JPH074316A - 省エネルギー節電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】石油燃料を発電用燃料として使用する時に大気
汚染を少なくし、且つ、省エネルギー効果を高めて燃費
の節減行うこと。 【構成】重油やガソリンに、水にアンモニア、ウルトラ
ピンを溶解した水液とカロリー低下を防ぐアルコール、
ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、アセトン、過酸化物を
添加し、ラヂエーション性石灰石と磁鉄鉱触媒に接触循
還させ、触媒中の微量成分の白金属、パラジウム、金、
銀、銅、トリウム、ウラニウム等の金属イオンによって
活性化せしめたものを燃焼せしめて発電機２０を駆動
し、発生した燃焼ガスを触媒タンク２４中で放電分解し
た後、分圧調整したガスを触媒で接触分解してフリーカ
ーボンを除去し、更に、分圧調整したものを更に放電流
で三次的分解を行って脱硝、脱硫、脱カーボンを行った
ものを蒸発性の少ないアミノ酸カルシウム水で水洗いし
た排気ガスをクリーン排気ガスとして放出すると共に、
変圧器による鉄損の少ない鋼板を変圧器に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、重油を燃料とする内燃機に於いてラヂエー
ション石灰石、磁鉄鉱、酸化金属の触媒層を前記重油と
少量の水並びに脱硝に必要なパワー材としてウルトラピ
ン、アンモニア、バラアルデヒド、ブチルアルコール、
メタノール、ヘキサン、ペンタン、流動パラピン、軽油
等を混合したものや過酸化物を添加したものを混合して
循環し、充分活性化した重油を内燃機に高圧で（１４気
圧以上）圧入して燃焼せしめて発電機を回転せしめて発
電し、これをアモルファス鉄や５〜１０％のイットリウ
ムの入った硅素鋼板で作った変圧機で変電せしめ排出す
る燃焼ガスをバナジウム、ヂルコニウム、チタン、トリ
ウム、ニッケル、パラジウムコバルト、銅、クローム等
の触媒層の入った触媒タンクの前面に予め架設した放電
電極で放電流で一次的脱硝、脱硫を行って後、触媒で二
次的脱硝、脱硫、脱炭を行う時は、無公害性の排気ガス
が得られ水をウルトラピン、アンモニア等によって硝酸
の窒素ガスと酸素ガス変換が行われバワーが１０％増強
される。そして、変圧器の鉄損が軽減される事によって
約１０％の電気が節電される。従って之れ等の総合コス
トは３０〜５０％も公的電力費に比べて節電されるので
工場の基礎的生産の向上が行われる主体的改善を行う内
容である。一般公知の重油のヂーゼル発電機は、重油の
燃焼ガスが都市の公害規制の総量規制によって制限さ
れ、この重油燃焼排気ガス公害物の割減が要求されてい
た。之れ等は自動車、トラック重量車の排気ガスでも同
様である。又、公共的電力会社の電力代は送電、受電と
共に費用がかかり年々電力費は高騰し、自家発電による
しか電力費の低廉化は計れない現状であり、この為、自
家発電用として太陽発電、風力発電の外に燃料電池等に
よる発電法が次ぎの開発実用化されるに至ったが、停電
用として架設した重油燃料によるヂーゼル発電機が現存
に有する為にその活用がより安価で実用的である。従っ
て、これをより現実的に行うには、大都市内では自動
車、工場等の公害ガスの総量規制によってこの排気ガス
をよりクリーンガスに浄化する必要があった。一般公知
の触媒、例えばバナジウム、チタン、ゼオライト、触媒
では窒素酸化物の発生は４００Ｐ．Ｐ．Ｍであったもの
が１５５Ｐ．Ｐ．Ｍに低下するが、それ以上の制限によ
る総量規制の場合は、この１５５Ｐ．Ｐ．Ｍをより低く
押える必要があった。特に公共の電力料金より安価に電
力が得られるとすれば長期的に見れば、自動車と同様に
総量規制によって量的制限を受ける事は当然で、その為
にも更にその窒素酸化物の減量を考える必要があった。
この窒素酸化物をより減少せしめるにはアンモニアや水
や前記ウルトラピン水を添加して燃焼によって出来た窒
素酸化物を触媒によって再燃せしめて窒素ガスと酸素に
更に水に副生せしめて、窒素酸化物を減少せしめる方法
も実施されたが、更に、一段と脱窒素酸化物を行う必要
があった。一方、５万ボルトの高圧下で電極内に電流放
電を行わしめる時は、窒素酸化物は窒素と酸素に元素分
解する。従って、無害の窒素と酸素に変わるが気体間の
放電作用では均一性の分解が必要であり、その為に１０
万ボルトの高電圧を掛ける時は安全性にもかかわるの
で、設備が大型化される欠点があり、両者の併用がより
効果が発揮される。即ち、先ず不完全燃焼ガスを高電圧
放電にかけて元素分解し、更に残った窒素酸化物、硫化
物、一酸化炭素、フリーカーボン類は二次的に触媒で処
理して再燃し、脱窒素酸化物、脱硫、脱一酸化炭素、脱
カーボンを行う時は、前記触媒だけの場合の１５５Ｐ．
Ｐ．Ｍは５〜１２Ｐ．Ｐ．Ｍまで低下し、更に放電極を
通じて分解する時は、０．０１〜０．１Ｐ．Ｐ．Ｍまで
低下する。これをセラシン、アミン酸、カルシウム水に
接触せしめる時は、０．０１Ｐ．Ｐ．Ｍ以下となって公
害性は消失し、クリーンガス変換する事が出来る。又、
アルコール、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、過酸化
物、流動パラピン、廃油等と混合してラヂエーション石
灰石、磁鉄鉱触媒で還元する時は、磁鉄鉱中に存在する
微量のバラジウム、イリジウム、白金、ロジウム、金、
銀、銅の成分が水に移行して触媒作用を呈して１０％パ
ワーがアップされ、燃焼が改善される。水の添加は１〜
１０％で１０％を超えると１０，０００Ｋｃｌの重油は
７，４００Ｋｃｌ以下となるので、上記アルコールヘキ
サン軽油移動パラピンアセトン過酸化物が併用される。
又、高電圧放電処理のみではフリーカーボンは除去出来
ないが触媒層で再燃せしめる時は、酸化触媒で炭酸ガス
に分解された黒い黒煙は抑制されるし、アミノ酸カルシ
ウムで吸着すれば問題はない。一般ヂーゼル内燃機の排
気ガスの浄化法として、高圧燃料として重油を軽油に換
えて一般の高圧燃料圧入を１，０００気圧で行っている
ものを２，０００気圧に替える方法でクリーンガス化を
行っているが、この場合でも窒素酸化物の発生量は４０
０Ｐ．Ｐ．Ｍ近くとなり触媒と電流放電との組合せが必
要である。又、この重油を軽油に換えて２，０００気圧
の超高圧でヂーゼル内燃機に噴射する時は、黒色カーボ
ンの発生量は５分の１となり脱硝は変わらない。以上の
様に従来単独に行っていた為に脱硝、脱硫、脱一酸化炭
素、脱カーボンが充分で無いものを本願の様に複合的処
理によって内燃機や自動車等の内燃機の燃焼排気ガスを
浄化し、年々増大する自動車やヂーゼルに内燃機の発生
公害ガスの量的総合規制に対して基準置内に浄化が可能
となり産業上有用な発明である。この発明の実施要領を
図面によって説明すると次ぎの如くである。

【図１】は重油燃料の前処理を内燃機による燃焼排気ガ
ス処理による工程図示す。図に於いて、重油タンク
（１）に重油を入れて撹拌機（２）で撹拌し、ホッパー
（３）からタンク（１）に水に溶解したアンモニア液や
フルトラピン液（４）を導入して混合し、ホッパー
（３）からパラアルデヒド、アルコール、ヘキサン、ア
セトン、ペンタン、ヘプタン、トルオール、過酸化物
（４’）を入れてタンク（１）に導入して、混和せしめ
超音減器（５）で更に振動混和したものをパイプ（６）
を通じて接触タンク（７）に導入する。この導入にはポ
ンプ（６’）を使用してタンク（７）に圧入する。この
タンク（７）の内部には、メタルラス円筒（８）にラヂ
エーション性石灰石（サンゴ礁化石）を入れたものを、
タンク中央底面から二重缶として嵌着してフィルター
（９）を通じて重油タンク（１）より活性化された混合
重油が導入された石灰石と接触しながらパイプ（９’）
を通じてタンク（１０）の多孔質円筒（１１）に予め充
填された白金等の微量を含む磁鉄石（１１’）にフィル
ター（１２）を通過して接触流入して、パイプ（１３）
を通じてフィルター（１４）を通り、混合活性重油タン
ク（１６）にパイプ（１５）を通じて１時間循環したも
のが導入される。これを高圧ポンプ（１７）によってパ
イプ（１８）を通じてヂーゼル内燃機（１９）に圧入さ
れ燃焼せしめて内燃機（１９）によって発電機（２０）
が起動して発電し、この電力を変圧器（２１）で変電し
て工場で使用する。又、内燃機（１９）で燃焼した排気
ガスはパイプ（２２）を通じ送風機（２３）で触媒タン
ク（２４）に入る。このタンク内には５〜１２万ボルト
加電の電極（２５）（２５’）で先ず、排気ガスは電流
で放電分解し、硝酸は窒素と酸素に１部分解し同様に他
の有害ガスも元素に分解されて、スクリーン（２６）を
通じて風圧を調整したものが触媒糧（２７）に接触加熱
されて、硝酸の残留排気ガスは無害ガスに分解しカーボ
ンや一酸化炭素も分解して、スクリーン（２６’）で風
圧を均等化せしめた後、高電圧極（２５ｂ）（２５
ｂ’）で電流放電によって元素ガスに分解された後、サ
ラミンカルシウム液（２７）の入ったタンク（２７’）
のシャワー液で噴射洗滌されてカーボンその他の有害ガ
スを吸着して排気管（２８）から、クリーン排気ガスと
して排気される。（２９）は二次空気導管である。（３
０）は加熱用交換器である。この様な浄化法では最初の
硝酸濃度が４５０Ｐ．Ｐ．Ｍであったものが、０．０１
Ｐ．Ｐ．Ｍ以下に低下して都市では公害ガスの濃度制限
内で処理されるので、その公害による問題は抑制され
る。

【図２】は触媒のみによるＮＯｘの脱硝量を示す特性で
ある。

【図３】は単電流放電による脱硝量を（Ｃ）で示し、セ
ラシンカルシウム水液で噴射洗滌したものを（Ｂ）で示
す。触媒のみのものは（Ａ）で示している。複電流放電
による脱硝量（Ｄ）に示している。送風機（２３）によ
っ送られた排気ガスは一旦収塵器（２３’）で吸塵され
た排気ガスが放電分解される。この触媒タンク（２４）
が円錐形となるのは風圧による振動を少なくし、触媒の
片寄りを防ぐ為に、多数個の仕切板が風邪の方向に平行
に接合されていてこの触媒による迅速接触分解が行われ
る為に、パイプ（２４）よりポンプ（２４’）で空気又
は酸素ガス混合空気を触媒層中に圧入する装置をつけ
て、触媒のカーボン附着による浄化を行う仕組を持って
いて必要に応じてヒーター（３０）で加熱したガスを送
り込むようにして再燃処理する様にしている。

【図４】は一般型触媒タンクの内部構造を示すもので、
このタンクは矩形状の箱型となっていてガス導入管（４
１）よりアンモニアの入った燃焼ガスを導入し低抗板
（４３）を多数個配列した平衡室（４２）に導入したガ
スは（４４）の触媒室にスクリーン（４４ａ）を通じて
吹き込み、触媒（４５）に接触して分解したガスをスク
リーン（４４ｂ）を通じて抵抗板（４６）をつうじて空
気圧を調整して、触媒（４５）で分解したガスを導出管
（４７）から排出する方法が採用されたが矩形の箱型で
は導入ガスの分圧が不均一で抵抗板（４３）にガスが当
ると、操音を発して公害となり又、触媒ガス（Ｑ）に示
す様に厚く片寄りし（Ｑ’）の様に薄く殆ど触媒ガスと
が接触出来ない結果となり、脱硝率も低下するのでこの
触媒タンク（４０）の構造では問題があったので、本願
は

【図１】に示す円錐形のラグビーボール状の構造体とし
た。この構造では振動は殆ど無く、触媒の一方的片寄り
を生じない点が改善された。しかし、之れ等の触媒では
長く使用中は空気摩耗によって粒子が次第に縮小して遂
には消失するので、一定した脱窒効果を保持するには高
電圧電極による放電を行って燃焼ガスの分解を行い窒素
や酸素ガスの無公害化を計る。自動車の側面図を示し、
自動車の様な小型の燃焼器、即ち、内燃焼機（３４ｇ）
を

【図５】に示し、自動車（３０）の前面に位置せしめガ
ソリンタンク（３１ｇ）内にラヂエーション石灰石（３
２ｇ）、磁鉄鉱（３３ｇ）触媒をメタルラス筐（３３
ｇ’）に嵌挿してガソリン液に浸漬せしめ、水、ウルト
ラピン、アンモニア、等の前記混合液を混合したものを
以て浸漬し、これを空気と混合して噴射し内燃機（３４
ｇ）に圧入する。そして燃焼したガスは導管（３５ｇ）
を通過して触媒タンク（３６ｇ）に導入してガスを接触
分解し、放電弧と触媒によって分解したものを脱カーボ
ンタンク（３７ｇ）で更に洗滌して脱灰して導管（３８
ｇ）で排気する。この様なものでは１ｍ^３中の窒素酸化
物は１ｇ以下である。

【図６】はこの自動車用排気ガスの浄化触媒タンクの切
断側面図を示すもので、タンク（２４）、導入管（２４
ｇ）から入った燃焼ガスは多数個の仕切板（２４Ｔ）を
通り電極（２５ｄ）（２５’ｄ）間で５万〜１０万ボル
トの高電圧放電を行って分解し、スクリーン（２６）を
通り触媒（２７’ｇ）と接触してガス分解行いスクリー
ン（２６’）を通り、再放電処理したものを仕切板（２
４’Ｔ）を経てアミノ酸カルシウムたんく（２７’）に
導入して、アミノ酸カルシウム噴霧液（２７）中で浄化
されて排気ガス口（２８）から排気される。

【図７】はこの触媒槽中のスクリーカ（２５）の平面図
である。

【図８】は練炭状に成型したセラミック焼結した触媒成
型体（２４ｂ）でこのセラミック焼結体（２４ｂ）の内
面に多数個の穿孔（２４ｃ）が穿設され、内燃機の燃焼
ガスが通過して接触分解する触媒を示す斜め側面図であ
る。触媒の作り方は、ゼオライト、硅ソウ土、ベントナ
イト、等の硅酸塩粉に硫酸バナジウム１０〜２０％と硫
酸チタニウムを１０〜２０％と硫酸トリウム０．１〜１
％を水に溶解して添加して、次ぎにこれを苛性アルカリ
水を添加してバナジウム、チタンを沈着せしめて水酸化
物膜を形成し、よく水で洗滌して瀘別して脱硫を行い、
これをベントナイト粉と混合して押出機で押出したもの
を切断して造粒機にかけて口径５〜１０糧の球状に加工
したものを加え、熱乾燥した触媒とする。これにゼオラ
イトニ硫酸、ニッケル、コバルト、クローム、銅、パラ
ジウムを水に溶解したものを混合吸着した後、苛性アル
カリ水で中和して水酸化物としたものを水洗いして瀘別
し脱硫とた後、加熱乾燥してベントナイト粉を凝結剤と
して添加して押出機で押出したものを造粒して球状とし
たものを４８０℃の加熱炉に加熱しながら、水素ガスを
吹き込み還元を約３時間行ったものを取り出して、還元
触媒として前記酸化触媒と併用する。

