JPH08587Y2 - Catalytic combustion device - Google Patents
Catalytic combustion deviceInfo
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- JPH08587Y2 JPH08587Y2 JP1989099395U JP9939589U JPH08587Y2 JP H08587 Y2 JPH08587 Y2 JP H08587Y2 JP 1989099395 U JP1989099395 U JP 1989099395U JP 9939589 U JP9939589 U JP 9939589U JP H08587 Y2 JPH08587 Y2 JP H08587Y2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Gas Burners (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、気化燃料を酸化触媒体上に供給し、その面
上において酸化反応を促し、そのときに生じる遠赤外線
等を利用して例えば暖房を行う触媒燃焼装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention supplies vaporized fuel onto an oxidation catalyst body, promotes an oxidation reaction on the surface, and utilizes far infrared rays or the like generated at that time, for example, The present invention relates to a catalytic combustion device for heating.
灯油気化式の触媒燃焼装置において、触媒体から放射
される遠赤外線を有効に暖房に利用する種類のものにつ
いては、触媒体の面積を大きくとらないと、十分な幅射
効果が得られない。従って、定常燃焼時には、気化灯油
と燃焼空気の予混合ガスを触媒面へ均等に供給すると共
に、触媒予熱時には予熱用ヒータの熱を触媒面へ均一に
伝達させることが重要な課題となる。In the kerosene vaporization type catalytic combustion apparatus, the far infrared rays radiated from the catalyst body are effectively used for heating, unless the area of the catalyst body is large, a sufficient radiation effect cannot be obtained. Therefore, it is an important issue to supply the premixed gas of vaporized kerosene and combustion air evenly to the catalyst surface during steady combustion, and to uniformly transfer the heat of the preheating heater to the catalyst surface during catalyst preheating.
実公昭61-35217号公報に開示された燃焼装置は、灯油
を気化し、空気と混ぜて予混合ガスを生成し、これを横
向き縦姿勢の比較的大きな触媒体上に供給し、触媒面か
らの幅射熱を直接暖房に用いるものである。かかる装置
は、箱型予混合ガス供給室の一つの側面に開口部を設け
てこの近傍に触媒体および予熱ヒータ等を設置した構造
をなすと共に、前述のように比較的大きな触媒面に対し
て予混合ガスや予熱用の高温空気を供給する供給手段を
備えている。The combustor disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 61-35217 vaporizes kerosene, mixes it with air to generate a premixed gas, and supplies this to a relatively large catalyst body in a horizontal and vertical position, from the catalyst side. The direct radiant heat of is used for heating. Such a device has a structure in which an opening is provided on one side surface of the box-shaped premixed gas supply chamber and a catalyst body, a preheater heater, and the like are installed in the vicinity of the opening, and as described above, a relatively large catalyst surface is provided. It has a supply means for supplying premixed gas and hot air for preheating.
このような供給手段を持つ触媒燃焼装置としては、箱
型予混合ガス供給室の底部から比較的低い噴出速度で予
混合ガスを圧送する手段を持つ第1のタイプ、或いは、
断面積の小さな予混合ガス供給パイプから、面積の大き
な触媒面へとディフューザ状に連続的に断面積を拡大さ
せ、途中に抵抗板、パンチングメタル、金網等を設けて
整流を図る手段を持つ第2のタイプが知られている。As the catalytic combustion apparatus having such a supply means, a first type having a means for pumping the premixed gas from the bottom of the box-shaped premixed gas supply chamber at a relatively low ejection speed, or
It has means for continuously expanding the cross-sectional area in a diffuser shape from a premixed gas supply pipe with a small cross-sectional area to a catalyst surface with a large area, and installing a resistance plate, punching metal, wire mesh, etc. in the middle to rectify. Two types are known.
ところが、上記した両タイプとも、触媒体に対する予
熱時において、触媒上部側での気流速度が低く、層流に
近い流動状態となっている。このため、触媒体の予熱時
に予熱用ヒータの熱が触媒体に到達するまでに、空気の
十分な拡散・伝播がなされず、しかも、自然対流の影響
を受けるために触媒体の上部ばかりが加熱され、下部は
低温のままであるといった温度分布の不均一が生じる。
かかる状態で予熱を終了して予混合ガスを供給して着火
・燃焼を行うと、着火後しばらくの間、低温部分からH
C、CO等の有毒ガスが発生する虞れがある。However, in both types described above, when the catalyst body is preheated, the air flow velocity on the upper side of the catalyst is low and the flow state is close to a laminar flow. Therefore, when the catalyst body is preheated, the heat of the preheating heater does not sufficiently diffuse and propagate the air before it reaches the catalyst body, and moreover, only the upper portion of the catalyst body is heated due to the influence of natural convection. As a result, a non-uniform temperature distribution occurs such that the lower part remains at a low temperature.
