JPH02191860A - ディーゼルエンジン用燃料フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野〉 本発明はディーゼルエンジンの燃料供給系に設けた燃料
フィルタ装置に関する。

（背景技術〉 ディーゼルエンジン用燃料として用いられる軽油を主成
分とした燃料は、低温時例えば−１０’Ｃ程度以下でワ
ックスが析出し、これが燃料フィルタエレメントに付着
して目詰まりを生じ易い、このような現象が生じるとエ
ンジンへ供給される燃料流が断たれ、その結果エンジン
の出力不足、停止、車両の失速、停止という不都合が発
生する。

かかる不都合を解消しようとしたものに特開昭５５−４
６０９３号公報開示の如き燃料濾過装置が従来から知ら
れている。これを第１図及び第２図により説明する。

燃料タンク１内の燃料を噴射ポンプ２へ供給通路３を介
して供給し、これより図示しない噴射ノズルを介してデ
ィーゼルエンジンの各気筒に燃料を噴射供給する。供給
通路３には調整弁４及び濾過器５がこの順に介装され、
濾過器５において燃料を濾過する。一方鳴射ボンプ２か
らオーバーフローする燃料は戻り通路６を通じ逆止弁７
を介して燃料タンクｌに戻される。オーバーフロー燃料
は噴射ポンプ２の機械的仕事を受けて昇温しており、そ
の一部はＡ部より分岐して加温燃料通路８を通じ調整弁
４のボー）４ａに導かれる。調整弁４はサーモワックス
等の感温膨張部材４ｂに接続された弁体４Ｃが前記ポー
ｔ−４ａを開閉自由に対峙しており、調整弁４内を流通
する燃料温度が所定値以上のときに感温膨張部材４ｂが
これを感温して前記ボート４ａを閉弁するようになって
いる。

従ってエンジン冷間時には調整弁４が開弁していて噴射
ポンプ２からの昇温したオーバーフロー燃料が供給通路
３内に導入されるから、燃料のワックス分が固化するこ
となく円滑に：ＩＪ、！過器５を通過してこれを目詰ま
りさせることがない。

ところでこのような燃料濾過装置における調整弁４の作
動は、ワックス材等のような感温膨張部材４ｂにより開
弁面積を増減させるようになっているから、弁体４Ｃの
初期位置設定に固体間のバラツキがあり、その調整が極
めて困難である。更に、燃料温度が上界して感温膨張部
材４ｂが膨張し弁体４ｃが閉弁着座しても、なおかつそ
の膨張があれば、弁体４Ｃ及び感温膨張部材４ｂに過大
応力がかかって破損につながるおそれがなる。これを防
止するには弁体４Ｃの最大リフト時の位置がボート４ａ
に丁度着座するような正確な設定をしなければならず、
これは至難な業である。そして多くは前記破損をおそれ
るあまり閉弁しない状態を招くような設定となるもので
あった。

このような不都合を防止するため、ワックスに代えてバ
イメタル（例えば日本電装公開技報　整理番号０４−０
５７参照）で調整弁４を作動することも考えられるが、
このようにすると、バイメタルに弁体が一体的に取付け
られていて、所定温度到達時に閉弁した後の高温領域に
おいてもバイメタルの変形が継続して進行することとな
って、バイメタルが歪み、その後は、弁体が弁座から離
間してしまうような状態が発生して、機関に供給される
燃料温度が上昇し過ぎて、機関出力の低下を招来すると
共に噴射ポンプの各運動部分の燃料潤滑に悪影響を与え
るおそれがある。

〈発明の目的〉 本発明は上記従来装置の不都合を解消するもので、噴射
ポンプに燃料を導く供給通路に、燃料ポンプからのオー
バーフロー燃料の一部を導入する■を、燃料温度若しく
は雰囲気温度に応じて制御し若しくは遮断することによ
り燃料フィルタエレメントの低温目詰まりを防止する感
温パルプ装置に関して、温度上昇に対しても構成部品の
破損を招かないようにすることを目的とする。

〈発明の構成〉 そのために本発明では、感温バルブ装置を、エエックバ
ルブと、該チェックバルブとは別体に構成され燃料温度
若しくは雰囲気温度を感温して低温時に前記チェックバ
ルブを押圧して前記温度に応じて開弁すると共に高温時
に前記チェックバルブから離間して閉弁すべく熱変形す
るバイメタルと、を備えて構成したディーゼルエンジン
用の燃料フィルタ装置を提供する。

これにより、チェックバルブとバイメタルとを別体とし
、燃料温度低温時はバイメタルがチェックバルブを押圧
して加温燃料通路を開弁する一方、燃料温度高温時はバ
イメタルが低温時とは逆方向に変形して、チェックバル
ブに対する押圧を解除すると共にチェックバルブから離
間することによって、チェックバルブが、バイメタルか
らの押圧力を受けることなしに加温燃料通路を閉弁する
ことを可能にする。こうして、閉弁完了後の燃料温度が
より高い領域でのバイメタルの自由変形及び、チェック
バルブの着座状態の安定維持を得る。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示す一実施例において、燃料タンク１１内の燃
料は供給通路１２を介し本発明に係る燃料フィルタ１３
で濾過された後、例えば分配型燃料噴射ポンプ等の噴射
ポンプ１４に吸引される。噴射ポンプ１４内にはフィー
ドポンプ及びプレツシャレギュレータが備えてあり、フ
ィードポンプにより吸引した燃料をプレッシャレギュレ
ータにより適圧に保持して運動各部の潤滑及び冷却に供
すると共にポンプ部に導く。

ポンプ部内に吸入された燃料は分配圧送されてディーゼ
ルエンジンの各気筒に配設された噴射ノズル１５に導か
れこれより噴射供給される。

噴射に供されない余剰の燃料及び噴射ポンプ１４内の燃
料は夫々戻り通路１６．１７．１８を介し燃料タンクｌ
ｌ内に戻される。このオーバーフロー燃料は噴射ポンプ
１４の機械的仕事を受けて加熱され、昇温しているから
、通常は燃料タンク１１において放熱される。

前記戻り通路Ｉ８に介装した気液分離兼逆止装置１９は
、第４図に示すようにフロート室２１とチェックバルブ
２２とからなり、オーバーフロー燃料は該フロート室２
１に流入してここで比重差による気液分離を行って、上
部の気泡を伴った燃料のみ、チェックバルブ２２を押し
開いて燃料タンク１１に放出される。フロート室２１に
はフロート２３が浮かんでおり、オーバーフロー燃料の
貯留量が所定値以下に低下したときにフロート２３が液
面と共に下降して底壁に突出して形成した弁座すなわち
出口ボート２４を底面の平坦なフロート２３で塞ぎ、空
気の吸入を防止する。一方、フロート２３が浮いている
ときは、出口ボート２４がら空気の混入のないオーバー
フロー燃料のみ導き出すようになっている。

フロート室２１の出口ボート２４は加温燃料通路２５を
介して、前記燃料フィルタ１３の導入口１３ａに接続さ
れる。燃料フィルタ１３の詳細を第５図及び第６図に示
す。

図においてフィルタボデイ３１中央部には円筒状のフィ
ルタエレメント３２がセンタパイプ３３と同心に配設さ
れる。フィルタボディ３１上端に接続されたアッパカバ
ー３４には燃料タンクｌｌ側の供給通路１２に接続する
供給口１３ｂ、噴射ポンプ１４側の供給通路１２に接続
する吐出口１３ｃが開設され、前記導入口１３ａ及び供
給口１３ｂは前記センタパイプ３３に連通ずる一方、吐
出口１３ｃはフィルタエレメント３２の下流側に連通し
ている。

すなわち燃料は供給口１３ｂからセンタパイプ３３に導
かれ、その下端からフィルタエレメント３２を経由して
ここで濾過された後、吐出口１３ｃから噴射ポンプ１４
に導かれるのであって、前記加温燃料通路２５を通じて
送られる昇温した燃料はフィルタエレメント３２の上流
側に導かれることとなる。

前記加熱燃料（オーバーフロー燃料）の導入口１３ａは
前記加温燃料通路２５の一部を構成するといえるもので
あって、この導入口１３ａに感温バルブ装置４０を介装
する。これを第６図に拡大して示す。

感温バルブ装置４０は主としてチェックバルブ４１と、
これとは別体に形成され、チェックバルブ４１をυｎ閉
制御するバイメタル４２と、該バイメタル４２の位置決
めｉＪｌ整装蓋装置らなる。

チエフルバルブ４１はアッパカバー３４の導入口１３ａ
内に装着され、流れ方向に離間して一体構成された弁座
４３とストッパー４４との間を遊動する弁体４５を備え
、該弁体４５から突出するロッド４６の先端が弁座４３
に開口する弁孔を貫通して弁座４３下流側に延びている
。前記弁座４３とストッパー４４との一体構成体は、加
温燃料通路２５を導入口１３ａにコネクタを介して連結
する際に圧縮セットされるスプリング４７の反力で導入
口１３ａ内壁に押圧位置決めされる。

バイメタル４２はその先端がチェックバルブ４１のロッ
ド４６を押圧接触及び離間可能に配設されており、他端
はアシバカパー３４にビス止めされる。具体的に述べる
と、導入口１３ａとセンタパイプ３３とを連通すべくア
ッパカバー３４のボス部３４ａに通路４８が形成されて
おり、該ボス部３４ａ下端に嵌入しかつカシメ固定され
たスティ４９にバイメタル４２の下端がバックアッププ
レート５０と共にビス５１により固定される。

バイメタル４２は通路４８を流れる燃料タンク１１から
の低温燃料と加温燃料通路２５から導かれる比較的高温
のオーバーフロー燃料との混合流の温度を感知して熱変
形するもので、低温時には第６図に示すようにその温度
に応じロッド４６を介して弁体４５を図で左方に押圧し
通路開弁面積を可変制御する。

このときの合流燃料温度はオーバーフロー＠籾の流入四
に対し第８図に示すような関連をもち、所定温度ＴＩ　
（例えば約Ｏ″Ｃ）以下ではチェックバルブ４１が全開
となり、これより高い所定温度Ｔ２（例えば３０〜４０
’Ｃ）以上では、バイメタル４２がロッド４６から離間
して自由変形し、オーバーフロー燃料流により弁体４５
を全閉とする。

バイメタル４２はＴ２よりも燃料温度が上昇すると更に
熱変形（図で右方）するが、この変形はこれを遮るもの
がなくて全く自由である。バイメタル４２の特性が固体
間にバラツキなきようにするため、バイメタル４２のチ
ェックバルブ４１とは反対の面に前記バックアッププレ
ート５０を接触して配設してあり、バイメタル４２の初
期セット位置を決めるようになっている。そして前記ス
テイ４９に進退自由に螺し込んだ調整ねじ５３を前記バ
ックアッププレート５０のバイメタル４２とは反対面に
圧接させ、調整ねじ５３の回動調整によりバックアップ
プレート５０の設定位置を定めて間接的にバイメタル４
２の位置決め調整を行う。

尚第５図において６１は供給口１３ｂと吐出口１３ｃと
をフィルタエレメント３２を経由することなくバイパス
させるオーバーフロー通路であり、オーバーフロー通路
６１にチェックバルブ６２．６３が介装されている。従
ってフィルタエレメント３２の目詰まり等が生じると供
給口１３ｂ側の燃料圧が上昇してチェックバルブ６２．
６３を開き、噴射ポンプ１４に濾過することなく燃料流
を導いてエンジン停止を防止する。６５は燃料ラインの
空気抜き操作用の手動ポンプ、６６は比重差により水分
を分離貯留する水分離器、６７は該水分離器６６に溜ま
った水位を感知し警告するための水位センサ、６８はド
レンコックである。

従って上記構成によると、燃料タンク１１から吸い上げ
た燃料は燃料フィルタ１３のフィルタエレメント３２に
より濾過されて供給通路１２を通り噴射ポンプ１４に導
入される。このとき燃料温度が所定温度Ｔ１以下の低温
であると、燃料のワックス分が析出しフィルタエレメン
ト３２の目詰まりを生じ易くなる傾向となる。しかしこ
の場合にはバイメタル４２がこの燃料温度を感知して第
６図で左方に熱変形しチェックバルブ４１を第８図に示
すように全開とするから、噴射ポンプ１４内の比較的高
温の燃料が加温燃料通８２５を介して導入口１３ａから
センタバイブ３３内に導入され、燃料温度を上昇させて
上記ワックス分の析出を防止し、フィルタエレメント３
２の目詰まりが未然に防げる。このため噴射ポンプ１４
には円滑に燃料が供給されるからエンジン停止或いは出
力低下を防止することができる。

燃料温度が徐々に上昇（Ｔｌ〜Ｔ２）してくれば、燃料
加温のためのオーバーフロー燃料の導入量を徐々に減少
すればよい゛。

このときバイメタル４２は燃料温度の上昇を感知して徐
々に第６図で右方向に熱変形するから、弁体４５はオー
バーフロー燃料の動圧でこれに追随して右行し、開弁面
積を減少する。このためオーバーフロー燃料の導入量が
徐々に減少して燃料温度をＴ１〜Ｔ２の適温範囲内に納
めるよう制御される。

燃料温度がＴ２以上にまで上昇してくると、噴射ポンプ
１４の各運動部分の燃料潤滑に悪影響を与え、かつ燃料
噴射量（重量）も低減して出力低下を招き易くなる。こ
のため噴射ポンプ１４からの昇温したオーバーフロー燃
料を噴射ポンプ１４に再び還流させることは避けなけれ
ばならず全量を燃料タンク１１に導いて放熱させなけれ
ばならない。このような場合本実施例ではバイメタル４
２が更に熱変形して弁体４５から離間し、チェックバル
ブ４１を全閉として加温燃料通路２５からのオーバーフ
ロー燃料流を遮断して上記要求に答える。燃料温度がＴ
２を超えて上昇してもバイメタル４２先端の熱変形を遮
るものはないから、バイメタル４２に過大な熱応力がか
かることがなく感温バルブ装置４０全体の熱破損を未然
に防止できる。

尚、フィルタエレメント３２が予期せず目詰まりを生じ
るようなこともあるが、このときにはフィルタエレメン
ト３２下流圧が低下して燃料中に気泡が発生しこの気泡
を含む燃料が噴射ポンプ１４からオーバーフローして加
温燃料通路２５から燃料フィルタ１３を介し再び噴射ポ
ンプ１４に供給されるおそれや、燃料タンク１１内の燃
料が逆流して加温燃料通路２５を介し燃料フィルタ１３
内に導入されるおそれがあることも考えられる。しかし
本実施例によると、第４図に示すチェックバルブ２２が
燃料の逆流を防止するから、燃料タンク１１内の異物が
逆流して燃料フィルタ１３内のチェックバルブ４１がこ
れを噛み込み、作動不良となるおそれはないし、噴射ポ
ンプ１４からオーバーフローする燃料中の気泡が気液分
離兼逆止装置１９内に導入され気液分離されて、該気泡
を含む燃料が燃料タンク１１へ放出され、気泡を含まな
いオーバーフロー燃料のみが出口ポート２４を通じ燃料
フィルタ１３から噴射ポンプ１４に供給されるから、前
記おそれがなくなる。

面前記実施例において、チェックバルブ４１の弁体４５
にスプリング力を作用させないからバイメタル４２の弁
体押圧力が小さくて足り、バイメタルそのものの小型化
が図れる利点がある。

またバイメタルの配置位置は燃料温度のみならず燃料温
度に影響を与える外気等の雰囲気温度を怒知するように
してもよい。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によると、噴射ポンプからオー
バーフローする燃料の一部を供給燃料用のフィルタエレ
メント上流に導き、該オーバーフロー燃料流入量を制御
する感温バルブ装置を設け、該感温バルブ装置を、エェ
ックバルブと、該チェックバルブとは別体に構成され燃
料温度若しくは雰囲気温度を感温して低温時に前記チェ
ックバルブを押圧して前記温度に応じて開弁すると共に
高温時に前記チェックバルブから離間して閉弁すべく熱
変形するバイメタルと、を備えて構成したから、燃料温
度低温時は、チェックバルブに対する押圧を解除すると
共にチェックバルブから離間することによって、チェッ
クバルブが、バイメタルからの押圧力を受けることなし
に加温燃料通路を閉弁するのを可能にする。こうして、
閉弁完了後の、燃料温度がより高い領域でのバイメタル
の自由変形及び、チェックバルブの着座状態の安定維持
が得られ、もって加温燃料の漏洩を確実に防止して機関
に供給される燃料温度の過昇を防止し、機関出力の低下
を未然に防ぐと共に、噴射ポンプの各運動部分の燃料調
整に悪影響を与えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料濾過装置の系統図、第２図は同上の
調整弁の断面図、第３図は本発明の燃料フィルタ装置の
実施例を示す系統図、第４図は同上の気液分離兼逆止装
置の拡大断面図、第５図は第３図における燃料フィルタ
の拡大断面図、第６図は同上における感温バルブ装置の
ＶＩ−Ｖｌ拡大断面図、第７図は同上の作動説明図、第
８図は前記感温バルブ装置の作動特性を示すグラフであ
る。 １１・・・燃料タンク　　Ｉ２・・・供給１Ｉｆｌ路　
　１３・・・燃料フィルタ　　１４・・・噴射ポンプ　
　１６．１７．１８・・・戻り通路　　２５・・・加温
燃料通路　　３２・・・フィルタエレメント４０・・・
感温バルブ装置　　４１・・・チェックバルブ　　４２
・・・バイメタル　　４５・・・０体４９・・・ステイ
（固定体）５０・・・バックアップブレート　　５３・
・・調整ねし 第５区 Ｅ　　ｗ−’ニーｉｏ−じ照に中 第６区 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　噴射ポンプへ燃料を供給する供給通路に介装されたフ
   ィルタエレメントと、噴射ポンプで加熱されこれよりオ
   ーバーフローする燃料の一部を前記フィルタエレメント
   上流側に導く加温燃料通路と、該加温燃料通路に介装さ
   れた感温バルブ装置と、を備えたディーゼルエンジン用
   燃料フィルタ装置において、 前記感温バルブ装置を、エェックバルブと、該チェック
   バルブとは別体に構成され燃料温度若しくは雰囲気温度
   を感温して低温時に前記チェックバルブを押圧して前記
   温度に応じて開弁すると共に高温時に前記チェックバル
   ブから離間して閉弁すべく熱変形するバイメタルと、を
   備えて構成したことを特徴とするディーゼルエンジン用
   燃料フィルタ装置。