JPH10101301A - 触媒担体を持つアルコール改質装置 - Google Patents
触媒担体を持つアルコール改質装置Info
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- JPH10101301A JPH10101301A JP8271324A JP27132496A JPH10101301A JP H10101301 A JPH10101301 A JP H10101301A JP 8271324 A JP8271324 A JP 8271324A JP 27132496 A JP27132496 A JP 27132496A JP H10101301 A JPH10101301 A JP H10101301A
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- catalyst
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、触媒を熱エネルギで活性化してア
ルコールを改質ガスに転化する触媒担体を持つアルコー
ル改質装置を提供する。 【解決手段】 この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、排気ガスの熱エネルギを利用してアルコールを熱分
解させて改質するものであり、排気管１に接続され且つ
アルコールが通過する空間部６を形成すると共に空間部
６に触媒担体７を充填した改質ケーシング３、改質ケー
シング３内の触媒担体７を貫通するように配設された排
気ガスが通過する排気ガスパイプ５を有する。触媒担体
７は、耐熱性のＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスから
成る繊維材に触媒を担持して構成されている。
ルコールを改質ガスに転化する触媒担体を持つアルコー
ル改質装置を提供する。 【解決手段】 この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、排気ガスの熱エネルギを利用してアルコールを熱分
解させて改質するものであり、排気管１に接続され且つ
アルコールが通過する空間部６を形成すると共に空間部
６に触媒担体７を充填した改質ケーシング３、改質ケー
シング３内の触媒担体７を貫通するように配設された排
気ガスが通過する排気ガスパイプ５を有する。触媒担体
７は、耐熱性のＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスから
成る繊維材に触媒を担持して構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、メタノール等の
アルコールを触媒を用いて改質燃料に転化する触媒担体
を持つアルコール改質装置に関する。
アルコールを触媒を用いて改質燃料に転化する触媒担体
を持つアルコール改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アルコールエンジンでは、エン
ジンからの排気ガス中の炭酸ガス、炭化物の含有量は、
ガソリン、軽油等の燃料に比較して非常に少ないもので
ある。ところが、アルコール燃料を使うアルコールエン
ジンでは、アルコールがガソリンに比較して気化するた
めの潜熱が高く、気化し難いという性質を有している。
しかも、燃料噴射ノズルから燃焼室内の圧縮空気中に噴
射されたアルコール燃料は、気化のために圧縮空気及び
燃焼室壁面の温度を低下させて着火を悪化させる。アル
コールエンジンにおいて、アルコールの改質により燃費
率の改善を図ることは、従来良く知られていることであ
る。即ち、アルコールは、熱分解によって水素ガスＨ2
と一酸化炭素ＣＯに分解し、メタノール燃料が改質され
る。
ジンからの排気ガス中の炭酸ガス、炭化物の含有量は、
ガソリン、軽油等の燃料に比較して非常に少ないもので
ある。ところが、アルコール燃料を使うアルコールエン
ジンでは、アルコールがガソリンに比較して気化するた
めの潜熱が高く、気化し難いという性質を有している。
しかも、燃料噴射ノズルから燃焼室内の圧縮空気中に噴
射されたアルコール燃料は、気化のために圧縮空気及び
燃焼室壁面の温度を低下させて着火を悪化させる。アル
コールエンジンにおいて、アルコールの改質により燃費
率の改善を図ることは、従来良く知られていることであ
る。即ち、アルコールは、熱分解によって水素ガスＨ2
と一酸化炭素ＣＯに分解し、メタノール燃料が改質され
る。
【０００３】従来、アルコール改質装置は、アルミナハ
ニカム等のハニカム、メタルフォーム等のフォームにメ
タノール改質触媒であるパラジウムＰｄを担持させた触
媒担体をケーシングに充填し、エンジンの排気ガスの排
気熱を排気管から受熱してアルコール改質触媒の助けで
メタノール等のアルコールをＣＯとＨ2 に改質し、該改
質ガスを燃料としてエンジンに供給するものであり、石
油代替、低燃費化を達成できるものである。例えば、ア
ルコール改質ガスエンジンとして、実開昭６０−１２８
９６１号公報、特開平３−１４５５５８号公報、特開平
６−２８５１４４号公報等に開示されたものがある。
ニカム等のハニカム、メタルフォーム等のフォームにメ
タノール改質触媒であるパラジウムＰｄを担持させた触
媒担体をケーシングに充填し、エンジンの排気ガスの排
気熱を排気管から受熱してアルコール改質触媒の助けで
メタノール等のアルコールをＣＯとＨ2 に改質し、該改
質ガスを燃料としてエンジンに供給するものであり、石
油代替、低燃費化を達成できるものである。例えば、ア
ルコール改質ガスエンジンとして、実開昭６０−１２８
９６１号公報、特開平３−１４５５５８号公報、特開平
６−２８５１４４号公報等に開示されたものがある。
【０００４】実開昭６０−１２８９６１号公報に開示さ
れたメタノール改質ガス発生装置は、排気ガスが流動す
る外被体内に収容されたメタノール改質器のメタノール
流路を複数の管体で構成し、管体内に粒状のメタノール
改質触媒を収容し、管体に多数のフィンを設けたもので
ある。
れたメタノール改質ガス発生装置は、排気ガスが流動す
る外被体内に収容されたメタノール改質器のメタノール
流路を複数の管体で構成し、管体内に粒状のメタノール
改質触媒を収容し、管体に多数のフィンを設けたもので
ある。
【０００５】また、特開平６−２８５１４４号公報に開
示された脱臭装置は、セラミック繊維を骨格とする担持
体に銅及びマンガンを主成分とする金属酸化物を含有さ
せた第１脱臭体と、セラミック繊維を骨格とするゼオラ
イト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第２脱臭
体と、第１脱臭体と第２脱臭体を内包するケースから構
成されている。
示された脱臭装置は、セラミック繊維を骨格とする担持
体に銅及びマンガンを主成分とする金属酸化物を含有さ
せた第１脱臭体と、セラミック繊維を骨格とするゼオラ
イト多孔体に金と鉄の金属酸化物を含有させた第２脱臭
体と、第１脱臭体と第２脱臭体を内包するケースから構
成されている。
【０００６】また、特開平３−１４５５５８号公報に開
示されたアルコール改質エンジンは、ハニカムリアクタ
を排気ポートに設けたものである。
示されたアルコール改質エンジンは、ハニカムリアクタ
を排気ポートに設けたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなアルコール改質装置では、アルコールの改質に必
要な熱エネルギとして、排気ガスの熱エネルギを利用す
る場合に、エンジン始動時や部分負荷時には、排気温度
が低く、アルコール改質装置における触媒が活性化され
ないため、改質反応が行われない現象が発生する。ま
た、排気管を通る排気ガスからの熱エネルギを吸収する
場合に、排気ガスとアルコール燃料との接触面積が大き
くとれないため、温度効率がアップできず、改質効率が
低下することになる。
ようなアルコール改質装置では、アルコールの改質に必
要な熱エネルギとして、排気ガスの熱エネルギを利用す
る場合に、エンジン始動時や部分負荷時には、排気温度
が低く、アルコール改質装置における触媒が活性化され
ないため、改質反応が行われない現象が発生する。ま
た、排気管を通る排気ガスからの熱エネルギを吸収する
場合に、排気ガスとアルコール燃料との接触面積が大き
くとれないため、温度効率がアップできず、改質効率が
低下することになる。
【０００８】また、上記の触媒担体を持つアルコール改
質装置は、触媒担体である金属フォーム担体と、熱源で
ある排気管を結合させた後では、担持体へ触媒を均一に
担持することは困難である。また、前掲特開平６−２８
５１４４号公報に開示された脱臭装置は、無機系バイン
ダによって触媒成分とセラミック繊維を混合したスラリ
ーを焼結することにより製造されているので、流路抵抗
が大きくなり、改質表面が小さくなる傾向がある。
質装置は、触媒担体である金属フォーム担体と、熱源で
ある排気管を結合させた後では、担持体へ触媒を均一に
担持することは困難である。また、前掲特開平６−２８
５１４４号公報に開示された脱臭装置は、無機系バイン
ダによって触媒成分とセラミック繊維を混合したスラリ
ーを焼結することにより製造されているので、流路抵抗
が大きくなり、改質表面が小さくなる傾向がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、排気ガスの熱エネルギを
触媒を活性化させる熱源として用い、排気熱を熱伝導及
び排気ガス通路の排気管からの輻射熱を利用して触媒担
体に効率的に伝達させ、アルコール燃料を触媒の助けで
水素ガスと一酸化炭素を有する燃料に改質し、装置の効
率化と小型化を可能とし、更に、エンジン始動時や部分
負荷時の排気ガス温度が低い場合に、ヒータによって触
媒担体を加熱させて活性化できる触媒担体を持つアルコ
ール改質装置を提供することである。
の課題を解決することであり、排気ガスの熱エネルギを
触媒を活性化させる熱源として用い、排気熱を熱伝導及
び排気ガス通路の排気管からの輻射熱を利用して触媒担
体に効率的に伝達させ、アルコール燃料を触媒の助けで
水素ガスと一酸化炭素を有する燃料に改質し、装置の効
率化と小型化を可能とし、更に、エンジン始動時や部分
負荷時の排気ガス温度が低い場合に、ヒータによって触
媒担体を加熱させて活性化できる触媒担体を持つアルコ
ール改質装置を提供することである。
【００１０】この発明は、高温ガスの熱エネルギを利用
してアルコールを熱分解させて改質する触媒担体を持つ
アルコール改質装置において、高温ガス通路に接続され
且つアルコールが通過する通路を形成すると共に前記通
路に前記触媒担体を充填した改質ケーシング、及び前記
改質ケーシング内の前記触媒担体を接触貫通するように
配設され且つ高温ガスが通過するガス通路を形成する高
温ガスパイプを有し、前記触媒担体が耐熱性のＳｉ−Ｔ
ｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスから成る繊維材に触媒を担持
して構成されていることを特徴とする触媒担体を持つア
ルコール改質装置に関する。
してアルコールを熱分解させて改質する触媒担体を持つ
アルコール改質装置において、高温ガス通路に接続され
且つアルコールが通過する通路を形成すると共に前記通
路に前記触媒担体を充填した改質ケーシング、及び前記
改質ケーシング内の前記触媒担体を接触貫通するように
配設され且つ高温ガスが通過するガス通路を形成する高
温ガスパイプを有し、前記触媒担体が耐熱性のＳｉ−Ｔ
ｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスから成る繊維材に触媒を担持
して構成されていることを特徴とする触媒担体を持つア
ルコール改質装置に関する。
【００１１】また、この触媒担体を持つアルコール改質
装置において、前記高温ガスはエンジンから排出される
排気ガスであり、前記アルコールを前記触媒担体に接触
させて改質した改質ガスはエンジンの燃料として使用さ
れるものである。
装置において、前記高温ガスはエンジンから排出される
排気ガスであり、前記アルコールを前記触媒担体に接触
させて改質した改質ガスはエンジンの燃料として使用さ
れるものである。
【００１２】また、前記触媒担体は、不活性ガス中で前
記Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスの繊維を１５００
℃以上に加熱させ、その線材外周面に触媒を担持させた
ものである。
記Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスの繊維を１５００
℃以上に加熱させ、その線材外周面に触媒を担持させた
ものである。
【００１３】前記触媒担体を構成するＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−
Ｏ系セラミックスは、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維中のＳ
ｉとＣとを反応させることにより、担持体となるＳｉＣ
繊維を増大させ、ＳｉＣ繊維にアルコール改質触媒のＰ
ｄを担持させる。上記セラミック繊維にＰｄを担持させ
る場合に、それらを長時間加熱すると、繊維自体が細か
くなり過ぎるので、３０分程度が適当である。このと
き、前記触媒担体は、不活性ガス中でＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−
Ｏ系セラミックスの繊維を１５００℃以上に加熱させ、
その線材外周面に触媒を担持させることが適正であり、
繊維中の成分を利用して担持体のＳｉＣを合成すること
ができる。即ち、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスを
主成分とするセラミック繊維を不活性ガス中に保持し、
触媒の担持処理によって反応に温度依存性を持つＳｉＣ
が繊維中のＣとＳｉにより結晶成長し、改質触媒の担持
体ＳｉＣの増加を図ることができる。
Ｏ系セラミックスは、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維中のＳ
ｉとＣとを反応させることにより、担持体となるＳｉＣ
繊維を増大させ、ＳｉＣ繊維にアルコール改質触媒のＰ
ｄを担持させる。上記セラミック繊維にＰｄを担持させ
る場合に、それらを長時間加熱すると、繊維自体が細か
くなり過ぎるので、３０分程度が適当である。このと
き、前記触媒担体は、不活性ガス中でＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−
Ｏ系セラミックスの繊維を１５００℃以上に加熱させ、
その線材外周面に触媒を担持させることが適正であり、
繊維中の成分を利用して担持体のＳｉＣを合成すること
ができる。即ち、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスを
主成分とするセラミック繊維を不活性ガス中に保持し、
触媒の担持処理によって反応に温度依存性を持つＳｉＣ
が繊維中のＣとＳｉにより結晶成長し、改質触媒の担持
体ＳｉＣの増加を図ることができる。
【００１４】また、前記触媒担体を構成する前記繊維材
中に、前記繊維材を加熱するためのヒータが組み込まれ
ている。即ち、電気絶縁性の高いセラミック繊維を担持
体とするので、触媒担体を加熱するためのヒータを組み
込んだ通電発電型の改質装置を形成することができる。
中に、前記繊維材を加熱するためのヒータが組み込まれ
ている。即ち、電気絶縁性の高いセラミック繊維を担持
体とするので、触媒担体を加熱するためのヒータを組み
込んだ通電発電型の改質装置を形成することができる。
【００１５】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、上記のように、排気ガス熱を利用するために設置し
た排気ガス通路管の間の空間に触媒を担持したセラミッ
ク繊維を充填し、空間へメタノールを流し込むことによ
り、セラミック繊維に伝導された排気ガス熱が、メタノ
ールを気化させる。気化メタノールは繊維に担持された
触媒によってＣＯとＨ2 に改質される。触媒を担持した
セラミック繊維にメタノールを直接接触させることで、
メタノールの触媒への接触表面積を広く取れ、温度効率
及び改質効率を向上させることができる。また、メタノ
ールがセラミック繊維を通過するので、圧力損失は増大
せず、単位時間あたりに供給する液体メタノール量を多
くできる。
は、上記のように、排気ガス熱を利用するために設置し
た排気ガス通路管の間の空間に触媒を担持したセラミッ
ク繊維を充填し、空間へメタノールを流し込むことによ
り、セラミック繊維に伝導された排気ガス熱が、メタノ
ールを気化させる。気化メタノールは繊維に担持された
触媒によってＣＯとＨ2 に改質される。触媒を担持した
セラミック繊維にメタノールを直接接触させることで、
メタノールの触媒への接触表面積を広く取れ、温度効率
及び改質効率を向上させることができる。また、メタノ
ールがセラミック繊維を通過するので、圧力損失は増大
せず、単位時間あたりに供給する液体メタノール量を多
くできる。
【００１６】また、前記Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維は、
引張強度及び耐熱温度が従来のＡｌ2 Ｏ3 繊維等に比較
して高いため、前記Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維に排気ガ
スを直接接触させることができる。更に、炭化ケイ素の
セラミック繊維は黒色であり、排気ガス通路管からの輻
射熱の有効利用が図れ、改質効率が向上する。この触媒
担体を持つアルコール改質装置は、アルコール燃料を排
気熱によって熱分解させて高効率に改質でき、燃料の着
火性を向上させると共に熱エネルギを向上させ、排気ガ
スエネルギを利用して排気ガスエネルギを有効に回収す
る。
引張強度及び耐熱温度が従来のＡｌ2 Ｏ3 繊維等に比較
して高いため、前記Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維に排気ガ
スを直接接触させることができる。更に、炭化ケイ素の
セラミック繊維は黒色であり、排気ガス通路管からの輻
射熱の有効利用が図れ、改質効率が向上する。この触媒
担体を持つアルコール改質装置は、アルコール燃料を排
気熱によって熱分解させて高効率に改質でき、燃料の着
火性を向上させると共に熱エネルギを向上させ、排気ガ
スエネルギを利用して排気ガスエネルギを有効に回収す
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による触媒担体を持つアルコール改質装置の実施例を説
明する。図１はこの発明による触媒担体を持つアルコー
ル改質装置の一実施例を示す概略説明図である。この触
媒担体を持つアルコール改質装置は、メタノール等のア
ルコールを燃料とするエンジンであり、アルコール燃料
を熱分解させて一炭酸ガスＣＯと水素ガスＨ2 とから成
る改質ガスに転化させて熱効率を向上させるものであ
る。この触媒担体を持つアルコール改質装置は、例え
ば、エンジンの排気管に組み込み、改質した燃料を吸気
系に送り込むように構成できるものである。
による触媒担体を持つアルコール改質装置の実施例を説
明する。図１はこの発明による触媒担体を持つアルコー
ル改質装置の一実施例を示す概略説明図である。この触
媒担体を持つアルコール改質装置は、メタノール等のア
ルコールを燃料とするエンジンであり、アルコール燃料
を熱分解させて一炭酸ガスＣＯと水素ガスＨ2 とから成
る改質ガスに転化させて熱効率を向上させるものであ
る。この触媒担体を持つアルコール改質装置は、例え
ば、エンジンの排気管に組み込み、改質した燃料を吸気
系に送り込むように構成できるものである。
【００１８】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、例えば、燃料タンクからのアルコール燃料をアルコ
ール供給通路１２を通じてアルコール改質装置２へ供給
し、アルコール改質装置２で排気ガスの熱を利用してア
ルコール改質装置２内に充填された触媒担体７を活性化
させ、アルコール燃料をＣＯとＨ2 に熱分解して改質ガ
スに転化させる。転化された改質ガスは、例えば、改質
ガス供給通路１１を通じて吸気管へ供給され、エンジン
で消費される。
は、例えば、燃料タンクからのアルコール燃料をアルコ
ール供給通路１２を通じてアルコール改質装置２へ供給
し、アルコール改質装置２で排気ガスの熱を利用してア
ルコール改質装置２内に充填された触媒担体７を活性化
させ、アルコール燃料をＣＯとＨ2 に熱分解して改質ガ
スに転化させる。転化された改質ガスは、例えば、改質
ガス供給通路１１を通じて吸気管へ供給され、エンジン
で消費される。
【００１９】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、高温ガスの排気ガス熱エネルギを利用してアルコー
ルを熱分解させて改質する触媒を担持したものであり、
主として、エンジンの排気管１に組み込まれた改質ケー
シング３、改質ケーシング３内に配置された排気熱を利
用してアルコール燃料を熱分解させて改質するアルコー
ル改質装置２、アルコール改質装置２で改質された改質
ガスをエンジンの吸気管或いは貯留手段に供給する改質
ガス供給通路１１、及びアルコール改質装置２にメタノ
ール等のアルコールを供給するアルコール供給通路１２
から構成されている。改質ケーシング３の入口９には、
入口側多孔付き遮蔽板４が配置され、また、改質ケーシ
ング３の入口９には入口側多孔付き遮蔽板４が配置さ
れ、出口１０には出口側多孔付き遮蔽板８が配置されて
いる。
は、高温ガスの排気ガス熱エネルギを利用してアルコー
ルを熱分解させて改質する触媒を担持したものであり、
主として、エンジンの排気管１に組み込まれた改質ケー
シング３、改質ケーシング３内に配置された排気熱を利
用してアルコール燃料を熱分解させて改質するアルコー
ル改質装置２、アルコール改質装置２で改質された改質
ガスをエンジンの吸気管或いは貯留手段に供給する改質
ガス供給通路１１、及びアルコール改質装置２にメタノ
ール等のアルコールを供給するアルコール供給通路１２
から構成されている。改質ケーシング３の入口９には、
入口側多孔付き遮蔽板４が配置され、また、改質ケーシ
ング３の入口９には入口側多孔付き遮蔽板４が配置さ
れ、出口１０には出口側多孔付き遮蔽板８が配置されて
いる。
【００２０】改質ケーシング３の空間部６には、排気ガ
スが流れるガス通路を形成する多数の排気ガスパイプ５
が接触すること無く隔置して配設されると共に、その空
間部６に排気ガスパイプ５を覆うように配置された触媒
担体７が充填されている。排気ガスパイプ５は、入口側
多孔付き遮蔽板４と出口側多孔付き遮蔽板８とのそれぞ
れの孔１４に接続され、それによって、改質ケーシング
３内の空間部６は遮蔽板４，８及び排気ガスパイプ５に
よって密封され、排気ガスが空間部６に流入しないよう
に構成されている。触媒担体７は、アルコールを排気ガ
スの熱エネルギで活性化した触媒によって改質するため
に配置されている。排気ガスパイプ５は、改質ケーシン
グ３の入口９から出口１０へと長手方向に延びている。
また、改質ケーシング３の空間部６には、改質ガス供給
通路１１及びアルコール供給通路１２が接続されてい
る。アルコール燃料がアルコール供給通路１２から空間
部６へ供給され、空間部６でアルコールが改質ガスに転
化されて改質ガスが改質ガス供給通路１１から所定の場
所へ送り込まれる。
スが流れるガス通路を形成する多数の排気ガスパイプ５
が接触すること無く隔置して配設されると共に、その空
間部６に排気ガスパイプ５を覆うように配置された触媒
担体７が充填されている。排気ガスパイプ５は、入口側
多孔付き遮蔽板４と出口側多孔付き遮蔽板８とのそれぞ
れの孔１４に接続され、それによって、改質ケーシング
３内の空間部６は遮蔽板４，８及び排気ガスパイプ５に
よって密封され、排気ガスが空間部６に流入しないよう
に構成されている。触媒担体７は、アルコールを排気ガ
スの熱エネルギで活性化した触媒によって改質するため
に配置されている。排気ガスパイプ５は、改質ケーシン
グ３の入口９から出口１０へと長手方向に延びている。
また、改質ケーシング３の空間部６には、改質ガス供給
通路１１及びアルコール供給通路１２が接続されてい
る。アルコール燃料がアルコール供給通路１２から空間
部６へ供給され、空間部６でアルコールが改質ガスに転
化されて改質ガスが改質ガス供給通路１１から所定の場
所へ送り込まれる。
【００２１】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、特に、触媒担体７を耐熱性のＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系
〔例えば、チラノ（商標名）〕セラミックスから成る繊
維材に触媒を担持して構成されていることを特徴とす
る。Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスから成る繊維材
は、繊維径８．５μｍのサイズを使用した。触媒担体７
は、不活性ガス中でＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックス
の繊維を１５００℃以上に加熱させ、その線材外周面に
触媒を担持させることができる。触媒担体７は、多数の
排気ガスパイプ５を流れる排気ガス熱によって熱伝導で
加熱され、セラミック繊維の担持体に担持されているＰ
ｄの触媒は活性化される。その時、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ
系セラミック繊維は、炭化ケイ素を含み、黒色であるの
で、排気ガス通路管である排気ガスパイプ５からの熱輻
射によって加熱されるので、温度効率が向上する。触媒
担体７は、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を担持
体に構成しているため、その比表面積が極端に大きくな
り、改質ケーシング３の入口９から触媒担体７内に導入
されたメタノール蒸気が効率良く改質される。
は、特に、触媒担体７を耐熱性のＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系
〔例えば、チラノ（商標名）〕セラミックスから成る繊
維材に触媒を担持して構成されていることを特徴とす
る。Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスから成る繊維材
は、繊維径８．５μｍのサイズを使用した。触媒担体７
は、不活性ガス中でＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックス
の繊維を１５００℃以上に加熱させ、その線材外周面に
触媒を担持させることができる。触媒担体７は、多数の
排気ガスパイプ５を流れる排気ガス熱によって熱伝導で
加熱され、セラミック繊維の担持体に担持されているＰ
ｄの触媒は活性化される。その時、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ
系セラミック繊維は、炭化ケイ素を含み、黒色であるの
で、排気ガス通路管である排気ガスパイプ５からの熱輻
射によって加熱されるので、温度効率が向上する。触媒
担体７は、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を担持
体に構成しているため、その比表面積が極端に大きくな
り、改質ケーシング３の入口９から触媒担体７内に導入
されたメタノール蒸気が効率良く改質される。
【００２２】また、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊
維の担持体にアルコールを改質するための触媒であるパ
ラジウム（Ｐｄ）を担持させるため、Ａｒ等の不活性ガ
スの雰囲気温度を１５００℃以上に加熱する必要があ
る。Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維が１５００℃
以上になると、ＳｉがＣと選択的に反応し、Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維において、ＳｉＣが増加する
ことになり、触媒を担持する担持体を形成する。即ち、
不活性ガス中でＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を
１５００℃以上で３０分間加熱すると、温度依存性を持
つＳｉＣが繊維中のＣとＳｉにより結晶成長し、改質繊
維の担持体ＳｉＣの増加を図ることができる。従って、
触媒担体７を改質ケーシング３に充填するのに先立っ
て、予めＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維に触媒を
担持させて触媒担体７を作製する。
維の担持体にアルコールを改質するための触媒であるパ
ラジウム（Ｐｄ）を担持させるため、Ａｒ等の不活性ガ
スの雰囲気温度を１５００℃以上に加熱する必要があ
る。Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維が１５００℃
以上になると、ＳｉがＣと選択的に反応し、Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維において、ＳｉＣが増加する
ことになり、触媒を担持する担持体を形成する。即ち、
不活性ガス中でＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を
１５００℃以上で３０分間加熱すると、温度依存性を持
つＳｉＣが繊維中のＣとＳｉにより結晶成長し、改質繊
維の担持体ＳｉＣの増加を図ることができる。従って、
触媒担体７を改質ケーシング３に充填するのに先立っ
て、予めＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維に触媒を
担持させて触媒担体７を作製する。
【００２３】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を用いたもの
であるが、比較のため、従来のアルミナハニカム、セラ
ミックフォーム、メタルフォーム及びペレットに、触媒
を担持させた触媒担体の比較品を作製した。本発明品と
これらの比較品の改質表面積と面積比とを測定したとこ
ろ、次のとおりであった。本発明品は、改質表面積が
４．４８０ｍ2 であり且つ面積比は９．１１であった。
これに対して、アルミナハニカムの比較品は、改質表面
積が０．４７５ｍ2 であり且つ面積比は０．９７であっ
た。セラミックフォームの比較品は、改質表面積が０．
８９５ｍ2 であり且つ面積比は１．８２であった。メタ
ルフォームの比較品は、改質表面積が０．８９５ｍ2 で
あり且つ面積比は１．８２であった。ペレットの比較品
は、改質表面積が０．４９２ｍ2 であり且つ面積比は
１．０であった。上記のことより、本発明によるＳｉ−
Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維から成る触媒担体７は、
従来のハニカムタイプ、フォームタイプ、或いはペレッ
トタイプに比較して大幅に表面積が大きくなることが分
かる。
は、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を用いたもの
であるが、比較のため、従来のアルミナハニカム、セラ
ミックフォーム、メタルフォーム及びペレットに、触媒
を担持させた触媒担体の比較品を作製した。本発明品と
これらの比較品の改質表面積と面積比とを測定したとこ
ろ、次のとおりであった。本発明品は、改質表面積が
４．４８０ｍ2 であり且つ面積比は９．１１であった。
これに対して、アルミナハニカムの比較品は、改質表面
積が０．４７５ｍ2 であり且つ面積比は０．９７であっ
た。セラミックフォームの比較品は、改質表面積が０．
８９５ｍ2 であり且つ面積比は１．８２であった。メタ
ルフォームの比較品は、改質表面積が０．８９５ｍ2 で
あり且つ面積比は１．８２であった。ペレットの比較品
は、改質表面積が０．４９２ｍ2 であり且つ面積比は
１．０であった。上記のことより、本発明によるＳｉ−
Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維から成る触媒担体７は、
従来のハニカムタイプ、フォームタイプ、或いはペレッ
トタイプに比較して大幅に表面積が大きくなることが分
かる。
【００２４】また、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊
維及びカーボン繊維とについて、熱処理温度（℃）に対
する引張強度（ｋｇ／ｍｍ2 ）の関係は、図４に示す通
りである。引張強度の変化は、空気中で１時間熱処理し
た後の強度を測定したものである。Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ
系セラミック繊維としては、半導体の相違するものを選
択している。図４から分かるように、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−
Ｏ系セラミック繊維の耐熱性がカーボン繊維等に比較し
て高く、そのため、高温の排気ガスを流したとしても引
張強度が低下せず、劣化しないことが分かる。従って、
Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を触媒担体７とし
て使用した場合に、そのままの繊維の状態で直接高温ガ
スに晒すことができ、従って、アルコールガス、改質ガ
スの流通抵抗を低減でき、アルコールガスの触媒担体７
への接触面積を増大させることができる。
維及びカーボン繊維とについて、熱処理温度（℃）に対
する引張強度（ｋｇ／ｍｍ2 ）の関係は、図４に示す通
りである。引張強度の変化は、空気中で１時間熱処理し
た後の強度を測定したものである。Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ
系セラミック繊維としては、半導体の相違するものを選
択している。図４から分かるように、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−
Ｏ系セラミック繊維の耐熱性がカーボン繊維等に比較し
て高く、そのため、高温の排気ガスを流したとしても引
張強度が低下せず、劣化しないことが分かる。従って、
Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維を触媒担体７とし
て使用した場合に、そのままの繊維の状態で直接高温ガ
スに晒すことができ、従って、アルコールガス、改質ガ
スの流通抵抗を低減でき、アルコールガスの触媒担体７
への接触面積を増大させることができる。
【００２５】この触媒担体を持つアルコール改質装置
は、図３に示すように、触媒担体７を構成するＳｉ−Ｔ
ｉ−Ｃ−Ｏ系繊維材中に、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維材
を加熱するためのヒータ１３が組み込まれているものを
使用することができる。ヒータ１３は、例えば、金網等
で形成され、排気ガスパイプ５に垂直方向に隔置して複
数個配置することができる。この場合には、アルコール
改質装置２内の温度を検出するため、温度センサ等のセ
ンサを設け、例えば、温度センサとしては、アルコール
改質装置２内の温度がアルコール燃料が熱分解する所定
の温度以上の高温になっているか否かを検出するように
構成することができる。例えば、エンジン始動時や部分
負荷時において、排気ガス温度が低い場合に、アルコー
ル燃料を改質するため、触媒担体７を活性化する温度以
下であれば、コントローラの指令によってヒータ１３に
通電し、触媒担体７を加熱し、触媒が活性化する温度に
まで昇温させる。
は、図３に示すように、触媒担体７を構成するＳｉ−Ｔ
ｉ−Ｃ−Ｏ系繊維材中に、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維材
を加熱するためのヒータ１３が組み込まれているものを
使用することができる。ヒータ１３は、例えば、金網等
で形成され、排気ガスパイプ５に垂直方向に隔置して複
数個配置することができる。この場合には、アルコール
改質装置２内の温度を検出するため、温度センサ等のセ
ンサを設け、例えば、温度センサとしては、アルコール
改質装置２内の温度がアルコール燃料が熱分解する所定
の温度以上の高温になっているか否かを検出するように
構成することができる。例えば、エンジン始動時や部分
負荷時において、排気ガス温度が低い場合に、アルコー
ル燃料を改質するため、触媒担体７を活性化する温度以
下であれば、コントローラの指令によってヒータ１３に
通電し、触媒担体７を加熱し、触媒が活性化する温度に
まで昇温させる。
【００２６】
【発明の効果】この発明による触媒担体を持つアルコー
ル改質装置は、上記のように、改質部の表面積を格段に
大きく構成でき、改質効率を向上でき、所定の改質部の
表面積を確保できる構成とすれば、装置自体を小型化で
きる。また、このアルコール改質装置は、触媒担体を構
成するＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維そのものを
高温ガスに直接接触するように構成できるので、ガスの
通路抵抗を低減して圧力損失を低下させることができ、
改質のための表面積を大きく構成でき、装置そのものを
小型化することができ、スペースに制約のある車両への
搭載性を良好にする。また、前記触媒担体を作製する場
合に、予めセラミック繊維を１５００℃以上に加熱させ
て触媒を担持させるので、従来のように、担持体を排気
ガス通路に組み付け後に触媒を担持する必要がなく、改
質装置の形状の設計の自由度が大きくなる。
ル改質装置は、上記のように、改質部の表面積を格段に
大きく構成でき、改質効率を向上でき、所定の改質部の
表面積を確保できる構成とすれば、装置自体を小型化で
きる。また、このアルコール改質装置は、触媒担体を構
成するＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミック繊維そのものを
高温ガスに直接接触するように構成できるので、ガスの
通路抵抗を低減して圧力損失を低下させることができ、
改質のための表面積を大きく構成でき、装置そのものを
小型化することができ、スペースに制約のある車両への
搭載性を良好にする。また、前記触媒担体を作製する場
合に、予めセラミック繊維を１５００℃以上に加熱させ
て触媒を担持させるので、従来のように、担持体を排気
ガス通路に組み付け後に触媒を担持する必要がなく、改
質装置の形状の設計の自由度が大きくなる。
【図１】この発明による触媒担体を持つアルコール改質
装置の一実施例を示す概略説明図である。
装置の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】図１の触媒担体を持つアルコール改質装置の線
Ａ−Ａにおける断面図である。
Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維の保持構造の一実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図４】Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系繊維の熱処理温度に対す
る引張強度を示すグラフである。
る引張強度を示すグラフである。
１ 排気管 ２ アルコール改質装置 ３ 改質ケーシング ４ 入口側多孔付き遮蔽板 ５ 排気ガスパイプ ６ 空間部 ７ 触媒担体 ８ 出口側多孔付き遮蔽板 ９ 入口 １０ 出口 １１ 改質ガス供給通路 １２ アルコール供給通路 １３ ヒータ
Claims (4)
- 【請求項１】 高温ガスの熱エネルギを利用してアルコ
ールを熱分解させて改質する触媒担体を持つアルコール
改質装置において、高温ガス通路に接続され且つアルコ
ールが通過する通路を形成すると共に前記通路に前記触
媒担体を充填した改質ケーシング、及び前記改質ケーシ
ング内の前記触媒担体を接触貫通するように配設され且
つ高温ガスが通過するガス通路を形成する高温ガスパイ
プを有し、前記触媒担体が耐熱性のＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ
系セラミックスから成る繊維材に触媒を担持して構成さ
れていることを特徴とする触媒担体を持つアルコール改
質装置。 - 【請求項２】 前記高温ガスはエンジンから排出される
排気ガスであり、前記アルコールを前記触媒担体に接触
させて改質した改質ガスはエンジンの燃料として使用さ
れることを特徴とする請求項１に記載の触媒担体を持つ
アルコール改質装置。 - 【請求項３】 前記触媒担体を構成する前記繊維材中
に、前記繊維材を加熱するためのヒータが組み込まれて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒担体
を持つアルコール改質装置。 - 【請求項４】 前記触媒担体は、不活性ガス中で前記Ｓ
ｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系セラミックスの繊維を１５００℃以
上に加熱させ、その線材外周面に触媒を担持させたこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒
担体を持つアルコール改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27132496A JP3843504B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 触媒担体を持つアルコール改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27132496A JP3843504B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 触媒担体を持つアルコール改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101301A true JPH10101301A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3843504B2 JP3843504B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=17498472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27132496A Expired - Fee Related JP3843504B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 触媒担体を持つアルコール改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3843504B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061056A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Takamasa Iritani | プラウ触媒で活性化された低級アルコール、それを含有してなる燃料添加剤 |
| JP2010132482A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Ngk Insulators Ltd | リアクタ |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP27132496A patent/JP3843504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061056A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Takamasa Iritani | プラウ触媒で活性化された低級アルコール、それを含有してなる燃料添加剤 |
| JPWO2004061056A1 (ja) * | 2002-12-27 | 2006-05-11 | 隆昌 入谷 | プラウ触媒で活性化された低級アルコール、それを含有してなる燃料添加剤 |
| JP2010132482A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Ngk Insulators Ltd | リアクタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3843504B2 (ja) | 2006-11-08 |
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