[发明专利]一种利用触媒燃烧的节能装置与方法

说明书

技术领域

本发明关于一种燃烧装置，特别是关于一种利用触媒燃烧产生能量的节能燃烧装置。

背景技术

工业革命以来，人类的生活形态发生的大幅的转变，也改变了原先能源的使用方式，能源的大量开采，不但造成能源极遽损耗，也带来了许多环境上潜在的危机，如：温室效应、酸雨等问题，进入二十一世纪，虽然石化燃料仍属能源使用的主流，但能源的利用已进入了不同的形式阶段，为了改善环境问题，而积极发展替代性能源。

触媒燃烧在环保功能上已受到高度肯定，在燃烧过程中，触媒为一种反应媒介，可加速反应的进行，并降低燃烧所需要的能量，且在触媒燃烧进行时，所需使用的燃料与空气混合比例较传统燃烧机制低(即一般所称的贫油即可进行燃烧)，可相对减少燃料用量。

目前普遍使用于汽、机车引擎的触媒转化器，即是将燃油燃烧所产生的废气进行二次燃烧，以减少废气排放时对空气的污染；而白金怀炉则是最早的触媒发热体，利用去渍油的挥发气与触媒反应产生热能，然而去渍油的挥发并无法充分进行控制，且怀炉结构体无法使怀炉发热均匀，而具有不易控制及使用时数短的缺失。

触媒燃烧的反应速率与触媒内部化学反应及反应物扩散速率有关，触媒燃烧时，空气与燃料会先吸附于触媒表面，触媒的氧化反应引发后，反应中所产生的热能可大幅提高触媒的温度，使反应速率与温度成一指数关系增加，并进入平稳质传控制(mass transfer control)状态，触媒经由氧化反应产生二氧化碳、水、自由基及燃烧中间产物，其中自由基及燃烧中间产物具有高度活性，可在燃烧过程中达到均质燃烧反应(homogeneous phase combustion)，而产生完全燃烧作用，减少污染废弃的排放，且触媒燃烧温度低于传统燃烧时所需的温度，减少了燃料的使用量，因而具有节能的优点。

目前在触媒燃烧的实际应用达成上仍具有几项关键技术待克服，包括：(1)燃料与空气预混的控制、(2)触媒燃烧反应的激活与控制及(3)发热面积与加热物之间的热传导，本发明的发明人有鉴于上述各项关键技数至今仍无法充分整合，使触媒燃烧应用技术得以发挥极致效用，乃经多年研发亟思一种应用广泛且易于操作的节能燃烧装置。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种利用触媒燃烧的节能装置，该装置可降低能源使用量的燃烧系统，以减少因燃烧所造成环境污染、资源耗损等缺失，该装置同时具有加热稳定的特性，并可有效应用于各式小型加热炉具。

本发明的利用触媒燃烧的节能装置，利用燃料及空气混合物燃烧引发一触媒层进行无焰燃烧产生热能，包括：

一燃料进口，其一端可供灌注燃料，另一端与一燃料管连接；

一调压阀旋钮，可控制一调压阀的开关；及

一点火器。

其中，该装置更包括有一混合室，供流入该装置的燃料与空气均匀混合，该混合室可为至少一文氏管。

其中，该装置更包括有一燃烧室，该燃烧室更具有至少一挡板。

其中，该点火器可为一压电式点火器。

其中，该装置可以是卡式炉、单口炉或咖啡炉。

其中，该燃料可以是一桶装瓦斯、一罐装瓦斯或一填充燃料。

其中，该燃料可以是丙烷、丁烷、氢气或去渍油。

其中，该燃料管的前端具有一喉嘴，可装设于该混合室开口上方。

其中，该装置的该触媒层可以由铂(Pt)金属、钯(Pd)金属、锶(Sr)金属、镧(La)金属或前述金属的混合物所组成。

其中，该装置的该触媒层可以镀附于该担体上。

其中，该装置的该触媒层可以是一单一触媒层。

其中，本发明的节能燃烧装置其操作方式先转动该调压阀旋钮，使燃料由该燃料进口流通往该喉嘴，该喉嘴切面可设定为0.12-0.20毫米(mm)，使燃料的喷射速度增加而产生一压力差，该压力差可将空气导入该混合室，产生一燃料与空气的混合物，该燃料与空气的混合物喷射入该燃烧室，并因在燃烧室与混合室间设立的挡板作用而减低喷射速度并产生紊流，提升该燃料与空气的混合程度，该调压阀旋钮的转动可激活该点火器点火产生火焰，火焰燃烧达触媒反应温度后，便可激活触媒作用，火焰则因该燃烧室与该燃料与空气的混合物的作用熄灭，触媒则继续进行升温反应，燃烧方式转化为无焰燃烧以提供能源。

本发明的再一目的为提供一种利用触媒燃烧的节能方法，该方法结合贫油预混及触媒然烧的特性，可降低燃料的使用率，藉由一触媒作用提升燃烧装置的效率及达到节能的效果，该方法包括下列步骤：

步骤A.燃料及空气混合；

步骤B.激活点火；