JP2005517117A - 燃料フィルターから分離した水を抽出する装置 - Google Patents

Abstract

装置は、車輌に利用可能なもので、入って来る燃料を濾過し、且つそこにある水を分離するフィルタリング手段（３１）と、分離した水用の収集チャンバを有した燃料フィルター（３）と、車輌の循環に適した容積を有する燃料タンク（２）と、フィルタリング手段（３）の下流に位置したフィルター（３）の領域から、エンジン供給手段（５）へ燃料を送る手段（５２）と、フィルター（３）から供給手段（５）へ送る最大流量よりも大きな流量で、燃料をタンク（２）からフィルター（３）の入口（３４ａ）へ供給する手段（４１，４２）と、を備えている。装置は、分離した水用の第二収集チャンバ（１５）と、フィルター（３）に入って、供給手段（５）に送られる間で残った流量の液体を、第一収集チャンバ（３２）から第二収集チャンバ（１５）へ送る第二手段（２０，２１）とを備える。

Description

本発明は、内燃エンジン、特にディーゼルエンジンを備える車輌に搭載された燃料フィルターから分離した水を抽出することに関連するものである。

本発明は、フィルターに入る燃料を濾過し、そこにある水を分離するフィルタリング手段を有する燃料フィルターと、分離した水用の収集チャンバと、
車輌が走行する長さに適応した容積を有する燃料タンクと、
フィルタリング手段の下流にあるフィルターの領域からエンジン供給手段へ、燃料を送る手段と、
燃料をタンクからフィルターの入口へ、フィルターから供給手段へ送られる最大流量よりも大きな流量で供給する手段と、
を備える。

電動車輌製造者の間で現在、寿命がより長く、フィルタリング効果を高めた（特にディーゼルオイル用の）燃料フィルターを車輌に備える傾向がある。

最新のディーゼルオイルフィルター、特にもし車輌に共通レールのディーゼルエンジン直接噴射供給手段または、ポンプタイプの噴射装置を搭載すると、高いフィルタリング効果と長い寿命と燃料内の水の高度な分離を確実なものにする。

そのようなエンジンの性能を高くすると、結果的により複雑で、機械的に精密になって、燃料供給システムが高価になる。そこでは関連する機械構成要素は摩損と腐食に対して燃料フィルターによって保護されており、それによって特に水と接触して機械パーツを酸化させないように水を分離し、水を適切な収集チャンバに集めている。

更に最新設計の車輌では、（プラスティック材の）容器に収納された液浸カートリッジを具備したタイプであり、その下部が分離した水用の収集チャンバを画定している。

現行で分配装置ネットワークに供給される燃料は、普通は水を約0.02％含んでいるが、蓄積タンクの中に水が浸透入するか、または車輌タンク内で湿った空気が液化するので、しばしば車両タンク自体内にかなりの量の水を蓄積し得る。

共通のレールシステムは、タンクに浸され約160l/hの割合で動作するポンプを備えており、論理上約30分でタンク内にある全ての液体を少なくとも一回、システムを介してフィルターを通過するように再循環させる。

フィルターカートリッジの最新の特徴の一つは、（約99％の）ディーゼルオイルから水を分離する高い力であり、それにはフィルターがフィルター内にある適切な収集チャンバの収容量を超えるような量の水を、急速に蓄積する。このチャンバの蓄積容量を越えることは、フィルターカートリッジが水中に浸されて動作し、気孔を遮断し、ユーザー装置（高圧ポンプ）へ引き出される水で長期間完全にフィルターを満たすことを意味している。もしこれが起こると、ポンプとディーゼルオイル噴射装置が殆んどすぐに動かなくなり、それらを一新するため、ひどく損害が大きく且つ費用の掛かることになる。

それらの危険性を避けるため、フィルター収集チャンバ内の水レベルを感知するセンサーを使用することが知られているが、フィルターに対して適時にドライバーにより直接手で取り扱うことを、常に前提としている。ドライバーは実際にはフィルターから水を抽出することを含む動作を常に実行できるわけではなく、しばしば最初の都合の良い機会または車輌をチェックする次の通常のサービスを待とうとする。

本発明の目的は、過剰且つ危険な量の水がフィルターの水収集チャンバに蓄積するのを防ぐことであり、普通の車輌サービス仕様書によって定義された普通の一般的なサービスに必要な行程の他に、ドライバーによる介入なしで、ドライバーが通常の車輌サービスの間に普通のサービスステーションに水を取り出すことができる利点を有する。

これ及び別の目的は、請求の範囲で特徴付けられた本発明の装置によって達成される。

本発明を、一例として本発明の一実施例を図示した添付図面を参照して、詳細に説明する。

図１は、燃料をタンクから車輌のエンジンへ抽出する普通の循環路を示している。

この循環路は、
車輌へ供給される燃料用のタンク２を備え、
燃料フィルター３を備え、フィルター３に入る燃料を濾過し、そこにある水を分離するフィルタリング手段３１を有し、またフィルタリング手段３１の下流に配置される分離水収集チャンバも有し、
フィルタリング手段３１の下流に位置したフィルター３の領域３３から、エンジン供給手段５へ燃料を送る手段を備え、
フィルター３から供給手段５へ送る最大流量よりも大きな流量で、燃料をタンク２からフィルター３の入口へ燃料を供給するため、特にタンクに取り付けられる低圧（1〜20bar）ポンプ４１と、ポンプ４１からフィルター３の入口へ燃料を供給する燃料導管４２とから成る手段を備えている。

図１に示されている実施例において、エンジン供給手段５が入口に導管５２を接続した高圧ポンプ５１を備え、導管の取り入れ口はフィルター３の下流領域３３に取り付けられ、その分配管５３が（既知のタイプで短期図面上で概略的に図示した）エンジン用の噴射装置５４に通じている。図示したタイプの供給手段５４が、エンジンに供給される流量をかなり超えた流量で燃料を入口に引き込むように動作され、その結果ポンプ５１が燃料の残余分を導管５５を介してタンク２へ放出する。しかし本発明は、ポンプ５１がタンクへの逆方向導管５５を備えていない循環路にも、等しく利用できる。

図示されているフィルター３は、外部ケーシング３４を備えており、その中心部分がその内部でケーシング３４と同軸の閉じたチャンバ３１ａを画定する垂直円筒状のドーナッツ形カートリッジタイプのフィルタリング手段３１を収容している。ケーシングは導管に接続された入口３４ａを設けて、流れを内部チャンバ３１ａの中に送っている。

フィルタリング手段３１を越えた所に、ケーシングが外部環状チャンバ３３を画定しており、チャンバ３３はフィルタリング手段の下流に位置した前記領域を画定している。前記チャンバ３３の下では、ケーシング３４がフィルタリング手段３１の下で、上に重なった環状チャンバ３３と自由且つ充分に連通する前記水収集チャンバ３２を画定している。

フィルタリング手段３１は、燃料を固定または半固体部分から濾過すること、その中にある水分子を集めて、チャンバ３２の中へ落とすこと、両方ができる。

チャンバ３３の頂部に出口３３ｂがあり、それにポンプ５１に通じる導管５２が接続されている。

本発明によると、燃料から水を分離する第二手段１０と第二手段１０によって分離された水を集める第二収集チャンバ１５を備えており、第二手段は燃料フィルター３から離れた位置に外部で配置され、処理された燃料をタンク２へ放出する。

前記第二収集チャンバ１５は、燃料タンク２の内部の中に組み込まれた容器１６によって画定されており、第一収集チャンバ３２よりも数倍大きな容積を有し、それは終了時にサービスステーションで車輌のごく一般的なサービスが必要なくらい長い運転距離の間に、燃料から分離された量と少なくとも同量の水を収容する程度である。

図面に示されている実施例において、第二水分離手段１０が下向きに傾斜した切頭円錐形表面１１を備え、それに沿って液体が流されるように、第二収集チャンバ１５の上に位置している。加えて、チャンバ１５の頂部からタンク２の内部チャンバ２９へ燃料を通過させるために一組の通路１２を容器１６の上部に備えており、一組の通路は水を保有するフィルタリングフィルタリング手段１２ａを備えている。

また本発明は、第一収集チャンバ３２の基部から水分離手段１０へ、フィルター３に入り、供給手段５へ送られる間の余分な流量の液体を送る第二手段も備えている。この余分な流量は、分離した水が第一収集チャンバ３２に蓄積可能な流量よりも大きな値を有している。

液体を送る前記第二手段は、液体の通過を止めるため第一収集チャンバ３２の基部に配置された弁２０を備え、弁を通過する流量をフィルター３から供給手段５へ送る必要な燃料に影響を及ぼさない程度に減らすようにしている。弁２０の流出口に導管２１が接続されており、その最後の端部２１ｂが切頭円錐形表面１１の最高部分に液体を供給する。

車輌動作中に、ポンプ４１がタンクからフィルター３の入口３４ａへの燃料の流れを連続的に供給し、内部チャンバ３１ａに入れて、そこからフィルタリング手段３１を介して外部チャンバ３３へ通す。フィルタリング手段３１を通過する際に、燃料が濾過され、その中にある水分子が集まってフィルタリング手段３１の外表面上で止まる。

更に水は燃料（ディーゼルオイル）よりも高密度であり、前記の集まった分子が手段３１の外表面３１に沿って下がり、下に位置する収集チャンバ３２の中に入る。

フィルター３に到達した液体の一部が、供給手段５のポンプ５１へ送られ、その量はエンジンの要求を満足させるものである。この抜き取られた部分は、燃料の最も精製された部分である。

フィルター３に到達する残りの液体部分は、収集チャンバ３２から抜き取られ、第二分離手段１０へ送られる。この抜き取りの割合は、チャンバ３２に蓄積できる最大の水の量よりも大きな値でプログラムされる。結果的にチャンバ３２内の水は、チャンバ自体に関する最高の安全レベルを超えることができないので、フィルタリング手段３１は、部分的に水中に浸されて作動し得るが、そのことから生じるいかなるリスクも避けられる。

弁２０は、液体の通過に対する障害物を形成するために働き、フィルター３内にある液体をフィルタリング手段３１の下流で、ポンプ５１と第二分離手段１０へ所定の流量で分配するようになっている。

図面に示されている実施例において、弁２０は通路２３を閉じるため、バネ２４によって推進される弁部材２２を備えている。

チャンバ３２内の圧力が、バネ２４の値を超えると、液体が通路２３を介して通過する。

この弁は、比較的高い流量（500〜200リットル毎時）が導管４２を介して送られる時に好ましい。

別の場合、例えば比較的低い流量（2〜5リットル毎時）に関して、流体用にシンプルな構造、安価な構造の弁２０が備えられる。

チャンバ３２を出た液体は、チャンバ内にある分離した水に燃料部分を加えて成っている。それら二つの部分は第二手段１０によって再度分離され、流れを傾斜表面１１に放出して、流れを遅くすることによって（既にフィルタリング手段３１によって集められて小滴になった）複数の水分子を結合させて、収集チャンバ１５の基部に沈澱させる。これに関して複数の水分子が、ディーゼルオイル分子よりも密であり、結果的にチャンバ１５の基部に向かって沈澱する傾向がある。

水がチャンバ１５の基部に集まる間、燃料は前記チャンバの上部分に残り、タンク２の内部チャンバ２９に向かって通路１２を介してあふれ出る。

収集チャンバ１５を適切な寸法にすることによって、分配器のネットワークに供給されるディーゼルオイルの中の水の研究で決定した量の確率の統計的な評価を基に、車輌のユーザーがフィルター３にある水を示す器械パネル上で、警告灯を監視することについて気にする必要はない。

これに関して、慣例的なサービスの間に、サービスステーションによって容器を空にすることができるような大きさに、チャンバ１５を合わせることができる。

安全性を増すため、既知のアラーム装置をフィルター３に関連させて、チャンバ３２に蓄積する水のレベルを監視し得ることも明らかである。

実用的且つ応用的な特徴の新たな変形ができるが、それは請求項のような発明の概念の範囲内である。

車輌の燃料フィルターとタンクに利用されている本発明による装置の概略的な全体図。 図１の燃料フィルターに関する拡大図。 図１の燃料から水を分離する第二手段に関する拡大詳細図。

Claims (5)

1. 内燃エンジン、特にディーゼルエンジンを備える車輌に搭載された燃料フィルターから分離した水を流し出す装置であり、車輌が：
   入って来る燃料を濾過し、且つそこにある水を分離するフィルタリング手段（３１）と、分離した水用の収集チャンバを有した燃料フィルター（３）と；
   車輌の走行範囲に適した容積を有する燃料タンク（２）と；
   フィルタリング手段（３）の下流に位置したフィルター（３）の領域から、エンジン供給手段（５）へ燃料を送る手段（５２）と；
   フィルター（３）から供給手段（５）へ送る最大流量よりも大きな流量で、燃料をタンク（２）からフィルター（３）の入口（３４ａ）へ供給する手段（４１，４２）と；
   を備えた、装置において
   分離した水用の第二収集チャンバ（１５）と；
   フィルター（３）に入って、供給手段（５）に送られる間の余分な流量で液体を、液体を第一収集チャンバ（３２）から第二収集チャンバ（１５）へ送る第二手段（２０，２１）と；を備え、
   前記余分な流量は、分離した水を第一収集チャンバ（３２）に蓄積する際の流量よりも大きな値を有すること、
   を特徴とする装置。
2. 水を燃料から分離する第二手段（１０）を備え、それが燃料フィルター（３）から分離して外部の位置に配置され、燃料タンク（２）へ処理された燃料を放出し；液体を送る前記第二手段（２０，２１）が第二水分離手段（１０）を供給することを特徴とする請求項１に記載の循環路。
3. 前記第二収集チャンバ（１５）が、燃料タンク（２）の中に組み込まれ、第一収集チャンバ（３２）よりも数倍大きな容積を有することを特徴とする請求項２に記載の循環路。
4. 第二分離手段（１０）が、下向きに傾斜した表面（１１）を備え、それに沿って液体を滑らせ、第二収集チャンバ（１５）の上に位置するようになっており、更に大にチャンバ（１５）の上部分とタンク２の内部チャンバとの間に延びる通路（１２）を備え、水を保持するためのフィルタリング手段（１２ａ）を備えることを特徴とする請求項３に記載の循環路。
5. 液体を送る前記第二手段（２０，２１）が、第一収集チャンバ（３２）の出口に配置した弁（２０）を備え、液体の通路に対する障壁を形成し、その様な方法で必要な燃料をフィルター（３）から供給手段（５）へ送ることに影響しない程度に、出て行く流量を減らすことを特徴とする請求項２に記載の循環路。

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