JPS5849809A - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPS5849809A JPS5849809A JP56148540A JP14854081A JPS5849809A JP S5849809 A JPS5849809 A JP S5849809A JP 56148540 A JP56148540 A JP 56148540A JP 14854081 A JP14854081 A JP 14854081A JP S5849809 A JPS5849809 A JP S5849809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- fuel
- cylinder
- catalyst body
- catalytic
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Spray-Type Burners (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】
本発明は各種のガス燃料または蒸発させた液体燃料を触
媒上に供給させ、その面上において酸化反応を起こさせ
、触媒体を発熱させ、発生する熱量を利用する触媒燃焼
器に関するもので、触媒体に供給するための燃料、空気
の混合物を十分に予なさしめる触媒燃焼器を提供するこ
とを目的とする。 ゛ 触媒上で燃焼せしめる触媒燃焼方式には常温近くででも
燃焼可能な水素燃焼器から１，６００℃以上で燃焼させ
るガスタービン用あるいはジェットエンジン用の燃焼器
まで各種のものが提案され、実用化されつつある。本燃
焼器は燃焼温度範囲を約９００’Ｃから１．４００℃程
度の比較的高温の部類に属する燃焼方式で、触媒の表面
でのみ酸化反応を起させる純粋な触媒燃焼ではなく、骨
格構造体のセル孔の中においても気相反応を伴表う燃焼
方式であるため、厳密な意味での触媒燃焼ではなく、比
較的新らしい分野の燃焼方式である。
媒上に供給させ、その面上において酸化反応を起こさせ
、触媒体を発熱させ、発生する熱量を利用する触媒燃焼
器に関するもので、触媒体に供給するための燃料、空気
の混合物を十分に予なさしめる触媒燃焼器を提供するこ
とを目的とする。 ゛ 触媒上で燃焼せしめる触媒燃焼方式には常温近くででも
燃焼可能な水素燃焼器から１，６００℃以上で燃焼させ
るガスタービン用あるいはジェットエンジン用の燃焼器
まで各種のものが提案され、実用化されつつある。本燃
焼器は燃焼温度範囲を約９００’Ｃから１．４００℃程
度の比較的高温の部類に属する燃焼方式で、触媒の表面
でのみ酸化反応を起させる純粋な触媒燃焼ではなく、骨
格構造体のセル孔の中においても気相反応を伴表う燃焼
方式であるため、厳密な意味での触媒燃焼ではなく、比
較的新らしい分野の燃焼方式である。
この種の触媒燃、焼はその触媒体上で有効に酸化反応を
起こさせ、発熱させるためには、送り込まれる燃料気流
（燃料と燃焼のための空気の予混合３ 気流）の温度をある程度高めた状態であることが気流が
送り込まれると触媒体上で酸化反応を起こす前に、その
燃料気流により熱が持ち去られ、触媒体温度が活性化の
温度以下になってしまう。
起こさせ、発熱させるためには、送り込まれる燃料気流
（燃料と燃焼のための空気の予混合３ 気流）の温度をある程度高めた状態であることが気流が
送り込まれると触媒体上で酸化反応を起こす前に、その
燃料気流により熱が持ち去られ、触媒体温度が活性化の
温度以下になってしまう。
いわゆるｂｊｏｗ ｏｕｔの現象である。
本発明による触媒燃焼器は上記の現象を防ぐため定常燃
焼時には自分で発生する熱により、その一部デ送入され
る燃料気流を予熱させるも・ので、併せて燃焼筒の加熱
を防ぎ、燃焼筒材質の熱による劣化をも防止できる効果
を有する。
焼時には自分で発生する熱により、その一部デ送入され
る燃料気流を予熱させるも・ので、併せて燃焼筒の加熱
を防ぎ、燃焼筒材質の熱による劣化をも防止できる効果
を有する。
従来この種の例は全く無く、通常は予混合気流を３００
