JP2011230111A - フィルタエレメント、フィルタ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、燃料中の水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制でき、液中のダスト濃度が高い場合であっても水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制できるフィルタエレメントを提供する。
【解決手段】 フィルタエレメント５０は、燃料Ｆ中のダストＤを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材５１と、第１の濾材５１の内側に収容されるとともに、燃料Ｆ中の水分Ｗを取り除く機能を有する第２の濾材５２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば燃料中のダストと水分とを濾過する技術に関する。
従来、燃料タンクと内燃機関とを連通し、燃料タンク内の燃料をエンジン（内燃機関）に導く燃料流路中には、燃料中のダストと水分を取り除くためのフィルタ装置が設けられている。フィルタ装置は、１つの濾材を備えている。（例えば、特許文献１参照）。
特表２００４−５００５０６号公報
しかしながら、特許文献１に開示されるように１つの濾材を用いる構造であると、当該１つの濾材は、燃料中のダストと水分とを取り除く機能を有することが求められる。１つの濾材が、燃料中のダストと水分とを取り除く場合、濾材がダストを捕集するにしたがって、水分を取り除く機能が低下する傾向にある。このため、濾材は、水分を取り除く機能が早期に低下してしまうことが考えられる。水分を取り除く機能が早期に低下することは、好ましくない。
このため、本発明は、液中の水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制でき、液中のダスト濃度が高い場合であっても水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制できるフィルエレメント提供することを目的とする。また、他の本発明は、液中の水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制でき、液中のダスト濃度が高い場合であっても水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制できるフィルタ装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明のフィルタエレメントは、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントとを備える。
請求項２に記載の発明のフィルタエレメントは、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントを内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントとを備える。
請求項３に記載の発明のフィルタ装置は、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントとを具備するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、前記ハウジング内に前記液を導く流入路と、前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、前記第２のエレメントで取り除かれた水分をためる貯水部と、前記第２のエレメントで取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路とを備える。前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとの間には、隙間が形成される。前記第２のエレメントは、撥水性を有して前記液が前記第２のエレメントを通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離する。前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通する。前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を備える。前記流入路は、前記基部内に形成される。前記流出路は、前記基部内に形成される。前記貯水部は、前記基部に取り付けられる。前記流路は、前記基部内に形成される。
請求項４に記載の発明のフィルタ装置は、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントを内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントとを具備するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、前記第１のエレメントの内側に前記液を導く流入路と、前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、前記第２のエレメントで取り除かれた水分をためる貯水部と、前記第２のエレメントで取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路とを備える。前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとの間には、隙間が形成される。前記第２のエレメントは、撥水性を有して前記液が前記第２の濾材を通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離する。前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通する。前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を備える。前記流入路は、前記基部内に形成される。前記流出路は、前記基部内に形成される。前記貯水部は、前記基部に取り付けられる。前記流路は、前記基部内に形成される。
請求項５に記載の発明のフィルタ装置は、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの両端を支持する一対のプレートとを具備するダスト分離用フィルタエレメントと、前記液中の水を分離する機能を有する筒状の第２のエレメントと、前記第２のエレメントの両端を支持する一対のプレートとを具備する水分離用フィルタエレメントと、前記ダスト分離用フィルタエレメントと前記水分離用フィルタエレメントとを収容するハウジングと、前記第１のエレメントの内側に前記液を導く流入路と、前記第２のエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、前記第２のエレメントで取り除かれた水分をためる貯水部とを備える。前記ダスト分離用フィルタエレメントと前記水分離用フィルタエレメントとが前記ハウジング内に収容された状態において、前記ダスト分離用フィルタエレメントは前記第２のエレメントの軸線が延びる方向に前記水分離用フィルタエレメントに並び、かつ、前記水分離用フィルタエレメントは、前記液の流れる方向において前記ダスト分離用フィルタエレメントよりも下流であって、重力が作用する方向に進んだ位置に配置される。前記ハウジングの内面と前記第１のエレメントの外面との間には第１の隙間が設けられる。前記ハウジングと前記第２のエレメントとの間には、前記第１の隙間と前記貯水部とに連通する第２の隙間が設けられる。前記第２のエレメントは、撥水性を有して前記液が前記第２のエレメントを通過する際に前記液中の水分を前記第２の隙間内に分離する。
請求項６に記載のフィルタエレメントは、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、前記第１の濾材の内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材とを備える。
請求項７に記載の発明のフィルタエレメントは、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、前記第１の濾材を内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材とを備える。
請求項８に記載のフィルタ装置は、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、前記第１の濾材の内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材とを具備するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、前記ハウジング内に前記液を導く流入路と、前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、前記第２の濾材で取り除かれた水分をためる貯水部と、前記第２の濾材で取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路とを備える。前記第１のフィルタエレメントと前記第２の濾材との間には、隙間が形成される。前記第２の濾材は、撥水性を有して前記液が前記第２の濾材を通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離する。前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通する。前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を備える。前記流入路は、前記基部内に形成される。前記流出路は、前記基部内に形成される。前記貯水部は、前記基部に取り付けられる。前記流路は、前記基部内に形成される。
請求項９に記載の発明のフィルタ装置は、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、前記第１の濾材を内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材とを具備するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、前記第１の濾材の内側に前記液を導く流入路と、前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、前記第２の濾材で取り除かれた水分をためる貯水部と、前記第２の濾材で取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路とを備える。前記第１のフィルタエレメントと前記第２の濾材との間には、隙間が形成される。前記第２の濾材は、撥水性を有して前記液が前記第２の濾材を通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離する。前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通する。前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を備える。前記流入路は、前記基部内に形成される。前記流出路は、前記基部内に形成される。前記貯水部は、前記基部に取り付けられる。前記流路は、前記基部内に形成される。
本発明によれば、液中の水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制できるフィルタエレメントを提供できる。また、他の本発明によれば、液中の水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制できるフィルタエレメントを備える燃料フィルタ装置を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置を備える、燃料タンクからエンジンまでのシステムを示す概略図。 図１に示されたハウジングとフィルタエレメントとが分解された状態を示す分解図。 図２に示される基部を本体筒部側から見た平面図。 図２に示される基部を貯水部側から見た平面図。 図２に示される第２のプレートを示す平面図。 本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置を備える、燃料タンクからエンジンまでのシステムを示す概略図。 本発明の第３の実施形態に係るフィルタ装置を備える、燃料タンクからエンジンまでのシステムを示す概略。 図７に示されるフィルタ装置の分解図。
本発明の第１の実施形態に係るフィルタエレメントとフィルタ装置とを、図１〜５を用いて説明する。図１は、燃料Ｆを収容する燃料タンク１０からエンジン２０（内燃機関）までのシステム１を示している。燃料Ｆは、本発明で言う濾過すべき液の一例である。システム１は、一例として、重機などに用い用いられている。図１に示すように、システム１は、燃料タンク１０と、エンジン２０と、燃料タンク１０とエンジン２０とを連通して燃料Ｆをエンジン２０に導く燃料流路３０と、燃料流路３０中に設けられて燃料Ｆを濾過するフィルタ装置４０とを備えている。図１中では、フィルタ装置４０は、断面が示されている。
燃料流路３０は、燃料タンク１０とフィルタ装置４０とを連通する第１の燃料流路部３１と、フィルタ装置４０とエンジン２０とを連通する第２の燃料流路部３２とを備えている。第１の燃料流路部３１は、燃料タンク１０中の燃料Ｆをフィルタ装置４０に導く。第２の燃料流路部３２は、フィルタ装置４０を通過した燃料Ｆをエンジン２０に導く。なお、図中、第１の燃料流路部３１は、一部が示されており、他の部分は２点鎖線で省略して示されている。第２の燃料流路部３２は、一部が示されており、他の部分は２点鎖線で省略して示されている。
フィルタ装置４０は、一対のフィルタエレメントを備えるフィルタエレメント５０と、フィルタエレメント５０で分離された水分Ｗを収容する貯水部１１０と、フィルタエレメント５０を収容するハウジング７０とを備えている。図２は、ハウジング７０とフィルタエレメント５０とが分解された状態を示す。図２では、フィルタエレメント５０の半分は、断面が示されている。
図１，２に示すように、フィルタエレメント５０は、第１の濾材５１と、第２の濾材５２と、第１のプレート５３と、第２のプレート５４と、第１の内筒５５と、第２の内筒５６とを備えている。本発明で言うフィルタエレメントは、濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する第１の濾材（第１のエレメント）と、液中の水分を取り除く機能を有する第２の濾材（第２のエレメント）を備えるものを示す。なお、第１の濾材５１は、本発明で言う第１のエレメントの一例である。第２の濾材５２は、本発明で言う第２のエレメントの一例である。
第１の濾材５１は、燃料Ｆ中のダストＤを捕集可能な板状の材料をひだ折りして（プリーツ状にして）筒状にすることによって形成されている。このため、第１の濾材５１は、両端が開口する筒状である。燃料Ｆが第１の濾材５１を通過する際に、燃料Ｆ中のダストＤが第１の濾材５１に捕集される。このことによって、燃料Ｆ中のダストが取り除かれる。ダストは、本発明では、水分以外の異物を示す。ダストの一例としては、微小な固形物である。ダストＤを捕集するとは、本発明で言う濾過すべき液中のダストを取り除く機能の一例である。
第１の内筒５５は、第１の濾材５１の内側に収容されている。第１の内筒５５は、一例として金属性であり、両端が開口する筒状に形成されている。第１の内筒５５には、周壁を貫通する複数の貫通孔５５ａが形成されている。貫通孔５５ａは、第１の内筒５５の周壁部の全域に形成されている。第１の内筒５５は、第１の濾材５１の内面に当接しており、第１の濾材５１が内側に変形しないように、第１の濾材５１を支持している。
第２の濾材５２は、燃料Ｆが通過可能であるとともに撥水性を有する板状の材料をひだ折りして（プリーツ状にして）筒状にすることによって形成されている。このため、第２の濾材５２は、両端が開口する筒状である。第２の濾材５２は、第１の濾材５１内に収容されている。第１の濾材５１と第２の濾材５２との間には、隙間Ｓが設定されている。より具体的には、第２の濾材５２と第１の内筒５５との間には、隙間Ｓが形成されている。第２の濾材５２は、第１の濾材５１と同軸になるように配置されている。隙間Ｓは、第２の濾材５２の周囲に連続する環状に形成されている。第１の濾材５１を通過した燃料Ｆが第２の濾材５２を通過する際に、燃料Ｆ中の水分Ｗが第２の濾材５２の表面ではじかれて隙間Ｓ内に落ちる。水分Ｗを撥水機能を利用して分離することは、本発明で言う、液中の水分を取り除く機能の一例である。
第２の内筒５６は、第２の濾材５２の内側に収容されている。第２の内筒５６は、一例として金属性であり、両端が開口する筒状に形成されている。第２の内筒５６の周壁には、周壁を貫通する複数の貫通孔５６ａが形成されている。貫通孔５６ａは、周壁の全域に形成されている。第２の内筒５６は、第２の濾材５２の内面に当接しており、第２の濾材５２が内側に変形しないように、第２の濾材５２を支持している。
上記のように、第１，２の濾材５１，５２が、燃料Ｆ中のダストＤと水分Ｗとの捕集、分離を分担して行うので、第１の濾材５１は、燃料Ｆ中の水分Ｗを取り除く機能を有さなくてよい。言い換えると、第１の濾材５１を構成する材料は、ダストＤを捕集し、かつ、燃料Ｆ中の水分Ｗは、捕集せずに通過させる性質を有する。第２の濾材５２は、燃料Ｆ中のダストＤを取り除く機能を有さなくてよい。
第１のプレート５３は、第１，２の濾材５１，５２の一端５１ａ，５２ａと、第１，２の内筒５５，５６との一端５５ｂ，５６ｂとを支持している。具体的には、第１のプレート５３は、一端５１ａ，５２ａ，５５ｂ，５６ｂを液密に覆うプレート状であり、環状に形成される第１の突出部５７と、第１の突出部５７の内側に形成される第２の突出部５８とを備えている。第１の突出部５７は、第１の内筒５５の内側にはまる。第２の突出部５８は、第２の内筒５６の内側にはまる。また、第１のプレート５３の周縁部５３ａは、立ち上がっている。周縁部５３ａは、第１の濾材５１の一端の縁部を覆って支持している。
第２のプレート５４は、第１，２の濾材５１，５２の他端５１ｂ，５２ｂと、第１，２の内筒５５，５６の他端５５ｃ，５６ｃとを支持している。具体的には、第２のプレート５４は、他端５１ｂ，５２ｂ，５５ｃ，５６ｃを覆うプレート状であり、環状に形成される第３の突出部５９と、第３の突出部５９の内側で環状に形成される第４の突出部６０とを備えている。第３の突出部５９は、第１の内筒５５の内側にはまる。第４の突出部６０は、第２の内筒５６の内側にはまる。また、第２のプレート５４の周縁部５４ａは、立ち上がっている。周縁部５４ａは、第１の濾材５１の他端の縁部を支持している。
ハウジング７０は、基部８０と、本体筒部９０と、蓋部材１００とを備えている。基部８０は、フィルタエレメント５０を支持する。
本体筒部９０は、一例として金属性であり、両端が開口する筒状である。本体筒部９０の一端は、基部８０に固定されて液密に閉塞されている。
フィルタエレメント５０は、基部８０と本体筒部９０とによって規定される空間内に収容される。そして、フィルタエレメント５０は、基部８０に固定される。フィルタエレメント５０を基部８０に固定する固定構造について具体的に説明する。
基部８０の中央部には、一段高くなる固定部８３が形成されている。図３は、基部８０を本体筒部９０側から見た平面図である。図３に示すように、固定部８３は、平面形状が円である。フィルタエレメント５０の第２のプレート５４には、内側に固定部８３がはまる筒状の嵌合部８４が形成されている。嵌合部８４の内側には、シール部材の一例として、Ｏリング８５が形成されている。固定部８３が嵌合部８４内にはまることによって、フィルタエレメント５０は、基部８０に固定される。Ｏリング８５によって、固定部８３と嵌合部８４との間が液密にシールされる。
また、基部８０は、第１の燃料流路部３１と連通して濾過される前の燃料Ｆをフィルタエレメント５０に導く流入路８１と、第２の燃料流路部３２と連通してフィルタエレメント５０で濾過された後の燃料Ｆを第２の燃料流路部３２に導く流出路８２とが形成されている。
図２，３に示すように、流入路８１は基部８０の側部からフィルタエレメント５０が固定される側の表面にわたって形成されている。図３に示すように、流入路８１の開口８１ａは、固定部８３の周りの一部に形成されている。
固定部８３の中央には、柱部８６が形成されている。柱部８６は、第４の突出部６０を通って第２の内筒５６内に収容される。第４の突出部６０には、第４の突出部６０と柱部８６との間を液密にシールするＯリング８７が設けられている。柱部８６の一端は、第２の内筒５６の中腹まで延びている。流出路８２は、柱部８６の一端から基部８０の側部にわたって形成されている。
蓋部材１００の周縁部１０１は、全域立ち上がっており、内面には雌ねじ部１０２が形成されている。雌ねじ部１０２は、本体筒部９０の開口側の周縁部の周面に形成される雄ねじ部１０３に螺合する。雌ねじ部１０２が雄ねじ部１０３に螺合して蓋部材１００が本体筒部９０に組み付けられた状態では、蓋部材１００は、基部８０との間でフィルタエレメント５０を挟持する。
具体的には、蓋部材１００は、フィルタエレメント５０の第１のプレート５３を押圧して、第２のプレート５４を固定部８３に押し付ける。このことによって、フィルタエレメント５０は、基部８０と本体筒部９０と蓋部材１００とによって規定される空間内、つまりハウジング７０内に姿勢が固定された状態で収容される。
貯水部１１０は、基部８０において本体筒部９０と反対側に固定されている。貯水部１１０は、第２の濾材５２で分離された水分をためる。貯水部１１０の下部には、ドレンプラグ１１１が形成されている。ドレンプラグ１１１を抜くと、貯水部１１０にためられた水分を外部に排出することができる。
ついで、第２の濾材５２で分離された水分Ｗを貯水部１１０に導く流路１２０について説明する。流路１２０は、基部８０に形成されている。図３に示すように、固定部８３の周縁部８３ａより内側は、周縁部８３ａより一段低く形成されており、第２のプレート５４との間に空間Ａが形成されている。流路１２０は、周縁部８３ａの内側で流出路８２を避けた位置に形成されている。図４は、基部８０を貯水部１１０側からみた平面図である。流路１２０は、基部８０を貫通している。流路１２０は、貯水部１１０内に連通している。図１，３中では、流路１２０は、点線で示されている。
図５は、フィルタエレメント５０の第２のプレート５４を示す平面図である。図５は、第２のプレート５４を、基部８０側から見ている。図５に示すように、第２のプレート５４には、隙間Ｓと連通するとともに第２のプレート５４を貫通する貫通溝１２１が形成されている。貫通溝１２１は、フィルタエレメント５０が基部８０に固定された際に、固定部８３の周縁部８３ａの内側に位置する。図１中、貫通溝１２１の縁１２２を点線で示している。第２の濾材５２で分離された水分Ｗは、貫通溝１２１を通って空間Ａ内に出る。ついで、流路１２０を通って貯水部１１０に出る。
つぎに、フィルタ装置４０の動作を説明する。燃料タンク１０からフィルタ装置４０に導かれた燃料Ｆは、濾過される前の状態である。燃料Ｆは、流入路８１を通って、ハウジング７０内に出る。ハウジング７０内に出た燃料Ｆは、まず、第１の濾材５１を通過する。燃料Ｆは、第１の濾材５１を通過することによって、ダストＤが第１の濾材５１に捕集される。燃料Ｆ中の水分Ｗは、第１の濾材５１を通過する。
第１の濾材５１を通過した燃料Ｆは、ついで、第２の濾材５２を通過するべく、流れる。このとき、燃料Ｆ中の水分Ｗは、第２の濾材５２の表面ではじかれて隙間Ｓ内に落ちる。燃料Ｆ中の水分Ｗが取り除かれた燃料Ｆは、第２の濾材５２を通過して第２の濾材５２の内側に出る。第２の濾材５２の内側に出た燃料Ｆは、ダストＤと水分Ｗとが取り除かれた状態である。この燃料Ｆは、流出路８２を流れて、第２の燃料流路部３２に導かれる。第２の燃料流路部３２を流れる燃料Ｆは、エンジン２０に導かれる。
第１の濾材５１を通過した燃料Ｆの一部は、隙間Ｓ内に落ちた水分Ｗとともに、流路１２０を通って貯水部１１０に流れる。貯水部１１０には、水分Ｗと燃料Ｆとがたまる。燃料Ｆが連続してフィルタ装置４０を通過することによって、貯水部１１０内の水分Ｗの割合が多くなる。このように、流路１２０は、水分Ｗと燃料Ｆとが流れる。
例えば、貯水部１１０内の水分量があらかじめ設定される所定量たまると（例えば、貯水部１１０内が水分Ｗで満たされると）、フィルタ装置４０が燃料Ｆを濾過していないときにドレンプラグ１１１を取り外して、貯水部１１０内の水分を排出する。
このように構成されるフィルタ装置４０では、フィルタエレメント５０が、燃料Ｆ中のダストＤを取り除く第１の濾材５１と、燃料Ｆ中の水分Ｗを取り除く第２の濾材５２とを備えている。さらに、第２の濾材５２が第１の濾材５１の内側に収容されることによって、第２の濾材５２に到達する燃料Ｆ中のダストＤは取り除かれている状態となる。このため、第２の濾材５２に燃料Ｆ中のダストＤが付着することを抑制できるので、第２の濾材５２の水分を取り除く機能が早期に低下することが抑制される。つまり、フィルタエレメント５０の水分を取り除く機能が早期に低下することを抑制できる。同様に、燃料Ｆ中のダストＤの濃度が高い場合であっても、フィルタエレメント５０とフィルタ装置４０とにおいて水分Ｗを取り除く機能が早期に低下することを抑制できる。
