(57)【要約】【課題】            高い気化能力を有し、汚濁液体から純粋な気体を作り出せる混合気生成器を得る。【解決手段】        液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁４で隔てた二部屋Ａ，Ｂを構成し、この二部屋Ａ，Ｂのうちの一部屋Ａに不純物の混じった汚濁液体を入れ、他の一部屋Ｂに気流を通して気化ガスと空気との混合気体を生成し、この混合気体を有効ガスとして取出す。また、気化ガスと空気との混合割合を、二部屋Ａ，Ｂを隔てる隔壁の実効透過面積を変えることで調整する。あるいは、一部屋Ａに入れる汚濁液体を加圧する加圧手段を設け、他の一部屋Ｂの混合ガスの空気との混合割合を調整する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に不純物の混じった汚濁液体を入れ、他の一部屋に気流を通して前記汚濁液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を前記他の一部屋から取出して利用するようにした混合気生成器。
【請求項２】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋を複数併設し、この複数の部屋にそれぞれ不純物の混入した異なる液体を入れ、他の一部屋に気流を通して前記各部屋の液体の気化ガスと空気との混合した不純物の含まれない混合気体を生成するようにした混合気生成器。
【請求項３】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に不純物の混じった汚濁液体を入れ、他の一部屋に気流を通して前記汚濁液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を前記他の一部屋から取出して冷却器に通して液化するようにした液体再生器。
【請求項４】
液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋を複数併設し、この複数の部屋にそれぞれ不純物の混入した異なる液体を入れ、他の一部屋に気流を通して前記各部屋の液体の気化ガスと空気との混合した不純物の含まれない混合気体を生成し、この混合気体を冷却器に導いて液化するようにした液体再生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不純物の混じった汚濁液体から混合気体を生成する混合気生成器及び不純物の混じった汚濁液体を純粋液体に再生する液体再生器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、加湿の主流は、透湿方式を用いたものになりつつある。透湿方式の加湿器では、水は通さないが、水蒸気は通す透湿膜の袋体やチューブが用いられている。袋体の中やチューブの外に水を溜め、袋体の外部やチューブ内に空気を通し、空気を透過した水蒸気で連続的に加湿するものである。なお、この種の従来技術としては、特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透湿膜を使った加湿器は、雑菌やカビのような大きなものは一切通さないクリーン性が特徴であり、ヒータ等の加熱手段なしでも高い加湿能力を有し、ランニングコストは低いといった利点がある。本発明者は、透湿膜の選択透過性に着目して、加湿以外に応用できないか思案を重ねた。その結果、液体を気化できることに着目し、液体のベーパー化に取組み、燃焼装置に利用できる混合気生成器の開発を試みた。そして、不純物の混じった汚濁液体から燃焼等に利用できる気体が得られないかという課題に突き当った。
【０００５】
本発明は、透湿膜の特徴を応用し、上記した課題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、汚濁液体から純粋な空気との混合気体を生成することができる、構成の簡素な混合気生成器を得ることであり、汚濁液体を純粋な液体に再生することができる液体再生器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に不純物の混じった汚濁液体を入れ、他の一部屋に気流を通して汚濁液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を他の一部屋から取出して利用するようにする手段を採用する。
【０００７】
また、他の発明は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋を構成し、この二部屋のうちの一部屋に不純物の混じった汚濁液体を入れ、他の一部屋に気流を通して汚濁液体の気化ガスと空気との混合した混合気体を生成し、この混合気体を他の一部屋から取出して冷却器に通して液化するようにする手段を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、隔壁で隔てた一部屋に入れた汚濁液体を、もう一部屋を介して汚濁液体の気化ガスと空気との混合気体として取出して、有効ガスとして燃焼等に用いることができる。そして、エネルギの有効利用が簡素な構成で実現する混合気生成器が得られる。
【０００９】
また、他の発明によれば、隔壁で隔てた一部屋に入れた汚濁液体を、もう一部屋を介して汚濁液体の気化ガスと空気との混合気体として取出して、冷却することで純粋な液体に再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を適用した液体燃料燃焼装置は、混合気生成器を中核として構成されている。混合気生成器は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁で隔てた二部屋からなる構成である。隔壁はミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜を、中空のチューブ体に成形したものや板状の中空体に構成したものが使用されている。隔壁で隔てた二部屋の内の一部屋に不純物の混じった汚濁液体、例えば汚れた石油や洗浄に使ったガソリンを入れ、他の一部屋に空気流を通してこの部屋に通じるバーナ部で、生成した気化ガスと空気との混合気体を、有効ガスとして燃焼用二次空気を導入して燃焼させる。混合気体は、炭化水素ガスと燃焼用一次空気の混合した可燃性のものであり、そのまま燃焼させることもできる。
【００１１】
隔壁を中空のチューブ体に成形したものでは、チューブ体の内部空間を一部屋とし、チューブ体の外部空間をもう一つの部屋としたモジュールで構成されている。チューブ体の外の部屋に汚濁液体燃料を入れ、チューブ体の内部空間である一部屋に空気流を通してこの部屋の外に、炭化水素ガスと空気の混合した混合気体を取出し、バーナ部で燃焼させる。
【００１２】
この混合気生成器は、ヒータ等の加熱手段なしでも高い気化能力を有し、構成もいたって簡素でランニングコストが低いといった特徴を持っている。この混合気生成器を使うことにより、汚濁液体燃料から可燃性のある混合気体を簡単に生成でき、簡素な構成の燃焼装置が得られる。気化ガスと空気との混合割合は、二部屋を隔てる隔壁の実効透過面積（長さ、径、表面積など）を変えることによって変化させている。隔壁の実効透過面積を変化させるには、汚濁液体燃料に浸漬するチューブや板状の中空体の浸漬数を変化させる方法が簡単で良い。浸漬数を変化させる方法は、汚濁液体の液面を変化させるか、チューブや板状の中空体を可動に構成し、チューブや板状の中空体を汚濁液体中を動かす仕方が良い。これによって、気化ガスと空気との混合割合が隔壁の実効透過面積を広くしたり狭くしたりすることで調整でき、燃焼を強から弱に、弱から強に有効に制御することができる。
【００１３】
この燃焼装置の構成のバーナ部をジャケット管等による冷却器に換えることで、混合気体を液体に再生する液体再生器を構成することができる。液体再生器によって得られる液体は、不純物を含まない清浄な液体であり、再利用することができる。
【００１４】
実施の形態１．
図１と図２は、本実施の形態の石油暖房機や石油ボイラーに使用される燃焼装置の断面構成図である。この燃焼装置は、不純物の混じった汚濁石油を炭化水素ガスに気化する混合気生成器１とバーナ部２を備えている。混合気生成器１の本体は、容器３内に、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁４を中空のチューブ体として構成した気化管５を図１に示すように多数本縦向きや横向きに貫通させて配設しただけの大変シンプルな構造である。チューブ体を、隔壁４を板状にした図２に示すような板状の中空体に構成してもよい。容器３は、補給口を有する密閉容器であり、その胴周りには加熱手段として補助ヒータ６が装着されている。各気化管５の隔壁４の外は部屋Ａにあり、容器３内の部屋Ａに入れられた汚濁石油に浸漬している。各気化管５の隔壁４の内側の部屋Ｂは、気化管５の一端部においてチャンバー７に通じている。このチャンバー７には容器３より高位に配置された送風機８により送風がなされ、気化管５の部屋Ｂには一方向に気流が流れる。送風機８の吹出口近傍にも吹出し気流を加熱する補助ヒータ６が設けられている。気化管５の他端はバーナ部２として気化管５に連通している。
【００１５】
混合気生成器１のコア部分のモジュールは、厚み０．２ｍｍ、直径５ｍｍ程度のチューブ体に成形した隔壁４が、端末部分を除いて容器３内に収められた構成となっている。隔壁４の材料としては、ミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜で有機溶媒に溶けないものが用いられている。隔壁４での気体変換は、表面積に左右されるため、スプライン状やセレーション状に構成すると良い。補助ヒータ６は、汚濁石油の気化を促進するものである。
【００１６】
容器３内の部屋Ａに液体燃料である汚濁石油を入れ、補助ヒータ６で加熱しておき、気化管５内の部屋Ｂに送風機８により補助ヒータ６で昇温した空気を通して、炭化水素ガスと空気の混合した混合気体を生成してバーナ部２に導き、着火すれば燃焼装置として機能する。気化管５内の部屋Ｂには、隔壁４を透過した炭化水素ガスと加熱された空気の混合した燃焼用一次空気を含む混合気体が生成され、これがバーナ部２で連続的に燃焼する。このようにこの燃焼装置は、気化する物質がガス体では無く汚濁液体であるので扱い易く、構成がいたって簡素で殆ど加熱する必要もないのでランニングコストは低く、故障も少なく保守も楽である。水蒸気とともに炭化水素ガスを燃焼させることで、有効なエネルギ利用が可能である。
【００１７】
この燃焼装置は、炭化水素ガスと空気との混合割合を、二部屋Ａ，Ｂを隔てる隔壁４の実効透過面積を変えることによって変化させている。隔壁４の実効透過面積を変化させるには、汚濁液体燃料に浸漬するチューブ体や板状の中空体の浸漬数を変化させる方法が簡単である。浸漬数を変化させる方法としては、汚濁液体燃料の液面Ｌを上下に変化させるか、チューブ体や板状の中空体を可動に構成し、チューブ体や板状の中空体を、汚濁液体燃料中を動かす。これによって、炭化水素ガスと空気との混合割合が隔壁４の実効透過面積を広くしたり狭くしたりすることで変り、燃焼を強から弱に、弱から強に有効に制御することができる。
【００１８】
炭化水素ガスと空気との混合割合は、補助ヒータ６の入力制御によっても変えることができる。補助ヒータ６によって汚濁液体燃料の気化を促進したり抑えたりして空燃比を変える。また、チューブ体や板状の中空体に通す空気の量を送風機８の運転制御により変化させても空燃比を変化させることができる。さらには、容器３を圧力容器とし、加圧手段によって汚濁液体燃料に圧力を加え、加圧加減で汚濁液体燃料の隔壁４からの透過を促進したり抑えたりすることもでき、これらの方法を組合せて燃焼制御することもできる。チューブ体や板状の中空体に通す空気の一部をチューブ体や板状の中空体にフィードバックさせ、混合ガスの濃度を高くすることも有効である。
【００１９】
実施の形態２．
図３に示す本実施の形態も、実施の形態１で示した燃焼装置と基本的には同じである。従って、実施の形態１と同じ部分については、実施の形態１のものと同じ符号を用い、それらの説明は省略する。
【００２０】
図３は、本実施の形態の液体再生器を示す断面構成図である。この液体再生器は、実施の形態１で示した燃焼装置のバーナ部２を冷却器９に換えた構成である。冷却器９は、ジャケット管等により構成され、部屋Ｂで生成された混合気体を液体に再生する。この液体再生器によって得られる液体は、不純物を含まない清浄な液体であり、再利用することができる。例えば、汚れた水を飲料水に再生することができるし、塩水を淡水にする技術にも応用することができる。
【００２１】
実施の形態３．
図４は、本実施の形態の石油暖房機や石油ボイラーに使用される燃焼装置の断面構成図である。この燃焼装置は混合気生成器１を中核として構成されている。混合気生成器１は、液体は通さず気体は透過する選択透過性のある隔壁４で隔てた二種類の部屋Ａ，Ｂからなる構成である。隔壁４は、ミクロテックスの多孔質ポリテトラフルオロエチレンや形状記憶ポリマーの無孔質膜で作られている。二種類の部屋Ａ，Ｂの一種類は共通で、他の一種類は共通の部屋Ｂに複数併設された容器３（図では大、中、小の三個）で構成されている。三個の容器３には不純物の混じった汚濁した異なる液体がそれぞれ個別に入れられる。入れる液体は、大きい容器３には、例えば汚濁した石油が、中くらいの容器３には水が、小さい容器３には洗浄等に使われた汚濁したガソリン等がそれぞれ入れられる。これらの各容器３と共通の部屋Ｂを仕切る隔壁４の平面積も大中小と異なっている。各容器３は、補給口を除いて密閉構造であり、石油を入れる容器３には液体を加圧する加圧手段が取付けられ、各容器３の外部には加熱手段として補助ヒータ６が設けられている。
【００２２】
共通の部屋Ｂには、各容器３より高位に設けられた送風機８により一方向に空気流が流される。送風機８の吐出側にも空気を加温する補助ヒータ６が設けられている。共通の部屋Ｂの空気流の出口側にはバーナ部２が組付けられている。各容器３に液体燃料である石油と水と廃油等の液体をそれぞれ入れ、補助ヒータ６で加熱しておき、共通の部屋Ｂに送風機８により補助ヒータ６で加温した空気を通して、水蒸気と炭化水素ガスと空気の混合した混合気体を生成してバーナ部２に導き、着火すれば燃焼装置として機能する。共通の部屋Ｂには、隔壁４を透過した水蒸気と炭化水素ガスと加熱された空気の混合した燃焼用一次空気を含む混合気体が生成され、これがバーナ部２で連続的に燃焼する。このようにこの燃焼装置は、気化する物質がガス体では無く混合液体であるので扱い易く、構成がいたって簡素で殆ど加熱する必要もないのでランニングコストは低く、故障も少なく保守も楽である。そして、炭化水素ガスを水蒸気とともに燃焼させることで、有効なエネルギ利用が可能である。
【００２３】
この燃焼装置は、各容器３の液体のガス成分の割合を、容器３内と共通の部屋Ｂを隔てる隔壁４の実効透過面積（平面積）を変えることによって変化させている。また、加圧手段によって液体を加圧することによっても、補助ヒータ６の通電制御によっても、さらには、共通の部屋Ｂに通す空気の量を送風機８の運転制御により変化させても混合ガスのガス成分を変えることができ、これらの方法を組合せて燃焼制御する。また、各容器３に入れる液体の割合を変え、混合ガスの成分を調整することで燃焼の最適化を図ることができる。汚濁液体は二種類でもよく、四種類以上でも良い。
【００２４】
実施の形態４．
図５に示す本実施の形態も、実施の形態３で示した燃焼装置と基本的には同じである。従って、実施の形態３と同じ部分については、実施の形態３のものと同じ符号を用い、それらの説明は省略する。
【００２５】
図５は、本実施の形態の液体再生器を示す断面構成図である。この液体再生器は、実施の形態３で示した燃焼装置のバーナ部２を冷却器９に換えた構成である。冷却器９は、ジャケット管等により構成され、共通の部屋Ｂで生成された混合気体を液体に再生する。この液体再生器によって得られる液体は、不純物を含まない清浄な混合液体であり、再利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この混合気生成器１は、各種可燃性の汚濁溶媒から可燃性ガスを作ることが可能であり、これを有効ガスとした燃焼させるエンジンにも利用することができる。その他、各種実験用混合気体を簡単に作り出すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態１）
【図２】燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態１）
【図３】液体再生器の断面構成図である。（実施の形態２）
【図４】燃焼装置の断面構成図である。（実施の形態３）
【図５】液体再生器の断面構成図である。（実施の形態４）
【符号の説明】
【００２８】
１  混合気生成器、  ２  バーナ部、  ３  容器、  ４  隔壁、  ９  冷却器、  Ａ  部屋、  Ｂ  部屋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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