JP4027232B2 - オイルミストフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、気体燃料としてのＣＮＧ（圧縮天然ガス）を使用する自動車等のエンジンに用いられ、気体燃料中のオイルミストを除去するオイルミストフィルタに関する。
【０００２】
背景技術
気体燃料としてＣＮＧ（圧縮天然ガス）を用いる自動車では、車載されたボンベにＣＮＧが高圧ガスとして充填されている。ＣＮＧには、ガス充填時のコンプレッサーを潤滑するオイル等種々の不純物が溶け込む。ボンベ内のＣＮＧは高圧なので、ＣＮＧはレギュレータ（減圧弁）を介して一定圧まで減圧された後エンジンに供給される。レギュレータによってＣＮＧを減圧する段階で、ＣＮＧ中に溶け込んでいるオイルミストが微細な霧状態となって析出するという現象が生じる。このオイルミストが実車側のエンジンのバルブ部分あるいはインジェクタに付着する等の不具合を回避するために、オイルミストを除去するオイルミストフィルタが用いられる。
【０００３】
従来のオイルミストフィルタとして、レギュレータに直接差し込まれ、レギュレータと一体化したオイルミストフィルタ、あるいはインジェクタとレギュレータとの間の配管中に設けられ、内部にエレメントを有するオイルミストフィルタが知られていた。
【０００４】
発明の開示
ＣＮＧには低温時の熱量調整のために、プロパン、ブタン等のハイドロカーボンが充填されることがある。これらのハイドロカーボンも減圧時に液体分としてまれに析出することがある。従来のオイルミストフィルタにあっては、オイルミストを除去することはできても、これらの低粘度の液体分を分離することができなかった。
【０００５】
また、従来のオイルミストフィルタにあっては、ムクの材料から削り出しで製造されていたので、重量が重く、組み付け性に難があり、この結果コストが増大するという問題があった。さらに配管中に設けられるオイルミストフィルタにあっては、ＩＮ、ＯＵＴの配管が別途必要になるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、オイルミストを除去することができると共に低粘度の液体をも分離することができるオイルミストフィルタを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明のさらに他の目的は、軽量で組み付け性も良く、この結果コストを低減することができるオイルミストフィルタを提供することにある。
【０００８】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。本発明者は、オイルミストを除去すると共に低粘度の液体をも分離するために、オイルミストフィルタ内部を２段構造にし、上段の濾過体にて微細なオイルミストを捕捉し、下段の支持体にて上段を支持した。そして、濾過体の下方に空間を設けることで減圧時に発生する低粘度の液体を分離した。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、容器（１）と、容器（１）の内部に設けられ、エンジンに供給する気体燃料を濾過する濾過部（８）を備えるオイルミストフィルタにおいて、前記濾過部（８）は、上段に設けられ、オイルミストを捕捉する濾過体（９）と、前記濾過体（９）の内周に設けられると共に、濾過体を保持する保持体（１１）と、前記濾過体（９）の下段に設けられ、前記濾過体（９）を支えると共に気体燃料が通過可能な支持体（１０）と、を有し、前記濾過体（９）の下方に空間が設けられ、前記保持体（１１）は、円筒状の内周プレート（１２）と、前記内周プレート（１２）の外側に前記内周プレート（１２）と同軸に設けられると共に、気体燃料が通過可能な孔を有した円筒状の外周プレート（１３）と、前記内周プレート（１２）と前記外周プレート（１３）の間の隙間の上端を塞ぐと共に、気体燃料が前記保持体（１１）内に流入する保持体流入口（１７）とオイルミストが分離されたガスが通過するガス通過口（１４ａ）が形成された上端環状プレート（１４）と、前記内周プレート（１２）と前記外周プレート（１３）の間の隙間の下端を塞ぐ下端環状プレート（１５）とを備え、前記容器（１）の上端には、前記保持体流入口（１７）と連通するガス流入口（３）と前記ガス通過口（１４ａ）と連通するガス流出口（４）をなすねじ孔を有する端板（２）を備え、前記オイルミストフィルタは、前記ねじ孔を用いてレギュレータの下流側に取り付けられ、気体燃料は、前記ガス流入口（３）から前記保持体流入口（１７）を通って前記隙間に流入し、前記隙間に流入した気体燃料は、前記外周プレート（１３）及び濾過体（９）を順次通過し、前記濾過体（９）を通過した気体燃料は、前記支持体（１０）及び前記内周プレート（１２）の内部を通って前記ガス通過口（１４ａ）を通過し、前記ガス通過口（１４ａ）を通過した気体燃料は、前記ガス流出口（４）からエンジンに流出することを特徴とするオイルミストフィルタにより、上述した課題を解決した。
【００１０】
この発明によれば、気体燃料中のオイルミストは上段の濾過体を通過する際、濾過体に捕捉される。気体燃料中の液体分は上段の濾過体の下部に溜められた後、その重量によって下段の支持体を伝わり、濾過体の下方に設けられた空間に溜められる。液体分が分離された気体燃料は、支持体を通過してエンジンに供給される。また、上段の濾過体を、上方からぶら下げることなく下段の支持体で支持することで、耐圧強度も確保できる。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のオイルミストフィルタにおいて、前記支持体（１０）は、多数の孔（２４ａ…）が穿孔される略円筒状のパンチングプレート（２４）をその外周に有し、パンチングプレート（２４）の外径は、前記濾過体（９）の外径に略合わせられることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、濾過体を通過した気体燃料中の液体分が、効率良く支持体の外周を伝わって濾過体の下方に形成された空間に溜められる。一方濾過体を通過した気体燃料は、支持体に形成された多数の孔を通過してエンジンに供給される。
【００１３】
また、請求項３の発明は、前記容器（１）は、軸線方向の一端が開放された有底筒状に形成されると共に、板材をプレス成形して形成されたことを特徴とする請求項１及び２に記載のオイルミストフィルタにより、上述した課題を解決した。
【００１４】
この発明によれば、上述の理由でオイルミストを除去することができると共に低粘度の液体分をも分離することができる。また、オイルミストフィルタを既存のエンジンオイル用のオイルフィルタと同様に使い捨てのカートリッジ型にすることができるので、軽量で組み付け性がよく、この結果大量生産に適し、コストを低減することができるオイルミストフィルタが得られる。さらに既存のオイルフィルタと同様の外観形状にすることができるので、オイルフィルタと同様な工具を使用して取り外しができ、メンテナンス性も向上する。さらに例えば自動車のインジェクタ回りのインテークマニホールドに、オイルフィルタと同様に直付けすることができる（スピンオンタイプ）ので、ＩＮ、ＯＵＴの配管も不要になる。
【００１５】
また、請求項４の発明は、前記容器は、軸線方向の一端が開放された有底筒状に形成された樹脂からなることを特徴とする請求項１及び２に記載のオイルミストフィルタにより、上述した課題を解決した。
【００１６】
この発明によれば、上述の理由でオイルミストを除去することができると共に低粘度の液体分をも分離することができる。また、オイルミストフィルタを既存のエンジンオイル用のオイルフィルタと同様に使い捨てのカートリッジ型にすることができる。
【００１７】
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明の第１の実施形態におけるオイルミストフィルタを示す。このオイルミストフィルタは、レギュレータの下流側、すなわち低圧側に設けられ、ＣＮＧを減圧する段階で析出する霧状のオイルミストを除去する。オイルミストフィルタは、軸線方向の一端が開放された有底筒状の容器１と、この容器１の一端（上端）を塞ぐように設けられ、ガス流入口３…及びガス流出口４が形成される端板２とを備える。そして、オイルを濾過する周知のオイルフィルタと同様の形状になっている。
【００１８】
容器１は、底１ａを有する筒状体で、周知のオイルフィルタと同様に板材をプレス成形して形成される。また、図示しないが合成樹脂を射出成形等することで容器１を形成してもよい。
【００１９】
端板２は、厚肉円板５と、厚肉円板５の周縁部に溶接された薄肉環板６とを備える。厚肉円板５は、中央にガス流出口４をなすねじ孔を有し、ガス流出口４の周囲に複数のガス流入口３…を有する。薄肉環板６は、周縁に巻締め部６ａを有し、内側にパッキン７を保持する環状溝６ｂを有する。環状溝６ｂにはパッキン７が圧入等により装着されている。容器１の開放端と薄肉環板６の巻き締め部６ａとは、一体に巻き込まれた状態で巻締め固定される。パッキン７はオイルミストフィルタをエンジン側に搭載した際、両者の間に隙間が生じないように気体燃料を密封する。
【００２０】
容器１の内部には気体燃料を濾過する濾過部８が設けられる。濾過部８は、２段構造になっていて、オイルミストを捕捉する上段の濾過体９と、濾過体９を支える下段の支持体１０を備える。
【００２１】
濾過体９は、略筒状をなし、フィルタを３枚重ねた構造になっている。気体燃料は、濾過体９の内側から外側に向って濾過体９を通過する。
【００２２】
濾過体９の内周には、濾過体９を保持する保持体１１が設けられる。保持体１１は、円筒状の内周プレート１２と、内周プレート１２と同軸に設けられる円筒状の外周パンチングプレート１３と、内周プレート１２及び外周パンチングプレート１３との間の隙間の上下端を塞ぐ上端環状プレート１４及び下端環状プレート１５とから構成される。
【００２３】
上端環状プレート１４には、端板２のガス流入口３…から流入した気体燃料が保持体１１内に流入するように保持体流入口１７が形成される。上端環状プレート１４の外周には、ガス流入口３から流入した気体燃料が濾過体９を迂回しないように、容器１の内周面に密着するパッキン１８が設けられる。上端環状プレート１４の中央には、オイルミスト及び液体分が分離されたガスが通過するガス通過口１４ａが形成され、ガス通過口１４ａの周囲には端板２のガス流出口４の外周に嵌合する嵌合部１４ｂが形成される。下端環状プレート１５の中央にもガス通過口１５ａが形成される。上端環状プレート１４及び下端環状プレート１５の周縁部には、濾過体９の上下端を挟む枠１６ａ，１６ｂが形成される。
【００２４】
外周パンチングプレート１３には、気体燃料が通過する多数の孔１３ａ…が穿孔されている。
【００２５】
支持体１０は、濾過体９に外径が略合わせられた筒形状をなす。保持体１１及び支持体１０の中心線は互いに一致している。支持体１０は、円筒状の内周パンチングプレート２１と、内周パンチングプレート２１と同軸に設けられる円筒状の外周パンチングプレート２４と、内周パンチングプレート２１及び外周パンチングプレート２４との間の隙間の上下端を塞ぐ上端環状プレート２２及び下端環状プレート２３とから構成される。
【００２６】
支持体１０の内周パンチングプレート２１の直径は、保持体１１の内周プレート１２の直径と等しい。支持体１０の外周パンチングプレート２４の外径（直径）は、濾過体９の外径に略等しい。内周パンチングプレート２１及び外周パンチングプレート２４のいずれにも、気体燃料が通過でき、気液を分離できるように多数の孔２１ａ…，２４ａ…が穿孔される。上端環状プレート２２及び下端環状プレート２３それぞれの中央には、気体燃料が通過するガス通過口２２ａ，２３ａが形成される。なお、この実施形態では支持体１０に内周パンチングプレート２１を設けているが、濾過体９を支持できる構造ならば内周パンチングプレート２１を設けなくてもよい。
【００２７】
濾過体９の下方（すなわち内周パンチングプレート２１の内部、外周パンチングプレート２４と内周パンチングプレート２１との間の隙間、外周パンチングプレート２４と容器１との間の隙間、及び下端環状プレート２３と容器１の底１ａとの間の隙間）には、気体燃料中の液体分が溜められる空間が設けられる。支持体１０の軸線方向の長さは濾過体９の軸線方向長さに略等しく、これにより容器１の内部には大きな空間が形成される。
【００２８】
支持体１０と容器１の底１ａとの間には、押圧スプリング２５が設けられる。この押圧スプリング２５は、板ばねの弾性力で支持体１０及び保持体１１を上方に付勢する。これにより、保持体１１の嵌合部１４ｂが端板２のガス流出口４の外周に嵌合し、支持体１０及び保持体１１が容器１の内部に固定される。
【００２９】
このように構成されるオイルミストフィルタは、自動車等のインジェクタ回り、例えばインテークマニホールドに直付けされる。気体燃料は、まずその全量が図中矢印で示すように端板２のガス流入口３から流入し、その後保持体ガス流入口１７から保持体１１内に流入する。そして、気体燃料は、保持体１１の外周パンチングプレート１３、及び濾過体９を順次通過する。濾過体９を通過した気体燃料は、下方を向き、支持体１０の外周パンチングプレート２４と容器１との間を通過し、その一部が容器１の底部に回り込む。また、容器１の底部に回りこまない残りの気体燃料は支持体１０の外周パンチングプレート２４及び内周パンチングプレート２１を順次通過する。そして、支持体１０のガス通過口２３ａ，２２ａ、保持体１１のガス通過口１５ａ，１４ａを通過して端板２のガス流出口４からエンジンに流出する。
【００３０】
上述のようにＣＮＧにはオイル等種々の不純物が溶け込んでいる。またＣＮＧには低温時の熱量調整のためにプロパン、ブタン等が充填されることがある。レギュレータによってＣＮＧを減圧すると、微細な霧状態となってオイルミストが析出し、またプロパン、ブタン等が液体分として析出する。
【００３１】
気体燃料中のオイルミストは上段の濾過体９を通過する際、濾過体９に捕捉される。一方気体燃料中の液体分は上段の濾過体９の下部に溜められた後、その重量によって下段の支持体１０の外周を伝わり、濾過体９の下方に設けられた空間に溜められる。オイルミスト及び液体分が分離された気体燃料は、支持体１０に穿孔された孔２４ａ…，２１ａ…等を通過してエンジンに供給される。容器１の下部の空間に溜められた液体分は、オイルミストフィルタを定期的に交換することで除去される。
【００３２】
また、オイルを濾過する周知のオイルフィルタと同様の形状にすることで、オイルミストフィルタを既存のエンジンオイル用のオイルフィルタと同様に使い捨てのカートリッジ型にすることができる。このため、軽量で組み付け性がよく、この結果大量生産に適し、コストを低減することができるオイルフィルタが得られる。さらに既存のエンジンオイル用のオイルフィルタと同様の外観形状にすることで、エンジンオイル用のオイルフィルタと同様な工具を使用して取り外しができ、メンテナンス性も向上する。
【００３７】
図２は、本発明の第２の実施形態におけるオイルミストフィルタを示す。この実施形態のオイルミストフィルタは、上記第１の実施形態のオイルミストフィルタと略同様な構成を有する。容器１、端板２、濾過体９、保持体１１の構成は第１の実施形態のオイルミストフィルタと同様なので同一の符号を附してその説明を省略する。
【００３８】
この実施形態のオイルミストフィルタでは、上記第１の実施形態と異なり、端板２に装着されるパッキン７にＯリングを用いて、耐圧性を高めている。また支持体１０には、内周パンチングプレートが設けられていない。すなわち支持体１０は、円筒状の外周パンチングプレート２４と、外周パンチングプレート２４の上下端に設けられる上端環状プレート２２及び下端環状プレート２３とから構成される。この実施形態のように、支持体１０に内周パンチングプレートを設けない構成でも、濾過体９を支える充分な強度あるいは耐久性等が保障される。
【００３９】
以上に説明したように、本発明によれば、気体燃料を濾過する濾過部が、上段に設けられ、オイルミストを捕捉する濾過体と、濾過体の下段に設けられ、濾過体の下方に空間を設けるように濾過体を支えると共に気体燃料が通過可能な支持体とを有する。気体燃料中のオイルミストは上段の濾過体を通過する際、濾過体に捕捉される。一方気体燃料中の液体分は上段の濾過体の下部に溜められた後、その重量によって下段の支持体を伝わり、濾過体の下方に設けられた空間に溜められる。オイルミスト及び液体分が分離された気体燃料は支持体を通過してエンジンへ供給される。したがって、オイルミストを除去することができると共に低粘度の液体分をも分離することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるオイルミストフィルタを示す側面図（一部断面図を含む）である。
図２は、本発明の第２の実施形態におけるオイルミストフィルタを示す側面図（一部断面図を含む）である。

Claims (4)

1. 容器と、容器の内部に設けられ、エンジンに供給する気体燃料を濾過する濾過部を備えるオイルミストフィルタにおいて、
   前記濾過部は、上段に設けられ、オイルミストを捕捉する濾過体と、前記濾過体の内周に設けられると共に、濾過体を保持する保持体と、前記濾過体の下段に設けられ、前記濾過体を支えると共に気体燃料が通過可能な支持体と、を有し、
   前記濾過体の下方に空間が設けられ、
   前記保持体は、円筒状の内周プレートと、前記内周プレートの外側に前記内周プレートと同軸に設けられると共に、気体燃料が通過可能な孔を有した円筒状の外周プレートと、前記内周プレートと前記外周プレートの間の隙間の上端を塞ぐと共に、気体燃料が前記保持体内に流入する保持体流入口とオイルミストが分離されたガスが通過するガス通過口が形成された上端環状プレートと、前記内周プレートと前記外周プレートの間の隙間の下端を塞ぐ下端環状プレートとを備え、
   前記容器の上端には、前記保持体流入口と連通するガス流入口と前記ガス通過口と連通するガス流出口をなすねじ孔を有する端板を備え、前記オイルミストフィルタは、前記ねじ孔を用いてレギュレータの下流側に取り付けられ、
   気体燃料は、前記ガス流入口から前記保持体流入口を通って前記隙間に流入し、
   前記隙間に流入した気体燃料は、前記外周プレート及び濾過体を順次通過し、
   前記濾過体を通過した気体燃料は、前記支持体及び前記内周プレートの内部を通って前記ガス通過口を通過し、
   前記ガス通過口を通過した気体燃料は、前記ガス流出口からエンジンに流出すること
   を特徴とするオイルミストフィルタ。
2. 前記支持体は、多数の孔が穿孔される略円筒状のパンチングプレートをその外周に有し、
   パンチングプレートの外径は、前記濾過体の外径に略合わせられることを特徴とする請求項１に記載のオイルミストフィルタ。
3. 前記容器は、軸線方向の一端が開放された有底筒状に形成されると共に、板材をプレス成形して形成されたことを特徴とする請求項１及び２に記載のオイルミストフィルタ。
4. 前記容器は、軸線方向の一端が開放された有底筒状に形成された樹脂からなることを特徴とする請求項１及び２に記載のオイルミストフィルタ。

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