CN103089504B - 燃料过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种燃料过滤装置，包括亲水性收集元件(31)、防水元件(32、33)、圆柱形蜂窝状结构的过滤元件(34)和沉淀空间(25)，其中，所述亲水性收集元件(31)具有在重力方向上延伸的管状形状以收集在燃料中包含的水，所述防水元件(32、33)布置在所述收集元件(31)的径向内侧以排斥在燃料中包含的水，所述过滤元件(34)布置在所述收集元件(31)的径向内侧且在所述防水元件(32、33)上方以捕集在燃料中包含的杂质，所述沉淀空间(25)设置在所述收集元件(31)和防水元件(32、33)的下方以在其内储存水。在所述燃料过滤装置中，燃料从所述收集元件(31)的外侧到内侧流过所述收集元件(31)，以及接着燃料流过所述防水元件(32、33)。随后，燃料从所述过滤元件(34)的下方到上方流过所述过滤元件(34)。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料过滤装置，所述燃料过滤装置能够收集在燃料中含有的水以从燃料中去除所收集的水，并且捕集燃料中含有的杂质。
背景技术
在专利文献1(JP 2008-534260A对应于US2007-0241044A1)中，常规的燃料过滤装置包括将水与燃料分离的收集元件和在燃料流动方向上布置在所述收集元件下游以捕集燃料中含有的杂质的过滤元件。
所述收集元件和过滤元件都具有大约环形的或管状的形状，并且所述过滤元件布置在所述收集元件的径向内侧。燃料在所述收集元件和所述过滤元件的径向方向上从所述收集元件和所述过滤元件的外侧流到内侧。
近年来，用于柴油发动机的燃料从常规的石油基的燃料转换成生物燃料，以试图克服环境问题。所述生物燃料比用常规石油基的燃料具有更高的与水兼容性，水可能均匀地分布在燃料中。因而，燃料中水微粒的尺寸常常变得很小，并且可能因此流过所述收集元件。因此，在生物燃料的情况下，小尺寸的水微粒的收集和去除可能是困难的。
为了阻止所述水微粒流过所述收集元件，所述收集元件的孔隙直径可以被缩小。然而，在这种情况下，燃料中包含的杂质可以被所述收集元件捕集。因此，所述收集元件的寿命可变得比过滤元件的寿命更短，因此所述燃料过滤装置的寿命可能变短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料过滤装置，所述燃料过滤装置能够收集小尺寸的水微粒，并且去除从燃料中收集的水微粒，而且还具有长寿命。
根据本发明的一个方面，燃料过滤装置包括收集元件，防水元件，过滤元件和沉淀空间。所述收集元件是用亲水性无纺织物制成的，用以收集正在流过所述收集元件的燃料中所包含的水，并且所述收集元件具有在重力方向上延伸的管状形状。所述收集元件的壁在所述收集元件的周向上成皱折状。所述防水元件布置在所述收集元件的径向内侧以排斥包含在燃料中的水。所述过滤元件具有在重力方向上延伸的圆柱形状，并且其内具有蜂窝结构。所述过滤元件布置在所述收集元件的径向内侧，并且在重力方向上布置在所述防水元件上方以捕集流过所述过滤元件的燃料中所包含的杂质。所述沉淀空间设置在所述收集元件和防水元件的下方以在其内储存水。所述收集元件、防水元件和过滤元件适配成使得燃料从所述收集元件的外侧到内侧流过所述收集元件，已经经过所述收集元件的燃料流过所述防水元件，并且已经经过所述防水元件的燃料从所述过滤元件的下方到上方流过所述过滤元件。
附图说明
本发明及其额外的目的、特征和优点将从下面的说明、所述权利要求书和附图中得到更好的理解，在附图中：
图1是显示根据本发明的示例性实施例的燃料过滤装置的示意性截面图；
图2是显示根据所述示例性实施例的燃料过滤装置的透视图；
图3是显示根据示例性实施例的所述燃料过滤装置的收集元件的过滤面积与燃料过滤装置的过滤元件的过滤面积的比率P的范围的图表；以及
图4是显示根据示例性实施例的所述收集元件的过滤面积与所述过滤元件的过滤面积的比率P相关的数字数值的图表。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。所述示例性实施例的燃料过滤装置10设置在待用的燃料管线中，例如作为将燃料供给到入诸如柴油机的内燃机的燃料供给装置的部件。燃料过滤装置10可以被用于车辆或船船舶，或者可以被用于电力生产或者如空调的固定动力源。
如图1和2所示，燃料过滤装置10包括壳体20和过滤器组件30。图1中的双头箭头表示上下方向，即当燃料过滤装置10被安装时的重力方向。
壳体20限定其内的燃料通道，并且壳体20包括入口10a和出口10b，燃料通过入口10a引入到壳体20内，燃料通过出口10b流出壳体20。壳体20还包括基部部分21和杯子部分22。如图1所示，杯子部分22使用保持器23固定到基部部分21。入口10a和出口10b设置在壳体20的基部部分21中。基部部分21和杯子部分22限定在壳体20中的圆柱形容纳空间24和圆柱形沉淀空间25。过滤器组件30被容纳在所述容纳空间24中，沉淀空间25置于容纳空间24下方，以便从燃料分离的水和其他杂质储存在沉淀空间25中。
壳体20具有在重力方向上位于壳体20的下端部的排泄口26，并且排泄口26利用能够手动操作的排泄阀(未示出)被打开或封闭。当排泄阀打开排泄口26时，储存在沉淀空间25中的水和其他杂质通过排泄口26排出到外侧。
过滤器组件30容纳在壳体20中，并且通过松开保持器23并通过从基部部分21去除杯子部分22能够被更换。
过滤器组件30包括收集在燃料中包含的水的收集元件31、排斥水的第一和第二防水元件32、33、和捕集在燃料中包含的小固体物质(灰尘)的过滤元件34。过滤器组件30还包括大致管状的支持器35和圆形端板36，支持器35和圆形端板36支撑收集元件31、第一和第二防水元件32、33与过滤元件34。如图1所示，端板36是过滤器组件30的底部部分，容纳空间24和沉淀空间25被端板36在壳体20内彼此隔开。
支持器35可拆卸地的连接到端板36。端板36具有第一连通孔361和第二连通孔362，过滤器容纳空间24通过第二连通孔362连通沉淀空间25。例如，第一连通孔361设置在端板36的中央区域中，多个第二连通孔362设置在端板36中从所述中央区域径向向外的隔开的位置。支持器35包括管状部分352和凸缘部分351，其中，管状部分352在上下方向延伸以在支持器35的上侧和下侧上具有两个开口，凸缘部分351从管状部分352的上端部径向向外延伸。管状部分352的上端开口与在基部部分21中设置的出口10b直接连通，并且管状部分352的下端开口经过滤器容纳空间24与入口10a连通。因此，通过入口10a引入到壳体20中的燃料从所述下端开口流到所述上端开口流过支持器35的管状部分352，并且此后通过出口10b流出壳体20。过滤元件34布置在管状部分352的内侧。
收集元件31是由无纺织物制成的，其中亲水性织物相互连接，和收集元件31具有管状形状。更具体地，如图2所示，收集元件31的壁在它的周向方向上成皱折状的(即收集元件31的横截面具有菊花形状)。如图1所示，收集元件31是过滤器组件30的径向最靠外部分，并且布置在支持器35的管状部分352的径向外侧。具体来说，收集元件31在上下方向上被保持在支持器35的凸缘部分351和端板36之间。通过入口10a引入到壳体20中的燃料从外侧向内在收集元件31的径向方向上流过收集元件31。收集元件31的无纺织物具有孔隙直径在10到40μm的范围内的孔隙直径，因而即使在例如生物燃料情况下，收集元件31也能够收集在燃料中所包含的小尺寸水微粒。
第一防水元件32具有管状形状，并且是由网状憎水性材料制成的。第一防水元件32布置在收集元件31的径向内侧，并且设置在端板36和支持器35的管状部分352的下端表面之间。第一防水元件32与支持器35的管状部分352同中心。因而，第一防水元件32在壳体20中在燃料流动方向上被布置在收集元件31的下游。因而，已经经过收集元件31的燃料在第一防水元件32的径向方向上从外侧到内侧流过第一防水元件32。
第二防水元件33具有圆形板形状，并且由网状憎水性材料制成。第二防水元件33布置在收集元件31的径向内侧，并且覆盖支持器35的管状部分352的下端开口。因而，第二防水元件33覆盖过滤元件34的底侧。第二防水元件33在壳体20中在燃料流动方向上被布置在第一防水元件32的下游。因而，已经经过第一防水元件32的燃料从第二防水元件33的下侧向上流过第二防水元件33。第二防水元件33具有燃料流过的孔口331，并且孔口331位于第二防水元件33在其径向方向上的中央区域中。孔口331被布置在过滤元件34的中心轴线的延长线上。
第一和第二防水元件32、33可以由憎水性无纺织物制成。替代的是，防水元件32、33可以用涂有憎水性涂层剂的非憎水性网状材料制成，或者可以由涂有憎水性涂层剂的非憎水性无纺织物制成。
过滤元件34在其内具有蜂窝状结构并且具有圆柱形的形状。如上所述，过滤元件34布置在支持器35的管状部分352内侧，因而过滤元件34的下端表面与第二防水元件33相对。也就是说，过滤元件34位于收集元件31的径向内侧，并且定位在第二防水元件33的上侧。过滤元件34在壳体中在燃料的流动方向上被布置在第二防水元件33的下游。因此，已经经过第二防水元件33的燃料从过滤元件34的底部向上流过过滤元件34。已经经过过滤元件34的燃料通过出口10b流出燃料过滤装置10，并供给到内燃机。
在具有上述结构的燃料过滤装置10中，当通过入口10a引入的燃料流过收集元件31时，分散在燃料中的水被收集元件31的无纺织物捕集，并且逐渐收集成具有一定尺寸的小水滴。在这里，燃料中包含的一部分杂质被收集元件31捕集。
已经经过收集元件31的小水滴和燃料流向第一防水元件32，如图1中箭头X所示。如图1中箭头Y所示，所述小水滴在重力作用下被第一防水元件32排斥而下落，并且通过第二连通孔362流入沉淀空间25中以被储存在沉淀空间25中。
另一方面，已经经过第一防水元件32的燃料流过第二防水元件33，并且随后流入过滤元件34中。当所述燃料流过过滤元件34时，所述燃料中包含的杂质被过滤元件34筛除。接着，已经经过过滤元件34的燃料通过出口10b流出燃料过滤装置10。
当燃料过滤装置10例如倾斜或振动时，储存在沉淀空间25中的水可以流向过滤元件34。在这种情况下，第二防水元件33阻止水被直接引入到过滤元件34中。
当第二防水元件33塞满杂质或类似物质时，燃料能够通过孔口331流入到过滤元件34中。因为孔口331位于过滤元件34的中心轴线的延长线上，即使在燃料过滤装置10倾斜的情况下，储存在沉淀空间25中的水也难以流到过滤元件34中。
在示例性实施例中，在收集元件31中的无纺织物的孔隙直径设定成等于或大于10μm，更明确地，从10到40μm，因而收集元件31能够收集在例如生物燃料的燃料中包含的小水微粒。
当在收集元件31中的无纺织物的孔隙直径制成同所述示例性实施例一样小时，在燃料中包含的一部分杂质(灰尘)可以被收集元件31捕集。因而，收集元件31的寿命可以被影响。
在这里，在示例性实施例中，过滤元件34具有蜂窝状结构以便每单位体积具有大的过滤面积，并且能够藉此在尺寸上减小成小于具有皱折壁的收集元件31。因此，收集元件31的尺寸能够通过过滤元件34的尺寸的减小量而被增加，并且收集元件31的过滤面积藉此能够增加。因此，收集元件31的寿命能够延长。换句话说，当收集元件31的孔隙直径能够被减小成收集小尺寸的水微粒时，燃料过滤装置10的寿命能够被延长。
当收集元件31的过滤面积与过滤元件34的过滤面积的比率P设定在通过使用下述公式计算的范围内时，收集元件31的寿命能够制成与过滤元件34的寿命大致相同。结果，燃料过滤装置10的寿命能够被延长。
P＝0.0004xD2-0.04xD+K
其中，D是在燃料中包含的并且被收集元件31捕集的概率大于90％的杂质的直径，以及K是修正常数。使用上述公式得到的比率P的范围示于图3中，使用上述公式得到的比率P的值在图4中列表示出。
虽然参考附图，已经充分描述了与本发明的优选实施例相关的本发明公开内容，但应注意，对本领域技术人员而言，各种改变和改型都变得显而易见。
附加优点和改型将容易使本领域技术人员得知。因此，在广义上讲，本发明不限于这里所显示和描述的具体细节、代表性装置和示例性实例。
Claims (4)
1.一种燃料过滤装置，包括：
收集元件(31)，所述收集元件(31)由亲水性无纺织物制成以收集在流过所述收集元件(31)的燃料中所包含的水，所述收集元件(31)具有在重力方向上延伸的管状形状，所述收集元件(31)的壁在所述收集元件(31)的周向上成皱折状；
防水元件(32、33)，所述防水元件(32、33)布置在所述收集元件(31)的径向内侧以排斥在燃料中包含的水；
过滤元件(34)，所述过滤元件(34)具有在重力方向上延伸的圆柱形的形状并且在其内具有蜂窝状结构，所述过滤元件(34)布置在所述收集元件(31)的径向内侧并且在重力方向上布置在所述防水元件(32、33)的上方以便捕集在流过所述过滤元件(34)的燃料中包含的杂质；以及
沉淀空间(25)，所述沉淀空间(25)设置在所述收集元件(31)和防水元件(32、33)的下方以在其内储存水，其中，
所述收集元件(31)、所述防水元件(32、33)和所述过滤元件(34)适配成使得燃料从所述收集元件(31)的外侧到内侧流过所述收集元件(31)，已经经过所述收集元件(31)的燃料流过所述防水元件(32、33)，并且已经经过所述防水元件(32、33)的燃料从所述过滤元件(34)的下方到上方流过所述过滤元件(34)；所述过滤元件(34)的底表面被所述防水元件(33)覆盖；所述防水元件(33)具有燃料流过的孔口(331)，以及，所述孔口(331)位于所述过滤元件(34)的中心轴线的延长线上。
2.根据权利要求1所述的燃料过滤装置，其特征在于，
所述收集元件(31)的所述亲水性无纺织物具有等于或大于10μm的孔隙直径。
3.根据权利要求1或2所述的燃料过滤装置，其特征在于，
所述收集元件(31)和所述过滤元件(34)满足下述公式：
P＝0.0004xD2-0.04xD+K
其中，P是所述收集元件(31)的过滤面积与所述过滤元件(34)的过滤面积的比率,D是在燃料中包含的并且被收集元件31捕集的概率大于90％的杂质的直径，以及K表示修正常数。
4.根据权利要求1或2所述的燃料过滤装置，其特征在于，
所述燃料过滤装置还包括：
壳体(20)，所述收集元件(31)容纳在所述壳体(20)中，所述壳体(20)具有入口(10a)和出口(10b)，燃料通过所述入口(10a)引入到所述壳体(20)中，和燃料通过所述出口(10b)流出所述壳体(20)；以及
支持器(35)，所述支持器(35)布置在所示收集元件(31)的内侧，所述支持器(35)包括管状部分(352)，所述管状部分在重力方向上延伸并且在其内支持所述过滤元件(34)，其中，
所述支持器(35)的所述管状部分(352)具有与所述出口(10b)直接连通的上端开口，和通过所述防水元件(32、33)和所述收集元件(31)与所述入口(10a)连通的下端开口。
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