JPS5971908A - 触媒燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各種のガス燃料または気化させた液体燃料を
燃焼空気と共に触媒体上に供給し、その面上にて酸化反
応を起こさせて触媒体を発熱させ、発生する熱を利用す
る触媒燃焼器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の触媒燃焼器は、第１図に示したように燃焼筒ム１
内に整流板Ａ２．逆火防止板Ａ３．触媒体ム４を設置し
ただけであり、燃焼筒Ａ１および触媒偉人４は、直接外
気と接触していた。この方式の場合、燃焼筒Ａ１と直接
接触している触媒体Ａ４の外周部が外気の影響を受けて
冷却され、この部分を通過する燃料混合気が不完全燃焼
を起こし、多量の炭化水素やＣＯを含んだ未燃ガスとし
て排出されるという欠点があった。特に、低燃焼量領域
で空気過剰率を高くした場合この傾向が強く、低燃焼量
領域での燃焼幅が狭く々るため、結果的にＴＤＲ（絞り
率−最低燃焼量／最大燃焼量）３ｔ　− も約≠程度でしかんかった。

発明の目的 本発明は、上記従来例の欠点を除去することができ、そ
の目的は燃料を解媒体上にて、広範囲な空燃比のもとで
も安定かつ効率の良い酸化反応をさせると共に、広い燃
焼量可変範囲を持ち、かつ排気ガスがクリーンとなる様
な触媒燃焼器を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するだめに、本発明では触媒体の前面側
の外周部に、耐熱性材料から々る遮蔽物を、外周部の形
状に沿う様に設置し、遮蔽物に多量の熱量を持った燃焼
排ガスが衝突することによって生じた輻射熱により、触
媒体前面の外周部を加熱し、燃焼筒および外気との接触
による冷却作用を抑制したことを基本構成とした。この
構成により、燃焼筒および外気との接触による触媒体前
面外周部の冷却作用と、遮蔽物の使用による輻射からの
加熱作用が相殺され、触媒体前面外周部に冷却部分が発
生しにくく々す、特に低燃焼量領域に於て、広範囲々空
燃比を持った燃焼状態を形成するととができ、燃焼幅ひ
いてはＴＤＲを拡大することが可能となった。

実施例の説明 本発明による触媒燃焼器の一実施例を第２図に示し、こ
れにより説明する。

シーズヒータ６を埋設した気化予混合筒６の後方には、
中央に空気ロアを有する固定板８が接合され、気化予混
合筒６の前方には、耐熱性金属からなる横型円筒状の燃
焼筒Ｂ１が嵌合されている。

燃焼筒Ｂ１内には、その前方に向かって金網またはパン
チングメタル製の抵抗板９、耐熱性セラミックからなる
整流板Ｂ２、同じく耐熱性セラミックから々る逆火防止
板Ｂ３、円筒状の触媒体Ｂ４、本発明による耐熱性材料
から々るリング状の遮蔽物１０が順次設置されている。

オだ、整流板Ｂ２のすぐ前方側には、点火プラグ１１が
燃焼筒Ｂ１を貫通した形で設置されている。一方、気化
予混合筒６内に臨んだシャフト１２の先端には、前方に
向けて径が犬となる同乗台形のコーン１３、回６１　　
’ 転板１４、周端に攪拌用小羽根を有する混合板１５が順
次固定されている。また、給油管１６の先端はコーン１
３上方に開口する様に設置されて込る。

次に上記実施例の作用を説明する。

シーンヒータ５に通電され、気化予混合筒６の側壁が所
定の温度に到達すると、ファン、電磁ポンプ（共に図示
せず）に通電され、空気および燃料の供給が開始される
。燃料は給油管１６によって回転しているコーン１３上
に送られ、コーン１３のテーパに活って回転板１４に達
すると、その回転力で円周方向に飛散し、定温状態を保
っている気化予混合筒６の側壁に接触し気化する。他方
、ファンによって取り入れられた空気は空気ロアから気
化予混合筒６内に送り込まれ、気化した燃料ガスと混合
板１５の作用で餉−に混合され予混合ガスとなる。予混
合ガスは抵抗板９、整流板Ｂ２を通過したところで通電
によりスパークを発している点火プラグ１１で点火され
る。点火初期には、整流板Ｂ２前方側に青火炎を形成し
て火炎燃焼を行わせる。こめ萩態で火炎による輻射熱や
燃焼筒８１力）らの伝熱により、触媒体Ｂ４を触媒燃焼
に必要な活性化温度寸で到達させる。しかるのち、一旦
燃料の供給を停止して、前記の青火炎を消滅させ、次い
で燃料の供給を再開すると、燃料ガスは火炎を形成する
ことなく、活性化温度を保っている触媒体Ｂ４上で無炎
燃焼が開始され為。この時点での触媒体Ｂ４の表面温度
は８００〜１２００°Ｃ程度となり、酸化触媒による反
応は定常化する。

