JP2826254B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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- JP2826254B2 JP2826254B2 JP15750993A JP15750993A JP2826254B2 JP 2826254 B2 JP2826254 B2 JP 2826254B2 JP 15750993 A JP15750993 A JP 15750993A JP 15750993 A JP15750993 A JP 15750993A JP 2826254 B2 JP2826254 B2 JP 2826254B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化触媒を利用して触媒
燃焼を行い暖房，乾燥，加熱等を行う触媒燃焼装置に関
し、特にその触媒燃焼状態を簡単な構成で正確に検知し
得る触媒燃焼装置に関するものである。
燃焼を行い暖房，乾燥，加熱等を行う触媒燃焼装置に関
し、特にその触媒燃焼状態を簡単な構成で正確に検知し
得る触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の触媒燃焼装置、例えば気
体燃料及び気化された液体燃料を空気と混合させた後に
触媒層へ送って触媒と接触させ、その表面上で無炎燃焼
させる触媒燃焼装置の一例として出願人が提案した図３
及び図４に示すような触媒燃焼装置がある。
体燃料及び気化された液体燃料を空気と混合させた後に
触媒層へ送って触媒と接触させ、その表面上で無炎燃焼
させる触媒燃焼装置の一例として出願人が提案した図３
及び図４に示すような触媒燃焼装置がある。
【０００３】図３及び図４において、１はセラミックハ
ニカム担体に触媒を担持した触媒層であり、箱体２の開
口部に装着されている。箱体２は外箱、中箱４と内箱５
とで略３重に構成されている。内箱底面５ａの上方には
バーナ取付板６が内箱内面に四辺を密接して取着されて
いる。バーナ取付板６と内箱底面５ａの間には、第１の
仕切板７と第２の仕切板８が四辺をバーナ取付板６と内
箱５に密接して取着されて減圧室９を形成している。減
圧室９側壁には調整孔１０が設けられ、予熱用バーナ１
１のスロート部１１ａに供給される一次空気を略大気圧
に調整できるようになっている。
ニカム担体に触媒を担持した触媒層であり、箱体２の開
口部に装着されている。箱体２は外箱、中箱４と内箱５
とで略３重に構成されている。内箱底面５ａの上方には
バーナ取付板６が内箱内面に四辺を密接して取着されて
いる。バーナ取付板６と内箱底面５ａの間には、第１の
仕切板７と第２の仕切板８が四辺をバーナ取付板６と内
箱５に密接して取着されて減圧室９を形成している。減
圧室９側壁には調整孔１０が設けられ、予熱用バーナ１
１のスロート部１１ａに供給される一次空気を略大気圧
に調整できるようになっている。
【０００４】仕切板７には予熱用バーナのスロート部１
１ａが埋設されている。仕切板８には気化器１２のノズ
ル部１２ａが埋設されており、スロート部１１ａの中心
軸はノズル部１２ａの中心軸と略一致するように配設さ
れている。内箱底面５ａには１つ以上の二次空気孔１３
が設けられている。外箱底面と中箱底面及び外箱側壁と
で包囲される空間は加圧室１４を形成し、送風機１５か
ら送られる燃焼用全空気は外箱側壁に設けられた送風口
１５ａから先ず加圧室１４に入る。
１ａが埋設されている。仕切板８には気化器１２のノズ
ル部１２ａが埋設されており、スロート部１１ａの中心
軸はノズル部１２ａの中心軸と略一致するように配設さ
れている。内箱底面５ａには１つ以上の二次空気孔１３
が設けられている。外箱底面と中箱底面及び外箱側壁と
で包囲される空間は加圧室１４を形成し、送風機１５か
ら送られる燃焼用全空気は外箱側壁に設けられた送風口
１５ａから先ず加圧室１４に入る。
【０００５】次に、外箱３と中箱４の空間を通って上方
に送られる。そうして、箱体２の上部に達した上記全空
気は中箱天面と内箱天面及び中箱側壁とで形成される戻
口１９から中箱側壁４ｂと内箱側壁５ｂとの空間２０を
下方に進む。その後、この全空気は予熱燃焼時の呼び方
で一次空気と二次空気に別れ、一次空気は調整孔１０か
ら減圧室９に入り、気化器のノズル部１２ａから噴出す
る気化ガスのエジェクション効果によって予熱用バーナ
のスロート部１１ａに吸込まれる。一方の二次空気は二
次空気孔１３から予熱用バーナ１１とバーナ取付板６の
間隙を通って混合室２１へ供給される。
に送られる。そうして、箱体２の上部に達した上記全空
気は中箱天面と内箱天面及び中箱側壁とで形成される戻
口１９から中箱側壁４ｂと内箱側壁５ｂとの空間２０を
下方に進む。その後、この全空気は予熱燃焼時の呼び方
で一次空気と二次空気に別れ、一次空気は調整孔１０か
ら減圧室９に入り、気化器のノズル部１２ａから噴出す
る気化ガスのエジェクション効果によって予熱用バーナ
のスロート部１１ａに吸込まれる。一方の二次空気は二
次空気孔１３から予熱用バーナ１１とバーナ取付板６の
間隙を通って混合室２１へ供給される。
【０００６】また、内箱側壁５ｂには予熱燃焼時の火炎
又は触媒燃焼時の予混合ガスと二次空気孔から供給され
る燃焼用空気の混合と拡散を促進し、触媒体１に均一な
燃焼熱、又は予混合ガスを供給するための断面へ字状の
拡散板２２が取着してある。この拡散板２２の曲げ角度
を調整することによって、触媒体１を予熱するための火
炎燃焼時及び触媒燃焼熱の触媒体１の均熱化が図られる
ように形成されている。２３は点火用ヒータ、２４はフ
レームセンサ、２５は温度センサである。
又は触媒燃焼時の予混合ガスと二次空気孔から供給され
る燃焼用空気の混合と拡散を促進し、触媒体１に均一な
燃焼熱、又は予混合ガスを供給するための断面へ字状の
拡散板２２が取着してある。この拡散板２２の曲げ角度
を調整することによって、触媒体１を予熱するための火
炎燃焼時及び触媒燃焼熱の触媒体１の均熱化が図られる
ように形成されている。２３は点火用ヒータ、２４はフ
レームセンサ、２５は温度センサである。
【０００７】このような構成において、まず触媒層１を
活性化温度以上に予熱するために予熱用バーナー１１に
点火して火炎燃焼を行い、その燃焼熱で触媒層１全体を
予熱する。触媒層１が活性化温度以上に達したことを温
度センサー２５によって検知したら、送油ポンプを５〜
６秒間停止させて予熱用バーナー上の火炎を消し、直ち
に送油ポンプの運転を開始して燃料の供給を行う。
活性化温度以上に予熱するために予熱用バーナー１１に
点火して火炎燃焼を行い、その燃焼熱で触媒層１全体を
予熱する。触媒層１が活性化温度以上に達したことを温
度センサー２５によって検知したら、送油ポンプを５〜
６秒間停止させて予熱用バーナー上の火炎を消し、直ち
に送油ポンプの運転を開始して燃料の供給を行う。
【０００８】このとき、予熱用バーナー１１上では火炎
を形成することなくバーナーから排出し、二次空気孔１
３からの二次空気と混合した後、拡散板２２によって触
媒層１の入り口面に供給される。触媒層１内では活性化
温度以上に予熱されているため、予混合ガスは直ちに触
媒燃焼を開始し、４００〜８００℃の燃焼温度で定常燃
焼を行う。
を形成することなくバーナーから排出し、二次空気孔１
３からの二次空気と混合した後、拡散板２２によって触
媒層１の入り口面に供給される。触媒層１内では活性化
温度以上に予熱されているため、予混合ガスは直ちに触
媒燃焼を開始し、４００〜８００℃の燃焼温度で定常燃
焼を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記した触媒
燃焼装置では、触媒燃焼状態を検知するのに温度センサ
ーを用いて触媒層の入口面若しくは出口面の温度を測定
する方法により行っている。すなわち、温度センサーに
より測定された触媒温度とこの時の燃焼条件によって決
まる正常触媒温度と随時比較することにより、正常燃焼
であるか否かを判定するものである。このとき、直接触
媒面に温度センサーを接触させて応答性の良い検知方法
を採る場合、触媒面は４００〜８００℃の高温であるた
めに高価な耐熱性のシース熱電対を用いる必要があり、
装置が高価なものとなってしまう。一方、温度センサー
に安価なサーミスタを使用するためには耐熱性が悪いた
めに直接触媒面に接触させることができず、触媒面付近
の温度が低い混合室壁等に取り付けて触媒面の温度を間
接的に測定する必要があり、極端に応答性が悪く安全面
においても問題となる。いずれの温度センサーを用いて
も、触媒層全体の温度を局所的な一点の温度で代表する
ことは、触媒層の局所的な劣化、触媒層の温度ムラを考
慮した場合に信頼性に欠けたものである。
燃焼装置では、触媒燃焼状態を検知するのに温度センサ
ーを用いて触媒層の入口面若しくは出口面の温度を測定
する方法により行っている。すなわち、温度センサーに
より測定された触媒温度とこの時の燃焼条件によって決
まる正常触媒温度と随時比較することにより、正常燃焼
であるか否かを判定するものである。このとき、直接触
媒面に温度センサーを接触させて応答性の良い検知方法
を採る場合、触媒面は４００〜８００℃の高温であるた
めに高価な耐熱性のシース熱電対を用いる必要があり、
装置が高価なものとなってしまう。一方、温度センサー
に安価なサーミスタを使用するためには耐熱性が悪いた
めに直接触媒面に接触させることができず、触媒面付近
の温度が低い混合室壁等に取り付けて触媒面の温度を間
接的に測定する必要があり、極端に応答性が悪く安全面
においても問題となる。いずれの温度センサーを用いて
も、触媒層全体の温度を局所的な一点の温度で代表する
ことは、触媒層の局所的な劣化、触媒層の温度ムラを考
慮した場合に信頼性に欠けたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を鑑
みてなされたものであり、担体としてＮｉ−Ｃｒ材を発
泡状若しくはハニカム状に成型したものを用い、該担体
にアルミナ層をコーティングした後に白金族系金属触媒
を担持して成り、さらに予混合ガスを供給する入口面に
プラス側電極を、また該入口面と出口面の中間部一箇所
にマイナス側電極を配設したものである。
みてなされたものであり、担体としてＮｉ−Ｃｒ材を発
泡状若しくはハニカム状に成型したものを用い、該担体
にアルミナ層をコーティングした後に白金族系金属触媒
を担持して成り、さらに予混合ガスを供給する入口面に
プラス側電極を、また該入口面と出口面の中間部一箇所
にマイナス側電極を配設したものである。
【００１１】
【作用】上記の構成において、触媒層の予熱動作時及び
定常触媒燃焼時に前記両電極間に生ずる起電力は、その
燃焼条件の正常燃焼状態にあるならば燃焼条件すなわち
燃焼量のみによって決まるある一定値となる。該起電力
を随時検知し、燃焼条件によって決まる前記正規起電力
と比較することにより、燃焼状態が正常であるか否かを
判定するものである。
定常触媒燃焼時に前記両電極間に生ずる起電力は、その
燃焼条件の正常燃焼状態にあるならば燃焼条件すなわち
燃焼量のみによって決まるある一定値となる。該起電力
を随時検知し、燃焼条件によって決まる前記正規起電力
と比較することにより、燃焼状態が正常であるか否かを
判定するものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の触媒燃焼装置の実施例を示す
図１及び図２に基づいて詳述する。図１は本発明の一実
施例に係る触媒燃焼装置の触媒層を中心とした要部断面
図であり、図２は本発明の一実施例に係る触媒燃焼装置
の（Ｐｄ１ｇ／ｌ担持）の送風量と起電力の関係を示す
図である。
図１及び図２に基づいて詳述する。図１は本発明の一実
施例に係る触媒燃焼装置の触媒層を中心とした要部断面
図であり、図２は本発明の一実施例に係る触媒燃焼装置
の（Ｐｄ１ｇ／ｌ担持）の送風量と起電力の関係を示す
図である。
【００１３】３１ａ，３１ｂはＮｉ−Ｃｒ等の金属をハ
ニカム状または発泡状に成型した担体にアルミナをコー
トした後、Ｐｔ、Ｐｄ等の白金族系酸化触媒を担持した
触媒層であり、該触媒層３１は予混合ガスの流れ方向に
対して２枚に分割されている。予混合ガスの入口側と出
口側の分割比は１：２であり、該２枚の触媒層３１ａ，
３１ｂの間にはステンレス板によるマイナス電極３２が
挟まれており、入口側触媒層３１ａの入口面にもステン
レス板によるプラス電極３３が触媒層３１ａの入口面に
接触して保持されている。
ニカム状または発泡状に成型した担体にアルミナをコー
トした後、Ｐｔ、Ｐｄ等の白金族系酸化触媒を担持した
触媒層であり、該触媒層３１は予混合ガスの流れ方向に
対して２枚に分割されている。予混合ガスの入口側と出
口側の分割比は１：２であり、該２枚の触媒層３１ａ，
３１ｂの間にはステンレス板によるマイナス電極３２が
挟まれており、入口側触媒層３１ａの入口面にもステン
レス板によるプラス電極３３が触媒層３１ａの入口面に
接触して保持されている。
【００１４】触媒層３１及び両電極は断熱材３４によっ
て外周部から支持され、触媒燃焼装置の混合室３５に絶
縁状態で配設されている。両電極にリード線が取り付け
られ、その一端は図示していないコントロールユニット
に接続されている。
て外周部から支持され、触媒燃焼装置の混合室３５に絶
縁状態で配設されている。両電極にリード線が取り付け
られ、その一端は図示していないコントロールユニット
に接続されている。
【００１５】上記構成の触媒燃焼装置において、定常触
媒燃焼装置においては混合室３５から触媒層３１の入口
面に予混合ガスが供給され、触媒層を通過する間に触媒
作用により４００〜８００℃の低温で無縁燃焼を完了
し、燃焼ガスは触媒層出口面より排出される。
媒燃焼装置においては混合室３５から触媒層３１の入口
面に予混合ガスが供給され、触媒層を通過する間に触媒
作用により４００〜８００℃の低温で無縁燃焼を完了
し、燃焼ガスは触媒層出口面より排出される。
【００１６】このとき、両電極３２と３３の間には図２
に示す燃焼量と空気比（送風量）によって決まる一定の
起電力を発生する。この起電力は同一燃焼量に対して完
全燃焼時には空気比（送風量）に無関係に一定の値を示
し、空気比が完全燃焼範囲を越えて大きくなり不完全燃
焼を生じたならばこの一定値よりも低下する。
に示す燃焼量と空気比（送風量）によって決まる一定の
起電力を発生する。この起電力は同一燃焼量に対して完
全燃焼時には空気比（送風量）に無関係に一定の値を示
し、空気比が完全燃焼範囲を越えて大きくなり不完全燃
