回繰返え
して被覆成分３をハニカム構造体１に担持し、１５０℃
で２時間乾燥した後６００℃で２時間空気中で焼成し担
体を構する。この被覆成分３の量はコーディエライトを
ハニカム構造体１とした場合ハニカム構造体１の重量化
で１０〜１５％である。

次に酢酸ウラン水溶液に担体を含浸させて１５０℃で２
時間乾燥し、更に６００℃で２時間空気中で焼成してウ
ラン酸化物４を担持させる。このウラン酸化物４の重量
は酸化触媒５重量の１〜３％である。

そして担体にウラン酸化物４を担持した後酸化触媒金属
の塩化物水溶液又は硝酸塩水溶液に含浸した後、１５０
℃で２時間乾燥、更にｅｏｏ’ｃで２時間空気中で焼成
して酸化触媒６を担持し燃焼用触媒体６がつくられる。

このようにしてつくられた燃焼用触媒体６を第３図に示
す液体燃料触媒燃焼装置に用いてその作用及び効果を説
明する。

有底円筒状のファンケース７の底部に吸気導入口＄を設
け、金具９によりファンケース７底部に固定されたモー
タ１０のンヤフト１１が吸気導入口８からファンケース
７内の中心線に沿って設けられている。モータ１ｏは吸
気口１２を有するモータケース１３によって覆われてい
る。モータのシャフト１１にはファン１４が、またファ
ンケース７には案内羽根１５が固定され、それぞれ交互
に多段に設けられている。一方フアンケース７の端部に
は中央に空気口１６を有する固定板１了が嵌合され、フ
ァンケース７外方に向はパツキン１８を介して燃焼筒１
９が装着されている。固定板１７近傍の燃焼筒１９側壁
にはシースヒータ２０が埋設され、金網あるいはパンチ
ングメダル製の抵抗板２１と固定板１７に囲まれる空間
を気化予混合室２２としている。更に燃焼筒１９内の抵
抗板２１前方にはスペーサ２３を介して整流板２４．触
媒体保持具２５．燃焼用触媒体６．触媒体押え２８が順
次装着されている。また燃焼筒１９前方には燃焼用触媒
体６と近接するように点火プラグ２７を固定しだ熱交換
器２８がパツキン２９を介して設けられている。またフ
ァンケース７を貫通し気化予混合室２２内に臨んだモー
タのシャフト１１先端には、モータ１０側から先端に向
けて径が大となる円型台形のコーン３０２回転板３１９
周端に攪拌用小羽根を有する混合板３２が順次設けられ
ている。また給油管３３はファンケース７を側面から貫
通してコーン３ｏ上方に開口するよう設けられている。

このような構成における液体燃料触媒燃焼装置において
、シーズヒータ２０に通電し気化予混合室２２の側壁が
所定の温度に達すると、モータ１０゜電磁ポンプ（図示
せず）に通電されて燃焼用空気及び液体燃料の供給が開
始される。液体燃料は給油管３３で回転しているコーン
３ｏ上に送られ、コーン３０のテーパに沿って回転板３
１に達すると円心力で飛散され、定温を保っている気化
予混合室２２の壁面に接触して気化される。一方フアン
１４によって吸気口１２から取り入れられた燃焼用空気
は吸気導入口８を経て空気口１６から気化予混合室２２
内に送り込まれ、混合板３２の作用で気化しだ液体燃料
と均一に混合されて予混合気となる。この予混合気は抵
抗板２１．整流板２４を経て、燃焼用触媒体６を通過し
たところでスパークを発している点火プラグ２Ｔで着火
される。

着火初期には燃焼用触媒体６の熱交換器２８側に青火炎
を形成して燃焼を行うが、青火炎による輻射熱や燃焼筒
１９からの伝熱等により、燃焼用触媒体６の温度が次第
に上昇し、徐々に触媒反応が開始するため火炎はそれに
つれて次第に小さくなり、最終的に消失する０この時点
での燃焼用触媒体６の温度は７００℃〜１２００℃に達
しており、酸化触媒５による作用で予混合気は完全に酸
化され、酸化反応状態を継続する。

次に本実施例による燃焼用触媒体の効果を第４図で説明
する。第４図に示すデータは第１図に示すようなコーデ
ィエライト材料からなるノ１ニカム構造体１を適当な粒
状に粉砕し、被覆成分３を担持して担体とした。この担
体上にウラン酸化物４゜酸化触媒５を前述と同様の操作
で担持して燃焼用触媒体６を構成しその特性を曲線Ａに
示す０酸化触媒６としてはｐｔを用い、その担持量は０
．２６重量パーセントとした０ また本実施例の燃焼用触媒体６と比較するために、担体
にウラン酸化物４を担持しない燃焼用触媒体をつくシ、
その特性を曲線Ｂに示す。

なお、第４図に示す燃焼用触媒体の焼成温度は酸化触媒
を担持してからの焼成温度を示し、各々の焼成温度で４
時間焼成したものである。

実験の方法としては各温度で焼成した燃焼用触媒体の一
定量に水素ガスを吸着させ、水素原子１個がｐｔ粒子１
個に１対１の割合で吸着すると仮定した時、水素原子数
がｐｔ核粒子吸着される数量を百分率で表し、分散度と
いう定義を用いた。

従って分散度が大きい値を示す程、ｐｔ核粒子微粒子で
あることを表わしている。

第４図から明らかな如く、ウラン酸化物の添加の有無に
より、分散度の変化に大幅な差異が見られる。特にｅｏ
ｏ℃の焼成温度では、ウラン酸化物を担持していない燃
焼用触媒体に大幅なｐｔ核粒子粗大化が見られ、９００
℃ではウラン酸化物を担持の燃焼用触媒体が５％の分散
度を示しているのに対して、ウラン酸化物を担持してい
ない燃焼用触媒体の７分散度は０％近くになっている。

この実験の結果からウラン酸化物の担持にょるｐｔ核粒
子粗大化を抑制する効果が顕著であるといえる。

なお本実施例では担体を構成する耐熱性無機質材料とし
てコーディエライトを用いたが、α−アルミナ、ムライ
ト、シリカ等を用いてもよく、また小孔２の形状を円形
、多角形のいずれにしてもさしつかえない。

以上の説明から明らかな如く本発明の燃焼用触媒体は下
記の効果を奏する。

１　耐熱性無機質からなるハニカム構造体に被覆成分を
担持して担体を構成し、との担体上にウラン酸化物及び
酸化触媒を担持して燃焼用触媒体を構成したことにより
、高温燃焼時における酸化触媒粒子の凝集、粗大化が抑
制されるため、燃焼用触媒体の触媒作用が優れ、長寿命
化が期待できる。

２　液体燃料触媒燃焼装置に燃焼用触媒体を用いて燃焼
量を低燃焼量に調節したとき、または燃焼用空気を絞っ
て燃焼ガス量を減らしたときに、燃焼用触媒体の予混合
微流入側での激しい酸化反応による高温状態の発生に対
応できるので、酸化触媒の劣化が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す燃焼用触媒体の斜視図
、第２図は同要部を示す断面図、第３図は同第１図に示
す燃焼用触媒体を液体燃料燃焼装置に用いた断面図、第
４図は燃焼用触媒体の性能比較特性図である。 １　・・・・・・ハニカム構造体、３・・・・・・被覆
成分、４・・・・・・ウラン酸化物、５・・・・・・酸
化触媒。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １Ｂ３図 第４図 ｉ広５１廣（・Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　一定方向に貫通した無数の小孔を有する耐熱
   性無機質からなるハニカム構造体の表面に被覆成分とし
   てＳ　ｎｏ　ｅ　Ｃｒ　２ｏ３　ｔ　Ａ／　２０３　ｖ
   　ＣＯ０２１Ｚ　ｒ　Ｏ２゜ＴｈＯ２等の酸化物のうち
   少なくとも１種類以上担持して担体を構成し、この担体
   上にウラン酸化物及び酸化触媒を担持してなる燃焼用触
   媒体。 ＠）　前記担体としてα−アルミナ、コーディエライト
   、ムライト、ムライト−ジルコン、ムライト−α−アル
   ミナ、炭化珪素、シリマナイト、珪酸アルミナ、珪酸マ
   グネシア、ペンタライト、及びアルミニウムーチタネイ
   ト等のセラミックからなる特許請求の範囲第１１項記載
   の燃焼用触媒体。 （３）　　前記酸化触媒としてｐ　ｔ　ｔ　Ｐ　ｄ　ｐ
   　Ｒｈ　ｓ　Ｒｕ　＋及びＩｒ等の白金属類のうち少な
   くとも１種類以上組合せだもの、あるいはＣｏ、Ｎｉ、
   ＦｅｙＭｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｒ等の遷移金属酸化物とを
   組合せたものからなる特許請求の範囲第１項記載の燃焼
   用触媒体。 （４）　　前記ウラン酸化物の担持量を酸化触媒量の〜
   ３重量パーセントとし、酸化触媒を担持する前にウラン
   酸化物を前記担体に担持した特許請求の範囲第１項記載
   の燃焼用触媒体。