JP2015132426A - 燃料ガスフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】
取り外しの際に、捕獲した異物を取り出すことができる燃料ガスフィルタを提供する。
【解決手段】
燃料ガスフィルタ１００は、上流側が下方となる燃料ガス流路１０１に設けられている。燃料ガスフィルタ１００は、燃料ガスフィルタ１００の上流側に隣接する部材１０２と下流側に隣接する部材１０４によって挟持されるフランジ部１０と、フランジ部１０の下流側部分に固定されたフィルタ本体２０と、を備えている。フランジ部１０とフィルタ本体２０との境界、フランジ部１０の内周面１１の所定位置、及びフランジ部１０と上流側に隣接する部材１０２との境界のうち、少なくとも１カ所において、フィルタ本体２０で捕獲した異物を受けることができる段差部３０が形成されている。
【選択図】図１

Description

ガスエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス流路には、燃料ガスフィルタが設けられる。本発明は、この燃料ガスフィルタに関する。

ガスエンジンに燃料ガスを供給するにあたり、当該燃料ガスは燃料ガス噴射装置の燃料噴射弁を介してシリンダ内又は給気（過給されていない場合は「吸気」）通路に噴射される。燃料噴射弁が異物を噛みこむと、燃料噴射弁が閉まらずに、燃料ガスが漏れた状態になる。これを防ぐために、燃料ガス噴射装置のすぐ上流側には、異物の侵入を防ぐための比較的小さなメッシュサイズの燃料ガスフィルタが設けられる。燃料ガスフィルタとしては、燃料ガス専用のものではなく、従来からある汎用のフィルタが用いられている。

なお、ガスエンジンの燃料ガスフィルタについて記載されている文献としては、特許文献１がある。しかしながら、特許文献１では、給気通路のうち燃料ガスが供給される位置よりも下流に微細ダストフィルタが設けられている点が記載されているに過ぎない。すなわち、特許文献１で開示されているフィルタは、燃料ガス流路に設けられたものでもない。また、特許文献１では、フィルタの構造も明らかにされていない。

実開平１−８３１５５号公報

ところで、発明者らは、燃料ガスフィルタが設けられる燃料ガス流路を、上流側が下方となるように傾斜させた構造とすることを検討している。このように構成すれば、メンテナンス等で燃料ガスフィルタが取り外されているときに異物が燃料ガス流路内に入り込んだとしても、その異物は燃料ガスフィルタよりも上流側に入り込むことになる。そのため、燃料ガスフィルタを取り付けてしまえば、その異物は燃料ガスフィルタで捕獲することができる。

ただし、上流側が下方となるよう傾斜した燃料ガス流路に燃料ガスフィルタを設置した場合、エンジンが停止して燃料ガスの流れが止まると、燃料ガスフィルタで捕獲した異物が自重により上流側に戻ってしまう可能性がある。これでは、燃料ガスフィルタで捕獲した異物を燃料ガス流路から取り除くことはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、上流側が下方となる燃料ガス流路に設けられる燃料ガスフィルタであって、燃料ガスフィルタを取り外す際に、捕獲した異物を取り出すことができる燃料ガスフィルタを提供する。

本発明に係る燃料ガスフィルタは、上流側が下方となる燃料ガス流路に設けられた燃料ガスフィルタであって、当該燃料ガスフィルタの上流側に隣接する部材と下流側に隣接する部材によって挟持されるフランジ部と、前記フランジ部の下流側部分に固定されたフィルタ本体と、を備え、前記フランジ部と前記フィルタ本体との境界、前記フランジ部の内周面の所定位置、及び前記フランジ部と前記上流側に隣接する部材との境界のうち、少なくとも１カ所において、前記フィルタ本体で捕獲した異物を受けることができる段差部が形成されている。

かかる構成によれば、燃料ガスの流れが止まったとしても、燃料ガスフィルタ（フィルタ本体）が捕獲した異物を段差部が受けることができるため、燃料ガスフィルタを取り外す際に、捕獲した異物を取り出すことができる。

また、上記の燃料ガスフィルタにおいて、前記段差部は溝状に形成されていてもよい。かかる構成によれば、燃料ガスフィルタが捕獲した異物を段差部で収容することができるため、段差部から異物が脱落するのを防ぐことができる。

また、上記の燃料ガスフィルタにおいて、前記フランジ部は、内周面のうち上流端及び下流端から距離を置いた位置に全周にわたって溝部が形成されており、当該溝部によって溝状の前記段差部が構成されてもよい。かかる構成によれば、燃料ガスフィルタに隣接する部材の形状や大きさに関係なく、燃料ガスフィルタの加工のみで溝部を形成することができる。そのため、このような燃料ガスフィルタは、様々な燃料ガス流路に適用することができ、汎用性が高い。

また、上記の燃料ガスフィルタにおいて、前記フランジ部は、内周面のうち上流端の全周にわたって切欠部が形成されており、当該切欠部と当該燃料ガスフィルタの上流側に隣接する部材とによって溝状の前記段差部が構成されてもよい。かかる構成の場合、フランジ部に溝等よりも加工が容易な切欠部を形成することになる。そのため、このような燃料ガスフィルタは、製造が比較的容易である。

上記の燃料ガスフィルタによれば、当該燃料ガスフィルタを取り外す際に、捕獲した異物を取り出すことができる。

図１は、第１実施形態に係る燃料ガスフィルタの断面図である。 図２は、第２実施形態に係る燃料ガスフィルタの断面図である。 図３は、第３実施形態に係る燃料ガスフィルタの断面図である。 図４は、第４実施形態に係る燃料ガスフィルタの断面図である。

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る燃料ガスフィルタ１００について説明する。図１は、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ１００の断面図である。図１において、紙面左右方向が水平方向であり、紙面上下方向が鉛直方向である（図２乃至図４においても同じ）。燃料ガスフィルタ１００は、ガスエンジンに供給される燃料ガスの燃料ガス流路１０１に設けられている。図１中の矢印で示す方向が、燃料ガスが流れる方向である。つまり、紙面右側が上流側であり、左側が下流側である。ここで、燃料ガス流路１０１について説明する。

＜燃料ガス流路＞
本実施形態の燃料ガス流路１０１は、配管流路１０３と装置流路１０６とによって構成されている。配管流路１０３は、上流側に位置する燃料ガス配管１０２の内部に形成された流路である。燃料ガス配管１０２は、燃料ガスタンクから燃料ガスを燃料ガス噴射装置１０４に搬送するための配管であって、燃料ガスタンクから燃料ガス噴射装置１０４にまで連結された複数の配管のうち最も燃料ガス噴射装置１０４に近い、すなわち最も下流に位置する配管である。また、装置流路１０６は、下流側に位置する燃料ガス噴射装置１０４の入口部１０５に形成された流路である。燃料ガス噴射装置１０４は、燃料ガスを給気通路に噴射するための燃料噴射弁を有している。入口部１０５は、この燃料噴射弁よりも上流側に位置している。

図１に示すように、上流側に位置する配管流路１０３は、下流側に位置する装置流路１０６よりも下方に位置している。つまり、燃料ガスフィルタ１００が設けられる燃料ガス流路１０１は、上流側が下方となるように形成されている。これは、メンテナンス等で燃料ガスフィルタ１００が取り外されているときに、異物が燃料ガス流路１０１に入り込んだとしても、その異物が燃料ガス噴射装置１０４側ではなく燃料ガス配管１０２側に入り込むようにするためである。これにより、燃料ガスフィルタ１００を取り付けてしまえば、その異物は燃料ガスフィルタ１００で捕獲することができる。

＜燃料ガスフィルタ＞
続いて、燃料ガスフィルタ１００について説明する。図１に示すように、燃料ガスフィルタ１００は、フランジ部１０と、フィルタ本体２０とを備えている。

フランジ部１０は、燃料ガスフィルタ１００を燃料ガス流路１０１に固定するための部分である。フランジ部１０は、燃料ガスフィルタ１００の上流側に隣接する燃料ガス配管１０２の配管フランジ部１０７と、燃料ガスフィルタ１００の下流側に隣接する燃料ガス噴射装置１０４の入口部１０５に挟まれている。そして、その状態で、配管フランジ部１０７、フランジ部１０を貫通する固定ボルト１０８が、入口部１０５に形成された雌ネジ部１０９に締め込まれている。つまり、フランジ部１０は、燃料ガス配管１０２と燃料ガス噴射装置１０４によって挟持されている。

フランジ部１０の内周面１１には、溝状の段差部３０が形成されている。詳細には、フランジ部１０は、内周面１１に溝部１２が形成されており、この溝部１２が段差部３０を構成している。溝部１２は、フランジ部１０の内周面１１のうち上流端及び下流端から距離を置いた位置（上流端と下流端の間）であって、内周面１１の全周にわたって形成されている。なお、溝部１２の大きさは特に限定されないが、例えば、溝深さ（径方向寸法）を０.５〜２.０ｍｍとし、溝幅（軸方向寸法）を０.５〜２.０ｍｍとしてもよい。このように加工すれば、燃料ガスフィルタ１００で捕獲した異物を受けることができ、また、燃料ガスフィルタ１００を取り外したときに、溝部１２に収容されている異物を溝部１２から容易に取り除くこともできる。

フィルタ本体２０は、燃料ガスに異物が含まれている場合、その異物を捕獲する部分である。フィルタ本体２０は、フランジ部１０に連結されており、フランジ部１０から下流側に向かって延びている。つまり、フィルタ本体２０は、フランジ部１０の下流側部分に固定されている。また、フィルタ本体２０は筒状の形状を有しており、フィルタ本体２０のうち上流側の部分（上流側端面）は開口しており、下流側の部分（下流側端面）は閉じている。なお、フィルタ本体２０の内径は、フランジ部１０の内径に等しい。

フィルタ本体２０は、ステンレスで形成された、いわゆる金属メッシュフィルタである。フィルタ本体２０の側面には複数の流通孔２１が形成されている。また、フィルタ本体２０の内周面にはステンレス製の金属メッシュ（不図示）が張り付けられている。金属メッシュのサイズは特に限定されないが、直径が１００μｍの異物を捕獲できるようなメッシュサイズであることが望ましい。フィルタ本体２０全体をステンレスで形成することで、劣化・腐食に起因した異物がフィルタ本体２０自体から発生するのを防ぐことができる。

配管流路１０３を通った燃料ガスは、フィルタ本体２０の上流側から内部に流入する。フィルタ本体２０の内部に流入した燃料ガスは、金属メッシュ及び流通孔２１を通過して、装置流路１０６へと流れてゆく。そのため、燃料ガスに異物が含まれている場合には、その異物は金属メッシュによって捕獲され、燃料ガスが流れている間はフィルタ本体２０の内面に張り付いたままとなる。

一方、燃料ガスの流れが止まった時は、フィルタ本体２０の内面に張り付いていた異物は自重により落下する。前述したとおり、燃料ガスフィルタ１００が設けられている燃料ガス流路１０１は上流側が下方になるように傾斜している。そのため、燃料ガスフィルタ１００のフィルタ本体２０も上流側が下方になるように傾斜している。これにより、自重により落下した異物は、フィルタ本体２０の内周面を伝って上流側へ転がり落ちてゆく。

ただし、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ１００は、捕獲した異物をフランジ部１０で受けることができる段差部３０が形成されている。そのため、フィルタ本体２０の内周面を転がり落ちた異物は、この段差部３０によって受けられる。これにより、燃料ガスフィルタ１００を取り外す際、燃料ガスフィルタ１００で捕獲した異物は段差部３０に収容された状態で燃料ガス流路１０１から取り出すことができる。なお、本実施形態の段差部３０は、溝状に形成されているため、燃料ガスフィルタ１００が捕獲した異物を段差部３０において収容することができる。そのため、段差部３０から当該異物が脱落するのを防ぐことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る燃料ガスフィルタ２００について説明する。図２は、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ２００の断面図である。本実施形態では、段差部３０がフランジ部１０と燃料ガス配管１０２との境界に形成されている。

図２に示すように、本実施形態のフランジ部１０には、内周面１１に切欠部１３が形成されている。切欠部１３は、内周面１１のうち上流端（フランジ部１０の内周面１１と上流側端面１４が交わる部分）に位置しており、内周面１１の全周にわたって環状に形成されている。切欠部１３は、燃料ガスフィルタ２００の中心軸から見たときは、内周面１１を半径方向外側に向かって切り欠いた部分であるといえ、燃料ガスフィルタ２００の上流から見たときは、上流側端面１４を下流側に向かって切り欠いた部分であるといえる。

燃料ガス配管１０２の配管フランジ部１０７は、フランジ部１０に形成された切欠部１３と隣接している。そして、配管フランジ部１０７の内径は、切欠部１３の内径よりも小さい。そのため、フランジ部１０と燃料ガス配管１０２との境界において、切欠部１３と配管フランジ部１０７とによって、溝状の段差部３０が構成されている。

本実施形態の構成であっても、燃料ガスの流れが止まったときに、燃料ガスフィルタ２００で捕獲した異物を段差部３０で受けることができる。そして、燃料ガスフィルタ２００を取り外す際、燃料ガスフィルタ２００で捕獲した異物を取り出すことができる。また、段差部３０は、溝状に形成されているため、異物を収容することができる。さらに、フランジ部１０の上流端に切欠部１３を形成する加工は、フランジ部１０に溝部１２（図１参照）を形成する加工に比べて容易である。そのため、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ２００は、比較的容易に製造することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る燃料ガスフィルタ３００について説明する。図３は、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ３００の断面図である。本実施形態の燃料ガスフィルタ３００は、フィルタ本体２０の内径がフランジ部１０の内径よりも大きくなるように形成されている。これにより、本実施形態では、フランジ部１０とフィルタ本体２０との境界に段差部３０が形成されている。なお、本実施形態の段差部３０は、第１実施形態及び第２実施形態の場合と異なり、溝状に形成されていない。

本実施形態の構成であっても、燃料ガスの流れが止まったときに、燃料ガスフィルタ３００で捕獲した異物を段差部３０で受けることができる。そのため、燃料ガスフィルタ３００を取り外す際、燃料ガスフィルタ３００で捕獲した異物を取り出すことができる。また、本実施形態では、フランジ部１０に溝部１２（図１参照）や切欠部１３（図２参照）を形成する必要がない。そのため、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ３００は、比較的容易に製造することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る燃料ガスフィルタ４００について説明する。図４は、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ４００の断面図である。本実施形態の燃料ガスフィルタ４００は、フランジ部１０の内径が燃料ガス配管１０２のうちフランジ部１０と隣接する部分（すなわち配管フランジ部１０７）の内径よりも大きく形成されている。これにより、本実施形態では、フランジ部１０と燃料ガス配管１０２との境界に段差部３０が形成されている。なお、この段差部３０は、第１実施形態及び第２実施形態の場合と異なり、溝状に形成されていない。

本実施形態の構成であっても、燃料ガスの流れが止まったとき、燃料ガスフィルタ４００で捕獲した異物を段差部３０で受けることができる。そのため、燃料ガスフィルタ４００を取り外す際、燃料ガスフィルタ４００で捕獲した異物を取り出すことができる。また、本実施形態では、配管フランジ部１０７の寸法に対応した適切な寸法の燃料ガスフィルタ４００を選択すれば、段差部３０を形成できる場合もある。この場合、燃料ガスフィルタ４００には、特別な加工は不要である。そのため、本実施形態に係る燃料ガスフィルタ４００は、比較的容易に製造することができる。

以上が、各実施形態に係る燃料ガスフィルタの説明である。なお、以上では、燃料ガスフィルタが燃料ガス配管と燃料ガス供給装置の間に設けられる場合について説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、燃料ガスの流れ方向に連続する２つの燃料ガス配管が配置されているとき、それらの配管の間に設けてもよい。

また、以上では、燃料ガスフィルタのフィルタ本体が、フランジ部から下流側に向かって延びる筒状の形状を有している場合について説明したが、フィルタ本体はこのように形成されていなくてもよい。例えば、フィルタ本体は、平面状の金属メッシュであって、フランジ部の下流側部分に固定されたものであってもよい。つまり、燃料ガスフィルタは、平板構造のフィルタであってもよい。

本発明に係る燃料ガスフィルタによれば、燃料ガスフィルタを取り外す際に、捕獲した異物を取り出すことができる。よって、ガスエンジンの技術分野において有益である。

１０ フランジ部
１１ 内周面
１２ 溝部
１３ 切欠部
２０ フィルタ本体
３０ 段差部
１００、２００、３００、４００ 燃料ガスフィルタ
１０１ 燃料ガス流路

Claims (4)

1. 上流側が下方となる燃料ガス流路に設けられた燃料ガスフィルタであって、
   当該燃料ガスフィルタの上流側に隣接する部材と下流側に隣接する部材によって挟持されるフランジ部と、
   前記フランジ部の下流側部分に固定されたフィルタ本体と、を備え、
   前記フランジ部と前記フィルタ本体との境界、前記フランジ部の内周面の所定位置、及び前記フランジ部と前記上流側に隣接する部材との境界のうち、少なくとも１カ所において、前記フィルタ本体で捕獲した異物を受けることができる段差部が形成されている、燃料ガスフィルタ。
2. 前記段差部は溝状に形成されている、請求項１に記載の燃料ガスフィルタ。
3. 前記フランジ部は、内周面のうち上流端及び下流端から距離を置いた位置に全周にわたって溝部が形成されており、当該溝部によって溝状の前記段差部が構成されている、請求項２に記載の燃料ガスフィルタ。
4. 前記フランジ部は、内周面のうち上流端の全周にわたって切欠部が形成されており、当該切欠部と当該燃料ガスフィルタの上流側に隣接する部材とによって溝状の前記段差部が構成されている、請求項２に記載の燃料ガスフィルタ。

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