説明

燃料改質装置および方法

【課題】炭化水素系燃料にアルコール成分を部分的に混入したアルコール含有燃料から、アルコールと炭化水素系燃料とを非常に簡易に、かつ、コンパクトなシステムで、分離しつつ改質ガスを得る。
【解決手段】リザーバタンク1から水ポンプ2によって供給した水と、燃料タンク3から燃料ポンプ4によって供給した炭化水素系燃料にアルコール成分を部分的に混入したアルコール含有燃料とを、混合槽5内で混合攪拌することにより、炭化水素系燃料を混合槽上部5aに、アルコールと水との混合流体を混合槽下部5bに分離しつつ生成し、炭化水素系燃料を炭化水素系燃料チューブ6によって取り出すと共に、混合流体を混合流体チューブ7から取り出して改質器8に供給し、改質器8内で混合流体を水蒸気方法によって改質して改質ガスを得て、改質ガス蓄圧室9に蓄える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭化水素系燃料にアルコール成分を部分的に混入したアルコール含有燃料から、アルコールと炭化水素系燃料とを分離しつつ改質ガスを得る技術に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、アルコール含有燃料を分離する方法として、アルコール含有燃料を加熱し、蒸留特性を用いてアルコールとガソリンに分離する方法が開示されている。
【特許文献1】特開昭58−35258号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記特許文献1の方法では、燃料を分離するために加熱手段をもった蒸留装置が必要であり、コストが非常に大きくなってしまうだけでなく、サイズも大きくなってしまうといった問題点があった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、非常に簡易でコンパクトなサイズでありながら、アルコール含有燃料からアルコールと炭化水素系燃料とを分離しつつ改質ガスを得ることができる燃料改質装置および方法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】
【0004】
このため本発明は、
水を供給する水供給手段と、
アルコール以外の炭化水素系燃料に、アルコール成分を部分的に混入したアルコール含有燃料を供給するアルコール含有燃料供給手段と、
前記アルコール含有燃料供給手段から供給されたアルコール含有燃料に、前記水供給手段から水を供給することで、水とアルコールからなる混合流体と前記炭化水素系燃料とを生成する2種燃料生成手段と、
前記2種燃料生成手段により生成された前記混合流体と前記炭化水素系燃料とを分離する2種燃料分離手段と、
前記2種燃料分離手段により分離された前記混合流体を改質して改質ガスを発生する改質手段と、
を備えた構成した。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、アルコール含有燃料と水とを混合することで水とアルコールからなる混合流体と、ガソリンなどの炭化水素系燃料とを分離し、その後、混合流体を改質する構成としているため、非常に低温で高効率に水素を含む改質ガスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る実施形態の全体システムを示す図1において、リザーバタンク1には、水が蓄えられ、該リザーバタンク1の下端部には、水を圧送する水ポンプ2が取り付けられている。
これらリザーバタンク1及び水ポンプ2により、水供給手段が構成される。
【0007】
また、燃料タンク3には、炭化水素系燃料にアルコール成分を部分的に混入したアルコール含有燃料が蓄えられ、該燃料タンク3の下端部には、アルコール含有燃料を圧送する燃料ポンプ4が取り付けられている。
ここで、一般にはアルコールも炭化水素系燃料に含まれるが、本発明(実施形態)で用いる炭化水素系燃料は、アルコール以外の炭化水素系燃料をいう。また、アルコールとしては、例えばエタノールを用いることができ、特に、さとうきびなどを原料とするバイオエタノールを用いても改質されることにより十分なエネルギを発生することができる。
【0008】
なお、上記燃料タンク3と燃料ポンプ4によりアルコール含有燃料供給手段が構成される。
混合槽5は、上記水ポンプ2から供給された水と、燃料ポンプ4から供給されたアルコール含有燃料とを混合し、新たにアルコールと水との混合流体と、アルコール以外の炭化水素系燃料とに分離しながら生成する。
【0009】
この混合・分離生成作用について、詳述する。
混合槽5に供給された水とアルコール含有燃料とは、混合槽5内で攪拌される。ここで、アルコールと水との親和性は、アルコールと炭化水素系燃料との親和性より高いのでアルコールと水とがくっつきあってアルコールと水の混合流体を生成し、また、その生成によってアルコール含有燃料中の残りの炭化水素系燃料(ガソリン等)と分離される。
【0010】
この際、混合槽5に供給する水は、同じく混合槽5に供給されるアルコールに炭化水素系燃料の量に対して5%以下でよい。5%程度加えることで、水とアルコールとが十分にくっつくことになるからである。
ここで、混合流体の比重は、炭化水素系燃料の比重に比べて大きいため、攪拌混合後に放置すると、重力の影響によって混合槽5の比較的上部にある混合槽上部5aに炭化水素系燃料が、比較的下部にある混合槽下部5bに混合流体が、それぞれ分離されることになる。
【0011】
このように、混合槽5の上下に炭化水素系燃料と混合流体が分離されているため、炭化水素系燃料は、混合槽5の比較的上部に連結された炭化水素系燃料チューブ6から取り出され、一方、混合流体は、混合槽5の比較的下部に連結された混合流体チューブ7から取り出される。
また、混合槽5の容器を回転させ、または混合槽5内の液体を回転させる流路を通過させ、遠心力を用いて炭化水素系燃料と混合流体とを容易に分離することも可能である。
【0012】
上記水とアルコールの混合流体と、炭化水素系燃料とを分離しつつ生成する混合槽5が、2種燃料生成手段を構成すると共に、該混合槽5と、炭化水素系燃料チューブ6及び混合流体チューブ7が、2種燃料分離手段を構成する。
前記混合流体チューブ7から取り出された混合燃料は、改質手段としての改質器8へ送られる。
【0013】
この改質器8は、混合流体を水蒸気改質方法によって改質ガスへ改質できる装置であり、ここで、混合流体は改質ガスへ改質される。
上記の水蒸気改質方法は吸熱反応であるため、外部から熱を加えることによって成立する。
ここで得られる改質ガスは例えば水素と一酸化炭素、および低級炭化水素の混合燃料である。これら改質ガスは一旦加圧し、改質ガス蓄圧室9へ送られる。これにより、炭化水素系燃料と改質ガスとをそれぞれ得ることができる。
【0014】
本実施形態では、水供給手段を、水を貯蔵するリザーバタンク1と、該リザーバタンク1内の水を圧送する水ポンプ2とで構成したので、水を安定して供給することができる。
また、本実施形態では、アルコール含有燃料供給手段を、アルコール含有燃料を貯蔵する燃料タンク3と、該燃料タンク3内のアルコール含有燃料を圧送する燃料ポンプ4とで構成したので、安定してアルコール含有燃料を供給することができる。
【0015】
また、本実施形態では、2種燃料生成手段を、リザーバタンク1から水ポンプ2によって供給された水と、燃料タンク3から燃料ポンプ4によって供給されたアルコール含有燃料とを混合する混合槽5で構成したため、これら水とアルコール含有燃料とを混合攪拌することにより、親和性の高い水とアルコールとがくっついてこれらの混合流体が生成されつつ残る炭化水素系燃料が分離され、混合流体と炭化水素系燃料との2種の燃料に分離しつつ生成することができる。
【0016】
また、本実施形態では、2種燃料分離手段を、混合槽5と、該混合槽5の比較的上部から炭化水素系燃料を取り出す炭化水素系燃料チューブ6と、混合槽5の比較的下部から混合流体を取り出す混合流体チューブ7と、で構成したため、前記混合槽5内に、混合攪拌後に、比重が相対的に小さい炭化水素系燃料が混合槽5の上部に、比重が相対的に大きい混合流体が混合槽5の下部に分離するので、それぞれ上下配置された炭化水素系燃料チューブ6と、混合流体チューブ7とにより、高純度に分離された各燃料を効率よく取り出すことができる。
【0017】
また、本実施形態では、改質器8が、混合流体を水蒸気改質方法によって改質したため、簡便な方法で混合流体を水素、一酸化炭素、低級炭化水素などの混合燃料からなる改質ガスに改質することができる。また、水蒸気改質方法は、吸熱反応であるため、発熱による装置等への影響を懸念する必要がない。
また、本実施形態では、混合槽5に供給される水と前記アルコール含有燃料との割合を、水の量がアルコール含有燃料の量に対して5%以下であるようにしたため、アルコールに水をくっつけ、かつ、炭化水素系燃料を分離するのに必要最低限な量にすることで、燃料のエネルギ密度の低下を防止することができる。また、備蓄しておく水の量を抑えることができるため、リザーバタンク1のサイズを小さくすることができる。
【0018】
また、本実施形態で例示したように、アルコール含有燃料として、バイオエタノールを含有する構成とすれば、バイオ燃料(地球温暖化を抑制するために用いられている)を改質することができるため、炭化水素系燃料とバイオエタノールよりなるバイオ燃料であっても十分なエネルギを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る実施形態の全体システムを示すブロック図。
【符号の説明】
【0020】
1 リザーバタンク
2 水ポンプ
3 燃料タンク
4 燃料ポンプ
5 混合槽
5a 混合槽上部
5b 混合槽下部
6 炭化水素系燃料チューブ
7 混合流体チューブ
8 改質器
9 改質ガス蓄圧室

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水を供給する水供給手段と、
アルコール以外の炭化水素系燃料に、アルコール成分を部分的に混入したアルコール含有燃料を供給するアルコール含有燃料供給手段と、
前記アルコール含有燃料供給手段から供給されたアルコール含有燃料に、前記水供給手段から水を供給することで、水とアルコールからなる混合流体と前記炭化水素系燃料とを生成する2種燃料生成手段と、
前記2種燃料生成手段により生成された前記混合流体と前記炭化水素系燃料とを分離する2種燃料分離手段と、
前記2種燃料分離手段により分離された前記混合流体を改質して改質ガスを発生する改質手段と、
を備えた構成したことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項2】
前記水供給手段は、前記水を貯蔵するリザーバタンクと、該リザーバタンク内の水を圧送する水ポンプとで構成されることを特徴とする請求項1に記載の燃料改質装置。
【請求項3】
前記アルコール含有燃料供給手段は、アルコール含有燃料を貯蔵する燃料タンクと、該燃料タンク内のアルコール含有燃料を圧送する燃料ポンプとで構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料改質装置。
【請求項4】
前記2種燃料生成手段は、前記水供給手段から供給された水と前記アルコール含有燃料供給手段から供給されたアルコール含有燃料とを混合して前記混合流体と前記炭化水素系燃料を分離しつつ生成する混合槽で構成されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の燃料改質装置。
【請求項5】
前記2種燃料分離手段は、前記混合槽と、該混合槽の比較的上部から前記炭化水素系燃料を取り出し、比較的下部から混合流体を取り出すことで前記混合流体と前記炭化水素系燃料とを分離する手段と、で構成されることを特徴とする請求項4に記載の燃料改質装置。
【請求項6】
前記改質手段は、前記混合流体を水蒸気改質方法によって改質することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の燃料改質装置。
【請求項7】
前記2種燃料生成手段に供給される前記水と前記アルコール含有燃料との割合は、水の量がアルコール含有燃料の量に対して5%以下であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の燃料改質装置。
【請求項8】
前記アルコール含有燃料は、バイオエタノールを含有することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の燃料改質装置。
【請求項9】
アルコール以外の炭化水素系燃料に、アルコール成分を部分的に混入してアルコール含有燃料を生成し、
前記アルコール含有燃料に水を供給して、水とアルコールからなる混合流体と、前記炭化水素系燃料とを生成し、
前記混合流体と前記炭化水素系燃料とを分離し、
前記混合流体を改質して改質ガスを発生することを特徴とする燃料改質方法。

【図1】
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【公開番号】特開2007−231150(P2007−231150A)
【公開日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−54387(P2006−54387)
【出願日】平成18年3月1日(2006.3.1)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】(506071069)財団法人機器研究会 (1)
【Fターム(参考)】