JPS58179730A - 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Info
- Publication number
- JPS58179730A JPS58179730A JP6232382A JP6232382A JPS58179730A JP S58179730 A JPS58179730 A JP S58179730A JP 6232382 A JP6232382 A JP 6232382A JP 6232382 A JP6232382 A JP 6232382A JP S58179730 A JPS58179730 A JP S58179730A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst layer
- catalyst
- combustion
- combustor
- fuel nozzle
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/40—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the use of catalytic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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。
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Ｖｉ触媒層？備えたガスタービン燃焼Ｉ５に係り
、特に、触媒燃焼器の耐久性、信頼性の向上に好適な支
持方法に関する。
、特に、触媒燃焼器の耐久性、信頼性の向上に好適な支
持方法に関する。
ｍｔｉ撃性の低いセラミックスのハニカム状担体表面に
触媒物質を付着した触媒１ｆ支持する方法として触媒ｒ
１１まわりに弾性力のあるバネや綿状緩衝材管使用する
ことは公知である。
触媒物質を付着した触媒１ｆ支持する方法として触媒ｒ
１１まわりに弾性力のあるバネや綿状緩衝材管使用する
ことは公知である。
触媒燃焼をガスタービン燃ｆ１８器に使用する場合には
触媒層温度が１２００１１？以上と高温になるために従
来の触媒層支持方法であるバネ構造では２（ネの弾性が
失なわれ、この対策としてバネの冷却が必要となる。こ
の冷却方法としては一般に燃焼器入口空気が用いられ、
冷却空気は触媒層ｖｋ流で燃焼ガスと１合される。この
方法は触媒層が１段のみの燃焼器では性能への影醤が少
ないが、多段の触媒層をもった燃焼器では前段触媒層出
口ｓｒＬが不均一となり５次段触媒層の入口ガスｍ［の
低い周辺部の燃焼性能が低下する。この結果、燃焼効率
が低下すると同時に触媒層内で温度分布が生じ、熱応力
によって寿命が低下する。
触媒層温度が１２００１１？以上と高温になるために従
来の触媒層支持方法であるバネ構造では２（ネの弾性が
失なわれ、この対策としてバネの冷却が必要となる。こ
の冷却方法としては一般に燃焼器入口空気が用いられ、
冷却空気は触媒層ｖｋ流で燃焼ガスと１合される。この
方法は触媒層が１段のみの燃焼器では性能への影醤が少
ないが、多段の触媒層をもった燃焼器では前段触媒層出
口ｓｒＬが不均一となり５次段触媒層の入口ガスｍ［の
低い周辺部の燃焼性能が低下する。この結果、燃焼効率
が低下すると同時に触媒層内で温度分布が生じ、熱応力
によって寿命が低下する。
バネ？冷却する他の方法としてガスタービン外部から冷
却媒体を供給して閉ループで冷却することが考えられる
が構造的に複雑になる。
却媒体を供給して閉ループで冷却することが考えられる
が構造的に複雑になる。
他の触媒層支持方法である綿状緩衝材の使用は冷却空気
を必要としないために燃焼器性能への影ｌｌ１ｌはない
が、触媒１１８度が８００Ｃ以下の自動拳排ガス漸化装
置では金嬌製ウールが使用可能であるが、１２００ｔｌ
ｌ’以トのガスタービン燃焼器では使用可能な材質が限
定され、緩衝性能が低下する。
を必要としないために燃焼器性能への影ｌｌ１ｌはない
が、触媒１１８度が８００Ｃ以下の自動拳排ガス漸化装
置では金嬌製ウールが使用可能であるが、１２００ｔｌ
ｌ’以トのガスタービン燃焼器では使用可能な材質が限
定され、緩衝性能が低下する。
本発明の目的は振動や熱変形に耐Ｊ−、高燃焼性能を保
持する触ｍｅ焼器の触媒層支持方法１ｍ供することにあ
る。
持する触ｍｅ焼器の触媒層支持方法１ｍ供することにあ
る。
本発明の要点はガスタービン燃焼器の触媒層支持方法と
して耐熱性の低熱伝導物質で高湿の触媒層を包み、触媒
層よりも低温の耐熱性物質１ｍｍ材で支持することにあ
る。
して耐熱性の低熱伝導物質で高湿の触媒層を包み、触媒
層よりも低温の耐熱性物質１ｍｍ材で支持することにあ
る。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説
明する。
明する。
第１図は触媒燃焼器の概略図である。燃焼器は外筒ｌ、
内ＮＥＪ２、触媒層５，６，７，８．ｔ！Ｉ料ノズル３
，９．ＩＯ，ｉｆ、１２，１３．点火装置４から４１？
成される。空気は図示しない圧縮機から供給され、外Ｉ
ｌｌと内ｆｉ２との間の壇状ｗＡ１７會通る空気流、１
５として＃！焼姦に供給される。燃料は起動時に燃料ノ
ズル３がら供給して点火装置４により点火して燃焼全開
始する。燃料流量を増して燃焼ガスｉＵが上昇し、触媒
層５が気相炉焼可能な温度に達すると、燃料ノズルｌｏ
倉開とじて触媒層５で燃焼管開始する。次に、燃料ノズ
ル３からの燃料を燃焼！１１４で拡散炉焼しているのを
停止して、同量の燃料を触媒層５で燃焼するため、燃料
ノズル３を閉とすると同時に、燃料ノズル９倉開として
鄭焼器内費焼倉触媒燃焼のみとする。
内ＮＥＪ２、触媒層５，６，７，８．ｔ！Ｉ料ノズル３
，９．ＩＯ，ｉｆ、１２，１３．点火装置４から４１？
成される。空気は図示しない圧縮機から供給され、外Ｉ
ｌｌと内ｆｉ２との間の壇状ｗＡ１７會通る空気流、１
５として＃！焼姦に供給される。燃料は起動時に燃料ノ
ズル３がら供給して点火装置４により点火して燃焼全開
始する。燃料流量を増して燃焼ガスｉＵが上昇し、触媒
層５が気相炉焼可能な温度に達すると、燃料ノズルｌｏ
倉開とじて触媒層５で燃焼管開始する。次に、燃料ノズ
ル３からの燃料を燃焼！１１４で拡散炉焼しているのを
停止して、同量の燃料を触媒層５で燃焼するため、燃料
ノズル３を閉とすると同時に、燃料ノズル９倉開として
鄭焼器内費焼倉触媒燃焼のみとする。
以後、ガスタービン出力を増す虎めに、燃焼器用ロガス
ａ度倉上昇するためには５次段触媒１１６が気相燃焼Ｏ
Ｔ能なｍ匿に達した後、鍵料ノズル１１から燃料を供給
する０次段以後も同様な操作ケ行なう。
ａ度倉上昇するためには５次段触媒１１６が気相燃焼Ｏ
Ｔ能なｍ匿に達した後、鍵料ノズル１１から燃料を供給
する０次段以後も同様な操作ケ行なう。
第２図に触媒１支持の１！細を示し、第３図にその断面
を示す、触媒層６は円筒形ハニカム状の七りォックス担
体に触媒が担持されておシ、ｉ！Ｔ燃性予混合気がハニ
カム状セル内を通過しながら燃焼反応が進行する。ガス
タービン燃焼器では触媒層出口ガス１１度が１２００Ｃ
以上でＴｏシ、１３１図のように触媒層が多段の場合は
、入口ａｔも平均１０００ｔ：’程度と高温である。触
媒燃焼は全断面で均一に進行することが特徴であ！７％
したがって触ｔｓ層外周面の偏度は全周１０００ｃ以
上である。
を示す、触媒層６は円筒形ハニカム状の七りォックス担
体に触媒が担持されておシ、ｉ！Ｔ燃性予混合気がハニ
カム状セル内を通過しながら燃焼反応が進行する。ガス
タービン燃焼器では触媒層出口ガス１１度が１２００Ｃ
以上でＴｏシ、１３１図のように触媒層が多段の場合は
、入口ａｔも平均１０００ｔ：’程度と高温である。触
媒燃焼は全断面で均一に進行することが特徴であ！７％
したがって触ｔｓ層外周面の偏度は全周１０００ｃ以
上である。
この高湛壁を支持するために熱伝導率の低い耐熱部材１
８でまず支持する。この耐熱部材は触媒層とは板厚が異
なるために、過渡時ＫＦｉ熱膨侵曽が生じ、円筒状の場
合には熱応力が発生して触媒層を破損するため、この部
材管２つ以上に分割し、しかも、常時触媒層を固定する
九めにこの耐熱部材間に隙間を設ける。また、触媒層６
の流れ方向の移１ＩＥｌ］を固定するために比較的ｆｉ
ｌｌの低い触媒層上流、剖外周にストッパ２１１ｆｒ全
周又は部分的に設け、このストッパ形状に合せて耐熱部
材１８に溝を設ける。耐熱部材１８の外周には緩衝材１
９ｆ設ける。を熱部材１８は熱伝導率が低いために。
８でまず支持する。この耐熱部材は触媒層とは板厚が異
なるために、過渡時ＫＦｉ熱膨侵曽が生じ、円筒状の場
合には熱応力が発生して触媒層を破損するため、この部
材管２つ以上に分割し、しかも、常時触媒層を固定する
九めにこの耐熱部材間に隙間を設ける。また、触媒層６
の流れ方向の移１ＩＥｌ］を固定するために比較的ｆｉ
ｌｌの低い触媒層上流、剖外周にストッパ２１１ｆｒ全
周又は部分的に設け、このストッパ形状に合せて耐熱部
材１８に溝を設ける。耐熱部材１８の外周には緩衝材１
９ｆ設ける。を熱部材１８は熱伝導率が低いために。
その外周に耐熱部材１８と同等種度以上の熱伝導率を有
する緩衝材１９を設ければ耐熱部材１８の外表面湛關は
燃焼器入口空気ＩＩｆと触媒層温度との算術平均温度で
あるｇｏｏｒ以下にすることかり能となり、緩衝材１９
は従来から使用されている金属製ウールの使用が可能と
なる。これらの一度分布を第４図に示す６Ｍ衝材１９の
外周は内筒２であり、内筒２には耐熱部材１８の流れ方
向移動を固定する部材２０會備える。
する緩衝材１９を設ければ耐熱部材１８の外表面湛關は
燃焼器入口空気ＩＩｆと触媒層温度との算術平均温度で
あるｇｏｏｒ以下にすることかり能となり、緩衝材１９
は従来から使用されている金属製ウールの使用が可能と
なる。これらの一度分布を第４図に示す６Ｍ衝材１９の
外周は内筒２であり、内筒２には耐熱部材１８の流れ方
向移動を固定する部材２０會備える。
本発明によれば冷却媒体を使用することなく高温の触ａ
ｉｔ會支持することが可能であるので燃焼性能ケ損うこ
となく、触媒層の振動、熱変形による損傷を防ぐ効果が
ある。
ｉｔ會支持することが可能であるので燃焼性能ケ損うこ
となく、触媒層の振動、熱変形による損傷を防ぐ効果が
ある。
第１図は触媒燃焼器の概略図、第２図は本発明の触媒層
支持構造図、第３図は第２図の断面図、第４図は炉焼器
内半径方向ｍ度分布でめる。 ２・・・内筒、３・・・燃料ノズル、４・・・点火装置
、５・・・触媒層、６・・・触媒層、１０・・・燃料ノ
ズル、１８・・・耐熱部材、１９・・・緩衝材、２０・
・・固定部材、２１第 ７ 図 第３ 口
支持構造図、第３図は第２図の断面図、第４図は炉焼器
内半径方向ｍ度分布でめる。 ２・・・内筒、３・・・燃料ノズル、４・・・点火装置
、５・・・触媒層、６・・・触媒層、１０・・・燃料ノ
ズル、１８・・・耐熱部材、１９・・・緩衝材、２０・
・・固定部材、２１第 ７ 図 第３ 口
Claims (1)
- １、圧縮機から供給される空気と別途供給される燃料と
を混合して触媒、ｌＩＩ内で燃焼するガスタービン燃焼
器において、前記触媒層とその外周の前記燃焼器の内筒
との間に生じる饗状空間部に前記触媒１曽に接して熱伝
導率の悪い耐熱部材を設置し、この部材と！ＩＩ記憔焼
器内筒との間に緩衝材を充填したこと全特徴とする触媒
燃焼器の触媒層支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232382A JPS58179730A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 触媒燃焼器の触媒層支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232382A JPS58179730A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 触媒燃焼器の触媒層支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58179730A true JPS58179730A (ja) | 1983-10-21 |
Family
ID=13196811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6232382A Pending JPS58179730A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 触媒燃焼器の触媒層支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58179730A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794753A (en) * | 1987-01-06 | 1989-01-03 | General Electric Company | Pressurized air support for catalytic reactor |
| US4985212A (en) * | 1987-09-29 | 1991-01-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Support apparatus for a ceramic honeycomb element |
| US5431017A (en) * | 1993-02-08 | 1995-07-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Combuster for gas turbine system having a heat exchanging structure catalyst |
| US5452574A (en) * | 1994-01-14 | 1995-09-26 | Solar Turbines Incorporated | Gas turbine engine catalytic and primary combustor arrangement having selective air flow control |
| EP0805309A1 (en) * | 1996-05-03 | 1997-11-05 | ROLLS-ROYCE plc | A catalytic combustion chamber and a method of operation thereof |
| US7017329B2 (en) | 2003-10-10 | 2006-03-28 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for mixing substances |
| US7111463B2 (en) | 2004-01-23 | 2006-09-26 | Pratt & Whitney Rocketdyne Inc. | Combustion wave ignition for combustors |
| US7117674B2 (en) | 2002-04-10 | 2006-10-10 | The Boeing Company | Catalytic combustor and method for substantially eliminating various emissions |
| US7127899B2 (en) | 2004-02-26 | 2006-10-31 | United Technologies Corporation | Non-swirl dry low NOx (DLN) combustor |
| US7140184B2 (en) | 2003-12-05 | 2006-11-28 | United Technologies Corporation | Fuel injection method and apparatus for a combustor |
| US7469544B2 (en) | 2003-10-10 | 2008-12-30 | Pratt & Whitney Rocketdyne | Method and apparatus for injecting a fuel into a combustor assembly |
| US8196848B2 (en) | 2005-04-29 | 2012-06-12 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Gasifier injector |
-
1982
- 1982-04-16 JP JP6232382A patent/JPS58179730A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794753A (en) * | 1987-01-06 | 1989-01-03 | General Electric Company | Pressurized air support for catalytic reactor |
| US4985212A (en) * | 1987-09-29 | 1991-01-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Support apparatus for a ceramic honeycomb element |
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| US6289667B1 (en) | 1996-05-03 | 2001-09-18 | Rolls-Royce Plc | Combustion chamber and a method of operation thereof |
| US7117674B2 (en) | 2002-04-10 | 2006-10-10 | The Boeing Company | Catalytic combustor and method for substantially eliminating various emissions |
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| US7516607B2 (en) | 2003-10-10 | 2009-04-14 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Method and apparatus for mixing substances |
| US7997058B2 (en) | 2003-10-10 | 2011-08-16 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Apparatus for mixing substances |
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| US8356467B2 (en) | 2004-01-23 | 2013-01-22 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Combustion wave ignition for combustors |
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| US8308829B1 (en) | 2005-04-29 | 2012-11-13 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Gasifier injector |
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