可更換燃料分離單元的制作方法
【專利摘要】本文揭示了一種可更換燃料分離單元（100），所述可更換燃料分離單元具有可滲透基質(zhì)（110），可滲透基質(zhì)（110）用于將流體源分成至少兩個分開的流體流，并將兩個分開的流體流輸送到分開的箱體（10,11）。
【專利說明】可更換燃料分離單元
[0001]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119要求2011年6月30日提交的美國臨時申請系列號第61/502980的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，且基于其內(nèi)容并通過弓丨用將其內(nèi)容整體結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的燃料系統(tǒng)和燃料供給裝置。更具體地，本發(fā)明提供一種用于包含分離隔膜的燃料分離單元。
【背景技術(shù)】
[0003]在例如美國專利6，972，093和6，711，893中公開了燃料分離裝置。燃料分離單元可接受混合饋送流、將混合饋送流輸送到可滲透基質(zhì)、并將混合饋送流分成兩股流，截留物和滲透物。饋送流體可以是氣體或液體。例如，如果分離單元用于將諸如汽油的燃料分離，則諸如具有各成分混合物的燃料的混合饋送流可作為氣體被加熱并引入燃料分離單元。燃料可分離成例如相對高研究法辛烷值(RON)燃料部分和相對低RON燃料部分。分離的高RON燃料(滲透物)可然后被冷卻并輸送到分開的箱體，以在需要時由車輛使用。在諸如啟動或加速時的高輸出運行狀態(tài)期間車輛可能需要高RON燃料。通過提供高RON燃料源，發(fā)動機可在高輸出操作期間運行更 好。例如，可增加發(fā)動機的點火定時，由此增加這些高輸出運行期間發(fā)動機的輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在第一實施例中，本發(fā)明提供一種可更換燃料分離單元，包括:可滲透基質(zhì)，所述可滲透基質(zhì)具有第一端面、第二端面、從所述第一端面延伸到所述第二端面的多個平行通道、以及外表面；第一殼體，所述第一殼體構(gòu)造和布置成容納所述可滲透基質(zhì)，并具有內(nèi)表面，所述第一殼體包括第一端板和第二端板，所述第一端板包括第一流體通道和第一端板密封件，所述第一端板密封件構(gòu)造和布置成在所述可滲透基質(zhì)的所述第一端面處或附近形成所述第一端板與所述可滲透基質(zhì)之間的密封，所述第二端板包括第二流體通道、滲透物出口和第二端板密封件，所述第二端板密封件構(gòu)造和布置成在所述可滲透基質(zhì)的所述第二端面處或附近形成所述第二端板與所述可滲透基質(zhì)之間的密封件，以及構(gòu)造和布置成與連接板形成能松開密封的連接件密封件；滲透物腔室，所述滲透物腔室包括形成在所述滲透物基質(zhì)的所述外表面與所述第一殼體的所述內(nèi)表面之間的空間，其中所述滲透物腔室通過所述第一端板密封件和所述第二端板密封件與所述可滲透基質(zhì)的所述端面分開。
[0005]在第二實施例中，本發(fā)明提供實施例1的分離單元，其中所述第一流體通道是入口，且所述第二流體通道是截留物出口。
[0006]在第三實施例中，本發(fā)明提供實施例1的分離單元，其中所述第一流體通道是截留物出口，且所述第二流體通道是入口。
[0007]在第四實施例中，本發(fā)明提供實施例1-3中任一個的燃料分離單元，其中所述連接板包括將包含所述可滲透隔膜的殼體可松開地附連到入口和滲透物出口的配件。[0008]在第五實施例中，本發(fā)明提供實施例4的燃料分離單元，其中所述殼體通過壓配合固定到所述連接板。
[0009]在第六實施例中，本發(fā)明提供實施例4的燃料分離單元，其中所述殼體通過螺釘配合固定到所述連接板。
[0010]在第七實施例中，本發(fā)明提供實施例1-6中任一個的燃料分離單元，還包括所述連接板。
[0011]在第八實施例中，本發(fā)明提供實施例7的燃料分離單元，其中所述連接板包括入口、滲透物出口和截留物出口。
[0012]在第九實施例中，本發(fā)明提供實施例1-8中任一個的燃料分離單元，其中所述連接板包括用于容納至少一個密封件的至少一個溝槽。
[0013]在第十實施例中，本發(fā)明提供實施例1，2或3中任一個的燃料分離單元，其中所述第一殼體的所述第一端板和所述第二端板中的至少一個包括歧管，且其中所述第一端板和所述第二端板中至少一個與可滲透基質(zhì)之間形成的密封件形成在所述歧管與所述可滲透基質(zhì)之間。
[0014]在第^^一實施例中，本發(fā)明提供實施例1，2，4_9中任一個的燃料分離單元，還包括第二殼體，所述第二殼體構(gòu)造和布置成在所述第一殼體的外表面與第二殼體的內(nèi)表面之間提供截留物腔室。
[0015]在第十二實施例中，本發(fā)明提供實施例1-11中任一個的分離單元，其中所述可滲透基質(zhì)包括多孔陶瓷材料。
[0016]在第十三實施例中，本發(fā)明提供實施例12的分離單元，其中所述可滲透基質(zhì)是圓柱形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是作為辛烷分離系統(tǒng)的一部分的可更換分離單元的一實施例的示意圖。
[0018]圖2A和B是示出可更換分離單元的兩個實施例的剖視圖。
[0019]圖3是可更換燃料分離單元的另一實施例的圖示。
[0020]圖4是圖3所示可更換燃料分離單元的實施例的分解圖。
[0021]圖5A和5B是在一實施例中安置在連接板上的可更換燃料分離單元的放置的平面圖和首I]視圖。
[0022]圖6A和6B是在另一實施例中安置在連接板上的可更換燃料分離單元的放置的平面圖和首I]視圖。
【具體實施方式】
[0023]在各實施例中，本發(fā)明提供一種可更換分離單元，其具有構(gòu)造和布置成容納可滲透基質(zhì)的殼體。該殼體構(gòu)造和布置成接收饋送流并將饋送流引導(dǎo)到可滲透基質(zhì)，該可滲透基質(zhì)具有從可滲透基質(zhì)的第一端面延伸到第二端面的多個平行通道。使用時，饋送流的一部分從可滲透基質(zhì)的一端面穿過可滲透基質(zhì)的各通道流到可滲透基質(zhì)的第二端面。饋送流的流過可滲透基質(zhì)的各通道并通過第二端面流出可滲透基質(zhì)的部分是截留物。殼體提供截留物出口以將截留物引導(dǎo)到截留物箱體。[0024]饋送流的另一部分穿越分離隔膜、進入可滲透基質(zhì)并與饋送流分離以行進穿過可滲透基質(zhì)的本體、流出可滲透基質(zhì)的外表面進入可滲透腔室。流過可滲透基質(zhì)的該饋送流是滲透物?？蓾B透腔室具有滲透物出口以將滲透物引導(dǎo)到分開的滲透物箱體。這樣，截留物燃料流與滲透物燃料流分開。
[0025]殼體容納可滲透基質(zhì)，并還限定截留物和滲透物流路。行進穿過截留物流路的流體在入口處開始、行進穿過可滲透基質(zhì)、并流出分離單元以流過截留物出口、以被捕獲在截留物箱體內(nèi)。行進穿過滲透物流路的流體在入口處開始、通過基質(zhì)的通道行進穿過可滲透基質(zhì)、并流出分離單元以流過滲透物出口、以被捕獲在滲透物箱體內(nèi)。
[0026]此外，分離單元構(gòu)造和布置成可松開地與連接板配合以允許當(dāng)可滲透基質(zhì)的使用壽命屆滿時用另一分離單元更換一個分離單元。在各實施例中，入口和截留物出口是流體通路，可互換的第一流體通路和第二流體通路，取決于分離單元相對于燃料流動的方向的定向。但是，在各實施例中，入口和截留物出口在殼體的相對端板上，使截留物流體能夠通過可滲透基質(zhì)的通道從殼體的一端流到殼體的另一端。滲透物出口可在殼體的任一端面上。在各實施例中，滲透物出口在與連接板配合的殼體端面上。
[0027]在各實施例中，分離單元可方便更換。為了更換分離單元，必須通過將分離單元與流體通道脫開來取出現(xiàn)有單元。有三個流體通道:入口、截留物出口和滲透物出口。因此，三個流體通道需要脫開并再配合以更換分離單元。為了減少更換分離單元所需的步驟數(shù)量，滲透物出口可在殼體的與連接板配合的端面上。通過將滲透物出口定位在殼體的與連接板配合的端面上，當(dāng)調(diào)換部件時必須脫開和重新配合的連接數(shù)量從三次減少到兩次，使得分離單元更容易更換。
[0028]在各實施例中，饋送流是汽油。在該實施例中，汽油可通過跨越施加在可滲透基質(zhì)的內(nèi)表面、通道表面上的聚合物隔膜的滲透蒸發(fā)而分離成較高RON部分(HiRON)和較低RON部分(LoRON)。氣相的較高RON部分穿越預(yù)蒸發(fā)隔膜、流入可滲透基質(zhì)并然后流入滲透物腔室。從滲透物腔室，較高RON滲透物可流過滲透物出口、穿過選配冷卻器、并收集在滲透物箱體內(nèi)。氣相的較低RON部分流過滲透物基質(zhì)的通道而不穿越預(yù)蒸發(fā)隔膜，并通過截留物出口流出可滲透基質(zhì)、輸送到截留物箱體或重新循環(huán)到車輛的汽油箱。
[0029]圖1示出在車輛中將汽油與辛烷分離的系統(tǒng)的實施例。圖1示出具有容納HiRON燃料的分開隔室11的燃料箱10。如圖1所示，汽油從燃料箱10泵送穿過燃料加熱器12以將燃料加熱到氣相，并進入分離單元100。在分離單元中，燃料分離成LoRON流15 (截留物)和HiRON流16 (滲透物)。HiRON流穿過選配燃料冷卻器20并進入分開的燃料箱隔室(HiRON箱體或滲透物箱體)11。HiRON燃料然后可在需要時從分開的燃料箱隔室11泵送到發(fā)動機25。LoRON燃料流出分離單元100、穿過選配燃料冷卻器20并再循環(huán)回到燃料箱
10。來自燃料箱的燃料可泵送到發(fā)動機25。
[0030]圖2-6中示出分離單元的各實施例。在各實施例中，提供可滲透基質(zhì)10，例如具有聚合物隔膜以將高辛烷或HiRON成分與較低辛烷或低RON成分分離的陶瓷蜂窩體。聚合物隔膜可施加到陶瓷蜂窩體基質(zhì)的通道115的內(nèi)表面。在該系統(tǒng)中，將作為HiRON和LoRON燃料的混合物的燃料提供給聚合物隔膜。HiRON燃料通過聚合物隔膜分離、跨越聚合物隔膜、并流入可滲透基質(zhì)的可滲透陶瓷材料。HiRON燃料(滲透物)然后被引導(dǎo)到滲透物出口，并通過分開的滲透物燃料管線送到分開的HiRON燃料箱。LoRON燃料不穿過聚合物隔膜、并流過可滲透基質(zhì)的各通道并通過截留物出口流出分離裝置、以再循環(huán)回到第一燃料箱。
[0031]可滲透基質(zhì)容納在殼體130內(nèi)。燃料分離系統(tǒng)必須在波動溫度和腐蝕性化學(xué)物的環(huán)境中運行。隨著時間變化，在汽油動力車輛的壽命中，為了維持燃料分離系統(tǒng)的性能，必須更換燃料分離單元。例如，在車輛的壽命中，燃料分離單元可能需要至少更換一次，且可能是幾次。在各實施例中，可滲透基質(zhì)可自身取出。即，在各實施例中，可打開殼體，并可取出可滲透基質(zhì)，可將新的可滲透基質(zhì)放置在單元中，并可更換殼體。但是，由于燃料分離單元的結(jié)構(gòu)，且由于殼體的復(fù)雜性，可能理想的是隨著其殼體130 —起取出和更換可滲透基質(zhì)110。因此，重要的是開發(fā)可容易更換的分離單元。
[0032]現(xiàn)將參照附圖中所示的實例詳細描述本發(fā)明的實施例。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。
[0033]圖2A和B示出本發(fā)明燃料分離單元100的各實施例?？筛鼡Q燃料分離單元具有可滲透基質(zhì)110和殼體130。在各實施例中，可滲透基質(zhì)110具有第一端面111和第二端面112、外表面113、從第一端面111延伸到第二端面112的各通道115。在各實施例中，可滲透基質(zhì)的外表面是連續(xù)的。如圖1所示，可滲透基質(zhì)110在第一端面111或附近由密封件120密封。盡管示出密封件120密封在第一端面的周緣125處，但密封件120可圍繞可滲透基質(zhì)的外表面113放置或放置在第一端面111處或附近。密封件可容納在座或溝槽(參見例如圖2B中的123)內(nèi)。類似地，可滲透基質(zhì)110在第二端面112處或附近由密封件121密封。盡管示出密封件121位于第二端面112的周緣126處，但密封件121可圍繞可滲透基質(zhì)的外表面113放置或放置在第二端面112處或附近。在各實施例中，密封件放置在兩端面處或附近以確?？蓾B透基質(zhì)的外表面的大百分比可用于允許滲透物從可滲透基質(zhì)的內(nèi)表面流到可滲透基質(zhì)的外表面。
[0034]在各實施例中，分離單元的殼體可由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。在各實施例中，殼體和連接板耐受從分離單元所考慮的用途預(yù)期的溫度波動和化學(xué)環(huán)境。例如，殼體和連接板可由金屬制成。
[0035]殼體具有第一流體通道150和第二流體通道160。在各實施例中，流體沿箭頭所示方向流動。如圖2A所示，截留物流體在第二流體通道160(1)、穿過可滲透基質(zhì)的通道到達第一流體通道150 (Ro通道或截留物出口)?；蛘?，流體在第二流體通道(I)內(nèi)流動、穿過可滲透基質(zhì)的壁到達滲透物腔室并通過滲透物出口 Po離開殼體。截留物出口(Ro)引導(dǎo)流體流動流出可滲透基質(zhì)的通道離開分離單元。滲透物出口(Po)引導(dǎo)流出滲透物腔室的流體離開分離單元到達分開的箱體?；氐綀D1，截留物出口引導(dǎo)LoR0N15(截留物)從分離單元100流到選配燃料冷卻器20。在圖2A中標以截留物出口 Ro的第一流體通道150提供分離單元與燃料管線之間的連接。盡管示出第一通道50為指示壓縮型配合的螺母，但該連接可以是包括螺紋配合、壓力配合、卡配合或任何其它已知連接系統(tǒng)的任何類型可松開連接。在圖2A中標為入口(I)的第二流體通道160向可滲透基質(zhì)提供燃料。第二流體通道160是與連接板200配合的結(jié)構(gòu)。
[0036]在各實施例中，如圖2B所示，通過分離單元的流動方向可反向。例如，在圖2A中，示出流體通過第二流體通道160在單元底端(I)處流入單元并通過第一流體通道150流出殼體。在圖2B中，示出流體通過第一流體通道150在單元頂端(I)處流入單元并通過第二流體通道160在單元底端處流出單元。在兩實施例中，流體流入單元，截留物流過可滲透基質(zhì)的通道并通過R0流體通道流出，且滲透物流入可滲透基質(zhì)的通道、穿入可滲透基質(zhì)、進入滲透物腔室并通過Po流體通道流出。該分離單元可允許兩個流動方向，并實現(xiàn)分離流體的任務(wù)。流動方向可通過單元在燃料管線內(nèi)的放置來確定。
[0037]燃料分離單元100具有殼體130。在各實施例中，殼體130是“第一殼體”。在各實施例(諸如圖3和4所示的各實施例)中,燃料分離單元100可包括一個以上的殼體。如圖2A和2B所示，殼體130構(gòu)造和布置成容納可滲透基質(zhì)110。殼體130具有內(nèi)表面131、第一端板132、第二端板133和側(cè)壁134。如圖2_6所示，殼體是圓筒形，從而有第一端板132、第二端板133和形成殼體的圓筒體的一側(cè)壁。但是,在各實施例中，殼體和容納在殼體內(nèi)的可滲透基質(zhì)可以是任何形狀。例如，殼體和可滲透基質(zhì)可以是方形、立方形、圓錐形、棱錐或任何其它形狀。
[0038]在各實施例中，在可滲透基質(zhì)與殼體之間存在密封件120。在各實施例中，密封件是墊圈、O形環(huán)、填料、密封材料珠、或本領(lǐng)域已知可用于在可滲透基質(zhì)與殼體之間形成密封的任何其它結(jié)構(gòu)或材料。密封件120防止截留物與滲透物混合。密封件120在截留物流動路徑與滲透物流動路徑之間提供屏障。
[0039]在各實施例中，殼體130可具有歧管140。在各實施例中，歧管是延伸到由殼體形成的內(nèi)部空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)，以形成可滲透基質(zhì)的端面與入口或出口之間的內(nèi)含空間(以及與密封件一起形成密封空間)。例如，如圖2A所示，歧管140形成由可滲透基質(zhì)110的第一端面111限定的內(nèi)含空間和第一流體通道150并與滲透物腔室145分開?？纱嬖?如圖2A所示)或沒有(如圖2B所示)歧管。圖2A示出歧管140的一實施例。在圖2A中，歧管是從殼體130的第一端板(未示出)的內(nèi)表面延伸的結(jié)構(gòu)。在圖2A所示的實施例中，歧管140提供結(jié)構(gòu)以安置形成在可滲透基質(zhì)110和歧管140以及第一流體通道150與滲透物腔室145之間的密封件120。歧管可存在于可滲透基質(zhì)的任一端面處、可滲透基質(zhì)的兩端面處、或者滲透物基質(zhì)的一端面處或沒有。
[0040]圖2B示出沒有歧管的殼體的一實施例。在該實施例中，在可滲透基質(zhì)與殼體130的第一端板132的內(nèi)表面(未不出)之間提供密封件120。
[0041]還在可滲透基質(zhì)110的第二端面112與殼體130的第二端面133之間形成密封件122。在各實施例中，在第二端板133與可滲透基質(zhì)(未示出)之間可存在歧管。
[0042]第二端板具有第二流體通道160。第二流體通道160允許流體(燃料)流入可滲透基質(zhì)Iio的通道(或流出通道，取決于燃料流動的方向)。在各實施例中，第二流體通道160的外表面具有公螺紋以允許入口可松開地與連接板200配合并抵靠連接板200密封。如圖2A和2B所示，第二端板133可具有用于容納密封件或墊圈的座或溝槽123。在其它實施例中，連接板200可具有用于容納密封件或墊圈(未示出)的溝槽或其它結(jié)構(gòu)。S卩，密封件122可以是殼體的一部分、連接板的一部分或分開部分。
[0043]當(dāng)可滲透基質(zhì)放置在殼體內(nèi)，且密封件放置在可滲透基質(zhì)的第一和第二端面處或附近時，在可滲透基質(zhì)110的外表面113與殼體130的內(nèi)表面131之間形成滲透物腔室145。滲透物腔室具有滲透物腔室出口 146。滲透物腔室出口 146可在殼體130的第二端板133內(nèi)，如圖2A和圖2B所示?？赡苡卸鄠€滲透物腔室出口 146 (如圖4的分解圖所示)。滲透物腔室出口構(gòu)造和布置成允許滲透物從滲透物腔室流出并通過標以Po的連接板滲透物出口流出燃料分離裝置。在各實施例中，密封件122可存在于殼體130與連接板200之間以確保液密密封以及在殼體130與連接板200之間保持真空的密封。
[0044]在各實施例中，可在滲透物腔室145與例如第二流體通道160之間形成壓力梯度。在各實施例中，將真空施加到滲透物腔室145。在各實施例中，可通過連接板滲透物腔室出口(Po)施加真空。該壓力梯度用于將滲透物拉出可滲透基質(zhì)并將其輸送到滲透物出口。
[0045]圖2A和B還示出連接板200。連接板200構(gòu)造和布置成與分離單元100的殼體130可松開地配合。連接板200具有基板入口 210。在各實施例中，基板入口內(nèi)部有螺紋以允許帶螺紋的殼體入口在入口處擰入基板。盡管描述了螺紋，但普通技術(shù)人員會理解可松開附連和密封的其它方法是本領(lǐng)域公知的。這些方法包括卡配合、壓力配合和其它可松開附連機構(gòu)。連接板還具有滲透物出口 220以允許捕獲在分離單元100的滲透物腔室內(nèi)的流體通過滲透物腔室出口流出分離單元，并通過連接板滲透物出口 220。在各實施例中，連接板是分離單元的一部分。在其它各實施例中，連接板是與分離單元分開的，且是作為汽車燃料系統(tǒng)的一部分的結(jié)構(gòu)。例如，在圖1所示的汽油分離系統(tǒng)中，連接板可以是汽車燃料系統(tǒng)的一部分。如果分離單元要安裝到車輛中，則包含可滲透基質(zhì)的殼體可抵靠連接板安裝或可松開地密封。如果要更換分離單元，則可從連接部分取出(擰出)舊的分離單元并安裝新的分離單元。如果不打算使用分離單元，則可將燃料管線安裝在基板入口 210與出口 150之間。此外，連接板構(gòu)造和布置成與殼體的滲透物出口配合以在滲透物出口之間提供流體流動通道。燃料管線或其它結(jié)構(gòu)可在滲透物出口(Po)與輔助燃料箱(圖1參見11)之間提供流體流動通道。
[0046]圖3不出本發(fā)明的分離單兀的另一實施例。圖3不出具有第一殼體330和第二殼體340的分離單兀。第一殼體容納具有出口表面113的可滲透基質(zhì)110。在第一殼體330的內(nèi)表面331與滲透物基質(zhì)110的外表面113之間形成滲透物腔室345。在滲透物基質(zhì)與第一殼體之間在滲透物基質(zhì)的第一端面和第二端面處或附近存在密封件120和121。第一殼體330具有第一流體通道150。第一殼體330的第一流體通道150向形成在第一殼體330的外表面332與第二殼體340的內(nèi)表面341之間的截留物腔室350打開。
[0047]在該實施例中，流體流入分離單元(如圖3的向上箭頭(“I”)所示)、根據(jù)圖3的向下箭頭流過分離單元并作為截留物(通過第一流體通道150和截留物出口或Ro)和滲透物(穿過滲透物出口或Po)。
[0048]圖3示出分離單元100的各實施例中的流體流動路徑。因為可滲透基質(zhì)在其第一端面處或附近以及其第二端面處或附近由密封件120和121密封，所以流體可沿兩個流路流過分離單元。流體可流過第二端板133上的入口(I)進入可滲透基質(zhì)110、穿過可滲透基質(zhì)110的通道115、穿過可滲透基質(zhì)110的第一端面111、穿過選配歧管140、并通過第一流體通道150流出分離單元的殼體(或第一殼體330)。在圖3所示的實施例中，截留物從第一殼體330的第一流體通道150流入形成在第一殼體330的外表面332與第二殼體340的內(nèi)表面341之間的截留物腔室350。截留物然后通過截留物腔室出口 180和連接板截留物出口 221流出分離單元。
[0049]或者，流體可通過第二流體通道150 (圖3中的“I”)流入分離單元100、在可滲透基質(zhì)110的第二端面112處進入可滲透基質(zhì)110、跨越分離隔膜、穿過可滲透基質(zhì)本體110、進入可滲透腔室345 (圖2A和2B中的145)并通過滲透物出口 Po (圖2A和2B中的145)流出分離單元。[0050]圖4是圖3所示分離單元的實施例的分解圖。圖4示出第二殼體340、具有第一端板132的第一殼體330、安置在第二殼體內(nèi)的歧管140、形成可滲透基質(zhì)110與歧管140之間密封件的第一密封件120(或者在缺少歧管的情況下，第一密封件120形成可滲透基質(zhì)與第一端板132的內(nèi)表面之間的密封件)、可滲透基質(zhì)110、形成可滲透基質(zhì)110與第二端板133之間密封件的第二密封件121 (或者在存在第二歧管的情況下，第二密封件121形成可滲透基質(zhì)與第二歧管之間的密封件)、具有滲透物或滲透物腔室出口 146和可與連接板入口210螺紋配合的第二流體通道150的第二端板133、形成第二端板133與連接板200之間的密封件以形成限定空間從而將滲透物腔室345與截留物腔室350分開并將滲透物出口 220與截留物出口 221分開的第三密封件123和第四密封件122。
[0051]流體的流動由箭頭示出。例如，滲透物流入分離單元(I)、進入滲透物基質(zhì)110、通過滲透物基質(zhì)Iio的外表面113流出、進入滲透物腔室(參見圖3的345或圖2A和2B的145)，并然后穿過滲透物腔室出口 146、進入形成在第三密封件123與第四密封件122之間的空間、并然后通過連接板滲透物出口 220流出連接板(Po)(參見圖3的Po)。截留物流入分離單元(I)、穿過滲透物基質(zhì)110的通道、穿過第一殼體330的第一流體通道150、進入截留物腔室350 (未示出)，截留物腔室350是形成在第一殼體330的外表面332與第二殼體340的內(nèi)表面341 (未示出)之間的空間。截留物然后通過連接板截留物出口 221流出分離單元。這樣，將單個流體流分成截留物(可例如是LoRON)和滲透物(可例如是HiRON)。
[0052]圖5A和5B是在一實施例中安置在連接板200上本發(fā)明的殼體放置在座500內(nèi)的平面圖和剖視圖。如圖5A和5B所示，容納可滲透隔膜110的殼體101可配裝到連接板200，連接板200通過使用例如螺栓400形成壓縮密封件而抵靠密封件122和123包含在座500內(nèi)。在各實施例(見圖2A和B)中，殼體可在將連接板安置到座500內(nèi)之前擰到連接板200上。在其它實施例中，通過使用諸如密封環(huán)、O形環(huán)、墊圈等的密封件，殼體可與連接板分離，形成用于滲透物和截留物的流路。在各實施例中，燃料分離單元殼體通過壓配合固定到座。
[0053]圖6A和6B是在一實施例中配合在連接板上本發(fā)明的殼體的放置的平面圖和剖視圖。如圖6A和6B所示，殼體101可具有從殼體101的連接板端部向外延伸的凸緣102。連接板具有螺釘230。凸緣500具有孔以允許螺釘230擰穿凸緣500，并可與螺母501擰緊。在該實施例中，可在殼體與連接板之間提供壓配合。
[0054]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，可在本發(fā)明內(nèi)作出各種修改和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可更換燃料分離單元，包括: 可滲透基質(zhì)，所述可滲透基質(zhì)具有第一端面、第二端面、從所述第一端面延伸到所述第二端面的多個平行通道、以及外表面； 第一殼體，所述第一殼體構(gòu)造和布置成容納所述可滲透基質(zhì)，并具有內(nèi)表面，所述第一殼體包括第一端板和第二端板，所述第一端板包括第一流體通道和第一端板密封件，所述第一端板密封件構(gòu)造和布置成在所述可滲透基質(zhì)的所述第一端面處或附近形成所述第一端板與所述可滲透基質(zhì)之間的密封，所述第二端板包括第二流體通道、滲透物出口和第二端板密封件，所述第二端板密封件構(gòu)造和布置成在所述可滲透基質(zhì)的所述第二端面處或附近形成所述第二端板與所述可滲透基質(zhì)之間的密封件，以及構(gòu)造和布置成與連接板形成能松開密封的連接件密封件； 滲透物腔室，所述滲透物腔室包括形成在所述滲透物基質(zhì)的所述外表面與所述第一殼體的所述內(nèi)表面之間的空間， 其中所述滲透物腔室通過所述第一端板密封件和所述第二端板密封件與所述可滲透基質(zhì)的所述端面分開。
2.如權(quán)利要求1所述的分離單元，其特征在于，所述第一流體通道是入口，且所述第二流體通道是截留物出口。
3.如權(quán)利要求1所述的分離單元，其特征在于，所述第一流體通道是截留物出口，且所述第二流體通道是入口。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的燃料分離單元，其特征在于，所述連接板包括將包含所述可滲透隔膜的殼體可松開地附連到入口和滲透物出口的配件。
5.如權(quán)利要求4所述的燃料分離單元，其特征在于，所述殼體通過壓配合固定到所述連接板。
6.如權(quán)利要求4所述的燃料分離單元，其特征在于，所述殼體通過螺釘配合固定到所述連接板。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的燃料分離單元，其特征在于，還包括所述連接板。
8.如權(quán)利要求7所述的燃料分離單元，其特征在于，所述連接板包括入口、滲透物出口和截留物出口。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的燃料分離單元，其特征在于，所述連接板包括用于容納至少一個密封件的至少一個溝槽。
10.如權(quán)利要求1，2或3中任一項所述的燃料分離單元，其特征在于，所述第一殼體的所述第一端板和所述第二端板中的至少一個包括歧管，且其中所述第一端板和所述第二端板中至少一個與可滲透基質(zhì)之間形成的密封件形成在所述歧管與所述可滲透基質(zhì)之間。
11.如權(quán)利要求1，2，4-9中任一項所述的燃料分離單元，其特征在于，還包括第二殼體，所述第二殼體構(gòu)造和布置成在所述第一殼體的外表面與第二殼體的內(nèi)表面之間提供截留物腔室。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項所述的分離單元，其特征在于，所述可滲透基質(zhì)包括多孔陶瓷材料。
13.如權(quán)利要求12所述的分離單元，其特征在于，所述可滲透基質(zhì)是圓柱形。
【文檔編號】F02M37/00GK103635683SQ201280032012
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】P·O·約翰遜, R·D·帕特里奇, B·T·斯特恩奎斯特 申請人:康寧股份有限公司