JPS633651B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は排ガスを利用してイナートガスを製
造する方法に関する。

タンカーにおいては空船時に船倉の防爆のた
め、船倉内に酸素濃度５％以下（望ましくは0.5
％程度）のイナートガスを充填する必要がある。
従来このイナートガスを得るには、Ａ重油や灯油
などの燃焼を完全燃焼に近い空気比でわざわざ燃
焼させていたので、これらの燃料を大量に必要と
した。

この発明は上記従来の欠点を解消するもので、
排ガスを利用して少量の燃料で経済的にイナート
ガスを得ることができるイナートガスの製造方法
を提供しようとするものである。

しかしてこの発明はバーナの燃焼室を通気性固
体から成る囲壁で囲み、該囲壁の外側に熱交換器
をそなえた燃焼ガス流通路を設け、酸素を含む排
ガスを上記熱交換器を経て上記燃焼室内へ供給す
るとともに、上記燃焼室内へ燃料を供給して上記
酸素により燃焼させ、該燃焼により生じた燃焼ガ
スを上記囲壁および上記燃焼ガス流通路を経てイ
ナートガスとして取出すことを特徴とするイナー
トガスの製造方法である。

この発明において通気性固体とは、金属やセラ
ミツク等の耐熱材料から成り、網状、ハニカム
状、せんい状、多孔質状などの通気性を有する形
状に成形された適宜厚さの固体をいう。この通気
性固体は小球あるいは小径線が多数集合したもの
と等価と考えられるので、この通気性固体に燃焼
ガスを流通させた場合には、対流熱伝達係数が著
しく大きいとともに、実質的な表面積がきわめて
大きいといえる。

以下図面によりこの発明の一実施例を説明す
る。

図中１はバーナで、２はバーナタイル、３は燃
焼室、４はバーナタイル２に取付けられ燃焼室３
を囲む通気性固体から成る囲壁で、円筒状の側壁
４ａはステンレス金網（線径0.2mm、50メツシユ）
を10層積層し、円板状の側壁４ｂは上記ステンレ
ス金網を20層積層して成る。５は囲壁４の外側に
配設したチユーブ式の熱交換器で、Ｌ字状に折曲
成形した複数個の通気管６の両端部を、筒状室７
およびバーナタイル２の背面に固定した環状室８
に接続して成る。９は筒状室７に連通する排ガス
供給口、１０は排ガス供給管で舶用デイーゼルエ
ンジン（図示しない）の排気管に接続されてい
る。１１は排ガス噴出用のスリツト１２を内周面
にそなえた中空環状の排ガス噴出リンングで、環
状室８に連通する複数個の管１３に接続され、こ
の管により支持された排ガス噴出リング１１の外
周面と燃焼室３の周壁の一部を形成するバーナタ
イル２の内壁面１４との間には、燃焼ガス自己再
循環用の再循環路１５が形成されている。１６は
バーナタイル２の端部に取付けた燃料ノズルで、
１７は燃料供給口、１８は燃料供給管である。ま
た１９は基部をバーナタイル２に固着した外筒
で、イナートガス出口２０をそなえ、この外筒と
囲壁４との間には熱交換室に相当する燃焼ガス流
通路２１が形成されている。

上記構成の装置において燃料Ｆをノズル１６か
ら噴出させるとともに、排ガス供給口９から熱交
換器５内へ圧送したデイーゼルエンジンの排ガス
Ｇを排出噴出リングのスリツト１２から噴出させ
ると、燃料Ｆと少量の酸素を含む排ガスＧは燃焼
室３内において拡散混合するから、図示しない点
火装置により点火して燃焼をおこなう。この燃焼
により発生した燃焼ガスは、排ガスＧ中の酸素分
が燃焼により殆んど除去されO₂含有量約0.5％前
後のイナートガスとなり、囲壁４を通過して燃焼
ガス流通路２１、イナートガス出口２０を経て図
示しないイナートガス使用側に流入する。この燃
焼ガス通過に際して表面積の大きい通気性固体か
ら成る囲壁４は対流熱伝達によりすみやかに加熱
され高温となるが、囲壁４は固体であつてガスよ
りはるかに大きいふく射射出能力を有するため、
この囲壁４からのふく射熱伝達により燃焼室３内
は高温に維持される。一方、囲壁４を通過して温
度低下した燃焼ガスは燃焼ガス流通路２１を流通
する際に熱交換器５の通気管６および筒状室７を
主として対流熱伝達により加熱し、これにより熱
交換器５内を流通するデイーゼルエンジンの排ガ
スＧは充分予熱されて排ガス噴出リング１１を経
て燃焼室３内へ供給される。この熱交換器５によ
る排ガスＧの予熱作用と前述の囲壁４による燃焼
室３内の高温維持作用とによつて、燃焼室３内は
700〜800℃程度の高温に維持され、通常排ガスＧ
中に５％程度しか含まれていない少量の酸素のみ
による燃料の燃焼を、吹消などをおこすことなく
安定した状態でおこなうことができるのである。
従つて通常のバーナにおいて必要とされる大量の
燃焼用空気はウオームアツプ時等を除いて必要と
しないため、排ガスＧ中の酸素を除去するのに必
要な少量の燃料のみをノズル１６から燃焼室３内
へ供給することによりイナートガスを得ることが
できるのである。

さらにこの実施例においては燃焼ガスの一部
は、燃焼Ｆおよび排ガスＧの燃焼室内への噴射運
動量により駆動されて、燃焼室３から再循環路１
５を経て矢印Ｒで示すように自己再循環するた
め、燃焼ガスの燃焼室内滞留時間の延長による燃
焼効率の向上および燃料の予熱による燃焼の容易
化が達成され、前述の囲壁４による燃焼室３内の
高温維持作用および燃焼用空気の予熱作用とあい
まつて、排ガスＧ中の少量の酸素による少量燃料
の燃焼が一層確実におこなわれるのである。

上記構成のバーナ（燃焼室３：内径250mm×長
さ500mm）を用い、酸素12％を含むデイーゼルエ
ンジン排ガスにより燃料として灯油を6.5l／Ｈ燃
焼させたところ、酸素含有率0.5％のイナートガ
スを100m³／Ｈ製造することができた。同量のイ
ナートガスを従来法により燃料を燃焼用空気で燃
焼させて製造する場合には、燃料として灯油を
11.8l／Ｈ必要としたので、本実施例によると燃
料消費量は約1/2に減少することになる。

上記実施例においてはバーナの燃焼器としては
拡散燃焼形式のものを用いたが、予混合燃焼形式
の燃焼器を用いてもよく、またバーナとしては燃
焼ガス自己再循環用の再循環路１５をそなえてい
ない構造のものを用いてもよい。

なお以上はデイーゼルエンジンの排ガスを利用
してイナートガスを得る場合について説明した
が、本発明によればガソリンエンジンの排ガスあ
るいは各種の炉やボイラーの排ガスなど各種の排
ガスを利用してイナートガスを得ることができ
る。

以上説明したようにこの発明によれば、従来利
用されずに大気中へ放出されていた排ガスを利用
して少量の燃焼により経済的にイナートガスを得
ることができ、さらに排ガス中の未燃分の除去お
よび脱臭による排ガスの無公害化をはかることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の方法に使用するバーナの一例
を示す縦断面図である。 １……バーナ、３……燃焼室、４……囲壁、５
……熱交換器、９……排ガス供給口、１７……燃
料供給口、２０……イナートガス出口、２１……
燃焼ガス流通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バーナの燃焼室を通気性固体から成る囲壁で
   囲み、該囲壁の外側に熱交換器をそなえた燃焼ガ
   ス流通路を設け、酸素を含む排ガスを上記熱交換
   器を経て上記燃焼室内へ供給するとともに、上記
   燃焼室内へ燃料を供給して上記酸素により燃焼さ
   せ、該燃焼により生じた燃焼ガスを上記囲壁およ
   び上記燃焼ガス流通路を経てイナートガスとして
   取出すことを特徴とするイナートガスの製造方
   法。