JPH06148373A - 触媒式点火器 - Google Patents
触媒式点火器Info
- Publication number
- JPH06148373A JPH06148373A JP4304045A JP30404592A JPH06148373A JP H06148373 A JPH06148373 A JP H06148373A JP 4304045 A JP4304045 A JP 4304045A JP 30404592 A JP30404592 A JP 30404592A JP H06148373 A JPH06148373 A JP H06148373A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- catalyst
- heat
- attached
- ignition
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- Withdrawn
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Lighters Containing Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、従来と比べ低水素濃度での着火を
容易にすることを主要な目的とする。 【構成】垂直方向に延びる内筒(51)の外周に触媒(53)を
接触して取り付け、この触媒(53)によって生じる水素と
酸度の反応熱を前記内筒(51)に伝え、当該内筒(51)の内
側を通る可燃性混合気を熱することを特徴とする触媒式
点火器。
容易にすることを主要な目的とする。 【構成】垂直方向に延びる内筒(51)の外周に触媒(53)を
接触して取り付け、この触媒(53)によって生じる水素と
酸度の反応熱を前記内筒(51)に伝え、当該内筒(51)の内
側を通る可燃性混合気を熱することを特徴とする触媒式
点火器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は触媒式点火器に関し、
特に原子炉格納容器等の内部の閉鎖空間において、水素
を燃焼させるための触媒式点火器に関する。
特に原子炉格納容器等の内部の閉鎖空間において、水素
を燃焼させるための触媒式点火器に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力プラントにおいて、設計事象を越
える過酷事故を想定した場合、燃料棒の被覆管を構成す
るジルコニウムと水の高温・酸化反応などにより格納容
器内にかなりの水素が発生する。そこで、安全を確保す
る観点から、その水素が自然着火，爆発燃焼しないよう
に緩やかな制御燃焼をすることが有効である。
える過酷事故を想定した場合、燃料棒の被覆管を構成す
るジルコニウムと水の高温・酸化反応などにより格納容
器内にかなりの水素が発生する。そこで、安全を確保す
る観点から、その水素が自然着火，爆発燃焼しないよう
に緩やかな制御燃焼をすることが有効である。
【０００３】このため、水素の稀薄な水素・空気混合気
状態で燃焼させるのに、スパーク式，グロープラグ式及
び触媒式の点火器が開発されているが、触媒式は作動の
信頼性，メンテナンスフリーなどの観点から優れてい
る。図２，図３及び図４は、従来の触媒式点火器を示
す。
状態で燃焼させるのに、スパーク式，グロープラグ式及
び触媒式の点火器が開発されているが、触媒式は作動の
信頼性，メンテナンスフリーなどの観点から優れてい
る。図２，図３及び図４は、従来の触媒式点火器を示
す。
【０００４】図２は、ドイツのシーメンス社の水素及び
酸素の触媒式再結合装置を斜めから見た一部破断断面図
を示す（特開昭６４−６６６９７号）。この装置は、主
として、垂直に延びる外筒１と、この外筒１の内側２に
突出した突出部３で固定された触媒本体４と、この触媒
本体４から下部の空間５に突出している線条体６と、前
記外筒１の上部に設けられた閉蓋栓７とから構成されて
いる。なお、図中の符号８は白金又はパラジウムを添着
した触媒層、符号９は巻き体、符号10はセラミック体、
符号11は自由端部、符号12はバイメタル条片を示す。
酸素の触媒式再結合装置を斜めから見た一部破断断面図
を示す（特開昭６４−６６６９７号）。この装置は、主
として、垂直に延びる外筒１と、この外筒１の内側２に
突出した突出部３で固定された触媒本体４と、この触媒
本体４から下部の空間５に突出している線条体６と、前
記外筒１の上部に設けられた閉蓋栓７とから構成されて
いる。なお、図中の符号８は白金又はパラジウムを添着
した触媒層、符号９は巻き体、符号10はセラミック体、
符号11は自由端部、符号12はバイメタル条片を示す。
【０００５】図３も、図２と同様な基本構成で、水素及
び酸素の触媒式再結合装置の縦断面図を示す。この装置
