JP2006308120A - Catalyst combustion device - Google Patents

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Takao Morigaki
貴夫 森垣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst combustion device capable of burning catalyst by sufficiently uniformly mixing gas and air. <P>SOLUTION: A swirl vane 22 is spirally mounted in a gas mixing heating portion 13, and a heating chamber 23 is formed inside of the swirl vane 22. The gas supplied to a gas burner 12 is partially burnt at a combustion opening 16 to heat a mixture gas in the heating chamber 23. On the other hand, the gas supplied to the gas burner 12 is partially discharged into the heating chamber 23 from a gas discharge opening 17. The air supplied from an air supply opening 21 of the gas mixing heating portion 13 is supplied into the heating chamber 23 through the swirl vane 22. The air passing through the swirl vane 22 is spirally swirled by the swirl vane 22, and the gas in the heating chamber 23 and the air are stirred and uniformly mixed by being swirled, to completely burn the mixture gas in a catalyst layer 14. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、触媒を用いてガスを完全燃焼させるようにした触媒燃焼装置に関する。   The present invention relates to a catalytic combustion apparatus in which gas is completely burned using a catalyst.

ガスが不完全燃焼すると窒素酸化物(NOx)が発生する。窒素酸化物は環境を汚染するため、ガスを燃焼させる際に発生する窒素酸化物を低減させるために触媒燃焼装置が用いられている。   When the gas burns incompletely, nitrogen oxides (NOx) are generated. Since nitrogen oxide pollutes the environment, a catalytic combustion apparatus is used to reduce nitrogen oxide generated when gas is burned.

従来の触媒燃焼装置としては、例えば実開昭61−4110号公報(特許文献1)に開示されたものがある。この触媒燃焼装置では、パイロットバーナで予熱された400〜500℃のガスを一方端部から燃焼装置本体内に供給している。一方、燃焼装置本体の外周胴面には複数本の燃料ノズルが接続されており、各燃料ノズルは燃焼装置本体の中心を向く方向から傾けて螺旋状に配設されている。また、燃焼装置本体の他方端部には、触媒層を設けている。   An example of a conventional catalytic combustion apparatus is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-4110 (Patent Document 1). In this catalytic combustion apparatus, a gas of 400 to 500 ° C. preheated by a pilot burner is supplied into the combustion apparatus main body from one end. On the other hand, a plurality of fuel nozzles are connected to the outer peripheral body surface of the combustion apparatus main body, and each fuel nozzle is inclined in a direction toward the center of the combustion apparatus main body and is arranged in a spiral shape. Moreover, the catalyst layer is provided in the other end part of the combustion apparatus main body.

しかして、燃焼装置本体の一方端部から燃焼装置本体内にガスを供給すると共に燃料ノズルから燃焼装置本体内に2次燃料を供給し、燃焼装置本体内でガスと2次燃料とを混合させている。燃料ノズルは螺旋状に配置されているので、このとき燃料ノズルから吐出される2次燃料の流れが燃焼装置本体内で渦巻き状となり、ガスと2次燃料とが均一に攪拌される。そして、均一に攪拌されたガスと2次燃料を触媒層で完全に燃焼させるようにしている。   Thus, gas is supplied from one end of the combustion apparatus body into the combustion apparatus body, and secondary fuel is supplied from the fuel nozzle into the combustion apparatus body, and the gas and the secondary fuel are mixed in the combustion apparatus body. ing. Since the fuel nozzle is arranged in a spiral shape, the flow of the secondary fuel discharged from the fuel nozzle at this time becomes a spiral in the combustion apparatus body, and the gas and the secondary fuel are uniformly stirred. The uniformly stirred gas and secondary fuel are completely burned in the catalyst layer.

しかしながら、このような構造の触媒燃焼装置では、燃焼ノズルから供給される2次燃料によって生じる渦巻き状の流れは燃焼装置本体内部の周囲(内壁面の近く)だけであり、燃焼装置本体の中心部においては十分にガスと2次燃料を攪拌することができず、ガスと2次燃料の混合ガスのガス濃度にむらが生じていた。   However, in the catalytic combustion apparatus having such a structure, the spiral flow generated by the secondary fuel supplied from the combustion nozzle is only around the inside of the combustion apparatus body (near the inner wall surface), and the central part of the combustion apparatus body In this case, the gas and the secondary fuel could not be sufficiently stirred, and the gas concentration of the mixed gas of the gas and the secondary fuel was uneven.

