JP3858481B2 - Catalytic combustor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを燃料として触媒燃焼により加熱する機器に使用される触媒燃焼器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、触媒燃焼を応用した加熱機器の触媒燃焼器は、図11に示すようにケース121の底部の燃料部にガスボンベ123を装着し、ガスボンベ123をバルブを介してガス噴出ノズル124に連結し、ガス噴出ノズル124には外部空気が導入される混合管125を連結し、混合管125の上端部を燃料部の上方に設けた燃焼部に導き、混合管125上端の噴出部を囲繞する様に通気性を有する酸化用触媒126を配設し、混合ガスの噴出経路には点火ヒータ127を設置し、酸化用触媒126の外周には熱交換板128を設置せしめると共に、熱交換板128および酸化用触媒126の上面を容器122の底部に接触する加熱部と成し、燃焼部と燃料部との間を反射板129で区割りした触媒燃焼器としたものである。次に動作を説明する。燃料ガスをガス噴出ノズル124、混合管125を通して酸化用触媒126へ噴出供給し、初期着火に基づいて酸化用触媒126の作用により触媒燃焼が開始され、かかる燃焼熱により酸化用触媒126、熱交換板128を介して容器122内の水との間で効率的な熱交換を行い、加熱したり保温したりするものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
燃焼用触媒を用いた酸化加熱反応はある一定の温度以上で触媒が活性化され、酸化加熱反応が起こるもので、その一定温度以下において、酸化加熱反応は起きない。ある能力の燃焼用触媒は酸化加熱反応を維持するため、一定量以上の燃料を燃焼し続ける必要がある。そのため、燃焼量はある程度の範囲に限られる。そのため、大きく差のある出力を出すことは困難であった。
【0004】
本発明は、燃焼量を可変する幅をより大きくした二つの燃焼用触媒を搭載した燃焼器で、より燃焼量の可変をさらにスムーズにするとともに、また、更に第二の燃焼用触媒の再着火等をスムーズに行うことを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の触媒燃焼器は、第一の燃焼用触媒の周囲に第二の燃焼用触媒を配置し、前記両燃焼用触媒に隣接し流路を連結する中間チャンバーを配設し、前記中間チャンバー内に良熱伝導体を担体とする補助燃焼用触媒を設け、前記補助燃焼用触媒により前記第一の燃焼用触媒と第二の燃焼用触媒を連結したものであり、補助燃焼用触媒での局部燃焼によって、上流の第一の燃焼用触媒から第二の燃焼用触媒への熱の移動を起こすことが可能で、より燃焼量の可変をスムーズに、また、第二の燃焼用触媒の再着火等をスムーズに行うことができるものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載した発明は、操作部と燃焼室とを備え、前記操作部は、開閉弁と燃料タンクと点火装置を有し、前記燃焼室は、空気吸引エゼクタに相対するガス噴出ノズルと点火プラグと排気口と第一の燃焼用触媒と第二の燃焼用触媒を有し、前記第一の燃焼用触媒の周囲に第二の燃焼用触媒を配置し、前記両燃焼用触媒に隣接し流路を連結する中間チャンバーを配設し、前記中間チャンバー内に良熱伝導体を担体とする補助燃焼用触媒を設け、前記補助燃焼用触媒により前記第一の燃焼用触媒と第二の燃焼用触媒を連結したものであり、補助燃焼用触媒での局部燃焼によって、上流の第一の燃焼用触媒から第二の燃焼用触媒への熱の移動を起こすことが可能で、より燃焼量の可変をスムーズに、また、第二の燃焼用触媒の再着火等をスムーズに行うことができる。
【0007】
【実施例】
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1における触媒燃焼器の断面図である。触媒燃焼器本体1は、ガスを触媒酸化反応によって燃焼する燃焼室2とブタン等の燃料ガスを貯蔵する燃料タンク3を内装し、ガスの流入停止、着火を操作する操作部4を備えている。操作部4には、ブタン等の燃料ガスを貯蔵する燃料タンク3が内装され、同燃料タンク3の一端に形成されたジョイント5を介して、器外から開閉操作可能な燃料バルブ6へ接続配管されている。7は燃料バルブ6の他端に接続されたガス噴出ノズルにして、燃料ガスをその先に形成された空気吸引エゼクタ8へ向かって噴出する。
【0008】
9は前記空気吸引エゼクタ8の下流に接続された一次チャンバーにしてその一面には第一の燃焼用触媒10が配置されている。11はその下流に位置する第二の燃焼用触媒にして、前記第一の燃焼用触媒10との間に中間チェンバー12を介している。13は排気チャンバーにして前記第二の燃焼触媒11の更に下流に位置し、その構成壁の一部には燃焼後の排気を外気へと導出する排気口14が形成されている。15は点火プラグにして、前記排気チャンバー13内に設けられ、操作部4に内装された点火装置16の操作により、排気チャンバー13内に火花を飛ばし、着火動作を行う。
【0009】
以上の構成においてその動作を説明すると、操作部4の燃料ガスが充填された燃料タンク3と連接された燃料バルブ6を操作、開放すると、燃料ガスはガス噴出ノズル7より空気吸引エゼクタ8へ向かって噴出し、空気を巻き込み混合ガスとなって一次チャンバー9へ流入し、順次、第一の燃焼用触媒10、中間チャンバー12、第二の燃焼触媒11、排気チャンバー13と流入する。この時、点火装置16の操作によって点火プラグ15で点火し、前記第二の燃焼触媒11の下流面11aに保炎する。その後、第二の燃焼触媒11では温度が上昇し、酸化加熱反応が起きる。その後、この熱によって第一の燃焼触媒10も順次加熱され、酸化加熱反応が起きる。こうして、発熱を行い、その外部に設けられた鍋等の被加熱物を加熱するものである。その後、前記燃料バルブ6を操作し燃料ガスを十分に流したときには、まず、第一の燃焼触媒10で酸化加熱反応した後、その能力を超えて流入した未燃焼ガス分は続いて、第二の燃焼触媒11へと向かう。
【0010】
課題で説明した通り、燃焼用触媒を用いた酸化加熱反応はある一定の温度以上で触媒が活性化され、酸化加熱反応が起こるもので、その一定温度以下において、酸化加熱反応は起きない。そのため、ある能力の燃焼用触媒は酸化加熱反応を維持するため、一定量以上の燃料を燃焼し続ける必要がある。そのため、燃焼量はある程度の範囲に限られる。そのため、大きく差のある出力を出すことは困難であった。
【0011】
しかし、本発明においては複数の燃焼用触媒を中間チャンバーを挟んで連続的に設けることによって、燃焼ガス量に応じて、対応が可能となるものである。本実施例においても一度着火した後は、燃焼ガス量が多ければ、第一の燃焼用触媒10と第二の燃焼用触媒11とで、燃焼ガス量が少なければ、第一の燃焼用触媒10のみで燃焼を行うことが可能である。こうして、複数の燃焼量に対応できるものである。
【0012】
以上説明したように本実施例によれば、燃焼量を可変する幅をより大きくした触媒燃焼器が実現できるものである。
【0013】
また、点火プラグ15は排気チャンバー13内に配置することによって、順次上流に向かっての点火が可能となるもので、複数の燃焼用触媒を連接して配置する本実施例の場合には、スムーズな着火が可能となるものである。
【0014】
また、本実施例の点火プラグ15においては、複数の燃焼用触媒搭載時のスムーズな着火が可能となるもので、より使い勝手の良い触媒燃焼器が実現できるものである。
【0015】
なお、本実施例にあっては図1に示すように燃焼用触媒を第一と第二の2個用いた例を説明したが、この触媒の数は当該触媒燃焼器の用途によって決定されるものである。
【0016】
(実施例2)
図3は、本発明の実施例2における触媒燃焼器の断面図を示したものである。触媒燃焼器本体21には実施例1と同様に燃焼室22と操作部24がある。操作部24の構成は実施例1の操作部4と同じである。
【0017】
燃焼室22は、一次チャンバー29、第一の燃焼用触媒30、中間チャンバー32、第二の燃焼用触媒31、排気チャンバー33と連接し、排気チャンバー33の構成壁の一部に設けた排気口34へ順次連通して構成されている。35は点火プラグにして、前記排気チャンバー33内に設けられ、排気チャンバー33内に火花を飛ばし、着火動作を行う。
【0018】
ここで、前記第一の燃焼用触媒30と第二の燃焼用触媒31は中間チャンバー32を介して流路としては連通しているが、それぞれ一部を対向もしくは近接させて配置したものである。
【0019】
以上の構成においてその動作を説明すると、実施例1と同様に操作部24の操作によって、空気を巻き込んだ混合ガスは一次チャンバー29へ流入し、順次、第一の燃焼用触媒30、中間チャンバー32、第二の燃焼触媒31、排気チャンバー33と流入する。この時、点火プラグ35で点火し、前記第二の燃焼触媒31の下流面31aに保炎する。その後、第二の燃焼触媒31では温度が上昇し、酸化加熱反応が起きる。その後、この熱によって第一の燃焼触媒30も順次加熱され、酸化加熱反応が起きる。こうして、発熱を行い、その外部に設けられた鍋等の被加熱物を加熱するものである。その際、前記第一の燃焼用触媒30と第二の燃焼用触媒31はそれぞれ一部を対向もしくは近接させて配置したもので、それぞれの熱輻射による熱の移動が発生しやすく、よりスムーズに燃焼用触媒間の点火移行が図れるもので、より早い安定燃焼状態が実現できるものである。
【0020】
なお、本実施例にあっては図3に示すように燃焼用触媒を第一と第二の2個用いた例を説明したが、この触媒の数は当該触媒燃焼器の用途によって決定されるものであって、図2に示すような複数の触媒の間を中間チャンバーで接続していく例にあっても、同様の効果を有するものである。
【0021】
(実施例3)
図4は、本発明の実施例3における触媒燃焼器の断面図を示したものである。触媒燃焼器本体41には実施例1と同様に燃焼室42と操作部43がある。そして操作部43の構成は実施例1の操作部4と同じである。
【0022】
燃焼室42は、一次チャンバー44、第一の燃焼用触媒45、中間チャンバー46、第二の燃焼用触媒47、排気チャンバー48と連接し、排気チャンバー48の構成壁の一部に設けた排気口49へ順次連通して構成されている。50は点火プラグにして、前記排気チャンバー48内に設けられ、排気チャンバー48内に火花を飛ばし、着火動作を行う。
【0023】
ここで、前記第一の燃焼用触媒45と第二の燃焼用触媒47は中間チャンバー46を介して流路としては連通している。46aは前記中間チャンバー46内に第一の燃焼用触媒45と第二の燃焼用触媒47を連結して設けた金属等の熱伝導体である。
【0024】
以上の構成においてその動作を説明すると、実施例1と同様に操作部43の操作によって、空気を巻き込んだ混合ガスが一次チャンバー44へ流入し、順次、第一の燃焼用触媒45、中間チャンバー46、第二の燃焼触媒47、排気チャンバー48と流入する。この時、点火プラグ50で点火し、前記第二の燃焼触媒47の下流面47aに保炎する。その後、第二の燃焼触媒47では温度が上昇し、酸化加熱反応が起きる。その後、この熱によって第一の燃焼触媒45も順次加熱され、酸化加熱反応が起きる。こうして、発熱を行い、その外部に設けられた鍋等の被加熱物を加熱するものである。
【0025】
その際、前記第一の燃焼用触媒45と第二の燃焼用触媒47のそれぞれを接触もしくは金属等の熱伝導体46aで略一体に接続することでそれぞれの熱の移動が熱伝導によって発生し、よりスムーズに燃焼用触媒間の点火移行が図れるもので、より早い安定燃焼状態が実現できるものである。
【0026】
なお、本実施例にあっては図4に示すように燃焼用触媒を第一と第二の2個用いた例を説明したが、この触媒の数は当該触媒燃焼器の用途によって決定されるものであって、図2に示すような複数の触媒の間を中間チャンバーで接続していく例にあっても、同様の効果を有するものである。
【0027】
(実施例4)
図5は、本発明の実施例4における燃焼室の断面図を示したものである。燃焼室51は一次チャンバー52、第一の燃焼用触媒53、中間チャンバー54、第二の燃焼用触媒55、排気チャンバー56と連接し、排気チャンバー56の構成壁の一部に設けた排気口57へ順次連通して構成されている。搭載する第一の燃焼用触媒53、第二の燃焼用触媒55は通気断面積を上流から下流へ向かって順次拡大している。
【0028】
ここでその動作を説明すると、前記実施例と同じく第二の燃焼用触媒55が燃焼するとその後、順次第一の燃焼用触媒53でも燃焼が始まる。ここで、第一の燃焼用触媒53から第二の燃焼用触媒55へは順次、その流路断面積が拡大しているため、より下流の第二の燃焼用触媒55は触媒自体も大きいので、より高い燃焼能力を有し、その上、燃焼用触媒内の通過スピードを低下させ、より完全な燃焼の達成が可能となるものである。
【0029】
なお、本実施例にあっては図5に示すように燃焼用触媒を第一と第二の2個用いた例を説明したが、この触媒の数は当該触媒燃焼器の用途によって決定されるものであって、多数の触媒の間を中間チャンバーで接続していく例にあっても、同様の効果を有するものである。
【0030】
(実施例5)
図6は、本発明の実施例5における燃焼室の断面図を示したものである。燃焼室61は、一次チャンバー62、第一の燃焼用触媒63、中間チャンバー64、第二の燃焼用触媒65、排気チャンバー66と連接し、排気チャンバー66の構成壁の一部に設けた排気口67へ順次連通して構成されている。搭載する第一の燃焼用触媒63と、第二の燃焼用触媒64は通気断面積を上流から下流へ向かって順次、触媒の目を細かくしている。
【0031】
ここでその動作を説明すると、前記実施例と同じく第二の燃焼用触媒65が燃焼するとその後、順次第一の燃焼用触媒63でも燃焼が始まる。ここで、第一の燃焼用触媒63に比較して第二の燃焼用触媒65は金属等の目開きを細かくしているので燃焼器全体としての通気バランスの確保とより大きな燃焼量の可変幅を確保することができる。なお、本実施例にあっては図6に示すように燃焼用触媒を第一と第二の2個用いた例を説明したが、この触媒の数は当該触媒燃焼器の用途によって決定されるものであって、多数の触媒の間を中間チャンバーで接続していく例にあっても、同様の効果を有するものである。
【0032】
(実施例6)
図7は、本発明の実施例6における燃焼室の断面図を示したものである。燃焼室71は、一次チャンバー72、第一の燃焼用触媒73、中間チャンバー74、第二の燃焼用触媒75、排気チャンバー76と連接し、排気チャンバー76の構成壁の一部に設けた排気口77へ順次連通しており、前記第一の燃焼用触媒73の周囲に設けた中間壁78を挟んで、その周囲を第二の燃焼用触媒75で取り囲む形で形成し、第一の燃焼用触媒73と第二の燃焼用触媒75の片方の通気端面に隣接する中間チャンバー74を有する形で構成されている。前記中間チャンバー74の上部壁面の裏面には被加熱物と接触する熱伝達面79が形成されている。
【0033】
ここでその動作を説明すると、前記実施例と同じく、排気チャンバー74内で着火、保炎した後、第二の燃焼用触媒75は触媒燃焼に移行し、発熱、この熱によって第一の燃焼用触媒73も加熱され、第二の燃焼用触媒75と同様に第一の燃焼用触媒73も触媒燃焼に移行し、発熱する。
【0034】
その運転の際にあって、第一の燃焼用触媒73、第二の燃焼用触媒75はそれぞれの熱をどちらからも同様に取り出すことが可能となり、より熱効率の良い触媒燃焼器を得ることができるものである。
【0035】
また、第二の燃焼用触媒75が第一の燃焼用触媒73の外周部を覆うことによって、熱伝導面積も大きくなり、第二の燃焼用触媒75から第一の燃焼用触媒73への熱の移行はよりスムーズとなる。
【0036】
(実施例7)
図8は、本発明の実施例7における燃焼室の断面図を示したものである。燃焼室81は、一次チャンバー82、第一の燃焼用触媒83、中間チャンバー84、第二の燃焼用触媒85、排気チャンバー86と連接し、排気チャンバー86の構成壁の一部に設けた排気口87へ順次連通しており、前記第一の燃焼用触媒83の周囲に設けた中間壁88を挟んで、その周囲を第二の燃焼用触媒85で取り囲む形で形成し、第一の燃焼用触媒83と第二の燃焼用触媒85の片方の通気端面に隣接する中間チャンバー84を有する形で構成されている。前記中間チャンバー84の上部壁面の裏面には被加熱物と接触する放熱板89が形成されている。90は第一の燃焼用触媒83と第二の燃焼用触媒85を結ぶ金属等よりなる熱伝導体にして、第一の燃焼用触媒83と第二の燃焼用触媒85を熱的に連結している。
【0037】
ここでその動作を説明すると、前記実施例と同じく、排気チャンバー86内で着火、保炎した後、第二の燃焼用触媒85は触媒燃焼に移行し、発熱、この熱によって第一の燃焼用触媒83も加熱され、第二の燃焼用触媒85と同様に第一の燃焼用触媒83も触媒燃焼に移行し、発熱する。
【0038】
その際に第二の燃焼用触媒85が第一の燃焼用触媒83の外周部を覆うことによって、熱伝導面積も大きくなり、第二の燃焼用触媒85から第一の燃焼用触媒83への熱の移行はよりスムーズとなる。加えて、第一の燃焼用触媒83と第二の燃焼用触媒85を金属等よりなる熱伝導体90で熱的に連結することによって、より上流の第一の燃焼用触媒83から第二の燃焼用触媒85への熱の移動を起こすことが可能で、より燃焼量の可変をスムーズにするものである。
【0039】
(実施例8)
図9は、本発明の実施例8における燃焼室の断面図を示したものである。燃焼室91は、一次チャンバー92、第一の燃焼用触媒93、中間チャンバー94、第二の燃焼用触媒95、排気チャンバー96と連接し、排気チャンバー96の構成壁の一部に設けた排気口97へ順次連通しており、前記第一の燃焼用触媒93の周囲に設けた中間壁98を挟んで、その周囲を第二の燃焼用触媒95で取り囲む形で形成し、第一の燃焼用触媒93と第二の燃焼用触媒95の片方の通気端面に隣接する中間チャンバー94を有する形で構成されている。前記中間チャンバー94の上部壁面の裏面には被加熱物と接触する放熱板99が形成されている。
【0040】
ここで、第二の燃焼用触媒95は金属等の比較的良好な熱伝導体を担体にして、貴金属類を担持した触媒より構成されている。ここでその動作を説明すると、前記実施例と同じく、排気チャンバー96内で着火、保炎した後、第二の燃焼用触媒95は触媒燃焼に移行し、発熱、この熱によって第一の燃焼用触媒93も加熱され、第二の燃焼用触媒95と同様に第一の燃焼用触媒93も触媒燃焼に移行し、発熱する。
【0041】
そして、その運転の際にあって、第一の燃焼用触媒93は金属等の比較的良好な熱伝導体を担体にして構成した燃焼用触媒であるため、第一の燃焼用触媒93は比較的全体が均一な温度となっている。これによって、第一の燃焼用触媒93のより下流側の温度も比較的高くなり、第一の燃焼用触媒93から第二の燃焼用触媒95への熱の移動がスムーズに行われ、第二の燃焼用触媒95の再着火等をスムーズに行うものである。
【0042】
(実施例9)
図10は、本発明の実施例9における燃焼室の断面図を示したものである。燃焼室101は、一次チャンバー102、第一の燃焼用触媒103、中間チャンバー104、第二の燃焼用触媒105、排気チャンバー106と連接し、排気チャンバー106の構成壁の一部に設けた排気口107へ順次連通しており、前記第一の燃焼用触媒103の周囲に設けた中間壁108を挟んで、その周囲を第二の燃焼用触媒105で取り囲む形で形成し、第一の燃焼用触媒103と第二の燃焼用触媒105の片方の通気端面に隣接する中間チャンバー104を有する形で構成されている。前記中間チャンバー104の上部壁面の裏面には被加熱物と接触する放熱板110が形成されている。111は中間チャンバー104内に設けた前記第一の燃焼用触媒103、第二の燃焼用触媒105を連接する補助燃焼用触媒である。
【0043】
ここでその動作を説明すると、前記実施例と同じく、排気チャンバー106内で着火、保炎した後、第二の燃焼用触媒105は触媒燃焼に移行し、発熱、この熱によって第一の燃焼用触媒103も加熱され、第二の燃焼用触媒105と同様に第一の燃焼用触媒103も触媒燃焼に移行し、発熱する。
【0044】
そして、その運転の際にあって、第一の燃焼用触媒103と第二の燃焼用触媒105は補助燃焼用触媒111によって連接されているため、燃焼量が少なくなり、主に第一の燃焼用触媒103での燃焼となった状態から、燃焼量を増大させ、第二の燃焼用触媒105でも触媒燃焼を起こす場合に、補助燃焼用触媒111で順次発熱移行を進めることが可能で、第二の燃焼用触媒105の再着火等をスムーズに行うことが可能となるもので、より自由な燃焼量コントロールが実現されるものである。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、操作部と燃焼室とを備え、前記操作部は、開閉弁と燃料タンクと点火装置を有し、前記燃焼室は、空気吸引エゼクタに相対するガス噴出ノズルと点火プラグと排気口と第一の燃焼用触媒と第二の燃焼用触媒を有し、前記第一の燃焼用触媒の周囲に第二の燃焼用触媒を配置し、前記両燃焼用触媒に隣接し流路を連結する中間チャンバーを配設し、前記中間チャンバー内に良熱伝導体を担体とする補助燃焼用触媒を設け、前記補助燃焼用触媒により前記第一の燃焼用触媒と第二の燃焼用触媒を連結したから、補助燃焼用触媒での局部燃焼によって、上流の第一の燃焼用触媒から第二の燃焼用触媒への熱の移動を起こすことが可能となり、燃焼量の可変と第二の燃焼用触媒への再着火をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における触媒燃焼器の断面図
【図2】 同触媒燃焼器の燃焼室の断面図
【図3】 本発明の実施例2における触媒燃焼器の断面図
【図4】 本発明の実施例3における触媒燃焼器の断面図
【図5】 本発明の実施例4における燃焼室の断面図
【図6】 本発明の実施例5における燃焼室の断面図
【図7】 本発明の実施例6における燃焼室の断面図
【図8】 本発明の実施例7における燃焼室の断面図
【図9】 本発明の実施例8における燃焼室の断面図
【図10】 本発明の実施例9における燃焼室の断面図
【図11】 従来の触媒燃焼器の断面図
【符号の説明】
1 触媒燃焼器本体
2、101 燃焼室
3 燃料タンク
4 操作部
7 ガス噴出ノズル
8 空気吸引エゼクタ
9、102 一次チャンバー
10、103 第一の燃焼用触媒
11、105 第二の燃焼用触媒
12、104 中間チャンバー
13、106 排気チャンバー
14、107 排気口
15 点火プラグ
16 点火装置
111 補助燃焼用触媒 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalytic combustor used in a device that heats a gas as a fuel by catalytic combustion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a catalytic combustor of a heating device applying catalytic combustion has a gas cylinder 123 attached to a fuel portion at the bottom of a case 121 as shown in FIG. 11, and the gas cylinder 123 is connected to a gas ejection nozzle 124 through a valve. a gas ejection nozzle 124 is connected to mixing tube 125 external air is introduced, guide the upper end of the mixing tube 125 to the burner section provided above the fuel portion, as to surround the ejection portion of the mixing tube 125 the upper end the oxidation catalyst 126 having air permeability is disposed, the ejection path of the mixed gas including the spark heater 127, the outer periphery of the oxidation catalyst 126 with allowed to install a heat exchange plate 128, the heat exchanger plates 128 and oxide The upper surface of the catalyst 126 is formed as a heating unit that contacts the bottom of the container 122 , and a catalytic combustor in which a space between the combustion unit and the fuel unit is divided by a reflector 129 . Next, the operation will be described. The fuel gas is jetted and supplied to the oxidation catalyst 126 through the gas jet nozzle 124 and the mixing pipe 125 , and catalytic combustion is started by the action of the oxidation catalyst 126 based on the initial ignition, and the oxidation catalyst 126 and heat exchange are caused by the combustion heat. Efficient heat exchange is performed with the water in the container 122 through the plate 128 to heat or keep warm.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the oxidation heating reaction using the combustion catalyst, the catalyst is activated at a certain temperature or higher, and the oxidation heating reaction occurs. At the temperature or lower, the oxidation heating reaction does not occur. A certain combustion catalyst needs to keep burning a certain amount of fuel or more in order to maintain an oxidation heating reaction. Therefore, the combustion amount is limited to a certain range. For this reason, it is difficult to produce an output with a large difference.
[0004]
The present invention is a combustor equipped with two combustion catalysts having a larger width for varying the combustion amount, making the combustion amount more variable and further re-igniting the second combustion catalyst. The purpose of this is to perform smoothly .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the catalytic combustor of the present invention, a second combustion catalyst is disposed around the first combustion catalyst, an intermediate chamber that is adjacent to the both combustion catalysts and connects a flow path is disposed, and the intermediate chamber An auxiliary combustion catalyst using a good heat conductor as a carrier is provided, and the first combustion catalyst and the second combustion catalyst are connected by the auxiliary combustion catalyst. With local combustion, heat can be transferred from the upstream first combustion catalyst to the second combustion catalyst, making it possible to change the amount of combustion more smoothly and to recycle the second combustion catalyst. Ignition etc. can be performed smoothly.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention described in
[0007]
【Example】
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view of a catalytic combustor in
[0008]
[0009]
The operation of the above configuration will be described. When the
[0010]
As described in the problem, the oxidation heating reaction using the combustion catalyst is activated when the catalyst is activated at a certain temperature or higher, and the oxidation heating reaction does not occur below the certain temperature. Therefore, it is necessary for a combustion catalyst having a certain capacity to continue to burn a certain amount of fuel or more in order to maintain the oxidation heating reaction. Therefore, the combustion amount is limited to a certain range. For this reason, it is difficult to produce an output with a large difference.
[0011]
However, in the present invention, by providing a plurality of combustion catalysts continuously across the intermediate chamber, it is possible to cope with the amount of combustion gas. Also in the present embodiment, after ignition, if the amount of combustion gas is large, the
[0012]
According to this embodiment as described above, in which the catalytic combustor to increase the width of varying the combustion amount can be realized.
[0013]
Further, the ignition plug 15 can be ignited in the upstream direction by being arranged in the exhaust chamber 13, and in the case of the present embodiment in which a plurality of combustion catalysts are arranged in series, smooth. Ignition is possible.
[0014]
Further, the ignition plug 15 of the present embodiment enables smooth ignition when a plurality of combustion catalysts are mounted, and a more convenient catalyst combustor can be realized.
[0015]
In the present embodiment, the example in which the first and second combustion catalysts are used as shown in FIG. 1 has been described, but the number of the catalysts is determined by the use of the catalyst combustor. Is .
[0016]
(Example 2)
FIG. 3 shows a sectional view of the catalytic combustor in the second embodiment of the present invention. The catalytic combustor
[0017]
The combustion chamber 22 is connected to the primary chamber 29 , the first combustion catalyst 30 , the intermediate chamber 32 , the second combustion catalyst 31 , and the exhaust chamber 33, and an exhaust port provided in a part of the constituent wall of the exhaust chamber 33. 34 to communicate sequentially. 35 and the ignition plug, provided in the exhaust chamber 33, skipping the sparks in the exhaust chamber 33, performs the ignition operation.
[0018]
Here, the first combustion catalyst 30 and the second combustion catalyst 31 are communicated as a flow path through an intermediate chamber 32 , but are disposed so as to face each other or be close to each other. .
[0019]
In the above configuration, the operation will be described. As in the first embodiment, the mixed gas containing air flows into the primary chamber 29 by the operation of the operation unit 24 , and sequentially the first combustion catalyst 30 and the intermediate chamber 32. The second combustion catalyst 31 flows into the exhaust chamber 33 . At this time, it ignited by the ignition plug 35 and flame holding in the downstream face 31a of the second combustion catalyst 31. Thereafter, the temperature of the second combustion catalyst 31 rises and an oxidation heating reaction occurs. Thereafter, the first combustion catalyst 30 is also sequentially heated by this heat, and an oxidation heating reaction occurs. In this way, heat is generated and an object to be heated such as a pan provided outside is heated. At that time, the first combustion catalyst 30 and the second combustion catalyst 31 are arranged so as to face each other or close to each other, and heat transfer due to the respective heat radiation is likely to occur more smoothly. The ignition transition between the combustion catalysts can be achieved, and an earlier stable combustion state can be realized.
[0020]
In the present embodiment, the example in which the first and second combustion catalysts are used as shown in FIG. 3 has been described, but the number of the catalysts is determined by the use of the catalyst combustor. Even in an example in which a plurality of catalysts are connected by an intermediate chamber as shown in FIG. 2, the same effect is obtained.
[0021]
Example 3
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the catalytic combustor according to the third embodiment of the present invention. The catalyst combustor
[0022]
The combustion chamber 42 is connected to the primary chamber 44, the first combustion catalyst 45, the intermediate chamber 46, the second combustion catalyst 47, and the exhaust chamber 48, and an exhaust port provided in a part of the constituent wall of the exhaust chamber 48. 49 to communicate sequentially. An ignition plug 50 is provided in the exhaust chamber 48, and sparks are blown into the exhaust chamber 48 to perform an ignition operation.
[0023]
Here, the first combustion catalyst 45 and the second combustion catalyst 47 communicate with each other as a flow path through the intermediate chamber 46. 46 a is a heat conductor such as a metal provided by connecting the first combustion catalyst 45 and the second combustion catalyst 47 in the intermediate chamber 46.
[0024]
To explain the operation in the above arrangement, by operating the same way operating portion 43 as in Example 1, a mixed gas involving air flows into the primary chamber 44, sequentially, a first combustion catalyst 45, the intermediate chamber 46 , Flows into the second combustion catalyst 47 and the exhaust chamber 48. At this time, the ignition plug 50 is ignited to hold the flame on the downstream surface 47 a of the second combustion catalyst 47. Thereafter, the temperature of the second combustion catalyst 47 rises and an oxidation heating reaction occurs. Thereafter, the first combustion catalyst 45 is also sequentially heated by this heat, and an oxidation heating reaction occurs. In this way, heat is generated and an object to be heated such as a pan provided outside is heated.
[0025]
At that time, each of the first combustion catalyst 45 and the second combustion catalyst 47 is brought into contact or substantially integrally connected by a heat conductor 46a such as metal, so that the movement of each heat is generated by heat conduction. Thus, the ignition transition between the combustion catalysts can be performed more smoothly, and an earlier stable combustion state can be realized.
[0026]
In the present embodiment, the example in which the first and second combustion catalysts are used as shown in FIG. 4 has been described. However, the number of the catalysts is determined by the use of the catalyst combustor. Even in an example in which a plurality of catalysts are connected by an intermediate chamber as shown in FIG. 2, the same effect is obtained.
[0027]
Example 4
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the combustion chamber in the fourth embodiment of the present invention. The combustion chamber 51 is connected to the primary chamber 52, the first combustion catalyst 53, the intermediate chamber 54, the second combustion catalyst 55, and the exhaust chamber 56, and an exhaust port 57 provided in a part of the constituent wall of the exhaust chamber 56. It is configured to communicate sequentially. The first combustion catalyst 53 and the second combustion catalyst 55 to be mounted have a ventilation cross-sectional area that gradually increases from upstream to downstream.
[0028]
Here, the operation will be described. When the second combustion catalyst 55 burns in the same manner as in the above-described embodiment, the first combustion catalyst 53 also starts to burn sequentially. Here, since the flow passage cross-sectional area is sequentially increased from the first combustion catalyst 53 to the second combustion catalyst 55, the downstream second combustion catalyst 55 is also large in size. In addition, it has a higher combustion capacity, and in addition, the passage speed in the combustion catalyst is reduced, and more complete combustion can be achieved.
[0029]
In the present embodiment, the example in which the first and second combustion catalysts are used as shown in FIG. 5 has been described. However, the number of the catalysts is determined by the use of the catalyst combustor. Even in an example in which a large number of catalysts are connected by an intermediate chamber, the same effect is obtained.
[0030]
(Example 5)
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the combustion chamber in the fifth embodiment of the present invention . The combustion chamber 61 is connected to the primary chamber 62, the first combustion catalyst 63, the intermediate chamber 64, the second combustion catalyst 65, and the exhaust chamber 66, and an exhaust port provided in a part of the constituent wall of the exhaust chamber 66. 67 to communicate sequentially. The first combustion catalyst 63 and the second combustion catalyst 64 to be mounted have a finer catalyst cross section in order from the upstream to the downstream.
[0031]
Here, the operation will be described. When the second combustion catalyst 65 is combusted in the same manner as in the above-described embodiment, the first combustion catalyst 63 sequentially starts combustion thereafter. Here, as compared with the first combustion catalyst 63, the second combustion catalyst 65 has a finer opening of metal or the like, so that the ventilation combustor as a whole combustor is ensured and a larger combustion variable range. Can be secured. In the present embodiment, the example in which the first and second combustion catalysts are used as shown in FIG. 6 has been described. However, the number of the catalysts is determined by the use of the catalyst combustor. Even in an example in which a large number of catalysts are connected by an intermediate chamber, the same effect is obtained.
[0032]
(Example 6)
FIG. 7 shows a sectional view of the combustion chamber in the sixth embodiment of the present invention . The combustion chamber 71 is connected to the primary chamber 72, the first combustion catalyst 73, the intermediate chamber 74, the second combustion catalyst 75, and the
[0033]
Here, the operation will be described. As in the previous embodiment, after ignition and flame holding in the exhaust chamber 74 , the second combustion catalyst 75 shifts to catalytic combustion, and heat is generated. The catalyst 73 is also heated, and similarly to the second combustion catalyst 75, the first combustion catalyst 73 shifts to catalytic combustion and generates heat.
[0034]
During the operation, the first combustion catalyst 73 and the second combustion catalyst 75 can take out the heat from both in the same manner, and a more efficient catalytic combustor can be obtained. It can be done.
[0035]
Further, the second combustion catalyst 75 covers the outer peripheral portion of the first combustion catalyst 73, so that the heat conduction area is also increased, and the heat from the second combustion catalyst 75 to the first combustion catalyst 73 is increased. The transition will be smoother.
[0036]
(Example 7)
FIG. 8 shows a sectional view of the combustion chamber in the seventh embodiment of the present invention . The combustion chamber 81 is connected to the primary chamber 82, the first combustion catalyst 83, the intermediate chamber 84, the second combustion catalyst 85, and the exhaust chamber 86, and is an exhaust port provided in a part of the constituent wall of the exhaust chamber 86. 87 is formed in such a manner that the
[0037]
Here, the operation will be described. As in the previous embodiment, after ignition and flame holding in the exhaust chamber 86, the second combustion catalyst 85 shifts to catalytic combustion, which generates heat and generates heat for the first combustion. The catalyst 83 is also heated, and similarly to the second combustion catalyst 85, the first combustion catalyst 83 shifts to catalytic combustion and generates heat.
[0038]
At this time, the second combustion catalyst 85 covers the outer peripheral portion of the first combustion catalyst 83, so that the heat conduction area is also increased, and the second combustion catalyst 85 is transferred to the first combustion catalyst 83. The heat transfer is smoother. In addition, the first combustion catalyst 83 and the second combustion catalyst 85 are thermally connected by the heat conductor 90 made of metal or the like, so that the second combustion catalyst 83 is more upstream than the second combustion catalyst 83. Heat can be transferred to the combustion catalyst 85, and the amount of combustion can be changed more smoothly.
[0039]
(Example 8)
FIG. 9 shows a sectional view of the combustion chamber in the eighth embodiment of the present invention . The combustion chamber 91 is connected to the primary chamber 92, the first combustion catalyst 93, the intermediate chamber 94, the second combustion catalyst 95, and the
[0040]
Here, the second combustion catalyst 95 is composed of a catalyst supporting a noble metal using a relatively good heat conductor such as metal as a carrier. Here, the operation will be described. As in the previous embodiment, after ignition and flame holding in the
[0041]
During the operation, the first combustion catalyst 93 is a combustion catalyst constituted by using a relatively good heat conductor such as metal as a carrier. The target has a uniform temperature. As a result, the temperature on the downstream side of the first combustion catalyst 93 is also relatively high, and the heat transfer from the first combustion catalyst 93 to the second combustion catalyst 95 is performed smoothly. Thus, the re-ignition of the combustion catalyst 95 is smoothly performed.
[0042]
Example 9
FIG. 10 shows a sectional view of the combustion chamber in the ninth embodiment of the present invention . The combustion chamber 101 is connected to the primary chamber 102, the first combustion catalyst 103, the intermediate chamber 104, the second combustion catalyst 105, and the exhaust chamber 106, and an exhaust port provided in a part of the constituent wall of the exhaust chamber 106. The first combustion catalyst is formed so as to be surrounded by the second combustion catalyst 105 with the intermediate wall 108 provided around the first combustion catalyst 103 interposed therebetween. An intermediate chamber 104 adjacent to one of the ventilation end surfaces of the catalyst 103 and the second combustion catalyst 105 is provided. A heat radiating plate 110 that contacts an object to be heated is formed on the back surface of the upper wall surface of the intermediate chamber 104. Reference numeral 111 denotes an auxiliary combustion catalyst that connects the first combustion catalyst 103 and the second combustion catalyst 105 provided in the intermediate chamber 104.
[0043]
Here, the operation will be described. As in the previous embodiment, after ignition and flame holding in the exhaust chamber 106, the second combustion catalyst 105 shifts to catalytic combustion, and heat is generated. The catalyst 103 is also heated, and similarly to the second combustion catalyst 105, the first combustion catalyst 103 shifts to catalytic combustion and generates heat.
[0044]
During the operation, since the first combustion catalyst 103 and the second combustion catalyst 105 are connected by the auxiliary combustion catalyst 111 , the amount of combustion is reduced, and the first combustion catalyst is mainly used. In the case where the combustion amount is increased from the state where the combustion is performed by the catalyst for combustion 103 and the catalytic combustion is also caused by the second combustion catalyst 105, the auxiliary combustion catalyst 111 can sequentially proceed to generate heat. The second combustion catalyst 105 can be smoothly re-ignited and the like, and more free combustion amount control is realized.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, a combustion chamber and the operating unit, the operating unit includes an ignition device and the on-off valve and the fuel tank, said combustion chamber, opposite gas injection nozzles in the air suction ejector And a spark plug , an exhaust port , a first combustion catalyst, and a second combustion catalyst, a second combustion catalyst is disposed around the first combustion catalyst, An intermediate chamber connecting adjacent flow paths is disposed, and an auxiliary combustion catalyst using a good heat conductor as a carrier is provided in the intermediate chamber. The auxiliary combustion catalyst and the second combustion catalyst are connected to the second combustion catalyst. Because the combustion catalyst is connected, it is possible to cause heat transfer from the upstream first combustion catalyst to the second combustion catalyst by local combustion with the auxiliary combustion catalyst, and the amount of combustion can be changed. And re-ignition of the second combustion catalyst can be performed smoothly.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a catalytic combustor in
1 catalytic combustor body
2, 101
4
9, 102 Primary chamber
10, 103 First combustion catalyst
11, 105 Second combustion catalyst
12, 104 intermediate chamber
13, 106 exhaust chamber
14, 107 exhaust port
15 spark plug 16 ignition device
111 Auxiliary combustion catalyst
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