TWI232918B - Catalytic combustion burner made from a porous material and flask equipped with such a burner - Google Patents

Description

1232918 玖、發明說明： I：發明戶斤屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關於一種由一多孔性材料製成之催化性燃燒 5 的燃燒器，其適合用以配合一芯材，該芯材將一可燃性成分運 載到燃燒器，穿入該多孔材料之孔隙中。該燃燒器包含一支撐 一催化劑之周圍區域，且該周圍區域圍繞一沒有催化劑之中央 區域，形成一蒸發區域。該周圍區域與中央區域係位於燃燒器 之上方部分中。 10 【先前技術】 發明背景 習用上，此類型之催化性燃燒的燃燒器具有大約為圓 柱狀之周圍表面。 然而，欲製造具有此一大約為圓柱狀之周圍表面的燃 15 燒器係相當困難。 實際上，許多部分在模件移除步驟期間會有所損壞， 因為該等部分包含脆弱的區域，尤其是圍繞燃燒器之周圍 部分。 習用上燃燒器之周圍表面即使輕微推拔向上外傾1度 20 或2度左右，便無法令人滿意地解決上述在模件移除期間所 遭遇的所有困難。 因此，本發明之目的係在於改正已知燃燒器的上述缺 點，並提出一種上述種類之燃燒器，其中係有助於模件移 除，且該燃燒器亦具有改進之功能特性。 1232918 【智^明内考^】 發明概要 根據本發明之第一觀點，此催化性燃燒之燃燒器具有 一向上外傾之推拔周圍表面。 5 _然地’此周圍表面之推拔程度係較上述的輕微推拔 更多。 所以，該推拔構造有助於將燃燒器自其模件移除，而 不會損壞該燃燒器之周圍表面。 此外，專利申請者在一根據本發明之燃燒器與一根據 10先前技術具有圓筒狀柱構造的燃燒器之比較測試期間進行 測量，顯示就除臭效果而言，如果具有一推拔構造的燃燒 器使用配置催化性燃燒之燒瓶則會獲得較佳的效果。 可理解到的是，由於其本身之固有構造，根據本發明 之推拔燃燒器比根據先前技術具有相等燃燒器高度且大約 15為圓柱狀周圍表面的燃燒器具有較大的周圍交換表面積。 在具有大約為圓柱狀周圍表面之燃燒器的案例中，當 循環於緊鄰該燃燒器之周圍表面區域中的空氣接觸到此表 面時會變溫暖，並會平行於燃燒器之該表面垂直上升。因 此，結果此熱空氣與燃燒器的周圍表面之間的接觸係非常 20 輕微，即使在具有1度或2度左右之輕微推拔，使此類之燃 燒器非常輕微地向上外傾的案例中亦然。所以燃燒器的周 圍表面與空氣之間的熱交換與化學交換係有所限制。 相反地，在一高度相同但具有推拔表面之燃燒器的案 例中，垂直循環之熱空氣會接近燃燒器，使其與燃燒器之 1232918 推拔周圍表面產生較強的接觸，從而有助於熱交換與化學 交換，並因而催化性破壞此熱空氣所攜帶之煙以及其他成 分，從而能夠使週遭空氣較為清淨。 此外，由於當使用根據本發明之一燃燒器時所交換的 5 熱量較大，故更為強烈加熱接近該燃燒器之空氣，使其更 快速上升，並因而產生更為強力之對流氣流。 所以，對於空氣以及可燃性成分之蒸發所產生的氣體 而言，在燃燒器之推拔周圍表面的鄰近環境中係觀察到氣 體流之較佳對流。 10 較佳地，位於燃燒器之推拔周圍表面的頂點處之半角 係在10度與40度之間，有利為15度與25度之間，且較佳係 為18度到23度之間。 根據本發明之其中一個有利的變化形式，燃燒器之推 拔周圍表面具有至少一個肩部，其大約圍繞該周圍，並向 15 内且向下，以便增加該燃燒器的下方部分與上方部分之間 的直徑。 此類構造進一步增加了熱空氣與燃燒器之間的交換表 面積，並加強上升熱空氣與該燃燒器的至少某些周圍表面 之間的接觸，且因而加強了熱交換與化學交換。 20 本發明之一第二觀點係有關於一催化性燃燒之燒瓶， 其適合容納一液態可燃性成分，並於其頸部安裝一催化性 燃燒之燃燒器，其係設計用以配合一浸入該可燃性成分中 之芯材。 根據本發明，此燒瓶係配置一根據本發明之第一實施 1232918 例的燃燒器。 圖式簡單說明 本發明之其他特性與優點在閱讀以下的詳細說明之後 將會變得顯而易見。 5 在僅作為非限制性範例之所附圖式中： 第1圖係為根據本發明之一第一實施例，備置有一催化 性燃燒之燃燒器的燒瓶之概略正視圖； 第2圖係為第1圖中所示之該燃燒器的軸向橫剖面之概 略放大圖； 10 第3圖係為第2圖中所示之燃燒器安裝一套管的視圖； 第4圖係為類似第2圖之視圖，其顯示根據本發明之燃 燒為的第二實施例，並包含兩個半面視圖，其顯示第一肩 部之兩個不同位置，·及 第5圖係為類似第2圖之視圖，其顯示根據本發明之燃 15 燒為的弟二貫施例。 【實施方式3 較佳實施例之詳細說明 第1圖到第5圖之共同元件係藉由相同的參考數字加以 表示。 20 帛1圖顯示顯示一催化性燃燒之燒瓶卜其適合容納一 可燃性成分2’且適合在其頂部尾端裝配_依照本發明之催 化性燃燒的燃燒器3。 該催化性 此燒瓶1可具有任何形狀，並具有一頸部4 燃燒之燃燒器3能夠安裝於其中。 1232918 催化性燃燒之燃燒器3係由一適當多孔性材料加以製 造，該材料適合承受至少400°C之溫度（支撐催化劑之區域 在燃燒器3操作期間會到達此溫度）。尤其是，此材料可為 一陶瓷材料，其能夠由例如瓷土或是堇青石加以製備。 5 催化性燃燒之燃燒器3係適合與一浸入可燃性成分2的 芯材5相配合。此芯材5會將該可燃性成分2帶到燃燒器3， 且此可燃性成分2會穿透進入該多孔材料之孔隙。 可燃性成分2係為一種依照現行法規之適當的可燃性 液體，且其適合催化性燃燒與蒸發。 10 尤其是，此可燃性成分2可為一酒精，特別是異丙基酒 精，且亦能夠包含一芳香材料及/或一活性材料。 芯材5係為任何熟知種類之芯材，例如一棉芯材。 芯材5亦可由礦物材料所構成，例如，其可由礦物纖維 或是多孔材料所構成。 15 催化性燃燒之燃燒器3能夠在接近其底部處設置一支 架（未顯示），以致於使該燃燒器能夠直接引入燒瓶1之頸部4 ，或是引入一基座（未顯示）之中央孔；該基座係加以修改， 以致於使其能夠固定於燒瓶1之頸部4。 適合用以將此一燃燒器3固定在燒瓶1上之支架與基座 20 已經在WO 99/63267號申請案中特別加以說明。 如第2圖中所示，催化性燃燒之燃燒器3具有一實心構 造，以及向上外傾之推拔周圍表面3a。 此燃燒器3在接近其頂部部分3b處包含一周圍區域6( 例如為一環形），其支撐一催化劑7，並圍繞一沒有催化劑 1232918 之中央區域8，形成蒸發區域。 例如，催化劑7可為一屬於元素週期表中第八屬之金屬。 位於燃燒器3之推拔表面3 a頂端處的半角係為10度與 40度之間，有利係為15度與25度之間，且較佳為18度與23 5 度之間。 第2圖中之催化性燃燒的燃燒器3能夠結合一套管9,以 便形成一催化性燃燒系統，如同第3圖中所示之催化性燃燒 系統10。 此套管9係置於燃燒器3之下方部分3c的延長部分上。 10 此套管9亦係由一多孔材料所構成，尤其可為一例如由 瓷土或是蓳青石加以製備之陶瓷材料。 此套管9包含一大約為軸向腔室11，其係設計用以繃緊 芯材5，以致於使可燃性成分2能夠由套管9之上方部分9a的 孔隙朝向燃燒器3之下方部分3c的孔隙遷移。 15 燃燒器3之下方部分3c與套管9的上方部分9a之間的連 接必須確保可燃性成分2由該套管9朝向燃燒器3遷移。該結 果因而係為機械嵌套及/或一藉由多孔性結合之總成。 一催化性燃燒系統10亦能夠製成一包含燃燒器3與套 管9之單獨部件。 20 第4圖顯示根據本發明之一第二實施例，一催化性燃燒 之燃燒器13的兩個半面視圖。 此燃燒器13具有一推拔周圍表面13a，其向上外傾。 各個半面視圖顯示此周圍表面13a具有至少一個近似周 圍之第一肩部14a、14b，並自該燃燒器13面向内且向下。 10 1232918 該燃燒器13的 置於燃燒器13 此第一肩部14a、14b之效果係在於増加 下方部分13c與上方部分13b之間的直徑。 在左适半面視圖上，該第一肩部14a係佈 之大約中央部分中。 該第一肩部14b細彡成於燃燒器13 在右邊半面視圖上 之下方部分13c中。 中所示的兩 顯然地，第一肩部之高度可以不同於第4圖 個半面視圖之高度。 回 如同左邊半面視圖所示，在燃燒器13之周圍表面. 10催化劑係沉積到第_肩部14a，其因而將支揮催化劑7之周 圍區域16與沒有催化劑的燃燒器13之下方部分i3c隔開。 另一方面，在右邊半面視圖上，該第—肩部14b並不符 合催化劑7位於燃燒器13之周圍表面13a用於局部化的劃定 區域。此第一肩部14b係位於燃燒器13之一部分中，其中並 15 沒有催化劑。 燃燒器13至少在其下方部分13c包含一腔室15，其大約 以軸向向下敞開，芯材5之上尾端5a係裝入其中，該芯材能 夠將可燃性成分2運送經過其整個或部分高度。 如第4圖中所示，芯材5之尾端5a僅填入燃燒器13的腔 2〇 室15之部份體積。然而，此尾端5a相當可能填滿整個腔室 15，如第5圖中所示之燃燒器23的案例。 在第4圖中所示之視圖中，在燃燒器13之下尾端13d敞 開的腔室15轴向地延伸過燃燒器13大部分之軸向尺寸。 腔室15係藉由一位於燃燒器13之頂部部分13b的壁部 1232918 17加以封閉。 習用上，如第4圖中所示，燃燒器13具有一大約為軸向 之環狀溝槽19,其從該燃燒器13之上表面13e向下延伸，並 使大約為壞狀之周圍區域16(其支撐催化劑7)與燃燒器13之 5上方部分13b的中央區域18相隔開。 此一 I置有一環狀溝槽19之燃燒器13上方部分13b的 知·殊構造係特別在申請者所託付的歐洲專利第〇 277 875 B1號中加以說明。 第5圖顯示根據本發明之一第三實施例的催化性燃燒 10 之燃燒器。 如先前圖式中所示，此催化性燃燒之燃燒器23具有一 向上外傾的推拔周圍表面23a。 燃燒器23之上方部分23b包含一環狀周圍區域26,其支 撐催化劑7，並圍繞一沒有催化劑之中央區域28、以及一腔 15 室25 。 腔室25之頂部部分25a透過至少一個開放通道29與大氣 連接，該開放通道形成於例如燃燒器23之頂部部分23b中。 在第5圖中，通道29係位於中央區域28之中心，且係大 約位於軸向方向。然而，此通道29能夠以其他方式加以佈 20 置，特別是根據WO 99/63267號文件中之第8圖所示的佈置 方式。 此通道2 9具有之橫剖面較燃燒器2 3的腔室2 5之橫剖面 狹窄，以致於使該腔室25係至少在燃燒器23之頂部部分23b 藉由一壁部27部分地加以封閉，該壁部係位於中央區域28 12 1232918 之中。 周圍表面23a包含-第—近似周圍肩部24、以及一第二 近似周圍肩部30。 各個肩部24、30將燃燒器23緊鄰其上方並具有較大直 5徑之部分與該燃燒器23緊鄰其下方且具有較小直徑的部分 相隔開。 如第5圖中所示，在燃燒器23之周圍表面23a，此第一 肩。P 24將支撐催化劑7之續狀周圍區域％與燃燒器沒有 催化劑7之下方部分23c相隔開。 10 ㈣型之構造佈置提供-種準確判定催化劑7沉積於 燃燒23上之區域的方式。 因此能夠計晝將催化劑7佈置於第二肩部3〇。 ϋ本發明並非限定於以上所述之燃燒器的實施例 且月匕夠對其進行改變與修正，而不脫離本發明之範鳴。 15 、Ά以上所述之燃燒器的不同構造特徵能夠加以 混合，且沒有任何限制。 尤/、疋’第4圖與第5圖中所示之燃燒器13以及23能夠 設置一套管，其類似於第3圖中所示之套管9。 亦月b夠设置一環狀溝槽，其類似於第2圖中所示之環狀 20溝槽19 ’以便能夠將環狀周圍區域6與燃燒器3之中央區域8 相I1闲開（顯不於第2與3圖中），並將環狀周圍區域26與燃燒器 23之中央區域28相隔開（顯示於第$圖中）。 同樣地’弟4圖中之燃燒器的腔室15之頂部部分亦能 夠透過—通道連接到大氣，該通道係類似顯示於第5圖中， 13 1232918 並以參考數字29所表示之通道。 燃燒器3、13與23之下方部分3c、13c與23c亦能夠製成 任何適當的形狀，以便有助於佈置，並將其支撐於燒瓶1之 頸部4上（可以但非必須使用一支架及/或一基座）。 5 適合用以將此一燃燒器3、13、23附接到燒瓶1上之支 架與基座係特別在WO 99/63267號專利案中加以說明。 L圖式簡單說明3

第1圖係為根據本發明之一第一實施例，備置有一催化 性燃燒之燃燒器的燒瓶之概略正視圖； 10 第2圖係為第1圖中所示之該燃燒器的軸向橫剖面之概 略放大圖， 第3圖係為第2圖中所示之燃燒器安裝一套管的視圖； 第4圖係為類似第2圖之視圖，其顯示根據本發明之燃 燒器的第二實施例，並包含兩個半面視圖，其顯示第一肩 15 部之兩個不同位置；及 β 第5圖係為類似第2圖之視圖，其顯示根據本發明之燃 燒器的第三實施例。 【圖式之主要元件代表符號表】 3c...下方部分 4.. .頸部 5.. .芯材 5a...上尾端 6.. .周圍區域 7.. .催化劑 1.. .燒瓶 A...半角 2.. .可燃性成分 3.. .燃燒器 3a...周圍表面 3b...頂部/上方部分 14 1232918 8.. .中央區域 9.. .套管 9a...上方部分 10.. .催化性燃燒系統 11…腔室 13…燃燒器 13a...周圍表面 13b...頂部/上方部分 13c...下方部分 13d...下尾端 13e...上表面 14a...肩部 14b...肩部 15…腔室 16.. .周圍區域 17…壁部 18.. .中央區域 19.. .環狀溝槽 23…燃燒器 23a...周圍表面 23b...頂部/上方部分 23c...下方部分 24…肩部 25…腔室 25a...頂部/上方部分 26.. .周圍區域 27.. .壁部 28…中央區域 29…通道 30…肩部 15

Claims (1)

1232918 L 補夺 第9212副3號專射請”請專利範圍修正 拾、申請專利範圍： 10 15 L -種由-多孔性材料製造之催化性燃燒的燃燒器，其係 設計用以配合-芯材，該芯材會將—可難成分運載到 燃燒器’使其穿透進人該多孔材料之孔隙中；娜燒器 包含-周圍區域’其支樓—催化劑，並圍繞—沒有催化 劑之中央區域，形成—蒸發區域；該周圍區域與中央區 域係位於燃燒器之上方部分中，其特徵在於該燃燒器具 有向上外傾之推拔周圍表面，該燃燒器之周圍表面具 有至少一第一肩部，其接近圍繞該周圍，並朝内^向; ，以增加該燃燒器的下方部分與上方部分之間的直秤 。亥第一肩部將支撐催化劑之周圍區域與 …惟化劑之燃 ^〇杰的下方部分隔開。 2·如申請專利範圍第1項之燃燒器，其中位於該推拔周 表面之頂點處的半角係為10度與40度之間，且有利（為 15度與25度之間，較佳係為18度與23度之間。 ””、、 3_如申請專利範圍第1項之燃燒器，其 /、匕S ~大約為 向的環狀溝槽，其自燃燒器之上表面向下延伸，並將 圍區域與中央區域隔開。 、。 20 1232918 分透過至少—個開放通道與大氣連接， 成於燃燒器之頂部部分中。 5 "亥通道係例如形 6·—種催化性燃燒之燒瓶，該燒瓶適合容納—可燃性成 份，且適合在其頸部裝配一催化性燃燒之燃燒器，哕燃 燒器係設計用以配合一浸入可燃性成分之芯材，其特徵 在於該燒瓶係裝配一如專利申請範圍第1項到第5項中 任一項之燃燒器。