JP2003105343A - Method for modifying polymer and device therefor - Google Patents

Method for modifying polymer and device therefor

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JP2003105343A
JP2003105343A JP2001297110A JP2001297110A JP2003105343A JP 2003105343 A JP2003105343 A JP 2003105343A JP 2001297110 A JP2001297110 A JP 2001297110A JP 2001297110 A JP2001297110 A JP 2001297110A JP 2003105343 A JP2003105343 A JP 2003105343A
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JP
Japan
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polymer compound
fuel
liquid
reforming
actuator
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JP2001297110A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ogawara
孝 大河原
Takeshi Suzuki
健史 鈴木
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Toshiba Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
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  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for modifying a polymer, by which the modification of the polymer due to its molecular weight lowering can highly efficiently be carried out with a relatively simple device. SOLUTION: This method for modifying the polymer is characterized by disposing an actuator 17 in a receiving portion for receiving the liquid 13 of the polymer in a liquid-contact state, subjecting the actuator to a high frequency oscillation operation or a high speed rotation operation to continuously give pressure changes to the polymer, thereby repeating the continuous production and collapse of cavitation bubbles in the liquid of the polymer to lower the molecular weight of the polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子化合物の液
の高分子成分組成量を減少させて低分子化する高分子化
合物の改質方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for reforming a polymer compound, which reduces the polymer component composition of a polymer liquid to lower the molecular weight.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばディーゼルエンジン車などは、経
由や重油を燃料として走行しているが、近年、排気ガス
に含まれるNOxや未燃焼生成物や煤塵などの排出が大
気を汚染し、人間に健康被害をもたらしていることが社
会問題として取り上げられている。
2. Description of the Related Art For example, a diesel engine vehicle or the like is driven by way or by using heavy oil as fuel, but in recent years, NOx contained in exhaust gas, unburned products, and soot emissions pollute the atmosphere and cause human beings. The fact that it causes health damage is taken up as a social problem.

【0003】このため、ディーゼルエンジンの排気ガス
浄化を行うために種々の技術開発が行われ、エンジンの
排気パイプ先端部にセラミックスフィルタや特殊な触媒
装置を取付け、NOxや煤塵を減らす装置が開発され
た。
Therefore, various technical developments have been carried out to purify the exhaust gas of a diesel engine, and a device for reducing NOx and dust has been developed by attaching a ceramics filter and a special catalyst device to the tip of the exhaust pipe of the engine. It was

【0004】ディーゼルエンジン車とりわけ大型トラッ
クでは、排気量が大きいために、エンジンから排出され
る排気ガス量も多量になり、これらの排気ガス浄化装置
は、大型の装置となってくる。
In a diesel engine vehicle, especially in a large truck, the amount of exhaust gas is large, so the amount of exhaust gas discharged from the engine is also large, and these exhaust gas purifying devices become large devices.

【0005】また、排気ガスに含まれる種々の化学物質
を目の細かいフィルタや触媒表面に捕集するため、走行
距離が多くなるに従って、目詰まりが生じることとな
り、装置内部を定期的に洗浄し、目詰まりした物質を除
去する作業が必要となってくる。ある種の触媒などで
は、排気ガス中に含まれる化学物質を捕集し、酸化・還
元反応によってクリーンな別の物質に化学変化させるタ
イプのものもあるが、これらのタイプのものでも、未反
応部分は依然として存在するため、使用時間の経過とと
もに触媒表面が汚れるため、定期的な洗浄作業が必要と
なってくる。
Further, various chemical substances contained in the exhaust gas are collected on the filter or the surface of the catalyst having fine meshes, so that clogging occurs as the traveling distance increases, and the inside of the device is regularly cleaned. However, the work to remove the clogged substance becomes necessary. Some types of catalysts are of the type that collects chemical substances contained in exhaust gas and chemically changes them into other clean substances by oxidation / reduction reactions. Since the portion still exists, the catalyst surface becomes dirty with the lapse of use time, which requires periodic cleaning work.

【0006】ディーゼルエンジントラック等は、一般に
長距離運搬などに使用されることが多いため、業務の関
係上、排ガス洗浄装置の頻繁な洗浄作業が時間的に確保
できない場合が多い。
Since diesel engine trucks and the like are generally used for long-distance transportation and the like, it is often not possible to secure frequent cleaning work of the exhaust gas cleaning device in terms of work time.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
では、ディーゼルエンジン等に適用される排気ガス浄化
装置等が大型となったり、排気ガスに含まれる種々の化
学物質を目の細かいフィルタや触媒表面の目詰まり除去
のために、装置内部を定期的に洗浄して目詰まりした物
質を除去する作業が必要であった。また、触媒利用の装
置においては、未反応部分が依然として存在し、使用時
間の経過とともに触媒表面が汚れて定期的な洗浄作業が
必要となる等の不具合があった。
As described above, conventionally, an exhaust gas purifying apparatus or the like applied to a diesel engine or the like becomes large, or various chemical substances contained in exhaust gas are finely filtered or In order to remove the clogging of the catalyst surface, it was necessary to regularly clean the inside of the device to remove the clogged substance. Further, in the apparatus utilizing the catalyst, there is a problem that the unreacted portion still exists, the surface of the catalyst becomes dirty with the lapse of use time, and periodical cleaning work is required.

【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ディーゼルエンジン用燃料その他各種高分子化
合物を燃焼前の段階で低分子化による改質を比較的簡単
な装置構成によって高効率で行うことができ、燃料排気
ガス中に含まれる有害な化学物質生成等の未然抑制が有
効に図れる高分子化合物の改質方法および装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is highly efficient to modify diesel engine fuels and other various polymer compounds by lowering the molecular weight before combustion, with a relatively simple device configuration. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for reforming a polymer compound which can be carried out and can effectively suppress the production of harmful chemical substances contained in fuel exhaust gas.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明では、高分子化合物の液を収
容する収容部内にアクチュエータを接液状態で配置し、
このアクチュエータを高周波振動もしくは高速回転させ
て前記高分子化合物に連続的に圧力変動を与え、前記高
分子化合物の液中にてキャビテーション気泡の連続的な
発生および崩壊を繰返させることにより、前記高分子化
合物を低分子化することを特徴とする高分子化合物の改
質方法を提供する。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention according to claim 1, an actuator is placed in a liquid contact state in an accommodating portion for accommodating a liquid of a polymer compound,
This actuator is subjected to high-frequency vibration or high-speed rotation to continuously apply pressure fluctuations to the polymer compound, and the continuous generation and collapse of cavitation bubbles are repeated in the liquid of the polymer compound, whereby the polymer Provided is a method for modifying a polymer compound, which comprises lowering the molecular weight of the compound.

【0010】請求項2に係る発明では、高分子化合物の
液を収容する収容部と、この収容部内に設けられ、前記
高分子化合物と接液する面と直行する方向に振動できる
振動式アクチュエータと、この振動式アクチュエータを
その接液面と直行する方向に沿って高周波振動させる高
周波振動発生装置とを備えたことを特徴とする高分子化
合物の改質装置を提供する。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a container for containing the liquid of the polymer compound, and a vibration type actuator provided in the container and vibrating in a direction perpendicular to a surface in contact with the polymer compound. There is provided a reforming device for a polymer compound, comprising: a high-frequency vibration generator that vibrates the vibration-type actuator at a high frequency along a direction perpendicular to the liquid contact surface.

【0011】請求項3に係る発明では、請求項2記載の
高分子化合物の改質装置において、振動式アクチュエー
タは、振動源として圧電型セラミックス振動子または超
磁歪材料製振動子を有することを特徴とする高分子化合
物の改質装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the polymer compound reforming apparatus according to the second aspect, the vibration type actuator has a piezoelectric ceramics vibrator or a giant magnetostrictive material vibrator as a vibration source. Provided is a reforming apparatus for polymer compounds.

【0012】請求項4に係る発明では、請求項3記載の
高分子化合物の改質装置において、高分子化合物の液を
一方向に沿って流動させる容器と、この容器内に前記液
の流動方向に間隔をもって段状に配置された振動式アク
チュエータとしての複数枚の振動盤とを備え、これら各
振動盤に通液用の孔をそれぞれ隣接する振動盤同士に異
なる配置で形成したことを特徴とする請求項3記載の高
分子化合物の改質装置を提供する。
According to a fourth aspect of the invention, in the polymer compound reforming apparatus according to the third aspect, a container for flowing the liquid of the polymer compound along one direction, and a flow direction of the liquid in the container. And a plurality of vibrating plates as vibration type actuators arranged in a stepped manner with intervals between them, and the holes for liquid passage in each of these vibrating plates are formed in different positions on the vibrating plates adjacent to each other. A reformer for a polymer compound according to claim 3 is provided.

【0013】請求項5に係る発明では、高分子化合物の
液を収容する収容部と、この収容部内に設けられ、前記
高分子化合物とその外周面を接液させて回転できるロー
タの外周面に複数の突起物を設けた回転式アクチュエー
タと、この回転式アクチュエータをその軸心周りに高速
回転させる回転駆動装置とを備えたことを特徴とする高
分子化合物の改質装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, an accommodating portion for accommodating the liquid of the high molecular compound, and an outer peripheral surface of the rotor which is provided in the accommodating portion and is rotatable by contacting the outer peripheral surface with the high molecular compound There is provided a polymer compound reforming device comprising: a rotary actuator provided with a plurality of protrusions; and a rotary drive device for rotating the rotary actuator at high speed around its axis.

【0014】請求項6に係る発明では、請求項2から5
までのいずれかに記載の高分子化合物の改質装置におい
て、アクチュエータは高分子化合物に超音波振動を与え
る設定としたことを特徴とする高分子化合物の改質装置
を提供する。
In the invention according to claim 6, claims 2 to 5
In the polymer compound reforming apparatus according to any one of the above, there is provided a polymer compound reforming apparatus, wherein the actuator is set to apply ultrasonic vibration to the polymer compound.

【0015】請求項7に係る発明では、請求項2から6
までのいずれかに記載の高分子化合物の改質装置を、エ
ンジン、ボイラ等の燃焼器の燃料供給路に配置し、燃料
改質用として適用したことを特徴とする燃料改質装置を
提供する。
In the invention according to claim 7, claims 2 to 6
A fuel reformer characterized in that the reformer for a polymer compound according to any one of items 1 to 6 is arranged in a fuel supply path of a combustor such as an engine or a boiler, and is applied for fuel reforming. .

【0016】請求項8に係る発明では、請求項7記載の
燃料改質装置において、ディーゼルエンジンの燃料噴射
ポンプの前段に収容部を配置し、改質された燃料を前記
燃料噴射ポンプに供給する構成としたことを特徴とする
燃料改質装置を提供する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the fuel reforming apparatus according to the seventh aspect, the accommodating portion is arranged in front of the fuel injection pump of the diesel engine, and the reformed fuel is supplied to the fuel injection pump. Provided is a fuel reforming device having a configuration.

【0017】請求項9に係る発明では、請求項2から6
までのいずれかに記載の高分子化合物の改質装置をフロ
ン溶液やPCBオイル等の有害有機物処理工程に配置
し、前記フロンやPCBオイルの化学組成を変化させ、
無害化することを特徴とする高分子化合物の改質装置を
提供する。
According to the invention of claim 9, claims 2 to 6
Arranging the polymer compound reforming device according to any one of 1 to 4 above in a process of treating harmful organic substances such as a CFC solution or PCB oil, and changing the chemical composition of the CFC or PCB oil,
Provided is a polymer compound reforming device which is rendered harmless.

【0018】請求項10に係る発明では、請求項2から
8までのいずれかに記載の高分子化合物の改質装置にお
いて、キャビテーション気泡を発生せしめるアクチュエ
ータの接液部にセラミックス等の高硬度材料を使用し、
キャビテーションによる壊触を防止することを特徴とす
る高分子化合物の改質装置を提供する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the polymer compound reforming apparatus according to any of the second to eighth aspects, a high hardness material such as ceramics is used in the liquid contact portion of the actuator for generating cavitation bubbles. use,
Provided is a polymer compound reforming device which is characterized by preventing breakage due to cavitation.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高分子化合物
の改質方法および装置の実施形態について図面を参照し
て説明する。なお、以下の実施形態においては、本発明
をディーゼルエンジンの燃料改質方法および装置として
適用した場合について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a method and an apparatus for modifying a polymer compound according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where the present invention is applied as a diesel engine fuel reforming method and apparatus will be described.

【0020】第1実施形態(図1〜図3) 本実施形態は、ディーゼルエンジンの燃料(例えば軽
油)を改質する燃料改質方法および装置として実施した
ものである。アクチュエータは振動式であり、このアク
チュエータには圧電型の振動子を適用している。図1
は、ディーゼルエンジンおよびその燃料供給系統を概略
的に示す説明図であり、図2は燃料改質装置の構成を拡
大して示す説明図である。図3は燃料改質例を示す特性
図である。
First Embodiment (FIGS. 1 to 3) The present embodiment is carried out as a fuel reforming method and apparatus for reforming a fuel (for example, light oil) of a diesel engine. The actuator is a vibration type, and a piezoelectric vibrator is applied to this actuator. Figure 1
[Fig. 2] is an explanatory view schematically showing a diesel engine and a fuel supply system thereof, and Fig. 2 is an enlarged view showing a configuration of a fuel reforming device. FIG. 3 is a characteristic diagram showing a fuel reforming example.

【0021】図1に示すように、本実施形態のディーゼ
ルエンジン1は一般的な構成のもので、燃料噴射ポンプ
2から、ピストン3の動作に伴って燃料をシリンダ4に
燃料供給パイプ5を介して噴霧する。シリンダ4内で
は、吸気・圧縮・爆発・排気を繰返すことによりピスト
ン3の往復駆動が行われ、エンジン本体部6に設けられ
た出力軸7が連続的に回転する。排気ガスは、エンジン
排気口8から排出される。
As shown in FIG. 1, the diesel engine 1 of the present embodiment has a general structure. Fuel is supplied from a fuel injection pump 2 to a cylinder 4 via a fuel supply pipe 5 as the piston 3 operates. To spray. In the cylinder 4, the piston 3 is reciprocally driven by repeating intake, compression, explosion, and exhaust, and the output shaft 7 provided in the engine body 6 continuously rotates. Exhaust gas is discharged from the engine exhaust port 8.

【0022】このディーゼルエンジン1の燃料噴射ポン
プ2に燃料を供給する燃料供給系統は、燃料タンク9
と、燃料改質装置10と、燃料供給ポンプ11とを備え
ている。燃料タンク9には改質前の燃料13が収容さ
れ、この改質前の燃料13が燃料タンク9から1次燃料
供給パイプ12aを介して燃料改質装置10に供給され
る。燃料改質装置10は、燃料13を収容する燃料収容
部としての密閉タンクからなる容器14を有し、この容
器14の例えば上部に設けた燃料導入口14aから改質
前の燃料13を受け入れ、容器14内で燃料改質を行
い、容器14の下部に設けた燃料吐出口14bから改質
後の燃料15を吐出する。そして、燃料改質装置10で
改質された燃料15は、2次燃料供給パイプ12bを介
して燃料供給ポンプ11、燃料噴射ポンプ2に供給され
る。
The fuel supply system for supplying fuel to the fuel injection pump 2 of the diesel engine 1 is a fuel tank 9
And a fuel reforming device 10 and a fuel supply pump 11. The fuel 13 before reforming is contained in the fuel tank 9, and the fuel 13 before reforming is supplied from the fuel tank 9 to the fuel reforming device 10 through the primary fuel supply pipe 12a. The fuel reforming apparatus 10 has a container 14 that is a closed tank as a fuel storage portion that stores the fuel 13, and receives the fuel 13 before reforming from a fuel introduction port 14a provided in, for example, an upper portion of the container 14, The fuel is reformed in the container 14, and the reformed fuel 15 is discharged from the fuel discharge port 14b provided in the lower portion of the container 14. Then, the fuel 15 reformed by the fuel reformer 10 is supplied to the fuel supply pump 11 and the fuel injection pump 2 via the secondary fuel supply pipe 12b.

【0023】図2は、燃料改質装置10の構成を詳細に
示している。容器14の内底部に振動式アクチュエータ
16が設けられている。この振動式アクチュエータ16
は、例えば1枚の水平な平板状の振動子17として構成
されており、容器14の底部と平行に配置されている。
この振動子17の平坦な上面17aが改質すべき燃料1
3と接液状態となっている。この振動子17は、例えば
セラミックスや超硬合金などの硬度の高い材料によって
構成されている。この振動子17の下面側に、この振動
子を高周波振動させる高周波振動発生装置18が設けら
れ、この高周波振動発生装置18によって振動子17が
駆動される。
FIG. 2 shows the structure of the fuel reformer 10 in detail. A vibrating actuator 16 is provided on the inner bottom of the container 14. This vibration type actuator 16
Is configured as, for example, one horizontal flat plate-shaped vibrator 17, and is arranged parallel to the bottom of the container 14.
Fuel 1 to be reformed on the flat upper surface 17a of the vibrator 17
3 is in contact with liquid. The vibrator 17 is made of a material having high hardness such as ceramics or cemented carbide. A high-frequency vibration generator 18 for vibrating the vibrator at a high frequency is provided on the lower surface side of the vibrator 17, and the vibrator 17 is driven by the high-frequency vibration generator 18.

【0024】高周波振動発生装置18は、振動子17の
下面に一体的に接合された振動源としての圧電素子19
と、この圧電素子19に高周波電流用ケーブル20を介
して振動用電流を供給する高周波電源装置21とを備え
ている。圧電素子19は例えばセラミックス製とされ、
圧電作用によって振動子17を接液面(上面)と直行す
る方向(上下方向)に沿って振動する。高周波電源装置
21は、車両用バッテリーあるいは車両の発電機等の基
本電源21aからの電力Pを周波数変換し、高周波電流
を発生するものである。
The high frequency vibration generator 18 includes a piezoelectric element 19 as a vibration source integrally bonded to the lower surface of the vibrator 17.
And a high frequency power supply device 21 for supplying a vibration current to the piezoelectric element 19 via a high frequency current cable 20. The piezoelectric element 19 is made of, for example, ceramics,
The piezoelectric action causes the vibrator 17 to vibrate in a direction (vertical direction) perpendicular to the liquid contact surface (upper surface). The high frequency power supply device 21 frequency-converts electric power P from a basic power supply 21a such as a vehicle battery or a vehicle generator, and generates a high frequency current.

【0025】このような構成の燃料改質装置10におい
ては、ディーゼルエンジン1の起動に際し、図示しない
スイッチ等により高周波電源装置21から高周波電流が
圧電素子19に供給され、これにより圧電素子19に接
合された振動子17が高周波振動する。振動子17が燃
料13中で高周波振動すると、振動子17の表面17a
に微細なキャビテーション気泡22が発生し、振動子1
7の往復動作によって、このキャビテーション気泡22
が形成・崩壊を繰返す。キャビテーション気泡22が崩
壊する際には、大きな衝撃圧力が生じ、条件によって
は、発生する衝撃圧力が数百MPaに達することが可能
となる。
In the fuel reforming apparatus 10 having such a structure, when the diesel engine 1 is started, a high frequency current is supplied to the piezoelectric element 19 from the high frequency power supply device 21 by a switch or the like (not shown), so that the piezoelectric element 19 is bonded. The vibrated oscillator 17 vibrates at high frequency. When the vibrator 17 vibrates at high frequency in the fuel 13, the surface 17a of the vibrator 17
Fine cavitation bubbles 22 are generated in the
By the reciprocating motion of 7, the cavitation bubble 22
Repeats formation and collapse. When the cavitation bubbles 22 collapse, a large impact pressure is generated, and depending on the conditions, the generated impact pressure can reach several hundred MPa.

【0026】また、振動子17を20KHz以上の超音
波領域で振動させると、高分子の液体である燃料13中
の分子のクラスターが振動によって小さくなる。したが
って、振動子17を超音波振動させることにより、キャ
ビテーションによる衝撃圧力と、超音波振動によるクラ
スター分解作用との相乗効果により、燃料13を構成し
ている高分子鎖が物理的に切断され低分子化による改質
作用が行われる。
Further, when the vibrator 17 is vibrated in the ultrasonic region of 20 KHz or higher, the cluster of molecules in the fuel 13, which is a polymer liquid, is reduced by the vibration. Therefore, when the vibrator 17 is ultrasonically vibrated, the polymer chain forming the fuel 13 is physically cut by the synergistic effect of the impact pressure due to cavitation and the cluster decomposition action due to ultrasonic vibration, and the low molecular weight molecules are cut. A reforming action is carried out.

【0027】図3は、実験例として、燃料に超音波照射
を行った場合の分子量変化データを示したものである。
横軸に超音波照射時間を表し、縦軸に分子量を表してい
る。この図3に特性線aで示したように、超音波を照射
し初めてから急速に燃料の分子量が低減し、数分後には
分子量が1×10−5オーダーまで低減することが認め
られた。
As an experimental example, FIG. 3 shows molecular weight change data when the fuel is irradiated with ultrasonic waves.
The horizontal axis represents ultrasonic wave irradiation time, and the vertical axis represents molecular weight. As shown by the characteristic line a in FIG. 3, it was confirmed that the molecular weight of the fuel rapidly decreased from the beginning of the irradiation of ultrasonic waves, and after a few minutes, the molecular weight decreased to the order of 1 × 10 −5 .

【0028】このように、高分子鎖の分断による改質作
用で低分子化された燃料15は、ディーゼルエンジン1
に供給されて燃焼した場合、煤塵などが生じ易い高分子
成分の組成量が減少するため、ディーゼルエンジン1の
燃料として使用した場合に、従来の未処理燃料13をそ
のまま燃焼した場合に比べて煤塵などの発生量が大幅に
抑制される。すなわち、ディーゼルエンジン1の排気ガ
スを浄化した場合と同等の効果を奏することができる。
As described above, the fuel 15 whose molecular weight has been reduced by the reforming action by the division of the polymer chain is used in the diesel engine 1
When it is used as the fuel of the diesel engine 1, the amount of the polymer component is reduced compared to the case where the conventional untreated fuel 13 is burned as it is because the composition amount of the polymer component in which the dust is easily generated is reduced when the untreated fuel 13 is burned. The amount of such occurrences is greatly suppressed. That is, it is possible to achieve the same effect as when the exhaust gas of the diesel engine 1 is purified.

【0029】また、本実施形態では、振動子17をセラ
ミックスや超硬合金などの硬度の高い材料によって構成
したことにより、高周波振動発生時に生じるキャビテー
ション気泡22の崩壊圧力に抗して壊触されにくい構成
とすることができ、したがって長期間の使用にも十分対
応することができる。
Further, in the present embodiment, since the vibrator 17 is made of a material having high hardness such as ceramics or cemented carbide, it is hard to be broken against the collapse pressure of the cavitation bubbles 22 generated when high frequency vibration occurs. It can be configured so that it can be sufficiently used for a long period of time.

【0030】以上のように、本実施形態によれば、排気
ガスの浄化用装置を使用する必要なく煤塵の発生防止を
図ることができ、ディーゼルエンジン車、とりわけ大型
トラック等に適用される排気量の大きいエンジンに対し
ても、簡便な装置として適用することができる。また、
従来の排気ガス浄化装置と異なり、化学物質の触媒表面
への捕集等による目詰まり洗浄等も必要がないため、目
詰り物質の除去作業も不用化でき、さらに触媒利用の場
合のような使用時間の経過に伴う触媒表面の定期的な洗
浄作業も不要となる等、利用上および経済上で多くの効
果が奏される。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the generation of soot dust without the need for using a device for purifying exhaust gas, and the exhaust gas amount applied to diesel engine vehicles, especially large trucks, etc. It can be applied to a large engine as a simple device. Also,
Unlike conventional exhaust gas purifiers, there is no need to clean the clogs by collecting chemical substances on the catalyst surface, eliminating the work of removing clogged substances. Many effects are achieved in terms of utilization and economy, such as the need for periodical cleaning of the catalyst surface with the passage of time.

【0031】なお、本実施形態では、説明を容易にする
ため基本例として、一の容器14に一枚構成の振動子1
7を単一体として配置とした例を示したが、本発明はこ
れに限らず、例えば振動子を複数枚構成として段状に配
置したり、複数の振動子に分割して並列に設置する等、
種々の変形が可能なことは勿論である。
In this embodiment, as a basic example, for ease of explanation, one container 14 is provided with one vibrator 1
Although the example in which 7 is arranged as a single body is shown, the present invention is not limited to this, and for example, a plurality of vibrators may be arranged in stages, or the vibrators may be divided and installed in parallel. ,
Of course, various modifications are possible.

【0032】また、車両以外の燃焼器に適用する場合に
は、高周波電源装置21の基本電源21aとして、商用
電源等を利用することができる。
When applied to a combustor other than a vehicle, a commercial power source or the like can be used as the basic power source 21a of the high frequency power source device 21.

【0033】第2実施形態(図4、図1) 本実施形態は、振動源として超磁歪材料を適用したもの
である。図4は本実施形態による燃料改質装置の構成を
拡大して示す説明図である。なお、この燃料改質装置を
適用する燃料供給装置については、図1をそのまま参照
し、重複する説明は省略する。また、燃料改質装置にお
いて、第1実施形態と同様の部分には、図4に図2と同
一の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment (FIGS. 4 and 1) In this embodiment, a giant magnetostrictive material is applied as a vibration source. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an enlarged configuration of the fuel reformer according to the present embodiment. Regarding the fuel supply device to which this fuel reforming device is applied, refer to FIG. 1 as it is, and duplicate description will be omitted. Further, in the fuel reformer, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals in FIG.

【0034】図4に示すように、本実施形態の燃料改質
装置10も、燃料13を収容する容器14の内底部に振
動式アクチュエータ16が設けられている。この振動式
アクチュエータ16は、上面が水平な振動子17として
構成され、この振動子17の平坦な上面17aが燃料1
3と接液状態となっている。
As shown in FIG. 4, also in the fuel reformer 10 of this embodiment, a vibration type actuator 16 is provided at the inner bottom portion of a container 14 for containing the fuel 13. The vibratory actuator 16 is configured as a vibrator 17 having a horizontal upper surface, and a flat upper surface 17 a of the vibrator 17 is used for the fuel 1.
3 is in contact with liquid.

【0035】本実施形態においては、この振動子17
が、例えば高周波振動発生装置18の振動源となる超磁
歪材料からなる振動体23と一体的に構成されている。
なお、第1実施形態と同様に、振動子17の部分をセラ
ミックスや超硬合金などの硬度の高い材料によって構成
し、これを超磁歪材料からなる振動体23と接合しても
よい。
In the present embodiment, this vibrator 17
However, for example, it is integrally formed with the vibrating body 23 made of a giant magnetostrictive material that serves as a vibration source of the high-frequency vibration generator 18.
Note that, similarly to the first embodiment, the vibrator 17 may be made of a material having high hardness such as ceramics or cemented carbide, and this may be joined to the vibrating body 23 made of a giant magnetostrictive material.

【0036】振動体23の周囲には高周波電流用のコイ
ル24が設けられ、このコイル24に高周波電源装置2
1から高周波電流用ケーブル20を介して振動用電流が
供給されるようになっている。なお、コイル24は、コ
イル固定金具25によって静止部26に固定されてい
る。
A coil 24 for high frequency current is provided around the vibrating body 23, and the high frequency power supply device 2 is attached to this coil 24.
A vibration current is supplied from the cable 1 through the high-frequency current cable 20. The coil 24 is fixed to the stationary portion 26 by the coil fixing fitting 25.

【0037】このような構成の本実施形態においては、
高周波電源装置21から高周波電流がコイル24に供給
され、コイル24により高周波磁力が発生する。この高
周波磁場により、コイル24の内側に配置されている超
磁歪材料からなる振動体23が軸方向に収縮と伸長とを
繰返し、その収縮と伸長とが振動子17に伝達され、振
動子17の表面17aであるキャビテーション発生部が
高周波振動を発生する。
In the present embodiment having such a configuration,
A high frequency current is supplied from the high frequency power supply 21 to the coil 24, and a high frequency magnetic force is generated by the coil 24. Due to this high-frequency magnetic field, the vibrating body 23 made of a giant magnetostrictive material arranged inside the coil 24 repeatedly contracts and expands in the axial direction, and the contraction and expansion are transmitted to the vibrator 17, and the vibrator 17 The cavitation generating portion that is the surface 17a generates high frequency vibration.

【0038】この作用により、燃料13中に第1実施形
態と同様に、燃料13中にキャビテーション気泡22が
発生する。そして、振動子17の往復動作によって、キ
ャビテーション気泡22が連続的に形成・崩壊を繰返
し、これにより衝撃波が連続して発生し、その結果、高
圧が発生する。よって、本実施形態においても、燃料1
3の高分子鎖が分断され、燃焼時に煤塵などが生じ易い
高分子成分の組成量が減少する。これにより、ディーゼ
ルエンジン1の燃料として使用した場合に、未処理の燃
料に比べて煤塵などの発生を抑制することができ、ディ
ーゼルエンジン1の排気ガスを浄化したと同等の機能が
得られ、第1実施形態と同様の効果が奏される。
Due to this action, cavitation bubbles 22 are generated in the fuel 13 in the fuel 13, as in the first embodiment. Then, due to the reciprocating motion of the vibrator 17, the cavitation bubbles 22 are repeatedly formed and collapsed, whereby shock waves are continuously generated, and as a result, high pressure is generated. Therefore, also in this embodiment, the fuel 1
The polymer chain of No. 3 is divided, and the composition amount of the polymer component in which soot and dust are likely to be generated during combustion is reduced. As a result, when used as the fuel of the diesel engine 1, it is possible to suppress the generation of soot and dust as compared with the untreated fuel, and obtain the function equivalent to purifying the exhaust gas of the diesel engine 1. The same effect as that of the first embodiment is achieved.

【0039】なお、超磁歪材料は、超音波領域での振動
も可能なため、超音波で振動させることにより、第1実
施形態と同様に、高分子の液体である燃料13中の分子
のクラスターの超音波振動によるクラスター分解作用が
容易に得られる。したがって、キャビテーションによる
衝撃圧力と、超音波振動によるクラスター分解作用との
相乗効果により、燃料を構成している高分子鎖の物理的
切断を効果的に行なえる。
Since the giant magnetostrictive material is capable of vibrating in the ultrasonic range, it can be vibrated by ultrasonic waves to generate clusters of molecules in the fuel 13, which is a polymer liquid, as in the first embodiment. It is possible to easily obtain the cluster decomposition action by the ultrasonic vibration. Therefore, due to the synergistic effect of the impact pressure due to cavitation and the cluster decomposition action due to ultrasonic vibration, it is possible to effectively physically cut the polymer chains constituting the fuel.

【0040】特に、磁歪材料の場合には、圧電型セラミ
ックス材に比べて軸方向のストロークを5〜10倍程度
大きくすることができるので、同一の超音波周波数領域
では、ストロークが大きい分だけ、キャビテーション気
泡の生成量が増大できる。したがって、本実施形態で
は、より短時間で燃料改質が可能になる。また、超磁歪
材料は高硬度材であることから、振動体23と振動子1
7とを一体構成とすることにより、構成の簡素化も図れ
る。
In particular, in the case of a magnetostrictive material, the stroke in the axial direction can be made 5 to 10 times larger than that of the piezoelectric ceramic material, so that the stroke is large in the same ultrasonic frequency range, The amount of cavitation bubbles generated can be increased. Therefore, in this embodiment, the fuel reforming can be performed in a shorter time. Since the giant magnetostrictive material is a high hardness material, the vibrating body 23 and the vibrator 1
By integrating 7 and 7, the structure can be simplified.

【0041】第3実施形態(図5、図1) 本実施形態は、燃料を一方向に沿って流動させる容器内
に、振動式アクチュエータとしての複数枚の振動盤を配
設し、燃料改質を高効率で行えるようにしたものであ
る。図5は本実施形態による燃料改質装置の構成を拡大
して示す説明図である。なお、本実施形態の燃料改質装
置も図1に示したディーゼルエンジン1に適用するもの
であるが、この燃料改質装置は、前記第1、第2実施形
態と異なり、燃料供給ポンプの下流側に配置される。
Third Embodiment (FIGS. 5 and 1) In this embodiment, a plurality of vibrating plates as vibration type actuators are arranged in a container for flowing fuel along one direction to reform fuel. It is possible to perform with high efficiency. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an enlarged configuration of the fuel reformer according to the present embodiment. The fuel reformer of this embodiment is also applied to the diesel engine 1 shown in FIG. 1, but this fuel reformer differs from the first and second embodiments in that it is located downstream of the fuel supply pump. Placed on the side.

【0042】図5に示すように、容器14は所定軸長の
筒状空間を有する構成とされており、例えば軸心が縦方
向に配置され、これにより容器14内に縦長な流路27
が形成されている。容器14の上端部には流路27に通
じる燃料入口28が設けられ、下端部には燃料出口29
が設けられている。そして、燃料供給ポンプ11から供
給される燃料13が燃料入口28から導入された後、容
器14内を流動して燃料出口29から連続的に排出さ
れ、流量調整バルブ30を経て、燃料噴射ポンプ2に供
給されるようになっている。
As shown in FIG. 5, the container 14 has a cylindrical space having a predetermined axial length. For example, the axial center is arranged in the vertical direction.
Are formed. A fuel inlet 28 communicating with the flow path 27 is provided at the upper end of the container 14, and a fuel outlet 29 is provided at the lower end.
Is provided. Then, after the fuel 13 supplied from the fuel supply pump 11 is introduced from the fuel inlet 28, it flows in the container 14 and is continuously discharged from the fuel outlet 29, passes through the flow rate adjusting valve 30, and then the fuel injection pump 2 To be supplied to.

【0043】容器14の中心位置には縦長な柱状のガイ
ドロッド31が容器14の上下端に亘って挿入され、こ
のガイドロッド31は例えばその上端に設けたフランジ
32をボルト33等によって締結することにより容器1
4に固定されている。ガイドロッド31の外周部には複
数の短筒状の弾性支持体34が略等間隔で嵌合されてお
り、これらの弾性支持体34間に位置して、ガイドロッ
ド31に振動式アクチュエータとしての磁歪材料からな
る複数のディスク状の振動盤35が所定間隔で段状に嵌
合されている。そして、これらの振動盤35が、ガイド
ロッド31の軸方向、すなわち燃料の流動方向である上
下方向bに沿い、弾性支持体34にそれぞれ上下方向か
ら支持された状態で上下動可能とされている。なお、各
振動盤35の外周縁と流路27を形成する容器14の内
周面との間には、これらの接触防止のため僅かな幅δの
間隙が設けられている。
A vertically long columnar guide rod 31 is inserted into the center of the container 14 over the upper and lower ends of the container 14. For example, a flange 32 provided at the upper end of the guide rod 31 is fastened by a bolt 33 or the like. By container 1
It is fixed at 4. A plurality of short tube-shaped elastic supports 34 are fitted to the outer peripheral portion of the guide rod 31 at substantially equal intervals. The guide rod 31 is positioned between the elastic supports 34, and the guide rod 31 serves as a vibration type actuator. A plurality of disc-shaped vibrating plates 35 made of a magnetostrictive material are fitted in a step-like manner at predetermined intervals. The vibrating plates 35 are vertically movable along the axial direction of the guide rod 31, that is, the vertical direction b which is the flow direction of the fuel, while being supported by the elastic supports 34 from the vertical direction. . A slight gap δ is provided between the outer peripheral edge of each vibrating plate 35 and the inner peripheral surface of the container 14 forming the flow path 27 in order to prevent these contact.

【0044】各振動盤35には、燃料13を上下方向に
通過し得る通液用の孔、例えば小径孔36が例えばその
振動盤35の中心側と外周側とに交互に位置を異ならせ
て、すなわち上下に隣接する振動盤35同士に対して内
外周に異なる配置で穿設されている。そして、容器14
内には、各振動盤35の周囲に位置して、高周波電流用
のコイル37が設けられている。これらのコイル37
に、高周波電源装置21から高周波電流用ケーブル20
を介して振動用電流が供給され、発生する高周波の磁場
によって各振動盤35に上下方向の振動が発生するよう
になっている。なお、高周波電源装置21では、第1、
第2実施形態と同様に、車両用バッテリー等からの電力
供給により高周波電流を発生する。
In each of the vibrating plates 35, liquid passage holes, for example, small-diameter holes 36, which can pass the fuel 13 in the vertical direction are alternately arranged at the center side and the outer peripheral side of the vibrating plate 35, respectively. That is, the vibrating plates 35 that are vertically adjacent to each other are provided in different positions on the inner and outer circumferences. And the container 14
Inside each, a coil 37 for high frequency current is provided around each vibrating plate 35. These coils 37
From the high frequency power supply device 21 to the high frequency current cable 20
An electric current for vibration is supplied to the vibrating plates 35 by the high-frequency magnetic field, and vertical vibration is generated in each vibrating plate 35. In the high frequency power supply device 21, the first,
Similar to the second embodiment, a high frequency current is generated by supplying power from a vehicle battery or the like.

【0045】このような構成の本実施形態においては、
高周波電源装置21から高周波電流が各コイル37に供
給され、高周波電流が各コイル37にて高周波の磁力を
発生させる。これらの発生磁場により、その内側に配置
されている各振動盤35が軸方向に収縮と伸長とを繰返
し、その収縮と伸長とが振動盤35の表面であるキャビ
テーション発生部に伝達され、キャビテーション発生部
が高周波で振動を発生する。
In this embodiment having such a configuration,
A high frequency current is supplied from the high frequency power supply device 21 to each coil 37, and the high frequency current causes each coil 37 to generate a high frequency magnetic force. Due to these generated magnetic fields, each vibrating plate 35 arranged inside thereof repeatedly contracts and expands in the axial direction, and the contraction and expansion are transmitted to the cavitation generating part which is the surface of the vibrating plate 35, and cavitation occurs. The parts generate vibration at high frequency.

【0046】この作用により、小径孔36を介して交互
に蛇行状態で上方から下方に向って流れる燃料13中
に、各振動盤35間においてキャビテーション気泡22
が連続的に形成・崩壊を繰返すことにより衝撃波が連続
して発生し、その結果燃料13に高圧が発生する。よっ
て、本実施形態においては、燃料13が連続的に流動す
る間に、その燃料13の高分子鎖が分断され、燃焼時に
煤塵などが生じ易い高分子成分の組成量が減少した状態
でディーゼルエンジン1に供給される。これにより、デ
ィーゼルエンジン1の燃料として使用した場合に、未処
理の燃料に比べて煤塵などの発生を抑制することがで
き、ディーゼルエンジン1の排気ガスを浄化したと同等
の機能が得られ、第1、第2実施形態と同様の効果が奏
される。
By this action, the cavitation bubbles 22 are generated between the vibrating plates 35 in the fuel 13 flowing from the upper side to the lower side alternately in a meandering state through the small diameter holes 36.
A shock wave is continuously generated by continuously forming and collapsing, and as a result, a high pressure is generated in the fuel 13. Therefore, in the present embodiment, while the fuel 13 continuously flows, the polymer chain of the fuel 13 is divided, and the composition amount of the polymer component in which soot and dust are likely to be generated during combustion is reduced in the diesel engine. 1 is supplied. As a result, when used as the fuel of the diesel engine 1, it is possible to suppress the generation of soot and dust as compared with the untreated fuel, and obtain the function equivalent to purifying the exhaust gas of the diesel engine 1. The same effects as those of the first and second embodiments are exhibited.

【0047】本実施形態によれば、前記各実施形態と同
様の効果に加えて、複数の振動盤35の間に連続的に燃
料13を通過させることにより、キャビテーション気泡
22の形成・崩壊を繰返すので、単位体積当りの処理時
間を長くすることが可能となる。したがって、燃料改質
装置に供給する燃料13の流量を制御することにより、
安定した改質処理が効率よく行える。
According to the present embodiment, in addition to the same effects as in the above-described respective embodiments, the fuel 13 is continuously passed between the plurality of vibrating plates 35, so that the formation / collapse of the cavitation bubbles 22 is repeated. Therefore, the processing time per unit volume can be lengthened. Therefore, by controlling the flow rate of the fuel 13 supplied to the fuel reformer,
Stable reforming treatment can be performed efficiently.

【0048】なお、本実施形態では容器の軸心、すなわ
ち燃料13の流動方向を上下方向とした場合について説
明したが、この方向は横・斜め方向等、任意の方向に設
定することができる。
In this embodiment, the case where the axial center of the container, that is, the flow direction of the fuel 13 is the vertical direction has been described, but this direction can be set to any direction such as a lateral direction or an oblique direction.

【0049】第4実施形態(図6、図7、図1) 本実施形態は、前記各実施形態の振動式アクチュエータ
に代えて、回転式アクチュエータを適用したものであ
る。図6は本実施形態による燃料改質装置の構成を拡大
して示す説明図であり、図7は図6のA−A線に沿う拡
大断面図である。なお、この燃料改質装置を適用する燃
料供給装置については、図1をそのまま参照し、重複す
る説明は省略する。
Fourth Embodiment (FIGS. 6, 7, and 1) In this embodiment, a rotary actuator is applied in place of the vibration actuator of each of the above embodiments. FIG. 6 is an explanatory view showing an enlarged configuration of the fuel reforming apparatus according to the present embodiment, and FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line AA of FIG. Regarding the fuel supply device to which this fuel reforming device is applied, refer to FIG. 1 as it is, and duplicate description will be omitted.

【0050】図6および図7に示すように、本実施形態
では、容器14が縦長な流路を構成する円筒状をなし、
この容器14の上端部に燃料入口38が設けられ、下端
部に燃料出口39が設けられている。すなわち、本実施
形態においても、容器14内に縦長な流路40が形成さ
れ、燃料タンク9から供給される燃料13が燃料入口3
8から容器14内に導入された後、流路40を流動して
燃料出口39から連続的に排出され、流量調整バルブ4
1を経て、燃料供給ポンプ11に供給されるようになっ
ている。
As shown in FIGS. 6 and 7, in this embodiment, the container 14 has a cylindrical shape which constitutes a vertically long flow path,
A fuel inlet 38 is provided at the upper end of the container 14, and a fuel outlet 39 is provided at the lower end. That is, also in the present embodiment, the vertically long flow path 40 is formed in the container 14, and the fuel 13 supplied from the fuel tank 9 receives the fuel 13 from the fuel inlet 3.
8 is introduced into the container 14, then flows through the flow path 40, and is continuously discharged from the fuel outlet 39.
After that, the fuel is supplied to the fuel supply pump 11.

【0051】容器14内には、その中心位置に所定径の
ロータ42が配置され、このロータ42の上下端に一体
に設けた軸43,44が上部ベアリング45および下部
ベアリング46を介して容器14に回転自在に支持され
ている。上部の軸43には高速回転用モータ47の出力
軸48がカップリング49を介して連結されている。モ
ータ47には、ケーブル50を介して電源装置51から
駆動電力が供給され、これによりモータ47が回転し、
これによりロータ42が一方向cに高速回転されるよう
になっている。なお、電源装置51では、前記各実施形
態と同様に、車両用バッテリー等からの電力供給を受け
るものである。
A rotor 42 having a predetermined diameter is arranged in the center of the container 14, and shafts 43 and 44 integrally provided at the upper and lower ends of the rotor 42 are connected to the container 14 via an upper bearing 45 and a lower bearing 46. It is rotatably supported by. An output shaft 48 of a high speed rotation motor 47 is connected to the upper shaft 43 via a coupling 49. Driving power is supplied to the motor 47 from the power supply device 51 via the cable 50, whereby the motor 47 rotates,
As a result, the rotor 42 is rotated at high speed in one direction c. The power supply device 51 receives power from a vehicle battery or the like, as in the above-described embodiments.

【0052】そして、ロータ42の外周面には図6およ
び図7に示すように、例えば周方向に一定の間隔で、か
つ軸方向にも一定の間隔で多数の突起物52が設けら
れ、これら多数の突起物52が燃料13中でロータ42
とともに一体回転するようになっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, a large number of projections 52 are provided on the outer peripheral surface of the rotor 42 at regular intervals in the circumferential direction and at regular intervals in the axial direction. A large number of protrusions 52 in the fuel 13
It is designed to rotate together with it.

【0053】このような本実施形態の構成によると、突
起物52を有するロータ42を燃料13中で高速回転す
ることにより、突起物52の回転進行方向cの面、すな
わち燃料14に抗する面には燃料13に対して加圧力が
発生し、逆に反対側の面には圧力低下により負圧が発生
する。そして、この加圧および負圧となる燃料13中の
位置が絶えず変動するため、燃料13中には、反圧力側
にキャビテーション気泡22が連続的に発生し、この発
生したキャビテーション気泡に対して加圧側の突起物5
2が直ぐに衝突し、そのキャビテーション気泡が直ぐに
崩壊する。すなわち、本実施形態においても、前記各実
施形態による高周波振動の場合と同様に、キャビテーシ
ョン気泡22の発生・崩壊が繰返される。
According to the structure of this embodiment, the rotor 42 having the protrusion 52 is rotated in the fuel 13 at a high speed, so that the surface of the protrusion 52 in the rotation advancing direction c, that is, the surface against the fuel 14. Is applied to the fuel 13, and conversely, a negative pressure is generated on the opposite surface due to the pressure decrease. Then, since the position in the fuel 13 that becomes the pressurization and the negative pressure constantly fluctuates, the cavitation bubbles 22 are continuously generated in the fuel 13 on the counter pressure side, and the cavitation bubbles are added to the generated cavitation bubbles. Pressure side protrusion 5
The two immediately collide, and the cavitation bubbles immediately collapse. That is, also in this embodiment, the generation / collapse of the cavitation bubbles 22 is repeated as in the case of the high frequency vibration according to each of the above embodiments.

【0054】したがって、キャビテーション気泡22が
崩壊するときに発生する衝撃力にて燃料の分子組成を変
化することが可能となる。この場合、ロータ42を高速
回転させることにより、各突起物52の燃料攪拌による
圧力変動で超音波を発生させることが可能である。これ
により本実施形態でも超音波によるクラスターの分解効
果とキャビテーションの衝撃圧力との相乗効果による燃
料の高分子鎖の切断が可能である。なお、ロータ42の
回転数が低い場合には、超音波の発生はなく、超音波と
の相乗効果は望めないが、キャビテーション気泡22の
発生・崩壊が繰返されることによる燃料改質は十分に図
れる。
Therefore, the molecular composition of the fuel can be changed by the impact force generated when the cavitation bubbles 22 collapse. In this case, by rotating the rotor 42 at a high speed, it is possible to generate ultrasonic waves by pressure fluctuation of each protrusion 52 due to fuel agitation. As a result, also in the present embodiment, it is possible to cut the polymer chains of the fuel by the synergistic effect of the cluster decomposition effect by ultrasonic waves and the impact pressure of cavitation. When the rotation speed of the rotor 42 is low, ultrasonic waves are not generated and a synergistic effect with ultrasonic waves cannot be expected, but fuel reforming due to repeated generation and collapse of the cavitation bubbles 22 can be sufficiently achieved. .

【0055】本実施形態によれば、装置構成が比較的簡
易であることから、安価に製作できるとともに、適用が
容易に行える等の実用的利点が得られる。
According to this embodiment, since the apparatus structure is relatively simple, it can be manufactured at low cost, and practical advantages such as easy application can be obtained.

【0056】他の実施形態 上述した各実施形態では、ディーゼルエンジンの供給燃
料の改質について適用したが、本発明はこれに限られな
り。例えばボイラその他の各種燃焼装置の燃料の改質に
適用することも可能であり、また燃料以外にも、各種化
学プラント等で利用する各種高分子化合物の改質にも適
用することが可能である。例えば、高分子化合物の改質
装置をフロン溶液やPCBオイル等の有害有機物処理工
程に配置し、フロンやPCBオイルの化学組成を変化さ
せ、無害化することも可能である。超磁歪材料などを適
用してアクチュエータを超音波振動する構成とする場合
には、静止型の燃料改質装置等に有効に利用することが
できる。
Other Embodiments In the above-described embodiments, the reforming of the fuel supplied to the diesel engine is applied, but the present invention is not limited to this. For example, it can be applied to reforming fuels of various combustion devices such as boilers, and can also be applied to reforming of various polymer compounds used in various chemical plants in addition to fuels. . For example, it is possible to detoxify the flon or PCB oil by arranging a polymer compound reforming device in the step of treating harmful organic substances such as freon solution or PCB oil. When the actuator is configured to ultrasonically vibrate by applying a giant magnetostrictive material or the like, it can be effectively used in a static fuel reformer or the like.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、有機物
燃料等の高分子化合物の液に超音波振動作用、キャビテ
ーション気泡の崩壊時に発生する衝撃圧力作用、または
これら超音波振動とキャビテーション気泡の崩壊時に発
生する衝撃圧力との相互作用により、高分子化合物中の
高分子鎖を物理的に切断することができ、燃料等に適用
した場合に煤塵等の発生のない極めて処理効率の高い良
好な改質燃料を得ることができる。また、本発明の改質
装置においては従来の触媒利用の排煙浄化装置等と異な
り、目詰まり除去や触媒交換その他のメンテナンスが不
要であり、機械的作用のみによって高分子化合物に直接
作用させて改質することが可能であるため、装置構成の
簡単化、メンテナンスフリー等により利便性を大幅に向
上することができる。
As described above, according to the present invention, the ultrasonic vibration action on the liquid of the polymer compound such as the organic fuel, the impact pressure action generated when the cavitation bubbles collapse, or the ultrasonic vibration and the cavitation bubble are generated. By interacting with the impact pressure generated during the disintegration of the polymer, the polymer chains in the polymer compound can be physically broken, and when applied to fuel, etc., soot and dust are not generated, and the processing efficiency is very good. It is possible to obtain various reformed fuels. Further, in the reformer of the present invention, unlike a conventional exhaust gas purifier using a catalyst, there is no need for maintenance such as clogging removal, catalyst replacement, etc., and the polymer compound can be directly acted on only by mechanical action. Since it can be modified, the convenience can be greatly improved by simplifying the device configuration, maintenance-free, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による燃料改質装置を適
用した燃料供給系を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a fuel supply system to which a fuel reformer according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1に示した燃料改質装置を拡大して示す構成
図。
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing the fuel reforming device shown in FIG.

【図3】上記実施形態における作用を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing an operation in the above embodiment.

【図4】本発明の第2実施形態を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施形態を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】図6のA−A線拡大断面図。7 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 2 燃料噴射ポンプ 3 ピストン 4 シリンダ 5 燃料供給パイプ 6 エンジン本体部 7 出力軸 8 エンジン排気口 9 燃料タンク 10 燃料改質装置 11 燃料供給ポンプ 12a 1次燃料供給パイプ 12b 2次燃料供給パイプ 13 燃料 14 容器 14a 燃料導入口 14b 燃料吐出口 15 燃料 16 振動式アクチュエータ 17 振動子 17a 上面 18 高周波振動発生装置 19 圧電素子 20 高周波電流用ケーブル 21a 基本電源 22 キャビテーション気泡 23 振動体 24 コイル 25 コイル固定金具 26 静止部 27 流路 28 燃料入口 29 燃料出口 30 流量調整バルブ 31 ガイドロッド 32 フランジ 33 ボルト 34 弾性支持体 35 振動盤 36 小径孔 37 コイル 38 燃料入口 39 燃料出口 40 流路 41 流量調整バルブ 42 ロータ 43,44 軸 45 上部ベアリング 46 下部ベアリング 47 高速回転用モータ 48 出力軸 49 カップリング 50 ケーブル 51 電源装置 52 突起物 1 diesel engine 2 Fuel injection pump 3 pistons 4 cylinders 5 Fuel supply pipe 6 Engine body 7 Output shaft 8 engine exhaust port 9 Fuel tank 10 Fuel reformer 11 Fuel supply pump 12a Primary fuel supply pipe 12b Secondary fuel supply pipe 13 Fuel 14 containers 14a Fuel inlet 14b Fuel discharge port 15 Fuel 16 Vibration type actuator 17 oscillators 17a upper surface 18 High frequency vibration generator 19 Piezoelectric element 20 High frequency current cable 21a Basic power supply 22 cavitation bubbles 23 Vibrating body 24 coils 25 coil fixing bracket 26 Stationary part 27 channels 28 Fuel inlet 29 Fuel outlet 30 Flow control valve 31 Guide rod 32 flange 33 volts 34 Elastic support 35 vibrating plate 36 small hole 37 coils 38 Fuel inlet 39 Fuel outlet 40 channels 41 Flow control valve 42 rotor 43,44 axis 45 upper bearing 46 Lower bearing 47 High-speed rotation motor 48 output shaft 49 Coupling 50 cables 51 power supply 52 protrusions

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23K 5/08 F23K 5/08 Z Fターム(参考) 2E191 BA12 BA13 BA15 BD11 3K068 AA11 AB35 4G075 AA13 AA32 BA05 BD17 CA23 CA25 DA02 EB01 ED01 ED15 EE12 4H029 CA16 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F23K 5/08 F23K 5/08 Z F term (reference) 2E191 BA12 BA13 BA15 BD11 3K068 AA11 AB35 4G075 AA13 AA32 BA05 BD17 CA23 CA25 DA02 EB01 ED01 ED15 EE12 4H029 CA16

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子化合物の液を収容する収容部内に
アクチュエータを接液状態で配置し、このアクチュエー
タを高周波振動もしくは高速回転させて前記高分子化合
物に連続的に圧力変動を与え、前記高分子化合物の液中
にてキャビテーション気泡の連続的な発生および崩壊を
繰返させることにより、前記高分子化合物を低分子化す
ることを特徴とする高分子化合物の改質方法。
1. An actuator is placed in a liquid contact state in a container for containing a liquid of a polymer compound, and the actuator is oscillated at high frequency or rotated at a high speed to continuously apply pressure fluctuations to the polymer compound, A method for modifying a polymer compound, which comprises reducing the molecular weight of the polymer compound by repeating the continuous generation and collapse of cavitation bubbles in a liquid of the molecule compound.
【請求項2】 高分子化合物の液を収容する収容部と、
この収容部内に設けられ、前記高分子化合物と接液する
面と直行する方向に振動できる振動式アクチュエータ
と、この振動式アクチュエータをその接液面と直行する
方向に沿って高周波振動させる高周波振動発生装置とを
備えたことを特徴とする高分子化合物の改質装置。
2. An accommodating portion for accommodating a liquid of a polymer compound,
A vibration type actuator which is provided in the housing and is capable of vibrating in a direction perpendicular to the surface in contact with the polymer compound, and a high frequency vibration generation for vibrating the vibration type actuator at a high frequency in a direction perpendicular to the surface in contact with the liquid And a device for reforming a polymer compound.
【請求項3】 請求項2記載の高分子化合物の改質装置
において、振動式アクチュエータは、振動源として圧電
型セラミックス振動子または超磁歪材料製振動子を有す
ることを特徴とする高分子化合物の改質装置。
3. The polymer compound reforming apparatus according to claim 2, wherein the vibration actuator has a piezoelectric ceramics vibrator or a giant magnetostrictive material vibrator as a vibration source. Reformer.
【請求項4】 請求項3記載の高分子化合物の改質装置
において、高分子化合物の液を一方向に沿って流動させ
る容器と、この容器内に前記液の流動方向に間隔をもっ
て段状に配置された振動式アクチュエータとしての複数
枚の振動盤とを備え、これら各振動盤に通液用の孔をそ
れぞれ隣接する振動盤同士に異なる配置で形成したこと
を特徴とする高分子化合物の改質装置。
4. The polymer compound reforming apparatus according to claim 3, wherein a container for flowing the liquid of the polymer compound along one direction, and a stepped shape in the container with intervals in the flowing direction of the liquid. A plurality of vibrating plates as arranged vibration type actuators are provided, and a liquid passage hole is formed in each of these vibrating plates in a different arrangement between adjacent vibrating plates. Quality equipment.
【請求項5】 高分子化合物の液を収容する収容部と、
この収容部内に設けられ、前記高分子化合物とその外周
面を接液させて回転できるロータの外周面に複数の突起
物を設けた回転式アクチュエータと、この回転式アクチ
ュエータをその軸心周りに高速回転させる回転駆動装置
とを備えたことを特徴とする高分子化合物の改質装置。
5. An accommodating portion for accommodating a liquid of a polymer compound,
A rotary actuator having a plurality of protrusions provided on the outer peripheral surface of a rotor, which is provided in the accommodating portion, and which can be rotated by contacting the polymer compound and the outer peripheral surface with the liquid, and the rotary actuator having a high speed around its axis. A reforming device for a polymer compound, comprising: a rotation driving device for rotating.
【請求項6】 請求項2から5までのいずれかに記載の
高分子化合物の改質装置において、アクチュエータは高
分子化合物に超音波振動を与える設定としたことを特徴
とする高分子化合物の改質装置。
6. The polymer compound reforming apparatus according to claim 2, wherein the actuator is set to apply ultrasonic vibration to the polymer compound. Quality equipment.
【請求項7】 請求項2から6までのいずれかに記載の
高分子化合物の改質装置を、エンジン、ボイラ等の燃焼
器の燃料供給路に配置し、燃料改質用として適用したこ
とを特徴とする燃料改質装置。
7. The polymer compound reforming apparatus according to any one of claims 2 to 6 is arranged in a fuel supply passage of a combustor such as an engine or a boiler, and is applied for fuel reforming. Characteristic fuel reformer.
【請求項8】 請求項7記載の燃料改質装置において、
ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの前段に収容部を
配置し、改質された燃料を前記燃料噴射ポンプに供給す
る構成としたことを特徴とする燃料改質装置。
8. The fuel reformer according to claim 7,
A fuel reforming device, characterized in that a housing portion is arranged in front of a fuel injection pump of a diesel engine, and reformed fuel is supplied to the fuel injection pump.
【請求項9】 請求項2から6までのいずれかに記載の
高分子化合物の改質装置をフロン溶液やPCBオイル等
の有害有機物処理工程に配置し、前記フロンやPCBオ
イルの化学組成を変化させ、無害化することを特徴とす
る高分子化合物の改質装置。
9. The polymer compound reforming apparatus according to any one of claims 2 to 6 is arranged in a process for treating harmful organic substances such as a CFC solution or PCB oil to change the chemical composition of the CFC or PCB oil. A device for reforming a polymer compound, which is made harmless.
【請求項10】 請求項2から8までのいずれかに記載
の高分子化合物の改質装置において、キャビテーション
気泡を発生せしめるアクチュエータの接液部にセラミッ
クス等の高硬度材料を使用し、キャビテーションによる
壊触を防止することを特徴とする高分子化合物の改質装
置。
10. The polymer compound reforming apparatus according to any one of claims 2 to 8, wherein a high hardness material such as ceramics is used for a liquid contact portion of an actuator that generates cavitation bubbles, and the actuator is broken by cavitation. A polymer compound reforming device characterized by preventing touch.
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