JP2010223028A - 水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料中に分散する水分の捕捉性能、排出性能を改善する。
【解決手段】燃料フィルタ装置１０は、水分捕集器５０を備える。水分捕集器５０は、繊維集合体５１を備える。燃料が、繊維集合体５１を通過する際に、水分は繊維に捕捉され、凝集して水滴となり容器２０内に沈降する。支持部材５２の下板５５は、傾斜面を有している。繊維集合体５１に捕捉された水滴は、傾斜面によって出口へ案内される。さらに、傾斜面は、繊維集合体５１を圧縮し、入口側に高密度部が位置し、出口側に低密度部が位置する繊維密度の分布を与える。この結果、燃料の流れ方向に沿って水滴が成長するにつれて繊維の隙間が大きくなる。この結果、水分の捕捉、凝集を促進でき、繊維集合体５１からの分離を促進することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料中に含まれる水分を捕集する水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置に関するものである。

従来、特許文献１または特許文献２に記載の燃料フィルタ装置が知られている。この燃料フィルタ装置では、燃料中の微小な固形物を除去するための固形物フィルタに加えて、燃料中に混入した水分を捕捉する水分捕集器を備えている。水分捕集器は、固定物フィルタに比べて密度が十分に低い繊維集合体を備えている。燃料が繊維集合体を通過するとき、その中の水分が繊維に捕捉され、凝集されることで、水滴に成長する。水滴は、容器内の底部に沈降して貯留され、ドレン通路から適宜取り出される。

特開２００５−１４７０８７号公報 特表２００６−５２１４９７号公報

特許文献１および特許文献２の技術では、水分捕集器に均一な繊維密度をもつ繊維集合体を使用している。このため、水滴の成長に適した繊維密度を得ることが困難であった。例えば、入口側では水の分子あるいは微小な水滴に対して繊維密度が低すぎて捕捉効率が低くなるおそれがある。また、出口側では成長した水滴に対して繊維密度が高すぎて水滴の凝集、成長が阻害されるおそれがある。

また、均一な繊維密度をもった繊維集合体は水滴を均等に保持してしまう。このため、繊維集合体に残留した水滴が低温時に凍結すると、通路面積の減少、通路の閉塞といった不具合を生じるおそれがあった。

また、水分捕集器の出口からは、燃料と水滴とがともに流出する。このため、水分捕集器の出口において、あるいはその下流において水分が燃料中に再び分散するおそれがある。例えば、水分が大きな水滴に成長する前に燃料の流れに押し流されるおそれがある。また、出口からの燃料の流れが水滴を再び分散させたり、貯留された水面から水滴を巻き上げたりするおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑み、改良された水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記問題点に鑑み、水分の捕捉性能に優れた水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記問題点に鑑み、捕捉した水分の排出性能に優れた水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置を提供することを他の目的とする。

本発明は、上記問題点に鑑み、水分の捕捉性能に優れ、かつ捕捉した水分の排出性能に優れた水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置を提供することをさらに他の目的とする。

本発明は、上記問題点に鑑み、捕捉した水分の再分散を抑制した水分捕集器およびそれを備える燃料フィルタ装置を提供することを他の目的とする。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用することができる。

請求項１に記載の発明は、繊維を集合させてなり、燃料から水分を捕集する繊維集合体と、繊維集合体に燃料を供給する入口としての第１開口、および繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口が形成され、繊維集合体を支持する支持部材であって、繊維集合体の下側に位置づけられ、第２開口へ向けて徐々に低くなるように傾斜している下面を有する支持部材とを備えるという技術的手段を採用する。この発明によると、繊維集合体に捕捉された水滴が傾斜した下面に沿って流れ下る。このため、水滴の排出を促進することができる。

請求項２に記載の発明は、繊維集合体は、燃料の流れ方向の上流側に繊維密度が高い高密度部が位置し、下流側に高密度部より繊維密度が低い低密度部が位置する繊維密度の直列的な分布を有するという技術的手段を採用する。この発明によると、上流側では高密度部によって水分の捕捉が促進され、下流側では低密度部によって水滴の成長が促進される。このため、水分の捕捉性能、凝集性能を向上することができる。

請求項３に記載の発明は、繊維を集合させてなり、燃料から水分を捕集する繊維集合体と、繊維集合体に燃料を供給する入口としての第１開口、および繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口が形成され、繊維集合体を支持する支持部材とを備え、繊維集合体は、燃料の流れ方向の上流側に繊維密度が高い高密度部が位置し、下流側に前記高密度部より繊維密度が低い低密度部が位置する繊維密度の直列的な分布を有するという技術的手段を採用する。この発明によると、上流側では高密度部によって水分の捕捉が促進され、下流側では低密度部によって水滴の成長が促進される。このため、水分の捕捉性能、凝集性能を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、繊維集合体は、さらに、第２開口に面する繊維集合体の表面に、繊維密度が低い低密度部と、低密度部より繊維密度が高い高密度部とが並列的に位置する並列的な繊維密度の分布を有するという技術的手段を採用する。この発明によると、第２開口に面する繊維集合体の出口側の表面に、低密度部と高密度部とが表れる。低密度部では、繊維集合体からの水滴の分離が促進される。このため、水分の排出性能を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、支持部材は、繊維集合体を圧縮することにより低密度部と高密度部とを形成する圧縮部材を備えるという技術的手段を採用する。この発明によると、繊維集合体を圧縮することにより、繊維密度の直列的な分布、および／または繊維密度の並列的な分布を与えることができる。

請求項６に記載の発明は、繊維集合体は環状であり、下面は圧縮部材に設けられた環状のテーパ面を有することを特徴とするという技術的手段を採用する。この発明によると、高さ方向の寸法を小さくできる環状の繊維集合体を用いることができる。

請求項７に記載の発明は、下面には、第１開口側と第２開口側との間に延在する峰と谷とが設けられているという技術的手段を採用する。この発明によると、谷に水滴を集めることができ、排出性をさらに向上させることができる。

請求項８に記載の発明は、支持部材には、さらに、第２開口より上方に位置し、繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第３開口が形成されているという技術的手段を採用する。この発明によると、第２開口の付近に水滴が溜まることがあっても、第３開口から燃料を流出させることができる。

請求項９に記載の発明は、繊維を集合させてなり、燃料から水分を捕集する繊維集合体、および繊維集合体を支持する支持部材を備える水分捕集器であって、支持部材には、繊維集合体に燃料を供給する入口としての第１開口と、繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口と、第２開口より上方に位置し、繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第３開口とが形成されているという技術的手段を採用する。この発明によると、第２開口の付近に水滴が溜まることがあっても、第３開口から燃料を流出させることができる。

請求項１０に記載の発明は、繊維集合体は、親水性の繊維によって構成されているという技術的手段を採用する。この発明によると、繊維集合体の繊維に水分が捕捉されやすい。このため、水分の捕捉性能を向上することができる。

請求項１１に記載の発明は、繊維集合体は、所定の親水性を示す第１部分と、第１部分よりも高い親油性を示す第２部分とを有するという技術的手段を採用する。この発明によると、繊維集合体の第１部分には水滴が通りやすく、第２部分には燃料が通りやすい。このため、燃料の通路を確保することができる。

請求項１２に記載の発明は、第１部分は、第１開口と第２開口とに面するとともに、支持部材の下面に接して配置され、第２部分は、第３開口に面するとともに、支持部材の上面に接して配置されているという技術的手段を採用する。この発明によると、第１部分を通して水分が第２開口へ案内され、第２部分を通して燃料が第３開口へ案内される。

請求項１３に記載の発明は、第１部分は下方に配置され、第２部分は第１部分よりも上方に配置されているという技術的手段を採用する。この発明によると、沈降しやすい水滴を第１部分に通し、第２部分には燃料の通路を確保することができる。

請求項１４に記載の発明は、繊維集合体の中には、第１開口からの燃料の流れを誘導する誘導板が配置されているという技術的手段を採用する。この発明によると、燃料の流れによって水分の捕捉、凝集が阻害されないように、繊維集合体の中における燃料の流れを誘導することができる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１から１４のいずれかに記載の水分捕集器と、水分捕集器よりも燃料の流れ方向の下流側に設けられたフィルタとを備えるという技術的手段を採用する。この発明によると、水分によるフィルタの目詰まりを抑制することができる。

本発明の第１実施形態である水分捕集器を備えた燃料フィルタの模式的な断面図である。 第１実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 第１実施形態の支持部材の形状を示す平面図である。 第１実施形態の支持部材の連結手段の形状を示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 第２実施形態の支持部材の形状を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 第３実施形態の支持部材の形状を示す平面図である。 本発明の第４実施形態の水分捕集器を示す分解断面図である。 本発明の第５実施形態の水分捕集器を示す分解断面図である。 本発明の第６実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 本発明の第７実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 本発明の第８実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 本発明の第９実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。 本発明の第１０実施形態である水分捕集器を備えた燃料フィルタの模式的な断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明を燃料フィルタ装置に適用した第１実施形態を説明する。燃料フィルタ装置は、本発明に係る水分捕集器を備える。燃料フィルタ装置は、ディーゼル機関その他の内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置の部品であって、燃料供給経路に設けられている。内燃機関は、車両あるいは船舶等の動力源として搭載されたもの、あるいは発電用、空調用の動力源として定置されたものである。燃料は、炭化水素の液体である軽油が用いられ、所定の水分を含有している。

図１は、第１実施形態の燃料フィルタ装置１０の模式的な断面図である。図２は、第１実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。図３は、支持部材の形状を示す平面図であって、繊維集合体と接触する支持部材の表面を示している。図４は、支持部材の連結手段の形状を示す拡大断面図である。

図１において、燃料フィルタ装置１０の断面が示されている。図１の上下方向は、燃料フィルタ装置１０の使用状態における上下方向と一致している。燃料フィルタ装置１０は、容器２０とフィルタアッセンブリ３０とを有する。

容器２０は、燃料通路を区画形成するものであって、少なくとも燃料の入口１０ａと、燃料の出口１０ｂとを有している。容器２０は、ベース部分２１と、カップ部分２２とを有する。ベース部分２１とカップ部分２２との間には、円柱状の収容空間が形成される。カップ部分２２は、リテーナ２３によってベース部分２１に固定されている。ベース部分２１とカップ部分２２との間には、フィルタ収容空間２４と、油水分離空間２５とが形成されている。容器２０の使用状態における重力方向の下端には手動操作可能なバルブ２６が設けられている。油水分離空間２５内に貯留された水および異物は、バルブ２６を開くことにより燃料通路から外部へ取り出される。

フィルタアッセンブリ３０は、容器２０内に収容されている。フィルタアッセンブリ３０は、リテーナ２３を解放状態として、カップ部分２２をベース部分２１から分離することにより交換可能である。

フィルタアッセンブリ３０は、主として燃料中の微小な固形物を除去するためのフィルタ４０と、主として燃料中の水分を捕集する水分捕集器５０とを有する。水分捕集器５０は、フィルタ４０に到達する前に水分を除去し、フィルタ４０が水分によって目詰まりを起こすことを予防している。これらフィルタ４０と水分捕集器５０とは、一体的に取り扱い可能に連結されている。フィルタ４０は、微小な固形物を捕捉するための濾紙により構成されている。水分捕集器５０は、水分を捕捉し、捕捉された微小な水滴を凝集させて大きな水滴に成長させる。成長した水滴は、油水分離空間２５へ排出され、重力によって沈降し、カップ部分２２内に貯留される。水分捕集器５０は、大きな固形物は捕捉できるが、およそ燃料中に混入している異物としての微小な固形物に対してはほとんど捕捉能力を有していない。このようにフィルタ４０と水分捕集器５０とは、その濾過性能において明確に区別される。ただし、水分捕集器５０も広い意味でフィルタとして把握することができる。例えば、フィルタ４０を主フィルタと呼び、水分捕集器５０をプレフィルタと呼ぶこともできる。

フィルタ４０と水分捕集器５０とは、容器２０が区画形成する燃料通路において燃料の流れ方向に関して直列に配置されている。燃料の流れ方向に関して、水分捕集器５０が上流側に位置し、フィルタ４０が下流側に位置している。この結果、燃料は、水分捕集器５０を通過した後に、フィルタ４０を通過する。一方、水分捕集器５０は、フィルタ４０よりも重力方向の下方に位置付けられている。この配置により、燃料は水分捕集器５０からフィルタ４０へ向けて上向きに流れ、水滴は下向きに沈降してゆく。この結果、水滴の分離性能が高められている。

フィルタ４０は、フィルタエレメント４１と、樹脂製のフレーム４２とを有している。フィルタエレメント４１は、濾紙をハニカム状あるいは菊花状に成形したものである。この実施形態では、ハニカム状フィルタエレメントが図示されている。フレーム４２は、フィルタエレメント４１を支持する支持部材である。フレーム４２は、入口１０ａから流入した燃料を水分捕集器５０に導入する燃料通路を提供するパイプを有している。フィルタエレメント４１は、パイプと容器２０との間にシールされた状態で配置されている。この結果、フィルタエレメント４１は、図中下方から上方へ流れる燃料を濾過する。フィルタエレメント４１を通過した燃料は、出口１０ｂから流出し、内燃機関に供給される。

図２において、水分捕集器５０は、扁平な円柱状の外観を有する。水分捕集器５０は、フレーム４２の下端に連結されている。水分捕集器５０は、支持部材５２と、繊維集合体５１とを有している。支持部材５２は、フレーム４２のパイプ下端に連結された環状の上板５３と、上板５３の外周端から下方へ垂下された円筒状の外板５４と、上板５３との間に所定の隙間を介して支持された円盤状の下板５５とを有する。上板５３の中央には燃料の入口としての第１開口５２ａが開設されている。外板５４と下板５５との間には環状の隙間が設けられている。この隙間は、燃料の出口としての第２開口５２ｂである。第２開口５２ｂは、後述する連結手段によって複数の開口に分割されている。支持部材５２は、繊維集合体５１へ燃料を流入させる第１開口５２ａと、繊維集合体５１を通過した燃料を流出させる第２開口５２ｂとを有する通路を区画形成する容器としても把握できる。

圧縮部材としての上板５３と圧縮部材としての下板５５との間には、繊維集合体５１が収納され、支持されている。繊維集合体５１は、環状に構成されている。繊維集合体５１は、燃料が流入する入口側表面としての内周面５１ａと、燃料が流出する出口側表面としての外周面５１ｂとを有している。繊維集合体５１は、燃料から水分を捕集する繊維を集合させたものである。繊維集合体５１は、燃料中の水分をその繊維表面に捕捉し、徐々に蓄積することによって水分を凝集させて大きな水滴に成長させる。その一方で、繊維集合体５１の繊維密度は、燃料に混入した微小な固形物に対しては、十分に粗い。そのため、繊維集合体５１は、微小な固形物をほとんど除去することがない。繊維集合体５１は、複数の環状の不織布を厚さ方向に積層して構成されている。繊維集合体５１は、上板５３と下板５５とによってその軸方向、すなわち厚さ方向に圧縮されている。この結果、繊維集合体５１の繊維密度は、圧縮前の繊維密度より高められている。

支持部材５２の上板５３は、その下側の面によって、繊維集合体５１と接触する上面を提供している。この上面は、環状かつ平板状である。下板５５は、その上側の面によって、繊維集合体５１と接触する下面を提供している。

図３において、下板５５の形状が図示されている。下板５５は、ほぼ円板状である。繊維集合体５１の外周面５１ｂは、下板５５の外周縁部に位置している。繊維集合体５１の内周面５１ａは、下板５５上の二点鎖線上に位置している。下板５５の下面は、中央において最も高く、外周縁部に向かうほど徐々に低くなるように傾斜している。この下面は、ほぼ多角錐面と呼ぶことができる。下面は、繊維集合体５１と接触する部分に、環状のテーパ面を有している。入口としての第１開口５２ａが中央に開口している。また、出口としての第２開口５２ｂが外周縁部に開口している。このため、下面は、第１開口５２ａから第２開口５２ｂへ向けて徐々に低くなるように傾斜している。下板５５が提供する下面は、少なくとも繊維集合体５１の外周面５１ｂを含む範囲において、第２開口５２ｂへ向けて徐々に低くなるように傾斜していることが望ましい。このような傾斜面が、水滴を第２開口５２ｂへ向けて案内する。

さらに、下面には、第１開口側と第２開口側との間に延在する峰５５ａと谷５５ｂとが設けられている。下面には、複数の峰５５ａと、複数の谷５５ｂとが設けられている。複数の峰５５ａと複数の谷５５ｂとが交互に設けられている。複数の峰５５ａと複数の谷５５ｂとは、放射状に配置されている。図中の同一円周上においては、谷５５ｂは、峰５５ａより低く形成されている。各々の峰５５ａは、中央から外周縁部へ向けて、すなわち第１開口５２ａから第２開口５２ｂへ向けて徐々に低くなるように傾斜している。また、各々の谷５５ｂは、中央から外周縁部へ向けて、すなわち第１開口５２ａから第２開口５２ｂへ向けて徐々に低くなるように傾斜している。この結果、峰５５ａと谷５５ｂとの間には、中央から外周縁部へ向けて傾斜するとともに、さらに峰５５ａから谷５５ｂに向けて傾斜した傾斜面５５ｃが形成されている。

上板５３が提供する上面と下板５５が提供する下面との間には、繊維集合体５１が厚さ方向に圧縮された状態で支持されている。さらに、下板５５が上記のような形状を有しているため、繊維集合体５１には、繊維密度が低い低密度部と、この低密度部より繊維密度が高い高密度部とが形成されている。

上述のように、下板５５は、テーパ面を有する。このため、繊維集合体５１は、燃料の流れ方向の上流側の内周面５１ａに繊維密度が高い高密度部としての部位５１ｃ、５１ｄが位置し、下流側の外周面５１ｂに高密度部としての部位５１ｃ、５１ｄより繊維密度が低い低密度部としての部位５１ｅ、５１ｆが位置する繊維密度の直列的な分布ＤＲを有する。峰５５ａにおいては、内周面５１ａに高密度部としての部位５１ｃが位置し、外周面５１ｂに低密度部としての部位５１ｅが位置している。谷５５ｂにおいては、内周面５１ａに高密度部としての部位５１ｄが位置し、外周面５１ｂに低密度部としての部位５１ｆが位置している。繊維集合体５１内においては、繊維密度は徐々に変化しており、密度勾配を有している。峰５５ａにおける低密度部としての部位５１ｅの繊維密度は、谷５５ｂにおける高密度部としての部位５１ｄの繊維密度より低いか、同等とすることができる。

また、下板５５は、峰５５ａと谷５５ｂとを有する。このため、繊維集合体５１は、峰５５ａ上から谷５５ｂ上に向けて繊維密度が低下する周方向の並列的な分布ＤＣを有する。この並列的な分布ＤＣは、内周面５１ａ上において、繊維密度が低い低密度部としての部位５１ｄと、低密度部としての部位５１ｄより繊維密度が高い高密度部としての部位５１ｃとが並列的に位置する繊維密度の並列的な分布として表れる。さらに、第２開口５２ｂに面する繊維集合体５１の外周面５１ｂ上にも、繊維密度が低い低密度部としての部位５１ｆと、低密度部としての部位５１ｆより繊維密度が高い高密度部としての部位５１ｅとが並列的に位置する繊維密度の並列的な分布として表れる。繊維集合体５１内においては、繊維密度は徐々に変化しており、密度勾配を有している。

図４において、下板５５と上板５３とを連結するための連結手段が図示されている。連結手段は、係合部５５ｄと被係合部５４ａとによって構成される。係合部５５ｄは、下板５５の外周縁部から延び出すＪ字状の弾性片と、その先端に設けられた係合爪とを有する。被係合部５４ａは、外板５４に設けられた係合穴によって提供されている。係合部５５ｄは、被係合部５４ａに係合することで、繊維集合体５１を圧縮した状態で下板５５と上板５３とを連結する。連結手段は、下板５５の周方向に沿って等間隔に３つ設けられている。

以上に述べた実施形態では、入口１０ａから燃料が流入すると、燃料は水分捕集器５０を通過する。水分捕集器５０においては、燃料は、第１開口５２ａから供給され、繊維集合体５１内を通過し、第２開口５２ｂから容器２０内に流出する。燃料は、繊維集合体５１内を、主として径方向に流れる。このとき、燃料は、繊維集合体５１の繊維密度の分布ＤＲ、ＤＣと、下板５５の峰５５ａおよび谷５５ｂとによって、繊維集合体５１内の周方向への流れ成分を与えられる。この結果、繊維集合体５１内においては、峰５５ａ上から谷５５ｂ上へ向かう燃料の流れが形成される。繊維集合体５１の外周面５１ｂにおいては、峰５５ａ上よりも谷５５ｂ上から多くの燃料が流出する。

水分捕集器５０内において、燃料中に分散している水分は、繊維集合体５１の繊維に捕捉される。捕捉された水分は、繊維上を伝わって移動し徐々に凝集する水滴となる。水滴は徐々に大きく成長し、繊維集合体５１の出口側である外周面５１ｂにおいて最大化される。繊維集合体５１で捕捉され凝集した水滴は、第２開口５２ｂから油水分離空間２５に流出する。水滴は、重力によって油水分離空間２５内を沈降し、カップ部分２２の底部に貯留される。貯留された水は、バルブ２６を開くことによって外部へ取り出される。一方、第２開口５２ｂから流出した燃料は、油水分離空間２５から上方へと流れ、フィルタ４０を通過して、出口１０ｂから流出する。

この実施形態の繊維集合体５１は、径方向に沿って入口側に高密度部が位置し、出口側に低密度部が位置する繊維密度の直列的な分布ＤＲを有している。この繊維密度の直列的な分布ＤＲは、以下に述べる作用効果の少なくともひとつを提供する。第１に、水滴が徐々に凝集し成長してゆく過程に沿って、繊維集合体５１内の繊維間隔が広がるため、水滴の成長が促進される。成長した水滴を保持できる繊維間隔が提供されるからである。第２に、出口側における低い繊維密度は、成長した水滴が繊維間に水膜を形成することを抑制する。この結果、水膜による圧力損失の増加が抑制される。また、水膜が凍結することによる圧力損失の増加、または目詰まりが抑制される。第３に、出口側における低い繊維密度は、繊維集合体５１からの水滴の離脱を促進する。この結果、繊維集合体５１の外周面５１ｂにおいて過剰に水滴が蓄積されることが防止される。また、蓄積された水滴が凍結することによる圧力損失の増加、または目詰まりが抑制される。

また、別の観点では、この実施形態の繊維集合体５１は、出口側である外周面に繊維密度の並列的な分布ＤＣを有している。この繊維密度の並列的な分布ＤＣは、以下に述べる作用効果の少なくともひとつを提供する。第１に、繊維密度の並列的な分布ＤＣは、水滴が集中しやすく、しかも繊維集合体５１から比較的離脱しやすい部位を提供し、繊維集合体５１からの水滴の離脱を促進する。この結果、繊維集合体５１の外周面５１ｂにおいて過剰に水滴が蓄積されることが防止される。また、蓄積された水滴が凍結することによる圧力損失の増加、または目詰まりが抑制される。第２に、繊維密度の並列的な分布ＤＣは、繊維間に水膜が形成されにくく、しかも水膜が破れやすい部位を提供する。この結果、水膜による圧力損失の増加が抑制される。また、水膜が凍結することによる圧力損失の増加、または目詰まりが抑制される。

また、別の観点では、この実施形態の下板５５は、第２開口５２ｂへ向けて低くなるテーパ面を有している。このテーパ面は、繊維集合体５１内の下部に沈降した水滴を第２開口５２ｂへ案内する。このため、繊維集合体５１内に水滴が滞留することが抑制される。

また、別の観点では、この実施形態の下板５５は、第１開口５２ａから第２開口５２ｂへ向けて延在する峰５５ａと谷５５ｂとを有している。これにより、水滴が峰５５ａから谷５５ｂへ流れるため、凝集が促進される。また、繊維集合体５１の外周面５１ｂにおいては、谷５５ｂによって水滴の成長が促進されるため、水滴が繊維集合体５１から離脱しやすくなる。

さらに、下板５５は、テーパ面に加えて、さらに峰５５ａと谷５５ｂとを有しているため、それらの作用効果の両方を得ることができる。

さらに、この実施形態では、下板５５によって繊維集合体５１を圧縮して上記直列的な分布ＤＲと並列的な分布ＤＣとを提供しているため、それらの作用効果が相乗的に得られ、水分の高い捕捉性能と、水分の高い排出性能とが得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明を適用した第２実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図５は、この実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。図６は、支持部材の形状を示す平面図である。

図５および図６において、支持部材２５２は、下板２５５を採用している。下板２５５は、その中央に円形の平面部分２５５ａを有している。下板２５５は、部分多角錐状であって、その外周部分に環状のテーパ面を有している。この実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明を適用した第３実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図７は、この実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。図８は、支持部材の形状を示す平面図である。

図７および図８において、支持部材３５２は、下板３５５を採用している。下板３５５は、その中央に多角形の平面部分３５５ｄを有している。下板３５５は、部分多角錐状であって、その外周部分に環状のテーパ面を有している。下板３５５は、放射状に延在し、交互に配置された複数の峰３５５ａと複数の谷３５５ｂとを有する。

繊維集合体３５１の内周面３５１ａは、平面部分３５５ｄ上に位置している。このため、繊維集合体３５１は、その内周面３５１ａにおいては、周方向に沿って一定量だけ圧縮される。よって、内周面３５１ａには、その全体が繊維密度が比較的高い高密度部としての部位３５１ｃとなる。繊維集合体３５１の外周面３５１ｂは、峰３５５ａと谷３５５ｂとの上に位置している。このため、繊維密度の並列的な分布ＤＣが外周面３５１ｂに表れる。外周面３５１ｂには、低密度部としての部位３５１ｆと高密度部としての部位３５１ｅとが表れている。

この実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、繊維集合体３５１の入口側である内周面３５１ａにおいて一様な繊維密度が提供されるため、繊維集合体３５１の周方向に関して均等に燃料を流入させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明を適用した第４実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図９は、この実施形態の水分捕集器の分解状態を示す拡大断面図である。

水分捕集器４５０は、支持部材４５２と、繊維集合体４５１とを有している。支持部材４５２は、環状の上板４５３と、円錐状の下板４５５とを有している。下板４５５は、峰や谷を持たない。上板４５３と下板４５５とは、適宜の連結手段によって所定の間隔をもって連結され、それらの間に配置された繊維集合体４５１を圧縮して支持する。繊維集合体４５１は、複数の環状不織布を積層して構成されている。上板４５３と下板４５５とが連結されると、繊維集合体４５１は、内周側から外周側へ向けて繊維密度が徐々に低くなるように圧縮される。このため、繊維密度の直列的な分布が得られる。この実施形態によると、繊維密度の直列的な分布による作用効果が得られる。また、円錐状の下板４５５が提供するテーパ面による作用効果を得ることができる。

なお、以上に述べた実施形態では下板５５、２５５、３５５、４５５だけにテーパ面を設けて繊維集合体５１、４５１を圧縮したが、上板にもテーパ面を設けてもよい。例えば、図９に破線で図示されるように、凸テーパ面を有する上板４５３ａ、または凹テーパ面を有する上板４５３ｂを採用することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明を適用した第５実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図１０は、この実施形態の水分捕集器の分解状態を示す拡大断面図である。

水分捕集器５５０は、支持部材５５２と、繊維集合体５５１ａ、５５１ｂとを有する。支持部材５５２は、上板５５３、下板５５５ともに平板上であって、繊維集合体を均一に圧縮して支持する。入口側に配置される入口側の繊維集合体５５１ａは、所定の高い繊維密度をもつ。出口側に配置される出口側の繊維集合体５５１ｂは、入口側の繊維集合体５５１ａより低い繊維密度をもつ。入口側の繊維集合体５５１ａと出口側の繊維集合体５５１ｂとは、径方向に内側、外側に配置される。この結果、繊維集合体５５１ａ、５５１ｂは、全体として内周側から外周側へ向けて繊維密度が徐々に低くなる繊維密度の直列的な分布を提供する。この実施形態によると、繊維密度の直列的な分布による作用効果が得られる。

（第６実施形態）
次に、本発明を適用した第６実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図１１は、この実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。

水分捕集器６５０は、支持部材６５２と、その内部に収容された繊維集合体６５１とを有している。支持部材６５２は、環状の上板６５３と、上板６５３の外周縁部から垂下する円筒状の外板６５４と、上板６５３と対向して配置された下板６５５とを有する。上板６５３のほぼ中央には、燃料を繊維集合体６５１に流入させる入口としての第１開口６５２ａが開口している。下板６５５は、その中央部に円錐状の凸部を有し、その円錐面によって傾斜面を提供している。下板６５５と外板６５４との間には、繊維集合体６５１を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口６５２ｂが開口している。第２開口６５２ｂは、支持部材６５２のうちの最も下部に開口している。外板６５４には、繊維集合体６５１を通過した燃料が流出可能な出口としての第３開口６５２ｃが開口している。第３開口６５２ｃは、第２開口６５２ｂより上方にて開口している。下板６５５が提供する下面は、第２開口６５２ｂへ向けて徐々に低くなるように傾斜している。

繊維集合体６５１は、上板６５３が提供する上面と、外板６５４が提供する外面と、下板６５５が提供する下面とに接して収容されている。繊維集合体６５１は、所定の親水性を示す繊維を多く含むことによって全体としても比較的高い親水性を示すように構成されている。繊維集合体６５１を主として構成する繊維としては、レーヨン、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などを用いることができる。

この実施形態によると、燃料中の水分は繊維集合体６５１に捕捉され、水滴として凝集する。水滴は、繊維集合体６５１内の繊維を伝って流下してゆく。下板６５５に到達した水滴は、下板６５５の傾斜面に沿って第２開口６５２ｂに案内されてゆく。水滴は、第２開口６５２ｂの近傍で大きな水滴に成長し、第２開口６５２ｂから離脱して油水分離空間２５内を沈降してゆく。一方、繊維集合体６５１内を通過する燃料は、第２開口６５２ｂと第３開口６５２ｃとの両方から流出してゆく。このとき、第２開口６５２ｂの周辺に水滴が溜まると、燃料は圧力損失が小さくなるように、第３開口６５２ｃから優先的に流出する。この結果、第２開口６５２ｂの周辺に案内された水滴が、燃料の流れによって強制的に押し出されたり、分散されたりすることが回避される。

（第７実施形態）
次に、本発明を適用した第７実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図１２は、この実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。

水分捕集器７５０は、繊維集合体は第１部分７５１ａと、第２部分７５１ｂとを有する。第１部分７５１ａは、比較的高い親水性を示す繊維を主として含み、全体としても比較的高い親水性を示す。第１部分７５１ａは、第１開口６５２ａと第２開口６５２ｂに面するとともに、下板６５５が提供する下面に接して配置されている。第１部分７５１ａは、ほぼ円錐状に構成されている。一方、第２部分７５１ｂは、比較的親油性を示す繊維を多く含んでおり、全体として第１部分７５１ａよりも高い親油性を示す。なお、親油性とは、燃料との濡れ性の高さを示すものである。第２部分７５１ｂは、第１部分７５１ａより低い親水性を示す。第２部分７５１ｂは、第３開口６５２ｃに面するとともに、上板６５３が提供する上面に接して配置されている。第２部分７５１ｂは、ほぼ環状に構成されている。第１部分７５１ａは下方に配置され、第２部分７５１ｂは第１部分７５１ａよりも上方に配置されている。

この実施形態によると、水分は主として第１部分７５１ａに捕捉され、第１部分７５１ａに沿って第２開口６５２ｂに流れてゆく。一方、燃料は、第１部分７５１ａよりも親油性が高い第２部分７５１ｂを通りやすい。このため、燃料は第２開口６５２ｂより、第３開口６５２ｃから流出しやすくなる。また、第１部分７５１ａに捕捉された水分が第２部分７５１ｂへ移動しにくいため、第３開口６５２ｃを通る燃料流出経路を維持することができる。

（第８実施形態）
次に、本発明を適用した第８実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図１３は、この実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。

水分捕集器８５０は、容器を提供する支持部材８５２と、支持部材８５２内に収容された繊維集合体８５１ａ、８５１ｂと、支持部材８５２内に収容された誘導部材８５６とを備える。支持部材８５２は、中央に入口としての第１開口８５２ａが開設された環状の上板８５３と、上板８５３の外周縁から垂下した円筒状の外板８５４と、漏斗状の下板８５５とを有する。下板８５５は、繊維集合体８５１ａ、８５１ｂに向けて凹状のテーパ面を有し、その最下部に単一の第２開口８５２ｂが開設されている。第２開口８５２ｂは、第１開口８５２ａの延長上に位置している。外板８５４には、第２開口８５２ｂより上方に開口する第３開口８５２ｃが開設されている。繊維集合体の第１部分８５１ａは、上述の第１部分７５１ａと同じ特徴を有している。繊維集合体の第２部分８５１ｂは、上述の第２部分７５１ｂと同じ特徴を有している。誘導部材８５６は、第１開口８５２ａと第２開口８５２ｂとの間の直線的な連通を阻止するように広がる誘導板である。誘導部材８５６は、第１開口８５２ａへ向かって凸状にやや湾曲している。

この実施形態によると、燃料は、誘導部材８５６に衝突して第３開口８５２ｃに向けて誘導される。このとき、燃料は、第１部分８５１ａから第２部分８５１ｂへ流れやすい。一方、第１部分８５１ａに捕捉された水分は、第１部分８５１ａ内を伝わって流れやすいため、誘導部材８５６の縁を迂回して第２開口８５２ｂへ流下してゆく。誘導部材８５６は、燃料の流れによって水分の捕捉、凝集が阻害されないように、繊維集合体８５１ａ、８５１ｂの中における燃料の流れを誘導する。なお、この実施形態においては、繊維集合体として第１部分８５１ａだけを支持部材８５２内に満たしてもよい。

（第９実施形態）
次に、本発明を適用した第９実施形態を説明する。この実施形態では、先行する実施形態で説明した燃料フィルタ装置の水分捕集器５０と代替可能な水分捕集器を説明する。先行する説明を参照することができる構成要素には、先行実施形態と同一の符号を付した。図１４は、この実施形態の水分捕集器を示す拡大断面図である。

水分捕集器９５０は、支持部材９５２と、その内部に収容された繊維集合体９５１とを有している。支持部材９５２は、中央に第１開口９５２ａが開設された環状の上板９５３と、上板９５３の外周縁部から垂下する円筒状の外板９５４と、上板９５３と対向して配置された下板９５５とを有する。下板９５５は、その中央部に円錐状の凸部を有し、その円錐面によって傾斜面を提供している。下板９５５と外板９５４との間には、第２開口９５２ｂが開口している。上板９５３には、繊維集合体９５１を通過した燃料が流出可能な出口としての第３開口９５２ｃが開口している。第３開口９５２ｃは、第２開口９５２ｂより上方にて開口している。上板９５３は、誘導部材９５６を有している。誘導部材９５６は、第１開口９５２ａから延び出しており、円筒部と拡大部とを有している。

この実施形態によると、燃料は、誘導部材９５６に沿って広がり、第２開口９５２ｂおよび第３開口９５２ｃに向けて誘導される。このとき、繊維集合体９５１に捕捉された水分は第２開口９５２ｂに流れやすく、燃料は第３開口９５２ｃへ流れやすい。なお、繊維集合体９５１に代えて、上述の実施形態に倣って第１部分７５１ａと第２部分７５１ｂとを備えてもよい。

（第１０実施形態）
次に、本発明を適用した第１０実施形態を説明する。先行する実施形態では、燃料フィルタ装置を軸対称に構成したが、この実施形態のように燃料フィルタ装置１０１０は非対称に構成されてもよい。図１５は、この実施形態の燃料フィルタ装置を示す断面図である。

燃料フィルタ装置１０１０は、容器１０２０を有する。容器１０２０には、入口１０１０ａと、出口１０１０ｂとが形成される。容器１０２０内には、フィルタエレメント１０４１と、水分捕集器１０５０とが収容される。水分捕集器１０５０は、図１３に図示され説明された水分捕集器８５０の右半部に相当する構成を備えている。

この実施形態においても、水分捕集器１０５０は、下面に設けられた傾斜面による上述の作用効果と、第２開口より上方にて開口するように設けられた第３開口による上述の作用効果とを得ることができる。

（他の実施形態）
本発明の技術的範囲は、上述した実施形態にのみ限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で、多様な変形、改良、または拡張を伴うことができる。本発明は、少なくとも次のような変形、改良または拡張を伴う実施形態を包含する。例えば、上記実施形態に示された特徴的な構成は、それぞれ組み合わせて用いることができる。まず、第１実施形態ないし第５実施形態に示した繊維密度の分布は、第６実施形態ないし第１０実施形態においても採用することができる。例えば、下板６５５によって繊維集合体６５１を圧縮することにより中央部に高密度部が位置し、外周部に低密度部が位置する分布を与えることができる。また、下板６５５に峰と谷とを設けてもよい。また、第６実施形態ないし第１０実施形態に示した第３開口は、第１実施形態ないし第５実施形態においても採用することができる。例えば、第１実施形態の上板５３の繊維集合体５１と接触する部位に第３開口を設けてもよい。

１０、１０１０ 燃料フィルタ装置、
２０、１０２０ 容器、
３０ フィルタアッセンブリ、
４０ フィルタ、 ４１、１０４１ フィルタエレメント、
４２ フレーム、
５０、４５０、５５０、６５０、７５０、８５０、９５０、１０５０ 水分捕集器、
５１、３５１、４５１、５５１ａ、５５１ｂ、６５１、７５１ａ、７５１ｂ、８５１ａ、８５１ｂ、９５１ 繊維集合体、
５２、２５２、３５２、４５２、５５２、６５２、８５２、９５２ 支持部材、
５２ａ、６５２ａ、８５２ａ、９５２ａ 第１開口、
５２ｂ、６５２ｂ、８５２ｂ、９５２ｂ 第２開口、
６５２ｃ、８５２ｃ、９５２ｃ 第３開口、
５３、４５３、４５３ａ、４５３ｂ、５５３、６５３、８５３、９５３ 上板、
５４、６５４、８５４、９５４ 外板、
５５、２５５、３５５、４５５、５５５、６５５、８５５、９５５ 下板、
５５ａ、３５５ａ 峰、
５５ｂ、３５５ｂ 谷、
５５ｃ 傾斜面、
６５２ａ、６５２ｂ、６５２ｃ、８５２ａ、８５２ｂ、８５２ｃ、９５２ａ、９５２ｂ、９５２ｃ 開口、
８５６、９５６ 誘導部材。

Claims (15)

1. 繊維を集合させてなり、燃料から水分を捕集する繊維集合体と、
   前記繊維集合体に燃料を供給する入口としての第１開口、および前記繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口が形成され、前記繊維集合体を支持する支持部材であって、前記繊維集合体の下側に位置づけられ、前記第２開口へ向けて徐々に低くなるように傾斜している下面を有する支持部材と
   を備えることを特徴とする水分捕集器。
2. 前記繊維集合体は、燃料の流れ方向の上流側に繊維密度が高い高密度部が位置し、下流側に前記高密度部より繊維密度が低い低密度部が位置する繊維密度の直列的な分布を有することを特徴とする請求項１に記載の水分捕集器。
3. 繊維を集合させてなり、燃料から水分を捕集する繊維集合体と、
   前記繊維集合体に燃料を供給する入口としての第１開口、および前記繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口が形成され、前記繊維集合体を支持する支持部材とを備え、
   前記繊維集合体は、燃料の流れ方向の上流側に繊維密度が高い高密度部が位置し、下流側に前記高密度部より繊維密度が低い低密度部が位置する繊維密度の直列的な分布を有することを特徴とする水分捕集器。
4. 前記繊維集合体は、さらに、前記第２開口に面する前記繊維集合体の表面に、繊維密度が低い低密度部と、前記低密度部より繊維密度が高い高密度部とが並列的に位置する繊維密度の並列的な分布を有することを特徴とする請求項２または３に記載の水分捕集器。
5. 前記支持部材は、前記繊維集合体を圧縮することにより前記低密度部と前記高密度部とを形成する圧縮部材を備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の水分捕集器。
6. 前記繊維集合体は環状であり、
   前記下面は前記圧縮部材に設けられた環状のテーパ面を有することを特徴とする請求項５に記載の水分捕集器。
7. 前記下面には、前記第１開口側と前記第２開口側との間に延在する峰と谷とが設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の水分捕集器。
8. 前記支持部材には、さらに、前記第２開口より上方に位置し、前記繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第３開口が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の水分捕集器。
9. 繊維を集合させてなり、燃料から水分を捕集する繊維集合体、および
   前記繊維集合体を支持する支持部材を備える水分捕集器であって、
   前記支持部材には、
   前記繊維集合体に燃料を供給する入口としての第１開口と、
   前記繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第２開口と、
   前記第２開口より上方に位置し、前記繊維集合体を通過した燃料が流出可能な出口としての第３開口とが形成されていることを特徴とする水分捕集器。
10. 前記繊維集合体は、親水性の繊維によって構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の水分捕集器。
11. 前記繊維集合体は、所定の親水性を示す第１部分と、前記第１部分よりも高い親油性を示す第２部分とを有することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の水分捕集器。
12. 前記第１部分は、前記第１開口と前記第２開口とに面するとともに、前記支持部材の下面に接して配置され、
    前記第２部分は、前記第３開口に面するとともに、前記支持部材の上面に接して配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の水分捕集器。
13. 前記第１部分は下方に配置され、前記第２部分は前記第１部分よりも上方に配置されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の水分捕集器。
14. 前記繊維集合体の中には、前記第１開口からの燃料の流れを誘導する誘導板が配置されていることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の水分捕集器。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の水分捕集器と、
    前記水分捕集器よりも燃料の流れ方向の下流側に設けられたフィルタとを備えることを特徴とするフィルタ装置。

Images