| 【発明の名称】 |
燃焼機関の活性化装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】堀田 修成
【氏名】堀田 修輝
【氏名】岩井 宏高
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| 【要約】 |
【課題】低酸素燃焼を実施しても、燃料を完全燃焼させて燃焼効率を向上させることのできる燃焼機関の活性化装置を提供する。
【解決手段】燃焼用空気と燃焼用燃料が供給されることにより燃焼する燃焼機関１と、該燃焼機関１に供給する燃焼用燃料を貯溜する燃料タンク２と、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した燃料活性化器５とを有し、該燃料活性化器５は、燃料タンク２から燃焼機関１へ供給される燃焼用燃料の供給ライン３途上に該供給ライン３中の燃焼用燃料が内部の前記充填材と接触可能に設けられることを特徴とする燃焼機関の活性化装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】燃焼用空気と燃焼用燃料が供給されることにより燃焼する燃焼機関と、該燃焼機関に供給する燃焼用燃料を貯溜する燃料タンクと、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した燃料活性化器とを有し、該燃料活性化器は、燃料タンクから燃焼機関へ供給される燃焼用燃料の供給ライン途上に該供給ライン中の燃焼用燃料が内部の前記充填材と接触可能に設けられることを特徴とする燃焼機関の活性化装置。
【請求項２】燃焼用空気と燃焼用燃料が供給されて燃焼する燃焼機関と、該燃焼機関に供給する燃焼用燃料を貯溜する燃料タンクと、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した燃料活性化器と、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した空気活性化器とを有し、前記燃料活性化器は、燃料タンクから燃焼機関へ供給される燃焼用燃料の供給ライン途上において、該供給ライン中の燃焼用燃料が内部の前記充填材と接触可能に設けられると共に、前記空気活性化器は、燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部において、該燃焼用空気の少なくとも一部が内部の前記充填材と接触可能に設けられることを特徴とする燃焼機関の活性化装置。
【請求項３】燃料活性化器は、燃焼用燃料の流入口及び流出口をそれぞれ有する外筒体内に、内部に充填材が充填されると共に少なくとも両端が多孔部材からなる内筒体を収納してなり、燃焼用燃料の供給ライン途上に着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼機関の活性化装置。
【請求項４】空気活性化器は、仕切り片によって形成される隣接する多数の仕切り空間を有する仕切り部材の該空間内に充填材を充填し、該仕切り部材の両開放側面をそれぞれ多孔部材で被覆して形成してなり、該空気活性化器を燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部に角度調節可能に設けることにより、燃焼用空気の流入量を制御するダンパを構成してなることを特徴とする請求項２又は３記載の燃焼機関の活性化装置。
【請求項５】空気活性化器は、仕切り片によって形成される隣接する多数の仕切り空間を有する仕切り部材の該空間内に充填材を充填し、該仕切り部材の両開放側面をそれぞれ多孔部材で被覆して形成すると共に、その一方側面に空気量調整板をスライド調節可能に設けてなり、該空気活性化器を燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部の吸い込み口を被覆するように設けることにより、燃焼用空気の流入量を制御するダンパを構成してなることを特徴とする請求項２又は３記載の燃焼機関の活性化装置。
【請求項６】空気活性化器は、仕切り片によって形成される隣接する多数の仕切り空間を有する仕切り部材の該空間内に充填材を充填し、該仕切り部材の両開放側面をそれぞれ多孔板で被覆して形成してなり、該空気活性化器を燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部に角度調節可能に設けると共に、更に該流入部の吸い込み口にも前記空気活性化器を被覆するように設けることを特徴とする請求項２又は３記載の燃焼機関の活性化装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼機関の活性化装置に関し、詳しくは、低酸素燃焼を実施しても、燃料を完全燃焼させて燃焼効率を向上させることができるようにした燃焼機関の活性化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラー等の外燃機関や自動車エンジン等の内燃機関等のように、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、灯油、ガソリン等の液体燃料やガス燃料等の燃焼用燃料を燃焼用空気を用いて燃焼させる燃焼機関においては、燃料を完全燃焼させ、如何に燃焼効率を高めるかが重要である。このためには、空気比（実際に消費される空気量／理論的に導かれる理論空気量）ができるだけ１に近い状態で燃焼機関の燃焼を行うことが理想的であり、燃焼用空気の流入量をダンパ等を用いて制御し、空気比をできるだけ１に近い状態で燃焼させるように努めている。
【０００３】しかし、一般に、燃料を完全燃焼させるためには、理論空気量よりも多い空気量が燃焼時に消費されているのが現状である。この理論空気量よりも多い分の過剰空気量は、燃焼機関から排出される排出ガス（ＮＯX、ＳＯX）やダストの量を増加させるばかりでなく、燃焼温度の低下を招き、特に熱損失による燃焼効率の低下の問題を引き起こすため、この過剰空気量を極力少なくし、低酸素（低空気）燃焼を実施しても完全燃焼させることができる燃焼効率の良い燃焼機関が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、低酸素燃焼を実施しても、燃料を完全燃焼させて燃焼効率を向上させることのできる燃焼機関の活性化装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、燃焼用空気と燃焼用燃料が供給されることにより燃焼する燃焼機関と、該燃焼機関に供給する燃焼用燃料を貯溜する燃料タンクと、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した燃料活性化器とを有し、該燃料活性化器は、燃料タンクから燃焼機関へ供給される燃焼用燃料の供給ライン途上に該供給ライン中の燃焼用燃料が内部の前記充填材と接触可能に設けられることを特徴とする燃焼機関の活性化装置である。
【０００６】請求項２記載の発明は、燃焼用空気と燃焼用燃料が供給されて燃焼する燃焼機関と、該燃焼機関に供給する燃焼用燃料を貯溜する燃料タンクと、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した燃料活性化器と、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材を充填した空気活性化器とを有し、前記燃料活性化器は、燃料タンクから燃焼機関へ供給される燃焼用燃料の供給ライン途上において、該供給ライン中の燃焼用燃料が内部の前記充填材と接触可能に設けられると共に、前記空気活性化器は、燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部において、該燃焼用空気の少なくとも一部が内部の前記充填材と接触可能に設けられることを特徴とする燃焼機関の活性化装置である。
【０００７】請求項３記載の発明は、燃料活性化器は、燃焼用燃料の流入口及び流出口をそれぞれ有する外筒体内に、内部に充填材が充填されると共に少なくとも両端が多孔部材からなる内筒体を収納してなり、燃焼用燃料の供給ライン途上に着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の燃焼機関の活性化装置である。
【０００８】請求項４記載の発明は、空気活性化器は、仕切り片によって形成される隣接する多数の仕切り空間を有する仕切り部材の該空間内に充填材を充填し、該仕切り部材の両開放側面をそれぞれ多孔部材で被覆して形成してなり、該空気活性化器を燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部に角度調節可能に設けることにより、燃焼用空気の流入量を制御するダンパを構成してなることを特徴とする請求項２又は３記載の燃焼機関の活性化装置である。
【０００９】請求項５記載の発明は、空気活性化器は、仕切り片によって形成される隣接する多数の仕切り空間を有する仕切り部材の該空間内に充填材を充填し、該仕切り部材の両開放側面をそれぞれ多孔部材で被覆して形成すると共に、その一方側面に空気量調整板をスライド調節可能に設けてなり、該空気活性化器を燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部の吸い込み口を被覆するように設けることにより、燃焼用空気の流入量を制御するダンパを構成してなることを特徴とする請求項２又は３記載の燃焼機関の活性化装置である。
【００１０】請求項６記載の発明は、空気活性化器は、仕切り片によって形成される隣接する多数の仕切り空間を有する仕切り部材の該空間内に充填材を充填し、該仕切り部材の両開放側面をそれぞれ多孔板で被覆して形成してなり、該空気活性化器を燃焼機関へ供給される燃焼用空気の流入部に角度調節可能に設けると共に、更に該流入部の吸い込み口にも前記空気活性化器を被覆するように設けることを特徴とする請求項２又は３記載の燃焼機関の活性化装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明において燃焼機関とは、例えば、給湯設備や暖房設備等に使用されるボイラー等の外燃機関の他、自動車エンジン等の内燃機関をも含み、燃焼用空気と燃焼用燃料とを供給することにより燃焼を起こさせる機関をいうが、本発明は外燃機関の燃焼において格別の効果を発揮する。
【００１２】また、本発明において燃焼用燃料とは、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、灯油、ガソリン等の液体燃料のみならず、天然ガス、プロパンガス等の気体燃料も含む。
【００１３】以下、本発明の実施の形態について図面に基いて説明する。
【００１４】図１は、燃焼機関として外燃機関であるボイラーを使用し、燃焼用燃料として液体燃料を使用した場合の燃焼機関の概略構成を示している。
【００１５】図中、１はボイラーの燃焼炉、２は液体燃料を貯溜している燃料タンク、３は燃料タンク２内の液体燃料を燃焼炉１へ供給するための供給ライン、４は燃焼用空気の流入部である。
【００１６】燃焼炉１は、燃料タンク２からポンプ２１の駆動力によって供給ライン３を通って供給される液体燃料と、空気の流入部４から供給される燃焼用空気とによって内部に設けられたバーナ（図示せず）に着火して燃焼を行い、その燃焼熱により、外部から供給される水等の流体を熱交換器（図示せず）を介して加熱させる。排出ガスは煙道１１を通って外部に排出される。
【００１７】空気の流入部４はダクト状に形成されており、燃料用空気を強制的に燃焼炉１内に供給するため、空気流入経路にブロワー４１が設けられると共に、その吸い込み口４１近傍に、角度調節可能に設けられた２枚の板材からなるダンパ４３が取付けられ、該ダンパ４３により吸い込み口４１の開度を適宜調整することにより、燃焼用空気の流入量を制御するようになっている。このダンパ４３は、手動により開度調節することもできるが、適宜の駆動手段を用いてマイコン制御することにより自動化することもできる。
【００１８】５は燃料活性化器であり、液体燃料は燃料タンク２から供給ライン３を通って燃焼炉１へ供給される過程でこの燃料活性化器５を経由するように、液体燃料の供給ライン３途上に介設されている。
【００１９】燃料活性化器５は、図２に示すように、外筒体５１の内部に内筒体５８が収納された二重構造を呈している。外筒体５１は、その一端（図示左端）が流出口５６ｂを残して閉塞された円筒容器状をなしており、その他端（図示右端）の開口部に一体形成されたフランジ５２にパッキン５３を介して蓋体５４が当接され、ボルト５５によって固定されることにより、内部に内筒体５８の収納空間を形成すると共に、該外筒体５１の蓋体５４に燃焼用燃料の流入口５６ａが開口形成され、該流入口５６ａから外筒体５１内を通って流出口５６ｂへと燃焼用燃料が流通可能に構成されている。
【００２０】なお、５７ａ、５７ｂは流入口５６ａ及び流出口５６ｂを燃焼用燃料の供給ライン３とそれぞれ着脱可能に接続するための接続部であり、外周面に接続用の雄螺子が刻設されている。
【００２１】内筒体５８は、外径が上記外筒体５１の内径よりも若干小径で、且つ上記流入口５６ａ及び流出口５６ｂの開口径よりも大径な円筒状に形成されており、内部に多数の粒状の充填材１００が充填され、該充填材１００の漏出を防止すると同時に燃焼用燃料の流通を可能にするため、該内筒体５８自体が多孔部材により構成されると共に、その両端が多孔部材５９によりそれぞれ被覆されている。従って、流入口５６ａから外筒体５１内に流入した燃焼用燃料は、多孔部材からなる内筒体５８の側壁及び多孔部材５９の孔を通って内筒体５８内の充填材１００と接触した後、流出口５６ｂから外筒体５１外へ流出するようになっている。
【００２２】この充填材１００は、燃焼用燃料と接触することにより該燃焼用燃料を活性化させる機能を有するものであり、放射線を放射する充填材又は放射線と遠赤外線を放射する充填材が用いられる。
【００２３】放射線を放射する充填材は、例えば、放射線を放射する鉱物を焼成し、適宜形状に成形することによって形成した焼成体を用いることができる。この放射線を放射する鉱物とは、天然ウラン、トリウム等の自然放射性元素を含む鉱物のことであり、かかる鉱物としては、モナザイト、ゼノタイム等が挙げられる。
【００２４】また、放射線と遠赤外線を放射する充填材は、例えば、放射線と遠赤外線を放射する鉱物（例えばトルマリン）或いは放射線を放射する鉱物と遠赤外線を放射する鉱物を少なくとも含む混合物を焼成し、適宜形状に成形することによって形成された焼成体を用いることができる。この遠赤外線とは約１０μｍ以上の波長の電磁波であり、かかる遠赤外線を放射する鉱物としては、トルマリン、石英（水晶）、黒曜石等が挙げられる。
【００２５】本発明においては、放射線と遠赤外線を放射する充填材が、燃焼用燃料を活性化させ、燃焼機関の燃焼効率を向上させる効果が高いために好ましい。
【００２６】かかる充填材１００は、燃焼用燃料が内筒体５８内において充填材１００と十分に接触しつつ流通可能とするため、内筒体５８内に多数充填される。このため小球状、楕円状等の小粒形態とすることが好ましく、中でも内筒体５８内に収まり良く収容されながらも燃焼用燃料との接触面積を大きくするため、小球状であることが好ましい。充填材１００を小球状とした場合、直径は６ｍｍφ程度が好ましい。また、更に接触面積を増加させるため、表面を粗面加工することも好ましい。
【００２７】この充填材１００は、放射線を放射する充填材である場合、α線、β線、γ線等の放射線を半永久的に放出する。従って、燃焼用燃料をかかる充填材１００と接触させると、該充填材１００から放射される放射線により燃料中の成分がイオン化され、燃料中の水素は活性水素となる。一般に炭素（Ｃ）は水素（Ｈ）よりも燃焼しにくく、一つの炭素に対して出来るだけ多くの水素が存在する方が不完全燃焼を生じにくいが、不完全燃焼で生じた炭化水素（ＨＣ）にこの活性一原子水素が結合することで、メタン（ＣＨ4）等の炭化水素（ＣnＨm）（ｎ＜ｍ）となり、これが再度燃料として寄与することで、燃焼効率を向上させることが可能となる。
【００２８】また、充填材１００が、放射線と遠赤外線を放射する充填材である場合、放射線が上記の作用をなすことに加え、遠赤外領域波長の電磁波を半永久的に放出する。この遠赤外線は、クラスターの分割、有機物の分解の補助などの働きがある。従って、燃焼用燃料をかかる充填材１００と接触させると、遠赤外線で水分及び有機物を叩いた後、放射線で分解するという相乗効果が期待できるため、より好ましい。
【００２９】内筒体５８自体及び多孔部材５９は、多数の粒状の充填材１００を充填保持するため、充填材１００の直径より小径の開口を多数穿設したパンチングメタル等の多孔板を用いて形成する他、充填材１００が漏出しない程度の大きさの目開きを有する金網等のメッシュ部材を用いて形成することも好ましい。燃焼用燃料と充填材１００との接触率をより高めるためには、図示するように、内筒体５８自体も多孔部材で構成することが最も好ましいが、少なくとも内筒体５８両端が多孔部材５９で被覆されていればよい。
【００３０】かかる燃料活性化器５の設置個数は、燃焼用燃料の供給ライン３途上において１つに限らず、複数の燃料活性化器５を供給ライン３途上に直列的又は並列的に設置してもよい。
【００３１】なお、本発明において燃焼用燃料の接触とは、必ずしも燃焼用燃料全てが充填材１００と接触しなければならないことを意味するものではなく、燃焼機関へ供給される燃焼用燃料の少なくとも一部を充填材１００と接触させるようにすればよい。
【００３２】然して、かかる燃焼機関の活性化装置によると、供給ライン３を通って燃料タンク２から燃焼炉１へ供給される燃焼用燃料が、その流通過程で燃料活性化器５に充填装備された充填材１００と接触し、該充填材１００の活性化作用によって燃料組成分中の炭素原子及び水素原子が励起状態となる。この活性化された燃焼用燃料が燃焼炉１に供給され、流入部４から流入される燃焼用空気と反応することにより、バーナで燃焼が行われる。このとき、流入部４においてダンパ４３の開度を調整して空気の流入量を絞り込むように制御（低酸素燃焼）するが、不完全燃焼によって生成された炭化水素（ＨＣ）が、活性化された燃焼用燃料中の活性一原子水素（Ｈ）の関与によりメタン（ＣＨ4）等の炭化水素となり、これが再度燃焼に寄与し、燃焼効率を向上させることができる。
【００３３】以上の実施の形態では、燃焼用燃料のみを充填材１００と接触させるようにしたが、燃焼用燃料と共に燃焼用空気をも同様に充填材と接触させ、燃焼用空気の活性化を図ることも好ましい。図３（ａ）は、燃焼用空気の流入部４から流入される燃焼用空気をも活性化させ、更に燃焼効率の向上を図るための流入部４の構造を示している。
【００３４】流入部４は吸い込み口４１が横向きのＬ字型のダクト状に形成されており、その吸い込み口４１に、燃焼用空気の流入量を制御するための２枚の板材が角度調節可能に設けられ、その取付け角度の調節により吸い込み口４１の開口度が調節されるダンパ４３を構成している。
【００３５】本実施の形態に示す流入部４は、このダンパ４３を構成する板材を、図４（ａ）に示す空気活性化器６によってそれぞれ構成している。
【００３６】空気活性化器６は、合成樹脂、木材、金属等の適宜の材料により矩形状に形成した外枠６１内に、仕切り片６２ｂによって形成される隣接する多数の仕切り空間６２ａを有する仕切り部材６２を設け、その仕切り空間６２ａ内に前記した充填材１００を充填している。
【００３７】仕切り部材６２を形成する材質も特に問わず、合成樹脂や金属等任意の材質により形成することができるが、銅、アルミ等の金属薄板により形成することが軽量化、強度の点で好ましい。また、その構造は、図示するハニカム構造とすることが、仕切り空間６２ａ内に充填材１００を効率良く充填させることができると共に、空気活性化器６の一層の強度確保にも寄与することができるために好ましい。
【００３８】各仕切り空間６２ａ内には、空気との接触率を高めるため、それぞれ複数個の充填材１００が充填されるようにすることが好ましく、特に、仕切り部材６２をハニカム構造として六角形状の仕切り空間６２ａが形成されたものでは、各仕切り空間６２ａに小球状の充填材１００が７個ずつ、図４（ｂ）に示すように、六角形状の仕切り空間６２ａ内の各頂部及び中央部に配置するように充填されることが好ましい。六角形状の仕切り空間６２ａ内に小球状の充填材１００が収まり良く充填されると共に、それら充填材１００同士が風圧によって適度の隙間を形成し、その結果、燃焼用空気の流通状態を適度に維持しながらも良好に接触させることができ、充填材１００による空気の活性化作用を効率良く機能させることができるからである。
【００３９】仕切り部材６２の両開放側面には、外枠６１及び仕切り部材６２を挟むようにそれぞれ多孔部材６３、６３が被覆され、これにより筐体状の空気活性化器６が構成される。この多孔部材６３、６３は、充填材１００の漏出を防止すると共に、燃焼用空気が仕切り空間６２ａ内に流入して充填材１００と接触することができるように、充填材１００の直径より小径の開口を多数穿設したパンチングメタル等の多孔板の他、充填材１００が漏出しない程度の大きさの目開きを有する金網等のメッシュ部材を用いることもできる。
【００４０】かかる空気活性化器６は、その厚みを任意に形成することができるが、これを用いて角度調節を行うダンパ４３を構成するため、厚みの小さい板状（肉薄筐体状）のものとすることが好ましい。この空気活性化器６を２枚用いてダンパ４３を構成すると、図３（ｂ）に示すように、空気の流れ（矢印で示す）は２枚の空気活性化器６によって流入量がある程度制御されると同時に、その一部は多孔部材６３の表面から侵入して空気活性化器６の内部を透過し、その過程で仕切り空間６２ａ内の充填材１００と接触し、その接触した空気が燃焼炉１へ送り込まれる。
【００４１】このように燃焼用空気が充填材１００と接触することにより、空気中の酸素原子が励起状態となって酸化力の強い活性酸素（Ｏ2-）となり、この活性酸素が燃料活性化器５によって活性化された燃焼用燃料中の炭化水素と反応し、燃焼効率を一層高めることができるようになる。
【００４２】また、かかる空気活性化器６によってダンパ４３を構成することにより、従来の単なるプレートを用いたダンパに比べ、空気流入時の流速が弱められ、騒音の低減化及び燃焼炉１内での火炎の安定化を図り得る効果もある。
【００４３】なお、本発明において燃焼用空気の接触とは、必ずしも燃焼用空気全てが充填材１００と接触しなければならないことを意味するものではなく、燃焼機関へ供給される燃焼用空気の少なくとも一部を充填材１００と接触させるようにすればよい。
【００４４】図３（ａ）中、４４は空気活性化器６の取付け角度を調節するための調節穴であり、この調節穴４４にピンを挿入することによって手動で各空気活性化器６、６の角度を調節するようになっているが、各空気活性化器６、６を図示しない駆動手段と連結し、その取付け角度を自動でマイコン制御するようにしてもよいことはもちろんである。
【００４５】また、ダンパ４３は、図示する２枚の空気活性化器６によるものに限らず、１枚の空気活性化器６のみを角度調節可能に取り付けることによって構成してもよい。
【００４６】図５は、燃焼用空気の流入部４から流入される空気をも活性化させるための流入部４の別の構造を示しており、空気活性化器６を燃焼用空気の流入部４の吸い込み口４１を塞ぐように取付けた例を示している。
【００４７】この空気活性化器６の構造は図４と同一であり、燃焼用空気の流入部４の吸い込み口４１の開口を覆う大きさに形成され、吸い込み口４１から流入される燃焼用空気を、この空気活性化器６を透過する過程で内部の充填材１００と接触させ、該充填材１００の活性化作用によって活性化された空気が燃焼炉１へ送り込まれるようになっている。
【００４８】この空気活性化器６の一側面には、吸い込み口４１から流入される空気の流入量を制御するため、空気量調整板６４が設けられている。この空気量調整板６４は、空気活性化器６の対向する側縁にそれぞれ取付けられたＬ型のガイド材６５、６５に挟着支持されており、このガイド材６５、６５に案内されながらスライドさせることにより、空気活性化器６を透過して吸い込み口４１から流入される空気の流入量を制御することができるようになっている。
【００４９】この空気量調整板６４は無孔板により形成するものに限らず、空気の流入量が制御可能であれば、適宜数の開口を穿設したパンチングメタル等の多孔板により形成してもよい。
【００５０】燃焼用空気の流入部４には、図３及び図５にそれぞれ示す態様の如く空気活性化器６を組合せて設けることもできる。即ち、図６に示すように、燃焼用空気の流入部４の吸い込み口４１近傍に２枚の空気活性化器６Ａ、６Ａ（第一の空気活性化器）を角度調節可能に取付け、更に、吸い込み口４１を塞ぐように空気活性化器６Ｂ（第二の空気活性化器）を設けることも好ましい。空気活性化器６Ｂを透過して内部の充填材１００と接触した空気が、更に空気活性化器６Ａをも透過してその内部の充填材１００と接触し、燃焼用空気と充填材１００との接触率をより向上させることができる。
【００５１】この態様において燃焼用空気の流入量を制御するには、空気活性化器６Ａ、６Ａの取付け角度の調節のみにより行う場合、空気活性化器６Ｂの一側面にスライド調節可能に設けた空気量調整板のみにより行う場合の他、両者を組み合わせて制御するようにしてもよい。また、第一の空気活性化器は１枚の空気活性化器のみにより構成してもよい。
【００５２】
【実施例】以下、本発明の実施例により本発明の効果を例証するが、かかる実施例によって、本発明が限定されるものではない。
【００５３】比較例（ノーマル運転）燃焼機関としては、熱伝導面積９．８ｍ2の実用給湯ボイラを使用した。ボイラーの所定条件は三位置制御方式とした。燃料はＡ重油を用い、定格燃料消費量は５０L/Hとした。給湯設定温度は８０〜８６℃の範囲でマイコン制御した。給水温度は実験稼働中１６℃±２℃、外気温は２１℃±２℃の範囲にあり、オイルポンプ圧は低燃焼時１２ｋｇｆ／ｃｍ2、高燃焼時１４ｋｇｆ／ｃｍ2で実験を実施した。
【００５４】次に、かかる装置の炉内をプレパージした後、着火し、吸い込み口に取り付けたダンパにより取り込み空気量を制御調整する。このとき、炎の色、息づき、ホタル火、火炎長、施回状態を目視確認にて各項目が最も安定したことを確認し、更に煙突からの煙がなくなったことを目視確認し、これを完全燃焼限界としてダンパを固定して運転する。
【００５５】運転は、「プレパージ」−「着火」−「低燃焼」−「高燃焼」−「失火」をワンサイクルとして運転を行った。
【００５６】炉内温度の測定ボイラーの覗き窓からセンサーを挿入し、炉内の一定のポジションに固定し、炉内温度を測定した。３秒毎に自動記録をする方法により測定した。その結果を表１に示す。
【００５７】排ガス温度の測定また、排ガス温度は、煙道に既存の測定孔よりセンサーを一定のポジションに固定して、測定した。３秒毎に自動記録をする方法により測定した。その結果を表２に示す。
【００５８】排ガスの測定排ガスは、煙道に既存の測定孔より以下の測定機器を用いて、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2について、一定間隔で３回測定し、平均値を求め、その結果を表３に示す。
【００５９】(測定機器)Ｏ2：新コスモス電機株式会社製「ＸＰＯ−３１８−Ｅ」
ＣＯ：新コスモス電機株式会社製「ＸＣＯ−５５５」
ＣＯ2：新コスモス電機株式会社製「ＸＣＯ−５５５」
【００６０】空気比実測した使用空気量と理論空気量の比を表３に示した。
【００６１】実施例１上記のノーマル運転において、燃料供給ライン途上に、図２に示す燃料活性化器を設けて、同様に運転し、同様に評価した。評価結果を表１、表２及び表３に示す。
【００６２】（燃料活性化器の仕様）外筒体としてはＳＵＳ製容器を用いた。また内筒体としては、３．５リットルのパンチングメタル製筒体で、その内部に以下に示す充填材を充填し、その両端面もパンチングメタルで被覆した。
【００６３】充填材：放射性元素を含む鉱物としてモナザイトを用い、これを焼成し、造粒成形して、直径６ｍｍφの小球状の充填材を得る。
【００６４】実施例２実施例１の運転において、更に、図５に示すように、以下の仕様の空気活性化器を燃焼用空気の流入部の吸い込み口を覆うように取り付けて、同様の運転を行い、同様の評価を行った。その結果を表１、表２及び表３に示す。
【００６５】（空気活性化器の仕様）矩形状の外枠内に１０ｍｍＨのハニカム構造の仕切り部材を用い、その各仕切り空間内に実施例１で用いた直径６ｍｍφの小球状の充填材を７個詰め、その両開放側面に金網を張設して固定し、図４（ａ）（ｂ）に示すような肉薄筐体状の空気活性化器を構成した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
【表３】
【００６９】表１、２から、比較例に比べて実施例１では、炉内温度が高く、排ガス温度が低い値を示しており、更に実施例２ではその値が一層顕著に見られる。また、表３から、比較例に比べて実施例１、２では、少ない空気量で効率の良い燃焼が行われていることを示しており、以上の結果から、本発明によれば、排熱ロスの少ない効率の良い燃焼が行われていることがわかる。
【００７０】実施例３実施例２の運転において、燃焼用空気の流入部の吸い込み口を覆うように空気活性化器を設けず、上記仕様の空気活性化器２枚を、図３に示すように、吸い込み口内部に角度調節可能に設けてダンパを構成し、同様の運転を行い、同様の評価を行った。その結果、実施例２と同様の効果が得られた。
【００７１】実施例４実施例２の運転において、図６に示すように、燃焼用空気の流入部の吸い込み口を空気活性化器で被覆すると共に、更に吸い込み口内部に２枚の空気活性化器を角度調節可能に設けて、同様の運転を行い、同様の評価を行った。その結果、実施例２及び３の効果より１０〜２０％程度効果が向上した。
【００７２】
【発明の効果】低酸素燃焼を実施しても、燃料を完全燃焼させて燃焼効率を向上させることのできる燃焼機関の活性化装置を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０００６９６６６
【氏名又は名称】高田 明彦
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| 【出願日】 |
平成１２年２月１６日（２０００．２．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１３４０
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 英一
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２２７４１８（Ｐ２００１−２２７４１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月２４日（２００１．８．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３７７８３（Ｐ２０００−３７７８３） |
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