JP5024213B2 - フィルタ洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は流体をフィルタに逆流させる所謂逆洗作用によってフィルタを洗浄し再生させるフィルタ洗浄装置に関するものである。

建設機械におけるディーゼルエンジンの燃料回路に使用されるフィルタの洗浄装置を例にとって背景技術を説明する。

この燃料回路は、図５に示すように、燃料を貯蔵する燃料タンク（流体タンク）１と、この燃料タンク１内の燃料を流体供給対象であるエンジンに向けて圧送するポンプ２と、この燃料タンク１とポンプ２とを結ぶポンプ吸い込み側管路３と、このポンプ吸い込み側管路３に設けられたフィルタ４とから成り、タンク内燃料がフィルタ４で濾過されてエンジンに供給される。

フィルタ４は、フィルタケース５内にフィルタ本体６が設けられて成り、吸い込み口７から吸い込んだ燃料をフィルタ本体６で濾過して吐出口８から吐き出すように構成されている。

この回路において、フィルタ本体６は、濾過作用によって目詰まりが生じた場合、あるいは定期的に交換されるが、部品供給の遅れ等の理由によりフィルタ本体６を洗浄し再生することで交換までの時間を一時的に長くすることがある。

ここで、フィルタ本体６をフィルタケース５外に取外さずに洗浄する技術として、特許文献１,２に示されたものが公知である。これらはいずれも散水装置に関するものであるが、燃料回路に転用することが可能である。

この場合、特許文献１に示された第１の公知技術では、図６に示すように、ポンプ吸い込み側管路３におけるフィルタ４とポンプ２との間（フィルタ下流側管路）３ａに第１切換弁９、ポンプ吐出側管路１０に第２切換弁１１をそれぞれ設ける。

一方、フィルタケース５に吐出口８と並んで洗浄口１２を設けるとともに、この洗浄口１２と第２切換弁１１の出口側との間に洗浄管路１３を設ける。１４はフィルタケース５に設けられたドレンコックである。

この構成において、通常運転時には、両切換弁９,１１はそれぞれ図示の運転位置イにセットされ、燃料が、実線矢印で示すように燃料タンク１、フィルタ４、第１切換弁９、ポンプ２、第２切換弁１１のルートでエンジンに供給される。

一方、フィルタ洗浄時には、両切換弁９,１１がそれぞれ洗浄位置ロに切換えられる。この状態で、燃料が、破線矢印で示すように燃料タンク１、第１切換弁９、ポンプ２、第２切換弁１１、洗浄管路１３を経てフィルタ４に洗浄口１２から逆向きに送り込まれる。

この逆洗作用により、フィルタ本体６に付着したダストが分離除去され、ドレンコック１４の操作によってフィルタ外に排出される。

また、第２の公知技術では、フィルタケース内に本来の運転時用フィルタ本体とは別に洗浄時用のフィルタ本体を設け、タンク内の燃料をこの洗浄時用フィルタ本体で濾過した後、切換弁経由で運転時用フィルタ本体に逆送する構成となっている。
特開２００３−２５３６１４号公報 特開２００３−２３９２１８号公報

しかし、第１の公知技術によると、フィルタ洗浄時に、濾過していない燃料をポンプ２経由でフィルタ４に逆送するため、燃料中のダストがポンプ２や切換弁９,１０に侵入してしまう弊害が生じる。

また、いずれの公知技術によっても、洗浄管路１３という余分な管路が必要となるため、回路構成が複雑となるとともに設備コストが高くつく。

とくに第２の公知技術によると、洗浄管路１３に加えて洗浄時用のフィルタ本体を追加しなければならないため、回路構成の複雑化、設備コストの高騰が顕著になるとともに、メンテナンス面でも不利となる。

このような問題は燃料回路に限らずフィルタを備えた流体回路全般にあり、対策が望まれていた。

そこで本発明は、フィルタを通った濾過済みの流体によって逆洗でき、しかも洗浄用のフィルタ本体や管路という余分な設備が不要で、回路構成の簡素化及びコストダウンを実現できるとともにメンテナンスに有利なフィルタ洗浄装置を提供するものである。

請求項１の発明は、流体を貯蔵する流体タンクと、この流体タンク内の流体を吸引し供給対象に向けて圧送するポンプとを結ぶポンプ吸い込み側管路に、流体を濾過するフィルタが設けられるとともに、上記ポンプ吸い込み側管路におけるフィルタよりも下流側の管路に、濾過済みの一定量の流体を蓄える貯留室が分岐接続され、かつ、この貯留室内の流体をフィルタ洗浄用としてフィルタに押し込む流体押し込み手段として、貯留室内に、流体を押し出すピストンと、このピストンを原位置復帰させる復帰バネとが設けられたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、ピストンを手動でスライド操作する操作ノブが設けられたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、ポンプ吸い込み側管路中のフィルタ下流側管路における貯留室の分岐接続点とポンプとの間に、同管路を開閉する切換弁が設けられたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、ポンプ吸い込み側管路におけるフィルタよりも上流側の管路に、同管路を開閉する切換弁が設けられたものである。

本発明によると、フィルタ洗浄（逆洗）時に、第１の公知技術のようにタンクから取り出した濾過していない流体をポンプ経由でフィルタに逆送するのではなく、フィルタを通って貯留室に蓄えられた濾過済みの流体を、流体押し込み手段でフィルタに逆送することによって洗浄するため、流体中のダストがポンプ等に侵入するおそれがない。

また、濾過済みの流体をポンプ吸い込み側管路を介してフィルタに逆流させるため、洗浄のためだけの余分なフィルタ本体も管路も不要となる。このため、設備コストが安くて回路構成が簡単ですむとともに、メンテナンス面に有利となる。

さらに、貯留室内の流体を押し出すピストンと、このピストンを原位置に復帰させる復帰バネとによって流体押し込み手段を構成したから、流体押し込み手段の構造が簡単で安価に製作することができる。

この場合、請求項２の発明によると、操作ノブによってピストンを手動でスライドさせる構成であるため、設備コストがさらに安くてすむ。

請求項３の発明によると、ポンプ吸い込み側管路中のフィルタ下流側管路における貯留室の分岐接続点とポンプとの間に切換弁を設けたから、フィルタ洗浄時の流体押し込み圧がポンプに作用してシールを傷める等の弊害を回避することができる。

一方、請求項４の発明によると、ポンプ吸い込み側管路中のフィルタ上流側管路に切換弁を設けたから、フィルタ洗浄によって分離したダストがタンクに戻ることをこの切換弁によって防止することができる。

本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。

実施形態では、背景技術の説明に合わせて建設機械におけるディーゼルエンジンの燃料回路に使用されるフィルタの洗浄装置に適用した場合を例にとっている。

第１実施形態（図１〜図３参照）
図１,２に示す燃料回路において、
（Ａ）燃料を貯蔵する燃料タンク２１と、この燃料タンク２１内の燃料を吸引しエンジンに向けて圧送するポンプ２２と、この燃料タンク２１とポンプ２２を結ぶポンプ吸い込み側管路２３と、このポンプ吸い込み側管路２３に設けられたフィルタ２４とから成り、運転時に、タンク内燃料がフィルタ２４で濾過されてエンジンに供給される点、
（Ｂ）フィルタ２４は、フィルタケース２５内にフィルタ本体２６が設けられて成り、吸い込み口２７から吸い込んだ燃料をフィルタ本体２６で濾過して吐出口２８から吐き出すように構成されている点
は、図６に示す第１の公知技術と同じである。

相違点として、このフィルタ洗浄装置においては、ポンプ吸い込み側管路２３におけるフィルタ２４よりも下流側（フィルタ２４とポンプ２２との間）の管路２３ａに、濾過済みの一定量の燃料を蓄える筒状の貯留室２９が分岐接続されている。

この貯留室２９内には、操作ノブ３０ａによって図１,２の上向きにスライド操作されるピストン３０と、このピストン３０を原位置に復帰させる復帰バネ（圧縮コイルバネ）３１とが設けられ、これらによって燃料（流体）押し込み手段３２が構成されている。

また、ポンプ吸い込み側管路２３中のフィルタ下流側管路２３ａにおける貯留室２９の分岐接続点とポンプ２２との間に、同管路２３を開閉する切換弁３３が設けられている。この切換弁３３は手動式でもよいし、油圧パイロット式または電磁パイロット式でもよい。

図１,２中、２３ｂはポンプ吸い込み側管路２３中のフィルタ上流側管路、３４はフィルタケース２５に設けたドレンコックである。

この構成において、フィルタ洗浄時には、図２に示すように切換弁３３を閉じた状態で燃料押し込み手段３２のピストン３０を図の上向きに押し込む。

こうすると、貯留室２９内に蓄えられた燃料（濾過済み）がフィルタ２４に逆送される。

詳しくは、図３に示すように、燃料が吐出口２８からフィルタ本体２６内に押し込まれ、同本体２６の濾過穴を通って本体外に出る。

この逆洗作用により、フィルタ本体２６に付着したダストが分離・除去されてフィルタ２４の洗浄・再生が行われる。

なお、ピストン押し込み操作は状況に応じて１回乃至複数回行えばよい。

このように、フィルタ洗浄時に、図６に示す第１の公知技術のようにタンク１から取り出した非濾過燃料をポンプ２経由でフィルタ４に逆送するのではなく、フィルタ２４を通った濾過済みの燃料を、燃料押し込み手段３２でフィルタ下流側の貯留室２９からフィルタ２４に逆送することによって洗浄するため、燃料中のダストがポンプ等に侵入して詰まりを発生させる等のトラブルを起こすおそれがない。

また、濾過済みの燃料をポンプ吸い込み側管路２３中のフィルタ下流側管路２３ａを介してフィルタ２４に逆流させるため、洗浄のためだけの余分なフィルタ本体も管路も不要となる。このため、設備コストが安くて回路構成が簡単ですむとともに、メンテナンス面に有利となる。

一方、貯留室２９内にピストン３０と復帰バネ３１とを設けて燃料押し込み手段３２を構成したから、押し込み手段３２の構造が簡単で安価に製作することができる。

しかも、操作ノブ３０ａによってピストン３０を手動でスライドさせる構成であるため、設備コストがさらに安くてすむ。

さらに、フィルタ下流側管路２３ａにおける貯留室２９の分岐接続点とポンプ２２との間に、フィルタ２４とポンプ２２とを遮断する切換弁３３を設けたから、フィルタ洗浄時の燃料押し込み圧がポンプ２２に作用してシールを傷める等の弊害を回避することができる。

第２実施形態（図４参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第２実施形態においては、ポンプ吸い込み側管路２３中のフィルタ上流側管路２３ｂ（フィルタ２４と燃料タンク２１との間）にも切換弁３３と同様の切換弁３５が設けられている。

こうすれば、フィルタ洗浄時に、この切換弁３５により、フィルタ２４（フィルタ本体２６）から分離したダストが燃料タンク２１に戻ることを確実に防止することができる。

他の実施形態
（１）燃料押し込み手段３２のピストン３０を、上記実施形態のように操作ノブ３０ａによって直接手で操作する直接手動操作式でなく、ワイヤやリンクを用いて遠隔操作する構成をとってもよい。

また、手動式に代えて、油圧モータや電動機、油圧モータ、油圧シリンダ等でピストン３０を駆動する動力駆動式の構成としてもよい。

（２）燃料押し込み圧がポンプ２２に悪影響を与えない範囲であれば、フィルタ下流側管路２３ａの切換弁３３は必ずしも設けなくてもよい。

また、フィルタ上流側管路２３ｂの切換弁３５についても、洗浄によって分離したダストが燃料タンク２１まで戻るおそれのない場合には省略してもよい。

（３）本発明は建設機械のディーゼルエンジン用燃料回路に限らず、油圧建設機械の作動油回路や散水装置の散水回路等にも適用することができる。

本発明の第１実施形態を示す回路構成図である。 フィルタ洗浄時の状態を示す図１相当図である。 フィルタ洗浄時のフィルタに対する燃料の流れを示す一部断面拡大図である。 本発明の第２実施形態を示す図１相当図である。 フィルタ洗浄装置を持たない燃料回路の回路構成図である。 フィルタ洗浄装置を設けた公知技術を示す回路構成図である。

２１ 燃料タンク（流体タンク）
２２ ポンプ
２３ ポンプ吸い込み側管路
２３ａ ポンプ吸い込み側管路中のフィルタ下流側管路
２３ｂ 同フィルタ上流側管路
２４ フィルタ
２５ フィルタケース
２６ フィルタ本体
２９ 貯留室
３０ ピストン
３０ａ 操作ノブ
３１ 復帰バネ
３２ 燃料押し込み手段
３２ 貯留室
３３ フィルタ下流側管路に設けた切換弁
３５ フィルタ上流側管路に設けた切換弁

Claims (4)

1. 流体を貯蔵する流体タンクと、この流体タンク内の流体を吸引し供給対象に向けて圧送するポンプとを結ぶポンプ吸い込み側管路に、流体を濾過するフィルタが設けられるとともに、上記ポンプ吸い込み側管路におけるフィルタよりも下流側の管路に、濾過済みの一定量の流体を蓄える貯留室が分岐接続され、かつ、この貯留室内の流体をフィルタ洗浄用としてフィルタに押し込む流体押し込み手段として、貯留室内に、流体を押し出すピストンと、このピストンを原位置復帰させる復帰バネとが設けられたことを特徴とするフィルタ洗浄装置。
2. ピストンを手動でスライド操作する操作ノブが設けられたことを特徴とする請求項１記載のフィルタ洗浄装置。
3. ポンプ吸い込み側管路中のフィルタ下流側管路における貯留室の分岐接続点とポンプとの間に、同管路を開閉する切換弁が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ洗浄装置。
4. ポンプ吸い込み側管路におけるフィルタよりも上流側の管路に、同管路を開閉する切換弁が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ洗浄装置。

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