JPS61153404A - 触媒バ−ナ - Google Patents
触媒バ−ナInfo
- Publication number
- JPS61153404A JPS61153404A JP27885284A JP27885284A JPS61153404A JP S61153404 A JPS61153404 A JP S61153404A JP 27885284 A JP27885284 A JP 27885284A JP 27885284 A JP27885284 A JP 27885284A JP S61153404 A JPS61153404 A JP S61153404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- combustion
- wind box
- catalytic
- burner
- 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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Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray 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)
本発明は触媒バーナに係り、特に安全運転と熱損失の防
止等に好適な触媒接触式バーナに関するものである。
止等に好適な触媒接触式バーナに関するものである。
(従来の技術)
燃焼方法として、通常の気相燃焼方式のものと、白金、
パラジウムおよびロジウム等の貴金属や酸化第二鉄、酸
化コバルトおよび酸化ニッケル等の金属酸化物から選ば
れるものを担持せしめた触媒の存在下で接触燃焼を行う
方式のもとか、一般に知られている。前者の気相燃焼方
式では、発熱(火炎発生)空間が限定されるため、局部
的に2000℃付近あるいはそれ以上に達する高温領域
が存在し易く、然して窒素酸化物の発生をさけることが
本質的に困難である。また、この方式では、燃料と酸素
がいわゆる可燃範囲に混合されることが必要なため空燃
比についての制限があり、空燃比が適切に保持されない
場合には、煤塵の発生とともに燃焼効率の低下あるいは
燃焼不能の事態を招くといった問題がある。さらに、金
属の熱処理炉等ではせいぜい1000℃程度あるいはそ
れ以下の温度で十分な場合が多いので、このような方面
に必ずしも通さないという問題もある。
パラジウムおよびロジウム等の貴金属や酸化第二鉄、酸
化コバルトおよび酸化ニッケル等の金属酸化物から選ば
れるものを担持せしめた触媒の存在下で接触燃焼を行う
方式のもとか、一般に知られている。前者の気相燃焼方
式では、発熱(火炎発生)空間が限定されるため、局部
的に2000℃付近あるいはそれ以上に達する高温領域
が存在し易く、然して窒素酸化物の発生をさけることが
本質的に困難である。また、この方式では、燃料と酸素
がいわゆる可燃範囲に混合されることが必要なため空燃
比についての制限があり、空燃比が適切に保持されない
場合には、煤塵の発生とともに燃焼効率の低下あるいは
燃焼不能の事態を招くといった問題がある。さらに、金
属の熱処理炉等ではせいぜい1000℃程度あるいはそ
れ以下の温度で十分な場合が多いので、このような方面
に必ずしも通さないという問題もある。
一方、後者の接触燃焼方式によれば空燃比の面で気相燃
焼方式に比べ安定した燃焼が行える。すなわち、この方
式によれば燃料濃度がいわゆる可燃範囲より低い場合で
あっても、燃焼反応を持続させることができる上、気相
燃焼方式の場合よりも低い温度で燃焼が可能となるから
である。このように接触燃焼方式はすぐれた特徴を有す
るため、燃料資源の多様化や低公害燃焼といった最近の
要請に沿って石油精製プラントや製鉄所等におけるオフ
ガスの処理および自動車排気ガスの浄化等に代表される
従来からの熱利用分野のみならず、前記した金属等の熱
処理炉、その他の加熱装置およびガスタービン等に対し
ても通用が進んでいる。
焼方式に比べ安定した燃焼が行える。すなわち、この方
式によれば燃料濃度がいわゆる可燃範囲より低い場合で
あっても、燃焼反応を持続させることができる上、気相
燃焼方式の場合よりも低い温度で燃焼が可能となるから
である。このように接触燃焼方式はすぐれた特徴を有す
るため、燃料資源の多様化や低公害燃焼といった最近の
要請に沿って石油精製プラントや製鉄所等におけるオフ
ガスの処理および自動車排気ガスの浄化等に代表される
従来からの熱利用分野のみならず、前記した金属等の熱
処理炉、その他の加熱装置およびガスタービン等に対し
ても通用が進んでいる。
従来のこの種の接触燃焼装置は、第6図に示す通り、加
熱炉30、加熱炉炉壁1に取り付けられた複数個の触媒
バーナ33、燃焼用空気41および/または燃焼ガス4
2を触媒バーナ33の風箱部へ供給するための送風機3
4、燃料43を触媒バーナ33へ供給するためのポンプ
