(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を濾過し、燃料添加剤を制御された速度で前記燃料に放出するように構成された、燃料フィルタ・アッセンブリであって、
前記燃料用の入口及び出口を含み、フィルタ・チャンバを画成する、ハウジング・アッセンブリと、
前記ハウジング・アッセンブリ内に位置決めされた、内チャンバと、
前記フィルタ・チャンバ内に配置され、前記燃料用の前記入口と前記出口との間に位置決めされた、フィルタ・エレメントと、
前記内チャンバ内に配置された燃料添加剤源と、
を含む、前記燃料フィルタ・アッセンブリにおいて、
前記燃料添加剤源への前記燃料の流れを制御するための低速放出手段と、
前記燃料中への前記燃料添加剤の放出速度を制御するための低速放出手段とを有し、前記低速放出手段は、サーモスタット制御式オリフィスを含み、前記燃料添加剤源と前記燃料出口との間に位置決めされていること、
を特徴とする、燃料フィルタ・アッセンブリ。
【請求項２】
前記燃料添加剤源は、複数の可溶性燃料添加剤ペレットを含む、請求項１に記載の燃料フィルタ・アッセンブリ。
【請求項３】
前記可溶性燃料添加剤ペレットは、炭化水素不溶性コーティングで覆われている、請求項２に記載の燃料フィルタ・アッセンブリ。
【請求項４】
前記燃料添加剤源と前記燃料出口との間に位置決めされた拡散オリフィスを含む、請求項１に記載の燃料フィルタ・アッセンブリ。
【請求項５】
前記低速放出手段はバッフルを含む、請求項１に記載の燃料フィルタ・アッセンブリ。
【請求項６】
前記低速放出手段は半透膜を含む、請求項１に記載の燃料フィルタ・アッセンブリ。
【請求項７】
燃料を濾過し、燃料添加剤を前記燃料に放出するように構成された、燃料フィルタであって、
フィルタ・チャンバと、前記燃料用の入口及び出口を画成する、外ハウジング・アッセンブリと、
前記フィルタ・チャンバ内に配置され、前記燃料用の前記入口と前記出口との間に位置決めされた、フィルタ・エレメントと、
前記フィルタ・チャンバ内に位置決めされ、前記フィルタ・チャンバと流体連通した内チャンバを画成する内ハウジング・アッセンブリと、
を含む燃料フィルタにおいて、
前記内チャンバ内に配置された燃料添加剤源と、
前記内チャンバ内への燃料の流れを制御するために前記燃料添加剤源と前記燃料出口との間に位置決めされた半透膜及びサーモスタットと、
を含むことを特徴とする、燃料フィルタ。
【請求項８】
前記燃料添加剤は炭化水素不溶性コーティングで覆われている、請求項７に記載の燃料フィルタ。
【請求項９】
燃料添加剤を燃料に放出する方法において、
燃料添加剤を収容した燃料フィルタを燃料源と内燃エンジンとの間に位置決めする工程と、
前記燃料添加剤の一部を前記燃料の一部と接触させ、燃料添加剤が前記燃料の前記部分に溶解した燃料組成物を提供する工程と、
前記燃料添加剤と前記燃料フィルタの出口との間に配置したサーモスタットを用いた制御により、前記燃料組成物を前記燃料と混合させる工程と、
を含むことを特徴とする、燃料添加剤を燃料に放出する方法。
【請求項１０】
前記燃料添加剤は炭化水素不溶性コーティングで覆われている、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記混合させる工程は、拡散制御オリフィスを前記燃料組成物と前記燃料との間に位置決めする工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記混合させる工程は、少なくとも一つのバッフルプレートを前記燃料組成物と前記燃料との間に位置決めする工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記混合させる工程は、前記燃料の温度レベルが所定の温度範囲内にある場合に前記燃料組成物を前記燃料中に拡散させる工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記燃料添加剤源は、複数の可溶性燃料添加剤ペレットを含む、請求項７に記載の燃料フィルタ。
【請求項１５】
前記サーモスタットは、燃料が十分に温かい場合に開放される、請求項７に記載の燃料フィルタ。
【請求項１６】
燃料を濾過し、燃料添加剤を制御された速度で前記燃料に放出するように構成された、アッセンブリであって、
フィルタ・エレメントと、前記フィルタ・エレメントに接続されたカートリッジとを備え、
前記カートリッジは、内チャンバを備え、
前記内チャンバ内に燃料添加剤源が配置された、アッセンブリにおいて、
前記燃料添加剤源への前記燃料の流れを制御するための低速放出手段と、
前記燃料中への前記燃料添加剤の放出速度を制御するための低速放出手段とを有し、
前記低速放出手段は、前記内チャンバへの燃料の流れを制御するために配置されたサーモスタット制御式オリフィスを含むことを特徴とする、アッセンブリ。
【請求項１７】
前記カートリッジは、互いに離間して配置された複数のバッフルプレートを備え、前記バッフルプレートの各々は、複数の開口部を備え、前記バッフルプレートの各々の開口部の位置は、隣接するバッフルプレートの開口部の位置と不整合になっている、請求項１６に記載のアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体として、内燃エンジンで使用するための燃料フィルタに関する。内燃エンジンは、例えば市販のディーゼルエンジンであるが、これに限定されない。更に詳細には、本発明は、燃料中に放出できる燃料添加剤を含む燃料フィルタ及び添加剤を燃料中に放出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料フィルタは、汚染物を除去し、エンジン及び他の下流構成要素、例えばバルブ、燃料噴射装置、燃料ライン、及び関連した構成要素が損傷しないようにすることによって燃焼エンジンを保護するために使用される必要な構成要素である。燃料は、多くの汚染源からの様々な汚染物を含む。多くの場合、燃料が酸化すると、一般にワニス類（ｖａｎｉｓｈｅｓ）と呼ばれるアスファルテン（ａｓｐｈａｌｔｅｎｅｓ）等の樹脂分が形成される。燃料、特に水分を含む燃料では、細菌が繁殖する場合がある。細菌が繁殖すると、燃料タンク、燃料ライン、及び燃料フィルタの内面に「スライム」が形成される。スライムは、多くの場合、表面から剥脱し、自由になったスライムを燃料が燃料ラインを通して輸送する。燃料フィルタは、ワニス類及び細菌を濾過除去するが、ワニス類や細菌が燃料フィルタ・エレメントを詰まらせる場合がある。フィルタが詰まると、燃料の流れが小さくなり、フィルタ・エレメント前後の圧力差が大きくなり、これによってエンジンの性能及び燃料効率が低下する。エンジンの性能及び信頼性を維持するため、３２１８．７ｋｍ乃至６４３７．４ｋｍ（２０００マイル乃至４０００マイル）の走行距離毎に燃料フィルタを頻繁に交換しなければならない。多くの車輛について、特に、一月に数百マイル、場合によっては数千マイル走行する商業的トラックについて、このことは車輛の保守費用及び作動費用を大幅に押し上げ、信頼性を低下させる。
【０００３】
幸いなことに、ワニス類の形成や細菌の繁殖は、酸化防止剤や殺菌剤等の燃料添加剤を燃料に加えることによって抑えることができる。フィルタを詰まらせる存在する材料の幾つか及び他の燃料と関連した構成要素を破壊し溶解するために分散剤を加えることができる。効果的であるためには、添加剤は、燃料中で一定に維持されなければならない。これは、多くの場合、困難である。クーラントシステムやオイルシステム等の他の流体システムとは異なり、燃料システムは全ての燃料を再循環させるわけではない。従って、添加剤を燃料に制御された速度で連続的に加えなければならない。
【０００４】
燃料中での添加剤のレベルを一定に又は所望レベルに維持することは困難である。代表的には、運転者は、燃料を満タンにする度毎に瓶に入った添加剤を車輛の燃料タンクに加える。多くの瓶詰燃料添加剤が商業的に入手可能であるが、多くの場合、運転者は、満タンにする度毎に添加剤を一貫して追加しない。添加剤が容易に入手できなかったり、運転者が添加剤を入れ忘れたりする場合がある。
添加剤を燃料タンクに加えるとき、添加剤は燃料と均質な混合物を形成するとは限らない。燃料タンクは、燃料を混合するための確実な方法を備えていない。一般的には、運転者は、満タンにする際の乱流に頼り、車輛の動きにより添加剤を燃料と混合する。更に、燃料の添加剤濃度は、満タンにする度毎に所定量の添加剤が加えられるものと仮定すると、追加された燃料の量で決まる。
【０００５】
以下の文献は、添加剤を収容したフィルタの概括的背景を提供する。
デーヴィスの米国特許第５，３７４，９４２号には、添加剤がワックスに埋め込んであり、ワックス／添加剤組成物が燃料と接触したときに溶解する加圧燃料フィルタが記載されている。追加の添加剤は、燃料の一部が詰まるようになったときにだけ加えられ、フィルタ内の燃料レベルが上昇して追加の量のワックス／添加剤組成物と接触し、これを溶解する。
【０００６】
レーフェブールの米国特許第５，５９１，３０３号には、オイル酸化添加剤及び酸性化添加剤を含む熱可塑性材料を含むオイルフィルタが開示されている。エンジン及びフィルタを通って再循環している高温のオイルが熱可塑性材料を溶解し、これによって添加剤をオイル中に放出する。
【０００７】
ハジェンの米国特許第５，６６２，７９９号は、クーラントを再循環するためのクーラントフィルタを開示する。クーラントフィルタは、補給クーラント添加剤（ＳＣＡ）、及び再循環クーラント流体に既に溶解しているＳＣＡの濃度を維持するための放出手段を含む。
【０００８】
本発明が行おうとする設計上の挑戦の一つは、燃料中への燃料添加剤の放出を制御することである。本発明は、この挑戦を幾つかの方法で解決する。これらの方法の各々は、新規であり且つ自明でない解決策であると考えられる。こうした解決策には、上文中に説明した望ましからぬ副作用がなく、保守間隔を延ばし、燃料フィルタの寿命を延ばし、エンジンの性能及び燃料効率を高めるということができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一つの目的は、燃料添加剤を収容した改良燃料フィルタを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態では、燃料を濾過し、燃料添加剤を燃料に制御された速度で放出するようになった燃料フィルタが提供される。燃料フィルタは、燃料用の入口及び出口を含み、内部チャンバを画成するハウジング・アッセンブリと、内チャンバ内に配置されたフィルタ・エレメントと、内チャンバ内に配置された燃料添加剤源と、燃料への燃料添加剤の放出速度を制御するための低速放出手段とを含む。低速放出手段は、燃料添加剤源と燃料出口との間に位置決めされている。
【００１１】
本発明の別の形態では、燃料を濾過し、燃料添加剤を燃料に放出するようになった燃料フィルタが提供される。燃料フィルタは、フィルタ・チャンバ及び燃料用の入口及び出口を画成する外ハウジング・アッセンブリと、フィルタ・チャンバ内に配置され、燃料用の入口と出口との間に位置決めされたフィルタ・エレメントと、フィルタ・チャンバ内に位置決めされており且つフィルタ・チャンバと流体連通した内チャンバを画成する内ハウジング・アッセンブリと、内チャンバ内に配置された燃料添加剤源と、燃料添加剤源と燃料出口との間に位置決めされた拡散制御オリフィスとを含む。
【００１２】
本発明の別の形態では、燃料添加剤を燃料に放出する方法が提供される。この方法は、燃料添加剤を収容した燃料フィルタを燃料源と内燃エンジンとの間に位置決めする工程と、燃料添加剤の一部を燃料の一部と接触させ、燃料添加剤を含む燃料組成物を提供する工程と、燃料組成物を燃料と混合させる工程とを含む。
【００１３】
本発明のこの他の目的、特徴、及び利点は、添付図面及び以下の説明から明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の原理の理解を促す目的で、添付図面に例示する実施例を参照し、これを特定の用語を使用して説明する。それにも拘わらず、以下の説明は本発明の範囲を限定しようとするものではないということは理解されよう。説明したプロセス、システム、又は装置の変更及び変形、及び本明細書中に説明した本発明の原理の任意の他の用途は、本発明が属する技術分野の当業者が当然に思い付くものであると考えられる。
【００１５】
図１を参照すると、この図には本発明の一実施例による燃料フィルタ１０が示してある。フィルタ１０の例示の実施例は、このような燃料フィルタで代表的な構造の基本的構成要素を含もうとするものであり、その他に燃料添加剤及び燃料添加剤と関連した低速放出手段が含まれている。フィルタ１０の基本的構成要素には、フィルタ・チャンバ１４を画成するハウジング１２、フィルタ・チャンバ１４内に配置されたフィルタ・エレメント１６、雄ねじを備えた壁１９を持つドレン開口部１８、及び雄ねじを備えた壁１９と螺合するようになった雌ねじを持つキャップ２０が含まれる。燃料添加剤１７がハウジング１２内に配置されている。
【００１６】
ハウジング１２は、閉鎖したベース端２２、及びナットプレート２６の外縁部周囲にクリンプ留めされた開放した出口端２４を含む。クリンプ留め組み合わせにより、フィルタハウスアッセンブリ２３を形成する。ナットプレート２６は、燃料をフィルタ１０に入れるための入口開口部２８を提供する。ナットプレート２６によって画成された、雌ねじを備えた出口孔３０は、濾過済燃料用流れ出口を提供する。
【００１７】
フィルタ・エレメント１６は、一端が出口端プレート３２によって支持され、反対端がベースプレート３４によって支持されている。フィルタ・エレメント１６は、端プレート３２に結合されて流体密シールを形成する。燃料は入口２８を通ってフィルタ・チャンバ１４に入り、環状空間３５に流入する。燃料は、環状空間３５から半径方向内方にフィルタ・エレメント１６を通って内部領域３７に流入した後、出口３０の開口部３９を通って出る。燃料は、出口３０から、キャブレータシステム又は燃料噴射システム（図示せず）を含む内燃エンジンに流れる。
【００１８】
ベース端プレート３４は、フィルタ・エレメント１６用、並びに複数のタブレット又はペレット４２の形態で提供される燃料添加剤を含む本発明と関連した構成要素用の支持体及び座を提供する。フィルタ１０によって例示された実施例では、ベースプレート３４はハウジング１２からばね４１によって離間されている。
【００１９】
基本的なフィルタ構成要素及び燃料フィルタ１０の構造の以上の説明は、図１に関してなされたものであり、図３乃至図６に示すフィルタ・エレメントにも適用できる。従って、同じ参照番号を同じ構成要素について使用する。図１に示すフィルタと図３乃至図６に示すフィルタとの間の相違は、コーティングが施された複数のタブレット４２を収容する構造である。
【００２０】
図１を参照すると、燃料フィルタ１０は、互いに噛み合って内チャンバ４０を形成するキャップ３６及びベースプレート３４を含む。キャップ３６は実質的に円筒形であり、フィルタ・チャンバ１４の内径よりも小さい外径を持つように大きさが定められた上部分４３を含む。キャップ３６は、環状シェルフ４５及び上壁部分６２を含む。環状シェルフ４５は、フィルタ・エレメント１６に対して支持を提供し、フィルタ・エレメント１６の下部分と流体密シールを形成するようになっている。上壁部分６２は、内チャンバ４０と内部領域３７との間を流体連通させるオリフィス４４を含む。更に、上壁部分には、少なくとも一つの、好ましくは二つのベント開口部４６が設けられている。上壁６２は、軸線方向に突出したテーパした拡散チューブ４８を含む。拡散チューブ４８は、オリフィス４４用のテーパした拡散通路を画成する。この通路はオリフィスを通って延び、内チャンバ４０と内部領域３７との間に流体連通通路を画成する。図２を追加に参照すると、この図には、本発明で使用するための代表的なバッフルプレート５０が示してある。キャップ３６には、少なくとも一つの、好ましくは複数のバッフルプレート５０が設けられているのがよいが、必ずしも設けられていなくてもよい。各バッフルプレート５０には、複数の貫通開口部５１が設けられている。バッフルプレート５０は拡散チューブ４８から離間されている。好ましい実施例では、キャップ３６は、互いに間隔が隔てられた三枚のバッフルプレート５０を含み、各バッフルプレートは、その周縁に亘ってキャップ３６の内面５２に個々に結合されている。少なくとも一枚のバッフルプレート５０を含む変形例の形態のキャップ３６は、必ずしも、拡散制御オリフィス又は拡散チューブ４８を含まなくてもよいということは理解されよう。このように形成された場合には、キャップ３６は、フィルタ・チャンバ１４と流体連通する開口部を有し、内チャンバ４０内への燃料の流れを妨げ及び／又は減速する上で十分な数のバッフルプレート５０を含み、かくして燃料添加剤の放出を制御する。更に、内チャンバ４４内の乱流を小さくするため、複数のバッフルプレート５０を設けることができる。好ましくは、各バッフルプレート５０は、隣接したバッフルプレートから離間されており、隣接したバッフルプレートの複数の開口部５１を不整合にする。別の形態（図示せず）では、一枚又はそれ以上のバッフルプレート５０を出口開口部３０と拡散オリフィス４４との間に位置決めできる。そのように構成されている場合には、出口オリフィス３０と隣接した選択されたバッフルプレートが内チャンバ４０の端壁を画成できる。
【００２１】
図１に示すように、キャップ３６はベースプレート３４に着座し、内チャンバ４０を画成する内ハウジング４３アッセンブリを形成する。内チャンバ４０に続く唯一の開口部は拡散オリフィス４４及びベント開口部４６である。内チャンバ４０は、タブレット４２の形態で示してある燃料添加剤組成物で実質的に充填されている。燃料添加剤組成物は、立方体、円筒形、及び球形を含む様々な形状及び大きさで提供できるということは理解されよう。代表的には、タブレット４２は立方体形状で提供され、内チャンバ４０を充填する。
【００２２】
燃料は、フィルタ１０のフィルタ・チャンバ１４から拡散オリフィス４４を通って内チャンバ４０内に移動する。内チャンバ４０内の燃料は、燃料添加剤タブレット４２の外コーティング４７と接触する。その後、燃料はコーティング４７を通って拡散し、燃料添加剤組成物と接触し、この組成物が燃料に溶解し、溶解した添加剤を含む燃料組成物を提供する。燃料組成物は、コーティング４７を通って内チャンバ４０内に再度拡散する。外コーティングは、燃料添加剤組成物の放出を減速できる。燃料組成物は内チャンバ４０内の燃料と混合する。
【００２３】
更に、好ましい形態では、燃料添加剤を直接的燃料流の外側の燃料フィルタ内に維持する。燃料添加剤は、直接的燃料流路の外側の、流入した燃料が添加剤自体に直接ぶつかることができないようにフィルタを通過する燃料フィルタ・アッセンブリの領域に配置される。これは、選択された実施例において、流れ障害即ち障害物を燃料流路に導入することにより行うことができる。このような障害物の例には、燃料流れと干渉し、及び又は燃料流れの方向を変える、バッフル等の構造、及び燃料添加剤への燃料流れを断続的に停止するか或いは実質的に停止する例えばバルブやサーモスタット等の閉鎖装置が含まれる。
【００２４】
燃料システムは、内燃エンジンで使用されるクーラントシステムやオイルシステムとは異なる。これは、幾つかのデューティサイクルで燃料システムが流体の大部分を再循環しないためである。従って、これらの条件下では、フィルタ・チャンバ１４に進入した燃料の大部分は、フィルタ１０を通って再循環されず、実際上の目的にも拘わらず、溶解させた添加剤を全く含まない。何等かの理論によって括ろうとするものではないが、内チャンバ４０内の燃料組成物中の溶解させた添加剤の濃度は、内チャンバ４０の外側のフィルタ・チャンバ１４内の燃料中の溶解させた添加剤の濃度よりもかなり大幅に高いと考えられる。この濃度差は、再循環燃料システムでは、予想したよりもかなり大きい。この濃度差により、燃料組成物を内チャンバ４０からフィルタ・チャンバ１４内に移動させるための強い熱力学的駆動力が発生する。好ましい実施例では、内チャンバ４０への燃料の流入及びこのチャンバからの燃料の流出を妨げるか或いは減少するため、バッフルプレート５０及び／又は拡散オリフィス４４が設けられている。これにより、燃料フィルタ１０が燃料添加剤を燃料に提供する持続時間を長くなり、燃料中への燃料添加剤の放出速度が制御される。
【００２５】
内チャンバ４０は、実質的に静止した領域をフィルタ・チャンバ１４の上側に形成する。この領域には、フィルタ１０を通って流れる燃料による流れが発生しない。燃料を、フィルタ・アッセンブリ内の全ての燃料添加剤と接触した状態に維持できる。内チャンバ４０内の溶解した燃料添加剤の濃度がフィルタ・チャンバ１４内の燃料添加剤の濃度に対して高くなると、燃料組成物が内チャンバ４０からフィルタ・チャンバ１４内に移動即ち拡散する。これは、均衡を図らんとする作用による。溶解した添加剤及び燃料を含む燃料組成物は、拡散チューブ４８及び拡散オリフィス４４を通って拡散する。拡散オリフィス４４は、高濃度の溶液を内チャンバ４０の外に移動し、燃料チャンバ１４内の燃料と混合するための制限開口部を画成する。
【００２６】
本発明で使用するための燃料添加剤は、液体形態であってもよいし固体形態であってもよい。二つ又はそれ以上の燃料添加剤を組み合わせて燃料添加剤組成物を形成してもよい。燃料添加剤は、タブレット４２等の固形物又は半固形物を提供するため又は燃料中への添加剤の放出速度を制御するための母材を提供するためのいずれかで、適当なポリマーが配合されているのがよい。燃料添加剤は、更に、様々なバインダ、配合剤、及び剥離剤を含んでいてもよい。添加剤が液体形態で提供された場合、固形物又は半固形物を形成するための適当な薬剤を液体燃料添加剤に加えるのが好ましいが、これは、必ずしも必要ではない。本明細書中で使用されているように、燃料添加剤という用語は、燃料及び／又はエンジン及び関連した燃料取り扱い構成要素に有用な特性を与える商業的に周知であり及び／又は一般的に使用されている任意の燃料添加剤を含む。燃料添加剤の共通の等級には、酸化防止剤、抗摩耗剤、セタン価向上剤、腐蝕防止剤、乳化破壊剤、洗浄剤、分散剤、流れ向上剤、減摩剤、及び金属非活性化剤が含まれる。
【００２７】
燃料添加剤のタブレット４２は、燃料添加剤組成物タブレット４２を包囲する炭化水素不溶性外コーティング４７を含む。炭化水素不溶性コーティングは、炭化水素燃料混合物中で実質的に不溶性であるが、燃料に対して透過性であり、燃料がコーティングを通過して燃料添加剤と接触できるように選択される。燃料添加剤の一部が燃料に溶解し、コーティングを通って拡散し、溶解した燃料添加剤を含む燃料組成物を提供する。コーティングは、硬質のコーティングであってもよいし、軟質の軟らかなコーティングであってもよい。一般的には、コーティングが燃料を燃料添加剤組成物と接触させることができ且つ下流の燃料システム、燃料噴射装置、バルブ、及び関連したエンジン構成要素に対して有害でない場合には、任意のコーティング材料を本発明で使用できる。
【００２８】
代表的な好ましいコーティング材料は、商業的に入手できるポリマー、コポリマー、ブロックコポリマーであり、これにはポリエチレングリコール、ポリビニルアセテート、及びこれらの混合物が含まれるがこれらに限定されない。好ましくは、コーティングは、燃料中への添加剤の効果的放出速度を提供するように選択される。効果的放出速度というのは、添加剤が、燃料及び関連した燃料取り扱い構成要素に有用な特性を提供するのに十分な濃度で放出されることであるということは理解されよう。
【００２９】
他の実施例では、燃料添加剤を固体母材に埋め込むことができる。母材は、炭化水素溶解性であってもよいし、炭化水素不溶性であってもよい。母材が炭化水素不溶性である場合には、燃料が母材に浸透して燃料添加剤と接触できなければならない。液体燃料添加剤を固体母材に埋め込むのが特に有利である。これは、燃料中への添加剤の放出速度を制御する一つの制御手段を提供する。
【００３０】
図１の一つの変形例の設計は、コーティングが施された複数のタブレット４２に代えて少数の更に大きなペレット又はタブレットを含む。特定質量の燃料添加剤組成物について燃料添加剤の全表面積を減少することによって、添加剤組成物はゆっくりとした速度で溶解する。
【００３１】
次に図３を参照すると、この図には本発明の変形例が示してある。上文中に説明したように、フィルタ１１０の基本的フィルタ構成要素は、フィルタ１０と同じであり、従って、これらの基本的構成要素に同じ参照番号を使用した。変形例の追加の構成要素には、１００を加えた参照番号附してある。フィルタ１１０内にはキャップ１３６及びベースプレート３４が配置されている。キャップ１３６には貫通開口部１４４が形成されている。この開口部１４４は、拡散チューブ１４８が画成する拡散オリフィスの形態で設けられているのがよい。サーモスタット１６４が開口部１４４に設けられている。サーモスタット１６４は、内チャンバ４０内への燃料の流れを制御するようになっており、商業的に入手可能な様々なサーモスタットから選択できる。例えば、ワックス型サーモスタットを本発明で使用するように適合させることがでできる。好ましい作動では、サーモスタットは、フィルタ１１０内の燃料の温度レベルに応じて開放する。開放したとき、サーモスタットは、燃料を内チャンバ４０に通すことができる。サーモスタット１６４は、燃料が十分に温かいか或いは燃料が十分に低温であるかのいずれかに応じて開放するように適合させることができる。
【００３２】
一つの好ましい実施例では、サーモスタット１６４は、十分に温かい燃料に応じて開放する。燃料を暖めるための追加の利点を提供する燃料添加剤を、必要に応じた放出基準に基づいて放出できる。例えば、酸化防止剤及び分散剤を温かい燃料に加えることによって、樹脂分がフィルタ・エレメント１６に付着するのを防止できる。分散剤は、樹脂分を懸濁させ又は溶解させ、最終的にはエンジン（図示せず）で燃焼させるために加えることができる。変形例では、フィルタ１１０内の燃料が十分に低温である場合にサーモスタット１６４が開放する。燃料が低温であるということは、燃料を充填したばかりであるか或いは燃料を燃料フィルタを通して再循環させてないということを示す。いずれの場合でも、低温の燃料は、エンジンの性能及び／又は燃料効率を高めるための追加の添加剤を必要とする。特定の条件では、燃料噴射装置（図示せず）を通して燃料を循環させ、ここで燃料を加熱する。加熱した燃料を燃料フィルタを通して再循環させることができる。燃料が既に燃料フィルタに通してあるため、追加の添加剤が必要とされない。かくして、燃料が十分に温かい場合には、サーモスタット１６４を閉じ、加熱された燃料に燃料添加剤が追加されないようにする。
【００３３】
追加の利点として、タブレット４２は、ディーゼル燃料用ゲル化防止剤を含むのがよい。サーモスタット１６４は、低温の又は更に低温の燃料に応じて作動できる。ゲル化防止添加剤は、放出するのが必要な場合に燃料中に放出され、寒冷な気候でのエンジンの性能を高めることができる。
【００３４】
燃料フィルタ１１０は、一枚又はそれ以上のバッフルプレート１５０を更に含むのがよいが、必ずしも含まれていなくてもよい。燃料フィルタ１０の設計と同様に、バッフルプレート１５０は、上壁１６２の開口部１４４と隣接して内チャンバ４０内に位置決めされている。
【００３５】
次に図４を参照すると、この図には本発明の別の実施例が示してある。フィルタ２１０の基本的なフィルタ構成要素は、フィルタ１０と同じであり、及び従って、これらの基本的構成要素について同じ参照番号が使用してある。変形例の追加の構成要素には、２００を加えた参照番号附してある。フィルタ２１０内にはキャップ２３６及びベースプレート３４が配置されている。キャップ２３６は二重壁構造２６７を含み、この構造では、半透膜ウェーハが構造内に挟んである。
【００３６】
キャップ２３６は内面２５２を含む。この内面２５２は一体の上壁２６２を含み、この上壁の中央にはオリフィス２６３が設けられている。内面２５２には、小さな環状リップ２６４が成形してあり、このリップは、円形のプレート２６５用のリテーナとして役立つ。プレート２６５は、上壁２６２と協働し、実質的に円筒形の拡散ウェーハ即ち浸透ウェーハ（ｏｓｍｏｔｉｃ  ｗａｆｅｒ）２４８をその間の所定位置に保持する第２壁として機能する。拡散ウェーハ２４８についての好ましい材料は、微孔質のポリマー、コポリマー、又はブロックコポリマーであり、これらの材料には、ポリエチレングリコール、ポリビニルアセテート、及びこれらの混合物が含まれるがこれらに限定されない。プレート２６５の中央には、開口部オリフィス２６３と整合した開口部２６６が形成されている。この組み合わせにより、燃料を内チャンバ２４０内に徐々に移動させてタブレット４２と接触させることができる。浸透ウェーハ２４８は、燃料添加剤と出口孔３０との間に位置決めされており、燃料添加剤を含む濾過された燃料が出口孔３０を通ってエンジン（図示せず）に向かって流れる。膜２４８の形態の半透膜を使用することにより、フィルタ・チャンバ１４内の燃料の一部しか、内チャンバ２４０内に徐々に移動できない。これにより、燃料添加剤組成物を燃料中にゆっくりと放出し、燃料システム内の燃料添加剤のレベルを実質的に一定の維持する。
【００３７】
図５には、本発明の更に別の実施例が示してある。フィルタ３１０の基本的なフィルタ構成要素は、フィルタ１０と同じであり、及び従って、これらの基本的構成要素について同じ参照番号が使用してある。変形例の追加の構成要素には、３００を加えた参照番号が附してある。フィルタ３１０は、下壁部分３３８を持つベースプレート３３４を含む。下壁部分３３８には貫通オリフィス３４４が設けられており、このオリフィスにより、内チャンバ３４０とフィルタ・チャンバ３１４との間を流体連通させる。下壁３３８は、更に、軸線方向に突出したテーパした拡散チューブ３４８を含むことができる。拡散チューブ３４８は、オリフィス３４４用のテーパした貫通拡散通路を画成し、内チャンバ３４０とフィルタ・チャンバ３１４との間を流体連通する通路を形成する。
【００３８】
好ましくは、キャップ３３６の上壁３６２は、少なくとも一つの空気ベント開口部３４６を含む。一つの変形例では、出口端プレート３３２は、このプレートから斜めに延びる実質的に円形の中空ベントチューブ３７４を含み、このベントチューブは、出口端プレート３３２から空気ベント開口部３４６を通って延び、入口３２８と近接した領域３７０と内チャンバ３４０との間を流体連通する。変形例の形態では、出口端プレートにベントチューブ３７２が設けられておらず、空気ベント開口部３４６がフィルタ・チャンバ３１４の内部領域３３７内にベントできる。作動では、内チャンバ３４０内の全ての空気を空気ベント開口部３４６を通して逃がした後、内チャンバ３４０内の燃料混合物の一部を空気ベント開口部３４６から内部領域３３７及び出口３０内に、環状空間３５からフィルタ・エレメント１６を通って出口３０から流出する燃料流れよりもかなり低い流量で流出させる。
【００３９】
図６には、本発明で使用するため燃料フィルタ４１０の変形例が示してある。
燃料フィルタ４１０は、単一の大型のタブレットで又はカートリッジ４４２内に燃料添加剤を含む。図１又は図３乃至図５のいずれかにおいて、燃料添加剤カートリッジ４４２を含むことが可能であるが、コーティングが施された比較的小さなタブレットを使用するのが好ましい。比較的小さなタブレットを使用することにより、燃料添加剤の大きな質量を、チャンバの大きさ及び形状に注意を払わずに、内チャンバに装填できる。
【００４０】
以上の説明では、燃料中への燃料添加剤組成物の放出を制御するための幾つかの実施例を提供したが、燃料を内チャンバ内に移動させることができる様々な構造及び開口部を含むように内ハウジング・アッセンブリを形成できるということは理解されよう。好ましい実施例では、内チャンバがフィルタ・チャンバ内部に静止領域を提供し、この領域では、燃料フィルタを通って流れる燃料の一部によって取り囲まれた燃料添加剤源が、フィルタ内の燃料に作用する代表的な流体領域から保護されている。
【００４１】
本発明は、内燃エンジンの作動を高める方法を提供する。一形態では、燃料への燃料添加剤の放出を制御することによって内燃エンジンの作動を高める。添加剤の放出を制御することにより、燃料中の添加剤の濃度を一定にし、均等にする。好ましい実施例では、添加剤は、燃料フィルタを通して再循環される燃料の量が変化するにも拘わらず、燃料中の添加剤の濃度を実質的に均等に維持する制御された方法で放出される。本発明を使用すると、保守時間及び費用が低くなり、エンジンの性能が向上し、燃料効率がよくなる。別の形態では、本発明は、ワニス類やアスファルテン等の樹脂分の形成を効果的に抑え、燃料取り扱い構成要素に付着したこのような材料の分解及び分散を促す燃料添加剤を提供することにより、燃料フィルタの使用可能寿命及び／又は有効寿命を延ばす。
【００４２】
本発明によれば、拡散チューブ、拡散オリフィス、及びバッフルを使用し、燃料中への燃料添加剤の放出を低速にする。燃料添加剤に付着させたコーティングもまた、燃料中に溶解する添加剤の量を制限する。これらの機械的及び化学的構成は、複数の比較的小さな燃料添加剤ペレット、比較的大きなタブレット、又は単一の大きな燃料添加剤カートリッジとともに使用できる。本発明の変形例では、半透膜ウェーハを上壁と保持プレートとの間に挟み、ウェーハの組成により、機構用低速放出手段を提供する。この機械的構成は、燃料添加剤の複数の比較的小さなタブレット又は比較的大きなタブレット、又は何等かの他の形態とともに使用できる。更に、各実施例について、必要に応じて放出する本発明の特徴を提供するため、開口部を持つサーモスタットを設けることができる。サーモスタットは、所定の温度範囲内の温度レベルを示す燃料に応じて開放し、燃料を内チャンバ内に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料フィルタの一形態の全体を前方から見た断面図である。
【図２】図１の燃料フィルタで使用するためのバッフルプレートの平面図である。
【図３】サーモスタットを含む本発明による燃料フィルタの変形例を前方から見た断面図である。
【図４】半透膜を持つ本発明による燃料フィルタの変形例を前方から見た断面図である。
【図５】本発明による燃料フィルタの別の実施例を前方から見た断面図である。
【図６】本発明による燃料添加ブリケットを持つ燃料フィルタの更に別の実施例を前方から見た断面図である。
【符号の説明】
１０  燃料フィルタ                １２  ハウジング
１４  フィルタ・チャンバ            １６  フィルタ・エレメント
１７  燃料添加剤                  １８  ドレン開口部
１９  壁                          ２０  キャップ
２２  ベース端                    ２３  フィルタハウスアッセンブリ
２４  出口端                      ２６  ナットプレート
２８  入口開口部                  ３０  出口孔
３２  出口端プレート              ３４  ベースプレート
３５  環状空間                    ３７  内部領域
３９  開口部                      ４１  ばね
４２  タブレット又はペレット
【図１】
0004577947.tif 000002
【図２】
0004577947.tif 000003
【図３】
0004577947.tif 000004
【図４】
0004577947.tif 000005
【図５】
0004577947.tif 000006
【図６】
0004577947.tif 000007