JP2006265293A - 燃料改質装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、十分な燃焼効率の改善効果が得られ、且つ、長期間の使用に耐え得る燃料改質装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 燃料改質装置１は、例えば車両の燃料タンクからエンジンへの燃料供給経路上に介在して設置されるものであり、車両の燃料タンクに貯えられた石油系の液体燃料が、燃料供給路を通って流入孔５２から円筒状容器４内に流入すると、円筒状容器４内の第１燃料改質粒２及び第２燃料改質粒３，永久磁石７１によって改質される。そして、改質された液体燃料が流出孔５３から流出してエンジンに供給されると、燃焼効率が向上して、燃費が良くなるとともに排気ガスが減少するという効果が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、石油系の液体燃料を改質する燃料改質装置に関する。
石油系の液体燃料（ガソリン，軽油，灯油等）は、今日の社会において最も重要なエネルギー源である。これらは、燃焼に際して一酸化炭素（CO）や炭化水素（HC）、窒素酸化物（NOX）を発生することから、地球温暖化や公害を引き起こし、人間の生活環境に悪影響を及ぼすようになってきている。しかし、現状では有望な代替エネルギーは存在せず、当面は石油系の液体燃料に頼らざるを得ないことから、更なる有効利用が可能な技術が嘱望されている。
特開平１１−１２０２２号公報
そこで、セラミックス等を用いて石油系の液体燃料を改質することで、燃焼効率を改善し、排出ガスの減少や燃費の向上，馬力の増大等を図る技術が提案されている（特許文献１等）。しかしながら、これらの技術は、燃焼効率の改善効果が見られるものの、その効果は十分なものではなく、また長期間の使用によって目詰まりを起こす等の問題もある。
本発明は、上記問題を鑑みて為されたものであり、十分な燃焼効率の改善効果が得られ、且つ、長期間の使用に耐え得る燃料改質装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を解決するため、本発明の燃料改質装置は、石油系の液体燃料を改質する燃料改質装置であって、内部を液体燃料が流動する筒状容器内に、Ｔｉ及びＡｇの一方または両方と希土類鉱石とを含む希土類セラミック層を表層に有する第１燃料改質粒が収納されてなることを特徴とする。
本発明者は、石油系の液体燃料を上記希土類セラミック層を表層に有する燃料改質粒（第１燃料改質粒）に接触させることで液体燃料が改質され、車両のエンジン等において燃焼効率が改善することを見出した。石油系の液体燃料には、鎖状の炭化水素が絡まり合うなどして形成された微小な塊状物が含まれており、かかる塊状物の発火性が低いことから不完全燃焼を起こしていると考えられている。本発明では、希土類セラミック層に液体燃料を接触させることによって、そのような塊状物が分解（微細化）して燃焼効率が向上したものと考えられる。塊状物が分解する要因は未だ定かではないが、希土類セラミック層から放出される微量放射線の作用や、それにより生じるマイナスイオンの作用、ＴｉやＡｇの触媒としての作用などによるものと推測される。また、希土類セラミック層の表面は多孔質であることから、表面の微細な凹凸が液体燃料と擦れ合うことによる作用とも推測される。
ここで、希土類セラミック層は、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末の一方または両方を添加した混合粉末を溶着させたものとすることができる。かかる混合粉末を溶着して希土類セラミック層を形成した場合、例えばバインダなどを混合した焼結体の場合等と比べて、表層における希土類鉱石やＴｉ，Ａｇの濃度を高めることができるため、上記の如き燃料改質効果を十分に得ることができる。また、希土類セラミック層は、筒状容器の内壁表面上にも形成することができる。これにより、第１燃料改質粒からの燃料改質効果に重畳して筒状容器の内壁からも燃料改質効果が得られるため、得られる燃料改質効果が倍増することになる。
次に、本発明の燃料改質装置は、筒状容器内に磁石を備える構成とすることができる。磁石により筒状容器内に磁場を生じさせておくと、第１燃料改質粒の燃料改質効果によって分離（微細化）した塊状物が帯磁し、微細な状態を保ったままエンジン等に供給されることになるので、燃焼効率の向上に寄与すると推測される。また、液体燃料の通孔が形成された、筒状容器内を流動方向の前後に仕切る有孔仕切板と、該有孔仕切板に支持された磁石とを有する磁石ユニットとして構成することにより、かかる効果を十分に得ることができる。
次に、本発明の燃料改質装置は、筒状容器内に、石英及び柘榴石の一方または両方を含む第２燃料改質粒が、第１燃料改質粒とともに収納された構成とすることができる。石英や柘榴石は、遠赤外線を多量に放出する性質を有することから、液体燃料を活性化させ、筒状容器内の第１燃料改質粒等に汚れを付着させない効果があると推測される。これにより、第１燃料改質粒による燃料改質効果を長期間持続させることが可能となる。また、第２燃料改質粒には電気石を含めることもできる。電気石も遠赤外線を放出する性質を有するため、上記の効果を得ることができると推測される。
次に、本発明の燃料改質装置は、液体燃料の通孔が形成された有孔仕切板を備え、該有孔仕切板が筒状容器内を流動方向の前後に仕切るとともに、仕切られた筒状容器内の一画々々が燃料改質粒の収納室とされ、当該収納室が流動方向に連なって設けられた構成とすることができる。このように、燃料改質粒の収納室を液体燃料の流動方向に沿って幾重にも設けることで、十分な燃料改質効果が期待できる。
ここで、有孔仕切板に形成された通孔は、隣接する有孔仕切板に形成された通孔に対応する位置からずらした位置に配することができる。このように、有孔仕切板の通孔の位置をずらして配置することで、筒状容器内における液体燃料の流動路長をより長くすることができ、また流動する液体燃料に不整流が生じるため、液体燃料と燃料改質粒との接触時間を長くすることができ、十分な燃料改質効果が期待できる。特には、流動方向に連続する有孔仕切板の各々に形成された通孔を、当該流動方向を軸線方向とする螺旋状の軌道上に位置するように配置することで、かかる効果を十分に得ることができる。
以下、本発明の燃料改質装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１に燃料改質装置１の全体断面構造を示す。また、図２には流入孔５２側の拡大断面構造、図３には流出孔５３側の拡大断面構造を示す。なお、図２及び図３では、説明のために燃料改質粒２，３を省略して表している。燃料改質装置１は、円筒状容器４の内部に設けられた収納室Ｂ〜Ｄに希土類鉱石を主体とする第１燃料改質粒２が収納され、収納室Ａに石英及び柘榴石を主体とする第２燃料改質粒３が収納されている。また、永久磁石７１を有した磁石ユニット７も配されている。燃料改質装置１は、例えば車両の燃料タンクからエンジンへの燃料供給経路上に介在して設置されるものであり、車両の燃料タンクに貯えられた石油系の液体燃料（特には軽油：以下、単に液体燃料という）が、燃料供給路を通って流入孔５２から円筒状容器４内に流入すると、円筒状容器４内の第１燃料改質粒２及び第２燃料改質粒３，永久磁石７１によって改質される。そして、改質された液体燃料が流出孔５３から流出してエンジンに供給されると、燃焼効率が向上して、燃費が良くなるとともに排気ガスが減少するという効果が得られる。
第１燃料改質粒２は、図１１の断面図に示すように、希土類鉱石の粉末とバインダ（陶土など）を含む混合物を成形して焼結したセラミック粒２２の表面に、希土類セラミック層２１が形成されたものである。希土類鉱石は、天然で採取されるものであり、鉱石の主成分である二酸化ケイ素（SiO2）やアルミナ（Al2O3）に加えて、希土類元素（Rare
earth element）の酸化物（例えば、Y,La,Ceの酸化物等）が例えば３wt％以上含まれており、他にもウラン（U）やトリウム（Th）等の放射性元素も微量に含まれている。これらの成分がマイナスイオンや遠赤外線を発生させると言われている。
希土類セラミック層２１は、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末を添加した混合粉末をセラミック粒２２の表面に溶着させたものである。混合粉末は、希土類鉱石の粉末に、例えばＴｉ粉末を０．５〜５wt％程度，Ａｇ粉末を０．１〜３wt％程度混合させたものとすることができる。また、Ｔｉ粉末及びＡｇ粉末には、例えば、純Ｔｉ粉末及び純Ａｇ粉末（例えば、純度９９wt％以上）を用いることができる。このような混合粉末を、図１１に示す如くセラミック粒２２の表面に溶着して希土類セラミック層２１を形成することにより、第１燃料改質粒２の表層における希土類鉱石の濃度（及びＴｉ，Ａｇの濃度）を、バインダを含むセラミック粒２２単独の場合と比べて高くすることができる。このため、上述したような燃料改質効果が十分に得られることになる。
図１６に、第1燃料改質粒２の製造工程図を示す。まず工程１では、希土類セラミック層２１及びセラミック粒２２の主原料となる希土類鉱石ＲＥを破砕して粉末ＲＰを得る。次に、希土類鉱石ＲＥの粉末ＲＰと陶土などを混ぜ合わせ、球状に成形した生セラミック粒２２Ｇを1200〜1400℃程度の温度で焼結させて、セラミック粒２２を得る（工程２）。次に、セラミック粒２２に混合粉末ＰＷを溶着する（工程３）。この混合粉末ＰＷは、希土類鉱石ＲＥの粉末ＲＰにＴｉ粉末及びＡｇ粉末を混ぜ合わせたものである。混合粉末ＰＷの溶着は、コンプレッサ（図示せず）により生成した高圧縮気体とともに混合粉末ＰＷを噴射ノズルＮＺから噴射する噴射装置を用いることにより実現できる。例えば、噴射速度：８０m/sec以上，噴射圧：３kg/cm2以上で混合粉末ＰＷを噴射ノズルＮＺからセラミック粒２２に向けて噴射すると、混合粉末ＰＷの衝突によりセラミック粒２２の表面温度が融点（1800℃程度）まで上昇し、その溶融した表面に混合粉末が溶着することで希土類セラミック層２１が形成される。なお、混合粉末ＰＷの過度の酸化を防ぐため、溶着は窒素雰囲気中で行われる。
第２燃料改質粒３は、石英の粉末，柘榴石の粉末，電気石の粉末，バインダ（陶土など）を含む混合物を成形して焼結したものである。石英は二酸化ケイ素（SiO2）の結晶物であり、例えば水晶を用いることができる。柘榴石は、ガーネットとも呼ばれる珪酸塩鉱物の一種である。電気石は、トルマリンとも呼ばれる珪酸塩鉱物であり、圧電効果と焦電効果を有しており、外部から圧力を加えたり温度を変化させたりすると電荷を発生する性質を持つ。これらの鉱物が遠赤外線を発生させると言われている。第２燃料改質粒３の焼結は、1200〜1400℃程度で行う。
円筒状容器４は、円筒部４１と、その前後端部に設けられた端壁板４２，４３により構成されている。端壁板４２，４３には、液体燃料の流入孔５２または流出孔５３が設けられており（図９参照）、流入孔５２から流出孔５３へ向かう方向が円筒状容器４内での液体燃料の流動方向Ｒとなる。ここで、円筒状容器４及び後述する内部部品（６１〜６４，８１〜８３等）は、非磁性のステンレス、例えばＳＵＳ３０１（オーステナイト系）で構成されている。また、円筒部４１と端壁板４２，４３との接合箇所Ｙはアルゴン溶接により接合されている。なお、円筒状容器４の内壁表面や内部部品の表面には、第１燃料改質粒２の表層に設けられた希土類セラミック層２１と同様の希土類セラミック層が形成されており、これらによっても燃料改質効果を得ることができる。希土類セラミック層の形成には、上述した溶着方法（噴射装置）を用いることができる。すなわち、上記の混合粉末を高圧縮気体とともに噴射すると、混合粉末の衝突によりステンレス製の円筒状容器４等の表面温度が融点（1680℃程度）まで上昇し、その溶融した表面に混合粉末が溶着することで希土類セラミック層が形成される。また、混合粉末の衝突によってステンレス（オーステナイト系）の表層は加工硬化するため、高強度の円筒状容器４等を得ることができる。
円筒状容器４の内部には、図４〜７に示すような、液体燃料の通孔６１ａ〜６４ａが形成された有孔仕切板（以下、単に仕切板という）６１〜６４が設置されており、容器内を区画している。また、端璧板４２，４３と仕切板６１との間、仕切板６２〜６４同士の間には、これらの位置を定めるための筒状のスペーサ（カラー）８１〜８３が設けられている（図１０参照）。図１０に示すスペーサ８２を例に挙げて説明すると、スペーサ８２は、円筒状容器４の円筒部４１の内径とほぼ同径の円筒形状とされ、円筒部４１内への嵌め込みを容易にするためのスリット８２ｓが軸線方向に形成されている。円筒部４１内へ嵌め込まれたスペーサ８２は、外面８２ｂが円筒部４１の内壁と接し、仕切板６１〜６４の外縁端と面位置となっている。また、スペーサ８２は、それぞれの端部８２ｃ，８２ｄが仕切板６１〜６４主面の外縁部分に沿って突き当たることで、仕切板６１〜６４を固定している。以上のようにして、円筒状容器４の内部は、仕切板６１〜６４及びスペーサ８１〜８３によって、液体燃料の流動方向Ｒに連なった複数の収納室Ａ〜Ｅに区画され、その各々には第１燃料改質粒２（２ａ，２ｂ）や第２燃料改質粒３が収納されている。
また、円筒状容器４の内部には、図８に示すような、永久磁石７１が一組の仕切板６４に挟持された磁石ユニット７が設置されている。永久磁石７１は、Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ系焼結磁石からなり、金属ジャケット７２（ＳＵＳ３０１製）に覆われている。仕切板６４の一方の主面６４ｍには、永久磁石７１を嵌め込むための凹部６４ｂが設けられており（図７（ａ）参照）、２枚の仕切板６４は、主面６４ｍ同士を対向させ、永久磁石７１の各端部がそれぞれの凹部６４ｂに嵌め込まれることによって永久磁石７１を挟持している。また、仕切板６４にはネジ穴６４ｃが設けられており（図７参照）、２枚の仕切板６４はボルト７９及びナット７８により固定されている。また、磁石ユニット７は複数の永久磁石７１を有しており、永久磁石７１は、隣接する永久磁石７と両端の磁極が互いに異なるように配置されている。また、磁石ユニット７は、円筒状容器４内に２つ配置されており、その間が充填室Ｅとされている。なお、円筒状容器４内に磁石ユニット７を設置することによる効果は、上述の通りである。
仕切板６１〜６３に形成された液体燃料の通孔６１ａ〜６３ａは、図４〜６に示すように、仕切板６１〜６３端部の切欠きによって構成されている。ここで、仕切板６１〜６３は、図４〜６に示す向きで配置されている。すなわち、例えば仕切板６２について見ると、通孔６２ａは、隣接する仕切板６１，６３に形成された通孔６１ａ，６３ａに対応する位置から９０度程度回転させた位置に配置されている。このように通孔６１ａ〜６３ａがずらして配置されることにより、円筒状容器４内における液体燃料の流動路長が長くなるので、液体燃料と燃料改質粒２，３との接触時間を長くすることができる。
以上のようにして構成される収納室Ａ〜Ｅは、２つの磁石ユニット７の間に設けられた収納室Ｅを中心として流動方向Ｒに対して前後対称（図では左右対称）に配置されており、収納室Ａには第２燃料改質粒３が収納され、収納室Ｂ〜Ｅには第１燃料改質粒２（２ａ，２ｂ）が収納されている。特に、流入孔５２側の収納室Ａに第２燃料改質粒３を収納するのは、流入孔５２から流入してくる液体燃料に対して最初に第２燃料改質粒３を接触させることで、以後の収納室Ｂ〜Ｅに収納された第１燃料改質粒２（２ａ，２ｂ）の表面に汚れを付着させないようにするためである。また、流出孔５３側の収納室Ａに第２燃料改質粒３を収納するのは、液体燃料が流出した先のエンジン等に汚れを付着させないようにするためである。
第１燃料改質粒２には、小径（6〜10mm程度：第１の大きさ）の第１燃料改質粒２ｂと、大径（10〜14mm程度：第２の大きさ）の第２燃料改質粒２ａの２種類があり、小径の第１燃料改質粒２ｂは収納室Ｃに、大径の第２燃料改質粒２ａは収納室Ｂ，Ｄ，Ｅに収納されている。なお、小径の第１燃料改質粒２ｂは、大径の第２燃料改質粒２ａの７０〜８０％程度の大きさであることが好ましい。このように、第１燃料改質粒２ａ，２ｂが大きさごとに収納室Ｂ〜Ｅに収納されるのは、以下の理由による。すなわち、小径の第１燃料改質粒２ｂが収納された場合、液体燃料と接触する総表面積が大きいことから十分な燃料改質効果が得られるものの、液体燃料が流れる隙間が少なくなるので流動抵抗が大きくなり車両のエンジン等に負担をかけることがある。そのため、小径の第１燃料改質粒２ｂと大径の第２燃料改質粒２ａとを組み合わせて用いることで、液体燃料の流動抵抗を適正に保ちつつ、十分な燃料改質効果を得ることができるのである。
また、液体燃料の流動抵抗を適正に保つためには、図１に示すように、大径の第２燃料改質粒２ａが収納された収納室が３室以上連続している部分（収納室Ｄ→Ｅ→Ｄ）が含まれていることが好ましい。また、図１に示すように、流動抵抗の大きい小径の第１燃料改質粒２ｂが収納された収納室Ｃの流動方向Ｒの前後に、それを挟み込むようにして、流動抵抗の小さい大径の第２燃料改質粒２ａが収納された収納室Ｂ，Ｄを配置させることも、液体燃料の流動抵抗を適正に保つうえで好ましい。また、図１に示すように、流入孔５２または流出孔５３を有する端壁４２，４３から磁石ユニット７までの間に設けられた複数の収納室Ａ〜Ｄに、小径の燃料改質粒２ｂ，３と大径の燃料改質粒２ａとを交互に収納することも、液体燃料の流動抵抗を適正に保つうえで好ましい。なお、希土類セラミック層２１を形成していないセラミック粒２２（図１１参照）単独でも、希土類鉱石を含んでいることからある程度の燃料改質効果が得られるため、第１燃料改質粒２の代わりにいずれかの収納室（例えば、収納室Ｂ及びＣ）にセラミック粒２２を収納することもできる。
燃料改質装置１は、以下のようにして製造することができる。まず、円筒部４１と端壁板４２をアルゴン溶接により接合した後、円筒部４１の逆側の端部から図１に示す順序となるように、第１燃料改質粒２（２ａ，２ｂ）や第２燃料改質粒３，仕切板６１〜６４，スペーサ８１〜８３，磁石ユニット７を挿入する。流入孔５２側の収納室Ｃを形成する場合の例を図１２に示す。収納室Ｃを形成する前において、円筒部４１内には収納室Ｂを構成する大径の第１燃料改質粒２ａとスペーサ８２が最上側に現れている（図示せず）。この状態で、流入孔５２側の仕切板６２，スペーサ８２，小径の第１燃料改質粒２ｂ，流出孔５３側の仕切板６３をこの順で円筒部４１内に挿入していく。他の収納室Ａ〜Ｅの場合も同様である。
なお、仕切板６１〜６４を円筒部４１内に挿入する場合において、円筒部４１内で傾いてしまう等の問題が生じることがあるので、図１４に示すような、一方の主面に例えばナット形状の嵌合部６５ｎを設けた仕切板６５を用いることができる。これによれば、図１５に示すように、嵌合部６５ｎに嵌合する例えば先端がボルト形状の挿入棒６５ｂを用いることで、仕切板６５を円筒部４１内に正確に挿入することができる。仕切板６５の挿入後は、嵌合部６５ｎから挿入棒６５ｂを外して、挿入棒６５ｂのみを引き抜く。
また、流出孔５３側の収納室Ａにおいて、流出孔５３に第２燃料改質粒３が詰まってしまうことを防ぐため、流出孔５３を有する端壁板４３と第２燃料改質粒３との間には、第２燃料改質粒３よりも小さい目の網状部材（例えば、金属製のネット）９が配されている（図３参照）。さらに、網状部材９と端壁板４３との間には、スペーサ８４が配されている（図３参照）。このスペーサ８４は、軸線方向の長さが他のスペーサ８１〜８３よりも短いこと以外は、それらと同様の形状である。このような構成を得るために、円筒部４１内への挿入の最終段階では、図１３に示すように、収納室Ａを構成する第２燃料改質粒３とスペーサ８１の上に網状部材９とスペーサ８４をこの順に挿入して、最後に端壁板４３で蓋をし、円筒部４１と端壁板４３をアルゴン溶接により接合する。以上により、燃料改質装置１が完成する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得るものである。
本発明の燃料改質装置の効果を確認するために行った試験について説明する。
平成１４年から施行された自動車ＮＯｘ・ＰＭ法（自動車から排出される窒素酸化物及び粒子状物質の特定地域における総量の削減等に関する特別措置法）によると、定められた排気ガス基準に適合しない自動車は、一定の猶予期間後、特定地域内において継続車検を受けることができなくなることが規定されている。このうち、ディーゼル車両については、厳しい排気ガス基準をクリアする車両が皆無の状況であり、猶予期間が徒過するのを待つばかりとなっている。
そこで、本発明者は、猶予期間の終了が迫っているディーゼル車両または猶予期間が経過したディーゼル車両の計４台（１０ｔ車両：３台，７ｔ車両：１台）に、上記した実施形態に係る本発明の燃料改質装置を取り付けて、（財）日本車両検査協会［運輸省公認検査機関］によるディーゼル自動車排出ガス試験（６モード）を受けた。試験は、シャシダイナモメータに直結したローラ上で道路走行状態と同様の負荷を加えて走行させ、自動車から排出されるガス量を測定するものであり、測定成分はＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘである。ディーゼル自動車排出ガス試験結果成績表（６モード）に示された平均排出濃度を、規制値（ＮＯｘ・ＰＭ法規制値）と併せて表１〜４に示す。
Figure 2006265293
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Figure 2006265293
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表１〜４に示したように、本発明の燃料改質装置を取り付けたいずれのディーゼル車両も、各成分の平均排出濃度が規制値（ＮＯｘ・ＰＭ法規制値）を下回った。この結果、これらの４台のディーゼル車両は、排気基準適合車両（ＮＯｘ・ＰＭ法適合車両）として認定され、晴れて継続車検を受けることができた。以上の結果よれば、本発明の燃料改質装置は、軽油を改質してＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘの排出量を低減する効果があることが明らかである。
本発明に係る燃料改質装置の全体の断面構造を表す図 図１の流入孔側の拡大図 図１の流出孔側の拡大図 第１有孔仕切板を表す図 第２有孔仕切板を表す図 第３有孔仕切板を表す図 第４有孔仕切板を表す図 磁石ユニットを表す図 容器の端部をなす板を表す図 スペーサを表す図 第１燃料改質粒の断面構造を表す図 容器内への収納に関する第１説明図 容器内への収納に関する第２説明図 有孔仕切板の変形例を表す図 図１４の有孔仕切板を用いた容器内への収納を表す図 第1燃料改質粒の製造工程図
符号の説明
１ 燃料改質装置
２ 第１燃料改質粒
２１ 希土類セラミック層
３ 第２燃料改質粒
４ 筒状容器
５２ 流入孔
５３ 流出孔
６１〜６４ 有孔仕切板
７１ 永久磁石
７５ 磁石ユニット
８１〜８４ スペーサ
９ ネット
Ａ〜Ｅ 収納室
上記課題を解決するため、本発明の燃料改質装置の第１は、
筒状容器内に軸線方向の前後を複数箇所で仕切る有孔仕切板を備え、該有効仕切板には通孔が形成され、該有孔仕切板に仕切られた筒状容器内の一画々々が収納室とされており、当該収納室のいくつかには希土類鉱石を含む第１燃料改質粒が異なる粒径ごとに収納され、更に、筒状容器内には有孔仕切板に支持された磁石を有する磁石ユニットを備えて、筒状容器内を流動する石油系の液体燃料を改質する燃料改質装置であって、
第１燃料改質粒は、希土類鉱石の粉末とバインダを含む混合物を成形して焼結したセラミック粒の表面に、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末の一方または両方を添加した混合粉末を溶着させた希土類セラミック層が形成されてなることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明の燃料改質装置の第２は、
筒状容器内に軸線方向の前後を複数箇所で仕切る有孔仕切板を備え、該有効仕切板には通孔が形成され、該有孔仕切板に仕切られた筒状容器内の一画々々が収納室とされており、当該収納室のいくつかには希土類鉱石を含む第１燃料改質粒が異なる粒径ごとに収納され、更に、筒状容器内には有孔仕切板に支持された磁石を有する磁石ユニットを備えて、筒状容器内を流動する石油系の液体燃料を改質する燃料改質装置であって、
第１燃料改質粒は、希土類鉱石の粉末とバインダを含む混合物を成形して焼結したセラミック粒の表面に、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末の一方または両方を添加した混合粉末を溶着させた希土類セラミック層が形成され、
更に、筒状容器の内壁の表面上及び有孔仕切板の表面上、該筒状容器内に含まれる部品の表面上にも、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末の一方または両方を添加した混合粉末を溶着させた希土類セラミック層が形成されてなることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明の燃料改質装置の第３は、
筒状容器内に軸線方向の前後を複数箇所で仕切る有孔仕切板を備え、該有効仕切板には通孔が形成され、該有孔仕切板に仕切られた筒状容器内の一画々々が収納室とされており、当該収納室のいくつかには希土類鉱石を含む第１燃料改質粒が異なる粒径ごとに収納され、更に、筒状容器内には有孔仕切板に支持された磁石を有する磁石ユニットを備えて、筒状容器内を流動する石油系の液体燃料を改質する燃料改質装置であって、
第１燃料改質粒は、希土類鉱石の粉末とバインダを含む混合物を成形して焼結したセラミック粒の表面に、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末の一方または両方を添加した混合粉末を溶着させた希土類セラミック層が形成され、
当該希土類セラミック層が表面に形成された第１燃料改質粒を収納した収納室よりも液体燃料の流入側の収納室には、石英及び柘榴石の一方または両方を含む第２燃料改質粒が収納されていることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の燃料改質装置は、
筒状容器の前後端部には、液体燃料の流入孔または流出孔を有する端壁が設けられ、
その筒状容器内は、液体燃料が通過する通孔が形成された有孔仕切板によって筒状容器の軸線方向の前後が複数箇所で仕切られて、その有孔仕切板で仕切られた筒状容器内の一画々々が収納室とされており、
筒状容器内の収納室には一組の有孔仕切板に挟持された磁石を有する磁石ユニットを備え、
筒状容器内の有孔仕切板に挟まれて複数形成された当該収納室には、希土類鉱石を含む焼結したセラミック粒からなる第１燃料改質粒が異なる粒径ごとに収納され、
筒状容器内を流動する石油系の液体燃料を第１燃料改質粒と磁石ユニットとによって改質する燃料改質装置であって、
第１燃料改質粒の希土類鉱石は、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末とＡｇ粉末とを添加して混合した粉末が、第１燃料改質粒の表面にＴｉとＡｇを含む希土類セラミック層として溶着されていることを特徴とする。


Claims (24)

  1. 石油系の液体燃料を改質する燃料改質装置であって、内部を前記液体燃料が流動する筒状容器内に、Ｔｉ及びＡｇの一方または両方と希土類鉱石とを含む希土類セラミック層を表層に有する第１燃料改質粒が収納されてなることを特徴とする燃料改質装置。
  2. 前記希土類セラミック層は、希土類鉱石の粉末にＴｉ粉末及びＡｇ粉末の一方または両方を添加した混合粉末を溶着させたものである請求項１に記載の燃料改質装置。
  3. 前記筒状容器の内壁表面上に前記希土類セラミック層が形成されてなる請求項１または２に記載の燃料改質装置。
  4. 前記第１燃料改質粒は、希土類鉱石の粉末とバインダを含む混合物を成形して焼結したセラミック粒の表面に前記希土類セラミック層が形成されてなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  5. 前記筒状容器内に磁石を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  6. 前記液体燃料の通孔が形成された、前記筒状容器内を前記流動方向の前後に仕切る有孔仕切板と、該有孔仕切板に支持された前記磁石とを有する磁石ユニットを備える請求項５に記載の燃料改質装置。
  7. 前記磁石ユニットは、一組の前記有孔仕切板の間に前記磁石が挟持されてなる請求項６に記載の燃料改質装置。
  8. 前記磁石ユニットを複数備える請求項６または７に記載の燃料改質装置。
  9. 一組の前記磁石ユニットの間が前記燃料改質粒の収納室とされてなる請求項６ないし８のいずれか１項に記載の燃料改質装置
  10. 前記筒状容器内に、石英及び柘榴石の一方または両方を含む第２燃料改質粒が、前記第１燃料改質粒とともに収納されてなる請求項１ないし９のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  11. 前記第２燃料改質粒は、石英の粉末及び柘榴石の粉末の一方または両方とバインダを含む混合物を成形して焼結したものである請求項１０に記載の燃料改質装置。
  12. 前記第２燃料改質粒は電気石を含む請求項１０または１１に記載の燃料改質装置。
  13. 前記液体燃料の通孔が形成された有孔仕切板を備え、該有孔仕切板が前記筒状容器内を前記流動方向の前後に仕切るとともに、仕切られた前記筒状容器内の一画々々が前記燃料改質粒の収納室とされ、当該収納室が前記流動方向に連なって設けられてなる請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  14. 前記有孔仕切板に形成された前記通孔は、隣接する前記有孔仕切板に形成された前記通孔に対応する位置からずらした位置に配されてなる請求項１３に記載の燃料改質装置。
  15. 前記有孔仕切板に形成された前記通孔は、隣接する前記有孔仕切板に形成された前記通孔に対応する位置からずらした位置に配されてなり、前記液体燃料に不整流を生じさせる請求項１３または１４に記載の燃料改質装置。
  16. 前記流動方向に連続する前記有孔仕切板の各々に形成された前記通孔は、当該流動方向を軸線方向とする螺旋状の軌道上に位置するように配されてなる請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  17. 前記筒状容器の内壁表面上及び前記有孔仕切板の表面上に前記希土類セラミック層が形成されてなる請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  18. 前記筒状容器の内壁表面上及び該筒状容器内に含まれる部品の表面上に前記希土類セラミック層が形成されてなる請求項１３ないし１７のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  19. 前記燃料改質粒は、第１の大きさを有するものと、それよりも大きな第２の大きさを有するものとを含み、大きさごとに前記収納室に収納されてなる請求項１３ないし１８のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  20. 前記第１の大きさを有する燃料改質粒が収納された前記収納室の前記流動方向の前後に、前記第２の大きさを有する燃料改質粒が収納された前記収納室が配されてなる請求項１９に記載の燃料改質装置。
  21. 前記筒状容器内を前記流動方向の前後に仕切る、前記液体燃料の通孔が形成された有孔仕切板と、該有孔仕切板に支持された前記磁石とを備える磁石ユニットを備え、
    前記筒状容器には、その前後端部に前記液体燃料の流入孔または流出孔を有する端壁が設けられてなり、
    前記流入孔または前記流出孔を有する端壁から前記磁石ユニットまでの間に設けられた複数の前記収納室には、前記第１の大きさを有する燃料改質粒と前記第２の大きさを有する燃料改質粒とが交互に収納されてなる請求項１９または２０に記載の燃料改質装置。
  22. 前記筒状容器には、その前後端部に前記液体燃料の流入孔または流出孔を有する端壁が設けられてなり、
    前記流入孔を有する端壁を含む前記収納室には、石英及び柘榴石の一方または両方と電気石とを含む第２燃料改質粒が収納されてなる請求項１３ないし２１のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  23. 前記筒状容器には、その前後端部に前記液体燃料の流入孔または流出孔を有する端壁が設けられてなり、
    前記流出孔を有する端壁を含む前記収納室には、石英及び柘榴石の一方または両方と電気石とを含む第２燃料改質粒が収納されてなる請求項１３ないし２２のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
  24. 前記筒状容器には、その前後端部に前記液体燃料の流入孔または流出孔を有する端壁が設けられてなり、
    前記流出孔を有する端壁と前記燃料改質粒との間に、当該燃料改質粒よりも小さい目の網状部材が配されてなる請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の燃料改質装置。
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