また、第１の濾材５１と第２の濾材５２との間に隙間Ｓを形成して分離された水分Ｗを隙間Ｓ内に分離し、隙間Ｓと貯水部１１０とを流路１２０で連通する構造にすることによって、分離された水分Ｗをスムーズに貯水部１１０に導くことができる。
また、基部８０内に流入路８１と流出路８２と流路１２０とを形成することによって、複雑な流路の配置を基部８０内にまとめることができるので、フィルタ装置４０を組み立てる作業と、フィルタ装置４０を燃料流路３０に組み込む作業とをスムーズに行うことができる。
つぎに、本発明の第２の実施形態に係るフィルタエレメントとフィルタ装置とを、図６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、フィルタエレメント５０の構造が第１の実施形態と異なる。さらに、フィルタエレメント５０の構造にあわせて、基部８０の構造が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造について説明する。
図６は、本実施形態のフィルタ装置４０を示す断面図である。本実施形態では、燃料Ｆの流れが第１の実施形態と逆になる。このため、基部８０では、第１の実施形態で説明された流出路８２が、本実施形態では流入路８１として機能する。第１の実施形態で説明された流入路８１が、本実施形態では流出路８２として機能する。図６に示すように、燃料Ｆは、フィルタエレメント５０を内側から外側に向かって通過する。
このため、図６に示すように、フィルタエレメント５０は、第２の濾材５２の内側に第１の濾材５１が収容される。第１の内筒５５は、第２の濾材５２の内側を支持する。第２の内筒５６は、第１の濾材５１の内側を支持する。
第１，２の濾材５１，５２の間には、第１の実施形態と同様に隙間Ｓが形成されている。そして、隙間Ｓと貯水部１１０とを連通する流路１２０の構造も第１の実施形態と同様であってよい。
本実施形態では、燃料Ｆがフィルタエレメント５０を内側から外側に通過する際に、第１の濾材５１でダストＤが捕集され、第２の濾材５２の内面で水分Ｗが分離されて隙間Ｓ内に落ちる。隙間Ｓ内に落ちた水分Ｗは、貯水部１１０に導かれる。本実施形態では、第１の実施形態と同様の作用と効果とが得られる。
つぎに、本発明の第３の実施形態に係るフィルタ装置を、図７，８を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、フィルタ装置４０の構造が第１の実施形態と異なる。
図７は、本実施形態での、燃料Ｆを収容する燃料タンク１０からエンジン２０（内燃機関）までのシステム１を示している。図７中では、フィルタ装置４０は、断面が示されている。図７は、フィルタ装置４０が分解された状態を示す断面図である。
図７，８に示すように、フィルタ装置４０は、ハウジング７０と、フィルタエレメント５０に代えてハウジング７０内に収容されるダスト分離用フィルタエレメント２００と燃料Ｆ中の水分Ｗを取り除く水分離用フィルタエレメント２１０とを備えている。ハウジング７０の構造は、第１の実施形態と異なる。
ダスト分離用フィルタエレメント２００は、濾材２０１と、濾材用第１のプレート２０２と、濾材用第２のプレート２０３とを備えている。濾材２０１は、第１，２の実施形態で説明された第１の濾材５１と同じ材料から形成されており、第１の濾材５１と同じ機能を有している。濾材２０１は、燃料Ｆ中のダストＤを捕集する機能を有する。濾材２０１は、ひだ折りにされて筒状に形成されている。本実施形態では、濾材２０１は、第１の濾材５１と同じである。濾材５１は、本発明で言う第１のエレメントの一例である。濾材用第１のプレート２０２は、濾材２０１の一端を支持している。濾材用第２のプレート２０３は、濾材２０１の他端を支持している。
水分離用フィルタエレメント２１０は、水分離エレメント２１１と、内筒２１２と、水分離用第１のプレート２１３と、水分離用第２のプレート２１４とを有している。水分離エレメント２１１は、撥水性を有する板状の部材がひだ折されて筒状に丸められることによって形成される。水分離エレメント２１１は、第１，２の実施形態で用いられた第２の濾材５２と同じ材料で形成されており、第２の濾材５２と同様の機能を有している。本実施形態では、水分離エレメント２１１は、第２の濾材５２と同じである。水分離エレメント２１１は、本発明で言う第２のエレメントの一例である。
内筒２１２は、水分離エレメント２１１内に収容されている。内筒２１２は、内側と外側とを連通する複数の貫通孔２１５が形成されている。水分離用第１のプレート２１３は、水分離エレメント２１１の一端と内筒２１２の一端とを支持している。水分離用第２のプレート２１４は、水分離エレメント２１１の他端と内筒２１２の他端とを支持している。
ハウジング７０は、ハウジング本体２２０と、蓋部材２３０とを有している。ハウジング本体２２０は、一端に開口２２１が形成される筒形状である。ハウジング本体２２０内には、開口２２１と反対側に貯水部１１０が形成されている。フィルタ装置４０がシステム１中に取り付けられた際のハウジング７０の姿勢は、重力が作用する方向の先端部に、貯水部１１０配置される姿勢である。
なお、重力が作用する方向に下方とは、フィルタ装置４０が組み込まれる装置（本実施形態では、重機）が通常使用される状態の姿勢にあるときに重力が作用する方向に進む方向である。例えば、当該装置がクレーンである場合には、当該クレーンが設置された状態において重力が作用する方向に進んだ方向を示す。または、車輪などを有して走行する装置においては、当該装置が水平な面に載置された状態において重力が作用する方向に進む方向を示す。
ここで、上下方向Ｖを定める。フィルタ装置４０がシステム１中に組みつけられてフィルタ装置４０が組み込まれる重機が水平な面に載置された状態で、重力が作用する方向を上から下へ向かう方向として、上下方向Ｖを設定する。なお、上下方向Ｖは、重力が作用する方向に厳密に平行であることに限定されない。例えば、略平行であってもよい。
図７に示されるように、濾材２０１と水分離エレメント２１１とは、各々の軸線Ｂ，Ｃが重なるよう（同一直線上に配置されるように）に並んだ状態で、ハウジング本体２２０内に収容される。フィルタ装置４０がシステム１に組み込まれると、水分離用フィルタエレメント２１０は、ダスト分離用フィルタエレメント２００よりも下方に配置される。つまり、水分離用フィルタエレメント２１０は、重力が作用する方向にそって、ダスト分離用フィルタエレメント２００よりも進んだ配置される（重力が作用する方向下方）。また、第１のプレート２０２，２１３が上位置し、第２のプレート２０３，２１４が下方に位置する。また、本実施形態では、一例として、フィルタ装置４０がシステム１に組み込まれると、軸線Ｂ，Ｃは、上下方向Ｖに平行になる。なお、厳密に平行でなくてもよく、略平行であってもよい。
貯水部１１０内には、上下方向に延びる複数のリブ２４０が形成されている。各リブ２４０は、互いに離間して形成されている。ハウジング本体２２０の下端部には、貯水部１１０内に溜まった水を外部に排出するドレンプラグ１１１が設けられている。
ダスト分離用フィルタエレメント２００の濾材２０１の外面２０４とハウジング本体２２０の内面２２２との間には、第１の隙間Ｇ１が形成される。水分離用フィルタエレメントの水分離エレメント２１１の外周面２１７と内面２２２との間には、第２の隙間Ｇ２が形成される。第１,２の隙間Ｇ１，Ｇ２は、互いに連通する。第２の隙間Ｇ２は、貯水部１１０に連通している。
蓋部材２３０は、開口２２１を覆う。蓋部材２３０は、開口２２１を覆う本体部２３１と、本体部２３１に形成される筒部２３２とを備えている。本体部２３１の周縁部２３３には、雄ねじ部２３４が形成されている。ハウジング本体２２０の開口２２１の縁部には、雄ねじ部２３４が螺合する雌ねじ部２２３が形成されている。雄ねじ部２３４を雌ねじ部２２３に螺合するべく蓋部材２３０を回転することによって、雄ねじ部２３４が雌ねじ部２２３に螺合して、蓋部材２３０がハウジング本体２２０に固定される。蓋部材２３０がハウジング本体２２０に螺合して固定されることによって、開口２２１がふさがれる。
筒部２３２は、本体部２３１の雄ねじ部２３４が雌ねじ部２２３に螺合した（最後まで螺合した）状態において、ダスト分離用フィルタエレメント２００の濾材２０１の内側を通って水分離用フィルタエレメント２１０の内筒２１２の内側まで延びる。筒部２３２の軸線Ｅは、軸線Ｂ，Ｃと重なる（同一線上に重なる）。筒部２３２と本体部２３１とは、一体に形成されている。
フィルタ装置４０内には、フィルタ装置４０によって濾過される前の燃料Ｆをフィルタ装置４０内に導くとともに、フィルタ装置４０によってダストＤと水分Ｗとが取り除かれた燃料Ｆを外部に導く流路３００が形成されている。
流路３００について具体的に説明する。蓋部材２３０の本体部２３１には、ダスト分離用フィルタエレメント２００に燃料Ｆを導く流入路３０１が形成されている。流入路３０１は、第１の燃料流路部３１に接続され、第１の燃料流路部３１に連通している。流入路３０１の一端の開口３０２は、蓋部材２３０の本体部２３１の側面２３５に形成されている。他端の開口３０４は、本体部２３１においてハウジング本体２２０内に対向する部位（本実施形態では、下端面２３６）に形成されている。開口３０２，３０４は、連通している。
濾材用第１のプレート２０２には、濾材２０１の内側と外側とを連通する貫通孔２０６が形成されている。貫通孔２０６は、濾材用第１のプレート２０２において濾材２０１の内側と対向する範囲内に形成されている。それゆえ、濾材用第１のプレート２０２は、濾材２０１の一端（本実施形態では、上端）において濾材２０１がひだ折されている部分を液密に覆っている。蓋部材２３０の筒部２３２は、貫通孔２０６内を通る。貫通孔２０６は、開口３０４に対向しており、それゆえ、流入路３０１とダスト分離用フィルタエレメント２００（濾材２０１）内とは連通する。
濾材用第２のプレート２０３には筒部２３２を通す貫通孔２０７が形成されている。貫通孔２０７は、濾材用第２のプレート２０３において濾材２０１の内側に対向する範囲内に形成されている。このため、濾材用第２のプレート２０３は、濾材２０１の他端（本実施形態では、下端）において濾材２０１がひだ折されている部分を液密に覆っている。
水分離用フィルタエレメント２１０の水分離用第１のプレート２１３には、筒部２３２を通す貫通孔２１６が形成されている。貫通孔２１６は、水分離用第１のプレート２１３において筒部２３２の内側に対向する範囲内に形成されている。このため、水分離用第１のプレート２１３は、水分離エレメント２１１においてひだ折されている部分を液密に覆っている。水分離用第２のプレート２１４には、水分離用第２のプレート２１４を貫通する貫通孔は形成されていない。このため、水分離用第２のプレート２１４は、水分離エレメント２１１の他端と内筒２１２の他端（本実施形態では下端）の全域を液密に覆っている。
筒部２３２内と本体部２３１内とには、流出路３０８が形成されている。流出路３０８の一端の開口３０５は、筒部２３２の先端に形成されている。流出路３０８の他端の開口３０６は、蓋部材２３０の本体部２３１の側面３０７に形成されている。開口３０５,３０６は、互いに連通している。
ハウジング７０内にダスト分離用フィルタエレメント２００と水分離用フィルタエレメント２１０とが配置されるとともに、蓋部材２３０内に流入路３０１と流出路３０８とが形成されることによって、フィルタ装置４０内に燃料Ｆが導かれ、かつ、フィルタ装置４０でダストＤと水分Ｗとが分離された後の燃料Ｆを外部に導く流路３００が構成される。
流路３００には、流路３００と、流路３００の外部とを液密に塞ぐ構造が設けられている。この構造を説明する。図７に示すように、蓋部材２３０の本体部２３１と濾材用第１のプレート２０２との間には、第１のＯリング３１０が設けられている。第１のＯリング３１０は、環形状である。第１のＯリング３１０は、内側に開口３０４と筒部２３２とが配置される大きさを有している。第１のＯリング３１０が、本体部２３１の下端面２３６と濾材用第１のプレート２０２とに当接することによって、流入路３０１と濾材２０１内とを連通する部位が液密にシールされる。
濾材用第２のプレート２０３と水分離用第１のプレート２１３との間には、第２のＯリング３１１が設けられている。第２のＯリング３１１は、環形状である。第２のＯリング３１１は、内側に貫通孔２０７，２１６と筒部２３２とを配置する大きさを有している。水分離用第１のプレート２１３の貫通孔２１６の縁と筒部２３２との間には、縁と筒部２３２との間を液密にシールする第３のＯリング３１２が設けられている。
第２のＯリング３１１が濾材用第２のプレート２０３と水分離用第１のプレート２１３とに当接するとともに、第３のＯリング３１２が貫通孔２１６の縁と筒部２３２とに当接することによって、貫通孔２０７は、筒部２３２、水分離用第１のプレート２１３、第２，３のＯリング３１１，３１２とにより液密にふさがれる。このことによって、流路３００は、燃料Ｆが、流入路３０１、濾材２０１内、第１の隙間Ｇ１、第２の隙間Ｇ２、水分離エレメント２１１内、流出路３０８の順番で流れるように構成される。
つぎに、フィルタ装置４０の動作を説明する。図７に示すように、開口３０２より流路３００内に流入した燃料Ｆは、開口３０４と貫通孔２０６とを通って、濾材２０１の内側に出る。濾材２０１の内側に出た燃料Ｆは、濾材２０１を内側から外側に向かって通過する。このとき、燃料Ｆ中に含まれるダストＤは、濾材２０１によって捕集される。
濾材２０１を通過した燃料Ｆは、第１の隙間Ｇ１内に出る。第１の隙間Ｇ１内に出た燃料Ｆは、第２の隙間Ｇ２に流れる。第２の隙間Ｇ２に流れた燃料Ｆは、水分離エレメント２１１を、外側から内側に向かって流れる。燃料Ｆは、水分離エレメント２１１の撥水機能によって、水分Ｗが分離される。分離された水分Ｗは、水分離エレメント２１１の外側（第２の隙間Ｇ２）を通って、貯水部１１０内に導かれる。
水分離エレメント２１１によって水分Ｗが分離された後の燃料Ｆは、水分離エレメント２１１を通過して、流出路３０８を通って外部に導かれる。
このように構成されるフィルタ装置４０では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、水分離エレメント２１１を、濾材２０１に対して重力が作用する方向に沿って進んだ位置（重力が作用する方向に下方）に配置することによって、燃料Ｆよりも重い水分Ｗを、効率よく貯水部１１０に導くことができる。
本実施形態では、濾材２０１と、水分離エレメント２１１とは、１つのユニットとしては構成されてない。具体的には、ダスト分離用フィルタエレメント２００と水分離用フィルタエレメント２１０とは、別々に形成されている。しかしながら、これに限定されない。本発明で言う第１のエレメントと第２のエレメントとが、１つのユニットとして構成されてもよい。具体的には、本実施形態では、ダスト分離用フィルタエレメント２００と水分離用フィルタエレメント２１０とは、一体に形成されてもよい。この場合、具体的な構造として、濾材用第２のプレート２０３の機能を有するとともに水分離用第１のプレート２１３の機能を有する１つのプレートを用いる。
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
４０…フィルタ装置、５０…フィルタエレメント、５１…第１の濾材（第１のエレメント）、５２…第２の濾材（第２のエレメント）、７０…ハウジング、８０…基部、８１…流入路、８２…流出路、１１０…貯水部、１２０…流路、２００…ダスト分離用フィルタエレメント、２０１…濾材（第１のエレメント）、２１０…水分離用フィルタエレメント、２１１…水分離エレメント（第２のエレメント）、３０１…流入路、３０８…流出路、Ｆ…燃料（濾過すべき液）、Ｗ…水分、Ｄ…ダスト、Ｓ…隙間、Ｇ１…第１の隙間、Ｇ２…第２の隙間、Ｃ…軸線。

Claims (9)

  1. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、
    前記第１のエレメントの内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントと
    を具備することを特徴とするフィルタエレメント。
  2. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、
    前記第１のエレメントを内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントと
    を具備することを特徴とするフィルタエレメント。
  3. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントとを具備するフィルタエレメントと、
    前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、
    前記ハウジング内に前記液を導く流入路と、
    前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、
    前記第２のエレメントで取り除かれた水分をためる貯水部と、
    前記第２のエレメントで取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路と
    を具備し、
    前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとの間には、隙間が形成され、
    前記第２のエレメントは、撥水性を有して前記液が前記第２のエレメントを通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離し、
    前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通し、
    前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を具備し、
    前記流入路は、前記基部内に形成され、
    前記流出路は、前記基部内に形成され、
    前記貯水部は、前記基部に取り付けられ、
    前記流路は、前記基部内に形成される
    ことを特徴とするフィルタ装置。
  4. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントを内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２のエレメントとを具備するフィルタエレメントと、
    前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、
    前記第１のエレメントの内側に前記液を導く流入路と、
    前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、
    前記第２のエレメントで取り除かれた水分をためる貯水部と、
    前記第２のエレメントで取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路と
    を具備し、
    前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとの間には、隙間が形成され、
    前記第２のエレメントは、撥水性を有して前記液が前記第２の濾材を通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離し、
    前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通し、
    前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を具備し、
    前記流入路は、前記基部内に形成され、
    前記流出路は、前記基部内に形成され、
    前記貯水部は、前記基部に取り付けられ、
    前記流路は、前記基部内に形成される
    ことを特徴とするフィルタ装置。
  5. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの両端を支持する一対のプレートとを具備するダスト分離用フィルタエレメントと、
    前記液中の水を分離する機能を有する筒状の第２のエレメントと、前記第２のエレメントの両端を支持する一対のプレートとを具備する水分離用フィルタエレメントと、
    前記ダスト分離用フィルタエレメントと前記水分離用フィルタエレメントとを収容するハウジングと、
    前記第１のエレメントの内側に前記液を導く流入路と、
    前記第２のエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、
    前記第２のエレメントで取り除かれた水分をためる貯水部と
    を具備し、
    前記ダスト分離用フィルタエレメントと前記水分離用フィルタエレメントとが前記ハウジング内に収容された状態において、前記ダスト分離用フィルタエレメントは前記第２のエレメントの軸線が延びる方向に前記水分離用フィルタエレメントに並び、かつ、前記水分離用フィルタエレメントは、前記液の流れる方向において前記ダスト分離用フィルタエレメントよりも下流であって、重力が作用する方向に進んだ位置に配置され、
    前記ハウジングの内面と前記第１のエレメントの外面との間には第１の隙間が設けられ、
    前記ハウジングと前記第２のエレメントとの間には、前記第１の隙間と前記貯水部とに連通する第２の隙間が設けられ、
    前記第２のエレメントは、撥水性を有して前記液が前記第２のエレメントを通過する際に前記液中の水分を前記第２の隙間内に分離する
    ことを特徴とするフィルタ装置。
  6. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、
    前記第１の濾材の内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材と
    を具備することを特徴とするフィルタエレメント。
  7. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、
    前記第１の濾材を内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材と
    を具備することを特徴とするフィルタエレメント。
  8. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、前記第１の濾材の内側に収容されるとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材とを具備するフィルタエレメントと、
    前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、
    前記ハウジング内に前記液を導く流入路と、
    前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、
    前記第２の濾材で取り除かれた水分をためる貯水部と、
    前記第２の濾材で取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路と
    を具備し、
    前記第１のフィルタエレメントと前記第２の濾材との間には、隙間が形成され、
    前記第２の濾材は、撥水性を有して前記液が前記第２の濾材を通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離し、
    前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通し、
    前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を具備し、
    前記流入路は、前記基部内に形成され、
    前記流出路は、前記基部内に形成され、
    前記貯水部は、前記基部に取り付けられ、
    前記流路は、前記基部内に形成される
    ことを特徴とするフィルタ装置。
  9. 濾過すべき液中のダストを取り除く機能を有する筒状の第１の濾材と、前記第１の濾材を内側に収容するとともに、前記液中の水分を取り除く機能を有する筒状の第２の濾材とを具備するフィルタエレメントと、
    前記フィルタエレメントを収容するハウジングと、
    前記第１の濾材の内側に前記液を導く流入路と、
    前記フィルタエレメントを通過した後の前記液を外部に導く流出路と、
    前記第２の濾材で取り除かれた水分をためる貯水部と、
    前記第２の濾材で取り除かれた水分を前記貯水部へ導く流路と
    を具備し、
    前記第１のフィルタエレメントと前記第２の濾材との間には、隙間が形成され、
    前記第２の濾材は、撥水性を有して前記液が前記第２の濾材を通過する際に前記液中の水分を前記隙間内に分離し、
    前記流路は、前記隙間と前記貯水部とを連通し、
    前記ハウジングは、前記フィルタエレメントが固定される基部を具備し、
    前記流入路は、前記基部内に形成され、
    前記流出路は、前記基部内に形成され、
    前記貯水部は、前記基部に取り付けられ、
    前記流路は、前記基部内に形成される
    ことを特徴とするフィルタ装置。
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