JP2008530415A - 燃料フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、凝集エレメント（２０）を有する燃料フィルタに関する。凝集エレメントは水滴の分離を改善するもので、燃料流入路に直接に配置される。本燃料フィルタは構造が簡単であることを特徴とする。凝集エレメントは上部端板（２６）ハウジング（１０）に内壁面まで延びて凝集エレメントのみではなく同時に流体の流入領域と外側の濾過前領域をシールする。凝集エレメント（２０）および粒子状物質フィルタ（１９）は共通の隔離部材（２５）に取付けられる。この隔離部材は成形シール部材を介して燃料フィルタの中央部に設けられた上昇管（１７）に支持される。凝集エレメントの端板は２要素射出成形あるいはプラスチック成形技術により弾性重合体のシール部を有するように製作することができる。

Description

本発明は、独立請求項１に記載の上位概念による、ハウジング内に粒子状物質濾過フィルタが装着された、燃料、特にディーゼル燃料のフィルタ装置に関する。

特許文献１（US5,084,170）に燃料フィルタが開示されている。この燃料フィルタは、ハウジング内に主フィルタエレメントと第２のフィルタエレメントが装着されている。燃料は主フィルタエレメントの内側からエレメントを通過して外側へ流れる。そのほか、主フィルタエレメントは燃料に含まれているかも知れない水分を凝集させる、すなわち水分を大きな水滴にする特性を有している。水滴は水集合室に導かれる。水滴が第２のフィルタエレメントを通過しないように、該第２のフィルタエレメントは水をはじく材料、特にシリコンが外側の防水壁をなすように形成されている。第１のフィルタエレメントおよび第２のフィルタエレメントは共に折畳まれた紙あるいは折畳まれた不織布からなる。燃料は第１のフィルタエレメントを内側から外側へ流れ、次に第２のフィルタエレメントを外側から内側へ流れて、濾過された燃料は濾過流体導管へ導入される。この構造の欠点は、主フィルタエレメントにはその濾過性質のために汚れが付着し、この汚れは燃料の通過量を減らしあるいは妨げる。さらに、主フィルタエレメントは水分を合体させる特性を使用時間経過と共に失う。このことは、フィルタ装置が全体として水分離特性を失うこと、あるいはこの特性がフィルタエレメントを交換しなければならないまでに悪化することを意味する。
ＵＳ５，０８４，１７０

本発明は、上記の欠点を解消し、フィルタエレメントの水分離機能を全使用時間に亘って高く保持することができ、製作が容易な燃料フィルタを提供することである。

上記課題は本発明の独立請求項１に記載の特徴により解決される。本発明の基本的利点は、凝集エレメントが簡単な方法で製作でき、特にシールに必要なシール板あるいは端板が凝集エレメントと一体に形成され、該シール板がハウジングの内壁面まで延びていることである。したがって、別途シール部材は設けられない。

別の実施形態では、端板は２種類のプラスチック部分からなり、第１の部分は通常の加熱可塑性プラスチックからなり、第２の部分は弾性重合体からなる。該第２の部分はハウジング内壁面のシールを行う。前記２つの部分からなる端板に替えて、短板の外周にシールリングあるいは成形シール部材を装着し、該シールリングあるいは成形シール部材が凝集エレメントの有効面から外れた位置にあるようにすることもできる。

本発明のさらに他の実施形態では、流体のハウジングへの流入開口と凝集エレメントの端板の流入開口とが一直線に並ぶように設けられる、すなわち、流体が流入の際に流路が屈曲するようなことがないように設けられる。これにより、水滴が流体中に生じた場合、該水滴が屈曲の角や屈曲面に衝突して破壊したり割れたりすることがなくなる利点がある。

凝集エレメントのシールのさらに別の実施形態においては、このシールは軸方向に対して行われる。すなわち、前記端板には流入方向に成形シール部材が取付けられる。

凝集エレメントと共にフィルタエレメントの固定については、基本的にハウジングの底のばね板によって支持され、該ばね板からフィルタエレメントに上向きのばね力が付勢される。このばね部材がフィルタエレメントの一方の端面で該エレメントの半径方向とともに軸方向の位置決めを行う。他方の端面、すなわち流体の流入開口側ではエレメントの半径方向の位置決めは上昇管あるいは該上昇管に形成された受け部でなされる。

本発明のさらに他の実施形態においては、ハウジングの底に水溜め室が設けられ、該水溜め室には開口あるいは排出弁が底に溜まった水を排出するために設けられる。さらに、この部分にヒータ及び／或いは水位計を設けることもできる。水溜め室自体はハウジングと一体に形成されるが、下方が開いたハウジングに例えば透明なプラスチック材からなる容器をねじ止めするように構成することも可能である。

前記凝集エレメントは好ましくは撥水性の材料で製作される。凝集エレメントの下流側の粒子状物質フィルタは同様に外周に撥水性の材料、例えば織布、マイクログラス繊維（メルトブロン）、あるいは不織布の外層を設けることができる。

上記およびその他の本発明の好ましい実施例の特徴が、請求項のほか、明細書及び図面から読み取れ、それらの特徴が個々にあるいは幾つかが組み合わされて本発明の実施形態に実施され、および他の分野で適用されて有利かつそれ自身保護され得る実施形態を具現することができ、それらに対して茲に保護を要請する。

図１の燃料フィルタは基本的に深鍋状に形成されたハウジング１０からなる。該ハウジング１０は上部が蓋１１により閉じられ、該蓋には燃料が流入する複数の流入開口１２が設けられ、図にはそのうちの１つが示されている。該流入開口は円弧上に設けられた穴で一様な間隔に設けられている。さらに、濾過された燃料が流出する流出開口１３が設けられている。ハウジング１０の底には水ドレーン弁１４が概略的に示されている。ハウジング内には上昇管１７が設けられている。

前記ハウジング１０内には、粒状物質フィルタ１９が装着され、該フィルタはジグザグに折畳まれた濾過材料であり、例えば多層に形成することもできる。該粒状物質フィルタ１９の上側には凝集エレメント２０が配置されている。該凝集エレメントは、図示の例では同様にジグザグに折畳まれた媒体である。この媒体としては水を凝集させる性質を有するポリエステル材、ポリアミド、あるいはその他の材料を用いることができる。

粒状物質フィルタ１９は支持筒１５を有し、該支持筒には濾過された流体が通り抜けて支持筒中央部で上昇管１７を通って流出できるように多数の孔が設けられている。

濾過すべき流体、例えばディーゼル燃料が前記流入開口１２から流入し、矢印２２で示すように凝集エレメント２０を内側から外側に流れ出る。燃料中に混在する水分は大きな集合体あるいは水滴になってハウジング１０の壁を伝わって下降し、水溜め室２３に集まる。濾過すべき燃料は矢印２４で示すようにフィルタエレメント１９を外側から内側に流れて該エレメントで濾過され、上昇管１７および流出開口１３を通ってフィルタ装置の外に出る。前記水溜め室２３の水は規定のレベルに達すると水ドレーン弁１４を介して排出される。

前記凝集エレメント２０と粒子状物質フィルタ１９の間には隔離部材２５が設けられ、該隔離部材は燃料流入領域と下側領域とを流体密にシールする成形シール部材２６を介して前記上昇管１７に固定される。前記隔離部材２５には粒子状物質フィルタ１９および凝集エレメント２０が接着剤あるいは溶接あるいは埋込みにより接合される。凝集エレメントの上側端板２６には、前記蓋１１と同様に流入開口２７が端板中心と同心に設けられており、外周にはハウジング１０の内壁との間をシールするシール部が形成されている。このように、該上側端板２６は、好ましくは一体のシール板に形成される。そして同時に、該上側端板２６はエレメント２０および１９の支持板として機能する。この支持板は前記上昇管１７の肩部２８により位置決めされる。ハウジング１０に支持されたバネ部材２９によりエレメント１９が上方に付勢され、エレメント１９および２０は上記の位置に固定される。同時に該ばね部材２９はハウジングあるいはハウジング内の部品の寸法誤差を吸収する役目を果たす。

図２は濾過されるべき燃料が流入する上部領域の詳細を示している。図１と同じ構成部品には同じ符号が付してある。

フィルタ装置は固定用構造部材３０にねじ止めされるが、これは前記蓋１１に設けられたねじ穴３１および前記固定用構造部材に設けられたねじスリーブ３２を介して行われる。濾過前流体領域のシールはシール部材３３で行われる。端板すなわちシール板２６は加熱可塑性プラスチック製で、その外周部はハウジング１０の内壁側に向かって厚さが減少するシールリップ３４に形成されている。このように形成することにより、軟らかい弾性体であるシールリップ３４により上側流体領域３５と下側流体領域３６間のシールができる。このようなシールリップの形状により、ハウジング１０の寸法公差あるいは形状公差を容易に吸収することができる。