℃〜５００℃程度に加熱したものを触媒体に供給してい
る。しかしこの方式ではガスタービン等工業的な利用法
では可能であろうと思われるが、家庭用燃焼器等民生用
に利用す°るのは困難がともなう。本発明によ、り特に
予混合気流を加熱させなくても、それと同程度の効果が
期待出来、また触媒燃焼方式を利用できる機器の範囲も
広げることができ′る。
℃〜５００℃程度に加熱したものを触媒体に供給してい
る。しかしこの方式ではガスタービン等工業的な利用法
では可能であろうと思われるが、家庭用燃焼器等民生用
に利用す°るのは困難がともなう。本発明によ、り特に
予混合気流を加熱させなくても、それと同程度の効果が
期待出来、また触媒燃焼方式を利用できる機器の範囲も
広げることができ′る。
以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図においてアルミニウムダイカストで作られている
円筒形の燃焼筒１の先端には触媒体２（骨格構造体の表
面に触媒を担持させたもの）を設置し、その裏側には赤
熱した触媒体２からの逆火を防止するため、酸化触媒を
担持させない骨格構造体でできている逆火防止板３が密
着して置かれている。触媒体２を設置した燃焼筒１内面
の上流側には複数の板状フィン゛４が円筒軸に平行に、
また筒内面に固着させである。燃焼筒１のさらに上流側
には燃料気流が均一に渡れるように微小孔６を有した整
流板６が置かれている。さらに整流板６の裏には燃料と
空気の混合を良くするため複数のパンチングメタル、あ
るいは金網からできている拡散板７が置かれている。燃
焼筒１の後部は液体燃料をその表面において気化させる
だめの気化面８及び気化面８の外側には燃焼初期に気化
面８を加熱させるためのシーズヒータ９がアルミニウム
ダイカストの中に埋め込まれている。
円筒形の燃焼筒１の先端には触媒体２（骨格構造体の表
面に触媒を担持させたもの）を設置し、その裏側には赤
熱した触媒体２からの逆火を防止するため、酸化触媒を
担持させない骨格構造体でできている逆火防止板３が密
着して置かれている。触媒体２を設置した燃焼筒１内面
の上流側には複数の板状フィン゛４が円筒軸に平行に、
また筒内面に固着させである。燃焼筒１のさらに上流側
には燃料気流が均一に渡れるように微小孔６を有した整
流板６が置かれている。さらに整流板６の裏には燃料と
空気の混合を良くするため複数のパンチングメタル、あ
るいは金網からできている拡散板７が置かれている。燃
焼筒１の後部は液体燃料をその表面において気化させる
だめの気化面８及び気化面８の外側には燃焼初期に気化
面８を加熱させるためのシーズヒータ９がアルミニウム
ダイカストの中に埋め込まれている。
以上述べたものが一体となって触媒燃焼器の主要部が形
成されている。燃焼筒１の後部には燃焼に必要な空気を
送り込むための入口である燃焼空気導入口１０が開けら
れている。燃焼筒１の後方には燃焼空気を送り込み、か
つ液体燃料を微粒子にするためのモータ１１が主軸１２
を横方向になるように設置されている。モータ１１の前
方に延びている主軸１２の先端は燃焼筒１の底部に開け
られた燃焼空気−人口９に突入しており、その先端は液
体燃料を気化面８に微粒子として吹き当てるための液体
燃料霧化板１３、さらに霧化された液体燃料を軸方向に
広く拡散させるための燃料拡散板１４を接続させている
。液体燃料霧化板１３と主軸１２との間には円錐台形の
コーン１６を置き、液体燃料をスムーズに液体燃料霧化
板１３に導く役割を果たしている。主軸１２の中央部に
は主軸１２に固定されたターボ、ファン１６を複数段（
第１図では２段）設けておシ、各ターボファン１６の吐
出側にはバーナケース１７に固定されたガイド羽根・１
８を設けている。ターボファン１６とガイド羽根１８の
組合せによって起風室１ｅを構成しており、その組合せ
段数を増すことにより静圧を大きくすることができる。
成されている。燃焼筒１の後部には燃焼に必要な空気を
送り込むための入口である燃焼空気導入口１０が開けら
れている。燃焼筒１の後方には燃焼空気を送り込み、か
つ液体燃料を微粒子にするためのモータ１１が主軸１２
を横方向になるように設置されている。モータ１１の前
方に延びている主軸１２の先端は燃焼筒１の底部に開け
られた燃焼空気−人口９に突入しており、その先端は液
体燃料を気化面８に微粒子として吹き当てるための液体
燃料霧化板１３、さらに霧化された液体燃料を軸方向に
広く拡散させるための燃料拡散板１４を接続させている
。液体燃料霧化板１３と主軸１２との間には円錐台形の
コーン１６を置き、液体燃料をスムーズに液体燃料霧化
板１３に導く役割を果たしている。主軸１２の中央部に
は主軸１２に固定されたターボ、ファン１６を複数段（
第１図では２段）設けておシ、各ターボファン１６の吐
出側にはバーナケース１７に固定されたガイド羽根・１
８を設けている。ターボファン１６とガイド羽根１８の
組合せによって起風室１ｅを構成しており、その組合せ
段数を増すことにより静圧を大きくすることができる。
またバーナケース１７の上部には空気取入口２０が設け
られている。供給される液体燃料は電磁ポンプ（図示せ
ず）。
られている。供給される液体燃料は電磁ポンプ（図示せ
ず）。
により燃料供給パイプ２１を通ってコーイ１６の表面に
到達するようになっている。また板状フィン４と整流板
６との間には点火するための電極２２が具備されている
。
到達するようになっている。また板状フィン４と整流板
６との間には点火するための電極２２が具備されている
。
第２図及び第３図は燃焼筒１内面に形成させた突起物で
ある。
ある。
第２図の燃焼筒１の内部には第１図で述べたように触媒
体２及び逆火防止板３が設置され、燃焼筒１との間には
断熱材が置かれている。Ｂの図は板状フィン接続部のＡ
−Ａ線断面図で、触媒体２から発生する熱が効率良く燃
料気流に伝えられるようになっている。第３７図は第２
図における板状フィン４の代りに棒状突起物が周囲の内
壁より中心に向かって設置されており、効果は第２図と
同 ゛じである。
体２及び逆火防止板３が設置され、燃焼筒１との間には
断熱材が置かれている。Ｂの図は板状フィン接続部のＡ
−Ａ線断面図で、触媒体２から発生する熱が効率良く燃
料気流に伝えられるようになっている。第３７図は第２
図における板状フィン４の代りに棒状突起物が周囲の内
壁より中心に向かって設置されており、効果は第２図と
同 ゛じである。
次に以上述べてきた構成におけるその作用を説明する。
第１図に於いて先ず燃焼筒１の内部に埋め込まれている
シーズヒータ９に電流が流れ、燃焼筒１自身が加熱され
る。燃焼筒１の気化面８における温度が２６０℃〜３０
０℃になるとモータ１１が回転し始め、数秒遅れて液体
燃料を送入するための電磁ポンプ（図示せず）が働き液
体燃料管２１を通シ、コーン１６の側壁に噴出される。
シーズヒータ９に電流が流れ、燃焼筒１自身が加熱され
る。燃焼筒１の気化面８における温度が２６０℃〜３０
０℃になるとモータ１１が回転し始め、数秒遅れて液体
燃料を送入するための電磁ポンプ（図示せず）が働き液
体燃料管２１を通シ、コーン１６の側壁に噴出される。
噴出された液体燃料は回転しているコ一７１６の側壁に
添って流れ、液体燃料霧化板１３に移り、遠ｌｌ１７カ
によって液体燃料霧化板１３の縁から微粒子となって気
化面８に吹き飛ばされる。吹き飛んでいる微粒子は途中
で液体燃料拡散板１４によシ軸方向にさらに広く拡散さ
せ、また粒子をさらに細かくさせる。これらの液体燃料
の微粒子は加熱された気化面８に当シ、気化される。一
方モータ１１の回転によ□り主軸と連結されて、いるタ
ーボファン１６も同様に回転される。夕′−ポファン１
６が風圧を起生ずると、燃焼用空気が空気取入口２０−
起風室１９→燃焼空気導入口１ｏを過多、燃焼筒１内に
はいシ、気化面８によって蒸発させられた液体燃料気体
とともに拡散板７及び整流板６を通過し、板状フィン４
により熱を吸収して、触媒体２表面上において酸化発熱
を起こさせる。触媒体２より発生する熱の一部は燃郷筒
１を通り、再び板状フィン４から燃料ガス予熱に使用さ
れる。
添って流れ、液体燃料霧化板１３に移り、遠ｌｌ１７カ
によって液体燃料霧化板１３の縁から微粒子となって気
化面８に吹き飛ばされる。吹き飛んでいる微粒子は途中
で液体燃料拡散板１４によシ軸方向にさらに広く拡散さ
せ、また粒子をさらに細かくさせる。これらの液体燃料
の微粒子は加熱された気化面８に当シ、気化される。一
方モータ１１の回転によ□り主軸と連結されて、いるタ
ーボファン１６も同様に回転される。夕′−ポファン１
６が風圧を起生ずると、燃焼用空気が空気取入口２０−
起風室１９→燃焼空気導入口１ｏを過多、燃焼筒１内に
はいシ、気化面８によって蒸発させられた液体燃料気体
とともに拡散板７及び整流板６を通過し、板状フィン４
により熱を吸収して、触媒体２表面上において酸化発熱
を起こさせる。触媒体２より発生する熱の一部は燃郷筒
１を通り、再び板状フィン４から燃料ガス予熱に使用さ
れる。
本バーナの点火時には板状フィン４と整流板６の間にあ
る電極２２がスパークし、整流板６に穿った微小孔６を
通過した燃焼ガス傾点火され、初期の状態は通常の炎口
バーナの様に炎を形成し燃焼する。整流板６表面に形成
された炎によシ触媒体２は加熱され、その表面温度が上
がり触媒活性の温度に到達させた後、炎燃焼を触媒燃焼
に移行させる。触媒燃焼に移行させる方法としては以下
列記するような方法が挙けられる。
る電極２２がスパークし、整流板６に穿った微小孔６を
通過した燃焼ガス傾点火され、初期の状態は通常の炎口
バーナの様に炎を形成し燃焼する。整流板６表面に形成
された炎によシ触媒体２は加熱され、その表面温度が上
がり触媒活性の温度に到達させた後、炎燃焼を触媒燃焼
に移行させる。触媒燃焼に移行させる方法としては以下
列記するような方法が挙けられる。
（１）゛整流板６の微小孔６において燃料ガスの燃焼速
度以上の流速を持って、炎燃・焼から触媒燃焼に移行さ
せる。 ・ （Ｊｉ） ％炎可能ま燃焼空気以上？空気量を流し、
空気過剰の状態で触媒燃−させる。
度以上の流速を持って、炎燃・焼から触媒燃焼に移行さ
せる。 ・ （Ｊｉ） ％炎可能ま燃焼空気以上？空気量を流し、
空気過剰の状態で触媒燃−させる。
を消し、再度燃料送入を行ない、熱容量を持っているた
め赤熱状態を保っている触媒体上で触媒燃焼を行表わせ
る。
め赤熱状態を保っている触媒体上で触媒燃焼を行表わせ
る。
以上説明を行なってきた触媒燃焼の定常“燃焼状態下に
ある触媒体の温度は燃料消費量及び空気量によって異な
るが約９００’Ｃより１，４００℃の間に保たれる。
ある触媒体の温度は燃料消費量及び空気量によって異な
るが約９００’Ｃより１，４００℃の間に保たれる。
触媒体に供給される燃料気流の温度は触媒体からの輻射
熱を受けるため、正確な測定は困難であるが、本発明に
よる板状フィンを付けた場合定常燃焼時２５０℃〜３０
０’Ｃになシフイン無しの場合の１００℃〜２００℃に
比較し１００℃〜１６０℃の上昇が認められ、触媒燃焼
の安定性に大いに貢献することができる。
熱を受けるため、正確な測定は困難であるが、本発明に
よる板状フィンを付けた場合定常燃焼時２５０℃〜３０
０’Ｃになシフイン無しの場合の１００℃〜２００℃に
比較し１００℃〜１６０℃の上昇が認められ、触媒燃焼
の安定性に大いに貢献することができる。
本実施例では燃焼筒および燃焼筒内の突起物の材料はア
ルミニウムダイカストを用いているためその温度的な限
界も４ｒｓ、ｏｔ、９度で、かなり限界に近い範囲とな
るため、多少、熱伝導性は劣るが、耐熱性の鋳鉄（ある
いはそのよにアルミメッキを処したもの）を用いると、
温度的・な予裕が生じる。
ルミニウムダイカストを用いているためその温度的な限
界も４ｒｓ、ｏｔ、９度で、かなり限界に近い範囲とな
るため、多少、熱伝導性は劣るが、耐熱性の鋳鉄（ある
いはそのよにアルミメッキを処したもの）を用いると、
温度的・な予裕が生じる。
本発明による効果は特に予熱機構を設けなくても、燃料
気流をある程度まで予熱する仁とができ、これにより燃
焼の安定性も上り、ｂｌｏ曹ｏｕｔなど触媒燃焼特有の
欠点を少なくすることができた。
気流をある程度まで予熱する仁とができ、これにより燃
焼の安定性も上り、ｂｌｏ曹ｏｕｔなど触媒燃焼特有の
欠点を少なくすることができた。
また触媒体近辺より受ける熱の放出が効果的に行なわれ
、触媒体近辺の燃焼筒温度４５０℃近辺（約２−の耐熱
性断熱材を通しても、その程度の温度にまで上昇する）
の温度が４１０℃〜４３０℃まで下げることができ、燃
焼筒材質の耐熱性にも良い結果を与えることができた。
、触媒体近辺の燃焼筒温度４５０℃近辺（約２−の耐熱
性断熱材を通しても、その程度の温度にまで上昇する）
の温度が４１０℃〜４３０℃まで下げることができ、燃
焼筒材質の耐熱性にも良い結果を与えることができた。
第１図は本発明の一実施例である触媒燃焼器の断面図、
第２図龜及び第３図ａは燃焼筒内面に設置させた突起物
の断面図、第２図すは第２図ａにおけるＡ−Ａ線断面図
、第３図すは第３図ａのＢ９−Ｂ線断面図である。 １・・・・・・燃焼筒、２・・・・・・触媒体、４・・
・・・・板状フィン、２３・・・・・・棒状突起物。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名哨
１８１ 第３図
第２図龜及び第３図ａは燃焼筒内面に設置させた突起物
の断面図、第２図すは第２図ａにおけるＡ−Ａ線断面図
、第３図すは第３図ａのＢ９−Ｂ線断面図である。 １・・・・・・燃焼筒、２・・・・・・触媒体、４・・
・・・・板状フィン、２３・・・・・・棒状突起物。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名哨
１８１ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 有する金属の燃焼筒内に耐杷性無機質からなり、断面が
ハニカム又は格子状の如き多層の薄壁からなる角型又は
円筒型骨格構造体の上に酸化触媒を担持させてなる触媒
体を設置し、燃料気流の流れに対して触媒体よりみて上
流側の燃焼筒内面に多数の突起物を形成させた触媒燃焼
器。 （２）上記突起物は板状フィンを筒内面に密着させ、円
筒軸方向に平行に設置させた特許請求の範囲第１項記載
の触媒燃焼器。 （３）上記突起物は筒内面から円筒の中心軸に向かって
突き出入多数の棒状突起物で構成した特許請求の範囲第
１項記載の触媒−燐量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148540A JPS5849809A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148540A JPS5849809A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 触媒燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849809A true JPS5849809A (ja) | 1983-03-24 |
Family
ID=15455055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148540A Pending JPS5849809A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611927U (ja) * | 1979-07-07 | 1981-01-31 | ||
| JPH0642720A (ja) * | 1992-07-23 | 1994-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発熱装置 |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP56148540A patent/JPS5849809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611927U (ja) * | 1979-07-07 | 1981-01-31 | ||
| JPH0642720A (ja) * | 1992-07-23 | 1994-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発熱装置 |
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