When preheating is completed in this state and premixed gas is supplied to ignite and burn, the H
There is a risk that toxic gases such as C and CO will be generated.
さらに、第1のタイプのように予混合ガスの整流が十
分に行われていないと、触媒体を通過する予混合ガスの
速度にもバラツキが生じるから、定常燃焼時においても
温度ムラが生じる。また、第2のタイプのように触媒体
の上流部で整流されていても、定常燃焼時に予混合ガス
は触媒に近づくにつれて触媒体からの幅射熱を受けて次
第に温度が上昇して自然対流を形成するため、触媒体に
到達するころには上部側の予混合ガス濃度は高く、下部
側のそれは低くなる。この結果、第1のタイプと同様、
燃焼時においても触媒体の表面温度は上部側ほど高温化
する傾向になる。燃焼時において触媒体上で温度ムラが
生じると、高温部分の劣化が急速に進行し、触媒体の寿
命が短くなる。Furthermore, if the premixed gas is not sufficiently rectified as in the first type, the speed of the premixed gas passing through the catalyst body also varies, resulting in temperature unevenness even during steady combustion. Even when the premixed gas is rectified in the upstream portion of the catalyst body as in the second type, the temperature of the premixed gas gradually increases as it approaches the catalyst during steady combustion, and the temperature gradually rises due to natural convection. Therefore, the premixed gas concentration on the upper side becomes high and that on the lower side becomes low by the time it reaches the catalyst body. As a result, like the first type,
Even during combustion, the surface temperature of the catalyst body tends to increase toward the upper side. If temperature unevenness occurs on the catalyst body during combustion, deterioration of the high temperature portion rapidly progresses and the life of the catalyst body is shortened.
また、上記両タイプとも、予混合ガス供給室にパイプ
で予混合ガスを導くとき、このパイプ内に予混合ガスが
露結してタール化し、着火性能が悪くなるという欠点も
有している。Further, both of the above types have a drawback that when the premixed gas is introduced into the premixed gas supply chamber by a pipe, the premixed gas is condensed in the pipe to tar and the ignition performance is deteriorated.
さらに、第2のタイプにあっては、整流機構を備える
結果、予混合ガス供給室のガス流れ方向の距離を長く必
要とするため、装置が大型化するという欠点も有してい
る。Further, in the second type, as a result of providing the rectifying mechanism, it is necessary to lengthen the distance in the gas flow direction of the premixed gas supply chamber, so that there is a drawback that the device becomes large.
本考案に係る触媒燃焼装置は、上記の課題を解決する
ために、燃焼用空気と気化燃料とを混合してなる予混合
ガスを、予熱された触媒体に流入して酸化反応を促すこ
とにより燃焼させるようにした触媒燃焼装置において、
燃焼用空気を排熱にて予熱する熱交換部と、予混合ガス
に少なくとも旋回流を付与した上でこれを触媒体に供給
する旋回混合ガス供給室とを備えていることを特徴とし
ている。In order to solve the above problems, the catalytic combustion apparatus according to the present invention introduces a premixed gas, which is a mixture of combustion air and vaporized fuel, into a preheated catalyst body to promote an oxidation reaction. In a catalytic combustion device that is designed to burn,
It is characterized by including a heat exchange section for preheating combustion air with exhaust heat, and a swirling mixed gas supply chamber for supplying at least a swirling flow to the premixed gas and then supplying this to the catalyst body.
上記の構成によれば、燃焼用空気が排熱を回収して予
熱されるので、この燃焼用空気にて生成される予混合ガ
スは比較的高い温度を有することになる。よって、この
予混合ガスの露結は防止され、着火性能の悪化を回避す
ることができる。According to the above configuration, the combustion air recovers the exhaust heat and is preheated, so that the premixed gas generated by the combustion air has a relatively high temperature. Therefore, the condensation of the premixed gas is prevented, and the deterioration of the ignition performance can be avoided.
また、予混合ガスは旋回流を付与された上で触媒体に
供給されるから、自然対流の影響が排除され、予混合ガ
スの触媒体に対する流入速度および流入濃度を上下位置
にかかわらず均一にさせることができる。ゆえに、燃焼
時において触媒体上での温度ムラが防止され、高温部分
の劣化を抑止して触媒体の長寿命化を図ることができ
る。Further, since the premixed gas is supplied to the catalyst body after being given a swirl flow, the influence of natural convection is eliminated, and the inflow velocity and the inflow concentration of the premixed gas to the catalyst body are made uniform regardless of the vertical position. Can be made. Therefore, temperature unevenness on the catalyst body during combustion can be prevented, deterioration of the high temperature portion can be suppressed, and the life of the catalyst body can be extended.
また、燃焼用空気のみが供給される燃焼前段階、即
ち、触媒体に対する予熱時においては、燃焼用空気の旋
回流により自然対流を排除して触媒体下部側の低温化を
防止できるので、予熱を終了して予混合ガスを供給して
着火・燃焼を行ったときに、着火後しばらくの間、低温
部分からHC、CO等の有毒ガスが発生するといった事態も
解消される。Further, in the pre-combustion stage where only the combustion air is supplied, that is, at the time of preheating the catalyst body, the natural convection can be eliminated by the swirling flow of the combustion air to prevent the lower temperature of the catalyst body from being lowered. When igniting and burning by finishing with the premixed gas, the situation where toxic gases such as HC and CO are generated from the low temperature part for a while after ignition is also eliminated.
さらに、予混合ガスに旋回流が付与されることによ
り、この予混合ガス自体において、空気と気化燃料との
拡散を図って均一な混合状態を形成することができる。Furthermore, by giving a swirl flow to the premixed gas, it is possible to diffuse the air and the vaporized fuel in the premixed gas itself to form a uniform mixed state.
また、整流機構が不要なので装置の小型化を図ること
ができる。Further, since the rectifying mechanism is unnecessary, the device can be downsized.
本考案の一実施例を第1図および第2図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
本考案に係る触媒燃焼装置において、第1図(a)
(b)に示すように、筐体1内部には、略円筒状の旋回
混合ガス供給室2が組み込まれている。旋回混合ガス供
給室2の前面側には、遠赤外線放射効率に優れた貴金属
酸化触媒体3が配設されている。この貴金属酸化触媒体
3において、触媒担体としては、Al2O3(アルミナ)、
コージュライト、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジル
コニア等の耐熱無機材料をハニカム状に成形したもの、
或いは、発泡金属の表面にAlおよびAl2O3等を溶射した
もの用い、Pt、Pd、Rh、Ru、Ir等の白金族金属のうち少
なくとも一種類以上を酸化触媒として前期の触媒担体に
担持させている。貴金属酸化触媒体3は方形状に形成さ
れており、その周囲にはセラミックファィバー等の断熱
材からなる枠状の触媒支持体4が装着されている。ま
た、貴金属酸化触媒体3の前方側には、触媒面を保護す
ると共に安全を確保するためのガード網5が配設されて
いる。In the catalytic combustion device according to the present invention, FIG.
As shown in (b), a substantially cylindrical swirling mixed gas supply chamber 2 is incorporated inside the housing 1. On the front side of the swirling mixed gas supply chamber 2, a noble metal oxidation catalyst body 3 having excellent far infrared radiation efficiency is arranged. In the noble metal oxidation catalyst body 3, the catalyst carrier is Al 2 O 3 (alumina),
A honeycomb-shaped heat-resistant inorganic material such as cordierite, mullite, silicon carbide, silicon nitride, or zirconia.
Alternatively, the surface of the foam metal is sprayed with Al and Al 2 O 3, etc., and at least one or more of the platinum group metals such as Pt, Pd, Rh, Ru, and Ir is loaded on the catalyst carrier of the previous period as an oxidation catalyst. I am letting you. The noble metal oxidation catalyst body 3 is formed in a rectangular shape, and a frame-shaped catalyst support body 4 made of a heat insulating material such as a ceramic fiber is mounted around the square body. Further, on the front side of the noble metal oxidation catalyst body 3, a guard net 5 is provided for protecting the catalyst surface and ensuring safety.
旋回混合ガス供給室2の底部に形成された矩形の開口
部2aには、送風パイプ6のガス噴出口6aが連通されてお
り、このガス噴出口6aから燃焼用空気のみ、或いは予混
合ガスが接線方向に吹き込んでくるようになっている。
ガス噴出口6aの上流側には、気化混合部7が介設されて
おり、送油ポンプからの灯油を気化すると共にこの気化
燃料を送風パイプ6からの空気と混合するようになって
いる。気化混合部7の上流側にある送風パイプ6は、貴
金属酸化触媒体3の上方空間を通ってファン8に接続さ
れている。ファン8は外部から空気を取り込んで送風パ
イプ6内に送り込むものである。また、貴金属酸化触媒
体3の上方に位置する送風パイプ6の外周部には、熱伝
導率の高い素材からなるフィン10a…が配設されて熱交
換部10が形成されている。また、送風パイプ6における
前記熱交換部10以外の部分は図示しないグラスウール等
の断熱材で覆われている。A gas opening 6a of the blower pipe 6 is communicated with a rectangular opening 2a formed at the bottom of the swirling mixed gas supply chamber 2, and only the combustion air or the premixed gas is discharged from the gas opening 6a. It is designed to come in tangentially.
An evaporative mixing section 7 is provided upstream of the gas ejection port 6a so as to vaporize kerosene from the oil pump and mix the vaporized fuel with the air from the blower pipe 6. The blower pipe 6 on the upstream side of the vaporizing and mixing section 7 is connected to the fan 8 through the space above the precious metal oxidation catalyst body 3. The fan 8 takes in air from the outside and sends it into the blower pipe 6. Further, fins 10a, which are made of a material having high thermal conductivity, are arranged on the outer peripheral portion of the blower pipe 6 located above the noble metal oxidation catalyst body 3 to form the heat exchange portion 10. Further, the part of the blower pipe 6 other than the heat exchange part 10 is covered with a heat insulating material such as glass wool which is not shown.
ガス噴出口6aから予混合ガスが接線方向に吹き込んで
来ると、旋回混合ガス供給室2内で乱流旋回流が形成さ
れるが、この乱流旋回流の持つ乱流の強度を増して拡散
効率を上げるために、旋回混合ガス供給室2内の内周壁
部には拡散板11…が配設されている。また、旋回混合ガ
ス供給室2内には、前記の貴金属酸化触媒体3を着火に
先立って熱するための触媒予熱ヒータ12が配設されてい
る。この予熱ヒータ12の端子部12a・12aはコントロール
ユニット13に接続されている。貴金属酸化触媒体3の近
傍位置には、貴金属酸化触媒体3の背面側からの幅射熱
を感知する温度感知素子14が配設されている。この温度
感知素子14の端子部14aはコントロールユニット13に接
続されている。When the premixed gas blows in from the gas ejection port 6a in the tangential direction, a turbulent swirl flow is formed in the swirl mixed gas supply chamber 2, and the intensity of the turbulent flow of this turbulent swirl flow is increased and diffused. In order to improve efficiency, diffusion plates 11 ... Are arranged on the inner peripheral wall of the swirling mixed gas supply chamber 2. Further, in the swirling mixed gas supply chamber 2, a catalyst preheating heater 12 for heating the precious metal oxidation catalyst body 3 prior to ignition is arranged. The terminals 12a and 12a of the preheater 12 are connected to the control unit 13. In the vicinity of the noble metal oxidation catalyst body 3, a temperature sensing element 14 for sensing the radiant heat from the back side of the noble metal oxidation catalyst body 3 is arranged. The terminal portion 14a of the temperature sensing element 14 is connected to the control unit 13.
コントロールユニット13は、温度感知素子14の出力に
基づいて貴金属酸化触媒体3の表面温度を検知する他、
前記のファン8、触媒予熱ヒータ12、および送油ポンプ
等に対する自動制御を行うようになっている。The control unit 13 detects the surface temperature of the noble metal oxidation catalyst body 3 based on the output of the temperature sensing element 14,
The fan 8, the catalyst preheater 12, the oil feed pump, and the like are automatically controlled.
上記の構成を有する触媒燃焼装置の動作は、予混合ガ
スを燃焼させる燃焼動作と、この燃焼動作に先立って行
う予熱動作とから構成させる。The operation of the catalytic combustion apparatus having the above-described configuration is made up of a combustion operation for burning the premixed gas and a preheating operation performed prior to this combustion operation.
