JP2009209303A

JP2009209303A - 液体燃料改質装置

Info

Publication number: JP2009209303A
Application number: JP2008055851A
Authority: JP
Inventors: Michihisa Sasaki; 道寿佐々木; Toshiaki Ichida; 利昭市田; Takashi Tanaka; 孝田中
Original assignee: SERAPHIM KK
Current assignee: SERAPHIM KK
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】安価で簡単な構成で、顕著な改質効果が得られる液体燃料改質装置を提供することである。
【解決手段】一端側が底１ａで閉塞された円筒状の改質容器１内に、つる状の条材２ａを３次元で網状に絡ませた３次元網状体２を、改質容器１の横断面を覆うように配設し、改質容器１の他端側から底１ａ近くまで挿入した流入管３の先端の流入口３ａから改質容器１内に流入させた液体燃料を、３次元網状体２の３次元隙間に通して、改質容器１の他端側に設けた流出口４から流出させることにより、液体燃料が複雑な３次元隙間を通るときの３次元網状体２との繰返しの衝突エネルギによって、液体燃料の炭化水素の分子鎖を切断して低分子化し、安価で簡単な構成で、顕著な改質効果が得られるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガソリン、軽油、重油、灯油等の炭化水素系の液体燃料を改質する液体燃料改質装置に関する。

ガソリン、軽油、重油、灯油等の炭化水素系の液体燃料を、燃焼効率等を向上させるために改質する液体燃料改質装置としては、液体燃料をセラミックと接触させるもの（例えば、特許文献１参照）、液体燃料に磁界を付与するもの（例えば、特許文献２参照）、液体燃料に高周波振動を付与するもの（例えば、特許文献３参照）、液体燃料中でプラズマを発生させるもの（例えば、特許文献４参照）等、これまでに種々のものが提案されている。

特開平５−２６３７２１号公報特開昭６０−１９９０９６号公報特開２００６−３２２４６３号公報特開２００７−２６９９８９号公報

特許文献１に記載された液体燃料をセラミックと接触させるものは、燃料タンクや燃料の通路に設けた容器にセラミックを装填するのみでよく、簡単な構成とすることができるが、燃焼効率等の改質効果が顕著でないためか、あまり実用化されていない。特許文献２に記載された液体燃料に磁界を付与するものは、数千ガウス以上のかなり強い磁場を与える必要があり、高価なものとなる。また、特許文献３に記載された液体燃料に高周波振動を付与するものや、特許文献４に記載された液体燃料中でプラズマを発生させるものは、装置が複雑な構成となり、さらに高価なものとなる。

そこで、本発明の課題は、安価で簡単な構成で、顕著な改質効果が得られる液体燃料改質装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の液体燃料改質装置は、筒状の改質容器内に、つる状の条材を３次元で網状に絡ませた３次元隙間を有する３次元網状体を、改質容器の横断面を覆うように配設し、この３次元網状体を配設した改質容器内の一端側に液体燃料を流入口から流入させ、流入させた液体燃料を、前記３次元網状体の３次元隙間に通して、前記改質容器の他端側に設けた流出口から流出させる構成を採用した。

すなわち、改質容器内に、つる状の条材を３次元で網状に絡ませた３次元網状体を、改質容器の横断面を覆うように配設し、改質容器の一端側から流入させた液体燃料を、３次元網状体の３次元隙間に通して、改質容器の他端側に設けた流出口から流出させることにより、安価で簡単な構成で、顕著な改質効果が得られるようにした。なお、液体燃料が改質された理由は、液体燃料が複雑な３次元隙間を通るときに３次元網状体と繰返し衝突し、この３次元網状体との繰返しの衝突エネルギによって液体燃料の炭化水素の分子鎖が切断されて、低分子化されたためと考えられる。

前記３次元網状体の３次元隙間に液体燃料を通す入口側に、液体燃料の流速を増速するように狭い通路を形成する増速部材を配設することにより、液体燃料が３次元網状体に衝突するエネルギを大きくし、より改質効果を高めることができる。

前記３次元網状体を、前記改質容器の筒方向で複数に分割し、この分割した３次元網状体の間に、液体燃料の流速を増速するように狭い通路を形成する増速部材を配設することによっても、液体燃料が３次元網状体に衝突するエネルギを大きくし、より改質効果を高めることができる。

前記増速部材を、前記改質容器の内径面との間に狭い隙間通路を形成する増速板とすることにより、増速部材を簡単に配設することができる。

前記改質容器を一端側が底で閉塞されたものとし、前記液体燃料を流入させる流入管を、前記流出口を設けた改質容器の他端側から、前記３次元網状体を貫通させて、前記一端側の底近くまで挿入し、この一端側の底近くまで挿入して底に向けた流入管の先端を、前記液体燃料の流入口とすることにより、流入管の先端の流入口から液体燃料を改質容器の底に衝突させて容器内に分散させ、満遍なく３次元網状体の３次元隙間に通して、より改質効果を高めることができる。

前記つる状の条材の断面を扁平な形状とすることにより、液体燃料が衝突する面積を広くすることができる。

前記つる状の条材は金属で形成することができる。例えば、金属を切削するときにつる状に連なる切屑で形成することができる。

本発明の液体燃料改質装置は、筒状の改質容器内に、つる状の条材を３次元で網状に絡ませた３次元網状体を、改質容器の横断面を覆うように配設し、改質容器の一端側から流入させた液体燃料を、３次元網状体の３次元隙間に通して、改質容器の他端側に設けた流出口から流出させるようにしたので、安価で簡単な構成で、顕著な改質効果を得ることができる。

前記３次元網状体を、改質容器の筒方向で複数に分割し、この分割した３次元網状体の間に、液体燃料の流速を増速するように狭い通路を形成する増速部材を配設することによっても、液体燃料が３次元網状体に衝突するエネルギを大きくし、より改質効果を高めることができる。

前記増速部材を、改質容器の内径面との間に狭い隙間通路を形成する増速板とすることにより、増速部材を簡単に配設することができる。

前記改質容器を一端側が底で閉塞されたものとし、液体燃料を流入させる流入管を、流出口を設けた改質容器の他端側から、３次元網状体を貫通させて、一端側の底近くまで挿入し、この一端側の底近くまで挿入して底に向けた流入管の先端を、液体燃料の流入口とすることにより、流入管の先端の流入口から液体燃料を改質容器の底に衝突させて容器内に分散させ、満遍なく３次元網状体の３次元隙間に通して、より改質効果を高めることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この液体燃料改質装置は炭化水素系の液体燃料を改質するものであり、図１および図２に示すように、一端側が底１ａで閉塞された円筒状の改質容器１内に、つる状の条材２ａを３次元で網状に絡ませた３次元隙間を有する３次元網状体２が、改質容器１の横断面を覆うように配設され、改質容器１の他端側から流入管３が３次元網状体２を貫通させて一端側の底１ａ近くまで挿入され、他端側に改質された液体燃料を流出させる流出口４が設けられており、流入管３の先端の流入口３ａから改質容器１内に流入する液体燃料が、底１ａに衝突して他端側へ流れ、３次元網状体２の３次元隙間を通って改質された後、流出口４から流出するようになっている。

前記３次元網状体２は、改質容器１の筒方向で３個に分割され、これらの分割された３次元網状体２の間と、流入口３ａから液体燃料が流入する右端の３次元網状体２の入口側とに、改質容器１の内径面との間に狭い隙間通路５ａを形成して、液体燃料の流速を増速する増速部材としての増速板５が、流入管３に外嵌されて配設されている。

図３（ａ）に拡大して示すように、前記改質容器１の内径面と増速板５との間の隙間通路５ａで増速された液体燃料は、３次元網状体２の複雑な３次元隙間を通るときに３次元網状体２と繰返し衝突し、この繰返しの衝突エネルギによって炭化水素の分子鎖が切断されて、低分子化されるものと考えられる。分割された１個の３次元網状体２を通過した液体燃料は、次の３次元網状体２との間に配設された増速板５の外周の隙間通路５ａで再び増速され、同様に次の３次元網状体２の３次元隙間に通されて、３次元網状体２と繰返し衝突する。

前記つる状の条材２ａは、ステンレス鋼の棒材を切削するときに生じるつる状の切屑で形成されており、図３（ｂ）に示すように、断面が扁平な形状となっている。なお、つる状の条材２ａは、液体燃料との接触で腐食や化学変化を生じないものであればよく、他の金属や樹脂等で形成することもできる。

実施例として、上述した液体燃料改質装置を、燃料タンクからディーゼルエンジンへの軽油の燃料配管の途中に取り付け、エンジン運転試験を行った。比較例として、液体燃料改質装置を取り付けない場合のエンジン運転試験も行った。実施例と比較例の各エンジン運転試験は、アクセル開度を６０％、８０％、１００％の３段階に変化させて行い、それぞれのエンジン回転数に対する燃料消費率（ｇ／ｐｓ・ｈ）を調査した。なお、燃料消費率を算出するため、エンジン出力（ｐｓ）も測定した。

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例と比較例のエンジン運転試験の各アクセル開度６０％、８０％、１００％におけるエンジン回転数に対する燃料消費率とエンジン出力を示す。いずれのアクセル開度においても、実施例のものは比較例のものよりも顕著に燃料消費率が低減されている。なお、アクセル開度６０％および８０％では、エンジン出力も少し大きくなっている。

表１は、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）における実施例の燃料消費率の比較例に対する平均低減率を示す。アクセル開度６０％および８０％における燃料消費率の平均低減率は７％以上と非常に大きく、アクセル開度１００％でも４％近い平均低減率が認められる。この結果より、本発明に係る液体燃料改質装置が、燃料消費率を著しく低減する改質効果を有することが確認された。この改質効果は、液体燃料が複雑な３次元隙間を通るときに３次元網状体と繰返し衝突し、この３次元網状体との繰返しの衝突エネルギによって液体燃料の炭化水素の分子鎖が切断されて、低分子化されたことによるものと考えられる。

上述した実施形態では、液体燃料の流入口を改質容器の他端側から一端側の底近くまで挿入した流入管の先端に設け、液体燃料を底に衝突させてから、他端側の流出口に向けて流すようにしたが、改質容器の一端側に直接設けて、他端側の流出口に向けて流すこともできる。

また、上述した実施形態では、改質容器内で液体燃料を増速する増速部材を、改質容器の内径面との間に隙間通路を形成する増速板としたが、増速部材は、細かい小孔やスリット等の液体燃料を通す狭い通路を有するものとすることもできる。

さらに、本発明に係る液体燃料改質装置は、軽油以外のガソリン、重油、灯油等の他の炭化水素系の液体燃料を改質することもできる。

液体燃料改質装置の実施形態を示す縦断面図図１のII−II線に沿った断面図ａは図１の要部を拡大して示す縦断面図、ｂはａのつる状の条材をさらに拡大して示す斜視図ａ、ｂ、ｃは、それぞれエンジン運転試験における各アクセル開度でのエンジン回転数に対する燃料消費率とエンジン出力を示すグラフ

符号の説明

１改質容器
１ａ底
２３次元網状体
２ａ条材
３流入管
３ａ流入口
４流出口
５増速板
５ａ隙間通路

Claims

筒状の改質容器内に、つる状の条材を３次元で網状に絡ませた３次元隙間を有する３次元網状体を、改質容器の横断面を覆うように配設し、この３次元網状体を配設した改質容器内の一端側に液体燃料を流入口から流入させ、流入させた液体燃料を、前記３次元網状体の３次元隙間に通して、前記改質容器の他端側に設けた流出口から流出させるようにした液体燃料改質装置。
前記３次元網状体の３次元隙間に液体燃料を通す入口側に、液体燃料の流速を増速するように狭い通路を形成する増速部材を配設した請求項１に記載の液体燃料改質装置。
前記３次元網状体を、前記改質容器の筒方向で複数に分割し、この分割した３次元網状体の間に、液体燃料の流速を増速するように狭い通路を形成する増速部材を配設した請求項１または２に記載の液体燃料改質装置。
前記増速部材が、前記改質容器の内径面との間に狭い隙間通路を形成する増速板である請求項２または３に記載の液体燃料改質装置。
前記改質容器を一端側が底で閉塞されたものとし、前記液体燃料を流入させる流入管を、前記流出口を設けた改質容器の他端側から、前記３次元網状体を貫通させて、前記一端側の底近くまで挿入し、この一端側の底近くまで挿入して底に向けた流入管の先端を、前記液体燃料の流入口とした請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料改質装置。
前記つる状の条材の断面を扁平な形状とした請求項１乃至５のいずれかに記載の液体燃料改質装置。
前記つる状の条材を金属で形成した請求項１乃至６のいずれかに記載の液体燃料改質装置。