JPS62162821A

JPS62162821A - 触媒燃焼器

Info

Publication number: JPS62162821A
Application number: JP61004581A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Omukae; 大迎　淑三
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1987-07-18
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2646526B2

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暖房、加熱、乾燥等に利用される触媒燃焼器に
関するものである。

従来の技術触媒燃焼は、広いム／Ｆ（空気と燃料の比率）安定燃焼
領域を有し、窒素酸化物生成量が著しく少ない、広範囲
に燃焼量調節が可能、などの長所を備えた燃焼方式であ
るが、安全制御技術が未完成のために一部特殊用途に実
用されるに止どまっていた。特に触媒がその機能を寿命
的に劣化した場合は、不完全燃焼により一酸化炭素など
の毒性ガスを多量排出するに至り、人畜に重大な障害を
及ぼす結果を招く場合もある。このような触媒の寿命劣
化は何時かは必らず起こることであるが、それが何時起
こるかを予測することは困難であり、効果的な安全制御
の方法がなかった。

また、実際の触媒燃焼器においては、触媒の劣化ととも
に空気の酸素濃度の低下、人／Ｆの変化など不完全燃焼
の原因となり得る悪条件が単独あるいは複合して発生す
ることも不可避であり、その北、温度調節など燃焼器自
体の燃焼量変化が重なる条件下において、不完全燃焼の
危険を確実に避は得る安全制御は実用と不可能とされて
いた。

例えば、特開昭６０−１７５９１９号公報においては、
点火検知、逆火と吹き飛び検知、酸欠検知を可能にする
発明が開示されているが、触媒が寿命その他の原因で劣
化した場合、複数の悪条件が複合して与えられる場合、
および触媒予熱が不十分な場合に生じる不安全状態に関
する安全制御については触れていない。

発明が解決しようとする問題点本発明は従来困難であった触媒能劣化時の不安全状態を
はじめ、その他の不安全状態をも含めて、安全状態に制
御し得る触媒燃焼器を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段上記の問題点を解決する本発明の技術的手段は、触媒体
の上流点と下流点にそれぞれ温度検知器を設置し、前記
二点間の温度差を検知することにより、従来の問題点を
解決したものである。

作用Ｆ記手段の作用について下記に説明する。

（１）点火直前の予熱時においては、下流点温度検知器
が予め設定された温度を越えることにより、予熱が完了
したことを検知した上で点火のシーケンスに進める。こ
のことによシ予熱不十分による不完全燃焼を防止し、安
全状態を維持することができる。

（２）点火時においては、下流点温度検知器が予め設定
された上記（１）の設定温度よシ高い温度を越えること
により、点火を検知することができる。

定められた時間以内に点火検知できない時は、強制的に
燃料の供給を停止し、安全状態にもどす。

（３）逆火が生じた場合は、前記二点の温度検知器とは
別に逆火領域に設置した温度検知器（逆火センサ）が異
常温度を検知することによシ、強制的に燃料供給を停止
し、安全状態にもどす。

（４）吹き飛びが生じた場合は、下流点温度検知器が、
燃焼中のシーケンスにも関わらず異常低温を示すことに
より検知でき、強制的に燃料供給を停止して安全状態に
もどす。

（６）正常燃焼時は下流点温度検知器が下流点温度検知
器より高い温度を検知するが、機器に供給される空気に
酸素濃度低下が生じた場合、ム／Ｆが変化した場合、な
らびに触媒能が劣化した場合、あるいは、前記の各状況
が複合して生じた場合などの原因により、実際の燃焼状
況が不完全燃焼に近づいた場合は、下流点温度検知器と
下流点温度検知器が検知する温度の差が縮小し、極端に
はマイナスの差を示すようになる。

その温度差が定められた範囲を外れることにより、強制
的に燃料供給を停止し、安全状態にもどす。

実施例第１図、第２図のとともに本発明の一実施例について以
下に説明する。１は金属からなる燃焼部ケース、２は耐
熱性多孔質材からなる断熱兼緩衝材、３はハニカム状の
セラミック基材に白金、ハラジウムなどの触媒を担持さ
せた触媒体で一部に予熱用ヒータを埋め込んである。４
は整流板、５は混合気入口、６は排気口であり、上記１
〜６の組み立て部を燃焼部人とする。

７は気化部ケース、８はヒータ９を埋め込んだ気化器、
１ｏは空気供給管で図示しない送風機に連通している。

１１は燃料供給管で図示しない燃料ポンプおよび燃料タ
ンクに連通している。上記７〜１１の組み立て部を気化
部Ｂとする。

１２は熱電対からなる下流点温度検知器で、温度計測点
は触媒体３の気体流れ上の中間帯に設置される。さらに
望ましくは、この触媒燃焼器の最大燃焼数を燃焼せしめ
た時の触媒体３の最高温度位置付近に設置されているこ
とが望ましい。１３は下流点温度検知器１２と同様の熱
電対からなる下流点温度検知器で、温度計測点はこの触
媒燃焼器の触媒体の気体流れ上の最下流点付近に設置さ
れている。１４は逆火センサで温度計測点を整流板の上
流側に設置された熱電対からなる。１６は気化器温度検
知器である。なお、上記の各温度検知器１２〜１５はい
ずれも図示されない制御部に導通されている。

次に、実施例の触媒燃焼器の動作状態を説明する。

この触媒燃焼器の動作にあたっては、まず、始動操作に
より、触媒体３と気化器８を予熱する予熱モードにはい
る。下流点温度検知器１２が触媒体３の温度を検知し、
気化器温度検知器１６が気化器８の温度を検知し、それ
ぞれ予め定められた予熱設定温度（触媒体；約４５０度
Ｃ１気化器；約３００度Ｃ）を越えたことにより、自動
的に予熱モードから燃焼モードに進められる。

燃焼モードは燃料ポンプと送風機を駆動し、燃料と空気
を気化部Ｂに供給する。この時、気化部Ｂに供給された
燃料は、気化器８で加熱気化され空気と混合して混合気
として触媒体３に供給され、触媒体３で触媒燃焼し、燃
焼排ガスが排気口６より外部に排出される。

この燃焼器の正常な各検知器の検知温度は次の通りであ
る。

気化器温度検知器；約２８０度Ｃ逆火センサ　　　；約１９０度Ｃ下流点温度検知器；燃焼量最大時、約８５０度Ｃ燃焼量
最小時、約８３２度Ｃ下流点温度検知器；燃焼量最大時、約８３８度Ｃ燃焼量
最小時、約８ｏｏ度Ｃなお、この燃焼器の最大燃焼量は３２００ｋｃａｌ／ｈ
であり、最小燃焼量は８００ｋｃａｌ／ｈである。

燃焼モードにおける安全制御の第１は、異常低温監視モ
ニタで、燃焼モードにはいってから３０秒以降に下流点
温度検知器が燃焼確認温度６００度Ｇを下回る場合は、
異常状態として強制的に消火モードに移す。この安全制
御で着火不良、吹き飛び、燃料切れの場合の安全制御が
できる。

安全制御の第２は逆火監視モニタで、逆火センサが３０
０度Ｃを越える場合は逆火として強制的に消火モードに
移す。

安全制御の第３は正常・燃焼監視モニタで、燃焼モード
にはいってから３０秒以降に下流点温度検知器の検知温
度と下流点温度検知器の検知温度の差が限度設定値を越
えて小さくなった場合は、異常燃焼として強制的に消火
モードに移す。

設定値をいくらにするかは、触媒能の余裕度、あるいは
、触媒体の放熱条件などの設計に関係するが、この実施
例の場合は零度Ｃを限度設定値としている。この制御で
、触媒能劣化、酸欠、異常Ａ／Ｆ、ならびに、それらの
複合時の安全制御ができる。

使用者の意志による消火に際しては、手動またはタイマ
ーにより消火モードに移す。消火モードは燃料供給を停
止して約１０．秒間ポストパージの後送風機も停止せし
める。

本発明の触媒燃焼器においては、触媒体に下流点温度検
知器と下流点温度検知器を設置される。

このふたつの温度検知器の検知温度と触媒能力上の関係
を示すと、第３図と第４図の通りである。

なお、第３図はこの燃焼器の最大燃焼ＩＲの揚台。

第４図は同じく最小燃焼量の場合を示し、いずれも実線
は全く劣化していない触媒体を使用した場合、破線は排
ガス中の一酸化炭素の増加が始まるターニングポイント
に相当するかなり劣化した触媒体を使用した場合を示す
。また、矢印人は下流点温度検知器の検知温度が実線か
ら破線の間に示した変化を表わし、矢印Ｂは下流点温度
検知器の検知温度の場合の同様の変化を示す。

第３図と第４図から共通的に言えることは次の通りであ
る。ａ触媒劣化によシ触媒体の最高温度位置が下流方向
へ移動する事。ｂ触媒体の最高温度位置力′；最下流点
に近づくと排ガス悪化のターニングポイントが近づく事
。Ｃ仮に安全制御を無効化し、上記のターニングポイン
トを越えて燃焼継続し、不完全燃焼の原因が増え続ける
場合は、排ガス中の一酸化炭素は増え続けるとともて、
差の値はさらに小なる値を示す。ｄ最大燃焼；直ｒある
いは最小燃焼量を燃焼させた場合も、下流点温度検知器
の検知温度から下流点で温度検知器の検知温度を差し引
いた差の値は、新品＠媚の場合最大黙焼叶において１２
度Ｃ１最小燃焼量において１６度Ｇを示しているが、劣
化触媒の場合いづれのｊｊＪＨ・暁）１ヤにおいてもタ
ー二／グポイントシておいてマイナス６度Ｃを示してお
り、燃・暁量の（（１違りこ係わらす上記の差の値とそ
の縮小方向の限度設定値だけで不完全燃焼が安全制御し
得る。即ち、触媒劣化、酸欠、異常Ａ／Ｆ、過剰燃焼量
、それらの複合など、燃焼反応の完了位置が触媒体の下
流方向に移動した時（即ち、不完全燃焼に近づいた時）
は、−上記の差は縮小し、また、逆に燃焼量が過剰に減
少した場合など、燃焼反応の完了位置が触媒体の上流方
向に移動した時（即ち、逆火に近づいた時）は、上記の
差は拡大する。従って、これらの変動要因が単独あるい
は複合した状態に対して、上記のふたつの検知温度の差
の値を限界設定値で制御することにより、不完全燃焼に
対する安全制御が可能である。

実施例における強制消火の限度設定値は零度Ｃである。

従って、マイナス６度Ｃにターニングポイントの不完全
燃焼に対して十分余裕のある未然の安全制御ができる。

また、逆火に対しては上記の差の値の拡大方向の限度設
定値で未然に安全制御する方法も考えられる。本実栴案
では逆火センサにより、逆火が発生した後動作する安全
制御を採用した。

なお、第１図の実砲例では触媒体の一部に予熱ヒータを
埋め込んだものを用いたが、予熱可能な他の構成を採用
してもよい。その他、複数個の触媒体を使用した場合、
触媒体の気体流れ方向が垂直の場合、水平の場合、燃焼
時の触媒体温度が上記の実施例と異なる設計の場合、燃
料が気体燃料である場合など、いずれの場合も北記実施
例と同様に本発明を実施することができる。

発明の効果簡単な構成で不完全燃焼の危険を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の触媒燃焼器の縦断面図、第
２図は同触媒燃焼器の要部縦断面図、第３図および第４
図は同触媒燃焼器の安全制御に関する説明図である。３・・・・・・触媒体、４・・・・・・整流板、８・・
・・・・気化器、９・・・・・・ヒーター、１０・−・
・・・空気供給管、１１・・・燃料供給管、１２・・・
・・・下流点温度検知器、１３・・・下流点温度検知器
、１４・・・・・・逆火センサー、１５・・・気化器温
度検知器。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−　　ｆｆ町９しケース　　　　　　　　δ−−−　
九イｃＪＪｊｐ２−−−＃汽東Ｌｍ４Ｋ　　　　ｑ−−
−ヒータ５−　逢合ル＼口　　　１２−　　上ＩＪＬＩ
色五及＆知各６、−＃Ｆ−ｈＯ／、３−−−７ｊｌｌｕ
、ｆ、　　　１７・〜　　ルイ乙邦グース　　　　　　
ｔａ−−−１Ｌ尺でン叶−／七「−１−ｙ〜イｌシＪ、
＆＆タ：ａ！ｌ。第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃料供給部と空気供給部から供給される空気と燃
料を混合室で混合せしめた混合気を触媒体を備える燃焼
部で燃焼せしめ、燃焼排ガスを排出部より外部へ排出さ
せ、燃焼部に少なくとも２個の温度検知器を燃焼時の気
体流れ方向で相互に上流点と下流点に位置するように設
置し、燃焼中に上流点温度検知器と下流点温度検知器が
検知する温度の差により、燃焼継続または強制消火のい
ずれかを選択させることを特徴とする触媒燃焼器。
（２）下流点温度検知器の設置位置が触媒体の最下流点
近傍位置であり、上流点温度検知器の設置位置が前記触
媒体の気体流れ上の中間帯であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。