JPH04268102A - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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- JPH04268102A JPH04268102A JP2613191A JP2613191A JPH04268102A JP H04268102 A JPH04268102 A JP H04268102A JP 2613191 A JP2613191 A JP 2613191A JP 2613191 A JP2613191 A JP 2613191A JP H04268102 A JPH04268102 A JP H04268102A
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Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体燃料または液体燃
料を触媒燃焼させて加熱、暖房、乾燥等を行う触媒燃焼
装置にかかり、特に、排ガス浄化特性に優れた触媒燃焼
装置に関する。
料を触媒燃焼させて加熱、暖房、乾燥等を行う触媒燃焼
装置にかかり、特に、排ガス浄化特性に優れた触媒燃焼
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気体燃料または液体燃料を触媒燃
焼させて加熱、暖房、乾燥等を行う触媒燃焼装置は図４
に示したような構成が一般的であった。
焼させて加熱、暖房、乾燥等を行う触媒燃焼装置は図４
に示したような構成が一般的であった。
【０００３】以下、その構成について図４を参照しなが
ら説明する。図４に示すように、燃料および空気は燃料
タンク１に設けられたポンプ２およびファン３により気
化室４に供給され、燃料は気化室４内で気化して空気と
混合された後１次燃焼部５に流入し、点火装置６により
点火され火炎が形成される。高温の燃焼排ガスは触媒層
７を経て排気口８から排出されるが、その間に触媒層７
を加熱昇温させる。触媒層７が触媒燃焼を行うのに十分
な温度に達したことが検出されると（検出部は図示せず
）ポンプ２は停止され、１次燃焼部５の火炎は消滅され
る。この後、再度ポンプ２を作動させて燃料が供給され
ると、１次燃焼部５においては火炎は形成されずに予混
合ガスのまま、燃料は触媒層７に流入する。ここで、触
媒層７は十分温度が上昇しているので触媒燃焼を開始し
、完全燃焼が行われる。触媒燃焼は触媒層７の上流側表
面で専ら進行するからその部分は輻射放熱体となり、ガ
ラス窓９を透過して全面に輻射放熱される。
ら説明する。図４に示すように、燃料および空気は燃料
タンク１に設けられたポンプ２およびファン３により気
化室４に供給され、燃料は気化室４内で気化して空気と
混合された後１次燃焼部５に流入し、点火装置６により
点火され火炎が形成される。高温の燃焼排ガスは触媒層
７を経て排気口８から排出されるが、その間に触媒層７
を加熱昇温させる。触媒層７が触媒燃焼を行うのに十分
な温度に達したことが検出されると（検出部は図示せず
）ポンプ２は停止され、１次燃焼部５の火炎は消滅され
る。この後、再度ポンプ２を作動させて燃料が供給され
ると、１次燃焼部５においては火炎は形成されずに予混
合ガスのまま、燃料は触媒層７に流入する。ここで、触
媒層７は十分温度が上昇しているので触媒燃焼を開始し
、完全燃焼が行われる。触媒燃焼は触媒層７の上流側表
面で専ら進行するからその部分は輻射放熱体となり、ガ
ラス窓９を透過して全面に輻射放熱される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の触媒
燃焼装置では、空気と予混合された燃料が触媒層７にお
いて酸化反応し、反応熱とともに二酸化炭素や水を発生
する。このときに発生した熱量が加熱・暖房・乾燥に利
用される。従って触媒反応は非常に高温状態で行われる
ので触媒の活性の熱的劣化を避けることはできず、経時
変化とともに触媒の活性が低下し、燃料は完全燃焼でき
ずにその一部のＨＣや中間生成物特にＣＯが発生すると
いう問題があった。
燃焼装置では、空気と予混合された燃料が触媒層７にお
いて酸化反応し、反応熱とともに二酸化炭素や水を発生
する。このときに発生した熱量が加熱・暖房・乾燥に利
用される。従って触媒反応は非常に高温状態で行われる
ので触媒の活性の熱的劣化を避けることはできず、経時
変化とともに触媒の活性が低下し、燃料は完全燃焼でき
ずにその一部のＨＣや中間生成物特にＣＯが発生すると
いう問題があった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、不完
全燃焼を防止して長期間に亘り正常な排ガス浄化特性を
維持することができる触媒燃焼装置を提供することを目
的としている。
全燃焼を防止して長期間に亘り正常な排ガス浄化特性を
維持することができる触媒燃焼装置を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、燃焼を行う主触媒層と、前記主触媒層の
下流側に配設れさた排ガスの浄化を行う補助触媒層とを
備え、前記主触媒層は、基体と、前記基体の面に形設さ
れ触媒金属を均一に担持した被覆層とを有してなり、前
記補助触媒層は、基体と、前記基体の表面に形設され触
媒金属を表層部に担持した被覆層とを有して構成したも
のである。
成するために、燃焼を行う主触媒層と、前記主触媒層の
下流側に配設れさた排ガスの浄化を行う補助触媒層とを
備え、前記主触媒層は、基体と、前記基体の面に形設さ
れ触媒金属を均一に担持した被覆層とを有してなり、前
記補助触媒層は、基体と、前記基体の表面に形設され触
媒金属を表層部に担持した被覆層とを有して構成したも
のである。
【０００７】
【作用】本発明は、上記した構成により、主触媒層は触
媒金属を均一に分散して担持する被覆層を有しているこ
とにより、高温乾燥による触媒金属の粒成長を抑制する
ことができ、触媒の熱的劣化を防止することができる。
媒金属を均一に分散して担持する被覆層を有しているこ
とにより、高温乾燥による触媒金属の粒成長を抑制する
ことができ、触媒の熱的劣化を防止することができる。
【０００８】さらに、補助触媒層は触媒金属を表層部に
担持する被覆層を有していることにより、表層部の触媒
の高密度化で触媒活性が向上し、低温、低濃度の燃焼ガ
スを確実に浄化することができる。
担持する被覆層を有していることにより、表層部の触媒
の高密度化で触媒活性が向上し、低温、低濃度の燃焼ガ
スを確実に浄化することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図１から図
３を参照しながら説明する。
３を参照しながら説明する。
【００１０】図に示すように、１０は燃料タンク、１１
は燃焼を気化室（以下、混合室という）１３に供給する
燃料供給用ポンプ、１２は混合室１３に給気する送風用
ファンである。混合室１３には加熱用ヒータ（図示せず
）が設けられている。混合室１３下流側には１次燃焼部
１４が備えられ、その近傍に点火装置１５が設けられて
いる。１次燃焼部１４の下流側、つまり、混合室１３の
下流側には主触媒層１６、と補助触媒層１７とを有する
２次燃焼部１８が設けられている。２次燃焼部１８は主
触媒層１６と、その下流側に設けられた補助触媒層１７
で形成され、排気口１９へと連通している。
は燃焼を気化室（以下、混合室という）１３に供給する
燃料供給用ポンプ、１２は混合室１３に給気する送風用
ファンである。混合室１３には加熱用ヒータ（図示せず
）が設けられている。混合室１３下流側には１次燃焼部
１４が備えられ、その近傍に点火装置１５が設けられて
いる。１次燃焼部１４の下流側、つまり、混合室１３の
下流側には主触媒層１６、と補助触媒層１７とを有する
２次燃焼部１８が設けられている。２次燃焼部１８は主
触媒層１６と、その下流側に設けられた補助触媒層１７
で形成され、排気口１９へと連通している。
【００１１】上記構成において、燃料および空気は燃料
供給用ポンプ１１および送風用ファン１２によって混合
室１３に供給され、燃料は混合室１３で気化して空気と
混合された後に１次燃焼部１４に流入し、点火装置１５
により点火され火炎が形成される。高温の燃焼排ガスは
主触媒層１６を加熱昇温させ、主触媒層１６が触媒燃焼
を行うのに充分な温度に達したことが検出されると（検
出部は図示せず）燃料供給ポンプ１１は停止され、１次
燃焼部１４の火炎は消滅される。この後、再度燃料供給
ポンプ１１を作動させて混合室１３に燃料が供給される
と、１次燃焼部１４においては火炎は形成されずに予混
合ガスのまま主触媒層１６に流入し、主触媒層１６で触
媒燃焼が開始される。
供給用ポンプ１１および送風用ファン１２によって混合
室１３に供給され、燃料は混合室１３で気化して空気と
混合された後に１次燃焼部１４に流入し、点火装置１５
により点火され火炎が形成される。高温の燃焼排ガスは
主触媒層１６を加熱昇温させ、主触媒層１６が触媒燃焼
を行うのに充分な温度に達したことが検出されると（検
出部は図示せず）燃料供給ポンプ１１は停止され、１次
燃焼部１４の火炎は消滅される。この後、再度燃料供給
ポンプ１１を作動させて混合室１３に燃料が供給される
と、１次燃焼部１４においては火炎は形成されずに予混
合ガスのまま主触媒層１６に流入し、主触媒層１６で触
媒燃焼が開始される。
【００１２】このとき、主触媒層１６の周縁部等の低温
部分や、予混合気の過濃混合気あるいは過希薄混合気と
接触した部位では、予混合気は完全燃焼できずにＨＣや
ＣＯが発生する。
部分や、予混合気の過濃混合気あるいは過希薄混合気と
接触した部位では、予混合気は完全燃焼できずにＨＣや
ＣＯが発生する。
【００１３】これに対して本実施例では主触媒層１６下
流側に補助触媒層１７を設けているために、主触媒層１
６における燃焼ガス中に含まれるＨＣやＣＯを補助触媒
層１７で完全反応させて浄化し、排出口１９から排出さ
せることができる。
流側に補助触媒層１７を設けているために、主触媒層１
６における燃焼ガス中に含まれるＨＣやＣＯを補助触媒
層１７で完全反応させて浄化し、排出口１９から排出さ
せることができる。
【００１４】また、触媒燃焼器においては触媒反応は非
常な高温状態で進行するので触媒の熱的劣化を避けるこ
とは難しくなる。
常な高温状態で進行するので触媒の熱的劣化を避けるこ
とは難しくなる。
【００１５】これに対して本実施例では、触媒の燃焼部
を２つの部分に分割している。すなわち、燃焼の大部分
を行う高温の主触媒層１６と主触媒層１６で燃焼しきれ
なかったＨＣやＣＯを燃焼する低温の補助触媒層１７に
分割されている。
を２つの部分に分割している。すなわち、燃焼の大部分
を行う高温の主触媒層１６と主触媒層１６で燃焼しきれ
なかったＨＣやＣＯを燃焼する低温の補助触媒層１７に
分割されている。
【００１６】ところで、一般に触媒金属２０が粒成長す
ると触媒活性が低下することが知られており、触媒金属
２０の粒成長を制御すれば、触媒の耐熱性を向上するこ
とができる。そのためには触媒金属２０を被覆層２１に
均一に分散して担持させると非常に効果的である。
ると触媒活性が低下することが知られており、触媒金属
２０の粒成長を制御すれば、触媒の耐熱性を向上するこ
とができる。そのためには触媒金属２０を被覆層２１に
均一に分散して担持させると非常に効果的である。
【００１７】そこで、本実施例では、主触媒層１６は高
比表面積を有するセラミック粉末たとえば活性アルミナ
とか希土類を添加したアルミナからなる被覆層２１にあ
らかじめ白金やパラジウムなどの触媒金属２０を担持さ
せた後、被覆層２１をセラミックのハニカム体などの基
体２２の表面に被着している。したがって図２に示すよ
うに、主触媒層１６においては、触媒金属２０は被覆層
２１に均一に分散して担持される。
比表面積を有するセラミック粉末たとえば活性アルミナ
とか希土類を添加したアルミナからなる被覆層２１にあ
らかじめ白金やパラジウムなどの触媒金属２０を担持さ
せた後、被覆層２１をセラミックのハニカム体などの基
体２２の表面に被着している。したがって図２に示すよ
うに、主触媒層１６においては、触媒金属２０は被覆層
２１に均一に分散して担持される。
【００１８】これにより、主触媒層１６は高温で燃焼し
ても触媒金属２０の粒成長を防止することができ、主触
媒層１６の熱的劣化を防止することができる。
ても触媒金属２０の粒成長を防止することができ、主触
媒層１６の熱的劣化を防止することができる。
【００１９】これに対して補助触媒層１７は、あらかじ
め基体２２の表面に被覆層２４を被着した後、触媒金属
２３を担持させている。したがって図３に示すように、
補助触媒層１７においては、触媒金属２３は被覆層２４
の表層部、つまり、燃焼ガスの流路表面部に担持される
。
め基体２２の表面に被覆層２４を被着した後、触媒金属
２３を担持させている。したがって図３に示すように、
補助触媒層１７においては、触媒金属２３は被覆層２４
の表層部、つまり、燃焼ガスの流路表面部に担持される
。
【００２０】これにより、補助触媒層１７は主触媒層１
６に比べて流路表面部での触媒金属２０の量が増加して
いるから、触媒活性は向上し、主触媒層１６で処理でき
なかったＨＣやＣＯを補助触媒層１７で確実に浄化する
ことができる。
６に比べて流路表面部での触媒金属２０の量が増加して
いるから、触媒活性は向上し、主触媒層１６で処理でき
なかったＨＣやＣＯを補助触媒層１７で確実に浄化する
ことができる。
【００２１】なお、補助触媒層１７は主触媒層１６に比
べて触媒金属２０の分散性が悪いために耐熱性は劣るが
、補助触媒層１７は主触媒層１６のように高温で燃焼す
る必要性がなく、主触媒層１６のような耐熱性は要求さ
れないので熱的劣化による活性低下の問題はない。
べて触媒金属２０の分散性が悪いために耐熱性は劣るが
、補助触媒層１７は主触媒層１６のように高温で燃焼す
る必要性がなく、主触媒層１６のような耐熱性は要求さ
れないので熱的劣化による活性低下の問題はない。
【００２２】このように本発明の実施例の触媒燃焼装置
によれば、燃焼部１８を燃料の大部分を高温で燃焼する
主触媒層１６と主触媒層１６で処理しきれなかったＣＯ
やＨＣを低温で浄化する補助触媒層１７とに分割し、主
触媒層１６には触媒金属２０を均一に分散して担持させ
た被覆層２１を被着したことにより、主触媒層１６の耐
熱性を向上させることができる。さらに、補助触媒層１
７には触媒金属２３を表層部、つまり、燃焼ガスの流路
表面部に担持させた被覆層２４を被着したことにより、
補助触媒１７の触媒活性を向上させることができ、不完
全燃焼を防止して長期間に亘り正常な排ガス浄化特性を
維持することができるという効果がある。
によれば、燃焼部１８を燃料の大部分を高温で燃焼する
主触媒層１６と主触媒層１６で処理しきれなかったＣＯ
やＨＣを低温で浄化する補助触媒層１７とに分割し、主
触媒層１６には触媒金属２０を均一に分散して担持させ
た被覆層２１を被着したことにより、主触媒層１６の耐
熱性を向上させることができる。さらに、補助触媒層１
７には触媒金属２３を表層部、つまり、燃焼ガスの流路
表面部に担持させた被覆層２４を被着したことにより、
補助触媒１７の触媒活性を向上させることができ、不完
全燃焼を防止して長期間に亘り正常な排ガス浄化特性を
維持することができるという効果がある。
【００２３】なお、上記した実施例は石油を燃料とする
触媒燃焼装置について説明したが、ガスを燃料とするも
のについても同様な結果が得られており、燃料種を限定
するのものではない。また、触媒体の材質や形状等によ
っても大きな差異はなく、セラミック繊維の編組体や金
属ハニカム体を用いても同様な結果が得られている。
触媒燃焼装置について説明したが、ガスを燃料とするも
のについても同様な結果が得られており、燃料種を限定
するのものではない。また、触媒体の材質や形状等によ
っても大きな差異はなく、セラミック繊維の編組体や金
属ハニカム体を用いても同様な結果が得られている。
【００２４】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
、本発明によれば、燃焼部に主触媒層と補助触媒層を設
け、主触媒層を基体とこの基体の表面に被着され触媒金
属を均一に担持した被覆層とで形成し、補助触媒層を基
体とこの基体の表面に被着され触媒金属を表層部に担持
した被覆層とで形成したことにより、不完全燃焼を防止
して長期間に亘り正常な排ガス浄化特性を維持すること
ができる優れた触媒燃焼器を提供することができる。
、本発明によれば、燃焼部に主触媒層と補助触媒層を設
け、主触媒層を基体とこの基体の表面に被着され触媒金
属を均一に担持した被覆層とで形成し、補助触媒層を基
体とこの基体の表面に被着され触媒金属を表層部に担持
した被覆層とで形成したことにより、不完全燃焼を防止
して長期間に亘り正常な排ガス浄化特性を維持すること
ができる優れた触媒燃焼器を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の触媒燃焼装置の構成を示す
側断面図
側断面図
【図２】同触媒燃焼装置の主触媒層の要部の側断面図
【
図３】同触媒燃焼装置の補助触媒層の要部の側断面図
図３】同触媒燃焼装置の補助触媒層の要部の側断面図
【
図４】従来例の触媒燃焼装置の構成を示す側断面図
図４】従来例の触媒燃焼装置の構成を示す側断面図
１３ 混合室
１６ 主触媒層
１７ 補助触媒層
２０，２３ 触媒金属
２１，２４ 被覆層
２２ 基体
Claims (1)
- 【請求項１】燃料と空気を混合する混合室と、前記混合
室の下流側に配設された多数の連通孔を有する主触媒層
と、前記主触媒層の下流側に配設された多数の連通孔を
有する補助触媒層とを備え、前記主触媒層は基体と前記
基体の面に被着され触媒金属を均一に担持した被覆層と
を有してなり、前記補助触媒層は基体と前記基体の面に
被着され触媒金属を表層部に担持した被覆層とを有して
なる触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2613191A JPH04268102A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2613191A JPH04268102A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 触媒燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268102A true JPH04268102A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12185009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2613191A Pending JPH04268102A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268102A (ja) |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP2613191A patent/JPH04268102A/ja active Pending
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