JPS58183949A - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPS58183949A JPS58183949A JP6586182A JP6586182A JPS58183949A JP S58183949 A JPS58183949 A JP S58183949A JP 6586182 A JP6586182 A JP 6586182A JP 6586182 A JP6586182 A JP 6586182A JP S58183949 A JPS58183949 A JP S58183949A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- catalyst
- resistant
- catalytic combustor
- metal wire
- 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
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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】
本発明は各種のガスまたは蒸発させた液体燃料を燃焼空
気と共に触媒上に供給し、その面上において９００℃以
上で酸化反応を起こさせ、発生する熱歇を利用する触媒
燃焼器に関するものである。
気と共に触媒上に供給し、その面上において９００℃以
上で酸化反応を起こさせ、発生する熱歇を利用する触媒
燃焼器に関するものである。
従来この種の触媒燃焼器の触媒体構成は耐熱性無機質の
骨格構造体を担体とし、その上に白金等白金族触媒、あ
るいは酸化二ソケル等の遷移金属の酸化触媒を担持させ
たものを触媒体としたものである。この場合触媒体はそ
の形状や触媒能力によってその値は異なるが、触媒体の
温度が低すぎると燃料は完全に燃焼せず、ＣＯ等の不完
全燃焼物や、炭化水素の未燃物が排出され、また高すぎ
ると燃料気流の流れる上流方向に逆火してしまう。
骨格構造体を担体とし、その上に白金等白金族触媒、あ
るいは酸化二ソケル等の遷移金属の酸化触媒を担持させ
たものを触媒体としたものである。この場合触媒体はそ
の形状や触媒能力によってその値は異なるが、触媒体の
温度が低すぎると燃料は完全に燃焼せず、ＣＯ等の不完
全燃焼物や、炭化水素の未燃物が排出され、また高すぎ
ると燃料気流の流れる上流方向に逆火してしまう。
従って実際の燃焼可能な範囲は以外と狭いものであり、
高温及び低温においても高活性な触媒体が望まれる。
高温及び低温においても高活性な触媒体が望まれる。
この目的にそう従来の担持型の触媒体に関しての概略を
言えば、白金族金属は非常に高活性の触媒体が得られる
が、高温領域において容易にシンタリングを起こし活性
が劣化してし甘う。またニッケルやコバルト等遷移金属
酸什物は高温には比較的安定であるが、活性があまり良
くなく、さらにアルミナ系の担体を用いるとスピネル化
を起こし、触媒活性を無くしてしまう。
言えば、白金族金属は非常に高活性の触媒体が得られる
が、高温領域において容易にシンタリングを起こし活性
が劣化してし甘う。またニッケルやコバルト等遷移金属
酸什物は高温には比較的安定であるが、活性があまり良
くなく、さらにアルミナ系の担体を用いるとスピネル化
を起こし、触媒活性を無くしてしまう。
本発明はこのような従来の触媒燃焼器の欠点を細線を設
置させた箇所で行なわせ、骨格構造体はそれをサポート
する働らきとさせた点に特徴がある。この構成によって
、耐熱性金属細線は加熱され、その表面は金属酸化物、
すなわち良好な酸化触媒で覆われ、物理的な崩壊現象が
生じないかぎり、触媒性能は保たれる。さらに骨格構造
体はそのま＼でも高温にさせた場合、ある程度酸化触媒
としての働らきをするが、酸化触媒を担持させ、先の耐
熱性金属細線と併せ、より一層性能を向上させることが
できる。
置させた箇所で行なわせ、骨格構造体はそれをサポート
する働らきとさせた点に特徴がある。この構成によって
、耐熱性金属細線は加熱され、その表面は金属酸化物、
すなわち良好な酸化触媒で覆われ、物理的な崩壊現象が
生じないかぎり、触媒性能は保たれる。さらに骨格構造
体はそのま＼でも高温にさせた場合、ある程度酸化触媒
としての働らきをするが、酸化触媒を担持させ、先の耐
熱性金属細線と併せ、より一層性能を向上させることが
できる。
以下、本発明の一実施例を第１図の図面を用いて説明す
る。アルミニウムダイカストで作られている横型の円筒
形の燃焼筒１の先端には本発明による骨格構造体ム２、
及び骨格構造体Ｂ３の２つの骨格構造体とその両者に挟
み込まれる様にして・・ルク状の耐熱金属細線４が設置
されている。骨格構造体ム２及びＢ３にはそれぞれ四角
形の小孔６．６が開いており、燃料気流がその中を通っ
て流れる様な構造を有している。後方に位置している骨
格構造体Ｂ３の裏側には金属あるいは耐熱性（Ｉ（（機
質からできている気体燃料整流板７が置かれており、そ
こには小孔Ｃ８が開いていて燃料気流が均一に流れるよ
うな構造となっている。さらに気体燃料整流板９の裏に
は燃料と空気の混合を良くするため複数枚のパンチング
メタルあるいは金網からできている拡散板が置かれてい
る。燃焼筒１の後部は液体燃料をその表面において気化
させるだめの気化面１０の外側には燃焼初期に気化面１
０を加熱させるだめのンーズヒータ１１がアルミダイカ
ストの中に埋め込まれている。以上述べたものが一体と
なって触媒燃焼器の主要部が形成形されている。燃焼筒
１の後部には燃焼空気を送り込むための入口である燃焼
空気導入口１２が開けられている。燃焼筒１の後方には
燃焼空気を送り込み、かつ液体燃料を微粒子にするため
のモータ１３が主軸１４を横方向になるよう設置されて
いる。モータ１３の前方に延びている主軸１４の先端は
燃焼筒１の底部に開けられた燃焼空気導入口１２に突入
しており、その先端は液体燃料を気化面１０に微粒子と
して吹き当てるだめの液体燃料霧化板１６、さらに霧化
された液体燃料を軸方向に広く拡散させるだめの燃料拡
散板１６を接続させている。液体燃料霧化板１６と主軸
１４との間には円錐台形のコーン１７を置き、液体燃料
をスムーズに液体燃料霧化板１６に導く役割を果たして
いる。主軸１４の中央部には主軸１４に固定されたター
ボファン１８を複数段（第１図では２段）設けており、
各ターボファン１８の吐出側にはバーナケース１９に固
定されたガイド羽根２００組合せによって起風室２１を
構成しており、その組合せ段数を増すことにより静圧を
大きくすることができる。またバーナケース１９の上部
には空気取入口２２が設けられている。供給する液体燃
料は電磁ポンプ（図示せず）により燃料供給ノ々イブ２
３を通ってコーン１７表面に到達するようになっている
。さらに骨格構造体Ｂ３と気体燃料整流板２４との間に
は燃焼初期に触媒体上へ着火させるだめの電極が設置さ
れている。
る。アルミニウムダイカストで作られている横型の円筒
形の燃焼筒１の先端には本発明による骨格構造体ム２、
及び骨格構造体Ｂ３の２つの骨格構造体とその両者に挟
み込まれる様にして・・ルク状の耐熱金属細線４が設置
されている。骨格構造体ム２及びＢ３にはそれぞれ四角
形の小孔６．６が開いており、燃料気流がその中を通っ
て流れる様な構造を有している。後方に位置している骨
格構造体Ｂ３の裏側には金属あるいは耐熱性（Ｉ（（機
質からできている気体燃料整流板７が置かれており、そ
こには小孔Ｃ８が開いていて燃料気流が均一に流れるよ
うな構造となっている。さらに気体燃料整流板９の裏に
は燃料と空気の混合を良くするため複数枚のパンチング
メタルあるいは金網からできている拡散板が置かれてい
る。燃焼筒１の後部は液体燃料をその表面において気化
させるだめの気化面１０の外側には燃焼初期に気化面１
０を加熱させるだめのンーズヒータ１１がアルミダイカ
ストの中に埋め込まれている。以上述べたものが一体と
なって触媒燃焼器の主要部が形成形されている。燃焼筒
１の後部には燃焼空気を送り込むための入口である燃焼
空気導入口１２が開けられている。燃焼筒１の後方には
