JPH0150806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は気体燃料及び気化装置を有する液体燃
料の触媒燃焼装置に関するものである。

従来の技術 従来の燃焼装置は、酸欠状態を検知する手段と
して、火炎電流の変化を検出して酸欠状態を検知
するフレームロツド（例えば、神谷是行他２名
「平面状火炎から取り出し得る火炎電流の特性」
日本機械学会論文集46巻408号P1598）を用いた
り、SnO₂のように酸化雰囲気と還元雰囲気での
抵抗値変化を検出して酸欠状態を検知する化学セ
ンサ（例えば、特公昭45−38200号公報）を用い
たりしていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、火炎がほとんど存在しない面燃焼を行
なう触媒燃焼装置に酸欠検知手段として、フレー
ムロツドを用いた場合、火炎が燃焼面にほとんど
存在しないために、フレームロツドを燃焼面のご
く近傍に置いても、フレームロツドを流れるイオ
ン電流の大きさが非常に小さくなる。従つて酸欠
時のイオン電流の変化を検出することが難かし
く、またSN比も小さいので、信頼性に欠けてい
た。また化学センサを用いた場合、まだ化学セン
サ自身の耐久性が十分でないこと、酸欠検知を行
なう場合に酸欠雰囲気と還元雰囲気での物質変化
を利用しているために、使用できる空燃比が限ら
れることなど、あまり適していなかつた。

そこで、本発明は触媒燃焼装置の酸欠状態を精
度よく検知できるようにするものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な
手段は、触媒を担持した燃焼体を有する予混合室
の一側に、燃料と燃焼用空気の混合気の入口部を
設け、さらに予混合室の他側近傍に燃焼体の温度
を検出する温度検出装置を設けるものである。

作 用 この技術的手段による作用は次のようになる。

予混合部より混合気の入口部を経て予混合室の
一端より予混合室へ供給された燃料と燃焼用空気
の混合気は、燃焼体に接触しながら予混合室の他
端へ流れていく。従つて、燃焼体での燃焼量は混
合気の入口部近傍が最も多く、燃焼体の他端へい
くに従い燃焼量は少なくなる。一方、混合気は、
予混合室内を流れる際に燃焼体の燃焼熱を受け予
熱されよ温度が高くなる。従つて混合気の温度
は、燃焼量の場合とは逆に混合気の入口部近傍が
最も低く、予混合室の他端へいくに従い温度が高
くなる。燃焼体の温度は、燃焼量と混合気の予熱
温度により決定され、この２つの要因がかかわり
あつて、燃焼体での温度を均一にしている。ここ
で、燃焼用空気として酸欠空気が予混合室へ供給
された場合を考えてみる。燃焼用空気が酸欠状態
になると燃焼温度が低下する。燃焼温度が低下す
ると、混合気が燃焼体の燃焼熱を受ける割合が少
なくなり、混合気の予熱温度が低くなる。混合気
入口部近傍では、混合気はほとんど予熱されてい
ないので、酸欠による燃焼温度の低下のみにより
燃焼体の温度が低下する。これに対し、燃焼体の
他端では、酸欠による燃焼温度の低下に加えて、
混合気の予熱温度が低下するために、酸欠時に燃
焼体温度の低下が他の部分に比べて大きくなる。
従つて、燃焼体のこの部分の温度を検出しておけ
ば、酸欠状態を精度よく検知することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

第２図において１は石油タンクで、石油タンク
１よりポンプ２で燃料は気化器３へ送られてい
る。気化器３で液体の燃料は電熱により気化し、
送風機４の空気と混合され予混合ガス５となる。
予混合ガス５は予混合経路６を通り、熱透過体７
と多数の燃焼孔８を有する燃焼体９からなる予混
合室１０の一端にある混合気入口部１１より予混
合室１０へ供給される。燃焼体９は耐熱合金、セ
ラミツク、セメント系の金網、多孔体、ハニカム
等任意の材料や形状が考えられるもので、燃料の
種類、燃焼量、燃焼負荷率などの点を考慮して選
択すればよいものである。燃焼体９には白金族系
や鉄マンガン系などの触媒を担持してある。燃焼
体９の下流にある排気室１２内にある点火ヒータ
１３に通電すれば、燃焼体９の温度が高温にな
り、この時に予混合ガス５を燃焼体９に供給する
と燃焼体９の表面から燃焼を行なう。予混合室１
０の混合気入口部１１と反対側の端に温度検出装
置１４が設けてある。温度検出装置１４には熱電
対や赤外線温度センサなどを用いることができ
る。温度検出装置１４からの信号は判断回路１５
に送られ、酸欠時には気化器３へ信号を送り、気
化を停止し、燃焼を停止する。

第１図を用いて酸欠検知の機構について説明す
る。正常空気中の燃焼（図中の実線）においては
次の事が言える。燃焼量は、混合気入口部１１に
近いほど多く（第１図ａ）、予混合ガス５の温度
は混合気の入口部より遠いほど高く（第１図ｂ）
なつている。

混合気入口部１１より予混合室１０へ流入した
予混合ガス５は燃焼体９に接触し、燃焼体９に担
持した触媒の作用で触媒燃焼を行なう。この触媒
燃焼は、混合気入口部１１に近いところから遠い
ところへ順次行なわれていくので、混合気入口部
１１に近いほど、燃焼体９での燃焼量が多くな
る。また、予混合ガス５は予混合室１０内を燃焼
体９に沿つて流れるために、燃焼体９の燃焼熱を
受け、予熱されて温度が高くなる。このために予
混合ガス５の温度は混合気入口部１１から遠いほ
ど高くなる。燃焼体９の温度は燃焼量と予混合気
１１の予熱温度で決定され、この二つの要因がか
かわりあつて、燃焼体９での温度を均一にしてい
る（第１図ｃ）。

これに対して酸欠空気中の燃焼（図中の破線）
については次のことが言える。一般に燃焼用空気
が酸欠状態になると燃焼温度が低下することが知
られている。従つて、燃焼温度が低下すると、予
混合ガス５が燃焼体９から受ける燃焼熱が少なく
なるために、予混合ガス５の予熱温度が低くなる
（第１図ｂ）。混合気入口部１１近傍の混合ガス５
はほとんど予熱されないために、酸欠による燃焼
温度の低下のみにより燃焼体９の温度が低下す
る。一方、予混合室１０の他端では、酸欠による
燃焼温度の低下に加えて、予混合ガス５の予熱温
度が低下するために、酸欠時に燃焼体９の温度低
下が他の部分に比べて著しい（第１図ｃ）。

従つて、燃焼体９の混合気入口部１１とは反対
側の端の近傍での燃焼体９の温度を検出しておけ
ば、酸欠状態を精度よく検知することができる。
また、温度という物理量を検出して酸欠検知を行
なつているので、従来の方式よりも信頼性や耐久
性をなお一層向上することができる。

次に本発明の他の実施例について説明する。

第３図は他の実施例を示しており、この実施例
では、燃焼体９の一端側と、他端側の温度を検出
する温度を検出する温度検出装置１４，１６が設
けられている。前述の実施例で説明したように、
酸欠時の燃焼体９の温度低下を利用すると酸欠状
態を検知することができる。また第１図ｃに示し
たように、混合気入口部１１からの距離により酸
欠時の燃焼体９の温度低下が異なる。本実施例で
はこの事を利用したもので、温度検出装置１４，
１６を２個設け、両方の検出値の差を検出すれ
ば、酸欠状態を精度よく検知することができる。
加えて、検出値が絶対値ではなく、相対値である
ために、燃焼量や空燃比が変化した場合でも、酸
欠状態を精度よく検知することができる。

発明の効果 本発明は、触媒を担持した燃焼体を有する予混
合室の一側に、燃料と燃焼用空気の混合気の入口
部を設け、さらに予混合室の他側近傍に温度検出
装置を設けるものであるので、酸欠状態を精度よ
く検知することができる。さらに酸欠検知を行な
う際に、温度という物理量を検出しているので、
従来の方式よりも信頼性や耐久性をなお一層向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは本発明の一実施例の触媒燃焼装
置の燃焼体の温度特性図、第２図は同触媒燃焼装
置の縦断面図、第３図は本発明の他の実施例の触
媒燃焼装置の縦断面図である。 ７……熱透過体、８……燃焼孔、９……燃焼
体、１０……予混合室、１１……混合気入口部、
１４，１６……温度検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 触媒を担持した燃焼体を有する予混合室の一
   側に、燃料と燃焼用空気の予混合気の入口部を設
   け、さらに前記予混合室の他側近傍に、前記燃焼
   体の温度を検出する温度検出装置を設けた触媒燃
   焼装置。 ２ 燃焼体の一側と、他側に温度検出装置を設け
   た特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼装置。