JPH11270808A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】構造の簡略化と、熱損失の低減と暖機時間の短
縮による高効率化を図り、ＮＯｘやＣＯ等の問題を生起
しない触媒燃焼装置を提供する。 【解決手段】燃焼用空気を旋回させて供給するスワーラ
であって、旋回角度が可変の可変スワーラ２０と、メイ
ン液体燃料に着火させるための点火栓６と、メイン液体
燃料を蒸発させかつ燃焼用空気と混合させる蒸発混合管
部７であって、内部に始動用バーナ部７Ａを形成する蒸
発混合管部７と、耐熱温度が上流部位から下流部位に行
くに連れて順次低温、中温、高温と異なる少なくとも３
つの触媒８〜９と、燃焼ガス出口ダクト部１１と、排気
熱熱交換器１９と、耐熱温度が低温の触媒８の上流側か
ら該触媒８と中温の触媒９との間の高温混合部２２に燃
焼ガス及び燃料と空気との混合気を導く燃焼ガス・混合
気導入通路部１２と、を含んで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ガスター
ビンやボイラ等の高温条件下で触媒燃焼を行う触媒燃焼
装置に関し、特に、燃焼温度に応じて低温、中温、高温
用の燃焼触媒を具備した触媒燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、触媒燃焼方式は低ＮＯｘ燃焼技術
の一つとして注目されつつあり、触媒燃焼装置をガスタ
ービンやボイラ等の燃焼機器に利用する研究開発が進め
られている。触媒燃焼装置に液体燃料を使用する場合に
は、次の点に留意する必要がある。

【０００３】即ち、触媒上流において、液体燃料の蒸発
と該液体燃料と燃焼用空気との混合が必要となる。又、
例えば、ガスタービンやボイラ等の燃焼装置において
は、燃焼排ガスから回収した熱を液体燃料の蒸発用に使
用できないような冷態始動時には、予熱した燃焼用空気
によって液体燃料を蒸発させる必要がある。

【０００４】更に、触媒が活性を開始する温度まで触媒
を加熱する必要もある。このような点を留意するべく、
従来では、触媒を配した触媒装置の前段にプリバーナ装
置を設け、このプリバーナ装置による燃焼ガスを液体燃
料の蒸発や触媒加熱のために用いるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の触媒燃焼装置にあっては、上記のように、プ
リバーナ装置を別途設けた構成であるため、装置全体が
大型化する。又、プリバーナ装置から触媒装置に至る流
路にて熱損失が増大する点、触媒装置の暖機後はプリバ
ーナ装置をバイパスさせて燃料及び燃焼用空気を触媒装
置に至らせるためのバルブやこれを制御する制御装置等
を必要とし、装置の複雑化、製作コストの増大を来す点
等の問題がある。

【０００６】加えて、プリバーナ装置は、拡散燃焼方式
であるため、ＮＯｘの増大やＣＯ等の未燃分の排出、カ
ーボンの生成等の問題もある。そこで、本発明は以上の
ような従来の問題点に鑑み、液体燃料の蒸発と触媒の加
熱機能を有する始動用バーナ部を備えた触媒燃焼装置で
あって、小型化、軽量化、構造の簡略化を図れると共
に、熱損失の低減と暖機時間の短縮によって高効率化を
図れ、しかも、ＮＯｘの増大やＣＯ等の未燃分の排出、
カーボンの生成等の問題を生起しない触媒燃焼装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、バーナ本体と、前記バーナ本体内部の一端部
にメイン液体燃料を噴射供給するメイン液体燃料噴射供
給装置と、前記バーナ本体壁の前記メイン液体燃料噴射
供給部の直下流部に対応する位置に設けられたパイロッ
トバーナ孔にパイロット液体燃料を噴射供給するパイロ
ット液体燃料噴射供給装置と、前記バーナ本体に形成さ
れて前記メイン液体燃料の噴射供給部に燃焼用空気を供
給する燃焼用空気供給口と、前記燃焼用空気供給口に備
えられ、燃焼用空気を旋回させて供給するスワーラであ
って、旋回角度が可変の可変スワーラと、前記メイン液
体燃料に着火させるための点火栓と、前記バーナ本体の
前記パイロットバーナ孔の下流位置に設けられてメイン
液体燃料を蒸発させかつ燃焼用空気と混合させる蒸発混
合管部であって、内部に始動用バーナ部を形成する蒸発
混合管部と、前記バーナ本体内部の前記蒸発混合管部の
下流側に、上流部位から下流部位に所定間隔を介して夫
々並設して備えられた少なくとも３つの触媒であって、
耐熱温度が上流部位から下流部位に行くに連れて順次低
温、中温、高温と異なる少なくとも３つの触媒と、前記
バーナ本体内部の他端部に形成される燃焼ガス出口ダク
ト部と、前記燃焼用空気供給口から供給される燃焼用空
気を、前記燃焼ガス出口ダクト部から排出された燃焼ガ
ス熱と熱交換して加熱する排気熱熱交換器と、前記耐熱
温度が低温の触媒の上流側から該触媒と中温の触媒との
間の高温混合部に燃焼ガス及び燃料と空気との混合気を
導く燃焼ガス・混合気導入通路部と、を含んで構成され
たことを特徴とする。

【０００８】請求項２に係る発明は、前記バーナ本体
は、筒状のアウタライナと、該アウタライナのバーナ本
体下流側に対応する部分に挿入組み付けされたインナラ
イナと、から構成され、前記インナライナの内側に前記
３つの触媒が配設される一方、前記燃焼ガス・混合気導
入通路部は、アウタライナ内周面と該アウタライナ内側
へのインナライナの挿入端部外周面との間に形成される
環状通路部と、該環状通路部の上流端部を耐熱温度が低
温の触媒の上流側と連通させるスリット部と、インナラ
イナ周壁に開設されて前記環状通路部の下流端部を耐熱
温度が低温の触媒と中温の触媒との間の高温混合部とに
連通させる流入孔と、から構成されることを特徴とす
る。

【０００９】請求項３に係る発明は、前記バーナ本体は
一部に燃焼用空気入口ダクト部を有するケーシング内側
に収納され、前記燃焼用空気入口ダクト部には、燃焼ガ
ス出口ダクト部から排出された燃焼ガス熱と空気とを熱
交換させる排気熱熱交換器にて熱交換されて加熱された
空気が導かれることを特徴とする。

【００１０】かかる本発明の作用について説明する。請
求項１に係る発明において、冷態始動時には、常温の燃
焼用空気は、可変スワーラによって所要の旋回強度が付
与されて燃焼用空気供給口から蒸発混合管部内に流入す
る。この燃焼用空気に対して、メイン液体燃料噴射装置
からメイン液体燃料が噴射されて通電された点火栓の点
火動作によって着火燃焼され、これによって、蒸発混合
管部内の始動用バーナ部に火炎が形成される。

【００１１】同時にパイロット液体燃料噴射装置から少
量のパイロット燃料が噴射されて着火燃焼され、パイロ
ットバーナ孔にパイロット火炎が形成される。従って、
パイロットバーナ孔から始動用バーナ部に対してメイン
液体燃料の着火を安定保持するための熱源が供給される
ことになる。メイン液体燃料の着火と共に点火栓の点火
動作が停止され、その後は、パイロットバーナ孔に形成
されるパイロット火炎或いは始動用バーナ部自身の保炎
作用によって、燃焼用空気流量の増大によって蒸発混合
管部内の混合気流速が増大しても、始動用バーナ部にお
いて保炎される。

【００１２】始動用バーナ部からの高温の燃焼ガスが１
段目の低温触媒にそのまま流入すると低温触媒の焼損を
生じる。しかし、本発明の燃焼装置においては、燃焼用
空気に可変スワーラによって所要の旋回強度が付与され
ているため、燃焼ガスの大部分は、燃焼ガス・混合気導
入通路部から、低温触媒と中温触媒との間の高温混合部
に流入するため、始動用バーナ部からの高温の燃焼ガス
が１段目の低温触媒にそのまま流入せず、低温触媒の焼
損が生じるのが防止される。

【００１３】上記のように流入孔から高温混合部に流入
した燃焼ガスの一部は、低温触媒を通過し、低温触媒を
その耐熱温度以下で加熱すると共に始動用バーナ部に還
流する。一方、流入孔から高温混合部に流入した燃焼ガ
スの大部分は、中温触媒、高温触媒に順に流入する。

【００１４】そして、燃焼ガス中の反応途中の未燃成分
は、中温触媒、高温触媒にて反応を完結し、高温燃焼ガ
スとして、燃焼ガス出口ダクト部から、例えばガスター
ビンやボイラ等の所要の機器に供給される。ここで、上
記のように、始動用バーナ部、高温混合部では、燃焼ガ
ス中の未燃成分の反応が完結せず、その燃焼温度が低い
ため、ＮＯｘの生成が少なく、なおかつ中温触媒、高温
触媒にて反応が完結するためは、未燃成分は排出されな
い。

【００１５】即ち、従来型の拡散燃焼方式のプリバーナ
装置を設けた触媒燃焼装置と比較して、有害成分の発生
が極めて少なく、クリーンな燃焼が実現される。上述し
たような冷態始動後に、燃焼用空気は、排気熱熱交換器
によって燃焼ガスと熱交換されて加熱され昇温する。燃
焼用空気の温度が、メイン液体燃料噴射装置から噴射さ
れるメイン液体燃料が蒸発に必要な温度に達し、なおか
つ低温触媒の反応開始に必要な温度まで加熱されると、
パイロット液体燃料の噴射供給が停止される。

【００１６】これにより、始動用バーナ部にて形成され
ていた火炎が消滅する。この場合、可変スワーラの旋回
角が小さく設定されて、旋回強度が弱くされることによ
って、低温触媒における燃焼ガスの還流が消滅する。以
上の動作によって、冷態始動運転から暖機後の触媒燃焼
での運転に移行する。

【００１７】暖機後には、メイン液体燃料噴射装置から
噴射されたメイン液体燃料は、蒸発混合管部内で加熱さ
れた燃焼用空気と混合して、液体燃料と燃焼用空気との
混合気が形成される。この混合気のうち大部分は、低温
触媒に流入し、一部分は燃焼ガス・混合気導入通路部か
ら、低温触媒と中温触媒との間の高温混合部に流入す
る。

【００１８】例えばハニカム形状の低温触媒、中温触
媒、高温触媒においては、混合気流れが整流されるた
め、低温触媒の入口にて混合気濃度が不均一である場
合、隣り合う触媒間の空間部分で反応中の燃焼ガスはほ
とんど混合されない。このため、低温触媒の入口にて混
合気濃度の濃い部分が存在すると、高温触媒の出口まで
高濃度に対応する高温燃焼ガス、即ち、ＮＯｘ生成が多
い部分がそのまま持続するため、ＮＯｘの発生量の増大
要因となる。

【００１９】しかし、本発明の触媒燃焼装置において
は、上記のように、液体燃料と燃焼用空気との混合気の
うち一部が燃焼ガス・混合気導入通路部から、低温触媒
と中温触媒との間の高温混合部に流入する構成であるか
ら、低温触媒の出口の反応ガス中に流入孔からの混合気
が噴流となって供給されるため、該反応ガスに混合気が
衝突し、比較的低温の燃焼ガスの状態で混合の均一化が
図られ、燃焼ガス温度の均一化と、より一層効果的なＮ
Ｏｘ低減とが実現される。

【００２０】請求項２に係る発明において、耐熱温度が
低温の触媒の上流側からの燃焼ガス及び燃料と空気との
混合気は、スリット部、環状通路部を通って、流入孔か
ら耐熱温度が低温の触媒と中温の触媒との間の高温混合
部に供給される。請求項３に係る発明において、ケーシ
ングの燃焼用空気入口ダクト部には、燃焼ガス出口ダク
ト部から排出された燃焼ガス熱と空気とを熱交換させる
排気熱熱交換器にて熱交換されて加熱された燃焼用空気
が導かれ、この燃焼用空気は、ケーシング内と連通する
燃焼用空気供給口からバーナ本体内に供給される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明の触媒燃焼装置の一
実施形態を示す断面図である。この図において、触媒燃
焼装置１は、バーナ本体２と、メイン液体燃料噴射供給
装置としてのメイン液体燃料噴射弁３と、パイロット液
体燃料噴射供給装置としてのパイロット液体燃料噴射弁
４と、燃焼用空気供給口５と、点火栓６と、蒸発混合管
部７と、３つの触媒８〜１０と、燃焼ガス出口ダクト部
１１と、燃焼ガス導入通路部１２と、を含んで構成され
る。

