JPS6186509A - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
- Publication number
- JPS6186509A JPS6186509A JP59208802A JP20880284A JPS6186509A JP S6186509 A JPS6186509 A JP S6186509A JP 59208802 A JP59208802 A JP 59208802A JP 20880284 A JP20880284 A JP 20880284A JP S6186509 A JPS6186509 A JP S6186509A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- amount
- combustion
- catalyst layer
- catalyst
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/18—Radiant burners using catalysis for flameless combustion
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)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は触媒を用いた低窒素酸化物の触媒燃焼装置に
関するものである。
関するものである。
、〔従来の技術〕
第３図は従来の触媒燃焼装置を示す概略図であり、図に
おいて、（１）は燃焼用空気の送風機、（２）はガス等
の燃料供給装置、（３）はパラジウム、白金等を多孔体
、発泡金属、ハニカムセラミックファイバー等に塗布し
た酸化触媒、（４）は点火用電極、（５）は酸化触媒（
３）に埋込まれた温度検出器、（６）は燃焼器本体であ
る。
おいて、（１）は燃焼用空気の送風機、（２）はガス等
の燃料供給装置、（３）はパラジウム、白金等を多孔体
、発泡金属、ハニカムセラミックファイバー等に塗布し
た酸化触媒、（４）は点火用電極、（５）は酸化触媒（
３）に埋込まれた温度検出器、（６）は燃焼器本体であ
る。
従来の触媒燃焼装置は上記のように構成され、送風機（
１）の動作とほぼ同時に燃料供給装置より燃料が供給さ
れ、空気と燃料の混合気は点火用電極（４）により触媒
（３）の表面で着火される。その後触媒は火炎より受熱
して次第に温度上昇し、燃焼は順次触媒内で進行して定
常に達する。触媒の温度は検出器（５）で検知されて燃
焼が確認される。
１）の動作とほぼ同時に燃料供給装置より燃料が供給さ
れ、空気と燃料の混合気は点火用電極（４）により触媒
（３）の表面で着火される。その後触媒は火炎より受熱
して次第に温度上昇し、燃焼は順次触媒内で進行して定
常に達する。触媒の温度は検出器（５）で検知されて燃
焼が確認される。
触媒燃焼は多孔体、発泡金属、ノ・ニカムセラミック等
の触媒担体表面または狭い空孔内で行なわれるため、火
炎温度が低く、且つ、触媒や燃焼中間生成物の還元作用
のために、有害排ガスの代表である窒素酸化物（Ｎ０ｘ
）が極めて少ない（≦ｌｐｐｍ）。また−酸化炭素（Ｃ
Ｏ）も触媒表面で酸化促進されるため、排出量が極めて
少ないという特徴がある。
の触媒担体表面または狭い空孔内で行なわれるため、火
炎温度が低く、且つ、触媒や燃焼中間生成物の還元作用
のために、有害排ガスの代表である窒素酸化物（Ｎ０ｘ
）が極めて少ない（≦ｌｐｐｍ）。また−酸化炭素（Ｃ
Ｏ）も触媒表面で酸化促進されるため、排出量が極めて
少ないという特徴がある。
上記のような従来の触媒燃焼装置では、第４図の排ガス
測定例に示されるように、着火時に多量の未燃燃料（Ｈ
，Ｃ，）や−酸化炭素（Ｃｏ ）が排出されるという問
題があった。すなわち、点火時に触媒表面で火炎が形成
される瞬間にＨ，Ｃ，とＣＯ。
測定例に示されるように、着火時に多量の未燃燃料（Ｈ
，Ｃ，）や−酸化炭素（Ｃｏ ）が排出されるという問
題があった。すなわち、点火時に触媒表面で火炎が形成
される瞬間にＨ，Ｃ，とＣＯ。
ＣＯ，の各濃度は鋭いピークを示し、その後火炎からの
受熱により触媒層温度Ｔ１が上昇するに伴ない、燃焼が
触媒内で進行するようになる。
受熱により触媒層温度Ｔ１が上昇するに伴ない、燃焼が
触媒内で進行するようになる。
しかし、この時点では触媒層がまだ低温であるだめ、反
応は充分進行せず燃料が未燃の！ま排出され、Ｈ，Ｃ，
Ｇｏ の排出が多く、逆にＣｏ、濃度は低くなってい
る。その後、触媒層が反応に充分な温度まで上昇してく
ると、Ｈ，Ｃ，Ｃｏ 濃度は急減し、ＣＯ７は定常値ま
で増加していく。
応は充分進行せず燃料が未燃の！ま排出され、Ｈ，Ｃ，
Ｇｏ の排出が多く、逆にＣｏ、濃度は低くなってい
る。その後、触媒層が反応に充分な温度まで上昇してく
ると、Ｈ，Ｃ，Ｃｏ 濃度は急減し、ＣＯ７は定常値ま
で増加していく。
このように従来例では点火初期に’Ｌ Ｃｅ Ｃｏ濃度
が高いため、電気ヒータ等で触媒層を予熱したり、下流
に熱容量の小さな第２の触媒層を設ける等の対策を構じ
ていた。また、燃焼に必要な空気量の数倍程度を供給し
てガス燃料を混合して用いるという全−次タイブである
ため、必要空気骨が多い。しかも触媒層の圧力損失が大
きいため、送風機等の空気供給手段が不可欠であった。
が高いため、電気ヒータ等で触媒層を予熱したり、下流
に熱容量の小さな第２の触媒層を設ける等の対策を構じ
ていた。また、燃焼に必要な空気量の数倍程度を供給し
てガス燃料を混合して用いるという全−次タイブである
ため、必要空気骨が多い。しかも触媒層の圧力損失が大
きいため、送風機等の空気供給手段が不可欠であった。
また燃焼反応が触媒層温度と触媒の活性度によって決ま
るため、供給空気量低下や触媒劣化に対する安全装置が
必要であり、且つ、単一バーナでは燃焼量の調節が困難
である等の問題点があった。
るため、供給空気量低下や触媒劣化に対する安全装置が
必要であり、且つ、単一バーナでは燃焼量の調節が困難
である等の問題点があった。
この発明はかかる問題点を屏消するためになされたもの
で、ＮＯＸ排出量は従来の全−次タイブよシ多くなるが
、着火時の過渡的なＨ，Ｃ，Ｃｏの排出を防止し、液媒
劣化に対する安全性が高く、燃焼量の調節ができる触媒
燃焼装置を得ることを目的とする。
で、ＮＯＸ排出量は従来の全−次タイブよシ多くなるが
、着火時の過渡的なＨ，Ｃ，Ｃｏの排出を防止し、液媒
劣化に対する安全性が高く、燃焼量の調節ができる触媒
燃焼装置を得ることを目的とする。
この発明にかかる触媒燃焼装置は、燃料供給ノズルから
供給された燃料および該燃料の噴流エジェクタ作用で吸
引された燃焼に必要な空気量以下の空気を取入れるスロ
ートを燃焼器に設け、上記の燃料と空気との混合気を反
応させるように上記燃焼器内に触媒層を配設し、この触
媒層の周囲を多数の小孔を有する補助燃焼板で囲み、上
記混合気を着火させる点火用電極を備えたものである。
供給された燃料および該燃料の噴流エジェクタ作用で吸
引された燃焼に必要な空気量以下の空気を取入れるスロ
ートを燃焼器に設け、上記の燃料と空気との混合気を反
応させるように上記燃焼器内に触媒層を配設し、この触
媒層の周囲を多数の小孔を有する補助燃焼板で囲み、上
記混合気を着火させる点火用電極を備えたものである。
この発明においては、燃焼に必要な空気量以下の空気を
、ガス燃料のエジェクタの作用を利用して吸引し、触媒
層内で部分燃焼を行なわせた後、未燃分を大気中の空気
と拡散燃焼させる。
、ガス燃料のエジェクタの作用を利用して吸引し、触媒
層内で部分燃焼を行なわせた後、未燃分を大気中の空気
と拡散燃焼させる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図■−■線に沿う横断平面図であり、（３）〜（６）
は上記従来の触媒燃焼装置と同一のものである。（７）
はガス燃料の供給ノズル、（８）は触媒層（３）の周囲
を囲むメツシュ又は多数の小孔を有する板よりなる補助
燃焼板としての補助炎孔板、（９）は上記供給ノズル（
７）からのガス燃料と空気を取入れる燃焼器のスロー）
、（１０）は触媒層（３）の混合気流入側に設けた均圧
板、（１１）は火炎のイオン電流検知用のイオン電極で
ある。
１図■−■線に沿う横断平面図であり、（３）〜（６）
は上記従来の触媒燃焼装置と同一のものである。（７）
はガス燃料の供給ノズル、（８）は触媒層（３）の周囲
を囲むメツシュ又は多数の小孔を有する板よりなる補助
燃焼板としての補助炎孔板、（９）は上記供給ノズル（
７）からのガス燃料と空気を取入れる燃焼器のスロー）
、（１０）は触媒層（３）の混合気流入側に設けた均圧
板、（１１）は火炎のイオン電流検知用のイオン電極で
ある。
上記のように溝成された触媒燃焼装置においてはノズル
（７）からガス燃料が供給されると、このガス燃料の噴
流エジェクタの作用によりスロート（９）内に燃焼に必
要な空気量以下（理論空気量以下）の空気が吸引され、
この空気とガス燃料との混合気は点火弔電％ （４）の
放電により着火され、この着火がイオン電極（１１）を
流れるイオン電流の整流波形により確認される。
（７）からガス燃料が供給されると、このガス燃料の噴
流エジェクタの作用によりスロート（９）内に燃焼に必
要な空気量以下（理論空気量以下）の空気が吸引され、
この空気とガス燃料との混合気は点火弔電％ （４）の
放電により着火され、この着火がイオン電極（１１）を
流れるイオン電流の整流波形により確認される。
着火時は触媒層温度が低く、圧力損失が小さいため、吸
引空気量は空気比（供給空気量／理論燃焼空気量）がμ
；０．８程度にでき、安定な平面火炎が触媒層上に、ま
たバーナ周囲には二次炎が形成される。
引空気量は空気比（供給空気量／理論燃焼空気量）がμ
；０．８程度にでき、安定な平面火炎が触媒層上に、ま
たバーナ周囲には二次炎が形成される。
着火後触媒層（３）が火炎より受熱して昇温しでくると
、触媒反応が活発に行なわれるようになり、同時に触媒
層（３）の圧力損失が増大するため、吸引空気量は低下
してμ＝０．６〜０．７程度で定常に達する。
、触媒反応が活発に行なわれるようになり、同時に触媒
層（３）の圧力損失が増大するため、吸引空気量は低下
してμ＝０．６〜０．７程度で定常に達する。
そして、上記の着火から定常時まで常に二次炎が形成さ
れているため、触媒反応の初期に排出されるＨ、 Ｃ，
やＣＯはこの二次炎で燃焼されて極めて少なくなる。ま
た、触媒活性が劣化してきた場合には、単に触媒反応の
割合が低下し、二次炎での燃焼割合が増大するのみで、
有害なＣＯが排出する危険性がない。しだがって、触媒
層の温度を厳密に調節する必要がな１八ため、姑焼量を
変えても安定な燃焼が得られることになり、燃焼１１１
°が調節できる。
れているため、触媒反応の初期に排出されるＨ、 Ｃ，
やＣＯはこの二次炎で燃焼されて極めて少なくなる。ま
た、触媒活性が劣化してきた場合には、単に触媒反応の
割合が低下し、二次炎での燃焼割合が増大するのみで、
有害なＣＯが排出する危険性がない。しだがって、触媒
層の温度を厳密に調節する必要がな１八ため、姑焼量を
変えても安定な燃焼が得られることになり、燃焼１１１
°が調節できる。
更に触ｆｌ￥層の周囲に設けだ補助炎孔板（８）上の拡
散炎１ｄ比較的火炎温度が高１八ため、二次炎からのＣ
Ｏ発生を抑制するという効果を発揮する。また補助炎孔
板（８）の圧力損失は小さく、かつ、着火時から定常時
まであまり変化しないため、燃焼器のスロート（９）か
ら吸引される空気量の変動を小さくするという役割も果
している。
散炎１ｄ比較的火炎温度が高１八ため、二次炎からのＣ
Ｏ発生を抑制するという効果を発揮する。また補助炎孔
板（８）の圧力損失は小さく、かつ、着火時から定常時
まであまり変化しないため、燃焼器のスロート（９）か
ら吸引される空気量の変動を小さくするという役割も果
している。
なお、図示例ではガス燃料を用いた場合について示した
が、灯油等の液体燃料の気化ガスを用いても同様である
ことはいうまでもない。
が、灯油等の液体燃料の気化ガスを用いても同様である
ことはいうまでもない。
以上のように１この発明によれば燃焼器内に配設した触
媒層を補助炎孔板で囲んで空気比μ〈１．０で触媒燃焼
を実現するようにしたので、１）着火時の過渡的なＨ，
Ｃ，やＣＯの排出を防止、Ｈ）送風機が不要、 １１１）触媒活性の劣化や吸引空気量の低減時の安全性
が高い、 ｉｖ）燃焼量の調節ができる、 Ｖ）従来の触媒燃焼装置に比べて大巾に性能が向上、 という効果がある。
媒層を補助炎孔板で囲んで空気比μ〈１．０で触媒燃焼
を実現するようにしたので、１）着火時の過渡的なＨ，
Ｃ，やＣＯの排出を防止、Ｈ）送風機が不要、 １１１）触媒活性の劣化や吸引空気量の低減時の安全性
が高い、 ｉｖ）燃焼量の調節ができる、 Ｖ）従来の触媒燃焼装置に比べて大巾に性能が向上、 という効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による触媒燃焼装置の概略
図、第２図は第１図■−■線に沿う横断平面図、第３図
は従来の触媒燃焼装置の概略図、第４図はその触媒燃焼
による排ガス濃度及び触媒温度の時間的変化を示すグラ
フである。 図において、（３）は触媒層、（４）は点火用電極、（
６）は燃焼器、（７）は燃料供給ノズル、（８）は補助
炎孔板、（９）は燃焼器のスロートである。 なお、図中、同一符号は同〜まだは相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 （ほか２名） 第１図 ３：＠煤層 第２図 第３図 第４＠ 葛 実然丈克 え□′４ 人、 手続補正書く自発〉 昭和 ６ｄ １０月２つ日 い
図、第２図は第１図■−■線に沿う横断平面図、第３図
は従来の触媒燃焼装置の概略図、第４図はその触媒燃焼
による排ガス濃度及び触媒温度の時間的変化を示すグラ
フである。 図において、（３）は触媒層、（４）は点火用電極、（
６）は燃焼器、（７）は燃料供給ノズル、（８）は補助
炎孔板、（９）は燃焼器のスロートである。 なお、図中、同一符号は同〜まだは相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 （ほか２名） 第１図 ３：＠煤層 第２図 第３図 第４＠ 葛 実然丈克 え□′４ 人、 手続補正書く自発〉 昭和 ６ｄ １０月２つ日 い
Claims (1)
- （１）燃料供給ノズルから供給された燃料および該燃料
の噴流エジエクタ作用で吸引された燃焼に必要な空気量
以下の空気を取入れるスロートを有する燃焼器と、上記
の燃料と空気との混合気を反応させるように上記燃焼器
内に設けた触媒層と、この触媒層の周囲を囲む多数の小
孔を有する補助燃焼板と、上記混合気を着火させる点火
用電極と、を備えた触媒燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208802A JPS6186509A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-04 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208802A JPS6186509A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-04 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186509A true JPS6186509A (ja) | 1986-05-02 |
| JPS6250723B2 JPS6250723B2 (ja) | 1987-10-27 |
Family
ID=16562358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59208802A Granted JPS6186509A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-04 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995013503A1 (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-18 | Kenneth Kratsch | Burner mixing chamber |
| US6213761B1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-04-10 | The Coleman Company, Inc. | Heating apparatus |
-
1984
- 1984-10-04 JP JP59208802A patent/JPS6186509A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995013503A1 (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-18 | Kenneth Kratsch | Burner mixing chamber |
| US5423675A (en) * | 1993-11-08 | 1995-06-13 | Kratsch; Kenneth | Burner mixing chamber |
| EP0769120A4 (en) * | 1993-11-08 | 1999-01-13 | Schott Glaswerke | MIXING CHAMBER FOR A BURNER |
| US6213761B1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-04-10 | The Coleman Company, Inc. | Heating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6250723B2 (ja) | 1987-10-27 |
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