KR100566966B1 - 하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터 - Google Patents

하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터 Download PDF

Info

Publication number
KR100566966B1
KR100566966B1 KR1020050087123A KR20050087123A KR100566966B1 KR 100566966 B1 KR100566966 B1 KR 100566966B1 KR 1020050087123 A KR1020050087123 A KR 1020050087123A KR 20050087123 A KR20050087123 A KR 20050087123A KR 100566966 B1 KR100566966 B1 KR 100566966B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
ceramic
catalyst
heater
catalytic
Prior art date
Application number
KR1020050087123A
Other languages
English (en)
Inventor
박정태
Original Assignee
주식회사 아이파워
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이파워 filed Critical 주식회사 아이파워
Priority to KR1020050087123A priority Critical patent/KR100566966B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100566966B1 publication Critical patent/KR100566966B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/18Radiant burners using catalysis for flameless combustion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C21/00Attachments for beds, e.g. sheet holders, bed-cover holders; Ventilating, cooling or heating means in connection with bedsteads or mattresses
    • A47C21/04Devices for ventilating, cooling or heating
    • A47C21/048Devices for ventilating, cooling or heating for heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0027Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel
    • F24H1/0045Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters using fluid fuel with catalytic combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/107Flame diffusing means coated with catalysts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명은 불꽃이 없는 촉매 화학반응에 의하여 열을 발생시키는 촉매 히터에 관한 발명으로서, 본 발명에 따른 촉매 히터는 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 촉매가 코팅되며 세라믹 폼(CERAMIC FOAM), 메탈 메쉬(METAL MESH), 메탈릭 폼(METALLIC FOAM), 세라믹 하니컴(CERAMIC HONEYCOMB) 및 메탈 하니컴(METAL HONEYCOMB)으로부터 선택되는 내화성 삼차원 구조물로 된 발열부; 및 글라스울, 다공성 세라믹 필터, 다공성 스테인리스 필터, 세라믹 화이버(Ceramic Fiber), 세라믹 페이퍼(Ceramic Paper)로부터 선택되는 연료충진재가 수용되며, 상기 연료 충진재로부터 기화된 연료가 발열부에 공급되도록 상부의 일부 또는 전체가 개방된 연료탱크; 로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 촉매 히터는 장시간 운전이 가능하고, 휴대용, 비상용, 군용, 농업용 및 가정용 난방에 필요한 열원을 확보할 수가 있으며, 초기 작동시 전기 공급이 필요하지 않고 불꽃의 점화가 필요 없으며, 일반적인 히터에 비해 냄새가 전혀 없다는 장점이 있다.
촉매 히터, 내화성 삼차원 구조물, 히터, 세라믹필터, 스테인리스스틸필터, 다공성, 메탄올, 세라믹 화이버, 메탈 하니컴, 세라믹 하니컴, 메탈 메쉬

Description

하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터{Catalytic heater using honeycomb or metallic mesh}
도 1은 본 발명에 따른 촉매 히터의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 촉매 히터의 분해사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 촉매 히터의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 - 발열부 커버 2 - 상면 방열부
3 - 측면 방열부 4 - 발열부
5 - 촉매 고정판 6 - 연료탱크
7 - 연료증발통로 8 - 연료충진재
9 - 연료 10 - 하부커버
본 발명은 불꽃이 없는 촉매 화학반응에 의하여 열을 발생시키는 촉매 히터 에 관한 것으로, 상세하게는 탄화수소계열의 연료를 백금(Pt), 백금/팔라듐(Pt/Pd), 백금/루테늄(Pt/Ru), 팔라듐(Pd) 및 바나듐(V)등의 촉매에 접촉시킴으로서 이산화탄소와 물이 발생함과 동시에 상기 산화 반응에 따른 화학반응열을 이용하여 온도를 상승시켜 열원을 얻는 것에 관한 것이다.
종래 촉매 히터는 사용하는 연료가 탄화수소 계열인 가스 즉, 프로판 혹은 부탄가스를 사용하여 연료와 촉매가 혼합하여 분사되는 방법으로서 복잡한 구성이 구비되어야 하며, 또한 작동 시 끓는점 보다 훨씬 높은 온도가 요구된다. 그러나 액체 연료인 메탄올은 보관이나 운반이 가스보다 용이하여 안전하고, 연료 공급 펌프나 공기주입 장치가 없어도 촉매 화학반응에 의하여 산화 반응을 하여서 불꽃없이 연소시킴으로서 열을 발생시킬 수 있으며, 온도 조절은 연료 공급 밸브나 촉매 접촉 면적 혹은 거리 및 내부 디자인에 따라 조절할 수 있다. 또한 이때 발생되는 열은 불꽃이 없고 냄새가 없으며 특별한 전기 공급 없이 작동된다는 장점이 있고 또한 무게가 가볍고 기존의 가열기에 비해 부피가 작고 휴대가 간편하여 여러 용도로 응용이 가능하나, 부산물로서 발생하는 물이 연료인 메탄올에 희석됨으로서 효율이 저하되는 문제가 있다.
한편 미국특허공보 제6062210호에는 촉매 코어에 미세다공성 폴리테트라플루로르에틸렌(PTFE) 수지 내에 촉매를 구비함으로서 기화된 연료가 촉매에 도달하게 해주며, 생성된 물이 촉매와 접촉하는 것을 방지하여 주는 것을 특징으로 하는 촉매 히터가 공지되어 있으나, 상기 공지된 발명은 상기 미세다공성 폴리테트라플루로르에틸렌 수지가 충분한 선택성을 갖고 있지 않아 열효율이 저하되는 단점이 있 고, 가열된 촉매로 인하여 상기 미세 다공성 수지가 변형되는 문제가 있다.
미합중국 공개특허공보 제20040209206호에는 상기의 촉매 히터의 단점을 극복하기 위하여 고분자 투과막(Nafion Membrane) 또는 다공성 실리콘 투과막을 채용함으로서 상기 투과막을 선택적으로 투과한 메탄올이 촉매에 접촉되도록 하여 열을 발생시키는 구성을 특징으로 하는 촉매 히터가 공지되어 있으나, 통상 촉매 히터의 경우 초기 열이 약 230℃정도로 발생하게 되므로 장시간 운전할 때 고분자 투과막이 연료 탱크에 부착되어 있는 접촉면의 높은 열에 서서히 열화되어 메탄올 연료의 누수현상이 발생하거나 투과막의 변형으로 장시간 사용 시 일정한 온도 유지가 곤란한 단점이 있다.
더구나 상기의 문제점을 300℃~400℃의 고온으로 장시간 히터를 안정적으로 운전하는 것에 더욱더 한계를 가져올 수밖에 없다.
따라서 고분자 투과막인 다공성 투과막은 고온에 장시간 노출될 때 상기와 같은 문제를 극복하고 안정적 운전이 가능한 촉매 히터의 출현이 요구되었다.
본 발명자들은 상기의 문제를 극복하여 산소와 반응되도록 하는 촉매 주위에 구비되는 흡습제 및 상기 촉매와 흡습제를 고정시키고, 발생된 열을 전열시키는 열전달 매체로 이루어진 발열부를 특징으로 하는 촉매 히터와 다공성 세라믹볼 표면에 촉매를 코팅한 구형 발열부를 특징으로 하는 촉매 히터를 특허출원 제2005-32089호와 특허출원 제2005-50652호로 출원한 바 있다.
한편 촉매 히터는 다양한 환경에서 적용가능하며 연료 이용성을 높이기 위하여 완전 산화가 이루어져 미반응 연료가 외기로 배출되지 않도록 하는 방법과 연료 가 촉매 접촉되어 산화반응 중 생성되는 수분을 효과적으로 제거하기 위한 방법의 출현이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물에 의한 발열부와 다공성 스테인리스스틸 필터 또는 세라믹 화이버를 충진재로 채용함으로서 촉매와 연료의 접촉시간 및 접촉효율을 증가시키고 연료가 일정하게 공급되는 촉매 히터를 제공하는 것이며, 또한 산화반응 시 발생되는 수분을 효율적으로 발열부에서 효율적으로 기화 증발할 수 있도록 함으로서 발열성을 증대시킨 촉매 히터를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 목적은 다양한 환경에서의 적용이 가능하도록 촉매 히터의 경량화 및 다양한 형태로의 변형이 용이하고 히터의 발열 온도 조절의 정밀한 촉매 히터를 제공하는 것이며, 저온, 중온, 고온에서 장시간 안정적으로 운전할 수 있는 촉매 히터를 제공하는 것이다.
본 발명은 불꽃이 없는 촉매 화학반응에 의하여 열을 발생시키는 촉매 히터에 관한 발명으로서, 본 발명에 따른 촉매 히터는 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 촉매가 코팅되며 세라믹 폼(CERAMIC FOAM), 메탈 메쉬(METAL MESH), 메탈릭 폼(METALLIC FOAM), 세라믹 하니컴(CERAMIC HONEYCOMB) 및 메탈 하니컴(METAL HONEYCOMB)으로부터 선택되는 내화성 삼차원 구조물로 된 발열부; 및 글라스울, 다공성 세라믹 필터, 다공성 스테인리스 필터, 세라믹 화이버(Ceramic Fiber), 세라믹 페이퍼(Ceramic Paper)로부터 선택되는 연료 충진재가 수용되며, 상기 연료 충진재로 부터 기화된 연료가 발열부에 공급되도록 상부의 일부 또는 전체가 개방된 연료탱크; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 촉매 히터는 촉매와 연료의 접촉시간 및 접촉효율을 증가시키고 산화반응 시 발생되는 수분을 효율적으로 기화 증발시켜 발열성을 증대시키기 위하여 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 촉매가 코팅되며 세라믹 폼(CERAMIC FOAM), 메탈 메쉬(METAL MESH), 메탈릭 폼(METALLIC FOAM), 세라믹 하니컴(CERAMIC HONEYCOMB) 및 메탈 하니컴(METAL HONEYCOMB)로부터 선택되는 내화성 삼차원 구조물로 된 발열부를 채용한 것을 특징으로 한다. 상기의 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물은 다양한 환경에서의 적용이 가능하도록 촉매 히터의 경량화를 달성할 수 있으며, 히터를 다양한 형태로의 변형을 가능하도록 하였고, 상기 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물의 크기 및 구조물의 형상, 접촉면적 등을 제어함으로서 히터 발열 온도의 정밀조절이 가능하도록 하였다.
상기 내화성 삼차원 구조물로 선택되는 세라믹 폼(CERAMIC FOAM), 메탈릭 폼(METALLIC FOAM)은 세라믹 또는 메탈에 기공이 적절히 생성되어진 무정형 폼(FOAM) 형태의 구조물이며, 세라믹 하니컴(CERAMIC HONEYCOMB) 및 메탈 하니컴(METAL HONEYCOMB)을 벌집모양 혹은 원형이나 사각형, 육각형 등의 정형화된 형상의 기공이 형성되어진 하니컴(HONEYCOMB) 형태의 구조로서 기공이 수직으로 통공되도록 배치된다. 메탈 메쉬(METAL MESH)는 하나 또는 2개 이상의 적층된 것이면 적용가능하고 금속 메쉬인 경우는 롤 형태로 성형된 것을 수직 또는 수형 형상으로 배치하며, 메탈 메쉬가 복수로 적층되는 경우 각각의 메탈 메쉬 사이에 소정의 공간이 구비되도록 배치하는 것도 가능하다. 메탈 하니컴 또는 메탈 폼의 조성은 철(Fe), 크롬(Cr), 알루미늄(Al)의 금속이 함유된 것이 바람직하며, 메탈망은 스테인리스스틸이나 크롬(Cr), 또는 크롬/니켈(Cr/Ni) 등으로 조성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 내화성 삼차원 구조물은 기존의 구형상이나 막대형상으로 성형된 알루미나 세라믹보다 발열부에 크기 및 제작에 보다 더 폭넓게 응용할 수 있는 것이 장점이다.
상기 내화성 삼차원 구조물의 정형 또는 부정형의 기공 표면에는 연료와 접촉하여 무연소 산화반응이 일어나도록 촉매가 코팅된다.
상기 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 바나듐(V), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 이들 금속의 조합으로부터 선택될 수 있고, 연료의 종류에 따라 상기 촉매를 적절히 선택하여 사용가능하며, 예를 들어 연료가 메탄올일 경우에는 백금/루테늄(Pt/Ru) 촉매가 바람직하다. 또한, 촉매 히터를 300℃이상 고온 운전을 위해서는 백금/루테늄(Pt/Ru) 촉매량을 증가시키고 부가적으로 팔라듐(Pd)촉매와 니켈(Ni), 아연(Zn)등의 금속을 소량 추가함으로써 연료의 산화반응을 촉진시키는 것이 바람직하다.
상기 촉매를 내화성 삼차원 구조물에 코팅하는 방법은 촉매 분야에서 사용하는 공지의 방법을 채용할 수 있으나, 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물은 상업적으로 제공되어 용이하게 구매하여 사용할 수도 있다.
연료탱크로부터 공급된 연료는 외부로부터 유입된 산소와 함께 촉매에 접촉되어 열이 발생하고, 부산물로서 이산화탄소와 수분이 생성되어 외부로 배출된다. 한편, 연료가 메탄올과 같은 알코올일 경우 발생된 수분은 연료탱크로부터 유입되는 연료와 쉽게 혼합되게 되지만 상기 내화성 삼차원 구조물이 가열되어진 상태이므로 생성된 수분은 내화성 삼차원 구조물의 내부 공간에서 기화되어 내화성 삼차원 구조물의 상부로 배출되어 수분으로 인한 반응효율의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 촉매 히터는 상기 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물의 형상 및 크기, 촉매의 종류, 코팅된 촉매의 양 등을 적절히 조절하여 구비함으로써 촉매 히터의 운전 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.
또한 내화성 삼차원 구조물은 자체로서 열전달 매체로 작용하므로 열전달 매체를 추가적으로 구비할 필요가 없으며, 촉매반응에 의하여 발생된 열은 내화성 삼차원 구조물 자체로 열전달되어 외부로 배출된다.
발열부는 발열부 커버로 보호되어 연료탱크와 함께 고정되며, 상기 발열부 커버는 전체 또는 일부에 방열부를 구비하여 상기 방열부에 의하여 열전달 매체작용을 하는 메탈하니컴 및 메탈 메쉬과 같은 내화성 삼차원 구조물로부터 전열되는 열이 외부로 유출되도록 함과 동시에 발열부에 공급되는 산소가 외부로부터 효율적으로 공급되도록 하기 위하여 스테인리스스틸 메쉬 또는 타공판으로 구비되는 것이 바람직하며, 방열면적을 증가시키기 위하여 방열판 등의 통상적인 열교환기가 추가로 구비될 수 있다.
발생된 열을 외부로 효율적으로 방출하고 메탈하니컴 및 메탈 메쉬와 같은 내화성 삼차원 구조물을 안정적으로 위치하도록 하기 위하여 발열부 커버 내측에 내화성 삼차원 구조물이 맞닿아 고정시키는 것이 바람직하며, 상기 발열부 커버는 연료탱크를 함께 수용하도록 하부가 개방된 형태로서 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 촉매 히터는 상기 발열부 하부에 글라스울, 다공성 세라믹 필터, 다공성 스테인리스 필터, 세라믹 화이버(Ceramic Fiber), 세라믹 페이퍼(Ceramic Paper)로부터 선택되는 연료충진재가 수용되며, 상기 연료 충진재로부터 기화된 연료가 발열부에 공급되도록 상부의 일부 또는 전체가 개방된 연료탱크가 구비된다. 상기 연료충진재는 연료 함침능력이 있는 재질을 이용하기 때문에 연료를 함침하고 있을 뿐만 아니라, 연료탱크에 저장된 연료 또는 연료충진재에 함침된 연료가 연료충진재를 통과하여 일정한 양이 기화되어 발열부로 이동되도록 하는 역할을 하며, 연료가 급속히 기화되는 것을 방지하는 기능을 한다.
연료충진재로서 다공성 세라믹 필터를 사용하는 경우 기공이 10 내지 100㎛의 것이 바람직하며, 스테인리스스틸 필터를 사용하는 경우는 0.2 내지 0.65㎛의 것이 바람직하고, 연료충진재는 연료탱크 내 전체에 수용되어도 무방하며, 연료탱크 내 상측의 일부에 위치할 수 있다.
또한, 연료충진재는 발열부의 하부와 접촉되는 정도로 구비되어도 무방하나, 외부로부터 유입되는 산소가 발열부에 충분히 공급되는 역할과 연료탱크로부터 유 입되는 연료가 기화되어 효율적으로 혼합되도록 하기 위하여 연료충진재의 상부 또는 연료탱크의 상부와 발열부 사이에 이격된 공간부를 구비되는 것이 바람직하며, 기화공간부는 2 내지 3mm 정도이면 적절하지만 촉매 히터의 크기 및 발열온도에 따라 적절히 조절할 수 있다.
상기 연료충진재의 일부 또는 전체를 수용하여 연료충진재로부터 기화된 연료가 발열부 쪽으로 효율적으로 확산되도록 연료탱크의 상부의 일부 또는 전체가 개방되도록 구비된다.
삭제
본 발명에 따른 촉매 히터에 사용되는 연료는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 수소, 하이드라이드 화합물 및 천연가스, 프로판가스 및 부탄가스 등의 하이드로카본 어느 것이나 가능하며, 상기의 연료에 따라 촉매의 종류 및 내화성 삼차원 구조물의 기공크기 등을 적절히 선택하여 발열효율을 조절할 수 있다.
수소를 연료로 사용하고자 하는 경우 수소를 발생시키는 개질기를 추가로 구비함으로서 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 하이드로카본으로부터 수소를 발생시켜 사용할 수 있으며, LiBH4, NaBH4, LiAlH4 등의 하이드라이드 화합물과 물의 반응에 의하여 수소를 생성시켜 사용할 수 있다. 하이드라이드 화합물이 함유되는 연료탱크는 카트리지 형태로 교체가 유리하도록 제공될 수 있다.
액체연료를 보다 많이 함유하여 일정한 속도로 발열부에 공급되도록 하기 위하여 필터부와 공간부 사이에 촉매가 코팅되지 않은 내화성 삼차원 구조물 예를 들면 메탈 하니컴 혹은 메탈 메쉬 등을 이용한 완충부가 추가로 구비될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 촉매 히터는 장시간 연속적으로 사용할 수 있도록 연료탱크와는 별도로 외부 연료탱크를 구비할 수 있으며, 다량의 연료를 수용할 수 있는 연료탱크의 경우 연료탱크 내에는 연료의 소모에 따라 연료충진재로부터 일정한 속도로 연료가 공급되도록 연료탱크 내에 연료를 함침시킬 수 있는 하나 이상의 다공성 세라믹 튜브를 구비하고 상기 튜브와 상기 외부 연료탱크는 도관으로 연결되어 외부 연료탱크와 연료공급 밸브가 구비되는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 촉매 히터와 함께 난방수 탱크, 난방수 순환라인 및 난방수 순환 펌프가 구비되고, 상기 난방수 탱크로부터 난방수 순환 펌프에 의하여 순환되는 난방수가 상기 촉매 히터의 발열부에서 가열되어 순환되는 것을 특징으로 하는 난방 장치도 본 발명의 범위 내이다. 상기 난방장치의 난방수 순환관은 식물의 뿌리 아래 토양 내, 주거지 바닥 또는 침대 바닥에 구비되는 등 다양한 형태로서 응용될 수 있다.
이하 첨부한 도면을 바탕으로 본 발명에 따른 촉매 히터의 실시예를 설명하나, 본 발명이 그들이 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 촉매 히터의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 촉매 히터의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 촉매 히터의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 메탈 하니컴 촉매 히터 혹은 메탈 메쉬 촉매 히터는 다공성 세라믹 필터로 구비된 연료충진재(8)가 수용된 연료탱크(6)와 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물인 메탈 하니컴 촉매 혹은 메탈 메쉬 촉매로서 발열부(4)가 구성된다.
상기 발열부(4)와 연료충진재(8) 사이에는 외부로부터 유입되는 산소가 발열부(4)에 충분히 공급되도록 하고, 연료탱크(6)로부터 유입되는 연료(9)가 적절히 혼합되도록 하기 위하여 공간부(11)가 구비된다. 연료탱크(6)에 연료(9)의 소모에 따라 발열부(4)에 연료(9)를 일정하게 공급되도록 액체 연료를 함유할 수 있는 연료충진재(8)로서 다공성 세라믹 필터가 연료탱크(6)에 삽입된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발열부 커버(1)에 구비된 측면 방열부(3)는 외부의 공기가 유입되는 공기 유입구의 역할을 동시에 하게 되며, 발열부(4)의 측면을 촉매 고정판(5)으로 고정시킨 후 상기 발열부 커버(1) 내측 상부에 삽입 고정된다. 발열부 커버(1)는 연료탱크(6)를 함께 수용하도록 하부로 연장되어 개방된 형태로 구비될 수 있으며, 이 경우 연료탱크(6)를 발열부 커버(1) 하측으로 삽입 한 후 하부커버(10)로 고정시키도록 구성된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 촉매 히터는 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 촉매가 코팅되며 촉매가 코팅된 내화성 삼차원 구조물을 발열부로 채용하고 다공성 세라믹 필터 또는 다공성 스테인리스스틸 필터 또는 세라믹 화이버를 연료충진재로 채용함으로써 촉매와 연료의 접촉시간 및 접촉효율을 증가시킬 수 있으며, 산화반응 시 발생되는 수분을 효율적으로 발열부에서 효율적으로 기화 증발할 수 있어 발열성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 여러 환경에 적용이 가능하도록 촉매 히터를 경량화 및 다양한 형태로의 변형이 용이하며 히터의 발열 온도를 정밀하게 조절할 수 있고, 저온, 중온, 고온에서 장시간 안정적으로 운전할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 촉매 히터는 휴대용, 비상용, 군용, 농업용 및 가정용 난방에 필요한 열원을 확보할 수가 있으며, 초기 작동 시 전기 공급이 필요하지 않으며 불꽃의 점화가 필요 없고, 일반적인 히터에 비해 냄새가 전혀 없다는 장점이 있으며, 또한 부산물로 발생하는 물은 타 난방 히터에서는 불가능한 가습효과까지 더해준다는 장점이 있고, 히터를 소형화할 수 있어 이동성 및 경제성이 양호한 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 촉매가 코팅되며 세라믹 폼(CERAMIC FOAM), 메탈 메쉬(METAL MESH), 메탈릭 폼(METALLIC FOAM), 세라믹 하니컴(CERAMIC HONEYCOMB) 및 메탈 하니컴(METAL HONEYCOMB)로부터 선택되는 내화성 삼차원 구조물로 된 발열부; 및
    글라스울, 다공성 세라믹 필터, 다공성 스테인리스 필터, 세라믹 화이버(Ceramic Fiber), 세라믹 페이퍼(Ceramic Paper)로부터 선택되는 연료충진재가 수용되며, 상기 연료 충진재로부터 기화된 연료가 발열부에 공급되도록 상부의 일부 또는 전체가 개방된 연료탱크;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 바나듐(V), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연료탱크의 상부와 발열부 사이가 이격된 공간부가 구비되는 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  4. 제 1 항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열부 또는 연료탱크와 발열부 전체를 감싸며 방열부가 구비되는 발열부 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    연료는 수소, 하이드라이드 화합물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 천연가스, 프로판 및 부탄으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  7. 제 4 항에 있어서,
    메탄올, 에탄올, 프로판올, 천연가스, 프로판 및 부탄으로부터 수소를 발생시키는 개질기를 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    하이드라이드 화합물은 LiBH4, NaBH4 및 LiAlH4로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 촉매 히터.
  9. 삭제
  10. 제 1 항 내지 제 3 항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 촉매 히터와, 난방수 탱크, 상기 난방수 탱크로부터 난방수를 순환되도록 하는 난방수 순환 펌프 및 난방수 순환라인이 구비되고, 상기 난방수 탱크로부터 난방수 순환 펌프에 의하여 순환되는 난방수가 상기 촉매 히터의 발열부에서 가열되어 순환되는 것을 특징으로 하는 난방 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    난방수 순환관이 식물의 뿌리 아래 토양 내, 주거지 바닥 또는 침대 바닥에 구비되는 것을 특징으로 하는 난방장치.
KR1020050087123A 2005-09-16 2005-09-16 하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터 KR100566966B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050087123A KR100566966B1 (ko) 2005-09-16 2005-09-16 하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050087123A KR100566966B1 (ko) 2005-09-16 2005-09-16 하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100566966B1 true KR100566966B1 (ko) 2006-03-31

Family

ID=37180188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050087123A KR100566966B1 (ko) 2005-09-16 2005-09-16 하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100566966B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013005101U1 (de) 2013-06-05 2013-07-03 Eduard Galinker Alkalisches Reagenz zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen durch Nutzung von Aluminium und Silizium als Reduktionsmittel
DE202013011124U1 (de) 2013-12-10 2014-01-08 Eduard Galinker Trockene Komposition zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen unter Verwendung der Legierung "Ferrosilizium" als Reduktionsmittel
DE202014002602U1 (de) 2013-06-05 2014-05-06 Eduard Galinker Alkalisches Reagenz zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen durch Nutzung von Silizium und siliziumhaltigen Legierungen als Reduktionsmittel
DE202014006862U1 (de) 2014-08-23 2014-09-08 Eduard Galinker Trockene Komposition zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen unter Verwendung der Legierung "Ferrosilizium" als Reduktionsmittel
CN104315515A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 双层多孔泡沫陶瓷板纯预混气体燃料燃烧器
DE102014012514A1 (de) 2013-12-10 2015-06-11 Eduard Galinker Trockene Komposition zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen unter Verwendung der Legierung "Ferrosilizium" als Reduktionsmittel
US9359199B2 (en) 2007-03-20 2016-06-07 Jung-Tae Park Apparatus for generating hydrogen gas using composition for generating hydrogen gas and composition for generating hydrogen gas

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9359199B2 (en) 2007-03-20 2016-06-07 Jung-Tae Park Apparatus for generating hydrogen gas using composition for generating hydrogen gas and composition for generating hydrogen gas
DE202013005101U1 (de) 2013-06-05 2013-07-03 Eduard Galinker Alkalisches Reagenz zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen durch Nutzung von Aluminium und Silizium als Reduktionsmittel
DE202014002602U1 (de) 2013-06-05 2014-05-06 Eduard Galinker Alkalisches Reagenz zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen durch Nutzung von Silizium und siliziumhaltigen Legierungen als Reduktionsmittel
DE202013011124U1 (de) 2013-12-10 2014-01-08 Eduard Galinker Trockene Komposition zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen unter Verwendung der Legierung "Ferrosilizium" als Reduktionsmittel
DE102014012514A1 (de) 2013-12-10 2015-06-11 Eduard Galinker Trockene Komposition zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen unter Verwendung der Legierung "Ferrosilizium" als Reduktionsmittel
DE202014006862U1 (de) 2014-08-23 2014-09-08 Eduard Galinker Trockene Komposition zur Wasserstofferzeugung in lokalen und mobilen Energiesystemen unter Verwendung der Legierung "Ferrosilizium" als Reduktionsmittel
CN104315515A (zh) * 2014-11-18 2015-01-28 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 双层多孔泡沫陶瓷板纯预混气体燃料燃烧器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100566966B1 (ko) 하니컴 또는 메탈 메쉬를 이용한 촉매 히터
CA2582151C (en) Hydrogen generation and energy production assemblies
CA2462970C (en) Membrane catalytic heater
US10309646B2 (en) Membrane catalytic heater
JP6477889B2 (ja) 固体酸化物形燃料電池システム
JP2006506793A (ja) Pem燃料電池電力プラントにおけるアノード排出ガス流を燃焼するバーナ
KR100727624B1 (ko) 비연소 및 무소음 방식의 촉매히터
KR100657548B1 (ko) 수소를 열원으로 하는 보일러 시스템
KR100585400B1 (ko) 비점화식 휴대용 및 고정형 히터
JP2005340111A (ja) 液体燃料気化装置、液体燃料処理装置および燃料電池発電システム
KR100805582B1 (ko) 연료전지 시스템용 가열기
KR100529155B1 (ko) 다공성 필터를 이용한 촉매 히터
JP6989820B2 (ja) 水素生成システム及び燃料電池システム
KR20170076233A (ko) 다공성 발열체막을 포함하는 수소 보일러
KR100657547B1 (ko) 수소를 열원으로 하는 히팅시스템 및 이를 이용한 히터
JP6864292B2 (ja) 水素生成装置及び燃料電池システム並びにメタノールの水溶液改質反応用触媒
JP4512141B2 (ja) シート型触媒ヒーター
JP4740563B2 (ja) 水素発生装置
JP5140361B2 (ja) 燃料電池用改質装置
JP2019100623A (ja) 燃焼システム
WO2019021829A1 (ja) 燃料電池装置
JP2005022908A (ja) 燃料改質装置
JPH0128862B2 (ko)
JP2018100188A (ja) 水素生成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120712

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee