JP2008261606A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バーナ1は、設定空気比としたとき、酸化触媒4一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、燃料調整弁25は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、酸化触媒は、濃度比を所定濃度比としたとき酸化触媒4二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、酸化触媒4二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とするとする特性を有し、空気比調整手段28は、燃焼量の変更時、燃料調整弁25の開度を連続的に変更するとともに、センサ7からの信号に基づき、フィードバック制御により設定空気比とするようにインバータ30を制御する。
【選択図】図1
Description
の一酸化炭素を低減するための酸化触媒を備えたボイラにおいて、これまで殆ど研究が行われていなかった限りなく1に近い低空気比でのバーナの燃焼領域(図11の領域Z2)において、窒素酸化物および一酸化炭素の排出量を実質的に零とするポイントを見出した。そして、窒素酸化物および一酸化炭素の排出量を実質的に零とすることができた原因を追及した結果、酸化触媒一次側の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比を基準所定濃度比とすることで、酸化触媒を用いて窒素酸化物および一酸化炭素の排出量を限りなく零に近く低減できるとともに、前記濃度比を前記基準所定濃度比の近傍で調整することにより、有害物質(窒素酸化物および一酸化炭素)の排出量を実質的に零または許容値まで低減可能であるいう新たな知見を得た。この知見に基づき、これまで殆ど研究が行われていなかった限りなく1に近い低空気比の燃焼領域において、窒素酸化物の排出量を限りなく零に近く低減でき、一酸化炭素排出量を許容範囲に低減できるとともに、低空気比による省エネルギーを実現できる業界初の燃焼装置の発明を創出し、これを先に出願した(特願2005−300343)。
)を通過し終わるまでのガスをいい、触媒を通過した後のガスを「排ガス」という。したがって、ガスは、燃焼反応中(燃焼過程)のガスと燃焼反応が完結したガスとを含み、燃焼ガスと称することができる。ここにおいて、前記触媒がガスの流れに沿って多段に設けられている場合、「ガス」は、最終段の触媒を通過し終わるまでのガスをいい、「排ガス」は、最終段の触媒を通過した後のガスをいう。
この発明の実施の形態1は、送風機の回転数制御をフィードバックによりインバータ制御するものである。この実施の形態1は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とし、前記酸化触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とするとする特性を有し、前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記燃料調整弁の開度を連続的に変更するとともに、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比を所定濃度比とすることを特徴とする燃焼装置である。
前記実施の形態2は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kが基準所定濃度比K0となる特性を有し、前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、前記酸化触媒は、前記濃度比Kを前記基準所定濃度比K0としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする特性を有し、前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記燃料調整弁の開度を連続的に変更するとともに、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比Kを前記基準所定濃度比K0とすることを特徴とする燃焼装置である。
また、前記実施の形態3は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kが第一所定濃度比K1となる特性を有し前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、前記酸化触媒は、前記濃度比Kを前記第一所定濃度比K1としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とし、一酸化炭素濃度を所定値以下とする特性を有し、前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記燃料調整弁の開度を連続的に変更するとともに、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比Kを前記第一定濃度比K1とすることを特徴とする燃焼装置である。
また、前記実施の形態4は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kが第二所定濃度比K2となる特性を有し前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、前記酸化触媒は、前記濃度比Kを前記第二所定濃度比K2としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零するとする特性を有し、前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記燃料調整弁の開度を連続的に変更するとともに、前記センサからの信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比Kを前記第二定濃度比K2とすることを特徴とする燃焼装置である。
調整0:前記濃度比Kを、前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする基準所定濃度比K0に調整する。
調整1:前記濃度比Kを、前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とするとともに一酸化炭素濃度を所定値以下とする第一所定濃度比K1に調整する。
調整0:前記濃度比Kを、前記酸化触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零とするとともに窒素酸化物濃度を所定値以下とする第二所定濃度比K2に調整する。
([NOx]+2[O2])/[CO]=K …(1)
1.0≦K=K0≦2.0 …(2)
(式(1)において、[CO]、[NOx]および[O2]はそれぞれ一酸化炭素濃度、窒素酸化物濃度および酸素濃度を示し、[O2]>0の条件を満たす。)
濃度が実質的に零となるとともに窒素酸化物濃度が所定値以下となる。この場合、前記酸化触媒の二次側の酸素濃度は、所定濃度となる。この窒素酸化物濃度の所定値は、一酸化炭素濃度の前記所定値とは異なる値であり、好ましくは、各国で定められる排出基準値以下とする。この所定値を決めると、実験的に前記第二濃度比K2を定めることができる。前記第二所定濃度比K2とするための濃度比Kの調整は、具体的には、前記酸化触媒一次側の一酸化炭素濃度に対する酸素濃度の割合を、前記基準所定濃度比K0を満たす一酸化炭素濃度に対する酸素濃度の割合よりも多くすることで実現可能である。
([NOx]+2[O2])/[CO]=K≦2.0 …(3)
(式(3)において、[CO]、[NOx]および[O2]はそれぞれCO濃度、NOx濃度およびO2濃度を示し、[O2]>0の条件を満たす。)
前記触媒内では、前記第一反応(I)が主反応として起こることが知られている。
CO +1/2O2 → CO2 …(I)
また、Pt等の貴金属触媒を用いた前記触媒内では、酸素が存在しない雰囲気で前前記第二反応(II)によるCOによるNO還元反応が進行する。
CO +NO → CO2 +1/2N2 …(II)
そこで、前記第一反応(I)、前記第二反応(II)の反応に寄与する物質の濃度に着目し、前記基準濃度充足式を導きだした。
すなわち、CO濃度,NO濃度,O2濃度をそれぞれ[CO]ppm,[NO]ppm,[O2]ppmとすると、前記式(I)よりCOにより除去できる酸素濃度は、次式(III)で表される。
2[O2]= [CO]a …(III)
また、前記式(II)の反応を起こすためには、COがNOの等量必要であり、次式(IV)の関係がいえる。
[CO]b =[NO] …(IV)
前記式(I)、(II)の反応を前記触媒内で連続して起こす場合、前記式(III)と前記式(IV)を足し合わせることで得られる次式(V)の濃度関係が必要となる。
[CO]a +[CO]b=2[O2]+ [NO] ・…(V)
[CO]a +[CO]bは、同一成分であるため、前記触媒二次側のガス中のCO濃度として[CO]で表すことができる。
よって、前記基準所定濃度比充足式,
すなわち[CO]=2[O2]+[NO]の関係を導くことができる。
前記実施の形態1は、つぎの実施の形態5にて表現できる。この実施の形態5は、炭化水素含有の燃料を燃焼させ、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を検出するためのセンサと、このセンサの検出信号に基づき設定空気比に前記バーナを制御する空気比調整手段とを備え、前記バーナは、前記空気比調整手段により前記空気比を設定空気比に調整したとき、前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とし、一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とする前記酸化触媒一次側における酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の所定
濃度比を得ることができるように構成され、前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記燃料調整弁の開度を連続的に変更するとともに、前記センサからの信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比を所定濃度比とするように前記インバータを制御することを特徴とする燃焼装置である。
、一酸化炭素濃度の増加をもたらすとともに、窒素酸化物濃度を抑制する。前記吸熱手段を前記第二の態様とする場合は、典型的には、前記バーナによる濃度比特性を殆ど変更することなく、保持するものである。
可能とした燃料調整弁を有する。この燃料調整弁として、所謂比例弁を用いることができる。
炭素等の未燃ガスを空気比m=1.0で燃焼させるのに必要な不足酸素濃度を負の値として表す酸素濃度計を好適に用いることができる。また、前記センサとしては、酸素濃度センサと一酸化炭素濃度センサとを組み合わせ、近似的に空気比を求めることもできる。
とで前記濃度比を所定濃度比とすることを特徴とする燃焼装置である。
有している。また、第四ラインUは、前記触媒4二次側のNOx濃度を示し、空気比1.0以下の所定の領域でNOx濃度が実質的に零となり、空気比が1.0を越えるに従い、実質的に零から濃度が増加し、やがて前記触媒4の一次側の濃度と等しくなる特性を有している。この前記触媒4の二次側NOx濃度が、一次側の濃度と等しくなる空気比以下の領域をNOx・CO低減領域と称する。このNOx・CO低減領域の下限は、前記触媒4の二次側のCO濃度が300ppm(日本のCO排出基準)となる空気比とすることができる。この空気比−NOx・CO特性は、これまで研究されてこなかった低空気比領域の新規な特性である。
を制御する。この空気比制御プログラムは、図7に示すような制御を行う。すなわち、低燃焼と高燃焼との間の燃焼量の変更時、前記燃料調整弁25の開度を連続的に変更するとともに、前記センサ7から信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータ30を制御することで前記濃度比Kを第一所定濃度比K0とするものである。また、燃焼量変更後の高燃焼および低燃焼の制御は、前記燃料調整弁25の開度を高燃焼用の第一設定開度開度P1,低燃焼用の第二設定開度P2として、燃焼量の変更時と同様に、前記第一開度P1または前記第二設定開度P2を一定に保持するように、前記インバータ30の出力周波数を高燃焼用の第一周波数f1,低燃焼用の第二周波数f2として、フィードバック制御により、前記設定空気比を一定に制御するように構成されている。この実施例1では、前記ダンパ31は、着火動作時小さい開度とし、高燃焼時および低燃焼時は、全開などの大きい開度を保持するように構成しているが、これに限定されることなく、前記ダンパ31を高燃焼用の開度,低燃焼用の開度に制御するように構成できる。本実施例1の前記設定空気比は、1.0としている。
([NOx]+2[O2])/[CO]2.0 …(3)
(式(3)において、[CO]、[NOx]および[O2]はそれぞれ一酸化炭素濃度、窒素酸化物濃度および酸素濃度を示し、[O2]>0の条件を満たす。)
この設定空気比一定制御を図4および図5に基づき以下に説明する。
[NOx]+2[O2]=[CO] …(3A)
(実験例1)
単位時間当たり蒸発量を800kgの缶体3(出願人が製造の型式:SQ−800と称される缶体)で、燃焼量45.2m3N/hの予混合バーナ1で燃焼させ、触媒活性物質としてPtを2.0g/Lの割合で担持した体積10L、内径360mmの触媒とした場合の実験結果について説明する。前記基準設定空気比m0を1とした場合、前記触媒1の一次側(前記触媒4通過前)の一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度,酸素濃度がそれぞれ10分間の平均値で2295ppm,94ppm,1655ppmに調整され、前記触媒1の二次側(前記触媒1通過後)のそれぞれの濃度が10分間の平均値で13ppm,0.3ppm,100ppm未満となった。ここで、前記触媒1の二次側の酸素濃度100ppmは、酸素濃度の測定限界である。また、前記触媒4の前後でのガスの温度は、同じ測定装置にて計測され、前記触媒4の前後でのガスの温度は、それぞれ、約323〜325℃,約327℃〜346℃であった。本実験例1および以下の実験例2,3においては、前記触媒4を前記給水予熱器20のやや上流に配置し、その前後に測定装置を配置し、前記触媒4の通過後の各濃度およびガスの温度は、株式会社堀場製作所製PG−250を用い、通過前の各濃度は、株式会社堀場製作所製COPA−2000を用いて計測した。勿論、前記触媒4を図1に示す位置に配置しても測定濃度値は殆ど変わらないと考えられる。
実験例1と同じバーナ1および缶体3を用い、燃焼量を実験例1と同じとし、触媒活性物質としてPdを2.0g/Lの割合で担持した体積10L、内径360mmの触媒とした場合の一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度,酸素濃度の各濃度比Kにおける値を図10に示す。ここで、触媒通過後の酸素濃度を実験例1と同様の酸素濃度センサを用いて測定したので、実際は100ppm以下の値であっても100ppmで示した。
る。また、酸素濃度100ppm以下の分解能で空気比を制御しているので、CO量が多く、かつ空気比−CO特性においてCO増加率の高い領域での空気比制御を応答性よく、安定的に行うことができる。
減効果を安定して発揮することができる。
4 触媒
7 センサ
8 制御器
25 燃料調整弁
28 空気比調整手段
29 モータ
30 インバータ
34 モータ
Claims (4)
- 炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、
このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、
前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機を含む燃焼空気供給手段と、
前記送風機の回転数を可変とするインバータと、
前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、
前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、
前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、
前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、
前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、
前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、前記酸化触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とするとする特性を有し、
前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記燃料調整弁の開度を連続的に変更するとともに、前記センサからの信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比を所定濃度比とすることを特徴とする燃焼装置。 - 炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、
このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、
前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機を含む燃焼空気供給手段と、
前記送風機の回転数を可変とするインバータと、
前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、
前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、
前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、
前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、
前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、
前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、前記酸化触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とするとする特性を有し、
前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記インバータを制御して前記送風機の回転数を連続的に変更するとともに、前記センサからの信号に基づき、フィードバック制御により前記燃料調整弁の開度を連続的に変更することで前記濃度比を所定濃度比とすることを特徴とする燃焼装置。 - 炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、
このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、
前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機を含む燃焼空気供給手段と、
前記送風機の回転数を可変とするインバータと、
前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、
前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、
前記バーナは、前記空気比を設定空気比としたとき、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、
前記燃料調整弁は、燃料供給量を連続的に可変とした弁から構成され、
前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比としたとき前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、前記酸化触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とするとする特性を有し、
前記空気比調整手段は、燃焼量の変更時、前記インバータを制御して送風機の回転数を連続的に変更するとともに、
前記燃料調整弁は、前記送風機による送風量の変化を検出する信号に基づき開度を連続的に変更することで前記濃度比を所定濃度比とすることを特徴とする燃焼装置。 - 前記設定空気比が1.1以下であることを特徴とする請求項1〜4に記載の燃焼装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013087958A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Miura Co Ltd | 熱媒ボイラ |
JP2014005964A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Miura Co Ltd | ボイラのNOx処理システム |
JP2014105881A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Miura Co Ltd | ボイラ装置 |
WO2016068638A1 (ko) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 한국생산기술연구원 | 복합센서를 이용한 공연비 제어 시스템 및 제어 방법 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61291026A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-20 | Hitachi Ltd | 窒素酸化物と一酸化炭素とを同時に除去する方法 |
JPH0538421A (ja) * | 1991-08-07 | 1993-02-19 | Osaka Gas Co Ltd | ガスエンジンの排ガス浄化方法 |
JPH06246159A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Osaka Gas Co Ltd | ガスエンジン排ガス浄化用三元触媒及びガスエンジン排ガスの浄化方法 |
JPH07133905A (ja) * | 1993-11-10 | 1995-05-23 | Tokyo Gas Co Ltd | 窒素酸化物低発生交番燃焼方法 |
JPH11132404A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Miura Co Ltd | 水管ボイラ |
JP3221582B2 (ja) * | 1992-09-09 | 2001-10-22 | 株式会社三浦研究所 | 低NOx、及び低CO燃焼装置 |
JP2004125378A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-04-22 | Miura Co Ltd | 低NOx燃焼方法とその装置 |
-
2007
- 2007-04-13 JP JP2007106546A patent/JP5358895B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61291026A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-20 | Hitachi Ltd | 窒素酸化物と一酸化炭素とを同時に除去する方法 |
JPH0538421A (ja) * | 1991-08-07 | 1993-02-19 | Osaka Gas Co Ltd | ガスエンジンの排ガス浄化方法 |
JP3221582B2 (ja) * | 1992-09-09 | 2001-10-22 | 株式会社三浦研究所 | 低NOx、及び低CO燃焼装置 |
JPH06246159A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Osaka Gas Co Ltd | ガスエンジン排ガス浄化用三元触媒及びガスエンジン排ガスの浄化方法 |
JPH07133905A (ja) * | 1993-11-10 | 1995-05-23 | Tokyo Gas Co Ltd | 窒素酸化物低発生交番燃焼方法 |
JPH11132404A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Miura Co Ltd | 水管ボイラ |
JP2004125378A (ja) * | 2002-07-15 | 2004-04-22 | Miura Co Ltd | 低NOx燃焼方法とその装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013087958A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Miura Co Ltd | 熱媒ボイラ |
JP2014005964A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Miura Co Ltd | ボイラのNOx処理システム |
JP2014105881A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Miura Co Ltd | ボイラ装置 |
WO2016068638A1 (ko) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 한국생산기술연구원 | 복합센서를 이용한 공연비 제어 시스템 및 제어 방법 |
KR101759217B1 (ko) * | 2014-10-31 | 2017-08-01 | 한국생산기술연구원 | 복합센서를 이용한 공연비 제어 시스템 및 제어 방법 |
CN107208890A (zh) * | 2014-10-31 | 2017-09-26 | 韩国生产技术研究院 | 利用复合传感器的空燃比控制系统及控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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