JPH06249414A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

触媒燃焼装置

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JPH06249414A
JPH06249414A JP5037625A JP3762593A JPH06249414A JP H06249414 A JPH06249414 A JP H06249414A JP 5037625 A JP5037625 A JP 5037625A JP 3762593 A JP3762593 A JP 3762593A JP H06249414 A JPH06249414 A JP H06249414A
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JP
Japan
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combustion
fuel
catalyst layer
catalytic
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP5037625A
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Hosaka
正人 保坂
Jiro Suzuki
次郎 鈴木
Akira Maenishi
晃 前西
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5037625A priority Critical patent/JPH06249414A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】加熱、暖房、乾燥等に用いられる液体燃料の触
媒燃焼装置の、省エネルギー性を向上させることを目的
とする。 【構成】燃料タンク10と、燃料供給装置11と、電気
ヒータ14を内部に有する燃料の気化室13と、燃焼用
空気供給装置12と、主触媒層17、補助触媒層18
と、これら主補助の触媒層17,18を覆う燃焼筒20
からなる燃焼室19とから構成され、燃焼筒20を気化
室13の構成部材の延長部により構成し、主補助触媒層
17,18の燃焼熱を燃焼筒20を介して気化室13に
フィードバックする触媒燃焼装置の構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加熱、暖房、乾燥等に用
いられる気体燃料または液体燃料の触媒燃焼装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の触媒燃焼装置は図2に示すような
構成になっている。前記触媒燃焼装置を動作を主体に説
明すると、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のちに上部
の1次燃焼部5に至り、点火装置6により点火されて、
ここに火炎を形成する。高温の燃焼排ガスは1次燃焼部
5の上部に設けられた触媒層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。前記触
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を停止
し、1次燃焼部5の火炎を消滅させる。この後再度ポン
プ2を作動させて燃料を供給すると、1次燃焼部5にお
いては火炎を形成せず予混合ガスのまま、燃料は触媒層
7に到達する。ここで、触媒層7は十分温度が上昇して
いるために触媒燃焼を開始し、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、器体の前部に設けたガラス
窓9を透過して全面に輻射放熱される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで触媒燃焼装置
は、空気と予混合された燃料が触媒層において酸化反応
を生じ、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を加熱・暖房・乾燥に利用する装
置である。燃料として液体燃料を使用した場合、燃料を
気化する装置が必要となり、通常は電気ヒータを内部に
有する気化部に燃料と空気を供給し、気化した燃料ガス
と空気を混合し、予混合気を触媒層に供給する構成をと
っている。
【0004】しかし、触媒燃焼装置は火炎燃焼装置の炎
口部に比べて触媒層の面積が比較的大きく、このために
燃料の気化部と燃焼部が離れていることが多い。したが
って、触媒層における燃焼熱を気化部にフィードバック
することが難しく、燃焼中は絶えず気化部の電気ヒータ
に通電する必要があり、省エネルギー性に問題があっ
た。
【0005】本発明は上記従来技術の問題に留意し、気
化部を電気ヒータで常に加熱する必要がなく、省エネル
ギー性が向上する触媒燃焼装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の触媒燃焼装置は、燃料タンクと、燃料供給装置
と、電気ヒータを内部に有する燃料気化部と、燃焼用空
気供給装置と、触媒を担持した複数個の燃焼体と前記燃
焼体を覆う燃焼筒からなる燃焼室とから構成され、燃焼
筒が気化部の構成部材により構成されているものであ
る。また、燃焼筒の内壁面に熱線吸収層を設けたもので
ある。
【0007】
【作用】触媒燃焼は触媒表面で燃料ガスと空気の予混合
気が触媒作用により燃焼を行うもので、NOxがほとん
ど発生せず、触媒表面から高効率で熱放射が得られる燃
焼方式である。
【0008】本発明のように気化部の構成部材により燃
焼筒を構成すると、触媒層表面から放射された熱放射を
燃焼筒で吸収し、吸収した熱が燃焼筒を伝導し気化部に
フィードバックする。このために燃焼中は絶えず気化部
の電気ヒータに通電する必要がなくなり、省エネルギー
性を大きく向上することとなる。
【0009】とくに、燃焼負荷を大きくする目的で、高
流速、高空気過剰燃焼を行った場合、触媒層の最上流面
の温度が比較的低くなり、触媒層の最上流面からの熱の
フィードバックが少なくなる。そこで少なくとも第2段
目の触媒層までの燃焼筒を気化部の構成部材で構成する
と、高温の第1段目の下流面や第2段目の上流面からの
熱放射を燃焼筒が吸収し、気化部に放射熱をフィードバ
ックしやすくなる。
【0010】さらに、燃焼筒の内壁面に熱線吸収層を設
けることにより、触媒層表面からの熱放射を効率よく燃
焼筒に吸収することができ、放射熱を気化部に効果的に
フィードバックすることとなる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1において10は燃料タンク、11は燃
料供給用ポンプ、12は送風用ファンで、両者は気化室
13に連通されている。気化室13には加熱用ヒータ1
4が設けられている。気化室13の下流には1次燃焼部
15が備えられ、その近傍には点火装置16が設けられ
ている。1次燃焼部15の下流には主触媒層17と補助
触媒層18を有する2次燃焼部19が設けられている。
2次燃焼部19は前記主触媒層17と、補助触媒層18
を覆う燃焼筒20で構成され、上部の排気口21へと連
通している。
【0012】本実施例の特徴的構成は次のとおりであ
る。すなわち、前記気化室13の構成部材、ここでは外
筐を延長させて前記燃焼筒20が形成されており、加熱
された燃焼筒20の熱を気化室13にフィードバックさ
せる構成としている。また前記燃焼筒20が効率よく熱
を吸収するために、燃焼筒20の内側に熱線吸収層22
を設けている。
【0013】なお触媒燃焼装置において触媒反応は非常
に高温状態で進行するために、触媒の熱的劣化を避ける
ことは難しくなる。そこで本実施例では触媒の燃焼部を
2つの部分に分けている。すなわち2次燃焼部19を、
燃焼の大部分を行う高温の主触媒層17と、主触媒層1
7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18から構成されている。
【0014】上記構成の触媒燃焼装置において、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1
2によって気化室13に供給され、燃料は気化室13で
気化して空気と混合された後に1次燃焼部15に至り、
点火装置16により点火されてここに火炎を形成する。
高温の燃焼排ガスは主触媒層17を加熱昇温する。主触
媒層17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を停止し、1次燃焼部15の火炎を消滅させる。こ
の後、再度燃料供給ポンプ11を作動させて気化室13
に燃料を供給すると、1次燃焼部15においては火炎を
形成せずに、予混合ガスのまま主触媒層17に到達し、
主触媒層17で触媒燃焼を開始する。
【0015】このとき、主触媒層17の周縁部等の低温
部分や、予混合気の過濃あるいは過希薄部分と接触した
位置では、予混合気は完全燃焼できずにHCやCOが発
生する。本実施例では主触媒層17下流に補助触媒層1
8を設けているために、主触媒層17における燃焼ガス
中に含まれるHCやCOを、補助触媒層18で完全反応
させて浄化し、排出口21から排出する。
【0016】始動時には1次燃焼部15の炎口部に火炎
が形成されるために、火炎基部から燃焼熱が気化室13
へ供給される。このために気化室13へは、1次燃焼部
15の炎口部を介して、燃焼熱がフィードバックして供
給され、気化室13は燃料を気化するのに十分な温度に
維持されるために、加熱用ヒータ14の通電を停止して
も、安定して燃料を気化することができる。しかし、主
触媒層17が触媒反応を行うために十分な温度まで上昇
すると、燃料供給ポンプ11を停止し、1次燃焼部15
の火炎を消滅させる。この後、再度燃料供給ポンプ11
を作動させて気化室13に燃料を供給する触媒燃焼が開
始する。ところがひとたび触媒燃焼が開始すると、1次
燃焼部15の炎口部には火炎が形成されないために、1
次燃焼部15から気化室13へ燃焼熱のフィードバック
は起こらなくなる。このため、触媒燃焼が行われている
間は、気化室13の加熱用ヒータ14に絶えず通電し、
気化室13の温度を燃料が気化する温度以上に維持しな
ければならない。
【0017】しかし、本実施例では気化室13の構成部
材、すなわち外筐の一端を延長して燃焼筒20を構成し
ているため、触媒燃焼時には高温の主触媒層17から放
射される熱放射を燃焼筒20が吸収したり、主触媒層1
7から直接熱伝導で燃焼筒20に燃焼熱が伝わり、燃焼
筒20を介して主触媒層17における燃焼熱が気化室1
3にフィードバックされ、燃焼熱により気化室13が加
熱されることになる。このことにより気化室13は燃焼
熱により絶えず燃料を気化するに十分な温度に維持され
る。したがって、触媒燃焼時に加熱用ヒータ14に通電
して、気化室13を加熱する必要がなく、省エネルギー
性を向上することができる。
【0018】とくに、燃焼負荷を大きくする目的で、触
媒層を複数個多段に配置し、高流速、高空気過剰燃焼を
行った場合、他の触媒層に比べて触媒層の最上流面であ
る主触媒層17の上流面温度が比較的低くなり、主触媒
層17の上流面からの熱放射量が少なくなる。したがっ
て、主触媒層17の上流側の燃焼筒20を気化室13の
外筐の延長部で構成しても、主触媒層17の上流面から
の放射熱量が少なく、燃焼熱を気化室13へフィードバ
ックして供給するすることにあまり効果がない。
【0019】そこで少なくとも第2段目の触媒層である
補助触媒層18までの燃焼筒20を気化室13の外筐の
延長部で構成すると、高温の第1段目である主触媒層1
7の下流面や第2段目である補助触媒層18の上流面か
らの熱放射を燃焼筒20が吸収し、気化室13に放射熱
をフィードバックしやすくなる。このことにより気化室
13は燃焼熱により絶えず燃料を気化するに十分な温度
に維持される。したがって、触媒燃焼時に加熱用ヒータ
14に通電して、気化室13を加熱する必要がなく、省
エネルギー性を向上することができる。
【0020】また、触媒燃焼は触媒表面で燃料ガスと空
気の予混合気が触媒作用により燃焼を行うもので、触媒
表面から高効率で熱放射が得られる燃焼方式である。そ
こで本実施例のように燃焼筒20の内側に熱線吸収層2
2を設けると、触媒層表面から放射された熱放射を燃焼
筒20で効率よく吸収することができ、燃焼熱を気化室
13にフィードバックすることに非常に効果がある。
【0021】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は触媒を担持した複数個の燃焼体を覆う燃焼
筒が気化部の構成部材の延長部により構成することによ
り、さらに燃焼筒の内壁面に熱線吸収層を設けることに
より、触媒層の燃焼熱を気化部に効果的にフィードバッ
クすることができ、省エネルギー性を向上することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の触媒燃焼装置の断面図
【図2】従来の触媒燃焼装置の断面図
【符号の説明】
13 気化室(燃料気化部) 14 加熱用ヒータ 17 主触媒層(燃焼体) 18 補助触媒層(燃焼体) 20 燃焼筒 22 熱線吸収層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料タンクと、燃料供給装置と、電気ヒ
    ータを内部に有する燃料気化部と、燃焼用空気供給装置
    と、触媒を担持した複数個の燃焼体と前記燃焼体を覆う
    燃焼筒からなる燃焼室とから構成され、前記燃焼筒が前
    記気化部の構成部材により構成されていることを特徴と
    する触媒燃焼装置。
  2. 【請求項2】 燃焼筒の内壁面に熱線吸収層を設けたこ
    とを特徴とする請求項1記載の触媒燃焼装置。
JP5037625A 1993-02-26 1993-02-26 触媒燃焼装置 Pending JPH06249414A (ja)

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JP5037625A JPH06249414A (ja) 1993-02-26 1993-02-26 触媒燃焼装置

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Cited By (4)

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