JPH0324988Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は接触燃焼装置に係り、特に液体燃料を
効率よく燃焼できて小型化に好適な接触燃焼装置
に関するものである。

〔従来の技術及び解決しようとする問題点〕

近年、触媒を用いた接触燃焼法は、通常の気相
燃焼に比べて低温燃焼が可能で、排ガス中の窒素
酸化物（以下、NOxと称する）及び一酸化炭素
（CO）等の物質が殆ど発生しないことから、注目
されている。

この接触燃焼法は、このように優れた特徴を有
するため、燃料資源の多様化や低公害燃焼の要求
に伴つて石油精製プラント及び製鉄所等のオフガ
ス処理、自動車排ガスの浄化、加熱装置及びガス
タービンなどに利用されている。これらの接触燃
焼に用いる触媒としては、白金、パラジウム及び
ロジウム等の貴金属類、或いは酸化第二鉄、酸化
コバルト及び酸化ニツケル等の金属酸化物を担持
させたものであり、燃料としては、そのコスト及
び取扱いの便利さから、気体燃料に代えて液体燃
料が用いられることが多くなつている。

従来の接触燃焼装置は、第３図に示すように、
液体燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、燃料の霧
化室１２′、混合器２０′、整流板３０、接触燃焼
器４０、熱交換器５０、空気予熱器６０及び送風
機７０により構成されている。

すなわち、液体燃料は燃料ポンプ１１で加圧さ
れ、霧化室１２内の噴霧ノズル１３で微粒化を行
い、混合器２０′内に導びかれる。一方、燃焼用
空気は、空気予熱器６０で加熱された後に霧化室
１２′に供給され、混合器２０′内に導びかれる。
混合器２０′は通常、断面が円形又は矩形となつ
ており、下流にいくに従つて断面積が拡大し、接
触燃焼器４０に接続される構造となつている。前
記霧化室１２′内で微粒化された液体燃料は空気
予熱器６０で加熱された燃焼用空気と共に旋回し
ながら混合器２０′へ導びかれ、液体燃料は蒸発
しつつ、燃焼用空気と混合し、整流板３０を経て
接触燃焼器４０内の触媒層４１に達し、触媒作用
により燃焼して高温燃焼ガスとなり、熱交換器５
０及び空気予熱器６０を経て排ガスとして放出さ
れる。ここでは、図示していないが、燃焼用空気
を空気予熱器で予熱する代りに、燃焼ガス帰還ダ
クト及び送風機７０を設け、燃焼ガスを霧化室１
２′に帰還させ、廃熱の回収を図る方法を用いて
いる。

ところで、混合器２０′内では、微粒化された
液体燃料と燃焼用空気又は燃焼ガスの混合、液体
燃料の蒸発が速やかに行われる必要がある。

一般に噴霧ノズル１３としては、圧力噴霧及び
二流体噴霧の方式が採用されているが、噴霧液滴
の径は一様でなく、特定の分布をもつているた
め、混合器２０′の寸法が不適切であれば、大粒
径の液滴は蒸発を完了することなく接触燃焼器４
０内の触媒層４１へ飛来する。このような現象が
生じると、燃焼用空気又は燃焼ガス中における燃
料濃度は不均一となり、触媒層４１の入口部に付
着した液滴が炭化し、目詰まりによる流動抵抗の
増大や燃焼効率の低下により未燃分の発生が起る
ばかりでなく、触媒の部分的な過熱を招き、触媒
焼損を来たすことにもなる。

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、液体燃料を完全に気化させ、触媒の局部損耗
を防止し、燃焼性が良好で、しかも触媒寿命が長
く、小型化可能な接触燃焼装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は液体燃料を微粒化し、かつ、気化させ
接触燃焼器の触媒に供給して燃焼させる接触燃焼
装置において、該接触燃焼器の上流側で液体燃料
噴出装置との間に霧化室と混合及び気化室を設
け、つ、該霧化室に燃焼用空気、燃焼用ガス等の
気体を旋回させつつ供給する旋回機構を設けると
共に、該混合及び気化室の周壁部に難気化状態の
燃料液滴を捕集する螺旋状の溝又は旋回板を具備
せしめたことを骨子とするものである。

