JPH0754161B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
- Publication number
- JPH0754161B2 JPH0754161B2 JP2141050A JP14105090A JPH0754161B2 JP H0754161 B2 JPH0754161 B2 JP H0754161B2 JP 2141050 A JP2141050 A JP 2141050A JP 14105090 A JP14105090 A JP 14105090A JP H0754161 B2 JPH0754161 B2 JP H0754161B2
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- auxiliary
- main catalyst
- flame
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Description
【発明の詳細な説明】 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放射加熱型の
触媒燃焼装置に関する。
触媒燃焼装置に関する。
従来の技術 一般に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
触媒燃焼装置は、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。具体的には燃料と燃焼
空気をポンプとファンにより混合室に送り込み、ここで
混合気化してこれを補助炎口部で火炎燃焼させ、さらに
触媒層で触媒燃焼させる構造となっている。
気と混合させた後に酸化反応用の触媒に接触させ、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
触媒燃焼装置は、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。具体的には燃料と燃焼
空気をポンプとファンにより混合室に送り込み、ここで
混合気化してこれを補助炎口部で火炎燃焼させ、さらに
触媒層で触媒燃焼させる構造となっている。
発明が解決しようとする課題 上記従来の装置において、問題となるのは触媒燃焼を開
始させるときの着火方法である。触媒燃焼装置における
触媒層は充分活性な温度にまで昇温されていれば、臭気
の発生がなく、クリーンに触媒燃焼し、快適な暖房効果
の得られる装置となるが、触媒層を充分活性な温度まで
短時間で昇温させる手段に問題点があった。
始させるときの着火方法である。触媒燃焼装置における
触媒層は充分活性な温度にまで昇温されていれば、臭気
の発生がなく、クリーンに触媒燃焼し、快適な暖房効果
の得られる装置となるが、触媒層を充分活性な温度まで
短時間で昇温させる手段に問題点があった。
具体的には、触媒層を充分活性な温度まで昇温する一つ
の方法として、触媒層上流側に補助炎口部を設け、燃料
と空気の予混合気を補助炎口部で一定時間火炎燃焼して
いた。この方法は触媒層を比較的短時間で充分活性な温
度にまで昇温できた。しかし、この方法では補助炎口部
に火炎着火させる瞬時に多大なCO,HCを発生していた。
また、補助炎口部を全１次火炎燃焼させているときに空
燃比バランスが少しでもふらつくと、すぐにCO,HCを発
生させる結果となってしまっていた。
の方法として、触媒層上流側に補助炎口部を設け、燃料
と空気の予混合気を補助炎口部で一定時間火炎燃焼して
いた。この方法は触媒層を比較的短時間で充分活性な温
度にまで昇温できた。しかし、この方法では補助炎口部
に火炎着火させる瞬時に多大なCO,HCを発生していた。
また、補助炎口部を全１次火炎燃焼させているときに空
燃比バランスが少しでもふらつくと、すぐにCO,HCを発
生させる結果となってしまっていた。
また、別の方法としては触媒層上流側にシーズヒータを
設け、そのシーズヒータを一定時間通電し、触媒層を昇
温させることもあった。しかし、この方法では触媒層を
充分活性な温度（大体300℃程度が必要と考えられる）
まで加熱するのに時間がかかり過ぎて、好ましい方法と
は言い難かった。
設け、そのシーズヒータを一定時間通電し、触媒層を昇
温させることもあった。しかし、この方法では触媒層を
充分活性な温度（大体300℃程度が必要と考えられる）
まで加熱するのに時間がかかり過ぎて、好ましい方法と
は言い難かった。
本発明は上記従来の問題点を改善し、主触媒層を充分活
性な温度まで短時間に、かつ嫌な臭気の発生なく加熱
し、触媒燃焼させてクリーンで快適な暖房効果の得られ
る燃焼装置を提供することを目的とするものである。
性な温度まで短時間に、かつ嫌な臭気の発生なく加熱
し、触媒燃焼させてクリーンで快適な暖房効果の得られ
る燃焼装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 前記目的を達成するために本発明は、燃料と空気の混合
室下流に補助炎口部を経て設けられた多数の連通孔を有
する主触媒層と、前記主触媒層の上流側表面に対向して
配設された熱線透過体と、前記主触媒層の下流側排気経
路に設けられた補助触媒層と、制御部を備え、前記補助
触媒層をヒータ加熱方式で、活性な温度にまで昇温させ
た後、補助炎口部で火炎燃焼しながら前記主触媒層を活
性な温度まで昇温させ、その後一旦燃料供給を停止して
補助炎口部の火炎を消滅させ、再度燃料の供給を開始し
て主触媒層で触媒燃焼させるように運転制御する手段を
有する触媒燃焼装置の構成としたものである。
室下流に補助炎口部を経て設けられた多数の連通孔を有
する主触媒層と、前記主触媒層の上流側表面に対向して
配設された熱線透過体と、前記主触媒層の下流側排気経
路に設けられた補助触媒層と、制御部を備え、前記補助
触媒層をヒータ加熱方式で、活性な温度にまで昇温させ
た後、補助炎口部で火炎燃焼しながら前記主触媒層を活
性な温度まで昇温させ、その後一旦燃料供給を停止して
補助炎口部の火炎を消滅させ、再度燃料の供給を開始し
て主触媒層で触媒燃焼させるように運転制御する手段を
有する触媒燃焼装置の構成としたものである。
作用 本発明は主触媒層の下流側排気経路に設けられた補助触
媒層を予めシーズヒータ等を使用して充分活性な温度に
昇温させた後、補助炎口部で火炎燃焼しながら触媒燃焼
装置の燃焼部に相当する主触媒層を昇温させるので、補
助炎口部での火炎着火にともなって発生したCO,HCを含
む排ガスが主触媒層の連通孔を経て、補助触媒層に達し
たときにはここで触媒作用を受け、浄化されつつ排気口
より排出される。したがって、嫌な臭気（未燃のHCに起
因している）の発生がなく、短時間で触媒燃焼装置を作
動させることができることとなる。
媒層を予めシーズヒータ等を使用して充分活性な温度に
昇温させた後、補助炎口部で火炎燃焼しながら触媒燃焼
装置の燃焼部に相当する主触媒層を昇温させるので、補
助炎口部での火炎着火にともなって発生したCO,HCを含
む排ガスが主触媒層の連通孔を経て、補助触媒層に達し
たときにはここで触媒作用を受け、浄化されつつ排気口
より排出される。したがって、嫌な臭気（未燃のHCに起
因している）の発生がなく、短時間で触媒燃焼装置を作
動させることができることとなる。
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は燃料タンク、２は燃料用ポンプ、３
は送風用のファン、４は混合室であり、混合室４の周囲
にはシーズヒータA5が埋設されている。混合室４の出口
には補助炎口部６が備えられており、補助炎口部６の近
傍には点火電極７が配設されている。補助炎口部６の上
方には多数の連通孔8aを穿設したシリカ・アルミナ・チ
タニアを主成分とするハニカム状セラミックス平板に白
金族金属の活性成分を担持させた主触媒層８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９
が配置されている。主触媒層８の下流は排気経路とな
り、排気口12に至る途中に多数の連通孔10aを穿設した
補助触媒層10が配置され、補助触媒層10の上流側にはシ
ーズヒータ11Bが配設されている。そして制御部13はマ
イクロコンピュータをなし、プログラムによってポンプ
２、シーズヒータA5、点火電極７、シーズヒータB11を
作動制御するようになっている。
第１図において１は燃料タンク、２は燃料用ポンプ、３
は送風用のファン、４は混合室であり、混合室４の周囲
にはシーズヒータA5が埋設されている。混合室４の出口
には補助炎口部６が備えられており、補助炎口部６の近
傍には点火電極７が配設されている。補助炎口部６の上
方には多数の連通孔8aを穿設したシリカ・アルミナ・チ
タニアを主成分とするハニカム状セラミックス平板に白
金族金属の活性成分を担持させた主触媒層８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９
が配置されている。主触媒層８の下流は排気経路とな
り、排気口12に至る途中に多数の連通孔10aを穿設した
補助触媒層10が配置され、補助触媒層10の上流側にはシ
ーズヒータ11Bが配設されている。そして制御部13はマ
イクロコンピュータをなし、プログラムによってポンプ
２、シーズヒータA5、点火電極７、シーズヒータB11を
作動制御するようになっている。
次に動作について詳述すると、まずシーズヒータ11Bを
通電し、その後シーズヒータA5も通電を開始する。シー
ズヒータ11Bは補助触媒層９が充分活性な温度（約300℃
以上が必要）に達するまで通電したのち止める。また、
シーズヒータA5は燃料（灯油）の気化に必要な温度（25
0℃ぐらいが必要）まで通電加熱し、その後はその温度
が維持できるようにコントロールする。シーズヒータA5
により加熱された混合室４内に、燃料用ポンプ２から供
給される燃料（灯油）とファン３から供給される空気を
空燃比1.05〜1.15ぐらいに設定して導入する。燃料（灯
油）は混合室４内で気化させるとともに、充分空気と予
混合して上部の補助炎口部６に送る。そのとき、点火電
極７によって点火され、ここで火炎燃焼を開始する。こ
のとき、高温の排ガスは上部へ流れ、主触媒層８を昇温
させながら、連通孔8aを経て下流側（後面）へと流れ、
排気経路にある補助触媒層10に至る。このとき、補助触
媒層10はすでにシーズヒータB11により充分昇温されて
いるから、排ガス中のCO,HCは連通孔10aを通過しながら
浄化され、排気口12から排出される。また、補助炎口部
６は一定時間火炎燃焼させて、主触媒層８が充分活性な
温度（約300℃以上が必要）に昇温した時点で一たん燃
料の供給を停止し、火炎を消滅させて再度燃料の供給を
開始する。このとき、燃料と空気の空燃比は約1.3〜2.0
ぐらいに設定する。混合室４を出た予混合気は上方に直
立する主触媒層８に至るが、ここは充分活性な温度に昇
温されているから、主に上流側（前面）表面付近で触媒
燃焼を生じつつ、連通孔8aを経て下流側（後面）へと流
れる。また主触媒層８の上流側表面で生じた反応熱は、
熱線透過体９を一部は透過して、また一部は熱線透過体
９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る。
通電し、その後シーズヒータA5も通電を開始する。シー
ズヒータ11Bは補助触媒層９が充分活性な温度（約300℃
以上が必要）に達するまで通電したのち止める。また、
シーズヒータA5は燃料（灯油）の気化に必要な温度（25
0℃ぐらいが必要）まで通電加熱し、その後はその温度
が維持できるようにコントロールする。シーズヒータA5
により加熱された混合室４内に、燃料用ポンプ２から供
給される燃料（灯油）とファン３から供給される空気を
空燃比1.05〜1.15ぐらいに設定して導入する。燃料（灯
油）は混合室４内で気化させるとともに、充分空気と予
混合して上部の補助炎口部６に送る。そのとき、点火電
極７によって点火され、ここで火炎燃焼を開始する。こ
のとき、高温の排ガスは上部へ流れ、主触媒層８を昇温
させながら、連通孔8aを経て下流側（後面）へと流れ、
排気経路にある補助触媒層10に至る。このとき、補助触
媒層10はすでにシーズヒータB11により充分昇温されて
いるから、排ガス中のCO,HCは連通孔10aを通過しながら
浄化され、排気口12から排出される。また、補助炎口部
６は一定時間火炎燃焼させて、主触媒層８が充分活性な
温度（約300℃以上が必要）に昇温した時点で一たん燃
料の供給を停止し、火炎を消滅させて再度燃料の供給を
開始する。このとき、燃料と空気の空燃比は約1.3〜2.0
ぐらいに設定する。混合室４を出た予混合気は上方に直
立する主触媒層８に至るが、ここは充分活性な温度に昇
温されているから、主に上流側（前面）表面付近で触媒
燃焼を生じつつ、連通孔8aを経て下流側（後面）へと流
れる。また主触媒層８の上流側表面で生じた反応熱は、
熱線透過体９を一部は透過して、また一部は熱線透過体
９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る。
ここで、補助触媒層10について説明する。補助触媒層は
主触媒層で触媒燃焼状態に突然異常が発生したとき、あ
るいは主触媒層に劣化が起こり、未然のガスがスリップ
するようになったとき等の場合に、それを補助触媒層の
温度変化で検知する役割を果たしている。補助触媒層は
主触媒層が正常に触媒燃焼していれば、その補助触媒層
にはそれほど触媒としての寿命負荷はかからない。した
がって、その容積は主触媒層に比べてかなり小さいもの
でも問題ない。また、本実施例ではこの補助触媒層をヒ
ータ加熱方式で活性な温度まで昇温するので層熱容量は
小さくすることが好ましい。また場合によってはシーズ
ヒータを補助触媒層に埋設して、補助触媒層を昇温させ
るための時間をさらに短縮してもよい。
主触媒層で触媒燃焼状態に突然異常が発生したとき、あ
るいは主触媒層に劣化が起こり、未然のガスがスリップ
するようになったとき等の場合に、それを補助触媒層の
温度変化で検知する役割を果たしている。補助触媒層は
主触媒層が正常に触媒燃焼していれば、その補助触媒層
にはそれほど触媒としての寿命負荷はかからない。した
がって、その容積は主触媒層に比べてかなり小さいもの
でも問題ない。また、本実施例ではこの補助触媒層をヒ
ータ加熱方式で活性な温度まで昇温するので層熱容量は
小さくすることが好ましい。また場合によってはシーズ
ヒータを補助触媒層に埋設して、補助触媒層を昇温させ
るための時間をさらに短縮してもよい。
（実施例１） シリカ・アルミナ・チタニアを主成分とするハニカム状
セラミックス（150□×10mm、300セル/inch2,リブ厚0.2
5mm）にBaO・Al2O3・CeO2粉末（比表面積120m2/g）1000
g、アルミナ含有率10wt％のウォッシュコートバインダ
ー500g、硝酸アルミニウム９水塩107g、水1400gおよび
ジニトロジアンミン白金水溶液とジニトロジアンミンパ
ラジウム水溶液をそれぞれpt,pd換算で10g,5g加えてな
るウォッシュコートスラリー40g被覆し、主触媒層とし
た。また、補助触媒層も主触媒層と同じものを使用した
が、形状は100×20×3mmとした。得られた主触媒層と補
助触媒層を使用して第１図のような燃焼装置を組立，立
ち上がりの排ガス特性を調べた。
セラミックス（150□×10mm、300セル/inch2,リブ厚0.2
5mm）にBaO・Al2O3・CeO2粉末（比表面積120m2/g）1000
g、アルミナ含有率10wt％のウォッシュコートバインダ
ー500g、硝酸アルミニウム９水塩107g、水1400gおよび
ジニトロジアンミン白金水溶液とジニトロジアンミンパ
ラジウム水溶液をそれぞれpt,pd換算で10g,5g加えてな
るウォッシュコートスラリー40g被覆し、主触媒層とし
た。また、補助触媒層も主触媒層と同じものを使用した
が、形状は100×20×3mmとした。得られた主触媒層と補
助触媒層を使用して第１図のような燃焼装置を組立，立
ち上がりの排ガス特性を調べた。
（条件１） 150Wシーズヒータで補助触媒層を加熱しな
がら触媒燃焼装置を作動させた。
がら触媒燃焼装置を作動させた。
（条件２） 従来どおり補助触媒層が室温状態で触媒燃
焼装置を作動させた。
焼装置を作動させた。
その他の条件として、主触媒層を予熱するために補助炎
口部での火炎燃焼を空燃比1.10で90秒間を行った後、空
燃比を17.0に変更し主触媒層の触媒燃焼へと移行させ
た。
口部での火炎燃焼を空燃比1.10で90秒間を行った後、空
燃比を17.0に変更し主触媒層の触媒燃焼へと移行させ
た。
条件1,2における触媒燃焼装置の立ち上がり特性をそれ
ぞれ第２図，および第３図に示した。ここで、図の横軸
は経過時間を表してあるが、触媒燃焼装置の補助炎口部
に火炎が点火されたときをスタート時間とした。また、
主触媒層を予熱するための補助炎口部での火炎燃焼は90
秒間行った。
ぞれ第２図，および第３図に示した。ここで、図の横軸
は経過時間を表してあるが、触媒燃焼装置の補助炎口部
に火炎が点火されたときをスタート時間とした。また、
主触媒層を予熱するための補助炎口部での火炎燃焼は90
秒間行った。
その結果、補助触媒層をシーズヒータで充分活性な温度
まで昇温させるだけで、従来より格段に排ガス特性の優
れたものとなった。特に、HC濃度において著しい効果が
得られ、着火時の嫌な臭気は解消された。
まで昇温させるだけで、従来より格段に排ガス特性の優
れたものとなった。特に、HC濃度において著しい効果が
得られ、着火時の嫌な臭気は解消された。
発明の効果 前記実施例の説明より明らかなように、本発明によれば
主触媒層の下流側排気経路に設けられた補助触媒層をシ
ーズヒータ等を使用して充分活性な温度に昇温させなが
ら、補助炎口部を火炎着火、燃焼させることにより、従
来より格段に優れた排ガス特性で、短時間に触媒燃焼装
置を作動させることが可能となった。
主触媒層の下流側排気経路に設けられた補助触媒層をシ
ーズヒータ等を使用して充分活性な温度に昇温させなが
ら、補助炎口部を火炎着火、燃焼させることにより、従
来より格段に優れた排ガス特性で、短時間に触媒燃焼装
置を作動させることが可能となった。
第１図は本発明触媒燃焼装置の全体構成を示す縦断面
図、第２図、および第３図はそれぞれ実施例１における
触媒燃焼装置の立ち上がり排ガス特性図である。 １……燃料タンク、２……燃料用ポンプ、３……送風用
ファン、４……混合室、５……シーズヒータＡ、６……
補助炎口部、７……点火電極、８……主触媒層、8a……
連通孔、９……熱線透過体、10……補助触媒層、10a…
…連通孔、11……シーズヒータＢ、12……排気口。
図、第２図、および第３図はそれぞれ実施例１における
触媒燃焼装置の立ち上がり排ガス特性図である。 １……燃料タンク、２……燃料用ポンプ、３……送風用
ファン、４……混合室、５……シーズヒータＡ、６……
補助炎口部、７……点火電極、８……主触媒層、8a……
連通孔、９……熱線透過体、10……補助触媒層、10a…
…連通孔、11……シーズヒータＢ、12……排気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 英延 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 次郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 保坂 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】燃料と空気の混合室下流に補助炎口部を経
て設けられた多数の連通孔を有する主触媒層と、前記主
触媒層の上流側表面に対向して配設された熱線透過体
と、前記主触媒層の下流側排気経路に設けられた補助触
媒層と制御部を備え、前記補助触媒層をヒータ加熱方式
で活性な温度にまで昇温させた後、補助炎口部で火炎燃
焼しながら、前記主触媒層を活性な温度まで昇温させ、
その後一旦燃料供給を停止して補助炎口部の火炎を消滅
させ、再度燃料の供給を開始して主触媒層で触媒燃焼さ
せるように運転制御する手段を有する触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141050A JPH0754161B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141050A JPH0754161B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432602A JPH0432602A (ja) | 1992-02-04 |
| JPH0754161B2 true JPH0754161B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15283088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141050A Expired - Fee Related JPH0754161B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754161B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2141050A patent/JPH0754161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432602A (ja) | 1992-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |