JP2003042413A - バーナー装置 - Google Patents

バーナー装置

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JP2003042413A
JP2003042413A JP2001234506A JP2001234506A JP2003042413A JP 2003042413 A JP2003042413 A JP 2003042413A JP 2001234506 A JP2001234506 A JP 2001234506A JP 2001234506 A JP2001234506 A JP 2001234506A JP 2003042413 A JP2003042413 A JP 2003042413A
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JP
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water
flame
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brown gas
jet
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JP2001234506A
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Kazusumi Tomiyoshi
富吉一純
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 低価格で高温の燃焼炎を容易に得る。 【解決手段】 高pH値水が噴霧状に噴出する噴出口4
を高pH値水製造装置9に連通させると共に、前期噴霧
状の高pH値水の噴出方向に沿う中心部にブラウンガス
の火炎を接触させる噴出口5,6をブラウンガス製造装
置に連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は都市ガスやプロパンガス
の燃焼炎のように燃焼炎を熱源として利用するために用
いるバーナー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】前記都市ガスを噴出口より噴射させて圧
電素子などで点火しているのが一般であるが、その利用
に適した高温の燃焼炎(火炎)を得られず、従って、利
用分野に制約がある。
【0003】高温の燃焼炎としては、水を電気分解して
得られた水素ガスと酸素ガスの混合ガスである所謂ブラ
ウンガス(OXY/HIDROGEN)(水素と酸素の
比が2:1のガス)の火炎が知られているが、ブラウン
ガスの火炎は爆縮して線状を呈するため、例えば、切断
加工用として好適であるとしても湯を沸かしたり、空間
を暖める等の熱源として利用できない。
【0004】本発明は、斯様なブラウンガスの火炎の欠
点に着目して、ブラウンガスの火炎のように高温の燃焼
炎を期待できるバーナー装置を提供することを目的とし
て創案したものである。
【0005】因みに、Yull Brownによって提
案されたARC−ASSISTEDOXY/HYDRO
GEN WELDING(アメリカ特許第408165
6号)は、ブラウンガス発生装置を開示したものとして
いるが、当該装置で得られたブラウンガスを燃焼してみ
ると、その燃焼は通常の水素の燃焼とは著しく変わって
いて、燃焼温度が高く、水の中でも燃焼をつづけ、真空
中でも消えることがないことが明らかとなっている。
(このガスを知見したR.Millsは、ブラウンガス
に含まれる水素らしきものは、水素ではなく水素が変化
したハイドリノと呼ばれる状態のものであると考え、イ
オンが物質でないのと同じようにハイドリノも物質では
なく、水素がエネルギー状態を変えたものと考えた)。
【0006】
【課題を解決するための手段】高pH値水が噴霧状に噴
出する第一噴出口を高pH値水製造装置又は高pH値水
の収容容器に連通させると共に、前記噴霧状の高pH値
水の噴出方向に沿う中心部にブラウンガスの火炎を接触