予熱動作においては、触媒予熱ヒータ12に通電してこ
れを発熱させ、旋回混合ガス供給室2内の温度を上昇さ
せる。旋回混合ガス供給室2の内部温度が約300℃に達
すると、気化混合部7における図示しない加熱ヒータお
よび前記のファン8が作動し、送風パイプ6内に燃焼用
空気が供給される。供給された空気は、熱交換部10内を
通過する間に、触媒予熱ヒータ12の上方へと排出される
熱を奪って事前に昇温された上で旋回混合ガス供給室2
内に向かって、その接線方向に吹き出される。ガス噴出
口6aから接線方向に吹き込んで来る予熱燃焼用空気は、
旋回混合ガス供給室2の内壁に沿って流れて乱流旋回流
を形成すると同時に、拡散板11…にて更に乱流強度を増
した上で触媒予熱ヒータ12にて加熱される。かかる乱流
旋回流状態では自然対流の影響を殆ど受けず、拡散が効
率的に行われているため、貴金属酸化触媒体3を均一に
熱することがでる。この予熱を終えた燃焼用空気は触媒
予熱ヒータ12の上方に形成されている温風吹出口1aから
排出される。なお、燃焼用空気の送風量は以後の定常燃
焼→消火→冷却時まで一定量に保持される。In the preheating operation, the catalyst preheating heater 12 is energized to generate heat and the temperature in the swirling mixed gas supply chamber 2 is raised. When the internal temperature of the swirling mixed gas supply chamber 2 reaches about 300 ° C., the heater (not shown) and the fan 8 in the vaporizing and mixing section 7 are activated to supply combustion air into the blower pipe 6. While the supplied air passes through the inside of the heat exchange section 10, it takes up the heat discharged to the upper side of the catalyst preheating heater 12 to be heated in advance and then the swirling mixed gas supply chamber 2
It is blown inward in the tangential direction. The preheated combustion air blown tangentially from the gas outlet 6a is
The turbulent swirling flow is formed by flowing along the inner wall of the swirling mixed gas supply chamber 2, and at the same time, the turbulent flow intensity is further increased by the diffusion plates 11 ... In such a turbulent swirling flow state, there is almost no effect of natural convection and diffusion is performed efficiently, so that the noble metal oxidation catalyst body 3 can be heated uniformly. The combustion air that has completed this preheating is discharged from the warm air outlet 1a formed above the catalyst preheating heater 12. In addition, the amount of air blown for combustion is kept constant until the subsequent steady combustion → extinction → cooling.
そして、貴金属酸化触媒体3の温度が約250〜300℃に
達したと前記の温度感知素子14の出力に基づいてコント
ロールユニット13が判断したら、触媒予熱ヒータ12の作
動を停止し、同時に送油ポンプを作動させる。即ち、予
混合ガスの燃焼動作に移行する。When the control unit 13 determines based on the output of the temperature sensing element 14 that the temperature of the noble metal oxidation catalyst body 3 has reached about 250 to 300 ° C., the operation of the catalyst preheating heater 12 is stopped, and at the same time, the oil transfer is performed. Operate the pump. That is, the combustion operation of the premixed gas is started.
送油ポンプによって灯油は気化混合部7に送出される
が、この気化混合部7内の気化部は図示しない前記の加
熱ヒータにて約300℃に加熱保持されているため、上記
気化部を通過する間に灯油は加熱されて気化する。そし
て、この気化された灯油が送風パイプ6内に噴霧され、
前記の予熱された燃焼用空気と混合されて予混合ガスが
生成される。この予混合ガスは送風パイプ6を通って旋
回混合ガス供給室2内に吹き出されるが、比較的高い温
度を有するため、パイプ途中で結露することなく旋回混
合ガス供給室2内に達する。なお、予混合ガスの流速
は、燃焼速度よりも大きく、例えば、2m/s以上に設定さ
れる。The kerosene is delivered to the vaporizing and mixing section 7 by the oil feeding pump. Since the vaporizing section in the vaporizing and mixing section 7 is heated and held at about 300 ° C. by the heater (not shown), it passes through the vaporizing section. During that time, kerosene is heated and vaporized. Then, this vaporized kerosene is sprayed into the blower pipe 6,
A premixed gas is produced by mixing with the preheated combustion air. The premixed gas is blown out into the swirling mixed gas supply chamber 2 through the blower pipe 6, but has a relatively high temperature and therefore reaches the swirling mixed gas supply chamber 2 without dew condensation in the middle of the pipe. The flow velocity of the premixed gas is higher than the burning velocity, and is set to, for example, 2 m / s or more.
予混合ガスは旋回混合ガス供給室2内で乱流旋回流を
形成し、さらに、拡散板11…にて効率的に拡散・混合さ
れる。そして、前述したように、均一に予熱された貴金
属酸化触媒体3を通過する際に着火・燃焼される。この
ように、貴金属酸化触媒体3の温度は均一であり、低温
部分がないことから、HC、CO等の有毒ガスは発生しな
い。さらに、貴金属酸化触媒体3は、予混合ガスが完全
燃焼するのに十分な空間速度を与えるようになっている
ので、CO、HC等の有毒ガスの排出防止を一層効率的に行
いつつ着火→昇温→定常燃焼状態へと移行する。定常燃
焼時には、送風量を一定のまま灯油の送出量を制御し、
常に予混合ガスの空気に対する体積比を空気1に対し2
〜5程度とし、且つ、貴金属酸化触媒体3の背面側温度
を500〜700℃の間で制御することにより、予混合ガスの
逆火および不完全燃焼を防止しつつ燃焼量を増減させる
ことができる。万一、予混合ガスの前記体積比が設定範
囲から外れて逆火や不完全燃焼が発生した場合は、前記
の温度感知素子14の出力に基づきコントロールユニット
13が燃焼異常と判断するので、速やかに燃焼が停止され
NOxの発生は確実に防止される。The premixed gas forms a turbulent swirling flow in the swirling mixed gas supply chamber 2, and is further efficiently diffused and mixed by the diffusion plates 11. Then, as described above, when passing through the uniformly preheated precious metal oxidation catalyst body 3, it is ignited and burned. As described above, since the temperature of the noble metal oxidation catalyst body 3 is uniform and there is no low-temperature portion, no toxic gas such as HC or CO is generated. Furthermore, since the noble metal oxidation catalyst body 3 is designed to give a sufficient space velocity for complete combustion of the premixed gas, ignition is performed while more efficiently preventing the emission of toxic gases such as CO and HC. Temperature rise → Transition to steady combustion state. During steady combustion, control the amount of kerosene delivered while maintaining a constant amount of air blow,
The volume ratio of premixed gas to air is always 2 for 1 air.
By controlling the backside temperature of the noble metal oxidation catalyst body 3 between 500 and 700 ° C., it is possible to increase or decrease the combustion amount while preventing flashback and incomplete combustion of the premixed gas. it can. In the unlikely event that the volume ratio of the premixed gas deviates from the set range and flashback or incomplete combustion occurs, the control unit is based on the output of the temperature sensing element 14 described above.
13 determines that the combustion is abnormal, so the combustion is stopped immediately.
The generation of NO x is surely prevented.
完全燃焼した高温排ガスは、貴金属酸化触媒体3を通
過した後上昇し、熱交換部10で送風パイプ6内の空気に
熱を授与して約150℃以下の温風となって温風吹出口1a
から放出される。一方、貴金属酸化触媒体3からは、直
接的に或いは反射板17を介して遠赤外線が幅射される。
従って、前記の温風による対流暖房と遠赤外線幅射暖房
とが同時に行われることになる。The completely burned high-temperature exhaust gas rises after passing through the precious metal oxidation catalyst body 3 and imparts heat to the air in the blower pipe 6 in the heat exchange section 10 to become warm air of about 150 ° C. or less and the hot air outlet 1a.
Emitted from. On the other hand, far infrared rays are radiated from the noble metal oxidation catalyst body 3 directly or through the reflecting plate 17.
Therefore, the convection heating by the warm air and the far infrared radiation heating are simultaneously performed.
消火時には、ファン8を除く他の機器への通電を遮断
し、ファン8のみを数十秒間作動させて送風を行い、貴
金属酸化触媒体3を含むシステムの冷却を行う。このと
き、貴金属酸化触媒体3は、ある程度の熱容量を持つた
め、予混合ガスの供給を止めても通常の炎を伴う燃焼の
ように未燃HC、CO等の臭気ガスを排出することはなく、
貴金属酸化触媒体3上において完全に酸化される。At the time of extinguishing the fire, the power supply to other devices except the fan 8 is cut off, and only the fan 8 is operated for several tens of seconds to blow air, thereby cooling the system including the precious metal oxidation catalyst body 3. At this time, since the precious metal oxidation catalyst body 3 has a certain heat capacity, even if the supply of the premixed gas is stopped, it does not emit odorous gas such as unburned HC and CO like combustion with ordinary flames. ,
It is completely oxidized on the noble metal oxidation catalyst body 3.
第2図(a)は、触媒予熱ヒータ12に通電を開始して
から5分後、即ち、予熱段階における貴金属酸化触媒体
3の背面側の上下位置での温度分布を示すグラフであ
り、乱流旋回流を形成する場合(本考案)と非旋回流の
場合(従来)とを併記している。なお、送風量は互いに
同じに設定されており、また、触媒予熱ヒータ12として
1kWのものを使用している。同図(b)は、定常燃焼段
階における貴金属酸化触媒体3の背面側の上下位置での
温度分布を示すグラフであり、本考案と従来とを併記し
ている。なお、燃料負荷を850kcal/hとし、予混合ガス
として空気比が4.3のものを用いている。FIG. 2 (a) is a graph showing the temperature distribution in the vertical position on the back side of the noble metal oxidation catalyst body 5 five minutes after the energization of the catalyst preheater 12 is started, that is, in the preheating stage. The case of forming a swirl flow (the present invention) and the case of a non-swirl flow (conventional) are shown together. The air flow rates are set to be the same as each other, and the catalyst preheater 12
I am using 1kW. FIG. 2B is a graph showing the temperature distribution at the upper and lower positions on the back side of the noble metal oxidation catalyst body 3 in the steady combustion stage, and shows both the present invention and the conventional one. The fuel load was 850 kcal / h and the premixed gas with an air ratio of 4.3 was used.
これらの図から明らかなように、触媒予熱時および定
常燃焼時のいずれの場合においても、本考案の方が触媒
表面温度の均一化に優れていることがわかる。As is clear from these figures, it is understood that the present invention is superior in uniformizing the catalyst surface temperature in both cases of catalyst preheating and steady combustion.
なお、本実施例では、貴金属酸化触媒体3を横向き縦
姿勢で配置したものについて適用したが、縦向き横姿勢
で配置したものについても適用できるものである。In the present embodiment, the noble metal oxidation catalyst body 3 is applied in the horizontal and vertical postures, but it is also applicable to the noble metal oxidation catalyst body 3 in the vertical and horizontal postures.
本考案に係る触媒燃焼装置は、以上のように、燃焼用
空気と気化燃料とを混合してなる予混合ガスを、予熱さ
れた触媒体に流入して酸化反応を促すことにより燃焼さ
せるようにした触媒燃焼装置において、燃焼用空気を排
熱にて予熱する熱交換部と、予混合ガスに少なくとも旋
回流を付与した上でこれを触媒体に供給する旋回混合ガ
ス供給室とを備えている構成である。As described above, the catalytic combustion apparatus according to the present invention burns the premixed gas prepared by mixing the combustion air and the vaporized fuel by flowing into the preheated catalyst body to promote the oxidation reaction. In the above catalytic combustion apparatus, a heat exchange section for preheating combustion air with exhaust heat and a swirling mixed gas supply chamber for applying at least a swirling flow to the premixed gas and then supplying the swirling mixed gas to the catalyst body are provided. It is a composition.
これにより、以下の諸効果を奏する。 As a result, the following various effects are achieved.
(1)予送風パイプ内で予混合ガス(気化燃料)が露結
するのを防止して、着火性能の悪化を回避することがで
きる。(1) It is possible to prevent the premixed gas (vaporized fuel) from condensing in the pre-blowing pipe and avoid the deterioration of the ignition performance.
(2)予混合ガスの触媒体に対する流入速度および流入
濃度を上下位置にかかわらず均一にさせることができる
ので、燃焼時において触媒体上での温度ムラが防止さ
れ、高温部分の劣化を抑止して触媒体の長寿命化を図る
ことができる。(2) Since the inflow velocity and the inflow concentration of the premixed gas with respect to the catalyst body can be made uniform regardless of the vertical position, temperature unevenness on the catalyst body during combustion is prevented, and deterioration of the high temperature portion is suppressed. Thus, the life of the catalyst body can be extended.
(3)燃焼用空気のみが供給される燃焼前段階、即ち、
触媒体に対する予熱時においても、燃焼用空気の旋回流
により自然対流を排除して触媒体下部側の低温化を防止
できるので、予熱を終了して予混合ガスを供給して着火
・燃焼を行ったときに、着火後しばらくの間、低温部分
からHC、CO等の有毒ガスが発生するといった事態を解消
することができる。(3) Pre-combustion stage where only combustion air is supplied, that is,
Even during preheating of the catalyst body, natural convection can be eliminated by the swirling flow of combustion air to prevent lowering of the temperature on the lower side of the catalyst body, so preheating is terminated and premixed gas is supplied for ignition and combustion. In this case, it is possible to eliminate the situation where toxic gases such as HC and CO are generated from the low temperature part for a while after ignition.
(4)予混合ガスに旋回流が付与されることにより、こ
の予混合ガス自体において、空気と気化燃料との拡散を
図って均一な混合状態を形成することができる。(4) By imparting a swirl flow to the premixed gas, the premixed gas itself can diffuse air and vaporized fuel to form a uniform mixed state.
(5)燃焼用空気や予混合ガスに対する整流機構が不要
となるので、ガス流入方向の厚みを薄くして装置の薄型
化を図りつつ触媒体の大面積化を図ることができる。(5) Since the rectifying mechanism for the combustion air and the premixed gas is not required, the thickness of the gas inflow direction can be reduced to reduce the thickness of the device and increase the area of the catalyst body.
第1図および第2図は本考案の一実施例を示すものであ
る。 第1図(a)は触媒燃焼装置の内部構造を示す正面図、
同図(b)は同側面図である。 第2図(a)は予熱段階における貴金属酸化触媒の背面
側の上下位置での温度分布を示すグラフ、同図(b)
は、定常燃焼段階における貴金属酸化触媒の背面側の上
下位置での温度分布を示すグラフである。 2は旋回混合ガス供給室、3は貴金属酸化触媒体(触媒
体)、6は送風パイプ、7は気化混合部、8はファン、
10は熱交換部、12は触媒予熱ヒータである。1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a front view showing the internal structure of the catalytic combustion device,
FIG. 3B is a side view of the same. FIG. 2 (a) is a graph showing the temperature distribution at the upper and lower positions on the back side of the noble metal oxidation catalyst in the preheating stage, and FIG. 2 (b).
[Fig. 4] is a graph showing temperature distributions at upper and lower positions on the back side of the noble metal oxidation catalyst in the steady combustion stage. 2 is a swirling mixed gas supply chamber, 3 is a noble metal oxidation catalyst body (catalyst body), 6 is a blast pipe, 7 is a vaporizing and mixing section, 8 is a fan,
Reference numeral 10 is a heat exchange section, and 12 is a catalyst preheating heater.
Claims (1)
混合ガスを、予熱された触媒体上に流入して酸化反応を
促すことにより燃焼させるようにした触媒燃焼装置にお
いて、 燃焼用空気を排熱にて予熱する熱交換部と、予混合ガス
に少なくとも旋回流を付与した上でこれを触媒体に供給
する旋回混合ガス供給室とを備えていることを特徴とす
る触媒燃焼装置。1. A catalytic combustion apparatus in which a premixed gas, which is a mixture of combustion air and vaporized fuel, flows into a preheated catalyst body to promote an oxidation reaction to burn the premixed gas. A catalytic combustion apparatus comprising: a heat exchange section for preheating air with exhaust heat; and a swirling mixed gas supply chamber for supplying at least a swirling flow to the premixed gas and then supplying this to the catalyst body. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989099395U JPH08587Y2 (en) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | Catalytic combustion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989099395U JPH08587Y2 (en) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | Catalytic combustion device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0338522U JPH0338522U (en) | 1991-04-15 |
JPH08587Y2 true JPH08587Y2 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=31648452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1989099395U Expired - Fee Related JPH08587Y2 (en) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | Catalytic combustion device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08587Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6263530U (en) * | 1985-10-03 | 1987-04-20 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1989099395U patent/JPH08587Y2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0338522U (en) | 1991-04-15 |
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