JP5778436B2 - 金属イオン除去フィルタ - Google Patents

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Description

本発明は、金属イオン除去フィルタに関するものである。
従来より、エンジンの燃料噴射系にあっては、燃料中に金属イオンが含まれていた場合に、該金属イオンと燃料中の成分とが塩反応を起こして固形物の金属塩が生成されてしまうことが知られており、このような固形物の金属塩を放置してしまうと、インジェクタ等の摺動部で作動不良を引き起こしたり、燃料の流れを詰まらせてしまったりする虞れがあるため、燃料噴射系を成す材質の選定やその表面処理に工夫を施して金属イオンが燃料中に極力入り込まないようにしている。
ただし、品質の劣る燃料に初めから金属成分が含まれているような場合には、前記燃料中での塩反応による固形物の生成が避けられないため、燃料タンクからインジェクタに到る燃料供給路の途中に金属イオン除去フィルタを備え、該金属イオン除去フィルタにより燃料中の金属イオンを除去するようにしている。
尚、この種の金属イオン除去フィルタに関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
特開２０１０−４８２４８号公報
しかしながら、従来における金属イオン除去フィルタは、イオン交換樹脂を水溜め部に水没させておき、この水没させたイオン交換樹脂に燃料を通して金属成分を水に溶け出させ、その水に溶け出した金属イオンをイオン交換樹脂に吸着させて除去するようにしているため、燃料を水中に潜らせるような操作が必要となり、金属イオン除去フィルタを経た燃料が水を含んだままエンジンまで導かれることが懸念された。
また、このように燃料を水中に潜らせることなく金属イオンを除去するためには、イオン交換樹脂をヒータにより加熱してイオン交換の反応速度を上げてから燃料を直接通すという手法があるが、このようにする場合には、イオン交換樹脂を加熱するための容量の大きなヒータが必要となるという問題もあった。
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ヒータを用いることなくイオン交換樹脂を加熱してイオン交換の反応速度を上げ、該イオン交換樹脂に燃料を直接通して金属イオンを除去し得るようにした金属イオン除去フィルタを提供することを目的とする。
本発明は、燃料に含まれる金属イオンを除去するための金属イオン除去フィルタであって、燃料タンクからインジェクタに到る燃料供給経路の途中に、イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換樹脂を内部に充填したフィルタ本体を配設すると共に、インジェクタで余剰した燃料を燃料タンクに戻す燃料戻し経路の燃料クーラより上流の部分を前記フィルタ本体に対し入り込ませてイオン交換樹脂の中を経由させて前記イオン交換樹脂を戻り燃料の廃熱により加熱しイオン交換樹脂におけるイオン交換の反応速度を上げ得るように構成したことを特徴とするものである。
而して、このようにすれば、インジェクタから燃料タンクに戻る温度の高い燃料とフィルタ本体内部のイオン交換樹脂とを熱交換させ、戻り燃料が有する廃熱を有効に利用してイオン交換樹脂を加熱することが可能となるので、イオン交換樹脂におけるイオン交換の反応速度が上がり、燃料供給経路の燃料がフィルタ本体の内部を通過して流れる際に、燃料中の金属成分がイオン交換によりイオン交換樹脂に吸着され、金属成分が除去された燃料がインジェクタへと導かれることになる。
また、燃料戻し経路には、燃料タンクに戻される燃料を冷却して燃料タンク内の高温化を防ぐ燃料クーラが装備されているのが一般的であるが、この燃料クーラより上流でフィルタ本体を経由するように構成すれば、燃料クーラで冷却される前の燃料から効率良く廃熱を回収することが可能であり、しかも、燃料クーラの熱負荷を下げることが可能となる。
上記した本発明の金属イオン除去フィルタによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、インジェクタからの戻り燃料が有する廃熱を有効に利用してヒータを用いることなくイオン交換樹脂を加熱し、これによりイオン交換の反応速度が上がったイオン交換樹脂に燃料を直接通すことで燃料中から金属イオンを除去することができるので、ヒータの付帯装備により金属イオン除去フィルタが大型化して搭載性の悪化を招いたり、前記ヒータの加熱に電力が必要となってバッテリの負担が大きくなるといった問題を解消することができると共に、燃料を水中に潜らせるような操作を不要として金属イオン除去フィルタを経た燃料が水を含んだままエンジンまで導かれる虞れを確実に払拭することができる。
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、燃料クーラで冷却される前の燃料から効率良く廃熱を回収することができ、しかも、燃料クーラの熱負荷を下げることができて該燃料クーラの小容量化を図ることができる。
本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１は一般的なコモンレール式の燃料噴射装置に本発明の金属イオン除去フィルタを適用した例を模式的に示したものであり、ここに図示している例では、燃料タンク１内の燃料２が燃料ポンプ３により加圧されるようになっている。
この燃料ポンプ３は、エンジン出力により駆動されるもので、要求される所定圧力に燃料２を昇圧した上でコモンレール４に供給して蓄圧状態で貯留させ得るようにしてあり、このコモンレール４内の燃料２は、エンジンの各気筒毎に装備された複数のインジェクタ５に向け供給されて前記各気筒内に噴射されるようになっている。
また、前記コモンレール４からインジェクタ５に供給された燃料のうち、各気筒への噴射に費やされなかった余剰の燃料２は、各インジェクタ５から戻り燃料２として燃料タンク１へ戻されるようになっている。
ここで、燃料タンク１からインジェクタ５に到る燃料供給経路は、燃料タンク１内の燃料２をプレフィルタ６を介して燃料ポンプ３に送る送り配管７と、燃料ポンプ３に送り込まれた燃料２を燃料フィルタ８を経由させてから再び回収する送り配管９と、前記燃料フィルタ８を経由した燃料２をコモンレール４へ送り出す送り配管１０と、コモンレール４から燃料２をインジェクタ５へ送り出す送り配管１１とにより構成されており、インジェクタ５で余剰した燃料２を燃料クーラ１２を介して燃料タンク１に戻す燃料戻し経路が戻り配管１３により構成されている。
そして、本形態例にあっては、前記送り配管９における燃料フィルタ８の下流側に金属イオン除去フィルタ１４が配設されており、この金属イオン除去フィルタ１４は、イオン交換により金属イオンを吸着する粒状のイオン交換樹脂１５を内部に充填したフィルタ本体１６に対し、前記戻り配管１３の燃料クーラ１２より上流の部分を入り込ませて前記イオン交換樹脂１５の中を経由させた構造となっていて、前記イオン交換樹脂１５を戻り燃料２の廃熱により加熱し得るようにしてある。
而して、このようにすれば、インジェクタ５から燃料タンク１に戻る温度の高い燃料２とフィルタ本体１６内部のイオン交換樹脂１５とを熱交換させ、戻り燃料２が有する廃熱を有効に利用してイオン交換樹脂１５を加熱することが可能となるので、イオン交換樹脂１５におけるイオン交換の反応速度が上がり、送り配管９の燃料２がフィルタ本体１６の内部を通過して流れる際に、燃料２中の金属成分がイオン交換によりイオン交換樹脂１５に吸着され、金属成分が除去された燃料２がインジェクタ５へと導かれることになる。
従って、上記形態例によれば、インジェクタ５からの戻り燃料２が有する廃熱を有効に利用してヒータを用いることなくイオン交換樹脂１５を加熱し、これによりイオン交換の反応速度が上がったイオン交換樹脂１５に燃料２を直接通すことで燃料２中から金属イオンを除去することができるので、ヒータの付帯装備により金属イオン除去フィルタ１４が大型化して搭載性の悪化を招いたり、前記ヒータの加熱に電力が必要となってバッテリの負担が大きくなるといった問題を解消することができると共に、燃料２を水中に潜らせるような操作を不要として金属イオン除去フィルタ１４を経た燃料２が水を含んだままエンジンまで導かれる虞れを確実に払拭することができる。
また、戻り配管１３が燃料クーラ１２より上流でフィルタ本体１６を経由するように構成されているので、燃料クーラ１２で冷却される前の燃料２から効率良く廃熱を回収することができ、しかも、燃料クーラ１２の熱負荷を下げることができて該燃料クーラ１２の小容量化を図ることができる。
尚、本発明の金属イオン除去フィルタは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、送り配管７におけるプレフィルタ６の下流側に、金属イオン除去フィルタ１４を同様に設けても良く、また、この金属イオン除去フィルタ１４をプレフィルタ６や燃料フィルタ８等の燃料２中の異物を除去するフィルタ類と一体的に構成することも可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ 燃料タンク
２ 燃料
３ 燃料ポンプ
５ インジェクタ
８ 燃料フィルタ
９ 送り配管（燃料供給経路）
１２ 燃料クーラ
１３ 戻り配管（燃料戻し経路）
１４ 金属イオン除去フィルタ
１５ イオン交換樹脂
１６ フィルタ本体

Claims (1)

  1. 燃料に含まれる金属イオンを除去するための金属イオン除去フィルタであって、燃料タンクからインジェクタに到る燃料供給経路の途中に、イオン交換により金属イオンを吸着するイオン交換樹脂を内部に充填したフィルタ本体を配設すると共に、インジェクタで余剰した燃料を燃料タンクに戻す燃料戻し経路の燃料クーラより上流の部分を前記フィルタ本体に対し入り込ませてイオン交換樹脂の中を経由させて前記イオン交換樹脂を戻り燃料の廃熱により加熱しイオン交換樹脂におけるイオン交換の反応速度を上げ得るように構成したことを特徴とする金属イオン除去フィルタ。
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