JP2010138882A - Metal ion removing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去装置に関する。 The present invention relates to a metal ion removing apparatus that removes metal ions contained in a fuel.
従来から、内燃機関等に供給される燃料には、不純物として極微量のNa、K等の金属イオンが含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、これら金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成される可能性がある。そして、脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に不溶であるため、例えば、インジェクタの摺動部等に析出して作動不良を引き起こす虞がある。 Conventionally, a fuel supplied to an internal combustion engine or the like contains trace amounts of metal ions such as Na and K as impurities, and a fatty acid such as oleic acid as a lubricant. For this reason, in the fuel, a salt reaction may occur between these metal ions and the fatty acid, and a fatty acid metal salt may be generated. Since the fatty acid metal salt is generally insoluble in fuel, for example, the fatty acid metal salt may deposit on the sliding portion of the injector and cause malfunction.
そこで、燃料タンクからインジェクタに至る燃料流路に、金属イオンを除去する金属イオン除去手段を配する技術が公知となっている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1によれば、金属イオン除去手段は、例えば、キレート樹脂や活性炭のような金属イオンを捕捉する活性粒子が充填された充填層であり、燃料は、この充填層を通過することで金属イオンを除去される。また、特許文献2によれば、金属イオン除去手段は、例えば、燃料フィルタの濾材間に配されたキレート樹脂部材の層(キレート樹脂層)であり、燃料は、このキレート樹脂層を通過することで金属イオンを除去される。
Therefore, a technique in which a metal ion removing means for removing metal ions is arranged in a fuel flow path from a fuel tank to an injector is known (for example, see
ところで、このような活性粒子の充填層やキレート樹脂層は、燃料の圧力損失を増加させてポンプ等の加圧源の負荷を増大させる。そこで、燃料流路に配される金属イオン除去手段に関し、圧力損失の増加を抑制できるような構造が要望されている。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料流路に配されて燃料中の金属イオンを除去する金属イオン除去装置において、圧力損失の増加を抑制できるような構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress an increase in pressure loss in a metal ion removal apparatus that is disposed in a fuel flow path and removes metal ions in fuel. The object is to provide such a structure.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の金属イオン除去装置は、燃料に含まれる金属イオンを除去するものであり、金属イオンを捕捉する活性ポリマーを素材とする1本または複数本の繊維状成形体を備える。そして、繊維状成形体は、燃料タンクから内燃機関に至る燃料流路のいずれかの部分に収容されるとともに、自身の長手方向と燃料の流れ方向とが略一致するように少なくとも上流側の一端が固定されている。
[Means of Claim 1]
The metal ion removing device according to
これにより、繊維状成形体は、燃料の通過に伴って燃料流路で自在に漂うことができるので、燃料は、大きな圧力損失を生じることなく、金属イオン除去装置を通過することができる。このため、金属イオン除去装置における圧力損失の増加を抑制できる。 Thus, the fibrous shaped body can freely float in the fuel flow path as the fuel passes, so that the fuel can pass through the metal ion removing device without causing a large pressure loss. For this reason, the increase in the pressure loss in a metal ion removal apparatus can be suppressed.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の金属イオン除去装置は、繊維状成形体の一端を保持する保持体と、保持体を収容する空間を形成するケースとを備える。
この手段は、繊維状成形体の一端を固定する一形態を示すものである。
[Means of claim 2]
The metal ion removing device according to a second aspect includes a holding body that holds one end of the fibrous formed body, and a case that forms a space for storing the holding body.
This means shows one form of fixing one end of the fibrous molded body.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の金属イオン除去装置によれば、保持体は、繊維状成形体の長手方向と略一致する方向に燃料を通す燃料通路を形成している。
これにより、保持体自身における圧力損失を低減することができる。
[Means of claim 3]
According to the metal ion removing device of the third aspect, the holding body forms a fuel passage through which fuel passes in a direction substantially coincident with the longitudinal direction of the fibrous shaped body.
Thereby, the pressure loss in the holder itself can be reduced.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の金属イオン除去装置は、保持体よりも高弾性に設けられ、保持体とスナップフィット結合する弾性部を備え、ケースが形成する空間には、保持体とともに弾性部が収容される。
これにより、繊維状成形体を簡便に装着したり、除去したりすることができる。
[Means of claim 4]
According to a fourth aspect of the present invention, the metal ion removing device is provided with higher elasticity than the holding body, includes an elastic portion that is snap-fit coupled to the holding body, and an elastic portion is accommodated together with the holding body in a space formed by the case. The
Thereby, a fibrous molded object can be mounted | worn easily or removed.
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の金属イオン除去装置によれば、繊維状成形体は交換可能な部品である。
これにより、繊維状成形体の金属イオン除去能力が低下したときに、使用中の繊維状成形体と新規の繊維状成形体とを交換することができるので、金属イオン除去装置の性能低下を阻止することができる。
[Means of claim 5]
According to the metal ion removing device of the fifth aspect, the fibrous molded body is a replaceable part.
As a result, when the metal ion removal ability of the fibrous molded body is reduced, the fibrous molded body in use can be exchanged with a new fibrous molded body, thus preventing a decrease in the performance of the metal ion removal device. can do.
最良の形態1の金属イオン除去装置は、燃料に含まれる金属イオンを除去するものであり、金属イオンを捕捉する活性ポリマーを素材とする1本または複数本の繊維状成形体を備える。そして、繊維状成形体は、燃料タンクから内燃機関に至る燃料流路のいずれかの部分に収容されるとともに、自身の長手方向と燃料の流れ方向とが略一致するように少なくとも上流側の一端が固定されている。
The metal ion removing apparatus of the
また、この金属イオン除去装置は、繊維状成形体の一端を保持する保持体と、保持体を収容する空間を形成するケースとを備える。
さらに、この金属イオン除去装置は、保持体よりも高弾性に設けられ、保持体とスナップフィット結合する弾性部を備え、ケースが形成する空間には、保持体とともに弾性部が収容される。
また、繊維状成形体は交換可能な部品である。
In addition, the metal ion removing device includes a holding body that holds one end of the fibrous formed body, and a case that forms a space for storing the holding body.
Furthermore, this metal ion removing device is provided with higher elasticity than the holding body, and includes an elastic portion that is snap-fit coupled to the holding body, and the elastic portion is accommodated together with the holding body in a space formed by the case.
The fibrous molded body is a replaceable part.
最良の形態2の金属イオン除去装置によれば、保持体は、繊維状成形体の長手方向と略一致する方向に燃料を通す燃料通路を形成している。
According to the
〔実施例1の構成〕
実施例1の金属イオン除去装置1の構成を、図面に基づいて説明する。
金属イオン除去装置1は、車両の内燃機関(図示せず)に噴射供給される燃料から金属イオンを除去するものであり、例えば、図1に示すように、低圧供給ポンプ2と燃料フィルタ3との間の燃料配管に組み込まれている。そして、金属イオン除去装置1は、例えば、コモンレール4を介して高圧状態に蓄圧された燃料を内燃機関に噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置5の一部を構成している。
[Configuration of Example 1]
The structure of the metal
The metal
なお、燃料噴射装置5は、燃料タンク6から燃料を汲み上げる電動式の低圧供給ポンプ2と、燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ3と、低圧供給ポンプ2から供給された燃料を高圧化して吐出する高圧供給ポンプ8と、高圧供給ポンプ8から吐出された燃料を高圧状態で蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール4と、内燃機関の気筒ごとに搭載され、コモンレール4から燃料の分配を受けて各気筒内に燃料を噴射するインジェクタ9と、各種センサから内燃機関の運転状態を示す検出信号の入力を受けるとともに、これらの検出信号に基づいて低圧、高圧供給ポンプ2、8およびインジェクタ9等の動作を制御する電子制御装置(以下、ECUとする)10とを備える周知構造を有するものである。
The
ここで、インジェクタ9は、例えば、図2に示すように、噴孔13を開閉するニードル弁14を有し、ニードル弁14の動作により燃料を噴射するノズル15と、ECU10からの指令に基づき、ニードル弁14を動作させる駆動力を発生するアクチュエータ16と、燃料のインレット17、およびアウトレット18を有し、ノズル15およびアクチュエータ16を、各々、先端側、後端側に装着される本体19とからなる周知構造を有する。
Here, for example, as shown in FIG. 2, the
ノズル15は、ニードル弁14を軸方向に摺動自在に支持して収容するためのガイド孔24と、ガイド孔24の先端側に設けられたサック室25と、サック室25とノズル15の外部とを連通する噴孔13とを有する。ガイド孔24とサック室25との間はテーパ状に縮径されてテーパ面を形成しており、このテーパ面は、ニードル弁14の先端が離着するシート面26をなす。
The
また、ニードル弁14は、後端部が摺動軸部28をなし、摺動軸部28が後端側のガイド孔24に収容されて摺動自在に支持され、摺動軸部28よりも先端側の部分は、ガイド孔24の内周壁との間に、コモンレール4から受け入れた高圧の燃料が導入されるノズル室29を形成する。また、ニードル弁14の先端にはシート面26に離着するシート部30が設けられ、シート部30がシート面26に離着することで、ノズル室29とサック室25および噴孔13との間が開閉されて、燃料の噴射が開始または停止される。
Further, the
なお、ノズル室29には、コモンレール4から受け入れた高圧の燃料が通る高圧流路32が接続しており、高圧流路32を介して高圧の燃料が導入される。また、ノズル室29の燃料圧は、ニードル弁14に対して、常時、噴孔13を開放する方向に作用している。
The
アクチュエータ16は、ECU10からの指令に応じて通電開始または停止されるソレノイドコイル34、ソレノイドコイル34への通電開始または停止により軸方向に駆動されるアーマチャ35、アーマチャ35の先端に保持されてアーマチャ35とともに軸方向に変位して背圧室36を開閉する弁体37、アーマチャ35の摺動軸部を摺動自在に支持して弁体37の軸方向変位を安定させる弁ボディ38、アーマチャ35および弁体37の復元バネ39を有する。そして、アクチュエータ16は、弁体37を軸方向に変位させてニードル弁14に作用する背圧を操作することでニードル弁14を軸方向に駆動する。
The
ここで、ニードル弁14の後端にはコマンドピストン43が当接しており、コマンドピストン43の後端側に、コマンドピストン43を介してニードル弁14に背圧を及ぼす燃料が流出入する背圧室36が形成されている。また、背圧室36は、入側オリフィス44を介して、常時、高圧流路32と連通する一方、出側オリフィス45を介して弁体37により低圧流路46との間を開閉される。
Here, the
つまり、アクチュエータ16は、弁体37により背圧室36と低圧流路46との間を開閉することで背圧を操作する。なお、低圧流路46とは、コモンレール4から受け入れた燃料の内、ノズル15から噴射されることなく燃料タンク6に戻される燃料が通る流路である。また、入側、出側オリフィス44、45は、背圧室36の後端側を形成するオリフィスプレート47に設けられており、出側オリフィス45は、弁体37による開弁時に、入側オリフィス44よりも燃料の通過流量が大きくなるように設けられている。
That is, the
本体19は、コマンドピストン43を軸方向に摺動自在に支持して収容するためのガイド孔50が設けられ、さらに、高圧、低圧流路32、46が、それぞれインレット17の燃料受入口、アウトレット18の燃料戻し口に通じるように設けられている。
The
また、コマンドピストン43は、後端部が摺動軸部51をなし、摺動軸部51が後端側のガイド孔50に収容されて摺動自在に支持され、摺動軸部51よりも先端側の部分は、ガイド孔50の内周壁との間に、ノズル室29および背圧室36からリークした燃料を受け入れる低圧室52を形成する。なお、低圧室52は、低圧流路46に通じるように設けられており、低圧室52の燃料は、低圧流路46を通って燃料タンク6に戻される。また、低圧室52には、ニードル弁14およびコマンドピストン43の復元バネ53が収容されている。
Further, the
以上の構成により、ソレノイドコイル34に通電が開始されると、アーマチャ35および弁体37が後端側に変位して背圧室36から低圧流路46への燃料の流出が始まり、背圧が低下する。このため、ニードル弁14に作用する軸方向の合力は、噴孔13を開放する方向に強くなり、ニードル弁14が後端側に変位して噴孔13を開放し、燃料の噴射が開始される。
With the above configuration, when energization of the
そして、ソレノイドコイル34への通電が停止されると、アーマチャ35および弁体37が先端側に変位して背圧室36から低圧流路46への燃料の流出が止まり、高圧流路32から背圧室36への燃料の流入により背圧が上昇する。このため、ニードル弁14に作用する軸方向の合力は、噴孔13を閉鎖する方向に強くなり、ニードル弁14が先端側に変位して噴孔13を閉鎖し、燃料の噴射が停止される。
When the energization of the
このように、インジェクタ9内には、噴射開始および停止の動作に重要な各種の摺動部等(例えば、ニードル弁14の摺動軸部28およびシート部30、コマンドピストン43の摺動軸部51、ならびにアーマチャ35の摺動軸部)が設けられている。そして、これらの摺動部等に脂肪酸金属塩が析出すると、インジェクタ9の作動不良を引き起こす虞がある。
As described above, in the
すなわち、内燃機関に供給される燃料には、不純物として極微量のNa、K等の金属イオンが含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、これら金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成される可能性がある。そして、脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に不溶であるため、インジェクタ9の摺動部等に析出して作動不良を引き起こす虞がある。
That is, the fuel supplied to the internal combustion engine contains trace amounts of metal ions such as Na and K as impurities, and a fatty acid such as oleic acid as a lubricant. For this reason, in the fuel, a salt reaction may occur between these metal ions and the fatty acid, and a fatty acid metal salt may be generated. Since the fatty acid metal salt is generally insoluble in fuel, it may be deposited on the sliding portion of the
そこで、燃料噴射装置5によれば、低圧供給ポンプ2と燃料フィルタ3との間の燃料配管55に金属イオン除去装置1が組み込まれて、燃料から金属イオンが積極的に除去されている(図1参照)。
Therefore, according to the
金属イオン除去装置1は、図3に示すように、金属イオンを捕捉する活性ポリマーを素材とする複数本の繊維状成形体57と、繊維状成形体57の上下流端を保持する2個の球状の保持体58と、保持体58とスナップフィット結合する弾性爪59を有するプレート60と、保持体58およびプレート60を収容する空間61を形成するケース62とを備える。
As shown in FIG. 3, the metal
ここで、繊維状成形体57は、端部が保持体58の表面に溶着されて保持体58に保持され、自身の長手方向と燃料の流れ方向とが略一致するように、燃料配管55の一部をなす燃料ホース65内に収容されている。また、繊維状成形体57の素材となる活性ポリマーは、イオン交換樹脂やキレート樹脂のように金属イオンを捕捉することができる物質である。また、繊維状成形体57は、編み糸でもよく、モノフィラメントでもよい。
Here, the end portion of the fibrous molded
プレート60は、円板状に設けられており、中央に、保持体58が収まる収容穴67が設けられ、収容穴67の周縁に等角度間隔で弾性爪59が設けられている。弾性爪59は、保持体58よりも高弾性に設けられて保持体58とスナップフィット結合する。また、収容穴67の外周側にはプレート60の両面間で燃料の通過を可能にするための流路穴68が設けられている。なお、保持体58およびプレート60は、例えば、ポリアミド、ポリエステルまたはポリオレフィン等の熱可塑性樹脂の内、耐油性を有するものを素材として設けられている。
The
ケース62は、2個のパーツ70をボルト71およびナット72により締結することで構成され、燃料ホース65の上流端および下流端にそれぞれ1個ずつ接続されてクランプ73により固定される(図1(b)、図3(a)参照)。パーツ70は、フランジ部74と管部75とを有し、フランジ部74には、管部75内と連通する空間61の片側半分、およびボルト71の軸部を通す貫通穴76が設けられている。
The
そして、フランジ部74同士が面突き合わされて空間61が形成されている。また、プレート60は、ガスケット77を介してボルト71およびナット72の締結力により固定されて空間61に収容されている。なお、ガスケット77は、プレート60の両面の外周縁に配されている。
The
ここで、繊維状成形体57と保持体58との一体物79は交換可能な部品である。すなわち、繊維状成形体57の金属イオン除去能力が低下したとき等に、使用中の一体物79と新規の一体物79とを交換することができる。
Here, the integral 79 of the fibrous molded
〔実施例1の効果〕
実施例1の金属イオン除去装置1は、金属イオンを捕捉する活性ポリマーを素材とする複数本の繊維状成形体57を備える。そして、繊維状成形体57は、低圧供給ポンプ2と燃料フィルタ3との間の燃料ホース65内に収容されるとともに、自身の長手方向と燃料の流れ方向とが略一致するように固定されている。
これにより、繊維状成形体57は、燃料の通過に伴って燃料ホース65内で自在に漂うことができるので、燃料は、大きな圧力損失を生じることなく、金属イオン除去装置1を通過することができる。このため、金属イオン除去装置1における圧力損失の増加を抑制できる。
[Effect of Example 1]
The metal
As a result, the fibrous molded
また、金属イオン除去装置1は、繊維状成形体57の上下流端に溶着されて、繊維状成形体57とともに一体物79を構成する2個の保持体58と、各々の保持体58とスナップフィット結合する弾性爪59を有する2枚のプレート60と、保持体58およびプレート60を収容する空間61を形成するケース62とを備える(図3(c)参照)。
これにより、スナップフィット結合によって、一体物79を簡便に装着したり、除去したりすることができる。
Further, the metal
Thereby, the
また、一体物79は交換可能な部品である。
これにより、繊維状成形体57の金属イオン除去能力が低下したとき等に、使用中の一体物79と新規の一体物79とを交換することができるので、金属イオン除去装置1の性能低下を阻止することができる。
The
Thereby, when the metal ion removal capability of the fibrous molded
〔実施例2〕
実施例2の金属イオン除去装置1によれば、保持体58は、図4に示すように、所定の厚みを有する円板部81と、円板部81の外周から放射状に伸びる複数の羽根82とが一体成形された放射状を呈し、弾性爪59は、羽根82を係止することで保持体58とスナップフィット結合する。
[Example 2]
According to the metal
また、周方向に隣り合う2つの羽根82に挟まれた領域は燃料通路83であり、燃料通路83は、繊維状成形体57の長手方向と略一致する方向に燃料を通すように形成されている。
このような構成により、実施例2の金属イオン除去装置1では、保持体58自身における圧力損失が低減されている。
Further, a region sandwiched between two
With such a configuration, in the metal
〔変形例〕
実施例1、2の金属イオン除去装置1によれば、繊維状成形体57は複数本の編み糸またはモノフィラメント等であったが、1本の編み糸またはモノフィラメント等を繊維状成形体57として用いてもよい。
また、実施例1、2の金属イオン除去装置1によれば、繊維状成形体57は、低圧供給ポンプ2と燃料フィルタ3との間の燃料流路である燃料ホース65内に収容されていたが、例えば、燃料フィルタ3と高圧供給ポンプ8との間の燃料流路に繊維状成形体57を収容してもよい。
[Modification]
According to the metal
Further, according to the metal
また、実施例1、2の金属イオン除去装置1によれば、繊維状成形体57は、上下流端が両方とも固定されていたが、上流端のみを固定して下流端を拘束しないようにしてもよい。
Further, according to the metal
また、実施例1、2の金属イオン除去装置1によれば、繊維状成形体57は、保持体58の表面に溶着され、さらに弾性爪59が保持体58にスナップフィット結合することで固定されていたが、繊維状成形体57を固定する構造はこの態様に限定されるものではない。例えば、繊維状成形体57の端部を所定部位に結び付けたり、繊維状成形体57の端部を2つの部材により挟み込んで挟持させたりして固定してもよい。
Further, according to the metal
さらに、保持体58の構造、プレート60の構造およびケース62の構造等も実施例1、2の態様に限定されるものではなく、燃料通路83の態様も実施例2の態様に限定されるものではない。
Further, the structure of the holding
また、実施例1、2の金属イオン除去装置1を有する燃料噴射装置5によれば、インジェクタ9は、内燃機関の気筒ごとに搭載され、コモンレール4から燃料の分配を受けて各気筒内に燃料を直接噴射するものであったが、燃料噴射装置5の構成は、この態様に限定されるものではない。例えば、インジェクタ9を吸気管に配し、吸気管内に燃料を噴射して混合気を形成し、この混合気を内燃機関に供給するようにしてもよい。
Further, according to the
1 金属イオン除去装置
6 燃料タンク
57 繊維状成形体
58 保持体
59 弾性爪(弾性部)
61 空間
62 ケース
83 燃料通路
DESCRIPTION OF
61
Claims (5)
金属イオンを捕捉する活性ポリマーを素材とする1本または複数本の繊維状成形体を備え、
この繊維状成形体は、燃料タンクから内燃機関に至る燃料流路のいずれかの部分に収容されるとともに、自身の長手方向と燃料の流れ方向とが略一致するように少なくとも上流側の一端が固定されていることを特徴とする金属イオン除去装置。 In a metal ion removing apparatus for removing metal ions contained in fuel,
Comprising one or more fibrous shaped bodies made of an active polymer that captures metal ions,
The fibrous molded body is accommodated in any part of the fuel flow path from the fuel tank to the internal combustion engine, and at least one end on the upstream side so that the longitudinal direction of the fiber and the flow direction of the fuel substantially coincide with each other. A metal ion removing apparatus characterized by being fixed.
前記繊維状成形体の一端を保持する保持体と、
この保持体を収容する空間を形成するケースとを備える金属イオン除去装置。 The metal ion removing apparatus according to claim 1, wherein
A holding body for holding one end of the fibrous molded body;
A metal ion removing apparatus comprising a case for forming a space for accommodating the holding body.
前記保持体は、前記繊維状成形体の長手方向と略一致する方向に燃料を通す燃料通路を形成していることを特徴とする金属イオン除去装置。 The metal ion removing apparatus according to claim 2,
The metal ion removing apparatus, wherein the holding body forms a fuel passage through which fuel passes in a direction substantially coincident with a longitudinal direction of the fibrous shaped body.
前記保持体よりも高弾性に設けられ、前記保持体とスナップフィット結合する弾性部を備え、
前記ケースが形成する空間には、前記保持体とともに前記弾性部が収容されることを特徴とする金属イオン除去装置。 In the metal ion removal apparatus according to claim 2 or 3,
Provided with higher elasticity than the holding body, comprising an elastic part that snap-fit to the holding body;
In the space formed by the case, the elastic part is accommodated together with the holding body.
前記繊維状成形体は、交換可能な部品であることを特徴とする金属イオン除去装置。 In the metal ion removal apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The metal ion removing apparatus, wherein the fibrous molded body is a replaceable part.
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CN103348121A (en) * | 2011-02-09 | 2013-10-09 | 日野自动车株式会社 | Metal ion elimination filter |
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2008
- 2008-12-15 JP JP2008318572A patent/JP2010138882A/en active Pending
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CN103348121A (en) * | 2011-02-09 | 2013-10-09 | 日野自动车株式会社 | Metal ion elimination filter |
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