JP2018112141A - Fuel filter device and fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書における開示は、燃料フィルタ装置および燃料供給装置に関する。 The disclosure in this specification relates to a fuel filter device and a fuel supply device.
特許文献１および特許文献２は、燃料フィルタ装置を開示する。燃料フィルタ装置は、内燃機関などの燃料消費装置に供給される燃料を濾過する。燃料は、低温環境において固形物を生じる成分を含む場合がある。特許文献１は、電気的なヒータの利用を開示している。特許文献２は、燃料消費装置からのリターン燃料の熱の利用を開示している。
Patent document 1 and
電気的なヒータは、電力によって活性化される。電気的なヒータは、電力を制御する制御機器を必要とする。リターン燃料の熱は、燃料消費装置の起動初期においては、低い。このため、初期においては、求められる加熱機能を発揮できない場合がある。その一方で、燃料消費装置が温かい状態では、リターン燃料の熱が高すぎる場合がある。 The electric heater is activated by electric power. An electric heater requires a control device that controls electric power. The heat of the return fuel is low at the initial start of the fuel consuming device. For this reason, in the initial stage, the required heating function may not be exhibited. On the other hand, when the fuel consuming device is warm, the return fuel may be too hot.
別の観点では、リターン燃料を直接的に導入する場合、プライマリポンプによる燃料の導入が阻害される場合がある。 In another aspect, when the return fuel is directly introduced, introduction of fuel by the primary pump may be hindered.
上述の観点において、または言及されていない他の観点において、燃料フィルタ装置および燃料供給装置にはさらなる改良が求められている。 In view of the above, or other aspects not mentioned, further improvements are required for the fuel filter device and the fuel supply device.
開示されるひとつの目的は、燃料のワックス成分の生成を抑制する燃料フィルタ装置および燃料供給装置を提供することである。 One disclosed object is to provide a fuel filter device and a fuel supply device that suppress the generation of the wax component of the fuel.
開示される他のひとつの目的は、電気的なヒータの熱と、リターン燃料の熱とを有利に利用する燃料フィルタ装置および燃料供給装置を提供することである。 Another object of the present disclosure is to provide a fuel filter device and a fuel supply device that advantageously use the heat of the electric heater and the heat of the return fuel.
ここに開示された燃料フィルタ装置は、燃料を濾過するエレメント（２７）を備えるフィルタユニット（２０）と、燃料を、電力により加熱する電気ヒータ（４０）と、燃料を、燃料消費装置を経由した後のリターン燃料により加熱するリターン燃料ヒータ（５０）と、燃料におけるワックス成分の生成と関連する温度に応じて、電気ヒータおよびリターン燃料ヒータを活性化状態または非活性化状態に制御する制御要素（６０）とを備え、制御要素は、電気ヒータおよびリターン燃料ヒータの両方を活性化状態に制御する第１モード（Ｍ１）、電気ヒータを非活性化状態に制御し、リターン燃料ヒータを活性化状態に制御する第２モード（Ｍ２）、および電気ヒータおよびリターン燃料ヒータの両方を非活性化状態に制御する第３モード（Ｍ３）を備える。 The fuel filter device disclosed herein includes a filter unit (20) including an element (27) for filtering fuel, an electric heater (40) for heating the fuel by electric power, and the fuel via a fuel consuming device. A return fuel heater (50) that is heated by a later return fuel, and a control element that controls the electric heater and the return fuel heater to an activated state or a deactivated state according to the temperature associated with the generation of the wax component in the fuel ( 60), and the control element controls both the electric heater and the return fuel heater to an activated state (M1), controls the electric heater to an inactivated state, and activates the return fuel heater. And a third mode (M2) for controlling both the electric heater and the return fuel heater to a deactivated state (M2) Equipped with a 3).
開示された燃料フィルタ装置によると、電気ヒータとリターン燃料ヒータとの両方が設けられる。制御要素は、第１モードにおいてのみ、電気ヒータを活性化状態に制御する。制御要素は、残る第２モードおよび第３モードにおいて、電気ヒータを非活性化状態に制御する。このため、電力消費が抑制される。その一方で、第１モードでは、リターン燃料の温度が低い場合でも、電気ヒータにより、燃料を加熱することができる。加えて、第３モードでは、リターン燃料ヒータも非活性化状態に制御される。このため、リターン燃料ヒータによる過剰な加熱が回避される。 According to the disclosed fuel filter device, both an electric heater and a return fuel heater are provided. The control element controls the electric heater to the activated state only in the first mode. The control element controls the electric heater to a deactivated state in the remaining second mode and third mode. For this reason, power consumption is suppressed. On the other hand, in the first mode, even when the temperature of the return fuel is low, the fuel can be heated by the electric heater. In addition, in the third mode, the return fuel heater is also controlled to be inactivated. For this reason, excessive heating by the return fuel heater is avoided.
