專利名稱：催化劑燃燒裝置及其框體部分的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低成本、批量生產(chǎn)性高、具有易維護(hù)結(jié)構(gòu)的催化劑燃燒裝置。
背景技術(shù)：
關(guān)于具有熱交換部的催化劑燃燒裝置的構(gòu)成，以往已有多種提案。以往的催化劑燃燒裝置，如日本專利特開2000-146298所示，大多由燃燒室2、輻射受熱部(散熱片)3、對(duì)輻射受熱部進(jìn)行支持的被加熱流體流道4以及催化劑體5、7構(gòu)成。
現(xiàn)有這種催化劑燃燒裝置中，為提高熱交換率，將輻射受熱部3平行于燃燒氣體流向配置，而對(duì)其進(jìn)行支持的流道4垂直于流向。在這樣的構(gòu)成下，在輻射受熱部3以及以其進(jìn)行支持的流道4作為其他部件成形后，需要通過(guò)壓入及釬焊工序?qū)⑤椛涫軣岵?安裝在流道4上。
或在將流道4與輻射受熱部3一體擠壓成形后，需要進(jìn)行切削及沖壓等工序拆除催化劑體5設(shè)置位置旁的輻射受熱部3，工序數(shù)多。因此，成本高，不利于批量生產(chǎn)。
并且，由于釬焊等工序難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，又增加了人工費(fèi)。因此存在成本高、不利于批量生產(chǎn)的問(wèn)題。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決這種以往催化劑燃燒裝置的問(wèn)題。
本發(fā)明第一技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置包括上游設(shè)有燃料供給部以及燃燒用空氣供給部，下游設(shè)有燃燒氣體排氣口的燃燒室，在設(shè)置于上述燃燒室內(nèi)、上游面與下游面實(shí)際平行的催化劑燃燒部中使供向燃燒室的燃料與空氣的混合氣體反應(yīng)發(fā)熱，其特征在于，包括
構(gòu)成燃燒室壁一部的熱交換部；從所述熱交換部向所述燃燒室內(nèi)突出，設(shè)于所述催化劑燃燒部附近的散熱片型輻射受熱部；至少所述散熱片型輻射受熱部的面和所述熱交換部的面分別朝向相同方向。
第2技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在所述催化劑燃燒部的下游側(cè)設(shè)有從熱交換部向燃燒室內(nèi)突出設(shè)置，具有朝向?qū)嶋H上與輻射受熱部的面相同方向的面的對(duì)流傳熱部。
第3技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述熱交換部、所述輻射受熱部以及所述對(duì)流傳熱部通過(guò)擠壓成形一體成形而成。
第4技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1或第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)所述催化劑燃燒部進(jìn)行支持的催化劑支持部的催化劑燃燒部側(cè)的面與所述輻射受熱部的面實(shí)際朝向相同方向。
第5技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述催化劑燃燒部的面與所述輻射受熱部的面朝向相同的方向。
第6技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-第5技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還設(shè)有熱介質(zhì)流過(guò)的熱介質(zhì)流道以及對(duì)該熱介質(zhì)流道進(jìn)行支持的熱介質(zhì)流道支持部，所述熱介質(zhì)流道支持部在所述熱交換部上設(shè)置成所述熱介質(zhì)流道內(nèi)的熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與所述催化劑燃燒部的面實(shí)際上平行。
第7技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-第6技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，用放射率1左右的耐熱性涂料覆蓋所述熱交換部的所述催化劑燃燒部側(cè)的面。
第8技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-第7技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，設(shè)有將液體燃料氣化的氣化部，所述輻射受熱部配置于所述催化劑燃燒部的下游之后。
第9技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-第8技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在所述催化劑燃燒部的上游設(shè)有焦油抑制板，所述焦油抑制板用熱傳導(dǎo)率小于熱交換部的基體材料的材料制成，覆蓋所述熱交換部的所述催化劑燃燒部側(cè)的面。
第10技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第9技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在所述焦油抑制板與所述熱交換部之間設(shè)有與所述焦油抑制板和所述熱交換部雙方部分接觸的焦油抑制板支持部。
第11技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-第10技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在構(gòu)成所述燃燒室的壁中，與所述輻射受熱部的面實(shí)際上垂直的2壁中至少有一方壁可脫卸。
第12技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第11技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，至少一方的所述壁用金屬制成，并覆蓋有金屬氧化物膜。
第13技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第1-12技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，設(shè)有與所述催化劑燃燒部的上游面實(shí)際上平行的流道隔板。
第14技術(shù)方案的催化劑燃燒裝置為在第13技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述流道隔板與所述壁為一體化。
第15技術(shù)方案為一種催化劑燃燒裝置的框體部分的制造方法，所述催化劑燃燒裝置包括上游設(shè)有燃料供給部以及燃燒用空氣供給部、下游設(shè)有燃燒氣體排氣口的燃燒室，在設(shè)置于上述燃燒室內(nèi)、上游面與下游面實(shí)際平行的催化劑燃燒部中使供向燃燒室的燃料與空氣的混合氣體反應(yīng)發(fā)熱，其特征在于，所述框體部分包括構(gòu)成燃燒室壁一部的熱交換部，從所述熱交換部向所述燃燒室內(nèi)突出并設(shè)于所述催化劑燃燒部附近的散熱片型輻射受熱部，在所述催化劑燃燒部的下游側(cè)設(shè)有從熱交換部向燃燒室內(nèi)突出設(shè)置、并具有朝向?qū)嶋H上與輻射受熱部的面相同方向的面的對(duì)流傳熱部；所述散熱片型輻射受熱部的面與所述熱交換部的面以及所述對(duì)流傳熱部的面分別朝向相同方向，所述散熱型輻射受熱部、所述熱交換部、所述對(duì)流傳熱部通過(guò)擠壓成形工序一體成形而成。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為作為本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的催化劑燃燒裝置的立體圖；圖2為作為本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的催化劑燃燒裝置的立體圖；圖3為作為本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的催化劑燃燒裝置的立體圖。
(符號(hào)的說(shuō)明)1燃燒供給配管2空氣供給配管3熱交換部
4排氣口5催化劑燃燒部6催化劑支持部7熱介質(zhì)流道8熱介質(zhì)流道支持部；9輻射受熱部10對(duì)流傳熱部11熱交換部側(cè)板12第1流道隔板13第2流道隔板14第1流道隔板開口部15第2流路隔板開口部16氣化部17焦油抑制板18整流板100封口200燃燒室本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)以下參照


本發(fā)明的形態(tài)。為實(shí)施本發(fā)明，需要具有通氣性、對(duì)各種燃燒有氧化活性的催化劑燃料部、點(diǎn)火裝置、流量控制裝置、燃料與空氣的混合器，根據(jù)需要還有液體燃料的氣化器、溫度檢測(cè)裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置等。
作為催化劑燃料部，金屬及陶瓷的蜂窩狀載體、或陶瓷纖維的編織體、多孔質(zhì)燒結(jié)體等可采用主要成分為白金及鈀等貴重金屬的擁有活性成分的物質(zhì)。
空氣及氣體燃料的流量控制使用手動(dòng)針閥或電動(dòng)電磁閥等，液體燃料混合時(shí)使用電磁泵等。
其它驅(qū)動(dòng)部分可使用手動(dòng)的手柄操作、自動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等，點(diǎn)火裝置可使用電加熱器或放電點(diǎn)火器等。
這些均是目前廣泛使用的裝置，也可采取其他眾所周知的裝置。
(實(shí)施形態(tài)1)圖1為本發(fā)明涉及的催化劑燃燒裝置第1實(shí)施形態(tài)的立體圖。在圖1中，1為燃料供給配管；2為空氣供給配管；3為熱交換部；4為排氣口；5為具有通氣性的蜂窩陶瓷中擁有白金族金屬的催化劑燃料部；6為催化劑支持部，利用催化劑支持部6對(duì)催化劑燃料部5進(jìn)行定位；7為熱介質(zhì)流道；8為熱介質(zhì)流道支持部，將熱介質(zhì)流道7接觸設(shè)置在熱介質(zhì)流道保持部8上。
另外，向熱交換部3內(nèi)側(cè)突出的9為散熱片型輻射受熱部；10為對(duì)流傳熱部；11為熱交換部側(cè)板，可在熱交換部3的端面裝脫。在本實(shí)施形態(tài)中，燃料室200主要由熱交換部3與熱交換部側(cè)板11構(gòu)成。
接著，利用圖1說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作與特性。經(jīng)燃料供給配管1供給的燃料(這里使用城市燃?xì)?與經(jīng)空氣供給配管2供給的空氣混合后，供向熱交換部3內(nèi)。
接著，混合氣供向催化劑燃燒部5，并進(jìn)行氧化反應(yīng)。通過(guò)該氧化反應(yīng)，催化劑燃燒部5的上游溫度被控制在擁有良好燃料排氣特性的600℃以上，催化劑材料耐熱極限的900℃以下。此時(shí)，下游溫度在350℃至650℃之間。
來(lái)自該催化劑燃燒部5的上游及下游側(cè)的輻射熱在經(jīng)輻射受熱部9受熱后，在熱交換部3內(nèi)傳導(dǎo)，經(jīng)熱介質(zhì)流道支持部8傳至熱介質(zhì)流道7內(nèi)流動(dòng)的熱介質(zhì)。氧化反應(yīng)后的燃料廢氣反復(fù)與對(duì)流傳熱部10接觸，進(jìn)行熱交換，在從50℃達(dá)到200℃之后，最后從排氣口4排出。
在這里，輻射受熱部9的面、熱交換部3的面、催化劑支持部6的面以及熱介質(zhì)流道支持部8的面均朝向相同方向。這里所說(shuō)的相同方向并不意味著必須是平行關(guān)系，是指在垂直于催化劑燃燒部5的上游面以及下游面且垂直于熱介質(zhì)流道7內(nèi)的熱介質(zhì)流動(dòng)方向的任意各截面，催化劑燃燒部5、輻射受熱部9、熱交換部3以及熱介質(zhì)流道7的各截面保持同一形狀。
熱交換部3端面中，垂直于催化劑燃燒部5的上游面以及下游面且垂直于熱介質(zhì)流道7內(nèi)的熱介質(zhì)流動(dòng)方向的2個(gè)面處于開放狀態(tài)，所以，輻射受熱部9、熱交換部3、催化劑支持部6以及熱介質(zhì)流道支持部8可通過(guò)擠壓成形工序一體制成。輻射受熱部9、熱交換部3、催化劑支持部6以及熱介質(zhì)流道支持體8構(gòu)成本發(fā)明的框體。
由于設(shè)有對(duì)催化劑燃燒部5進(jìn)行定位的催化劑支持部6，所以，催化劑燃燒部5易于定位，熱交換部3與催化劑燃燒部5間的密封也簡(jiǎn)單，因此可提高制造時(shí)的生產(chǎn)效率。這樣，可制造低成本、批量生產(chǎn)性高的催化劑燃燒裝置。此外，熱交換部3與催化劑燃燒部5間的密封構(gòu)成如圖1B所示。該密封100有助于固定，同時(shí)還具有控制熱傳導(dǎo)的效果。
熱交換部3的端面中，垂直于催化劑燃燒部5的上游面以及下游面、且垂直于熱介質(zhì)流道7內(nèi)的熱介質(zhì)流動(dòng)方向的1個(gè)面上設(shè)有可脫卸的熱交換部側(cè)板11，所以在檢查出催化劑燃燒部5有老化、裂紋等異常情況時(shí)，可拆下熱交換部側(cè)板11，僅更換催化劑燃燒部5。為便于更換，催化劑燃燒部5的上游面、下游面最好也與輻射受熱部9的面平行。如果是火焰型燃燒裝置，要重視對(duì)流，散熱片型輻射受熱部9的散熱片面最好與氣體流動(dòng)方向平行；但像催化劑燃燒裝置主要利用輻射熱的裝置，如上所述，即便催化劑燃燒部5的上游面、下游面與輻射受熱部9的面平行也無(wú)問(wèn)題。
其結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)1，可得到易于維護(hù)的催化劑燃燒裝置。加上，由于可從更換下來(lái)的催化劑燃燒部5回收白金類貴重金屬，能實(shí)現(xiàn)可再利用性優(yōu)良的催化劑燃燒裝置。
由于熱介質(zhì)流道7接觸安裝于熱介質(zhì)流道支持部8，未直接釬焊于熱交換部3，所以易于分離，所以，在熱交換部3與熱介質(zhì)流道7材質(zhì)不同時(shí)，也可制造出再利用性優(yōu)良的催化劑燃燒裝置。
這樣，便可提供一種低成本、批量生產(chǎn)性強(qiáng)、易維護(hù)、再利用性優(yōu)良的催化劑燃燒裝置。
熱介質(zhì)流道7接觸設(shè)置于平行于催化劑燃燒部5的上游面與下游面的熱介質(zhì)流道支持部具有下述好處。即，如圖1所示，如果觀察在催化劑燃燒部5頂部的加熱現(xiàn)象，在本實(shí)施形態(tài)1中，在頂部上被加熱的熱介質(zhì)的溫度差與熱介質(zhì)流道支持部8垂直于催化劑燃燒部5的上游面以及下游面設(shè)置時(shí)相比較小。即，如果熱介質(zhì)流道支持部8垂直于催化劑燃燒部5的上游面與下游面設(shè)置，熱介質(zhì)流道7將多次橫切頂面的縱方向，導(dǎo)致熱介質(zhì)溫度差加大。
在本實(shí)施形態(tài)中，使用氣體燃料，如果設(shè)置液體燃料的氣化部，也可使用液體燃料，可得到相同的效果。熱介質(zhì)流道7配置于熱交換部3的外側(cè)，也可埋設(shè)于熱交換部3的內(nèi)部或配置于內(nèi)側(cè)，可得到相同的效果。
催化劑燃燒部5與熱交換部3間隔著具有高溫膨脹性的陶瓷密封材料，如為可對(duì)催化劑燃燒部5定位的構(gòu)成，就不再需要其他密封材料，還可抑制向熱交換部3側(cè)的熱傳導(dǎo)，所以即使催化劑支持部6的形狀為與催化劑燃料部5線接觸形狀，也可得到相同的效果。即，在未使用密封材料100時(shí)，如圖1C所示，將催化劑支持部6的支持面設(shè)于M字上，催化劑支持部6與催化劑燃燒部5不進(jìn)行面接觸。
熱交換部側(cè)板11由熱線反向率高的金屬材料構(gòu)成時(shí)，或用熱線吸收率1左右的耐熱性黑色涂料覆蓋熱交換部3的內(nèi)面時(shí)，除具有上述效果外，還可得到更高熱交換效率的催化劑燃燒裝置。
(實(shí)施形態(tài)2)下面說(shuō)明本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)2基本構(gòu)成與實(shí)施形態(tài)1相同，不同的是為使混合氣體流動(dòng)方向近平行于催化劑燃燒部5的上游面與下游面而配置有流道隔板。因此主要對(duì)這一不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
圖2為本實(shí)施形態(tài)的立體圖。這里，12為第1流道隔板，13為第2流道隔板，配置成大致平行于催化劑燃燒部5的上游面和下游面。14為第1流道隔板開口部，15為第2流道隔板開口部。
接著，參照?qǐng)D2說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作與特性。經(jīng)燃料供給配管1供給的燃料(這里使用城市燃?xì)?在與經(jīng)空氣供給配管供給的空氣混合后，供向熱交換部3內(nèi)。
混合氣體撞到第1流道隔板，形成平行于散熱片型輻射受熱部9的氣流，從第1流道隔板開口部14(圖中跟前側(cè))流入第1流道隔板12與催化劑燃燒部5之間的空間。在這里，混合氣體的一部通過(guò)催化劑燃燒部5后撞到第2流道隔板，形成平行于第2流道隔板13的氣流，一部形成平行與輻射受熱部9的氣流后通過(guò)催化劑燃燒部5。
此時(shí)，催化劑燃燒部5的上游溫度為600℃至900℃，下游溫度為350℃至650℃。來(lái)自催化劑燃燒部5下游側(cè)的大部分輻射熱通過(guò)配置在附近的第2流道隔板13受熱后，與通過(guò)輻射受熱部9受熱時(shí)同樣在熱交換部3內(nèi)傳導(dǎo)，并經(jīng)熱介質(zhì)流道支持部8傳導(dǎo)至在熱介質(zhì)流道7內(nèi)流動(dòng)的熱介質(zhì)。
燃燒廢氣從第2流道隔板開口部15(圖中內(nèi)側(cè))流入第2流道隔板13的下游空間，形成平行于對(duì)流傳熱部10的氣流。此時(shí)，與對(duì)流傳熱部10反復(fù)接觸，進(jìn)行熱交換，溫度達(dá)到50℃至200℃，最后從排氣口4排出。這里，通過(guò)將第1流道隔板12、第2流道隔板13配置成混合氣體的流動(dòng)方向大致平行于催化劑燃燒部5的上游面和下游面，即輻射受熱部9的面、對(duì)流傳熱部10的面，可增加對(duì)輻射受熱部9、對(duì)流傳熱部10的熱傳導(dǎo)量，并與實(shí)施形態(tài)1一樣，可通過(guò)擠壓成形制造熱交換部3。
熱交換部3的最下游面可設(shè)置對(duì)流傳熱部10，熱傳遞面積增加。這樣，可得到低成本、批量生產(chǎn)性強(qiáng)、且熱交換效率高的催化劑燃燒裝置。
通過(guò)將與熱交換部3一體構(gòu)成的第2流道隔板13配置于催化劑燃燒部5的下游面附近，在通過(guò)對(duì)流熱傳遞的基礎(chǔ)上，還可吸收來(lái)自下游側(cè)的大部分輻射熱，從而得到高熱交換效率的催化劑燃燒裝置。
由于熱交換部3的機(jī)械性強(qiáng)度高，所以耐搬運(yùn)掉落沖擊的強(qiáng)度也有所提高，同時(shí)也可提高批量生產(chǎn)時(shí)的成品率?？蓪?shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)性高的催化劑燃燒裝置。
這樣，可獲得一種低成本、批量生產(chǎn)性高、熱交換效率高的催化劑燃燒裝置。
在本實(shí)施形態(tài)2中使用氣體燃料，如果設(shè)置有液體燃料的氣化裝置，也可使用液體燃料，可以得到相同效果。
如圖2所示，熱介質(zhì)流道7埋設(shè)于熱交換部3的內(nèi)部，也可配置于熱交換部3的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，也能得到相同的效果。
催化劑燃燒部5與熱交換部3間隔著具有高溫膨脹性的陶瓷密封材料，如果采用可對(duì)催化劑燃燒部5定位的構(gòu)成，就不再需要其他密封材料，還可控制熱被傳導(dǎo)至熱交換部3側(cè)，所以即使催化劑支持部6的形狀為與催化劑燃料部5線接觸形狀，也可得到相同的效果。
熱交換部側(cè)板11由熱線反向率高的金屬材料構(gòu)成時(shí)，或用熱線吸收率1左右的耐熱性黑色涂料覆蓋熱交換部3的內(nèi)面時(shí)，除具有上述效果外，還可得到高熱交換效率的催化劑燃燒裝置。
(實(shí)施形態(tài)3)下面說(shuō)明本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)基本構(gòu)成與實(shí)施形態(tài)1相同，不同之處在于，催化劑燃燒部5的上游側(cè)設(shè)有液體燃料的氣化部，同時(shí)在催化劑燃燒部5與氣化部之間的熱交換部3的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有熱傳導(dǎo)率小于熱交換部3基體材料的焦油抑制板。因此，主要說(shuō)明這一不同點(diǎn)。
圖3為本實(shí)施形態(tài)3的立體圖。這里，16為液體燃料的氣化部，17為焦油抑制板，由熱傳導(dǎo)率小于熱交換部3的基體材料的材料制成。18為整流板。
接著，利用圖3說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)的動(dòng)作與特性。經(jīng)燃料供給配管供給的燃料(這里使用煤油)從氣化部16噴出，并在這里被氣化。然后撞到整流板18并與空氣混合后供向催化劑燃燒部5。
此時(shí)，催化劑燃燒部5的上游溫度為600至900℃，下游溫度為350℃至650℃。在催化劑燃燒部5的上游側(cè)盡管散發(fā)了大量的輻射熱，但由于熱介質(zhì)流道7與熱交換部3接觸設(shè)置，所以在將輻射受熱部9設(shè)置于催化劑燃燒部5的上游側(cè)時(shí)，其前端為60℃左右，氣化的液體燃料再度凝結(jié)，易附著焦油。
但是，在本實(shí)施形態(tài)3中，由于設(shè)置了由熱傳導(dǎo)率小于熱交換部3基體材料一一鋁的不銹鋼制焦油抑制板，所以，在其表面溫度上升到160℃左右時(shí)，可控制焦油的附著。
如圖3B所示，在焦油抑制板17上設(shè)有向熱交換部3側(cè)突出的焦油抑制板支持部171，通過(guò)焦油抑制板17與熱交換部3的點(diǎn)或線接觸，焦油抑制板17的表面溫度進(jìn)一步上升，焦油更難附著。
這樣，便提供了這樣一種快捷性、安全性卓越的催化劑燃燒裝置，即使催化劑燃燒部5的上游設(shè)有液體燃料氣化部16，由于催化劑燃燒部5與氣化部16之間的熱交換部3的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有熱傳導(dǎo)率小于熱交換部基體材料的材料制成的焦油抑制板17，也不會(huì)產(chǎn)生焦油附著而帶來(lái)臭味，或由于蓄積的焦油而引發(fā)火災(zāi)。
在本實(shí)施形態(tài)3中，熱介質(zhì)流道7埋設(shè)于熱交換部3的內(nèi)部，但也可配置于熱交換部3的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，可獲得相同的效果。
為控制向熱交換部3的熱傳遞，催化劑支持部6與催化劑燃燒部5為線接觸形狀，該線接觸部處采用密封構(gòu)成，但也可采用在熱交換部3高溫區(qū)域具有膨脹性的陶瓷密封材料，可得到相同的效果。
以上，以氣體與液體燃料的催化劑燃燒裝置為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，當(dāng)然本發(fā)明并不僅限于此，下述情況也包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
作為燃料種類為配管供給的氣體燃料，也可適用于使用煤油一類的液體燃料的場(chǎng)合。從燃料罐供給的液化天然氣一類高壓供給的氣體燃料時(shí)，不必附加送風(fēng)扇一類的空氣供給裝置，可附加噴嘴及喉管一類利用燃?xì)鈬姵鰤毫ξ龑?dǎo)入空氣的裝置。使用液體燃料時(shí)可附加對(duì)液體燃料進(jìn)行氣化的裝置。
催化劑燃燒部的載體采用蜂窩陶瓷，如果設(shè)有混合氣體可流過(guò)的多個(gè)貫穿孔，則并不僅限這種材料及形狀，也可使用諸如陶瓷與金屬的燒結(jié)體、金屬載體及金屬無(wú)紡織布、陶瓷纖維的編織體等，形狀也不僅限于平板狀，可根據(jù)材料的加工性與用途任意設(shè)定，如彎曲形狀、筒狀或波板狀。
作為活性成分一般采用白金、鈀、銠等白金屬之類的貴金屬，也可采用這些混合體及其他金屬及其氧化物以及與這些貴金屬的混合組成，可選擇適合燃料種類及使用條件的活性成分。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明涉及的催化劑燃燒裝置中，其框體可通過(guò)擠壓成形制造。
設(shè)有對(duì)催化劑燃燒部進(jìn)行定位的催化劑支持部時(shí)，易于對(duì)催化劑燃燒部進(jìn)行定位，由于熱交換部與催化劑燃燒部間的密封構(gòu)成簡(jiǎn)單，所以可提高制造時(shí)的生產(chǎn)效率。因此，可實(shí)現(xiàn)以低成本制造批量生產(chǎn)性高的催化劑燃燒裝置。
熱交換部的端面中設(shè)有可脫卸熱交換部側(cè)板時(shí)，在檢查出催化劑燃燒部老化以及有裂紋等異常情況時(shí)可拆下熱交換部側(cè)板，僅更換催化劑燃燒部。這樣，可實(shí)現(xiàn)易維護(hù)的催化劑燃燒裝置。并且，可從更換下來(lái)的催化劑燃燒部回收白金族貴金屬，可實(shí)現(xiàn)再利用性優(yōu)良的催化劑燃燒裝置。
熱介質(zhì)流道接觸設(shè)置于熱介質(zhì)流道支持部上，未釬焊于熱交換部上，易分離，這樣即使熱交換部與熱介質(zhì)流道的材質(zhì)不同，也可得到再利用性優(yōu)良的催化劑燃燒裝置。
另外，在第1流道隔板、第2流道隔板配置成混合氣體的流動(dòng)方向大致平行于催化劑燃燒部的上游及下游面即輻射受熱部、對(duì)流傳熱部的場(chǎng)合，可增加對(duì)輻射受熱部、對(duì)流傳熱部的熱傳遞量，同時(shí)可通過(guò)擠壓成形制造熱交換器。還可在熱交換部的最下游面設(shè)置輻射受熱部，傳熱面積增加。因此，可得到低成本、批量生產(chǎn)高、且熱交換率高的催化劑燃燒裝置。
還有，將與熱交換部一體構(gòu)成的第2流道隔板配置于催化劑燃燒部下游面附近時(shí)，在通過(guò)對(duì)流熱傳遞的基礎(chǔ)上，還可吸收來(lái)自下游側(cè)的大部分輻射熱，從而得到熱交換率高的催化劑燃料裝置。由于熱交換部機(jī)械性高，所以對(duì)于搬運(yùn)掉落時(shí)的沖擊的強(qiáng)度也有所提高，同時(shí)還有望提高批量生產(chǎn)時(shí)的成品率。因此，可得到一種批量生產(chǎn)性高的催化劑燃料裝置。
另外，在催化劑燃燒部的上游設(shè)置液體燃料的氣化部時(shí)，在催化劑燃燒部與氣化部之間的熱交換部的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有熱傳導(dǎo)率小于熱交換部基體材料的材料制成的焦油抑制板時(shí)，可防止由于附著焦油產(chǎn)生臭味以及蓄積的焦油引發(fā)火災(zāi)，獲得快捷性、安全性優(yōu)良的催化劑燃燒裝置。
權(quán)利要求
1.一種催化劑燃燒裝置，包括上游設(shè)有燃料供給部以及燃燒用空氣供給部、下游設(shè)有燃燒氣體排氣口的燃燒室，在設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)、上游面與下游面實(shí)際平行的催化劑燃燒部中使供向燃燒室的燃料與空氣的混合氣體反應(yīng)發(fā)熱，其特征在于，包括構(gòu)成所述燃燒室壁一部的熱交換部，從所述熱交換部向所述燃燒室突出，設(shè)于所述催化劑燃燒部附近的散熱片型輻射受熱部；至少所述散熱片型輻射受熱部的面和所述熱交換部的面分別朝向相同方向。
2.如權(quán)利要求1所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，在所述催化劑燃燒部的下游側(cè)設(shè)有對(duì)流傳熱部，所述對(duì)流傳熱部從所述熱交換部向所述燃燒室內(nèi)突出，并設(shè)有與受熱部面方向?qū)嶋H上朝向相同的面。
3.如權(quán)利要求2所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，所述熱交換部、所述輻射受熱部以及所述對(duì)流傳熱部通過(guò)擠壓成形一體成形。
4.如權(quán)利要求1或2所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，對(duì)所述催化劑燃燒部進(jìn)行支持的催化劑支持部的催化劑燃燒部側(cè)的面與輻射受熱部的面方向?qū)嶋H上朝向相同。
5.如權(quán)利要求1-4所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，所述催化劑燃燒部的面與所述輻射受熱部的面朝向相同方向。
6.如權(quán)利要求1-5所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，還設(shè)有熱介質(zhì)流過(guò)的熱介質(zhì)流道以及對(duì)該熱介質(zhì)流道進(jìn)行支持的熱介質(zhì)流道支持部，所述熱介質(zhì)流道支持部在所述熱交換部上設(shè)置成所述熱介質(zhì)流道內(nèi)的熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與所述催化劑燃燒部的面實(shí)際上平行。
7.如權(quán)利要求1-6所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，用放射率1左右的耐熱性涂料覆蓋所述熱交換部的所述催化劑燃燒部側(cè)的面。
8.如權(quán)利要求1-7所述催化劑燃燒裝置，其特征在于，還設(shè)有對(duì)液體燃料進(jìn)行氣化的氣化部，在所述催化劑燃燒部下游以后設(shè)有輻射受熱部。
9.如權(quán)利要求8所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，在催化劑燃燒部的上游設(shè)有焦油抑制板，所述焦油抑制板由熱傳導(dǎo)率小于熱交換部基體材料的材料制成，并覆蓋熱交換部的催化劑燃燒部側(cè)的面。
10.如權(quán)利要求9所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，在所述焦油抑制板與所述熱交換部之間設(shè)有與所述焦油抑制板和所述熱交換部雙方部分接觸的焦油抑制板支持部。
11.如權(quán)利要求1-10所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，在構(gòu)成所述燃燒室的壁中，至少實(shí)際垂直于所述輻射受熱部的面的2個(gè)壁中的一方的壁可脫卸。
12.如權(quán)利要求11所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，至少一方的所述壁由金屬制成，或覆蓋有金屬氧化物膜。
13.如權(quán)利要求1-12所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，還設(shè)有與催化劑燃燒部上游面實(shí)際上平行的流道隔板。
14.如權(quán)利要求13所述的催化劑燃燒裝置，其特征在于，所述流道隔板與所述壁為一體化。
16.一種催化劑燃燒裝置的框體部分的制造方法，所述催化劑燃燒裝置包括上游設(shè)有燃料供給部以及燃燒用空氣供給部、下游設(shè)有燃燒氣體排氣口的燃燒室，在設(shè)置于上述燃燒室內(nèi)、上游面與下游面實(shí)際平行的催化劑燃燒部中使供向燃燒室的燃料與空氣的混合氣體反應(yīng)發(fā)熱，其特征在于，所述框體部分包括構(gòu)成燃燒室壁一部的熱交換部，從所述熱交換部向所述燃燒室內(nèi)突出并設(shè)于所述催化劑燃燒部附近的散熱片型輻射受熱部，在所述催化劑燃燒部的下游側(cè)從熱交換部向燃燒室內(nèi)突出設(shè)置、并具有朝向?qū)嶋H上與輻射受熱部的面相同方向的面的對(duì)流傳熱部；所述散熱片型輻射受熱部的面與所述熱交換部的面以及所述對(duì)流傳熱部的面分別朝向相同方向，所述散熱型輻射受熱部、所述熱交換部、所述對(duì)流傳熱部通過(guò)擠壓成形工序一體成形而成。
全文摘要
提供一種低成本、批量生產(chǎn)性高、具有易維護(hù)結(jié)構(gòu)的催化劑燃燒裝置。包括上游設(shè)有燃料供給部(1)和燃燒用空氣供給部(2)、下游設(shè)有燃燒氣體排氣口(4)的燃燒室(200)，在設(shè)置于燃燒室(200)內(nèi)、與上游面和下游面實(shí)際平行的催化劑燃燒部(5)中使供向燃燒室(200)內(nèi)的燃料與空氣的混合氣體反應(yīng)并發(fā)熱，其特征在于，還包括構(gòu)成燃燒室(200)壁一部的熱交換部(3)，以及從熱交換部(3)向燃燒室(200)內(nèi)突出并設(shè)于催化劑燃燒部(5)附近的散熱片型輻射受熱部(9)，散熱片型輻射受熱部(9)的面和熱交換部(3)的面分別朝向同一方向。
文檔編號(hào)F24H1/41GK1457417SQ02800366
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者鈴木基啟, 藤田龍夫, 寺島徹生, 安藤智朗, 山口成人, 渡邊幸男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社