(57)【要約】      （修正有）【課題】大量の熱エネルギーを発生させ、霧状燃料が完全に燃焼されて有害な排気ガスを発生させることがないようにし、燃料の熱エネルギーへの変換効率を効果的に向上させ、低エネルギー消費量で高熱エネルギーを発生させることができ、省エネ化及び環境保全の利点を有する熱エネルギー発生モジュールを提供する。【解決手段】本体１００、燃料供給管路２０、助燃用触媒コンバータ４０及び加熱ユニット５０を備え、該本体１００は、第１室１０と、該第１室１０の一側に設けられ且つ該第１室１０に連通している第２室３０とを含み、該燃料供給管路２０は、該第１室１０の該第２室３０から離れた一側に接続されて、霧状燃料を該第１室１０へ供給し、該助燃用触媒コンバータ４０は、該第２室３０内に設けられ、該加熱ユニット５０は、該本体１００に設けられて、該助燃用触媒コンバータ４０に必要な作動温度に昇温するまで加熱する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギー発生モジュールであって、
第１室と、該第１室の一側に設けられ且つ該第１室に連通しており、該第１室から離れた一側に排気口が形成される第２室とを含む本体と、
該第２室から離れた該第１室の一側に接続され、且つ該第１室との接続口が該燃料供給管路へ増大している円錐形状を有する燃料供給管路と、
該第２室内に設けられ、表面に助燃触媒がコーティングされている助燃用触媒コンバータと、
該本体に設けられる加熱ユニットと、を備える熱エネルギー発生モジュール。
【請求項２】
該燃料供給管路は、互いに連通している燃料チャネルと空気チャネルとを含む請求項１に記載の熱エネルギー発生モジュール。
【請求項３】
該第１室の側壁に少なくとも１つの孔が設けられる請求項２に記載の熱エネルギー発生モジュール。
【請求項４】
該加熱ユニットは、該第１室に接続されるイグナイターを含む請求項１から３のいずれかに記載の熱エネルギー発生モジュール。
【請求項５】
該加熱ユニットは、該助燃用触媒コンバータの底部に近い外周に設けられるヒーターを含む請求項１から３のいずれかに記載の熱エネルギー発生モジュール。
【請求項６】
該加熱ユニットは、該助燃用触媒コンバータの底部に近い外周に設けられるヒーターを含む請求項４に記載の熱エネルギー発生モジュール。
【請求項７】
該第１室と該第２室の間に仕切板が設けられ、且つ該仕切板には、該第１室と該第２室を連通させる貫通孔を有する請求項６に記載の熱エネルギー発生モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、加熱モジュールに関し、特に、触媒反応で霧状燃料の酸化反応を速めて熱エネルギーを発生させる高性能加熱モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を燃焼させて熱エネルギーを提供する従来の加熱方法は、多量の燃料を消費する必要があり、燃料の熱エネルギーへの変換効率が悪く、高温を速やかに発生させることができず、燃料の不完全燃焼により有害な排気ガスを放出して環境汚染を引き起こしやすく、したがって、省エネで環境にやさしい加熱方法は重要な研究課題となっている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の燃料燃焼方式では、燃料の熱エネルギーへの変換効率が悪く、有害な排気ガスが発生しやすいことに鑑み、本考案の主な目的は、触媒反応を利用して霧化燃料の酸化反応を速めて、排気ガスの排出を伴わずに高熱エネルギーを発生させる熱エネルギー発生モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成させるために、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、
第１室と、該第１室の一側に設けられ且つ該第１室に連通しており、該第１室から離れた一側に排気口が形成される第２室とを含む本体と、
該第１室の該第２室から離れた一側に接続され、且つ該第１室との接続口が該燃料供給管路へ増大している円錐形状を有する燃料供給管路と、
該第２室内に設けられ、表面に助燃触媒がコーティングされている助燃用触媒コンバータと、
該本体に設けられる加熱ユニットとを備える。
【考案の効果】
【０００５】
上述した技術的手段により、本考案の熱エネルギー発生装置は、加熱ユニットによって助燃用触媒コンバータの初期作動温度（約５０℃以上）になるまで加熱され、燃料供給管を介して助燃ガス及びたとえばメタノール、ガソリン、ディーゼル、揮発性有機溶剤などの霧状燃料を第１室に供給し続け、霧化燃料が第２室に入って助燃用触媒コンバータに接触すると、助燃用触媒コンバータにより触媒されて酸化還元反応を行い、大量の熱エネルギーを発生させ、６００℃以上の温度に素早く上昇し、８００℃の高温に達することもでき、このため、加熱のための高熱エネルギーを迅速に供給することができ、且つ触媒作用により霧化燃料を完全に酸化して、有害な排気ガスの発生を抑制し、燃料の熱エネルギーへの変換効率を向上させ、低エネルギー消費量で高熱エネルギーを発生させることができるとともに、省エネ化及び環境保全の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本考案の好適実施例の斜視外観図である。
【図２】本考案の好適実施例の側面断面図である。
【図３】本考案の好適実施例の別の側面断面図である。
【図４】本考案の好適実施例に適用される管路加熱装置の側面断面図である。
【図５】本考案の好適実施例に適用される管路加熱装置の別の側面断面図である。
【図６】本考案の好適実施例に適用される管路加熱装置の斜視外観図である。
【考案を実施するための形態】
【０００７】
本考案の技術的特徴および実用的効果を詳細に理解し、明細書の内容に従って実現するために、以下、図面に示される好適実施例にて、詳細に説明する。
【０００８】
図１−図３に示されるように、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、本体１００、燃料供給管路２０、助燃用触媒コンバータ４０及び加熱ユニット５０を備える。
【０００９】
該本体１００は、第１室１０と第２室３０を含み、該第１室１０は、底部が上へ次第に増大している円錐形状を有し、且つトップが開口しており、好ましくは、該第１室１０の側壁には、外部の空気との連通及び放熱のための少なくとも１つの孔１１が設けられ、該第２室３０は該第１室１０の上方に位置し、その底端が該第１室１０に連通しており、そのトップに排気口が形成され、好ましくは、該第１室１０と第２室３０の間には仕切板１３が設けられ、且つ該仕切板１３には、該第１室１０と該第２室３０を連通させる貫通孔１３１が設けられる。
【００１０】
該燃料供給管路２０は、該第１室１０の底部に接続され、霧化されたメタノール、ガソリン、ディーゼル、揮発性有機溶剤などの霧状燃料を供給し、助燃ガスを混合して且つ粒子径が０．５ミクロン（μｍ）−１２５０ミクロン（μｍ）の霧状燃料を直接供給してもよく、燃料供給管路２０において超音波噴霧ノズル、ベンチュリ管原理による噴霧などの方式で、霧状燃料を発生させてもよい。本実施例では、該燃料供給管路２０は、連通している燃料チャネル２１と空気チャネル２３とを含み、該燃料チャネル２１は、燃料供給ユニットに接続されて、メタノール、ガソリン、ディーゼル、揮発性有機溶剤などの燃料原液を供給する。該空気チャネル２３は、助燃ガスを供給することに用いられ、且つポンプ６０に接続されて、燃料原液と助燃ガスを燃料供給管路２０内で混合して噴霧して、粒径０．５ミクロン（μｍ）−１２５０ミクロン（μｍ）の霧状燃料を形成するとともに、霧状燃料に大量の助燃ガスを混入し、該第１室１０の底部の円錐状継ぎ目から第１室１０内に導入し、霧状燃料が第１室１０内に入るときに圧力差を発生させ、このように、助燃ガスが第１室１０において大量の助燃ガスと均一に混合した後に第２室３０内に流れる。
【００１１】
該助燃用触媒コンバータ４０は、該第２室３０内に設けられ、且つ多孔質固体構造物であり、大表面積を有し、表面に助燃触媒がコーティングされており、温度が助燃触媒の作動温度である約５０℃になると、助燃触媒が霧状燃料と反応して、霧状燃料に強烈な酸化還元反応を発生させることで、二酸化炭素ＣＯ２と水蒸気Ｈ２Ｏを生成するとともに、熱エネルギーを発生させる。
【００１２】
該加熱ユニット５０は、該本体１００に設けられて、該本体１００を加熱して昇温させることにより、その内部を助燃用触媒コンバータ４０の作動温度にする。該加熱ユニット５０の加熱方式としては、電熱管による加熱、点火加熱又は熱風加熱などとしてもよい。本実施例では、該加熱ユニット５０はイグナイター５１及びヒーター５３を含み、該イグナイター５１は、該第１室１０に接続され、スパークを発生させて第１室１０内の霧状燃料を点火させるスパークプラグであってもよく、それによって、霧状燃料が第１室１０内で燃焼して熱量を発生させ、本体１００の内部を助燃用触媒コンバータ４０の作動温度にする。該ヒーター５３は、該助燃用触媒コンバータ４０の底部に近い外周に設けられ、直接加熱により該本体１００の内部温度を上げる。
【００１３】
本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、水の加熱、灯油の加熱、空気の加熱や水蒸気製造などの装置に用いられ得る。図４−図６には、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールに適用される管路加熱装置が示されており、該管路加熱装置は、加熱管路８０及びカバー７０を含み、該加熱管路８０は本考案に係る熱エネルギー発生モジュールの外周を取り囲み、且つ上へ旋回する螺旋状を有し、その底部の入り口端８１から水、気体、油などの液体又は気体の被加熱物を内部に導入し、且つ、被加熱物が加熱管路８０に沿って本考案に係る熱エネルギー発生モジュールの外周で上へ旋回して、加熱管路８０の頂部の排出端８３から排出されることを可能にし、該カバー７０は、該加熱管路８０の外周に設けられるものであり、トップが密閉され且つ底端が開口し、このように、熱エネルギーがカバー７０のトップから直接逸散することはない。
【００１４】
使用するに当たり、まず、イグナイター５１で第１室１０内の霧状燃料を点火させ、霧状燃料が第１室１０において燃焼して熱エネルギーを発生させて助燃用触媒コンバータ４０の作動温度にし、霧状燃料は、燃焼後に、第１室１０内で、二酸化炭素ＣＯ２などの難燃性ガスを発生させて裸火を消火するため、完全に燃焼されていない霧状燃料が熱エネルギーとともに該第２室３０内に入り、該助燃用触媒コンバータ４０によって再び酸化還元反応を行って、二酸化炭素ＣＯ２と水蒸気Ｈ２Ｏ及び熱エネルギーを生成し、その後、霧状燃料が連続的に供給されて、助燃用触媒コンバータ４０の触媒によって酸化還元反応を行い、大量の熱エネルギーを発生させ、それにより短時間内（５−１０分間）で６００℃以上、最高では８５０℃の高温に昇温させ、助燃用触媒コンバータ４０の触媒により生じた熱エネルギー及び気体が、第２室３０のトップの開口から上へ流れて、カバー７０内の温度を高めるとともに管路８０を加熱し、このため、被加熱物が加熱管路８０内で流れるときに、大量の熱エネルギー及びそれによる高温加熱を印加されるため、該加熱管路８０内の水、気体、油が迅速に加熱され得る。
【００１５】
本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、電気ヒータ５３により助燃用触媒コンバータ４０の作動温度になるまで直接加熱され、次に霧状燃料が連続的に供給されて助燃用触媒コンバータ４０の触媒により酸化還元反応を行い、大量の熱エネルギーを発生せるようにしてもよく、このような場合は、点火を必要とせずに連続的加熱が実現できる。
【００１６】
別の一実施例では、該本体１００の第１室１０と該第２室３０は、横方向に接続されてもよく、該第２室３０は、該第１室１０の一側に接続され、且つ該第１室１０に連通しており、且つ該第２室３０の該第１室１０から離れた一側に排気口が形成され、該排気口は、該第１室１０から離れた端壁又は側壁に位置してもよく、且つ該燃料供給管路２０は、該第１室１０の該第２室３０から離れた一側に接続され、霧状燃料は、第１室１０から横方向に第２室３０に流れて、助燃用触媒コンバータ４０と反応し、熱エネルギーと二酸化炭素ＣＯ２及び水蒸気Ｈ２Ｏを発生させて、排気口から排出する。
【００１７】
本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、下記の有益的な効果を果たす。
【００１８】
１．助燃用触媒コンバータ４０で霧状燃料を触媒して酸化還元反応させることで、霧状燃料を第２室３０内で完全に酸化させ、有害な排気ガスの排出を防止して、環境汚染を削減させる。
【００１９】
２．助燃用触媒コンバータ４０の作動開始温度が低いので、約５０℃以上であれば、霧状燃料と反応して、霧状燃料を触媒して酸化還元反応させ、大量の熱エネルギーを発生させることができることから、低い初期熱エネルギーを提供するだけで、迅速且つ連続的に反応して大量の高熱エネルギーを発生させることができ、それによって、燃料の熱エネルギーへの変換効率を効果的に向上させるとともに、低エネ消費量で高熱エネルギーを発生できる。
【００２０】
３．少量の燃料原液を用いて高熱エネルギーを供給することができ、２４０ミリリットル（ｍｌ）の燃料原液では、噴霧されると、本考案に係る熱エネルギー発生モジュールの約１時間の加熱反応を持続させることができ、且つ６５０℃以上の高温を実現できるため、省エネ化及び環境保全の利点を有する。
【００２１】
４．本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、モジュール化設計を採用するため、スケールアップ性を有し、複数の熱エネルギー発生モジュールを並列してそれぞれ燃料供給ユニットに接続することによって、各熱エネルギー発生モジュールは同時に加熱されて反応して熱エネルギーを発生させることができるため、加熱効率が高まる。
【００２２】
５．第１室１０と燃料供給管路２０の接続する継ぎ目が該燃料供給管路２０から離れる方向へ増大している円錐状とされるため、霧状燃料が第１室１０に入るときに、第２室３０に流れて助燃用触媒コンバータ４０と反応する前に、圧力差により第１室１０において大量の助燃ガスと均一に混合し、このように、霧状燃料の触媒加熱反応の効率を高め、且つ霧状燃料が連続的に触媒されて加熱反応を行え、本体１００の体積を減少させて、必要な使用空間を減少させ、生じた熱エネルギーを集中し、本体１００全体の体積の大きさを約０．０６４立方メートルにする。
【００２３】
６．本考案に係る熱エネルギー発生モジュールは、加熱装置に用いられて、加熱のための高熱エネルギーを迅速に提供できる。
【００２４】
以上は、本考案の好適実施例に過ぎず、本考案を何ら制限するものではなく、当業者であれば、本考案による技術的特徴の範囲から逸脱することなく、本考案において開示されている技術的内容に基づいて部分的の変更又は修飾を実施した等価実施例も、本考案の技術案の内容を逸脱しない限り、本考案の技術的特徴の範囲に属する。
【符号の説明】
【００２５】
１００  本体
１０  第１室
１１  孔
１３  仕切板
１３１  貫通孔
２０  燃料供給管路
２１  燃料チャネル
２３  空気チャネル
３０  第２室
４０  助燃用触媒コンバータ
５０  加熱ユニット
５１  イグナイター
５３  ヒーター
６０  ポンプ
７０  カバー
８０  加熱管路
８１  入り口端
８３  出力端 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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