JP2008546941A - 流体供給システム用の圧力勾配投与システム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、上記親出願に関して、説明する。
親出願の発明は、液体濾過システムと閉じたシステム内で液体を処理する方法に関する。
内燃機関を保護するために、通常、濾過アセンブリが用いられているが、汚染物を濾過して、内燃機関や、下流の部品、例えば、弁、燃料噴射器、燃料ライン及び関連部品が損傷することを防いでいる。エンジンの性能と信頼性を保つためには、濾過アセンブリの交換が必要とされるが、しばしば、2,000〜4,000マイル走行毎で行われている。
他の方法では、デーヴィスによる米国特許第5,507,942号公報に開示されているように、固体燃料添加物とともに濾過アセンブリを用いて、濾過アセンブリ内で添加物が燃料と接すると、添加物が燃料内に溶解するようにしている。
まず、上記親出願に関して、説明する。
親出願の技術思想についての理解を容易にするため、明細書に例示した実施形態を参照するが、同一物を説明するために特別な語を用いる。尚、これは、親出願の範囲を制限するものではないことを理解されたい。また、説明される濾過器、カートリッジ及びプロセスの変更やさらなる修正、及び親出願で説明した技術思想のさらなる適用は、親出願に関連する技術分野における当業者ならば、普通に想到できるであろう。
また、実施形態の一つでは、液体が燃料、オイル、又は潤滑液のような有機ベースの流体の場合、有機溶媒内で溶けるワックスのような材料を用いて水溶性シールを構成してもよい。
冷却液、潤滑液、作動油、及びオイル用の添加物は、内部領域40及び/又はプリチャージリザーバー56に備えることができる。
数1:Pdyn=1/2×密度×速度2
尚、上式において、密度は、液体の密度であり、速度は、濾過器を通って流れる液体の速度である。
濾過アセンブリ70は、内部室14を定めるアウターケーシング12を有する。内部室内には、濾過エレメント22と容器72が備えられる。容器72は、液体燃料添加物74用のリザーバーを提供する。容器72は、外壁76、入口ポート78、及び出口ポート80を有する。例示した実施形態では、入口ポート78は、実質的に入口ポート42について説明したように備えられ、毛細管82を含むことができる。また開口部84によって、出口ポート80を定める。開口部84は、実質的に小さい直径の開口部として、又は毛細管の大きさの開口部として設けることができる。開口部84によって、内部室14と内部領域73の間で直接的な流通を可能にする。実施形態の一つでは、導入領域28の近くの外壁の部位に開口部84を設けることで、毛細管82の直径方向の反対側の位置となるように、開口部84を直接的に導入流域28内に開口することができる。あるいは、出口流域の近くに開口部84を設けることで、開口部84を直接的に出口流域30内に開口してもよい。
また、容器92は、一つ又は複数の内部の仕切り102を含み、内部領域96を通って走る流路又は経路104を定める。
例示した実施形態では、液体はポート98を通って流入して、容器92内に含まれる液体添加物と混合する。この結果、液体と添加物の混合は、混合物がポート100を通って流出する前に、仕切り102によって定められた経路104を通って進むことを強制される。
容器115は、入口を定める第一毛細管116と、濾過エレメント(又は濾過側)のまっすぐ下流に開口する出口122を含む。出口122は、第二のリザーバー127を通って上方に延びる毛細管123を有する。このため、毛細管123は、第二の容器127から容器115内に、第二の添加物の不注意な導入を防ぐダムを提供できる。実施形態の一つでは、毛細管123は、第一容器115の上方壁部129内に直接的に成形できる。
この実施形態では、エンドキャップの覆い161は、濾過器の外壁164と対に作用して、流れを制限するので、毛細管158の入口に近い速度を増大させる。これは、次に、端部162で動的流体圧力を増大させる。この結果、容器152からの出口と入口の間の圧力差は、濾過器のエンドキャップの覆いと外壁の間で燃料が制限されない場合に観察されるものよりも大きくなる。
数3:FV=流量容積(volumetric flowrate)/面積[m/s]
尚、上式において、FVは流体面速度であり、流量容積は濾材に接近する流体の流量容積である。
また、特に限定されない限り、本明細書で用いられる全ての用語は、これらの通常の意味や慣習的な意味を含むように用いられる。
さらに、本明細書では、特定の要素や構成を有する濾過アセンブリの様々な実施形態について説明及び/又は図示したが、濾過アセンブリの任意に選択された実施形態は、可能であれば、他の実施形態で説明された特定の構成及び/又は構造の一つ又は複数を含むことができることを理解されたい。
図22を参照すると、流体供給システム302に用いられる圧力勾配投与システム300が示されている。例えば、ハウジング304を含むことができる添加物搬送システムは、流入口306と流出口308を有する。流路310は、入口306から出口308までハウジング304を通って延びる部位311を含む。流路に沿う第一圧力領域312は入口306と流通し、流路に沿う第二圧力領域314は出口308と流通する。圧力領域314は、説明するように、圧力領域312よりも低い圧力を有し、圧力領域312と314の間には圧力勾配が生じる。ハウジング内の添加物のリザーバー316は、圧力勾配に応答して、添加物を流路に放出する。添加物のリザーバー316は、第一圧力領域312と流通する第一ポート318と、第二圧力領域314と流通する第二ポート320を有する。添加物のリザーバーは、上記圧力領域312と314の間の圧力勾配に応じて、第二ポート320を介して、添加物を第二圧力領域314で流路310に放出する。実施形態の一つでは、添加物搬送ハウジング304は、上述したようにスピンマウントしたキャニスタであって、例えば、符号324で示すように孔を有するナットプレート322を有し、ここを通るように流体の流れを流入させ、また、中央にねじ状の開口部326を有し、流体を流出させるとともに、ねじ接続を可能にして、例えば、内燃機関や他の流体供給システムの取付け装置とねじ接続を行えるようにする。ハウジング又はキャニスタ304は、上述したように、濾過エレメントを含むことができ、又は、濾過エレメントを除いて、替わりに投与用に異なる位置で、例えば、利用者にとって便利な離れた位置で、流体供給システムに接続される別体のハウジングを有していてもよい。
続いて図29を参照すると、さらなる実施形態が示されており、理解を容易にするため、同様の参照番号が追記とともに用いられている。
図1−21は、上記親出願に開示されたものである。
Claims (40)
- 流体供給システム用の圧力勾配投与システムであって、流入口と流出口を有する添加物搬送システムと、前記入口から前記出口に延びる部位を有する流路と、前記入口と流通するように前記流路に沿う第一圧力領域と、前記出口と流通するように前記流路に沿う第二圧力領域とを有し、前記第一圧力領域と比べて前記第二圧力領域の圧力をより低くして、前記第一と第二の圧力領域の間に圧力勾配を生じさせて、添加物のリザーバーが前記圧力勾配に応答して、前記流路に添加物を放出させるようにしたことを特徴とする圧力勾配投与システム。
- 前記添加物のリザーバーは、前記第一圧力領域と流通する第一ポートと、前記第二圧力領域と流通する第二ポートを有し、前記添加物のリザーバーは、前記第一と第二の圧力領域の間の前記圧力勾配に応答して、添加物を前記第二ポートを通って前記第二圧力領域で前記流路に放出することを特徴とする請求項1に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記圧力勾配は、機械投与噴射ポンプを用いずに、前記流路に沿った流体の流れ自体によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の圧力勾配投与システム。
- 流体は、前記入口から前記出口までを含む、前記流路に沿って上流から下流に流れて、
前記流路は、減圧器を有し、これに沿って前記圧力勾配を形成し、
前記添加物のリザーバーは、第一と第二のポートを有し、前記第一ポートは前記第一圧力領域と流通し、前記第二ポートは前記第二圧力領域と流通することを特徴とする請求項1に記載の圧力勾配投与システム。 - 前記減圧器は、一つ又は複数のフローリストリクターを有し、
前記一つ又は複数のフローリストリクターは、前記入口、前記第一圧力領域及び前記第一ポートの各々と流通する上流側を有し、
前記一つ又は複数のフローリストリクターは、前記出口、前記第二圧力領域及び前記第二ポートの各々と流通する下流側を有することを特徴とする請求項4に記載の圧力勾配投与システム。 - 前記一つ又は複数のフローリストリクターは、前記流路に沿って一つ又は複数のオリフィスを有し、前記圧力勾配を生じさせ、
前記一つ又は複数のオリフィスは、前記入口、前記第一圧力領域及び前記第一ポートの各々と流通する上流側を有し、
前記一つ又は複数のオリフィスは、前記出口、前記第二圧力領域及び前記第二ポートの各々と流通する下流側を有することを特徴とする請求項5に記載の圧力勾配投与システム。 - 前記一つ又は複数のフローリストリクターは、前記流路に沿ってベンチュリ管を有し、前記圧力勾配を生じさせ、
前記ベンチュリ管は、前記入口、前記第一圧力領域及び前記第一ポートの各々と流通する上流側を有し、
前記ベンチュリ管は、前記出口、前記第二圧力領域及び前記第二ポートの各々と流通する下流側を有することを特徴とする請求項5に記載の圧力勾配投与システム。 - 前記第二ポートは、前記第二圧力領域内に延びて、これに添加物を送る添加物搬送管を含むことを特徴とする請求項2に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記第一と第二のポートは、前記第一と第二の圧力領域内に延びる第一と第二の管を夫々含み、所望の分野用に内径と長さを選択することを特徴とする請求項2に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物搬送システムは、スピンマウントしたキャニスタのハウジングを含むことを特徴とする請求項1に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物搬送システムは、前記流体供給システム内への取付け用に取付プレートを有し、前記添加物リザーバーは、間にスペースを空けて前記取付プレートから離れて、前記減圧器を前記スペース内に置くことを特徴とする請求項4に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記減圧器は、前記スペース内に有孔性の管を含むことを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記有孔性の管は軸方向に延びて、径方向内側に内部を有し、前記第二圧力領域を提供して、かつ径方向外側に外部を有し、前記第一圧力領域を提供することを特徴とする請求項12に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記有孔性の管は、前記取付プレートから前記添加物のリザーバーまで軸方向に延びることを特徴とする請求項13に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記有孔性の管は、前記取付プレートに第一軸方向端部を有し、かつ間に軸方向の隙間を空けるように前記添加物のリザーバーから離れて第二軸方向端部を有することを特徴とする請求項13に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記有孔性の管は、軸方向に延びる側壁を有し、前記管は、前記側壁を貫通する一つ又は複数のオリフィスによって孔を有することを特徴とする請求項13に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記有孔性の管は、軸方向に延びる側壁を有し、前記添加物のリザーバーと軸方向に面して、間に軸方向の隙間を空けて離れるように軸方向の端面を有して、前記管は、前記端面を貫通する一つ又は複数のオリフィスによって孔を有することを特徴とする請求項13に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記減圧器は、前記スペース内に管を含み、この管は、軸方向に延びて、径方向内側に内部を有して、前記第二圧力領域を提供し、かつ径方向外側に外部を有して、前記第一圧力領域を提供することを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記管は、前記取付プレートから前記添加物のリザーバーに向って軸方向に延びて、前記管は、前記取付プレートに第一軸方向端部を有し、間に軸方向の隙間を空けて、前記添加物のリザーバーから離れた第二軸方向端部を有することを特徴とする請求項18に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記取付プレートは、前記隙間を横切るように、前記添加物のリザーバーと面する制限面部を有し、隙間を通って、前記圧力勾配を横切るように形成することを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記取付プレートと前記添加物のリザーバーの間にガスケットを含み、このガスケットの末端の反対側に前記取付プレートと前記添加物を係合させ、前記ガスケットはこれを通るように通路を有して、前記圧力勾配を横切るように形成することを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記第一と第二のポートの一つと、前記第一と第二の圧力領域の対応する一つの間に少なくとも一つの毛細管を延ばして備えることを特徴とする請求項2に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記第一ポートと前記第一圧力領域の間に第一毛細管を延ばして、前記第二ポートと前記第二圧力領域の間に第二毛細管を延ばして備えることを特徴とする請求項2に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記流路は、第一と第二の分岐を平行に有し、前記第一分岐は主要な流体の流れ用の分岐であり、前記第二分岐は、前記第一圧力領域で前記主要な分岐から別れて、前記添加物のリザーバーを通過して、前記第二圧力領域で前記主要な分岐に再度戻って、再結合することを特徴とする請求項2に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物のリザーバーはハウジング内にあり、前記第一と第二の分岐の双方は、前記ハウジングを通ることを特徴とする請求項24に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