專利名稱：活性離子化燃料和其制造裝置及其燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將水和液體燃料混合的活性離子化燃料、為制造這種活性離子化燃料的活性離子化燃料制造裝置及該活性離子化燃料燃燒系統(tǒng)。更詳細(xì)地說(shuō)是涉及用特殊的方法將液體燃料和水進(jìn)行混合攪拌，為制造活性離子化燃料的活性離子化燃料制造裝置，和為實(shí)現(xiàn)由此所制造的活性離子化燃料的燃燒的低公害、燃燒效率高的燃燒系統(tǒng)。
燃料機(jī)械可以單獨(dú)或與燃燒室組合使用，但是，作為最重要的機(jī)能，需要使所供給的燃料完全燃燒。也就是說(shuō)，可能的極限燃燒率，最好接近100%。為此，燃燒時(shí)的火焰的大小、形狀，需要適合于各種條件，另外，燃燒負(fù)荷率必須為適當(dāng)?shù)臄?shù)值。根據(jù)情況不同，要求火焰的溫度分布呈均一或所希望的分布。
另外，近年來(lái)，社會(huì)強(qiáng)烈要求，盡可能減少氮氧化物、煙塵、一氧化碳等的大氣污染物的生成及噪音的發(fā)生。例如，在鍋爐及窯爐用燃料中，使用B，C重油。但是，最近，排放氣中的硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)正在成為問(wèn)題，為此，有時(shí)也使用原油、輕油、煤油等。排放氣中的SOx的量，與燃料中的硫的含量有關(guān)。
因而，隨著對(duì)排放氣中的SOx限制的強(qiáng)化，從而，使用了含硫量低的燃料。為了適應(yīng)這種情況，實(shí)施了使用低硫原油、設(shè)置原油脫硫裝置、設(shè)置排煙脫硫裝置、燃料轉(zhuǎn)換等措施。但是，原油的低硫化幾乎達(dá)到了極限。另外，排放氣中的NOx，主要是由燃燒生成的，燃料中的有機(jī)化合物和氨中的氮轉(zhuǎn)化成NOx。這種轉(zhuǎn)化率，在工業(yè)用燃燒裝置中通常為30～60%。
另一方面，由為了燃燒所供給的空氣中的氮，也能生成NOx。燃燒機(jī)械，一般由燃料供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)所構(gòu)成。燃料供給系統(tǒng)的主要部分為燃料噴射機(jī)械，用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)量噴射燃料，在液體燃料的場(chǎng)合，微?；笫蛊浞稚?。空氣供給系統(tǒng)的主要部分是風(fēng)量調(diào)節(jié)器，使燃燒用空氣有效地混合到所噴射的燃料中，為了在氣流中使火焰穩(wěn)定化，同時(shí)控制燃燒特性，其具有限制及調(diào)整空氣流的機(jī)能。也就是說(shuō)，需要積極而且最適量地將空氣輸送到燃燒部位。
使液體燃料燃燒的燃燒器，一般叫做燃油器，分為噴霧型和蒸發(fā)型。噴霧型為了盡可能增大燃料的每單位容積的表面積也就是比表面積，是使燃料霧化成直徑小的大量油滴群來(lái)進(jìn)行燃燒的方法，燃燒負(fù)荷不可能太高，但是，即使是重質(zhì)系的燃料也能使其燃燒。與此相反，蒸發(fā)型是利用高溫物體表面使燃料蒸發(fā)的方式。
可是，近年來(lái)，由于對(duì)地球環(huán)境的關(guān)心增強(qiáng)，從而驟然增強(qiáng)了人們對(duì)減少氮氧化物的要求。使氮氧化物減少的方法，提出了各種方案，其中例如，在日本國(guó)專利公開(kāi)昭61-91407號(hào)公報(bào)中，披露了下述方法，即將水和含有高濃度氧的空氣或純氧進(jìn)行混合，再將其與烴系燃料的一部分或全部進(jìn)行混合，然后供給到燃燒設(shè)備中的加入氧的乳濁液燃料供給方法。
這種系統(tǒng)需要供給純氧或含高濃度氧的空氣。另外，在使用空氣的場(chǎng)合，由于空氣中的氮的影響，氮氧化物增加，而且，系統(tǒng)也需要組裝復(fù)雜的回路。僅將水或者蒸汽混合到燃料中的方法也提出了很多方案(日本國(guó)專利公開(kāi)昭52-25807號(hào)、日本國(guó)專利公開(kāi)昭63-148012號(hào)等許多專利)。另外，也有許多用水和油來(lái)制造乳濁液的方法的提案(例如，美國(guó)專利第4，416，610、美國(guó)專利第3，648，714)。用這些乳濁液制造裝置所制造的乳濁液，既不是如下所述的離子化的燃料，而且裝置也復(fù)雜。
本發(fā)明者，提出了用嵌入磁鐵的攪拌翼，制造乳濁液的裝置的提案(PCT/JP91/00776)。但是，這種乳濁液制造裝置，由于使用旋轉(zhuǎn)翼、磁鐵，所使用的能量不能有效地轉(zhuǎn)化給燃料，也就是說(shuō)，不能忽視燃料制造時(shí)損失能量的問(wèn)題。本發(fā)明，用極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了與上述專利中所提方案的乳濁液制造裝置所制造的乳濁液大體上相同活性離子化燃料。
本發(fā)明的目的在于，提供結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，為使氮氧化物減少的活性離子化燃料的制造裝置及其燃燒系統(tǒng)。
本發(fā)明的活性離子化燃料，是如下所述的一種燃料。
它是水與烴系液體燃料或固體燃料的乳濁液，它是由微細(xì)的上述液體燃料或固體燃料粒子和激發(fā)水所構(gòu)成。其中，上述水的群集體在上述液體燃料或上述固體燃料的粒子的周圍形成膠粒，從而成為親液膠體，上述激發(fā)水是使上述水激發(fā)后產(chǎn)生作為自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸承式運(yùn)動(dòng)的水。
這種活性離子化燃料，由如下制造裝置所制造。該活性離子化燃料制造裝置由下述部分構(gòu)成用于貯藏液體燃料的液體燃料罐，和用于將上述液體燃料加壓的液體燃料泵，和用于貯藏水的水罐，和用于將上述水加壓的水泵，和由上述液體液體燃料罐及上述水罐供給上述液體燃料及上述水，而且被劃分區(qū)間的混合攪拌室、設(shè)置在上述混合攪拌室的一端，將上述被加壓的水噴射成霧狀的水噴射閥和與上述水噴射咀相對(duì)應(yīng)，設(shè)置在上述混合室的另一端，用于將上述被加壓的液體燃料噴射的液體燃料噴射閥。
上述活性離子化燃料在下面的燃燒系統(tǒng)中進(jìn)行燃燒。
該燃燒系統(tǒng)由下面部分所構(gòu)成，它們分別是用于將活性離子化燃料進(jìn)行加壓的活性離子化燃料泵，該活性離子化燃料是用由上述混合攪拌室取出的上述液體燃料和上述水所制造的，和用于將由上述活性離子化燃料泵送來(lái)的上述活性離子化燃料微?；筮M(jìn)行噴射的噴燃器。
最好由形成為了使從上述噴燃器來(lái)的燃料進(jìn)行燃燒復(fù)數(shù)的縫隙，而且在內(nèi)部具有空間的燃料罐所構(gòu)成。
另外，上述燃燒罐也可以是在內(nèi)部具有球形空間，而且，具有二層內(nèi)外壁的。
本發(fā)明的效果是，可以用極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)制造活性離子化燃料。
本發(fā)明的其它效果是，在用本發(fā)明的活性離子化燃料制造裝置所制造的活性離子化燃料進(jìn)行燃燒的時(shí)候，由于無(wú)須積極地供給空氣，所以可以實(shí)現(xiàn)NOx極少的燃燒氣體。
本發(fā)明的另一個(gè)其它的效果是，基用本發(fā)明的燃燒系統(tǒng)，使這種活性離子化燃料燃燒時(shí)，由于在燃燒氣體中蒸汽多，所以其導(dǎo)熱率高。
液體燃料噴射閥、水噴射閥一起向混合室噴射液體燃料及水。對(duì)向噴射的液體燃料和水，在混合室內(nèi)相互攪拌混合，進(jìn)行活性離子化。泵由混合攪拌室吸引乳濁液化及活性離子化的活性離子化燃料，加壓后送到噴燃器，噴燃器在內(nèi)燃燒鍋爐內(nèi)進(jìn)行霧化送出。由于內(nèi)燃燒鍋爐預(yù)先預(yù)熱，所以通過(guò)這種預(yù)熱使燃燒開(kāi)始。在這種燃燒中，無(wú)須積極地進(jìn)行空氣送風(fēng)。所謂兩種液體乳濁液化及活性離子化，就是由于這種燃料具有進(jìn)行離子化的能量，所以在使其燃燒的時(shí)候，成為容易燃燒的狀態(tài)。


圖1為表示本發(fā)明的燃燒系統(tǒng)的概要的功能方塊圖。
圖2為混合攪拌機(jī)構(gòu)的主要部位的剖面圖。
圖3為內(nèi)燃燒鍋爐的外觀圖。
圖4為內(nèi)燃燒鍋爐的分解圖。
圖5為圖3中用Ⅴ-Ⅴ剖斷線剖斷時(shí)的剖面圖。
圖6為將內(nèi)燃燒鍋爐球形作成雙層壁的爐芯的其它實(shí)施例。
燃燒系統(tǒng)的概況以下，根據(jù)圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為表示燃燒系統(tǒng)的概況的方塊圖。第1液體燃料罐1是用來(lái)貯藏在預(yù)熱下面所述的內(nèi)燃料鍋爐16時(shí)所使用的液體燃料的罐。這種液體燃料是通過(guò)閥門18a輸送到噴燃器15內(nèi)的活性離子化燃料泵(圖中未示出)內(nèi)，活性離子化燃料泵將這種液體燃料加壓后，輸送到燃料噴射閥18。
在第2液體燃料罐2中，貯藏著燃燒用的液體燃料。水罐3是用來(lái)貯藏用下述方法與由第2液體燃料罐2來(lái)的液體燃料進(jìn)行混合攪拌的水的罐。液體燃料罐2內(nèi)的液體燃料，由管道通過(guò)液體燃料泵4、流量調(diào)節(jié)閥5、流量計(jì)6供給到混合攪拌機(jī)構(gòu)7。
液體燃料泵4，是用于將液體燃料加壓的。流量調(diào)節(jié)閥5，用于調(diào)節(jié)輸送到燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7中的液體燃料的量。流量計(jì)6是用于計(jì)量液體燃料的流量的。水罐3中的水，由管道通過(guò)水泵8、流量調(diào)節(jié)閥9、流置計(jì)10供給到混合攪拌機(jī)7中。
水泵8是用于將水罐3中的水加壓的。流量調(diào)節(jié)閥9，是用于調(diào)節(jié)輸送到燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7中的水的流量的閥。流量計(jì)10，是用于計(jì)量水的流量的。供給到燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7的第2液體燃料罐2的液體和水罐3中的水，采用如下所述的手段進(jìn)行混合攪拌，從而使其乳濁液化及活性離子化。被乳化液化及活性離子化后的水和液體燃料，通過(guò)閥門11用泵12由燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7吸引后，進(jìn)行加壓供給到噴燃器15，用燃料噴射閥19噴射到燃燒室17中。
壓力計(jì)13，是用于計(jì)量、監(jiān)視活性離子化燃料泵12的排輸壓力，以便使其保持一定的測(cè)量?jī)x表。流量計(jì)14，是用于計(jì)量由活性離子化燃料泵12向噴燃器15所供應(yīng)的被乳濁液化及活性離子化的燃料的流量的。噴燃器15，裝設(shè)了靠燃料的壓力使液體燃料從孔板高速噴出，來(lái)進(jìn)行微?；娜剂蠂娚溟y18、19和鼓風(fēng)機(jī)。
噴燃器15的結(jié)構(gòu)是眾所周知的，故在此不詳述其結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，裝設(shè)了預(yù)熱用的燃料噴射閥18和燃燒用的燃料噴射閥19兩個(gè)閥。預(yù)熱用的燃料噴射閥和鼓風(fēng)機(jī)，只在預(yù)熱內(nèi)燃燒鍋爐16時(shí)使用。通過(guò)燃料噴射閥19而被微?；幕钚噪x子化燃料，在內(nèi)燃燒鍋爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，從而加熱外燃燒室17。
燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7圖2為燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7的剖面圖。燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7，其本體20為園筒形狀，該園筒的直徑和長(zhǎng)度大體相同。在本體20的一端，將螺塞21擰入到本體20中。在螺塞21的后端，擰入管接頭23。在螺塞21的法蘭22和本體22的端面上，裝設(shè)O形密封圈24，以便將螺塞21和本體22之間進(jìn)行密封。在螺塞21的前端擰入燃料噴射閥。
同樣，在本體20的另一端面，將螺塞26擰入到本體20中。在螺塞26的后端，擰入管接頭28。在螺塞26的法蘭27和本體20的端面上，裝設(shè)O形密封圈29，以便將螺塞26和本體20之間進(jìn)行密封。在螺塞26的前端擰入水噴射閥30。
在本體20內(nèi)的燃料噴射閥25和水噴射閥30所包圍的空間，區(qū)劃出園筒狀的混合室31。在本體20的中間的周圍位置上，在半徑方向設(shè)置用于排輸被活性離子化的活性離子化燃料的排輸口32。在排輸口32上，連接有管接頭33。液體燃料噴射閥25、水噴射閥30，一起向混合攪拌室同時(shí)噴射液體燃料及水。
另外，本體20、螺塞21、26、燃料噴射閥25、水噴射閥30及和接頭23、28等可以用磁性材料制造，但希望最好是陶瓷、不銹鋼等非磁性材料。液體燃料噴射閥25、水噴射閥30的噴射角θ，最好為約30°～60°型的。另外，其噴射時(shí)的加壓壓力，最好為5～10公斤/厘米2的范圍。
此外，如果在供給水的管接頭28的旁邊設(shè)置永磁發(fā)電機(jī)，則活性離子化燃料的制造效率就會(huì)更高。
內(nèi)燃燒鍋爐16用由燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7所供給的燃料和水制造的活性離子化燃料，用活性離子化燃料泵12吸引并且進(jìn)行加壓，而后供給到噴燃器15的燃料噴射閥19中。噴燃器15，將活性離子化燃料霧化成霧狀吹入內(nèi)燃燒鍋爐16內(nèi)。圖3為表示內(nèi)燃燒鍋爐16的外觀的圖。圖4為內(nèi)燃燒鍋爐16的分解圖。圖5為圖3中用Ⅴ-Ⅴ剖斷線剖斷時(shí)的剖面圖。內(nèi)燃燒鍋爐16，具有外側(cè)燃料鍋爐40和內(nèi)側(cè)燃燒鍋爐41的雙層鍋爐的構(gòu)造。
外側(cè)鍋爐40和內(nèi)側(cè)鍋爐41，做成筒狀的形狀，在其外周沿園周面分別開(kāi)設(shè)了數(shù)條縫隙42。由于外側(cè)燃燒鍋爐40的內(nèi)徑比內(nèi)側(cè)燃燒鍋爐41的外徑大，所以，在兩者之間便形成了空隙42。活性離子化燃料，在這個(gè)空隙42和外側(cè)燃燒鍋爐40的外部即作為燃燒鍋爐的外燃燒室17中進(jìn)行燃燒。
操作如上所述的活性離子化燃料制造裝置和活性離子化燃料燃燒系統(tǒng)，按如下操作進(jìn)行使用。首先，由液體燃料罐1通過(guò)閥18a將液體燃料供應(yīng)到噴燃器15內(nèi)的內(nèi)藏泵(圖中未示出)。在本實(shí)施例中，這種燃料使用市售的煤油。噴燃器15內(nèi)的內(nèi)藏泵，將液體燃料加壓后輸送到燃料噴射閥18中。該燃料噴射閥18，將加壓供給的液體燃料霧化后輸送到內(nèi)燃燒鍋爐16。內(nèi)燃燒鍋爐16內(nèi)的霧化的液體燃料，通過(guò)點(diǎn)火手段(圖中未示出)進(jìn)行點(diǎn)火燃燒。
液體燃料，依靠由鼓風(fēng)機(jī)輸送來(lái)的空氣開(kāi)始燃燒，通過(guò)這種燃燒熱，使燃燒鍋爐16充分地預(yù)熱。通過(guò)這種預(yù)熱使燃燒鍋爐16加熱后，則閥門18a關(guān)閉，由液體燃料罐1來(lái)的液體燃料的供給停止。然后，在閥門18a關(guān)閉之前泵5、8起動(dòng)。液體燃料噴射閥25、水噴射閥30一起向混合攪拌室31內(nèi)同時(shí)噴射液體燃料及水。與此相適應(yīng)，被噴射的液體燃料和水，在混合攪拌室31內(nèi)相互攪拌混合，從而進(jìn)行乳濁液化和離子化。
在閥門18a關(guān)閉后，閥門11打開(kāi)，活性離子化燃料泵12吸引由被乳濁液化及活性離子化的水和燃料所制造的活性離子化燃料，并進(jìn)行加壓(在本實(shí)施例中，約為8公斤/厘米2)輸送到噴燃器15。被輸送到噴燃器15的活性離子化燃料，被霧化后輸送到內(nèi)燃燒鍋爐16的內(nèi)側(cè)燃燒鍋爐41內(nèi)。由于內(nèi)燃燒鍋爐16被預(yù)先預(yù)熱，所以，通過(guò)這種預(yù)熱燃燒很容易開(kāi)始。在這種燃燒中，不需要通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)積極地輸送空氣，可以采用自然通風(fēng)。
所謂兩種液體被活性離子化，也可以說(shuō)是由于具有離子化能量，所以，使其在燃燒的時(shí)候是容易燃燒的狀態(tài)。另外，這種活性離子化燃料，由于水和油的分子作為膠體粒子或比其小的粒子進(jìn)行分散而成的乳液狀，所以，成為容易完全燃燒的狀態(tài)。因而，即使不積極地向燃燒鍋爐16內(nèi)供給空氣，利用自然通風(fēng)也可以連續(xù)燃燒。
燃燒原理這種連續(xù)燃燒原理，如下所述那樣進(jìn)行推斷。
H2O(水)如眾所周知的那樣，是偶極子(dipole)，到各電荷的長(zhǎng)度以氧原子為中心到e-(電子)是0.99埃，到核質(zhì)子(proton)也是0.99埃兩者保持平衡。
〔化學(xué)式1〕眾所周知，氧元素(O)與氫原子(H)進(jìn)行共價(jià)鍵結(jié)合，而進(jìn)行共價(jià)鍵結(jié)合的二個(gè)氫原子(H)所形成的角度為105°3′。
群集體(cluster)，叫做在多粒子系中一部分粒子局部處于相關(guān)的狀態(tài)。水的動(dòng)態(tài)分子集團(tuán)結(jié)構(gòu)(即cluster之一)以10-12秒的速率，重復(fù)地進(jìn)行著離散和形成過(guò)程。給水的動(dòng)態(tài)分子集團(tuán)結(jié)構(gòu)以電荷，一旦提高二價(jià)的氧離子(氧原子)的電荷，則質(zhì)子(proton)就能夠吸引e-(電子)，從而使上面所述的二電子的角度變成大于105°3′。
〔化學(xué)式2〕質(zhì)子(proton)受e-(電子)的電荷量左右，不斷地進(jìn)行微小的振動(dòng)后復(fù)原。也就是說(shuō)，給水施加外力，由于電荷提高，所以，偶極子能率提高，水被激發(fā)(excitation)，動(dòng)態(tài)分子集團(tuán)結(jié)構(gòu)(群集體)被分割成最小單位，變成高密度，形成離散，速度快于10-12秒，呈現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)(Brownian movement)。
這種被激發(fā)的〔化學(xué)式3〕與(鏈)烯(烴)系不飽和烴(oil)用物理的微小混合(microblend)即上述的燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7進(jìn)行混合，就進(jìn)行〔化學(xué)式4〕的反應(yīng)。這種反應(yīng)與(鏈)烯(烴)等不飽和烴(oil)和臭氧化物即在具有乙烯鍵的化合物的雙鍵部分上加上了臭氧的化合物的反應(yīng)是相同的，碳和氧進(jìn)行離子鍵結(jié)合，該RCH2OCH2R是具有以氧為中心的烴的結(jié)構(gòu)。
這種被激發(fā)的
〔化學(xué)式3〕，以烴的三十二分之一的力被質(zhì)子吸引。也就是說(shuō)，在油分子的周圍，水的偶極子按照規(guī)正的極性，成為微細(xì)的群集體(動(dòng)態(tài)分子集團(tuán)結(jié)構(gòu))，成為通過(guò)上述燃料混合攪拌機(jī)構(gòu)7所產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即本說(shuō)明書(shū)所說(shuō)的軸承式運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，即成為激發(fā)水。
這種被激發(fā)的水的群集體，在油分子的周圍振蕩，從而形成最小的膠粒(micelle)。也就是說(shuō)，這種膠粒，多數(shù)(一般由數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè))的小分子靠分子間的力結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生親液膠體粒子，成為如下化學(xué)結(jié)構(gòu)的活性離子化燃料。
〔化學(xué)式5〕包圍油分子的激發(fā)水的偶極子的旋轉(zhuǎn)速度，約為10-6秒數(shù)量級(jí)，僅僅被吸引的部分比最外殼的群集體旋轉(zhuǎn)速度慢。在其外側(cè)保持規(guī)正的方向性的水的群集體，同樣成為輪殼。其旋轉(zhuǎn)速度約為10-9秒。另外，在其外輪附近產(chǎn)生同樣的情況，該完全不受質(zhì)子影響的激發(fā)的水分子，在膠粒外進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)，即由于熱所引起的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
〔化學(xué)式6〕這種中核的(鏈)烯(烴)不飽和烴(oil)與被激發(fā)的〔化學(xué)式3〕相結(jié)合，以下列的反應(yīng)生成1摩爾有機(jī)物。
〔化學(xué)式7〕這種所生成的有機(jī)物，按如下反應(yīng)進(jìn)行燃燒。
〔反應(yīng)式8〕一方面，外殼進(jìn)行軸承式運(yùn)動(dòng)的激發(fā)水(Bea ring movement of Active-water cluster)在位于中核的油燃燒的時(shí)候，引起水蒸汽爆發(fā)(Detonation of setam)，因而微細(xì)化的水的群集體分解成氫和氧，使未燃燒的油完全燃燒，故此，即使燃燒時(shí)的空氣的供給量減少到通常燃燒時(shí)的三十分之一(見(jiàn)后述)，也可以燃燒，而且，排放氣中的氮氧化物(NOx)減少到三十分之一以下，氧化硫(SOx)減少到三分之一以下。
通過(guò)加入55%的水的這種活性離子化燃料，保持燃燒效率(節(jié)約實(shí)質(zhì)效率)40%。不做軸承式運(yùn)動(dòng)的原來(lái)的乳濁液，如用顯微鏡觀察，則水在油中成為5～50微米的水滴，僅在乳化點(diǎn)形成膠體。另外，過(guò)去的乳濁液在燃燒時(shí)的水滴蒸汽泡的大小，為60～600微米，蒸發(fā)熱損失相對(duì)于水的添加量1%，熱損失為0.08%，如加5%的水，乳濁液的燃燒熱損失就是0.4%。因此，過(guò)去的乳濁液，水的添加量超過(guò)5%是不理想的。此外，過(guò)去的乳濁液，既沒(méi)有軸承式運(yùn)動(dòng)，也未與丁烯的雙鍵相結(jié)合，由于加入了55%的水，因而不能燃燒。
如以上所詳述的那樣，本發(fā)明的新穎的活性離子化燃料，按照與過(guò)去的乳濁液完全不同的燃燒理論，即使加入了如上所述的55%的水，爐內(nèi)的溫度也上升40%，是劃時(shí)代的燃燒方法。
另外，作為使水激發(fā)的手段，在本實(shí)施例中，采用了上述活性離子化燃料制造裝置，但是，其它手段也可以。例如，在使水受60～90Hz超聲波的物質(zhì)性的振動(dòng)的同時(shí)，由于用電場(chǎng)、磁場(chǎng)、放電、光電板、電子槍等向水注入e-(電子)，從而增強(qiáng)激發(fā)偶極子能率，使其成為活性狀態(tài)，變成離子水。另外，上述實(shí)施例是使液體燃料燃燒的例子，但是，只要是烴系煤等固體燃料也可以。此時(shí)，數(shù)微米的單位最好是使用粉碎成5微米以下的粒子的微小的物質(zhì)。將這種離子水通過(guò)物理的外力，例如超聲波、壓力、ミクロレンダ-(商標(biāo)名)與(鏈)烯(烴)進(jìn)行混合。
在固體燃料的情況下，也可以用上述的活性離子化燃料制造裝置，按同樣的方法進(jìn)行制造。在這種情況下是使固體燃料分散到水中，也就是說(shuō)，是在制成為懸浮液后使用。在這種情況下如果混合適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑會(huì)更好。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用煤油和用本發(fā)明的系統(tǒng)所制造的活性離子化燃料進(jìn)行實(shí)際燃燒，然后，測(cè)定排放氣中的氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)。以下，示出其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
燃燒鍋爐(以下稱爐芯)16是外徑270毫米、長(zhǎng)550毫米的園筒狀。材料使用鉻鉬鋼(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，SCM415)。燃燒室(以下稱爐內(nèi))為高1000毫米、進(jìn)深950毫米、寬1100毫米。爐的外壁用耐火磚進(jìn)行絕熱。
〔表1〕在燃燒實(shí)驗(yàn)中，先安裝密閉空氣進(jìn)入口的導(dǎo)管，然后測(cè)定流經(jīng)該導(dǎo)管內(nèi)的空氣流量。其結(jié)果為，①煤油燃燒時(shí)，空氣量為2.2米3/分鐘，②在活性離子化燃料燃燒時(shí)，空氣量為0.07米3/分鐘。
從而，在假設(shè)煤油的燃燒空氣量為100%的情況下，則在活性離子化燃料燃燒時(shí)所使用的空氣量?jī)H為3.3%，根據(jù)上述表1所示的值，排放氣中的氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)，使用活性離子化燃料時(shí)，比使用煤油時(shí)，實(shí)際上減少到了三十分之一。
另外，這個(gè)數(shù)值是由表1的測(cè)定結(jié)果與排放氣中的排氣量計(jì)算的，是包含誤差的。
燃燒鍋爐的實(shí)施例2圖6是將燃燒鍋爐80做成球狀，而且是雙層壁式的爐芯的例子。設(shè)置內(nèi)壁81和外壁82(約300毫米直徑)，在各自的外圓周面上分別設(shè)置多個(gè)火焰放射口85?；钚噪x子化燃料的供給，由內(nèi)壁81的外周，通過(guò)具有60度的噴射角的噴咀84來(lái)進(jìn)行。向噴咀84的活性離子化燃料的供給，通過(guò)輸油管83來(lái)進(jìn)行。另外，此時(shí)的噴咀84的噴射位置及角度，最好是以盡可能大的角度而且向內(nèi)壁81的中心來(lái)進(jìn)行噴射。
化1
化2
權(quán)利要求
1.一種活性離子化燃料，它是水和烴系液體燃料或固體燃料的乳濁液，它是由微細(xì)的上述液體燃料或固體燃料粒子和激發(fā)水所構(gòu)成。其中，上述水的群集體在上述液體燃料或上述固體燃料粒子的周圍，形成膠粒，從而成為親液膠體(lyophilic colloid)，上述激發(fā)水是使上述水激發(fā)后產(chǎn)生作為自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸承式運(yùn)動(dòng)的水。
2.一種活性離子化燃料制造裝置，它由下列幾部分構(gòu)成用于貯藏液體燃料或固體燃料懸浮液燃料的燃料罐，和用于將上述燃料加壓的燃料泵，和用于貯藏水的水罐，用于將上述水加壓的水泵，和由上述燃料罐及上述水罐來(lái)供給上述燃料及上述水，而且具有被劃分了空間的混合攪拌室，和用于將上述被加壓的水噴射成霧狀、裝設(shè)在上述混合攪拌室的一端的水噴射閥，和用于噴射被加壓的上述燃料、與上述水噴射閥相對(duì)應(yīng)地裝設(shè)在上述混合攪拌室的另一端的燃料噴射閥。
3.權(quán)利要求1或2所述的活性離子化燃料的燃燒系統(tǒng)，其特征在于它由用于將上述活性離子化燃料加壓的活性離子化燃料泵，和將由上述活性離子化燃料泵供給的上述活性離子化燃料微?；筮M(jìn)行噴射的噴咀所構(gòu)成。
4.權(quán)利要求3所述的活性離子化燃料的燃燒系統(tǒng)，其特征在于它由形成為使由上噴咀噴出燃料進(jìn)行燃燒的縫隙，而且，在內(nèi)中具有空間的燃燒鍋爐所構(gòu)成。
5.權(quán)利要求5所述的活性離子化燃料的燃燒系統(tǒng)，其特征在于上述鍋爐在內(nèi)部個(gè)有球形空間，而且，具有雙層內(nèi)外壁。
全文摘要
以極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了使氮氧化物減少的活性離子化燃料的制造和燃燒。液體燃料噴射閥25及水噴射閥30一起向混合攪拌室31噴射液體燃料及水。與此相對(duì)應(yīng)，被噴射的液體燃料和水，在混合攪拌室31內(nèi)相互攪拌混合，從而，進(jìn)行乳濁液化及活性離子化。由于進(jìn)行了乳濁液化及活性離子化，所以容易燃燒，從而使排氣中的氮氧化物變少。
文檔編號(hào)C10L1/32GK1081752SQ9310934
公開(kāi)日1994年2月9日 申請(qǐng)日期1993年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月27日
發(fā)明者平田紀(jì)一 申請(qǐng)人:平田紀(jì)一