JP3047272B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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- JP3047272B2 JP3047272B2 JP4302350A JP30235092A JP3047272B2 JP 3047272 B2 JP3047272 B2 JP 3047272B2 JP 4302350 A JP4302350 A JP 4302350A JP 30235092 A JP30235092 A JP 30235092A JP 3047272 B2 JP3047272 B2 JP 3047272B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体燃料または液体燃
料を触媒燃焼させて加熱，暖房，乾燥等を行う触媒燃焼
装置であって、特に排ガス浄化特性に優れた触媒燃焼装
置に関する。
料を触媒燃焼させて加熱，暖房，乾燥等を行う触媒燃焼
装置であって、特に排ガス浄化特性に優れた触媒燃焼装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気体燃料または液体燃料を触媒燃
焼させて加熱，暖房，乾燥等を行う触媒燃焼装置は、図
３の断面図に示したような構成が一般的であった。
焼させて加熱，暖房，乾燥等を行う触媒燃焼装置は、図
３の断面図に示したような構成が一般的であった。
【０００３】図３において、燃料は、燃料タンク１から
燃料ポンプ２によりヒータ（図示せず）で暖められた予
混合室４に供給され、気化されて燃料ガスとなる。空気
は空気供給ファン３により予混合室４に供給され、燃料
ガスと混合され予熱バーナ５に送られる。点火装置６に
より点火され火炎を形成する。
燃料ポンプ２によりヒータ（図示せず）で暖められた予
混合室４に供給され、気化されて燃料ガスとなる。空気
は空気供給ファン３により予混合室４に供給され、燃料
ガスと混合され予熱バーナ５に送られる。点火装置６に
より点火され火炎を形成する。
【０００４】この火炎により生じた高温のガスは、燃焼
室７内の触媒８を加熱しながら通過し、排気口９より排
出される。触媒８が活性を示す温度になると、燃料の供
給を停止させて消炎させる。その後、直ちに燃料を供給
し、予混合気を触媒８に直接送ることによって触媒燃焼
を開始させる。触媒燃焼を行うことによって、触媒８は
高温状態になり、輻射を伴ってガラス板１０より放熱す
ると同時に高温の排気ガスを排気口９より排出する。
室７内の触媒８を加熱しながら通過し、排気口９より排
出される。触媒８が活性を示す温度になると、燃料の供
給を停止させて消炎させる。その後、直ちに燃料を供給
し、予混合気を触媒８に直接送ることによって触媒燃焼
を開始させる。触媒燃焼を行うことによって、触媒８は
高温状態になり、輻射を伴ってガラス板１０より放熱す
ると同時に高温の排気ガスを排気口９より排出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の触媒
燃焼装置では、燃料と空気の予混合されたガスが触媒に
おいて酸化反応し、反応熱とともに二酸化炭素や水を発
生する。このときの反応熱を利用して、加熱や暖房，乾
燥を行うことができるが、その対象物や使用環境などに
よって燃焼量を変化させる必要がある。
燃焼装置では、燃料と空気の予混合されたガスが触媒に
おいて酸化反応し、反応熱とともに二酸化炭素や水を発
生する。このときの反応熱を利用して、加熱や暖房，乾
燥を行うことができるが、その対象物や使用環境などに
よって燃焼量を変化させる必要がある。
【０００６】また、室内などの閉空間でも使用可能とす
るためには、排気ガスの特性が良好でなければならな
い。したがって、使い勝手が良い触媒燃焼装置は、クリ
ーンな燃焼状態で低燃焼量領域から高燃焼量領域まで幅
広く変化させることができなければならない。しかし、
燃焼量が小さな領域では燃料供給量が少ないため、触媒
が良好な活性を発揮する温度まで上昇せず、未燃の燃料
や中間生成物が排出されることがある。
るためには、排気ガスの特性が良好でなければならな
い。したがって、使い勝手が良い触媒燃焼装置は、クリ
ーンな燃焼状態で低燃焼量領域から高燃焼量領域まで幅
広く変化させることができなければならない。しかし、