は、細管21と、両方の端面22，23に対する翼24，25とか
らなるケーシング26を含む。前記ケーシング26の左側に
は、ねじ孔27を有する２個の支持ブラケット28が取り付
けられている。これにより、ケーシング26は、水冷式原
子炉の格納容器の内部の支持体等に固定することができ
る。前記翼24，25は、ばね29の作用下にある。このばね
29は、ボルト30，ナット31によって支えられている。
び酸素の触媒式再結合装置の縦断面図を示す。この装置
は、細管21と、両方の端面22，23に対する翼24，25とか
らなるケーシング26を含む。前記ケーシング26の左側に
は、ねじ孔27を有する２個の支持ブラケット28が取り付
けられている。これにより、ケーシング26は、水冷式原
子炉の格納容器の内部の支持体等に固定することができ
る。前記翼24，25は、ばね29の作用下にある。このばね
29は、ボルト30，ナット31によって支えられている。
【０００６】前記ばね力に抗して、溶融ろうヒューズ32
を有する線条体33を含む張線34が作用する。前記溶融ろ
うヒューズ32は、所定の反応温度を有する。なお、図中
の符号35は納め金、符号36は管内部、符号37は触媒層、
符号38，39は白金線条体、符号40は棒を示す。
を有する線条体33を含む張線34が作用する。前記溶融ろ
うヒューズ32は、所定の反応温度を有する。なお、図中
の符号35は納め金、符号36は管内部、符号37は触媒層、
符号38，39は白金線条体、符号40は棒を示す。
【０００７】図４は、米国特許４，７４１，８７９に示
された触媒式点火器を示す。この点火器でも、白金を添
着したハニカム触媒41の端部に白金線条体42を取り付け
た構成になっている。なお、図中の43は、アルミナから
なる支持ロッドを示す。
された触媒式点火器を示す。この点火器でも、白金を添
着したハニカム触媒41の端部に白金線条体42を取り付け
た構成になっている。なお、図中の43は、アルミナから
なる支持ロッドを示す。
【０００８】いずれの先行例においても、触媒層は水素
の酸化熱により温度が上昇し、その熱を線条体に伝える
ことにより線条体の温度が上昇し、水素濃度が発火下限
界である濃度４％以上に達すると、線条体の端部より発
火し、火炎が周囲に伝播するようにしたものである。
の酸化熱により温度が上昇し、その熱を線条体に伝える
ことにより線条体の温度が上昇し、水素濃度が発火下限
界である濃度４％以上に達すると、線条体の端部より発
火し、火炎が周囲に伝播するようにしたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術によれば、可燃性混合気の温度が低い。また、触媒層
近傍の可燃性混合気は触媒により可燃ガスが入口のガス
に比べて欠乏状態であるため、更に低水素濃度での着火
を行う場合、構造上に不都合がある。
術によれば、可燃性混合気の温度が低い。また、触媒層
近傍の可燃性混合気は触媒により可燃ガスが入口のガス
に比べて欠乏状態であるため、更に低水素濃度での着火
を行う場合、構造上に不都合がある。
【００１０】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、垂直方向に延びる管の外周に触媒を接触して
取り付ける構成にすることにより、従来と比べ低水素濃
度での着火が容易な触媒式点火器を提供することを目的
とする。
たもので、垂直方向に延びる管の外周に触媒を接触して
取り付ける構成にすることにより、従来と比べ低水素濃
度での着火が容易な触媒式点火器を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、垂直方向に
延びる管の外周に触媒を接触して取り付け、この触媒に
よって生じる水素と酸度の反応熱を前記管に伝え、当該
管の内側を通る可燃性混合気を熱することを特徴とする
触媒式点火器である。この発明において、触媒は粒状で
も、ハニカム状でも良く、触媒反応面積が大きいものが
良い。
延びる管の外周に触媒を接触して取り付け、この触媒に
よって生じる水素と酸度の反応熱を前記管に伝え、当該
管の内側を通る可燃性混合気を熱することを特徴とする
触媒式点火器である。この発明において、触媒は粒状で
も、ハニカム状でも良く、触媒反応面積が大きいものが
良い。
【００１２】
【作用】(1) この発明によれば、着火対象の可燃性混合
気の可燃性ガス濃度を低下させることなく、当該混合気
が比較的低濃度でも着火が可能となる。図５は、水素＝
混合気の燃焼範囲の温度依存性を示す特性図を示す。可
燃性混合気の温度が高い程、可燃範囲が広がる。つま
り、希薄な水素と空気の混合気の場合、温度が高くなる
につれて、低濃度で着火することが分かる。
気の可燃性ガス濃度を低下させることなく、当該混合気
が比較的低濃度でも着火が可能となる。図５は、水素＝
混合気の燃焼範囲の温度依存性を示す特性図を示す。可
