JP2001173535A - 燃料フィルタ - Google Patents
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-
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Abstract
ないにもかかわらず、燃料への良好な熱伝達を可能に
し、しかも、極めて高い表面温度が発生しないようにす
る。 【解決手段】 加熱装置14が、少なくとも1つの扁平
な面33を備えた少なくとも1つの熱伝導体29と、扁
平な面33上に被着された、特にセラミック・ハイブリ
ッド層のような少なくとも1つの熱安定性の支持層35
と、この支持層35上に被着された少なくとも1つの加
熱線条34と、燃料フィルタ10内に加熱装置14を位
置固定するために働く少なくとも1つのフランジ25
と、電圧を供給するための少なくとも1つの接点30と
によって形成されているようにした。
Description
ンジンのための燃料フィルタであって、少なくとも1つ
のフィルタヘッドと、このフィルタヘッドに密に結合さ
れていて、フィルタケーシングを形成する少なくとも1
つのフィルタ容器と、フィルタケーシングに連通する少
なくとも1つの燃料入口および少なくとも1つの燃料出
口と、フィルタケーシング内に配置されていて、未浄化
側を浄化側から密に隔離する少なくとも1つのフィルタ
エレメントと、少なくとも1つの加熱装置とが設けられ
ている形式のものに関する。
出願公開第3829126号明細書に基づき公知であ
る。この燃料フィルタは、燃料入口と燃料出口とを備え
たフィルタヘッドと、フィルタカートリッジと、燃料加
熱装置とを有している。この燃料加熱装置は、燃料フィ
ルタを通って流れるディーゼル燃料のような燃料を加熱
するために使用される。ディーゼル燃料は、例えばパラ
フィンのような成分を含有している。この成分は0℃以
下の低い温度で粘性(半流動性)もしくは固相になるの
で、ディーゼル燃料は粥状の粘度を呈する。この結果、
通常は燃料タンクとエンジンとの間の燃料管路に設けら
れた燃料フィルタ内に配置されている燃料フィルタエレ
メントが詰まって閉塞することがあり得る。これによっ
て、エンジンにはもはや燃料が供給されず、エンストを
生ぜしめることになる。
フィルタエレメントが閉塞しないように抵抗加熱装置が
設けられている。この抵抗加熱装置はフィルタヘッド内
に配置されている。この抵抗加熱装置は半導体パワース
イッチを介して作動され、加熱素子を有している。この
加熱素子はPTC素子(正温度係数を有する素子)とし
て形成されている。PTC素子の抵抗は、温度閾値を超
えると飛躍的に上昇する。PTC素子の過熱を阻止する
ために、電流の最大の流量を制限する、直列に接続され
たパワースイッチが設けられている。
て敏感な素子を有する制御・給電回路装置が必要とな
る。温度に対して敏感な前記素子はバイメタルまたはサ
ーミスタであってもよい。しかし、この素子は、燃料フ
ィルタ内に組込み体積を必要とし、これによって、燃料
フィルタの組付けスペースが増大してしまう。
燃料は175℃以上に加熱されてはならない。なぜなら
ば、この温度で蒸気気泡形成(ベーパロック)が始ま
り、これによって、燃焼動作が悪化してしまうからであ
る。
に達することができる。これによって、PTC素子に直
接接触するディーゼル燃料は、その臨界点の175℃以
上に加熱され、その結果、蒸気気泡が形成される。さら
に、PTC素子の出力は、燃料の体積流と温度とに関連
している。
課題は、加熱装置を備えた燃料フィルタを改良して、加
熱装置が、小さな組込み空間しか必要としないにもかか
わらず、燃料への良好な熱伝達を可能にし、しかも、極
めて高い表面温度が発生しないようにすることである。
に本発明の構成では、加熱装置が、少なくとも1つの扁
平な面を備えた少なくとも1つの熱伝導体と、扁平な面
上に被着された、特にセラミック・ハイブリッド層のよ
うな少なくとも1つの熱安定性の支持層と、この支持層
上に被着された少なくとも1つの加熱線条と、燃料フィ
ルタ内に加熱装置を位置固定するために働く少なくとも
1つのフランジと、電圧を供給するための少なくとも1
つの接点とによって形成されているようにした。
は、燃料、特にディーゼル燃料およびバイオディーゼル
(RME/PME)を適切に加熱することができると同
時に、これによって、燃料の温度が5℃以下の場合で
も、燃料の濾過およびエンジンへの燃料の供給を保証す
ることができる。この場合、燃料を加熱するために、加
熱装置が設けられている。この加熱装置は、小さな組込
みスペースしか必要とせず、最大で120℃の表面温度
を発生する。
ヘッドとフィルタ容器とを有している。このフィルタヘ
ッドとフィルタ容器とは、互いに密に結合されていて、
共にフィルタケーシングを形成している。さらに、燃料
フィルタは燃料入口と、燃料出口と、フィルタエレメン
トと、加熱装置とを有している。フィルタヘッドは、そ
れ以外の機能を果たすことなしに、例えばカバーとして
使用することもできるし、燃料フィルタを、この燃料フ
ィルタのために設けられた構成部分に固定するために使
用することもできる。さらに、燃料入口および/または
燃料出口をフィルタヘッド内に組込むことができる。燃
料入口と燃料出口とは、フィルタケーシングによって形
成されたケーシング体積と連通している。濾過材はケー
シング体積を未浄化側と、この未浄化側から密に隔離さ
れた浄化側とに分割している。燃料入口は未浄化側に連
通しており、燃料出口は浄化側に連通している。
に過熱されるように、燃料フィルタの未浄化側に配置さ
れている。このためには、加熱装置が未浄化側でフィル
タヘッドまたはフィルタ容器に配置され得る。2つの加
熱装置が燃料フィルタ内に組み込まれていてもよい。こ
の場合、第1の加熱装置はフィルタ容器底部に配置する
ことができ、第2の加熱装置はフィルタヘッドに配置す
ることができる。さらにそれよりも多くの、例えば3つ
または4つの加熱装置を、角隅にわたって延びていても
よいフィルタ容器壁に分配して配置することができる。
加熱装置は燃料を加熱する以外に、フィルタ容器底部に
集まる分離水を加熱するために使用することもできる。
と、支持層と、加熱線条と、フランジと、電圧供給のた
めの接点とを有している。熱伝導体は、少なくとも1つ
の扁平な面を有している。この面上に支持層が被着され
ている。この支持層が、加熱線条によって発生した熱に
よって破壊されないように、支持層は、例えばセラミッ
クスまたは金属のような熱安定性の材料によって形成さ
れる。さらに、支持層は、加熱線条に短絡を引き起こし
てはならない。これによって、熱安定性の材料は付加的
になお電気的に絶縁した特性を有していなければならな
い。さらに、支持層は良好な熱伝導特性を有していなけ
ればならない。なぜならば、加熱線条によって発生した
熱は、支持層を介して熱伝導体に伝達されなければなら
ないからである。このためには、支持層が、例えばセラ
ミックス層、合成樹脂または接着剤から成ることができ
る。加熱線条は、独立した構成部分として支持層上に被
着されてもよいし、例えばスクリーン印刷法で支持層面
にプリントされていてもよい。加熱線条は任意の経過で
支持層上に被着されていてよい。この場合、できるだけ
大きな加熱面を熱伝導体の扁平な面上に獲得することが
目標とされる。加熱面には、加熱線条の配置形式によっ
て影響が与えられる。加熱線条は、例えば薄膜状、螺旋
状、円形または多角形に配置されていてよい。
り付けかつ位置固定するために使用される。加熱装置が
外部からフィルタケーシング内へ差し込まれる場合、未
浄化側内へ突入する領域と、燃料フィルタから突出する
領域との間に、燃料が燃料フィルタから流出することが
あり得ないようにシール部材を設けることができる。加
熱装置が専ら燃料フィルタの内部に取り付けられる場合
には、シール部材を省略することができる。フランジ
は、フィルタケーシングに固定するために、例えば雌ね
じ山、取付け孔、バヨネット式閉鎖部または、締付けフ
ックまたはクリップのための収容部を有することができ
る。
を有している。この接点は、電圧源に接続可能である2
つのケーブルによって形成され得る。さらに、接点はコ
ネクタに組み込まれていてよい。このコネクタは顧客の
要望に応じて変化させることができる。加熱装置は接点
を介して、例えば搭載コンピュータによって制御され
る。搭載コンピュータは、例えばセンサを介して、例え
ばエンジンデータ、外気温度、燃料温度のような種々の
データを検出することができ、それに応じて、加熱装置
を接続または遮断することができる。
が燃料入口に配置されている。なぜならば、燃料が、濾
過材に最初に接触する以前に加熱され、この箇所には、
フィルタエレメントの手前の最狭の横断面が存在してい
るので、燃料を最も良好に加熱することができるからで
ある。
体の使用にある。この構成によって、熱伝導体は放熱面
を有している。この放熱面は、長さよりも狭い幅を有し
ている。このような形式の構成によって、加熱装置は大
きな扁平な面を有することができかつ細長い通路内に組
み込まれ得る。
半円形に形成されている。この場合、扁平な面の幅は、
半円形の横断面の直径に相当しており、熱伝達のため
に、前記横断面の円弧に沿ってより大きな表面が使用さ
れる。
長手方向軸線に対して平行に延びる少なくとも1つのリ
ブが設けられている。1つのリブの使用によって、熱伝
達のために使用可能な表面が拡張される。複数のリブが
使用される場合には、熱伝達のために使用される表面が
さらに拡張される。
平な面上に被着されると有利である。この場合、加熱装
置は、外部の制御装置または搭載コンピュータとは無関
係である。電子素子は、例えば支持層上に鑞接され得る
かまたは接着され得る。
を検出するための手段が設けられている。この手段は、
例えば加熱装置を接続しかつ遮断するバイメタルスイッ
チであってよい。
成は、燃料温度に応じて加熱装置を接続または遮断し、
この場合、極く僅かな体積しか有していないPTC素子
の使用にある。予め設定された目標値に相応して、電子
スイッチは接続または遮断する。
伝導体を有している。両熱伝導体は、その扁平な面で互
いに重なり合って配置されていて、共通の加熱線条を有
している。このためには、第1の熱伝導体が支持層と加
熱線条とを有しており、第2の熱伝導体が、支持層なし
に直接にまたは支持層を介して加熱線条上に被着されて
いて、第1の熱伝導体に結合されている。これによっ
て、ただ1つの加熱線条が2つの熱伝導体を加熱する。
これによって、発生した熱は一層良好に燃料に伝達され
る。
ばPTC素子、電子素子、抵抗および加熱線条のような
全ての素子と共に、1つの保護層によってカバーされて
おり、これによって、燃料がこれらの素子と直接接触し
て、これらの素子を破壊しないようになっていると有利
である。保護層は、燃料によって破壊されないばかりで
なく、加熱線条によって発生した熱に対しても温度安定
性を有する材料から成っている。さらに、保護層の材料
は、被着された素子に作用を及ぼすものであってはなら
ない。有利には、この材料は同様に熱を燃料に伝送す
る。保護層は、例えば二成分接着剤から成っていてよ
い。
なる特徴は、特許請求の範囲の他に、発明の実施の形態
および図面の簡単な説明からも明らかである。この場
合、本発明の個々の特徴はそれぞれ独立してまたは多数
の特徴を組合せた形で実現することができる。
面につき詳しく説明する。
てある。燃料フィルタ10は、フィルタヘッド11と、
フィルタ容器12と、フィルタエレメント13と、加熱
装置14とを有している。フィルタヘッド11は、燃料
入口16と燃料出口17とを有していて、例えばプレス
嵌め、ねじ結合またはスナップ結合によって密にフィル
タ容器12に結合されている。これによって、フィルタ
ケーシング15が形成される。フィルタケーシング15
はフィルタケーシング体積18を取り囲んでいる。この
場合、フィルタエレメント13がフィルタケーシング体
積18内に配置されていて、未浄化側19を浄化側20
から密に隔離している。未浄化側19は燃料入口16に
連通しており、浄化側20は燃料出口17に連通してい
る。フィルタエレメント13は、下側の端部ディスク2
1によってフィルタ容器12に密に接触しており、上側
の端部ディスク22によって接続管片23に密に接触し
ている。この接続管片23はフィルタヘッド11に一体
成形されていて、燃料出口17に接続されている接続管
路24を取り囲んでいる。
挿入されている。本実施例では、この加熱装置14はフ
ィルタヘッド11と密にねじ結合されている。このため
には、加熱装置14が、六角ヘッドとして形成されたフ
ランジ25を有している。このフランジ25には雄ねじ
山領域26が続いており、この雄ねじ山領域26は雌ね
じ山27にねじ込まれている。加熱装置14をシールす
るために、扁平シール部材28がフランジ25とフィル
タヘッド11との間に挿入されている。雄ねじ山領域2
6には熱伝導体29が続いている。この熱伝導体29
は、図2および図3につき詳しく説明する。フランジ2
5を通って接点ケーブル30が案内されている。この接
点ケーブル30は、加熱装置14の電子素子に接続され
ている。前記接点ケーブル30は、例えばプラグに接続
されていてもよいし、例えば鑞接によって電圧源に直接
結合されていてもよい。
10内へ流入するとすぐに、燃料は、燃料温度が例えば
5℃以下の場合、加熱装置14によって加熱される。燃
料の加熱は、燃料が加熱装置14に沿って流動すること
によって行われる。これによって、燃料が液化され、フ
ィルタエレメント13を閉塞することはなくなる。これ
によって、燃料フィルタ10に後置されたエンジンには
確実に燃料が供給される。
ある。本実施例では、フランジ25′は、取付け孔(図
示せず)を有する長方形プレートとして形成されてい
る。フランジ25′にはシール領域31が続いている。
このシール領域31は溝32を有している。この溝32
内にはシールリング(図示せず)を挿入することができ
る。このシールリングは、図1に示したフィルタヘッド
11内に設けられた収容孔(図示せず)と共に密な結合
部を形成している。
る。この面33上には、加熱線条34を有する支持層3
5が被着されている。さらに、この支持層35上には電
子素子36が配置されている。この電子素子36は、例
えば燃料温度を検出するPTC(正温度係数)素子、抵
抗またはチップの電子評価回路であってよい。
ある。この場合、フランジ25′は、図2で説明したよ
うに長方形である。フランジ25′にはシール領域31
が続いている。このシール領域31には、やはり熱伝導
体29が続いている。例えばアルミニウムから成る熱伝
導体29上には、セラミックス・ハイブリッド層によっ
て形成される支持層35が被着されている。この支持層
35上には、電子素子36と加熱線条34とが被着され
ている。両構成要素34,36上には保護層37が配置
されている。この保護層37はすべての構成要素34,
36を密にカバーしていて、これによって、燃料がこれ
らの構成要素34,36を破壊しないようになってい
る。
示してある。
示してある。
の横断面が示してある。
る。
フィルタ容器、 13 フィルタエレメント、 14
加熱装置、 15 フィルタケーシング、16 燃料
入口、 17 燃料出口、 18 フィルタケーシング
体積、 19未浄化側、 20 浄化側、 21 端部
ディスク、 22 端部ディスク、23 接続管片、
24 接続管路、 25,25′ フランジ、 26
雄ねじ山領域、 27 雌ねじ山、 28 扁平シール
部材、 29 熱伝導体、30 接点ケーブル、 31
シール領域、 32 溝、 33 面、 34加熱線
条、 35 支持層、 36 電子素子、 37 保護
層、 38 リブ
Claims (10)
- 【請求項1】 特にディーゼルエンジンのための燃料フ
ィルタであって、少なくとも1つのフィルタヘッド(1
1)と、このフィルタヘッド(11)に密に結合されて
いて、フィルタケーシング(15)を形成する少なくと
も1つのフィルタ容器(12)と、フィルタケーシング
(15)に連通する少なくとも1つの燃料入口(16)
および少なくとも1つの燃料出口(17)と、フィルタ
ケーシング(15)内に配置されていて、未浄化側(1
9)を浄化側(20)から密に隔離する少なくとも1つ
のフィルタエレメント(13)と、少なくとも1つの加
熱装置(14)とが設けられている形式のものにおい
て、加熱装置(14)が、少なくとも1つの扁平な面
(33)を備えた少なくとも1つの熱伝導体(29)
と、扁平な面(33)上に被着された、特にセラミック
・ハイブリッド層のような少なくとも1つの熱安定性の
支持層(35)と、この支持層(35)上に被着された
少なくとも1つの加熱線条(34)と、燃料フィルタ
(10)内に加熱装置(14)を位置固定するために働
く少なくとも1つのフランジ(25)と、電圧を供給す
るための少なくとも1つの接点(30)とによって形成
されていることを特徴とする、燃料フィルタ。 - 【請求項2】 加熱装置(14)が燃料入口(16)に
配置されている、請求項1記載の燃料フィルタ。 - 【請求項3】 熱伝導体(29)がバーとして形成され
ている、請求項1または2記載の燃料フィルタ。 - 【請求項4】 熱伝導体(29)が、半円形の横断面を
有している、請求項3記載の燃料フィルタ。 - 【請求項5】 熱伝導体(29)が、熱伝導のための少
なくとも1つのリブ(38)を有しており、このリブ
(38)が、バーの長手方向軸線に対して平行に配置さ
れている、請求項3または4記載の燃料フィルタ。 - 【請求項6】 加熱装置(14)を制御するための電子
素子(36)が、扁平な面上に被着されている、請求項
1から5までのいずれか1項記載の燃料フィルタ。 - 【請求項7】 加熱装置(14)が、現在の燃料温度を
検出するための手段を有している、請求項1から6まで
のいずれか1項記載の燃料フィルタ。 - 【請求項8】 燃料温度を検出するための手段がPTC
素子である、請求項7記載の燃料フィルタ。 - 【請求項9】 加熱装置(14)が2つの熱伝導体(2
9)を有しており、両熱伝導体(29)が、その扁平な
面で互いに重なり合って配置されていて、共通の加熱線
条(34)を有している、請求項1から8までのいずれ
か1項記載の燃料フィルタ。 - 【請求項10】 扁平な面が、被着された全ての素子
(34,36)と共に保護層(37)によってカバーさ
れている、請求項1から9までのいずれか1項記載の燃
料フィルタ。
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