焼を生じたならばこの一定値よりも低下する。
【００１７】両電極３２，３３間の起電力をコントロー
ルユニット内のマイコンにより随時計測し、完全燃焼起
電力と比較することにより正常燃焼状態か否かを判定す
る構成となっている。定常触媒燃焼を行う前に触媒層を
活性化温度まで別途加熱手段で予熱する予熱動作時にお
いても同様にして起電力を検知し、ある起電力値になれ
ば触媒燃焼へ移行する。
ルユニット内のマイコンにより随時計測し、完全燃焼起
電力と比較することにより正常燃焼状態か否かを判定す
る構成となっている。定常触媒燃焼を行う前に触媒層を
活性化温度まで別途加熱手段で予熱する予熱動作時にお
いても同様にして起電力を検知し、ある起電力値になれ
ば触媒燃焼へ移行する。
【００１８】
【発明の効果】本発明の触媒燃焼装置は上記のような構
成であるから、温度センサー等を用いる必要がないため
装置の簡素化を図れて安価となり、局所的な触媒劣化が
生じても触媒層全体の燃焼状態を管理できるため、信頼
性の向上が図れる。
成であるから、温度センサー等を用いる必要がないため
装置の簡素化を図れて安価となり、局所的な触媒劣化が
生じても触媒層全体の燃焼状態を管理できるため、信頼
性の向上が図れる。
【図１】本発明の一実施例に係る触媒燃焼装置の触媒層
を中心とした要部断面図である。
を中心とした要部断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る触媒燃焼装置の送風量
と起電力の関係を示す図である。
と起電力の関係を示す図である。
【図３】従来の触媒燃焼装置の要部断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線の要部断面図である。
３１ａ，３１ｂ 触媒層 ３２ マイナス電極 ３３ プラス電極 ３４ 断熱材 ３５ 混合室
───────────────────────────────────────────────────── 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 F23D 11/02 F23D 14/18
Claims (3)
- 【請求項１】 気化した液体燃料若しくは気体燃料と、
燃焼用空気を混合してなる予混合ガスを予熱された触媒
体上に流入して酸化反応を促すことにより燃焼させるよ
うにした触媒燃焼装置ににおいて、担体として耐熱金属
を発泡状若しくはハニカム状に成型したものを用い、該
担体に白金族系金属触媒を担持し、予混合ガスを供給す
る入口面にプラス側電極を配設するとともに、該入口面
と出口面の触媒層中間部一箇所にマイナス側電極を配設
し、触媒予熱時及び定常触媒燃焼時に両電極間に生ずる
起電力を検知する検知手段を設けてなることを特徴とす
る触媒燃焼装置。 - 【請求項２】 前記マイナス側電極を取り付ける位置
が、触媒層入口面から触媒層厚さの１／３の距離である
ことを特徴とする請求項１記載の触媒燃焼装置。 - 【請求項３】 前記触媒層を流れ方向に対して２枚に分
割し、この分割した触媒層の間に金属板によるマイナス
側電極板を挟み、入り口面にプラス側電極板を接触保持
し、この触媒層を断熱材で触媒燃焼機へ絶縁保持するこ
とを特徴とする請求項１記載の触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15750993A JP2826254B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15750993A JP2826254B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719417A JPH0719417A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2826254B2 true JP2826254B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=15651238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15750993A Expired - Fee Related JP2826254B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826254B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15750993A patent/JP2826254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719417A (ja) | 1995-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |