JP2009127610A - 燃料フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】軽油等の燃料に含有する水分を分離、除去するとともに固形物を捕捉除去する、十分にコンパクトな燃料フィルタを提供する。
【解決手段】燃料フィルタ１は、燃料の流入路２１及び流出路２２を備えて、内部にエレメント配設空間１０を有したエレメントケース２と、凝集材４２に囲まれた流入空間１０ａを有し、燃料が凝集材４２を通過することで燃料中の水分を凝集させる分離エレメント４０と、濾材５２に囲まれた流出空間１０ｃを有し、燃料が濾材５２を通過することで燃料中の固形物を捕捉する捕捉エレメント５０とを有し、分離エレメント４０及び捕捉エレメント５０が、エレメント配設空間１０に分離エレメント４０が下方となるように上下方向に延びて配設される。導入された燃料を凝集材４２を通過させて、分離空間１０ｂに流出させ、分離空間１０ｂに導入された燃料を濾材５２を通過させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽油等の燃料に含まれる固形物を捕捉除去するとともに水分を分離除去する燃料フィルタに関する。

軽油、灯油、ガソリン等を燃料（液体）として作動する動力機械の一部のエンジンには、燃料を霧状にしてシリンダ内もしくは吸気ポート中に供給する燃料噴射システムが備えられている。この燃料噴射システムは、燃料タンク、燃料ポンプ及びノズルを備えており、燃料タンクと燃料ポンプとの間の流路中には、燃料タンク内の燃料中に含まれるごみや埃等の固形物を捕捉除去するための燃料フィルタが設けられている。この燃料フィルタ内には、濾紙等により構成された濾材を有してなるフィルタエレメントが交換自在に取り付けられており、目詰まりしたときには容易に交換することができるようになっている。また、軽油等の燃料には水分が含まれており、この水分を含んだ燃料がシリンダに供給されると燃焼不良が発生して出力の低下等が起こるため、フィルタエレメントは、上記のように異物を捕捉除去する機能の他に、燃料中に含まれた水分を除去する機能を有している。

上記のような水分離機能を持つフィルタエレメントを有する燃料フィルタによれば、フィルタケースの上部に形成された流入路からフィルタケース内部に導入された燃料は、フィルタエレメントの外周面から内周面に向かって濾材を通過し、燃料に含まれるゴミや埃等の固形物を捕捉除去するとともに含有する水分が分離され、フィルタエレメントの内周空間を上方へ移動してフィルタケースの上部に形成された流出路を通り、フィルタケースの外部（例えば、該燃料フィルタと燃料ポンプとを結ぶ燃料流路）に流出される構成となっている。なお、濾材によって燃料中から分離された水分は、燃料と比べて比重が重いため、濾材を通過した後に、フィルタエレメントの内周空間の下方へ移動し、フィルタケースの底部に分離水として貯留するようになっている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００４‐１３６２０３号公報

しかしながら、近年、燃料用添加剤が混入された軽油等の燃料の使用が増えており、この燃料用添加剤が混入された燃料は水に対する分散性が強くなっている。そのため、燃料に含まれる水分が細かく分散されているため、従来の燃料フィルタではこの含有する水分を分離することが難しいという課題があった。これは、燃料に含まれる水分がフィルタエレメントで凝集されて水滴となるが、燃料に含まれる水分の径が小さいため凝集された水滴の径も小さく、そのため、凝集された水滴の一部は下方に沈降することができず流出路から外部に流出する燃料とともに流れ出てしまうためであり、燃料からの水分離効率が悪くなっている。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、燃料用添加材が混入された軽油等の燃料のように含有する水分が細かく分散されている場合でも、この含有する水分を分離して除去するとともに固形物を捕捉除去することが可能であり、車両に搭載する際にも十分にコンパクトな燃料フィルタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の燃料フィルタは、燃料の流入路及び流出路を備えて、内部にエレメント配設空間を有したエレメントケースと、凝集材に囲まれた内部空間を有し、前記燃料が前記凝集材を通過することで前記燃料中の水分を凝集させるコアレッサーエレメントと、濾材に囲まれた内部空間を有し、前記燃料が前記濾材を通過することで前記燃料中の固形物を捕捉するフィルタエレメントとを有し、前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントが、前記エレメント配設空間に前記コアレッサーエレメントが下方となるように上下方向に延びて配設され、前記流入路が前記コアレッサーエレメントの内部空間に連通し、前記流出路が前記フィルタエレメントの内部空間に連通し、前記流入路から前記コアレッサーエレメントの内部空間に導入された燃料を前記凝集材を通過させて、前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントの外周面と前記エレメントケースの内面とで囲まれた外部空間に流出させ、前記外部空間に導入された燃料を前記濾材を通過させて、前記フィルタエレメントの内部空間に流出させ、前記フィルタエレメントの内部空間に連通した前記流出路から前記外部に流出させるように構成されている。

上記燃料フィルタにおいて、前記コアレッサーエレメントは、上下に貫通した前記内部空間を有する筒状の凝集材と、前記凝集材の上下端部に取り付けられる上下エンドプレートとを有して構成され、前記フィルタエレメントは、上下に貫通した内部空間を有する筒状の濾材と、前記濾材の上下端部に取り付けられる上下エンドプレートとを有して構成され、前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントは、前記コアレッサーエレメントの前記上エンドプレートと前記フィルタエレメントの前記下エンドプレートとを当接させて、前記エレメント配設空間に前記コアレッサーエレメントが下方となるように上下方向に延びて配設されることが好ましい。

上記燃料フィルタにおいて、前記エレメントケースには、上部に前記流入路および前記流出路がそれぞれ形成され、前記流入路と繋がる流入管および前記流出路と繋がる流出管が下方に延びてそれぞれ設けられており、前記流入管は、前記フィルタエレメントの前記上下エンドプレートにそれぞれ形成された開口と前記コアレッサーエレメントの前記上エンドプレートに形成された開口とに上方から挿通されて前記コアレッサーエレメントの内部空間まで延びて設けられ、前記流出管は、前記フィルタエレメントの前記上エンドプレートに形成された開口に上方から挿通されて前記フィルタエレメントの内部空間まで延びて設けられていることが好ましい。

なお、前記流入管は、前記流出管の管内部を通って下方に延びて設けられていることが好ましい。

さらに、前記エレメントケースには、下部に前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントの外周面と前記エレメントケースの内面とで囲まれた前記外部空間と外部とを連通させる排出路が形成され、前記排出路を前記エレメントケースの外方から塞ぐドレンプラグが設けられていることが好ましい。

また、上記燃料フィルタにおいて、前記エレメントケースには、下部に前記流入路および前記流出路がそれぞれ形成され、前記流入路と繋がる流入管および前記流出路と繋がる流出管が上方に延びてそれぞれ設けられており、前記流入管は、前記コアレッサーエレメントの前記下エンドプレートに形成された開口に下方から挿通されて前記コアレッサーエレメントの内部空間まで延びて設けられ、前記流出管は、前記コアレッサーエレメントの前記上下エンドプレートにそれぞれ形成された開口と前記フィルタエレメントの前記下エンドプレートに形成された開口とに下方から挿通されて前記フィルタエレメントの前記上部エンドプレート近傍の位置まで延びて設けられていることが好ましい。

なお、前記流出管は、前記流入管の管内部を通って上方に延びて設けられていることが好ましい。

さらに、前記エレメントケースには、上部に前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントの外周面と前記エレメントケースの内面とで囲まれた前記外部空間と外部とを連通させる排出路が形成され、前記排出路を前記エレメントケースの外方から塞ぐドレンプラグが設けられていることが好ましい。

本発明の燃料フィルタは、燃料の流入路及び流出路を備えたエレメントケース内に、燃料中の水分を凝集させるコアレッサーエレメントと、燃料中の固形物を捕捉するフィルタエレメントとを備え、流入路から導入された燃料がコアレッサーエレメントの凝集材を通過し、この凝集材を通過した燃料をフィルタエレメントの濾材を通過させて流出路から外部に流出させるように構成されている。この構成により、燃料に含まれる水分をコアレッサーエレメントの凝集材で凝集させてより大きな径の水滴にすることができるため、この水滴は燃料との比重の相違によりエレメントケースの下方に沈降して溜まり、燃料に含まれる水分を分離させて除去することができる。さらに、水分を分離除去された燃料がフィルタエレメントの濾材を通過するため、燃料に含まれるゴミ等の固形物を捕捉除去することができる。このため、固形物及び水分が燃料とともに流出路から流出することがなくなり、燃料からの水分離効率を向上させることができる。

なお、コアレッサーエレメントは、上下に貫通した内部空間を有する筒状の凝集材と、凝集材の上下端部に取り付けられる上下エンドプレートとを有し、フィルタエレメントは、上下に貫通した内部空間を有する筒状の濾材と、濾材の上下端部に取り付けられる上下エンドプレートとを有し、コアレッサーエレメント及びフィルタエレメントは、コアレッサーエレメントの上エンドプレートとフィルタエレメントの下エンドプレートとを当接させてエレメント配設空間にコアレッサーエレメントが下方となるように上下方向に延びて配設されて構成される。この構成により、燃料フィルタをコンパクト化することができる。

また、エレメントケースには、上部に流入路および流出路がそれぞれ形成され、流入路と繋がる流入管は、フィルタエレメントの上下エンドプレートにそれぞれ形成された開口とコアレッサーエレメントの上エンドプレートに形成された開口とに上方から挿通されてコアレッサーエレメントの内部空間まで延びて設けられ、流出路と繋がる流出管は、フィルタエレメントの上エンドプレートに形成された開口に上方から挿通されてフィルタエレメントの内部空間まで延びて設けられて構成される。さらに、流入管は、流出管の管内部を通って下方に延びて設けられて構成される。この構成により、流入路から導入された燃料をコアレッサーエレメントの凝集材を通過させ、この凝集材を通過した燃料をフィルタエレメントの濾材を通過させて流出路から外部に流出させることができるので、固形物とともに水分が燃料とともに流出路から流出することがなくなり、燃料からの水分離効率を向上させることができるとともに、コンパクトな燃料フィルタを実現することができる。

さらに、エレメントケースには、下部にコアレッサーエレメント及びフィルタエレメントの外周面とエレメントケースの内面とで囲まれた外部空間と外部とを連通させる排出路が形成され、排出路をエレメントケースの外方から塞ぐドレンプラグが設けられて構成される。この構成により、コアレッサーエレメントの凝集材で凝集させてエレメントケースの下方に沈降して溜まった分離水を容易に外部に排出することができる。

また、エレメントケースには、下部に流入路および流出路がそれぞれ形成され、流入路と繋がる流入管は、コアレッサーエレメントの下エンドプレートに形成された開口に下方から挿通されてコアレッサーエレメントの内部空間まで延びて設けられ、流出路と繋がる流出管は、コアレッサーエレメントの上下エンドプレートにそれぞれ形成された開口とフィルタエレメントの下エンドプレートに形成された開口とに下方から挿通されてフィルタエレメントの上部エンドプレート近傍の位置まで延びて設けられて構成される。さらに、流出管は、流入管の管内部を通って上方に延びて設けられて構成される。この構成により、流入路から導入された燃料をコアレッサーエレメントの凝集材を通過させ、この凝集材を通過した燃料をフィルタエレメントの濾材を通過させて流出路から外部に流出させることができるので、固形物とともに水分が燃料とともに流出路から流出することがなくなり、燃料からの水分離効率を向上させることができるとともに、コンパクトな燃料フィルタを実現することができる。さらに、流出管がフィルタエレメントの上部エンドプレート近傍の位置まで延びて設けられているので、フィルタエレメントの内部空間に空気が滞留することを防ぐことができる。

さらに、エレメントケースには、上部にコアレッサーエレメント及びフィルタエレメントの外周面とエレメントケースの内面とで囲まれた外部空間と外部とを連通させる排出路が形成され、排出路をエレメントケースの外方から塞ぐドレンプラグが設けられて構成される。この構成により、コアレッサーエレメントの凝集材で凝集させてエレメントケースの下方に沈降して溜まった分離水を容易に外部に排出することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る燃料フィルタ１は、図１に示すように、内部にエレメント配設空間１０を有し、エレメント配設空間１０と外部を連通させる流入路２１、流出路２２、及び排出路３１を備えたエレメントケース２と、エレメント配設空間１０内に上下方向に延びて配設されるエレメントアッセンブリ３とから構成される。

エレメントケース２は、下方に開口して有底円筒状である上部ケース半体２０と、上方に開口して有底円筒状である下部ケース半体３０とから構成される。これらケース半体２０，３０は、上部ケース半体２０の側壁部の内周面に形成された雌ねじ２３と、下部ケース半体３０の側壁部の外周面に形成された雄ねじ３３とを螺合させて着脱自在に結合されている。なお、上部ケース半体２０と下部ケース半体３０とが結合する部分にはリング状のシールリング１１が装着されており、エレメント配設空間１０から燃料が外部に漏れ出すことがないように構成されている。

上部ケース半体２０には、上端部の中央に形成された流入孔２１ａと、流入孔２１ａから上下方向に延びて設けられた流入管２１ｂとからなる流入路２１が形成されており、燃料タンク（図示せず）からの燃料は流入路２１を通って後述する流入空間１０ａに流入するようになっている。また、上部ケース半体２０には、上部の右側に形成された流出孔２２ａと、流出孔２２ａから水平方向に延びる水平流路２２ｂと、水平流路２２ｂと繋がって上部ケース半体２０の内側底部から下方に突出して延びる流出管２２ｃとからなる流出路２２が形成されており、後述する流出空間１０ｃからの燃料は流出路２２を通って燃料ポンプ（図示せず）に向けて流出するようになっている。なお、図２に示すように、流出管２２ｃの径は流入管２１ｂの径よりも大きく形成されており、流入孔２１ａから延びる流入管２１ｂは、流出管２２ｃの管内部および流出空間１０ｃの略中心部を通って流入空間１０ａまで延びて設けられている。また、上部ケース半体２０の内側底部には、下方に突出する流出管２２ｃの外周側にリング状のシールリング１５が取り付けられている。

下部ケース半体３０の内側底部には、図３(Ａ)，(Ｂ)に示すように、上下軸を中心に放射状に配設され側壁に沿って上下に延びた複数（本実施形態では、４つ）のリブ３２が設けられている。複数のリブ３２は、それぞれ上面が水平に形成されてエレメントケース２にエレメントアッセンブリ３を取り付ける際にエレメントアッセンブリ３を載置する載置部３２ａと、載置部３２ａから側壁に沿って上方に広がるテーパ状に形成されてエレメントアッセンブリ３の水平方向への移動を規制する係止部３２ｂと、載置部３２ａから側壁に沿って下方に狭まるテーパ状に形成されて後述するフロート１２の上下方向への移動をガイドするガイド部３２ｃとから構成される。

また、下部ケース半体３０の底部の中央には、燃料から分離して沈降した分離水を排出するための排出路３１が形成されており、この排出路３１に排出孔１３ａを有するドレンプラグ１３が螺挿されている。なお、この排出路３１とドレンプラグ１３との間にはガスケット１４が装着されており、燃料から分離した分離水を排出するとき以外にエレメント配設空間１０から分離水および燃料が外部に漏れ出すことがないように構成されている。

エレメントアッセンブリ３は、燃料中に含まれる水分を燃料から分離させる分離エレメント４０と、燃料中に含まれるゴミや埃等の固形物を捕捉除去する捕捉エレメント５０とを組み合わせて構成される。エレメントアッセンブリ３は、上述したように上部ケース半体２０と下部ケース半体３０とを螺合させて形成されるエレメント配設空間１０に配設される。

分離エレメント４０は、全体として上下に延びた薄肉円筒状であり、格子状の枠で形成されて円周面に多数の小孔４１ａを有する円筒状のインナーチューブ４１と、インナーチューブ４１の外周面に密接して円筒状に巻き付けられた不織布等で形成される凝集材４２と、分離エレメント４０の円筒軸方向の両端に配設される円盤状の上部エンドプレート４３及び下部エンドプレート４４とから構成される。インナーチューブ４１及び凝集材４２はこの両エンドプレート４３，４４によって挟持され、インナーチューブ４１の内周面と両エンドプレート４３，４４で囲まれた内部空間が形成される。

上部エンドプレート４３の中心部には、上下に貫通してインナーチューブ４１の内部空間に連通する開口４３ａが形成されており、この開口４３ａに流入孔２１ａから延びる流入管２１ｂの下端が挿入され、燃料タンクからの燃料が流入管２１ｂを介して流入空間１０ａに流入するようになっている。また、開口４３ａの内周面にはリング状のシールリング１６が設けられている。

捕捉エレメント５０は、全体として上下に延びた薄肉円筒状であり、格子状の枠で形成されて円周面に多数の小孔５１ａを有する円筒状のインナーチューブ５１と、インナーチューブ５１の外周面に濾紙を蛇腹状に折り畳み円筒状に巻き付けられた断面菊花状の濾材５２と、捕捉エレメント５０の円筒軸方向の両端に配設される円盤状の上部エンドプレート５３及び下部エンドプレート５４とから構成される。インナーチューブ５１及び濾材５２はこの両エンドプレート５３，５４によって挟持され、インナーチューブ５１の内周面と両エンドプレート５３，５４で囲まれた内部空間が形成される。

上部エンドプレート５３の中心部には、上下に貫通してインナーチューブ５１の内部空間に連通する開口５３ａが形成されており、この開口５３ａに上部ケース半体２０の内側底部に突出して延びる流出管２２ｃの下端が挿入され、流出空間１０ｃ内の燃料が流出管２２ｃを介して燃料ポンプに向けて流出するようになっている。また、下部エンドプレート５４の中心部には、上下に貫通する開口５４ａが形成されており、インナーチューブ５１の内部空間の略中心を上下方向に延びる流入管２１ｂは、この開口５４ａを通って、上述したように分離エレメント４０の内部に形成される内部空間まで達するようになっている。

ここで、エレメントケース２内へのエレメントアッセンブリ３の組み付けの手順について説明する。まず、分離エレメント４０の下部エンドプレート４４の下面が、下部ケース半体３０に形成されたリブ３２の載置部３２ａに当接するように、分離エレメント４０を下部ケース半体３０内（図３中の一点鎖線の位置）に設置する。このとき、下部エンドプレート４４の側面がリブ３２の係止部３２と当接して分離エレメント４０の水平方向の移動が規制される。続いて、捕捉エレメント５０の下部エンドプレート５４の下面が、分離エレメント４０の上部エンドプレート４３の上面と当接するように、捕捉エレメント５０を分離エレメント４０の上に設置する。このとき、下部エンドプレート５４の開口５４ａと上部エンドプレート４３の開口４３ａとが上下方向に重なる位置となる。

そして、上部ケース半体２０の内側底部が、捕捉エレメント５０の上部エンドプレート５３の上面とシールリング１５を介して当接するように、上部ケース半体２０を下部ケース半体３０に結合すれば、エレメントケース２内へのエレメントアッセンブリ３の組み付けが完了する。このとき、上部ケース半体２０の内側底部から下方に突出する流出管２２ｃの下端開口が、捕捉エレメント５０の上部エンドプレート５３の開口５３ａを通って捕捉エレメント５０の内部空間に突出する状態となる。また、流入孔２１ａから下方に延びる流入管２１ｂの下端開口が、捕捉エレメント５０の下部エンドプレート５４の開口５４ａ及び分離エレメント４０の上部エンドプレート４３の開口４３ａ（シールリング１６）を通って分離エレメント４０の内部空間に突出する状態となる。なお、上部ケース半体２０と下部ケース半体３０との結合を外すことにより、エレメントアッセンブリ３をエレメントケース２から取り外して、分離エレメント４０と捕捉エレメント５０をそれぞれ交換することができる。

この結果、エレメントアッセンブリ３は、上部ケース半体２０と下部ケース半体３０とに挟持されてエレメントケース２内に固定される。そして、エレメントケース２内のエレメント配設空間１０は、エレメントアッセンブリ３（分離エレメント４０及び捕捉エレメント５０）により、分離エレメント４０の内部空間（これを流入空間１０ａと称する）と、エレメントアッセンブリ３より外側の空間（これを分離空間１０ｂと称する）と、捕捉エレメント５０の内部空間（これを流出空間１０ｃと称する）とに分割される。そして、流入空間１０ａは上部ケース半体２０に形成された流入路２１（流入孔２１ａ及び流入管２１ｂ）を介して燃料タンク等の外部に連通する。また、分離空間１０ｂは下部ケース半体３０に形成された排出路３１を介して外部に連通し、流出空間１０ｃは上部ケース半体２０に形成された流出路２２（流出孔２２ａ、水平流路２２ｂ、及び流出管２２ｃ）を介して燃料ポンプ等の外部に連通する。

なお、このようにエレメントケース２内にエレメントアッセンブリ３が取り付けられた状態で、分離エレメント４０の上部エンドプレート４３の開口４３ａに設けられたシールリング１６が、流入管２１ｂの外周面および捕捉エレメント５０の下部エンドプレート５４の下面に当接してこの部分をシールし、燃料が開口４３ａ及び下部エンドプレート５４の開口５４ａを介して流入空間１０ａと流出空間１０ｃとを行き来することがないように構成されている。また、シールリング１５が、上部ケース半体２０の内側底部と捕捉エレメント５０の上部エンドプレート５３の上面とに当接してこの部分をシールし、燃料が上部エンドプレート５３の開口５３ａを介して分離空間１０ｂと流出空間１０ｃとを行き来することがないように構成される。

また、下部ケース半体３０の内側底部（排出路３１の上方）と分離エレメント４０との間の分離空間１０ｂにはフロート１２が配置されている。フロート１２は、水の比重よりも軽く、且つ燃料の比重よりも重い材料（例えば、ポリエチレン等の樹脂材料）によって環状に形成されおり、この分離空間１０ｂに溜まった水の液面高さに対応して、下部ケース半体３０の内側面に形成されたリブ３２のガイド部３２ｃに沿って上下動するように構成されている。

以上のようにしてエレメントケース２内にエレメントアッセンブリ３が取り付けられて図１のように組み立てられた状態の燃料フィルタ１において、燃料タンクからの水分を含む燃料が上部ケース半体２０の流入孔２１ａから流入管２１ｂを介して分離エレメント４０内の流入空間１０ａに流入すると、燃料が分離エレメント４０を構成する凝集材４２を通過する際に、凝集材４２によって水分が凝集されるため、水滴となって凝集材４２の外周面（分離空間１０ｂ）に押し出される。このとき、大きな径に成長した水滴は、燃料と比べて比重が重いため、分離空間１０ｂ内を沈降して下部ケース半体３０の内側底部に分離水として溜まる。その結果、分離空間１０ｂでは、比重の相違により下部ケース半体３０の内側底部に分離水が貯留し、その分離水の上方に燃料が分離する状態となる。

凝集材４２を通過して水分を取り除かれて分離空間１０ｂの上方に分離した燃料は、捕捉エレメント５０を構成する濾材５２を通過し、流出空間１０ｃから流出管２２ｃ、水平流路２２ｂ、及び流出孔２２ａを通って、外部すなわち燃料ポンプ等へ流出する。このとき、濾材５２により燃料に含まれるゴミ等が捕捉除去されて清浄化される。

下部ケース半体３０の内側底部に分離水が貯留し始めると、下部ケース半体３０の内側底部の上に配置されたフロート１２は、水の比重よりも軽く、且つ燃料の比重よりも重い材料で形成されているため、分離水の液面の上昇とともに上方へ移動する。このため、下部ケース半体３０の内側底部に溜まった分離水の貯水量を、下部ケース半体３０を半透明の材料で形成した場合には目視により、もしくはフロート１２に位置センサを設けることにより確実に認識することができる。そして、フロート１２が所定の高さ位置まで移動した場合、すなわち下部ケース半体３０の内側底部に貯留する分離水が最大許容貯水量に達した場合には、下部ケース半体３０の底部に形成された排出路３１に螺挿されたドレンプラグ１３を緩めて、排出路３１及びドレンプラグ１３の排出孔１３ａを介して分離水をエレメントケース２内（分離空間１０ｂ）から外部に排出する。

このようにして燃料フィルタ１では、燃料に含まれる水分を分離エレメント４０の凝集材４２で凝集させてより大きな径の水滴にすることができるため、この水滴は燃料との比重の相違により分離空間１０ｂ内を沈降して下部ケース半体３０の内側底部に分離水として溜まり、燃料に含まれる水分を分離させて除去することができる。さらに、凝集材４２を通過して水分を除去された燃料を、捕捉エレメント５０の濾材５２を通過させて燃料に含まれるゴミ等の固形物を捕捉除去して清浄化することができる。このため、ゴミ等の固形物及び水分を含んだ燃料が流出路２２から燃料ポンプ等へ流出することがなくなり、燃料からの水分離効率を向上させることができる。また、下部ケース半体３０の内側底部に貯留する分離水は、下部ケース半体３０の底部に形成された排出路３１に螺挿されたドレンプラグ１３を緩めて、排出路３１及びドレンプラグ１３の排出孔１３ａを介して分離水をエレメントケース２内（分離空間１０ｂ）から容易に外部に排出することができる。

次に、本発明における他の好ましい実施形態について、図４を参照して説明する。燃料フィルタ１０１は、内部にエレメント配設空間１１０を有し、エレメント配設空間１１０と外部を連通させる流入路１２１、流出路１２２、及び排出路１３１を備えたエレメントケース１０２と、エレメント配設空間１１０内に上下方向に延びて配設されるエレメントアッセンブリ１０３とから構成される。

エレメントケース１０２は、上方に開口して有底円筒状である下部ケース半体１２０と、下方に開口して有底円筒状である上部ケース半体１３０とから構成される。これらケース半体１２０，１３０は、下部ケース半体１２０の側壁部の外周面に形成された雌ねじ１２３と、上部ケース半体１３０の側壁部の内周面に形成された雄ねじ１３３とを螺合させて着脱自在に結合されている。なお、下部ケース半体１２０と上部ケース半体１３０とが結合する部分にはリング状のシールリング１１１が装着されており、エレメント配設空間１１０から燃料が外部に漏れ出すことがないように構成されている。

下部ケース半体１２０には、下部の左側に形成されて燃料タンクに繋がる流入パイプ１２１ｄが取り付けられる流入孔１２１ａと、流入孔１２１ａから右方に延びる水平流路１２１ｂと、水平流路１２１ｂと繋がって下部ケース半体１２０の内側底部から上方に突出して延びる流入管１２１ｃとからなる流入路１２１が形成されており、燃料タンクからの燃料は流入路１２１を通って後述する流入空間１１０ａに流入するようになっている。また、外側底部の中央に形成されて燃料ポンプに繋がる流出パイプ１２２ｃが取り付けられる流出孔１２２ａと、流出孔１２２ａから上方に延びて設けられた流出管１２２ｂとからなる流出路１２２が形成されており、後述する流出空間１１０ｃからの燃料は流出路１２２を通って燃料ポンプに向けて流出するようになっている。なお、流入管１２１ｃの径は流出管１２２ｂの径よりも大きく形成されており、流出孔１２２ａから延びる流出管１２２ｂは、流入管１２１ｃの管内部および流入空間１１０ａの略中心部を通って流出空間１１０ｃまで延びて設けられている。また、下部ケース半体１２０の内側底部には、上方に突出する流入管１２１ｃの外周側にリング状のシールリング１１５が取り付けられている。

上部ケース半体１３０の内側底部には、上下軸を中心に放射状に配設され側壁に沿って上下に延びた複数（本実施形態では、４つ）のリブ１３２が設けられている。複数のリブ１３２は、それぞれ下面が水平に形成されてエレメントケース１０２にエレメントアッセンブリ１０３を取り付ける際にエレメントアッセンブリ１０３を係止する係止部１３２ａが形成されている。また、上部ケース半体１３０の底部には、燃料から分離して沈降した分離水を排出するための排出路１３１が形成されており、この排出路１３１に排出孔１１３ａを有するドレンプラグ１１３が螺挿されている。

エレメントアッセンブリ１０３は、燃料中に含まれる水分を燃料から分離させる分離エレメント１４０と、燃料中に含まれるゴミや埃等の固形物を捕捉除去する捕捉エレメント１５０とを組み合わせて構成される。エレメントアッセンブリ１０３は、上述したように下部ケース半体１２０と上部ケース半体１３０とを螺合させて形成されるエレメント配設空間１１０に配設される。

分離エレメント１４０は、全体として上下に延びた薄肉円筒状であり、格子状の枠で形成されて円周面に多数の小孔１４１ａを有する円筒状のインナーチューブ１４１と、インナーチューブ１４１の外周面に密接して円筒状に巻き付けられた不織布等で形成される凝集材１４２と、分離エレメント１４０の円筒軸方向の両端に配設される円盤状の上部エンドプレート１４３及び下部エンドプレート１４４とから構成される。インナーチューブ１４１及び凝集材１４２はこの両エンドプレート１４３，１４４によって挟持され、インナーチューブ１４１の内周面と両エンドプレート１４３，１４４で囲まれた内部空間が形成される。

下部エンドプレート１４４の中心部には、上下に貫通してインナーチューブ１４１の内部空間に連通する開口１４４ａが形成されており、この開口１４４ａに下部ケース半体１２０の内側底部に突出して延びる流入管１２１ｃの上端が挿入され、燃料タンクからの燃料が流入管１２１ｃを介して流入空間１１０ａに流入するようになっている。また、上部エンドプレート１４３の中心部には、上下に貫通する開口１４３ａが形成されている。

捕捉エレメント１５０は、全体として上下に延びた薄肉円筒状であり、格子状の枠で形成されて円周面に多数の小孔１５１ａを有する円筒状のインナーチューブ１５１と、インナーチューブ１５１の外周面に濾紙を蛇腹状に折り畳み円筒状に巻き付けられた断面菊花状の濾材１５２と、捕捉エレメント１５０の円筒軸方向の両端に配設される円盤状の上部エンドプレート１５３及び下部エンドプレート１５４とから構成される。インナーチューブ１５１及び濾材１５２はこの両エンドプレート１５３，１５４によって挟持され、インナーチューブ１５１の内周面と両エンドプレート１５３，１５４で囲まれた内部空間が形成される。

下部エンドプレート１５４の中心部には、上下に貫通してインナーチューブ１５１の内部空間に連通する開口１５４ａが形成されており、この開口１５４ａに流出孔１２２ａから流入管１２１ｃの管内部、インナーチューブ１４１の内部空間、及び上部エンドプレート１４３の開口１４３ａを通って上方に延びる流出管１２２ｂが挿入され、流出空間１１０ｃ内の燃料が流出管１２２ｂを介して燃料ポンプに向けて流出するようになっている。なお、流出管１２２ｂは、上端部が上部エンドプレート１５３の近傍に位置するように流出空間１１０ｃ内を上方に延びて設けられている。また、開口１５４ａの内周面にはリング状のシールリング１１６が設けられている。

ここで、エレメントケース１０２内へのエレメントアッセンブリ１０３の組み付けの手順について説明する。まず、分離エレメント１４０の下部エンドプレート１４４の下面が、
下部ケース半体１２０の内側底部に設けられたシールリング１１５と当接するように、分離エレメント１４０を下部ケース半体１２０内に設置する。このとき、下部ケース半体１２０の内側底部から上方に突出する流入管１２１ｃの上端開口が、分離エレメント１４０の下部エンドプレート１４４の開口１４４ａを通って分離エレメント１４０の内部空間に突出する状態となる。続いて、捕捉エレメント１５０の下部エンドプレート１５４の下面が、分離エレメント１４０の上部エンドプレート１４３の上面と当接するように、捕捉エレメント１５０を分離エレメント１４０の上に設置する。このとき、下部エンドプレート１５４の開口１５４ａと上部エンドプレート１４３の開口１４３ａとが上下方向に重なる位置となり、流出孔１２２ａから上方に延びる流出管１２２ｂの上端開口が、上部エンドプレート１４３の開口１４３ａ及び下部エンドプレート１５４の開口１５４ａ（シールリング１１６）を通って捕捉エレメント１５０の内部空間に突出する（上部エンドプレート１５３の近傍に位置する）状態となる。なお、流出管１２２ｂの上端が上部エンドプレート１５３近傍の位置まで延びて設けられることで、捕捉エレメント１５０の内部空間に空気が滞留することを防ぐことができる。

そして、捕捉エレメント１５０の上部エンドプレート１５４の上面が、上部ケース半体１３０に形成されたリブ１３２の係止部１３２ａに当接するように、上部ケース半体１３０を下部ケース半体１２０に結合すれば、エレメントケース１０２内へのエレメントアッセンブリ１０３の組み付けが完了する。なお、下部ケース半体１２０と上部ケース半体１３０との結合を外すことにより、エレメントアッセンブリ１０３をエレメントケース１０２から取り外して、分離エレメント１４０と捕捉エレメント１５０をそれぞれ交換することができる。

この結果、エレメントアッセンブリ１０３は、下部ケース半体１２０と上部ケース半体１３０とに挟持されてエレメントケース１０２内に固定される。そして、エレメントケース１０２内のエレメント配設空間１１０は、エレメントアッセンブリ１０３（分離エレメント１４０及び捕捉エレメント１５０）により、分離エレメント１４０の内部空間（これを流入空間１１０ａと称する）と、エレメントアッセンブリ１０３より外側の空間（これを分離空間１１０ｂと称する）と、捕捉エレメント１５０の内部空間（これを流出空間１１０ｃと称する）とに分割される。そして、流入空間１１０ａは下部ケース半体１２０に形成された流入路１２１（流入孔１２１ａ、水平流露１２１ｂ、及び流入管１２１ｃ）を介して燃料タンク等の外部に連通する。また、分離空間１１０ｂは上部ケース半体１３０に形成された排出路１３１を介して外部に連通し、流出空間１１０ｃは下部ケース半体１２０に形成された流出路１２２（流出孔１２２ａ及び流出管１２２ｂ）を介して燃料ポンプ等の外部に連通する。

なお、このようにエレメントケース１０２内にエレメントアッセンブリ１０３が取り付けられた状態で、捕捉エレメント１５０の下部エンドプレート１５４の開口１５４ａに設けられたシールリング１１６が、流出管１２２ｂの外周面および分離エレメント１４０の上部エンドプレート１４３の上面に当接してこの部分をシールし、燃料が開口１５４ａ及び上部エンドプレート１４３の開口１４３ａを介して流入空間１１０ａと流出空間１１０ｃとを行き来することがないように構成されている。また、シールリング１１５が、下部ケース半体１２０の内側底部と分離エレメント１４０の下部エンドプレート１４４の下面とに当接してこの部分をシールし、燃料が下部エンドプレート１４４の開口１４４ａを介して流入空間１１０ａと分離空間１１０ｂとを行き来することがないように構成される。

以上のようにしてエレメントケース１０２内にエレメントアッセンブリ１０３が取り付けられて図４のように組み立てられた状態の燃料フィルタ１０１において、燃料タンクからの水分を含む燃料が下部ケース半体１２０の流入孔１２１ａから流入孔１２１ａ、水平流路１２１ｂ、及び流入管１２１ｃを通って分離エレメント１４０内の流入空間１１０ａに流入すると、燃料が分離エレメント１４０を構成する凝集材１４２を通過する際に、凝集材１４２によって水分が凝集されるため、水滴となって凝集材１４２の外周面（分離空間１１０ｂ）に押し出される。このとき、大きな径に成長した水滴は、燃料と比べて比重が重いため、分離空間１１０ｂ内を沈降して下部ケース半体１２０の内側底部に分離水として溜まる。その結果、分離空間１１０ｂでは、比重の相違により下部ケース半体１２０の内側底部に分離水が貯留し、その分離水の上方に燃料が分離する状態となる。

凝集材１４２を通過して水分を取り除かれて分離空間１１０ｂの上方に分離した燃料は、捕捉エレメント１５０を構成する濾材１５２を通過し、流出空間１１０ｃから流出管１２２ｂを介して流出孔１２２ａから外部、すなわち燃料ポンプ等へ流出する。このとき、濾材１５２により燃料に含まれるゴミ等が捕捉除去されて清浄化される。

下部ケース半体１２０の内側底部に貯留した分離水が、最大許容貯水量に達した場合には、燃料フィルタ１０１をエンジンルーム等から取り外し、上部ケース半体１３０の底部に形成された排出路１３１に螺挿されたドレンプラグ１１３を緩めて、排出路１３１及びドレンプラグ１１３の排出孔１１３ａを介して分離水をエレメントケース１０２内（分離空間１１０ｂ）から外部に排出する。

このようにして燃料フィルタ１０１では、燃料に含まれる水分を分離エレメント１４０の凝集材１４２で凝集させてより大きな径の水滴にすることができるため、この水滴は燃料との比重の相違により分離空間１１０ｂ内を沈降して下部ケース半体１２０の内側底部に分離水として溜まり、燃料に含まれる水分を分離させて除去することができる。さらに、凝集材１４２を通過して水分を除去された燃料を、捕捉エレメント１５０の濾材１５２を通過させて燃料に含まれるゴミ等の固形物を捕捉除去して清浄化することができる。このため、ゴミ等の固形物及び水分を含んだ燃料が流出路１２２から燃料ポンプ等へ流出することがなく、燃料からの水分離効率を向上させることができる。また、下部ケース半体１２０の内側底部に貯留する分離水は、上部ケース半体１３０の底部に形成された排出路１３１に螺挿されたドレンプラグ１１３を緩めて、排出路１３１及びドレンプラグ１１３の排出孔１１３ａを介して分離水をエレメントケース１０２内（分離空間１１０ｂ）から容易に外部に排出することができる。

なお、本実施形態では、インナーチューブ４１，１４１の外周面に密接して円筒状に巻き付けられた不織布として例えば、ポリプロピレン(ＰＰ)メッシュが用いられるが、凝集材はこれに限られない。例えば、他の不織布やコットン等も利用可能であり、さらにこれらの素材を組み合わせたものでもよく、凝集材における水分の分離効率は、素材の孔径や巻き数でも調整することができる。また、インナーチューブ５１，１５１の外周面に濾紙を蛇腹状に折り畳み円筒状に巻き付けられているが、濾材はこれに限られない。例えば、所定の厚さを有したグラスファイバー、不織布等によって円筒状に形成されたものや、これらの素材を組み合わせたものでもよく、濾過する液体や捕捉除去する固形物等に合わせて最適な素材及び形状を選択することができる。

本発明は、以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲であれば適宜改良可能である。

本発明に係る燃料フィルタの構成図である。 図１における矢視II‐IIより見た上記燃料フィルタの断面図である。 上記フィルタを構成する下部ケース半体に形成されたリブの作用を説明する図であり、(Ａ)は下部ケース半体の平面図、(Ｂ)はリブの模式図である。 本発明に係る他の燃料フィルタの構成図である。

符号の説明

１，１０１ 燃料フィルタ ２，１０２ エレメントケース
１０，１１０ エレメント配設空間 １０ａ，１１０ａ 流入空間
１０ｂ，１１０ｂ 分離空間 １０ｃ，１１０ｃ 流出空間
１３，１１３ ドレンプラグ ２１，１２１ 流入路
２１ｂ，１２１ｃ 流入管 ２２，１２２ 流出路
２２ｃ，１２２ｂ 流出管 ３１，１３１ 排出路
４０，１４０ 分離エレメント（コアレッサーエレメント）
４２，１４２ 凝集材 ４３，１４３ 上部エンドプレート
４４，１４４ 下部エンドプレート
５０，１５０ 捕捉エレメント（フィルタエレメント）
５２，１５２ 濾材 ５３，１５３ 上部エンドプレート
５４，１５４ 下部エンドプレート

Claims (8)

1. 燃料の流入路及び流出路を備えて、内部にエレメント配設空間を有したエレメントケースと、
   凝集材に囲まれた内部空間を有し、前記燃料が前記凝集材を通過することで前記燃料中の水分を凝集させるコアレッサーエレメントと、
   濾材に囲まれた内部空間を有し、前記燃料が前記濾材を通過することで前記燃料中の固形物を捕捉するフィルタエレメントとを有し、
   前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントが、前記エレメント配設空間に前記コアレッサーエレメントが下方となるように上下方向に延びて配設され、
   前記流入路が前記コアレッサーエレメントの内部空間に連通し、前記流出路が前記フィルタエレメントの内部空間に連通し、
   前記流入路から前記コアレッサーエレメントの内部空間に導入された燃料を前記凝集材を通過させて、前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントの外周面と前記エレメントケースの内面とで囲まれた外部空間に流出させ、前記外部空間に導入された燃料を前記濾材を通過させて、前記フィルタエレメントの内部空間に流出させ、前記フィルタエレメントの内部空間に連通した前記流出路から前記外部に流出させるように構成したことを特徴とする燃料フィルタ。
2. 前記コアレッサーエレメントは、上下に貫通した前記内部空間を有する筒状の凝集材と、前記凝集材の上下端部に取り付けられる上下エンドプレートとを有して構成され、
   前記フィルタエレメントは、上下に貫通した内部空間を有する筒状の濾材と、前記濾材の上下端部に取り付けられる上下エンドプレートとを有して構成され、
   前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントは、前記コアレッサーエレメントの前記上エンドプレートと前記フィルタエレメントの前記下エンドプレートとを当接させて、前記エレメント配設空間に前記コアレッサーエレメントが下方となるように上下方向に延びて配設されることを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ。
3. 前記エレメントケースには、上部に前記流入路および前記流出路がそれぞれ形成され、前記流入路と繋がる流入管および前記流出路と繋がる流出管が下方に延びてそれぞれ設けられており、
   前記流入管は、前記フィルタエレメントの前記上下エンドプレートにそれぞれ形成された開口と前記コアレッサーエレメントの前記上エンドプレートに形成された開口とに上方から挿通されて前記コアレッサーエレメントの内部空間まで延びて設けられ、
   前記流出管は、前記フィルタエレメントの前記上エンドプレートに形成された開口に上方から挿通されて前記フィルタエレメントの内部空間まで延びて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の燃料フィルタ。
4. 前記流入管は、前記流出管の管内部を通って下方に延びて設けられていることを特徴とする請求項３に記載の燃料フィルタ。
5. 前記エレメントケースには、下部に前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントの外周面と前記エレメントケースの内面とで囲まれた前記外部空間と外部とを連通させる排出路が形成され、前記排出路を前記エレメントケースの外方から塞ぐドレンプラグが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の燃料フィルタ。
6. 前記エレメントケースには、下部に前記流入路および前記流出路がそれぞれ形成され、前記流入路と繋がる流入管および前記流出路と繋がる流出管が上方に延びてそれぞれ設けられており、
   前記流入管は、前記コアレッサーエレメントの前記下エンドプレートに形成された開口に下方から挿通されて前記コアレッサーエレメントの内部空間まで延びて設けられ、
   前記流出管は、前記コアレッサーエレメントの前記上下エンドプレートにそれぞれ形成された開口と前記フィルタエレメントの前記下エンドプレートに形成された開口とに下方から挿通されて前記フィルタエレメントの前記上部エンドプレート近傍の位置まで延びて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の燃料フィルタ。
7. 前記流出管は、前記流入管の管内部を通って上方に延びて設けられていることを特徴とする請求項６に記載の燃料フィルタ。
8. 前記エレメントケースには、上部に前記コアレッサーエレメント及び前記フィルタエレメントの外周面と前記エレメントケースの内面とで囲まれた前記外部空間と外部とを連通させる排出路が形成され、前記排出路を前記エレメントケースの外方から塞ぐドレンプラグが設けられていることを特徴とする請求項６もしくは請求項７に記載の燃料フィルタ。

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