JPH01306704A - 燃焼装置 - 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、排ガスの浄化用触媒゛を備えた加熱、暖房、
乾燥等に用いられる燃焼機器に関する。

従来の技術 石油やガスを燃料とするストーブやファンヒータ等の燃
焼機器に排ガス浄化用の触媒を備え、排ガス中に含まれ
る未燃成分や一酸化炭素等を酸化して浄化するものは従
来よりいくつか実用されて　　７いるが、この場合触媒
体は多孔体あるいは／ｈニカム体、もしくは繊維編組体
からなる平板構造となっており、燃焼部の上方に一体化
または遊離させて水平に（即ち排ガスの流れ方向に対し
て略直角に）設置するものであった。

発明が解決しようとする課題 上記従来の構成において、平板状の触媒体では排ガスの
全量をここで捕集し、触媒反応によって浄化させるには
、排ガスを触媒体に導く筒状の流路構造を併設しなけれ
ばならず、また触媒体は燃焼部に対向して位置すること
になるから、最も高温になる触媒体の上流面から放射さ
れる輻射熱が燃焼部に還元され、燃焼部を異常高温にし
て逆火や暴走燃焼といった不具合を招くものであった。

そのために実際には、触媒体を燃焼部から相当距離遊離
させて設置しているが、排ガスは触媒体の圧損がある故
に全量捕集できず、抵抗の少ない周囲解放部に漏出して
しまい、従って排ガスの浄化は完全にはなし得ないとい
う欠点があった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、浄化性能に優れ
、かつ燃焼部への悪影響のない排ガス浄化用触媒を備え
た燃焼器具を提供することを目的とする。

課題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、■燃焼室排気口下流に備えた、排気口より大
径で側壁に多数の連通孔を有し下流端部を閉塞した筒状
触媒体の上流側端部に、筒径より小なる開口を有する流
路制御部材を配役する■燃焼室排気口下流に備えた、排
気口より大径で側壁に多数の連通孔を有し下流端部を閉
塞した筒状触媒体の内部中央に、排ガス混合部材を立設
する、という構成にするものである。

作用 本発明は上記手段により、排ガスをほぼ完全に捕集して
浄化反応を完遂させ、同時に燃焼部への熱還元を低減し
て燃焼部への悪影響を防止し、かつ前面への輻射放熱量
を増加させて輻射効率も高める作用を有するものである
。

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は燃焼器具の函体で、中央部に燃焼筒２
が備えられ、後面は反射板３で囲繞されている。燃焼筒
２の中上部外周部分にはガラス筒４が配設されており、
内部の赤熱部（図示せず）からの輻射熱を一部は透過し
、一部は二次輻射によって外部へ供給している。燃焼筒
２の上部には排気口５が開口されており、その上方には
円筒形の触媒体６が直立して備えられている。触媒体６
はシリカおよびアルミナを主成分とするハニカム状セラ
ミック担体を湾曲加工して筒状に構成し、これに白金属
の金属を主成分とする活性成分を担持させたもので、そ
の内径は排気口５より大きく、また排気口５の開口方法
と平行に位置しており、側壁の連通孔７は排気口５の開
口方向に略直角方向に穿孔されている。また触媒体６の
下流側末端部即ち上端部は、燃焼筒２の上部を覆う天板
８に密着固定されており、閉塞状態となっている。一方
上流側末端部即ち下端部には、触媒体６の内径より小径
の開口を有する流路制御部材９が備えられている。

次に動作について詳述すると１．燃焼筒２内で燃料が燃
焼し、その燃焼熱で内部壁面が加熱され、加熱壁面から
放射された輻射熱の一部はガラス筒４を透過し、一部は
ガラス筒４を加熱して再度そこから輻射放熱され、周囲
に放散される。

一方燃焼筒２内で完全に燃焼されなかった未燃成分およ
び一酸化炭素等は、回収されなかった熱と共に排気口５
より上部に排出される。

ここで排気口５の上部には筒状の触媒体６が直立して備
えられており、その下流側端部は天板８によって閉塞さ
れているから、第２図に示すように触媒体ｅ内に流入し
た排ガス（矢印で示す）は徐々に流路を曲げ、また一部
は天板８に衝突した後に流路を屈折して、共に唯一の開
口部である連通孔７を通過して周囲に放出される。

特に下端部には小径の流路制御部材９が備えられている
から、触媒体６の内部で循環した後に内壁に沿って流下
する排ガスも、下端部から漏出することなく確実に全量
が連通孔７を通過すること　　・になり、浄化効率は著
しく高めら、れる。排気口５から触媒体６うの排ガスの
流入に対しては、その流路（破線で示す）よりやや大き
い径の開口を流路制御部材９に備えておけば良く、一方
触媒体６の径は流路抵抗と触媒活性を滴定させる面積を
確保するために充分大きくとることができる。

かくして可燃成分はここで酸化作用を受けて二酸化炭素
や水に完全酸化され、また排ガスの保有する熱は一部天
板８でも回収されるものの大部分は触媒体６を通過する
間に回収され、清浄で低温の排ガスが排出される。

排ガスは全量が触媒体８を通過するから、従来のような
有害成分の漏出もなく、一方熱的には最大の熱回収／熱
放射体である触媒体６が燃焼筒２に対して直角方向に位
置しており、燃焼筒２のある直下方向よりも周囲方向に
分散された形で輻射熱は放出される。

従って触媒体６から燃焼筒２へ向かって還元される熱は
著しく低減され、燃焼に対する熱的な悪影響、例えば灯
芯式では気化量の過大化による立炎や不完全燃焼、予混
合式では炎口部の過熱による気化室への逆火といった異
常状態は防止できる。

天板８や反射板３等からの熱還元も多少はあるが、これ
らは金属板で構成されているために蓄熱性に乏しく、順
次外部への熱放散が行われるから、燃焼筒２方向への熱
放射は殆ど回避できる。

ところで排ガスの保有熱あるいは未燃成分の燃焼熱によ
って加熱された触媒体６側壁からは輻射によって放熱が
行われるが、この熱は直接、あるいは反射板３で反射さ
れて、何れも前方へと供給され、加熱、暖房、乾燥等の
用途に供することができる。かくして従来では３０％前
後であった輻射熱として取り出し得る効率（輻射効率）
は、上記筒状の触媒体６を用いることにより５０％以上
にも高めることができる。

また流路制御部材９は第２図のように水平円盤状でも充
分の効果を発揮できるが、第３図に示すように下流側へ
傾斜させることによって排ガスの流れ込みに対してより
抵抗が少なく、また触媒体６の内壁に沿って流下した排
ガスの流出を抑えるにより効果的であり、排ガスの捕集
をより完全に行わせることができる。

次に他の実施例について説明する。第４図において燃焼
筒１２上部の排気口１５上方に、筒状の触媒体１６を備
え、下流端は天板１８に密着固定して閉塞している。触
媒体１θの側壁には多数の連通孔１７が穿設されており
、また触媒体１６の中央部には金属製の円錐体からなる
排ガス混合部材２０が立設されている。

ここで排気口１５から上昇する排ガスは、排ガス混合部
材２０に衝突しつつ流路を外側に曲げ、連通孔１７を通
って外部へと流れるが、その間触媒体１６の作用によっ
て可燃成分は完全に酸化浄化される。排気口１５から排
出される排ガスの状態が充分混合されている場合には触
媒体１６で浄化できるが、混合状態が充分でない場合、
例えば部分的に酸素濃度が極めて少ない場合には、触媒
体１６に接触しても完全酸化は不可能である。

排ガス混合部材２０を立設することにより、排ガスはま
ずここに衝突して混合され、上記のような部分的酸欠状
態は回避される。

かくして触媒体１６上では常に酸素が充分混合された排
ガスが接触することになり、未燃ガスや一酸化炭素等の
完全浄化が可能になるものである。

なお排ガス混合部材２０は排ガスの保有する熱によう・
て昇温するが、その壁面を直接下部へ向けずに周囲方向
へ対向させることによって、燃焼筒１２への熱的悪影響
を与えることなく、むしろ触媒体１８の温度を充分に保
って反応性を高める作用をすることになる。

そのためには排ガス混合部材２０を本実施例に示すよう
な円錐形状としたり、あるいは第５図に示すような直交
した（水平断面が千秋）直立平板対とするのが好ましく
、また混合作用を更に高めるために、それらの外面へ凹
凸を設けたり突起部分を併設することも有効である。ま
た排ガス混合部材２０の材質はステンレス等の金属材料
でも充分な効果を発揮できるが、セラミック材料を用い
てもよ（、更に表面に触媒を担持させることもできる。

なお前記いずれの場合においても触媒体６および１６は
、ハニカム杖セラミック担体を用いる以外に耐熱性繊維
の編組体等を用い、ることも可能であり、こうすること
によって担体が軽量でありかつ柔軟性に富むために衝撃
に強く、さらに円筒形や矩形、その他の形状に容易に加
工できるという利点がある。また触媒体６．１６の活性
成分としては、未燃成分や一酸化炭素等の酸化浄化のみ
ならず、窒素酸化物（ノックス）や硫黄酸化物（ソック
ス）の浄化、分解、還元等の触媒を担持してもよく、排
ガス浄化を目的とするものであれば何れの場合において
も上記効果を充分発揮できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、■燃焼室排気口下流に備
えた、排気口より大径で側壁に多数の連通孔を何し下流
端部を閉塞した筒状触媒体の上流側端部に、筒径より小
なる開口を有する流路制御部材を配設することにより、
排ガスの捕集効率を高め、完全浄化を行わしめると共に
、燃焼部への熱的悪影響を防止しつつ輻射効率を著しく
高めることができる、また、■燃焼室排気口下流に備え
た、排気口より大径で側壁に多数の連通孔を有し下流端
部を閉塞した筒状触媒体の内部中央に、排ガス混合部材
を立設することにより、排ガスの部分的な濃度変化によ
る浄化作用の不完全さを解消し、完全な浄化作用を行わ
しめると共に、燃焼部への熱的悪影響を防止しつつ輻射
効率の高い燃焼器具を提供できる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の燃焼装置の部分断面図
、第２図はその作用説明図、第３図は本発明の他の実施
例の燃焼装置の要部断面図、第４図は本発明の第２実施
例の燃焼装置の要部断面図、第５図は他の実施例の燃焼
装置の要部断面図である。 ２．１２・・・燃焼筒、５．１５・・・排気口、６．１
６・・・触媒体、７．１７・・・連通孔、９・・・流路
制御部材、２０・・・排ガス混合部材。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男ほか１名第１図 ｗｃ２図 第　３　図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室に連通する排気口下流側に、多数の連通孔
   を側壁に穿設した下流端部閉塞の筒状触媒体を前記排気
   口の開口方向と略平行に備え、前記触媒体の筒径を前記
   排気口の外径より大とすると共に、上流側端部には前記
   筒径より小なる開口を有する流路制御部材を配設した燃
   焼装置。
2. （２）燃焼室に連通する排気口下流側に、多数の連通孔
   を側壁に穿設した下流端部閉塞の筒状触媒体を前記排気
   口の開口方向と略平行に備えると共に、前記触媒体の筒
   内中央部に排ガス混合部材を立設した燃焼装置。