第24章 重油の燃焼と燃焼装置
重油を予熱して粘度を下げ、霧にして燃やすしくみ。圧力噴霧式・回転式・蒸気（空気）噴霧式バーナの特徴とターンダウン比。
1. 重油は「霧」にして燃やす
重油は液体のままでは燃えにくいので、バーナで細かい霧（油滴）にして、空気とふれる面積を大きくしてから燃やします。これを霧化（アトマイズ）といいます。
霧が細かいほど、
・空気とよくまざる
・すばやく蒸発して燃える
・少ない過剰空気で完全燃焼しやすい
霧化がうまくいかないと、大きな油滴が燃えきらず、すすやばい煙、炉壁への付着の原因になります。
2. 予熱と粘度
重油は温度を上げると粘度が下がり、ポンプで送りやすく、霧にしやすくなります。とくに粘りけの大きいC重油は、油加熱器で予熱して使います。A重油は、ふつう予熱しないで使えます。
予熱温度が低すぎると：
・粘度が高く霧化が悪くなり、すす・ばい煙が出やすい
・火炎が不安定になる
予熱温度が高すぎると：
・油の中でガスが発生して、油の流れがとぎれたり、火炎が不安定になったりする
・油が分解して、炭化物（カーボン）がバーナの先などに付きやすい
予熱温度は、バーナに合った粘度になるように決めます。
ボイラー則 第32条の定期自主検査（1か月以内ごとに1回）では、燃焼装置の「油加熱器及び燃料送給装置」「バーナ」「ストレーナ」などを点検します。
3. バーナの種類
・圧力噴霧式バーナ … 油に高い圧力をかけ、ノズルの小さな穴から噴き出して霧にする。構造が簡単。油の圧力を下げると霧化が悪くなるので、燃焼量を調節できる範囲がせまい。戻り油式にすると範囲を広げられる。送風機と一体にした小型のものをガンタイプバーナという
・回転式バーナ（ロータリーバーナ） … 高速で回るカップの内側に油を流し、遠心力で油の膜を飛ばし、まわりから吹き出す空気（一次空気）で霧にする。油の圧力は低くてよい
・蒸気噴霧式・空気噴霧式バーナ … 蒸気や空気の勢いで油を細かく霧にする。高圧の蒸気や空気を使うものは、霧化がよく、燃焼量を調節できる範囲がいちばん広い。粘りけの大きい油にも使える
バーナのほかに、火炎を安定させる保炎器（バーナタイル、スタビライザなど）が使われます。
4. ターンダウン比
ターンダウン比は、1本のバーナで燃やせる最大の燃料量と最小の燃料量の比です。
ターンダウン比 ＝ 最大燃焼量 ÷ 最小燃焼量
例：最大300L/h、最小60L/h なら 300 ÷ 60 ＝ 5
ターンダウン比が大きいほど、負荷（蒸気の使用量）が小さいときにも、火を消さずに燃焼量を絞って運転できます。
ターンダウン比の大きさのおおよその順：
高圧の蒸気（空気）噴霧式 ＞ 回転式 ＞ 圧力噴霧式（戻り油を使わないもの）
5. 燃料油の貯蔵と供給のしくみ
重油は、タンクにためておき、いくつかの装置を通してバーナへ送ります。C重油のような粘りけの大きい油を使う場合の、おおよその流れは次のとおりです。
貯蔵タンク → （移送ポンプ）→ サービスタンク → ストレーナ → 油ポンプ → 油加熱器 → バーナ
それぞれの役目（JIS B 0126 の用語）：
・貯蔵タンク（主タンク） … 重油を貯蔵しておく大きなタンク
・移送ポンプ … 重油を貯蔵タンクからサービスタンクへ送るポンプ
・サービスタンク … ボイラーの近くに置き、使用する重油の数時間分をためておくタンク。貯蔵タンクより小さい
・ストレーナ（油こし器） … 重油の中の固形物（土砂・さびなど）を金網などで取り除く装置。ポンプやバーナのノズルが詰まったり、いたんだりするのを防ぐ
・油ポンプ（噴燃ポンプ） … 重油をバーナへ送るため、必要な圧力まで上げるポンプ
・油加熱器 … 重油を必要な温度まで温める機器。粘度を下げて、バーナで霧にしやすくする（2節）。A重油は、ふつう予熱しないで使えるので、油加熱器を使わないことが多い
タンクについての決まりや注意：
・危険物の規制に関する政令 第11条（屋外タンク貯蔵所）：圧力タンク以外のタンクには通気管を、液体の危険物のタンクには危険物の量を自動的に表示する装置を設ける
・水は油より重いので、タンクの底にたまりやすい。底から水を抜けるようにしておき、ときどき抜く
・C重油は冷えると流れにくいので、タンクの中で温めて送りやすくすることがある
ボイラー則 第32条の定期自主検査では、燃焼装置の「油加熱器及び燃料送給装置」「ストレーナ」などを点検します（2節）。
6. 流量計（燃料などの量をはかる）
燃料や給水がどれだけ流れたかをはかるのが流量計です。代表的なものは3つです。
・差圧式流量計 … 管の途中にオリフィス（穴のあいた板）などの絞りを入れ、その前後の圧力の差（差圧）から流量を求める。差圧は流速の2乗に比例するので、流量は差圧の平方根に比例する
・容積式流量計 … ケースの中のオーバル歯車（だ円形の歯車）などの回転子が、決まった量ずつ流体を送り出す。回転子の回転の速さ（回転数）が流量に比例する。精度が高く、きれいな液体の測定に向く
・面積式流量計 … 上に行くほど広がる管（テーパ管）の中にフロート（浮き）を入れたもの。流量が多いほどフロートが上がり、フロートの位置から流量を知る
例：差圧式で、差圧が4倍になったら、流量は √4 ＝ 2倍。
POINT
7. ここだけは覚える
・重油は霧化（アトマイズ）して空気とふれる面積を大きくして燃やす
・温度を上げると粘度が下がる。C重油は予熱して使う
・予熱温度が低すぎ→霧化不良・すす。高すぎ→ガス発生で不安定・炭化物の付着
・圧力噴霧式：構造が簡単、調節範囲がせまい（戻り油式で広げる）
・回転式：回るカップの遠心力＋一次空気で霧化
・蒸気（空気）噴霧式：霧化がよく、調節範囲がいちばん広い
・ターンダウン比＝最大燃焼量÷最小燃焼量
・貯蔵タンク→（移送ポンプ）→サービスタンク（数時間分）→ストレーナ（固形物を除く）→油ポンプ（昇圧）→油加熱器（昇温）→バーナ
・流量計：差圧式＝流量は差圧の平方根に比例、容積式＝回転数が流量に比例、面積式＝テーパ管の中のフロートの位置