(57)【要約】【課題】燃料の消費量を低く抑える。【解決手段】第一サイクルのみ、外部より燃料として水素ガスを燃焼室に供給して燃焼させ、第二サイクル以降は、当該サイクル前の燃焼にて発生した水蒸気を分解し、得られた水素ガスを燃焼室に還元し、再燃焼させることによって、第二サイクル以降は、水素ガス燃料の外部からの供給を不要にする。具体的には、燃焼で発生した水蒸気に放射線を照射することによって、高温状態の水分子を構成する各原子の最外殻の電子を励起し、水素ラジカルと酸素ラジカルを生成し、水素ラジカル同士を結合させ、水素ガスを生成し、生成水素ガスを燃焼室に還元して再燃焼させる。又、放射線で分解されずに残留した水蒸気については、加熱分解したり、冷却し、凝結させて水とし、この水に電解質を添加した後、当該電解質溶液を電気分解して、得られた水素ガスを燃焼室に還元し再燃焼させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一サイクルのみ、外部より燃料として水素ガスを燃焼室に供給して燃焼させ、第二サイクル以降は、当該サイクル前の燃焼にて発生した水蒸気に放射線を照射することによって、発生水蒸気の大部分を水素ガスと酸素ガスとに分解し、当該水素ガスを燃焼室に還元して再燃焼させると共に、放射線で分解されずに残留した水蒸気については、加熱分解するか、或いは、冷却し凝結させて水と成し、この水に電解質を添加した後、当該電解質溶液を電気分解し、得られた水素ガスを燃焼室に還元して再燃焼させる様にしたことを特徴とする燃焼方法。
【請求項２】
第一サイクルのみ、外部より燃料として水素ガスを燃焼室に供給して燃焼させ、第二サイクル以降は、当該サイクル前の燃焼にて発生した水蒸気を分解し、得られた水素ガスを燃焼室に還元し、再燃焼させて稼働させる様にした燃焼装置であって、
発生水蒸気の分解手段として、放射線照射により分解するメイン分解手段と、放射線で分解されずに残留した水蒸気を加熱により分解するか、或いは、凝結させて水と成し、電解質を添加した後、電気分解するサブ分解手段とを備えたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項３】
燃焼室に接続した排ガス経路の下流端を燃焼室の還元燃料吸入口に接続し、当該排ガス経路に放射性物質を配設して、メイン分解手段としたことを特徴とする請求項２記載の燃焼装置。
【請求項４】
排ガス経路における放射性物質配設位置より下流側に、残留水蒸気を加熱分解するヒーターを設けて、サブ分解手段としたことを特徴とする請求項３記載の燃焼装置。
【請求項５】
排ガス経路における放射性物質配設位置より下流側に、残留水蒸気を冷却し凝結させる冷却帯と凝結水排出口を設け、該凝結水排出口を電気分解槽に接続し、当該電気分解槽の水素ガス捕集部を燃焼室の還元燃料吸入口に接続して、サブ分解手段としたことを特徴とする請求項３記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラー、工業用炉、エンジン等の燃焼装置及び燃焼方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラーや各種の工業用炉等の様に発生熱を利用する熱設備や、エンジン等の様に熱力学的エネルギーを動力として利用する熱機関（本願の特許請求の範囲及び明細書において、上記熱設備及び熱機関を合わせて、「燃焼装置」という。）は、石油等の燃料を燃焼させることで、熱や動力を得られる様にしている。
ところが、化石燃料の枯渇は益々進み、太陽光、風力等の自然利用の発電設備の開発が進められてはいるものの、完全な実用化にはまだまだ遠く、またこの様な発電設備が開発されても、様々な動力機関等の電化や、これを使用するための環境整備が必要で、電気を主としたエネルギー消費の構造に切り換える迄の過渡期を乗り切るためには、上記の様な燃焼装置の効率の向上が急務である。
そこで、本願発明者は、各種燃料を燃焼室内で燃料させて発生した排ガス中の水蒸気に放射線を照射し、水蒸気を水素ガスと酸素ガスに分解し、分解生成した水素ガスを燃焼室に還元し、再燃焼させることで、燃料消費量を削減する様にした燃焼方法を発明した（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８８８６０号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特許文献１の発明を改良し、燃料消費量の更なる削減を図る様にしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第一サイクルのみ、外部より燃料として水素ガスを燃焼室に供給して燃焼させ、第二サイクル以降は、当該サイクル前の燃焼にて発生した水蒸気を分解し、得られた水素ガスを燃焼室に還元し、再燃焼させることによって、第二サイクル以降は、水素ガス燃料の外部からの供給を不要にする。
具体的には、燃焼で発生した水蒸気に放射線を照射することによって、高温状態の水分子（H2O)を構成する各原子の最外殻の電子を励起し、水素原子（Ｈ）と酸素原子（Ｏ）の結合を切って、水素ラジカル（Ｈ・）と酸素ラジカル（Ｏ・）を生成し、水素ラジカル（Ｈ・）同士、酸素ラジカル（Ｏ・）同士を結合させ、水素ガス(H2)と酸素ガス（O2) を生成し、生成水素ガスを燃焼室に還元して再燃焼させる。
又、放射線で分解されずに残留した水蒸気については、加熱分解したり、冷却し、凝結させて水とし、この水に電解質を添加した後、当該電解質溶液を電気分解して、得られた水素ガスを燃焼室に還元し再燃焼させる。
【発明の効果】
【０００６】
要するに、実用燃料は化石燃料由来か、或いは化石燃料由来でなくても、製造段階の何処か、例えば製造電力の発電などで化石燃料を活用しており、実用燃料の利用による化石燃料の消費は避けられないのが一般的であるが、本発明は、第一サイクルのみ、外部より燃料として水素ガスを燃焼室に供給して燃焼させ、第二サイクル以降は、当該サイクル前の燃焼にて発生した高温で高反応活性状態の水蒸気に放射線を照射することによって、水蒸気を水素ガスと酸素ガスとに分解する様にしたので、放射線エネルギーを水素ガスに化体し、燃料として回収して再利用することが出来る。
又、放射線で分解されずに残留した水蒸気についても、加熱分解したり、電気分解にて水素ガス燃料に還元したので、始動に用いた水素ガス燃料を余すことなく、回収して再利用することが出来る。
従って、始動時のみ所定量の燃料を投入すれば、その後は回収した再利用の燃料の燃焼だけで良いため、化石燃料の消費量を激減させて、化石燃料の枯渇の遅延を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明に係る燃焼方法は、図１に示す様に、第一サイクルのみ、外部より燃料として水素ガスを燃焼室に供給して燃焼させ、第二サイクル以降は、当該サイクル前の燃焼にて発生した水蒸気に放射線を照射することによって、発生水蒸気の大部分を水素ガスと酸素ガスとに分解し、当該水素ガスを燃焼室に還元して再燃焼させると共に、放射線で分解されずに残留した水蒸気については、加熱分解するか、或いは、冷却し凝結させて水と成し、この水に電解質を添加した後、当該電解質溶液を電気分解し、得られた水素ガスを燃焼室に還元して再燃焼させる様にした方法である。
【０００８】
尚、本発明は上記の通り、始動初期のみ外部から燃料（酸素との化合により酸化物となり、これと共に熱発生するもの）を供給し、その後は燃料を一切供給することなく稼働させるが、所謂永久機関でなく、主に放射線の照射により、エネルギー供給しており、放射性物質利用により、長期連続稼働も可能であるが、放射線エネルギーは消費されるのであって、エネルギー保存の法則に反するものではない。
又、水素ガスの燃焼には当然酸素を必要とし、水素ガスと共に酸素ガスのみ、或いは空気を供給する。
【０００９】
次に、本発明の方法を実施するのに好適な装置例を示し、本発明について更に詳細に説明する。
図２は本燃焼装置の構成を表す概略図であり、この燃焼装置は、燃焼室１に水素ガスと酸素ガスを供給して燃焼させる燃焼装置であって、発生水蒸気の分解手段として、放射線を照射することによって分解するメイン分解手段２と、このメイン分解手段２の放射線で分解されずに残留した水蒸気を分解するサブ分解手段３を備えている。
具体的には、燃焼室１の排ガス口４に接続した排ガス経路５の下流端を燃焼室１の還元燃料吸入口６に接続し、当該排ガス経路５の上流側に放射性物質７を配設して、メイン分解手段２としている。
放射性物質７は、水蒸気を分解可能な放射線を放出するもので、例えばラジウム、ラドン等が挙げられ、天然鉱石、精製物の如何は問わない。
尚、放射線の人体への影響が懸念される場合は、放射性物質７の配設位置周囲に鉛などから成る防護壁を設けて、放射線遮蔽を図れば良い。
【００１０】
一方、サブ分解手段３としては、排ガス経路５の放射性物質７を配設した位置より下流側に、ヒーターを設けるか、或いは、電気分解設備を設ける。
電気分解利用の場合は、本装置の様に、放射性物質７より下流側に冷却帯８を設け、更にその下流に凝結水排出口９を設け、該凝結水排出口９を送水管10を介して電気分解槽11に接続する。
電気分解槽11は、その気相部を仕切板にて水素ガス捕集部12と酸素ガス捕集部13に分断され、水素ガス捕集部12は水素ガス管14を介して燃焼室１の還元燃料吸入口６に接続されている。
【００１１】
尚、酸素ガス捕集部13は酸素ガス管15を介して燃焼室１の還元燃料吸入口６に連結されている。
又、電気分解槽11に予め所定量の電解質を投入しておいて、凝結水に電解質を添加する様にすれば良い。
【００１２】
放射性物質７の配設手段は適宜であり、例えば、金属泊、樹脂製フィルム、不織布など可撓性を有するシート材の表面に、微粉化した放射性物質７をエポキシ樹脂等の接着剤にて固着して、水蒸気分解材を形成し、該水蒸気分解材の裏面に粘着層を設け、該粘着層によって、当該水蒸気分解材を排ガス経路５に貼付しても良いし、或いは、可塑原料に微粉化した放射性物質７を配合し、得られた水蒸気分解材でガス供給経路５を形成したり、塗料に微粉化した放射性物質７を配合し、得られた水蒸気分解材をガス供給経路５に塗布しても良い。
【００１３】
上記の可塑原料とは、適宜形状に成形可能なものであれば良く、例えば、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、珪素樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
又、可塑原料は、練土状に調製したセラミックス原料でも良く、筒状に成形し焼成してガス供給経路５と成したり、或いは、球状やハニカム形状に成形し焼成して、得られたセラミックス焼結体（放射性物質７を含有）を管の中に収容してガス供給経路５としても良い。  
尚、上記の塗料は公知のもの用いれば良く、有機系、無機系の如何は問わず、また球状やハニカム形状に形成したセラミックス焼結体に塗料状の水蒸気分解材を塗布し、かかる水蒸気分解材の被膜を有するセラミックス焼結体を管の中に収容してガス供給経路５としても良い。
【００１４】
次に本実施例の燃焼装置の作用について説明する。
先ず、先ず第一サイクルでは、燃焼室１に水素ガスと、これを燃焼させるのに適量の酸素ガスとを供給し、水素ガスを燃焼させる。
この燃焼で発生した排ガス（即ち、水蒸気）は、燃焼室１から排出された後、排ガス経路５を通過する。
この時、排ガス経路５における上流側に放射性物質７が配設されているため、放射線の照射を受けて、水蒸気はその内の大部分が分解され、水素ガスと酸素ガスが生成する。
【００１５】
そして、生成した水素ガス、酸素ガスと、分解さなかった水蒸気は更に下流に移動し、冷却帯８で水蒸気は冷却され、凝結水となって分離され、乾いた状態の水素ガスと酸素ガスのみが還元燃料吸入口６を通って燃焼室１に還元される。
【００１６】
一方、凝結水は凝結水排出口９から流出し、送水管10を通って電気分解槽11に流入し、電気分解槽11において、適宜電解質と混合される。
電気分解槽11に貯留された電解質溶液は、通電されて水素ガスと酸素ガスに分解され、電気分解槽11の上部の気相部に溜まった両ガスは、燃焼室１に還元され、第二サイクルの燃焼に供される。
【００１７】
そして、第二サイクル以降は、それより前のサイクルにて発生し、上記の様に燃焼室１に還元された水素ガスを燃焼させる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る燃焼方法の概念を示す概略図である。
【図２】燃焼装置例の要部の概略図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  燃焼室
２  メイン分解手段
３  サブ分解手段
５  排ガス経路
６  還元燃料吸入口
７  放射性物質
８  冷却帯
９  凝結水排出口
11  電気分解槽
12  水素ガス捕集部
【図１】
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【図２】
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