この時、触媒体Ｂ４を通過した燃焼排ガスは、大部分外
気へ放出されるが、触媒体の外周部を通過する燃焼排ガ
スはリング状の遮蔽物１０に衝突し、触媒体に一部還流
される。この様に、多量の熱量を含んだ燃焼排ガスが遮
蔽物１０に衝突することにより、遮蔽物１０自身が加熱
され輻射熱を生じる。従ってこの輻射熱により、触媒体
Ｂ４の前面外周部が加熱される。この結果燃焼筒Ｂ１お
よび外気との接触による触媒体Ｂ４の前面外周部の冷却
作用が、遮蔽物１ｏからの輻射による加熱作用により相
殺され、触媒体Ｂ４の前面外周部の冷却部分の発生は抑
制される。

７／　一 本発明に」：る触媒燃焼器の効果について説明する。こ
の効果を実証するデータとして、第１図に示した様な従
来の触媒燃焼器を用いた場合と第２図に示した様な本発
明による実施例を用いた場合の燃焼特性の比較を第３図
に示した。尚、実験は遮蔽物１０の使用以外は、第１図
（従来例）および第２図（本発明実施例）共に同−住難
で行った。

触媒体Ａ４、触媒体Ｂ４は、Ｚｒ０７を担体とし、酸化
触媒としてＮ１を数％担持したものを用い、燃料として
灯油を用いた。第３図に於て、縦軸はＧｏ、濃度（７０
１％　）、横軸は灯油の燃焼量（ｋ（！ａｌ／ｈｒ　）
を示している。尚、図中の燃焼上限界、燃焼下限界の定
義は、前者の場合、空気量を絞ってＣＯ２濃度を増大さ
せていった時に、整流板Ａ２、整流板Ｂ２の前方側に火
炎を形成してしまう限界のＣＯ２濃度（逆火限界）を示
し、後者の場合は、空気量を上げてＣＯ２濃度を減少さ
せていっだ時に、排ガス中にｃｏが発生し始める限界の
００２濃度（スリップ限界）を示す。燃焼上限界、燃焼
下限界の差を燃焼幅と定義し、その値が２．５ｖｏ１％
以上の場合を安定燃焼範囲と規定し、その時の最低と最
高燃焼量の比をＴＤＲとしだ。

第３図から分かる様に、従来例の場合、１６００ｋｃａ
ｌ　／ｈｒで初めて燃焼幅２．８ＴＯ１％に到達するが
、本発明実施例では、８００　ｋｃａｌ／ｈｒですでに
燃焼幅２．８ｖｏ１％を達成している。従って、ＴＤＲ
も従来例の場合、′恥にすぎないが、本発明実施例の場
合、％を確保することが可能になった。

発明の効果 上記に示したことから、本発明による触媒燃焼器は、次
の効果を奏する。

触媒体前面外周部に沿うように、耐熱性材料からなる遮
蔽物を設置することにより、多量の熱量を持った燃焼排
ガスが遮蔽物に衝突して発生した輻射熱で、触媒体前面
外周部を加熱し、この部分を活性化温度以上に保持でき
るため、ＣＯ１炭化水素等の未燃ガスの発生を抑制でき
る。このため低燃焼領域で従来よりも高い空気過剰状態
でも安定燃焼が可能となり、その結果幅広いＴＤＲを保
持することが可能になった。

９へ−１

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の触媒燃焼器の縦断面模式図、第２図は本
発明による触媒燃焼器の一実施例の縦断面模式図、第３
図は従来例と本発明実施例の比較を示した燃焼特性図で
ある。 Ｂ１・・・・・・燃焼筒、Ｂ４・・・・・・触媒体Ｂ、
１０・・・・・・遮蔽物。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱性無機質担体上に酸化触媒を担持してなる触
   媒体上に、ガス燃料または気化させた液体燃料を燃焼空
   気と共に供給して触媒燃焼させる構成とし、触媒体の前
   面の外周部に、耐熱性材料からなる遮蔽物を設置するこ
   とにより熱輻射を起こさせ、上記触媒体前面外周部の冷
   却を防止する構成とした触媒燃焼器。
2. （２）遮蔽物として平板、あるいはその変形物を用い、
   触媒体の外周部の形状に沿うように設置した特許請求の
   範囲第１項記載の触媒燃焼器。
3. （３）遮蔽物の材料として、アルミナ、ムライト。 ムライト−ジルコン、ジルコニア等の耐熱性セラミック
   、あるいはＦｅ　、　）ｉｉ　、　Ｏｒ　、　Ｏｕ　、
   　Ａｌ　。 Ｓｉ　および希土類元素等のうち、一種類以上を組み合
   せた耐熱性金属を用いた特許請求の範囲第１項記載の触
   媒燃焼器。