KR100585400B1 - Portable and fixing catalytic heater - Google Patents

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KR100585400B1
KR100585400B1 KR1020050104372A KR20050104372A KR100585400B1 KR 100585400 B1 KR100585400 B1 KR 100585400B1 KR 1020050104372 A KR1020050104372 A KR 1020050104372A KR 20050104372 A KR20050104372 A KR 20050104372A KR 100585400 B1 KR100585400 B1 KR 100585400B1
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KR1020050104372A
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박정태
이해훈
정경오
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주식회사 아이파워
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Abstract

본 발명은 액체 연료인 메탄올 연료를 사용한 휴대용 및 고정형 난방용 난로로서 전기 공급없이 점화하지 않고 발열하도록 할 수 있는 난로에 관한 것이다. 또한 기체 연료인 수소를 직접 사용할 수도 있고, 도시가스나 프로판가스(LPG) 및 메탄올을 수소 개질기를 이용하여 수소를 발생시켜서 사용할 수도 있다. 메탄올의 산화반응을 이용하여 고온(600℃이상)에서 연소하는 방식의 발열 장치이며, 발열부의 최대 온도가 약 800℃~1100℃를 유지하는 난로이다. 발열 원리는 메탄올이 백금 혹은 백금/팔라듐 및 백금/루테늄이 코팅되어 있는 알루미나 세라믹 혹은 메탈 투과망 및 메탈하니컴을 이용하여 액체 연료인 메탄올이나 수소가스 및 수소 개질기를 이용한 도시가스나 메탄올을 수소 개질 후 접촉할 때 산화 반응시켜 발열하는 방법이다. 또한 600℃이상 고온으로 상승시 세라믹 발열체에 의해 비산화되는 메탄올을 백금 혹은 백금/팔라듐이 코팅된 금속망을 세라믹 발열체 면과 타공망 사이에 설치하여 비산화된 메탄올을 완전 산화 연소시키는 방식이다. 이때 백금이 코팅된 금속망이나 혹은 팔라듐이 코팅된 금속망이 완전 연소를 시킴으로서 고온(약1100℃)으로 온도 상승이 가능하다. 따라서 이러한 고온을 이용해 일정량의 물 혹은 기타 히팅에 필요한 음식물이나 난방 등에 가열할 수 있는 휴대용 혹은 고정형 난로 및 히팅장치를 포함하여 구성할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable and stationary heating stove using methanol fuel, which is a liquid fuel, and to a stove capable of generating heat without ignition without electricity supply. In addition, hydrogen, which is a gaseous fuel, may be used directly, or city gas, propane gas (LPG) and methanol may be used to generate hydrogen using a hydrogen reformer. It is a heating device that burns at high temperature (600 ℃ or more) by using methanol oxidation, and it is a stove that maintains the maximum temperature of the heating part at about 800 ℃ ~ 1100 ℃. The exothermic principle is that after methanol is hydrogen-modified city gas or methanol using methanol, hydrogen gas, and hydrogen reformer as liquid fuel, using alumina ceramic or metal permeation network and metal honeycomb coated with platinum or platinum / palladium and platinum / ruthenium. It is a method of oxidizing and generating heat when contacted. In addition, a platinum or platinum / palladium-coated metal mesh is installed between the ceramic heating element surface and the perforated network by methanol being oxidized by the ceramic heating element when the temperature rises to 600 ° C. or higher, thereby completely oxidizing and burning the non-oxidized methanol. At this time, the platinum-coated metal mesh or the palladium-coated metal mesh may be completely burned to increase the temperature to a high temperature (about 1100 ° C.). Therefore, by using such a high temperature can be configured to include a portable or fixed stove and heating apparatus capable of heating a certain amount of water or other food or heating required for heating.

비점화식, 휴대용, 고정형, 히터, 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체, 세라믹 촉매 발열체, 다공성 세라믹 필터 Non-ignition, portable, stationary, heater, metal mesh planar catalytic heating element, ceramic catalytic heating element, porous ceramic filter

Description

비점화식 휴대용 및 고정형 히터{Portable and Fixing Catalytic heater}Non-ignition Portable and Fixed Heaters {Portable and Fixing Catalytic heater}

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 분해사시도.1 and 2 is an exploded perspective view of a non-ignition portable and fixed heater according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 조립된 상태를 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the assembled state of the non-ignition portable and fixed heater according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1: 연료통 10: 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체1: fuel cell 10: metal mesh planar catalytic heating element

20: 세라믹 촉매 발열체 21: 다공성 세라믹 필터20: ceramic catalyst heating element 21: porous ceramic filter

30: 열교환부 31: 열교환판30: heat exchanger 31: heat exchange plate

31a: 통공 40: 산화연소통31a: through hole 40: through combustion oxide

41: 내통 42: 외통41: inner cylinder 42: outer cylinder

41a,42a: 열배출공 50: 안전망41a, 42a: heat exhaust hole 50: safety net

60: 공기조절장치 70: 받침대60: air conditioner 70: stand

80: 연료보조통 100: 비점화식 휴대용 및 고정형 히터80: fuel sump 100: non-ignition portable and stationary heater

액체 연료인 메탄올 연료를 사용한 휴대용 및 고정형 난방용 난로로서 전기 공급없이 점화하지 않고 발열하도록 할 수 있는 난로에 관한 것이다.A portable and stationary heating stove using methanol fuel, which is a liquid fuel, relates to a stove capable of generating heat without ignition without electricity supply.

기존의 휴대용 및 고정형 난로(Heater)는 점화 방식이며 또한 고정형인 경우는 전기 공급이 필요했다. 일반적으로 석유난로 및 그 외 경유나 프로판 및 부탄가스 등을 이용하여 제품화한 난로 및 열풍기 등은 처음 작동시 점화를 해야 하고 전기 공급에 의하여 시스템이 작동되었다. 이동형인 경우, 가스를 연료로 사용할 때 전기는 필요하지 않으나 점화 방식은 꼭 필수적이었다. 본 발명이 이러한 문제를 해결할 수 있었던 것은 액체나 기체 연료를 점화하지 않고 전기의 공급없이 촉매 산화 방법을 통하여 작동시킬 수 있기 때문이다. Conventional portable and stationary heaters were ignited and, in the case of stationary, electric power was required. In general, stoves and hot air heaters that are commercialized using petroleum stoves and other light oils, propane and butane gas have to be ignited at the first operation and the system is operated by electricity supply. In the mobile case, electricity was not needed when using gas as fuel, but ignition was essential. The present invention was able to solve this problem because it can be operated through a catalytic oxidation method without igniting liquid or gaseous fuel and without supplying electricity.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 촉매가 코팅된 메쉬형태의 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체와 이로부터 발생된 열이 전달되도록 하는 세라믹이 코팅된 세라믹 촉매 발열체를 이용하여 발산효과를 향상시키도록 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above conventional problems, an object of the present invention is to provide a catalyst-coated metal mesh planar catalyst heating element in the form of a mesh and ceramic-coated ceramic catalyst heating element to transfer heat generated therefrom It is to provide a non-ignition portable and fixed heater to improve the divergence effect by using.

또한, 본 발명의 다른 목적은 촉매와 연료의 접촉시간 및 접촉효율 조절이 가능하며, 필터링된 연료를 공급하도록 하여 공기오염을 발생시키지 않도록 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터를 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a non-ignition portable and fixed heater capable of controlling the contact time and the contact efficiency of the catalyst and fuel, and supplying the filtered fuel so as not to generate air pollution.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 연료보조통을 구비하여 장시간 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터를 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a non-ignition portable and fixed heater having a fuel auxiliary container so that it can be used stably for a long time.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료통으로부터 공급된 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 메탈촉매가 코팅되며 환형형태로 된 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체; 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체의 상부에 구비되고 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체로부터 발생된 열이 전달되어 발산되며 세라믹이 코팅된 세라믹 촉매 발열체; 상기 세라믹 촉매 발열체의 상부에 위치하고 상기 세라믹 촉매 발열체로부터 발산된 열을 외부로 확산되어 발산되도록 하는 열교환부; 및 상기 열교환부의 외부를 둘러싸는 이중통으로 되며 다수의 열배출공이 형성된 산화연소통; 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the object as described above, the metal catalyst surface catalyst heating element is coated with a metal catalyst to allow the fuel supplied from the fuel cell to generate heat by oxygen and non-combustion catalytic chemical reaction; A ceramic catalyst heating element provided on an upper portion of the metal mesh planar catalytic heating element and transferred by heat generated from the metal mesh planar catalytic heating element and coated with ceramic; A heat exchanger disposed above the ceramic catalyst heating element to diffuse and dissipate heat emitted from the ceramic catalyst heating element to the outside; And an oxidative combustion cylinder formed with a plurality of heat discharge holes and having a double cylinder surrounding the outside of the heat exchange unit. Characterized in that consists of.

또한, 본 발명의 상기 열교환부는 소정의 간격을 두고 상하로 다수개 적층되며 통공이 다수개 형성된 도넛형태의 판이 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the heat exchange unit of the present invention is characterized in that the plate is provided with a donut-shaped plate is formed in a plurality of vertically stacked at a predetermined interval.

아울러, 본 발명은 연료가 접촉되며 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체의 내부에 구비된 다공성 세라믹 필터가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the fuel is in contact with the porous ceramic filter provided in the inside of the metal mesh plane catalyst heating element.

또한, 본 발명은 상기 산화연소통의 외부를 둘러싸며 원통형 메쉬망으로 된 안전망이 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized by further comprising a safety net made of a cylindrical mesh net surrounding the outside of the oxidative combustion communication.

또한, 본 발명은 상기 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 하부에는 공기 유입을 조절하는 공기조절장치가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the lower portion of the non-ignition portable and fixed heater further comprises an air conditioner for adjusting the air inlet.

또한, 본 발명은 상기 연료통과 연결되며 연료를 보조하도록 하는 연료보조통이 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that it is further provided with a fuel auxiliary cylinder connected to the fuel container to assist the fuel.

아울러, 본 발명은 상기 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 맨하부에는 지면으로부터 히터를 지지하도록 하는 받침대가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the bottom of the non-ignition portable and fixed heater further includes a support for supporting the heater from the ground.

또한, 본 발명은 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체의 메탈촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 바나듐(V), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 이리듐(Ir), 세륨(Ce) 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 촉매, 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 한다. In the present invention, the metal catalyst of the metal mesh planar heating element is platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), vanadium (V), nickel (Ni), tungsten (W) iridium (Ir), cerium And a catalyst selected from (Ce) and a combination of these metals, and a combination of these metals.

본 발명은 액체 연료 및 수소 기체 연료를 사용할 수 있으며, 액체인 경우 메탄올을 산화시켜서 발열을 할 수가 있다. 수소 기체인 경우는 직접 수소가스를 공급해서 사용할 수가 있고, 그 외에 천연가스(도시가스)나 LPG 및 부탄가스를 수소로 개질하여 사용할 수가 있다. 이때는 수소 개질기가 필요하다. 메탄올인 경우 화학 반응식은 다음과 같다. In the present invention, a liquid fuel and a hydrogen gas fuel may be used, and in the case of liquid, methanol may be oxidized to generate heat. In the case of hydrogen gas, hydrogen gas can be directly supplied and used. In addition, natural gas (city gas), LPG and butane gas can be reformed and used as hydrogen. In this case, a hydrogen reformer is required. In the case of methanol, the chemical reaction is as follows.

연료 반응식: CH3OH + H2O + Pt 혹은 Pt/Ru촉매 → CO2 + 6H+ + 6e- Fuel scheme: CH 3 OH + H 2 O + Pt or Pt / Ru catalyst → CO 2 + 6H + + 6e -

산소 반응식: 6H+ +

Figure 112005063114510-pat00001
O2 + Pt 혹은 Pt/Ru촉매 + 6e- → 3H2OOxygen Scheme: 6H + +
Figure 112005063114510-pat00001
O 2 + Pt or Pt / Ru catalyst + 6e - → 3H 2 O

종합 반응식: CH3OH + H2O +

Figure 112005063114510-pat00002
O2 + Pt 혹은 Pt/Ru촉매 → CO2 + 3H2OSynthesis Scheme: CH 3 OH + H 2 O +
Figure 112005063114510-pat00002
O 2 + Pt or Pt / Ru catalyst → CO 2 + 3H 2 O

수소 개질기에 의한 수소가스 및 직접 수소가스와의 촉매 반응식은 다음과 같다.The catalytic reaction of hydrogen gas and direct hydrogen gas by the hydrogen reformer is as follows.

2H2 + O2 +Pt촉매 혹은 Pt/Pd촉매→2H2O2H 2 + O 2 + Pt catalyst or Pt / Pd catalyst → 2H 2 O

위의 반응식에서 메탄올인 경우 최종 부산물은 이산화탄소와 물이다. 수소 가스나 수소 개질기를 통해서 사용할 수 있는 연료인 천연가스(도시가스) 및 LPG 혹은 부탄가스는 최종 부산물이 물 뿐이다. 따라서 대기오염 물질이 전혀 발생하지 않고 소음이 없는 청정에너지로 사용할 수 있다. For methanol in the above scheme, the final by-products are carbon dioxide and water. Natural gas (city gas) and LPG or butane gas, which are fuels that can be used through hydrogen gas or hydrogen reformer, are the only end products by water. Therefore, air pollutants are not generated at all and can be used as clean energy without noise.

발명에 이루고자 하는 기술적인 면을 고찰하면 시스템에서 연료를 주입 후 작동이 시작되는 시점에서 메탄올 연료량은 산화되기 시작한다. 이것은 메탄올 연료량이 감소되는 것을 말하는데, 연료의 기화되는 속도, 즉 감소량은 어떤 시간에 도달하면 연료가 완전히 소멸하게 된다. 따라서 공기에 기화되는 메탄올 양은 다음과 같이 나타낼 수 있다.Considering the technical aspects of the invention, the amount of methanol fuel begins to be oxidized at the point where operation starts after the fuel is injected into the system. This means that the amount of methanol fuel is reduced, and the rate at which the fuel evaporates, i.e. the amount of reduction, is completely extinguished when a certain amount of time is reached. Therefore, the amount of methanol vaporized in air can be expressed as follows.

Figure 112005063114510-pat00003
Figure 112005063114510-pat00003

(Δmout : 시간에 따른 메탄올 감소량(Δm out : Methanol decrease over time

Q : 공기 접촉량Q: air contact amount

Cg : 기화된 메탄올 농도C g : vaporized methanol concentration

Δt : 발열 산화 반응시간Δt: exothermic oxidation reaction time

Vg : 기화된 메탄올 부피V g : vaporized methanol volume

mg : 공기와 접촉한 메탄올의 기화량)m g : Vaporization amount of methanol in contact with air)

위의 식에서 mg는 mout의 함수로 나타낼 수 있는데 이는 총 메탄올 양이 일정하다는 메탄올의 질량 균형식과 헨리의 법칙을 고려하면 된다. 우선 질량 균형식은 다음과 같이 표현할 수 있다.In the above equation, m g can be expressed as a function of m out considering the mass balance of methanol and Henry's law that the total amount of methanol is constant. First, the mass balance equation can be expressed as follows.

Figure 112005063114510-pat00004
Figure 112005063114510-pat00004

(mi : 총 메탄올량(m i : total amount of methanol

mL : 액체 상태의 메탄올량m L : amount of methanol in liquid state

mg : 공기와 접촉한 메탄올의 기화량m g : Vaporization amount of methanol in contact with air

mout : 산화 반응후 메탄올 량)m out : Methanol amount after oxidation reaction)

용기내에서 액체상과 기체상의 자유 메탄올 농도 관계는 헨리 법칙에 의거하여 표현할 수 있다. 따라서 메탄올의 산화에 직접 영향을 주는 것은 공기 접촉면적에 비례한다고 볼 수 있다. 즉 공기접촉 면적을 적절히 조절하여 발열의 온도 및 속도를 조절할 수 있다.The relationship between free methanol concentration in liquid and gaseous phases in a vessel can be expressed according to Henry's law. Therefore, the direct influence on the oxidation of methanol is proportional to the air contact area. In other words, it is possible to control the temperature and speed of the heat generation by properly adjusting the air contact area.

본 발명의 특징은 연료가 금속 촉매와 접촉시 발열 온도 상승을 향상시키기 위해서 금속 촉매망을 연료통에 최대한 가깝게 고정시키고 그 상부에 다공성 세라믹 발열체(알루미나 세라믹 비드 혹은 펠렛)나 메탈하니컴 촉매를 일정량 고정시켜서 열상승 효과를 극대화했다. 따라서 고온 발열(800℃~1100℃)을 할 수 있다는 특징이 있다.A feature of the present invention is to fix the metal catalyst network as close to the fuel cell as possible and to fix a fixed amount of a porous ceramic heating element (alumina ceramic beads or pellets) or a metal honeycomb catalyst on top of the metal catalyst network in order to improve the exothermic temperature rise when the fuel is in contact with the metal catalyst. Maximize the effect of heat rise. Therefore, there is a feature that high temperature heat generation (800 ℃ ~ 1100 ℃) can be.

이러한 이론적 배경을 근거로 하여 본 발명의 핵심은 액체 및 기체연료를 금속 촉매인 백금(Pt), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 세륨(Ce) 및 이리듐(Ir)등을 백금과 적절히 혼합하여 사용할 수 있다. 즉, 백금 단일 촉매 혹은 백금/루테늄(Pt/Ru), 백금/팔라듐(Pt/Pd), 백금/세륨(Pt/Ce), 백금/루테늄/이리듐(Pt/Ru/Ir)등을 2원 촉매 혹은 3원 촉매 등으로 사용할 수가 있다. 이렇게 금속촉매를 사용하는 이유는 금속에 비어 있는 원자궤도 즉 d궤도를 갖는 전이 금속류가 반응의 에너지 장벽을 낮춰줌으로써 특정한 화학반응이 쉽게 진행되도록 하는 특징이 있기 때문이다. 이 반응들은 백금, 이리듐, 루테늄 및 팔라듐 등의 미립자가 존재하게 되면 상온에서도 산화 발열 반응이 일어나는 것을 이용한 것이다. 결과적으로 상술한 바와 같이 이론적 배경을 근거하여 본 발명의 기술적인 특징은 메탄올 혹은 수소가스가 금속 촉매와 산화 반응하여 발열함으로서 열을 발생시키는 원리를 이용한 비점화 방식의 발열 장치를 제공하는 것이다. 여기서 본 발명의 기술적 과제를 극복할 수 있는 것은 연료가 금속촉매와 유효하게 접촉할 수 있도록 구조적인 설계의 최적화가 이루어져야 한다. 또한 공기 접촉량의 조절로 연료소모량을 조절해서 최대의 열량을 얻을 수 있도록 하였다. 기존의 난방기 및 온풍기의 경우는 전기공급 및 연소에 따른 연료통 등이 구비되어야 하기 때문에 상대적으로 부피가 큰데 비해 본 발명은 이러한 구조적인 장치가 필요하지 않으므로 부피를 간소화할 수 있게 된다. 본 발명의 또 다른 기술적 특징은 온도 상승 후 약 6~10분후 발열체 부분의 온도가 600℃~650℃에 도달하면 발열체 내부의 금속면이 빨갛게 달아오르면서 순간적으로 온도가 급상승하여 800℃~1100℃에 도달하도록 하는 것이다. 이러한 모든 것이 연료와 발열체 및 구조적 설계의 최적화로 본 발명의 기술적 과제를 해결하였다. 결과적으로 본 발명의 난방 히터는 기존의 난방기와 달리 연소후 그을음이나 대기오염 물질이 발생하지 않는다는 것이 본 발명의 특징이다. Based on this theoretical background, the core of the present invention is to properly mix liquid and gaseous fuels with platinum (Pt), ruthenium (Ru), palladium (Pd), cerium (Ce) and iridium (Ir). Can be used. That is, platinum single catalyst or platinum / ruthenium (Pt / Ru), platinum / palladium (Pt / Pd), platinum / cerium (Pt / Ce), platinum / ruthenium / iridium (Pt / Ru / Ir), etc. Or a three-way catalyst. The reason why the metal catalyst is used is that transition metals having an atomic orbit, ie, d orbit, in the metal lower the energy barrier of the reaction so that a specific chemical reaction can be easily performed. These reactions utilize oxidative exothermic reactions that occur at room temperature when particulates such as platinum, iridium, ruthenium and palladium are present. As a result, as described above, the technical feature of the present invention is to provide a non-ignition type heating device using the principle of generating heat by methanol or hydrogen gas oxidizing with a metal catalyst to generate heat. In order to overcome the technical problem of the present invention, the structural design must be optimized so that the fuel can effectively contact the metal catalyst. In addition, the maximum amount of heat can be obtained by controlling the fuel consumption by controlling the air contact amount. Existing heaters and hot air heaters are relatively bulky because they have to be provided with a fuel container according to electricity supply and combustion, but the present invention does not require such a structural device, thereby simplifying the volume. Another technical feature of the present invention is that after about 6 to 10 minutes after the temperature rises when the temperature of the heating element reaches 600 ℃ ~ 650 ℃, the metal surface inside the heating element is rapidly red and 800 ℃ ~ 1100 ℃ To reach. All of these solve the technical problem of the present invention by optimizing fuel, heating element and structural design. As a result, the heating heater of the present invention, unlike conventional heaters, does not generate soot or air pollutants after combustion.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 조립된 상태를 나타낸 사시도이다. 1 and 2 is an exploded perspective view of a non-ignition portable and fixed heater according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the assembled state of the non-ignition portable and fixed heater according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 비점화식 휴대용 및 고정형 히터(100)는 연료통으로부터 공급된 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)와, 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)로부터 발생된 열이 전달되어 발산되도록 하는 세라믹 촉매 발열체(20)와, 상기 세라믹 촉매 발열체(20)로부터 발산된 열을 외부로 확산되어 발산되도록 하는 열교환부(30); 및 상기 열교환부의 외부를 둘러싸고 이중통으로 된 산화연소통(40)으로 구성된다. As shown, the non-ignition type portable and stationary heater 100 according to the present invention includes a metal mesh planar catalytic heating element 10 for generating fuel supplied from a fuel cell by oxygen and a non-combustion catalytic chemical reaction, and the metal mesh planar shape. A ceramic catalyst heating element 20 for transmitting and dissipating heat generated from the catalyst heating element 10, and a heat exchanger 30 for dissipating and dissipating heat emitted from the ceramic catalyst heating element 20 to the outside; And an oxidizing combustion cylinder 40 which surrounds the outside of the heat exchange unit and becomes a double cylinder.

상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)는 연료통(1)으로부터 공급된 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 메탈촉매가 코팅되며 내부 가 빈 원형으로 된 메쉬형태로 되어 있다. 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)의 상부에는 발열된 열이 전달되는 세라믹 촉매 발열체(20)가 구비된다. 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)에 사용되는 금속촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 바나듐(V), 니켈(Ni), 텅스텐(W). 이리듐(Ir), 세륨(Ce) 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 촉매, 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 것을 사용한다. 이때 사용되는 연료는 수소, 하이드라이드 화합물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 천연가스, 프로판 및 부탄으로부터 선택되는 것을 사용한다. 빠른 고온 상승을 위해 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)를 추가함으로써 연료 접촉후 약 6~10분 후에 600℃이상 온도가 상승하게 되며 그 후에는 빠른 속도로 온도가 800℃~1100℃까지 온도가 상승하게 된다. 이때 고온(800℃이상)에 도달하면 산화연소통(40)이 빨갛게 되어 열을 발산하게 되므로 히팅장치로 충분히 응용할 수가 있다.The metal mesh planar catalytic heating element 10 is coated with a metal catalyst to allow the fuel supplied from the fuel container 1 to generate heat by oxygen and non-combustion catalytic chemical reaction, and has a hollow inner mesh shape. The upper portion of the metal mesh planar catalyst heating element 10 is provided with a ceramic catalyst heating element 20 through which heat generated heat is transferred. Metal catalysts used in the metal mesh planar heating element 10 are platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), vanadium (V), nickel (Ni), tungsten (W). Catalysts selected from iridium (Ir), cerium (Ce) and combinations of these metals, and those selected from combinations of these metals are used. The fuel used here is selected from hydrogen, hydride compounds, methanol, ethanol, propanol, natural gas, propane and butane. By adding a metal mesh planar heating element 10 for rapid high temperature rise, the temperature rises to 600 ° C. or more after about 6 to 10 minutes after the fuel contact, after which the temperature rises rapidly to 800 ° C. to 1100 ° C. Done. At this time, when the high temperature (800 ° C or more) is reached, the combustion chamber 40 becomes red, which dissipates heat, and thus can be sufficiently applied as a heating device.

상기 세라믹 촉매 발열체(20)는 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10) 상부에 구비되어 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)로부터 발생된 열이 전달되어 발산되도록 하며, 세라믹이 코팅되어 있다. 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)의 연료 접촉 부위는 다공성 세라믹 필터(21)가 구비되게 된다. 이에 따라 상기 다공성 세라믹 필터(21)에 의해 걸러진 연료가 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체(10)로 전달되게 되므로 연소로 인한 공기오염이 발생되지 않게 된다. The ceramic catalyst heating element 20 is provided on the metal mesh planar catalyst heating element 10 so that heat generated from the metal mesh planar catalytic heating element 10 is transferred and dissipated, and the ceramic is coated. The fuel contact portion of the metal mesh planar catalytic heating element 10 is provided with a porous ceramic filter 21. Accordingly, the fuel filtered by the porous ceramic filter 21 is transferred to the metal mesh plane catalyst heating element 10, so that air pollution due to combustion is not generated.

상기 열교환부(30)는 상기 세라믹 촉매 발열체(20)의 상부에 위치하고 상기 세라믹 촉매 발열체(20)로부터 발산된 열을 외부로 확산되어 발산되도록 하는 역할을 한다. 상기 열교환부(30)는 통공(31a)이 다수개 형성된 도넛형태의 열교환판 (31)이 소정의 간격을 두고 상하로 다수개 적층되어 공간이 형성되게 된다. 상기 열교환판(31)에 의해 발생된 열이 상부로만 이동되는 것을 방지하여 열의 복사와 전달 및 손실을 최소화할 수 있게 된다. The heat exchanger 30 is positioned above the ceramic catalyst heating element 20 and serves to diffuse and dissipate heat emitted from the ceramic catalyst heating element 20 to the outside. The heat exchange part 30 has a donut-shaped heat exchange plate 31 in which a plurality of through holes 31 a are formed, and a plurality of spaces are stacked up and down at predetermined intervals. The heat generated by the heat exchange plate 31 is prevented from moving only upwards, thereby minimizing heat radiation, transfer, and loss.

상기 산화연소통(40)은 내통(41) 및 외통(42)으로 구성되고 상기 내통(41)과 외통(42)은 각각 상기 열교환부(30)의 열교환판(31)의 외부를 둘러싸며 상기 내통(41)과 외통(42)은 각각 다수의 열배출공(41a,42a)이 형성되어 있다. 이와 같이 이중통으로 되게 되면 열원 내부의 열을 효과적으로 이용할 수 있게 된다. 상기 산화연소통(40)의 외부에는 안전망(50)이 구비된다. The combustion chamber 40 is composed of an inner cylinder 41 and an outer cylinder 42, and the inner cylinder 41 and the outer cylinder 42 surround the outside of the heat exchange plate 31 of the heat exchange unit 30, respectively. The inner cylinder 41 and the outer cylinder 42 are each formed with a plurality of heat discharge holes 41a and 42a. In this way, the double cylinder can effectively use the heat inside the heat source. The safety net 50 is provided on the outside of the combustion chamber (40).

상기 안전망(50)은 상기 산화연소통(40)의 외부를 이격되어 둘러싸며 원통형 메쉬망으로 되어 있다. 상기 안전망(50)은 고온의 산화연소통(40)과 접촉되는 것을 방지하여 안전하도록 하는 역할을 한다. The safety net 50 surrounds the outside of the oxidizing combustion cylinder 40 and is a cylindrical mesh net. The safety net 50 serves to prevent the contact with the high temperature combustion combustion chamber 40 to be safe.

상기 비점화식 휴대용 및 고정형 히터(100)의 하부에는 공기 유입을 조절하는 공기조절장치(60)가 더 구비되어, 초기 산화 작용과 산화 연소시간의 조절을 원활히 하기 위해서 공기 유입을 조절하게 되며, 촉매와 연료의 접촉시간 및 접촉효율 조절이 가능하게 된다. 또한, 상기 비점화식 휴대용 및 고정형 히터(100)의 맨하부에는 지면으로부터 히터(100)를 지지하도록 하는 받침대(70)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 받침대(70)에 의해 히터(100)가 지면과 접촉되는 것이 방지되게 된다. The lower portion of the non-ignition portable and fixed heater 100 is further provided with an air conditioner 60 to control the air inlet, to control the air inlet in order to smooth the control of the initial oxidation and oxidation oxidation time, the catalyst The contact time and the contact efficiency of the fuel can be adjusted. In addition, the bottom of the non-ignition portable and fixed heater 100 is preferably provided with a pedestal 70 to support the heater 100 from the ground. The pedestal 70 prevents the heater 100 from contacting the ground.

아울러, 상기 비점화식 휴대용 및 고정형 히터(100)는 연료통(1)과 연결되며 연료를 보조하도록 하는 연료보조통(80)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같 이 연료보조통(80)을 구비하게 되면 장시간 안정적으로 사용할 수 있게 된다. In addition, the non-ignition portable and fixed heater 100 is preferably connected to the fuel container (1) is further provided with a fuel auxiliary cylinder 80 to assist the fuel. As such, when the fuel auxiliary container 80 is provided, the fuel auxiliary container 80 can be stably used for a long time.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 비점화식 휴대용 및 고정형 히터는 화석에너지를 사용하지 않고 저렴한 연료를 사용하므로 고유가 및 신재생 에너지를 효율적으로 대체할 수 있다는 것이 큰 장점이며, 경제적인 면과 앞으로 전 세계적으로 에너지난이 심각한 현실에서 에너지는 줄이고 효율을 높일 수 있으며, 냄새가 발생되지 않고 필터링된 연료를 공급하도록 하여 공기오염을 발생시키지 않는 효과가 있다.As described above, the non-ignition type portable and fixed heater according to the present invention has a great advantage that it can efficiently replace high oil prices and renewable energy because it uses inexpensive fuel without using fossil energy. As the energy shortage is serious, the energy can be reduced and the efficiency can be increased, and air pollution can be generated by supplying filtered fuel without generating odors.

Claims (9)

연료통으로부터 공급된 연료가 산소와 비연소 촉매 화학반응에 의하여 발열되도록 하는 메탈촉매가 코팅되며 환형형태로 된 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체;A metal mesh planar catalytic heating element coated with a metal catalyst to allow the fuel supplied from the fuel cell to generate heat by oxygen and a non-combustion catalytic chemical reaction; 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체의 상부에 구비되고 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체로부터 발생된 열이 전달되어 발산되며 세라믹이 코팅된 세라믹 촉매 발열체;A ceramic catalyst heating element provided on an upper portion of the metal mesh planar catalytic heating element and transferred by heat generated from the metal mesh planar catalytic heating element and coated with ceramic; 상기 세라믹 촉매 발열체의 상부에 위치하고 상기 세라믹 촉매 발열체로부터 발산된 열을 외부로 확산되어 발산되도록 하는 열교환부; 및 A heat exchanger disposed above the ceramic catalyst heating element to diffuse and dissipate heat emitted from the ceramic catalyst heating element to the outside; And 상기 열교환부의 외부를 둘러싸는 이중통으로 되며 다수의 열배출공이 형성된 산화연소통;Oxidation combustion cylinder is a double cylinder surrounding the outside of the heat exchange unit and a plurality of heat discharge holes are formed; 히터의 하부에 위치하여 공기 유입을 조절하는 공기조절장치;An air conditioner positioned under the heater to control air inflow; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.Non-ignition portable and fixed heater, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 열교환부는 소정의 간격을 두고 상하로 다수개 적층되며 통공이 다수개 형성된 도넛형태의 판이 구비된 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.The heat exchange unit is a non-ignition type portable and fixed heater, characterized in that provided with a plurality of donut-shaped plate is formed in a plurality of stacked up and down at a predetermined interval. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 연료가 접촉되며 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체의 내부에 구비된 다공성 세라믹 필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.Non-ignition type portable and fixed heater characterized in that the fuel contact is further provided with a porous ceramic filter provided inside the metal mesh planar catalytic heating element. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 산화연소통의 외부를 둘러싸며 원통형 메쉬망으로 된 안전망이 더 구비된 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.Non-ignition type portable and fixed heater characterized in that the safety net is further provided with a cylindrical mesh surrounding the outside of the oxidative combustion communication. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료통과 연결되며 연료를 보조하도록 하는 연료보조통이 더 구비된 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.Non-ignition portable and fixed heater, characterized in that the fuel auxiliary container is connected to the fuel container and further assists the fuel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비점화식 휴대용 및 고정형 히터의 맨하부에는 지면으로부터 히터를 지지하도록 하는 받침대가 더 구비된 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.The bottom of the non-ignition portable and fixed heater is a non-ignition portable and fixed heater characterized in that it is further provided with a support for supporting the heater from the ground. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메탈 메쉬 면상 촉매 발열체의 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 세륨(Ce), 루테늄(Ru), 바나듐(V), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 촉매, 및 이들 금속의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.The catalyst of the metal mesh planar heating element is platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), cerium (Ce), ruthenium (Ru), vanadium (V), nickel (Ni), tungsten (W) and these A non-ignition portable and stationary heater characterized in that it is selected from a combination of metals, and a combination of these metals. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 연료는 수소, 하이드라이드 화합물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 천연가스, 프로판 및 부탄으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비점화식 휴대용 및 고정형 히터.Non-ignition portable and stationary heater, characterized in that the fuel is selected from hydrogen, hydride compounds, methanol, ethanol, propanol, natural gas, propane and butane.
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