図３では、シール板２６の外周カラー部３７に円周溝３８が設けられ、該円周溝にOリング３９あるいはその種の弾性シール部材が装着される。

流入開口１２から流入した流体の流れが屈曲されるのを避けるために、前記端板２６の流入開口２７は前記流入開口１２と一直線に並ぶように設けられる。これにより、流体が角に当って屈曲するようなことなくスムースに流れることができる。このことの利点は、流体中に混在する水分が角で分離するようなことがなくなり、また渦の発生がなくなり、凝縮の効率を向上することができることである。

図４は、端板２６によりシール方式の別の実施形態を示す。この場合、端板２６の外形はハウジング１０の内径よりも小さくして、断面がU字状の成形シール部材４０が取付けられる。そして該成形シール部材の比較的長いシール面により特に信頼性の高いシールが行われる。該U字状成形シール部材の下面は凝集エレメントの領域までは延在しないので、凝集エレメントの有効面積を減らすことはなく、つまり、流体は凝集エレメントを前記端板にまで亘って流過することができる。このシール部材は凝集エレメントの有効凝集面の外にあることは明らかである。

図５では、端板２６に軸方向シール部材４１が載置あるいは接着されている。該シール部材は簡単な四角形のシール部材であり、同時に凝集エレメント２０および粒子状物質フィルタ１９の軸方向位置決めをも行うものである。この場合、図１におけるように上昇管１７での軸方向の位置決めは不要となる。

図６は、２つの要素部分からなる端板２６を示す。端板の内周側領域はプラスチック材、例えばポリアミド製である。外周縁には弾性重合体のリップ４２が溶射成形されている。該弾性重合体リップはハウジング１０の内壁に密着する。凝集エレメント２０および粒子状物質フィルタ１９の軸方向支持は端板２６の内周に設けられた環状部材４３を介して行われる。

燃料フィルタの概略断面図である。 燃料フィルタの燃料入口部の拡大断面図である。 図１の燃料フィルタの燃料入口部の変形例を示す拡大断面図である。 図１の燃料フィルタの燃料入口部の変形例を示す拡大断面図である。 図１の燃料フィルタの燃料入口部の変形例を示す拡大断面図である。 図１の燃料フィルタの燃料入口部の変形例を示す拡大断面図である。

Claims (8)

1. 粒子状物質フィルタがハウジング内に装着され、該粒子状物質フィルタと直列に凝集エレメントが配置され、燃料が先ず該凝集エレメントを流過し続いて粒子状物質フィルタを流過し、前記凝集エレメントが該エレメントの後流側に配置された前記粒子状物質フィルタにおける燃料中に混在する水分の分離を改善する構成の特にディーゼル用のフィルタ装置であって、前記凝集エレメントが流入側燃料と流出側燃料との間をシールするシール板（端板）を有し、該シール板は前記凝集エレメントと一体に形成されていて該凝集エレメントの上部を半径方向にハウジングの内壁面まで延びることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記端板が２種類のプラスチック材部分で形成され、一方の部分はポリエステル、ポリアミド、あるいはその他の合成材料からなり、他方の部分は弾性重合体からなることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
3. 前記端板にはOリングあるいは成形シール部材が装着され、該シール部材は前記凝集エレメントの有効凝集面を外れた位置にあることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
4. 前記ハウジングは濾過すべき流体が流入する少なくとも１つの流入開口を有し、前記凝集エレメントの端板には濾過されるべき流体の流入開口が流体が基本的に曲がることなく該凝集エレメントに流入するように設けられていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
5. 前記凝集エレメントとハウジングの間で軸方向のシールがなされることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
6. 前記ハウジングには重力方向下方の領域に水溜め室が設けられ、該水溜め室には特にヒータ及び／又は水面計ならびに水排出弁が装着されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
7. 前記凝集エレメントは撥水性の材料からなり、前記後流側の粒子状物質フィルタは撥水性の材料からなる織布、マイクログラス繊維（メルトブロン）、あるいは不織布の外層を有していることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
8. 前記水溜め室は特に透明なプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項６記載のフィルタ装置。

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