JP2009293494A - 内燃機関の硫黄成分除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】硫黄含有化合物以外の不純物が含まれている燃料又は潤滑油が通過しても硫黄含有化合物の除去機能が低下しにくい硫黄成分除去装置を提供する。
【解決手段】硫黄成分除去装置２０は、機関燃料通路１４内に配置されると共に燃料から硫黄含有化合物を除去する脱硫層２３と、機関燃料通路内であって脱硫層の上流側に配置されると共に硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物を燃料から除去可能な不純物除去層２２とを具備する。これら脱硫層及び不純物除去層は、機関燃料通路内を流れる燃料が脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の硫黄成分除去装置に関する。

化石燃料中に含有される硫黄含有化合物は、燃焼後の排気ガス中の硫黄酸化物の直接の原因物質であり、さらに排気ガス中の粒状物質発生の原因物質でもある。さらに、硫黄含有化合物を燃料の燃焼前に除去することにより、排気ガス中の窒素酸化物の除去のための触媒（例えば、ＮＯ_X吸蔵還元触媒）の寿命の維持のためにも重要である。

そこで、機関燃料通路内に燃料から硫黄含有化合物を除去する燃料フィルタを設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された燃料フィルタは、例えば、活性炭、ゼオライト、酸性白土、活性白土等の少なくとも一つを含む吸着剤を備える。これら吸着剤は、化石燃料中に含有される硫黄含有化合物の中でも特に除去が困難とされているベンゾチオフェンやジベンゾチオフェン等により代表される芳香族硫黄含有化合物を吸着することができる。

機関燃料通路内にこのような燃料フィルタを設けることにより、燃料から硫黄含有化合物を除去することができる。これにより、内燃機関の燃焼室に供給される燃料中の硫黄含有化合物の含有量が減少し、その結果、燃焼室から排出される排気ガス中の硫黄酸化物を減少させることができ、排気ガス中の窒素酸化物除去のための触媒系の寿命を維持することができるようになる。

特表２００７−５２９６８７号公報 特開２００２−１６１２８５号公報

ところで、一般に、燃料中には硫黄含有化合物以外の不純物が含まれている。このような不純物の粒径は一般に硫黄含有化合物の粒径よりも大きく、斯かる不純物が燃料フィルタの吸着剤上に付着すると吸着剤の硫黄含有化合物吸着機能が低下せしめられる。

また、燃料中には不純物として水が混入されている場合もある。水は、その粒径が硫黄含有化合物の粒径よりも小さいが、吸着剤によって硫黄含有化合物が吸着される箇所に吸着されるため、硫黄含有化合物が吸着剤に吸着されるのを阻害する。すなわち、吸着剤を備えた燃料フィルタに水が含まれていると、吸着剤の硫黄含有化合物吸着機能が低下せしめられる。

また、同様な問題は内燃機関の潤滑油にも存在する。すなわち、油滑油自体に硫黄が含有されており、また、燃料中に含有されている硫黄含有化合物が燃焼室で燃焼せずに潤滑油内に混入されてしまう場合がある。したがって、機関潤滑油通路内に潤滑油から硫黄含有化合物を除去するオイルフィルタを設けることが好ましい。しかしながら、潤滑油中にも硫黄含有化合物以外の不純物が含まれており、この不純物がオイルフィルタの吸着剤上に付着すると、吸着剤の硫黄含有化合物吸着機能が低下せしめられる。

そこで、本発明は、硫黄含有化合物以外の不純物が含まれている燃料又は潤滑油が通過しても、硫黄含有化合物の吸着機能、すなわち硫黄含有化合物の除去機能が低下しにくい、硫黄成分除去装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の発明では、機関燃料通路内に配置されると共に燃料から硫黄含有化合物を除去する脱硫層と、機関燃料通路内であって上記脱硫層の上流側に配置されると共に硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物を燃料から除去可能な不純物除去層とを具備し、機関燃料通路内を流れる燃料は脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過する。
第１の発明によれば、機関燃料通路内を流れる燃料は脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過するため、脱硫層に流入する燃料中には不純物がほとんど含まれておらず、よって脱硫層の吸着剤の硫黄含有化合物吸着機能の低下が抑制される。

第２の発明では、第１の発明において、上記不純物除去層は上記不純物に加えて燃料中に含まれる水分を除去する水分除去機構を有する。

上記課題を解決するために、第３の発明では、機関潤滑油通路内に配置されると共に潤滑油から硫黄含有化合物を除去する脱硫層と、機関潤滑油通路内であって上記脱硫層の上流側に配置されると共に硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物を潤滑油から除去可能な不純物除去層とを具備し、機関潤滑油通路内を流れる潤滑油は脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過する。
第３の発明によれば、機関潤滑油通路内を流れる燃料は脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過するため、脱硫層に流入する潤滑油中には不純物がほとんど含まれておらず、よって脱硫層の吸着剤の硫黄含有化合物吸着機能の低下が抑制される。

第４の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、上記脱硫層は筒状であり、該脱硫層の内側に不純物除去層が設けられる。

第５の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、上記不純物除去層は筒状であり、該不純物除去層の内側に脱硫層が設けられる。

第６の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、上記不純物除去層は上記脱硫層よりも鉛直方向下方に配置される。

第７の発明では、第１〜第６のいずれか一つの発明において、上記脱硫層及び不純物除去層は同一ハウジング内に配置される。

本発明によれば、硫黄含有化合物以外の不純物が含まれている燃料又は潤滑油が硫黄成分除去装置に流入しても脱硫層には流入せず、よって硫黄成分除去装置の硫黄含有化合物除去機能の低下が抑制される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の図面において同様な構成要素には同一の参照番号を付す。図１は、本実施形態の硫黄成分除去装置が搭載される内燃機関の概略図である。

図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための燃料噴射弁、４は点火プラグ、５は吸気マニホルド、６は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気管７を介してエアクリーナ８に連結される。吸気管７内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁９が配置される。一方、排気マニホルド６は排気管１０を介して排気浄化触媒（例えば、三元触媒）１１を内蔵したケーシング１２に連結される。

各燃料噴射弁３は燃料リザーバ１３に連結される。この燃料リザーバ１３は燃料供給管１４を介して燃料タンク１５に接続される。燃料供給管１４には電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１６が配置され、この燃料ポンプ１６によって燃料タンク１５内の燃料が燃料リザーバ１３に供給される。燃料ポンプ１６の下流側には燃料フィルタ２０が配置される。本実施形態の燃料フィルタ２０は、後述するように、燃料から硫黄含有化合物を除去可能な硫黄成分除去装置として機能する。

なお、図１に示した燃料フィルタ２０は、燃料タンク１５の外部に配置されているが、燃料タンク１５の内部に配置されてもよい。また、図１に示した燃料フィルタ２０は、燃料ポンプ１６とは別体とされているが、燃料ポンプ１６と一体的に形成されてもよい。

図２は、図１に示した燃料フィルタ２０の拡大図である。図２に示したように、燃料フィルタ２０は、上流側燃料供給管１４ａと下流側燃料供給管１４ｂとの間に設けられており、ハウジング２１、不純物除去層２２及び脱硫層２３を具備する。

図２に示したように、本実施形態では、不純物除去層２２及び脱硫層２３はほぼ円筒状であり、不純物除去層２２の外側に不純物除去層２２と近接して又は接触した状態で脱硫層２３が設けられる。不純物除去層２２の中央にはほぼ円柱状の空間（以下、「中央空間」という）２４が形成され、中央空間２４には上流側燃料供給管１４ａが接続される。一方、脱硫層２３の外側とハウジング２１の内面との間にも空間（以下、「側方空間」という）２５が形成され、この空間には下流側燃料供給管１４ｂが接続される。また、ハウジング２１内には不純物除去層２２及び脱硫層２３等が設けられた空間よりも下方に空間（以下、「下方空間」という）２６が設けられ、この下方空間２６は中央空間２４と連通している。

不純物除去層２２は、従来の燃料フィルタのフィルタと同様に、例えば濾紙で形成される（なお、図２では、不純物除去層２２は断面線で示されているが、この断面線で示された領域内に濾紙が折り畳まれた状態で配置される）。不純物除去層２２では、硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物が燃料から除去される。

一方、脱硫層２３は、硫黄含有化合物を吸着する吸着剤を具備する。吸着剤としては、例えば、活性炭、ゼオライト、粘土、酸化白土、活性白土、シリカゲル、二酸化ケイ素、アルミナ、酸化アルミニウム、メソポーラスシリカ多孔体（ＦＳＭ）又はこれらの混合物等が挙げられる。脱硫層２３は、例えば、吸着剤自体を円筒状に形成してもよいし、吸着剤の粉末を円筒状のケース内に封入して不純物除去層２２の周りに配置するようにしてもよい。脱硫層２３では、燃料から硫黄含有化合物が除去される。

このように構成された燃料フィルタ２０では、燃料は図２に矢印で示したように流れる。すなわち、上流側燃料供給管１４ａを通って燃料フィルタ２０内に供給された燃料は、中央空間２４内に流入する。中央空間２４内に流入した燃料は不純物除去層２２を通過する。不純物除去層２２を通過する間に、燃料中に含まれている不純物が除去される。また、燃料中に含まれている水は、燃料に比べて比重が高いため、燃料が中央空間２４内に流入したとき又は不純物除去層２２を通過するときに、下方へ移動し、ハウジング２１の下方空間２６内に溜まる。これにより、燃料から水が分離される。すなわち、中央空間２４、下方空間２６及び不純物除去層２２は、燃料中に含まれる水分を除去する水分除去機構として作用する。したがって、上流側燃料供給管１４ａから供給された燃料が中央空間２４及び不純物除去層２２を通過する間に燃料中の不純物及び水が燃料から除去されることになる。

なお、燃料中に含まれている水の量が少ない場合（例えば、燃料としてガソリンが用いられている場合）には、下方空間２６に溜まる水の量が少ないため、下方空間２６に溜まった水を抜く必要はない。一方、燃料中に含まれている水の量が多い場合（例えば、燃料として軽油が用いられている場合）には、下方空間２６に溜まる水の量が多いため、下方空間２６に溜まった水を抜く必要がある。このため、ハウジング２１の下面に開口部２７を設けて、下方空間２６内に水が溜まったときには開口部２７から水を抜き出すようにしてもよい。

中央空間２４及び不純物除去層２２を通過して不純物及び水の除去された燃料は、脱硫層２３へと流入する。脱硫層２３に流入した燃料からは、脱硫層２３を通過する間に、燃料中に含まれている硫黄含有化合物が除去される。燃料は、脱硫層２３を通過した後に側方空間２５に流出し、その後、下流側燃料供給管１４ｂに流入する。このように、燃料フィルタ２０では、燃料が不純物除去層２２及び脱硫層２３を通過することにより、粒径が硫黄含有化合物よりも大きい不純物、水及び硫黄含有化合物が除去される。

本実施形態の燃料フィルタ２０によれば、脱硫層２３における脱硫機能を常に最適に維持することができるようになる。すなわち、本実施形態の燃料フィルタ２０では、不純物除去層２２が脱硫層２３よりも上流側に設けられており、燃料は脱硫層２３に流入する前に必ず不純物除去層２２を通過している。このため、脱硫層２３に流入する前に不純物が燃料から除去される。したがって、粒径の大きな不純物が脱硫層２３を目詰まりさせてしまうことが防止され、脱硫層２３における脱硫機能が維持される。

また、例えば脱硫層２３の吸着剤としてゼオライトを用いた場合を考えると、硫黄含有化合物を吸着するゼオライトの領域（以下、「硫黄含有化合物吸着領域」という）には、水も吸着され得る。ところが、ゼオライトの硫黄含有化合物吸着領域に水が吸着されてしまうと、その硫黄含有化合物吸着領域には硫黄含有化合物が吸着されなくなってしまう。すなわち、脱硫層２３の吸着剤に水が吸着されてしまうと、脱硫層２３の脱硫機能が低下してしまう。

これに対して、上述したように、本実施形態の燃料フィルタ２０では、脱硫層２３よりも上流側に設けられた中央空間２４及び不純物除去層２２において水が除去される。したがって、脱硫層２３には水が流入せず、その結果、水による脱硫層２３の脱硫機能の低下が抑制される。

なお、図２に示したように、ハウジング２１の外周面上にはヒータ２８を設けてもよい。このようにヒータ２８を設けることによって機関冷間始動時における燃料フィルタ２０内の燃料の流動性を高めることができ、燃料が不純物除去層２２を通過し易くすることができる。また、脱硫層２３における脱硫機能は、その温度が低いと低下する。そこで、機関冷間始動時にヒータ２８により加熱を行うことによって脱硫層２３を昇温すれば、機関冷間始動時であっても脱硫層２３の脱硫機能を高いものとすることができる。

特に、本実施形態では、不純物除去層２２及び脱硫層２３が同一のハウジング２１内に一体的に設けられている。このため、一つのヒータ２８により不純物除去層２２及び脱硫層２３を両方とも加熱することができる。このため、このヒータ２８による加熱を行うことで、機関冷間始動時に、燃料が不純物除去層２２を通過し易くすることができるようになると共に脱硫層２３の脱硫機能を高いものとすることができる。

なお、上記実施形態では、不純物除去層２２を内側に、脱硫層２３を外側に設けて、燃料が内側から外側へ向かって流れるようにしているが、不純物除去層を外側に、脱硫層を内側に設けて、燃料が外側から内側へ向かって流れるようにしてもよい。

次に、図３を参照して本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態の燃料フィルタ３０は第一実施形態の燃料フィルタ２０と同様な構成となっており、同様な作用、効果を有する。図３は、第二実施形態の燃料フィルタ３０の概略拡大図である。図３に示したように、燃料フィルタ３０は、ハウジング３１、不純物除去層３２及び脱硫層３３を具備する。ハウジング３１の内部空間は隔壁３１ａによって二つのチャンバ３１ｂ、３１ｃに分けられている。上方チャンバ３１ｂ内には脱硫層３３が設けられると共に、下方チャンバ３１ｃ内には不純物除去層３２が設けられる。不純物除去層３２及び脱硫層３３は共にほぼ円筒状に形成されている。隔壁３１ａには隔壁３１ａを貫通して延びる貫通管３５が設けられる。

不純物除去層３２の中央にはほぼ円柱状の空間（以下、「除去層中央空間」という）３４が形成され、除去層中央空間３４には上流側燃料供給管１４ａが接続される。一方、脱硫層３３の中央にはほぼ円柱状の空間（以下、「脱硫層中央空間」という）３６が形成され、脱硫層中央空間３６には貫通管３５が接続される。

このように構成された燃料フィルタ３０では、燃料は図３に矢印で示したように流れる。すなわち、上流側燃料供給管１４ａを通って燃料フィルタ３０内に供給された燃料は、除去層中央空間３４内に流入する。除去層中央空間３４内に流入した燃料は不純物除去層３２を通過し、この間に燃料中に含まれている不純物が除去される。また、燃料中に含まれている水は、不純物除去層３２及び下方チャンバ３１ｃを通過するときに、下方へ移動し、下方チャンバ３１ｃの下方に位置する空間内に溜まる。これにより、燃料から水が分離されることになる。すなわち、不純物除去層３２及び下方チャンバ３１ｃは、燃料中に含まれる水分を除去する水分除去機構として作用する。したがって、上流側燃料供給管１４ａから供給された燃料が不純物除去層３２及び下方チャンバ３１ｃ内を通過する間に燃料中の不純物及び水が燃料から除去されることになる。

不純物除去層３２及び下方チャンバ３１ｃ内を通過して不純物及び水の除去された燃料は、貫通管３５を介して脱硫層中央空間３６に流入する。脱硫層中央空間３６に流入した燃料は脱硫層３３を通過する。脱硫層３３を通過する間に、燃料中に含まれている硫黄含有化合物が除去される。燃料は、脱硫層３３を通過した後に下流側燃料供給管１４ｂに流入する。

上述したように構成された本実施形態の燃料フィルタ３０によれば、不純物除去層３２と脱硫層３３とが別々のチャンバ３１ｂ、３１ｃ内に配置されていると共に不純物除去層３２が脱硫層３３よりも鉛直下方に配置されているため、不純物除去層３２及び下方チャンバ３１ｃにおいてより確実に水を除去することができる。すなわち、上記第一実施形態の燃料フィルタ２０では燃料が中央空間２４及び不純物除去層２２を通過する間に水が下方に溜まることになるが、燃料が中央空間２４及び不純物除去層２２を通過する距離が短いため、燃料中に含まれている水が完全には除去されにくい。これに対して、本実施形態の燃料フィルタ３０では、燃料が除去層中央空間３４及び不純物除去層３２を通過しているときのみならず、下方ハウジング３１ｃ内を通過しているときに水が下方に溜まることになるため、燃料中に含まれている水が除去され易い。これにより、脱硫層３３の脱硫機能の低下をより確実に抑制することができる。

なお、図３に示したように、ハウジング３１の外周面上にはヒータ３８を設けてもよい。本実施形態でも、不純物除去層３２及び脱硫層３３が同一のハウジング３１内に設けられているため、一つのヒータ２８により不純物除去層３２及び脱硫層３３を両方とも加熱することができる。このため、このヒータ３８による加熱を行うことで、機関冷間始動時に、燃料が不純物除去層３２を通過し易くすることができるようになると共に脱硫層３３の脱硫機能を高いものとすることができる。

また、上記実施形態では、不純物除去層３２を内側から外側に向かって燃料が流れるように不純物除去層３２が形成されているが、外側から内側に向かって燃料が流れるように形成されてもよい。同様に、上記実施形態では、脱硫層３３を内側から外側に向かって燃料が流れるように脱硫層３３が形成されているが、内側から外側に向かって燃料が流れるように形成されてもよい。

次に、図４を参照して本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態の燃料フィルタ４０も第一実施形態の燃料フィルタ２０と同様な構成となっており、同様な作用、効果を有する。図４は、第三実施形態の燃料フィルタ４０の概略拡大図である。図４に示したように、燃料フィルタ４０は二つのハウジング４１ａ、４１ｂを具備する。上流側ハウジング４１ａ内には不純物除去層４２が設けられると共に、下流側ハウジング４１ｂ内には脱硫層４３が設けられる。不純物除去層４２及び脱硫層４３は共にほぼ円筒状に形成されている。

不純物除去層４２の中央に形成された円柱状の除去層中央空間４４には、上流側燃料供給管１４ａが接続される。また、上流側ハウジング４１ａには中央燃料供給管１４ｃが接続され、この中央燃料供給管１４ｃは脱硫層４３の中央に形成された円柱状の脱硫層中央空間４５に接続される。

このように構成された燃料フィルタ４０では、図４に矢印で示したように、上流側燃料供給管１４ａを通って燃料フィルタ４０内に供給された燃料は、除去層中央空間４４内に流入する。除去層中央空間４４内に流入した燃料は不純物除去層４２を通過し、この間に燃料中に含まれている不純物が除去される。また、燃料中に含まれている水は、不純物除去層４２を通過するときに、下方へ移動し、上流側ハウジング４１ａの下方空間内に溜まる。これにより、燃料から水が分離される。したがって、上流側燃料供給管１４ａから供給された燃料が上流側ハウジング４１ａ内で不純物除去層４２を通過する間に燃料中の不純物及び水が除去されることになる。

不純物除去層４２を通過して不純物及び水の除去された燃料は、中央燃料供給管１４ｃを介して脱硫層中央空間４５内に流入する。脱硫層中央空間４５に流入した燃料は脱硫層４３を通過する。脱硫層４３を通過する間に、燃料中に含まれている硫黄含有化合物が除去される。燃料は、脱硫層４３を通過した後に下流側燃料供給管１４ｂに流入する。

上述したように構成された本実施形態の燃料フィルタ４０によれば、不純物除去層４２と脱硫層４３とが別々のハウジング４１ａ、４１ｂ内に配置される。このため、不純物除去層４２及び脱硫層４３をそれぞれ独立して交換することができる。

次に、図５及び図６を参照して本発明の第四実施形態について説明する。図５は、本実施形態の硫黄成分除去装置が搭載される内燃機関の潤滑油循環経路の概略図である。

図５に示したように、オイルパン５０内に貯留されている潤滑油はオイルポンプ５１によって加圧される。オイルポンプ５１にはオイルポンプ５１と並列にリリーフバルブ５２が設けられており、このリリーフバルブ５２によりオイルポンプ５１下流側の潤滑油の圧力が制御される。オイルポンプ５１の下流にはオイルフィルタ５３が設けられている。本実施形態のオイルフィルタ５３は、後述するように、潤滑油から硫黄含有化合物を除去可能な硫黄成分除去装置として機能する。その後、潤滑油は潤滑の必要な各構成要素５４ａ、５４ｂ・・・（例えば、カムシャフトジャーナル、ピストン、クランクジャーナル等）に供給され、オイルパン５０に戻る。なお、図５に示したオイルフィルタ５３は、オイルポンプ５１とは別体とされているが、オイルポンプ５１と一体的に形成されてもよい。

図６は、図５に示されたオイルフィルタ５３の拡大図である。図６に示したように、オイルフィルタ５３は、上流側オイル流路５５ａと下流側オイル流路５５ｂとの間に設けられており、ハウジング６１、不純物除去層６２及び脱硫層６３を具備する。

不純物除去層６２は、従来のオイルフィルタと同様に、例えば濾紙で形成され、不純物除去層６２では、鉄粉等、硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物が潤滑油から除去される。一方、脱硫層６３は、硫黄含有化合物を吸着する吸着剤を具備する。脱硫層６３では、潤滑油から硫黄含有化合物が除去される。

図６に示したように、本実施形態のオイルフィルタ５３は、基本的に第一実施形態の燃料フィルタ２０と同様な構成とされている。ただし、第一実施形態の燃料フィルタ２０では、燃料供給管１４ａ、１４ｂがハウジング２１の上方に連結されているのに対して、本実施形態のオイルフィルタ５３はハウジング６１の下方に連結されている。

このように構成されたオイルフィルタ５３では、潤滑油は図６に矢印で示したように流れる。すなわち、上流側オイル流路５５ａを通ってオイルフィルタ５３内に供給された潤滑油は、不純物除去層６２の外側に位置するハウジング６１内の空間（側方空間）へと流れ、まず不純物除去層６２を通過する。不純物除去層６２を通過する間に、潤滑油中に含まれている不純物が除去される。

不純物除去層６２を通過して不純物の除去された潤滑油は、脱硫層６３内に流入する。脱硫層６３に流入した潤滑油からは、脱硫層６３を通過する間に、潤滑油中に含まれている硫黄含有化合物が除去される。潤滑油は、脱硫層６３を通過した後に中央空間６４に流入し、その後、下流側オイル流路５５ｂに流入する。このように、オイルフィルタ５３では、潤滑油が不純物除去層６２及び脱硫層６３を通過することにより、潤滑油中の不純物及び硫黄含有化合物が除去される。

特に、本実施形態のオイルフィルタ５３では、不純物除去層６２が脱硫層６３よりも上流側に設けられており、潤滑油は脱硫層６３に流入する前に必ず不純物除去層６２を通過している。このため、脱硫層６３に流入する前に不純物が除去される。したがって、粒径の大きな不純物が脱硫層６３を目詰まりさせてしまうことが防止され、脱硫層６３における脱硫機能が維持される。

次に、図７を参照して、本発明の第五実施形態について説明する。第五実施形態のオイルフィルタ７０は第四実施形態のオイルフィルタ５３と同様な構成となっており、同様な作用、効果を有する。図７は、第五実施形態のオイルフィルタ７０の概略拡大図である。図７に示したように、オイルフィルタ７０は、ハウジング７１、不純物除去層７２及び脱硫層７３を具備する。ハウジング７１の内部空間は隔壁７１ａによって二つのチャンバ７１ｂ、７１ｃに分けられている。上方チャンバ７１ｂ内には脱硫層７３が設けられると共に、下方チャンバ７１ｃ内には不純物除去層７２が設けられる。不純物除去層７２及び脱硫層７３は共にほぼ円筒状に形成されている。隔壁７１ａには隔壁７１ａを貫通して延びる貫通管７５が設けられる。

このように構成されたオイルフィルタ７０では、潤滑油は図７に矢印で示したように流れる。すなわち、上流側オイル流路５５ａを通ってオイルフィルタ７０内に供給された潤滑油は、不純物除去層７２の外側に位置する下方チャンバ７１ｃ内の空間（側方空間）へ流入する。下方チャンバ７１ｃの側方空間内に流入した潤滑油は不純物除去層７２を通過し、この間に潤滑油中に含まれている不純物が除去される。その後、潤滑油は、貫通管７５を介して脱硫層７３の中央空間７６を介して、脱硫層７３に流入する。脱硫層７３を通過する間に、潤滑油中に含まれている硫黄含有化合物が除去される。潤滑油は、脱硫層７３を通過した後に下流側オイル流路５５ｂに流入する。

次に、図８を参照して、本発明の第六実施形態について説明する。第六実施形態のオイルフィルタ８０は第四実施形態のオイルフィルタ５３と同様な構成となっており、同様な作用、効果を有する。図８は、第六実施形態のオイルフィルタ８０の概略拡大図である。図８に示したように、オイルフィルタ８０は、二つのハウジング８１ａ、８１ｂを具備する。上流側ハウジング８１ａ内には不純物除去層８２が設けられると共に、下流側ハウジング８１ｂ内には脱硫層８３が設けられる。不純物除去層８２及び脱硫層８３は共にほぼ円筒状に形成されている。

不純物除去層８２の外側に位置する上流側ハウジング８１ａ内の空間（側方空間）には、上流側オイル流路５５ａが接続される。また、不純物除去層８２の中央に形成された円柱状の除去層中央空間８４には中央オイル流路５５ｃが接続され、この中央オイル流路５５ｃは脱硫層８３の外側に位置する下流側ハウジング８１ｂ内の空間（側方空間）に接続される。

このように構成されたオイルフィルタ８０では、潤滑油は図８に矢印で示したように流れる。すなわち、上流側オイル流路５５ａを通ってオイルフィルタ８０内に供給された潤滑油は、不純物除去層８２の外側に位置する上流側ハウジング８１ａ内の空間（側方空間）へ流入する。上流側ハウジング８１ａ内の側方空間へ流入した潤滑油は不純物除去層８２を通過し、この間に潤滑油中に含まれている不純物が除去される。不純物除去層８２を通過して不純物の除去された潤滑油は、除去層中央空間８４及び中央オイル流路５５ｃを介して下流側ハウジング８１ｂの側方空間へ流入する。下流側ハウジング８１ｂの側方空間に流入した潤滑油は脱硫層８３を通過する。脱硫層８３を通過する間に、潤滑油中に含まれている硫黄含有化合物が除去される。潤滑油は、脱硫層８３を通過した後に下流側オイル流路５５ｂに流入する。

上述したように構成された実施形態のオイルフィルタ８０によれば、不純物除去層８２と脱硫層８３とが別々のハウジング８１ａ、８１ｂ内に配置される。このため、不純物除去層８２及び脱硫層８３をそれぞれ独立して交換することができる。

なお、上述した各実施形態では、不純物除去層及び脱硫層共に円筒状に形成されているが、これら層は必ずしも円筒状に形成される必要はなく、例えば平坦状等他の形状で形成されてもよい。

本発明の硫黄成分除去装置が搭載される内燃機関の概略図である。 第一実施形態の燃料フィルタの概略拡大図である。 第二実施形態の燃料フィルタの概略拡大図である。 第三実施形態の燃料フィルタの概略拡大図である。 本発明の硫黄成分除去装置が搭載される内燃機関の潤滑油循環経路の概略図である。 第四実施形態のオイルフィルタの概略拡大図である。 第五実施形態のオイルフィルタの概略拡大図である。 第六実施形態のオイルフィルタの概略拡大図である。

符号の説明

２０、３０、４０ 燃料フィルタ
２１、３１、４１ ハウジング
２２、３２、４２ 不純物除去層
２３、３３、４３ 脱硫層
２４ 中央空間
２５ 側方空間
２８ ヒータ

Claims (7)

1. 機関燃料通路内に配置されると共に燃料から硫黄含有化合物を除去する脱硫層と、
   機関燃料通路内であって上記脱硫層の上流側に配置されると共に硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物を燃料から除去可能な不純物除去層とを具備し、
   機関燃料通路内を流れる燃料は脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過する、内燃機関の硫黄成分除去装置。
2. 上記不純物除去層は上記不純物に加えて燃料中に含まれる水分を除去する水分除去機構を有する、請求項１に記載の内燃機関の硫黄成分除去装置。
3. 機関潤滑油通路内に配置されると共に潤滑油から硫黄含有化合物を除去する脱硫層と、
   機関潤滑油通路内であって上記脱硫層の上流側に配置されると共に硫黄含有化合物よりも粒径の大きな不純物を潤滑油から除去可能な不純物除去層とを具備し、
   機関潤滑油通路内を流れる潤滑油は脱硫層に流入する前に必ず不純物除去層を通過する、内燃機関の硫黄成分除去装置。
4. 上記脱硫層は筒状であり、該脱硫層の内側に不純物除去層が設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の硫黄成分除去装置。
5. 上記不純物除去層は筒状であり、該不純物除去層の内側に脱硫層が設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の硫黄成分除去装置。
6. 上記不純物除去層は上記脱硫層よりも鉛直方向下方に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の硫黄成分除去装置。
7. 上記脱硫層及び不純物除去層は同一ハウジング内に配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の硫黄成分除去装置。

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