DE102010061142A1

DE102010061142A1 - Metallentfernendes Agens und metallentfernender Filter

Info

Publication number: DE102010061142A1
Application number: DE102010061142A
Authority: DE
Inventors: Asaki IWATA; Hiroki Kuriyama; Shozo Ikejima; Minoru Funahashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2011-09-01
Also published as: US20110139702A1; US8633282B2; CN102181300A; JP2011122520A; JP5040986B2

Abstract

Ein metallentfernendes Agens (3) ist in der Lage, Metallcluster und Metallionen aus Kraftstoff mit einer hohen Wirksamkeit zu entfernen. Das metallentfernende Agens (3) ist aus einem Harz bzw. Kunstharz gefertigt, welches eine anionische funktionelle Gruppe einer funktionellen Gruppendichte innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml hat. Die anionische Funktionalgruppe, welche in dem metallentfernenden Agens (3) enthalten ist, ist wenigstens eine gewählt aus einer Sulfonatgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Sulfatgruppe, einer Thiolgruppe, einer Phosphatgruppe, einer Phosphonatgruppe, einer Imino-Di-Essigsäuregruppe und einer Aminophosphatgruppe. Ein metallentfernender Filter (1, 11) hat einen Behälter (2, 7) und das metallentfernende Agens (3). Der Behälter (2, 7) nimmt das metallentfernende Agens (3) auf.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung nimmt Bezug auf die und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-280841 , welche am 10. Dezember 2009 eingereicht wurde, wobei die Inhalte dieser hiermit durch Bezugnahme eingebunden werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein metallentfernendes Agens, welches in der Lage ist, Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, zu entfernen und auf einen metallentfernenden Filter, welcher das metallentfernende Agens darin hat, welcher in der Lage ist, Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, einzufangen bzw. zu erfassen und die eingefangenen bzw. erfassten Metallcluster mit hoher Wirksamkeit aus dem Kraftstoff zu entfernen.
2. Beschreibung verwandter Technik
Es gibt ein Kraftstoffzuführungssystem, um einer internen Verbrennungsmaschine Kraftstoff zur Verfügung zu stellen. Im Allgemeinen weist das Kraftstoffzuführungssystem einen Kraftstofftank und Injektoren bzw. Einspritzvorrichtungen auf. Der Kraftstofftank bevorratet Kraftstoff wie beispielsweise Diesel. Jeder der Injektoren spritzt den Kraftstoff, welcher von dem Kraftstofftank zur Verfügung gestellt wird, in die Zylinder der internen Verbrennungsmaschine ein. Herkömmliche Techniken haben solch ein Kraftstoffzuführungssystem, wie beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. JP 2006-105092 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. JP 2009-052562 offenbart, offenbart.
Im Allgemeinen ist jeder der Injektoren hauptsächlich aus einem Düsenkörper und einer Nadel zusammengesetzt. Der Düsenkörper hat ein Einspritzloch, durch welches unter hohem Druck stehender Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder der internen Verbrennungsmaschine eingespritzt wird. Das Einspritzloch wird durch die Nadel geöffnet und geschlossen, wenn sich die Nadel in dem Düsenkörper nach oben und nach unten bewegt. Detaillierter ist solch ein Injektortyp weiterhin aus einer gleitenden Einheit einer zylindrischen Form, einer Einführeinheit einer kleinen zylindrischen Form und einer Druckempfangseinheit bzw. Druckaufnahmeeinheit zusammengesetzt. Die gleitende Einheit wird in dem Düsenkörper bewegt. Die Einführeinheit der kleinen zylindrischen Form ist in der Größe kleiner als die gleitende Einheit. Die Druckaufnahmeeinheit verbindet die Einführeinheit und die gleitende Einheit miteinander.
Der Düsenkörper hat eine Führungseinheit und eine Kraftstoffspeicherkammer. Die Führungseinheit stützt die Einführeinheit gleitend ab. Die Kraftstoffspeicherkammer ist an der Kraftstoffeinspritzseite der Führungseinheit gebildet und speichert Kraftstoff temporär. Die Kraftstoffspeicherkammer ist mit der Einführeinheit verbunden.
Unter hohem Druck stehender Kraftstoff wird der Kraftstoffspeicherkammer zur Verfügung gestellt, um den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder der internen Verbrennungsmaschine einzuspritzen. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird durch einen Spalt zwischen der gleitenden Einheit und der Führungseinheit hindurchgeführt (is leaked).

Im Übrigen enthält Kraftstoff für Dieselmaschinen im Allgemeinen eine Spur von metallischen Komponenten. Die folgende Tabelle 1 zeigt die Durchschnittsmenge von Metall, welche in Kraftstoff enthalten ist, welcher in 49 Ländern in der Welt verwendet wird. Tabelle 1

Metall	Na	K	Cu	Fe	Mn	Ni	Zn	Ca	Gesamt
Durchschnittsgehalt (ppm)	0,014	0,016	0,033	0,017	0,007	0,0004	0,059	0,043	0,19
Ionisationsgrad (%)*	28,1	unbekannt	23,1	11,2	unbekannt	unbekannt	21,4	2,1	-

* Ionisationsgrad (%): Prozentzahl von Ionen im Durchschnittsgehalt (ppm)

Metallkomponenten wie beispielsweise Na und Zn, welche in Kraftstoff enthalten sind, werden in dem Spalt zwischen der gleitenden Einheit und der Führungseinheit in dem Injektor, welcher den oben beschriebenen Aufbau hat abgelagert und angesammelt.
Die angesammelten Metallkomponenten verhindern, dass sich die gleitende Einheit in dem Injektor problemlos bzw. reibungslos bewegt.
Um den obigen Nachteil zu vermeiden, haben die herkömmlichen Dokumente verschiedene verbesserte Techniken vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die japanische Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. H03-59012 einen Filter, welcher ein chelatbildendes Harz hat, und die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2006-105092 und die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2009-052562 haben ein Kraftstoffversorgungssystem offenbart, welches mit einem Metallionenaustauschmittel ausgestattet ist.
Es ist jedoch schwierig für die herkömmlichen Techniken, angemessen zu verhindern, dass Metallkomponenten, welche in Kraftstoff enthalten sind, in dem Spalt zwischen der gleitenden Einheit und der Führungseinheit des Injektors abgelagert und angesammelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Fachmann hat gewusst, dass Kraftstoff im Allgemeinen Metallpulver, welches eine Partikelgröße von nicht weniger als 100 nm hat und Metallionen enthält. Die Erfinder studierten gemäß der vorliegenden Erfindung Metallkomponenten, welche in Kraftstoff enthalten sind und machten ausfindig, dass Kraftstoff Metallcluster, welche eine Partikelgröße von mehreren bzw. einigen nm haben, zusätzlich zu Metallpulver, welches eine Partikelgröße von nicht weniger als 100 nm hat, und Metallionen enthält. Die Anwesenheit von solchen Metallclustern, welche eine hohe chemische Reaktivität haben, würde die Ablagerung von Metallkomponenten in den Injektoren einer internen Verbrennungsmaschine verursachen. Die herkömmlichen Techniken können Metallionen und Metallpulver entfernen, sie können jedoch solche Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, nicht entfernen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein metallentfernendes Agens bereitzustellen, welches in der Lage ist, Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, zu entfernen und einen metallentfernenden Filter, welcher in der Lage ist, das metallentfernende Agens zu haben, welches in der Lage ist, mit hoher Effizienz zu unterdrücken, dass Metallcluster in jedem der Injektoren in einer internen Verbrennungsmaschine abgelagert und angesammelt werden.
Um die obigen Zwecke zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein metallentfernendes Agens bereit, welches Metallcluster, welche in Kraftstoff beinhaltet sind, einfängt und die Metallcluster aus dem Kraftstoff entfernt, wobei das metallentfernende Agens aus einem Harz bzw. Kunstharz gefertigt ist, welches eine anionische funktionelle Gruppe mit einer funktionellen Gruppendichte (oder Konzentration) innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml hat.
Das metallentfernende Agens gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus einem Harz bzw. Kunstharz gefertigt, welches eine anionische funktionelle Gruppe einer vorbestimmten funktionellen Gruppendichte hat, welche innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml ist. Das metallentfernende Agens, welches die obige Struktur hat, kann wirksam und angemessen Metallcluster aus Kraftstoff entfernen, welche eine hohe chemisch-reaktive Eigenschaft haben. Demnach kann das metallentfernende Agens gemäß der vorliegenden Erfindung Metallcluster aus Kraftstoff entfernen und unterdrücken, dass Metallkomponenten an einem Spalt zwischen einer gleitenden Einheit und einer Führungseinheit in jedem der Injektoren einer internen Verbrennungsmaschine abgelagert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein metallentfernender Filter bereitgestellt, welcher aus einem Behälter und dem vorstehend beschriebenen metallentfernenden Agens aufgebaut ist. Das metallentfernende Agens ist in dem Behälter des metallentfernenden Filters platziert.
Es ist dadurch möglich, dass der metallentfernende Filter angemessen Metallcluster aus Kraftstoff entfernt, welche eine hohe chemisch-reaktive Eigenschaft haben. Dies kann verhindern, dass Metallkomponenten, welche in dem Kraftstoff enthalten sind, im Inneren bzw. an der Innenseite jedes der Injektoren einer internen Verbrennungsmaschine abgelagert werden, d. h. dass sie an dem Spalt zwischen der gleitenden Einheit und der Führungseinheit in jedem der Injektoren einer internen Verbrennungsmaschine abgelagert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch ein Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine Ansicht ist, welche einen Aufbau eines metallentfernenden Filters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 eine Ansicht ist, welche einen Aufbau eines metallentfernenden Filters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hierin werden nachstehend verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder Bezugszahlen gleiche bzw. ähnliche oder äquivalente Komponenten bzw. Bauteile in den verschiedenen Zeichnungen.
Erste Ausführungsform
Eine Beschreibung eines metallentfernenden Agens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gegeben werden.
Die erste Ausführungsform zeigt das Verfahren zum Herstellen verschiedener Typen von metallentfernenden Agens als Evaluierungsproben E1 bis E6 und Vergleichsproben C1 und C2 und zeigt auch die Evaluierungsergebnisse dieser Proben als metallentfernende Agens.
Die metallentfernenden Agens (als Evaluierungsproben E1 bis E14) gemäß der ersten Ausführungsform wurden aus Harz bzw. Kunstharz gefertigt, welches eine anionische funktionelle Gruppe mit einer funktionellen Gruppendichte (oder Konzentration) innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml enthält.
Die erste Ausführungsform stellte die verschiedenen Typen der Evaluierungsproben E1 bis E14 und die Vergleichsproben C1 bis C6 als metallentfernende Agens bereit.
Zuerst wurde die Evaluierungsprobe E1, welche eine Sulfonatgruppe als anionische funktionelle Gruppe enthält, durch das untenstehend beschriebene Verfahren hergestellt.
Rauchende Schwefelsäure (oder Oleum) einer Konzentration von 30 Gew.-% (Gewichtsprozentkonzentration, hergestellt durch Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und Di-Chlormethan wurden zusammengemischt, um einen Liter einer Mischung von rauchender Schwefelsäure von 1,6 Gew.%-Konzentration herzustellen.
Als nächstes wird Poly(Styren-Divinylbenzen) (100~200 mesh, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) der resultierenden Mischung beigefügt.
Die resultierende Mischung wurde über eine Stunde (Reaktionszeitdauer) bei Raumtemperatur gemischt, um eine Sulfonierungsreaktion durchzuführen.
Als nächstes wurde das Lösemittel bzw. Lösungsmittel aus der resultierenden Mischung entfernt. Die resultierende Mischung wurde dreimal mit 100 ml Reinwasser bzw. destilliertem Wasser gewaschen und bei Raumtemperatur unter niedrigem Druck getrocknet. Dies stellte ein metallentfernendes Agens her, welches aus den sulfonierten Produkten von Poly(Styren-Divenylbenzen) gefertigt ist. Dieses Produkt ist die Evaluierungsprobe E1.
Die funktionelle Gruppendichte der anionischen funktionellen Gruppe (Sulfonatgruppe), welche in der Evaluierungsprobe E1 enthalten ist, wurde erfasst bzw. ermittelt.
Besonders wurde die Evaluierungsprobe E1 in Wasser gelöst. Eine Neutralisierungstitration wurde unter Verwendung von Natriumhydroxidlösung durchgeführt, um eine funktionelle Gruppendichte der Evaluierungsprobe E1 als Ionenaustauschäquivalent zu ermitteln.
Eine Durchschnittspartikelgröße der Evaluierungsprobe E1 wurde ebenfalls ermittelt unter Verwendung von Partikelgrößenverteilungs-Messinstrumenten.
Tabelle 3 zeigt die Zeitdauer der Sulfonierungsreaktion bei der Herstellung der Evaluierungsprobe E1, die funktionelle Gruppendichte und die Durchschnittspartikelgröße der Evaluierungsprobe E1.
Die erste Ausführungsform stellte auch andere Evaluierungsproben E2, E3, E4, E5 und E6 und andere Vergleichsproben C1 und C2 her, welche sieben Typen von metallentfernenden Agens hatten, welche aus sulfonierten Produkten von Poly(Styren-Divenylbenzen) gefertigt wurden, welche verschiedene funktionelle Gruppendichten haben. Diese Evaluierungsproben E2 bis E6 und die Vergleichsprobe C1 und C2 wurden durch eine Veränderung ihrer Reaktionszeitdauer hergestellt.
Die erste Ausführungsform ermittelte die Zeitdauer der Sulfonierungsreaktion, die funktionelle Gruppendichte und die durchschnittliche Partikelgröße jeder der Evaluierungsproben E1 bis E6 und der Vergleichsproben C1 und C2. Die Errmittlungsergebnisse bzw. Messergebnisse dieser Proben werden in Tabelle 3 gezeigt werden.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform die Evaluierungsproben E7 und E8 und Vergleichsprobe C3 als die metallentfernenden Agens durch das folgende Verfahren her. Diese metallentfernenden Agens enthalten eine Sulfatgruppe.
Als erstes wurden eine erste Lösung und eine zweite Lösung dargestellt. In der ersten Lösung wurden 45,0 g Pyridin in 120 ml Dichlorethan gelöst. In der zweiten Lösung wurden 33,0 g Chlorsulfonsäure in 80 ml Dichlorethan gelöst.
Als nächstes tropfte die zweite Lösung schrittweise bzw. allmählich bei einer Temperatur von 0°C in die erste Lösung und die Mischungslösung der ersten Lösung und der zweiten Lösung wurden über eine Stunde zusammengemischt.
Als nächstes wurden 5 g Polyvenylalkohol (hergestellt durch Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) der resultierenden Mischungslösung hinzugefügt und dann über vier Stunden (Reaktionszeitdauer) bei 60°C gemischt.
Als nächtes wurde Lösungsmittel aus der Mischungslösung entfernt und zweimal gewaschen unter Verwendung von 100 ml Ether und dann 100 ml Reinwasser bzw. destilliertem Wasser. Die Mischungslösung wurde dann unter einem niedrigen Druck getrocknet. Dies stellte das metallentfernende Agens als die Evaluierungsprobe E7, welche aus sulfatierten Produkten von Polyvinylalkohol hergestellt ist, her.
Die erste Ausführungsform stellte weiterhin andere Evaluierungsproben E8 und E9 als das metallentfernende Agens her, welche aus sulfatierten Produkten von zwei Typen von Polyvinylalkohol hergestellt wurden, welche unter Verwendung verschiedener Reaktionszeitdauern hergestellt wurden.
Tabelle 3 zeigt weiterhin die Zeitdauer der Sulfatierungsreaktion bei der Herstellung der Evaluierungsproben E7, E8 und der Vergleichsprobe C3, die funktionelle Gruppendichte und die durchschnittliche Partikelgröße der Evaluierungsproben E7 und E8 und der Vergleichsprobe C3.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform Evaluierungsproben E9 und E10 und eine Vergleichsprobe C4 als das metallentfernende Agens, welche eine Carboxylgruppe als anionische funktionelle Gruppe enthalten, durch das folgende Verfahren her.
Das heißt 100 ml Schwefelsäure (57 Gew.%-Konzentration) wurden 5 g Poly(Butadien Acrylonitril) (hergestellt durch Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) hinzugefügt und die resultierende Mischungslösung wurde über fünf Stunden (Reaktionszeitdauer) erwärmt, um sie rückzuströmen (reflux).
Als nächstes wurde die resultierende Mischungslösung dreimal unter Verwendung von 100 ml Reinwasser bzw. destilliertem Wasser gewaschen und dann bei Raumtemperatur unter niedrigem Druck getrocknet, um die Evaluierungsprobe E9 als das metallentfernende Agens, welches aus einer Carboxylverbindung von Poly(Butadien Acrylonitril) gefertigt ist, herzustellen.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform die Evaluierungsprobe E10 und die Vergleichsprobe C4, welche verschiedene funktionelle Gruppendichten des Poly(Butadien Acrylonitril) haben, unter Verwendung einer anderen Reaktionszeitdauer her, welche unterschiedlich von derjenigen der Probe E9 ist.
Tabelle 3 zeigt auch die Reaktionszeitdauer jeder der Evaluierungsproben E9, E10 und der Vergleichsprobe C4, die funktionelle Gruppendichte und die durchschnittliche Partikelgröße der Evaluierungsproben E9, E10 und der Vergleichsprobe C4.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform weiterhin Evaluierungsproben E11, E12 und eine Vergleichsprobe C5 als das metallentfernende Agens, welche eine Thiol-Gruppe als die anionische funktionelle Gruppe haben, durch das folgende Verfahren her.
Als erstes wurden 10 g Natriumhydrosulfid (70 Gew.%-Konzentration, hergestellt durch Junsei Chemical Co., Ltd.) und 20 g Reinwasser bzw. destilliertes Wasser zusammengemischt. Als nächstes wurden der resultierenden Mischungslösung 2 g Polyvinylchlorid (hergestellt durch Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) hinzugefügt, während die Mischungslösung bei einer Temperatur von 50°C über fünf Stunden (Reaktionszeitdauer) gemischt wurde.
Als nächstes wurde die resultierende Mischungslösung dreimal unter Verwendung von 100 ml Reinwasser bzw. destilliertem Wasser gewaschen und bei Raumtemperatur unter niedrigem Druck getrocknet, um die Evaluierungsprobe E11 des metallentfernenden Agens, welches aus einer Thiol-Verbindung aus Polyethylen gefertigt ist, herzustellen.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform dann die Evaluierungsprobe E11 und die Vergleichsprobe C5, welche aus zwei Typen von Thiol-Verbindungen gefertigt sind, welche eine verschiedene funktionelle Gruppendichte haben, unter Verwendung einer anderen Reaktionszeitdauer her, welche unterschiedlich von derjenigen der Evaluierungsprobe E11 ist.
Tabelle 3 zeigt weiterhin die Reaktionszeitdauer jeder der Evaluierungsproben E11, E12 und C5 und die funktionelle Gruppendichte und durchschnittliche Partikelgröße der Evaluierungsproben E11 und E12 und der Vergleichsprobe C5.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform weiterhin die Evaluierungsproben E13 und E14 und die Vergleichsprobe C5 als das metallentfernende Agens, welche eine Sulfonatsäuregruppe bzw. Sulfonsäuregruppe als die anionische funktionelle Gruppe enthalten, durch das folgende Verfahren her.
Als erstes wurden 5 g Poly(Styren-Divenylbenzen) (100 bis 200 mesh, hergestellt durch Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 100 ml Chloroform hinzugefügt und 30 ml Chlormethylmethyl-Ether (hergestellt durch Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) und 0,3 g Aluminiumchlorid (hergestellt durch Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) wurden weiterhin zu der Mischungslösung hinzugefügt. Die resultierende Mischungslösung wurde bei 0°C über sechs Stunden (Reaktionszeitdauer) gemischt, um chlormethyliertes Polystyren herzustellen.
50 ml Phosphortrichlorid (hergestellt durch Sigma-Aldrich Corporation) und 20 g Aluminiumchlorid wurden 5 g chlormethyliertem Polystyren hinzugefügt, um diese bei 80°C für sechs Stunden zu reagieren.
Der feste Bestandteil wurde von der Mischungslösung extrahiert, dann in 100 ml Natriumhydroxidlösung von 2 mol/l Konzentration eingetaucht und letztendlich dreimal mit Reinwasser bzw. destilliertem Wasser gewaschen. Der Festkörper bzw. der feste Bestandteil wurde dann in Salpetersäure (hergestellt durch Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) getaucht, um oxidiert zu werden und um die Evaluierungsprobe E13 als das metallentfernende Agens, welches aus phosphonierten Produkten von Poly(Styren-Divenylbenzen) gefertigt ist, herzustellen.
Als nächstes stellte die erste Ausführungsform die Evaluierungprobe E14 und die Vergleichsprobe C6, welche aus zwei Typen von phosphonierten Produkten von Poly(Styren-Divenylbenzen) gefertigt sind, her, welche eine unterschiedliche funktionelle Gruppendichte durch eine Verwendung einer anderen Reaktionszeitdauer haben, welche unterschiedlich ist von derjenigen der Probe E13.
Tabelle 3 zeigt die Reaktionszeitdauer jeder der Evaluierungsproben E13 und E14 und der Vergleichsprobe C6, die funktionelle Gruppendichte und die durchschnittliche Partikelgröße der Evaluierungsproben E13 und E14 und der Vergleichsprobe C6.
Als nächstes evaluiert die erste Ausführungsform die Funktion jeder der Evaluierungsproben E1 bis E14 und der Vergleichsproben C1 bis C6, um Metallcluster aus Kraftstoff zu entfernen.
Als erstes wurden zwei Typen von Kraftstoff, Kraftstoff A und Kraftstoff B bereitgestellt bzw. dargestellt. Kraftstoff A wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.
500 ml Naphthensäure (hergestellt durch Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) wurde in 1 kg Leichtöl (wie JIS Nr. 2 von Japanese Industrial Standards Committee) gelöst. Das Ölgemisch bzw. die Ölmischung wurde unter Verwendung eines Filters, welcher Poren (oder eine durchschnittliche Porengröße) von 0,1 μm hat, gefiltert, um Metallpulver, welches in dem Leichtöl enthalten ist, zu entfernen.
Als nächstes wurde die Gesamtmetallkonzentration von Kraftstoff A durch ICP-MS (Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma, Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy) (ICP-MS 7000 Serie, hergestellt durch Agilent Technologies Ltd.) ermittelt.
Kraftstoff A wurde dann unter Verwendung von Leichtöl JIS Nr. 2 verdünnt, um eine Gesamtmetallkonzentration von ungefähr 2 ppm zu haben.
Tabelle 2 zeigt die Gesamtmetallkonzentration von Kraftstoff A nach der Vollendung der Anpassung der Kraftstoffkonzentration.
Die Betriebsbedingung des ICP-MS war wie folgt:
Plasmabedingungen: RF-Leistung von 1600 kW,
Trägergas: 0,5 l/min,
Reaktionsgas: anwesend,
Zerstäuber- bzw. Verneblertemperatur: 5°C, und
Lösungsmittel: Xylen.
Kraftstoff B wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.
500 mg Zink-Neodecanoat bzw. Zink-Carboxylat (hergestellt durch Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) wurde in 1 kg Leichtöl (wie JIS Nr. 2 von Japanese Industrial Standards Committee) gelöst. Dieses Ölgemisch wurde unter Verwendung eines Filters, welcher Poren von 0,1 μm hat, gefiltert, um Metallpulver, welches in dem Leichtöl enthalten ist, zu entfernen.
Als nächtes wurde die Gesamtmetallkonzentration von Kraftstoff B durch ICP-MS (ICP-MS 7000 Serie, hergestellt von Agilent Technologies, Ltd.) ermittelt.
Kraftstoff B wurde dann unter Verwendung von Leichtöl JIS Nr. 2 verdünnt, um eine Gesamtmetallkonzentration von ungefähr 2 ppm zu haben.
Tabelle 2 zeigt die Gesamtmetallkonzentration von Kraftstoff B nach der Fertigstellung des Anpassens der Kraftstoffkonzentration.
Wie bei der Herstellung von Kraftstoff A vorstehend beschrieben, war die Betriebsbedingung der ICP-MS wie folgt:
Plasmabedingungen: RF-Leistung von 1600 kW,
Trägergas: 0,5 l/min,
Reaktionsgas: anwesend,
Verneblertemperatur: 5°C, und
Lösungsmittel: Xylen.
Als nächstes wurde die Metallionenkonzentration des Kraftstoffes A und des Kraftstoffes B unter Verwendung von Ionenchromatographie ermittelt.
Besonders wurden jeder des Kraftstoffes A und des Kraftstoffes B mit Reinwasser bzw. destilliertem Wasser mit einem Volumenverhältnis von 1:10 (Kraftstoff: destilliertem Wasser) gemischt, für eine Minute geschüttelt und für einen Tag stehengelassen. Dies extrahiert Metallionen aus dem Kraftstoff in die Wasserphase.
Als nächstes wurde die Konzentration von Metallionen, welche in der extrahierten Wasserphase enthalten ist, unter Verwendung einer Ionenchromatographieeinrichtung HIC-NS (hergestellt durch Shimadzu Corporation) ermittelt. Die Betriebsbedingung der Ionenchromatographieeinrichtung war wie folgt.
Verwendete Kolonne (column): Shin-Pacs IC-C4,
Lösungsmittel: Oxalsäure von 2,5 mM,
Flussrate der Pumpe: 1 l/min,
Ofentemperatur: 40°C,
Analysierzeitdauer: 23 min, und
Probenmenge: 50 μL.
Die Metallclusterkonzentration wurde durch Subtrahieren der ermittelten Metallionenkonzentration von der Gesamtmetallkonzentration berechnet.
Tabelle 2 zeigt die Metallionenkonzentration und die Metallclusterkonzentration in Kraftstoff A und Kraftstoff B. Tabelle 2

Kraftstoff Impfmetall Gesamtmetallkonzentration (ppm) Metallionenkonzentration (ppm) Metallclusterkonzentration (ppm)

A Na 2,0 0,6 1,4

B Zn 1,9 0,4 1,6
Als nächstes wurden jede der Evaluierungsproben E1 bis E14 und die Vergleichsproben C1 bis C6 bei 100 Grad Celsius über vier Stunden getrocknet und dann in eine Kolonne bzw. Säule, welche aus Glas gefertigt ist (SPC-Chromatographiekolonne, deren innerer Durchmesser 15 mm ist) gesetzt.
Als nächstes wurde Kraftstoff A von 100 ml der Kolonne zugeführt bzw. zur Verfügung gestellt und die Konzentration von Metallionen (Natriumionen), welche im Kraftstoff enthalten sind, welcher von der Kolonne floss, wurde durch die Ionenchromatographie ermittelt. Die Metallcluster wurden basierend auf der ermittelten Metallionenkonzentration berechnet.
Der Grad (%) der Entfernung der Metallionen und das Verhältnis (%) des Entfernens der Metallcluster wurden auf Basis der Metallionenkonzentration und der Metallclusterkonzentration von Kraftstoff A vor dem Strömen in die Kolonne (siehe Tabelle 2) und der Metallionenkonzentration und der Metallclusterkonzentration von Kraftstoff A nach dem Strömen aus der Kolonne berechnet. Tabelle 3 zeigt die Berechnungsergebnisse.

In der obigen Berechnung kann der Grad A des Entfernens der Metallionen (Metallcluster) durch die folgende Formel berechnet werden:

A = (B – C)/B × 100,

wobei B die Konzentration von Metallionen (Metallclustern) im Kraftstoff vor dem Strömen in die Kolonne ist, und C die Konzentration von Metallionen (Metallclustern) ist, welche im Kraftstoff enthalten ist, nach dem Strömen aus der Kolonne ist. Tabelle 3

Proben-Nummer	Reaktionszeitdauer (Stunden)	Anionische funktionelle Gruppe	funktionelle Gruppendichte (mmol/ml)	Durchschnittspartikelgröße (μm)	Metallentfernungsgrad (%)
					Na Cluster	Na Ion	Zn Cluster	Zn Ion
E1	1	Sulfonatgruppe	3,4	140	55	23	60	50
E2	2	Sulfonatgruppe	6,3	141	65	48	76	73
E3	3	Sulfonatgruppe	8,2	155	76	48	84	75
E4	3,5	Sulfonatgruppe	9,1	187	86	70	94	78
E5	4	Sulfonatgruppe	12,5	190	92	73	98	85
E6	6,5	Sulfonatgruppe	20,3	224	97	82	99	88
E7	4	Sulfatgruppe	4,6	121	69	47	70	55
E8	24	Sulfatgruppe	21,7	134	88	68	94	73
E9	5	Carboxylgruppe	8,5	248	68	40	78	75
E10	7	Carboxylgruppe	10,2	282	81	53	88	80
E11	5	Thiolgruppe	7,5	173	63	43	76	70
E12	6	Thiolgruppe	8,6	177	81	58	89	75
E13	6	Phosphonatgruppe	8,6	158	62	47	77	45
E14	8	Phosphonatgruppe	9,8	172	81	53	88	70
Cl	1/3	Sulfonatgruppe	1,1	136	27	53	28	58
C2	8	Sulfonatgruppe	27,3	239	-	-	-	-
C3	1	Sulfatgruppe	1,3	89	26	42	37	53
C4	1	Carboxylgruppe	1,6	209	12	20	21	20
C5	1/2	Thiolgruppe	1,5	167	9	18	23	55
C6	1/2	Phosphonatgruppe	0,3	131	6	12	9	28

Wie aus Tabelle 3 verstanden werden kann, ist es für die Evaluierungsgruppen E1 bis E14, welche die funktionelle Agensdichte innerhalb des Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml als das metallentfernende Agens haben, Metallcluster, welche im Kraftstoff enthalten sind, welche auch in dem Kraftstoff enthalten sind, angemessen zu entfernen zusätzlich zu Metallionen.
Andererseits haben, obwohl die Vergleichsproben C1, C3, C4, C5 und C6 eine relativ gute Fähigkeit zum Entfernen von Metallionen haben, diese Vergleichsproben C1, C3, C4, C5 und C6 nicht die Fähigkeit, angemessen Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, zu entfernen.
Es war unmöglich, die Vergleichsprobe C2 in der Funktion zum Entfernen von Metallclustern und Metallionen, welche in Kraftstoff enthalten sind, zu evaluieren, da die Sulfonatgruppe degradiert und in Kraftstoff gelöst war. Diese Degradierung oder Dekomposition und Lösung der Sulfonatgruppe in Kraftstoff kann aus dem Evaluierungsexperiment, welches die Ionenchromatographie verwendet hat, verstanden werden.
Wie obenstehend im Detail beschrieben ist, ist es gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die metallentfernenden Agens (die Evaluierungsproben E1 bis E14), welche die funktionelle Agensdichte innerhalb des Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml haben, möglich, eine vortreffliche Funktion zum Entfernen von Metallclustern zu haben, welche in Kraftstoff enthalten sind.
Zweite Ausführungsform
Eine Beschreibung des metallentfernenden Filters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 gegeben werden.
1 ist eine Ansicht, welche einen Aufbau des metallentfernenden Filters 1, welcher das metallentfernende Agens hat, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, hat der metallentfernende Filter 1 einen Behälter 2 einer ungefähr zylindrischen Form und das metallentfernende Agens 3. Das metallentfernende Agens 3 ist eines der Evaluierungsproben E1 bis E14 gemäß der ersten Ausführungsform und hat die funktionelle Agensdichte (oder -konzentration) innerhalb des Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml, welche in der Lage ist, Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, mit hoher Wirksamkeit zu entfernen.
Der Behälter 2 nimmt das metallentfernende Agens 3 auf. Der metallentfernende Filter 1 hat weiterhin ein Kraftstoffelement 5. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Kraftstoffelement 5 in dem Behälter 2 derart platziert, dass das Kraftstoffelement 5 und das metallentfernende Agens 3 gestapelt sind. Das heißt, der Raum zwischen einem Paar von Gittern bzw. Netzen 41 und 42 ist mit dem metallentfernenden Agens 3 gefüllt.
Der Behälter 2, welcher eine ungefähr zylindrische Form hat, hat einen Kraftstoffeinlassteil 61 und einen Kraftstoffauslassteil 62. Der Kraftstoffeinlassteil 61 und der Kraftstoffauslassteil 62 sind an beiden Enden des metallentfernenden Filters 1 gebildet. Das heißt, dass, wie in 1 gezeigt ist, der Kraftstoffeinlassteil 61 an dem Bodenteil des Behälters 2 in vertikaler Richtung, nämlich der longitudinalen Richtung des metallentfernenden Filters 1 gebildet ist, wenn der metallentfernende Filter in Betrieb platziert ist.
Das metallentfernende Agens 3 kann aus einer der Evaluierungsproben E1 bis E14 gemäß der ersten Ausführungsform ausgewählt sein.
Wie in 1 gezeigt ist, wird Kraftstoff in den Behälter 2 durch den Kraftstoffeinlassteil 61 eingeführt und tritt durch das Gitter 41 und das metallentfernende Agens 3 hindurch. Der Kraftstoff tritt dann durch das Gitter 42 und das Kraftstoffelement 5 hindurch und fließt zu der Außenseite des metallentfernenden Filters 1 durch den Kraftstoffauslassteil 62 aus.
Es ist demzufolge für den metallentfernenden Filter 1 möglich, Metallionen und Metallcluster, welche in dem Kraftstoff enthalten sind, mit hoher Wirksamkeit zu entfernen. Weiterhin kann das Kraftstoffelement 5 Fremdsubstanzen und Metallpulver, welches in dem Kraftstoff enthalten ist, entfernen.
Weiterhin ist es, da das Kraftstoffelement 5 an der stromabwärtigen Seite des metallentfernenden Agens 3 platziert ist, für das Kraftstoffelement 5 möglich, Harz- bzw. Kunstharzfragmente zu entfernen, auch wenn das Harz bzw. Kunstharz des metallentfernenden Agens 3 gebrochen ist. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass Harz- bzw. Kunstharzfragmente zu der stromabwärtigen Seite des metallentfernenden Filters 1 ausfließen.
Weiterhin ermöglicht es dies, da das metallentfernende Agens 3 und das Kraftstoffelement 5 in demselben Behälter 2 des metallentfernenden Filters 1 platziert sind, die Gesamtgröße des metallentfernenden Filters 1 zu verringern und weiterhin die Herstellungskosten des metallentfernenden Filters 1 zu senken.
Weiterhin ist es, da das metallentfernende Agens 3 und das Kraftstoffelement 5 zusammen mit einem Körper montiert bzw. aneinandergefügt sind, möglich, die Zeit zum Auswechseln des metallentfernenden Agens 3 und/oder des Kraftstoffelements 5 durch ein neues zu verringern.
Besonders ist es möglich, sowohl das metallentfernende Agens 3 als auch das Kraftstoffelement 5 gleichzeitig durch ein Ersetzen des metallentfernenden Filters 1 durch einen neuen zu ersetzen.
Der metallentfernende Filter 1 ist gebildet, um es zu ermöglichen, dass Kraftstoff von dem Kraftstoffeinlassteil 61, welcher an der Bodenseite des metallentfernenden Filters 1 gebildet ist, zu dem Kraftstoffauslassteil 62, welcher an der oberen Seite entlang der vertikalen Richtung gebildet ist, strömt.
Besonders ist, wie in 1 gezeigt ist, der Kraftstoffeinlassteil 61 in der Bodenoberfläche 615 des metallentfernenden Filters 1 gebildet und der Kraftstoffauslassteil 62 ist in der oberen Oberfläche 625 des metallentfernenden Filters 1 gebildet, wenn er von der vertikalen Richtung oder der longitudinalen Richtung des metallentfernenden Filters im Betrieb betrachtet wird. Dieser Aufbau des metallentfernenden Filters 1 gemäß der zweiten Ausführungsform macht es möglich, zu verhindern, dass ein Flusswiderstand des Kraftstoffes durch ein Verstopfen der Gitter 41 und 42 mit dem metallentfernenden Agens 3 erhöht wird.
Dritte Ausführungsform
Eine Beschreibung eines metallentfernenden Filters 11 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 2 gegeben werden.
2 ist eine Ansicht, welche einen Aufbau des metallentfernenden Filters 11 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dem Aufbau des metallentfernenden Filters 11 gemäß der dritten Ausführungsform strömt Kraftstoff von der oberen Seite in Richtung der Bodenseite des metallentfernenden Filters 11 durch den Kraftstoffdurchtritt 715 entlang der vertikalen Richtung (oder longitudinalen Richtung eines metallentfernenden Filters 11, wenn er im Betrieb platziert ist).
Wie in 2 gezeigt ist, hat der metallentfernende Filter 11 gemäß der dritten Ausführungsform wie der Aufbau des metallentfernenden Filters 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, welcher in 1 gezeigt ist, einen Behälter bzw. ein Gehäuse 7, das metallentfernende Agens 3 und ein Kraftstoffelement 51. Der Behälter 7 nimmt das metallentfernende Agens und das Kraftstoffelement 51 auf.
Der Behälter 7 hat eine ungefähr zylindrische Form wie der Behälter 2, einen Kraftstoffeinlassteil 71 und ein Paar von Kraftstoffauslassteilen 72. Der Kraftstoffeinlassteil 71 und die Kraftstoffauslassteile 72 sind in der oberen Oberfläche des Behälters 7 gebildet.
Der Kraftstoffeinlassteil 71 steht mit dem Kraftstoffdurchlass 715 einer Röhrenform, welche sich von der oberen Oberfläche in Richtung der Bodenoberflächenseite (Bodenteil 78) des Behälters 7 erstreckt, in Verbindung.
Die Gitter 43 und 44, welche an einer Oberfläche des Kraftstoffelements 51 und an beiden Seiten des metallentfernenden Agens 3 platziert sind, haben ein Penetrationsloch. Das Penetrationsloch von einer Kreisringform (aus 2 ausgelassen) ist an dem Mittelteil jedes der Gitter 43 und 44 gebildet. Diese Gitter 43 und 44 sind in dem Behälter 7 durch den Kraftstoffdurchlass platziert.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Raum zwischen den Gittern 43 und 44 in dem metallentfernenden Filter 11 mit dem metallentfernenden Agens 3 gefüllt, wie in dem Aufbau des metallentfernenden Filters 1, welcher in 1 gezeigt ist. Andere Bauteile des metallentfernenden Filters 11 gemäß der dritten Ausführungsform haben denselben Aufbau wie diejenigen in dem metallentfernenden Filter 1 gemäß der zweiten Ausführungsform.
Wie in 2 gezeigt ist, wird in dem metallentfernenden Filter 11 gemäß der dritten Ausführungsform Kraftstoff in das Innere des Behälters 7 durch den Kraftstoffeinlassteil 71 eingeführt, welcher an dem Mittelteil der oberen Oberfläche des Behälters 7 gebildet ist, und tritt dann durch den Kraftstoffdurchlass 715 zu dem Bodenteil des Behälters 7 hindurch. Der Kraftstoff tritt dann durch das metallentfernende Agens 3 durch das Gitter 43 hindurch und tritt dann in das Kraftstoffelement 51 durch das Gitter 44 hindurch und wird letztendlich zu der Außenseite des metallentfernenden Filters 11 durch die Kraftstoffauslassteile 42 ausgelassen.
Es ist für den metallentfernenden Filter 11 gemäß der dritten Ausführungsform möglich, metallische Ionen und Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, mit hoher Wirksamkeit zu entfernen und weiterhin ist es für das Kraftstoffelement 51 möglich, Fremdsubstanzen, Metallpulver, etc., welche in dem Kraftstoff enthalten sind, zu entfernen. Der metallentfernende Filter 11 gemäß der dritten Ausführungsform hat dieselben Wirkungen des metallentfernenden Filters 1 gemäß der zweiten Ausführungsform.
(Merkmale und Wirkungen des metallentfernenden Agens und des metallentfernenden Filters gemäß der vorliegenden Erfindung)
Das metallentfernende Agens gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Beseitigung von Metallclustern, welche in Kraftstoff enthalten sind, verwendet werden. Das Metallcluster ist aus Metallpartikeln und/oder Metallsalzen aufgebaut, welche zusammenhängend bzw. kohäsiv sind, und welche eine Partikelgröße innerhalb eines Bereiches von nicht weniger als 1 nm und weniger als 100 nm haben.
Die Metallcluster werden durch die später beschriebenen Schritte erhalten.
Kraftstoff wird unter Verwendung eines Filters gefiltert, welcher Poren einer Porengröße von 0,1 μm hat und Metallkomponenten, welche in dem Ölseparator enthalten sind, werden unter Verwendung von Wasser extrahiert.
Das heißt, Metallpartikel anders als Metallionen, welche in Kraftstoff enthalten sind, können unter Verwendung des Filters entfernt werden und die Metallionen werden durch Wasser extrahiert. Demnach werden die Metallcluster letztendlich als Metallcluster in der Ölphase zurückgehalten (oder extrahiert).
Das metallentfernende Agens ist aus einem Harz bzw. Kunstharz gefertigt, welches eine anionische funktionelle Gruppe enthält, welche eine funktionelle Gruppendichte innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml hat.
Wenn die funktionelle Gruppendichte der anionischen funktionelle Gruppe in dem metallentfernenden Agens weniger als 2 mmol/ml ist, besteht die Möglichkeit, dass Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, nicht angemessen entfernt werden. Andererseits besteht, wenn die funktionelle Gruppendichte der anionischen funktionelle Gruppe in dem metallentfernenden Agens 25 mmol/ml überschreitet, die Möglichkeit, dass anionische funktionelle Gruppen vom metallentfernenden Agens leicht getrennt werden und dass die Funktion zum Entfernen von Metallclustern aus Kraftstoff abnimmt, da das Harz, welches anionische funktionelle Gruppen hat, instabil wird.
Es ist demzufolge zu bevorzugen, dass das metallentfernende Agens gemäß der vorliegenden Erfindung eine anionische funktionelle Gruppe hat, welche eine funktionelle Gruppendichte innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml hat, und es ist noch mehr zu bevorzugen, dass die anionische funktionelle Gruppe in dem metallentfernenden Agens eine funktionelle Gruppendichte innerhalb eines Bereiches von 5 bis 25 mmol/ml hat, und weiterhin ist es zu bevorzugen, dass sie in dem Bereich von 9 bis 25 mmol/ml ist.
Die funktionelle Gruppendichte zeigt die Anzahl von anionischen funktionellen Gruppen, welche pro Volumen des metallentfernenden Agens enthalten sind, an. Beispielsweise ist es möglich, als Ionenaustauschäquivalent, die funktionelle Gruppendichte der anionischen funktionelle Gruppe durch das Durchführen einer Neutralisierungstitration mit Alkalilösung wie beispielsweise Natriumhydroxidlösung zu ermitteln.
Es ist bevorzugt, dass die anionische funktionelle Gruppe, welche in dem metallentfernenden Agens enthalten ist, wenigstens eine Gruppe ist, welche ausgewählt ist aus einer Sulfonatgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Sulfatgruppe, einer Thiolgruppe, einer Phosphatgruppe, einer Phosphonatgruppe, einer Imino-Di-Essigsäure-Gruppe und einer Aminophosphatgruppe. Dies macht es möglich, das metallentfernende Agens, welches aus Harz bzw. Kunstharz, welches eine anionische funktionelle Gruppe enthält, gefertigt ist, anzupassen.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, als die anionische funktionelle Gruppe eine oder mehrere einer Sulfonatgruppe, einer Sulfatgruppe, einer Carboxylgruppe und einer Phosphatgruppe zu wählen. Dies macht es möglich, die chemische Reaktion zwischen dem metallentfernenden Agens und den Metallclustern, welche in Kraftstoff enthalten sind, zu verbessern und dadurch möglich, Metallcluster angemessen aus Kraftstoff zu entfernen. Es ist noch mehr zu bevorzugen, eine Sulfonatgruppe als die anionische funktionelle Gruppe zu verwenden.
Das metallentfernende Agens ist aus einem Harz bzw. Kunstharz gefertigt, welches die obige anionische funkionelle Gruppe hat, wobei die anionische funkionelle Gruppe mit synthetischem Harz bzw. Kunstharz eine Bindung eingeht. Das synthetische Harz ist ausgewählt aus einem von Polystyren bzw. Polystyrol verbrückt (oder vernetzt) mit einer Verbindung wie beispielsweise Divinyl-Benzen oder chlormethyliertem Polystyren. Es ist auch möglich, als das obige synthetische Harz Harz vom Polyvinylalkohol-Typ, Poly(Butadien Acrylonitril)-basiertes Harz oder Polyethylen-basiertes Harz zu verwenden.
Es ist bevorzugt, dass das metallentfernende Agens aus Partikeln gefertigt ist, welche eine durchschnittliche Partikelgröße innerhalb eines Bereichs von 100 μm bis 1000 μm haben.
Wenn die Partikelgröße des metallentfernenden Agens geringer ist als 100 μm, besteht die Möglichkeit, dass die Funktion des Entfernens von Metallclustern aus Kraftstoff abnimmt, da ein Druckverlust des Kraftstoffs erhöht wird.
Andererseits besteht, wenn die Partikelgröße des metallentfernenden Agens 1000 μm übersteigt, die Möglichkeit, dass die Funktion des Entfernens von Metallclustern aus Kraftstoff abnimmt, da das Oberflächengebiet des metallentfernenden Agens, welches in Kontakt mit den Metallclustern ist, abnimmt. Die durchschnittliche Partikelgröße des metallentfernenden Agens kann unter Verwendung eines Partikelgrößenverteilungs-Meßinstruments gemessen werden.
Das metallentfernende Agens kann Metallcluster aus Kraftstoff, wie beispielsweise Leichtöl (Diesel-Kraftstoff), Benzin und Biokraftstoffen entfernen.
Es ist zu bevorzugen, dass das metallentfernende Agens verwendet wird, um Metallcluster aus Leichtöl oder Biodieselkraftstoff zu entfernen.
Im Allgemeinen würde die Dieselmaschine, welche Leichtöl verwendet, oftmals das Problem verursachen, dass Metallkomponenten in dem Spalt zwischen der gleitenden Einheit und der Führungseinheit in einem Injektor, wie vorstehend beschrieben, abgelagert werden. Weiterhin sind Biokraftstoffe reicher an Metallkomponenten im Vergleich zu Leichtöl. Demzufolge ist es für eine Verwendung des metallentfernenden Agens gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, verbesserte Wirkungen zum Entfernen von Metallclustern aus Kraftstoff zu erhalten, und zu unterdrücken, dass Metallkomponenten in dem Spalt zwischen der gleitenden Einheit und der Führungseinheit in einem Injektor einer internen Verbrennungsmaschine abgelagert werden.
Als nächstes stellt die vorliegende Erfindung die Ausführungsform des metallentfernenden Filters, welcher aus dem Behälter und dem metallentfernenden Agens aufgebaut ist, bereit. Der Behälter nimmt das metallentfernende Agens auf.
Es ist zu bevorzugen, dass der Behälter die Gitterbauteile hat und mit dem metallentfernenden Agens gefüllt ist, welches zwischen den Gitterbauteilen platziert ist.
Der Aufbau des metallentfernenden Filters, welcher aus den Gitterbauteilen, dem Behälter und dem metallentfernenden Agens aufgebaut ist, kann verhindern, dass das metallentfernende Agens aus dem Behälter strömt.
Es ist zu bevorzugen, dass der metallentfernende Filter weiterhin das Kraftstoffelement hat, welches an der stromabwärtigen Seite des metallentfernenden Agens in dem Behälter in der Richtung, entlang derer Kraftstoff strömt, platziert ist.
Das Kraftstoffelement, welches in dem metallentfernenden Filter, welcher den obigen Aufbau hat, platziert ist, kann Fragmente (Bruchstücke) aus Harz entfernen, auch wenn das Harz des metallentfernenden Agens gebrochen ist. Dieser Aufbau des metallentfernenden Filters kann verhindern, dass die Fragmente an der stromabwärtigen Seite des metallentfernenden Filters in der Richtung, entlang derer Kraftstoff strömt, ausströmen.
Es ist möglich, ein bekanntes Kraftstoffelement zu verwenden, welches eine Filterfunktion hat. Im Allgemeinen ist das Kraftstoffelement aus Filterpapier aufgebaut.
Wenn das Kraftstoffelement an der stromabwärtigen Seite des metallentfernenden Agens in dem metallentfernenden Filter platziert ist, ist es für das metallentfernende Agens möglich, Metallcluster, welche in Kraftstoff enthalten sind, zu entfernen, und für das Kraftstoffelement möglich, Metallpartikel zu entfernen, welche in dem Kraftstoff enthalten sind.
Es ist für den metallentfernenden Filter möglich, einen Aufbau zu haben, in welchem das metallentfernende Agens und das Kraftstoffelement in demselben Behälter platziert sind, oder jeweils in unterschiedlichen Behältern platziert sind.
Es ist zu bevorzugen, das metallentfernende Agens an der stromaufwärtigen Seite und das Kraftstoffelement an der stromabwärtigen Seite zu platzieren, wenn das metallentfernende Agens und das Kraftstoffelement jeweils in unterschiedlichen Behältern platziert sind.
Es ist noch mehr zu bevorzugen, dass das metallentfernende Agens und das Kraftstoffelement in demselben Behälter platziert sind. Dieser Aufbau des metallentfernenden Filters kann die Gesmtgröße des metallentfernenden Filters verringern und die Herstellungskosten des metallentfernenden Filters verringern.
Weiterhin ist es möglich, die Arbeit, welche benötigt wird, um das metallentfernende Agens und das Kraftstoffelement in dem metallentfernenden Filter auszutauschen, zu verringern, da das metallentfernende Agens und das Kraftstoffelement in dem metallentfernenden Filter zusammen gepackt sind.
Es ist zu bevorzugen, dass der metallentfernende Filter den Aufbau hat, in dem Kraftstoff durch das metallentfernende Agens von der stromabwärtigen Seite zu der stromaufwärtigen Seite des metallentfernenden Filters in der vertikalen Richtung im Betrieb strömt.
Wenn der metallentfernende Filter den Aufbau hat, in dem Kraftstoff von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite in der vertikalen Richtung (longitudinale Richtung) des metallentfernenden Filters strömt, wird das metallentfernende Agens durch das Gitterbauteil, welches an der stromabwärtigen Seite des metallentfernenden Agens platziert ist, eingefangen, und der Druck des strömenden Kraftstoffs wird dadurch erhöht. Demzufolge kann der Aufbau des metallentfernenden Filters gemäß der vorliegenden Erfindung unterdrücken, dass sich der Kraftstoffströmungsdruck erhöht.
Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, wird es von Fachleuten anerkannt werden, dass verschiedene Abwandlungen und Alternativen für diese Details im Licht der Gesamtlehre der Offenbarung entwickelt werden können. Demzufolge sind die jeweiligen offenbarten Anordnungen nur veranschaulichend gemeint und nicht beschränkend für den Umfang der vorliegenden Erfindung, welcher der gesamte Umfang der folgenden Ansprüche und aller Äquivalente zuzugestehen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-280841 [0001]
JP 2006-105092 [0003, 0010]
JP 2009-052562 [0003, 0010]
JP 03-59012 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS Nr. 2 von Japanese Industrial Standards Committee [0062]
JIS Nr. 2 [0064]
JIS Nr. 2 von Japanese Industrial Standards Committee [0068]
JIS Nr. 2 [0070]

Claims

Metallentfernendes Agens (3), welches in der Lage ist, Metallcluster aus Kraftstoff zu entfernen, wobei das metallentfernende Agens (3) aus einem Harz hergestellt ist, welches eine anionische funktionelle Gruppe einer funktionellen Gruppendichte innerhalb eines Bereiches von 2 bis 25 mmol/ml hat.
Metallentfernendes Agens (3) nach Anspruch 1, wobei die anionische funktionelle Gruppe, welche in dem metallentfernenden Agens (3) enthalten ist, wenigstens eine ist, die ausgewählt ist aus einer Sulfonatgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Sulfatgruppe, einer Thiolgruppe, einer Phosphatgruppe, einer Phosphonatgruppe, einer Imino-Di-Essigsäuregruppe und einer Aminophosphatgruppe.
Metallentfernendes Agens (3) nach Anspruch 1, wobei das metallentfernende Agens (3) aus Partikeln gefertigt ist, welche eine durchschnittliche Partikelgröße innerhalb eines Bereichs von 100 μm~1000 μm haben.
Metallentfernendes Agens (3) nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoff einer aus Leichtöl und Biodieselkraftstoff ist, und das metallentfernende Agens (3) in der Lage ist, Metallcluster aus dem Kraftstoff zu entfernen.
Metallentfernender Filter (1, 11), welcher Folgendes aufweist: einen Behälter (2, 7); und das metallentfernende Agens (3) nach Anspruch 1, welches in dem Behälter (2, 7) platziert ist.
Metallentfernender Filter (1, 11) nach Anspruch 5, wobei der Behälter (2, 7) Gitterbauteile (41, 42, 43, 44) hat und ein Raum zwischen den Gittern (41, 42, 43, 44) mit dem metallentfernenden Agens (3) gefüllt ist.
Metallentfernender Filter (1, 11) nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend ein Kraftstoffelement (5, 51), welches an einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffstroms platziert ist, betrachtet von der Position des metallentfernenden Agens (3) in dem Behälter (2, 7).
Metallentfernender Filter (1, 11) nach Anspruch 5, wobei der Kraftstoff durch das metallentfernende Agens (3) von der stromabwärtigen Seite zu der stromaufwärtigen Seite des metallentfernenden Filters (1, 11) in der vertikalen Richtung strömt.
Metallentfernender Filter (1) nach Anspruch 7, wobei der Behälter (2) einen Kraftstoffeinlassteil (61), welcher an einer Bodenoberfläche (615) des Behälters (2) gebildet ist, und einen Kraftstoffauslassteil (62) hat, welcher an einer oberen Oberfläche (625) des Behälters (2) gebildet ist, und der Kraftstoff durch den Kraftstoffeinlassteil (61) in das Innere des Behälters (2) strömt, dann zu dem metallentfernenden Agens (3) durchtritt, welches zwischen den Gittern (41, 42) platziert ist, und zu dem Kraftstoffelement (5) durchtritt und letztendlich zu der Außenseite des metallentfernenden Filters (1) durch den Kraftstoffauslassteil (62) hinausströmt.
Metallentfernender Filter (11) nach Anspruch 7, wobei der Behälter (7) Folgendes aufweist: einen Kraftstoffeinlassteil (71), welcher an einem Mittelteil einer oberen Oberfläche des Behälters gebildet ist; einen Kraftstoffdurchlass (715), welcher an dem Mittelteil des Behälters (7) entlang der longitudinalen Richtung des Behälters (7) gebildet ist, so dass der Kraftstoffdurchlass (715) mit dem Kraftstoffeinlassteil (71) in Verbindung steht, wobei das metallentfernende Agens (3) zwischen den Gittern (43, 44) und dem Kraftstoffelement (51) platziert ist; und einen Kraftstoffauslassteil (72), welcher an der oberen Oberfläche des Behälters (7) gebildet ist, wobei der Kraftstoff in das Innere des Behälters (7) durch den Kraftstoffeinlassteil (71) strömt und der Kraftstoffdurchlass (715) zu dem metallentfernenden Agens (3) durchtritt, welches zwischen den Gittern (43, 44) platziert ist, dann in das Kraftstoffelement (51) durchtritt und letztendlich zu der Außenseite des metallentfernenden Filters (11) durch den Kraftstoffauslassteil (72) ausströmt.