JPH02225906A - Method and apparatus for addition of h+ obtained by water decomposition to combustion section - Google Patents

Method and apparatus for addition of h+ obtained by water decomposition to combustion section

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JPH02225906A
JPH02225906A JP1046088A JP4608889A JPH02225906A JP H02225906 A JPH02225906 A JP H02225906A JP 1046088 A JP1046088 A JP 1046088A JP 4608889 A JP4608889 A JP 4608889A JP H02225906 A JPH02225906 A JP H02225906A
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JP
Japan
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water
combustion section
hydrogen ions
heat exchanger
electric field
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JP1046088A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Miyazawa
宮沢 武雄
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Miyazawa Seisakusho KK
Original Assignee
Miyazawa Seisakusho KK
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Publication date
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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the cost of decomposing H<+> from water and adding it and make it possible to achieve it with a simple mechanism by supplying H<+> and electron produced by each of the methods, spraying, vaporization, and decomposition in this order into the combustion section under the action of suction force in the combustion section. CONSTITUTION:In a humidifier 10 an electric strain vibrator is excited by an ultrasonic oscillation circuit 18 to develop cavitation. The water becomes a spray by the cavitation. Next, this spray is vaporized by a heat exchanger 20 in a low temperature range and at the same time supplied to an air cleaner 53 with a mixture gas 52 for the main fuel. The floating gas that has passed through the air cleaner 53 is led to a decomposition device 30. There the hydrogen H is decomposed to H<+> and electron e<-> by the ionization action of a pair of electrodes 32 and 33 and an ultraviolet rays emission tube 34 provided at the central section of the device. In order to keep the hydrogen ion H<+> in the metastable state the magnetic lines of force of a magnetic field formed by an air core coil 40 are made to work perpendicularly to the movement of charged particles and by the air suction force from an engine the ions H<+> and electrons e<-> drift in spiral lines which are mutually in opposite directions and they are led into the engine 50.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加
する方法及びその装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for decomposing hydrogen ions from water and adding them to a combustion section.

この発明が対象とする分解は、可逆的分解すなわち解離
に属し、そして、イオンへの解離つまり電離を含む。
The decomposition targeted by this invention belongs to reversible decomposition or dissociation and includes dissociation into ions or ionization.

この発明が対象とする燃焼部は、内燃式及び外燃式の熱
機関における各種の燃焼室ばかりでなく。
The combustion parts to which this invention is directed include not only various combustion chambers in internal combustion type and external combustion type heat engines.

燃焼機例えば、ボイラー、ストーブ、コンロまたは火力
発電等の燃焼部をも含む。
Combustion machines include combustion parts such as boilers, stoves, stoves, and thermal power generators.

この発明が対象とする水素イオンの供給量は。What is the supply amount of hydrogen ions targeted by this invention?

添加という点において、主たる燃料の燃焼効率の向上及
び、ガスの清浄化を向上させる助剤として使用される範
囲に属する。
In terms of addition, it belongs to the range of being used as an auxiliary agent to improve the combustion efficiency of the main fuel and to improve the purification of gas.

〔従来の技術] 水から水素を分解生成する従来周知の手段は、電気によ
るものく米国特許第4747925号。
[Prior Art] A conventionally well-known means for decomposing and producing hydrogen from water is one using electricity, as disclosed in US Pat. No. 4,747,925.

特公昭62−60474号)、2000’ Kから43
10°にの熱によるもの、1000’ C以下の熱と触
媒を使用する熱化学によるもの、Tiesと白金黒とか
らなる電極の前者に2000Å以下の波長の紫外線を照
射して後者上に水素を生成する光電気化学反応によるも
の、及び、それらの混合されたハイブリット法がある。
Special Publication No. 62-60474), 2000'K to 43
One method uses heat at 10° C., the other uses thermochemistry using heat below 1000'C and a catalyst. The former of the electrodes made of Ties and platinum black is irradiated with ultraviolet rays with a wavelength of 2000 Å or less, and hydrogen is deposited on the latter. There is a method based on a photoelectrochemical reaction generated, and a hybrid method in which these methods are mixed.

他方において、燃焼室の吸気系に関連させて。On the other hand, in connection with the intake system of the combustion chamber.

水を気化し燃焼室内へ添加する手段(米国特許第447
9907号)、水を霧化し更にそれを加熱気化して燃焼
室内へ添加する手段(特開昭52−132217号)、
放射性元素を利用してイオン化された水を気化し燃料に
添加する手段(特開昭59−208154号)が開示さ
れる。
Means for vaporizing water and adding it into the combustion chamber (U.S. Pat. No. 447)
9907), a means for atomizing water, further heating it to vaporize it, and adding it into the combustion chamber (Japanese Patent Application Laid-open No. 132217/1982);
A means for vaporizing ionized water using radioactive elements and adding it to fuel is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 59-208154).

[発明が解決しようとする課題] 気体の燃焼において、燃焼が分子間の直接の反応位よっ
て生ずることはほとんどなく、通常は、分子が解離して
、原子や遊離基となると非常に反応しやすくなり、燃焼
反応はこれらの原子や遊離基を含む連鎖反応によって進
行する。
[Problem to be solved by the invention] In the combustion of gases, combustion almost never occurs through direct reaction sites between molecules, and usually when molecules dissociate into atoms or free radicals, they are very reactive. The combustion reaction proceeds through a chain reaction involving these atoms and free radicals.

その観点によれば、水が気化した状態では分子(H10
)の域にあり、燃焼反応が低い。
According to that perspective, in the vaporized state of water, molecules (H10
), and the combustion reaction is low.

従って、水の分子(H□0)を解離してH,O→OH+
H→2H+0 とし、更に、それを電離させて )(−I)l ” + e とし、水素イオン(H9)の状態にして燃焼部へ添加す
ることができれば、極めて鋭敏な燃焼反応を生ずるであ
らう。
Therefore, water molecules (H□0) are dissociated and H,O→OH+
If H→2H+0 can be added to the combustion zone by ionizing it and then ionizing it to form (-I)l'' + e and adding it to the combustion zone in the form of hydrogen ions (H9), an extremely sensitive combustion reaction will occur. .

この発明の目的は、燃焼部の動的な吸気流系統に燃焼助
剤を添加する過程において、燃焼連鎖反応の鋭敏な水素
イオンを水から分解して添加する方法及びその装置をコ
スト低廉にして簡素な機構で提供することである。
The purpose of this invention is to provide a method and apparatus for decomposing and adding hydrogen ions, which are sensitive to combustion chain reactions, from water at low cost in the process of adding combustion aids to the dynamic intake flow system of a combustion section. It is provided by a simple mechanism.

[課題を解決するための手段] この発明は、上記の目的を達するために下記の構成を得
る。すなわち、 主燃料となる混合気を供給する燃焼部の動的な吸気系統
と、水をその吸気中に霧化する加湿器と、霧化した水の
浮遊粒子を気化する熱交換器と、気化した水の浮遊分子
を分解して水素イオンを生起させるために紫外線照射手
段と暗放電電圧供給手段とを備えた一対の電極と、その
電極間に形成される電場に対して直交し、かつ、前記吸
気の方向に沿って磁力線が作用するように設けた磁場と
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention obtains the following configuration. In other words, a dynamic intake system in the combustion section that supplies the mixture that becomes the main fuel, a humidifier that atomizes water into the intake air, a heat exchanger that vaporizes suspended particles of the atomized water, and a vaporizer. a pair of electrodes provided with ultraviolet irradiation means and dark discharge voltage supply means for decomposing floating molecules of water and generating hydrogen ions; and a pair of electrodes perpendicular to the electric field formed between the electrodes; and a magnetic field provided so that lines of magnetic force act along the direction of the intake air.

前記水素イオンが前記電場と磁場から準安定状態を維持
して供給される距離内に設けた前記燃焼部とからなる。
and the combustion section provided within a distance from which the hydrogen ions are supplied while maintaining a metastable state from the electric field and the magnetic field.

[作  用] 水は加湿器とりわけ超音波式加湿器によって常温で5u
の粒子に霧化される。
[Function] Water can be heated to 5U at room temperature using a humidifier, especially an ultrasonic humidifier.
is atomized into particles.

霧化された水の浮遊粒子は65〜70℃程度の温度の熱
交換器を通過することによって3.3人の水分子に気化
される。
The suspended particles of atomized water are vaporized into 3.3 water molecules by passing through a heat exchanger at a temperature of about 65-70°C.

気化された水分子H,Oは紫外線の照射によって非持続
放電(暗流)が生ずる一対の電極間で解離し、 Hs  O→OH+H→2 H+0 となり、更にそれが電離して H−*H” +6− となる。
Vaporized water molecules H and O dissociate between a pair of electrodes where a non-sustained discharge (dark current) is generated by irradiation with ultraviolet rays, forming Hs O→OH+H→2 H+0, which is further ionized and becomes H-*H"+6 − becomes.

その水素イオンと電子が、前記一対の電極間に形成され
る電場と、その電場に直交し、かつ、吸気の方向に沿っ
て磁力線が作用するように設けた磁場と、前記吸気力と
の作用によって、互いに逆行する電場ドリフトを生起し
、準安定状態を維持して燃焼部内へ供給される。
The hydrogen ions and electrons interact with the electric field formed between the pair of electrodes, a magnetic field that is perpendicular to the electric field and where lines of magnetic force act along the direction of the intake air, and the intake force. This causes electric field drifts that run counter to each other and is supplied into the combustion section while maintaining a quasi-stable state.

[実 施 例] この発明の構成を具体的一実施例により図に従って以下
に詳述する。
[Example] The configuration of the present invention will be described in detail below using a specific example with reference to the drawings.

この発明は、主燃料となる混合気を供給する燃焼部の動
的な吸気系統と関連させて、吸気力が関与する状況下に
おいて、順次、水の霧化手段と気化手段と、水分子の分
解手段と、分解によって生起された水素イオンと電子を
燃焼部内へ供給する手段とが配設される。
This invention relates to a dynamic intake system of a combustion section that supplies a mixture serving as the main fuel, and in a situation where intake force is involved, water atomization means, vaporization means, and water molecule Decomposition means and means for supplying hydrogen ions and electrons generated by the decomposition into the combustion section are provided.

霧化手段 本発明では、常温の領域でなるべく微細な水の粒子を得
たいために、第1図で示すように超音波式加湿器10を
使用することが望ましく、その加湿器10は、水中に設
けられた周知のチタン酸バリウム系の電歪振動子(図示
せず)と、その振動子を励起する周知の超音波発振回路
18とからなり、その振動子を励起させると、水中に焦
点を結ぶように超音波が照射され、その焦点部にキャビ
テーションが生じ、その空洞の破壊時に水の微粒子例え
ば径5μの粒子が発生し、その径が微細なため、気化が
容易である。
Atomization Means In the present invention, in order to obtain as fine water particles as possible at room temperature, it is desirable to use an ultrasonic humidifier 10 as shown in FIG. It consists of a well-known barium titanate-based electrostrictive vibrator (not shown) installed in the oscillator, and a well-known ultrasonic oscillation circuit 18 that excites the vibrator. Ultrasonic waves are irradiated to connect the cavities, and cavitation occurs at the focal point. When the cavity is destroyed, fine water particles, for example, particles with a diameter of 5 μm are generated. Because the diameter is minute, they are easily vaporized.

なお、使用する水の硬度分が高いと、水がカルシウムイ
オン(Ca”″)、ナトリウムイオン(Na”l。
Note that if the water used has a high hardness, the water will contain calcium ions (Ca"") and sodium ions (Na"l).

マグネシウムイオン(Mg”) 、塩素イオン(CI−
1、硫酸イオン(SO3−)等いろいろな不純物を含み
、導電性があるので、それを除去するために水の供給系
、すなわち水タンク11、ポンプ12、弁13を経由す
るラインにイオン交換樹脂14を介在させて純水を供給
し、その純水を霧化することが望ましい。
Magnesium ion (Mg”), chlorine ion (CI-
1. It contains various impurities such as sulfate ions (SO3-) and is conductive, so in order to remove them, ion exchange resin is installed in the water supply system, that is, the line that passes through the water tank 11, pump 12, and valve 13. It is desirable to supply pure water through a filter 14 and atomize the pure water.

もっとも、水の粒子が吸気中に浮遊する間は。However, while water particles are suspended in the inhaled air.

相互の接触が生じないかぎり、絶縁が保たれるから、不
純粒子が浮遊していても、帯電は維持される。従って、
不純水を使用しても、本発明遂行上致命的ではない。
As long as there is no mutual contact, insulation is maintained, so even if impurity particles are floating, the charge is maintained. Therefore,
The use of impure water is not critical to carrying out the present invention.

他方において、霧の発生量をコンスタントに多く維持す
るには、前記振動子の水深を常に水面近くの所定位置に
保つことを要するので、水槽内の水位を一定に保つ制御
手段例えばカセットタンクの倒立給水手段(図示せず)
等を設けることが望ましい、ただし、水粒子の凝集を回
避するため、水粒子の発生量を飽和状態以下に制御する
ことを要する。
On the other hand, in order to constantly maintain a large amount of fog generation, it is necessary to always maintain the water depth of the vibrator at a predetermined position near the water surface. Water supply means (not shown)
However, in order to avoid agglomeration of water particles, it is necessary to control the amount of water particles generated below the saturated state.

加湿器10の霧発生量自動制御手段の一例は次の通りで
ある。すなわち、エンジン50のインテークマニホール
ド51内に湿度センサー15(日本特殊陶業株式会社製
)を設置し、そのセンサーによる湿度測定値を湿度電圧
変換器16に入力して電圧値に変換し、その変換電圧値
を出力調整器17に入力して超音波発振回路18からの
励起電圧を制御する。
An example of automatic mist generation amount control means of the humidifier 10 is as follows. That is, a humidity sensor 15 (manufactured by Nippon Spark Plug Co., Ltd.) is installed in the intake manifold 51 of the engine 50, and the humidity value measured by the sensor is input to a humidity voltage converter 16 to convert it into a voltage value, and the converted voltage is The value is input to the output regulator 17 to control the excitation voltage from the ultrasonic oscillation circuit 18.

制御の方向は、測定湿度価が低下するとき水粒子の発生
量が増大することを原則とする。ただし。
The direction of control is based on the principle that when the measured humidity value decreases, the amount of water particles generated increases. however.

凝集を避けるために飽和状態に達する値より以下の発生
量に抑制される。大略の目安として、エンジン50の排
気量を3500ee、毎分2000回転時において、吸
気FjA47℃で毎分0.5cc、吸気温50℃で毎分
0165ccの水を霧化すれば2大略100%の湿度が
得られる。
In order to avoid agglomeration, the amount generated is suppressed to below the value that reaches the saturation state. As a rough guide, when the displacement of the engine 50 is 3500ee and the rotation speed is 2000 rpm, if you atomize water at 0.5 cc/min at an intake FjA of 47°C and 0.165 cc/min at an intake temperature of 50°C, the two will be approximately 100%. Humidity is obtained.

気化手段 水の気化は、通常1気圧下において100℃で生起する
現象であるが1本発明は、気化の前処理として常温例え
ば20℃で既に粒子径5μの水の霧化を達成し、それを
気化手段に導くので、熱交換器20により65〜70℃
の低温領域で水分子径3.3人程度の気化を生起させる
Vaporization Means Vaporization of water is a phenomenon that normally occurs at 100°C under 1 atm, but the present invention achieves atomization of water with a particle size of 5 μm at room temperature, for example, 20°C, as a pretreatment for vaporization. is introduced into the vaporization means, so the heat exchanger 20
This causes vaporization of water molecules with a diameter of about 3.3 in the low temperature range.

図示の実施例では、第1図で示すように、吸気系におい
て加湿器10の直後に熱交換器20を設け、エンジン5
0の冷却用ラジェーター21からの80℃前後の排熱温
度の冷却水を利用し、それを熱交換器20に導入するた
め5両者間を2本のバイブ22及び23で連結する。ラ
ジェーター21の出口には周知のサーモスタット弁24
が設けられ2ラジエーター21内の水温が例えば適温8
0℃に達したときにその弁24が開かれる。25は手動
による温水制限用コックであって、出力バイブ23の中
間部に設けられる。
In the illustrated embodiment, a heat exchanger 20 is provided in the intake system immediately after the humidifier 10, as shown in FIG.
Cooling water having an exhaust heat temperature of around 80° C. from the cooling radiator 21 of No. 5 is used and introduced into the heat exchanger 20 by connecting the two vias 22 and 23. A well-known thermostatic valve 24 is installed at the outlet of the radiator 21.
is provided, and the water temperature in the 2 radiator 21 is set to, for example, an appropriate temperature 8.
When 0°C is reached, the valve 24 is opened. Reference numeral 25 denotes a manual hot water restriction cock, which is provided in the middle of the output vibrator 23.

さて、熱交換器20の自動制御手段の一例は次の通りで
ある。すなわち、その入力側に電磁弁26を設け、この
電磁弁はエンジン50のインテークマニホールド51内
に挿入された温度センサー27(日本特殊陶業株式会社
製)の測定値によって電気的に制御され、それによって
吸気温度は47〜50℃に保持される。28は温度電圧
変換器であって、センサー27によって測定された温度
値が電圧に変換され、その変換電圧値がコンパレーター
29の設定値と比較され、設定値より測定値が低くなる
傾向のときに電磁弁26の開放角度が増大し、その逆の
場合に減少する。このようにして、エンジン50の回転
数の増減に連動して熱交換器20に供給される冷却水の
量もまた、比例して増減するように自動制御される。そ
うすれば。
Now, an example of automatic control means for the heat exchanger 20 is as follows. That is, a solenoid valve 26 is provided on the input side, and this solenoid valve is electrically controlled by the measured value of a temperature sensor 27 (manufactured by Nippon Spark Plug Co., Ltd.) inserted into the intake manifold 51 of the engine 50. Intake air temperature is maintained at 47-50°C. 28 is a temperature voltage converter, which converts the temperature value measured by the sensor 27 into a voltage, and compares the converted voltage value with the set value of the comparator 29, and when the measured value tends to be lower than the set value. In the case where the opening angle of the solenoid valve 26 increases, and vice versa, it decreases. In this way, the amount of cooling water supplied to the heat exchanger 20 is automatically controlled to increase or decrease in proportion to the increase or decrease in the rotational speed of the engine 50. that way.

吸気温度の適温が、吸気量の増減によって変えられず、
常時路一定値に保たれる。
The optimum intake air temperature cannot be changed by increasing or decreasing the intake air volume.
Always kept at a constant value.

他方において、主燃料用の混合気52もまた前記熱交換
器20に導いて、前述した霧化気化系の温度との間に差
異が生じないようにし、双方は共通のエアクリーナー5
3に供給される。従って。
On the other hand, the main fuel mixture 52 is also led to the heat exchanger 20 so that there is no difference in temperature with the atomization system mentioned above, and both are connected to the common air cleaner 5.
3. Therefore.

この場所において気化水の凝集は回避される。At this location, agglomeration of vaporized water is avoided.

分解手段 エアクリーナー53を通過した水分子3.3人の浮遊気
体は、主燃料用混合気と共に2分解器30に導かれる。
The floating gas of 3.3 water molecules that has passed through the decomposition means air cleaner 53 is led to the decomposer 30 together with the main fuel mixture.

分解器30は、第3〜5図で示すように、所望の径を有
する円筒体31と、その円筒体の長平方向すなわち気流
の通過方向に対して直角方向に電場が形成されるように
組み込まれた銅板からなる一対の電極32及び33と、
その電場の中心部における気流の通過方向に沿って設け
た紫外線照射管34とからなる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the decomposer 30 is assembled with a cylindrical body 31 having a desired diameter so that an electric field is formed in the elongated direction of the cylindrical body, that is, in the direction perpendicular to the direction in which the airflow passes. a pair of electrodes 32 and 33 made of copper plates;
It consists of an ultraviolet irradiation tube 34 provided along the direction of passage of the airflow at the center of the electric field.

紫外線照射管34は、その両端に設けたソケット35及
び35aを経由してリードワイヤ36及び36aから所
望の電圧が供給され、その電圧の供給により1100n
またはそれ以下の紫外線が照射される。
A desired voltage is supplied to the ultraviolet irradiation tube 34 from lead wires 36 and 36a via sockets 35 and 35a provided at both ends, and the ultraviolet irradiation tube 34 is supplied with a desired voltage of 1100 nm.
or less ultraviolet rays are irradiated.

他方において、前記一対の電極32及び33は。On the other hand, the pair of electrodes 32 and 33.

各リードワイヤ37及び37aを経由して、例えjf、
一方(7)111極32i、:+15.0OOV(7)
電圧が、他方の電極33に−15,0OOVの電圧が負
荷される。この30.0OOVの電位差は、水分子の可
逆的分解すなわち解離を生起するのに十分な解離エネル
ギー(水分子は4.70eV)と、水分子のイオンへの
解離すなわち電離を生起するのに十分な電離エネルギー
(Hは13.60eV、Oは13.62eV)を供給し
得る。
For example, jf,
On the other hand (7) 111 pole 32i: +15.0OOV (7)
A voltage of -15.0 OOV is applied to the other electrode 33. This potential difference of 30.0 OOV provides sufficient dissociation energy (4.70 eV for water molecules) to cause reversible decomposition, or dissociation, of water molecules, and sufficient dissociation energy, or ionization, to cause water molecules to dissociate into ions, or ionization. ionization energy (13.60 eV for H and 13.62 eV for O).

ただし、その電位差は、暗流すなわち非持続放電の状態
にとどまり、電離作用つまり帯電は生起されるが、発光
作用つまり放電までに至らない前段階のレベル、すなわ
ち、その暗放電は、前記紫外線照射管34からの紫外線
の照射によって生起され、独自では生じ得ないレベルと
する6上記の解離作用によって、水分子Ht OはOH
+Hに分解され、更に、それが2H+0に進み、電離作
用によって水素Hが陽子H0と電子e−とに分解される
が、その帯電状態すなわち準安定状態が維持される寿命
は極めて短かく、紫外線放射に伴なって生ずる励起衝突
は101秒、暗放電により生ずるものは10゛4〜10
−’秒であって、放電すなわち発光作用によって再結合
が生じ、帯電が解除される。
However, the potential difference remains in a dark current state, that is, a non-sustained discharge state, and although ionization action or charging occurs, the pre-stage level that does not lead to luminescence action or discharge, that is, the dark discharge is the state of the UV irradiation tube. This is caused by the irradiation of ultraviolet rays from 34 to a level that cannot be produced on its own.6 Due to the above dissociative action, water molecules HtO become OH
Hydrogen H is decomposed into +H, which further progresses to 2H+0, and due to ionization, hydrogen H is decomposed into protons H0 and electrons e-, but the lifespan during which this charged state, that is, the metastable state, is maintained is extremely short, and ultraviolet rays Excitation collisions caused by radiation take 101 seconds, and those caused by dark discharge take 10゛4-10 seconds.
-' seconds, recombination occurs due to discharge or luminescence, and the charge is released.

しかしながら、この発明では、比較的低電圧の供給と紫
外線照射とのコンビネーションにより放電の一歩手前の
暗放電を持続的に生起させて、水素イオンH0が水素分
子や水分子に復帰するのを防止し、帯電と分解の状態を
持続させて燃焼室例^ばエンジン50のシリンダー内に
供給することを目的とする。
However, in this invention, a combination of relatively low voltage supply and ultraviolet irradiation causes a continuous dark discharge one step before discharge to prevent hydrogen ions H0 from returning to hydrogen molecules or water molecules. , the purpose is to sustain the charged and decomposed state and supply it to a combustion chamber, for example, a cylinder of an engine 50.

第3図及び第4図において、38及び38aは紫外線照
射管34を支持する支柱である。
In FIGS. 3 and 4, 38 and 38a are columns that support the ultraviolet irradiation tube 34.

供給手段 本発明は、水素イオンH9が準安定状態(準位)を保っ
て、分解器30から燃焼部のエンジン50内までの距離
例えば約1mを移動し得るように構成したい、そこで、
前記一対の電極32及び33で形成される電場に直交し
、かつ、吸気方向に沿って磁力線が作用するように磁場
を設ける。この磁場は、円筒31の外周に巻きつけられ
た空心コイル40にリードワイヤ41及び41aを経由
して電流を流すことにより形成される。
Supply means The present invention is desired to be configured such that the hydrogen ions H9 can maintain a metastable state (level) and travel a distance of, for example, about 1 m from the decomposer 30 to the inside of the engine 50 in the combustion section.
A magnetic field is provided so that lines of magnetic force act perpendicularly to the electric field formed by the pair of electrodes 32 and 33 and along the intake direction. This magnetic field is created by passing a current through an air-core coil 40 wound around the outer periphery of the cylinder 31 via lead wires 41 and 41a.

第5図で示すように、電場は一対の電極32及び33間
に形成され、その電場においてイオン化された水素H′
″はマイナスの電極33に向けて動く一方、マイナスの
電子e−はプラスの電極32に向けて動く、このような
状況下において、前記空心コイル40によって形成され
る磁場の磁力線が前記荷電粒子の動きに対して直角方向
に作用する。このように磁場と電場が互いに垂直方向に
位置する場合には、イオン(Ho)と電子(e−1は互
いに逆方向の円運動を行なうことが知られており。
As shown in FIG. 5, an electric field is formed between a pair of electrodes 32 and 33, and ionized hydrogen H'
'' moves toward the negative electrode 33, while the negative electron e- moves toward the positive electrode 32. Under these circumstances, the lines of magnetic force of the magnetic field formed by the air-core coil 40 move toward the charged particle. It acts in a direction perpendicular to the motion.It is known that when the magnetic field and electric field are perpendicular to each other, the ions (Ho) and electrons (e-1) perform circular motion in opposite directions. I'm here.

この現象は一般にローレンツ力の作用といわれる。This phenomenon is generally referred to as the action of Lorentz force.

このローレンツ力の作用によって、互いに直交する電磁
場内のイオン(H9)は電子(e−)と合体することが
許されない。
Due to the action of this Lorentz force, ions (H9) in mutually orthogonal electromagnetic fields are not allowed to coalesce with electrons (e-).

本発明では、上記の状況下におけるイオン(Ho)と電
子(e−)に対して、更に、燃焼部例えばエンジン40
からの吸気力が作用するので、互いに逆方向の円運動を
描くイオン(Ho)と電子(e−1が第5図破線で示す
ように、互いに逆方向のラセンを画いてドリフトし、エ
ンジン40内へ導かれる。
In the present invention, the ions (Ho) and electrons (e-) under the above conditions are further
As the intake force from guided inward.

一例として、実験車の排気量3,500ccのエンジン
において、ニュウトラル時及び低速回転時の吸気力が1
2m/秒、高速回転時の吸気力が17m/秒とした場合
に1分解器30で発生した準安定状態のイオン(Ho)
の寿命は、電場により10゛4秒、紫外線放射励起によ
り101秒、磁場により2X10−’秒となるので、そ
れらを合計した寿命は0,2秒強となる。従って、ニュ
ウトラル時及び低速回転時においても、高速回転時にお
いても、約1mの道程でイオン(Ho)の寿命。
As an example, in the engine of a test vehicle with a displacement of 3,500 cc, the intake force at neutral and low speed rotation is 1.
Ions (Ho) in a metastable state generated in the decomposer 30 when the intake force is 17 m/s at 2 m/s and high-speed rotation.
The lifetime of is 10'4 seconds due to the electric field, 101 seconds due to ultraviolet radiation excitation, and 2X10-' seconds due to the magnetic field, so the total lifetime is a little over 0.2 seconds. Therefore, the lifespan of ions (Ho) is approximately 1 m in both neutral and low-speed rotation as well as high-speed rotation.

すなわち、準安定状態を維持して5それを燃焼部50内
へ供給することが可能となる。
In other words, it is possible to maintain the quasi-stable state and supply it into the combustion section 50.

ここに記載された実施例は、この発明を何ら制限するも
のでなく、特許請求の範囲の記載内におけるあらゆる改
変に及ぶものである。
The embodiments described herein are not intended to limit the invention in any way, and are intended to cover all modifications within the scope of the claims.

[発明の効果1 以上詳述したように1本発明は、燃焼部の動的な吸気系
統に燃焼助剤を添加する過程において、燃焼連鎖反応の
鋭敏な水素イオンを添加することを可能にし、しかも、
その水素イオンの生成を前記吸気系統に関連させて水か
らの一連の過程すなわち露化、気化1分解(解離、電離
)を経て達成し、準安定状態の維持を図りながら供給す
ることを可能ならしめたので、従来における水の気化粒
子の添加と対比して、格段に鋭敏な燃焼反応を1更に1
本発明は、従来の一般的な、水からの水素製造手段とは
異なり、燃焼部の動的な吸気流系統との関連において、
逐次、水素イオンを提供し得るように構成し、しかも、
100℃を超えない比較的低温の領域でそれを可能にし
たので、機構が簡素であり、かつ、コスト低廉に提供し
得る。
[Effect of the Invention 1] As detailed above, the present invention makes it possible to add hydrogen ions, which are sensitive to combustion chain reactions, in the process of adding a combustion aid to the dynamic intake system of the combustion section, Moreover,
If it is possible to achieve the generation of hydrogen ions from water through a series of processes including exposure, vaporization, and decomposition (dissociation and ionization) in connection with the intake system, and to supply the hydrogen ions while maintaining a metastable state, Compared to the conventional addition of vaporized particles of water, the combustion reaction is significantly more sensitive.
The present invention differs from conventional general means of producing hydrogen from water, in the context of a dynamic intake flow system of the combustion section.
configured to sequentially provide hydrogen ions, and
Since this is possible in a relatively low temperature region not exceeding 100° C., the mechanism is simple and can be provided at low cost.

更に、本発明は、主たる燃料の燃焼効率が著しく向上す
るのを助けると共に、その燃焼効率の向上に伴なって排
気ガスの清浄化の向上にも寄与する。
Furthermore, the present invention helps to significantly improve the combustion efficiency of the main fuel, and with the improvement of the combustion efficiency, it also contributes to the improvement of exhaust gas purification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による装置を内燃機関に組み入れた実
施例を示すブロックダイヤグラム。 第2図は、本発明による方法を示すフローチャート。 第3図は2本発明に使用する分解供給器を示す第4図3
−311に沿った縦断側面図、第4図は、第3図4−4
線に沿った縦断正面図、第5図は、第3図で示す分解供
給器の作用を解説する説明図である。 10・・・・霧化手段例えば加湿器、 11 ・・水タンク、  12・・・・ポンプ、13 
・・・弁、  14・・・イオン交換樹脂。 15・・・湿度センサー 16・・・・湿度電圧変換器、 17 ・・出力調整器、 18・・・・超音波発振回路。 20 ・−気化手段例えば熱交換器。 21・・・・エンジン冷却用ラジェーター22及び23
・・両者間連結バイブ、 24・・・周知のサーモスタット弁、 25 ・・手動による温水制限用コック、26・・・t
tMi弁。 27 ・・・温度センサー 28・・・・温度電圧変換器、 29・・・コンパレーター 30・ ・分解器、 31 −円筒体。 32及び33・・・・一対の電極。 34・・・・紫外線照射管、 35及び35a・・・・ソケット、 36及び36a・・・・リードワイヤ。 37及び37a・・・・リードワイヤ。 38及び38a・・・・支柱。 40・・・・空心コイル、 41及び41a・・・・リードワイヤ。 50・・・エンジン。 51 ・・・そのインテークマニホールド、52・・・
・主燃料用混合気、 53・・・・エアクリーナー 特許出願人 株式会社宮沢製作所
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which a device according to the invention is incorporated into an internal combustion engine. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method according to the invention. Figure 3 shows the decomposition feeder used in the present invention.
-311 longitudinal side view, Figure 4 is Figure 3 4-4
FIG. 5, a longitudinal sectional front view taken along a line, is an explanatory diagram for explaining the action of the decomposition feeder shown in FIG. 3. 10...Atomization means such as a humidifier, 11...Water tank, 12...Pump, 13
... Valve, 14... Ion exchange resin. 15... Humidity sensor 16... Humidity voltage converter, 17... Output regulator, 18... Ultrasonic oscillation circuit. 20 - Vaporization means, such as a heat exchanger. 21...Engine cooling radiator 22 and 23
・・Vibe connected between both, 24 ・Well-known thermostatic valve, 25 ・・Manual hot water restriction cock, 26 ・・t
tMi valve. 27... Temperature sensor 28... Temperature voltage converter, 29... Comparator 30... Decomposer, 31 - Cylindrical body. 32 and 33... a pair of electrodes. 34...UV irradiation tube, 35 and 35a...Socket, 36 and 36a...Lead wire. 37 and 37a...Lead wires. 38 and 38a... Support. 40...Air core coil, 41 and 41a...Lead wire. 50...Engine. 51...That intake manifold, 52...
・Mixture mixture for main fuel, 53...Air cleaner patent applicant Miyazawa Seisakusho Co., Ltd.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主燃料となる混合気を供給する燃焼部の動的な吸
気系統において、 水を加湿器で前記吸気中に霧化する過程と、霧化した水
の浮遊粒子を熱交換器に導いて気化する過程と、 気化した水の浮遊分子を紫外線の照射と暗放電電圧が負
荷される一対の電極間に導いて前記水の浮遊分子を分解
して水素イオンを生起させる過程と、 前記電極間に形成される電場に対して直交し、かつ、前
記吸気方向に沿って磁力線が作用するように磁場を設け
て、水素イオンと電子に互いに逆行する電場ドリフトを
生起させることにより準安定状態を持続させながら水素
イオンを前記燃焼部内へ供給する過程と、 からなることを特徴とする水素イオンを水から分解して
燃焼部へ添加する方法。
(1) In the dynamic intake system of the combustion section that supplies the main fuel mixture, there is a process in which water is atomized into the intake air by a humidifier, and suspended particles of the atomized water are guided to a heat exchanger. a step in which the floating molecules of the vaporized water are introduced between a pair of electrodes to which ultraviolet ray irradiation and dark discharge voltage are applied to decompose the floating molecules of the water and generate hydrogen ions; A quasi-stable state is created by creating a magnetic field that is perpendicular to the electric field formed between the two and acting along the direction of the intake air, and causing electric field drifts that run counter to each other in the hydrogen ions and electrons. A method for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section, comprising: a step of continuously supplying hydrogen ions into the combustion section.
(2)加湿器として、超音波加湿器を使用する請求項1
記載の水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加する方
法。
(2) Claim 1 in which an ultrasonic humidifier is used as the humidifier.
A method in which hydrogen ions are decomposed from water and added to the combustion section.
(3)超音波加湿器が、 インテークマニホールド内に設けた湿度センサーと、 湿度センサーの測定値を電圧に変換する湿度電圧変換器
と、 その変換電圧値を入力する出力調整器と、 その出力調整器により出力が調整される超音波発振回路
と、 からなる霧発生量自動制御手段によって自動制御される
ことを特徴とする請求項2記載の水素イオンを水から分
解して燃焼部へ添加する方法。
(3) The ultrasonic humidifier includes a humidity sensor installed in the intake manifold, a humidity voltage converter that converts the measured value of the humidity sensor into voltage, an output regulator that inputs the converted voltage value, and output adjustment. The method for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 2, characterized in that the method is automatically controlled by an automatic fog generation amount control means comprising: an ultrasonic oscillation circuit whose output is adjusted by a device; .
(4)熱交換器に、エンジン冷却用ラジエーターからの
排熱冷却水を利用することを特徴とする請求項1記載の
水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加する方法。
(4) The method for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 1, wherein exhaust heat cooling water from an engine cooling radiator is used in the heat exchanger.
(5)熱交換器が、 インテークマニホールド内に設けた濃度センサーと、 その温度センサーの測定値を電圧に変換する温度電圧変
換器と、 その変換電圧値と設定値が比較されるコンパレーターと
、 そのコンパレーターの出力によって開閉制御され、かつ
、前記熱交換器の入力側に設けられた電磁弁と、 からなる温度自動制御手段によって自動制御されること
を特徴とする請求項1記載の水素イオンを水から分解し
て燃焼部へ添加する方法。
(5) The heat exchanger includes a concentration sensor provided in the intake manifold, a temperature-voltage converter that converts the measured value of the temperature sensor into voltage, and a comparator that compares the converted voltage value and a set value; The hydrogen ion according to claim 1, wherein the hydrogen ion is opened and closed by the output of the comparator and is automatically controlled by an automatic temperature control means comprising: a solenoid valve provided on the input side of the heat exchanger; A method of separating water from water and adding it to the combustion part.
(6)熱交換器に主燃料用の混合気をも導入した請求項
1記載の水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加する
方法。
(6) The method for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 1, wherein a mixture for the main fuel is also introduced into the heat exchanger.
(7)一対の電極が気流の通過方向に対して直角方向に
電場が形成される位置に組み込まれたことを特徴とする
請求項1記載の水素イオンを水から分解して燃焼部へ添
加する方法。
(7) Hydrogen ions are decomposed from water and added to the combustion section according to claim 1, characterized in that the pair of electrodes is installed at a position where an electric field is formed in a direction perpendicular to the direction in which the airflow passes. Method.
(8)紫外線の照射手段として、電場の中心部における
気流の通過方向に沿って紫外線照射管を設けることを特
徴とする請求項1記載の水素イオンを水から分解して燃
焼部へ添加する方法。
(8) The method for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 1, characterized in that as the ultraviolet irradiation means, an ultraviolet irradiation tube is provided along the passing direction of the air flow in the center of the electric field. .
(9)磁場を形成する手段として、電場の外方に空心コ
イルを設けることを特徴とする請求項1記載の水素イオ
ンを水から分解して燃焼部へ添加する方法。
(9) The method for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 1, characterized in that an air-core coil is provided outside the electric field as means for forming the magnetic field.
(10)主燃料となる混合気を供給する燃焼部の動的な
吸気系統と、 水をその吸気中に霧化する加湿器と、 前記霧化した水の浮遊粒子を気化する熱交換器と、 紫外線照射手段と暗放電電圧供給手段とを備え前記気化
した水の浮遊分子を分解して水素イオンを生起させる一
対の電極と、 前記電極間に形成される電場に対して直交し、かつ、前
記吸気方向に沿って磁力線が作用するように設けた磁場
と、 前記水素イオンが前記電場と磁場から準安定状態を持続
して供給される距離内に設けた前記燃焼部と、 からなることを特徴とする水素イオンを水から分解して
燃焼部へ添加する装置。
(10) A dynamic intake system of the combustion section that supplies a mixture serving as the main fuel, a humidifier that atomizes water into the intake air, and a heat exchanger that vaporizes suspended particles of the atomized water. , a pair of electrodes comprising ultraviolet irradiation means and dark discharge voltage supply means for decomposing floating molecules of the vaporized water to generate hydrogen ions, and perpendicular to the electric field formed between the electrodes, and a magnetic field provided so that lines of magnetic force act along the intake direction; and the combustion section provided within a distance from which the hydrogen ions are supplied in a quasi-stable state from the electric field and the magnetic field. Features: A device that decomposes hydrogen ions from water and adds them to the combustion section.
(11)加湿器として、超音波加湿器を使用する請求項
10記載の水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加す
る装置。
(11) The apparatus for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 10, wherein an ultrasonic humidifier is used as the humidifier.
(12)超音波加湿器が、 インテークマニホールド内に設けた湿度センサーと、 湿度センサーの測定値を電圧に変換する湿度電圧変換器
と、 その変換電圧値を入力する出力調整器と、 その出力調整器により出力が調整される超音波発振回路
と、 からなる霧発生量自動制御手段によって自動制御される
ことを特徴とする請求項11記載の水素イオンを水から
分解して燃焼部へ添加する装置。
(12) The ultrasonic humidifier includes a humidity sensor installed in the intake manifold, a humidity voltage converter that converts the measured value of the humidity sensor into voltage, an output regulator that inputs the converted voltage value, and output adjustment. 12. The device for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 11, characterized in that the device is automatically controlled by an automatic fog generation amount control means comprising: an ultrasonic oscillation circuit whose output is adjusted by a device; .
(13)熱交換器に、エンジン冷却用ラジエーターから
の排熱冷却水を利用することを特徴とする請求項10記
載の水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加する装置
(13) The apparatus for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 10, wherein the heat exchanger uses exhaust heat cooling water from an engine cooling radiator.
(14)熱交換器が、 インテークマニホールド内に設けた温度センサーと、 その温度センサーの測定値を電圧に変換する温度電圧変
換器と、 その変換電圧値と設定値が比較されるコンパレーターと
、 そのコンパレーターの出力によって開閉制御され、かつ
、前記熱交換器の入力側に設けられた電磁弁と、 からなる温度自動制御手段によって自動制御されること
を特徴とする請求項10記載の水素イオンを水から分解
して燃焼部へ添加する装置。
(14) The heat exchanger includes a temperature sensor provided in the intake manifold, a temperature-voltage converter that converts the measured value of the temperature sensor into voltage, and a comparator that compares the converted voltage value and a set value; Hydrogen ion according to claim 10, characterized in that the opening and closing are controlled by the output of the comparator, and the hydrogen ion is automatically controlled by an automatic temperature control means comprising: a solenoid valve provided on the input side of the heat exchanger; A device that separates water from water and adds it to the combustion section.
(15)熱交換器に主燃料用の混合気をも導入した請求
項10記載の水素イオンを水から分解して燃焼部へ添加
する装置。
(15) The apparatus for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 10, wherein a mixture for the main fuel is also introduced into the heat exchanger.
(16)一対の電極が気流の通過方向に対して直角方向
に電場が形成される位置に組み込まれたことを特徴とす
る請求項10記載の水素イオンを水から分解して燃焼部
へ添加する装置。
(16) Hydrogen ions are decomposed from water and added to the combustion section according to claim 10, wherein the pair of electrodes is installed at a position where an electric field is formed in a direction perpendicular to the direction in which the airflow passes. Device.
(17)紫外線の照射手段として、電場の中心部におけ
る気流の通過方向に沿って紫外線照射管を設けることを
特徴とする請求項10記載の水素イオンを水から分解し
て燃焼部へ添加する装置。
(17) The device for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 10, characterized in that as the ultraviolet irradiation means, an ultraviolet irradiation tube is provided along the passing direction of the air flow in the center of the electric field. .
(18)磁場を形成する手段として、電場の外方に空心
コイルを設けることを特徴とする請求項10記載の水素
イオンを水から分解して燃焼部へ添加する装置。
(18) The apparatus for decomposing hydrogen ions from water and adding them to the combustion section according to claim 10, characterized in that an air-core coil is provided outside the electric field as the means for forming the magnetic field.
JP1046088A 1989-02-27 1989-02-27 Method and apparatus for addition of h+ obtained by water decomposition to combustion section Pending JPH02225906A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651021C1 (en) * 2017-06-09 2018-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" System of diesel supply with supplementary fuel
CN113274595A (en) * 2021-05-25 2021-08-20 福建氢启健康科技有限公司 Novel atomizer

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