(57)【要約】【課題】燃料消費を低く抑えると共に、排ガスを清浄化する。【解決手段】空気Ａを窒素分離膜で濾過して酸素富化ガス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と、燃料Ｆとを燃焼室６に供給して燃焼させることによって、燃焼を促進すると共に、燃焼排ガス量を減少させる。即ち、酸素富化ガスＯR はガス供給経路３を通過する際に、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、燃料との酸化反応（燃焼）が促進される。又、活性化ガスＧは酸素濃度が高濃度であるため、排ガス量は減少し、損失する熱量も減少する。【選択図】図１
2007071506.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と、燃料とを燃焼室
に供給して燃焼させる様にしたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
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１記載の燃焼装置。
【請求項３】
シート材に放射性物質を固着して燃焼促進材を形成し、該燃焼促進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１又は２記載の燃焼装置。
【請求項４】
可塑原料に放射性物質を配合して燃焼促進材を調製し、該燃焼促進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１又は２記載の燃焼装置。
【請求項５】
塗料に放射性物質を配合して燃焼促進材を調製し、該燃焼促進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１
又は２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大気
汚染、地球温暖化の原因となり、又過剰空気による燃焼は熱収支の理論からも明らかな様
に、熱エネルギーの無駄使いで省エネルギーの点からも改善が望まれていた。
【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
性化ガスと、燃料とを燃焼室に供給して燃焼させることによって、燃焼を促進すると共に
、燃焼排ガス量を減少させる様にして、上記課題を解決する。
即ち、酸素富化ガスはガス供給経路を通過する際に、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、燃料との酸化反応（
燃焼）が促進される。
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、燃料と共に燃焼室に
供給すべき、活性化ガスの供給量は通常空気の場合に比して少量で良く、その結果当然な
がら排ガス量は減少し、損失する熱量も減少する。
【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
と、燃料とを燃焼室に供給して燃焼させる様にしたので、燃焼効率が向上して、燃料が完
全に燃焼し尽くされることから、一酸化炭素や炭化水素等の有害な燃焼残留物が生成せず
、排ガスの清浄化を図ることが出来る。
又、排ガス量を低減させ、熱損失量を削減して、エネルギー資源の節約を図ることが出
来る。
【０００７】
シート材に放射性物質を固着して燃焼促進材を形成し、該燃焼促進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燃焼促進材を調製し、該
燃焼促進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燃焼促進材を調製し、該燃焼促進材をガ
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、活性化酸素による燃焼効率の向上を一層高くすることが
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を含有させた燃焼促進材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と、燃料Ｆとを燃焼室６に供給して燃
焼させる様にしたものである。
【０００９】
ガス供給装置１は、窒素分離膜７を備え、該窒素分離膜７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７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８の内部両端に内蓋９、9aを設け、一方の内
蓋９には空気Ａの流入口10、10ａ…を、また他方の内蓋9aには窒素富化ガスＮR の流出口
11、11ａ…を設け、筒体８の中の内蓋９、9aの間に中空糸形状の窒素分離膜７を複数本収
容し、各窒素分離膜７の一端を流入口10、10ａ…に接続する一方、窒素分離膜７の他端を
流出口11、11ａ…に接続し、筒体８の側面（図面上では上側）には酸素富化ガスＯR の吐
出口12を設けている。
そして、流入口10、10ａ…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７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７を透過し、空気Ａ中の窒素の大部分は窒素分離膜７を透過できず、
少量の酸素と共に流出口11、11ａ…へ向かい、その結果、流出口11、11ａ…には窒素富化
ガスＮR が、また吐出口12に酸素富化ガス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】
燃焼促進材５は、シート材13の表面に、エポキシ樹脂等の接着剤14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15を設け、該粘着層15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13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】
次に燃焼装置の変形例について説明する。
第一変形例の燃焼装置は、可塑原料16に放射性物質４を配合し、得られた燃焼促進材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16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16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】
第二変形例の燃焼装置は、塗料17に放射性物質４を配合し、得られた燃焼促進材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17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燃焼促進材５を塗布し、かかる燃焼
促進材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】
次に本発明の燃焼装置の作用について説明する。
先ず、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７に空気
Ａを圧送し、窒素分離膜７で空気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。
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り、この活性化酸素を含有の活性化ガスＧと、所定燃料Ｆとを
燃焼室６に供給して燃焼させる。
この時、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、活性化ガスＧの供給必要量は
通常空気の場合よりも少なくて良い。
従って、排ガス量が少なくなり、損失熱量も少なくなる。
【００１４】
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と、燃料Ｆとを燃焼室６に供給して燃焼させる燃焼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 だけでは燃料Ｆ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18を設け、該空
気導入部18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18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、活性化ガス
Ｇの供給必要量はやはり通常空気の場合よりも少なくて良く、勿論排ガス量も少なく、損
失する熱量も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る燃焼装置の概略図である。
【図２】燃焼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】第一変形例の燃焼装置における燃焼促進材の斜視図である。
【図６】第二変形例の燃焼装置における燃焼促進材の斜視図である。
【図７】空気導入部を有する燃焼装置を部分省略して表した模式図である。
【符号の説明】
【００１６】
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    燃焼促進材
６    燃焼室
７    窒素分離膜
Ａ    空気
ＯR   酸素富化ガス
Ｇ    活性化ガス
Ｐ    燃焼用ガス
Ｆ    燃料
13    シート材
16    可塑原料
17    塗料
18    空気導入部
【図１】
2007071506.tif 000003
【図２】
2007071506.tif 000004
【図３】
2007071506.tif 000005
【図４】
2007071506.tif 000006
【図５】
2007071506.tif 000007
【図６】
2007071506.tif 000008
【図７】
2007071506.tif 000009