JPS5922650A - 触媒ユニツト - 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 この発明は触媒ユニットに関するものである。

従来例の構成とその問題点 電気ヒータやマイクロ波、さらにガスバーナを用いた調
理用オーブンやレンジ（以下、オーブンを代表させて説
明する）を用いた調理においては、調理に伴う臭気や煙
の発生は避けることができず、昨今の密閉性の高い家屋
釦おいては住環境を悪くすることが多い。このため、通
常は室内の換気を強制的に行なっているが、近時調理器
具の高級化指向によりその設置場所を限定せずに使用す
る傾向があり、換気設備との相対的な距離が広がりつつ
ある。このような現状から、最近では発生源であるオー
ブン自体に、これら臭気や煙を浄化する機能を付与する
試みがなされている。この種の機能を化学的に行わせる
方法としては、触媒反応を利用する方法があり、これま
でにもオーブン庫内壁をホーロ材にし、かつそのホーロ
材そのものに触媒作用を行わしめるべく、金属や金属酸
化物を混入したものが実用に供されている。

一方、オーブンより発生する臭気や煙の原因となる可燃
性成分をオーブン内に取付けた融媒ユニットヲ通して触
媒反応を行わせ燃焼酸化させて除去する方法が提案され
ている。

微少量の可燃性成分を接触酸化により燃焼除去するため
の触媒としては、貫通孔な有する一体成形触媒や金属網
に触媒を付着させたものなどがある。しかしな力５ら、
これらは比較的低い温度から多量の煙を発生するような
庫内クリーニングヒートサイクル時（庫内壁に付着した
油脂分を除去するための調理目的とは別の空焼き運転）
には有効に煙除去をなしえない。すなわち、多数の貫通
孔を有する一体成形触媒では触媒自体の熱容量が大きく
、排気ガスの潜熱による触媒層の温度上昇は、通過排気
ガス温度よりも大きく時間的遅れが生じ、触媒の反応開
始温度が、庫内の油脂蒸発もしくは分解温度より十分に
低温である場合を除き、触媒層の温度立上シ遅れ期間中
は全くその機能を果さないことになる。また、従来から
用いられているこの種の触媒では、最も効果の高いもの
としては白金を含浸させたものがあるが、この場合でも
動植物油（食用油等）のミスト（蒸気）に対する酸化燃
焼を開始する温度は、油の蒸発温度と同じかあるいはそ
れよりも高いのが普通であり、この点からも、熱容量の
大きい触媒層は好ましいものではない。さらに貫通孔型
の一体成形触媒では油ミストもしくは油煙と触媒壁との
接触を効率的に行わせるためには、流れ方向に接触距離
を大きくとる必要があり、触媒層が大きくならざるを得
ないという欠点がある。

一方、熱不良を小さくする観点から、金属薄板や網その
ものあるいはその表面に適当触媒を付着させたものは確
かに触媒層そのものの温度の上昇がほぼ排気ガス温度の
上昇に追従しうるが、触媒表面が小さく、多量の油ミス
トや油煙を効果的に処理することは不可能に近いという
欠点がある。

発明の目的 この発明の目的は、より効率的にオーブンより発生する
油ミストや油煙を除去するための触媒ユニットヲ提供す
ることである。

発明の構成 この発明の触媒ユニットは、オープン等の庫内または排
気口に取付けられるものであって、排気上流より、金属
メツシュ層と、フィルタ層と、触媒層とをこの順でケー
シング内に積層したものである。

ここで、触媒層としては、ンリカ等の無機質繊維の織布
または不織布を担体として用い、この担体に白金などの
貴金属や酸化銅などの金属酸化物を担持したものを用い
ることができる。

また、前記フィルタ層は前記担体と同様なシリカクロス
もしくはシリカウールからなる一時吸着層である。さら
に、この一時吸着層に接して前段に金属からなる有孔鋼
板。ラス板または網である金属メツシュ層を設け、これ
らを組み合せてケーシング内に収容しユニット化したも
のである。

