JPS61237909A - 燃焼装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、気体燃料および気化装置を有する液Ｌト＋１
＃４ＳＬ　Ｉｌ＃ｋｄｔ　」七Ｐｉｎ　ｌｒｌ’１Ｍ−
ｈ　　Ｙ従来の技術 燃料を触媒体により酸化−燃焼する装置において、触媒
体の単位体積あたりに燃焼する燃料からの発熱量を燃焼
負荷とする。従来の触媒体を用いた燃焼装置は、特開昭
５１−３０９５に開πさ負るように、燃料と空気との予
混合ガスのみを・触媒体に供給し、燃焼する構成であっ
た。

発明が解決しようとする問題点 上記構成では、燃焼負荷を増加させる々、その負荷の増
加に応じて触媒体温度が増大し、特に触媒体内部温度が
増大し、触媒物質が高温によ、乙シンタリングを引き起
こすことによって、触媒物質の酸化触媒能力が劣化し、
燃料の不完全燃焼生成物である一酸化炭素（以下Ｇｏと
記す。）、未燃焼の炭化水素化合物（以下ＨＣ）が排出
されるようになフ、触媒体の寿命が著しく短かくなると
いう問題点があった。本発明は、上記問題点を解決し、
燃焼負荷を増大させても、寿命特性の劣化が少ない燃焼
装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、以下のような構成
を有するものである。

少なくとも、触媒体と、前記触媒体の上流側に設けられ
た燃料と空気の予混合ガス供給口と、前記触媒体の上流
に設けられた触媒体冷却用ガス供給口と、前記触媒体の
下流側に設けられた燃焼排ガス流出口とを備え、前記触
媒体冷却用ガス供給口か、前記触媒体の略中心軸上にあ
って、触媒体前面に対峙して設置された構成の燃料燃焼
装置である。

作用 本発明の触媒体は、ハニカム状触媒体を用いるものであ
って、上記構成により、触媒体が有する多数の貫通孔の
うち、外郭部分の貫通孔に前記予混合ガスを流し燃焼さ
せ、中心部の貫通孔には、冷却用ガスを流して、上記燃
焼によシ発生する発熱量を伝熱および輻射によシ吸収し
て、排ガス中に排出することによシ、触媒体を冷却し、
触媒体全体の温度上昇を抑制することができる。燃料を
触媒体で燃焼した場合、その燃焼熱は、一部は排ガス中
に、一部は触媒体の外周囲からの伝熱と輻射によシ排出
され、残りが触媒体に残留し、触媒体温度を上昇させる
。特にこの温度上昇は触媒体中心部はど著しく、本発明
の構成によシこの最も触媒体を劣化させる原因となって
いる触媒体中心部の温度上昇を抑え、触媒体全体の温度
上昇を抑制することができ、燃焼負荷を増大させても、
触媒体の熱劣化を著しく低減することができる。

また１本発明の構成において、前記触媒体の冷却用ガス
が流れる触媒体の貫通孔内に燃料ガスが混入する場合も
６シうるが、この場合でも、その近傍の前記触媒体によ
る燃料の燃焼熱によシ、前記貫通孔内は十分に触媒物質
の活性化温度以上になっているので、冷却用ガス流路内
でも酸化燃焼するため、燃料の未燃ガスのスリップは起
こらない。

実施例 以下実施例を数例挙げて、本発明をよシ詳しく説明する
。

第１図は、本発明の燃焼装置の一実施例を示したもので
ある。１は燃料と空気との予混合ガス供給口であシ、こ
こから触媒体３に燃焼用予混合ガスが送られる。まず作
動開始スイッチ（図示せず）を入れると、予混合ガスが
、予混合ガス供給口１を通って触媒体３に送られ、その
多数の貫通孔４を通って、イグナイタ６のところまで送
られてくる。そして、着火可能な濃度までイグナイタ付
近における燃料ガスの濃度が高まるころになると、あら
かじめ設定しておいた遅延タイマー（図示せず）が切れ
、イグナイタが動作して、触媒体３の後部が着火し、燃
焼熱によシ触媒体が十分な活性化温度まで高められると
、しだいに燃焼は触媒体３の後部より前部側へと移シ、
全体に広がシ、触媒体３の温度はさらに上昇する。触媒
体３の温度が設定温度まで上がると、触媒体内あるいは
側面に設置した温度センサ（図示せず）の信号を受は触
媒体３の冷却用ガスが、冷却用ガス供給口２よシ送られ
、触媒体３の中心部における貫通孔４を通って後部から
ぬける。そして触媒体３の温度をｄうｎｌう１６１　　
ノーｊ１　αｒム↓ｒｅ　Ｉ＆　／口　ン　鑑４翔＋ム
ム　。　へ豐πゴ　Ｕ−よる熱劣化を防止するように働
らく。また第１図において、６はガスシール材、７は排
ガス流出口である。前述したように、予混合ガスは、触
媒体３の貫通孔４を通過する間に触媒燃焼し、−万、前
記触媒体冷却用ガスは、触媒体３の中央付近の貫通孔４
を流れ、触媒体３の周囲の貫通孔４内で燃料が燃焼する
際、発生する燃焼熱を吸収し、そして排ガス中に排出す
るため、燃焼熱が触媒体３内部に滞留することなく、速
やかに系外に排出される。本構成によシ、同体積、同燃
焼量での触媒体３の温度を２ｏｏ〜３００Ｃ低減するこ
とができ、触媒体３の寿命を２倍以上延ばすことが可能
となった。また、触媒体３の冷却ガスの高い冷却効果を
受けるには、冷却ガス供給口２を触媒体３に密着させて
用いるのが最も効果的であった。

本発明の触媒体に用いる触媒物質として、遷移金属酸化
物、希土類金属酸化物、白金族金属を用いることが可能
であるが、望ましくは白金族金属を触媒物質の構成物質
として含むことが望ましい。

これは、白金族金属を用いた場合、他の触媒物質に比べ
、触媒体表面近傍の温度勾配が非常に急であるため、燃
焼によって形成される高温雰囲気帯が、触媒体表面の極
く近傍に限られるため、逆火が起こシにくいためである
。また触媒体の耐熱性向上のためには白金族金属と希土
類酸化物を合わせて用いることがさらに望ましい。

本発明の触媒体冷却用ガスとしては窒素、空気。

酸素を用いることができる。

本実施例では、着火のためにイグナイタ６を用いたが、
本発明の燃焼装置の着火方法は、これに限られるもので
はなく、種々の方法を用いることができる。例えば、触
媒体内部あるいは近傍に発熱体を設け、この発熱体によ
シ着火前に予め触媒体を加熱し、活性化温度まで十分に
上げておいてから着火して用いてもよい。

第２図は、本発明の他の実施例で、触媒体冷却用ガス供
給口９を開口部とする冷却用ガス供給管の予混合ガスに
接触する外壁面にセラミック被覆層１０を形成させた点
が上記第一実施例と異なる処で、それ以外は同じである
。８は予混合ガス供給口、１１は触媒体、１２はその貫
通孔、１３はガスシール材、１４はイグナイタ、１６は
燃焼排ガス流出口、１６は冷却ガス供給管である。

触媒冷却用ガスを冷却ガス供給管１６を通じて冷却用ガ
ス供給口９よシ触媒体１１に供給した場合、冷却ガス供
給管１６の外壁は低温である。ここにおいて燃料として
液体燃料を用いた場合、予混合ガス中に含まれる燃料の
気化ガスが、上記低温の冷却ガス供給管に接触すると、
そこで凝縮し、この凝縮燃料が再び燃料の気化装置に戻
ると、タール化を促進するため、気化装置に悪影響を及
ぼす場合が６シ、これを防止するために第２図に示すよ
うなセラミック被覆層１０を形成することが望ましい。

セラミックは、金属よシも熱伝導率が非常に小さいため
断熱材として働らく。この構成によシ触媒冷却用ガス供
給管１６での燃料の凝縮を防止することができる〇 本発明で用いることのできるセラミック材料としては、
アルミナ、シリカ、アルミナ・シリカ。

コープイライト、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸
化マグネシウム、あるいはこれらの複合酸化物がある。

被覆層形成方法としては、溶射による方法や塗布後焼付
し形成する方法等がある。なお、図中、ＩＴ、１８は燃
焼装置のケースである。

発明の効果 以上、本発明の構成によシ、燃焼負荷を増大させても、
寿命特性の劣化が少ない燃焼装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した要部の縦断面図、第
２図は本発明の他の実施例を示した要部の縦断面図であ
る。 代理人の氏名　弁理士　中尾　敏　男　ほか１名ｆ’１
４３５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも触媒体と、前記触媒体の上流側に設け
   られた燃料と空気との予混合ガス供給口と、前記触媒体
   の上流側に設けられた触媒体冷却用ガス供給口と、前記
   触媒体の下流側に設けられた燃焼排ガス流出口とを備え
   、前記触媒体冷却用ガス供給口が、前記触媒体の略中心
   軸上にあって、触媒体前面に対向して設置された燃焼装
   置。
2. （２）前記触媒体冷却用ガス供給口を開口部とする冷却
   用ガス供給管の、前記予混合ガスと接触する外壁面にセ
   ラミック被覆層を形成した特許請求の範囲第１項記載の
   燃焼装置。