WO2006003705A1 - 液体燃料改質装置 - Google Patents

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    • C01B2203/0216—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step containing a non-catalytic steam reforming step

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for reforming a fluid, and more particularly to a liquid fuel reforming apparatus capable of reforming by acting on a molecular association state by bringing liquid fuel such as heavy oil into contact with ceramic. .
  • Patent Document 1 JP-A-11-33541
  • Patent Document 2 JP 2000-107752
  • the liquid fuel reforming apparatus of the present invention is configured such that liquid fuel such as oil is installed at an arbitrary location in the oil supply pipe, and liquid fuel such as oil passes through the liquid fuel reforming apparatus.
  • the ceramic piece arranged in the liquid fuel reforming apparatus swings in response to the flow of the liquid fuel, and effectively makes the liquid fuel such as oil reformed effectively by contacting the ceramic piece with the ceramic piece. It aims at providing the liquid fuel reformer which can be generated.
  • a liquid fuel reformer is a liquid fuel reformer for reforming liquid fuel such as oil installed in an oil supply pipe.
  • a main body made of a cylindrical body having a diameter larger than the diameter of the oil supply pipe that is introduced and reformed after introducing the fluid projecting from the connecting portion; a net-like body provided between the main body and the connecting portion; This is a powerful structure with a ceramic piece that is inserted into the inside of the cylindrical main body and charges the fuel oil.
  • the main body is made of a stainless steel cylinder, has a diameter larger than that of the oil supply pipe, and has a total length of about 25 cm.
  • the ceramic piece may be a cylindrical body having a radius of about 10 to 13 mm and a height of 15 to 20 mm, or a structure in which a plurality of ceramic pieces are inserted.
  • the ceramic piece is made of kaolin and acid clay and coated with a metal glaze on the surface and fired at high temperature.
  • liquid fuel reformer according to the present invention is configured as described above, and therefore has the following effects.
  • the liquid fuel reforming apparatus of the present invention can provide liquid fuel such as oil reformed by a main body, a mesh body, a ceramic piece, and a simple and powerful apparatus. Simple structure, durable and easy maintenance. In addition, the ceramic piece can be easily replaced.
  • liquid fuel such as modified oil can be provided, the combustion efficiency of liquid fuel such as oil can be increased.
  • the number of ceramic pieces placed inside the main body can be changed as appropriate, so it is possible to insert an optimum amount of ceramic pieces for reforming into the main body according to the properties of the liquid fuel.
  • the network inside the main body enables stable operation of the ceramic piece without flowing out of the oil supply pipe. 5. Since the ceramic used in the liquid fuel reformer is a small ceramic piece, it can be charged by the ceramic pieces or by friction between the ceramic and the fluid to reform the fluid.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid fuel reformer of the present invention.
  • Fig. 2 (a) is the 13 carbon NMR spectrum of heavy oil
  • Fig. 2 (b) is the main peak of the carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum of the heavy oil in the case where the liquid fuel reformer is not installed. This is the measurement result of the lattice relaxation time.
  • Fig. 3 and Fig. 4 show the measurement results comparing the liquid fuel reformer with an example where it is not installed in a boiler for liquid fuel such as heavy oil.
  • the liquid fuel reforming apparatus 10 of the present invention has a structure composed of a main body 20, a net 30, and a ceramic piece 40.
  • the main body 20 has a structure in which connecting portions 22 to the oil supply pipes are protruded at both ends, and liquid fuel such as oil is introduced into the cylinder, and the liquid structure is changed and reformed. And drain the power.
  • the diameter of the cylindrical body is configured to be larger than the diameter of the oil supply pipe 12, and in the embodiment shown in the drawings, the main body 20 is a stainless steel cylindrical body that is larger in diameter than the diameter of the oil supply pipe. Is about 25cm.
  • the main body 20 is a cylindrical body, the shape can be determined arbitrarily regardless of whether it is a triangular cylinder or a square cylinder. However, since the main body 20 is formed in a cylinder, the ceramic piece 40 inserted can be easily swung. A cylinder is desirable.
  • a lid can be provided or the left and right ends can be removed so that the internal ceramic piece can be easily replaced.
  • the mesh body 30 is a mesh body provided between the main body 20 and the connecting portion 22, and is a strainer that eliminates foreign matters mixed in the passing liquid fuel, and at the same time, a ceramic piece 40 to be described later is provided on the main body 20. It is prevented from flowing into the oil supply pipe 12 from the inside.
  • the size of the mesh 30 that is desired to be the same as the cross-sectional shape of the main body 20 can be selected as appropriate. The force must be such that the ceramic piece 40 does not pass through.
  • the ceramic piece 40 is a ceramic material mainly composed of kaolin and acid clay that is charged and disposed in the main body 10, and is coated with a metal and metal oxide glaze on the surface and fired at a high temperature.
  • the shape of the ceramic piece does not matter, but in this example the radius is about 10-13 mm and the height A 15-20mm cylinder is used.
  • the number of ceramics to be charged is not limited, but it is desirable to charge a plurality of ceramics. The number can be appropriately selected according to the size of the main body 10, the properties of the liquid, the flow rate, and the like.
  • the range in which the ceramic oscillates in response to the flow becomes narrow, and sufficient contact may not be maintained, and the flow path of liquid fuel such as oil is blocked. It will be a result. If the amount is too small, the ceramic piece cannot touch the entire liquid fuel such as oil, so it is desirable to insert and arrange an appropriate number.
  • liquid fuel reforming apparatus 10 of the present invention The use state of the liquid fuel reforming apparatus 10 of the present invention will be described in detail.
  • the liquid fuel reforming apparatus is connected and mounted in the middle of the oil supply pipe, and liquid fuel such as oil is at least once liquid fuel modified. Set up to pass through the quality device 10.
  • liquid fuel such as oil flows through the liquid fuel reforming device 10
  • the ceramic piece 40 disposed inside swings on the oil flow and touches the liquid fuel such as oil evenly.
  • Liquid fuel such as oil is reformed by charging the fuel oil with static electricity.
  • the ceramic material that does not flow out of the main body continues to oscillate within the main body, and the friction between the ceramic pieces or between the ceramic and the fluid It is charged and contacted with liquid fuel such as oil to change the physical properties of the liquid fuel, thereby changing the liquid structure and consequently reforming.
  • Figures 2 (a) and 2 (b) show the fuel reformed using the liquid fuel reformer and the liquid fuel reformer at Kanagawa AIST. It is a measurement result comparing quality fuel.
  • the peak number Nos. 3, 4, and 6 have a long relaxation time, which is characteristic of the difference. This is thought to be due to the fact that the heavy oil molecules are easily moved by the heavy oil coming into contact with the ceramic. More specifically, untreated heavy oil molecules absorb oxygen, carbon dioxide, etc., and these molecules are thought to form aggregated states of heavy oil molecules, slowing the movement of the molecules. On the other hand, it is thought that the oil droplets are large and the combustion efficiency is poor.
  • the modified liquid structure of the liquid fuel is considered to be charged with static electricity due to contact with the ceramic, and the association structure of the heavy oil molecules is broken. It is thought that the oil droplets became weak and increased combustion efficiency, and such measurement results are displayed.
  • the result was considered to be a linear unsaturated hydrocarbon having 16 carbon atoms as the main component. Of these, six main peaks of methylene or methyl groups in the main chain were observed. Peak numbers No. 1 to No. 5 are attributed to methylene groups and No. 6 is attributed to methyl groups.
  • a heavy oil passed through the liquid fuel reformer (hereinafter referred to as reformed oil) and passing treatment by the liquid fuel reformer are performed.
  • a heavy oil A (hereinafter referred to as unmodified oil) was investigated.
  • the results are shown in Fig. 2 (b).
  • the peak numbers 3, 4, and 6 on the horizontal axis show the results with different relaxation times. There is no significant difference between No. 1 and 2 and No. 5 near the center between reformed and unmodified heavy oil, but the peaks of No. 3, No. 4 and No. 6 have relaxation times. It was long. A long relaxation time indicates that it takes time to return to the original state.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show actual measurement results in a state where the liquid fuel reformer of the present invention is actually mounted on a fuel oil supply pipe and used, in the case where the liquid fuel reformer is not mounted. Comparison with measurement results.
  • the measurement result for March 2001 shown on the left in Fig. 3 is the measurement result for unused (without liquid fuel reformer), and the measurement result for May 2002 on the right is It is a measurement result of the state using a liquid fuel reformer. Whether or not the liquid fuel reformer is used is described in the item no9 at the left end of Fig. 3 by whether or not the device is installed as a liquid fuel reformer (with or without biowater mudler). Yes. From this measurement result, it was found that no34 (measured oxygen concentration average) and 35, 36 (bare, dust maximum value / dust dust average value) showed that in the experiment equipped with the device of the present invention, the measured oxygen concentration Concentration average decreased from 9.7 to 7.7, and soot maximum and average decreased.
  • FIG. 4 shows the measurement results of the fuel system experiment conducted by setting the test conditions.
  • the test condition punch in the fuel system condition refers to a ceramic piece.
  • Test 6 under these measurement conditions uses the liquid fuel reformer according to the present invention.
  • the power of the measurement results in Fig. 4 proved that the fuel saving items in the last stage differed significantly between test 6 and other cases. In other words, this measurement result demonstrates that the fuel efficiency is dramatically improved by using the liquid fuel reformer of the present invention.
  • the liquid fuel reforming apparatus of the present invention has disclosed the measurement results with regard to the embodiment of heavy oil, with a focus on liquid fuel reforming, but the reforming effect can be expected for other liquid fuels in general. is there.
  • this apparatus it can be realized by attaching a device having a simple structure for reforming other oil or the like to be retrofitted.
  • the ceramic pieces used in the examples are ceramics mainly composed of kaolin and acidic clay, and have a structure in which a glaze such as metal and metal oxide is applied to the surface and fired at a high temperature.
  • the structure of the ceramic piece is not limited to this, and any ceramic material that charges the fuel oil by contact with the fuel oil can be inserted into the apparatus of the present invention without limitation.
  • FIG. 1 Configuration diagram of a liquid fuel reformer of the present invention.

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Abstract

　油等の液体燃料が液体燃料改質装置を通過する際に、液体燃料改質装置内に配置してあるセラミック片に接触することにより効率的に改質した油等の液体燃料を生成することができる液体燃料改質装置を提供する。 　給油管に設置される油等の液体燃料を改質させる油等の液体燃料改質装置において、両端に給油管との連結部を突設した流体を導入して改質してから排出する給油管の直径より大径の筒体からなる本体と、該本体と連結部との間に設けられた網状体と、前記筒状の本体内部に装入され、燃料油を帯電させるセラミック片と、からなる構成である。

Description

明 細 書
液体燃料改質装置
技術分野
[0001] 本発明は、流体を改質させる装置に関し、特に、重油等の液体燃料をセラミックに 触れさせる事により、分子会合状態に作用して改質することができる液体燃料改質装 置に関する。
背景技術
[0002] 近年、給水管の赤鲭劣化防止、スケールの除去等の効果を謳った、セラミックによ る水の改質装置が開発され、その実証データも出ている。それらの装置の多くは、遠 赤外線の作用によるものとされてはいる力 対象となる液体は熱平衡的には完結され ており、常温ではエネルギー移動は見られなレ、ため疑問が残る。
[0003] また、様々な活性化装置が開発され、特許出願されている。その例として、「生活用 水の活性化装置（特開平 11-33541)」が挙げられる。この出願では、太筒体内部に 中心セラミックと側部セラミックを設けて水を分流させてセラミックに接触させることによ り活性化を促がす構造の装置が開示されている。
さらに、「水の活性化装置（特開 2000—107752)」の出願では、流水が通過する筒 体内部に、多数の流通小孔と羽を設けたセラミック盤を中心軸にスぺーサを介して連 結した構成で、水流の衝突によりセラミック盤が回転する構造の装置が開示されてい る。
従来の装置は概ね水の活性化装置であるのに対して、より簡単な構造で、油等の 液体燃料を簡易に改質できる液体燃料改質装置の開発が待たれていた。
特許文献 1 :特開平 11—33541
特許文献 2：特開 2000—107752
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記の問題を解決するために本発明の液体燃料改質装置は、油等の液体燃料が 給油管の任意の場所に設置され、油等の液体燃料が液体燃料改質装置を通過する 際に、液体燃料改質装置内に配置してあるセラミック片が液体燃料の流れに応動し て揺動し、有効にセラミック片に接触させることにより効率的に改質した油等の液体 燃料を生成することができる液体燃料改質装置を提供することを目的としている。 課題を解決するための手段
[0005] 上記の目的を達成するために本発明に係る液体燃料改質装置は、給油管に設置 される油等の液体燃料を改質させる液体燃料改質装置において、両端に給油管との 連結部を突設した流体を導入して改質してから排出する給油管の直径より大径の筒 体からなる本体と、該本体と連結部との間に設けられた網状体と、前記筒状の本体内 部に装入され、燃料油を帯電させるセラミック片と、力 なる構成である。
[0006] また、本体は、ステンレス製の筒体からなり、直径が給油管の直径より大径であり、 全長が 25cm程度である構成でもある。さらに、セラミック片は、半径約 10— 13mm 及び高さ 15— 20mmの筒体である構成でもあり、複数個装入される構成でもある。 また、セラミック片は、カオリンと酸性白土からなり金属釉薬を表面に塗布して高温 焼成したものである。
発明の効果
[0007] 上記詳述した通り、本発明にかかる液体燃料改質装置は、上記のような構成である ので、以下のような効果を奏する、
1.本発明の液体燃料改質装置は、本体と網状体とセラミック片と、力 なる簡単な構 造の装置で改質した油等の液体燃料を提供する事ができる。構造が簡単で耐久性 があり、メンテナンスも簡便である。また、装入してあるセラミック片の交換も簡単にで きる構造である。
2.改質した油等の液体燃料を提供することができるため、油等の液体燃料の燃焼効 率を上げることが可能となる。
3.本体内部に入れるセラミック片の個数は適宜変更が可能であるため、液体燃料の 性質に応じて改質に最適な量のセラミック片を本体内部に装入することが可能となる