させる噴出口をブラウンガス製造装置又はブラウンガス
の収容容器に連通させたことを基本的手段とし、第一噴
出口から噴出する高pH値水の領域中に、高pH値水の
燃焼炎の温度より高い融点の金属片(鉱石でも良いこと
は勿論)を高pH値水の噴出方向と交叉させて配置する
(高pH値水の燃焼炎が接触する位置に配置する)こと
により尚一層高温の燃焼炎を得られる。
【0007】この場合の金属片はタングステン(タング
ステン鋼も含む)が効率的で、タングステン(チタン、
マンガン等も良好)を素材とした網目体が良好で、網目
すなわち多孔板を用いることにより、孔(網目)を通じ
ての物質(例えば熱風)の移動を円滑に行うことができ
る。
【0008】なお、本発明でいう高pH値水とは、溶存
水素量が豊富又はpH値が高く、噴霧状にしたとき、ブ
ラウンガスの火炎で着火する水(H Oと表現する厳
密な意味での水、純水のみを意味するものではない)を
意味し、pH値が10以下でも本発明を適用できる、と
考えられる。
【0009】
【作用】第二噴出口から噴出するブラウンガスに適宜の
手段を用いて点火してブラウンガス火炎を得、第一噴出
口から高pH値水を噴霧状に噴出させると、該噴霧状の
高pH値水は着火して高温(4000℃)の燃焼炎とな
る。該燃焼炎が多孔板に接触すると該金属板の備えた熔
融温度(タングステンの場合6000℃)近傍まで上昇
して、更に高温の燃焼炎を得られる。
【0010】
【実施例】図面は本発明を適用した一実施例を示し、図
1は、略示説明図、図2は噴出口の配置関係を示す説明
図である。
【0011】図中、1は燃焼室2を構成するバーナーフ
ードでバーナーフード1は熱反射板とした奥壁3の中央
に第一噴出口4を備え、該第一噴出口4を中心とする円
周上に等間隔を存して第二噴出口5,5,5を配し、該
第二噴出口5より外側にして第二噴出口5と同様にして
第一噴出口4を中心とする円周上にして等間隔を存して
第三噴出口6,6,6を設けてある。
【0012】各第二噴出口5,5,5は互いに同心円上
に、かつ、等間隔を存して配してあるが、必ずしもその
必要はなく、要は各噴出口5,5,5の火炎が後記する
点P に集中すれば良い。集中することにより燃焼炎
の形成が尚一層容易になるのであって、この容易性を無
視すれば第三噴出口6からの火炎も省略しても良い。
【0013】要は、噴霧状態の高pH値水を着火するに
充分な火炎(ブラウンガスとしての)であれば良いので
ある。
【0014】この点は第三噴出口6,6,6も同様で、
第二噴出口5を省略して第三噴出口6,6,6のみを用
いても良く、かつ、単一な第三噴出口のみでも良いので
ある。
【0015】第一噴出口4は温度調節器7を介して一方
を水槽8に、他の一方を高pH値水製造装置9に連通さ
せ、温度調節器7と高pH値水製造装置9の間には電磁
ポンプ10を介在させてある。
【0016】なお、電磁ポンプ10は温度調節器7を通
じて第一噴出口4より高pH値水に圧力をかけて噴出さ
せるためのものである。従って、第一噴出口4より高p
H値水が噴霧状に噴出させる手段であれば、電磁ポンプ
に代えてコンプレッサー等いずれの手段を適用しても良
い。
【0017】高pH値水製造装置9は、水槽内にドラバ
イトセラミックス(ドラバイトを焼成したもの)粉末を
添加混合した原水(水道水、井戸水或いは雨水、海水な
どの)を収容し、該原水中に配置した一対の電極間に直
流電圧を印加して反応させ、高pH値水(pH値が1
2.7に達する)を得るようにしたもので、コンピュー
タ制御により連続的に適量製造され、高pH値水は電磁
ポンプ10を通じて温度調節器7を経て第一噴出口4よ
り噴霧状に噴射されるようになっている。
【0018】高pH値水製造装置12に代えて高pH値
水を貯留したタンク(高pH値水を収容した収容容器)
を用いても良いことは勿論である。
【0019】温度調節器7は、高pH値水中に水槽8か
らの水(水道水、井戸水等々)を適量混合し(水槽8か
らの水は電磁ポンプ10によって負荷された高pH値水
の水系に混合できるように、例えば、水槽8に加圧装置
を設けてある)、高pH値水のpH値を低減させるため
である。
【0020】第二、第三の噴出口5,6は圧力調整バル
ブ11A,11Bを介してブラウンガス製造装置12に
連通させ、ブラウンガス製造装置12は、水の電解装置
部と該装置部で得た水素ガスと酸素ガスの回収部とから
成り、回収部で回収されたブラウンガスは圧力調整バル
ブ11A,11Bで噴出圧を適宜制御されて第二、第三
噴出口5,6から噴出し、点火されて火炎となる。
【0021】なお、ブラウンガス製造装置12に代えて
ブラウンガスを貯留したタンク(ブラウンガスの収容容
器)を用いても良いことは勿論で、要は、第二、第三の
噴出口5,6からブラウンガスを噴出させれば良いので
ある。
【0022】前記第一噴出口1は高pH値水を噴霧状に
して噴射するためのもので、該第一噴出口1から噴射さ
れた噴霧状の高pH値水の噴射方向に沿う中心(線)上
の点P に第二噴出口5から噴射するブラウンガスの
火炎を集中させ、点P には第三噴出口6からの火炎
を集中させ、点P においては第二噴出口5からの火
炎が比較的広い範囲で重なるように第二噴出口5,5,
5は配置してある。これは、噴霧状の高pH値水がブラ
ウンガスの燃焼炎のもっとも活性が高い燃焼部で熱分解
され易くするためで、比較的広い範囲でブラウンガスの
火炎で包まれるようにしたものである。
【0023】なお、前記バーナーフード1には高pH値
水の燃焼炎の噴出方向(第一噴出口4から噴出する高p
H値水の噴出方向)に直交させてタングステンよりなる
多孔板18を配置し(組付け)、高pH値水の燃焼炎が
これに接触してより高温の燃焼炎を得られるようになっ
ている。
【0024】燃焼炎が、多孔板18を通過するようにし
たのは、燃焼炎中に含まれている無用な物質を孔を通じ
て通過させるためである。
【0025】また、タングステンに代えてチタン、マン
ガン等の他の金属製の多孔板を用いても良く、要は、高
pH値水の燃焼炎(ブラウンガス火炎と合体した)の温
度より熔融温度が高温である金属であれば良い。
【0026】しかして、前記装置において、第二噴出口
5,5,5間のブラウンガスの火炎の互いの交叉角を6
0°、第三噴出口6,6,6間のブラウンガスの火炎の
互いの交叉角も60°になるように設定し、かつ、圧力
調整バルブ11A,11Bによって噴出圧力を調整して
各噴出口5,6からブラウンガス製造装置12からのブ
ラウンガスを噴出させ、圧電素子着火装置で点火させた
ところ、第二噴出口5,5,5の火炎が集中する点P
では1800℃〜2000℃に、第三噴出口6,6,
6の火炎が集中する点P では2300℃(理論値2
450℃)になって、この状態で、第1噴出口4から高
pH値水製造装置9で得た高pH値水(pH12.7)
を電磁ポンプ10で噴出圧力を0.5kg〜1.0kg
/cmに調節して噴霧状に噴出した(600cc/m
in、噴出速度2.3m/sec)ところ、噴霧状にし
た高pH値水は着火して燃焼炎となった。このときの燃
焼炎の中心部iは4000℃以上、外炎部Oは2600
℃〜2800℃に達していた。
【0027】点P に集中させる火炎(第二噴出口5
からのブラウンガス)の圧力は0.5kg/cm
してその火炎を太くなるようにし、点P に集中させ
る第三噴出口6からのブラウンガスの燃焼炎の噴出力を
0.3から0.4kg/cmと少々低めに噴出調整し
て火炎を細くなるようにして、点P と点P 間の距
離を20mm〜10mmの間に離開させたときが、高p
H値水(噴霧状の)の燃焼として最適であったが、各噴
出口5,5,5、6,6,6を燃焼炎を一点に集中させ
ても高pH値水は燃焼し、火炎を得られ、要は、ブラウ
ンガスの燃焼炎と噴霧状の高pH値水との接触状態を続
ければ火炎が発生することが実験の結果、判明した。
【0028】なお、点P 位置を通過した(第一噴出
口1より放出されて)噴霧状の高pH値水は熱分解さ
れ、水素原子と酸素原子となり、該水素原子と酸素原子
等の混合ガスは、まだ熱分解されない水素、酸素、H
・、O:、OH などと一緒に再び点P において第
三噴出口6からのブラウンガスの高温(2300度C)
の燃焼炎で加熱され、この点P 位置でプラズマ反応
が起こるものと考えられ、実際に4000℃以上の高熱
を発生した。この高温のプラズマ反応の中心は、電磁波
エネルギーを伴って噴霧状の高pH値水全体に伝播し、
伝播速度は2.5メートル毎秒と速く(化石燃料ガス
(都市ガスなど)の場合の火炎の伝播速度は、40cm
毎秒程度である)、これは外部の酸素を必要とする化石
燃料の化学反応に比べ、酸素も水素も適量持っているブ
ラウンガスのハイドリノによるプラズマ反応が起こって
いるためであると考えられるのである。
【0029】また、水槽8からの水を温度調節器7に送
り込み、高pH値水(pH12.7)を混合して、第一
噴出口4から噴霧したところの結果を下記に示す。
【0030】
【表1】
【0031】上記のことから、高pH値に水を添加する
ことによりpH値は低下し、高pH値水に0から20%
程度の水を加え混合することにより火炎の温度を下げる
ことができ、その範囲で温度調節が可能であることが判
明した。
【0032】なお、図中、13は送風機で、この送風機
13によってバーナーフード1内に風を送り込んで熱風
を得られ、農業用ビニールハウスその他の暖房装置とし
て適用できる。
【0033】送風機13は省略して、燃焼炎によっても
のを直接に加熱するバーナーとしても本発明は適用でき
る。
【0034】
【発明の効果】本発明は前記の通りの構成であるから、
ブラウンガスの燃焼温度と同様に高温にして、しかも、
ブラウンガスのみでの燃焼では得られない燃焼炎(この
燃焼炎は、水を電気分解した水素ガスと酸素ガスの混合
気体に点火したブラウンガス火炎とは異なり、高pH値
水が噴霧状態になり、ブラウンガス火炎により熱分解さ
れた水素イオンや水素原子、水分子、OH 、酸素原
子等の混合ガスが前記のハイドリノを発生させ、高エネ
ルギーを生ずるプラズマ反応がこの燃焼炎の中で起こっ
ているものと考えられる)を得られ、燃焼炎を得るため
の燃料は、水であるから公害の生じる余地が無く、燃料
の欠乏のおそれがなく、安価に得られ、従って、農業用
の暖房装置等種々の分野に安価な、しかも効率的なバー
ナー装置を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】略示説明図。
【図2】噴出口の配置関係を示す説明図。
【符号の説明】
4 第一噴出口 5 第二噴出口 6 第三噴出口 9 高pH値水製造装置 12 ブラウンガス製造装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高pH値水が噴霧状に噴出する第一噴出
    口を高pH値水製造装置又は高pH値水の収容容器に連
    通させると共に、前記噴霧状の高pH値水の噴出方向に
    沿う中心部にブラウンガスの火炎を接触させる噴出口を
    ブラウンガス製造装置又はブラウンガスの収容容器に連
    通させた、バーナー装置。
  2. 【請求項2】 第一噴出口から噴出する高pH値水の領
    域中に、高pH値水の燃焼炎の温度より高い融点の金属
    片を高pH値水の噴出方向と交叉させて配置した、請求
    項1記載のバーナー装置。
  3. 【請求項3】 金属片を網などの多孔板で構成した請求
    項2記載のバーナー装置。
JP2001234506A 2001-08-02 2001-08-02 バーナー装置 Pending JP2003042413A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003062117A (ja) * 2001-08-30 2003-03-04 Get:Kk ダイオキシン類等石炭・石油生成物の処理方法
JP2006240916A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 改質器
JP2014134333A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Takemi Ichimura 水プラズマ火炎発生方法およびその方法の実施に用いられる水プラズマ火炎装置

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