JPH10153306A - Catalytic combustion device - Google Patents

Catalytic combustion device

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JPH10153306A
JPH10153306A JP8301914A JP30191496A JPH10153306A JP H10153306 A JPH10153306 A JP H10153306A JP 8301914 A JP8301914 A JP 8301914A JP 30191496 A JP30191496 A JP 30191496A JP H10153306 A JPH10153306 A JP H10153306A
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catalyst body
catalyst
combustion
combustion air
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晋一 真下
Yasuo Kondo
靖男 近藤
Akio Matsuoka
彰夫 松岡
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Denso Corp
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒燃焼装置において、排気ガス循環による
燃焼用空気の予熱効果を確保して、良好な触媒燃焼を実
現するとともに、構成の小型化、簡素化を図る。 【解決手段】 燃料と燃焼用空気の混合気を触媒燃焼さ
せるリング状の触媒体2、3を燃焼筒4内に備え、燃焼
筒4のうち、触媒体2、3の一端側に、燃料ノズル10
および燃焼用空気の入口8を配設し、燃焼筒4内部のう
ち、触媒体2、3の他端側に、燃料と燃焼用空気の混合
気を形成する予混合室13を配設する。触媒体2、3の
一端側から、触媒体2、3の中心部の貫通穴2b、3b
を通して、予混合室13に向けて燃料と燃焼用空気を供
給し、予混合室13にて燃料と燃焼用空気とを混合す
る。この混合気を予混合室13にて方向転換させて、触
媒体2、3の他端側から一端側へ向けて流し、触媒体
2、3の一端側にて触媒体通過後の排気ガスの一部を燃
焼用空気中に還流させる。
(57) [Summary] In a catalytic combustion device, a good catalytic combustion is realized by securing a preheating effect of combustion air by exhaust gas circulation, and the structure is reduced in size and simplified. SOLUTION: A ring-shaped catalyst body 2, 3 for catalytically combusting an air-fuel mixture of fuel and combustion air is provided in a combustion cylinder 4, and one end of the catalyst body 2, 3 in the combustion cylinder 4 is provided with a fuel nozzle. 10
In addition, an inlet 8 for combustion air is provided, and a premixing chamber 13 for forming an air-fuel mixture of fuel and combustion air is provided inside the combustion cylinder 4 at the other end of the catalyst bodies 2 and 3. From one end sides of the catalyst bodies 2 and 3, through holes 2b and 3b at the center of the catalyst bodies 2 and 3
, The fuel and the combustion air are supplied to the premixing chamber 13, and the fuel and the combustion air are mixed in the premixing chamber 13. This air-fuel mixture is diverted in the premixing chamber 13 and flows from the other end of the catalyst body 2, 3 toward one end, and the exhaust gas after passing through the catalyst body at one end of the catalyst body 2, 3. A part is returned to the combustion air.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は触媒燃焼装置に関す
るもので、例えば、暖房装置、乾燥装置等に用いて好適
なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic combustion device, and is suitable for use in, for example, a heating device and a drying device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、燃料供給手段と燃焼用空気供給手
段とを備え、これらの供給手段により供給される燃料と
燃焼用空気との混合気を、触媒により燃焼させる触媒燃
焼装置が知られている。この触媒燃焼装置は火炎が形成
されないため、カーボンの発生が無い。また、触媒燃焼
装置は、火炎燃焼にみられる着火、消化時の排気エミッ
ションの発生を大幅に抑制できるため、特に、排気ガス
のクリーン性が要求される電気自動車用の暖房装置とし
て非常に有効である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a catalytic combustion apparatus which includes a fuel supply means and a combustion air supply means, and burns a mixture of fuel and combustion air supplied by these supply means with a catalyst. I have. In this catalytic combustion device, no flame is formed, and thus no carbon is generated. In addition, the catalytic combustion device can significantly suppress the occurrence of ignition and exhaust emission during flame combustion, so it is very effective especially as a heating device for electric vehicles requiring clean exhaust gas. is there.

【0003】ところで、上記触媒燃焼装置において触媒
燃焼を継続して行うためには、燃焼用空気を常に予熱し
て、触媒を活性化しておく必要があるが、この予熱を電
気ヒータで行うと消費電力が増大してしまう。特に、電
気自動車ではバッテリ容量の制約から、消費電力の増大
を招く電気ヒータの使用は不向きである。また、燃焼用
空気の予熱をバーナで行うと、触媒へのカーボン付着が
発生し、これにより触媒での燃焼効率の低下が発生す
る。しかも、着火時には触媒が低温のため十分活性化さ
れておらず、バーナで発生する排気エミッションがその
まま排出されるという問題が生じる。
In order to continue catalytic combustion in the catalytic combustion apparatus, it is necessary to always preheat the combustion air to activate the catalyst. The power increases. Particularly, in an electric vehicle, use of an electric heater that causes an increase in power consumption is not suitable due to a limitation of a battery capacity. In addition, if the combustion air is preheated by a burner, carbon adheres to the catalyst, which causes a reduction in the combustion efficiency of the catalyst. In addition, at the time of ignition, the catalyst is not sufficiently activated due to the low temperature, so that there is a problem that the exhaust emission generated in the burner is directly discharged.

【0004】このような問題を解決するため、特開昭6
0−30908号公報では、触媒燃焼装置の前後を排気
ガス循環パイプて連結し、排気ガスの一部を触媒燃焼装
置の上流側に還流することにより、燃焼用空気を予熱す
る構成が示されている。また、特開平4−320710
号公報では、触媒燃焼装置の内部において、燃料と空気
とを混合した原料ガスを触媒層のガス通路に送り込む際
に、原料ガスを噴出ノズルを通して増速させて、その増
速による減圧作用にて排気ガスの一部を原料ガス中に還
流して、原料ガスを予熱するようにしたものが提案され
ている。
To solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent Application Publication No. 0-30908 discloses a configuration in which the front and rear of a catalytic combustion device are connected by an exhaust gas circulation pipe, and a part of exhaust gas is recirculated to an upstream side of the catalytic combustion device to preheat combustion air. I have. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-320710
In the publication, when a raw material gas in which fuel and air are mixed is fed into the gas passage of the catalyst layer inside the catalytic combustion device, the raw material gas is accelerated through a jet nozzle, and the pressure is reduced by the increased speed. A system in which a part of the exhaust gas is recirculated into the source gas to preheat the source gas has been proposed.

【0005】これらの従来装置によれば、別途設けた電
気ヒータやバーナ等の加熱手段を使用せずに、燃焼用空
気を予熱でき、安定した燃焼を行うことができる。
According to these conventional devices, the combustion air can be preheated without using a separately provided heating means such as an electric heater or a burner, and stable combustion can be performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の従来装
置においては、排気ガス循環パイプを燃焼装置の外部に
設置しているので、体格の増大は不可避であり、例えば
スペース的制約が大きい車両用としては、暖房装置の搭
載が困難になるという問題がある。また、後者の従来装
置においては、空気と燃料を予め混合しておく必要があ
るため、この混合のための装置が別途、必要となり、さ
らに、触媒層のガス通路を多数設け、このガス通路に対
応して噴出ノズルも多数設ける構成であるので、部品点
数がどうしても多くなり、構成が煩雑であり、コスト高
になる。
However, in the former conventional device, since the exhaust gas circulation pipe is installed outside the combustion device, an increase in physique is inevitable. As a result, there is a problem that mounting of the heating device becomes difficult. Further, in the latter conventional device, since it is necessary to mix air and fuel in advance, a separate device for this mixing is required.Moreover, a large number of gas passages for the catalyst layer are provided, and the gas passages are provided in the gas passages. Since a large number of ejection nozzles are provided correspondingly, the number of components is inevitably increased, the configuration is complicated, and the cost is increased.

【0007】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
触媒燃焼装置において、排気ガス循環による燃焼用空気
の予熱効果を確保して、良好な触媒燃焼を実現するとと
もに、構成の小型化、簡素化を図ることを目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above points,
In a catalytic combustion device, it is an object to secure a preheating effect of combustion air by exhaust gas circulation, realize favorable catalytic combustion, and reduce the size and simplification of the configuration.

【0008】[0008]

【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、以下の技術的手段を採用する。請求項1〜2
0記載の発明によれば、燃料と燃焼用空気の混合気を触
媒燃焼させるリング状の触媒体(2、3)を燃焼筒
(4)内に内蔵し、この触媒体(2、3)の一端側の部
位に、燃料と燃焼用空気の供給手段(10、12、7)
を配設し、触媒体(2、3)の他端側の部位に、燃料と
燃焼用空気の混合気を形成する予混合室(13)を配設
する。さらに、触媒体(2、3)の一端側から、触媒体
(2、3)の中心部貫通穴(2b、3b)を通して、予
混合室(13)に向けて燃料と燃焼用空気を供給し、予
混合室(13)にて燃料と燃焼用空気とを混合する。そ
して、この混合気を予混合室(13)で方向転換させ
て、触媒体(2、3)内をその他端側から一端側へ向け
て流し、触媒体(2、3)の一端側にて触媒体(2、
3)通過後の排気ガスの一部を燃焼用空気中に還流させ
ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. Claims 1-2
According to the invention described in No. 0, a ring-shaped catalyst (2, 3) for catalytically combusting a mixture of fuel and combustion air is built in a combustion cylinder (4), and the catalyst (2, 3) Supply means for fuel and combustion air (10, 12, 7) at one end side
And a premixing chamber (13) for forming an air-fuel mixture of fuel and combustion air is provided at the other end of the catalyst body (2, 3). Further, fuel and combustion air are supplied from one end of the catalyst body (2, 3) to the premixing chamber (13) through the central through holes (2b, 3b) of the catalyst body (2, 3). The fuel and the combustion air are mixed in the premixing chamber (13). Then, the air-fuel mixture is changed in direction in the premixing chamber (13), and flows through the catalyst body (2, 3) from the other end to one end. Catalyst body (2,
3) It is characterized in that part of the exhaust gas after passing is recirculated into the combustion air.

【0009】このように、排気ガスの一部を燃焼用空気
中に還流させることにより、排気ガスの熱で燃焼用空気
の予熱を行うことができ、この予熱により触媒を活性化
して、触媒燃焼を継続的に安定に行うことができる。し
かも、排気ガスの一部を燃焼用空気中に還流させる機構
をすべて燃焼筒(4)内部に収納できるので、燃焼装置
の小型化を図ることができる。
In this way, by recirculating a part of the exhaust gas into the combustion air, the combustion air can be preheated by the heat of the exhaust gas. Can be performed continuously and stably. In addition, the entire mechanism for recirculating a part of the exhaust gas into the combustion air can be accommodated in the combustion tube (4), so that the size of the combustion device can be reduced.

【0010】また、本発明では、燃料と燃焼用空気を、
リング状の触媒体(2、3)の中心部の貫通穴(2b、
3b)を通した後に、予混合室(13)でUターン状に
方向転換させて、触媒体(2、3)の他端側から一端側
へ向けて流すようにしているから、特開平4−3207
10号公報の燃焼装置のごとく、触媒層のガス通路およ
びを噴出ノズルを多数設ける構成のものに比して、部品
点数を大幅に低減でき、構成を極めて簡潔にすることが
でき、低コストで製作可能になる。
In the present invention, the fuel and the combustion air are
The through hole (2b, 2) at the center of the ring-shaped catalyst body (2, 3)
After passing through 3b), the direction is changed in a U-turn in the premixing chamber (13) so that the catalyst body (2, 3) flows from the other end to one end. -3207
As compared with the combustion apparatus disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 10-103, the number of parts can be significantly reduced, the configuration can be extremely simplified, and the cost can be reduced at a low cost. Can be manufactured.

【0011】また、請求項6記載の発明によれば、燃料
として液体燃料を用いる場合に、予混合室(13)の内
部に、供給された液体燃料を吸収、蒸発させるための燃
料吸収体(14)を備えているから、液体燃料を燃料吸
収体(14)に一時的に蓄え、燃料吸収体(14)の広
い面積から一様に液体燃料を蒸発させて、燃料と空気の
均一な混合状態を形成し、良好な燃焼状態を実現でき
る。
According to the invention, when a liquid fuel is used as the fuel, the fuel absorber () for absorbing and evaporating the supplied liquid fuel is provided inside the premixing chamber (13). 14), the liquid fuel is temporarily stored in the fuel absorber (14), and the liquid fuel is uniformly evaporated from a wide area of the fuel absorber (14), thereby uniformly mixing the fuel and the air. A state is formed, and a good combustion state can be realized.

【0012】また、請求項7記載の発明によれば、リン
グ形状の触媒体(2、3)を軸方向に複数に分割し、こ
の複数の触媒体(2、3)における触媒担持量を予混合
室(13)側へ近接するほど、多くしているから、複数
の触媒体(2、3)のうち、予混合室(13)側へ近接
するほど(上流側へ行くほど)、低温で触媒を活性化で
き、これにより始動時から触媒燃焼を良好に行うことが
できる。また、下流側の触媒体は触媒担持量が少なくて
も、上流側の触媒燃焼熱の輻射および高温の排気ガス反
応熱を受けて、温度上昇するので、早期に活性化させる
ことができる。
According to the seventh aspect of the invention, the ring-shaped catalyst body (2, 3) is divided into a plurality in the axial direction, and the amount of catalyst carried on the plurality of catalyst bodies (2, 3) is estimated. Since the number of catalysts increases as the distance to the mixing chamber (13) increases, of the plurality of catalysts (2, 3), the closer to the premixing chamber (13) side (the more upstream), the lower the temperature. The catalyst can be activated, so that catalytic combustion can be performed favorably from the start. Further, even if the amount of the catalyst carried on the downstream side is small, the temperature of the catalyst body rises due to the radiation of the catalytic combustion heat on the upstream side and the high-temperature exhaust gas reaction heat, so that the catalyst body can be activated early.

【0013】また、請求項8記載の発明によれば、触媒
体(2、3)の一端側に、触媒体(2、3)通過後の排
気ガスが充満する排気ガス室(9)を形成し、この排気
ガス室(9)内の排気ガスと、燃焼用空気供給手段
(7、8)から供給される燃焼用空気との間で熱交換可
能としているから、燃焼用空気を排気ガス室(9)内の
排気ガスで予熱することが可能となり、燃焼用空気の予
熱効果を一層高めることができる。
According to the invention, an exhaust gas chamber (9) filled with exhaust gas after passing through the catalyst (2, 3) is formed at one end of the catalyst (2, 3). Since heat can be exchanged between the exhaust gas in the exhaust gas chamber (9) and the combustion air supplied from the combustion air supply means (7, 8), the combustion air is supplied to the exhaust gas chamber. (9) It becomes possible to preheat with the exhaust gas inside, and the preheating effect of the combustion air can be further enhanced.

【0014】また、請求項10記載の発明によれば、燃
料供給手段に、液体燃料流量の増加に伴って燃料噴霧角
が増大する特性を有する燃料ノズル(10)を備え、液
体燃料流量が大きいときは、燃料ノズル(10)から噴
霧される燃料噴霧角を増大させて、燃料ノズル(10)
からの噴霧燃料を触媒体(2、3)の貫通穴(2b、3
b)の内壁面の方向に向かわせることを特徴としてい
る。
According to the tenth aspect of the present invention, the fuel supply means is provided with the fuel nozzle (10) having a characteristic that the fuel spray angle increases as the liquid fuel flow rate increases, and the liquid fuel flow rate is large. At this time, the fuel spray angle sprayed from the fuel nozzle (10) is increased to increase the fuel nozzle (10).
Spray fuel from the catalyst (2, 3) through holes (2b, 3).
It is characterized in that it is directed to the direction of the inner wall surface of b).

【0015】これにより、液体燃料流量が大きい、最大
燃焼時には、高温部である触媒体(2、3)からの伝熱
を利用して、液体燃料の蒸発性の改善を図り、良好な燃
焼を確保できる。また、請求項11記載の発明によれ
ば、触媒体(2、3)の貫通穴(2b、3b)の内壁面
に、燃料供給手段(10、12)から供給される液体燃
料の流れを偏向する偏向板(28)を備え、液体燃料流
量が大きいときは、偏向板(28)により燃料供給手段
(10、12)からの供給燃料を触媒体(2、3)の貫
通穴(2b、3b)の内壁面の方向に向かわせることを
特徴としている。
Thus, at the time of maximum combustion when the flow rate of the liquid fuel is large, the heat transfer from the catalyst body (2, 3), which is a high temperature portion, is used to improve the evaporability of the liquid fuel and achieve good combustion. Can be secured. According to the eleventh aspect, the flow of the liquid fuel supplied from the fuel supply means (10, 12) is deflected to the inner wall surfaces of the through holes (2b, 3b) of the catalyst bodies (2, 3). When the liquid fuel flow rate is large, the deflecting plate (28) allows the fuel supplied from the fuel supply means (10, 12) to pass through the through holes (2b, 3b) of the catalyst body (2, 3). ) Is directed to the direction of the inner wall surface.

【0016】これにより、請求項10と同様に、最大燃
焼時に、高温部である触媒体(2、3)からの伝熱を利
用して、液体燃料の蒸発性を改善できる。また、請求項
12記載の発明によれば、触媒体(2、3)の貫通穴
(2b、3b)の内壁面に、供給された液体燃料を吸
収、蒸発させるための燃料吸収体(27)を備えること
を特徴としている。
[0016] Thus, in the same manner as in the tenth aspect, at the time of maximum combustion, the heat transfer from the catalyst body (2, 3), which is a high temperature portion, can be used to improve the evaporability of the liquid fuel. Further, according to the twelfth aspect, the fuel absorber (27) for absorbing and evaporating the supplied liquid fuel on the inner wall surface of the through hole (2b, 3b) of the catalyst body (2, 3). It is characterized by having.

【0017】これにより、請求項10または11のごと
く、触媒体(2、3)からの伝熱を利用して液体燃料の
蒸発性を改善する場合に、燃料吸収体(27)の設置に
より燃料の保持を図って、蒸発性をより一層改善でき
る。また、請求項13記載の発明によれば、予混合室
(13)内に電熱ヒータ(15)を配置しているから、
この電熱ヒータ(15)にて燃焼始動時に混合気を予熱
することができ、燃焼始動直後から触媒燃焼を良好に行
うことができる。
According to the present invention, when the evaporability of the liquid fuel is improved by utilizing the heat transfer from the catalyst body (2, 3), the fuel absorber (27) is provided to provide the fuel. And the evaporability can be further improved. According to the thirteenth aspect of the present invention, since the electric heater (15) is disposed in the premixing chamber (13),
The air-fuel mixture can be preheated by the electric heater (15) at the time of starting combustion, and catalytic combustion can be favorably performed immediately after the start of combustion.

【0018】また、請求項14記載の発明によれば、燃
焼作動の始動時に電熱ヒータ(15)に通電し、この通
電から所定時間(t1)経過後に燃料および燃焼用空気
の供給を少量で開始し、その後さらに、触媒体(2、
3)通過後の排気ガス温度が第1の所定温度(T1)に
なる時点で燃料および燃焼用空気の供給量を連続または
段階的に増加させ、その後さらに、触媒体(2、3)通
過後の排気ガス温度が第1の所定温度(T1)より高い
第2の所定温度(T2)になる時点で電熱ヒータ(1
5)への通電を停止しているから、始動時から定常燃焼
に移行するまでの間、排気ガス温度に関連づけて、燃
料、空気の供給量および電熱ヒータ(15)への通電を
自動制御して、燃焼作動を良好に行わせることができ
る。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the electric heater (15) is energized at the start of the combustion operation, and after a lapse of a predetermined time (t1) from the energization, the supply of the fuel and the combustion air is started in a small amount. Then, the catalyst body (2,
3) When the exhaust gas temperature after the passage reaches the first predetermined temperature (T1), the supply amounts of the fuel and the combustion air are increased continuously or stepwise, and then further after passing through the catalyst body (2, 3). When the exhaust gas temperature reaches a second predetermined temperature (T2) higher than the first predetermined temperature (T1), the electric heater (1)
Since the power supply to 5) is stopped, the amount of supply of fuel and air and the power supply to the electric heater (15) are automatically controlled in relation to the exhaust gas temperature from the start to the transition to steady combustion. Thus, the combustion operation can be favorably performed.

【0019】また、請求項15記載の発明によれば、燃
焼用空気供給手段(7、8)から供給される燃焼用空気
を加熱する補助電熱ヒータ(24)を備え、電熱ヒータ
(15)の通電時にはこの補助電熱ヒータ(24)にも
通電するようにしているから、極寒冷時等において、補
助電熱ヒータ(24)の発熱により燃焼用空気の予熱効
果を一層高めて、燃焼の始動性を改良できる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, an auxiliary electric heater (24) for heating the combustion air supplied from the combustion air supply means (7, 8) is provided. Since the auxiliary electric heater (24) is also energized when energized, the preheating effect of the combustion air is further enhanced by the heat generated by the auxiliary electric heater (24) in extremely cold weather or the like, and the startability of combustion is improved. Can be improved.

【0020】また、請求項16記載の発明によれば、リ
ング形状の触媒体(2)よりも、予混合室(13)側に
近接する部位に、導電性を有する始動用触媒体(30)
を配置するとともに、この始動用触媒体(30)を外部
より通電可能に構成し、この始動用触媒体(30)への
通電により、この始動用触媒体(30)自身を電気抵抗
体として発熱させることを特徴としている。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the starting catalyst body (30) having conductivity is located closer to the premixing chamber (13) than the ring-shaped catalyst body (2).
And the starting catalyst body (30) is configured to be able to conduct electricity from the outside, and by energizing the starting catalyst body (30), the starting catalyst body (30) itself generates heat as an electric resistor. It is characterized by having

【0021】これにより、始動用触媒体(30)自身の
発熱により触媒を直接、加熱することができるため、請
求項13のように電熱ヒータ(15)からの輻射熱にて
始動用触媒体(3)を予熱する場合に比して、触媒の予
熱効果を高めることができるとともに、この予熱効果の
向上により電力消費を節減できる。そして、始動用触媒
体(30)の予熱効果の向上に伴って、低温時でも、触
媒燃焼の立ち上げ時間を短縮できる。しかも、電熱ヒー
タ(15)の廃止により、装置全体の体格を小型化でき
るとともに、構造の簡素化によりコスト低減を図ること
ができる。
Thus, since the catalyst can be directly heated by the heat generated by the starting catalyst body (30) itself, the starting catalyst body (3) can be heated by radiant heat from the electric heater (15). ) Can be improved in preheating effect of the catalyst as compared with the case of preheating, and power consumption can be reduced by improving the preheating effect. And, with the improvement of the preheating effect of the starting catalyst body (30), the startup time of catalytic combustion can be shortened even at low temperatures. Moreover, the elimination of the electric heater (15) makes it possible to reduce the size of the entire apparatus and to reduce the cost by simplifying the structure.

【0022】また、請求項17記載の発明によれば、燃
焼作動の始動時に導電性の始動用触媒体(30)に通電
し、この通電から所定時間(t1)経過後に燃料および
燃焼用空気の供給を少量で開始し、その後さらに、リン
グ形状の触媒体(2)および始動用触媒体(30)通過
後の排気ガス温度が第1の所定温度(T1)になる時点
で燃料および燃焼用空気の供給量を連続または段階的に
増加させ、その後さらに、前記両触媒体(2、30)通
過後の排気ガス温度が第1の所定温度(T1)より高い
第2の所定温度(T2)になる時点で始動用触媒体(3
0)への通電を停止することを特徴としており、これに
より、請求項14と同様に、燃焼作動を良好に自動制御
できる。
According to the seventeenth aspect of the present invention, the conductive start-up catalyst (30) is energized at the start of the combustion operation, and after a predetermined time (t1) has elapsed from the energization, the fuel and the combustion air are discharged. The supply is started in a small amount, and thereafter, when the exhaust gas temperature after passing through the ring-shaped catalyst body (2) and the starting catalyst body (30) reaches the first predetermined temperature (T1), the fuel and combustion air are further increased. Is continuously or stepwise increased, and then the exhaust gas temperature after passing through both catalyst bodies (2, 30) is further increased to a second predetermined temperature (T2) higher than the first predetermined temperature (T1). At some point, the starting catalyst (3
The present invention is characterized in that the energization to 0) is stopped, so that the combustion operation can be satisfactorily automatically controlled as in the fourteenth aspect.

【0023】また、請求項18記載の発明によれば、リ
ング形状の触媒体(2)を、導電性を有し、かつ外部よ
り通電可能に構成し、前記始動用触媒体(30)の通電
時には、前記リング形状の触媒体(2)にも通電して、
この両触媒体(2、30)を電気抵抗体として発熱させ
ることを特徴としており、これにより、外気温度が例え
ば、−20°C以下のような極低温時においても、両触
媒体(2、30)への同時通電により、この両触媒体
(2、30)の触媒をいずれも電気的発熱作用により直
接加熱して、早期に活性化できる。そのため、極低温時
でも燃焼立ち上がり時間の短縮が可能となり、急速暖房
を達成できる。
According to the present invention, the ring-shaped catalyst body (2) has conductivity and can be energized from the outside, and the energization of the starting catalyst body (30) is performed. Sometimes, the ring-shaped catalyst (2) is also energized,
The two catalysts (2, 30) are characterized in that they generate heat as electric resistors, so that both catalysts (2, 30) can be produced even at extremely low temperatures such as, for example, −20 ° C. or less. By simultaneous energization to 30), both catalysts of both catalyst bodies (2, 30) can be directly heated by the electric heating action and activated early. Therefore, even at extremely low temperatures, the combustion start-up time can be reduced, and rapid heating can be achieved.

【0024】また、請求項19記載の発明によれば、触
媒体(2、3、30)の一端側の部位に、暖房用の熱媒
体と、触媒体(2、3、30)通過後の排気ガスとを熱
交換して、暖房用の熱媒体を加熱する熱交換器(40)
を内蔵しているから、熱媒体加熱用の熱交換器(40)
をも一体化したコンパクトな触媒燃焼装置を提供でき
る。
According to the nineteenth aspect of the present invention, a heat medium for heating and a heat medium after passing through the catalyst body (2, 3, 30) are provided at one end of the catalyst body (2, 3, 30). Heat exchanger (40) for exchanging heat with exhaust gas to heat a heating medium for heating
Heat exchanger for heating the heat medium (40)
Can provide a compact catalytic combustion device.

【0025】また、請求項20記載の発明によれば、燃
焼筒(4)の外周側に、暖房用の熱媒体と、触媒体
(2、3、30)通過後の排気ガスとを熱交換して、暖
房用の熱媒体を加熱する熱交換器(40)を内蔵してい
るから、請求項19と同様に熱媒体加熱用の熱交換器
(40)をも一体化したコンパクトな触媒燃焼装置を提
供でき、しかも、燃焼筒(4)の外周側に熱交換器(4
0)を配置しているから、燃焼筒(4)の軸方向(高さ
方向)の寸法を短縮でき、車両等への搭載性を一層向上
できる。
According to the twentieth aspect, the heat exchange between the heating medium for heating and the exhaust gas after passing through the catalysts (2, 3, 30) is performed on the outer peripheral side of the combustion tube (4). Since the heat exchanger (40) for heating the heating medium for heating is built in, the compact catalytic combustion in which the heat exchanger (40) for heating the heating medium is integrated as in the case of claim 19 The heat exchanger (4) can be provided on the outer peripheral side of the combustion cylinder (4).
Since (0) is arranged, the dimension of the combustion cylinder (4) in the axial direction (height direction) can be reduced, and the mountability to a vehicle or the like can be further improved.

【0026】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
The symbols in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態を示すも
ので、本例の燃焼装置は電気自動車用暖房装置に適用し
たもので、図1の上下方向は車両搭載時の上下方向と一
致している。1は燃焼装置で、図1において上下方向に
軸を有する円筒形状のものである。2は燃焼装置1に内
蔵された主触媒体であり、その中心部をくり抜いたリン
グ状(円筒状)の形状となっている。3は始動用触媒体
で、主触媒体2の下端面側に微小隙間Aを介して隣接配
置されており、主触媒体2と同様にリング状の形状とな
っている。2b、3bはこのリング形状の中心部の貫通
穴である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which the combustion device of this example is applied to a heating device for an electric vehicle. The vertical direction in FIG. Matches. Reference numeral 1 denotes a combustion device having a cylindrical shape having a vertical axis in FIG. Reference numeral 2 denotes a main catalyst body incorporated in the combustion device 1 and has a ring-shaped (cylindrical) shape having a hollow central portion. Reference numeral 3 denotes a starting catalyst body, which is disposed adjacent to the lower end surface side of the main catalyst body 2 with a small gap A therebetween, and has a ring-like shape like the main catalyst body 2. 2b and 3b are through holes at the center of the ring shape.

【0028】この始動用触媒体3は、早期活性化のた
め、主触媒体2よりも体格(換言すれば、熱容量)を小
さくして温度上昇しやすくしてあり、かつ低温(例:2
00℃)で活性化できるように、貴金属触媒(Pt、P
d等)の担持量(触媒体の全重量に対する触媒量の比
率)を主触媒体2よりも多くしてある。また、主触媒体
2と始動用触媒体3との間の微小間隔Aは、例えば5m
m程度の大きさに設定してある。 また、主触媒体2と
始動用触媒体3の触媒は、それぞれ、セラミック等から
構成されたハニカム状の担体2a、3aに担持されてい
る。そして、主触媒体2と始動用触媒体3の外周面は燃
焼筒4の内壁面に支持され、固定されている。この燃焼
筒4は燃焼装置1の本体形状を区画形成するもので、ス
テンレスのような耐熱金属にて有底円筒形状に成形され
ている。燃焼筒4の内部において、触媒体2、3を収納
している部分により燃焼室が構成される。
The starting catalyst body 3 has a smaller size (in other words, heat capacity) than the main catalyst body 2 so that the temperature can be easily raised and a low temperature (for example, 2).
Noble metal catalyst (Pt, Pt)
d)) (the ratio of the amount of catalyst to the total weight of the catalyst body) is larger than that of the main catalyst body 2. The minute interval A between the main catalyst 2 and the starting catalyst 3 is, for example, 5 m.
The size is set to about m. The catalysts of the main catalyst body 2 and the starting catalyst body 3 are respectively supported on honeycomb-shaped carriers 2a, 3a made of ceramic or the like. The outer peripheral surfaces of the main catalyst body 2 and the starting catalyst body 3 are supported and fixed on the inner wall surface of the combustion cylinder 4. The combustion cylinder 4 defines the main body of the combustion device 1 and is formed of a heat-resistant metal such as stainless steel into a bottomed cylindrical shape. Inside the combustion cylinder 4, a combustion chamber is constituted by a portion containing the catalyst bodies 2 and 3.

【0029】5はステンレスのような耐熱金属からなる
排気混合筒であり、その全体形状は略円筒形状に形成さ
れている。この排気混合筒5は主触媒体2及び始動用触
媒体3の中心部貫通穴2b、3b内に設置され、これら
両触媒体2、3の内周面に一体に接合されて、一体化さ
れている。ここで、この排気混合筒5は、その一端側
(燃焼空気と燃料の入口側)に等断面積の円管部からな
る混合部5aを形成し、そして、他端側に、ゆるやかな
拡がり角(例えば、5〜10°程度)を持つ円管からな
る圧力上昇部5bを形成している。また、混合部5aの
入口側端部にはテーパー状拡大端部5cが形成されてい
る。
Reference numeral 5 denotes an exhaust mixing cylinder made of a heat-resistant metal such as stainless steel, and its overall shape is formed in a substantially cylindrical shape. This exhaust mixing cylinder 5 is installed in the central through holes 2b, 3b of the main catalyst body 2 and the starting catalyst body 3, and is integrally joined to the inner peripheral surfaces of these two catalyst bodies 2, 3 to be integrated. ing. Here, the exhaust mixing cylinder 5 has a mixing portion 5a formed of a circular pipe portion having an equal cross-sectional area at one end side (combustion air and fuel inlet side), and a gentle divergence angle at the other end side. The pressure increasing portion 5b is formed of a circular tube having a diameter of, for example, about 5 to 10 degrees. In addition, a tapered enlarged end 5c is formed at the inlet end of the mixing section 5a.

【0030】6は一次ノズルで、燃焼筒4内で、主触媒
体2の一端側に隣接して配設されている。この一次ノズ
ル6は、その下端部側に漏斗状に細く絞られた絞り部6
aを有しており、耐熱金属にて成形されている。この一
次ノズル6の下端部から排気混合筒5内に燃焼用空気お
よび燃料を導入する。ここで、上記燃焼用空気は、エア
ポンプ(燃焼空気供給手段)7により供給され、空気入
口8から一次ノズル6の内側空間60へ送られる。
Reference numeral 6 denotes a primary nozzle, which is disposed in the combustion cylinder 4 adjacent to one end of the main catalyst 2. The primary nozzle 6 has a narrowed portion 6 narrowed in a funnel shape on the lower end side.
a and is formed of a heat-resistant metal. Combustion air and fuel are introduced into the exhaust mixing cylinder 5 from the lower end of the primary nozzle 6. Here, the combustion air is supplied by an air pump (combustion air supply means) 7 and sent from an air inlet 8 to an inner space 60 of the primary nozzle 6.

【0031】また、一次ノズル6の絞り部6aは、排気
混合筒5のテーパー状拡大端部5c内に所定量挿入され
ており、このテーパー状拡大端部5cと絞り部6aとの
間にリング形状の二次ノズル6bを形成している。この
二次ノズル6bは、一次ノズル6の外周側に形成される
排気ガス室9からの排気循環ガスを排気混合筒5内に還
流するためのものである。
The throttle portion 6a of the primary nozzle 6 is inserted by a predetermined amount into the tapered enlarged end portion 5c of the exhaust mixing cylinder 5, and a ring is provided between the tapered enlarged end portion 5c and the throttle portion 6a. A secondary nozzle 6b having a shape is formed. The secondary nozzle 6 b is for recirculating the exhaust gas from the exhaust gas chamber 9 formed on the outer peripheral side of the primary nozzle 6 into the exhaust mixing cylinder 5.

【0032】なお、一次ノズル6の内側空間60は、絞
り部6aの先端の小径開口部以外の部分では排気ガス室
9と仕切られている。換言すると、一次ノズル6は、そ
の内側空間(燃料、空気の供給側空間)60と排気ガス
室9と仕切る仕切り部材としての役割も果たしている。
10は燃料ノズルであり、燃料タンク11から燃料ポン
プ12により送られた液体燃料(例えば、灯油)を一次
ノズル6の内側空間60の中心部に向けて噴霧する。つ
まり、一次ノズル6の内側空間60内に、エアポンプ7
からの空気入口8と燃料ノズル10が開口するようにな
っている。ここで、本例では、燃料ノズル10と燃料ポ
ンプ12とにより燃料供給手段を構成している。
The inner space 60 of the primary nozzle 6 is separated from the exhaust gas chamber 9 at a portion other than the small-diameter opening at the tip of the throttle portion 6a. In other words, the primary nozzle 6 also serves as a partition member that partitions the inner space (fuel and air supply side space) 60 from the exhaust gas chamber 9.
Reference numeral 10 denotes a fuel nozzle which sprays liquid fuel (for example, kerosene) sent from the fuel tank 11 by the fuel pump 12 toward the center of the inner space 60 of the primary nozzle 6. That is, the air pump 7 is provided in the inner space 60 of the primary nozzle 6.
An air inlet 8 and a fuel nozzle 10 are opened. Here, in the present embodiment, the fuel supply means is constituted by the fuel nozzle 10 and the fuel pump 12.

【0033】13は液体燃料と燃焼用空気の混合を行う
予混合室で、燃焼筒4内部のうち、主触媒体2及び始動
用触媒体3の他端側(下端側)に配置されている。14
は耐熱金属からなる金網状の燃料吸収体であり、予混合
室13の底壁内面から側面にかけての広い面積にわたっ
て、配置してある。ここで、燃料吸収体14としては、
金網状の部材(ウイック)の他に、発泡金属部材、薄板
状の多孔質セラミック部材等を使用できる。
Reference numeral 13 denotes a premixing chamber for mixing the liquid fuel and the combustion air. The premixing chamber is disposed inside the combustion cylinder 4 at the other end (lower end) of the main catalyst 2 and the starting catalyst 3. . 14
Is a wire mesh fuel absorber made of a heat-resistant metal, which is arranged over a wide area from the inner surface to the side surface of the bottom wall of the premixing chamber 13. Here, as the fuel absorber 14,
In addition to a wire mesh member (wick), a foamed metal member, a thin plate-shaped porous ceramic member, or the like can be used.

【0034】なお、予混合室13のうち、始動用触媒体
3の下側面に対向する底壁部は、燃料と空気の混合気の
流れを中心部から径外方側へスムースに方向転換させる
ために、中央部が山状に突出した形状になっている。1
3aはその突出部である。15は予混合室13内に配置
された電熱ヒータで、例えばシーズヒータを渦巻き状に
曲げたものであり、始動時に始動用触媒体3及び燃料吸
収体14を加熱するためのものである。15a、15b
は電熱ヒータ15の外部回路への接続用端子部である。
The bottom wall of the premixing chamber 13 facing the lower surface of the starting catalyst body 3 smoothly changes the flow of the mixture of fuel and air from the center to the radially outward side. Therefore, the central portion has a shape protruding in a mountain shape. 1
3a is the protrusion. Reference numeral 15 denotes an electric heater arranged in the premixing chamber 13, which is, for example, a sheath heater bent in a spiral shape, and is used to heat the starting catalyst 3 and the fuel absorber 14 at the time of starting. 15a, 15b
Is a terminal portion for connecting the electric heater 15 to an external circuit.

【0035】16は排気ガス室9から排気ガスを外部へ
排出する排気ガス出口である。17は排気ガス室9のう
ち排気ガス出口16付近に配設された温度検出器(サー
ミスタ)である。18は燃焼筒4の外周囲全体にわたっ
て配設された断熱材であり、この断熱材18を挟んでカ
バー19が設置してある。20は燃焼筒4とカバー19
の上端開口部を閉塞する上端板であり、この上端板20
に燃料ノズル10および空気入口8が取付られている。
Reference numeral 16 denotes an exhaust gas outlet for discharging exhaust gas from the exhaust gas chamber 9 to the outside. Reference numeral 17 denotes a temperature detector (thermistor) provided in the exhaust gas chamber 9 near the exhaust gas outlet 16. Reference numeral 18 denotes a heat insulating material provided over the entire outer periphery of the combustion tube 4, and a cover 19 is provided with the heat insulating material 18 interposed therebetween. 20 is a combustion cylinder 4 and a cover 19
Is an upper end plate for closing the upper end opening of the upper end plate.
The fuel nozzle 10 and the air inlet 8 are attached to the fuel cell.

【0036】なお、排気ガス出口16から排出された排
気ガスは図示しない熱交換器に送られ、ここで排気ガス
と水(暖房用熱媒体)との間で熱交換を行って水を加熱
し、この加熱された温水をポンプにて空調装置のヒータ
コアに送り、このヒータコアで空調空気を加熱して、車
室内を暖房するようになっている。図2は第1実施形態
の電気制御ブロック図であり、21は燃焼措置における
上記電気機器(7、12、15)を制御する制御装置
で、22は燃焼装置1の運転スイッチである。
The exhaust gas discharged from the exhaust gas outlet 16 is sent to a heat exchanger (not shown), where heat is exchanged between the exhaust gas and water (heating medium for heating) to heat the water. The heated hot water is sent to a heater core of an air conditioner by a pump, and the conditioned air is heated by the heater core to heat the vehicle interior. FIG. 2 is an electric control block diagram of the first embodiment. Reference numeral 21 denotes a control device that controls the electric devices (7, 12, 15) in a combustion measure, and reference numeral 22 denotes an operation switch of the combustion device 1.

【0037】次に、上記構成において作動を説明する。
いま、運転スイッチ22を投入すると、制御装置21に
より、まず電熱ヒータ15へ通電され、電熱ヒータ15
の発熱により始動用触媒3及び燃料吸収体14の予熱を
行う。運転スイッチ22の投入から所定時間t1(図3
参照)が経過すると、制御装置21内のタイマー手段に
よりエアポンプ7および燃料ポンプ12に通電されるた
め、燃焼用空気及び燃料の供給を開始する。
Next, the operation of the above configuration will be described.
Now, when the operation switch 22 is turned on, the controller 21 first energizes the electric heater 15 and the electric heater 15
The starting catalyst 3 and the fuel absorber 14 are preheated by the heat generated by the heating. A predetermined time t1 since the operation switch 22 was turned on (FIG. 3)
After that, the air pump 7 and the fuel pump 12 are energized by the timer means in the control device 21, so that the supply of combustion air and fuel is started.

【0038】ここで、燃焼用空気及び燃料の供給量は、
最初は、制御装置21により両ポンプ7、12の回転数
を低回転数に設定して、微小量(例えば、最大燃焼量の
1/10程度)とする。この理由は、最初から燃焼用空
気を多量に流すと、始動用触媒3及び燃料吸収体14が
冷却され、触媒反応が行われない恐れがあるためであ
る。
Here, the supply amounts of combustion air and fuel are as follows:
First, the control unit 21 sets the rotation speeds of both the pumps 7 and 12 to a low rotation speed, and sets the rotation speed to a minute amount (for example, about 1/10 of the maximum combustion amount). The reason for this is that if a large amount of combustion air flows from the beginning, the starting catalyst 3 and the fuel absorber 14 may be cooled and catalytic reaction may not be performed.

【0039】液体燃料は燃料ノズル10から一次ノズル
6の内側空間60の中心部に向けて噴霧され、また、燃
焼用空気は空気入口8から一次ノズル6の内側空間60
内へ送られる。そして、ノズル10から噴霧された液体
燃料は排気混合筒5内を下方へ噴出され、予混合室13
内の燃料吸収体14上で蒸発し、燃焼用空気と混合され
る。この混合気は予混合室13で方向転換(Uターン)
して、始動用触媒体3にその下方から上方へ向かって流
入し、始動用触媒体3で反応し、燃焼する。
The liquid fuel is sprayed from the fuel nozzle 10 toward the center of the inner space 60 of the primary nozzle 6, and the combustion air is supplied from the air inlet 8 to the inner space 60 of the primary nozzle 6.
Sent inside. Then, the liquid fuel sprayed from the nozzle 10 is jetted downward in the exhaust mixing cylinder 5 and the premix chamber 13
It evaporates on the fuel absorber 14 inside and is mixed with the combustion air. This air-fuel mixture changes direction in the premixing chamber 13 (U-turn)
Then, the fuel flows into the starting catalyst body 3 from below toward above, reacts with the starting catalyst body 3, and burns.

【0040】主触媒体2は始動用触媒体3からの輻射、
及び高温の反応ガスにより、徐々に加熱されていく。そ
して、燃料と空気の供給開始後、図3に示す所定時間t
2が経過するか、または排気ガス室9に設けられた温度
検出器17の検出温度が第1の所定温度T1(例えば灯
油燃料の場合、約300℃)に到達すると、制御装置2
1により両ポンプ7、12の回転数を徐々に上昇させ
て、燃焼量を徐々に上げていく。始動用触媒体3および
主触媒体2を上昇した燃焼ガスは排気ガス室9に流入し
た後に、排気ガス出口16から外部へ排出される。
The main catalyst 2 emits radiation from the starting catalyst 3,
, And gradually heated by the high-temperature reaction gas. After the start of supply of fuel and air, a predetermined time t shown in FIG.
2 has elapsed, or when the temperature detected by the temperature detector 17 provided in the exhaust gas chamber 9 reaches a first predetermined temperature T1 (for example, about 300 ° C. in the case of kerosene fuel), the controller 2
The number of revolutions of both pumps 7 and 12 is gradually increased by 1 to gradually increase the combustion amount. The combustion gas that has risen in the starting catalyst body 3 and the main catalyst body 2 flows into the exhaust gas chamber 9 and is then discharged from the exhaust gas outlet 16 to the outside.

【0041】そして、温度検出器17の検出温度が第2
の所定温度T2(例えば灯油燃料の場合、約500℃)
に到達すると、主触媒2が活性化されたと判断し、制御
装置21により電熱ヒータ15への通電を停止し、以
後、定常燃焼へ移行する。なお、温度検出器17の検出
温度>所定温度T2という判定をする代わりに、図3に
示す所定時間t3をタイマー手段にて設定し、この所定
時間t3の経過により電熱ヒータ15への通電を停止し
てもよい。
Then, the temperature detected by the temperature detector 17 becomes the second temperature.
Predetermined temperature T2 (for example, about 500 ° C. for kerosene fuel)
Is reached, it is determined that the main catalyst 2 has been activated, and the control device 21 stops energizing the electric heater 15 and thereafter shifts to steady combustion. Instead of determining that the temperature detected by the temperature detector 17 is greater than the predetermined temperature T2, a predetermined time t3 shown in FIG. 3 is set by timer means, and the power supply to the electric heater 15 is stopped after the predetermined time t3 has elapsed. May be.

【0042】ところで、上記定常燃焼中においては、一
次ノズル6の絞り部6aから燃焼空気が排気混合筒5の
等断面積の混合部5aに増速されて噴出され、この増速
された燃焼空気流によるエジェクタ効果により、二次ノ
ズル6b付近が減圧され、この二次ノズル6bを通っ
て、排気ガス室9内の排気ガスの一部が排気混合筒5内
に還流される。ここで、排気混合筒5は、混合部5aの
下流側に、ゆるやかな拡がり角を持つ円管からなる圧力
上昇部5bを備えているため、この圧力上昇部5bを通
る間に燃焼空気と燃料の混合気はその速度成分を圧力に
変換し、圧力を回復する。
During the steady combustion, the combustion air is accelerated from the throttle portion 6a of the primary nozzle 6 to the mixing portion 5a having the same cross-sectional area of the exhaust mixing cylinder 5, and is jetted out. Due to the ejector effect of the flow, the pressure in the vicinity of the secondary nozzle 6b is reduced, and a part of the exhaust gas in the exhaust gas chamber 9 is returned to the exhaust mixing cylinder 5 through the secondary nozzle 6b. Here, since the exhaust mixing cylinder 5 is provided with a pressure rising portion 5b formed of a circular pipe having a gentle divergence angle on the downstream side of the mixing portion 5a, the combustion air and the fuel are passed while passing through the pressure rising portion 5b. The air-fuel mixture converts its velocity component into pressure and recovers pressure.

【0043】上記のように本実施形態の装置では、排気
ガス室9の排気ガスの一部を燃焼空気中に再循環させる
ことにより、高温の排気ガス熱で燃焼用空気を予熱する
ことができ、触媒体2、3を活性化状態に維持できるの
で、触媒燃焼を良好に継続できる。また、燃焼空気が供
給される一次ノズル6は排気ガス室9の中心部に配置さ
れ、一次ノズル6の内外で燃焼空気と排気ガスとが対向
流として流れる。それ故、金属製の一次ノズル(仕切り
部材)6を介する熱伝導にて、燃焼空気を排気ガスにて
予熱することができ、燃焼空気の予熱効果をさらに高め
ることができる。
As described above, in the apparatus according to the present embodiment, the combustion air can be preheated with high-temperature exhaust gas heat by recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust gas chamber 9 into the combustion air. Since the catalyst bodies 2 and 3 can be maintained in the activated state, the catalytic combustion can be favorably continued. Further, the primary nozzle 6 to which the combustion air is supplied is arranged at the center of the exhaust gas chamber 9, and the combustion air and the exhaust gas flow in opposite directions inside and outside the primary nozzle 6. Therefore, the combustion air can be preheated by the exhaust gas through the heat conduction through the metal primary nozzle (partition member) 6, and the preheating effect of the combustion air can be further enhanced.

【0044】そして、燃焼停止をするときは、運転スイ
ッチ22をオフする。このスイッチ22のオフにより、
制御装置21は燃料ポンプ12を直ちに停止するが、エ
アポンプ7は所定時間t4の間、作動を継続させ、燃焼
筒4内の残存燃料を燃焼させ、その後燃焼筒4内部の冷
却を行う(ポストパージ運転)。そして、所定時間t4
経過後に、エアポンプ7も停止させ、全機器が停止す
る。
To stop the combustion, the operation switch 22 is turned off. By turning off this switch 22,
The control device 21 immediately stops the fuel pump 12, but the air pump 7 continues to operate for a predetermined time t4, burns the remaining fuel in the combustion cylinder 4, and then cools the interior of the combustion cylinder 4 (post-purge). operation). Then, a predetermined time t4
After the elapse, the air pump 7 is also stopped, and all the devices are stopped.

【0045】以上説明した第1実施形態の特徴をまとめ
ると、触媒体2、3が活性化された状態で燃料の供給、
停止を行うため、着火、消化時にも排気エミッションが
ほとんど排出されず、クリーンな燃焼を行うことができ
る。また、始動時は燃料及び触媒の予熱を、予混合室1
3に設けた1本の電熱ヒータ15で効率良く行い、定常
燃焼中は燃焼用空気の予熱に排気ガス再循環を利用する
ため、電熱ヒータを必要とせず、省電力で効率の良い燃
焼が可能となる。 (第2実施形態)図4は本発明による第2実施形態を示
す。第1実施形態では、触媒体2、3の一端側におい
て、燃焼筒4の中心部に、燃焼空気を噴出させる一次ノ
ズル6を配置し、この一次ノズル6の外周側に、エジェ
クタ効果により排気ガスを還流させる二次ノズル6bを
形成しているが、第2実施形態では、一次ノズル6と二
次ノズル6bとを逆の配置、すなわち、二次ノズル6b
を中心側に配置し、一次ノズル6を外周側にリング状の
形状で配置している。
The features of the first embodiment described above are summarized as follows. When the catalysts 2 and 3 are activated, the fuel supply,
Since the stop is performed, almost no exhaust emission is emitted even during ignition or digestion, and clean combustion can be performed. At the time of starting, the preheating of the fuel and the catalyst is performed in the premixing chamber 1.
Efficient combustion is achieved with one electric heater 15 provided in 3 and exhaust gas recirculation is used for preheating combustion air during steady combustion, so that an electric heater is not required, and power saving and efficient combustion are possible. Becomes (Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment according to the present invention. In the first embodiment, a primary nozzle 6 for ejecting combustion air is disposed at one end of the catalyst bodies 2 and 3 at the center of the combustion cylinder 4, and an exhaust gas is ejected on an outer peripheral side of the primary nozzle 6 by an ejector effect. Is formed, but in the second embodiment, the primary nozzle 6 and the secondary nozzle 6b are arranged in reverse, that is, the secondary nozzle 6b
Are arranged on the center side, and the primary nozzle 6 is arranged in a ring shape on the outer peripheral side.

【0046】具体的に説明すると、第2実施形態では、
排気ガス室9に対して仕切られた燃焼用空気室23を形
成し、この燃焼用空気室23に空気入口8を連結して燃
焼用空気を導入するようにしてある。この導入空気は、
リング状の一次ノズル6から排気混合筒5内に噴出する
ようにしてある。一方、二次ノズル6bは一次ノズル6
の中心部に形成されており、この二次ノズル6bの内側
には燃料ノズル10から液体燃料のみを噴霧させて、燃
焼用空気は供給されない。また、二次ノズル6bの内側
空間はその上方部において全面的に排気ガス室9に開口
している。
More specifically, in the second embodiment,
A combustion air chamber 23 partitioned from the exhaust gas chamber 9 is formed, and the air inlet 8 is connected to the combustion air chamber 23 to introduce combustion air. This introduction air
The ring-shaped primary nozzle 6 is ejected into the exhaust mixing cylinder 5. On the other hand, the secondary nozzle 6b is
The fuel nozzle 10 sprays only the liquid fuel inside the secondary nozzle 6b and does not supply combustion air to the inside of the secondary nozzle 6b. Further, the inner space of the secondary nozzle 6b is entirely open to the exhaust gas chamber 9 in the upper part thereof.

【0047】従って、一次ノズル6から燃焼空気が噴出
されることによる、エジェクタ効果により、二次ノズル
6b先端部が減圧され、排気ガス室9内の排気ガスの一
部が二次ノズル6bを通って排気混合筒5内に還流され
る。第2実施形態の構成によれば、空気入口8から供給
された燃焼用空気を排気混合筒5へ入れるまでに、燃焼
用空気室23の内外周の周囲を流れる排気ガスにより広
い熱交換(熱伝導)面積でもって燃焼用空気を予熱でき
る。そのため、燃焼用空気の予熱を効率良く行うことが
できる。その他は第1実施形態と同様の効果が得られ
る。 (第3実施形態)図5は第3実施形態を示すもので、第
1実施形態に対して低温時の燃焼始動性を改善しようと
するものである。このために、図5に示すように、PT
Cヒータ等からなる補助電熱ヒータ24を一次ノズル6
の内側空間60に渦巻き状に配設してある。これによ
り、極寒冷地等での低温始動時に、電熱ヒータ15への
通電と同時にこの補助電熱ヒータ24も通電することに
より、燃焼用空気の予熱効果を向上して、燃焼始動性を
改善できる。 (第4実施形態)図6は第4実施形態を示すもので、上
記した第1〜第3実施形態ではいずれも、触媒体2、3
の触媒をハニカム状の担体2a、3aに担持した構成と
しているが、第4実施形態では、多数の粒状触媒体2、
3を中空の2重円筒体25内に配置し、この粒状触媒体
2、3を金網製支持部材26により2重円筒体25内に
保持するようにしたものである。このような構成として
も本発明は実施できる。 (第5実施形態)上記した第1〜第4実施形態では、い
ずれも、燃料ノズル10から液体燃料をすべて予混合室
13内の燃料吸収体14に向けて噴霧しているので、燃
料の蒸発はすべて燃料吸収体14にて行うことになる
が、定常燃焼に移行して、燃焼量(燃料流量)が増加し
たときに、この増加した燃料をすべて燃料吸収体14に
て蒸発させるには蒸発能力が不足して、燃料の蒸発が悪
化する場合が生じる。
Therefore, the tip of the secondary nozzle 6b is depressurized by the ejector effect due to the ejection of the combustion air from the primary nozzle 6, and a part of the exhaust gas in the exhaust gas chamber 9 passes through the secondary nozzle 6b. The gas is returned into the exhaust mixing cylinder 5. According to the configuration of the second embodiment, the exhaust gas flowing around the inner and outer peripheries of the combustion air chamber 23 causes a wide heat exchange (heat) before the combustion air supplied from the air inlet 8 enters the exhaust mixing cylinder 5. The combustion) air can be preheated by the (conduction) area. Therefore, the preheating of the combustion air can be performed efficiently. The other effects are the same as those of the first embodiment. (Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment in which the combustion startability at a low temperature is improved with respect to the first embodiment. To this end, as shown in FIG.
The auxiliary electric heater 24 composed of a C heater or the like is connected to the primary nozzle 6
Is spirally disposed in the inner space 60 of the helical member. Thus, at the time of low-temperature start-up in an extremely cold region or the like, the auxiliary electric heater 24 is energized simultaneously with energization of the electric heater 15, thereby improving the effect of preheating the combustion air and improving the combustion startability. (Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment. In each of the first to third embodiments, the catalyst bodies 2, 3
Is carried on the honeycomb-shaped carriers 2a, 3a, but in the fourth embodiment, a large number of the granular catalysts 2,
3 is disposed in a hollow double cylindrical body 25, and the granular catalyst bodies 2 and 3 are held in the double cylindrical body 25 by a supporting member 26 made of wire mesh. The present invention can be implemented even with such a configuration. (Fifth Embodiment) In all of the first to fourth embodiments described above, since all the liquid fuel is sprayed from the fuel nozzle 10 toward the fuel absorber 14 in the premixing chamber 13, the fuel is evaporated. Is performed in the fuel absorber 14, but when the combustion mode (fuel flow rate) increases due to the transition to steady-state combustion, the fuel absorber 14 evaporates all of the increased fuel. Insufficient capacity may result in worse fuel evaporation.

【0048】そこで、第5実施形態では、上記点に鑑み
て、最大燃焼量時においても、燃焼装置内部の高温部の
熱を有効活用して、液体燃料の蒸発性の向上を図るもの
である。すなわち、図7〜図9は第5実施形態を示すも
ので、燃料ノズル10として、特に、図8に示すスワー
ル型の燃料ノズルを用いている。このスワール型の燃料
ノズル10は図8に示すようにステンレスのような耐熱
金属からなるパイプ状のハウジング10aを有し、その
先端部に末広がり状に拡大する形状からなる噴霧穴10
bが開けてある。
In view of the above, in the fifth embodiment, even at the time of the maximum combustion amount, the heat of the high temperature portion inside the combustion device is effectively utilized to improve the evaporability of the liquid fuel. . That is, FIGS. 7 to 9 show the fifth embodiment, in which a swirl type fuel nozzle shown in FIG. This swirl type fuel nozzle 10 has a pipe-shaped housing 10a made of a heat-resistant metal such as stainless steel as shown in FIG.
b is open.

【0049】ハウジング10aの先端部内側には、燃料
流れの上流から下流側へ向かって、第1、第2の2枚の
板状部材10c、10dが重ねて配設され、かつハウジ
ング10aの内壁面に対しては固定されている。この両
板状部材10c、10dの間には円形の旋回室10eが
形成されている。上流側に位置する第1の板状部材10
cは図8(b)に示すように平行な2つの平坦側面部1
0fを形成した平面形状にしてあり、これにより平坦側
面部10fとハウジング10aの内壁面との間に燃料が
流入し得る空間を形成し、さらに、第1の板状部材10
cには、平坦側面部10fと円形の旋回室10eとの間
を連通する燃料導入穴10gが2箇所、180°対称位
置に設けてある。
Inside the front end of the housing 10a, first and second two plate-like members 10c and 10d are arranged in an overlapping manner from upstream to downstream of the fuel flow. It is fixed to the wall. A circular swirl chamber 10e is formed between the two plate members 10c and 10d. First plate member 10 located on the upstream side
8C shows two parallel flat side portions 1 as shown in FIG.
0f is formed in a planar shape, thereby forming a space through which fuel can flow between the flat side surface portion 10f and the inner wall surface of the housing 10a.
In c, two fuel introduction holes 10g communicating with the flat side surface portion 10f and the circular swirl chamber 10e are provided at 180 ° symmetrical positions.

【0050】この燃料導入穴10gの円形旋回室10e
に対する開口方向を旋回室10eの接線方向とすること
により、平坦側面部10fからの燃料を円形の旋回室1
0e内に接線方向に導入して燃料の旋回流を形成するよ
うにしてある。一方、第2の板状部材10dは円形旋回
室10eの断面積を徐々に減少させるテーパ面10hを
有し、このテーパ面10hの先端部に絞り穴10iが設
けてある。なお、上記両板状部材10c、10dは切削
加工性に優れた快削黄銅て成形することが好ましい。
The circular swirling chamber 10e of the fuel introduction hole 10g.
The opening direction with respect to the swirl chamber 10e is tangential to the swirl chamber 10e, so that the fuel from the flat side surface 10f can be circularly swirled.
0e is introduced tangentially to form a swirling flow of fuel. On the other hand, the second plate-shaped member 10d has a tapered surface 10h for gradually reducing the cross-sectional area of the circular swirl chamber 10e, and a throttle hole 10i is provided at the tip of the tapered surface 10h. The two plate-like members 10c and 10d are preferably formed of free-cutting brass having excellent cutting workability.

【0051】このような構成からなるスワール型の燃料
ノズル10では、円形旋回室10eにおける燃料の旋回
力が燃料流量に依存するので、図9に示すように、燃料
流量の増加とともに燃料噴霧角が増加する特性を有して
いる。一方、排気混合筒5の混合部5aの途中から圧力
上昇部5bの全長にわたって、排気混合筒5の内周面に
は、燃料吸収体27が配置され、接合されている。ここ
で、燃料吸収体27は、予混合室13内の燃料吸収体1
4と同様に、耐熱金属からなる金網状の部材等で構成で
きる。
In the swirl type fuel nozzle 10 having such a configuration, since the swirling force of the fuel in the circular swirl chamber 10e depends on the fuel flow rate, as shown in FIG. 9, the fuel spray angle increases as the fuel flow rate increases. Has increasing properties. On the other hand, a fuel absorber 27 is arranged and joined to the inner peripheral surface of the exhaust mixing cylinder 5 from the middle of the mixing section 5a of the exhaust mixing cylinder 5 to the entire length of the pressure increasing section 5b. Here, the fuel absorber 27 is a fuel absorber 1 in the premixing chamber 13.
As in the case of No. 4, it can be composed of a wire mesh member made of a heat-resistant metal or the like.

【0052】第5実施形態によれば、燃焼始動時のよう
に燃焼量(燃料流量)が小さいときは、スワール型の燃
料ノズル10において燃料の旋回力が小さいので、燃料
噴霧角が10°程度の小さな値となる。従って、燃料ノ
ズル10から噴霧される燃料は図7の2点鎖線Bに示す
ように排気混合筒5の燃料吸収体27に吸着されること
なく、排気混合筒5内を素通りして、予混合室13内の
燃料吸収体14に到達し、この燃料吸収体14にて電熱
ヒータ15からの熱を受けて蒸発する。
According to the fifth embodiment, when the combustion amount (fuel flow rate) is small, such as at the start of combustion, the swirling force of the fuel in the swirl type fuel nozzle 10 is small, so that the fuel spray angle is about 10 °. Is small. Therefore, the fuel sprayed from the fuel nozzle 10 is not adsorbed by the fuel absorber 27 of the exhaust mixing cylinder 5 as shown by the two-dot chain line B in FIG. The fuel reaches the fuel absorber 14 in the chamber 13, and the fuel absorber 14 receives heat from the electric heater 15 and evaporates.

【0053】このときは、燃料流量が小さいため、燃料
吸収体14のみでも燃料は良好に蒸発できる。一方、定
常燃焼に移行して、燃焼量(燃料流量)が増加すると、
スワール型の燃料ノズル10においては燃料の旋回力が
増大するので、燃料噴霧角が増大し、最大燃焼時には燃
料噴霧角が40°程度まで増大する。
At this time, since the fuel flow rate is small, the fuel can be satisfactorily evaporated only with the fuel absorber 14. On the other hand, if the combustion amount (fuel flow rate) increases after shifting to steady combustion,
In the swirl type fuel nozzle 10, since the swirling force of the fuel increases, the fuel spray angle increases, and at the time of maximum combustion, the fuel spray angle increases to about 40 °.

【0054】このように、燃料ノズル10からの燃料噴
霧角が増大することにより、燃料ノズル10からの噴霧
燃料の一部は排気混合筒5内にて燃料吸収体27に接触
し(図7の1点鎖線C参照)、吸着される。ここで、燃
料吸収体27は排気混合筒5の金属壁面を介して、高温
部の触媒体2、3から伝熱され、加熱されているので、
燃料吸収体27において燃料は良好に蒸発する。
As described above, as the fuel spray angle from the fuel nozzle 10 increases, a part of the fuel spray from the fuel nozzle 10 comes into contact with the fuel absorber 27 in the exhaust mixing cylinder 5 (see FIG. 7). It is adsorbed. Here, the fuel absorber 27 is heated and transferred from the catalyst members 2 and 3 in the high-temperature portion via the metal wall surface of the exhaust mixing cylinder 5 and is heated.
The fuel evaporates well in the fuel absorber 27.

【0055】つまり、第1〜第4実施形態のように予混
合室13内の燃料吸収体14だけに燃料を吸着させる場
合に比して、第5実施形態によると、噴霧燃料を燃料吸
収体14と燃料吸収体27の両方に分散するとともに、
燃料吸収体27を触媒体2、3からの伝熱により高温に
加熱できるので、最大燃焼時にも燃料を良好に蒸発させ
ることができ、従って、始動時から最大燃焼時に至るま
で、良好な燃焼状態を維持できる。 (第6実施形態)図10は第6実施形態を示し、上記第
5実施形態を変形したものである。すなわち、第5実施
形態では燃料流量の増加とともに燃料噴霧角が増加する
特性を有するスワール型燃料ノズル10を使用している
が、第6実施形態ではこのスワール型燃料ノズル10を
廃止し、第1〜第4実施形態と同様の燃料ノズル10を
使用する。すなわち、燃料ポンプ9からの燃料供給圧が
所定圧以上になると、開弁して燃料を噴霧する形式の燃
料ノズル10を使用する。この形式の燃料ノズル10で
は、燃料流量の増減にかかわらず、燃料噴霧角がほぼ一
定である。
That is, compared to the case where the fuel is adsorbed only to the fuel absorber 14 in the premixing chamber 13 as in the first to fourth embodiments, according to the fifth embodiment, the fuel spray is used. 14 and the fuel absorber 27,
Since the fuel absorber 27 can be heated to a high temperature by the heat transfer from the catalyst bodies 2 and 3, the fuel can be satisfactorily evaporated even at the time of the maximum combustion. Can be maintained. (Sixth Embodiment) FIG. 10 shows a sixth embodiment, which is a modification of the fifth embodiment. That is, in the fifth embodiment, the swirl-type fuel nozzle 10 having the characteristic that the fuel spray angle increases as the fuel flow rate increases is used. However, in the sixth embodiment, the swirl-type fuel nozzle 10 is omitted, and The same fuel nozzle 10 as that of the fourth embodiment is used. That is, when the fuel supply pressure from the fuel pump 9 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, a fuel nozzle 10 of a type that opens and sprays fuel is used. In this type of fuel nozzle 10, the fuel spray angle is substantially constant regardless of the increase or decrease in the fuel flow rate.

【0056】そこで、第6実施形態では、排気混合筒5
内に燃料吸収体27を設けるとともに、燃料の流れを偏
向する偏向板28を追加設置している。この偏向板28
はステンレスのような耐熱金属からなるもので、図10
(b)の上面図に示すように、排気混合筒5の内径と同
等の外径を有する円形リング部28aを有し、この円形
リング部28aの内側に複数本のアーム部28bを放射
状に設け、この放射状のアーム部28bの中心部に円錐
部28cを形成したものである。この円錐部28cの頂
部は排気混合筒5内で燃料上流側に向くように配置して
ある。また、図10の例では、排気混合筒5内で圧力上
昇部5bの上流端近傍に偏向板28は配置され、排気混
合筒5の内壁面に偏向板28は接合されている。
Therefore, in the sixth embodiment, the exhaust mixing cylinder 5
A fuel absorber 27 is provided therein, and a deflection plate 28 for deflecting the flow of fuel is additionally provided. This deflection plate 28
Is made of a heat-resistant metal such as stainless steel.
As shown in the top view of (b), a circular ring portion 28a having an outer diameter equal to the inner diameter of the exhaust mixing cylinder 5 is provided, and a plurality of arms 28b are radially provided inside the circular ring portion 28a. A conical portion 28c is formed at the center of the radial arm portion 28b. The top of the conical portion 28c is disposed in the exhaust mixing cylinder 5 so as to face the fuel upstream side. In the example of FIG. 10, the deflection plate 28 is arranged near the upstream end of the pressure increasing portion 5 b in the exhaust mixing cylinder 5, and the deflection plate 28 is joined to the inner wall surface of the exhaust mixing cylinder 5.

【0057】第6実施形態によると、燃料ノズル10か
ら排気混合筒5内に噴霧された燃料は偏向板28に接触
する。このとき、始動時のように燃料流量が小さいとき
は、燃料噴霧速度が遅いため、偏向板28に接触し付着
した燃料の大部分はそのまま重力にて下方へ垂れ下が
る。従って、燃料ノズル10からの噴霧燃料の大部分は
予混合室13内の燃料吸収体14に到達し、ここで蒸発
する。
According to the sixth embodiment, the fuel sprayed from the fuel nozzle 10 into the exhaust mixing cylinder 5 comes into contact with the deflection plate 28. At this time, when the fuel flow rate is low, such as at the time of starting, the fuel spray speed is low, and most of the fuel that has contacted and adhered to the deflection plate 28 hangs downward due to gravity. Therefore, most of the spray fuel from the fuel nozzle 10 reaches the fuel absorber 14 in the premix chamber 13 and evaporates there.

【0058】そして、最大燃焼時のように燃料流量が大
きいときは、燃料噴霧速度が速いため、燃料ノズル10
からの噴霧燃料の一部が偏向板28に衝突して跳ね返
り、その後、この衝突した燃料が排気混合筒5内の燃料
吸収体27に吸着され、ここで蒸発する。従って燃料流
量が大きいときは、噴霧燃料を燃料吸収体14と燃料吸
収体27の両方に分散して蒸発させることができるの
で、最大燃焼時にも燃料を良好に蒸発させることがで
き、良好な燃焼状態を維持できる。 (第7実施形態)図11は第7実施形態を示し、第5実
施形態における排気混合筒5を廃止したものである。す
なわち、第7実施形態では、排気混合筒5を廃止して、
触媒体2、3の貫通孔2b、3bにて燃焼用空気中に排
気ガスを混合させるようにしたものである。
When the fuel flow rate is large, such as at the time of maximum combustion, the fuel spray speed is high.
A portion of the fuel sprayed from the fuel tank collides with the deflection plate 28 and rebounds, and thereafter, the colliding fuel is adsorbed by the fuel absorber 27 in the exhaust mixing cylinder 5 and evaporates there. Therefore, when the fuel flow rate is large, the sprayed fuel can be dispersed and evaporated in both the fuel absorber 14 and the fuel absorber 27, so that the fuel can be satisfactorily evaporated even at the time of the maximum combustion. We can maintain state. (Seventh Embodiment) FIG. 11 shows a seventh embodiment in which the exhaust mixing cylinder 5 in the fifth embodiment is eliminated. That is, in the seventh embodiment, the exhaust mixing cylinder 5 is abolished,
The exhaust gas is mixed into the combustion air at the through holes 2b, 3b of the catalyst bodies 2, 3.

【0059】この場合、排気ガスを燃焼用空気中に再循
環する効率は低下するが、その代わりに、排気混合筒5
の廃止により構造の簡素化を実現できると同時に、燃焼
で高温となった触媒体2、3の内壁面に燃料を直接噴霧
できるため、燃料の蒸発性を向上できる。この場合、主
触媒体2の内壁面に燃料吸収体27を設置すれば、主触
媒体2の内壁面における燃料の保持性が良好となり、燃
料の蒸発を一層改善できる。
In this case, the efficiency of recirculating the exhaust gas into the combustion air decreases, but instead, the exhaust mixing cylinder 5
As a result, the structure can be simplified, and at the same time, the fuel can be directly sprayed on the inner wall surfaces of the catalyst bodies 2 and 3 which have been heated to a high temperature. In this case, if the fuel absorber 27 is provided on the inner wall surface of the main catalyst body 2, the fuel holding property on the inner wall surface of the main catalyst body 2 becomes good, and the fuel evaporation can be further improved.

【0060】なお、第5実施形態と同様に、第1〜第4
実施形態、および第6実施形態でも、排気混合筒5を廃
止できることはいうまでもない。 (第8実施形態)上述した第1〜第7実施形態では、予
混合室13内に電熱ヒータ15を設置するとともに、予
混合室13に面するようにして熱容量の小さい始動用触
媒体3を設置して、電熱ヒータ15からの輻射熱にて始
動用触媒体3を予熱することにより、低温時における触
媒燃焼の始動性を改善しているが、第8実施形態では、
図12に示すように、上記電熱ヒータ15と始動用触媒
体3の代わりに、導電性の始動用触媒体30を用いるも
のである。
As in the fifth embodiment, first to fourth
Needless to say, the exhaust mixing cylinder 5 can be eliminated also in the embodiment and the sixth embodiment. (Eighth Embodiment) In the first to seventh embodiments described above, the electric heater 15 is installed in the premixing chamber 13 and the starting catalyst body 3 having a small heat capacity is placed so as to face the premixing chamber 13. By installing and preheating the starting catalyst body 3 with radiant heat from the electric heater 15, the startability of catalytic combustion at low temperature is improved. However, in the eighth embodiment,
As shown in FIG. 12, a conductive starting catalyst 30 is used in place of the electric heater 15 and the starting catalyst 3.

【0061】図12において、導電性の始動用触媒体3
0は主触媒体2との間に微小間隔Aを介在して、主触媒
体2と予混合室13との間に設置されている。この始動
用触媒体30は図13(b)に示すように、金属薄板、
例えば、ステンレス(SUS430、板厚0.05m
m)製の平板30bと波板30cとを重ね合わせて担体
30aを形成しており、この担体30aに触媒を担持し
た後、これを多数回巻くことにより、全体形状としてハ
ニカム円板形状に形成している。
In FIG. 12, the conductive starting catalyst 3
Numeral 0 is disposed between the main catalyst 2 and the premixing chamber 13 with a small interval A interposed between the main catalyst 2 and the main catalyst 2. As shown in FIG. 13B, the starting catalyst body 30 is made of a thin metal plate.
For example, stainless steel (SUS430, plate thickness 0.05 m
The carrier 30a is formed by laminating a flat plate 30b made of m) and a corrugated plate 30c. After the catalyst is carried on the carrier 30a, the carrier 30a is wound many times to form a honeycomb disk shape as a whole. doing.

【0062】担体30aに担持される触媒としては、例
えば、Ptであり、その担持量(触媒体の全重量に対す
る触媒量の比率)は、0.5wt%程度でよい。そし
て、始動用触媒体30の中心部に図13(a)に示すよ
うに、正極側の電極端子30dを配置するとともに、外
周部には負極側の電極端子30eを配置して、この両電
極端子30d、30e間に電源電圧を加えることによ
り、始動用触媒体30に通電するようにしてある。第8
実施形態では、排気混合筒5および燃料吸収体27の下
端部を始動用触媒体30の上面部に当接するまで延長し
て、排気混合筒5内を通過する燃料と空気との混合気が
必ず始動用触媒体30を通過するようにしてある。
The catalyst supported on the carrier 30a is, for example, Pt, and the supported amount (the ratio of the catalyst amount to the total weight of the catalyst body) may be about 0.5 wt%. As shown in FIG. 13A, a positive electrode terminal 30d is arranged at the center of the starting catalyst body 30 and a negative electrode terminal 30e is arranged at the outer periphery, as shown in FIG. By supplying a power supply voltage between the terminals 30d and 30e, the starting catalyst 30 is energized. 8th
In the embodiment, the lower end portions of the exhaust mixing tube 5 and the fuel absorber 27 are extended until they come into contact with the upper surface portion of the starting catalyst body 30 so that the mixture of fuel and air passing through the exhaust mixing tube 5 must be It passes through the starting catalyst body 30.

【0063】また、第8実施形態における主触媒体2と
始動用触媒体30との体格の比は5:1であり、微小間
隔Aは5mm程度にしてある。他の点は、第1〜第7実
施形態と同じである。第8実施形態における作動を説明
する。いま、図2に示す運転スイッチ22を投入する
と、図示しない電源から両電極端子30d、30eを通
じて導電性の始動用触媒体30に通電される。ここで、
始動用触媒体30の電力消費量は例えば、300〜40
0W程度とする。この通電により始動用触媒体30はそ
れ自身の電気抵抗分により電熱発熱体として作用し、担
体30aに担持された触媒を直接、急速加熱することが
できる。
In the eighth embodiment, the size ratio of the main catalyst body 2 to the starting catalyst body 30 is 5: 1, and the minute interval A is about 5 mm. Other points are the same as those of the first to seventh embodiments. The operation in the eighth embodiment will be described. Now, when the operation switch 22 shown in FIG. 2 is turned on, power is supplied from the power supply (not shown) to the conductive starting catalyst 30 through the two electrode terminals 30d and 30e. here,
The power consumption of the starting catalyst 30 is, for example, 300 to 40.
Approximately 0W. By this energization, the starting catalyst body 30 acts as an electric heating element by its own electric resistance, and can directly and rapidly heat the catalyst carried on the carrier 30a.

【0064】また、同時に、始動用触媒体3からの輻射
熱により主触媒体2および燃料吸収体14を予熱するこ
とができる。そして、運転スイッチ22の投入後、図1
4に示す所定時間t1が経過すると、エアポンプ7およ
び燃料ポンプ12を始動させて、燃焼用空気および燃料
の供給を開始する。燃焼用空気および燃料の供給量は、
最初は微小量であり、順次、時間t2、t3、t3′の
経過につれて、段階的に増加させる。温度検出器17の
検出温度が所定温度T2に達すると、触媒が活性化状態
に到達したと判定して、始動用触媒体30への通電を遮
断する。
At the same time, the main catalyst 2 and the fuel absorber 14 can be preheated by the radiant heat from the starting catalyst 3. After the operation switch 22 is turned on, FIG.
When the predetermined time t1 shown in FIG. 4 elapses, the air pump 7 and the fuel pump 12 are started to start supplying the combustion air and the fuel. The supply of combustion air and fuel is
Initially, the amount is very small, and is increased stepwise as time t2, t3, t3 'elapses. When the temperature detected by the temperature detector 17 reaches the predetermined temperature T2, it is determined that the catalyst has reached the activated state, and the power supply to the starting catalyst 30 is cut off.

【0065】第8実施形態によると、始動用触媒体30
の金属製触媒担体30aがそれ自身の電気抵抗により電
熱発熱体として作用し、担体30aに担持された触媒を
直接、加熱することができるため、第1〜第7実施形態
における電熱ヒータ15からの輻射熱にて始動用触媒体
3を予熱する場合に比して、触媒の予熱効果を高めるこ
とができるとともに、この予熱効果の向上により電力消
費を節減できる。
According to the eighth embodiment, the starting catalyst 30
Metal catalyst carrier 30a acts as an electric heating element due to its own electric resistance, and can directly heat the catalyst carried on the carrier 30a. The preheating effect of the catalyst can be enhanced as compared with the case where the starting catalyst body 3 is preheated by radiant heat, and the power consumption can be reduced by improving the preheating effect.

【0066】そして、始動用触媒体30の予熱効果の向
上に伴って、主触媒体2および燃料吸収体14の予熱効
果をも向上できるので、低温時でも、触媒の早期活性と
燃料吸収体14での燃料の蒸発促進とが相まって、燃焼
立ち上げ時間を短縮できる。しかも、電熱ヒータ15の
廃止により、装置全体の体格を小型化できるとともに、
構造の簡素化によりコスト低減を図ることができる。
Since the preheating effect of the main catalyst body 2 and the fuel absorber 14 can be improved with the improvement of the preheating effect of the starting catalyst body 30, even at a low temperature, the early activation of the catalyst and the fuel absorber 14 can be achieved. In combination with the promotion of fuel evaporation, the combustion start-up time can be shortened. Moreover, the elimination of the electric heater 15 can reduce the size of the entire apparatus,
The cost can be reduced by simplifying the structure.

【0067】なお、始動用触媒体30の触媒担体30a
としては、ステンレスのような耐熱金属以外に、導電性
の炭化ケイ素を主成分とするセラミックで形成したもの
でもよい。また、始動用触媒体30を円板状に形成して
いるが、主触媒体2と同じ内径の中心穴部を持つリング
状に形成してもよい。このリング形状の場合は、円板状
に比して、燃料が始動用触媒体30の中心穴部を素通り
して、燃料吸収体14に到達するので、燃焼始動時に始
動用触媒体30による燃料加熱効果が低下し、燃料の蒸
発性が悪化することになる。しかし、その代わりに、始
動用触媒体30の中心穴部の存在により、燃料と空気の
混合気の圧損を低下できるので、再循環する排気ガスの
流量を増加できる。従って、燃料としてガソリン等の蒸
発性の良い燃料の場合には、再循環する排気ガスによる
燃焼空気の予熱効果を高めて、触媒の早期活性化効果を
高めることができ、有利である。
The catalyst carrier 30a of the starting catalyst body 30
May be formed of a ceramic containing conductive silicon carbide as a main component in addition to a heat-resistant metal such as stainless steel. Further, although the starting catalyst body 30 is formed in a disk shape, it may be formed in a ring shape having a center hole having the same inner diameter as the main catalyst body 2. In the case of this ring shape, the fuel passes through the center hole of the starting catalyst body 30 and reaches the fuel absorber 14 as compared with the disk shape, so that the fuel by the starting catalyst body 30 at the time of combustion start-up The heating effect is reduced, and the evaporability of the fuel is deteriorated. However, instead, the presence of the center hole of the starting catalyst body 30 can reduce the pressure loss of the fuel-air mixture, so that the flow rate of the recirculated exhaust gas can be increased. Therefore, in the case of a fuel having a good evaporation property such as gasoline, the effect of preheating the combustion air by the recirculated exhaust gas can be enhanced, and the effect of early activation of the catalyst can be advantageously enhanced.

【0068】また、第8実施形態においても、燃料ノズ
ル10を図8に示すスワール型のものを用いるととも
に、排気混合筒5を廃止して、定常燃焼時には、高温と
なった主触媒体2の内周壁面に燃料を直接噴霧する構成
としてもよいことはもちろんである。 (第9実施形態)図15は第9実施形態であり、上記第
8実施形態における主触媒体2を燃焼用空気の流れ方向
(図示の上下方向)に、複数、例えば、3つのブロック
201、202、203に分割している。そして、燃焼
用空気の流れの上流側(図15において、予混合室13
側の部位)へ行くほど、すなわち、ブロック203から
ブロック201へ行くほど、触媒の活性化温度を低くす
るようにしてある。
Also in the eighth embodiment, the swirl type fuel nozzle 10 shown in FIG. 8 is used, the exhaust mixing cylinder 5 is eliminated, and the temperature of the main Of course, the fuel may be directly sprayed on the inner peripheral wall. (Ninth Embodiment) FIG. 15 shows a ninth embodiment in which a plurality of, for example, three blocks 201 are formed by moving the main catalyst body 2 in the eighth embodiment in the flow direction of combustion air (vertical direction in the drawing). It is divided into 202 and 203. Then, the upstream side of the flow of combustion air (in FIG.
Side, that is, from block 203 to block 201, the catalyst activation temperature is lowered.

【0069】このために、本例では、ブロック203か
らブロック201へ行くほど、触媒の担持量(触媒体の
全重量に対する触媒量の比率)を多くしている。具体的
には、触媒の担持量をブロック203:0.5wt%、
ブロック202:1.0wt%、ブロック201:1.
5wt%とする。これにより、燃焼用空気の流れの上流
側に位置するブロック201ほど、より低温でも活性化
させることが可能となる。なお、本発明者らによる、プ
ロピレンガスを用いた予備試験によると、触媒活性温度
は、Pt:1.5wt%の場合に180°C、Pt:
1.0wt%の場合に200°C、Pt:0.5wt%
の場合に250°Cである。
For this reason, in the present example, the amount of catalyst carried (the ratio of the amount of catalyst to the total weight of the catalyst body) increases from block 203 to block 201. Specifically, the loading amount of the catalyst is set to block 203: 0.5 wt%,
Block 202: 1.0 wt%, Block 201: 1.
5 wt%. Thereby, the block 201 located on the upstream side of the flow of the combustion air can be activated even at a lower temperature. According to a preliminary test using propylene gas by the present inventors, the catalyst activation temperature was 180 ° C. when Pt: 1.5 wt%, and Pt:
200 ° C for 1.0 wt%, Pt: 0.5 wt%
Is 250 ° C.

【0070】従って、主触媒体2のうち、上流側ブロッ
ク201では、始動用触媒体30への通電開始後、直ぐ
に触媒を活性化でき、これに応じて燃料流量も早期に増
加できるので、主触媒体2の活性化域を急速に拡大でき
る。この結果、主触媒体2における触媒担持量を全域に
わたって例えば、0.5wt%一定とした場合に比し
て、第9実施形態では、早期に、最大燃焼量まで移行で
きる。従って、室内の暖房効果を急速に立ち上げること
ができる。
Therefore, in the upstream block 201 of the main catalyst body 2, the catalyst can be activated immediately after the start of energization to the starting catalyst body 30, and the fuel flow rate can be rapidly increased accordingly. The activation area of the catalyst body 2 can be rapidly expanded. As a result, in the ninth embodiment, it is possible to shift to the maximum combustion amount earlier in comparison with the case where the amount of catalyst carried in the main catalyst body 2 is kept constant at, for example, 0.5 wt% over the entire region. Therefore, the indoor heating effect can be rapidly activated.

【0071】また、主触媒体2における触媒担持量を全
域にわたって例えば、1.5wt%一定とした場合に比
べると、最大燃焼量までの移行時間をほとんど変えず
に、高価な触媒量を低減でき、低コスト化が可能とな
る。さらに、主触媒体2を複数のブロック201〜20
3に分割して、触媒の担持量を上流側ほど多くすること
は、暖房立ち上げ時のみならず、定常燃焼においても効
果がある。すなわち、本発明燃焼装置は、その使用目
的、使用環境等によっては、必ずしも、最大燃焼量で使
用するとは限らず、広い燃焼範囲で使用できることが望
ましい。触媒燃焼においては、一般に、微小燃焼になる
ほど燃焼温度が低下し、かつ、触媒の上流側で反応が完
結する。
Further, as compared with the case where the amount of the catalyst carried on the main catalyst body 2 is fixed at, for example, 1.5 wt% over the entire region, the amount of the expensive catalyst can be reduced without substantially changing the transition time to the maximum combustion amount. In addition, the cost can be reduced. Further, the main catalyst 2 is divided into a plurality of blocks 201 to 20.
Dividing into three and increasing the amount of supported catalyst toward the upstream side is effective not only at the time of starting heating but also at the time of steady combustion. That is, the combustion device of the present invention is not always used at the maximum combustion amount depending on the purpose of use, the use environment, and the like, and is desirably used over a wide combustion range. In catalytic combustion, the combustion temperature generally decreases as the amount of combustion decreases, and the reaction is completed on the upstream side of the catalyst.

【0072】従って、上流側の触媒ブロック201を低
温活性型にしておくことにより、より微小燃焼域まで触
媒燃焼が可能となる。なお、触媒体の活性化温度を低く
する手段としては、触媒の担持量を多くする他に、燃焼
空気の流れの上流側(図1において、予混合室13側の
部位)へ行くほど、触媒体の体格を小さくしてもよく、
また、触媒の担持量を多くすることと、触媒体の体格を
小さくすることを組み合わせてもよい。
Therefore, by setting the upstream catalyst block 201 to a low-temperature activation type, catalytic combustion can be performed up to a minute combustion region. As a means for lowering the activation temperature of the catalyst body, in addition to increasing the amount of the catalyst carried, the more the catalyst flows toward the upstream side of the flow of the combustion air (the part closer to the premixing chamber 13 in FIG. 1). The size of the medium may be reduced,
Further, increasing the amount of supported catalyst and reducing the size of the catalyst body may be combined.

【0073】さらに、触媒の材質自体を変更(例えば、
Rhの添加等)して、燃焼空気の流れの上流側へ行くほ
ど、活性化温度を低くしてもよい。また、主触媒体2を
本例では、3つのブロック201〜203に分割してい
るが、この分割数は、3分割に限らず、目標とする燃焼
立ち上がり時間や製造コスト等に応じて適宜変更できる
ことはもちろんである。
Further, the material of the catalyst itself is changed (for example,
(Such as addition of Rh), the activation temperature may be lowered toward the upstream side of the flow of combustion air. In the present embodiment, the main catalyst body 2 is divided into three blocks 201 to 203. However, the number of divisions is not limited to three, and may be appropriately changed according to a target combustion rise time, a manufacturing cost, and the like. Of course you can.

【0074】また、主触媒体2を複数のブロック201
〜203に分割せずに、1つの主触媒体2のままで、触
媒の担持量を上流側ほど多くするようにしてもよい。 (第10実施形態)図16は第10実施形態であり、第
8実施形態における主触媒体2を2つに分割して、この
2つに分割した触媒体をいずれも導電性触媒体204、
205とし、この両者204、205の間に微小間隔B
(5mm程度)を設けたものである。この導電性触媒体
204、205の触媒担体204a、205aには第8
実施形態における始動用触媒体30と同じ構成にて導電
性を付与している。
Further, the main catalyst 2 is divided into a plurality of blocks 201.
It is also possible to increase the amount of supported catalyst toward the upstream side while maintaining the single main catalyst body 2 without dividing into the main catalyst body 2. (Tenth Embodiment) FIG. 16 shows a tenth embodiment, in which the main catalyst body 2 in the eighth embodiment is divided into two, and each of the two divided catalyst bodies is a conductive catalyst 204,
205, and a small interval B
(About 5 mm). The catalyst carriers 204a, 205a of the conductive catalysts 204, 205 have the eighth
The conductivity is given by the same configuration as the starting catalyst body 30 in the embodiment.

【0075】本例では、この両導電性触媒体204、2
05はそれぞれ内周部に正極側の電極端子204a、2
05aを配置するとともに、外周部に負極側の電極端子
204b、205bを配置しており、始動用触媒体30
と両導電性触媒体204、205の三者は電気的には相
互に並列接続してある。外気温度が例えば、−20°C
以下のような極低温時には、急速暖房が必要であるにも
かかわらず、触媒の早期活性化が困難となるが、第10
実施形態によると、始動用触媒体30と両導電性触媒体
204、205の三者に同時に通電することにより、こ
の三者の触媒をいずれも担体204a、205a、30
aの電気的発熱作用により直接加熱して、早期に活性化
できる。そのため、極低温時でも燃焼立ち上がり時間の
短縮が可能となる。
In this example, the two conductive catalysts 204, 2
Reference numeral 05 denotes a positive electrode terminal 204a, 2
05a, and electrode terminals 204b and 205b on the negative electrode side are disposed on the outer peripheral portion.
The two conductive catalysts 204 and 205 are electrically connected to each other in parallel. The outside air temperature is, for example, -20 ° C
At the following cryogenic temperatures, rapid activation of the catalyst is difficult despite the need for rapid heating.
According to the embodiment, by simultaneously energizing the three members of the starting catalyst body 30 and the two conductive catalyst bodies 204 and 205, the three catalysts are all supported by the carriers 204a, 205a, and 30.
It can be activated early by direct heating by the electric heating effect of a. Therefore, it is possible to shorten the combustion start-up time even at an extremely low temperature.

【0076】一方、外気温が比較的高い場合(例えば、
10°C以上の場合)には、始動用触媒体30のみに通
電して、両導電性触媒体204、205は非通電とする
ことにより、外気温等の状況に応じて、効率よく触媒の
予熱を行うことができる。ただし、外気温が比較的高い
場合でも、上記三者にすべて通電して、燃焼の早期立ち
上がりを図ってもよい。
On the other hand, when the outside air temperature is relatively high (for example,
(In the case of 10 ° C. or more), only the starting catalyst body 30 is energized, and the two conductive catalyst bodies 204 and 205 are de-energized. Preheating can be performed. However, even when the outside air temperature is relatively high, all of the above three members may be energized to achieve early combustion.

【0077】なお、第10実施形態において、主触媒体
2を複数に分割せずに、1つの主触媒体2のままで、主
触媒体2のうち、燃焼空気上流側の一部のみを導電性の
触媒体としてもよい。また、第9実施形態と同様に、主
触媒体2の分割数や体格は種々変更可能である。また、
両導電性触媒体204、205における触媒担持量を、
上流側の導電性触媒体204の触媒担持量が大であり、
下流側の導電性触媒体205の触媒担持量が小となるよ
うにしてもよい。 (第11実施形態)図17は第11実施形態を示すもの
で、図1の第1実施形態において、高温の排気ガス(燃
焼ガス)と熱媒体(例えば、水)との熱交換を行う熱交
換器をコンパクトな構成で触媒燃焼装置内部に一体化し
たものである。
In the tenth embodiment, one main catalyst 2 is not divided into a plurality of main catalysts 2 and only a part of the main catalyst 2 on the upstream side of the combustion air is electrically conductive. The catalyst may be an acidic catalyst. Further, similarly to the ninth embodiment, the number of divisions and the physique of the main catalyst body 2 can be variously changed. Also,
The amount of catalyst carried on both conductive catalysts 204 and 205 is
The catalyst carrying amount of the conductive catalyst body 204 on the upstream side is large,
The catalyst carrying amount of the conductive catalyst 205 on the downstream side may be reduced. (Eleventh Embodiment) FIG. 17 shows an eleventh embodiment. In the first embodiment shown in FIG. 1, the heat exchange between the high-temperature exhaust gas (combustion gas) and the heat medium (for example, water) is performed. The exchanger is integrated into the catalytic combustion device in a compact configuration.

【0078】図17において、高温の排気ガスと熱媒体
との熱交換を行う熱交換器40は、燃焼筒4と上端板2
0との間の部位で、かつ燃焼空気および燃料の供給経路
の外周側に配置されている。この熱交換器40は円筒状
の外筒41と内筒42とコイル43とを有している。外
筒41と内筒42との間の円筒状空間は、螺旋状の仕切
り板45により螺旋状の通路44に区画形成されてい
る。
In FIG. 17, a heat exchanger 40 for exchanging heat between a high-temperature exhaust gas and a heat medium includes a combustion cylinder 4 and an upper end plate 2.
0 and on the outer peripheral side of the supply path of combustion air and fuel. The heat exchanger 40 has a cylindrical outer cylinder 41, an inner cylinder 42, and a coil 43. A cylindrical space between the outer cylinder 41 and the inner cylinder 42 is defined by a spiral partition plate 45 into a spiral passage 44.

【0079】この螺旋状の通路44の一端部に熱媒体の
入口パイプ46が配置され、外筒41に固定されてい
る。また、螺旋状の通路44の他端部(外筒41の円周
方向で180°対称位置)に熱媒体の出口パイプ47が
配置され、外筒41に固定されている。また、コイル4
3は中空パイプを螺旋状に曲げたもので、コイル43の
入口部43aは、螺旋状の通路44のうち、入口パイプ
46の配設部位の直後に接合されて、入口パイプ46か
らの熱媒体が通路44内に流入すると同時にコイル43
の入口部43a内にも流入するようにしてある。
A heat medium inlet pipe 46 is disposed at one end of the spiral passage 44 and is fixed to the outer cylinder 41. Further, an outlet pipe 47 for the heat medium is arranged at the other end of the spiral passage 44 (a position 180 ° symmetrical in the circumferential direction of the outer cylinder 41), and is fixed to the outer cylinder 41. In addition, coil 4
Reference numeral 3 denotes a hollow pipe which is formed by spirally bending a hollow pipe. The inlet 43a of the coil 43 is joined to the spiral passage 44 immediately after the portion where the inlet pipe 46 is provided, and the heat medium from the inlet pipe 46 is formed. Flows into the passage 44 and at the same time the coil 43
Is also allowed to flow into the inlet portion 43a.

【0080】また、コイル43の出口部43bは、螺旋
状の通路44のうち、出口パイプ47に近接する部位に
接合されて、出口部43bから流出する熱媒体が通路4
4内の熱媒体と合流した後に、出口パイプ47側に流れ
るようにしてある。つまり、熱媒体は、コイル43内と
螺旋状の通路44内とを並列に流れる。また、内筒42
の内周側には平板状のフィン48が微小間隔(例えば、
4.5mm程度)を介して多数枚、放射状に配置され、
内筒42の内周壁に一体に接合されている。
The outlet 43b of the coil 43 is joined to a portion of the spiral passage 44 that is close to the outlet pipe 47 so that the heat medium flowing out of the outlet 43b passes through the passage 4b.
After joining with the heat medium in 4, it flows to the outlet pipe 47 side. That is, the heat medium flows in the coil 43 and the spiral passage 44 in parallel. Also, the inner cylinder 42
On the inner peripheral side, flat fins 48 are arranged at minute intervals (for example,
About 4.5mm), many are arranged radially through
It is integrally joined to the inner peripheral wall of the inner cylinder 42.

【0081】上記した熱交換器40の各部材41〜4
3、45〜48はいずれも熱伝導性の点からアルミニュ
ウムで形成することが好ましく、各接合部は例えばろう
付けにて接合されている。また、熱媒体としては、本例
では凍結温度を−30°C程度まで引き下げた不凍液を
使用しているが、燃焼装置の使用形態に応じて、水や空
気を熱媒体として使用してもよい。
Each member 41 to 4 of the above-described heat exchanger 40
Each of 3, 45 to 48 is preferably formed of aluminum from the viewpoint of thermal conductivity, and each joint is joined by, for example, brazing. Further, as the heat medium, in this example, an antifreeze whose freezing temperature is lowered to about −30 ° C. is used. However, water or air may be used as the heat medium according to the use form of the combustion device. .

【0082】また、出口パイプ47から流出した熱媒体
は、車両用暖房装置における空気通路内に設置されたヒ
ータコア(暖房用熱交換器)に図示しない温水ポンプに
より圧送され、このヒータコアにおいて送風機により送
風される空気と熱媒体とを熱交換して、送風空気を加熱
し、この加熱後の温風を車室内に吹き出すようになって
いる。出口パイプ47には熱媒体の温度を検出する熱媒
体温度検出器49が配設されている。
The heat medium flowing out of the outlet pipe 47 is pressure-fed by a hot water pump (not shown) to a heater core (heating heat exchanger) installed in an air passage of the vehicle heating device, and blown by a blower in the heater core. The heated air and the heat medium exchange heat to heat the blown air, and the heated hot air is blown into the vehicle interior. The outlet pipe 47 is provided with a heat medium temperature detector 49 for detecting the temperature of the heat medium.

【0083】一方、本例においては、上記の熱交換器4
0の設置に伴って、上端板20の中央部に吸気筒50を
一体形成し、この吸気筒50をコイル43の中心部内側
に延びるように配置している。この吸気筒50の一端部
(図17の上端部)は蓋51により閉塞するとともに、
この蓋51に空気入口8を配設して、空気入口8からの
燃焼空気が吸気筒50内に導入される。
On the other hand, in the present embodiment, the heat exchanger 4
Along with the installation of “0”, the intake cylinder 50 is integrally formed at the center of the upper end plate 20, and the intake cylinder 50 is arranged to extend inside the center of the coil 43. One end (upper end in FIG. 17) of the intake cylinder 50 is closed by a lid 51,
An air inlet 8 is provided on the lid 51, and combustion air from the air inlet 8 is introduced into the intake cylinder 50.

【0084】吸気筒50の他端部(図17の下端部)側
には、多数の小穴を均一に開けた整流板52を設けて、
燃焼空気を整流するとともに、この整流板52の中心部
に燃料ノズル10を取り付けている。また、吸気筒50
の他端部には一次ノズル6が取り付けてある。燃料ノズ
ル10には、蓋51に形成された燃料パイプ53が接続
されて、燃料ポンプ12からの燃料が燃料パイプ53を
介して供給される。
At the other end (lower end in FIG. 17) of the intake cylinder 50, a rectifying plate 52 having a number of small holes formed therein is provided.
While rectifying the combustion air, the fuel nozzle 10 is attached to the center of the rectifying plate 52. In addition, the intake cylinder 50
A primary nozzle 6 is attached to the other end. A fuel pipe 53 formed on the lid 51 is connected to the fuel nozzle 10, and fuel from the fuel pump 12 is supplied through the fuel pipe 53.

【0085】第11実施形態における作動を説明する
と、入口パイプ46から熱交換器40の螺旋状通路44
内に流入した熱媒体(不凍液)の一部がコイル43内を
流れるとともに、残余の熱媒体(不凍液)は螺旋状通路
44内を流れる。この間に、熱媒体はフィン48を介し
て排気ガス(燃焼ガス)と熱交換するとともにコイル4
3の外表面にて直接排気ガス(燃焼ガス)と熱交換し
て、高温に加熱される。そして、出口パイプ47の上流
側で2つの熱媒体の流れは合流し、出口パイプ47から
外部へ流出する。
The operation in the eleventh embodiment will be described. The spiral pipe 44 of the heat exchanger 40 is connected to the inlet pipe 46.
A part of the heat medium (antifreeze) flowing into the inside flows through the coil 43, and the remaining heat medium (antifreeze) flows through the spiral passage 44. During this time, the heat medium exchanges heat with the exhaust gas (combustion gas) via the fins 48 and the coil 4
Heat is directly exchanged with the exhaust gas (combustion gas) on the outer surface of the fuel cell 3, and the gas is heated to a high temperature. Then, the flows of the two heat mediums merge on the upstream side of the outlet pipe 47 and flow out of the outlet pipe 47 to the outside.

【0086】暖房能力の制御は、例えば、熱媒体温度検
出器49の検出温度により、燃焼量を増減することで行
う。以上の構成、作動により触媒燃焼装置に対して、コ
ンパクトな構成で高効率な熱交換器40を一体化でき
る。また、火炎燃焼においては、一般、燃焼中に発生す
るカーボンがフィン48相互間の隙間に付着して、フィ
ン48相互間の隙間を埋めてしまい、熱交換効率の低下
を発生しやすいが、本発明による触媒燃焼においては、
カーボンの発生がほとんどないため、フィン48相互間
の間隔を前述のごとく4.5mm程度の小さな値に設定
でき、熱交換効率の向上を図ることができる。
The heating capacity is controlled, for example, by increasing or decreasing the amount of combustion according to the temperature detected by the heat medium temperature detector 49. With the above configuration and operation, the highly efficient heat exchanger 40 having a compact configuration can be integrated with the catalytic combustion device. In addition, in the flame combustion, carbon generated during combustion generally adheres to the gap between the fins 48 and fills the gap between the fins 48, which tends to cause a decrease in heat exchange efficiency. In the catalytic combustion according to the invention,
Since almost no carbon is generated, the interval between the fins 48 can be set to a small value of about 4.5 mm as described above, and the heat exchange efficiency can be improved.

【0087】なお、上記した以外の点は第1実施形態と
同じである。 (第12実施形態)図18は第12実施形態を示すもの
で、図17の第11実施形態からコイル43を削除した
ものである。このようにすると、熱媒体と排気ガスとの
間の熱交換効率が低下するが、熱交換器40の構成を簡
素化できるメリットがある。 (第13実施形態)図19は第13実施形態を示すもの
で、図17、図18の第11、第12実施形態では、高
温の排気ガスと熱媒体との熱交換を行う熱交換器40
を、燃焼筒4と上端板20との間に配置しているが、第
13実施形態では熱交換器40を触媒体2、3の外周側
に配置している。
The other points are the same as the first embodiment. (Twelfth Embodiment) FIG. 18 shows a twelfth embodiment in which the coil 43 is deleted from the eleventh embodiment of FIG. This reduces the heat exchange efficiency between the heat medium and the exhaust gas, but has the advantage that the configuration of the heat exchanger 40 can be simplified. (Thirteenth Embodiment) FIG. 19 shows a thirteenth embodiment. In the eleventh and twelfth embodiments of FIGS. 17 and 18, a heat exchanger 40 for exchanging heat between a high-temperature exhaust gas and a heat medium is used.
Is disposed between the combustion cylinder 4 and the upper end plate 20, but in the thirteenth embodiment, the heat exchanger 40 is disposed on the outer peripheral side of the catalyst bodies 2, 3.

【0088】すなわち、第13実施形態では熱交換器4
0を触媒体2、3の外周側に配置して燃焼筒4の外周側
に、微小隙間を介して放射状のフィン48を配置すると
ともに、この放射状のフィン48の外周側に配置される
内筒42と外筒41との間に、螺旋状の仕切り板45に
より螺旋状の通路44を形成している。従って、外筒4
1は、第1〜第12実施形態におけるカバー19の役割
を兼ねていることになる。
That is, in the thirteenth embodiment, the heat exchanger 4
0 is disposed on the outer peripheral side of the catalyst body 2, 3, and radial fins 48 are disposed on the outer peripheral side of the combustion cylinder 4 through a minute gap, and the inner cylinder disposed on the outer peripheral side of the radial fins 48. A spiral passage 44 is formed between the outer cylinder 41 and the spiral partition plate 45 by a spiral partition plate 45. Therefore, the outer cylinder 4
1 also functions as the cover 19 in the first to twelfth embodiments.

【0089】また、予混合室13の外側(図19の下
側)に、所定の間隔を開けて、内筒42の底板42aを
配設して、この底板42aの中心部に排気ガス出口16
を設置している。従って、主触媒体2から流出した排気
ガスは、排気ガス室9においてUターンして、燃焼筒4
の外周側を通過して図19の下方へ向かい、排気ガス出
口16から外部へ出る。
Further, a bottom plate 42a of the inner cylinder 42 is disposed outside the premixing chamber 13 (lower side in FIG. 19) at a predetermined interval, and the exhaust gas outlet 16 is provided at the center of the bottom plate 42a.
Is installed. Therefore, the exhaust gas flowing out of the main catalyst body 2 makes a U-turn in the exhaust gas chamber 9 and
19, goes downward in FIG. 19, and exits through the exhaust gas outlet 16.

【0090】第13実施形態によると、燃焼筒4の外周
側に排気ガスが流れるとともに、燃焼筒4の外周側に配
置された螺旋状の通路44を熱媒体が通過して、排気ガ
スと熱媒体との熱交換を行うから、触媒体2、3の外周
側からの放熱を高温の排気ガスの流れにより抑制できる
ため、第1〜第12実施形態の構成に比して、触媒体
2、3を高温状態に維持することが容易となり、常に、
良好な触媒燃焼を維持できる。
According to the thirteenth embodiment, the exhaust gas flows to the outer peripheral side of the combustion cylinder 4, and the heat medium passes through the spiral passage 44 arranged on the outer peripheral side of the combustion cylinder 4, so that the exhaust gas and the heat Since the heat exchange with the medium is performed, the heat radiation from the outer peripheral side of the catalyst bodies 2 and 3 can be suppressed by the flow of the high-temperature exhaust gas. 3 is easy to maintain in a high temperature state,
Good catalytic combustion can be maintained.

【0091】また、同時に第1〜第12実施形態におけ
る燃焼筒4の外周側の断熱材18を廃止できるメリット
もある。さらに、第13実施形態では、第11、第12
実施形態による熱交換器一体化の構成に比して、燃焼装
置の軸方向寸法の小さい、横長の形態となるため、車両
への搭載性が良くなる。
There is also an advantage that the heat insulating material 18 on the outer peripheral side of the combustion cylinder 4 in the first to twelfth embodiments can be eliminated at the same time. Further, in the thirteenth embodiment, the eleventh and twelfth
Compared to the configuration of the heat exchanger integrated according to the embodiment, the combustion device has a laterally long shape in which the axial size of the combustion device is small, so that the mountability to the vehicle is improved.

【0092】なお、第13実施形態では、第11実施形
態における螺旋状のコイル43を廃止しているが、第1
1実施形態と同様に、フィン48の内周側に螺旋状のコ
イル43を配置してもよいことはもちろんである。 (その他の実施形態)なお、上記各実施形態において
は、触媒の早期活性化のため、触媒体を始動用触媒体3
と主触媒体2とに分割したが、この両触媒体2、3を1
つの触媒体としても良い。
In the thirteenth embodiment, the spiral coil 43 in the eleventh embodiment is omitted.
As in the first embodiment, the spiral coil 43 may be arranged on the inner peripheral side of the fin 48, as a matter of course. (Other Embodiments) In each of the above-described embodiments, in order to activate the catalyst early, the catalyst body is replaced with the starting catalyst body 3.
And the main catalyst 2, and these two catalysts 2, 3
A single catalyst may be used.

【0093】また、図3、図14のタイムチャートにお
いて、運転スイッチ22の投入後、所定時間t1+t2
経過後に行う燃焼量の増大は、連続的であっても、階段
的であってもよいことはもちろんである。また、図3に
おいてポストパージの運転時間をタイマー手段にて所定
時間t4に規定しているが、この時間による規定の代わ
りに、ポストパージの運転開始後に、温度検出器17の
検出温度が所定温度まで低下すると、ポストパージ運転
を停止するようにしてもよい。
In the time charts of FIGS. 3 and 14, after the operation switch 22 is turned on, a predetermined time t1 + t2
The increase in the amount of combustion performed after the passage of course may be continuous or stepwise. Also, in FIG. 3, the post-purge operation time is specified by the timer means as the predetermined time t4. However, instead of using this time, the temperature detected by the temperature detector 17 is changed to the predetermined temperature after the post-purge operation starts. When the temperature decreases to a lower level, the post-purge operation may be stopped.

【0094】また、上記第1実施形態等において、燃料
ノズル10として、燃料ポンプ12からの燃料供給圧が
所定圧以上になると開弁して燃料を噴霧する形式のもの
を用いているが、燃料ノズル10として燃料と空気を同
時に噴霧する二流体噴霧式のものを用いてもよい。ま
た、液体燃料を超音波にて微粒化する超音波式のノズ
ル、更には内燃機関を搭載した車両において、機関の冷
間時始動(コールドスタート)用に使用される、電気ヒ
ータ付のインジェクタ等を燃料ノズル10に使用しても
よい。
In the first embodiment and the like, the fuel nozzle 10 is of a type that opens and sprays fuel when the fuel supply pressure from the fuel pump 12 exceeds a predetermined pressure. The nozzle 10 may be a two-fluid spray type that simultaneously sprays fuel and air. Also, an ultrasonic nozzle for atomizing liquid fuel with ultrasonic waves, and an injector with an electric heater used for cold start of the engine in a vehicle equipped with an internal combustion engine, etc. May be used for the fuel nozzle 10.

【0095】ここで、燃料ノズル10として車両用等で
周知の電磁式のインジェクタを使用する場合は、電磁式
インジェクタの電磁コイルへの通電時間を制御して、燃
料供給量を制御できるので、燃料ポンプ12の回転数を
一定に維持して、燃料供給圧を一定に維持する方式とす
ることができる。また、第5、第6実施形態等におい
て、排気混合筒5内に燃料吸収体27を設けているが、
この燃料吸収体27を廃止して、排気混合筒5の内壁面
に螺旋状等の溝部を形成し、この溝部にて燃料の保持効
果を高めて、蒸発性を改善するようにしてもよい。
Here, when a well-known electromagnetic injector for a vehicle or the like is used as the fuel nozzle 10, the amount of fuel supplied can be controlled by controlling the energization time to the electromagnetic coil of the electromagnetic injector. It is possible to adopt a system in which the rotation speed of the pump 12 is kept constant and the fuel supply pressure is kept constant. In the fifth and sixth embodiments, etc., the fuel absorber 27 is provided in the exhaust mixing cylinder 5,
The fuel absorber 27 may be eliminated, and a spiral groove or the like may be formed on the inner wall surface of the exhaust mixing cylinder 5, and the fuel holding effect may be enhanced in the groove to improve the evaporability.

【0096】また、本発明では、燃料として灯油などの
液体燃料に限らず、天然ガス等の気体燃料を使用して実
施することもできる。
In the present invention, the fuel is not limited to a liquid fuel such as kerosene but may be a gaseous fuel such as natural gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態における電気制御ブロッ
ク図である。
FIG. 2 is an electric control block diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施形態の作動説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施形態を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施形態を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5実施形態を示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図8】(a)は第5実施形態で用いる燃料ノズルの要
部断面図、(b)は同燃料ノズルの第1板状部材の上面
図である。
FIG. 8A is a sectional view of a main part of a fuel nozzle used in a fifth embodiment, and FIG. 8B is a top view of a first plate-shaped member of the fuel nozzle.

【図9】図8に示す燃料ノズルの作動特性図である。9 is an operation characteristic diagram of the fuel nozzle shown in FIG.

【図10】(a)は本発明の第6実施形態を示す縦断面
図、(b)は第6実施形態で用いる偏向板の上面図であ
る。
FIG. 10A is a longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a top view of a deflection plate used in the sixth embodiment.

【図11】本発明の第7実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a seventh embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第8実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing an eighth embodiment of the present invention.

【図13】(a)は第8実施形態における始動用触媒体
を示す縦断面図、(b)はこの始動用触媒体の一部拡大
図である。
FIG. 13A is a longitudinal sectional view showing a starting catalyst body according to an eighth embodiment, and FIG. 13B is a partially enlarged view of the starting catalyst body.

【図14】第8実施形態の作動説明図である。FIG. 14 is an operation explanatory view of the eighth embodiment.

【図15】本発明の第9実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a ninth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第10実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a tenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第11実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第12実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a twelfth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第13実施形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a thirteenth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、3…触媒体、2b、3b…貫通穴、4…燃焼筒、5
…排気混合筒、6…一次ノズル、6a…絞り部、6b…
二次ノズル、7…エアポンプ、9…排気ガス室、10…
燃料ノズル、12…燃料ポンプ、13…予混合室、14
…燃料吸収体、15…電熱ヒータ、19…断熱材、24
…補助電熱ヒータ、27…燃料吸収体、28…偏向板、
30…導電性の始動用触媒体、40…熱交換器。
2, 3, catalyst body, 2b, 3b through hole, 4 combustion cylinder, 5
... Exhaust mixing cylinder, 6 ... Primary nozzle, 6a ... Throttle section, 6b ...
Secondary nozzle, 7 ... Air pump, 9 ... Exhaust gas chamber, 10 ...
Fuel nozzle, 12: fuel pump, 13: premix chamber, 14
... Fuel absorber, 15 ... Electric heater, 19 ... Insulation material, 24
... an auxiliary electric heater, 27 ... a fuel absorber, 28 ... a deflection plate,
30: Conductive starting catalyst, 40: Heat exchanger.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料を供給する燃料供給手段(10、1
2)と、 燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段(7、8)
と、 前記燃料と前記燃焼用空気の混合気を触媒燃焼させる触
媒体(2、3)と、 この触媒体(2、3)を内蔵する燃焼筒(4)とを備
え、 前記触媒体(2、3)は、その中心部に貫通穴(2b、
3b)を有するリング形状に形成されており、 前記触媒体(2、3)の一端側に、前記燃料供給手段
(10、12)および前記燃焼用空気供給手段(7、
8)が配設され、 前記触媒体(2、3)の他端側の部位に、前記燃料と前
記燃焼用空気との混合気を形成する予混合室(13)が
配設され、 前記触媒体(2、3)の一端側から、前記貫通穴(2
b、3b)を通して、前記予混合室(13)に向けて前
記燃料と前記燃焼用空気を供給し、前記予混合室(1
3)において前記燃料と前記燃焼用空気とを混合し、 この混合気を前記予混合室(13)で方向転換させて、
前記触媒体(2、3)内をその他端側から一端側へ向け
て流し、 前記触媒体(2、3)の一端側にて前記触媒体通過後の
排気ガスの一部を前記燃焼用空気供給手段(7)からの
燃焼用空気中に還流させることを特徴とする触媒燃焼装
置。
1. A fuel supply means (10, 1) for supplying fuel.
2) and combustion air supply means (7, 8) for supplying combustion air
A catalyst (2, 3) for catalytically burning a mixture of the fuel and the combustion air; and a combustion tube (4) containing the catalyst (2, 3). 3) has a through hole (2b,
3b). The fuel supply means (10, 12) and the combustion air supply means (7, 3) are formed at one end of the catalyst body (2, 3).
8), a premixing chamber (13) for forming an air-fuel mixture of the fuel and the combustion air is provided at the other end of the catalyst body (2, 3), From one end of the medium (2, 3), the through hole (2
b, 3b), the fuel and the combustion air are supplied to the premixing chamber (13), and the premixing chamber (1
In 3), the fuel and the combustion air are mixed, and the mixture is turned in the premixing chamber (13),
The inside of the catalyst (2, 3) flows from the other end to one end, and a part of the exhaust gas after passing through the catalyst at one end of the catalyst (2, 3) is used as the combustion air. A catalytic combustion device characterized by refluxing into combustion air from a supply means (7).
【請求項2】 前記触媒体(2、3)の中心部の貫通穴
(2b、3b)に、前記燃焼用空気と前記触媒体通過後
の排気ガスの一部とを混合させる排気混合筒(5)が配
設されていることを特徴とする請求項1に記載の触媒燃
焼装置。
2. An exhaust mixing cylinder (2) for mixing the combustion air and a part of the exhaust gas after passing through the catalyst body into a through hole (2b, 3b) at the center of the catalyst body (2, 3). The catalytic combustion device according to claim 1, wherein (5) is provided.
【請求項3】 前記触媒体(2、3)の一端側に隣接し
て、前記燃焼用空気の流れを絞る絞り部(6a)を有す
る一次ノズル(6)が配設されており、 前記絞り部(6a)による減圧作用にて、前記触媒体
(2、3)通過後の排気ガスの一部を前記燃焼用空気中
に還流させるようにしたことを特徴とする請求項1また
は2に記載の触媒燃焼装置。
3. A primary nozzle (6) having a throttle (6a) for narrowing a flow of the combustion air is provided adjacent to one end of the catalyst body (2, 3). 3. A part of the exhaust gas after passing through the catalyst body (2, 3) is recirculated into the combustion air by a pressure reducing action by the part (6a). Catalytic combustion equipment.
【請求項4】 前記絞り部(6a)は、前記排気混合筒
(5)の中心部に配設され、前記絞り部(6a)の外周
側から前記触媒体(2、3)通過後の排気ガスの一部を
前記燃焼用空気中に還流させるようにしたことを特徴と
する請求項3に記載の触媒燃焼装置。
4. The throttle section (6a) is disposed at the center of the exhaust mixing cylinder (5), and the exhaust gas after passing through the catalyst body (2, 3) from the outer peripheral side of the throttle section (6a). The catalytic combustion device according to claim 3, wherein a part of the gas is recirculated into the combustion air.
【請求項5】 前記絞り部(6a)の外周側に、前記触
媒体(2、3)通過後の排気ガスの一部を前記燃焼用空
気中に還流させるリング形状の二次ノズル(6b)が配
設されていることを特徴とする請求項4に記載の触媒燃
焼装置。
5. A ring-shaped secondary nozzle (6b) on the outer peripheral side of the throttle section (6a) for recirculating a part of exhaust gas after passing through the catalyst body (2, 3) into the combustion air. The catalytic combustion device according to claim 4, further comprising:
【請求項6】 前記燃料は液体燃料であり、前記予混合
室(13)の内部に、供給された液体燃料を吸収、蒸発
させるための燃料吸収体(14)が備えられていること
を特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の
触媒燃焼装置
6. The fuel is a liquid fuel, and a fuel absorber (14) for absorbing and evaporating the supplied liquid fuel is provided inside the premixing chamber (13). The catalytic combustion device according to any one of claims 1 to 5,
【請求項7】 前記リング形状の触媒体(2、3)が軸
方向に複数に分割されており、 この複数の触媒体(2、3)は前記予混合室(13)側
へ近接するほど、触媒担持量を多くしたことを特徴とす
る請求項1ないし6のいずれか1つに記載の触媒燃焼装
置。
7. The ring-shaped catalyst body (2, 3) is divided into a plurality in the axial direction, and the plurality of catalyst bodies (2, 3) become closer to the premixing chamber (13) side. 7. The catalytic combustion apparatus according to claim 1, wherein the amount of the catalyst carried is increased.
【請求項8】 前記触媒体(2、3)の一端側に前記触
媒体(2、3)通過後の排気ガスが充満する排気ガス室
(9)が形成されており、この排気ガス室(9)内の排
気ガスと、前記燃焼用空気供給手段(7)から供給され
る燃焼用空気との間で熱交換可能としたことを特徴とす
る請求項1ないし7のいずれか1つに記載の触媒燃焼装
置。
8. An exhaust gas chamber (9) filled with exhaust gas after passing through the catalyst body (2, 3) is formed at one end side of the catalyst body (2, 3). The heat exchange is possible between the exhaust gas in (9) and the combustion air supplied from the combustion air supply means (7). Catalytic combustion equipment.
【請求項9】 前記予混合室(13)及び前記触媒体
(2、3)の周囲に断熱材(18)が配置されているこ
とを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載
の触媒燃焼装置。
9. The method according to claim 1, wherein a heat insulating material is arranged around the premixing chamber and the catalyst body. A catalytic combustion device according to any of the preceding claims.
【請求項10】 前記燃料は液体燃料であり、前記燃料
供給手段に、液体燃料流量の増加に伴って燃料噴霧角が
増大する特性を有する燃料ノズル(10)を備え、 液体燃料流量が大きいときは、前記燃料ノズル(10)
から噴霧される燃料噴霧角を増大させて、前記燃料ノズ
ル(10)からの噴霧燃料を前記触媒体(2、3)の貫
通穴(2b、3b)の内壁面の方向に向かわせることを
特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の触
媒燃焼装置。
10. The fuel is a liquid fuel, and the fuel supply means includes a fuel nozzle (10) having a characteristic that a fuel spray angle increases with an increase in the liquid fuel flow rate. Is the fuel nozzle (10)
The fuel spray angle sprayed from the fuel nozzle (10) is increased to direct the spray fuel from the fuel nozzle (10) toward the inner wall surface of the through hole (2b, 3b) of the catalyst body (2, 3). The catalytic combustion device according to any one of claims 1 to 9, wherein
【請求項11】 前記燃料は液体燃料であり、前記触媒
体(2、3)の貫通穴(2b、3b)の内壁面に、前記
燃料供給手段(10、12)から供給される液体燃料の
流れを偏向する偏向板(28)を備え、 液体燃料流量が大きいときは、前記偏向板(28)によ
り前記燃料供給手段(10、12)からの供給燃料を前
記触媒体(2、3)の貫通穴(2b、3b)の内壁面の
方向に向かわせることを特徴とする請求項1ないし9の
いずれか1つに記載の触媒燃焼装置。
11. The fuel is a liquid fuel, and a liquid fuel supplied from the fuel supply means (10, 12) is provided on an inner wall surface of a through hole (2b, 3b) of the catalyst body (2, 3). A deflecting plate (28) for deflecting the flow, and when the liquid fuel flow rate is large, the deflecting plate (28) deflects the fuel supplied from the fuel supply means (10, 12) to the catalyst (2, 3). The catalytic combustion device according to any one of claims 1 to 9, wherein the device is directed toward an inner wall surface of the through hole (2b, 3b).
【請求項12】 前記触媒体(2、3)の貫通穴(2
b、3b)の内壁面に、供給された液体燃料を吸収、蒸
発させるための燃料吸収体(27)が備えられているこ
とを特徴とする請求項10または11に記載の触媒燃焼
装置。
12. The through-hole (2) in the catalyst body (2, 3).
The catalytic combustion device according to claim 10 or 11, wherein a fuel absorber (27) for absorbing and evaporating the supplied liquid fuel is provided on the inner wall surface of (b) or (3b).
【請求項13】 前記予混合室(13)内に電熱ヒータ
(15)を配置したことを特徴とする請求項1ないし1
2のいずれか1つに記載の触媒燃焼装置。
13. An electric heater (15) is arranged in the premixing chamber (13).
3. The catalytic combustion device according to any one of 2.
【請求項14】 燃焼作動の始動時に前記電熱ヒータ
(15)に通電し、この通電から所定時間(t1)経過
後に前記燃料および前記燃焼用空気の供給を少量で開始
し、その後さらに、前記触媒体(2、3)通過後の排気
ガス温度が第1の所定温度(T1)になる時点で前記燃
料および前記燃焼用空気の供給量を連続または段階的に
増加させ、その後さらに、前記触媒体(2、3)通過後
の排気ガス温度が前記第1の所定温度(T1)より高い
第2の所定温度(T2)になる時点で前記電熱ヒータ
(15)への通電を停止することを特徴とする請求項1
3に記載の触媒燃焼装置。
14. When the combustion operation is started, the electric heater (15) is energized, and after a lapse of a predetermined time (t1) from the energization, the supply of the fuel and the combustion air is started in a small amount. When the exhaust gas temperature after passing through the medium (2, 3) reaches the first predetermined temperature (T1), the supply amounts of the fuel and the combustion air are increased continuously or stepwise, and thereafter, the catalyst body is further increased. (2, 3) When the temperature of the exhaust gas after passing the gas reaches a second predetermined temperature (T2) higher than the first predetermined temperature (T1), the power supply to the electric heater (15) is stopped. Claim 1
4. The catalytic combustion device according to 3.
【請求項15】 前記燃焼用空気供給手段(7)から供
給される燃焼用空気を加熱する補助電熱ヒータ(24)
を備え、前記電熱ヒータ(15)の通電時には前記補助
電熱ヒータ(24)にも通電することを特徴とする請求
項14に記載の触媒燃焼装置
15. An auxiliary electric heater (24) for heating combustion air supplied from said combustion air supply means (7).
15. The catalytic combustion device according to claim 14, wherein when the electric heater (15) is energized, the auxiliary electric heater (24) is also energized.
【請求項16】 前記リング形状の触媒体(2)より
も、前記予混合室(13)側に近接する部位に、導電性
を有する始動用触媒体(30)を配置するとともに、こ
の始動用触媒体(30)を外部より通電可能に構成し、 この始動用触媒体(30)への通電により、この始動用
触媒体(30)自身を電気抵抗体として発熱させること
を特徴とする請求項1ないし12のいずれか1つに記載
の触媒燃焼装置。
16. A starting catalyst body (30) having conductivity is arranged at a position closer to the premixing chamber (13) side than the ring-shaped catalyst body (2). The catalyst body (30) is configured to be capable of being energized from the outside, and by energizing the starting catalyst body (30), the starting catalyst body (30) itself generates heat as an electric resistor. 13. The catalytic combustion device according to any one of 1 to 12.
【請求項17】 燃焼作動の始動時に前記導電性の始動
用触媒体(30)に通電し、この通電から所定時間(t
1)経過後に前記燃料および前記燃焼用空気の供給を少
量で開始し、その後さらに、前記リング形状の触媒体
(2)および前記始動用触媒体(30)通過後の排気ガ
ス温度が第1の所定温度(T1)になる時点で前記燃料
および前記燃焼用空気の供給量を連続または段階的に増
加させ、その後さらに、前記両触媒体(2、30)通過
後の排気ガス温度が前記第1の所定温度(T1)より高
い第2の所定温度(T2)になる時点で前記始動用触媒
体(30)への通電を停止することを特徴とする請求項
16に記載の触媒燃焼装置。
17. When the combustion operation is started, electricity is supplied to the conductive starting catalyst body (30) and a predetermined time (t
1) After the lapse of time, the supply of the fuel and the combustion air is started in a small amount. Thereafter, the exhaust gas temperature after passing through the ring-shaped catalyst body (2) and the starting catalyst body (30) becomes the first temperature. At the point in time when the temperature reaches the predetermined temperature (T1), the supply amounts of the fuel and the combustion air are increased continuously or stepwise, and then the exhaust gas temperature after passing through both of the catalyst bodies (2, 30) is reduced to the first temperature. 17. The catalytic combustion device according to claim 16, wherein the power supply to the starting catalyst body (30) is stopped at a time point when the temperature reaches a second predetermined temperature (T2) higher than the predetermined temperature (T1).
【請求項18】 前記リング形状の触媒体(2)を、導
電性を有し、かつ外部より通電可能に構成し、 前記始動用触媒体(30)の通電時には、前記リング形
状の触媒体(2)にも通電して、この両触媒体(2、3
0)を電気抵抗体として発熱させることを特徴とする請
求項17に記載の触媒燃焼装置。
18. The ring-shaped catalyst body (2) has conductivity and is configured to be able to conduct electricity from the outside, and when the starting catalyst body (30) is energized, the ring-shaped catalyst body (2) is electrically conductive. 2), the both catalysts (2, 3)
The catalytic combustion device according to claim 17, wherein 0) generates heat as an electric resistor.
【請求項19】 前記触媒体(2、3、30)の一端側
の部位に、暖房用の熱媒体と、前記触媒体(2、3、3
0)通過後の排気ガスとを熱交換して、暖房用の熱媒体
を加熱する熱交換器(40)を内蔵したことを特徴とす
る請求項1ないし18のいずれか1つに記載の触媒燃焼
装置。
19. A heating medium for heating and a catalyst (2, 3, 3) at one end of the catalyst (2, 3, 30).
0) The catalyst according to any one of claims 1 to 18, further comprising a heat exchanger (40) for exchanging heat with the exhaust gas having passed therethrough and heating a heating medium for heating. Combustion equipment.
【請求項20】 前記燃焼筒(4)の外周側に、暖房用
の熱媒体と、前記触媒体(2、3、30)通過後の排気
ガスとを熱交換して、暖房用の熱媒体を加熱する熱交換
器(40)を内蔵したことを特徴とする請求項1ないし
18のいずれか1つに記載の触媒燃焼装置。
20. Heating medium for heating and heat exchange between the exhaust gas after passing through the catalyst body (2, 3, 30) are provided on the outer peripheral side of the combustion tube (4). 19. The catalytic combustion device according to claim 1, further comprising a heat exchanger (40) for heating the catalyst.
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