ここに開示された燃料供給装置は、上記燃料フィルタ装置（５）と、燃料フィルタ装置によって濾過された燃料を燃料消費装置に噴射供給する燃料噴射装置（５）と、燃料フィルタ装置と燃料噴射装置との間に配置され、燃料タンクから燃料を吸い上げるプライマリポンプ（４）とを備える。 The fuel supply device disclosed herein includes the fuel filter device (5), a fuel injection device (5) for injecting and supplying the fuel filtered by the fuel filter device to the fuel consuming device, and the fuel filter device and the fuel injection device. And a primary pump (4) that sucks up fuel from the fuel tank.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed embodiments of the present specification employ different technical means to achieve each purpose. The reference numerals in parentheses described in the claims and this section exemplify the correspondence with the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be assigned the same reference signs or reference signs that differ by more than a hundred. For the corresponding parts and / or associated parts, the description of other embodiments can be referred to.
図１には、燃料フィルタ装置６の断面が図示されている。図中には、併せて、車両に搭載された燃料供給装置１のブロック図が図示されている。燃料供給装置１は、燃料タンク（ＴＫ）２から燃料消費装置としての内燃機関（ＥＧ）３へ燃料を供給する。内燃機関３の一例は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。内燃機関３の種類は限定されない。例えば、ガソリン、バイオディーゼル、など多様な炭化水素燃料を利用する内燃機関を適用対象とすることができる。内燃機関３は、機械の動力源として利用される。例えば、内燃機関３は、車両の走行用動力源を提供する。内燃機関３には、燃料供給装置１の一部でもある高圧ポンプと、燃料噴射弁とを含む燃料噴射装置５が設けられている。
FIG. 1 shows a cross section of the
燃料供給装置１は、燃料タンク２内の燃料を汲み上げる低圧ポンプを有する。低圧ポンプは、燃料フィルタ装置６と燃料タンク２との間、または、燃料フィルタ装置６と内燃機関３との間に設けられている。図示の例では、低圧ポンプは、燃料フィルタ装置６と燃料噴射装置５との間に配置されている。低圧ポンプによって加圧された燃料は、燃料フィルタ装置６に供給される。燃料フィルタ装置６は、燃料を濾過する。燃料フィルタ装置６によって濾過された燃料は、燃料噴射装置５によって内燃機関３に噴射供給される。
The fuel supply device 1 has a low-pressure pump that pumps up the fuel in the
燃料噴射装置５と燃料フィルタ装置６との間には、プライマリポンプ４が配置されている。プライマリポンプ４は、燃料フィルタ装置６を含む燃料供給装置１の全体へ、最初に燃料を導入するための手動型のポンプである。多くの場合、プライマリポンプ４は、燃料フィルタ装置６に設けられている。
A primary pump 4 is disposed between the
燃料フィルタ装置６は、ケース１０と、フィルタユニット２０とを有する。ケース１０は、フィルタユニット２０を収容している。ケース１０は、燃料の入口１１と、燃料の出口１２とを有する。ケース１０は、キャップ１３とカップ１４とを有する。キャップ１３は、燃料フィルタ装置６を固定するための保持ブラケットを提供する。保持ブラケットは、燃料フィルタ装置６を車両に固定するために利用される。キャップ１３は、第１ケースとも呼ばれる。カップ１４は、第２ケースとも呼ばれる。キャップ１３とカップ１４とは、フィルタユニット２０を交換するために連結状態と、分離状態とに切り換え可能である。カップ１４が、キャップ１３から取り外されることにより、フィルタユニット２０が露出し、交換可能な状態となる。ケース１０は、金属製または樹脂製である。キャップ１３は、金属製、例えばアルミニウム合金製である。カップ１４は、樹脂製である。
The
ケース１０は、入口１１に連通しており、しかも未濾過の燃料が流れるダーティサイドＤＳの一部を提供する。ケース１０は、出口１２に連通しており、しかも濾過済みの燃料が流れるクリーンサイドＣＳの一部を提供する。ケース１０は、入口１１と出口１２とを連通する燃料の流路を提供する。キャップ１３とカップ１４とは、それらの内部に燃料の通路としての空洞を区画形成している。キャップ１３とカップ１４とは、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを含む室を区画形成する。
The
ケース１０は、フィルタユニット２０を収容する容器を提供する部材でもある。キャップ１３とカップ１４との間には、それらを着脱可能に連結する連結機構１５が設けられている。連結機構１５は、キャップ１３に設けられた雄ねじと、カップ１４に設けられた雌ねじとを含むねじ機構によって提供されている。連結機構１５は、キャップ１３とカップ１４との間のシールを提供するシール部材を含むことができる。連結機構１５は、ボルトによる締付機構、バヨネットロック機構など多様な機構によって提供することができる。
The
カップ１４の底部には、溜められた水の液位を検出する水センサ１６が設けられている。水センサ１６は、水の液位に応じて浮動するフロート１６ａを備える。水センサ１６は、フロート１６ａに設けられた永久磁石によって開閉されるマグネットスイッチ１６ｂを備える。水センサ１６は、マグネットスイッチ１６ｂに接続されたワイヤハーネス１６ｃを有する。水の液面が所定の高さに到達すると、マグネットスイッチ１６ｂが検出信号を出力する。カップ１４の底部には、排出機構１７が設けられている。排出機構１７は、カップ１４の底部に溜まる水分および異物を排出する。排出機構１７は、カップ１４の内外を連通可能なドレン穴１７ａを有する。排出機構１７は、ドレン穴１７ａを開閉するドレンプラグ１７ｂを有する。
A
フィルタユニット２０は、ケース１０に対して着脱可能に装着されている。フィルタユニット２０は、交換可能である。フィルタユニット２０は、カップ１４の開口端に装着されている。フィルタユニット２０が装着されたカップ１４が、キャップ１３に嵌め合わされ、連結機構１５によってキャップ１３とカップ１４とが連結されることにより、フィルタユニット２０は正規の位置に位置付けられる。正規の位置において、フィルタユニット２０は、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを仕切る。
The
フィルタユニット２０は、フレーム２１を有する。フレーム２１は、キャップ１３とカップ１４との間に配置された場合に、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを仕切る部材である。さらに、フレーム２１は、ダーティサイドＤＳからクリーンサイドＣＳへの燃料の流れを許容する濾過通路を区画形成する部材でもある。フレーム２１は、傘状のフランジ部２２を有する。フランジ部２２は、キャップ１３と接触するシール部材２３を有する。フランジ部２２は、カップ１４と接触するシール部材２４を有する。フレーム２１は、センタパイプ２５を有する。センタパイプ２５は、燃料通路を提供する。フレーム２１は、サブフレーム２６を有する。サブフレーム２６は、センタパイプ２５の下端に設けられている。
The
フィルタユニット２０は、エレメント２７を有する。エレメント２７は、固形の異物を除去するための濾材である。この実施形態では、ハニカム型のエレメントが利用されている。これに代えて、菊花型のエレメントが利用されてもよい。エレメント２７は、フランジ部２２とセンタパイプ２５との間に配置されている。エレメント２７は、ダーティサイドＤＳからクリーンサイドＣＳへの通路を横切っている。フィルタユニット２０は、水凝集エレメント２８を有する。水凝集エレメント２８は、燃料の中の水を捕捉する。水凝集エレメント２８は、捕捉した水を凝集させる。すなわち、水凝集エレメント２８は、水滴を大きく成長させる。水凝集エレメント２８は、水滴を再びケース１０の中へ放つ。ケース１０の中、特にカップ１４の下部は、水滴を沈降させる沈降分離室である。サブフレーム２６と水凝集エレメント２８とは、水分離器を提供する。水分離器は、ダーティサイドＤＳの中に配置されている。水分離器は、センタパイプ２５から分離可能である。
The
燃料フィルタ装置６は、加熱装置３０を備える。加熱装置３０は、燃料フィルタ装置６の部材、または燃料フィルタ装置６内の燃料を加熱する。加熱装置３０は、燃料の中に析出することがあるワックス成分を溶融させる。加熱装置３０は、エレメント２７におけるワックス成分を溶融させる。加熱装置３０は、ダーティサイドＤＳにおいて燃料を加熱する。
The
加熱装置３０は、電気ヒータ４０を備える。電気ヒータ４０は、濾過される燃料を電力により加熱する。電気ヒータ４０は、正温度特性（positive temperature coefficient）を有するＰＴＣ型のヒータチップ４１を有する。電気ヒータ４０は、複数のヒータチップ４１を有する。ヒータチップ４１は、キャップ１３の内側に配置されている。電気ヒータ４０は、ヒータチップ４１によりダーティサイドＤＳの燃料を加熱する。電気ヒータ４０は、電力供給用の端子４２を有する。ヒータチップ４１は、端子４２から電力を供給されると、発熱する。ヒータチップ４１は、自身のＰＴＣにより、過熱することなく所定温度に発熱する。
The
加熱装置３０は、リターン燃料ＲＴＦを熱源とするリターン燃料ヒータ５０を備える。リターン燃料ヒータ５０は、濾過される燃料を、燃料噴射装置５および内燃機関３を経由した後のリターン燃料により加熱する。リターン燃料ヒータ５０は、リターン燃料ＲＴＦをキャップ１３に沿って流すことにより、キャップ１３を加熱する。これにより、ダーティサイドＤＳの燃料が間接的に加熱される。さらに、リターン燃料ヒータ５０は、リターン燃料ＲＴＦの一部をダーティサイドＤＳの中に直接的に混入させる。これにより、ダーティサイドＤＳの燃料が加熱される。
The
リターン燃料ヒータ５０は、リターン燃料ＲＴＦのためのリターン通路５１を区画形成するための通路形成部材５２を有する。通路形成部材５２は、キャップ１３に接するようにリターン燃料ＲＴＦを流す。さらに、リターン燃料ヒータ５０は、導入口５３を有する。導入口５３は、リターン燃料ＲＴＦの一部を、直接的にダーティサイドＤＳへ導入することを可能とする。
The
加熱装置３０は、制御要素６０を有する。制御要素６０は、電気ヒータ４０を活性状態（ＯＮ）と、非活性状態（ＯＦＦ）とに切換える。制御要素６０は、電気ヒータ４０への通電経路を開閉する。制御要素６０は、通電経路を開閉するための電気的なスイッチ要素６１を有している。制御要素６０は、温度を感知する感温要素と、感知された温度に応答してスイッチ要素６１を駆動する駆動要素とを備える。この実施形態では、感温要素と駆動要素とは、バイメタル６３によって提供されている。バイメタル６３は、温度に応答して、変形する板状の部材である。バイメタル６３の典型的な一例では、変位は、板の反り量として表れる。スイッチ要素６１は、端子４２とバイメタル６３との対向部分によって提供されている。スイッチ要素６１は、可動の接点でもある。端子４２の端部は、固定の接点でもある。
The
制御要素６０は、リターン燃料ヒータ５０を活性状態（ＯＰＮ）と、非活性状態（ＣＬＳ）とに切換える。制御要素６０は、導入口５３を開閉するための機械的なバルブ要素６２を有している。制御要素６０は、温度を感知する感温要素と、感知された温度に応答してバルブ要素６２を駆動する駆動要素とを備える。この実施形態では、感温要素と駆動要素とは、バイメタル６３によって提供されている。バルブ要素６２は、バイメタル６３と導入口５３との対向部分によって提供されている。バルブ要素６２は可動の弁体でもある。導入口５３は固定の弁座でもある。
The
制御要素６０は、電気ヒータ４０およびリターン燃料ヒータ５０を活性化状態または非活性化状態に制御する。スイッチ要素６１とバルブ要素６２とは、共通のバイメタル６３によって駆動される。すなわち、スイッチ要素６１とバルブ要素６２とは、共通の感温要素と、共通の駆動要素を利用して駆動可能である。バイメタル６３は、ワックス成分の生成と非生成とに強い影響を与える燃料の温度に反応するように設けられている。この実施形態では、バイメタル６３は、リターン燃料ＲＴＦの温度に反応するように、リターン通路５１内に配置されている。リターン燃料ＲＴＦの温度は、濾過される燃料におけるワックス成分の生成と関連する温度である。
The
図２、図３、および図４は、加熱装置３０を示す。図２は、燃料フィルタ装置６に導入される燃料の温度が低い場合を示す。このとき、リターン燃料ＲＴＦの温度も低い。図３は、内燃機関３の運転により、リターン燃料ＲＴＦの温度がやや上昇した状態を示す。この状態では、燃料フィルタ装置６に供給される燃料はワックス成分を生じるぐらいに低温かもしれない。図４は、リターン燃料ＲＴＦの温度が上昇し、燃料フィルタ装置６のための加熱が必要ない場合を示す。この状態では、燃料フィルタ装置６に供給される燃料はワックス成分を生じるぐらいに低温かもしれない。しかし、リターン燃料ＲＴＦによる間接的な加熱により燃料フィルタ装置６の中における燃料がワックス成分を生じない程度に加熱される状態でもある。
2, 3, and 4 show the
図２、図３、および図４において、ヒータチップ４１は、電極板４３と電極板４４との間に配置されている。一方の電極板４３は、スタッドピン６４を経由してバイメタル６３に電気的に接続されている。バイメタル６３は、スタッドピン６４による固定端を支点として、スイッチ要素６１およびバルブ要素６２を上下に変位させる。スイッチ要素６１は、バイメタル６３の変位に応答して、端子４２と接触する接触状態と、端子４２に接触していない非接触状態とに駆動される。接触状態は、活性状態、またはオン（ＯＮ）状態に対応している。非接触状態は、非活性状態、またはオフ（ＯＦＦ）状態に対応している。バルブ要素６２は、バイメタル６３の変位に応答して、導入口５３を開閉するように駆動される。さらに、バルブ要素６２は、バイメタル６３の変位に応答して、導入口５３の開度を連続的に調節するように駆動される。導入口５３が開放されている開放状態は、活性状態または開弁（ＯＰＮ）状態に対応している。導入口５３が閉じられている閉止状態は、非活性状態または閉弁（ＣＬＳ）状態に対応している。
2, 3, and 4, the
図２は、燃料フィルタ装置６に供給される燃料の温度が、ワックス成分を生成する低温状態であるとき、しかもリターン燃料ＲＴＦの温度が、ワックス成分を生成する低温状態であるときのバイメタル６３の状態を示す。バイメタル６３は、端子４２とスイッチ要素６１とを接触させている。よって、電気ヒータ４０は、活性状態、すなわちＯＮ状態である。この状態では、ヒータチップ４１に電力が供給される。燃料フィルタ装置６のダーティサイドＤＳの燃料は、電気ヒータ４０によって加熱される。同時に、バイメタル６３は、導入口５３とバルブ要素６２とを開弁させている。よって、リターン燃料ヒータ５０は、活性状態、すなわちＯＰＮ状態である。この状態では、リターン通路５１の燃料が、ダーティサイドＤＳに供給される。よって、リターン燃料ＲＴＦの熱によって燃料フィルタ装置６が加熱される。ただし、リターン燃料ＲＴＦが低温である場合には、燃料フィルタ装置６は、専ら電気ヒータ４０によって加熱される。
FIG. 2 shows the bimetal 63 when the temperature of the fuel supplied to the
図３は、リターン燃料ＲＴＦの温度が、ワックス成分を生成しない程度に上昇した中間温度であるときのバイメタル６３の状態を示す。言い換えると、リターン燃料ＲＴＦの温度が、電気ヒータ４０による加熱を必要としないぐらいの中間温度であるときを示す。バイメタル６３は、端子４２とスイッチ要素６１とを非接触にしている。よって、電気ヒータ４０は、非活性状態、すなわちＯＦＦ状態である。この状態では、ヒータチップ４１に電力が供給されない。よって、ダーティサイドＤＳの燃料は、電気ヒータ４０によって加熱されない。同時に、バイメタル６３は、導入口５３とバルブ要素６２とを接近させている。導入口５３とバルブ要素６２とは、接近しているが、閉弁していない。リターン燃料ヒータ５０は、活性状態、すなわちＯＰＮ状態である。ただし、中間開度のＭＩＤ状態である。この状態では、リターン通路５１の燃料が、ダーティサイドＤＳに供給される。よって、リターン燃料ＲＴＦの熱によって燃料フィルタ装置６が加熱される。この状態では、燃料フィルタ装置６は、専らリターン燃料ヒータ５０によって加熱される。
FIG. 3 shows the state of the bimetal 63 when the temperature of the return fuel RTF is an intermediate temperature that has risen to such an extent that no wax component is generated. In other words, it shows when the temperature of the return fuel RTF is an intermediate temperature that does not require heating by the
