JPS61295407A - 触媒燃焼装置 - 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 本発明は都市ガス等の気体燃料を燃焼用触媒体上に供給
し、燃焼用空気によって前記の気体燃料を触媒酸化！応
させて、生成した反応熱を利用する触媒燃焼装置に関す
る。

従来の技術 従来この種の触媒燃焼装置は、第３図に示す様に耐熱性
多孔質セラミック繊維集合体にＰｔ５Ｐｄ、Ｒｈ等の酸
化触媒を均一に担持した単一の燃焼用触媒体１を用いて
おり、燃料ガス流入口２から流入した気体燃料は保温材
３中を均一に拡散しながら燃焼用触媒体言に至り、燃焼
用触媒体１の表面を対流する燃焼用空気により定常的な
触媒燃焼を行う様になっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、単一の燃焼用触媒
体を用いるものであるから、燃焼量を変化した場合に、
触媒体の燃焼面負荷変動に伴い酸化反応温度が大巾に変
化し、燃料ガスの未燃ガスの流出すなわちスリップ率の
増大やＣｏ等の発生をきたし燃焼性が悪化したり、また
燃焼用触媒体の温度が異常に高くなって燃焼用触媒体が
熱劣化を生じ耐久性を悪化していた。このため実際上、
燃焼量の調節が不可能あるいは燃焼量可変巾が極めて狭
い（定格の±１５％程度）という問題点を有していた。

また、燃焼用触媒体１の外周部は、耐熱性金属からなる
バーナケース４と直接に接触しているため、燃焼用触媒
体１の外周部およびその近くは必然的に冷却作用を受け
るため、冷却作用を受けている燃焼用触媒体１外周域付
近での気体燃料の反応性は、冷却作用を受けていない燃
焼用触媒体１の中央域に比べ低下する。したがって燃焼
用触媒体１の外周域付近は通過する気体燃料の内、その
のまま未燃ガスとして排出される割合、すなわち燃料ス
リップ率が増大する傾向にあった。

さらに、バーナを分割構成する場合には、構造が複雑と
なったり、またガス室のシールが不充分となり、一方の
バーナを燃焼している場合、すなわち低燃焼にしている
時、他方のバーナケース内に燃料ガスが漏れて燃料ガス
が外気に漏出する等の問題点があった。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、簡単な
構造で燃焼性を悪化することなく燃焼量の大巾な可変を
可能とすると共に、燃焼用触媒体の外周域付近からのス
リップ率を抑制し、かつ燃焼用触媒体全体でのスリップ
率を最小限に抑え燃焼性を向上することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の触媒燃焼装置は
２分割に構成した触媒燃焼部を連設したもので、多孔質
耐熱性繊維に酸化触媒を担持し、周面状に設置した第１
の燃焼用触媒体を有する第１の触媒燃焼部と、前記第１
の触媒燃焼部と同一構成の第２の触媒燃焼部とに分割構
成し、同軸上にて連設したものである。

作用 本発明は上記の構成により、略中間部に設けた仕切板と
燃料ガス供給ノズルを付加するという極めて簡単な構造
で分割燃焼構成を可能とすると共に、燃焼量のＨｉ−Ｌ
ｏ（高−低）両燃焼時の如何れの場合でも、燃焼用触媒
体の燃焼面負荷が一定となり、適正な酸化反応温度を保
持できるので、燃焼性や耐久性を悪化することなく、燃
焼量可変巾の拡大が可能となる。また、従来のような耐
熱金属からなるバーナケース等が不要となり、バーナ外
周部の放熱面積を減少して熱放散を抑え、燃焼用触媒体
の温度均一化が図れ、燃焼用触媒体の全面に渡って十分
なる触媒活性温度を維持することで、スリップ率を抑え
燃焼性の向上化が図れるものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明する。

第１図、第２図において、１は触媒燃焼装置下方に構成
した第１の触媒燃焼部、２は第１の触媒燃焼部１の上方
に構成した第２の触媒燃焼部で、前記燃焼装置の略中間
位置に設けた仕切板３にて２分割構成となっている。４
は中央部に第１の燃料ガス供給ノズル５を設置した下バ
ーナ蓋体、６は同じく燃料ガス供給ノズル７を設けた上
バーナ蓋体である。前記の第１の触媒燃焼部１は、下バ
ーす蓋体４の上方中央に多孔板等からなる第１の支持筒
８を立設して設けた第１のガス室９と、この下流側に設
けた耐熱性セラミック繊維成型体等からなる第１の保温
材１０と、この第１の保温材１０の外周面には、多孔質
耐熱性セラミック繊維集合体にＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ等の白
金族金属を酸化触媒として担持し周面状に設置した第１
燃焼用触媒体１１とにより構成している。同様に第２の
触媒燃焼部２は、上バーナ蓋体６の下方中央に第２の支
持筒１２を設けて構成した第２のガス室１３と、この下
流側に設けた第２の保温材１４と、この第２の保温材１
４の外周面には、第１の燃焼用触媒体１１と同様の多孔
質耐熱性セラミック繊維集合体にＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ等の
白金族金属を酸化触媒として担持した第２の燃焼用触媒
体１５から構成している。１６は第１、第２の保温材１
０．１４の外周面にニクロム線等が巻付は加工されたヒ
ータ、１７はヒータリード線用の引出し端子、１８は第
１および第２の触媒用燃焼体のたわみ、ずれ等を防止す
るためのラス鋼等からなる保護ネット、１９は保護ネッ
ト１８を支持する押え金具、２０は第１および第２の触
媒燃焼部１．２の周囲に設けたガード、２１は触媒燃焼
装置の上方に設けた天板、２２は第１の燃焼用触媒体１
１と第１の保温材１０との間に下バーナ蓋体４を貫通し
て設けた第１の燃焼用触媒体１１の温度検知用の熱電対
、２３はバーナ台を示す。

次に上記構成における実施例の作用を述べる。

上記構成において、高燃焼を行う場合にはヒータ１６に
通電すると、ヒータ１６からの発熱が比較的熱容量の小
さな第１及び第２の保温材１０．１４並びに第１及び第
２の燃焼用触媒体１１．１５の双方に伝熱され、第１及
び第２の燃焼用触媒体１１．１５の温度が短時間（例え
ば２分程度）に活性化温度、すなわち着火可能な温度に
倒達する。

これを熱電対２２が検知すると、電磁弁（図示せず）に
通電され、第１と第２の燃料ガス供給ノズル５．７によ
り、第１及び第２のガス室９．１３内に燃料ガスが一定
流量で供給される。燃料ガスはある程度昇温しでいる第
１及び第２の保温材１０．１４内を拡散することにより
、自らも昇温しで前記第１、第２の燃焼用触媒体１１．
１５の温度をあまり低下することなく、第１及び第２の
燃焼用触媒体１１．１５内の全周に渡って均一に拡散す
る。この時、第１及び第２の燃焼用触媒体１１．１５内
では外気から対流して前記燃焼用触媒体内へ外周域から
拡散して来た燃焼用空気によって、燃料ガスは酸化反応
を受け、二酸化炭素と水蒸気になり反応熱を発しながら
外気へ放出される。さらにこの様な触媒反応が第１及び
第２の燃焼用触媒体１１．１５の周面全体に及び、前記
燃焼用触媒体１１．１５での触媒燃焼は安定化する。

この時点で、熱電対２２は触媒燃焼の安定を温度上昇に
より検知し、同時にヒータ１６への通電も停止され、完
全な自燃焼による触媒燃焼状態が形成され、第１及び第
２の燃焼用触媒体１１．１５の温度が４５０〜６００　
’Ｃ程度の比較的均一な活性化温度が護持され、燃料ガ
スの未燃焼ガスの流出すなわちスリップ率を抑制した第
１及び第２の触媒燃焼部１．２の触媒燃焼が定常化され
てＨｉ燃焼が持続される。

次に、前記の高燃焼の状態から低燃焼に燃焼量を可変す
る場合には、第２の燃料ガス供給ノズル７に連通した電
磁弁（図示せず）の通電を断つと、第２　ノ燃料ガス供
給ノズル７への燃料ガス供給が停止されて第２の触媒燃
焼部２の触媒燃焼が消火される。この様に下方の第１の
触媒燃焼部１のみの触媒燃焼が行われ、第１の燃焼用触
媒体１１に於て適正な燃焼面負荷で４５０〜ＳＯＯ程度
の活性化温度を維持できるのでスリップ率を抑制した低
燃焼が可能となる。

また、前記の低燃焼の状態から再度高燃焼に切換えを行
う場合には、前記同様に第２の燃料ガス供給ノズル７に
燃料ガスを供給すると、第２の燃焼用触媒体１５内に燃
料ガスが拡散される。この時、第１の触媒燃焼部１の燃
焼による高温排気ガスの対流作用で、第２の燃焼用触媒
体１５の全周面が加熱されて着火温度、すなわち活性化
温度を保持しているので、再度ヒータ１６で通電するこ
となく、第２の燃焼用触媒体１５に着火され、高燃焼へ
の移行がスムーズで、しかも燃料ガスの燃料スリップ率
を抑制した燃焼量切換えが可能となる。

さらに、従来例の様な本格的なバーナケースが不要とな
り、しかも、仕切板３と第２燃料ガス供給ノズル７を付
加するのみであるから、簡単な構成で２分割バーナの構
成を可能とし低コスト化が図れると共に、低燃焼時にお
いても、第２の触媒燃焼部２への燃料ガスの漏出すなわ
ちシール性を確保できる等の効果がある。

発明の効果 以上の本発明の触媒燃焼装置すなわち多孔質耐熱性セラ
ミック繊維に酸化触媒を担持し、周面状に設置した第１
及び第２の燃焼用触媒体を有する第１及び第２の触媒燃
焼部を分割構成してなる触媒燃焼装置によれば次の効果
を有する。

（１）高−低燃焼時共に第１及び第２の燃焼用触媒体に
おける燃料ガスの燃焼面負荷すなわち単位面当りの燃焼
量を一定に保ち、第１及び第２の燃焼用触媒体の活性化
温度を適正な温度（例えば４５０〜６００　”Ｇ程度）
を維持出来るので、燃料ガスのるリップ率を増大するこ
となく、大巾な（例えば’Ｉ’、Ｄ、Ｒ＝１／２以上）
燃焼量可変が可能となる。

（２）　　また、従来のようなバーナケースが不要とな
り、且つ第１及び第２の燃焼用触媒体周辺部の放熱面積
を減少して、バーナケースとの接触による冷却作用を抑
えることができるため第−及び第２の燃焼用触媒体での
温度均一化を図り、前記同様適正な活性化温度を維持し
て、触媒燃焼装置全体からの未燃焼ガスのスリップ率を
抑えることができる。

（３）第１及び第２の触媒燃焼部での熱容量の減少で予
熱時間の短縮を図ると共に、着火立上りにおける未燃焼
ガスのスリップ率を従来よりも抑制できる。

（４）簡単な２分割バーナ構造で低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における触媒燃焼装置の縦断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は従来
の触媒燃焼装置における縦断面図である。 １・・・・・第１の触媒燃焼部、２・・・・・・第２の
触媒燃焼部、１１・・・・・・第１の燃焼用触媒体、１
５・・・・・第２の燃焼用触媒体、３・・・・・・仕切
板。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−第１の詔Ｊ（ｒ、ＦＬ靜 ２−一一第２の醜峰Ｊ帆茂３Ｐ 、１１　　　　　　　　汁−“”１ ／／−’−＄７の２滉、用触未倦 ／６−−−ｆｉ２のかり先用勉様Ｊ本 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質耐熱性繊維に酸化触媒を担持し周面状に設
   置した第１の燃焼用触媒体を有する第１の触媒燃焼部と
   、前記第１の燃焼用触媒体と同じく多孔質耐熱性繊維に
   酸化触媒を担持し、周面状に設置した第２の燃焼用触媒
   体を有する第２の触媒燃焼部とに分割構成してなる触媒
   燃焼装置。
2. （２）酸化触媒として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の白金族金
   属の内１種以上、あるいはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移性
   金属の酸化物の内１種類以上を混入した特許請求の範囲
   第１項記載の触媒燃焼装置。
3. （３）触媒燃焼装置の略中間部に仕切板を配設して分割
   構成してなる特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼装置
   。