JPS5886314A - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPS5886314A JPS5886314A JP18460981A JP18460981A JPS5886314A JP S5886314 A JPS5886314 A JP S5886314A JP 18460981 A JP18460981 A JP 18460981A JP 18460981 A JP18460981 A JP 18460981A JP S5886314 A JPS5886314 A JP S5886314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic heater
- combustion
- fuel
- alumina
- catalyst
- 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)
- 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。
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捷だは蒸発させた液体燃料を触媒体
上に供給させ、その面上において酸化反応を起こさせ、
触媒体を発熱させ一発生する熱量を利用する触媒燃焼器
の触媒体加熱方法に関するものである。
上に供給させ、その面上において酸化反応を起こさせ、
触媒体を発熱させ一発生する熱量を利用する触媒燃焼器
の触媒体加熱方法に関するものである。
従来この種の触媒燃焼器の加熱方式は第４図に示した様
に一燃料気流の流れる上流において、一部燃料を燃焼さ
せ一燃料惚流そのもの＼温度を３００″Ｃ〜５００°Ｃ
程度に加熱させて触媒体に併給していた。またその利用
範囲もガスタービンあるいは航空機エンジンと云った様
な工業的な利用方法に限られ、触媒燃焼の利用も燃焼熱
を利用するより燃焼排ガスの有するガス圧エネルギーを
利用する用途が主であった。従って本発明の様な比較的
高い温度範囲で燃焼させる燃焼方式は民生用の小型の燃
焼器に応用するには困難がともない−またその応用例も
ほとんど無い。
に一燃料気流の流れる上流において、一部燃料を燃焼さ
せ一燃料惚流そのもの＼温度を３００″Ｃ〜５００°Ｃ
程度に加熱させて触媒体に併給していた。またその利用
範囲もガスタービンあるいは航空機エンジンと云った様
な工業的な利用方法に限られ、触媒燃焼の利用も燃焼熱
を利用するより燃焼排ガスの有するガス圧エネルギーを
利用する用途が主であった。従って本発明の様な比較的
高い温度範囲で燃焼させる燃焼方式は民生用の小型の燃
焼器に応用するには困難がともない−またその応用例も
ほとんど無い。
本発明はこのような従来の欠点を除去するもので、触媒
体を加熱する手段として、触媒体の直前にセラミ、り内
に封じ込んだヒータを設置し、そのヒータを通過した空
気によって触媒体を活性温度まで到達せしめるもので、
構造的にも非常に簡単である。また本セラミノクヒ〜り
はヒータ部が完全にセラミ’７りでシール化されている
ため、外部の雰囲気による劣化を受けることなく長寿命
が保証される。本燃焼器の燃焼形態ｉｔガスタービン等
の場合と異なり〜熱を採り出］〜、その熱を利用するこ
とが目的であるため一燃料気流の流れはガスタービンの
それと比較して大変遅い。そのため燃料気流は常に加熱
している必閥ｒ１無く一一度触媒活性温変に到達し、定
常燃焼に入れは一燃料を常温のま＼触媒体に供給するの
みで燃焼は継続する。従ってセラミックヒータは燃焼初
ル１のみで、後は切られる。セラミックヒータは燃料気
流の流れの上流に位置しており’＋ −４た触媒体から
若干距離を保っているだめ、赤熱した触媒体（１４００
°Ｃ）の軸射熱を受けてもセラミックヒータ自身の温度
は６００°Ｃ以上にはならないので安全である（セラミ
ックヒータの最高使用温度は約８００°Ｃ）。本セラミ
、クヒータのもう一つの特徴はその表面に穿った小孔で
、この開口面積を通過する燃料気流のスピードが燃料の
燃焼速度を＋１わる様に設計することにより一赤熱され
た触媒体裏面から燃料気流上流に向けての逆火を防市す
ることも可能である０ 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
体を加熱する手段として、触媒体の直前にセラミ、り内
に封じ込んだヒータを設置し、そのヒータを通過した空
