[发明专利]催化加热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化加热系统，包括用于可燃气体的无焰催化点燃的 主催化器和用于开始催化点燃的触发系统，所述触发系统包括与电阻加热 器电连接以将催化器部分加热至用于触发所述催化点燃所需温度的电源。

背景技术

用于热水供给的催化加热是本领域公知的，且在US专利例如Cowan 的4,510,890、Viani的4,886,017和Ledjeff的5,709,174等中描述了该催化 加热。通过燃烧来点燃燃料可以通过压电火花容易地开始，但特别是在所 述系统的尺寸很小时非常难以通过这种简单的装置开始点燃燃料。为了开 始燃料的无焰催化氧化，必须首先获得用于所述催化点燃的通常为150℃ 的温度。因此，作为启动机构，如Ledjeff的US专利5,709,174所述的一 种通用的方法是在催化过程之前在燃烧室中以火焰点燃燃料，以提供启动 催化过程的初始热量。

利用火焰燃烧作为用于催化加热器的启动机构意味着需要采取大量预 防措施。当用于甲烷燃烧的温度到达1300℃时，所述室需要相对大的尺寸， 以便不会损坏相邻的热交换器。因此，典型地，燃烧产物与空气混合以降 低所述温度。Viani的US 4,886,017中描述了该问题。这种系统的缺点在 于设有燃烧室，在使用燃烧室时难以提供小型系统例如便携系统。另一缺 点是，在以丙烷或丁烷作为燃料时，仅在氧含量在2％和9％之间时开始燃 烧。但是，这种贫氧混合导致不完全燃烧，使得燃烧产物具有很大的气味， 这要求这些燃烧室还具有用于点燃燃烧气体中残留的燃料的后燃室。总之， 这种系统通常较大且昂贵，并且不适于便携装置。

在Viani的US 4,886,017中公开了一种可选的启动机构，其中电阻加 热器嵌在催化器材料中，该催化器材料具有位于分开形式的固体支承材料 例如陶瓷上的重量百分比在0.01％至10％之间的催化金属。这种解决方法 避免了对燃烧室的需要且具有用于小型系统的可能性。但是需要加热陶瓷 基催化器意味着需要相当强的电源。如果用于对徒步旅行者和军事目的有 利的便携系统，则较重的电池会限制实用性。希望提供一种用于便携系统 的可制成较小的启动机构。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种催化加热系统，该催化加热系统具有 易于在具有最小重量的小型系统中施用的启动机构。

所述目的通过一种催化加热系统来实现，该催化加热系统包括用于可 燃气体的无焰催化点燃的主催化器和用于开始催化点燃的触发系统，所述 触发系统包括电源，该电源与导电、单独的金属催化器部分电连接，以使 电流流过所述催化器部分，由此将所述催化器部分加热至在该催化器部分 触发催化点燃所需的温度，所述主催化器由浸在液体箱中的流体密封、红 外辐射可穿透的外壳围绕，以通过来自所述主催化器的催化点燃产生的红 外辐射来加热所述液体箱中的液体。

术语催化器部分是指一部分催化器，因此所述催化器部分自身由导电 金属催化器材料例如与主催化器相同的材料制成。通过使用用于直接加热 催化器部分的电流，因为富氧燃料气体/可燃气体与加热的催化器直接接 触，所以只要电阻加热获得用于开始催化反应的温度，反应就开始。一旦 反应开始，该反应就传递给主催化器。

与Viani的现有技术US 4,886,017相反，不需要首先加热非催化电阻 加热器、然后将热量传递给催化器。特别与现有技术相关的是，如果催化 器的主要成份是陶瓷，如Viani的US 4,886,017所述，则需要相对大的电 流以提供用于开始所述反应的足够的能量。与此相反，根据本发明，不需 要向任何催化器传递热量，因为催化器部分自身就被电流加热。这意味着， 特别是如果催化器部分较小时，仅需要相对小的电流来触发过程。其优点 是，电池/电容形式的电源可以制成较小和较轻而不会损害电池的耐久性， 这特别有利于便携系统。

当在具有易燃或易爆气体或蒸汽的危险区域中例如化学制品或石化制 品储存点或位置使用时，无焰催化加热元件——没有开始的火焰燃烧—— 意味着降低了的危险。无焰催化加热元件也可在高可燃粉尘或金属粉尘区 域以及在保养、储存或停驻燃气供能车辆的建筑区域中安全运行。