JPH1089616A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない燃料使用量で効率よく完全燃焼し多量
の熱放射が得られるとともに、機器周囲の低温化により
熱放散が抑制された高い経済効果を有するコンパクトな
触媒燃焼器を実現すること。 【解決手段】 板状触媒体の下流側面に高温排気ガスで
満たされる排ガス室を、また排ガス室の外周に予混合
気、もしくは空気の通過する空気室を設置することによ
り、排気ガスからの熱回収、触媒体周囲部の保温および
機器外周部の断熱を行う触媒燃焼装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射熱を利用する
触媒燃焼装置において、特に熱放射効率向上および燃焼
安定化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭化水素を主体とする燃料に対して酸化
活性を有する触媒を用いた触媒燃焼装置は、従来より多
数提案されているが、その燃焼反応熱の利用形態として
は、触媒体の表面から発せられる放射熱線を、直接また
は熱線透過窓を介しての放射熱として給湯や暖房等に利
用するものが知られている。

【０００３】触媒体の連通孔には燃料のみを供給し、触
媒体下流側表面近傍で大気中の酸素を拡散供給すること
によって接触酸化させるものでは、大気中に露出された
触媒体の下流面からの放射熱を直接加熱や暖房等の用途
に供し、一方燃料と空気の予混合気を供給して主に触媒
体上流表面近傍で接触酸化反応をさせ、触媒体の連通孔
を経て排気ガスを放出するものにおいては、触媒体上流
面に対向設置された熱線透過窓を介して上流面から熱線
を放射させて加熱や暖房等の用途に供したり、あるいは
触媒体上流面に対向設置された熱媒体流路を備えた放射
受熱部において放射熱を熱交換し、加熱された熱媒体を
介して給湯や暖房等に用いる方法が一般的に利用されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の機器では、
燃料の酸化反応が触媒体表面で進行することから、反応
熱は直接触媒体に伝達され、ここから効率よく熱放射さ
れて、火炎燃焼の排ガスで熱放射体を加熱するものに比
べて高い熱放射効率（燃料の反応熱に対する放射熱とし
て得られるものの比率）が得られる。

【０００５】セラミックのハニカム担体に白金族の貴金
属等を担持させた触媒体において、空気過剰率および燃
焼量に対する依存性はあるものの、触媒体上流表面から
の熱放射効率は４０〜５０％、触媒体下流表面からの熱
放射効率は２０〜３０％であり、触媒体の連通孔を経た
排気ガスは燃焼反応により発する熱量の２０〜３０％の
熱量を保有したまま外部に搬出される。さらに、この触
媒体を用いて燃焼装置を構成したものにおいて、触媒体
下流表面からの放射熱および高温排気ガスにより搬出さ
れる熱は、特に触媒体下流側の面を解放した構成では放
射熱および熱搬出として直接機器の外部に放散され、ま
たここに排気経路を設置した構成では、放射熱と排気ガ
スからの伝熱により加熱された排気流路壁面からの二次
放射および自然対流放熱とともに熱搬出として放散され
る熱に加えて、燃焼装置側部壁面から触媒体上流表面か
らの放射熱の一部が二次放射および自然対流放熱として
熱放散されるため、燃焼装置前面からの熱放射効率は実
質的に３０〜４０％となり、火炎燃焼の場合（１５〜２
０％）の１．５〜２倍になっているが、燃焼装置からの
全熱放散量は、なお燃焼反応により発する熱量の６０〜
７０％となっており、熱を十分有効に利用できていなか
った。

【０００６】また、触媒下流側の露出された面からのこ
れらの熱放散量を低減するためには、大きな断熱層を設
けたり、厚い断熱材を添装したりしなければならず、機
器の大型化が避けられないものであった。さらに、高温
排気ガスにより搬出される熱を有効利用し一部回収を試
みようとすると、下流に大きな熱交換器を設置する必要
があるため、機器のコンパクト化が困難となり、さらに
高い熱交換効率を追求する場合には、より複雑な構成の
熱交換器の導入が必要となり、高コスト化につながるも
のであった。

【０００７】同時に、機器の大型化は機器周囲壁面の面
積の増加、すなわち熱放散面積の増加を招くことにな
り、これは触媒体下流面あるいは側面からの熱放散量の
増加を伴うものでもあった。この触媒体下流面あるいは
側面からの熱放散は、触媒体の温度を低下させることに
もなり、特に多量の熱放散が行われる触媒体周囲部分で
は温度低下が著しくなる。このため、燃焼量を低下させ
た場合やメタン等の難燃性燃料を使用した場合には、低
温化した部分での反応性の低下により燃焼反応の継続が
困難になるものであった。

【０００８】本発明は、かかる従来の触媒燃焼装置の課
題を解決することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の本発明では、多数の連通孔を有する触媒
体の上流側に混合気を導入する混合気室を備え、対向す
る位置に透過窓もしく放射受熱部を設けるとともに、下
流側には排気ガスを導き、外部に排出する排気口を有す
る排ガス室、さらに流入口を有する空気室を外周に設置
し、予混合気または空気の一部を空気室を経由して流入
するようにしたことを特徴としている。

【００１０】また、請求項２の本発明では、触媒体下流
側表面近傍に、排気ガスを導く流路を介して第２触媒体
を備えたことを特徴としている。

【００１１】また、請求項３および４の本発明では、排
ガス室、もしくは空気室を順次連通する多層構造とし、
それぞれ最外層に排気口、最内層に流入口を備えた構成
にしたことを特徴としている。

【００１２】また、請求項５および６の本発明では、排
ガス室の最内側壁、もしくは空気室の最外側壁を熱線反
射率の高い材料で構成するか、もしくはその内側表面を
被覆したことを特徴としている。

【００１３】さらに、請求項７の本発明では、排ガス室
の最外側壁を銅、アルミ等の熱良導体で、他の壁をステ
ンレス鋼等の熱非良導体で構成したことを特徴としてい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明の実施には、多数の
連通孔を有して各種炭化水素燃料への酸化活性を有する
触媒体、耐熱性の熱線透過材料の他、着火装置や流量制
御装置、燃料と空気の混合器、あるいは必要に応じて液
体燃料の気化器、温度検出装置や駆動装置等が必要とな
る。触媒体は金属やセラミックのハニカム担体、あるい
はセラミック繊維の編組体、他孔室焼結体等に、白金や
パラジウム等の貴金属を主成分とした活性成分を担持さ
せたものを用い、また耐熱性の熱線透過材料としては、
石英ガラスや結晶化ガラス等を用い、空気や気体燃料の
流量制御は、手動のニードルバルブや電動のソレノイド
バルブ等が使われ、液体燃料の場合には電磁ポンプ等を
使用する。その他の駆動部分は手動のレバー操作、自動
制御のモータ駆動等が可能で、着火装置としては電気ヒ
ータや放電点火器等を使用し得る。なおこれらはいずれ
も従来から広く採用されている手段であり、他の公知の
手段でも可能である。

【００１５】（実施の形態１）図１は、本発明に係る触
媒燃焼装置の１実施の形態の要部断面構成図である。最
初に、本実施の形態の動作と特性について説明する。燃
料供給部２より供給される燃料（ここでは配管供給され
た都市ガスを使用）は、混合器３において給気ファン１
により供給された空気と混合された後、予混合気として
予混合気供給部４より空気室５に導入され、流入口７を
経て混合気室６へと供給される。燃焼初期においては、
セラミックハニカムに白金族の貴金属を担持させた触媒
体８の連通孔を介して排ガス室１１へと至った予混合気
に電気ヒータからなる点火器１０への通電で着火され、
まず触媒体８の下流側（すなわち排ガス室側）近傍で火
炎燃焼を開始する。この火炎によって加熱された触媒体
８は、下流側表面近傍が最初に昇温してここで触媒燃焼
を開始し、その燃焼熱によってさらに上流側が加熱され
ることを繰り返して、やがて上流面（すなわち混合気室
に対向する面）の表面近傍での触媒燃焼へと移行する。
この状態では、触媒体８の上流側表面は（供給される予
混合気の量によって異なるが）６００〜７００℃に達
し、赤熱を開始する。燃焼反応後の排ガスは触媒体８の
連通孔を経て排ガス室１１へと流入し、排気口１２より
外部に放出される。

【００１６】次に、上記燃焼時の特性を説明する。予混
合気供給部４において常温（大気温度）で導入された予
混合気は、空気室５内において排ガス室１１の外側壁に
接触しつつ、流入口７へと流れるが、排ガス室１１内に
は５５０〜６５０℃の高温の排気ガスが流れており、こ
の排気ガスにより加熱された排ガス室１１の外側壁も同
様に昇温しているため、ここで排ガス室１１内の排気ガ
スとの間で熱交換が行われ、流入口７に到達するまでに
２００〜４００℃に昇温される。この結果、初期には６
００〜７００℃であった触媒体８の上流表面温度は、熱
回収により予熱された予混合気が保有する熱量も加算さ
れることにより８００〜９００℃まで上昇し、さらに触
媒表面における反応が促進されることにより燃焼反応が
上流側表面近傍で起こるようになるため、触媒体８の上
流側表面からの放射量が増加する。

【００１７】また、触媒体８は高温の排気ガスで充満し
ている排ガス室１１内に設置されているため、その下流
面および側面から外部への放熱が抑制されており、高い
保温効果が得られる。このため、触媒体８全体が均一な
高温状態に保たれることになり、部分的（特に触媒体８
周囲部分）に反応性が低下する低温領域を生じないこと
から、より低い燃焼量において完全燃焼が可能となり燃
焼量可変幅を拡大することができる。加えて、難燃性の
メタンを含む天然ガス燃料を用いたものにおいても、反
応が促進されて完全燃焼を保証できる。

【００１８】さらに、排ガス室１１の外側を覆う空気室
５を設置した構成としていることにより、排ガス室１１
の外側壁が露出しており直接大気と接触する構成として
いるものと比較して、最外側壁の温度が５０〜１００℃
低下するとともに、熱交換器を設置して熱回収を行うも
のや大きな断熱層を設置したり、厚い断熱材を添装した
最外側壁が高温のものと比較して、機器のコンパクト化
が図られており熱放散面積が最小限に留められているこ
とから、主として、加熱された最外側壁からの二次放射
および自然対流放熱による機器全体としての熱放散量が
低減する。以上のような効果により、触媒体８下流側方
向での熱放散を抑制するとともに、熱回収を行うことに
より高い熱放射効率が得られるため、より少ない燃料使
用量で従来と同程度の暖房効果、加熱効率等が得られる
高い経済性を有するコンパクトな燃焼装置を提供できる
ものである。

【００１９】触媒体８上流面から放射された熱線のう
ち、短波長成分は熱線透過性材料からなる透過窓９を介
して直接放出され、長波長成分は一旦透過窓９で吸収さ
れ、ここで昇温させることによって二次放射として機器
前方に供給されるが、吸収熱で昇温している透過窓９
（３００〜４００℃）に対して、流入口７を対向する位
置に開口することによって、混合気室６に流入した予熱
予混合気が透過窓９に接触して上昇気流を形成し、ここ
でも熱回収が行われるため、予熱混合気の温度はさらに
上昇して、触媒体８に還流されるとともに、透過窓９の
温度を低下させる結果となり、透過窓９の自然対流熱損
失の低減が可能となる。なおここで、前記効果は、触媒
体に対向する位置に結晶化ガラス等の熱線透過性材料か
らなる透過窓９を設置した場合に顕著になるものであ
る。

【００２０】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態について説明する。本実施の形態は、排ガス室内の触
媒体下流側表面近傍に、排ガスを導く流路を介して触媒
体と連通する多数の連通孔を有する板状の第２触媒体を
備えた構成となっている点が実施の形態１と異なる。し
たがって、異なる点を中心に本実施の形態を説明する。

【００２１】図２は、本実施の形態の要部断面構成図で
ある。図２において、１３は銅により構成される熱媒体
流路１４を備えた放射受熱部であり、触媒体８に対向す
る位置に設置されている。また、１５は第２触媒体であ
る。ここで、実施の形態１の透過窓９の代わりに銅製の
熱媒体流路１４を添装した放射受熱部１３を設置し、放
射熱を熱交換し、熱媒体流路１４中の熱媒体を加熱する
構成とした本実施の形態においても、熱利用の用途が直
接の放射加熱から給湯等の熱媒体加熱に変わるのみで、
実施の形態１で証明した燃焼熱利用効率における経済効
果は保持されるものである。

【００２２】次に、本実施の形態の動作と特性について
説明する。燃焼初期においては、触媒体８の連通孔を経
て排ガス室１１へと至り、第２触媒体１５の連通孔に流
入する前の予混合気に点火器１０への通電で着火され、
まず触媒体８の下流、すなわち第２触媒体の上流近傍で
火炎燃焼を開始する。この火炎の加熱により、最初に第
２触媒体１５の上流側表面近傍が昇温して触媒燃焼を開
始した後、触媒体８の下流面近傍が昇温して触媒燃焼を
開始すると、第２触媒体１５に到達する未燃焼の燃料の
量が減少するため、第２触媒体１５の温度は一旦低下す
る。その後、触媒体８では燃焼熱によってさらに上流側
が加熱されることを繰り返して、やがて上流面の表面近
傍での触媒燃焼へと移行して赤熱を開始する。同時に、
触媒体８の下流側表面からの放射熱量の増加、および触
媒体８を経た排気ガスの高温化に伴い、第２触媒体１５
の受熱量が増加するため、再び昇温を開始する。

【００２３】次に燃焼時の特性を説明する。触媒体８周
囲部分での温度低下が著しく、低温化した部分での反応
性の低下により燃焼反応が完全に行われなくなる場合を
除いて、触媒体８を経て第２触媒体１５に導入される排
気ガス中に含まれる未燃焼の燃料は、燃料供給部２で供
給される全燃料の１％未満と、排気ガス中の燃料濃度は
非常に希薄であるため、第２触媒体１５において燃焼反
応により発する熱量は極めて小さい。このため、第２触
媒体１５の温度は、主に、触媒体８を経た温度６００〜
７００℃と保有熱量の大きい排気ガスとの間の熱伝達お
よび触媒体８の下流側表面からの放射熱による受熱量と
第２触媒体１５の下流面あるいは側面から外部への熱放
散量が均衡を保つように決定される。

【００２４】第２触媒体１５は高温の排ガスで充満して
いる排ガス室１１内に設置されており、さらに外側を覆
う空気室５を設置した構成としていることから、その下
流面および側面から外部への放熱が抑制されており、高
い保温効果が得られる。このため、排ガス室１１の外側
壁が露出しており直接大気と接触する構成としているも
のと比較して、第２触媒体１５は全体が均一な高温状態
に保たれる。またこれに伴い触媒体８下流側表面から第
２触媒体１５上流側表面に供給する熱量が低減される、
すなわち触媒体８からの熱放散量が低減されるため、触
媒体８も同様に高温に保たれる。

【００２５】以上のことから、触媒体８の上流側表面か
らの高い熱放射効率が得られるとともに、第２触媒体１
５の設置の主目的である、触媒体８の連通孔を経た燃焼
後の排気ガス中に含まれる未燃焼の燃料、一酸化炭素お
よび臭気成分等の浄化作用に関しても高い性能が得られ
る燃焼装置を提供できるものであり、特に屋内に排気ガ
スを排出する構成の燃焼装置に極めて有効なものとな
る。

【００２６】なお、ここで、触媒体８下流側表面からの
放射受熱量を増加させるため、可能な限り第２触媒体１
５を触媒体８に近接して設置させるほうが望ましい。た
だし、本実施の形態のように触媒体８下流側表面と第２
触媒体１５上流側表面の間に構成される空間において着
火を行うものでは、火炎の形成が可能である十分な空間
を確保する必要性があることから、触媒体８下流側表面
と第２触媒体１５上流側表面の間の距離を１０〜２０ミ
リ程度とするのが適当である。

【００２７】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態について説明する。本実施の形態は、基本構成は実施
の形態２と同じであるが、排ガス室および空気室をとも
に二層構造とした構成となっている点が異なる。したが
って、異なる点を中心に本実施の形態を説明する。

【００２８】図３は、本実施の形態の要部断面構成図で
ある。最初に、燃焼時の特性を説明する。予混合気供給
部４から常温で導入された予混合気は、空気室外側層５
ｂ内において空気室内側層５ａ壁に接触しつつ、空気室
連通部１６へと流れ、空気室連通部１６から空気室内側
層５ａへと流入し、さらに流入した予混合気は、空気室
内側層５ａ壁および排ガス室外側層１１ｂ璧に接触しつ
つ、流入口７へと流れる。ここで、排ガス室外側層１１
ｂ内に５００〜６００℃の高温の排気ガスが流れてお
り、この排気ガスにより加熱された排ガス室外側層１１
ｂ壁も同様に昇温しているため、ここで排ガス室外側層
１１ｂ内の排気ガスとの間で熱交換が行われるととも
に、昇温した空気室内側層５ａ内の予混合気により空気
室内側層５ａ壁が加熱されるため、ここでも熱交換が行
われる。この結果、予混合気温度は空気室連通部１６に
おいて１００〜２００℃、流入口７において３００〜４
００℃に達する。また、空気室外側層５ｂ壁の温度は空
気室内層５ａ壁の温度よりも低くなっており、単層の空
気室５を設ける構成としたものと比較して機器の最外側
壁をさらに低温化することが可能になる。なおここで、
上記効果は空気室５内に設置する層数が多いほど顕著に
なる。

【００２９】一方、触媒体８および第２触媒体１５を経
た燃焼後の排気ガスは排ガス室内側層１１ａに接触しつ
つ、排ガス室連通部１７へと流れ、排ガス室連通部１７
から排ガス室外側層１１ｂへと流入し、排気口１２から
外部へと排出される。排ガス室内側層１１ａ壁は接触す
る排気ガスと第２触媒体１５下流側表面からの放射熱に
より加熱され、ここで熱交換が行われるが、排ガス室１
１の外側壁が露出しており直接大気と接触する構成とし
ているものや単層の空気室５を設ける構成としたものと
比較して、第２触媒体１５の下流側を覆う壁（ここで
は、排ガス室内側層１１ａ壁）と接触する気体（予混合
気、もしくは排気ガス）がより高温であるため、熱交換
量が少ない。この結果、第２触媒体１５下流側表面から
の放射熱の熱放散量が低減されるため、第２触媒体１５
全体が均一な高温状態に保たれる。以上のことから、均
一完全燃焼を行うことのできる燃焼装置を提供できる。

【００３０】なお、ここで、本実施の形態のように空気
室５、排ガス室１１ともに二層構造として構成されてい
るものにおいては、排ガス室外側層１１ｂ壁を介した空
気室内側層５ａ内の予混合気流と排ガス室外側層１１ｂ
内の排気ガス流が対向流を形成するように空気室連通部
１６と排ガス室連通部１７を配置している。また、各々
三層構造以上により構成されているものにおいても、壁
を介して隣接する二層内の流れが全て対向流を形成する
ように配置することが望ましい。

【００３１】さらに、排ガス室外側層１１ｂ壁が銅によ
り、また前記壁を除く全ての壁がステンレス鋼のうち熱
線反射率の高いＳＵＳ４３０により構成され、特に空気
室内側層５ａ壁の排ガス室５側表面および排ガス室内層
１１ａ壁の第２触媒体１５側表面を十分研磨したものに
おける特性を説明する。多量の熱交換を行う必要性のあ
る排ガス室外側層１１ｂ壁に熱伝導性が良好である銅を
用いることにより伝熱抵抗が低下するため、ＳＵＳ４３
０により構成される他の壁と比較して単位面積当たりの
熱交換量が増加し、より高温の予熱予混合気が触媒体８
に供給されるようになるとともに、排気口１２より排出
される排気ガスの温度も低下する。

【００３２】また、排ガス室内側層１１ａ壁の第２触媒
体１５側表面において、第２触媒体１５下流側表面から
の放射熱線の一部を反射することにより放射熱の一部を
還流するため、第２触媒体１５がより高温に保たれ、均
一完全燃焼を行うことができる。さらに、空気室内側層
５ａ壁の排ガス室１１側表面において熱線の一部を反射
することにより排ガス室外側層１１ｂ壁からの放射熱の
一部が還流され、空気室外側層５ｂ内の予混合気の受熱
量が低減されるため、空気室外側層５ｂ壁の低温化に効
果がある。

【００３３】以上のことから、機器の底面部（すなわ
ち、空気室最外側層）からの熱放散を抑制できるので、
機器と床面の間の距離が小さく、また床面に水平設置し
て使用されることの多い調理器を構成することもでき
る。

【００３４】なお、ここで、排ガス室外側層１１ｂ壁は
アルミニウム等により、また前記壁を除く全ての壁はニ
ッケル鋼、モリブデン鋼等により構成され、空気室内側
層５ａ壁の排ガス室５側表面および排ガス室内層１１ａ
壁の第２触媒体１５側表面を十分研磨したものでもよ
く、さらに、空気室内側層５ａ壁の排ガス室５側表面お
よび排ガス室内層１１ａ壁の第２触媒体１５側表面を上
記のような熱線反射率の高い金属材料の薄膜で被覆した
ものでは、上記のような金属材料に限定されるものでは
なく、鋳鉄、セラミックス等を使用してもよく、このよ
うな場合でも上記効果を損なうものではない。

【００３５】また、排ガス室外側層１１ｂ壁が平板面で
ある必要性はなく、伝熱面積を増加するために排ガス室
外側層１１ｂ側壁の片側、もしくは両側に熱良導体のア
ルミニウムからなるフィンを設置した構成としてもよ
い。さらには、流速を大きくし伝熱境膜を薄くするため
に排ガス室外側層１１ｂ側壁の片側、もしくは両側に流
路を形成するバッフル（邪魔板）を設置した構成として
もよい。

【００３６】また、配管供給される気体燃料の燃焼器に
実施した例で説明したが、本発明はこれに限定されるも
のでないことは勿論である。すなわち、燃料種としては
燃料タンクを用いた気体燃料でも、また灯油のような液
体燃料を使用する場合も適用できる。ただし、液体燃料
を使用する場合には、予混合器の上流で液体燃料を気化
させる手段が付加される。

【００３７】また、触媒体の担体にはセラミックハニカ
ムを用いているが、予混合気が流通し得る多数の連通孔
を有するものであれば、その素材や形状に限定はなく、
例えばセラミックや金属の焼結体、金属ハニカムや金属
不織布、セラミック繊維の編組体等が利用可能であり、
形状も平板に限らず、湾曲形状や筒状あるいは波板状な
ど、素材の加工性と用途に応じて任意に設定し得る。ま
た活性成分としては、白金、パラジウム、ロジウム等の
白金属の貴金属が一般的であるが、これらの混合体や他
の金属やその酸化物、およびこれらとの混合組成であっ
てもよく、燃料種や使用条件に応じた活性成分の選択が
可能である。

【００３８】また、点火手段としては電気ヒータを用い
た触媒体下流での直接着火方式を用いているが、触媒体
の温度を上昇させる手段であればこの構成手法に限るも
のではなく、例えば噴出口近傍に着火器を設けて最初は
ここで火炎を形成させ、高温排ガスによる加熱で触媒体
が所定温の活性度になった時点で一旦燃料供給を停止し
て火炎を消滅させ、その直後再度燃料供給を再開して触
媒燃焼反応を開始させる方法もあり、あるいは触媒体近
傍に電気加熱手段を設置して、所定温度まで電気加熱に
より昇温する方法を用いてもよく、いずれも上記本発明
の効果を損なうものではない。しかしながら上記のよう
に、触媒体下流面で火炎を形成させ、自動的に安定な触
媒燃焼へ移行させる手段を用いることにより、複雑な制
御、検知やそのための補助部品を必要とせず、また多量
の電気入力を必要とせず、特に屋外使用の機器への応用
時には、実使用上有効な手段である。なお、火炎燃焼を
開始させる点火器としては、圧電着火器を用いるのも無
電源機器を完成させるに有効な手段である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
触媒燃焼装置では、機器の前面を除いた外周部に予混合
気、もしくは空気の通過する層の設置による機器の外壁
温度の低下に加えて、機器のコンパクト化による機器の
外周部の熱放散面積の低減のため、機器の周囲への熱放
散量が抑制されるとともに、機器内に熱交換部を備えて
熱回収を行うことにより、機器外部へ搬出される排気ガ
スの保有熱量が低減されるため、少ない燃料使用量で効
率よく放射熱を得られ、不要な熱出力を抑えたエネルギ
ー効率が高い。

【００４０】また、本発明においては、触媒体の周囲に
排気ガスの充満した保温層を設置することにより、触媒
体が常に高活性状態に維持され、低い燃焼量での完全燃
焼を確保することができるため、燃焼量可変幅を拡大す
ることができる。さらに、難燃性の燃料や希薄予混合気
を用いた場合でも、排気ガスの充満した保温層内に第２
触媒体を設置することにより、クリーンな排ガス特性が
得られるため、屋内用途等にも利便性の高い燃焼装置を
提供できる。

【００４１】さらに、本発明においては、機器の外壁温
度の低下により、大きな断熱層を設置したり、厚い断熱
材を添装したりする必要性がなくなり、また熱回収のた
めに複雑な構成の熱交換器を設けていないため、低コス
トでコンパクトな燃焼装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態の燃焼装置の要部断面
構成図

【図２】本発明の第２実施の形態の燃焼装置の要部断面
構成図

【図３】本発明の第３実施の形態の燃焼装置の要部断面
構成図

【符号の説明】

１ 給気ファン ２ 燃料供給部 ３ 混合器 ４ 予混合気供給部 ５ 空気室 ５ａ 空気室内層 ５ｂ 空気室外層 ６ 混合気室 ７ 流入口 ８ 触媒体 ９ 透過窓 １０ 点火器 １１ 排ガス室 １１ａ 排ガス室内層 １１ｂ 排ガス室外層 １２ 排気口 １３ 放射受熱部 １４ 熱媒体流路 １５ 第２触媒体 １６ 空気室連通部 １７ 排ガス室連通部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前西 晃 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の連通孔を有する板状の触媒体と、
   前記触媒体の上流側に燃料と空気の混合気を導入する空
   間を構成する混合気室と、前記混合気室の前記触媒体に
   対向する位置に設置された熱線透過性材料からなる透過
   窓もしくは熱良導体からなる放射受熱部と、前記触媒体
   の下流側に排気ガスを導く空間を構成するとともに、一
   部に排ガスを外部に排出する排気口を備えた排ガス室
   と、前記排ガス室を内包し前記混合気室に連通する流入
   口を備えた空気室を有するとともに、少なくとも前記混
   合気室に供給する予混合気または空気の一部を前記空気
   室を経由して流入するように流路を構成したことを特徴
   とする触媒燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記排ガス室内の前記触媒体下流側表面
   近傍に、排ガスを導く流路を介して前記触媒体と連通す
   る多数の連通孔を有する板状の第２触媒体を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の触媒燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記排ガス室を、順次連通しつつ外側面
   を覆うよう構成された多層構造とし、最外側の前記排ガ
   ス室に前記排気口を備えたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の触媒燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記空気室を、順次連通しつつ外側面を
   覆うよう構成された多層構造とし、最内側の前記空気室
   に前記流入口を備えたことを特徴とする請求項１または
   ２記載の触媒燃焼装置。
5. 【請求項５】 前記排ガス室の最内側壁を熱線反射率の
   高い材料で構成するか、もしくは最内側の前記排ガス室
   の前記触媒体または前記第２触媒体側表面を熱線反射率
   の高い材料で被覆したことを特徴とする請求項３記載の
   触媒燃焼装置。
6. 【請求項６】 前記空気室の最外側壁を熱線反射率の高
   い材料で構成するか、もしくは最外側の前記空気室の前
   記排ガス室側表面を熱線反射率の高い材料で被覆したこ
   とを特徴とする請求項１または４記載の触媒燃焼装置。
7. 【請求項７】 前記排ガス室の最外側壁を銅、アルミ等
   の熱良導体で構成するともに、前記最外側壁を除いた前
   記排ガス室壁および前記空気室壁をステンレス鋼等の熱
   非良導体で構成したことを特徴とする請求項３または４
   記載の触媒燃焼装置。