燃焼量が小さな領域では燃料供給量が少ないため、触媒
が良好な活性を発揮する温度まで上昇せず、未燃の燃料
や中間生成物が排出されることがある。
【０００７】また、燃焼量が大きな領域では触媒の温度
が上がり過ぎ、耐熱限界を越えてしまい、触媒の熱的劣
化を引き起こしやすい。このように従来の触媒燃焼装置
では触媒の熱的劣化を抑え、また排気ガスをクリーンな
状態に保つように燃焼させると、燃焼量の変化幅をあま
り大きく取ることができないという問題点があった。
が上がり過ぎ、耐熱限界を越えてしまい、触媒の熱的劣
化を引き起こしやすい。このように従来の触媒燃焼装置
では触媒の熱的劣化を抑え、また排気ガスをクリーンな
状態に保つように燃焼させると、燃焼量の変化幅をあま
り大きく取ることができないという問題点があった。
【０００８】本発明は前記問題を解決するもので、触媒
の熱的劣化を避け、排気ガスがクリーンな状態を維持し
つつ高燃焼負荷を実現し、低燃焼量から高燃焼量まで大
きな燃焼量の変化幅を得ることを目的とする。
の熱的劣化を避け、排気ガスがクリーンな状態を維持し
つつ高燃焼負荷を実現し、低燃焼量から高燃焼量まで大
きな燃焼量の変化幅を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒燃焼装置
は、前記目的を達成するために、触媒の上流面に対面す
る位置に放熱板を設け、放熱板の触媒に対面する内面を
輻射吸収層で被覆させ、放熱板の触媒に対面しない外面
に冷却経路を設けるものである。
は、前記目的を達成するために、触媒の上流面に対面す
る位置に放熱板を設け、放熱板の触媒に対面する内面を
輻射吸収層で被覆させ、放熱板の触媒に対面しない外面
に冷却経路を設けるものである。
【００１０】また、触媒の温度を検知する温度検知部
と、冷却経路を流れる空気量を制御する空気供給量制御
手段とを有し、触媒の温度によって空気供給量を変化さ
せるものである。
と、冷却経路を流れる空気量を制御する空気供給量制御
手段とを有し、触媒の温度によって空気供給量を変化さ
せるものである。
【００１１】さらに、全体を輻射吸収層で被覆した放熱
板と筐体を用い、この筐体の外面に輻射吸収層を被覆し
たフィンを設置し、触媒の温度に応じて筐体内の空気量
を制御するものである。
板と筐体を用い、この筐体の外面に輻射吸収層を被覆し
たフィンを設置し、触媒の温度に応じて筐体内の空気量
を制御するものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、触媒の上流面に対面する位置
に放熱板を設置し、触媒上流面に対面する放熱板の面を
輻射吸収層で被覆し、触媒上流面に対面しない放熱板の
外面に冷却経路を設けることにより、触媒上流部から生
じる輻射熱を輻射吸収層により放熱板で受熱し、触媒上
流面に対面しない側の冷却経路から放熱させて、触媒上
流部の温度を低下させることができる。輻射伝熱量は触
媒の絶対温度の４乗にほぼ比例するので、触媒上流部温
度が低い低燃焼量時には輻射伝熱量は少ないが、触媒上
流部温度が高い高燃焼量時には、触媒上流部からの輻射
伝熱量が相当多くなる。よって、この輻射熱を放熱板で
受熱して冷却経路で放熱すれば、低燃焼量時には触媒上
流部温度の低下を小さく抑え、高燃焼量時には触媒上流
部温度をかなり低下させることができる。したがって、
低燃焼量から高燃焼量まで燃焼特性の良好な領域を広く
実現することができる。
に放熱板を設置し、触媒上流面に対面する放熱板の面を
輻射吸収層で被覆し、触媒上流面に対面しない放熱板の
外面に冷却経路を設けることにより、触媒上流部から生
じる輻射熱を輻射吸収層により放熱板で受熱し、触媒上
流面に対面しない側の冷却経路から放熱させて、触媒上
流部の温度を低下させることができる。輻射伝熱量は触
媒の絶対温度の４乗にほぼ比例するので、触媒上流部温
度が低い低燃焼量時には輻射伝熱量は少ないが、触媒上
流部温度が高い高燃焼量時には、触媒上流部からの輻射
伝熱量が相当多くなる。よって、この輻射熱を放熱板で
受熱して冷却経路で放熱すれば、低燃焼量時には触媒上
流部温度の低下を小さく抑え、高燃焼量時には触媒上流
部温度をかなり低下させることができる。したがって、
低燃焼量から高燃焼量まで燃焼特性の良好な領域を広く
実現することができる。
【００１３】そのうえ、触媒の温度検知部と空気供給量
制御手段を用いれば、低燃焼量から高燃焼量まで触媒の
