JPH1089617A - 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Info
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- JPH1089617A JPH1089617A JP8278501A JP27850196A JPH1089617A JP H1089617 A JPH1089617 A JP H1089617A JP 8278501 A JP8278501 A JP 8278501A JP 27850196 A JP27850196 A JP 27850196A JP H1089617 A JPH1089617 A JP H1089617A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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の
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。 【解決手段】 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
（１Ｄ）と一重項酸素分子Ｏ２（１△）およびスパーオ
キシド（Ｏ− 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。
せ、その結果として燃焼効率を高めるとともにＮＯｘの
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。 【解決手段】 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
（１Ｄ）と一重項酸素分子Ｏ２（１△）およびスパーオ
キシド（Ｏ− 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
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
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。
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。
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
０〜８８０ｎｍ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（１Ｄ）と一重項
酸素分子Ｏ２（１△）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。
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
０〜８８０ｎｍ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（１Ｄ）と一重項
酸素分子Ｏ２（１△）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。
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（１Ｄ）と分子Ｏ２（１△）とである。
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（１Ｄ）と分子Ｏ２（１△）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。
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（３Ｐ）で
ある。
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（３Ｐ）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。
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。
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】
【発明の実施の形態】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。
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（１Ｄ）→ＣＯ２＋ｈν ＮＯ＋Ｏ（１Ｄ）→Ｏ２＋Ｎ
【００１３】
（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はフロア、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からフロア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。
あり、Ｂはフロア、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からフロア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。
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。
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（１Ｄ）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。
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（１Ｄ）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。
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。
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。
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。
施するための装置の構造図である。
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)
- 【請求項１】 基底伏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よ
り一重項の酸素原子Ｏ（１Ｄ）と一重項酸素分子Ｏ２（
１△）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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278501A JPH1089617A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278501A JPH1089617A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089617A true JPH1089617A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17598200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8278501A Pending JPH1089617A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 活性酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089617A (ja) |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP8278501A patent/JPH1089617A/ja active Pending
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