JPH0560310A - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
- Publication number
- JPH0560310A JPH0560310A JP3219798A JP21979891A JPH0560310A JP H0560310 A JPH0560310 A JP H0560310A JP 3219798 A JP3219798 A JP 3219798A JP 21979891 A JP21979891 A JP 21979891A JP H0560310 A JPH0560310 A JP H0560310A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- fuel cell
- combustion device
- fuel
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 省エネルギー化が図れ、低ＮＯx が実現で
き、安全性が向上した燃焼装置を得る。 【構成】 燃焼空間１３の周囲に多孔セラミックスの基
体管２０、ジルコニア膜２２、電極２１，２３よりなる
固体電解質型燃料電池１２を気体または気化燃料と外部
空気を隔てるように設け、排出ガスのＮＯx 濃度を下
げ、発電することにより電力を回収し、気化や送風機の
電力を補充する。さらに発電量をモニタすることにより
燃焼状態を監視でき燃焼装置の安全性を高める。
き、安全性が向上した燃焼装置を得る。 【構成】 燃焼空間１３の周囲に多孔セラミックスの基
体管２０、ジルコニア膜２２、電極２１，２３よりなる
固体電解質型燃料電池１２を気体または気化燃料と外部
空気を隔てるように設け、排出ガスのＮＯx 濃度を下
げ、発電することにより電力を回収し、気化や送風機の
電力を補充する。さらに発電量をモニタすることにより
燃焼状態を監視でき燃焼装置の安全性を高める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼装置に関し、そ
の省エネルギー、安全性向上を図るものである。
の省エネルギー、安全性向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば実公昭６０−２６２５１
号公報に示された代表的な従来の燃焼装置の構成図であ
る。図において、１はヒータを内蔵した気化管、２は電
磁弁、３はバーナヘッド、４はエジェクター効果によっ
て燃焼用空気を吸引するスロート部である。５は放電ラ
ンプ、６はポンプ７を介して供給される灯油の供給パイ
プ、８は灯油タンクである。
号公報に示された代表的な従来の燃焼装置の構成図であ
る。図において、１はヒータを内蔵した気化管、２は電
磁弁、３はバーナヘッド、４はエジェクター効果によっ
て燃焼用空気を吸引するスロート部である。５は放電ラ
ンプ、６はポンプ７を介して供給される灯油の供給パイ
プ、８は灯油タンクである。
【０００３】次に動作について説明する。ヒータ（図示
せず）により気化管１が所定の温度まで加熱されると、
灯油タンク８から灯油がポンプ７、供給パイプ６を介し
て気化管１に供給され、高温壁で気化される。気化管出
口が電磁弁２により開放されると高圧の灯油蒸気が噴出
し、エジェクター効果により蒸気と燃焼用空気がスロー
ト部４に吸引される。バーナヘッド３上で放電プラグ５
により点火されると着火し、ブンゼン炎が形成される。
火炎の有無は熱電対やイオン電流検出ロッド（図示せ
ず）により検出される。通常、気化管は２５０〜３５０
℃の温度を保つよう、ヒータの電源がＯＮ−ＯＦＦ制御
される。
せず）により気化管１が所定の温度まで加熱されると、
灯油タンク８から灯油がポンプ７、供給パイプ６を介し
て気化管１に供給され、高温壁で気化される。気化管出
口が電磁弁２により開放されると高圧の灯油蒸気が噴出
し、エジェクター効果により蒸気と燃焼用空気がスロー
ト部４に吸引される。バーナヘッド３上で放電プラグ５
により点火されると着火し、ブンゼン炎が形成される。
火炎の有無は熱電対やイオン電流検出ロッド（図示せ
ず）により検出される。通常、気化管は２５０〜３５０
℃の温度を保つよう、ヒータの電源がＯＮ−ＯＦＦ制御
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃焼装置は以上
のように構成されているので、常時ヒータをＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御する必要があり、電気入力が必要であった。ま
た、バーナ３はスリット状に構成されることが多く、ブ
ンゼン炎と外部空気の混合がよいため、一酸化炭素ＣＯ
は少なくなるが、窒素酸化物ＮＯx の排出濃度が高くな
ってしまうという欠点があった。
のように構成されているので、常時ヒータをＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御する必要があり、電気入力が必要であった。ま
た、バーナ３はスリット状に構成されることが多く、ブ
ンゼン炎と外部空気の混合がよいため、一酸化炭素ＣＯ
は少なくなるが、窒素酸化物ＮＯx の排出濃度が高くな
ってしまうという欠点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、低ＮＯx が実現できるととも
に、燃焼ガスによる発電を利用して省エネルギーを図れ
る燃焼装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、低ＮＯx が実現できるととも
に、燃焼ガスによる発電を利用して省エネルギーを図れ
る燃焼装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の燃焼装置は燃
焼空間の周囲に多孔セラミックス、ジルコニア膜、電極
よりなる固体電解質型燃料電池を気体または気化燃料と
外部空気を隔てるように設けたものである。
焼空間の周囲に多孔セラミックス、ジルコニア膜、電極
よりなる固体電解質型燃料電池を気体または気化燃料と
外部空気を隔てるように設けたものである。
【０００７】
【作用】この発明における固体電解質型燃料電池は気体
または気化燃料と外部空気を隔てるように設けられ、燃
料中のＣＯや水素Ｈ2 と空気中の酸素Ｏ2 を利用して発
電し、その電力は例えば気化管の加熱やその他の電気負
荷（例えば送風機や制御回路）に利用される。また、燃
焼空間内のガスは燃料電池を加熱することにより冷却さ
れ、二次炎の温度が下がるため、二段燃焼が実現される
ことになり、排ガス中のＮＯx が低下する。さらに、発
電量をモニタすることにより燃焼状態が監視でき、安全
性が向上する。
または気化燃料と外部空気を隔てるように設けられ、燃
料中のＣＯや水素Ｈ2 と空気中の酸素Ｏ2 を利用して発
電し、その電力は例えば気化管の加熱やその他の電気負
荷（例えば送風機や制御回路）に利用される。また、燃
焼空間内のガスは燃料電池を加熱することにより冷却さ
れ、二次炎の温度が下がるため、二段燃焼が実現される
ことになり、排ガス中のＮＯx が低下する。さらに、発
電量をモニタすることにより燃焼状態が監視でき、安全
性が向上する。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例に係わる燃焼装置のバ
ーナ３部分を示す断面構成図であり、側壁を燃料電池１
２で構成し、一次炎１０と二次炎１１が分離して形成さ
れる。一次炎１０と二次炎１１の間の空間１３はＣＯや
Ｈ2 を主成分とする高温の燃焼ガスで充たされており、
燃料電池１２は９００〜１０００℃に加熱される位置に
設けられている。１４は電力の取出用電極であり、取出
用電極１４とバーナ側アースの間に負荷Ｌが接続され
る。図２に燃料電池１２の拡大断面図を示す。２０は基
体管であり、多孔質アルミナやジルコニアで形成され
る。２１，２３は各々燃料側、空気側の電極であり、い
ずれも多孔質に作られており、燃料側電極２１はバーナ
側に接地されている。２２はカルシアやイットリアで安
定化されたジルコニア薄膜であり、ち密ではあるが酸素
イオンＯ2-が移動することができる。
する。図１はこの発明の一実施例に係わる燃焼装置のバ
ーナ３部分を示す断面構成図であり、側壁を燃料電池１
２で構成し、一次炎１０と二次炎１１が分離して形成さ
れる。一次炎１０と二次炎１１の間の空間１３はＣＯや
Ｈ2 を主成分とする高温の燃焼ガスで充たされており、
燃料電池１２は９００〜１０００℃に加熱される位置に
設けられている。１４は電力の取出用電極であり、取出
用電極１４とバーナ側アースの間に負荷Ｌが接続され
る。図２に燃料電池１２の拡大断面図を示す。２０は基
体管であり、多孔質アルミナやジルコニアで形成され
る。２１，２３は各々燃料側、空気側の電極であり、い
ずれも多孔質に作られており、燃料側電極２１はバーナ
側に接地されている。２２はカルシアやイットリアで安
定化されたジルコニア薄膜であり、ち密ではあるが酸素
イオンＯ2-が移動することができる。
【０００９】次に動作について説明する。着火までの動
作は図３に示す従来例と同様であるが、一次炎１０が形
成されると、燃料電池１２が加熱される。外部空気と接
触する多孔質電極２３内を酸素Ｏ2 が拡散していき、ジ
ルコニアとの三相界面でイオン化されＯ2-が生成され
る。Ｏ2-はジルコニア２２内を拡散していき、燃料側電
極２１で燃焼空間１３拡散してきたＣＯやＨ2 と反応し
てＣＯ2 やＨ2Ｏ を形成し、バーナ側に電子を供給す
る。これが燃料電池発電の原理であり、ここで発電され
た電気を気化管１の加熱に利用するものである。２０ m m
×１５０ m mの電池で約５０Ｗの発電が可能であり、二本
の電池で気化に必要な電力をまかなうことができる。
作は図３に示す従来例と同様であるが、一次炎１０が形
成されると、燃料電池１２が加熱される。外部空気と接
触する多孔質電極２３内を酸素Ｏ2 が拡散していき、ジ
ルコニアとの三相界面でイオン化されＯ2-が生成され
る。Ｏ2-はジルコニア２２内を拡散していき、燃料側電
極２１で燃焼空間１３拡散してきたＣＯやＨ2 と反応し
てＣＯ2 やＨ2Ｏ を形成し、バーナ側に電子を供給す
る。これが燃料電池発電の原理であり、ここで発電され
た電気を気化管１の加熱に利用するものである。２０ m m
×１５０ m mの電池で約５０Ｗの発電が可能であり、二本
の電池で気化に必要な電力をまかなうことができる。
【００１０】燃焼空間１３内のガスは電池１２を加熱す
ることにより冷却され、二次炎の温度が下がるため、二
段燃焼が実現されることになり、排ガス中のＮＯx が低
下するという効果も発揮できる。
ることにより冷却され、二次炎の温度が下がるため、二
段燃焼が実現されることになり、排ガス中のＮＯx が低
下するという効果も発揮できる。
【００１１】さらに、この燃料電池１２の出力を火炎検
出用センサーとして利用することもできる。即ち、何ら
かの原因で火炎が消失した場合、及び一次空気量が低下
して一次炎１０が安定に形成されなくなると、燃料側電
極２１にＣＯやＨ2 が供給されなくなるとともに、燃料
電池１２の温度低下により発電できなくなる。逆に、一
次空気量が増加したり、燃焼量が異常に少なくなって、
二次炎１１が燃料電池１２の内側に入ってきた場合に
は、燃料側電極２１も酸化雰囲気になり、発電できなく
なり、異常燃焼を検知して運転を停止させることができ
る。
出用センサーとして利用することもできる。即ち、何ら
かの原因で火炎が消失した場合、及び一次空気量が低下
して一次炎１０が安定に形成されなくなると、燃料側電
極２１にＣＯやＨ2 が供給されなくなるとともに、燃料
電池１２の温度低下により発電できなくなる。逆に、一
次空気量が増加したり、燃焼量が異常に少なくなって、
二次炎１１が燃料電池１２の内側に入ってきた場合に
は、燃料側電極２１も酸化雰囲気になり、発電できなく
なり、異常燃焼を検知して運転を停止させることができ
る。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、この発明の燃焼装置は、
燃焼空間の周囲に多孔セラミックス、ジルコニア膜、電
極よりなる固体電解質型燃料電池を気体または気化燃料
と外部空気を隔てるように設けたので、発電により電力
を回収し省エネルギーを図れるとともに、低ＮＯx が実
現できる効果がある。さらに、発電量をモニタすること
により燃焼状態が監視でき、安全性が向上する。
燃焼空間の周囲に多孔セラミックス、ジルコニア膜、電
極よりなる固体電解質型燃料電池を気体または気化燃料
と外部空気を隔てるように設けたので、発電により電力
を回収し省エネルギーを図れるとともに、低ＮＯx が実
現できる効果がある。さらに、発電量をモニタすること
により燃焼状態が監視でき、安全性が向上する。
【図１】この発明の一実施例の燃焼装置のバーナ部分を
示す断面構成図である。
示す断面構成図である。
【図２】この発明の一実施例の燃焼装置に係わる燃料電
池の拡大断面図である。
池の拡大断面図である。
【図３】従来例の燃焼装置を示す構成図である。
３ バーナ １２ 燃料電池 １３ 燃焼空間
Claims (1)
- 【請求項１】 気体または気化燃料の供給手段、上記燃
料と空気が取り込まれ燃焼を行う燃焼空間を備える燃焼
装置において、上記燃焼空間の周囲に多孔セラミック
ス、ジルコニア膜、電極よりなる固体電解質型燃料電池
を上記燃料と外部空気を隔てるように設けたことを特徴
とする燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219798A JPH0560310A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219798A JPH0560310A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560310A true JPH0560310A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16741203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219798A Pending JPH0560310A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560310A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1675202A1 (en) | 2004-12-21 | 2006-06-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell with internal combustion chamber |
| EP1675203A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell with internal combustion chamber |
| EP1675204A2 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Fuel battery |
| JP2007040587A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Paloma Ind Ltd | ガス燃焼器具 |
| JP2007042354A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Paloma Ind Ltd | 燃料電池の発電方法及びそれに用いるガスバーナ並びにそのガスバーナを備えたガス器具 |
| JP2007108133A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Paloma Ind Ltd | ガス燃焼機器の空燃比検出方法及び空燃比検出センサー並びにガス燃焼機器 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3219798A patent/JPH0560310A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1675202A1 (en) | 2004-12-21 | 2006-06-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell with internal combustion chamber |
| EP1675203A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell with internal combustion chamber |
| EP1675204A2 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Fuel battery |
| EP1675204A3 (en) * | 2004-12-22 | 2007-05-09 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Fuel battery |
| JP2007040587A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Paloma Ind Ltd | ガス燃焼器具 |
| JP2007042354A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Paloma Ind Ltd | 燃料電池の発電方法及びそれに用いるガスバーナ並びにそのガスバーナを備えたガス器具 |
| JP2007108133A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Paloma Ind Ltd | ガス燃焼機器の空燃比検出方法及び空燃比検出センサー並びにガス燃焼機器 |
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