4.本体内部の網状体により、セラミック片が給油管に流れ出ることがなぐ安定的な 装置の稼動が可能となる。 5.液体燃料改質装置に使用されるセラミックは、小型のセラミック片であるため、セラ ミック片同士もしくはセラミックと流体の摩擦により帯電し、流体を改質することが可能 となる。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下に本発明に係る液体燃料改質装置を図面に示す実施例に基づき詳細に説明 する。図 1は本発明の液体燃料改質装置の構成図である。図 2 (a)は、重油の 13炭 素 NMRスペクトルであり、図 2 (b)は、液体燃料改質装置を未装着のものと装着した 例の重油の炭素 13核磁気共鳴スペクトルの主ピークの格子緩和時間の測定結果で ある。図 3および図 4は液体燃料改質装置を重油等の液体燃料のボイラーに未装着 のものと装着した例とを比較した測定結果である。
本発明の液体燃料改質装置 10は、本体 20と網状体 30とセラミック片 40とからなる 構造である。
[0009] 本体 20は、両端に給油管との連結部 22の突設された構造であり、油等の液体燃 料を筒体内に液体燃料を導入して、液体構造を変化させて改質して力 排出する。 筒体の直径は、給油管 12の直径より大径となる構成であり、図面に示す実施例では 、本体 20はステンレス製の筒状体であり、給油管の直径より大径であり、全長が 25c m程度である。本体 20は、筒状体であれば、三角筒でも四角筒でも形状は任意に決 められるが、円筒に形成することにより装入されているセラミック片 40を揺動させること が容易になるので、円筒であることが望ましい。また、内部のセラミック片を交換しや すいように、蓋を設けたり、左右端部が取り外し可能なる構造とすることもできる。
[0010] 網状体 30は、本体 20と連結部 22との間に設けられる網体であり、ストレーナであり 通過する液体燃料に混入する異物を排除すると同時に、後述するセラミック片 40が 本体 20の内部から給油管 12に流されることを防止している。網状体 30の形状は、本 体 20の断面形状と同一であることが望ましぐ網目の大きさは適宜に選択可能である 力 セラミック片 40を通過させなレ、程度である必要がある。
[0011] セラミック片 40は、本体 10内部に装入配置されるカオリンと酸性白土を主材料とし たセラミック材であり、金属及び金属酸化物の釉薬を表面に塗布して高温焼成したも ので、セラミック片の形状は問わないが、この実施例では半径約 10— 13mm及び高 さ 15— 20mmの筒体に形成されたものを使用している。また、装入するセラミックの 個数も問わないが、複数個装入することが望ましい。本体 10の大きさや液体の性質 または流量等に応じて適宜に個数は選択することができる。本体の大きさに対してセ ラミック片が多すぎると、流れに応動してセラミックが揺動する範囲が狭くなり充分な 接触が保たれない可能性や、油等の液体燃料の流路を塞ぐ結果ともなる。少なすぎ ると、油等の液体燃料全体にセラミック片が触れる事ができないため、適宜の個数を 揷入配置することが望ましい。
[0012] 本発明の液体燃料改質装置 10の使用状態を詳細に説明すると、液体燃料改質装 置は、給油管の途中に連結装着され、油等の液体燃料が少なくとも一度は液体燃料 改質装置 10を通過することになるように設置する。油等の液体燃料が、液体燃料改 質装置 10を流れる際に、内部に配置されているセラミック片 40が油の流れに乗って 揺動して油等の液体燃料に万遍なく触れることにより燃料油に静電気を帯びさせて 油等の液体燃料を改質させる。また、本体 20内部には網状体 30が設置されている ので、セラミック片は本体から流れ出すことが無ぐセラミック材は本体内で揺動し続 け、セラミック片同士もしくはセラミックと流体との摩擦により帯電し、油等の液体燃料 と接触して液体燃料の物性に変化を与え、これにより液体構造を変化させ結果的に 改質させる。
[0013] 図 2 (a) (b)は、神奈川県産業技術総合研究所において液体燃料改質装置を使用 して改質された燃料と液体燃料改質装置を未使用しなレ、未改質の燃料を対比した 計測結果である。すなわち、ピーク番号の No. 3, 4, 6のピークで緩和時間が長くな つていることが差異として特徴的に現れている。これは、重油がセラミックに接触する ことにより、重油分子が動きやすくなつたためと考えられる。詳細には、未処理の重油 分子では酸素や炭酸ガス等が吸収されていて、これらの分子が重油分子の凝集状 態を形成し分子の動きを遅くしていると考えられ、燃焼時噴霧に対し、油滴が大きく 燃焼効率を悪くしている考とえられる。一方、液体燃料の液体構造を改質したものは 、セラミックとの接触により、静電気を帯び、重油分子の会合構造が崩れたと考えられ 、凝集状態が解かれて重油分子は動きやすくなり噴霧時の油滴が細力べなり、燃焼 効率が上がることになつたと考えられ、そのような測定結果が表示されている。 [0014] 図 2に示す通り、実験に使用した A重油の 13C-NMRスペクトルからは主成分が炭 素数 16の直鎖の不飽和炭化水素と考えられる結果であった。このうち主鎖中のメチ レン基またはメチル基の主ピーク 6本が観測された。ピーク番号 No. 1— No. 5はメ チレン基で No. 6はメチル基に帰属される。これらのピークに注目し、 13C—NMRの 格子緩和時間 T1を測定する事により、液体燃料改質装置を通過させた A重油（以下 改質油という）と液体燃料改質装置による通過処理を行わなかった A重油（以下未改 質油という）について調べた。その結果は図 2 (b)に示す通りで、横軸のピーク番号 3 、 4、 6に緩和時間が異なる結果を示した。改質と未改質の重油での中央付近の No. 1 , 2及び No， 5は大きな差が見られなレ、が、 No. 3、 No. 4、 No. 6のピークは緩和 時間が長くなつた。緩和時間が長いのは元の状態に戻るのに時間が力かっているこ とを示している。これは、重油がセラミックに接触することにより、重油分子が動きやす くなつたためと考えられる。未処理の重油分子では酸素や炭酸ガス等を吸収し、これ ら分子が重油分子との凝集状態を形成し分子の動きを遅くしていると考えられる。一 方、改質油の重油分子は、セラミックとの接触により、帯電し、重油分子の凝集状態 が解かれ、重油分子は動きやすくなつたと考えられる。
[0015] 図 3及び図 4は、本発明の液体燃料改質装置を重油の給油管に実際に装着して使 用した状態の現実の測定結果を、液体燃料改質装置を装着しない場合の測定結果 と比較している。
図 3の左に示してある平成 13年 3月の測定結果は、未使用（液体燃料改質装置を 装着していない状態）の測定結果であり、右の平成 14年 5月の測定結果は液体燃料 改質装置を使用した状態の測定結果である。液体燃料改質装置を使用したか否か は、図 3の左端の項目 no9に液体燃料改質装置 (バイオゥォターマドラー設置有無） として装置が取り付けてあるか否かが有無で記載されている。この測定結果から判明 した事は、 no34 (実測酸素濃度平均）と、 35, 36 (ばレ、じん最大値 ·ばいじん平均値 )に表れている通り、本発明の装置を装着した実験では実測酸素濃度平均が 9. 7か ら 7. 7に、又、ばいじん最大値と平均値がそれぞれ下がっている。数値が下がったと レ、うことは、セラミックに接触させたことにより燃焼効率が良くなつたことを意味している 。また、ばレ、じん最大値と平均値が下がっていることは、液体燃料改質装置を装着し た方がセラミックによる重油燃料の改質が行われ、燃焼効率が良くなつたことを示して いる。
[0016] 図 4は、テスト条件を細力べ設定して行った燃料系の実験の測定結果である。この 測定結果の表で、燃料系条件の中の、テスト条件のパンチとは、セラミック片を指す。 この測定条件下の、テスト 6では本件発明にかかる液体燃料改質装置を用いている。 図 4の測定結果力 判明したことは、最後段の燃料節約の項目がテスト 6とそれ以外 とでは大幅に異なる結果となっていることである。すなわち、この測定結果では本発 明の液体燃料改質装置を使用することにより、燃費効率が格段に上がることが実証さ れている。
[0017] 本発明の液体燃料改質装置は液体燃料の改質を主眼として特に重油についての 実施例に関し測定結果を開示したが、他の液体燃料一般についても改質効果が期 待できるものである。
すなわち、この装置によれば他の油等を改質させる簡単な構造の装置を後付けで 装着する事により実現できる。
[0018] 実施例で使用したセラミック片は、カオリンと酸性白土を主成分としたセラミックであ りその表面に金属及び金属酸化物等の釉薬を塗布して高温焼成した構成のものを 用いているが、セラミック片の構成は、これに限定されることはなぐ燃料油との接触 で燃料油を帯電させるセラミックであれば材質に限定なく本発明の装置に挿入使用 することが可能である。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の液体燃料改質装置の構成図
[図 2] (a)重油の 13炭素 NMRスペクトル (b)液体燃料改質装置を未使用及び使用し た際の重油の炭素 13核磁気共鳴スペクトルの主ピークの格子緩和時間の測定結果 [図 3]液体燃料改質装置を重油のボイラーに未設置および設置した際の測定結果 [図 4]液体燃料改質装置を重油のボイラーに未設置および設置した際の測定結果 符号の説明
[0020] 10 液体燃料改質装置
12 給油管 本体 連結部 網状体 セラミック片

Claims

請求の範囲
[1] 給油管に設置される油等の液体燃料を改質させる油等の液体燃料改質装置にお いて、両端に給油管との連結部を突設した流体を導入して改質して力 排出する給 油管の直径より大径の筒体力 なる本体と、該本体と連結部との間に設けられた網 状体と、前記筒状の本体内部に装入され、燃料油を帯電させるセラミック片と、力 な ることを特徴とする液体燃料改質装置
[2] 前記本体は、ステンレス製の筒体からなり、直径が給油管の直径より大径であり、全 長が 25cm程度であることを特徴とする請求項 1記載の液体燃料改質装置
[3] 前記セラミック片は、半径約 10— 13mm及び高さ 15— 20mmの筒体であることを 特徴とする請求項 1記載の液体燃料改質装置
[4] 前記セラミック片は、複数個装入されることを特徴とする請求項 1記載の液体燃料 改質装置
[5] 前記セラミック片は、カオリンと酸性白土からなり金属及び金属酸化物の釉薬を表 面に塗布して高温焼成したことを特徴とする請求項 1記載の液体燃料改質装置
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