温度に応じて、冷却経路を流れる空気量を細かく制御す
ることができ、熱的劣化を避けながら、できるだけ良好
な活性を示す温度になるよう制御することができる。
制御手段を用いれば、低燃焼量から高燃焼量まで触媒の
温度に応じて、冷却経路を流れる空気量を細かく制御す
ることができ、熱的劣化を避けながら、できるだけ良好
な活性を示す温度になるよう制御することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の触媒燃焼装置について図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施例の触媒燃焼装
置の構成を示す断面図であり、図１において、１１は放
熱板であり、触媒８の上流面の対面に設けられ、この放
熱板１１は外面にフィン１２を有し、内面は輻射吸収層
１３で被覆している。放熱板１１は筐体１４で覆われて
おり、この筐体１４内に空気を供給することができる空
気供給手段１５を有している。その他、前記図４と同じ
構成要素には同じ符号で示してあり、その説明を省略す
る。
置の構成を示す断面図であり、図１において、１１は放
熱板であり、触媒８の上流面の対面に設けられ、この放
熱板１１は外面にフィン１２を有し、内面は輻射吸収層
１３で被覆している。放熱板１１は筐体１４で覆われて
おり、この筐体１４内に空気を供給することができる空
気供給手段１５を有している。その他、前記図４と同じ
構成要素には同じ符号で示してあり、その説明を省略す
る。
【００１６】前記構成において、燃料は、燃料タンク１
から燃料ポンプ２によりヒータ（図示せず）で暖められ
た予混合室４に供給されて、気化され燃料ガスとなる。
空気供給手段１５から供給された空気は、空気供給ファ
ン３により予混合室４に供給され、燃料ガスと混合され
予熱バーナ５に送られる。点火装置６により点火され火
炎を形成する。
から燃料ポンプ２によりヒータ（図示せず）で暖められ
た予混合室４に供給されて、気化され燃料ガスとなる。
空気供給手段１５から供給された空気は、空気供給ファ
ン３により予混合室４に供給され、燃料ガスと混合され
予熱バーナ５に送られる。点火装置６により点火され火
炎を形成する。
【００１７】この火炎により生じた高温のガスは、燃焼
室７内を触媒８を加熱しながら通過し、排気口９より排
出される。触媒８が活性を示す温度になると、燃料の供
給を停止させて消炎させる。その後、直ちに燃料を供給
し、予混合気を触媒８に直接送ることによって触媒燃焼
させる。
室７内を触媒８を加熱しながら通過し、排気口９より排
出される。触媒８が活性を示す温度になると、燃料の供
給を停止させて消炎させる。その後、直ちに燃料を供給
し、予混合気を触媒８に直接送ることによって触媒燃焼
させる。
【００１８】本発明では、高燃焼量領域では筐体１４内
に空気供給手段１５で強制的に多量の空気を供給するこ
とで、放熱板１１の放熱を行い、触媒８の温度上昇を抑
えることができる。これにより、燃焼量の大きな領域で
の触媒８の熱的劣化の危険性を回避することができる。
また低燃焼量領域では、筐体１４内の供給空気を停止さ
せることで放熱板１１上の自然対流をなくし、燃焼室７
内に燃焼熱を停滞させ、触媒温度を上げることができ
る。したがって、燃焼特性を向上させることができ、良
好な燃焼状態を、より低燃焼量領域まで拡張することが
できる。
に空気供給手段１５で強制的に多量の空気を供給するこ
とで、放熱板１１の放熱を行い、触媒８の温度上昇を抑
えることができる。これにより、燃焼量の大きな領域で
の触媒８の熱的劣化の危険性を回避することができる。
また低燃焼量領域では、筐体１４内の供給空気を停止さ
せることで放熱板１１上の自然対流をなくし、燃焼室７
内に燃焼熱を停滞させ、触媒温度を上げることができ
る。したがって、燃焼特性を向上させることができ、良
好な燃焼状態を、より低燃焼量領域まで拡張することが
できる。
【００１９】なお、放熱板１１の内面をフィン構成にし
たり、また、そのフィンを輻射吸収層で被覆したりすれ
ば、より一層の効果を得ることができる。
たり、また、そのフィンを輻射吸収層で被覆したりすれ
ば、より一層の効果を得ることができる。
【００２０】図２は本発明の第２の実施例の触媒燃焼装
置の構成を示す断面図であり、図２に示すように、触媒
８の近傍には触媒８の温度を検知する温度検知部１６を
設けてあり、触媒８の温度に応じて筐体１４内を流れる
空気量を制御できるように空気供給量制御手段１７を設
置している。
置の構成を示す断面図であり、図２に示すように、触媒
８の近傍には触媒８の温度を検知する温度検知部１６を
設けてあり、触媒８の温度に応じて筐体１４内を流れる
空気量を制御できるように空気供給量制御手段１７を設
置している。
【００２１】前記構成により、触媒８の温度に応じ、触
媒活性が悪く燃焼特性が優れない温度領域では、筐体１
４内を流れる空気の供給を停止することで燃焼室７から
の放熱量を最小限にして触媒８の温度を上げ、燃焼特性
を向上させる。
媒活性が悪く燃焼特性が優れない温度領域では、筐体１
４内を流れる空気の供給を停止することで燃焼室７から
の放熱量を最小限にして触媒８の温度を上げ、燃焼特性
を向上させる。
【００２２】また、触媒８の温度が高く耐熱限界に近い
領域では、筐体１４内に多量の空気を流して放熱板１１
を冷却することで触媒８の温度を下げ、耐熱限界を避け
る。さらに、全温度領域において筐体１４内の空気の供
給量を微妙に制御してやれば、触媒８が最も良好な活性
を示す温度に近付けることができ、高燃焼負荷の実現と
同時に、燃焼特性の良好な領域を広範囲にわたって得る
ことができる。
領域では、筐体１４内に多量の空気を流して放熱板１１
を冷却することで触媒８の温度を下げ、耐熱限界を避け
る。さらに、全温度領域において筐体１４内の空気の供
給量を微妙に制御してやれば、触媒８が最も良好な活性
を示す温度に近付けることができ、高燃焼負荷の実現と
同時に、燃焼特性の良好な領域を広範囲にわたって得る
ことができる。
【００２３】なお、放熱板１１の内面をフィン構成にし
たり、また、そのフィンを輻射吸収層で被覆したりすれ
ば、より一層の効果を得ることができる。
たり、また、そのフィンを輻射吸収層で被覆したりすれ
ば、より一層の効果を得ることができる。
【００２４】以上の説明の中の輻射吸収層は、輻射を吸
収しやすい塗料やシート状のもの、また錆などの金属酸
化物でもよい。
収しやすい塗料やシート状のもの、また錆などの金属酸
化物でもよい。
【００２５】また、本発明は液体燃料について説明した
が、ガス燃料についても同様の効果が得られる。
が、ガス燃料についても同様の効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の触媒燃焼装
置は、触媒の上流面に対面する位置の放熱板の触媒上流
面に対面する内面に輻射吸収層を設置し、触媒上流面に
対面しない外面には冷却経路を設置することで、高燃焼
量燃焼時の触媒上流面の高温化を防止することができ
る。
置は、触媒の上流面に対面する位置の放熱板の触媒上流
面に対面する内面に輻射吸収層を設置し、触媒上流面に
対面しない外面には冷却経路を設置することで、高燃焼
量燃焼時の触媒上流面の高温化を防止することができ
る。
【００２７】また、触媒の温度を検知する温度検知部
と、触媒の温度に応じて冷却経路に流す空気量を制御す
ることができる空気供給量制御手段を用いれば、触媒温
度を微妙に制御でき、良好な燃焼特性領域をさらに広範
囲に広げることができる。
と、触媒の温度に応じて冷却経路に流す空気量を制御す
ることができる空気供給量制御手段を用いれば、触媒温
度を微妙に制御でき、良好な燃焼特性領域をさらに広範
囲に広げることができる。
【００２８】以上のような手段を用いることで、高燃焼
量領域で触媒の温度を下げ、触媒の熱的劣化を避け、高
燃焼負荷を良好な燃焼状態で得ることができる。また、
低燃焼量領域で、筐体内の放熱板上の空気供給を止めれ
ば、燃焼室に燃焼熱を停滞させることで触媒温度を上昇
させ、燃焼特性の良好な領域をさらに低燃焼量領域まで
広げることができる。
量領域で触媒の温度を下げ、触媒の熱的劣化を避け、高
燃焼負荷を良好な燃焼状態で得ることができる。また、
低燃焼量領域で、筐体内の放熱板上の空気供給を止めれ
ば、燃焼室に燃焼熱を停滞させることで触媒温度を上昇
させ、燃焼特性の良好な領域をさらに低燃焼量領域まで
広げることができる。
【００２９】このように、熱的劣化を起こさず良好な燃
焼特性が維持できる領域を、低燃焼量領域から高燃焼量
領域まで幅広く実現でき、暖房や乾燥などの熱源として
のみならず、多目的な用途に使用することが可能とな
る。
焼特性が維持できる領域を、低燃焼量領域から高燃焼量
