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JP3942247B2 - Water combustion equipment using microwaves - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波及び特殊な金属材料を用いて水と空気(オゾン)を燃焼させることができる新規な燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、我が国のエネルギー事情は、その殆どがウランやプルトニウム等の原子力、又は石油、石炭、天然ガス等の化石燃料に依存しているのが現状である。
【0003】
しかしながら、原子力エネルギーは、人体や環境に対して有害な放射性物質を発生することから、取り扱いに際して高度な安全性が要求されると共に多大なコストを費やすといった欠点がある。また、原子力発電所などの原子力設備を新規に建設するためには、政治的、技術的に解決しなければならない問題が山積しており、我が国エネルギーの主流になるには長い年月が必要となる。
【0004】
一方、石油、石炭、天然ガス等の化石燃料は周知の通り、燃焼に際して多量の二酸化炭素、煤塵、窒素酸化物、硫黄酸化物等の大気汚染物質やダイオキシン等の有害物質を発生するため、地球温暖化や環境破壊を招くおそれがあり、その対策には多くの時間とコストを費やしている。
【0005】
さらに、我が国はこれらのエネルギー資源に乏しく、何れも外国に依存しなければならないが、これら資源は将来に亘って安定して供給される保証は何もない。
【0006】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的はこのような種々の問題点を有する原子力資源や化石燃料に代わり、地球上に無尽蔵に存在する水と空気(オゾン)を燃料として用いることができる新規で有用な水燃焼装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために第一の発明は、端部が燃焼炉内に臨むように取り付けられるマイクロ波放射主管内に内管を同軸上に設置すると共に、この内管内に水蒸気噴出ノズルを備えた燃焼ノズル部と、この燃焼ノズル部内にマイクロ波を送り込むマイクロ波発生部と、この燃焼ノズル部にオゾンを供給するオゾン発生部と、水を主成分とする水燃料を上記水蒸気噴出ノズルに供給する燃料供給部とを備え、かつ、上記水蒸気ノズルの送水管及びこの送水管端部のノズル部材をそれぞれ電位の高いパジウム及びプラチナで形成すると共に、ノズル部材先端を電位の低い鉄(Fe)で形成したものである。
【0008】
すなわち、本発明者らは地球上に無尽蔵に存在する水と空気を燃料として用いるべく長年に亘って研究した結果、マイクロ波とオゾン及び特殊な金属材料を組み合わせることで水と空気(オゾン)を燃料として用いることができることを見出し、本発明に至ったものである。
【0009】
この原理については、現在鋭意研究中であるが、本発明者らが推測するところによると、パラジウム及びプラチナからなる水蒸気噴出ノズルの触媒作用及びマイクロ波エネルギーにより、燃焼ノズル部内に供給されるオゾンが加熱破壊されて活性酸素(1重項酸素)に還元して炉内に噴出された後、この活性酸素が同じく水蒸気噴出ノズルから炉内に噴き出される高温高圧の水蒸気中の水素と化学結合する際に発生するエネルギーを利用した、いわゆる共有還元波動燃焼であるものと推定される。ここで、水蒸気中の水素は貴金属中に吸蔵された水素の一部が炉内へ放出されるからであるが、その理由は以下の通りである。
【0010】
すなわち、パジウム及びプラチナ等の電位の高い貴金属と、鉄(Fe)等の卑金属を組み合わせることにより、電位の高い貴金属と電位の低い卑金属との接点による接触電位の差が生ずる。そして、この電位差により貴金属中に吸蔵された−の電位を持つ水素がノズル先端に引き抜かれて水蒸気と共に炉内へ放出されるためであると思われる。
【0011】
また、この共有還元波動燃焼と共に、以下に示すようないわゆる誘導放出オーハー燃焼も起こっているものと推定される。
【0012】
先ず、この燃焼に必要とする酸素の比類及びそのエネルギー(koal/mol)として、基底状態酸素(シグマジー3 3 Σg →0)、一重項酸素(デルタジーワン 1 Δg →22.5→基底酸素より22.5koal/molだけ高いエネルギーを有する。特に正孔体において光化学反応が高く寿命がもっとも長い。)、一重項酸素(シグマジーワン 1 Σg →37.5→これは光化学反応と共に、デルタジーワンに変身する。最も短命)、スーパーオキシド(O2 - →−9.9)の4つがある。
【0013】
そして、空気に電磁波(マイクロ波)を当てると酸素だけが活性酸素になり、その活性酸素を水蒸気に吹き込むと水蒸気と活性酸素が化学反応をしてヒドロキシラジカル(OH)ができる。このヒドロキシ.ラジカルが水蒸気の水素(H)を奪って、HOH→H2 Oといったまさしくオーハー燃焼が起こる。このHOHがH2 Oに結合するときに、膨大なエネルギーが放出される。これが要するに活性酸素のマイクロ波を利用した誘導放出オーハー燃焼である。
【0014】
従って、この燃焼によって発生するものとしては高温の熱と水蒸気及び極僅かな二酸化炭素のみであるため、化石燃料を燃焼したときのような黒煙や煤塵は勿論、窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害物質を殆ど含まないクリーンな排ガスを発生することとなる。
【0015】
次に、第二の発明は上記水蒸気噴出ノズルのノズル部材と内管先端部とを接触金具で電気的に接続すると共に、この内管を水蒸気噴出ノズルと共に上記マイクロ波放射主管先端部から炉内へスライド自在に突出させたものであり、これによってマイクロ波の出力を手動でも自在に制御することが可能となる。
【0016】
すなわち、これは原子炉の運転制御の一種である制御棒のようなものであり、運転中に突然出力が同調臨界をオーバーもしくは何らかの事故が発生したときに出力を吸収もしくは消滅させるアイソレーターの働きを成すものである。例えば、これを炉内方向へスライドさせると出力が増大し、反対方向へ引き込むと出力が減少することになる。言い換えれば、マイクロ波放射主管などから炉内へ放出されるマイクロ波の波長レベルを最高の同調臨速度に入るときに重要な働きをなすものである。尚、アイソレーターとは、二つの開口をもつ非可逆伝送回路の素子の1種であり、一方向の電送損失は小さいが逆方向の損失が大きい素子である。そして、二つの電送素子を接続して使用する際、各素子の反射による相互干渉が存在する場合に両者の間に挿入して干渉を除くために用いるものである。
【0017】
また、第三の発明は、この燃焼ノズル部を取り付ける燃焼炉の炉壁内面に、アルミナ、酸化チタニウムN型、酸化ストロンチウムの混合物からなる光触媒層を形成すれば、水燃焼装置から放射されるマイクロ波がこの光触媒層の光触媒作用によって様々な波長成分に分解されるため、本発明に必要とされるオゾンは勿論、万一排ガス中にダイオキシンなどの有害物質が発生しても、この複合波長によって無害な成分に分解されてから大気放出されることになる。
【0018】
このような現象としては、鋭意研究中であるが、炉内温度が400℃以上の雰囲気の状態となっている時に、この光触媒層にマイクロ波が照射されると、この光触媒層が光化学反応を起こして電子の正孔対が生成し、電子は光触媒層内部に、正孔は表面に移動した後、この正孔が表面の微粒子及び微量の水分と光反応し、強い酸化力を持つヒドロキシラジカルを生成することにより、様々な波長に分解(中波,短波,超短波,極超短波,マイクロ波,ミリ波)され、これらの複合波長によって炉内に強烈な酸化力が発生して、オゾンを一重項酸素に、また有害な物質を無害な物質に分解するものと推定される。
【0019】
この現象をさらに詳しく説明すると、以下の通りである。
【0020】
炉内温度を400℃の雰囲気の状態にすると、酸化チタンN型,酸化ストロンチウムは加熱されて、その表面は7万℃〜10万℃に表面を熱せられたときと同じ起酸化力を発生する。一般に、酸化チタンN型は紫外線もしくは熱を加えると表面は3万℃以上に熱せられたと同じ酸化力を示し、水や空気中の環境汚染物質を酸化分解する。例えば、有機物はCO2 とH2 Oに分解されることになる。すなわち、酸化チタンはN型半導体(バンドギャップ=アナターゼ3.2eV,ルチル3.0eV)以上のエネルギーを持つ光(アナターゼは387nm以下、ルチルは413nm以下の紫外線)を照射すると、光化学反応を起こす。
【0021】
そして、上記のような現象により、炉内に様々な波長が飛び回って臨界状態になったときにマイクロ波及びオゾンが注入されると、炉内の高温度及び強烈な酸化力によってオゾンが一重項酸素(活性酸素)に分解される。このとき、水燃料中に触媒として化石燃料を添加しておけば、この化石燃料中の炭素が結合して微量の炭酸ガス(CO2)が生成される。これを図示すると図に示すような一比類及び二比類の現象が起こることになる。
【0022】
尚、本発明で使用する水燃料の成分としては原則として水(H2 O)100%であるが、例えば、以下に示すように割合で化石燃料等を適宜添加しても良い。
【0023】
▲1▼水90%に対して化石燃料5%及びサッカロール5%
▲2▼水80%に対して化石燃料10%及びサッカロール10%
▲3▼水80%に対してアルコール10%及びサッカロール10%
▲4▼水75%に対してアルコール、アセトン、サッカロールの混合物25%
【0024】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【0025】
図1は本発明に係るマイクロ波を用いた水燃焼装置の実施の一形態を示したものである。
【0026】
図示するように、この水燃焼装置は、筒状をした燃焼ノズル部1と、この燃焼ノズル部1内にマイクロ波を供給するマイクロ波発生部2と、同じくこの燃焼ノズル部1内にオゾン(O3 )を供給すべくマイクロ波電源,アイソレータ,パワーモニター,走換器等を収容したオゾン供給部3と、同じくこの燃焼ノズル部1内に水を主成分とする水燃料を供給する水燃料供給部4とから主に構成されている。
【0027】
この燃焼ノズル部1は、図1及び図2に示すように、外管を構成するマイクロ波放射主管11と、このマイクロ波放射主管11内にスペーサ16を介して同軸上に挿入される内管12と、さらに、この内管12内に挿入される水蒸気噴出ノズル13とから構成されており、マイクロ波放射主管11の外側に設けられた取付フランジ14及び取付板29を介して炉壁15の取付孔17内に挿入され、その先端部が炉内に臨むように取り付けられるようになっている。
【0028】
このマイクロ波放射主管11及び内管12にはそれぞれオゾン供給ライン18,18が接続されており、オゾン供給部3から供給されるオゾンガスをそれぞれに内管12内及びこの内管12とマイクロ波放射主管11との間に分岐して供給するようになっている。尚、このマイクロ波放射主管11及び内管12は耐食性及び耐熱性に優れた卑金属、例えば、ステンレス等で形成されている。
【0029】
さらに、この内管12には、マイクロ波オゾン供給管19が接続されており、上述したマイクロ波発生部2で発生した波長1m以下の極超短波であるマイクロ波が供給されるようになっている。
【0030】
また、水蒸気噴出ノズル13は、炉内側に臨むノズル部材20と、このノズル部材2に接続される送水管21とから構成されており、送水管21に接続された水燃料供給ライン22を介して水燃料供給部4から供給される水燃料を加熱蒸気化して水蒸気噴出ノズル13から炉内に噴出するようになっている。さらに、この水蒸気噴出ノズル13を構成する送水管21は、400〜500℃以上の条件で自己の容積の約900倍の水素ガスを吸蔵する水素吸蔵金属であるパラジウム(Pd)で形成されると共に、ノズル部材20は、約100℃で自己の容積の約100倍の酸素ガスを吸蔵する酸素吸蔵金属であるプラチナ(Pt)で形成されている。なお、このプラチナ(白金)は300〜400℃において、再びこれを放出したり、酸素ガスと共に100〜200倍の水素ガスを吸収する性質を有している。また、図3に示すように、ノズル部材20の先端部31は鉄(Fe)等の卑金属で形成されていると共に、リング状の金属スペーサー30によって内管12の軸芯部に支持されている。さらに、この内管12及び水蒸気噴出ノズル13は、図1に示すように、マイクロ波放射主管11の端部より炉24内方向にスライド自在になっており、その突出量を調節することでマイクロ波の出力を自在に調節できるようになっている。
【0031】
また、図5に示すように、この燃焼ノズル部1が取り付けられる燃焼炉24は耐火煉瓦等からなる炉本体25の内壁に、アルミナ(Al2 3 )、酸化チタニウム(Ti2 3 )N型、酸化ストロンチウム(Sr2 3 )の混合物からなる光触媒層26が形成されており、この光触媒作用により、燃焼ノズル部1から炉24内に照射されたマイクロ波を複数の波長成分に分波するようになっている。尚、図中27は燃焼排ガスを排気する排気管、28はじゃま板である。
【0032】
以上において、本発明装置による燃焼方法の実施の一形態を説明する。
【0033】
先ず、図示しない電気ヒータ又は予熱バーナ等を用いて燃焼炉24内を400℃以上に予熱した後、図1に示すように、水燃焼装置の燃焼ノズル部1を燃焼炉24の炉壁15に取り付け、その直後、水燃料供給部4から燃焼ノズル部1の水蒸気噴出ノズル13に水燃料を高圧(数〜十数kg/cm2 )で供給すると共に、プラズマ放電等によって得られた高濃度のオゾン(O3 )をオゾン供給部3から内管12及びマイクロ波放射主管11内に供給する。すると、水蒸気噴出ノズル13内を流れる水燃料が炉24内の熱によって加熱されると同時に、触媒作用によりその一部が酸素と水素に分解して白金、パラジウムに一旦吸収された後、水素ガス及び酸素ガスとなってノズル先端側へ引き出され、燃料中の炭素と共に不安定なガス状態で水蒸気と共に炉24内へ放出される。
【0034】
次に、このような状態になったなら、この内管12内にマイクロ波発生部2から波長1m以下の極超短波(電磁波)を供給すると、図4及び図5に示すように、このマイクロ波がマイクロ波放射主管11内を反射しながらその先端部へ流れ、炉24内に放射された後、光触媒層26によって様々な波長に分解されて複合波長となった後、炉24内の水蒸気及びオゾンに衝突する。これによって、図3,図4及び図6に示すように、オゾンがこの複合波長によって一重項酸素(活性酸素)に破壊された後、炉24内の熱によって水蒸気中の水素及び微量炭素と共有還元波動燃焼及び誘導放出オーハー燃焼現象を起こし、高エネルギーと高熱を伴って燃焼することになる。その後、この燃焼に伴って発生した燃焼排ガスを熱交換器等に流すことにより、発生した高熱を取り出すことで有効に利用することができる。尚、この燃焼量は、オゾン及び水燃料の供給量を調節するほかに、上述したように、内管12及び水蒸気噴出ノズル13の突出量を制御することによって容易に調節することができる。
【0035】
そして、この燃焼によって発生した燃焼排ガスは、水と空気(オゾン)を燃料として発生したものであるため、黒煙や煤塵は勿論、窒素酸化物や硫黄酸化物が殆ど含まれていないクリーンな排ガスとなり、排煙処理設備を用いなくとも周囲の環境の悪化を招くことがない。
【0036】
また、図5に示すように、炉24内壁の光触媒層26によって発生した複合波長は、この燃焼に際して万一ダイオキシンなどの有害物質が発生しても強力な酸化力によって無害な成分、例えば、炭酸ガス,水蒸気等に分解してしまうため、これがそのまま大気中に放出されてしまうことはない。
【0037】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下の如く優れた効果を発揮することができる。
【0038】
(1)地球上に無尽蔵に存在する水と空気(オゾン)を燃料として用いることができるため、画期的なエネルギー革命を起こすことができる。
【0039】
(2)水を主成分とする燃料を用いるため、黒煙や、煤塵、窒素酸化物、硫黄酸化物などの有害物質や、ダイオキシンなどの有毒物質を発生することがない。
【0040】
(3)運転に際して必要なものは、マイクロ波やオゾンを発生するだけの僅かな電力で済むため、運転経費が大幅に低減される。
【0041】
(4)構造が比較的簡単であるため、既存の燃焼炉などを僅かな改良を施すだけでそのまま設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の実施の一形態を示す構成図である。
【図2】本発明装置に係る燃焼ノズル部の要部を示す拡大断面図である。
【図3】本発明装置の作用を示す概念図である。
【図4】本発明装置の作用を示す概念図である。
【図5】本発明装置を取り付ける炉内構造を示す概略図である。
【図6】本発明に係るオーハー燃焼作用を示す概念図である。
【符号の説明】
1 燃焼ノズル部
2 マイクロ波発生部
3 オゾン供給部
4 水燃料供給部
11 マイクロ波放射主管
12 内管
13 水蒸気噴出ノズル
20 ノズル部材
21 送水管
26 光触媒層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel combustion apparatus capable of burning water and air (ozone) using a microwave and a special metal material.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Currently, most of the energy situation in Japan currently depends on nuclear power such as uranium and plutonium, or fossil fuels such as oil, coal and natural gas.
[0003]
However, since nuclear energy generates radioactive substances that are harmful to the human body and the environment, there are drawbacks in that high safety is required and high costs are required for handling. In addition, there are many problems that must be solved politically and technically in order to construct new nuclear facilities such as nuclear power plants, and it will take many years to become the mainstream of energy in Japan.
[0004]
On the other hand, as is well known, fossil fuels such as petroleum, coal and natural gas generate a large amount of air pollutants such as carbon dioxide, dust, nitrogen oxides and sulfur oxides and harmful substances such as dioxins upon combustion. There is a risk of causing global warming and environmental destruction, and a lot of time and cost are spent on countermeasures.
[0005]
Furthermore, Japan is scarce of these energy resources, and all must depend on foreign countries, but there is no guarantee that these resources will be supplied stably in the future.
[0006]
Therefore, the present invention has been devised in order to effectively solve such problems, and its purpose is inexhaustible on the earth in place of nuclear resources and fossil fuels having such various problems. The present invention provides a novel and useful water combustion apparatus that can use water and air (ozone) as fuel.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is that an inner tube is coaxially installed in a microwave radiation main tube attached so that an end portion thereof faces the combustion furnace, and a steam jet nozzle is provided in the inner tube. A combustion nozzle section, a microwave generation section that feeds microwaves into the combustion nozzle section, an ozone generation section that supplies ozone to the combustion nozzle section, and a water fuel containing water as a main component is supplied to the steam jet nozzle and a fuel supply unit for, and, together with the forms in water pipes and high parametric indium and platinum with the potentials of the nozzle member of the water supply pipe end of the steam nozzle, lower nozzle member tip potentials iron (Fe ).
[0008]
In other words, the present inventors have studied over many years to use infinitely existing water and air as fuels on the earth. As a result, by combining microwaves, ozone and special metal materials, water and air (ozone) are combined. The present inventors have found that it can be used as a fuel and have arrived at the present invention.
[0009]
Although this principle is currently under intensive research, the present inventors speculate that the ozone supplied into the combustion nozzle part is due to the catalytic action and microwave energy of the water vapor jet nozzle made of palladium and platinum. After being destroyed by heating and reduced to active oxygen (singlet oxygen) and ejected into the furnace, this active oxygen is chemically bonded to hydrogen in high-temperature and high-pressure steam that is also ejected from the steam ejection nozzle into the furnace. It is presumed that this is so-called shared reduction wave combustion using the energy generated at the time. Here, the hydrogen in the water vapor is because part of the hydrogen occluded in the noble metal is released into the furnace for the following reason.
[0010]
That is, a high potential such parametric indium and platinum precious metals, by combining a base metal such as iron (Fe), resulting difference in contact potential by contact with the lower base metal having high noble metal and potential of the potential. This is considered to be because hydrogen having a negative potential occluded in the noble metal is extracted to the tip of the nozzle and released into the furnace together with water vapor due to this potential difference.
[0011]
In addition to this shared reduction wave combustion, it is presumed that so-called stimulated emission oher combustion as shown below also occurs.
[0012]
First, the oxygen ratio and energy (koal / mol) required for combustion are ground state oxygen (Sigma 3 3 Σ g → 0), singlet oxygen (Delta G one 1 Δ g → 22.5 → basal oxygen). 22.5 koal / mol higher energy, especially in the hole body, the photochemical reaction is the highest and the lifetime is the longest), singlet oxygen (Sigma g one 1 Σ g → 37.5 → this is the delta g one with photochemical reaction There are four types : superoxide (O 2 → −9.9).
[0013]
Then, when an electromagnetic wave (microwave) is applied to the air, only oxygen becomes active oxygen, and when the active oxygen is blown into water vapor, the water vapor and the active oxygen chemically react to form a hydroxy radical (OH). This hydroxy. Radicals deprive water vapor of hydrogen (H), and just oher combustion such as HOH → H 2 O occurs. When this HOH binds to H 2 O, enormous energy is released. In short, this is stimulated emission ohmic combustion using microwaves of active oxygen.
[0014]
Therefore, since only high-temperature heat, water vapor, and very little carbon dioxide are generated by this combustion, as well as black smoke and soot when burning fossil fuel, nitrogen oxide, sulfur oxide, etc. A clean exhaust gas containing almost no harmful substances is generated.
[0015]
Next, the second invention electrically connects the nozzle member of the steam jet nozzle and the inner tube tip with a contact fitting, and connects the inner tube together with the steam jet nozzle from the tip of the microwave radiation main tube into the furnace. This allows the microwave output to be freely controlled even manually.
[0016]
In other words, this is like a control rod that is a kind of nuclear reactor operation control, and acts as an isolator that absorbs or extinguishes output when the output suddenly exceeds the tuning criticality or some accident occurs during operation. It is to be made. For example, if this is slid in the furnace direction, the output will increase, and if it is pulled in the opposite direction, the output will decrease. In other words, those that form an important role when entering the wavelength level of the microwave emitted from such microwave radiation main into the furnace to the highest tuning the critical speed. The isolator is one type of nonreciprocal transmission circuit element having two openings, and is an element that has a small transmission loss in one direction but a large loss in the reverse direction. And when connecting and using two electric power transmission elements, when the mutual interference by reflection of each element exists, it inserts between both and is used in order to remove interference.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, if a photocatalyst layer made of a mixture of alumina, titanium N-type, and strontium oxide is formed on the inner surface of the furnace wall to which the combustion nozzle portion is attached, Waves are decomposed into various wavelength components by the photocatalytic action of the photocatalyst layer, so that ozone, which is required for the present invention, as well as harmful substances such as dioxin in the exhaust gas should be generated by this composite wavelength. After being decomposed into harmless components, it is released into the atmosphere.
[0018]
Such a phenomenon is under intensive research, but when the photocatalyst layer is irradiated with microwaves when the furnace temperature is 400 ° C. or higher, the photocatalytic layer undergoes a photochemical reaction. This generates an electron hole pair, and after the electron moves to the inside of the photocatalyst layer and the hole moves to the surface, this hole photoreacts with fine particles on the surface and a small amount of moisture, and has a strong oxidizing power. Is generated, and it is decomposed into various wavelengths (medium wave, short wave, ultra short wave, ultra high frequency wave, microwave, millimeter wave), and these combined wavelengths generate intense oxidizing power in the furnace, and single ozone It is presumed to decompose oxygen into harmful oxygen and harmful substances.
[0019]
This phenomenon will be described in more detail as follows.
[0020]
When the furnace temperature is set to 400 ° C., the titanium oxide N-type and strontium oxide are heated, and the surface generates the same oxidizing power as when the surface is heated to 70,000 ° C. to 100,000 ° C. . In general, the titanium oxide N type exhibits the same oxidizing power when the surface is heated to 30,000 ° C. or more when ultraviolet rays or heat is applied, and oxidatively decomposes environmental pollutants in water and air. For example, the organic matter is decomposed into CO 2 and H 2 O. That is, when titanium oxide is irradiated with light having an energy higher than that of an N-type semiconductor (band gap = anatase 3.2 eV, rutile 3.0 eV) (anatase is 387 nm or less, rutile is 413 nm or less), a photochemical reaction occurs.
[0021]
When microwaves and ozone are injected when various wavelengths fly into the furnace and reach a critical state due to the phenomenon as described above, ozone is singlet due to high temperature and strong oxidizing power in the furnace. Decomposed into oxygen (active oxygen). At this time, if a fossil fuel is added as a catalyst to the water fuel, carbon in the fossil fuel is combined to generate a small amount of carbon dioxide (CO 2 ). When this is illustrated, a phenomenon of one ratio and two ratios as shown in FIG. 6 occurs.
[0022]
The component of the water fuel used in the present invention is 100% water (H 2 O) in principle. For example, as shown below, fossil fuel or the like may be appropriately added at a ratio.
[0023]
(1) 5% fossil fuel and 5% saccharol for 90% water
(2) 10% fossil fuel and 10% saccharol for 80% water
(3) 10% alcohol and 10% saccharol for 80% water
(4) 25% mixture of alcohol, acetone and saccharol with 75% water
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
FIG. 1 shows an embodiment of a water combustion apparatus using a microwave according to the present invention.
[0026]
As shown in the figure, this water combustion apparatus includes a cylindrical combustion nozzle section 1, a microwave generation section 2 that supplies a microwave into the combustion nozzle section 1, and ozone ( Ozone supply unit 3 containing a microwave power source, an isolator, a power monitor, a switch, etc. to supply O 3 ), and a water fuel for supplying water fuel containing water as a main component into the combustion nozzle unit 1 It is mainly composed of the supply unit 4.
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 2, the combustion nozzle portion 1 includes a microwave radiation main tube 11 constituting an outer tube, and an inner tube inserted coaxially into the microwave radiation main tube 11 via a spacer 16. 12 and a water vapor jet nozzle 13 inserted into the inner pipe 12, and the furnace wall 15 is connected via a mounting flange 14 and a mounting plate 29 provided outside the microwave radiation main pipe 11. It is inserted into the mounting hole 17 and is mounted so that its tip end faces the furnace.
[0028]
Ozone supply lines 18 and 18 are connected to the microwave radiation main pipe 11 and the inner pipe 12, respectively, and ozone gas supplied from the ozone supply unit 3 is respectively supplied to the inner pipe 12 and the inner pipe 12 and microwave radiation. The main pipe 11 is branched and supplied. The microwave radiation main tube 11 and the inner tube 12 are made of a base metal excellent in corrosion resistance and heat resistance, such as stainless steel.
[0029]
Further, a microwave ozone supply pipe 19 is connected to the inner pipe 12 so that microwaves having a wavelength of 1 m or less generated by the above-described microwave generator 2 are supplied. .
[0030]
Further, the steam jetting nozzle 13 includes a nozzle member 20 facing the furnace interior, is composed of a water pipe 21 for being connected to the nozzle member 2 0, via the water fuel supply line 22 connected to the water supply pipe 21 Thus, the water fuel supplied from the water fuel supply unit 4 is heated and vaporized and is jetted from the steam jet nozzle 13 into the furnace. Further, the water supply pipe 21 constituting the water vapor jet nozzle 13 is formed of palladium (Pd), which is a hydrogen storage metal that stores hydrogen gas of about 900 times its own volume under conditions of 400 to 500 ° C. or higher. The nozzle member 20 is made of platinum (Pt), which is an oxygen storage metal that stores oxygen gas of about 100 times its own volume at about 100 ° C. In addition, this platinum (platinum) has the property to discharge | release this again at 300-400 degreeC, or to absorb hydrogen gas 100 to 200 times with oxygen gas. As shown in FIG. 3, the tip portion 31 of the nozzle member 20 is formed of a base metal such as iron (Fe) and is supported on the shaft core portion of the inner tube 12 by a ring-shaped metal spacer 30. . Further, as shown in FIG. 1, the inner pipe 12 and the water vapor jet nozzle 13 are slidable in the furnace 24 from the end of the microwave radiation main pipe 11 , and the microscopic amount can be adjusted by adjusting the protruding amount. Wave output can be adjusted freely.
[0031]
As shown in FIG. 5, a combustion furnace 24 to which the combustion nozzle portion 1 is attached has alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (Ti 2 O 3 ) N on the inner wall of a furnace body 25 made of refractory brick or the like. A photocatalytic layer 26 made of a mixture of strontium oxide (Sr 2 O 3 ) is formed, and by this photocatalytic action, the microwave irradiated from the combustion nozzle portion 1 into the furnace 24 is demultiplexed into a plurality of wavelength components. It is supposed to be. In the figure, 27 is an exhaust pipe for exhausting combustion exhaust gas, and 28 is a baffle plate.
[0032]
The embodiment of the combustion method by the apparatus of the present invention will be described above.
[0033]
First, after the interior of the combustion furnace 24 is preheated to 400 ° C. or higher using an electric heater or a preheating burner (not shown), the combustion nozzle portion 1 of the water combustion apparatus is attached to the furnace wall 15 of the combustion furnace 24 as shown in FIG. Immediately after the attachment, water fuel is supplied from the water fuel supply unit 4 to the steam jet nozzle 13 of the combustion nozzle unit 1 at a high pressure (several to several tens of kg / cm 2 ), and a high concentration obtained by plasma discharge or the like. Ozone (O 3 ) is supplied from the ozone supply unit 3 into the inner tube 12 and the microwave radiation main tube 11. Then, the water fuel flowing in the steam jet nozzle 13 is heated by the heat in the furnace 24, and at the same time, a part of the water fuel is decomposed into oxygen and hydrogen by the catalytic action and once absorbed by platinum and palladium. The oxygen gas is drawn to the nozzle tip side, and is released into the furnace 24 together with water vapor in an unstable gas state together with the carbon in the fuel.
[0034]
Next, when such a state is reached, when an ultra-short wave (electromagnetic wave) having a wavelength of 1 m or less is supplied from the microwave generator 2 into the inner tube 12, the microwave is generated as shown in FIGS. Flows to the tip of the microwave radiation main tube 11 while being reflected, and is radiated into the furnace 24. Then , it is decomposed into various wavelengths by the photocatalyst layer 26 to form composite wavelengths. Collides with ozone. As a result, as shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 6, after ozone is destroyed to singlet oxygen (active oxygen) by this composite wavelength, it is shared with hydrogen and trace carbon in the steam by the heat in the furnace 24. Reduced wave combustion and stimulated emission oher combustion occur, and it burns with high energy and high heat. Thereafter, the flue gas generated along with this combustion is passed through a heat exchanger or the like, so that the generated high heat can be taken out and used effectively. In addition to adjusting the supply amounts of ozone and water fuel, the combustion amount can be easily adjusted by controlling the protruding amounts of the inner pipe 12 and the water vapor jet nozzle 13 as described above.
[0035]
Since the combustion exhaust gas generated by this combustion is generated using water and air (ozone) as fuel, clean exhaust gas containing almost no nitrogen oxides or sulfur oxides as well as black smoke and dust. Therefore, the surrounding environment is not deteriorated without using a smoke treatment facility.
[0036]
In addition, as shown in FIG. 5, the composite wavelength generated by the photocatalyst layer 26 on the inner wall of the furnace 24 is harmless due to strong oxidizing power even if harmful substances such as dioxin are generated during the combustion, for example, carbonic acid. Since it decomposes into gas, water vapor, etc., it is not released into the atmosphere as it is.
[0037]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
[0038]
(1) Since water and air (ozone) that exist infinitely on the earth can be used as fuel, an epoch-making energy revolution can be caused.
[0039]
(2) Since a fuel mainly composed of water is used, no harmful substances such as black smoke, soot, nitrogen oxides and sulfur oxides, and toxic substances such as dioxins are generated.
[0040]
(3) Since only a small amount of electric power is required to generate microwaves and ozone, the operating cost is greatly reduced.
[0041]
(4) Since the structure is relatively simple, an existing combustion furnace or the like can be installed as it is with a slight improvement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of a combustion nozzle part according to the apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the operation of the device of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the operation of the device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing an in-furnace structure to which the apparatus of the present invention is attached.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an oher combustion action according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion nozzle part 2 Microwave generation part 3 Ozone supply part 4 Water fuel supply part
11 Microwave radiation main pipe
12 Inner pipe
13 Steam jet nozzle
20 Nozzle material
21 Water pipe
26 Photocatalyst layer

Claims (3)

端部が燃焼炉内に臨むように取り付けられるマイクロ波放射主管内に内管を同軸上に設置すると共にこの内管内に水蒸気噴出ノズルを備えた燃焼ノズル部と、この燃焼ノズル部内にマイクロ波を送り込むマイクロ波発生部と、この燃焼ノズル部にオゾンを供給するオゾン発生部と、水を主成分とする水燃料を上記水蒸気噴出ノズルに供給する燃料供給部とを備え、かつ、上記水蒸気ノズルの送水管及びこの送水管端部のノズル部材をそれぞれパラジウム(Pd)及びプラチナ(Pt)で形成すると共に、上記ノズル部材先端部を鉄(Fe)で形成したことを特徴とするマイクロ波を用いた水燃焼装置。  An inner pipe is coaxially installed in a microwave radiation main pipe that is attached so that the end faces the combustion furnace, and a combustion nozzle section having a steam jet nozzle in the inner pipe, and a microwave is introduced into the combustion nozzle section. A microwave generation unit that feeds in, an ozone generation unit that supplies ozone to the combustion nozzle unit, and a fuel supply unit that supplies water fuel containing water as a main component to the water vapor ejection nozzle. A microwave was used in which the water pipe and the nozzle member at the end of the water pipe were formed of palladium (Pd) and platinum (Pt), respectively, and the tip of the nozzle member was formed of iron (Fe). Water combustion device. 上記水蒸気噴出ノズルのノズル部材と内管先端部とを接触金具で電気的に接続すると共に、この内管を水蒸気噴出ノズルと共に上記マイクロ波放射主管先端部から炉内へスライド自在に突出させたことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波を用いた水燃焼装置。  The nozzle member of the water vapor jet nozzle and the inner tube tip are electrically connected by a contact fitting, and the inner tube is slidably projected from the microwave radiation main tube tip with the water vapor jet nozzle into the furnace. The water combustion apparatus using the microwave according to claim 1. 上記燃焼炉の炉壁内面に、アルミナ、酸化チタニウムN型、酸化ストロンチウムの混合物からなる光触媒層を形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロ波を用いた水燃焼装置。The water combustion apparatus using a microwave according to claim 1 or 2, wherein a photocatalyst layer made of a mixture of alumina, titanium oxide N-type, and strontium oxide is formed on an inner surface of the furnace wall of the combustion furnace .
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