東邦ガスの「CN×P水素バーナー」|TOHOBIZNEX

東邦ガスのCN×P水素バーナー|TOHOBIZNEX

東邦ガス
CN×P水素
バーナー

東邦ガスのCN×P水素バーナーは、一部の部品交換のみで、
都市ガスと水素の切り替えを行える、『都市ガス・水素バイフューエルバーナ』です。

カーボンニュートラルにおける水素の位置付けとは

全世界でカーボンニュートラルへの取り組みが加速する中で、「水素」はエネルギーとして使用する際にCO2を排出しない点及びエネルギー効率が高い点等により、産業、輸送、発電といった幅広い分野で脱炭素に資する次世代エネルギーとして、注目を浴びています。

東邦ガスの
「CN×P水素バーナー」
の特徴

都市ガスと水素を簡単に切り替え可能

東邦ガスの「CN×P水素バーナー」なら、燃料を都市ガスから水素に簡単に切り替えることが可能です。都市ガスから水素への燃料切り替えは、排ガス再循環部の脱着交換のみ。バーナ本体の交換は不要のため、他社製バーナーと比較して、仕様変更に係るコストを大幅に削減可能です。

CN×P水素バーナーイメージ

水素燃焼は都市ガスに比べて火炎温度が高いことから、Nox排出量の増加やバーナー部品の劣化が課題となりますが、東邦ガスとして水素燃焼時の排ガス再循環量を適正化する技術開発を行ったことで、排ガス再循環部の交換のみで本課題を解決し、都市ガスと同等スペックでの水素燃焼が可能となりました。
加えて現在、交換部の更なる簡素化に向けた取り組みを行っております。

型式 SRTN-100 CN×P水素バーナー SRTN-100
使用燃料 都市ガス、LPG 水素
チューブ口径 4B
標準外管有効長[mm] 1,100
標準定格燃焼量[kw](※1) 14.8
最高使用温度(※2) 950℃
火災検知方式 ウルトラビジョン
温度制御方式 時間比例制御

※1:炉壁厚み、外管有効長により燃焼量が変わります

※2:定常時の炉内温度です

簡易な部品交換のみで、
都市ガスと同等スペックの水素燃焼を実現!

バーナー効率約75%の高い省エネ性を実現

伝熱面積、排ガス流速を最適化し、
コンパクトなボディで高効率を実現

業界最高水準

バーナ効率約75

※2022年11月現在

東邦ガスの「CN×P水素バーナー」

東邦ガスの「CN×P水素バーナー」は、空気予熱用熱交換器を搭載したレキュペレイティブバーナーです。燃焼に使用する空気を排ガスと熱交換することにより、廃熱を効率よく回収し、省エネを図ることで燃料費削減に寄与します。バーナーボディと熱交換器を一体型にすることにより、通常の外付け熱交換器と比較して、コンパクトに設置できるにも関わらず、伝熱面積及び排ガス流速を最適化した設計により、業界最高水準レベルのバーナー効率75%を達成しました。

加えて、バーナーの燃焼調整も容易に行える構造となっているため、お客さま自身の操作により、日常的に良好なバーナーの燃焼状態を保つ(=適正空気比での燃焼)ことで更なる省エネが図れます。

燃料を完全燃焼させるために必要な最小限の空気量を「理論空気量」といいます。
通常、炉をボイラで燃料を完全燃焼させるには、理論空気量より若干過剰な空気で燃焼させる必要があります。理論空気量以下で燃焼させると、不完全燃焼となり、COやすすが発生し、燃焼効率が悪くなります。

空気比とは、
実際に使用した空気量(A)と理論空気量(A0)の比です。
空気比(m)=A/A0
省エネ法に示されている基準空気比の例
〇金属熱処理炉(連続式):1.2(気体燃料)
〇ボイラ(5t/h未満):1.2~1.3(気体燃料)

空気比改善効果(空気比を1.2に改善した場合)

空気比を低減させることは、
排ガス量(排ガス損失)を減らすこと!

改善前は…

空気比1.5

改善後は…

空気比1.2

約15%省エネ!

※排ガス温度800℃の場合 
※気体燃料は空気比の適正化に適した燃料です。

CO2の排出量を大幅に削減できる

東邦ガスの「CN×P水素バーナー」は、CO2排出係数が少ないクリーンな燃料である都市ガスを使用することで、他燃料と比較してCO2削減が図れます。同等熱量で考えた場合、高い省エネ性能を誇る東邦ガスの「CN×P水素バーナー」であれば、電気ヒーターと比較して、エネルギー量、CO2排出量が約半分となります。

加えて、将来、エネルギーを水素に切り替えることで、更にCO2の排出量を大幅に削減できます。
高効率の「CN×P水素バーナー」導入により、都市ガス仕様での低炭素化、水素仕様での脱炭素化が可能となります。※既設バーナーの燃焼効率により、効果は異なります。

エネルギー総合効率イメージ図

高効率を誇る東邦ガスCN×P水素バーナーの導入は、
カーボンニュートラルへの近道です!

独自のノズル構造によりメンテナンス費用を大幅に低減

燃焼における3要素

燃焼における3要素

バーナーにおけるスパーク発生イメージ

バーナーにおけるスパーク発生イメージ

構造見直しにより、部品耐久性を向上!
バーナに係るメンテナンス費用を低減します!

バーナー単体のトラブルの原因として最も多いは《着火不良》です。
バーナーが着火、燃焼を行うには①可燃物、②空気、③着火源の3要素が必要となりますが、 ③着火源については、バーナーの構造、性能によって大きな差が発生します。
これは、バーナーによって着火源であるスパークを発生させる方法や各種部品の耐久性に違いがあるためです。

東邦ガスの「CN×P水素バーナー」は、バーナーの主要部品であるノズル部について、従来型のカップ型ノズルを改良しシンプルな構造とすることで、部品耐久性が向上しメンテナンス頻度、費用の低減を実現しました(当該ノズルは特許取得済み)。

加えて、スパークの発生方式や重要な部品である点火プラグの取付け位置を見直すことで、従来の「点方式(点火プラグ~バーナノズルアース棒間でスパーク)」から「面方式(点火プラグ~バーナノズル本体間でスパーク)」へ改良を行いました。これによりバーナノズル、点火プラグへの負荷を減らすことで、従来と比較して約2倍の部品耐久性を実現しました。

バーナノズル構造の比較

バーナノズル構造の比較

特許
取得済

スパーク発生方式の比較

スパーク発生方式の比較

東邦ガスの豊富な知識、経験により安全な水素燃焼が可能

東邦ガスはこれまで数多くの現場対応や研究開発等により、バーナーの燃焼技術に対して、豊富な知識、技術を有しています。
東邦ガスはその知見を活用し、いち早く東邦ガスブランドバーナーの水素燃焼化に着手。

水素は、燃焼速度が速く、密度が小さい燃料であるため、他燃料と比較して逆火や漏洩等のリスクが高くなり、安全に使用するといった点で課題を抱えていました。東邦ガスは、技術研究所での燃焼試験や各お客さま先での水素使用トライアル等で培ったノウハウを活かすことで、水素を安全に燃焼させることを可能にしました。

水素燃焼時における代表的な安全対策

安全対策① 安全対策② 安全対策③
特性 分子量が小さい 燃焼範囲広い 火炎色無色
懸念事項 漏れやすい 逆火しやすい 火炎が検知できない
安全対策 【配管】
継目無ステンレス鋼管
【結合部】
フランジ接手 2圧縮リング等
ボンベユニット、
バーナに逆火防止弁設置
紫外線火炎検知器(UV)に
集光レンズを設置して
感度を上げる

当社技術研究所に水素製造設備を設け、水素インフラを整備。
数多くの燃焼試験を行う中で、水素燃焼時における安全上の課題整理、対策の検討・実行を繰り返し、東邦ガスとしての安全対策を日々積み上げています。

加えて、試験用の水素供給設備の設置や水素供給配管の施工等についても、東邦ガスの専門チームが安全を最優先としながら、お客さまのご要望に沿った対応が可能です。お気軽にご相談ください!

東邦ガスの水素バーナー開発秘話

水素燃焼試験おためしサービス

東邦ガス技術研究所の水素製造設備

東邦ガス技術研究所の水素製造設備

東邦ガス技術研究所で燃焼機器の水素燃焼試験ができるよう整えました。
水素特性を考慮した安全対策を具備。安全・安心に試験できます。

東邦ガス技術研究所

弊社技 術研究所(東海市)にバーナ、炉を持ち込んでいただき、水素燃焼試験を行えます。貴社で水素供給設備を所有するより安価に実施できます。

水素燃焼おためしサービス

こんなお客さまに
おすすめです!

生産設備のCO2削減
関心のあるお客さま

バーナーの買い替え
検討されているお客さま

カーボンニュートラル
取り組むお客さま

水素バーナー・水素利用
関心のあるお客さま

東邦ガスのCN×P水素バーナーは
低炭素化、脱炭素化をサポートします!
ご興味のある方はぜひ以下フォームよりお問い合わせください!

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