気によって触媒体を活性温度まで到達せしめるもので、
構造的にも非常に簡単である。また本セラミノクヒ〜り
はヒータ部が完全にセラミ’７りでシール化されている
ため、外部の雰囲気による劣化を受けることなく長寿命
が保証される。本燃焼器の燃焼形態ｉｔガスタービン等
の場合と異なり〜熱を採り出］〜、その熱を利用するこ
とが目的であるため一燃料気流の流れはガスタービンの
それと比較して大変遅い。そのため燃料気流は常に加熱
している必閥ｒ１無く一一度触媒活性温変に到達し、定
常燃焼に入れは一燃料を常温のま＼触媒体に供給するの
みで燃焼は継続する。従ってセラミックヒータは燃焼初
ル１のみで、後は切られる。セラミックヒータは燃料気
流の流れの上流に位置しており’＋ −４た触媒体から
若干距離を保っているだめ、赤熱した触媒体（１４００
°Ｃ）の軸射熱を受けてもセラミックヒータ自身の温度
は６００°Ｃ以上にはならないので安全である（セラミ
ックヒータの最高使用温度は約８００°Ｃ）。本セラミ
、クヒータのもう一つの特徴はその表面に穿った小孔で
、この開口面積を通過する燃料気流のスピードが燃料の
燃焼速度を＋１わる様に設計することにより一赤熱され
た触媒体裏面から燃料気流上流に向けての逆火を防市す
ることも可能である０ 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図においてアルミニウムダイカストで作られている
円筒形の燃焼筒１の先端には触媒体２を設置し〜その裏
側には触媒体の裏面より若干の空間を設けてセラミック
ヒータ３（セラミ、クヒータの詳細な説明は後述）が置
かれている。さらにその裏側には金属あるいは耐熱性無
機質でできている気体燃料整流板４には小孔Ａ５が開い
ており一燃料気流が均一に流れるような構造となってい
る。
円筒形の燃焼筒１の先端には触媒体２を設置し〜その裏
側には触媒体の裏面より若干の空間を設けてセラミック
ヒータ３（セラミ、クヒータの詳細な説明は後述）が置
かれている。さらにその裏側には金属あるいは耐熱性無
機質でできている気体燃料整流板４には小孔Ａ５が開い
ており一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４の夷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６が置かれている。
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６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
るだめの傾化面了及び気化面７の外側には燃焼初期に気
化面７を加熱させるだめのシーズヒータ８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されている。燃焼筒
１の後部には燃焼のだめの空気を送り込むだめの入口で
ある燃焼空気導入口９が開けられて因る。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１ｏが主軸１１を横方向になるよう設置
されている。モータ１０の前方に延びている主軸１１の
先端は燃焼筒１の底部に開けられた燃焼空気導入口９に
突入して］トリーその先端は液体燃料を気化面７に微粒
子として吹き当てるだめの液体燃料霧化板１２−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１３を接続させている。液体燃料霧化板１２と
主軸１１との円錐台形のコーン１４を置き、液体燃料を
スムーズに液体燃料霧化板１２に導く役割を果たしてい
る。主軸１１の中央部には主１ＩｉｌＩ１１１に固定さ
れたターボファン１５を複数段（第１図では２段）設け
ており、各ターボファン１５の吐出側にはバーナケース
１６に固定されたガイド羽根１７の組合せによって起風
室１８を構成しており−その組合せ段数を増すことに」
：す静圧を大きくすることができる。またバーナケース
１６の上・部には空気取入口１９が設けられている。供
給される液体燃料は電磁ポンプ（図示せず）により燃料
供給パイプ２ｏを通ってコーン１４の表面に到達するよ
うになっている。
るだめの傾化面了及び気化面７の外側には燃焼初期に気
化面７を加熱させるだめのシーズヒータ８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されている。燃焼筒
１の後部には燃焼のだめの空気を送り込むだめの入口で
ある燃焼空気導入口９が開けられて因る。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１ｏが主軸１１を横方向になるよう設置
されている。モータ１０の前方に延びている主軸１１の
先端は燃焼筒１の底部に開けられた燃焼空気導入口９に
突入して］トリーその先端は液体燃料を気化面７に微粒
子として吹き当てるだめの液体燃料霧化板１２−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１３を接続させている。液体燃料霧化板１２と
主軸１１との円錐台形のコーン１４を置き、液体燃料を
スムーズに液体燃料霧化板１２に導く役割を果たしてい
る。主軸１１の中央部には主１ＩｉｌＩ１１１に固定さ
れたターボファン１５を複数段（第１図では２段）設け
ており、各ターボファン１５の吐出側にはバーナケース
１６に固定されたガイド羽根１７の組合せによって起風
室１８を構成しており−その組合せ段数を増すことに」
：す静圧を大きくすることができる。またバーナケース
１６の上・部には空気取入口１９が設けられている。供
給される液体燃料は電磁ポンプ（図示せず）により燃料
供給パイプ２ｏを通ってコーン１４の表面に到達するよ
うになっている。
第２図は本発明による触媒燃焼器に使用されているセラ
ミックヒータ３の詳細図で小孔Ｂ２１を穿ったアルミナ
基板２２に抵抗体２３をプリントし、その上にアルミナ
絶縁体保護層２３をコーティングしてアルミナシート、
抵抗体及びアルミナ保護層を同時に高温で一体焼結した
ものである。
ミックヒータ３の詳細図で小孔Ｂ２１を穿ったアルミナ
基板２２に抵抗体２３をプリントし、その上にアルミナ
絶縁体保護層２３をコーティングしてアルミナシート、
抵抗体及びアルミナ保護層を同時に高温で一体焼結した
ものである。
上農ｅの例では基板はアルミナを用いているが、特にア
ルミナに限らす一耐熱性を有し一電気絶縁性ヲ有するセ
ラミック材料であれば何でも良い。
ルミナに限らす一耐熱性を有し一電気絶縁性ヲ有するセ
ラミック材料であれば何でも良い。
次に王妃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シーズヒータ８
とセラミックヒータ３に電流が流れ一燃焼筒１自身が加
熱される。併せてモータ１０がゆっくり回転し始め、初
めは微弱な空包を送り込む様になっており− （第３図
のシーフェンス図を参照）燃焼筒１の気化面７における
温度が２５０″Ｃ〜３００°Ｃになり〜セラミックヒー
タ３の熱が触媒体の活性温度（触媒体の種類によって異
なる）に到達すると、電磁ポンプ（図示せず）が動き液
体燃料バイブ２０を通り−モータ１０と連なっている主
軸１１の先端に位置ｊ〜でいる円錐台形のコーン１４の
側壁に噴出される。寸だ併せてモータ１０の回転が１−
がり一燃料空気が大量に流れ始める。噴出された液体燃
料は回転しているコ ン１４の側壁に添って流れ一液体
燃料霧化板１２に移り一遠心力により液体燃料霧化板１
２の縁から微粒子となって気化面７に吹き飛ばさｈる。
とセラミックヒータ３に電流が流れ一燃焼筒１自身が加
熱される。併せてモータ１０がゆっくり回転し始め、初
めは微弱な空包を送り込む様になっており− （第３図
のシーフェンス図を参照）燃焼筒１の気化面７における
温度が２５０″Ｃ〜３００°Ｃになり〜セラミックヒー
タ３の熱が触媒体の活性温度（触媒体の種類によって異
なる）に到達すると、電磁ポンプ（図示せず）が動き液
体燃料バイブ２０を通り−モータ１０と連なっている主
軸１１の先端に位置ｊ〜でいる円錐台形のコーン１４の
側壁に噴出される。寸だ併せてモータ１０の回転が１−
がり一燃料空気が大量に流れ始める。噴出された液体燃
料は回転しているコ ン１４の側壁に添って流れ一液体
燃料霧化板１２に移り一遠心力により液体燃料霧化板１
２の縁から微粒子となって気化面７に吹き飛ばさｈる。
吹き飛んでいる微粒子は途中で液体燃料拡散板１３によ
り軸方向にさらに広く拡散させ−また粒子をさらに細か
くさせる。これらの液体燃料の微粒子は加熱された気化
面子に当り〜その箇所で気化されるっ一方モータ１０の
回転により主＋１Ｑｌｕ１と連結されているターボファ
ン１５も同様に主軸１１により回転される。ターボファ
ン１５が風圧を起生ずると一燃焼用空気が空気取入口１
９−起風室１８−・燃焼空気導入口９を１ｍす〜燃焼筒
