JPH1119519A - 部分燃焼触媒体 - Google Patents
部分燃焼触媒体Info
- Publication number
- JPH1119519A JPH1119519A JP9173448A JP17344897A JPH1119519A JP H1119519 A JPH1119519 A JP H1119519A JP 9173448 A JP9173448 A JP 9173448A JP 17344897 A JP17344897 A JP 17344897A JP H1119519 A JPH1119519 A JP H1119519A
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- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- outer peripheral
- partial combustion
- metal foil
- catalyst member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title abstract description 62
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Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼時の部分燃焼体における、最外層の温度
上昇を容易に抑制するとともに、外部からの熱伝導を遮
断し、不必要な部分燃焼色媒体の温度上昇を防止を目的
とする。 【解決手段】 部分燃焼触媒体の外周部に触媒層を持た
ない金属フォイルを巻付け被覆する。これにより、その
金属フォイルと部分燃焼触媒体外周部との間に、燃焼燃
料と燃焼用エアの混合気の流路となる空隙を設け、その
外周部の温度上昇を抑制する。
上昇を容易に抑制するとともに、外部からの熱伝導を遮
断し、不必要な部分燃焼色媒体の温度上昇を防止を目的
とする。 【解決手段】 部分燃焼触媒体の外周部に触媒層を持た
ない金属フォイルを巻付け被覆する。これにより、その
金属フォイルと部分燃焼触媒体外周部との間に、燃焼燃
料と燃焼用エアの混合気の流路となる空隙を設け、その
外周部の温度上昇を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、部分燃焼触媒体に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】部分燃焼触媒は、後方燃焼室と組み合わ
せた燃焼器の燃焼触媒として使用される。この部分燃焼
触媒は、触媒反応により、燃焼しにくい希薄混合気や低
カロリーガスの燃焼を可能とするものである。
せた燃焼器の燃焼触媒として使用される。この部分燃焼
触媒は、触媒反応により、燃焼しにくい希薄混合気や低
カロリーガスの燃焼を可能とするものである。
【０００３】しかし、一般に部分燃焼触媒の使用される
環境は、使用される燃焼条件が高温で、過酷である。従
って、高温環境により、燃焼触媒の劣化が促進され触媒
寿命が短くなる。更に、高温となると、混合気が自発着
火し、触媒体内温度が断熱温度まで上昇し、やがては部
分燃焼触媒体の溶融を引き起こすことも考えられ、不必
要な部分燃焼触媒体の温度上昇を防止するため、燃焼器
の設計段階から、注意が払われてきた。
環境は、使用される燃焼条件が高温で、過酷である。従
って、高温環境により、燃焼触媒の劣化が促進され触媒
寿命が短くなる。更に、高温となると、混合気が自発着
火し、触媒体内温度が断熱温度まで上昇し、やがては部
分燃焼触媒体の溶融を引き起こすことも考えられ、不必
要な部分燃焼触媒体の温度上昇を防止するため、燃焼器
の設計段階から、注意が払われてきた。
【０００４】特に、燃焼時における部分燃焼触媒内部の
温度分布を考えると、その触媒体中を流れる燃焼燃料と
空気の混合気線速が最も遅くなる最外層近傍で、混合気
の滞留時間が中心部に比べ長くなるため、外周部は中心
部に比べ温度上昇が顕著である。中でも、燃焼器の小型
化を目的として、触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接
させた設計を採用する場合、燃焼ガスの持つ熱が触媒体
に伝導する現象が起こることがある。この場合、温度の
高くなった触媒体の最外層が、更に燃焼ガスの流路から
の伝導熱により加熱され、触媒寿命の低下、断熱温度へ
の上昇等の弊害を引き起こす可能性が高くなる。
温度分布を考えると、その触媒体中を流れる燃焼燃料と
空気の混合気線速が最も遅くなる最外層近傍で、混合気
の滞留時間が中心部に比べ長くなるため、外周部は中心
部に比べ温度上昇が顕著である。中でも、燃焼器の小型
化を目的として、触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接
させた設計を採用する場合、燃焼ガスの持つ熱が触媒体
に伝導する現象が起こることがある。この場合、温度の
高くなった触媒体の最外層が、更に燃焼ガスの流路から
の伝導熱により加熱され、触媒寿命の低下、断熱温度へ
の上昇等の弊害を引き起こす可能性が高くなる。
【０００５】従って、この部分燃焼触媒体の最外層の温
度上昇を容易に抑制し触媒寿命を伸ばすと共に、燃焼器
設計の容易化を図るためには、燃焼器使用時の触媒体外
周部における温度を低位で安定化させ、より一層の安全
性を確保する技術が望まれていた。
度上昇を容易に抑制し触媒寿命を伸ばすと共に、燃焼器
設計の容易化を図るためには、燃焼器使用時の触媒体外
周部における温度を低位で安定化させ、より一層の安全
性を確保する技術が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、部分燃焼触
媒体の最外層の温度上昇の抑制を可能とするとともに、
外部からの熱伝導を遮断し、不必要な温度上昇を防止す
る。これにより、触媒寿命を伸ばすと共に、より高い燃
焼器としての安全性の確保し、燃焼器設計の自由度を拡
大しうる部分燃焼触媒の提供を目的とする。
媒体の最外層の温度上昇の抑制を可能とするとともに、
外部からの熱伝導を遮断し、不必要な温度上昇を防止す
る。これにより、触媒寿命を伸ばすと共に、より高い燃
焼器としての安全性の確保し、燃焼器設計の自由度を拡
大しうる部分燃焼触媒の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を達成するための手段】請求項１記載の発明は、
外周部に触媒層を持たない金属フォイルを巻付け被覆
し、その金属フォイルと触媒体外周部との間に混合気の
流路としての空隙を設けた部分燃焼触媒体である。ここ
で使用される金属フォイルは、部分燃焼触媒体の外周部
と一定の空隙を確保するように設置され、その空隙が混
合気の流路として働き、しかも空隙部には燃焼触媒が存
在しないため触媒燃焼反応を起こさない。ここで言う混
合気とは、ガス状またはガス化した燃焼燃料と燃焼用エ
アの混合ガスを意味する。
外周部に触媒層を持たない金属フォイルを巻付け被覆
し、その金属フォイルと触媒体外周部との間に混合気の
流路としての空隙を設けた部分燃焼触媒体である。ここ
で使用される金属フォイルは、部分燃焼触媒体の外周部
と一定の空隙を確保するように設置され、その空隙が混
合気の流路として働き、しかも空隙部には燃焼触媒が存
在しないため触媒燃焼反応を起こさない。ここで言う混
合気とは、ガス状またはガス化した燃焼燃料と燃焼用エ
アの混合ガスを意味する。
【０００８】従って、当該空隙部では混合気の触媒燃焼
反応による混合気の温度上昇が起こらず、空隙部を流れ
る混合気が、部分燃焼触媒体の外周部を冷却する効果を
発揮することになる。即ち、この空隙部は、部分燃焼触
媒体の外周部における急激な温度上昇を抑えると共に、
外部から触媒体への熱伝導に対するバリア層としての役
割を果たすものとなる。
反応による混合気の温度上昇が起こらず、空隙部を流れ
る混合気が、部分燃焼触媒体の外周部を冷却する効果を
発揮することになる。即ち、この空隙部は、部分燃焼触
媒体の外周部における急激な温度上昇を抑えると共に、
外部から触媒体への熱伝導に対するバリア層としての役
割を果たすものとなる。
【０００９】なお、巻付け被覆した金属フォイルと部分
燃焼触媒体の外周部との空隙を通過した混合気は、触媒
体の後に設置された後方燃焼室にて完全燃焼処理される
ため、不完全燃焼を引き起こすものとはならない。
燃焼触媒体の外周部との空隙を通過した混合気は、触媒
体の後に設置された後方燃焼室にて完全燃焼処理される
ため、不完全燃焼を引き起こすものとはならない。
【００１０】この結果、部分燃焼触媒体の外周部の温度
を一定の範囲で制御することが可能となり、触媒寿命を
伸ばし、部分燃焼触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接
させた設計を可能とし、燃焼装置の小型化が可能とな
る。
を一定の範囲で制御することが可能となり、触媒寿命を
伸ばし、部分燃焼触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接
させた設計を可能とし、燃焼装置の小型化が可能とな
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明にいう部分燃焼触媒体と
は、図１の部分燃焼触媒体断面から分かるような螺旋状
に巻き上げたハニカム状部分燃焼触媒体１に代表される
が、触媒体内部の構造に制限はなく、広く部分燃焼触媒
体と称されるもの全てを含むものである。この部分燃焼
触媒体の外周部２とは、部分燃焼触媒体等の最外部のこ
とで、触媒体自体の形状は円柱、方形等あらゆる形状の
ものを含むものである。
は、図１の部分燃焼触媒体断面から分かるような螺旋状
に巻き上げたハニカム状部分燃焼触媒体１に代表される
が、触媒体内部の構造に制限はなく、広く部分燃焼触媒
体と称されるもの全てを含むものである。この部分燃焼
触媒体の外周部２とは、部分燃焼触媒体等の最外部のこ
とで、触媒体自体の形状は円柱、方形等あらゆる形状の
ものを含むものである。
【００１２】当該外周部に巻付け被覆する金属フォイル
４として使用する金属材は、アルミニウム、ステンレス
等耐熱性を有する金属材であれば、いずれも使用可能で
ある。また、この金属材は、波形、矯型、ジャバラ状等
触媒体の外周部と一定の空隙３を確保して、混合気の流
れを阻害するものでなければいずれの形状のものでも使
用可能である。触媒体の外周部２と巻き付けられる触媒
層を持たない金属フォイル４とは、特に接合せず巻付け
被覆すればよいが、ろう付、スポット溶接等の一般的接
合手段を用いてもよい。
４として使用する金属材は、アルミニウム、ステンレス
等耐熱性を有する金属材であれば、いずれも使用可能で
ある。また、この金属材は、波形、矯型、ジャバラ状等
触媒体の外周部と一定の空隙３を確保して、混合気の流
れを阻害するものでなければいずれの形状のものでも使
用可能である。触媒体の外周部２と巻き付けられる触媒
層を持たない金属フォイル４とは、特に接合せず巻付け
被覆すればよいが、ろう付、スポット溶接等の一般的接
合手段を用いてもよい。
【００１３】
【実施例】本発明にかかる部分燃焼触媒体７を、図２に
模式的に示した触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接さ
せた設計の燃焼器に組み込み、部分燃焼触媒体の外周部
の温度変化を測定した。このとき使用した部分燃焼触媒
体の断面形状は、図１に示した通りである。即ち、波形
の金属フォイル４を螺旋状に巻き上げ、ハニカム状部分
燃焼触媒体１を形成し、更にその外周部２を波形アルミ
ニウムフォイルを接合せず巻付け被覆することで、本発
明にかかる部分燃焼触媒体７を構成した。そして、この
部分燃焼触媒体７を組み込んだファンヒーター５で燃焼
試験を行った結果、触媒体の入口温度が安定して以降、
３時間に渡って部分燃焼触媒体７の外周部２の温度を測
定したが、安定した定常温度（８５０℃）を維持した。
模式的に示した触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接さ
せた設計の燃焼器に組み込み、部分燃焼触媒体の外周部
の温度変化を測定した。このとき使用した部分燃焼触媒
体の断面形状は、図１に示した通りである。即ち、波形
の金属フォイル４を螺旋状に巻き上げ、ハニカム状部分
燃焼触媒体１を形成し、更にその外周部２を波形アルミ
ニウムフォイルを接合せず巻付け被覆することで、本発
明にかかる部分燃焼触媒体７を構成した。そして、この
部分燃焼触媒体７を組み込んだファンヒーター５で燃焼
試験を行った結果、触媒体の入口温度が安定して以降、
３時間に渡って部分燃焼触媒体７の外周部２の温度を測
定したが、安定した定常温度（８５０℃）を維持した。
【００１４】
【比較例】従来の外周部２に金属フォイル４を巻付け被
覆していない一般的部分燃焼触媒体７を用い、図２に模
式的に示した触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接させ
た設計の燃焼器に組み込み、部分燃焼触媒体７の外周部
２の温度変化を測定した。その結果、触媒体の入口温度
が実施例の定常温度である８５０℃となって以降も、徐
々に部分燃焼触媒体７の外周部２の温度は上昇してお
り、３時間経過後には部分燃焼触媒体７の外周部２の温
度は約２００℃高く、１０５０℃前後の温度を示した。
覆していない一般的部分燃焼触媒体７を用い、図２に模
式的に示した触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接させ
た設計の燃焼器に組み込み、部分燃焼触媒体７の外周部
２の温度変化を測定した。その結果、触媒体の入口温度
が実施例の定常温度である８５０℃となって以降も、徐
々に部分燃焼触媒体７の外周部２の温度は上昇してお
り、３時間経過後には部分燃焼触媒体７の外周部２の温
度は約２００℃高く、１０５０℃前後の温度を示した。
【００１５】
【発明の効果】以上、本発明は部分燃焼触媒体の外周部
における温度の安定性を確保し、触媒寿命を伸ばし、部
分燃焼触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接させること
を可能とし、燃焼装置の小型化を可能とした。
における温度の安定性を確保し、触媒寿命を伸ばし、部
分燃焼触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接させること
を可能とし、燃焼装置の小型化を可能とした。
【００１６】
【図１】外周部に触媒層を持たない波形の金属フォイル
を巻付け被覆した螺旋状に巻き上げたハニカム状部分燃
焼触媒体の断面形状。
を巻付け被覆した螺旋状に巻き上げたハニカム状部分燃
焼触媒体の断面形状。
【図２】本発明にかかる部分燃焼触媒体を、ファンヒー
タに組み込んだ触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接さ
せた設計のファンヒータ。
タに組み込んだ触媒体の位置と燃焼ガスの流路を近接さ
せた設計のファンヒータ。
１ 螺旋状に巻き上げたハニカム状部分燃焼触媒体の断
面形状 ２ 外周部 ３ 空隙 ４ 触媒層を持たない金属フォイル（波型） ５ ファンヒータ ６ 混合室 ７ 部分燃焼触媒体 ８ 後方燃焼室 ９ 燃焼用エア １０ 燃焼燃料 １１ 燃焼燃料噴霧ノズル １２ 高温エア １３ 対流ファン １４ 燃焼ファン １５ 予備加熱ヒーター １６ 点火プラグ
面形状 ２ 外周部 ３ 空隙 ４ 触媒層を持たない金属フォイル（波型） ５ ファンヒータ ６ 混合室 ７ 部分燃焼触媒体 ８ 後方燃焼室 ９ 燃焼用エア １０ 燃焼燃料 １１ 燃焼燃料噴霧ノズル １２ 高温エア １３ 対流ファン １４ 燃焼ファン １５ 予備加熱ヒーター １６ 点火プラグ
Claims (1)
- 【請求項１】外周部に触媒層を持たない金属フォイルを
巻付け被覆し、その金属フォイルと触媒体外周部との間
に混合気の流路となる空隙を設けた部分燃焼触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173448A JPH1119519A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 部分燃焼触媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173448A JPH1119519A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 部分燃焼触媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1119519A true JPH1119519A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=15960669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9173448A Pending JPH1119519A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 部分燃焼触媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1119519A (ja) |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9173448A patent/JPH1119519A/ja active Pending
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