JPH0295769A - 燃料コンディショニングユニット及び内燃機関の燃料供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発肌二！旦 本発明は、液体を濾過しかつ分離するための装置に係り
、−層詳細には、内燃機関の燃料供給システムのなかで
燃料から粒子を除去しがっ水を分離するための燃料コン
ディショニング装置に係る。

燃料タンクから引かれた燃料を内燃機関への導入に先立
ってコンディショニングする実際的必要性は、特にディ
ーゼルエンジンシステムに於いて、よく知られている。

公知の燃料コンディショナーの一例は米国特許第４，４
９１，１２０号“燃料コンディショナー”に記載されて
いる。この従来の装置では、モジュール構成の燃料コン
ディショナーはベースと、ベースに取外し可能に取付け
られており、またベースのなかの燃料入口及び出口通路
と流体的に連通している濾過器チャンバを郭定している
使い捨て可能な濾過′器−水分離器カートリソジとを有
する。カートリッジのなかの三段の濾過器組立体は濾過
及び合体媒体を含んでおり、また集水溜めを郭定する下
側部分からチャンバの上側部分を隔てている。ベースの
なかのヒーターは、燃料がカートリッジに入る前に燃料
を暖める。ベースのなかの検出装置は、溜めのなかの予
め定められた量の水の存在と、栓をされた濾過器条件の
生起とを示す信号を発生するために設けられている。

ベース上の呼び水ポンプは、カートリッジの交換後に作
動条件に燃料コンディショナーを回復させるべく手動で
運転される。

発尻曳叫１ 本発明の目的は、水分離及び燃料粒子濾過作動を物理的
に別々のチャンバのなかで行い、しがも別々のチャンバ
を支持しかつ組み合わされた入口、出口及び転送流路を
設けることに伴う複雑さ及び製造費用を最小化すること
である。

本発明の他の目的は、フレームと流路と車両への取付の
ための取付構造とが低費用で一体に形成されている複式
コンディショニング濾過器を提供することである。

本発明の別の目的は、乾き始動もしくは定常状態作動条
件の間に燃料コンディショナーのなかで空気抜きの必要
を最小化又は消去することである。

本発明の他の目的は、燃料コンディショナーのなかで燃
料から分離され終わった水を排出する積極的操作を車両
運転者が行う必要を最小化又は消去し、しかも分離され
た水が燃料コンディショナーからエンジンへ供給され得
ないことを保証することである。

上記及び他の目的及び利点は、本発明によれば、−船釣
に垂直に向けられているフレームを含んでおり、その各
側にそれぞれ水分離及び粒子除去濾過器要素を収容する
ための第一及び第二の濾過器チャンバを郭定する第一及
び第二の濾過器ハウジングが接続されている燃料コンデ
ィショナーにより達成される。入口がユニットの外側か
ら第一のチャンバへ燃料を導入するために設けられてお
り、そこで水が分離され、また下方へ向けられる。乾か
された燃料は次いで第二のチャンバへの上側部分へ転送
され、そこで燃料は粒子濾過器を経て下方へ運動し、ま
た出口ポートからユニットの外へ引かれる。ドレンポー
トが第一のチャンバのなかで燃料から分離されている水
を排出するために設けられている。ベントが、燃料が第
二のチャンバを通って下方へ移動するにつれて燃料から
上昇する空気を除去するため、第二のチャンバの上側部
分に設けられている。

好ましい実施例では、燃料から除去された空気及び水が
燃料タンクへ連続的に戻されるように、第一のチャンバ
からのベント管及び第二のチャンバからのドレン管が燃
料タンクに通じている。このことは、運転者によるベン
ト又はドレン栓の開放に依存する必要をなくす。好まし
くは、水面センサにより発生される信号が運転者に、水
が第一のチャンバのなかに予め定められた水面まで溜ま
っている条件を警告し得るように、水面センサが第一の
チャンバのなかに水ドレンコンジットよりも低い高さに
設けられている。運転者は、水を排出するか、分離され
た水が燃料タンクへ戻されることを許し続けるかを決定
し得る。

チャンバ及び濾過器要素の背中合わせの配置の結果とし
て、第一のチャンバからの水を含んでいない燃料は燃料
濾過器要素に通ずる転送コンジットに直接に入る。燃料
は第二のチャンバの頂から底へ運動し、粒子濾過器要素
を通過する。作動中に、さらには新しい燃料によるエン
ジン始動時に空気を除去することは必要でない。なぜな
らば、第二のチャンバのなかの要素の頂に入る燃料は直
ちに要素の底へ流れ又は落ち、またエンジンへの中断の
ない経路を継続するからである。空気は燃料よりも軽い
ので、空気は常に要素の頂にとどまり、またユニットの
底の燃料出口ポートに引かれない。空気の蓄積はやがて
燃料のなかへの吸収を通じて消滅する。

燃料が第一のチャンバの頂から入って頂から出る通常の
濾過器では、燃料がエンジンへ流れ始め得る前に、濾過
器要素全体が燃料で満たされなければならない。これら
の環境下では、ベンティングが絶対的に必要とされ、又
はエンジン上の噴射システムがエアバウンド状態になる
。本発明に於ける空気ベントは省略され得るが、完全に
乾いた装置の濾過器へ燃料を得る過程を速くするべくオ
プションにより設けられている。いったん燃料が′ｅ、
過器に入り始めると、濾過器は単に燃料管のなかの垂直
な膨らみとして作用し、またエンジンへ進む前に充満を
必要としない。

しい　　１の一日 第１図ないし第３図には、フレーム１２と、フレームの
各側に接続されている第一及び第二の濾過器ハウジング
１４．１６とを含んでいる燃料コンディショニングユニ
ット１０が示されている。

第一のハウジング１４は第一の実質的に封じられたチャ
ンバ１８を郭定しており、そのなかに液体分離器要素２
０が配置されており、また第二のハウジング１６は第二
の実質的に封じられたチャンバ２２を郭定しており、そ
のなかに二段の粒子濾過器要素２４．２６が配置されて
いる。フレーム１２は好ましくは、ハウジング１４．１
６の輪郭と同様に、実質的に長方形である。

フレーム１２には上側クリップ２８及び下側クリップ３
０が、第一及び第二のハウジング１４．１６をフレーム
１２に選択的に着脱するために揺動可能に取付けられて
いる。ブラケット３２がユニットをエンジンなどに接続
するためフレームから延びている。

入口ポート３４が好ましくはフレーム１２の正面３６に
形成されており、また出口ポート３４が好ましくはフレ
ームの正面に、入口ポートの下に、また実質的にハウジ
ング１４．１６の下側延長部に形成されている。ベント
ポート４０がフレームの底面４６に形成されている。ポ
ートの外方突出部は好ましくはねじを切られており、ま
た取付具４８を含んでいてよい。第１図で見て、フレー
ム１２は第一の側面５０及び第二の側面５を有し、それ
らと第一のハウジング１４及び第二のハウジング１６が
それぞれ向かい合っている。

第３図ないし第６図に示されているように、フレーム１
２は好ましくは、複数個のコンジット及び取付ブラケッ
トを含めて、一体に形成されている。入口コンジット５
２は入口ポート３４に流体的に接続されており、またフ
レーム１２の第一の側面５０から突出している。転送コ
ンジット５４はフレームの第一の側面からフレームのな
かへ通ずる流路をなしており、また同様にドレンコンジ
ット５６はフレームの第一の側面からフレームのなかへ
通ずる流路をなしている。他の転送コンジット５８はフ
レーム１２を通じて第一の転送コンジット５４と流体的
に接続されている。出口コンジット６０はフレームの第
二の側面から突出しており、また出口ポート３８と流体
的に接続されている。

フレームは一体のベントコンジット９８をも有する。第
１図及び第６図に示されているように、水面センサ６２
が第一のハウジングのなかへ突出するようにフレームに
取付けられ得る。第２図及び第６図に示されているよう
に、管及び信号発生器を含んでおり全体として参照符号
６４を付されている回路がフレーム１２のなかへ通じ、
また電気的にセンサ６２に転換するように構成されてい
る。

ブラケット３２は好ましくは複数個の取付孔６６を含ん
でいる。フレーム１２の頂面４２及び底面４６は好まし
くは、クリップ２８．３０を受は入れるため一体に形成
されたクリップマウント６８と、クリップの揺動及び垂
直運動を許す凹み７０とを有する。各クリップはそれぞ
れのハウジングの外側表面のノツチ７４と係合するため
の戻り止７２を有する。

第５図及び第６図に示されているように、ベントコンジ
ット７６がフレーム１２の第二の側面から突出しており
、またフレームを通じてベントポート４０に流体的に接
続されている。横断リプ７８が一体にフレーム１２の正
面及び背面を結び付けており、前方部分８０はフレーム
のなかの一体の入口コンジットを形成している。同様に
、部分８２は一体の出口コンジットを形成しており、ま
た部分８４は一体のドレンコンジットを形成しており、
それぞれ出口ポート３８及びドレンポート４４に通じて
いる。

フレーム１２のなかで、センサマウント８６は取付孔８
８を郭定しており、またフレーム１２にセンサ６２を取
付けるための位置９４をなしている。センサマウント８
６も好ましくはフレーム１′２のなかに一体に形成され
ている。フレーム１２の第二の側面上のノツチ９２は好
都合に回路６４の配線を受は入れるために設けられてい
る。第５図では、第一のハウジング壁９４がフレームの
開いている領域を通して見られ得るし、また第６図では
第二のハウジング壁９６が同様にして見られ得る。第５
図には、センサ６２は示されていないが、第一のハウジ
ング壁のなかのセンサ受は入れ孔９７は取付孔８８を通
して見られる得る。センサ６２は第６図中で取付板８８
を通して見られる得る。第一及び第二のハウジング壁９
４．９６が種々のコンジット５２．５４．５６．５８．
６０及び７６を封じて受は入れための複数個の孔を存す
ることは認められよう。ハウジングのなかの受は入れ孔
は、この技術分野で知られているように、グロメット又
は類似の弾力性封じ表面により形成されている。

第７図及び第８図に概要を示されているように、タンク
１００からの燃料の流路は燃料入口ポート３４を通じて
コンディショニングユニソトに入り、一体のコンジット
７９及び入口コンジット５２を通過し、そこから燃料が
水分離器チャンバ１８のなかへ吐出される。水は垂直に
上から、典型的に押出し加工されたポリエステル繊維シ
リンダである合体要素を通過する。水が燃料から合体さ
れるにつれて、水滴はその密度がより高いのでチャンバ
の底へ落下し、また水を含んでいない清浄な燃料は第一
のチャンバから転送コンジット５４．５８を通じて第二
のチャンバの上側部分のなかへ通る。水を含んでいない
燃料は粒子濾過器要素、典型的に濾過紙を通じて頂から
底へ運動する。水及び粒子を含んでいない燃・料は次い
でドレンコンジット５６に入り、一体のコンジット８２
を通り、また出口ポート３８を通じてエンジンに供給さ
れる。第二のチャンバの上側部分のなかに集まり得る空
気はベントコンジット７６及び空気ペントボ−ト４０を
通じて引き抜かれる。

合体濾過器の作動の結果としての水の除去を第１図、第
６図及び第８図を参照して説明する。水が第一のチャン
バ１８の底に集まるにつれて、水は水面検出プローブ６
２の高さに達するまで上昇し、その時点で回路６４が、
運転者が燃料中に水を含んでいることを知り得るように
、表示パネル１１０上で運転者に見られ得る信号１１２
を発生する。水の除去のための二種類の配置が本発明で
使用され得る。もしコンディショニングユニットが、濾
過器が低圧条件にある真空システムに置かれているなら
ば、空気がチャンバに入ることを許されないかぎり、水
は排出し得ない。運転者は、水がドレンコンジット５６
及び一体のドレンコンジット８４を通過することを可能
にするドレンポート４４を開き得る。もし完全な排出が
望まれるならば、ドレンコンジット５６は、第６図中に
破線５６ａで示されているように、センサ６２よりも低
い高さに置かれ得る。もしコンディショニングユニット
１０が加圧される燃料システムに設置されているならば
、この配置は、水の排出により作られる空間が加圧源に
より燃料で再充満されるので、全く満足に働き得る。加
圧されるシステムで使用するための好ましい実施例によ
れば、小さい一定のドレンオリフィスが検出プローブ６
２よりも高い高さにドレンコンジット５６により設けら
れている。水面が検出プローブに達する時、運転者は表
示パネル１１０を介して通報される。水面がドレンコン
ジット５６に達する時、ドレンポート４４からの流路は
燃料タンク１００へ戻る。

概説すると、燃料タンク１００からの燃料は燃料ポンプ
１０２に供給され、コンディショニングユニット１０を
通され、またそこからエンジン１０４に供給される。通
常、燃料ポンプの作動に伴う過剰燃料は管１０６を経て
燃料タンク１００に戻される。本発明によれば、コンジ
ット５６．８４及びポート４４を通じて排出する流体は
管１０８を通じて管１０６のなかへ連続的に通され、ま
たこうして燃料タンク１００に戻される。正常な環境下
では、流体燃料は乾き燃料である。もし水がドレンコン
ジット５６に達する高さまで存在するならば、この水は
燃料タンク１００に戻るように転送される。この特徴は
、水が常にエンジン１０４に達することを防止し、こう
して保護の終局点、運転者が燃料タンク１００又はコン
ディショニングユニット１０から水を排出するべく積極
的な作用をするか否か、を与える。

第一のチャンバ１８のなかの合体濾過器２０の下の溜め
又は集水領域の寸法は本発明にとって重要でない。水面
センサ６２の位置は水条件の所望の警報の形式に関係し
ている。早期の連続的な信号は、もしセンサが集水領域
のなかに低く置かれているならば、生起する。もしセン
サが集水領域のなかに比較的高く置かれているならば、
運転者は水がかなり溜まった時にのみ通報される。コン
ジット５６を通る一定の戻りオリフィスは、もし運転者
が水の溜まりについて警報されるべきであれば、プロー
ブ６２の上に置かれる。しかし、第８図中に示されてい
るようにコンディショニングユニットが一定の水戻りオ
リフィス管１０８と調和されている時には、運転者への
警報は必要でないことは気付かれよう。

以上に説明した好ましい実施例では、ポート及びコンジ
ットは全てフレーム１２と一体に組み合わされており、
濾過は自己封じかつ自己充足のハウジング部材１４．１
６のなかで生起する。本発明の一つ又はそれ以上の追加
的な実施例は、ハウジングの一つ又はそれ以上を通るポ
ートを設けること、又はハウジング壁９４．９６のなか
のグロメット孔を通る仕方とは別の仕方でフレームにハ
ウジングを封じることを含んでいる。本発明の範囲は添
付図面に示されている特定の実施例ではなく特許請求の
範囲により定められるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複式コンディショニング濾過器を
一部切欠いて示す正両立面図である。 第２図は粒子除去濾過器要素を収容するハウジングを一
部切欠いて示す側面図である。 第３図は第１図中に示されているコンディショニングユ
ニットの頂面図である。 第４図は中央フレーム上に一体に形成されている流体コ
ンジットを示すべく濾過器ハウジングを除去した状態で
の第１図と類似の正面図である。 第５図はフレームの第二の側面を露出するべく粒子除去
濾過器要素を収容する第一のハウジングを除去した状態
での第２図と類似の側面立面図である。 第６図は水分離濾過器要素を収容する第二のハウジング
を除去した状態でフレーム要素の第一の側面を示す第５
図と類似の側面立面図である。 第７図はフレームと組み合わされた種々のポート及びコ
ンジットの概要を示す図である。 第８図は好ましくい水戻り配置を示すブロック図である
。 １０・・・燃料コンディショニングユニット、１２・・
・フレーム、１４．１６・・・濾過器ハウジング、１８
・・・チャンバ、２０・・・液体分離器要素、２２・・
・チャンバ、２４．２６・・・粒子濾過器要素、２８．
３０・・・クリップ、３２・・・ブラケット、３４・・
・入口ポート、３６・・・正面、３８・・・出口ポート
、４０・・・ベントポート、４２・・・頂面、４４・・
・ドレンポート、４６・・・底面、４８・・・取付具、
５０．５１・・・側面、５２・・・入口コンジット、５
４・・・転送コンジット、５６・・・ドレンコンジット
、５８・・・転送コンジット、６０・・・出口コンジッ
ト、６２・・・水位センサ、６６・・・取付孔、６８・
・・クリップマウント、７０・・・凹み、７２・・・戻
り止、７４・・・ノツチ、７６・・・ベントポート・２
ト、７８・・・横断リブ、８６・・・センサマウント、
８８・・・取付孔、９２・・・ノツチ、９４．９６・・
・ハウジング壁、１００・・・燃料タンク、１０２・・
・燃料ポンプ、１０４・・・エンジン、１１０・・・表
示パネル特許出願人　　スクナダイン・オートモーティ
グ・コーポレイション

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料コンディショニングユニットに於いて、垂直
   に向けられているフレームと、 フレームの第一の側面に接続されており、また燃料から
   水を分離するのに適した第一の濾過器要素を収容するた
   めの第一の濾過器チャンバを郭定する第一の濾過器ハウ
   ジングと、フレームの第二の側面に接続されており、ま
   た燃料から粒子を除去するのに適した第二の濾過器要素
   を収容するための第二の濾過器チャンバを郭定する第二
   の濾過器ハウジングと、 ユニットの外側から第一のチャンバへ燃料を導入するた
   めの入口手段と、 第一のチャンバを通して濾過されている燃料を第二のチ
   ャンバへの上側部分へ運ぶためフレームと結合されてい
   る手段と、 第二のチャンバの下側部分からユニットの外へ燃料を出
   すための出口手段と、 第一のチャンバのなかで燃料から分離されている水をユ
   ニットから排出するためのドレン手段とを含んでいるこ
   とを特徴とする燃料コンディショニングユニット。
2. （２）燃料コンディショニングユニットに於いて、正面
   、背面、頂面及び底面の周囲表面と第一及び第二の側面
   の表面とを有する流れ分配フレームと、 フレームの第一の側面に取付可能であり、また第一の形
   式の分離要素を収容するのに適した第一の内部チャンバ
   を郭定する第一のハウジングと、フレームの第二の側面
   に取付可能であり、また第二の形式の分離要素を収容す
   るのに適した第二の内部チャンバを郭定する第二のハウ
   ジングとを含んでおり、フレームがさらに、 （ａ）フレームの周縁に近接可能であり、また第一の側
   面の表面から第一のチャンバのなかへ突出している入口
   コンジットと流体的に接続されている燃料入口ポートと
   、 （ｂ）第一の側面の表面から第二の側面の表面へ通ずる
   燃料転送コンジットと、 （ｃ）転送コンジットの垂直方向高さよりも低い高さに
   於いて第二の側面の表面から突出しており、また第二の
   チャンバからフレームのなかへ通ずる被濾過燃料コンジ
   ットと、 （ｄ）被濾過燃料コンジットと結合されており、またフ
   レーム周縁に近接可能な燃料出口ポートと、 （ｅ）第一のチャンバと流体的に連通しており、またフ
   レーム周縁に近接可能なドレンポートとを含んでいるこ
   とを特徴とする燃料コンディショニングユニット。
3. （３）燃料タンクと、燃料タンクから燃料ポンプヘの燃
   料供給管と、燃料から水を分離するため燃料ポンプと内
   燃機関との間に流体的に接続されている燃料コンディシ
   ョニングユニットとを含んでいる内燃機関の燃料供給シ
   ステムに於いて、燃料コンディショニングユニットのな
   かで分離されている水を燃料タンクへ運ぶため燃料コン
   ディショニングユニットと燃料タンクとの間に接続され
   ている手段を含んでいることを特徴とする内燃機関の燃
   料供給システム。