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通風とは?装置の役割は?低NOXバーナーってなに?

通風装置は、室内の空気のバランスを整えてくれる重要な役割があります。

燃料を燃焼する際に、空気の働きが重要になってきますので、是非覚えましょう!

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通風とは?

読んで字の如く、風が通うということなので、工業炉において炉内で燃焼させるためには、燃焼用空気を供給するとともに燃焼ガスの排出を行うことが必要で、この流れを通風といいます!

給気ファンや排気ファンなどの役割を果たしてますね!

通風装置の種類について

通風装置の種類は自然通風

強制通風(機械的通風)があります!

給気ファンや排気ファンも自然と機械がありますね!
【補足】

自然通風は煙突の温度差からくる熱ガスと外気の密度差を利用して通風する方式で、煙突の吸引作用が働き、炉内は負圧になります!

※負圧とは?

負ける圧力と書いて負圧といいます。

でも、どちらかというと、小学校の算数で出てくる正負の数の方です。

負はマイナスですね!

 

なので、引っ張らたりすることです!

扉を閉めるときに吸い込まれて「バン!」とすごい音がなったりすることないですか?

私の家は風の通りがおかしいのでよく、このような事象が発生します。そして、引っ張られているので、扉を開けるのも大変です。

今賃貸のアパートに住んでいるのですが、次の更新で引っ越しを本気で考えてます。

引っ越してきた当初は、こんなに引っ張られると知らなかったので、指を挟んだり、ラーメンを運ぼうと思って開けたら急に風が吹いて扉が襲ってきたりと、負圧には泣かされる毎日を過ごしてます。

強制通風は押込み通風と誘引通風さらに平衡通風の3種類あります!

押込通風について

燃焼用空気を送風機(押込ファン)を用いて燃焼室に供給する方式で煙突の吸引作用はあまり大きくないので、炉内は大気圧以上の正圧になります!

※正圧とは

負圧の反対ですね!負圧は引っ張られる力でしたね。

正圧は押される力ですね。なので扉が閉まらないという事象が発生します。子供の力では恐らく閉まりきらないと思います。

誘引通風について

煙道途中に排風機(誘引ファン)を設けて排ガスを強制的に吸引することによって、燃焼用空気を取り入れるので、炉内は大気圧以下の負圧になります!

平衡通風について

押込通風と誘引通風を結合したものです!

炉内圧は大気圧と同程度か、やや低くなる。

エアーレジスタについて

エアーレジスタは、バーナから噴出された燃料と燃焼用空気を効果的に混合させて火炎の安定を図ると同時に、バーナへの燃焼用空気量を調節する機能をもつものです。

※ちょうどいい、空気量に整えてくれます。まさに我が家に欲しいですね。

エアーレジスタの構造

【風箱】

押込み通風あるいはへいきん通風の場合にバーナを取り付ける壁面に設けられる密閉した箱で、風道からの空気を受け入れて、炉内に送る空気の流れを一様で対照的にする。

【レジスタベーン】

燃焼用空気は、燃料との混合を促進させるため、レジスタベーンによって旋回が与えられる。レジスタベーンは固定式と可変式があり、可変式はベーン開度の調節により火炎形状をある程度制御することができる。

【保炎器】

保炎器は火炎が吹き消えないように火炎を安定させる機能があり、スワラタイプとバッフルタイプがある。スワラタイプは、旋回羽根によって空気に旋回を与え、循環流を発生させる。バッフルタイプは保炎板形式のものである。
保炎器に関しては過去の試験に出題されています。という事は、エアーレジスタの構造は狙われる可能性があるということですね!

【バーナタイル】

燃焼用空気が燃焼室に入る部分を構成する耐火物の壁のことである。

などで構成されています!

低Nox燃焼法について

低Noxバーナー

燃料と空気の混合割合を緩慢にして、非科学量論的燃焼を促進する。

※非科学量論的燃焼とは?

燃料過剰炎と空気過剰炎の形成。

2段燃焼

燃焼用空気をわざと2段階にわけて供給しています!

1段目に空気比1以下(0.8~0.9)で、燃焼させ、その下の2段目で不足分の空気を送って完全燃焼させています!

※低空気比のメリット

空気比が多いとNOXが発生してしまいます。大気汚染防止の観点から空気比を抑える努力を行ってます。

排ガス再循環

燃焼用空気に低温の排ガスの一部を混入し、酸素濃度を低下させる事により、燃焼温度が下がるので、Noxが抑制される。

濃淡燃焼

複数のバーナーを、2つに分けて燃焼過剰域で燃焼させるものと、空気過剰域で燃焼させるものに分けることにより、2段燃焼と同様な効果が得られます!

水または水蒸気噴射

燃焼温度を低下させ、Noxを抑制するために、水や水蒸気を燃焼用の空気中や燃焼室内に吹き込んむんだよ!

炉内脱硝燃焼

主燃焼域(空気比1.0程度)の後段に2次燃料を吹き込み、その燃焼によってこの領域を還元域としてNoxを還元させる。そしてその下流に空気を送り完全燃焼させる。

※現実的にこの方法が多く取り入れられています。

NOXもSOXも出口戦略を重視していると覚えるといいかもしれないです。

入口である燃料の選定や空気比を抑えるよりも、出口でしっかり抑えた方が制御しやすいですね。

まとめ

通風装置と低Nox燃焼法の説明をしました。

NOXを抑えるのに様々な工夫がされてますね。なぜこのような努力をしなければならないのか、燃焼概論を書いた記事がありますので、参考にしてください。

テクノロジーが発達してNOXが発生しないものが開発されたら革命ですね!!

革命が起きるのを期待します。