JP2006512206A - 燃料フィルタ - Google Patents

Abstract

本発明は、燃料フィルタ（１）であって、フィルタエレメントと、燃料入口用の接続部（４）と燃料出口用の接続部（８）とが設けられている形式のものに関する。このような形式の燃料フィルタにおいてコンパクトな構造を可能にするために、本発明の構成では、扁平に形成されているブロック状のフィルタエレメントを備えた燃料フィルタが提案されている。

Description

本発明は、燃料フィルタであって、少なくとも１つのフィルタエレメントと、燃料入口用の接続部及び燃料出口用の接続部とが設けられている形式のものに関する。

このような形式の燃料フィルタはドイツ連邦共和国特許公開第１９８１１６８９号明細書に基づいて公知である。燃料フィルタのハウジングは、完全にプラスチックから形成されており、ポット状の下側部分と蓋状もしくはカバー状の上側部分とを有しており、この上側部分は迅速閉鎖装置を用いて、ポット状の下側部分に解離可能に取り付けられている。ポット状の下側のハウジング部分は、中空円筒形の星形フィルタ挿入体を収容しており、この星形フィルタ挿入体は支台区分に載置されている。この支台区分には、燃料の濾過時に分離された水のための溜めと、閉鎖ねじを用いて閉鎖可能な水出口とが設けられている。さらに支台領域には燃料供給部が配置されており、この燃料供給部は、支台区分の下に溶接された加熱装置用の供給通路に開口している。支台区分にはまた流出通路が設けられており、この流出通路を通って燃料は加熱装置からフィルタの汚染側に達する。フィルタ挿入体は半径方向で外側から内側に向かって貫流される。フィルタ挿入体の清浄側は流出管片と接続されており、この流出管片を介して浄化された燃料は、第１の通路を介して機関に向かって流されることができる。さらに流出管片には第２の通路が設けられており、この第２の通路はオーバフロー弁を介して閉鎖可能であり、かつ第２の通路を介してタンクへの燃料の戻しが可能である。フィルタの清浄側はまた溜めとも接続されている。

このような燃料フィルタは特に、自動車用の内燃機関において使用される。

公知のフィルタにおける問題は、このフィルタが比較的嵩張り、車両のエンジンルームに組み込みにくいということである。

ゆえに本発明の課題は、コンパクトな構造形式が可能である燃料フィルタを提供することである。

この課題は冒頭に述べた形式の燃料フィルタにおいて、燃料エレメントが扁平に形成されていることによって解決される。

驚いたことに、星形フィルタ挿入体の代わりに、清浄側と汚染側とが互いにほぼ平行に配置されている扁平なフィルタエレメントを使用できることが、確認された。これによって燃料フィルタを全体として扁平に形成することができ、ひいては同じ貫流処理能力において、星形フィルタ挿入体の使用時に比べて、著しく扁平な燃料フィルタを使用することができる。これによって、著しく大きな構造上の多様性を得ることができ、その結果燃料フィルタの形状は、エンジンルームにおいて使用できる空間に著しく良好に適合させられることができる。

濾過材料が折り畳まれていることに基づいて、大きな表面積が得られると共に、良好な安定性を有するブロック状もしくは直方体のフィルタエレメントを得ることができ、有利である。

本発明の特に有利な構成では、フィルタエレメントの清浄側がカプセル化されていて、燃料出口と接続されている。このようなカプセルは、それぞれ例えばプラスチック製の、フィルタエレメントの上側を覆うキャップと、フィルタエレメントの上下の端面と、フィルタエレメントの清浄側を取り囲む側壁とから成っている。このように形成されたフィルタエレメントは、燃料フィルタハウジングに簡単に挿入することができ、しかもフィルタエレメントの清浄側を汚染側に対して付加的にシールする必要がない。これによって、清浄側と汚染側とを分離するための、ハウジング内における付加的な構造的な処置及び構成部材が不要になり、カプセル化されたフィルタエレメントを、フィルタの汚染側によって完全に取り囲むことができる。

しかしながらまた、フィルタエレメントの汚染側をカプセル化して、燃料入口と接続することも可能である。

本発明による燃料フィルタの別の構成では、２つ又はそれ以上のフィルタエレメントが設けられており、該フィルタエレメントは例えば互いに、その上側、下側又は側部の端面において互いに隣接していて、ほぼ一平面に配置されていても、または互いに角度を成して位置する平面に配置されていることも可能である。

本発明の別の有利な構成では、燃料入口と燃料出口とが燃料フィルタの１つの端面又は互いに向かい合っている端面に配置されている。このように構成されていると、扁平な構造形式によって得られる利点が、燃料フィルタから突出する接続部によって阻害されることはなくなる。

本発明のさらに別の有利な構成では、燃料フィルタハウジングへの燃料の流れ導入路は、特に水平に配置された燃料フィルタにおいてその底部の領域における乱流もしくは渦流を減じる又は阻止するように構成されている。そのためには、流れガイドプレートを燃料入口の領域に挿入することが、特に効果的であると判明しており、この流れガイドプレートは、有利には、斜め上に向かって方向付けられていて、これにより流れは燃料フィルタハウジングの上側に向かって導かれる。

供給側の弁・沈静装置は、燃料フィルタの構造容積を全体として極めて僅かしか必要としないにも拘わらず、燃料フィルタの特に良好な濾過特性のために有利に働く。

次に図面を参照しながら本発明の有利な実施例を説明する。

図１は、本発明による燃料フィルタの第１実施例を示す斜視図であり、
図２は、図１に示された燃料フィルタを上から見た図であり、
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って燃料フィルタを断面した図であり、
図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿って燃料フィルタを断面した図であり、
図５は、本発明による燃料フィルタの別の実施例を示す斜視図であり、
図６は、本発明による燃料フィルタのさらに別の実施例を端面側から見た図であり、
図７は、図６に示された燃料フィルタを、図６とは反対側の端面から見た図であり、
図８は、第３実施例の燃料フィルタを示す横断面図であり、
図９は、図６のＩＸ−ＩＸ線で示された平面に沿って燃料フィルタを断面して示す縦断面図であり、
図１０は、図７のＸ−Ｘ線で示された平面に沿って燃料フィルタを断面して示す縦断面図であり、
図１１は、図７のＸＩ−ＸＩ線で示された平面に沿って燃料フィルタを断面して示す縦断面図である。

本発明による燃料フィルタは特に、燃料を濾過するため、特に自動車の内燃機関の燃料供給装置のディーゼル燃料を濾過するために適している。

図１〜図４には、扁平な燃料フィルタ１の特に有利な第１実施例が異なった方向から見た図と断面図で示されている。

すべて図面において、同一の又は同一機能を有する部材には同じ符号が付けられている。異なったことが記載されていないもしくは図面に示されていない限りは、図面のうちの１つにおいて記載されたことは、すべての図面及びすべての実施例においても共通である。また記載から異なったことが述べられていない限りは、種々様々な実施例の個別の事柄は互いに組合せ可能である。

図１〜図４には扁平な燃料フィルタ１がほぼ水平に方向付けられて示されている。燃料フィルタ１はフィルタハウジング２を有している。フィルタハウジング２は上側の側壁２ａと下側の側壁２ｂと、第１の端面２ｅと、反対側に位置しているカバー側の第２の端面２ｆとを有している。フィルタハウジング２は主として、ハウジング部分３ａとカバー３ｆとから成っている。ハウジング部分３ａはほぼ、ブロック状もしくは直方体形状の容器の形をしていて、フィルタハウジング２の面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを形成している。フィルタハウジング２の端面２ｆにおいてハウジング部分３ａは、カバー３ｆによって閉鎖されている。

フィルタハウジング２は縦長でかつ扁平に延びた形状を有しており、その前側の端面２ｆはカバー３ｆによって閉鎖されている。カバー３ｆの外側には、燃料入口用の接続部４と加熱ユニット用の電気的な接続部５と温度センサ用の電気的な接続部６とが設けられている。フィルタハウジング２の下側には、より正確に言うならば下側の側壁２ｂには、カバー３ｆによって閉鎖された端面１３に向かって水出口７が配置されている。フィルタハウジング２のハウジング部分３ａの、カバー３ｆとは反対側に位置する端面２ｅには、燃料出口用の接続部８が設けられている。

フィルタハウジング２は、高さに比べて２倍を越える幅を有し、かつ３倍を越える長さを有している。フィルタハウジング２は、少なくとも大まかに見て、ほぼブロック状もしくは直方体状の形状を有している。

燃料出口のための接続部８は、特に図２及び図３に示されているように、長手方向軸線に対して垂直な平面において延びており、これに対して燃料入口用の接続部４は、長手方向軸線に対して平行に延びる平面においてフィルタハウジング２の長手方向壁２ｃの近傍で延びている。

図３及び図４の断面図から分かるように、フィルタハウジング２の内部には、水平方向に延びていてフィルタエレメント１１を備えたフィルタ挿入体が配置されている。フィルタエレメント１１は扁平に形成されており、かつブロック状に構成されている。これによってフィルタエレメント１１は、ブロック状のフィルタハウジング２内に極めて良好に合う。フィルタエレメント１１の上側は壁１２によって完全にカプセル状に覆われており、この壁１２はフィルタエレメント１１と一緒に燃料フィルタ１の清浄側１３を閉鎖している。清浄側１３はほぼフィルタエレメント１１の上において該フィルタエレメント１１と壁１２との間に位置している。清浄側１３は通路部材１４を介して、燃料出口用の接続部８と接続されている。フィルタエレメント１１はフィルタハウジング２の内部において、側壁に設けられたガイドレール１５に挿入されている。

フィルタエレメント１１は壁１２と一緒に、フィルタ挿入体を形成している。フィルタ挿入体全体を取り囲んでいる、フィルタハウジング２における室は、フィルタ１の保護側として働く。燃料は下から上に向かって、汚染側から清浄側１３に向かって、フィルタエレメント１１を貫流する。

壁１２が幅広い領域にわたってフィルタハウジング２の上側の側壁２ａに接触しているのに対して、燃料入口用の接続部４の領域においてはフィルタハウジング２の長手方向に、フィルタハウジング２の上側の側壁２ａと壁１２との間を間隙１６が延びている。燃料入口用の接続部４の領域には金属薄板製の流れガイドプレート１７が設けられており、この流れガイドプレート１７は、フィルタハウジング２内に進入する燃料を前記間隙１６へと導き、その結果燃料はそこからフィルタハウジング２内において分配される。これによって燃料の流速度は著しく減じられ、特にフィルタハウジング２の底部領域における渦流もしくは乱流が阻止される。

壁１２と上側の側壁２ａとの間には、長手方向、横方向、斜め及び対角線方向、又はこれらの方向のうちのいずれか１つ又は複数の方向に延びる溝が設けられていてよい。これらの溝はすべて又は一部だけが、壁１２及び上側の側壁２ａ又はそのいずれか一方に設けられ得る。これらの溝は間隙１６の一部である。図示の実施例では壁１２の、側壁２ａに向けられた側に、複数の平行な長手方向溝１６ｌ及び平行な横方向溝１６ｑが設けられている。長手方向溝１６ｌ及び横方向溝１６ｑはほぼ互いに直交するように延びている。これらの溝によって、フィルタの幅全体にわたる燃料の均一な分配を改善することができる。

フィルタハウジング２の下側の側壁２ｂは、水出口７に向かって下降していて、これによって水のための溜めを形成しており、この水はフィルタエレメント１１の汚染側において分離され、その高い比重に基づいて水出口７の領域に集まる。

図示の燃料フィルタ１ではフィルタハウジング２のカバー３ｆは、フィルタハウジング２のハウジング部分３ａと堅固に、シール作用をもってかつ解離不能に結合されている。ハウジング部分３ａ及びカバー３ｆは、例えば金属又はプラスチックから成っている。ハウジング部分３ａ及びカバー３ｆの材料に関連して、これらの部材は例えば溶接、超音波溶接、振動溶接、摩擦溶接、加熱又は縁曲げによって互いに堅固に結合されている。しかしながらまた、カバー３ｆをハウジング部分３ａにシール作用をもって、しかしながら解離可能に結合することも可能であり、このようになっていると、フィルタハウジング２内におけるフィルタエレメント１１を、必要に応じて交換することができる。

この燃料フィルタ１は特に、自動車において水平に取り付けるのに適している。

図５に示された燃料フィルタ２０が、上に述べた燃料フィルタ１と異なっているのは次の点である。すなわち燃料フィルタ２０は鉛直方向の取付けのために構成されており、燃料入口及び燃料出口のためのすべての接続部２１，２２，２３と、加熱ユニット及び温度センサのための電気的な接続部２４，２５とは、カバー２６として形成されたフィルタハウジング２７の上側の端面に配置されている。燃料出口のための接続部２２，２３のうちの１つは、タンクへの燃料戻し部として働き、カバー２６の内側におけるオーバフロー弁に接続されている。

そして底部には、水出口２８と、ハウジング内部における水位を測定する水位センサのための接続部２９だけが設けられている。

図６〜図１１には、扁平な燃料フィルタ１の特に有利な別の実施例が、異なった方向から見た図及び断面図で示されている。

図７に示されているように、燃料フィルタ３１は、ほぼ方形の端面２ｅを有し、図６に示されているように、ほぼ方形の端面２ｆを有している。フィルタハウジング２へのフィルタエレメント１１の挿入のために、ハウジング部分３ａはまず初めは、図６に示された端面２ｆにおいて開放していて、次いで燃料フィルタ３１の製造中にカバー３ｆによって閉鎖される。

カバー３ｆには燃料入口用の接続部４が設けられている。カバー３ｆには、加熱ユニット３５用の電気的な接続部５と温度センサ３６用の電気的な接続部６と水面レベルセンサ用の電気的な接続部２９とが設けられている。燃料フィルタ３１のフラットな下側の側壁２ｂには、必要時に開放可能な水出口７が設けられている。

図７に示されているように、フィルタハウジング２は、カバー側の端面２ｆとは反対側の端面２ｅに２つの接続部８ａ，８ｂを有している。両接続部８ａ，８ｂは燃料出口として働く。燃料フィルタ３１の通常運転時には、濾過された燃料は単に両接続部８ａ，８ｂのうちの１つからだけ流出する。しかしながら、汚れが極めて激しいことに基づいて、フィルタハウジング２内における圧力が著しく上昇させられると、フィルタハウジング２の内部においてオーバフロー弁が開放し、その結果燃料はフィルタエレメント１１を迂回してフィルタハウジング２から流出することができる。

燃料フィルタの使用中に、燃料はまず初め、燃料入口として働く接続部４においてカバー３ｆを通って、フィルタハウジング２のカバー３ｆの領域に設けられた挿入体３３内に達する。挿入体３３は、燃料入口として働く接続部４の領域において、中空室を形成しており、この中空室内には例えば、加熱ユニット３５及び温度センサ３６が設けられている。加熱ユニット３５は電気的な接続部５を介して、かつ温度センサ３６は電気的な接続部６を介して電気的に接続されている。挿入体３３の内部において燃料は渦流もしくは乱流を形成するので、加熱ユニット３５もしくは温度センサ３６と燃料との間における良好な熱伝導が保証されている。

挿入体３３の内部から燃料は開口３８（図１０）を介して間隙１６内に達する。水平方向で並んで複数の開口３８が設けられていてもよいし、又は開口３８は水平方向に延びる長孔であってもよい。間隙１６は複数の区分、すなわち１つの上側の間隙領域１６ａと２つの側部の間隙領域１６ｃ，１６ｄ（図８）と１つの端面側の間隙領域１６ｅ（図９）とを有している。まず初めに燃料は開口３８を通って上側の間隙領域１６ａに達する。上側の間隙領域１６ａはほぼ、フィルタハウジング２の全長及び全幅にわたって延びている。第１の側部の間隙領域１６ｃは、側部の長手方向壁２ｃの領域において上側の間隙領域１６ａを底部領域１８と接続している。第２の側部の間隙領域１６ｄは、側部の長手方向壁２ｄの領域において上側の間隙領域１６ａを底部領域１８と接続している。端面側の間隙領域１６ｅは端面側２ｅの領域において上側の間隙領域１６ａを底部領域１８と接続している。場合によっては間隙領域１６ｅを省くこと及び、端面２ｆの領域において挿入体３３に沿って、間隙領域１６ａを底部領域１８と接続する間隙（図示せず）を設けること、又はいずれか一方のことを行うことが可能である。間隙領域１６ａ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは燃料を、フィルタエレメント１１を迂回させて底部領域１８に導く。分配配置された間隙１６ｃ，１６ｄ，１６ｅに基づいて燃料は、上側の間隙領域１６ａから均一に分配されて底部領域１８に達する。壁１２は、燃料が直接的にフィルタエレメント１１に達するのではなく、ブロック状の燃料フィルタ３１のほぼ全長にわたって拡がるようにするために、働く。

すべての実施例において、第１実施例について述べたように、間隙１６には、有利には上側の間隙領域１６ａに、長手方向溝１６ｌ及び横方向溝１６ｑ又はその他の溝が設けられていてよい。側部及び端面側の間隙領域１６ｃ，１６ｄ，１６ｅにおいても、燃料を分配する相応な溝を設けることが可能である。

フィルタエレメント１１とフィルタハウジング２との間におけるガイドレール１５は短くかつ複数回中断されているので、ガイドレール１５が間隙を通る燃料の流れを妨げることは事実上ない。

間隙領域１６ａの全長にわたって均一に分配されて、燃料は上側の間隙領域１６ａから側部の間隙領域１６ｃ，１６ｄ，１６ｅへと流れる。これらの間隙領域において燃料はフィルタハウジング２と、そこでフィルタエレメント１１を取り囲む壁１２との間において、フィルタエレメント１１の下の底部領域１８に流れる。

フィルタエレメント１１の下における底部領域１８の横断面は、間隙１６の横断面よりも著しく大きい。領域１６ａ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅを備えた比較的狭い間隙１６によって、燃料は燃料フィルタ３１の全長にわたって分配されて底部領域１８に流入するようになる。そしてこれによって、フィルタエレメント１１の各領域に沿って燃料を事実上等しくかつ強力に流すことが達成される。その結果フィルタエレメント１１の容積を良好に利用することができる。

底部領域１８の比較的大きな横断面は、燃料フィルタ３１の水分離を促進する。

底部領域１８が比較的大きな横断面を有していることに基づいて、燃料は底部領域１８において沈静し、大きな渦流もしくは乱流なしに、底部領域１８からフィルタエレメント１１を通って、下方から上方に向かって中空室３９内に流入することができる。中空室３９はフィルタエレメント１１の上で該フィルタエレメント１１と壁１２との間において、事実上フィルタエレメント１１の全長及び全幅にわたって延在している。この中空室３９は燃料フィルタ３１の清浄側１３に属している。

中空室３９から燃料は、貫流部４２ａを通って接続部８ａに、もしくは貫流部４２ｂを通って接続部８ｂに達する。

間隙１６と底部領域１８とは次のように、すなわち両部分１６，１８がフィルタハウジング２の内部において一緒に、傑出した作用を有する供給側の分配式沈静装置３０を形成するように、互いに前後に接続配置されかつ互いに合わせられている。有利な実施例では間隙１６は領域１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｅを有していて、互いに合わせられた溝１６ｌ，１６ｑを有している。間隙１６の横断面は、燃料が均一に分配されて底部領域１８に流入するように狭くなっている。燃料が均一に分配されて底部領域１８に流入するので、燃料は最短の経路を通って低い速度で直接、フィルタエレメント１１の直ぐそばの領域に達することができ、ひいてはフィルタエレメント１１のそれぞれの領域を通ってほぼ等しい燃料量を貫流させることができる。

図９、図１０及び図１１から分かるように、フィルタエレメント１１は主として折り畳まれた濾過材料４０から成っている。この折り畳まれた濾過材料４０はプレート状であり、濾過すべき媒体に応じて、約０.３ｍｍ〜１.５ｍｍの厚さ、有利には０.５ｍｍ〜１.０ｍｍの厚さ、特に０.７ｍｍ〜０.８ｍｍの厚さを有している。濾過材料４０は次のように折り畳まれている。すなわち濾過材料４０は、フィルタエレメント１１の下端部の領域及び上端部の領域においてほぼ１８０°折り返されている。このように折り畳むことによってフィルタエレメント１１は全体としてかなり硬くなり、かつ全体として汚れを除去するための大きな表面積が得られる。図面から分かるように、折り畳まれたフィルタエレメント１１の折り目は、フィルタハウジング２の長手方向に対して直角に延びており、つまり折り目はフィルタハウジング２の端面に対して平行に延びている。

本発明による燃料フィルタの第１実施例を示す斜視図である。 図１に示された燃料フィルタを上から見た図である。 図２のＡ−Ａ線に沿って燃料フィルタを断面した図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿って燃料フィルタを断面した図である。 本発明による燃料フィルタの別の実施例を示す斜視図である。 本発明による燃料フィルタのさらに別の実施例を端面側から見た図である。 図６に示された燃料フィルタを、図６とは反対側の端面から見た図である。 第３実施例の燃料フィルタを示す横断面図である。 図６のＩＸ−ＩＸ線で示された平面に沿って燃料フィルタを断面して示す縦断面図である。 図７のＸ−Ｘ線で示された平面に沿って燃料フィルタを断面して示す縦断面図である。 図７のＸＩ−ＸＩ線で示された平面に沿って燃料フィルタを断面して示す縦断面図である。

Claims (14)

1. 燃料フィルタであって、フィルタハウジングと、該フィルタハウジング内に配置された少なくとも１つのフィルタエレメントと、少なくとも２つの接続部（４，８，８ａ，８ｂ）とが設けられていて、これらの接続部のうちの少なくとも１つが燃料入口として、かつ別の少なくとも１つの接続部が燃料出口として働く形式のものにおいて、フィルタエレメント（１１）が扁平に形成されていることを特徴とする燃料フィルタ。
2. フィルタエレメント（１１）が折り畳まれた濾過材料（４０）を含んでいる、請求項１記載の燃料フィルタ。
3. 濾過材料（４０）がほぼブロック状に折り畳まれている、請求項２記載の燃料フィルタ。
4. フィルタエレメント（１１）がカプセル化された清浄側（１３）を有していて、該清浄側（１３）が、燃料出口として働く接続部（８，８ａ，８ｂ）と接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料フィルタ。
5. フィルタエレメント（１１）がカプセル化された汚染側（１６，１８）を有していて、該汚染側（１６，１８）が、燃料入口として働く接続部（４）と接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料フィルタ。
6. ２つ又は３つ以上のフィルタエレメントが設けられている、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。
7. 接続部（４，８，８ａ，８ｂ，２１，２２，２３）のうちの少なくとも１つが、フィルタハウジング（２）の端面（２ｅ，２ｆ）に配置されている、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。
8. 接続部のうちの少なくとも２つの接続部（４，８）が、フィルタハウジング（２）の互いに反対側に位置する端面（２ｅ，２ｆ）に配置されている、請求項７記載の燃料フィルタ。
9. フィルタエレメント（１１）の流れに接する側の領域において渦流もしくは乱流を少なくとも減じるために働く、流れ導入装置が設けられている、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。
10. 燃料入口として働く接続部（４）に流れガイドプレートが設けられている、請求項９記載の燃料フィルタ。
11. 流れガイドプレートが流れ方向において斜め上方に向かって方向付けられている、請求項１０記載の燃料フィルタ。
12. フィルタハウジング（２）が、ブロック状のハウジング部分（３ａ）と、該ハウジング部分（３ａ）を閉鎖するカバー（３ｆ）とを有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料フィルタ。
13. ハウジング部分（３ａ）とカバー（３ｆ）とが、解離不能な結合部を介して互いに結合されている、請求項１２記載の燃料フィルタ。
14. 燃料フィルタが、供給側の分配式沈静装置（３０）を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃料フィルタ。

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