JP2018094479A - 濾材 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘って燃料から水を分離することが可能であり、且つ、目詰まりが生じ難い濾材を提供する。【解決手段】燃料に含有される水を当該燃料から分離させるプレ燃料フィルタに用いられる濾材１であって、撥水性の材料からなる濾紙１ａと、濾紙１ａの外周側に一体的に設けられ、汚染物質を捕集するための樹脂製の捕集部１ｂと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、プレ燃料フィルタに用いられる濾材に関する。

燃料（例えば、軽油）に水が混入した状態のまま、当該燃料がエンジンや燃料噴射装置などに供給されると、各種の支障が生じてしまう。そこで、燃料の供給経路には、燃料から水を除去するために、プレ燃料フィルタとしてのセジメンタが設けられている。このセジメンタは、セジメンタ装着用の濾材としてフィルタを備え、水と燃料の比重差を利用して両者を分離し、燃料から水を除去する装置である（特許文献１参照）。

ところが、このようなセジメンタにあっては、燃料の流速が速くなり、或いは、燃料の流量が大きくなると、燃料から水が十分に分離される前（具体的には、水が自重落下して、燃料から十分に分離される前）に、燃料がセジメンタを通過してしまう。そのため、水が２次側（具体的には、エンジン側若しくは燃料噴射側）へ流出し易くなり、前述した支障を十分に防止することができない。

そこで、従来のセジメンタでは、燃料から水を十分に分離するために、フィルタエレメントとして撥水性の濾紙が使用されている。このような撥水性の濾紙をフィルタエレメントとして使用した場合、燃料は濾紙を通過する一方で、水は濾紙を通過しないため、燃料から水を十分に分離することが可能となる。

特開平６−２８０７１０号公報

しかしながら、従来のセジメンタのように、フィルタとして撥水性の濾紙を使用した場合、当該濾紙が捕集した燃料中のダスト等の汚染物質が濾紙表面に堆積すると、撥水効果が損なわれ、２次側に水が通過してしまう虞があった。また、汚染物質が堆積すると、フィルタに目詰まりが生じるため、目詰まりしたフィルタを定期的に新しいものに交換しなければならない等の問題が生じてしまう。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、長期に亘り燃料から水を分離することが可能であり、且つ、目詰まりが生じ難い濾材を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するため、本発明に係る濾材は、
燃料に含有される水を当該燃料から分離させるプレ燃料フィルタに用いられる濾材であって、
撥水性の材料からなる濾紙と、
前記濾紙の外周側に一体的に設けられ、汚染物質を捕集するための樹脂製の捕集部と、
を有することを特徴とする。

これによれば、濾材を濾紙と捕集部とからなる二層構造にすることで、濾材の表面にダスト等の汚染物質が堆積しても、捕集部によって汚染物質を捕集するので、濾紙の撥水効果が損なわれることなく、内燃機関側（２次側）に水が通過することを防止して、長期に亘り燃料から水を分離することが可能であり、且つ、目詰まりを生じ難くすることができる。

このとき、前記濾紙および前記捕集部がプリーツ形状をなしていることが好ましい。
これによれば、濾材の表面積を拡張し、燃料の流れが緩くなるので、ダスト等の汚染物質を捕集し易くなり、捕集効果の向上を図ることができる。

本発明によれば、長期に亘り燃料から水を分離することが可能であり、且つ、目詰まりを生じ難くすることができる。

本実施形態の濾材を用いたセジメンタを示す概略断面図である。 本実施形態の濾材を用いたフィルタを示す斜視図である。 図２の濾材の一部を拡大して示す斜視図である。 性能試験の項目を示す表である。 性能試験結果を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。

図１は本発明の実施形態に係る濾材を用いたセジメンタ１００を示す概略断面、図２は図１の濾材を用いたフィルタ１０を示す斜視図、図３は図２の濾材の一部を拡大した斜視図である。

図１に示すセジメンタ１００は、図２に示すフィルタ１０が装着されたものであり、このフィルタ１０は、濾材１と、この濾材１を保持するためのフレーム２とを有している。なお、このセジメンタ１００は、フィルタ１０が装着可能であれば良く、また、フィルタ１０は濾材１が装着可能であれば良く、それぞれ一般的なものを広く適用できるため、ここでは詳細な説明は省略する。

濾材１は、図３に示すように、撥水性を有する濾紙１ａと、この濾紙１ａの外周側（すなわち、燃料供給側としての１次側）に振動溶着などの手法によって貼り付けられた樹脂性の捕集部であるメッシュ１ｂと、を備えた二層構造となっている。また、フレーム２は、濾材１の上端部に配置される上部フレーム２ａと、濾材１の下端部に配置される下部フレーム２ｂと、を有し、濾材１と一体化されることで筒型をなしている。

濾紙１ａの素材は、撥水性を有するものであれば、特に限定されるものではない。また、メッシュ１ｂの素材は、樹脂性のものであれば、特に限定されるものではなく、このような素材として、例えば、ナイロン系などの素材を使用することが可能である。

また、メッシュ１ｂの粒径は４０μｍ以上とし、具体的には、４０μｍ〜３００μｍが好ましい。メッシュ１ｂの粒径が４０μｍ未満の場合には、汚染物質としてのダスト等の粒径が一般的に１０μｍ〜３０μｍであることから、メッシュ１ｂに目詰まりが生じるリスクが増大し、とりわけ、エマルジョン化した水によってメッシュ１ｂに目詰まりが生じ易くなってしまうため、メッシュ１ｂの粒径は、４０μｍ以上とする。また、ＩＳＯ１６３３２に規定された試験法（評価方法）において、サクション側でフィルタを使用する場合には、水の粒径は約３００μｍであることから、この粒径以下のメッシュを使用することとする。

さらに、濾材１（すなわち、濾紙１ａおよびメッシュ１ｂ）は、図３に示すように、プリーツ形状をなしていることが好ましい。これにより、濾材１の表面積を拡張し、燃料の流れが緩くなるので、ダスト等の汚染物質を捕集し易くなり、捕集効果の向上を図ることが可能となる。

以上説明したセジメンタ１００について、図４に示す条件で濾材１における水分離性能の経時的な変化を評価する性能試験を行ったところ、図５に示す結果を得た。ここで、初期とは、濾材１が未使用状態であることを意味し、劣化後とは、濾材１における圧力（ΔＰ）が１５ｋＰａに上がるまでメッシュ１ｂの表面にダストを堆積させた状態であることを意味する。ここでは、濾材１表面に対するダストの堆積量を、圧力を基準として判断した。また、フィルタ１０（より具体的には、フィルタ１０に装着された濾材１）全体としての濾過面積は、０．２４ｍ²とし、性能試験を開始してから６０分後の状態を評価した。図５は、メッシュ１ｂのオープニング（目開き）のサイズを、７５μｍとした場合における初期の濾材１と劣化後の濾材１の試験開始からの経過時間と水分離性能との関係を示しており、初期と劣化後の縦軸を同軸とした場合、その結果が重なり見難くなってしまうことから便宜上、この縦軸を分けて示している。なお、図中の一点鎖線は必要最低限の水分離性能として設定した閾値（９０％）を示す。

この結果、メッシュ１ｂのオープニングのサイズを４０μｍ〜３００μｍとすることにより、初期状態の濾材１において水分離性能が図中実線で示す９９．９％であるのに対し、劣化後の状態の濾材１においても評価基準となる試験開始後６０分が経過した段階における水分離性能が図中実線で示す９９．２％と殆ど変化はなかった。これより、濾材１の表面（より具体的には、メッシュ１ｂの表面）にダストが堆積したとしても、濾紙１ａにおいて燃料から水を長期に亘って分離することが可能となることがわかった。つまり、フィルタ１０に燃料中のダストによる目詰まりが生じ難くなり、フィルタ１０の定期交換を大幅に低減させる、換言すれば、フィルタ１０の定期交換をほぼ不要とすることが可能となることがわかった。

このような本発明の実施形態にあっては、燃料供給側としての１次側からセジメンタ１００内に流入した燃料は、セジメンタ１００内のフィルタ１０を外側から内側へ通過し、不図示のエンジン側若しくは燃料噴射側である２次側に流出する。燃料がフィルタ１０を通過する際、燃料そのものはフィルタ１０を通過するが、当該燃料に混入していた水はフィルタ１０を通過しないので、燃料から水が十分に分離されることとなる。しかも、このフィルタ１０は、撥水性を有する濾紙１ａおよび樹脂性のメッシュ１ｂを備えた濾材１を使用しており、濾紙１ａの外周側にメッシュ１ｂが配設されている。このため、メッシュ１ｂでダスト等の汚染物質を捕集し、当該汚染物質が濾紙１ａ側に通過するのを回避するので目詰まりし難い。

以上、説明したように、本実施形態の濾材１によれば、濾材１を濾紙１ａとメッシュ１ｂとからなる二層構造にすることで、メッシュ１ｂでダスト等の汚染物質を捕集し、当該汚染物質が濾紙１ａ表面に接触するのを回避しつつ、当該濾紙１ａで燃料から水を分離する。よって、濾材１の表面にダスト等の汚染物質が堆積しても濾紙１ａの撥水効果が損なわれることなく、２次側に水が通過することを防止して、長期に亘って燃料から水を分離することが可能であり、且つ、目詰まりを生じ難くすることができる。

このとき、濾材１（すなわち、濾紙１ａおよびメッシュ１ｂ）をプリーツ形状とすることで、濾材１の表面積を拡張し、燃料の流れが緩くなるので、ダスト等の汚染物質を捕集し易くなり、捕集効果の向上を図ることができる。

なお、上述した実施形態においては、濾材１として、濾紙１ａの外周側に、７５μｍのオープニング（目開き）を有するメッシュ１ｂを設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、４０μｍ〜３００μｍのオープニングを有し、ダスト等の汚染物質を捕集可能な樹脂製の捕集部を、濾紙１ａの外周側に設けた濾材であれば、この他、種々のものを広く適用できる。

１，２１…濾材
１ａ…濾紙
１ｂ…メッシュ
２…フレーム
２ａ…上部フレーム
２ｂ…下部フレーム
１０…フィルタ
１００…セジメンタ

Claims (2)

1. 燃料に含有される水を当該燃料から分離させるプレ燃料フィルタに用いられる濾材であって、
   撥水性の材料からなる濾紙と、
   前記濾紙の外周側に一体的に設けられ、汚染物質を捕集するための樹脂製の捕集部と、
   を有することを特徴とする濾材。
2. 前記濾紙および前記捕集部がプリーツ形状をなしている
   ことを特徴とする請求項１に記載の濾材。