(57)【要約】【課題】煤が溜まって性能劣化した燃焼装置の燃焼効率を回復する。【解決手段】空気Ａを窒素分離膜６で濾過して酸素富化ガスＯR を生成し、該酸素富化ガスＯR に放射線を照射し、得られた活性化ガスＧと、燃料とを混合して燃焼装置Ｅで燃焼させる様にすることによって、酸化反応を促進する。即ち、酸素富化ガスＯR は放射線を受けて、活性化ガスＧとなり、含有の酸素は構成電子が励起されて、化学反応活性が高められ、かかる活性化酸素で燃料を完全に燃焼させる。又、活性化ガスＧは酸素濃度が通常空気に比して高濃度であるため、燃焼後の排ガス中には高温度で高活性の酸素が多く残留し、この高温・高活性の酸素で燃焼室や排気管内部に付着堆積している煤をも燃焼させて除去する。【選択図】図１
2007071176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を窒素分離膜で濾過して酸素富化ガスを生成し、該酸素富化ガスに放射線を照射し
、得られた活性化ガスと、燃料とを混合して燃焼装置で燃焼させる様にしたことを特徴と
する燃焼装置の浄化方法。
【請求項２】
酸素富化ガスに空気を混合して、得られた混合ガスに放射線を照射して活性化ガスと成
す様にしたことを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の浄化方法。
【請求項３】
空気を窒素分離膜で濾過して酸素富化ガスを生成し送出するガス供給装置と、該ガス供
給装置の酸素富化ガス送出口に接続したガス供給経路を備え、該ガス供給経路に放射性物
質を配設し、かかるガス供給経路の下流端から吐出される活性化ガスを燃焼装置に供給す
る様にしたことを特徴とする燃焼装置の浄化装置。
【請求項４】
ガス供給経路の上流側に空気導入部を設け、該空気導入部により、酸素富化ガスに空気
を混合する様にしたことを特徴とする請求項３記載の燃焼装置の浄化装置。
【請求項５】
シート材に放射性物質を固着して浄化材を形成し、該浄化材をガス供給経路の少なくと
も一部に貼付して、ガス供給経路に放射性物質を配設したことを特徴とする請求項３又は
４記載の燃焼装置の浄化装置。
【請求項６】
可塑原料に放射性物質を配合して浄化材を調製し、該浄化材でガス供給経路の少なくと
も一部を形成して、ガス供給経路に放射性物質を配設したことを特徴とする請求項３又は
４記載の燃焼装置の浄化装置。
【請求項７】
塗料に放射性物質を配合して浄化材を調製し、該浄化材をガス供給経路の少なくとも一
部に塗布して、ガス供給経路に放射性物質を配設したことを特徴とする請求項３又は４記
載の燃焼装置の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室や排気管内部に煤が付着堆積して性能劣化した各種燃焼装置（ボイラ
ー、工業用炉、エンジン等）の燃焼効率を回復させると共に、排出される有害物質量を低
減する燃焼装置の浄化方法及び装置に関する。
【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、熱を得られる様にしている。
燃焼とは、空気中の酸素と燃料が化合し熱と光を発する現象で、完全燃焼に要する理論
上の最小空気量を理論空気量といい、この理論空気量と実際の燃焼に用いられる空気量の
比率を空気比といい、通常の燃焼制御においては、不完全燃焼防止のため、空気比1.0 以
上の状態、即ち過剰空気を供給して燃焼させる様にしている。
【０００３】
研究開発段階や出願段階で先行技術調査を行っておらず、記載すべき先行技術文献を知
りません。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、いくら過剰の空気を供給しても、完全燃焼の実現は不可能で、排ガス中の一
酸化炭素ＣＯや炭化水素ＨＣを皆無にすることは出来ず、この一酸化炭素や炭化水素は煤
と成り、燃焼装置の使用年時の経過に伴い、燃焼室や排気管内部に煤が付着堆積し、この
ため燃焼効率が徐々に低下し、燃焼後の排ガス中に残留する有害物質の量も徐々に増加し
てしまった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、空気を窒素分離膜で濾過して酸素富化ガスを生成し、該酸
素富化ガスに放射線を照射し、得られた活性化ガスと、燃料とを混合して燃焼装置で燃焼
させる様にすることによって、酸化反応を促進して、上記課題を解決する。
即ち、酸素富化ガスは放射線を受けて、活性化ガスとなり、含有の酸素は構成電子が励
起されて、化学反応活性が高められ、かかる活性化酸素で燃料を完全に燃焼させる。
又、活性化ガスは酸素濃度が通常空気に比して高濃度であるため、燃焼後の排ガス中に
は高温度で高活性の酸素が多く残留し、この高温・高活性の酸素で燃焼室や排気管内部に
付着堆積している煤をも燃焼させて除去する。
【発明の効果】
【０００６】
要するに本発明は、空気を窒素分離膜で濾過して酸素富化ガスを生成し送出するガス供
給装置を装備したので、燃焼装置により多くの酸素を送り込むことが出来る。
又、ガス供給装置の酸素富化ガス送出口にガス供給経路を接続し、該ガス供給経路に放
射性物質を配設したので、酸素富化ガスに放射線を照射することによって、化学反応活性
の高い活性化酸素を生成することが出来る。
そして、この活性化酸素を含有の活性化ガスを使い古された中古の燃焼装置に供給すれ
ば、所定燃料を完全に燃焼させることができ、また燃焼熱で高温化されている排ガス中の
余剰の活性化酸素で燃焼装置のガス排出経路に溜まった煤を燃やし尽くして、燃焼装置の
性能を新品同様に回復させることが出来る。
【０００７】
シート材に放射性物質を固着して浄化材を形成し、該浄化材をガス供給経路の少なくと
も一部に貼付するか、可塑原料に放射性物質を配合して浄化材を調製し、該浄化材でガス
供給経路の少なくとも一部を形成して、ガス供給経路に放射性物質を配設するか、或いは
、塗料に放射性物質を配合して浄化材を調製し、該浄化材をガス供給経路の少なくとも一
部に塗布して、ガス供給経路に放射性物質を配設したので、ガス供給経路の周囲に放射性
物質を万遍なく最適配置するができ、酸素富化ガスが含有する酸素をより効率良く活性化
して、活性化酸素による清浄能力の向上を図ることが出来る等その実用的効果甚だ大であ
る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜２に示す様に、本発明に係る燃焼装置の浄化装置は、酸素富化ガスＯR を生成し
送出するガス供給装置１と、該ガス供給装置１の酸素富化ガス送出口２に接続したガス供
給経路３を備え、該ガス供給経路３に、放射性物質４を含有させた浄化材５を配設し、か
かるガス供給経路３の下流端から吐出される活性化ガスＧを燃焼装置Ｅに供給する様にし
たものである。
【０００９】
ガス供給装置１は、窒素分離膜６を備え、該窒素分離膜６によって、空気を濾過して酸
素富化ガスＯR を生成する。
窒素分離膜６としては、例えばポリイミド製の中空糸膜（図３参照）が挙げられ、この
中空糸膜を複数本用いてモジュール化した宇部興産株式会社より市販の「ＵＢＥ  Ｎ2 セ
パレーター」を利用しても良い。
このモジュールは、図４に示す様に、筒体７の内部両端に内蓋８、8aを設け、一方の内
蓋８には空気Ａの流入口９、9a…を、また他方の内蓋8aには窒素富化ガスＮR の流出口10
、10ａ…を設け、筒体７の中の内蓋８、8aの間に中空糸形状の窒素分離膜６を複数本収容
し、各窒素分離膜６の一端を流入口９、9a…に接続する一方、窒素分離膜６の他端を流出
口10、10ａ…に接続し、筒体７の側面（図面上では上側）には酸素富化ガスＯR の吐出口
11を設けている。
そして、流入口９、9a…に空気Ａの圧送装置（図面上省略）を接続し、空気Ａを送り込
めば、空気Ａが窒素分離膜６の中を流れ、その間に空気Ａ中の酸素の大部分は少量の窒素
と共に窒素分離膜６を透過し、空気Ａ中の窒素の大部分は窒素分離膜６を透過できず、少
量の酸素と共に流出口10、10ａ…へ向かい、その結果、流出口10、10ａ…には窒素富化ガ
スＮR が、また吐出口11には酸素富化ガスＯR が得られる。
尚、空気Ａの圧送装置は、ガス供給装置１に内装させても、外付けとしても良く、また
窒素富化ガスＮR は不要であるため、大気中に放出すれば良い。
【００１０】
浄化材５は、シート材12の表面に、エポキシ樹脂等の接着剤13を用いて、放射性物質４
を固着したものであり、裏面に粘着層14を設け、該粘着層14によってガス供給経路３の外
装の少なくとも一部に貼付されている。
シート材12は、可撓性を有するものであれば良く、例えば金属泊、樹脂製フィルム、不
織布等で良い。
放射性物質４は、人体に影響しない極微量の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が、微粉化したものが望まし
い。
【００１１】
次に浄化装置の変形例について説明する。
第一変形例の浄化装置は、可塑原料15に放射性物質４を配合し、得られた浄化材５でガ
ス供給経路３の少なくとも一部を形成している。（図５参照）
ここで可塑原料15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15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３と成したり、或いは、図示しないが、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４を含有）を管の中に収容してガス供給
経路３としても良い。
【００１２】
第二変形例の浄化装置は、塗料16に放射性物質４を配合し、得られた浄化材５をガス供
給経路３の外装の少なくとも一部に塗布している。（図６参照）
尚、塗料16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浄化材５を塗布し、かかる浄化材５
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３としても良い。
【００１３】
次に本発明の浄化方法、並びに浄化装置の作用について説明する。
先ず、浄化装置のガス供給経路３を燃焼装置Ｅ、例えば自動車用エンジンの空気吸入口
に接続する。
次に、エンジンを始動すると共に、ガス供給装置１に内装又は外付けした空気圧送装置
により、窒素分離膜６に空気Ａを圧送し、窒素分離膜６にて空気Ａを濾過して、酸素富化
ガスＯR を生成し、ガス供給経路３に送出する。
【００１４】
すると、酸素富化ガスＯR 中の酸素分子は、ガス供給経路３を通過する際に、放射性物
質４から照射される放射線を受け、分子結合に係る最外殻電子が励起されて、化学反応を
起こし易い活性化酸素となる。
従って、この活性化酸素を含有の活性化ガスＧをエンジンに供給すると、エンジンに適
合した所定燃料（例えば、ガソリン、軽油、ＬＰＧ、ＬＮＧ等）は、活性化酸素と化合し
、残らず全てが燃焼し尽くされる。
又、活性化ガスＧは酸素濃度が通常空気よりも高いため、供給されるエンジンの圧縮比
を高めなくとも、より多くの酸素がシリンダー内に送り込まれ、この内一部が燃焼で消費
されても、排ガス中には高温の活性化酸素が多量に残留し、かかる高温の活性化酸素で燃
焼室及びこれ以降のガス排出経路に付着堆積している煤は燃焼し、除去されるのである。
【００１５】
以上、酸素富化ガスＯR を活性化ガスＧに変成させ、酸素富化ガスＯR のみから成る活
性化ガスＧを燃焼装置Ｅに供給する浄化装置について説明したが、窒素分離膜７の能力（
即ち、得られる酸素富化ガスＯR の量、酸素濃度など）を勘案し、酸素富化ガスＯR だけ
では所定燃料の完全燃焼に必要な酸素を確保できない場合は、酸素富化ガスＯR に空気Ａ
を加え混合し、得られた混合ガスに放射線を当てて、活性化ガスＧに変成させても良い。
この場合には、図７に示す様に、ガス供給経路３の上流側に空気導入部17を設け、該空
気導入部17により、ガス供給経路３の中の酸素富化ガスＯR に空気Ａを加え、混合すれば
良く、空気導入部17をガス供給経路３の上流側に設けることによって、空気Ａ中の酸素も
ガス供給経路３を通過する際に、放射線を受け得て、活性化される。
この混合ガスより成る活性化ガスＧも、酸素濃度は通常の空気よりも高く、排ガス中に
は高温の活性化酸素が残留し、かかる高温の活性化酸素で燃焼室及びこれ以降のガス排出
経路に付着堆積している煤は燃焼し、除去されるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る浄化装置の概略図である。
【図２】浄化装置を部分省略して表した模式図である。
【図３】窒素分離膜の模式図である。
【図４】窒素分離膜モジュールの模式図である。
【図５】第一変形例の浄化装置における浄化材の斜視図である。
【図６】第二変形例の浄化装置における浄化材の斜視図である。
【図７】空気導入部を有する浄化装置を部分省略して表した模式図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    ガス供給装置
２    酸素富化ガス送出口
３    ガス供給経路
４    放射性物質
５    浄化材
６    窒素分離膜
Ｅ    燃焼装置
Ａ    空気
ＯR   酸素富化ガス
Ｇ    活性化ガス
Ｐ    燃焼用ガス
12    シート材
15    可塑原料
16    塗料
17    空気導入部
【図１】
2007071176.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007071176.tif 000007
【図６】
2007071176.tif 000008
【図７】
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