JPS6153601B2 - - Google Patents

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JPS6153601B2
JPS6153601B2 JP56144491A JP14449181A JPS6153601B2 JP S6153601 B2 JPS6153601 B2 JP S6153601B2 JP 56144491 A JP56144491 A JP 56144491A JP 14449181 A JP14449181 A JP 14449181A JP S6153601 B2 JPS6153601 B2 JP S6153601B2
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JP
Japan
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temperature
catalyst body
catalyst
catalytic combustion
rectifying element
Prior art date
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Application number
JP56144491A
Other languages
English (en)
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JPS5845405A (ja
Inventor
Masaaki Yonemura
Ikuo Matsumoto
Ryoji Shimada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56144491A priority Critical patent/JPS5845405A/ja
Publication of JPS5845405A publication Critical patent/JPS5845405A/ja
Publication of JPS6153601B2 publication Critical patent/JPS6153601B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触媒燃焼における異常状態を検知する
検知手段として予混ガス流入側に温度検知素子を
臨ませ、触媒体の温度を間接的にモニタし、検知
することを目的とする。
触媒燃焼装置においては、予混合ガスの流速に
よつてバツクあるいは吹飛び等の異常を引きおこ
す。例えば、燃料の供給量を一定とした場合、混
合させる空気量を絞ると予混合ガスの流速が低下
し、予混合ガス供給側の触媒体表面が赤熱し、つ
いには流速の遅い予混合ガスに引火するいわゆる
バツクフアイアを生起する。他方、空気量を増し
てゆくと触媒体を通過する流速が上昇し接触反応
量が減り、かつ触媒体の温度も低下するため加速
度的に接触酸化反応が抑制されついにはCOや未
燃成分を排出するようになる。これが吹飛び(ス
リツプエイジ)である。バツクフアイアを生じた
まま触媒燃焼を継続すると触媒体が異常に加熱さ
れ、酸化触媒の劣化や担体の材質によつては溶融
を生じるものである。また、スリツプが生じた場
合にはCOや未燃成分による有毒ガス、臭気を発
生し、甚だ危険である。
以上の点を鑑み、本発明では主として触媒体か
らの輻射を温度検知素子で検出し、異常時には燃
料の供給を遮断して燃焼を停止させ触媒燃焼装置
の保護、有毒ガス等の発生を防止するようにした
ものである。
以下に、液体燃料を用いる触媒燃焼装置の一実
施例を第1図に例示し、その構成を説明する。
1は有底円筒状のフアンケースで、底部には吸
気導入口2が設けられており、外方に金具3によ
つてフアンケース1底部外方に固定されたモータ
4のシヤフト5はフアンケース1の中心線上を吸
気導入口2からフアンケース1内に挿入されてい
る。モータ4は吸気口6を有するモータケース7
によつて覆われている。モータシヤフト5にはフ
アン8が、またフアンケース1には案内羽根9が
固定され、それぞれ交互に、多段に設けられてい
る。一方フアンケース1の他端には中央に空気口
10を有する固定板11が嵌合され、固定板11
外方に向けてパツキング12を介して燃焼筒13
が装着されている。固定板11近傍の燃焼筒13
側壁にはシーズヒータ14が埋設され、金網ある
いはパンチングメタル製の抵抗板15と固定板1
1に囲まれる空間を気化予混合室16として構成
している。さらに燃焼筒13内の抵抗板15前方
にはスペーサ17を介して整流作用を行なう整流
板18、触媒体保持金具19が装着され、耐熱無
機材料であるアルミナ、コーデイエライト、ムラ
イト、炭化珪素、アルミニウムチタネート及びジ
ルコニア等を方形のハニカムに成形して担体とな
し、白金族金属からなる酸化触媒を担持した触媒
体20、これを固定する保持金具21を順次装着
している。また、燃焼筒13前方には熱交換器2
2を接続している。一方、燃焼筒13と触媒体保
持金具19を貫通して外方より点火プラグ23が
挿入されて整流板18近傍に臨み、本発明に係る
温度検知素子24も同様に挿入され、触媒体から
の輻射を検知できるように設けている。本実施例
では温度検知素子24にシース型のK熱電対を用
いた。気化予混合室16内に達しているモータシ
ヤフト5先端にはモータ4側より先端に向けて径
が大きくなる円垂台形のコーン25、回転板2
6、周端に撹拌用小羽根を有する混合板27を順
次固定してある。また給油管28はフアンケース
1を側壁より貫通して、コーン25上方に開口す
るよう設定してある。
上記構成の触媒燃焼装置の動作について次に述
べる。
ヒータ14に通電されて気化予混合室16の側
壁が所定の温度に達するとモータ4、電磁ポンプ
(図示せず)に通電され、空気および液体燃料の
供給を開始する。液体燃料は給油管28によつ
て、回転しているコーン25に送られ、そのテー
パに沿つて回転板26に達し、回転板26の円周
端から気化予混合室16側壁に飛散され気化す
る。他方、空気はフアン8によつて吸気口6、吸
気導入口2から吸込まれ、予混合室16内に供給
されて混合板27の作用で液体燃料の気化ガスと
均質に混合されて予混合ガスとなる。この予混合
ガスは抵抗板15整流板18を通過したところで
点火プラグ23のスパークにより点火され整流板
18上で青火炎を形成して燃焼を行ない触媒体2
0を予熱する。このとき送られる空気量は定常の
触媒燃焼を行なわせる空気量より少量であるよう
に吸気口6外方に設けたダンパ(図示せず)で調
節されている。触媒体20が600〜800℃に予熱さ
れたとき1〜2秒間液体燃料の供給を停止し、か
つ触媒燃焼に必要な空気量を送るようにダンパを
開くと、整流板18上の青火炎は消滅し触媒体2
0の接触酸化反応による触媒燃焼を開始し、触媒
体20での酸化発熱により触媒体20の温度は
600℃〜1500℃に保たれ定常の触媒燃焼を継続す
るものである。
送られる予混合ガスのバランス、即ち、液体燃
料の気化ガスと空気との混合割合が継続して乱れ
ると触媒体20でカバーし得る燃焼域を逸脱して
吹飛びやバツクフアイアなどの異常を引きおこ
す。これらの異常が生じる際には必ず触媒体20
の温度に変化が現れるのが認められた。従つて、
この触媒体20の温度をモニタすることで異常を
検知し、燃焼を停止することができる。本発明に
おいては触媒体20の温度を直接測定するのでは
なく、高温状態となつている触媒体20からの輻
射熱を温度検知素子24によつて検出、モニタす
るよう構成したものである。
本発明の実施例について測定した結果を第2図
に示す。これは、所定の燃焼量下で空気量を増減
させて測定したもので横軸に空気過剰率、縦軸に
温度検知素子の示した温度をとつたものである。
空気過剰率約1.8、温度検知素子温度約360℃のと
きにバツクを生じるものであつた。このように空
気過剰率を下げてゆくにつれ、触媒体で最も酸化
反応が活発で、温度の高い位置は次第に整流板方
向に移動してくる。これは、予混合ガスの流速が
低下するにつれ単位容積当りの接触酸化反応量が
増加するためである。従つて温度検知素子の温度
も輻射の増加に伴なつて上昇するのである。そし
て空気過剰率1.8あたりで予混合ガス流速が火炎
伝播速度以下であり触媒体の整流板側表面の温度
が引火点以上となつたときバツクを生じ、整流板
上に青火炎を形成する。この青火炎によつて温度
検知素子は熱を受けるのでバツクを生じると同時
に温度検知素子の温度は急速に上昇する。
一方、供給空気量を増加してゆくと触媒体の最
高温度位置は次第に熱交換器側に移動し、それに
つれて温度検知素子の温度も徐々に低下する。空
気過剰率が3.8以上となると、予混合ガスの流速
の上昇によつて単位容積当りの接触酸化反応量が
低下し、触媒体の温度も低下するので触媒体では
完全に酸化が行なえず吹飛びを生ずる。温度検知
素子の温度は、最高温度位置が熱交換器側にある
のと、吹飛びを生じている箇所の温度が極度に低
下することによつて急激な低下を示す。さらに、
吹飛びを生じ始めるとその箇所のハニカムセル中
の圧力が低下するので、予混合ガスが集中し、加
速度的に温度の低下、吹飛び箇所の拡大を生じ
る。さらに触媒体が劣化した場合も、接触酸化反
応量が低下し、吹飛びを生じるので、触媒体の劣
化検知を兼ねることもできる。本実施例での測定
では空気過剰率3.8、温度検知素子の温度約190℃
でこの現象がみられた。この実施例による測定結
果から明らかなように、触媒体の予混合ガス流入
側である整流板側に温度検知素子を設けて、触媒
体からの輻射を温度検知素子で検出することでバ
ツク、吹飛びを検知することは極めて有効な手段
である。また、これによつてバツクによる触媒体
や燃焼筒の異常加熱、吹飛びによる有毒ガス、臭
気の発生を未然に防止するため燃料の供給停止等
の安全手段を構じることも可能である。温度検知
素子を触媒体の熱交換器側に設けることも可能で
あるが、排気ガスに常にさらされるため、耐高
温、耐酸化特性に優れた温度検知素子が必要とな
り、また、600℃〜1000℃の排気ガスの影響を受
けるため本実施例にみられるような明確な判定に
欠けるものである。また、点火時やバツク時には
整流板上に青火炎を形成しており、この火炎から
温度検出素子を保護するため、温度検知素子を整
流板に接して設けるかあるいは極めて近接した位
置に設けることにより火炎による極度の加熱を防
止したものである。
以上のように、本発明は触媒体の予混合ガス流
入側に温度検知素子を臨ませて、触媒体からの輻
射を温度検知素子で検出し、バツク、吹飛び等の
触媒燃焼にまつわる異常状態を検知し、さらに触
媒燃焼装置を保護するため燃料の供給を遮断する
等の安全策を構じたもので著しくその効果を発揮
し得るものである。実施例として液体燃料用の触
媒燃焼装置を提示したが、ガス燃料用であつても
その作用は全く同じである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例として液体燃料用の
触媒燃焼装置を示した縦断面、第2図は第1図の
実施例を用いて測定した温度検知素子の温度を測
定したもので、その温度を縦軸に、そのときの空
気過剰率を横軸にプロツトしたグラフである。 18……整流素子、20……触媒体、24……
温度検知素子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個の貫通孔を有する整流素子と、この整
    流素子と空間を隔てて設けられ、耐熱性無機材料
    で形成された担体に酸化触媒を担持させた触媒体
    と、空気と燃料の予混合ガスを前記整流素子を経
    て前記触媒体に送り込む供給手段と、前記触媒体
    の予熱時には前記整流素子に火炎が形成され、定
    常時には火炎が消滅するように前記供給手段を制
    御する制御手段とを備え、前記触媒体と整流素子
    との間に前記触媒体の温度検知する温度検知素子
    を設けてなる触媒燃焼装置。 2 耐熱性無機材料に、アルミナ、コーデイエラ
    イト、ムライト、炭化珪素、アルミニウムチタネ
    ート及びジルコニア等を用い、ハニカム形状に成
    型して担体とした特許請求の範囲第1項記載の触
    媒燃焼装置。 3 温度検知素子が異常温度を検知した場合に
    は、燃料の供給を遮断する手段を有した特許請求
    の範囲第1項記載の触媒燃焼装置。
JP56144491A 1981-09-11 1981-09-11 触媒燃焼装置 Granted JPS5845405A (ja)

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JPS5845405A JPS5845405A (ja) 1983-03-16
JPS6153601B2 true JPS6153601B2 (ja) 1986-11-18

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Families Citing this family (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60194226A (ja) * 1984-03-15 1985-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 触媒燃焼装置
DE102011013987B4 (de) 2011-03-15 2021-03-11 Liebherr Mining Equipment Co. Mehrstufige Hydraulikzylinder-Baugruppe
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JPS5845405A (ja) 1983-03-16

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