JPH07103966B2 - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPH07103966B2 JPH07103966B2 JP62291042A JP29104287A JPH07103966B2 JP H07103966 B2 JPH07103966 B2 JP H07103966B2 JP 62291042 A JP62291042 A JP 62291042A JP 29104287 A JP29104287 A JP 29104287A JP H07103966 B2 JPH07103966 B2 JP H07103966B2
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- Japan
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- catalyst layer
- oxidation catalyst
- heat
- combustion
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Accessories For Mixers (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は加熱、暖房、乾燥等に用いられる灯芯気化式自
然通気型の液体燃料用触媒燃焼器に関するものである。
然通気型の液体燃料用触媒燃焼器に関するものである。
従来の技術 灯油あるいはアルコール等の液体燃料を多孔質の灯芯に
よって吸い上げ、その先端から気化させて自然通気力を
用いて燃焼室内で燃焼させる、いわゆる灯芯気化式の燃
焼器は従来より広く用いられている。特に燃焼筒中上部
側壁に熱透過体を備え、該熱透過体に面した燃焼室壁を
赤熱させてここから輻射放熱を得る方式（放射型燃焼
器）が多数実用化されている。ところで従来のこの種の
燃焼器は、直立する金属多孔板よりなる赤熱部とそれに
対向して直立する熱透過体があり、両者は上下方向に等
間隙で対向配置されているものであった。
よって吸い上げ、その先端から気化させて自然通気力を
用いて燃焼室内で燃焼させる、いわゆる灯芯気化式の燃
焼器は従来より広く用いられている。特に燃焼筒中上部
側壁に熱透過体を備え、該熱透過体に面した燃焼室壁を
赤熱させてここから輻射放熱を得る方式（放射型燃焼
器）が多数実用化されている。ところで従来のこの種の
燃焼器は、直立する金属多孔板よりなる赤熱部とそれに
対向して直立する熱透過体があり、両者は上下方向に等
間隙で対向配置されているものであった。
発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成において、自然通気力によって燃料ガス
および空気を吸引上昇させるものであるから、赤熱部の
大きな開口を経て流入する空気の量は通気力が大きく働
く下部か多くなり、従って燃焼量も下部に集中し易く、
赤熱状態も下部は充分高温になるものの上部は赤熱し難
いものであった。特に赤熱部をハニカム状触媒で構成
し、燃料と空気の予混合ガスをその触媒に通過させて表
面で触媒燃焼させる方式とした場合には、上記のような
流れの不均一は直接的に燃焼密度の不均一を招き、従っ
て赤熱状態の不均一を引き起こすものであった。しかも
燃焼密度の小なる上方では、温度が充分に上昇しないこ
とから反応活性が充分に維持できず、不完全燃焼を引き
起こす場合もあった。
および空気を吸引上昇させるものであるから、赤熱部の
大きな開口を経て流入する空気の量は通気力が大きく働
く下部か多くなり、従って燃焼量も下部に集中し易く、
赤熱状態も下部は充分高温になるものの上部は赤熱し難
いものであった。特に赤熱部をハニカム状触媒で構成
し、燃料と空気の予混合ガスをその触媒に通過させて表
面で触媒燃焼させる方式とした場合には、上記のような
流れの不均一は直接的に燃焼密度の不均一を招き、従っ
て赤熱状態の不均一を引き起こすものであった。しかも
燃焼密度の小なる上方では、温度が充分に上昇しないこ
とから反応活性が充分に維持できず、不完全燃焼を引き
起こす場合もあった。
本発明は上記従来の欠点に鑑みて、酸化触媒層を通過す
る予混合ガスの流量を上下方向に均一化させ、赤熱状態
の均一化を図り、完全燃焼と高い輻射効率を可能にする
ものである。
る予混合ガスの流量を上下方向に均一化させ、赤熱状態
の均一化を図り、完全燃焼と高い輻射効率を可能にする
ものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、下部に灯芯の先端を臨ませて側壁に多数の空
気孔を穿設した気化室上方に、二次空気口を介して多数
の連通孔を有する酸化触媒層を備え、その酸化触媒層の
前面（上流側）に対向して熱透過体を配設する燃焼筒に
おいて、酸化触媒層と熱透過体との間隙を上部に向かっ
て小とするものである。
気孔を穿設した気化室上方に、二次空気口を介して多数
の連通孔を有する酸化触媒層を備え、その酸化触媒層の
前面（上流側）に対向して熱透過体を配設する燃焼筒に
おいて、酸化触媒層と熱透過体との間隙を上部に向かっ
て小とするものである。
作用 本発明は上記手段により、灯芯より気化した燃料の大部
分を酸化触媒層表面で触媒燃焼させる際に、酸化触媒層
とその前面に対向配置された熱透過体との間隙を変化さ
せることによってその流路抵抗を自然通気力と比例的に
変化させ、酸化触媒層の表面燃焼密度を均一化させるも
のである。こうすることによって酸化触媒層の表面温度
を均一とし、不完全燃焼を防止すると共に、酸化触媒層
表面からの大きな輻射放熱を有効に利用し、輻射効率の
高い燃焼器を提供できるものである。
分を酸化触媒層表面で触媒燃焼させる際に、酸化触媒層
とその前面に対向配置された熱透過体との間隙を変化さ
せることによってその流路抵抗を自然通気力と比例的に
変化させ、酸化触媒層の表面燃焼密度を均一化させるも
のである。こうすることによって酸化触媒層の表面温度
を均一とし、不完全燃焼を防止すると共に、酸化触媒層
表面からの大きな輻射放熱を有効に利用し、輻射効率の
高い燃焼器を提供できるものである。
実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。第
１図において１は液体燃料タンク、２は灯芯、３は燃焼
筒で、燃焼筒３は以下のような構成となっている。下部
に灯芯２の先端を臨ませた気化室４には側壁に多数の空
気孔4aが穿設されており、その上方には二次空気口５が
開口されている。二次空気口５の上方には多数の連通孔
6aを有する酸化触媒層６が直立して備えられ、その前面
に対向してガラス窓７が、後面上部には排気口８が備え
られている。ここで酸化触媒層６は連通孔6aを水平にし
た直立平板状であるが、それに対向するガラス窓７は上
方を酸化触媒層６に近付けるよう傾斜させて備えられて
おり、両者の間隙は下方を大とし上方を小とする断面が
台形の傾斜空間を構成している。
１図において１は液体燃料タンク、２は灯芯、３は燃焼
筒で、燃焼筒３は以下のような構成となっている。下部
に灯芯２の先端を臨ませた気化室４には側壁に多数の空
気孔4aが穿設されており、その上方には二次空気口５が
開口されている。二次空気口５の上方には多数の連通孔
6aを有する酸化触媒層６が直立して備えられ、その前面
に対向してガラス窓７が、後面上部には排気口８が備え
られている。ここで酸化触媒層６は連通孔6aを水平にし
た直立平板状であるが、それに対向するガラス窓７は上
方を酸化触媒層６に近付けるよう傾斜させて備えられて
おり、両者の間隙は下方を大とし上方を小とする断面が
台形の傾斜空間を構成している。
次に動作について詳述すると、灯芯２から気化した燃料
は気化室４内で空気孔4aから供給された空気と混合しつ
つ上昇するが、一部はここで火炎を形成し、その燃焼熱
は灯芯２へ供給されて燃料の気化熱として供せられる。
気化室４を出た混合気は二次空気口５で充分量の空気を
供給され、空気過剰の混合気となって上昇するが、その
上方には酸化触媒層６が備えられているから、主に上流
側（前面）で触媒燃焼を生じつつ、連通孔6aを経て下流
側（後面）へと流れる。燃焼排ガスは酸化触媒層６の後
面上部に備えられた排気口８から排出される。一方燃焼
熱によって加熱された酸化触媒層６から放出された輻射
熱は、対向して備えられたガラス窓７を経て前面に供給
される。
は気化室４内で空気孔4aから供給された空気と混合しつ
つ上昇するが、一部はここで火炎を形成し、その燃焼熱
は灯芯２へ供給されて燃料の気化熱として供せられる。
気化室４を出た混合気は二次空気口５で充分量の空気を
供給され、空気過剰の混合気となって上昇するが、その
上方には酸化触媒層６が備えられているから、主に上流
側（前面）で触媒燃焼を生じつつ、連通孔6aを経て下流
側（後面）へと流れる。燃焼排ガスは酸化触媒層６の後
面上部に備えられた排気口８から排出される。一方燃焼
熱によって加熱された酸化触媒層６から放出された輻射
熱は、対向して備えられたガラス窓７を経て前面に供給
される。
ところで灯芯２から気化した燃料ガスや空気孔4a、二次
空気口５から供給される空気は、燃焼筒３内で発生する
自然通気力（ドラフト）によって流れるが、酸化触媒層
６を通過する際にこの自然通気力の強さは下方に大で上
方に小となり、下方の混合気通過量が多くなるような作
用を受ける。ところがここで酸化触媒層６とガラス窓７
との間隙が下方に大で上方に小となっており、残留する
混合気量に対してやや過剰に空間を狭めることにより、
流速を順次速めることになって動圧及び静圧を高め、上
記自然通気力の上下差を相殺することができる。従って
全体の単位面積当りの混合気通過量はほぼ一定とするこ
とができ、酸化触媒層６の表面での燃焼密度もほぼ均一
となり、赤熱温度も上下のむらなく均一とすることがで
きる。かくして酸化触媒層６の表面で部分的な温度不足
のために不完全燃焼を生ずることなく、安定した完全燃
焼を確保できる。またここを通過する燃料ガスは酸化触
媒層６の表面で触媒燃焼するために、燃焼温度は従来の
炎燃焼（約1500℃以上）に比べて低くなり（500〜800
℃）、窒素酸化物の発生を殆ど無くすることができる。
また触媒燃焼反応は酸化触媒層６の（主に前面）表面で
進行するから、燃焼熱は直接触媒層６を加熱し、かつ均
一燃焼密度であるが故に均一温度に昇温して、そこから
全面均一な輻射放熱をすることになる。従って輻射効率
は従来の炎加熱（25〜30％）に対して著しく高くなり、
40〜45％に達するという結果が得られている。また赤熱
状態にむらがないから、燃焼熱を有効に輻射放熱でき、
また視覚的にも安全で快適な加熱、暖房等ができるもの
である。
空気口５から供給される空気は、燃焼筒３内で発生する
自然通気力（ドラフト）によって流れるが、酸化触媒層
６を通過する際にこの自然通気力の強さは下方に大で上
方に小となり、下方の混合気通過量が多くなるような作
用を受ける。ところがここで酸化触媒層６とガラス窓７
との間隙が下方に大で上方に小となっており、残留する
混合気量に対してやや過剰に空間を狭めることにより、
流速を順次速めることになって動圧及び静圧を高め、上
記自然通気力の上下差を相殺することができる。従って
全体の単位面積当りの混合気通過量はほぼ一定とするこ
とができ、酸化触媒層６の表面での燃焼密度もほぼ均一
となり、赤熱温度も上下のむらなく均一とすることがで
きる。かくして酸化触媒層６の表面で部分的な温度不足
のために不完全燃焼を生ずることなく、安定した完全燃
焼を確保できる。またここを通過する燃料ガスは酸化触
媒層６の表面で触媒燃焼するために、燃焼温度は従来の
炎燃焼（約1500℃以上）に比べて低くなり（500〜800
℃）、窒素酸化物の発生を殆ど無くすることができる。
また触媒燃焼反応は酸化触媒層６の（主に前面）表面で
進行するから、燃焼熱は直接触媒層６を加熱し、かつ均
一燃焼密度であるが故に均一温度に昇温して、そこから
全面均一な輻射放熱をすることになる。従って輻射効率
は従来の炎加熱（25〜30％）に対して著しく高くなり、
40〜45％に達するという結果が得られている。また赤熱
状態にむらがないから、燃焼熱を有効に輻射放熱でき、
また視覚的にも安全で快適な加熱、暖房等ができるもの
である。
ところで酸化触媒層６とガラス窓７との間隙を変化させ
る場合、傾斜させる面は本実施例のようにガラス窓７を
傾斜させても、あるいはその逆に第２図に示すように、
ガラス窓７は直立させておき酸化触媒層６を傾斜させて
も、更には両者共に傾斜させるものであっても上記均一
燃焼の効果は発現し得る。また連通孔6aは第１図のよう
に水平にしても良いが、流れ方向に対して抵抗を軽減す
る意味から裏面に向かって上向きの傾斜穿孔とした方が
好ましく、第２図のように酸化触媒層６を傾斜させる構
成とするの効果的である。
る場合、傾斜させる面は本実施例のようにガラス窓７を
傾斜させても、あるいはその逆に第２図に示すように、
ガラス窓７は直立させておき酸化触媒層６を傾斜させて
も、更には両者共に傾斜させるものであっても上記均一
燃焼の効果は発現し得る。また連通孔6aは第１図のよう
に水平にしても良いが、流れ方向に対して抵抗を軽減す
る意味から裏面に向かって上向きの傾斜穿孔とした方が
好ましく、第２図のように酸化触媒層６を傾斜させる構
成とするの効果的である。
なおガラス窓７および酸化触媒層６は上記実施例では平
板状としているが、両者を共に円筒状にして構成するこ
とも可能であり、そうすることによって、混合気および
火炎、排ガスの横方向の部分的な偏りは解消され、全周
に渡って均一な完全かつ安定燃焼が維持される。また火
炎および排ガスは中央に集中する性質を有するが、酸化
触媒層６を円筒状にした場合において、混合気は外周か
ら中央へと流れる流路を形成することになるから、上記
性質に対して順流となり、流路抵抗は軽減される。従っ
て酸化触媒層６の連通孔6aの抵抗が比較的大きいにも拘
らず充分量の通気力（ドラフト）が発生し、排気口８の
高さを延長することなく所定の空気および燃料の供給を
行うことができる。酸化触媒層６はガラス窓７と合わせ
て円筒形状とするのが全周の均一性を得るには最も適当
であるが、多孔質の平板を並べた水平断面三角形、四角
形、あるいは六角形、八角形等の多角形筒状としても良
く、円筒形加工上の難点を解消できると共に、性能的に
は充分上記効果を発揮できるものである。更に触媒層を
円筒または多角形筒状とすることにより、燃焼状態の横
方向の均一性、安定性が確保されると共に、大きな燃焼
筒高さを必要とせずに通気力も充分得られ、小型で高輻
射の加熱、暖房ができるものである。
板状としているが、両者を共に円筒状にして構成するこ
とも可能であり、そうすることによって、混合気および
火炎、排ガスの横方向の部分的な偏りは解消され、全周
に渡って均一な完全かつ安定燃焼が維持される。また火
炎および排ガスは中央に集中する性質を有するが、酸化
触媒層６を円筒状にした場合において、混合気は外周か
ら中央へと流れる流路を形成することになるから、上記
性質に対して順流となり、流路抵抗は軽減される。従っ
て酸化触媒層６の連通孔6aの抵抗が比較的大きいにも拘
らず充分量の通気力（ドラフト）が発生し、排気口８の
高さを延長することなく所定の空気および燃料の供給を
行うことができる。酸化触媒層６はガラス窓７と合わせ
て円筒形状とするのが全周の均一性を得るには最も適当
であるが、多孔質の平板を並べた水平断面三角形、四角
形、あるいは六角形、八角形等の多角形筒状としても良
く、円筒形加工上の難点を解消できると共に、性能的に
は充分上記効果を発揮できるものである。更に触媒層を
円筒または多角形筒状とすることにより、燃焼状態の横
方向の均一性、安定性が確保されると共に、大きな燃焼
筒高さを必要とせずに通気力も充分得られ、小型で高輻
射の加熱、暖房ができるものである。
発明の効果 以上のように本発明によれば、予混合ガスの流れの上下
方向の偏りを解消し、ひいては燃焼の均一化と赤熱温度
の均一化を可能にし、不完全燃焼がなくかつ窒素酸化物
の著しく少ない清浄な排ガスとすることができると共
に、高効率の輻射放熱が可能な触媒燃焼器を提供し得
る。
方向の偏りを解消し、ひいては燃焼の均一化と赤熱温度
の均一化を可能にし、不完全燃焼がなくかつ窒素酸化物
の著しく少ない清浄な排ガスとすることができると共
に、高効率の輻射放熱が可能な触媒燃焼器を提供し得
る。
第１図は本発明の一実施例なる触媒燃焼器の断面図、第
２図は他の実施例なる触媒燃焼器の断面図である。 ２……灯芯、３……燃焼筒、４……気化室、５……二次
空気口、６……酸化触媒層、７……ガラス窓、８……排
気口。
２図は他の実施例なる触媒燃焼器の断面図である。 ２……灯芯、３……燃焼筒、４……気化室、５……二次
空気口、６……酸化触媒層、７……ガラス窓、８……排
気口。
Claims (3)
- 【請求項１】下部に上下動する灯芯の先端を臨ませ、側
壁に多数の空気孔を穿設した気化室と、前記気化室上端
近傍に備えられた二次空気口と、前記二次空気口上方に
立設された多数の連通孔を有する酸化触媒層と、前記酸
化触媒層の上流側面に対向して配設された熱透過体と、
前記触媒層の下流側上部に備えられた排気口とを有し、
前記酸化触媒層と前記熱透過体との間隙を上部に向かっ
て小とした触媒燃焼器。 - 【請求項２】酸化触媒層を直立させ熱透過体を傾斜させ
た特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。 - 【請求項３】熱透過体を直立させ酸化触媒層を傾斜させ
た特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62291042A JPH07103966B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62291042A JPH07103966B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 触媒燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01134106A JPH01134106A (ja) | 1989-05-26 |
| JPH07103966B2 true JPH07103966B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=17763686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62291042A Expired - Fee Related JPH07103966B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103966B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4939694B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2012-05-30 | 財団法人福岡県産業・科学技術振興財団 | 断熱と伝熱を行なう壁構造体 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP62291042A patent/JPH07103966B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01134106A (ja) | 1989-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |