管状火炎技術を用いた低NOx・低SPMバーナの開発

keywords.jpgバーナ,NOx,省エネルギー,環境機械,燃焼 

石塚 悟 

SATORU ISHIZUKA

division.jpg工学研究院 エネルギー・環境部門 エネルギー工学講座

position.jpg教授

研究概要

研究内容

強い渦流中に形成される管状火炎は,温度の対称性から熱的に安定である上に,内部は密度の小さな高温燃焼ガス,外部は密度の大きな常温未燃ガスのため空気力学的にも安定である。したがって,広い燃料濃度,広い流量範囲で火炎が安定に形成され,広くて均一な温度場から細くてシャープな火炎までを実現している。また,空気燃焼から純酸素燃焼まで可能で2,000℃~3,000℃の燃焼温度が得られているほか,火炎長が自由にコントロールでき,バーナ構造は簡単で,逆火が起きない等の特徴を有している。
 現在,メタン・プロパン・水素などの気体燃料や灯油・C重油などの液体燃料,さらに,製鉄所の高炉ガス・コークス炉ガス・転炉ガスなどの多岐にわたる燃料が比較的低NOx,低SPMで燃やせる他,バーナ径は1cmから1m程度,発熱量は0.2kWから2MWクラスまでのバーナを試作している。
 このように管状火炎は実用バーナに供する火炎として大きな潜在性を持っており応用範囲が広い。
<用語説明> SPM(Suspended Particulate Matter):浮遊粒子状物質(粒径が10μm以下の大気中に浮かぶ物質)

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

本研究の適用・応用について共同研究・受託研究を希望する。
応用分野
加熱用バーナ,発電用バーナ,ボイラー用バーナ,燃料電池改質器用バーナ,パイロット用バーナ,ラジアントチューブ用バーナ,強還元バーナ,純酸素バーナ,携帯型マイクロバーナ

本研究の特徴・優位性

●チューブ状の火炎(管状火炎)が得られる。●均一な大きな面積の火炎が作れ,温度・燃焼ガス組成も均一。●断熱性に優れているため広い燃料濃度範囲(希薄~過濃可燃限界)にわたって火炎が作れる。●竜巻のような強い渦中で燃やすため,広い流量範囲にわたって安定。●いろいろな燃料を燃やせる。●燃料と空気(酸素)を別々にバーナに供給して急速に混合させて燃やす急速混合型管状火炎燃焼では,逆火が起きないので安全.

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特許公開2006-207938,特許公開2005-283065,特許公開2005-265394,特許公開2005-090820,特許公開 2005-003360,特許公開2000-337773,特許公開平11-281018,特許公開平11-281015,特許公開平 11-279659,特許公開平11-270827

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