JPS5835313A - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPS5835313A JPS5835313A JP13474181A JP13474181A JPS5835313A JP S5835313 A JPS5835313 A JP S5835313A JP 13474181 A JP13474181 A JP 13474181A JP 13474181 A JP13474181 A JP 13474181A JP S5835313 A JPS5835313 A JP S5835313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst body
- catalyst
- fuel
- combustion
- air
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C13/00—Apparatus 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)
- 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】
本発明は各種のガス燃料まだは気化させた液体燃料を燃
焼空気とともに触媒体上に供給し、その面上にて酸化反
応を起こさせて触媒体を発熱させ、発生する熱を利用す
る触媒燃焼器に関するもので、その目的は触媒体の温度
を可能な限り下げ、触媒体の熱劣化、熱破壊を防止し、
燃料を触媒体上で無炎燃焼させ、広範囲な空燃比のもと
でも安定かつ効率の良い酸化反応をさせ、排気ガスがク
リーンでかつ触媒体の長寿命を維持させる触媒燃焼器を
提供することにある。
焼空気とともに触媒体上に供給し、その面上にて酸化反
応を起こさせて触媒体を発熱させ、発生する熱を利用す
る触媒燃焼器に関するもので、その目的は触媒体の温度
を可能な限り下げ、触媒体の熱劣化、熱破壊を防止し、
燃料を触媒体上で無炎燃焼させ、広範囲な空燃比のもと
でも安定かつ効率の良い酸化反応をさせ、排気ガスがク
リーンでかつ触媒体の長寿命を維持させる触媒燃焼器を
提供することにある。
従来の燃焼法そのものを考えて見ると、空気中で火炎を
形成させる方法では、火炎が冷壁面に接触して火炎が急
冷を受けＣＯが発生したり、多量のＮＯｘが排出され、
特に液体燃料の燃焼の場合、消火の際の臭気も完全には
除ききれないという欠点があった。
形成させる方法では、火炎が冷壁面に接触して火炎が急
冷を受けＣＯが発生したり、多量のＮＯｘが排出され、
特に液体燃料の燃焼の場合、消火の際の臭気も完全には
除ききれないという欠点があった。
本発明による触媒燃焼器は、上記の欠点を取り除くもの
であり、燃焼筒を１次燃焼筒と２次燃焼筒に分け、各々
に触媒体を燃料混合気流の流れに対して上流側、下流側
に分けて配置したことを基本構成とする。
であり、燃焼筒を１次燃焼筒と２次燃焼筒に分け、各々
に触媒体を燃料混合気流の流れに対して上流側、下流側
に分けて配置したことを基本構成とする。
以下、本発明による触媒燃焼器の実施例を図面とともに
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例で、円筒形をしたステンレス
製の１次燃焼筒１の内部に、多数の小円孔２を有しだ円
形の整流板３を備えた円筒状の２次空気導入用内筒４を
、１次燃焼筒１と同心軸状に設置し、１次燃焼筒１と２
次空気導入用内筒４との間の空間に多数の小孔ムロを有
するリング状の触媒体ムロを設置し、さらに２次燃料混
合室７を介して２次燃焼筒８の内部に、触媒体ムロと同
様の多数の小孔Ｂ９を有した触媒体Ｂ１０が設置されて
いる。触媒体ムロおよび触媒体Ｂ１０は第１図において
右から左へ燃料混合気が流れるとして、その上流に触媒
体ムロ、下流に触媒体Ｂ１０という位置関係になってい
る。
製の１次燃焼筒１の内部に、多数の小円孔２を有しだ円
形の整流板３を備えた円筒状の２次空気導入用内筒４を
、１次燃焼筒１と同心軸状に設置し、１次燃焼筒１と２
次空気導入用内筒４との間の空間に多数の小孔ムロを有
するリング状の触媒体ムロを設置し、さらに２次燃料混
合室７を介して２次燃焼筒８の内部に、触媒体ムロと同
様の多数の小孔Ｂ９を有した触媒体Ｂ１０が設置されて
いる。触媒体ムロおよび触媒体Ｂ１０は第１図において
右から左へ燃料混合気が流れるとして、その上流に触媒
体ムロ、下流に触媒体Ｂ１０という位置関係になってい
る。
次に前記構成におけるその作用を説明する。、まず触媒
体上〇および触媒体Ｂ１０を伺らかの方法で加熱し、触
媒体ムロおよび触媒体Ｂ１０の温度が触媒゛燃焼するた
めに必要な活性化温度まで上昇させる。その後、ガス燃
料あるいは気化させだ液体燃料と理論燃焼空気量よりも
少い燃焼空気とを混合した燃料混合気が１次燃焼筒１の
右方向から送られ、１次燃焼筒１と２次空気導入用内筒
４との間の空間を通って、最初に触媒体ムロに接触し、
その面上で触媒燃焼が行われるが、燃焼空気量を理論燃
焼空気量より少くすることにより、燃料の一部しか酸化
反応が行われず、その他は触媒体ムロを素通りする。触
媒体上〇を通過した未燃または不完全燃焼ガスは２次燃
料混合室７を経て触媒体Ｂ１０上に至る。一方、２次空
気導入用内筒４から導入されて整流板３の小円孔２を通
過した２次空気は２次燃料混合室７で触媒体ムロを通過
した未燃まだは不完全燃焼ガスと混合し、触媒体Ｂ１０
に接触し、触媒体Ｂ１０上での完全酸化に貢献する。
体上〇および触媒体Ｂ１０を伺らかの方法で加熱し、触
媒体ムロおよび触媒体Ｂ１０の温度が触媒゛燃焼するた
めに必要な活性化温度まで上昇させる。その後、ガス燃
料あるいは気化させだ液体燃料と理論燃焼空気量よりも
少い燃焼空気とを混合した燃料混合気が１次燃焼筒１の
右方向から送られ、１次燃焼筒１と２次空気導入用内筒
４との間の空間を通って、最初に触媒体ムロに接触し、
その面上で触媒燃焼が行われるが、燃焼空気量を理論燃
焼空気量より少くすることにより、燃料の一部しか酸化
反応が行われず、その他は触媒体ムロを素通りする。触
媒体上〇を通過した未燃または不完全燃焼ガスは２次燃
料混合室７を経て触媒体Ｂ１０上に至る。一方、２次空
気導入用内筒４から導入されて整流板３の小円孔２を通
過した２次空気は２次燃料混合室７で触媒体ムロを通過
した未燃まだは不完全燃焼ガスと混合し、触媒体Ｂ１０
に接触し、触媒体Ｂ１０上での完全酸化に貢献する。
本発明による触媒燃焼器に用いられている・触媒体は第
２図に示しているように、断面がノ・ニカムまたは格子
状の如き多層の薄壁からなる円筒型の骨格構造体をした
もので、その材料としては、αアルミナ、コーディエラ
イト、ムライト、ムライト−ジルコン、ムライト−αア
ルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリマナイト、ケイ
酸マグネシア、ペンタライト、ケイ酸アルミナ、および
アルミナーチタネイト等のセラミックが用いられる。
２図に示しているように、断面がノ・ニカムまたは格子
状の如き多層の薄壁からなる円筒型の骨格構造体をした
もので、その材料としては、αアルミナ、コーディエラ
イト、ムライト、ムライト−ジルコン、ムライト−αア
ルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリマナイト、ケイ
酸マグネシア、ペンタライト、ケイ酸アルミナ、および
アルミナーチタネイト等のセラミックが用いられる。
中でも軟化点、耐熱衝撃性、熱膨張係数等を考慮に入れ
た場合、ムライト、およびアルミナーチタネイトが最も
優れた性質を示した。
た場合、ムライト、およびアルミナーチタネイトが最も
優れた性質を示した。
さらに、前記触媒担体に担持する触媒も、白金、パラジ
ウム、ロジウム、ルテニウム、およびイリジウム等の白
金族金属、なかでも白金、ノ（ラジウム、およびこれら
の混合物が良い性能を示しており、その他遷移金属酸化
物ではＣｏ ２０３およびＮｉＯ等があげられ、白金族
金属との混合物としての形が有望である。
ウム、ロジウム、ルテニウム、およびイリジウム等の白
金族金属、なかでも白金、ノ（ラジウム、およびこれら
の混合物が良い性能を示しており、その他遷移金属酸化
物ではＣｏ ２０３およびＮｉＯ等があげられ、白金族
金属との混合物としての形が有望である。
本発明による触媒燃焼器はほとんど理論燃焼空気量近く
の竺焼空気においても、触媒体の温度は最＃、１４００
′Ｃ程度であるのに対し、単一触媒体を用い、理論燃焼
空気量近くで燃焼させた場合、１６００〜１７００℃に
まで温度上昇し、現在市販されているセラミック担体で
はほとんどが破壊・を起こす。したがって、単一触媒体
を用いて高温燃焼を行う場合、燃焼過剰空気率は１６ｏ
％以上にしなくてはならなかっだが、本発明による触媒
燃焼器を用いることにより、理論燃焼空気量近くでの燃
焼が可能になった。特に、この触媒燃焼器は熱交換器等
のように、第３者に熱を伝達しその熱を利用する方式を
有する製品には大いに有望である。
の竺焼空気においても、触媒体の温度は最＃、１４００
′Ｃ程度であるのに対し、単一触媒体を用い、理論燃焼
空気量近くで燃焼させた場合、１６００〜１７００℃に
まで温度上昇し、現在市販されているセラミック担体で
はほとんどが破壊・を起こす。したがって、単一触媒体
を用いて高温燃焼を行う場合、燃焼過剰空気率は１６ｏ
％以上にしなくてはならなかっだが、本発明による触媒
燃焼器を用いることにより、理論燃焼空気量近くでの燃
焼が可能になった。特に、この触媒燃焼器は熱交換器等
のように、第３者に熱を伝達しその熱を利用する方式を
有する製品には大いに有望である。
本発明による触媒燃焼器では、次に列記する効果を奏す
る。
る。
（イ）燃焼筒を１次燃焼筒と２次燃焼筒に分け、各々に
触媒体を配置し、燃料混合気流の上流に位置している触
媒体を、前記１次燃焼筒とその同心軸状に位置した２次
空気導入用内筒との間の空間にリング状に配置し、この
触媒体を通過した燃料混合気に前記２次空気導入用内筒
から２次空気を供給することにより、下流側に位置して
いる２次燃焼筒内の触媒体上で完全酸化させることが可
能である。
触媒体を配置し、燃料混合気流の上流に位置している触
媒体を、前記１次燃焼筒とその同心軸状に位置した２次
空気導入用内筒との間の空間にリング状に配置し、この
触媒体を通過した燃料混合気に前記２次空気導入用内筒
から２次空気を供給することにより、下流側に位置して
いる２次燃焼筒内の触媒体上で完全酸化させることが可
能である。
（２）燃料混合気の上流側に位置している１次燃焼筒内
の触媒体に供給される燃料混合気中の空気量を理論燃焼
空気量より少くすることにより、前記上流側の触媒体上
での急激な酸化および発熱を防止し、触媒体の熱劣化、
熱破壊を防止することが可能である。
の触媒体に供給される燃料混合気中の空気量を理論燃焼
空気量より少くすることにより、前記上流側の触媒体上
での急激な酸化および発熱を防止し、触媒体の熱劣化、
熱破壊を防止することが可能である。
（３）全燃焼空気量を理論燃焼空気量近傍で燃焼可能で
あるだめ、熱交換器を用いる燃焼方式には有望な方法と
して今後の展開が期待できる。
あるだめ、熱交換器を用いる燃焼方式には有望な方法と
して今後の展開が期待できる。
第１図は本発明の一実施例による触媒燃焼器の縦断面図
、第２図は触媒体の形状を示す縦断面図である。 １・・・・・・１次燃焼筒、４・・・・・・２次空気導
入用内筒、５・・・・・・小孔ム、６・・・・・・触媒
体ム、８・・・・・・２次燃焼筒、９・・・・・・小孔
Ｂ、１０・・・・・・触媒体Ｂ。
、第２図は触媒体の形状を示す縦断面図である。 １・・・・・・１次燃焼筒、４・・・・・・２次空気導
入用内筒、５・・・・・・小孔ム、６・・・・・・触媒
体ム、８・・・・・・２次燃焼筒、９・・・・・・小孔
Ｂ、１０・・・・・・触媒体Ｂ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）耐熱性無機質の部材に複数の小孔を有した担体上
に酸化触媒を担持させてなる触媒体にガス燃料または気
化させた液体燃料を燃焼空気とともに供給して、触媒体
上にて触媒燃焼させる燃焼器を構成し、燃料混合気の流
れに対して上流側と下流側にそれぞれ触媒体ムおよび触
媒体Ｂを配置し、上流側に位置している触媒体ムは、１
次燃焼筒とその同心軸状に位置した２次空気導入用内筒
の間の空間に配置し、触媒体ムを通過する燃料の一部を
酸化反応させ、その排ガスと前記２次空気導入用内筒か
ら導入した２次空気とを混合して下流側の触媒体Ｂ上に
て、完全燃焼させる触媒燃焼器。 （２）上流側の触媒体ムに供給する空気および燃料ガス
とからなる燃料混合気中の空気量を、理論燃焼空気量よ
り少くした特許請求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。 （３）触媒体上の形状をリング状とし、１次燃焼筒と２
次空気導入用内筒を同心円筒として、両者の間の環状の
空間に固定した特許請求の範叩第１項記１！：の触媒燃
焼器。 （４）担体の材料としては、αアルミナ、コーディエラ
イト、ムライト、ムライト−ジルコン、ムライト−αア
ルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリマナイト、ケイ
酸マグネシア、ペンタライト、ケイ酸アルミナ、および
アルミナーチタネイト等のセラミックを使用した特許請
求の範囲第１項記載の触媒燃焼器。 （６）触媒体ムおよび触媒体Ｂは、担体上に白金、パラ
ジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム等の白金族
金属のうち、少くとも１種類以上を組み合せたもの、あ
るいは白金族金属と遷移金属酸化物とを組み合せだもの
を用いた特許請求の範囲第４項記載の触媒燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474181A JPS5835313A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474181A JPS5835313A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 触媒燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5835313A true JPS5835313A (ja) | 1983-03-02 |
Family
ID=15135491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13474181A Pending JPS5835313A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835313A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231318A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-15 | Babcock Hitachi Kk | 触媒バ−ナ |
-
1981
- 1981-08-26 JP JP13474181A patent/JPS5835313A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231318A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-15 | Babcock Hitachi Kk | 触媒バ−ナ |
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