JPH07259681A - 燃料フィルタ組立体 - Google Patents
燃料フィルタ組立体Info
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- JPH07259681A JPH07259681A JP6332484A JP33248494A JPH07259681A JP H07259681 A JPH07259681 A JP H07259681A JP 6332484 A JP6332484 A JP 6332484A JP 33248494 A JP33248494 A JP 33248494A JP H07259681 A JPH07259681 A JP H07259681A
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Abstract
御する。 【構成】 燃料フィルタ組立体10は使い捨てのフィル
タカートリッジ14を取付けるベース12を有する。ベ
ースに設けられた一対の軸線方向の導管24、26がベ
ース12とカートリッジ14とを流体的に接続してい
る。導管72及びカートリッジ14内にて導管72の外
面に設けられた少くとも一つのバッフル76がカートリ
ッジ14を通過する流路を形成している。導管72に形
成されたオリフィス120が燃料フィルタより流出する
濾過された燃料中の気泡の大きさ及び流量を制御する通
気口を与えている。
Description
し分離するためのフィルタに係り、更に詳細には内燃機
関の燃料供給系より異物粒子を除去し水を分離するため
の燃料フィルタに係る。
れるディーゼル燃料は多量の研摩性粒子及び水を含有し
ていることが多く、研摩性粒子や水は燃料噴射ポンプ、
燃料供給系、内燃機関の構成部品を永久的に損傷する虞
れを有する。従って実際的な必要性により効果的な燃料
フィルタがディーゼル機関の燃料供給系に従来より組込
まれている。従来の多数の燃料フィルタに於ては、フィ
ルタが所定の期間使用される毎に交換される使い捨ての
フィルタカートリッジが使用されている。かかる燃料フ
ィルタはディーゼル燃料より粒状物質を除去すると共に
燃料より水を分離するという二つの機能を果す。
76,852号及び同第5,084,170号には、本
発明が関連する燃料フィルタ組立体が記載されている。
これらの燃料フィルタ組立体に於ては使い捨てのフィル
タカートリッジを取付けるベースが使用されている。幾
つかの実施例に於ては、カートリッジは単段式のフィル
タ要素を含み、燃料は粒状物質を除去するフィルタ要素
まで軸線方向及び半径方向に流れる。またフィルタ要素
はウォータバリヤとしても機能する。濾過された燃料は
軸線方向に流れ、ベースの出口通路を経て流出する。水
は水溜りに収集され定期的に除去される。カートリッジ
はそのロールシームに係合するカラーによりベースに固
定される。
料供給装置に於ては、燃料が燃料フィルタを通過する
と、燃料フィルタ内にエアポケットが形成される。一般
にエアポケットは燃料フィルタの上端に形成される。燃
料が圧力変化に曝された場合に気化することにより燃料
中に気泡が発生する。加圧式の燃料供給装置に於ては、
エアポケットは時間の経過と共に崩壊し、また燃料中に
存在する気泡の流れは比較的軽微である。部分的には加
圧された燃料の蒸気圧に起因して、エアポケットは一般
には供給燃料中に大きい気泡を生成しない。従って加圧
式の燃料供給装置に於ては燃料フィルタ中のエアポケッ
トは燃料フィルタ内に於ける燃料の循環や内燃機関への
燃料の供給に対し重大な問題や障害を惹起さない。
フィルタを通過する燃料中にエアポケットが形成される
と重大な問題を惹起すことがある。真空式の燃料供給装
置に於てはエアポケットは時間が経過しても吸収されに
くい。更に真空吸入により燃料中に細かい気泡、即ち気
化が生成されることがある。かかる現象は、フィルタ要
素がその有効な使用寿命の終期に近付き、フィルタ要素
を横切る圧力降下が高くなった場合に特に生じ易い。か
くして燃料の流れに対する絞り度合が増大すると、フィ
ルタ要素の清浄な側と汚れた側との間に於ける差圧が増
大するので、燃料より吸引される空気の量が多くなる。
かかる細かい気泡は燃料噴射ポンプにより容易に消去さ
れるので、細かい気泡自体は通常の車輌の運転に対し問
題とはならない。細かい気泡はポンプの変化する圧力に
曝されると燃料により再度吸収される。
は、細かい気泡が不可避的に集合し合体してエアポケッ
ト、例えば大きい気泡を形成するフィルタ要素の清浄な
側に於てまず発生する。大きい気泡の発生は、車輌の操
縦等に起因してフィルタ要素の物理的姿勢が変化するま
である時間に亘り継続する。これらのエアポケット、即
ち比較的大きい気泡が燃料の流れに流入すると、それら
の気泡は容易には消去されず、内燃機関の停止や着火不
良の如き内燃機関の運転上の問題を惹起すことがある。
態に於ては、気泡の形成及びその悪影響を制御する内部
通気手段を有するフィルタカートリッジが組込まれた燃
料フィルタ組立体に係る。本発明はフィルタより流出す
る燃料中の気泡の流れを計量する制御された抽気通路を
フィルタカートリッジ内に設けるものである。
燃料出口とを有するベースを含む型式のものであること
が好ましい。第一の導管がその内部に入口と連通する第
一の軸線方向通路を郭定している。また第二の導管が第
一の導管を囲繞し、第二の軸線方向通路を郭定してい
る。第二の軸線方向通路は出口と連通している。
ジは少くとも一つのプリーツ状のフィルタ要素を含んで
いることが好ましい。フィルタカートリッジは第一及び
第二の導管を受入れる大きさに設定された軸線に沿う中
央ボアを有している。中央ボアに取付けられたシールグ
ロメットが第二の導管に当接して径方向に流体的にシー
ルしている。フィルタカートリッジの中央ボア内に配置
された管状構造体が中間プレートより上方へ延在してい
る。管状構造体の上端に隣接して取付けられた第二のシ
ールグロメットが第一の導管に当接して径方向にシール
している。管状構造体の外面に角方向に互いに隔置され
た状態にて設けられた長溝状のバッフルが第二の導管と
流体的に連通している。通気オリフィスが第二のシール
グロメットより上方にて管状構造体を貫通して半径方向
に延在している。このオリフィスは気泡の流量及び大き
さを制限し制御する大きさ及び位置にて設けられてい
る。気泡はバッフルの周りにて下方へ流れることがない
ので、バッフルは燃料より気泡を分離し、これによりカ
ートリッジ内の上方部分に気泡収集領域を形成する流路
を郭定する。
れる燃料を濾過するために使用される新規にして改良さ
れた燃料フィルタ組立体を提供することである。
作動する燃料供給装置に組込まれるよう構成された効率
的で低廉な構造を有する新規にして改良された燃料フィ
ルタ組立体を提供することである。
より流出する燃料中の気泡の流量及び大きさを制御する
改良された装置を含む使い捨てのフィルタカートリッジ
を有する新規にして改良された燃料フィルタ組立体を提
供することである。
例について詳細に説明する。
タ組立体が符号10にて全体的に示されている。燃料フ
ィルタ組立体10はベース12と使い捨てのフィルタカ
ートリッジ14とを含んでいる。ベース12は実質的に
フィルタカートリッジ14の上方に配置されており、フ
ィルタカートリッジ14はリテーナカラー16によりベ
ースに固定されている。燃料フィルタ組立体は特に燃料
より粒状物質を除去し燃料より水を分離すべく、ディー
ゼル機関の如き図には示されていない内燃機関の燃料供
給系に組込まれるよう構成される。特に図示の燃料フィ
ルタ組立体10は真空式に作動する燃料供給系に組込ま
れるよう構成されている。
は広範囲の種々の形態をなしていてよい。図示の実施例
に於ては、ベースはフィルタカートリッジの上方部分を
受入れる下部キャビティを郭定するスカートを有する逆
カップ形の容器である。細長いスリーブ状の第一の導管
24及びこれと同心をなし軸線方向端部27を有する外
側のスリーブ状の第二の導管26が、ベースとフィルタ
カートリッジとを実質的に同軸にて流体的に連通接続し
ている。
入口コネクタ30が図には示されていない燃料導管に接
続され、これにより第一の導管24により郭定された内
部通路と燃料導管とが流体的に連通接続される。またベ
ースの上面側に設けられた出口コネクタ32も燃料導管
に接続され、これにより第一の導管24と第二の導管2
6との間に郭定された流体通路と燃料導管とが流体的に
連通接続される。
ト40がベースを横切る方向に延在しており、ベースを
内燃機関のヘッダに固定するための一対の孔42及び4
4を有している。ベースは上述のブラケット構造を有す
るのではなく、締結装置を受入れる一対の締結装置用孔
を有していてもよい。またベースは外部への通気口46
を有している。
ッジ14は互いに対向するカップ状の上部半体52及び
下部半体54により形成された缶形の容器を含んでい
る。上部半体及び下部半体は周方向に延在するロールシ
ーム60に沿って互いに接合されている。下部本体54
よりも小さい直径を有する上部半体52はベース12の
窪みに受入れられる。上部半体52はベースの窪みに密
に受入れられる大きさに設定されている。上部半体には
軸線に沿う中央孔56が設けられており、中央孔56は
導管24及び26を受入れる大きさに設定されている。
中央孔56に取付けられたシールグロメット58が第二
の導管26に当接してこれに対し径方向に流体的にシー
ルしている。
ィルタの構造又は図1及び図2に示されている如き一段
フィルタの構造の何れであってもよい。連続的なファン
形のプリーツ状をなすフィルタ要素64がカートリッジ
内に配置されている。フィルタ要素64の下端は中央孔
66を有する中間プレート68に係合している。導管7
2が中間プレート68より上方へ延在している。導管7
2の上端74はベースの第二の導管26の下端を受け且
つこれに当接してシールするフランジを郭定している。
尚導管72の上端はその内周面にて第二の導管26に当
接して径方向にシールするようになっていてもよい。
中間プレート68との間にて導管72の内面に取付けら
れている。第二のシールグロメット70は第一の導管2
4に当接して径方向にシールしている。軸線方向に延在
する少くとも一つの長溝状のバッフル76が導管72の
外面に一体的に設けられている。バッフル76は第二の
シールグロメット70と上端74との間にて導管72の
上方部分と流体的に連通している。バッフルはその下端
に開口77を有し、最終的にはベースの第二の導管26
と連通する軸線方向の流体通路として機能する。図示の
実施例に於ては、角方向に互いに隔置された三つのバッ
フル76、78、80が設けられている。バッフル7
6、78、80はフィルタを通過する燃料の流れより気
泡を分離する流路を郭定している。気泡はバッフルの下
端を経て開口77へ流入しない。従ってフィルタ要素6
4の清浄な側にてフィルタカートリッジ14の上方部分
には気泡収集領域が形成され継続的に維持される。かく
してバッフル76、78、80はフィルタ要素よりの気
泡の流れに対し障壁として機能する。
二のシールグロメット70と上端74との間にて導管7
2を貫通して半径方向に延在している。オリフィス12
0は気泡の大きさを制限すると共に導管72の上端及び
第二の導管26へ至る収集された気泡の流れを計量する
ような大きさ及び位置にて設けられている。オリフィス
120の下方にて該オリフィスより軸線方向に隔置され
た位置には第二の通気オリフィス122が設けられてお
り、この第二の通気オリフィスは第一のオリフィス12
0が栓塞された状態になった場合に計量オリフィスとし
て機能する。一つの実施例に於けるオリフィス120及
び122の直径は約0.015インチ(0.38mm)で
ある。
にて一体的に外方へ突出する傾斜凸部90及び92を有
している。これらの傾斜凸部はベースの周りに螺旋状に
延在している。傾斜凸部の上端は面取りされている。リ
テーナカラー16は径方向に互いに対向する位置に螺旋
状の傾斜凸部94及び96を有しており、これらの傾斜
凸部はカラーより半径方向内方へ一体的に突出してい
る。ベースがカラーに整合されこれに対し回転される
と、傾斜凸部94及び96が傾斜凸部90及び92に摺
接してこれに沿って変位するよう、傾斜凸部94及び9
6は傾斜凸部90及び92に係合する大きさ及び位置に
て設けられている。以上の傾斜凸部及びばねの構造は1
991年8月16日付にて出願され本願出願人に譲渡さ
れた米国特許出願第746,693号に記載されたもの
と同一であり、その開示内容が参照により組込まれたも
のとする。リテーナカラー16は内方へ突出する環状の
肩部61を有し、肩部61はフィルタカートリッジ14
をベース12に取外し可能に固定すべくカートリッジの
ロールシーム60に係合している。
立体内へ流入し、出口通路を経て燃料フィルタ組立体よ
り流出する。フィルタ組立体内に於ける燃料の一般的な
流路が図1に於て矢印により示されている。燃料はまず
第一の導管24の内部を流れ、次いで実質的に軸線方向
上方へ流れ、フィルタ要素64を通過して実質的に半径
方向内方へ流れ、しかる後バッフル76、78、80内
を通過し、更に第一の導管24と第二の導管26との間
を流れる。
120よりも高いときには、燃料は導管24と26との
間のリターン通路内へ流出し、リターン通路の下方部分
が燃料にて充填される。フィルタ組立体内に於ける燃料
Fのレベルがオリフィス120の高さと同一又はそれよ
りも高い場合には、オリフィス120はフィルタ要素6
4により形成される内側室及び導管72の上端74と導
管26の下端27との間を経て燃料が実質的に連続的に
流れることを許す。フィルタ組立体がハンドプライマに
て最初に充填される場合には、燃料のレベルがオリフィ
ス120よりも高い位置に来るまで、燃料のレベルはフ
ィルタカートリッジ内にて一定の状態を維持しない。従
って燃料Fより上方の空隙Aはオリフィス120の位置
及びダイナミックスにより制限される。
動やフィルタカートリッジ14の姿勢変化等に起因して
フィルタカートリッジ内に於ける燃料のレベルが変化す
る場合に、リターン燃料通路内に於て気泡が形成される
ことを制御する通気口として機能する。内燃機関が始動
されると、燃料が真空により導管24と26との間のリ
ターン通路を経て上方へ吸引される。図6に示されてい
る如くオリフィス120が少くとも部分的に燃料の液面
より上方に現れる位置まで燃料のレベルが低下すると、
空気が制御された態様にてオリフィス120を経てリタ
ーン通路内を流れる濾過された燃料に流入する。気泡B
の大きさは比較的小さいので、気泡Bの間欠的な流れは
燃料の供給に全く又は殆ど影響を及ぼさない。オリフィ
ス120はリターン通路へ空気を抽気することによって
燃料のレベルよりも高い位置に於て細かい気泡の流れを
計量する機能を果す。バッフル76、78、80は、フ
ィルタ要素の清浄な側より流れる燃料の流出流へ気泡が
流れることを制限する障壁として機能し、フィルタ要素
の清浄な側にてフィルタカートリッジの上方部分に気泡
を収集し実質的に保持する。
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
体を示す断面図である。
カートリッジを示す断面図である。
示す部分平断面図である。
示す斜視図である。
料のレベルが第一のレベルにある場合について示す拡大
部分断面図である。
料のレベルが第二のレベルにある場合について示す拡大
部分断面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】ベース(12)と、前記ベース(12)に
取付け可能であり燃料を濾過するフィルタカートリッジ
(14)と、前記フィルタカートリッジ(14)を前記
ベース(12)に保持するリテーナ(16)とを有し、
前記ベース(12)は燃料入口(30)と、燃料出口
(32)と、前記入口(30)と流体的に連通する第一
の軸線方向通路を内部に郭定する第一の導管(24)
と、前記出口(32)と流体的に連通する第二の軸線方
向通路を郭定する第二の導管(26)とを有し、前記フ
ィルタカートリッジ(14)は少くとも一つのフィルタ
要素(64)と、前記ベースの前記第一の導管(24)
及び前記第二の導管(26)を受入れる軸線に沿う孔を
郭定する端部と、前記第二の導管(26)を前記カート
リッジの前記端部に対しシールする第一のシール(5
8)とを有しており、前記第一の軸線方向通路及び前記
第二の軸線方向通路と連通し前記フィルタ要素(64)
を横切って延在する燃料通路を郭定しているフィルタ組
立体に於て、前記フィルタカートリッジ(14)は更に
軸線方向通路を郭定する管状構造体(72)を含み、前
記管状構造体(72)は前記ベースの前記第一の導管
(24)と連通し前記燃料通路の一部を郭定しており、
前記管状構造体(72)は通気通路を郭定する通気手段
(120)を含んでいることを特徴とする燃料フィルタ
組立体。 - 【請求項2】請求項1の燃料フィルタ組立体に於て、前
記管状構造体(72)は第一及び第二の導管部分を含
み、前記第一の導管部分は前記ベース(12)の前記第
一の軸線方向通路と流体的に連通しており、前記第二の
導管部分(76)は前記ベースの前記第二の軸線方向通
路と流体的に連通していることを特徴とする燃料フィル
タ組立体。 - 【請求項3】請求項1又は2の燃料フィルタ組立体に於
て、前記通気手段(120)は第一の通気オリフィスを
郭定する手段を含んでいることを特徴とする燃料フィル
タ組立体。 - 【請求項4】請求項3の燃料フィルタ組立体に於て、前
記燃料フィルタ組立体は更に前記第一の通気オリフィス
より軸線方向に隔置された第二の通気オリフィスを含ん
でいることを特徴とする燃料フィルタ組立体。 - 【請求項5】請求項1の燃料フィルタ組立体に於て、前
記燃料通路は少くとも一つの軸線方向に延在するバッフ
ル(76)を含んでいることを特徴とする燃料フィルタ
組立体。 - 【請求項6】請求項1の燃料フィルタ組立体に於て、前
記フィルタカートリッジ(14)は更に前記カートリッ
ジ(14)が前記ベース(12)に取付けられると前記
第一の導管(24)を前記管状構造体(72)に対しシ
ールする第二のシール(70)を含み、前記通気手段
(120)は前記第一のシール(58)と前記第二のシ
ール(70)との間に設けられていることを特徴とする
燃料フィルタ組立体。 - 【請求項7】請求項1の燃料フィルタ組立体に於て、前
記第二の導管(26)は下端(27)を有し、前記管状
構造体(72)は上端(74)を有し、前記管状構造体
の前記上端(74)はフランジを郭定しており、前記フ
ランジは前記カートリッジ(14)が前記ベース(1
2)に取付けられると前記第二の導管(26)の前記下
端(27)を受入れて前記第二の導管(26)を前記管
状構造体(72)に対しシールするよう構成されている
ことを特徴とする燃料フィルタ組立体。 - 【請求項8】請求項3の燃料フィルタ組立体に於て、前
記通気オリフィス(120)は実質的に0.015イン
チ(0.38mm) の直径を有していることを特徴とする
燃料フィルタ組立体。 - 【請求項9】請求項5の燃料フィルタ組立体に於て、前
記少くとも一つのバッフル(76)は軸線方向に互いに
隔置された一対の孔を有し、軸線方向通路を郭定してい
ることを特徴とする燃料フィルタ組立体。 - 【請求項10】軸線に沿う孔(56)を郭定する第一の
端部と、これより軸線方向に隔置された第二の端部と、
前記孔(56)に取付けられたシール(58)とを有す
るハウジングと、前記ハウジング内に配置され第一の端
部とこれより軸線方向に隔置された第二の端部とを有
し、一方の側に内側領域を郭定し且つ他方の側に外側領
域を郭定するフィルタ要素(64)と、前記フィルタ要
素の前記第二の端部に取付けられ中央孔(66)を郭定
するエンドキャップ(68)とを有する燃料フィルタカ
ートリッジに於て、前記燃料フィルタカートリッジは更
に前記フィルタ要素(64)の前記内側領域に配置さ
れ、第一及び第二の軸線方向端部を有し、前記エンドキ
ャップ(68)に取付けられた管状構造体(72)と、
前記第一の軸線方向端部と前記第二の軸線方向端部(7
4)との間にて前記管状構造体(72)内に取付けられ
たシール装置(70)と、 前記管状構造体(72)に取付けられ軸線方向通路を郭
定するバッフル手段(76)であって、前記管状構造体
の前記第二の軸線方向端部(74)と前記シール装置
(70)との間にて前記管状構造体と流体的に連通する
バッフル手段(76)と、 前記管状構造体(72)の前記第二の端部(74)と前
記シール装置(70)との間にて前記管状構造体に設け
られ通気オリフィスを郭定する通気手段(120)と、
を含んでいることを特徴とする燃料フィルタカートリッ
ジ。 - 【請求項11】請求項10の燃料フィルタカートリッジ
に於て、前記管状構造体の前記第二の端部(74)は環
状フランジを郭定していることを特徴とする燃料フィル
タカートリッジ。 - 【請求項12】請求項10の燃料フィルタカートリッジ
に於て、前記通気手段(120)は前記フランジに隣接
して設けられていることを特徴とする燃料フィルタカー
トリッジ。 - 【請求項13】請求項10の燃料フィルタカートリッジ
に於て、前記オリフィス(120)は実質的に0.01
5インチ(0.38mm) の直径を有していることを特徴
とする燃料フィルタカートリッジ。 - 【請求項14】請求項10の燃料フィルタカートリッジ
に於て、前記バッフル手段は角方向に互いに隔置され軸
線方向に延在する複数個の長溝状のバッフル(76、7
8、80)を含んでいることを特徴とする燃料フィルタ
カートリッジ。 - 【請求項15】請求項10の燃料フィルタカートリッジ
に於て、前記燃料フィルタカートリッジは更に前記第一
の通気オリフィス(120)より軸線方向に隔置された
第二の通気オリフィス(122)を含んでいることを特
徴とする燃料フィルタカートリッジ。
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