そして、ガスと2次燃料との混合が不均一でガス濃度にむらがあると、ガス濃度の高い箇所では触媒層で反応しきれず、ガスを完全燃焼させることができなくなる恐れがあった。   If the gas and the secondary fuel are not uniformly mixed and the gas concentration is uneven, the catalyst layer cannot react at a high gas concentration, and the gas may not be burned completely.

さらに、混合ガスのガス濃度に比例して触媒層との反応熱による温度分布が触媒層に生じる。触媒層は一定温度以上になると焼結(シンタリング)を生じ、触媒としての能力が低下し、触媒としての能力がなくなる。従って、かかる温度分布によって触媒に温度むらが発生すると、触媒の能力が部分的に損なわれる。そのため、触媒層は常にある一定温度以下に保たれるように管理しながら使用する必要があるが、温度分布が生じると、そのような温度管理が困難になる。   Furthermore, a temperature distribution due to reaction heat with the catalyst layer is generated in the catalyst layer in proportion to the gas concentration of the mixed gas. When the catalyst layer reaches a certain temperature or higher, sintering (sintering) occurs, and the ability as a catalyst is reduced, and the ability as a catalyst is lost. Therefore, when the temperature unevenness occurs in the catalyst due to such temperature distribution, the ability of the catalyst is partially impaired. Therefore, it is necessary to use the catalyst layer while maintaining it so that it is always kept below a certain temperature. However, if temperature distribution occurs, such temperature management becomes difficult.

実開昭61−4110号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-4110

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスと空気とを十分に均一に混合させて触媒燃焼させることができる触媒燃焼装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a catalytic combustion apparatus capable of performing catalytic combustion by sufficiently uniformly mixing gas and air. There is.

本発明の請求項1に記載の触媒燃焼装置は、ガスと空気とを混合させるためのガス混合部と、ガス混合部にガスを供給するガス吐出口と、ガス混合部に空気を供給するための空気供給口と、ガス混合部に供給されたガスと空気の混合ガスを加熱するための燃焼部と、ガス混合部で混合及び加熱された混合ガスを燃焼させるための触媒層とを備えた触媒燃焼装置において、前記ガス混合部に供給された空気を旋回させて前記混合部内の空気とガスを混合させるための旋回羽根を前記ガス混合部内に設けたことを特徴としている。なお、ガス吐出口から供給されるガスには、空気が含まれていても差し支えない。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a catalytic combustion apparatus comprising: a gas mixing part for mixing gas and air; a gas outlet for supplying gas to the gas mixing part; and supplying air to the gas mixing part. An air supply port, a combustion part for heating the gas mixed with the gas supplied to the gas mixing part, and a catalyst layer for burning the mixed gas mixed and heated in the gas mixing part In the catalytic combustion apparatus, a swirl vane for swirling the air supplied to the gas mixing unit to mix the air and gas in the mixing unit is provided in the gas mixing unit. The gas supplied from the gas discharge port may contain air.

本発明の請求項1の触媒燃焼装置によれば、旋回羽根を前記ガス混合部内に設けているので、ガス混合部に供給されて旋回羽根を通過する空気を旋回羽根によって旋回させて渦流を発生させることができ、この渦流によってガス混合室内のガスと空気を強制的に攪拌することができる。しかも、この渦流はガス混合室の内部に設けられた旋回羽根によって生成されるので、ガス混合室の中心部側でも渦流を発生させることができ、ガスと空気を効率よく攪拌させることができる。   According to the catalytic combustion apparatus of the first aspect of the present invention, since the swirl vane is provided in the gas mixing unit, the air supplied to the gas mixing unit and passing through the swirl vane is swirled by the swirl vane to generate a vortex flow. The gas and air in the gas mixing chamber can be forcibly stirred by this vortex. Moreover, since this vortex is generated by the swirl vanes provided inside the gas mixing chamber, a vortex can be generated also at the center of the gas mixing chamber, and the gas and air can be efficiently stirred.

よって、請求項1の触媒燃焼装置によると、ガスと空気を均一に混合させることができると共に混合ガスを均一に加熱することができ、触媒層における混合ガスの温度やガス濃度を均一に分布させることができ、触媒層によってガスを完全燃焼させることができる。また、触媒層が部分的に高温になって劣化するのを避けることができ、触媒層の寿命を長くすることができる。   Therefore, according to the catalytic combustion apparatus of claim 1, the gas and air can be uniformly mixed and the mixed gas can be heated uniformly, and the temperature and gas concentration of the mixed gas in the catalyst layer are uniformly distributed. The gas can be completely burned by the catalyst layer. Moreover, it can avoid that a catalyst layer partially becomes high temperature and deteriorates, and can extend the lifetime of a catalyst layer.

