JPH07256010A - フィルタ組立体用ヒータモジュール - Google Patents

フィルタ組立体用ヒータモジュール

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JPH07256010A
JPH07256010A JP6332486A JP33248694A JPH07256010A JP H07256010 A JPH07256010 A JP H07256010A JP 6332486 A JP6332486 A JP 6332486A JP 33248694 A JP33248694 A JP 33248694A JP H07256010 A JPH07256010 A JP H07256010A
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JP
Japan
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liquid
heater module
flow distributor
plate
base assembly
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JP6332486A
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English (en)
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Leon P Janik
レオン・ピー・ジャニク
M Craig Maxwell
エム・クレイグ・マクスウェル
Robert W Zeiner
ロバート・ダブリュ・ゼイナー
R Cort Larry
ラリー・アール・コート
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Stanadyne Automotive Corp
Original Assignee
Stanadyne Automotive Corp
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Publication date
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    • B01D27/08—Construction of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D35/303—Constructions of two or more housings the housings being modular, e.g. standardised
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/30—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by heating means
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータモジュールを通過する液体に対する熱
伝達及び熱分配を改善する。 【構成】 ヒータモジュール１０はベース部材２０とキ
ャビティ３８を郭定するキャップ１６とを有する。導電
性及び伝熱性を有する第一及び第二のプレート７０及び
８０がキャビティ内に配置され、第一乃至第三の流路３
７、６６、６４を形成している。プレート７０と８０と
の間に配置された一対のＰＴＣ素子１２がプレートを加
熱する。液体は第一乃至第三の流路を通過する際にＰＴ
Ｃ素子１２及びプレート７０、８０に接触して加熱され
る。ＰＴＣ素子１２が常に液体によって覆われるよう、
堰５０が液体のレベルを維持する。ダム５６が液体の流
れを分割してＰＴＣ素子１２へ向けて導き、液体の流れ
はＰＴＣ素子を通過した後合流する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全体的には液体を濾過
し分離するための装置に係り、更に詳細には内燃機関の
燃料供給系の燃料又は潤滑オイルを加熱し、またこれら
より異物粒子を除去し水を分離するためのフィルタに係
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】供給さ
れるディーゼル燃料に関し品質制御の高い基準が存在し
ないので、効果的な燃料フィルタがディーゼル機関の燃
料供給系に組込まれなければならない。一般にディーゼ
ル燃料は多量の研摩性粒子及び水を含有している。研摩
性粒子は燃料噴射ポンプの構成部品を永久的に損傷する
虞れを有する。また研摩性粒子は燃料を正確に計量し高
圧にて燃料を供給するという燃料噴射ポンプの能力を損
うことにより燃料噴射ポンプの性能に悪影響を及ぼすこ
とがある。またディーゼル燃料中に水が存在すると、内
燃機関の構成部品が腐食したり冷寒時には燃料噴射装置
を遮断したり可動部品を固着させたりすることがある。
同様に内燃機関の部品の摩耗を低減するためには、潤滑
オイルに含まれる水や粒状物質も除去されなければなら
ない。
【０００３】一般にフィルタには使い捨てのフィルタカ
ートリッジが使用されており、フィルタカートリッジは
フィルタが所定の期間使用される毎に交換される。カー
トリッジは内燃機関のヘッダ又は他の一定の位置に固定
的に取付けられるベース組立体に固定される。ベースの
燃料通路内に配置されたヒータにより、燃料がカートリ
ッジへ流入する前に加熱される。
【０００４】加熱要素を含むこれら及び他のフィルタ装
置に於ては、比較的単純な感温スイッチ又は複雑な電子
制御装置により加熱要素を確実に制御する必要がある。
温暖な日や内燃機関が長時間運転された後に於ては、外
気温が例えばマイナス３０°Ｆ（−３４℃）程度の寒冷
時に内燃機関を始動する場合に比して燃料の加熱量は実
質的に少なくてよい。
【０００５】本発明が関連する現代のフィルタ組立体に
於ては、液体はそれがベースを流れる際に不均一に加熱
される。ヒータに直接密に接触した状態になる液体は過
剰に加熱される。かくして加熱された液体は液体の流れ
が混合されると他の液体の流れに対し熱の一部を放出す
る。従って液体の流れの加熱された部分と加熱されてい
ない部分との混合が不完全にしか行われなければ、液体
の加熱状態が不均一になる。
【０００６】本願出願人に譲渡された米国特許第４，９
７６，８５２号及び同第５，０８４，１７０号には、本
発明が関連する燃料フィルタ組立体が記載されている。
これらの燃料フィルタ組立体に於ては使い捨てのフィル
タカートリッジを取付けるベースが使用されている。幾
つかの実施例に於ては、カートリッジは単段式のフィル
タ系を含み、燃料は粒状物質を除去するフィルタ要素ま
で軸線方向及び半径方向に流れる。またフィルタ要素は
ウォータバリヤとしても機能する。濾過された燃料は軸
線方向に流れ、ベースの出口通路を経て流出する。水は
水溜りに収集され定期的に除去される。カートリッジは
そのロールシームに係合するカラーによりベースに固定
される。
【０００７】
【発明の概要】端的に言えば、本発明はその好ましい形
態に於ては、ベース部材と、エンドキャップと、第一及
び第二のフローディストリビュータプレートと、液体の
流れを加熱する複数個のＰＴＣ素子とを含むヒータモジ
ュールに係る。ベース部材の内部構造及びフローディス
トリビュータプレートにより液体のための長い流路が形
成される。ＰＴＣ素子及びフローディストリビュータプ
レートはこの長い流路の全長に亘り液体を加熱し、これ
により熱伝達を改善し、液体中の熱分布を均一にする。
【０００８】ベース部材及びエンドキャップは重合体材
料にて成型される。ベース部材及びエンドキャップの重
合体材料はその内部の加熱された液体を断熱する作用を
果す。エンドキャップは溶接部によりベース部材にシー
ルされ、これによりベース部材の上部キャビティがシー
ルされる。一般にエアポケットがキャビティ内に閉じ込
められ、これにより熱の損失を防止する追加の断熱作用
が与えられる。フローディストリビュータプレートは配
線の必要性を最小限に抑え燃料の加熱を促進すべく導電
性及び伝熱性を有する金属にて形成される。
【０００９】ベース部材の内部構造及び第一及び第二の
フローディストリビュータプレートによりヒータモジュ
ール内に於ける液体の流れが制御される。第一及び第二
のフローディストリビュータプレートはキャビティを上
部液体プレナムと中間液体プレナムと下部液体プレナム
とに分割している。ヒータモジュールへ流入する液体は
第一のフローディストリビュータプレートの上方部分に
より上部液体プレナム及び中間液体プレナムよりシール
される。入口通路より隔置された堰がヒータモジュール
内に於ける液体のレベルを所定のレベルに維持し、液体
が入口通路へ逆流してヒータモジュール内が空の状態に
なることを防止する。液体は堰及び第一のフローディス
トリビュータプレートにより郭定された通路を経て下部
液体プレナムへ流入する。ダムが液体の流れを二つの流
れに分割し、各流れを第一のフローディストリビュータ
プレートの下方部分に設けられた孔へ導く。これらの孔
は半円弧形をなし、第一のフローディストリビュータプ
レートの下方部分の上面に配置された一対のＰＴＣ素子
上へ分割された液体の流れを均一に導く大きさ及び形態
を有している。第一のフローディストリビュータプレー
トの下方部分の高さは、ＰＴＣ素子が堰及びスタンドパ
イプにより維持される液体のレベルよりも下方に位置
し、従って液体にて常に覆われた状態になるような高さ
である。第二のフローディストリビュータプレートは第
一のフローディストリビュータプレートの上方に隔置さ
れ、中間液体プレナムを郭定している。合流した液体の
流れは二つのフローディストリビュータプレートのエッ
ジ部により郭定された出口を経て中間液体プレナムより
流出する。次いで液体は第一のフローディストリビュー
タプレートの上方部分、第二フローディストリビュータ
プレート、エンドキャップにより郭定された上部液体プ
レナムへ流入する。最後に液体はスタンドパイプの軸線
方向ボアを経てヒータモジュールより流出する。
【００１０】ＰＴＣ素子は液体の流れを加熱する熱源を
与える。ＰＴＣ素子はそれの周り及びそれらを越えて流
れる液体を直接加熱する。またＰＴＣ素子はフローディ
ストリビュータプレートを介して上部液体プレナム、中
間液体プレナム、下部液体プレナム内の液体を加熱す
る。液体の加熱は感温スイッチ及びＰＴＣ素子により制
御される。ＰＴＣ素子は自己制御機能を有する。ＰＴＣ
素子は所定の転移点に於て相変化するセラミック材料に
て形成されている。ＰＴＣ素子が転移点以下の温度状態
にある場合には、セラミック材料は導電性を有し、これ
によりＰＴＣ素子は熱を発生する。ＰＴＣ素子の温度が
転移点に到達すると、セラミック材料は相変化し、電気
抵抗が変化することにより電流が大きく減少する。感温
スイッチは液体の流れの最も温度の低い領域にて堰のす
ぐ背後に配置される。感温スイッチは温暖な状況に於て
ＰＴＣ素子に対する確実な電気的遮断スイッチとして機
能する。
【００１１】ヒータモジュールは取付けモジュール及び
使い捨てのフィルタカートリッジに組付けられ、これに
よりフィルタ組立体が形成される。フィルタ組立体は特
に燃料やオイルより粒状物質を除去し燃料やオイルより
水を分離すべく、ディーゼル機関の如き内燃機関の燃料
供給系や潤滑オイル系に組込まれるよう構成される。
【００１２】本発明の一つの目的は、フィルタ組立体に
使用される新規にして改良されたヒータモジュールを提
供することである。
【００１３】本発明の他の一つの目的は、ヒータモジュ
ールを流れる液体に対する熱伝達及び熱分布を改善する
新規にして改良されたヒータモジュールを提供すること
である。
【００１４】本発明の更に他の一つの目的は、ヒータの
制御回路が単純であり、配線の必要度合が低く、これに
より製造コストの安い新規にして改良されたヒータモジ
ュールを提供することである。
【００１５】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
【００１６】添付の図に於て、本発明によるヒータモジ
ュールが符号１０にて全体的に示されている。特に図８
に於ては、ヒータモジュール１０はフィルタ組立体１１
を構成するよう取付けモジュール９０及び使い捨てのフ
ィルタカートリッジ１１０に組付けられている。
【００１７】フィルタ組立体１１は特に燃料やオイルよ
り粒状物質を除去し燃料やオイルより水を分離すべく、
ディーゼル機関の如き図には示されていない内燃機関の
燃料供給系又は潤滑オイル系に組込まれるよう構成され
ている。取付けモジュール９０は内燃機関又は車輌の他
の一定の位置に固定的に取付けられる。フィルタカート
リッジ１１０はリテーナカラー１００により取付けモジ
ュール９０に固定される。
【００１８】図１に於て、ヒータモジュール１０はベー
ス部材２０と、エンドキャップ１６と、第一のフローデ
ィストリビュータプレート７０と、第二のフローディス
トリビュータプレート８０とを含んでいる。ベース部材
２０及びエンドキャップ１６は例えばＶａｌｏｘ ＤＲ
−４８（登録商標）、Ｕｌｔｒａｄｕｒ Ｂ−４３００
−Ｇ４（登録商標）、ＲＴＰ １１０３（登録商標）等
の重合体材料にて精密成型されている。フローディスト
リビュータプレート７０及び８０は導電性及び伝熱性を
有する金属にて形成されている。
【００１９】ベース部材２０は軸線に沿う中央ボア２２
を郭定する細長いスリーブ状の第一の導管２４と、これ
と同心をなす短いスリーブ状の第二の導管２６と、連結
プレート２８と、位置決めリング３０と、周方向に延在
するアッパリップ３２とを含む一体的な部材である。ア
ッパリップ３２はエンドキャップ１６の環状リング１７
（図８参照）に当接している。エンドキャップ１６は溶
接部によりベース部材２０にシールされており、これに
よりベース部材２０の上部キャビティ３８を流体的にシ
ールしている。
【００２０】第一の導管２４及び第二の導管２６はヒー
タモジュール１０と使い捨てのフィルタカートリッジ１
１０とを実質的に同軸にて流体的に連通接続している。
入口通路３４が図には示されていない供給導管に接続さ
れる入口コネクタ３６をヒータモジュールの側部に有し
ている。入口通路３４は第一の導管２４及びこれと一体
のアッパスタンドパイプ４７により郭定された中央ボア
２２とヒータモジュールの上部キャビティ３８を介して
流体的に連通している。ヒータモジュールの側部に設け
られた出口コネクタ４０が図には示されていない出口導
管に接続されるようになっており、出口コネクタは第一
の導管２４と第二の導管２６との間に郭定された軸線方
向の流体通路４４と通路４２を介して流体的に連通して
いる。尚入口コネクタ３６及び出口コネクタ４０はヒー
タモジュール１０の他の位置に設けられていてもよい。
かかる位置は車輌の種類によって異なる特定の構造上の
要件や制約により決定される。入口通路３４及び出口通
路４２は段差状のボア（図４参照）、一つのボア、テー
パ状のボア、或いはフィルタ構造の要件、金型構造の要
件、材料の要件により決定される他のボア構造のもので
あってよい。
【００２１】ベース部材２０の内部構造、第一のフロー
ディストリビュータプレート７０、第二のフローディス
トリビュータプレート８０は、多段式の流路を郭定する
ことによりヒータモジュール１０内に於ける液体の流れ
を制御する。入口通路３４の一部はスタンドパイプ４７
の上面４８と実質的に同一平面をなす上面を有する第一
の棚４６（図３参照）を郭定している。第一のフローデ
ィストリビュータプレート７０は後述の如く種々の孔を
有する不規則な形状の二段構造体である。一方第二のフ
ローディストリビュータプレート８０は後述の如く平面
的な構造体である。第一のフローディストリビュータプ
レート７０の上方部分７２は第一の棚４６に当接し、こ
れにより燃料の流れに対しシールすると共に下部液体プ
レナム３７を郭定している。ヒータモジュール１０へ流
入する液体は下部液体プレナム３７へ流入し、入口通路
３４の出口５２より下流側に配置された堰５０（図３参
照）を越えて流れる。堰５０はヒータモジュール１０内
に於ける液体のレベルを予め定められたレベルに維持
し、フィルタカートリッジ１１０が取外される場合に液
体が入口通路３４へ逆流することを防止する。堰５０の
上縁及び第一のフローディストリビュータプレート７０
は液体の流れのためのオリフィス（図示せず）を郭定し
ている。
【００２２】内部ダム５６の上面５８及び環状肩部６０
が第二の棚６２を郭定している。第一のフローディスト
リビュータプレート７０の下方部分７４は第二の棚６２
に当接しており、これにより液体の流れに対しシールし
ている。疑問符の形状を有するダム５６は液体の流れを
二つの流れに分割し、各流れを第一のフローディストリ
ビュータプレート７０の下方部分７４に設けられた孔７
６へ導く。一つの好ましい実施例に於ては、孔７６は第
一のフローディストリビュータプレート７０の下方部分
７４の上面７８上に配置された一対のＰＴＣ素子１２を
越えて分割された液体の流れを均一に導く大きさ及び形
状に設定された実質的に三日月形をなしている。第一の
フローディストリビュータプレート７０の下方部分７４
の高さは、ＰＴＣ素子１２が堰５０及びスタンドパイプ
４７により維持される液体のレベルよりも低い位置に位
置し、従って使用中には液体によって常に覆われるよう
な高さである。
【００２３】第二のフローディストリビュータプレート
８０は第一のフローディストリビュータプレート７０の
上方に隔置され、これにより中間液体プレナム６６（図
８参照）を形成している。合流し上方へ流れる液体の流
れは第一及び第二のフローディストリビュータプレート
７０、８０のエッジ部８２、７９（図７及び図５参照）
により郭定された出口を経て中間液体プレナム６６より
流出する。次いで液体は第一のフローディストリビュー
タプレートの上方部分７２、第二のフローディストリビ
ュータプレート８０、エンドキャップ１６により郭定さ
れた上部液体プレナム６４へ流入し、スタンドパイプ４
７を経てヒータモジュール１０より流出する。
【００２４】ＰＴＣ素子１２（図１参照）は第一のフロ
ーディストリビュータプレート７０の下方部分７４に取
付けられてよい。第一及び第二のフローディストリビュ
ータプレート７０、８０は複数個のねじ８６により所定
の位置に保持される。或いはＰＴＣ素子１２′は第一の
フローディストリビュータプレート７０″の下方部分７
４″に設けられたリセス７７内に配置されてもよい（図
２参照）。第二のフローディストリビュータプレート８
０″とＰＴＣ素子１２′との間に配置されたばね７５に
より、それらが熱的及び電気的に十分に接触した状態が
維持される。
【００２５】ベース部材２０は第一及び第二のフローデ
ィストリビュータプレート７０及び８０を位置決めし取
付けるための内部構造を有している。第一の実施例（図
１、図２、図６、図７、図８参照）に於ては、位置決め
用支柱４３及び取付け用支柱４５（図１参照）が第一の
フローディストリビュータプレート７０に設けられた位
置決め用孔７１及び取付け用孔７３を貫通して延在して
いる。第二のフローディストリビュータプレート８０は
位置決め用支柱４３及び取付け用支柱４５上に載置され
ている。フローディストリビュータプレート７０及び８
０は取付け用孔７３、８７を貫通して延在し取付け用支
柱４５に係合する複数個のねじ８６により所定の位置に
保持されている。第二の実施例（図９及び図１０参照）
に於ては、位置決め用支柱４３は第二のフローディスト
リビュータプレート８０に設けられた位置決め用孔８８
をも貫通して延在する。図９及び図１０に示されている
如く、位置決め用支柱４３及び取付け用支柱４５及びこ
れらに関連する位置決め用孔７１、８８及び取付け用孔
７３、８７は、支柱４３及び４５が液体の流れに干渉し
ない限り種々の位置に設けられていてよい。また第一及
び第二のフローディストリビュータプレート７０及び８
０はそれらが適正に整合された状態を維持するよう所定
の位置に熱間にてかしめられてもよい。
【００２６】ＰＴＣ素子１２は液体の流れを加熱するた
めの熱源を与える。一つの好ましい実施例に於ては、各
ＰＴＣ素子１２は７５Ｗの定格出力を有する。ＰＴＣ素
子１２は液体と熱的に密に接触し、それらの周り及びそ
れらを越えて流れる液体を直接加熱する。またＰＴＣ素
子１２は第一及び第二のフローディストリビュータプレ
ート７０及び８０も加熱する。従って液体の流れはそれ
が下部液体プレナム３７を通過して流れる際に第一のフ
ローディストリビュータプレート７０により加熱され
る。次いで液体の流れはそれが中間液体プレナム６６を
通過して流れる際にＰＴＣ素子１２及び第一及び第二の
フローディストリビュータプレート７０及び８０により
直接加熱される。更に液体の流れはそれが上部液体プレ
ナム６４を通過して流れる際に第一及び第二のフローデ
ィストリビュータプレート７０及び８０により加熱され
る。
【００２７】感温スイッチ１４、第一及び第二のフロー
ディストリビュータプレート７０、８０及びＰＴＣ素子
１２はＰＴＣ素子に対し電力を供給する電気回路を形成
している。電気コネクタ６７が第一の導電支柱６８（図
３参照）及び感温スイッチ１４に接続されている。感温
スイッチ１４は第二の導電支柱６９に接続されている。
第一のフローディストリビュータプレート７０の下方部
７４は第二の導電支柱６９に接触している。ＰＴＣ素子
１２は第一のフローディストリビュータプレートの下方
部分７４と第二のフローディストリビュータプレート８
０との間に導電経路を与えている。第二のフローディス
トリビュータプレート８０は第一の導電支柱６８と接触
し電気回路を完成するタブ８４（図５参照）を有してい
る。
【００２８】液体の加熱は感温スイッチ１４及び自己制
御機能を有するＰＴＣ素子１２により制御される。ＰＴ
Ｃ素子１２は所定の温度に於て相変化するセラミック材
料にて形成されている。一つの好適なＰＴＣ素子はチタ
ン酸バリウムを含有するものである。ＰＴＣ素子１２は
そのセラミック材料が低温の相状態にある限り電気を導
いて熱を発生する。ＰＴＣ素子の温度が所定の温度にな
ると、セラミック材料は相変化し、ＰＴＣ素子を流れる
電流が大きく低下し、これにより熱を発生しなくなる。
感温スイッチ１４は液体の流れの比較的低温の領域内に
て堰５０より下流側であってＰＴＣ素子１２より上流側
に於て堰５０のすぐ背後に配置されている。感温スイッ
チ１４は温度センサ及びスイッチを含むバイメタルスイ
ッチであることが好ましい。感温スイッチ１４はスイッ
チを開閉することによってＰＴＣ素子１２へ流れる電流
を制御し、これにより液体の温度を制御する。感温スイ
ッチ１４は温暖な状況下に於てはＰＴＣ素子に対する確
実な遮断スイッチとして機能する。ＰＴＣ素子１２及び
感温スイッチ１４の組合せにより、ヒータモジュール１
０は液体の温度状態に対し非常に敏感なモジュールにさ
れている。
【００２９】ベース部材２０及びエンドキャップ１６の
プラスチック材料はその内部の加熱された燃料を断熱す
る機能を果す。更にエアポケットが一般にエンドキャッ
プ１６の下方にてキャビティ３８に捕捉される。このエ
アポケットは熱の損失を防止する追加の断熱作用を行
う。
【００３０】図８に於て、取付けモジュール９０（金属
にて鋳造されたものであってよい）は、第一の導管２
４、第二の導管２６、位置決めリング３０を受入れる孔
を有する連結プレート９２を含んでいる。
【００３１】ヒータモジュール１０及び取付けモジュー
ル９０は、フィルタカートリッジ１１０の上方部分を受
入れるための下部キャビティを有する逆カップ形の容器
を郭定している。
【００３２】フィルタカートリッジ１１０は互いに対向
するカップ状の上部半体１１４及び下部半体１１６によ
り形成された缶形の容器１１２を含んでおり、上部半体
及び下部半体は周方向に延在するロールシーム１１８に
沿って互いに接合されている。上部半体１１４は軸線に
沿う中央孔を有する成形された部材である。中央孔に取
付けられた上部シールグロメット１２０が第二の導管２
６に当接してシールしている。上部半体１１４の上面は
環状リセスを有するよう成形されている。
【００３３】連続的なファン形のプリーツ状をなすフィ
ルタ要素１２２が容器１１２内に収容されている。フィ
ルタ要素１２２は容器１１２の全長の約４分の３の範囲
に亘り軸線に沿って延在している。かくしてフィルタ要
素１２２は軸線に沿って延在する内側室１２４と準環状
の外側室１２６とを郭定している。燃料やオイルがフィ
ルタ要素１２２を通過する際に水が合体して水滴を形成
するよう、フィルタ要素１２２には樹脂バインダ又は他
の水合体手段が固定されている。ウォータバリヤも使用
されてよい。燃料やオイルより分離された水を収集する
水溜り１２８が下部半体１１６の底に形成されている。
水を排出させるための排出弁１３０がカートリッジの下
部半体１１６に設けられている。
【００３４】フィルタ要素１２２の下端には中央ポート
１３４を有するプレート１３２が係合している。中央ポ
ート１３４に対し同軸をなす管状構造体１３６がプレー
ト１３２に係合し、内側室１２４の全長の一部に亘り上
方へ延在している。管状構造体１３６は第一の導管２４
の下方部分を同軸状態にて受けており、第二の導管２６
の下端と管状構造体１３６の上端との間の上下方向の間
隙は、軸線方向に延在する流体通路４４を経てフィルタ
要素１２２外へ流出する燃料やオイルの流れを導くため
の通路を郭定している。管状構造体１３６の上端に近接
して取付けられた下部シールグロメット１３８が第一の
導管２４に当接して径方向にシールしている。
【００３５】使い捨てのカートリッジは連続的なファン
形をなす二重のフィルタ要素（図示せず）を含んでいて
もよい。
【００３６】カートリッジは環状リセス１４０を有して
いる。環状リセス１４０はロールシーム１１８に近接し
てその内側に設けられている。リテーナカラー１００は
ロールシーム１１８に係合してこれを保持するリム状の
肩部１０４を有している。
【００３７】取付けモジュール９０は径方向に互いに対
向する位置にて一体的に外方へ突出する一対の傾斜凸部
９４を有している。各傾斜凸部は取付けモジュール９０
の周りに９０度以上の範囲に亘り螺旋状に延在してい
る。各傾斜凸部の上端は面取りされている。ストッパ
（図示せず）が各傾斜凸部９４の対応する上端より角方
向に隔置された位置に設けられている。カラー１００に
は螺旋状の傾斜凸部１０２が設けられており、この傾斜
凸部は取付けモジュール９０に設けられた傾斜凸部９４
及びストッパに係合し得るような大きさ及び位置にて設
けられており、これによりカラー１００が取付けモジュ
ールに整合され回転されると、傾斜凸部１０２が取付け
モジュールの傾斜凸部９４に摺接してそれに沿って移動
するようになっている。取付けモジュールの傾斜凸部の
上面及びリテーナカラーの傾斜凸部１０２の下面の傾斜
角は一定であり且つ実質的に互いに等しい。取付けモジ
ュールの傾斜凸部９４の上面及びリテーナカラーの傾斜
凸部１０２の下面は比較的長い実質的に面接触の界面に
沿って互いに係合する。取付けモジュールとリテーナカ
ラーとが互いにロックされた状態は、カラーの傾斜凸部
１０２のリーディング端部がストッパに係合することに
よって容易に達成される。
【００３８】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明によるヒータモジュールを示す分
解斜視図である。
【図２】図１に示されたヒータモジュールのフローディ
ストリビュータプレート及びＰＴＣ素子の他の一つの実
施例を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示されたヒータモジュールのベースを示
す平面図である。
【図４】図３に示されたヒータモジュールのベースを図
３の方向に対し９０度回転させた状態にて示す断面図で
ある。
【図５】図１に示されたヒータモジュールの第二のフロ
ーディストリビュータプレートを示す拡大平面図であ
る。
【図６】図１に示されたヒータモジュールの第一のヒー
タモジュールを示す拡大斜視図である。
【図７】図６に示されたフローディストリビュータプレ
ートの平面図である。
【図８】取付けモジュール及びフィルタカートリッジに
組付けられた図１のヒータモジュールを示す断面図であ
る。
【図９】図７に示されたフローディストリビュータプレ
ートの他の一つの実施例を示す平面図である。
【図１０】図５に示されたフローディストリビュータプ
レートの他の一つの実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０…ヒータモジュール １１…フィルタ組立体 １２、１２′…ＰＴＣ素子 ２０…ベース部材 ２４…第一の導管 ２６…第二の導管 ７０、８０…フローディストリビュータプレート １００…リテーナカラー １１０…フィルタカートリッジ １１４…上部半体 １１６…下部半体 １２２…フィルタ要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エム・クレイグ・マクスウェル アメリカ合衆国 06415 コネチカット州、 コルチェスター、フォレスト・ドライヴ ８ (72)発明者 ロバート・ダブリュ・ゼイナー アメリカ合衆国 06790 コネチカット州、 トリントン、ノルウッド・ドライヴ 38 (72)発明者 ラリー・アール・コート アメリカ合衆国 06238 コネチカット州、 コヴェントリー、ボストン・ターンパイク 2508

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液体の流れを加熱するヒータモジュール
    （１０）であって、入口（３６、５２）と、ベースプレ
    ート（２８）と、出口（４０）と、それぞれ前記入口
    （３６）及び前記出口（４０）と流体的に連通する第一
    の導管（２４）及び第二の導管（２６）とを含むベース
    部材（２０）を有するヒータモジュールに於て、前記ヒ
    ータモジュール（１０）は更に前記ベースプレート（２
    ８）の上方に配置されて第一の液体プレナム（３７）を
    郭定する第一のプレート（７０）を含み、前記第一の液
    体プレナム（３７）は前記入口（３６）と流体的に連通
    しており、前記第一のプレート（７０）は複数個の孔
    （７６）を郭定する第一のフローディストリビュータ手
    段（７０）と、 前記第一のプレート（７０）の上方に配置されて第二の
    液体プレナム（６６）を郭定する第二のプレート（８
    ０）を含み、前記第二の液体プレナム（６６）は前記孔
    （７６）を介して前記第一の液体プレナム（３７）と流
    体的に連通する第二のフローディストリビュータ手段
    （８０）と、 前記第二の液体プレナム（６６）内に配置され熱を発生
    する加熱手段（１２）と、 前記ベース部材（２０）に取付けられたエンドキャップ
    （１６）であって、前記エンドキャップ（１６）、前記
    第一のプレート（７０）、前記第二のプレート（８０）
    は第三の液体プレナム（６４）を郭定しており、前記第
    三の液体プレナム（６４）は前記第二の液体プレナム
    （６６）及び前記第一の導管（２４）と流体的に連通す
    るエンドキャップ（１６）と、を含んでいることを特徴
    とするヒータモジュール。
  2. 【請求項２】請求項１のヒータモジュールに於て、前記
    第一のプレート（７０）及び前記第二のプレート（８
    ０）は伝熱性及び導電性を有する金属にて形成されてい
    ることを特徴とするヒータモジュール。
  3. 【請求項３】請求項２のヒータモジュールに於て、前記
    加熱手段（１２）は前記第一のプレート（７０）及び前
    記第二のプレート（８０）に熱を伝達し、前記加熱手段
    （１２）、前記第一のプレート（７０）、前記第二のプ
    レート（８０）は前記第一の液体プレナム（３７）、前
    記第二の液体プレナム（６６）、前記第三の液体プレナ
    ム（６４）を流れる液体に熱を伝達するよう構成されて
    いることを特徴とするヒータモジュール。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３の何れかのヒータモジュー
    ルに於て、前記加熱手段（１２）はＰＴＣ素子を含んで
    いることを特徴とするヒータモジュール。
  5. 【請求項５】請求項４のヒータモジュールに於て、前記
    ＰＴＣ素子は所定の閾値温度以下の温度に於ては高い導
    電性を有し前記閾値温度よりも高い温度に於ては実質的
    に導電性を喪失する構造を有するセラミック材料を含ん
    でいることを特徴とするヒータモジュール。
  6. 【請求項６】請求項１乃至５の何れかのヒータモジュー
    ルに於て、前記加熱手段（１２）、前記第一のプレート
    （７０）、前記第二のプレート（８０）は前記加熱手段
    （１２）へ電力を供給する電気回路を形成していること
    を特徴とするヒータモジュール。
  7. 【請求項７】請求項６のヒータモジュールに於て、前記
    電気回路は更に前記第一の液体プレナム（３７）内に配
    置された感温スイッチ（１４）を含み、前記感温スイッ
    チ（１４）は周囲の液体の温度を検出するセンサ装置
    と、前記センサ装置に応答して選択的に状態を切換えて
    前記液体の温度を制御するスイッチ装置とを含んでいる
    ことを特徴とするヒータモジュール。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７の何れかのヒータモジュー
    ルに於て、前記第一のプレート（７０）は第一の部分
    （７２）及び第二の部分（７４）を含む二段部材であ
    り、前記孔（７６）は第二の部分（７４）に設けられて
    いることを特徴とするヒータモジュール。
  9. 【請求項９】請求項１乃至８の何れかのヒータモジュー
    ルに於て、前記孔（７６）は実質的に三日月形をなして
    いることを特徴とするヒータモジュール。
  10. 【請求項１０】請求項１乃至９の何れかのヒータモジュ
    ールに於て、前記加熱手段（１２）は一対のＰＴＣ素子
    を含み、前記孔（７６）は一対の溝を含み、各溝は液体
    を前記ＰＴＣ素子に対し熱的に密に接触した状態にもた
    らす位置に設けられていることを特徴とするヒータモジ
    ュール。
  11. 【請求項１１】請求項８乃至１０の何れかのヒータモジ
    ュールに於て、前記第二の部分（７４）は第一及び第二
    の窪み部（７７）を含み、前記ＰＴＣ素子は前記窪み部
    （７７）の各々に配置されており、前記ヒータモジュー
    ルは更にばね手段（７５）を含み、前記ばね手段（７
    ５）は前記ＰＴＣ素子及び前記第二のプレート（８０）
    を押圧しており、前記第一のプレート（７０）及び前記
    第二のプレート（８０）は前記ベース部材（２０）に対
    しかしめられていることを特徴とするヒータモジュー
    ル。
  12. 【請求項１２】請求項８乃至１０の何れかのヒータモジ
    ュールに於て、前記ＰＴＣ素子は前記第二の部分（７
    ４）に取付けられていることを特徴とするヒータモジュ
    ール。
  13. 【請求項１３】請求項１乃至１２の何れかのヒータモジ
    ュールに於て、前記ベース部材（２０）は更に前記入口
    （５２）より隔置され前記ヒータモジュール内に液体の
    予め設定されたリザーバを維持する堰手段（５０）を含
    んでいることを特徴とするヒータモジュール。
  14. 【請求項１４】請求項１３のヒータモジュールに於て、
    前記加熱手段（１２）は前記リザーバ内に配置されてい
    ることを特徴とするヒータモジュール。
  15. 【請求項１５】請求項１乃至１３の何れかのヒータモジ
    ュールに於て、前記ベース部材（２０）は更に前記第一
    の液体プレナム（３７）内に配置され液体の流れを二つ
    の流れに分割するダム手段（５６）を含み、前記ダム手
    段（５６）は前記二つの流れの各々を前記孔（７６）へ
    導くよう構成されていることを特徴とするヒータモジュ
    ール。
  16. 【請求項１６】請求項１乃至１３の何れかのヒータモジ
    ュールに於て、前記ベース部材（２０）及び前記エンド
    キャップ（１６）は重合体材料にて形成されていること
    を特徴とするヒータモジュール。
  17. 【請求項１７】入口（３６、５２）と、出口（４０）
    と、それぞれ前記入口（３６）及び前記出口（４０）と
    流体的に連通する第一の導管（２４）及び第二の導管
    （２６）とを備えたベース部材（２０）を有するフィル
    タベース組立体に於て、 前記ベース部材（２０）は更に前記入口（３６）と流体
    的に連通する第一の液体プレナム（３７）を郭定する第
    一のフローディストリビュータ手段（７０）であって、
    少くとも一つの孔を郭定する孔手段（７６）を含む第一
    のフローディストリビュータ手段（７０）と、前記孔手
    段（７６）を介して前記第一の液体プレナム（３７）と
    流体的に連通する第二の液体プレナム（６６）を郭定す
    るよう前記第一のフローディストリビュータ手段（７
    ０）に対し位置決めされた第二のフローディストリビュ
    ータ手段（８０）と、前記第二の液体プレナム（６６）
    を流れる液体を加熱する加熱手段（１２）と、前記ベー
    ス部材（２０）に取付けられたキャップ（１６）とを含
    み、前記キャップ（１６）、前記第一のフローディスト
    リビュータ手段（７０）及び前記第二のフローディスト
    リビュータ手段（８０）は第三の液体プレナム（６４）
    を郭定しており、前記第三の液体プレナム（６４）は前
    記第二の液体プレナム（６６）及び前記第一の導管（２
    ４）と流体的に連通していることと、 前記フィルタベース組立体は更に前記第一の導管（２
    ４）及び前記第二の導管（２６）を受入れる孔を備えた
    プレート（９２）を有する取付けモジュール（９０）を
    含み、前記ベース部材（２０）は前記取付けモジュール
    の前記プレート（９２）に取付けられるよう構成されて
    いることと、を含んでいることを特徴とするフィルタベ
    ース組立体。
  18. 【請求項１８】請求項１７のフィルタベース組立体に於
    て、前記ベース部材（２０）及び前記エンドキャップ
    （１６）は重合体材料にて形成されていることを特徴と
    するフィルタベース組立体。
  19. 【請求項１９】請求項１７又は１８のフィルタベース組
    立体に於て、前記フローディストリビュータ手段（７
    ０、８０）は導電性及び伝熱性を有する材料にて形成さ
    れていることを特徴とするフィルタベース組立体。
  20. 【請求項２０】請求項１７乃至１９の何れかのフィルタ
    ベース組立体に於て、前記取付けモジュール（９０）は
    鋳造金属にて形成されていることを特徴とするフィルタ
    ベース組立体。
  21. 【請求項２１】請求項１９のフィルタベース組立体に於
    て、前記加熱手段（１２）は前記第一のフローディスト
    リビュータ手段（７０）及び前記第二のフローディスト
    リビュータ手段（８０）に係合してこれらに熱を伝達
    し、これにより前記加熱手段（１２）、前記第一のフロ
    ーディストリビュータ手段（７０）及び前記第二のフロ
    ーディストリビュータ手段（８０）は液体に熱を伝達す
    るよう構成されていることを特徴とするフィルタベース
    組立体。
  22. 【請求項２２】請求項１７乃至２１の何れかのフィルタ
    ベース組立体に於て、前記加熱手段（１２）は一対のＰ
    ＴＣ素子を含み、各ＰＴＣ素子は所定の閾値温度以下の
    温度に於ては導電性を有し前記閾値温度よりも高い温度
    に於ては実質的に導電性を喪失する構造を有するセラミ
    ック材料を含んでいることを特徴とするフィルタベース
    組立体。
  23. 【請求項２３】請求項１９乃至２２の何れかのフィルタ
    ベース組立体に於て、前記フィルタベース組立体は感温
    スイッチ（１４）を含み、前記加熱手段（１２）、前記
    感温スイッチ（１４）、前記第一のフローディストリビ
    ュータ手段（７０）及び前記第二のフローディストリビ
    ュータ手段（８０）は前記加熱手段（１２）へ電力を供
    給する電気回路を形成しており、前記感温スイッチ（１
    ４）は周囲の液体の温度を検出する温度センサ装置と、
    前記センサ装置に応答し選択的に状態を切換えて液体の
    温度を制御するスイッチ装置とを含んでいることを特徴
    とするフィルタベース組立体。
  24. 【請求項２４】請求項２２又は２３のフィルタベース組
    立体に於て、前記第一のフローディストリビュータ手段
    （７０）は上側の第一の部分（７２）と下側の第二の部
    分（７４）とを含み、前記孔（７６）は液体を前記ＰＴ
    Ｃ素子上へ導く位置にて前記第二の部分（７４）に設け
    られていることを特徴とするフィルタベース組立体。
  25. 【請求項２５】請求項２３のフィルタベース組立体に於
    て、前記ベース部材（２０）は更に前記入口（５２）よ
    りある距離隔置され前記ベース部材（２０）内に液体の
    予め設定されたリザーバを維持する堰手段（５０）を含
    み、前記加熱手段（１２）及び前記感温スイッチ（１
    ４）は前記リザーバ内に配置されていることを特徴とす
    るフィルタベース組立体。
  26. 【請求項２６】請求項１７乃至２５の何れかのフィルタ
    ベース組立体に於て、前記孔（７６）は二つ設けられて
    おり、前記ベース部材（２０）は更に前記第一の液体プ
    レナム（３７）内に配置され液体の流れを二つの流れに
    分割するダム手段（５６）を含み、前記ダム手段（５
    ６）は前記二つの流れの各々を対応する前記孔（７６）
    へ導くよう構成されていることを特徴とするフィルタベ
    ース組立体。
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