燃焼空気を送り込み、かつ液体燃料を微粒子にするため
のモータ１３が主軸１４を横方向になるよう設置されて
いる。モータ１３の前方に延びている主軸１４の先端は
燃焼筒１の底部に開けられた燃焼空気導入口１２に突入
しており、その先端は液体燃料を気化面１０に微粒子と
して吹き当てるだめの液体燃料霧化板１６、さらに霧化
された液体燃料を軸方向に広く拡散させるだめの燃料拡
散板１６を接続させている。液体燃料霧化板１６と主軸
１４との間には円錐台形のコーン１７を置き、液体燃料
をスムーズに液体燃料霧化板１６に導く役割を果たして
いる。主軸１４の中央部には主軸１４に固定されたター
ボファン１８を複数段（第１図では２段）設けており、
各ターボファン１８の吐出側にはバーナケース１９に固
定されたガイド羽根２００組合せによって起風室２１を
構成しており、その組合せ段数を増すことにより静圧を
大きくすることができる。またバーナケース１９の上部
には空気取入口２２が設けられている。供給する液体燃
料は電磁ポンプ（図示せず）により燃料供給ノ々イブ２
３を通ってコーン１７表面に到達するようになっている
。さらに骨格構造体Ｂ３と気体燃料整流板２４との間に
は燃焼初期に触媒体上へ着火させるだめの電極が設置さ
れている。
〆）次に上記構成におけるその作用を説明する。
先ず燃焼筒１の内部に埋め込まれているンーズヒータ１
１に電流が流れ、燃焼筒１自身が加熱される。燃焼筒１
の気化面１０における温度が２６０℃〜３００℃に達す
るとモータ１３が回転し始め、数秒遅れて液体燃料を送
入するだめの電磁ポンプ（図示せず）が動き液体燃料導
入管２３を通り、モータ１３と連々っている主軸１４の
先端に位置している円錐台形のコーン１７の側壁に添っ
て流れ、液体燃料霧化板１６の縁から微粒子となって気
化面１０に吹き飛ばされる。吹き飛んでいる微粒子は途
中で液体燃料拡散板１６により軸方向にさらに広く拡散
され、また粒子をさらに細かくされる。これらの液体燃
料の微粒子は加熱され、気化面１０に当り、その箇所で
気化される。一方モータ１３の回転により主軸１４に連
結されているターボファン１８も同様に回転される。タ
ーボファン１８が風圧を起生ずると、燃焼用空気が空気
取入口２２→起風室２１→燃焼空気導入ＤＩ２を通り、
燃焼筒１内に入り、気化面１ｏによって蒸発させられた
液体燃料気体とともに拡散板９及び気体燃料整流板７を
通過し、骨格構造体Ａ２及びＢ３の表面、とりわけ骨格
構造体ム２及びＢ３の間に狭まれた耐熱性金属細線４の
表面において酸化発熱を起こさせる。
１に電流が流れ、燃焼筒１自身が加熱される。燃焼筒１
の気化面１０における温度が２６０℃〜３００℃に達す
るとモータ１３が回転し始め、数秒遅れて液体燃料を送
入するだめの電磁ポンプ（図示せず）が動き液体燃料導
入管２３を通り、モータ１３と連々っている主軸１４の
先端に位置している円錐台形のコーン１７の側壁に添っ
て流れ、液体燃料霧化板１６の縁から微粒子となって気
化面１０に吹き飛ばされる。吹き飛んでいる微粒子は途
中で液体燃料拡散板１６により軸方向にさらに広く拡散
され、また粒子をさらに細かくされる。これらの液体燃
料の微粒子は加熱され、気化面１０に当り、その箇所で
気化される。一方モータ１３の回転により主軸１４に連
結されているターボファン１８も同様に回転される。タ
ーボファン１８が風圧を起生ずると、燃焼用空気が空気
取入口２２→起風室２１→燃焼空気導入ＤＩ２を通り、
燃焼筒１内に入り、気化面１ｏによって蒸発させられた
液体燃料気体とともに拡散板９及び気体燃料整流板７を
通過し、骨格構造体Ａ２及びＢ３の表面、とりわけ骨格
構造体ム２及びＢ３の間に狭まれた耐熱性金属細線４の
表面において酸化発熱を起こさせる。
本燃焼器の点火時には電極２４がスパーク１、気体燃料
整流板子に穿った小孔Ｃ８の出口に小さな炎を形成する
。（点火時には燃料及び燃焼空気の供給は少なくする）
炎により骨格構造体Ａ２及びＢ３、耐熱性金属細線４は
裏から均一に加熱され、触媒として酸化可能な温度範囲
に到達した後、燃料及び燃焼空気量を点火時の数倍に上
げ、あるいは一時的に燃料の供給を止めることにより、
触媒燃焼に移行せしめる。骨格構造体Ａ２ 、Ｂ３及び
耐熱性金属細線４の表面上で酸化反応（厳密には小孔ム
２．Ｂ３及びバルク状にした耐熱性金属細線４の置かれ
ている空間でも若干の気相反応が起きているが）するわ
けであるが、主として骨格構造体ム２及びＢ３の間で起
こり、骨格構造体はあまり反応に寄与しない。しかし骨
格構造体自身１箋触媒担体とし、白金、パラジウム等の
白金族金属、あるいはニッケルやコバルトなど遷移金属
酸化物を担持させることにより、触媒性能をさらに向」
ニさせることができる。
整流板子に穿った小孔Ｃ８の出口に小さな炎を形成する
。（点火時には燃料及び燃焼空気の供給は少なくする）
炎により骨格構造体Ａ２及びＢ３、耐熱性金属細線４は
裏から均一に加熱され、触媒として酸化可能な温度範囲
に到達した後、燃料及び燃焼空気量を点火時の数倍に上
げ、あるいは一時的に燃料の供給を止めることにより、
触媒燃焼に移行せしめる。骨格構造体Ａ２ 、Ｂ３及び
耐熱性金属細線４の表面上で酸化反応（厳密には小孔ム
２．Ｂ３及びバルク状にした耐熱性金属細線４の置かれ
ている空間でも若干の気相反応が起きているが）するわ
けであるが、主として骨格構造体ム２及びＢ３の間で起
こり、骨格構造体はあまり反応に寄与しない。しかし骨
格構造体自身１箋触媒担体とし、白金、パラジウム等の
白金族金属、あるいはニッケルやコバルトなど遷移金属
酸化物を担持させることにより、触媒性能をさらに向」
ニさせることができる。
なお本発明における骨格構造体と耐熱性金属細線の組合
せは本例で示した構成の他にいくつかの例が考えられ、
同様の効果が期待できる。
せは本例で示した構成の他にいくつかの例が考えられ、
同様の効果が期待できる。
第２図の構成は第１図の実施例と同じで、骨格構造体ム
２及びＢ３の間に耐熱性金属細線４のバルク状のものは
挟み込んだもの、第３図は骨格構造体０２５に耐熱性金
属細線４のバルク状、あるいは束に重ねだものを括りつ
けたもの、第４図は骨格構造体Ｄ２６ｉ／（：穿たれて
いる小孔２７に耐熱性金属細線４の１本あるいは複数本
通しているものである。
２及びＢ３の間に耐熱性金属細線４のバルク状のものは
挟み込んだもの、第３図は骨格構造体０２５に耐熱性金
属細線４のバルク状、あるいは束に重ねだものを括りつ
けたもの、第４図は骨格構造体Ｄ２６ｉ／（：穿たれて
いる小孔２７に耐熱性金属細線４の１本あるいは複数本
通しているものである。
上記のいくつかの例で示した骨格構造体の材料はコーチ
イエライト、ラムイト、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素
、／ルコニア、ジルコン−ムライト及びアルミニウムチ
タネートなどのセラミックスからなっている。また耐熱
性金属細線の材料組１、ｕ鉄、ニッケル、クロム、アル
ミニウム、コバルト、ケイ素、銅、チタン及びマンガン
と白金等白金族金属及びイツトリウム等希土類金属のう
ち少なくとも１種類以上組合せたものである。
イエライト、ラムイト、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素
、／ルコニア、ジルコン−ムライト及びアルミニウムチ
タネートなどのセラミックスからなっている。また耐熱
性金属細線の材料組１、ｕ鉄、ニッケル、クロム、アル
ミニウム、コバルト、ケイ素、銅、チタン及びマンガン
と白金等白金族金属及びイツトリウム等希土類金属のう
ち少なくとも１種類以上組合せたものである。
本発明による効果は従来の相持型の触媒では困難であっ
た高温における耐熱性と、高活性な触媒性能を併せ持つ
触媒構成とした点にある。特に低温における活性は触媒
温度９００℃においてほとんど１００％の変換率を示し
、白金族金属を除く金属酸化物の担持型触媒では得られ
なかったものである。
た高温における耐熱性と、高活性な触媒性能を併せ持つ
触媒構成とした点にある。特に低温における活性は触媒
温度９００℃においてほとんど１００％の変換率を示し
、白金族金属を除く金属酸化物の担持型触媒では得られ
なかったものである。
第１図は本発明による触媒燃焼器の一実施例の断面図、
第２図、第３図、第４図は触媒体の構成を示す断面図で
ある。 ２・・・・・・骨格構造体ム、３・・・・・・骨格構造
体Ｂ、４・・・・・・耐熱性金属細線、２６・・・・・
・骨格構造体Ｃ１２６・・・・・・骨格構造体り。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
８１ ＠２＠ ｙｂ ２’７
第２図、第３図、第４図は触媒体の構成を示す断面図で
ある。 ２・・・・・・骨格構造体ム、３・・・・・・骨格構造
体Ｂ、４・・・・・・耐熱性金属細線、２６・・・・・
・骨格構造体Ｃ１２６・・・・・・骨格構造体り。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
８１ ＠２＠ ｙｂ ２’７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）触媒体上にガス燃料あるいは気化させた液体燃料
を燃焼空気と共に供給して触媒燃焼をさせ、触媒体の構
成が、耐熱性無機質からなり、断面がハニカム又は格子
状の多層の薄壁からなる筒型骨格構造体と、耐熱性金属
細線の組合せとした触媒燃焼器。 （２）耐熱性無機材料はコーディエライト、ムライト、
アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、ジルコン
−ムライト及びアルミニウムチタネートなどセラミック
スからなる特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。 （３） ｌｉｔ熱性金属細線の材料は鉄、ニッケル、
クロム、アルミニウム、コバルト、ケイ素、銅、チタン
及びマンガンと白金等白金族金属及びイツトリウム等希
土類金属のうち少なくとも１種類以−ト組合せ・た特許
請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。 （４）骨格構造体２枚の間に耐熱性金属細線をバルク状
にさせたものを挾み込んだ特許請求の範囲第１項記載の
触媒燃焼器。 （６）骨格構造体のどちらか一面に耐熱性金属細線のバ
ルク状、あるいは束に重ねたものを括りつけた特許請求
の範囲第１項記載の触媒燃焼器。 （６）骨格構造体に穿たれている小孔に耐熱性金属り 細線の少くとも１本通している特許請求範囲第１項記載
の触媒燃焼器。 （７）耐熱性無機質からなる骨格構造体表面に白金等白
金族触媒、酸化ニッケル等遷移金族酸化物触媒を担持さ
せた特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6586182A JPS58183949A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6586182A JPS58183949A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 触媒燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58183949A true JPS58183949A (ja) | 1983-10-27 |
Family
ID=13299207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6586182A Pending JPS58183949A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58183949A (ja) |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP6586182A patent/JPS58183949A/ja active Pending
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