JPH11270807A - 新酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 - Google Patents
新酸素種生成による炭化水素の燃焼方法Info
- Publication number
- JPH11270807A JPH11270807A JP10114035A JP11403598A JPH11270807A JP H11270807 A JPH11270807 A JP H11270807A JP 10114035 A JP10114035 A JP 10114035A JP 11403598 A JP11403598 A JP 11403598A JP H11270807 A JPH11270807 A JP H11270807A
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-
- Y02E20/344—
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Air Supply (AREA)
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共に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（１Ｄ）およびスーパー
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共に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（１Ｄ）およびスーパー
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、ボイラーや焼却炉等におけるバーナーなどでの液体
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、ボイラーや焼却炉等におけるバーナーなどでの液体
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。
【００２】
【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が、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が、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、煤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、煤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、改良された新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、改良された新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】本発明の新酸素種生成に
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。
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。
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
させる新酸素種のうちの第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
下の電磁彼、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２００〜３８
０ｎｍ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新酸素原
子Ｏ（１Ｄ）と分子Ｏ２（１△）とである。
させる新酸素種のうちの第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
下の電磁彼、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２００〜３８
０ｎｍ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新酸素原
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
新酸素種の第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、これを波長２００〜３８０ｎ
ｍ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。
新酸素種の第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、これを波長２００〜３８０ｎ
ｍ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
新酸素種の第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（３Ｐ）であ
る。
新酸素種の第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（３Ｐ）であ
る。
【００１０】本発明の燃焼方法が適用される流体燃料は
液体燃料または気体燃料であり、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浄油、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。
液体燃料または気体燃料であり、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浄油、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新酸素種
の濃度は特に限定されない。このような新酸素種を得る
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新酸素種とな
るが、通常の燃焼処理の場合はこれにて充分である。
焼させるに当たっては、流体燃料と接触させる新酸素種
の濃度は特に限定されない。このような新酸素種を得る
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新酸素種とな
るが、通常の燃焼処理の場合はこれにて充分である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の焼却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、それぞれ新酸素種と容易に反
応した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、それぞれ新酸素種と容易に反
応した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＋ｈ２ ＮＯ＋Ｏ（１Ｄ）→Ｏ２＋Ｎ
【００１３】
【実施例】（第１実施例）図１においてＡは新酸素種生
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から新酸素種生成装置Ａ内に吸入されるが、
波長１８５ｎｍ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
る照射を受けてシグザグに通り抜け、新酸素種を含む空
気となって吐出口４からブロアＢによって吸引される。
この新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。
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から新酸素種生成装置Ａ内に吸入されるが、
波長１８５ｎｍ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
る照射を受けてシグザグに通り抜け、新酸素種を含む空
気となって吐出口４からブロアＢによって吸引される。
この新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においては別な新酸素
種生成装置Ｄを示すが、この装置Ｄは筒状ケーシング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、多数の環状フィンクが嵌着されている。ケー
シング６の内部及びフィン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。吸引口１から吸引さ
れた空気はフィン７と９の間をジグザクに通過しながら
紫外線照射によって順次新酸素種に変化し、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実施例と同様な効果が得られる。
種生成装置Ｄを示すが、この装置Ｄは筒状ケーシング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、多数の環状フィンクが嵌着されている。ケー
シング６の内部及びフィン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。吸引口１から吸引さ
れた空気はフィン７と９の間をジグザクに通過しながら
紫外線照射によって順次新酸素種に変化し、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実施例と同様な効果が得られる。
【００１５】（第３実施例）図３に示す新酸素種生成装
置Ｅは、マグネトロン発振機１１とマイクロ波反射板１
２を備え、内部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照射するように構成
されている。この装置Ｅの吸引口１から吸引された空気
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
して新酸素種となり、吐出口４からフロア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
と同様な効果が得られる。
置Ｅは、マグネトロン発振機１１とマイクロ波反射板１
２を備え、内部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照射するように構成
されている。この装置Ｅの吸引口１から吸引された空気
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
して新酸素種となり、吐出口４からフロア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
と同様な効果が得られる。
【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、スーパーオキシド（Ｏ
− ２）に変遷させることにより、炭化水素の燃焼に供せ
られる。この場合も第１実施例と同様な効果が得られ
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、スーパーオキシド（Ｏ
− ２）に変遷させることにより、炭化水素の燃焼に供せ
られる。この場合も第１実施例と同様な効果が得られ
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新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新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
施する為の装置の構造図である。
施する為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
施する為の装置の構造図でる。
施する為の装置の構造図でる。
【図３】本発明の流体燃料の燃焼方法の第３の態様を実
施する為の装置の構造図である。
施する為の装置の構造図である。
Ａ 新酸素種生成装置 Ｂ ブロア Ｃ バーナー Ｄ 新酸素種生成装置 Ｅ 新酸素種生成装置 １ 吸引口 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】基底状態の分子状酸素に対して波長２００
ｎｍ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ーザー光を照射し、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
る新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ーザー光を照射
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る励起新酸素種生成によ
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新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ーパーオキシ
ド（ＯＲ２ −）による新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 |
|---|---|---|---|
| JP10114035A JPH11270807A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 新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 |
|---|---|---|---|
| JP10114035A JPH11270807A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 新酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270807A true JPH11270807A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14627410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10114035A Pending JPH11270807A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 新酸素種生成による炭化水素の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11270807A (ja) |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP10114035A patent/JPH11270807A/ja active Pending
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