JPH0389909A - 濾過装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分！Ｉ’）’　） 本発門は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置等に
用いて好ましい濾過装置に関し、特にフューエルフィル
タおよびウォータセパレータの両機能を備えた濾過装置
に関する。

（従来の技術） 農業用あるいは船舶用エンジン、若しくは建設機械用エ
ンジン等の内燃機関においては、外気の温度変化により
発生する露、あるいは雨水等の混入によって燃料タンク
内に水が溜まり、この水かエンジン内に入り込むと、エ
ンジンの潤滑被膜を破壊しエンジンの焼き付きを起こし
たり、あるいは燃焼不良という不具合を招来することに
なる。

また、ｊｌｆ外に放置された状態で使用されることがあ
る農業用エンジンあるいは建設機械用エンジン等にあっ
ては、酸性雨か燃料タンク内に入り、燃料タンク自体を
酸化してその鈷が燃料中に混入し、エンジン各部を損傷
したり、あるいはこの酸性雨によってエンジンの部品が
酸化される虞れもある。

さらに、フューエルエレメント等を交換する整備作業中
などに、このエンジンの燃料供給系に辛気が入り込む虞
れがあり、この空気がエンジンに入り込むと、燃料の噴
射が不調になって、始動性の低下あるいは運転不調に繋
がることになる。

このように燃料を内燃機関に供給する際、燃料に含まれ
た異物、水あるいは空気などを除去することを目的とし
て、燃料循環系にはフューエルフィルタおよびウォータ
セパレータが取り（−Ｊけられている。特に、」二連し
たり！を外にて使用される汎用エンジンにおいては、燃
料タンク等の錆による異物および水の侵入が発生し易い
ことから、燃料供給系にとってこれら濾過装置は必須の
構成部品となっている。

一般的な燃料供給系は、第４図に示すように、燃料Ｇを
収容する燃料タンク５０と、この燃料タンク５０から燃
料Ｇを吸引するフィードポンプ５（と、インジェクショ
ンノズル５２に燃料Ｇを供給するインジェクションポン
プ５３とから構成され、この供給経路途中に前記フュー
エルフィルタ５４およびウォータセパレータ５５が設け
られている。これにより、燃料Ｇは、燃料タンク５０か
らフィードポンプ５１によって吸引される際にウォータ
セパレータ５５により水分が分離除去され、さらに、フ
ューエルフィルタ５４によって異物が濾過された後にイ
ンジェクションポンプ５３に送られ、インジェクション
パイプ５６を介してシリンダヘッドに取り付けられたイ
ンジェクションノズル５２で調圧されて噴射される。ま
た、手動ポンプ７５は、燃料供給系の比較的下位、すな
わち燃料タンク５０とウォータセパレータ５５との間に
設けられている。

従来の〕ニーエルフィルタ５４としては、例えば、実開
昭６２−１６．７６２号公報に開示されたものを挙げる
ことができる。このフューエルフィルタ５４は、フィー
ドポンプ５１とインジェクションポンプ５３との間に設
けられ、第５図に示すように、容器本体５７の周壁中央
部には内側に凹むビード部５８が形成され、これに多孔
環状の端板５９の周縁が係合されて容器中に端板が配設
されている。また、センターバイブロ０の周りには二つ
折りにした濾紙６１が折り目を上にしてスパイラル状に
巻き（−Ｊけられ、この濾紙の下縁の隣接する部分を接
着することにより濾過エレメント６２が構成されている
。

「６３」は複数の取入れ小孔６４を何する屋内シートブ
レートであり、カシメプレート６５によって容器本体５
７にカシメ付けられている。このシートブレート６３に
は、取出しパイプ６６が取り付けられており、前述した
取入れ小孔６４から流入した燃料Ｇは、濾過エレメント
６２を通過した後に、この取出しパイプ６６から内燃機
関に排出されることとなる。

なお、「Ｓ」は、分離された水の水ｆ１′ｌ検出センサ
「６７」は、ドレーンプラグである。

また、異物の除去を確実に行なうために、第４図に示す
ように複数のフューエルフィルタ５４　、５４を直列に
配列することもある。

一方、従来のウォータセパレータ５５は、燃料りンク５
０とフューエルフィードポンプ５１との間の配管に取り
付けられ、第６図に示すように、透明容器本体６８に燃
料人口と燃料出口６９（一方のみを断面図にて図示する
）とが開設された蓋体７０が取り付けられたものである
。そして、水より若干比重が小さく、かつ燃料Ｇより若
干比重が大きいフロート７１を容器本体６８内に設ける
ことにより、水と燃料との比重差を利用して両者を分離
させ、この分離された境界部分にフロート７１が浮遊す
るように構成されている。

したがって、オペレータはフロート７１の浮遊位置を確
認して水を除去することができるが、このウォータセパ
レータ５５から水を抜く場合には、ウォータセパレータ
のエアー払きプラグ７４を取り外した後に、容器本体６
８の底壁７２に設けられたドレーンプラグ７３を取り外
せば良い。

ただし、この水抜き作業を行なうことによりエアー抜き
プラグ７４を取り外した孔より空気がウォータセパレー
タ５５内に入り込むことになるので、手動ポンプ７５を
操作して、タンク５０より燃料Ｇをウォータセパレータ
５５内に取込み、前記空気を追い出すようにｔｒ／ｉた
した後に、エアー抜きプラグ７４を締めｆ＝Ｊけ、孔を
閉塞する必要がある。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の燃料供給系においては、
手動ポンプを操作して水数きあるいはエアー扱きを行な
ったとしても、再度運転を開始するとエンジンの熱等に
よりウォータセパレータの送用容器本体と蓋体との間の
接合部分から辛気が入り込む虞れがある。この空気は、
再度ウォータセパレータのエアー１友きプラグを取り外
し、手動ポンプを操作して空気を追い出すという前述し
た空気佐き作業と同様の作業を行なう必要かあるか、こ
の場合、下位に設けられた手動ポンプを狭小なエンジン
ルーム内において多数回ｊ甲ずという操作は、決して容
具な作業でない。

また、フューエルフィルタ５４は、鈷などの異物が沈殿
している燃料タンク５０の底をに開設された取出口から
燃料Ｇをフューエルフィルタ５４に導く構成、すなわち
燃料タンクに収容された燃料のうち、不純物が混入した
方の燃料をエンジン側に導く構成であることから、濾過
エレメントにて不純物はある程度濾過されるものの、こ
の濾過エレメントを通過した不純物はエンジンに供給さ
れてしまい、エンジンの始動不調あるいは運転不調の原
因となる虞れがある。またこの場合濾過エレメント６２
もｌ」詰りしオく、燃料の供給か損なわれる虞れがあっ
たり、濾過エレメントの）、を命が短いという間通があ
る。

しかも、このフューエルフィルタ５４がｌ」詰りした場
合の燃料供給の不具合を防止するためには、−詰りを検
出する圧力計等のセンサーが必要となり、製造面、スペ
ース而あるいはコスト面において灯ましくない。

また、征米のウォータセパレータ５５は、燃料ｆ」（給
糸の流路途中に設けられていることから、容器本体６８
内においても燃料Ｇの刻流が生じており、比重差を利用
した分離方法といえども水分が完全に分離されないとい
う欠点かある。

さらに、異物と水分とを除去するためには、配答途中に
フューエルフィルタ５４とウォータセパレータ５５どの
両刃を収り伺ける必厖があり、スペース的にも、また保
全性の面においても好ましくない。

一方、寒冷地においてこのような内燃機関を用いる場合
には、燃料タンク内に子２人して、タンク底側に分離し
た水が凍粘してしまい、燃料をエンジンに供給できない
という問題かある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、点検か容具てあり、燃料と異物とを適９
Ｊに分離して内燃機関に純粋な燃料を供給すると共に、
異物による１」詰りを発生させることなく、しかも水分
を完全に除去することができ、さらにエアー抜き作業が
不要である燃料用濾Ｊ装置を提供することを１」的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） １；記１」的を達成するための本発明は、流体を収容す
るタンク本体にガイド筒をＱ設し、５詠ガイド筒内を上
下動する濾過フロートを設けると」ｌミに、この濾過フ
ロートに、該濾過フロートが前記流体に浮遊するための
フロート部と、前記流体を吸入する吸入口と、この吸入
口から吸入した流体を濾過するフィルタと、濾過後の流
体をタンク本体外に案内する排出導管とを設けたことを
特徴とする濾過装置である。

この場合、タンク本体の底壁にドレン■を設けることか
奸ましい。

また、前記排出導管の下流側に圧力＝１を取り付け、当
該圧力計により検出される流体の圧力状態か所定値以下
になった場合に喚起させる表示手段を設けることも珂能
である。

（作用） このように構成した本発明にあっては、タンク内におい
て異物および水分は下方に、一方流体は−１一方に分離
するが、タンク本体の容量が従来のウォータセパレータ
に比べて大きいことから、流体の刻流が生じ難く、した
がって流体と水分とを完全に分離することかできる。

また、濾過フロートはフロート部により流体の０ 水面近傍に浮遊することとなり、タンクの底壁に沈殿し
た異物を吸引することなく、上方に分離した流体のみを
吸入することができる。

さらに、タンク本体の底壁にドレン口を設けた本発明に
あっては、このドレン口からタンクの下方に分離した水
分を除去することができ、従来のフューエルフィルタの
機能に加え、ウォータセパレータの機能をも備えた濾過
装置を提供することができる。

また、排出導管の下流側に圧力＝１を取り付け、当該圧
力計により検出される流体の圧力状態が所定値以下にな
った場合に喚起させる表示手段を設けた本発明にあって
は、濾過フロートが目詰りした場合に圧力計にてその流
体の流通状態を検出し、これが所定値以下になった場合
には表示手段に表示するため、作業済等に濾過装置の異
常状態を喚起させることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて税目する。

１ 第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
同実施例の濾過フロートを示す拡大断面図、第３図は同
実施例のガイド筒を示す拡大斜視図、第４図は制御手段
における動作を示すフローチャー１・である。

燃料用濾過装置１０ 本実施例に係る濾過装置は、燃料を流体とする燃料ｍ濾
過装置１０であって、燃料Ｇを収容するタンク本体１を
右し、このタンク本体１にその上面開口部２０を貫通し
てガイド筒２が固着されている。

第３図に詳示するように、このガイド筒２の側面には、
複数の孔２（が形成されており、タンク本体１に立設さ
れた状態でタンク本体１内の燃料Ｇがこの孔２１を通過
してガイド筒２内にも流通し得るようになっている。ま
た、ガイド筒２には、上端開口部２２から下端縁に至る
切欠き２３が形成されており、後述する濾過フロート３
のパイプをこの切欠き２３から突出させ、濾過フロート
３がガイド筒２に沿って−Ｌ下に移動し得るように構成
されている。これは、濾過フロート３が必要以−１に水
平２ 移動するのを防止するためであって、また濾過フロート
３をこのガイド筒２に沿って移動させることにより、濾
過フロート３をタンク本体１から容易に取り出すことが
できるようになっている。さらに、このガイド筒２をタ
ンク本体（に立設することによりタンク本体１内に発生
する燃料の波動を抑制することができ、また、ガイド筒
２に守役する孔２１の径を煮慮すれば、大きな混入物が
濾過フロート３に侵入するのを防止することができ、−
ｍのフィルタ的役割を果たすことにもなる。

