JP2014509255A - フィルタカートリッジ - Google Patents

Abstract

フィルターカートリッジ（６０、１６０）が、筒状の形状を有するフィルタ壁（６３、１６３）と、少なくともフィルタ壁（６３、１６３）の端部に取り付けられる支持プレート（６１、１６１）とを備え、支持プレート（６１、１６１）にはバイパス導管（６６、１６６）が形成され、バイパス導管（６６，１６６）はフィルタ壁（６３、１６３）によって区切られる内部容積（６４、１６４）を外側に連通するようになっており、バイパス導管（６６、１６６）は、支持プレート（６１、１６１）に関連づけられフィルタ壁（６３、１６３）の縦軸線（Ａ、Ａ２）に対して中心から外れて位置する弁（７０、１７０）によって遮られ、弁（１７、１７０）は、バイパス導管（６６、１６６）を弁箱（７１、１７１）の内部空洞に連通するのに適した穴（７２、１７２）を備えた内部中空弁箱（１７１，１７１）と、弁箱（７１、１７１）の内部空洞に収容された閉塞具（７３、１７４）と、穴（７２、１７２）を閉じるように弁座（７４、１７９）に対して閉塞具（７３、１７４）を押圧するのに適している弾力作用要素（７５，１８０）とを備え、台座（６７、１６７）の内部に収容されている弁（７０、１７０）は、支持プレート（６１、１６１）に備えられることを特徴とする。

Description

本発明は、フィルタカートリッジに関し、特に、例えば自動車、貨車、商用車および作業機械のための車両用途または油圧用途の燃料若しくは潤滑油のためのフィルタカートリッジに関する。

公知のように、燃料若しくは潤滑油のろ過は概して、ろ過する流体のための入口導管およびろ過された流体のための出口導管を備える外部ケーシングと、入口導管に連通するものと出口導管に連通するものとの２つの異なるチャンバにケーシング内部容積が小分割されるようになっているフィルタカートリッジを備えるフィルタによって得られる。

こうして、フィルタの入口から出口に向けて流れる流体は、それに含まれ得る不純物を捕捉するフィルタ壁を横切ることになる。

典型的なフィルタカートリッジは、例えば星形プリーツフィルタ壁または深層壁（ｄｅｐｔｈ ｗａｌｌ）などの管状フィルタ壁およびフィルタ壁の対向端部に取り付けられる２つの支持プレートを備える。

支持プレートの少なくとも１つは、フィルタ壁の縦軸線に芯合わせされた中央穴を備え、内側から外側に向けて横切るように構成されたフィルタ壁の場合は、その中央穴を通してフィルタ壁の内部容積がろ過すべき流体の入口と連通するように配置され、あるいは外側から内側に向けて横切るように構成されたフィルタ壁の場合は、その中央穴を通してフィルタ壁の内部容積がろ過された流体の出口と連通するように配置される。

使用中は、ろ過すべき流体がフィルタ壁を横切るのに過剰な液圧抵抗に見舞われることがあり、それは下流に配置される装置への流体の流入量を過度に減少させる。

これは例えば堆積した不純物の量がフィルタ壁を完全に塞ぐ程度に達したとき、あるいは動作温度が非常に低いときにディーゼルエンジンでディーゼル燃料をろ過する場合に発生するように、特定の動作条件によってろ過すべき燃料の粘性が非常に高いレベルに達したときに発生する。

この問題を未然に防ぐために、フィルタには、ろ過すべき流体のチャンバ内圧力増加に追従する自動バイパス弁が取り付けられ、その自動バイパス弁は、圧力が予め定められた値を超えると、ろ過すべき液体のチャンバとろ過された液体のチャンバとの間の直接流路を開くようになっており、こうしてフィルタ壁をバイパスする。

先行技術はフィルタのための様々なタイプのバイパス弁を備え、そのうちのいくつかはフィルタの外部ケーシングに関連づけられており、その一方で他は直接フィルタカートリッジに関連づけられている。

フィルタカートリッジに関連づけられるバイパス弁は通常、支持プレートのうちの１つの中心に配置または形成されており、関連するフィルタ壁の縦軸線に実質的に心合わせされる。

この配置は、バイパス弁の実現化を容易にするけれども、支持プレートの中央ゾーンは概して、フィルタの入口または出口と連通するフィルタ壁の内部容積を配置すべき穴を呈するゾーンであるとともに、フィルタケーシングとの係合手段を取り付けるゾーンでもあるので、フィルタカートリッジの設計を相当制限する。

国際公開第２０１０／１２９４５０号の特許出願には、バイパス弁を含む支持プレートを備えたフィルタカートリッジが記載されており、その支持プレートはフィルタ壁の縦軸線に対してその中心を外れた位置に配置される。バイパス弁のこの配置は、カートリッジの係合手段と干渉しないとの効果がある。

しかしながら、この特許出願において提案される解決策は、バイパス弁を支持プレートと完全に一体化させることであり、換言すれば支持プレートは、ろ過すべき流体のチャンバとろ過された流体のチャンバとの間の直接流路とともに、可動式閉塞具の要素（ｍｏｂｉｌｅ ｏｂｔｕｒａｔｏｒ ｅｌｅｍｅｎｔ）とその可動式閉塞具の要素をその流路の閉塞位置に向けて押し出すのに適したばねとを直接的に設けるのに適した円筒状台座を形成できるようになっている。

機能的観点からは効果的ではあるものの、この構造上の構成はいくつかの重大な欠点を引き起こす。最初の欠点は、バイパス弁が誤動作する場合に、時間と労力を要しそのためにかなり費用がかかる作業によって、支持プレートの全体を取り外して交換する必要があることである。さらなる欠点は、バイパス弁はフィルタカートリッジとともに組み立てられなければならないということであり、それにはそれぞれのタイプのフィルタカートリッジについて専用の取付手順を採ることが要求され、これにより有利な規模の経済を得る可能性が減少する。

従って、本発明の目的は、単純で合理的で且つ低コストの解決策で、先行技術における上述の欠点を未然に防止することである。

この目的は、独立請求項に記載されるような本発明の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい態様および／または特に有利な態様を詳細に示している。

特に、本発明は、筒状の形状を有するフィルタ壁と、少なくともフィルタ壁の端部に取り付けられる支持プレートとを備えたフィルタカートリッジを提供する。支持プレートは、フィルタ壁によって区切られる内部容積を外側に連通するようになっているバイパス導管を備え、バイパス導管は、フィルタ壁の縦軸線に対して中心から外れて、好ましくはその側壁と同一線上にて支持プレートに関連づけられた弁によって遮られる。

弁は、バイパス導管を弁箱の内部空洞に連通する穴を備えた内部中空弁箱と、弁箱の内部空洞に収容された閉塞具と、穴を閉じるように弁座に対して閉塞具を押圧するのに適している弾力作用要素とを備える。このように構成される弁は、支持プレートに備えられる特別な台座の内部に単一体で収容される。

この解決策によれば、支持プレートの中央ゾーンが、フィルタケーシングを有するフィルタカートリッジの係合手段を収容するために、および／またはフィルタ壁の内部容積をろ過すべき流体の入口または出口に連通する開口寸法を増加するために、自由に利用可能となり、こうして有利にはフィルタカートリッジの構成上の変形例が増加する。

さらに、バイパスシステムは、フィルタケーシングが完全に制約を受けなくなり、有利にはフィルタカートリッジと共に交換でき、こうしてフィルタ全体の使用可能時間および効率が向上する。

同時にバイパス弁は、フィルタカートリッジの支持プレートに対して独立した部品である。

従って、製造工程においては、バイパス弁は複数のタイプのフィルタカートリッジに後付けすることができ、こうして有意な規模の経済が得られる。

本発明の好ましい形態において、弁は支持プレートに備えられた台座の内部に収容され、例えば熱溶接によって着脱できないように収容される。

こうして弁および支持プレートは、有利には必要な大きさにされて、またバイパスシステムも装着された単体の一部として着脱できる。

さらなる好ましい本発明の実施形態において、弁は台座に着脱自在に収容される。

この詳細によれば有利には、弁は故障すればフィルタカートリッジの他の部品とは独立して交換されることができる。

さらに好ましい本発明の実施形態において、弁はフィルタ壁によって区切られる内部容積の圧力増加に伴ってバイパス導管を開くように構成される。

この解決策によれば有利には、ろ過すべき流体がフィルタ壁をその内側から外側に横切るアプリケーションの使用に適したフィルタカートリッジを作ることができる。

あるいは、バイパス弁はフィルタ壁によって区切られる内部容積の圧力降下に伴ってバイパス導管を開くような方法で構成してもよい。

この代替配置構造において、フィルタはカートリッジろ過すべき流体がフィルタ壁をその内側から外側に横切るアプリケーションの使用に適している。

本発明の好ましい実施形態では、弁は、球体と、閉塞具と、少なくともバイパス導管を閉じるように閉塞具が弁座に対して押圧されることを保持するようになっている薄い弾性プレートとを備え、閉塞具と、弾性板と、弁座席とは好ましくは実質的に円筒形状を有する弁箱に関連づけられる。

この解決策によれば、実現された特に単純な弁を提供するこのとの効果があり、それはコンパクトで、非常に効率的に小さいスペースを占有する。

本発明の更なる実施形態において、フィルタカートリッジはさらに、感熱要素の温度が予め定められた閾値を超えると、バイパス導管を閉塞するように構成される感熱要素を備えることができる。この解決策は、本願明細書において上述したバイパス弁のように、フィルタ壁を通る流体の圧力降下によってだけ指令されるようにでき、したがって圧力降下が閾値を超える度に、それが生成した原因に関わらずバイパス弁が開かれる。

より詳細には、本願明細書において上述したようにバイパス弁は、低温によるディーゼル燃料の過剰な粘性のためだけでなく、例えば正常な作動状態中でも、ディーゼルエンジンにろ過されていないディーゼル燃料が誤って供給されたために、例えばフィルタ壁が（本来許容可能な）部分的に目詰まりした場合においても開くことができる。

感熱を採用することにより、バイパス導管を通る流体通路は、有利には二重の制御システムによって調整される。第１の制御システムは、弁によるもので、フィルタ壁を通る圧力差によって連通され、第２の制御システムは、感熱要素によるもので、流体温度によって連通される。

実際には、例えばフィルタ壁の部分的な目詰まりのために、フィルタ壁の両側の圧力差が弁を開くのに十分ではあるが、それと同時に、燃料温度が相対的な閾値温度を超えて感熱要素が加熱されるのに十分高い場合には、感熱要素はバイパス導管を閉じ、ろ過されていない燃料がフィルタの下流位置に到達することを防止することになり、それによって有利には、最終的な誤動作を防止する。

感熱要素によるバイパス導管の閉塞は、フィルタの下流に装置が機能するのに許容できないほど高い圧力損失が生じる限り、燃料の通路全体または一部を遮断するような方法で終了し得る。

本発明の好ましい実施形態において、感熱要素はバイパス弁に関連づけられる。

本発明の実施形態によれば、一体型で非常にコンパクトな装置を作ることができる効果があり、フィルタカートリッジの他の部品に関する単一体として取り付けられ、交換されることができる。

本発明の実施形態において、感熱要素は弁座に対して閉塞具を押圧するのに適している弾性作用要素であり、それは温度の増加に従って大きくなる弾性定数を有する。

例えば、弾力作用要素は温度上昇に従って弾性定数が必然的に増加することによってマルテンサイト段階に達するメモリ材料で構成してもよい。

特に、感熱要素は既にバイパス弁に備えられている同じ弾性要素であってもよく、それによりバイパス弁は２つの機能を実行するのに適している単一の弾性作用要素を備え、またはさらに既に弁座に対して閉塞具を押圧するために備えられているものに追加し補助する弾性作用要素であってもよく、それによればその要素は温度から独立した弾性定数を有していてもよい。

いずれの場合においても、感熱要素の温度が予め定められた閾値を超えて増加するときには、フィルタ壁の両側の圧力差が通常時に弁の開成が生じる閾値よりも大きくなったとしても、それによって定まる弾性元素の剛性は、閉塞具が弁座から離れるのを阻止するほど高くなり得る。

あるいは、感熱要素はより単純に、例えば変形により温度の増加に従って初期形態から最終形態へ移行するのに適した要素であってもよい。

例えば要素は、異なる熱膨張特性を有する金属からなる少なくとも２つのレイヤを備え、温度が上昇したときに１つのレイヤが他のレイヤよりも変形して、それにより感熱要素を変形させるようなバイメタル要素でもよい。

こうして感熱要素は初期形態において閉塞具から離隔されて閉塞具が弁座から自由に離れるようにし、これに対して弾性作用要素は最終形態においては閉塞具に接触して弁座に対して閉塞具を押しつけるように予め配置されるようにしてもよい。

あるいは、感熱要素はより単純に、初期形態においてバイパス導管を開口したままにし、最終形態においてバイパス導管を閉塞するようにしてもよい。

例えば感熱要素は、温度が変化によるワックスの伸びを用いた摺動体を備え、対照的に初期状態に摺動体を戻すのに適したリコールばね（ｒｅｃａｌｌ ｓｐｒｉｎｇ）を有する可能性があるワックス弁（ｗａｘ ｖａｌｖｅ）であってもよい。

さらに本発明は、ろ過すべき流体の入口及びろ過された流体の出口を備えた外部ケーシングと、外部ケーシングの内部容積を入口に連通する第１チャンバと出口に連通する第２チャンバとに分けるようになっている、本願明細書において上述したタイプのフィルタカートリッジとを備えるフィルタを提供する。

本発明の好ましい形態において、フィルタカートリッジは、少なくとも第１チャンバがフィルタ壁で区切られる内部容積によって部分的に形成されるように配置され、バイパス導管は内部容積を第２チャンバと連通するようになっている。

こうして、ろ過すべき流体は有利には、カートリッジのフィルタ壁をその内側から外側へ横切ることになる。

さらに好ましい本発明の実施形態において、第２チャンバはフィルタカートリッジのフィルタ壁に対して、より大きな多孔を有する第２フィルタ壁を介して出口に連通する。

この解決策によれば、流体がバイパス導管に関連づけられた弁の開口に従って、カートリッジのフィルタ壁をバイパスする場合であっても、少なくとも粗めのろ過がされることを保証する効果がある。

第２フィルタ壁は好ましくは平坦で、フィルタカートリッジのフィルタ壁の縦軸線に垂直に配置される。

こうして、フィルタは有利には、かなりコンパクトで、外形寸法を抑えられる。

第２フィルタ壁は、好ましくはさらに環状シールが結合された周縁を有するプレートによって支持され、その環状シールはビーカー形本体とフィルタの外部ケーシングの閉じカバーと間に介在されるようになっている。

この解決策によれば、第２フィルタ壁とプレートと環状シールとは有利には、第２フィルタ壁およびフィルタケーシングのシールの機能の両方を復元すると同時に、単一体で交換できる単一の部品で構成される。

本発明の好ましい実施形態において、フィルタはさらに、フィルタ入口およびフィルタ壁の内部容積の間の連通流路と、その内部に流れる流体を加熱するために連通流路に関連づけられるヒータと、フィルタ壁の内部容積を軸線方向に渡るステムと、第２フィルタチャンバの内部に突設されるステム端部に配置される水分レベルセンサと、を組み込んだ特別な一体型部品を備える。

この解決策は、特に有利である。例えばディーゼルエンジンの燃料をろ過する場合、上述の一体型部品は、単独で３つの機能、すなわちフィルタカートリッジの内部にディーゼル燃料を案内する機能、低い動作温度で形成され得るパラフィンを溶かすようにディーゼル燃料を加熱する機能、ろ過中にディーゼル燃料から分離し、フィルタケーシングの底部に溜まる水分のレベルを検出する機能を果たすことができる。

本発明の更なる特徴および利点は、添付図面の図を用いて非限定的な例によって提示される以下の説明を読むことにより一層明らかになろう。

本発明の実施形態にかかるフィルタの縦断面図である。 図１のフィルタに挿入されるフィルタカートリッジの斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図３の拡大詳細図である。 図３の上方から見た図である。 本発明の他の実施形態にかかるフィルタの縦断面図である。 図６のフィルタに挿入されるフィルタカートリッジの縦断面図である。 図７の拡大詳細図であって、閉位置にあるバイパス弁を示すものである。 図８の詳細図であって、開位置にあるバイパス弁を示すものである。

図１に例示されるフィルタ１０は、ディーゼル、特に自動車、貨車、商用車または自走式作業車のためのディーゼルエンジンに用いられるディーゼルフィルタである。

フィルタ１０は、参照符号２０によってその全体が示される外部ケーシングを備え、それはビーカーのように形成された下部本体２１およびそのビーカー本体２１を閉じるようになっている上部カバー２２によって構成される。

カバー２２は、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管２３、ろ過したディーゼル燃料の出口導管２４、およびビーカー本体２１の底部に溜まり得る水分の排出導管２５のための入口導管２３を備える。

ケーシング２０内には一体型の部品３０が収容され、その部品３０はカバー２２に設けられ対応する台座に収容された広がり部３１と、広がり部３１に結合されビーカー本体２１の内部中央に軸方向下の方向に延出する下側ステム部３２とを備える。

ステム部３２上には、スリーブ４０が同軸で挿入され、上端部は部品３０の広がり部３１に密封されて結合される実質的に平坦なフランジ４１を呈する。

スリーブ４０はステム部３２とともに、上方に向けて僅かに先細で、一体型部品３０の広がり部３１に備えられる連結流路（図示せず）を通して、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管２３と連通する中空空間４３が画定されるように必要な大きさにされる。

広がり部３１には、カバー２２から突設する電気ソケット３３によって電気供給され、連結流路内に流入するディーゼル燃料を加熱するようになっている電気加熱器（図示せず）が組み込まれている。

ディスク型プレート５０は、シールリングを間に挟んでスリーブ４０に同軸で挿入されており、ディスク型プレート５０は、スリーブ４０に結合するための中央穴と、環状シール５１が密結合するように少し高くした周縁とを備える。

環状シール５１は、フィルタ１０の外部ケーシング２０の密閉を保証するように、カバー２２とビーカーボディ２１との間に画定された台座内に加圧されて収容される。

プレート５０はさらに、排出導管２５の特別に広げた中に、シールリングを介在させて挿入する中空突出部５３を備える。

プレート５０とオーバーレイフランジ４１との間に狭いチャンバ５２が画定され、チャンバ５２は、フランジ４１に部分的にそして一体型部品３０の広がり部３１に部分的に設けられた連結流路（図示しない）を介して、ろ過したディーゼル燃料の出口導管２４に連通する。

参照符号６０で全体が示されるフィルタカートリッジはさらに、ケーシング２０内に収容され、フィルタカートリッジ６０は、現在では実質的に円筒状内部容積６４の範囲を定めて画定するポリマー深層型壁を例とする筒状フィルタ壁６３の反対端に取り付けられる上側支持プレート６１および下側支持プレート６２を備える。

上側支持プレート６１および下側支持プレート６２はそれぞれ中央穴を呈し、これらの穴は互い一列に配置され、フィルタ壁６３の縦軸線Ａに芯合わせされる。

上側支持プレート６１の中心穴はシールリングを介してスリーブ４０に挿入され、それにより一体型部品３０のステム部３２が、下側支持プレート６２の中心穴にさらなるシールリングを介して挿入可能なフィルタカートリッジ６０における内部容積６４全体の軸方向に渡るようにする。

ステム部３２の自由端は下側支持プレート６２を越えて突設され、そこではビーカー形本体２１の底部に溜まる水分のレベルを検出するようになっているレベルセンサ３４がついている。

レベルセンサ３４は、電気接続手段に関連づけられ、その電気接続手段は一体型部品３０に組み込まれ、電気ソケット３３まで届き、それによってレベルセンサ３４が車両の電子制御パネル（図示しない）に接続される。

上記の構成により、フィルタカートリッジ６０は、ケーシング２０の内部容積を、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管２３と連通しフィルタ壁６３の内部容積６４である第１チャンバと、出口導管２４と連通しフィルタ壁６３の外側に画定される第２チャンバ６５とに小分割する。

特に、第２のチャンバ６５は、プレート５０の本体に形成されその上を覆うチャンバ５２内に開口する複数の貫通穴５４を介して出口導管２４と連通する。

これらすべての貫通穴５４は、平坦なフィルタ壁５５で閉じられ、そのフィルタ壁５５は、フィルタ壁６３の軸線Ａに垂直な平面に位置するプレート５０の下面に取り付けられる。

あるいは、平坦なフィルタ壁５５は、プレート５０の上側表面に取り付けてもよい。

さらに、平坦なフィルタ壁５５は概して、フィルタ壁６３よりも大きな多孔を有する。

図示の例では、平坦なフィルタ壁５５は、１００μｍと２００のμｍとの間、好ましくは１５０μｍの多孔を有するポリマーネットであり、フィルタ壁６３は、プリーツの場合はそれに２０μｍ未満の多孔を設け、また深層型フィルタ（デプスフィルタ）の場合は少なくとも２０μｍ未満の多孔を有する層を設ける。

成形管５６はさらに、第２チャンバ６５内に配置され、成形管５６はプレート５０の中空突出部５３に連結される第１端部と、ビーカー形本体２１の底部に配置される第２端部とを呈する。

図１、図３、および図４に示すように、導管６６は、フィルタカートリッジ６０の上側支持プレート６１に設けられ、導管６６は、フィルタ壁６３の内部容積６４をその外側、すなわちここでは例えば第２チャンバ６５に直接連通するようになっている。

この導管６６は、フィルタ壁６３の縦軸線Ａに対して中心から外れた位置であって、上側支持プレート６１の外面に備えられた円筒状台座６７の中心に開口し、実質的にそのフィルタ壁６３の側壁に位置決めされている。

言い換えれば、円筒状台座６７は、フィルタ壁６３の縦軸Ａに対して平行かつ位置決めされておらず、その壁の厚みの長手方向に交わる縦軸線Ｂを呈する。

円筒状台座６７は、参照符号７０によってその全体が示される自動弁を密封して収容し、自動弁は導管６６をその開閉を調整するような方法で遮るようになっている。

詳細には、自動弁７０は、実質的に円筒状ビーカーのように形成された中空弁箱７１を備え、中空弁箱７１は、着脱可能な継手によって円筒状台座６７内に同軸に挿入されている。

中央貫通穴７２は、弁箱７１の底部に設けられ、弁箱７１の内部空洞と連絡する導管６６を配置するようになっている。

球体７３は、弁箱７１の内部空洞内に収容され、導管６６を閉じるように、穴７２の皿穴縁７４上に載置されるようになっている。

特に、球体７３は、弾性元素７５によって皿穴縁７４に対して押圧保持され、弁箱７１の開口部に抑えられている。

図２に示すように、この弾性元素７５は、弁箱７１に同軸で配置される細い金属リングによって形成され、プレート７６の自由端が球体７３上に載置されかつ穴７２に向けて球体７３を押圧するように、リングの中心に向けて突出し一連の放射プレート７６を呈する。

放射プレート７６は、弁箱７１の開口部が常に開いていることを可能とする通路スペースを同数残すように互いに等間隔の角度で配置され、球体７３が上方に少し変位して穴７２を開くことができるように弾性可撓性である。

上記の記載に照らせば、フィルタ１０の機能は以下の通りである。

ろ過すべきディーゼル燃料が入口導管２３から入り、一体型部品３０およびスペース４３に設けられた連結流路（図示しない）を通って、フィルタ壁６３の内部容積６４の中へと流れる。

この通路を通じて、ディーゼル燃料は、一体型部品３０の広がり部３１に組み込まれたヒータによって加熱されることができる。

ディーゼル燃料は、内部容積６４からフィルタ壁６３を通じて放射状に、内側から外側に向かって第２チャンバ６５内に流れることになる。

こうして、フィルタ壁６３は、ディーゼル燃料中に存在し得る不純物を捕捉する。

ディーゼル燃料は、フィルタ壁６３より大きな多孔を有するために主としてディーゼル燃料に依然として含まれ得る水分を凝集して分離する機能を有する第２チャンバ６５から平坦なフィルタ壁５５を横切って流れる。

このように分離される水分は、ビーカー形本体２１の底部に集まり、水分のレベルがセンサ３４に達したときに、センサ３４は信号を車両の制御盤に送信し、その後、蓄積した水分は成形管５６と排出導管２５を通ってフィルタ１０から排出することになる。

平坦なフィルタ壁５５を横切った後に、ディーゼル燃料は最終的に出口導管２４に到達する。

例えばフィルタ壁６３の目詰まりまたは低温のディーゼル燃料の過剰粘性に伴って、内部容積６４中のディーゼル燃料の圧力が所定の限界閾値を超えて増加したならば、その圧力によって放射プレート７６と抗して自動弁７０の球体７３が持ち上げられ、第２チャンバ６５に流入する導管６６が開口される。

こうして、ろ過されていないディーゼル燃料は、直接フィルタ壁６３を横切ることなく、第２チャンバ６５に流れ込み、このように、常に一定のディーゼル燃料が出口導管２４から流出することを保証する。

この場合も、すべてのディーゼル燃料は、平坦なフィルタ壁５５を横切ることになり、水分を分離する上述の機能を果たすだけではなく、ディーゼル燃料を少なくともより大きな大きさの不純物を除去する粗めのろ過をする。

図６に示されるフィルタ１１０は、ディーゼルエンジン、特に自動車、トラック、商用車または自走式作業機械のためのディーゼルエンジンに適用されるようにされているディーゼルフィルタである。

フィルタ１１０は、参照符号１２０によってその全体が示される外部ケーシングを備え、それはビーカー形下部本体１２１およびビーカー本体１２１を閉じるのに適している上部カバー１２２によって構成される。

カバー１２２は、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管１２３、ろ過したディーゼル燃料の出口導管１２４、およびビーカー本体１２１の底部に溜まり得る水分の排出導管１２５のための入口導管１２３を備える。

ケーシング１２０内には一体型の部品１３０が収容され、その一体型の部品１３０はカバー１２２に設けられ対応する台座に収容された広がり部１３１と、広がり部１３１に結合されビーカー形本体１２１の内部中央に軸方向下方内側に延出する下側ステム部１３２とを備える。

ステム部１３２上には、スリーブ１４０が同軸で取り付けられ、上端部は一体型部品１３０の広がり部１３１に気密に密封されて結合される実質的に平坦なフランジ１４１を呈する。

スリーブ１４０はステム部１３２とともに、上方に向けて僅かに先細で、一体型部品１３０の広がり部１３１に備えられる連結流路（図示せず）を通して、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管１２３と連通する中空空間１４３が画定されるように必要な大きさにされる。

広がり部１３１には、カバー１２２から突設する電気ソケット１３３によって電気供給され、連結流路内に流入するディーゼル燃料を加熱するのに適している電気加熱器（図示せず）が組み込まれている。

ディスク型プレート１５０は、シールリングを間に挟むことによってスリーブ１４０に同軸で挿入されており、そのプレート１５０は、スリーブ１４０に結合するための中央穴と、環状ガスケット１５１が密結合するように少し高くした周縁とを備える。

前記環状ガスケット１５１は、フィルタ１１０の外部ケーシング１２０が気密に閉塞することを保証するように、カバー１２２とビーカーボディ１２１との間に画定された台座内に加圧されて収容される。

プレート１５０はさらに、排出導管１２５の特別に広げた中に、シールリングを介在させて挿入する中空シャンク１５３を備える。

プレート１５０とオーバーレイフランジ１４１との間に狭いチャンバ１５２が画定され、チャンバ１５２は、フランジ１４１に部分的にそして一体型部品１３０の広がり部１３１に部分的に設けられた連結流路（図示しない）を通じて、ろ過したディーゼル燃料の出口導管１２４に連通する。

参照符号１６０で全体が示されるフィルタカートリッジはまた、ケーシング１２０内に収容され、フィルタカートリッジ１６０は、現在では実質的に円筒状内部容積１６４の範囲を定めて画定するポリマー深層型膜を例とする筒状フィルタ壁１６３の反対端に取り付けられる上側支持プレート１６１および下側支持プレート１６２を備える。

上側支持プレート１６１および下側支持プレート１６２はそれぞれ中央穴を有し、これらの穴は互い一列に配置され、フィルタ壁１６３の縦軸線Ａに芯合わせされる。

上側支持プレート１６１の中心穴はシールリングを介してスリーブ１４０に挿入され、それにより一体型部品１３０のステム部１３２が、下側支持プレート１６２の中心穴に他のシールリングを介して挿入可能なフィルタカートリッジ１６０における内部容積１６４全体の軸方向に渡るようにする。

ステム部１３２の自由端は下側支持プレート１６２を越えて突設され、そこにはビーカー本体１２１の底部に溜まる水分のレベルを検出するのに適したレベルセンサ１３４がついている。

レベルセンサ１３４は、電気接続手段に関連づけられ、その電気接続手段は一体型部品１３０に組み込まれ、電気ソケット１３３まで届き、それに通じてレベルセンサ１３４が車両の電子制御ユニット（図示しない）に接続される。

上記の構成により、フィルタカートリッジ１６０は、ケーシング１２０の内部容積を、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管１２３と連通し、フィルタ壁１６３の内部容積１６４である第１チャンバと、出口導管１２４と連通し、フィルタ壁１６３の外側に画定される第２チャンバ６５とに分割する。

特に、第２チャンバ１６５は、プレート１５０の本体に備えられその上を覆うチャンバ１５２内に開口する複数の貫通穴１５４を通じて出口導管１２４と連通する。

これらの貫通穴１５４は、平坦なフィルタ壁１５５で閉じられ、その第２フィルタ壁１５５は、フィルタ壁１６３の軸線Ａに垂直な平面に位置するプレート１５０の下面に取り付けられる。

あるいは、平坦なフィルタ壁１５５は、プレート１５０の上側表面に取り付けることもできる。

平坦なフィルタ壁１５５は概して、フィルタ壁１６３に対してより大きな多孔を有する。

図示の実施形態では、平坦なフィルタ壁１５５は、１００μｍと２００のμｍとの間、好ましくは１５０μｍの多孔を有するポリマーメッシュであり、フィルタ壁６３は、プリーツタイプの場合はそれに１２０μｍ未満の多孔を設け、また深層型フィルタ（デプスフィルタ）タイプの場合は２０μｍ未満の多孔を有する少なくとも１つの層を設ける。

成形管１５６もまた、第２チャンバ１６５内に配置され、成形管１５６はプレート１５０の中空シャンク１５３に連結される第１端部と、ビーカー本体１２１の底部に配置される第２端部とを有する。

すべての図に示すように、導管１６６は、フィルタカートリッジ１６０の上側支持プレート１６１に設けられ、導管１６６は、フィルタ壁１６３の内部容積１６４をその外側、すなわち第２チャンバ１６５に連通して直接配置するのに適している。

この導管１６６は、フィルタ壁１６３の縦軸線Ａ２に対して中心から外れた位置であって、上側支持プレート１６１の外側表面上にて得られる円筒状台座１６７の中心を終点とし、実質的にそのフィルタ壁１６３の側壁に位置決めされている。

言い換えれば、円筒状台座１６７は、フィルタ壁１６３の縦軸Ａ２に対して平行かつ位置決めされておらず、その壁の厚みの長手方向に交わる縦軸線Ｂ２を有する。

円筒状台座１６７は、参照符号１７０によってその全体が示される自動弁を密封して収容し、自動弁は導管１６６をその開閉を調整するように遮るようになっている。

上述の記載によれば、フィルタ１１０は第１実施形態のフィルタ１０と極めて類似していることは明かであり、それからすれば弁１７０に関して以下に説明される特徴だけが異なる。

詳細には、自動弁１７０は、実質的に内部が中空のシリンダのように構成された弁箱１７１を備え、弁箱１７１は、着脱可能なフィット継手によって円筒状台座１６７内に同軸に挿入されている。図示の例では、弁箱１７１はそれぞれ参照符号１７１’および１７１”の２つのビーカー本体を備え、弁箱１７１はそれぞれ反対側に空洞面を有し、同軸で嵌入されて一方が他方に取り付けられる。

円筒状台座１６７の軸線Ｂに平行な軸線を有する中央貫通穴１７２は、弁箱１７１の底部にて得られ、貫通穴１７２は弁箱１７１の内部空洞１７３と連通する導管１６６を配置するのに適している。

閉塞具１７４は、弁箱１７１の内部空洞１７３内に位置決めされる。

閉塞具１７４は、円筒状台座１６７の軸線Ｂに平行な軸線を有するステム１７５と、広がりディスク型プレート１７６を備え、拡張ディスク型プレート１７６は、閉塞具１７４が実質的にキノコのような形状を得られるようにステム１７５の下端に同軸で配置される。ステム１７５および拡張プレート１７６は、単一体で形成される。ステム１７５は、弁箱１７１の最上部で得られる案内穴１７７に、同軸で摺動可能に挿入される。閉塞具１７４が中央穴１７２に対する軸方向の接離駆動を案内するように、案内穴１７７は底部に備えられる中央穴１７２と同軸である。

環状ガスケット１７８は、拡張プレート１７６の底面に取り付けられており、換言すればそれは弁箱１７１の底部に面している。ガスケット１７８は、実質的にゴムの特性を有する可塑材でできており、それは知られたタイプの手段によって拡張プレート１７６に取り付けられている。ガスケット１７８は、中央穴１７２の直径より小さい内径と、中央穴１７２より大きい外径を有する。こうして、ガスケット１７８は、中央穴１７２を閉じるようにそれ故に同じく導管６６を閉じるように、中央穴１７２の内縁１７９上に載置されるようになっている。

特に、閉塞具１７４のガスケット１７８は、弁箱１７１の内部空洞１７３に収容される第１弾性元素１８０によって内縁１７９に対して押圧保持される。図示の例では、第１弾性元素１８０は、圧縮コイルばねであり、それはステム１７５に同軸で挿入され、拡張プレート１７６と弁箱１７１の天壁との間に予め圧縮されている。

さらに、弁箱１７１の天壁上外側に配置される感熱要素１８１は、自動弁１７０に関連づけられている。図示の例では、この感熱要素１８１は薄板で形成され、凹状をなし、弁箱１７１の天壁に取り付けられる端部を有し、ステム１７５の自由端に載置される。

閉塞具１７４が、中央穴１７２（図４参照）から離れて上方へ移動するときに、プレート１８１は、ばね１８０による力も加わって閉塞具１７４を再度下方に押しつける弾性力の作用により撓み得る。言葉で、プレート１８１は、閉塞具１７４のガスケット１７８を中央穴１７２の内縁１７９に対して押圧して保持する弾性元素としての機能を果たすように構成され得る。この場合には、プレート１８１は、温度上昇に伴ってプレート１８１の弾性定数が増加するように、感熱金属材を用いて作るようにしてもよい。例えばプレート１８１は、温度上昇に連れて弾性定数が必然的に増加することによってマルテンサイト段階に達するメモリ材料によって実現できる。

こうして、プレート１８１の温度が低いとき、例えば５℃以下のときには、閉塞具１７４の上昇に対する抗力をほとんど与えることはなく、それは単にばね１８０だけによってそのように制御されるということである。逆に、プレート１８１の温度が高いとき、例えば１５０℃を超えるときには、それによって与えられる抗力は、閉塞具１７４が上昇するのを実質的に妨げるほど高くなる。

あるいは、プレート８１は、弾性元素ではなく、より簡単にメモリ材料または温度の関数としてその凹部を変形するようなバイメタル材料からなる剛性要素であってもよい。より詳細には、プレート１８１は、互いに異なる熱膨張特性を有する金属を用いて実現される２つのレイヤからなるバイメタルプレートでもよく、これにより、温度変化に応じて１つのレイヤが他のレイヤよりも膨張して、プレート１８１を変形させる。

こうして、例えば５℃以下の低温では、プレート１８１の形状は図９のようになり、すなわち凹部については、弁箱１７１の最上部から離れた動きが十分に強められ、閉塞具１７４の上方への動きを自由にする。例えば１５０℃を超える高温では、プレート８１の形状は代わって図３のようになり、すなわちステム１７５の自由端に常に接触した状態で十分に平坦であり、閉塞具１７４の上方への動きを妨げる。

上記の記載に照らせば、フィルタ１１０は以下のように動作する。

ろ過すべきディーゼル燃料が入口導管１２３から入り、一体型部品１３０および内部空間１４３に設けられた連結流路（図示しない）を通って、フィルタ壁１６３の内部容積１６４の中へと流れる。

この通路を通じて、ディーゼル燃料は、一体型部品１３０の広がり部１３１に組み込まれたヒータによって加熱されることができる。

内部容積１６４から、ディーゼル燃料はフィルタ壁１６３を通じて放射状に、その内側からその外側に向かって流れ、第２チャンバ１６５内に流れることになる。

こうして、フィルタ壁１６４は、ディーゼル燃料中に存在し得る不純物を捕捉する。

第２チャンバ１６５から流れるディーゼル燃料はそれから、フィルタ壁１６３より大きな多孔を有し、主としてディーゼル燃料に依然として含まれ得る水分を凝集して分離する機能を有する平坦なフィルタ壁１５５を横切って流れる。

このように分離される水分は、ビーカー本体１２１の底部に集まり、水分のレベルがセンサ１３４に達したときに、センサ１３４は信号を車両の制御ユニットに送信し、その後、蓄積した水分は成形管１５６と排出導管１２５を通ってフィルタ１１０から排出することになる。

平坦なフィルタ壁１５５を横切った後に、ディーゼル燃料は最終的に出口導管１２４に到達する。

第２のチャンバ１６５内を通過するディーゼル燃料は、感熱プレート１８１にぶつかって、実質的にそれをディーゼル燃料自体の温度の方に動かす。ディーゼル燃料温度が例えば１５０℃を超えるように十分に高ければ、プレート１８１は自動弁１７０の閉塞具１７４が中央穴１７２の内縁１７９を常に押圧保持する。

こうして、フィルタ壁１６３の上流と下流の圧力差に関わらず、導管１６６は閉じた状態を維持し、ディーゼルエンジンの点火または動作を妨げるほどの高い圧力降下によって開く。その代わりに、ディーゼル燃料温度が例えば５℃以下のように低ければ、プレート１８１は閉塞具１７４の移動の妨げになることはなく、ばね１８０だけによって制御される。

内部容積１６４のディーゼル燃料の圧力が、例えばパラフィン濃縮による粘性増加に伴って、ばね１８０の前負荷によって定められる所定の閾値を超えて増加すれば、閉塞具１７４は中央穴１７２に対して上昇し、自動弁１７０の内部空洞１７３に終端として接続する導管１６６を開口させて、導管６６は弁箱１７１の上部に備えられる１つ以上の貫通穴（図示せず）を通じてフィルタ１１０の第２チャンバ１６５に次々と連絡する。

こうして、ろ過されていないディーゼル燃料は、直接フィルタ壁１６３を横切ることなく、第２チャンバ１６５に流れ込み、このように、ディーゼルエンジンを始動できる一定のディーゼル燃料が出口導管１２４から流出することを保証する。この場合も、すべてのディーゼル燃料はいずれにせよ、平坦なフィルタ壁１５５を横切ることになり、水分を分離するという上述の機能の他に、ディーゼル燃料に少なくともより大きな大きさの不純物を除去する粗めのろ過をかけさせることにもなる。

当業者が、上述したフィルタ１０、１１０に対する技術応用性の様々な変更を、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに行い得ることは明らかである。

Claims (15)

1. 筒状の形状を有するフィルタ壁（６３、１６３）と、少なくとも前記フィルタ壁（６３、１６３）の端部に取り付けられる支持プレート（６１、１６１）とを備えたフィルタカートリッジ（６０、１６０）であって、
   前記支持プレート（６１、１６１）にはバイパス導管（６６、１６６）が形成され、前記バイパス導管（６６，１６６）は前記フィルタ壁（６３、１６３）によって区切られる内部容積（６４、１６４）を外側に連通するようになっており、バイパス導管（６６、１６６）は、支持プレート（６１、１６１）に関連づけられ前記フィルタ壁（６３、１６３）の縦軸線（Ａ、Ａ２）に対して中心から外れて位置する弁（７０、１７０）によって遮られ、
   前記弁（１７、１７０）は、前記バイパス導管（６６、１６６）を弁箱（７１、１７１）の内部空洞に連通するのに適した穴（７２、１７２）を備えた内部中空弁箱（１７１，１７１）と、前記弁箱（７１、１７１）の前記内部空洞に収容された閉塞具（７３、１７４）と、前記穴（７２、１７２）を閉じるように弁座（７４、１７９）に対して前記閉塞具（７３、１７４）を押圧するのに適している弾力作用要素（７５，１８０）と、を備え、
   台座（６７、１６７）の内部に収容されている前記弁（７０、１７０）は、前記支持プレート（６１、１６１）に備えられていることを特徴とするフィルタカートリッジ。
2. 前記弁（７０、１７０）は、前記フィルタ壁（６３、１６３）の側壁に位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ（６０、１６０）。
3. 前記弁（７０、１７０）は、前記台座（６７、１６７）の内部に着脱できないように収容されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ（６０、１６０）。
4. 前記弁（７０、１７０）は、前記台座（６７、１６７）において着脱できるように収容されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ（６０、１６０）。
5. 前記弁（７０、１７０）は、前記フィルタ壁（６３、１６３）によって区切られる前記内部容積（６４、１６４）の圧力増加に伴って前記バイパス導管（６６，１６６）を開くように構成されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ（６０、１６０）。
6. 前記弁（７０）は、球面閉塞具（７３）と、少なくとも前記バイパス導管（６６）を閉じるように前記閉塞具（７３）が前記弁座（７４）に対して押圧されることを保持するようになっている弾性プレート（７６）を備えることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ（６０）。
7. 前記弁箱（７１）は、円筒状であることを特徴とする請求項６に記載のフィルタカートリッジ（６０）。
8. 感熱要素（１８１）の温度が予め定められた閾値を超えると、前記バイパス導管（１６６）を閉塞するように構成される感熱要素（１８１）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタカートリッジ（１６１）。
9. 前記感熱要素（１８１）は、前記弁（１７０）に関連づけられることを特徴とする請求項８に記載のフィルタカートリッジ（１６０）。
10. 前記感熱要素（１８１）は、前記弁座（１７９）に対して前記閉塞具（１７４）を押圧するのに適している弾性作用要素であり、その要素は、温度の増加に従って大きくなる弾性定数を有することを特徴とする請求項９に記載のフィルタカートリッジ（１６０）。
11. 前記感熱要素（１８１）は前記閉塞具（１７４）から離隔されて前記閉塞具（１７４）が前記弁座（１７９）から自由に離れるように、温度の増加に従って初期形態から変化するように予め配置されており、これに対して前記弾性作用要素（１８０）は最終形態において前記閉塞具（１７４）に接触して前記弁座（１７９）に前記閉塞具（１７４）を押しつけることを特徴とする請求項９に記載のフィルタカートリッジ（１６０）。
12. 前記感熱要素（１８１）は、温度の増加に従って初期形態から変化するように予め配置されており、前記バイパス導管（１６６）を開口したままにし、最終形態に向けて前記バイパス導管（１６６）を閉塞することを特徴とする請求項８に記載のフィルタカートリッジ（１６０）。
13. ろ過すべき流体の入口（２３、１２３）及びろ過された流体の出口（２４、１２４）を備えた外部ケーシング（２０、１２０）と、
    前記外部ケーシング（２０、１２０）の内部容積を前記入口（２３、１２３）に連通する第１チャンバ（６４、１６４）と前記出口（２４、１２４）に連通する第２チャンバ（６５、１６５）とに分けるようになっている請求項１〜１２のいずれかに記載のフィルタカートリッジ（６０、１６０）と、
    を備えるフィルタ（１０、１１０）。
14. 前記フィルタカートリッジ（６０、１６０）は、少なくとも前記第１チャンバが前記フィルタ壁（６３、１６３）で区切られる前記内部容積（６４、１６４）によって部分的に形成されるように配置され、前記バイパス導管（６６、１６６）は前記内部容積（６４、１６４）を前記第２チャンバ（６５，１６５）と連通するようになっていることを特徴とする請求項１３に記載のフィルタ（１０、１１０）。
15. 前記第２チャンバ（６５、１６５）は、前記フィルターカートリッジ（６０、１６０）の前記フィルタ壁（６３、１６３）に対して、より大きな多孔を有する前記第２フィルタ壁（５５、１５５）を介して前記出口（２４、１２４）に連通することを特徴とする請求項１４に記載のフィルタ（１０、１１０）。
    

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