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ボイラー (Boiler) の語源といわれるboil (沸騰する) から想像できるように、ボイラーとは水 (液体) に熱を加えて、温水、蒸気を作る機械です。ちなみに温水を作るものを温水ボイラー、蒸気を作るものを蒸気ボイラーといい、様々な分野で利用されています。
私たちアムズはボイラーが温水や蒸気を作る過程の燃焼、伝熱という仕組みから燃料経費削減を提案するため、以下にできるだけ分かり易く説明します。 |
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| 燃焼とは燃料の持つ化学エネルギーを熱エネルギーに変換する事です。燃料のエネルギーを水や空気を温める熱エネルギーに変換する際の損失の最小化こそが省エネであり、燃料の燃焼状態を良好にする事が非常に大切です。 |
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| 燃焼時、燃料は空気と混ざり合い化学エネルギーを熱エネルギーに変換します。不完全燃焼ガスである一酸化炭素、炭化物、霧化されたままの燃料等を少なくし、完全燃焼に近づける事が燃料削減につながります。 |
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| 熱エネルギーが空間のある場所から別の場所に移動する現象で熱移動ともいいます。簡単に説明すると熱は温度の高い部分から低い部分に移動するという事です。伝熱には以下の３種類があり、組み合わさっておこります。 |
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| ○熱伝導 |
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炉筒煙管ボイラー見取り図 |
| 同じ物体の中で温度が高いほうから低いほうに熱が伝わる現象 |
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| ○熱伝達 |
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| 流体が高温の固体壁に接触し、熱が伝わる現象 |
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| ○熱放射 |
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| 空間を隔てた物体間で熱が伝わる現象 |
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| 右記のボイラー見取り図のとおりバーナーからの火炎と炉内壁面との間に空間が存在するので上記の伝熱３種類のうち熱放射が最も重要な要素となります。 |
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| ①燃料経費大幅削減 |
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現在お使いの加熱炉、熱処理炉、窯業用炉等様々な燃焼機に幅広く使用でき、高い燃料削減効果(約3～23％)があります。 |
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| ②導入コストを早期に回収可能 |
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ボイラーを新設した場合、導入費用を回収するのに１０年以上かかりますが、弊社のアムズコートは燃料削減効果を考慮すると約１，２年で導入費用を回収できます。 |
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| ③安心の導入プロセス |
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アムズコートの燃料削減効果を確認後代金をいただきます。 |
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| ④低コストで導入可能 |
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燃費の良い新型ボイラーを購入した場合、初期費用として１台あたり数百万の費用がかかります。弊社のアムズコートは既存のボイラーを使用するので、導入費用は安価です。 |
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| ⑤地球温暖化の原因である二酸化炭素の排出を大幅削減 |
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高い燃料削減、省エネ効果により当然二酸化炭素の排出を大幅に削減でき、地球温暖化の抑止に貢献します。 |
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| 燃料を完全燃焼に近づけるために注目したのは燃料の粘度です。液体の粘度は温度が高くなると低下するという特徴があります。燃料の粘度を下げる事で、バーナーでの噴霧状態が良くなり空気とよく混合し完全燃焼しやすくなる効果や引火点を低くする等の効果があります。 |
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| アムズコートを塗布した左と通常状態の右 |
燃料状態比較図 |
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| 上記で述べたとおり、液体の粘度は温度が高くなると低下するという特徴があるので、粘度を低下させるためには、燃料の温度を高くしてやればよいという事になります。アムズコートには高い熱吸収率と遠赤外線を放射するという特長があるので、バーナーの口金部分に塗布するだけで燃焼反応部の温度を上昇させ、火炎が安定し燃焼効率を著しく上昇させる事ができます。 |
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火炎温度分布比較写真
※電磁波共鳴燃焼＝アムズコート塗布 |
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左の写真のとおり、アムズコートを塗布した方の火炎温度は高くなり、温度分布も均一になります。 |
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バーナーの火炎の高温が炉内壁面に届いた際、全ての熱は壁面に吸収される事はありません。壁面の材質により一部は吸収され一部は反射されてしまいます。火炎の熱をより効率的に炉内、炉壁に伝えるためには、炉壁に吸収率の高い物質を使用する事が望ましいという結論に達します。さらに吸収が高い物質は放射(熱を放つ力)も強いので、たくさん吸収した熱を空気・水に効率よく伝える特徴があります。
弊社の販売するアムズコートは、現在お使いのボイラーの炉壁を吸収率０．９５(吸収率１００％の物質を１とした比率)という高輻射壁面へと簡易的に改良する事ができる製品です。 |
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| 主な物体の吸収率の目安 |
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キルヒホッフの法則 |
| 物体 |
熱吸収率 |
| 鉄 |
0.85 |
| ニッケル |
0.85 |
| アルミ |
0.30 |
| 銅 |
0.80 |
| 真鍮 |
0.60 |
| ニクロム |
0.60 |
| アムズコート |
0.95 |
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| 放射平衡状態にある物質が放出する放射エネルギーと吸収能との比は、物質に関係なく一定で、その値は完全黒体の放射エネルギーに等しいという法則。 |
| ε＝α【ε：放射率 α：吸収率】 |
| 上記の法則より吸収率の高い物質は放射率も高いと証明される。 |
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| 省エネルギー法・指針 |
| (財務省・厚生労働省・農林省・経済産業省・国土交通省告示第１号) 施行日：平成２２年４月１日 |
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| ４０．炉内壁面輻射増進塗料 |
| イ．概要 |
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炉内伝熱の向上と炉温分布の均一化を目的とし、炭化珪素質あるいはジルコニア質系の耐熱・高輻射材料を含む 塗料を燃焼炉内の壁面に塗布・焼き付けて高輻射壁面に改良するもの。壁の輻射率を増加させることによって火 炎からの熱吸収が増加し、炉壁温度の上昇に伴う炉壁からの輻射伝熱が増加する。併せて炉温分布の均一化も期待できる。 |
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