【図８】の触媒の成型体はゼオライト７０％、ラジエー
ション性石灰石３０％を混合し成したものを１，０００
〜１，２００℃で加熱炉中で２時間加熱焼結して作り、
これを水洗いした後、乾燥したものと前記、硫酸バナジ
ウム、硫酸チタニウムを含浸せしめて乾燥したものを更
に、苛性アルカリ水で中和して水酸化物とした後乾燥し
て、水洗いして脱硫を行ったものを脱水して乾燥して、
円筒練炭型の触媒を作る。この様にしたものは約１年間
は使用に耐える。以上の様にこの発明の特徴は、従来の
触媒タンクの構造を大型のものや小型のものまで一様に
利用出来る構造として、円錐状のラグビーボール状に加
工し、中仕切板によって燃焼ガスの均等分散を行い、ス
クリーンの穿孔間際を適当に加減して風圧を調整した後
に高電圧放電流の発生によって一次的脱硝、脱硫を行
い、更に触媒層に接触せしめて、二次的脱硝、脱硫を行
い更に、放電流でガス分解して三次的脱硝を行い更に、
アミノ酸カルシウム水液で洗滌して脱カーボンを脱アン
モニアを行って、排気燃焼ガスを浄化する事によって大
気汚染をより改善せしめるもので、更に、ガソリン中に
脱硝と省エネルギーとしてアンモニア、ウルトラピン水
を入れて触媒でガソリン混合液を活性化せしめて、エネ
ルギーパワーを１０％以上強化せしめる様にしたものは
発電エネルギーに於いて省エネルギー化せしめ、これに
イットリウム、ランタンの希土類の入った硅素鋼板やア
モルファス鋼を使用した鉄芯を使用した変圧器を利用す
る事によって鉄損の１０％を軽減せしめる発電設備の組
合せによって電力費を４０％以上改善せしめると共に、
重油、ガソリンの触媒浸漬による活性化によって燃焼を
高める個とを特徴としたもので、産業上有用な発明であ
る。尚、触媒として重油に接触浸漬せしめる磁鉄鉱とラ
ヂエーション性石灰石は、カルシウム、マグネシウム、
硅酸、金、銀、白金、イリジウム、ロジウム、パラヂウ
ム、マンガン、バナジウム、鉄、ニッケル、コバルト、
イットリウム、ランタン、ネプチウム、レニウム、タン
グステン、モリブデン、チタン、ヂルコニウム、ハフニ
ウム、ストロンチウム、セシウム、トリウム、ウラン、
トリチウム、重水等を５０ｕｇ／ｍｌ〜０．０１ｕｇ／
ｍｌを含んだもので、之れ等微量金属の混入したアンモ
ニアやウルトラピン水はより金属イオン濃度を増大し、
より燃料の活性化を促進すると共に内燃機内の燃焼圧力
を増大する作用があり、同時にアンモニアやウルトラピ
ンはガス中の発生硝酸を窒素ガスと酸素ガスと水に分解
生成せしめて公害性を無害化する作用があり、之れ等は
全てアンモニアガスセンサーを取付けて自動的に分量規
制を行いながらアンモニアガスの排気中の濃度を低下せ
しめて公害を無くする様に工夫したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 重油燃料を使用した内燃機の発電装置の工程
図

【図２】 燃焼ガスの脱硝量を示す特性

【図３】 単極電流放電を示す特性

【図４】 一般型燃焼ガス分解触媒タンクの切断側面図

【図５】 自動車の側面図

【図６】 自動車用燃焼ガスの浄化触媒タンクの切断即
面図

【図７】 触媒タンク内のフィルター壁の平面図

【図８】 焼結練炭型の斜側面図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｂ 3/24 ＺＡＢ Ａ Ｅ 3/30 ＺＡＢ Ｄ Ｆ０２Ｄ 19/08 Ａ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/022 27/02 Ｚ Ｈ０１Ｆ 27/245

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 後文記載の如く、重油に添加剤を入れて活性化してこれ
   をヂーゼル内燃機の燃料として高圧噴射によって圧入燃
   焼せしめると共に、生じた公害ガスを放電極に接続せし
   めて硝酸、硫化物、窒素化合物を分解して一次的無公害
   化を計り、これを酸化触媒に接触せしめて二次的にフリ
   ーカーボン、一酸化炭素を再燃せしめると共に脱硝、脱
   硫、脱窒を行ってクリーンエアーの排気ガスを排気せし
   めると共にに、この内燃機によって可働した発電機の省
   エネルギーとして、アモルファス、鉄やイットリウムを
   含む硅素鋼板で作った変圧機を使用して節電せしめる事
   を特徴とした無公害性省エネルギー節電、発電装置。