この発明の触媒ユニットは、熱容量が小さく、かつシリ
カクロスやウールはそれ自体表面積が大きく、特にアル
ミナや結晶シリカをあらかじめ担持させたものでは表面
の熱的安定性も高く、高発熱量を有する油ミストや油煙
の酸化燃焼触媒として効果的である。さらに触媒前段に
設けた一時吸着層であるフィルタ層は比較的分解温度の
高い油ミストを一時この吸着層に付着させておき、排気
ガスの温度上昇ｔ−まって、付着した油ミストを分解し
、ついで触媒層において酸化燃焼させて除去（５） するという二段階処理を行わせる。さらに、これらの前
段に金属メツシュ層を配設することによって、フィルタ
材や触媒材の機械的な保持のほかに、これらの部材に対
する熱分布の均一化と、排ガス潜熱の熱伝導と全効果的
に行わせることができる。

実施例の説明 実施例１：　第１図に示すように、シリカファイバを織
って織布とした開孔率４０〜７０％のシリカクロスの表
面にあらかじめγ−アルミナを５〜１５％（重量％、以
下同様）担持させたものに塩化白金酸水溶液を浸漬し、
通常の活性化処理により白金Ｑ、３−ｗｔ％を担持した
２枚の触媒層１１と、やけシリカファイバの不織布で密
度が０．０５〜Ｏ，ｌ　シ枕のマット（フィルタ層）１
２と、１０〜５０メツシユのステンレス金鋼（金層メツ
シュ層〕１３とを重ね合せ、これらを内径４０　ｆａｒ
　＊外径５５□Ｉ高さ１０圏のアルミメッキ鋼板のケー
シング１４に納め、このケーシング１４と同、じ内径、
外径の上ぶた１５１に、ケーシング１４に溶接固定して
触媒ユニットヲ得た。

（６） 実施例２：　第２図に示すように、実施例１と同じ触媒
担体に、白金とパラジウムとを重量比で２：１０の割合
でかつ総量で担体に対して０．６％を担持して得た触媒
層２１と、触媒基材と同じシ゛リカクロスにシリカ−ア
ルミナ（重量比で５：１）２０チを担持させた。クロス
状フィルタ層２２を２〜３枚重ね合せ、開孔率４０〜６
０％の底板〔金属メツシュ層）２３ｔ″有する実施例１
とほぼ同寸法のケーシング２４内に納め、上ぶた２５を
ケーシング２４に溶接固定して触媒ユニットを得た。

実施例３：　第３図に示すように、あらかじめ波状に成
形した実施例１と同じ触媒層３１と、アルミナ・シリカ
繊維を主材料としあらかじめパンチで４０〜６０チの開
孔率としたセラミック繊維のマット（フィルタ層）３２
を重ね合せ、実施例２と同じ開口した底板（金属メツシ
ュ層）３３を有するケーシング３４内に納め、上ぶた３
５をケーシング３４に溶接固定して触媒ユニット全体た
。

実施例１〜３の触媒ユニットの通気抵抗は、いずれも５
０　！Ａ′ｎｉｎの通気に対し、１０〜６０ｗｎＨ３Ｏ
程度であった。

実施何重ないし３の触媒ユニットを内容積０．１〜０．
２　ｍ３の電気オーブンの排気口に数例け、触媒の効果
をみるために、排気温度検出用としてユニット底部中央
より庫内へ１０ｍｍ隔てた空間位置と、ユニット内の触
媒の位置とに、それぞれ熱電対を取付け、オーブン内壁
に食用植物性油脂をティースプーンで２〜５杯分塗９つ
けたのち、通電し庫内温度を上昇させた。このときの触
媒層と排気のそれぞれの温度の時間変化は、おおむね第
４図に示すような曲線であった。ここで、排気口からの
発煙は触媒層温度と排気温度が交差するあたりＣＡ点）
から始まり、再びこれらの面温度曲線が接するところ（
Ｂ点）で臭気。発煙は完全に停止した。

この間の発煙の程度は、排気口近傍よりフィルタ式塵埃
計に排気捕集しフィルタの色調をもって判別した。ここ
で、色調は、着色なし全Ｏとし、庫内の油脂発火によっ
て発生する煤による着色を５とする６段階法によった。

