JP2014520999A - 交換式燃料分離ユニット - Google Patents

Abstract

流体源を少なくとも２つの分離流体流に分離し、これらの２つの分離流体流を別々のタンク（１０，１１）に送達するための、透過性基体（１１０）を有する交換式燃料分離ユニット（１００）がここに開示されている。

Description

優先権

本出願は、その内容が依拠されここに全て引用される、２０１１年６月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５０２９８０号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。

本開示は、内燃機関のための燃料系統および燃料供給装置に関する。より詳しくは、本開示は、分離膜を収容するための燃料分離ユニットに関する。

燃料分離装置が、例えば、特許文献１および２に開示されている。燃料分離ユニットは、混合供給流を受け取り、その混合供給流を透過性基体に送達し、混合供給流を保持流体(retentate)および透過流体(permeate)の２つの流れに分離することができる。この供給流は気体または液体であり得る。例えば、ガソリンなどの燃料を分離するために分離ユニットが使用される場合、成分の混合物を有する燃料などの混合供給流を加熱し、気体として燃料分離ユニットに導入することができる。その燃料は、例えば、リサーチ・オクタン価（ＲＯＮ）が比較的高い燃料分およびＲＯＮが比較的低い燃料分に分離することができる。次いで、分離された高ＲＯＮ燃料（透過流体）を冷却し、必要なときに自動車が使用できるように、分離タンクに送達することができる。自動車は、始動時または加速時などの高出力作動状態の最中に高ＲＯＮ燃料を必要とするであろう。高ＲＯＮ燃料の供給源を提供することにより、エンジンは、高出力作動中によりよく機能できる。例えば、エンジンの点火タイミングを拡大させ、それによって、これらの高出力作動中にエンジンの出力を増加させることができる。

米国特許第６９７２０９３号明細書 米国特許第６７１１８９３号明細書

第１の実施の形態において、本開示は、交換式燃料分離ユニットにおいて、第１の端面、第２の端面、この第１の端面から第２の端面まで延在する複数の平行な通路、および外面を有する透過性基体；この透過性基体を収容するように構成され配置され、内面を有する第１の筐体であって、この第１の筐体は第１の端板と第２の端板を有し、この第１の端板は、第１の流体通路、および透過性基体の第１の端面でまたはその近くで第１の端板と透過性基体との間にシールを形成するように構成され配置された第１の端板シールを備え、第２の端板は、第２の流体通路、透過流体出口、透過性基体の第２の端面でまたはその近くで第２の端板と透過性基体との間にシールを形成するように構成され配置された第２の端板シール、およびコネクタ板と取り外し可能なシールを形成するように構成され配置されたコネクタシールを有する、第１の筐体；透過性基体の外面と第１の筐体の内面との間に形成された空間を含む透過流体槽：を備え、この透過流体槽が、第１の端板シールと第２の端板シールによって透過性基体の端面から隔てられている、燃料分離ユニットを提供する。

第２の実施の形態において、本開示は、第１の流体通路が入口であり、第２の流体通路が保持流体出口である、第１の実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第３の実施の形態において、本開示は、第１の流体通路が保持流体出口であり、第２の流体通路が入口である、第１の実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第４の実施の形態において、本開示は、コネクタ板が、浸透膜を収容する筐体を、入口および保持流体出口に取り外し可能に取り付けるための管継手を備える、第１から第３いずれか１つの実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第５の実施の形態において、本開示は、筐体が、圧縮式管継手(compression fitting)によりコネクタ板に固定されている、第４の実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第６の実施の形態において、本開示は、筐体が、ネジ式管継手によりコネクタ板に固定されている、第４の実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第７の実施の形態において、本開示は、コネクタ板をさらに備えた第１から第６いずれか１つの実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第８の実施の形態において、本開示は、コネクタ板が、入口、透過流体出口および保持流体出口を備えている、第７の実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第９の実施の形態において、本開示は、コネクタ板が、少なくとも１つのシールを収容するための少なくとも１つの溝を備える、第１から第８いずれか１つの実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第１０の実施の形態において、本開示は、第１の筐体の第１の端板および第２の端板の少なくとも一方がマニホールドを備え、第１の端板および第２の端板の少なくとも一方と、透過性基体との間に形成されたシールが、マニホールドと透過性基体との間に形成されている、第１から第３いずれか１つの実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第１１の実施の形態において、本開示は、第１の筐体の外面と第２の筐体の内面との間に保持流体槽を提供するように構成され配置された第２の筐体をさらに備えた、第１、第２および第４から第９いずれか１つの実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第１２の実施の形態において、本開示は、透過性基体が多孔質セラミック材料を含む、第１から第１１いずれか１つの実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

第１３の実施の形態において、本開示は、透過性基体が円筒形である、第１２の実施の形態の燃料分離ユニットを提供する。

オクタン分離システムの一部としての交換式分離ユニットの実施の形態を示す説明図 交換式燃料分離ユニットの１つの実施の形態を示す断面図 交換式燃料分離ユニットの別の実施の形態を示す断面図 交換式燃料分離ユニットの追加の実施の形態を示す断面図 図３に示された交換式燃料分離ユニットの実施の形態の分解図 １つの実施の形態における、コネクタ板に設置された交換式燃料分離ユニットの配置の斜視図 図５Ａに示された交換式燃料分離ユニットの配置の断面図 別の実施の形態における、コネクタ板に設置された交換式燃料分離ユニットの配置の斜視図 図６Ａに示された交換式燃料分離ユニットの配置の断面図

実施の形態において、本開示は、透過性基体を収容するように構成され配置された筐体を有する交換式分離ユニットを提供する。この筐体は、供給流を受け入れ、その供給流を、透過性基体であって、透過性基体の第１の端面から第２の端面まで延在する平行通路を有する透過性基体に向けるように構成され配置されている。使用の際に、供給流の一部分は、透過性基体の第１の端面から透過性基体の第２の端面まで透過性基体の通路を通って流動する。透過性基体の通路を通って流動し、第２の端面を通って透過性基体から出る供給流の前記一部分は、保持流体である。この筐体は、保持流体を保持流体タンクに向けるための保持流体出口を提供する。

供給流の別の部分は、分離膜を横切って透過性基体中に入り、供給流から分離されて、透過性基体の本体を通って移動し、透過性基体の外面を通って透過流体槽中に出る。透過性基体を通って流動するこの供給流の部分は、透過流体である。透過流体槽は、透過流体を別個の透過流体タンクに向けるための透過流体出口を有する。このようにして、保持流体燃料流は、透過流体燃料流から分離される。

筐体は、透過性基体を収容し、保持流体流路と透過流体流路も画成する。保持流体流路を通る流体の移動は入口で始まり、その流体は、透過性基体を通って移動し、分離ユニットを出て、保持流体出口を通って流れ、保持流体タンク内に回収される。透過流体流路を通る流体の移動は、入口で始まり、その流体は、透過性基体の通路を通ってその基体を移動し、分離ユニットを出て、透過流体出口を通って流れ、透過流体タンク内に回収される。

その上、分離ユニットは、透過性基体の有効寿命が終わったときに、ある分離ユニットを別の分離ユニットと交換できるように、コネクタ板と取り外し可能に係合するように構成され配置される。実施の形態において、入口と保持流体出口は、流体通路であり、燃料の流動方向に対する分離ユニットの向きに応じて、互換性のある第１の流体通路と第２の流体通路である。しかしながら、実施の形態において、入口と保持流体出口は、筐体の反対の端板上にあり、保持流体は、筐体の一端から筐体の他端へ、透過性基体の通路を通って流動することができる。透過流体出口は、筐体のどちらの端面にあっても差し支えない。実施の形態において、透過流体出口は、コネクタ板と係合する筐体の端面にある。

実施の形態において、分離ユニットは容易に交換できる。分離ユニットを交換するために、既存のユニットは、流体通路から分離ユニットを外すことによって取り外さなければならない。流体通路には、入口、保持流体出口および透過流体出口の３つがある。したがって、３つの流体通路は、分離ユニットを交換するために、外して、再び係合させる必要がある。分離ユニットを交換するのに要する工程の数を減少させるために、透過流体出口は、コネクタ板と係合する筐体の端面にあって差し支えない。コネクタ板と係合する筐体の端面に透過流体出口を配置することによって、部品を交換するときに外して、再び係合させなければならない接続の数は、３から２に減らされ、分離ユニットをより容易に交換できるようになる。

実施の形態において、供給流はガソリンである。この実施の形態において、ガソリンは、透過性基体の通路表面である内面に施された高分子膜を横切る浸透気化法によって、より高いＲＯＮ分画およびより低いＲＯＮ分画に分離することができる。より高いＲＯＮ分画は、気相において、浸透気化膜を通過し、透過性基体に流入し、次いで、透過流体槽に流入する。透過流体槽からは、より高いＲＯＮ透過流体は、透過流体出口を通り、随意的な冷却装置を通って流動し、透過流体タンク内に回収することができる。より低いＲＯＮ分画は、気相において、浸透気化膜を通過せずに、透過性基体の通路を通って流動し、保持流体出口を通って透過性基体を出て、保持流体タンクに送達されるか、または自動車のガソリンタンク中に再循環させられる。

図１は、車両中の、オクタン価によりガソリンを分離するためのシステムの１つの実施の形態を図解している。図１は、高ＲＯＮ燃料を収容するための別個の区画１１を有する燃料タンク１０を示している。図１に示されるように、ガソリンは、燃料タンク１０から、燃料を気相に加熱するための燃料加熱装置１２に通し、分離ユニット１００へとポンプで送られる。分離ユニットにおいて、燃料は低ＲＯＮ流１５（保持流体）および高ＲＯＮ流１６（透過流体）に分離される。高ＲＯＮ流は、随意的な燃料冷却装置２０を通り、別個の燃料タンク区画（高ＲＯＮタンクまたは透過流体タンク）１１中に入る。次いで、この高ＲＯＮ燃料は、必要なときに、別個の燃料タンク区画１１からエンジン２５へとポンプで送ることができる。低ＲＯＮ燃料は、分離ユニット１００を出て、随意的な燃料冷却装置２０を通過し、燃料タンク１０に戻るように再循環される。燃料タンクからの燃料をエンジン２５にポンプで送り込んでも差し支えない。

分離ユニットの実施の形態が図２〜６に示されている。実施の形態において、透過性基体１１０、例えば、ハイオクタン価成分または高ＲＯＮ成分をより低いオクタン価成分または低ＲＯＮ成分から分離するための高分子膜を有するセラミックハニカムが提供される。この高分子膜は、セラミックハニカム基体の通路１１５の内面に施されてもよい。このシステムにおいて、高ＲＯＮ燃料と低ＲＯＮ燃料の混合物である燃料が、高分子膜に供給される。高ＲＯＮ燃料は、高分子膜により分離され、高分子膜を通過し、透過性基体の透過性セラミック材料中に流入する。次いで、高ＲＯＮ燃料（透過流体）は透過流体出口に向けられ、別個の透過流体燃料パイプを通って、別個の高ＲＯＮ燃料タンクに送られる。低ＲＯＮ燃料は、高分子膜を通過せず、透過性基体の通路を通って流動し、保持流体出口を通って分離ユニットから出て、第１の燃料タンクに戻るように再循環される。

透過性基体は筐体１３０内に収容されている。この燃料分離システムは、変動する温度および腐食性化学物質の環境において作動しなければならない。燃料分離システムの性能を維持するために、ガソリン車の寿命に亘りその時々に、燃料分離ユニットを交換しなければならない。例えば、燃料分離ユニットは、車両の寿命に亘り、少なくとも一回、もしかすると数回、交換する必要があるであろう。実施の形態において、透過性基体はそれ自体を取り外してもよい。すなわち、実施の形態において、筐体を開き、透過性基体を取り外し、新しい透過性基体をユニット内に配置し、筐体を交換してもよい。しかしながら、燃料分離ユニットの構造のため、また筐体の複雑さのために、透過性基体１１０を筐体１３０と共に取り外し、交換することが望ましいであろう。したがって、容易に交換できる分離ユニットを開発することが重要である。

ここで、添付図面に図解された、本発明の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、図面に亘り、同じ部品または同様の部品を称するために、同じ参照番号が使用される。

図２Ａおよび２Ｂは、本発明の燃料分離ユニット１００の実施の形態を示している。この交換式燃料分離ユニットは、透過性基体１１０および筐体１３０を有する。実施の形態において、透過性基体１１０は、第１の端面１１１と第２の端面１１２、外面１１３、および第１の端面１１１から第２の端面１１２まで延びる通路１１５を有する。実施の形態において、透過性基体の外面は連続している。図１に示されるように、透過性基体１１０は、第１の端面１１１でまたはその近くでシール１２０により密閉されている。シール１２０は、第１の端面の周辺端部１２５に設置されているのが示されているが、シール１２０は、第１の端面１１１でまたはその近くで、透過性基体の外面１１３の周りに配置することもできる。シールは、台座または溝に収容しても差し支えない（例えば、図２Ｂの１２３参照）。同様に、透過性基体１１０は、シール１２１により第２の端面１１２でまたはその近くで密閉されている。シール１２１は、第２の端面１１２の周辺端部１２６に設置されているのが示されているが、シール１２１は、第２の端面１１２でまたはその近くで、透過性基体の外面１１３の周りに配置することもできる。実施の形態において、透過性基体の内面から透過性基体の外面まで透過流体が流動できるように、透過性基体の外面のかなりの割合が利用できることを確実にするために、シールは端面にまたはその近くに配置される。

実施の形態において、分離ユニットの筐体は、どのような適切な材料から製造されていてもよい。実施の形態において、筐体およびコネクタ板は、分離ユニットの予期される使用から予測できる温度変動および化学物質の環境に耐性がある。例えば、筐体およびコネクタ板は金属から製造されてもよい。

筐体は、第１の流体通路１５０および第２の流体通路１６０を有する。実施の形態において、流体は、矢印により示された方向に流動する。図２Ａに示されるように、保持流体は、第２の流体通路１６０（Ｉ）に入り、透過性基体の通路を通って第１の流体通路１５０（Ｒｏ通路、または保持流体出口）に流動する。もしくは、流体は、第２の流体通路（Ｉ）に入り、透過性基体の壁を通り、透過流体槽に流動し、透過流体出口Ｐｏを通って筐体から出る。保持流体出口（Ｒｏ）は、透過性基体の通路を出る流体の流れを分離ユニットの外に向ける。透過流体出口（Ｐｏ）は、透過流体槽を出る流体の流れを分離タンクに向ける。図１に戻ると、保持流体出口は低ＲＯＮ１５（保持流体）の流れを分離ユニット１００から随意的な燃料冷却装置２０に向ける。図２Ａに保持流体出口Ｒｏと付された第１の流体通路１５０は、分離ユニットと燃料パイプとの間の接続を提供する。第１の流体通路１５０は、圧縮式管継手を表すナットとして示されているが、この接続は、ネジ式管継手、圧力管継手、スナップ嵌め管継手、またはどのような他の公知の接続システムも含むどのタイプの取り外し可能な接続であっても差し支えない。図２Ａに入口（Ｉ）と付された第２の流体通路１６０は、燃料を透過性基体に提供する。第２の流体通路１６０は、コネクタ板２００と結合する構造である。

実施の形態において、図２Ｂに示されるように、分離ユニットを通る流動方向は逆であってもよい。例えば、図２Ａにおいて、流体は、ユニットの下端（Ｉ）で第２の流体通路１６０を通ってユニットに入り、第１の流体通路１５０を通って筐体から出るように流動するものとして示されている。図２Ｂにおいて、流体は、ユニットの上端（Ｉ）で第１の流体通路１５０を通ってユニットに入り、ユニットの下端で第２の流体通路１６０を通ってユニットを出るように流動するものとして示されている。両方の実施の形態において、流体はユニットに流入し、保持流体は透過性基体の通路を通り、Ｒｏ流体通路を通って流出し、透過流体は、透過性基体の通路に流入し、透過性基体に入り、透過流体槽に入り、Ｐｏ流体通路を通って出る。同じ分離ユニットが、両方の流動方向に適応し、流体を分離する仕事を達成してもよい。流動方向は、燃料パイプ内のユニットの配置によって決定することができる。

燃料分離ユニット１００は筐体１３０を有する。実施の形態において、筐体１３０は「第１の筐体」である。実施の形態（図３および４に示された実施の形態などの）において、燃料分離ユニット１００は２つ以上の筐体を備えてもよい。図２Ａおよび２Ｂに示されるように、筐体１３０は、透過性基体１１０を収容するように構成され配置されている。筐体１３０は、内面１３１、第１の端板１３２、第２の端板１３３、および側壁１３４を有する。図２〜６に示されるように、この筐体は円筒形であり、よって、第１の端板１３２、第２の端板１３３、および１つの側壁が、筐体の円筒形本体を形成している。しかしながら、実施の形態において、筐体、および筐体内に収容される透過性基体は、どのような形状であってもよい。例えば、筐体および透過性基体は、立方体、直方体、円錐、角柱、または任意の他の形状であってよい。

実施の形態において、透過性基体と筐体との間にシール１２０が存在する。実施の形態において、シールは、ガスケット、Ｏリング、管継手、シール材料のビーズ、または透過性基体と筐体との間にシールを形成するのに有用であろう、当該技術分野で公知の任意の他の構造または材料である。シール１２０は、保持流体が透過流体と混ざるのを防ぐ。シール１２０は、保持流体流路と透過流体流路との間のバリアを提供する。

実施の形態において、筐体１３０はマニホールド１４０を有してもよい。実施の形態において、マニホールドは、透過性基体の端面と入口または出口との間に収容（およびシールと共に、密閉）空間を形成するために、筐体により形成された内部空間に延在する構造である。例えば、図２Ａに示されるように、マニホールド１４０は、透過性基体１１０の第１の端面１１１と第１の流体通路１５０により画成され、かつ透過流体槽１４５から隔てられた収容空間を形成する。このマニホールドは、存在しても（図２Ａに示されるように）、なくても（図２Ｂに示されるように）よい。図２Ａはマニホールド１４０の実施の形態を示している。図２Ａにおいて、マニホールドは、筐体１３０の第１の端板の内面（図示せず）から延在する構造である。図２Ａに示された実施の形態において、マニホールド１４０は、透過性基体１１０とマニホールド１４０との間、および第１の流体通路１５０と透過流体槽１４５との間に形成されたシール１２０を設置するための構造を提供する。マニホールドは、透過性基体の両端面、透過性基体の両方の端面、透過性基体の一方の端面に存在しても、なくてもよい。

図２Ｂは、マニホールドのない筐体の実施の形態を示している。この実施の形態において、透過性基体と、筐体１３０の第１の端板１３２の内面（図示せず）との間にシール１２０が設けられている。

透過性基体１１０の第２の端面１１２と筐体１３０の第２の端板１３３との間にも、シール１２２が形成されている。実施の形態において、第２の端板１３３と透過性基体との間にマニホールドが存在してもよい（図示せず）。

第２の端板は第２の流体通路１６０を有する。第２の流体通路１６０は、流体（燃料）を透過性基体１１０の通路に流入させる（または燃料の流動方向に応じて、通路から流出させる）ことができる。実施の形態において、第２の流体通路１６０の外面は、入口がコネクタ板２００と取り外し可能に係合し、それに対して密封できるように雄ネジを有する。図２Ａおよび２Ｂに示されるように、第２の端板１３３は、シールまたはガスケットを収容するための台座または溝１２３を有してもよい。追加の実施の形態において、コネクタ板２００は、シールまたはガスケットを収容するための溝または他の構造を有してもよい（図示せず）。すなわち、シール１２２は、筐体の一部、コネクタ板の一部、または別個の部品であってもよい。

透過性基体が筐体の中に配置され、透過性基体の第１と第２の端面にまたはその近くにシールが配置されたときに、透過性基体１１０の外面１１３と筐体１３０の内面１３１との間に透過流体槽１４５が形成される。透過流体槽は透過流体槽出口１４６を有する。透過流体槽出口１４６は、図２Ａおよび図２Ｂに示されるような、筐体１３０の第２の端板１３３にあってよい。透過流体槽出口１４６が多数あってもよい（図４の分解図に示されるように）。透過流体槽出口は、透過流体が、透過性基体から流れ、Ｐｏと付されたコネクタ板の透過流体出口を通って燃料分離ユニットから出ることができるように構成され配置されている。実施の形態において、液密シールを確実にするために、筐体１３０とコネクタ板２００との間にシール１２２が存在してもよく、筐体１３０とコネクタ板２００との間に真空を保持するためにシールが存在してもよい。

実施の形態において、透過流体槽１４５と、例えば、第２の流体通路１６０との間に、圧力勾配が形成されてもよい。実施の形態において、透過流体槽１４５内が真空に引かれる。実施の形態において、コネクタ板の透過流体出口（Ｐｏ）を通じて、真空に引いてもよい。この圧力勾配は、透過流体を透過性基体に通過させ、透過流体を透過流体出口に送達するように働く。

図２Ａおよび２Ｂに示されるように、コネクタ板２００も示されている。コネクタ板２００は、分離ユニット１００の筐体１３０と取り外し可能に係合するように構成され配置されている。コネクタ板２００は底板入口２１０を有する。実施の形態において、底板入口は、ネジ付き筐体入口をその入口で底板にねじ込めるように内部にネジが切られている。ねじ切りが記載されているが、取り外し可能な取付けおよび密閉の他の方法が当該技術分野において周知であることが当業者には理解されよう。その例としては、スナップ嵌め管継手、圧力管継手、および他の取り外し可能な取付機構が挙げられる。コネクタ板は、分離ユニット１００の透過流体槽内に回収された流体が、透過流体槽出口を通り、コネクタ板の透過流体出口２２０を通って分離ユニットを出るための透過流体出口２２０も有する。実施の形態において、コネクタ板は分離ユニットの一部である。追加の実施の形態において、コネクタ板は、分離ユニットとは別々であり、自動車の燃料系統の一部である構造である。例えば、図１に示されたガソリン分離システムにおいて、コネクタ板は自動車の燃料系統の一部であって差し支えない。分離ユニットを自動車に取り付けるべき場合、透過性基体を収容する筐体を、コネクタ板に対して取り付けても、またはコネクタ板に対して取り外し可能に密閉しても差し支えない。分離ユニットを交換すべき場合、古い分離ユニットをコネクタ板から取り外し（回して外し）、新しい分離ユニットを取り付けることができる。分離ユニットを使用するつもりがない場合、底板入口２１０と出口１５０との間に燃料パイプを取り付けても差し支えない。その上、コネクタ板は、筐体の透過流体出口と係合して、透過流体出口の間の流体流通路を提供するように構成され配置されている。燃料パイプまたは他の構造が、透過流体出口（Ｐｏ）と補助燃料タンク（図１の１１参照）との間の流体流通路を提供できる。

図３は、本発明の分離ユニットの追加の実施の形態を示している。図３は、第１の筐体３３０および第２の筐体３４０を有する分離ユニットを示している。第１の筐体は、外面１１３を有する透過性基体１１０を収容している。第１の筐体３３０の内面３３１と透過性基体１１０の外面１１３との間に、透過流体槽３４５が形成されている。透過性基体の第１の端面および第２の端面にまたはその近くに、透過性基体と第１の筐体との間にシール１２０および１２１が存在する。第１の筐体３３０は第１流体通路１５０を有する。第１の筐体３３０の第１の流体通路１５０は、第１の筐体３３０の外面３３２と第２の筐体３４０の内面３４１との間に形成された保持流体槽３５０に開いている。

この実施の形態において、図３の上を指す矢印（「Ｉ」）により示されるように、流体が分離ユニット中に流入し、分離ユニットを通って流動し、図３の下を指す矢印にしたがって、保持流体（第１の流体通路１５０および保持流体出口またはＲｏを通って）および透過流体（透過流体出口またはＰｏを通って）として分離ユニットから出る。

図３は、分離ユニット１００の実施の形態における流体流通路を示している。透過性基体は、第１の端面でまたはその近くで、また第２の端面でまたはその近くで、シール１２０および１２１により密閉されている。流体は、第２の端板１３３にある入口（Ｉ）を通り透過性基体１１０に流入し、透過性基体１１０の通路１１５を通り、透過性基体１１０の第１の端面１１１を通り、随意的なマニホールド１４０を通り、第１の流体通路１５０を通って、分離ユニットの筐体（または第１の筐体３３０）から出ることができる。図３に示された実施の形態において、保持流体は、第１の筐体３３０の第１の流体通路１５０から、第１の筐体３３０の外面３３２と第２の筐体３４０の内面３４１との間に形成された保持流体槽３５０中に流入する。次いで、保持流体は、保持流体槽出口１８０およびコネクタ板の保持流体出口２２１を通って、分離ユニットから出る。

または、流体は、第２の流体通路１６０（図３の「Ｉ」）を通って分離ユニット１００中に流入し、透過性基体１１０の第２の端面１１２で透過性基体１１０に入り、分離膜を横切り、透過性基体１１０を通り、透過流体槽３４５（図２Ａおよび２Ｂの１４５）に入り、透過流体出口Ｐｏ（図２Ａおよび２Ｂの１４５）を通って分離ユニットから出る。

図４は、図３に示された分離ユニットの実施の形態の分解図である。図４は、第２の筐体３４０、第１の端板１３２を有する第１の筐体３３０、第１の筐体内に置かれたマニホールド１４０、透過性基体１１０とマニホールド１４０との間にシールを形成する第１のシール１２０（または、マニホールドがない場合には、第１のシール１２０は、透過性基体と第１の端板１３２の内面との間にシールを形成する）、透過性基体１１０、透過性基体１１０と第２の端板１３３との間にシールを形成する第２のシール１２１（または第２のマニホールドが存在する場合には、第２のシール１２１は、透過性基体と第２のマニホールドとの間にシールを形成する）、透過流体出口１４６およびコネクタ板の入口２１０と係合するようにネジを切ることができる第２の流体通路１６０を有する第２の端板１３３、第２の端板１３３とコネクタ板２００との間にシールを形成して、保持流体槽３５０から透過流体槽３４５を隔て、保持流体出口２２１から透過流体出口２２０を隔てるために限定空間を形成する、第３のシール１２３および第４のシール１２２を示している。

流体の流れが矢印により示されている。例えば、透過流体は、分離ユニットに流入し（Ｉ）、透過性基体１１０に入り、透過性基体１１０の外面を通って出て、透過流体槽（図３の３４５または図２Ａおよび２Ｂの１４５）に入り、次いで、透過流体槽出口１４６を通り、第３のシール１２３と第４のシール１２２との間に形成された空間に入り、次いで、コネクタ板の透過流体出口２２０（図３のＰｏ参照）を通ってコネクタ板（Ｐｏ）から出る。保持流体は、分離ユニットに流入し（Ｉ）、透過性基体１１０の通路を通り、第１の筐体３３０の第１の流体通路１５０を通り、第１の筐体３３０の外面３３２と第２の筐体３４０の内面３４１（図示せず）との間に形成された空間である、保持流体槽３５０（図示せず）中に入る。次いで、保持流体は、コネクタ板の保持流体出口２２１を通って分離ユニットから出る。このようにして、１つの流体流が、保持流体（例えば、低ＲＯＮであってよい）および透過流体（例えば、高ＲＯＮであってよい）に分離される。

図５Ａおよび５Ｂは、ある実施の形態における、台座５００内でコネクタ板２００上に設置された本発明の筐体の配置の斜視図および断面図である。図５Ａおよび５Ｂに示されるように、透過性膜１１０を収容する筐体１０１は、例えば、ボルト４００を使用して圧縮シールを形成することによって、シール１２２および１２３に対して、台座５００内に収容されたコネクタ板２００上に取り付けることができる。実施の形態（図２Ａおよび２Ｂを参照）において、筐体は、コネクタ板を台座５００内に設置する前に、コネクタ板２００に嵌め込んでもよい。追加の実施の形態において、筐体は、密閉リング、Ｏリング、ガスケットなどのシールの使用によって、コネクタ板から隔てられ、透過流体および保持流体のための流路を形成してもよい。実施の形態において、燃料分離ユニットの筐体は、圧縮式管継手によって台座に固定されている。

図６Ａおよび６Ｂは、別の実施の形態における、コネクタ板上に係合した本発明の筐体の配置の斜視図および断面図である。図６Ａおよび６Ｂに示されるように、筐体１０１は、筐体１０１のコネクタ板側の端部から外側に延在するフランジ１０２を有してもよい。コネクタ板はネジ２３０を有する。フランジ１０２は、ネジをフランジ１０２に突き通させるための開口を有し、ナット５０１により締め付けることができる。この実施の形態において、筐体とコネクタ板との間に圧縮式管継手を設けることができる。

本発明は添付図面に記載されているが、本発明の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが当業者には明白であろう。

１０ 燃料タンク
１１ 別個の区画
１２ 燃料加熱装置
２０ 燃料冷却装置
２５ エンジン
１００ 分離ユニット
１０１，１３０，３３０，３４０ 筐体
１１０ 透過性基体
１１５ 通路
１２０，１２２，１２３ シール
１４０ マニホールド
２００ コネクタ板
５００ 台座

Claims (5)

1. 交換式燃料分離ユニットにおいて、
   第１の端面、第２の端面、該第１の端面から該第２の端面まで延在する複数の平行な通路、および外面を有する透過性基体；
   前記透過性基体を収容するように構成され配置され、内面を有する第１の筐体であって、該第１の筐体は第１の端板と第２の端板を有し、該第１の端板は、第１の流体通路、および前記透過性基体の第１の端面でまたはその近くで該第１の端板と該透過性基体との間にシールを形成するように構成され配置された第１の端板シールを備え、前記第２の端板は、第２の流体通路、透過流体出口、前記透過性基体の第２の端面でまたはその近くで該第２の端板と該透過性基体との間にシールを形成するように構成され配置された第２の端板シール、およびコネクタ板と取り外し可能なシールを形成するように構成され配置されたコネクタシールを有する、第１の筐体；
   前記透過性基体の外面と前記第１の筐体の内面との間に形成された空間を含む透過流体槽；
   を備え、
   前記透過流体槽が、前記第１の端板シールと前記第２の端板シールによって前記透過性基体の端面から隔てられている、燃料分離ユニット。
2. 前記第１の流体通路が入口であり、前記第２の流体通路が保持流体出口である、請求項１記載の燃料分離ユニット。
3. 前記コネクタ板をさらに備える、請求項１または２記載の燃料分離ユニット。
4. 前記第１の筐体の第１の端板および第２の端板の少なくとも一方がマニホールドを備え、該第１の端板および該第２の端板の少なくとも一方と、前記透過性基体との間に形成されたシールが、前記マニホールドと該透過性基体との間に形成されている、請求項１から３いずれか１項記載の燃料分離ユニット。
5. 前記第１の筐体の外面と第２の筐体の内面との間に保持流体槽を提供するように構成され配置された第２の筐体をさらに備えた、請求項１から４いずれか１項記載の燃料分離ユニット。

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