JPS58175720A - 触媒燃焼器の触媒層支持装置 - Google Patents

触媒燃焼器の触媒層支持装置

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JPS58175720A
JPS58175720A JP5816082A JP5816082A JPS58175720A JP S58175720 A JPS58175720 A JP S58175720A JP 5816082 A JP5816082 A JP 5816082A JP 5816082 A JP5816082 A JP 5816082A JP S58175720 A JPS58175720 A JP S58175720A
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JP
Japan
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elastic member
metal elastic
catalyst layer
combustor
space
Prior art date
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Pending
Application number
JP5816082A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekazu Fujimura
秀和 藤村
Satoshi Tsukahara
聰 塚原
Yoji Ishibashi
石橋 洋二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS58175720A publication Critical patent/JPS58175720A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触媒燃焼器の触媒層を金属弾性部材にて支持す
ると共に、鉄金属弾性部材を燃焼用空気の一部を用いて
冷却し1.上記金属弾性部材の耐久性を高め、触媒層支
持の信頼性向上tmる触媒燃焼器の触媒層支持装置に関
する。
ガスタービンを高効率化するためにはii1索酸化物の
低減が必要であり、このためには触媒燃焼口が′Nlも
効果的のものとして近年採用さnている。
この触媒#IIIai器に用いらfる触al:層は後に
絆しく貌明するが、触媒を坦持する多数個のセルと、こ
のセル金内部に充填保持する中9円筒形状のセラミック
部材から構成さ扛ている。この触媒層は高温となり、か
つ振動応力を受ける皮め、上記燃焼−2イナーに弾性支
持する会費があるが、熱応力熱変形および振動応力に酎
える一M当な支持装置がなく、触媒燃焼器の信頼性向上
の面で問題となっていた。
第1図に示す如く、触ts層4は中空円筒形状のセラt
ツク部材22と、この中に充填された多数のセル20か
ら構成さnている。セラミック部材22は、アルミナ(
Aj* Os ) 、ムライト(3A4へ・28101
)、コーディエライト(2Mg0・581へ・2人40
I)などからなり、耐熱*S強度については問題がある
セル20Fiセラミック部材22の軸方向に延出する中
空柱状体から形成さnlその嵌置には触媒が坦持さ扛て
いる。又、触媒層4は燃焼器ライナ2内に挿入さ−n図
示していない支持装置によってms器ライナ2の内局部
に支持さrしている。
燃焼器外筒部1は燃g8器ライナ2を6繞して形成さ扛
、燃焼器外筒部lの内周側と燃焼器ライナ2の外周側と
の間には空間部13が形成さnている。
圧縮機(図示していない)より吐出され次高圧の空気1
01は燃焼器外筒s1に係合するリザーバタンク5に入
CX92関5131通り燃焼用空気として燃焼器ライナ
2に係合する燃焼領域14に供給される。
ガスタービンの着火時において、燃料は燃料ライン10
2カ・ら分岐さnた燃料ライン103を通り、流量―動
弁8を介し、燃料ノズル7に導力・れる。燃料ノズル7
から燃9m領域14に噴出した燃料は、上記燃焼用空気
と1曾し、燃焼領域14で燃焼される。燃焼した高温ガ
ス体は領域12を通り、触媒@4のセル20内に流入す
る。ここで触媒を予熱しながらトラビン11@へ流出す
る。触媒層4が充分に予熱さnると、流量v4in弁9
が開き、燃料ライン104を通って燃料ノズル6に燃料
が導かれる。燃料ノズル6からの燃料は上記燃焼用空気
と混付し、高温ガス体となV領域12に送らn、上記の
如く触媒層4のセル20内に流入する。
そして、充分に予燃さf′L7を触媒/*4の中で燃焼
反応を1始し、燃焼完結後にトラビン11餉に流出し、
ガスタービン(図示していない)に導入さnる。
ガスタービンの冗員荷時において、触媒層4内での反応
温度は約1200tl’と高温となり、従って触媒層4
も常に高温に保たしている。このため、触媒Wj4に支
持する支持装置も高温となp1熱変形熱脆性等を生ずる
ことになる。又、支持装置の支持部材が金槁の場合、触
媒層4のセラミック部材22と熱!#張率が異なるため
、支持部の熱変形によって触媒層4t−損傷する危険性
が生ずる。
罠に、ガスタービン燃焼器では燃焼の不安定性から−く
る樵々の振動燃焼現象が発生しており、その振動応力は
相当に大きい場合かめる。従って、触媒層4の支持方法
が悪いと、耐熱gfJgl&強度の弱いセラミック部材
22等がこの振動応力によって破損する場合が生ずる。
触媒NI4の支持装置として、金属板バネやコイルスプ
リングを用いる場合には、上記の熱変形熱脆性の問題が
生じ、耐久性に問題かめるのみならず、バネ作用が有効
に働かなくなり、上記振動応力′を吸収することができ
ない問題点が生じていた。
従って、上記の種々の条件下にをいて触媒層4を有効に
支持し得る支持装置が強く賛縛されていた。
本発明は上記の要請に基づいて11」案さrt几もので
りシ、その目的は高温、振動応力に耐え、触媒層を有効
に弾性支持し触媒燃焼器の信頼性を向上し得る触媒層f
18tMの触媒層支持装置會提供することにある。
本発明は上記目的を連成するために(触媒層7と燃焼器
ライナー蘭に壌秋空間部を設け、この壌状窒間部に上記
触媒層外胸部と燃焼器ライナー内周部に挟持さnる金属
弾性部材を挿入し、触媒層外胸部し、上記環状空間部内
に燃焼ガスが進入することを防止すると共に、燃焼用空
気の−sを上記壌状空間部に導入して上記金属弾性部材
全冷却するように構成された触媒燃焼器の触媒層支持装
置を%徴としたものである。
以下、本発明の好適−笑施例會泳付図面に基づき説明す
る。
ます、実施例の概要を第2−1(より説明する。
壊状窒関部26内に挿入さrbe金属弾性部材21は中
空円筒形状に形成され、その軸方向に向って波形が形成
されている。その波形の内周部はセラミック部材22の
外周側に保持され、その外周部は燃焼器ライナー2の内
周側に支持さ扛ている。
燃焼器ライナー2には多数の小孔28が貫通形成され、
燃焼用空気101の1st波形を気A24内に導入する
と共に、金属弾性部材21の波形部に燃焼ガス側の一部
を除いて貫通形成された貫通孔30t−形成し、上記燃
焼用空気を波形空間B25内に導入し、トラビン11匈
に流出させる。ここで壊状窒関部26の燃焼ガス側は金
属弾性部材210波形によって透間されるので、禦状空
関部26内には燃焼ガスは進入しない。
上記の構成により、触媒層4は金属弾性部材21により
確実に文持さnると共に、金属弾性部材21は、燃焼用
空気によって冷却さ扛るため熱変形等ri皺和され、金
属弾性部材21により触媒層4を弾性支持し、触媒燃焼
器の信頼性向上が可能となる。
以下、実施例1*に詳しく説明する。
第3図および第4図にも示す如く、細長の中空柱状体か
ら形成される多数のセル20は、中空円筒状のセライッ
ク部材22内に槓重さ扛、その長手方向をセラミック部
材22の軸方向に一致させて充填支持されている。5セ
ル20の光面には上記の如く、PsII&が坦持されて
いる。燃焼ガス105はセル20の内11tAり、トラ
ビン11111に流出する。
触媒層4のセラミック部材22の外周面と燃焼器ライナ
ー2の内周面との間には壊状空関部26が形成される。
次に、金属弾性部材21は第2図および第4図に明示さ
nる如く、薄板のバネ部材を中空円筒状にすると共に、
その外周面に軸方向に沿って進む波形を層性加工したも
のから形成さnている。この金属弾性部材21ri触媒
層4の外周を榎い、上記壊状窒間m26内に押入さnる
。そして、金属弾性部材21の上記波形の凹部に相当す
る内周部は、セラミック部材22の外周面に形成される
係合凹部27に当接し保持されると共に、上記波形の凸
部に相当する外周部は、燃焼6フイナー2の内周面に当
接している。従って、金属弾性部材21と上2422部
材22との間には波形空間B25が形成され、金属弾性
部材21と燃aII!−ライナー2との閾には波形9関
A24がそれ−t′n形成さnる。又、金属弾性部材2
1の燃焼ガス稠の端s32はその外周部が燃焼器ライナ
ー2の内周面に当接している几め、金属弾性部材21自
体が、燃焼ガス105が壌状空関部26に進入するのを
防止する防止手R1−tねることになる。一方、金属弾
性部材21のトラビン1llillの端部31は、その
外周部が燃焼器ライナー2の内周面に固定さ扛ているO 次に、燃焼器ライナー2の肉厚部23には多数の小孔2
8が貫通形成さn1上記空間部13と波形空間24tl
一連通するようにしている。又、金属弾性部材21の波
形部には、波形空間A24と波形9閣B25とt連通す
る貫通孔29とトラビン111Mと最後の波形空間A2
4とt連通する孔30が形成さnている。なお、jg−
8図および!41Nに示す如く、小孔28.Ji通孔2
9および孔30はそれそn1lll!I焼鋳ライナー2
および金属弾性部材21のそれぞれ円筒上に沿って、過
電の間隔で多数個形成される。
又、金属弾性部材21の燃焼ガス匈の端部32には、第
3図に示す如く、その円周を分割して、軸方向に延出す
るスリット33が形成され、金属弾性部材21が弾性変
位しうるようにしている。
次に、本実施例の作用について説明する。
触媒層4は上記の如く、ガスタービン負荷時にはかなり
の高温となる。従って、金属弾性部材21も触媒層4か
らの熱伝導、熱対流および輻射熱によって高温となる。
しかし、空間部13Pljt通過する燃焼用突気101
の一部106は木矢りの如く、小孔28から波形空間A
24内に進入する。
そして、木矢Eの如く、貫通孔29會通り波形空間B2
5内に入り、東に波形空間A24に入り、こnを繰返し
、最後に孔30からトラビン111mに流出する。燃焼
用空気101比軟的低温のため、上記の空気106の導
入により、金属弾性部材21はその外内両面を冷却され
る。このため金属弾性部材21の熱変形は緩和さn1弾
性力が保持さ牡るので振動応力が充分に9&系され、触
媒層に加わる外部応力を緩和する。又、上記の如く、金
属弾性部材21はその端部31゛のみが固定さnている
ため、熱応力を自由の端部3211に逃すことができる
。又、上記の如く、金属弾性部材21の内周部はセラミ
ック部材22の係合M部27に保持されているため、接
触面積が増し、触媒層4に加わる応力集中が緩和され、
セラミック部材22の損傷が防止される。
以上の説明によって明ら〃・の如く、本発明によnば、
高温、振動応力に対抗し、触媒層を弾性支持すると共に
、触媒層の損St−防止し、触媒燃焼器の信頼性を向上
し得る効果が上けらnる。
【図面の簡単な説明】
第1図は触媒燃焼器の*要構成図、第2図は本発明一実
施例の触媒層支持構造を示す縦断面図、第3図はその正
面断面囚、第1図はその一部断面斜視図である。 2・・・燃焼器ライナー、4・・・触媒層、11・・・
トラビン、13・・・空間部、20・・・セル、21・
・・金属弾性部材、22・・・セラミック部材、24・
・・波形空間A、25・・・波形空間B126・・・壌
状空関部、28・・・小孔、29・・・貫通孔、30・
・・孔、101・・・燃焼用窒■ /  図 1  ′ ■r02 第2図 I3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 中仝円筒形のセラミック部材と、このセラミック
    部材内に光填さ才し、触媒紫坦持すると共にその内部側
    に燃焼力スゲ通過させる多数のセルと力・ら構成さ扛る
    触媒層と、該触媒層?復い、こ扛金支持すると共に、そ
    の内8側に上記触t#、増内に流入する燃焼ガス會通過
    させる燃焼器ライナーと、該燃焼器ライナーを囲繞する
    と共に、上記燃焼器ライナー外周との間に燃焼用空気を
    通過させる空間部音形成する燃焼器外筒部と會備え、上
    記燃焼ガスを触媒層にて反応させてこn−をトラビン側
    に送る触ts燃焼器において、上記触媒層の外周面と上
    記燃焼器ライナーの内周面との間に環状仝関stl:形
    成し、該壊状窒間部内に上記燃焼ガスの流入金防止する
    防止手段音紋けると共に、上記壌状空間部に、上記触媒
    層の外周囲と上記燃焼器の内周面とに挾持される金属弾
    性部材を挿入し、上記環状仝関部と上記燃m用空気の通
    過する上記窒閤部とt連通せしめて上記燃焼用空気の1
    部を上記金属弾性部材に接触するように構成し友ことを
    特徴とする触媒燃焼器の触媒層支持装置。 2 円筒形状に形成され、その外周部にその軸方向に進
    む波形を形成する上記金属弾性部材を上紀壊状空間部に
    挿入し、その内胸部を上記セラミック部材の外周面に保
    持すると共に、その外周部を上記燃焼器ライナーの内周
    面で支持して上記触媒層を上記金属弾性部材により支持
    すると共に、上記燃焼ガスの上記環状空間部内への進入
    を防止し、かつ、上記燃焼器ライナーに小孔【貫通形成
    すると共に、上記金属弾性部材の上記波形部に貫通孔を
    設け、上記燃焼用空気を上記金属弾性部材に接触させた
    のち、上記トラピン側に流出するように構成し友ことt
    −%黴とする特許請求の範囲第1項記載の触媒燃焼器の
    触媒層支持装置。
JP5816082A 1982-04-09 1982-04-09 触媒燃焼器の触媒層支持装置 Pending JPS58175720A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4985212A (en) * 1987-09-29 1991-01-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Support apparatus for a ceramic honeycomb element
FR2688298A1 (fr) * 1992-03-05 1993-09-10 Vezzoli Louis Alex Appareil generateur d'air chaud a panneau catalytique dans une chambre de combustion.
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FR2854501A1 (fr) * 2002-01-04 2004-11-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de post traitement des gaz effluents d'une pile a combustible, pile a combustible comportant un tel dispositif et vehicule comportant une telle pile
WO2005047769A3 (en) * 2003-11-14 2005-08-04 Oglesby & Butler Res & Dev Ltd A converting device for converting fuel gas to heat and a gas powered heating device

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