ガイド筒２の上端開口部２２は、テーパ状に拡開するよ
うに形成されており、内組形状のストレーナ２４を保持
するようになっている。ストレーナ２４は、タンク本体
１に燃料Ｇを供給する際に含まれる塵埃等を除去する金
属製の爪型ストレーナであって、その下部には、濾過フ
ロー１−３をガイド筒２から取り出すための鎖２５が接
続されている。したがって、キャップ２７を外して爪型
ストレーナをタンク本体１から引き出せば、濾過フロー
ト３も取り出すことができ、フィルタの目詰り状態の点
３ 検等が極めて簡単となる。

ガイド筒２の−に端間用部２２は、タンク本体１から突
出した状態で固定されており、雄ねじが形成されたスリ
ーブ２６がガイド筒２の上端開門部２２の外周に固着さ
れて、このスリーブ２６にキャップ２７が螺合し得るよ
うになっている。また、このキャップ２７には通気孔２
８が穿設されて、タンク本体ｌの内外圧力を均等圧に維
持し得るようになっている。

濾過フロート３は、第２図に断面図にて詳ホするように
、フロート部４を６すると共に側面に複数の吸入口５が
形成された吸入部２９と、排出通孔７をｈｏする排出部
３０とからなり、吸入部２９の下端縁に形成された切欠
き３（に排出部３０に形成された係止片３２を係合させ
ることにより両者２９．３０は連結されるように構成さ
れている。この係止方法は、本実施例に限定されること
はないが、本実施例においては、切欠き３１から係止片
３２を挿入した後に、吸入部２９あるいは排出部３０を
目動させることにより切欠き３１に係止片３２を係合さ
せるようにしてい４ る。

吸入部２９のフロート部４は、吸入部２９のケース３３
に仕しＪ板３４を密封ｌ拐首することにより形成され、
このフロート部４に封入された空気によって油】ｂフロ
ー１−３全体か燃料Ｇに浮遊するようになっている。し
たかって、フロート部４は、この濾過フロート３を浮遊
させることかできる程度の体積を心臓とする。仕切板３
４には、略円筒形扶のセンタバイブ３５か回着されてお
り、またこのセンタバイブ３５の側面には複数の孔３６
か穿設されて、吸入［−１５から導入された燃料Ｇかセ
ンタバイブ３５の内側に流通し得るようになっている。

センタバイブ３５の外周には、濾紙を４１７曲け、その
４）ｒ　”）　Ｉ」を軸１ｈ向にして受は含４６，４Ｂ
に支（与された状態で在ぎイ・ｊけたフィルタニレメン
１−（ｉか挿入されており、このフィルタエレメント６
の下の受は台４６と１１１゛出部３０との間にシールリ
ング３７を介装することにより、吸入−５側字間と排出
通孔７側空間とを隔離するようになっている。一方、フ
ィルタエレメント６のＬ側の受は台４６と仕ＵＪ板３４
と−５ の間には、フィルタエレメント６を図中下方向に（＝１
勢するスプリング４７か設けられており、これによりシ
ールリング３７による吸入口５側空間と排出通孔７側空
間とのシール性を確保するようになっている。

排出部３０には、排出通孔７が穿設され、その−端は排
出部３０の中央であってセンタバイブ３５の内側に対応
する位置に開孔し、一方他端は当該排出部３０の側面に
開孔するようになっている。これによって、センタバイ
ブ３５の内側に流入した燃料Ｇは、この排出通孔７を通
過して後述する導管８に導かれることとなる。また、「
３８」は、吸入「１５から導入された燃料Ｇに含まれ、
フィルタエレメント６によって濾過されて残留した錆等
の金属異物を吸着するためのマグネットリンクであり、
吸入部２９と排出部３０との間に挟持された状態で盾脱
自在に取り付けられている。排出通孔７の側面側開口部
には、導管８を取り付けるためのパイプ３９か回着され
ている。

このバイブ３９に接続される導管８は、可撓性を６ −ｆｒするフレキシブルホースてあって、他端はタンク
本体１のＩｔｓ　”Ｘに取りイ・ｊけられバルブを価え
た抽出口４０に接続されている。

一方、タンク本体１の星下面を形成する四部４（には、
ドレン口９が設けられており、比Φ差によってタンク本
体１の底部に溜まった水を除去し得るようになっている
。また、「４２」は、燃料の残量を確認するための燃料
指示計である。

なお、第１図には図示しないが、燃料と水との境Ｗ部分
を叩確にするために、水、より比重か若干小さく、かつ
燃料より比重か若十人きい刊質からなるフロートをタン
ク本体（内あるいは燃料指示計４２内に設けても良い。

また、タンク本体を内の底側に溜まった水を除去する方
法としては、上述したドレンｎ９を設けることに駆足さ
れることなく、注油−からホース等を挿入して水を吸引
しても良い。

燃料供給装置 次に、前述した濾過装置１０を用いた燃料供給装置につ
いて説明する。

７ 第１図に示すように、タンク本体ｌの抽出■４０には、
配管４３を介して燃料Ｇを吸引するフィードポンプｔ２
か接続され、さらにこのフィートポンプ１２には、配管
４４を介して燃料Ｇを噴！１１するためのインジェクシ
ョンポンプ１３が接続されている。そして、このインジ
ェクションポンプ１３の下流側には内燃機関１４に取り
（−１けられたインジェクションノズル口が接続されて
、このインジェクションノズル１（をオーバーフローし
た燃料Ｇはタンク本体（に帰還するようになっている。

抽出口４０とフィードポンプ１２とを接続する配管４３
には、タンク本体（からの燃料Ｇの供給状態を検出する
ための圧力計１７か取り（＝Ｊけられており、この圧力
計１７にて検出された圧力は電気信号として表示手段１
９に送信されるようになっている。この表示手段１９は
、オペレータか位置する場所に設置されることか好まし
く、例えば界雷警告ランプを点灯させるように構成する
ことができ、あるいは表示盤に流通状態を表示させても
良い。

次に作用を説明する。

８ 内燃機関１４を作動させるとフィードポンプ１２および
インジェクションポンプ（３がそれぞれ作動を開始し、
タンク本体ｉ内から燃料Ｇを吸引し始めるが、タンク本
体１内の燃料Ｇは、燃料Ｇの水面位置に対応して浮遊し
た濾過フロート３の吸入−５からフィルタエレメント６
を通過してセンタバイブ３５の内側に流下する。したが
って、濾過フロート３に導入される燃料Ｇはタンク本体
１内の上澄み液であることから、タンク内壁等の鯖によ
る異物は殆んど濾過フロート３内に吸入されないか、万
が一燃料Ｇに混合して濾過フロート３内に吸イされた場
合には、フィルタエレメント６により確実に濾過除去し
得るようになっており、特に、除去された金属異物はマ
グネットリング３８によって吸着されて、再びフィルタ
エレメント６を通過しようとすることはなく、フィルタ
エレメント６の目詰り防止に寄与することとなる。

また、従来の）ニーエルフィルタのように配管途中に取
り（−Ｊけて燃料の対流状態の中で燃料と水とを比重分
離するものではなく、静止したタンク１つ 本体１内で燃料と水とが分離されることから、確実な分
離を期待することができる。なお、水が一定量以上溜ま
った場合には、ドレン口９を開放して当該水を排出する
。

フィルタエレメント６を通過した燃料Ｇは、センタバイ
ブ３５の孔３６を通過してセンタバイブ３５の内側に流
下し、排出通孔７を通って導管８からフィードポンプ１
２に導かれる。そして、フィードポンプ１２によってイ
ンジェクションポンプ１３に導かれた燃料Ｇは、当該イ
ンジェクションポンプ１３によりインジェクションバイ
ブ４５を介してインジェクションノズル１１に導かれ内
燃機関に噴射される。

ここで、濾過フロート３が目詰りした場合には、圧力計
１７にてその燃料Ｇの流通状態を検出し、これが所定値
以下になった場合には表示手段１９に表示するため、オ
ペレータ等に濾過装置の異常状態を喚むさせることがで
きる。

なお本発明は、上述した実施例に限定されることなく種
々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した
実施例においては流体を燃料とじ０ たが、本発明に係る濾過装置は燃料以外の流体に適用す
ることも可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、通営運転時あるいは
水抜き作業時においても、濾過装置に空気が溜まること
がなく、エアー抜き作業が不要となり、保全性が著しく
向上する。

また、タンク本体内において流体と水分とを完全に分離
することができ、かつ、タンクの底壁に沈殿した異物を
吸引することなく、上方に分離した不純物を含まない純
粋な流体のみを内燃機関に供給することができるため、
内燃機関の故障等の低減、および濾過フロートの寿命向
上に貢献することができ、さらに従来用いられていた目
詰り防止用センサを省略することができる。

さらに、濾過フロートの取り外しが容易であることから
、濾過フロートの点検およびフィルタ等の交換作業が容
具で、熟練者でなくとも簡Ｑｉに作業を行なうことがで
きる。

また、タンク本体内に溜った水はタンク本体の１ 底側に分離する一方、エンジンに供給する流体はタンク
本体の水面側から吸引されるため、寒冷地等において前
記水が凍結した場合にあっても流体をエンジンに供給し
続けることができる。

しかも、このような本発明の構成は、従来の流体供給系
の構造を変更することなく適用することができるため、
汎用性に富んだ濾過装置を提供することができる。

一方、タンク本体の底壁にドレン口を設けた本発明にあ
っては、このドレン口からタンクの下方に分離した水分
を除去することができ、従来のフューエルフィルタの機
能に加え、ウォータセパレータの機能をも備えた濾過装
置を提供することができる。

さらに、排出導管の下流側に圧力計を取り付け、当該圧
ノｊ計により検出される流体の圧力状態が所定値以下に
なった場合に喚此させる表示手段を設けた本発明にあっ
ては、濾過フロートが目詰りした場合に圧力計にてその
流体の流通状態を検出し、これが所定イ直以下になった
場合には表示手段に表２ 示するため、作業者等に濾過装置の界雷状態を喚起させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発門の一実施例を示す全体構成図、第２図は
同実施例の濾過フロートを示す拡大断面図、第３図は同
実施例のガイド筒を示す拡大斜視図、第４図は従来の燃
料供給系を示す構成図、第５図は従来のフューエルフィ
ルタを示すＨｋ’ｔ　ｌ′χ１、第６図は従来のウォー
タセパレータを示す断面図である。 １・・ ３・・ ５・・ ９・・・ タンク本体、 濾過フロート、 吸入用、 排出口（排出導管） ドレン口、 ２・・・ガイド筒、 ４・・・フロート部、 ６・・・フィルタ１ ．８・・・導管（排出導管）、 １０・・・燃料用濾過装置。 特許出加入福井捷雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）流体（Ｇ）を収容するタンク本体（１）にガイド筒
   （２）を立設し、当該ガイド筒（２）内を上下動する濾
   過フロート（３）を設けると共に、 この濾過フロート（３）に、該濾過フロート（３）が前
   記流体（Ｇ）に浮遊するためのフロート部（４）と、前
   記流体を吸入する吸入口（５）と、この吸入口（５）か
   ら吸入した流体を濾過するフィルタ（６）と、濾過後の
   流体をタンク本体外に案内する排出導管（７、８）とを
   設けたことを特徴とする濾過装置。 ２）前記タンク本体（１）の底壁にドレン口（９）を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。 ３）前記排出導管（７、８）の下流側に圧力計（１７）
   を取り付け、当該圧力計（１７）により検出される流体
   （Ｇ）の圧力状態が所定値以下になった場合に喚起させ
   る表示手段（１９）を設けたことを特徴とする請求項１
   乃至２記載の濾過装置。