2019年3月18日更新

プロジェクトに至った背景・経緯

業務用ガス厨房機器市場では、現状のガス燃焼用バーナでは十分な省エネ・省資源化が難しく、熱効率の高いガス燃焼・伝熱システムが求められているが、ガス燃焼方式の従来技術では、被加熱面の周囲には、断熱性境界空気膜が存在しており、熱利用効率はかなり低い値に抑えられているのが実態であり、これを引き上げるには、熱交換器を付設する必要があった。しかし、これができない用途・場所については、かなり低い熱効率のままでガス燃焼バーナを使用せざるを得ない状況にあった。

研究開発のポイント

そこで、ガス燃料の短炎での完全燃焼により発生した高温の燃焼排ガスを、多数の噴出口を有するジェット噴出体により、被加熱面に噴出させ、衝突させることにより、断熱性の境界空気膜を破壊し、局所的に通常の熱伝達の数十倍の熱伝達性能を得る「プリミックス型ターボジェット燃焼・伝熱システム」を業務用、工場用の広範囲な分野への適用を計画したが、この全く新しいシステムの空燃比制御をはじめ高度な制御技術等には多くの諸課題があった。そこで、これらの諸課題を全て解決するための、バーナ本体の構成・材質開発も併せた空燃比制御用ソフトウエアの開発が必要であった。

研究開発の具体的な成果

まず第一に、空燃比制御の追随性の向上、緩点火と燃焼共鳴音制御及びサーモカップル式の過熱防止センサーによる空燃比の補正制御等に関するソフトウエアの開発により、必要な燃焼制御ソフトウエアの開発に成功した。次に、燃焼良好域拡大と耐熱耐久性向上のための新型バーナの製作と各種改良試験により、バーナユニットとしての燃焼性能と熱伝達性能の完成度が一層向上した。これらの成果として、評価用試験装置においてセラミックス型バーナユニットで約６７％、ステンレス型バーナユニットで約６３％の、当初目標を達成する高い熱効率を得た。

利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等

本開発方式の適用・利用先として見込める分野・製品は以下の通りである。
・空気調和装置　・燃料電池のガス改質器　・各種化学反応塔　・液体加熱装置　・ 厨房機器　・解凍装置　・コンベア型焼き物・加熱装置　・熱処理のための工業用加熱炉　・熱処理のための工業用乾燥炉　等

本プロジェクトは、弊社創業時から保有していた「ガス燃焼技術」をベースに、大幅な省エネ化を実現し得る画期的なアイデアを付加した新方式の技術的な課題項目を、一気に解決すべく挑戦させていただいたものです。この成果は、以下のように、従来の燃焼バーナにはない大きな特長を有しています。
・従来方式のバーナの２倍近い高熱効率を得ることができ、大幅な省エネ化と環境負荷低減を実現。
・熱交換器を導入しない平面加熱でも、高い熱効率を得ることができる。
・従来方式のバーナに比べると、イニシャルコストではある程度アップすることは避けられないが、熱効率の引き上げ幅が大きいので、このイニシャルコストの差額を短期間で軽く帳消しにするほどの、ランニングコストの大幅な低減が可能である。