JP3092321B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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- JP3092321B2 JP3092321B2 JP04138305A JP13830592A JP3092321B2 JP 3092321 B2 JP3092321 B2 JP 3092321B2 JP 04138305 A JP04138305 A JP 04138305A JP 13830592 A JP13830592 A JP 13830592A JP 3092321 B2 JP3092321 B2 JP 3092321B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱、暖房や乾燥等に
用いられる触媒燃焼装置に関するものである。
用いられる触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】灯油等の液体燃料や都市ガス等の気体燃
料を、空気と混合させた後に酸化反応用の触媒に接触さ
せ、その表面で無炎の触媒燃焼を行わしめるいわゆる予
混合型の触媒燃焼装置は、気体燃料用を中心に従来より
種々提案され、一部は実用化されている。
料を、空気と混合させた後に酸化反応用の触媒に接触さ
せ、その表面で無炎の触媒燃焼を行わしめるいわゆる予
混合型の触媒燃焼装置は、気体燃料用を中心に従来より
種々提案され、一部は実用化されている。
【０００３】触媒燃焼において、空気と予混合された燃
料（たとえば、灯油）は触媒層において急激な酸化反応
を生じ、反応熱と共に二酸化炭素や水蒸気を発生する。
ここでの触媒反応は、初期には触媒層の上流側表面近傍
で集中して行われ、反応熱は触媒層からの放射によって
熱伝達体を経て前方に供給され、加熱、暖房等の用途に
供せられる。
料（たとえば、灯油）は触媒層において急激な酸化反応
を生じ、反応熱と共に二酸化炭素や水蒸気を発生する。
ここでの触媒反応は、初期には触媒層の上流側表面近傍
で集中して行われ、反応熱は触媒層からの放射によって
熱伝達体を経て前方に供給され、加熱、暖房等の用途に
供せられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記装置に
おいては長期間使用することによって熱伝達体の周辺部
には徐々にではあるが未燃焼成分によるタール化が進ん
で来、黒色物が堆積してくる。その結果、熱伝達体の赤
外線伝達効率は著しく低下することになっていた。
おいては長期間使用することによって熱伝達体の周辺部
には徐々にではあるが未燃焼成分によるタール化が進ん
で来、黒色物が堆積してくる。その結果、熱伝達体の赤
外線伝達効率は著しく低下することになっていた。
【０００５】本発明は上記従来の欠点を解消し、熱伝達
体への付着およびタール化の生成を抑え、長期間安定し
た暖房・加熱効率を維持し得る触媒燃焼装置を可能にす
るものである。
体への付着およびタール化の生成を抑え、長期間安定し
た暖房・加熱効率を維持し得る触媒燃焼装置を可能にす
るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料と空気の
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、前記主触媒層の上流に配設された熱伝達体と、前
記熱伝達体の周辺部内壁面に隣接して配設された補助触
媒層と、前記主触媒層の下流に備えられた排気口とを有
することを特徴とする触媒燃焼装置である。
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、前記主触媒層の上流に配設された熱伝達体と、前
記熱伝達体の周辺部内壁面に隣接して配設された補助触
媒層と、前記主触媒層の下流に備えられた排気口とを有
することを特徴とする触媒燃焼装置である。
【０００７】
【作用】一般の触媒燃焼器では主触媒層から熱伝達体周
辺部への輻射による加熱が不十分なためであるため（特
に弱燃焼時）、長期間の使用とともに熱伝達体へのター
ル分の付着が進むことにより、熱伝達体の赤外線伝達効
率が低下してくる。この時、本発明のように熱伝達体の
周辺部に補助触媒層を設けることによって意図的に触媒
燃焼させると、熱伝達体周辺部は高温に維持でいるた
め、気化した燃料ガス（灯油）が凝縮することはない。
辺部への輻射による加熱が不十分なためであるため（特
に弱燃焼時）、長期間の使用とともに熱伝達体へのター
ル分の付着が進むことにより、熱伝達体の赤外線伝達効
率が低下してくる。この時、本発明のように熱伝達体の
周辺部に補助触媒層を設けることによって意図的に触媒
燃焼させると、熱伝達体周辺部は高温に維持でいるた
め、気化した燃料ガス（灯油）が凝縮することはない。
【０００８】その結果、未燃焼成分によるタール化も防
止でき、長期に渡ってしようしても熱伝達体の赤外線伝
達効率が低下することもない。
止でき、長期に渡ってしようしても熱伝達体の赤外線伝
達効率が低下することもない。
【０００９】以下、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１に本発明の触媒燃焼装置の全体構成を
示す縦断面図を示す。１は燃料タンク、２は燃料用ポン
プ、３は一次空気送風用のファン、４は混合室で、混合
室４の出口には補助炎口５が備えられており、補助炎口
５の近傍には点火電極６が配設されている。補助炎口５
の上方には多数の連通孔７ａを穿設したハニカム状セラ
ミックス平板にＰｔ／Ｐｄの活性成分を担持させた主触
媒層７が直立して備えられ、主触媒層７の前面に対向し
て耐熱性ガラスからなる熱伝達体８が配設されている。
この熱伝達体８の周辺部にはセラミックスペーパーにＰ
ｔ／Ｐｄの活性成分を担持させた補助触媒層９が配置さ
れている。主触媒層７で燃焼した排ガスは主触媒層７下
流から排気口１０へと導かれる。
て説明する。図１に本発明の触媒燃焼装置の全体構成を
示す縦断面図を示す。１は燃料タンク、２は燃料用ポン
プ、３は一次空気送風用のファン、４は混合室で、混合
室４の出口には補助炎口５が備えられており、補助炎口
５の近傍には点火電極６が配設されている。補助炎口５
の上方には多数の連通孔７ａを穿設したハニカム状セラ
ミックス平板にＰｔ／Ｐｄの活性成分を担持させた主触
媒層７が直立して備えられ、主触媒層７の前面に対向し
て耐熱性ガラスからなる熱伝達体８が配設されている。
この熱伝達体８の周辺部にはセラミックスペーパーにＰ
ｔ／Ｐｄの活性成分を担持させた補助触媒層９が配置さ
れている。主触媒層７で燃焼した排ガスは主触媒層７下
流から排気口１０へと導かれる。
【００１０】次に動作について詳述する。燃料ポンプ２
から供給された燃料（灯油）とファン３から供給された
空気は、混合室４内で気化されると共に充分予混合され
て上部の補助炎口５に送られる。点火時にはまず補助炎
口５において点火電極６によって点火され、ここで火炎
燃焼を開始する。高温の排ガスは上部へ流れ、主触媒層
７を昇温させる。所定時間燃焼させて主触媒層７が充分
に昇温した時点で、一旦燃料供給を停止し、補助炎口５
の火炎を消滅させてから再度燃料の供給を開始する。こ
の時、混合室４を出た予混合気は上方に直立する主触媒
層７に至るが、ここでは充分昇温されているから、主に
上流側（前面）表面で触媒燃焼を生じつつ、排ガスは連
通孔７ａを経て下流側（後面）、排気口１０へと流れ
る。しばらくすると主触媒層７の輻射熱によって補助触
媒層９も活性化温度まで上昇し、予混合気は補助触媒層
９とも接触し、ここでも触媒燃焼を開始する。その結果
熱伝達体８の周辺は補助触媒層９による燃焼熱で高温に
維持され続けることになる。
から供給された燃料（灯油）とファン３から供給された
空気は、混合室４内で気化されると共に充分予混合され
て上部の補助炎口５に送られる。点火時にはまず補助炎
口５において点火電極６によって点火され、ここで火炎
燃焼を開始する。高温の排ガスは上部へ流れ、主触媒層
７を昇温させる。所定時間燃焼させて主触媒層７が充分
に昇温した時点で、一旦燃料供給を停止し、補助炎口５
の火炎を消滅させてから再度燃料の供給を開始する。こ
の時、混合室４を出た予混合気は上方に直立する主触媒
層７に至るが、ここでは充分昇温されているから、主に
上流側（前面）表面で触媒燃焼を生じつつ、排ガスは連
通孔７ａを経て下流側（後面）、排気口１０へと流れ
る。しばらくすると主触媒層７の輻射熱によって補助触
媒層９も活性化温度まで上昇し、予混合気は補助触媒層
９とも接触し、ここでも触媒燃焼を開始する。その結果
熱伝達体８の周辺は補助触媒層９による燃焼熱で高温に
維持され続けることになる。
【００１１】次に触媒の形成方法を詳述する、シリカ・
アルミナ・チタニアを主成分とするハニカム状セラミッ
クス（１５５□ｍｍ×１５ｍｍ、４００セル／ｉｎｃｈ
2、リブ厚０．１５ｍｍ）にＢａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2
粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１０００ｇ、アルミナ
含有率１０ｗｔ％のウォッシュコートバインダー ５０
ｇ、硝酸アルミニウム９水塩 ８５ｇ、水 １３００ｇ
およびジニトロジアンミン白金水溶液とジニトロジアン
ミンパラジウム水溶液をそれぞれＰｔ，Ｐｄ換算で５
ｇ、５ｇ加えてなるウォッシュコートスラリーで５０ｇ
被覆し、主触媒層とした。また、ＳＵＳ薄板（ｔ＝１０
０μm、１０×６００ｍｍ）に厚み１μmのセラミックス
ペーパーを無機接着剤で接着後、上記ウォッシュコート
スラリーを０．５ｇスプレーで塗布、焼成し、熱伝達体
周辺部に配設する補助触媒層とした。
アルミナ・チタニアを主成分とするハニカム状セラミッ
クス（１５５□ｍｍ×１５ｍｍ、４００セル／ｉｎｃｈ
2、リブ厚０．１５ｍｍ）にＢａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＣｅＯ2
粉末（比表面積１２０ｍ2／ｇ）１０００ｇ、アルミナ
含有率１０ｗｔ％のウォッシュコートバインダー ５０
ｇ、硝酸アルミニウム９水塩 ８５ｇ、水 １３００ｇ
およびジニトロジアンミン白金水溶液とジニトロジアン
ミンパラジウム水溶液をそれぞれＰｔ，Ｐｄ換算で５
ｇ、５ｇ加えてなるウォッシュコートスラリーで５０ｇ
被覆し、主触媒層とした。また、ＳＵＳ薄板（ｔ＝１０
０μm、１０×６００ｍｍ）に厚み１μmのセラミックス
ペーパーを無機接着剤で接着後、上記ウォッシュコート
スラリーを０．５ｇスプレーで塗布、焼成し、熱伝達体
周辺部に配設する補助触媒層とした。
【００１２】図１に示されるような燃焼装置を組み立
て、触媒面１５０□mmの部分で、２２００ｋｃａｌ／
ｈ、空気過剰率（空気／燃料）１．８の条件に設定し、
１００００時間灯油触媒燃焼を行った。
て、触媒面１５０□mmの部分で、２２００ｋｃａｌ／
ｈ、空気過剰率（空気／燃料）１．８の条件に設定し、
１００００時間灯油触媒燃焼を行った。
【００１３】その結果、本発明による実施例では長期間
使用しても熱伝達体にタール分の堆積は認められず、赤
外線伝達特性の変化はわずかであった。
使用しても熱伝達体にタール分の堆積は認められず、赤
外線伝達特性の変化はわずかであった。
【００１４】本実施例では、熱線透過体の周辺部全体に
補助触媒層を形成したが、熱伝達体の下部が低温になり
易いので、ここに補助触媒層を部分的に設けることによ
って本発明の目的はほぼ達成される。また、この触媒層
によれば本来の燃焼に必要な燃料ガスを利用して触媒燃
焼させることができ、その熱も熱源として利用できるた
め、赤外線の伝達も有効に行われ熱効率もよい。また、
補助触媒層は主触媒層より低温であるが、その温度で熱
伝達体の燃焼ガスによる曇りの生成を阻止できる。した
がって別途加熱手段を設ける場合に比べて極めて有効で
ある。また、補助触媒層における触媒燃焼は、補助触媒
層が主触媒層と対向して設けられていると、主触媒層の
赤外線放射が補助触媒層を直接加熱することになるた
め、最も効果的である。
補助触媒層を形成したが、熱伝達体の下部が低温になり
易いので、ここに補助触媒層を部分的に設けることによ
って本発明の目的はほぼ達成される。また、この触媒層
によれば本来の燃焼に必要な燃料ガスを利用して触媒燃
焼させることができ、その熱も熱源として利用できるた
め、赤外線の伝達も有効に行われ熱効率もよい。また、
補助触媒層は主触媒層より低温であるが、その温度で熱
伝達体の燃焼ガスによる曇りの生成を阻止できる。した
がって別途加熱手段を設ける場合に比べて極めて有効で
ある。また、補助触媒層における触媒燃焼は、補助触媒
層が主触媒層と対向して設けられていると、主触媒層の
赤外線放射が補助触媒層を直接加熱することになるた
め、最も効果的である。
【００１５】補助触媒層はセラミック繊維に触媒金属を
担持して用いることが好ましい。セラミック繊維が断熱
層として働き、補助触媒層を効率的に作用させ、かつ熱
伝達体周辺部を保温するためでもある。本実施例では補
助触媒層はＳＵＳ薄板にセラミックペーパーを接着し、
それに触媒金属を担持したものを使用したが、ＳＵＳ薄
板にセラミック繊維を静電植毛後、触媒金属を担持した
ものを装置のケースに固定して使用してもよいし、触媒
金属を担持したセラミックペーパーを直接熱線伝達体固
定ケースに接着してもよい。また、本実施例記載ではＰ
ｔをＢａＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 ・ＣｅＯ 2 粉末に分散担持させた
触媒金属として用いた構成をとっているが、セラミック
スペーパー等の基材に担持せずに、直接熱伝達体周辺部
に設けてもよい。なお、本発明に熱伝達体周辺部とは、
熱伝達体自体の周辺部も含まれる。
担持して用いることが好ましい。セラミック繊維が断熱
層として働き、補助触媒層を効率的に作用させ、かつ熱
伝達体周辺部を保温するためでもある。本実施例では補
助触媒層はＳＵＳ薄板にセラミックペーパーを接着し、
それに触媒金属を担持したものを使用したが、ＳＵＳ薄
板にセラミック繊維を静電植毛後、触媒金属を担持した
ものを装置のケースに固定して使用してもよいし、触媒
金属を担持したセラミックペーパーを直接熱線伝達体固
定ケースに接着してもよい。また、本実施例記載ではＰ
ｔをＢａＯ・Ａｌ 2 Ｏ 3 ・ＣｅＯ 2 粉末に分散担持させた
触媒金属として用いた構成をとっているが、セラミック
スペーパー等の基材に担持せずに、直接熱伝達体周辺部
に設けてもよい。なお、本発明に熱伝達体周辺部とは、
熱伝達体自体の周辺部も含まれる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、熱伝達体周辺部に補助
触媒層を設けることにより、熱効率よく、触媒燃焼面積
も広くとれ、長時間良好な赤外線伝達効率を維持した触
媒燃焼装置の提供が可能である。
触媒層を設けることにより、熱効率よく、触媒燃焼面積
も広くとれ、長時間良好な赤外線伝達効率を維持した触
媒燃焼装置の提供が可能である。
【図１】本発明の実施例１に示す触媒燃焼装置の全体構
成を示す縦断面図
成を示す縦断面図
１ 燃料供給バルブ ２ 燃料用ポンプ ３ 送風用ファン ４ 混合室 ５ 補助炎口 ６ 点火電極 ７ 触媒層 ７ａ 連通孔 ８ 熱伝達体 ９ 補助触媒層 １０ 排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−306711（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32602（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32603（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−80505（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23D 11/40 F23C 11/00 306 F24C 5/00
Claims (3)
- 【請求項１】燃料と空気の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、前記主触媒層の上流に
配設された熱伝達体と、前記熱伝達体の周辺部内壁面に
隣接して配設された補助触媒層と、前記主触媒層の下流
に備えられた排気口とを有することを特徴とする触媒燃
焼装置。 - 【請求項２】 前記熱伝達体はガラス、または透明セラ
ミックスを素材としてい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】前記補助触媒層は、前記主触媒層の上流側
に対向して配設されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP04138305A JP3092321B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04138305A JP3092321B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332516A JPH05332516A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3092321B2 true JP3092321B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=15218774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04138305A Expired - Fee Related JP3092321B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092321B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP04138305A patent/JP3092321B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332516A (ja) | 1993-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |