JPH08100908A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼筒の熱を送風された空気に効率良く伝達
して、燃焼筒内の触媒の過熱を防止して燃焼効率を向上
することが出来る触媒燃焼装置を提供する。 【構成】 本発明は、燃料と空気と均一に混合して混合
ガスを形成する予混合部５、この予混合部５へ燃料と空
気とを供給する供給手段７と、予混合部５で形成された
混合ガスが流入する燃焼筒９と、この燃焼筒９内に多段
に配置されて流入した混合ガスと燃焼反応する複数の触
媒１１、１３と、前記触媒１１、１３と混合ガスとの燃
焼反応によって放出された燃焼反応熱を燃焼筒９に送風
して温風にする送風手段１５とを有する触媒燃焼装置１
において、前記送風手段１５の空気流路内に前記燃焼筒
９を配置したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料ガスもしくは燃料
と空気の混合ガスを触媒燃焼させて温風を発生させる触
媒燃焼装置に係り、特に灯油を燃料とする強制循環式の
石油暖房装置に好適な触媒燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼と空気の混合ガスを触媒燃焼させて
温風を発生させる触媒燃焼装置は、予混合部と、予混合
部へ燃料と空気とを供給する供給手段と、予混合部で形
成された混合ガスが流入する燃焼筒とを備えている。燃
焼筒内には混合ガスと燃焼反応する触媒が配置されてい
る。また、触媒燃焼装置は、燃焼筒内で触媒燃焼時の放
出される燃焼反応熱を温風にする送風手段が設けられて
いる。

【０００３】予混合部には、通電により発熱するヒータ
を備えた気化器が設けられており、供給された燃料を加
熱して気化させる。また、予混合部には燃焼用の空気が
供給され、気化された燃料と混合されて混合ガスが形成
される。

【０００４】そして、触媒燃焼装置の運転を開始する
と、気化器により気化した燃料ガスは供給された燃焼用
空気と混合されて混合ガスが形成される。この混合ガス
は燃焼筒内に流入し、触媒と接触して燃焼反応する。触
媒と混合ガスとの燃焼反応により燃焼反応熱が放出され
る。この熱は、送風手段により温風となって室内等に供
給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼反応熱
を送風手段により温風にするには、燃焼反応により放出
された熱により上昇した燃焼筒の外周近傍に、送風手段
により空気を送風することで、この空気の温度を上昇さ
せて温風にしている。

【０００６】このとき、燃焼筒の熱を送風された空気に
効率良く伝達出来ない場合には、燃焼筒内の温度が上昇
して触媒の温度が過熱し、触媒の熱による劣化が促進さ
れ燃焼効率が低下するという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は上記事情を考慮し、燃焼
筒の熱を送風された空気に効率良く伝達して、燃焼筒内
の触媒の過熱を防止して燃焼効率を向上することが出来
る触媒燃焼装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、燃料と空気とを均一に混合して
混合ガスを形成する予混合部と、この予混合部で形成さ
れた混合ガスが流入する燃焼筒と、この燃焼筒と前記予
混合部を区画して前記燃焼筒に配置し前記混合ガスが通
流可能な触媒と、この触媒の反応による発熱量を制御す
る制御手段とを具備して成ることを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明であって、前記制御手段は、前記燃焼筒に触媒反応で
燃焼させた燃焼ガスより室内空気と熱交換して温風を得
る送風手段の送風空気の一部を使用すること構成とする
ことを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明は、燃料と空気とを均
一に混合して混合ガスを形成する予混合部と、この予混
合部で形成された混合ガスが流入する燃焼筒と、この燃
焼筒と前記予混合部を区画して前記燃焼筒に配置し前記
混合ガスが通流可能な複数段の触媒と、この触媒間の反
応による発熱量を制御する制御手段とを具備して成るこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明であって、前記制御手段は、前記燃焼筒に触媒反応で
燃焼させた燃焼ガスより室内空気と熱交換して温風を得
る送風手段の送風空気の一部を使用すること構成とする
ことを特徴としている。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項３又は請求
項４記載の発明であって、複数段の触媒間に触媒の反応
面に対して垂直な放熱用フィンを設けたことを特徴とし
ている。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項３又は請求
項４記載の発明であって、複数段の触媒間に触媒の反応
面に対して傾斜した放熱酔うフィンを設けたことを特徴
としている。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１ないし請
求項４のいずれか一項に記載の発明であって、燃焼筒の
外周に前記触媒の燃焼反応面に対して垂直な放熱用フィ
ンを設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項８記載の発明は、請求項１ないし請
求項４のいずれか一項に記載の発明であって、燃焼筒の
外周に前記触媒の燃焼反応面と平行な放熱用フィンを設
けたことを特徴としている。

【００１６】請求項９記載の発明は、請求項１ないし請
求項４のいずれか一項に記載の発明であって、前記触媒
間の燃焼筒の外周面に熱透過板を設けたことを特徴とし
ている。

【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれか一項に記載の発明であって、少なく
とも前記触媒間の燃焼筒を熱透過性の材料で形成したこ
とを特徴としている。

【００１８】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の発明であって、前記触媒を混合ガスの流方向の下流側
に向けて中央部分が突出した断面山形状に形成したこと
を特徴としている。

【００１９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、触媒と混合ガス
との燃焼反応によって放出された燃焼反応熱は、その発
熱量が制御手段により制御される。このため、燃焼筒内
の温度を低下させることが出来、触媒が過熱することが
ない。

【００２０】請求項２記載の発明によれば、触媒と混合
ガスとの燃焼反応によって放出された燃焼反応熱は、送
風手段の送風空気の一部を使用することにより制御され
る。このため、燃焼筒内の温度を低下させることが出
来、触媒が過熱することがない。

【００２１】請求項３記載の発明によれば、複数段の触
媒と混合ガスとの燃焼反応によって放出された燃焼反応
熱は、その発熱量が制御手段により制御される。このた
め、燃焼筒内の温度を低下させることが出来、触媒が過
熱することがない。

【００２２】請求項４記載の発明によれば、触媒と混合
ガスとの燃焼反応によって放出された燃焼反応熱は、送
風手段の送風空気の一部を使用することにより制御され
る。このため、燃焼筒内の温度を低下させることが出
来、触媒が過熱することがない。

【００２３】請求項５記載の発明によれば、送風手段の
空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱
を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気
への熱伝達量が増加する。また、触媒間に配置された放
熱用フィンにより燃焼筒内の熱を燃焼筒に効果的に伝達
することが出来、燃焼筒内の触媒が過熱することがな
い。

【００２４】請求項６の記載の発明によれば、送風手段
の空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の
熱を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空
気への熱伝達量が増加する。また、触媒間に配置された
放熱用フィンにより燃焼筒内の熱を燃焼筒に効果的に伝
達することが出来る。さらに、放熱用フィンが傾斜して
いるので混合ガスの流に旋回流が発生し、触媒の反応面
に略均一に混合ガスを分布させることが出来る。

【００２５】請求項７記載の発明によれば、送風手段の
空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱
を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気
への熱伝達量が増加する。また、触媒の反応面に対して
垂直な放熱用フィンを燃焼筒の外周に設けることによ
り、燃焼筒内の熱を燃焼筒に効果的に伝達することが出
来、燃焼筒の外周に送風された空気に熱を効率良く伝達
することが出来る。

【００２６】請求項８記載の発明によれば、送風手段の
空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱
を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気
への熱伝達が増加する。また、触媒の反応面と平行な放
熱用フィンを燃焼筒の外周に設けることにより、燃焼筒
の外周に送風された空気に熱を効率良く伝達することが
出来る。

【００２７】請求項９記載の発明によれば、送風手段の
空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱
を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気
への熱伝達が増加する。また、燃焼筒の外周面に設けた
熱透過板により、燃焼筒の熱が輻射熱として外部に放出
される。このため、燃焼筒内の熱を外部により多く放出
することが出来る。

【００２８】請求項１０記載の発明によれば、送風手段
の空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の
熱を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空
気への熱伝達が増加する。また、燃焼筒を熱透過性の材
料で形成することにより、燃焼筒の熱が輻射熱として外
部に放出される。このため、燃焼筒内の熱を外部により
多く放出することが出来る。

【００２９】請求項１１記載の発明によれば、送風手段
の空気流路内に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の
熱を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空
気への熱伝達が増加する。また、燃焼筒を熱透過性の材
料で形成することにより、燃焼筒の熱が輻射熱として外
部に放出され、燃焼筒の熱を送風された空気に効率良く
伝達することが出来る。さらに、触媒を混合ガスの流方
向の下流側に向けて中央部分が突出した断面山形状に形
成したことにより、燃焼筒からの外部への輻射熱が増大
し、燃焼筒の熱を空気により効率良く伝達することが出
来る。

【００３０】

【実施例】以下、本発明に係る触媒燃焼装置の実施例に
ついて図面を用いて説明する。

【００３１】第１実施例 図１は、第１実施例の触媒燃焼装置１を示す。この触媒
燃焼装置１は、燃料と空気との混合ガスを形成する予混
合部５と、この予混合部５へ燃料と空気とを供給する供
給手段７と、予混合部５で形成された混合ガスが流入す
る燃焼筒９とを有している。また、触媒燃焼装置１は、
燃焼筒９内に配置された上流側触媒１１と、この上流側
触媒１１の上部に配置された下流側触媒１３と、上流側
触媒１１及び下流側触媒１３と混合ガスとの燃焼反応に
よる燃焼反応熱を燃焼筒９に送風することにより温風に
する送風手段１５とを有している。また、本実施例で
は、送風手段１５の空気流路内に燃焼筒９が配置されて
いる。また、本実施例では、触媒１１、１３の反応によ
る発熱量を制御する制御手段を有している。この制御手
段は、燃焼筒９に燃焼反応で燃焼させた燃焼ガスより室
内空気と熱交換して温風を得る送風手段１５の送風空気
の一部を使用する構成となっている。

【００３２】予混合部５は、燃料を気化させる気化器
と、この気化器を覆うと共に、気化器との間に予混合室
（いずれも不図示）を形成するカバー１９とからなる。
気化器は、中央部分にヒータが設けられ、このヒータの
周囲に送油パイプ２３と連通された混合通路が形成され
ている。この混合通路の周囲には、送風パイプ２７と連
通された送風通路が形成されている。この送風通路と混
合通路とは、複数の開口で連通されている。また、混合
通路の上端部には、予混合室内に向けて開口するノズル
が形成されている。

【００３３】予混合部５は、本体ケース５３の内部を上
部室５５及び下部室５７に区画するベース部５９に固定
されている。気化器の上部は燃焼筒９内に突設されてお
り、上部カバー３３で覆われている。この上部カバー３
３には、予混合室と燃焼筒９内とを連通する複数の流入
口３５が設けられている。

【００３４】そして、予混合部５に送られた燃料がヒー
タにより気化されて燃料ガスとなり、供給された空気と
均一に混合され、上部カバー３３の流入口３５から燃焼
筒９内に流入される。予混合部５には、供給手段７によ
り、燃料及び空気がそれぞれ供給される。

【００３５】供給手段７は、燃料供給部３７と空気供給
部３９とからなる。燃料供給部３７は、燃料タンク４１
と混合通路２５を連通する送油パイプ２３と、この送油
パイプ２３の途中に設けられた燃料ポンプ４５とからな
る。燃料ポンプ４５の作動により燃料タンク４１から燃
料（灯油）が送油パイプ２３を通って予混合部５に送ら
れる。また、空気供給部３９は、ファン４７と送風パイ
プ２７とからなり、送風パイプ２７の途中には、ヒータ
５１が設けられている。そして、ファン４７の作動によ
り送風パイプ４９を通って空気が予混合部５に送り込ま
れる。この場合、送り込まれた空気はヒータ５１により
加熱されている。送り込まれた燃料と空気は予混合部５
で混合されて、燃焼筒９に流入される。

【００３６】燃焼筒９は、燃焼室６１内に配置されてい
る。この燃焼室６１は、上部室５５が壁部６３で送風室
６５と区画されて形成されている。燃焼筒９は、ベース
部５９上に固定された筒体６７と、筒体６７の上方の開
口部６７ａに連結された排気筒６９とからなる。筒体６
７の高さ方向の中間部には、上流側触媒１１、下流側触
媒１３が所定の間隔をあけて２段に配置されている。ま
た、触媒１１、１３間の筒体６７には、熱透過板７０が
設けられている。さらに、これらの触媒１１、１３の間
は密閉状に形成されており、上流側触媒１１を通過した
混合ガスが自然な流れで上昇するようになっている。ま
た、これらの触媒１１、１３間には、温度検出器７１が
配置されており、常時温度が検出されるようになってい
る。

【００３７】上記触媒１１、１３は、ステンレス等の金
属の担体の表面に、触媒層がコーティング等により担持
されて形成されている。担体は、混合ガスの流方向の上
流側と下流側にそれぞれ開口するハニカム構造に形成さ
れ、混合ガスがハニカム構造の各セル内を上方に流れる
ようになっている。触媒層はアルミナ粒子の表面に高温
でも劣化しにくい貴金属（例えばパラジウム）を付着し
て形成されている。そして、触媒層の近傍を混合ガスが
流れると、混合ガス中のメタンガスと酸素が貴金属に吸
着し、反応して二酸化炭素と水（水蒸気）を生成し、反
応熱を放出する。

【００３８】そして、上記上流側触媒１１及び下流側触
媒１３と混合ガスの燃焼反応により放出された反応熱で
燃焼筒９の温度が上昇し、この燃焼筒９に、送風手段１
５によって取り入れられた空気が吹き付けられる。

【００３９】送風手段１５は、本体ケース５３の背面壁
７３に設けた空気取り入れ口７５と、背面壁７３に固定
された対流ファン７７と、壁部６３に設けた空気流入口
７９とからなる。対流ファン７７の回転により、空気取
り入れ口７５から本体ケース５３内に空気が取り入れら
れ、空気流入口７９から燃焼室６１内に流入される（図
１において、空気流路を矢印で示す）。この空気流路に
上述した燃焼筒９が配置されている。そして、燃焼室６
１内に流入した空気は、反応熱により温度が上昇した燃
焼筒９に、対流ファン７７による空気が送風されて温風
となり吹出し口８１から室内に供給される。なお、図１
において符号７２は、本体ケース５３の前面側に取り付
けられた熱透過板を示す。

【００４０】次に、この触媒燃焼装置１の作用について
説明する。触媒燃焼装置１の運転を開始すると、ファン
４７が作動し、同時に予熱用ヒータ５１が通電されて送
風パイプ２７内の空気の温度が上昇する。温度が上昇し
た空気は予混合部５を通過して燃焼筒９内に送られ、上
流側触媒１１を通過する。これにより、上流側触媒１１
の温度が上昇を始める。その間、上流側触媒１１の表面
温度は温度検出器７１によって検出されている。

【００４１】それと同時に気化器のヒータに通電されて
気化器を加熱する。気化器の温度が最適温度になり、上
流側触媒１１の表面温度が４００℃以上になったとき燃
料ポンプ４５を始動させて、燃料タンク４１から燃料を
気化器内に供給する。気化器内に供給された燃料は、ヒ
ータにより加熱されて気化され燃料ガスとなる。この燃
料ガスは、ファン４７により供給されてヒータ５１によ
り加熱された空気と共に、予混合部５内に送られて均一
に混合された後に、上部カバー３３の流入口３５から燃
焼筒９内に流入される。そして、活性温度に予熱されて
いる上流側触媒１１と接触して燃焼反応し、二酸化炭素
と水とを生成すると共に、反応熱を放出する。この燃焼
反応熱は燃焼筒９に伝達され、対流ファン７７によって
取り入れられた空気がこの燃焼筒９に吹き付けられて温
風となり、吹出し口８１から吹き出される。

【００４２】本実施例の触媒燃焼装置１によれば、送風
手段１５の空気流路内に燃焼筒９を配置したことによ
り、燃焼筒９への送風量が増加し、燃焼筒９から空気へ
の熱伝が効果的に行われて熱伝達達が増加する。その結
果、燃焼筒９の内部の過熱を防止することが出来、燃焼
筒９の内部に配置されている触媒１１、１３が過熱する
ことがなく触媒１１、１３の温度を低くすることが出来
る。従って、燃焼範囲が広がり、一つの触媒に対しての
燃焼効率が高くなる。

【００４３】すなわち、図２（ａ）、（ｂ）において、
触媒の耐久性からは触媒温度８００℃以下で、室内への
未燃分により発生する悪臭を防止するためには、ＴＨＣ
濃度１０rpm 以下で燃焼することが好ましいため、図中
斜線で示した部分が触媒の良好な燃焼範囲である。ファ
ン７７の風量を増加させることにより触媒温度が低くな
るため燃焼範囲が拡大する。また、燃焼筒からの発熱を
室内に対流で放出することができるため、効率良く室内
温度を上昇させることが出来る。

【００４４】従って、燃焼筒９を空気流路内に配置し
て、燃焼筒９への風量を多くすることで、燃焼範囲を拡
大することが出来る。

【００４５】また、本実施例によれば、燃焼筒９の一部
に熱透過板７０を設け、本体ケース５３の一部にも熱透
過板７２を設けることにより、燃焼筒９内の熱を伝達だ
けでなく輻射によっても外部へ放出することが出来るの
で、燃焼筒９内の温度をより効率良く低下させることが
出来る。

【００４６】また、本実施例によれば、上流側触媒１１
と気化器とが対向した位置に配置されているので、燃焼
反応を開始して高温となった上流側触媒１１の反応面か
らの輻射熱が気化器に効率良く取り込まれるため、気化
器の効率を高めることが出来る。これにより、気化器へ
の通電量を低減することが出来て、消費電力を低減する
ことが出来る。

【００４７】また、本実施例によれば、燃焼筒９内に２
個の触媒１１、１３を混合ガスの流方向に沿って所定の
距離をおいて配置し、これらの触媒１１、１３間を密閉
状したことにより、簡単な構造になり、暖房器具の小型
化が可能となる。また、簡単な構造なので、製造工程も
簡単になる。

【００４８】さらに、本実施例によれば、触媒の温度を
過度の上昇させることがないので、触媒の熱劣化を早め
ることがなく、寿命を延ばすことが出来る。

【００４９】また、触媒１１、１３間を密閉状としたこ
とにより、２次燃焼用空気を触媒１１、１３間に供給す
る必要がないので、２次燃焼用空気の供給量を制御する
必要がなくなり、予混合部５に供給する燃料と燃焼用空
気の供給量を制御するだけで燃焼量を調節することが出
来、制御が容易になる。

【００５０】また、２個の触媒１１、１３を２段に積層
することにより、各触媒１１、１３の面積を小さくする
ことが出来るため、低燃焼量時の不安定な燃焼状態を防
止することが出来て、安定した燃焼を得ることが出来
る。また、２つの触媒１１、１３により大面積を有して
いるので、高燃焼量まで燃焼させることが出来る。従っ
て、広い暖房可変幅を有する。

【００５１】また、小型の触媒を積層させているので、
低燃焼時に混合ガスの供給量が少なくっても、温度が低
下したりむらが生じることがなく、安定して燃焼させる
ことが出来るので、クリーンな排ガスとなる。

【００５２】また、上記実施例では、触媒１１、１３が
ハニカム構造体に形成されているので、混合ガスの自然
な流を整流することが出来、温度分布にむらがなくな
り、安定した燃焼を行うことが出来、これによっても、
クリーンな排ガスを排出することが出来る。

【００５３】次に第１実施例の変形例について図３を用
いて説明する。本実施例の触媒燃焼装置８５は、上流側
触媒８７を導電性の自己発熱型の触媒とした例である。
他の構成は上記実施例と同様であるので説明を省略す
る。

【００５４】図３に示すように、予混合部５が対向する
上流側触媒１１には、下流側触媒１３側に電極８９の一
端が接続されている。電極８９の他端は筒体６７の外部
へ引き出されて、図示しない電源と接続されている。ま
た、この実施例の触媒燃焼装置８５は、送風パイプ２７
内にヒータが設けられていない。

【００５５】そして、触媒燃焼装置８５の運転を開始す
ると、ファン４７が作動すると共に、上流側触媒８７に
通電される。また、同時に気化器のヒータにも通電され
る。そして、上流側触媒８５の表面温度が温度検出器７
１により検出され、その温度が活性温度（４００℃）以
上になり、気化器のヒータが最適温度になったとき、燃
料ポンプ４５を作動させて燃料を予混合部５に供給す
る。そして、予混合部５で燃料と空気とを均一に混合し
て混合ガスを形成する。この混合ガスは燃焼筒９内に流
入して上流側触媒８５と燃焼反応する。

【００５６】本変形例においても、上記実施例と同様の
効果を有し、送風手段１５の空気流路内に燃焼筒９を配
置したことにより、燃焼筒９から空気への熱伝達が増加
する。その結果、燃焼筒９の内部に配置されている触媒
１１、１３の温度を低下させることが出来るので、燃焼
範囲が広がり、一つの触媒に対しての燃焼効率が高くな
る。

【００５７】第２実施例 次に第２実施例について図４及び図５を用いて説明す
る。第２実施例の触媒燃焼装置９１は、ファン７７の空
気流路内に燃焼筒９を配置すると共に、触媒１１、１３
間に触媒１１、１３の燃焼反応面１１ａ、１３ａに対し
て垂直な放熱用フィン９３を設けた例である。

【００５８】図４及び図５（ａ）に示すように、放熱用
フィン９３は、触媒１１と触媒１３の間に、触媒１１、
１３と隙間をあけて配置されており、燃焼筒９の内壁に
固定されている。この放熱用フィン９３は、図５（ｂ）
に示すように、燃焼筒９の内径と略等しい外径の筒状
で、外周壁は、触媒１１、１３の燃焼反応面１１ａ、１
３ａに対して垂直な方向に沿って凹凸部９５が全周にわ
たり形成されている。このため、フィン９３の全体の表
面積が増加されている。また、凹凸部９５内は、予混合
部５から流入した混合ガスが上方へ流れる。

【００５９】本実施例によれば、第１実施例と同様な効
果が得られ、混合ガスの燃焼反応により上昇した触媒１
１、１３の熱が放熱用フィン９３を介して燃焼筒９に効
率良く伝達される。燃焼筒９に伝達された熱は、燃焼筒
９がファン７７の空気流路内に配置されているので、燃
焼筒９から空気への熱伝達量が増加し、その結果、燃焼
筒９内の温度を低下させて触媒１１、１３の過熱を防止
することが出来る。従って、燃焼範囲が広がり、一つの
触媒に対しての燃焼効率が高くなる。

【００６０】次に第２実施例の変形例について図６を用
いて説明する。本実施例の触媒燃焼装置９７は、上流側
触媒８７を導電性の自己発熱型の触媒とした例である。

【００６１】図６に示すように、予混合部５が対向する
上流側触媒８７には、下流側触媒１３側に電極８９の一
端が接続されている。電極の他端は筒体６７の外部へ引
き出されて、図示しない電源と接続されている。また、
この実施例の触媒燃焼装置９７は、送風パイプ２７内に
ヒータが設けられていない。本実施例においても、上記
実施例と同様に、混合ガスの燃焼反応により上昇した触
媒１１、１３の熱が放熱用フィン９３を介して燃焼筒９
に効率良く伝達される。燃焼筒９に伝達された熱は、燃
焼筒９がファン７７の空気流路に配置されているので、
燃焼筒９から空気への熱伝達が増加し、その結果、触媒
１１、１３の温度を低下させることが出来るので、燃焼
範囲が広がり、一つの触媒に対しての燃焼効率が高くな
る。

【００６２】第３実施例 次に第３実施例について図７を用いて説明する。本実施
例は、触媒１１、１３間に触媒１１、１３の燃焼反応面
１１ａ、１３ａに対して傾斜した放熱用フィン９９を設
けた例である。

【００６３】図７（ａ）に示すように、放熱用フィン９
９は、触媒１１と触媒１３の間に、触媒１１、１３と隙
間をあけて配置されており、燃焼筒９の内壁に固定され
ている。この放熱用フィン９９は、図７（ｂ）に示すよ
うに、燃焼筒９の内径と略等しい外径の筒状で、外周壁
は、触媒１１、１３の燃焼反応面１１ａ、１３ａに対し
て傾斜した方向に沿って凹凸部１００が全周にわたり形
成されている。このため、フィン９９の全体の表面積が
増加されている。また、凹凸部１００内は、予混合部５
から流入した混合ガスが上方へ流れる。この場合、凹凸
部１００が傾斜しているため、凹凸部１００内を流れる
混合ガスに旋回流が発生し、触媒１３の表面に均一に分
布する。

【００６４】本実施例によれば、混合ガスの燃焼反応に
より上昇した触媒１１、１３の熱が放熱用フィン９９を
介して燃焼筒９に効率良く伝達される。燃焼筒９に伝達
された熱は、燃焼筒９がファン７７の空気流路に配置さ
れているので、燃焼筒９から空気への熱伝達が増加し、
その結果、触媒１１、１３の温度を低下させることが出
来るので、燃焼範囲が広がり、一つの触媒に対しての燃
焼効率が高くなる。

【００６５】本実施例によれば、混合ガスの燃焼反応に
より上昇した触媒１１、１３の熱が放熱用フィン９９を
介して燃焼筒９に効率良く伝達される。燃焼筒９に伝達
された熱は、燃焼筒９がファン７７の空気流路に配置さ
れているので、燃焼筒９から空気への熱伝達量が増加
し、その結果、触媒１１、１３の温度を低下させること
が出来るので、燃焼範囲が広がり、一つの触媒に対して
の燃焼効率が高くなる。

【００６６】また、本実施例では、凹凸部１００が反応
面１１ａ、１３ａに対して傾斜しているので、混合ガス
に旋回流が発生する。このため、触媒１３の燃焼反応面
１３ａに対して均一に混合ガスが分布して、局部的に燃
焼することがなく、触媒１３の局部劣化を防止すること
が出来る。

【００６７】第４実施例 次に図８及び図９に示す第４実施例を説明する。本実施
例の触媒燃焼装置１０１は、燃焼筒９の外周に触媒１
１、１３の燃焼反応面１１ａ、１３ａに対して垂直な放
熱用フィン１０３を設けた例である。

【００６８】図８及び図９（ａ）に示すように、燃焼筒
９の外周には、触媒１１、１３間に、放熱用フィン１０
３が設けられている。この放熱用フィン１０３は、燃焼
筒９の外周から放射状に、全周にわたって等間隔に複数
枚の放熱板１０５が突設されている。これらの放熱板１
０５は、触媒１１、１３の燃焼反応面１１ａ、１３ａに
対して垂直な方向に沿ってそれぞれ配置されている。

【００６９】本実施例によれば、混合ガスの燃焼により
放出された反応熱は、燃焼筒９に伝達され、放熱用フィ
ン１０３に伝達される。この燃焼筒９は、ファン７７の
空気流路に配置されているので、燃焼筒９への風量を多
くすることが出来、ファン７７の送風による空気への熱
伝達両が増加する。この場合、本実施例では、燃焼筒９
の外周に放熱用フィン１０３が設けられているので、燃
焼筒９の表面積が多くなり、燃焼筒９内の熱を効果的に
燃焼筒９に伝達することが出来、燃焼筒９の熱を効率良
く送風された空気に伝達することが出来る。この結果、
燃焼筒９内の温度が低下して、触媒１１、１３の過熱を
防止することが出来る。従って、燃焼範囲が広がり、一
つの触媒に対しての燃焼効率が高くなる。

【００７０】次に図１０に示す第４実施例の変形例につ
いて説明する。本実施例の触媒燃焼装置１０９は、上流
側触媒８７を導電性の自己発熱型の触媒とした例であ
る。

【００７１】図１０に示すように、予混合部５の気化器
３が対向する上流側触媒８７には、下流側触媒１３側に
電極８９の一端が接続されている。電極の他端は筒体６
７の外部へ引き出されて、図示しない電源と接続されて
いる。また、この実施例の触媒燃焼装置１０９は、送風
パイプ２７内にヒータが設けられていない。本例におい
ても、上記実施例と同様に、燃焼筒９の外周に放熱用フ
ィン１０３が設けられているので、燃焼筒９の熱を効率
良く送風された空気に伝達することが出来、その分燃焼
筒９内の温度を低下して、触媒１１、１３の温度を下げ
ることが出来る。従って、燃焼範囲が拡大し、触媒の燃
焼効率を高くすることが出来る。

【００７２】第５実施例 次に図１１及び図１２に示す第５実施例について説明す
る。本実施例の触媒燃焼装置１１１は、燃焼筒９の外周
に触媒１１、１３の燃焼反応面１１ａ、１３ａと平行な
放熱用フィン１１３を設けた例である。

【００７３】図１１及び図１２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、燃焼筒９の外周には、触媒１１、１３の燃焼反応
面１１ａ、１３ａと平行な方向に沿って複数枚の放熱板
１１２が所定の間隔をあけて多段に突設されている。

【００７４】本実施例によれば、上記各実施例と同様
に、ファン７７の空気流路内に燃焼筒９を配置すること
により、燃焼筒９への風量が多くなり、燃焼筒９から空
気への熱伝達量が増加する。この場合、本実施例では、
燃焼筒９の外周に放熱用フィン１１３が設けられている
ので、燃焼筒９の表面積が多くなり、燃焼筒９の熱を効
率良く送風された空気に伝達することが出来、その分燃
焼筒９内の温度を低下して、触媒１１、１３の温度を下
げることが出来る。従って、燃焼範囲が拡大し、燃焼効
率を高くすることが出来る。

【００７５】次に図１３に示す第５実施例の変形例につ
いて説明する。変形例の触媒燃焼装置１１５は、上流側
触媒８７を導電性の自己発熱型の触媒を用いた例であ
る。

【００７６】本例においても、ファン７７の空気流路内
に燃焼筒９を配置することにより、燃焼筒９から空気へ
の熱伝達が増加する。この場合、本実施例では、燃焼筒
９の外周に放熱用フィン１１３が設けられているので、
燃焼筒９の熱を効率良く送風された空気に伝達すること
が出来、その分燃焼筒９内の温度を低下して、触媒１
１、１３の温度を下げることが出来る。

【００７７】第６実施例 次に図１４及び図１５に示す第６実施例について説明す
る。本実施例の燃焼触媒装置１１７は、触媒１１、１３
間の燃焼筒９の外周面に熱透過板１１９を設けた例であ
る。

【００７８】図１４に示すように、燃焼筒９の外周面に
は、触媒１１、１３の間に熱透過板１１９が設けられて
いる。この熱透過板１１９は、燃焼筒９の熱が伝達され
るだけでなく、燃焼筒９内の反応熱を輻射熱として燃焼
筒９の外部へ放出する機能を有している。

【００７９】ここで、燃焼筒９内の熱バランスについて
図１５を用いて説明する。図１５に示すように、１段目
の触媒１１と２段目の触媒１２の両者によって触媒反応
が起きており、発熱している場合を考えると、触媒１１
の燃焼反応面Ｓ１面からの輻射熱Ｑ１と触媒１３の燃焼
反応面Ｓ２からの輻射熱Ｑ２は、互いに熱の交換をす
る。Ｓ１面及びＳ２面は反応熱により温度が上昇してお
り、燃焼筒９の内壁面Ｓ３と比較すると高温になってい
る。輻射熱は、２つの面の間の温度差の４乗程度とな
り、Ｓ１面及びＳ２面がＳ３面に対して輻射熱を放出す
る量は、Ｓ１面とＳ２面との輻射熱よりはるかに大き
い。

【００８０】例えば、熱透過板が設けられていない場
合、Ｓ３面の輻射率は、熱透過板を設ける場合より大き
くなり、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で囲まれた空間は、閉じられ
た系に近付く。Ｓ１面及びＳ２面からの発熱は、熱伝達
及び熱伝導によるものだけになり、熱透過板を用いるこ
とにより燃焼筒９の外部への放熱分がなくなり、燃焼筒
内部の温度が高くなる。そのため、触媒面Ｓ１及びＳ２
の温度が高くなり、触媒温度を触媒耐熱温度に保つため
に燃焼量が減少する。しかし燃焼筒９の外周部に熱透過
板１１９を設けることにより、熱伝達だけでなく輻射と
して燃焼筒９の外部へ熱を放出することが出来、燃焼筒
９の内部の温度を低下させて、触媒の過熱を防ぐことが
出来る。従って、燃焼範囲が大きくなる。

【００８１】本実施例によれば、上記各実施例と同様
に、ファン７７の空気流路内に燃焼筒９を配置すること
により、燃焼筒９から空気への熱伝達量が増加する。ま
た、本実施例では、燃焼筒９の外周面に熱透過板１１９
を設けたので、燃焼筒９の熱を熱伝達及び熱伝導だけで
なく、輻射熱として放出することが出来る。従って、燃
焼筒９内の温度を低下させて、触媒１１、１３の過熱を
防止することが出来る。よって、燃焼範囲が拡大し、触
媒の燃焼効率を高くすることが出来る。

【００８２】次に図１６に示す第６実施例の変形例につ
いて説明する。本実施例の触媒燃焼装置１２１は、上流
側触媒８７を導電性の自己発熱型の触媒とした例であ
る。本例においても、燃焼筒９の外周部に熱透過板１１
９を設けることにより、熱伝達だけでなく輻射として燃
焼筒９の外部へ熱を放出することが出来、触媒１１、１
３の過熱を防止することが出来るため、燃焼範囲が拡大
する。

【００８３】第７実施例 次に第７実施例について図１７を用いて説明する。本実
施例の触媒燃焼装置１２３は、触媒１１、１３間の燃焼
筒９を熱透過性の材料１２５で形成した例である。

【００８４】本実施例によれば、燃焼筒９の熱を熱伝達
だけでなく、輻射熱として燃焼筒９の外部へ熱を放出す
ることが出来、燃焼筒９内の熱を外部へ効率良く放出し
て触媒１１、１３の過熱を防止することが出来る。

【００８５】次に本実施例の変形例について図１８を用
いて説明する。本変形例の触媒燃焼装置１２７は、本実
施例の燃焼触媒装置１２７は、上流側触媒８７として、
導電性の自己発熱型の触媒を用いた例である。

【００８６】本実施例によれば、ファン７７の空気流路
内に燃焼筒９を配置することにより、燃焼筒９から空気
への熱伝達量が増加する。また、本実施例では、触媒１
１、１３間の燃焼筒９を熱透過性の材料１２５で形成し
たので、燃焼筒９の熱を熱伝達及び熱伝導だけでなく、
輻射熱として放出することが出来る。従って、燃焼筒９
内の温度を低下させて、触媒１１、１３の過熱を防止す
ることが出来る。よって、燃焼範囲が拡大し、触媒の燃
焼効率を高くすることが出来る。

【００８７】本例においても、燃焼筒９が熱伝達だけで
なく、輻射熱として燃焼筒９の外部へ熱を放出すること
が出来、燃焼筒９の熱を、送風された空気により効果的
に伝達することが出来、燃焼筒９内の温度を低下させ
て、触媒１１、１３の過熱を防止することが出来る。

【００８８】第８実施例 次に第８実施例について図１９を用いて説明する。本実
施例の触媒燃焼装置１２９は、触媒１３１、１３間の燃
焼筒９を熱透過性の材料１２５で形成すると共に、触媒
１３１を混合ガスの流方向の下流側に向けて中央部分が
突出した断面山形状に形成した例である。

【００８９】本実施例によれば、上記各実施例と同様
に、ファン７７の空気流路内に燃焼筒９を配置すること
により、燃焼筒９から空気への熱伝達量が増加する。ま
た、本実施例では、触媒１３１、１３間の燃焼筒９を熱
透過性の材料１２５で形成し、触媒１３１を混合ガスの
流方向の下流側に向けて中央部分が突出した断面山形状
に形成したので、燃焼筒９の熱を熱伝達及び熱伝導だけ
でなく、輻射熱として放出することが出来、燃焼筒９か
ら外部への輻射熱が増大する。従って、燃焼筒９内の温
度を低下させて、触媒１１、１３の過熱を防止すること
が出来る。よって、燃焼範囲が拡大し、触媒の燃焼効率
を高くすることが出来る。

【００９０】次に本実施例の変形例について図２０を用
いて説明する。本変形例の触媒燃焼装置１２７は、本実
施例の燃焼触媒装置１２７は、上流側触媒８７として、
導電性の自己発熱型の触媒を用いた例である。

【００９１】本例においても、上記実施例と同様に、上
流側触媒１３１が断面山形状に形成されているので、燃
焼筒９から外部への輻射熱が増大し、触媒１１、１３の
過熱を防止することが出来、燃焼範囲が大きくなる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、制御手段により触媒の反応による発熱量を制御す
ることにより、触媒の温度を低下させることが出来、過
熱を防止して、燃焼効率を向上することが出来る。

【００９３】請求項２の発明によれば、触媒と混合ガス
との燃焼反応によって放出された燃焼反応熱は、送風手
段の送風空気の一部を使用することにより制御される。
このため、燃焼筒内の温度を低下させることが出来、触
媒が過熱することがない。

【００９４】請求項３の発明によれば、複数段の触媒と
混合ガスとの燃焼反応によって放出された燃焼反応熱
は、その発熱量が制御手段により制御される。このた
め、燃焼筒内の温度を低下させることが出来、触媒が過
熱することがない。

【００９５】請求項４の発明によれば、触媒と混合ガス
との燃焼反応によって放出された燃焼反応熱は、送風手
段の送風空気の一部を使用することにより制御される。
このため、燃焼筒内の温度を低下させることが出来、触
媒が過熱することがない。

【００９６】請求項５の発明によれば、送風手段の空気
流路に燃焼筒を配置し、触媒間に放熱用フィンを配置す
ることにより、燃焼筒の熱を送風された空気へ効率良く
伝達することが出来、触媒の温度を低下させることが出
来る。

【００９７】請求項６の発明によれば、送風手段の空気
流路に燃焼筒を配置し、触媒間に放熱用フィンを配置す
ることにより、燃焼筒の熱を送風された空気へ効率良く
伝達することが出来、触媒の温度を低下させることが出
来る。

【００９８】請求項７の発明によれば、送風手段の空気
流路に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱を送風
された空気へ効率良く伝達することが出来、空気への熱
伝達が増加する。また、触媒の反応面に対して垂直な放
熱用フィンを燃焼筒の外周に設けることにより、燃焼筒
の外周に送風された空気に熱を効率良く伝達することが
出来る。

【００９９】請求項８の発明によれば、送風手段の空気
流路に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱を送風
された空気へ効率良く伝達することが出来、空気への熱
伝達が増加する。また、触媒の反応面と平行な放熱用フ
ィンを燃焼筒の外周に設けることにより、燃焼筒の外周
に送風された空気に熱を効率良く伝達することが出来
る。

【０１００】請求項９記載の発明によれば、送風手段の
空気流路に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱を
送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気へ
の熱伝達が増加する。また、燃焼筒の外周面に設けた熱
透過板により、燃焼筒の熱が輻射熱として外部に放出さ
れる。このため、燃焼筒の熱が送風された空気に効率良
く伝達する。

【０１０１】請求項１０記載の発明によれば、送風手段
の空気流路に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱
を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気
への熱伝達が増加する。また、燃焼筒を熱透過性の材料
で形成することにより、燃焼筒の熱が輻射熱として外部
に放出される。このため、燃焼筒の熱を送風された空気
に効率良く伝達することが出来る。

【０１０２】請求項１１記載の発明によれば、送風手段
の空気流路に燃焼筒を配置したことにより、燃焼筒の熱
を送風された空気へ効率良く伝達することが出来、空気
への熱伝達が増加する。また、燃焼筒を熱透過性の材料
で形成することにより、燃焼筒の熱が輻射熱として外部
に放出され、燃焼筒の熱を送風された空気に効率良く伝
達することが出来る。さらに、触媒を混合ガスの流方向
の下流側に向けて中央部分が突出した断面山形状に形成
したことにより、燃焼筒からの外部への輻射熱が増大
し、燃焼筒の熱を空気により効率良く伝達することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の触媒燃焼装置を示す
断面図である。

【図２】燃焼量と空気流量との関係から燃焼範囲を示
し、（ａ）は風量が多い場合を示す線図、（ｂ）は風量
が少ない場合を示す線図である。

【図３】第１実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断面
図である。

【図４】第２実施例の触媒燃焼装置を示す断面図であ
る。

【図５】第２実施例の触媒燃焼装置の燃焼筒を示し、
（ａ）は一部を破断した側面図、（ｂ）は（ａ）のａ−
ａ線に沿って切断した断面図である。

【図６】第２実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断面
図である。

【図７】第３実施例の燃焼筒を示し、（ａ）は一部を破
断した側面図、（ｂ）は平面図である。

【図８】第４実施例の触媒燃焼装置を示す断面図であ
る。

【図９】第４実施例の触媒燃焼装置の燃焼筒を示し、
（ａ）は一部を破断した側面図、（ｂ）は平面図であ
る。

【図１０】第４実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断
面図である。

【図１１】第５実施例の触媒燃焼装置を示す断面図であ
る。

【図１２】第５実施例の触媒燃焼装置の燃焼筒を示し、
（ａ）は一部を破断した断面図、（ｂ）は平面図であ
る。

【図１３】第５実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断
面図である。

【図１４】第６実施例の触媒燃焼装置を示す断面図であ
る。

【図１５】第６実施例の触媒燃焼装置の燃焼筒の一部を
拡大した側面図である。

【図１６】第６実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断
面図である。

【図１７】第７実施例の触媒燃焼装置を示す断面図であ
る。

【図１８】第７実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断
面図である。

【図１９】第８実施例の触媒燃焼装置を示す断面図であ
る。

【図２０】第８実施例の変形例の触媒燃焼装置を示す断
面図である。

【符号の説明】

１、９１、９７、１０１、１０９、１１１、１１５、１
１７、１２１、１２３、１２７、１２９ 燃焼触媒装置 ５ 予混合部 ７ 供給手段 ９ 燃焼筒 １１ 上流側触媒 １３ 下流側触媒 １５ 送風手段 ９３、９９、１０３、１１３ 放熱フィン １１９ 熱透過板 １２５ 熱透過性の材料

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料と空気とを均一に混合して混合ガス
   を形成する予混合部と、この予混合部で形成された混合
   ガスが流入する燃焼筒と、この燃焼筒と前記予混合部を
   区画して前記燃焼筒に配置し前記混合ガスが通流可能な
   触媒と、 この触媒の反応による発熱量を制御する制御手段とを具
   備して成ることを特徴とする触媒燃焼装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、前記制御
   手段は、前記燃焼筒に触媒反応で燃焼させた燃焼ガスよ
   り室内空気と熱交換して温風を得る送風手段の送風空気
   の一部を使用すること構成とすることを特徴とする触媒
   燃焼装置。
3. 【請求項３】 燃料と空気とを均一に混合して混合ガス
   を形成する予混合部と、この予混合部で形成された混合
   ガスが流入する燃焼筒と、この燃焼筒と前記予混合部を
   区画して前記燃焼筒に配置し前記混合ガスが通流可能な
   複数段の触媒と、この触媒間の反応による発熱量を制御
   する制御手段とを具備して成ることを特徴とする触媒燃
   焼装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の発明であって、前記制御
   手段は、前記燃焼筒に触媒反応で燃焼させた燃焼ガスよ
   り室内空気と熱交換して温風を得る送風手段の送風空気
   の一部を使用すること構成とすることを特徴とする触媒
   燃焼装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載の発明であっ
   て、複数段の触媒間に触媒の反応面に対して垂直な放熱
   用フィンを設けたことを特徴とする触媒燃焼装置。
6. 【請求項６】 請求項３又は請求項４記載の発明であっ
   て、複数段の触媒間に触媒の反応面に対して傾斜した放
   熱酔うフィンを設けたことを特徴とする触媒燃焼装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項４のいずれか一項
   に記載の発明であって、燃焼筒の外周に前記触媒の燃焼
   反応面に対して垂直な放熱用フィンを設けたことを特徴
   とする触媒燃焼装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項４のいずれか一項
   に記載の発明であって、燃焼筒の外周に前記触媒の燃焼
   反応面と平行な放熱用フィンを設けたことを特徴とする
   触媒燃焼装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項４のいずれか一項
   に記載の発明であって、前記触媒間の燃焼筒の外周面に
   熱透過板を設けたことを特徴とする触媒燃焼装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項４のいずれか一
    項に記載の発明であって、少なくとも前記触媒間の燃焼
    筒を熱透過性の材料で形成したことを特徴とする触媒燃
    焼装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の発明であって、前記
    触媒を混合ガスの流方向の下流側に向けて中央部分が突
    出した断面山形状に形成したことを特徴とする触媒燃焼
    装置。