JPH01134106A - 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
側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、直立する金属多孔板よりなる赤熱部とそれに対
向して直立する熱透過体があり、両者は上下方向に等開
隔で対向配置されているものであった。

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徽は通気力が大きく働
く下部が多くなり、従フ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雅
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 本発明は、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、その酸化触媒層の
前面（上流側）に対向して熱透過体を配設する燃焼筒に
おいて、酸化触媒層と熱透過体との間隙を上部に向かっ
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
とその前面に対向配置された熱透過体との開隔を変化さ
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ｌ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Ｅ方には二次空気口５
が閉口されている。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
平にした直立平板状であるが、それに対向するガラス窓
７は上方を酸化触媒Ｎ６に近付けるよう傾斜させて備え
られており、両者の開隔は下方を大とし上方を小とする
断面が台形の傾斜空間を構成している。

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口５で充分量の空気
を供給され、空気過剰の混合気となって上昇するが、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ｇ４（前面）で触媒燃焼を生じつつ、連通孔６ａを経
て下流ｆｉｌｌ（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ｐＭ６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１３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層６とガラス窓７との開隔が下
方に大で上方に小となっており、残留する混合気量に対
してやや過剰に空間を狭めることにより、流速を順次速
めることになって動圧及び静圧を高め、上記自然通気力
の上下差を相殺することができる。従って全体の単位面
積当りの混合気通過量はほぼ一定とすることができ、酸
化触媒層６の表面での燃焼密度もほぼ均一となり、赤熱
温度も上下のむらなく均一とすることができる。かくし
て酸化触媒Ｎ６の表面で部分的な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１
５００℃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で、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熱（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、暖房等ができるものである。

ところで酸化触媒層６とガラス窓７との間隙を変化させ
る場合、傾斜させる面は本実施例のようにガラス窓７を
傾斜させても、あるいはその逆に第２図に示すように、
ガラス窓７は直立させておき酸化触媒Ｎ６を傾斜させて
も、更には両者共に傾斜させるものであっても上記均一
燃焼の効果は発現し得る。また連通孔６ａは第１図のよ
うに水平にしても良いが、流れ方向に対して抵抗を軽減
する意味から裏面に向かって上向きの傾斜穿孔とした方
が好ましく、第２図のように酸化触媒Ｎ６を傾斜させる
構成とするの効果的である。

なおガラス窓７および酸化触媒層６は上記実施例では平
板状としているが、両者を共に円筒状にして構成するこ
とも可能であり、そうすることによって、混合気および
火炎、排ガスの横方向の部分的な偏りは解消され、全周
に渡って均一な完全かつ安定燃焼が維持される。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６を円筒状にした場合において、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６の連通孔６ａの抵抗が比較的大きいにも
拘らず充分量の通気力（ドラフト）が発生し、排気口８
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。酸化触媒層６はガラス窓７と合わ
せて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１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。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
横方向の均一性、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。

発明の効果 以上のように本発明によれば、予混合ガスの流れの上下
方向の偏りを解消し、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ーことができると共
に、高効率の輻射放熱が可能な触媒燃焼器を提供し得る
　。

【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・・・灯芯、３・・・燃焼筒、４・・・気化室、５・
・・二次空気口、６・・・酸化触媒層、７・・・ガラス
窓、８・・・排気口。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男はか１名第１図 第２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
   化触媒層と前記熱透過体との間隙を上部に向かって小と
   した触媒燃焼器。
2. （２）酸化触媒層を直立させ熱透過体を傾斜させた特許
   請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。
3. （３）熱透過体を直立させ酸化触媒層を傾斜させた特許
   請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。