イオン活性による混成燃料ガス発生装置
【課題】燃焼装置における燃料の燃焼効率を高めようとするものである。
【解決手段】電気分解槽部１１における電気分解処理によって生成したイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を、混合槽部１２において吸着作用させることにより気化させてイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を生成し、当該イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン化活性機能を利用して反応槽部１３において燃料Ｍ１３を反応させることによって燃料Ｍ１３に酸素を含む混成燃料ガスＷ１を生成させるようにしたことにより、燃焼装置２において効率良く燃料Ｍ１３を燃焼させることができるイオン活性による混成燃料ガス発生装置１を実現し得る。
【解決手段】電気分解槽部１１における電気分解処理によって生成したイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を、混合槽部１２において吸着作用させることにより気化させてイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を生成し、当該イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン化活性機能を利用して反応槽部１３において燃料Ｍ１３を反応させることによって燃料Ｍ１３に酸素を含む混成燃料ガスＷ１を生成させるようにしたことにより、燃焼装置２において効率良く燃料Ｍ１３を燃焼させることができるイオン活性による混成燃料ガス発生装置１を実現し得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン活性による混成燃料ガス発生装置に関し、特にガソリン、ＬＰＧなどの燃料原料を燃焼装置において効率よく燃焼させ得るようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料原料を効率よく燃焼させる手法として、酸素と水素を１：２の比率で含む混合ガスでなるいわゆる酸水素炎ガスを燃料に混合する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２０４１６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この酸水素炎ガスを用いる燃料燃焼手法は、燃焼装置における燃料の燃焼状態を安定に制御することが難しく、燃料原料に混成燃料ガスを混成させて燃焼装置において燃焼させる際に、特に高温高圧条件を必要とせず、しかも物理的、化学的安定性ができるだけ高い混成燃料ガスを発生できることが望まれる。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、低温低圧力の下でも安定に燃料を活性化できるようなイオン活性による混成燃料ガス発生装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明においては、燃焼させるべき燃料原料に対してイオン化活性ガスＭ１１（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を反応させてなる混成燃料ガスＷ１を燃焼装置２１に供給する混成ガス発生装置１であって、電気分解用原液２０を電気分解することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液Ｍ１を生成する電気分解槽部１１と、電気分解槽部１１から送出されるイオン合成液Ｍ１を液化層３２として貯留することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液Ｍ１から（Ｈ３Ｏ＋）イオンと（ＯＨ−）イオンとが吸着してなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を気化させる混合槽部１２と、混合槽部１２から送出されるイオン活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を受けて当該イオン活性ガスのイオン化活性機能を利用して燃料原料を反応させることにより、燃焼装置２に供給する混成燃料Ｗ１を生成する反応槽部１３とを設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電気分解槽部における電気分解処理によって生成したイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を、混合槽部において吸着作用させることにより気化させてイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を生成し、当該イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン活性作用を利用して反応槽部において燃料原料を反応させることによって酸素を含む混成燃料ガスを生成させるようにしたことにより、燃焼装置において安定かつ効率良く燃料を燃焼させることができるイオン活性による混成燃料ガス発生装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態によるイオン活性による混成燃料ガス発生装置を示す略線的ブロック図である。
【図２】図１の電気分解槽部１１の詳細構成を示す略線的ブロック図である。
【図３】図１の混合槽部１２の詳細構成を示す略線的ブロック図である。
【図４】図１の反応槽部１３の詳細構成を示す略線的ブロック図である。
【図５】図１の電気分解槽部１１におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図６】図１の混合槽部１２におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図７】図１の反応槽部１３におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図８】第２の実施の形態の反応槽部３におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図９】他の実施の形態によるイオン活性による混成燃料ガス発生装置を示す略線的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１０】
（１）全体構成
図１において、１は全体としてイオン活性による混成燃料ガス発生装置を示し、発生した混成燃料ガスＷ１を出力ポートＰ１から燃焼装置２に供給する。
【００１１】
混成燃料ガス発生装置１は、電気分解槽部１１と、混合槽部１２と、反応槽部１３とを有する。
【００１２】
（２）電気分解槽部
電気分解槽部１１は、図２に示すように、電気分解原液２０として濃度が３０［％］の水酸化カリウム（ＫＯＨ）を入れた電気分解槽本体２１内に設けられた積層された複数例えば１１１枚の電極板層２２の両端から導出された陽極端子２４Ａ及び陰極端子２４Ｂに対して電気分解用電源２５を接続することにより、電気分解用原液２０を、次式
【００１３】
ＫＯＨ → Ｋ＋＋ＯＨ− ……（１）
【００１４】
によって、多量のカリウムイオン（Ｋ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とを生成する。
【００１５】
この実施の形態の場合、積層された電極板層２２の各電極は「ＳＵＳ３１６」でなり、両面間に臨界電圧を越える電圧が印加されたとき電気分解用原液２０に陽イオン及び陰イオンが溶出することにより、隣合う電極間に電気分解用原液２０を電気分解する電界を形成する。
【００１６】
電気分解槽部本体２１内の電気分解作用は、さらに水酸基イオン（ＯＨ−）について、次式
【００１７】
ＯＨ− → Ｈ＋＋Ｏ−− ……（２）
【００１８】
のように水素イオン（Ｈ＋）と酸素イオン（Ｏ−−）とに電気分解をする。
【００１９】
かかる電気分解槽本体２１における電気分解状態において、これと同時に次式
【００２０】
４Ｈ＋＋２Ｏ−− →２Ｈ２Ｏ ……（３）
【００２１】
のように、４個の水素イオン（４Ｈ＋）と、２個の酸素イオン（２Ｏ−−）とが正規結合することにより水の分子（２Ｈ２Ｏ）が生成されたり、当該水の分子（２Ｈ２Ｏ）が次式
【００２２】
２Ｈ２Ｏ＝Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ− ……（４）
【００２３】
のように、さらに電気分解されてオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とが生成するような作用も生ずる。
【００２４】
このように、電気分解槽部１１の電気分解槽本体２１の内部では、いろいろな分子が電気分解により複数のイオンに分離したり、正規結合をしたりしているが、特に水酸基イオン（ＯＨ−）について見れば、図５に示すように、各分子間のイオンの授受作用によって、２個の水の分子（２Ｈ２Ｏ）が電気分解によりオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とに分離すると共に、両者が解離結合状態（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）で共存するような作用をする。
【００２５】
これらの作用は一般的には可逆的に行われるが、電気分解槽本体２１に対する電気分解用電源２５からの電源として、電圧２００［Ｖ］、かつ電流７５［Ａ］を選定することにより、上記（４）式によるオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）の解離結合状態への進行が最も顕著に生ずる（これを共振状態という）。
【００２６】
かくして電気分解槽部１１が共振条件を維持している状態において、カリウムイオン（Ｋ＋）、水の分子（２Ｈ２Ｏ）と共に、オキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とを解離結合してなるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液Ｍ１が電気分解槽部１１に設けられた出力ポートＰ１１から出力バルブＶ１１を介して外部に送出され、これが電気分解液循環部２６の入力ポートＰ１２に対して入力バルブＶ１２を介して供給される。
【００２７】
電気分解液循環部２６は循環ポンプ２７を有し、電気分解槽部１１から供給される電気分解液Ｍ１を純水用フィルタ２８を介して出力ポートＰ１３から出力バルブＶ１３を介して循環用の電気分解液Ｍ２として混合槽部１２の入力ポートＰ１４に押し出す。
【００２８】
（３）混合槽部
混合槽部１２は、図３に示すように、供給された循環用の電気分解液Ｍ２を混合槽本体３１の下層部分に液化層３２として貯留する。
【００２９】
かくして液化層３２として貯留されたイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液は、混合槽部１２の貯留電気分解液循環ポートＰ１５から、出力バルブＶ１４を介して電気分解返送液Ｍ３として電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６に送り返される。
【００３０】
かくして電気分解液循環部２６の循環ポンプ２７は、電気分解槽部１１の電気分解槽本体２１から得た電気分解液を、出力ポートＰ１１−出力バルブＶ１１−電気分解液循環部２６の入力バルブＶ１２−入力ポートＰ１２−循環ポンプ２７−純水用フィルタ２８−出力ポートＰ１３−出力バルブＶ１３−混合槽部１２の入力ポートＰ１４−混合槽部１２の液化層３２−貯留電気分解液循環ポートＰ１５−出力バルブＶ１４−電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６−電気分解槽部１１の循環ループを通って循環させる。
【００３１】
混合槽部１２の液化層３２に貯留された電気分解液M２の液面３２Ａの液位レベルは、液量検出器３３によって検出され、当該液量検出信号Ｓ１が混成燃料ガス発生装置１の中央制御装置部３４に送信される。
【００３２】
中央制御装置部３４は、この液量検出信号Ｓ１に基づいて液化槽３２の液面３２Ａを所定の基準液位にするような液位制御信号Ｓ２を給水バルブＶ２９に与えることにより、液化層３２の液面３２Ａが基準液位より低下したとき、給水バルブＶ２９を開いて純水Ｍ５を混合槽部１２の入力バルブＶ２６を介して温度液位制御入力ポートＰ２８に補充することにより、液化層３２の液面３２Ａを常に基準液位に保持させるようになされている。
【００３３】
この実施の形態の場合、混合槽部１２の液面３２Ａの位置には、のぞき窓３３が設けられ、これによりオペレータが液化層３２の液面３２Ａの液位を目視確認できるようになされている。
【００３４】
混合槽部１２は、電気分解液循環部２６から押し出されて来る電気分解液Ｍ２を貯留して液化層３２を形成すると共に、当該液化層３２を構成するイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液について、これを恒温制御出力ポートＰ２５から出力バルブＶ２５を介して温度調整部３５の入力ポートＰ２６に送ると共に、その出力ポートＰ２７に得られる温度調整された電気分解液を出力バルブＶ２７及び入力バルブＶ２６を介して混合槽部１２の温度液位制御入力ポートＰ２８に戻すようになされている。
【００３５】
混合槽部１２には液化層３２を構成する電気分解液の温度を検出する温度検出器３６が設けられ、その温度検出信号Ｓ１１を中央制御装置部３４（図２）に送信する。
【００３６】
中央制御装置部３４は、当該温度検出信号Ｓ１１に基づいて、液化層３２の電気分解液を所定の反応温度にするような温度制御信号Ｓ１２を温度調整部３５に送り返し、これにより温度調整部３５が中央制御装置部３４において設定された所定反応温度（例えば２０〜２２［℃］）に温度を調整する。
【００３７】
かくして混合槽部１２は、液化層３２に貯留された電気分解液について、その温度を所定の反応温度に維持し、これにより図６に示すように、液化層３２に貯留された電気分解液に含まれるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）についてイオンの授受作用を生じさせることにより、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）からオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とが分離した状態と、当該分離したオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とがイオン電荷によって吸着した吸着分子でなるイオン活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）になる状態とを、共存させるような条件を作る。
【００３８】
かくして混合槽部１２は液化層３２内においてイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が生成すると、これが気化状態になることにより液化層３２内において気泡となって液面３２Ａから気化層４１に飛び出す。
【００３９】
かくして気化層４１には、オキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と、水酸基イオン（ＯＨ−）とが吸着したイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が生成されて行く状態が得られ（相互保護作用によって）、これがイオン化活性ガスＭ１１としてイオン活性ガス出力ポートＰ３１から出力バルブＶ３１を介して圧力調整部４２に送出される。
【００４０】
圧力調整部４２は、気化層４１内にイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が生成されると、これを直ちに引き出すと共に、当該イオン化活性ガスＭ１１の圧力を反応槽部１３の反応最適値に調整して調整圧力イオン化活性ガスＭ１２として、反応槽部１３のイオン化活性ガス入力中間ポートＰ３２（図４）に与える。
【００４１】
この実施の形態の場合、気化層４１内のイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の濃度が高くなると、相互保護作用ができなくなって、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の成分が縮爆して水の成分（２Ｈ２Ｏ）に戻る現象が生ずる結果になる。
【００４２】
（４）反応槽部
図４において、イオン化活性ガス入力中間ポートＰ３２は反応槽部１３の低い位置に設けられたイオン化活性ガス入力ポートＰ３３より高いレベル位置に設けられ、これにより圧力調整部４２からの調整圧力イオン化活性ガスＭ１２をイオン化活性ガス入力中間ポートＰ３２の高いレベル位置から一旦イオン化活性ガス入力ポートＰ３３の低いレベル位置に下げて反応槽部１３に供給する。
【００４３】
反応槽部１３には調整圧力イオン化活性ガスＭ２の供給の仕方と同様に、燃焼対象であるガソリンでなる燃料原料Ｍ１３を入力バルブＶ３５を介して高いレベル位置にある燃料原料入力中間ポートＰ３５に受けると共に、当該燃料原料Ｍ１３を反応槽部１３の下部に設けられた燃料原料入力ポートＰ３６から取り込む。
【００４４】
これにより、イオン化活性ガス入力ポートＰ３３から導入された調整圧力イオン化活性ガスが、反応槽部１３の下半部に貯留された燃料原料４１内を、負圧を利用して通過する間に、燃料原料４１と反応して混成燃料ガス４２が燃料原料４１の液面４３上に生成される。
【００４５】
反応槽部１３には、オペレータが液面４３の液位レベルを目視確認するためののぞき窓４４が設けられている。
【００４６】
反応槽部１３は、図７に示すように、燃料原料であるガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に対してイオン化活性ガスのオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とのイオン授受作用によってオキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）を可逆的に生成するような反応を生じさせる。
【００４７】
この反応は低い圧力（０．１［ＭＰａ］）において活発に行われ、この圧力の調整を圧力調整部４２によって行う。
【００４８】
かくして反応槽部１３におけるイオンの授受作用によって生成されたオキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）は、混成燃料出力ポートＰ３７から出力バルブＶ３７を介してイオン活性による混成燃料ガス発生装置１の出力ポートＰ１から混成燃料ガスＷ１として燃焼装置２に送出される。
【００４９】
（５）混成燃料ガス生成動作
以上の構成において、電気分解槽部１１に電気分解用原液２０として入れられた水酸化カリウム（ＫＯＨ）は、電気分解用電源２５から陽極端子２４Ａ及び陰極端子２４Ｂに与えられる電圧・電流の作用によって、（１）式〜（４）式に示すように、水酸基イオン（ＯＨ−）が電気分解作用を受けることにより、図５に示すように、２個の水の分子（２Ｈ２Ｏ）を正規結合作用により生成する。
【００５０】
この水の分子（２Ｈ２Ｏ）は、電気分解槽１１において、電気分解による分離作用によって可逆的にオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）及び水酸基イオン（ＯＨ−）に分解される共に、各イオンの電気的な吸引力による解離結合作用によって可逆的にイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を生成する。
【００５１】
これらの正規結合作用、分離作用及び解離結合作用は、同時並行的に生ずるもので、かくしてカリウムイオン（Ｋ＋）、オキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）、水酸基イオン（ＯＨ−）及び水の分子（２Ｈ２Ｏ）を含む電気分解液Ｍ１が電気分解槽部１１の出力ポートＰ１１から電気分解液循環部２６の循環ポンプ２７によって引き出されて、混合槽部１２の入力ポートＰ１４及び貯留電気分解液循環ポートＰ１５を通って電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６に循環される。
【００５２】
この電気分解液の循環動作において、電気分解液に含まれるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）の生成量は、電気分解槽部１１の電気分解条件に基づいて、電気分解用電源２５から陽極端子２４Ａ及び陰極端子２４Ｂ間に印加される直流電流・電圧が所定の共振値（この実施の形態の場合、印加電圧２００［Ｖ］、かつ印加電流７５［Ａ］）のとき、共振作用が生じて、当該イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）の生成量が顕著に多量になる。
【００５３】
このようにして電気分解槽部１１から引き出された電気分解液Ｍ１に含まれるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）は、混合槽部１２の下層部を通って電気分解槽部１１との間で循環されるが、循環ポンプ２７の押し込み圧力によって、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）は循環液の一部が混合槽部１２の下層部分に液化層３２として貯留される。
【００５４】
当該混合槽部１２の液化層３２は、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液を停滞状態に貯留すると共に、当該貯留されたイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を恒温出力ポートＰ２５から引き出して温度調整部３５において所定の反応温度に制御した後恒温入力ポートＰ２８に戻すような温度調整動作の下で、液化層３２に貯留されたイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）について図６に示すようなイオンの授受作用を行わせる。
【００５５】
この混合槽部１２におけるイオンの授受作用は、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を可逆的にオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）に分離させると共に、当該分離されたオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とが吸着作用によって一体化したとき相互保護作用によって液化層３２の液面３２Ａからイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）として気化させる。
【００５６】
この図６による混合槽部１２におけるイオンの授受作用は、同時かつ可逆的に行われるが、温度調整部３５による温度設定条件（この実施の形態の場合、２０〜２２［℃］）によってオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）との吸着分子であるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）への遷移作用が顕著になる。
【００５７】
かくして混合槽部１２の気化層４１には、液化層３２から気化したイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が出て来る。
【００５８】
このとき液化層３２から気化層４１に気化した分のイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）は電気分解槽部１１及び混合槽部１２間を循環する電気分解液から消費されることにより、電気分解槽部１１内の電気分解用原液である水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度が高くなるが、このとき中央制御装置部３４は液量検出器３３の液量検出信号Ｓ１に基づいて給水バルブＶ２９に液位制御信号Ｓ２を与えることにより純水Ｍ５を温度液位入力ポートＰ２８を介して混合槽部１２に給水することにより、液化層３２の液面３２Ａを所定の一定値に制御すると共に、当該液化層３２内のイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を電気分解槽１１部に循環させることにより、電気分解槽部１１内の電気分解原液（ＫＯＨ）の濃度を一定値に制御する。
【００５９】
このようにして、気化層４１に充満するイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）は、混合槽部１２から圧力調整部４２を介して反応槽部１３にイオン化活性ガス入力ポート３３から送り込まれる。
【００６０】
反応槽部１３は当該送り込まれた調整圧力イオン化活性ガスＭ１２を、燃料入力ポートＰ３６から送り込まれる燃料原料Ｍ１３（この実施の形態の場合、ガソリン（Ｃ６Ｈ１４））とを反応させることにより、図７に示すイオン授受作用を生じさせる。
【００６１】
この結果反応槽部１３は、それ自体は活性化されてない通常の燃料原料であるガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に対して、イオン化されることにより活性化されたオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）の吸着分子でなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を反応させることにより、低圧力下（この実施の形態の場合最大０．１ＭＰａ）の下で、活発な反応を生じさせることにより、オキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）を生成でき、これを燃焼装置２に供給することができる。
【００６２】
当該オキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）は、ガソリン（Ｃ６Ｈ１４）と比較して酸素原子（Ｏ２）を含んでいることにより、燃焼装置２における燃焼効率を通常のガソリン（Ｃ６Ｈ１４）と比較して格段的に高くすることができる。
【００６３】
以上の構成によれば、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン化活性機能を利用して、酸素を燃焼させるべき燃料原料としてのガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に正規結合反応させることにより、効率良く燃焼できるイオン活性による混成燃料ガスを得ることができる。
【００６４】
かくするにつき、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を燃料としてのガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に反応させるための反応条件を低温・低圧に安定化し得る。
【００６５】
（６）第２の実施の形態
図８は第２の実施の形態を示すもので、図７の場合は、燃料原料Ｍ１３としてガソリン（Ｃ６Ｈ１４）を用いたが、図８の場合は、これに代え、反応槽部１３に供給する燃料原料Ｍ１３としてＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）を用いる。
【００６６】
この場合、反応槽部１３は、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）をＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）と反応させて、混成燃料ガスＷ１として、１−Ｎプロパノール（ＣＨ３―ＯＨ−ＣＨ２−ＣＨ２）を生成して、混成燃料出力ポートＰ３７から出力バルブＶ３７を介して燃焼装置２に送出する。
【００６７】
図８の構成によれば、イオン化されたオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）との吸着分子でなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）をＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）と反応させるようにしたことにより、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）がイオン活性化されていることにより、本来の燃料原料であるＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）と比較して酸素元素を含んだ構成になっていることにより、当該混成燃料ガスである１−Ｎプロパノール（ＣＨ３―ＯＨ−ＣＨ２−ＣＨ２）を燃焼装置２において燃焼させる際の燃焼効率を一段と高めることができる。
【００６８】
かくして、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン化活性機能を利用して酸素を燃焼させるべき燃料としてのＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）に正規結合反応させることにより、効率良く燃焼する混成燃料を得ることができる。
【００６９】
かくするにつき、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を燃料としてのＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）に反応させるための反応条件を低温・低圧に安定化し得る。
【００７０】
（７）他の実施の形態
（７−１） 上述の実施の形態においては、燃焼させるべき燃料原料として、ガソリン（Ｃ６Ｈ１４）及びＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）を用いた場合について述べたが、燃料としてはこれに限らずエタノール、メタノールなどの炭化水素を含んだものを用いても良い。
【００７１】
（７−２） 図９は他の実施の形態のイオン活性による混成燃料ガス発生装置１Ｘを示すもので、図１との対応部分に同一符号を付して示すように、電気分解液循環部２６Ｘを、混合槽部１２から電気分解槽部１１への電気分解返送液Ｍ３の流路に挿入し、これにより混合槽部１２の貯留電気分解液循環ポートＰ１５（図３）から液化層３２のイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を循環液として引き出して電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６（図２）に押し出す。
【００７２】
このようにしても、電気分解槽部１１から混合槽部１２の液化層３２を通って電気分解槽部１１に戻る循環流を生成できることにより、図１について上述したと同様に、混合槽部１２内に貯留するイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）から相互保護作用に基づくイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の気化現象を生じさせることができる。
【００７３】
（７−３） 上述の実施の形態においては、電気分解槽部１１の電気分解用原液２０として（ＫＯＨ）を用いた場合について述べたが、これに代え、Ｌｉ水溶液、（ＮａＯＨ）、クエン酸水溶液を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明はイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）と反応する燃料原料を燃焼させる燃焼装置に利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１、１Ｘ……イオン活性による混成燃料ガス発生装置、２……燃焼装置、１１……電気分解槽部、１２……混合槽部、１３……反応槽部、２０……電気分解用原液、２１……電気分解槽本体、２２……陽極板、２３……陰極板、２４Ａ、２４Ｂ……陽極、陰極端子、２５……電気分解用電源、２６、２６Ｘ……電気分解液循環部、２７……循環ポンプ、２８……純水用フィルタ、３１……混合槽本体、３２……液化層、３３……液量検出器、３４……中央制御装置部、３５……温度調整部、３６……温度検出器、４１……気化層、４２……圧力調整部。
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン活性による混成燃料ガス発生装置に関し、特にガソリン、ＬＰＧなどの燃料原料を燃焼装置において効率よく燃焼させ得るようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料原料を効率よく燃焼させる手法として、酸素と水素を１：２の比率で含む混合ガスでなるいわゆる酸水素炎ガスを燃料に混合する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２０４１６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この酸水素炎ガスを用いる燃料燃焼手法は、燃焼装置における燃料の燃焼状態を安定に制御することが難しく、燃料原料に混成燃料ガスを混成させて燃焼装置において燃焼させる際に、特に高温高圧条件を必要とせず、しかも物理的、化学的安定性ができるだけ高い混成燃料ガスを発生できることが望まれる。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、低温低圧力の下でも安定に燃料を活性化できるようなイオン活性による混成燃料ガス発生装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明においては、燃焼させるべき燃料原料に対してイオン化活性ガスＭ１１（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を反応させてなる混成燃料ガスＷ１を燃焼装置２１に供給する混成ガス発生装置１であって、電気分解用原液２０を電気分解することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液Ｍ１を生成する電気分解槽部１１と、電気分解槽部１１から送出されるイオン合成液Ｍ１を液化層３２として貯留することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液Ｍ１から（Ｈ３Ｏ＋）イオンと（ＯＨ−）イオンとが吸着してなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を気化させる混合槽部１２と、混合槽部１２から送出されるイオン活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を受けて当該イオン活性ガスのイオン化活性機能を利用して燃料原料を反応させることにより、燃焼装置２に供給する混成燃料Ｗ１を生成する反応槽部１３とを設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電気分解槽部における電気分解処理によって生成したイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を、混合槽部において吸着作用させることにより気化させてイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を生成し、当該イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン活性作用を利用して反応槽部において燃料原料を反応させることによって酸素を含む混成燃料ガスを生成させるようにしたことにより、燃焼装置において安定かつ効率良く燃料を燃焼させることができるイオン活性による混成燃料ガス発生装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態によるイオン活性による混成燃料ガス発生装置を示す略線的ブロック図である。
【図２】図１の電気分解槽部１１の詳細構成を示す略線的ブロック図である。
【図３】図１の混合槽部１２の詳細構成を示す略線的ブロック図である。
【図４】図１の反応槽部１３の詳細構成を示す略線的ブロック図である。
【図５】図１の電気分解槽部１１におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図６】図１の混合槽部１２におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図７】図１の反応槽部１３におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図８】第２の実施の形態の反応槽部３におけるイオンの授受作用の説明に供する略線図である。
【図９】他の実施の形態によるイオン活性による混成燃料ガス発生装置を示す略線的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１０】
（１）全体構成
図１において、１は全体としてイオン活性による混成燃料ガス発生装置を示し、発生した混成燃料ガスＷ１を出力ポートＰ１から燃焼装置２に供給する。
【００１１】
混成燃料ガス発生装置１は、電気分解槽部１１と、混合槽部１２と、反応槽部１３とを有する。
【００１２】
（２）電気分解槽部
電気分解槽部１１は、図２に示すように、電気分解原液２０として濃度が３０［％］の水酸化カリウム（ＫＯＨ）を入れた電気分解槽本体２１内に設けられた積層された複数例えば１１１枚の電極板層２２の両端から導出された陽極端子２４Ａ及び陰極端子２４Ｂに対して電気分解用電源２５を接続することにより、電気分解用原液２０を、次式
【００１３】
ＫＯＨ → Ｋ＋＋ＯＨ− ……（１）
【００１４】
によって、多量のカリウムイオン（Ｋ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とを生成する。
【００１５】
この実施の形態の場合、積層された電極板層２２の各電極は「ＳＵＳ３１６」でなり、両面間に臨界電圧を越える電圧が印加されたとき電気分解用原液２０に陽イオン及び陰イオンが溶出することにより、隣合う電極間に電気分解用原液２０を電気分解する電界を形成する。
【００１６】
電気分解槽部本体２１内の電気分解作用は、さらに水酸基イオン（ＯＨ−）について、次式
【００１７】
ＯＨ− → Ｈ＋＋Ｏ−− ……（２）
【００１８】
のように水素イオン（Ｈ＋）と酸素イオン（Ｏ−−）とに電気分解をする。
【００１９】
かかる電気分解槽本体２１における電気分解状態において、これと同時に次式
【００２０】
４Ｈ＋＋２Ｏ−− →２Ｈ２Ｏ ……（３）
【００２１】
のように、４個の水素イオン（４Ｈ＋）と、２個の酸素イオン（２Ｏ−−）とが正規結合することにより水の分子（２Ｈ２Ｏ）が生成されたり、当該水の分子（２Ｈ２Ｏ）が次式
【００２２】
２Ｈ２Ｏ＝Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ− ……（４）
【００２３】
のように、さらに電気分解されてオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とが生成するような作用も生ずる。
【００２４】
このように、電気分解槽部１１の電気分解槽本体２１の内部では、いろいろな分子が電気分解により複数のイオンに分離したり、正規結合をしたりしているが、特に水酸基イオン（ＯＨ−）について見れば、図５に示すように、各分子間のイオンの授受作用によって、２個の水の分子（２Ｈ２Ｏ）が電気分解によりオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とに分離すると共に、両者が解離結合状態（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）で共存するような作用をする。
【００２５】
これらの作用は一般的には可逆的に行われるが、電気分解槽本体２１に対する電気分解用電源２５からの電源として、電圧２００［Ｖ］、かつ電流７５［Ａ］を選定することにより、上記（４）式によるオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）の解離結合状態への進行が最も顕著に生ずる（これを共振状態という）。
【００２６】
かくして電気分解槽部１１が共振条件を維持している状態において、カリウムイオン（Ｋ＋）、水の分子（２Ｈ２Ｏ）と共に、オキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とを解離結合してなるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液Ｍ１が電気分解槽部１１に設けられた出力ポートＰ１１から出力バルブＶ１１を介して外部に送出され、これが電気分解液循環部２６の入力ポートＰ１２に対して入力バルブＶ１２を介して供給される。
【００２７】
電気分解液循環部２６は循環ポンプ２７を有し、電気分解槽部１１から供給される電気分解液Ｍ１を純水用フィルタ２８を介して出力ポートＰ１３から出力バルブＶ１３を介して循環用の電気分解液Ｍ２として混合槽部１２の入力ポートＰ１４に押し出す。
【００２８】
（３）混合槽部
混合槽部１２は、図３に示すように、供給された循環用の電気分解液Ｍ２を混合槽本体３１の下層部分に液化層３２として貯留する。
【００２９】
かくして液化層３２として貯留されたイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液は、混合槽部１２の貯留電気分解液循環ポートＰ１５から、出力バルブＶ１４を介して電気分解返送液Ｍ３として電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６に送り返される。
【００３０】
かくして電気分解液循環部２６の循環ポンプ２７は、電気分解槽部１１の電気分解槽本体２１から得た電気分解液を、出力ポートＰ１１−出力バルブＶ１１−電気分解液循環部２６の入力バルブＶ１２−入力ポートＰ１２−循環ポンプ２７−純水用フィルタ２８−出力ポートＰ１３−出力バルブＶ１３−混合槽部１２の入力ポートＰ１４−混合槽部１２の液化層３２−貯留電気分解液循環ポートＰ１５−出力バルブＶ１４−電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６−電気分解槽部１１の循環ループを通って循環させる。
【００３１】
混合槽部１２の液化層３２に貯留された電気分解液M２の液面３２Ａの液位レベルは、液量検出器３３によって検出され、当該液量検出信号Ｓ１が混成燃料ガス発生装置１の中央制御装置部３４に送信される。
【００３２】
中央制御装置部３４は、この液量検出信号Ｓ１に基づいて液化槽３２の液面３２Ａを所定の基準液位にするような液位制御信号Ｓ２を給水バルブＶ２９に与えることにより、液化層３２の液面３２Ａが基準液位より低下したとき、給水バルブＶ２９を開いて純水Ｍ５を混合槽部１２の入力バルブＶ２６を介して温度液位制御入力ポートＰ２８に補充することにより、液化層３２の液面３２Ａを常に基準液位に保持させるようになされている。
【００３３】
この実施の形態の場合、混合槽部１２の液面３２Ａの位置には、のぞき窓３３が設けられ、これによりオペレータが液化層３２の液面３２Ａの液位を目視確認できるようになされている。
【００３４】
混合槽部１２は、電気分解液循環部２６から押し出されて来る電気分解液Ｍ２を貯留して液化層３２を形成すると共に、当該液化層３２を構成するイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液について、これを恒温制御出力ポートＰ２５から出力バルブＶ２５を介して温度調整部３５の入力ポートＰ２６に送ると共に、その出力ポートＰ２７に得られる温度調整された電気分解液を出力バルブＶ２７及び入力バルブＶ２６を介して混合槽部１２の温度液位制御入力ポートＰ２８に戻すようになされている。
【００３５】
混合槽部１２には液化層３２を構成する電気分解液の温度を検出する温度検出器３６が設けられ、その温度検出信号Ｓ１１を中央制御装置部３４（図２）に送信する。
【００３６】
中央制御装置部３４は、当該温度検出信号Ｓ１１に基づいて、液化層３２の電気分解液を所定の反応温度にするような温度制御信号Ｓ１２を温度調整部３５に送り返し、これにより温度調整部３５が中央制御装置部３４において設定された所定反応温度（例えば２０〜２２［℃］）に温度を調整する。
【００３７】
かくして混合槽部１２は、液化層３２に貯留された電気分解液について、その温度を所定の反応温度に維持し、これにより図６に示すように、液化層３２に貯留された電気分解液に含まれるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）についてイオンの授受作用を生じさせることにより、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）からオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とが分離した状態と、当該分離したオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とがイオン電荷によって吸着した吸着分子でなるイオン活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）になる状態とを、共存させるような条件を作る。
【００３８】
かくして混合槽部１２は液化層３２内においてイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が生成すると、これが気化状態になることにより液化層３２内において気泡となって液面３２Ａから気化層４１に飛び出す。
【００３９】
かくして気化層４１には、オキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と、水酸基イオン（ＯＨ−）とが吸着したイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が生成されて行く状態が得られ（相互保護作用によって）、これがイオン化活性ガスＭ１１としてイオン活性ガス出力ポートＰ３１から出力バルブＶ３１を介して圧力調整部４２に送出される。
【００４０】
圧力調整部４２は、気化層４１内にイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が生成されると、これを直ちに引き出すと共に、当該イオン化活性ガスＭ１１の圧力を反応槽部１３の反応最適値に調整して調整圧力イオン化活性ガスＭ１２として、反応槽部１３のイオン化活性ガス入力中間ポートＰ３２（図４）に与える。
【００４１】
この実施の形態の場合、気化層４１内のイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の濃度が高くなると、相互保護作用ができなくなって、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の成分が縮爆して水の成分（２Ｈ２Ｏ）に戻る現象が生ずる結果になる。
【００４２】
（４）反応槽部
図４において、イオン化活性ガス入力中間ポートＰ３２は反応槽部１３の低い位置に設けられたイオン化活性ガス入力ポートＰ３３より高いレベル位置に設けられ、これにより圧力調整部４２からの調整圧力イオン化活性ガスＭ１２をイオン化活性ガス入力中間ポートＰ３２の高いレベル位置から一旦イオン化活性ガス入力ポートＰ３３の低いレベル位置に下げて反応槽部１３に供給する。
【００４３】
反応槽部１３には調整圧力イオン化活性ガスＭ２の供給の仕方と同様に、燃焼対象であるガソリンでなる燃料原料Ｍ１３を入力バルブＶ３５を介して高いレベル位置にある燃料原料入力中間ポートＰ３５に受けると共に、当該燃料原料Ｍ１３を反応槽部１３の下部に設けられた燃料原料入力ポートＰ３６から取り込む。
【００４４】
これにより、イオン化活性ガス入力ポートＰ３３から導入された調整圧力イオン化活性ガスが、反応槽部１３の下半部に貯留された燃料原料４１内を、負圧を利用して通過する間に、燃料原料４１と反応して混成燃料ガス４２が燃料原料４１の液面４３上に生成される。
【００４５】
反応槽部１３には、オペレータが液面４３の液位レベルを目視確認するためののぞき窓４４が設けられている。
【００４６】
反応槽部１３は、図７に示すように、燃料原料であるガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に対してイオン化活性ガスのオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とのイオン授受作用によってオキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）を可逆的に生成するような反応を生じさせる。
【００４７】
この反応は低い圧力（０．１［ＭＰａ］）において活発に行われ、この圧力の調整を圧力調整部４２によって行う。
【００４８】
かくして反応槽部１３におけるイオンの授受作用によって生成されたオキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）は、混成燃料出力ポートＰ３７から出力バルブＶ３７を介してイオン活性による混成燃料ガス発生装置１の出力ポートＰ１から混成燃料ガスＷ１として燃焼装置２に送出される。
【００４９】
（５）混成燃料ガス生成動作
以上の構成において、電気分解槽部１１に電気分解用原液２０として入れられた水酸化カリウム（ＫＯＨ）は、電気分解用電源２５から陽極端子２４Ａ及び陰極端子２４Ｂに与えられる電圧・電流の作用によって、（１）式〜（４）式に示すように、水酸基イオン（ＯＨ−）が電気分解作用を受けることにより、図５に示すように、２個の水の分子（２Ｈ２Ｏ）を正規結合作用により生成する。
【００５０】
この水の分子（２Ｈ２Ｏ）は、電気分解槽１１において、電気分解による分離作用によって可逆的にオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）及び水酸基イオン（ＯＨ−）に分解される共に、各イオンの電気的な吸引力による解離結合作用によって可逆的にイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を生成する。
【００５１】
これらの正規結合作用、分離作用及び解離結合作用は、同時並行的に生ずるもので、かくしてカリウムイオン（Ｋ＋）、オキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）、水酸基イオン（ＯＨ−）及び水の分子（２Ｈ２Ｏ）を含む電気分解液Ｍ１が電気分解槽部１１の出力ポートＰ１１から電気分解液循環部２６の循環ポンプ２７によって引き出されて、混合槽部１２の入力ポートＰ１４及び貯留電気分解液循環ポートＰ１５を通って電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６に循環される。
【００５２】
この電気分解液の循環動作において、電気分解液に含まれるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）の生成量は、電気分解槽部１１の電気分解条件に基づいて、電気分解用電源２５から陽極端子２４Ａ及び陰極端子２４Ｂ間に印加される直流電流・電圧が所定の共振値（この実施の形態の場合、印加電圧２００［Ｖ］、かつ印加電流７５［Ａ］）のとき、共振作用が生じて、当該イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）の生成量が顕著に多量になる。
【００５３】
このようにして電気分解槽部１１から引き出された電気分解液Ｍ１に含まれるイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）は、混合槽部１２の下層部を通って電気分解槽部１１との間で循環されるが、循環ポンプ２７の押し込み圧力によって、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）は循環液の一部が混合槽部１２の下層部分に液化層３２として貯留される。
【００５４】
当該混合槽部１２の液化層３２は、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を含む電気分解液を停滞状態に貯留すると共に、当該貯留されたイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を恒温出力ポートＰ２５から引き出して温度調整部３５において所定の反応温度に制御した後恒温入力ポートＰ２８に戻すような温度調整動作の下で、液化層３２に貯留されたイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）について図６に示すようなイオンの授受作用を行わせる。
【００５５】
この混合槽部１２におけるイオンの授受作用は、イオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を可逆的にオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）に分離させると共に、当該分離されたオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）とが吸着作用によって一体化したとき相互保護作用によって液化層３２の液面３２Ａからイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）として気化させる。
【００５６】
この図６による混合槽部１２におけるイオンの授受作用は、同時かつ可逆的に行われるが、温度調整部３５による温度設定条件（この実施の形態の場合、２０〜２２［℃］）によってオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）との吸着分子であるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）への遷移作用が顕著になる。
【００５７】
かくして混合槽部１２の気化層４１には、液化層３２から気化したイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が出て来る。
【００５８】
このとき液化層３２から気化層４１に気化した分のイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）は電気分解槽部１１及び混合槽部１２間を循環する電気分解液から消費されることにより、電気分解槽部１１内の電気分解用原液である水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度が高くなるが、このとき中央制御装置部３４は液量検出器３３の液量検出信号Ｓ１に基づいて給水バルブＶ２９に液位制御信号Ｓ２を与えることにより純水Ｍ５を温度液位入力ポートＰ２８を介して混合槽部１２に給水することにより、液化層３２の液面３２Ａを所定の一定値に制御すると共に、当該液化層３２内のイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を電気分解槽１１部に循環させることにより、電気分解槽部１１内の電気分解原液（ＫＯＨ）の濃度を一定値に制御する。
【００５９】
このようにして、気化層４１に充満するイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）は、混合槽部１２から圧力調整部４２を介して反応槽部１３にイオン化活性ガス入力ポート３３から送り込まれる。
【００６０】
反応槽部１３は当該送り込まれた調整圧力イオン化活性ガスＭ１２を、燃料入力ポートＰ３６から送り込まれる燃料原料Ｍ１３（この実施の形態の場合、ガソリン（Ｃ６Ｈ１４））とを反応させることにより、図７に示すイオン授受作用を生じさせる。
【００６１】
この結果反応槽部１３は、それ自体は活性化されてない通常の燃料原料であるガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に対して、イオン化されることにより活性化されたオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）の吸着分子でなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を反応させることにより、低圧力下（この実施の形態の場合最大０．１ＭＰａ）の下で、活発な反応を生じさせることにより、オキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）を生成でき、これを燃焼装置２に供給することができる。
【００６２】
当該オキソオプタン（Ｃ６Ｈ１８Ｏ２）は、ガソリン（Ｃ６Ｈ１４）と比較して酸素原子（Ｏ２）を含んでいることにより、燃焼装置２における燃焼効率を通常のガソリン（Ｃ６Ｈ１４）と比較して格段的に高くすることができる。
【００６３】
以上の構成によれば、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン化活性機能を利用して、酸素を燃焼させるべき燃料原料としてのガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に正規結合反応させることにより、効率良く燃焼できるイオン活性による混成燃料ガスを得ることができる。
【００６４】
かくするにつき、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を燃料としてのガソリン（Ｃ６Ｈ１４）に反応させるための反応条件を低温・低圧に安定化し得る。
【００６５】
（６）第２の実施の形態
図８は第２の実施の形態を示すもので、図７の場合は、燃料原料Ｍ１３としてガソリン（Ｃ６Ｈ１４）を用いたが、図８の場合は、これに代え、反応槽部１３に供給する燃料原料Ｍ１３としてＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）を用いる。
【００６６】
この場合、反応槽部１３は、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）をＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）と反応させて、混成燃料ガスＷ１として、１−Ｎプロパノール（ＣＨ３―ＯＨ−ＣＨ２−ＣＨ２）を生成して、混成燃料出力ポートＰ３７から出力バルブＶ３７を介して燃焼装置２に送出する。
【００６７】
図８の構成によれば、イオン化されたオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）と水酸基イオン（ＯＨ−）との吸着分子でなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）をＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）と反応させるようにしたことにより、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）がイオン活性化されていることにより、本来の燃料原料であるＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）と比較して酸素元素を含んだ構成になっていることにより、当該混成燃料ガスである１−Ｎプロパノール（ＣＨ３―ＯＨ−ＣＨ２−ＣＨ２）を燃焼装置２において燃焼させる際の燃焼効率を一段と高めることができる。
【００６８】
かくして、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）のイオン化活性機能を利用して酸素を燃焼させるべき燃料としてのＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）に正規結合反応させることにより、効率良く燃焼する混成燃料を得ることができる。
【００６９】
かくするにつき、イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を燃料としてのＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）に反応させるための反応条件を低温・低圧に安定化し得る。
【００７０】
（７）他の実施の形態
（７−１） 上述の実施の形態においては、燃焼させるべき燃料原料として、ガソリン（Ｃ６Ｈ１４）及びＬＰＧ（Ｃ３Ｈ８）を用いた場合について述べたが、燃料としてはこれに限らずエタノール、メタノールなどの炭化水素を含んだものを用いても良い。
【００７１】
（７−２） 図９は他の実施の形態のイオン活性による混成燃料ガス発生装置１Ｘを示すもので、図１との対応部分に同一符号を付して示すように、電気分解液循環部２６Ｘを、混合槽部１２から電気分解槽部１１への電気分解返送液Ｍ３の流路に挿入し、これにより混合槽部１２の貯留電気分解液循環ポートＰ１５（図３）から液化層３２のイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）を循環液として引き出して電気分解槽部１１の循環入力ポートＰ１６（図２）に押し出す。
【００７２】
このようにしても、電気分解槽部１１から混合槽部１２の液化層３２を通って電気分解槽部１１に戻る循環流を生成できることにより、図１について上述したと同様に、混合槽部１２内に貯留するイオン合成液（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）から相互保護作用に基づくイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の気化現象を生じさせることができる。
【００７３】
（７−３） 上述の実施の形態においては、電気分解槽部１１の電気分解用原液２０として（ＫＯＨ）を用いた場合について述べたが、これに代え、Ｌｉ水溶液、（ＮａＯＨ）、クエン酸水溶液を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明はイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）と反応する燃料原料を燃焼させる燃焼装置に利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１、１Ｘ……イオン活性による混成燃料ガス発生装置、２……燃焼装置、１１……電気分解槽部、１２……混合槽部、１３……反応槽部、２０……電気分解用原液、２１……電気分解槽本体、２２……陽極板、２３……陰極板、２４Ａ、２４Ｂ……陽極、陰極端子、２５……電気分解用電源、２６、２６Ｘ……電気分解液循環部、２７……循環ポンプ、２８……純水用フィルタ、３１……混合槽本体、３２……液化層、３３……液量検出器、３４……中央制御装置部、３５……温度調整部、３６……温度検出器、４１……気化層、４２……圧力調整部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼させるべき燃料に対してイオン化活性ガスを反応させてなる混成燃料ガスを燃焼装置に供給するイオン活性による混成燃料ガス発生装置であって、
電気分解用原液を電気分解することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液を生成する電気分解槽部と、
上記電気分解槽部から送出される上記イオン合成液を液化層として貯留することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含む上記イオン合成液から（Ｈ３Ｏ＋）イオンと（ＯＨ−）イオンとが吸着してなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を気化させる混合槽部と、
上記混合槽部から送出される上記イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を受けて当該イオン化活性ガスのイオン化活性機能を利用して燃料と反応させることにより、上記燃焼装置に供給する混成燃料を生成する反応槽部
とを具えることを特徴とするイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項２】
上記電気分解槽部において生成された上記イオン合成液を、循環ポンプを用いて、上記混合槽部を通って上記電気分解槽部に循環させる電気分解液循環部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項３】
上記混合槽部に液化層として貯留された上記イオン合成液の温度を、上記イオン合成液の（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンからイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）に気化させる所定温度に維持する温度調整部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項４】
上記混合槽部において生成された上記イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の圧力を、上記反応槽部において当該イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が上記燃料と反応する圧力に調整する圧力調整部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項５】
燃焼させるべき燃料に対してイオン化活性ガスを反応させてなる混成燃料ガスを燃焼装置に供給するイオン活性による混成燃料ガス発生方法であって、
電気分解槽部において、電気分解用原液を電気分解することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液を生成するステップと、
混合槽部において、上記電気分解槽部から送出される上記イオン合成液を液化層として貯留することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含む上記イオン合成液から（Ｈ３Ｏ＋）イオンと（ＯＨ−）イオンとが吸着してなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を気化させるステップと、
上記混合槽部から送出される上記イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を反応槽部に受けて当該イオン化活性ガスのイオン化活性機能を利用して燃料原料と反応させることにより、上記燃焼装置に供給する混成燃料を生成するステップと
を具えることを特徴とするイオン活性による混成燃料ガス発生方法。
【請求項１】
燃焼させるべき燃料に対してイオン化活性ガスを反応させてなる混成燃料ガスを燃焼装置に供給するイオン活性による混成燃料ガス発生装置であって、
電気分解用原液を電気分解することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液を生成する電気分解槽部と、
上記電気分解槽部から送出される上記イオン合成液を液化層として貯留することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含む上記イオン合成液から（Ｈ３Ｏ＋）イオンと（ＯＨ−）イオンとが吸着してなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を気化させる混合槽部と、
上記混合槽部から送出される上記イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を受けて当該イオン化活性ガスのイオン化活性機能を利用して燃料と反応させることにより、上記燃焼装置に供給する混成燃料を生成する反応槽部
とを具えることを特徴とするイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項２】
上記電気分解槽部において生成された上記イオン合成液を、循環ポンプを用いて、上記混合槽部を通って上記電気分解槽部に循環させる電気分解液循環部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項３】
上記混合槽部に液化層として貯留された上記イオン合成液の温度を、上記イオン合成液の（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンからイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）に気化させる所定温度に維持する温度調整部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項４】
上記混合槽部において生成された上記イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）の圧力を、上記反応槽部において当該イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）が上記燃料と反応する圧力に調整する圧力調整部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のイオン活性による混成燃料ガス発生装置。
【請求項５】
燃焼させるべき燃料に対してイオン化活性ガスを反応させてなる混成燃料ガスを燃焼装置に供給するイオン活性による混成燃料ガス発生方法であって、
電気分解槽部において、電気分解用原液を電気分解することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含むイオン合成液を生成するステップと、
混合槽部において、上記電気分解槽部から送出される上記イオン合成液を液化層として貯留することにより、解離結合した（Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−）イオンを含む上記イオン合成液から（Ｈ３Ｏ＋）イオンと（ＯＨ−）イオンとが吸着してなるイオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を気化させるステップと、
上記混合槽部から送出される上記イオン化活性ガス（Ｈ３Ｏ＋：ＯＨ−）を反応槽部に受けて当該イオン化活性ガスのイオン化活性機能を利用して燃料原料と反応させることにより、上記燃焼装置に供給する混成燃料を生成するステップと
を具えることを特徴とするイオン活性による混成燃料ガス発生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２０３６４９（Ｐ２０１０−２０３６４９Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８１７３（Ｐ２００９−４８１７３）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（５０９０５５４５９）株式会社ワールドエネテック (1)
【出願人】（５０７１７０２５１）
【出願人】（５０９０５５８２８）
【出願人】（５０９０５５８１７）
【出願人】（５０９０５５８０６）
【出願人】（３０９０１８９７３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（５０９０５５４５９）株式会社ワールドエネテック (1)
【出願人】（５０７１７０２５１）
【出願人】（５０９０５５８２８）
【出願人】（５０９０５５８１７）
【出願人】（５０９０５５８０６）
【出願人】（３０９０１８９７３）
【Ｆターム（参考）】
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