電子水の燃焼方法
【課題】電子を豊富に含む電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、ガス系燃料或いは石油系燃料との同時燃焼及び電子水単独での燃焼を可能とする燃焼方法を提供する。
【解決手段】電子を豊富に含む電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、ガス系燃料との同時燃焼において、電子水の重量配合比９０％以上を可能とし、石油系燃料との同時燃焼においては電子水の体積配合比９０％以上を可能とし、さらに電子水１００％の燃焼を可能とすることを特徴とする。
【解決手段】電子を豊富に含む電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、ガス系燃料との同時燃焼において、電子水の重量配合比９０％以上を可能とし、石油系燃料との同時燃焼においては電子水の体積配合比９０％以上を可能とし、さらに電子水１００％の燃焼を可能とすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、活性化された電子水を燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させる燃焼方法に関するものであり、電子水とガス系燃料との同時燃焼、或いは電子水と石油系燃料との同時燃焼、或いは電子水単独での燃焼を可能とする燃焼方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水の成分は水素と酸素であり、水を燃料として使用する試みは従来よりなされている。例えばエマルジョン燃料は、水と油を界面活性剤を使用して混合し、燃焼させるものであるが、一般の水の場合、４，３００℃以上でないと水素と酸素に分離せず、従ってエマルジョン燃料の場合は、水自身は燃焼せず、水が蒸発する際の急激な体積膨張により、油の粒子を微小化し、燃焼効率の向上を図るものである。しかし装置が高額であり、水の蒸発時の潜熱が大であり、燃焼温度が低下する、装置の故障が多い等多くの問題があり、実用化は余り進んでいない。また水を低温度で燃焼させる試みがなされており、３８０℃の温度で燃焼に成功したとの発表もある。これは水を触媒とともに加熱し、蒸発させ、さらに第２の触媒の存在下に３８０℃まで加熱して点火燃焼させるものであるが、現在のところ実用化はなされていない。
電子を豊富に含み電子活性化された水を、軽油、灯油、重油等の石油系燃料と混合し、バーナ装置により燃焼する水燃料とオイル混合バーナ装置が一部において実用化されているが、電子を豊富に含み活性化された電子水の配合比は体積比で３０％程度である。電子水配合比７０％以上或いは電子水１００％燃焼の装置は未だ開発されていない。水の成分である水素を燃料として使用することは、炭酸ガス、窒素酸化物，硫黄酸化物等が発生せず、地球温暖化防止、環境改善、省資源の面より極めて好ましいことであり、水１００％燃焼装置の開発は、省資源、地球温暖化防止、環境改善の面より望まれている事である。
【０００３】
本願発明に関する公知技術として次の非特許文献を挙げることができる。
【０００４】
【非特許文献１】「水を燃やす技術」、第６３頁〜６５頁
【非特許文献２】「水燃料＋オイル混合バーナー」、イズミ工業社カタログ
【非特許文献】「マイクロバブルの世界」、第９６〜１０８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如く、水と油を界面活性剤を使用して混合したエマルジョン燃料が一部において実用化されているが、設備に故障が多い、発熱量が少ない等の原因により実用化はあまり進んでいない。また電子を豊富に含んだ電子水を軽由・灯油・重油等の石油系燃料と混合し、燃料バーナ装置により燃焼させる燃焼装置が一部において実用化されているが、電子を豊富に含んだ電子水の体積配合比は３０％程度であり、また燃焼時の発熱量も期待ほどではなく、実用化は進んでいない。さらに電子水１００％での燃焼方法は未だ開発されていない。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、電子を豊富に含む電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりによりさらに活性化させ、ガス或いは油との同時燃焼において、電子水の配合割合を重量比で８０％以上可能とし、さらに電子水単独１００％での燃焼を可能とする電子水の燃焼方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の電子を豊富に含んだ電子水の燃焼方法は、該電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさら活性化にさせ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、プロパンガス或いはブタンガス等のガス系燃料との同時燃焼を可能とする電子水の燃焼方法であり、同時燃焼における電子水の重量配合比はガス系燃料の場合２０〜８０％以上である。
【０００８】
上記目的を達成する本発明の電子を豊富に含んだ電子水の燃焼方法は、該電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさら活性化にさせ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、軽油または灯油または重油等との石油系燃料との同時燃焼を可能とする電子水の燃焼方法であり、同時燃焼における電子水の体積配合比は石油系燃料の場合２０〜８０％以上である。
【０００９】
上記目的を達成する本発明の電子を豊富に含んだ電子水の燃焼方法は、電子水を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさら活性化にさせ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、電子水１００％の燃焼方法である。
【００１０】
本発明において使用する上述の電子を豊富に含んだ電子水は、電子水原液を５００〜２０，０００倍、好ましくは、１，０００〜１０，０００倍に水道水、湧水等で希釈した希釈水であり、電子を１ｃｃ当り１０兆個以上好ましくは１００兆個以上含有する活性化された電子水である。電子水原液は、水道水、湧水、河川の水等より化学的方法により製造された電子水である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、電子を豊富に含んだ電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させることにより、電子水を構成する水素原子と酸素原子の結合力が低下し、３５０〜３８０℃以下の低温度で水素と酸素に分離し、分離した水素が酸素と反応して燃焼する。従って電子水単独での燃焼が可能となり、さらにプロパンガス、ブタンガス等のガス系燃料及び灯油、重油等の石油系燃料との同時燃焼も容易となる。ガス系燃料との同時燃焼における電子水の配合比は重量比で８０％以上においても燃焼が可能となり、石油系燃料との同時燃焼における電子水の配合比は、体積比で８０％以上においても燃焼が可能となる。電子水の燃焼は、水素の燃焼であり、排気物は水であり、炭酸ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害ガスが発生することがなく、クリーンエネルギーとして環境改善、地球温暖化防止に貢献できると共に、燃料費の大幅低減にも貢献しうるのである。また実際使用に際しては、原液を１，０００〜１０，０００倍に水道水等で希釈して使用するので、輸送費が低減し、燃料の維持・管理費が低減し、安全性も向上し、販売も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の実施の形態にかかわり、図１は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水にマイクロバルブ及びナノバブルを発生させて活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させるに際し、電子水とプロパンガスまたはブタンガス等のガス系燃料との同時燃焼を可能とする燃焼方法の１例図である。
【００１４】
図２は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水にマイクロバルブ及びナノバブルを発生させて活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させるに際し、電子水と軽油または灯油または重油等の石油系燃料との同時燃焼を可能とする燃焼方法の１例図である。
【００１５】
図３は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水にマイクロバルブ及びナノバブルを発生させて活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させる電子水１００％での燃焼可能な燃焼方法の１例図である。
【００１６】
図４は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水において、電子の存在を示すバブルチェンバー現象である。
【００１７】
図１において、１は、電子を豊富に含んだ電子水の希釈水１ｅを入れた電子水タンクであり、電子水の希釈水１ｅはポンプ７により電子水用配管１ａを通してマイクロバブル発生装置２に送られ、希釈水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルが発生する。なお適量の空気が配管１ａの途中において供給される。マイクロバブル及びナノバブルが発生し活性化された電子水２ｅは電子水タンク３内に一時的に短時間５〜１０分間蓄えられ、さらにポンプ７ａにより燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られる。
【００１８】
なおマイクロバブル発生により活性化された電子希釈水２ｅは途中において加熱装置５により２００℃以上に加熱され、ガス化してガス化電子水５ｅが燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られ、燃焼を開始する。８は送風機、９は燃焼炉である。希釈電子水１ｅは予め電子水原液を水道水等で１，０００〜１０，０００倍に希釈したものである。なおガス化電子水５ｅの燃料バーナ装置等の燃焼装置４による燃焼開始は、燃焼炉内温度が予めガス系燃料の燃焼により燃焼炉９内温度が３５０℃以上に達した時点で開始するのが好ましい。
【００１９】
６は、プロパンガス、ブタンガス等のガス系燃料のボンベであり、ガス６ｆが燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られ、燃焼を開始する、６ｂはガス流量調節弁である。炉内温度が３５０℃以上に達した時点で電子水２ｅを燃料バーナ装置４に送り燃焼を開始する。マイクロバブル及びナノバブル発生により活性化されガス化されたガス化電子希水５ｅの発火・燃焼開始温度は３５０〜３８０℃であった。
【００２０】
希釈された電子水中に含まれる電子数は、電子水１ｃｃ当たり１０兆個以上、好ましくは１００兆個以上である。
【００２１】
電子水タンク１内の電子水１ｅは、自由電子を豊富に含んでおり、その自由電子の働きにより、水分子を構成する水素原子のＫ殻及び酸素原子のＫ殻、Ｌ殻の電子がエネルギーを得て活性化し、Ｍ殻に移動し、原子核との結合力が弱まり、５５０℃前後で水素と酸素に分離し、水素が酸素と反応して燃焼開始する。一般の水は４，３００℃以上でないと水素と酸素に分離しない。
【００２２】
電子水にマイクロバブル及びナノバブルを発生させる方法としては、電子水タンク１内の希釈電子水１ｅをポンプ７によりマイクロバブル発生装置２に送り、マイクロバブル及びナノバブルを発生させる。マイクロバブル発生装置の構造としては、特に限定されるものではないが、本実施例においてはせん断型ラインミキサータイプを使用した。発生したマイクロバブル及びナノバブルの大きさは、直径０．２〜３μｍであった。
【００２３】
液体中のマイクロバブル及びナノバブル発生の効果としては、電子水中にマイクロバブル発生により電子水のミクロ粒子群と、空気のミクロ粒子群とが、連続して激しく衝突し合い反応し、反応部には、４０キロヘルツ以上の超音波が発生する。
【００２４】
微細気泡の発生および超音波のキャビテーション効果により、電子水は微粒化し、表面積は著しく増大し、活性化され、加熱による蒸発が促進され、水素原子と酸素原子の結合力が弱まり、３５０℃前後で水素と酸素に分離し、水素が酸素と反応して燃焼する。
【００２５】
希釈電子水１ｅの原液は、水道水、湧水、河川の水等一般の水を原料とし、水とカルシュム及びマグネシウムを含む鉱石との化学反応により得られた強アルカリ溶液を、数気圧の圧力下で精製して得られたものである。燃料として使用する場合は、精製された原液を希釈して使用する。
【００２６】
希釈電子水１ｅの発熱量は、水に含まれる水素の酸素との反応により発生する発熱量に等しい。したがって電子水１ｌ中に含まれる水素は０．１１１ｋｇであり、水素１ｋｇの発熱量（低位発熱量）は２８，８００ｋｃａｌであるので、計算上電子水１ｌの発熱量は約３，２００ｋｃａｌとなる。これは液化プロパンガスの発熱量６，１００ｋｃａｌ／ｌの約５２％である。
【００２７】
しかしながら、電子水とガスとの同時燃焼においては、炉の燃焼効率が大幅に向上し、炭酸ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物等の排気ガスも大幅に減少している。燃焼効率が向上するのは、供給空気量の減少による炉内温度低下の減少もその原因の一つであり、また電子水とガスとの同時燃焼における電子水とガスとの相互作用により燃焼効率が向上することも考えられる。
【００２８】
電子を豊富に含んだ電子水を燃料として使用する場合、精製された原液を１０，０００倍に希釈して使用する。したがって原液１ｌは、希釈して１０，０００ｌとなり、これは単純に発熱量から比較すると５，７００ｌの液化プロパンガスに相当する。しかし燃焼効率等考慮すると６，０００ｌ〜６，５００ｌ以上に相当し、燃料の輸送費、維持費も大幅に低減し、安全性も向上する。なお希釈倍率は特に１０，０００倍に限定されるものではない。
【００２９】
なおマイクロバブル及びナノバブル発生により活性化された電子水の発火温度の確認は、燃焼炉９内の温度を上昇させ、燃焼炉内の温度がある一定温度以上になったとき電子水を炉内に噴射し、電子水が燃焼するときの温度で判定している。例えば炉内の温度が５００℃に達したとき、噴射した電子水が発火燃焼すると、電子水の発火温度は５００℃としている。
【００３０】
燃焼炉９内の温度上昇は、電子水とプロパンガス等のガス系燃料或いは石油系燃料との同時燃焼においては、ガス系燃料或いは石油系燃料等を予め燃料バーナ装置４より噴射・燃焼させることにより行う。もし炉内温度が電子水の発火温度に達していない場合は、ガス化電子水５ｅを燃料バーナ装置により炉内に噴射しても、電子水は燃焼せず、水蒸気が発生するのみである。
【００３１】
電子水とガス系燃料との同時燃焼においては、燃料バーナ装置４の構造としては、特に限定されるものではないが、燃料バーナ装置４の中心部よりガス化電子水を噴射し、ガス系燃料或いは石油系燃料は、ガス化電子水噴出孔の周辺部より噴射するように噴出孔を配置している。
【００３２】
電子水２ｅとプロパンガスとの同時燃焼においては、重量配合比は電子水２ｅ／プロパンガス６ｆ＝９０／１０の配合比でも燃焼可能であるが、燃焼炉９内温度が高温度例えば１，０００℃以上を必要とする場合、昇温時間の短縮を図る場合においては重量配合比において電子水２ｅ／プロパンガス６ｆ＝３０／７０〜４０／６０程度が好ましい。燃焼炉９内温度の維持のみの場合は、燃焼炉内維持温度にもよるが、配合比電子水２ｅ／プロパンガス６ｆ＝５０／５０〜８０／２０程度が好ましい。なおこれはプロパンガスのみならずブタンガス等においても同様である。
【００３３】
電子を豊富に含む電子水であってマイクロバブル発生未実施の場合においては、電子水とプロパンガスとの同時燃焼の場合、重量配合比は電子水／プロパンガス＝６０／４０程度までであった。
【００３４】
図２は、電子水タンク１内の電子水１ｅに、マイクロバブル発生装置２によりマイクロバブル及びナノバブルを発生させ活性化された電子水２ｅと、石油タンク１０内の石油系燃料１０ｆたとえば灯油との同時燃焼を可能とする電子水燃焼装置の１例図である。
【００３５】
１は、電子を豊富含んだに電子水の希釈水１ｅを入れた電子水タンクであり、電子水の希釈水１ｅはポンプ７により電子水配管１ａを通してマイクロバブル発生装置２に送られ、希釈水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルが発生する。なお適量の空気が配管１ａの途中において供給される。マイクロバブル及びナノバブルが発生し活性化された電子水２ｅは電子水タンク３内に一時的に短時間５〜１０分間蓄えられ、さらにポンプ７ａにより燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られる。
【００３６】
なおマイクロバブル発生により活性化された電子希釈水２ｅは途中において加熱装置５により２００℃以上に加熱され、ガス化してガス化電子水５ｅが燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られ、燃焼を開始する。７ｂはポンプ、１０ａは配管、１０ｂは油量調節弁、８は送風機、８ａは空気配管、９は燃焼炉である。希釈電子水１ｅは予め電子水原液を水道水等で１，０００〜１０，０００倍に希釈したものである。なおガス化電子水５ｅの燃料バーナ装置等の燃焼装置４による燃焼開始は、燃焼炉内温度が予め石油系燃料の燃焼により燃焼炉９内温度が３８０℃以上に達した時点で開始するのが好ましい。
【００３７】
マイクロバブル及びナノバルブ発生により活性化されガス化されたガス化電子水５ｅの燃焼開始温度は、３８０〜４１０℃であった。従来、灯油との同時燃焼においては、電子を豊富に含んだ電子水の噴射では、燃焼炉９内の温度が５５０℃以上にならないと電子水が水素と酸素に分離せず、燃焼することはなかった。
【００３８】
活性化された電子水２ｅと灯油との同時燃焼においては、体積配合比電子水２ｅ／灯油１０ｆ＝９０／１０の配合比でも燃焼可能であるが、燃焼炉９内温度が高温度例えば１，０００℃以上を必要とする場合、昇温時間の短縮を図る場合においては体積配合比において電子水２ｅ／灯油１０ｆ＝２０／８０〜３０／７０程度が好ましい。燃焼炉９内温度の維持のみの場合は、燃焼炉内維持温度にもよるが、配合比電子水２ｅ／灯油１０ｆ＝５０／５０〜７０／３０程度が好ましい。なおこれは灯油のみならず軽油、Ａ重油等においても同様である。
【００３９】
電子を豊富に含む電子水であってマイクロバブル発生未実施の場合においては、電子水と灯油との同時燃焼の場合、体積配合比は電子水／灯油＝３０／７０程度までであった。
【００４０】
図３は、電子水タンク１内の希釈電子水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルを発生させ、活性化された電子水２ｅを燃料バーナ装置により燃焼させる電子水１００％の燃焼における燃焼装置の１例図である。
【００４１】
１は、電子を豊富含んだに電子水の希釈水１ｅを入れた電子水タンクであり、電子水の希釈水１ｅはポンプ７により電子水配管１ａを通してマイクロバブル発生装置２に送られ、希釈水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルが発生する。なお適量の空気が配管１ａの途中において供給される。マイクロバブル及びナノバブルが発生し活性化された電子水２ｅは、電子水タンク３内に一時的に短時間５〜１０分間蓄えられ、さらにポンプ７ａにより燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られる。
【００４２】
活性化された電子水２ｅはポンプ７ａにより電子水配管３ａを通して燃焼バーナ装置４に送られるが、途中においてヒータ５により加熱され、ガス化したガス化電子水５ｅは燃料バーナ装置４により噴射される。ヒータ装置５による電子水５ｅの加熱温度は２５０℃以上である。
【００４３】
燃料バーナ装置４により噴射された噴射ガス化電子水４ｅは、さらに加熱体１１により加熱され着火して火炎１１ｅとなり、燃焼炉９の内部を加熱する。加熱体１１の内部は８００〜９００℃以上に加熱されており、噴射ガス化電子水４ｅは加熱体１１内面の高温部通過の際着火・燃焼開始する。なお加熱体１１の内径は５０〜７０ｍｍである。
【００４４】
希釈電子水１ｅは、電子水原液を水道水等で１０，０００倍に希釈したものであり、希釈電子水中に含まれる電子数は、電子水１ｃｃ当たり１０兆個以上、好ましくは１００兆個以上である。
【００４５】
希釈電子水のみの燃焼では、例えば電子水１ｌ中の水素量は０．１１１Ｋｇであり、水素１Ｋｇの発熱量を２８，８００ｋｃａｌとすると約３，２００ｋｃａｌとなる、これは灯油等の発熱量８，７００ｋｃａｌの約３７％である。しかし供給空気量は少なくて済み、燃焼効率が高く、炭酸ガスＣＯ２、窒素酸化物ＮＯｘ、硫黄酸化物ＳＯｘ等の排気ガスの発生が少なく、環境面において好ましいものであり、一般民需用として将来性は大であると考えられる。
【００４６】
図４は、本発明において使用する電子水中に存在する自由電子の存在を示すバブルチェンバー現象の拡大図である。電子を豊富に含んだ電子水を透明なコップに入れ、冷蔵庫内で１〜２日冷凍すると白い無数の線状の軌跡が見られる。これは電子が氷中を移動した際、そのエネルギーで氷を溶かし、細いトンネル状に発生したものである。電子の存在の確認は容易ではないが、本バブルチェンバー現象では容易に電子の存在を確認できる。なお一般の水では、バブルチェンバー現象は確認できない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の電子水の燃焼方法は、水の成分である水素を燃料として使用する電子水の燃焼方法を提供するものであり、省資源、炭酸ガス削減による地球温暖化防止、さらには燃料費低減の面よりみて実用化の可能性は大であり、社会に貢献するところは大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】 本発明を実施するためのマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化された電子水とプロパンガス等のガス系燃料との同時燃焼方法を示す１例図。
【図２】 本発明を実施するためのマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化された電子水と灯油等の石油系燃料との同時燃焼方法を示す１例図。
【図３】 本発明を実施するためのマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性された電子水１００％の燃焼方法を示す１例図。
【図４】 本発明における電子水中に存在する自由電子の存在を示すバブルチェンバー現象を示す。
【符号の説明】
１ 電子水タンク
１ａ 配管
１ｅ 電子水
２ マイクロバブル発生装置
２ａ 配管
２ｅ マイクロバブル発生電子水
３ 電子水タンク
３ａ 配管
４ 燃料バーナ装置
４ｅ 噴射ガス化電子水
５ 加熱用ヒータ
５ｅ ガス化電子水
６ ガスボンベ
６ａ ガス配管
６ｂ 流量調節弁
６ｆ 燃料ガス
７ ポンプ
７ａ ポンプ
７ｂ ポンプ
８ 送風機
８ａ 空気配管
９ 燃焼炉
１０ 油タンク
１０ａ 配管
１０ｂ 油量調節弁
１０ｆ 石油燃料
１１ 加熱体
１１ｅ 火炎
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、活性化された電子水を燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させる燃焼方法に関するものであり、電子水とガス系燃料との同時燃焼、或いは電子水と石油系燃料との同時燃焼、或いは電子水単独での燃焼を可能とする燃焼方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水の成分は水素と酸素であり、水を燃料として使用する試みは従来よりなされている。例えばエマルジョン燃料は、水と油を界面活性剤を使用して混合し、燃焼させるものであるが、一般の水の場合、４，３００℃以上でないと水素と酸素に分離せず、従ってエマルジョン燃料の場合は、水自身は燃焼せず、水が蒸発する際の急激な体積膨張により、油の粒子を微小化し、燃焼効率の向上を図るものである。しかし装置が高額であり、水の蒸発時の潜熱が大であり、燃焼温度が低下する、装置の故障が多い等多くの問題があり、実用化は余り進んでいない。また水を低温度で燃焼させる試みがなされており、３８０℃の温度で燃焼に成功したとの発表もある。これは水を触媒とともに加熱し、蒸発させ、さらに第２の触媒の存在下に３８０℃まで加熱して点火燃焼させるものであるが、現在のところ実用化はなされていない。
電子を豊富に含み電子活性化された水を、軽油、灯油、重油等の石油系燃料と混合し、バーナ装置により燃焼する水燃料とオイル混合バーナ装置が一部において実用化されているが、電子を豊富に含み活性化された電子水の配合比は体積比で３０％程度である。電子水配合比７０％以上或いは電子水１００％燃焼の装置は未だ開発されていない。水の成分である水素を燃料として使用することは、炭酸ガス、窒素酸化物，硫黄酸化物等が発生せず、地球温暖化防止、環境改善、省資源の面より極めて好ましいことであり、水１００％燃焼装置の開発は、省資源、地球温暖化防止、環境改善の面より望まれている事である。
【０００３】
本願発明に関する公知技術として次の非特許文献を挙げることができる。
【０００４】
【非特許文献１】「水を燃やす技術」、第６３頁〜６５頁
【非特許文献２】「水燃料＋オイル混合バーナー」、イズミ工業社カタログ
【非特許文献】「マイクロバブルの世界」、第９６〜１０８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如く、水と油を界面活性剤を使用して混合したエマルジョン燃料が一部において実用化されているが、設備に故障が多い、発熱量が少ない等の原因により実用化はあまり進んでいない。また電子を豊富に含んだ電子水を軽由・灯油・重油等の石油系燃料と混合し、燃料バーナ装置により燃焼させる燃焼装置が一部において実用化されているが、電子を豊富に含んだ電子水の体積配合比は３０％程度であり、また燃焼時の発熱量も期待ほどではなく、実用化は進んでいない。さらに電子水１００％での燃焼方法は未だ開発されていない。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、電子を豊富に含む電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりによりさらに活性化させ、ガス或いは油との同時燃焼において、電子水の配合割合を重量比で８０％以上可能とし、さらに電子水単独１００％での燃焼を可能とする電子水の燃焼方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の電子を豊富に含んだ電子水の燃焼方法は、該電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさら活性化にさせ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、プロパンガス或いはブタンガス等のガス系燃料との同時燃焼を可能とする電子水の燃焼方法であり、同時燃焼における電子水の重量配合比はガス系燃料の場合２０〜８０％以上である。
【０００８】
上記目的を達成する本発明の電子を豊富に含んだ電子水の燃焼方法は、該電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさら活性化にさせ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、軽油または灯油または重油等との石油系燃料との同時燃焼を可能とする電子水の燃焼方法であり、同時燃焼における電子水の体積配合比は石油系燃料の場合２０〜８０％以上である。
【０００９】
上記目的を達成する本発明の電子を豊富に含んだ電子水の燃焼方法は、電子水を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさら活性化にさせ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、電子水１００％の燃焼方法である。
【００１０】
本発明において使用する上述の電子を豊富に含んだ電子水は、電子水原液を５００〜２０，０００倍、好ましくは、１，０００〜１０，０００倍に水道水、湧水等で希釈した希釈水であり、電子を１ｃｃ当り１０兆個以上好ましくは１００兆個以上含有する活性化された電子水である。電子水原液は、水道水、湧水、河川の水等より化学的方法により製造された電子水である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、電子を豊富に含んだ電子水をマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させることにより、電子水を構成する水素原子と酸素原子の結合力が低下し、３５０〜３８０℃以下の低温度で水素と酸素に分離し、分離した水素が酸素と反応して燃焼する。従って電子水単独での燃焼が可能となり、さらにプロパンガス、ブタンガス等のガス系燃料及び灯油、重油等の石油系燃料との同時燃焼も容易となる。ガス系燃料との同時燃焼における電子水の配合比は重量比で８０％以上においても燃焼が可能となり、石油系燃料との同時燃焼における電子水の配合比は、体積比で８０％以上においても燃焼が可能となる。電子水の燃焼は、水素の燃焼であり、排気物は水であり、炭酸ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害ガスが発生することがなく、クリーンエネルギーとして環境改善、地球温暖化防止に貢献できると共に、燃料費の大幅低減にも貢献しうるのである。また実際使用に際しては、原液を１，０００〜１０，０００倍に水道水等で希釈して使用するので、輸送費が低減し、燃料の維持・管理費が低減し、安全性も向上し、販売も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１３】
図１〜図４は本発明の実施の形態にかかわり、図１は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水にマイクロバルブ及びナノバブルを発生させて活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させるに際し、電子水とプロパンガスまたはブタンガス等のガス系燃料との同時燃焼を可能とする燃焼方法の１例図である。
【００１４】
図２は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水にマイクロバルブ及びナノバブルを発生させて活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させるに際し、電子水と軽油または灯油または重油等の石油系燃料との同時燃焼を可能とする燃焼方法の１例図である。
【００１５】
図３は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水にマイクロバルブ及びナノバブルを発生させて活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置により燃焼させる電子水１００％での燃焼可能な燃焼方法の１例図である。
【００１６】
図４は、本発明による電子を豊富に含んだ電子水において、電子の存在を示すバブルチェンバー現象である。
【００１７】
図１において、１は、電子を豊富に含んだ電子水の希釈水１ｅを入れた電子水タンクであり、電子水の希釈水１ｅはポンプ７により電子水用配管１ａを通してマイクロバブル発生装置２に送られ、希釈水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルが発生する。なお適量の空気が配管１ａの途中において供給される。マイクロバブル及びナノバブルが発生し活性化された電子水２ｅは電子水タンク３内に一時的に短時間５〜１０分間蓄えられ、さらにポンプ７ａにより燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られる。
【００１８】
なおマイクロバブル発生により活性化された電子希釈水２ｅは途中において加熱装置５により２００℃以上に加熱され、ガス化してガス化電子水５ｅが燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られ、燃焼を開始する。８は送風機、９は燃焼炉である。希釈電子水１ｅは予め電子水原液を水道水等で１，０００〜１０，０００倍に希釈したものである。なおガス化電子水５ｅの燃料バーナ装置等の燃焼装置４による燃焼開始は、燃焼炉内温度が予めガス系燃料の燃焼により燃焼炉９内温度が３５０℃以上に達した時点で開始するのが好ましい。
【００１９】
６は、プロパンガス、ブタンガス等のガス系燃料のボンベであり、ガス６ｆが燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られ、燃焼を開始する、６ｂはガス流量調節弁である。炉内温度が３５０℃以上に達した時点で電子水２ｅを燃料バーナ装置４に送り燃焼を開始する。マイクロバブル及びナノバブル発生により活性化されガス化されたガス化電子希水５ｅの発火・燃焼開始温度は３５０〜３８０℃であった。
【００２０】
希釈された電子水中に含まれる電子数は、電子水１ｃｃ当たり１０兆個以上、好ましくは１００兆個以上である。
【００２１】
電子水タンク１内の電子水１ｅは、自由電子を豊富に含んでおり、その自由電子の働きにより、水分子を構成する水素原子のＫ殻及び酸素原子のＫ殻、Ｌ殻の電子がエネルギーを得て活性化し、Ｍ殻に移動し、原子核との結合力が弱まり、５５０℃前後で水素と酸素に分離し、水素が酸素と反応して燃焼開始する。一般の水は４，３００℃以上でないと水素と酸素に分離しない。
【００２２】
電子水にマイクロバブル及びナノバブルを発生させる方法としては、電子水タンク１内の希釈電子水１ｅをポンプ７によりマイクロバブル発生装置２に送り、マイクロバブル及びナノバブルを発生させる。マイクロバブル発生装置の構造としては、特に限定されるものではないが、本実施例においてはせん断型ラインミキサータイプを使用した。発生したマイクロバブル及びナノバブルの大きさは、直径０．２〜３μｍであった。
【００２３】
液体中のマイクロバブル及びナノバブル発生の効果としては、電子水中にマイクロバブル発生により電子水のミクロ粒子群と、空気のミクロ粒子群とが、連続して激しく衝突し合い反応し、反応部には、４０キロヘルツ以上の超音波が発生する。
【００２４】
微細気泡の発生および超音波のキャビテーション効果により、電子水は微粒化し、表面積は著しく増大し、活性化され、加熱による蒸発が促進され、水素原子と酸素原子の結合力が弱まり、３５０℃前後で水素と酸素に分離し、水素が酸素と反応して燃焼する。
【００２５】
希釈電子水１ｅの原液は、水道水、湧水、河川の水等一般の水を原料とし、水とカルシュム及びマグネシウムを含む鉱石との化学反応により得られた強アルカリ溶液を、数気圧の圧力下で精製して得られたものである。燃料として使用する場合は、精製された原液を希釈して使用する。
【００２６】
希釈電子水１ｅの発熱量は、水に含まれる水素の酸素との反応により発生する発熱量に等しい。したがって電子水１ｌ中に含まれる水素は０．１１１ｋｇであり、水素１ｋｇの発熱量（低位発熱量）は２８，８００ｋｃａｌであるので、計算上電子水１ｌの発熱量は約３，２００ｋｃａｌとなる。これは液化プロパンガスの発熱量６，１００ｋｃａｌ／ｌの約５２％である。
【００２７】
しかしながら、電子水とガスとの同時燃焼においては、炉の燃焼効率が大幅に向上し、炭酸ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物等の排気ガスも大幅に減少している。燃焼効率が向上するのは、供給空気量の減少による炉内温度低下の減少もその原因の一つであり、また電子水とガスとの同時燃焼における電子水とガスとの相互作用により燃焼効率が向上することも考えられる。
【００２８】
電子を豊富に含んだ電子水を燃料として使用する場合、精製された原液を１０，０００倍に希釈して使用する。したがって原液１ｌは、希釈して１０，０００ｌとなり、これは単純に発熱量から比較すると５，７００ｌの液化プロパンガスに相当する。しかし燃焼効率等考慮すると６，０００ｌ〜６，５００ｌ以上に相当し、燃料の輸送費、維持費も大幅に低減し、安全性も向上する。なお希釈倍率は特に１０，０００倍に限定されるものではない。
【００２９】
なおマイクロバブル及びナノバブル発生により活性化された電子水の発火温度の確認は、燃焼炉９内の温度を上昇させ、燃焼炉内の温度がある一定温度以上になったとき電子水を炉内に噴射し、電子水が燃焼するときの温度で判定している。例えば炉内の温度が５００℃に達したとき、噴射した電子水が発火燃焼すると、電子水の発火温度は５００℃としている。
【００３０】
燃焼炉９内の温度上昇は、電子水とプロパンガス等のガス系燃料或いは石油系燃料との同時燃焼においては、ガス系燃料或いは石油系燃料等を予め燃料バーナ装置４より噴射・燃焼させることにより行う。もし炉内温度が電子水の発火温度に達していない場合は、ガス化電子水５ｅを燃料バーナ装置により炉内に噴射しても、電子水は燃焼せず、水蒸気が発生するのみである。
【００３１】
電子水とガス系燃料との同時燃焼においては、燃料バーナ装置４の構造としては、特に限定されるものではないが、燃料バーナ装置４の中心部よりガス化電子水を噴射し、ガス系燃料或いは石油系燃料は、ガス化電子水噴出孔の周辺部より噴射するように噴出孔を配置している。
【００３２】
電子水２ｅとプロパンガスとの同時燃焼においては、重量配合比は電子水２ｅ／プロパンガス６ｆ＝９０／１０の配合比でも燃焼可能であるが、燃焼炉９内温度が高温度例えば１，０００℃以上を必要とする場合、昇温時間の短縮を図る場合においては重量配合比において電子水２ｅ／プロパンガス６ｆ＝３０／７０〜４０／６０程度が好ましい。燃焼炉９内温度の維持のみの場合は、燃焼炉内維持温度にもよるが、配合比電子水２ｅ／プロパンガス６ｆ＝５０／５０〜８０／２０程度が好ましい。なおこれはプロパンガスのみならずブタンガス等においても同様である。
【００３３】
電子を豊富に含む電子水であってマイクロバブル発生未実施の場合においては、電子水とプロパンガスとの同時燃焼の場合、重量配合比は電子水／プロパンガス＝６０／４０程度までであった。
【００３４】
図２は、電子水タンク１内の電子水１ｅに、マイクロバブル発生装置２によりマイクロバブル及びナノバブルを発生させ活性化された電子水２ｅと、石油タンク１０内の石油系燃料１０ｆたとえば灯油との同時燃焼を可能とする電子水燃焼装置の１例図である。
【００３５】
１は、電子を豊富含んだに電子水の希釈水１ｅを入れた電子水タンクであり、電子水の希釈水１ｅはポンプ７により電子水配管１ａを通してマイクロバブル発生装置２に送られ、希釈水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルが発生する。なお適量の空気が配管１ａの途中において供給される。マイクロバブル及びナノバブルが発生し活性化された電子水２ｅは電子水タンク３内に一時的に短時間５〜１０分間蓄えられ、さらにポンプ７ａにより燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られる。
【００３６】
なおマイクロバブル発生により活性化された電子希釈水２ｅは途中において加熱装置５により２００℃以上に加熱され、ガス化してガス化電子水５ｅが燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られ、燃焼を開始する。７ｂはポンプ、１０ａは配管、１０ｂは油量調節弁、８は送風機、８ａは空気配管、９は燃焼炉である。希釈電子水１ｅは予め電子水原液を水道水等で１，０００〜１０，０００倍に希釈したものである。なおガス化電子水５ｅの燃料バーナ装置等の燃焼装置４による燃焼開始は、燃焼炉内温度が予め石油系燃料の燃焼により燃焼炉９内温度が３８０℃以上に達した時点で開始するのが好ましい。
【００３７】
マイクロバブル及びナノバルブ発生により活性化されガス化されたガス化電子水５ｅの燃焼開始温度は、３８０〜４１０℃であった。従来、灯油との同時燃焼においては、電子を豊富に含んだ電子水の噴射では、燃焼炉９内の温度が５５０℃以上にならないと電子水が水素と酸素に分離せず、燃焼することはなかった。
【００３８】
活性化された電子水２ｅと灯油との同時燃焼においては、体積配合比電子水２ｅ／灯油１０ｆ＝９０／１０の配合比でも燃焼可能であるが、燃焼炉９内温度が高温度例えば１，０００℃以上を必要とする場合、昇温時間の短縮を図る場合においては体積配合比において電子水２ｅ／灯油１０ｆ＝２０／８０〜３０／７０程度が好ましい。燃焼炉９内温度の維持のみの場合は、燃焼炉内維持温度にもよるが、配合比電子水２ｅ／灯油１０ｆ＝５０／５０〜７０／３０程度が好ましい。なおこれは灯油のみならず軽油、Ａ重油等においても同様である。
【００３９】
電子を豊富に含む電子水であってマイクロバブル発生未実施の場合においては、電子水と灯油との同時燃焼の場合、体積配合比は電子水／灯油＝３０／７０程度までであった。
【００４０】
図３は、電子水タンク１内の希釈電子水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルを発生させ、活性化された電子水２ｅを燃料バーナ装置により燃焼させる電子水１００％の燃焼における燃焼装置の１例図である。
【００４１】
１は、電子を豊富含んだに電子水の希釈水１ｅを入れた電子水タンクであり、電子水の希釈水１ｅはポンプ７により電子水配管１ａを通してマイクロバブル発生装置２に送られ、希釈水１ｅにマイクロバブル及びナノバブルが発生する。なお適量の空気が配管１ａの途中において供給される。マイクロバブル及びナノバブルが発生し活性化された電子水２ｅは、電子水タンク３内に一時的に短時間５〜１０分間蓄えられ、さらにポンプ７ａにより燃料バーナ装置等の燃焼装置４に送られる。
【００４２】
活性化された電子水２ｅはポンプ７ａにより電子水配管３ａを通して燃焼バーナ装置４に送られるが、途中においてヒータ５により加熱され、ガス化したガス化電子水５ｅは燃料バーナ装置４により噴射される。ヒータ装置５による電子水５ｅの加熱温度は２５０℃以上である。
【００４３】
燃料バーナ装置４により噴射された噴射ガス化電子水４ｅは、さらに加熱体１１により加熱され着火して火炎１１ｅとなり、燃焼炉９の内部を加熱する。加熱体１１の内部は８００〜９００℃以上に加熱されており、噴射ガス化電子水４ｅは加熱体１１内面の高温部通過の際着火・燃焼開始する。なお加熱体１１の内径は５０〜７０ｍｍである。
【００４４】
希釈電子水１ｅは、電子水原液を水道水等で１０，０００倍に希釈したものであり、希釈電子水中に含まれる電子数は、電子水１ｃｃ当たり１０兆個以上、好ましくは１００兆個以上である。
【００４５】
希釈電子水のみの燃焼では、例えば電子水１ｌ中の水素量は０．１１１Ｋｇであり、水素１Ｋｇの発熱量を２８，８００ｋｃａｌとすると約３，２００ｋｃａｌとなる、これは灯油等の発熱量８，７００ｋｃａｌの約３７％である。しかし供給空気量は少なくて済み、燃焼効率が高く、炭酸ガスＣＯ２、窒素酸化物ＮＯｘ、硫黄酸化物ＳＯｘ等の排気ガスの発生が少なく、環境面において好ましいものであり、一般民需用として将来性は大であると考えられる。
【００４６】
図４は、本発明において使用する電子水中に存在する自由電子の存在を示すバブルチェンバー現象の拡大図である。電子を豊富に含んだ電子水を透明なコップに入れ、冷蔵庫内で１〜２日冷凍すると白い無数の線状の軌跡が見られる。これは電子が氷中を移動した際、そのエネルギーで氷を溶かし、細いトンネル状に発生したものである。電子の存在の確認は容易ではないが、本バブルチェンバー現象では容易に電子の存在を確認できる。なお一般の水では、バブルチェンバー現象は確認できない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の電子水の燃焼方法は、水の成分である水素を燃料として使用する電子水の燃焼方法を提供するものであり、省資源、炭酸ガス削減による地球温暖化防止、さらには燃料費低減の面よりみて実用化の可能性は大であり、社会に貢献するところは大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】 本発明を実施するためのマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化された電子水とプロパンガス等のガス系燃料との同時燃焼方法を示す１例図。
【図２】 本発明を実施するためのマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化された電子水と灯油等の石油系燃料との同時燃焼方法を示す１例図。
【図３】 本発明を実施するためのマイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性された電子水１００％の燃焼方法を示す１例図。
【図４】 本発明における電子水中に存在する自由電子の存在を示すバブルチェンバー現象を示す。
【符号の説明】
１ 電子水タンク
１ａ 配管
１ｅ 電子水
２ マイクロバブル発生装置
２ａ 配管
２ｅ マイクロバブル発生電子水
３ 電子水タンク
３ａ 配管
４ 燃料バーナ装置
４ｅ 噴射ガス化電子水
５ 加熱用ヒータ
５ｅ ガス化電子水
６ ガスボンベ
６ａ ガス配管
６ｂ 流量調節弁
６ｆ 燃料ガス
７ ポンプ
７ａ ポンプ
７ｂ ポンプ
８ 送風機
８ａ 空気配管
９ 燃焼炉
１０ 油タンク
１０ａ 配管
１０ｂ 油量調節弁
１０ｆ 石油燃料
１１ 加熱体
１１ｅ 火炎
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、プロパンガス或いはブタンガス等のガス系燃料との同時燃焼を可能とすることを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項２】
電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、軽油または灯油または重油等の石油系燃料との同時燃焼を可能とすることを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項３】
電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させることを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２または請求項３において、電子を豊富に含んだ電子水は、電子を電子水１ｃｃ当たり１０兆個以上含有することを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項１】
電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、プロパンガス或いはブタンガス等のガス系燃料との同時燃焼を可能とすることを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項２】
電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させるに際し、軽油または灯油または重油等の石油系燃料との同時燃焼を可能とすることを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項３】
電子を豊富に含んだ電子水を、マイクロバブル及びナノバブル発生によりさらに活性化させ、燃料バーナ装置等の燃焼装置で燃焼させることを特徴とする電子水の燃焼方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２または請求項３において、電子を豊富に含んだ電子水は、電子を電子水１ｃｃ当たり１０兆個以上含有することを特徴とする電子水の燃焼方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１１７７０５（Ｐ２０１１−１１７７０５Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８３３４（Ｐ２００９−２８８３３４）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（５０９２４４６５１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（５０９２４４６５１）
【Ｆターム（参考）】
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