JPH09263778A - Production of metal fuel and metal fuel feeder used therefor - Google Patents

Production of metal fuel and metal fuel feeder used therefor

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JPH09263778A
JPH09263778A JP8077341A JP7734196A JPH09263778A JP H09263778 A JPH09263778 A JP H09263778A JP 8077341 A JP8077341 A JP 8077341A JP 7734196 A JP7734196 A JP 7734196A JP H09263778 A JPH09263778 A JP H09263778A
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing a metal fuel which can cause strong combustion in various types of combustion apparatus such as one for a heat source or thrust and to provide a metal fuel feeder used therefor. SOLUTION: A fine metal powder for a fuel is generated and mixed into a liq. fuel such as kerosene or fuel oil by arranging a positive electrode 82 and a negative electrode 81 face-to-face with each other in the liq. fuel and causing discharge between the electrodes 82 and 81, at least either of the electrodes 82 and 81 being used for a fuel. A positive electrode 82 and a negative electrode 81 are installed face-to-face with each other in an insulated fuel tank 80 (for a liq. fuel such as kerosene or fuel oil) so that a high voltage can be applied to between the electrodes 82 and 81, at least either of the electrodes 82 and 81 being used for a fuel. At least either of the electrodes 82 and 81 is made movable, and an electrode-moving apparatus 85 is installed to keep the distance between the electrodes constant.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱源用、推進力用
等の各種燃焼装置において強力な燃焼を起こさせること
が可能となる金属燃料の製造方法及びそれに使用される
金属燃料供給器に関するものであり、例えば灯油等の燃
焼火炎(炭化水素火炎)をイオン化させて通常状態の燃
焼火炎(中性火炎)よりも高温のイオン火炎を発生させ
るイオン火炎発生装置において利用可能なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a metal fuel capable of causing strong combustion in various combustion devices for heat sources, propulsion power, and the like, and a metal fuel supply device used therefor. And can be used in an ion flame generator that ionizes a combustion flame (hydrocarbon flame) of kerosene or the like to generate an ion flame having a higher temperature than a combustion flame in a normal state (neutral flame).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、灯油等の燃料からイオン火炎を発
生させるイオン火炎発生装置としては、焼却炉に用いら
れるイオンバーナーがあった。図12、13はこのイオ
ンバーナーを用いた焼却炉の例であり、その構造は次の
ようなものであった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an ion flame generator for generating an ion flame from a fuel such as kerosene, there has been an ion burner used in an incinerator. 12 and 13 show an example of an incinerator using this ion burner, which has the following structure.

【0003】この焼却炉は、キャスターブル耐火物で筒
状に作製された焼却炉本体Aの内部に火格子B、Cを介
して上下に中性火炎室D、準プラズマ(準イオン)火炎
室E、プラズマ(イオン)火炎室Fが形成され、イオン
火炎室F部分の炉壁に3機の灯油バーナーGが取り付け
られ、イオン火炎室F内の灯油バーナーGの先に火炎接
触電離材Hなるものが配置され、また灯油バーナーGの
火炎が当たる部分の炉壁面に電磁コイルIが配備されて
なる。イオンバーナーは灯油バーナーG、火炎接触電離
材H、電磁コイルIで構成される。この焼却炉では、前
記電磁コイルIにパルス電流等を印加して高周波磁場
(例えば磁束密度10000以上、周波数20〜50M
Hz程度の高周波磁場)を発生すると、高周波磁場で火
炎接触電離材Hが活性化されて、同火炎接触電離材Hに
エネルギー印加作用がもたらされ、この火炎接触電離材
Hに触れた灯油バーナーGの燃焼火炎(炭化水素火炎)
がイオン化(プラズマ化)されてイオン火炎となる。こ
のイオン火炎はイオン火炎室Fにおいてイオン数が多い
状態にあるが、準イオン室Eにおいてはイオン数が減少
して準イオン火炎となり、中性火炎室Dでは通常の中性
火炎となる。この焼却炉では、ゴミ投入口Jにゴミ等の
処理対象物を投入すると、中性火炎室Dで乾燥、燃焼さ
れ、準イオン火炎室E、イオン火炎室Fを落下しながら
徐々に溶融されて排出口Kから溶融物となって排出され
る。
In this incinerator, a neutral flame chamber D and a quasi-plasma (quasi-ion) flame chamber are vertically arranged inside a main body A of a castable refractory made of a tubular material through grate B and C. E, a plasma (ion) flame chamber F is formed, three kerosene burners G are attached to the furnace wall of the ion flame chamber F, and a flame contact ionizing material H is formed at the tip of the kerosene burner G in the ion flame chamber F. Things are arranged, and the electromagnetic coil I is arranged on the furnace wall surface of the portion of the kerosene burner G where the flame hits. The ion burner includes a kerosene burner G, a flame contact ionizer H, and an electromagnetic coil I. In this incinerator, a high-frequency magnetic field (for example, a magnetic flux density of 10,000 or more and a frequency of 20 to 50 M is applied by applying a pulse current or the like to the electromagnetic coil I.
When a high frequency magnetic field of about Hz is generated, the flame contact ionization material H is activated by the high frequency magnetic field, and an energy application action is brought to the flame contact ionization material H, and the kerosene burner that touches the flame contact ionization material H Combustion flame of G (hydrocarbon flame)
Is ionized (converted into plasma) and becomes an ion flame. This ion flame has a large number of ions in the ion flame chamber F, but in the quasi-ion chamber E the number of ions decreases and becomes a quasi-ion flame, and in the neutral flame chamber D it becomes a normal neutral flame. In this incinerator, when an object to be treated such as dust is put into the dust input port J, it is dried and burned in the neutral flame chamber D, and is gradually melted while falling in the quasi-ion flame chamber E and the ion flame chamber F. The melt is discharged from the discharge port K and discharged.

【0004】ところで、通常の燃焼による炭化水素火炎
中にも価電粒子(炭素イオン、水素イオン、酸素イオン
等)の存在するイオン火炎の状態が存在するが、発生さ
れるイオンの数は少なく、また磁場の無い状態ではイオ
ン同士がすぐに再結合してH2O、CO2等を生成し、
中性火炎の状態になってしまう。イオン火炎から中性火
炎に移行する段階では、吸熱作用を有する再結合反応が
起きて火炎から熱が奪われるため、中性火炎はイオン火
炎に比べてエネルギー量が減少した状態となる。例え
ば、灯油は1リットル当り約8000Kカロリーのエネ
ルギーを持つと言われ、原子状の解離反応で放出される
カロリーは10000Kカロリーを超えるとされている
が、通常の燃焼ではイオン火炎状態が非常に短命であ
り、すぐに中性火炎の状態に移行してしまうため、高温
を発生させることができなかった。
By the way, there is an ion flame state in which valence particles (carbon ions, hydrogen ions, oxygen ions, etc.) are present even in a hydrocarbon flame produced by normal combustion, but the number of generated ions is small, In the absence of a magnetic field, the ions immediately recombine to generate H2O, CO2, etc.,
It becomes a state of neutral flame. At the stage of transition from an ion flame to a neutral flame, a recombination reaction having an endothermic action occurs and heat is taken from the flame, so that the neutral flame has a reduced amount of energy as compared with the ion flame. For example, it is said that kerosene has an energy of about 8000K calories per liter, and the calorie released by the atomic dissociation reaction exceeds 10,000K calories, but in normal combustion, the ion flame state is extremely short-lived. Therefore, the high temperature could not be generated because the neutral flame was immediately transferred.

【0005】しかし図12、13の焼却炉では、火炎接
触電離材Hの助けで多数のイオンを発生してイオン火炎
を作ることができ、また発生したイオンの再結合を電磁
コイルIの高周波磁場で幾分阻止することができるた
め、比較的長い時間に渡ってイオン火炎の状態を維持す
ることができ、炉内温度を3000度以上にすることが
可能となっていた。
However, in the incinerator shown in FIGS. 12 and 13, a large number of ions can be generated by the aid of the flame contact ionizing material H to form an ion flame, and the generated ions can be recombined with each other by the high frequency magnetic field of the electromagnetic coil I. Therefore, the ion flame state can be maintained for a relatively long time, and the temperature inside the furnace can be set to 3000 ° C. or higher.

【0006】なお、前記焼却炉で用いられる火炎接触電
離材Hは、光活性物質に磁性体を配合してなる組成物
を、酸化雰囲気中で結晶することにより製造されるもの
である。前記光活性物質は、セレン、カドミウム、チタ
ニウム、リチウム、バリウム、タリウム等の単体や、そ
の酸化物、硫化物、ハロゲン化物等の化合物であり、磁
性体としては、強磁性体(鉄、ニッケル、コバルト及び
その化合物等)や常磁性体(マンガン、アルミニウム、
スズ及びその化合物)、反磁性体(ビスマス、リン、
銅、カルシウム、及びその化合物)である。
The flame contact ionizing material H used in the incinerator is produced by crystallizing a composition containing a photoactive substance and a magnetic material in an oxidizing atmosphere. The photoactive substance is a simple substance such as selenium, cadmium, titanium, lithium, barium, or thallium, or an oxide thereof, a sulfide, a compound such as a halide, and as a magnetic substance, a ferromagnetic substance (iron, nickel, Cobalt and its compounds, etc.) and paramagnetic materials (manganese, aluminum,
Tin and its compounds), diamagnetic materials (bismuth, phosphorus,
Copper, calcium, and their compounds).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図12、13の焼却炉
では、イオンバーナーで通常の灯油、重油等を燃焼させ
てイオン火炎を発生するが、灯油、重油等の通常燃料で
は発生できるイオン火炎の火力に限界があった。
In the incinerator shown in FIGS. 12 and 13, an ion burner burns normal kerosene, heavy oil, etc. to generate an ion flame, but an ion flame that can be generated by a normal fuel such as kerosene, heavy oil, etc. There was a limit to the firepower.

【0008】本発明の目的は、各種燃焼装置においてよ
り強力な燃焼を起こすことができる金属燃料の製造方法
及びそれに使用される金属燃料供給器を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a metal fuel capable of causing stronger combustion in various combustion devices, and a metal fuel supplier used for the method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1記
載の金属燃料の製造方法は図7に示すように、灯油、重
油等の液体燃料中に正電極82と負電極81とを対向さ
せて配置すると共に、正電極82と負電極81のいずれ
か一方又は双方を燃料用とし、正電極82と負電極81
との間で放電を起こすことにより燃料用金属の微粉を発
生し、液体燃料中に混入させるものである。
As shown in FIG. 7, in the method for producing a metal fuel according to the first aspect of the present invention, the positive electrode 82 and the negative electrode 81 are opposed to each other in a liquid fuel such as kerosene or heavy oil. The positive electrode 82 and the negative electrode 81 are used for fuel, and the positive electrode 82 and the negative electrode 81 are used.
By generating an electric discharge between and, fine powder of fuel metal is generated and mixed in the liquid fuel.

【0010】本発明のうち請求項2記載の金属燃料供給
器は図7に示すように、灯油、重油等の液体燃料を入れ
る絶縁性の燃料タンク80内に、正電極82と負電極8
1とを対向させて取り付け、両電極81、82のいずれ
か一方又は双方が燃料用金属とし、両電極81、82間
に高電圧を印加可能としてなるものである。
As shown in FIG. 7, the metallic fuel supplier according to claim 2 of the present invention has a positive electrode 82 and a negative electrode 8 in an insulative fuel tank 80 for containing a liquid fuel such as kerosene or heavy oil.
1 and 2 are opposed to each other, and one or both of the electrodes 81 and 82 are used as a fuel metal so that a high voltage can be applied between the electrodes 81 and 82.

【0011】本発明のうち請求項3記載の金属燃料供給
器は、正電極82、負電極81のいずれか一方又は双方
を可動して、両極間の距離を一定に保たつ電極可動装置
85を備えてなるものである。
In the metallic fuel supply device according to the third aspect of the present invention, an electrode moving device 85 for moving either one or both of the positive electrode 82 and the negative electrode 81 to keep the distance between both electrodes constant. Be prepared.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態1】本発明の金属燃料の製造方法及
び同方法を用いた金属燃料供給器の一実施形態を図1〜
9に示す焼却炉の例で説明する。図1に示す焼却炉は、
架台10の上に略円筒状の焼却炉本体1を設置してあ
り、同焼却炉本体1の周囲に、イオン増殖器4を付加し
たイオン火炎発生装置2を4機、放射状に配置して設け
てある。この焼却炉本体1の上部中央には排煙筒11を
設けてあり、またこの排煙筒11を取り囲むように4本
の耐熱性パイプ3を設けてある。この焼却炉本体1の外
側は防磁性を有する鉄板でカバーしてあり、これにより
鉄製ケーシング(外ケーシング)13を設けてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 of the present invention is shown in FIG.
An example of the incinerator shown in FIG. 9 will be described. The incinerator shown in FIG.
A substantially cylindrical incinerator body 1 is installed on a gantry 10, and four ion flame generators 2 with an ion breeder 4 are radially arranged around the incinerator body 1. There is. A smoke exhaust pipe 11 is provided in the upper center of the incinerator body 1, and four heat resistant pipes 3 are provided so as to surround the smoke exhaust pipe 11. The outside of the incinerator body 1 is covered with a magnetically shielded iron plate, and thus an iron casing (outer casing) 13 is provided.

【0013】前記焼却炉本体1は、4500度程度の高
温に耐えうるキャスターブル耐火物、即ち耐火性骨材と
アルミナセメント又はリン酸等の水硬剤を混合した耐火
物で作製し、同キャスターブル耐火物の外表面を鉄板で
被覆して内ケーシング14を設けてある。なお、焼却炉
本体1は黒鉛、その他の耐火物で作製することもでき
る。
The incinerator body 1 is made of a castable refractory which can withstand a high temperature of about 4500 degrees, that is, a refractory in which a refractory aggregate and a hydraulic agent such as alumina cement or phosphoric acid are mixed. An inner casing 14 is provided by coating the outer surface of the bull refractory with an iron plate. The incinerator body 1 may be made of graphite or other refractory material.

【0014】前記耐熱性パイプ3は図8に示すように、
黒鉛素材をパイプ状に成型圧縮した後に焼成した黒鉛パ
イプ25であり、その外表面に酸化物被膜26を形成し
てある。黒鉛パイプ25は導電性であり、同パイプ25
に電源装置27のマイナス極を、焼却炉本体1の鉄製内
ケーシング14にプラス極を接続してある。電源装置2
7は、電圧15000〜30000V、電流20〜50
mAの直流電圧を発生し、この直流電圧により黒鉛パイ
プ25をマイナス電位に設定することができる。黒鉛そ
のものは融点が4500度程度の高耐熱性素材である
が、空気(酸素)雰囲気中では1500度程度で酸化さ
れ、すぐに劣化してしまう。しかし、黒鉛パイプ25に
酸化物被膜26を形成し、且つ黒鉛パイプ25をマイナ
ス電位とすることにより、酸化を促進する酸素イオン
(陰イオン)の結合を阻止し、4000度前後の高温下
でも長期使用できるようにしてある。
The heat resistant pipe 3 is, as shown in FIG.
It is a graphite pipe 25 obtained by molding and compressing a graphite material into a pipe shape, and then firing it. An oxide film 26 is formed on the outer surface of the graphite pipe 25. The graphite pipe 25 is electrically conductive,
The negative pole of the power supply device 27 and the positive pole of the iron inner casing 14 of the incinerator main body 1 are connected to each other. Power supply 2
7 is voltage 15000-30000V, current 20-50
A direct current voltage of mA is generated, and the direct current voltage can set the graphite pipe 25 to a negative potential. Graphite itself is a highly heat resistant material having a melting point of about 4500 degrees, but it is oxidized at about 1500 degrees in an air (oxygen) atmosphere and deteriorates immediately. However, by forming the oxide film 26 on the graphite pipe 25 and setting the graphite pipe 25 at a negative potential, the binding of oxygen ions (anions) that promote oxidation is prevented, and the temperature is kept at about 4000 degrees Celsius for a long time. It can be used.

【0015】前記耐熱性パイプ3は図2に示すように焼
却炉本体1の内側に設けた上下2枚の黒鉛製火格子板1
5、16によって支持され、各耐熱性パイプ3はイオン
火炎発生装置2の真正面に配置されるようにしてある。
この耐熱性パイプ3はその上端を焼却炉本体1の上部の
ゴミ投入ホッパー17へ配管してあり、下端を焼却炉本
体1の底の溶融溜18内へ通してある。ゴミ投入ホッパ
ー17に投入された処理対象物は耐熱性パイプ3内を落
下して焼却炉本体1の溶融溜18内に溶融物となって溜
められる。
As shown in FIG. 2, the heat-resistant pipe 3 is provided inside the incinerator body 1 and has two upper and lower graphite grate plates 1 made of graphite.
The heat resistant pipes 3 are supported by 5 and 16, and are arranged in front of the ion flame generator 2.
The heat-resistant pipe 3 has its upper end piped to a dust input hopper 17 at the upper part of the incinerator body 1, and has its lower end passed into a melt reservoir 18 at the bottom of the incinerator body 1. The object to be treated, which has been put into the dust input hopper 17, falls through the heat resistant pipe 3 and is accumulated as a melt in the melt reservoir 18 of the incinerator body 1.

【0016】前記火格子板15、16のうち上側のもの
はイオン火炎発生装置2の取り付け位置より上側に、下
側のものはイオン火炎発生装置2の取り付け位置より下
側に、夫々配置され、イオン火炎発生装置2の噴射火炎
(陽イオン火炎)は第1、2両火格子板15、16の間
の空間内に収まるようにしてある。但し、この陽イオン
火炎は、炉内に形成される後述の高周波磁場により焼却
炉本体1の内側にドーナツ状に閉じ込められ、火格子板
15、16や炉壁に触れることはない。
The upper ones of the grate plates 15 and 16 are arranged above the mounting position of the ion flame generator 2, and the lower ones are arranged below the mounting position of the ion flame generator 2, respectively. The injection flame (positive ion flame) of the ion flame generator 2 is designed to be contained in the space between the first and second grate plates 15 and 16. However, this cation flame is confined in a donut shape inside the incinerator body 1 by a high-frequency magnetic field described later formed in the furnace, and does not touch the grate plates 15 and 16 or the furnace wall.

【0017】前記排気筒11は焼却炉本体1と同じキャ
スターブル耐火物で筒状に作製してあり、炉内で発生し
た煙や熱を外に排気することができる。この排気筒11
の先端は図9の排気ガス浄化装置群と接続してある。焼
却炉本体1の底部中央には筒状の溶解取出筒12を設け
てあり、排気筒11同様にキャスターブル耐火物で作製
してある。この溶解取出筒12の先には開閉シャッター
19を設けてあり、同シャッター19は図示されていな
い駆動装置により開閉駆動され、溶融溜18が溶融物で
一杯になると自動的に開いて溶融物を排出し、溶融物が
排出されて空になると自動的に閉じる。
The exhaust pipe 11 is made of the same castable refractory material as the incinerator body 1 and is formed in a tubular shape so that smoke and heat generated in the furnace can be exhausted to the outside. This exhaust stack 11
Is connected to the exhaust gas purification device group of FIG. At the center of the bottom of the incinerator body 1, a tubular melting and extracting tube 12 is provided, and like the exhaust tube 11, it is made of castable refractory. An opening / closing shutter 19 is provided at the tip of the melting and taking-out cylinder 12, and the shutter 19 is driven to open / close by a driving device (not shown). When the melt reservoir 18 is filled with the melt, the melt is automatically opened to melt the melt. Discharge and close automatically when the melt is discharged and emptied.

【0018】前記焼却炉本体1の溶融溜18部分の外壁
には水冷ジャケット20を取り付け、その外周に高周波
コイル21を取り付けてある。この高周波コイル21か
ら発せられる高周波磁場は溶融溜18内の溶融物を加熱
し、溶融物の固化を防止して、溶解取出筒12からのス
ムーズな排出を可能にする。
A water cooling jacket 20 is attached to the outer wall of the melt reservoir 18 of the incinerator body 1, and a high frequency coil 21 is attached to the outer periphery thereof. The high-frequency magnetic field generated from the high-frequency coil 21 heats the melt in the melt reservoir 18 to prevent the melt from solidifying, and enables smooth discharge from the melt-discharging cylinder 12.

【0019】前記焼却炉本体1の外側を覆う外ケーシン
グ13は図1に示すごとく4本の熱風回収パイプ22を
取り付けてあり、各熱風回収パイプ22の先は対応する
イオン火炎発生装置2と接続してある。この熱風回収パ
イプ22は焼却炉本体1からの輻射熱で加熱された高温
の空気を回収し、高温の空気をイオン火炎発生装置2に
送り込んで熱の再利用を行ない、焼却炉のエネルギー効
率を高めるものである。
The outer casing 13 that covers the outside of the incinerator body 1 is provided with four hot air recovery pipes 22 as shown in FIG. 1, and the ends of each hot air recovery pipe 22 are connected to the corresponding ion flame generator 2. I am doing it. The hot air recovery pipe 22 recovers the high temperature air heated by the radiant heat from the incinerator body 1 and sends the high temperature air to the ion flame generator 2 to reuse the heat, thereby increasing the energy efficiency of the incinerator. It is a thing.

【0020】図1のイオン火炎発生装置2は図3に示す
ように、ターボファン30と、モータ31と、同モータ
31により駆動される軸流圧縮機(タービン)32と、
イオン火炎発生部40とを備え、火炎噴射口の先に図4
のイオン増殖器4を設けてある。このイオン火炎発生装
置2のイオン火炎発生部40には図示されていない燃料
パイプ及びエアパイプを介して図9に示す燃料装置70
及びエアータンク74を接続してある。
As shown in FIG. 3, the ion flame generator 2 of FIG. 1 includes a turbofan 30, a motor 31, and an axial flow compressor (turbine) 32 driven by the motor 31.
An ion flame generation unit 40 is provided, and the flame injection port is provided in front of the flame injection port shown in FIG.
1 is provided. A fuel device 70 shown in FIG. 9 is provided in the ion flame generator 40 of the ion flame generator 2 via a fuel pipe and an air pipe (not shown).
And an air tank 74 are connected.

【0021】前記ターボファン30は熱風回収パイプ2
2から高温の空気を取り込んでタービン32に送り出
す。このターボファン30は図3に示すようにエア調整
弁(ダンパー)33を備え、同ダンパー33の開度を調
整することにより空気吸入量を調整して、タービン32
に供給する空気量を調整することが可能である。タービ
ン32はモータ31で回転駆動されるシャフト34に動
翼35、圧縮翼36、分配翼37を取り付けてあり、こ
れら翼35、36が固定された静翼38の内側で回転さ
れると、ターボファン30から送り込まれた空気がイオ
ン火炎発生部40側に圧縮されて噴射される。ここで噴
射されるエアは分配翼37で攪拌され、均圧化されてイ
オン火炎発生部40の5本の燃料煙霧化器43に送り出
される。
The turbo fan 30 is a hot air recovery pipe 2
The hot air is taken in from 2 and sent out to the turbine 32. As shown in FIG. 3, the turbo fan 30 is provided with an air adjusting valve (damper) 33. By adjusting the opening degree of the damper 33, the air intake amount is adjusted, and the turbine 32 is
It is possible to adjust the amount of air supplied to. The turbine 32 has a moving blade 35, a compression blade 36, and a distribution blade 37 attached to a shaft 34 that is rotationally driven by a motor 31, and when these blades 35, 36 are rotated inside a stationary blade 38 that is fixed, a turbo The air sent from the fan 30 is compressed and jetted to the side of the ion flame generator 40. The air injected here is agitated by the distribution vanes 37, pressure-equalized, and sent to the five fuel atomizers 43 of the ion flame generating section 40.