【００２２】前記バーナ本体２は略円筒状に形成されて
おり、略円筒状のセラミック製アウタライナ１３と、該
アウタライナ１３のバーナ本体２先端（下流端）側に対
応する部分に挿入組み付けされた略円筒状のセラミック
製インナライナ１４と、から構成される。かかるバーナ
本体２は、一部に燃焼用空気入口ダクト部１５を有する
ケーシング１６内側に収納されている。

【００２３】前記ケーシング１６は、燃焼装置１の暖機
後に高温化した燃焼用空気の熱損失を抑止するため、内
部に断熱材１７を取り付けた構成となっている。前記メ
イン液体燃料噴射弁３は、バーナ本体２内部の後端部
（上流端部）にメイン液体燃料を噴射供給するものであ
り、その先端部は、ケーシング１６の壁部を貫通して、
バーナ本体２後端から該バーナ本体２内部に臨まされて
いる。

【００２４】尚、このメイン液体燃料噴射弁３として
は、燃料流量の流量比が高く採れ、微粒化特性の良いも
のが適用される。前記パイロット液体燃料噴射弁４は、
バーナ本体２内部のメイン液体燃料噴射供給部の直下流
部にパイロット液体燃料を噴射供給するものであり、ケ
ーシング１６の壁部を貫通して、バーナ本体２後端部の
周壁部に開設されたパイロットバーナ孔１８から該バー
ナ本体２内部に臨まされている。

【００２５】この場合、パイロットバーナ孔１８は、パ
イロット液体燃料噴射弁４先端部に生じる火炎を安定し
てバーナ本体２内部に供給する機能を奏する。かかるパ
イロット液体燃料噴射弁４から噴射される燃料を燃焼さ
せるのは、メイン液体燃料噴射弁３から噴射されるメイ
ン液体燃料を着火させ、燃焼用空気の流量が増大する高
負荷条件においても、安定した火炎を形成するためであ
る。

【００２６】尚、パイロット液体燃料噴射弁４は、燃焼
装置１の暖機後にはパイロット液体燃料の噴射が停止さ
れる。前記燃焼用空気供給口５は、バーナ本体２の後端
部の周壁部に形成されており、メイン液体燃料の噴射供
給部に燃焼用空気を供給する。この場合、後述する例え
ばガスタービンやボイラ等の所要の機器には、燃焼ガス
出口ダクト部１１から排出された燃焼ガス熱と空気とを
熱交換させる排気熱熱交換器１９が設けられており、熱
交換されて加熱された空気が燃焼用空気入口ダクト部１
５、ケーシング１６内を経て燃焼用空気供給口５に導か
れるようになっている。

【００２７】そして、燃焼装置１の冷態始動時には、常
温空気（０〜３０°Ｃ）が燃焼用空気として供給され、
始動後、燃焼ガス熱によって前記排気熱熱交換器が加熱
されるに連れて、排気熱熱交換器１９にて受熱した燃焼
用空気は徐々に昇温して、暖機後には８００°Ｃ程度ま
で高温化し、これが燃焼用空気として供給される。この
実施形態においては、燃焼用空気供給口５に、燃焼用空
気を旋回させて供給するスワーラ２０であって、旋回角
度が可変の可変スワーラ２０が備えられている。

【００２８】この可変スワーラ２０の駆動部２１は、ケ
ーシング１６外部に設けられており、モータ或いは油圧
式アクチュエータ等が適用される。前記点火栓６の先端
部は、前記パイロットバーナ孔１８の直下流のバーナ本
体２後端部の周壁部を貫通して、バーナ本体２内部に臨
まされている。かかる点火栓６は、冷態始動時に通電さ
れてメイン液体燃料に着火させるものであり、これによ
って、パイロット液体燃料噴射弁４から噴射された燃料
の燃焼による火炎を形成させ、パイロット液体燃料噴射
弁４から噴射された燃料が着火した後には通電が遮断さ
れるようになっている。

【００２９】前記蒸発混合管部７は、バーナ本体２内部
の液体燃料の噴射供給部と燃焼用空気供給部の下流位置
に設けられており、メイン液体燃料を蒸発させかつ燃焼
用空気と混合させるように構成され、その内部は始動用
バーナ部７Ａとして構成される。バーナ本体２のかかる
蒸発混合管部７を構成する部分は、直管部２Ａと拡大管
部２Ｂとから構成されており、拡大管２Ｂは管壁での混
合気剥離を防止するため、７°以下の角度に形成されて
いる。

【００３０】前記３つの触媒８〜１０は、バーナ本体２
内部の蒸発混合管部７の下流側のインナライナ１４の内
側に、上流部位から下流部位に所定間隔を介して夫々並
設して保持されており、耐熱温度が上流部位から下流部
位に行くに連れて順次低温、中温、高温と異なる。かか
る３つの触媒を、以下、低温触媒８、中温触媒９、高温
触媒１０と言う。

【００３１】前記低温触媒８は、耐熱温度１０００°Ｃ
以下で、３００°Ｃ程度の温度域から活性化を開始する
１段目の触媒である。前記中温触媒９は、耐熱温度１２
００°Ｃ程度の２段目の触媒である。前記高温触媒１０
は、耐熱温度１２００°Ｃ程度以上の３段目の触媒であ
る。各触媒は、例えば、セラミックスや金属等のハニカ
ム担体に、シリカ、アルミナ等の活性担体が担持され、
かつその上にＰｔ、Ｐｄ等の貴金属或いは複合酸化物が
担持された構成であるが、これに限るものではない。

【００３２】前記燃焼ガス出口ダクト部１１は、バーナ
本体２内部の先端部に形成されており、ケーシング１６
の壁部を貫通して外部に導出され、高温の燃焼ガスを、
例えばガスタービンやボイラ等の所要の機器に供給する
べく、該機器に接続される。前記燃焼ガス導入通路部１
２は、低温触媒８の上流側から該低温触媒８と中温触媒
９との間の高温混合部２２に燃焼ガスを導く通路部であ
り、アウタライナ１３内周面と該アウタライナ１３内側
へのインナライナ１４の挿入端部外周面との間に形成さ
れる環状通路部１２Ａと、該環状通路部１２Ａの上流端
部を低温触媒８の上流側と連通させるスリット部１２Ｂ
と、インナライナ１４周壁に開設されて前記環状通路部
１２Ａの下流端部を低温触媒８と中温触媒９との間の高
温混合部２２とに連通させる複数の流入孔１２Ｃと、か
ら構成される。

【００３３】かかる構成の触媒燃焼装置１の作用につい
て説明する。冷態始動時には、燃焼用空気入口ダクト部
１５から供給された常温の燃焼用空気は、可変スワーラ
駆動部２１によってスワーラ旋回角が任意に設定される
可変スワーラ２０によって所要の旋回強度が付与されて
燃焼用空気供給口５から蒸発混合管部７内に流入する。

【００３４】この燃焼用空気に対して、メイン液体燃料
噴射弁３からメイン液体燃料が噴射されて通電された点
火栓６によって着火燃焼され、これによって、蒸発混合
管部７内の始動用バーナ部７Ａに火炎が形成される。同
時にパイロット液体燃料噴射弁４から少量のパイロット
燃料が噴射されて着火燃焼され、パイロットバーナ孔１
８にパイロット火炎が形成される。従って、パイロット
バーナ孔１８から始動用バーナ部７Ａに対してメイン液
体燃料の着火を安定保持するための熱源が供給されるこ
とになる。

【００３５】メイン液体燃料の着火と共に点火栓６への
通電が停止され、その後は、パイロットバーナ孔１８に
形成されるパイロット火炎或いは始動用バーナ部７Ａ自
身の保炎作用によって、燃焼用空気流量の増大によって
蒸発混合管部７内の混合気流速が増大しても、始動用バ
ーナ部７Ａにおいて保炎される。始動用バーナ部７Ａか
らの高温の燃焼ガスが１段目の低温触媒８にそのまま流
入すると低温触媒８の焼損を生じる。

【００３６】しかし、本構成の燃焼装置１においては、
燃焼用空気に可変スワーラ２０によって所要の旋回強度
が付与されているため、燃焼ガスの大部分は、スリット
部１２Ｂから環状通路部１２Ａを通過して、流入孔１２
Ｃから、低温触媒８と中温触媒９との間の高温混合部２
２に流入するため、始動用バーナ部７Ａからの高温の燃
焼ガスが１段目の低温触媒８にそのまま流入せず、低温
触媒８の焼損が生じるのが防止される。

【００３７】上記のように流入孔１２Ｃから高温混合部
２２に流入した燃焼ガスの一部は、低温触媒８を通過
し、低温触媒８をその耐熱温度以下で加熱すると共に始
動用バーナ部７Ａに還流する。一方、流入孔１２Ｃから
高温混合部２２に流入した燃焼ガスの大部分は、中温触
媒９、高温触媒１０に順に流入する。

【００３８】そして、燃焼ガス中の反応途中の未燃成分
は、中温触媒９、高温触媒１０にて反応を完結し、高温
燃焼ガスとして、燃焼ガス出口ダクト部１１から、例え
ばガスタービンやボイラ等の所要の機器に供給される。
ここで、上記のように、始動用バーナ部７Ａ、高温混合
部２２では、燃焼ガス中の未燃成分の反応が完結せず、
その燃焼温度が低いため、ＮＯｘの生成が少なく、なお
かつ中温触媒９、高温触媒１０にて反応が完結するため
は、未燃成分は排出されない。

【００３９】即ち、従来型の拡散燃焼方式のプリバーナ
装置を設けた触媒燃焼装置と比較して、有害成分の発生
が極めて少なく、クリーンな燃焼が実現される。上述し
たような冷態始動後に、燃焼用空気は、例えばガスター
ビンやボイラ等の所要の機器に設置された排気熱熱交換
器１９によって燃焼ガスと熱交換されて加熱され昇温す
る。

【００４０】燃焼用空気の温度が、メイン液体燃料噴射
弁３から噴射されるメイン液体燃料が蒸発に必要な温度
に達し、なおかつ低温触媒８の反応開始に必要な温度ま
で加熱されると、パイロット液体燃料の噴射供給が停止
される。これにより、始動用バーナ部７Ａにて形成され
ていた火炎が消滅する。この場合、可変スワーラ２０の
旋回角が小さく設定されて、旋回強度が弱くされること
によって、低温触媒における燃焼ガスの還流が消滅す
る。

【００４１】以上の動作によって、冷態始動運転から暖
機後の触媒燃焼での運転に移行する。暖機後には、メイ
ン液体燃料噴射弁３から噴射されたメイン液体燃料は、
蒸発混合管部７内で加熱された燃焼用空気と混合して、
液体燃料と燃焼用空気との混合気が形成される。この混
合気のうち大部分は、低温触媒８に流入し、一部はスリ
ット部１２Ｂから環状通路部１２Ａを通過して、流入孔
１２Ｃから、低温触媒８と中温触媒９との間の高温混合
部２２に流入する。

【００４２】例えばハニカム形状の低温触媒８、中温触
媒９、高温触媒１０においては、混合気流れが整流され
るため、低温触媒８の入口にて混合気濃度が不均一であ
る場合、隣り合う触媒間の空間部分で反応中の燃焼ガス
はほとんど混合されない。このため、低温触媒８の入口
にて混合気濃度の濃い部分が存在すると、高温触媒１０
の出口まで高濃度に対応する高温燃焼ガス、即ち、ＮＯ
ｘ生成が多い部分がそのまま持続するため、ＮＯｘの発
生量の増大要因となる。

【００４３】しかし、本構成の触媒燃焼装置において
は、上記のように、液体燃料と燃焼用空気との混合気の
うち一部がスリット部１２Ｂから環状通路部１２Ａを通
過して、流入孔１２Ｃから、低温触媒８と中温触媒９と
の間の高温混合部２２に流入する構成であるから、低温
触媒８の出口の反応ガス中に流入孔１２Ｃからの混合気
が噴流となって供給されるため、該反応ガスに混合気が
衝突し、比較的低温の燃焼ガスの状態で混合の均一化が
図られ、燃焼ガス温度の均一化と、より一層効果的なＮ
Ｏｘ低減とが実現される。

【００４４】以上の作用から明らかなように、本構成の
触媒燃焼装置１においては、より高い低ＮＯｘ化を実現
でき、ＣＯ、未燃炭化水素もほとんど排出されない低公
害燃焼装置となり、環境保全に有効なものとなる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、小型化、
軽量化、構造の簡略化を図れると共に、熱損失の低減と
暖機時間の短縮によって高効率化を図れ、しかも、ＮＯ
ｘの増大やＣＯ等の未燃分の排出、カーボンの生成等の
問題を生起しない触媒燃焼装置を提供することができ、
環境保全に有効な技術である。

