JPH0220886B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、暖房、給湯、加熱、乾燥等の分野に
利用される気体燃料燃焼装置および気化装置を有
する液体燃料燃焼装置における触媒燃焼装置に関
する。

従来の技術 一般に燃料を触媒体により酸化−燃焼する装置
において従来の触媒体を用いた燃焼装置は、特開
昭51−3095号公報に開示されるように、燃料と空
気との予混合ガスのみを触媒体に供給し、燃焼す
る構成であつた。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成では、燃焼負荷（触媒体の単位
体積あたりの燃料燃焼量で、通常発熱量に換算し
て表わす）を増大させると、その負荷の増加に応
じて触媒体温度が増大し、特に触媒体内部温度が
増大し、触媒物質が高温によるシンタリングを起
こすことによつて、触媒物質の酸化触媒能が劣化
し、燃料の不完全燃焼生成物である一酸化炭素
（以下COと記す）、未燃焼の炭化水素化合物（以
下HCと記す）が排出されるようになるという問
題点があつた。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、燃焼負
荷を増大させても、触媒物質の寿命劣化の少ない
燃焼装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため以下の様な
構成を有するものである。すなわち、隔壁を介し
て互いに交差する複数の流路を有する成形体の全
流路に触媒物質を担持した触媒体を備えてなる触
媒燃焼装置である。

作 用 上述したように、本発明の触媒燃焼装置は、複
数の並列した貫通孔よりなる流路と、これに交差
し、同様の複数の貫通孔よりなる流路とで構成さ
れる触媒物質を含有する触媒体よりなつている。
そして、燃料は片方の流路に供給され、触媒燃焼
し、他方の流路には、触媒体の燃焼温度をコント
ロールするための冷却用ガスが供給される。本発
明の構成では、燃料が燃焼する燃焼流路と冷却ガ
スが流れる冷却流路とが隔壁を介して隣接して設
けられているため、燃焼熱を速やかに冷却ガスに
よつて吸収し、触媒体の温度上昇を抑制できると
共に、燃焼において最も望ましい触媒活性化温度
（400℃〜750℃）にコントロールすることが容易
にできる。従つて、上述した触媒体の高温化によ
る触媒能力の劣化を抑制することができ、また触
媒体を最も効率よく用いることができる。

また、前記燃焼流路と冷却流路とを交差する構
成とすることで、相互を隔絶し、燃焼ガスと冷却
ガスの相互の混入が防止でき、また燃焼の均一化
が計れる。

実施例 以下実施例により、本発明をより詳しく説明す
る。

本発明の触媒体の一実施例を第１図および第２
図に示す。第１図および第２図において、１は燃
料と燃焼用空気との予混合ガスが供給され、燃焼
する燃焼流路であり、２は触媒体の冷却用ガスが
供給され、触媒体の燃焼温度をコントロールする
冷却流路である。そして、燃焼流路１と冷却流路
２は隔壁２１を介して互いに交差する複数の独立
した貫通孔１ａ，２ａからなる。前記予混合ガス
は、燃焼流路１に供給され、ここで燃焼流路壁に
担持された触媒物質により触媒燃焼する。冷却流
路２を流れる冷却ガスは、燃焼中継続して流れ触
媒体温度を前記した良好な温度域にコントロール
する。

本発明で用いる触媒物質としては、Fe，Ni，
Co等の遷移金属酸化物、希土類元素を含むペロ
ブスカイト型複合酸化物、白金族金属等を用いる
ことができるが、低温活性が高いことより白金族
金属が最も望ましい。

触媒担体として用い、前記燃焼流路と冷却流路
とを有する成形体は、ムライト質、コージライト
質、アルミナ質物質の焼結により、あるいは、水
硬性アルミナ、アルミナセメントを結合剤として
形成することにより得られるが、水硬性アルミナ
あるいはアルミナセメントを結合剤として前記成
形体を形成したものは、前記焼結によつて得た成
形体に比べ、耐スポーリング特性に優れ、比表面
積が大なることからより望ましい。

成形体の成形方法としては、第１図に示すよう
な、押出成形体を積層して形成する方法と、第２
図に示すようなコルゲーテイング法による方法を
用いることができる。

前記冷却ガスとしては、空気、酸素、窒素を用
いることができる。

触媒物質は、基本的には、前記燃焼流路１の壁
に、担持することで十分な効果が得られるが、成
形体に小さな亀裂等が発生し、冷却流路に燃料ガ
スがもれた場合、冷却流路壁にも触媒物質を担持
しておくことによつて、冷却流路内で、燃料ガス
が酸化燃焼を行なえることから、冷却流路側にも
触媒物質を担持することが望ましく、また製造方
法も容易なデイツプ法等を用いることができるた
め望ましい。

第１図、第３図において、燃焼流路は、一列の
貫通孔列で形成した実施例を示したが、本発明で
は、貫通孔１ａの列を２列以上で形成してもよ
い。しかしながら、燃焼流路１を２列以上で形成
した場合、冷却流路２の壁に接しない燃焼流路壁
ができるため、第１、第３図に示す構成が最も燃
焼温度の均一化が計れることより望ましい。

また、前記触媒体に用いる成形体は900℃以上
の熱処理を行なうことが望ましい。これは、上記
熱処理により燃焼使用中に、成形体のシンタリン
グより生ずる比表面積低下を防止でき、前記成形
体のシンタリングより生ずる触媒体の触媒能力の
低下を抑制に効果があるためである。

第４図に本発明の触媒燃焼装置を採用した燃焼
器具の一実施例を示す。４は触媒体、５はガスシ
ール材、１０はヒータ、１４は燃料ガスと燃焼用
空気との予混合装置、１３は液体燃料気化装置、
１１，１２は送風機である。

まず始動スイツチ（図示せず）が入るとヒータ
１０が通電され、触媒体４が加熱される。触媒体
４が燃焼可能な温度まで上昇すると、触媒体内部
に設置した温度検知装置（図示せず）からの信号
により、液体燃料気化装置１３、送風機１２が作
動し、予混合装置１４で燃料ガスと燃焼用空気と
の予混合ガスが作られ、予混合ガス供給口６より
触媒体４の燃焼流路１に送られ、ここで燃焼す
る。触媒体４の温度が上昇し、所定の温度に達す
ると、前記温度検知装置からの信号により、送風
機１１が作動し、冷却用空気を冷却用ガス供給口
７より触媒体４の冷却流路２に供給し、触媒体温
度を一定に保ち、過熱を防止する。そして、冷却
後の空気は排気口９から、そして燃焼排ガスは排
出口８からそれぞれ排出されるものである。

第４図において、触媒体を加熱するのにヒータ
１０を用いたが、ヒータは触媒体内部に設置され
てもよく、また、ヒータのかわりに、予熱用バー
ナを触媒体の上流側に設置してもよい。さらに、
予熱する上記装置を用いず、触媒体の下流側にイ
グナイタを設置し、予混合ガスを触媒体下流面で
着火し、有炎燃焼させ、その燃焼熱により触媒体
を加熱し、触媒燃焼を行なう方法を用いることも
できる。

第５図に本発明の他の実施例を示した、１６は
触媒体、１７はガスシール材、１８はスペーサで
ある。触媒体１６は第６図に示すように、一列の
貫通孔１６ａ列によつて形成される板状形状の燃
焼流路１６ｂと、スペーサ１８を介して積層して
ある。

予混合ガスは、予混合ガス供給口１５を通り触
媒体１６の燃焼流路に供給され、ここで燃焼する
とともに図示していない排出口より排出される。
一方冷却用ガスは、冷却ガス供給口１９より供給
され、触媒体１６とスペーサ１８とで形成される
流路２２に流れ、触媒体温度を一定温度に保ち、
過熱するのを防止する。図中２０は温風排出口で
ある。

発明の効果 このように本発明は燃焼負荷を増大させても、
寿命特性において触媒能力の劣化の非常に少ない
触媒燃焼装置が得られる。また、燃料用の流路か
らの冷却用の流路に燃料がもれても冷却用流路に
備えた触媒体によつて浄化され安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における触媒体の斜
視図、第２図は第１図Ａ部分の拡大斜視図、第３
図は同他の実施例の斜視図、第４図は本発明を実
施した燃焼装置の構成図、第５図は同他の実施例
を採用した燃焼装置の要部欠截の斜視図、第６図
は同触媒体の燃焼流路の斜視図である。 １，１６ｂ……燃焼流路、２，２２……冷却流
路、４，１６……触媒体、１８……スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 隔壁を介して互いに交差する複数の流路を有
   する成形体の、前記全流路に触媒物質を担持した
   触媒体を備え、一方の流路を燃焼用の燃料路と
   し、他方の流路を冷却路としてなる触媒燃焼装
   置。 ２ 流路のうち、燃料ガスが流れる流路を一列の
   貫通孔列で形成し、その両側に冷却用ガスの流れ
   る交差した流路を設けてなる特許請求の範囲第１
   項記載の触媒燃焼装置。 ３ 触媒体が、水硬性アルミナあるいはアルミナ
   セメントを含んでなる特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の触媒燃焼装置。