JP2806018B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は触媒燃料装置に関し、特に加熱、暖房、乾燥
等に用いられる気体燃料または液体燃料の触媒燃焼装置
に関する。
等に用いられる気体燃料または液体燃料の触媒燃焼装置
に関する。
従来の技術 従来の触媒燃焼装置は第２図に示すような構成になっ
ている。燃料および空気は燃料タンク１に設けたポンプ
２およびファン３により混合室４に供給され、燃料は混
合室４内で気化して空気と混合されたのちに１次燃焼部
５に至り、点火装置６により点火されてここに火炎を形
成する。高温の燃焼排ガスは触媒層７を経て排気口８か
ら排出されるが、その間に触媒層７を加熱昇温させる。
触媒層７が触媒燃料を行なうのに十分な温度に達したこ
とが検出されると（検出部は図示せず）、ポンプ２を停
止し、１次燃焼部５の火炎を消滅させる。この後再度ポ
ンプ２を作動させて燃料を供給すると、１次燃焼部５に
おいては火炎を形成せず予混合ガスのまま、燃料は触媒
層７に到達する。ここで、触媒層７は十分温度が上昇し
ているために、触媒燃焼を開始し、完全燃焼が行なわれ
る。触媒燃焼は触媒層７の上流側側面で専ら進行するか
ら、その部分は輻射放熱体となり、ガラス窓９を透過し
て全面に輻射放熱する。
ている。燃料および空気は燃料タンク１に設けたポンプ
２およびファン３により混合室４に供給され、燃料は混
合室４内で気化して空気と混合されたのちに１次燃焼部
５に至り、点火装置６により点火されてここに火炎を形
成する。高温の燃焼排ガスは触媒層７を経て排気口８か
ら排出されるが、その間に触媒層７を加熱昇温させる。
触媒層７が触媒燃料を行なうのに十分な温度に達したこ
とが検出されると（検出部は図示せず）、ポンプ２を停
止し、１次燃焼部５の火炎を消滅させる。この後再度ポ
ンプ２を作動させて燃料を供給すると、１次燃焼部５に
おいては火炎を形成せず予混合ガスのまま、燃料は触媒
層７に到達する。ここで、触媒層７は十分温度が上昇し
ているために、触媒燃焼を開始し、完全燃焼が行なわれ
る。触媒燃焼は触媒層７の上流側側面で専ら進行するか
ら、その部分は輻射放熱体となり、ガラス窓９を透過し
て全面に輻射放熱する。
発明が解決しようとする課題 触媒燃焼装置は空気と予混合された燃料が触媒層にお
いて酸化反応を生じ、反応熱とともに二酸化炭素や水を
発生する。ここで温度と時間が充分にあれば完全な反応
が行なわれるが。触媒層の周縁部等の低温部分や、予混
合気の過濃あるいは希薄部分と接触した位置では、完全
燃焼できずに燃料の一部（炭化水素以後HCと略記する）
や中間生成物（特にCO）が発生するという課題が生じ
る。
いて酸化反応を生じ、反応熱とともに二酸化炭素や水を
発生する。ここで温度と時間が充分にあれば完全な反応
が行なわれるが。触媒層の周縁部等の低温部分や、予混
合気の過濃あるいは希薄部分と接触した位置では、完全
燃焼できずに燃料の一部（炭化水素以後HCと略記する）
や中間生成物（特にCO）が発生するという課題が生じ
る。
特に触媒の活性は熱的劣化を避けることはできず、経
時変化とともに触媒の活性が低下しHCやCOの発生が増加
してくるという課題が生じる。
時変化とともに触媒の活性が低下しHCやCOの発生が増加
してくるという課題が生じる。
本発明は上記従来技術の課題を解決し、不完全燃焼を
防止して長期間に亘る清浄な排ガス生成を維持すること
を目的とするものである。
防止して長期間に亘る清浄な排ガス生成を維持すること
を目的とするものである。
課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の触媒燃焼装置は多数
の連通孔を有する主触媒層の下流に、多数の連通孔を有
する補助触媒層を備え、主触媒層と補助触媒層間に燃料
ガスの冷却部を設けた構成とし、 また他の本発明は補助触媒層近傍に温度検出手段を設
け、温度検出手段からの信号により冷却部の冷却熱量を
制御し、補助触媒層に到達する燃焼ガス温度を制御する
構成としたものである。
の連通孔を有する主触媒層の下流に、多数の連通孔を有
する補助触媒層を備え、主触媒層と補助触媒層間に燃料
ガスの冷却部を設けた構成とし、 また他の本発明は補助触媒層近傍に温度検出手段を設
け、温度検出手段からの信号により冷却部の冷却熱量を
制御し、補助触媒層に到達する燃焼ガス温度を制御する
構成としたものである。
作用 この構成により本発明の触媒燃料装置は主触媒層の周
縁部等の低温部分や、予混合気の過濃あるいは過希薄部
分と接触した位置では、予混合気は完全燃焼できずに燃
料の一部（HC）や中間生成物（特にCO）が発生する。こ
の主触媒層における燃焼ガス中に含まれるHCやCOを、主
触媒層下流に設けた補助触媒層で完全反応させることと
なる。そして、補助触媒層のの熱的劣化を防止するため
に、主触媒層と補助触媒層間で燃焼ガスを冷却し、燃焼
ガス温度を低くして燃焼ガスを補助触媒層に到達させる
こととなる。
縁部等の低温部分や、予混合気の過濃あるいは過希薄部
分と接触した位置では、予混合気は完全燃焼できずに燃
料の一部（HC）や中間生成物（特にCO）が発生する。こ
の主触媒層における燃焼ガス中に含まれるHCやCOを、主
触媒層下流に設けた補助触媒層で完全反応させることと
なる。そして、補助触媒層のの熱的劣化を防止するため
に、主触媒層と補助触媒層間で燃焼ガスを冷却し、燃焼
ガス温度を低くして燃焼ガスを補助触媒層に到達させる
こととなる。
さらに、補助触媒層近傍に温度検出部を設け、温度検
出部からの信号により補助触媒層に到達する燃焼ガス温
度を制御することとなる。
出部からの信号により補助触媒層に到達する燃焼ガス温
度を制御することとなる。
実施例 以下本発明の一実施例の触媒燃焼装置を添付図面に基
づいて説明する。第１図において10は燃料タンク、11は
燃料供給用ポンプ、12は送風用ファンで両者は混合室13
に連通している。混合室13には加熱用ヒータ（図示せ
ず）を設けている。混合室13下流には１次燃焼部14を備
え、その近傍には点火装置15を設けている。１次燃焼部
14の下流にはハニカム状セラミックからなる主触媒層16
を設け、主触媒層16の下流には補助触媒層17を設け、排
気口22へと連通している。
づいて説明する。第１図において10は燃料タンク、11は
燃料供給用ポンプ、12は送風用ファンで両者は混合室13
に連通している。混合室13には加熱用ヒータ（図示せ
ず）を設けている。混合室13下流には１次燃焼部14を備
え、その近傍には点火装置15を設けている。１次燃焼部
14の下流にはハニカム状セラミックからなる主触媒層16
を設け、主触媒層16の下流には補助触媒層17を設け、排
気口22へと連通している。
燃料および空気は燃料供給用ポンプ11および送風用フ
ァン12によって混合室13に供給され、燃料は混合室13で
気化して空気と混合された後に１次燃焼部14に至り、点
火装置15により点火されてここに火炎を形成する。高温
の燃焼排ガスは主触媒層16を加熱昇温する。主触媒層16
が触媒燃焼を行なうのに充分な温度に達したことが検出
されると（検出部は図示せず）、燃料供給ポンプ11を停
止し、１次燃焼部14の火炎を消滅させる。この後、再度
燃料供給ポンプ11を作動させて混合室13に燃料を供給す
ると、１次燃焼部14においては火炎を形成せずに、予混
合ガスのまま主触媒層16に到達し、主触媒層16で触媒燃
焼を開始する。
ァン12によって混合室13に供給され、燃料は混合室13で
気化して空気と混合された後に１次燃焼部14に至り、点
火装置15により点火されてここに火炎を形成する。高温
の燃焼排ガスは主触媒層16を加熱昇温する。主触媒層16
が触媒燃焼を行なうのに充分な温度に達したことが検出
されると（検出部は図示せず）、燃料供給ポンプ11を停
止し、１次燃焼部14の火炎を消滅させる。この後、再度
燃料供給ポンプ11を作動させて混合室13に燃料を供給す
ると、１次燃焼部14においては火炎を形成せずに、予混
合ガスのまま主触媒層16に到達し、主触媒層16で触媒燃
焼を開始する。
この時、主触媒層16の周縁部等の低温部分や、予混合
気の過濃あるいは過希薄部分と接触した位置では、予混
合気は完全燃焼できずにHCやCOが発生する。本実施例で
は主触媒層16下流に補助触媒層17を設けているために、
主触媒層16における燃焼ガス中に含まれるHCやCOを、補
助触媒層17で完全反応させて浄化し、清浄な排ガスにす
ることができる。
気の過濃あるいは過希薄部分と接触した位置では、予混
合気は完全燃焼できずにHCやCOが発生する。本実施例で
は主触媒層16下流に補助触媒層17を設けているために、
主触媒層16における燃焼ガス中に含まれるHCやCOを、補
助触媒層17で完全反応させて浄化し、清浄な排ガスにす
ることができる。
一般に、触媒の活性は熱的劣化を避けることはでき
ず、経時変化とともに触媒の活性が低下しHCやCOの発生
が増加してくる。触媒の熱的劣化を抑制するためには触
媒層の燃焼温度を低下すればよいが、触媒燃焼器の用途
を考慮すると、一概には触媒層の温度を低下することは
できない。したがって燃焼時間の経過とともに、主触媒
層17から排出される燃焼ガスに含まれるHCやCOの発生量
は増加してくる。この触媒活性の熱的劣化は主触媒層16
ばかりでなく補助触媒層17でも生じる現象である。しか
し、補助触媒層17は主触媒層16で燃焼できなかった微量
のCOやHCを燃焼するためのものであるから、主触媒層16
のように触媒温度を高温にする必要がなく、また触媒燃
焼装置の使用用途からくる触媒温度の制限も受けない。
ず、経時変化とともに触媒の活性が低下しHCやCOの発生
が増加してくる。触媒の熱的劣化を抑制するためには触
媒層の燃焼温度を低下すればよいが、触媒燃焼器の用途
を考慮すると、一概には触媒層の温度を低下することは
できない。したがって燃焼時間の経過とともに、主触媒
層17から排出される燃焼ガスに含まれるHCやCOの発生量
は増加してくる。この触媒活性の熱的劣化は主触媒層16
ばかりでなく補助触媒層17でも生じる現象である。しか
し、補助触媒層17は主触媒層16で燃焼できなかった微量
のCOやHCを燃焼するためのものであるから、主触媒層16
のように触媒温度を高温にする必要がなく、また触媒燃
焼装置の使用用途からくる触媒温度の制限も受けない。
そこで本実施例では主触媒層16と補助触媒層17をつな
ぐ燃焼筒18の側面には放熱ファン19からなる冷却部を設
けており、放熱ファン19からの送風により燃焼筒18を強
制的に冷却することにより、主触媒層16からの燃焼ガス
はその温度を低下して、補助触媒層17に到達するように
なる。このため補助触媒層17は高温にならず、燃焼が経
過しても熱的劣化を受けず、主触媒層16から発生するCO
やHCを完全燃焼し、長期間に亘る清浄な排ガス生成を維
持することを可能とした。
ぐ燃焼筒18の側面には放熱ファン19からなる冷却部を設
けており、放熱ファン19からの送風により燃焼筒18を強
制的に冷却することにより、主触媒層16からの燃焼ガス
はその温度を低下して、補助触媒層17に到達するように
なる。このため補助触媒層17は高温にならず、燃焼が経
過しても熱的劣化を受けず、主触媒層16から発生するCO
やHCを完全燃焼し、長期間に亘る清浄な排ガス生成を維
持することを可能とした。
さらに他の実施例として、第１図に示すように補助触
媒17近傍に温度検出部20を設けると、以下に示すような
作用効果がある。
媒17近傍に温度検出部20を設けると、以下に示すような
作用効果がある。
温度検出部20は本実施例のように補助触媒層17近傍に
設けて燃焼ガス温度を検出しているが、補助触媒層17に
直接接触して取り付けてるなどして、補助触媒層17の温
度を検出してもよい。ここで、温度検出部20は、サーモ
カップル、光センサなどで、温度、光などを検知して、
燃焼ガス温度や補助触媒層17の温度を検出できるもので
ある。本実施例ではサーモカップルを用いている。
設けて燃焼ガス温度を検出しているが、補助触媒層17に
直接接触して取り付けてるなどして、補助触媒層17の温
度を検出してもよい。ここで、温度検出部20は、サーモ
カップル、光センサなどで、温度、光などを検知して、
燃焼ガス温度や補助触媒層17の温度を検出できるもので
ある。本実施例ではサーモカップルを用いている。
温度検出部20からの信号は温度コントローラ21に送ら
れ、燃焼ガス温度や補助触媒層17の温度が設定値になる
ように放熱ファン19の送風量をコントロールする。この
ために補助触媒層17の燃焼温度を精度よくコントロール
することができる。
れ、燃焼ガス温度や補助触媒層17の温度が設定値になる
ように放熱ファン19の送風量をコントロールする。この
ために補助触媒層17の燃焼温度を精度よくコントロール
することができる。
このために主触媒層16における燃焼負荷の変動にも的
確に対処することができ、補助触媒層17の高温化を抑制
し、補助触媒層17の耐久性を飛躍的に向上することがで
きる。
確に対処することができ、補助触媒層17の高温化を抑制
し、補助触媒層17の耐久性を飛躍的に向上することがで
きる。
さらに、補助触媒層17に到達する燃焼ガス温度を精度
よくコントロールすることから、補助触媒層17の仕様の
最適化を図ることができる。このため補助触媒層17の容
