JPS5849817A - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPS5849817A JPS5849817A JP14854181A JP14854181A JPS5849817A JP S5849817 A JPS5849817 A JP S5849817A JP 14854181 A JP14854181 A JP 14854181A JP 14854181 A JP14854181 A JP 14854181A JP S5849817 A JPS5849817 A JP S5849817A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst body
- secondary combustion
- combustion tube
- combustion
- fuel
- 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た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゛い酸化反応をなさしめ、排
気ガスがクリーンでかつ触媒体の長寿命を維持せしめる
触媒燃焼器を提供することにある。 触し
七火炎が急冷を受けＣｏ ｄｉ発生したシ、多量のＮＯ
ｘが排気され、特に、？ＩＩ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
。
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゛い酸化反応をなさしめ、排
気ガスがクリーンでかつ触媒体の長寿命を維持せしめる
触媒燃焼器を提供することにある。 触し
七火炎が急冷を受けＣｏ ｄｉ発生したシ、多量のＮＯ
ｘが排気され、特に、？ＩＩ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こと
ができるものであり、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の流れに対して一上
流側、下流側に分けて配置し、１次燃焼筒で燃焼した排
ガスが２次燃焼筒に入る時の量を変化させることにより
燃焼量を調節したことを基本構成とする。
ができるものであり、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の流れに対して一上
流側、下流側に分けて配置し、１次燃焼筒で燃焼した排
ガスが２次燃焼筒に入る時の量を変化させることにより
燃焼量を調節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、円筒状の２次燃焼筒ガイド
２を１次燃焼筒１と同心軸状に配 。
製の１次燃焼筒１の内部に、円筒状の２次燃焼筒ガイド
２を１次燃焼筒１と同心軸状に配 。
置し；１次燃焼筒１と２次燃焼筒ガイド２との間の環状
の空間に、費数の小孔Ａ３を有するリング飾部ガイド２
の内部に密着状態で設置し、触媒体Ａ４と同様の多数の
小孔Ｂ７を有する触媒体Ｂ８を２次燃焼筒６の内部に設
置している。触媒体Ａ４および触媒体Ｂ８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Ａ４、下流に触媒体Ｂ８という位置関係になっ
て”ｔＫ、”Ｋ＄Ｅｍ＊Ｋｂｋｆ；Ｅ：＝−ｔ。、□ｔ
Ｈ５ｔｎｆ７ｙ。
の空間に、費数の小孔Ａ３を有するリング飾部ガイド２
の内部に密着状態で設置し、触媒体Ａ４と同様の多数の
小孔Ｂ７を有する触媒体Ｂ８を２次燃焼筒６の内部に設
置している。触媒体Ａ４および触媒体Ｂ８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Ａ４、下流に触媒体Ｂ８という位置関係になっ
て”ｔＫ、”Ｋ＄Ｅｍ＊Ｋｂｋｆ；Ｅ：＝−ｔ。、□ｔ
Ｈ５ｔｎｆ７ｙ。
まず触媒体Ａ４および触媒体Ｂ８を何らかの方法で加熱
し、触媒体Ａ４および触媒体Ｂ８の温度を触媒燃焼する
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た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恣燃焼筒ガイド
２との間の空間を通って、最初に触媒体Ａ４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
反応が行ねれず、その他は触媒体Ａ４を素通りする。触
媒体Ａ４を通過した未燃または不完全燃焼ガスは２次燃
焼筒６の多数のスリット状の孔６を通り、２次燃焼筒６
の内部に入り、触媒体Ｂ８上に至る。一方、２次燃焼筒
６は２次燃焼筒ガイド２の内壁に沿ってスライドし、そ
の結果スリット状の孔６が２次燃、飾部ガイド２により
、ある程度塞がれるため、スリット状の孔６の開口面積
が減少し、触媒体Ａ４を通過した未燃あるいは不完全燃
焼ガスの２次燃焼筒６内への流入量が変化し、触媒体Ｂ
８上での燃焼量が調節される。さらに；２次燃焼筒６内
に導入された２次空気は、スリット状の孔６を通って２
次燃飾部ｅ内に流入した未燃または不完全燃焼ガスと混
合し、触媒体Ｂ８に接触し、触媒体Ｂ８上での完全酸化
に貢献する。
し、触媒体Ａ４および触媒体Ｂ８の温度を触媒燃焼する
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た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恣燃焼筒ガイド
２との間の空間を通って、最初に触媒体Ａ４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
反応が行ねれず、その他は触媒体Ａ４を素通りする。触
媒体Ａ４を通過した未燃または不完全燃焼ガスは２次燃
焼筒６の多数のスリット状の孔６を通り、２次燃焼筒６
の内部に入り、触媒体Ｂ８上に至る。一方、２次燃焼筒
６は２次燃焼筒ガイド２の内壁に沿ってスライドし、そ
の結果スリット状の孔６が２次燃、飾部ガイド２により
、ある程度塞がれるため、スリット状の孔６の開口面積
が減少し、触媒体Ａ４を通過した未燃あるいは不完全燃
焼ガスの２次燃焼筒６内への流入量が変化し、触媒体Ｂ
８上での燃焼量が調節される。さらに；２次燃焼筒６内
に導入された２次空気は、スリット状の孔６を通って２
次燃飾部ｅ内に流入した未燃または不完全燃焼ガスと混
合し、触媒体Ｂ８に接触し、触媒体Ｂ８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
図に示すように、前面がハ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、ムライトージ ′ルコン、ムライトーａ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。
図に示すように、前面がハ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、ムライトージ ′ルコン、ムライトーａ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。
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な
どの白金族金属、なかでも白金、パラジウムおよびこれ
らの混合物が良い性能を示し、その他遷移金属酸化物で
はＣｏ２Ｏ３およびＮ ｉ Ｏ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。
どの白金族金属、なかでも白金、パラジウムおよびこれ
らの混合物が良い性能を示し、その他遷移金属酸化物で
はＣｏ２Ｏ３およびＮ ｉ Ｏ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では、はとんど理論燃焼空気量
近くの燃焼空気においても、触媒体の温度は最高１４０
０℃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、はとんどが熱破壊を起こす。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、１
６０チ以上にしなくてはならなかったが、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。
近くの燃焼空気においても、触媒体の温度は最高１４０
０℃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、はとんどが熱破壊を起こす。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、１
６０チ以上にしなくてはならなかったが、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。
（１）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１、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次燃焼筒ガイドとの間の環状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を２次燃焼筒内に
挿入して、２次燃焼筒内に流入する２次空気と混合して
、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１、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次燃焼筒ガイドとの間の環状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を２次燃焼筒内に
挿入して、２次燃焼筒内に流入する２次空気と混合して
、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）多数のスリット状の孔を有する２次燃焼筒を２次
燃焼筒ガイドの内壁に沿ってスライドさ “せるこ
とにより、スリット状の孔を２次燃焼筒ガイドによっで
ある程度閉塞し、孔の開口面積を変化さ・せることによ
り、燃料混合気流の上流側に位置している１次燃焼筒内
の触媒体を通過した未燃あるいは不完全燃焼ガスの２次
燃焼筒内への流入量を変化させ、下流側に位置する２次
燃焼筒内の触媒体上での燃焼量を調節することが可能で
ある。
燃焼筒ガイドの内壁に沿ってスライドさ “せるこ
とにより、スリット状の孔を２次燃焼筒ガイドによっで
ある程度閉塞し、孔の開口面積を変化さ・せることによ
り、燃料混合気流の上流側に位置している１次燃焼筒内
の触媒体を通過した未燃あるいは不完全燃焼ガスの２次
燃焼筒内への流入量を変化させ、下流側に位置する２次
燃焼筒内の触媒体上での燃焼量を調節することが可能で
ある。
（３）燃料混合気流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−燃焼空気量を
理論燃焼空気量より少くすること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。
内の触媒体に供給される燃料混合気中の−燃焼空気量を
理論燃焼空気量より少くすること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。
（４）全燃焼空気量を理論燃焼空気量近傍で燃焼可能で
あるため、熱交換器を用いる燃焼方式には有望な方≠と
して今後の展開が期待できる。
あるため、熱交換器を用いる燃焼方式には有望な方≠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ａゆ触媒体の要部の平面図、ｂは同縦断面図で
ある。。 １・・・・・・１次燃焼筒、２・・・・・・２次燃焼筒
ガイド、３・・・・・・小孔Ａ、４ ・・・・・触媒体
Ａ、６・・・・・スリット状の孔、６・・・・・・２次
燃焼筒、７・・・・・小孔Ｂ、８
、第２図ａゆ触媒体の要部の平面図、ｂは同縦断面図で
ある。。 １・・・・・・１次燃焼筒、２・・・・・・２次燃焼筒
ガイド、３・・・・・・小孔Ａ、４ ・・・・・触媒体
Ａ、６・・・・・スリット状の孔、６・・・・・・２次
燃焼筒、７・・・・・小孔Ｂ、８
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上にガス燃料また
は気化させた液体燃料を燃焼空気とともに供給して、触
媒体上にて触媒態勢させる構成とし、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Ａおよび触媒
体Ｂを配置し、上流側に位置している触媒体Ａは１次燃
焼筒と２次燃焼筒ガイドの間に配置し、下流側に位置し
ている触媒体Ｂは２次燃焼筒の内部に配置し、触媒体Ａ
を通過する燃料の一部を酸化反応させ、２次燃焼筒に入
る１次燃焼排ガス量を調節して燃焼量を変え、前記２次
燃焼筒ガイドから導入した２次空気と前記１次燃焼排ガ
スとを混合し、下流側の触媒体Ｂ上にて完全燃焼させる
触媒燃焼器。 僻） 上流側め触媒体Ａ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）２次燃焼筒に多数のスリット状の孔を設け、２次
燃焼筒を燃料混合気の流れに対し前後にスライドさせる
ことにより、スリット状の孔の開口面積を変化させ、２
次燃焼筒内に入る１次燃焼排ガス量を調節することによ
り燃焼量の調節を行った特許請求の範囲第１項記載の触
媒燃焼器。 （褐 上流側の触媒体Ａの形状をリング状とし、前記１
次燃焼筒と前記２次燃焼筒ガイドを同心円筒とし、両者
の間の環状の空間に固定した特許請求の範囲第１項記載
の触媒燃焼器。 （６）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Ａおよび触媒体Ｂは、担体上に白金。 パラジウム、ロジウム、ルチニウム、イリジウム等の白
金族金属のうち少くとも一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たも
のを用いた特許請求の範囲第６項記載の触媒燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14854181A JPS5849817A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14854181A JPS5849817A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 触媒燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849817A true JPS5849817A (ja) | 1983-03-24 |
Family
ID=15455075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14854181A Pending JPS5849817A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849817A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61223533A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | Osaka Kagaku Gijutsu Center | 急速な加熱、冷却を必要とする材料試験機 |
| JPH01117548U (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-08 | ||
| US5228847A (en) * | 1990-12-18 | 1993-07-20 | Imperial Chemical Industries Plc | Catalytic combustion process |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP14854181A patent/JPS5849817A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61223533A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | Osaka Kagaku Gijutsu Center | 急速な加熱、冷却を必要とする材料試験機 |
| JPH01117548U (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-08 | ||
| JPH0536200Y2 (ja) * | 1988-02-04 | 1993-09-13 | ||
| US5228847A (en) * | 1990-12-18 | 1993-07-20 | Imperial Chemical Industries Plc | Catalytic combustion process |
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