JPH0577852B2 - - Google Patents
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- JPH0577852B2 JPH0577852B2 JP7750889A JP7750889A JPH0577852B2 JP H0577852 B2 JPH0577852 B2 JP H0577852B2 JP 7750889 A JP7750889 A JP 7750889A JP 7750889 A JP7750889 A JP 7750889A JP H0577852 B2 JPH0577852 B2 JP H0577852B2
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- gas
- flow path
- 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
-
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、セラミツクスガスタービン用再生器
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］
一般に、ガスタービンの熱効率は、燃焼器から
タービン入口に供給できる燃焼ガス温度を高くす
ることによつて向上させることができ、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
向上させることができ、その熱交換に再生器が使
用される。
タービン入口に供給できる燃焼ガス温度を高くす
ることによつて向上させることができ、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
向上させることができ、その熱交換に再生器が使
用される。
また、セラミツ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熟効率が得られるよう
に設計されており、このようなセラミツクガスタ
ービンの熱効率が40％以上に保つためには、ター
ビンの入口温度を1350℃以上で保持しなければな
らず、この場合にタービン出口における排気ガス
温度におよそ1000℃に達するものと推測される。
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熟効率が得られるよう
に設計されており、このようなセラミツクガスタ
ービンの熱効率が40％以上に保つためには、ター
ビンの入口温度を1350℃以上で保持しなければな
らず、この場合にタービン出口における排気ガス
温度におよそ1000℃に達するものと推測される。
一方、上記燃焼ガス中には、煤（カーボン）の
他に、窒素酸化物（NO）や一酸化炭素（CO）、
炭化水素（HC）等の有害ガス成分が含まれてい
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、これらの煤の有害ガス成分を除去し
て無害化することが必要であるが、専用の除去装
置を付設すると、設備が大型化したりコストアツ
プになる等の不都合を生じることになる。
他に、窒素酸化物（NO）や一酸化炭素（CO）、
炭化水素（HC）等の有害ガス成分が含まれてい
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、これらの煤の有害ガス成分を除去し
て無害化することが必要であるが、専用の除去装
置を付設すると、設備が大型化したりコストアツ
プになる等の不都合を生じることになる。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、セラミツクスガスタービンの
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た煤やその
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。
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た煤やその
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、セラミツ
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、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。
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、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］
上記再生器には、セラミツ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が
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、この排気ガスがガス流路中の酸化触
媒部において触媒と接触することにより、排気ガ
ス中の煤の酸化が促進され、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、一酸化炭素及び炭化水素の酸化
とが行われる。これにより排気ガスは無害化し、
大気に放出される。
らの高温の排気ガスと空気圧縮機からの空気とが
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、この排気ガスがガス流路中の酸化触
媒部において触媒と接触することにより、排気ガ
ス中の煤の酸化が促進され、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、一酸化炭素及び炭化水素の酸化
とが行われる。これにより排気ガスは無害化し、
大気に放出される。
上記酸化触媒部においては、突壁によつて流路
面積が拡大されているので、煤と触媒との接触時
間が長くなり、その酸化が確実になる。
面積が拡大されているので、煤と触媒との接触時
間が長くなり、その酸化が確実になる。
また、酸化触媒部において煤が酸化するとき、
及び三元触媒部において一酸化炭素及び炭化水素
が酸化するときには、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
率が一層向上することになる。
及び三元触媒部において一酸化炭素及び炭化水素
が酸化するときには、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
率が一層向上することになる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明の再生器を使用したセラミツク
スガスタービンシステムを例示するもので、１は
セラミツクスガスタービン、２は空気圧縮機、３
は負荷、４は再生器、５はは燃焼器であつて、空
気圧縮機２で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
ス成分とが除去された後、大気に開放されるよう
になつている。
スガスタービンシステムを例示するもので、１は
セラミツクスガスタービン、２は空気圧縮機、３
は負荷、４は再生器、５はは燃焼器であつて、空
気圧縮機２で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
ス成分とが除去された後、大気に開放されるよう
になつている。
従つて上記再生器４は、本来の熱交換機能の
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。
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。
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、ケーシング１０内に、ガスタービン
１からの高温の排気ガスが流れるガス流路１１
と、空気圧縮機２からの空気が流れる空気流路１
２とを、互いに交差する方向に設けたもので、こ
れらの流路１１，１２は、第３図に示すように、
セラミツクスからなる波形の伝熱板１３と同様に
セラミツ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１５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とが設けられ、酸
化触媒部１５においては、第４図に示すように、
伝熱板１３，１４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。
再生器４は、ケーシング１０内に、ガスタービン
１からの高温の排気ガスが流れるガス流路１１
と、空気圧縮機２からの空気が流れる空気流路１
２とを、互いに交差する方向に設けたもので、こ
れらの流路１１，１２は、第３図に示すように、
セラミツクスからなる波形の伝熱板１３と同様に
セラミツ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１５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とが設けられ、酸
化触媒部１５においては、第４図に示すように、
伝熱板１３，１４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
（MnCl2）があり、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80℃近く低下させることができ
る。
（MnCl2）があり、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80℃近く低下させることができ
る。
上記構成を有する再生器４において、セラミツ
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にそれぞれ矢印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を流通するとき、まず酸
化触媒部１５において触媒と接触し、それに含ま
れる煤が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が行われる
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
によつて流路面積が拡大されているので、煤と触
媒との接触が確実に行われると共にその接触時間
も長く、酸化が十分に促進されることになる。
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にそれぞれ矢印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を流通するとき、まず酸
化触媒部１５において触媒と接触し、それに含ま
れる煤が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が行われる
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
によつて流路面積が拡大されているので、煤と触
媒との接触が確実に行われると共にその接触時間
も長く、酸化が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
炭化水素が酸化するときには、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、熱効率が一層向上することになる。
き、及び三元触媒部１６において一酸化炭素及び
炭化水素が酸化するときには、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、熱効率が一層向上することになる。
第５図及び第６図は回転蓄熱式の再生器を示し
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
ツクス製のロータ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２５を設けたもので、減
速歯車装置２６でロータ２１を所定の速度で回転
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
の熱が一旦ロータ２１に蓄熱された後空気に伝達
されるようになつている。従つて、ロータ２１の
通孔２２はガス流路２４と空気流路２５の両方の
兼用することになる。
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
ツクス製のロータ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２５を設けたもので、減
速歯車装置２６でロータ２１を所定の速度で回転
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
の熱が一旦ロータ２１に蓄熱された後空気に伝達
されるようになつている。従つて、ロータ２１の
通孔２２はガス流路２４と空気流路２５の両方の
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を担持させた
三元触媒部２８とが設けられ、酸化触媒部２７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。
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を担持させた
三元触媒部２８とが設けられ、酸化触媒部２７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つて、一方の流路から
の流体圧力によつてロータ２１に押圧されてい
る。
とを隔絶する密封手段であつて、一方の流路から
の流体圧力によつてロータ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が
できる。
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が
できる。
第１図は本発明の再生器を使用したセラミツク
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……空気圧縮機、４…
…再生器、１１，２４……ガス流路、１２，２５
……空気流路、１５，２７……酸化触媒部、１
６，２８……三元触媒部、１７，２９……突壁。
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……空気圧縮機、４…
…再生器、１１，２４……ガス流路、１２，２５
……空気流路、１５，２７……酸化触媒部、１
６，２８……三元触媒部、１７，２９……突壁。
Claims (1)
- １ セラミツ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
とするセラミツ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 JPH02256816A (ja) | 1990-10-17 |
| JPH0577852B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP2943641B2 (ja) * | 1994-12-21 | 1999-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガスの浄化装置 |
| 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 |
| DE102006021436A1 (de) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gasturbinentriebwerk |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP7750889A patent/JPH02256816A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02256816A (ja) | 1990-10-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |