JPH02256816A - セラミックスガスタービン用再生器 - Google Patents
セラミックスガスタービン用再生器Info
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- JPH02256816A JPH02256816A JP7750889A JP7750889A JPH02256816A JP H02256816 A JPH02256816 A JP H02256816A JP 7750889 A JP7750889 A JP 7750889A JP 7750889 A JP7750889 A JP 7750889A JP H02256816 A JPH02256816 A JP H02256816A
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- Japan
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- gas
- exhaust gas
- regenerator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2290/00—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes
- F01N2290/02—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes with continuous rotary movement
- F01N2290/06—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes with continuous rotary movement driven by auxiliary drive
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、セラミックスガスタービン用再生器に関する
・５のである。
・５のである。
［従来の技術］
一般に、ガスターヒンの熱効率は、燃焼器からタービン
入口に供給される燃焼ガス温度を高くすることによって
向上させることかでき、その際、燃焼器へ取り入れる空
気をタービンからの高温の排気ガスと熱交換させて予熱
することにより更に向上させることか°Ｃき、その熱交
換に再生器か使用される。
入口に供給される燃焼ガス温度を高くすることによって
向上させることかでき、その際、燃焼器へ取り入れる空
気をタービンからの高温の排気ガスと熱交換させて予熱
することにより更に向上させることか°Ｃき、その熱交
換に再生器か使用される。
また、セラミックスガスタービンは、タービン入口温度
をタービン材質の許容温度範囲まで高くし、再生器を使
用して高い熱効率か得られるように設計されており、こ
のようなセラミックスガスタービンの熱動−＊を４０％
以−Ｌに保つためには、タービンの入口温度を１３５０
°Ｃ以りに保持しなければならず、この場合にタービン
出口における排気カス温度はおよそ１０００℃に達する
ものと推測される。
をタービン材質の許容温度範囲まで高くし、再生器を使
用して高い熱効率か得られるように設計されており、こ
のようなセラミックスガスタービンの熱動−＊を４０％
以−Ｌに保つためには、タービンの入口温度を１３５０
°Ｃ以りに保持しなければならず、この場合にタービン
出口における排気カス温度はおよそ１０００℃に達する
ものと推測される。
・方、Ｌ記燃焼ガス中には、煤（カーボン）の他に、窒
素酸化Ｔｈ（ＮＯ）や−酸化炭素（Ｃｏ）、炭化水素（
ＩＩＧ）等の有害ガス成分か含まれているため、この燃
焼ガスを排気ガスとして大気に放出する場合、これらの
煤や有害ガス成分を除去して無害化することか必要であ
るが、専用の除去装置を付設すると、設備か大型化した
りコストアップになる等の不都合を生しることになる。
素酸化Ｔｈ（ＮＯ）や−酸化炭素（Ｃｏ）、炭化水素（
ＩＩＧ）等の有害ガス成分か含まれているため、この燃
焼ガスを排気ガスとして大気に放出する場合、これらの
煤や有害ガス成分を除去して無害化することか必要であ
るが、専用の除去装置を付設すると、設備か大型化した
りコストアップになる等の不都合を生しることになる。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、セラミックスカスタービンの出口側に
おける排気ガス温度が煤を酸化させるに十分な高温状態
にある点に着目し、熱交換用の再生器を利用して、排気
ガス中に含まれる煤やその他の有害ガス成分を簡単且つ
効率的に除去できるように構成することにある。
おける排気ガス温度が煤を酸化させるに十分な高温状態
にある点に着目し、熱交換用の再生器を利用して、排気
ガス中に含まれる煤やその他の有害ガス成分を簡単且つ
効率的に除去できるように構成することにある。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するため、本発明は、セラミックスガス
タービンからの高温の排気ガスが流れるガス流路と、空
気圧Ｉｒ１１機からの空気か流れる空気流路とを備え、
上記ガス流路に、排気ガス中の煤を触媒により酸化させ
る酸化触媒部と、排気ガス中の有害ガス成分を触媒によ
り除去する三元触媒部とを設け、上記酸化触媒部におけ
るガス流路の内壁面に突壁を設けることにより流路面積
を拡大させたことを特徴とするものである。
タービンからの高温の排気ガスが流れるガス流路と、空
気圧Ｉｒ１１機からの空気か流れる空気流路とを備え、
上記ガス流路に、排気ガス中の煤を触媒により酸化させ
る酸化触媒部と、排気ガス中の有害ガス成分を触媒によ
り除去する三元触媒部とを設け、上記酸化触媒部におけ
るガス流路の内壁面に突壁を設けることにより流路面積
を拡大させたことを特徴とするものである。
［作 用コ
上記再生器には、セラミックスガスタービンからの高温
の排気ガスと空気圧縮機からの空気とか供給され、それ
らの間の熱交換が行われる。このとき、排気ガス温度は
約１０００℃と非常に高温状態にあるため、この排気ガ
スかガス流路中の酸化触媒部に３いて触媒と接触するこ
とにより、排気ガス中の煤の酸化か促進され、−酸化炭
素や二酸化炭素に変化する。続いて、この排気ガスは三
元触媒部において触媒と接触し、それに含まれる窒素酸
化物の還元と、−酸化炭素及び炭化水素の酸化とか行わ
れる。これにより排気カスは無害化し。
の排気ガスと空気圧縮機からの空気とか供給され、それ
らの間の熱交換が行われる。このとき、排気ガス温度は
約１０００℃と非常に高温状態にあるため、この排気ガ
スかガス流路中の酸化触媒部に３いて触媒と接触するこ
とにより、排気ガス中の煤の酸化か促進され、−酸化炭
素や二酸化炭素に変化する。続いて、この排気ガスは三
元触媒部において触媒と接触し、それに含まれる窒素酸
化物の還元と、−酸化炭素及び炭化水素の酸化とか行わ
れる。これにより排気カスは無害化し。
大気に放出される。
上記酸化触媒部においては、突壁によって流路面積か拡
大されているので、煤と触媒との接触時間か長くなり、
その酸化か確実になる。
大されているので、煤と触媒との接触時間か長くなり、
その酸化か確実になる。
また、酸化触媒部において煤か酸化するとき、及び三元
触媒部において一酸化炭素及び炭化水素か酸化するとき
には、それぞれ酸化熱が発生し。
触媒部において一酸化炭素及び炭化水素か酸化するとき
には、それぞれ酸化熱が発生し。
この酸化熱が空気の予熱に使用されるため、熱効率か一
層向上することになる。
層向上することになる。
〔実施例］
以下１本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の再生器を使用したセラミックスガスタ
ービンシステムを例示するもので、ｌはセラミックスカ
スタービン、２は空気圧縮機、３は負荷、４は再生器、
５は燃焼器であって、空気圧１ｉｉａ２て圧縮された空
気が再生器４を経て燃焼器５に送られ、ここで燃焼によ
る熱の供給を受けてガスタービン１に供給されることに
より、このガスタービン１を駆動する。そして、ガスタ
ービン１を駆動した高温の排気ガスは再生器４に送られ
、空気圧縮機２からの空気と熱交換してこの空気を予熱
すると共に、排気ガス中の煤と有害ガス成分とか除去さ
れた後、大気に開放されるようになっている。
ービンシステムを例示するもので、ｌはセラミックスカ
スタービン、２は空気圧縮機、３は負荷、４は再生器、
５は燃焼器であって、空気圧１ｉｉａ２て圧縮された空
気が再生器４を経て燃焼器５に送られ、ここで燃焼によ
る熱の供給を受けてガスタービン１に供給されることに
より、このガスタービン１を駆動する。そして、ガスタ
ービン１を駆動した高温の排気ガスは再生器４に送られ
、空気圧縮機２からの空気と熱交換してこの空気を予熱
すると共に、排気ガス中の煤と有害ガス成分とか除去さ
れた後、大気に開放されるようになっている。
従って上記再生器４は５本来の熱交換ａ俺の他、排気ガ
ス中の煤と有害ガス成分の除去機能を兼備するものであ
り、このような再生器４の実施例を、以下に隔壁式のも
のと回転蓄熱式のものとについて説明する。
ス中の煤と有害ガス成分の除去機能を兼備するものであ
り、このような再生器４の実施例を、以下に隔壁式のも
のと回転蓄熱式のものとについて説明する。
第２図は隔壁式の再生器４を示しており、この再生器４
は、グーシンク１０内に、ガスタービン１からの高温の
排気ガスが流れるカス流路１１と、空気圧縮機２からの
空気か流れる空気流路１２とを、互いに交差する方向に
設けたもので１これらの流路１１，１２は、第３図に示
すように、セラミックスからなる波形の伝熱板１３と同
様にセラミックスからなる平板状の伝熱板１４とを、波
形の伝熱板１３の向きを交互に９０度変えながら順次積
層することにより多段状に形成されている。上記ガス流
路１１には、その上流側から順次、排気ガス中の煤を酸
化させるための触媒を伝熱板に担持させた酸化触媒部１
５と、排気ガス中の有害ガス成分である窒素酸化物の還
元と一酸化炭素及び炭化水素の酸化とを行う三元触媒を
伝熱板に担持させた三元触媒部１６とか設けられ、酸化
触媒部１５においては、第４図に示すように、伝熱板１
３．１４の内壁面に突壁１７等を設けることにより、ガ
ス流路１１の流路面積を拡大している。
は、グーシンク１０内に、ガスタービン１からの高温の
排気ガスが流れるカス流路１１と、空気圧縮機２からの
空気か流れる空気流路１２とを、互いに交差する方向に
設けたもので１これらの流路１１，１２は、第３図に示
すように、セラミックスからなる波形の伝熱板１３と同
様にセラミックスからなる平板状の伝熱板１４とを、波
形の伝熱板１３の向きを交互に９０度変えながら順次積
層することにより多段状に形成されている。上記ガス流
路１１には、その上流側から順次、排気ガス中の煤を酸
化させるための触媒を伝熱板に担持させた酸化触媒部１
５と、排気ガス中の有害ガス成分である窒素酸化物の還
元と一酸化炭素及び炭化水素の酸化とを行う三元触媒を
伝熱板に担持させた三元触媒部１６とか設けられ、酸化
触媒部１５においては、第４図に示すように、伝熱板１
３．１４の内壁面に突壁１７等を設けることにより、ガ
ス流路１１の流路面積を拡大している。
上記酸化触媒としては、例えば塩化マンガン（ｌＡｎｃ
Ｌ）があり２これを使用することにより、その不使用時
に比べ、煤の酸化が急激に進行する酸化反応温度を約８
０℃近く低Ｆさせることかできる。
Ｌ）があり２これを使用することにより、その不使用時
に比べ、煤の酸化が急激に進行する酸化反応温度を約８
０℃近く低Ｆさせることかできる。
上記構成を有する再生器４において、セラミックスガス
タービン１からの高温の排気ガスはガス流路１１に、空
気圧縮機２からの空気は空気流路１２にそれぞれ矢ｍ
Ａ、Ｂ方向に供給され、それらの間の熱交換が行われる
。このとき、排気ガス温度は約１０００℃と非常に高温
状態にある。この排気ガスは、ガス流路１１を流通ずる
とき、まず酸化触媒部１５において触媒と接触し、それ
に含まれる煤か酸化されて一酸化炭素や二酸化炭素に変
化する。続いて、この排気ガスは三元触媒部１６におい
て触媒と接触し、ガス中の窒素酸化物の還元と一酸化炭
素及び炭化水素の酸化とか行われることにより無害化さ
れ、大気に放出される。このとき、上記酸化触媒部１５
においては、突壁１７によって流路面積か拡大されてい
るので、煤と触媒との接触か確実に行われると共にその
接触時間も長く、酸化か十分に促進されることになる。
タービン１からの高温の排気ガスはガス流路１１に、空
気圧縮機２からの空気は空気流路１２にそれぞれ矢ｍ
Ａ、Ｂ方向に供給され、それらの間の熱交換が行われる
。このとき、排気ガス温度は約１０００℃と非常に高温
状態にある。この排気ガスは、ガス流路１１を流通ずる
とき、まず酸化触媒部１５において触媒と接触し、それ
に含まれる煤か酸化されて一酸化炭素や二酸化炭素に変
化する。続いて、この排気ガスは三元触媒部１６におい
て触媒と接触し、ガス中の窒素酸化物の還元と一酸化炭
素及び炭化水素の酸化とか行われることにより無害化さ
れ、大気に放出される。このとき、上記酸化触媒部１５
においては、突壁１７によって流路面積か拡大されてい
るので、煤と触媒との接触か確実に行われると共にその
接触時間も長く、酸化か十分に促進されることになる。
また、酸化触媒部１５において煤が酸化するとき、及び
三元触媒部１６において一酸化炭素及び炭化水素か酸化
するときには、それぞれ酸化熱か発生し、この酸化熱が
空気の予熱に使用されるため、熱効率か一層向上するこ
とになる。
三元触媒部１６において一酸化炭素及び炭化水素か酸化
するときには、それぞれ酸化熱か発生し、この酸化熱が
空気の予熱に使用されるため、熱効率か一層向上するこ
とになる。
第５図及び第６図は回転蓄熱民の再生器を示している。
この再生器４は、ケーシング２０の内部に、多数の通孔
２２を軸線方向に貫設したセラミックス製のロータ２１
を支軸２３により回転自在に軸支し、このロータ２１の
一半部を通過するように排気ガス流路２４を設けると共
に、他半部を通過するように空気流路Ｚ５を設けたもの
で、減速歯車装置Ｚ６でロータ２１を所定の速度て回転
させながら排気ガス及び空気をそれぞれ矢印Ａ、Ｂ方向
に流通させると、各通孔２２中を高温の排気ガスと低温
の空気とを交互に流通し、排気ガスの熱か−Ｈロータ２
１に蓄熱された後空気に伝達されるようになっている。
２２を軸線方向に貫設したセラミックス製のロータ２１
を支軸２３により回転自在に軸支し、このロータ２１の
一半部を通過するように排気ガス流路２４を設けると共
に、他半部を通過するように空気流路Ｚ５を設けたもの
で、減速歯車装置Ｚ６でロータ２１を所定の速度て回転
させながら排気ガス及び空気をそれぞれ矢印Ａ、Ｂ方向
に流通させると、各通孔２２中を高温の排気ガスと低温
の空気とを交互に流通し、排気ガスの熱か−Ｈロータ２
１に蓄熱された後空気に伝達されるようになっている。
従って、ロータ２１の通孔２２はガス流路２４と空気流
路２５の両方を兼用することになる。
路２５の両方を兼用することになる。
上記ロータ２１における各通孔２２の内部には、ガス流
路２４の上流側から順次、排気ガス中の煤を酸化させる
ための触媒を伝熱板に担持させた酸化触媒部２７と、排
気ガス中の有害ガス成分である窒素酸化物の還元と一酸
化炭素及び炭化水素の酸化とを行う三元触媒を伝熱板に
担持させた三元触媒部２８とか設けられ、酸化触媒部２
７においては、第７図に示すように、通孔２２の内壁面
に突壁２９を設けることにより、ガス流路の流路面積を
拡大している。
路２４の上流側から順次、排気ガス中の煤を酸化させる
ための触媒を伝熱板に担持させた酸化触媒部２７と、排
気ガス中の有害ガス成分である窒素酸化物の還元と一酸
化炭素及び炭化水素の酸化とを行う三元触媒を伝熱板に
担持させた三元触媒部２８とか設けられ、酸化触媒部２
７においては、第７図に示すように、通孔２２の内壁面
に突壁２９を設けることにより、ガス流路の流路面積を
拡大している。
なお、図中３０はガス流路２４と空気流路２５とを隔絶
する密封手段であって、一方の流路からの流体圧力によ
ってロータ２１に押圧されている。
する密封手段であって、一方の流路からの流体圧力によ
ってロータ２１に押圧されている。
［発明の効果］
このように本発明によれば、熱交換用の再生器を利用し
て、排気ガス中に含まれる煤やその他の有害ガス成分を
簡単且つ効率的に除去することかできる。
て、排気ガス中に含まれる煤やその他の有害ガス成分を
簡単且つ効率的に除去することかできる。
ｉｆ図は本発明の再生器を使用したセラミックスガスタ
ービンシステムの構成図、第２図は再生器の第１実施例
の部分断面図、第３図はその要部斜視図、第４図は同要
部拡大断面図、第５図は再生器の第２実施例の縦断面図
、第６図はその側断面図、第７図は同要部拡大断面図で
ある。 １ ・ガスタービン、 ２・・空気圧１ｉｌａ、 ４ ・再生器、 １１．２４ ・ガス流路、 １２．２５ ・空気流路、 １５．２７ ・酸化触媒部２ Ｉｓ、２８ ・・三元触媒部、 １７．２９ ・・突壁。
ービンシステムの構成図、第２図は再生器の第１実施例
の部分断面図、第３図はその要部斜視図、第４図は同要
部拡大断面図、第５図は再生器の第２実施例の縦断面図
、第６図はその側断面図、第７図は同要部拡大断面図で
ある。 １ ・ガスタービン、 ２・・空気圧１ｉｌａ、 ４ ・再生器、 １１．２４ ・ガス流路、 １２．２５ ・空気流路、 １５．２７ ・酸化触媒部２ Ｉｓ、２８ ・・三元触媒部、 １７．２９ ・・突壁。
Claims (1)
- １、セラミックスガスタービンからの高温の排気ガスが
流れるガス流路と、空気圧縮機からの空気が流れる空気
流路とを備えた再生器において、上記ガス流路に、排気
ガス中の煤を触媒により酸化させる酸化触媒部と、排気
ガス中の有害ガス成分を触媒により除去する三元触媒部
とを設け、上記酸化触媒部におけるガス流路の内壁面に
突壁を設けることにより流路面積を拡大させたことを特
徴とするセラミックスガスタービン用再生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7750889A JPH02256816A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | セラミックスガスタービン用再生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7750889A JPH02256816A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | セラミックスガスタービン用再生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256816A true JPH02256816A (ja) | 1990-10-17 |
| JPH0577852B2 JPH0577852B2 (ja) | 1993-10-27 |
Family
ID=13635907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7750889A Granted JPH02256816A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | セラミックスガスタービン用再生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02256816A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05256161A (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-05 | Honda Motor Co Ltd | ガスタービンエンジン |
| US5697211A (en) * | 1994-12-21 | 1997-12-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device |
| US6584760B1 (en) | 2000-09-12 | 2003-07-01 | Hybrid Power Generation Systems, Inc. | Emissions control in a recuperated gas turbine engine |
| KR100763959B1 (ko) * | 2001-03-22 | 2007-10-05 | 삼성테크윈 주식회사 | 공기압축기용 열교환기 |
| WO2007128280A1 (de) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gasturbinentriebwerk |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP7750889A patent/JPH02256816A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05256161A (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-05 | Honda Motor Co Ltd | ガスタービンエンジン |
| US5697211A (en) * | 1994-12-21 | 1997-12-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device |
| US6584760B1 (en) | 2000-09-12 | 2003-07-01 | Hybrid Power Generation Systems, Inc. | Emissions control in a recuperated gas turbine engine |
| KR100763959B1 (ko) * | 2001-03-22 | 2007-10-05 | 삼성테크윈 주식회사 | 공기압축기용 열교환기 |
| WO2007128280A1 (de) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gasturbinentriebwerk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577852B2 (ja) | 1993-10-27 |
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