JPS58178108A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

触媒燃焼装置

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JPS58178108A
JPS58178108A JP6159282A JP6159282A JPS58178108A JP S58178108 A JPS58178108 A JP S58178108A JP 6159282 A JP6159282 A JP 6159282A JP 6159282 A JP6159282 A JP 6159282A JP S58178108 A JPS58178108 A JP S58178108A
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JP
Japan
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catalyst
carrier
combustion
catalyst body
air
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Pending
Application number
JP6159282A
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English (en)
Inventor
Ryoji Shimada
良治 島田
Ikuo Matsumoto
松本 郁夫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58178108A publication Critical patent/JPS58178108A/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)

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】 本発明は各種の気体燃料又は気化した液体燃料体 を燃焼用空気とともに触婢1に供給し、触媒体の表面に
て酸化反応をおこさせて触媒体を発熱させ、発生する熱
を利用する触媒燃焼装置tに関するものである。
従来の燃焼装置は気体燃料又は液体燃料を問わず、全て
炎口板で火炎を形成させる形態を採用しでいた。従って
炎口板に火炎を形成させるためには、火炎を形成させる
スペースの燃焼室が必要であり、無理にコンパクト化す
ると壁面に接触した火炎が急冷しCOを発生する。
史に空気中で火炎を形成させるため多くのNOxが′1
巳じ、特に液体燃料の場合の消火時に発生するり気を完
全に除くことができなかった。
まだ第3図に示す如く触媒体51を燃焼節62内に設け
たものにおいては、燃焼縫を増大させるために、気体燃
料及び燃焼用空気を多量に供給すると、触媒体61の酸
化能力が十分あったとしても、発熱駄の増大のため、触
媒体61が相当高温になり、熱による劣化や破壊が生じ
るという欠点があった。
本発明の触媒燃焼装置は、北風従来の欠点を解消するも
ので、触媒体の温度を極力下げ触媒体の熱劣化や熱破壊
を防エトし、気体燃料を触媒体上で無炎燃焼させ、広範
囲な空燃比のもとでも安定して幼ものよい酸化反応を行
なわせることにより、燃焼ガスもクリーンでしかも触媒
体の長寿命を維持させることのできる触媒燃焼装置を提
供するものである。
この目的を達成するために予混合気の流れに対して上流
側の担体にCuO以外の酸化触媒を担持した触媒体ムを
、下流側に酸(ヒ触媒としてCuOを担持した触媒体B
を配設し、上流側の触媒佳人に供給する燃焼用空気を理
論燃焼空気量よりも少なく供給する構成とすることによ
り、急激な酸化反応を抑制して触媒体A、  Bの熱劣
化、熱破壊を防止することができ、上流側の触媒体ムを
通過した未燃ガス又は不完全燃焼ガスをF流側に設けた
CuOを担持した触媒体Bで完全に酸化触媒反応を行わ
せるものである。
以下本発明の一実施例を第1図、第2図にもとづいて説
明する。
第1図は触媒燃焼装置の構成を示すもので、有底円筒状
のファンケース1の底部に吸気導入口2が設けられ、フ
ァンケース1の底部に固定されたファンモータ3のシャ
フト4はファンケース1の中心線に浴って吸気導入[」
2からファンケース1内に臨んで設けられている。ファ
ンモータ3は吸気口5を有するモータケース6で覆われ
、シャフト4にはファ/7が、まだファンケース1内に
は案内羽根8が固定され、ファ/7と案内羽根8とが交
互に多数に設けられている。一方ファ/・ケース1の他
端には中央に空気口9を有する固定板10及び二次空気
導入1コ11を多数有した仕切板12が嵌合され、ファ
ンケース1の前方に向は)くツキン13を介して気化予
混合筒14が装着されており、この気化予混合筒14の
側壁にシーズヒ、−タ16が埋設されている。また気化
予混合筒14のt゛流側内燃境部16が設けられ、この
内燃境部16内には金網又はパンチングメダル製の抵抗
板1了、更に下流側にスペーサ18を介して整流作j目
を行う整流板19.多数の小孔20を有する触媒体ム2
1が順次配設されている。この触媒体ム21は一定方向
に多数の小孔2oを有する耐熱性無機質からなるノ・ニ
カム構造体を担体とし、この担体−ヒにpt等の白金族
金属又はNi、 Or等のCuを除く遷移金属、あるい
は白金族金属と遷移金属との混合物が担持されている、
また抵抗板17と仕切板12間の空間は予混合室22と
しての役割を果し、整流板19と触媒体ム21との間の
内燃境部16内には点火プラグ23が設けられている。
更にファンケース1の下流11111には、仕切板12
を介して気化予混合筒14及び内燃境部16を覆うよう
に外燃境部24が装着されている。この外燃境部24の
先端部には多数の小孔25を有する触媒体B26が設け
られ、この触媒体B26と触媒体ム21との空間に二次
空気予混合室27が形成されている。この触媒体B26
は第2図に示す如く、一定方向に多数の小孔25を有す
る耐熱性無機質からなるノ・ニカム構造体を担体2Bと
し、担体28の表面に表面積低下を抑制するだめの被覆
成分29をコートし、更にその上に酸化触媒金属3oと
してCuOの微粒子を担持して構成したものである。
一方フアンケース1を貫通し予混合室22内に臨んだシ
ャフト4の先端には、ファンモータ3から先端に向って
径大となる円型台形のコーン31゜回転板32.攪拌用
の小羽根を有する混合板33が順次設けられている。ま
たファンケース1の側壁を貫通して燃料供給管34がコ
ーン31上方に開口するように設けられている。
次にこのように構成された触媒燃焼装置の1作用を、説
明する。
まずシーズヒータ15に通電して気化予混合筒14の側
壁を加熱し、所定の温度に達すると、ファンモータ3.
電磁ポンプ(図示せず)に通電さハて燃焼用空気及び液
体燃料の供給が開始される、液体燃料は燃料供給管34
からファンモータ3で回転されているコーン31上に送
られ、コーン31のテーパに浴って回転板32に達する
と、遠心力により飛散され定温状態を保っている気化予
混合筒14の側壁に接触して気化される。
一方フアン7によって吸気口5から取り入れられた燃焼
用空気は、吸気導入口2を通り、空気口9から予混合室
22内へ送り込まれ、気化した液体燃料と混合板33の
作用で均一に混合されだ予混合気となる。この予混合気
は抵抗板17.整流板19を通過したところでスパーク
を発している点火プラグ23で着火され、着火初期は整
流板19のに流It(11に青火炎を形成して火炎燃焼
が行われ、火災による輻射熱や内燃境部16からの伝熱
により触媒体ム21を触媒・燃焼に必要な温度に−F昇
させるとともに、触媒体ム21からの輻射熱を触媒体B
26に伝え、触媒体B26をも触媒燃焼温度に到達させ
、しかる後に青火炎を消滅して触媒体ム21上で触媒燃
焼を行わせるのであるが、この時気化予混合筒14内に
供給される燃焼用空気量を絞って理論燃焼空気量よりも
少なくする。
従って触媒体ム21上では気体燃料が完全に酸化されず
、未然あるいは不完全燃焼ガスとなって二次空気予混合
室27へ流動する。
またファン7によって送られる二次空気は、仕切板12
に多数設けられた二次空気導入口11から内燃境部16
の外周を通り外燃焼面24内の二次空気予混合室27内
へ供給される。このようにして外燃焼面24内の二次空
気予混合室27内に供給された二次空気は、内燃境部1
6の外壁からの輻射熱により加熱され、触媒体ム21を
通過した未燃あるいは不完全燃焼ガスと均一に混合し、
触媒体B26上で完全に触媒燃焼が行われる。
次に本実施例の触媒燃焼装置の効果をく表−1〉(こも
とついて説明する3゜ 表−1 11三)反応条件、測定条件 反応混合物組成  CH4102−1/!反応混合物容
積  Q、06CO 試料容積 0.35 CC Hθガス流量   3s ec/min反応速度 96
0℃、1000℃ 衣−1に示す試料は耐熱性無機質からなるZrO2の材
料を適当な粒度にして表面に硝酸ニッケル。
硝酸クロム、及び硝酸銅の水溶液を用いて各々同、lj
 iの金属を担持させた。そしてこれらの試料を予め1
,200℃で4時間空気中で焼成し、実験の方法として
前記試料を各々石英ガラス管内に固定し、この石英ガラ
ス管を反応管として反応管内に一定流歇のHθを流して
おき、電気炉を用いて反応管を960℃及び1.ooo
’GVc保ち混合気(GI4102−V2)を瞬間的に
反応管内に注入して各々試料の触媒体と反応させ、反応
後のガスの組成をガスクロマトグラフィで測定したもの
である。
反応後のガスの組成はG O,CO2,CH4であり、
未反応のCHaが少ない相転化率が高く、生成したCO
2の量が多い程酸化触媒としての作用が優れていること
を示す。
転化率は生成したCOとCO2の和と、注入したG(4
との百分率を、CO2選択率は生成した0020址と、
COとCO2の量の和との百分率を、C02収率は1o
チのCH4から何係のCO2が得られるかを示すもので
、C02選択率×002転化率で表わされる。
表−1の実験の結果より950℃、1,000℃での反
応結果は、両方とも担体にNiO+0r20sを担持す
るよりもCuOを担持させた方がはるかに触操作用よく
、特に1.○00″CではCH4が完全、に酸化されて
いることがわかる。
このように酸化作用の優れたCuOを下流側の触媒体B
26に用いた理由として、上流側の触媒体A21にCu
Oを用いると燃焼用空気量を理論空気)11より少なく
してもCuO自身の活性が高いため、触媒体ム21で急
激な酸(ヒ反応が生じ触媒体A21の熱劣化、あるいは
熱破壊を起すことが考えられるためである。
以上の説明から明らかな如く本発明の触媒燃焼装置によ
れば下記の効果が得られる、 (1)燃焼筒を内燃焼面と外燃境部とに分け、燃料混合
気の流れに対して上流側に位置する内燃焼肖内に(3u
Oを担持しない触媒住人を、下流側に位置する外燃焼面
内にはCuOを担持した触媒体Bを配設したことにより
、気体燃料又は気化した燃料の一部を内燃焼1笥内の触
媒体ムで燃焼し、残りの未燃ガス又は不完全燃焼ガスを
外燃焼面内に設けられた触媒体Bで完全燃焼させること
また内燃焼筒内に設けられた触媒体A1CCuOを担持
していないので急激な酸化反応による触媒体ムの熱劣化
、熱破壊等を防■卜することが可能となり、安定した触
媒燃焼と触媒体の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す触媒燃焼装置の側断面
図、第2図は同第1図に示す触媒体Bの要部を示す断面
図、第3図は従来例を示す触媒燃焼装置の要部を示す側
断面図である。 16・・・・・・内燃焼面、21・・・・・触媒住人、
24・・・・・・外燃境部、26・・・・・触媒体B、
28・・・・・・担体、30・−・・・・酸化触媒金属

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定方向に貫通した多数の小孔を有する耐熱性無
    機質からなるハニカム構成体を担体とし、この担体上に
    酸化触媒を、fμ持してなる触媒体−七に、気体燃料又
    は気化しだ液体燃料を燃焼用空気とともに前記触媒体上
    に供給して触媒燃焼させる触媒燃焼装置を構成し、予混
    合気の流れに対して上流側の内燃焼筒内に前記担体にC
    uO以外の酸化触媒を担持した触媒佳人を、上流側の外
    燃焼筒内にCuOを担持した触媒体Bを配設し、気体燃
    料又は気化した液体燃料の一部を前記触媒佳人で燃焼さ
    せ、残りの未燃カス又は不′尾↑・燃焼ガスと前記内燃
    焼筒の外周部を流動する二次空気との混合気を下流側に
    設けられた触媒体Bで完全燃焼させる構成とした触媒燃
    焼装置、。
  2. (2)触媒体ムに供給する空気及び気体燃料とからなる
    予混合気中の空気量を理論燃焼空気量より少なくした特
    許請求の範囲第1項8ピ載の触媒燃焼装置。
  3. (3)触媒体ムは担体上にRt、 Rh、 Ru、 I
    r、 Pd等の白金族金属のうち一種類以上もしくはN
    i、 Co。 Fe、 Or、 Zn等のCuを除く遷移金属酸化物の
    うち一種類以上、又は前記白金族金属と前記遷移金属酸
    化物との混合物を担持した特許請求の範囲第1項記載の
    触媒燃焼装置。
JP6159282A 1982-04-13 1982-04-13 触媒燃焼装置 Pending JPS58178108A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0716263A3 (en) * 1994-12-06 1997-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Combustion appliance
DE10014092B4 (de) * 1999-03-24 2012-02-02 Denso Corporation Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunktion

Cited By (3)

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