JPH0355409A - 触媒燃焼装置 - 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 本発明は加泡　暖豚　乾燥等に用いられる放射加熱型の
触媒燃焼装置に関するものであも従来の技術 灯油等の液体燃料や都市ガス等の気体燃料を、空気と混
合させた後に酸化反応用の触媒層に接触させ、その表面
で無炎の触媒燃焼を行わしめるいわゆる予混合型の触媒
燃焼装置（上　気体燃料用を中心に従来より種々提案さ
れ　一部は実用化されている力曳　触媒層の構成はハニ
カム状　マット状あるいはクロス状のものが単一層で用
いられており、触媒活性成分（友　その触媒層全体にほ
ぼ均一に担持されるものでありｔラ 上記従来の構成において、空気と予混合された燃料は触
媒層において酸化反応を生じ　反応熱と共に二酸化炭素
や水を発生すも　ここで触媒反応（上　初期には触媒層
の上流側表面近傍を中心にして行われ　反応熱は触媒層
からの放射によって、前面に対向配設された熱線透過体
を経て前方に供給され　加無　暖房等の用途に供せられ
も発明が解決しようとする課題 ところが触媒層の上流側表面（よ　高温状態で連続使用
されるから次第に触媒活性が低下し　反応中心位置が下
流側へ移行すると同時に　上流側表面温度は比較的短時
間で低下することになん　このたべ　熱線透過体を介し
て前方に供せられていた放射熱も減少レ　暖房・加熱効
率が短時間で大きく変化するというという問題がありｔ
も本発明は上記従来の欠点を解消し　短時間での熱放射
特性の変化を抑丸　長時間安定した暖房・加熱効率を維
持し得る触媒燃焼装置を提供することを目的とするもの
であも 課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明で用いる技術的手段（
よ （１）熱線透過体に対向する触媒層の上流側表面近傍に
　触媒活性成分未担持層を形成する（２）触媒層の上流
側表面近傍に触媒活性成分未担持の耐熱性多孔質体を配
設する というものであも 作　　　用 本発明は上記手段により、わずかな触媒活性低下によっ
て露出表面温度が著しく変化する触媒層上流側表面近傍
を予め除去し　内部発熱による熱移動で露出表面が加熱
されるという構造を用いることにより、短時間での熱放
射特性の変化を抑丸長時間安定した暖房・加熱効率を維
持し得る触媒燃焼装置を提供できるものであも 実施例 以下、本発明の第１の実施例における触媒燃焼装置を添
付図面に基づいて説明すも　第２図に示す同装置の全体
構成において、　ｌは燃料タン久２は燃料用ボンブ、　
３は送風用のファン、　４は混合室玄　混合室４の出口
には補助炎口５が備えられており、補助炎口５の近傍に
は点火電極６が配設されていも　補助炎口５の上方には
多数の連通孔７ａを穿設したシリカ・アルミナを主成分
とするハニカム状セラミック平板に白金属の活性成分を
担持させた触媒層７が直立して備えられ　その上流面（
前面）に対向して熱線透過体８が配置されていも　また
触媒層７の下流側には排気口９が開設されていも 次に動作について詳述すると、燃料用ポンプ２から供給
された燃料（灯油）とファン３から供給された空気｛上
　混合室４内で気化されると共に充分予混合されて上部
の補助炎口５に送られも　点火時にはまず補助炎口５に
おいて点火電極６によって点火され　ここで火炎燃焼を
開始すも　高温の排ガスは上方へ流れ　触媒層７を昇温
させも所定時間燃焼させて触媒層７が充分な温度に昇温
した時点で、一旦燃料供給を停止し　補助炎口５の火炎
を消滅させてから再度燃料の供給を開始すも　この啄　
混合室４を出た予混合気は上方に直立する触媒層７に至
る力曳　ここは充分昇温されているか板　主に上流側（
前面）表面で触媒燃焼を生じつス　連通孔７ａを経て下
流側（後面）へと流れも　また触媒層７の表面で生じた
反応熱（上熱線透過体８を一部は透過して、また一部は
熱線透過体８を加熱することによってここからの二次放
射としてそれぞれ前面に放散され　加熱や暖房等に供せ
られも ここで触媒層７は第１図に示すように　上流側表面近傍
の（Ａ）部分は触媒活性成分（白金族金属）を担持して
いない層であり、下流側の（Ｂ）部分は活性戊分を担持
していも　こうすることによって、触媒燃焼を開始した
状態でζよ　燃焼反応は下流側のＣＢ）部分で行われ　
その反応熱の伝導あるいは放射によって（Ａ）部分が加
熱され更に熱線透過体８を介して前方外部に熱放散され
も 触媒層７の担持部分（Ｂ）での反応（戴　初期には未担
持部分（Ａ）に近い位置で行われる択　長時間使用する
に従ってその部分の活性が徐々に低下し　反応中心位置
は下流側へと移行す瓜　ところがその′更に上流に位置
する未担持部分（Ａ）で有効に熱を受けて放射熱を供給
するか転　熱線透過体８を介して得られる熱量　および
視覚温度には大きな影響を与えない結果となん 第３図にその結果の一例を示してい翫　活性成分担持部
分（Ｂ）が露出されている従来例（○印）で（よ　初期
の触媒層７の上流側表面温度（ここでは放射温度計で測
定した平均温度）は高いものｑ時間と共に大きな温度低
下が見られ一放射熱による加熱・暖房効果が減衰してお
り、視覚的にも温度低下が顕著に現れる。一六　未担持
部分（Ａ）を有する本実施例の触媒層７を用いた場合（
Δ印）、初期の上流側表面温度はやや低いバ　経時変化
はわずかであり、視覚的にもまた実効果的にも変動の少
ない状態となっていも なおこの場合の温度レベルｊ＆　　担持部分（Ｂ）での
反応温度をどのように設定するかによるもの玄　この仕
様によって必ずしも低温になるわけではな鶏　また未担
持部分（Ａ）の厚よ　および触媒層７全体に占める割合
は限定はされないバ　厚さが大きくなると熱容量が増加
して二次加熱の効率が低下するか転　実用的には１ｍｍ
〜５ｍｍ程嵐　体積の割合としては３０％程度以下にす
るのが好まし（＼　なお未担持部分（Ａ）Ｇ上　　触媒
層７の調製時に　予め撥水性有機成分で相当部分を被覆
し　活性成分担持後に加熱処理して有機成分を除去する
などの方法がある戟　その他の加工法でも上記効果を規
制するものではな鶏 第４図には本発明の第２の実施例における触媒燃焼装置
の要部を示している戟　触媒層７は上流側に配置された
未担持層（Ａ゜）と下流側に配置された担持層（Ｂ゜）
の２層から構戊されており、両者が密着配置されていも こうした場合、触媒層７の加工に第ｌの実施例のような
複雑な処理を必要とせ哄　最も単純には同じハニカム状
セラミックなどの多孔体を用Ｌ＼未担持層（Ａ゜）はそ
のままで、担持層（Ｂ′）はこれに活性成分を担持させ
て用いることによって構成でき、加工を簡易化できも　
あるいは同じハニカム状セラミックで転　両者の材質、
セル径やセル壁厚を変化させることも可能で、伝熱性に
優札　熱容量の小さい材料を未担持層（Ａ′）に用いる
ことも可能になり、熱放射性に優れた装置にすることが
できも 第５図には本発明の第３の実施例における触媒燃焼装置
の要部を示していも　ここでは未担持層（Ａ゜）と担持
層（Ｂ′）との間に微小の間隙１０を設｛ナ、未担持層
Ａ′を耐熱性多孔質１ｌで構成していも　こうした場合
には担持層（Ｂ′〉で得られた反応熱を、伝導によって
未担持層（Ａ゜）に移動させることはできない爪　放射
による熱移動が極めて大きいために未担持層（Ａ゜）の
著しい温度低下にはなら哄　むしろ非接触であるために
未担持層（Ａ゜）が担持層（Ｂ′）の連通孔７ａの入口
を遮るような影響はなくなり、全く任意に未担持層（Ａ
′）の材質や構成を選択することができも したがって未担持層（Ａ’）＋１　　セル径が極めて小
さく、かつセル壁厚の極めて薄いハニカム体にもでき、
あるいは発泡セラミックやセラミック繊維の編組体（ク
ロス）などＱ　全く異なる形状や構成のものも選択でき
も　いずれの場合にも未担持層（Ａ’）ｉｔ　　触媒活
性には関与せ哄　耐熱性と熱放射性のみを考慮するだけ
で良く、熱放射特性の経時変化を小さくできることか板
　長時間安定した加熱・暖房効果の発揮を可能にするも
のであも 発明の効果 以上のように本発明（よ　触媒層における反応中心位置
をあらかじめ下流側に移行させて前記触媒層の上流側表
面近傍における従来例のような温度変化を回避すること
により、短時間での放熱射特性の変化を抑丸　長時間安
定した暖房・加熱効率を維持し得る触媒燃焼装置を提供
できるものであも

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の第１の実施例における触媒燃焼装置の
要部拡大断面は　第２図は同装置の全体構成を示す縦断
面は　第３図はその温度変化特性は　第４図は本発明の
第２の実施例における触媒燃焼装置の要部拡大断面は　
第５図は本発明の第３の実施例における触媒燃焼装置の
要部拡大断面図であも ４・・・混合室　７・・・触媒＃　７ａ・・・連通Ｌ　
　（Ａ）、（Ａ’）・・・未担持凰　８・・・熱線透過
恢　９・・・排気口　１１・・・多孔質概

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料と空気の混合室の下流に備えられた多数の連
   通孔を有し触媒担持層と触媒未担持層からなる触媒層と
   、この触媒層の上流側表面に対向配設された熱線透過体
   と、前記触媒層の下流側に備えられた排気口とを有し、
   前記触媒層の上流側表面近傍に、触媒活性成分未担持層
   を形成したことを特徴とする触媒燃焼装置。
2. （２）触媒活性成分未担持層が、多孔質体で構成された
   請求項１記載の触媒燃焼装置。
3. （３）触媒担持層を構成する触媒活性成分未担持層と触
   媒活性成分担持層は間隔をおいて対向していることを特
   徴とする請求項１記載の触媒燃焼装置。