図４は、リターン燃料ＲＴＦの温度が、ワックス成分を生成する上限温度を超えた高温であるときのバイメタル６３の状態を示す。言い換えると、リターン燃料ＲＴＦの温度が、上昇しすぎた場合を示す。バイメタル６３は、端子４２とスイッチ要素６１とを非接触にしている。よって、電気ヒータ４０は、非活性状態、すなわちＯＦＦ状態である。この状態では、ヒータチップ４１に電力が供給されない。よって、ダーティサイドＤＳの燃料は、電気ヒータ４０によって加熱されない。同時に、バイメタル６３は、導入口５３とバルブ要素６２とを接触させている。導入口５３とバルブ要素６２とは、閉弁している。リターン燃料ヒータ５０は、非活性状態、すなわちＣＬＳ状態である。この状態では、燃料フィルタ装置６は加熱されない。
FIG. 4 shows a state of the bimetal 63 when the temperature of the return fuel RTF is a high temperature exceeding the upper limit temperature for generating the wax component. In other words, it shows a case where the temperature of the return fuel RTF has risen too much. The bimetal 63 does not contact the terminal 42 and the
図５は、燃料の温度ＴＥＭＰと、加熱装置３０の作動モードの推移とを示す。内燃機関３が寒冷な環境下に置かれ、長時間を経過した後に、内燃機関３が起動された場合を想定する。横軸は、時間の経過を示す。図中には、典型的な作動の一例が示されている。まず、時刻ｔ０では、リターン燃料ＲＴＦの温度は、燃料タンク２内の燃料ＴＮＦの温度と同じである。内燃機関３の暖機が進展するにつれて、実線で示されるように、リターン燃料ＲＴＦの温度は徐々に上昇する。燃料タンク２内の燃料ＴＮＦの温度も、破線で示されるように、リターン燃料ＲＴＦによって徐々に上昇する。リターン燃料ＲＴＦと燃料タンク２内の燃料ＴＮＦとの温度は、燃料フィルタ装置６における加熱が不要な温度に、やがて飽和する。
FIG. 5 shows the temperature TEMP of the fuel and the transition of the operation mode of the
時刻ｔ０において、リターン燃料ＲＴＦの温度は低い。リターン燃料ＲＴＦの温度は、ワックス成分が生成する温度である。このため、電気ヒータ（ＥＨＴ）４０は活性状態（ＯＮ）である。同時に、リターン燃料ヒータ（ＲＨＴ）５０も活性状態（ＯＰＮ）である。この状態は、図２に対応する。電気ヒータ４０とリターン燃料ヒータ５０との両方によって燃料フィルタ装置６が加熱される。よって、加熱装置３０の運転モードは、高レベル運転モード（ＨＩ）である。高レベル運転モードは、リターン燃料ＲＴＦの温度が第１温度Ｌｔｈ未満の範囲で継続される。
At time t0, the temperature of the return fuel RTF is low. The temperature of the return fuel RTF is a temperature at which a wax component is generated. For this reason, the electric heater (EHT) 40 is in an active state (ON). At the same time, the return fuel heater (RHT) 50 is also in the active state (OPN). This state corresponds to FIG. The
リターン燃料ＲＴＦの温度がやや上昇すると、時刻ｔ１において、スイッチ要素６１が非接触になる。このため、電気ヒータ（ＥＨＴ）４０は非活性状態（ＯＦＦ）になる。この状態では、バルブ要素６２は依然として開弁状態（ＯＰＮ）である。ただし、バルブ要素６２は、導入口５３の開口面積をやや絞っている。このような開度は、中間開度と呼ばれる。この状態は、図３に対応する。この状態では、リターン燃料ヒータ５０のみによって燃料フィルタ装置６が加熱される。よって、加熱装置３０の運転モードは、中レベル運転モード（ＭＤ）である。中レベル運転モードは、リターン燃料ＲＴＦの温度が第１温度Ｌｔｈを超え、第２温度Ｈｔｈ未満の範囲で継続される。第２温度Ｈｔｈは、第１温度Ｌｔｈより高い。
When the temperature of the return fuel RTF rises slightly, the
リターン燃料ＲＴＦの温度が、さらに上昇すると、時刻ｔ３において、バルブ要素６２が導入口５３を閉弁する。電気ヒータ（ＥＨＴ）４０は、すでに、非活性状態（ＯＦＦ）である。この状態では、ダーティサイドＤＳへのリターン燃料ＲＴＦの直接的な導入が停止される。この状態は、図４に対応する。この状態では、リターン燃料ＲＴＦからキャップ１３への熱伝達のみによって燃料フィルタ装置６が加熱される。よって、加熱装置３０の運転モードは、低レベル運転モード（ＬＷ）である。低レベル運転モードは、リターン燃料ＲＴＦの温度が第２温度Ｈｔｈを上回る範囲で継続される。
When the temperature of the return fuel RTF further rises, the
なお、リターン燃料ＲＴＦの温度が、第１温度Ｌｔｈまたは第２温度Ｈｔｈと等しいときは、その前後のいずれかのモードが継続される。 Note that, when the temperature of the return fuel RTF is equal to the first temperature Lth or the second temperature Hth, one of the modes before and after that is continued.
この実施形態では、制御要素６０は、３つのモードを備える。３つのモードは、温度に応じて提供される。第１モードＭ１では、電気ヒータ４０は活性化状態であり、リターン燃料ヒータ５０は活性化状態である。第１モードＭ１は、温度ＴＥＭＰが第１温度Ｌｔｈを下回るときのためのモードである。リターン燃料ヒータ５０は、活性化状態において、燃料フィルタ装置６へリターン燃料を直接的に導入する。第２モードＭ２では、電気ヒータ４０は非活性化状態であり、リターン燃料ヒータ５０は活性化状態である。第２モードＭ２は、温度ＴＥＭＰが第１温度Ｌｔｈを上回り、かつ第１温度Ｌｔｈよりも高い第２温度Ｈｔｈを下回るときのためのモードである。第３モードＭ３では、電気ヒータ４０は非活性化状態であり、リターン燃料ヒータ５０は非活性化状態である。第３モードＭ３では、リターン燃料ヒータ５０は、燃料フィルタ装置６を間接的に加熱するようにリターン燃料を流し続けている。第３モードＭ３は、温度ＴＥＭＰが第２温度Ｈｔｈを上回るときのためのモードである。
In this embodiment, the
この実施形態によると、電気ヒータ４０による加熱が第１温度Ｌｔｈを下回る範囲でのみ実行される。このため、電力消費が抑制される。しかも、リターン燃料ＲＴＦによる加熱が継続されるため、ワックス成分を抑制することができる。また、リターン燃料ヒータ５０による直接的な加熱は、第２温度Ｈｔｈを下回る範囲でのみ実行される。このため、燃料フィルタ装置６における過剰な加熱が抑制される。しかも、電気ヒータ４０の制御と、リターン燃料ヒータ５０の制御とが、共通の制御要素６０によって制御される。このため、簡単な構成で、電気系統と、流体系統との両方を制御することができる。
According to this embodiment, heating by the
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、感温要素と駆動要素とは、バイメタル６３によって提供されている。これに代えて、感温要素と駆動要素とは、多様な構成により提供することができる。これに加えて、バルブ要素６２を強制的に閉弁状態に駆動する機構を設けることができる。
Second Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the temperature sensitive element and the driving element are provided by the bimetal 63. Instead, the temperature-sensitive element and the driving element can be provided by various configurations. In addition to this, a mechanism for forcibly driving the
図６に図示されるように、バイメタル６３に代えて、バネ板２６３が設けられる。さらに、バネ板２６３を操作することができるように、サーモワックス２６５と、ストッパロッド２６６とが設けられている。サーモワックス２６５は、棒状である。サーモワックス２６５は、リターン燃料ＲＴＦの温度に応答して、体積が変化する。サーモワックス２６５は、温度が上がると図示されるバネ板２６３を押すように伸びる。ストッパロッド２６６は、サーモワックス２６５を径方向内側に収容している筒状の部材である。ストッパロッド２６６は、利用者が手動によって操作できるように燃料フィルタ装置６の外部に露出している。
As shown in FIG. 6, a
サーモワックス２６５は、リターン燃料ＲＴＦの温度が、ワックス成分を生成するような低温であるときに、図示される長さをもつ。サーモワックス２６５は、リターン燃料ＲＴＦの温度が上昇するにつれて伸長し、バネ板２６３を押す。これにより、バネ板２６３は、バイメタル６３と同様に変形する。この実施形態によると、サーモワックス２６５によって、望ましい温度特性を実現することができる。
ストッパロッド２６６は、利用者が操作すると、バネ板２６３を押す。ストッパロッド２６６は、バルブ要素６２が導入口５３を閉じるようにバネ板２６３を変形させる。このため、導入口５３は、強制的に閉弁状態へと移行する。ストッパロッド２６６は、導入口５３を強制的に閉じる部材を提供する。
The
図１に戻り、プライマリポンプ（ＰＰ）４が操作される場合を想定する。プライマリポンプ４が操作されると、燃料フィルタ装置６に負圧が作用する。このとき、バルブ要素６２が開弁状態にあると、「燃料フィルタ装置６−プライマリポンプ４−燃料噴射装置５−リターン通路５１−導入口５３−燃料フィルタ装置６」の閉回路が形成される場合がある。この閉回路に流体が流れると、燃料タンク２からの燃料の導入を妨げることがある。よって、閉回路の形成が阻止されることが望ましい。
Returning to FIG. 1, it is assumed that the primary pump (PP) 4 is operated. When the primary pump 4 is operated, negative pressure acts on the
ストッパロッド２６６は、バルブ要素６２を強制的に閉弁状態に駆動する。よって、上記閉回路の形成を阻止する。この結果、プライマリポンプ４による燃料の導入が円滑に進められる。なお、ストッパロッド２６６は、プライマリポンプ４の操作と連動してもよい。
The
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、バルブ要素６２は、利用者の手動によって、強制的に閉弁状態に駆動される。これに代えて、またはこれに加えて、バルブ要素６２は、電気的に駆動されてもよい。
Third Embodiment This embodiment is a modification in which the preceding embodiment is a basic form. In the above embodiment, the
図７に図示されるように、ストッパロッド２６６は、電磁的なアクチュエータとしての電磁コイル３６７を備えることができる。電磁コイル３６７は、サーモワックス２６５を強制的に突出させる。言い換えると、電磁コイル３６７は、サーモワックス２６５をアーマチャとして操作する。例えば、電磁コイル３６７への通電が遮断されると、サーモワックス２６５が突出し、バネ板２６３はバルブ要素６２を閉弁状態に移行させる。電磁コイル３６７は、電気的な制御装置（ＥＣＵ：electronic engine control unit）３６８と接続されている。制御装置３６８は、車両に設けられる多様なセンサおよびスイッチの操作信号を入力し、電磁コイル３６７への通電を断続する。
As illustrated in FIG. 7, the
制御装置３６８は、アナログ回路、デジタル論理回路、またはソフトウェアを利用したマイクロコンピュータによって提供することができる。マイクロコンピュータが利用される場合、コンピュータ読み取り可能な非遷移的記録媒体にプログラムが記録される。
The
例えば、制御装置３６８は、車両の電源スイッチ、またはイグニッションスイッチがＯＦＦ位置にあるとき、電磁コイル３６７への通電を遮断する。これにより、スイッチ要素６１は、開放される。このため、車両の停止中における電気ヒータ４０への通電が回避される。
For example, the
例えば、制御装置３６８は、プライマリポンプ４の操作を検出すると、電磁コイル３６７への通電を遮断する。これにより、バルブ要素６２は、閉弁される。このため、プライマリポンプ４による燃料の導入が円滑に行われる。
For example, when the
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ワックス成分が生成する低温温度帯に近い第１温度Ｌｔｈにおいてスイッチ要素６１が開く。これに代えて、スイッチ要素６１は、第１温度Ｌｔｈの近傍においてリターン燃料ＲＴＦの温度が変動しても閉状態（ＯＮ状態）を持続するように構成されてもよい。
Fourth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the
図８に図示されるように、端子４２は、可動機構４４５を備えている。可動機構４４５は、第１温度Ｌｔｈより低い所定の温度幅に相当する可動範囲を提供する。よって、バイメタル６３が第１温度Ｌｔｈより低い所定の温度幅の中で変位しても、スイッチ要素６１は閉状態（ＯＮ状態）を維持する。その一方で、可動機構４４５は、バルブ要素６２が第１温度Ｌｔｈより低い予備温度Ｐｔｈから流路断面積を絞り始めることを許容する。
As illustrated in FIG. 8, the terminal 42 includes a
図９に図示されるように、時刻ｔ４０１と時刻ｔ１との間では、電気ヒータ４０とリターン燃料ヒータ５０との両方が利用されるモードが提供される。ただし、時刻ｔ４０１と時刻ｔ１との間では、リターン燃料の流量がすでに制限されている。このため、リターン燃料ヒータ５０は、制限された加熱を提供する。この実施形態では、電気ヒータ４０による加熱と、リターン燃料ヒータ５０による制限された加熱とを組合せたモードが提供される。
As shown in FIG. 9, a mode in which both the
この実施形態でも、制御要素６０は、３つのモードを備える。さらに、この実施形態では、第１モードＭ１の中に、中間的な中間モードＭｍが提供される。中間モードＭｍでは、電気ヒータ４０は活性化状態であり、リターン燃料ヒータ５０は活性化状態であるが、制限された流量のみを許容する。この中間モードＭｍは、第１モードＭ１と第２モードＭ２との境界に配置される。
In this embodiment as well, the
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Other Embodiments The disclosure herein is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and / or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments are omitted. The disclosure encompasses the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scope disclosed is shown by the description of the scope of claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
上記実施形態では、感温要素と駆動要素とをバイメタル６３またはサーモワックス２６５のような機械的な感温変位部材によって提供している。これに代えて、感温要素としての温度センサと、制御要素としての電気的なコントローラと、機械的な変位を生成する変位要素としての電磁アクチュエータとを利用することができる。例えば、感温要素は、サーミスタによって提供できる。
In the above embodiment, the temperature sensitive element and the driving element are provided by a mechanical temperature sensitive displacement member such as the bimetal 63 or the
上記実施形態では、リターン燃料ＲＴＦが燃料フィルタ装置６のキャップ１３に沿って流れる間接的な加熱状態と、リターン燃料ＲＴＦをダーティサイドＤＳに導入する直接的な加熱状態とを切り換えている。これに代えて、間接的な加熱状態におけるリターン燃料ＲＴＦの流量を調節してもよい。例えば、ワックス成分が生成する低温では、リターン燃料ＲＴＦの流量を多くし、高温では、リターン燃料ＲＴＦの流量を少なくすることができる。この構成によると、上記閉回路に起因する不具合を抑制することができる。
In the above embodiment, the indirect heating state in which the return fuel RTF flows along the
上記実施形態では、感温要素は、リターン燃料の温度に反応する。これに代えて、感温要素は、ダーティサイドＤＳの燃料の温度、クリーンサイドＣＳの燃料の温度、ケース１０の温度など、燃料におけるワックス成分の生成を示す多様な条件に応答してもよい。
In the above embodiment, the temperature sensitive element responds to the temperature of the return fuel. Alternatively, the temperature sensitive element may respond to various conditions that indicate the generation of wax components in the fuel, such as the temperature of the dirty side DS fuel, the temperature of the clean side CS fuel, the temperature of the
１ 燃料供給装置、 ２ 燃料タンク、 ３ 内燃機関、
４ プライマリポンプ、 ５ 燃料噴射装置、 ６ 燃料フィルタ装置、
１０ ケース、 ２０ フィルタユニット、
２１ フレーム、 ２７ エレメント、 ３０ 加熱装置、
４０ 電気ヒータ、 ４１ ヒータチップ、 ４２ 端子、
５０ リターン燃料ヒータ、 ５１ リターン通路、
５２ 通路形成部材、 ５３ 導入口、 ６０ 制御要素、
６１ スイッチ要素、 ６２ バルブ要素、 ６３ バイメタル、
２６３ バネ板、 ２６５ サーモワックス、
２６６ ストッパロッド（部材）、
３６７ 電磁コイル、 ３６８ 制御装置、 ４４５ 可動機構、
ＤＳ ダーティサイド、 ＣＳ クリーンサイド、
Ｍ１ 第１モード、 Ｍ２ 第２モード、 Ｍ３ 第３モード、
Ｍｍ 中間モード。
1 fuel supply device, 2 fuel tank, 3 internal combustion engine,
4 Primary pump, 5 Fuel injection device, 6 Fuel filter device,
10 cases, 20 filter units,
21 frames, 27 elements, 30 heating devices,
40 electric heater, 41 heater chip, 42 terminals,
50 return fuel heater, 51 return passage,
52 passage forming member, 53 introduction port, 60 control element,
61 switch element, 62 valve element, 63 bimetal,
263 Spring plate, 265 Thermo wax,
266 Stopper rod (member),
367 electromagnetic coil, 368 controller, 445 movable mechanism,
DS Dirty Side, CS Clean Side,
M1 first mode, M2 second mode, M3 third mode,
Mm Intermediate mode.
Claims (10)
前記燃料を、電力により加熱する電気ヒータ（４０）と、
前記燃料を、燃料消費装置を経由した後のリターン燃料により加熱するリターン燃料ヒータ（５０）と、
前記燃料におけるワックス成分の生成と関連する温度に応じて、前記電気ヒータおよび前記リターン燃料ヒータを活性化状態または非活性化状態に制御する制御要素（６０）とを備え、前記制御要素は、
前記電気ヒータおよび前記リターン燃料ヒータの両方を前記活性化状態に制御する第１モード（Ｍ１）、
前記電気ヒータを前記非活性化状態に制御し、前記リターン燃料ヒータを前記活性化状態に制御する第２モード（Ｍ２）、および
前記電気ヒータおよび前記リターン燃料ヒータの両方を前記非活性化状態に制御する第３モード（Ｍ３）を備える燃料フィルタ装置。 A filter unit (20) comprising an element (27) for filtering fuel;
An electric heater (40) for heating the fuel with electric power;
A return fuel heater (50) for heating the fuel with return fuel after passing through a fuel consuming device;
A control element (60) for controlling the electric heater and the return fuel heater to an activated state or a deactivated state according to a temperature associated with the generation of a wax component in the fuel, the control element comprising:
A first mode (M1) for controlling both the electric heater and the return fuel heater to the activated state;
A second mode (M2) for controlling the electric heater to the deactivated state and controlling the return fuel heater to the activated state; and both the electric heater and the return fuel heater to the deactivated state. A fuel filter device having a third mode (M3) to be controlled.
前記第２モードは、温度が前記第１温度を上回り、かつ前記第１温度よりも高い第２温度を下回るときのためのモードであり、
前記第３モードは、温度が前記第２温度を上回るときのためのモードである請求項１または請求項２に記載の燃料フィルタ装置。 The first mode is a mode for when the temperature is lower than the first temperature,
The second mode is a mode for when the temperature is higher than the first temperature and lower than a second temperature higher than the first temperature,
3. The fuel filter device according to claim 1, wherein the third mode is a mode for when the temperature exceeds the second temperature. 4.
前記燃料フィルタ装置によって濾過された燃料を燃料消費装置に噴射供給する燃料噴射装置（５）と、
前記燃料フィルタ装置と前記燃料噴射装置との間に配置され、燃料タンクから燃料を吸い上げるプライマリポンプ（４）とを備える燃料供給装置。 A fuel filter device (6) according to any of claims 1 to 9,
A fuel injection device (5) for injecting and supplying the fuel filtered by the fuel filter device to a fuel consuming device;
A fuel supply device comprising a primary pump (4) disposed between the fuel filter device and the fuel injection device and sucking up fuel from a fuel tank.
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| JP6515527B2 (en) | Vehicle fuel tank device |
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