燃性混合気の温度が高い程、可燃範囲が広がる。つま
り、希薄な水素と空気の混合気の場合、温度が高くなる
につれて、低濃度で着火することが分かる。
【００１３】(2) 米国特許４，７４１，８７９「CATLYT
IC IGNITERS AND THEIR USE TOIGNITE LEAN HYD
ROGEN-AIR MIXTURES」に示されている如く、白金等の
触媒線条体は気迫な水素・空気混合気の着火に有効であ
るが、線条体の一端に熱を加えることが必要である。こ
の発明によれば、最低８０℃は必要である。この発明に
おいて、白金等の触媒線条体を着火源とし、その一端を
熱するのにヒートパイプを用いれば、前記触媒線条体の
一端を熱することができる。
IC IGNITERS AND THEIR USE TOIGNITE LEAN HYD
ROGEN-AIR MIXTURES」に示されている如く、白金等の
触媒線条体は気迫な水素・空気混合気の着火に有効であ
るが、線条体の一端に熱を加えることが必要である。こ
の発明によれば、最低８０℃は必要である。この発明に
おいて、白金等の触媒線条体を着火源とし、その一端を
熱するのにヒートパイプを用いれば、前記触媒線条体の
一端を熱することができる。
【００１４】(3) 混合気が静止している場合よりも乱れ
ている場合の方が着火し易い。この点火器では、点火器
の中に、混合気の乱れの場を作り、当該部位に着火源と
なる白金等の触媒線条体を配置すれば、低濃度の着火が
容易となる。図６は、グロー式点火器の特性データとし
て水蒸気濃度と水素濃度の着火限界を示す。但し、図中
の（イ）は静止している混合物に対して提案された限界
曲線、（ロ）は乱れた混合物に対して提案された限界曲
線を示し、点火された場合，限界的に点火された場合
（MARGINALLY IGNITED），点火されない場合で、ガス条
件（静止ている場合，乱れている場合），操作圧（12
Ｖ，14Ｖ）の場合を夫々プロットした。このデータによ
り、静止気よりも乱れのある混合気の場合の方が着火し
易いことが明らかである。つまり、低濃度の水素で着火
が可能であることを示している。
ている場合の方が着火し易い。この点火器では、点火器
の中に、混合気の乱れの場を作り、当該部位に着火源と
なる白金等の触媒線条体を配置すれば、低濃度の着火が
容易となる。図６は、グロー式点火器の特性データとし
て水蒸気濃度と水素濃度の着火限界を示す。但し、図中
の（イ）は静止している混合物に対して提案された限界
曲線、（ロ）は乱れた混合物に対して提案された限界曲
線を示し、点火された場合，限界的に点火された場合
（MARGINALLY IGNITED），点火されない場合で、ガス条
件（静止ている場合，乱れている場合），操作圧（12
Ｖ，14Ｖ）の場合を夫々プロットした。このデータによ
り、静止気よりも乱れのある混合気の場合の方が着火し
易いことが明らかである。つまり、低濃度の水素で着火
が可能であることを示している。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１を参照して
説明する。なお、図１は触媒式点火器の縦断面を示すも
ので、横断面については図示していないが円形でも矩形
でもよい。
説明する。なお、図１は触媒式点火器の縦断面を示すも
ので、横断面については図示していないが円形でも矩形
でもよい。
【００１６】図中の51は垂直方向に延びる内筒で、下端
が断面ハ字状に開口されている。前記内筒51の外周の一
部には、綱52により保持された触媒53が内筒51と接触し
て取り巻くように取り付けられている。ここで、前記内
筒51の材料としては銅等のように熱伝導が良く薄肉のも
のを用いる。また、前記触媒53は、粒状でも、ハニカム
状でも良く、触媒反応面積が大きいものが良い。これに
より、前記内筒51の内側を流れる着火対象の可燃性混合
気を加熱する。前記内筒51の上端部は、断熱材54，ファ
ンネル55及び下部支持脚56を介して外筒57に固定されて
いる。この外筒57の上端，下端は断面ハ字状に開口され
ている。前記内筒51の上端部には、点火源としての白金
等の線条体58が配置されている。この線条体58により、
当該部位での着火が可能なようにする。
が断面ハ字状に開口されている。前記内筒51の外周の一
部には、綱52により保持された触媒53が内筒51と接触し
て取り巻くように取り付けられている。ここで、前記内
筒51の材料としては銅等のように熱伝導が良く薄肉のも
のを用いる。また、前記触媒53は、粒状でも、ハニカム
状でも良く、触媒反応面積が大きいものが良い。これに
より、前記内筒51の内側を流れる着火対象の可燃性混合
気を加熱する。前記内筒51の上端部は、断熱材54，ファ
ンネル55及び下部支持脚56を介して外筒57に固定されて
いる。この外筒57の上端，下端は断面ハ字状に開口され
ている。前記内筒51の上端部には、点火源としての白金
等の線条体58が配置されている。この線条体58により、
当該部位での着火が可能なようにする。
【００１７】前記ファンネル55の逆ハ字状部には、断熱
材59を介してヒートパイプ60が取り付けられている。こ
れらのヒートパイプ60の一端（低温側）は前記内筒51の
出口近傍に位置し、ヒートパイプ60の他端（高温側）は
内筒51と外筒57間の領域に位置する。前記ヒートパイプ
60の一端には白金等の線条体61が配置され、ヒートパイ
プ60の他端には綱62により保持された触媒63がヒートパ
イプ60と接触して取り付けられている。ここで、触媒63
の近傍を可燃性混合気が流れると、当該部で酸化反応熱
が生じて高温となり、ヒートパイプ60の低温側へ熱が流
れる。前記ファンネル55の上部外周には下部傘64が取り
付けられている。前記ファンネル55の上部内周には、上
部支持脚65を介して上部傘66が取り付けられている。
材59を介してヒートパイプ60が取り付けられている。こ
れらのヒートパイプ60の一端（低温側）は前記内筒51の
出口近傍に位置し、ヒートパイプ60の他端（高温側）は
内筒51と外筒57間の領域に位置する。前記ヒートパイプ
60の一端には白金等の線条体61が配置され、ヒートパイ
プ60の他端には綱62により保持された触媒63がヒートパ
イプ60と接触して取り付けられている。ここで、触媒63
の近傍を可燃性混合気が流れると、当該部で酸化反応熱
が生じて高温となり、ヒートパイプ60の低温側へ熱が流
れる。前記ファンネル55の上部外周には下部傘64が取り
付けられている。前記ファンネル55の上部内周には、上
部支持脚65を介して上部傘66が取り付けられている。
【００１８】図１の触媒式点火器によれば、垂直方向に
延びる内筒51の外周に触媒53を接触して取り付け、この
触媒53によって生じる水素と酸素の反応熱を前記内筒51
に伝え、この内筒51の内側を通る可燃性混合気を熱する
構成になっているため、内筒51の入口の可燃性混合気が
比較的低濃度でも着火が可能となる。このことから、
［作用］の項で図５を参照して説明した通りである。
延びる内筒51の外周に触媒53を接触して取り付け、この
触媒53によって生じる水素と酸素の反応熱を前記内筒51
に伝え、この内筒51の内側を通る可燃性混合気を熱する
構成になっているため、内筒51の入口の可燃性混合気が
比較的低濃度でも着火が可能となる。このことから、
［作用］の項で図５を参照して説明した通りである。
【００１９】また、図１の触媒式点火器によれば、ヒー
トパイプ60をその低温側が内筒51の出口近傍に位置し高
温側が内筒51と外筒57間に位置するようにファンネル55
に取り付けた構成になっているため、触媒線条体近傍の
可燃性混合気の可燃性ガス濃度を低下させることなく、
ヒートパイプ60の一端側の線条体61を熱することができ
る。
トパイプ60をその低温側が内筒51の出口近傍に位置し高
温側が内筒51と外筒57間に位置するようにファンネル55
に取り付けた構成になっているため、触媒線条体近傍の
可燃性混合気の可燃性ガス濃度を低下させることなく、
ヒートパイプ60の一端側の線条体61を熱することができ
る。
【００２０】更に、図１の触媒式点火器では、可燃性混
合気の流れを２通りに分け、つまり一方の流れを着火対
象の混合気に，他方の流れを加熱用触媒本体に供給する
流れの構造とすることにより、混合気の乱れの場を作っ
ている。従って、内筒51の出口（着火対象の可燃性混合
気の流れが乱れる個所），内筒51の出口近傍のヒートパ
イプ60の一端側に配置された線条体58，61により、低濃
度の着火が容易となる。静止気よりも乱れのある混合気
の場合が着火し易いことは、［作用］の項で図６を参照
して説明した通りである。
合気の流れを２通りに分け、つまり一方の流れを着火対
象の混合気に，他方の流れを加熱用触媒本体に供給する
流れの構造とすることにより、混合気の乱れの場を作っ
ている。従って、内筒51の出口（着火対象の可燃性混合
気の流れが乱れる個所），内筒51の出口近傍のヒートパ
イプ60の一端側に配置された線条体58，61により、低濃
度の着火が容易となる。静止気よりも乱れのある混合気
の場合が着火し易いことは、［作用］の項で図６を参照
して説明した通りである。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
垂直方向に延びる管の外周に触媒を接触して取り付ける
構成にすることにより、従来と比べ低水素濃度での着火
が容易にでき、更にヒートパイプの使用，点火源を可燃
性混合気の流れの乱れ部位に配置するなどの手段をとる
ことにより着火が一層容易な構造的に優れた触媒式点火
器を提供できる。
垂直方向に延びる管の外周に触媒を接触して取り付ける
構成にすることにより、従来と比べ低水素濃度での着火
が容易にでき、更にヒートパイプの使用，点火源を可燃
性混合気の流れの乱れ部位に配置するなどの手段をとる
ことにより着火が一層容易な構造的に優れた触媒式点火
器を提供できる。
【図１】この発明の一実施例に係る触媒式点火器の縦断
面図。
面図。
【図２】水素及び酸素の触媒式再結合装置を斜めから見
た一部破断断面図。
た一部破断断面図。
【図３】水素及び酸素の触媒式再結合装置の縦断面図。
【図４】米国特許４，７４１，８７９に示された触媒式
点火器。
点火器。
【図５】水素＝空気混合気の燃焼範囲の温度依存性を示
す特性図。
す特性図。
【図６】グロー式点火器の特性データとして水蒸気濃度
と水素濃度の着火限界を示す特性図。
と水素濃度の着火限界を示す特性図。
51…内筒、 52，62…綱、
53，63…触媒、54，59…断熱材、 55…ファンネ
ル、 56…下部支持脚、57…外筒、
58，61…線条体、 60…ヒートパイプ、64
…下部傘、 65…上部支持脚、 66
…上部傘。
53，63…触媒、54，59…断熱材、 55…ファンネ
ル、 56…下部支持脚、57…外筒、
58，61…線条体、 60…ヒートパイプ、64
…下部傘、 65…上部支持脚、 66
…上部傘。
Claims (3)
- 【請求項１】 垂直方向に延びる管の外周に触媒を接触
して取り付け、この触媒によって生じる水素と酸度の反
応熱を前記管に伝え、当該管の内側を通る可燃性混合気
を熱することを特徴とする触媒式点火器。 - 【請求項２】 前記触媒の熱を点火源へ伝えるヒートパ
イプを用いる請求項１記載の触媒式点火器。 - 【請求項３】 点火源を可燃性混合気の流れの乱れ部位
に配置する請求項１記載の触媒式点火器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304045A JPH06148373A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 触媒式点火器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304045A JPH06148373A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 触媒式点火器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148373A true JPH06148373A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17928388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304045A Withdrawn JPH06148373A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 触媒式点火器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06148373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257925A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Toshiba Corp | 水素処理装置 |
| CN110603603A (zh) * | 2017-05-10 | 2019-12-20 | 西屋电气有限责任公司 | 涡流驱动的非能动式氢复合器和点火器 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4304045A patent/JPH06148373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257925A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Toshiba Corp | 水素処理装置 |
| CN110603603A (zh) * | 2017-05-10 | 2019-12-20 | 西屋电气有限责任公司 | 涡流驱动的非能动式氢复合器和点火器 |
| JP2020519862A (ja) * | 2017-05-10 | 2020-07-02 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | 渦駆動式の受動的水素再結合およびイグナイタ装置 |
| CN110603603B (zh) * | 2017-05-10 | 2023-06-06 | 西屋电气有限责任公司 | 涡流驱动的非能动式氢复合器和点火器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |