熱処理炉に活用できる水素バーナーについて
化石燃料に代わる燃料として注目を集めている水素を利用したバーナーが、「水素バーナー」です。ここでは、水素バーナーの特徴と熱処理に活用できる水素バーナーの事例をまとめました。
水素バーナーとは？
二酸化炭素を排出しない水素が燃料
水素バーナーの顕著な特徴が、二酸化炭素を排出しない水素を燃料として利用している点です。
ただし最高温度の高さや燃焼の速さが影響して、窒素酸化物の発生量が多いという課題があります。昨今では製品開発が進み、窒素酸化物の発生を抑える水素バーナーの開発が進んでいます。
安全性が向上している
従来は、水素バーナーに有害物質の発生や逆火といった安全性への懸念がありましたが、研究開発が進み、安全性を高めた製品が発売されています。緩慢燃焼により温度を下げて窒素酸化物の発生を抑えたり、空気と燃料に別の導線を引いて逆火に対処したりする対策です。
熱処理炉に活用できる水素バーナーの事例
低NOx性能の水素バーナ
二酸化炭素排出量ゼロと低NOx（窒素酸化物）性能を実現させた水素バーナーで、中外炉工業株式会社とトヨタ自動車株式会社が協力して開発しました。空気比は1.1、燃料ガス圧力は4.0kPa、燃焼空気圧力は4.0kPa、燃焼容量は型式により58kW～348kWになっています。主な用途は、工業炉やエアヒータの熱源、アルミや鉄の加熱などが想定されています。
廃熱回収装置内蔵の水素バーナ
東京ガス株式会社と東京ガスエンジニアリングソリューションズ株式会社、株式会社正英製作所が協力して、日本初となる排熱回収装置内蔵の水素バーナを開発しました。
二酸化炭素排出量ゼロで、さらに水素専焼により高温熱分野の脱炭素化に役立ちます。また従来のバーナーの部品を交換するだけで導入できるケースもあり、設備改造の手間が少ない点も特徴です。
水素バーナーの活用以外にも熱処理炉の基礎知識をチェックしよう
地球環境を考える動きが高まる中で、二酸化炭素を排出しない水素バーナーの開発や普及が加速していくでしょう。熱処理炉の環境負荷を低減したい企業にとっては、水素バーナーは有力な選択肢です。
当サイトでは、熱処理炉を導入するために知っておきたい役立つ情報を掲載しています。導入前に、以下のページもぜひ参考にしてください。
おすすめの熱処理炉メーカー3選
「日本工業炉協会」の正会員である工業炉メーカー112社のうち、熱処理炉を扱う62社を調査。
その中から、自動車業界、半導体業界、航空宇宙業界に必要な熱処理方法からメーカーを分類し、各社の熱処理炉の強みや特徴を紹介します。熱処理炉に求める効果から、自社に適した熱処理炉を選んでください。
耐摩耗性や耐疲労性を
高めたいなら
（https://pnk.co.jp/）
特化した炉を扱う
- 合金鋼やステンレスの窒化技術において特許を取得(※1)しており、耐食性を落とさずに耐疲労性や耐摩耗性を高める熱処理炉がある
- 60年にわたる表面熱処理の経験を基に、省エネと高精度を追求した独自技術の開発を通じて品質向上を支援
- 真空浸炭炉「ICBP NANO」
- 雰囲気制御式ガス窒化炉PCGNe
の軽さと高強度を
両立させたいなら
（https://www.h-techno.com/）
特化した炉を扱う
- 最大85℃の高水温で水冷することでアルミニウムやマグネシウムの歪みを減らしながら強度を高める熱処理が可能
- 冷却水を常にクリーンに保つことで不純物の付着を低減でき、素材本来の特性を保持しつつ品質の高い製品づくりに貢献
- アルミニウム、マグネシウムのT6熱処理炉
- アルミニウム、マグネシウムの連続T6熱処理炉
高温強度や耐食性を
高めたいなら
（https://www.daido.co.jp/）
特化した炉を扱う
- 航空宇宙業界などで使われる非鉄系金属に対して2000℃レベルの高温での真空熱処理ができる熱処理炉がある
- 独自の研究や開発を行っており、高温化で利用される金属に対する知見があることから高温強度や耐食性を高めるための技術提供ができる
- ローラーハース式超高温連続熱処理炉 SHRH
- 急速ガス冷却式真空熱処理炉 QHS/QHN