JPH0244121A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

触媒燃焼装置

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JPH0244121A
JPH0244121A JP63194966A JP19496688A JPH0244121A JP H0244121 A JPH0244121 A JP H0244121A JP 63194966 A JP63194966 A JP 63194966A JP 19496688 A JP19496688 A JP 19496688A JP H0244121 A JPH0244121 A JP H0244121A
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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 本光明は加熱、暖房、乾燥等に用いられる触媒燃焼装置
に関する。
従来の技術 灯油等の液体燃料や都市ガス等の見本７・熱料を。
空気と１昆会させた後に酸化反応用のｌｌｌ！ＩＩ＆層
て接触させ、その表面で息災の触媒燃焼を行わしめるい
わゆる予混合型の触媒燃焼装置は、気体燃Ｈ用を中心【
従来より種々提案され、一部・；ま実用化されているが
、触某層の構成′吐ノ・二カム、マット、あるいはクロ
ス状のものが単一層で用いられるのが一般的であった。
発明がイ決しようとする課題 上記従来の構成ておいて、空気と予混合された燃料は触
媒層において酸化反応を生じ、反応熱と共に二１俊化炭
素や水を発生する。ここで触媒層の温度と予混合ガスと
触媒層との接触時間が充分であれば完全な上記反応が行
われるが、触媒層の周縁部等の低層部分や、予混合気の
過濃あるいは過希薄部分と接触した位置では、完全燃焼
ができずに燃料の一部や中間生成物がスリップする現象
が生ずることになる。特に長時間受用して触媒の活性が
低下した場合には、−ａ化炭素や未燃ガスが多量に排出
され、著しくは人体への安全性において重大な欠点を有
するものであった。
本発明は上記従来の欠点を解消し、不完全燃焼による有
害・悪臭ガスの発生を防止して、長期間に亘る清浄な排
ガス特性の１截維を可能にするものである。
課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するために本発明で用いる技術的手段は
、燃料と空気の混合室の下流に主触媒層と補助！Ｉｉ媒
層を備えると共に１両者に温度検出手段を配設して１両
者の温度差が所定値以下となった時に燃料および空気の
供給を停止する制御手段を備えた構成とするものである
。
作用 本発明は上記手段によシ、主触媒層で燃焼しきれなかっ
た未燃成分を、下流側の補助触媒層で完全反応させ、長
期間に亘って不完全燃焼を生ずることなく清浄な排ガス
の発生を維持すると共に。
主触媒層の７８性劣化を早期にかつ確実に検出し、最終
の排ガス中に一酸化１大素や悪臭物質が混合される以前
に燃焼を停止させ、安全性の高い燃焼装置を提供できる
ものである。
実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。第
１図において１は燃料タンク、２は燃料用ポンプ、３は
送風用・Ｄファン、４はｌ昆合室で。
混合室４の出口には予熱用の炎口６と点火装置６が備え
られている。炎口６の上方には多数の連通孔Ｔ＆を穿設
したシリカ・アルミナを主成分とするハニカム状セラミ
ック平板だ白金属の活性成分を担持させた主触媒層７が
直立して１見られ、その上・荒面（前面）に対向してガ
ラス板からなる透過窓８が配置されている。また主触媒
層７の下流側上方には多数の連通孔９ａを有する補助触
媒層９が備えられている。また主触媒層７の上流側表面
および補助触媒層９の上流側表面に接して、温変険出弔
の熱電対１０ａ、１０ｂが配設されており１両者は制御
回路１１を介して燃料用ポンプ２およびファン３に連接
されている。
次だ動作について詳述すると、燃料用ポンプ２から供給
された燃料（灯油）とファン３から供給された空気は、
混合室４内で気化されると共に充分予混合されて上部の
炎口６に送られる。点大時にはまず炎口６において点火
装置６によって点火され、ここで火炎燃焼を開始する。
高温の排ガスは上部へ流れ、主触媒層７および補助触媒
層９を昇温させる。主触媒層７が充分な温度に昇温した
ことが熱電対１０＆によって検出された時点で一旦燃料
共給を停止し、炎口５の火炎を消滅させてから再度燃料
の供給を開始する。混合室４を出た予混合気は上方に直
立する主触媒層７１Ｃ至るが、ここは充分昇温されてい
るから、主に上流側（前面）表面で触媒燃焼を生じつつ
、連通孔Ｔ＆を経て下流側（後面）へと流れる。燃焼排
ガスは更に上方へと流れて補助触媒層９と接触し、未燃
成分が共存する場合にはここで完全に酸化された後に清
浄排ガスとなって連通孔９＆を径で上部へと排出される
。従って予混合状態の偏シや温度のむら等によシ主触媒
層７では完全燃焼し得なかった場合でも、その下流にあ
る補助触媒層９で反応を完結することができ、従来のよ
うに不完全燃焼による未燃成分をそのまま排出すること
は避けられる。
また長期間の使用によって主触／Ｊ＃、層７の活性が低
下した場合においても、補助触媒層９がその活性を補い
得るから、長寿命で安定した性能を維持できる。また燃
焼によって主触媒層７表面に生じた熱は、透過窓８を一
部は透過して、また一部は透過窓８を加熱することによ
ってここからの二次輻射としてそれぞれ前面に放散され
、加熱や暖房等に供せられる。
ここで主触媒層アと補助触媒層９の温度の変化。
および主触媒層７下流と補助触媒層９下流の排ガス中の
一酸化炭素濃度を、燃焼速続時間に従って見ると、第２
図のようになっている。即ち初期においては燃焼反応は
主触媒層７の上流側表面でほぼ完遂し、−酸化炭素の発
生もなく、また触媒表面温度は約８００℃となっている
。
この時補助触媒層９０表面温度は、主触媒層７から排出
される燃焼排ガスによって加熱されるのみで、約４００
　’Ｃ建留まっている。
燃焼？Ｍ続待時間増加していくと、主触媒層γの上流側
から活性の低下（触媒表面の細孔の溶融閉ｍや活性成分
の凝集などが原因である）が生じ１、燃焼反応の位置は
徐々て下流側へと移行し、熱電対１０＆で検出される温
度はやや低下しでいく。
数千時間までは反応位置の変化ｄ二あるものの、主触媒
４Ｔ内で反応は完結し、ここからの排ガス中には一酸化
炭素の発生は見られないが（○印）。
主Ｉ！１ｌｉ１媒層Ｔの表面温度（Δ印）は徐々に低下
している。さらに燃焼を続ばるとやがて主触媒層Ｔでは
完全燃焼できなくなり、約１０００（３時間で一酸化炭
素が発生している。
ところがこの状態では、補助触媒層９の浄化作用が動き
、最終の排ガス中には一酸化炭素が含まれず、清浄な排
ガスを維持している（・印）。主触媒層γからの排ガス
中に一酸化炭素（および未燃の燃料もある）が増加して
ぐるに従って、その燃焼熱尾」：って補助触′！Ａ、層
９の表面温度（ム印）は上昇し、約２ｏｏｏｏ時間で主
触媒層Ｔの表面温度と補助触媒層９の表面温度！ｄ逆転
］７ている。
さらＶ：、燃焼を、連続して致方時間に達すると、主触
媒層Ｔの下流では著しい量の一酸化炭素が発生している
が９下流に補助独薬層９があるためＷ、最終の排ガスは
なお清浄を保っており、この時点でも実用り間１．９！
はない。ただ主触媒層７′の活性低下は明らかであり、
この状態で１重用を停止さぜ２〕ことが、安全性の面か
らより速実である。
ここで触謀表面＠度（伐この図のように明らかな逆転現
象が見られ、この現象は燃焼量や予混合ガスの流速、あ
るいは雰囲気温度等の条Ｖ＋仄よっても（温度ｖベルの
差はあっても）大きな変化なく主触媒層Ｔの劣化を講実
に検出ノ”ることがｉｊＪ能である。浦助咄薬層９１／
′ｃついても劣化頑１ｂＪけあるが。
通常の暴露温度が主触媒層′γに比べてはるかＷ低く、
触媒ｌ占性の劣化は温度に対して指孜関・数的に軽減さ
ｈ７１＋ことから、補助触媒層９の劣化については同等
心配はない。
なお両者のユ度差の設定値は、例えばａ　ｏ　ｏ　’Ｃ
Ｋしておけば主触媒層Ｔ下流で極ぐ僅かの一酸化Ｉ・々
素が検出さり、る状態で停止の制卸が、劫〈シ。
１ｏｏ’Ｃにするとさらに劣化が進んだ状態となり、０
゛Ｃ（等温）とすると数αｐｐｍ　　の−酸化炭素が発
生している状態、−１００℃で１００Ｑｐｐ”程度の一
酸化炭素発生の状態まで至る。補助触媒層９の卸能５あ
るいは！・然、尭条件によって適当な温度差を選択する
仁とができるが、いずれにしても最終の排ガス中流−酸
化炭素や臭気物質の排出がなく、長時間に亘って安全に
使用できるものである。また燃料用ポンプ２やファン３
の流量変化によって燃焼状態が異な分きたし′＃、場会
圧おいても一般化炭素や未燃ガスの主触媒層Ｔからの排
出程度によって補助触媒層９の温、友上昇、即ち両者の
温度差縮小の摩犯が決ま）、異常検出が可能となるから
、常圧安全を確保することができる。
まだ熱電対１０Ｂ、、１０ｂの位置については。
反応量の変化と比例して温度が変１ニするため（ｃ。
どの位置であっても相応の温度゛差検出はできるが、特
に主触媒層７尾おいては、最も只トｆ低下（即ち活性低
下）の早期【現わ５る上流側表面を選択することが高感
窒の検出を可能にする。また補助触媒層９の大きさは、
主融媒、層７゛に比べて充分小さくしておくことによっ
て、単位表面当りの可へ性分処理量が増え、温梗」二昇
も早くなるから、主触媒層Ｔの劣化−一酸化炭素等の発
生をより早期に詠出することができる。
さらに温・庄検出千役については、木−丸施例で（づ：
接触型の織度検出方法である熱電対を用いているが、非
接触の赤外温度センサでもよく、この場合は特にガラス
廻よる減衰やほこり等の影響を受けない波長選択型の赤
外温度センサが好−ま１７い。
発明の効果 以」二のように本発明てよれば、燃料と空気の混合室の
下流て主触・薬層と補助触媒層を備えるとＪ（て１両Ｋ
に温度険出手没を配設して５両者の温度差が所定（直（
共Ｆとなった時に燃料および空気の供給を停止する制−
手没を備えた構成とすることにより、主触媒層で：１然
焼１７きれなかった未燃成分をＦ流側の補助触媒層で完
全反応させ、長期間ＩＣ亘って不完全燃焼を生ずること
なぐ清浄な排ガス、の発生を１誰持すると共に、主触媒
層の活住劣化を早期にかつ層寿に食出し、最終の徘ガス
中に一酸化炭素や悪臭物質が混合される以前に燃焼を停
止させ、安全性の高い燃焼装置を提供できるものである
。
【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装置の縦断面図、
第２図はその燃焼特性図である。 ２・・・・・燃料用ポンプ、３・・・・・・ファン、４
・・・・・・混合室、７・・・・・・主触媒層、９・・
・・・・補助触媒層、１０＆１０ｂ・・・・・・熱電対
、１１・・・・・・制閤回路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１基筒 図 手続補正書 第 図 Ｔ！５　　境Ａｌ綬時間 （ｈ） ｌ事件の表示 昭和６３年特許願第１９４９６６号 ２発明の名称 触媒燃焼装置 補正をする者 事件との関係 住　　所 名　　　称 代表者 ４代理人 住　　所 特　　許　　出　　願　　人 大阪府門真市大字門真１００６番地 （５８２）松下電器産業株式会社 谷　　　井　　　昭　　　雄 〒　５７１ 大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）燃料と空気の混合室と、前記混合室の下流に備え
    られた多数の連通孔を穿設する主触媒層と、前記主触媒
    層下流側に備えられた多数の連通孔を穿設する補助触媒
    層と、前記主触媒層と補助触媒層の温度検出手段と、前
    記温度検出手段に連動して、両者の温度差が所定値以下
    に達した時燃料および空気の供給を停止する制御手段と
    を有する触媒燃焼装置。
  2. （２）温度検出手段を主触媒層および補助触媒層のそれ
    ぞれ上流側表面に接触するよう配設した請求項１記載の
    触媒燃焼装置。
  3. （３）補助触媒の投影面積を主触媒の投影面積より小と
    した請求項１記載の触媒燃焼装置。
JP63194966A 1988-08-04 1988-08-04 触媒燃焼装置 Expired - Fee Related JPH06103092B2 (ja)

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