【0022】前記イオン火炎発生部40は図3に示すよ
うに、その筒状本体41を強磁性金属(鉄、ニッケル、
コバルト等)で作製し、同筒状本体41内に図6に示す
燃料煙霧化器43を5本、図5のように配置して取り付
け、燃料煙霧化器43の先方には略筒状の火炎接触電離
材44を取り付けてある。また筒状本体41の外周には
鉄芯入の電磁コイル45を取り付けてある。なお、燃料
煙霧化器43は図5に示した金属板42により筒状本体
41内に固定してある。
As shown in FIG. 3, the ion flame generator 40 has a cylindrical body 41 with a ferromagnetic metal (iron, nickel,
Cobalt, etc.), and 5 fuel atomizers 43 shown in FIG. 6 are arranged and attached in the same tubular body 41 as shown in FIG. 5, and a substantially tubular shape is provided in front of the fuel atomizer 43. A flame contact ionizer 44 is attached. An electromagnetic coil 45 containing an iron core is attached to the outer circumference of the cylindrical body 41. The fuel atomizer 43 is fixed in the tubular body 41 by the metal plate 42 shown in FIG.

【0023】前記燃料煙霧化器43は図6に示すよう
に、その筒状本体50を非磁性金属(真鍮、ステンレス
等)で作製し、その後端部内側に、約15k圧の高圧空
気を噴射する非磁性金属製の空気噴射ノズル(ノズル内
径1〜2mφ)51と、燃料(灯油、金属粉末混合油、
水)を滴下する非磁性金属製の燃料滴下ノズル52を挿
入・固定してある。この燃料煙霧化器43の筒状本体5
0の先端部53内面は図示されているごとく外広がりに
テーパー加工され、テーパー面の角度θは40〜60
度、テーパー部長dは10〜15mmである。この燃料
煙霧化器43の筒状本体50の後端部外周面は、その周
方向に間隔を空けて幅1.5〜2mmのスリット54を
15〜20個程度設け、これらスリット54の先方部分
の角度φを45度としてある。前記燃料滴下ノズル52
はこれらスリット54の一つから差し込んである。な
お、燃料煙霧化器43の筒状本体50の内径cは35〜
45mm、全長(a+b+d)は170〜215mmで
ある。ちなみにaは160〜200mm、bは50〜6
0mmである。また、前記燃料滴下ノズル52は、燃料
装置70から供給される燃料を攪拌するための攪拌器5
5を備え、この攪拌器55はスパイラル状の回転翼56
を有し、モータ57で回転翼56が回転される。
As shown in FIG. 6, the fuel atomizer 43 has a cylindrical main body 50 made of non-magnetic metal (brass, stainless steel, etc.), and injects high-pressure air of about 15 k pressure inside the rear end thereof. Non-magnetic metal air injection nozzle (nozzle inner diameter 1 to 2 mφ) 51 and fuel (kerosene, metal powder mixed oil),
A fuel dropping nozzle 52 made of non-magnetic metal for dropping water is inserted and fixed. The tubular body 5 of this fuel atomizer 43
0, the inner surface of the tip portion 53 is tapered so as to spread outward, and the angle θ of the tapered surface is 40 to 60.
The taper portion length d is 10 to 15 mm. The outer peripheral surface of the rear end of the tubular body 50 of the fuel atomizer 43 is provided with 15 to 20 slits 54 having a width of 1.5 to 2 mm at intervals in the circumferential direction. The angle φ is 45 degrees. The fuel dropping nozzle 52
Is inserted from one of these slits 54. The inner diameter c of the tubular main body 50 of the fuel atomizer 43 is 35 to 35.
45 mm, the total length (a + b + d) is 170 to 215 mm. By the way, a is 160 ~ 200mm, b is 50 ~ 6
It is 0 mm. Further, the fuel dropping nozzle 52 is a stirrer 5 for stirring the fuel supplied from the fuel device 70.
5, the agitator 55 is a spiral rotor 56.
And the rotor 57 is rotated by the motor 57.

【0024】前記燃料煙霧化器43では、燃料滴下ノズ
ル52から滴下される燃料が、その後方のタービン33
から送風される高速の空気と、空気噴射ノズル51から
噴射される高圧の空気で0.01μ以下の微粒子に煙霧
化されて、先端部53から噴射される。この燃料煙霧化
器43では、先端部53のテーパーにより、一度煙霧化
した燃料が再液化されることなくスムーズに噴出され、
高い煙霧化効率が達成される。
In the fuel atomizer 43, the fuel dropped from the fuel dropping nozzle 52 is supplied to the turbine 33 behind it.
The high-speed air blown from the air and the high-pressure air jetted from the air jet nozzle 51 are atomized into fine particles of 0.01 μ or less and jetted from the tip portion 53. In this fuel atomizer 43, the taper of the tip portion 53 causes the fuel once atomized to be ejected smoothly without being reliquefied,
High smoke efficiency is achieved.

【0025】前記火炎接触電離材44は、光活性物質に
磁性体を配合してなる組成物を酸化雰囲気中で結晶する
ことにより製造されるものである。前記光活性物質は、
セレン、カドミウム、チタニウム、リチウム、バリウ
ム、タリウム等の単体や、その酸化物、硫化物、ハロゲ
ン化物等の化合物であり、磁性体は、強磁性体(鉄、ニ
ッケル、コバルト及びその化合物等)や常磁性体(マン
ガン、アルミニウム、スズ及びその化合物)、反磁性体
(ビスマス、リン、銅、カルシウム、及びその化合物)
である。
The flame contact ionizing material 44 is produced by crystallizing a composition containing a photoactive substance and a magnetic substance in an oxidizing atmosphere. The photoactive substance is
A simple substance such as selenium, cadmium, titanium, lithium, barium, and thallium, or a compound such as an oxide, a sulfide, or a halide thereof, a magnetic substance is a ferromagnetic substance (iron, nickel, cobalt, a compound thereof, or the like) or Paramagnetic materials (manganese, aluminum, tin and their compounds), diamagnetic materials (bismuth, phosphorus, copper, calcium and their compounds)
It is.

【0026】前記電磁コイル45は図3に示すように、
鉄芯47に銅線コイル46を取り付けたものであり、銅
線コイル46には図示されていない電源装置を接続して
ある。この電磁コイル45は、電源装置からパルス電流
が印加されると同コイル内側に強力な高周波磁場を発生
し、イオン火炎発生部40の強磁性金属製筒状本体41
を強力に磁化する。前記高周波磁場は、例えば磁束密度
10000以上、周波数20〜50MHz程度のもので
ある。電磁コイル45で磁化された筒状本体41はその
内側に高周波磁場を発生し、火炎接触電離材44を活性
化し、火炎接触電離材44に触れる炭化水素火炎を陽イ
オン(炭素イオン、水素イオン、鉄イオン等)と陰イオ
ン(酸素イオン)を多数有するイオン火炎にする。な
お、高周波磁場で活性化された火炎接触電離材44では
煙霧化された燃料が触れるだけで発火が誘発されるが、
火炎接触電離材44に着火電極48を設けて火炎着火の
確実性を高めてある。
The electromagnetic coil 45, as shown in FIG.
A copper wire coil 46 is attached to an iron core 47, and a power supply device (not shown) is connected to the copper wire coil 46. The electromagnetic coil 45 generates a strong high-frequency magnetic field inside the coil when a pulse current is applied from the power supply device, and the ferromagnetic metal tubular body 41 of the ion flame generating section 40.
Magnetize strongly. The high frequency magnetic field has, for example, a magnetic flux density of 10,000 or more and a frequency of about 20 to 50 MHz. The tubular main body 41 magnetized by the electromagnetic coil 45 generates a high-frequency magnetic field inside the tubular main body 41, activates the flame contact ionization material 44, and causes the hydrocarbon flame touching the flame contact ionization material 44 to generate positive ions (carbon ions, hydrogen ions, Ion flame with a large number of iron ions) and anions (oxygen ions). In the flame contact ionizer 44 activated by the high frequency magnetic field, ignition is induced only by touching the atomized fuel,
An ignition electrode 48 is provided on the flame contact ionization material 44 to enhance the reliability of flame ignition.

【0027】図1のイオン増殖器4は図4に示すよう
に、その筒状本体60を非磁性金属(真鍮、ステンレス
等)のリング61と強磁性金属(鉄、ニッケル、コバル
ト等)のリング62を交互につないで筒状に作製し、各
強磁性金属リング62の外周に電磁コイル63を取り付
けてある。強磁性金属リング62は3段有り、電磁コイ
ル63も3段ある。各電磁コイル63は強磁性金属リン
グ62の外周に絶縁紙64を挟んでホルマル銅線65を
巻き付け、その外周に絶縁紙64を挟んで冷却用銅パイ
プ66を巻き付け、その外周に絶縁紙64を挟んで金属
カバー67を巻き付けて作製してある。なお、個々の電
磁コイル63は発生した磁力やバーナー2の振動で位置
ずれ等を起こさないよう、筒状本体60の外周のフラン
ジ68に強固に固定してある。
As shown in FIG. 4, the ion multiplying device 4 of FIG. 1 has a cylindrical body 60 having a ring 61 of a non-magnetic metal (brass, stainless steel, etc.) and a ring of a ferromagnetic metal (iron, nickel, cobalt, etc.). 62 are alternately connected to form a tubular shape, and an electromagnetic coil 63 is attached to the outer circumference of each ferromagnetic metal ring 62. The ferromagnetic metal ring 62 has three stages and the electromagnetic coil 63 also has three stages. In each electromagnetic coil 63, a formal copper wire 65 is wound around the outer circumference of the ferromagnetic metal ring 62 with an insulating paper 64 sandwiched between them, a cooling copper pipe 66 is wound around the outer circumference of the insulating paper 64, and the insulating paper 64 is wrapped around the outer circumference thereof. It is manufactured by winding the metal cover 67 sandwiched between them. The individual electromagnetic coils 63 are firmly fixed to the flange 68 on the outer periphery of the tubular body 60 so as not to be displaced due to the generated magnetic force or the vibration of the burner 2.

【0028】前記各電磁コイル63のホルマル銅線65
は図示されていない電源装置と配線し、同電源装置から
大パルス電流を印加できるようにしてある。この電磁コ
イル63は、大パルス電流を流すとコイル内側に強力な
高周波磁場を発生し、この高周波磁場で内側の強磁性金
属リング62を強力に磁化し、磁化された各強磁性金属
リング62はその内側に強力な高周波磁場を形成する。
この強磁性金属リング62の内側の高周波磁場はイオン
火炎発生部40で発生されるイオン火炎中のイオンを振
動させると共に陽イオンを火炎噴射口側に加速し、陰イ
オンをイオン火炎発生部側に加速し、また陽イオンや陰
イオンを他の粒子(イオン化された粒子やされていない
粒子)に弾性衝突させながら陽イオン及び陰イオンの数
を増大する。また、交互に配した強磁性金属リング62
及び非磁性金属リング61により、イオン火炎に段階的
な磁気絞りをかけて圧縮し(ピンチ効果)、圧縮した陽
イオン火炎を焼却炉本体1内に噴射する。なお、陰イオ
ン火炎はイオン火炎発生部40側に噴射される。
Formal copper wire 65 of each electromagnetic coil 63
Is connected to a power supply device (not shown) so that a large pulse current can be applied from the power supply device. This electromagnetic coil 63 generates a strong high-frequency magnetic field inside the coil when a large pulse current is passed, and strongly magnetizes the inner ferromagnetic metal ring 62 with this high-frequency magnetic field, so that each magnetized ferromagnetic metal ring 62 is A strong high-frequency magnetic field is formed inside it.
The high-frequency magnetic field inside the ferromagnetic metal ring 62 vibrates the ions in the ion flame generated in the ion flame generation unit 40, accelerates the positive ions to the flame injection port side, and the negative ions to the ion flame generation unit side. The number of cations and anions is increased while accelerating and elastically colliding cations and anions with other particles (ionized particles and non-ionized particles). Also, the ferromagnetic metal rings 62 arranged alternately
The non-magnetic metal ring 61 applies a stepwise magnetic restriction to the ion flame to compress it (pinch effect), and injects the compressed positive ion flame into the incinerator body 1. The negative ion flame is jetted to the side of the ion flame generator 40.

【0029】前記各電磁コイル63の冷却用銅パイプ6
6は図示されていない冷却装置と配管し、冷却用銅パイ
プ66に冷却水を流して電磁コイル63を冷却すること
ができるようにしてある。電磁コイル63は、大電流が
流れるホルマル銅線65の熱と、内側のイオン火炎によ
る熱を受けて高温になるが、前記冷却水により加熱防止
を達成している。電磁コイル63の冷却には、水、その
他の各種冷媒を用いる他、強制空冷方式を採用すること
もできる。
Copper pipe 6 for cooling each electromagnetic coil 63
Reference numeral 6 is connected to a cooling device (not shown) so that the cooling copper pipe 66 can be supplied with cooling water to cool the electromagnetic coil 63. The electromagnetic coil 63 receives the heat of the formal copper wire 65 through which a large current flows and the heat of the inner ion flame to reach a high temperature, but the cooling water achieves the prevention of heating. For cooling the electromagnetic coil 63, not only water and other various refrigerants but also a forced air cooling method can be adopted.

【0030】以上説明したイオン火炎発生装置2におい
て、イオン増殖器4は多段式の電磁コイル63による高
周波磁場を用いたが、イオン増殖器4の筒状本体60内
にイオンを振動させ、加速させることのできる強電場を
形成するようにしてもよい。
In the ion flame generator 2 described above, the ion multiplying device 4 uses the high frequency magnetic field generated by the multistage electromagnetic coil 63, but the ions are oscillated and accelerated in the cylindrical body 60 of the ion multiplying device 4. A strong electric field capable of being generated may be formed.

【0031】前記イオン火炎発生装置2に燃料を供給す
る燃料装置70は図9に示すように、灯油、金属粉末混
合油、水を供給するための灯油供給器71、水供給器7
2、金属燃料供給器73の3つからなる。このうち灯油
供給器71は灯油を溜めるタンク、水供給器72は水を
溜めるタンクである。
As shown in FIG. 9, a fuel device 70 for supplying fuel to the ion flame generating device 2 includes kerosene, metal powder mixed oil, kerosene supplier 71 for supplying water, and water supplier 7.
2 and 3 of the metallic fuel supplier 73. Among them, the kerosene supply device 71 is a tank for storing kerosene, and the water supply device 72 is a tank for storing water.

【0032】前記金属燃料供給器73は図7に示すよう
に、絶縁物質で作製した灯油タンク80の底にマイナス
電極(負電極)81を取り付け、同マイナス電極81に
近接して2本のプラス電極棒(正電極)82を取り付け
る。マイナス電極81はタンク80の底の中央部に垂直
に縦て固定し、2本のプラス電極棒82は、タンク80
の両側壁に水平に差し込む形態で取り付け、同差し込み
部には差し込んだプラス電極棒82を抜き差し自在にす
ると共に液漏れを防止するグランドパッキン84を取り
付ける。
As shown in FIG. 7, the metallic fuel supplier 73 has a minus electrode (negative electrode) 81 attached to the bottom of a kerosene tank 80 made of an insulating material, and two plus electrodes adjacent to the minus electrode 81. An electrode rod (positive electrode) 82 is attached. The negative electrode 81 is vertically fixed to the center of the bottom of the tank 80, and the two positive electrode rods 82 are connected to the tank 80.
It is attached to both side walls in such a manner that it is inserted horizontally, and the inserted positive electrode rod 82 is attached to the insertion portion so that the gland packing 84 that prevents liquid leakage is attached.

【0033】前記マイナス電極81は導電性金属を円柱
状に作製したものであるが、左右両側のプラス電極棒8
2との間で効率の良い放電が実現されるような他の形状
に作製することもできる。また前記2本のプラス電極棒
82のうち1本は鉄を長尺な丸棒状に作製したものであ
り、1本はアルミを長尺な丸棒状に作製したものであ
る。夫々のプラス電極棒82はマイナス電極81との間
に効率の良い放電が実現される他の形状や、角棒状等に
も作製することができる。
The negative electrode 81 is made of a conductive metal in a cylindrical shape, and the positive electrode rods 8 on both left and right sides are formed.
It is also possible to fabricate other shapes so that efficient discharge can be realized between the two. One of the two positive electrode rods 82 is made of iron in the shape of a long round rod, and one is made of aluminum in the shape of a long round rod. Each of the plus electrode rods 82 can be formed in other shapes that realize efficient discharge between the plus electrode rods 82 and the minus electrode 81, or in the shape of a square rod or the like.

【0034】前記各プラス電極棒82は自動送込機(電
極可動装置)85により支持し、その先端部を燃料タン
ク80の側面のグランドパッキン84から同燃料タンク
80の内側に差し込ませてマイナス電極81との間で放
電が起こりやすい間隔に調整してある。自動送込機85
は、プラス電極棒82の先端が減って短くなると、その
短くなった分だけをマイナス電極81側に自動的に送り
出すことができ、電極間距離を常時一定に保持すること
ができる。ちなみに、前記自動送込機85によるプラス
電極棒82の送り出し量制御は、例えばタンク80の外
側から光学センサで電極間の距離を測定する、電極間の
電位や電流をモニタして適切な放電が起こるようにす
る、放電による電極棒の減り具合を単位時間当りの減少
量として予め求めておく、等の各種方法により実現する
ことができる。
Each of the plus electrode rods 82 is supported by an automatic feeder (electrode moving device) 85, and the tip of the plus electrode rod 82 is inserted into the inside of the fuel tank 80 from the gland packing 84 on the side surface of the fuel tank 80. 81 is adjusted to an interval at which discharge easily occurs. Automatic feeder 85
When the tip of the plus electrode rod 82 is reduced and shortened, only the shortened portion can be automatically sent out to the minus electrode 81 side, and the inter-electrode distance can be always kept constant. Incidentally, the control of the amount of the positive electrode rod 82 fed out by the automatic feeder 85 is performed by measuring the distance between the electrodes with an optical sensor from the outside of the tank 80, monitoring the potential or current between the electrodes, and performing an appropriate discharge. It can be realized by various methods such as allowing the occurrence of the discharge, or determining in advance the amount of reduction of the electrode rod due to the discharge as the amount of decrease per unit time.

【0035】前記マイナス電極81とプラス電極棒82
とには高圧電源装置86を接続してあり、両極間に例え
ば30000〜100000V位を印加することができ
る。なお、この印加電圧や電流はマイナス電極81やプ
ラス電極棒82の形状や極間距離、電極素材に応じて適
宜設定することができる。
The minus electrode 81 and the plus electrode rod 82
A high-voltage power supply device 86 is connected to and, and for example, about 30,000 to 100,000 V can be applied between both electrodes. The applied voltage and current can be appropriately set according to the shapes of the negative electrode 81 and the positive electrode rod 82, the distance between the electrodes, and the electrode material.

【0036】前記燃料タンク80には、タンク内の燃料
量を計測する燃料量監視装置(図示されていない)も設
けてあり、タンク80内のマイナス電極81及びプラス
電極棒82が液面から露出するのを防止できるようにし
てある。この燃料量監視装置は例えば、燃料が所定量減
るとその分を追加供給する、或いは管理者に報知するも
のである。この燃料量監視装置により、液面から電極が
露出された状態で放電が起こるのを防止し、燃料である
灯油に着火して燃料タンク80が火災、爆発するのを防
ぐ。
The fuel tank 80 is also provided with a fuel amount monitor (not shown) for measuring the amount of fuel in the tank, and the negative electrode 81 and the positive electrode rod 82 in the tank 80 are exposed from the liquid surface. It is designed so that it can be prevented. This fuel amount monitoring device is, for example, to additionally supply the amount of fuel when the amount of fuel decreases by a predetermined amount, or notify the manager. With this fuel amount monitoring device, it is possible to prevent discharge from occurring in a state where the electrodes are exposed from the liquid surface, and to prevent the fuel tank 80 from igniting and burning the fuel kerosene.

【0037】燃料タンク80の上部には攪拌装置87を
設けてある。この攪拌装置87は、モータ88と同モー
タ88により駆動されて回転するプロペラ89とからな
り、燃料タンク80内の灯油をプロペラ89により攪拌
することができる。プロペラ89の回転数は適宜設定す
ることができる。
A stirrer 87 is provided above the fuel tank 80. The stirring device 87 includes a motor 88 and a propeller 89 that is driven and rotated by the motor 88, and the kerosene in the fuel tank 80 can be stirred by the propeller 89. The rotation speed of the propeller 89 can be set as appropriate.

【0038】前記金属燃料供給器73では、マイナス電
極81と鉄、アルミのプラス電極棒82との間に300
00〜100000Vの電圧を印加して両極間に放電を
起こすと、プラス電極棒82の表面から微粒子(0.5
mm以下の粉末)状の鉄粉末、アルミ粉末が剥ぎ取られ
て灯油中に放出され、このとき灯油中で炭化水素の炭素
が折出され、その折出された炭素に鉄やアルミの金属粉
末が付着して金属粉末と灯油が混合した金属粉末混合油
が製造される。この金属粉末混合油には必要に応じて界
面活性剤を加えることができ、このようにすれば金属粉
末混合油を比較的長時間貯蔵しておくことも可能とな
る。但し、使用する界面活性剤は燃焼を妨げないもので
あることとする。
In the metallic fuel supply device 73, a 300-300 is provided between the minus electrode 81 and the iron or aluminum plus electrode rod 82.
When a voltage of 00 to 100,000 V is applied to generate a discharge between both electrodes, fine particles (0.5
mm powder or less) -like iron powder and aluminum powder are stripped off and released into kerosene. At this time, carbon of hydrocarbons is broken out in the kerosene, and the metal of iron or aluminum is powdered to the broken out carbon. Is adhered to produce a metal powder mixed oil in which metal powder and kerosene are mixed. A surfactant can be added to the metal powder mixed oil, if necessary, and it becomes possible to store the metal powder mixed oil for a relatively long time. However, the surfactant used should not interfere with combustion.

【0039】なお、図9の灯油供給器71には、クラッ
キング装置なるものを設けることもできる。クラッキン
グ装置は、沸点の高い重質石油を分解して沸点の低い軽
質石油(ガソリン等)を製造するものである。このクラ
ッキング装置は、例えばシリカ−アルミナ触媒を用いる
接触分解方式のものや、触媒を用いずに高温(800〜
850度)で行なう熱分解方式のものがある。また、ニ
ッケル、タングステン等をシリカ−アルミナに担持させ
た触媒を用い、高圧の水素を利用して行なう水素化分解
方式のものもある。このクラッキング装置は、灯油に替
わり重油等の沸点の高い燃料を用いる場合に特に有効で
ある。
The kerosene feeder 71 shown in FIG. 9 may be provided with a cracking device. The cracking device decomposes heavy petroleum having a high boiling point to produce light petroleum (gasoline etc.) having a low boiling point. This cracking device is, for example, a catalytic cracking system using a silica-alumina catalyst, or a high temperature (800 to
There is a thermal decomposition method performed at 850 degrees. There is also a hydrocracking system in which high-pressure hydrogen is used by using a catalyst in which nickel, tungsten, etc. are supported on silica-alumina. This cracking device is particularly effective when a fuel having a high boiling point such as heavy oil is used instead of kerosene.

【0040】図9の灯油供給器71、水供給器72、金
属燃料供給器73は燃料パイプを介してイオン火炎発生
装置2の燃料滴下ノズル52と接続し、同燃料滴下ノズ
ル52へ灯油、金属粉末混合油、水を供給できるように
してある。これら供給器71、72、73からは燃料切
替器等により必要な燃料だけを一つ或いは2以上を組み
合わせて燃料滴下ノズル52に供給することができる。
例えば、イオン火炎発生装置2の点火開始から1800
度程度までは灯油のみを供給し、その後2500度程度
までは金属粉末混合油を供給し、その後は金属粉末混合
油と水とを供給することができ、燃焼温度に応じて適切
な燃料を選択して供給することができるようにしてあ
る。
The kerosene supply device 71, the water supply device 72, and the metal fuel supply device 73 shown in FIG. 9 are connected to the fuel dropping nozzle 52 of the ion flame generator 2 through a fuel pipe, and the kerosene and the metal are fed to the fuel dropping nozzle 52. Powdered mixed oil and water can be supplied. From these feeders 71, 72, 73, only one or a combination of two or more required fuels can be supplied to the fuel dropping nozzle 52 by a fuel switching device or the like.
For example, 1800 from the start of ignition of the ion flame generator 2
It is possible to supply only kerosene up to about 2500 degrees, then supply metal powder mixed oil up to about 2500 degrees, then supply metal powder mixed oil and water, and select an appropriate fuel according to the combustion temperature. So that it can be supplied.

【0041】前記イオン火炎発生装置2は焼却炉本体1
の外周に4本、十字状(放射状)に取り付け、各2本づ
つが対向するようにしてある。イオン火炎発生装置2を
十字状に配置することにより、各装置2から発せられる
爆発的な燃焼(13〜15m/sの燃焼)による高燃焼
音を互いに衝突させ、音波の打ち消し作用や音波の衝突
により生じるドップラー効果により減音できるようにし
てある。またイオン火炎発生装置2を均等間隔の放射状
に配置することで、各装置2のイオン増殖器4から発せ
られる高周波磁場をトカマク方式の閉じ込めに必要な磁
場に成形できるようにもしてある。即ち、イオン火炎発
生装置2から噴射される陽イオン火炎を前記成形磁場に
よりトラップし、焼却炉本体1内においてドーナツ状に
閉じ込めできるようにしてある。このトカマク方式の磁
場により高温で侵食性の強い陽イオン火炎を耐熱性パイ
プ3にのみ集中して効果的な焼却ができるようにし、ま
た焼却炉本体1の内壁や火格子板15、16等には当た
らないようにして炉の耐久性を高めている。
The ion flame generator 2 is an incinerator body 1
Four of them are attached to the outer circumference in a cross shape (radially) so that two of them are opposed to each other. By arranging the ion flame generators 2 in a cross shape, high combustion noises due to explosive combustion (combustion of 13 to 15 m / s) emitted from the respective devices 2 collide with each other to cancel out sound waves and collide with sound waves. The sound can be reduced by the Doppler effect caused by. Further, by arranging the ion flame generating devices 2 radially at equal intervals, the high frequency magnetic field generated from the ion multiplying device 4 of each device 2 can be shaped into a magnetic field necessary for confinement of the tokamak method. That is, the positive ion flame injected from the ion flame generator 2 is trapped by the forming magnetic field and can be confined in a donut shape in the incinerator body 1. The magnetic field of this tokamak system concentrates the cation flame, which is highly corrosive at high temperature, only in the heat-resistant pipe 3 so that it can be effectively incinerated, and the inner wall of the incinerator body 1 and the grate plates 15, 16 etc. Protects the furnace from being hit.

【0042】図9に示す排気ガス浄化装置群は、排気ガ
ス冷却タンク90、クーリングタワー91、脱塩装置
(脱塩槽)92、脱硫装置(脱硫槽)93、脱硝装置
(脱窒素槽)94、水槽95からなる。焼却炉本体1の
排気筒11から排気される高温で有害ガスは、排気ガス
冷却タンク90で冷却され、脱塩槽92で塩化物が除去
され、脱硫槽93で硫化物が除去され、脱窒素槽93で
窒素ガスが除去されて、低温、無公害のガスを大気中に
放出できるようにしてある。
The exhaust gas purification device group shown in FIG. 9 includes an exhaust gas cooling tank 90, a cooling tower 91, a desalination device (desalination tank) 92, a desulfurization device (desulfurization tank) 93, a denitration device (denitrification tank) 94, It consists of an aquarium 95. The high temperature harmful gas exhausted from the exhaust pipe 11 of the incinerator body 1 is cooled in the exhaust gas cooling tank 90, chloride is removed in the desalting tank 92, sulfide is removed in the desulfurization tank 93, and denitrification is performed. The nitrogen gas is removed in the tank 93 so that a low-temperature, pollution-free gas can be released into the atmosphere.

【0043】前記焼却炉は図9に示すように、搬送され
てきた処理対象物を高所のゴミ投入ホッパー17に送り
込む搬送装置95や、焼却炉の溶解取出筒12から排出
される溶融物を冷やし、固化し、粉砕してダンプカー等
に積載するための処理装置96等を備える。
As shown in FIG. 9, the incinerator conveys the object to be treated, which is to be conveyed, into a conveying device 95 for feeding it to the dust input hopper 17 at a high place, and the melt discharged from the melting and extracting cylinder 12 of the incinerator. A processing device 96 and the like for cooling, solidifying, crushing, and loading the dump truck or the like are provided.

【0044】[0044]

【動作例】前記焼却炉の動作例を以下に説明する。前記
イオン火炎発生装置2は、スタートすると、1800度
位まで灯油を燃焼して陽イオン火炎を発生し、その後1
800度を超えたころから金属粉末混合油を燃焼して陽
イオン火炎を発生し、その後2500度を超えるころか
ら水も燃焼して4000度を超える強力な陽イオン火炎
を発生する。
[Operation Example] An operation example of the incinerator will be described below. When the ion flame generator 2 starts, it burns kerosene up to about 1800 degrees to generate a cation flame, and then 1
When the temperature exceeds 800 degrees, the metal powder mixed oil is burned to generate a cation flame. Then, when the temperature exceeds 2500 degrees, water is also burned to generate a strong cation flame exceeding 4000 degrees.

【0045】焼却炉本体1内には4機のイオン火炎発生
装置2から高エネルギーの陽イオン火炎が噴射され、こ
の陽イオン火炎がドーナツ状に閉じ込められ、炉内温度
が4000〜4500度程度に保たれる。この状態でゴ
ミ投入ホッパー17に処理対象物を投入すると、これら
処理対象物は耐熱性パイプ3を落下する際、炉内の陽イ
オン火炎及びその熱にさらされて瞬時に焼却、溶融さ
れ、高温の溶融物となって溶融溜18に溜められる。溶
融溜18内は高周波により加温されており、溶融物は固
化することなく溶融状態のまま溜められる。溶融溜18
が溶融物で一杯になると開閉シャッター19が開き、排
出される溶融物は後段の装置96により冷却、固化さ
れ、粉砕されてスラグとなり、トラック等により搬出さ
れる。
High-energy cation flames are injected from the four ion flame generators 2 into the incinerator main body 1, and the cation flames are confined in a donut shape, and the temperature inside the furnace is set to about 4000 to 4500 degrees. To be kept. In this state, when the objects to be treated are thrown into the dust input hopper 17, the objects to be treated are exposed to the cation flame in the furnace and its heat when they fall through the heat resistant pipe 3 and are instantly incinerated and melted. And is stored in the melt reservoir 18. The inside of the melt reservoir 18 is heated by the high frequency, and the melt is stored in a molten state without solidifying. Molten pool 18
When is filled with the melted material, the open / close shutter 19 is opened, and the discharged melted material is cooled and solidified by the device 96 in the subsequent stage, crushed into slag, and carried out by a truck or the like.

【0046】前記焼却炉においては、焼却炉本体1にイ
オン増殖器4を付加したイオン火炎発生装置2を2機以
上、放射状に設けることが望ましく、例えば3機、5
機、6機等と設ける。図11の焼却炉は5機のイオン火
炎発生装置2を備えるものであり、各イオン発生装置2
のイオン増殖器4から放射される高周波磁場がトカマク
式の閉じ込めに適する磁場に成形され、また各イオン火
炎発生装置2から噴射される燃焼音が焼却炉本体1内で
互いに衝突されて消音される。なお、放射状にイオン火
炎発生装置2を配置しても十分なトカマク式の閉じ込め
磁場が形成されない場合には、別途電磁コイルを設けて
イオン火炎をドーナツ状に封じ込めするようにすること
も可能である。
In the incinerator, it is desirable that two or more ion flame generators 2 each having an ion breeder 4 added to the incinerator body 1 are provided radially, for example, three and five.
And 6 machines will be installed. The incinerator of FIG. 11 is equipped with five ion flame generators 2, and each ion generator 2
The high-frequency magnetic field radiated from the ion breeder 4 is shaped into a magnetic field suitable for tokamak confinement, and the combustion noises injected from each ion flame generator 2 collide with each other in the incinerator body 1 and are silenced. . If a sufficient tokamak confinement magnetic field is not formed even if the ion flame generators 2 are radially arranged, a separate electromagnetic coil may be provided to contain the ion flame in a donut shape. .

【0047】前記焼却炉においては、焼却炉本体1に1
機だけイオン火炎発生装置2を設けることも可能であ
る。図10はその例であり、イオン火炎発生装置2の対
向位置、及び左右位置に別途電磁コイル(強磁場/電場
発生器)100を設けるものである。この電磁コイル1
00は図4に示したイオン増殖器4と同一の構造を有す
るものであり、筒状本体60を非磁性金属(真鍮、ステ
ンレス等)のリング61と強磁性金属(鉄、ニッケル、
コバルト等)のリング62を交互につないで筒状に作製
し、各強磁性金属リング62の外周に電磁コイル63を
取り付けるものである。
In the incinerator, one incinerator body 1 is used.
It is also possible to provide the ion flame generator 2 only in the machine. FIG. 10 is an example thereof, in which electromagnetic coils (strong magnetic field / electric field generator) 100 are separately provided at the facing position and the left and right positions of the ion flame generating device 2. This electromagnetic coil 1
00 has the same structure as that of the ion breeder 4 shown in FIG. 4, and the cylindrical main body 60 has a ring 61 of a non-magnetic metal (brass, stainless steel, etc.) and a ferromagnetic metal (iron, nickel,
Rings 62 of cobalt or the like) are alternately connected to form a tubular shape, and an electromagnetic coil 63 is attached to the outer circumference of each ferromagnetic metal ring 62.

【0048】図10の焼却炉において、焼却炉本体1内
に噴射される陽イオン火炎は、イオン増殖器4から発生
される高周波磁場と電磁コイル100から発生される高
周波磁場によりドーナツ状に閉じ込められる。焼却炉本
体1に設ける耐熱性パイプ3はイオン火炎発生装置2に
近付けて配置することもできるが、図中に仮想線で示さ
れるように炉の中心に配置することもできる。
In the incinerator of FIG. 10, the positive ion flame injected into the incinerator body 1 is confined in a donut shape by the high frequency magnetic field generated by the ion breeder 4 and the high frequency magnetic field generated by the electromagnetic coil 100. . The heat-resistant pipe 3 provided in the incinerator body 1 can be arranged close to the ion flame generating device 2, but can also be arranged in the center of the furnace as shown by the phantom line in the figure.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の金属燃料の製造方法及びそれに
使用される金属燃料供給器を用いれば次のような効果を
得ることができる。 1. 灯油、重油等の化石燃料を燃焼させただけでは発
生することのできない金属イオンを含んだ強力なイオン
火炎を発生することができ、火炎を4000度以上の高
温にする事が可能である。 2. 焼却炉の燃焼装置に用いれば高温を発生して焼却
能力を高めることができる。 3. イオンロケットエンジンに用いれば強力な推進力
を得ることができる。 4. イオン加工装置に用いれば強力なイオンビームを
得ることができる。
The following effects can be obtained by using the metal fuel manufacturing method of the present invention and the metal fuel supplier used for the method. 1. It is possible to generate a strong ion flame containing metal ions that cannot be generated only by burning fossil fuels such as kerosene and heavy oil, and it is possible to raise the flame temperature to 4000 ° C. or higher. 2. If used in the combustion device of an incinerator, high temperature can be generated to increase the incineration capacity. 3. If it is used for an ion rocket engine, it can obtain a strong propulsive force. 4. A strong ion beam can be obtained when used in an ion processing device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の焼却炉の第1の実施形態を示した概略
斜視図。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of an incinerator of the present invention.

【図2】図1の焼却炉の縦断面図。2 is a vertical cross-sectional view of the incinerator of FIG.

【図3】図1のイオン火炎発生装置の縦断面図。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the ion flame generator of FIG.

【図4】図1のイオン増殖器の縦断面図。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the ion multiplier of FIG.

【図5】図3のイオン火炎発生装置に取り付けられる燃
料煙霧化器の取り付け説明図。
5 is an explanatory view of a fuel atomizer attached to the ion flame generator of FIG.

【図6】図5の燃料煙霧化器の縦断面図。6 is a vertical cross-sectional view of the fuel atomizer of FIG.

【図7】図1の焼却炉に取り付けられる燃料装置のうち
金属燃料供給器の縦断面図。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a metal fuel feeder of the fuel device attached to the incinerator of FIG.

【図8】図1の耐熱性パイプの酸化防止構造を示した説
明図。
8 is an explanatory view showing an oxidation prevention structure of the heat resistant pipe of FIG.

【図9】図1の焼却炉の付加設備を示した概略図。FIG. 9 is a schematic diagram showing additional equipment of the incinerator of FIG.

【図10】本発明の焼却炉の第2の実施形態を示した横
断面図。
FIG. 10 is a cross sectional view showing a second embodiment of the incinerator of the present invention.

【図11】本発明の焼却炉の第3の実施形態を示した横
断面図。
FIG. 11 is a transverse cross-sectional view showing a third embodiment of the incinerator of the present invention.

【図12】従来のイオン火炎発生装置を用いた焼却炉の
縦断面図。
FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of an incinerator using a conventional ion flame generator.

【図13】(a)は図12の焼却炉の横断面図、(b)
は(a)の部分断面図。
13 (a) is a cross-sectional view of the incinerator of FIG. 12, (b).
FIG. 3A is a partial cross-sectional view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

80 燃料タンク 81 負電極 82 正電極 85 電極可動装置 80 Fuel Tank 81 Negative Electrode 82 Positive Electrode 85 Electrode Moving Device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】灯油、重油等の液体燃料中に正電極(8
2)と負電極(81)とを対向させて配置すると共に、
正電極(82)と負電極(81)のいずれか一方又は双
方を燃料用とし、正電極(82)と負電極(81)との
間で放電を起こすことにより燃料用金属の微粉を発生
し、液体燃料中に混入させることを特徴とする金属燃料
の製造方法。
1. A positive electrode (8) in a liquid fuel such as kerosene or heavy oil.
2) and the negative electrode (81) are arranged to face each other, and
Either or both of the positive electrode (82) and the negative electrode (81) are used for fuel, and electric discharge is generated between the positive electrode (82) and the negative electrode (81) to generate fine powder of fuel metal. A method for producing a metal fuel, which is characterized in that it is mixed into a liquid fuel.
【請求項2】灯油、重油等の液体燃料を入れる絶縁性の
燃料タンク(80)内に、正電極(82)と負電極(8
1)とを対向させて取り付け、両電極(81、82)の
いずれか一方又は双方が燃料用金属とし、両電極(8
1、82)間に高電圧を印加可能としてなることを特徴
とする金属燃料供給器。
2. A positive electrode (82) and a negative electrode (8) in an insulating fuel tank (80) for containing a liquid fuel such as kerosene or heavy oil.
1) is attached so as to face each other, and one or both of the electrodes (81, 82) is used as a fuel metal, and the electrodes (8
1. A metal fuel supply device characterized in that a high voltage can be applied between the two.
【請求項3】正電極(82)、負電極(81)のいずれ
か一方又は双方を可動して、両極間の距離を一定に保た
つ電極可動装置(85)を備えてなることを特徴とする
請求項2記載の金属燃料供給器。
3. An electrode moving device (85) for moving either or both of the positive electrode (82) and the negative electrode (81) to keep the distance between both electrodes constant. The metal fuel feeder according to claim 2.
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