JP2742977B2 - 流体燃料燃焼装置 - Google Patents

流体燃料燃焼装置

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JP2742977B2 JP19023693A JP19023693A JP2742977B2 JP 2742977 B2 JP2742977 B2 JP 2742977B2 JP 19023693 A JP19023693 A JP 19023693A JP 19023693 A JP19023693 A JP 19023693A JP 2742977 B2 JP2742977 B2 JP 2742977B2
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泰州 児玉
徹 古谷
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徹 古谷
熊野 英彦
山本 昇
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料と空気に電離作用
を有するα線を照射することにより燃焼効率を改善する
流体燃料燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液体燃料を移送しつつ、これに放射線を
賦与し、燃料固有の組成及び物性を物理化学的に変換せ
しめるようにした放射線による液体燃料の物理化学的変
換方法及びその装置は、例えば特開昭48ー88102
号公報に記載されている。
【0003】また、モナズ石に含まれるトリウムから放
射されるα粒子線によって石油を分解、改質方法は、例
えば特開平3ー131684号公報に記載されている。
【0004】そして、放射性物質を含有し、両端に連通
する貫通孔あるいは切り欠き溝を有する棒材を燃焼室に
至る混合気体の通路に装置し、該棒材を通過する混合気
体をイオン化するようにした混合気体の燃焼促進装置
は、例えば特開昭50ー73026号公報に記載されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭48ー88
102号公報に記載されているものでは、液体燃料を構
成する原子が励起現象或いはイオン化現象を起こして燃
焼効率の向上という効果を有するものの、放射線発生装
置を使用するために放射線の漏洩により人体などに被害
を及ぼすことがあり、必ず装置の外周を完全な遮蔽構造
としなければならないことは、この公報にも明記されて
いるところである。
【0006】そして、特開平3ー131684号公報に
記載されているものは、モナズ石に含まれるトリウムか
ら放射されるα粒子線を利用するものであり、また前記
特開昭50ー73026号公報に記載されているもの
は、ラジウム、トリウム、アクチニウム、コバルト60
等の放射性物質を含有させた棒材から放射されるアルフ
ァ粒子、ベータ粒子、ガンマ粒子等によって混合気体が
イオン化されるというものであり、上記した特開平3ー
131684号公報及び特開昭50ー73026号公報
に記載されているものはいずれも特開昭48ー8810
2号公報に記載されているものと同じ問題を有するもの
であり、いずれも商品化のためには放射性物質使用の法
的制約を大きく受けるというものである。
【0007】本発明は、β線やγ線よりも電離作用が強
く、物質中を通るときに吸収され易く、飛程距離が短い
α線を放射するものの、β線やγ線歯ほとんど放射しな
いという性質を有する珪酸アルミ化合物を見いだし、こ
れを液体燃料燃焼装置に利用するというものである。
【0008】本発明は、上記した各従来技術が有する問
題を解決し、燃焼効率を向上させる人畜無害で且つ取扱
いが容易であり、さらに高温度の場所にも十分に適用で
きる液体燃料燃焼装置の提供を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る流体燃料燃焼装置は、点火栓の直前で
液体燃料と空気を混合せしめる位置近傍の液体燃料供給
管の内面及び空気供給管の内面に電離作用を有するα線
を放射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ
化合物層を設けている。
【0010】上記の目的を達成するため、本発明に係る
流体燃料燃焼装置は、点火栓の直前で液体燃料と空気を
混合せしめる流体燃料燃焼装置において、燃料と空気の
混合位置近傍の液体燃料供給管の内面に電離作用を有す
るα線を放射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸
アルミ化合物層を設けている。
【0011】上記の目的を達成するため、本発明に係る
流体燃料燃焼装置は、点火栓の直前で液体燃料と空気を
混合せしめる流体燃料燃焼装置において、燃料と空気の
混合位置近傍の空気供給管の内面に電離作用を有するα
線を放射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アル
ミ化合物層を設けている。
【0012】本発明では上記のものにおいて、液体燃料
供給管の内面及び空気供給管の内面に設けられた電離作
用を有するα線を放射しβ線及びγ線はほとんど放射し
ない珪酸アルミ化合物層は、複数層の溶射皮膜層であ
る。
【0013】 本発明では上記のものにおいて、α線を
放射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ化
合物層は、鉄礬ざくろ石の粉末を溶射により形成したも
のである。
【0014】 本発明では上記のものにおいて、α線を
放射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ化
合物層は、苦礬ざくろ石の粉末を溶射により形成したも
のである。本発明では上記のものにおいて、液体燃料供
給管の内面及び空気供給管の内面に設けられた電離作用
を有するα線を放射しβ線及びγ線はほとんど放射しな
い珪酸アルミ化合物層は、複数層の溶射皮膜層である。
【0015】
【作用】液体燃料供給管を経て及び空気供給管によりそ
れぞれ別々に送られてきた液体燃料と空気は、点火栓の
直前において混合せしめられるが、その混合位置近傍の
液体燃料供給管内面及び空気供給管内面に設けられてい
る珪酸アルミ化合物層から放射されるα線に液体燃料と
空気はそれぞれ別々に曝される。
【0016】珪酸アルミ化合物は、α線を放射しβ線及
びγ線はほとんど放射しない鉄礬ざくろ石{Fe3Al2
(SiO43}または苦礬ざくろ石{Mg3Al2(Si
43}であり、この鉄礬ざくろ石{Fe3Al2(Si
43}または苦礬ざくろ石{Mg3Al2(Si
43}から放射されるα線が灯油、軽油等の液体燃料
及び空気に接触すると、液体燃料及び空気を構成する原
子が電離、励起され不安定な活性状態となる。
【0017】紛状体とされた鉄礬ざくろ石{Fe3Al2
(SiO43}または苦礬ざくろ石{Mg3Al2(Si
43}は、液体燃料供給管の内面及び空気供給管の内
面にプラズマ溶射により層状に固定され、高温状態にも
十分な耐久性を有しているものである。
【0018】珪酸アルミ化合物が放射するα線によって
炭化水素系燃料の炭素の共有結合が切断され分子量の小
さい炭化水素の燃料となり気化が良くなる。また、珪酸
アルミ化合物が放射するα線により空気中のO2がO3
変化しこのO3の分解によって活性酸素Oが多量に発生
し炭化水素との結合が活発化する。
【0019】
【実施例】図1から図3はいずれも本発明に係る流体燃
料燃焼装置の一実施例を説明するためのもので、図1は
流体燃料燃焼装置の断面図であり、図2は液体燃料供給
管の断面図、図3は空気供給管の断面図である。
【0020】図1において、軽油、灯油等の液体燃料は
タンク(図示せず)からポンプ(図示せず)によって液
体燃料供給管1に送られる。該液体燃料供給管1の開口
端部2は送風機(図示せず)による強制送風或いは送風
機によらない自然通風とされている空気供給管3の内部
であって、空気供給管3の開口端部7に設けられた点火
栓8の直前部に位置している。
【0021】液体燃料供給管1の開口端部2から空気供
給管3の内部に噴出された液体燃料はここで空気と混合
し、混合された液体燃料と空気は、空気供給管3の開口
端部7に設けられた点火栓8の火花によって着火し燃焼
する。9は燃焼炎である。
【0022】液体燃料と空気が混合される位置近傍の液
体燃料供給管内面4及び空気供給管内面5には、紛状体
とされた鉄礬ざくろ石{Fe3Al2(SiO43}また
は苦礬ざくろ石{Mg3Al2(SiO43}をプラズマ
溶射により高温状態にも十分な耐久性を有する珪酸アル
ミ化合物のプラズマ溶射層6が形成されている。
【0023】図2に示すように、液体燃料供給管1の膨
大部10の内面4には第1皮膜層11、第2皮膜層1
2、第3皮膜層13からなる珪酸アルミ化合物層6が液
体燃料の流れが乱されないように形成固定されており、
液体燃料珪酸アルミ化合物層6から放射されるα線に曝
される。
【0024】図2に示すように、空気供給管5の膨大部
10の内面5には第1皮膜層11、第2皮膜層12、第
3皮膜層13からなる珪酸アルミ化合物層6が空気の流
れが乱されないように形成固定されており、空気は珪酸
アルミ化合物層6から放射されるα線に曝される。
【0025】α線を放射する鉄礬ざくろ石{Fe3Al2
(SiO43}または苦礬ざくろ石{Mg3Al2(Si
43}からのα線が液体燃料及び空気に接触すると、
液体燃料及び空気を構成する原子が電離、励起され不安
定な活性化状態となる。
【0026】液体燃料供給管の内面4及び空気供給管の
内面5に公知のプラズマ溶射用のガン(図示せず)を挿
入し、ガンを前進・後退或いは回転させて前記管4、5
の内面にガンのノズルの噴出孔からアルゴン等の不活性
ガスのプラズマ炎を噴出させ、ガンに供給された紛末状
の珪酸アルミ化合物をプラズマ炎内に噴出溶融させて、
液体燃料供給管の内面4及び空気供給管の内面5に珪酸
アルミ化合物の溶射皮膜層6を形成固定する。
【0027】液体燃料供給管の内面4及び空気供給管の
内面5に形成される珪酸アルミ化合物層6は、耐振動性
と耐熱性を保持させるために上記の溶射皮膜の形成方法
を2回以上行い、第1皮膜層11、第2皮膜層12或い
は第3皮膜層13といった複数の溶射皮膜層とする。
【0028】本発明者が市販の気化形式の強制対流型の
開放式石油ストーブを用いJIS1号灯油を使用して行
った燃料消費実験の方法とその結果を以下に説明する。
燃料消費実験は次の要領で行った。燃焼時間は1時間と
しストップウオッチにより測定し、燃焼消費量は燃焼前
後に上皿ばねはかりを使用して燃料の重量を計り、その
差を消費量とした。また、実験室内の温度が設定温度に
到達するまでの時間を測定する実験は、28.8立方メ
ートルの部屋を密閉して、時間はストップウオッチによ
り測定し、室内の温度の測定は開放式石油ウストーブに
取り付けられているものによって行った。なお、本発明
に係る装置を装着したものでは、燃焼炎が高く上がりす
ぎるので、本発明に係る装置を装着しないものと同じ高
さに燃焼炎がくるように供給される燃料を絞った。
【表1】 上記の燃料消費実験の結果のうち、本発明に係る装置を
装着したもの(以下単に「装着」という。)と本発明に
係る装置を装着しないもの(以下単に「未装着」とい
う。)との燃料消費量の比較をしたものを表1に示す。
(単位は重量グラム)
【0029】上記の表1において、未装着のものの燃料
消費量の平均値は234グラムであり、装着のものの燃
料消費量の平均値は201グラムであるので、結局、装
着のものつまり本発明に係る液体燃料燃焼装置は、未装
着のものつまり従来の液体燃料燃焼装置に比して16.
4%燃焼効率が上昇している。
【0030】上記の燃料消費実験の結果のうち、本発明
に係る装置を装着したものと本発明に係る装置を装着し
ないものとの設定温度に到達するまでの時間を比較をし
たグラフ図としたものを図4に示す。
【0031】図4によると、点火後1℃の温度差が生ず
る時間は、装着のものが約60秒早く、点火後5℃の温
度差が生ずる時間は装着のものが約80秒早いこと、つ
まり装着のものは未装着のものに比し点火後1℃の温度
差が生ずる時間で約3倍、点火後5℃の温度差が生ずる
時間では約1.5倍の早さであることが分かる。
【0032】本発明においては、液体燃料と空気が混合
される位置近傍の液体燃料供給管内面及び空気供給管内
面に、紛状体とされた鉄礬ざくろ石{Fe3Al2(Si
43}または苦礬ざくろ石{Mg3Al2(Si
43}をプラズマ溶射により固定した層を形成する上
記実施例に限定されるものでなく、例えば焼結方法によ
っても高温状態にも十分な耐久性を有する固定層を形成
することができる。
【0033】
【発明の効果】本発明に係る流体燃料燃焼装置は、点火
栓の直前で液体燃料と空気を混合せしめる位置近傍の液
体燃料供給管内面及び空気供給管内面にα線を放射しβ
線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ化合物層を
プラズマ溶射により設けているので、放射線発生装置を
使用するものが有する放射線の漏洩による人体などへの
被害もなく、また放射線漏れを防ぐための遮蔽構造物を
必要とせず、商品化のための放射性物質使用の法的制約
を受けることもない上に、液体燃料の燃焼効率が従来の
放射性物質使用のものと同等若しくはそれ以上であり、
人畜無害で且つ取扱いが容易であり、さらに高温度の場
所にも十分に適用できるという効果を奏するものであ
る。
【0034】また、本発明に係る流体燃料燃焼装置は、
燃焼前の燃料(主に炭化水素)に電離作用を有するα線
を照射することにより燃料(炭化水素)の炭化原子の共
有結合が解離し分子数の小さい炭化水素となり、電離作
用によって燃料中に含まれる水素、酸素等の原子も電離
されイオン化やラジカル生成が促進されるので、小さな
分子集団化し燃料の気化が促進されて空気との混合が急
速に進みラジカル生成促進により急速かつ完全な燃焼が
可能となるという効果を奏する。
【0035】また、本発明に係る流体燃料燃焼装置は、
燃焼装置内に送られる空気に電離作用を有するα線を照
射することにより燃焼に必要な酸素(O2)を電離しオ
ゾン(O3)の発生やイオン化を促進し、オゾンの分解
による活性酸素(O)が発生混合される燃料と急速に結
合し急速燃焼を可能とするとともに、供給される燃料は
従来のものの燃料に比し15%少なく供給しても燃料温
度は高くなり、又一定の温度に到達する時間も本発明の
装置を装着していないものに比して早く、エネルギー効
率の向上が得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
図1から図3はいずれも本発明に係る流体燃料燃焼装置
の一実施例を説明するためのものである。
【図1】流体燃料燃焼装置の断面図である。
【図2】液体燃料供給管の断面図である。
【図3】空気供給管の断面図である。
【図4】本発明に係る液体燃料燃焼装置を装着したもの
と本発明に係る装置を装着しないものとの設定温度に到
達するまでの時間を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 液体燃料供給管 3 空気供給管 4 液体燃料供給管の内面 5 空気供給管の内面 6 珪酸アルミ化合物層 8 点火栓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古谷 徹矢 島根県松江市法吉町175番地 (56)参考文献 特開 平5−98272(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 点火栓の直前で液体燃料と空気を混合せ
    しめる流体燃料燃焼装置において、燃料と空気の混合位
    置近傍の液体燃料供給管の内面及び空気供給管の内面に
    電離作用を有するα線を放射しβ線及びγ線はほとんど
    放射しない珪酸アルミ化合物層を設けたことを特徴とす
    る流体燃料燃焼装置。
  2. 【請求項2】 点火栓の直前で液体燃料と空気を混合せ
    しめる流体燃料燃焼装置において、燃料と空気の混合位
    置近傍の液体燃料供給管の内面に電離作用を有するα線
    を放射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ
    化合物層を設けたことを特徴とする流体燃料燃焼装置。
  3. 【請求項3】 点火栓の直前で液体燃料と空気を混合せ
    しめる流体燃料燃焼装置において、燃料と空気の混合位
    置近傍の空気供給管の内面に電離作用を有するα線を放
    射しβ線及びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ化合
    物層を設けたことを特徴とする流体燃料燃焼装置。
  4. 【請求項4】 液体燃料供給管の内面及び空気供給管の
    内面に設けられた電離作用を有するα線を放射しβ線及
    びγ線はほとんど放射しない珪酸アルミ化合物層は、複
    数層の溶射皮膜層であることを特徴とする請求項1又は
    請求項2又は請求項3に記載の流体燃料燃焼装置。
  5. 【請求項5】 α線を放射しβ線及びγ線はほとんど放
    射しない珪酸アルミ化合物層は鉄礬ざくろ石の粉末を溶
    射により形成したものであることを特徴とする請求項1
    又は請求項2又は請求項3に記載の流体燃料燃焼装置。
  6. 【請求項6】 α線を放射しβ線及びγ線はほとんど放
    射しない珪酸アルミ化合物層は苦礬ざくろ石の粉末を溶
    射により形成したものであることを特徴とする請求項1
    又は請求項2又は請求項3に記載の流体燃料燃焼装置。
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