JPS5928171Y2 - 燃焼器具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は燃焼排ガス中に含まれる一酸化炭素等の有害ガ
スを燃焼除去するための排ガス浄化触媒が組み込まれた
、二次空気のとり込みが必要な固体または流体燃料用の
改良された燃焼機器に関するものである。

燃焼機器としては燻炭コンロ、オンドル等の固体燃料を
用いるもの、石油ストーブ、ガスストーブ等の流体燃料
を用いるものがあるが、これらに共通して問題となるの
は不完全燃焼によって生成する一酸化炭素などの有害成
分、及び未燃焼炭化水素類が微量ではあるが排ガス中に
含まれてくる事である。

−酸化炭素は中毒の原因となり、未燃焼炭化水素類は不
快臭をもたらすが、そればかりでなく、何れも有限なエ
ネルギーを有効に利用出来ないという欠点を生ずること
となる。

そこで多くの研究がこれら燃焼ガス中に含まれる一酸化
炭素及び炭化水素等の除去方法について行われた結果数
多くの特許、実用新案が触媒（又は助燃具）についても
出願されてきたが、現在主に実用に供されているのは、
ハニカム触媒及び発泡体触媒など一体構造を持つ触媒で
ある。

粒状触媒も又使用可能であるが、触媒層での抵抗が大き
く圧損失が大であるという欠点があり、抵抗の少いハニ
カム触媒、発泡体触媒などが今日好んで使われる最大の
原因となっている。

しかしながらハニカム触媒、発泡体触媒といえども抵抗
を充分少くする事に関しては末だ満足するものではない
。

抵抗を小さくするための解決策として、ガス通路の全部
または一部の大きさを大きくする事が考えられるが、触
媒の活性はガス通路の大きさに反比例して低下するので
実際上使用に耐えられないということになる。

一方活性を上げるためガス通路を小さくすれば、抵抗の
問題が起ってくる。

即ち抵抗が大となるため、燃焼に必要な充分な二次空気
のとり込みが行われなくなり、その結果優れた触媒活性
を持ちねがら、−酸化炭素、炭化水素類の除去が充分に
行えないという事実に直面することになるのである。

実用的な浄化性能の優れた排ガス浄化用触媒を得るため
には、触媒の活性と圧損失という相反する二つの要因を
どの様に整合性をもって解決していくかが現実問題とし
て肝要となってくるのである。

以上述べで来た点に関し、例を煉炭コンロにとって更に
詳述する。

通常の煉炭コンロは第１図及び第２図に示した如く、下
方に一次空気孔２と上方に二次空気孔３を持つコンロ本
体１及び排気孔６ａ及び６ｂを有する上蓋５から成って
いる。

煉炭４はコンロ本体１内に置かれ一次空気によって燃焼
するが、ここで未燃焼の成分は煉炭４の上部の空間で二
次空気により更に燃焼し、排ガスは排気孔６ａ、６ｂよ
り外部へ排出する。

触媒を使用する場合は実用新案出願公告昭５２３８４６
６に見られる。

即ち、第３図に示した如く、上蓋５は触媒（前記実用新
案では助燃具という）７を納められる様改造する。

煉瓦４の一次燃焼ガスは燻炭上の空間で二次空気と混合
して、唯一のガス逃げ口である触媒中のガス通路を通り
外部に排出される。

この場合、触媒中のガス通路が唯一のガスの排出口とな
るため圧損失は触媒のガス通路の大きさに左右され１通
常用いられる１〜５朋程度の相当直径の穴の場合二次空
気の流入は充分とはならず、時には二次空気孔３より逆
にガスが外部へ流出することすらある。

この様な二次空気不足の場合には、勿論ガスの完全燃焼
は望めない。

二次空気取り込みのためには上蓋のガス排出口（第１図
の６ｂ）に和尚するバイパスを残すことも考えられるが
、ここから排出するガスは未燃焼ガスを残したまま外部
へ排出してしまうので、全体としてのガスの燃焼は不完
全となり、最良の解決方法とはならない。

本考案は燃焼部と排ガス浄化用触媒との間に二次空気と
り入れ口を設け、燃焼排ガスと二次空気との混合ガスが
触媒と接触するようになした固体燃料もしくは流体燃料
用燃焼器具にむいて前述した粒状触媒、ハニカム触媒、
発泡体触媒の持つ欠点を排除する新たなタイプの高性能
触媒が組み込まれた固体または流体燃料用燃焼器具を提
供することを目的とするものである。

本考案の燃焼器具に釦いては、従来の燃焼機器自体の改
造を行わずとも、この新たなタイプの触媒の持つ高性能
を充分に発揮させることが出来る。

次に本考案を図により説明する。

第４図及び第５図は本考案に用いられる触媒の一例を示
したものである。

７ａは通常の触媒に見られるガス通路（小孔）を示し、
この小孔は良好な触媒活性を得るためにはなるべく小さ
いことが望ましいものである。

７ｂは本考案の特徴である大きなガス通路（大孔）を示
している。

触媒７は多数の小孔７ａと１ケ又は２ケ以上の、比較的
少数の大孔７ｂをガス通路として持っている。

例えば触媒Ｉは通常第３図に示した様に上蓋に納めて使
用される。

上蓋の形状は第３図に示されたものに限られろものでは
なく例えばガスの一部をバイパスさせるガス排出口を設
けたものでもよい。

コンロ本体１中で煉炭４を燃焼させると、−酸化炭素と
未燃焼炭化水素類を含むガスは煉炭４の上部空間で二次
空気と混合し、第４図トよび第５図に示した触媒のガス
通路７ａ、７ｂを通って外部へ排出される。

この際小孔７ａを通るガスに含まれろ未燃分は完全に燃
焼し多量の燃焼熱が発生する。

これら発生熱が大孔７ｂを通るガスの燃焼反応を助け、
大孔Ｉｂ中では不完全燃焼に終るかも知れない未燃成分
も触媒上部で小孔より出る高温のガスと混合し完全燃焼
を行うことになる。

本考案に用いられる触媒は二次空気のとり入れを容易に
し前記の完全燃焼を助けるものであるが、例えば触媒の
全ガス通路容積のｌ／４ を占める、通常ならば当然触
媒活性を落すと考えられる大孔をあけた場合ですら大孔
のない通常の・・ニカム触媒に比し顕著に一酸化炭素の
低減が行われた事は全く予期できない事であった。

本考案の触媒小孔の大きさは最長さし渡しの長さ１ｃＩ
ｎ以下特に５ｒ／Ｌ１ｎ以下が使用されるが、活性を上
げるためにはなるべく小さい方が望ましい。

大孔は通常最長さし割し長さで５朋以上、特に１ｃｍ以
上とするが、１ケたけでもよく、又２ケ又は２ケ以上と
する事は効果的である。

大孔を１ケとする場合は孔を比較的大とし、数が増せば
小さくして不完全燃焼のまま排ガスとして逃げる量を可
及的小さくするなどの配慮が必要となる。

大孔の総計容積が全ガス通路容積の２５多以下、好まし
くは１０％以下、特に約４％であることが好ましい。

穴の形状は横断面形状が丸、正方形、長方形、三角形、
六角形その他どの様な形でも良い。

触媒は・・ニカム型、発泡体のいづれにも適用出来るこ
とは勿論であるが、更に粒状触媒を金網等に入れあたか
も一体構造の触媒に準する扱いをすることにより本考案
を実施することも可能である。

説明を簡単にするため煉炭コンロを例にとって説明を行
ってきたが、本考案は煉炭コンロに限られるものではな
くオンドル、石油ストーブ、ガスストーブなど総ての燃
焼器具で、二次空気の取り入れが問題となり不完全燃焼
を行うものに対して利用出来る。

次に本考案を実施例に基いて行う。例１ 燃焼テストは市販の煉炭コンロ（４号上つけコンロ）を
用いて行った。

上蓋は１００朋外径、１０ｍｍ厚さの触媒が納められる
ように第３図の如く改造した。

触媒としては市販のコージライト製ノ・ニカム（外径１
００朋厚さ１０朋の円板型、ピッチ２．０朋四角穴）の
中心部に一辺約１４ｒＩＬＴＡの正方形の大孔をあけた
ものを用い、γ−アルミナをコートした後パラジウム１
．０ ？／ｌを担持させたものを使用した（触媒Ａ−１
）。

又対照の参考側触媒としては中心部の大孔を持たない所
たけが異る同型のパラジウム・・ニカム触媒（触媒Ｂ−
２）を用い、同一条件でテストを行った。

ＣＯの測定は板場ＭＥＸＡ２０１−Ｆ分析計によって行
った。

例２ 市販のコージライト製ハニカム（外径１００朋厚す１０
ｒ／１ｍの円板型ピッチ１．５ｍ、四角穴）に巾２．７
ｍｍ長さ縦横共に１４．７ｍｍの十字型の大孔を１３個
設けた。

この大孔性ノ・ニカム担体を用い例１と同じ操作により
、パラジウム１．０ ？／ｌ ｆ：担持させて触媒Ａ−
２を作った。

この触媒の大孔総計容積は全ガス通路容積の１９％とな
った。

この触媒を用いて例１と同じようにしてテストを行った
。

例３ 例１と同じコージライト製ノ・ニカム（外径１００關厚
さｌＯ朋の円板型ピッチ２． Ｏｒｎｍ四角穴）に巾３
．７朋長さ縦横共に１９．７ｍｍの十字型の大孔を９個
設けた。

この大孔付ノ・ニカム担体を用いて例１と同じ操作によ
りパラジウム１．Ｏ′ｙ／ｌ と担持させ、触媒３−１
を作った。

この触媒の大孔総計容積は全ガス通路容積の３３饅とな
った。

この触媒を用いた例１と同じようにしてテストを行った
。

触媒Ａ−ｉ 、 Ａ−２、Ｂ−１むよび１３−２のテス
ト結果を第１表に示した。

例４ コージライト製ハニカム担体の代りにコージライト製セ
ラミックフオーム担体を用いて例１と同様に触媒を調整
し同様のテストを行った。

実施例触媒（触媒Ｃ）は外径１００ｍｍ厚さ１０＋ｕ＋
の円板に７％径の大孔５ケを中心部とその周囲に持つも
ので、大孔ガス通路の総計容積は全ガス通路容積の約４
％である。

他に参考例として大孔を設けない発泡体型の触媒（触媒
Ｄ）についても同様のテストを行った。

テストの結果を第２表に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の煉炭コンロの断面図、第２図はその平面
図、第３図は触媒を納められる様に改造した上蓋を用い
たコンロの断面図、第４図及び第５図はそれぞれハニカ
ム型及び発泡体を用いた本考案になる触媒の実施例を示
す平面図である。 １・・・コンロ本体、２・・・−次空気孔、３−・・二
次空気孔、４・・練炭、５・・・上蓋、６ａ ｔ ６ｂ
・・・排気孔、７・−触媒、？ａ・・・小孔、７ｂ・・
・大孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １）燃焼部と排ガス浄化用触媒との間に二次空気取入れ
   口を設け、燃焼排ガスと二次空気との混合ガスが触媒と
   接触するようになした固体もしくは流体燃料用燃焼器具
   において、多数の通常の大きさの小孔ガス通路と、比較
   的少数の大孔ガス通路を有し、該大孔ガス通路の総計容
   積が全ガス通路容積の２５係以下である排ガス浄化用固
   形触媒が組み込まれたことを特徴とする燃焼器具。 ２）該触媒の大孔ガス通路の総計容積が全ガス通路容積
   の１０多以下である実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の燃焼器具。 ３）該触媒の大孔ガス通路の総計容積が全ガス通路容積
   の約４％である実用新案登録請求の範囲第１項記載の燃
   焼器具。 ４）該触媒の大孔の最長さし渡し長さが５ｒｎｍを越え
   るものである実用新案登録請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれか１項に記載の燃焼器具。 ５）該触媒の小孔よりなるガス通路部分が発泡体である
   実用新案登録請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   １項に記載の燃焼器具。