CN101595204B - 燃料改质方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将经过燃料供应线供应至内燃机的烃系液体燃料改质为容易完全燃烧的燃料，从而减低燃料费的燃料改质方法及装置。燃料改质装置由以下部件构成：形成管路的管单元，该管路使液体燃料以充满的状态沿轴向流动；以在该管单元的外周形成规定空间的状态来包围该管单元的全周围的筒单元；以及对管路的内部照射远红外线的远红外线照射单元。由此来进行从管单元的外侧的周围加热该管单元的全周围的加热工序以及从所述管路的全周围对液体燃料照射远红外线的远红外线照射工序。在管路设置流束生成单元。由此，使得流动于管路的液体燃料生成相对于管路的轴线倾斜而朝向相互不同的方向的多个流束，使位于管路的中心部的液体燃料与位于外周侧的液体燃料混合。
Description
技术领域
本发明涉及一种将经过燃料供应线供应至内燃机的烃系液体燃料改质为容易完全燃烧的燃料的燃料改质(reforming，改性)方法及装置。
背景技术
以往，储存于燃料槽的液体燃料利用泵通过燃料供应线供应至内燃机。燃料与空气混合，其混合气体供应至内燃机的汽缸，在使用柴油引擎的情况下，通过自行着火而燃烧，在使用汽油引擎的情况下，通过点火而燃烧。烃系(石油系)的液体燃料成为高分子状态，构成燃料分子为数个～数十个分子单位的块状的簇(cluster)。因此，在燃料和空气的混合气体在汽缸的内部燃烧时，虽然簇的外侧部分良好地进行燃烧，但是，内侧部分并未良好地进行燃烧而被碳化。因此，不容易得到高燃烧效率，特别是燃烧费用不佳。
并且，认为汽油或轻油除了燃料分子以外还包含硫或芳香族烃化合物等的不纯物，这些物质形成与燃料分子结合的簇。这些不纯物并未良好地进行燃烧，由于不完全燃烧而产生燃烧渣，成为煤而附着于汽缸，缩短内燃机的耐用期间。此外，燃烧渣作为包含黑烟的排放气体而和未燃烧气体(NOx·PM)一起排出，成为大气污染的要因。
但是，已知可以通过对液体燃料照射远红外线，使液体燃料中的簇细分化，改质为容易完全燃烧的低分子状态的燃料。例如专利文献1所记载的装置，其连接于燃料槽和内燃机之间的燃料供应线，在液体燃料通过设置于装置内部的流路时，设置在装置的侧面的陶瓷粉末向液体燃料照射远红外线。于是，对簇进行微细化的燃料成为容易与氧结合的状态。由此，在理论上，利用内燃机的燃料是可实现完全燃烧的，提高燃料费，减少大气污染物质的排出。
专利文献1：日本专利特开2001-165007号公报
然而，现有的燃料改质装置虽然可以期待暂时燃料费的提升，但在实际上，燃料费的降低率相当低。该装置的燃料费降低率较低的理由被认为有以下几点。
(1)由常温的陶瓷所产生的远红外线微量而不充足。
(2)远红外线无法均匀且有效率地对燃料进行照射。
(3)包含于燃料的气泡并未被细分化。
(4)即使通过远红外线的照射使包含于燃料的簇暂时微细化，在通过装置后，由于分子再度结合而形成簇，因此燃料的改质状态不稳定。
根据本发明人们的意见，陶瓷可通过加热或加温(以下仅称为“加热”)来增加远红外线的产生量。因此，可以将陶瓷加热至规定温度。此外，在进行远红外线的照射的同时，若对液体燃料本身进行加热，可促进簇的微细化。但是，并不是单纯进行加热就行了，在因加热而上升的温度和簇的微细化之间发现有特定的关系。因此，看清加热温度的有效范围是极其重要的。
但是，流动于燃料供应线的液体燃料在提高内燃机的转速(rpm)时，因增大流量而提高流速，故远红外线的照射时间变短。关于这一点，根据本发明人们的意见，为了得到燃料改质效果，对应于内燃机的转速(rpm)来控制液体燃料的外周围的温度是非常重要的。
为了良好地进行液体燃料的加热和远红外线的照射，最好使液体燃料生成多个流束，并使多个流束混合。由此，远红外线可遍及液体燃料整体地进行照射。并且，包含于液体燃料的气泡被微细化。
所述远红外线的照射、液体燃料的加热、以及液体燃料的流束的控制最好是同时进行，可由此而相乘地进行燃料的改质。
此外，在通过远红外线的照射使簇微细化后，为了阻碍分子再度结合而回复到原本的簇状态，最好利用导电材料来形成供液体燃料通过的管单元，并使该管单元电接地。
发明内容
本发明提供一种大幅提高燃料费的降低率的燃料改质方法及燃料改质装置。
本发明提供一种如下结构的燃料改质方法(技术方案1)。即本发明的燃料改质方法，将经过燃料供应线供应至内燃机的烃系液体燃料改质为容易完全燃烧的燃料，由以下工序组成：在由设置于所述燃料供应线的途中的管单元形成的管路中，使液体燃料以充满的状态沿该管路的轴向流动的燃料流动工序；从所述管单元的外侧的周围加热该管单元的全周围的加热工序；从所述管路的全周围对液体燃料照射远红外线的远红外线照射工序；以及关于流动在所述远红外线的照射环境中的液体燃料，通过生成相对于管路轴线倾斜而朝向相互不同的方向的多个流束，从而使位于该管路的中心部的部分的液体燃料和位于外周侧的部分的液体燃料混合的流束生成工序。
结果，根据本发明的燃料改质方法，通过加热管路的外周围而提高流动于管路的液体燃料的温度，同时，例如由陶瓷所构成的远红外线产生单元产生大量的远红外线来照射于液体燃料，因此，能够使包含于液体燃料的分子的簇适当地微细化。并且，通过同时进行此种远红外线照射工序和流束生成工序，使位于管路的中心部的液体燃料部分和位于外周侧的液体燃料部分混合，同时对通过管路的液体燃料的整体均匀地进行加热和远红外线照射，从而遍及燃料的整体地进行簇的微细化，提高燃烧效率。
所述加热工序通过使在包围管单元的全周围的外侧区域产生的远红外线照射于该管单元来进行，所述远红外线照射工序通过使透过该管单元的远红外线进入管路来进行(技术方案2)。
远红外线的产生单元可以由2种产生单元来构成。此时，使在包围管单元的全周围的外侧区域中产生的第1远红外线照射于该管单元，使得在管单元的全内周面所产生的第2远红外线照射于管路的内部(技术方案3)。
根据本发明人们的意见，为了良好地对包含于液体燃料的簇进行微细化，管单元的周围的温度是很重要的，根据实验，通过多种实验例的任何一种也都能在管路的外周温度保持于50～60℃时确认燃料改质的效果，但除此以外的温度无法确认效果。因此，所述加热工序最好使管路的外周温度保持在50～60℃(技术方案4)。
但是，为了提高内燃机的转速(rpm)，必须增大液体燃料的流量，结果，由于流动于管路的燃料流速上升，因此对通过管路的燃料的加热时间和远红外线的照射时间变短。但是，根据实验，通过多种实验例的任何一种也无法推断确认的燃料费降低率与管路的外周温度和内燃机的转速(rpm)之间的比例关系。如下文所述，在内燃机的转速(rpm)成为空转的500(rpm)时，通过使管路的外周温度保持在50℃可确认良好的燃料费降低效果。另一方面，在1000(rpm)、1200(rpm)、1500(rpm)时，以管路的外周温度保持在50℃或60℃的状态来显示良好的燃料费降低效果，但是，在保持于55℃时，确认燃料费降低效果呈急剧地降低。相反地，在1800(rpm)时，以管路的外周温度保持在55℃的状态来显示良好的燃料费降低效果，但是，在保持于50℃或60℃时，确认燃料费降低效果呈降低。此外，在几乎最大旋转的2000(rpm)时，以管路的外周温度保持在50℃的状态来显示良好的燃料费降低效果，但是，在保持于55℃或60℃时，确认燃料费降低效果呈降低。因此，最好是对应于内燃机的转速(rpm)将控制管路的外周温度控制在50～60℃的范围(技术方案5)。尤其，最好是如下地进行控制。在内燃机的转速(rpm)为500(rpm)时，控制管路的外周温度而保持在50～60℃的范围。在1000(rpm)、1200(rpm)、1500(rpm)时，控制管路的外周温度保持在50℃或60℃(也就是除了55℃以外)。在1800(rpm)时，控制管路的外周温度保持在55℃(也就是除了50℃及60℃以外)。在2000(rpm)时，控制管路的外周温度而保持在50℃(也就是除了55℃及60℃以外)。
由所述流束生成工序成形的多个流束在管路的内部相互撞击(权利要求6)。此时，多个流束最好是形成相对于管路轴线使旋转方向及/或螺旋直径相互不同的多个螺旋流束(技术方案7)。结果，包含于液体燃料的气泡进行细分化而均匀地分散于燃料中，改质燃料使其容易完全燃烧。并且，通过此种搅拌，从而遍及液体燃料的整体地进行加热和远红外线照射。
所述流束生成工序通过管路中形成上游侧的流室和下游侧的流室，在上游侧的流室储存液体燃料的流动压力，由从上游侧的流室进入下游侧的流室的液体燃料生成多个流束，使该多个流束在下游侧的流室混合(技术方案8)。结果，为提高内燃机的转速(rpm)而增加液体燃料的流量而提高流速时，搅拌效果相应地增大。
此外，本发明提供如下结构的燃料改质装置(技术方案9)。即本发明的燃料改质装置，将经过燃料供应线供应至内燃机的烃系液体燃料改质为容易完全燃烧的燃料，其特征在于，由以下部件构成：形成管路的管单元，该管路连接在所述燃料供应线的上游侧线和下游侧线之间且使液体燃料以充满的状态沿轴向流动；以在该管单元的外周形成规定空间的状态来包围该管单元的全周围的筒单元；以及对管路的内部照射远红外线的远红外线照射单元，所述筒单元具备筒状的远红外线产生单元以及加热该远红外线产生单元的加热器，使该远红外线产生单元所产生的远红外线通过所述规定空间照射于所述管单元，从而加热该管单元，所述管路设有流束生成单元，关于流动于该管路的液体燃料的流动，该流束生成单元生成相对于轴线倾斜而朝向相互不同的方向的多个流束，从而使位于管路中心部的部分的液体燃料和位于外周侧的部分的液体燃料混合，利用所述远红外线照射单元在被加热的管路内使多个流束混合并向流动的液体燃料照射远红外线。
所述管单元由容许远红外线透过的金属制的管构件而形成，且在该管构件的外周面形成远红外线吸收层，所述远红外线照射单元由设置于所述筒单元的筒状的陶瓷层所组成的远红外线产生单元构成，使该远红外线产生单元产生的远红外线通过所述规定空间而被所述管单元的远红外线吸收层吸收，从而加热管构件，使透过该管构件的远红外线照射于管路的内部的液体燃料(技术方案10)。一般而言，金属表面的远红外线吸收率在金属表面保持原材质时为不足15％，但是，知道可通过涂层等表面处理而提高15％以上，如果是黑色涂层的话，则提高40％或其以上。由此，设置于筒单元的远红外线产生单元所照射的远红外线被管单元的表面的吸收层适当地吸收，通过其辐射传热来加热管单元，并且，被吸收的远红外线透过该管单元进入管路。
所述远红外线照射单元也可由2个产生单元构成。此时，由第1远红外线照射单元及第2远红外线照射单元构成，该第1远红外线照射单元由设置于所述筒单元的远红外线产生单元构成，该第2远红外线照射单元由设置于所述管单元的内周面的远红外线产生单元构成(技术方案11)。
最好设置测定内燃机的转速(rpm)的测量单元、以及根据该测量单元的测量结果来控制加热器的控制单元，且将管路的外周温度控制在50～60℃的范围(技术方案12)。
管单元由导电性的管构件构成，使该管构件电接地(技术方案13)。根据实验，确认在解除电接地时，燃料费降低效果大幅降低。知道包含于液体燃料的燃料分子的簇利用远红外线被微细化，但是，知道在从远红外线解放的状态下进行放置时，分子再度结合而回复成为簇。关于这一点，若使构成管路的管构件电接地，则在使燃料分子的簇微细化时，使产生的电子e-逃逸至外部，或者将微细化时所需的电子e-从外部取入，因此，推测在使簇微细化的状态下分子保持稳定，从而妨碍簇的复原。
所述流束生成单元构成为使生成的多个流束在管路的内部相互撞击(技术方案14)。由此，液体燃料被搅拌，位于管路的中心部的部分的液体燃料和位于外周侧的部分的液体燃料被混合。
所述流束生成单元由贯穿设置于遮蔽管路的分隔壁的多个孔口构成，使该孔口的轴线相对于管路的轴线倾斜而朝向相互不同的方向，从而使通过该孔口的液体燃料生成朝相互不同的方向流动的多个流束(技术方案15)。由此，使通过孔口的液体燃料的多个流束在下游侧相互撞击，适当地搅拌液体燃料。
此时，最好在管路的内部构成由所述分隔壁划分而成的一对上游侧的流室和下游侧的流室所组成的流路室，在上游侧的流室储存液体燃料的流动压力，使通过分隔壁的孔口而生成的多个流束在下游侧的流室混合(技术方案16)。由于管路的内径形成为大于燃料供应线的内径，因此，流动于管路的液体燃料的流速比流动于燃料供应线的液体燃料的流速慢，但是，在上游侧的流室储存流动压力的液体燃料通过孔口之时提高流速，从而使得多个流束在下游侧的流室适当地混合。
此外，最好将多个所述流路室配置在管路的上游侧和下游侧，在上游侧的流路室和下游侧的流路室之间利用限制板来遮蔽，在该限制板开设整流孔口(技术方案17)。由此，生成于上游侧的流路室(设置于该流路室的下游侧的流室)的多个流束通过整流孔口，从而被整流而沿着管路的轴线方向流动，充填于下游侧的流路室(设置于该流路室的上游侧的流室)。
附图说明
图1是表示将本发明的燃料改质装置连接于内燃机的燃料供应线的状态的说明图。
图2是将本发明的燃料改质装置的一实施方式的局部剖切予以图示的立体图。
图3是表示本发明的燃料改质装置的一实施方式的纵向剖视图。
图4是以剖面来表示本发明的燃料改质装置的本质部分的立体图。
图5是表示设有孔口(orifice)的分隔壁的主视图。
图6是表示使用本发明的实验1的结果的表。
图7是表示实验1的结果的图表。
图8是表示使用本发明的实验2的结果的表。
图9是表示实验2的结果的图表。
图10是表示使用本发明的实验3的结果的表。
图11是表示实验3的结果的图表。
图12是表示本发明的燃料改质装置的其它实施方式的纵向剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图来详细地叙述本发明的最佳实施方式。如图1所示，船舶用柴油引擎所代表的内燃机1以及储存烃系(石油系)液体燃料2的燃料槽3通过燃料供应线4和燃料回归线5而相互连通。在燃料供应线4设有泵6，将燃料槽3的液体燃料2供应至内燃机1。内燃机1通过调节器1a来控制燃料喷射量，使得剩余部分的液体燃料回流至回归线5。此情况下，液体燃料2是在日本的税制上的称为“A重油”的轻油。
本发明的燃料改质装置7具备管路8，该管路8设置于所述燃料供应线4的泵6的上游侧，连接在燃料供应线4的上游侧线4a和下游侧线4b之间，使液体燃料以充满状态通过。在图1所示的例子中，燃料改质装置7并列设置两条管路8、8，但也可以是1条或者3条以上。
如图2至图4所示，燃料改质装置7设置：由不锈钢等导电性金属板形成的外壳9；以及配置于该外壳9内部的管构件10及筒构件11。
管构件10是内径D1大约为85mmφ、轴向的全长L1大约为400mm的铁制的管，壁厚形成地较薄，在实施例中，壁厚为大约2mm。由此，使管构件10具有导电性，并且容许远红外线的透过。
筒构件11构成由内径D2大约为145mmφ且由镍-铬合金等电气电阻所组成的金属制的加热器11a，与所述管构件10呈同心状地配置，在该筒构件11和管构件10之间，形成间隔距离S为大约30mm的空间13。此外，筒构件11可通过使分割为半割状的半圆筒构件相对向而形成整体上的圆筒状。
管构件10和筒构件11以呈同心状配置的状态，利用凸缘12a、12b来连结两端，将该凸缘12a、12b固设于外壳9的端板9a、9b。所述凸缘12a、12b直接或间接地分别连接于燃料供应线4的上游侧线4a和下游侧线4b。由此，管构件10构成使液体燃料2以充满状态沿轴向从上游侧向下游侧流动的管路8。如图，由管构件10的内径D1形成的管路8的直径(在图例中大约为85mmφ)远大于燃料供应线4a、4b的内径(在图例中为大约40mmφ)，形成为1.5～2.5倍(在图例中为大约2倍)。
构成所述加热器11a的筒构件11形成远红外线产生单元14，该远红外线产生单元14由喷镀形成于内周面的几乎整个面的陶瓷层所构成，加热器11a连接有电流供应控制单元15。外壳9的外部设有电源缆线16，在通过附有保险丝的整流器17将该电源缆线16所供应的交流电流整流为直流电流后，供应至电流供应控制单元15。电流供应控制单元15设有可以从外壳9的外部来进行操作的设定温度调节单元18。此外，外壳9的外侧设有电源开关19和显示电源的导通·断路状态的电源灯20。因此，在使电源开关19导通时，利用电流供应控制单元15所供应的电流来使加热器11a发热，从而从被加热的远红外线产生单元14产生大量的远红外线，向管构件10进行照射。由此，不仅是通过加热器11a来加热所述空间13，通过空间13被照射的远红外线的辐射热使管构件10被加热。此外，在间隔距离S为24mm以下时，远红外线产生单元14和管构件10过度接近，管构件10所受到的远红外线的辐射热不足，在形成为36mm以上时，远红外线无法良好地透过管构件10。因此，间隔距离S最好形成在25～36mm的范围。
在筒构件11内侧的P点设有由热电偶构成的温度传感器21，将测温信号输入电流供应控制单元15。电流供应控制单元15以数秒钟的间隔、例如2秒钟的间隔监视来自温度传感器21的测温信号，控制对加热器11a供应的电流，使得P点的温度在50～60℃的范围，维持在设定温度。
如图1所示，在内燃机1和燃料改质装置7之间设置：测定内燃机1的转速(rpm)的测定器22、以及接受该测定器22的测定信号而控制所述电流供应控制单元15的控制器23。由此，对应于内燃机1的转速(rpm)将所述P点的温度控制在50～60℃的范围。在控制器23记录内燃机1的信息来作为数据，根据得到对应于该内燃机的转速(rpm)的最佳的燃料费降低率的温度数据来控制电流供应控制单元15，使P点的温度在50～60℃的范围，维持最适当温度。
构成管路8的管构件10通过在外周面的整个面涂布耐热性黑色涂料来形成远红外线吸收层24。一般而言，金属表面的远红外线吸收率在金属表面保持原材质时为不足15％，但是，可知通过涂层等的表面处理来提高15％以上，如果是黑色涂层的话，则提高40％或其以上。通过对管构件10进行黑色涂层，使得设置于筒构件11的远红外线产生单元14所照射的远红外线在管构件10的表面几乎无反射，被吸收层24适当地吸收，利用其辐射传热来加热管构件10。并且，使管构件10的壁厚形成为2mm以下，从而容许远红外线的透过，因此，被所述吸收层24吸收的远红外线透过该管构件10进入管路8。
外壳9在内面添设有隔热材(未图示)，以防止加热器11a的热量泄漏至外壳9的外部。如上所述，由导电性金属所形成的管构件10和外壳9相互电连接，并且，使外壳9在外部电接地。由此，通过管路8的液体燃料被电接地。
在管路8的内部形成流路室28，该流路室28由铁等金属板所构成的分隔壁25划分而成的一对上游侧的流室26和下游侧的流室27所构成，多个此种流路室28、28(图例中为第1流路室28a和第2流路室28b这2个)配置在上游侧和下游侧，在相邻接的第1流路室28a的流室27和第2流路室28b的流室26之间，设置由铁等金属板构组成的限制壁29。
所述分隔壁25贯穿设置有内径为大约5～10mmφ的许多的孔口30，使该孔口30的轴线相对于管路8的轴线倾斜，且多个孔口30的轴线朝向相互不同的方向。在图例的状态下，如图5所示，在沿分隔壁25的直径方向延伸的中心线C一分为二的左右的第1区域R1和第2区域R2的相互间，孔口30a、30b的轴线形成为向不同方向倾斜。形成于第1区域R1的孔口30a以相对于从管路8的上游至下游的轴线向顺时针方向倾斜的角度来形成，相反地，形成于第2区域R2的孔口30b以相对于所述轴线向逆时针方向倾斜的角度来形成。因此，流动于管路8的液体燃料在上游侧的流室26储存流动压力，以该状态通过孔口30，从而在下游侧的流室27的内部生成由孔口30a形成的顺时针方向的涡流F1、以及由孔口30b形成的逆时针方向的涡流F2，在该流室27的下游侧使这些涡流F1、F2相互撞击。
所述限制壁29在中央贯穿设置内径为大约20～40mmφ的整流孔口31。因此，在上游侧的第1流路室28a的流室27中生成的多个流束F1、F2通过整流孔口31而被整流，从而沿着管路8的轴线方向流动，充填于下游侧的第2流路室28b的流室26。以充满第2流路室28b的状态来流动的液体燃料与上述关于第1流路室28a叙述相同，使由通过孔口30来生成的涡流F1、F2在下游侧的流室27的内部撞击。
在液体燃料通过管路8的期间，通过控制加热器11a使得P点的温度在50～60℃的范围，维持在最适当温度，由远红外线产生单元14所产生的远红外线通过空间13照射于管构件10。远红外线被管构件10的吸收层24吸收，加热该管构件10，且透过该管构件10进入管路8。因此，液体燃料通过适当地进行加热，同时受到远红外线的照射，而使燃料分子的簇被微细化。
由于管构件10被电接地，因此，在通过远红外线的照射使燃料分子的簇被微细化时所产生的电子e-逃逸至外部。或者将微细化时所需的电子e-从外部取入。结果，在使簇微细化的状态下分子保持稳定。
在上述加热和远红外线照射的环境中，液体燃料在流路室28的上游侧的流室26储存流动压力，在通过分隔壁25的孔口30进入下游侧的流室27时，生成相对于管路8的轴线倾斜同时向相互不同的方向流动的多个流束F1、F2。多个流束F1、F2在该流室27的下游侧相互撞击，从而使流动在管路8的中心部和外周侧的液体燃料相互混合。此种作用在第1流路室28a和第2流路室28b的多个流路室中重复进行。结果，流动在管路8的液体燃料的整体均匀地被加热，并接受远红外线的照射。此外，通过多个流束F1、F2发生撞击而使包含于液体燃料的气泡被细分化，均匀地分散于液体燃料的整体。
在为了提高内燃机的转速(rpm)而打开节流阀时，由于液体燃料的流量增大，流动于燃料供应线4的燃料的流速提高，因此，在液体燃料直线地通过管路8时，在燃料改质装置的内部，对液体燃料的加热时间和远红外线的照射时间变短。关于这一点，本发明如上所述，管路8的内径形成为大于燃料供应线4的内径，设置由设有孔口30的分隔壁25划分而成的流室26、27所组成的流路室28a、28b。因此，对应于液体燃料的流量的增大而提高上游侧的流室26的流动压力，增加因孔口30a、30b的通过所生成的涡流F1、F2的势头而强烈地进行撞击，从而进行搅拌，由此适当地进行对液体燃料的加热和远红外线的照射。
通过使用本发明的燃料改质装置的实机和装设于渔船的船舶用柴油引擎来进行燃料费比较实验，因此，报告其结果。在渔船的右舷和左舷，搭载2台相同的船舶用柴油引擎，在一边的引擎的燃料供应线连接本发明的燃料改质装置，但在另一边的引擎的燃料供应线不连接本发明的燃料改质装置，在此状态下，以规定的相同转速(rpm)来驱动2台引擎，计算及比较在以500(rpm)、1000(rpm)、1200(rpm)、1500(rpm)、1800(rpm)、2000(rpm)这6种情况来进行驱动时的每1小时的燃料消耗量(燃料费)。液体燃料是由1个燃料槽供应至2台引擎的相同的轻油(A重油)。燃料消耗量以单位公升记录在图1中“1N”所示的位置利用流量计计量的燃料供应量减去在图1中“OUT”所示的位置利用流量计计量的燃料回归量的值。此外，关于所述引擎转速(rpm)的6种情况，以燃料改质装置1的P点的温度保持于50℃、55℃、60℃这3种状态，测量各个燃料费。
关于以不同形式的3种船舶用柴油引擎来进行此种实验的结果，实验1表示于图6及图7，实验2表示于图8及图9，实验3表示于图10及图11。此外，图6、8、10的表中的“A”表示使用本发明的燃料改质装置的引擎的燃料费，“B”表示不使用本发明的燃料改质装置的引擎的燃料费，以％表示A相对于B的燃料费降低率。
<实验1>图6及图7所示的实验1是关于小松柴油公司(コマツズデイ一ゼル社)制的船舶用柴油引擎“6M125AP-3”(最大输出：463.4kw(630ps)2300rpm)而进行的。结果，在相当于渔业作业时的停泊中的转速的空转500(rpm)时，无论P点的温度保持为50℃、55℃、60℃的任何一种情况下，通过使用本发明的燃料改质装置，与不使用的相比，确认有8～9％以上的燃料费降低率。另一方面，在相当于巡航速度时的转速的1000(rpm)、1200(rpm)、1500(rpm)时，在P点的温度保持于50℃或65℃的状态下，确认有15～25％的良好的燃料费降低，但是，在保持于55℃时，虽然具有燃料费降低效果，可是，确认与保持于50℃或60℃的状态相比更低。相反地，在1800(rpm)时，在P点的温度保持于55℃的状态下，确认有12％以上的良好的燃料费降低，但是，在保持于50℃或60℃时，确认降低至3％以下。此外，在接近于最大旋转的2000(rpm)时，在P点的温度保持于50℃的状态下，确认有13％以上的良好的燃料费降低，但是，在保持于55℃或60℃时，确认降低至3％以下。
由图7可知，在用于实验1的机种的引擎的状态下，P点的温度通过分别在引擎转速为500(rpm)时保持在50℃(50℃最适当，但55℃或60℃也可)，在1000(rpm)时保持在60℃(60℃最适当，但50℃也可)，在1200(rpm)时保持在50℃(50℃最适当，但60℃也可)，在1500(rpm)时保持在60℃(60℃最适当，但50℃也可)，在1800(rpm)时保持在55℃，在2000(rpm)时保持在50℃，而得到最佳的燃料费降低率。因此，可将根据此种数据而编制的程序装入控制器23，对应于引擎的转速(rpm)向电流供应控制单元15发送指令，使得P点保持在最适当温度，以控制加热器11a。
<实验2>图8及图9所示的实验2是关于小松柴油公司(コマツズデイ一ゼル社)制的船舶用柴油引擎“6M125A-3”(最大输出：434kw(590ps)2200rpm)而进行。结果，在相当于渔业作业时的停泊中的转速的空转500(rpm)时，在P点的温度保持于50℃的状态下，确认有10％以上的燃料费降低率。另一方面，在相当于巡航速度时的转速的1000(rpm)、1200(rpm)、1500(rpm)时，在P点的温度保持于50℃或60℃的状态下，确认有15～25％的良好的燃料费降低，但是，在保持于55℃时，虽然具有燃料费降低效果，可是，确认与保持于50℃或60℃的状态相比更低。相反地，在1800(rpm)时，在P点的温度保持于55℃的状态下，确认有4％以上的燃料费降低，但是，在保持于50℃或60℃时，确认发生降低。此外，在接近于最大旋转的2000(rpm)时，在P点的温度保持于50℃的状态下，确认有13％以上的良好的燃料费降低，但是，在保持于55℃或60℃时，确认发生降低。
由图9可知，在用于实验2的机种的引擎的状态下，P点的温度通过分别在引擎转速为500(rpm)时保持在50℃，在1000(rpm)时保持在60℃(60℃最适当，但50℃也可)，在1200(rpm)时保持在50℃(50℃最适当，但60℃也可)，在1500(rpm)时保持在60℃(60℃最适当，但50℃也可)，在1800(rpm)时保持在55℃，在2000(rpm)时保持在50℃，从而得到最佳的燃料费降低率。也就是说，得到与实验1的引擎同样结果。因此，可将根据此种数据而编制的程序装入控制器23，对应于引擎的转速(rpm)向电流供应控制单元15发送指令，使得P点保持在最适当温度，以控制加热器11a。
<实验3>图10及图11所示的实验3是关于小松柴油公司(コマツズデイ一ゼル社)制的船舶用柴油引擎“6M122AP-1”(最大输出：441kw(600ps)2300rpm)而进行的。结果，在相当于渔业作业时的停泊中的转速的空转500(rpm)时，在P点的温度保持于50℃的状态下，确认有大约20％的良好的燃料费降低率，但是，在55℃或60℃时确认发生降低。另一方面，在相当于巡航速度时的转速的1000(rpm)、1200(rpm)、1500(rpm)时，在P点的温度保持于50℃或60℃的状态下，确认有15～32％的良好的燃料费降低，但是，在保持于55℃时，虽然具有燃料费降低效果，可是，确认与保持于50℃或60℃的状态相比更低。相反地，在1800(rpm)时，在P点的温度保持于55℃的状态下，确认有7％以上的燃料费降低，但是，在保持于50℃或60℃时，确认发生降低。此外，在接近最大旋转的2000(rpm)时，在P点的温度保持于50℃的状态下，确认有12％以上的良好的燃料费降低，但是，在保持于55℃或60℃时，确认发生降低。
由图11可知，在用于实验3的机种的引擎的状态下，P点的温度通过分别在引擎转速为500(rpm)时保持在50℃，在1000(rpm)时保持在50℃(50℃最适当，但60℃也可)，在1200(rpm)时保持在60℃(60℃最适当，但50℃也可)，在1500(rpm)时保持在60℃(60℃最适当，但50℃也可)，在1800(rpm)时保持在55℃，在2000(rpm)时保持在50℃，从而得到最佳的燃料费降低率。因此，可将根据此种数据而编制的程序装入控制器23，对应于引擎的转速(rpm)向电流供应控制单元15发送指令，使得P点保持在最适当温度，以控制加热器11a。
图12表示本发明的燃料改质装置1的其它实施方式。仅说明不同于上述实施方式的部分，筒构件11由陶瓷形成，在该筒构件11和管构件10之间的空间13设置加热器11b。因此，被加热器11b加热的筒构件11构成从内周面产生远红外线的第1远红外线产生单元14a。此外，铁制的管构件10利用喷镀形成于内周面的几乎整个面的陶瓷层来构成第2远红外线产生单元14b。因此，根据该实施方式，从第1远红外线产生单元14a向管构件10照射第1远红外线，以加热管构件10，同时，使第1远红外线的一部分透过管构件10进入至管路8。此外，第2远红外线从第2远红外线产生单元14b照射管路8的内部。其它构造及作用与上述实施方式相同。
Claims (16)
1.一种燃料改质方法，将经过燃料供应线供应至内燃机的烃系液体燃料改质为容易完全燃烧的燃料，其特征在于，由以下工序组成：
在由设置于所述燃料供应线的途中的管单元形成的管路中，使液体燃料以充满的状态在该管路的轴向流动的燃料流动工序；
从所述管单元的外侧的周围加热该管单元的全周围、使管路的外周温度保持为50～60℃的加热工序；
从所述管路的全周围对液体燃料照射远红外线的远红外线照射工序；以及
关于流动在所述远红外线的照射环境中的液体燃料，通过生成相对于管路轴线倾斜而朝向相互不同的方向的多个流束，从而使位于该管路的中心部的部分的液体燃料和位于外周侧的部分的液体燃料混合的流束生成工序。
2.如权利要求1所述的燃料改质方法，其特征在于，使在包围管单元的全周围的外侧区域产生的远红外线照射于该管单元，从而进行所述加热工序，使透过该管单元的远红外线进入管路，从而进行所述远红外线照射工序。
3.如权利要求1所述的燃料改质方法，其特征在于，使在包围管单元的全周围的外侧区域产生的第1远红外线照射于该管单元，使在管单元的全内周面产生的第2远红外线照射于管路的内部。
4.如权利要求3所述的燃料改质方法，其特征在于，对应于内燃机的转速rpm将管路的外周温度控制在50～60℃的范围。
5.如权利要求1、2或3所述的燃料改质方法，其特征在于，在所述流束生成工序中，使所述多个流束在管路的内部相互撞击。
6.如权利要求5所述的燃料改质方法，其特征在于，所述多个流束由相对于管路的轴线使旋转方向及/或螺旋直径相互不同的多个螺旋流束构成。
7.如权利要求5所述的燃料改质方法，其特征在于，管路中形成上游侧的流室和下游侧的流室，在上游侧的流室储存液体燃料的流动压力，由从上游侧的流室进入下游侧的流室的液体燃料生成多个流束，使该多个流束在下游侧的流室混合。
8.一种燃料改质装置，将经过燃料供应线供应至内燃机的烃系液体燃料改质为容易完全燃烧的燃料，其特征在于，由以下部件构成：
形成管路的管单元，该管路连接在所述燃料供应线的上游侧线和下游侧线之间且使液体燃料以充满的状态在轴向流动；
以在该管单元的外周形成规定空间的状态来包围该管单元的全周围的筒单元；以及
对管路的内部照射远红外线的远红外线照射单元，
所述筒单元具备筒状的远红外线产生单元以及加热该远红外线产生单元的加热器，使该远红外线产生单元所产生的远红外线通过所述规定空间照射于所述管单元，从而加热该管单元，使管路的外周温度保持为50～60℃，
所述管路设有流束生成单元，关于流动于该管路的液体燃料的流动，该流束生成单元生成相对于轴线倾斜而朝向相互不同的方向的多个流束，从而使位于管路中心部的部分的液体燃料和位于外周侧的部分的液体燃料混合，
利用所述远红外线照射单元在被加热的管单元的管路内使多个流束混合并向流动的液体燃料照射远红外线。
9.如权利要求8所述的燃料改质装置，其特征在于，
所述管单元由容许远红外线透过的金属制的管构件而形成，且在该管构件的外周面形成远红外线吸收层，
所述远红外线照射单元由设置于所述筒单元的筒状的陶瓷层所组成的远红外线产生单元构成，
使该远红外线产生单元产生的远红外线通过所述规定空间而被所述管单元的远红外线吸收层吸收，从而加热管构件，使透过该管构件的远红外线照射于管路的内部的液体燃料。
10.如权利要求8所述的燃料改质装置，其特征在于，所述远红外线照射单元由第1远红外线照射单元及第2远红外线照射单元构成，该第1远红外线照射单元由设置于所述筒单元的远红外线产生单元构成，该第2远红外线照射单元由设置于所述管单元的内周面的远红外线产生单元构成。
11.如权利要求8、9或10所述的燃料改质装置，其特征在于，具备：测定内燃机的转速rpm的测量单元、以及根据该测量单元的测量结果来控制加热器的控制单元，将管路的外周温度控制在50～60℃的范围。
12.如权利要求8、9或10所述的燃料改质装置，其特征在于，所述管单元由导电性的管构件构成，使该管构件电接地。
13.如权利要求8、9或10所述的燃料改质装置，其特征在于，所述流束生成单元构成为使生成的多个流束在管路的内部相互撞击。
14.如权利要求13所述的燃料改质装置，其特征在于，所述流束生成单元由贯穿设置于遮蔽管路的分隔壁的多个孔口构成，使该孔口的轴线相对于管路的轴线倾斜而朝向相互不同的方向，从而使通过该孔口的液体燃料生成朝相互不同的方向流动的多个流束。
15.如权利要求13所述的燃料改质装置，其特征在于，在管路的内部构成由所述分隔壁划分而成的一对上游侧的流室和下游侧的流室所组成的流路室，在上游侧的流室储存液体燃料的流动压力，使通过分隔壁的孔口而生成的多个流束在下游侧的流室混合。
16.如权利要求15所述的燃料改质装置，其特征在于，将多个所述流路室配置在管路的上游侧和下游侧，在上游侧的流路室和下游侧的流路室之间利用限制板来遮蔽，在该限制板开设整流孔口。
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