JPH03164617A - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
- Publication number
- JPH03164617A JPH03164617A JP30450289A JP30450289A JPH03164617A JP H03164617 A JPH03164617 A JP H03164617A JP 30450289 A JP30450289 A JP 30450289A JP 30450289 A JP30450289 A JP 30450289A JP H03164617 A JPH03164617 A JP H03164617A
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- JP
- Japan
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- catalyst layer
- combustion
- temperature
- auxiliary
- abnormality
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- Pending
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
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。
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〉
本発明は気体もしくは液体の燃料を燃焼触媒層で無炎燃
焼させて暖房に用いる触媒燃焼装置に関する。
焼させて暖房に用いる触媒燃焼装置に関する。
〈従来技術〉
触媒燃焼方式は一般に、従来の火炎燃焼方式て比較して
放射エネルギー効率が高く、遠赤外線に富んだ加熱方式
であり、ＣＯやＮＯｘをほとんど排出しない利点を有す
る。しかし、触媒燃焼層に担持された白金、パラジウム
等の白金族金属触媒は、触媒燃焼を長期に渡って継続す
るうちに活性が次第に低下し、初期特性が劣化して不完
全燃焼成分や未燃焼成分等から成る有害可燃性ガスを排
出するようになる。
放射エネルギー効率が高く、遠赤外線に富んだ加熱方式
であり、ＣＯやＮＯｘをほとんど排出しない利点を有す
る。しかし、触媒燃焼層に担持された白金、パラジウム
等の白金族金属触媒は、触媒燃焼を長期に渡って継続す
るうちに活性が次第に低下し、初期特性が劣化して不完
全燃焼成分や未燃焼成分等から成る有害可燃性ガスを排
出するようになる。
また、触媒燃焼装置に何らかの異常が生じ、安定して燃
焼できない場合にも有害可燃性ガスを排出することがあ
り、人体に悪い影響を及ぼしている。
焼できない場合にも有害可燃性ガスを排出することがあ
り、人体に悪い影響を及ぼしている。
上記触媒燃焼装置の燃焼触媒層の寿命や有害可燃性ガス
の排出を検知する従来の手段として、例えば特公昭６１
−５３６０１号公報に記載されているように燃焼触媒層
の上流側に温度検知素子を設け、安定燃焼時と比較して
検知温度が高くなれば逆火とし、低くなれば吹飛びとし
てこれらの異常を検知して燃料供給を遮断するものが知
られている。
の排出を検知する従来の手段として、例えば特公昭６１
−５３６０１号公報に記載されているように燃焼触媒層
の上流側に温度検知素子を設け、安定燃焼時と比較して
検知温度が高くなれば逆火とし、低くなれば吹飛びとし
てこれらの異常を検知して燃料供給を遮断するものが知
られている。
〈発明が解決しようとする課題〉
上記特公昭６１−５３６０１号公報に示されるような従
来の方法では、燃焼触媒層の開口面積が比較的大きいと
きには、温度検知素子−個で燃焼触媒層全域の温度を検
知することが困難であり、特に温度検知素子と燃焼触媒
層とが離れているために１吹飛び（スリップエイジ）が
局部的に発生した場合精度良く検知することができず、
有害可燃性ガスの排出を防止することが難かしい。
来の方法では、燃焼触媒層の開口面積が比較的大きいと
きには、温度検知素子−個で燃焼触媒層全域の温度を検
知することが困難であり、特に温度検知素子と燃焼触媒
層とが離れているために１吹飛び（スリップエイジ）が
局部的に発生した場合精度良く検知することができず、
有害可燃性ガスの排出を防止することが難かしい。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、気体もしくは液体燃料を無炎燃焼させ、その
燃焼熱を例えば遠赤外線を主とする幅対熱に変換して暖
房に利用するための触媒燃焼装置において、燃焼触媒層
の排気ガスが通過する経路に、不完全燃焼ガスや未燃焼
ガス等の有害可燃性ガスを燃焼して排気ガスを浄化する
ための補助触媒層を備え、その補助触媒層の温度を検知
するための温度検知素子を設けて、検知温度に変化が生
ずるかあるいは初期値に対して偏差が生じたときに、異
常燃焼として判定できるようにしたものである。
燃焼熱を例えば遠赤外線を主とする幅対熱に変換して暖
房に利用するための触媒燃焼装置において、燃焼触媒層
の排気ガスが通過する経路に、不完全燃焼ガスや未燃焼
ガス等の有害可燃性ガスを燃焼して排気ガスを浄化する
ための補助触媒層を備え、その補助触媒層の温度を検知
するための温度検知素子を設けて、検知温度に変化が生
ずるかあるいは初期値に対して偏差が生じたときに、異
常燃焼として判定できるようにしたものである。
く作 用〉
予熱後、定常燃焼状態にあって触媒燃焼装置に何らかの
異常が発生して燃焼触媒層に有害可燃性ガスが生じたと
き、有害可燃性ガスは補助触媒層で燃焼されるために補
助触媒層の入口の温度が急速に上昇する。これを温度検
知素子で検出して動作異常と認め、触媒燃焼装置の燃焼
を停止する。
異常が発生して燃焼触媒層に有害可燃性ガスが生じたと
き、有害可燃性ガスは補助触媒層で燃焼されるために補
助触媒層の入口の温度が急速に上昇する。これを温度検
知素子で検出して動作異常と認め、触媒燃焼装置の燃焼
を停止する。
あるいは、燃焼触媒層の劣化によって有害可燃性ガスが
生じたときにも、補助触媒層の入口の温度は、初期の正
常のときに比較して高い値をとる。
生じたときにも、補助触媒層の入口の温度は、初期の正
常のときに比較して高い値をとる。
これを温度検知素子で検出して動作異常と認め、同様て
触媒燃焼装置の燃焼を停止する。
触媒燃焼装置の燃焼を停止する。
〈実施例〉
本発明の一実施例を以下に述べる。
第１図は本発明の触媒燃焼装置の前面の概略断面図であ
り、第２図は第１図のＬ−Ｌ’を横からみた概略断面図
である。１は遠赤外線の放射効率に優れた、ハニカム状
の耐熱無機材料からなる担体に、白金、パラジウム等の
白金族金属触媒を担持した燃焼触媒層であり、箱形の混
合室５の前面の開口部に取付けられている。混合室５の
底部にはエジェクタ一方式のバーナー６と気化器７が設
けられ、混合室５の下部の一部に配置された減圧室１２
の一方の側面にバーナー６のスロート孔６Ａがあり、相
対する側面には気化器７の燃料噴出ノズル７Ａがある。
り、第２図は第１図のＬ−Ｌ’を横からみた概略断面図
である。１は遠赤外線の放射効率に優れた、ハニカム状
の耐熱無機材料からなる担体に、白金、パラジウム等の
白金族金属触媒を担持した燃焼触媒層であり、箱形の混
合室５の前面の開口部に取付けられている。混合室５の
底部にはエジェクタ一方式のバーナー６と気化器７が設
けられ、混合室５の下部の一部に配置された減圧室１２
の一方の側面にバーナー６のスロート孔６Ａがあり、相
対する側面には気化器７の燃料噴出ノズル７Ａがある。
減圧室１２の前面には一次空気口１７が設けられている
。混合室５の底面には適切な大きさの複数の二次空気口
１８が開口し、後壁の上方には燃焼用空気と気化した燃
料の混合と拡散を促進させ、燃焼触媒層ｌに均等に供給
するための拡散板８と、燃焼触媒層温度検知素子１３が
取付けられている。また混合室５の前面を除く外周には
送風機１６から送られる燃焼用空気を予熱するための加
圧室９と遮へい板１１と熱交換ダク）１０が備わってい
る。燃焼触媒層Ｉの出口側の前方空間の排気ガスの流路
は熱透過ガラス板３によって外部から仕切られており、
排気ガスの流路の上方には、ハニカム状の耐熱無機材料
からなる担体に、１〜２ ｇ／ｌの量の白金族金属触媒
を担持した補助触媒層２と、補助触媒層２の入口側の表
面温度を検知するための補助触媒層温度検知素子４が設
けられている。なお、熱透過ガラス板３は、自然対流に
よって、燃焼触媒層１から排出される排気ガスが全て補
助触媒層２を通過するならば、金網状のガードにしても
よい。
。混合室５の底面には適切な大きさの複数の二次空気口
１８が開口し、後壁の上方には燃焼用空気と気化した燃
料の混合と拡散を促進させ、燃焼触媒層ｌに均等に供給
するための拡散板８と、燃焼触媒層温度検知素子１３が
取付けられている。また混合室５の前面を除く外周には
送風機１６から送られる燃焼用空気を予熱するための加
圧室９と遮へい板１１と熱交換ダク）１０が備わってい
る。燃焼触媒層Ｉの出口側の前方空間の排気ガスの流路
は熱透過ガラス板３によって外部から仕切られており、
排気ガスの流路の上方には、ハニカム状の耐熱無機材料
からなる担体に、１〜２ ｇ／ｌの量の白金族金属触媒
を担持した補助触媒層２と、補助触媒層２の入口側の表
面温度を検知するための補助触媒層温度検知素子４が設
けられている。なお、熱透過ガラス板３は、自然対流に
よって、燃焼触媒層１から排出される排気ガスが全て補
助触媒層２を通過するならば、金網状のガードにしても
よい。
次に本発明の実施例の動作について述べる。
まず、前記気化器７に内蔵されたヒーター（図示されな
い）と点火用ヒーター１４に通電し、気化器７の温度が
２５０〜３００℃に到達すると、送油ポンプ（図示され
ない）が作動して気化器７に液体燃料が送り込まれ、気
化して噴出ノズル７Ａより噴出する。同時に送風機１６
が作動し、燃焼用空気は加圧室９から熱交換ダク）ＩＯ
を通り、一部は１次空気口１７を通過してバーナー６へ
、残りは二次空気口＋８を通過して混合室５へと、以後
消火に至るまで一定量送り込まれる。バーナー６へ送り
込まれる空気量は、液体燃料が噴出ノズル７Ａから噴出
するときのエジェクター効果（吸引効果）と送風機１６
から圧送される空気量と一次空気口１７の開口面積によ
って決まる。圧送される空気量は一定であるため、−大
空気口１７の開口面積をあらかじめ調節して空気比を予
熱のためのバーナでの火炎燃焼に適した１、０〜１．５
の範囲としておく。バーナー６より送出される予混合ガ
スは、点火ヒーター１４で点火されてバーナー６の上面
で火炎燃焼する。このときの燃焼量は、気化器６への送
油量により調節することができる。
い）と点火用ヒーター１４に通電し、気化器７の温度が
２５０〜３００℃に到達すると、送油ポンプ（図示され
ない）が作動して気化器７に液体燃料が送り込まれ、気
化して噴出ノズル７Ａより噴出する。同時に送風機１６
が作動し、燃焼用空気は加圧室９から熱交換ダク）ＩＯ
を通り、一部は１次空気口１７を通過してバーナー６へ
、残りは二次空気口＋８を通過して混合室５へと、以後
消火に至るまで一定量送り込まれる。バーナー６へ送り
込まれる空気量は、液体燃料が噴出ノズル７Ａから噴出
するときのエジェクター効果（吸引効果）と送風機１６
から圧送される空気量と一次空気口１７の開口面積によ
って決まる。圧送される空気量は一定であるため、−大
空気口１７の開口面積をあらかじめ調節して空気比を予
熱のためのバーナでの火炎燃焼に適した１、０〜１．５
の範囲としておく。バーナー６より送出される予混合ガ
スは、点火ヒーター１４で点火されてバーナー６の上面
で火炎燃焼する。このときの燃焼量は、気化器６への送
油量により調節することができる。
一定時間後に点火ヒーター１４の通電を遮断しても、バ
ーナー６の上面での火炎燃焼は継続し、その火炎燃焼に
よって発生する高温の燃焼ガスは二次空気と混合して燃
焼触媒層１を予熱する。燃焼触媒層温度検知素子１３に
よって燃焼触媒層ｌの温度が活性温度以上に到達したこ
とが検知されたとき、送油ポンプを停止して火炎燃焼を
停止する。火炎燃焼の停止後に再び送油ポンプを作動す
れば、点火ヒーター１４への通電は遮断されたままであ
るので、予混合ガスは点火することなくバーナー６を経
て混合室５へ送り込まれ、二次空気口１８から送り込ま
れる二次空気と混合して触媒燃焼に適したおよそ２〜４
の空気比に高められて燃焼触媒層１へ送り込まれ、触媒
燃焼を開始する。
ーナー６の上面での火炎燃焼は継続し、その火炎燃焼に
よって発生する高温の燃焼ガスは二次空気と混合して燃
焼触媒層１を予熱する。燃焼触媒層温度検知素子１３に
よって燃焼触媒層ｌの温度が活性温度以上に到達したこ
とが検知されたとき、送油ポンプを停止して火炎燃焼を
停止する。火炎燃焼の停止後に再び送油ポンプを作動す
れば、点火ヒーター１４への通電は遮断されたままであ
るので、予混合ガスは点火することなくバーナー６を経
て混合室５へ送り込まれ、二次空気口１８から送り込ま
れる二次空気と混合して触媒燃焼に適したおよそ２〜４
の空気比に高められて燃焼触媒層１へ送り込まれ、触媒
燃焼を開始する。
燃焼触媒層ｌは、予混合ガスが完全燃焼するのに十分な
空間速度を有するような厚みに作られており、有害可燃
性ガスを排出することなく着火して昇温し、定常燃焼状
態となる。第３図は補助触媒層温度検知素子４による補
助触媒層２の入口温度の検知例であって、実線は正常に
燃焼しているときを示し、−点鎖線は異常燃焼となった
ときの温度の上昇の様子と、異常燃焼と判定した後の動
作停止したときの温度の変化を示す。触媒燃焼装置を運
転開始すると、燃焼触媒層１が予熱されて定常燃焼状態
に移行する間に、燃焼触媒層Ｉから排出される高温の排
気ガスによって補助触媒層２も加熱されて温度が上昇し
、触媒活性温度である約２１０℃以上の温度に達して安
定する。この補助触媒層２の入口の温度は、燃焼触媒層
１における燃焼量によって決まる。いま、触媒燃焼装置
に何らかの異常が発生し、燃焼触媒層■からそのまま燃
焼を継続すれば有害な量の有害可燃性ガスが排出された
とき、第４図の補助触媒層２の断面温度分布図に示され
るように、有害可燃性ガスは主に補助触媒層２の入口部
分で酸化燃焼されるために、入口部分の温度は出口の温
度よりも急激に上昇する。従って、それぞれの燃焼量に
対応する補助触媒層２の入口側で検出される安定温度よ
りも少くとも１０〜２０℃高い値に変化したときに異常
と判定して、すみやかに液体燃料の供給を遮断し、送風
機１６の運転を継続して消火と冷却を行うと同時に異常
ランプを点灯する。なお、運転開始後２〜３分間の予熱
時と、例えば弱燃焼から強燃焼へと燃焼量を切換えたと
き等の過渡状態では、この異常の判定は行なわない。さ
らに１燃焼触媒層１が劣化したときにも、有害可燃性ガ
スが排出されるため、補助触媒層２の入口の温度は、正
常値として初期に記憶された値または設定された値に比
較すると高くなり、燃焼量に対応する正常値よりも約２
０℃高い値が検出されたときに異常と判定して、同様に
してすみやかに消火と冷却を行い、異常ランプを点灯す
る。
空間速度を有するような厚みに作られており、有害可燃
性ガスを排出することなく着火して昇温し、定常燃焼状
態となる。第３図は補助触媒層温度検知素子４による補
助触媒層２の入口温度の検知例であって、実線は正常に
燃焼しているときを示し、−点鎖線は異常燃焼となった
ときの温度の上昇の様子と、異常燃焼と判定した後の動
作停止したときの温度の変化を示す。触媒燃焼装置を運
転開始すると、燃焼触媒層１が予熱されて定常燃焼状態
に移行する間に、燃焼触媒層Ｉから排出される高温の排
気ガスによって補助触媒層２も加熱されて温度が上昇し
、触媒活性温度である約２１０℃以上の温度に達して安
定する。この補助触媒層２の入口の温度は、燃焼触媒層
１における燃焼量によって決まる。いま、触媒燃焼装置
に何らかの異常が発生し、燃焼触媒層■からそのまま燃
焼を継続すれば有害な量の有害可燃性ガスが排出された
とき、第４図の補助触媒層２の断面温度分布図に示され
るように、有害可燃性ガスは主に補助触媒層２の入口部
分で酸化燃焼されるために、入口部分の温度は出口の温
度よりも急激に上昇する。従って、それぞれの燃焼量に
対応する補助触媒層２の入口側で検出される安定温度よ
りも少くとも１０〜２０℃高い値に変化したときに異常
と判定して、すみやかに液体燃料の供給を遮断し、送風
機１６の運転を継続して消火と冷却を行うと同時に異常
ランプを点灯する。なお、運転開始後２〜３分間の予熱
時と、例えば弱燃焼から強燃焼へと燃焼量を切換えたと
き等の過渡状態では、この異常の判定は行なわない。さ
らに１燃焼触媒層１が劣化したときにも、有害可燃性ガ
スが排出されるため、補助触媒層２の入口の温度は、正
常値として初期に記憶された値または設定された値に比
較すると高くなり、燃焼量に対応する正常値よりも約２
０℃高い値が検出されたときに異常と判定して、同様に
してすみやかに消火と冷却を行い、異常ランプを点灯す
る。
〈発明の効果〉
本発明のように、燃焼触媒層による排気ガスが通過する
経路に補助触媒層を設けた触媒燃焼装置において、補助
触媒層温度検知素子を設けて、その検知温度の変化もし
くは初期設定値との偏差を見ることにより、排気ガス中
の有害可燃性ガスの存在を知ることができ、触媒燃焼装
置の動作異常かもしくは燃焼触媒層の劣化による事故の
防止が可能となる。
経路に補助触媒層を設けた触媒燃焼装置において、補助
触媒層温度検知素子を設けて、その検知温度の変化もし
くは初期設定値との偏差を見ることにより、排気ガス中
の有害可燃性ガスの存在を知ることができ、触媒燃焼装
置の動作異常かもしくは燃焼触媒層の劣化による事故の
防止が可能となる。
第１図は本発明の触媒燃焼装置の前面の概略断面図であ
る。第２図は第１図のＬ−Ｌ’を横からみた概略断面図
である。第３図は補助触媒層検知素子によって検知され
た、正常燃焼と異常燃焼のときの補助触媒層の入口の温
度を示す状態図である。 第４図は補助触媒層の断面の温度分布図である。 １・・・燃焼触媒層、２・・・補助触媒層、４・・・補
助触媒層温度検知素子、６・・・バーナー ７・・・気
化器、９・・・熱交換ダクト、１５・・・温風吹出し口
、１６・・・送風機。
る。第２図は第１図のＬ−Ｌ’を横からみた概略断面図
である。第３図は補助触媒層検知素子によって検知され
た、正常燃焼と異常燃焼のときの補助触媒層の入口の温
度を示す状態図である。 第４図は補助触媒層の断面の温度分布図である。 １・・・燃焼触媒層、２・・・補助触媒層、４・・・補
助触媒層温度検知素子、６・・・バーナー ７・・・気
化器、９・・・熱交換ダクト、１５・・・温風吹出し口
、１６・・・送風機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、気体もしくは液体の燃料を無炎燃焼するための燃焼
触媒層と、排出される排気ガスが通過する経路に未燃焼
ガスあるいは不完全燃焼ガスを浄化するための補助触媒
層を設けた触媒燃焼装置において、 補助触媒層の温度を検知するための温度検知素子と、こ
の温度検知素子の出力に基づいて燃焼状態の判定信号を
出力する判定手段とを設けたことを特徴とする触媒燃焼
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30450289A JPH03164617A (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30450289A JPH03164617A (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 触媒燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03164617A true JPH03164617A (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=17933806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30450289A Pending JPH03164617A (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03164617A (ja) |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP30450289A patent/JPH03164617A/ja active Pending
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