JPH09503696A

JPH09503696A - 流体フィルタ装置

Info

Publication number: JPH09503696A
Application number: JP7509615A
Authority: JP
Inventors: スティーヴン・イアン・ウィルコックス; ジェームス・ロバート・ウィルコックス
Original assignee: クリーンバーン・リミテッド
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1997-04-15
Also published as: DE69331587D1; WO1995008384A1; ATE213178T1; CA2172155A1; EP0720507B1; EP0720507A1

Abstract

(57)【要約】ろ過されるべき流体を加熱するように配された第１の加熱手段（１１３′、２１３′）と、前記加熱手段（１１３′、２１３′）の下流に位置し、予熱された流体が通過可能な第２のフィルタ手段（１０４、２０４）と、前記フィルタ手段（１１３′、２１３′）の下流に位置し、予熱されろ過された流体の温度を所定のレベルに維持しあるいはもたらす第３の手段（１２３′、２２３′）とを備えて成る、好ましくは、ユニット式の構造の、流体フィルタ装置（１０１、２０１）。

Description

【発明の詳細な説明】流体フィルタ装置技術分野本発明は、流体をろ過するフィルタ装置であって、特に、しかし、もっぱらではなく、例えば車両のディーゼルエンジンに供給されるディーゼル油をろ過するような装置に関する。背景技術ディーゼル油は、原油から他のほとんどの原油蒸留副生成物と略同様にして得られる。そのような副生成物は、各々、それ自身の沸点を有し、主要な原油蒸留物から所定の温度で凝縮することにより分離して得られる。あいにく、現代の原油精製に関連した技術は、各蒸留段階で炭化水素類の多くを分離することができない、その結果、ディーゼル油は、不要な粒子で汚染された凝縮液として回収される。これらの不要な粒子を除去する努力、例えば、加熱または化学反応は、ディーゼル油自体の化学組成及び／又は物理的性質が変化してしまうという点で、実質上成功していない。ディーゼル油中の、不要な粒子は、極端に小さいが、ディーゼルエンジンの、インゼクタ、排気弁、ピストン、シリンダ等の様々な部品の摩耗を引き起こす。また、これらの粒子は、燃焼過程でディーゼル油とともに燃焼しにくくディーゼルエンジンの出力率が対応して低下し、有害な排気物質が増大する。ディーゼル油におけるこれらの不要な粒子の望ましくない効果が克服できれば、ディーゼルエンジンを、現在のディーゼルエンジンの重い鋳鉄ブロックやヘッドを使用するよりも、例えばアルミニウム合金などの、より軽量の材料で設計することが可能になる。発明の開示したがって、本発明は、現在の粒子汚染ディーゼル油ならびに同様に汚染された他の種類の燃料及び潤滑油をろ過することに関連した不都合を克服し、あるいは少なくとも実質的に低減し、ディーゼルエンジンならびにその他の内燃エンジン、オイルポンプ等のその他の装置をより効率的でよりコスト比で効果的なものに設計し直すことができるようにすることをねらった流体フィルタ装置を提供する。本発明の一態様によれば、ろ過される流体を通すことができるフィルタ手段と、該フィルタ手段を通す前に該流体を加熱するように配された主加熱手段を備えて成る、好ましくは全体がユニット構造をした、流体フィルタ装置が提供される。副加熱手段をも、好ましくは、前記フィルタ手段の下流に設けて、前記流体をさらに加熱し、その温度を所望の運転レベルにするかあるいは該レベルに維持するようにしてもよい。あるいは、前記フィルタ手段の下流に冷却手段を設けて、あらかじめ加熱されかつろ過された流体をいかなる組み合わされた部品であれその運転温度の補助となる温度に冷却してもよい。例えば、本発明のフィルタを、例えば車両のエンジンに供給される軽質ディーゼル油をろ過するのに用いる場合は、比較的高い温度のろ過済みディーゼル油を組み合わされたディーゼルエンジンのインゼクタ装置の運転温度と両立可能なレベルまで冷却させることが好ましい。本発明の別の態様によれば、ろ過される流体を通すことができるフィルタ手段と、該流体を十分な温度まで加熱して不要な揮発物質を揮発させその後でフィルタから除去するように配された手段を備えて成る、好ましくは全体がユニット構造をした、流体フィルタ装置が提供される。しかし、揮発により、例えば液体などの不要な物質をそのようにして除去することは、フィルタ手段に対する揮発手段の場所に応じて、流体のろ過の前、最中、又は後で行ってよい。しかし、ある態様に於いては、そのような揮発手段は、本発明の第１の態様により定義された流体フィルタと組み合わせてもよい、オプションとしての副加熱手段により構成される。本発明の別の態様によれば、前記流体フィルタ装置は、ディーゼル油フィルタ装置であり、前記主加熱手段は、好ましくは、ディーゼル油が通るにつれてより小さいサイズの粒子をろ過して除くように段階づけられたフィルタ手段の上流に設けられる。そのような段階づけられたフィルタ手段は、所定のメッシュサイズの別個の領域から成ってよく、あるいは連続的に縮小するメッシュサイズのフィルタ物質の塊から成ってもよい。また、本発明に係るディーゼル油フィルタ装置のさらなる態様には、フィルタ手段の下流に、フィルタ手段を通った後でディーゼル油に存在するかも知れないいかなる不要の液体も揮発させ、他方、ろ過されたディーゼル油が組み合わされたディーゼルエンジンに噴射される前に予熱するための副加熱手段をさらに設けてもよい。あるいは、そのような副加熱手段を、フィルタ手段に含ませて、例えば、埋め込んで、あるいはフィルタ手段の上流に設けて、それによりそのようないかなる液体もそれをディーゼル油が完全にフィルタ手段を通過する前に揮発させられるようにしてもよい。このいずれの場合も、揮発手段は、副加熱手段又はその他の加熱手段、例えば主加熱手段もしくはさらに別の加熱手段で構成してもよい。さらに、別の態様においては、揮発手段は、例えばあらかじめろ過されたディーゼル油を１００℃より高い温度、好ましくは約２００℃まで加熱して該ディーゼル油に含まれるいかなる水分も沸騰させて除く加熱器である。その結果発生する水蒸気は揮発手段に隣接した排気から除去される。また、本発明の第３の態様は、上に定義された第１及び第２の態様の組合せ、即ち、ろ過される流体を通すことができるフィルタ手段と、該フィルタ手段を通す前に該流体を加熱するように配された主加熱手段と、該流体を十分な温度まで加熱して不要な揮発物質を揮発させその後でフィルタから除去するように配された手段を備えて成る、好ましくは全体がユニット構造をした、流体フィルタ装置である。前記フィルタ装置は、ディーゼル油フィルタ装置としては、加熱器がディーゼル油又は他の流体タンクに設けられオイル又は他の流体用のいかなるフィルタ装置からも全く離れている従来技術の場合のように別々の場所に位置する加熱手段とフィルタ手段を有するよりは、ディーゼル油タンクと組み合わされるディーゼルエンジンとの間の燃料ライン中に予備成形ユニットとして挿入可能なユニット構造で提供されることが好ましい。前記フィルタ装置におけるディーゼル油から沸騰により除去されるいかなる水分及び／又は他の揮発液体も、大気あるいは組み合わされるディーゼルエンジンの冷却装置に排出してよい。さらに、あるいは、代わりに、水分吸収材をフィルタ装置に組み合わせて、ディーゼル油などのろ過される流体に含まれている実質的に全ての又はいかなる水もしくは水分をも除去するようにしてもよい。フィルタ手段、主、副、及び／又はその他の加熱手段は、それぞれ全体としてフィルタ装置の、ろ過され／加熱される流体がその間を通れるように隣接する区画室が互いに連通した別個の区画室に配置してよい。本発明のさらに別の態様は、やはり好ましくはユニット構造の流体フィルタ装置であって、ろ過されるべき流体を加熱するように配された第１の加熱手段と、前記加熱手段の下流に位置し、予熱された流体が通過可能な第２のフィルタ手段と、前記フィルタ手段の下流に位置し、予熱されろ過された流体の温度を所定のレベルに維持しあるいはもたらす第３の手段とを備えて成る流体フィルタ装置に存する。第３の手段により、予熱されろ過された流体が維持されあるいはそのような流体がもたらされる所定の温度レベルは、特定の所定の温度又は所定の温度範囲にある温度であってよく、そのような温度は、その下流の本発明のフィルタ装置と組み合わされるいかなる装置の運転温度とも両立可能である。例えば本発明の装置がディーゼル油をろ過するものである場合には、その組み合わされる装置はディーゼルエンジンインゼクタ装置又はポンプであってよい。第３の手段は、フィルタ装置の下流のいかなる組み合わされた装置であれその運転温度の補助となるレベルまで、予熱されろ過された流体の温度を下げる冷却手段であってもよい。そのような冷却手段は、例えば０．８２５〜０．８６０ストークスの範囲の粘性度を有する軽質ディーゼル油において特に有用である、該ディーゼル油は前記加熱手段によりその後のフィルタ手段によるろ過のために約１２０℃の温度に加熱される。かくして、第３の手段である冷却手段は、そのように加熱されろ過されたディーゼル油の温度を、次に、フィルタ装置の下流の組み合わされたディーゼルエンジンの燃料噴射装置の好ましい運転温度と両立し、その補助となるレベルまで下げるのに用いられる。この場合、下記においてより詳細に説明するように、ディーゼルエンジンを冷却するのに用いられる冷却装置を、予熱されろ過されたディーゼル油を冷却するのに用いてよい。本発明のフィルタ装置の第３の手段用に冷却手段を用いることの代わりとして、加熱手段を用いてもよい。これは特に、粘性度０．８８０〜０．９９０ストークスの中質ないし重質ディーゼル油のろ過に適用可能であり、該ディーゼル油は、やはり、最初に挙げた加熱手段により後でフィルタ手段からろ過するために約１２０℃の温度まで加熱される。第３の加熱手段は、その時、そのように加熱され、ろ過されたディーゼル油を、例えば約１２０℃に維持したり、フィルタ装置の下流の組み合わされるディーゼルエンジンの燃料噴射装置の好ましい運転温度又は温度範囲と両立可能なレベルまでそのようなオイルの温度を上昇させるのに用いられる。この構成によれば、フィルタ手段を通るときの自然な冷却によるディーゼル燃料の温度したがって粘性のいかなる低下も防止あるいは少なくとも実質的に低減することができる。好ましい態様においては、第１の加熱手段、第２のフィルタ手段、及び第３の手段は、フィルタ装置のそれぞれ別個のしかし連通した区画室に格納される。該各区画室は、該装置のユニット式構造を与えるものであってよい。又、該各区画室の少なくとも一つは、しかし好ましくは少なくとも第１の加熱手段及び第２のフィルタ手段を格納する区画室は、その外壁を断熱性にしてその中での熱損失を低減するようにしてもよい。発明がより十分に理解されるように、ディーゼル油フィルタ装置の好ましい態様を、例として、添付の図面に基づいて説明する。図面の簡単な説明第１図は、フィルタ装置の第１の実施例の側断面図である。第２図は、第１図に示すフィルタ装置の平面図である。第３図は、第１図及び第２図に示すフィルタ装置の底面図である。第４図は、フィルタ装置の第２の実施例の平面図である。第５図は、第４図に示すフィルタ装置のＶ−Ｖの線に沿う側断面図である。第６図は、フィルタ装置の第３の実施例の平面図である。第７図は、第６図に示すフィルタ装置のVII −VII 線に沿う側断面図である。発明を実施するための最良の形態まず図面の第１図〜第３図を参照すると、トラックなどのディーゼルエンジン車両の燃料ラインに組み込まれるディーゼル油フィルタ装置の第１の実施例の全体が符号１で示されている。全体が円筒状の軟鉄、アルミニウム合金又は同様の材料製のフィルタハウジングは、好適なフィルタ材の本体４が載置される内側環状肩部を有する。下端部が半径方向外側に裾広がりになって開放された底部７を有する円錐形のフード６になっている排気ダクト５が、該フィルタ本体を同軸状に貫通している。円筒状のフィルタハウジング２の頂部には、内部頂壁部に主加熱素子９が設けられた頂部キャップ８が固定されている。ダクト５は加熱素子９及び頂部キャップ８を同軸状に貫通して延び、そこから突き出ており、ねじユニット１０によりねじでそこに固着されている。頂部キャップ８には、ディーゼル油の入り口１１も貫通して延び、円筒状のフィルタハウジング２の内部と連通している。円筒状フィルタハウジング２の底部には、もう一つの底部キャップ１２が固着され、これには内側上壁部に副加熱素子１３が設けられている。ろ過され加熱されたディーゼル油の出口１４はフィルタハウジング２の円筒状の壁部を貫通して延びており、他方、ダクト５の下端部の円錐形のフード６の開放下端部７は、加熱素子１３から少し離してある。頂部及び底部キャップと円筒状のフィルタハウジング２の対応する頂部及び底部とのはめあい面に、Ｏリングなどの好適なシール手段が設けられて液密のシールを両者の間に施している。また、主及び副加熱素子９、１３は、電気抵抗型のそれであり、自動調温制御され、それぞれの電気端子１５、１６が頂部及び底部キャップ８、１２に設けられている。各端部キャップ８、１２には内ねじが切られ、フィルタハウジング２の外ねじと対応している。また、底部キャップ１２には、着脱自在のアレンねじ１８が差し込まれたドレン穴が設けられている。主加熱素子９は、入り口１１を介してポンプでフィルタ装置１に汲み込まれるディーゼル油を、特に寒い天候で、フィルタ本体４に通す前に、予熱するために用いられる。ディーゼル油のこの予熱は、その粘性を低減するのみではなく、寒い天候状態下でいわゆる“ワクシング(waxing)”を防止する効果もある。主加熱素子９は組み合わされる車両のディーゼルエンジン区画室の外側に配置された周囲温度サーモスタット（不図示）を介して自動調温制御され、フロントグリルに位置するのが有利である。また、それは、回路的に車両の主ディーゼル油タンクに配置された別の加熱素子（不図示）及び車両エンジンの点火装置と接続され、エンジンはディーゼル油が運転温度に達して初めて始動する。主加熱素子９の最適の運転温度は、約１６℃（６０°Ｆ）であり、その温度立ち上がり時間は、冷温から約３０秒である。加熱素子９は、ダクト５を貫通して延びる穴が中央にあいた短い円錐台の形状で、電気的抵抗を有するニッケル銅メッシュ製である。また、ディーゼル油入り口１１と位置合わせがされたオフセット穴を有し、いかなる好適な手段によってでも１９で固着されている頂部キャップ８から電気的に絶縁されている。加熱素子９の下端プレート９′の下側の面に一定の間隔で円弧状の通路（不図示）があり、予熱されたディーゼル油を、それがメッシュの加熱素子９から出た後で、フィルタ本体４の頂部の回りに、均等に分配する。連続的にフィルタ本体４は連続的に小さくなるように段階的に変化するものであってもよいが、小さくなるように段階的に変化する４つの別個の領域又は区画を備えて成る。この特定の場合では、該４つの区画は、３ミクロンから１．０ミクロン及び０．５ミクロンを経て０．２ミクロンまで、段階的に変化し、ダクト５が中を通れる同軸状の穴を有して、５ｍｍの間隙を設けて分離されている。本体４は、熱伝導性の材料製であり、その上端からその下端部への良好な熱転移を与える。底部の副加熱素子１３は、いかなる好適な形でもよく、例えば、全体が円形のニッケル銅合金抵抗加熱プレートであり、自動調温制御されるが上部の主加熱素子９とは独立しており、組み合わされるディーゼルエンジンが運転している間連続的に作動する。加熱素子１３には、栓をされたドレン穴１７と位置合わせされた中央穴が設けられ、他方その運転温度は、約２００℃（３９０°Ｆ）であるが、車両エンジンのディーゼル燃料の燃焼温度は、８００℃（１４７０°Ｆ）の領域にある。いずれにしても、その運転温度は、フィルタ装置中のディーゼル油からいかなる水も分離して沸騰により除去するのに十分高く、それの他の機能は、車両のディーゼルエンジンにポンプで汲み出される前にディーゼル油をさらに加熱することである。２００℃（３９０°Ｆ）までの沸点を有し、ろ過されたディーゼル油に含まれる他の不要な液体は、また、副加熱素子１３によって揮発させその後排出ダクト５を介してフィルタ装置１から排除される。フィルタ装置１を使用するときは、ディーゼルタンクと組み合わされる車両エンジンのインゼクタ間の燃料ラインに取り付け、入り口１１が燃料ポンプに結合され、出口１４がインゼクタポンプに結合される。ディーゼル油が入り口１１を介してフィルタ装置１１の円筒状のボディ２内にポンプで汲み込まれるにつれて、まずメッシュの加熱素子９を通される。寒い天候、即ち、０℃（３０°Ｆ）以下の時は、加熱素子９及び車両のディーゼルタンク内の加熱器は、互いに直列に接続され、車両のフロントグリルに配置され主加熱素子９及びタンク加熱器を必要に応じてオンオフするサーモスタットにより制御される。これらの装置のスイッチが入ると、ろ過前のディーゼル油の温度を約１６０℃（６０°Ｆ）まで上昇させ、それによりオイルの粘性を下げ、ワキシング(w axing)への傾向を低減させる。温暖な気候の間は、ディーゼル油タンクのヒータはスイッチを切っておいてよいが主加熱素子９はエンジンが運転している間自動調温制御される。これも、やはり、ディーゼル油を予熱して、フィルタ本体４に通す前にその粘性を下げる。今や暖められ比較的低粘度になったディーゼル油については、フィルタ本体４を通され、そこで、次第にメッシュが小さくなるように変化する４つのフィルタ区画を通るにつれて徐々にろ過される。ディーゼル油に固有の対応する大きさの粒子が除去され、ディーゼル油中のいかなる水及び／又は他の不要の揮発性液体もフィルタ本体４に回収されるかフィルタ本体４の下流のろ過されたディーゼル油から分離される。フィルタ本体４中のいかなる水及び／又はそのほかの不要の液体粒子も凝集しついには下方に移動してろ過ハウジング２の底部に沈降する。この時点で、沈降した水及び／又はそのほかの不要の液体は、副加熱素子１３により沸騰により除去され、フィルタ装置からフード６及びダクト５を経て、大気に排出されるか、例えば、ディーゼルエンジン自体の冷却装置に凝縮される。ディーゼル油がフィルタ本体４を通るにつれて、フィルタ装置１の底部の副加熱素子１３の加熱動作により、その温度も２００℃まで上昇させられる。そのようなディーゼル油の温度における実質的な上昇はディーゼル油が出口１４を介してポンプで汲み出される車両エンジンの効率を向上させる。現存のエンジンの現在の高い燃焼比を大いに低減させることが可能であるが、一方予熱されたディーゼル油に依然として残留するいかなる粒子も、一酸化炭素、窒素酸化物及び炭化水素類等の他の潜在的大気汚染物質の場合よりもより効率的に燃焼させられる。フィルタ本体４は、燃料パイプを入り口１１から外し、頂部キャップ８上の端子に接続された電気ケーブルを外すことにより、清掃又は交換用に取り外すことができる。その時、頂部キャップ８はフィルタハウジングボディ２からねじで外される。このキャップをハウジング２から外すことにより、フィルタ本体４、ダクト５、及び組み合わされた円錐状のフード６もハウジングから同時に外れる。これらの部品を外すと、フード６をダクト５の底端部からねじで外し、フィルタ本体４をそこから摺動させて、清掃又は新しいフィルタ本体との交換が可能になる。フィルタ装置１の再組み付けは上記のステップを逆に行う。本発明のフィルタ装置１の第１の実施例に関する利点は、２つのカテゴリに分けられる。第１に、ディーゼル又は他の燃料オイルの予熱により現存のディーゼル又はその他の内燃エンジンの高い圧縮比を低減させることができ、他方、エンジンの構成に使用される材料をより軽量にし、燃料フィルタ装置１によっては除去されないいかなる燃料汚染物質もより高い燃焼温度でより清浄に燃焼して除くことができるようにする。第２に、燃料噴射器又はエンジンの弁ならびにいかなる他の組み合わされたエンジン部品でもその寿命が増大し、排気物質は現在のそれよりもずっと清浄になる。図面の第５図及び第６図を参照すると、トラックなどのディーゼルエンジン車両の燃料ラインに組み込まれるユニット式構造のディーゼル油フィルタの第２の実施例が、全体を符号１０１で示されており、これは、粘性度範囲０．８８０〜０．９９０ストークスを有する中重質ディーゼル油のろ過に使用される。軟鉄、アルミニウム合金又は同様の材料製のフィルタハウジング１０２は、全体が四角形の断面で、小さくなるポロシティの多段階単一織りポリプロピレンフィルタ媒体等の好適なフィルタ材の本体１０４がその中に支持されている中央の区画室１０３を有する。中質ディーゼル油の場合は、フィルタ材のポロシティは好ましくは、５．０〜０．５ミクロンであり、重質ディーゼル油の場合は、１０．０〜１．０ミクロンである。フィルタ本体１０４は、区画室１０３内で、中央の区画室１０３を別の区画室１２３に接続するダクト１０５の上端部と、フィルタ本体１０４の頂部とハウジング１０２のカバー１０８の内壁との間で作用する圧縮ばね１０６との間に支持される。カバー１０８は、いかなる好適な手段によってでもフィルタハウジング１０２の頂部に固着され、模式的に１１３′で示される加熱素子は、全体が半円状の断面のフィルタ装置ハウジング１０２の第１の、端側（左側）区画室１１３内に位置する。中重質ディーゼル油用の入り口１１１はハウジング１０２の外側壁部の底部領域に設けられ、加熱素子区画室１１３の内部と連通しており、該区画室１１３が、今度は、中央のフィルタ区画室１０３と組み合わされた区画壁１１０の上部領域のアパーチャ１０９を介して連通している。模式的に１２３′で示されたもう一つの加熱素子が第２の、端側（右側）区画室１２３に配置され、該区画室１２３が、今度は、上述のように、ダクト１０５を介して組み合わされる区画壁１２０の底部領域を通って中央のフィルタ区画室１０３と連通している。ろ過され加熱されたディーゼル油用の出口１１４は、ハウジング１０２の外壁部１０２を貫通して延びている。カバー１０８とハウジング１０２の壁部１０２、１１０、１２０の対応する頂部とのはめあい面には、好適なシール手段が設けられて液密のシールを両者の間に施している。また、前記加熱素子１１３′，１２３′は、やはり電気抵抗型のそれであり、自動調温制御され、電気的管理ユニット１４０がカバー１０８の頂部に設けられ、取り外し可能なチップ１５０により所定の位置に保持されている。模式的に１６０で示されたセンサは、フィルタ装置１０１を貫流するディーゼル油の流量を測定し、他方前記二つの加熱素子１１３′及び１２３′は、それぞれの接続端子１７０を有する。ドレン栓１８０がハウジング１０２の底壁のドレン１９０に設けれらている。加熱素子１１３′は、例えば、１０アンペア（最低）〜７５アンペア（最大）の低い要求電力で運転され、入り口１１１からフィルタ装置ハウジング１０２の区画室１１３にポンプで汲み込まれるディーゼル油を、フィルタ本体１０４に通される前に、予熱する。上で論じたように、ディーゼル油の予熱は、その粘性を低減するだけではなく、寒い天候時のいわゆる“ワクシング(waxing)”の防止という効果も有する。典型的には、ディーゼル油は、オイルの質によりやく１２０ ℃（最低）から２５０℃（最高）まで加熱され、その粘性をその熱せられる前の約８０％だけ低減させる。やはり、加熱素子１１３′は組み合わされる車両のディーゼルエンジン区画室の外側に配置された周囲温度サーモスタット（不図示）を介して自動調温制御されるが、該サーモスタットはフロントグリルに位置するのが有利である。また、それは、回路的に車両の主ディーゼル油タンクに配置された別の加熱素子（不図示）及び車両エンジンの点火装置と接続され、エンジンはディーゼル油が運転温度に達して初めて始動する。加熱素子１１３′は、電気抵抗式のニッケル銅メッシュ製であってよく、組み合わされた区画室１１３の周囲に巻かれた加熱帯又は加熱棒であってもよい。しかし、各場合、加熱素子１１３′は対流が生じるように配設される。フィルタ本体１０４は、例えば１０．０ミクロンから０．５ミクロンまで連続的に小さくなるようにポロシティのものであってもよいが、小さくなるポロシティの４つの別個の領域又は区画から成ってよい、そして、上述のように、熱的にシールされ、ポリプロピレン端部キャップ、交換可能なカートリッジとしてのコアとケージ（不図示）に接合された織布ポリプロピレンフィルタ媒体製であってよい。もう一つの加熱素子１２３′は、いかなる好適な形でもよく、例えば、ニッケル銅合金、抵抗型加熱器、組み合わされる区画室１２３の内壁部の回りに巻かれた加熱帯又は加熱棒であってよく、自動調温制御されてよいが、加熱素子１１３ ′とは独立しており、組み合わされるディーゼルエンジンが運転している間連続的に作動する。もう一つの加熱素子１２３′は、例えば、３０アンペアの低い要求電力で、約１２０℃の高い出力温度で、運転されるが、車両エンジンのディーゼル燃料の燃焼温度は、８００℃（１４７０°Ｆ）の領域にある。いずれにしても、その機能は、車両のディーゼルエンジンにポンプで汲み出される前にディーゼル油の温度を所定の温度に維持することである。加熱素子１１３′の加熱の場合のように、加熱素子の運転温度は、使用されるディーゼル油の質及びディーゼル油が燃料として使用されるエンジンの特定の用途による。区画室１１３、１０３及び１２３の全ての外壁ならびに好ましくはその内面は、保温の目的で断熱されるが、その外側の面は、熱反射性であってよい。フィルタ装置１０１を使用するときは、ディーゼルタンクと組み合わされる車両エンジンのインゼクタ間の燃料ラインに取り付け、入り口１１１が燃料ポンプに結合され、出口１１４がインゼクタポンプに結合される。寒い天候、即ち、０℃（３０°Ｆ）以下の時は、加熱素子１１３′及び車両のディーゼルタンク内の加熱器は、回路内で互いに接続され、車両のフロントグリルに配置され加熱素子１１３′及びタンク加熱器を必要に応じてオンオフするサーモスタットにより制御される。これらの装置のスイッチが入ると、ろ過前のディーゼル油の温度を約１２０℃まで上昇させ、それによりオイルの粘性を下げ、ワキシングへの傾向を低減させる。温暖な気候の間は、ディーゼル油タンクのヒータはスイッチを切っておいてよいが加熱素子１１３′はエンジンが運転している間ずっと自動調温制御される。これも、やはり、ディーゼル油を予熱して、フィルタ本体１０４に通す前にその粘性を下げる。今や暖められ比較的低粘度になったディーゼル油については、フィルタ本体１０４を通され、そこで、通過するにつれてろ過される。ディーゼル油に固有の対応する大きさの粒子が除去され、ディーゼル油中のいかなる水及び／又は他の不要の揮発性液体もフィルタ本体１０４に回収されるかフィルタ本体１０４の下流のろ過されたディーゼル油から分離される。ディーゼル油中のいかなる水もカバー１０８の下側に位置し、略その全域を覆う交換可能なガーゼ（不図示）の形態の水分吸収材によって吸収されてよい。該交換可能な水分吸収用ガーゼは、好ましくは、カバー１０８の外周壁部に引っ込んだばねクリップ（同じく不図示）により所定の位置に保持される。該ガーゼの好ましい厚さは、この特定の場合で、約４mmである。別の加熱素子１２３′の運転温度は約１２０℃であり、ディーゼル油中のいかなる水もそのほとんど全てが沸騰により除去され、少なくともその一部は、カバー１０８の下側の水分吸収ガーゼにより吸収される。現存のエンジンの現在の高い燃焼比を大いに低減させることが可能であるが、一方予熱されかつろ過されたディーゼル油に依然として残留するいかなる粒子も、一酸化炭素、窒素酸化物及び炭化水素類等の他の潜在的大気汚染物質の場合よりもより効率的に燃焼させられる。フィルタ本体１０４は、カバー１０８をフィルタ装置ハウジング１０２から外すことにより、清掃又は交換用に取り外すことができる。このカバー１０８をハウジング１０２から外すことにより、前記二つの加熱素子１１３′及び１２３′ をそれぞれの区画室１１３、１２３から外すことが可能になる。フィルタ装置１の再組み付けは上記のステップを逆に行う。図面の第６図及び第７図を参照すると、トラックなどのディーゼルエンジン車両の燃料ラインに組み込まれるユニット式構造のディーゼル油フィルタの第３の実施例が、全体を符号２０１で示されており、それは、粘性度範囲０．８２５〜０．８６０ストークスを有する軽質ディーゼル油のろ過に使用される。軟鉄、アルミニウム合金又は同様の材料製のフィルタハウジング２０２は、全体が四角形の断面で、３．０〜０．３ミクロンの範囲の小さくなるポロシティの多段階単一織りポリプロピレンフィルタ媒体等の好適なフィルタ材の本体２０４がその中に支持されている中央の区画室２０３を有する。フィルタ本体２０４は、区画室２０３内で、中央の区画室２０３を別の区画室２２３に接続するダクト２０５の上端部と、フィルタ本体２０４の頂部とハウジング２０２のカバー２０８の内壁との間で作用する圧縮ばね２０６との間に支持される。カバー２０８は、いかなる好適な手段によってでもフィルタハウジング１０２の頂部に固着され、模式的に２１３′で示される加熱素子は、全体が半円状の断面のフィルタ装置ハウジング２０２の第１の、端側（左側）区画室２１３内に位置する。軽質ディーゼル油用の入り口２１１はハウジング２０２の外側壁部に設けられ、加熱素子区画室２１３の内部と連通しており、該区画室２１３が、今度は、中央のフィルタ区画室２０３に組み合わされた区画壁２１０の上部領域のアパーチャ２０９を介して連通している。模式的に２２３′で示された冷却素子が第２の、端側（右側）区画室２２３に配置され、該区画室２２３が、今度は、上述のように、ダクト２０５を介して組み合わされる区画壁２２０の底部領域を通って中央のフィルタ区画室２０３と連通している。ろ過され加熱されたディーゼル油用の出口２１４は、ハウジング２０２の外壁部２０２を貫通して延びている。カバー２０８とハウジング２０２の壁部２０２、２１０、２２０の対応する頂部とのはめあい面には、好適なシール手段が設けられて液密のシールを両者の間に施している。また、前記加熱素子１２３′は、やはり電気抵抗型のそれであり、サーモスタット式に制御され、電気的管理ユニット２４０がカバー２０８の頂部に設けられ、取り外し可能なチップ２５０により所定の位置に保持されている。模式的に２６０で示されたセンサは、フィルタ装置１０１を貫流するディーゼル油の流量を測定し、他方前記加熱素子２１３′ は、接続端子２７０を有する。ドレン栓２８０がハウジング２０２の底壁のドレン２９０に設けれらている。該加熱素子２１３′は、例えば、最大２５アンペアの低い要求電力で運転され、入り口２１１からフィルタ装置ハウジング２０２の区画室２１３にポンプで汲み込まれるディーゼル油を、フィルタ本体２０４に通される前に、予熱する。上で論じたように、ディーゼル油の予熱は、その粘性を低減するだけではなく、寒い天候時のいわゆる“ワクシング(waxing)”の防止という効果も有する。典型的には、ディーゼル油は、オイルの質により最高約１２０℃まで加熱され、その粘性をその熱せられる前の約８０％だけ低減させる。やはり、加熱素子２１３′は組み合わされる車両のディーゼルエンジン区画室の外側に配置された周囲温度サーモスタット（不図示）を介して自動調温制御され、フロントグリルに位置するのが有利である。また、それは、回路的に車両の主ディーゼル油タンクに配置された別の加熱素子（不図示）及び車両エンジンの点火装置と接続され、エンジンはディーゼル油が運転温度に達して初めて始動する。加熱素子２１３′は、電気抵抗式のニッケル銅メッシュ製であってよく、組み合わされた区画室２１３の周囲に巻かれた加熱帯又は加熱棒であってもよい。しかし、各場合、加熱素子２１３′は対流が生じるように配設される。フィルタ本体２０４は、例えば３．０ミクロンから０．３ミクロンまで連続的に小さくなるようにポロシティのものであってもよいが、小さくなるポロシティの４つの別個の領域又は区画から成ってよい、そして、やはり、熱的にシールされ、ポリプロピレン端部キャップ、交換可能なカートリッジとしてのコアとケージ（不図示）に接合された織布ポリプロピレンフィルタ媒体製であってよい。冷却素子２２３′は、いかなる好適な形でもよく、組み合わされる車両の冷却装置の冷媒が通る区画室２２３に配置された１つ又は複数のパイプであってもよい。これにより、ろ過されたディーゼル油の温度が、その後該オイルがポンプで汲み込まれるディーゼルエンジンの噴射装置の温度と両立可能なレベルまで下げられる。低温気候条件下では、弁は、冷媒の冷却素子パイプ２２３′への供給を低減又は遮断するために用いられ、ろ過されたオイルの過冷却を回避し、それによりワキシング(waxing)を防止する。前記２つの区画室２１３、及び２０３の外壁ならびに好ましくはその内面は、保温の目的で断熱される。しかし、第３の区画室２２３は、ろ過されたオイルの冷却を補助するためにそのように断熱されない。フィルタ装置２０１を使用するときは、ディーゼルタンクと組み合わされる車両エンジンのインゼクタ間の燃料ラインに取り付け、入り口２１１が燃料ポンプに結合され、出口２１４がインゼクタポンプに結合される。寒い天候、即ち、０℃以下の時は、加熱素子２１３′の作動は、車両のフロントグリルに配置され該加熱素子２１３′及び車両のディーゼルタンク内のいかなる加熱器であれそれとを必要に応じてオンオフするサーモスタットにより制御される。これのスイッチが入ると、ろ過前のディーゼル油の温度を約１２０℃の最低温度まで上昇させ、それによりオイルの粘性を下げ、ワキシングへの傾向を低減させる。温暖な気候の間は、ディーゼル油タンクのいかなるヒータもスイッチを切っておいてよいが加熱素子２１３′はエンジンが運転している間ずっと自動調温制御される。これも、やはり、ディーゼル油を予熱して、フィルタ本体２０４に通す前にその粘性を下げる。今や暖められ比較的低粘度になったディーゼル油については、前記区画室２０３に通され、そこで、通過するにつれてフィルタ本体２０４によりろ過される。ディーゼル油に固有の対応する大きさの粒子が除去され、ディーゼル油中のいかなる水及び／又は他の不要の揮発性液体もフィルタ本体２０４に回収されるかフィルタ本体２０４の下流のろ過されたディーゼル油から分離される。ディーゼル油中のいかなる水もカバー２０８の下側に位置し、略その全域を覆う交換可能なガーゼ（不図示）の形態の水分吸収材によって吸収されてよい。該交換可能な水分吸収用ガーゼは、好ましくは、カバー２０８の外周壁部に引っ込んだばねクリップ（同じく不図示）により所定の位置に保持される。該ガーゼの好ましい厚さは、この特定の場合で、約４mmである。現存のエンジンの現在の高い燃焼比を大いに低減させることが可能であるが、一方ろ過されたディーゼル油に依然として残留するいかなる粒子も、一酸化炭素、窒素酸化物及び炭化水素類等の他の潜在的大気汚染物質の場合よりもより効率的に燃焼させられる。図４及び図５の第２実施例の場合のように、フィルタ本体２０４は、カバー２０８をフィルタ装置ハウジング２０２から外すことにより、清掃又は交換用に取り外すことができる。このカバー２０８をハウジング２０２から外すことにより、前記加熱素子２１３′、及び多分冷却素子２２３′をそれぞれの区画室２１３、２２３から外すことが可能になる。フィルタ装置２０１の再組み付けは上記のステップを逆に行う。さらに、上記フィルタ装置１、１０１、及び２０１の内部は加圧してもよい。これは、上記のいずれの実施例にも当てはまるが、特に図４及び図５ならびに図６及び図７の第２及び第３実施例に適用可能である。フィルタ装置の内部は、いかなる加圧手段によっても加圧してよいが組み合わされる車両のエンジンの噴射装置の加圧ラインが好ましい。図４及び図５ならび図６及び図７に関連して説明したフィルタ装置１０１、２０１の実施態様においては、各装置の好ましい最低内圧定格は、１００Kpa であるが、好ましい最大加圧定格は５００Kpa である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェームス・ロバート・ウィルコックスイギリス国バッキンガムシャーＭＫ８９ＤＮ，ミルトンキーネス，グレートホルム，ハッチランズ，20番

Claims

【特許請求の範囲】１．ろ過されるべき流体を加熱するように配された第１の加熱手段と、前記加熱手段の下流に位置し、予熱された流体が通過可能な第２のフィルタ手段と、前記フィルタ手段の下流に位置し、予熱されろ過された流体の温度を所定のレベルに維持しあるいはもたらす第３の手段とを備えて成る流体フィルタ装置。２．前記第３の手段は、予熱されろ過された流体の温度を特殊な所定の温度又は所定の温度範囲にある温度に維持しあるいはもたらすように配されている請求の範囲第１項記載の流体フィルタ装置。３．前記第３の手段は、前記予熱されろ過された流体を前記所定のレベルまで低下させる冷却手段を備えて成る請求の範囲第１項又は第２項記載の流体フィルタ装置。４．前記第３の手段は、前記予熱されろ過された流体を前記所定のレベルに維持し、あるいは上昇させる加熱手段を備えて成る請求の範囲第１項又は第２項記載の流体フィルタ装置。５．前記第１の加熱手段、第２のフィルタ手段及び第３の手段は、それぞれ別個のしかし連通した区画室に格納されている請求の範囲第１〜４項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。６．少なくとも前記第１及び第２の手段が格納される区画室は断熱されている請求の範囲第５項記載の流体フィルタ装置。７．前記液体フィルタ装置は、ユニット式の構造である請求の範囲第１〜６項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。８．ろ過される流体を通すことができるフィルタ手段と、該フィルタ手段に通す前に該流体を加熱するように配された主加熱手段を備えて成る流体フィルタ装置。９．前記流体をさらに加熱する副加熱手段を含む請求の範囲第８項記載の流体フィルタ装置。１０．前記副加熱手段は、前記フィルタ手段の下流にある請求の範囲第９項記載の流体フィルタ装置。１１．前記副加熱手段は、前記フィルタ手段に含まれもしくは好ましくは埋め込まれ、又は前記フィルタ手段の下流に配置されている請求の範囲第９項記載の流体フィルタ装置。１２．前記副加熱手段は、前記流体に存在するいかなる不要な物質も揮発させて、その後前記フィルタから除去するように配されている請求の範囲第９〜１１項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置１３．前記副加熱手段は、前記主加熱手段により構成されている請求の範囲第９項に従属する場合の請求の範囲第１２項記載の流体フィルタ装置。１４．前記フィルタからいかなる不要な揮発された物質をも排出するように配設された手段を含む請求の範囲第１２又は第１３項記載の流体フィルタ装置。１５．ろ過される流体を通すことができるフィルタ手段と、該流体を十分な温度まで加熱して不要な揮発物質を揮発させその後でフィルタから除去するように配された揮発手段とを備えて成る流体フィルタ装置。１６．前記揮発手段は、前記フィルタ手段による前記流体のろ過の前、最中又は後にいかなる不要の揮発可能物質も揮発させるように配設された請求の範囲第１５項記載の流体フィルタ装置。１７．前記揮発手段は、前記フィルタ手段の上流に配置され、前記流体が前記フィルタ手段に通される前に該流体を加熱するように配設された主加熱手段により構成される請求の範囲第１５項又は第１６項記載の流体フィルタ装置。１８．いかなる不要なかつ揮発された物質も前記フィルタから排出するように配設された手段を含む請求の範囲第１５〜１７項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。１９．少なくとも前記フィルタ手段、主及び／又は副加熱手段、及び／又は揮発手段は、場合によるが、前記フィルタ用のハウジングの全体として別々の区画室に配置され、該各区画室は、互いに連通し、ろ過されるべき流体がその中を通れるようになっている請求の範囲第８〜１８項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。２０．請求の範囲第８〜１４項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置及び請求の範囲第１５〜１９項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置の組合せから成る流体フィルタ装置。２１．ろ過される流体を通すことができるフィルタ手段と、該フィルタ手段に通す前に該流体を加熱するための主加熱手段と、該流体を十分な温度まで加熱していかなる不要な揮発可能物質もそれを揮発させその後で前記フィルタから除去するように配された手段とを備えて成る流体フィルタ装置。２２．前記フィルタ手段は、前記流体から低減するサイズの粒子をろ過して除くように段階づけられている請求の範囲第１〜２１項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。２３．前記段階づけられたフィルタ手段は、所定のメッシュサイズの別個の領域又は連続的に減少するメッシュサイズのフィルタ物質の塊から成る請求の範囲第２２項記載の流体フィルタ装置。２４．水分吸収材、好ましくは交換可能なガーゼの形状のそれが、前記装置と組み合わされ、ろ過される流体中のいかなる水又は水分もその略全部を除去する請求の範囲第１〜２３項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。２５．内部が加圧されている請求の範囲第１〜２４項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置２６．前記装置は、ユニット式の構造をした形状である請求の範囲第８〜２４項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置。２７．請求の範囲第１〜２６項のいずれか１項記載の流体フィルタ装置と組み合わせれたディーゼルエンジン。