JPS608612A - 触媒燃焼器 - Google Patents
触媒燃焼器Info
- Publication number
- JPS608612A JPS608612A JP11453483A JP11453483A JPS608612A JP S608612 A JPS608612 A JP S608612A JP 11453483 A JP11453483 A JP 11453483A JP 11453483 A JP11453483 A JP 11453483A JP S608612 A JPS608612 A JP S608612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- catalyst body
- combustion
- catalytic combustor
- cylinder
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、各種のガス燃料まだは気化させだ液体燃料を
燃焼空気と予混合して触媒体に供給し、その表面で酸化
反応を起こさせて触媒体を発熱させ、発生ずる熱を利用
する触媒燃焼器に関する。
燃焼空気と予混合して触媒体に供給し、その表面で酸化
反応を起こさせて触媒体を発熱させ、発生ずる熱を利用
する触媒燃焼器に関する。
従来例の構成とその問題点
従来の触媒燃焼器は第１図に示す如く、燃焼節１内に、
耐熱性セラミックからなる整流板２、逆火防止板３、ハ
ニカム円筒形状をした単一の触媒体４を設置しただけで
あり、特に燃焼筒１との接触により冷却作用を受け、触
媒体４の外周部に活性化温度を下回る冷暗部が形成され
ていた。従ってこの部分では予混合気は完全には酸化さ
１１す、多量のＩ４ｃ、 Ｃｏを含んだ未燃ガスとして
排出される欠点があり、特に空気過剰率を増大させた場
合、触媒体４全体への冷却作用が増すため、排気ガス中
の未燃成分含有量が急激に増大していた。さらに低燃焼
量領域に於ては、安定燃焼部も活性化温度きりぎりの状
態であるため前記の傾向が′甚しかった。
耐熱性セラミックからなる整流板２、逆火防止板３、ハ
ニカム円筒形状をした単一の触媒体４を設置しただけで
あり、特に燃焼筒１との接触により冷却作用を受け、触
媒体４の外周部に活性化温度を下回る冷暗部が形成され
ていた。従ってこの部分では予混合気は完全には酸化さ
１１す、多量のＩ４ｃ、 Ｃｏを含んだ未燃ガスとして
排出される欠点があり、特に空気過剰率を増大させた場
合、触媒体４全体への冷却作用が増すため、排気ガス中
の未燃成分含有量が急激に増大していた。さらに低燃焼
量領域に於ては、安定燃焼部も活性化温度きりぎりの状
態であるため前記の傾向が′甚しかった。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、燃料を
触媒体上にて広範囲の空燃比のもとでも安定かつ効率の
良い酸化反応をさせると共に、排気ガスがクリーンとな
る触媒燃焼器を提供することを目的とする。
触媒体上にて広範囲の空燃比のもとでも安定かつ効率の
良い酸化反応をさせると共に、排気ガスがクリーンとな
る触媒燃焼器を提供することを目的とする。
発明の構成
上記目的を達成するために、本発明では２種類の触媒体
を用い、円筒状の燃焼筒内に、燃焼筒の直径よりも短い
直径を有するハニカム円筒状の第１の触媒体と、その外
周に７００〜９００℃の比較的低温で活性な酸化触媒を
担持したノ・ニカムリング状の第２の触媒体とを、同心
軸状に設置した本構成により、燃焼筒と第１の触媒体と
の間に第２の触媒体が存在するため、第１の触媒体は燃
焼筒からの冷却作用を受けることがなく活性化温度を保
持することができる。また、第２の触媒体は燃焼筒から
冷却作用を受けるが、常に７００〜９００℃の温度を維
持しており、さらにこの温度て活性を有する白金族金属
等を酸化触媒として担持しているため、この部分を燃料
予混合気が通過しても完全酸化され、未燃ガスの排出は
起こり得ない。
を用い、円筒状の燃焼筒内に、燃焼筒の直径よりも短い
直径を有するハニカム円筒状の第１の触媒体と、その外
周に７００〜９００℃の比較的低温で活性な酸化触媒を
担持したノ・ニカムリング状の第２の触媒体とを、同心
軸状に設置した本構成により、燃焼筒と第１の触媒体と
の間に第２の触媒体が存在するため、第１の触媒体は燃
焼筒からの冷却作用を受けることがなく活性化温度を保
持することができる。また、第２の触媒体は燃焼筒から
冷却作用を受けるが、常に７００〜９００℃の温度を維
持しており、さらにこの温度て活性を有する白金族金属
等を酸化触媒として担持しているため、この部分を燃料
予混合気が通過しても完全酸化され、未燃ガスの排出は
起こり得ない。
したがって、第２の触媒体では高温の安定燃焼領域を形
成し、その外周に位置する第２の触媒体では７００〜９
００℃での安定燃焼領域を保持する。
成し、その外周に位置する第２の触媒体では７００〜９
００℃での安定燃焼領域を保持する。
実施例の説明
本発明による触媒燃焼器の一実施例を第２図に示し、こ
れに従い説明する。
れに従い説明する。
気化筒ケース５内には、／−ズヒータ６を埋設した気化
予混合筒７があり、その内部には金網寸たはパンチング
メタル製の抵抗板８が設置され、気化予混合筒７後方に
は中央に空気口９を有する固定板１０が気化筒ケース５
とファンケース１１と共に接合されている。−勇気化予
混合筒７の前方には、１制熱性金属からなる円筒状の燃
焼筒１２が、気化筒ケース５に接合されている。燃焼筒
１２内には、その前方に向かって整流孔１３を有する整
流板１４、逆火防止板１６、同心軸状に配置された第１
の触媒体１６、断熱材１７を介して第２の触媒体１８が
設置されている。まだ、整流板１４のすぐ前方側には、
点火プラグ１９が燃焼筒１２を貫通する形で設置されて
いる。一方、気化予混合筒Ｔ内に臨んだシャフト２ｏの
先端には、前方に向けて径が犬となる円垂台形のコーン
２１、回転板２２、周端に攪拌用小羽根を有する混合板
２３が順次固定され、フ７／２４と連動する構造と橙っ
ている。また給油管２５の先端はコーン２１上方に開口
する様に設置されている。
予混合筒７があり、その内部には金網寸たはパンチング
メタル製の抵抗板８が設置され、気化予混合筒７後方に
は中央に空気口９を有する固定板１０が気化筒ケース５
とファンケース１１と共に接合されている。−勇気化予
混合筒７の前方には、１制熱性金属からなる円筒状の燃
焼筒１２が、気化筒ケース５に接合されている。燃焼筒
１２内には、その前方に向かって整流孔１３を有する整
流板１４、逆火防止板１６、同心軸状に配置された第１
の触媒体１６、断熱材１７を介して第２の触媒体１８が
設置されている。まだ、整流板１４のすぐ前方側には、
点火プラグ１９が燃焼筒１２を貫通する形で設置されて
いる。一方、気化予混合筒Ｔ内に臨んだシャフト２ｏの
先端には、前方に向けて径が犬となる円垂台形のコーン
２１、回転板２２、周端に攪拌用小羽根を有する混合板
２３が順次固定され、フ７／２４と連動する構造と橙っ
ている。また給油管２５の先端はコーン２１上方に開口
する様に設置されている。
次に上記構成による実施例の作用を説明する。
シーズヒータ６に通電され、気化予混合筒７の側壁が所
定の温度に到達すると、ファン２４、電磁ポンプ（図示
せず）に通電され、空気および液体燃料の供給が開始さ
れる。液体燃料は給油管２４により、回転中のコーン２
１のテーパに沿って回転板２２に達すると、その回転力
により円周方向に微粒子として飛散し、定温状態の気化
予混合筒７の側壁に接触し気化する。一方、ファン２４
によって取り入れられた空気は、空気口９から気化予混
合筒７内に送入され、混合板２３により気化した液体燃
料と均一に混合され予混合ガスとなる。
定の温度に到達すると、ファン２４、電磁ポンプ（図示
せず）に通電され、空気および液体燃料の供給が開始さ
れる。液体燃料は給油管２４により、回転中のコーン２
１のテーパに沿って回転板２２に達すると、その回転力
により円周方向に微粒子として飛散し、定温状態の気化
予混合筒７の側壁に接触し気化する。一方、ファン２４
によって取り入れられた空気は、空気口９から気化予混
合筒７内に送入され、混合板２３により気化した液体燃
料と均一に混合され予混合ガスとなる。
予混合ガスは抵抗板８、整流板１４を通過したところで
、通電によりスパークを発している点火プラグ１９で点
火される。点火初期には、整流＠１４前方側に青火炎を
形成して火炎燃焼を行わせる。
、通電によりスパークを発している点火プラグ１９で点
火される。点火初期には、整流＠１４前方側に青火炎を
形成して火炎燃焼を行わせる。
この状態で、火炎による輻射熱等により、第１の触媒体
１６、第２の触媒体１８を各々触媒燃焼に必要な活性化
温度すで到達させる。しかるのち一旦燃石の供給を停止
して前記の青火炎を消滅させ、次いで燃オー１の供給を
再開する。この時、第１の触媒体１６、第２の触媒体１
８はその熱容量の大きさにより活性化温度を維持してい
るため、今度は火炎を形成することなく触媒燃焼が開始
される。
１６、第２の触媒体１８を各々触媒燃焼に必要な活性化
温度すで到達させる。しかるのち一旦燃石の供給を停止
して前記の青火炎を消滅させ、次いで燃オー１の供給を
再開する。この時、第１の触媒体１６、第２の触媒体１
８はその熱容量の大きさにより活性化温度を維持してい
るため、今度は火炎を形成することなく触媒燃焼が開始
される。
この時点での第１の触媒体１６の温度は１０ｔ）Ｏ〜１
２００℃程度となシ反応は定常化する。ただし、第２の
触媒体１８は燃焼筒１２との接触で冷却され、７００〜
９００℃程度となるが、第２のｆＩｌす′媒体１８には
、７００〜９００℃の低温で活性な酸化触媒を担持して
いるため、この部分を予混合ガスが通過しても、完全酸
化され未燃成分の排出は起こらない。高燃焼量に於ても
、燃焼筒１２の冷却作用により、第２の触媒体１８が異
常加熱することを防止でき、酸化触媒の熱的な劣化は回
避できる。
２００℃程度となシ反応は定常化する。ただし、第２の
触媒体１８は燃焼筒１２との接触で冷却され、７００〜
９００℃程度となるが、第２のｆＩｌす′媒体１８には
、７００〜９００℃の低温で活性な酸化触媒を担持して
いるため、この部分を予混合ガスが通過しても、完全酸
化され未燃成分の排出は起こらない。高燃焼量に於ても
、燃焼筒１２の冷却作用により、第２の触媒体１８が異
常加熱することを防止でき、酸化触媒の熱的な劣化は回
避できる。
本発明の触媒燃焼器による効果を実証するデータとして
第１図に示した従来例、第２図に示した本発明実施例の
各々を用いた場合の燃焼特性の相違を第３図に示した。
第１図に示した従来例、第２図に示した本発明実施例の
各々を用いた場合の燃焼特性の相違を第３図に示した。
尚、従来例に於ける触媒体４は、ジルコニアを担体とし
てＮｉＯを酸化触媒として数％相持したものを用い、本
発明の実施例に於ける第１の触媒体１６も同じ組成のも
のを用い、第２の触媒体１８はジルコニアを担体とし、
ＣｕＯを酸化触媒として数チ担持したものを用いた。ま
た、従来例の触媒体４の容積七本発明実施例の第１の触
媒体１６と第２の触媒体１８の合計の容積とを同一とし
ている。
てＮｉＯを酸化触媒として数％相持したものを用い、本
発明の実施例に於ける第１の触媒体１６も同じ組成のも
のを用い、第２の触媒体１８はジルコニアを担体とし、
ＣｕＯを酸化触媒として数チ担持したものを用いた。ま
た、従来例の触媒体４の容積七本発明実施例の第１の触
媒体１６と第２の触媒体１８の合計の容積とを同一とし
ている。
図中、黒丸が本発明の実施例、白丸が従来例の場合を示
している。また上方が燃焼上限、下方が燃焼下限を示し
ている。燃焼上限の定義は、空気量を絞りＣＯ２濃度を
増大させた場合に、逆火防止板３、逆火防止板１５後方
に火炎を形成し、もはや無炎燃焼し得なくなる限界のＣ
ｏ２ 濃度（逆火限界）を示し、燃焼下限は、空気量を
増大させて（：Ｑ２．ｒｊｊｔ度を低下させていった場
合に、排ガス中にＣＯが発生し始める限界のＣｏ２ 濃
度（吹き飛び限界）を示す。燃焼上限、燃焼下限の差を
燃焼幅と定義した。
している。また上方が燃焼上限、下方が燃焼下限を示し
ている。燃焼上限の定義は、空気量を絞りＣＯ２濃度を
増大させた場合に、逆火防止板３、逆火防止板１５後方
に火炎を形成し、もはや無炎燃焼し得なくなる限界のＣ
ｏ２ 濃度（逆火限界）を示し、燃焼下限は、空気量を
増大させて（：Ｑ２．ｒｊｊｔ度を低下させていった場
合に、排ガス中にＣＯが発生し始める限界のＣｏ２ 濃
度（吹き飛び限界）を示す。燃焼上限、燃焼下限の差を
燃焼幅と定義した。
第３図より、従来例の場合は、低燃焼量側に移るにつれ
、燃焼下限が高Ｃ○２ 濃度側に位置する傾向があり、
燃焼幅も狭く広範囲に燃焼計を変えることができない。
、燃焼下限が高Ｃ○２ 濃度側に位置する傾向があり、
燃焼幅も狭く広範囲に燃焼計を変えることができない。
それに対し本発明実施例では、６００〜３２ｏｏＷ／ｈ
まで安定した燃焼幅を保持しており、従来より高い空燃
比に於ても安定燃焼が可能で、広範囲に燃焼量を変える
ことが可能である。
まで安定した燃焼幅を保持しており、従来より高い空燃
比に於ても安定燃焼が可能で、広範囲に燃焼量を変える
ことが可能である。
発明の効果
本発明の触媒燃焼器によれば次に列記する効果が得られ
る。
る。
（１）２種類の触媒体を用い、第１の触媒体の夕１周に
、７００〜９００℃の低温で活性な酸化触媒を担持した
第２の触媒体を同心軸状の配置し。
、７００〜９００℃の低温で活性な酸化触媒を担持した
第２の触媒体を同心軸状の配置し。
／こことにより、低燃焼量領域や空気過剰率を増大させ
た場合に於て、燃焼筒との接触によって第２の触媒体が
冷やされても、燃料を完全酸化することができる。
た場合に於て、燃焼筒との接触によって第２の触媒体が
冷やされても、燃料を完全酸化することができる。
（２） 上記構成により、広い燃焼幅、燃焼量可変範囲
を得ることができる。
を得ることができる。
第１図は従来の触媒燃焼器の要部縦断面図、第２図は本
発明による触媒燃焼器の一実施例の縦断面図、第３図は
従来例七本発明の実施例との燃焼特性比較図である。 １２・・・・・・燃焼筒、１６・・・・・・第１の触媒
体、１８、・・・・・第２の触媒体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１老躯
Ｉ 図
発明による触媒燃焼器の一実施例の縦断面図、第３図は
従来例七本発明の実施例との燃焼特性比較図である。 １２・・・・・・燃焼筒、１６・・・・・・第１の触媒
体、１８、・・・・・第２の触媒体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１老躯
Ｉ 図
Claims (4)
- （１） 耐熱性材料からなる燃焼筒内に、燃焼筒の直径
よりも短い直径を有するノ・ニカム円筒状の第１の触媒
体と、その外周に７００〜９００１：で活性な酸化触媒
を担持したハニカムリング状の第２の触媒体とを、同心
軸状に設置した触媒燃焼器。 - （２） 第１の触媒体、第２の触媒体の材料として、ア
ルミナ、ムライト、コーディエライト、ジルコニア等の
耐熱性セラミックを用いた特許請求の範囲第１項記載の
触媒燃焼器。 - （３） 第１の触媒体には、遷移金属酸化物の内、Ｆζ
Ｃ０１Ｎｉ 等の耐熱性の高い酸化物触媒を担持した特
許請求の範囲第２項記載の触媒燃焼器。 - （４） 第２の触媒体は、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ｐｄ等の白
金族金属の内１種類以上、または遷移金属酸化物の内、
Ｃｕ等の酸化能力が高いが耐熱性の低い酸化物の１種類
以上を担持した特許請求の範囲第２項記載の触媒燃焼器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11453483A JPS608612A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 触媒燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11453483A JPS608612A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 触媒燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608612A true JPS608612A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14640159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11453483A Pending JPS608612A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 触媒燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608612A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661481A1 (fr) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Ca Atomic Energy Ltd | Dispositif de chauffage catalytique. |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11453483A patent/JPS608612A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661481A1 (fr) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Ca Atomic Energy Ltd | Dispositif de chauffage catalytique. |
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