JP3762532B2

JP3762532B2 - Catalytic combustor

Info

Publication number: JP3762532B2
Application number: JP35289697A
Authority: JP
Inventors: 保杉本
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2017-12-22
Also published as: JPH11182814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気と燃料とからなる混合燃料を触媒燃焼させて高温気流を発生するための触媒燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オフィスビル，店舗ビル等には、重油，軽油，灯油，天然ガス等の燃料を燃焼して給湯または暖房等に用いられるボイラーやヒータが設置されている。
また、一部自動車には、軽油，ガソリン等の燃料を燃焼して急速に暖房を達成する急速暖房装置が設置されている。
【０００３】
このようなボイラーには、空気と燃料とからなる混合燃料を触媒燃焼させて高温気流を発生するために、図３に示すような触媒燃焼器が広く用いられている。この触媒燃焼器では、燃焼ケース１内に触媒担体２と熱交換器３が間隔を置いて対向して配置されている。
【０００４】
燃焼ケース１の触媒担体２側には、始端から拡径されるコーン形状の拡散部１ａが形成されている。
この拡散部１ａの始端部近傍には、放電電極４が挿通されており、また、拡散部の始端上流側は、筒形状の流入口１ｂが形成されている。
流入口１ｂの拡散部１ａ側には、電気気化器５が収容されており、流入口１ｂの上流側端部には、燃料噴射器６が配置されている。
【０００５】
そして、この燃料ケース１には、その流入口１ｂの上流側に燃焼ケース１に空気を送風する送風器７が取り付けられている。
この触媒燃焼器では、点火始動時に、触媒の作用が活性化される触媒活性温度以下に冷えている触媒担体２を加熱するために、燃料噴射器６と送風器７から混合燃料が供給され、電気気化器５で気化された後、放電電極４に電気スパークを発生させて気化された混合燃料を火炎燃焼し、これにより発生する火炎燃焼熱により触媒担体２が加熱される。
【０００６】
放電電極４に代えてグロープラグにより混合燃料と火炎燃焼してもよい。
この時に供給される混合燃料の供給量は、触媒担体２を触媒活性温度にするのに必要な供給量とされ、触媒燃焼器が定常運転される時に供給される供給量よりも少量とされている。
そして、触媒担体２の温度が触媒活性温度に達し触媒燃焼器を定常運転する準備が整った時に、混合燃料の供給量が増量され、電気気化器５で気化された混合燃料は燃焼ケース１に送られ、ここで火炎燃焼される。この際、未燃焼混合ガスおよび不完全燃焼ガス（ＣＯ等）成分が発生するが、これらは燃焼ガスとともに触媒担体２を通過する時に、触媒熱と触媒により化学反応して触媒燃焼し熱交換器３に高温気流が供給される。同時に、窒素酸化物，一酸化炭素等の有害成分が浄化された排気を外界に排出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した触媒燃焼器では、点火始動時に、触媒の作用が活性化される触媒活性温度以下に冷えている触媒担体２を加熱するために、燃料噴射器６と送風器７から供給される混合燃料を電気気化器５で気化した後、放電電極４に電気スパークを発生させて火炎燃焼し、この火炎燃焼熱により触媒担体２を加熱するようにしているため、火炎燃焼により発生する有害成分が触媒活性温度に達していない未活性状態の触媒担体２を通過して大気中に排出され、大気を汚染し環境を損なうという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、点火始動時から定常運転時に亘り常に清浄な高温気流を発生することができ、従来よりも確実に大気の汚染を防止することができる触媒燃焼器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の触媒燃焼器は、本体部と流入口と流出口とが形成される燃焼ケースと、燃焼ケースの本体部に収容され触媒層が担持される主触媒担体と、燃焼ケースの流入口に配置され触媒層が担持される副触媒担体と、副触媒担体に配置され副触媒担体を加熱する電気ヒータと、燃焼ケースの流入口側に配置され、空気と燃料とからなる混合燃料を副触媒担体を介して燃焼ケース内に供給する混合燃料供給手段と、主触媒担体の温度を検出し検出した温度に対応する値の主触媒温度信号を出力する主触媒温度検出手段と、一側を燃焼ケースにおける主触媒担体の流出側に開口し、他側を副触媒担体の流入側に開口する還流管と、還流管に介装され高温気流を還流する還流手段と、電気ヒータに所定電流を供給するとともに、主触媒温度検出手段から主触媒温度信号を入力し、主触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、混合燃料供給手段に燃料供給信号を出力し燃焼ケース内に所定量の混合燃料を供給し、主触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達している時に、混合燃料供給手段に増量信号を出力し燃焼ケース内に供給される混合燃料の供給量を増量し、主触媒温度検出手段から入力される主触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、還流手段に停止信号を出力し、予め設定されている触媒活性温度の値に達している時に、還流手段に還流信号を出力し電気ヒータへの電流の供給を停止する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の触媒燃焼器は、請求項１に記載の触媒燃焼器において、副触媒担体の温度を検出し検出した温度に対応する値の副触媒温度信号を出力する副触媒温度検出手段を備え、制御手段は、副触媒温度検出手段から副触媒温度信号を入力し、副触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、電気ヒータに電流を供給し、副触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達している時に、電気ヒータへの電流の供給を停止することを特徴とする。
【００１２】
（作用）
請求項１に記載の触媒燃焼器では、主触媒温度検出手段から制御手段に入力される主触媒温度信号の値が、予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、混合燃料供給手段から混合燃料が、電気ヒータにより加熱され触媒活性温度に達している副触媒担体を介して燃焼ケースに供給される。
【００１３】
この時に混合燃料は、副触媒担体を通過する間に、副触媒担体により気化するとともに、副触媒担体の触媒により触媒燃焼し、この触媒燃焼の燃焼熱により副触媒担体および主触媒担体が加熱される。
そして、主触媒温度検出手段から制御手段に入力される主触媒温度信号の値が、予め設定されている触媒活性温度の値に達し定常運転をする準備が整った時に、混合燃料供給手段から燃焼ケースに供給される混合燃料が増量され、副触媒担体で気化され不完全燃焼による生ガス成分を多量に含有する不完全燃焼ガスが主触媒担体を通過する間に、触媒により触媒燃焼し完全燃焼した高温気流が排出される。
【００１４】
また、請求項１に記載の触媒燃焼器では、主触媒温度検出手段から制御手段に入力される主触媒温度信号の値が、予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、制御手段から還流手段に停止信号が出力され、主触媒担体の流出側から副触媒担体の流入側へと還流する高温気流の還流が停止する。
そして、主触媒温度検出手段から制御手段に入力される主触媒温度信号の値が、予め設定されている触媒活性温度の値に達した時に、制御手段から還流手段に還流信号が出力され、主触媒担体の流出側と副触媒担体の流入側とが連通して高温気流が還流し、電気ヒータへの電流の供給が停止される。
【００１５】
すなわち、混合燃料供給手段から供給される混合燃料を気化，触媒燃焼させる副触媒担体は、還流管を介して主触媒担体の流出側から副触媒担体の流入側に還流される高温気流により加熱される。
請求項２に記載の触媒燃焼器では、副触媒温度検出手段から制御手段に入力される副触媒温度信号の値が、予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、制御手段から電気ヒータに電流が供給され、活性温度の値に達している時に、制御手段から電気ヒータへの電流の供給が停止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図１は、本発明の触媒燃焼器の請求項１および請求項２に対応する一実施形態を示すもので、図において符号１１は、燃焼ケースを示している。
この燃焼ケース１１は、耐熱性に優れた円筒形状の金属材からなり、後述する主触媒担体１５および熱交換器１７などを収納する本体部１１ｅと、この本体部１１ｅの両端にそれぞれ連結する始端から後流方向に拡径されるコーン形状の拡散部１１ａ（図の左側）と始端から後流方向に縮径するコーン形状の集合部１１ｂ（図の右側）とを備えている。
【００１７】
さらに、この燃焼ケース１は、その拡散部１１ａの先端には、拡散部１１ａの短径寸法に対応する円筒形状の流入口１１ｃが形成されている。
また、その集合部１１ｂの始端に、集合部１１ｂの短径寸法に対応する円筒形状の流出口１１ｄが形成されている。
流入口１１ｃと流出口１１ｄの端部には、それぞれ金属材からなる円環形状のフランジ１３Ａ，１３Ｂが取り付けられ、溶接により固定されている。
【００１８】
燃焼ケース１１の本体部１１ｅには、触媒層が担持されている主触媒担体１５が収容されており、この主触媒担体１５は、燃焼ケース１１の拡散部１１ａ側に配置されている。
また、燃焼ケース１１の本体部１１ｅには、熱交換器１７が収容されており、この熱交換器１７は、燃焼ケース１１の集合部１１ｂ側に主触媒担体１５と間隔を置いて対向して配置されている。
【００１９】
燃焼ケース１１の流入口１１ｃには、触媒層が担持されている副触媒担体１９が収容されており、この副触媒担体１９は、燃焼ケース１１の拡散部１１ａ側に配置されている。
副触媒担体１９には、後述する制御手段４５から供給される電流により副触媒担体１９を加熱する電気ヒータ２１が内蔵されている。
【００２０】
燃焼ケース１１の流入口１１ｃには、副触媒担体１９の上流側に混合燃料供給手段２３が配置されている。
この混合燃料供給手段２３は、軽油等の燃料を噴射する燃料噴射器２５と空気を送風する送風器２７とを有している。
送風器２７には、電動モータ２９により回転駆動されるファン３１が金属材からなる送風器ケース３３内に収容されている。
【００２１】
送風器ケース３３には、電動モータ２９と反対側にファン３１の軸長方向に開口する風入口３３ａが形成されている。
また、送風ケース３３には、ファン３１の円周方向に燃焼ケース１１の流入口１１ｃ側に開口する円筒形状の風出口３３ｂが形成されている。
【００２２】
この風出口３３ｂの先端には、金属材からなる円環形状のフランジ３５が取り付けられており、溶接により固定されている。
燃焼ケース１１の流入口１１ｃ側のフランジ１３Ａと送風器２７のフランジ３５とは、突き合わされて配置されている。
そして、送風器２７は、これ等のフランジ１３Ａ，３５の円周上に挿通される図示しない複数のボルトにナットが螺合されることにより、燃焼ケース１１の流入口１１ｃの先端に固定されている。
【００２３】
燃焼ケース１１の流入口１１ｃには、送風器２７と副触媒担体１９との間に燃料噴射器２５が配置されており、この燃料噴射器２５の噴射ノズル２５ａは、流入口１１ｃ内に挿通されている。
燃焼ケース１１の主触媒担体１５と熱交換器１７との間には、熱伝対型温度センサからなる主触媒温度検出手段３７が配置されている。
【００２４】
この主触媒温度検出手段３７の温度検出部３７ａは、燃焼ケース１１内に挿通されており、主触媒担体１５に当接されている。
燃焼ケース１１の主触媒担体１５と副触媒担体１９との間には、熱伝対型温度センサからなる副触媒温度検出手段３９が配置されている（請求項２に対応）。
副触媒温度検出手段３９の温度検出部３９ａは、燃焼ケース１１の拡散部１１ａ内に挿通されており、副触媒担体１９に当接されている。
【００２５】
燃焼ケース１１の外側には、燃焼ケース１１の軸長方向に沿って金属パイプ材からなる還流管４１が配置されている（請求項１に対応）。
この還流管４１は、燃焼ケース１１の流出口１１ｄ側が燃焼ケース１１に向けて屈曲されており、先端が燃焼ケース１１を挿通して主触媒担体１５と熱交換器１７との間に位置されている。
【００２６】
また、還流管４１は、燃焼ケース１１の流入口１１ｃ側が燃焼ケース１１側に屈曲されており、先端が燃焼ケース１１の流入口１１ｃを挿通して燃料噴射器２５の噴射ノズル２５ａ近傍に位置されている。
還流管４１には、高温気流を還流する還流手段４３が介装されており、この実施形態では、還流手段４３は、電動型開閉バルブが内蔵されているバルブ内蔵型ポンプとされている（請求項１に対応）。
【００２７】
上述した混合燃料供給手段２３，電気ヒータ２１，主触媒温度検出手段３７，副触媒温度検出手段３９、および、還流手段４３は、制御手段４５に電気的に接続されている。
この制御手段４５は、ＭＰＵ４７（マイクロプロセッシングユニット）と電流供給回路４９からなる。
【００２８】
電流供給回路４９は、ＭＰＵ４７から電流供給信号が入力されると所定の電流を出力し、電気ヒータ２１は、この電流供給回路４９を介してＭＰＵ４７に接続されている。
この実施形態では、ＭＰＵ４７は、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部４７ａを有するワンチップマイコンとされている。
【００２９】
ＭＰＵ４７のＡ／Ｄ変換部４７ａには、主触媒温度検出手段３７と副触媒温度検出手段３９とが接続されている。
そして、ＭＰＵ４７には、運転開始時に運転開始信号を出力する運転スイッチ５１が接続されている。
図２は、上述した触媒燃焼器の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
運転スイッチ５１が運転開始状態に手動操作され、ＭＰＵ４７に運転開始信号が入力されると、触媒燃焼器を点火始動するために、電流供給回路４９に電流供給信号が出力される（ステップＳ１）。
これにより、電気ヒータ２１に電流供給回路４９から所定の電流が供給され、副触媒担体１９が加熱される。
【００３１】
次に、還流手段４３に停止信号５３が出力される（ステップＳ２）。
これにより、還流手段４３の電動型開閉バルブが閉じられて、還流管４１が閉鎖され、還流は停止する。
次に、副触媒温度検出手段３９から副触媒温度信号５５が入力される（ステップＳ３）。
【００３２】
次に、ステップＳ３で入力された副触媒温度信号５５がＡ／Ｄ変換部４７ａでアナログ信号からディジタル信号にＡ／Ｄ変換される（ステップＳ４）。
次に、副触媒温度信号５５の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達しているか否かが判断される（ステップＳ５）。
この実施形態では、触媒活性温度は、予め摂氏４００度に設定されている。
【００３３】
そして、副触媒温度信号５５の値が触媒活性温度の値に達していないと判断された時には、副触媒担体１９が活性化する状態まで加熱されていないため、処理がステップＳ３に戻される。
一方、副触媒温度信号５５の値が触媒活性温度の値に達していると判断された時には、副触媒担体１９が触媒活性温度まで加熱され、副触媒担体１９が触媒燃焼するための状態に達しているため、混合燃料供給手段２３に燃料供給信号５７が出力される（ステップＳ６）。
【００３４】
これにより、混合燃料供給手段２３から燃焼ケース１１内に供給される混合燃料が副触媒担体１９で気化されると同時に触媒燃焼され、この燃焼熱により副触媒担体１９および主触媒担体１５が加熱される。
この時の混合燃料の供給量は、副触媒担体１９で完全燃焼することが出来る供給量とされている。
【００３５】
すなわち、触媒活性温度に達していない未活性状態の主触媒担体１５には、完全燃焼された清浄な燃焼ガスが供給される。
この実施形態では、燃焼熱の気流温度は、摂氏５００度となる。
次に、主触媒温度検出手段３７から主触媒温度信号５９が入力される（ステップＳ７）。
【００３６】
次に、ステップＳ７で入力された主触媒温度信号５９がＡ／Ｄ変換部４７ａでアナログ信号からディジタル信号にＡ／Ｄ変換される（ステップＳ８）。
次に、主触媒温度信号５９の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達しているか否かが判断される（ステップＳ９）。
この実施形態では、触媒活性温度は、予め摂氏４００度に設定されている。
【００３７】
そして、主触媒温度信号５９の値が触媒活性温度の値に達していないと判断された時には、主触媒担体１５が活性化する状態まで加熱されていないため、処理がステップＳ７に戻される。
一方、主触媒温度信号５９の値が触媒活性温度の値に達していると判断された時には、主触媒担体１５が活性化され触媒燃焼するための状態が整い、定常運転を行なうために、混合燃料供給手段２３に増量信号６１が出力される（ステップＳ１０）。
【００３８】
これにより、混合燃料供給手段２３から燃焼ケース１１内に供給される混合燃料が増量され、副触媒担体１９で気化，触媒燃焼され、副触媒担体１９の燃焼能力を上回った分の混合燃料が不完全燃焼し、生ガス成分を多量に含有する不完全燃焼ガスが主触媒担体１５に流入される。
この不完全燃焼ガスは、主触媒担体１５を通過する間に、触媒熱と触媒により触媒燃焼し完全燃焼した高温気流が熱交換器１７に供給される。
【００３９】
この実施形態では、この時の高温気流の温度は、摂氏１０００度となる。
次に、還流手段４３に還流信号６３が出力され、還流管４１が開口され高温気流が還流される（ステップＳ１１）。
【００４０】
これにより、主触媒担体１５で触媒燃焼した高温気流が副触媒担体１９の流入側に供給され、副触媒担体１９は、高温気流により加熱される。
また、混合燃料の気化も促進する。
次に、電流供給回路４９への電流供給信号の出力を停止する（ステップＳ１２）。
これにより、電流供給回路４９から電気ヒータ２１への電流の供給が停止され、電気ヒータ２１での副触媒担体１９の加熱が停止される。
【００４１】
すなわち、ステップＳ１１とステップＳ１２の処理により、副触媒担体１９の加熱が電気ヒータ２１による加熱から高温気流による加熱へ切り換えられ、電気ヒータ２１の電力消費が停止される。
次に、副触媒温度検出手段３９から副触媒温度信号５５が入力される（ステップＳ１３）。
【００４２】
次に、ステップＳ１３で入力された副触媒温度信号５５がＡ／Ｄ変換部４７ａでアナログ信号からディジタル信号にＡ／Ｄ変換される（ステップＳ１４）。
次に、副触媒温度信号５５の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達しているか否かが判断される（ステップＳ１５）。
そして、副触媒温度信号５５の値が触媒活性温度の値に達していないと判断された時には、高温気流による副触媒担体１９の加熱が不充分であり、電気ヒータ２１による加熱が必要であるため、電流供給回路４９に電流供給信号が出力され、処理がステップＳ１５に戻される（ステップＳ１６）。
【００４３】
一方、副触媒温度信号５５の値が触媒活性温度の値に達していると判断された時には、副触媒担体１９が高温気流により充分に加熱され、副触媒担体１９が活性化しているので、引き続きこの状態での燃焼が継続され、運転スイッチ５１が運転停止状態に手動操作されると制御手段が停止される。
以上のように構成された触媒燃焼器では、燃焼ケース１１の流入口１１ｃと流出口１１ｄとの間に主触媒担体１５を収容するとともに、燃焼ケース１１の流入口１１ｃに電気ヒータ２１で加熱される副触媒担体１９を配置し、燃焼ケース１１の流入口１１ｃ側に副触媒担体１９を介して燃焼ケース１１内に混合燃料を供給する混合燃料供給手段２３を配置して、主触媒担体１５の温度を検出し検出した温度に対応する値の主触媒温度信号５９を出力する主触媒温度検出手段３７を備え、電気ヒータ２１に所定電流を供給するとともに、主触媒温度検出手段３７から主触媒温度信号５９を入力し、主触媒温度信号５９の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、混合燃料供給手段２３に燃料供給信号５７を出力し燃焼ケース１１内に所定量の混合燃料を供給し、主触媒温度信号５９の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達している時に、混合燃料供給手段２３に増量信号６１を出力し燃焼ケース１１内に供給される混合燃料の供給量を増量する制御手段４５を備え、未活性状態の主触媒担体１５を副触媒担体１９での触媒燃焼熱により加熱するようにしたので、点火始動時から定常運転時に亘り常に清浄な高温気流を発生することができ、従来よりも確実に大気の汚染を防止することができる。
【００４４】
また、上述した触媒燃焼器では、燃焼ケース１１における主触媒担体１５の流出側と副触媒担体１９の流入側とを連通する還流管４１と、この還流管４１に介装され、高温気流を還流する還流手段４３とを備え、主触媒温度検出手段３７から制御手段４５に、予め設定されている触媒活性温度の値に達していな値の主触媒温度信号５９を入力した時に、還流手段４３に停止信号５３を出力し、触媒活性温度の値に達している値の主触媒温度信号５９を入力した時に、還流手段４３に還流信号６３を出力し電気ヒータ２１への電流の供給を停止するようにしたので、混合燃料供給手段２３から供給される混合燃料を気化，触媒燃焼させる副触媒担体１９が、主触媒担体１５で触媒燃焼された高温気流により加熱され、電気ヒータ２１への供給電流を確実に低減することができ、電力消費量を従来よりも大幅に少なくし電力エネルギーを有効に活用することができる。
【００４５】
さらに、上述した触媒燃焼器では、副触媒担体１９の温度を検出し検出した温度に対応する値の副触媒温度信号５５を出力する副触媒温度検出手段３９を備え、この副触媒温度検出手段３９から制御手段４５に、予め設定されている触媒活性温度の値に達していない値の副触媒温度信号５５を入力した時に、電気ヒータ２１に電流を供給し、触媒活性温度の値に達している値の副触媒温度信号５５を入力した時に、電気ヒータ２１への電流の供給を停止するようにしたので、副触媒担体１９の温度が常時触媒活性温度に維持され、混合燃料を常時安定して確実に触媒燃焼させることができ、大気の汚染を防止し環境を確実に保護することができる。
【００４６】
なお、上述した実施形態では、燃料噴射器２５と送風器２７からなる混合燃料供給手段２３を配置し、燃焼ケース１１内に送風器２７により燃焼ケース１１内に空気を供給した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、燃焼ケース１１内にコンプレッサからの圧縮空気を供給することもできる。
【００４７】
この場合には、瞬時に大量の空気を供給することができ、混合燃料の供給量を確実に制御することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の触媒燃焼器では、燃焼ケースの流入口と流出口との間に主触媒担体を収容するとともに、燃焼ケースの流入口に電気ヒータで加熱される副触媒担体を配置し、燃焼ケースの流入口側に副触媒担体を介して燃焼ケース内に混合燃料を供給する混合燃料供給手段を配置して、主触媒担体の温度を検出し検出した温度に対応する値の主触媒温度信号を出力する主触媒温度検出手段を備え、電気ヒータに所定電流を供給するとともに、主触媒温度検出手段から主触媒温度信号を入力し、主触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達していない時に、混合燃料供給手段に燃料供給信号を出力し燃焼ケース内に所定量の混合燃料を供給し、主触媒温度信号の値が予め設定されている触媒活性温度の値に達している時に、混合燃料供給手段に増量信号を出力し燃焼ケース内に供給される混合燃料の供給量を増量する制御手段を備え、未活性状態の主触媒担体を副触媒担体での触媒燃焼熱により加熱するようにしたので、点火始動時から定常運転時に亘り常に清浄な高温気流を発生することができ、従来よりも確実に大気の汚染を防止することができる。
【００４９】
また、請求項１に記載の触媒燃焼器では、燃焼ケースにおける主触媒担体の流出側と副触媒担体の流入側とを連通する還流管と、この還流管に介装され、高温気流を還流する還流手段とを備え、主触媒温度検出手段から制御手段に、予め設定されている触媒活性温度の値に達していな値の主触媒温度信号を入力した時に、還流手段に停止信号を出力し、触媒活性温度の値に達している値の主触媒温度信号を入力した時に、還流手段に還流信号を出力し電気ヒータへの電流の供給を停止するようにしたので、混合燃料供給手段から供給される混合燃料を気化，触媒燃焼させる副触媒担体が、主触媒担体で触媒燃焼された高温気流により加熱され、電気ヒータへの供給電流を確実に低減することができ、電力消費量を従来よりも大幅に少なくし電力エネルギーを有効に活用することができる。
【００５０】
請求項２に記載の触媒燃焼器では、副触媒担体の温度を検出し検出した温度に対応する値の副触媒温度信号を出力する副触媒温度検出手段を備え、この副触媒温度検出手段から制御手段に、予め設定されている触媒活性温度の値に達していない値の副触媒温度信号を入力した時に、電気ヒータに電流を供給し、触媒活性温度の値に達している値の副触媒温度信号を入力した時に、電気ヒータへの電流の供給を停止するようにしたので、副触媒担体の温度が常時触媒活性温度に維持され、混合燃料を常時安定して確実に触媒燃焼させることができ、大気の汚染を防止し環境を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の触媒燃焼器の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の触媒燃焼器の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の触媒燃焼器を示す断面図である。
【符号の説明】
１１燃焼ケース
１１ｃ流入口
１１ｄ流出口
１５主触媒担体
１９副触媒担体
２１電気ヒータ
２３混合燃料供給手段
３７主触媒温度検出手段
３９副触媒温度検出手段
４１還流管
４３還流手段
４５制御手段
５３停止信号
５５副触媒温度信号
５７燃料供給信号
５９主触媒温度信号
６１増量信号
６３還流信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalytic combustor for catalytically burning a mixed fuel composed of air and fuel to generate a high-temperature airflow.
[0002]
[Prior art]
Generally, boilers and heaters used for hot water supply or heating by burning fuels such as heavy oil, light oil, kerosene, and natural gas are installed in office buildings, store buildings, and the like.
Also, some automobiles are equipped with a rapid heating apparatus that burns fuel such as light oil and gasoline to achieve rapid heating.
[0003]
In such boilers, a catalytic combustor as shown in FIG. 3 is widely used to generate a high-temperature air flow by catalytic combustion of a mixed fuel composed of air and fuel. In this catalytic combustor, a catalyst carrier 2 and a heat exchanger 3 are disposed in the combustion case 1 so as to face each other with a space therebetween.
[0004]
On the catalyst carrier 2 side of the combustion case 1, a cone-shaped diffusion portion 1a whose diameter is enlarged from the starting end is formed.
The discharge electrode 4 is inserted in the vicinity of the starting end of the diffusing portion 1a, and a cylindrical inflow port 1b is formed on the upstream side of the starting end of the diffusing portion.
An electric carburetor 5 is accommodated on the diffusion portion 1a side of the inlet 1b, and a fuel injector 6 is disposed on the upstream end of the inlet 1b.
[0005]
A blower 7 for blowing air to the combustion case 1 is attached to the fuel case 1 upstream of the inflow port 1b.
In this catalytic combustor, mixed fuel is supplied from the fuel injector 6 and the blower 7 in order to heat the catalyst carrier 2 that is cooled below the catalyst activation temperature at which the action of the catalyst is activated at the start of ignition. After being vaporized by the electric vaporizer 5, electric sparks are generated at the discharge electrode 4 to flame-combust the mixed fuel, and the catalyst carrier 2 is heated by the flame combustion heat generated thereby.
[0006]
Instead of the discharge electrode 4, flame combustion may be performed with the mixed fuel using a glow plug.
The supply amount of the mixed fuel supplied at this time is a supply amount necessary to bring the catalyst carrier 2 to the catalyst activation temperature, and is a smaller amount than the supply amount supplied when the catalytic combustor is in steady operation. Yes.
When the temperature of the catalyst carrier 2 reaches the catalyst activation temperature and the catalyst combustor is ready for steady operation, the supply amount of the mixed fuel is increased, and the mixed fuel vaporized by the electric vaporizer 5 enters the combustion case 1. Sent and burned here. At this time, unburned mixed gas and incomplete combustion gas (CO, etc.) components are generated. When these components pass through the catalyst carrier 2 together with the combustion gas, they undergo a chemical reaction with the catalyst heat and the catalyst and undergo catalytic combustion and heat exchangers. 3 is supplied with hot airflow. At the same time, exhaust gas from which harmful components such as nitrogen oxides and carbon monoxide have been purified can be discharged to the outside.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described catalytic combustor, at the time of ignition start-up, the fuel is supplied from the fuel injector 6 and the blower 7 in order to heat the catalyst carrier 2 cooled to a temperature lower than the catalyst activation temperature at which the action of the catalyst is activated. After the mixed fuel is vaporized by the electric vaporizer 5, an electric spark is generated at the discharge electrode 4 and flame combustion is performed, and the catalyst carrier 2 is heated by this flame combustion heat. Therefore, harmful components generated by flame combustion Has passed through the inactive catalyst carrier 2 that has not reached the catalyst activation temperature and is discharged into the atmosphere, polluting the atmosphere and damaging the environment.
[0008]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and can always generate a clean high-temperature air flow from the start of ignition to the steady operation, and more reliably prevent air pollution than before. An object of the present invention is to provide a catalytic combustor capable of
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The catalytic combustor according to claim 1 includes a combustion case in which a main body portion, an inflow port and an outflow port are formed, a main catalyst carrier accommodated in the main body portion of the combustion case and carrying a catalyst layer, and a combustion case A sub-catalyst carrier disposed at the inflow port and carrying the catalyst layer, an electric heater disposed on the sub-catalyst carrier and heating the sub-catalyst carrier, and a mixed fuel disposed on the inflow side of the combustion case and comprising air and fuel Mixed fuel supply means for supplying the fuel into the combustion case via the sub catalyst carrier, main catalyst temperature detection means for detecting the temperature of the main catalyst carrier and outputting a main catalyst temperature signal having a value corresponding to the detected temperature, A reflux pipe having one side opened to the outflow side of the main catalyst carrier in the combustion case and the other side opened to the inflow side of the sub-catalyst carrier; and a reflux means interposed in the reflux pipe for refluxing the high-temperature airflow; Supplying a predetermined current to the electric heater and inputting the main catalyst temperature signal from the main catalyst temperature detecting means, and supplying the mixed fuel when the value of the main catalyst temperature signal does not reach the preset catalyst activation temperature value A fuel supply signal is output to the means to supply a predetermined amount of mixed fuel into the combustion case, and when the value of the main catalyst temperature signal reaches a preset catalyst activation temperature value, the mixed fuel supply means is increased. Increase the amount of mixed fuel supplied to the combustion case by outputting a signal When the value of the main catalyst temperature signal input from the main catalyst temperature detection means does not reach the preset catalyst activation temperature value, a stop signal is output to the reflux means, and the preset catalyst activity When the temperature value is reached, a reflux signal is output to the reflux means to stop supplying current to the electric heater. And a control means.
[0010]
The catalytic combustor according to claim 2 is the catalytic combustor according to claim 1, Sub-catalyst temperature detection means for detecting the temperature of the sub-catalyst carrier and outputting a sub-catalyst temperature signal having a value corresponding to the detected temperature is provided, and the control means inputs the sub-catalyst temperature signal from the sub-catalyst temperature detection means, When the value of the catalyst temperature signal does not reach the preset catalyst activation temperature value, current is supplied to the electric heater, and the value of the auxiliary catalyst temperature signal reaches the preset catalyst activation temperature value. Stop supplying current to the electric heater when It is characterized by that.
[0012]
(Function)
In the catalytic combustor according to claim 1, when the value of the main catalyst temperature signal input from the main catalyst temperature detection means to the control means does not reach the preset catalyst activation temperature value, the mixed fuel is supplied. The mixed fuel is supplied from the means to the combustion case via the sub catalyst carrier heated to the catalyst activation temperature by the electric heater.
[0013]
At this time, the mixed fuel is vaporized by the sub-catalyst carrier while passing through the sub-catalyst carrier, and catalytic combustion is performed by the catalyst of the sub-catalyst carrier, and the sub-catalyst carrier and the main catalyst carrier are heated by the combustion heat of this catalytic combustion. The
When the value of the main catalyst temperature signal input from the main catalyst temperature detection means to the control means reaches the preset catalyst activation temperature value and preparation for steady operation is ready, combustion from the mixed fuel supply means The amount of mixed fuel supplied to the case is increased, and while the incomplete combustion gas containing a large amount of raw gas components due to incomplete combustion is vaporized in the auxiliary catalyst carrier and passes through the main catalyst carrier, the catalyst is combusted and completely combusted. The high temperature airflow is discharged.
[0014]
Claim 1 When the value of the main catalyst temperature signal input from the main catalyst temperature detection means to the control means does not reach the preset catalyst activation temperature value, the control combustor returns to the reflux means. A stop signal is output, and the recirculation of the high-temperature air stream that recirculates from the outflow side of the main catalyst carrier to the inflow side of the sub catalyst carrier is stopped.
Then, when the value of the main catalyst temperature signal input from the main catalyst temperature detection means to the control means reaches a preset catalyst activation temperature value, a reflux signal is output from the control means to the return means, The outflow side of the catalyst carrier and the inflow side of the sub-catalyst carrier communicate with each other to recirculate the high-temperature airflow, and supply of current to the electric heater is stopped.
[0015]
That is, the auxiliary catalyst carrier that vaporizes and catalytically burns the mixed fuel supplied from the mixed fuel supply means is heated by a high-temperature air stream that is refluxed from the outflow side of the main catalyst carrier to the inflow side of the auxiliary catalyst carrier via the reflux pipe. The
Claim 2 When the value of the sub catalyst temperature signal input from the sub catalyst temperature detection means to the control means does not reach the preset catalyst activation temperature value, the control combustor supplies the electric heater. When the current is supplied and the value of the activation temperature is reached, the supply of current from the control means to the electric heater is stopped.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described in detail.
FIG. 1 shows claim 1 of the catalytic combustor of the present invention. And claim 2 In the figure, reference numeral 11 denotes a combustion case.
The combustion case 11 is made of a cylindrical metal material having excellent heat resistance, which will be described later. main Catalyst carrier 15 And a heat exchanger 17 and the like, a main body part 11e, a cone-shaped diffusion part 11a (left side in the figure) that expands from the start end connected to both ends of the main body part 11e, and a wake flow from the start end. And a cone-shaped gathering portion 11b (right side in the figure) having a diameter reduced in the direction.
[0017]
Further, in the combustion case 1, a cylindrical inflow port 11c corresponding to the short diameter of the diffusion portion 11a is formed at the tip of the diffusion portion 11a.
Moreover, the cylindrical outflow port 11d corresponding to the short diameter dimension of the collection part 11b is formed in the start end of the collection part 11b.
At the ends of the inflow port 11c and the outflow port 11d, annular flanges 13A and 13B made of a metal material are respectively attached and fixed by welding.
[0018]
A main catalyst carrier 15 carrying a catalyst layer is accommodated in the main body 11 e of the combustion case 11, and the main catalyst carrier 15 is disposed on the diffusion portion 11 a side of the combustion case 11.
A heat exchanger 17 is accommodated in the main body portion 11e of the combustion case 11, and this heat exchanger 17 is opposed to the main catalyst carrier 15 at an interval on the collecting portion 11b side of the combustion case 11. Has been placed.
[0019]
A sub catalyst carrier 19 carrying a catalyst layer is accommodated in the inflow port 11 c of the combustion case 11, and this sub catalyst carrier 19 is disposed on the diffusion portion 11 a side of the combustion case 11.
The sub-catalyst carrier 19 incorporates an electric heater 21 that heats the sub-catalyst carrier 19 with a current supplied from a control means 45 described later.
[0020]
A mixed fuel supply means 23 is disposed on the upstream side of the sub catalyst carrier 19 at the inlet 11 c of the combustion case 11.
The mixed fuel supply means 23 includes a fuel injector 25 that injects fuel such as light oil and a blower 27 that blows air.
In the blower 27, a fan 31 that is rotationally driven by an electric motor 29 is accommodated in a blower case 33 made of a metal material.
[0021]
An air inlet 33 a that opens in the axial length direction of the fan 31 is formed in the blower case 33 on the side opposite to the electric motor 29.
The blower case 33 is formed with a cylindrical air outlet 33 b that opens in the circumferential direction of the fan 31 toward the inlet 11 c of the combustion case 11.
[0022]
An annular flange 35 made of a metal material is attached to the tip of the air outlet 33b, and is fixed by welding.
The flange 13 </ b> A on the inflow port 11 c side of the combustion case 11 and the flange 35 of the blower 27 are disposed to face each other.
And the air blower 27 is fixed to the front-end | tip of the inflow port 11c of the combustion case 11, when a nut is screwed by the several volt | bolt which is inserted on the circumference of these flanges 13A and 35, and is not shown. Yes.
[0023]
A fuel injector 25 is disposed between the blower 27 and the sub catalyst carrier 19 at the inlet 11c of the combustion case 11, and an injection nozzle 25a of the fuel injector 25 is inserted into the inlet 11c. ing.
Between the main catalyst carrier 15 of the combustion case 11 and the heat exchanger 17, a main catalyst temperature detecting means 37 comprising a thermocouple temperature sensor is arranged.
[0024]
The temperature detection part 37 a of the main catalyst temperature detection means 37 is inserted into the combustion case 11 and is in contact with the main catalyst carrier 15.
Between the main catalyst carrier 15 and the sub catalyst carrier 19 of the combustion case 11, a sub catalyst temperature detecting means 39 comprising a thermocouple type temperature sensor is arranged ( Claim 2 Corresponding).
The temperature detection part 39 a of the sub catalyst temperature detection means 39 is inserted into the diffusion part 11 a of the combustion case 11 and is in contact with the sub catalyst support 19.
[0025]
A reflux pipe 41 made of a metal pipe material is disposed outside the combustion case 11 along the axial length direction of the combustion case 11 ( Claim 1 Corresponding).
The reflux pipe 41 is bent at the outlet 11 d side of the combustion case 11 toward the combustion case 11, and the tip is inserted between the main catalyst carrier 15 and the heat exchanger 17 through the combustion case 11. Yes.
[0026]
Further, the reflux pipe 41 is bent at the inlet 11 c side of the combustion case 11 toward the combustion case 11, and the tip is inserted in the vicinity of the injection nozzle 25 a of the fuel injector 25 through the inlet 11 c of the combustion case 11. ing.
The reflux pipe 41 is provided with a reflux means 43 for refluxing the high-temperature airflow. In this embodiment, the reflux means 43 is a valve built-in type pump having a built-in electric open / close valve ( Claim 1 Corresponding).
[0027]
The mixed fuel supply means 23, the electric heater 21, the main catalyst temperature detection means 37, the sub catalyst temperature detection means 39, and the recirculation means 43 are electrically connected to the control means 45.
The control unit 45 includes an MPU 47 (microprocessing unit) and a current supply circuit 49.
[0028]
The current supply circuit 49 outputs a predetermined current when a current supply signal is input from the MPU 47, and the electric heater 21 is connected to the MPU 47 via the current supply circuit 49.
In this embodiment, the MPU 47 is a one-chip microcomputer having an A / D conversion unit 47a that converts an analog signal into a digital signal.
[0029]
A main catalyst temperature detecting means 37 and a sub catalyst temperature detecting means 39 are connected to the A / D conversion section 47a of the MPU 47.
The MPU 47 is connected to an operation switch 51 that outputs an operation start signal at the start of operation.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the catalytic combustor described above.
[0030]
When the operation switch 51 is manually operated to the operation start state and an operation start signal is input to the MPU 47, a current supply signal is output to the current supply circuit 49 in order to start ignition of the catalytic combustor (step S1).
As a result, a predetermined current is supplied to the electric heater 21 from the current supply circuit 49, and the sub-catalyst carrier 19 is heated.
[0031]
Next, the stop signal 53 is output to the reflux means 43 (step S2).
Thereby, the electric on-off valve of the reflux means 43 is closed, the reflux pipe 41 is closed, and the reflux is stopped.
Next, the sub catalyst temperature signal 55 is input from the sub catalyst temperature detecting means 39 (step S3).
[0032]
Next, the sub-catalyst temperature signal 55 input in step S3 is A / D converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 47a (step S4).
Next, it is determined whether or not the value of the sub catalyst temperature signal 55 has reached a preset catalyst activation temperature value (step S5).
In this embodiment, the catalyst activation temperature is set in advance to 400 degrees Celsius.
[0033]
When it is determined that the value of the sub-catalyst temperature signal 55 has not reached the value of the catalyst activation temperature, the sub-catalyst carrier 19 is not heated to the activated state, so the process returns to step S3.
On the other hand, when it is determined that the value of the sub-catalyst temperature signal 55 has reached the value of the catalyst activation temperature, the sub-catalyst carrier 19 is heated to the catalyst activation temperature, and the sub-catalyst carrier 19 reaches a state for catalytic combustion. Therefore, the fuel supply signal 57 is output to the mixed fuel supply means 23 (step S6).
[0034]
As a result, the mixed fuel supplied from the mixed fuel supply means 23 into the combustion case 11 is vaporized by the sub catalyst carrier 19 and simultaneously catalytically burned, and the sub catalyst carrier 19 and the main catalyst carrier 15 are heated by this combustion heat. The
The supply amount of the mixed fuel at this time is set to a supply amount capable of complete combustion with the auxiliary catalyst carrier 19.
[0035]
That is, clean combustion gas completely burned is supplied to the main catalyst carrier 15 in an inactive state that has not reached the catalyst activation temperature.
In this embodiment, the air temperature of the combustion heat is 500 degrees Celsius.
Next, the main catalyst temperature signal 59 is input from the main catalyst temperature detecting means 37 (step S7).
[0036]
Next, the main catalyst temperature signal 59 input in step S7 is A / D converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 47a (step S8).
Next, it is determined whether or not the value of the main catalyst temperature signal 59 has reached a preset catalyst activation temperature value (step S9).
In this embodiment, the catalyst activation temperature is set in advance to 400 degrees Celsius.
[0037]
When it is determined that the value of the main catalyst temperature signal 59 has not reached the value of the catalyst activation temperature, the process returns to Step S7 because the main catalyst carrier 15 is not heated to the activated state.
On the other hand, when it is determined that the value of the main catalyst temperature signal 59 has reached the value of the catalyst activation temperature, the main catalyst carrier 15 is activated and the state for catalytic combustion is ready, An increase signal 61 is output to the fuel supply means 23 (step S10).
[0038]
As a result, the amount of the mixed fuel supplied from the mixed fuel supply means 23 into the combustion case 11 is increased, vaporized and catalytically combusted by the sub catalyst carrier 19, and the amount of the mixed fuel exceeding the combustion capacity of the sub catalyst carrier 19 is reduced. Complete combustion is performed, and incomplete combustion gas containing a large amount of raw gas components flows into the main catalyst carrier 15.
While the incomplete combustion gas passes through the main catalyst carrier 15, a high-temperature air stream that is completely burned by catalytic combustion with the catalyst heat and the catalyst is supplied to the heat exchanger 17.
[0039]
In this embodiment, the temperature of the hot airflow at this time is 1000 degrees Celsius.
Next, a reflux signal 63 is output to the reflux means 43, the reflux pipe 41 is opened, and the high-temperature air stream is refluxed (step S11).
[0040]
As a result, the high-temperature airflow that is catalytically combusted by the main catalyst carrier 15 is supplied to the inflow side of the sub-catalyst carrier 19, and the sub-catalyst carrier 19 is heated by the high-temperature airflow.
It also promotes vaporization of the mixed fuel.
Next, the output of the current supply signal to the current supply circuit 49 is stopped (step S12).
Thereby, the supply of current from the current supply circuit 49 to the electric heater 21 is stopped, and the heating of the sub catalyst carrier 19 by the electric heater 21 is stopped.
[0041]
That is, the heating of the sub-catalyst carrier 19 is switched from the heating by the electric heater 21 to the heating by the high-temperature air flow by the processing of Step S11 and Step S12, and the power consumption of the electric heater 21 is stopped.
Next, the sub catalyst temperature signal 55 is input from the sub catalyst temperature detecting means 39 (step S13).
[0042]
Next, the sub-catalyst temperature signal 55 input in step S13 is A / D converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 47a (step S14).
Next, it is determined whether or not the value of the sub catalyst temperature signal 55 has reached a preset catalyst activation temperature value (step S15).
When it is determined that the value of the sub-catalyst temperature signal 55 has not reached the value of the catalyst activation temperature, the sub-catalyst carrier 19 is not sufficiently heated by the high-temperature air flow, and heating by the electric heater 21 is necessary. The current supply signal is output to the current supply circuit 49, and the process returns to step S15 (step S16).
[0043]
On the other hand, when it is determined that the value of the sub-catalyst temperature signal 55 has reached the value of the catalyst activation temperature, the sub-catalyst carrier 19 is sufficiently heated by the high-temperature air flow, and the sub-catalyst carrier 19 is activated. When the combustion in this state is continued and the operation switch 51 is manually operated to the operation stop state, the control means is stopped.
In the catalytic combustor configured as described above, the main catalyst carrier 15 is accommodated between the inlet 11c and the outlet 11d of the combustion case 11, and the inlet 11c of the combustion case 11 is heated by the electric heater 21. A mixed fuel supply means 23 for supplying mixed fuel into the combustion case 11 via the auxiliary catalyst carrier 19 on the inlet 11c side of the combustion case 11 is disposed. A main catalyst temperature detecting means 37 for detecting a temperature and outputting a main catalyst temperature signal 59 having a value corresponding to the detected temperature is provided, a predetermined current is supplied to the electric heater 21, and the main catalyst temperature detecting means 37 supplies the main catalyst temperature. When the signal 59 is input and the value of the main catalyst temperature signal 59 does not reach the preset catalyst activation temperature, the fuel supply signal 57 is output to the mixed fuel supply means 23 and the combustion cable is output. 11 is supplied with a predetermined amount of mixed fuel, and when the value of the main catalyst temperature signal 59 reaches the value of the preset catalyst activation temperature, an increase signal 61 is output to the mixed fuel supply means 23 to produce a combustion case. 11 is provided with a control means 45 for increasing the supply amount of the mixed fuel supplied into the interior 11, and the inactive main catalyst carrier 15 is heated by the catalytic combustion heat in the sub-catalyst carrier 19. It is possible to always generate a clean high-temperature air flow during the steady operation, and to prevent air pollution more reliably than in the past.
[0044]
Further, in the above-described catalytic combustor, the reflux pipe 41 that communicates the outflow side of the main catalyst carrier 15 and the inflow side of the sub catalyst carrier 19 in the combustion case 11 and the reflux pipe 41 are provided to recirculate the high-temperature airflow. The main catalyst temperature detection means 37 to the control means 45, and when the main catalyst temperature signal 59 of a value not reaching the preset catalyst activation temperature value is input to the control means 45, When the stop signal 53 is output and the main catalyst temperature signal 59 having a value reaching the catalyst activation temperature is input, the return signal 63 is output to the return means 43 to stop the supply of current to the electric heater 21. Therefore, the sub catalyst carrier 19 for vaporizing and catalytically burning the mixed fuel supplied from the mixed fuel supply means 23 is heated by the high-temperature air stream that has been catalytically burned by the main catalyst carrier 15 and supplied to the electric heater 21. Reliably it can be reduced, thereby effectively using the power energy much less than the conventional power consumption.
[0045]
Further, the above-described catalytic combustor includes a sub-catalyst temperature detecting means 39 that detects the temperature of the sub-catalyst carrier 19 and outputs a sub-catalyst temperature signal 55 having a value corresponding to the detected temperature. When the sub-catalyst temperature signal 55 having a value not reaching the preset catalyst activation temperature value is input to the control means 45, current is supplied to the electric heater 21 to reach the catalyst activation temperature value. When the value of the auxiliary catalyst temperature signal 55 is input, the supply of current to the electric heater 21 is stopped. Therefore, the temperature of the auxiliary catalyst carrier 19 is always maintained at the catalyst activation temperature, and the mixed fuel is always stabilized. Catalytic combustion can be ensured, air pollution can be prevented, and the environment can be reliably protected.
[0046]
In the above-described embodiment, the mixed fuel supply means 23 including the fuel injector 25 and the blower 27 is arranged, and the air is supplied into the combustion case 11 by the blower 27 in the combustion case 11. The present invention is not limited to such an embodiment, and compressed air from a compressor can also be supplied into the combustion case 11.
[0047]
In this case, a large amount of air can be instantaneously supplied, and the supply amount of the mixed fuel can be reliably controlled.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, in the catalytic combustor according to the first aspect, the main catalyst carrier is accommodated between the inflow port and the outflow port of the combustion case, and the inflow port of the combustion case is heated by the electric heater. A catalyst carrier is arranged, and mixed fuel supply means that supplies mixed fuel into the combustion case via the auxiliary catalyst carrier on the inlet side of the combustion case is arranged to detect the temperature of the main catalyst carrier and respond to the detected temperature Main catalyst temperature detecting means for outputting a main catalyst temperature signal of a value to be supplied, supplying a predetermined current to the electric heater, inputting a main catalyst temperature signal from the main catalyst temperature detecting means, When the set catalyst activation temperature is not reached, a fuel supply signal is output to the mixed fuel supply means to supply a predetermined amount of mixed fuel into the combustion case, and the value of the main catalyst temperature signal is preset. Of catalyst activation temperature And a control means for increasing the supply amount of the mixed fuel supplied to the combustion case by outputting an increase signal to the mixed fuel supply means when the main catalyst carrier in the inactive state is a catalyst on the sub catalyst support. Since it is heated by the combustion heat, it is possible to always generate a clean high-temperature air flow from the start of ignition to the steady operation, and it is possible to prevent contamination of the atmosphere more reliably than before.
[0049]
Claim 1 The catalyst combustor includes a reflux pipe that communicates the outflow side of the main catalyst carrier and the inflow side of the subcatalyst carrier in the combustion case, and a reflux means that is interposed in the reflux pipe and circulates the high-temperature airflow. When a main catalyst temperature signal that does not reach the preset catalyst activation temperature value is input from the main catalyst temperature detection means to the control means, a stop signal is output to the reflux means, and the catalyst activation temperature value When the main catalyst temperature signal of the value reaching the value is input, the return signal is output to the return means and the supply of current to the electric heater is stopped, so the mixed fuel supplied from the mixed fuel supply means is vaporized. , The sub-catalyst carrier for catalytic combustion is heated by the high-temperature air stream that has been catalytically burned by the main catalyst carrier, so that the supply current to the electric heater can be reliably reduced, and the power consumption is greatly reduced compared to the conventional case. Energy It can be utilized to effect.
[0050]
Claim 2 In the catalyst combustor described in (2), the sub-catalyst temperature detection means for detecting the temperature of the sub-catalyst carrier and outputting a sub-catalyst temperature signal having a value corresponding to the detected temperature is provided. When a sub-catalyst temperature signal that does not reach the preset catalyst activation temperature value is input, current is supplied to the electric heater and a sub-catalyst temperature signal that reaches the catalyst activation temperature value is input. Since the supply of electric current to the electric heater is stopped at this time, the temperature of the sub-catalyst carrier is always maintained at the catalyst activation temperature, and the mixed fuel can always be stably and reliably catalytically burned. It can prevent pollution and protect the environment reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a catalytic combustor according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the catalytic combustor of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional catalytic combustor.
[Explanation of symbols]
11 Combustion case
11c inlet
11d outlet
15 Main catalyst carrier
19 Secondary catalyst carrier
21 Electric heater
23 Mixed fuel supply means
37 Main catalyst temperature detection means
39 Sub-catalyst temperature detection means
41 Reflux tube
43 Reflux means
45 Control means
53 Stop signal
55 Secondary catalyst temperature signal
57 Fuel supply signal
59 Main catalyst temperature signal
61 Increase signal
63 Return signal

Claims

A combustion case (11) in which a main body (11e), an inlet (11c), and an outlet (11d) are formed;
A main catalyst carrier (15) accommodated in the main body (11e) of the combustion case (11) and carrying a catalyst layer;
A sub-catalyst carrier (19) disposed at the inlet (11c) of the combustion case (11) and carrying a catalyst layer;
An electric heater (21) disposed on the sub catalyst support (19) for heating the sub catalyst support (19);
A mixed fuel supply which is arranged on the inlet (11c) side of the combustion case (11) and supplies mixed fuel composed of air and fuel into the combustion case (11) via the sub catalyst carrier (19). Means (23);
Main catalyst temperature detecting means (37) for detecting the temperature of the main catalyst carrier (15) and outputting a main catalyst temperature signal (59) having a value corresponding to the detected temperature;
A reflux pipe (41) having one side opened to the outflow side of the main catalyst carrier (15) in the combustion case (11) and the other side opened to the inflow side of the sub catalyst carrier (19);
A reflux means (43) interposed in the reflux pipe (41) for refluxing the high temperature air flow;
While supplying a predetermined current to the electric heater (21) and inputting the main catalyst temperature signal (59) from the main catalyst temperature detecting means (37), the value of the main catalyst temperature signal (59) is preset. When the catalyst activation temperature is not reached, a fuel supply signal (57) is output to the mixed fuel supply means (23) to supply a predetermined amount of the mixed fuel into the combustion case (11), When the value of the main catalyst temperature signal (59) reaches the value of the preset catalyst activation temperature, an increase signal (61) is output to the mixed fuel supply means (23), and the combustion case (11) And the value of the main catalyst temperature signal (59) input from the main catalyst temperature detecting means (37) is set to the preset catalyst activation temperature value. When not reached, the return A stop signal (53) is output to the means (43), and when the preset catalyst activation temperature is reached, a return signal (63) is output to the return means (43) to output the electric heater ( 21) control means (45) for stopping the supply of current to
A catalytic combustor comprising:

The catalytic combustor of claim 1.
Sub catalyst temperature detecting means (39) for detecting the temperature of the sub catalyst carrier (19) and outputting a sub catalyst temperature signal (55) having a value corresponding to the detected temperature,
The control means (45) inputs the sub catalyst temperature signal (55) from the sub catalyst temperature detection means (39), and the value of the sub catalyst temperature signal (55) is a preset catalyst activation temperature. When the value does not reach the value, current is supplied to the electric heater (21), and when the value of the sub catalyst temperature signal (55) reaches the preset catalyst activation temperature, the electric heater A catalytic combustor characterized in that the supply of current to (21) is stopped .