JP3920766B2 - Hydrogen supply pipe of hydrogen combustor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素ガスの触媒による酸化反応熱を発生させる水素燃焼器の水素供給パイプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の水素燃焼器としては、水素ガスと空気の混合ガスを触媒に触れさせて酸化発熱させ、この熱を熱源として取り出すようになっており、水素ガスは空気流の供給通路に配置した水素供給パイプから噴出させて混合ガスを生成するようになったものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
この場合、水素供給パイプは空気流の供給通路の断面内を略直径方向に横切って配置され、その横切った部分に水素ガスを噴出させる水素噴出孔を形成してある。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−122311号公報(第7頁、図13,図16)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の水素燃焼器の水素供給パイプは、水素噴出孔から噴出した水素ガスが空気流と効率良く混ざり合うように、空気流の流速や流量等を考慮して水素噴出孔の数や形成位置が調整される。
【0006】
このため、水素噴出孔の数や位置を含めた構造が複雑となり、そのシミュレーションや実験を繰り返し行って決定する必要があり、水素供給パイプの水素噴出部分の形成コストが嵩むことになる。
【0007】
また、水素ガスを空気流中に効率良く混合するために、水素噴出孔を空気流に対向させる方向に形成してあり、これによって空気流の動圧に抗して水素ガスを噴出させる必要があるため、水素ガスの供給圧力を高めることになり、ひいては水素ガスの供給経路の気密構造の精度を高める必要が生ずる。
【0008】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、空気流に対する水素噴出部分の配置方向に工夫を凝らすことにより、水素噴出孔の構成を簡単にし、かつ、水素ガスの供給圧力の低下を可能とする水素燃焼器の水素供給パイプを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明の水素燃焼器の水素供給パイプにあっては、空気流の供給通路(30)に水素供給パイプ(40)を配置して、この水素供給パイプ(40)から噴出する水素ガスを空気流中に混入して混合ガスを生成し、この混合ガスを混合器(10)で更に撹拌した後に、下流側に配置した燃焼触媒で酸化反応させて発熱させるようにした水素燃焼器において、前記水素供給パイプ(40)の先端部(40a)に設けた水素噴出部分(41)を、前記供給通路(30)の側面側から内部に突設させ、前記供給通路(30)の略中心部で空気流の流れ方向の上流側に指向して配置するとともに、この水素噴出部分(41)に設ける水素噴出孔(42)を空気流に対して略直角方向となる放射状に形成したことを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1記載の水素燃焼器の水素供給パイプにおいて、水素噴出部分(41)の先端部にテーパ部分(43)を形成したことを特徴とする。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の水素燃焼器の水素供給パイプにおいて、水素噴出部分を混合器の上流側に配置した状態で、水素供給パイプを混合器の内部に配置したことを特徴としている。
【0012】
請求項4の発明は、請求項1ないし3に記載の水素供給パイプにおいて、水素噴出孔の孔径は水素供給パイプを流れる水素ガス流れに対し、流れ方向に設けられた水素噴出孔の径より流れに対抗する方向に設けられた噴出孔の径が大きいことを特徴としている。
【0013】
【発明の効果】
このように構成した請求項1に記載の発明によれば、水素供給パイプの先端部に設けた水素噴出部分を、空気流の供給通路の略中心部で空気流の流れ方向に沿って配置したことにより、この水素噴出部分に設ける水素噴出孔を空気流に対して直角方向となる放射状に形成できるようになり、放射状の水素噴出孔から噴出した水素ガスを空気流と効率良く混合させることができる。
【0014】
従って、水素噴出部分では複数の水素噴出孔を周方向に略等間隔をもって単に放射状に形成すればよく、水素噴出孔の構成を簡単にして水素噴出部分の形成コストを低廉化できるとともに、水素噴出孔は空気流に対して略直角となるため、この水素噴出孔に空気流の動圧が作用することがないため、水素ガスの供給圧力を低減して供給経路の構造を簡素化することができる。
【0015】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、空気流の上流方向に指向させて配置した水素噴出部分の先端部にテーパ部分を形成したので、空気流はこのテーパ部分に沿って水素噴出部分を滑らかに流れるため、水素噴出孔の上流側で渦流発生を抑制でき、水素噴出孔から噴出した水素ガスと空気流とを効率良く混合させることができる。
【0016】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1,2の発明の効果に加えて、水素噴出部分を混合器の上流側に配置した状態で、水素供給パイプを混合器の内部に配置したことにより、水素供給パイプと混合器との間に設けられる間隔を無くすことができるため、水素燃焼器の全体長を短縮して装置全体を小型化することができる。
【0017】
請求項4に記載の発明によれば、請求項1ないし3の発明に加えて、水素噴出孔の孔径は水素供給パイプを流れる水素ガス流れに対し、流れ方向に設けられた水素噴出孔の径より流れに対抗する方向に設けられた噴出孔の径を大きくしたことにより、水素流れの慣性力の働く方向の流出抵抗を大きくし、慣性力の働かない側の流出抵抗を小さくしたので水素噴出孔から水素ガスを均等に噴出できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
(第1実施形態)
図1〜図5は本発明の第1実施形態を示す水素燃焼器の水素供給パイプで、図1は水素燃焼器の水素供給パイプから電気加熱触媒に至る要部を示す断面図、図2は混合器および電気加熱触媒を透視図法で示す斜視図、図3は電気加熱触媒の斜視図、図4は水素供給パイプの水素供給部分を示す断面図、図5は図4中A−A線に沿った断面図である。
【0020】
水素燃焼器は、水素ガスを燃料として燃焼熱を発生させる装置であり、水素供給源(圧縮水素タンク)から供給される水素ガスと送風機からの空気とを、図1,図2に示すように混合器10で均一な混合ガスとし、これを電気加熱触媒20で加熱燃焼した際に発生する燃焼ガスを、この電気加熱触媒20の下流側に配置した図外の燃焼触媒に送って、この燃焼触媒を触媒反応に十分な温度に加熱するようになっている。
【0021】
そして、十分に加熱された燃焼触媒で更に混合ガスを酸化反応させて高熱の燃焼ガスを発生し、この燃焼ガスを図外の熱交換器に通して熱交換媒体(純水)と熱交換し、この熱交換媒体によって燃焼媒体で発生する燃焼熱を取り出すようになっている。(特開2002−122311号公報参照)
前記混合器10は、図1,図2に示すように水素ガスと空気の混合ガスが導入される空気流の供給通路としての円筒状のケーシング30内に、複数(本実施形態では3枚)の第1,第2,第3混合板11,12,13を、それぞれの面方向がケーシング1の中心軸と直角を成すように配置しつつ、各混合板11,12,13間に適宜間隔を設けて取り付けることにより構成してある。
【0022】
図2に示すように、混合ガスの導入方向に対して最上流側(図中左側)に配置した第1混合板11は、中央部に大径D1の開口部11aを設けたドーナツ形状に形成するとともに、中間部に配置した第2混合板12は周囲に4個の中径D2の開口部12aを設けて形成し、そして、最下流側(図中右側)に配置した第3混合板13は小径D3の開口部13aを多数(本実施形態では18個)設けて形成してある。例えば、ケーシング30の内径57.5mmに対して、D1は35mm、D2は19mm、D3は9mmとする。
【0023】
そして、図中左方から流入した混合ガスは、第1混合板11の開口部11aを通過した後、第2混合板12の開口部12aで分流され、更に第3混合板13の開口部13aによって細分流される間に、混合ガスは攪拌されて水素ガスと酸素とがむら無く混合されて電気加熱触媒20に供給される。
【0024】
電気加熱触媒20は、図3に示すように白金(Pt)1%、残部アルミナ(Al2O3)からなる触媒を担持した平板21と波板22を重ねて巻回して、複数箇所をロー付けした後にケーシング30に圧入して構成し、平板21と波板22との間に混合ガスを通過させる多数のセル23を形成してある。
【0025】
そして、電気加熱触媒20の中心部に一方の電極24を取り付けるとともに、外周部に他方の電極25を取り付け、これら両電極24,25間に電流を印加することにより、電気加熱触媒20を発熱させるようになっている。
【0026】
一方の電極24は、図2に示すように電気加熱触媒20から混合ガスの導入方向(図中左方)に一旦延設した後に、その先端部を絶縁部材26を介してケーシング30の外方へと取り出してあり、また、他方の電極25は、絶縁部材27を介してケーシング30の外方へと取り出してある。
【0027】
ここで、この第1実施形態ではケーシング30の混合器10を経て電気加熱触媒20に供給する混合ガスを生成するために、図1に示すように混合器10の上流側に間隔Sを設けて、水素ガスをケーシング30の空気流中に噴出する水素供給パイプ40を配置するようになっている。
【0028】
水素供給パイプ40の先端部40aには、図4にも示すように先端を閉塞板41aによって閉止した円筒状の水素噴出部分41を密接嵌合して固定してあり、この水素噴出部分41に複数の水素噴出孔42を形成することにより構成してある。
【0029】
水素供給パイプ40は、ケーシング30の下方から内方へと径方向に挿入し、その挿入した先端部40a近傍を空気流の上流側に湾曲させつつ略直角に折曲することにより、水素噴出部分41をケーシング30の略中心部に位置させるとともに、空気流の流れ方向(図中左右方向)に沿うように配置してある。
【0030】
また、前記水素噴出孔42は、図5に示すように円筒状の水素噴出部分41の外周に等間隔をもって4箇所設けることにより、これら水素噴出孔42が空気流に対して略直角方向となる放射状を成す。水素噴出孔42は上方が小さく、下方が大きくなっている。
【0031】
そして、図外の水素供給源から水素供給パイプ40を介して水素噴出部分41に供給された水素ガスは、水素噴出孔42からケーシング30の空気流中に噴出されて混合ガスとなり、この混合ガスを混合器10によって更にむら無く混合した後に電気加熱触媒20に供給するようになっている。
【0032】
以上の構成によりこの第1実施形態の水素燃焼器にあっては、水素供給パイプ40の先端部40aに設けた水素噴出部分41を、ケーシング30の略中心部で空気流の流れ方向に沿って配置するとともに、この水素噴出部分41の外周に設けた水素噴出孔42を空気流に対して直角方向となる放射状に形成したので、水素噴出孔42から水素ガスを空気流中に放射状に噴出させることができるため、水素ガスと空気とを効率良く混合させることができる。
【0033】
従って、水素噴出部分41では複数の水素噴出孔42を周方向に略等間隔をもって単に放射状に形成すればよく、水素噴出孔42の構成を簡単にして水素噴出部分41の形成コストを低廉化できる。
【0034】
また、水素噴出孔42は空気流に対して略直角となるため、この水素噴出孔42に空気流の動圧が作用することがないため、水素ガスを低圧によっても空気流中に噴射できるため、水素ガスの供給圧力を低減して供給経路の構造を簡素化することができる。
【0035】
また、水素噴出孔42は、水素ガス流れ方向に相当する水素噴出部分41の上方が小さく下方が大きくなっているため、水素供給パイプ40を流れて水素噴出部分41に流入した水素ガスは慣性力により上方の水素噴出孔42に下方の水素噴出孔42より多くの圧力がかかるが、下方の水素噴出孔42の孔径が大きいので水素ガスが噴出しやすいため、水素噴出孔42全体から水素ガスを均等に噴出できる。
【0036】
(第2実施形態)
図6は本発明の第2実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0037】
図6は水素供給パイプの水素供給部分を示す断面図で、この第2実施形態の水素供給パイプ40は、水素噴出部分41を空気流の上流方向に指向させて配置し、その先端部にテーパ部分43を形成するようになっている。
【0038】
従って、この第2実施形態にあっては、空気流はテーパ部分43に沿って水素噴出部分41を滑らかに流れるため、水素噴出孔42の上流側で渦流発生を抑制でき、水素噴出孔42から噴出した水素ガスと空気流とを効率良く混合させることができる。
【0039】
(第3実施形態)
図7は本発明の第3実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0040】
図7は水素供給パイプの水素供給部分を示す断面図で、第3実施形態の水素供給パイプ40は、水素噴出部41を水素供給パイプ40と同径として、それぞれを直角に接合したもので、この場合にあっても前記第1実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【0041】
勿論、この第3実施形態にあっても、水素噴出部41の外周に等間隔をもって水素噴出孔42を4箇所設け、これら水素噴出孔42が空気流に対して略直角方向となる放射状を成している。
【0042】
(第4実施形態)
図8は本発明の第4実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0043】
図8は水素燃焼器の水素供給パイプから電気加熱触媒に至る要部を示す断面図であり、この第4実施形態では水素噴出部分41を混合器10の上流側に配置した状態で、水素供給パイプ40を混合器10の内部に配置するようになっている。
【0044】
即ち、この第4実施形態では水素供給パイプ40を、第1混合板11と第2混合板12との間に配置し、水素噴出部分41を第1混合板11の開口部11a(図2参照)を通して空気流の上流側に配置するようになっている。
【0045】
従って、この第4実施形態にあっては、水素供給パイプ40を混合器10の内部に配置したことにより、水素供給パイプ40と混合器10との間に設けられる間隔S(図1参照)を無くすことができるため、水素燃焼器の全体長を短縮して装置全体を小型化することができる。
【0046】
勿論、この第4実施形態では水素供給パイプ40を混合器10の内部に配置した場合にも、水素噴出部分41を混合器10の上流側に配置してあるので、混合器10の上流側で混合ガスを生成できるため、混合器10による混合ガスの攪拌機能を十分に享受することができる。
【0047】
(第5実施形態)
図9は本発明の第5実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0048】
図9は水素燃焼器の水素供給パイプから電気加熱触媒に至る要部を示す断面図であり、この第5実施形態では水素供給パイプ40の先端部40aに設けた水素噴出部41を空気流の下流側に折曲したもので、この第5実施形態にあっても第1実施形態と同様の作用・効果を奏する。
【0049】
勿論、この第5実施形態にあっても水素噴出部分41を、ケーシング30の略中心部に位置させるとともに、空気流の流れ方向に沿うように配置してある。
【0050】
ところで、本発明の水素燃焼器の水素供給パイプは第1〜第5実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の実施形態を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における水素燃焼器の水素供給パイプから電気加熱触媒に至る要部を示す断面図。
【図2】本発明の第1実施形態における混合器および電気加熱触媒を透視図法で示す斜視図。
【図3】本発明の第1実施形態における電気加熱触媒の斜視図。
【図4】本発明の第1実施形態における水素供給パイプの水素供給部分を示す断面図。
【図5】図4中A−A線に沿った断面図。
【図6】本発明の第2実施形態における水素供給パイプの水素供給部分を示す断面図。
【図7】本発明の第3実施形態における水素供給パイプの水素供給部分を示す断面図。
【図8】本発明の第4実施形態における水素燃焼器の水素供給パイプから電気加熱触媒に至る要部を示す断面図。
【図9】本発明の第5実施形態における水素燃焼器の水素供給パイプから電気加熱触媒に至る要部を示す断面図。
【符号の説明】
10 混合器
11 第1混合板
12 第2混合板
13 第3混合板
20 電気加熱媒体
30 ケーシング(空気流の供給通路)
40 水素供給パイプ
41 水素噴出部分
42 水素噴出孔
43 テーパ部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrogen supply pipe of a hydrogen combustor that generates heat of oxidation reaction by a catalyst of hydrogen gas.
[0002]
[Prior art]
As a conventional hydrogen combustor, a mixed gas of hydrogen gas and air is brought into contact with a catalyst to generate heat of oxidation, and this heat is taken out as a heat source. Hydrogen gas is supplied to a hydrogen supply passage arranged in an air flow supply passage. There is one in which a mixed gas is generated by being ejected from a pipe (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In this case, the hydrogen supply pipe is disposed across the cross section of the air flow supply passage in a substantially diametrical direction, and a hydrogen ejection hole for ejecting hydrogen gas is formed in the crossing portion.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-12211 (Page 7, FIGS. 13 and 16)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the hydrogen supply pipe of such a conventional hydrogen combustor has the number of hydrogen ejection holes and the number of hydrogen ejection holes in consideration of the flow velocity and flow rate of the air flow so that the hydrogen gas ejected from the hydrogen ejection holes is efficiently mixed with the air flow. The formation position is adjusted.
[0006]
For this reason, the structure including the number and positions of the hydrogen ejection holes becomes complicated, and it is necessary to repeat the simulation and experiment to determine the structure, which increases the cost of forming the hydrogen ejection portion of the hydrogen supply pipe.
[0007]
Further, in order to efficiently mix the hydrogen gas into the air flow, the hydrogen ejection holes are formed in the direction facing the air flow, and thus it is necessary to eject the hydrogen gas against the dynamic pressure of the air flow. For this reason, the supply pressure of the hydrogen gas is increased, and as a result, it is necessary to improve the accuracy of the airtight structure of the supply path of the hydrogen gas.
[0008]
Therefore, in view of such conventional problems, the present invention makes it possible to simplify the configuration of the hydrogen ejection holes and reduce the supply pressure of hydrogen gas by devising the arrangement direction of the hydrogen ejection portion with respect to the air flow. An object of the present invention is to provide a hydrogen supply pipe for a hydrogen combustor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, in the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor of the present invention, a hydrogen supply pipe (40) is disposed in the supply path (30) of the air flow, and the hydrogen supply pipe (40) The hydrogen gas to be ejected is mixed into the air flow to generate a mixed gas, and this mixed gas is further stirred in the mixer (10), and then is oxidized by a combustion catalyst arranged on the downstream side to generate heat. In the hydrogen combustor, a hydrogen ejection portion (41) provided at a tip portion (40a) of the hydrogen supply pipe (40) is projected from the side surface side of the supply passage (30) to the inside, and the supply passage (30 ) In the center of the air flow direction upstream of the flow direction of the air flow, and the hydrogen jet holes (42) provided in the hydrogen jet portion (41) are arranged radially in a direction substantially perpendicular to the air flow. Characterized by the formation
[0010]
The invention of claim 2 is the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor according to claim 1, characterized in that a tapered portion (43) first end portion of the hydrogen ejecting portion (41).
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor according to the first or second aspect, the hydrogen supply pipe is disposed inside the mixer in a state where the hydrogen ejection portion is disposed upstream of the mixer. It is characterized by that.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the hydrogen supply pipe according to any one of the first to third aspects, the diameter of the hydrogen ejection hole is larger than the diameter of the hydrogen ejection hole provided in the flow direction with respect to the hydrogen gas flow flowing through the hydrogen supply pipe. The diameter of the ejection hole provided in the direction which opposes is large.
[0013]
【The invention's effect】
According to the invention described in claim 1 configured as described above, the hydrogen ejection portion provided at the tip of the hydrogen supply pipe is arranged along the air flow direction in the substantially central portion of the air flow supply passage. As a result, the hydrogen ejection holes provided in the hydrogen ejection portion can be formed in a radial direction perpendicular to the air flow, and the hydrogen gas ejected from the radial hydrogen ejection holes can be efficiently mixed with the air flow. it can.