また、旋回羽根は静止しているので、旋回羽根を回転させるための動力も必要なく、触媒燃焼装置の構造が複雑になることもない。さらに、混合ガス加熱室には、空気とガスが別々に供給されるので、混合ガス加熱室以外では逆火となってガスが不測に燃焼することがなく、触媒燃焼装置の安全性も高い。   Further, since the swirl vanes are stationary, no power is required to rotate the swirl vanes, and the structure of the catalytic combustion apparatus is not complicated. Further, since air and gas are separately supplied to the mixed gas heating chamber, the gas does not burn unexpectedly except in the mixed gas heating chamber, and the safety of the catalytic combustion apparatus is high.

請求項2に記載の実施態様は、請求項1に記載の触媒燃焼装置において、前記ガス混合部の底面に、前記燃焼部とは別に前記ガス吐出口を設けたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、ガス吐出口から供給されるガスを燃焼部により予熱しながらガス混合部へ供給することができ、より均一な温度分布となるようにガスと空気とを混合させることができる。また、燃焼部とガス吐出口をガス混合部の底面にまとめることができるので、触媒燃焼装置をコンパクト化できる。   According to a second aspect of the present invention, in the catalytic combustion apparatus of the first aspect, the gas discharge port is provided on the bottom surface of the gas mixing unit separately from the combustion unit. According to this embodiment, the gas supplied from the gas discharge port can be supplied to the gas mixing unit while preheating by the combustion unit, and the gas and air can be mixed so as to have a more uniform temperature distribution. it can. Further, since the combustion part and the gas discharge port can be integrated on the bottom surface of the gas mixing part, the catalytic combustion apparatus can be made compact.

請求項3に記載の実施態様は、請求項1又は2に記載の触媒燃焼装置において、前記燃焼部が、ガス混合部に供給されるガスの一部を燃焼させるものであることを特徴としている。かかる実施態様によれば、触媒層で燃焼させるためのガスの一部を燃焼部へ導いて燃焼部で燃焼させることができるので、燃焼部へ別途ガスを供給する手段が必要なく、触媒燃焼装置の構造を簡単にすることができる。   The embodiment described in claim 3 is the catalytic combustion apparatus according to claim 1 or 2, wherein the combustion section burns a part of the gas supplied to the gas mixing section. . According to such an embodiment, a part of the gas to be burned in the catalyst layer can be led to the combustion part and burned in the combustion part, so there is no need for a means for separately supplying gas to the combustion part, and the catalytic combustion apparatus The structure can be simplified.

請求項4に記載の実施態様にあっては、請求項1、2又は3に記載の触媒燃焼装置において、前記旋回羽根を筒状に配置し、前記空気供給口を、空気が旋回羽根の中心軸に垂直な方向から旋回羽根に囲まれた空間へ流れ込むように配置し、前記ガス吐出口を、ガスが旋回羽根の中心軸に平行な方向から旋回羽根に囲まれた空間へ流れ込むように配置したことを特徴としている。かかる実施態様によれば、ガス混合部において旋回羽根で旋回させられている混合ガスの旋回方向に垂直な方向(あるいは、旋回羽根の中心軸に平行な方向)からガスを供給することができ、ガスと空気とをより均一に混合できるようになる。   According to an embodiment of the present invention, in the catalytic combustion apparatus according to claim 1, 2, or 3, the swirl vane is arranged in a cylindrical shape, the air is provided at the center of the swirl vane. Arranged to flow from the direction perpendicular to the axis into the space surrounded by the swirl vanes, and the gas outlet is arranged so that the gas flows from the direction parallel to the central axis of the swirl vanes into the space surrounded by the swirl vanes It is characterized by that. According to such an embodiment, gas can be supplied from a direction perpendicular to the swirling direction of the mixed gas swirled by swirl blades in the gas mixing unit (or a direction parallel to the central axis of the swirl blades), Gas and air can be mixed more uniformly.

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものでなく、適宜設計変更可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments described below, and the design can be changed as appropriate.

図1は本発明の実施例1による触媒燃焼装置11を示す概略断面図、図2は図1のX−X線断面図である。この触媒燃焼装置11は、下方より順にガスバーナ12、ガス混合加熱部13(ガス混合部)および触媒層14によって構成されている。   FIG. 1 is a schematic sectional view showing a catalytic combustion apparatus 11 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. The catalytic combustion apparatus 11 includes a gas burner 12, a gas mixing and heating unit 13 (gas mixing unit), and a catalyst layer 14 in order from the bottom.

ガスバーナ12は環状をしたガス室15を備えており、ガス室15の内周部においてガスバーナ12の上面板19には環状に燃焼口16が形成され、さらに、燃焼口16の外側において上面板19には複数個のガス吐出口17が開口されている。また、ガスバーナ12には、ガス室15内にガスを供給するためのガス供給管18が接続されている。なお、図示例では、ガス混合加熱部13とガスバーナ12とは一体に形成されているが、これらは別々に構成されていてもよい。   The gas burner 12 includes an annular gas chamber 15, and a combustion port 16 is formed in an annular shape in the upper surface plate 19 of the gas burner 12 in the inner periphery of the gas chamber 15, and further, an upper surface plate 19 is formed outside the combustion port 16. A plurality of gas discharge ports 17 are opened. The gas burner 12 is connected to a gas supply pipe 18 for supplying gas into the gas chamber 15. In addition, in the example of illustration, although the gas mixing heating part 13 and the gas burner 12 are integrally formed, these may be comprised separately.

ガス混合加熱部13は略円筒状に形成されており、その下面中央部は底板(ガスバーナ12の上面板19)によって塞がれ、上面中央部には混合ガス吹出口20が開口している。また、ガス混合加熱部13の周胴面(外周面)には、複数本のパイプ状をした空気供給口21が設けられている。   The gas mixing and heating unit 13 is formed in a substantially cylindrical shape, the lower surface center portion thereof is blocked by a bottom plate (the upper surface plate 19 of the gas burner 12), and the mixed gas outlet 20 is opened at the upper surface center portion. In addition, a plurality of pipe-like air supply ports 21 are provided on the circumferential body surface (outer circumferential surface) of the gas mixing and heating unit 13.

ガス混合加熱部13内には、前記底板と混合ガス吹出口20の間の空間を囲むようにして旋回羽根22が円筒状に設けられている。ガス混合加熱部13の内部は旋回羽根22の配置された円筒状の領域によって仕切られており、空気供給口21は旋回羽根22よりも外側に位置しており、触媒層14は混合ガス吹出口20を通してガス混合加熱部13内の旋回羽根22よりも内側の空間(以下、ここを加熱室23という。)に面しており、ガス吐出口17はガス混合加熱部13内の加熱室23に面している。ガスバーナ12の燃焼口16は、下方から加熱室23内に突出するように配置されている。   A swirl vane 22 is provided in the gas mixing and heating unit 13 in a cylindrical shape so as to surround a space between the bottom plate and the mixed gas outlet 20. The inside of the gas mixing and heating unit 13 is partitioned by a cylindrical region in which the swirl vanes 22 are arranged, the air supply port 21 is positioned outside the swirl vanes 22, and the catalyst layer 14 is a mixed gas outlet. 20 faces a space inside the swirl vane 22 in the gas mixing and heating unit 13 (hereinafter referred to as a heating chamber 23), and the gas discharge port 17 is connected to the heating chamber 23 in the gas mixing and heating unit 13. Facing. The combustion port 16 of the gas burner 12 is disposed so as to protrude into the heating chamber 23 from below.

図2に示すように、旋回羽根22は上下に立てた複数枚の羽根板26によって構成されており、各羽根板26は螺旋状に傾いていて各羽根板26間の隙間を外側から内側へと空気が通過できるようになっている。また、前記空気供給口21は、その長さ方向がガス混合加熱部13の外周面をなす円形の接線方向を向くように配設されており、空気供給口21から空気を送り込んだとき、送り込まれた空気がガス混合加熱部13内を円周方向に沿って渦巻き状に流れるようになっている。   As shown in FIG. 2, the swirl vane 22 is composed of a plurality of vanes 26 standing up and down, and each vane plate 26 is inclined in a spiral shape so that the gap between the vanes 26 extends from the outside to the inside. And the air can pass through. The air supply port 21 is arranged so that the length direction thereof faces a circular tangential direction that forms the outer peripheral surface of the gas mixing and heating unit 13, and is supplied when air is supplied from the air supply port 21. The generated air flows in a spiral shape in the gas mixing and heating unit 13 along the circumferential direction.

触媒層14としては、たとえば白金触媒を用いることができるが、これ以外の触媒を用いてもよい。たとえば金属触媒に限らず、セラミックの触媒であってもよい。   As the catalyst layer 14, for example, a platinum catalyst can be used, but other catalysts may be used. For example, the catalyst is not limited to a metal catalyst, and may be a ceramic catalyst.

次に、上記触媒燃焼装置11においてガスが触媒で完全燃焼させられるまでの働きを説明する。ガスバーナ12のガス室15内には、ガス又は低混合ガスが送り込まれる。ここでいう低混合ガスとは、ガスと空気との混合ガスであるが、空気量が理論空気量m=1以下の混合ガスである。すなわち、空気の混合比が、ガスと空気の最適な燃焼比率における空気の混合比よりも少なくなっている。ガス室15に送り込まれたガス又は低混合ガスは、その一部が燃焼口16から加熱室23内に吐出され、また一部がガス吐出口17から加熱室23内の旋回羽根22近傍に吐出される。   Next, the operation until the gas is completely burned by the catalyst in the catalytic combustion apparatus 11 will be described. A gas or a low mixed gas is fed into the gas chamber 15 of the gas burner 12. The low mixed gas here is a mixed gas of gas and air, but is a mixed gas having an air amount of less than or equal to the theoretical air amount m = 1. That is, the mixing ratio of air is smaller than the mixing ratio of air at the optimum combustion ratio of gas and air. Part of the gas or low-mixed gas fed into the gas chamber 15 is discharged from the combustion port 16 into the heating chamber 23, and part of the gas is discharged from the gas discharge port 17 to the vicinity of the swirl vane 22 in the heating chamber 23. Is done.

一方、空気供給口21からガス混合加熱部13内に空気が吹き込まれると、図2に示すように、ガス混合加熱部13内に円周方向に沿って渦巻き状に吹き込まれる。よって、ガス混合加熱部13内に吹き込まれた空気は、ガス混合加熱部13の周胴部内面に沿って流れるので、ガス混合加熱部13の周胴面の温度上昇が抑えられる。そして、ガス混合加熱部13に供給され空気は、旋回羽根22の羽根板26の間を通過することによってさらに渦巻き状に旋回しながら加熱室23内に供給される。   On the other hand, when air is blown into the gas mixing and heating unit 13 from the air supply port 21, it is blown into the gas mixing and heating unit 13 in a spiral shape along the circumferential direction as shown in FIG. Therefore, since the air blown into the gas mixing and heating unit 13 flows along the inner surface of the peripheral drum portion of the gas mixing and heating unit 13, the temperature rise of the peripheral drum surface of the gas mixing and heating unit 13 is suppressed. Then, the air supplied to the gas mixing and heating unit 13 is supplied into the heating chamber 23 while being swirled in a spiral shape by passing between the blade plates 26 of the swirling blades 22.

従って、加熱室23内にはガス吐出口17からガス又は低混合ガスが供給されると共に、空気供給口21から空気が供給され、加熱室23内でガス又は低混合ガスと空気とが混合される。ここで、ガス混合加熱部13に供給される空気量は、加熱室23内における混合ガスの空気量が理論空気量の3倍程度となるようにしている。その理由は触媒燃焼では理論空気量の3倍程度の空気が必要とされるためである。従って、加熱室23内における混合ガスは希薄混合気となっており、触媒層14よりも手前の加熱室23内では、混合ガスは加熱されても燃焼しない。   Accordingly, the gas or the low mixed gas is supplied from the gas discharge port 17 into the heating chamber 23 and the air is supplied from the air supply port 21, and the gas or the low mixed gas and the air are mixed in the heating chamber 23. The Here, the amount of air supplied to the gas mixing and heating unit 13 is such that the amount of mixed gas in the heating chamber 23 is about three times the theoretical amount of air. This is because catalytic combustion requires about three times the theoretical air volume. Therefore, the mixed gas in the heating chamber 23 is a lean mixture, and the mixed gas does not burn even if heated in the heating chamber 23 before the catalyst layer 14.

加熱室23内に送り込まれたガス又は低混合ガスと空気とは、旋回羽根22によって加熱室23内に渦巻き状に送り込まれた空気の流れによって強制的に旋回させられ、渦巻き状に旋回させられて均一に攪拌される。よって、この触媒燃焼装置11によれば、加熱室23内のガス又は低混合ガスと空気とを十分均一に攪拌させることができる。さらに、この実施例1では、加熱室23内で旋回している混合ガスの旋回方向に対して垂直に(つまり、旋回羽根22の中心軸と平行に)ガス吐出口17からガス又は低混合ガスを吐出させているので、非常に効率よくガス又は低混合ガスと空気とを混合させることができる。   The gas or low mixed gas and air sent into the heating chamber 23 are forcibly swirled by the flow of air sent into the heating chamber 23 by the swirl vanes 22 and swirled in a spiral shape. And evenly stirred. Therefore, according to this catalytic combustion device 11, the gas in the heating chamber 23 or the low mixed gas and the air can be sufficiently stirred. Further, in the first embodiment, the gas or the low mixed gas is supplied from the gas discharge port 17 perpendicularly to the swirling direction of the mixed gas swirling in the heating chamber 23 (that is, in parallel with the central axis of the swirling blade 22). Since the gas is discharged, the gas or the low mixed gas and the air can be mixed very efficiently.

また、ガス吐出口17から低混合ガスを吐出させる場合には、既に混合ガス(m=1以下)となっているので、まったく空気が混合されていないガスをガス吐出口17から吐出させる場合に比べて、低混合ガスは空気と非常に混合し易い状態にある。   Further, when the low mixed gas is discharged from the gas discharge port 17, the mixed gas (m = 1 or less) has already been obtained. Therefore, when the gas not mixed with air is discharged from the gas discharge port 17. In comparison, the low gas mixture is in a state where it is very easy to mix with air.

燃焼口16から加熱室23内に吐出されているガス又は低混合ガスは着火されており、燃焼口16で燃焼している。よって、燃焼口16で燃焼しているガスの燃焼熱によって加熱室23内の混合ガスが加熱される。燃焼口16でガス又は低混合ガスを燃焼させているのは、触媒反応させてガスを完全燃焼させるためには混合ガスをある温度以上に加熱する必要があるからである。ただし、前記のように加熱室23内のガスは加熱によっては燃焼しない。   The gas or low mixed gas discharged from the combustion port 16 into the heating chamber 23 is ignited and burned at the combustion port 16. Therefore, the mixed gas in the heating chamber 23 is heated by the combustion heat of the gas combusted at the combustion port 16. The reason why the gas or the low mixed gas is burned at the combustion port 16 is that the mixed gas needs to be heated to a certain temperature or higher in order to cause the catalytic reaction to completely burn the gas. However, as described above, the gas in the heating chamber 23 is not burned by heating.

加熱室23内の混合ガスは、前記のように加熱室23内で旋回しているので、加熱室23内の混合ガスはむらなく均一に加熱される。   Since the mixed gas in the heating chamber 23 swirls in the heating chamber 23 as described above, the mixed gas in the heating chamber 23 is uniformly heated.

こうして十分均一に混合されると共に加熱された混合ガスは触媒層14へ送られ、触媒層14において触媒燃焼させられる。よって、ガスは触媒層14で完全燃焼させられ、窒素酸化物等の発生を抑制される。   In this way, the mixed gas that has been sufficiently uniformly mixed and heated is sent to the catalyst layer 14 and is catalytically burned in the catalyst layer 14. Therefore, the gas is completely burned in the catalyst layer 14 and the generation of nitrogen oxides and the like is suppressed.

また、この触媒燃焼装置11によれば、供給されるガスの一部を燃焼させ、その熱を利用して混合ガスを加熱しており、さらに旋回羽根22で混合ガスを旋回させることによって混合ガスをむらなく均一な濃度に混合させると共に均一に加熱することができる。この結果、触媒層14においては、均一な濃度で均一な温度の混合ガスを燃焼させることができ、触媒層14の各領域がほぼ一定の温度に保たれる。そのため、触媒層14が焼結等によって劣化するおそれが少なく、触媒層14の寿命も長くなる。   Further, according to the catalytic combustion device 11, a part of the supplied gas is combusted, the mixed gas is heated by using the heat, and the mixed gas is swirled by the swirl vanes 22, thereby mixing the mixed gas. Can be uniformly mixed and heated uniformly. As a result, in the catalyst layer 14, a mixed gas having a uniform concentration and a uniform temperature can be burned, and each region of the catalyst layer 14 is maintained at a substantially constant temperature. Therefore, there is little possibility that the catalyst layer 14 is deteriorated by sintering or the like, and the life of the catalyst layer 14 is also extended.

また、このような触媒燃焼装置11においては、あらかじめガスと空気とを混合したものを空気供給口21から加熱室23に噴出させるようにしても同様な効果を得ることができるが、その場合には逆火によって空気供給口21側へ炎が広がるおそれがある。これに対し、上記実施例1のように空気とは別にガス吐出口17からガスを供給するように構成していれば、最悪の場合でもガス吐出口17に火炎が形成されるだけで、それ以上の逆火は生じないため、安全に使用することができる。   In addition, in such a catalytic combustion device 11, the same effect can be obtained even if a mixture of gas and air is jetted from the air supply port 21 to the heating chamber 23 in advance. May spread to the air supply port 21 side due to flashback. On the other hand, if the gas is supplied from the gas outlet 17 separately from the air as in the first embodiment, only a flame is formed at the gas outlet 17 even in the worst case. Since the above flashback does not occur, it can be used safely.

図1は本発明の実施例1による触媒燃焼装置の構造を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a catalytic combustion apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は図1のX−X線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 触媒燃焼装置
12 ガスバーナ
13 ガス混合加熱部
14 触媒層
15 ガス室
16 燃焼口
17 ガス吐出口
18 ガス供給管
19 上面板
20 混合ガス吹出口
21 空気供給口
22 旋回羽根
23 加熱室
26 羽根板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Catalytic combustion apparatus 12 Gas burner 13 Gas mixing heating part 14 Catalyst layer 15 Gas chamber 16 Combustion port 17 Gas discharge port 18 Gas supply pipe 19 Upper surface plate 20 Mixed gas blower outlet 21 Air supply port 22 Swirling blade 23 Heating chamber 26 Blade plate

Claims (4)

ガスと空気とを混合させるためのガス混合部と、ガス混合部にガスを供給するガス吐出口と、ガス混合部に空気を供給するための空気供給口と、ガス混合部に供給されたガスと空気の混合ガスを加熱するための燃焼部と、ガス混合部で混合及び加熱された混合ガスを燃焼させるための触媒層とを備えた触媒燃焼装置において、
前記ガス混合部に供給された空気を旋回させて前記混合部内の空気とガスを混合させるための旋回羽根を前記ガス混合部内に設けたことを特徴とする触媒燃焼装置。
A gas mixing unit for mixing gas and air, a gas discharge port for supplying gas to the gas mixing unit, an air supply port for supplying air to the gas mixing unit, and a gas supplied to the gas mixing unit In a catalytic combustion apparatus comprising a combustion section for heating a mixed gas of air and air, and a catalyst layer for burning the mixed gas mixed and heated in the gas mixing section,
A catalytic combustion apparatus characterized in that a swirl vane for swirling air supplied to the gas mixing section to mix air and gas in the mixing section is provided in the gas mixing section.
前記ガス混合部の底面に、前記燃焼部とは別に前記ガス吐出口を設けたことを特徴とする、請求項1に記載の触媒燃焼装置。   2. The catalytic combustion apparatus according to claim 1, wherein the gas discharge port is provided on a bottom surface of the gas mixing unit separately from the combustion unit. 前記燃焼部は、ガス混合部に供給されるガスの一部を燃焼させるものであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の触媒燃焼装置。   The catalytic combustion apparatus according to claim 1 or 2, wherein the combustion section burns a part of the gas supplied to the gas mixing section. 前記旋回羽根は、筒状に配置されており、前記空気供給口は、空気が旋回羽根の中心軸に垂直な方向から旋回羽根に囲まれた空間へ流れ込むように配置され、前記ガス吐出口は、ガスが旋回羽根の中心軸に平行な方向から旋回羽根に囲まれた空間へ流れ込むように配置されていることを特徴とする、請求項1、2又は3に記載の触媒燃焼装置。   The swirl vane is disposed in a cylindrical shape, and the air supply port is disposed such that air flows into a space surrounded by the swirl vane from a direction perpendicular to the central axis of the swirl vane, and the gas discharge port is 4. The catalytic combustion apparatus according to claim 1, wherein the gas is arranged so as to flow into a space surrounded by the swirl vanes from a direction parallel to the central axis of the swirl vanes.
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