JPH0623606B2 - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
- Publication number
- JPH0623606B2 JPH0623606B2 JP60085707A JP8570785A JPH0623606B2 JP H0623606 B2 JPH0623606 B2 JP H0623606B2 JP 60085707 A JP60085707 A JP 60085707A JP 8570785 A JP8570785 A JP 8570785A JP H0623606 B2 JPH0623606 B2 JP H0623606B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst body
- catalyst
- temperature
- combustion
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details
- F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
- F23D14/78—Cooling burner parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/18—Radiant burners using catalysis for flameless combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体または気体燃料を用いて燃焼させる装置に
関するもので、暖房，乾燥，給湯等の加熱熱源として用
いられる。
関するもので、暖房，乾燥，給湯等の加熱熱源として用
いられる。
従来の技術 従来の触媒燃焼装置を第３図に示す。第３図で１は触媒
体で多数の燃焼孔２を有する。予混合パイプ３より燃料
ガスと空気の混合気は予混合気室４へ入り、前記の燃焼
孔２で燃焼する。燃焼反応によって触媒体１は高温とな
り、その熱は外周に設けられたガラス５を通じて放射さ
れている。また触媒体１の下流には排気ガスが排出され
ている。また触媒体１の上流には予熱着火用ヒータ６が
設けられている。
体で多数の燃焼孔２を有する。予混合パイプ３より燃料
ガスと空気の混合気は予混合気室４へ入り、前記の燃焼
孔２で燃焼する。燃焼反応によって触媒体１は高温とな
り、その熱は外周に設けられたガラス５を通じて放射さ
れている。また触媒体１の下流には排気ガスが排出され
ている。また触媒体１の上流には予熱着火用ヒータ６が
設けられている。
発明が解決しようとする問題点 しかし、このような構成のものでは、高負荷燃焼に困難
をもたらす欠点があった。その理由を以下に述べる。限
られた面積の触媒体１で多量の燃料ガスを燃焼させる
と、前記触媒体１は燃焼量に応じて高温化していく。こ
の高温化することにより、、触媒が寿命的に劣化す
る。、予混合気室３の予混合ガスを発火させる。とい
う２つの問題が生じるもので、このため単位面積あたり
の燃焼量に限界があった。このような問題を防ぐため
に、ガラス５を薄く、かつ熱透過性の良い材料を用いて
触媒体１の高温化を防止する、あるいは、触媒体１に白
金族系の触媒を担持させて、予混合ガスの発火を抑制す
る等の手段が従来は講じられていた。
をもたらす欠点があった。その理由を以下に述べる。限
られた面積の触媒体１で多量の燃料ガスを燃焼させる
と、前記触媒体１は燃焼量に応じて高温化していく。こ
の高温化することにより、、触媒が寿命的に劣化す
る。、予混合気室３の予混合ガスを発火させる。とい
う２つの問題が生じるもので、このため単位面積あたり
の燃焼量に限界があった。このような問題を防ぐため
に、ガラス５を薄く、かつ熱透過性の良い材料を用いて
触媒体１の高温化を防止する、あるいは、触媒体１に白
金族系の触媒を担持させて、予混合ガスの発火を抑制す
る等の手段が従来は講じられていた。
本発明はさらにこのような問題点を抜本的に解決し、単
位面積当りの燃焼量を増加せしめ、よりコンパクトな触
媒体で高負荷燃焼を可能とするものである。
位面積当りの燃焼量を増加せしめ、よりコンパクトな触
媒体で高負荷燃焼を可能とするものである。
問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、燃
料と空気の混合気を供給され、多数の燃焼孔を有する触
媒体を、その触媒体と断熱材を介して設けられた冷却経
路を構成要素とし、前記冷却経路の前記触媒体と相対す
る面に輻射吸収表面処理を行うことを特徴とするもので
ある。
料と空気の混合気を供給され、多数の燃焼孔を有する触
媒体を、その触媒体と断熱材を介して設けられた冷却経
路を構成要素とし、前記冷却経路の前記触媒体と相対す
る面に輻射吸収表面処理を行うことを特徴とするもので
ある。
作用 この技術的手段による作用は次のようになる。すなわ
ち、触媒体の外周を冷却する流体によって、触媒体は外
周より冷却され、内部を通過する流体によって内部より
低温化する。そして全体的に触媒が低温となるために、
前述のような、触媒の寿命劣化，発火が生じにくくな
る。むろん低温になりすぎれば触媒が不活性となり不完
全燃焼するため、冷却用流体の量は所定の温度を保つべ
く設定されているものである。
ち、触媒体の外周を冷却する流体によって、触媒体は外
周より冷却され、内部を通過する流体によって内部より
低温化する。そして全体的に触媒が低温となるために、
前述のような、触媒の寿命劣化，発火が生じにくくな
る。むろん低温になりすぎれば触媒が不活性となり不完
全燃焼するため、冷却用流体の量は所定の温度を保つべ
く設定されているものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を第１図とともに説明する。６
は触媒体で、耐熱材料、アルミナ，シリカ，カルシア等
の素材を用いている。そして触媒体１には多数の燃焼孔
７が設けられている。予混合パイプ８の上流には空気お
よび燃料ガスの供給部（図示せず）が設けられている。
そして、予混合パイプ８より予混合気室９へ入った混合
ガスは触媒体６の表面に担持した白金族系の触媒によっ
て燃焼する。また、このような触媒の反応と十分に行う
ため触媒体６はヒータ１０によって予じめ所定の温度に
加熱されているものである。前記触媒体６は断熱材１１
を介して予混合室９を形成するガラス等内壁１２に保時
されているものである。
は触媒体で、耐熱材料、アルミナ，シリカ，カルシア等
の素材を用いている。そして触媒体１には多数の燃焼孔
７が設けられている。予混合パイプ８の上流には空気お
よび燃料ガスの供給部（図示せず）が設けられている。
そして、予混合パイプ８より予混合気室９へ入った混合
ガスは触媒体６の表面に担持した白金族系の触媒によっ
て燃焼する。また、このような触媒の反応と十分に行う
ため触媒体６はヒータ１０によって予じめ所定の温度に
加熱されているものである。前記触媒体６は断熱材１１
を介して予混合室９を形成するガラス等内壁１２に保時
されているものである。
このような構成において、本発明では冷却用の送風機１
３、この送風機１３の吐出口に次にのべる外部冷却路を
介して一端を連通し、他端は触媒体６を貫通する鉄また
はステンレス等で筒状に形成した内部冷却経路１４、お
よび内壁１２の外周を冷却するように内壁１２を包囲
し、一部分を送風機１３の吐出口に接続したガラス等の
壁で形成した外部冷却経路１５を設けている。この２つ
の冷却経路の有する作用を以下に述べる。
３、この送風機１３の吐出口に次にのべる外部冷却路を
介して一端を連通し、他端は触媒体６を貫通する鉄また
はステンレス等で筒状に形成した内部冷却経路１４、お
よび内壁１２の外周を冷却するように内壁１２を包囲
し、一部分を送風機１３の吐出口に接続したガラス等の
壁で形成した外部冷却経路１５を設けている。この２つ
の冷却経路の有する作用を以下に述べる。
予混合ガスは触媒体６の上流面より燃焼を始め、下流面
に致る間に、燃焼孔７の中でその反応を終らさせてい
る。このような触媒燃焼の特徴は、燃焼熱のうち、多く
の割合が触媒体６を加熱するために、触媒体６が高温化
しやすいことである。したがって小さなサイズの媒触体
６で燃焼を大とすることに限界があることは前述のとお
りである。そして触媒体６の熱は輻射によって拡散する
ものであるが、従来のようにガラスを予混合気室９の内
壁に用いただけではまだ十分に熱を放射しきれない。な
ぜならば、ガラスでは熱の大半は透過せず、ガラス自体
が吸収し、ガラスが高温化するからである。高温になっ
たガラスは触媒体の熱を十分に吸収しないため、触媒体
の熱の放散は不十分で高温化しやすいものであった。
に致る間に、燃焼孔７の中でその反応を終らさせてい
る。このような触媒燃焼の特徴は、燃焼熱のうち、多く
の割合が触媒体６を加熱するために、触媒体６が高温化
しやすいことである。したがって小さなサイズの媒触体
６で燃焼を大とすることに限界があることは前述のとお
りである。そして触媒体６の熱は輻射によって拡散する
ものであるが、従来のようにガラスを予混合気室９の内
壁に用いただけではまだ十分に熱を放射しきれない。な
ぜならば、ガラスでは熱の大半は透過せず、ガラス自体
が吸収し、ガラスが高温化するからである。高温になっ
たガラスは触媒体の熱を十分に吸収しないため、触媒体
の熱の放散は不十分で高温化しやすいものであった。
しかるに、本発明の構成では、触媒体６の内部を貫通す
る内部冷却経路１４は、触媒体６が放射する熱を経路全
体で受熱するため触媒体６の温度は上昇しにくく、また
外部冷却経路１５によって冷却される内壁１２も同じ
く、触媒体６の温度上昇を防止している。むろんこの場
合、触媒体６と内壁１２、および内部冷却経路１４間に
介在している断熱材１１を介しての熱伝導による触媒体
６の冷却も若干行なわれているが、この熱伝導による冷
却は、接触部のみを低温とし触媒体６の温度不均一を生
じさせるため好ましいものではない。このような目的の
断熱材としてはアスベストセラミック繊維，鉱物繊維系
のものが選ばれる。すなわち本発明は輻射による冷却に
よって触媒面の温度を均一に低下することを狙ったもの
で、伝熱による冷却が局部的になるので内部冷却経路１
４と触媒体６を断熱している。また上記実施例では外部
と内部の双方から冷却しているが、触媒体６のサイズが
狭い場合にはいずれか一方でもよいものである。触媒体
６のサイズが広い場合は、触媒体６の各部と冷却経路の
距離の差による温度ムラが生じ部分的な高温化が生じ
る。この場合は内部冷却経路を設け、かつその数を任意
に選択すればよいものである。
る内部冷却経路１４は、触媒体６が放射する熱を経路全
体で受熱するため触媒体６の温度は上昇しにくく、また
外部冷却経路１５によって冷却される内壁１２も同じ
く、触媒体６の温度上昇を防止している。むろんこの場
合、触媒体６と内壁１２、および内部冷却経路１４間に
介在している断熱材１１を介しての熱伝導による触媒体
６の冷却も若干行なわれているが、この熱伝導による冷
却は、接触部のみを低温とし触媒体６の温度不均一を生
じさせるため好ましいものではない。このような目的の
断熱材としてはアスベストセラミック繊維，鉱物繊維系
のものが選ばれる。すなわち本発明は輻射による冷却に
よって触媒面の温度を均一に低下することを狙ったもの
で、伝熱による冷却が局部的になるので内部冷却経路１
４と触媒体６を断熱している。また上記実施例では外部
と内部の双方から冷却しているが、触媒体６のサイズが
狭い場合にはいずれか一方でもよいものである。触媒体
６のサイズが広い場合は、触媒体６の各部と冷却経路の
距離の差による温度ムラが生じ部分的な高温化が生じ
る。この場合は内部冷却経路を設け、かつその数を任意
に選択すればよいものである。
触媒体６の熱を受ける内壁１２、内部冷却経路１４の受
熱面、すなわち触媒体６と対面する部分に熱吸収処理を
施す。熱吸収処理は金属に対するサンドブラスト加工，
酸化被膜処理，黒色塗装，溶射等を行ない、金属素材よ
り熱吸収率のよい表面を得るものである。もし吸収率
（輻射率ともいう）が低ければ熱は反射し、触媒体６は
高温となる。このような第２項の発明を付加することに
よって単位面積当りの燃焼量を増加しても、発火あるい
は触媒の高温劣化は防止できる。
熱面、すなわち触媒体６と対面する部分に熱吸収処理を
施す。熱吸収処理は金属に対するサンドブラスト加工，
酸化被膜処理，黒色塗装，溶射等を行ない、金属素材よ
り熱吸収率のよい表面を得るものである。もし吸収率
（輻射率ともいう）が低ければ熱は反射し、触媒体６は
高温となる。このような第２項の発明を付加することに
よって単位面積当りの燃焼量を増加しても、発火あるい
は触媒の高温劣化は防止できる。
次に異なる実施例について第２図とともに説明する。な
お、上記実施例と同一部分には同一番号を付して説明を
略し、異なる部分を中心に説明する。予混合気室９の内
壁１２の放熱部および内部冷却経路１４の放熱部、すな
わち両者の冷却流体側に放熱用のフィン１６を多数設け
たものである。触媒体６と内壁１２、または内部冷却経
路１４の温度差が大きいほど、触媒体６の輻射量は増
え、低温化する。この目的のため、両者の放熱部にフィ
ンを設けたものである。この発明を付加することによっ
て本発明の効果は一層大となるものである。
お、上記実施例と同一部分には同一番号を付して説明を
略し、異なる部分を中心に説明する。予混合気室９の内
壁１２の放熱部および内部冷却経路１４の放熱部、すな
わち両者の冷却流体側に放熱用のフィン１６を多数設け
たものである。触媒体６と内壁１２、または内部冷却経
路１４の温度差が大きいほど、触媒体６の輻射量は増
え、低温化する。この目的のため、両者の放熱部にフィ
ンを設けたものである。この発明を付加することによっ
て本発明の効果は一層大となるものである。
次に請求の範囲第２項について説明する。
触媒として白金族系の白金，パラジュウム等を担持させ
た場合、発火を抑制する効果をもつ、燃焼用触媒として
白金族は極めて活性が高いことは良く知られている。し
かし、ただ酸化反応を活発に行うだけではなく、発火を
抑制する機能も有する。すなわち予混合気室９には可燃
性の混合気が供給されているが、触媒体６が高温となれ
ば、前述の混合気が発火してしまう。しかし、この場合
混合気の発火温度に媒触体が達していても発火はしない
ものである。この一見不思議な現象は、混合気が触媒体
６へ向って流れているため、混合気自体の温度が高くな
いからである。しかしこの場合も触媒体６と接する混合
気の極めて薄い層は発火温度に達していると思われる。
この層がミクロ的に小さいために火炎として成長しない
ので発火として予混合気室９全体に火炎が広がらないの
である。しかし極めて触媒体６が高温になれば、このミ
クロ的な層も厚くなり、予混合気室９は発火に致る。こ
の現象を抑えるために触媒体６の温度を低下する工夫が
必要なのであるが、触媒として白金族のものをもちいれ
ば、高温となっても発火を抑制する機能が大きいもので
ある。この現象は白金族系の触媒は反応が極めて強く、
白金の極めて近い所に反応帯を作るため、火炎が成長し
ても白金に触れて成長しにくいとされている。このよう
な白金族系の触媒を用いれば、発火が抑制された分、燃
焼量を大きくして高温化できるものである。
た場合、発火を抑制する効果をもつ、燃焼用触媒として
白金族は極めて活性が高いことは良く知られている。し
かし、ただ酸化反応を活発に行うだけではなく、発火を
抑制する機能も有する。すなわち予混合気室９には可燃
性の混合気が供給されているが、触媒体６が高温となれ
ば、前述の混合気が発火してしまう。しかし、この場合
混合気の発火温度に媒触体が達していても発火はしない
ものである。この一見不思議な現象は、混合気が触媒体
６へ向って流れているため、混合気自体の温度が高くな
いからである。しかしこの場合も触媒体６と接する混合
気の極めて薄い層は発火温度に達していると思われる。
この層がミクロ的に小さいために火炎として成長しない
ので発火として予混合気室９全体に火炎が広がらないの
である。しかし極めて触媒体６が高温になれば、このミ
クロ的な層も厚くなり、予混合気室９は発火に致る。こ
の現象を抑えるために触媒体６の温度を低下する工夫が
必要なのであるが、触媒として白金族のものをもちいれ
ば、高温となっても発火を抑制する機能が大きいもので
ある。この現象は白金族系の触媒は反応が極めて強く、
白金の極めて近い所に反応帯を作るため、火炎が成長し
ても白金に触れて成長しにくいとされている。このよう
な白金族系の触媒を用いれば、発火が抑制された分、燃
焼量を大きくして高温化できるものである。
発明の効果 このように本発明は触媒燃焼の燃焼面の温度の過熱を防
止することができるので、触媒燃焼の高負荷化を実現
し、このことによって小型で大発熱量の燃焼装置が可能
となる。この燃焼装置はまた、触媒燃焼の本来の特徴で
ある低NOx等のクリーン性を保持している。さらに、か
かる燃焼装置は、前述の冷却経路に流体として空気を用
いて暖房用とする、あるいは水を用いて給湯用として用
いることも可能であり、熱交換器としての機能をも併せ
て得られるものでもある。
止することができるので、触媒燃焼の高負荷化を実現
し、このことによって小型で大発熱量の燃焼装置が可能
となる。この燃焼装置はまた、触媒燃焼の本来の特徴で
ある低NOx等のクリーン性を保持している。さらに、か
かる燃焼装置は、前述の冷却経路に流体として空気を用
いて暖房用とする、あるいは水を用いて給湯用として用
いることも可能であり、熱交換器としての機能をも併せ
て得られるものでもある。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は本発明の
他の実施例の断面図、第３図は従来の燃焼装置の断面図
である。 ６……触媒体、１１……断熱材、１４……内部冷却経
路、１５……外部冷却経路、１６……放熱フィン。
他の実施例の断面図、第３図は従来の燃焼装置の断面図
である。 ６……触媒体、１１……断熱材、１４……内部冷却経
路、１５……外部冷却経路、１６……放熱フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 之良 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 保坂 正人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−175839（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−42520（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】多数の燃焼孔を有する触媒体と、前記触媒
体へ燃料と燃焼用空気の混合気を供給する部分と、前記
触媒体と断熱部を介して触媒体外周または内部に設けら
れた冷却経路を有し、前記冷却経路の前記触媒体と相対
する面に輻射吸収表面処理を行うことを特徴とする燃焼
装置。 - 【請求項２】触媒体に担持する触媒を白金族系のものと
した特許請求の範囲第１項記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60085707A JPH0623606B2 (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60085707A JPH0623606B2 (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61246512A JPS61246512A (ja) | 1986-11-01 |
| JPH0623606B2 true JPH0623606B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=13866294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60085707A Expired - Lifetime JPH0623606B2 (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623606B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453003A (en) * | 1991-01-09 | 1995-09-26 | Pfefferle; William C. | Catalytic method |
| DE19508668A1 (de) * | 1995-03-14 | 1996-09-19 | Hoechst Ag | Verfahren zur Behandlung einer siegelfähigen Folienoberfläche |
| NL1017021C2 (nl) * | 2001-01-03 | 2002-07-05 | Nefit Buderus B V | Verbrandingsinrichting omvattende een koeling. |
| JP2010127553A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Noritz Corp | 燃焼装置 |
-
1985
- 1985-04-22 JP JP60085707A patent/JPH0623606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61246512A (ja) | 1986-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |