(57)【要約】【課題】水分離性能を向上することが可能なディーゼル燃料フィルタ装置を提供する。【解決手段】濾過体４２の濾過用繊維４２１の表面で燃料中の体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍの水粒子８１ａを捕捉して凝集し、予め体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍの水粒子８１を形成する。そして、水捕集部材５０の第１層５１の第１繊維５１ａの表面で水粒子８１を捕捉して第１繊維５１ａ間に水膜を形成する。この水膜を第２層５２に押し出して、第１繊維５１ａよりも親水性が低い第２繊維５２ａの表面で粗大な水粒子８３を形成し、沈降分離させる。【選択図】図３
2015081521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク（２）内から供給先（４、５）への燃料供給経路に設けられ、ポンプ手段（２Ａ）の作動に伴って前記燃料供給経路を流通する燃料を濾過するディーゼル燃料フィルタ装置であって、
前記ポンプ手段から吐出された前記燃料が流通する燃料通路（２０）を内部に形成するハウジング（１０）と、
前記ハウジング内に設けられ、前記燃料通路を流通する前記燃料から異物を捕集する濾過体（４２）と、
前記ハウジング内において前記濾過体よりも燃料流れ下流側に設けられ、前記燃料通路を流通する前記燃料から水粒子（８１）を捕集して凝集分離する水捕集部材（５０）と、を備え、
前記燃料は、水との界面における界面張力が１０〜４０ｍＮ／ｍであり、
前記濾過体へ流入する前記燃料は、体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍの水粒子（８１ａ）を含み、前記濾過体へ流入する際の前記燃料の平均流速が１〜５ｍｍ／ｓであり、
前記濾過体は、繊維径が０．５〜５μｍの濾過用繊維（４２１）を充填率２０〜３０％で集合させてなり、前記燃料が通過する方向の厚さが０．４〜０．８ｍｍであり、
前記濾過用繊維の表面は、前記燃料の中における水との接触角が９０〜１６０度であり、
前記水捕集部材へ流入する前記燃料は、前記濾過体で凝集されて体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍとなった水粒子（８１）を含み、前記水捕集部材へ流入する際の前記燃料の平均流速が５〜２０ｍｍ／ｓであることを特徴とするディーゼル燃料フィルタ装置。
【請求項２】
前記水捕集部材は、
表面が所定の親水性を示す第１繊維（５１ａ）を集合させてなり、前記第１繊維の表面で捕捉した水粒子を凝集して前記第１繊維同士の間で水膜（８２）を形成し得る第１繊維集合体層（５１）と、
前記第１繊維集合体層よりも燃料流れ下流側に前記第１繊維集合体層と接するように設けられ、表面が前記第１繊維よりも低い親水性を示す第２繊維（５２ａ）を集合させた第２繊維集合体層（５２）と、を有していることを特徴とする請求項１に記載のディーゼル燃料フィルタ装置。
【請求項３】
前記第１繊維は、繊維径が１０〜２５μｍであり、
前記第１繊維の表面は、前記燃料の中における水との接触角が４０〜７０度であり、
前記第１繊維集合体層は、前記第１繊維の充填率が３〜２５％であるとともに、前記燃料が通過する方向の厚さが１．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のディーゼル燃料フィルタ装置。
【請求項４】
前記第２繊維は、繊維径が３０〜７０μｍであり、
前記第２繊維の表面は、前記燃料の中における水との接触角が９０〜１６０度であり、
前記第２繊維集合体層は、前記第２繊維の充填率が３〜１５％であるとともに、前記燃料が通過する方向の厚さが０．５〜２ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載のディーゼル燃料フィルタ装置。
【請求項５】
前記第２繊維集合体層は、前記第１繊維集合体層よりも繊維の充填率が小さいことを特徴とする請求項４に記載のディーゼル燃料フィルタ装置。
【請求項６】
前記濾過体および前記水捕集部材はいずれも軸線が上下方向に延びる筒状に形成され、前記水捕集部材が前記濾過体の内方に設けられて、前記濾過体および前記水捕集部材を外方から径内方向へ向かって前記燃料が通過するようになっており、
前記水捕集部材の内方に位置して前記水捕集部材よりも燃料流れ下流側に設けられ、表面が撥水性を呈して、通過する前記燃料から水粒子を分離する撥水材層（４９）を備え、
前記撥水材層へ流入する際の前記燃料の平均流速が２０ｍｍ／ｓ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のディーゼル燃料フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料中に含まれる微細な水粒子を捕集することが可能なディーゼル燃料フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば下記特許文献１に開示された油水分離フィルタがある。この油水分離フィルタは、所定の親水性を呈する繊維状シート等からなり、油中に混在する微小水滴を凝集して粗粒化し、水の沈降分離により油水分離を行う。特許文献１には、処理液中の異物等を捕集するために、油水分離フィルタの燃料流れ上流側に異物捕捉用の部材を設けてもよいことが記載されている。また、特許文献１には、油水分離フィルタを軽油等の燃料油中の水を分離する際に用いることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８８３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の油水分離フィルタを、例えば車両に搭載されるディーゼル燃料フィルタ装置に水捕集部材として適用した場合には、燃料油中から水を良好に分離することができないという不具合を発生する。
【０００５】
この不具合を解消するために、本発明者は鋭意検討を行い、水捕集部材よりも燃料流れ上流側に設ける異物捕捉用の濾過体に着目し、燃料油中から水を良好に分離することが可能な構成を見出した。本発明者は、濾過体で予め水滴の凝集を進行させて所定粒径の水滴を形成し、水捕集部材に所定流速で供給すれば、水捕集部材において燃料油中からの水分離性能を向上することが可能であることを見出した。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、水分離性能を向上することが可能なディーゼル燃料フィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、
燃料タンク（２）内から供給先（４、５）への燃料供給経路に設けられ、ポンプ手段（２Ａ）の作動に伴って燃料供給経路を流通する燃料を濾過するディーゼル燃料フィルタ装置であって、水捕集部材（５０）よりも燃料流れ上流側に濾過体（４２）を備えており、
燃料は、水との界面における界面張力が１０〜４０ｍＮ／ｍであり、
濾過体へ流入する燃料は、体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍの水粒子（８１ａ）を含み、濾過体へ流入する際の燃料の平均流速が１〜５ｍｍ／ｓであり、
濾過体は、繊維径が０．５〜５μｍの濾過用繊維（４２１）を充填率２０〜３０％で集合させてなり、燃料が通過する方向の厚さが０．４〜０．８ｍｍであり、
濾過用繊維の表面は、燃料の中における水との接触角が９０度〜１６０度であり、
水捕集部材へ流入する燃料は、濾過体で凝集されて体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍとなった水粒子（８１）を含み、水捕集部材へ流入する際の燃料の平均流速が５〜２０ｍｍ／ｓであることを特徴としている。
【０００８】
これによると、ポンプ手段から吐出された燃料は、水捕集部材を通過する前に濾過体を通過する。濾過体へ流入する燃料は、水との界面における界面張力が１０〜４０ｍＮ／ｍであり、ポンプ手段の作動に伴い体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍとなった比較的微細な水粒子を含んでおり、平均流速１〜５ｍｍ／ｓで濾過体へ流入する。
【０００９】
濾過体は、繊維径が０．５〜５μｍの濾過用繊維を充填率２０〜３０％で集合させたもので、燃料が通過する方向の厚さは０．４〜０．８ｍｍであり、濾過用繊維の表面は、燃料の中における水との接触角が９０〜１６０度である。
【００１０】
このような濾過体に燃料を通過させることで、燃料中の水粒子を濾過用繊維の表面で捕捉して凝集し、体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍの水粒子とすることができる。濾過体で予め凝集して体積中心粒径Ｄ５０を８０〜１５０μｍとした水粒子を、平均流速５〜２０ｍｍ／ｓで水捕集部材に流入させることで、水捕集部材における凝集により沈降分離に好適な大きさにまで水粒子を成長させることができる。このようにして、対象とする燃料において必要な水分離を実施でき、水分離性能を向上することができる。
【００１１】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態におけるディーゼル燃料フィルタ装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第１の実施形態のディーゼル燃料フィルタ装置の濾過体、水捕集部材、撥水材層の各層に燃料が通過する際の状態を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態の水捕集部材の構成と水分離作用を説明するための構成図である。
【図５】第１の実施形態の水捕集部材の第１層と第２層との接続部の模式拡大断面図である。
【図６】第１の実施形態の各層を構成する単繊維表面の水の接触角を説明するための側面図である。
【図７】第１の実施形態のディーゼル燃料フィルタ装置を備える燃料供給装置であるコモンレール式燃料噴射システムの概略構成図である。
【図８】比較例の水捕集部材の構成と水分離作用を説明するための構成図である。
【図９】比較例の水捕集部材の第１層最下流部の模式拡大断面図である。
【図１０】第２の実施形態におけるディーゼル燃料フィルタ装置の構成を示す断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】水捕集部材への燃料流入流速と水捕集部材において成長可能な水粒径との関係を示すグラフである。
【図１３】水捕集部材の内方を上昇する燃料流速と燃料中を沈降可能な水粒径との関係を示すグラフである。
【図１４】他の実施形態におけるディーゼル燃料フィルタ装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１４】
（第１の実施形態）
本発明を適用した第１の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００１５】
図７に示すように、本実施形態のディーゼル燃料フィルタ装置を備える燃料供給装置は、例えば車両に搭載されるコモンレール式燃料噴射システムである。以下、ディーゼル燃料フィルタ装置を、燃料フィルタ装置と呼ぶ場合がある。燃料供給装置は、燃料タンク２、低圧ポンプ２Ａ、高圧ポンプ３、コモンレール４、インジェクタ５、および、燃料タンク２と高圧ポンプ３との間に介装された燃料フィルタ装置１を備えている。
【００１６】
低圧ポンプ２Ａと高圧ポンプ３とで、燃料タンク２内から供給先であるコモンレール４やインジェクタ５に液体燃料を供給するサプライポンプを構成している。低圧ポンプ２Ａは、燃料タンク２内に設けられている。低圧ポンプ２Ａは、本実施形態におけるポンプ手段に相当する。低圧ポンプ２Ａは、その作動に伴って正圧の燃料を吐出する。ここで、正圧とは燃料タンク２内の圧力よりも高い圧力である。燃料タンク２内が大気圧と同圧である場合には、正圧とは大気圧よりも高い圧力である。
【００１７】
低圧ポンプ２Ａは、電動のフィードポンプである。低圧ポンプ２Ａには、例えばトロコイド式ポンプやウエスコ式ポンプを用いることができる。また、高圧ポンプ３には、例えばプランジャ式ポンプを用いることができる。高圧ポンプ３には、流量制御装置としての電磁弁を設けることができる。
【００１８】
低圧ポンプ２Ａは、燃料タンク２内に設けられていたが、これに限定されるものではない。低圧ポンプ２Ａは、例えば燃料タンク２の外部に設けるものであってもよい。また、例えば、サプライポンプである低圧ポンプ２Ａおよび高圧ポンプ３を一体的に構成し同一の駆動源により駆動するものであってもよい。
【００１９】
サプライポンプが作動すると、燃料タンク２の内部に蓄えられた常圧の燃料が吸引され、燃料供給経路である燃料配管６内を流通してコモンレール４内に供給される。その際に、燃料フィルタ装置１において燃料中の異物が捕捉され、燃料中から水が分離される。
【００２０】
コモンレール４は、内部にサプライポンプの高圧ポンプ３で加圧された燃料を蓄圧状態で保持する。コモンレール４には、ディーゼルエンジンの各気筒の内部へ燃料を噴射するインジェクタ５が気筒数に応じて接続されている。コモンレール４内部に蓄圧状態で保持された燃料は、インジェクタ５から噴射される。コモンレール４には還流配管７が接続されている。コモンレール４で余剰となった燃料は還流配管７を経由して燃料タンク２へ還流される。
【００２１】
各インジェクタ５の制御圧力室に流入してインジェクタ作動に用いられた燃料やリーク燃料等のインジェクタ５低圧ポートから排出される低圧燃料、および、高圧ポンプ３からのリーク燃料等の低圧燃料も、還流配管７に合流して燃料タンク２へ還流する。
【００２２】
また、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムには制御手段である図示を省略したＥＣＵが接続されている。このＥＣＵは、入力されるコモンレール４の内部の燃料圧力、エンジンの回転数Ｎｅならびにアクセル開度α等に基づいてサプライポンプから吐出される燃料の流量を最適に制御する。さらに、ＥＣＵはコモンレール４に接続されているインジェクタ５の電磁弁の開閉時期を制御する。これにより、エンジンの各気筒の内部への燃料の噴射時期ならびに燃料噴射量が制御される。
【００２３】
低圧ポンプ２Ａが駆動した際には、例えばサクションフィルタを介して燃料タンク２内から燃料とともに吸入した水が砕かれて微細化し、燃料フィルタ装置１に流入する。低圧ポンプ２Ａの駆動に伴い燃料中に生成する水粒子の粒径は、低圧ポンプ２Ａの回転数に応じて変化する。低圧ポンプ２Ａの回転数が比較的高く設定された場合には、水粒径は比較的小さくなり、回転数が比較的低く設定された場合には、水粒径は比較的大きくなる。
【００２４】
燃料タンク２内に貯留されるディーゼル用の燃料は、例えば、軽油、バイオディーゼル燃料、バイオディーゼル燃料を含む軽油等である。ディーゼル燃料としては、水との界面における界面張力が１０〜４０ｍＮ／ｍの燃料を用いることができる。低圧ポンプ２Ａの駆動に伴い燃料中に生成する水粒子の粒径は、低圧ポンプ２Ａの回転数だけでなく、燃料の上記界面張力に応じても変化する。
【００２５】
界面張力が比較的小さい燃料の場合には、水粒径は比較的小さくなり、界面張力が比較的大きい燃料の場合には、水粒径は比較的大きくなる。特にバイオディーゼル燃料やバイオディーゼル燃料を含む軽油は、水との界面における界面張力が１０〜１５ｍＮ／ｍと低く、水が砕け易く、生成する水粒子の粒径は小さくなり易い。なお、上記した界面張力の値は、例えば３５〜４０℃の環境下における値である。
【００２６】
ここで、バイオディーゼル燃料とは、生物由来のディーゼル燃料である。バイオディーゼル燃料は、例えば、植物由来の脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ）である。植物由来の脂肪酸メチルエステルは、例えば、ナタネ油メチルエステル（ＲＭＥ）、大豆油メチルエステル（ＳＭＥ）等である。バイオディーゼル燃料を含む軽油としては、例えばナタネ油メチルエステルを５〜２０重量％含有する軽油や、大豆油メチルエステルを５〜２０重量％含有する軽油を用いることができる。
【００２７】
燃料中の水粒子の粒径は、体積中心粒径Ｄ５０で表すことができる。体積中心粒径Ｄ５０は、所謂メディアン径Ｄ５０であって、体積基準の累積分布における５０％累積時の粒径である。体積中心粒径Ｄ５０は、体積基準の累積粒度分布曲線において５０％累積時の微小粒子側からみた粒径である。すなわち、体積中心粒径Ｄ５０は、水粒子群をＤ５０で示される粒径から２つに分けたときに、粒径が大きい側の総和水量と粒径が小さい側の総和水量が等量となる粒径である。
【００２８】
本実施形態の燃料フィルタ装置１は、内部に設けた濾過体４２に、体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍの水粒子を含む燃料が、平均流速１〜５ｍｍ／ｓで流入する場合を対象としている。ここで、平均流速とは、濾過体４２の燃料流れ上流側の面の各部位における流入流速を平均した値である。
【００２９】
図１に示すように、燃料フィルタ装置１は、ハウジング１０およびフィルタ部材４０等から構成されている。ハウジング１０内には、フィルタ部材４０の収容室を含む燃料通路２０が内部に形成されている。
【００３０】
ハウジング１０は、ケース１１およびキャップ１２を備えている。ケース１１は、外殻を構成する、例えば樹脂製のカップ状体（有底筒状体）である。キャップ１２は、例えば樹脂製であり、ケース１１よりも浅いカップ状をなしている。キャップ１２は、ケース１１の上方開口端に取り付けられている。
【００３１】
ケース１１は、本例では円筒状の筒状部の外周側にリング状部材であるリテーナ１１ａを備えている。リテーナ１１ａの内周側に形成されたねじ部とキャップ１２の下端部外周側に形成されたねじ部とが相互に螺合して、ケース１１にキャップ１２が取り付けられている。
【００３２】
ケース１１には、キャップ１２の内側に配設される上端部の外周側にシール部材であるゴム製のＯリング１８が装着されている。ケース１１にキャップ１２が取り付けられた際には、このＯリング１８がケース１１とキャップ１２との間をシールして、ハウジング１０内に、外部に対して密閉されたフィルタ部材収容空間を形成するようになっている。
【００３３】
燃料フィルタ装置１は、例えば、ケース１１の軸方向がほぼ鉛直方向と一致するように、図示下方を重力方向として、車両に搭載されている。ケース１１には、軸方向の中央部やや下方に、段部として形成された支持部１５が設けられている。
【００３４】
キャップ１２は、天井部の縁部から外方に延びる燃料の流通路を備えており、その流通路の外方先端に導入口１３を有している。導入口１３には、燃料タンク２から延びる配管が接続され、低圧ポンプ２Ａの吐出燃料が流入する。キャップ１２は、天井部の中央部に、導出口１４を有している。導出口１４には、高圧ポンプ３へ延びる配管が接続され、高圧ポンプ３へ向かって燃料を流出させる。
【００３５】
フィルタ部材４０は、ハウジング１０内においてケース１１の筒状部の内方の比較的上部に配設されている。ハウジング１０内には、フィルタ部材４０よりも上方に上部空間１０ａが形成されるとともに、フィルタ部材４０よりも下方には、上部空間１０ａよりも大きな下部空間１０ｃが形成されている。
【００３６】
上部空間１０ａは、フィルタ部材４０の上方かつ後述する中心円筒４５の外方の燃料導入空間である。また、下部空間１０ｃは、ハウジング１０内を通過する供給燃料から分離された水を貯留するための水溜室（貯留部、貯留空間）をなしている。フィルタ部材４０の外周側、すなわちフィルタ部材４０とケース１１の筒状部との間には、上部空間１０ａと連通する側部空間１０ｂが形成されている。
【００３７】
フィルタ部材４０は、濾過体４２と、濾過体４２を支持する支持体４１とを備えている。支持体４１は、例えば樹脂製であり、上部端板４３、外筒４４、中心円筒４５、下部端板４６および下部円筒４７を有している。外筒４４は、上部端板４３の外周縁部から下方に向かって突出している。一方、中心円筒４５は、上部端板４３の中心開口の周縁部から上方に向かって突出している。上部端板４３、外筒４４および中心円筒４５は、例えば一体成形されている。
【００３８】
外筒４４には、周方向において複数個所に欠損部が形成されており、この欠損部を介して上部空間１０ａと側部空間１０ｂとが連通している。中心円筒４５は、その外周部に例えばゴム製のリップシール部材４５１を有している。このリップシール部材４５１のリップ部がキャップ１２の天井部下面に接している。導入口１３は、中心円筒４５の外方空間である上部空間１０ａに連通している。また、導出口１４は、中心円筒４５の内方空間に連通している。
【００３９】
下部円筒４７は、下部端板４６の外周縁部から下方に向かって突出している。下部円筒４７の外径は、下部端板４６の外径よりも若干小さくなっている。下部端板４６および下部円筒４７は、例えば一体成形されている。下部端板４６の下部円筒４７よりも外方部分が、前述したケース１１の支持部１５に係止して、フィルタ部材４０がハウジング１０内の所定位置に配設される。下部円筒４７は、その外周部に例えばゴム製のＯリング４７１を有している。Ｏリング４７１はケース１１の内周面に全周に亘って接している。
【００４０】
ダスト捕集フィルタである濾過体４２は、例えばパルプ材もしくは不織布等からなる多孔シート体からなる。図１および図２に示すように、濾過体４２には、多孔シート体を折り曲げて筒状に形成した菊花状のフィルタを用いることができる。濾過層を形成する濾過体４２は、軸線が上下方向に延びるように配置され、上端および下端が、例えば接着により支持体４１に接合されている。
【００４１】
フィルタ部材４０は、水の凝集層をなす水捕集部材５０および撥水層をなす撥水材層４９も備えている。水捕集部材５０は、筒状、具体的には円筒状をなしており、濾過体４２よりも内方において、濾過体４２に沿うように配置されている。水捕集部材５０は、軸線が上下方向に延びて、濾過体４２と同軸上に配置され、上端および下端が、例えば接着により支持体４１に接合されている。水捕集部材５０は、内方側の面に、例えば樹脂製の背面支持部材５３を有している。背面支持部材５３は、例えば円筒格子状に形成されている。背面支持部材５３は、水捕集部材５０の変形を防止するために設けられている。背面支持部材５３は、第１背面支持部材であり、凝集層背面支持部材である。
【００４２】
撥水材層４９には、筒状、具体的には円筒状をなしており、水捕集部材５０よりも内方に所定間隔を空けて配置されている。撥水材層４９は、軸線が上下方向に延びて、濾過体４２および水捕集部材５０と同軸上に配置され、上端および下端が、例えば接着により支持体４１に接合されている。撥水材層４９は、内方側の面に、例えば樹脂製の背面支持部材４９１を有している。背面支持部材４９１は、例えば円筒格子状に形成されている。背面支持部材４９１は、撥水材層４９の変形を防止するために設けられている。背面支持部材４９１は、第２背面支持部材であり、撥水層背面支持部材である。
【００４３】
図１に示すように、支持体４１の下部端板４６には、水粒子を下部空間１０ｃへ導出するための環状の導水口４６ａが開口している。導水口４６ａは、水捕集部材５０と撥水材層４９との間の空間の下方に開口して、この空間と、下部空間１０ｃとを連通している。
【００４４】
ケース１１の底部１６には、下部空間１０ｃに貯留した水をハウジング１０外に排出するためのドレン口１６ａが形成されている。ドレン口１６ａには、ドレン口１６ａを開閉するためのドレンコック１９が装着されている。
【００４５】
下部空間１０ｃには、例えば底部１６から上方に突出した、例えばフロート式の水位センサを設けることもできる。水位センサは、下部空間１０ｃ内の貯留水位を検出する。水位センサは、下部空間１０ｃの貯留水位が所定の警告水位に到達すると信号を出力することができる。
【００４６】
図３に示すように、濾過体４２は、例えば断面が円形状もしくは偏平形状をなす濾過用繊維４２１を集合させた繊維集合体からなる。濾過用繊維４２１としては、例えば、セルロース樹脂繊維、ポリエチレンテレフタレート樹脂繊維、ポリブチレンテレフタレート樹脂繊維等を用いることができる。濾過用繊維４２１を不織布として濾過体４２とする際には、フェノール樹脂含浸処理を行うものであってもよい。濾過用繊維４２１の繊維径は、例えば０．５〜５μｍとすることができる。濾過用繊維４２１の断面形状が円形ではなく、例えば楕円形等の偏平形状である場合には、長径および短径の平均値を繊維径とすることができる。
【００４７】
また、濾過体４２は、濾過用繊維４２１の充填率を２０〜３０％とすることができる。すなわち、濾過体４２は、空隙率を７０〜８０％とすることができる。また、濾過体４２は、燃料通過方向の厚さを０．４〜０．８ｍｍとすることができる。濾過用繊維４２１は、燃料中における水の接触角θが９０〜１６０度である所定の親水性を呈する表面を有することが好ましい。
【００４８】
濾過用繊維４２１の表面における水の接触角θが９０度未満であると、濾過体４２において水粒子８１ａを捕捉して保持する性能が高くなり過ぎ好ましくない。濾過用繊維４２１の表面における水の接触角θが１６０度を超えると、濾過体４２において水粒子８１ａを捕捉する性能が低くなり過ぎ、水をはじいてしまい好ましくない。
【００４９】
また、濾過用繊維４２１の繊維径を０．５μｍ未満とすると、濾過用繊維４２１を比較的安価に製造することが難しい。また、濾過用繊維４２１の繊維径が５μｍを超えると、濾過体４２の比表面積が小さくなり、ダスト８９を捕捉する性能が低下するとともに、水粒子８１ａを捕捉して凝集させる性能が低くなる。また、濾過体４２の空隙率が７０％未満であると、燃料の流通抵抗が増大し好ましくない。濾過体４２の空隙率が８０％を超えると、ダスト８９を捕捉する性能が低下するとともに、水粒子８１ａを捕捉して凝集させる性能が低くなり、好ましくない。
【００５０】
また、濾過体４２の厚さが０．４ｍｍ未満であると、ダスト８９を捕捉する性能が低下するとともに、水粒子８１ａを捕捉して凝集させる性能が低くなり、好ましくない。濾過体４２の厚さが０．８ｍｍを超えると、燃料の流通抵抗が増大し好ましくない。
【００５１】
図３および図４に示すように、水捕集部材５０は、第１繊維５１ａを集合してなる第１層５１と、第２繊維５２ａを集合してなる第２層５２とを有している。第１層５１は第１繊維集合体層に相当し、第２層５２は第２繊維集合体層に相当する。図３および図４では、背面支持部材５３の図示を省略している。
【００５２】
第１層５１および第２層５２は、いずれも例えば不織布からなり、第１層５１および第２層５２は、相互に接している。具体的には、第１層５１の燃料流れ下流側の面と、第２層５２の燃料流れ上流側の面とが接しており、この接触面において、第１繊維５１ａの一部と第２繊維５２ａの一部とが、相互に絡み合っている。
【００５３】
第１繊維５１ａは、例えば断面が円形状をなし繊維径が１０〜２５μｍの比較的細いレーヨン繊維とすることができる。第１繊維５１ａは、燃料中における水の接触角θが４０〜７０度である所定の親水性を呈する表面を有することが好ましい。
【００５４】
第１繊維５１ａの表面における水の接触角θが４０度未満であると、工業的に製造することが難しく、コスト高を招き易い。また、第１層５１において水を捕捉して凝集させる性能が高くなりすぎ好ましくない。第１繊維５１ａの表面における水の接触角θが７０度を超えると、これも工業的に製造することが難しく、コスト高を招き易い。また、第１層５１において水を捕捉して凝集させる性能が低くなる。
【００５５】
また、第１繊維５１ａの繊維径を１０μｍ未満とすると、第１繊維５１ａを比較的安価に製造することが難しい。また、第１繊維５１ａの繊維径が２５μｍを超えると、第１層５１の比表面積が小さくなり、水粒子８１を捕捉して凝集させる性能が低くなる。第１繊維５１ａの繊維径は、１０〜２５μｍであることが好ましい。
【００５６】
また、第１層５１は、厚さを例えば１．５〜５ｍｍとすることができ、第１繊維５１ａの充填率を例えば３〜２５％とすることができる。すなわち、第１層５１の空隙率は、７５〜９７％とすることができる。第１層５１の空隙率が７５％未満であると、燃料の流通抵抗が増大し好ましくない。第１層５１の空隙率が９７％を超えると、水粒子８１を捕捉して凝集させる性能が低くなり、好ましくない。
【００５７】
また、第１層５１の厚さが１．５ｍｍ未満であると、水粒子８１を捕捉して凝集させる性能が低くなり好ましくない。第１層５１の厚さが５ｍｍを超えると、燃料の流通抵抗が増大し好ましくない。第１層５１の厚さは、１．５〜５ｍｍが好ましく、１．５〜２ｍｍであれば、体格のコンパクト化に寄与でき、より好ましい。
【００５８】
第２繊維５２ａは、例えば断面が円形状をなし繊維径が３０〜７０μｍの比較的太い繊維とすることができる。第２繊維５２ａを構成する樹脂としては、例えばポリアミド６６樹脂やポリアミド６樹脂等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等を用いることができる。
【００５９】
第２繊維５２ａは、燃料中における水の接触角θが９０〜１６０度である所定の親水性を呈する表面を有することが好ましい。すなわち、第２繊維５２ａの表面は、第１繊維５１ａの表面よりも低い親水性を有することが好ましい。第２繊維５２ａの表面における水の接触角θが９０度未満であると、第２層５２において水を保持する性能が高くなり過ぎ好ましくない。第２繊維５２ａの表面における水の接触角θが１６０度を超えると、第２層５２において水を保持する性能が低くなり過ぎて水をはじいてしまい好ましくない。第２繊維５２ａの表面における水の接触角θは、１００〜１４０度であればより好ましい。
【００６０】
また、第２繊維５２ａの繊維径を３０μｍ未満とすると、第２繊維５２ａの表面で捕捉した水粒子８１を粗大な水粒子８３とすることが難しい。また、第２繊維５２ａの繊維径が７０μｍを超えると、第２層５２の表面積を確保しつつ所定の空隙率を形成することが難しい。第２繊維５２ａの繊維径は、３０〜７０μｍであることが好ましい。第２繊維５２ａの繊維径は、４０〜６０μｍであればより好ましい。
【００６１】
また、第２層５２は、厚さを例えば０．５〜２ｍｍとすることができ、第２繊維５２ａの充填率を例えば３〜１５％とすることができる。すなわち、第２層５２の空隙率は、８５〜９７％とすることができる。第２層５２の空隙率が８５％未満であると、第２繊維５２ａ間に粗大な水粒子８３を形成し難く、好ましくない。第２層５２の空隙率が９７％を超えると、水を保持する表面積が小さくなり、好ましくない。
【００６２】
第１層５１の空隙率は、７５〜９７％の範囲であることが好ましく、第２層５２の空隙率は、８５〜９７％の範囲であることが好ましいが、第２層５２の空隙率が第１層５１の空隙率よりも大きいことが好ましい。すなわち、第２層５２は、第１層５１よりも繊維の充填率が小さいことが好ましい。
【００６３】
なお、上記した説明で、各繊維４２１、５１ａ、５２ａの表面における水の接触角θは、以下に説明する方法で得るものである。図６に示すように、液体の燃料ＦＯ中に単繊維を配置する。このとき、軸線が水平方向に延びるように繊維を配置する。この状態で、上方から繊維表面に水滴を滴下する。具体的には、燃料ＦＯ中において水粒子を緩やかに沈降させ、単繊維の上に水粒子を付着させる。
【００６４】
繊維上に置かれた水滴を、繊維の側方から観察する。すなわち、水平方向かつ繊維の軸線に直交する方向から水滴を見る。そして、繊維の最上部における水滴の接線と繊維表面上の母線との角度を接触角θとする。すなわち、水平方向に延びる繊維の最上部において、繊維外表面に延びる軸線に平行な線と、水滴の接線とがなす角度を接触角θとする。ここで、燃料ＦＯには、ＪＩＳ２号軽油を用いることができる。また、前述したバイオディーゼル燃料や、バイオディーゼル燃料を含有するＪＩＳ２号軽油を用いることができる。
【００６５】
図３に示すように、撥水材層４９は、例えば、表面が撥水性を有する撥水繊維４９ａを集合させた不織布とすることができる。撥水材層４９は、撥水材をメッシュ状に形成したものであってもよい。図３では、背面支持部材４９１の図示を省略している。
【００６６】
上述の構成の燃料フィルタ装置１では、図７に示したサプライポンプが駆動すると、図１に示す破線矢印のように、ハウジング１０内に形成された導入口１３から導出口１４へ向かう供給燃料の燃料通路２０を、燃料が流通する。まず、導入口１３からハウジング１０内の上部空間１０ａへ供給燃料が導入される。導入された燃料は、上部空間１０ａから側部空間１０ｂへ導かれた後、濾過体４２、水捕集部材５０、撥水材層４９を、図２の破線矢印で示すように順次径内方向へ通過する。撥水材層４９を通過した燃料は、撥水材層４９の内方を上昇して、導出口１４から導出される。
【００６７】
図３に示すように、燃料ＦＯが濾過体４２を通過する際に、燃料中のダスト８９が捕捉され除去される。このとき、燃料中に含まれる水粒子８１ａが濾過体４２の表面に捕捉されて凝集され、水粒子８１となって下流側へ流出する。
【００６８】
本実施形態では、前述したように、体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍの水粒子８１ａを含む燃料が、平均流速１〜５ｍｍ／ｓで、濾過体４２に流入する。ハウジング１０を小型化しているので、比較的速い流速で燃料が濾過体４２に流入する。流入した燃料が濾過体４２を通過する際に、燃料中の水粒子８１ａが濾過用繊維４２１の表面に捕捉されて凝集し、体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍの水粒子８１に成長する。成長した水粒子８１は、燃料とともに濾過体４２から流出し、水捕集部材５０に流入する。
【００６９】
本実施形態では、体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍの水粒子８１を含む燃料が、平均流速５〜２０ｍｍ／ｓで水捕集部材５０に流入する。ここで、平均流速とは、水捕集部材５０の燃料流れ上流側の面の各部位における流入流速を平均した値である。水捕集部材５０への燃料の平均流入流速は、５〜２０ｍｍ／ｓと極めて大きくなっている。これは、ハウジング１０を小型化していること、水捕集部材５０が濾過体４２よりも内方に配置されていること、および、水捕集部材５０の上流側の燃料流入面積が濾過体４２の燃料流入面積よりも極めて小さいことによる。
【００７０】
図４に示すように、水捕集部材５０を通過する前の燃料ＦＯは、水粒子８１を多量に含んでいる。水粒子８１は白抜き矢印で示す燃料ＦＯの流れにのって、燃料ＦＯとともに水捕集部材５０の第１層５１へ進入する。第１層５１を構成する第１繊維５１ａの表面は親水性が高いので、水粒子８１は第１繊維５１ａの表面に捕捉されて凝集する。
【００７１】
第１層５１へ進入する水粒子８１が多量にある場合には、図５に例示するように、第１繊維５１ａ表面の高い親水性により多量の水が捕捉されて、第１繊維５１ａの相互間に水膜８２が形成される。この水膜８２は、燃料ＦＯの流れに押されて下流側に押し出される。
【００７２】
第１層５１の燃料流れ下流側に第２層５２が設けられていない場合には、図９に示す比較例のように、押し出された水膜８２が燃料ＦＯを包み込んだ泡体９３を形成してしまう場合がある。この泡体９３は、外表面の水膜以外が燃料ＦＯであるため、比重（平均密度）が極めて燃料ＦＯに近似しており、図８にも例示するように、燃料ＦＯの流れに乗って下流側へ流れる。したがって、燃料ＦＯから水を沈降分離することが困難である。