１内に入り一気化而７によって蒸発させられた液体燃料
気体とともに拡散板６及び気体燃料整流板４を通過し〜
セラミックヒータ３の小孔Ｂ２１を通り抜は一触媒体２
表面において酸化発熱を起こさせる。
り軸方向にさらに広く拡散させ−また粒子をさらに細か
くさせる。これらの液体燃料の微粒子は加熱された気化
面子に当り〜その箇所で気化されるっ一方モータ１０の
回転により主＋１Ｑｌｕ１と連結されているターボファ
ン１５も同様に主軸１１により回転される。ターボファ
ン１５が風圧を起生ずると一燃焼用空気が空気取入口１
９−起風室１８−・燃焼空気導入口９を１ｍす〜燃焼筒
１内に入り一気化而７によって蒸発させられた液体燃料
気体とともに拡散板６及び気体燃料整流板４を通過し〜
セラミックヒータ３の小孔Ｂ２１を通り抜は一触媒体２
表面において酸化発熱を起こさせる。
本燃焼器を稼動させた場合のシーケンス及び燃焼器要部
の温変変化図を第３図に示す。最初にシーズヒータ８及
びセラミックヒータ３が通電され、併せて僅かな空気も
同時に送り込まれる。燃焼筒１の気化面の温度が２６０
°Ｃ〜３００°Ｃになり−１だセラミックヒータ３が約
８０ｏ’ＧＫなり−セラミ、。
の温変変化図を第３図に示す。最初にシーズヒータ８及
びセラミックヒータ３が通電され、併せて僅かな空気も
同時に送り込まれる。燃焼筒１の気化面の温度が２６０
°Ｃ〜３００°Ｃになり−１だセラミックヒータ３が約
８０ｏ’ＧＫなり−セラミ、。
クヒータ３表面からの軸射熱及び加熱空気により触媒体
温変が４００°Ｃ〜５００°Ｃの活性点に達すると、セ
ラミックヒータ３が切れ同時に大量の空気、燃料が投入
される。燃料は触媒体上で酸化反応を起こして発熱し一
触媒体温変は６００″Ｃ〜１４００°Ｃに達せしめる。
温変が４００°Ｃ〜５００°Ｃの活性点に達すると、セ
ラミックヒータ３が切れ同時に大量の空気、燃料が投入
される。燃料は触媒体上で酸化反応を起こして発熱し一
触媒体温変は６００″Ｃ〜１４００°Ｃに達せしめる。
（過剰空気率及び燃料量によってコントロールされる）
第４図は従来の触媒燃焼器の一例で、円筒形の燃焼筒２
１内に設置された触媒体２５の上流には加熱用バーナ２
６及び加熱用バーナに供給する一次空気導管２７−及び
攪拌を目的とするスタビライザー２８が置かれておりｍ
一部燃料をｍ−て燃焼せしめる。この熱を利用Ｉ〜 別
の箇所から導かれた大量の燃料及び空気を下流の触媒体
２６上で燃焼させるようになってｂる。２９はそのだめ
の燃料導入管−３０は空気導入管である。
１内に設置された触媒体２５の上流には加熱用バーナ２
６及び加熱用バーナに供給する一次空気導管２７−及び
攪拌を目的とするスタビライザー２８が置かれておりｍ
一部燃料をｍ−て燃焼せしめる。この熱を利用Ｉ〜 別
の箇所から導かれた大量の燃料及び空気を下流の触媒体
２６上で燃焼させるようになってｂる。２９はそのだめ
の燃料導入管−３０は空気導入管である。
本発明による触媒燃焼器は以十の説明により明らかであ
るが、加熱用のバーナ２６を用いなくても簡単な構造の
セラミ、クヒータ３のみで一高温触媒燃焼が可能となる
。またヒータはセラミ、りにより完全に密閉されている
構造と斤っでいるため、外部雰囲気の反応性ガスによる
劣化などの悪影響を防止することができ一長寿命化がは
かれる。
るが、加熱用のバーナ２６を用いなくても簡単な構造の
セラミ、クヒータ３のみで一高温触媒燃焼が可能となる
。またヒータはセラミ、りにより完全に密閉されている
構造と斤っでいるため、外部雰囲気の反応性ガスによる
劣化などの悪影響を防止することができ一長寿命化がは
かれる。
さらに露出面がセラミ、りであるため炭化水素分解によ
るカーボン析出も１１イ滅することができる。
るカーボン析出も１１イ滅することができる。
本実施例によるセラミ、クヒータを用いることによって
得られるもう一つの利点はセラミックヒータ表面に穿っ
た小孔の開口面積を小さくし、小孔を通過する燃料気流
のスピードを燃料の燃焼速変以上にすることにより一赤
熱された触媒裏面から燃料気流上流に向けてのｉψ火を
防止することが出来、安全性の点でも効果を認めること
ができる。
得られるもう一つの利点はセラミックヒータ表面に穿っ
た小孔の開口面積を小さくし、小孔を通過する燃料気流
のスピードを燃料の燃焼速変以上にすることにより一赤
熱された触媒裏面から燃料気流上流に向けてのｉψ火を
防止することが出来、安全性の点でも効果を認めること
ができる。
０
