(57)【要約】【課題】触媒やろ過材等の粒状処理剤をできるだけ高密度に充填する。【解決手段】  複数の流体通過孔４３を備えた膨出部４１を有する加圧部材４０を、筒状本体１０の流入口側に位置させ、該膨出部４１を筒状本体１０の流出口側に位置する一方のレデューサ２１方向に加圧して変形させる。これにより、粒状処理剤１００は、該膨出部４１が変形した分だけ筒状本体１０内に押し込まれるため、筒状本体１０内に高密度で充填される。また、一方のレデューサ２１の接続管部に連通するように設けられた金属製筒部材３０を具備した構成とすることにより、金属製筒部材３０を弾性変形させながら、粒状処理剤を充填できるため、粒状処理剤１００をさらに高密度で充填できる。【選択図】    図２
2009233525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状本体と、該筒状本体の流入口側の端部と流出口側の端部にそれぞれ装着されるレデューサとを備え、流体と接触して該流体を処理する粒状処理剤が充填されてなる流体処理器であって、
周面に複数の流体通過孔を有する筒状の部材から形成され、前記流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面から内方に向かって突出するように、かつ、該一方のレデューサの接続管部に連通するように設けられた金属製筒部材を具備することを特徴とする流体処理器。
【請求項２】
筒状本体と、該筒状本体の流入口側の端部と流出口側の端部にそれぞれ装着されるレデューサとを備え、流体と接触して該流体を処理する粒状処理剤が充填されてなる流体処理器であって、
前記流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面と前記流入口側の端部に装着された他方のレデューサの内面との間に配置され、膨出部と、該膨出部の基端部から延びる周面部とを一体に備え、少なくとも前記膨出部に複数の流体通過孔を有し、前記膨出部を前記他方のレデューサ側に位置させて該膨出部を前記一方のレデューサ方向に加圧して変形させることにより前記粒状処理剤を押圧し、該粒状処理剤によって前記周面部が筒状本体の内面に押し付けられて装着されている加圧部材を備えることを特徴とする流体処理器。
【請求項３】
筒状本体と、該筒状本体の流入口側の端部と流出口側の端部にそれぞれ装着されるレデューサとを備え、流体と接触して該流体を処理する粒状処理剤が充填されてなる流体処理器であって、
周面に複数の流体通過孔を有する筒状の部材から形成され、前記流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面から内方に向かって突出するように、かつ、該一方のレデューサの接続管部に連通するように設けられた金属製筒部材と、
前記流入口側の端部に装着された他方のレデューサの内面と、前記金属製筒部材の内方への突出端との間に配置され、膨出部と、該膨出部の基端部から延びる周面部とを一体に備え、少なくとも前記膨出部に複数の流体通過孔を有し、前記膨出部を前記他方のレデューサ側に位置させて該膨出部を前記一方のレデューサ方向に加圧して変形させることにより前記粒状処理剤を押圧し、該粒状処理剤によって前記周面部が筒状本体の内面に押し付けられて装着されている加圧部材と
を備えることを特徴とする流体処理器。
【請求項４】
前記加圧部材は、金網から形成され、前記膨出部が略半球状に、前記周面部が、略半球状の膨出部の基端部から円周方向に部分的に延在するように形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の流体処理器。
【請求項５】
前記加圧部材が、前記流入口側の端部に装着された他方のレデューサと、前記金属製筒部材の内方への突出端との間に、前記粒状処理剤を介して複数配置されていることを特徴とする請求項３又は４記載の流体処理器。
【請求項６】
前記加圧部材を境として異なる種類の粒状処理剤が充填されていることを特徴とする請求項５記載の流体処理器。
【請求項７】
筒状本体の流出口側の端部に、接続管部と連通するように設けられた金属製筒部材を具備する一方のレデューサを、該金属製筒部材が前記筒状本体の内方に向かって突出するように装着する工程と、
粒状処理剤を所定量充填する工程と、
膨出部と、該膨出部の基端部から延びる周面部とを一体に備え、少なくとも前記膨出部に複数の流体通過孔を有する加圧部材を、膨出部が前記筒状本体の流入口側の端部に設けられる他方のレデューサ側となるように位置させ、該膨出部を前記一方のレデューサ方向に加圧して変形させる工程と
を具備することを特徴とする流体処理器の製造方法。
【請求項８】
前記加圧部材として、金網から形成され、前記膨出部が略半球状に、前記周面部が、略半球状の膨出部の基端部から円周方向に部分的に延在するように形成されたものを用いることを特徴とする請求項７記載の流体処理器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒やろ過材等として用いられる粒状処理剤が充填されてなる流体処理器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粒状処理剤として、少なくとも表面が二酸化チタンからなる触媒を充填してなる触媒充填筒（流体処理器）を循環用配管系内に配置し、該循環用配管系内に液体燃料を流し、該液体燃料を触媒に接触させて改質する技術が開示されている。
【特許文献１】ＷＯ２００７／０６１１１１Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
触媒作用（有機物の分解、酸化還元作用）をできるだけ効果的に発揮させるためには、液体燃料と触媒との接触面積をできるだけ大きく、かつ、液体燃料が触媒に接触している時間（接触滞留時間）をできるだけ長く確保することが望ましい。そのためには、液体燃料が通過する触媒間に形成される立体空間はできるだけ均一な形状、大きさになっていることが好ましく、そして、この均一な形状、大きさの立体空間を確保するために、粒状の触媒は、できるだけ球状に近くかつサイズが統一されていることが好ましい。立体空間が均一な形状、大きさではなく、立体空間同士が連通した水路のような立体空間（ショートパス）が形成されている場合には、液体燃料と触媒との接触面積、接触滞留時間は少なくなる。このため、触媒充填筒内の触媒は、できるだけ高い密度で充填され、液体燃料が接触しても動いたりしないようになっていることが望ましい。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、触媒やろ過材等の粒状処理剤をできるだけ高密度に充填してなる流体処理器及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の流体処理器は、筒状本体と、該筒状本体の流入口側の端部と流出口側の端部にそれぞれ装着されるレデューサとを備え、流体と接触して該流体を処理する粒状処理剤が充填されてなる流体処理器であって、周面に複数の流体通過孔を有する筒状の部材から形成され、前記流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面から内方に向かって突出するように、かつ、該一方のレデューサの接続管部に連通するように設けられた金属製筒部材を具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の流体処理器は、筒状本体と、該筒状本体の流入口側の端部と流出口側の端部にそれぞれ装着されるレデューサとを備え、流体と接触して該流体を処理する粒状処理剤が充填されてなる流体処理器であって、前記流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面と前記流入口側の端部に装着された他方のレデューサの内面との間に配置され、膨出部と、該膨出部の基端部から延びる周面部とを一体に備え、少なくとも前記膨出部に複数の流体通過孔を有し、前記膨出部を前記他方のレデューサ側に位置させて該膨出部を前記一方のレデューサ方向に加圧して変形させることにより前記粒状処理剤を押圧し、該粒状処理剤によって前記周面部が筒状本体の内面に押し付けられて装着されている加圧部材を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の流体処理器は、筒状本体と、該筒状本体の流入口側の端部と流出口側の端部にそれぞれ装着されるレデューサとを備え、流体と接触して該流体を処理する粒状処理剤が充填されてなる流体処理器であって、周面に複数の流体通過孔を有する筒状の部材から形成され、前記流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面から内方に向かって突出するように、かつ、該一方のレデューサの接続管部に連通するように設けられた金属製筒部材と、前記流入口側の端部に装着された他方のレデューサの内面と、前記金属製筒部材の内方への突出端との間に配置され、膨出部と、該膨出部の基端部から延びる周面部とを一体に備え、少なくとも前記膨出部に複数の流体通過孔を有し、前記膨出部を前記他方のレデューサ側に位置させて該膨出部を前記一方のレデューサ方向に加圧して変形させることにより前記粒状処理剤を押圧し、該粒状処理剤によって前記周面部が筒状本体の内面に押し付けられて装着されている加圧部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、前記加圧部材は、金網から形成され、前記膨出部が略半球状に、前記周面部が、略半球状の膨出部の基端部から円周方向に部分的に延在するように形成されていることが好ましい。また、前記加圧部材が、前記流入口側の端部に装着された他方のレデューサと、前記金属製筒部材の内方への突出端との間に、前記粒状処理剤を介して複数配置されていることが好ましい。また、前記加圧部材を境として異なる種類の粒状処理剤を充填するようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の流体処理器の製造方法は、筒状本体の流出口側の端部に、接続管部と連通するように設けられた金属製筒部材を具備する一方のレデューサを、該金属製筒部材が前記筒状本体の内方に向かって突出するように装着する工程と、粒状処理剤を所定量充填する工程と、膨出部と、該膨出部の基端部から延びる周面部とを一体に備え、少なくとも前記膨出部に複数の流体通過孔を有する加圧部材を、膨出部が前記筒状本体の流入口側の端部に設けられる他方のレデューサ側となるように位置させ、該膨出部を前記一方のレデューサ方向に加圧して変形させる工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
この製造方法で用いる前記加圧部材は、金網から形成され、前記膨出部が略半球状に、前記周面部が、略半球状の膨出部の基端部から円周方向に部分的に延在するように形成されたものが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流体処理器は、周面に複数の流体通過孔を有する筒状の部材から形成され、筒状本体の流出口側の端部に装着された一方のレデューサの内面から内方に向かって突出するように、かつ、該一方のレデューサの接続管部に連通するように設けられた金属製筒部材を具備した構成である。金属製筒部材は、金属から形成されて所定の弾性を備えているため、周面から所定以上の押圧力で押されることにより弾性変形可能である。従って、該金属製筒部材を弾性変形させながら、粒状処理剤を流体処理器内部に高密度で充填できる。粒状処理剤を高密度で充填すると、弾性変形する金属製筒部材の反力が粒状処理剤に作用するため、隣接する粒状処理剤間の立体空間の形状、大きさが安定化し、流体と粒状処理剤との接触面積、接触滞留時間が向上する。しかも、粒状処理剤は、複数の流体通過孔を有する金属製筒部材の回りに充填されるため、流出口として機能する一方のレデューサの接続管部が粒状処理剤により閉塞されることはなく、円滑な流体の移動も確保できる。
【００１２】
また、本発明の流体処理器及びその製造方法は、膨出部を備えた加圧部材を使用し、該膨出部を加圧して変形させている。粒状処理剤は、該膨出部が変形した分だけ筒状本体内に押し込まれるため、この加圧部材を用いることにより、粒状処理剤を高密度で充填できる。また、加圧部材は、膨出部の基端部から延びる周面部を備えているが、粒状処理剤が押し込まれることによって、粒状処理剤が該周面部を筒状本体内面に押し付けるように作用するため、該加圧部材は、筒状本体に確実に固定される。この結果、隣接する粒状処理剤間の立体空間の形状、大きさが安定化する。
【００１３】
また、上記した金属製筒部材と加圧部材との双方を備えた構成とすることにより、粒状処理剤をさらに高い密度で充填でき、隣接する粒状処理剤間の立体空間の形状、大きさはより安定化し、流体と粒状処理剤との接触面積、接触滞留時間はより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係る流体処理器１の外観を示す斜視図であり、図２はその断面図である。これらの図に示したように、本実施形態の流体処理器１は、筒状本体１０、レデューサ２１，２２、金属製筒部材３０、加圧部材４０等を有して構成されている。
【００１５】
筒状本体１０は、内部に所定量の触媒等の粒状処理剤１００を充填可能な両端開口の筒状体から形成される。筒状本体１０は、円筒形に限られるものではないが、円筒形とすることにより、充填される粒状処理剤１００の偏りがなくなるとと共に、通過する流体（液体燃料等）の滞りも生じにくいため好ましい。
【００１６】
筒状本体１０の流出口側の端部１１には一方のレデューサ２１が装着され、流入口側の端部１２には他方のレデューサ２２が装着される。レデューサ２１，２２は、いずれも、筒状本体１０の各端部１１，１２と嵌め合わされる大径部２１ａ，２２ａと、図示しない配管系に接続される接続管部２１ｂ，２２ｂとを備えてなる。レデューサ２１，２２はあくまで一例であり、図に示した形状に限定されるものではないことはもちろんである。
【００１７】
金属製筒部材３０は、図２及び図３に示したように、後述の流体通過孔３２が形成されていないとした場合のベースとなる形状で見た場合に、長手方向一端が開口し、他端（内方への突出端）３１が閉塞された形状で形成され、所定の弾性を備えている。この弾性は、粒状処理剤１００を高密度で充填すると、該金属製筒部材３０が周面から押圧されて変形する程度となるように、該金属製筒部材３０を形成している素材の材質や厚みによって調整される。また、本実施形態では、金属製筒部材３０はパンチングメタルから形成しており、周面には、複数の流体通過孔３２を備えている。金属製筒部材３０は、一方のレデューサ２１の内面に、筒状本体１０の内方に突出するように設けられる。また、接続管部２１ｂ内に粒状処理剤１００が入り込まないように、レデューサ２１の接続管部２１ｂとほぼ同じ径で連通させて配置される。なお、レデューサ２１の内面への固定方法は限定されるものではなく、接続管部２１ｂに嵌合固定したり、溶接や接着等により固定することができる。
【００１８】
加圧部材４０は、金属製筒部材３０の筒状本体１０内方への突出端３１と他方のレデューサ２２との間に配置される。図２及び図４に示したように、金網から形成されてなり、略半球状の膨出部４１と、この膨出部４１の基端部の円周から、膨出部４１の頂点と反対方向に延びる周面部４２とが一体的に設けられた構造を備えている。周面部４２は、膨出部４１の基端部の全周から延びるように形成されていてもよいが、本実施形態では、円周方向に所定間隔をおいて部分的に延在するように複数形成している。本実施形態では、平板な金網を素材として用いていることから、膨出部４１の頂部に偏りなどが生じたりせず、かつ、周面部４２が円周方向に大きな歪みが生じたりしないようにするため、このような形状となっている。金網の網目は、そのまま流体通過孔４３として機能させることができるため、加工の容易性等を考慮すると金網を用いることが好ましいが、パンチングメタルから形成することもできる。
