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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserentzugsvorrichtung, die einem Kraftstoff Wasser entzieht, und eine Kraftstofffiltervorrichtung, die mit der Wasserentzugsvorrichtung ausgestattet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
JP 2000-345936A zeigt eine Kraftstofffiltervorrichtung, die mit einer Wasserentzugsvorrichtung ausgestattet ist. Die Kraftstofffiltervorrichtung ist in einem Kraftstoffzufuhrkanal angeordnet, der von einem Kraftstofftank zu einer Verbrennungsmaschine verläuft. Die Kraftstofffiltervorrichtung weist ein Gehäuse auf, das durch einen Behälter und eine Kappe ausgestaltet ist. Das Gehäuse begrenzt einen Wasserspeicherraum, in dem Wasser gespeichert wird, das dem Kraftstoff entzogen wird. Wenn eine bestimmte Menge des Wassers in dem Wasserspeicherraum gespeichert ist, wird ein Auslassstopfen an einem Boden des Gehäuses gelöst, so dass das gespeicherte Wasser in dem Wasserspeicherraum von dem Wasserspeicherraum zu einer Außenseite des Gehäuses abläuft.
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Bei der oben genannten herkömmlichen Wasserentzugsvorrichtung ist es erforderlich, einen Auslasskanal oder einen Auslassraum festzulegen, wenn das gespeicherte Wasser abläuft, um ein Versprengen des Wassers zu vermeiden. Dadurch ist die Wasserauslass-Wartungsarbeit vergleichsweise schwierig.
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Die Erfinder wissen, dass der Kraftstoffdruck in dem Gehäuse ein positiver höherer Druck wird als derjenige in dem Kraftstofftank, wenn der Kraftstoff, der durch eine Pumpe aus dem Kraftstofftank eingespeist wird, durch das Gehäuse der Wasserentzugsvorrichtung fließt. Das heißt, die Erfinder haben erkannt, dass die Wasserauslass-Wartungsarbeit auf einfache Weise durch Ausnutzung des Kraftstoffdrucks in dem Gehäuse ausgeführt werden kann.
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KURZFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung eine Wasserentzugsvorrichtung und eine Kraftstofffiltervorrichtung, die mit derselben ausgestattet ist, zu schaffen, an denen eine Wasserauslass-Wartungsarbeit einfach ausgeführt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Wasserentzugsvorrichtung:
ein Gehäuse, das einen Kraftstoffkanal definiert, durch den ein Kraftstoff fließt, der durch eine Pumpe aus einem Kraftstofftank eingespeist wird; und
eine Rückführleitung, die einen Rückführkanal definiert, der einen Innenraum des Gehäuses und einen Innenraum des Kraftstofftanks verbindet, sodass der Kraftstoff aufgrund eines Differenzdrucks zwischen einem Druck in dem Gehäuse und einem Druck in dem Kraftstofftank von dem Gehäuse zu dem Kraftstofftank fließt.
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Wasser, das dem Kraftstoff entzogen ist, der durch den Kraftstoffkanal in dem Gehäuse fließt, wird durch den Rückführkanal zu einer Außenseite des Gehäuses abgeleitet.
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Das entzogene Wasser kann mittels Ausnutzung des Differenzdrucks durch die Rückführleitung zu der Außenseite des Gehäuses abgeleitet werden. Daher ist keine Verhinderungsarbeit gegen Wasserversprengung erforderlich, wenn das Wasser aus dem Gehäuse 10 abgeleitet wird. Eine Wasserauslass-Wartungsarbeit kann einfach durchgeführt sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen besser verständlich. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine Schnittansicht, die einen Aufbau einer Kraftstofffiltervorrichtung, die mit der Wasserentzugsvorrichtung (Sedimenter bzw. Wasserabscheider) ausgestattet ist, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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2 ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Sammelleitungstyps für Dieselmaschinen, das mit der Kraftstofffiltervorrichtung ausgestattet ist, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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3 ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Sammelleitungstyps für Dieselmaschinen, das mit der Kraftstofffiltervorrichtung ausgestattet ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
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4 eine Schnittansicht, die einen Wasserspeichertank gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; und
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5 eine Schnittansicht, die einen Aufbau einer Kraftstofffiltervorrichtung 1, die mit der Wasserentzugsvorrichtung (Sedimenter) ausgestaltet ist, gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Bei diesen Ausführungsformen sind dieselben Teile und Bauteile in jeder Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen angezeigt und dieselben Beschreibungen werden nicht wiederholt.
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(Erste Ausführungsform)
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Mit Bezug auf die 1 und 2 wird eine erste Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht, die einen Aufbau einer Kraftstofffiltervorrichtung 1 darstellt, die mit der Wasserentzugsvorrichtung (Sedimenter) ausgestattet ist. 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Sammelleitungstyps für Dieselmaschinen darstellt, an dem die Kraftstofffiltervorrichtung 1 vorgesehen ist.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist das Sammelleitungs-Kraftstoffeinspritzsystem an einem Fahrzeug angebracht. Das System besteht aus einer Zufuhrpumpe 3, einer Sammelleitung 4 und der Kraftstofffiltervorrichtung 1, die zwischen einer Niedrigdruckpumpe 3A und einer Hochdruckpumpe 3B der Zufuhrpumpe 3 angeordnet ist.
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Die Zufuhrpumpe 3 weist die Niedrigdruckpumpe 3A eines Trochoid-Typs oder eines Flügelrad-Typs, ein elektromagnetisches Ventil als Flusssteuervorrichtung und eine Hochdruckpumpe 3B eines Kolben-Typs auf.
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Die Niedrigdruckpumpe 3A und die Hochdruckpumpe 3B sind einteilig ausgestaltet und werden durch eine gemeinsame Antriebsquelle angetrieben. Die Niedrigdruckpumpe 3A und die Hochdruckpumpe 3B können unabhängig ausgestaltet sein und jeweils durch eine eigenständige Antriebsquelle angetrieben werden.
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Wenn die Zufuhrpumpe 3 eingeschaltet ist, wird der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 2 angesaugt und durch eine Kraftstoffleitung 6 an der Sammelleitung 4 zugeführt. Während der Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung 6 fließt werden dem Kraftstoff durch die Kraftstofffiltervorrichtung 1 Wasser und Fremdkörper entzogen.
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Die Sammelleitung 4 speichert unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der durch die Hochdruckpumpe 3B unter Druck gesetzt wurde. Die Sammelleitung 4 ist mit Kraftstoffinjektoren (nicht dargestellt) ausgestattet, die den Kraftstoff an der Maschine 5 einspritzen. Die Anzahl der Kraftstoffinjektoren entspricht der Anzahl der Zylinder der Maschine 5. Der Kraftstoff, der in der Sammelleitung 4 gespeichert ist, wird an der Maschine 5 eingespritzt. Eine Rückführleitung (nicht dargestellt) ist mit der Sammelleitung 4 verbunden. Der überflüssige Kraftstoff in der Sammelleitung 4 wird durch die Rückführleitung in den Kraftstofftank zurückgeführt.
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Ein Leckkraftstoff, ein unter niedrigem Druck stehender Kraftstoff, der von einer Niedrigdruckmündung eines Injektors abläuft, und ein Leckkraftstoff von der Zufuhrpumpe 3 werden ebenso durch die Rückführleitung zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt.
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Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU), die nicht dargestellt ist. Die ECU steuert die Kraftstoffflussrate, die von der Kraftstoffpumpe 3 abfließt, basierend auf dem Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 4, einer Maschinendrehzahl NE, einer Position α des Gaspedals und dergleichen. Ferner steuert die ECU eine Öffnungs-Schließungs-Zeitvorgabe des Kraftstoffinjektors. Dabei werden die Kraftstoffeinspritzzeitvorgabe und die Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder angemessen gesteuert.
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Wie in 1 dargestellt ist, ist die Kraftstofffiltervorrichtung 1 mit einem Gehäuse 10 ausgestattet, das einen filterndes Material aufnimmt. Ein Kraftstoffkanal ist ebenso in dem Gehäuse ausgebildet, sodass der Kraftstoff durch das filternde Material fließt. Das Gehäuse 10 setzt sich aus einem Behälter 11, einer Abdeckplatte 12 und einer Verbindungsplatte 13 zusammen. Es ist zu beachten, dass die Kraftstofffiltervorrichtung 1 vertikal angeordnet ist, wie in 1 gezeigt ist. Das heißt, der untere Abschnitt in 1 ist in Richtung der Schwerkraft unten angeordnet.
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Ein Behälter 11 des Gehäuses 10 besteht aus einem metallischen Material und ist becherförmig. Das heißt, der Behälter 11 weist einen Bodenabschnitt und einen zylindrischen Abschnitt auf. Die Abdeckplatte 12 besteht aus einem metallischen Material. Die Abdeckplatte 12 deckt eine obere Öffnung des Behälters 11 ab. Eine Dicke der Abdeckplatte 12 ist dicker als diejenige des Behälters 11. Eine Verbindungsplatte 13 besteht aus einem metallischen Material und ist mit einer oberen Umfangsoberfläche der Abdeckplatte 12 durch Schweißen verbunden. Ein äußerster Umfangsabschnitt der Verbindungsplatte 13 ist mit einem oberen Umfangsabschnitt des Behälters 11 mechanisch verbunden.
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Das Gehäuse 10 mit dem Behälter 11, der Abdeckplatte 12 und der Verbindungsplatte 13 grenzt einen Filteraufnahmeraum ab, in dem das Filterelement 20 aufgenommen ist.
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Das Filterelement 20 setzt sich aus einem filternden Material 24, das aus Vliesstoff besteht, einem äußeren zylindrischen Abschnitt 21, einer oberen Endplatte 22 und einem mittleren zylindrischen Abschnitt 23, der sich von der oberen Endplatte 22 nach oben erstreckt, zusammen. Der äußere zylindrischen Abschnitt 21, die obere Endplatte 22 und der mittlere zylindrische Abschnitt 23 bestehen einteilig aus einem Kunstharzmaterial.
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Die Abdeckplatte 12 weist an ihrem mittleren Abschnitt einen zylindrischen Abschnitt auf. Dieser zylindrische Abschnitt erstreckt sich nach unten und steht mit dem mittleren zylindrischen Abschnitt 23 in Eingriff. Der äußere zylindrischen Abschnitt 21 weist einen Erstreckungsabschnitt 21a auf, der sich nach unten erstreckt. Das Bodenende des Erstreckungsabschnitts steht mit dem Bodenabschnitt des Behälters 11 in Kontakt. Das Filterelement 20 ist dabei an einer bestimmten Position in dem Gehäuse 10 positioniert.
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Ein oberer Raum 10a und ein unterer Raum 10b sind zwischen dem filternden Material 24 und dem Gehäuse 10 ausgebildet. Ein äußerer Durchmesser des äußeren zylindrischen Abschnitts 21 ist kleiner als ein innerer Durchmesser des Gehäuses 11. Der obere Raum 10a und der untere Raum 10b stehen über eine Lücke zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 21 und dem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses 11 in Verbindung.
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Ein gemeinsamer Block 50 ist an dem Gehäuse 10 bereitgestellt. Der gemeinsame Block 50 entspricht einem Abschnitt, der einen Flüssigkeit-Einleitungs-Auslass-Kanal bildet. Der gemeinsame Block 50 besteht aus einem metallischen Material und weist an seinem unteren Bereich einen Außengewindeabschnitt auf, der sich nach unten erstreckt. Das Außengewinde steht an einer inneren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts der Abdeckplatte 12 mit einem Innengewinde in Eingriff.
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Ein ringförmiger Nutabschnitt ist auf der oberen Oberfläche der Verbindungsplatte 13 ausgebildet. Ein O-Ring 14 ist in der ringförmigen Nut bereitgestellt, um einen Spalt zwischen der Verbindungsplatte 13 und dem gemeinsamen Block 50 abzudichten.
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Der gemeinsame Block 50 weist verschiedene Arten von Kraftstoffkanälen zum Einleiten in oder Ableiten aus dem Gehäuse 10 auf. Insbesondere grenzt der gemeinsame Block einen Kraftstoffeinleitungskanal 51 zum Einleiten des Kraftstoffs von der Niedrigdruckpumpe 3A in das Gehäuse 10, einen Kraftstoffableitungskanal 52 zum Ableiten des Kraftstoffs in dem Gehäuse 10 in die Hochdruckpumpe 3B und einen Luftableitungskanal 53 zum Ableiten der Luft in dem Gehäuse 10 in den Kraftstofftank 2 auf.
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Eine Kraftstoffleitung 6, die sich von der Niedrigdruckpumpe 3A erstreckt, ist mit einem Einlass des Kraftstoffeinleitungskanals 51 verbunden. Ein Auslass des Kraftstoffeinleitungskanals 51 ist zwischen dem Gewindeabschnitt der Abdeckplatte 12 und dem O-Ring 14 positioniert. Die Abdeckplatte 12 des Gehäuses 10 weist zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Verbindungsabschnitt Öffnungen zu der Verbindungsplatte 13 auf. Gemäß dem oben genannten Aufbau steht der Auslass der Kraftstoffeinleitungskanals 51 durch den Verbindungsraum 54, der einem Raum zwischen der Abdeckplatte 12 und dem gemeinsamen Block 50 entspricht, mit dem oberen Raum 10a in dem Gehäuse 10 in Verbindung.
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Der Kraftstoffableitungskanal 52 ist koaxial zu dem oben genannten Gewindeabschnitt ausgebildet. Ein Einlass des Kraftstoffableitungskanals 52 ist innerhalb des mittleren zylindrischen Bereichs 23 über dem filternden Material 24 positioniert. Die Kraftstoffleitung 6, die sich zu der Hochdruckpumpe 3B erstreckt, ist mit einem Auslass des Kraftstoffableitungskanals 52 verbunden.
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Ein Einlass des Luftableitungskanals 53 ist zwischen dem Gewindeabschnitt der Abdeckplatte 12 und dem O-Ring 14 positioniert. Daher steht der Einlass des Luftableitungskanals 53 durch den Verbindungsraum 54 mit dem oberen Bereich 10a in dem Gehäuse 10 in Verbindung. Eine Luftleitung 31, die sich zu dem Kraftstofftank 2 erstreckt, ist mit dem Auslass des Luftableitungskanals 53 verbunden.
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In dem Luftableitungskanal 53 ist ein Rückschlagventil 60 angeordnet. Das Rückschlagventil 60 lässt einen Kraftstofffluss von dem Einlass zu dem Auslass zu und verhindert einen Kraftstofffluss von dem Auslass zu dem Einlass. Das Rückschlagventil 60 ist mit einem sphärischen Ventilelement 62 und einer Feder 63, die das sphärische Ventilelement 62 beaufschlagt, ausgestattet.
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Der Behälter 11 des Gehäuses 10 weist an seinem Bodenabschnitt eine Öffnung auf. Eine Rückführleitung 30, die sich zu dem Kraftstofftank 2 erstreckt, ist mit der Öffnung verbunden. Ein Rückschlagventil 40 ist in einem am weitesten stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Rückführleitung 30 angeordnet. Das Rückschlagventil 40 lässt einen Kraftstofffluss von dem Gehäuse 10 zu dem Kraftstofftank 2 zu und verhindert einen Kraftstofffluss von dem Kraftstofftank 2 zu dem Gehäuse 10.
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Insbesondere bildet der am weitesten stromaufwärts gelegene Abschnitt der Rückführleitung 30 ein Ventilgehäuse 41. Das Ventilgehäuse 41 ist mit dem Behälter 11 durch Schweißen verbunden. Ein sphärisches Ventilelement 42 und eine Feder 43, die das sphärische Element 42 nach oben beaufschlagt, sind in dem Ventilgehäuse 41 angeordnet. Das sphärische Ventilelement 42 und die Feder 43 gestalten das Rückschlagventil 40 aus.
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Das am weitesten stromaufwärts gelegene Ende der Rückführleitung 30 steht von dem Bodenabschnitt des Gehäuses 10 in den Innenraum des Gehäuses 10 nach oben hervor. Ein Einlass der Rückführleitung 30 ist in dem Gehäuse 10 positioniert. Das heißt, ein Rückführkanal, der durch die Rückführleitung 30 abgegrenzt ist, steht mit dem unteren Raum 10b in Verbindung. Der Rückführkanal verbindet fließbar den unteren Raum 10b und den Kraftstofftank 2.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist die Rückführleitung 30 mit der Luftleitung 31 außerhalb des Kraftstofftanks 2 verbunden. Der Ventilöffnungsdruck des Rückschlagventils 40 und der Ventilöffnungsdruck des Rückschlagventils 60 sind im Wesentlichen gleich zueinander eingestellt. Jeder Flüssigkeitsfließkanalbereich der Rückführleitung 30 und der Luftleitung 31 ist kleiner als derjenige der Kraftstoffleitung 6. Dadurch wird begrenzt, dass eine große Menge des flüssigen Kraftstoffs durch die Rückführleitung 30 und die Luftleitung 31 zurückkehrt.
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Bei der oben genannten Kraftstofffiltervorrichtung 1 speist die Niedrigdruckpumpe 3A den flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstofftank 2 durch den Kraftstoffeinleitungskanal 51 und den Verbindungsraum 54 in den oberen Raum 10a ein. Der flüssige Kraftstoff, der in den oberen Raum 10a eingeleitet wird, fließt durch den Spalt, der sich zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 21 des Filterelements 20 und dem zylindrischen Abschnitts des Behälters 11 abgegrenzt ist, in den unteren Raum 10b.
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Das Wasser, das dem Kraftstoff entzogen ist, fällt in den unteren Raum 10b und sammelt sich an dem Boden des unteren Raums 10b. Der untere Raum 10b ist ein Speicherraum (Speicherteil) des Wassers, das dem Kraftstoff entzogen wurde.
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Der Kraftstoff in dem unteren Raum 10b fließt durch das filternde Material 24 des Filterelements 20 nach oben. Zu diesem Zeitpunkt werden dem Kraftstoff das Wasser, das noch nicht entzogen worden ist, und Fremdkörper entzogen. Der Kraftstoff, der das filternde Material 24 durchlaufen hat, fließt durch den Kraftstoffableitungskanal 52 und fließt in die Hochdruckpumpe 3B.
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In dem Kraftstoffeinspeisesystem (Sammelleitungstyp-Kraftstoffeinspritzsystem) der vorliegenden Ausführungsform ist die Niedrigdruckpumpe 3A zwischen dem Kraftstofftank 2 und der Kraftstofffiltervorrichtung 1 angeordnet. Daher wird der flüssige Kraftstoff, der in dem Gehäuse 10 fließt, durch die Niedrigdruckpumpe 3A angetrieben. Der Antriebsdruck des flüssigen Kraftstoffs ist höher als der Druck in dem Kraftstofftank 2. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Druck in dem Kraftstofftank im Wesentlichen der Atmosphärendruck und der Druck in dem Gehäuse 10 ist höher als der Atmosphärendruck.
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Die Niedrigdruckpumpe 3A speist den Kraftstoff in den Kraftstofftank 2 ein und der Kraftstoff, dessen Druck höher als der Druck im Kraftstofftank 2 ist, fließt durch den Kraftstoffkanal in das Gehäuse 10.
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Wie oben genannt ist, ist der Druck in dem Gehäuse 10 höher als der Atmosphärendruck, wenn die Niedrigdruckpumpe 3A angetrieben wird, sodass das Rückschlagventil 40 und des Rückschlagventil 60 geschlossen sind. Es ist zu beachten, dass das Rückschlagventil 40 ein Rückführkanal-Öffnungs/Schließungs-Abschnitt ist, der geöffnet wird, wenn der Druck in dem Gehäuse höher als der Atmosphärendruck ist. Das Rückschlagventil 40 entspricht ebenso einer Entlastungsventilvorrichtung.
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Wenn das Rückschlagventil 40 geöffnet ist, sodass die Rückführleitung 30 geöffnet ist, wird ein Teil der Flüssigkeit in dem unteren Raum 10b aufgrund eines Differenzdrucks zwischen dem Druck in dem Gehäuse und dem Druck in dem Kraftstofftank 2 zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt. Das Wasser, das dem Kraftstoff entzogen ist, wird in dem unteren Raum 10b gespeichert. Wenn das Rückschlagventil 40 geöffnet ist, wird daher das gespeicherte Wasser hauptsächlich in den Kraftstofftank 2 zurückgeführt.
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Unter den Fremdkörpern, die in dem Kraftstoff enthalten sind, der in dem unteren Raum 10b gespeichert ist, werden schwere Fremdkörper, die das filternde Material 24 nicht erreicht haben, und Fremdkörper, die durch das filternde Material 24 zunächst festgehalten wurden und danach von dem filternden Material 24 abfielen, durch den Rückführkanal, der durch die Rückführleitung 30 abgegrenzt ist, in den Kraftstofftank 2 eingeleitet.
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Bei der Kraftstofffiltervorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, ist das stromaufwärts gelegene Ende des Rückführkanals über dem Boden des unteren Raums 10b in dem Gehäuse 10 positioniert. Während die Niedrigdruckpumpe 3A angetrieben wird, fließt das gesammelte Wasser über das stromaufwärts gelegene Ende des Rückführkanal unmittelbar in den Rückführkanal. In dem unteren Raum 10b ist daher der Raum unter dem stromaufwärts gelegenen Ende des Rückführkanals im Wesentlichen ein Speicherraum (Speicherteil) des entzogenen Wassers.
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Während die Niedrigdruckpumpe 3A gestoppt ist, ist es inzwischen wahrscheinlich, dass das entzogene Wasser über dem stromaufwärts gelegenen Ende des Rückführkanals gespeichert sein kann. In diesem Fall entspricht der Raum einschließlich eines Raums oberhalb des stromaufwärts gelegenen Endes des Rückführkanals im Wesentlichen einem Speicherraum (Speicherteil) des entzogenen Wassers.
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Das obere Ende des Rückführkanals kann an dem untersten Teil des unteren Raums 10b in dem Gehäuse 10 angeordnet sein. Während die Niedrigdruckpumpe 3A angetrieben wird, fließt das entzogene Wasser unmittelbar in den Rückführkanal. Es bleibt kein Wasser in dem Gehäuse 10 zurück. Falls das obere Ende des Rückführkanals an dem Boden des Gehäuses geöffnet wird, ist somit kein Speicherteil des Wassers abgegrenzt. Es ist zu beachten, dass der untere Raum 10b dem Speicherteil des Wassers entspricht, falls das entzogene Wasser in dem unteren Raum 10b gespeichert wird, während die Niedrigdruckpumpe 3A ausgeschaltet ist. Das Speicherteil ist in dem unteren Teil des Gehäuses 10 ausgebildet.
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Wenn die Niedrigdruckpumpe 3 angetrieben wird und der Druck in dem Gehäuse 10 höher als der Atmosphärendruck wird, wird das Rückschlagventil 60 geöffnet, sodass das Gehäuse 10 durch die Luftleitung 31 mit dem Kraftstofftank 2 in Verbindung steht. Das heißt, der Rückführkanal wird geöffnet, wodurch ein Teil der Flüssigkeit in dem oberen Raum 10a und dem Verbindungsraum 54 aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem Druck in dem Gehäuse 10 und dem Druck in dem Kraftstofftank 2 zurück in den Kraftstofftank 2 fließt.
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Falls der Kraftstoff und die Luft in dem oberen Raum 10a und dem Verbindungsraum 54 vorhanden sind, fließen der Kraftstoff und die Luft durch die Luftleitung 31 zu dem Kraftstofftank 2 zurück. Die Luft, die in dem oberen Raum 10a und dem Verbindungsraum vorhanden ist, enthält eine Menge Kraftstoffdampf. Demnach wird verhindert, dass der Kraftstoffdampf nach außen entweicht.
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Gemäß dem oben genannten Aufbau und Betrieb ist die Kraftstofffiltervorrichtung 1 mit der Rückführleitung 30 ausgestattet, die den unteren Raum 10b und den Kraftstofftank 2 miteinander verbindet. Wenn die Niedrigdruckpumpe 3A beginnt angetrieben zu werden, wird der Kraftstoffdruck in dem Gehäuse 10 höher als der Atmosphärendruck, sodass das Rückschlagventil 40 geöffnet wird. Das Wasser, das dem Kraftstoff entzogen ist, der durch den Kraftstoffkanal in dem Gehäuse 10 fließt, wird aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem Druck in dem Gehäuse 10 und dem Druck in dem Kraftstofftank 2 durch die Rückführleitung 30 zur Außenseite des Gehäuses 10 abgeleitet.
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Wie oben stehend beschrieben ist, kann das entzogene Wasser mittels Verwendung des Differenzdrucks durch die Rückführleitung 30 zur Außenseite des Gehäuses 10 abgeleitet werden. Daher ist keine Verhinderungsarbeit gegen Wasserversprengung erforderlich, wenn das Wasser aus dem Gehäuse 10 abgeleitet wird. Eine Wasserauslass-Wartungsarbeit kann einfach durchgeführt werden.
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Ferner wird das Wasser, das dem Kraftstoff entzogen ist, der durch den Kraftstoffkanal in dem Gehäuse 10 fließt, aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem Druck in dem Gehäuse 10 und dem Druck in dem Kraftstofftank 2 durch die Rückführleitung 30 zu dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt.
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Das entzogene Wasser kann durch die Rückführleitung 30 unter Verwendung des Differenzdrucks zum Kraftstofftank 2 zurückgeführt werden. Somit ist keine Wasserauslass-Wartungsarbeit erforderlich. Wenn die Niedrigdruckpumpe 3A ausgeschaltet ist und der Druck in dem Gehäuse 10 im Wesentlichen der gleiche wie der Druck in dem Kraftstofftank 2 wird, wird ebenso das Rückschlagventil 40 geschlossen. Somit kann verhindert werden, dass der Kraftstoff in dem Gehäuse 10 zu dem Kraftstofftank 2 hin heraus fließt.
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Ebenso wird das Rückschlagventil 40 nur dann automatisch geöffnet, wenn die Niedrigdruckpumpe 3A angetrieben wird und der Druck in dem Gehäuse 10 höher als der Atmosphärendruck ist. Es ist nicht erforderlich, eine elektrische Steuervorrichtung bereitzustellen, die das Rückschlagventil 40 öffnet. Durch einen solchen einfachen Aufbau ist keine Wasserauslass-Wartungsarbeit erforderlich.
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Des Weiteren ist das filternde Material 24 des Filterelements 20 in dem Gehäuse über dem unteren Raum 10b angeordnet. Da durch das filternde Material 24 derjenige Kraftstoff fließt, dem das Wasser entzogen ist, kann begrenzt werden, dass das filternde Material 24 viel Wasser absorbiert und dessen Filterleistung beeinträchtigt wird. Die Lebensdauer des Filterelements 20 kann verlängert werden.
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Selbst wenn Fremdkörper, die das filternde Material 24 nicht erreichen, und Fremdkörper, die von dem filternden Material 24 zurückgelassen wurden, vorhanden sind, werden diese Fremdkörper mit dem entzogenen Wasser durch die Rückführleitung 30 zur Außenseite des Kraftstofftank 2 abgeleitet. Dadurch wird begrenzt, dass sich Fremdkörper, die nicht durch das filternde Material 24 festgehalten wurden, in dem unteren Raum 10b ansammeln.
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Zudem sind die Rückführleitung 30 und die Luftleitung 31 an ihren stromabwärts gelegenen Abschnitten zusammengefügt. Daher kann eine gesamte Leitungslänge kürzer sein und deren Aufbau kann einfacher sein als in einem Fall, bei dem die Rückführleitung und die Luftleitung unabhängig ausgebildet sind.
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(Zweite Ausführungsform)
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Mit Bezug auf die 3 und 4 wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird das entzogene Wasser in einem Wasserspeichertank 70 gespeichert.
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Bei der zweiten Ausführungsform sind dieselben Teile und Bauteile wie diejenigen in der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen angezeigt und dieselben Beschreibungen werden nicht wiederholt.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist ein Wasserspeicherteil 70 an einer stromabwärts gelegenen Position eines zusammenfließenden Abschnitts der Rückführleitung 30 und der Luftleitung 31 mit der Rückführleitung 30 verbunden. Der Wasserspeichertank 70 ist von dem Gehäuse 10 der Kraftstofffiltervorrichtung 1 unabhängig ausgebildet.
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Wie in 4 dargestellt ist, ist der Wasserspeichertank 70 ein Container, der eine Wasserkammer (Wasserspeicherraum) 70a abgrenzt. Der Wasserspeichertank 70 besteht aus einem Kunstharzmaterial.
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Der Wasserspeichertank 70 weist eine Flüssigkeitsableitungsleitung 72 zum Einleiten einer Flüssigkeit in diese und eine Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 zum Ableiten der Flüssigkeit aus dieser auf. Die Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 und die Flüssigkeitsableitungsleitung 72 sind mit der Seitenwand des Wasserspeichertanks 70 horizontal verbunden.
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Außerdem sind die Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 und die Flüssigkeitsableitungsleitung 72 mit der Seitenwand des Wasserspeichertanks 70 an einer Position verbunden, die nahe an einer oberen Wand liegt. Bei dieser Ausführungsform sind die Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 und die Flüssigkeitsableitungsleitung 72 einteilig mit dem Wasserspeichertank 70 ausgebildet.
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Die Rückführleitung 30, die sich zu der Kraftstofffiltervorrichtung 1 erstreckt, ist mit einem Einlass der Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 verbunden. Ebenso ist die Rückführleitung 30, die sich zu dem Kraftstofftank 2 erstreckt, mit einem Auslass der Flüssigkeitsableitungsleitung 72 verbunden.
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Es ist zu beachten, dass der Wasserspeichertank 70 vertikal angeordnet ist, wie in 4 gezeigt ist. Das heißt, der untere Abschnitt in 4 ist in Richtung der Schwerkraft unten angeordnet. Ein Wasserpegelsensor 80 ist an einem Boden des Wasserspeichertanks 70 bereitgestellt. Der Wasserpegelsensor 80 ist ein Schwimmertyp-Wasserpegelerfassungsabschnitt mit einem Schwimmer 81. Der Schwimmer 81 ist dazu ausgelegt, dass der Schwimmer 81 auf einer Phasengrenze von dem Wasser und dem Kraftstoff schwimmt.
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Der Schwimmer 81 ist mit einem Magnet ausgestattet. In Abhängigkeit von einer vertikalen Richtung des Schwimmers 81 schaltet der Magnet einen Schalter (nicht dargestellt) ein/aus, wobei der Wasserpegel in dem Wasserspeichertank 70 erfasst wird. Es ist zu beachten, dass der Wasserpegelerfassungsabschnitt nicht auf den oben genannten Schwimmertypsensor beschränkt ist.
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Der Wasserspeichertank 70 weist an einem Bodenabschnitt der Seitenwand ein Auslassloch 73 auf. Ein Auslassstopfen 74 ist in das Auslassloch 73 eingeschraubt. Der Auslassstopfen 74 ist an seinem oberen Ende mit einem O-Ring 74a ausgestattet. Der Auslassstopfen 74 weist ein Außengewindeteil auf.
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Das Auslassloch 73 weist ein Außengewindeteil auf, mit dem das Außengewindeteil des Auslassstutzens 74 in Eingriff steht. Der Auslassstopfen 74 weist in sich einen Auslasskanal 74b auf. Ein Äußeres Ende des Auslasskanals 74b ist an der Außenseite des Wasserspeichertanks 70 geöffnet. Ein inneres Ende des Auslasskanals 74b ist an einer Innenseite des Auslasslochs 73 geöffnet.
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Wenn der Auslassstopfen 74 gedreht wird, so dass er sich nach hinten bewegt (nach links in 4), wird eine Dichtung des O-Ring 74a gelöst, sodass das Wasser in der Wasserkammer 70a durch den Auslasskanal 74b zu der Außenseite des Wasserspeichertank 70 ausgelassen werden kann.
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Es ist zu beachten, dass das Auslassloch 73 nicht auf das unterste Teil des Seitenwandteils des Wasserspeichertanks 70 beschränkt ist. Das Auslassloch 73 kann an einem Boden des Wasserspeichertanks 70 ausgebildet sein.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speist die Niedrigdruckpumpe 3A den flüssigen Kraftstoff in dem Kraftstofftank 2 zu der Kraftstofffiltervorrichtung 1, wenn die Zufuhrpumpe 3 angetrieben wird. Währenddessen ist durch den Druck in dem Gehäuse 10 das Rückschlagventil 40 geöffnet und das Wasser, das dem Kraftstoff durch die Kraftstofffiltervorrichtung 1 entzogen ist, läuft durch die Rückführleitung 30 aus dem Gehäuse 10 in den Wasserspeichertank 70.
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Das entzogene Wasser und der Kraftstoff fließen durch die Rückführleitung 30. Daher fließen das entzogene Wasser und der Kraftstoff durch die Kraftstoffeinleitungsleitung 71 in den Wasserspeichertank 70. Bei der vorliegenden Ausführungsform fließen nicht nur das Wasser und der Kraftstoff sondern ebenso eine Menge von Luft, die Kraftstoffdampf umfasst, in den Wasserspeichertank 70, da der Wasserspeichertank 70 in einer Leitung angeordnet ist, die sowohl der Rückführleitung 30 als auch der Luftleitung 31 entspricht. In dem Wasserspeichertank 70 wird das Wasser, dessen relative Dichte am größten ist, aus der anderen Flüssigkeit entzogen und in dem untersten Abschnitt des Wasserspeichertanks 70 gespeichert.
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Wenn der Wasserpegel des Wassers, das in dem Wasserspeichertank 70 gespeichert ist, einen vorbestimmten Wasserpegel erreicht, erfasst der Wasserpegelsensor 80 den Wasserpegel. Ein Nutzer wird über diese Situation mittels eines Benachrichtigungsabschnitts benachrichtigt. Danach betätigt der Nutzer den Auslassstopfen 74 damit das Wasser aus dem Wasserspeichertank 70 abläuft.
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In dem Wasserspeichertank 70 entspricht die Wasserkammer 70a einem Raum, der unterhalb des vorbestimmten Wasserpegels liegt, den der Wasserpegelsensor 80 erfasst. In dem Wasserspeichertank 70 dient der Raum oberhalb des vorbestimmten Wasserpegels als Raum, in dem der Flüssigkeit, die durch die Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 in den Wasserspeichertank 70 eingeleitet wird, das Wasser entzogen wird.
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Die Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 ist vorzugsweise höher positioniert als der vorbestimmte Wasserpegel. Eine solche Flüssigkeitseinleitungsleitung 71 begrenzt, dass das entzogene Wasser in der Wasserkammer 70a aufgrund der Flüssigkeit, die in den Wasserspeichertank 70 fließt, aufgewirbelt wird.
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Ebenso ist die Flüssigkeitsableitungsleitung 72 vorzugsweise höher positioniert als der vorbestimmte Wasserpegel. Eine solche Flüssigkeitsableitungsleitung 72 begrenzt, dass das entzogene Wasser in der Wasserkammer 70a aufgrund der Flüssigkeit, die aus dem Wasserspeichertank 70 heraus fließt, heraus gesaugt wird.
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Der Wasserspeichertank 70 ist unabhängig von dem Gehäuse 10 der Kraftstofffiltervorrichtung 1 ausgebildet. Der Wasserspeichertank 70 ist vorzugsweise unter der Kraftstofffiltervorrichtung 1 positioniert. Wenn der Wasserspeichertank 70 an einem unteren Abschnitt angeordnet ist, kann der Auslassstopfen 74 einfach unterhalb des Fahrzeugs bedient werden. Da ferner das Auslassloch 73 nahe zu einer Untergrundoberfläche liegt, kann begrenzt werden, dass das Wasser, das aus dem Auslassloch 73 abläuft, versprengt wird.
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Der Wasserspeichertank 70 kann einfach außerhalb des Motorraums angebracht sein. Beispielsweise kann der Wasserspeichertank 70 in einer Umgebung des Kraftstofftanks 2 angeordnet sein.
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Wenn die Niedrigdruckpumpe 3A beginnt angetrieben zu werden, wird der Kraftstoffdruck in dem Gehäuse 10 höher als der Atmosphärendruck, sodass das Rückschlagventil 40 geöffnet wird. Das entzogene Wasser aus dem Kraftstoff, der durch den Kraftstoffkanal in dem Gehäuse 10 fließt, wird aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem Druck in dem Gehäuse 10 und dem Druck in dem Kraftstofftank 2 durch die Rückführleitung 30 zur Außenseite des Gehäuses 10 abgeleitet.
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Wie oben stehend beschrieben ist, kann das entzogene Wasser unter Verwendung des Differenzdrucks durch die Rückführleitung 30 zur Außenseite des Gehäuses 10 abgeleitet werden. Daher ist keine Verhinderungsarbeit gegen Wassersversprengung erforderlich, wenn das Wasser aus dem Gehäuse 10 abgeleitet wird. Eine Wasserauslass-Wartungsarbeit kann einfach ausgeführt werden.
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Ferner ist der Wasserspeichertank 70 in dem Rückführkanal, der durch die Rückführleitung 30 abgegrenzt ist, angeordnet. Der Wasserspeichertank 70 weist den Auslassstopfen 74 zum Ableiten des Wassers auf. Der Wasserspeichertank 70 speichert das Wasser, das dem Kraftstoff entzogen ist und aus dem Gehäuse 10 abgeleitet wird.
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Das entzogene Wasser in dem Gehäuse 10 kann mittels Verwendung des Differenzdrucks zwischen dem Druck in dem Gehäuse 10 und dem Druck in dem Kraftstofftank 2 in dem Wasserspeichertank 70 gespeichert werden. Das Wasser, das in dem Wasserspeichertank 70 gespeichert ist, kann durch Betätigung des Auslassstopfens 74 abgeleitet werden. Da der Wasserspeichertank 70 unabhängig von dem Gehäuse 10 ausgestaltet ist, kann der Wasserspeichertank 70 derart angeordnet sein, dass das entzogene Wasser kaum versprengt wird. Somit kann die Wasserauslass-Wartungsarbeit einfach ausgeführt werden.
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Da ferner der Wasserspeichertank 70 unabhängig von dem Gehäuse 10 ausgebildet ist, kann die Kapazität (Kapazität der Wasserkammer 70a) des Wasserspeichertanks 70 größer ausgeführt sein. Ein Intervall der Wasserauslass-Wartungsarbeiten kann verlängert werden. Ebenso ist der Druck in dem Wasserspeichertank 70 näher an dem Atmosphärendruck als der Druck in dem Gehäuse, wodurch die Kapazität des Wasserspeichertanks 70 größer ausgeführt werden kann.
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Ferner ist der Wasserspeichertank 70 unter dem Gehäuse 10 angeordnet. Der Wasserspeichertank 70 kann einfach derart angeordnet sein, dass das ausgelassene Wasser kaum versprengt wird.
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Der Wasserspeichertank 70 ist außerhalb des Motorraums angeordnet. Daher kann der Wasserspeichertank 70 an einer Position angeordnet werden, bei der die Wasserauslass-Wartungsarbeit einfach ausgeführt werden kann.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Wasserspeichertank 70 stromabwärts von einem zusammenfließenden Abschnitt der Rückführleitung 30 und der Luftleitung 31 angeordnet. Allerdings kann der Wasserspeichertank 70 stromabwärts von dem Rückschlagventil 40 und stromaufwärts von dem zusammenfließenden Abschnitt angeordnet sein.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt.
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Bei den oben genannten Ausführungsformen ist das Rückschlagventil eine Entlastungsventileinheit, die sich aus dem sphärischen Ventilelement 42 und der Feder 43 zusammensetzt.
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Wie in 5 gezeigt ist, kann anstelle des mechanischen Rückschlagventils ein elektromagnetisches Ventil 140 in der Rückführleitung 30 bereitgestellt sein. Der Wasserpegelsensor 80 mit dem Schwimmer 81 ist in dem unteren Raum 10b des Gehäuses 10 angeordnet. Wenn der Wasserpegelsensor 80 erfasst, dass der Pegel des entzogenen Wassers den vorbestimmten Wasserpegel erreicht, öffnet ein Controller 90 das elektromagnetische Ventil 140.
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Anderenfalls kann in der Rückführleitung 30 ein manuelles Ventil angeordnet sein. Wenn der Wasserpegel in dem unteren Raum 10b den vorbestimmten Wasserpegel erreicht, wird ein Nutzer mittels einer Benachrichtigungsvorrichtung über die Situation benachrichtigt. Danach betätigt der Nutzer das manuelle Ventil, um das Wasser in dem Gehäuse 10 zu dem Kraftstofftank 2 abzulassen.
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Obwohl bei den oben genannten Ausführungsformen das Rückschlagventil 40 in der Rückführleitung 30 bereitgestellt ist, kann der untere Raum 10b ohne Bereitstellung des Rückschlagventil 40 ständig mit dem Kraftstofftank 2 in Verbindung stehen.
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Obwohl bei den oben genannten Ausführungsformen das Filterelement 20 über dem unteren Raum 10b angeordnet ist, kann das Filterelement 20 an beliebigen Positionen angeordnet sein, solange der Kraftstoff, dem das Wasser entzogen wird, durch dieses fließen kann. Wenn das Filterelement stromabwärts von der Wasserentzugsvorrichtung bereitgestellt ist, kann begrenzt werden, dass das Filterelement viel Wasser absorbiert und dessen Filterleistung beeinträchtigt wird.
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Die Kraftstofffiltervorrichtung kann auf ein Kraftstoffzufuhrsystem einer benzinbetriebenen Maschine bzw. Ottomotor angewendet werden. Eine Pumpeneinheit ist zwischen dem Kraftstofftank und der Kraftstofffiltervorrichtung angeordnet. Der Kraftstoff, der durch die Pumpeneinheit eingespeist wird, fließt durch einen Kraftstoffkanal, der in dem Gehäuse der Kraftstofffiltervorrichtung ausgebildet ist.
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Die Kraftstofffiltervorrichtung 1 kann an einem Kraftstoffzufuhrsystem von etwas anderem als einem Fahrzeug angewendet werden.
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Ebenso kann die Wasserentzugsvorrichtung (Sedimenter) ohne ein Filterelement bereitgestellt sein. Eine Pumpeneinheit ist zwischen dem Kraftstofftank und der Wasserentzugsvorrichtung angeordnet. Der Kraftstoff, der durch die Pumpeneinheit eingespeist wird, fließt durch einen Kraftstoffkanal, der in dem Gehäuse der Wasserentzugsvorrichtung ausgebildet ist.
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Bei den oben genannten Ausführungsformen fällt das entzogene Wasser ab und sammelt sich auf dem Boden des unteren Raums 10b. Ein Material zur Unterstützung einer Ansammlung des entzogenen Wassers kann an einem Einlassabschnitt des unteren Raums 10b angeordnet sein.
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Die Pumpeneinheit kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Kraftstofftanks bereitgestellt sein. Die Art des Kraftstoffs ist nicht beschränkt. Der Kraftstoff kann ein Leichtöl oder Benzin sein.
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Bei den oben genannten Ausführungsformen beträgt der Druck in dem Kraftstofftank 2 den Atmosphärendruck. Der Kraftstofftank kann ein Hochdrucktank sein, der LPG-Kraftstoff bzw. Flüssiggas speichern kann. Der Druck des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffkanal fließt, der in dem Gehäuse der Kraftstofffiltervorrichtung ausgebildet ist, ist größer als der Druck in dem Kraftstofftank.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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