JPH0480505A - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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- JPH0480505A JPH0480505A JP2195353A JP19535390A JPH0480505A JP H0480505 A JPH0480505 A JP H0480505A JP 2195353 A JP2195353 A JP 2195353A JP 19535390 A JP19535390 A JP 19535390A JP H0480505 A JPH0480505 A JP H0480505A
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- Japan
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- fuel
- air
- temperature
- catalytic combustion
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
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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。
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
本発明は加肱 暖豚 乾燥などに用いられる放射加熱型
の触媒燃焼装置に関すム 従来の技術 一般に灯油などの液体燃料や都市ガスなどの気体燃料を
、空気と混合させた後に酸化反応用の触媒に接触させ、
その表面で無炎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（上 気体燃料用を中心に従来より種
々提案され 一部は実用化されている。
の触媒燃焼装置に関すム 従来の技術 一般に灯油などの液体燃料や都市ガスなどの気体燃料を
、空気と混合させた後に酸化反応用の触媒に接触させ、
その表面で無炎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（上 気体燃料用を中心に従来より種
々提案され 一部は実用化されている。
すなわ板 この従来の触媒燃焼装置の触媒燃焼において
、空気と予混合された燃料は 充分な活性を有する触媒
層に導かれると急激な酸化反応を生改 反応熱と共に二
酸化炭素や水蒸気を発生すも ここでの触媒反応４１
触媒層の上流側表面付近で集中して起こり、その反応
熱は触媒層からの放射によって、前面に対向して配設さ
れる熱線透過体を経て前方に供給され 殉教 暖房など
の用途に供せられるようになっていた 発明が解決しようとする課題 しかしなか技 上記従来の触媒燃焼装置の構成では そ
の触媒層の上流側の表面付近だけが集中して、高温の状
態で連続使用されると、この付近の触媒の劣化が最も進
み易い状態になａ その結果 触媒が劣化してくると、
次第に上流側での触媒の活性低下が起こり、触媒反応の
中心位置が上流から下流側へ移行すると同時へ 上流側
の表面温度も低下してくム このた取 熱線透過体を介
して前方に供せられていた放射熱も次第に減少し暖房・
加熱効率が大きく変化するという問題があった また
このような外観上の変化は触媒燃焼装置利用者にも不信
感を招くこととなり易かツタ本発明は上記従来の欠点を
改善し 長時間安定した暖房・加熱効率を維持し得る触
媒燃焼装置を提供することを目的としている。
、空気と予混合された燃料は 充分な活性を有する触媒
層に導かれると急激な酸化反応を生改 反応熱と共に二
酸化炭素や水蒸気を発生すも ここでの触媒反応４１
触媒層の上流側表面付近で集中して起こり、その反応
熱は触媒層からの放射によって、前面に対向して配設さ
れる熱線透過体を経て前方に供給され 殉教 暖房など
の用途に供せられるようになっていた 発明が解決しようとする課題 しかしなか技 上記従来の触媒燃焼装置の構成では そ
の触媒層の上流側の表面付近だけが集中して、高温の状
態で連続使用されると、この付近の触媒の劣化が最も進
み易い状態になａ その結果 触媒が劣化してくると、
次第に上流側での触媒の活性低下が起こり、触媒反応の
中心位置が上流から下流側へ移行すると同時へ 上流側
の表面温度も低下してくム このた取 熱線透過体を介
して前方に供せられていた放射熱も次第に減少し暖房・
加熱効率が大きく変化するという問題があった また
このような外観上の変化は触媒燃焼装置利用者にも不信
感を招くこととなり易かツタ本発明は上記従来の欠点を
改善し 長時間安定した暖房・加熱効率を維持し得る触
媒燃焼装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために （１）燃料と空気
の混合室の下流に備えられた多数の連通孔を有する触媒
層と、前記触媒層の上流側表面に対向して配設された熱
線透過体と、前記触媒層の下流側に備えられた排気口と
を有し 燃料と空気の空燃比を一定の周期で変動させな
がら供給し前記触媒層で触媒燃焼させる構成にしたもの
であム （２）そして、前記の空燃比を空燃比１．１〜
２．５の範囲において、その範囲のある点を基準とし±
０．０５〜±０．３の空燃比幅で周期変動させながら触
媒燃焼させる構成としたものであム （３）また前記の
燃料と空気の混合室の上流に配した送風用ファンは固定
し 同上流に配した燃料用ポンプはその供給スピードを
可変することによって、空燃比を周期変動するように制
御するようにしてなる構成のものであム 作用 本発明は上記した構成により、たとえば 空燃比１．７
０を基準とし ±０．ｌＯの幅（空燃比１．６０〜１゜
８０）で周期変動させることによって、触媒燃焼装置は
同じ空燃比１．７０に固定して触媒燃焼させた場合に比
べて触媒層の触媒の劣化が少なく、より触媒層の長寿命
化が達成できる。
の混合室の下流に備えられた多数の連通孔を有する触媒
層と、前記触媒層の上流側表面に対向して配設された熱
線透過体と、前記触媒層の下流側に備えられた排気口と
を有し 燃料と空気の空燃比を一定の周期で変動させな
がら供給し前記触媒層で触媒燃焼させる構成にしたもの
であム （２）そして、前記の空燃比を空燃比１．１〜
２．５の範囲において、その範囲のある点を基準とし±
０．０５〜±０．３の空燃比幅で周期変動させながら触
媒燃焼させる構成としたものであム （３）また前記の
燃料と空気の混合室の上流に配した送風用ファンは固定
し 同上流に配した燃料用ポンプはその供給スピードを
可変することによって、空燃比を周期変動するように制
御するようにしてなる構成のものであム 作用 本発明は上記した構成により、たとえば 空燃比１．７
０を基準とし ±０．ｌＯの幅（空燃比１．６０〜１゜
８０）で周期変動させることによって、触媒燃焼装置は
同じ空燃比１．７０に固定して触媒燃焼させた場合に比
べて触媒層の触媒の劣化が少なく、より触媒層の長寿命
化が達成できる。
な叙 その理由について詳しくはわからない力丈触媒層
にとって空燃比が一定という静的状態で使用されるより
も空燃比を周期変動させ、動的状態で使用するほうが触
媒の活性低下に対して好ましいと考えられる。また 触
媒層の反応熱負荷もこの動的状態のほうが緩やかになっ
ていると考えられも 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も
第１図において１は燃料タンクであり、燃料用ポンプ２
を介して燃料を混合室４に 送風用のファン３を介して
空気を混合室４に供給するようにしていも 混合室４の
出口には補助炎口５が備えられており、補助炎口５の近
傍には点火電極６が配設されていも また補助炎口５の
上方には多数の連通孔７ａを穿設したたとえばシリカ・
アルミナ・チタニアを主成分とするハニカム状セラミッ
クス平板に白金族金属の活性成分を担持させた触媒層７
が直立して備えられ その上流面（前面）に対向して熱
線透過体８が配置されている。
にとって空燃比が一定という静的状態で使用されるより
も空燃比を周期変動させ、動的状態で使用するほうが触
媒の活性低下に対して好ましいと考えられる。また 触
媒層の反応熱負荷もこの動的状態のほうが緩やかになっ
ていると考えられも 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も
第１図において１は燃料タンクであり、燃料用ポンプ２
を介して燃料を混合室４に 送風用のファン３を介して
空気を混合室４に供給するようにしていも 混合室４の
出口には補助炎口５が備えられており、補助炎口５の近
傍には点火電極６が配設されていも また補助炎口５の
上方には多数の連通孔７ａを穿設したたとえばシリカ・
アルミナ・チタニアを主成分とするハニカム状セラミッ
クス平板に白金族金属の活性成分を担持させた触媒層７
が直立して備えられ その上流面（前面）に対向して熱
線透過体８が配置されている。
なお９は排気口であａ
次に上記構成の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）と送風用ファン３から供
給された空気！友 混合室４内で気化されるとともに充
分予混合されて上部の補助炎口５に送られる。点火時に
（よ まず補助炎口５において点火電極６によって点火
され ここで火炎燃焼を開始すム そしてこの火炎の高
温の排ガスは上部へ流れ 触媒層７を昇温させるように
なム所定時間燃焼させて、触媒層７が充分な温度に昇温
した時点で、−たん燃料供給を停止し 補助炎口５の火
炎を消滅させてから再度燃料の供給を開始すも このと
き、混合室４を出た予混合気は上方に直立する触媒層７
に至る力丈 ここは充分昇温されているか板 主に上流
側（前面）表面で触媒燃焼を生じつｑ 連通孔７ａを経
て下流側（後面）へと流れも また触媒層７の表面で生
じた反応熱ζよ 熱線透過体８を一部は透過して、また
一部は熱線透過体８を加熱することによってここからの
二次放射としてそれぞれ前面に放散され 加熱や暖房な
どに供せられも 本発明で（よ 触媒層が触媒燃焼を開始すると同時に送
風用ファン３については所定の固定した設定値で作動し
燃料用ポンプ２からの供給燃料についてだけ単位時間
当りの供給スピードを可変するようにしており、結果と
しては空気と燃料の空燃比がある点を基準とし 周期的
に変動できるように制御を行うようにしているのであム
以下に上記した本実施例の実験例とともに従来例との実
験比較の詳細を述べも すなわ板 本実施例での触媒層７はシリカ・アルミナ・
チタニアを主成分とする）＼ニカム状セラミックス（１
５０口Ｘ１０ｍ＆３００セル／１ｎｃｈ２、す７ゝ厚０
．２５ｍｍ）にＢａＣｌＡｌ２Ｏ５・ＣｅＯ２粉末（比
表面積１２０ｍ２／ｇ）１０００ｇ、アルミナ含有率１
０ｗｔ％のウォッシュコートバインター４００ ｇ、
硝酸アルミニウム９水塩 １２０ ｇ。
２から供給された燃料（灯油）と送風用ファン３から供
給された空気！友 混合室４内で気化されるとともに充
分予混合されて上部の補助炎口５に送られる。点火時に
（よ まず補助炎口５において点火電極６によって点火
され ここで火炎燃焼を開始すム そしてこの火炎の高
温の排ガスは上部へ流れ 触媒層７を昇温させるように
なム所定時間燃焼させて、触媒層７が充分な温度に昇温
した時点で、−たん燃料供給を停止し 補助炎口５の火
炎を消滅させてから再度燃料の供給を開始すも このと
き、混合室４を出た予混合気は上方に直立する触媒層７
に至る力丈 ここは充分昇温されているか板 主に上流
側（前面）表面で触媒燃焼を生じつｑ 連通孔７ａを経
て下流側（後面）へと流れも また触媒層７の表面で生
じた反応熱ζよ 熱線透過体８を一部は透過して、また
一部は熱線透過体８を加熱することによってここからの
二次放射としてそれぞれ前面に放散され 加熱や暖房な
どに供せられも 本発明で（よ 触媒層が触媒燃焼を開始すると同時に送
風用ファン３については所定の固定した設定値で作動し
燃料用ポンプ２からの供給燃料についてだけ単位時間
当りの供給スピードを可変するようにしており、結果と
しては空気と燃料の空燃比がある点を基準とし 周期的
に変動できるように制御を行うようにしているのであム
以下に上記した本実施例の実験例とともに従来例との実
験比較の詳細を述べも すなわ板 本実施例での触媒層７はシリカ・アルミナ・
チタニアを主成分とする）＼ニカム状セラミックス（１
５０口Ｘ１０ｍ＆３００セル／１ｎｃｈ２、す７ゝ厚０
．２５ｍｍ）にＢａＣｌＡｌ２Ｏ５・ＣｅＯ２粉末（比
表面積１２０ｍ２／ｇ）１０００ｇ、アルミナ含有率１
０ｗｔ％のウォッシュコートバインター４００ ｇ、
硝酸アルミニウム９水塩 １２０ ｇ。
水 １４００ｇおよびジニトロジアンミンパラジウム水
溶液をＰｄ換算で１０ｇ加えてなるウォッシュコートス
ラリーでその４５ｇを被覆することにより得ｔも そ
してこの触媒層７を使用して、第１図のような構成で燃
焼装置を組立 触媒燃焼装置の寿命試験を行った このときの試験条件は燃焼量２２００ｋｃａｌ／ｈ、空
燃比は１，７０を基準に±０．１０で１．７０−１．６
０−１．７０−１．８０−１．７０という１サイクルが
２ｓｅｃとなるように変動させた また 従来例での実験は実施例と同じ触媒層７および触
媒燃焼装置を使用し 試験条件は燃焼量２２００ｋｃａ
ｌ／ｈで、空燃比は１．７０に固定して行っ九 第２図に触媒層上流側表面温度の経時変化を示す（本実
施例の触媒層７の上流側表面温度を測定する時に４１
その時だけ空燃比１．７０に固定した）。
溶液をＰｄ換算で１０ｇ加えてなるウォッシュコートス
ラリーでその４５ｇを被覆することにより得ｔも そ
してこの触媒層７を使用して、第１図のような構成で燃
焼装置を組立 触媒燃焼装置の寿命試験を行った このときの試験条件は燃焼量２２００ｋｃａｌ／ｈ、空
燃比は１，７０を基準に±０．１０で１．７０−１．６
０−１．７０−１．８０−１．７０という１サイクルが
２ｓｅｃとなるように変動させた また 従来例での実験は実施例と同じ触媒層７および触
媒燃焼装置を使用し 試験条件は燃焼量２２００ｋｃａ
ｌ／ｈで、空燃比は１．７０に固定して行っ九 第２図に触媒層上流側表面温度の経時変化を示す（本実
施例の触媒層７の上流側表面温度を測定する時に４１
その時だけ空燃比１．７０に固定した）。
その結果 従来例の実験の触媒では初期燃焼時には上流
側９００℃であったもの力＜ ３０００ｈ後には８６
０℃にまで低下し さらに６００Ｑｈ後には８００℃に
まで低下してしまつ九 このような燃焼赤熱面における
外観上の変化は触媒燃焼装置の利用者に不信感を招くこ
ととなる。しかし本実施例では３０００ｈで上流側８８
５°Ｌ ６０００ｈでも８４５℃までの低下であった
したがって、本実施例によれば従来例に比べ約１．５
倍程度の長寿命化が達成できたことになる。
側９００℃であったもの力＜ ３０００ｈ後には８６
０℃にまで低下し さらに６００Ｑｈ後には８００℃に
まで低下してしまつ九 このような燃焼赤熱面における
外観上の変化は触媒燃焼装置の利用者に不信感を招くこ
ととなる。しかし本実施例では３０００ｈで上流側８８
５°Ｌ ６０００ｈでも８４５℃までの低下であった
したがって、本実施例によれば従来例に比べ約１．５
倍程度の長寿命化が達成できたことになる。
本実施例では空燃比１．７０±０．１０で試験を行った
バ 触媒層は空燃比を１．６０−１．８０に変動させる
ことにより表面温度が約２０℃弱変化すも この温度差
は触媒燃焼面のゆらぎとして装置利用者には受は取られ
も そのため空燃比の変動幅をあまり大きくし過ぎると
温度差の変動も大きくなり、赤熱面のちらつきが装置利
用者には不快感を与えることになも したがって、空燃
比変動から生ずる触媒層表面温度の周期変動は２０〜３
０℃程度以下にすることが好ましくｌ そのためには基
準となる空燃比点が小さいときには変動幅も小さく （
±０．０５程度）Ｌ、、空燃比点が大きくなるにしたが
って変動幅も大きく （±０．３０程度まで）すること
が可能となム また 空燃比を変動させる１サイクルについては装置利
用者が気にならず、装置的に無理のない約１〜３ｓｅｃ
程度が好ましいと考えられも発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように本発明によれｃ
瓜 空燃比を一定の周期で変動させて供給することに
より長時間安定した暖房・加熱効率を維持し得る触媒燃
焼装置を提供できる。
バ 触媒層は空燃比を１．６０−１．８０に変動させる
ことにより表面温度が約２０℃弱変化すも この温度差
は触媒燃焼面のゆらぎとして装置利用者には受は取られ
も そのため空燃比の変動幅をあまり大きくし過ぎると
温度差の変動も大きくなり、赤熱面のちらつきが装置利
用者には不快感を与えることになも したがって、空燃
比変動から生ずる触媒層表面温度の周期変動は２０〜３
０℃程度以下にすることが好ましくｌ そのためには基
準となる空燃比点が小さいときには変動幅も小さく （
±０．０５程度）Ｌ、、空燃比点が大きくなるにしたが
って変動幅も大きく （±０．３０程度まで）すること
が可能となム また 空燃比を変動させる１サイクルについては装置利
用者が気にならず、装置的に無理のない約１〜３ｓｅｃ
程度が好ましいと考えられも発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように本発明によれｃ
瓜 空燃比を一定の周期で変動させて供給することに
より長時間安定した暖房・加熱効率を維持し得る触媒燃
焼装置を提供できる。
第１図は本発明一実施例の触媒燃焼装置の縦断面医 第
２図は本発明実施例と従来例の触媒層上流側表面温度の
経時変化の特性図であ４２・・・燃料用ポンプ、 ３・
・・送風用ファン、４・・・混合基 ７・・・触媒＃
７ａ・・・連通孔 ８・・・熱線透過体 ９・・・排気
１
２図は本発明実施例と従来例の触媒層上流側表面温度の
経時変化の特性図であ４２・・・燃料用ポンプ、 ３・
・・送風用ファン、４・・・混合基 ７・・・触媒＃
７ａ・・・連通孔 ８・・・熱線透過体 ９・・・排気
１
Claims (3)
- （１）燃料と空気の混合室の下流に備えられた多数の連
通孔を有する触媒層と、前記触媒層の上流側表面に対向
して配設された熱線透過体と、前記触媒層の下流側に備
えられた排気口とを有し、燃料と空気の空燃比を一定の
周期で変動させながら供給し、前記触媒層で触媒燃焼さ
せるようにしてなる触媒燃焼装置。 - （２）空燃比１．１〜２．５の範囲において、この範囲
のある点を基準とし、±０．０５〜±０．３の空燃比幅
で周期変動させながら触媒燃焼させるようにしてなる請
求項１記載の触媒燃焼装置。 - （３）燃料と空気の混合室の上流に配した送風用ファン
は固定し、同上流に配した燃料用ポンプは、その供給ス
ピードを可変することによって、空燃比を周期変動する
ように制御するようにしてなる請求項１または２記載の
触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19535390A JP2805996B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19535390A JP2805996B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0480505A true JPH0480505A (ja) | 1992-03-13 |
| JP2805996B2 JP2805996B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=16339761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19535390A Expired - Fee Related JP2805996B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805996B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270336B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Catalytic combustion system and combustion control method |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP19535390A patent/JP2805996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270336B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Catalytic combustion system and combustion control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2805996B2 (ja) | 1998-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |