JPS62252807A - 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 触媒燃焼法は、窒素酸化物（ＮＯｘ　）ならびに−酸化
炭素（ＧＯ）排出量が著しく少ない、広いム／Ｆ（空気
と燃料の比率）で安定燃焼する、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。この触媒燃焼
法において触媒を中心とした燃料、空気、排ガスの流路
構成方式には次の三方式が知られている。

（Ａ）　　燃料と空気を混合した混合気を燃焼部の一方
から供給し、他方へ排ガスを排出する方式（例えば、特
開昭６０−１７５９１９号公報）。

ＣＢ１　　通気性の触媒層の外面を外部に開放し、触媒
層の内部から燃料を、外部から空気を供給し、触媒層か
ら外部に排ガスを排出する方式（例えば、特開昭６０−
４２６０５号公報）。

上記（Ａ）　、　（Ｂ）両方式における問題点を述べる
。

（Ａ）方式においては、燃焼部の上流側に混合室を備え
るため、燃焼中に混合室の混合気に逆火しやすい欠点が
あり、種々の逆火防止法も逆火を完全に防止するに至っ
ていない。従って、逆火を生じた場合に強制的に消火せ
しめるだめのセンサーと制御部を備えねばならなかった
。

（Ｂ）方式においては、通気性の触媒層が外部に暴露さ
れ、排ガス層を通過して酸素が触媒層に供給される必要
があるため、外部の風などの影響で上記の酸素供給量が
敏感に変化し、燃焼条件に変動を受は易い欠点がある。

さらに、燃料供給量を変化させた場合は、触媒層へ供給
される酸素量に逆傾向の影響が生じ、燃焼量調節範囲は
おのづから狭い範囲に限定される欠点も避けられなかっ
た。

また、上記の流路構成方式のいづれの場合も触媒燃焼自
体はＮＯｘ生成量が少ない燃焼方法として知られている
が、他の発生源からもたらされるものなど既存のＮＯｘ
については２．これを減少浄化する機能を持たなかった
。

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逆火現象を未然に防止し、か
つ広範囲の燃焼量調節が可能であり、さらに既存のＮＯ
ｘを減少浄化する機能を有する触媒燃焼器を提供するも
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、逆火防
止については燃焼部の上流側に燃料と空気が燃焼しゃす
いＡ／Ｆで混合することを避け、燃料を燃焼部の一方か
ら供給し、空気を予め燃料と混合することなく直接燃焼
部に多点に分散して供給することにより行なう。

燃焼量調節範囲の拡大については、燃焼部へ供給する空
気流路と排ガス流路が交差しない流路構成とすることに
より行なう。

既存のＮＯｘの浄化については、燃焼部に対する燃料と
空気供給を上記のように構成することにより、燃焼部に
還元雰囲気中で触媒を機能せしめる部分を構成し、この
部分においてＮＯｘを窒素に還元せしめることにより行
なう。

作用 上記手段の作用について下記に説明する。

まず、逆火防止については、燃焼部の上流側に逆火を生
ずるようなＡ／Ｆの空燃混合状態を作らないので、当然
、逆火現象を未然に防止し得る。

燃焼量調節範囲の拡大については、燃焼部に供給する空
気が排ガス層の影響を受けない構成の下で、燃料供給量
と空気供給量の比がほぼ一定になるように燃料供給ポン
プとガス吸引機を制御することにより解決し得た。

次に、既存のＮＯｘについては還元雰囲気における触媒
の還元機能によりＮＯｘを窒素に還元せしめる。

明する。

１は高シリカガラス、耐熱鋼などからなる燃焼管で、内
面に適切な担体に担持した白金、パラジュウムなどを主
体とする触媒を備え、かつ多数の透孔を有する多孔構造
をなし、外面は外部空気に暴露して構成される。２は燃
焼管１の内側に備える空間からなる燃焼部、３は気密な
高シリカガラスの内部に発熱線と不活性ガスを封入した
予熱ヒーター、４は予熱ヒーター３の端子、５は取り付
は金具、上記１−６を触媒燃焼ユニットと呼ぶ。

６はガス吸引機で燃焼部２に連通して回部を負圧にする
とともに燃焼管１の多数の透孔から外部空気を燃焼部２
に供給することができる。また、ガス吸引機６は排出路
７および排出口８に連通して燃焼排ガスを排出口８から
外部に排出することができる。なお、上記の空気供給量
と排ガス排出量の調節はガス吸引機６は回転数を調整す
ることにより実施し得る。９は石油などの液体燃料を収
容する燃料タンク、１ｏは燃料タンクｅ内の燃料を燃料
気化部１１に供給する燃料ポンプで、駆動電源の周波数
を調整することによシ供給量を調節することができる。

燃料気化部１１は電気ヒーターを備えて燃料を加熱気化
せしめる燃料気化部、１２は本体、１３は反射板、１４
は操作部である。

次に、この実施例の動作状況について説明する。

この実施例の動作にあたっては、まず、予熱ヒーター３
に通電発熱せしめて燃焼管１を予熱し、同時に燃料気化
部１１の電気ヒーターにも通電子熱する。この時、燃焼
管１は触媒活性化温度（実施例の場合は約３５ｏ′Ｃ以
上）に予熱する必要がある。次に、燃料ポンプ１１を駆
動して燃料気化部に燃料を送り、ついでガス吸引機６を
駆動することにより、燃焼管１の多数の透孔から外部の
空気が燃焼部２に吸引され、同時に燃料気化部１１で気
化された燃料も極く少量の空気とともに燃焼部２に吸引
される。燃焼部２に吸引された燃料と空気は触媒の表面
で燃焼反応し、熱と排ガスを生ずる。燃焼開始後暫時の
後触媒は赤熱し、燃焼管１から外部に輻射熱を供給する
。予熱ヒーター３はこの間適時通電を停止する。燃焼排
ガスは排出路７および排出口８を経由して外部に供給さ
れる。

燃焼量の調節は燃焼部２に供給する燃料と空気とにより
消火し、遅れてガス吸引機を停止せしめる。

したがって、上記装置においては、まず、逆火防止の効
果がある。逆火防止の第１の要件は燃焼部の上流に燃焼
し易い混合気を作らないことである。本発明において燃
焼に用いられる空気の大部分は、燃焼管に備えられる多
数の透孔から燃料と混合することなく燃焼部へ供給され
、燃焼部の上流で燃料に混合される空気は極く少量に限
られ、従って、逆火しやすい混合気自体が存在しない。

その結果本発明の触媒燃焼器においては実用上考えられ
るあらゆる条件変化においても逆火を生ずることがなく
、逆火を生じた場合に必要な逆火センサーおよび付属制
御部を廃止することができた。

次に、燃焼量の調節範囲に関する効果について述べる。

燃焼量の調節は燃料と空気の燃焼部への供給量を調整す
ることによって行なわれ、他の特性を悪化することなく
最大燃焼量から１／６の燃焼量までの間でリニアに実施
することができた。

さらに、既存のＮＯｘの浄化作用がある。すなわち、実
施例においては、燃焼部へ空気を分散して供給するので
、燃焼部の最下流部以外の上流部においては燃料と空気
の供給量の比が化学量論的に燃料の多い状態、つまり還
元性雰囲気にある。従って、この部分においては触媒は
燃料成分を酸化する酸化触媒として作用するとともに、
空気中に混在する既存のＮＯｘを窒素に還元する触媒と
して作用する。この結果、他の発生源のＣＯがｓ　ｐ　
ｐ　ｍ　ＮＯｘが０．２　ｐｐｍ混在する空気で本発明
の触媒燃焼器を燃焼せしめた場合、排ガス中のＣＯは１
　ｍ）ｐｍ以下。

ＮＯｘは０．１　ｐｐｌｎ以下に減少した。これは本発
明の触媒燃焼器がＧｏ、Ｎｏ−発生がほぼ零であるとと
もに、他の発生源から排出されるものなど既存のＣｏ　
、ＮＯｘをも浄化していることに他ならない。

なお、予熱ヒーター３の外面に適当な担持層を介して触
媒を設置すること、燃焼管１に予熱ヒーターを組み込む
ことなどの設計上の変化は、本発明の本質を曲げること
な〈実施可能である。

発明の効果 以上のように本発明の触媒燃焼器においては逆火防止の
効果、燃焼量調節範囲の拡大およびＮＯｘを分解する作
用を有す。

【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構成要素であ
る燃焼管の縦断面図、第２図および第３図は同燃焼器の
全体正面図および全体側面断面図である。 １・・・・・・燃焼管、２・・・・・・燃焼部、３・・
・・・・予熱ヒーター、６・・・・・・ガス吸引機、７
・・・・・・排出路、８・・・・・・排出口、９・・・
・・・燃料タンク、１０・・・用燃料ポンプ、１１・・
−・・・燃料気化部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料を燃焼せしめる触媒と、この触媒がのぞむ燃
   焼部と、この燃焼部に燃料を供給する燃料供給部と、燃
   焼時前記燃焼部を負圧に保持するガス吸引機と、このガ
   ス吸引機の動作により外部空気を前記燃焼部外壁に形成
   される多数の空気孔から吸引し前記燃焼部に分散供給す
   る空気供給部と、前記ガス吸引機から外部に連通する燃
   焼排ガスの排出路を備えることを特徴とする触媒燃焼器
   。
2. （２）燃焼部の少なくとも一部に、燃料に対する空気の
   化学量論比が１．０未満の還元性領域を構成せしめるこ
   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
   。 （２）多数の空気孔を有する高シリカガラス、耐熱鋼な
   ど管状材の内部に触媒を配置し、外面を外部空気に暴露
   する空気供給部を備え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。