35および燃焼ガス26の循環ライン等から主に構成さ
れる。
熱炉30、加熱炉炉壁1に取り付けられた複数個の触媒
バーナ33、燃焼用空気41および/または燃焼ガス4
2を触媒バーナ33の風箱部へ供給するための送風機3
4、燃料43を触媒バーナ33へ供給するためのポンプ
35および燃焼ガス26の循環ライン等から主に構成さ
れる。
また、上記の触媒バーナ33は、第7図に示すごとく、
ケーシング46と断熱材20とからなる外壁で囲われた
バーナポート4、その炉内側端部に設けられた燃焼触媒
層2)同上流入口側端部に設けられた燃料ノズル5、バ
ーナポート4の上流側に連設された風箱3、該風箱3の
下流の側端部に設けられた旋回器45から主に構成され
る。このような構成の接触燃焼装置において、加熱炉3
0内に挿入された金属製品等の被加熱物31の加熱処理
が行われるが、これはまず送風機34の起動とこれに続
く空気ダンパ37および混合ダンパ39の開操作により
、燃焼用空気41を触媒バーナ33へ送ることにより開
始される。次に、燃料ポンプ35の起動とこれに続く燃
料弁40の開操作により燃料ノズル5から燃料43が噴
射、点火され、気相燃焼により燃焼触媒層2が反応開始
温度まで昇温される。この間は燃焼ガスダンパ38が閉
に保たれ、発生する燃焼ガス26は全量煙突36から排
出される。燃焼触媒層2の温度が反応開始温度に達した
ところで燃料弁40が絞られ、然して燃料噴射量は低減
されるが、このようにすることによりもはや気相燃焼を
持続することができなくなるので、バーナポート4内で
は空気と燃料の混合気25が形成され、これは燃焼触媒
層2へ送られて接触燃焼反応に供される。なお、このよ
うに燃料噴射量が減少する場合には投入熱量も少なくな
るが、燃料を絞るに従って燃焼ガスダンパ38を開くと
ともに、空気ダンパ37の開度を減じて燃焼ガス26を
循環させ、排熱の回収を計るようにすれば、加熱炉3内
の温度に与える影響を少なくすることができる。また、
旋回器45を備えたことにより燃料と空気の混合がよく
なり、気相燃焼時には短炎化、接触燃焼時には燃焼触媒
層2の温度を均一化せしめることができる。このように
、従来の接触燃焼装置による場合でもある程度良好な接
触燃焼が可能である。しかし、従来の触媒バーナでは、
接触燃焼反応が始まると燃焼触媒層2が800°C以上
の赤熱状態となるため、これから発せられる輻射熱52
により燃料ノズル5の先端部が加熱されるという問題が
ある。ちなみに、燃料ノズル5から噴射された燃料24
は、燃料ノズル5の近傍では燃焼ガスまたは空気による
稀釈が不十分なため可燃限界以上の濃度になっており、
従って燃料ノズル5およびその周辺が着火温度以上にな
っていれば容易に着火し、いわゆる逆火現象を生ずるこ
ととなる。このような現象が触媒バーナの定常運転時に
発生すると、この場合には前述したごとく多量の燃焼ガ
スを循環せしめて風箱3およびバーナポート4内の酸素
分圧を低下させているため不完全燃焼となり、発生未燃
分が燃焼触媒層に詰まって圧力損失の増加や触媒機能の
劣化原因となる上、不安定な火炎による局所加熱により
、触媒が焼損したりひび割れしたりする恐れもある。さ
らに、加熱炉等の熱処理装置はその性質上完全な密封状
態とはなっていないので、−酸化炭素等の有毒性未燃分
が装置へ漏洩する等の危険もある。
ケーシング46と断熱材20とからなる外壁で囲われた
バーナポート4、その炉内側端部に設けられた燃焼触媒
層2)同上流入口側端部に設けられた燃料ノズル5、バ
ーナポート4の上流側に連設された風箱3、該風箱3の
下流の側端部に設けられた旋回器45から主に構成され
る。このような構成の接触燃焼装置において、加熱炉3
0内に挿入された金属製品等の被加熱物31の加熱処理
が行われるが、これはまず送風機34の起動とこれに続
く空気ダンパ37および混合ダンパ39の開操作により
、燃焼用空気41を触媒バーナ33へ送ることにより開
始される。次に、燃料ポンプ35の起動とこれに続く燃
料弁40の開操作により燃料ノズル5から燃料43が噴
射、点火され、気相燃焼により燃焼触媒層2が反応開始
温度まで昇温される。この間は燃焼ガスダンパ38が閉
に保たれ、発生する燃焼ガス26は全量煙突36から排
出される。燃焼触媒層2の温度が反応開始温度に達した
ところで燃料弁40が絞られ、然して燃料噴射量は低減
されるが、このようにすることによりもはや気相燃焼を
持続することができなくなるので、バーナポート4内で
は空気と燃料の混合気25が形成され、これは燃焼触媒
層2へ送られて接触燃焼反応に供される。なお、このよ
うに燃料噴射量が減少する場合には投入熱量も少なくな
るが、燃料を絞るに従って燃焼ガスダンパ38を開くと
ともに、空気ダンパ37の開度を減じて燃焼ガス26を
循環させ、排熱の回収を計るようにすれば、加熱炉3内
の温度に与える影響を少なくすることができる。また、
旋回器45を備えたことにより燃料と空気の混合がよく
なり、気相燃焼時には短炎化、接触燃焼時には燃焼触媒
層2の温度を均一化せしめることができる。このように
、従来の接触燃焼装置による場合でもある程度良好な接
触燃焼が可能である。しかし、従来の触媒バーナでは、
接触燃焼反応が始まると燃焼触媒層2が800°C以上
の赤熱状態となるため、これから発せられる輻射熱52
により燃料ノズル5の先端部が加熱されるという問題が
ある。ちなみに、燃料ノズル5から噴射された燃料24
は、燃料ノズル5の近傍では燃焼ガスまたは空気による
稀釈が不十分なため可燃限界以上の濃度になっており、
従って燃料ノズル5およびその周辺が着火温度以上にな
っていれば容易に着火し、いわゆる逆火現象を生ずるこ
ととなる。このような現象が触媒バーナの定常運転時に
発生すると、この場合には前述したごとく多量の燃焼ガ
スを循環せしめて風箱3およびバーナポート4内の酸素
分圧を低下させているため不完全燃焼となり、発生未燃
分が燃焼触媒層に詰まって圧力損失の増加や触媒機能の
劣化原因となる上、不安定な火炎による局所加熱により
、触媒が焼損したりひび割れしたりする恐れもある。さ
らに、加熱炉等の熱処理装置はその性質上完全な密封状
態とはなっていないので、−酸化炭素等の有毒性未燃分
が装置へ漏洩する等の危険もある。
このような連化現象を防ぐものとして、第8図に示すご
とく燃焼触媒層2の混合気25流入側端邪に触媒未担持
部47を設け、混合気流入側端部の温度を下げることに
より逆火を防止する方法(実開57−108512およ
び実開57−108513)、第9図に示すごとく、燃
焼触媒層2に設けられた流路48となる小孔の形状を、
混合気25の流入側では小さく、下流側では大きくなる
ようにして混合気流入部の流速を上げ、逆火を防ぐ方法
(特開5B−62416)、第10図に示すごとく、主
触媒N49の上流に開口面積が小さい副触媒層50を設
け、第8図の場合と同様にして逆火を防ぐ方法(特開5
8−123013)、および第11図に示すごとく、燃
焼触媒層2の上流にセラミックヒータで形成される多孔
板51を設け、以って逆火を防ぐとともに高温触媒燃焼
を可能ならしめる方法等が知られている。しかるに、第
9図に示す方法は混合気側に面する触媒層の温度低下を
目的とするものであるが、短時間の運転であればともか
く、金属熱処理炉等のように長時間の運転を必要とする
場合には、熱伝導により触媒層全体の温度が上昇するの
で、その一部分のみを低温に保つことは不可能となる。
とく燃焼触媒層2の混合気25流入側端邪に触媒未担持
部47を設け、混合気流入側端部の温度を下げることに
より逆火を防止する方法(実開57−108512およ
び実開57−108513)、第9図に示すごとく、燃
焼触媒層2に設けられた流路48となる小孔の形状を、
混合気25の流入側では小さく、下流側では大きくなる
ようにして混合気流入部の流速を上げ、逆火を防ぐ方法
(特開5B−62416)、第10図に示すごとく、主
触媒N49の上流に開口面積が小さい副触媒層50を設
け、第8図の場合と同様にして逆火を防ぐ方法(特開5
8−123013)、および第11図に示すごとく、燃
焼触媒層2の上流にセラミックヒータで形成される多孔
板51を設け、以って逆火を防ぐとともに高温触媒燃焼
を可能ならしめる方法等が知られている。しかるに、第
9図に示す方法は混合気側に面する触媒層の温度低下を
目的とするものであるが、短時間の運転であればともか
く、金属熱処理炉等のように長時間の運転を必要とする
場合には、熱伝導により触媒層全体の温度が上昇するの
で、その一部分のみを低温に保つことは不可能となる。
また、第9図および第10図の方法においても、触媒層
の温度が上昇するのは第9図の場合と同様であり、加え
て流速の増加は反応率の低下と流動抵抗、すなわち圧力
損失の増加を招くばかりであり、好ましくない。第11
図の方法は、輻射熱を防ぐ点に関する限り上記の各方法
より効果はあるが、触媒層2が高温になれば多孔板51
の温度も上がって、これからの再輻射量が増加すること
となるので、逆火を防ぐことにはならない。かつこの場
合には、圧力損失が一層増加するという問題もある。こ
のような逆火防止上の問題に加え、従来の触媒バーナに
は以下の問題もある。すなわち、加熱炉等には通常、複
数個の触媒バーナが設けれらているが、触媒バーナの故
障あるいは加熱炉の部分負荷運転等によって一部バーナ
の運転が停止されることがあるが、このような場合、安
全および熱効率上等の観点から加熱炉内の燃焼ガスを停
止バーナ側へ漏洩させないことが必要とされている。し
かし、従来の触媒バーナはかかる機能を備えていない。
の温度が上昇するのは第9図の場合と同様であり、加え
て流速の増加は反応率の低下と流動抵抗、すなわち圧力
損失の増加を招くばかりであり、好ましくない。第11
図の方法は、輻射熱を防ぐ点に関する限り上記の各方法
より効果はあるが、触媒層2が高温になれば多孔板51
の温度も上がって、これからの再輻射量が増加すること
となるので、逆火を防ぐことにはならない。かつこの場
合には、圧力損失が一層増加するという問題もある。こ
のような逆火防止上の問題に加え、従来の触媒バーナに
は以下の問題もある。すなわち、加熱炉等には通常、複
数個の触媒バーナが設けれらているが、触媒バーナの故
障あるいは加熱炉の部分負荷運転等によって一部バーナ
の運転が停止されることがあるが、このような場合、安
全および熱効率上等の観点から加熱炉内の燃焼ガスを停
止バーナ側へ漏洩させないことが必要とされている。し
かし、従来の触媒バーナはかかる機能を備えていない。
もちろん、このような場合には混合ダンパの閉操作が行
われるが、このような操作のみでは十分とは言えない。
われるが、このような操作のみでは十分とは言えない。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、運
転時での逆火防止と部分停止時での熟損出や炉内ガスの
漏洩を防止できる触媒バーナを提供することにある。
転時での逆火防止と部分停止時での熟損出や炉内ガスの
漏洩を防止できる触媒バーナを提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
上記の目的を達成するため、本発明は、燃焼用空気およ
び/または燃焼ガスが供給される風箱と、この風箱に連
通ずる、接触燃焼触媒層を有するバーナポートと、該接
触燃焼触媒層の上流側に燃料供給制御弁を介して設けら
れる接触燃焼用燃料ノズルとを備えた触媒バーナにおい
て、上記風箱の径をバーナポートのそれより大径にする
とともに、上記接触燃焼用燃料ノズルの燃料噴射口を風
箱内において接触燃焼触媒層からの輻射根を回避できる
死角空間に設け、かつ風箱とバーナポートの境界部に両
者を遮断自在とする遮断装置を設けたことを特徴とする
。なお、本発明の好適態様において、上記の燃料供給制
御弁は遮断装置の作動に応じて操作されるように構成す
ることが、炉内ガスの漏洩を確実に防止する上から望ま
しい。
び/または燃焼ガスが供給される風箱と、この風箱に連
通ずる、接触燃焼触媒層を有するバーナポートと、該接
触燃焼触媒層の上流側に燃料供給制御弁を介して設けら
れる接触燃焼用燃料ノズルとを備えた触媒バーナにおい
て、上記風箱の径をバーナポートのそれより大径にする
とともに、上記接触燃焼用燃料ノズルの燃料噴射口を風
箱内において接触燃焼触媒層からの輻射根を回避できる
死角空間に設け、かつ風箱とバーナポートの境界部に両
者を遮断自在とする遮断装置を設けたことを特徴とする
。なお、本発明の好適態様において、上記の燃料供給制
御弁は遮断装置の作動に応じて操作されるように構成す
ることが、炉内ガスの漏洩を確実に防止する上から望ま
しい。
本発明において、風箱の径をバーナポートのそれより大
径にすることにより、接触燃焼触媒層からの輻射熱を回
避できる死角空間を設けることができる。
径にすることにより、接触燃焼触媒層からの輻射熱を回
避できる死角空間を設けることができる。
また接触燃焼用燃料ノズルの燃料噴射口をこのような死
角空間に設けることにより、噴射直後の稀釈が不十分な
高濃度(可燃限界以上)燃料に輻射熱が作用することは
なくなり、従って逆火現象を防止することができる。
角空間に設けることにより、噴射直後の稀釈が不十分な
高濃度(可燃限界以上)燃料に輻射熱が作用することは
なくなり、従って逆火現象を防止することができる。
風箱とバーナポートの境界部に設けられる遮断装置は、
触媒バーナの停止時に両者を遮断し、風箱内への炉内ガ
スの漏洩を防止できるものであればどのようなものでも
よいが、特に可動栓またはダンパが好ましい。
触媒バーナの停止時に両者を遮断し、風箱内への炉内ガ
スの漏洩を防止できるものであればどのようなものでも
よいが、特に可動栓またはダンパが好ましい。
(実施例)
以下、図面に示す実施例により本発明をさらに詳しくは
説明する。
説明する。
第1図は、本発明の実施例に係る触媒バーナの側断面図
、第2図は、第1図のA−A’方向視図を示すもので、
このものは、第7図に示す同一符号とその説明が同様に
参照される部分と、第7図に示す風箱3に替えて設けら
れた、バーナポート4より大径の風箱3Aと、この風箱
3A内において燃焼触媒層2からの輻射熱52を回避で
きる死角空間54に設けられた接触燃焼用燃料の噴射口
8と、風箱3A内をバーナの軸心方向へ移動可能とされ
た台形断面の可動栓13とから主に構成される。なお、
図中、19は後記制御部21の指示下に接触燃焼用燃料
43の供給量制御を行う制御弁、6は該制御弁通過後の
接触燃料用燃料を分配、供給するためのリングヘッダ、
7はリングヘッダ6から分配、供給される接触燃焼用燃
料を燃料噴射口8へ案内するためのノズル、15はバー
ナの軸心方向へ摺動自在とされた可動栓13の支持用中
空摺動棹、42は可動栓13を圧接下に嵌合可能とする
ためのバーナポート4の上流側入口部に設けられた同形
の切込み部、17は可動栓13が切込み部42に圧接、
嵌合されるとマイクロスイッチ27に当接するように摺
動棹15上に立設された遮断位置指示棒、18はマイク
ロスイッチ27の作動信号を(制御弁)制御部21へ入
力するためのケーブルである。また、IIAは第7図に
示すケーシング46および11に替る共通のケーシング
、5Aは設置位置が風箱3A内とされ、かつ使用燃料が
昇温燃焼用燃料43Aのみに限定される以外は第7図の
燃料ノズル5と同様な構造の昇温燃焼用燃料ノズル、9
は空気および/または燃焼ガスの導入口、10は加熱炉
壁ケーシング、12は該ケーシング10にケーシングI
IAを固定するためのフランジ、14および16はそれ
ぞれ摺動棹15のシール機構、53は輻射熱作用空間を
示す。
、第2図は、第1図のA−A’方向視図を示すもので、
このものは、第7図に示す同一符号とその説明が同様に
参照される部分と、第7図に示す風箱3に替えて設けら
れた、バーナポート4より大径の風箱3Aと、この風箱
3A内において燃焼触媒層2からの輻射熱52を回避で
きる死角空間54に設けられた接触燃焼用燃料の噴射口
8と、風箱3A内をバーナの軸心方向へ移動可能とされ
た台形断面の可動栓13とから主に構成される。なお、
図中、19は後記制御部21の指示下に接触燃焼用燃料
43の供給量制御を行う制御弁、6は該制御弁通過後の
接触燃料用燃料を分配、供給するためのリングヘッダ、
7はリングヘッダ6から分配、供給される接触燃焼用燃
料を燃料噴射口8へ案内するためのノズル、15はバー
ナの軸心方向へ摺動自在とされた可動栓13の支持用中
空摺動棹、42は可動栓13を圧接下に嵌合可能とする
ためのバーナポート4の上流側入口部に設けられた同形
の切込み部、17は可動栓13が切込み部42に圧接、
嵌合されるとマイクロスイッチ27に当接するように摺
動棹15上に立設された遮断位置指示棒、18はマイク
ロスイッチ27の作動信号を(制御弁)制御部21へ入
力するためのケーブルである。また、IIAは第7図に
示すケーシング46および11に替る共通のケーシング
、5Aは設置位置が風箱3A内とされ、かつ使用燃料が
昇温燃焼用燃料43Aのみに限定される以外は第7図の
燃料ノズル5と同様な構造の昇温燃焼用燃料ノズル、9
は空気および/または燃焼ガスの導入口、10は加熱炉
壁ケーシング、12は該ケーシング10にケーシングI
IAを固定するためのフランジ、14および16はそれ
ぞれ摺動棹15のシール機構、53は輻射熱作用空間を
示す。
このような構成の触媒バーナにおいて、まず空気41が
風箱3A内に供給され、次いでノズル5Aから昇温燃焼
用燃料43Aが噴射、転化されて気相燃焼が開始され、
然して燃焼触媒層2が加熱昇温される。燃焼触媒層2の
温度が反応開始温度以上に達したところで昇温燃焼用燃
料43Aの供給が絞られ、代わりに燃料供給制御弁19
を開くことにより、接触燃焼用燃料43Bがリングヘッ
ダ6および接触燃焼用燃料ノズル7を経たのち噴射口8
から風箱3A内の中心部へ向けて噴射される。か(して
噴射された燃料24Bは、空気導入口9を経て供給され
る空気および/または燃焼ガス26と混合、稀釈された
のち燃焼触媒層2に送られ接触燃焼される。このとき全
投入燃料量は減少するが、加熱炉から排出される燃焼ガ
スを循環せしめ、高温の燃焼ガス26として導入口9か
ら風箱3A内へ導入して熱回収を計れば、必要な導入熱
量を確保することができる。
風箱3A内に供給され、次いでノズル5Aから昇温燃焼
用燃料43Aが噴射、転化されて気相燃焼が開始され、
然して燃焼触媒層2が加熱昇温される。燃焼触媒層2の
温度が反応開始温度以上に達したところで昇温燃焼用燃
料43Aの供給が絞られ、代わりに燃料供給制御弁19
を開くことにより、接触燃焼用燃料43Bがリングヘッ
ダ6および接触燃焼用燃料ノズル7を経たのち噴射口8
から風箱3A内の中心部へ向けて噴射される。か(して
噴射された燃料24Bは、空気導入口9を経て供給され
る空気および/または燃焼ガス26と混合、稀釈された
のち燃焼触媒層2に送られ接触燃焼される。このとき全
投入燃料量は減少するが、加熱炉から排出される燃焼ガ
スを循環せしめ、高温の燃焼ガス26として導入口9か
ら風箱3A内へ導入して熱回収を計れば、必要な導入熱
量を確保することができる。
ところで、噴射口8から噴射された燃料24Bは、噴射
直後は濃度が高いため、気相燃焼における可燃範囲にあ
るが、上記噴射口8が高温下にある燃焼触媒層2からの
輻射熱52を回避できる死角空間54に位置しているた
め着火することばない。噴射燃料は次いで輻射熱作用空
間53に達するが、このときには十分稀釈、混合されて
気相燃焼における可燃範囲外となっているので逆火の危
険はない。
直後は濃度が高いため、気相燃焼における可燃範囲にあ
るが、上記噴射口8が高温下にある燃焼触媒層2からの
輻射熱52を回避できる死角空間54に位置しているた
め着火することばない。噴射燃料は次いで輻射熱作用空
間53に達するが、このときには十分稀釈、混合されて
気相燃焼における可燃範囲外となっているので逆火の危
険はない。
以上は通常運転時について説明したものであるが、加熱
炉の部分負荷運転時あるいは故障等で加熱炉運転中にも
かかわらず当該バーナを停止しておく必要のある場合に
は、可動栓13を炉内側へ圧着するまで移動させること
によりバーナポート4の遮断が行われる。これにより、
加熱炉炉内から燃焼ガスが停止バーナの風箱3A側へリ
ークすることはなくなるので、該風箱や昇温燃焼用燃料
ノズル5Aの加熱といった安全および熱損失等の観点か
ら見て好ましからざる事態をさけることができる。また
バーナポート4が上記遮断状態にある場合には、摺動棹
15に立設された遮断位置指示棒17がマイクロスイッ
チ27に当接し゛てこれを作動せしめ、この信号がケー
ブル18を経て制御部21に送られ、制御弁19の閉操
作が行われる。これにより、接触燃焼用燃料43Bが風
箱3A内へ誤って噴射されることが回避される。
炉の部分負荷運転時あるいは故障等で加熱炉運転中にも
かかわらず当該バーナを停止しておく必要のある場合に
は、可動栓13を炉内側へ圧着するまで移動させること
によりバーナポート4の遮断が行われる。これにより、
加熱炉炉内から燃焼ガスが停止バーナの風箱3A側へリ
ークすることはなくなるので、該風箱や昇温燃焼用燃料
ノズル5Aの加熱といった安全および熱損失等の観点か
ら見て好ましからざる事態をさけることができる。また
バーナポート4が上記遮断状態にある場合には、摺動棹
15に立設された遮断位置指示棒17がマイクロスイッ
チ27に当接し゛てこれを作動せしめ、この信号がケー
ブル18を経て制御部21に送られ、制御弁19の閉操
作が行われる。これにより、接触燃焼用燃料43Bが風
箱3A内へ誤って噴射されることが回避される。
さらに、可動栓17を例えば破線の132に示すごとく
中間位置に保てば、噴射燃料24Bはこれに衝突して分
散化が促進されるので、燃焼触媒層2に送られる混合気
25の濃度をより均一化することができる。これにより
反応の均等化が達成されるため、触媒上の温度分布が均
一化される上、局部加熱により触媒が割れるといった問
題がなくなる等の実施例特有の効果も得られる。
中間位置に保てば、噴射燃料24Bはこれに衝突して分
散化が促進されるので、燃焼触媒層2に送られる混合気
25の濃度をより均一化することができる。これにより
反応の均等化が達成されるため、触媒上の温度分布が均
一化される上、局部加熱により触媒が割れるといった問
題がなくなる等の実施例特有の効果も得られる。
以上は、本発明の典型的な実施例について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形や
応用が可能である。例えば、第3図に示すごとく、空気
および/または燃焼ガスの導入口を旋回方向イが得られ
るように風箱3Aの中心に対して偏心させた9Aとする
とともに、接触燃焼用燃料ノズルの噴射孔を上記旋回方
向イに対し逆方向となるような8Aとすれば、風箱3A
内における接触用燃料と空気および/または燃焼ガスと
の混合を一層促進することができる。
本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形や
応用が可能である。例えば、第3図に示すごとく、空気
および/または燃焼ガスの導入口を旋回方向イが得られ
るように風箱3Aの中心に対して偏心させた9Aとする
とともに、接触燃焼用燃料ノズルの噴射孔を上記旋回方
向イに対し逆方向となるような8Aとすれば、風箱3A
内における接触用燃料と空気および/または燃焼ガスと
の混合を一層促進することができる。
また、第4図および第5図に示すごとく、バーナポート
の遮断手段として水平方向(口参照)に摺動自在とされ
た摺動ダンパ28を設けることもでき、同様な効果が達
成される。なお、第5図において、17Aは該摺動ダン
パ28の上面に立設された遮断位置指示棒、29はシー
ル機構である。
の遮断手段として水平方向(口参照)に摺動自在とされ
た摺動ダンパ28を設けることもでき、同様な効果が達
成される。なお、第5図において、17Aは該摺動ダン
パ28の上面に立設された遮断位置指示棒、29はシー
ル機構である。
バーナポートの遮断状態検出機構としては、前記第1図
および第5図に示したような遮断位置指示棒とマイクロ
スイッチの組合わせに限らず、可動栓や摺動ダンパ等の
位置の変化を検出して燃料供給制御弁を作動可能とする
ものや、風箱内圧の急激な上昇を検出して燃料供給制御
弁を閉作動させるもの等でもよく、同様な安全上の効果
が得られる。
および第5図に示したような遮断位置指示棒とマイクロ
スイッチの組合わせに限らず、可動栓や摺動ダンパ等の
位置の変化を検出して燃料供給制御弁を作動可能とする
ものや、風箱内圧の急激な上昇を検出して燃料供給制御
弁を閉作動させるもの等でもよく、同様な安全上の効果
が得られる。
(発明の効果)
以上、本発明によれば、接触燃焼用燃料ノズルの燃料噴
射口を風箱内において接触燃焼触媒層からの輻射熱を回
避できる死角空間に設け:かつ風箱とバーナポートの境
界部に両者を遮断自在とする遮断装置を設けたことによ
り、通常運転時には噴射直後の空気および/または燃焼
ガスによる稀釈が不十分な高濃度燃料に輻射熱が作用す
ることはなくなるので逆火現象を防止でき、また部分停
止時には、遮断装置の作動により炉内ガスが風箱を経て
外部へ漏洩する等の危険を防止できる。
射口を風箱内において接触燃焼触媒層からの輻射熱を回
避できる死角空間に設け:かつ風箱とバーナポートの境
界部に両者を遮断自在とする遮断装置を設けたことによ
り、通常運転時には噴射直後の空気および/または燃焼
ガスによる稀釈が不十分な高濃度燃料に輻射熱が作用す
ることはなくなるので逆火現象を防止でき、また部分停
止時には、遮断装置の作動により炉内ガスが風箱を経て
外部へ漏洩する等の危険を防止できる。
第1図は、本発明の実施例に係る触媒バーナの側断面図
、第2図は、第1図のA−A ’方向に沿った視図、第
3図は、本発明の他の実施例に係る触媒バーナを第1図
のB−B“方向に沿って示す視図、第4図は、本発明の
他の実施例に係る触媒バーナの側断面図、第5図は、第
4図のC−C“方向に沿った視図、第6図は、従来の接
触燃焼装置の主要部側断面系統図、第7図は、従来の触
媒バーナの側断面図、第8〜第11図は、それぞれ他の
従来触媒バーナの部分側断面図である。 1・・・加熱炉炉壁、2・・・燃焼触媒層、3.3A・
・・風箱、4・・・バーナポート、5・・・燃料ノズル
、5A・・・昇温燃焼用燃料ノズル、6・・・リングヘ
ッダ、7・・・接触燃焼用燃料ノズル、8.8A・・・
燃料噴射口、11、IIA、46・・・ケーシング、1
3・・・可動栓、14.16.29・・・シール機構、
15・・・摺動棹、17.17A・・・遮断位置指示棒
、19・・・燃料供給制御弁、20・・・断熱材、24
.24B・・・噴射燃料、25・・・混合気、26・・
・燃焼ガス、27・・・マイクロスイッチ、28・・・
摺動ダンパ、3o・・・加熱炉、31・・・被加熱物、
33・・・触媒バーナ、41・・・燃焼用空気、42・
・・切込み部、43・・・燃料、43A・・・昇温燃焼
用燃料、43B・・・接触燃焼用燃料、45・・・旋回
器、47・・・触媒未担持部、48・・・流路、49・
・・主触媒層、50・・・副触媒層、51・・・多孔板
、52・・・輻射熱、53・・・輻射熱作用空間、54
・・・輻射熱回避死角空間。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第2図 第4図 28:摺動7ンパ 30:如妃が′ 第7図 第8図 第9図 第10図 第11図 48:i路 η
、第2図は、第1図のA−A ’方向に沿った視図、第
3図は、本発明の他の実施例に係る触媒バーナを第1図
のB−B“方向に沿って示す視図、第4図は、本発明の
他の実施例に係る触媒バーナの側断面図、第5図は、第
4図のC−C“方向に沿った視図、第6図は、従来の接
触燃焼装置の主要部側断面系統図、第7図は、従来の触
媒バーナの側断面図、第8〜第11図は、それぞれ他の
従来触媒バーナの部分側断面図である。 1・・・加熱炉炉壁、2・・・燃焼触媒層、3.3A・
・・風箱、4・・・バーナポート、5・・・燃料ノズル
、5A・・・昇温燃焼用燃料ノズル、6・・・リングヘ
ッダ、7・・・接触燃焼用燃料ノズル、8.8A・・・
燃料噴射口、11、IIA、46・・・ケーシング、1
3・・・可動栓、14.16.29・・・シール機構、
15・・・摺動棹、17.17A・・・遮断位置指示棒
、19・・・燃料供給制御弁、20・・・断熱材、24
.24B・・・噴射燃料、25・・・混合気、26・・
・燃焼ガス、27・・・マイクロスイッチ、28・・・
摺動ダンパ、3o・・・加熱炉、31・・・被加熱物、
33・・・触媒バーナ、41・・・燃焼用空気、42・
・・切込み部、43・・・燃料、43A・・・昇温燃焼
用燃料、43B・・・接触燃焼用燃料、45・・・旋回
器、47・・・触媒未担持部、48・・・流路、49・
・・主触媒層、50・・・副触媒層、51・・・多孔板
、52・・・輻射熱、53・・・輻射熱作用空間、54
・・・輻射熱回避死角空間。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第2図 第4図 28:摺動7ンパ 30:如妃が′ 第7図 第8図 第9図 第10図 第11図 48:i路 η
Claims (2)
- (1)燃焼用空気および/または燃焼ガスが供給される
風箱と、この風箱に連通する、接触燃焼触媒層を有する
バーナポートと、該接触燃焼触媒層の上流側に燃料供給
制御弁を介して設けられる接触燃焼用燃料ノズルとを備
えた触媒バーナにおいて、上記風箱の径をバーナポート
のそれより大径にするとともに、上記接触燃焼用燃料ノ
ズルの燃料噴射口を風箱内において接触燃焼触媒層から
の輻射熱を回避できる死角空間に設け、かつ風箱とバー
ナポートの境界部に両者を遮断自在とする遮断装置を設
けたことを特徴とする触媒バーナ。 - (2)特許請求の範囲第1項において、上記燃料供給制
御弁は遮断装置の作動に応じて操作されることを特徴と
する触媒バーナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27885284A JPS61153404A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 触媒バ−ナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27885284A JPS61153404A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 触媒バ−ナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61153404A true JPS61153404A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17603037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27885284A Pending JPS61153404A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 触媒バ−ナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61153404A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0503319A2 (de) * | 1991-03-12 | 1992-09-16 | Asea Brown Boveri Ag | Brenner für eine Vormischverbrennung eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes |
US6709264B2 (en) * | 2001-11-20 | 2004-03-23 | General Motors Corporation | Catalytic combuster |
JP2012220089A (ja) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Corona Corp | 燃焼装置 |
JP2018009757A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | ダイニチ工業株式会社 | 小型渦流燃焼器 |
WO2019187559A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃焼器及びそれを備えるガスタービン |
US11692710B2 (en) | 2019-01-31 | 2023-07-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Burner, combustor including same, and gas turbine |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27885284A patent/JPS61153404A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0503319A2 (de) * | 1991-03-12 | 1992-09-16 | Asea Brown Boveri Ag | Brenner für eine Vormischverbrennung eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes |
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KR20200119875A (ko) * | 2018-03-26 | 2020-10-20 | 미츠비시 파워 가부시키가이샤 | 연소기 및 그것을 구비하는 가스 터빈 |
US11371707B2 (en) | 2018-03-26 | 2022-06-28 | Mitsubishi Power, Ltd. | Combustor and gas turbine including the same |
US11692710B2 (en) | 2019-01-31 | 2023-07-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Burner, combustor including same, and gas turbine |
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