[0014]
Therefore, it is only necessary to form a plurality of hydrogen ejection holes radially at substantially equal intervals in the circumferential direction at the hydrogen ejection part, thereby simplifying the configuration of the hydrogen ejection holes and reducing the formation cost of the hydrogen ejection part. Since the holes are substantially perpendicular to the air flow, the dynamic pressure of the air flow does not act on the hydrogen ejection holes, so that the supply pressure of the hydrogen gas can be reduced and the structure of the supply path can be simplified. it can.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, since the tapered portion is formed at the tip of the hydrogen ejection portion arranged in the upstream direction of the air flow, the air flow is Since the hydrogen ejection portion flows smoothly along the taper portion, vortex generation can be suppressed on the upstream side of the hydrogen ejection hole, and the hydrogen gas ejected from the hydrogen ejection hole and the air stream can be mixed efficiently.
[0016]
According to the invention described in claim 3, in addition to the effects of the inventions of claims 1 and 2, the hydrogen supply pipe is arranged inside the mixer in a state where the hydrogen ejection portion is arranged on the upstream side of the mixer. As a result, the space provided between the hydrogen supply pipe and the mixer can be eliminated, so that the entire length of the hydrogen combustor can be shortened and the entire apparatus can be downsized.
[0017]
According to the invention of claim 4, in addition to the inventions of claims 1 to 3, the diameter of the hydrogen ejection holes is the diameter of the hydrogen ejection holes provided in the flow direction with respect to the hydrogen gas flow flowing through the hydrogen supply pipe. By increasing the diameter of the jet hole provided in the direction that opposes the flow, the outflow resistance in the direction in which the inertial force of the hydrogen flow works is increased, and the outflow resistance on the side where the inertial force does not work is reduced. Hydrogen gas can be ejected from the holes evenly.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
(First embodiment)
1 to 5 are hydrogen supply pipes of the hydrogen combustor showing the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part from the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor to the electric heating catalyst, and FIG. FIG. 3 is a perspective view of the electric heating catalyst, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the hydrogen supply portion of the hydrogen supply pipe, and FIG. 5 is taken along line AA in FIG. FIG.
[0020]
A hydrogen combustor is a device that generates combustion heat using hydrogen gas as a fuel. As shown in FIGS. 1 and 2, hydrogen gas supplied from a hydrogen supply source (compressed hydrogen tank) and air from a blower are used. A uniform mixed gas is produced by the
[0021]
Then, the mixed gas is further oxidized with a sufficiently heated combustion catalyst to generate a high-temperature combustion gas, and this combustion gas is passed through a heat exchanger (not shown) to exchange heat with a heat exchange medium (pure water). The heat of combustion generated in the combustion medium is taken out by this heat exchange medium. (See JP 2002-12211 A)
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of the mixers 10 (three in this embodiment) are provided in a
[0022]
As shown in FIG. 2, the
[0023]
And the mixed gas which flowed in from the left in the figure passes through the
[0024]
Electrically
[0025]
And while attaching one
[0026]
As shown in FIG. 2, one
[0027]
Here, in the first embodiment, in order to generate a mixed gas to be supplied to the
[0028]
As shown in FIG. 4, a cylindrical
[0029]
The
[0030]
Further, as shown in FIG. 5, the hydrogen ejection holes 42 are provided at four positions on the outer periphery of the cylindrical
[0031]
Then, the hydrogen gas supplied from the hydrogen supply source (not shown) to the
[0032]
With the above configuration, in the hydrogen combustor according to the first embodiment, the
[0033]
Accordingly, in the
[0034]
Further, since the
[0035]
Moreover, since the upper part of the
[0036]
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0037]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the hydrogen supply portion of the hydrogen supply pipe. The
[0038]
Therefore, in this second embodiment, the air flow smoothly flows through the
[0039]
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0040]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a hydrogen supply portion of the hydrogen supply pipe. A
[0041]
Needless to say, even in the third embodiment, four hydrogen ejection holes 42 are provided at equal intervals on the outer periphery of the
[0042]
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0043]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the main part from the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor to the electric heating catalyst. In this fourth embodiment, the
[0044]
That is, in this 4th Embodiment, the
[0045]
Therefore, in the fourth embodiment, by arranging the
[0046]
Of course, in the fourth embodiment, even when the
[0047]
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0048]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main part from the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor to the electric heating catalyst. In the fifth embodiment, the
[0049]
Of course, even in the fifth embodiment, the
[0050]
By the way, although the hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor of the present invention has been described by taking the examples in the first to fifth embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and other embodiments are within the scope not departing from the gist of the present invention. Can be used in various ways.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part from a hydrogen supply pipe of an hydrogen combustor to an electric heating catalyst in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the mixer and the electrically heated catalyst in the first embodiment of the present invention by a perspective method.
FIG. 3 is a perspective view of the electric heating catalyst in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a hydrogen supply portion of the hydrogen supply pipe in the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a hydrogen supply portion of a hydrogen supply pipe in a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a hydrogen supply portion of a hydrogen supply pipe in a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part from a hydrogen supply pipe of a hydrogen combustor to an electric heating catalyst in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main part from a hydrogen supply pipe to an electric heating catalyst of a hydrogen combustor according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10
40
Claims (4)
前記水素供給パイプ(40)の先端部(40a)に設けた水素噴出部分(41)を、前記供給通路(30)の側面側から内部に突設させ、前記供給通路(30)の略中心部で空気流の流れ方向の上流側に指向して配置するとともに、この水素噴出部分(41)に設ける水素噴出孔(42)を空気流に対して略直角方向となる放射状に形成したことを特徴とする水素燃焼器の水素供給パイプ。A hydrogen supply pipe (40) is disposed in the air flow supply passage (30), and hydrogen gas ejected from the hydrogen supply pipe (40) is mixed into the air flow to generate a mixed gas. In a hydrogen combustor that is further stirred by a mixer (10) and then oxidatively reacted with a combustion catalyst disposed downstream to generate heat.
A hydrogen ejection portion (41) provided at the tip end portion (40a) of the hydrogen supply pipe (40) is projected from the side surface side of the supply passage (30) to the inside, so that the substantially central portion of the supply passage (30) is provided. in conjunction with placing directed upstream of the flow direction of the air flow, characterized in that the hydrogen injection holes provided in the hydrogen ejecting portion (41) (42) is formed radially a substantially perpendicular direction to the air flow The hydrogen supply pipe of the hydrogen combustor.
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| US4072007A (en) * | 1976-03-03 | 1978-02-07 | Westinghouse Electric Corporation | Gas turbine combustor employing plural catalytic stages |
| US4915619A (en) * | 1988-05-05 | 1990-04-10 | The Babcock & Wilcox Company | Burner for coal, oil or gas firing |
| JP2632635B2 (en) * | 1993-02-25 | 1997-07-23 | 株式会社ヒラカワガイダム | Boiler combustion device having water tube group and boiler combustion method using the combustion device |
| DE4330130C1 (en) * | 1993-09-06 | 1994-10-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Catalytic burner |
| DE4440494A1 (en) * | 1994-11-12 | 1996-05-15 | Bosch Gmbh Robert | Water heater with a catalytic gas burner |
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| WO2001044720A1 (en) * | 1999-12-15 | 2001-06-21 | Osaka Gas Co., Ltd. | Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system |
| DE60115785T2 (en) * | 2000-08-09 | 2006-08-24 | Calsonic Kansei Corp. | Heating plant operated by hydrogen combustion |
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