(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の拡散孔を有する多孔質材料で形成されたフィルタによって、反応槽内を少なくとも二室に分離すると共に、該二室のうち、一方の室に、エステル化燃料原材料を投入して加圧することにより、該フィルタを介して、他方の室へ、被生成エステル化燃料を浸出させて連続生成する加圧手段と、該フィルタを所定温度まで昇温させる昇温手段とを有していることを特徴とするエステル化燃料の製造装置。
【請求項２】
前記フィルタは、略円筒形状を呈すると共に、内側室を略密閉して、昇圧可能とすると共に、該内側室には、通路中に逆流防止一方弁を設けたエステル化燃料原材料供給通路の先端を臨ませていることを特徴とする請求項１記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項３】
前記フィルタは、ニクロム焼結合金で形成されており、前記昇温手段は、所定の電圧を直接前記フィルタに印可することにより昇温することを特徴とする各請求項１，２記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項４】
前記反応槽の底部には、前記被生成エステル化燃料のうち、比重差によって分離されて最底部に沈殿するグリセリン系生成物を抽出するグリセリン層抽出孔と、該グリセリン系生成物よりも上層に位置するエステル系生成物を抽出するエステル層抽出孔とが形成されていることを特徴とする各請求項１乃至３記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項５】
前記フィルタは、前記一方の室を内側の室とする略円筒形状を呈すると共に、該円筒軸を回転中心として回転可能とする回転駆動手段が設けられていることを特徴とする各請求項１乃至４記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項６】
前記フィルタに形成される前記一方の室側の拡散孔の径を、他方の室側の拡散孔の径よりも大径とすることを特徴とする各請求項１乃至５記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項７】
前記フィルタは、焼結生成された小径の拡散孔を有する他室側壁部材に、別途焼結生成された大径の拡散孔を有する一室側壁部材を組み合わせて構成されることを特徴とする各請求項１乃至６記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項８】
前記一室側壁部材を前記他室側壁部材よりも、浸出方向に沿って厚く形成することを特徴とする請求項７記載のエステル化燃料の製造装置。
【請求項９】
前記他室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量を前記一室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量よりも多く形成することを特徴とする各請求項７，８記載のエステル化燃料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、食用油とメタノールからディーゼル燃料等のエステル化燃料を生成するエステル化燃料の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のエステル化燃料の製造装置としては、例えば図１０に示した様なものが考えられている。
【０００３】
このシステムでは、例えば、メタノールと触媒としての水酸化カリウム（ＫＯＨ）を撹拌容器１内で混合撹拌して、この混合物を反応槽２に供給する一方、なたね油等の食用油を反応槽２に供給して、このメタノール，水酸化カリウム及びなたね油等からなる混合液を反応槽２内で加熱しながら撹拌して反応させることにより、メチルエステルとグリセリンを生成させる様にしている。
【０００４】
また、この様にして生成したメチルエステルとグリセリンは、反応槽２内で、比重の相違を利用して、下部のグリセリン層と上部のエステル層に分離された後、グリセリンが反応槽２の下部から取り出されてグリセリン貯溜槽３に貯溜され、メチルエステルが反応槽２の上部から取り出されてエステル貯溜槽４に貯溜される。そして、このエステル貯溜槽４に貯溜されたメチルエステルは精製装置に供給されて精製されてエステル化燃料としてのディーゼル燃料となる。尚、貯溜槽３，４の上部からは水分を含むメタノールが回収槽５に回収されて、メタノールは水と分離されて再利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したシステムでは、加熱しながら強制撹拌を行うことによりメタノール，水酸化カリウム及びなたね油等からなる混合液の反応が促進されるが、反応が終了するまでに２０〜３０分時間がかかっていた。
【０００６】
しかも、このシステムでは、メタノール，水酸化カリウム及びなたね油等からなる混合液を反応槽２内で撹拌するために、撹拌されている間はエステル層とグリセリン層に分離するのは難しい。このエステル層とグリセリン層に分離させるには撹拌を停止する必要があるため、この分離には時間がかかるものである。このため、時間効率を良くするには、図１０に示した様に、反応槽２を２つ設けて、一方の反応槽２を停止させているときは他方の反応槽２で撹拌混合して反応させるバッチ方式を採用する必要があった。
【０００７】
また、なたね油に混入する夾雑物を除去して、生成純度を向上させるため、反応漕２に供給される前に、フィルタ等を用いて、これらの夾雑物を除去しなければならなかった。このため、フィルタ等、夾雑物を除去する為の専用の設備が別途必要となるといった問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は、分離，交換作業により不連続となるバッチ方式を用いることなく、食用油とメタノール及び触媒を連続的に反応させると共に、別途フィルタ等の夾雑物を除去する設備の負担を軽減できるエステル化燃料の製造装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に記載されたものでは、複数の拡散孔を有する多孔質材料で形成されたフィルタによって、反応槽内を少なくとも二室に分離すると共に、該二室のうち、一方の室に、エステル化燃料原材料を投入して加圧することにより、該フィルタを介して、他方の室へ、被生成エステル化燃料を浸出させて連続生成する加圧手段と、該フィルタを所定温度まで昇温させる昇温手段とを有しているエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００１０】
このように構成された請求項１記載のものでは、複数の拡散孔を有する多孔質材料で形成されたフィルタによって、分離された反応槽内の二室のうち、一方の室にエステル化燃料原材料が投入されて加圧される。
【００１１】
加圧されたエステル化燃料原材料は、該フィルタに設けられた複数の拡散孔内を通過する際に流動抵抗によって発生する熱及び昇温手段によるフィルタの昇温によってエステル交換が促進され、他方の室に浸出した時には、エステル化燃料生成物が形成される。
【００１２】
このように順次、エステル化燃料原材料を投入して加圧することにより、連続的にエステル交換反応させることが出来て、従来の様なバッチ処理に伴なう不連続なエステル生成に比して、生成効率を良好なものとすることが出来る。
【００１３】
また、夾雑物は、前記多孔質材料で形成されたフィルタによって除去されて、生成されたエステル化燃料に混入する虞が減少する。
【００１４】
このため、該エステル化燃料の製造装置の他に、別途必要とされたフィルタ等の夾雑物を除去する設備を簡素化出来或いは、必要と無くなる等、前処理段階における夾雑物の除去が容易となる。
【００１５】
また、請求項２に記載されたものでは、前記フィルタは、略円筒形状を呈すると共に、内側室を略密閉して、昇圧可能とすると共に、該内側室には、通路中に逆流防止一方弁を設けたエステル化燃料原材料供給通路の先端を臨ませている請求項１記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００１６】
このように構成された請求項２記載のものでは、前記フィルタが、略円筒形状を呈すると共に、内側室を略密閉しているので、該内側室に臨むエステル化燃料原材料供給通路の先端から供給されるエステル化燃料原材料は、通路中に設けられた逆流防止一方弁によって、逆流を防止されながら流入し、内側室内を昇圧する。
【００１７】
このため、エステル化燃料原材料は、前記圧力が比較的低い他方の室内側に、該フィルタを介して浸出するが、該フィルタ通過時に該昇圧した圧力によって発生する流動抵抗で発熱しながら、エステル交換が行われることにより、効率よくエステル化燃料生成物を得ることが出来る。
【００１８】
そして、請求項３に記載されたものでは、前記フィルタは、ニクロム焼結合金で形成されており、前記昇温手段は、所定の電圧を直接前記フィルタに印可することにより昇温する各請求項１，２記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００１９】
このように構成された請求項３記載のものでは、前記フィルタが、所定の電圧を直接印可することにより昇温するニクロム焼結合金で形成されているので、別途該フィルタを加熱する装置を設けなくても、前記加圧によって発生する流動抵抗による発熱に加えて、容易に該フィルタを昇温して、エステル交換反応を促進させることが出来る。
【００２０】
また、請求項４に記載されたものでは、前記反応槽の底部には、前記被生成エステル化燃料のうち、比重差によって分離されて最底部に沈殿するグリセリン系生成物を抽出するグリセリン層抽出孔と、該グリセリン系生成物よりも上層に位置するエステル系生成物を抽出するエステル層抽出孔とが形成されている各請求項１乃至３記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００２１】
このように構成された請求項４記載のものでは、前記反応槽の底部に形成されたグリセリン層抽出孔から、前記被生成エステル化燃料のうち、比重差によって分離されて最底部に沈殿するグリセリン系生成物が抽出される。
【００２２】
また、前記エステル層抽出孔からは、該グリセリン系生成物よりも上層に位置するエステル系生成物が抽出されて、エステル化燃料生成物を連続的に生成出来る。
【００２３】
そして、請求項５に記載されたものでは、前記フィルタは、前記一方の室を内側の室とする略円筒形状を呈すると共に、該円筒軸を回転中心として回転可能とする回転駆動手段が設けられている各請求項１乃至４記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００２４】
このように構成された請求項５記載のものでは、前記フィルタが、前記一方の室を内側の室とする略円筒形状を呈して、回転駆動手段によって該円筒軸を回転中心として回転される。
【００２５】
このため、例えば、内側の室を前記一方の室として、エステル化燃料原材料を供給することにより、該エステル化燃料原材料は、前記フィルタ内側壁に押しつけられて、フィルタの外側に向けて、エステル交換が行われながら浸出する。
【００２６】
該エステル化燃料原材料は、フィルタ通過時に該昇圧した圧力によって発生する流動抵抗で発熱しながら、エステル交換が行われることにより、効率よくエステル化燃料生成物を得ることが出来る。
【００２７】
また、請求項６に記載されたものでは、前記フィルタに形成される前記一方の室側の拡散孔の径を、他方の室側の拡散孔の径よりも大径とする各請求項１乃至５記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００２８】
このように構成された請求項６記載のものでは、前記フィルタに形成される前記一方の室側の拡散孔の径が、他方の室側の拡散孔の径よりも大径となるように構成されているので、エステル交換反応前期のエステル化燃料原材料が、攪拌される。
【００２９】
また、攪拌されたエステル化燃料原材料は、前記他方の室側の比較的小径の拡散孔でエステル交換反応が完結されて、更に、良好なエステル交換効率が得られる。
【００３０】
そして、請求項７に記載されたものでは、前記フィルタは、焼結生成された小径の拡散孔を有する他室側壁部材に、別途焼結生成された大径の拡散孔を有する一室側壁部材を組み合わせて構成される各請求項１乃至６記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００３１】
このように構成された請求項７記載のものでは、前記フィルタが、焼結生成された小径の拡散孔を有する他室側壁部材に、別途焼結生成された大径の拡散孔を有する一室側壁部材を組み合わせて構成されているので、攪拌機能、エステル交換反応機能を複合形成したフィルタが、容易に形成できる。
【００３２】
また、請求項８に記載されたものでは、前記一室側壁部材を前記他室側壁部材よりも、浸出方向に沿って厚く形成する請求項７記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００３３】
このように構成された請求項８記載のものでは、前記一室側壁部材が前記他室側壁部材よりも、浸出方向に沿って厚く形成されているので、更に攪拌機能を良好なものとすることができる。
【００３４】
そして、請求項９に記載されたものでは、前記他室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量を前記一室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量よりも多く形成する各請求項７，８記載のエステル化燃料の製造装置を特徴としている。
【００３５】
このように構成された請求項９記載のものでは、前記他室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量が、前記一室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量よりも多くなるように形成されている。
【００３６】
このため、他室側壁部材内でのエステル交換反応が、更に良好に行われて、効率よく、生成純度の良好なエステル化燃料を得ることが出来る。
【００３７】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しつつ説明する。なお、従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００３８】
図１乃至図３は、この発明の実施の形態１のエステル化燃料の製造装置を示すものである。
【００３９】
まず、この実施の形態１のエステル化燃料の製造装置６では、略円筒状で、上部開口７ａを形成する反応槽本体７が設けられている。この反応槽本体７の上部開口７ａには、気密蓋体８が被せられて、この反応槽本体７の上部開口７ａを覆っている。
【００４０】
この気密蓋体８は、略円盤状を呈すると共に、裏面側略中央部には、反応槽本体７に挿入されて、この反応槽本体７内を二室に分離するフィルタ９が、一体に形成されている。
【００４１】
このフィルタ９には、複数の拡散孔としてのポーラス１９…を有して、多孔質材料としての焼結ニクロム合金で形成された有底円筒状のフィルタ本体９ａが設けられている。
【００４２】
また、このフィルタ９には、このフィルタ本体９ａよりもやや大径の有底円筒状を呈して、このフィルタ本体９ａの周囲を覆うと共に、加圧状態で、このフィルタ本体９ａの形状を保持する網目状のフィルタ保持器９ｂが設けられている。
【００４３】
なお、フィルタ保持器９ｂは、絶縁体もしくはフィルタ本体９ａとの電気的絶縁が行える構造となっている。
【００４４】
このフィルタ９の底部９ｃは、前記反応槽本体７の底部７ｂから所定距離Ｌ離間して形成されている。
【００４５】
そして、このフィルタ本体９ａの上端部９ｄは、図示省略の電源装置の＋電極に接続されると共に、前記底部９ｃを電源装置の−電極に接続されることにより所定の電圧が直接印可された際に、昇温する昇温手段となる様に構成されている。
【００４６】
この有底略円筒形状を呈するフィルタ９によって、前記反応槽本体７内の空間は、一方の室としての内側室１０及び他方の室としての外側室１１に分離されている。
【００４７】
このうち、内側室１０には、前記気密蓋体８の略中央部を略鉛直方向へ貫通する管状を呈し、通路中に加圧手段としての逆流防止一方弁１２を設けたエステル化燃料原材料供給通路１３の先端１３ａを臨ませている。
【００４８】
そして、この内側室１０に、このエステル化燃料原材料供給通路１３を用いてエステル化燃料原材料である動植物油等の食用油にメタノール及び水酸化カリウム或いは水酸化ナトリウムの水酸化化合物を混合投入して、前記逆流防止弁１２によって圧力差による逆流を阻止しながら加圧することにより、前記フィルタ９を介して、外側室１１方向へ、被生成エステル化燃料を浸出させて連続生成するように構成されている。
【００４９】
また、外側室１１には、前記気密蓋体８を略鉛直方向へ貫通すると共に、上端１４ａを下方へ向けて湾曲させた大気開放パイプ１４の他端１４ｂを臨ませている。
【００５０】
また、前記反応槽本体７の底部７ｂには、前記被生成エステル化燃料のうち、比重差によって分離されて最底部７ｃに沈殿するグリセリン系生成物１５を抽出するグリセリン層抽出孔１６ａを有するグリセリン抽出パイプ１６が、設けられている。
【００５１】
更に、このグリセリン抽出パイプ１６形成位置よりも高さｈ上方には、グリセリン系生成物１５よりも比重差により上層に滞留するエステル系生成物１７を抽出するエステル層抽出孔１８ａを有するエステル抽出パイプ１８が、この反応槽本体７の側壁部７ｄを略水平方向に貫通して形成されている。
【００５２】
次に、この実施の形態１のエステル化燃料の製造装置６の作用について説明する。
【００５３】
この実施の形態１では、複数のポーラス１９…を有する焼結ニクロム合金で形成されたフィルタ本体９ａによって、分離された反応槽本体７内の二室のうち、内側室１０に、前記エステル化燃料原材料が投入される。
【００５４】
この際、前記フィルタ９が、略円筒形状を呈すると共に、内側室１０を略密閉しているので、内側室１０に臨むエステル化燃料原材料供給通路１３の先端１３ａから供給されるエステル化燃料原材料は、通路中に設けられた加圧手段としての逆流防止一方弁１４によって、逆流を防止されながら流入し、内側室内１０を昇圧する。
【００５５】
加圧されたエステル化燃料原材料は、フィルタ本体９ａに設けられた複数のポーラス１９…内を通過する際に流動抵抗によって発生する熱によってエステル交換が促進され、外他室１１に浸出した時には、エステル化燃料生成物が形成されている。
【００５６】
この際、前記外側室１１は、前記大気開放パイプ１４によって大気と連通しているので、昇圧することはない。
【００５７】
また、前記フィルタ本体９ａの外側に設けられたフィルタ保持器９ｂによって、前記焼結ニクロム合金で形成されたフィルタ本体９ａの外側への拡開は阻止されるので、内側室１０の圧力を、エステル交換可能な所定の圧力まで昇圧することが出来る。
【００５８】
そして、この実施の形態１では、フィルタ本体９ａが、所定の電圧を直接印可することにより昇温するニクロム焼結合金で形成されているので、前記加圧によって発生する流動抵抗による発熱に加えて、このフィルタ本体９ａを加熱して、容易にフィルタ本体９ａを所定の温度まで昇温することにより、エステル交換反応が、更に促進される。
【００５９】
このように、エステル化燃料原材料は、前記圧力が比較的低い外側室１１に、フィルタ９のフィルタ本体９ａを介して浸出するが、フィルタ通過時に昇圧した圧力によって発生する流動抵抗で発熱しながら、エステル交換が行われることにより、効率よくエステル化燃料生成物を得ることが出来る。
【００６０】
しかも、順次、エステル化燃料原材料を投入して加圧することにより、連続的にエステル交換反応させることが出来て、従来の様なバッチ処理に伴なう不連続なエステル生成に比して、生成効率を良好なものとすることが出来る。
【００６１】
また、夾雑物は、前記多孔質材料で形成されたフィルタ本体９ａによって除去されて、生成されたエステル化燃料に混入する虞が減少する。
【００６２】
このため、図３に示すように、このエステル化燃料の製造装置６の他に、別途必要とされたフィルタ等の夾雑物を除去する設備を簡素化出来或いは、必要とせず、前処理段階における夾雑物の除去が容易となる。
【００６３】
前記フィルタ本体９ａのポーラス１９…に目詰まりした夾雑物或いは、反応過程で生成された石鹸成分は、フィルタ本体９ａを高温状態に置くことにより、焼き飛ばされる。このため、メンテナンスが、通常のフィルタに比して容易である。
【００６４】
次に、前記外側室１１に浸出したエステル化燃料生成物のうち、前記反応槽本体７の最底部７ｃに形成されたグリセリン層抽出孔６ａを有するグリセリン抽出パイプ１６からは、前記被生成エステル化燃料のうち、比重差によって分離されて最底部に沈殿するグリセリン系生成物１５が抽出される。
【００６５】
また、前記エステル層抽出孔１８ａを有するエステル抽出パイプ１８からは、比重差によって分離されて前記グリセリン系生成物１５よりも上層に位置するエステル系生成物１７が抽出される。
【００６６】
そして、抽出されたエステル系生成物１７には、微量のグリセリンが混入しているので、純度を上げるために精製工程へ送られる。
【００６７】
フィルタ本体９ａを介して浸出した前記グリセリン系生成物１５及びエステル系生成物１７は、網目状のフィルタ保持器９ｂを通過して、外側室１１内に流下する。外側室１１では、流下と同時に、前記グリセリン系生成物１５及びエステル系生成物１７の分離が静的に進行するので、エステル化燃料原材料が連続投入されてエステル化反応を行いながら、この分離した前記グリセリン系生成物１５及びエステル系生成物１７を抽出できる。
【００６８】
そして、図３に示すように、前記グリセリン系生成物１５は後処理工程Ｂにて中和、分解が行われて無公害化されると共に、エステル系生成物１７が連続的に精製されて、例えば、ディーゼル機関等に使用できるエステル化燃料が得られる。
【００６９】
【実施の形態２】
図４乃至図６は、この発明の実施の形態２のエステル化燃料の製造装置２１を示すものである。なお、前記実施の形態１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００７０】
この実施の形態２では、フィルタ本体２２が、焼結生成された小径の拡散孔としての小ポーラス１９ａ…を複数有する他室側壁部材２２ａに、別途焼結生成された中径の拡散孔としての中ポーラス１９ｂ…を複数有する中間壁部材２２ｂ及び、別途焼結生成された大径の拡散孔としての大ポーラス１９ｃ…を複数有する一室側壁部材２２ｃを順次組み合わせて構成されている。
【００７１】
すなわち、小ポーラス１９ａの径ｄ１＜中ポーラスの径ｄ２＜大ポーラスの径ｄ３として、内側室１０から外側室１１方向へ順次ポーラスの大きさが小さくなるように構成されている。
【００７２】
次に、この実施の形態２のエステル化燃料の製造装置２１の作用について説明する。
【００７３】
このように構成された実施の形態２のものでは、前記内側室１０内のエステル化燃料原材料の昇圧により、前記フィルタ本体２２に形成される前記内側室側の一室側壁部材２２ｃ内の大ポーラス１９ｃの径が、他のポーラス１９ｂ或いは１９ａの径よりも大径となるように構成されているので、エステル交換反応前期のエステル化燃料原材料が、大ポーラス１９ｃ…間を浸透する間に攪拌される。
【００７４】
また、攪拌されたエステル化燃料原材料は、前記中間壁部材２２ｂ内の中ポーラス１９ｂ…及び他室側壁部材の比較的小径のポーラス１９ａ…間を浸透する間にエステル交換反応が完結されて、更に、良好なエステル交換効率が得られる。
【００７５】
そして、前記フィルタ本体２２が、焼結生成された小径の拡散孔としての小ポーラス１９ａ…を複数有する他室側壁部材２２ａに、別途焼結生成された中径の拡散孔としての中ポーラス１９ｂ…を複数有する中間壁部材２２ｂ及び、別途焼結生成された大径の拡散孔としての大ポーラス１９ｃ…を複数有する一室側壁部材２２ｃを順次組み合わせて構成されているので、攪拌機能、エステル交換反応機能を複合形成したフィルタ本体２２が、容易に形成できる。
【００７６】
他の構成及び作用については、前記実施の形態１と略同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
【実施の形態３】
図７乃至図９は、この発明の実施の形態３のエステル化燃料の製造装置３１を示すものである。なお、前記実施の形態１及び２と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００７８】
この実施の形態３では、フィルタ本体３２が、有底略円筒形状を呈して、内側に一方の室としての内側室１０を形成すると共に、この円筒形状の中心軸を回転中心とするようにベアリング３３，３４によって支持されている。
【００７９】
このフィルタ本体３２の外周には、減速ギヤ部３５が形成されている。そして、この減速ギヤ部３５は、回転駆動手段としてのモータ３６の軸部３６ａに設けられて、このモータ３６の回転駆動によって回転するピニオン３７と噛み合わされている。
【００８０】
そして、このフィルタ本体３２ａの一室側壁部材３２ｃの上端部９ｄが図示省略の電源装置の＋極に摺動可能に接続されると共に、一室側壁部材３２ａの底部９ｃを電源装置の−極に摺動可能に接続されることにより、所定の電圧がこのフィルタ本体３２ａに印可された際に昇温するように構成されている。
【００８１】
また、この実施の形態３では、図９に示すように一室側壁部材３２ｃの浸出方向である径方向の厚さｌ１が中間壁部材３２ｂの径方向の厚さｌ２よりも厚く形成されていると共に、この中間壁部材３２ｂの径方向の厚さｌ２が他室側壁部３２ａの厚さｌ３よりも厚くなるように形成されている。なお、一室側壁部材３２ｃ，中間壁部材３２ｂ及び他室側壁部３２ａは、互いに滑らない構造となっている。
【００８２】
更に、この実施の形態３では、他室側壁部材３２ａに焼結生成された小径の拡散孔としての小ポーラス１９ａ…の単位体積当たりの数量を、中間壁部材３２ｂに、別途焼結生成された中径の中ポーラス１９ｂ…の単位当たりの数量よりも多く形成すると共に、この中ポーラス１９ｂ…の単位当たりの数量を、別途焼結生成された大径の拡散孔としての大ポーラス１９ｃ…の単位体積当たりの数量よりも多くなるように形成されている。
【００８３】
また、この実施の形態３では、前記エステル化燃料原材料供給通路１３の先端１３ａに、攪拌用平板１３ｂ，１３ｂが一体に形成されている。更に、このフィルタ本体３２の上端開口には、回転によるエステル化燃料原材料の壁面づたいの上昇により外部へ飛散しないように返り部３８が周状に内側に突設されており、絶縁体もしくはフィルタ３２との電気的絶縁が行える構造となっている。
【００８４】
次に、この実施の形態３のエステル化燃料の製造装置３１の作用について説明する。
【００８５】
このように構成された実施の形態３のエステル化燃料の製造装置３１では、前記フィルタ本体３２が、前記モータ３６の回転駆動によって前記ピニオンギヤ３７及び減速ギヤ３５を介して円筒軸を回転中心として回転される。
【００８６】
このため、例えば、内側室１０にエステル化燃料原材料が供給されることにより、これらのエステル化燃料原材料には、回転駆動及び、前記攪拌用平板１３ｂによって攪拌されながら、遠心力で前記一室側壁部材３２ｃの内側壁面３２ｄに押しつけられて、フィルタ３２の外側に向けて、エステル交換が行われながら浸出する。
【００８７】
このエステル化燃料原材料は、フィルタ通過時に昇圧した圧力によって発生する流動抵抗で発熱しながら、エステル交換が行われることにより、効率よくエステル化燃料生成物を得ることが出来る。
【００８８】
そして、フィルタ本体９ａが、所定の電圧を直接印可することにより昇温するニクロム焼結合金で形成されているので、前記加圧によって発生する流動抵抗による発熱に加えて、このフィルタ本体９ａが加熱されて、容易にフィルタ本体９ａが所定の温度まで昇温され、エステル交換反応が、更に促進される。
【００８９】
この実施の形態３では、前記一室側壁部材３２ｃの厚さｌ１が前記他室側壁部材３２ａの厚さｌ３及び中間壁部材３２ｂの厚さｌ３よりも、浸出方向に沿って厚く形成されているので、更に攪拌機能を良好なものとすることができる。
【００９０】
更に、この実施の形態３では、他側壁部材３２ａに焼結生成された小径の拡散孔としての小ポーラス１９ａ…の単位体積当たりの数量を、中間壁部材３２ｂに、別途焼結生成された中径の中ポーラス１９ｂ…の単位当たりの数量よりも多く形成すると共に、この中ポーラス１９ｂ…の単位当たりの数量を、別途焼結生成された大径の拡散孔としての大ポーラス１９ｃ…の単位体積当たりの数量よりも多くなるように形成されている。
【００９１】
このため、他室側壁部材３３ａ内でのエステル交換反応が、更に良好に行われて、効率よく、生成純度の良好なエステル化燃料を得ることが出来る。
【００９２】
他の構成及び作用，効果については、前記実施の形態１，２と略同様であるので、説明を省略する。
【００９３】
以上、この発明の実施の形態１乃至３を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態１乃至３に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００９４】
例えば、前記実施の形態１乃至３では、多孔質材料として焼結粉末金属を合金化した焼結ニクロム合金が用いているが特にこれに限らず、例えば、セラミック粉末等の粉末を焼結して得られる多孔質セラミック材料或いは、他の成分の焼結合金等、エステル化燃料原材料の浸出によってエステル化反応を起こさせる多孔質形状のものであるならば、どのような多孔質材質であってもよい。
【００９５】
また、実施の形態３では、焼結金属によって構成されるフィルタ本体を３層としているが、特にこれに限らず、例えば単層、２層或いは、４層以上の複数層にしても良いことは当然である。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の請求項１記載のものによれば、複数の拡散孔を有する多孔質材料で形成されたフィルタによって、分離された反応槽内の二室のうち、一方の室にエステル化燃料原材料が投入されて加圧される。
【００９７】
加圧されたエステル化燃料原材料は、該フィルタに設けられた複数の拡散孔内を通過する際に流動抵抗によって発生する熱及び昇温手段によるフィルタの昇温によってエステル交換が促進され、他方の室に浸出した時には、エステル化燃料生成物が形成される。
【００９８】
このように順次、エステル化燃料原材料を投入して加圧することにより、連続的にエステル交換反応させることが出来て、従来の様なバッチ処理に伴なう不連続なエステル生成に比して、生成効率を良好なものとすることが出来る。
【００９９】
また、夾雑物は、前記多孔質材料で形成されたフィルタによって除去されて、生成されたエステル化燃料に混入する虞が減少する。
【０１００】
このため、該エステル化燃料の製造装置の他に、別途必要とされたフィルタ等の夾雑物を除去する設備を簡素化出来或いは、必要と無くなる等、前処理段階における夾雑物の除去が容易となる。
【０１０１】
また、請求項２記載のものでは、前記フィルタが、略円筒形状を呈すると共に、内側室を略密閉しているので、該内側室に臨むエステル化燃料原材料供給通路の先端から供給されるエステル化燃料原材料は、通路中に設けられた逆流防止一方弁によって、逆流を防止されながら流入し、内側室内を昇圧する。  このため、エステル化燃料原材料は、前記圧力が比較的低い他方の室内側に、該フィルタを介して浸出するが、該フィルタ通過時に該昇圧した圧力によって発生する流動抵抗で発熱しながら、エステル交換が行われることにより、効率よくエステル化燃料生成物を得ることが出来る。
【０１０２】
そして、請求項３記載のものでは、前記フィルタが、所定の電圧を直接印可することにより昇温するニクロム焼結合金で形成されているので、別途該フィルタを加熱する装置を設けなくても、前記加圧によって発生する流動抵抗による発熱に加えて、容易に該フィルタを昇温して、エステル交換反応を促進させることが出来る。
【０１０３】
更に、請求項４記載のものでは、前記反応槽の底部に形成されたグリセリン層抽出孔から、前記被生成エステル化燃料のうち、比重差によって分離されて最底部に沈殿するグリセリン系生成物が抽出される。
【０１０４】
また、前記エステル層抽出孔からは、該グリセリン系生成物よりも上層に位置するエステル系生成物が抽出されて、エステル化燃料生成物を連続的に生成出来る。
【０１０５】
そして、請求項５記載のものでは、前記フィルタが、前記一方の室を内側の室とする略円筒形状を呈して、回転駆動手段によって該円筒軸を回転中心として回転される。
【０１０６】
このため、例えば、内側の室を前記一方の室として、エステル化燃料原材料を供給することにより、該エステル化燃料原材料は、前記フィルタ内側壁に押しつけられて、フィルタの外側に向けて、エステル交換が行われながら浸出する。
【０１０７】
該エステル化燃料原材料は、フィルタ通過時に該昇圧した圧力によって発生する流動抵抗で発熱しながら、エステル交換が行われることにより、効率よくエステル化燃料生成物を得ることが出来る。
【０１０８】
また、請求項６に記載されたものでは、前記フィルタに形成される前記一方の室側の拡散孔の径が、他方の室側の拡散孔の径よりも大径となるように構成されているので、エステル交換反応前期のエステル化燃料原材料が、攪拌される。
【０１０９】
また、攪拌されたエステル化燃料原材料は、前記他方の室側の比較的小径の拡散孔でエステル交換反応が完結されて、更に、良好なエステル交換効率が得られる。
【０１１０】
そして、請求項７に記載されたものでは、前記フィルタが、焼結生成された小径の拡散孔を有する他室側壁部材に、別途焼結生成された大径の拡散孔を有する一室側壁部材を組み合わせて構成されているので、攪拌機能、エステル交換反応機能を複合形成したフィルタが、容易に形成できる。
【０１１１】
また、請求項８に記載されたものでは、前記一室側壁部材が前記他室側壁部材よりも、浸出方向に沿って厚く形成されているので、更に攪拌機能を良好なものとすることができる。
【０１１２】
そして、請求項９に記載されたものでは、前記他室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量が、前記一室側壁部材に形成される拡散孔の単位体積当たりの数量よりも多くなるように形成されている。
【０１１３】
このため、他室側壁部材内でのエステル交換反応が、更に良好に行われて、効率よく、生成純度の良好なエステル化燃料を得ることが出来る、という実用上有益な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のエステル化燃料の製造装置の構成を説明する上面図である。
【図２】実施の形態１のエステル化燃料の製造装置で、図１中Ａ−Ａ線に沿った位置の断面図である。
【図３】実施の形態１のエステル化燃料の製造装置を用いた製造過程を説明する流れ図である。
【図４】本発明の実施の形態２のエステル化燃料の製造装置の構成を説明する上面図である。
【図５】実施の形態２のエステル化燃料の製造装置で、図４中Ｂ−Ｂ線に沿った位置の断面図である。
【図６】実施の形態２のエステル化燃料の製造装置の要部の拡大断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３のエステル化燃料の製造装置の構成を説明する回転軸に沿った位置での断面図である。
【図８】実施の形態３のエステル化燃料の製造装置で、図７中Ｃ−Ｃ線に沿った位置の断面図である。
【図９】実施の形態３のエステル化燃料の製造装置の要部の拡大断面図である。
【図１０】従来例のエステル化燃料の製造装置を含むエステル化燃料の製造工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
６，２１，３１    エステル化燃料の製造装置
７                反応槽本体
９                フィルタ
９ａ，２２，３２  フィルタ本体
１０              内側室（一方の室）
１１              外側室（他方の室）
１２              逆流防止一方弁
１３              エステル化燃料原材料供給通路
１５              グリセリン系生成物
１６              グリセリン抽出パイプ
１６ａ            グリセリン抽出孔
１７              エステル系生成物
１８              エステル抽出パイプ
１８ａ            エステル抽出孔
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  ポーラス（拡散孔）
回転駆動機構
３５              減速ギヤ部
３６              モータ
３７              ピニオンギヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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