JP2750424B2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents

触媒燃焼装置

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JP2750424B2
JP2750424B2 JP5340090A JP34009093A JP2750424B2 JP 2750424 B2 JP2750424 B2 JP 2750424B2 JP 5340090 A JP5340090 A JP 5340090A JP 34009093 A JP34009093 A JP 34009093A JP 2750424 B2 JP2750424 B2 JP 2750424B2
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哲到 妹尾
明良 小菅
和夫 大橋
学 伊藤
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒燃焼装置に係り、
特にその燃料ガス供給構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の触媒燃焼装置は、一般に図7に示
すように燃焼反応させる触媒体1と、逆火防止及び断熱
作用をする石材繊維2と、多孔板又は網状体3とを積層
し、多孔体又は網状体3側に燃料ガスを触媒体1に供給
する為の燃料ガス噴射用ノズル管4を配設し、放熱板5
でその後側を被い、放熱板5を貫通してノズル管4に燃
料ガス主導管6を接続した構造のものが多い。先行技術
文献として、例えば「燃料協会誌」第58巻第626号
(1979)がある。ところで、この触媒燃焼装置の燃
料ガス噴射用ノズル管4は、左右に振り分けた2本の長
い管を夫々U字状に屈曲し、これに一定間隔にノズル4
aを穿設したものである為、ノズル管4の燃料ガス導入
口付近のノズル4aと先端部のノズル4aとでは噴射さ
れる燃料ガス量に差が生じ、触媒体1での燃焼が全面で
不均一となって、燃焼温度にばらつきが生じていた。こ
のようなことから触媒燃焼装置では、図8,9に示すよ
うに触媒体1に燃料ガスを供給する為のノズル7を一定
間隔に穿設した燃料ガス噴射用ノズル管8を左右方向に
一定間隔を存して複数本水平な角筒状のマニホールド9
の上面に立設連通し、マニホールド9の一端面に燃料ガ
ス供給配管に接続されるガス導入管10を設けて、燃料
ガス供給ヘッダー11を構成し、この燃料ガス供給ヘッ
ダー11を図10に示すように触媒体1、セラミックス
ウール2′、網状スペーサー3′と積層し外枠12内に
保持した積層体の背後に積層することにより、触媒体1
での燃焼の全面均一化を図っている。然し乍ら、上記燃
料ガス供給ヘッダー11は、製造時ノズル管8とマニホ
ールド9を接続する際に発生する接続部形状等のばらつ
きにより、各ノズル管8へ供給される燃料ガス量にばら
つきが生じる為、精度良く多数接続する必要があるが、
手間とコスト等から実際には十分な数のノズル管8が接
続されていない。従って、ノズル7の数が少なく、触媒
体1での燃焼が全面均一に至っておらず、燃焼温度を燃
料ガスの着火温度以内で運転する無炎燃焼においては、
特に触媒体1の最高温度部を着火温度以内に制御する必
要があり、その為燃焼温度のばらつきが大きいと、供給
できる最高熱量が減少し、結果として触媒燃焼効率の低
下を招いていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、燃料
ガス噴射用ノズルを適切な位置に設けて触媒体でのガス
燃焼温度の均一化を図り、高効率のガス触媒燃焼を可能
にすると共に、ノズル管とマニホールドの接続を無くし
て、構造簡単,製作容易にして安価な触媒燃焼装置を提
供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の触媒燃焼装置は、前面側より燃焼反応させる
触媒体と、逆火防止と断熱作用をするセラミックスウー
ルと、網状スペーサーとが積層され、その裏側で燃料ガ
スを触媒体に供給する為の燃料ガス噴射用ノズルを多数
配列穿設したガス供給板が周方向へ熱膨張可能に積層さ
れて、これらが枠内に保持され、ガス供給板の背後に裏
当板が配されて垂直な扁平空間のガス供給流路が形成さ
れ且つその下端部に角筒状のマニホールドが形成されて
前記枠内に保持固定され、前記マニホールドに燃料ガス
供給配管に接続されるガス導入管が設けられてなるもの
である。
【0005】
【作用】上記のように構成された本発明の触媒燃焼装置
は、燃料ガスを触媒体に供給するのに、燃料ガス噴射用
ノズルを多数配設したフラットなガス供給板を使用して
いるので、燃料ガスの種類、性状、供給量、仕様に合わ
せて、燃料ガス噴射用ノズルの径、数、位置等を適切に
選択したものに代えることにより、いかなる燃料ガスで
も触媒燃焼を効率良く行うことができる。また、このガ
ス供給板は、前面側より触媒体、セラミックスウール、
網状スペーサーと積層したその裏側で周方向へ熱膨張可
能に積層されて、これらが枠内に保持されているので、
各燃料ガス噴射用ノズルに均一に面圧がかかり、燃料ガ
スの均一噴射が可能となり、しかもガス供給板の背後に
裏当板が配されて、垂直な扁平空間のガス供給流路が形
成され且つその下端に角筒状のマニホールドが形成され
ているので、燃料ガスの通過断面積は、マニホールド>
ガス供給流路>燃料噴射用ノズル(全数)の関係となっ
ていて、マニホールドに入った燃料ガスはガス供給流路
全体に絞り込まれて略均一に流れ、最終的に圧力損失の
最も高い燃料ガス噴射用ノズルより略均一に燃料ガスが
噴射される。従って、触媒体での燃焼温度が均一化さ
れ、高効率のガス触媒燃焼が可能となる。また、本発明
の触媒燃焼装置は、従来のようにノズル管とマニホール
ドの接続を行うことなく、フラットなガス供給板の背後
に裏当板を配することにより、垂直な扁平空間のガス供
給流路と角筒状のマニホールドが形成されているので、
燃料ガス供給ヘッダーの製作が簡単化して手間が省ける
と共にコストが低減される。
【0006】
【実施例】本発明の触媒燃焼装置の一実施例を図によっ
て説明すると、図1及び図2に於いて、1は前面の燃焼
反応させる触媒体、2′は触媒体1の裏面に配された逆
火防止及び断熱作用をするセラミックスウール、3′は
セラミックスウール2′の裏面に配された網状スペーサ
ーで、これらは保持枠13内に積層保持されている。網
状スペーサー3′の裏側には燃料ガスを触媒体1に供給
する為の燃料ガス噴射用ノズル14が多数千鳥配列に穿
設されたガス供給板15が積層されて、その周縁が前記
保持枠13とパッキン押え16にて保持された耐熱パッ
キン17との間に挟まれて熱膨張可能となっている。そ
してガス供給板15の背後に裏当板18が配されて、垂
直な扁平空間のガス供給流路19が形成されると共に、
その下端部に角筒状のマニホールド20が形成されて、
前記パッキン押え16に嵌着されている。マニホールド
20には、図示せぬ燃料ガス供給配管に接続される燃料
ガス導入管21が設けられている。前記裏当板18の周
縁、パッキン押え16の後部、パッキン押え16の外周
に嵌着した内枠22の後部、及び内枠22の後部に嵌着
した後部外枠23は溶接されて一体化され、内枠22の
前部内側に触媒体1、セラミックスウール2′、網状ス
ペーサー3′を積層保持した保持枠13が嵌装され、内
枠22の前部外面に触媒体1の周縁を押えて前部外枠2
4が装着され、後部外枠23にボルト,ナット25にて
締結されている。
【0007】このように構成された実施例の触媒燃焼装
置は、図示せぬ燃料ガス供給配管を通して供給される燃
料ガスが導入管21によりマニホールド20に入ると、
これにより先の燃料ガスの通過断面積がマニホールド2
0>ガス供給流路19>燃料ガス噴射用ノズル(全数)
14の関係になっているので、燃料ガスがガス供給流路
19全体に絞り込まれて略均一に流れ、最終的に圧力損
失の最も高い燃料ガス噴射用ノズル14より略均一に噴
射される。また、ガス供給板15が、前面側より触媒体
1、セラミックスウール2′、網状スペーサー3′と積
層されたその裏側で積層されて保持枠13と耐熱パッキ
ン17との間に周縁が挟まれて保持されているので、ガ
ス供給板15の各燃料ガス噴射用ノズル14にかかる面
圧が均一となり、燃料ガスの均一噴射が行われる。従っ
て、燃料ガスは網状スペーサー3′、セラミックスウー
ル2′の全面を均一に浸透して通り、触媒体1に至って
全面で均一に燃焼し、燃焼温度が均一化し、高効率のガ
ス触媒燃焼が行われる。またこのガス触媒燃焼に於い
て、ガス供給板15が熱膨張しても太鼓状にふくれるこ
とがなく、周縁が保持枠13と耐熱パッキン17との間
に挟まれてフリーとなっているので、周方向に熱膨張
し、網状スペーサー3′、セラミックスウール2′、触
媒体1に面圧がかかることがない。さらに実施例の触媒
燃焼装置は、フラットなガス供給板15の背後に裏当板
18を配することにより、垂直な扁平空間のガス供給流
路19と角筒状のマニホールド20が形成されるので、
燃料ガス供給ヘッダーの製作が簡単化して手間が省ける
と共にコストが低減される。尚、上記実施例の触媒燃焼
装置では、ガス供給板15の周縁を、保持枠13と耐熱
パッキン17との間に挟んで、周囲をフリーにしてガス
触媒燃焼時の熱膨張を吸収するようにしているが、これ
に限るものではなく、ガス供給板15の上下、左右の各
辺に波形状の耐熱ダイヤフラムを取付けて、この耐熱ダ
イヤフラムにて内枠22に連結保持するようにしても良
い。このようにすると、ガス触媒燃焼時のガス供給板1
5の熱膨張は、耐熱ダイヤフラムで吸収することができ
る。
【0008】また、上記実施例の触媒燃焼装置に於い
て、ガス供給板15の燃料ガス噴射用ノズル14は千鳥
配列に多数配列穿設されているが、燃料ガスの比重や物
性により圧力損失勾配が変化するので、この圧力損失勾
配に応じて燃料ガス噴射用ノズル14の径、数、位置を
変更させることが望ましく、例えば比重の軽い燃料ガス
に対しては、図3に示すように下から上へ行くにしたが
ってノズル14のピッチを大きくするか、又は図4に示
すようにノズル14の径を次第に小さくしていくのが望
ましく、比重の重い燃料ガスに対しては、図5に示すよ
うに下から上へ行くにしたがってノズル14のピッチを
小さくするか、又は図6に示すようにノズル14の径を
次第に大きくしていくことが望ましい。しかし燃料ガス
の物性による圧力損失勾配も影響するので、これも考慮
に入れて設計すると良い。かくして、ガス供給板13
に、燃料ガスの種類、性状、供給量、仕様に合わせて、
ノズル14の径、数、位置等を適切に選択したものを使
用することにより、いかなる燃料ガスでもガス触媒燃焼
を効率良く行うことができる。また、図3〜図6のガス
供給板15に代えることなく、図1に示されるガス供給
板15の燃料ガス噴射ノズル14を、適宜燃焼する燃料
ガスの種類、性状、供給量、仕様に応じて耐熱パテにて
塞いで使用するようにしても良い。
【0009】
【発明の効果】以上の通り本発明の触媒燃焼装置によれ
ば、燃料ガスをガス供給板に多数配列穿設されたノズル
より略均一に噴射でき、またガス供給板が触媒体、セラ
ミックスウール、網状スペーサーと積層されたその裏側
で積層されて周縁がフリーに保持されているので、各ノ
ズルにかかる面圧が均一となり、より一層燃料ガスの均
一噴射が行われる。従って、触媒体の全面でガス触媒燃
焼が行われて、燃焼温度が均一化し、高効率のガス触媒
燃焼が行われる。しかもこのガス触媒燃焼において、ガ
ス供給板が周方向へ熱膨張するので、太鼓状にふくれる
ことがなく、触媒体側に面圧がかかることがない。ま
た、ガス供給板に燃料ガスの種類、性状、供給量、仕様
に合わせて、ノズルの径、数、位置等を適切に選択した
ものを使用することにより、いかなる燃料ガスでも触媒
燃焼を効率良く行うことができる。さらに本考案の触媒
燃焼装置は、フラットなガス供給板の背後に裏当板を配
することにより、垂直な扁平空間のガス供給流路と角筒
状のマニホールドが形成されるので、燃料ガス供給ヘッ
ダーの製作が簡単化して手間が省けると共にコストを低
減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒燃焼装置の一実施例を示す部分破
断正面図である。
【図2】図1のA−A線断面拡大図である。
【図3】本発明の触媒燃焼装置に於けるガス供給板の他
の例を示す図である。
【図4】同じくガス供給板の他の例を示す図である。
【図5】同じくガス供給板の他の例を示す図である。
【図6】同じくガス供給板の他の例を示す図である。
【図7】従来の触媒燃焼装置を示す分解斜視図である。
【図8】従来の他の触媒燃焼装置に於ける燃料供給ヘッ
ダーを示す正面図である。
【図9】図8の側面図である。
【図10】図9の燃料供給ヘッダーを備えた従来の他の
触媒燃焼装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1 触媒体 2′ セラミックスウール 3′ 網状スペーサー 13 保持枠 14 燃料ガス噴射用ノズル 15 ガス供給板 18 裏当板 19 ガス供給流路 20 マニホールド 21 燃料ガス導入管 22 内枠 23 後部外枠 24 前部外枠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小菅 明良 東京都大田区山王2丁目5番13号 株式 会社ベンカン内 (72)発明者 大橋 和夫 東京都大田区山王2丁目5番13号 株式 会社ベンカン内 (72)発明者 伊藤 学 東京都大田区山王2丁目5番13号 株式 会社ベンカン内 (72)発明者 青野 文昭 東京都大田区山王2丁目5番13号 株式 会社ベンカン内 審査官 槙原 進 (56)参考文献 特開 昭61−291816(JP,A) 特開 昭61−93306(JP,A) 特開 平2−61407(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面側より燃焼反応させる触媒体と、逆
    火防止及び断熱作用をするセラミックスウールと、網状
    スペーサーとが積層され、その裏側で燃料ガスを触媒体
    に供給する為の燃料ガス噴射用ノズルを多数配列穿設し
    たガス供給板が周方向へ熱膨張可能に積層されて、これ
    らが枠内に保持され、ガス供給板の背後に裏当板が配さ
    れて垂直な扁平空間のガス供給流路が形成され且つその
    下端部に角筒状のマニホールドが形成されて前記枠内に
    保持固定され、前記マニホールドに燃料ガス供給配管に
    接続されるガス導入管が設けられてなる触媒燃焼装置。
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