第１図は本発明の一実施例による触媒燃焼器の断面図−
第２図は同要部セラミ、クヒータの詳細図−第３図は同
燃焼器の稼動時におけるシ゛−ケンス及び要部温度のモ
デル図−第４図は従来の触媒燃焼器の要部の断面１ある
。 ２・■ｅ・・触ｆｌＸ体、３・・書・・・セラミックヒ
ータ−２１・・１ＩＩＩ■小孔、２２−−−−−−アル
ミナ基板、２３拳健・・・・ヒータ０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
第２図は同要部セラミ、クヒータの詳細図−第３図は同
燃焼器の稼動時におけるシ゛−ケンス及び要部温度のモ
デル図−第４図は従来の触媒燃焼器の要部の断面１ある
。 ２・■ｅ・・触ｆｌＸ体、３・・書・・・セラミックヒ
ータ−２１・・１ＩＩＩ■小孔、２２−−−−−−アル
ミナ基板、２３拳健・・・・ヒータ０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (2)
- （１） 耐熱性無機質からなり、断面がハニカム又は
格子状の如き多層の薄壁からなる角型又は円筒型骨格構
造体の上に酸化触媒を担持させてなる触媒体上に、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、触媒体の直前に耐熱性セラミ、り
板の内部に発熱抵抗体を埋め込み−かつ複数の小孔を穿
ったヒータを設置した触媒燃焼器。 - （２）触媒体の温度は６００″Ｃ以上１４００’Ｃ以下
である特許請求の範囲第１項に記載の触媒燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18460981A JPS5886314A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18460981A JPS5886314A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 触媒燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886314A true JPS5886314A (ja) | 1983-05-23 |
Family
ID=16156208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18460981A Pending JPS5886314A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886314A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4654814A (en) * | 1984-01-20 | 1987-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Bit/1 bit digital correlator |
| WO2014050375A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 日野自動車 株式会社 | バーナー |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP18460981A patent/JPS5886314A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4654814A (en) * | 1984-01-20 | 1987-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Bit/1 bit digital correlator |
| WO2014050375A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 日野自動車 株式会社 | バーナー |
| JP2014070754A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Hino Motors Ltd | バーナー |
| EP2843307A4 (en) * | 2012-09-28 | 2015-09-16 | Hino Motors Ltd | BURNER |
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