CN103635683A - 可更换燃料分离单元 - Google Patents

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CN103635683A CN201280032012.1A CN201280032012A CN103635683A CN 103635683 A CN103635683 A CN 103635683A CN 201280032012 A CN201280032012 A CN 201280032012A CN 103635683 A CN103635683 A CN 103635683A
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P·O·约翰逊
R·D·帕特里奇
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Abstract

本文揭示了一种可更换燃料分离单元(100),所述可更换燃料分离单元具有可渗透基质(110),可渗透基质(110)用于将流体源分成至少两个分开的流体流,并将两个分开的流体流输送到分开的箱体(10,11)。

Description

可更换燃料分离单元
本申请根据35U.S.C.§119要求2011年6月30日提交的美国临时申请系列号第61/502980的优先权权益,且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。
技术领域
本发明涉及用于内燃机的燃料系统和燃料供给装置。更具体地,本发明提供一种用于包含分离隔膜的燃料分离单元。
背景技术
在例如美国专利6,972,093和6,711,893中公开了燃料分离装置。燃料分离单元可接受混合馈送流、将混合馈送流输送到可渗透基质、并将混合馈送流分成两股流,截留物和渗透物。馈送流体可以是气体或液体。例如,如果分离单元用于将诸如汽油的燃料分离,则诸如具有各成分混合物的燃料的混合馈送流可作为气体被加热并引入燃料分离单元。燃料可分离成例如相对高研究法辛烷值(RON)燃料部分和相对低RON燃料部分。分离的高RON燃料(渗透物)可然后被冷却并输送到分开的箱体,以在需要时由车辆使用。在诸如启动或加速时的高输出运行状态期间车辆可能需要高RON燃料。通过提供高RON燃料源,发动机可在高输出操作期间运行更好。例如,可增加发动机的点火定时,由此增加这些高输出运行期间发动机的输出。
发明内容
在第一实施例中,本发明提供一种可更换燃料分离单元,包括:可渗透基质,所述可渗透基质具有第一端面、第二端面、从所述第一端面延伸到所述第二端面的多个平行通道、以及外表面;第一壳体,所述第一壳体构造和布置成容纳所述可渗透基质,并具有内表面,所述第一壳体包括第一端板和第二端板,所述第一端板包括第一流体通道和第一端板密封件,所述第一端板密封件构造和布置成在所述可渗透基质的所述第一端面处或附近形成所述第一端板与所述可渗透基质之间的密封,所述第二端板包括第二流体通道、渗透物出口和第二端板密封件,所述第二端板密封件构造和布置成在所述可渗透基质的所述第二端面处或附近形成所述第二端板与所述可渗透基质之间的密封件,以及构造和布置成与连接板形成能松开密封的连接件密封件;渗透物腔室,所述渗透物腔室包括形成在所述渗透物基质的所述外表面与所述第一壳体的所述内表面之间的空间,其中所述渗透物腔室通过所述第一端板密封件和所述第二端板密封件与所述可渗透基质的所述端面分开。
在第二实施例中,本发明提供实施例1的分离单元,其中所述第一流体通道是入口,且所述第二流体通道是截留物出口。
在第三实施例中,本发明提供实施例1的分离单元,其中所述第一流体通道是截留物出口,且所述第二流体通道是入口。
在第四实施例中,本发明提供实施例1-3中任一个的燃料分离单元,其中所述连接板包括将包含所述可渗透隔膜的壳体可松开地附连到入口和渗透物出口的配件。
在第五实施例中,本发明提供实施例4的燃料分离单元,其中所述壳体通过压配合固定到所述连接板。
在第六实施例中,本发明提供实施例4的燃料分离单元,其中所述壳体通过螺钉配合固定到所述连接板。
在第七实施例中,本发明提供实施例1-6中任一个的燃料分离单元,还包括所述连接板。
在第八实施例中,本发明提供实施例7的燃料分离单元,其中所述连接板包括入口、渗透物出口和截留物出口。
在第九实施例中,本发明提供实施例1-8中任一个的燃料分离单元,其中所述连接板包括用于容纳至少一个密封件的至少一个沟槽。
在第十实施例中,本发明提供实施例1,2或3中任一个的燃料分离单元,其中所述第一壳体的所述第一端板和所述第二端板中的至少一个包括歧管,且其中所述第一端板和所述第二端板中至少一个与可渗透基质之间形成的密封件形成在所述歧管与所述可渗透基质之间。
在第十一实施例中,本发明提供实施例1,2,4-9中任一个的燃料分离单元,还包括第二壳体,所述第二壳体构造和布置成在所述第一壳体的外表面与第二壳体的内表面之间提供截留物腔室。
在第十二实施例中,本发明提供实施例1-11中任一个的分离单元,其中所述可渗透基质包括多孔陶瓷材料。
在第十三实施例中,本发明提供实施例12的分离单元,其中所述可渗透基质是圆柱形。
附图说明
图1是作为辛烷分离系统的一部分的可更换分离单元的一实施例的示意图。
图2A和B是示出可更换分离单元的两个实施例的剖视图。
图3是可更换燃料分离单元的另一实施例的图示。
图4是图3所示可更换燃料分离单元的实施例的分解图。
图5A和5B是在一实施例中安置在连接板上的可更换燃料分离单元的放置的平面图和剖视图。
图6A和6B是在另一实施例中安置在连接板上的可更换燃料分离单元的放置的平面图和剖视图。
具体实施方式
在各实施例中,本发明提供一种可更换分离单元,其具有构造和布置成容纳可渗透基质的壳体。该壳体构造和布置成接收馈送流并将馈送流引导到可渗透基质,该可渗透基质具有从可渗透基质的第一端面延伸到第二端面的多个平行通道。使用时,馈送流的一部分从可渗透基质的一端面穿过可渗透基质的各通道流到可渗透基质的第二端面。馈送流的流过可渗透基质的各通道并通过第二端面流出可渗透基质的部分是截留物。壳体提供截留物出口以将截留物引导到截留物箱体。
馈送流的另一部分穿越分离隔膜、进入可渗透基质并与馈送流分离以行进穿过可渗透基质的本体、流出可渗透基质的外表面进入可渗透腔室。流过可渗透基质的该馈送流是渗透物。可渗透腔室具有渗透物出口以将渗透物引导到分开的渗透物箱体。这样,截留物燃料流与渗透物燃料流分开。
壳体容纳可渗透基质,并还限定截留物和渗透物流路。行进穿过截留物流路的流体在入口处开始、行进穿过可渗透基质、并流出分离单元以流过截留物出口、以被捕获在截留物箱体内。行进穿过渗透物流路的流体在入口处开始、通过基质的通道行进穿过可渗透基质、并流出分离单元以流过渗透物出口、以被捕获在渗透物箱体内。
此外,分离单元构造和布置成可松开地与连接板配合以允许当可渗透基质的使用寿命届满时用另一分离单元更换一个分离单元。在各实施例中,入口和截留物出口是流体通路,可互换的第一流体通路和第二流体通路,取决于分离单元相对于燃料流动的方向的定向。但是,在各实施例中,入口和截留物出口在壳体的相对端板上,使截留物流体能够通过可渗透基质的通道从壳体的一端流到壳体的另一端。渗透物出口可在壳体的任一端面上。在各实施例中,渗透物出口在与连接板配合的壳体端面上。
在各实施例中,分离单元可方便更换。为了更换分离单元,必须通过将分离单元与流体通道脱开来取出现有单元。有三个流体通道:入口、截留物出口和渗透物出口。因此,三个流体通道需要脱开并再配合以更换分离单元。为了减少更换分离单元所需的步骤数量,渗透物出口可在壳体的与连接板配合的端面上。通过将渗透物出口定位在壳体的与连接板配合的端面上,当调换部件时必须脱开和重新配合的连接数量从三次减少到两次,使得分离单元更容易更换。
在各实施例中,馈送流是汽油。在该实施例中,汽油可通过跨越施加在可渗透基质的内表面、通道表面上的聚合物隔膜的渗透蒸发而分离成较高RON部分(HiRON)和较低RON部分(LoRON)。气相的较高RON部分穿越预蒸发隔膜、流入可渗透基质并然后流入渗透物腔室。从渗透物腔室,较高RON渗透物可流过渗透物出口、穿过选配冷却器、并收集在渗透物箱体内。气相的较低RON部分流过渗透物基质的通道而不穿越预蒸发隔膜,并通过截留物出口流出可渗透基质、输送到截留物箱体或重新循环到车辆的汽油箱。
图1示出在车辆中将汽油与辛烷分离的系统的实施例。图1示出具有容纳HiRON燃料的分开隔室11的燃料箱10。如图1所示,汽油从燃料箱10泵送穿过燃料加热器12以将燃料加热到气相,并进入分离单元100。在分离单元中,燃料分离成LoRON流15(截留物)和HiRON流16(渗透物)。HiRON流穿过选配燃料冷却器20并进入分开的燃料箱隔室(HiRON箱体或渗透物箱体)11。HiRON燃料然后可在需要时从分开的燃料箱隔室11泵送到发动机25。LoRON燃料流出分离单元100、穿过选配燃料冷却器20并再循环回到燃料箱10。来自燃料箱的燃料可泵送到发动机25。
图2-6中示出分离单元的各实施例。在各实施例中,提供可渗透基质10,例如具有聚合物隔膜以将高辛烷或HiRON成分与较低辛烷或低RON成分分离的陶瓷蜂窝体。聚合物隔膜可施加到陶瓷蜂窝体基质的通道115的内表面。在该系统中,将作为HiRON和LoRON燃料的混合物的燃料提供给聚合物隔膜。HiRON燃料通过聚合物隔膜分离、跨越聚合物隔膜、并流入可渗透基质的可渗透陶瓷材料。HiRON燃料(渗透物)然后被引导到渗透物出口,并通过分开的渗透物燃料管线送到分开的HiRON燃料箱。LoRON燃料不穿过聚合物隔膜、并流过可渗透基质的各通道并通过截留物出口流出分离装置、以再循环回到第一燃料箱。
可渗透基质容纳在壳体130内。燃料分离系统必须在波动温度和腐蚀性化学物的环境中运行。随着时间变化,在汽油动力车辆的寿命中,为了维持燃料分离系统的性能,必须更换燃料分离单元。例如,在车辆的寿命中,燃料分离单元可能需要至少更换一次,且可能是几次。在各实施例中,可渗透基质可自身取出。即,在各实施例中,可打开壳体,并可取出可渗透基质,可将新的可渗透基质放置在单元中,并可更换壳体。但是,由于燃料分离单元的结构,且由于壳体的复杂性,可能理想的是随着其壳体130一起取出和更换可渗透基质110。因此,重要的是开发可容易更换的分离单元。
现将参照附图中所示的实例详细描述本发明的实施例。只要有可能,在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
图2A和B示出本发明燃料分离单元100的各实施例。可更换燃料分离单元具有可渗透基质110和壳体130。在各实施例中,可渗透基质110具有第一端面111和第二端面112、外表面113、从第一端面111延伸到第二端面112的各通道115。在各实施例中,可渗透基质的外表面是连续的。如图1所示,可渗透基质110在第一端面111或附近由密封件120密封。尽管示出密封件120密封在第一端面的周缘125处,但密封件120可围绕可渗透基质的外表面113放置或放置在第一端面111处或附近。密封件可容纳在座或沟槽(参见例如图2B中的123)内。类似地,可渗透基质110在第二端面112处或附近由密封件121密封。尽管示出密封件121位于第二端面112的周缘126处,但密封件121可围绕可渗透基质的外表面113放置或放置在第二端面112处或附近。在各实施例中,密封件放置在两端面处或附近以确保可渗透基质的外表面的大百分比可用于允许渗透物从可渗透基质的内表面流到可渗透基质的外表面。
在各实施例中,分离单元的壳体可由任何适当的材料制成。在各实施例中,壳体和连接板耐受从分离单元所考虑的用途预期的温度波动和化学环境。例如,壳体和连接板可由金属制成。
壳体具有第一流体通道150和第二流体通道160。在各实施例中,流体沿箭头所示方向流动。如图2A所示,截留物流体在第二流体通道160(I)、穿过可渗透基质的通道到达第一流体通道150(Ro通道或截留物出口)。或者,流体在第二流体通道(I)内流动、穿过可渗透基质的壁到达渗透物腔室并通过渗透物出口Po离开壳体。截留物出口(Ro)引导流体流动流出可渗透基质的通道离开分离单元。渗透物出口(Po)引导流出渗透物腔室的流体离开分离单元到达分开的箱体。回到图1,截留物出口引导LoRON15(截留物)从分离单元100流到选配燃料冷却器20。在图2A中标以截留物出口Ro的第一流体通道150提供分离单元与燃料管线之间的连接。尽管示出第一通道50为指示压缩型配合的螺母,但该连接可以是包括螺纹配合、压力配合、卡配合或任何其它已知连接系统的任何类型可松开连接。在图2A中标为入口(I)的第二流体通道160向可渗透基质提供燃料。第二流体通道160是与连接板200配合的结构。
在各实施例中,如图2B所示,通过分离单元的流动方向可反向。例如,在图2A中,示出流体通过第二流体通道160在单元底端(I)处流入单元并通过第一流体通道150流出壳体。在图2B中,示出流体通过第一流体通道150在单元顶端(I)处流入单元并通过第二流体通道160在单元底端处流出单元。在两实施例中,流体流入单元,截留物流过可渗透基质的通道并通过Ro流体通道流出,且渗透物流入可渗透基质的通道、穿入可渗透基质、进入渗透物腔室并通过Po流体通道流出。该分离单元可允许两个流动方向,并实现分离流体的任务。流动方向可通过单元在燃料管线内的放置来确定。
燃料分离单元100具有壳体130。在各实施例中,壳体130是“第一壳体”。在各实施例(诸如图3和4所示的各实施例)中,燃料分离单元100可包括一个以上的壳体。如图2A和2B所示,壳体130构造和布置成容纳可渗透基质110。壳体130具有内表面131、第一端板132、第二端板133和侧壁134。如图2-6所示,壳体是圆筒形,从而有第一端板132、第二端板133和形成壳体的圆筒体的一侧壁。但是,在各实施例中,壳体和容纳在壳体内的可渗透基质可以是任何形状。例如,壳体和可渗透基质可以是方形、立方形、圆锥形、棱锥或任何其它形状。
在各实施例中,在可渗透基质与壳体之间存在密封件120。在各实施例中,密封件是垫圈、O形环、填料、密封材料珠、或本领域已知可用于在可渗透基质与壳体之间形成密封的任何其它结构或材料。密封件120防止截留物与渗透物混合。密封件120在截留物流动路径与渗透物流动路径之间提供屏障。
在各实施例中,壳体130可具有歧管140。在各实施例中,歧管是延伸到由壳体形成的内部空间内的结构,以形成可渗透基质的端面与入口或出口之间的内含空间(以及与密封件一起形成密封空间)。例如,如图2A所示,歧管140形成由可渗透基质110的第一端面111限定的内含空间和第一流体通道150并与渗透物腔室145分开。可存在(如图2A所示)或没有(如图2B所示)歧管。图2A示出歧管140的一实施例。在图2A中,歧管是从壳体130的第一端板(未示出)的内表面延伸的结构。在图2A所示的实施例中,歧管140提供结构以安置形成在可渗透基质110和歧管140以及第一流体通道150与渗透物腔室145之间的密封件120。歧管可存在于可渗透基质的任一端面处、可渗透基质的两端面处、或者渗透物基质的一端面处或没有。
图2B示出没有歧管的壳体的一实施例。在该实施例中,在可渗透基质与壳体130的第一端板132的内表面(未示出)之间提供密封件120。
还在可渗透基质110的第二端面112与壳体130的第二端面133之间形成密封件122。在各实施例中,在第二端板133与可渗透基质(未示出)之间可存在歧管。
第二端板具有第二流体通道160。第二流体通道160允许流体(燃料)流入可渗透基质110的通道(或流出通道,取决于燃料流动的方向)。在各实施例中,第二流体通道160的外表面具有公螺纹以允许入口可松开地与连接板200配合并抵靠连接板200密封。如图2A和2B所示,第二端板133可具有用于容纳密封件或垫圈的座或沟槽123。在其它实施例中,连接板200可具有用于容纳密封件或垫圈(未示出)的沟槽或其它结构。即,密封件122可以是壳体的一部分、连接板的一部分或分开部分。
当可渗透基质放置在壳体内,且密封件放置在可渗透基质的第一和第二端面处或附近时,在可渗透基质110的外表面113与壳体130的内表面131之间形成渗透物腔室145。渗透物腔室具有渗透物腔室出口146。渗透物腔室出口146可在壳体130的第二端板133内,如图2A和图2B所示。可能有多个渗透物腔室出口146(如图4的分解图所示)。渗透物腔室出口构造和布置成允许渗透物从渗透物腔室流出并通过标以Po的连接板渗透物出口流出燃料分离装置。在各实施例中,密封件122可存在于壳体130与连接板200之间以确保液密密封以及在壳体130与连接板200之间保持真空的密封。
在各实施例中,可在渗透物腔室145与例如第二流体通道160之间形成压力梯度。在各实施例中,将真空施加到渗透物腔室145。在各实施例中,可通过连接板渗透物腔室出口(Po)施加真空。该压力梯度用于将渗透物拉出可渗透基质并将其输送到渗透物出口。
图2A和B还示出连接板200。连接板200构造和布置成与分离单元100的壳体130可松开地配合。连接板200具有基板入口210。在各实施例中,基板入口内部有螺纹以允许带螺纹的壳体入口在入口处拧入基板。尽管描述了螺纹,但普通技术人员会理解可松开附连和密封的其它方法是本领域公知的。这些方法包括卡配合、压力配合和其它可松开附连机构。连接板还具有渗透物出口220以允许捕获在分离单元100的渗透物腔室内的流体通过渗透物腔室出口流出分离单元,并通过连接板渗透物出口220。在各实施例中,连接板是分离单元的一部分。在其它各实施例中,连接板是与分离单元分开的,且是作为汽车燃料系统的一部分的结构。例如,在图1所示的汽油分离系统中,连接板可以是汽车燃料系统的一部分。如果分离单元要安装到车辆中,则包含可渗透基质的壳体可抵靠连接板安装或可松开地密封。如果要更换分离单元,则可从连接部分取出(拧出)旧的分离单元并安装新的分离单元。如果不打算使用分离单元,则可将燃料管线安装在基板入口210与出口150之间。此外,连接板构造和布置成与壳体的渗透物出口配合以在渗透物出口之间提供流体流动通道。燃料管线或其它结构可在渗透物出口(Po)与辅助燃料箱(图1参见11)之间提供流体流动通道。
图3示出本发明的分离单元的另一实施例。图3示出具有第一壳体330和第二壳体340的分离单元。第一壳体容纳具有出口表面113的可渗透基质110。在第一壳体330的内表面331与渗透物基质110的外表面113之间形成渗透物腔室345。在渗透物基质与第一壳体之间在渗透物基质的第一端面和第二端面处或附近存在密封件120和121。第一壳体330具有第一流体通道150。第一壳体330的第一流体通道150向形成在第一壳体330的外表面332与第二壳体340的内表面341之间的截留物腔室350打开。
在该实施例中,流体流入分离单元(如图3的向上箭头(“I”)所示)、根据图3的向下箭头流过分离单元并作为截留物(通过第一流体通道150和截留物出口或Ro)和渗透物(穿过渗透物出口或Po)。
图3示出分离单元100的各实施例中的流体流动路径。因为可渗透基质在其第一端面处或附近以及其第二端面处或附近由密封件120和121密封,所以流体可沿两个流路流过分离单元。流体可流过第二端板133上的入口(I)进入可渗透基质110、穿过可渗透基质110的通道115、穿过可渗透基质110的第一端面111、穿过选配歧管140、并通过第一流体通道150流出分离单元的壳体(或第一壳体330)。在图3所示的实施例中,截留物从第一壳体330的第一流体通道150流入形成在第一壳体330的外表面332与第二壳体340的内表面341之间的截留物腔室350。截留物然后通过截留物腔室出口180和连接板截留物出口221流出分离单元。
或者,流体可通过第二流体通道150(图3中的“I”)流入分离单元100、在可渗透基质110的第二端面112处进入可渗透基质110、跨越分离隔膜、穿过可渗透基质本体110、进入可渗透腔室345(图2A和2B中的145)并通过渗透物出口Po(图2A和2B中的145)流出分离单元。
图4是图3所示分离单元的实施例的分解图。图4示出第二壳体340、具有第一端板132的第一壳体330、安置在第二壳体内的歧管140、形成可渗透基质110与歧管140之间密封件的第一密封件120(或者在缺少歧管的情况下,第一密封件120形成可渗透基质与第一端板132的内表面之间的密封件)、可渗透基质110、形成可渗透基质110与第二端板133之间密封件的第二密封件121(或者在存在第二歧管的情况下,第二密封件121形成可渗透基质与第二歧管之间的密封件)、具有渗透物或渗透物腔室出口146和可与连接板入口210螺纹配合的第二流体通道150的第二端板133、形成第二端板133与连接板200之间的密封件以形成限定空间从而将渗透物腔室345与截留物腔室350分开并将渗透物出口220与截留物出口221分开的第三密封件123和第四密封件122。
流体的流动由箭头示出。例如,渗透物流入分离单元(I)、进入渗透物基质110、通过渗透物基质110的外表面113流出、进入渗透物腔室(参见图3的345或图2A和2B的145),并然后穿过渗透物腔室出口146、进入形成在第三密封件123与第四密封件122之间的空间、并然后通过连接板渗透物出口220流出连接板(Po)(参见图3的Po)。截留物流入分离单元(I)、穿过渗透物基质110的通道、穿过第一壳体330的第一流体通道150、进入截留物腔室350(未示出),截留物腔室350是形成在第一壳体330的外表面332与第二壳体340的内表面341(未示出)之间的空间。截留物然后通过连接板截留物出口221流出分离单元。这样,将单个流体流分成截留物(可例如是LoRON)和渗透物(可例如是HiRON)。
图5A和5B是在一实施例中安置在连接板200上本发明的壳体放置在座500内的平面图和剖视图。如图5A和5B所示,容纳可渗透隔膜110的壳体101可配装到连接板200,连接板200通过使用例如螺栓400形成压缩密封件而抵靠密封件122和123包含在座500内。在各实施例(见图2A和B)中,壳体可在将连接板安置到座500内之前拧到连接板200上。在其它实施例中,通过使用诸如密封环、O形环、垫圈等的密封件,壳体可与连接板分离,形成用于渗透物和截留物的流路。在各实施例中,燃料分离单元壳体通过压配合固定到座。
图6A和6B是在一实施例中配合在连接板上本发明的壳体的放置的平面图和剖视图。如图6A和6B所示,壳体101可具有从壳体101的连接板端部向外延伸的凸缘102。连接板具有螺钉230。凸缘500具有孔以允许螺钉230拧穿凸缘500,并可与螺母501拧紧。在该实施例中,可在壳体与连接板之间提供压配合。
对于本领域技术人员来说明显的是,可在本发明内作出各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种可更换燃料分离单元,包括:
可渗透基质,所述可渗透基质具有第一端面、第二端面、从所述第一端面延伸到所述第二端面的多个平行通道、以及外表面;
第一壳体,所述第一壳体构造和布置成容纳所述可渗透基质,并具有内表面,所述第一壳体包括第一端板和第二端板,所述第一端板包括第一流体通道和第一端板密封件,所述第一端板密封件构造和布置成在所述可渗透基质的所述第一端面处或附近形成所述第一端板与所述可渗透基质之间的密封,所述第二端板包括第二流体通道、渗透物出口和第二端板密封件,所述第二端板密封件构造和布置成在所述可渗透基质的所述第二端面处或附近形成所述第二端板与所述可渗透基质之间的密封件,以及构造和布置成与连接板形成能松开密封的连接件密封件;
渗透物腔室,所述渗透物腔室包括形成在所述渗透物基质的所述外表面与所述第一壳体的所述内表面之间的空间,
其中所述渗透物腔室通过所述第一端板密封件和所述第二端板密封件与所述可渗透基质的所述端面分开。
2.如权利要求1所述的分离单元,其特征在于,所述第一流体通道是入口,且所述第二流体通道是截留物出口。
3.如权利要求1所述的分离单元,其特征在于,所述第一流体通道是截留物出口,且所述第二流体通道是入口。
4.如权利要求1-3中任一项所述的燃料分离单元,其特征在于,所述连接板包括将包含所述可渗透隔膜的壳体可松开地附连到入口和渗透物出口的配件。
5.如权利要求4所述的燃料分离单元,其特征在于,所述壳体通过压配合固定到所述连接板。
6.如权利要求4所述的燃料分离单元,其特征在于,所述壳体通过螺钉配合固定到所述连接板。
7.如权利要求1-6中任一项所述的燃料分离单元,其特征在于,还包括所述连接板。
8.如权利要求7所述的燃料分离单元,其特征在于,所述连接板包括入口、渗透物出口和截留物出口。
9.如权利要求1-8中任一项所述的燃料分离单元,其特征在于,所述连接板包括用于容纳至少一个密封件的至少一个沟槽。
10.如权利要求1,2或3中任一项所述的燃料分离单元,其特征在于,所述第一壳体的所述第一端板和所述第二端板中的至少一个包括歧管,且其中所述第一端板和所述第二端板中至少一个与可渗透基质之间形成的密封件形成在所述歧管与所述可渗透基质之间。
11.如权利要求1,2,4-9中任一项所述的燃料分离单元,其特征在于,还包括第二壳体,所述第二壳体构造和布置成在所述第一壳体的外表面与第二壳体的内表面之间提供截留物腔室。
12.如权利要求1-11中任一项所述的分离单元,其特征在于,所述可渗透基质包括多孔陶瓷材料。
13.如权利要求12所述的分离单元,其特征在于,所述可渗透基质是圆柱形。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105020036A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 刘凤德 一种柴油机燃油转换自动调配器

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8580111B2 (en) * 2010-11-29 2013-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for separating fuel components
US9132388B2 (en) 2011-11-28 2015-09-15 Corning Incorporated Partition fluid separation
US20130289850A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 Coming Incorporated Powertrain Systems For Vehicles Having Forced Induction Intake Systems
CN106164462B (zh) * 2014-04-07 2018-11-30 本田技研工业株式会社 燃料供给装置
US10124294B2 (en) 2016-06-23 2018-11-13 Saudi Arabian Oil Company On-board fuel adjustment by molecular separation
US10378427B2 (en) 2017-03-31 2019-08-13 Saudi Arabian Oil Company Nitrogen enriched air supply for gasoline compression ignition combustion
US10508017B2 (en) 2017-10-13 2019-12-17 Saudi Arabian Oil Company Point-of-sale octane/cetane-on-demand systems for automotive engines
US10436126B2 (en) 2018-01-31 2019-10-08 Saudi Arabian Oil Company Adsorption-based fuel systems for onboard cetane on-demand and octane on-demand
US10378462B1 (en) 2018-01-31 2019-08-13 Saudi Arabian Oil Company Heat exchanger configuration for adsorption-based onboard octane on-demand and cetane on-demand
US10697412B2 (en) 2018-02-14 2020-06-30 Saudi Arabian Oil Company Onboard fuel separation for octane-on-demand using membrane distillation
US10408139B1 (en) 2018-03-29 2019-09-10 Saudi Arabian Oil Company Solvent-based adsorbent regeneration for onboard octane on-demand and cetane on-demand
US10422288B1 (en) 2018-03-29 2019-09-24 Saudi Arabian Oil Company Adsorbent circulation for onboard octane on-demand and cetane on-demand

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5766468A (en) * 1997-01-06 1998-06-16 Baldwin Filters, Inc. Dual media primary/secondary fuel filter
US5888384A (en) * 1996-10-26 1999-03-30 Filterwerk Mann & Hummel Gmbh Liquid filter
WO2009085261A2 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 Exxonmobil Research And Engineering Company Multiple fuel system for internal combustion engines
US20100224549A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Mann+Hummel Gmbh Filter Device for a Motor Vehicle

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4814087A (en) 1987-10-09 1989-03-21 Separation Dynamics, Inc. Fuel delivery system
FR2642328B1 (fr) * 1989-01-27 1991-04-12 Ceramiques Tech Soc D Procede d'assemblage dans un module d'un element rigide a membrane de separation, de filtration, ou de transformation catalytique
TW255835B (en) 1994-01-07 1995-09-01 Kubota Kk Filtration membrane module
JPH08226358A (ja) * 1995-02-20 1996-09-03 Wako Sangyo Kk 内燃機関燃料供給システム
US6126833A (en) 1999-02-22 2000-10-03 Ceramem Corporation Cross-flow filtration device with filtrate conduit network and method of making same
JP2001027655A (ja) * 1999-07-13 2001-01-30 Horiba Ltd 容量型センサの信号処理回路
US6258144B1 (en) 1999-10-20 2001-07-10 Jui-Fa Huang Air filtering device for a vehicle engine including interengaged filter members and a flow regulation member
US6478852B1 (en) * 2000-02-18 2002-11-12 Cms Technology Holdings, Inc. Method of producing nitrogen enriched air
JP2002128512A (ja) * 2000-10-16 2002-05-09 Noritake Co Ltd セラミック材、セラミック膜およびその利用
US6711893B2 (en) 2001-03-27 2004-03-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel supply apparatus for an internal combustion engine
JP2002348579A (ja) * 2001-05-23 2002-12-04 Nard Inst Ltd ゼオライト系分離膜を用いた炭化水素混合物の分離方法、および分離して炭化水素を得る方法
CA2351272C (en) 2001-06-22 2009-09-15 Petro Sep International Ltd. Membrane-assisted fluid separation apparatus and method
US8147699B2 (en) 2002-08-21 2012-04-03 Hpd, Llc Monolith filter apparatus and membrane apparatus, and method using same
US6972093B2 (en) * 2003-01-30 2005-12-06 Exxonmobil Research And Engineering Company Onboard fuel separation apparatus for an automobile
US7282147B2 (en) * 2003-10-07 2007-10-16 Phase Inc. Cleaning hollow core membrane fibers using vibration
JP4244786B2 (ja) 2003-11-07 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 車載用燃料分離装置
US7423192B2 (en) 2003-11-18 2008-09-09 Exxonmobil Research And Engineering Company Process and system for blending components obtained from a stream
US7364654B2 (en) * 2003-12-23 2008-04-29 Christopher Schulz In-home water treatment system
JP2006070148A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Denso Corp 給油装置および給油方法
TWI311921B (en) * 2004-12-22 2009-07-11 The separation of solid particles from the liquid in which they are dispersed
US7523724B2 (en) 2006-09-25 2009-04-28 Intelligent Energy, Inc. In transit desulfurization of widely available fuels
DE202005007871U1 (de) * 2005-05-13 2006-09-21 Mann + Hummel Gmbh Filtereinrichtung, insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen
EP1897602B1 (en) * 2005-06-30 2014-08-27 METAWATER Co., Ltd. Filtration device
US7524416B1 (en) 2005-08-25 2009-04-28 Bergmen Engineering, Inc. Spin-on oil filter adaptor for engines equipped with internal paper cartridge oil filters
JP2007160238A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ガス分離膜モジュールおよびガス分離方法
JP5399233B2 (ja) 2006-03-20 2014-01-29 ラサーク 流体コネクタ
US20080006333A1 (en) 2006-06-27 2008-01-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Structure of a fuel tank for a multi-fuel system
AU2007318453B2 (en) * 2006-11-06 2012-08-09 Ngk Insulators, Ltd. Separation membrane-porous material composite and method for manufacturing the same
JP2008221177A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱水用膜分離装置
JP2009127610A (ja) * 2007-11-28 2009-06-11 Wako Filter Technology Kk 燃料フィルタ
JP5093032B2 (ja) * 2008-09-29 2012-12-05 トヨタ紡織株式会社 分離器
EP2409758A4 (en) * 2009-03-16 2013-07-31 Ngk Insulators Ltd STRUCTURE HAVING ZEOLITIC SEPARATION MEMBRANE, PRODUCTION METHOD THEREFOR, METHOD FOR SEPARATING MIXED FLUIDS, AND DEVICE FOR SEPARATING MIXED FLUIDS
US8240332B1 (en) * 2009-04-20 2012-08-14 Aeromotive, Inc. Internally mounted/externally accessible fuel supply unit for a fuel sump
WO2011004660A1 (ja) * 2009-07-10 2011-01-13 日本碍子株式会社 炭素膜の製造方法、炭素膜、及び分離装置
WO2011018919A1 (ja) * 2009-08-13 2011-02-17 日本碍子株式会社 混合物用分離膜、それを用いた混合物の組成変化方法、及び混合物分離装置
US9102445B2 (en) * 2011-04-27 2015-08-11 Caterpillar Inc. Tank assembly having twist-and-lock mounting flange

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5888384A (en) * 1996-10-26 1999-03-30 Filterwerk Mann & Hummel Gmbh Liquid filter
US5766468A (en) * 1997-01-06 1998-06-16 Baldwin Filters, Inc. Dual media primary/secondary fuel filter
WO2009085261A2 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 Exxonmobil Research And Engineering Company Multiple fuel system for internal combustion engines
US20100224549A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Mann+Hummel Gmbh Filter Device for a Motor Vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105020036A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 刘凤德 一种柴油机燃油转换自动调配器

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Publication number Publication date
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EP2726727A1 (en) 2014-05-07

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