JPH033775Y2 - - Google Patents
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- JPH033775Y2 JPH033775Y2 JP1985119062U JP11906285U JPH033775Y2 JP H033775 Y2 JPH033775 Y2 JP H033775Y2 JP 1985119062 U JP1985119062 U JP 1985119062U JP 11906285 U JP11906285 U JP 11906285U JP H033775 Y2 JPH033775 Y2 JP H033775Y2
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- Japan
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- combustion
- catalytic
- inner cylinder
- combustible
- gas
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Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は触媒バーナに係り、特に高温、かつ、
低空気過剰率で使用しても低NOx、無輝炎燃焼
を可能とする触媒バーナの構造に関する。
低空気過剰率で使用しても低NOx、無輝炎燃焼
を可能とする触媒バーナの構造に関する。
近年、触媒により燃焼反応を促進する、いわゆ
る触媒燃焼法を用いて、ボイラや各種燃焼器の小
型化を実現しようとする試みが多くなされてい
る。
る触媒燃焼法を用いて、ボイラや各種燃焼器の小
型化を実現しようとする試みが多くなされてい
る。
この触媒燃焼法は、単位容積及び時間当りの発
熱量である容積燃焼率（Kcal／m3・ｈ）が従来
の火炎燃焼法の場合の数十倍と大きいため、火炉
容積を従来の数十分の一にすることが可能であ
り、その他、窒素酸化物（NOx）を生成しにく
いことや低酸素濃度で完全燃焼が可能である等の
利点がある。
熱量である容積燃焼率（Kcal／m3・ｈ）が従来
の火炎燃焼法の場合の数十倍と大きいため、火炉
容積を従来の数十分の一にすることが可能であ
り、その他、窒素酸化物（NOx）を生成しにく
いことや低酸素濃度で完全燃焼が可能である等の
利点がある。
しかし、触媒バーナにおける最大の欠点は耐
熱、耐温度性に今一歩欠ける点である。そのた
め、例えば1200〜1300℃の燃焼温度の触媒バーナ
の場合、1200℃とすると相当に高い空気過剰率で
使用しなければならない。この解決法として本出
願人は先に第６図に示す触媒バーナ構造を提案し
た。
熱、耐温度性に今一歩欠ける点である。そのた
め、例えば1200〜1300℃の燃焼温度の触媒バーナ
の場合、1200℃とすると相当に高い空気過剰率で
使用しなければならない。この解決法として本出
願人は先に第６図に示す触媒バーナ構造を提案し
た。
同図において、十分高い空気過剰率の状態にあ
る可燃混合気２を触媒バーナ筒１の触媒内筒５に
供給し、触媒ハニカム６で触媒燃焼させる。触媒
燃焼の際のハニカム６の温度は1200℃以下となる
ように空気過剰率を調整しておく。一方、燃料リ
ツチの可燃混合気３を外筒４に供給し、触媒燃焼
ガス流８の燃焼ガス（1200℃）を着火安定化炎と
して最終的燃焼火炎９をバーナブロツク７間に形
成し、全体的にはλ＝1.05〜1.17の如く正規の空
気過剰率での燃焼を可能にしたものである。因み
に、第７図に示す使用例（メタン燃焼の場合の試
算）によれば、天然ガスの20％と、空気過剰率
3.5に調整された総空気量の約60％の空気との可
燃混合気をヒータ１２で350℃に予熱し、触媒層
６で燃焼すると1200℃の温度で燃焼する。一方、
残余の空気40％と残余の燃焼80％との燃料リツチ
の可燃混合気を外筒４に供給し、触媒燃焼残O2
を消費すると、最終的にはλ＝1.05の燃焼炎９が
形成されることになる。
る可燃混合気２を触媒バーナ筒１の触媒内筒５に
供給し、触媒ハニカム６で触媒燃焼させる。触媒
燃焼の際のハニカム６の温度は1200℃以下となる
ように空気過剰率を調整しておく。一方、燃料リ
ツチの可燃混合気３を外筒４に供給し、触媒燃焼
ガス流８の燃焼ガス（1200℃）を着火安定化炎と
して最終的燃焼火炎９をバーナブロツク７間に形
成し、全体的にはλ＝1.05〜1.17の如く正規の空
気過剰率での燃焼を可能にしたものである。因み
に、第７図に示す使用例（メタン燃焼の場合の試
算）によれば、天然ガスの20％と、空気過剰率
3.5に調整された総空気量の約60％の空気との可
燃混合気をヒータ１２で350℃に予熱し、触媒層
６で燃焼すると1200℃の温度で燃焼する。一方、
残余の空気40％と残余の燃焼80％との燃料リツチ
の可燃混合気を外筒４に供給し、触媒燃焼残O2
を消費すると、最終的にはλ＝1.05の燃焼炎９が
形成されることになる。
上記システムでは、大部分の燃料は通常の空間
燃焼とするので、触媒燃焼は火炎安定化のために
のみ効果をもたらすことになる。但し、触媒燃焼
に低NOxで殆どNOxを発生しないため、たとえ
20％の燃料を触媒燃焼させたとしても、全体とし
て低NOx化への寄与は大きいものとなる。
燃焼とするので、触媒燃焼は火炎安定化のために
のみ効果をもたらすことになる。但し、触媒燃焼
に低NOxで殆どNOxを発生しないため、たとえ
20％の燃料を触媒燃焼させたとしても、全体とし
て低NOx化への寄与は大きいものとなる。
このシステムを改善し、触媒燃焼の安定化と共
に高温化を図つた触媒バーナとして、本出願人は
第８図に示すものを先に提案した。
に高温化を図つた触媒バーナとして、本出願人は
第８図に示すものを先に提案した。
同図において、燃料ガス１０及び燃焼用空気１
１は空気過剰率がλ＝1.05〜1.1の如く常識的数
値となるように調節されている。燃料分岐管１３
と空気分岐管１６で可燃混合気２を形成するが、
ヒータ１２でこれを着火限界温度に予熱してハニ
カム触媒６で燃焼させたときに触媒層温度ｔがハ
ニカム担体の耐用温度である1200℃以下になるよ
うに、分岐管１６の空気量が調整されている。一
方、残余の燃料と空気は分岐管１４，１５とで燃
料リツチの可燃混合気３と形成し、外筒４により
供給され、触媒層６で発生した1200℃の高温ガス
８と混合室１８にてミツクスされ、下流に配設し
たセラミツクスハニカム１７の小孔より噴出し、
燃焼炎９を形成する。
１は空気過剰率がλ＝1.05〜1.1の如く常識的数
値となるように調節されている。燃料分岐管１３
と空気分岐管１６で可燃混合気２を形成するが、
ヒータ１２でこれを着火限界温度に予熱してハニ
カム触媒６で燃焼させたときに触媒層温度ｔがハ
ニカム担体の耐用温度である1200℃以下になるよ
うに、分岐管１６の空気量が調整されている。一
方、残余の燃料と空気は分岐管１４，１５とで燃
料リツチの可燃混合気３と形成し、外筒４により
供給され、触媒層６で発生した1200℃の高温ガス
８と混合室１８にてミツクスされ、下流に配設し
たセラミツクスハニカム１７の小孔より噴出し、
燃焼炎９を形成する。
すなわち、第９図にてより詳述するならば、触
媒燃焼ガス８と燃焼ツチ可燃混合気３は混合室１
８で混合し、高温燃焼混合気２５となつてセラミ
ツクスハニカム１７の小孔２３より噴出するが、
この高温混合気２５は十分温度が高く、また同図
中のｌを適切に設定することにより、1200℃を保
持している触媒ハニカム６の外表面２１の赤熱面
幅射熱のため、セラミツクスハニカム１７の内面
２２は強烈に加熱される。したがつて、その小孔
２３の外周面に高温可燃混合気２５が接すると、
セラミツクスハニカム１７は、無触媒ではあるも
のの、その表面で表面燃焼を達成することができ
る。この性能は小孔２３の径が小さい程、大きく
効果的となる。これにより、セラミツクスハニカ
ム１７の外面に火炎２４が全面的に形成され、ト
ータル的燃焼炎９は図示の如く大きくなり、殆ど
輝炎を認め得ない無輝炎幅射型のバーナを構成す
るものである。
媒燃焼ガス８と燃焼ツチ可燃混合気３は混合室１
８で混合し、高温燃焼混合気２５となつてセラミ
ツクスハニカム１７の小孔２３より噴出するが、
この高温混合気２５は十分温度が高く、また同図
中のｌを適切に設定することにより、1200℃を保
持している触媒ハニカム６の外表面２１の赤熱面
幅射熱のため、セラミツクスハニカム１７の内面
２２は強烈に加熱される。したがつて、その小孔
２３の外周面に高温可燃混合気２５が接すると、
セラミツクスハニカム１７は、無触媒ではあるも
のの、その表面で表面燃焼を達成することができ
る。この性能は小孔２３の径が小さい程、大きく
効果的となる。これにより、セラミツクスハニカ
ム１７の外面に火炎２４が全面的に形成され、ト
ータル的燃焼炎９は図示の如く大きくなり、殆ど
輝炎を認め得ない無輝炎幅射型のバーナを構成す
るものである。
しかし、この触媒バーナは、従来と同様、燃焼
触媒の着火のための混合ガスの事前予熱を必要と
するという欠点を依然として有している。
触媒の着火のための混合ガスの事前予熱を必要と
するという欠点を依然として有している。
本考案の目的は、触媒燃焼安定化と高温化燃焼
を図ると共に、触媒燃焼の欠点である可燃ガスの
事前予熱を省略し得る触媒バーナを提供すること
にある。
を図ると共に、触媒燃焼の欠点である可燃ガスの
事前予熱を省略し得る触媒バーナを提供すること
にある。
上記目的を達成するため、本考案に係る触媒バ
ーナは、前述の第８図に示した構成の触媒を改善
したもので、その骨子とするところは、可燃混合
気の流路の上流側で触媒燃焼で燃焼させた後、そ
の発生ガスを別途供給の可燃混合気と混合し、そ
の混合ガスを後流側に設けたセラミツクスハニカ
ムに供給して高温気相燃焼させる触媒バーナにお
いて、セラミツクスハニカムの前の混合ガスの一
部を燃焼触媒の前流側の可燃混合気に再循環させ
て常時燃焼を安定させるようにしたものである。
ーナは、前述の第８図に示した構成の触媒を改善
したもので、その骨子とするところは、可燃混合
気の流路の上流側で触媒燃焼で燃焼させた後、そ
の発生ガスを別途供給の可燃混合気と混合し、そ
の混合ガスを後流側に設けたセラミツクスハニカ
ムに供給して高温気相燃焼させる触媒バーナにお
いて、セラミツクスハニカムの前の混合ガスの一
部を燃焼触媒の前流側の可燃混合気に再循環させ
て常時燃焼を安定させるようにしたものである。
以下に本考案を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図及び第２図は、触媒燃焼発生混合ガスの
一部をリサイクルして燃焼触媒に供給するシステ
ムの実施例を示している。なお、１は触媒バーナ
筒で内筒５及び外筒４からなり、内筒５の内（第
１図）又は外側（第２図）には触媒層６が配設さ
れており、一方、外筒でかつ下流側にはセラミツ
クスハニカム１７が配設されている。
一部をリサイクルして燃焼触媒に供給するシステ
ムの実施例を示している。なお、１は触媒バーナ
筒で内筒５及び外筒４からなり、内筒５の内（第
１図）又は外側（第２図）には触媒層６が配設さ
れており、一方、外筒でかつ下流側にはセラミツ
クスハニカム１７が配設されている。
触媒燃焼のための可燃混合気２を事前予熱する
ために、従来はヒータ１２を設けていたが、本考
案では起動時のみに使用し、定常には、触媒燃焼
発生ガスと、外筒又は内筒に別途供給される燃料
リツチの可燃混合気３とが混合室１８にミツクス
された高温可燃混合気２５を循環ダクト３１及び
循環フアン３０によつて強制的に燃焼触媒用可燃
混合気２に直接混入し、昇温を図るものである。
なお、第２図では、第１図と異なり、燃焼触媒６
が内筒５の外側に配設され、低温可燃ガス３を高
温可燃ガス（触媒燃焼発生ガス）で包み込む形に
なるので、触媒燃焼する可燃混合気２の流量が燃
料リツチの可燃混合気３の流量よりも比較的少な
い場合に混合室１８のミキシングが良好になる利
点がある。
ために、従来はヒータ１２を設けていたが、本考
案では起動時のみに使用し、定常には、触媒燃焼
発生ガスと、外筒又は内筒に別途供給される燃料
リツチの可燃混合気３とが混合室１８にミツクス
された高温可燃混合気２５を循環ダクト３１及び
循環フアン３０によつて強制的に燃焼触媒用可燃
混合気２に直接混入し、昇温を図るものである。
なお、第２図では、第１図と異なり、燃焼触媒６
が内筒５の外側に配設され、低温可燃ガス３を高
温可燃ガス（触媒燃焼発生ガス）で包み込む形に
なるので、触媒燃焼する可燃混合気２の流量が燃
料リツチの可燃混合気３の流量よりも比較的少な
い場合に混合室１８のミキシングが良好になる利
点がある。
第３図は、前記実施例と同様のガスリサイクル
を行う場合、循環ガススリーブ３２を設けた例で
ある。循環ダクト３１及びフアン３０がコンパク
トに収まる構造上のメリツトがあるが、更に次の
利点もある。
を行う場合、循環ガススリーブ３２を設けた例で
ある。循環ダクト３１及びフアン３０がコンパク
トに収まる構造上のメリツトがあるが、更に次の
利点もある。
スリーブ３２を設けることにより、このスリー
ブの開孔位置を適切に設定すると、上記２つの高
温、低温両流体の混合割合を適切に設定すること
ができる。スリーブ３２流路内が混合ゾーンとな
るものである。
ブの開孔位置を適切に設定すると、上記２つの高
温、低温両流体の混合割合を適切に設定すること
ができる。スリーブ３２流路内が混合ゾーンとな
るものである。
第４図は、前記循環フアンを設けないで循環ガ
ススリーブ３２の作用と共にインナーベンチユリ
ー３３により、ガスリサイクルする例で、ベンチ
ユリー機構３３は内筒５に設ける。再循環ガス
は、このインナーベンチユリー３３の喉部に設け
たポート３４より吸引される。なお、ヒータ１２
は起動時にのみ使用する。
ススリーブ３２の作用と共にインナーベンチユリ
ー３３により、ガスリサイクルする例で、ベンチ
ユリー機構３３は内筒５に設ける。再循環ガス
は、このインナーベンチユリー３３の喉部に設け
たポート３４より吸引される。なお、ヒータ１２
は起動時にのみ使用する。
第５図は、第４図のインナーベンチユリー方式
に対し、アウターベンチユリー方式と云える例
で、混合室１８での混合気を循環３１を介し、触
媒燃焼用可燃混合気２の供給ラインに設けたアウ
ターベンチユリー３５に導入する。この方式は大
型触媒バーナに適している。
に対し、アウターベンチユリー方式と云える例
で、混合室１８での混合気を循環３１を介し、触
媒燃焼用可燃混合気２の供給ラインに設けたアウ
ターベンチユリー３５に導入する。この方式は大
型触媒バーナに適している。
通常の触媒燃焼方式では、耐用温度に限界があ
り、そろため高空気過剰率で使用せざるを得なか
つたが、本考案によれば、高温、かつ、低空気過
剰率で使用しても、通常の触媒燃焼の機能である
低NOx、無輝炎燃焼を可能とすることができる
と共に、前流側の輻射熱を後流側のセラミツクス
ハニカムに確実に伝え、且つセラミツクスハニカ
ムの前の混合気を燃焼触媒の前流側に再循環させ
ることで定常時350℃以上の着火温度を上回る温
度を確保して、事前予熱なしでも触媒燃焼の安定
化と高温化が可能である。
り、そろため高空気過剰率で使用せざるを得なか
つたが、本考案によれば、高温、かつ、低空気過
剰率で使用しても、通常の触媒燃焼の機能である
低NOx、無輝炎燃焼を可能とすることができる
と共に、前流側の輻射熱を後流側のセラミツクス
ハニカムに確実に伝え、且つセラミツクスハニカ
ムの前の混合気を燃焼触媒の前流側に再循環させ
ることで定常時350℃以上の着火温度を上回る温
度を確保して、事前予熱なしでも触媒燃焼の安定
化と高温化が可能である。
第１図乃至第５図は本考案の異なる実施例を
各々示す触媒バーナシステムを示す図、第６図及
び第７図、並びに第８図及び第９図は従来の触媒
バーナシステムを各々示す図である。 １……触媒バーナ筒、２，３……可燃混合気、
４……外筒、５……内筒、６……触媒層、１２…
…ヒータ、１７……セラミツクスハニカム、１８
……混合室、３０……循環フアン、３１……循環
ダクト、３２……循環ガススリーブ、３３……イ
ンナーベンチユリー、３４……ベンチユリーポー
ト、３５……アウターベンチユリー。
各々示す触媒バーナシステムを示す図、第６図及
び第７図、並びに第８図及び第９図は従来の触媒
バーナシステムを各々示す図である。 １……触媒バーナ筒、２，３……可燃混合気、
４……外筒、５……内筒、６……触媒層、１２…
…ヒータ、１７……セラミツクスハニカム、１８
……混合室、３０……循環フアン、３１……循環
ダクト、３２……循環ガススリーブ、３３……イ
ンナーベンチユリー、３４……ベンチユリーポー
ト、３５……アウターベンチユリー。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 可燃混合気の流路を形成する環状の内筒及び
外筒を有し、前記流路の上流側でかつ前記内筒
の内側又は外側に燃焼触媒を配設し、前記内筒
内及び前記内筒と外筒の外側の間に供給した可
燃混合気の一方を前記燃焼触媒で燃焼させて生
じたガススと、前記可燃混合気の他方とを混合
した混合ガスを下流側でかつ前記外筒に配設し
たセラミツクスハニカムに供給する触媒バーナ
において、前記触媒燃焼用の可燃混合気を起動
時に予熱するヒータを設けると共に、前記混合
ガスの一部を触媒燃焼用の可燃混合気にリサイ
クルするシステムを設け、定常時前記セラミツ
クスハニカムを高温気相燃焼させるようにした
ことを特徴とする触媒バーナ。 ２ 前記システムは触媒燃焼発生混合ガスの一部
を循環フアンにより前記内筒内又は内筒と外筒
の間に配設した燃焼触媒に帰還供給させるもの
である実用新案登録請求の範囲第１項記載の触
媒バーナ。 ３ 前記システムは内筒の外側に循環ガススリー
ブを有する実用新案登録請求の範囲第２項記載
の触媒バーナ。 ４ 前記システムは内筒にインナーベンチユリー
を設けたものである実用新案登録請求の範囲第
１項記載の触媒バーナ。 ５ 前記システムは触媒燃焼発生混合ガスの一部
を燃焼触媒用可燃混合気供給ラインにベンチユ
リー機構で帰環供給するアウターベンチユリー
を有する実用新案登録請求の範囲第２項記載の
触媒バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985119062U JPH033775Y2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985119062U JPH033775Y2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229521U JPS6229521U (ja) | 1987-02-23 |
| JPH033775Y2 true JPH033775Y2 (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=31006088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985119062U Expired JPH033775Y2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033775Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2565886Y2 (ja) * | 1989-05-22 | 1998-03-25 | バブコツク日立株式会社 | 触媒燃焼装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5235555U (ja) * | 1975-09-04 | 1977-03-12 | ||
| JPS59167621A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-21 | Toshiba Corp | 触媒燃焼器 |
| JPS59202311A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 触媒燃焼器 |
| JPS6030908A (ja) * | 1983-07-30 | 1985-02-16 | Toshiba Corp | 触媒燃焼装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6095424U (ja) * | 1983-12-06 | 1985-06-29 | バブコツク日立株式会社 | 触媒燃焼式家庭用ガス熱器具 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP1985119062U patent/JPH033775Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5235555U (ja) * | 1975-09-04 | 1977-03-12 | ||
| JPS59167621A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-21 | Toshiba Corp | 触媒燃焼器 |
| JPS59202311A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 触媒燃焼器 |
| JPS6030908A (ja) * | 1983-07-30 | 1985-02-16 | Toshiba Corp | 触媒燃焼装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6229521U (ja) | 1987-02-23 |
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