【００１９】
次に、本実施形態の流体処理器１の製造方法を図５に基づき説明する。まず、一方のレデューサ２１の内面側に、金属製筒部材３０を、該レデューサ２１の接続管部２１ｂと連通するように固定する（図３参照）。次に、この一方のレデューサ２１を筒状本体１０の流出口側の端部１１に装着する。
【００２０】
次いで、粒状処理剤１００を筒状本体１０内に充填する。粒状処理剤１００を充填していくと、金属製筒部材３０が該粒状処理剤１００によって埋められる。粒状処理剤１００をさらに充填していき、筒状本体１０の流入口側の端部１２付近まで充填する。この際、図５（ａ）に示したように、粒状処理剤１００を流入口側の端部１２付近から外方に盛り上がるまで充填する。そして、加圧部材４０の周面部４２を、粒状処理剤１００と流入口側の端部１１との間に差し込み、膨出部４１内に、流入口側の端部１２付近から外方に盛り上がった粒状処理剤１００が位置するようにセットする。
【００２１】
次いで、膨出部４１の外面頂部に、例えば、図５（ａ）に示したように、加圧用の円柱体６０を当接し、該膨出部４１を、一方のレデューサ２１方向に向かって加圧する。加圧は、図５（ｂ）に示したように、膨出部４１の膨らみがなくなり、略平坦になる程度まで加圧する。これにより、金属製筒部材３０は粒状処理剤１００を介してその周面から押圧されるが、同時に、粒状処理剤１００を外方に付勢する弾性反力が作用する。また、粒状処理剤１００は、加圧部材４０の周面部４２を筒状本体１０の内面に押し付ける力も作用するため、加圧部材４０は、膨出部４０が略平坦に変形したまま、流入口側の端部１２付近に固定される。この結果、粒状処理剤１００は、金属製筒部材３０と加圧部材４０との間で、図５（ａ），（ｂ）において矢印で示したように、筒状本体１０の内面を外方に向かって押し付ける力が作用し、その状態で固定されるため、このようにして固定された後に粒状処理剤１００が動くようなことがなく、隣接する粒状処理剤１００間に形成される立体空間の形状、大きさが安定する。
【００２２】
なお、粒状処理剤１００としては、隣接する粒状処理剤１００間で形成される立体空間ができるだけ均一な形状になるように、略球状に形成されていることが好ましい。また、粒状処理剤１００は、水、油等の処理対象となる液体を処理する機能を果たすものであれば用途は限定されるものではないが、例えば、燃料改質用の触媒、水処理用のろ過材から構成することができる。また、上記した説明では、筒状本体１０の流入口側の端部１２付近のみに加圧部材４０を配置しているが、金属製筒部材３０の筒状本体１０内方への突出端３１と他方のレデューサ２２との間に、複数配置することもできる。例えば、粒状処理剤１００を、筒状本体１０の長手方向中央付近まで充填したならば、１つ目の加圧部材４０をセットして膨出部４１を加圧して略平坦となるように変形させ、その後、再び粒状処理剤１００を充填し、上記のように２つ目の加圧部材４０を筒状本体１０の流入口側の端部１２付近に設けるようにすることもできる。加圧部材４０を複数設けることにより、粒状処理剤１００をさらに高密度で充填することができる。また、加圧部材４０を複数設けた場合には、各加圧部材４０を境として異なる種類の粒状処理剤を充填するようにしてもよい。
【００２３】
本実施形態の流体処理器１は、例えば、粒状処理剤１００を触媒から構成した場合には、図６に示したように、各レデューサ２１，２２の接続管部２１ｂ，２２ｂを、燃料貯留タンク２００に連結された循環用配管２１０に接続して用いられ、該循環用配管２１０内を液体燃料が循環すると、流体処理器１内において触媒である各粒状処理剤１００に接触して改質処理される。なお、流体処理器１は、循環用配管２１０に１本だけ接続してもよいし、処理能力に応じて、図６に示したように複数本を並列的に又は直列的に配置して用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る流体処理器の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、一方のレデューサに取り付けた金属製筒部材を示す図である。
【図４】図４は、加圧部材を示す図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、上記実施形態に係る流体処理器の製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、上記実施形態に係る流体処理器の用途の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  流体処理器
１０  筒状本体
１１  流出口側の端部
１２  流入口側の端部
２１  一方のレデューサ
２２  他方のレデューサ
３０  金属製筒部材
４０  加圧部材
４１  膨出部
４２  周面部
【図１】
2009233525.tif 000003
【図２】
2009233525.tif 000004
【図３】
2009233525.tif 000005
【図４】
2009233525.tif 000006
【図５】
2009233525.tif 000007
【図６】
2009233525.tif 000008