以下に本考案を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案の第１の実施例を示している。
同図において、１４は旋回機構の一例であつて、
燃焼用空気又は燃焼ガスＡに旋回流を与える旋回
羽根若しくは接線方向のスリツト状部であり、霧
化室１２の周囲に形成されている。１３は液体燃
料を微粒化する噴霧ノズルであり、霧化室１２の
中央部に設けられている。この噴霧ノズル１３か
ら液体燃料を噴射する角度θは、分散噴射された
燃料の外周縁部が前記旋回羽根若しくはスリツト
等の旋回機構１４の中央部より後流側になるよう
に設定する。８０はラバール管状の混合及び気化
室で、噴霧ノズル１３によつて微粒化された液体
燃料を燃焼用空気又は燃焼ガスと混合し気化させ
る。混合及び気化室８０の周壁部には、前記旋回
機構１４によつて旋回流となつている燃焼用空気
又は燃焼ガスが持続しつつ液滴が捕集されるよう
に螺旋状の旋回板８１若しくは溝が配置されてい
る。３０は燃焼用空気又は燃焼ガスと気化した液
体燃料との混合流体が旋回流となつている状態の
ガス流を抑制する整流板である。４０は接触燃焼
器であり、その中に燃焼触媒４１が配置されてい
る。なお、９０は装置外面を覆う断熱材層であ
る。

このような構成の接触燃焼装置は次のように作
用する。

まず、液体燃料は噴霧ノズル１３によつて霧化
室１２内に噴射され微粒化される。一方、燃焼用
空気又は燃焼ガスＡは霧化室１２の周囲に設けた
旋回羽根若しくは接線方向のスリツト等の旋回機
構１４により強い旋回流ａとなり、前記微粒化し
た液体燃料と混合しながらラバール管状の混合及
び気化室８０内へ導びかれる。混合及び気化室８
０内に導びかれた液体燃料のうち、粗粒子の液滴
ｂは強い旋回流ａによつて内壁に遠心分離され、
かつ、内壁に設けられている螺旋状の旋回板８１
若しくは溝に沿つて円滑に旋回しながら滞留時間
を確保し気化する。なお、旋回板８１は壁面の伝
熱面積を増加させ、液体燃料の気化を促進する作
用も有する。

一方、混合及び気化室８０内に導びかれた液体
燃料のうち、微細な液滴は直ちに気化し、燃焼用
空気又は燃焼ガスと十分混合されて混合気とな
り、接触燃焼器４０の入口部に設けた整流板３０
を通り、接触燃焼触媒層４１に至る。勿論、前記
粗粒子の液滴ｂも上記の如く気化されて同様に混
合気となつている。混合気は接触燃焼媒層４１内
で燃焼した後、例えば、第３図に示した従来装置
と同様な経路を通り、系外に排出される。

第２図は本考案の第２の実施例を示している。
本実施例においては、混合及び気化室８０の周壁
部を二重構造とし、その内壁部には複数個のスリ
ツト状の穴８２が形成されている。このような構
成によつて、微粒化した液体燃料のうち、粗粒子
の液滴ｂは強い旋回流ａによつて外周へ遠心分離
されてスリツト状の穴８２に選択的に入り捕集さ
れ、再飛されずに気化される滞留時間を十分に確
保でき、液体燃料の気化を促進する。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案によれば、燃焼用
空気又は燃焼ガスと噴霧された液体燃料とに強い
旋回力を与えて混合し、しかも従来装置では気化
しにくい粗粒子の液滴が強い旋回力によつて遠心
分離されて混合及び気化室の周壁部に捕集される
ので、気化されるまでの滞留時間を十分に確保す
ることができ、完全に液体燃料を気化させると共
に燃焼用空気又は燃焼ガスとの混合が十分になさ
れるため、触媒層内の燃焼効率及び触媒の寿命を
大幅に向上することができる。特に装置を小型化
したときに効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る接触燃焼装置
を示す側断面図、第２図は本考案の他の実施例に
おける混合及び気化室の側断面図、第３図は従来
の接触燃焼装置の系統図である。 １２……霧化室、１３……噴霧ノズル、１４…
…旋回羽根、３０……整流板、４０……接触燃焼
器、４１……触媒層、８０……混合及び気化室、
８１……旋回板、８２……スリツト、９０……断
熱材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 液体燃料を微粒化し、かつ、気化させ接触燃
   焼器の触媒に供給して燃焼させる接触燃焼装置
   において、該接触燃焼器の上流側で液体燃料噴
   出装置との間に霧化室と混合及び気化室を設
   け、かつ、該霧化室に燃焼用空気、燃焼用ガス
   等の気体を旋回させつつ供給する旋回機構を設
   けると共に、該混合及び気化室の周壁部に難気
   化状態の燃料液滴を捕集する螺施状の溝又は旋
   回板を具備せしめたことを特徴とする接触燃焼
   装置。 ２ 前記混合及び気化室の周壁部を二重構造と
   し、かつ、内壁部に複数個のスリツトを設けた
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の接触燃焼
   装置。