(57)【要約】蒸発式バーナー炉で液体燃料を燃焼させることによる発熱方法であり、液体燃料はフィッシャー・トロプシュ由来燃料を含む。前記燃料は９０重量％を上回る割合が１６０〜４００℃で沸騰し、８０重量％を上回るイソ及びノルマルパラフィンと、１重量％未満の芳香族と、５ｐｐｍ未満の硫黄と、１ｐｐｍ未満の窒素を含有するフィッシャー・トロプシュ生成物を含み、フィッシャー・トロプシュ生成物の密度は１５℃で０．６５〜０．８ｇ／ｃｍ３である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発式バーナー炉で液体燃料を燃焼させることによる発熱方法であり、液体燃料がフィッシャー・トロプシュ由来燃料を含む前記方法。
【請求項２】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料の９０重量％を上回る割合が１６０〜４００℃で沸騰する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料の９０重量％を上回る割合が１６０〜３７０℃で沸騰する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料が８０重量％を上回るイソ及びノルマルパラフィンと、１重量％未満の芳香族と、５ｐｐｍ未満の硫黄と、１ｐｐｍ未満の窒素を含有するフィッシャー・トロプシュ生成物を含み、フィッシャー・トロプシュ生成物の密度が１５℃で０．６５〜０．８ｇ／ｃｍ３である請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料が８０重量％を上回るフィッシャー・トロプシュ生成物を含む請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料が鉱油フラクション及び／又は非鉱油フラクションを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料が１種以上の添加剤を含有している請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料が臭気マーカーを含有している請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料が色マーカーを含有している請求項７から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
黄炎検出器により検出できるように火炎の色を変化させる添加剤が存在する請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
イオン化型炎検出器を使用して蒸発式バーナーの火炎を検出し、燃料が金属系助燃剤を含有していない請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸発式バーナー炉で液体燃料を燃焼させることによる発熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
灯油又は軽油を蒸発式バーナー炉で燃料として使用する家庭用発熱方法は公知である。このような炉の例はＪｏｔｕｌ  ＡＳＡ（ノルウェー）、ＡＧＡ  Ｆｏｏｄｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｇｒｏｕｐ、Ｓｕｎｐｏｔ、及びＣｏｒｏｎａ  ｐｌｃから販売されている。これらの炉は技術的に単純であり、多くの場合には運転に付加可動部を必要としない。例えば、燃料タンクを炉自体よりも多少高い位置に配置して重力により燃料を炉に供給することができる。タンクが空になったら使用者は一般に手でタンクに補充しなければならない。例えば家庭用暖房、照明又は家庭用調理を目的としたこの発熱方法は天然ガス供給手段の設備のない地域で非常に一般的である。最も多く使用されている燃料は灯油である。
【０００３】
このような炉の使用に伴う欠点は炉の内側のコークス付着物により故障する場合があるという点である。コークス付着物は低出力要求で運転する場合にバーナーの底プレートに形成し易い。
【０００４】
特にこのような炉を長い厳冬期に家庭用暖房に使用する場合にこのような故障は好ましくない。
【非特許文献１】Ｒｅｃｋｎａｇｅｌ，Ｓｐｒｅｎｇｅｒ，Ｓｃｈｒａｍｅｋ著「Ｈｅｉｚｕｎｇ  ＋  Ｋｌｉｍａｔｅｃｈｎｉｋ  ０１／０２」ドイツ語版，ＩＳＢＮ：３−４６８−２６４５０−８，７１８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は蒸発式バーナー炉の信頼性と効率を改善する方法を提供することである。更に、排ガスを減らすことにより、健康と安全性の問題を改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は以下の方法により達成される。即ち、蒸発式バーナー炉で液体燃料を燃焼させることによる発熱方法であり、液体燃料がフィッシャー・トロプシュ由来燃料を含む方法。
【０００７】
本発明者らはフィッシャー・トロプシュ由来燃料を使用すると炭素付着物が形成しにくくなることを発見した。フィッシャー・トロプシュ由来燃料を使用すると、炭素付着物量に相関する煤煙数は有意に低下することが判明した。炭素付着物が少ないため、炉の故障も少なくなる。更に、煤付着物の減少は良好な熱伝達を達成するためにも有益であり、長期間にわたって炉を高い効率に維持することができる。更に、この燃料はさほど臭気がないという利点もある。従来使用されている灯油燃料は一般に臭気が強く、タンク補充中に衣類や地面に灯油がこぼれると、長時間臭いが残る。フィッシャー・トロプシュ由来燃料を使用することにより、著しく消費者にやさしい方法が得られる。本発明者らは更にフィッシャー・トロプシュ由来燃料を使用すると、従来の灯油燃料に比較して一酸化炭素発生量と未燃炭化水素発生量が有意に低下することも発見した。
【０００８】
他の利点として、この方法は世界中の発展途上地域で家庭用調理に依然として多用されている燃料である木材燃焼の魅力的代用方法である。
【０００９】
更に、フィッシャー・トロプシュ由来燃料は生分解性である。従って、タンク容器からこぼれたり、漏れたりしても石油製品である灯油を使用する場合のように環境を汚染しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の方法で使用することができる蒸発式バーナー炉は液体燃料を蒸発させて酸素含有ガスと共に燃焼させることにより運転する当業者に公知の任意炉とすることができる。このような炉では、燃料は表面に供給され、前記表面の周囲のスペース内に蒸発し、蒸発した燃料は前記スペースに供給される酸素含有ガスと共に燃焼される。このような表面は燃焼器具の芯又は燃料供給導管の外面であり、このような導管は燃料を内部から前記外面に排出するための開口を備える。このような蒸発式バーナー炉は例えば一般教科書であるＲｅｃｋｎａｇｅｌ，Ｓｐｒｅｎｇｅｒ，Ｓｃｈｒａｍｅｋ著「Ｈｅｉｚｕｎｇ  ＋  Ｋｌｉｍａｔｅｃｈｎｉｋ  ０１／０２」ドイツ語版，ＩＳＢＮ：３−４６８−２６４５０−８，７１８頁に記載されている。このような蒸発式バーナー炉の例は所謂強制空気型開放型オイルヒーター、自然通風開放ウィック型オイルヒーター、Ｊｏｔｕｌ社（ノルウェー）製品である炉（例えばＪｏｔｕｌ  ７０９炉）、Ａｇａ  Ｆｏｏｄｓｅｒｖｉｃｅ  Ｇｒｏｕｐ  ｐｌｃ製品である周知ＡＧＡクッカー及び他の製造業者（例えばＷｉｎｄｈａｇｅｒ、Ｓｃｈｒａａｋ、Ｈａａｓ  ＆  Ｓｏｈｎ、Ｂｕｄｅｒｕｓ、Ｓｕｎｐｏｔ又はＣｏｒｏｎａ）の同様の炉である。
【００１１】
蒸発式バーナー炉は燃料をまず小液滴状に噴霧し、得られた小液滴の表面又は燃料とガスの蒸発混合物で燃焼が行われるバーナー（例えば所謂「ジェット噴射式バーナー」）から区別すべきである。
【００１２】
フィッシャー・トロプシュ由来燃料は（水素化分解）フィッシャー・トロプシュ合成物から単離可能な中間留分燃料範囲の任意フラクションとすることができるフィッシャー・トロプシュ生成物を含む。典型的フラクションはナフサ、灯油又は軽油範囲で沸騰する。灯油又は軽油範囲で沸騰するフラクションは例えば家庭環境で取り扱い易いのでこれらのフィッシャー・トロプシュ生成物を使用することが好ましい。このような生成物は９０重量％を上回るフラクションが１６０〜４００℃で沸騰すると適切であり、約３７０℃までが好ましい。フィッシャー・トロプシュ由来灯油及び軽油の例はＥＰ−Ａ−５８３８３６、ＷＯ−Ａ−９７１４７６８、ＷＯ−Ａ−９７１４７６９、ＷＯ−Ａ−０１１１１６、ＷＯ−Ａ−０１１１１７、ＷＯ−Ａ−０１８３４０６、ＷＯ−Ａ−０１８３６４８、ＷＯ−Ａ−０１８３６４７，ＷＯ−Ａ−０１８３６４１、ＷＯ−Ａ−００２０５３５、ＷＯ−Ａ−００２０５３４、ＥＰ−Ａ−１１０１８１３、ＵＳ−Ａ−５７６６２７４、ＵＳ−Ａ−５３７８３４８、ＵＳ−Ａ−５８８８３７６及びＵＳ−Ａ−６２０４４２６に記載されている。
【００１３】
フィッシャー・トロプシュ由来生成物は適切には８０重量％、好ましくは９０重量％を上回るイソ及びノルマルパラフィンと１重量％未満の芳香族を含有しており、残余はナフテン系化合物である。硫黄と窒素の含量は非常に低く、一般にこのような化合物の検出限界未満である。これらの元素の含量がこのような低いのは、フィッシャー・トロプシュ反応が特殊な方法で実施されるためである。従って、硫黄含量は５ｐｐｍ未満であり、窒素含量は１ｐｐｍ未満である。芳香族とナフテン系化合物の含量が低い結果として、フィッシャー・トロプシュ生成物の密度は従来の鉱物由来燃料よりも低くなる。密度は１５℃で０．６５〜０．８ｇ／ｃｍ３である。
【００１４】
本発明の方法で使用される燃料は更にフィッシャー・トロプシュ由来燃料生成物以外の燃料フラクションを含むことができる。このような成分の例としては原油フィードストックを有用生成物にグレードアップする伝統的精製プロセスで得られるような灯油又は軽油フラクションが挙げられる。好ましい非フィッシャー・トロプシュ燃料フラクションは現在市販されている超低硫黄（例えば硫黄５０ｐｐｍ未満）灯油又はディーゼル油フラクションである。場合により、生物燃料等の非鉱油系燃料も燃料組成に含むことができる。燃料中のフィッシャー・トロプシュ由来生成物の含量は＞４０重量％が好ましく、＞６０重量％がより好ましく、＞８０重量％が最も好ましい。当然のことながら、総燃料費と本発明の利点のバランスを取るようにこのような現在入手しにくいフィッシャー・トロプシュ生成物の含量を最適化する。用途によっては、１００％フィッシャー・トロプシュ生成物の燃料に場合により所定の添加剤を添加して使用すると有利な場合がある。
【００１５】
蒸発式バーナーは火炎検出器を備えていることが多い。今日使用されている大半の検出器は火炎の黄色に関連する特定波長を検出する。本発明者らはフィッシャー・トロプシュ由来燃料を使用する場合には、一般公知検出器では青炎を検出できないことを今回発見した。このため、蒸発式バーナーはこの青炎を検出することができる検出器を備えていることが好ましい。適切な検出器の例は火炎検出器を使用する所謂青炎式バーナーで使用されている検出器である。適切な検出器の例はＵＶセンサーとＩＲセンサーである。より好適な検出器は所謂イオン化センサーである。イオン化センサーは間欠運転時と連続運転時のいずれでもバーナーをモニターするのに適している。イオン化火炎モニターの運転原理は火炎の整流効果に基づく。火炎が存在する場合には、バーナーとイオン化電極の間に電流が流れる。このイオン化電流を火炎モニターにより試験し、火炎が存在するか否かを決定する。所定の従来技術適用例では、センサー付着物によりセンサーに偽電流が生じたため、イオン化センサーを液体燃料と併用することができなかった。フィッシャー・トロプシュ由来燃料、特に金属系助燃剤を含有しない燃料組成物を使用すると付着物が少なくなるので、イオン化センサーを適用することができる。これらのセンサーはＩＲ又はＵＶセンサーよりも入手し易いのでこの点は有利である。あるいは、上記標準検出器により検出可能な火炎を生じる添加剤をフィッシャー・トロプシュ由来燃料に添加してもよい。
【００１６】
燃料には更に以下の添加剤の１種以上を添加することができる。洗浄剤（例えばＯｃｔｅｌ  ＯＹ製品ＯＭＡ  ３５０）；安定剤（例えばＢＡＳＦ  Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｃｈａｆｔ製品Ｋｅｒｏｐｏｎ  ＥＳ  ３５００、ＯＣＴＥＬ  ＯＹ製品ＦＯＡ  ５２８Ａ）；金属不活性化剤（例えばＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ製品ＩＲＧＡＭＥＴ  ３０）；（無灰系）分散剤（例えばＯｃｔｅｌ  ＯＹ製品ＦＯＡ  ５２８  Ａパッケージに含まれるもの）；酸化防止剤（例えばＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ製品ＩＲＧＡＮＯＸ  Ｌ５７）；コールドフロー改善剤（例えばＢＡＳＦ  Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ製品Ｋｅｒｏｆｌｕｘ  ３２８３、Ｉｎｆｉｎｅｕｍ  ＵＫ  Ｌｔｄ製品Ｒ４３３又はＲ４７４）；腐食防止剤（例えばＲｈｅｉｎ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨ製品Ａｄｄｉｔｉｎ  ＲＣ  ４８０１、ＢＡＳＦ製品Ｋｅｒｏｃｏｒｒ  ３２３２、Ｃｉｂａ製品ＳＡＲＫＯＳＹＬ  ０）；再付臭剤（例えばＨａａｒｍａｎ  ＆  Ｒｅｉｍｅｒ製品Ｃｏｍｐｅｎｓｏｌ）；殺菌剤（例えばＳｃｈｕｅｌｋｅ  ＆  Ｍａｙｒ製品ＧＲＯＴＡ  ＭＡＲ  ７１）；潤滑性向上剤（例えばＯｃｔｅｌ製品ＯＬＩ  ９０００）；白濁防止剤（例えばＰｅｔｒｏｌｉｔｅ製品Ｔ−９３１８）；帯電防止剤（例えばＯｃｔｅｌ製品Ｓｔａｄｉｓ  ４５０）；及び消泡剤（例えばＧｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ製品ＴＥＧＯ  ２０７９）。
【００１７】
本発明者らは従来技術の方法で使用されている燃料組成物に一般に添加されている金属系助燃剤を燃料から省略できることを発見した。こうすると、上記に説明したようにイオン化センサーを有利に利用できるので有利である。金属系助燃剤は例えばフェロセン、メチルシクロペンタジエニルマンガン−トリカルボニル（ＭＭＴ）である。
【００１８】
フィッシャー・トロプシュ由来生成物は無色無臭である。安全上の理由から、例えば家庭消費用天然ガスに添加されているような臭気マーカーをフィッシャー・トロプシュ由来生成物に添加してもよい。更に、燃料を他の非フィッシャー・トロプシュ由来生成物から区別するために色マーカーを添加してもよい。
【００１９】
添加剤の総含量は０〜１重量％が適切であり、０．５重量％未満が好ましい。
【００２０】
以下、非限定的な実施例により本発明を例証する。
【実施例１】
【００２１】
表１に示すような性状をもつフィッシャー・トロプシュ由来灯油を供給してＪｏｔｕｌ  ７０９炉（ノルウェーＪｏｔｕｌ  ＡＳＡ製品）を９０分間運転した。実際の家庭用暖房状況をシミュレートするように供給速度を経時的に変動させた。供給速度の変動を表２に示す。
【００２２】
【表１】
2005533159.tif 000002
【００２３】
【表２】
2005533159.tif 000003
【００２４】
実験中に炉から排出された排ガス中でＤＩＮ  ５１４０２−１により煤煙数、光イオン化検出器（ＰＩＤ）により炭化水素含量及び赤外スペクトロスコピーにより一酸化炭素含量を測定した。これらの測定の結果を図１ａ〜３ａに示す。
【００２５】
（比較例Ａ）
表１に示す性状をもつ市販石油系灯油を使用した以外は実施例１を繰返した。使用した石油系灯油燃料はノルウェーで現在蒸発式バーナー炉で燃料として使用されているものとした。
【００２６】
これらの測定の結果も図１ｂ〜３ｂに示す。
【００２７】
図１〜３から明らかなように、本発明の方法によると、炉の排ガス中の炭化水素と一酸化炭素が減少する。これは健康、安全性、環境及び効率の問題を改善するので非常に有利である。人体の健康に有害な排ガスが減少する（煤及び潜在的発癌物質）。排ガスが室内に漏れた場合にＣＯ窒息の危険も減る。未燃炭化水素の不在と低ＣＯ発生量により明らかなように完全燃焼が得られるので、効率も上がる。炭化水素発生量が減少すると、煙突燃焼の危険も減る。熱交換面に膜が形成されると熱伝達が低下し、その結果、効率も低下するが、煤付着物が少ないので膜も形成しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ａ及びｂは夫々実施例１及び比較例Ａで実験中に炉から排出された排ガス中でＤＩＮ  ５１４０２−１により測定した煤煙数を示す。
【図２】ａ及びｂは夫々実施例１及び比較例Ａで実験中に炉から排出された排ガス中で光イオン化検出器（ＰＩＤ）により測定した炭化水素含量を示す。
【図３】ａ及びｂは夫々実施例１及び比較例Ａで実験中に炉から排出された排ガス中で赤外スペクトロスコピーにより測定した一酸化炭素含量を示す。
【図１】
2005533159.tif 000004
【図２】
2005533159.tif 000005
【図３】
2005533159.tif 000006
【国際調査報告】
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