JPH07127812A - 活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 - Google Patents

活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法

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JPH07127812A
JPH07127812A JP5297488A JP29748893A JPH07127812A JP H07127812 A JPH07127812 A JP H07127812A JP 5297488 A JP5297488 A JP 5297488A JP 29748893 A JP29748893 A JP 29748893A JP H07127812 A JPH07127812 A JP H07127812A
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oxygen
air
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ultraviolet rays
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JP5297488A
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Tadashi Mochizai
正 持麾
Makoto Nandate
誠 南館
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過剰空気量を抑制しながら燃料を完全燃焼さ
せ、その結果として燃焼効率を高めるとともにNOX
発生を低減させることができる、酸素を活性化し燃焼効
率を上げる燃焼方法を提供する。 【構成】 基底状態の分子状酸素に対して波長200n
m以下の紫外線を照射することにより若しくはオゾナイ
ザーにより生成したO3 に電磁波を照射するかオゾン分
解触媒を用いて、前記O3 より一重項の酸素原子O(1
D)と一重項酸素分子O2 1 Δ)およびスパーオキシ
ド(0- 2 )、酸素アニオン(O- )の生成により炭化
水素との反応を早めることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機、ガスタービン、
ボイラや焼却炉等におけるバーナなどでの液体燃料又は
気体燃料の燃焼効率及び燃焼速度を高めるための燃焼方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から液体又は気体燃料の燃焼効率を
高めるために燃焼用の空気の比率を高める方法があり、
例えば内燃エンジン等では過給機を用いて圧縮された過
剰空気を燃焼室へ送り込むことにより、エンジン出力を
高めるようにしている。しかし自動車エンジンなどの場
合、回転速度が低速から加速して高出力が出るに至るま
で燃料の燃焼反応に時間差があり、最適な燃焼状態を常
に維持することは困難であるほか、空気量が過剰となる
と排気ガス中のNOX が増加する問題がある。
【0003】またボイラや焼却炉等においても液体燃料
や廃油などを燃焼する際には、媒塵を出さずに完全燃焼
を計るために空気を過剰に送入するとNOX が増加して
大気汚染を引き起こす問題があり、焼却効率の向上と公
害防止とを同時に満足させるに適した燃焼方法が求めら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、過剰空気量
を抑制しながら燃料を完全燃焼させ、その結果として燃
料の燃焼効率を高めると共にNOX の発生を低減させる
ことができる、改良された活性酸素種生成による炭化水
素の燃焼方法を提供することを目的とした。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の活性酸素種生成
による炭化水素の燃焼方法は、基底状態の分子状酸素に
対して波長200nm以下の紫外線を照射することによ
り若しくはオゾナイザーにより生成したO3 に波長20
0〜380nmの紫外線若しくは紫外線レザー光を照射
し、前記O3 より一重項の酸素原子O(1 D)と一重項
酸素分子O2 1 Δ)の生成により炭化水素との反応を
早めることを特徴とするものである。
【0006】また、基底状態酸素雰囲気中にあるN型半
導体金属酸化物に近紫外線若しくは近紫外線レザー光を
照射することにより、該金属酸化物の表面励起と電磁波
ポンピングにより生成してもよく、さらに、基底状態酸
素分子の低圧マイクロ波放電プラズマによって生成して
もよい。
【0007】本発明の燃焼方法において流体燃料と接触
させる活性酸素種のうちの第1は、空気中に存在する安
定した基底状態の分子状酸素に対して、波長200nm
以下の電磁波、例えば紫外線レーザー光を照射するか、
あるいはオゾナイザーを用いて無声放電処理することに
よってオゾンを発生させ、このオゾンに波長200〜3
80nmの放射線、例えば紫外線レーザー光を照射する
ときに、オゾンの分解によって生成した一重項の活性酸
素原子O(1 D)と分子O2 1 Δ)とである。
【0008】また本発明の燃焼方法において用いられる
活性酸素種の第2は、N型半導体金属酸化物、例えば二
酸化チタンや酸化亜鉛を安定な基底状態の酸素を含む雰
囲気、例えば空気中に置き、これに波長180〜380
nmの紫外線、例えば紫外線レーザー光を照射すると光
ポンピング作用によって励起した上記の金属酸化物表面
により酸素分子から生成した酸素アニオン(O- )であ
る。
【0009】更に本発明の燃焼方法において用いられる
活性酸素種の第3は、基底状態の酸素を含む雰囲気、例
えば空気中で低圧マイクロ波放電を発生させることによ
り酸素分子を解離させて得られる酸素原子O(3 P)で
ある。
【0010】本発明の燃焼方法が適用される流体燃料は
液体燃料又は気体燃料であり、例えばブタンガス、ガソ
リン、灯油、軽油、重油などの炭化水素、あるいは油
脂、またはこれらを含む潤滑油や洗條油、さらにはそれ
らの廃油など、燃焼又は焼却の対象となる流体状の燃料
であればどのようなものであってもよい。
【0011】本発明の焼却方法を適用して液体燃料を燃
焼させるに当たっては、流体燃料と接触させる活性酸素
種の濃度は特に限定されない。このような活性酸素種を
得るに当たって用いられる原料の酸素としては、窒素等
で希釈された酸素、即ち空気をそのまま利用することが
できる。この場合、空気中の酸素の一部のみが活性酸素
種となるが、通常の燃焼処理の場合はこれで充分であ
る。
【0012】
【作用】本発明の燃焼方法に従って流体燃料を燃焼させ
るとき、通常の燃焼において発生する一酸化炭素や酸化
窒素などは、それぞれ活性酸素種と容易に反応して二酸
化炭素や窒素となり、不完全燃焼生成物が減少すると共
に窒素酸化物の生成量も低減する。
【式1】CO+O(1 D)→CO2 +hν NO+O(1 D)→O2 +N
【0013】
【実施例】
(第1実施例)図1においてAは活性酸素種生成装置で
あり、Bはブロア、Cはバーナーである。空気は吸入口
1から活性酸素種生成装置A内に吸入されるが、波長1
85nmの紫外線照射管2、2により順次照射を受け、
次いで波長254nmの紫外線照射管3、3による照射
を受けてジグザグに通り抜け、活性酸素種を含む空気と
なって吐出口4からブロアBによって吸引される。この
活性酸素種含有空気はブロアBからダクト5を経てバー
ナーCに供給され、二次空気として燃料の燃焼を助け
る。これによって燃料の完全燃焼が達成されると共に、
燃焼排気ガス中のNOX レベルが大幅に低下する。
【0014】(第2実施例)図2においては別な活性酸
素種生成装置Dを示すが、この装置Dは筒状ケージング
6の内面には多数のフィンクが突設され、またその軸部
に挿着された波長180〜380nmの紫外線照射管8
の周りにも、多数の環状フィン9が嵌着されている。ケ
ージング6の内面及びフィン7ならびに9の面には二酸
化チタン塗装10が設けられている。吸入口1から吸入
された空気はフィン7と9との間をジグザグに通過しな
がら紫外線照射によって順次活性酸素種に変化し、吐出
口4からブロアBによって吸引され、燃料の燃焼に供さ
れる。この場合、第1実施例と同様の効果が得られる。
【0015】(第3実施例)図3に示す活性酸素種生成
装置Eは、マグネトロン発振器11とマイクロ波反射板
12とを備え、内面に二酸化チタン塗層が設けられた空
気導入管13内に向かってマイクロ波を放射するように
構成されている。この装置Eの吸入口1から吸入された
空気は、空気導入管13内を通り抜ける間にマイクロ波
によって励起された二酸化チタンから放出された電子に
より酸素の一部がイオン化すると共に一部は原子状態に
解離して活性酸素種となり、吐出口4からブロアBによ
って吸引され、燃料の燃焼に供される。この場合も第1
実施例と同様の効果が得られる。
【0016】既存の無声放電の交流高電圧側に、直径1
ミリ、長さ200ミリのタングステンのワイヤーをスダ
レ状に20ミリ間隔に張設し、昇圧変圧器で入力電源1
00ボルトを7000ボルトまで昇圧して印加し、前記
タングステンワイヤーの間に空気を流し、基底状態酸素
の酸素原子O(1 D)とオゾン(O3 )にせしめた後、
パラジウム金属繊維を通過させ、スパーオキシド(O-
2 )に変遷させることにより、炭化水素の燃焼に供され
る。この場合も第1実施例と同様の効果が得られる。
【0017】
【発明の効果】本発明の流体燃料の燃焼方法によれば、
基底状態にある分子状の酸素を活性酸素種に変換してか
ら流体燃料の燃焼に利用するので、燃焼速度が速くなる
と同時に燃焼反応が円滑に進み、より完全燃焼に近くな
って燃料効果が改善されるばかりでなく、大気汚染物質
の排出が抑制される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流体燃料の燃焼方法の第1の態様を実
施するための装置の構造図である。
【図2】本発明の流体燃料の燃焼方法の第2の態様を実
施するための装置の構造図である。
【図3】本発明の流体燃料の燃焼方法の第3の態様を実
施するための装置の構造図である。
【符号の説明】
A 活性酸素種生成装置 B ブロア C バーナー D 活性酸素種生成装置 E 活性酸素種生成装置 1 吸入口 2 紫外線照射管 3 紫外線照射管 4 吐出口 5 ダクト 6 筒状ケージング 7 フィン 8 紫外線照射管 9 フィン 10 二酸化チタン塗装 11 マグネトロン発振器 12 マイクロ波反射板 13 空気導入管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基底状態の分子状酸素に対して波長20
    0nm以下の紫外線を照射することにより若しくはオゾ
    ナイザーにより生成したO3 に波長200〜380nm
    の紫外線若しくは紫外線レザー光を照射し、前記O3
    り一重項の酸素原子O(1 D)と一重項酸素分子O2
    1 Δ)の生成させることにより炭化水素との反応を早め
    る活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法。
  2. 【請求項2】 基底状態酸素雰囲気中にあるN型半導体
    金属酸化物に近紫外線若しくは近紫外線レザー光を照射
    することにより、該金属酸化物の表面励起によって起こ
    る光ポンピングにより生成された励起活性酸素種生成に
    よる炭化水素の燃焼方法。
  3. 【請求項3】 基底状態酸素分子の低圧マイクロ波放電
    プラズマによって生成される活性酸素種生成による炭化
    水素の燃焼方法。
  4. 【請求項4】 基底状態酸素分子を無声放電の電極杆の
    ギャップの中を流すことにより生成される酸素原子O(
    1 D)とオゾンを触媒分解して生成されるスパーオキシ
    ド(OR2 - )による活性酸素種生成による炭化水素の
    燃焼方法。
JP5297488A 1993-11-02 1993-11-02 活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 Pending JPH07127812A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044696A (ja) * 2006-07-14 2012-03-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リーク電流低減回路

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JPH02259323A (ja) * 1989-03-30 1990-10-22 Osaka Gas Co Ltd メタン系ガス燃料の低温燃焼法

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