JP2013151888A - 燃料フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料フィルタ１において、エレメント２の燃料流出側からも排水可能とする。
【解決手段】燃料フィルタ１は、燃料流入面１０が露出する流入側流動室１３と、流入側流動室１３と連通し、エレメント２への進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室１８と、燃料流出面１１が露出する流出側流動室１５と、流入側水溜室１８とは液密的に区画されて流出側流動室１５と連通し、エレメント２を通過した水分が重力により沈降して溜まる流出側水溜室２２とを備える。これにより、流出側流動室１５に抜けた水分は、流出側流動室１５から流出側水溜室２２に沈降して溜まる。このため、燃料フィルタ１において、エレメント２の燃料流出側からも排水することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクから内燃機関に向かって流れる燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタに関する。

従来から、内燃機関を具備する車両等には、内燃機関に供給される燃料に含まれる異物を除去するために燃料フィルタが搭載され、燃料タンクから内燃機関に向かう燃料の流路に組み込まれ、車両等における燃料供給装置の１構成要素となっている。

ところで、燃料フィルタでは、燃料に含まれる水分が異物とともに除去される。つまり、燃料フィルタのエレメントには撥水処理等が施され、水分はエレメントの燃料流入面でエレメント内部への進入を阻止される。そして、エレメント内部への進入を阻止された水分は、重力により沈降して水溜室に溜まり（例えば、特許文献１参照。）、水溜室の排水口から燃料フィルタの外部に排水される。

しかし、水分は、様々な大きさの塊となって燃料中に分散しているので、大きな塊は燃料流入面でエレメント内部への進入を阻止されるものの、小さい塊はエレメント内部に進入してエレメント内部で捕捉される。このため、エレメント内部に滞留する小さな塊が徐々に増加して大きな塊を形成し、大きな塊となった水分がエレメントの燃料流出側に抜け出る虞がある。
よって、エレメントの燃料流出側からも排水可能としておく必要がある。

特開２０１１−２３６８８６号公報

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、燃料フィルタにおいて、エレメントの燃料流出側からも排水可能とすることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、燃料フィルタは、燃料タンクから内燃機関に向かって流れる燃料に含まれる異物を除去するものである。
そして、燃料フィルタは、異物を捕捉するエレメントと、エレメントの燃料流入面が露出する流入側流動室と、流入側流動室と連通し、エレメントへの進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室と、エレメントの燃料流出面が露出する流出側流動室と、流入側水溜室とは液密的に区画されて流出側流動室と連通し、エレメントを通過した水分が重力により沈降して溜まる流出側水溜室とを備える。

これにより、エレメントの燃料流出側に抜けた水分は、流出側流動室から流出側水溜室に沈降して溜まる。このため、燃料フィルタにおいて、エレメントの燃料流出側からも排水することができる。
また、水溜室をエレメントの燃料流入側と流出側とに分割して互いに液の流通を不可能としておくことで、水分が燃料に再分散するのを阻止することができる。

すなわち、燃料フィルタ内には、流入側流動室と流入側水溜室との間、および流出側流動室と流出側水溜室との間にそれぞれ流入側、流出側の水分沈降路が形成される。これにより、エレメント流入側の燃料は、エレメント内部ばかりでなく、流入側の水分沈降路を通って流入側水溜室にも流入しようとする。このため、流入側、流出側水溜室を分割せずに１つの水溜室として共通にしておく場合、共通の水溜室に流入した燃料は、溜まった水分を再分散させながら流出側の水分沈降路を通って流出側流動室に流入する虞がある。

そこで、水溜室をエレメントの燃料流入側と流出側とに分割して互いに液の流通を不可能としておくことで、流入側、流出側水溜室に溜まった水分が燃料に再分散して燃料フィルタの外部に流れてしまうのを阻止することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によれば、燃料フィルタは、燃料フィルタ内の燃料の流れに関して上流側と下流側とに分かれて異物を捕捉する２つのエレメントと、上流側のエレメントの燃料流入面が露出する流入側流動室と、流入側流動室と連通し、上流側のエレメントへの進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室と、上流側のエレメントの燃料流出面および下流側のエレメントの燃料流入面が露出する中間流動室と、流入側水溜室とは液密的に区画されて中間流動室と連通し、上流側のエレメントを通過した水分が重力により沈降して溜まる中間水溜室とを備える。

これにより、請求項１の手段と同様の作用により、流入側、中間水溜室に溜まった水分が燃料に再分散して燃料フィルタの外部に流れてしまうのを阻止することができる。
また、エレメントを上流側と下流側とに分割することで、燃料フィルタの寿命延長を達成することができる。

例えば、使用開始後、初期の段階では上流側、下流側のエレメントを直列に使用して主に上流側のエレメントで異物を除去する。そして、上流側のエレメントの目詰まりにより、上流側のエレメントの流入側と流出側との間で圧力損失が大きくなれば、上流側のエレメントを迂回して下流側のエレメントのみを使用し、下流側のエレメントで異物を除去する。これにより、エレメントを上流側と下流側とに分割して燃料フィルタの寿命延長を達成することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段によれば、燃料フィルタは、流入側水溜室および流出側水溜室の両方の排水口を同時に開閉する１つの栓を備える。
これにより、流入側、流出側水溜室に個別に栓を配置する場合に比べて、コストダウンを達成することができるとともに、水抜き作業の工数を低減することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段によれば、燃料フィルタは、流入側水溜室および中間水溜室の両方の排水口を同時に開閉する１つの栓を備える。
これにより、請求項３の手段と同様の作用効果を得ることができる。

燃料フィルタの要部構成図である（実施例１）。 燃料フィルタの要部構成図である（実施例２）。

実施形態１の燃料フィルタは、燃料タンクから内燃機関に向かって流れる燃料に含まれる異物を除去するものである。
そして、燃料フィルタは、異物を捕捉するエレメントと、エレメントの燃料流入面が露出する流入側流動室と、流入側流動室と連通し、エレメントへの進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室と、エレメントの燃料流出面が露出する流出側流動室と、流入側水溜室とは液密的に区画されて流出側流動室と連通し、エレメントを通過した水分が重力により沈降して溜まる流出側水溜室とを備える。
さらに、燃料フィルタは、流入側水溜室および流出側水溜室の両方の排水口を同時に開閉する１つの栓を備える。

実施形態２の燃料フィルタは、燃料フィルタ内の燃料の流れに関して上流側と下流側とに分かれて異物を捕捉する２つのエレメントと、上流側のエレメントの燃料流入面が露出する流入側流動室と、流入側流動室と連通し、上流側のエレメントへの進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室と、上流側のエレメントの燃料流出面および下流側のエレメントの燃料流入面が露出する中間流動室と、流入側水溜室とは液密的に区画されて中間流動室と連通し、上流側のエレメントを通過した水分が重力により沈降して溜まる中間水溜室とを備える。
また、燃料フィルタは、流入側水溜室および中間水溜室の両方の排水口を同時に開閉する１つの栓を備える。

〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料フィルタ１の構成を、図１を用いて説明する。
燃料フィルタ１は、例えば、内燃機関（図示せず。）を具備する車両（図示せず。）に搭載され、燃料タンク（図示せず。）から内燃機関に向かう燃料の流路に組み込まれて燃料供給装置の１構成要素をなし、燃料に含まれる異物を除去するものである。なお、燃料供給装置は、例えば、コモンレール等の蓄圧容器（図示せず）を介して１００ＭＰａを超える高圧の燃料を内燃機関に供給するものである。

燃料フィルタ１は、燃料に含まれる異物を捕捉するエレメント２と、エレメント２を収容して燃料の通路を形成する樹脂製のケース３とを備える。
ここで、エレメント２は、例えば、濾紙を濾材として円筒状に成形されたものである。また、エレメント２には、燃料に含まれる水分を除去するため撥水処理が施されている。

ケース３は、燃料フィルタ１の外郭をなす外周壁５および底壁６、ならびにエレメント２を軸方向一端側、他端側それぞれで外周壁５と同軸的に保持する一端、他端保持部７、８を有する。また、外周壁５は、一端、他端保持部７、８およびエレメント２の外周側に存在し、底壁６は、他端保持部８よりも軸方向他端側に存在する。

そして、燃料フィルタ１は、軸方向一端側、他端側がそれぞれ鉛直方向上側、下側に位置するように燃料供給装置に組み込まれる。
また、燃料フィルタ１では、燃料がエレメント２の外周側から内周側に向かって通過し、エレメント２の内部で異物が捕捉される。つまり、エレメント２では、主に外周側の表面が燃料流入面１０として機能し、主に内周側の表面が燃料流出面１１として機能する。そして、燃料流入面１０から燃料流出面１１に向かって燃料が通過することで、異物がエレメント２の内部で捕捉される。

