JPH1054509A - バーナー用炭化水素系燃料の燃焼向上 - Google Patents

バーナー用炭化水素系燃料の燃焼向上

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JPH1054509A
JPH1054509A JP9137582A JP13758297A JPH1054509A JP H1054509 A JPH1054509 A JP H1054509A JP 9137582 A JP9137582 A JP 9137582A JP 13758297 A JP13758297 A JP 13758297A JP H1054509 A JPH1054509 A JP H1054509A
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burner
combustion
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air
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Allen A Aradi
アレン・エイ・アラデイ
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Ethyl Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナー用炭化水素系燃料の燃焼向上。 【解決手段】 バーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせ
ながらその中に（ａ）燃料可溶マンガンポリカルボニル
化合物（類）を少量であるが燃焼を向上させる量で何ら
かの順または組み合わせでブレンドしておいたバーナー
用中溜燃料を継続的に送り込みそして（ｂ）空気を上記
ゾーンの中に送り込まれる全燃料の完全燃焼に要する化
学量論的量の１００％以上であるが上記化学量論的量の
１０５％未満である全量で継続的に送り込むことでバー
ナーを運転する。この使用する燃料に好適にはまた少な
くともアルカリもしくはアルカリ土類金属含有洗浄剤お
よび燃料可溶分散剤もブレンドしておく。このようにす
ると、ブルーおよびイエローバーナーの運転効率が向上
しかつ一酸化炭素および酸化窒素などの如き放出物の量
が添加剤を添加していない同じ基礎燃料を用いて同じバ
ーナーを運転する場合に比較して低下し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、通常のバーナーおよび最新の低
ＮＯxバーナー（ｌｏｗ ＮＯx ｂｕｒｎｅｒｓ）にお
ける中溜燃料（ｍｉｄｄｌｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ
ｆｕｅｌｓ）の燃焼を向上させることに関する。より詳
細には、本発明は、重要な放出物量低下を達成すること
ができるように上記燃料使用バーナーにおける燃焼効率
を向上させる方法に関する。
【０００２】
【背景】今日ではいろいろな手段が取られておりそして
努力が成されかつ努力が継続して行われてはいるが、空
気汚染は継続して重大な関心事であり、特に都市および
工業地域では増大し続ける問題である。中溜燃料で運転
される家庭用および工業用バーナーの場合、従来技術の
いわゆるイエローバーナーに比べて窒素酸化物（Ｎ
Ｏx）放出量が低くなる傾向があるいわゆるブルーバー
ナーが開発された結果として進展があったが、それで
も、運転効率を更に向上させることができかつ煙道ガス
に含まれる放出物の量を低くすることができれば、本技
術分野にとって最も歓迎される貢献になるであろう。ブ
ルーバーナーの場合、一般に、燃料を燃焼ゾーン（類）
内で燃焼させる時にその燃料の燃焼で要する化学量論的
量（化学的当量）の空気量よりも５から１５％の範囲の
過剰量で空気を余分に用いて運転するように設計されて
おりそして多くの場合そのように校正されている。言い
換えれば、燃焼過程に送り込まれる空気の酸素含有量
が、その燃焼過程に送り込まれる量の燃料の燃焼で理論
的に要求される正確な最小量より５から１５％の範囲の
度合で多くなるように、空気吸い込み量が調節されてい
る。
【０００３】今までは、以前の種類の家庭用燃料油バー
ナーで燃料油を燃焼させる時に発生する煙および煤の量
を低くするにマンガンポリカルボニル化合物が有効であ
ることが認められていた。例えばＰｅｒｃｙ他の米国特
許第３，１１２，７８９号を参照のこと。そこでは、チ
ムケンウォールフレームバーナー（Ｔｉｍｋｅｎ ｗａ
ｌｌ−ｆｌａｍｅ ｂｕｒｎｅｒ）を用いて行った研究
を基にして、マンガンを油可溶（ｏｉｌ−ｓｏｌｕｂｌ
ｅ）インデニルマンガントリカルボニル、シクロペンタ
ジエニルマンガントリカルボニルおよびそれらのアルキ
ル誘導体として０．００１２５から０．００５％含有す
る燃料油と一緒に空気を化学量論的量の１２５から１４
０％の量で用いて運転を行うことが推奨されている。こ
れに関連してまた興味が持たれるものは、ヨーロッパ特
許出願公開第０ ４７６ １９７Ａ号（１９９２年３月
付けで公開）であり、そこには２つの異なるバーナーで
家庭暖房用ガスオイル（ｇａｓ ｏｉｌ）を用いて得た
試験結果が記述されている。１つのバーナーは最新バー
ナーである一方、もう１つのバーナーは１５年以上前に
製造されたバーナーであった。両方のバーナーとも製造
業者の仕様に調整されており、そして正味の基礎燃料
（ｃｌｅａｒ ｂａｓｅ ｆｕｅｌ）を用いた運転、お
よび同じ燃料であるがメチルシクロペンタジエニルマン
ガントリカルボニルと一緒に他の成分、例えば過塩基
（ｏｖｅｒｂａｓｅｄ）カルシウムスルホン酸塩、無灰
分散剤、腐食抑制剤、金属不動態化剤（ｍｅｔａｌ ｐ
ａｓｓｉｖａｔｏｒ）および抗乳化剤などから作られた
添加剤を添加した燃料を用いた運転が行われた。ヨーロ
ッパ特許第０ ４７６ １９７Ａ号に引用および抜粋さ
れていて一般的背景として興味が持たれる他の資料は、
Ｋｅｓｚｔｈｅｌｙｉ他、「Ｐｅｒｉｏｄ．Ｐｏｌｙｔ
ｅｃｈ．Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．」、２１巻（１）、７０−
９３頁（１９７７）；Ａ．Ｎ．Ｎｅｓｍｅｙａｎｏｖ、
Ｎａｕｋａ、Ｍｏｓｃｏｗ編集「Ｍａｒｇａｎｔｓｅｖ
ｙｅ Ａｎｔｉｄｅｔｏｎｒｔｏｒｙ」、１９７１、１
９２−１９９頁；Ｚｕｂａｒｅｖ他、「Ｒｙｂｎ．Ｋｈ
ｏｚ．（Ｍｏｓｃｏｗ）」、９巻、５２−４頁（１９７
７）；カナダ特許第１，１８８，８９１号；ヨーロッパ
特許第００７８２４９ Ｂ１号；英国特許第１，４１
３，３２３号、および度合は低いが米国特許第４，５０
５，７１８号である。
【０００４】
【発明の要約】炭化水素系（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎａ
ｃｅｏｕｓ）中溜燃料で運転される、即ちそれが使用さ
れるバーナーの運転効率を向上させると同時に該バーナ
ーが放出する少なくとも一酸化炭素の量を低くすること
ができることをここに見い出した。これを、該バーナー
の燃焼ゾーンで燃焼を起こさせながらその中に（ａ）少
なくとも１種の燃料可溶（ｆｕｅｌ−ｓｏｌｕｂｌｅ）
マンガンポリカルボニル化合物を少量であるが燃焼を向
上させる量（ｍｉｎｏｒ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｍｐ
ｒｏｖｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ）でブレンドしておいた炭
化水素系中溜燃料および（ｂ）上記ゾーンの中に送り込
まれる該燃料の完全燃焼に要する化学量論的空気量より
多い量であるが上記化学量論的量より多い度合が５％未
満である量の空気を継続的および同時に導入することで
達成する。このような特徴の組み合わせでこのように運
転を行うと、バーナーの運転効率が向上することに加え
て、少なくとも一酸化炭素の放出量が低下する（これら
は全部、同じ基礎燃料であるが添加剤が入っていない燃
料を用いそしてその燃料をバーナーに供給しながら空気
を該燃料の燃焼に要する化学量論的量より高い度合が５
から１５％の範囲である過剰量で用いて同じバーナーを
運転した時と比較）。
【０００５】好適な態様では、バーナーの燃焼ゾーン
（「該ゾーン」）で燃焼を起こさせながら、その中に継
続的に、（ａ）少なくとも下記の材料：（ｉ）少なくと
も１種の燃料可溶マンガンポリカルボニル化合物、（ｉ
ｉ）少なくとも１種の燃料可溶アルカリもしくはアルカ
リ土類金属含有洗浄剤（ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ）、および
（ｉｉｉ）少なくとも１種の燃料可溶分散剤（ｄｉｓｐ
ｅｒｓａｎｔ）を少量であるが燃焼を向上させる量で何
らかの順または組み合わせでブレンドしておいた炭化水
素系中溜燃料および（ｂ）空気を該ゾーンの中に送り込
まれる上記（ａ）燃料ブレンドの燃焼を支持するに充分
な量で供給するが、但し（ｃ）該ゾーンに送り込まれる
上記（ａ）燃料ブレンド物と上記（ｂ）空気の比率を空
気対燃料比が継続的に該ゾーンに送り込まれる該燃料の
完全燃焼に要する化学量論的量より高いが該ゾーンに送
り込まれる該燃料の完全燃焼に要する化学量論的空気量
より多い度合が５％未満であるように維持することを条
件とする。
【０００６】
【好適な態様の説明】本発明の方法は通常の（イエロ
ー）バーナーおよび最新の低ＮＯx（ブルー）バーナ
ー、例えば家の暖房、ユティリティー、ボイラーおよび
焼却装置などで用いられるバーナーにおける燃焼特徴を
改良しかつ放出量を低くするに役立つ。本発明は、多段
式（ｓｔａｇｅｄ）燃焼の使用を伴うブルーバーナー
炉、即ち第一段階で空気を用いてある程度燃焼させた後
に別の段階で更に空気を用いて完全燃焼させるバーナー
炉の運転で用いるに特によく適合している。このよう
に、必要ではないが多段式バーナーの使用が好適であ
る。
【０００７】本発明の実施において、燃焼させる燃料の
量を基準にした空気使用量は、燃焼全部をバーナー内の
１つの場所で起こさせるか或はバーナー内の２カ所以上
の場所で同時に起こさせるかに拘らず、燃焼ゾーンに送
り込まれる燃料と空気の総量を基準にした量である。従
って、供給する新鮮な燃料全部の多段式燃焼を行う目的
で該ゾーンに送り込む空気もしくは燃料または両方の全
体の一部を上流と下流に送り込むことができるとして
も、また排気を循環させて用いるとしても、一定バーナ
ー内の燃焼が起こる場所全部を包含させる目的で用語
「ゾーン」を包括的な意味で用いる。如何なる場合で
も、バーナー内で起こる燃焼を支持する目的でそのバー
ナーに供給する空気全体量は化学量論的量の１００％以
上であるが１０５％未満の量の空気である。勿論、過剰
量の「空気」を言及する場合これは過剰量の「酸素」に
相当することは理解されるであろう、と言うのは、これ
は空気に含まれる自由酸素でありそしてこの自由酸素が
バーナー内の燃焼過程を支持するからである。実際、市
販されているブルーバーナーの多くで流入空気量の調節
は煙道ガス中に存在する酸素の測定値に呼応して行われ
ている。従って、バーナーに送り込まれる空気および／
または酸素の量を測定するに適切な如何なる方法も本発
明の目的で使用可能である。
【０００８】本発明の実施で用いるに適切なバーナー
は、燃焼ゾーン内で起こる燃焼全体に送り込まれる燃料
と空気の供給量が空気過剰量であって空気量が該燃料の
完全燃焼に理論的に相当する量より多いがこの理論的相
当量より多い度合が５％未満であるように燃料と空気の
相対量を調節、即ち制御するように設計されている必要
があるか、或は上記相対量を調節、即ち制御する手段が
取り付けられている必要があるか、或はそのような手段
で改造する必要がある。燃料と空気の相対比率を設定、
制御または維持する手段が付いている新しいバーナーを
設計および製造する技術およびそのような手段を用いて
現存バーナーを改造する技術は本分野の技術者に公知で
あり、従って本分野の技術者は、本発明の教示を習得し
た時点で、上記必要条件に合致するバーナーまたはバー
ナー補助具を得ることができるであろう。
【０００９】バーナー、特にブルー型バーナーの設計、
製造および運転に関する原理の実例は、例えば米国特許
第３，７９１，７９６号、３，８０８，８０２号、５，
２０９，１８７号、５，２３６，３２７号、５，３７
０，５２６号、５，４６０，５１３号および５，４６
２，４３０号などの如き特許、および例えばＣｈａｒｌ
ｅｓ Ｂｅｎｓｅｎ他が１９９４ ＡＦＲＣ／ＪＦＲＣ
シンポジウムで発表した「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａ
ｎｄ Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｗ−Ｎ
Ｏx ＳｔＡＲ［ｓｉｃ」Ｂｕｒｎｅｒ ｆｏｒ Ｈｉ
ｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
Ｆｕｒｎａｃｅｓ」；Ｒ．Ｔ．Ｗａｉｂｅｌ他著「Ｎ
ｅｗ，Ｌｏｗ ＮＯx Ｂｕｒｎｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ
ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ Ｆｕｒｎａｃｅｓ」、Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ １
９９４ Ｊｏｈｎ Ｚｉｎｋ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｋｏｃ
ｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ
のデビジョン；ＲｉｃｈａｒｄＲ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｐ
ｈ．Ｄ著「Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｖａｒｉｏｕ
ｓ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ
ＮＯx Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎ
ａｌ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｂｕｒｎｅｒ
ｓ」、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃ
ｈ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｆｌａｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏ
ｎ １９９３年秋の国際シンポジウム、１９９３年１０
月１８−２０日、岡山県、Ｔｕｌｓａ；Ｊ．Ｈａｕｍａ
ｎｎ他著「Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＮＯx−Ｒｅｄｕｃｔｉ
ｏｎ ｉｎ Ｓｔａｇｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ：Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ
ｒｅｍｉｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｂｏｉｌｅ
ｒｓ」、ＡＢＢ Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃ
ｈＣｅｎｔｅｒ、Ｂａｄｅｎ、スイス；Ｃｈａｄ Ｆ．
Ｇｏｔｔｓｃｈｌｉｃｈ他著「Ｕｌｔｒａ−Ｌｏｗ Ｎ
Ｏx Ｗａｌｌ−Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｂｕｒｎｅｒｓ」、
Ｓｅｌａｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒ
ｉｃａ、１９９３年１０月１９日などの如き出版物に示
されている。
【００１０】本発明の実施で用いる炭化水素系燃料を、
一般的には、蒸留範囲が約１６０から約３７０℃の範囲
に入る炭化水素の混合物で構成させる。このような燃料
は、ガソリンが留出した後に留出して来る画分を含むこ
とからしばしば「中溜燃料」と呼ばれる。用語「炭化水
素系」は、通常の処理操作いずれかで石油から誘導され
た燃料で主にか或は全体が構成されている中溜燃料を意
味する。仕上げ燃料は、加うるに、適切な非炭化水素系
燃料またはブレンド用成分を少量、そして／またはター
ルサンド、シェール油または石炭から誘導された適当な
沸点または沸騰範囲（即ち約１６０℃から約３７０℃の
範囲）を示す補助液体燃料を少量含有し得る。本発明の
利点は、原則として、石油、石炭、シェールおよび／ま
たはタールサンドから誘導される如何なる液状炭化水素
系燃料でも達成可能である。基礎燃料を、大部分の場
合、少なくとも現在の状況下では、排他的ではないが主
に石油から誘導する。多くの場合、いろいろな炭化水素
系燃料またはそれのグレードでは仕様が存在しており、
そのような燃料の性質および特徴はよく知られていて文
献に報告されている。
【００１１】マンガン原子に結合しているカルボニル基
を少なくとも１つ有する燃料可溶化合物をバーナー用炭
化水素系基礎燃料にそれの燃焼を向上させる量でブレン
ドしておくことが必須である。その結果として得られる
マンガン化合物含有燃料組成物は、上記マンガン化合物
を該基礎燃料にブレンドした後に存在するそれの形態が
如何なる形態であろうとも、本発明の実施で用いるに適
切である。米国特許第２，８１８，４１７号に記述され
ている種類のシクロペンタジエニルマンガントリカルボ
ニル化合物が好適である。本発明の実施で用いるに特に
好適なものはメチルシクロペンタジエニルマンガントリ
カルボニルである。しかしながら、授与されたヨーロッ
パ特許第０ ４７６ １９６ Ｂ１号およびヨーロッパ
特許第０４７６ １９７ Ｂ１号などに示されているマ
ンガンペンタカルボニル（ジマンガンデカカルボニル）
および他のマンガンカルボニル化合物も使用可能であ
る。
【００１２】一般的には、本発明の実施で用いる燃料
に、通常、マンガンを燃料１ガロン（米国）当たり少な
くとも約０．５ミリグラム入れ、好適にはマンガンを燃
料１ガロン（米国）当たり約０．８から約１６ミリグラ
ムの範囲の量で入れる。最も好適には、上記燃料にマン
ガンを燃料１ガロン（米国）当たり約４から約６ミリグ
ラムの範囲の量で入れる。しかしながら、上記範囲から
逸脱させることも、このような逸脱がそれに伴う個々の
状況下で必要または望ましいと思われる場合にはいつで
も上記教示を基にして行うことができ、従って、そのよ
うな逸脱は本発明の範囲内である。上記マンガン化合物
を該燃料または添加剤混合物（例えば添加剤濃縮物また
は「パッケージ」）（これを燃料とブレンドする）とブ
レンドする前の形態は、マンガンに結合しているか或は
それに配位しているカルボニル基を少なくとも１つ含む
少なくとも１種のマンガン化合物の形態である。
【００１３】また、好適には、使用する前の燃料に補助
添加剤をブレンドしておく。これらには、アルカリもし
くはアルカリ土類金属洗浄剤（好適には過塩基洗浄剤、
例えば１種以上の過塩基カルシウム含有洗浄剤）；油可
溶洗浄剤（例えば１種以上の燃料可溶スクシニミドおよ
び／またはマンニッヒ塩基および／または長鎖ポリアミ
ン分散剤）；油可溶腐食抑制剤；油可溶金属不動態化剤
または金属失活剤；油可溶抗乳化剤；油可溶抗酸化剤；
冷流動改良剤；レオドラント（ｒｅｏｄｏｒａｎｔ
ｓ）；および他の適切な添加剤が含まれる。ヨーロッパ
特許第０ ４７６１９６ Ｂ１号およびヨーロッパ特許
第０ ４７６ １９７ Ｂ１号に、マンガンカルボニル
化合物を含むそのような添加剤が多数包括的に記述され
ており、そして優れた性能を達成する目的で使用可能な
いろいろな添加剤の比率が与えられており、それには、
マンガン含有添加剤化合物および上記添加剤から作られ
た添加剤調合物の優秀燃焼改良量（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ
ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ−ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ａｍｏ
ｕｎｔｓ）を構成する比率が含まれる。従って、さらな
る詳細が望まれる場合には上記２つのヨーロッパ特許お
よびそこに引用されている文献が参考になるであろう。
実際、本発明の実施で用いる燃料に混合するに好適な燃
料添加剤が上記２つの授与されたヨーロッパ特許第０
４７６ １９６Ｂ１号およびヨーロッパ特許第０ ４７
６ １９７ Ｂ１号に記述されている。如何なる場合で
も、この使用する添加剤および量が本発明の実施におけ
る燃料の性能に悪影響を如何なる実質的様式でもかつ如
何なる有意な度合でも与えないようにそれらを選択すべ
きである。
【００１４】
【実施例】本発明の実施および利点を例示する目的で、
ここに、独立した研究施設で注意深く調節して行った１
組の実験を言及する。この試験では、イエローおよびブ
ルー両方のバーナーを模擬し得る高度に自動化された燃
焼用トンネルとバーナーのシステムを用いた。燃焼生成
物のサンプリングを半径方向および軸方向に行うことが
できそして燃焼中の温度および煙道ガストンネルの温度
を半径方向および軸方向に調べることができるように上
記システムを完全装備した。
【００１５】この試験に、燃料可溶マンガンポリカルボ
ニル化合物、即ちメチルシクロペンタジエニルマンガン
トリカルボニルを用いて調製した添加剤濃縮物を少量で
あるが燃焼を向上させる量でブレンドしておいた炭化水
素系中溜燃料でバーナー装置を運転しながら、とりわ
け、煙道ガスに入って放出される一酸化炭素の量と酸化
窒素の量を供給空気量の過剰度の関数として測定するこ
とを伴わせた。比較の目的で、同じ炭化水素系中溜燃料
の一部であるが添加剤内容物を全く含有させなかった燃
料を用いて同じ種類の測定を行った。
【００１６】１つの末端に上記バーナー装置を取り付け
た断面が１．３メートル（４．２６５フィート）の燃焼
用トンネルで試験装置を構成させた。このトンネルの長
さは２２フィートに及び、最初の４フィートを上記バー
ナー装置が占めていた。このトンネルの残り１８フィー
トに沿ってサンプリング用ゲートを配置し、そしてサン
プリング用ゲートの１つを、上記バーナーから１８フィ
ート離してトンネル出口の所に位置させた。目に見える
炎が上記バーナーから約６フィートの所まで伸び、従っ
て上記トンネルの残り１２フィートが上記装置の煙道ガ
ス領域を構成していた。
【００１７】上記トンネルは完全な気密ではなく、従っ
てチャンバの圧力を厳密に１気圧より高く保つ目的で背
圧バルブを出口の所に位置させた。燃料および空気用の
質量流量調節装置の校正を毎日行った。燃料および空気
用両方の計量デバイスとも製造業者が指定した精密度は
全スケールの１％であった。化学量論的混合における燃
料流量は２．１５ポンド／時で空気流量は９００Ｎｍ3
／時であった。ダイヤルで合わせて１５％以下の過剰度
で空気を既知比率で用いて燃焼を実施した。
【００１８】この実験で用いた材料は、添加剤が入って
いない家庭暖房用の市販＃２油、そしてヨーロッパ特許
第０ ４７６ １９６ Ｂ１号およびヨーロッパ特許第
０４７６ １９７ Ｂ１号の教示に従ってメチルシクロ
ペンタジエニルマンガントリカルボニルと他の成分から
調製したＨｉＴＥＣ（商標）４０７７添加剤（Ｅｔｈｙ
ｌ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，Ｉｎ
ｃ．の市販品）であった。ＨｉＴＥＣ（商標）４０７７
添加剤を含有させた燃料を調製する場合、それを燃料と
一緒にブレンドした後に存在する（「添加剤を添加した
燃料」に存在する）それの形態が如何なる形態であろう
とも、上記ＨｉＴＥＣ（商標）４０７７添加剤を該燃料
に燃料体積の７５０ｐｐｍ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉ
ｌｌｉｏｎ）（体積）の量でブレンドした。従って、こ
の添加剤を添加した燃料のマンガン含有量は、重量を基
準にして、２ｐｐｍ（重量／重量）、即ち燃料１ガロン
当たり約０．００６グラムのマンガンであった。添加剤
を添加していない燃料には、勿論、添加剤が全く入って
いない。
【００１９】本発明に従うバーナー操作をブルーバーナ
ー条件下で行って一酸化炭素および酸化窒素の測定を行
う場合、空気の過剰度が上記バーナーに送り込まれる燃
料を基準にして化学量論的量の１００％から１０５％の
範囲内に入る７つの異なるレベルで燃焼を実施した。対
照として、添加剤を添加していない燃料を用いて、この
上と同じ空気過剰度範囲内のいろいろなレベルの空気過
剰度で４つの試験を実施した。各場合とも、出口の中心
線の所で採取したサンプルを用いて、流出煙道ガスに入
っている一酸化炭素（ＣＯ）の量および窒素酸化物（Ｎ
Ｏx）の量を測定した。一酸化炭素放出量に関する試験
条件および結果を表１に要約する。酸化窒素放出量に関
する試験条件および結果を表２に要約する。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表３に、この上に記述したのと同様に実施
した別のグループの試験結果を要約するが、ここでは、
燃焼ゾーンに送り込まれる量の燃料の燃焼に要する化学
量論的量より３．２２％過剰の空気（酸素）、即ちバー
ナーで燃焼させる燃料の量を基準にした化学量論的量ま
たは理論的に正確な量の１０３．２２％の量の空気を用
いて、この上に示した添加剤添加燃料組成物でバーナー
を本発明に従って運転した。バーナーから出る煙道ガス
の全平均組成を示す目的で、煙道ガスサンプルを出口の
半径方向に沿って複数採取しそして個々のサンプルの分
析結果の平均を取った。この分析に一酸化炭素、窒素酸
化物、二酸化炭素および二酸化硫黄の測定を伴わせた。
対照として、この上に示した添加剤添加なし燃料を用い
そして燃焼ゾーンに送り込まれる量の燃料の燃焼で要す
る化学量論的量より３．０８％過剰の空気（酸素）を用
いる以外は同じ手順を繰り返した。
【００２３】
【表３】
【００２４】本発明を実施する結果として放出物、特に
一酸化炭素、二酸化硫黄および窒素酸化物の量が実質的
に低下することが表３から分かるであろう。
