JP2012017691A - フィルタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料タンク2から燃料を汲み上げる燃料ポンプ3の吸入口4側に設けられるサクションフィルタ10は、網状のスクリーン20、プロテクタ11および通路部材30を備える。スクリーン20は、燃料ポンプ3の吸入口4に吸入される吸入燃料に含まれる異物を捕獲する。燃料ポンプ3で汲み上げた燃料を内燃機関に供給する高圧ポンプ6、コモンレール7又はインジェクタ8から排出されるリターン燃料が流れるメイン流路31及び分岐流路32を形成する通路部材30およびプロテクタ11がスクリーン20に設けられる。このため、通路部材30は、メイン流路31及び分岐流路32を流れるリターン燃料とスクリーン20を通過する吸入燃料との間の熱交換を可能にしている。したがって、低温環境下でスクリーン20に付着したワックス状の燃料が融解される。
【選択図】図1
Description
特許文献1では、燃料タンクの燃料をサクションフィルタを経由して燃料ポンプによって汲み上げ、その燃料ポンプから余剰燃料として排出されるリターン燃料を燃料タンク内に設けられたサブタンクに戻している。
一方、特許文献2−4では、内燃機関に供給する燃料を加圧する高圧ポンプから排出されるリターン燃料、又はインジェクタから排出されるリターン燃料をサブタンクに戻している。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタエレメントの目詰まりを抑制可能なフィルタ装置を提供することにある。
通路部材によってリターン燃料とフィルタエレメントを通る吸入燃料との間の熱交換が行われると、低温環境下でフィルタエレメントに付着したワックス状の吸入燃料が融解される。したがって、フィルタエレメントの目詰まりを抑制することができる。この結果、低温環境下における内燃機関への燃料供給が阻害されることなく、内燃機関の正常な運転を維持することができる。
燃料供給系統から排出されるリターン燃料は、高圧ポンプ及び内燃機関等から受熱することで高温になっている。このリターン燃料をリターン燃料流路に導入することで、フィルタエレメントに付着したワックス状の燃料を確実に融解することができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるフィルタ装置としてのサクションフィルタの用いられる燃料供給系統の構成図を図1に示し、サクションフィルタを図2及び図3に示す。本実施形態のサクションフィルタ10は、ディーゼル機関に燃料を供給する燃料供給系統1において、燃料タンク2の燃料を汲み上げる燃料ポンプ3の吸入口4側に設けられ、燃料ポンプ3に吸入される吸入燃料に含まれる異物を捕獲する。
高圧ポンプ6、コモンレール7及びインジェクタ8などから余剰燃料として排出されるリターン燃料は、戻し通路50を経由し、サクションフィルタ10に導入される。
なお、図1において、燃料の流れる通路に沿って記載された矢印は、燃料の流れる方向を示している。
燃料ポンプ3とサクションフィルタ10は、燃料タンク2内に設けられるサブタンク60に収容されている。サブタンク60の底側には開口61が設けられ、この開口61を経由してサブタンク60の外側の燃料がサブタンク60の内側に流入する。このため、サブタンク60の内側の燃料の液面は、サブタンク60の外側の燃料の液面と略同じ高さに維持される。したがって、重力方向に対して燃料タンク2が傾く場合など、サクションフィルタ10から燃料ポンプ3に確実に燃料が吸入される。
プロテクタ11は、例えば耐油性の樹脂から形成される。プロテクタ11は、略直方体状の外枠13、その直方体状の各面に格子状に設けられた補強壁14、この補強壁14から筒状に延びて燃料ポンプ3の吸入口4に接続する吸出口12などから構成されている。
スクリーン20の内側には、吸入燃料が流れる燃料空間が形成されている。スクリーン20を通過した吸入燃料は、燃料空間を流れ、吸出口12の入口121から吸出口12の出口122を経由し、燃料ポンプ3の吸入口4から燃料ポンプ3に吸入される。
燃料ポンプ3が吸入燃料を吸入するとき、プロテクタ11がスクリーン20の形状を保持することで、その負圧によりスクリーン20が変形し、燃料空間が小さくなることが抑制される。
なお、図2において、スクリーン20内側の燃料空間、及びメイン流路31に記載された矢印は、吸入燃料またはリターン燃料の流れる方向を示している。
通路部材30に接続するプロテクタ11の補強壁14は、特許請求の範囲に記載の「通路部材」の一部とみなすことも可能である。
戻し通路50からメイン流路31にリターン燃料を導入する導入口33は、プロテクタ11の吸出口12の近傍に設けられている。導入口33から導入されたリターン燃料は、メイン流路31及び分岐流路32を通り、導出口34から延長通路へ流出する。
(1)導入口33からメイン流路31及び分岐流路32へ導入されるリターン燃料は、高圧ポンプ及び内燃機関等から受熱することで高温になっている。このリターン燃料の熱は、メイン流路31及び分岐流路32を形成するプロテクタ11の補強壁14を経由し、スクリーン20へ伝熱する。これにより、リターン燃料の熱をスクリーン20に付着したワックス状の吸入燃料に直接伝熱させることが可能となる。このため、従来リターン燃料をサブタンク60に戻すことでサブタンク60内のワックス状の燃料を融解していたものに比べ、熱効率を高めることができる。したがって、高圧ポンプ6、コモンレール7及びインジェクタ8等から燃料タンク2へ戻されるリターン燃料が少ないときにも、スクリーン20に付着したワックス状の吸入燃料が融解され、スクリーン20の目詰まりを確実に抑制することができる。この結果、低温環境下における内燃機関への燃料供給が阻害されることなく、内燃機関の正常な運転を維持することができる。
(3)通路部材30、プロテクタ11及びスクリーン20は、樹脂により一体に形成することが可能である。これにより、サクションフィルタ10を構成する部品点数を削減し、製造コストを低減することができる。
本発明の第2実施形態によるサクションフィルタの用いられる燃料供給系統の構成図を図4に示す。本実施形態では、サブタンク60に隔壁62が設けられている。この隔壁62により、サブタンク60内には、サクションフィルタが収容される収容室63と、ジェットノズル70から噴射されたリターン燃料が流入する流入室64が形成される。
そこで、本実施形態では、ジェットノズル70から噴射されたリターン燃料を流入室64に流入させている。流入室64と収容室63との間の隔壁62をリターン燃料が乗り越えるときに、気泡が消滅する。このため、収容室63には、気泡をほとんど含まない燃料が流入するので、燃料ポンプ3に吸入燃料と共に気泡が吸入されることを抑制することができる。
フィルタと、リターン燃料を噴射するジェットノズル70との距離が遠くなる。このため、高温のリターン燃料は収容室63に直接流入されない。
しかし、サクションフィルタのスクリーン20には、既に通路部材30によりリターン燃料の熱が伝熱されているので、ワックス状になった吸入燃料は高効率に融解される。したがって、スクリーン20の目詰まりの防止と、燃料ポンプ3に吸入される気泡の抑制とを両立させることができる。
本発明の第3実施形態によるサクションフィルタの用いられる燃料供給系統の構成図を図5に示す。本実施形態では、延長通路40の端部にジェットノズルが設けられていない。延長通路40はリターン燃料を流入室64に流出させている。
サブタンク60の開口61には、フラッパ弁65が設けられている。フラッパ弁65は、サブタンク60の外側の燃料がサブタンク60の内側へ流入することを許容し、サブタンク60の内側の燃料がサブタンク60の外側へ流出することを規制する。
本発明の第4実施形態によるサクションフィルタを図6に示す。本実施形態では、スクリーン21が袋状に形成されている。スクリーン21は、燃料ポンプ3の吸入口4に接続する筒状の吸出口15の入口151に接着又は熱溶着等により接合されている。
通路部材35は、管状に形成され、スクリーン21の内側に設けられている。通路部材35の内側には、リターン燃料が流れるメイン流路36と、このメイン流路36から分岐する分岐流路37が形成されている。分岐流路37は、メイン流路36と略垂直方向に延びている。
通路部材35は、スクリーン21の内側の形状に沿うように形成されている。このため、燃料ポンプ3が燃料を吸入するとき、その負圧により、スクリーン21が内側へ変形し、スクリーン21の内側の燃料空間が小さくなることが規制される。したがって、燃料ポンプ3に吸入される吸入燃料の量が維持され、燃料ポンプ3のポンプ効率が維持される。
また、本実施形態では、スクリーン21の形状を保持するプロテクタの機能を通路部材35が兼ねているので、サクションフィルタを構成する部品点数を削減することができる。
上述した第1、第2実施形態では、プロテクタ11の補強壁14の外側に通路部材30を設けた。これに対し、本発明は、プロテクタの補強壁の内側に通路部材を設けてもよい。
上述した第1、第2実施形態では、通路部材30の横断面をコの字状に形成した。これに対し、本発明は、プロテクタの補強壁の横断面を外側に開口するコの字状に形成し、その補強壁の開口を塞ぐように通路部材を設けてもよい。
通路部材またはプロテクタの断面形状はコの字形に限らず、リターン燃料の流通可能な溝を有する形状であればよい。
上述した第1、第2実施形態では、プロテクタ11を略直方体形状に形成した。これに対し、本発明は、プロテクタの形状に制限はなく、例えば球状等であってもよい。
上述した第3実施形態では、フラッパ弁65によってサブタンク60の外側の燃料をサブタンク60の内側へ導入した。これに対し、本発明は、例えば燃料ポンプの余剰燃料をジェットポンプの動力に使用し、サブタンク内へ燃料を導入してもよい。
上述した第4実施形態では、スクリーン21の内側の形状に沿うように通路部材35を形成することで、スクリーン21の形状を保持するプロテクタの機能を通路部材35が兼ねるようにした。これに対し、本発明は、スクリーンの形状を保持するプロテクタを通路部材とは別に設けてもよい。また、第1、第2実施形態のようにリターン燃料の流通可能な溝を有する通路部材をそのプロテクタに接合することで、通路部材とプロテクタとの間にリターン燃料流路が形成されるようにしても良い。さらに、通路部材とプロテクタとを一体に形成してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
3 ・・・燃料ポンプ
4 ・・・吸入口
6 ・・・高圧ポンプ(燃料供給系統)
7 ・・・コモンレール(燃料供給系統)
8 ・・・インジェクタ(燃料供給系統)
9 ・・・内燃機関本体
10 ・・・サクションフィルタ(フィルタ装置)
11 ・・・プロテクタ
12 ・・・吸出口
20、21・・・スクリーン(フィルタエレメント)
30、35・・・通路部材
31、36・・・メイン流路(リターン燃料流路)
32、37・・・分岐流路(リターン燃料流路)
33 ・・・導入口
34 ・・・導出口
50 ・・・戻し通路
Claims (8)
- 燃料タンクから燃料を汲み上げる燃料ポンプの吸入口側に設けられることの可能な吸出口と、
前記吸出口の入口側に設けられ、前記燃料ポンプの前記吸入口に吸入される吸入燃料に含まれる異物を捕獲するフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントの内部または外部に設けられ、前記フィルタエレメントを流れる吸入燃料と熱交換可能なリターン燃料を流すリターン燃料流路を有する通路部材と、
前記リターン燃料流路にリターン燃料を流入する導入口と、
前記リターン燃料流路からリターン燃料を前記フィルタエレメントの外側へ流出する導出口と、を備えることを特徴とするフィルタ装置。 - 前記導入口は、前記燃料ポンプで汲み上げた燃料を内燃機関に供給する燃料供給系統から排出されるリターン燃料を流通する戻し通路に接続可能であることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ装置。
- 前記フィルタエレメントの形状を保持するプロテクタを備え、
前記通路部材と前記プロテクタとが接合されることで、前記通路部材と前記プロテクタとの間に前記リターン燃料流路が形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のフィルタ装置。 - 前記通路部材と前記プロテクタとは一体に形成されることを特徴とする請求項3に記載のフィルタ装置。
- 前記導入口は、前記燃料ポンプの吸入時に負圧の大きくなる前記吸出口の近傍に設けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
- 前記導出口に接続され、前記燃料タンク内で前記フィルタエレメントを収容するサブタンクの内側から前記サブタンクの外側に延びる延長通路と、
前記延長通路の前記通路部材と反対側に設けられ、前記サブタンクの開口に向けてリターン燃料を噴射するジェットノズルとを備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のフィルタ装置。 - 前記サブタンクは、前記フィルタエレメントを収容する収容室と、前記ジェットノズルから噴射されるリターン燃料が流入する流入室とを形成する隔壁を有することを特徴とする請求項6に記載のフィルタ装置。
- 前記通路部材は、袋状に形成された前記フィルタエレメントの内側に設けられ、前記燃料ポンプが吸入燃料を吸入するとき、前記フィルタエレメントの内側への変形を規制することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載に記載のフィルタ装置。
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