量を最小限にすることができ、低コストでより効果的に
排ガスを浄化することができる。
よくコントロールすることから、補助触媒層17の仕様の
最適化を図ることができる。このため補助触媒層17の容
量を最小限にすることができ、低コストでより効果的に
排ガスを浄化することができる。
上記実施例は石油燃焼について述べたものであるが、
ガス燃料等についても同様な結果が得られており、燃料
種を限定するものではない。また、触媒体の材質や形状
等によっても大きな差異はなく、セラミック繊維の編組
体や金属ハニカム体を用いても同様な結果が得られてい
る。
ガス燃料等についても同様な結果が得られており、燃料
種を限定するものではない。また、触媒体の材質や形状
等によっても大きな差異はなく、セラミック繊維の編組
体や金属ハニカム体を用いても同様な結果が得られてい
る。
発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明の触媒燃
焼装置によれば多数の連通孔を有する主触媒層の下流
に、多数の連通孔を有する補助触媒層を備え、主触媒層
と補助触媒層間に燃焼ガスの冷却部を設けることによ
り、不完全燃焼を防止して長期間に亘る清浄な排ガス生
成を維持することができる。
焼装置によれば多数の連通孔を有する主触媒層の下流
に、多数の連通孔を有する補助触媒層を備え、主触媒層
と補助触媒層間に燃焼ガスの冷却部を設けることによ
り、不完全燃焼を防止して長期間に亘る清浄な排ガス生
成を維持することができる。
第１図は本発明の一実施例における触媒燃焼器の側断面
図、第２図は従来の触媒燃焼装置の側断面図である。 13……混合室、16……主触媒層、17……補助触媒層、19
……放熱ファン、20……温度検出部。
図、第２図は従来の触媒燃焼装置の側断面図である。 13……混合室、16……主触媒層、17……補助触媒層、19
……放熱ファン、20……温度検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23D 11/40 F23C 11/00 306 F23C 11/00 312
Claims (2)
- 【請求項１】燃料と空気の混合室と、前記混合室の下流
に備えられた多数の連通孔を有する主触媒層と、前記主
触媒層の下流に備えられた多数の連通孔を有する補助触
媒層とを備え、前記主触媒層と前記補助触媒層の間に燃
焼ガスの冷却部を設けてなる触媒燃焼装置。 - 【請求項２】燃料と空気の混合室と、前記混合室の下流
に備えられた多数の連通孔を有する主触媒層と、前記主
触媒層の下流に備えられた多数の連通孔を有する補助触
媒層とを備え、前記主触媒層と前記補助触媒層間に燃焼
ガスの冷却部を設け、前記補助触媒層近傍に温度検出部
を設け、前記温度検出部からの信号により前記補助触媒
層に到達する燃焼ガス温度を制御する触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24079390A JP2806018B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24079390A JP2806018B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04121507A JPH04121507A (ja) | 1992-04-22 |
| JP2806018B2 true JP2806018B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=17064774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24079390A Expired - Fee Related JP2806018B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2806018B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP24079390A patent/JP2806018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04121507A (ja) | 1992-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |