JPS5926204B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油、灯油などの液体燃料を燃料とする燃焼装
置に関するもので、液体燃料を空気とともにミスト化し
、触媒表面にて燃焼させるようにした燃焼装置を提供し
ようとするものである。

近年、灯油などの石油類あるいは都市ガス、プロパンガ
スを燃料とする燃焼器の発達は著しいものがある。

これら燃焼器は燃焼効率と安全性および排気ガス動索を
主眼として改良が加えられてきた。

たとえば、石油ストーブの燃焼芯の形状を改良すること
で着水速度を早めたり、液体燃料をミスト状に噴霧する
ことで燃焼効率を高めている。

また、室内空気を清浄に保つために燃焼排気ガスを強制
的に屋外に排気する強制給排気式ストーブが用いられて
いる。

さらに従来の石油類を燃焼とする燃焼器は火炎燃焼が主
流であるが、この火炎燃焼の場合、燃焼温度を下げると
不完全燃焼が生じ温度調節が困難であるとともに、屋外
での使用が風などの影響により使用しがたいものであっ
た。

本発明は上記の問題に鑑み、液体燃料を超音波振動子な
どを用いて噴霧化し、この噴霧化された燃料を空気とと
もに触媒表面に導きここで燃焼させるようにしたもので
ある。

以下その一実施例を添付図面を用いて説明する。

第１図は汎用の対流型簡易石油ストーブの一部を改良し
て本発明を適用したものである。

図において、１は石油ストーブ本体、２はそのタンク部
、３はタンク部２内の灯油、４は空気吸入口、５は上記
タンク部２の底面に設置された超音波振動子、６はこの
超音波振動子５の上方に位置するように本体１に設置さ
れた触媒層で、従来用いていた燃焼芯を取外し、代わり
にその位置に設けている。

７は超音波振動子５の電源である。

上記構成において、上記超音波振動子５の振動により灯
油３をミスト状にする一方、エアーポンプ（図示せず）
により空気を吸入口４よりタンク部２内に供給して、こ
の空気とともに灯油３を噴霧化して、触媒層６に供給す
る。

このとき触媒層６を反応させるために還元性物質である
ヒドラジン抱水液８を含むタンク９を設け、このタンク
９の排水管先端よりヒドラジン抱水液８を触媒層６に供
給して、上記ヒドラジン抱水液８による化学反応熱を利
用して触媒活性を行なわせる。

ここで上記触媒としては熱容量が小さく、かつ高い空間
速度で利用でき、しかも可撓性を有するシリカクロス（
触媒の基材）にアルミナを担持し、さらにその表面に白
金を耐着したクロス触媒を用いた。

上記構成において、望ましくは超音波振動子５の動作と
ヒドラジン抱水液８の供給動作が連続して行えるように
する。

このとき、超音波振動子５が振動を始め、ヒドラジン抱
水液８が触媒層６の表面に滴下した瞬間にミスト状燃料
が触媒層６の表面で燃焼を始める。

なお、一旦触媒層６と燃料が無炎燃料を始めたのちはヒ
ドラジン抱水液８の供給は停止してよい。

また、上記触媒層６の表面温度は超音波振動子５による
ミスト量、すなわち超音波振動子５への供給電流を調節
することにより２５０°Ｃ〜８００°Ｃまで温度調節が
可能であることが確認された。

また、上記構成においては触媒層表面での接触反応であ
るため無炎であり、したがって屋外での使用が可能とな
る。

第２図は第１図に示す装置を平面に利用したもので、こ
の場合は触媒層６に接するようにヒドラジン抱水液８を
設置したものであり、その作用、動作は第１図と全く同
様である。

以上説明したように本発明によれば、液体燃料を、たと
えば超音波振動子を用いてミスト状にし、触媒層表面で
接触反応させることにより無炎燃焼を得るようにしたも
ので、温度調整が、たとえは上記超音波振動子への供給
電圧を調整することにより容易に行える。

また無炎燃焼であるため、屋外での使用も可能となる。

また上記触媒として、熱容量の小さなシリカ触媒を使用
すれは反応が早く、このとき触媒反応をヒドラジン等に
よる化学反応熱を利用し、ているため、従来のようにヒ
ータ・一等の予熱が不要である。

さらに、上記クロス触媒は活性が高く、上記実施例にお
いては空間速度ＩＯ×１０４ｈ−と非常に高いものであ
ったが燃焼は非常に安定であった。

またクロス触媒は可撓性を有するために自由な形状に製
作でき、燃焼器への設置も行い易い。

特に面ヒーター等、従来の化石燃料では不可能であった
形状の燃焼器も得ることができる。

本発明の特長は触媒層をシリカクロスを基材とする触媒
から構成し、ヒドラジン等の還元性物質を接触させるこ
とにより、常温もしくは常温に近い低温で触媒を反応開
始温度まで引き上げ、霧化された燃料を直接触媒燃焼さ
せることにある。

従来、燃料を燃焼させるためには、加熱体を用いてガス
化し点火することによって火炎燃焼させるか、ガスを加
熱して触媒に触れさせるか、あるいは当初加熱体を用い
て触媒部分を反応開始温度以上に上昇させて触媒燃焼さ
せる必要があり、触媒層と霧化した燃料を直接燃焼させ
ることができるのはヒドラジン等の還元性物質と接触さ
せる手段を同時−にもたせたことによって初めて行うこ
とができた。

またヒドラジン等の還元性物質を触媒と接触させるのに
シリカクロスを基材とする触媒とモノリス状触媒を用い
て比較すると、シリカクロスを基材とする触媒では少量
の還元性物質の使用で、常温もしくは常温に近い温度で
触媒が反応開始温度まで上昇し、触媒燃焼を開始させる
ことが出来た。

これは、シリカクロスを基材とする触媒が活性で、しか
も熱容量が小さいことによると考えられる。

本発明の場合、触媒層の上流側１０ｍｍの部分の温度は
４０℃で、触媒燃焼を開始した。

これらの結果からも、容易にかつ安価な燃焼装置を提供
できることがわかる。

なお液体燃料としては灯油、石油などに限定されること
なく、他のたとえばアルコール、ブタン等の液体燃料で
も使用可能である。

また触媒表面に滴下するヒドラジン供給法も上記実施例
に限定されることなく、他の方法も可能である。

さらに、シリカクロス角煤はシリカ、ジルコニア、チタ
ニア、マグネシア等、他の担体を用いても可能であり、
触媒金属もＰｄ１Ｒｈ、Ｒｎ、Ｉ ｒなど他の貴金属を
用いてもよい。

また、液体燃料の噴霧法も超音波振動子に限定されるこ
となく他の方法も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はおのおの本発明の一実施例における燃
焼装置の概略構成を示す断面図である。 ３・・・・・・灯油、４・・・・・・空気吸入口、５・
・・・・・超音波振動子、６・・・・・・触媒層、７・
・・・・・電源、８・・・・・・ヒドラジン抱水液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体燃料を噴霧化する手段と、噴霧化された液体燃
   料が接触するシリカクロスを基材とする触媒からなる触
   媒層と、触媒層を活性化させる手段としてのヒドラジン
   等の還元性物質とを備えた燃焼装置。 ２ 液体燃料を噴霧化する手段が超音波振動子よりなる
   特許請求の範囲第１項記載の燃焼装置。