JP2014193469A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタハウジングを含む濾過装置を改良する。
【解決手段】フィルタハウジングが、流体入口及び出口の連結部を有しフィルタエレメントを収容できる。濾過中、流体は内部フィルタキャビティを囲む濾材を通り、フィルタエレメントは、フィルタハウジングの底面部分に面する下端部でエンドキャップで封じられる。エンドキャップが内部フィルタキャビティへの流体連結部を形成する通路を含み、エレメントリテーナに固定される。該リテーナが、底面部分に位置設定されフィルタエレメントの方に開放した保持用部品を有し、ハウジング連結部に通じる流体流路が保持用部品内で終わっている。該キャップが連結用部品を有し、この部品は保持用部品内に収容され、支持ゾーン内で固定される。保持用部品は、エレメントリテーナで終わっている流体流路への流体連結部を形成する開口部を有し、保持用部品の開放端部と開口部の間を封止するシール装置を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体、特に燃料、例えばディーゼル油用に意図され、長手方向軸線を画定するフィルタハウジングを含む濾過装置において、前記フィルタハウジングが、流体入口及び流体出口の形をしたハウジング連結部を有し、少なくとも１つのフィルタエレメントを収容できる濾過装置に関する。濾過作業中、流体は内部フィルタキャビティを封じ込める濾材を通って流れることができる。この場合、フィルタエレメントは、フィルタハウジングの底面部分に面するフィルタエレメントの下端部でエンドキャップにより封じ込められている。前記エンドキャップは、内部フィルタキャビティへの流体連結部を形成する通路を含み、フィルタハウジングのエレメントリテーナ上にしっかり固定され得る。さらに、本発明は、このような濾過装置内で使用するためのフィルタエレメントに関する。

上述のタイプの濾過装置は、先行技術から公知である。このような濾過装置は典型的に、傷つきやすい構成要素、詳細には噴射システムを、燃料中に取り込まれた不純物に起因する劣化から保護するために、内燃機関用の燃料システム内で使用される。フィルタの下流側のシステムがその全耐用年数にわたっていかなる故障もなく機能できるようにするためには、濾過装置は高い信頼度要件を満たさなくてはならない。運用信頼度は、エンドキャップとエレメントリテーナ間の連結の特性により大きく影響される。考慮対象のフィルタエレメントは、エレメントリテーナを用いてフィルタハウジング内に正確に位置づけされなくてはならない。同様に、フィルタキャビティに対する信頼度の高い密封された流体連結部も形成できなければならない。さらに、進行中の作業の間にフィルタエレメントを交換する必要が出た場合に、新しいフィルタエレメントの設置時にエンドキャップとエレメントリテーナの間に無傷の連結部が存在することも保証されなくてはならない。

原文に記載なし

上述の問題に基づいて、本発明の目的は、運用挙動に関して考慮中の要件を満たすのに特に適した濾過装置を提供することにある。

本発明は、請求項１に規定されている特徴を全て有する濾過装置を用いて、この目的を達成する。

クレーム１の特徴づけ部分によると、エレメントリテーナは、本発明によれば、フィルタハウジングの底面部分上に位置設定されフィルタエレメントの方向に開放している保持用部品を有し、ハウジング連結部に通じる流体流路は、前記保持用部品内で終わり、ここでフィルタエレメントのエンドキャップは連結用部品を有し、この部品は保持用部品内に収容され得、軸線方向長さを有する支持ゾーン全体にわたりその中にしっかり固定され得る。さらに、保持用部品は、エレメントリテーナ内で終わっている流体流路への流体連結部を形成する開口部を有し、かつ保持用部品の開放端部と開口部の間を封止するシール装置を有している。フィルタエレメントは、軸線方向長手方向部域全体にわたり延在する支持ゾーン上でエンドキャップの連結用部品を介してエレメントリテーナ内にしっかり固定されているため、フィルタエレメントがフィルタハウジング内のその所定の場所に完全に位置づけされしっかり固定されることがまず最初に保証される。第２に、連結用部品は、連結用部品内の開口部を介してエレメントリテーナの連結用部品と相互作用して流体導管を形成し、この流体導管は、内部フィルタキャビティを割当てられたハウジング連結部に連結し、こうして、連結用部品において見出すことのできるシール装置を用いて、信頼度の高い封止された流体経路が形成されることになる。したがって、フィルタエレメントの交換作業中に、連結用部品がエレメントリテーナの保持用部品内に挿入された時点で、フィルタエレメントのエンドキャップとエレメントリテーナの間には信頼度の高いカップリングが結果として得られる。

好ましくは、支持ゾーンの軸線方向長さは、保持用部品の直径の４分の１以上である。

エンドキャップとエレメントリテーナの間のカップリングは、有利な例示的実施形態にしたがって、保持用部品の内部が開放端部の方向に拡がる挿入用面取り面を有する場合非常に容易でかつ信頼性の高いものとなるように設計されている。

特に有利な例示的実施形態において、シール装置は、連結用部品の外側で互いから支持ゾーンの長さを規定する軸線方向距離だけ離れたところに配置された封止用要素によって形成されており、これらの封止用要素は、前記エレメントリテーナの保持用部品の内側に接することによってエレメントリテーナ内に連結用部品をしっかり固定している。

エンドキャップの連結用部品が、エレメントリテーナ内に収容されるべきその端部上に閉鎖底面を有し得ることが特に有利である。この場合、流体流路に通じる開口部は、この底面より上で連結用部品の壁に位置設定されている。その結果、連結用部品はその閉鎖した下端部と共に、壁にある開口部と底面の間に収集用空間を形成する。さらに、フィルタエレメントが取外された時点で内部フィルタキャビティから滴下していることのある残留流体はすべてこの収集用空間内にとどまり、こうしてフィルタエレメントを取外している間の環境汚染の危険性は削減される。

特に好ましい例示的実施形態においては、エレメントリテーナの保持用部品は同様に、フィルタハウジングの最下点としての陥凹を形成する底面によって、その下端部で閉鎖されている。その結果、フィルタの交換中に滴下する残留流体及び落下しうるあらゆる塵埃のための収集用空間が、フィルタハウジングの底面部分内に形成される。この場合、これらの物質は、ハウジングの最低点において、すなわちエレメントリテーナから付随するハウジング連結部まで通じる流体流路より低い場所に収集された状態にとどまる。

好ましくは、濾過作業中、流体は、フィルタエレメントの濾材を通ってその外部未濾過側から清浄な側を形成する内部フィルタキャビティまで流れることができ、こうしてエレメントリテーナの保持用部品内で終わっている流体流路は、流体出口として役立つハウジング連結部まで通じることになる。

本発明の主題は同様に、請求項８で規定されている特徴を有する、請求項１〜７の一項に記載の濾過装置内で使用するためのフィルタエレメントでもある。

本発明について以下で、図面に描かれた１つの例示的実施形態を用いて詳述する。

本明細書中で記述される発明力ある濾過装置の例示的実施形態の縦断面図である。 フィルタハウジングのエレメントリテーナに隣接する例示的実施形態の（長手方向に切断して）描かれた小区域だけの拡大斜位斜視図である。

デバイスは、中空円筒の形をした主要部分３と主要部分の下側に連結された閉鎖底面部分５を含むフィルタハウジング１を有する。上端部において、主要部分３にハウジングカバー７が螺入され、このハウジングカバーはフィルタエレメント９を設置し取外す目的で除去することができる。本明細書に記載される例示的実施形態において、フィルタエレメント９には外側から内側へ向かって流れが横断し得る。したがって、ハウジング内に収容されたフィルタエレメント９の外側とハウジング１の内部壁との間にある中間空間は、濾過作業中、未濾過側１３を形成する。未濾過側１３の方向に通じて流体入口を形成するハウジング連結部が、図１では１４と呼称されている。フィルタエレメント９の濾材１１は、中空円筒の形に形成されたフィルタマットによって形成されている。このフィルタマットは、濾過作業中清浄された流体が内部に見い出される清浄な側１６を形成する内部フィルタキャビティ１７を形成する流体透過性支持管１５をとり囲む。

フィルタエレメントのそれぞれの端部には、従来の要領で、エンドキャップ１９及び２１が具備され、これらのエンドキャップは、濾材１１及び支持管１５のためのエンクロージャを形成する。ハウジング１内の機能的位置にあるフィルタエレメント９をハウジング１内でしっかり固定する下部エンドキャップ２１は、フィルタハウジング１の底面部分５上のエレメントリテーナ２３内にフィルタエレメント９を定着させることができる定着用要素と同時に、本実施例においては流体出口を形成するハウジング連結部２７と内部フィルタキャビティ１７の間の流体連結部を形成するための流体誘導デバイスの両方を形成する。この目的で、エンドキャップ２１は、内部フィルタキャビティ１７の方向に通路２９を形成する連結用部品２７を有する。連結用部品２７は、濾材１１の下縁部のための平坦な支持面を形成するエンドキャップ底面３１から、管区分２５と共に軸線方向上向きにフィルタキャビティ内に延在すると同時に、エンドキャップ底面３１から離れるように軸線方向下向きにも延在し、ここでこの部分の軸線方向長さは、管区分２５の直径よりも大きい。支持管１５の内部は、フィルタキャビティ１７内に突き出した連結用部品２７の管区分２５の内部に接している。エンドキャップ２１は、エンドキャップ底面３１の外周縁部３３と共に、濾材１１の外部エンクロージャを形成する。

エレメントリテーナ２３は、フィルタハウジング１の底面部分５上に保持用部品３５を有し、この保持用部品は、フィルタエレメント９に面する上端部上で開放しており、機能的位置に位置設定されたフィルタエレメント９の連結用部品２７を収容する。保持用部品３５の下端部は、底面部分４９により閉鎖される。底面部分４９より上で、流体出口２４に通じフィルタハウジング１の長手方向軸線１９に対し横方向に延在する流体流路３７が、エレメントリテーナ２３の保持用部品３５内で終わっている。エレメントリテーナ２３の保持用部品３５の内側は、挿入用面取り面３９を形成し、これは、保持用部品３５の開放端部の方向に拡がり、エレメントリテーナ２３内への連結用部品２７の挿入を容易にしている。保持用部品３５内に収容されるべきエンドキャップ２１の連結用部品２７の部分は、流体流路３７が終わっている流体空間４１が保持用部品３５と連結用部品２７の間に形成されるような形で、外径が段階的になっている。

図示された実施例においては、保持用部品３５内に収容され得る連結用部品２７の部分の軸線方向長さは、保持用部品３５の開口部の直径のサイズのおよそ半分に等しい。連結用部品２７の壁は、連結用部品２７の内部と、それと共に通路２９を介してフィルタキャビティ１７を、流体流路３７を介して流体出口２４に連結する開口部４３を有する。その結果、フィルタキャビティ１７内にある清浄な側１６から流体出口２４まで、エンドキャップ２１の連結用部品２７を用いて流体導管が形成される。流体空間４１は、エレメントリテーナ２３の保持用部品３５の内側の方向で、シール４５及び４７を用いて封止される。これらのシールは、保持用部品３５内に連結用部品２７を支持する目的で、大きい軸線方向長さに比例した支持ゾーンが形成されるような軸線方向距離をおいて、連結用部品２７の外側に位置設定される。

例示された実施例においては、この支持ゾーンの軸線方向長さは、保持用部品３５の開口部の直径の約半分に等しい。この支持は軸線方向領域全体にわたり延在し、保持用部品３５の開口部の直径の半分よりも小さいか又は大きいものでもあり得る長さを有することから、エレメントリテーナ２３内のフィルタエレメント９のしっかりした嵌め合いが保証される。シール４５、４７によって、封止された流体空間４１も同様に帰属している清浄な側１６と、その上方のハウジング１の主要部分３内にある反対側の未濾過側１３との間にも同時にシールが形成される。それと同時に、封止用リング４５には、封止用リング４７よりも大きな直径が具備され、図２の方向で見た場合円錐の形で下向きに先細りしている壁３９（挿入用面取り面）は、フィルタエレメントの設置状態で見たとき、この場合挿入用面取り面３９に上部と下部で連結されている円筒形壁区分と接触状態にある２つのシール４５と４７の間に延在する。この配置のため、エンドキャップ２１の外周縁部３３とハウジングの内部壁の間には他の点では従来通りであるシールの必要が全く無く、したがって、相応して大きい直径を有するシール装置を無しですませることが可能である。それに代って、連結用部品２７においてシール４５及び４７としてＯリングの形でさらに小さい直径の封止用要素を使用することができ、その結果、設置に必要な物理的労力は少なくなり、コストは低くなり、それと同時に運用信頼度は改善される。

ここで記した実施例において、エレメントリテーナ２３の保持用部品３５の下端部は、閉鎖底面部分４９と共に、フィルタハウジング１の底面部分５で最下点を形成する。交換すべきフィルタエレメント９を取り外した時点で、結果として得られたハウジング１の閉鎖底面陥凹は、滴下していることのあるあらゆる残留流体又は落下していることのあるあらゆる塵埃粒子のための受入れ空間を形成する。したがって、これらの物質は、流体出口２４に通じる流体流路３７の下の「安全ゾーン」内にとどまる。エンドキャップ２１の連結用部品２７は、同様に、底面部分５１により、フィルタキャビティ１７と反対側にある下端部で閉鎖されている。図面から明白であるように、流体流路３７全体にわたり流体出口２４まで流体経路を継続させる開口部４３は、この底面部分５１より上で連結用部品２７の壁に位置設定され、そのため、連結用部品２７の内側にも同様に受入れ空間が形成される。この場合、一部の状況下ではフィルタエレメント９が取外された時点で内部フィルタキャビティ１７から外に滴下していることのある残留流体は、エンドキャップ２１において形成されたこの空間の内部にとどまり、こうして、フィルタエレメント９が取り出された時、フィルタエレメント９の下端部が閉じられているかぎりそこから残留流体が滴下することはなく環境が汚染されることもない。記述された流れ方向に対抗して、必要な場合濾過装置は、わずかな構造的改変措置により、反対向きの流れ方向で運用することも可能である。

Claims (8)

1. 流体、特に燃料、例えばディーゼル油用に意図され、長手方向軸線（１９）を画定するフィルタハウジング（１）を含む濾過装置において、前記フィルタハウジングが、流体入口（１４）及び流体出口（２４）を有するハウジング連結部を有し少なくとも１つのフィルタエレメント（９）を収容でき、濾過作業中、流体は内部フィルタキャビティをとり囲む濾材（１１）を通って流れることができ、フィルタエレメント（９）は、フィルタハウジング（１）の底面部分（５）に面するフィルタエレメントの下端部でエンドキャップ（２１）により封じ込められており、前記エンドキャップが内部フィルタキャビティ（１７）への流体連結部を形成する通路（２９）を含み、フィルタハウジング（１）のエレメントリテーナ（２３）上にしっかり固定され得る濾過装置において、
   エレメントリテーナ（２３）が、フィルタハウジング（１）の底面部分（５）上に位置設定されフィルタエレメント（９）の方向に開放している保持用部品（３５）を有し、ハウジング連結部（２７）に通じる流体流路（３７）が前記保持用部品（３５）内で終わっており、フィルタエレメント（９）のエンドキャップ（２１）が連結用部品（２７）を有し、この部品は保持用部品（３５）内に収容され得、支持ゾーン内でその中にしっかり固定され得、前記ハウジング連結部（２７）は、エレメントリテーナ（２３）内で終わっている流体流路（３７）への流体連結部を形成する開口部（４３）を有し、かつ保持用部品（３５）の開放端部と開口部（４３）の間を封止するシール装置（４５、４７）を有していることを特徴とする濾過装置。
2. 支持ゾーンの軸線方向長さが、保持用部品（３５）の開口部の直径の少なくとも４分の１に等しいことを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
3. 保持用部品（３５）の内側が、開放端部の方向に拡がる挿入用面取り面（３９）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過装置。
4. シール装置は、連結用部品（２７）の外側で互いから支持ゾーンの長さに対応する軸線方向距離だけ離れたところに配置された封止用要素（４５、４７）によって形成されており、これらの封止用要素が、前記エレメントリテーナ（２３）の保持用部品（３５）の内側に接することによってエレメントリテーナ内に連結用部品をしっかり固定していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
5. エンドキャップ（２１）の前記ハウジング連結部（２７）が、エレメントリテーナ（２３）内に収容されるべきその端部上に閉鎖底面（５１）を有すること、及び流体流路（３７）に通じる開口部（４３）がこの底面（５１）より上で連結用部品（２７）の壁に位置設定されてい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濾過装置。
6. エレメントリテーナ（２３）の保持用部品（３５）が、フィルタハウジング（１）の最下点としての陥凹を形成する底面（５１）によりその下端部で閉鎖されてい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濾過装置。
7. 濾過作業中、流体は、フィルタエレメント（９）の濾材（１１）を通ってその外部未濾過側（１３）から清浄な側（１６）を形成する内部フィルタキャビティ（１７）まで流れることができ、エレメントリテーナ（２３）の保持用部品（３５）内で終わっている流体流路（３７）が、流体出口（２４）として役立つハウジング連結部まで通じていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の濾過装置。
8. 内部フィルタキャビティ（１７）をとり囲みかつ濾過作業のために濾過すべきそれぞれの流体が横断できる濾材（１１）を含み、少なくとも一方の端部が、濾材（１１）を封じ込めかつ内部流体キャビティ（１７）への通路（２９）を形成し付随するフィルタハウジング（１）のエレメントリテーナ（２３）において収容され得るエンドキャップ（２１）を有している請求項１〜６の一項に記載の濾過装置内で使用するためのフィルタエレメントにおいて、エンドキャップ（２１）が、内部フィルタキャビティ（１７）への通路（２９）を形成する連結用部品（２７）を有し、エレメントリテーナ（２３）の保持用部品（３５）内に収容され得、エレメントリテーナ（２３）内に内容物を放出する流体流路（３７）への流体連結部を形成するための開口部（４３）を有し、保持用部品（３５）の開放端部とこの開口部（４３）の間を封止するシール装置（４５、４７）を有することを特徴とするフィルタエレメント。

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