これにより、外周壁５とエレメント２との間に形成される領域は、燃料流入面１０が露出する流入側流動室１３をなす。そして、異物が除去される前の燃料は、外周壁５と一端保持部７との間に形成される流入路１４から流入側流動室１３に流入する。また、エレメント２の内周側の領域であって一端、他端保持部７、８により軸方向に区画される領域は、燃料流出面１１が露出する流出側流動室１５をなす。そして、異物が除去された燃料は、一端保持部７の内、流出側流動室１５を形成する部分に設けられた流出路１６を通った後、燃料フィルタ１の外部に供給される。

また、燃料に含まれる水分は、主に燃料流入面１０でエレメント２の内部への進入を阻止され、重力により他端保持部８の外周側を通過して他端保持部８と底壁６との間に形成される領域に溜まる。
これにより、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域は、エレメント２への進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室１８をなす。また、他端保持部８と外周壁５との間は、流入側流動室１３と流入側水溜室１８とを連通して、エレメント２への進入を阻止された水分が通る第１水分沈降路１９として機能する。

さらに、水分の内、エレメント２の内部に進入してエレメント２の内部で捕捉されたものは、大きな塊を形成した後、エレメント２の内周側の流出側流動室１５に抜け出る。そして、流出側流動室１５に抜け出た水分は、重力により、他端保持部８の内、流出側流動室１５を形成する部分に設けられた貫通穴２０を通過して、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域に溜まる。ここで、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域の内、貫通穴２０を通じて流出側流動室１５と連通する部分は、区画壁２１によって流入側水溜室１８と液密的に区画されている。

これにより、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域の内、貫通穴２０を通じて流出側流動室１５と連通し、かつ、区画壁２１によって流入側水溜室１８と液密的に区画されている部分は、エレメント２を通過した水分が重力により沈降して溜まる流出側水溜室２２をなす。また、貫通穴２０は、流出側流動室１５と流出側水溜室２２とを連通して、エレメント２を通過した水分が通る第２水分沈降路として機能する（以下、貫通穴２０を第２水分沈降路２０と呼ぶ。）。

また、燃料フィルタ１は、流入側水溜室１８および流出側水溜室２２のそれぞれの排水口２４ａ、２４ｂを同時に開閉する１つの栓２５を備える。
ここで、底壁６には、栓２５を螺合させるネジ穴２６が設けられ、ネジ穴２６は、軸方向他端側で燃料フィルタ１の外部に開口している。また、ネジ穴２６の軸方向一端を区画するネジ穴底２７に排水口２４ａ、２４ｂが開口しており、栓２５の先端には、排水口２４ａ、２４ｂを開閉する弁部２８が設けられている。

そして、栓２５をネジ穴２６に螺合させて軸方向一方側に移動させ、弁部２８をネジ穴底２７に当接させることで排水口２４ａ、２４ｂを閉鎖し、栓２５をネジ穴２６にて軸方向他方側に移動させ、弁部２８をネジ穴底２７から離間させることで排水口２４ａ、２４ｂを開放する。

〔実施例１の効果〕
実施例１の燃料フィルタ１は、燃料流入面１０が露出する流入側流動室１３と、流入側流動室１３と連通し、エレメント２への進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室１８と、燃料流出面１１が露出する流出側流動室１５と、流入側水溜室１８とは液密的に区画されて流出側流動室１５と連通し、エレメント２を通過した水分が重力により沈降して溜まる流出側水溜室２２とを備える。

これにより、流出側流動室１５に抜けた水分は、流出側流動室１５から流出側水溜室２２に沈降して溜まる。このため、燃料フィルタ１において、エレメント２の燃料流出側からも排水することができる。
また、水溜室を流入側水溜室１８と流出側水溜室２２とに分割して互いに液の流通を不可能としておくことで、水分が燃料に再分散するのを阻止することができる。

すなわち、流入側流動室１３の燃料は、エレメント２の内部ばかりでなく、第１水分沈降路１９を通って流入側水溜室１８にも流入しようとする。このため、区画壁２１を設けず流入側、流出側水溜室１８、２２を１つの水溜室として共通にしておく場合、共通の水溜室に流入した燃料は、溜まった水分を再分散させながら第２水分沈降路２０を通って流出側流動室１５に流入する虞がある。

そこで、区画壁２１を設けて水溜室を流入側、流出側水溜室１８、２２に分割して互いに液の流通を不可能としておくことで、流入側、流出側水溜室１８、２２に溜まった水分が燃料に再分散して燃料フィルタの外部に流れてしまうのを阻止することができる。

また、燃料フィルタ１は、排水口２４ａ、２４ｂを同時に開閉する１つの栓２５を備える。
これにより、流入側、流出側水溜室１８、２２に個別に栓２５を配置する場合に比べて、コストダウンを達成することができるとともに、水抜き作業の工数を低減することができる。

〔実施例２の構成〕
実施例２の燃料フィルタ１によれば、エレメント２は、図２に示すように、ケース３内の燃料の流れに関して上流側と下流側とに分割されている。つまり、エレメント２は、燃料流入面１０を有する上流側エレメント２ａと、燃料流出面１１を有して上流側エレメント２ａの内周側に配置される下流側エレメント２ｂとに分割され、上流側、下流側エレメント２ａ、２ｂは、径方向に離間して円環筒状の空洞を形成する。

これにより、上流側、下流側エレメント２ａ、２ｂ間に形成される円環筒状の空洞は、上流側エレメント２ａの燃料流出面３０および下流側エレメント２ｂの燃料流入面３１が露出する中間流動室３２をなす。

さらに、水分の内、上流側エレメント２ａの内部から中間流動室３２に抜け出た水分は、重力により、他端保持部８の内、中間流動室３２を形成する部分に設けられた貫通穴３３を通過して、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域に溜まる。ここで、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域の内、貫通穴３３を通じて中間流動室３２と連通する部分は、区画壁３４によって流入側水溜室１８と液密的に区画されている。

これにより、他端保持部８と底壁６との間に形成される領域の内、貫通穴３３を通じて中間流動室３２と連通し、かつ、区画壁３４によって流入側水溜室１８と液密的に区画されている部分は、上流側エレメント２ａを通過した水分が重力により沈降して溜まる中間水溜室３５をなす。また、貫通穴３３は、中間流動室３２と中間水溜室３５とを連通して、上流側エレメント２ａを通過した水分が通る中間水分沈降路として機能する（以下、貫通穴３３を中間水分沈降路３３と呼ぶ。）。

また、ネジ穴底２７には、流入側水溜室１８および中間水溜室３５のそれぞれの排水口２４ａ、２４ｃが開口している。そして、栓２５の弁部２８をネジ穴底２７に当接させることで排水口２４ａ、２４ｃを同時に閉鎖し、弁部２８をネジ穴底２７から離間させることで排水口２４ａ、２４ｃを同時に開放する。

さらに、実施例２の燃料フィルタ１は、異物が除去される前の燃料を、流入側流動室１３および上流側エレメント２ａを迂回して中間流動室３２に流入させるバイパス弁３７を備える。バイパス弁３７は、流入側流動室１３と中間流動室３２との間の圧力損失が所定の閾値よりも大きくなったときに開弁するものであり、例えば、上流側エレメント２ａの目詰まりにより、流入側流動室１３と中間流動室３２との間の圧力損失が閾値を超えたときに開弁する。

〔実施例２の効果〕
実施例２の燃料フィルタ１によれば、エレメント２は、上流側、下流側エレメント２ａ、２ｂに分割され、上流側、下流側エレメント２ａ、２ｂ間に形成される空洞は、中間流動室３２をなす。また、上流側エレメント２ａを通過した水分は、流入側水溜室１８と液密的に区画されている中間水溜室３５に溜まる。
これにより、実施例１の燃料フィルタ１における流入側、流出側水溜室１８、２２と同様の作用効果により、流入側、中間水溜室１８、３５に溜まった水分が燃料に再分散して燃料フィルタ１の外部に流れてしまうのを阻止することができる。

また、燃料フィルタ１は、流入側流動室１３および上流側エレメント２ａを迂回して中間流動室３２に燃料を流入させるバイパス弁３７を備える。
これにより、使用開始後の初期の段階では、燃料が上流側、下流側エレメント２ａ、２ｂを直列に通過し、異物は、主に上流側エレメント２ａで除去される。そして、上流側エレメント２ａの目詰まりにより、流入側流動室１３と中間流動室３２との間で圧力損失が大きくなると、燃料は、流入側流動室１３および上流側エレメント２ａを迂回して下流側エレメント２ｂのみを通過し、異物は下流側エレメント２ｂのみで除去される。これにより、燃料フィルタ１の寿命延長を達成することができる。

また、燃料フィルタ１は、流入側、中間水溜室１８、３５の両方の排水口２４ａ、２４ｃを同時に開閉する１つの栓２５を備える。
これにより、流入側、中間水溜室１８、３５に個別に栓２５を配置する場合に比べて、コストダウンを達成することができるとともに、水抜き作業の工数を低減することができる。

〔変形例〕
燃料フィルタ１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。例えば、実施例２の燃料フィルタ１によれば、流入側、中間水溜室１８、３５が液密的に区画され、栓２５は、排水口２４ａ、２４ｃを同時に開閉するものであったが、第２水分沈降路２０および流出側水溜室２２を設けるとともに、流出側水溜室２２を流入側、中間水溜室１８、３５と液密的に区画し、さらに、流出側水溜室２２に排水口２４ｂを設け、栓２５により排水口２４ａ〜２４ｃを同時に開閉するようにしてもよい。

また、エレメント２をケース３内の燃料の流れ方向に関して３つ以上に分割し、中間流動室３２、中間水分沈降路３３および中間水溜室３５をそれぞれ２つ以上設けてもよく、２つ以上の中間水溜室３５のそれぞれに排水口２４ｃを設け、排水口２４ａ、２４ｂおよび全ての排水口２４ｃを１つの栓２５により開閉するようにしてもよい。

また、実施例の燃料フィルタ１は、蓄圧容器を介して１００ＭＰａを超える高圧の燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置の１構成要素であったが、燃料フィルタ１を、蓄圧容器を介することなく内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置の１構成要素として採用してもよい。

１ 燃料フィルタ
２ エレメント
２ａ 上流側エレメント（上流側のエレメント）
２ｂ 下流側エレメント（下流側のエレメント）
１０ 燃料流入面
１１ 燃料流出面
１３ 流入側流動室
１５ 流出側流動室
１８ 流入側水溜室
２２ 流出側水溜室
３０ 燃料流出面（上流側のエレメントの燃料流出面）
３１ 燃料流入面（下流側のエレメントの燃料流出面）
３２ 中間流動室
３５ 中間水溜室

Claims (4)

1. 燃料タンクから内燃機関に向かって流れる燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ（１）において、
   異物を捕捉するエレメント（２）と、
   前記エレメント（２）の燃料流入面（１０）が露出する流入側流動室（１３）と、
   この流入側流動室（１３）と連通し、前記エレメント（２）への進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室（１８）と、
   前記エレメント（２）の燃料流出面（１１）が露出する流出側流動室（１５）と、
   前記流入側水溜室（１８）とは液密的に区画されて前記流出側流動室（１５）と連通し、前記エレメント（２）を通過した水分が重力により沈降して溜まる流出側水溜室（２２）とを備える燃料フィルタ（１）。
2. 燃料タンクから内燃機関に向かって流れる燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ（１）において、
   この燃料フィルタ（１）に内蔵され、前記燃料フィルタ（１）内の燃料の流れに関して上流側と下流側とに分かれて異物を捕捉する２つのエレメント（２ａ、２ｂ）と、
   上流側のエレメント（２ａ）の燃料流入面（１０）が露出する流入側流動室（１３）と、
   この流入側流動室（１３）と連通し、前記上流側のエレメント（２ａ）への進入を阻止された水分が重力により沈降して溜まる流入側水溜室（１８）と、
   前記上流側のエレメント（２ａ）の燃料流出面（３０）および下流側のエレメント（２ｂ）の燃料流入面（３１）が露出する中間流動室（３２）と、
   前記流入側水溜室（１８）とは液密的に区画されて前記中間流動室（３２）と連通し、前記上流側のエレメント（２ａ）を通過した水分が重力により沈降して溜まる中間水溜室（３５）とを備える燃料フィルタ（１）。
3. 請求項１に記載の燃料フィルタ（１）において、
   前記流入側水溜室（１８）および前記流出側水溜室（２２）の両方の排水口（２４ａ、２４ｂ）を同時に開閉する１つの栓（２５）を備えることを特徴とする燃料フィルタ（１）。
4. 請求項２に記載の燃料フィルタ（１）において、
   前記流入側水溜室（１８）および前記中間水溜室（３５）の両方の排水口（２４ａ、２４ｃ）を同時に開閉する１つの栓（２５）を備えることを特徴とする燃料フィルタ（１）。

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