領域まで幅広く実現でき、暖房や乾燥などの熱源として
のみならず、多目的な用途に使用することが可能とな
る。
【図１】本発明の第１の実施例の触媒燃焼装置の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の触媒燃焼装置の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】従来の触媒燃焼装置の構成を示す断面図であ
る。
る。
８…触媒、 １１…放熱板、 １２…フィン、 １３…
輻射吸収層、 １４…筐体、 １５…空気供給手段、
１６…温度検知部、 １７…空気供給量制御手段。
輻射吸収層、 １４…筐体、 １５…空気供給手段、
１６…温度検知部、 １７…空気供給量制御手段。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−306712（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306020（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−208311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−252812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−17819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−71532（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 11/40 F24C 5/00 F24C 15/24
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料と空気を混合する予混合室と、前記
予混合室の下流に設置した燃焼室と、前記燃焼室内に設
置した多数の連通孔を有する触媒と、前記触媒の上流面
に対面する位置に設置した放熱板と、前記連通孔を介し
て前記燃焼室の下流に設置した排気口に繋がる排気経路
とを具備し、前記放熱板の前記触媒と対面する面に輻射
吸収層を設けた内面と、前記放熱板の前記触媒と対面し
ない外面に設けた冷却経路とを有していることを特徴と
する触媒燃焼装置。 - 【請求項２】 空気供給手段により冷却経路に空気を流
す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】 触媒の温度を検知する温度検知部と、前
記触媒の温度に応じて冷却経路に供給する空気量を制御
する空気供給量制御手段とを具備していることを特徴と
する請求項２記載の触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302350A JP3047272B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302350A JP3047272B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147421A JPH06147421A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3047272B2 true JP3047272B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=17907863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4302350A Expired - Fee Related JP3047272B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047272B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP4302350A patent/JP3047272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06147421A (ja) | 1994-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |