JPH01134103A - 触媒燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は加熱、暖房、乾燥等に用いられる灯芯気化式自
然通気型の液体燃料用触媒燃焼器に関するものである。

従来の技術 灯油あるいはアルコール等の液体燃料を多孔質の灯芯に
よって吸い上げ、その先端から気化させて自然通気力を
用いて燃焼室内で燃焼させる。いわゆる灯芯気化式の燃
焼器は従来より広く用いられている。特に燃焼筒中上部
ｖＩＡ壁に熱透過体を備え、該熱透過体に面した燃焼室
壁を赤熱させてここから輻射放熱を得る方式（放射型燃
焼器）が多数実用化されている。ところで従来のこの種
の燃焼器は、赤熱部分は金属多孔板よりなるもので、燃
焼室内で形成された火炎によって加熱するものであるた
めに、均一厚さの薄板を用いるものであった。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成において、自然通気力によって燃料ガス
および空気を吸引上昇させるものであるから、赤熱部の
大きな開口を経て流入する空気の量は通気力が大きく働
く下部が多くなり、従って燃焼量も下部に集中し易く、
赤熱状態も下部は充分高温になるものの上部は赤熱し難
いものであった。特に赤熱部をハニカム状触媒で構成し
、燃料と空気の予混合ガスをその触媒に通過させて表面
で触媒燃焼させる方式とした場合には、上記のような流
れの不均一は直接的に燃焼密度の不均一を招き、従って
赤熱状態の不均一を引き起こすものであった。しかも燃
焼密度の小なる上方では、温度が充分に上昇しないこと
から反応活性が充分に維持できず、不完全燃焼を引き起
こす場合もあった。

本発明は上記従来の欠点に鑑みて、酸化触媒層を通過す
る予混合ガスの流量を上下方向に均一化させ、赤熱状態
の均一化を図り、完全燃焼と高い輻射効率を可能にする
ものである。

問題点を解決するための手段 上記従来の問題点を解決するために本発明で用いる技術
的手段は、下部に灯芯の先端を臨ませて側壁に多数の空
気孔を穿設した気化室上方に、二次空気口を介して多数
の連通孔を有する酸化触媒層を備え、その酸化触媒層厚
さを上部に向かって小とするものである。

作用 本発明は上記手段により、灯芯より気化した燃料の大部
分を酸化触媒層表面で触媒燃焼させる際に、酸化触媒層
の厚さを変化させることによってその流路抵抗を自然通
気力と比例的に変化させ、酸化触媒層の表面燃焼密度を
均一化させるものである。こうすることによって酸化触
媒層の表面温度を均一とし、不完全燃焼を防止すると共
に、酸化触媒層表面からの大きな輻射放熱を有効に利用
し、輻射効率の高い燃焼器を提供できるものである。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。第
１図において１は液体燃料タンク、２は灯芯、３は燃焼
筒で、燃焼筒３は以下のような構成となっている。下部
に灯芯２の先端を臨ませた気化室４には側壁に多数の空
気孔４ａが穿設されており、その上方には二次空気口５
が開口されている。二次空気孔５の上方には多数の連通
孔６ａを有する酸化触媒層６が直立して備えられ、その
前面に対向してガラス窓７が、後面上部には排気口８が
備えられている。ここで酸化触媒層６は連通孔６ａを水
平にした平板状であるが、その厚さは下方を大とし上方
を小として傾斜する断面が台形の形状となっている。

次に動作について詳述すると、灯芯２から気化した燃料
は気化室４内で空気孔４ａから供給された空気と混合し
つつ上昇するが、一部はここで火炎を形成し、その燃焼
熱は灯芯２へ供給されて燃料の気化熱として供せられる
。気化室４を出た混合気は二次空気０５で充分量の空気
を供給され。

空気過剰の混合気となっご上昇するが、その上方には酸
化触媒層６が備えられているから、主に上流側（前面）
で触媒燃焼を生じつつ、連通孔６ａを経て下流側（後面
）へと流れる。燃焼排ガスは酸化触媒層６の後面上部に
備えられた排気口８から排出される。一方燃焼熱によっ
て加熱された酸化触媒層６から放出された輻射熱は、対
向して備えられたガラス窓７を経て前面に供給される。

ところで灯芯２から気化した燃料ガスや空気孔４ａ、二
次空気口５から供給される空気は、燃焼筒３内で発生す
る自然通気力（ドラフト）によって流れるが、酸化触媒
層６を通過する際にこの自然通気力の強さは下方に大で
上方に小となり、下方の混合気通過量が多くなるような
作用を受ける。

ところがここで酸化触媒Ｎ６の厚さがその作用力と比例
して、下方に大で上方に小となっており、連通孔６ａを
混合気が通過する際に受ける流路抵抗も下方に大で上方
に小となり、この両者が均衡して全体の単位面積当りの
混合気通過量はほぼ−・定となし得る。従って酸化触媒
層６の表面での燃焼密度もほぼ均一であり、赤熱温度も
上下のむらなく均一とする４：とができる。かくして酸
１ヒ触媒層６の表面で温度不足のために不完全燃焼を生
ずることなく、安定した完全燃焼を確保できる。またこ
こを通過する燃料ガスは酸化触媒層６の表面で触媒燃焼
するために、燃焼温度は従来の炎燃焼（約１５００℃以
上）に比べて低くなり（５００〜８００℃）、窒素酸化
物の発生を殆ど無くすることができる。また触媒燃焼反
応は酸化触媒層６の（主に前面）表面で進行するから、
燃焼熱は直接触媒層６を加熱し、かつ均一燃焼密度であ
るが故に均一温度に昇温して、そこから全面均一な輻射
放熱をすることになる。従って輻射効率は従来の炎加ｐ
！、（２５〜３０％）に対して著しく高くなり、４０〜
４５％に達するという結果が得られている。また赤熱状
態にむらがないから、燃焼熱を有効に輻射放熱でき、ま
た視覚的にも安全で快適な加熱、暖房等ができる。

ところで酸化触媒層６厚さを変化させる場合、傾斜させ
る面は前面でも裏面でも、あるいはその両者であっても
上記均一燃焼の効果は発現し得るが、加工性からは片面
のみ傾斜させる方が好ましく、また前面のガラス窓７か
らの放熱量を減衰させないためには、ガラス窓７に対向
する側、即ち酸化触媒層６の前面をガラス窓７に平行に
し、裏面を傾斜させる構成に刷るのが好ましい。

また第２図に他の実施例を示す。１１は燃料タンク、１
２は円筒状の灯芯で、１３は燃焼筒である。燃焼筒１３
は空気孔１４ａ′を穿設した内筒１４′と空気孔１４　
ａ　”を穿設した外筒１４”の二重の円筒から構成され
た気化室１４と、その上方に開口された二次空気口１５
、更にその上部に載置された円筒状の酸化触媒層１６、
酸化触媒層１６の周囲を囲んだガラス窓１７、酸化触媒
層１６の中央上部に設けられた排気口１８とから構成さ
れている。ここで酸化触媒層１６の厚さは下方が大で上
方が小となる断面が台形の円筒形状となっている。灯芯
１２から気化した燃料は気化室１４において空気孔１４
ａ’、１．４ａ”から空気の供給を受け、一部ここで炎
燃焼しつつ１昇して二次空気口１５から充分量の空気を
供給され、酸化触媒層１６へ至る。酸化触媒層１６では
その表面（主に外側）で触媒燃焼を行い、連通孔］、　
６　ａを通って内側へと排ガスは流れ、排気口１８から
排出される。酸化触媒層１６から発せられた輻射熱は、
その外周を覆う〈円筒状の）ガラス窓１７を経て外部に
放出されるが、後方へ出た輻射熱は反射板１９によって
前方へと反射され、最終全輻射放熱は前面へと供給され
る。ここで気化室１４および酸化触媒層１６が円筒状で
あることによって、混合気および火炎、排ガスの部分的
な偏りは解消され、全周に渡って均一な完全、安定燃焼
が維持される。同時に高さ方向においては、前記同様に
通気力の作用が大きい下方は酸化触媒層１６の厚さ大で
抵抗が大きく、通気力の小さい上方は厚さが小で抵抗も
小さくなっており、両者合わせて均一な燃焼密度分布と
することができる。また火炎および排ガスは中央に集中
する性質を有するが、酸化触媒層１６において混合気は
外周から中央へと流れる流路を形成することになるから
、上記性質に対して順流となり、流路抵抗は軽減される
。

従って酸化触媒層１６の連通孔１６ａの抵抗に対して充
分量の通気力（ドラフト）が発生し、排気口１８の高さ
を延長することなく所定の空気および燃料の供給を行う
ことができる。

なお酸化触媒Ｍ１６は本実施例のように円筒形状とする
のが全周の均一性を得るには最も適当であるが、多孔質
の平板を並べた水平断面三角形、四角形、あるいは六角
形、六角形等の多角形筒状としても良く、円筒形加工上
の難点を解消できると共に、性能的には充分上記効果を
発揮できるものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、灯芯先端を臨ませた気化
室の上方に、二次空気口と介して酸化触媒層を備えた自
然通気型の燃焼器において、酸化触媒層の厚さを上方に
向かって小とすることにより、予混合ガスの流れの偏り
を解消し、ひいては燃焼の均一化と赤熱温度の均一化を
可能にし、不完全燃焼がなくかつ窒素酸化物の著しく少
ない清浄な排ガスとすることができると共に、高効率の
輻射放熱が可能な触媒燃焼器を提供し得るものである。

更に触媒層を円筒または多角形筒状とすることにより、
燃焼状態の均一性、安定性が確保されると共に、大きな
燃焼筒高さを必要とせずに通気力も充分得られ、小型で
高輻射の加熱、暖房ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例なる触媒燃焼器の要部断面図
、第２図は他の実施例なる触媒燃焼器の断面図である。 ２．１２・・・灯芯、３．１３・・・燃焼筒、４．１４
・・・気化室、５．１５・・・二次空気口、６．１６・
・・酸化触媒層、７．１７・・・ガラス窓、８．１８・
・・排気口。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１間第　１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部に上下動する灯芯の先端を臨ませ、側壁に多
   数の空気孔を穿設した気化室と、前記気化室上端近傍に
   備えられた二次空気口と、前記二次空気口上方に立設さ
   れた多数の連通孔を有する酸化触媒層と、前記酸化触媒
   層の上流側面に対向して配設された熱透過体と、前記触
   媒層の下流側上部に備えられた排気口とを有し、前記酸
   化触媒層の厚さを上部に向かって小とした触媒燃焼器。
2. （２）酸化触媒層の熱透過体に対向する面は前記熱透過
   体に平行にし、反対側を傾斜させた特許請求の範囲第１
   項記載の触媒燃焼器。
3. （３）気化室を内外二重の円筒で構成すると共に、前記
   気化室上方の円筒形熱透過体内に円筒または多角形筒状
   の酸化触媒層を立設し、前記酸化触媒層の外側から内側
   へ流れる混合気流路を形成させた特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の触媒燃焼器。