また、触媒反応による煙除去効果が明らかに認められる
までの時間を第４図における排気温度の時間依存が、同
一オーブンを使用する限りにおいて、はぼ同じであるこ
とを利用し、ここでは排気温度で示した。

比較例：　外径がほぼ同一で、開孔率６５％。

高さ１０簡のいわゆるモノリス担体に白金を担持した触
媒を比較例として用い、前記と同様にしてフィルタの着
色度および煙減少時の排気温度を測定した。

これら実施例１〜３および比較例の試験結果を次表に示
す。

表で明らかなように、比較例に比べていずれの（９） 実施例も消煙効果が高く、シかもオーブン通電後の早い
時期に消煙効果を示している。これは、勲機質繊維の触
媒層を用いたことによりガスと触媒の接触効果が著しく
向上したこと、−！、た触媒層の前段に一時吸着用のフ
ィルタ層を設けたことによシ比較的排気温度の低いとき
に発生する油ミストを直接触媒に付着させずにまずフィ
ルタ層に吸着させ、排気温度の上昇とともに分解脱着し
てより接触反応のしやすいガス体にして触媒と接触させ
たことによる。さらに、触媒表面での反応熱によシ、ユ
ニット全体は排気ガスよシはるかに高い温度と［ハこの
段階においては前段のフィルタ層はほとんど吸着特性を
有しないために、フィルタ層自体の再生クリーニングが
行なわれ、次回の低温度時の油煙発生を阻止する、いわ
ゆる機能回復が自動的に行われることになるのである。

さらに、前段の金属メツシュ層による伝熱効果によυ触
媒層の温度上昇速ｉｔ早め、かつ油ミストの捕集メタル
フィルタとしての効果と、付着した油ミストの分解を早
める効果もある。これらの触媒前段の（１０） フィルタ層および金層メツシ一層の配置は、特に発生す
るものがミストのような液状物であるときに一段とその
効果が著しい。すなわち、触媒表面にこれらミス■・の
付着が生ずると、いわゆる二時被毒的な結果を生み、本
来触媒が気固接触状態で行う場合の反応開始温度では反
応全開始しえないという不具合を解消するものである。

なお、前述の実施例においては、無ｍ′Ｒ繊維としてシ
リカやシリカ・アルミナ繊維を用いた場合について説明
したが、その他の無槻賀繊維であっても使用可能であり
、たとえばガラス繊維でも特に耐熱性に問題のない場所
に触媒ユニットヲ設置面するならば使用可能である。ま
た、フィルタ層は、必ずしも繊維質繊維を用いたものと
限定されるものでＩｄなく、その通気抵抗が許されるな
らば（たとえば排気ガスが伺らかの手段で強制排気され
うるものならば）、活性炭やシリカゲルなどでもよい。

ただ、これらの場合は当然それらの耐熱性は十分に検討
されねばならない、また触媒物質としては、必ずしも実
施例で用いたような貴金属系に限られる必要はなく、−
わゆるＶＭ属系の金属酸化物であっても排ガス中の成分
を完全酸化するに十分な機能を有するものである。

発明の効果 以上のように、この発明の触媒ユニットは、従来の触媒
ユニットに比してより一層効率的にオーブンやレンジ等
より発生する油ミストや油煙を除去することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図およ
び第３図はこの発明の他の実施例を示す断面図、第４商
は触媒層温度と排気温度との関係を示すグラフである。 １１゜２１．３１・・・触媒層、１２．２２．３２・・
・フィルタ層、１３．２３．３３・・・金属メッンユ層 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属メツシュ層と、油ミストや油煙を一時的に吸
   着するためのフィルタ層と、油ミストや油煙を酸化燃焼
   させる触媒層とをこの順で積層した触媒ユニット。
2. （２）　　前記触媒層が無機質繊維担体に触媒を担持し
   た特許請求の範囲第（１）項記載の触媒ユニット。
3. （３）　　前記フィルタ層が触媒層の担体と同一または
   相異なる無機質繊維から形成された特許請求の範囲第（
   １）項記載の触媒ユニット。