物のリザーバーは、ハウジング内にあり、前記第一分岐は、前記ハウジングの外にあり、前記第二分岐は、前記ハウジングを通ることを特徴とする請求項24に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記第一分岐内に減圧器を含むことを特徴とする請求項26に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物のリザーバーを前記取付プレートに向って付勢させる付勢部材を含むことを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物の搬送システムは、スピンマウントしたキャニスタのハウジングを含み、前記添加物のリザーバーは、第一と第二の末端の反対の軸方向端部の間を軸に沿って軸方向に延びて、前記取付プレートは、前記第一軸方向端部にあり、前記流体供給システム内で螺合して取付けられるようにねじを有し、前記付勢部材は、前記第二軸方向端部にあり、前記添加物のリザーバーと前記スピンマウントしたキャニスタのハウジングの間で軸方向に当接することを特徴とする請求項28に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記添加物のリザーバーは、前記スペース内で延びるように複数のタブを有し、このタブは、間に前記減圧器を提供するようにスロット状の開口部を有することを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記タブは軸方向に延びて、周囲を定め、これは、径方向内側に内部を有して、前記第二圧力領域を提供し、かつ径方向外側に外部を有して、前記第一圧力領域を提供することを特徴とする請求項30に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記タブは、前記添加物のリザーバーと前記取付プレートの間で軸方向に延びることを特徴とする請求項31に記載の圧力勾配投与システム。
- 周囲を延びるようにベースを有し、前記周囲を定めて、この周囲の周りで互いにアーチ状に離れて、前記ベースから軸方向に延びる複数のタブを有する、リングを含むことを特徴とする請求項31に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記ベースは前記添加物のリザーバーにあり、前記タブは前記ベースから前記取付プレートに向って軸方向に延びることを特徴とする請求項33に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記ベースは前記取付プレートにあり、前記タブは、前記ベースから前記添加物のリザーバーに向って軸方向に延びることを特徴とする請求項33に記載の圧力勾配投与システム。
- 複数の切抜きを含むスロット状のリングを有し、このリングによって定められる周囲の周りで前記切抜きを互いにランドによってアーチ状に離し、前記ランドは前記タブを提供し、前記切抜きは前記減圧器を提供するように開口部を形成し、前記スロット状のリングは、径方向内側に内部を有して、前記第二圧力領域を提供し、かつ径方向外側に外部を有して、前記第一圧力領域を提供することを特徴とする請求項31に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記切抜きは、前記添加物のリザーバーと前記取付プレートの一つに向って、軸方向に面するように開口することを特徴とする請求項36に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記周囲に沿って延びて前記周囲を定めて、前記添加物のリザーバーと前記取付プレートの間で軸方向に延びる有孔性のリングを含み、このリングは、径方向に延びて、減圧器を提供するように複数の開口部を有し、前記リングは、径方向内側に内部を有して、前記第二圧力領域を提供し、かつ径方向外側に外部を有して、前記第一圧力領域を提供することを特徴とする請求項31に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記減圧器は、前記スペース内で軸方向に延びて、前記取付プレートに向って軸方向に延びるにつれて、外側に向って径方向にテーパ付けられるベンチュリ管を含むことを特徴とする請求項11に記載の圧力勾配投与システム。
- 前記ベンチュリ管は、前記添加物のリザーバーに中央のカラーを有し、この中央のカラーから外側のスカートに向って径方向外側に延びる複数のスポークを有し、前記外側のスカートは、前記取付プレートに向って軸方向に延びるにつれて、外側に向って径方向にテーパ付けられ、前記スカートは、径方向内側に内部を有して、前記第二圧力領域を提供し、かつ径方向外側に外部を有して、前記第一圧力領域を提供することを特徴とする請求項39に記載の圧力勾配投与システム。
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