【００２５】用語「材料」または「成分」または「物
質」を本明細書または本明細書の請求の範囲の如何なる
場所で用いる場合にも、この用語を単数で用いているか
或は複数で用いているかに拘らず、これがその言及する
組成物を生じさせる時に用いる物質、従って他の材料ま
たは成分を少なくとも包含、混合またはブレンドする前
に用いる物質であると言った意味で上記用語を用い、そ
の材料または成分がその指定した化学形態にあると理解
されるべきである。混合物またはそれの媒体で化学的変
化、変換および／または反応（もしあれば）が起こった
としてもあまり重要でない、と言うのは、そのような変
化、変換および／または反応は上記指定材料または成分
を本開示に従う必要条件下で一緒にすることで起こる自
然な結果であるからである。また、この添加剤の材料ま
たは成分は本質的に個別に燃料に添加もしくはブレンド
可能でありそして／または前以て生じさせておいた添加
剤組み合わせおよび／または副次的組み合わせ（ｓｕｂ
ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ）の製造で用いる成分とし
て、例えば添加剤濃縮物またはパッケージ（これを燃料
とブレンドする）として添加もしくはブレンド可能であ
ることも理解されるであろう。従って、本明細書の請求
の範囲で成分または材料を現在形（「含む」、「であ
る」など）で言及しているかもしれないが、このような
言及は、それを燃料とブレンドする直前そして／または
上記添加剤組み合わせおよび／または添加剤副次的組み
合わせの製造でそれを用いる直前に存在するような材料
または成分を指す。
【００２６】用語「燃料可溶」を本明細書で用いる場
合、これは、当該物質がそれの意図した機能を果し得る
に必要な少なくとも最小濃度に到達するように該物質を
ブレンドした個々のバーナー用燃料中で該物質が２０℃
において充分な溶解性を示すべきであることを意味す
る。好適には、この物質は該バーナー用燃料中で上記よ
りも実質的に高い溶解度を示すであろう。しかしなが
ら、この物質は該バーナー用燃料中に全比率で溶解する
必要はない。過塩基洗浄剤には、一般に、微細もしくは
コロイド状の無機金属化合物、例えば炭酸塩などが入っ
ている安定な分散液または懸濁液が含まれると見なす。
従って、それらは古典的な溶解度の定義に合致していな
い可能性はあるが、それにも拘らず、それらは本発明の
実施で用いるに適切な全体的安定性を示すバーナー用燃
料組成物を与えるに好適な補助材料として燃料にブレン
ド可能である。
【００２７】本発明が関係するバーナーは燃料として炭
化水素系中溜燃料が使用もしくは利用される種類のバー
ナー（天然ガス、バンカー燃料などの如き他の種類の燃
料が使用されるバーナーとは区別される如き）であるこ
とは理解されるであろう。更に、この炭化水素系中溜燃
料は適切な如何なる物理的状態であってもよく、例えば
液状、気体状、液滴、ミストなどの形態であってもよい
ことから、燃焼が起こる瞬間における炭化水素系中溜燃
料の物理的状態は本発明に対する制限を構成しないこと
も理解されるであろう。
【００２８】本明細書の如何なる部分で言及する特許も
他の出版物も各々および全てが全目的で引用することに
よってあたかも本明細書に詳細に示す如く全く本開示に
組み入れられる。
【００２９】本発明は本発明の実施においてかなり変形
を受け易い。従って、この上で行った説明は本発明を本
明細書の上に示した個々の例示に限定することを意図す
るものでなくまた制限として解釈されるべきでない。網
羅することを意図する事項は、むしろ、請求の範囲に挙
げる如き事項および法律事項として許される相当物であ
る。
【００３０】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【００３１】１． 炭化水素系中溜燃料が燃料として使
用される種類のバーナーにおける燃焼効率を向上させる
と同時に上記バーナーから放出される少なくとも一酸化
炭素の量を低くする方法であって、該バーナーの燃焼ゾ
ーンで燃焼を起こさせながらその中に、 ａ）（ｉ）少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカル
ボニル化合物および／または（ｉｉ）上記化合物が成分
としてブレンドされている燃焼改良添加剤を少量である
が燃焼を向上させる量でブレンドしておいた炭化水素系
中溜燃料、および ｂ）上記ゾーンの中に送り込まれる該燃料の完全燃焼に
要する化学量論的空気量より多い量であるが上記化学量
論的量より多い度合が５％未満である量の空気、を継続
的および同時に導入する、ことを含む方法。
【００３２】２． 上記バーナーが多段式バーナーであ
る第１項記載の方法。
【００３３】３． 上記少なくとも１種のマンガンポリ
カルボニル化合物が少なくとも１種の燃料可溶シクロペ
ンタジエニルマンガントリカルボニル化合物である第１
項記載の方法。
【００３４】４． 上記バーナーが多段式低ＮＯxバー
ナーである第３項記載の方法。
【００３５】５． 炭化水素系中溜燃料が燃料として使
用される種類のバーナーにおける燃焼効率を向上させそ
して上記バーナー運転中に上記バーナーから放出される
少なくとも一酸化炭素の量を低くする方法であって、 ａ）該バーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせている時
に、その中に継続的に、少なくとも下記の材料：（ｉ）
少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカルボニル化合
物、（ｉｉ）少なくとも１種の過塩基アルカリもしくは
アルカリ土類金属含有洗浄剤、および（ｉｉｉ）少なく
とも１種の燃料可溶分散剤を少量であるが燃焼を向上さ
せる量で同時および／または何らかの順および／または
何らかの前以て生じさせておいた組み合わせおよび／ま
たは前以て生じさせておいた副次的組み合わせでブレン
ドしておいた炭化水素系中溜燃料を供給し、 ｂ）該バーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせている時
に、その中に継続的に、上記ゾーンの中に送り込まれる
燃料の燃焼を支持するに充分な量で空気を供給し、そし
て ｃ）上記燃焼ゾーンに送り込まれるａ）の燃料ブレンド
物とｂ）の空気の比率を、空気対燃料比が継続的に上記
ゾーンに送り込まれる上記燃料の完全燃焼に要する化学
量論的量より高いが上記ゾーンに送り込まれる上記燃料
の完全燃焼に要する化学量論的空気量より多い度合が５
％未満であるように維持する、ことを含む方法。
【００３６】６． 上記バーナーが多段式バーナーであ
る第５項記載の方法。
【００３７】７． 上記少なくとも１種のマンガンポリ
カルボニル化合物が少なくとも１種の燃料可溶シクロペ
ンタジエニルマンガントリカルボニル化合物を含み、上
記少なくとも１種のアルカリもしくはアルカリ土類金属
含有洗浄剤が少なくとも１種の過塩基アルカリもしくは
アルカリ土類金属含有洗浄剤を含み、そして上記少なく
とも１種の燃料可溶分散剤が少なくとも１種の燃料可溶
塩基性窒素含有無灰分散剤を含む第５項記載の方法。
【００３８】８． 上記バーナーが多段式低ＮＯxバー
ナーである第７項記載の方法。
【００３９】９． 上記少なくとも１種の過塩基アルカ
リもしくはアルカリ土類金属含有洗浄剤が少なくとも１
種の過塩基カルシウムスルホン酸塩、フェノラートもし
くは硫化フェノラート洗浄剤を含む第７項記載の方法。
【００４０】１０． 上記炭化水素系中溜燃料に少なく
とも下記の追加的材料：（ｉｖ）抗乳化量の少なくとも
１種の燃料可溶抗乳化剤；（ｖ）腐食抑制量の少なくと
も１種の燃料可溶脂肪族もしくは環状脂肪族アミン；お
よび（ｖｉ）金属不動態化量の少なくとも１種の燃料可
溶金属失活剤を同時および／または何らかの順および／
または何らかの前以て生じさせておいた組み合わせおよ
び／または前以て生じさせておいた副次的組み合わせで
ブレンドしておく第７項記載の方法。
【００４１】１１． 上記バーナーが多段式低ＮＯxバ
ーナーである第１０項記載の方法。
【００４２】１２． 上記少なくとも１種の過塩基アル
カリもしくはアルカリ土類金属含有洗浄剤が少なくとも
１種の過塩基カルシウムスルホン酸塩、フェノラートも
しくは硫化フェノラート洗浄剤を含む第１１項記載の方
法。
【００４３】１３． 炭化水素系中溜燃料が燃料として
使用される種類のバーナーにおいて燃焼中に放出される
少なくとも一酸化炭素の量を最低限にする方法であっ
て、該バーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせながらそ
の中に、 ａ）（ｉ）少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカル
ボニル化合物および／または（ｉｉ）上記化合物が成分
としてブレンドされている燃焼改良添加剤を少量である
が燃焼を向上させる量でブレンドしておいた炭化水素系
中溜燃料、および ｂ）上記ゾーンの中に送り込まれる該燃料の完全燃焼に
要する化学量論的空気量の１００％以上であるが上記化
学量論的量の１０５％未満である量の空気、を継続的お
よび同時に導入する、ことを含む方法。
【００４４】１４． 上記バーナーが多段式バーナーで
ある第１３項記載の方法。
【００４５】１５． 上記燃料が＃２燃料油である第１
３項記載の方法。
【００４６】１６． 上記少なくとも１種のマンガンポ
リカルボニル化合物が少なくとも１種の燃料可溶シクロ
ペンタジエニルマンガントリカルボニル化合物である第
１３項記載の方法。
【００４７】１７． 上記燃料に、上記少なくとも１種
の燃料可溶マンガンポリカルボニル化合物に加えて、少
なくとも、少量であるが燃焼を向上させる量の（ａ）少
なくとも１種のアルカリもしくはアルカリ土類金属含有
洗浄剤、および（ｂ）少なくとも１種の燃料可溶分散剤
を、 ｉ）上記少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカルボ
ニル化合物と同時にか、或は ｉｉ）互いに関しておよび上記少なくとも１種の燃料可
溶マンガンポリカルボニル化合物に関していずれかの順
で個別にか、或は ｉｉｉ）上記少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカ
ルボニル化合物とは別に前以て生じさせておいた副次的
組み合わせとしてか、或は ｉｖ）上記少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカル
ボニル化合物、上記少なくとも１種のアルカリもしくは
アルカリ土類金属含有洗浄剤、および上記少なくとも１
種の燃料可溶分散剤を個別にか或はいずれかの副次的組
み合わせで一緒にブレンドすることで前以て生じさせて
おいた添加剤濃縮物としてか、或は ｖ）少なくとも上記成分と上記燃料をブレンドすること
を可能にする他の何らかの様式で、ブレンドしておく第
１３項記載の方法。
【００４８】１８． 上記少なくとも１種のマンガンポ
リカルボニル化合物がメチルシクロペンタジエニルマン
ガントリカルボニルから本質的に成りそして上記少なく
とも１種のアルカリもしくはアルカリ土類金属含有洗浄
剤が少なくとも１種の過塩基アルカリもしくはアルカリ
土類金属含有洗浄剤から本質的に成る第１７項記載の方
法。
【００４９】１９． 上記バーナーが多段式低ＮＯxバ
ーナーである第１７項記載の方法。
【００５０】２０． 上記燃料が＃２燃料油であり、上
記少なくとも１種のマンガンポリカルボニル化合物がメ
チルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニルから
本質的に成り、上記少なくとも１種のアルカリもしくは
アルカリ土類金属含有洗浄剤が少なくとも１種の過塩基
カルシウム含有洗浄剤から本質的に成り、上記少なくと
も１種の燃料可溶分散剤が少なくとも１種の燃料可溶ス
クシニミド分散剤または少なくとも１種の燃料可溶マン
ニッヒ塩基分散剤または少なくとも１種の燃料可溶長鎖
脂肪族ポリアミン分散剤またはそれらの組み合わせから
本質的に成り、そして上記ゾーンの中に導入する空気の
量が上記化学量論的量の約１００．７０％から１０４．
５２％の範囲である第１９項記載の方法。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炭化水素系中溜燃料が燃料として使用さ
    れる種類のバーナーにおける燃焼効率を向上させると同
    時に上記バーナーから放出される少なくとも一酸化炭素
    の量を低くする方法であって、該バーナーの燃焼ゾーン
    で燃焼を起こさせながらその中に、 ａ）（ｉ）少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカル
    ボニル化合物および／または（ｉｉ）上記化合物が成分
    としてブレンドされている燃焼改良添加剤を少量である
    が燃焼を向上させる量でブレンドしておいた炭化水素系
    中溜燃料、および ｂ）上記ゾーンの中に送り込まれる該燃料の完全燃焼に
    要する化学量論的空気量より多い量であるが上記化学量
    論的量より多い度合が５％未満である量の空気、を継続
    的および同時に導入する、ことを含む方法。
  2. 【請求項２】 炭化水素系中溜燃料が燃料として使用さ
    れる種類のバーナーにおける燃焼効率を向上させそして
    上記バーナー運転中に上記バーナーから放出される少な
    くとも一酸化炭素の量を低くする方法であって、 ａ）該バーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせている時
    に、その中に継続的に、少なくとも下記の材料：（ｉ）
    少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカルボニル化合
    物、（ｉｉ）少なくとも１種の過塩基アルカリもしくは
    アルカリ土類金属含有洗浄剤、および（ｉｉｉ）少なく
    とも１種の燃料可溶分散剤を少量であるが燃焼を向上さ
    せる量で同時および／または何らかの順および／または
    何らかの前以て生じさせておいた組み合わせおよび／ま
    たは前以て生じさせておいた副次的組み合わせでブレン
    ドしておいた炭化水素系中溜燃料を供給し、 ｂ）該バーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせている時
    に、その中に継続的に、上記ゾーンの中に送り込まれる
    燃料の燃焼を支持するに充分な量で空気を供給し、そし
    て ｃ）上記燃焼ゾーンに送り込まれるａ）の燃料ブレンド
    物とｂ）の空気の比率を、空気対燃料比が継続的に上記
    ゾーンに送り込まれる上記燃料の完全燃焼に要する化学
    量論的量より高いが上記ゾーンに送り込まれる上記燃料
    の完全燃焼に要する化学量論的空気量より多い度合が５
    ％未満であるように維持する、ことを含む方法。
  3. 【請求項３】 炭化水素系中溜燃料が燃料として使用さ
    れる種類のバーナーにおいて燃焼中に放出される少なく
    とも一酸化炭素の量を最低限にする方法であって、該バ
    ーナーの燃焼ゾーンで燃焼を起こさせながらその中に、 ａ）（ｉ）少なくとも１種の燃料可溶マンガンポリカル
    ボニル化合物および／または（ｉｉ）上記化合物が成分
    としてブレンドされている燃焼改良添加剤を少量である
    が燃焼を向上させる量でブレンドしておいた炭化水素系
    中溜燃料、および ｂ）上記ゾーンの中に送り込まれる該燃料の完全燃焼に
    要する化学量論的空気量の１００％以上であるが上記化
    学量論的量の１０５％未満である量の空気、を継続的お
    よび同時に導入する、ことを含む方法。
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