【００４６】請求項２に係る発明によれば、耐熱温度が
低温の触媒の上流側からの燃焼ガス及び燃料と空気との
混合気の耐熱温度が低温の触媒と中温の触媒との間の高
温混合部への供給構造を、バーナ本体を構成するアウタ
ライナとインナライナとから容易に構成できる。請求項
３に係る発明によれば、排気熱熱交換器によって加熱さ
れた燃焼用空気を効率良く燃焼用空気供給口からバーナ
本体内に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る触媒燃焼装置の一実施形態の断
面図

【符号の説明】

１ 触媒燃焼装置 ２ バーナ本体 ３ メイン液体燃料噴射弁 ４ パイロット液体燃料噴射弁 ５ 燃焼用空気供給口 ６ 点火栓 ７ 蒸発混合管部 ８ 低温触媒 ９ 中温触媒 １０ 高温触媒 １１ 燃焼ガス出口ダクト部 １２ 燃焼ガス導入通路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591056927 財団法人日本自動車研究所 東京都千代田区神田錦町３丁目20番地 神 田ユニオンビル (72)発明者 吉田 祐作 茨城県稲敷郡阿見町荒川沖1807−２−609

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナ本体と、 前記バーナ本体内部の一端部にメイン液体燃料を噴射供
   給するメイン液体燃料噴射供給装置と、 前記バーナ本体壁の前記メイン液体燃料噴射供給部の直
   下流部に対応する位置に設けられたパイロットバーナ孔
   にパイロット液体燃料を噴射供給するパイロット液体燃
   料噴射供給装置と、 前記バーナ本体に形成されて前記メイン液体燃料の噴射
   供給部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給口と、 前記燃焼用空気供給口に備えられ、燃焼用空気を旋回さ
   せて供給するスワーラであって、旋回角度が可変の可変
   スワーラと、 前記メイン液体燃料に着火させるための点火栓と、 前記バーナ本体の前記パイロットバーナ孔の下流位置に
   設けられてメイン液体燃料を蒸発させかつ燃焼用空気と
   混合させる蒸発混合管部であって、内部に始動用バーナ
   部を形成する蒸発混合管部と、 前記バーナ本体内部の前記蒸発混合管部の下流側に、上
   流部位から下流部位に所定間隔を介して夫々並設して備
   えられた少なくとも３つの触媒であって、耐熱温度が上
   流部位から下流部位に行くに連れて順次低温、中温、高
   温と異なる少なくとも３つの触媒と、 前記バーナ本体内部の他端部に形成される燃焼ガス出口
   ダクト部と、 前記燃焼用空気供給口から供給される燃焼用空気を、前
   記燃焼ガス出口ダクト部から排出された燃焼ガス熱と熱
   交換して加熱する排気熱熱交換器と、 前記耐熱温度が低温の触媒の上流側から該触媒と中温の
   触媒との間の高温混合部に燃焼ガス及び燃料と空気との
   混合気を導く燃焼ガス・混合気導入通路部と、 を含んで構成されたことを特徴とする触媒燃焼装置。
2. 【請求項２】前記バーナ本体は、筒状のアウタライナ
   と、該アウタライナのバーナ本体下流側に対応する部分
   に挿入組み付けされたインナライナと、から構成され、 前記インナライナの内側に前記３つの触媒が配設される
   一方、 前記燃焼ガス・混合気導入通路部は、アウタライナ内周
   面と該アウタライナ内側へのインナライナの挿入端部外
   周面との間に形成される環状通路部と、該環状通路部の
   上流端部を耐熱温度が低温の触媒の上流側と連通させる
   スリット部と、インナライナ周壁に開設されて前記環状
   通路部の下流端部を耐熱温度が低温の触媒と中温の触媒
   との間の高温混合部とに連通させる流入孔と、から構成
   されることを特徴とする請求項１記載の触媒燃焼装置。
3. 【請求項３】前記バーナ本体は一部に燃焼用空気入口ダ
   クト部を有するケーシング内側に収納され、前記燃焼用
   空気入口ダクト部には、前記排気熱熱交換器にて熱交換
   されて加熱された空気が導かれることを特徴とする請求
   項１又は２記載の触媒燃焼装置。