JP2015537140A - 水を排出するための手段を備えるフィルタカートリッジおよび関連するフィルタ群 - Google Patents

Abstract

燃料を濾過するためのフィルタカートリッジ（３０）であって、管形状を有するフィルタ壁（３１）と、フィルタ壁（３１）の一端部に固定された第１の支持板（３２）と、フィルタ壁の反対側の端部に固定された第２の支持板（３３）とを備え、各支持板（３２，３３）が、燃料の濾過中に燃料から分離する水の排出導管（３２４，３２５；５０；３３５，３３６）の部分（３２４，３２５；３３５，３３６）を画定し、部分（３２４，３２５；３３５，３３６）を接続することができ、フィルタ壁（３１）の外側に配置される接続カニューレ（５０）を備える。

Description

本発明は、液体を濾過するためのフィルタカートリッジおよび関連するフィルタ群に関する。

一般に、本発明は、ディーゼル油等の燃料の濾過のためのモータ領域に関連する、濾過される流体に含まれる水を排出するための手段を備えるフィルタカートリッジおよび関連するフィルタ群に関する。

周知の通り、モータ領域での燃料の濾過は、一般に、実質的にビーカ形状の本体を備えた外部筐体を含むフィルタ群の手段によって得られ、その開放端は、濾過される液体の入口および濾過された液体の出口に設けられた蓋によって閉じられている。また、筐体は少なくとも、交換可能なフィルタカートリッジを内部に含み、このフィルタカートリッジは、筐体の内部容積を、入口に連通する第１のチャンバおよび出口に連通する第２のチャンバの、２つの別個のチャンバに細分する。

このように、フィルタ群の入口から出口に向かって流れる燃料はフィルタ壁を通過させられる。フィルタ壁は、燃料中に存在する可能性のある不純物を保持し、燃料中に存在する水を分離する。

典型的なフィルタカートリッジは、例えば、プリーツ状のフィルタ壁または奥行きのある壁である管状のフィルタ壁と、このフィルタ壁の両端に固定された２つの支持板とを備える。

フィルタ壁の高い剛性および機械抵抗を保証する目的で、カートリッジは、一般に管状のフィルタ壁中に挿入される芯として知られている、穴の開いた支持管を含む場合もある。

このように、支持芯は、流体の圧力ピークや、振動、衝撃および他の同様のストレスに起因するフィルタ壁の変形を妨ぐことができる。

処理される燃料（例えば、ディーゼル）の重量よりも大きい特定の重量を有するにつれて、濾過される液体中に存在する水は、ビーカ本体の底に溜まる傾向がある。したがって、フィルタ群が機能している間に排出されなければならない。

従来技術においては、燃料からの水の分離を容易にするために、一般にフィルタ壁が使用され、このフィルタ壁は、水が筐体の底に重力によって回収されるように、燃料からおよび／または燃料から水を分離しておく疎水性ネットから、コアレッセンスによって、水を分離することができる。

また、フィルタ群の筐体に関連付けられ、筐体の下部と連通するように設置される、排出導管の使用も知られており、溜まった水が常に筐体から排出されるように、水の吸引手段によって、水を回収する傾向がある。

排出導管が直接ビーカ体の底から下方に分岐していない場合、この排出導管は、その自由端がちょうどビーカ体に軽く接触するように、筐体の内部で軸方向に延びている成形カニューレ（ｃａｎｎｕｌａ）により蓋に接続される。

フィルタ群の第１のタイプでは、カニューレが蓋から分岐し、外部からフィルタカートリッジを通過する。しかし、この第１のタイプは、実質的にフレキシブルな排出導管が、筐体の内部で実質的に自由に動くという欠点があり、排出の効果の点で明らかに不利である。

これらの欠点を解消するために、蓋から引き出されたカニューレが支持板とフィルタカートリッジのフィルタ壁を通過し、自由端により、ビーカ本体の底で開口するという解決法が提案されている。

しかし、これらの既知の解決策は、フィルタ群のさまざまな構成要素の組み立て費用をかなり増大させるという欠点があり、生産やメンテナンスの時間及び費用の点で明らかに相関して不利である。

他の採用されている解決策では、排出導管は支持体とフィルタ壁の内側に配置される支持体とで部分的に実現されるが、この解決策は、濾過された流体の流路表面を制限するため、全体の流体力学的抵抗が、フィルタ群によって燃料に提供されることになり、同様に、疎水性ネットの寸法も制限する必要がある。

本発明の目的は、単純で合理的であり比較的安価な解決策で上記の欠点を解消すると同時に、従来技術の上記システムに対する有利な代替策を提供することである。

これらの目的は、独立請求項に示す本発明の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましいおよび／または特に有利な態様を示す。

特に、本発明は、管形状を有するフィルタ壁と、前記フィルタ壁の一端部に固定された第１の支持板と、前記フィルタ壁の反対側の端部に固定された第２の支持板を開示しており、各支持板は、燃料の濾過中に前記燃料から分離する水の排出導管の各部分を画定し、前記部分を接続しフィルタ壁の外側に配置することができる接続カニューレを備えることを特徴とする。

この解決策によって、フィルタ群から水を回収し排出するための手段がフィルタカートリッジと一体に画成され、明らかな構造上の利点を有し、フィルタカートリッジの製品毎の補償を可能にする。同時に、効果的かつ単純に繰り返し可能に、フィルタ群における水の回収および排出手段の位置決めをすることができる。

さらに、フィルタ壁に対して外側の位置にある接続カニューレの位置決めは、フィルタカートリッジの他の構成要素を制限せず、燃料に対する非常に抑制された流体力学的障害を構成する。

本発明の一態様では、前記部分の各々が、前記フィルタ壁の軸に平行である略軸方向部と、前記フィルタ壁の軸及び前記接続カニューレに略直交する側部とを備え、前記部分の前記側部と連通するように設置することができる。

このように、接続カニューレの配置が特に簡単かつ合理的であり、組み立ておよび交換が容易であるので、フィルタカートリッジの製造および保全の周期が改善される。

本発明のフィルタカートリッジは、有利には、前記接続カニューレの長さの調整手段を備える。

特に、接続カニューレには要求に応じて収縮または拡張することができる蛇腹ゾーン（ｂｅｌｌｏｗｓ ｚｏｎｅ）が設けられ、接続カニューレの長さを変化させることによって、横方向のアクセス開口間での軸間の構造上の変化を補償することができる。

このように、フィルタカートリッジを構成する構成要素は、例えば、さまざまな構成要素の組み立てに起因する領域内の任意のばらつきや公差を吸収することができる一定の柔軟性を維持して、標準化され得る。

本発明のさらなる態様では、前記支持板の各々は、前記部分の各々の流入口と流出口との間に軸方向に介在するシール手段を備える。

この解決策によって、水が除去される軸端部が、側壁が配置される環境と区別されたフィルタ群の環境（したがって接続カニューレ）内に配置され、濾過された燃料側から水が回収されることを可能にし、非濾過側を通過して、フィルタ群の両側間の分離を維持する。

さらに、フィルタカートリッジは、管形状を有し、前記フィルタ壁の内側に同軸に配置される疎水性ネットを含むことができる。

このようにして、燃料の出口と連通するフィルタ群のゾーンを、水が溜まる中間ゾーンから分離して保持することができる。

フィルタカートリッジは、有利には、前記フィルタ壁の内側に同軸に挿入され、燃料通路のための放射状開口部を備える支持芯を含み、前記支持芯には少なくとも、前記支持芯の外部マントルから生じる螺旋展開を有するリブが設けられ、前記フィルタ壁に内側で軽く接触することができる。

さらに、前記疎水性ネットは、この放射状開口部を通過する燃料を遮断するような方法で、前記支持芯に固定されている。

この解決策によって、水分子の凝集効果、燃料からの水の分離、及び、フィルタ群の筐体の底への水の沈降が向上および改善される。

本発明のさらなる態様において、濾過される燃料用の入口と、前記濾過された燃料用の出口と、筐体の底で回収される水の出口導管とが設けられる外部筐体と、前記筐体の内部容積を、前記入口と連通する第１のチャンバと前記出口と連通する第２のチャンバに分割することができる上記のフィルタカートリッジとを備え、前記排出導管の前記部分の少なくとも１つが前記出口導管と関連しているフィルタ群が提供される。

本発明は、さらなるフィルタカートリッジをさらに開示し、また、このフィルタカートリッジを上述のフィルタカートリッジに対して独立して保護することができる。このフィルタカートリッジは、管形状を有するフィルタ壁と、フィルタ壁の端部に固定された第１の支持板およびフィルタ壁の反対側の端部に固定された第２の支持板と、管形状を有しフィルタ壁に対し同軸に配置される疎水性ネットとを含み、フィルタ壁に対して同軸であり燃料のみを通過させるための疎水性ネットによって遮断される放射状開口部が設けられる支持芯を備える特徴があり、この支持芯は少なくとも、フィルタ壁に面する支持芯のマントルから螺旋展開するリブが設けられ、フィルタ壁に内側で軽く接触することができる。

実際には、流体が外側から内側へフィルタ壁を通過する場合に、疎水性ネットおよび芯がフィルタ壁の内側に挿入されるが、燃料の流れが内側から外側へフィルタ壁を通過する場合、疎水性ネットおよび芯はフィルタ壁の外側に配置され得る。

本発明のさらなる特徴および利点は、図面の別表に示されている数値を用いて、非限定的な例として提供される以下の説明により明らかにされよう。

本発明によるフィルタ組立体の等角図である。 図１の上から見た図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩの断面図である。 図３のフィルタ組立体の単一のフィルタカートリッジの断面図である。

図面の図を特に参照すると、参照符号１０が、自動車のディーゼルエンジン用ディーゼル燃料のフィルタ組立体を全体的に示している。

フィルタ組立体１０は、参照符号２０でその全体を示す外部筐体を備え、この外部筐体は、ビーカ形状の本体２１と、この筐体２０を閉じるのに適した上蓋２２によって形成されている。

蓋２２は、濾過されるディーゼル油用の入口導管２３と、濾過されたディーゼル燃料用の出口導管２４と、ビーカ形状の本体２１の底に溜まる水用の排出導管２５とを含み、この分野の専門家には公知であるような適切な接続キャップを有する。

ステム２６がビーカ形状の本体２１の底から隆起しており、このステム２６は、ディーゼル燃料の濾過中にビーカ形状の本体２１の底に溜まる水の水位を検出することができるレベルセンサ２７を支えている。

この分野の専門家に公知のように、レベルセンサ２７は、車両の電子制御装置（不図示）に関連している。

参照符号３０で示すフィルタカートリッジは、筐体２０の内部に収容されている。

フィルタカートリッジ３０は、このケースではプリーツ状である管状のフィルタ壁３１を含む。このフィルタ壁３１は、支持芯４０が挿入される内部貫通空洞を画定し、この支持芯４０には、ディーゼル燃料の通過のための放射状開口部４１が設けられている。

外部容積は、フィルタ壁３１とビーカ形状の本体２１との間に画成され、濾過される燃料の入口導管２３と連通して配置され得る。

支持芯４０は、フィルタ壁３１の内面と支持芯４０の外面との間に隙間が画成されるように、フィルタ壁３１の内径よりも実質的に小さい外径を有する。

リブ４２は、螺旋展開を有する支持芯４０の外部マントル上に作られ、その頂部はフィルタ壁３１の内面に対して軽く接触する。

さらに、支持芯４０は、疎水性ネット４３を支持することが可能であり、疎水性ネット４３は、この例では管形状を呈するフィルタ壁３１の内側に同軸上に挿入され、支持芯４０の放射状開口部４１上に重ねられることができ、そこを通る燃料の流れを妨げることになる。

実際には、支持芯４０の各放射状開口部４１を遮断するように、疎水性ネット４３が接着または別の締結技術によって支持体４０の支持芯４０に固定されている。

リブ４２は、フィルタ壁３１によって濾過された燃料と燃料から分離された水とに螺旋運動をさせることができる。これにより、燃料からの水の分離と水分子の凝集が向上するため、疎水性ネット４３の仕事を容易にする。

フィルタカートリッジ３０は、一般にプラスチックで作られた２つの円板状の支持板を備える。この２つの支持板は上部支持板３２と下部支持板３３であり、フィルタ壁３１の両端部に同軸に固定されている。

下部支持板３３は、フィルタ壁３１の下端を閉じ、仮想の外周に沿って配列され、フィルタ壁３１と支持芯４０の外部マントルとの間に画成される隙間に平面図で重なることができる、軸方向の開口部３３０が設けられる。

また、下部支持板３３は、第１の環状ガスケット３３３が含まれる環状座部３３２を画定することができる下側の端部３３１を備える。

下部支持板３３とビーカ形状の本体２１との間を確実に密封し、フィルタ壁３１の外側の容積を下方に画定するように、第１の環状ガスケット３３３は、環状座部３３２とビーカ形状の本体２１の内壁との間で、例えば、底部の近傍に位置するそのテーパ領域で圧縮することができる。

実際には、第１の環状シール３３３は、筐体２０の内部容積を、入口導管２３から出口導管２４への燃料の流れ方向においてフィルタ壁３１の上流に位置する第１の環境（濾過され水から分離される燃料はまだその中に含まれるので、フィルタ組立体１０のダーティサイドとも呼ばれる）と、フィルタ壁自体の下流に位置する第２の環境（フィルタ組立体１０のクリーンサイドとも呼ばれ、燃料がフィルタ壁３１を通じて濾過されている）とに細分する。

以下で明らかになるように、フィルタ組立体１０の第１の環境は、入口導管２３とだけ連通するように配置される。

第２の環境は、その後、疎水性ネット４３によって２つの副環境に細分され、そのうちの１つ目は、フィルタ壁３１の内面と疎水性ネットとの間に含まれる容積及び下部支持板３３の下方に位置する容積（軸方向の開口部３３０を介して連通する容積）で構成され、水の出口導管２５と連通するように設けられている。

２つ目の副環境は、疎水性ネット４３の内部容積によって画成され、濾過された燃料の出口導管２４と直接連通するように配置されている。

オフセット位置にある中空カニューレ３３４は下部支持板３３から分岐し、その自由端はビーカ形状の本体２１の底部に軽く接触する。この例では、中空カニューレ３３４は、例えば共押出によって作られ、下部支持板３３と一体である。

中空カニューレ３３４の内部空洞が長手方向導管（３３５，３３６）を画定する。長手方向導管は、中空カニューレ３３４の自由端で第１の入口孔３３７を介して開口し、第１の横方向の出口３３８を介して下部支持板３３の横方向の側面で開口する。

中空カニューレ３３４の自由端は、有利には、実質的に斜めに成形される。すなわち、フィルタ壁３１の長手方向軸に対して約４５°傾斜した前壁を有する。

第１の環状ガスケット３３３は、第１の流入口３３７と第１の流出口３３８との間に軸方向に介在するのに適している。

実際には、長手方向の導管は、実質的に軸方向の第１の部分３３５（フィルタ壁３１の長手方向軸に平行）と、この第１の部分に対して横方向に直交する第２の部分３３６（例えば、半径方向）とを含む。

上部支持板３２は、第２の環状ガスケット３２１を介在させることにより、筐体２０内に突出する出口導管２４に結合するための中心孔３２０と、第３の環状ガスケット３２２が緊密に結合されている僅かに高くなっている外周縁とを含む。

フィルタ組立体１０の筐体２０のシール性を確保するために、第３の環状シール３２２は、蓋２２とビーカ形状の本体２１との間に画定された座部の内部に受け入れられ圧縮される。

上部支持板３２は、オフセットした中空シャンク部３２３をさらに含み、この中空シャンク部３２３は、出口導管２５の広がった部分に、シールリングを介在して挿入されている。

この例では、中空シャンク部３２３は、上部支持板３２と一体である。

中空シャンク部３２３の内部空洞が長手方向導管（３２４，３２５）を画定する。長手方向導管は、中空シャンク部３２３の自由端で第２の流出口３２６を介して開口し、上部支持板３２の横方向の側面で第２の横方向の流入口３２７を介して開口する。

第３の環状ガスケット３２２は、第２の流出口３２６と第２の流入口３２７との間に軸方向に介在することができる。

実際には、長手方向導管は、実質的に軸方向の第１の部分３２４（フィルタ壁３１の長手方向軸に平行）と、第１の部分自体に対して横方向、すなわち直交する、第２の部分３２５（例えば、半径方向）とを含む。

上部支持板３２の第２の流入口３２７と下部支持板３３の第１の流出口３３８とは、有利には、実質的に平面に配列されている。

狭いチャンバが、上部支持板３２と蓋２２との間に画成され、このチャンバは濾過されるディーゼル燃料の入口導管２３と連通する。

さらに、複数の開口部３２８が、上部支持板３２の高くなっている端部に画成され、この開口部は、フィルタ壁３１とビーカ形状の本体２１との間に画成された外部容積と連通する入口導管２３を設ける。

特に、フィルタカートリッジ３０は接続カニューレ５０を含み、この接続カニューレ５０は、下部支持板３３の長手方向導管３３５，３３６を上部支持板３２の長手方向導管３２４，３２５と接続する。

実際には、接続カニューレ５０は、下部支持板３３の（第２の側部３３６側の）第１の流出口３３８に（例えば、摩擦干渉によって）封止されて挿入するのに適した下端５１と、上部支持板３２の（第２の側部３２５の）第２の流入口３２７に（例えば、摩擦干渉によって）封止されて挿入するのに適した上端５２とを含む。

長手方向の導管３３５，３３６および３２４，３２５とともに、燃料濾過中にビーカ形状の本体２１の底部に溜まった水の単一の出口導管と共に画定されるように、接続カニューレ５０は、フィルタ壁３１の長手方向軸に対して平行かつフィルタ壁３１の外側に配列される中央部分と、実質的に中央部分に直交し、（上述したように）各支持板の第２の流入口３２７および第１の流出口３３８に（上述のように）挿入される２つの端部とを有する。

実際には、水の流出口は以下によって画定される。
・中空カニューレ３３４（長手方向導管の第１の部分３３５および第２の部分３３６）から成る、下部支持板３３と一体の第１の部分
・接続カニューレ５０から構成される第２の部分、および、
・中空シャンク部３２３（長手方向導管の第１の部分３２４および第２の部分３２５）から成る、上部支持板３２と一体の第３の部分

接続カニューレ５０は、例えば、取り外し可能に、下部支持板３３および上部支持板３２に関連付けられる。

接続カニューレ５０の中央部分は、有利には、接続カニューレの長さを変化させることができ、従ってフィルタカートリッジ１０の製造工程に伴い、第２の流入口３２７と第１の出口３３８との間の距離が任意に変化することを補償することができる蛇腹ゾーン５３を含む。

前述の説明を考慮すると、フィルタ組立体１０の動作は以下の通りである。

濾過される燃料は、入口導管２３を介して筐体２０に入り、（例えば、コアレッセンスの結果として）水の分離ならびに燃料の濾過を可能にするフィルタ壁３１に向かって搬送される。

分離された水とフィルタ壁３１によって濾過された燃料は、リブによって下向きに筐体２０の中心に向かう旋回運動が与えられ、疎水性ネット４３の方向に押圧される。

分離された水は、その後、疎水性ネット４３によって遮断される。その特定の重量が燃料の重量よりも大きくなるにつれて、軸方向の開口部３３０を通過して、ビーカ形状の本体２１の底部に堆積する傾向がある。

濾過され水から分離された燃料は、疎水性ネット４３を通過し、燃料の出口導管２４に向けて搬送される。

レベルセンサ２７によって検出されるビーカ形状の本体２１の底に沈降した水は、十分に高い水位に達すると、排出導管を介して出口導管２５に向けて排出される。

実際には、水は中空カニューレ３３４の第１の流入口３３７を介して回収され、出口導管２５に向かって吸引される。

水は、下部支持板３３内に画定された長手方向導管３３５，３３６と、接続カニューレ５０と、上部支持板３２内に画定された長手方向導管３２４，３２５を順に通過し、その後、第２の流出口３２６から出て出口導管２５に到達し、そこからフィルタ組立体１０の外に排出される。

本明細書に想到されるような発明は、本発明の概念の範囲での多くの変更および変形が可能である。
さらに、すべての詳細を、他の技術的に同等な要素に置き換えることができる。

実際には、使用される材料ならびに付随する形状および寸法は、以下の特許請求の保護範囲を放棄することなく、必要に応じて任意であってよい。

Claims (11)

1. 燃料を濾過するためのフィルタカートリッジであって、
   管形状を有するフィルタ壁（３１）と、
   前記フィルタ壁（３１）の一端部に固定された第１の支持板（３２）と、
   前記フィルタ壁の反対側の端部に固定された第２の支持板（３３）と
   を備え、
   前記各支持板（３２，３３）が、前記燃料の濾過中に前記燃料から分離する水の排出導管（３２４，３２５；５０；３３５，３３６）の各部分（３２４，３２５；３３５，３３６）を画定し、
   前記部分（３２４，３２５；３３５，３３６）を接続することができ、前記フィルタ壁（３１）の外側に配置される接続カニューレ（５０）を備えることを特徴とする、フィルタカートリッジ（３０）。
2. 前記部分（３２４，３２５；３３５，３３６）の各々が、
   前記フィルタ壁（３１）の軸に平行である略軸方向部（３２４，３３５）と、
   前記フィルタ壁（３１）の軸及び前記接続カニューレ（５０）に略直交する側部（３２５，３３６）と
   を備え、
   前記部分（３２４，３２５；３３５，３３６）の前記側部（３２５，３３６）と連通するように設置することができる、請求項１に記載のフィルタカートリッジ（３０）。
3. 前記接続カニューレ（５０）の長さの調整手段（５３）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のフィルタカートリッジ（３０）。
4. 前記調整手段が、少なくとも前記接続カニューレ（５０）の蛇腹ゾーン（５３）を含む、請求項３に記載のフィルタカートリッジ（３０）。
5. 前記支持板（３２，３３）の各々が、前記部分（３２４，３２５；３３５，３３６）の各々の流入口（３２７，３３７）と流出口（３２６，３３８）との間に軸方向に介在するシール手段（３２２，３３３）を備える、請求項２に記載のフィルタカートリッジ（３０）。
6. 管形状を有し、前記フィルタ壁（３１）の内側に同軸に配置される疎水性ネット（４３）を少なくとも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（３０）。
7. 前記フィルタ壁（３１）の内側に同軸に挿入され、燃料通路のための放射状開口部（４１）を備える支持芯（４０）を含み、前記支持芯（４０）には少なくとも、前記支持芯の外部マントルから生じる螺旋展開を有するリブ（４２）が設けられ、前記フィルタ壁（３１）に内側で軽く接触することができ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（３０）。
8. 前記支持芯（４０）の前記放射状開口部（４１）を通過する前記燃料を遮断するような方法で、前記疎水性ネット（４３）が前記支持芯（４０）に固定されている、請求項６または７に記載のフィルタカートリッジ（３０）。
9. 濾過される燃料用の入口（２３）と、前記濾過された燃料用の出口（２４）と、筐体の底で回収される水の出口導管（２５）とが設けられる外部筐体（２０）と、
   前記筐体（２０）の内部容積を、前記入口（２３）と連通する第１のチャンバと前記出口（２４）と連通する第２のチャンバに分割することができる請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のフィルタカートリッジ（３０）とを備え、
   前記排出導管（３２４，３２５；５０；３３５，３３６）の前記部分（３２４，３２５；３３５，３３６）の少なくとも１つ（３２４，３２５）が前記出口導管（２５）と関連している、フィルタ群（１０）。
10. 前記筐体（２０）が、実質的にビーカ形状で蓋（２２）によって上方が閉じられている本体（２１）と、前記入口（２３）と、前記出口（２４）と、前記蓋（２２）で実現されている前記出口導管（２５）とを含む、請求項９に記載のフィルタ群（１０）。
11. 前記フィルタカートリッジ（３０）の前記シール手段（３２２，３３３）が前記筐体（２０）と連携して、前記濾過された流体の前記第２のチャンバから、前記濾過される流体の前記第１のチャンバを分離する、請求項９に記載のフィルタ群（１０）。

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