JP2003340437A - 水の燃焼方法 - Google Patents

水の燃焼方法

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JP2003340437A
JP2003340437A JP2002148525A JP2002148525A JP2003340437A JP 2003340437 A JP2003340437 A JP 2003340437A JP 2002148525 A JP2002148525 A JP 2002148525A JP 2002148525 A JP2002148525 A JP 2002148525A JP 2003340437 A JP2003340437 A JP 2003340437A
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water
treated
tourmaline
combustion
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Toshiyasu Sato
利安 佐藤
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重油等の油成分を含まない水のみを燃料とし
て燃焼させ、高効率でクリーンなエネルギーを発生させ
る方法を提供すること。 【解決手段】 本発明は、水をトルマリンで処理して、
pH値を7.5から9.0の範囲とし、水の量子共振帯
域(QRS)の値を450,000から700,000
の範囲とし、次いでこの処理水を石英ガラス管内に密閉
状態で注入し、水が250℃でも液体状態を保つに必要
な圧力下で処理水にマイクロ波を照射した後、この高温
の処理水をらせん状のノズルからアーク放電しているア
ークの中に噴出させることを特徴とする、水の燃焼方法
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水を特殊な活性化
処理を施して酸素と水素に分解した状態で燃焼させ、非
常に高い効率で熱エネルギーを取り出して効率よく利用
できる、水の燃焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】重油、灯油等の化石液体燃料は、液体で
あるため石炭等の固体燃料に比べて取り扱いが容易で、
灰分の発生が無い等の理由から現在ボイラー等の種々の
加熱用の燃料や自動車や船舶等の内燃機関用の燃料とし
て広く使用されている。また、これらの燃料の使用に当
たりSOやNO等の大気汚染の原因となる有害物質
の生成を抑制し、効率的燃焼による省エネルギー等を目
的として、化石液体燃料に水を加えて混合し、更に乳化
剤を使用して乳化したいわゆるエマルジョン燃料が種々
提案されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来提案され
ているこれらのエマルジョン燃料は、大量の燃料油成分
に少量の水を加えて、乳化剤によって乳化したものであ
り、その安定性が必ずしも十分でなく、一日程度保存す
ると乳化が破壊されて油分と水が分離してエマルジョン
燃料として満足に使用できない場合が多いという問題が
あった。また、これらのエマルジョン燃料は、そのエマ
ルジョンの安定性を維持するために加える水の量に限度
が有り、最大限に水を加えても燃料全体の30〜40質
量%程度が限度であり、これ以上の水を加えて長期間安
定なエマルジョン状態の混合燃料を得ることは不可能で
あった。さらに、これらのエマルジョン燃料は燃料成分
として重油、灯油等の液状の油成分が必須であるため、
これを燃焼した場合にSOやNO等の大気汚染の原
因となる有害物質生成をある程度は抑制できるが、炭化
水素成分を含むものであるため燃焼した際には必ず炭酸
ガス(CO)が発生し、現在大きな問題となっている
地球温暖化の防止のための炭酸ガス生成量の削減のため
には必ずしも有効なものではない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる現状
に対して鋭意研究の結果、油成分をまったく含まない水
に特殊な活性化処理を施すことによって、それが高温状
態に曝されたときに酸素と水素に分解して燃焼反応を起
こし、きわめて大きなエネルギーを発生することを見出
して本発明を完成した。
【0005】即ち、本発明は、水をトルマリンで処理し
てpH値を7.5から9.0の範囲とし、水の量子共振
帯域(quantum resonance spectrometry、QRS)の値
を450,000から700,000の範囲とし、次い
でこの処理水を石英ガラス管内に密閉状態で注入し、水
が250℃でも液体状態を保つに必要な圧力下で処理水
にマイクロ波を照射した後、この高温の処理水をらせん
状のノズルからアーク放電しているアークの中に噴出さ
せることを特徴とする、水の燃焼方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の方法においては、水をト
ルマリンで処理して、pH値を7.5から9.0の範囲
とし、水の量子共振帯域(QRS)の値を450,00
0から700,000の範囲とした活性水を使用するこ
とが必要である。ここで、量子共振帯域(QRS)は水
のマイナスイオンの割合を表す一つの指標で、トルマリ
ンで処理する前の普通の水ではこのQRSの値がほぼゼ
ロである。このようなトルマリンで処理した水は、その
水分子の集合体であるクラスターが極めて小さくなった
ものであり、その結果として水のpHが7.5〜9.
0、好ましくはpHが7.5から8.5となり、QRS
の値が450,000から700,000の範囲となっ
たものである。
【0007】本発明の方法で使用するトルマリン(Tour
maline)は、ブラジルのアダン鉱山、ロシアのウラル地
方、中国の雲南省等で産出する天然の鉱物で、六方異極
反面象族の結晶形を有し、永久電極を有する極性結晶体
の鉱物である。このトルマリンは、結晶の単位格子のプ
ラス電荷の中心とマイナス電荷の中心が大きくずれたも
ので、その結晶の両端にプラス極とマイナス極が発生
し、永久電極を有する極性結晶体である。このトルマリ
ンの原石をそのまま水と接触させてもあまり効果はな
く、これを0.5〜2μm、好ましくは0.9〜1.2
μm程度に微粉砕して微粉末とし、この微粉末状のトル
マリンを処理する水と混合、接触させることによって上
記のような水を活性化させる効果を生ずる。この微粉末
状のトルマリンで水を処理することによって水のクラス
ターを3〜10Å程度にまで小さくすることができ、し
かもこのクラスターの小さい状態を長時間安定に保持す
ることができる。そしてこのようなトルマリン処理の結
果、普通の水のpH値が6.5〜7.2であるのに対
し、処理水のpH値が7.5〜9.0程度にまで大きく
なる。
【0008】実用的には、トルマリンを微粉末の状態で
水に混合して使用することは、水からの微粉末の分離・
回収が極めて困難で取り扱いに不便であるので、トルマ
リンの微粉末をセラミックと焼結した成形品を使用する
とよい。この成型品は、トルマリンの微粉末を粘土鉱
物、アルミナ等のセラミック原料の粉末と混合・混煉
し、1000℃〜1500℃で焼成したポーラスな焼結
品である。その大きさ及び形状は使用する処理装置の大
きさに応じて適したサイズ及び形のものを選択すれば良
いが、一般にその形状は球形、中空円筒形、その他一般
に充填物に採用される種々の形状のものを使用できる。
そして、その大きさは、相当直径として3〜40mmの
ものが好ましく、5〜30mmのものが更に好ましい。
又、本発明の水の処理の際しては、大きさの異なったも
の及び形状の異なったものを複数混合して使用すること
が好ましい。
【0009】水をトルマリンで処理する方法は、一般的
にこのトルマリンの成形品を処理装置に充填し、充填層
の上部から処理すべき水を流下させてトルマリン成形品
と十分に接触させ、水のトルマリン処理を行うのが好ま
しい。水とこのトルマリン成型品充填層の接触時間が長
いほど水の処理が進み、最終的には水のクラスターが3
〜5Å程度、pH値が7.5〜9.0程度、QRSの値
が450,000から700,000の範囲となる。ク
ラスターの小さい、pH値の大きい水を得るには、高い
充填層を通すか、くり返し充填層を通して、水とトルマ
リンとの接触を十分に行い、処理のレベルを上げる必要
が有る。通常充填したトルマリン成型品1リットル当た
り0.1〜10.0リットル、好ましくは0.5〜1.
0リットルの通水量で処理する。
【0010】原料に使用する水は特に制限されず、水道
水、井戸水、河川水等自由に使用できる。ただし、トル
マリン処理する前にやし穀活性炭等の活性炭を充填した
活性炭層等によって不純物や侠雑物、その他燃焼に不必
要なものの除去と精製を行うことが好ましい。
【0011】次に、この処理水を石英ガラス管内に密閉
状態で注入し、水が250℃でも液体状態を保つに必要
な圧力下で、処理水にマイクロ波を照射して、200℃
〜250℃に加熱する。マイクロ波の透過性のよい石英
ガラス管を用いることによって、石英ガラス管の外側か
ら効率よく処理水を加熱できる。その照射条件は処理水
1リットルに対して1kwのマイクロ波をおよそ5〜6
0分間程度照射して、加熱する。また、使用する石英ガ
ラス管は250℃の水の蒸気圧にも耐えうる強度を有す
るものを使用する必要がある。
【0012】次に、このようにマイクロ波加熱して得ら
れた高温の処理水を、ノズルからアーク放電しているア
ークの中に噴出させる。ここに噴出された処理水は、既
にトルマリン処理とマイクロ波加熱によって活性化され
た状態にあるため、また、このアーク放電の中の温度は
10000℃にも達するので、このアークの中で水が酸
素と水素に分解が起こり、その結果発生した水素と酸素
による燃焼が始まり、引き続き水の供給を続けると、水
の分解反応と水素の燃焼反応が進行して、処理水の燃焼
を継続することができる。
【0013】以上のような本発明の方法によって水その
ものを燃焼させることが可能となり、その結果非常に低
いコストで莫大なエネルギーを得ることが可能となっ
た。この燃焼に必要なエネルギーはマイクロ波加熱とア
ーク放電のためのエネルギーであるが、原料となる燃料
としては水のみでよく、重油や灯油等の化石燃料等を一
切必要としないため燃料費が極めて安く、更に水が分解
して発生した水素が燃料となった燃焼であるため、ここ
で極めて大きな熱量が発生する。エネルギー効率からお
おざっぱに計算すると、重油を燃料として使用した場合
の発生エネルギーのおよそ100〜500倍のエネルギ
ーが得られる。
【0014】耐熱性の材料で構成された燃焼室の中で本
発明の方法によって水を燃焼することにより、燃焼室内
に高温でかつ有害物質をまったく含まない無害の気体が
生成する。即ち、本発明の方法によって得られた燃焼気
体は重油等の化石燃料を一切使用しないのでSOやN
等の有害物質を含まない、無公害の高温の気体であ
る。この高温の気体をエネルギー源として、例えば蒸気
タービンで発電して電力としてエネルギーを取り出すこ
とができ、或いは直接暖房用等の用途に使用してもよ
い。また、ここでは水のマイクロ波加熱やアーク放電に
よる燃焼のために必要なエネルギー量をはるかに超えて
大量の熱エネルギーが発生するので、このエネルギーを
利用して発電を行い、電力として売却することができ
る。
【0015】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき更に説明する。 実施例1:中国の雲南省で産出したトルマリン鉱石を使
用し、これを約1μmの微粉末に粉砕し、粘土鉱物と混
合し直径5mmの中空円筒形に成型し、1000℃で焼
結して多孔質のトルマリン成型品を得た。このトルマリ
ン成型品をガラスカラムに充填し、トルマリン処理層と
した。また、別途市販のやし殻活性炭をガラスカラムに
充填して、活性炭充填層を用意した。この活性炭充填
層、トルマリン処理層の順番で、水道水を繰り返して通
水し、水道水の処理を行いトルマリン処理水を調製し
た。ここで得られた水のpH値は8.5であり、QRS
は540000であった。このトルマリン処理水を両末
端を密封できる石英ガラス管の中に封入し、外部からマ
イクロ波を照射して、水を約250℃に加熱した。一
方、耐熱壁で囲まれた燃焼室とそこにアーク放電のでき
る機構を有する燃焼ノズル、発熱量計測器、温度計を取
り付けた燃焼装置を用意した。アーク放電のできる機構
を有する燃焼ノズルは、直流アークを発生する電極部、
処理水をアーク放電部位にらせん状に噴出させるノズル
部等から構成されており、電極部に直流電圧をかけて電
極にアーク放電を発生させる。燃焼室のノズルにアーク
放電を発生させ、前述のマイクロ波を照射した高温高圧
の処理水をこのノズルの注入口から注入してアーク放電
の中に噴霧したところ、水の分解と燃焼反応が起こり、
処理水を連続して注入している間水の燃焼が継続するこ
とが確認された。約15分間燃焼を継続した時点での燃
焼室の温度は約2500℃であった。
【0016】
【発明の効果】本発明の方法によって、重油等の化石燃
料をまったく使用せずに、水のみを比較的容易に燃焼さ
せることが可能となった。この方法は、燃料として水の
みを使用するため、燃料コストが安くかつ莫大なエネル
ギーを発生させることが可能となり、きわめて低コスト
で高い効率で大きなエネルギーを得ることが可能となっ
た。また、この燃焼ガスはSO、NOのみならずC
の発生もまったくなく、安全で、地球環境に対して
非常に優しい燃料としてもきわめて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/68 510 C02F 1/68 510A 4G042 520 520N 4G075 520S 530 530A 540 540A 540B 540Z 9/00 502 9/00 502C 502H 502N 502Z 503 503 504 504B 504E F23C 11/00 301 F23C 11/00 301 F23K 5/08 F23K 5/08 Z // C01B 3/04 C01B 3/04 R 13/02 13/02 Z Fターム(参考) 3K065 TA01 TA02 TA05 TA06 TB01 TC10 TD00 TP04 3K068 AA11 AB19 AB35 4D024 AA01 AB04 AB11 AB14 BA02 BC01 DB09 DB10 DB26 4D034 CA04 4D037 AA02 AA05 BA16 CA01 CA13 4G042 BA44 BB04 BC06 4G075 AA15 BA05 CA17 CA66

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水をトルマリンで処理して、pH値を
    7.5から9.0の範囲とし、水の量子共振帯域(QR
    S)の値を450,000から700,000の範囲と
    し、次いでこの処理水を石英ガラス管内に密閉状態で注
    入し、水が250℃でも液体状態を保つに必要な圧力下
    で処理水にマイクロ波を照射した後、この高温の処理水
    をらせん状のノズルからアーク放電しているアークの中
    に噴出させることを特徴とする、水の燃焼方法。
  2. 【請求項2】 トルマリンが、微粉砕したトルマリン鉱
    石を粘土鉱物と混練、成型し、焼成して得た成型品であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の水の燃焼方法。
  3. 【請求項3】 トルマリンで処理する前に、水を活性炭
    で処理することを特徴とする、請求項1または2に記載
    の水の燃焼方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2413561A (en) * 2004-04-27 2005-11-02 Peter Normington Use of water as combustion fuel e.g. for an IC engine, rocket
WO2008001489A1 (fr) * 2006-06-27 2008-01-03 Oct Incorporated Générateur d'hydrogène et procédé de génération d'hydrogène
WO2010134385A1 (ja) * 2009-05-19 2010-11-25 東京ファーネス工業株式会社 電子活性機能水を利用する燃焼方法及びその装置
CN112007642A (zh) * 2020-07-15 2020-12-01 广西大学 一种生产富氢活性水的复合材料及其制备方法和应用

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