【００７３】
これに対し、本実施形態では、図５に示すように、下流側に押し出された水膜８２は第２層５２内へ進入する。第２層５２内へ進入した水膜８２は、第２繊維５２ａに接触し、第２繊維５２ａ表面の比較的低い親水性により、第２繊維５２ａの表面で比較的大きな水滴８３ａとなる。すなわち、水膜８２は、第２繊維５２ａの相互間では水膜の形態を維持できず、水滴８３ａとなる。第２繊維５２ａ表面の比較的低い親水性は、所定の疎水性ということもできる。したがって、第２繊維５２ａの表面は、第１繊維５１ａの表面よりも高い疎水性を示すとも言える。また、第２繊維５２ａ表面の比較的低い親水性は、所定の撥水性と呼ぶこともできる。
【００７４】
第２繊維５２ａの表面に形成された比較的大きな水滴８３ａは、水滴８３ａのまま、あるいは、他の水滴８３ａと凝集することで、粗大な水粒子８３となり、燃料ＦＯの流れに押されて第２繊維５２ａの表面を下流側へ移動する。そして、図２に示すように、粗大な水粒子８３は、第２層５２の燃料流れ下流側の面、すなわち、水捕集部材５０の燃料流れ下流側の面から燃料ＦＯとともに流出する。
【００７５】
水粒子８１の体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍであるのに対して、粗大な水粒子８３の粒径は、ほぼ全てが例えば１ｍｍ以上である。したがって、水粒子８３は、燃料ＦＯの流れがあるにも係らず、比重差によって図４に破線矢印で示すように燃料ＦＯ中を沈降する。
【００７６】
水捕集部材５０を通過した燃料は、図１に示した撥水材層４９へ流入する。撥水材層４９へ流入する燃料の平均流速は２０〜３０ｍｍ／ｓである。ここで、平均流速とは、撥水材層４９の燃料流れ上流側の面の各部位における流入流速を平均した値である。
【００７７】
撥水材層４９への燃料の平均流入流速は、２０〜３０ｍｍ／ｓと極めて大きくなっている。これは、ハウジング１０を小型化していること、および、撥水材層４９が水捕集部材５０よりも内方に配置されて撥水材層４９の上流側の燃料流入面積が水捕集部材５０の燃料流入面積よりも小さいことによる。
【００７８】
このような速い燃料流速により水粒子８３が燃料流れ下流側に流されたとしても、図３に示すように、水粒子８３は撥水材層４９にはじかれて撥水材層４９を通過せず、燃料ＦＯ中を沈降する。燃料ＦＯ中を沈降して燃料ＦＯから分離された水粒子８３は、図１に示した導水口４６ａを介して下部空間１０ｃへ進入し、下部空間１０ｃの底部１６側から貯留される。
【００７９】
燃料は、撥水材層４９を通過した後、撥水材層４９の内方空間を上昇して中心円筒４５内を流れ、導出口１４を介してハウジング１０の外部へ導出される。万が一、水捕集部材５０を通過した燃料中に微小な水粒子が残っていたとしても、水粒子は撥水材層４９にはじかれて撥水材層４９を通過し難く、燃料から分離され下部空間１０ｃに貯留される。
【００８０】
なお、図３、図５および図９では、水の挙動をわかり易くするために、各繊維は断面のみを示している。
【００８１】
上述の構成および作動によれば、燃料フィルタ装置１は、燃料タンク２内から供給先の燃料供給経路に配置され、低圧ポンプ２Ａが吐出し燃料供給経路を流通する燃料を濾過する。そして、ハウジング１０内の水捕集部材５０よりも燃料流れ上流側に濾過体４２を備えている。燃料は、水との界面における界面張力が１０〜４０ｍＮ／ｍであり、濾過体４２へ流入する燃料は、体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍの水粒子を含み、濾過体４２へ流入する際の燃料の平均流速が１〜５ｍｍ／ｓである。
【００８２】
濾過体４２は、繊維径が０．５〜５μｍの濾過用繊維４２１を充填率２０〜３０％で集合させてなり、燃料が通過する方向の厚さが０．４〜０．８ｍｍであり、濾過用繊維４２１の表面は、燃料の中における水との接触角θが９０度〜１６０度である。また、水捕集部材５０へ流入する燃料は、濾過体４２で凝集されて体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍとなった水粒子を含み、水捕集部材５０へ流入する際の燃料の平均流速が５〜２０ｍｍ／ｓである。
【００８３】
これによると、低圧ポンプ２Ａから吐出された燃料は、水捕集部材５０を通過する前に濾過体４２を通過する。濾過体４２へ流入する燃料は、水との界面における界面張力が１０〜４０ｍＮ／ｍであり、低圧ポンプ２Ａの作動に伴い体積中心粒径Ｄ５０が１０〜６０μｍとなった比較的微細な水粒子８１ａを含んでおり、平均流速１〜５ｍｍ／ｓで濾過体４２へ流入する。
【００８４】
濾過体４２は、繊維径が０．５〜５μｍの濾過用繊維４２１を充填率２０〜３０％で集合させたもので、燃料が通過する方向の厚さは０．４〜０．８ｍｍであり、濾過用繊維４２１の表面は、燃料の中における水との接触角が９０度〜１６０度である。
【００８５】
このような濾過体４２に燃料を通過させることで、燃料中の水粒子８１ａが濾過用繊維４２１の表面に捕捉されて凝集し、体積中心粒径Ｄ５０が８０〜１５０μｍの水粒子８１とすることができる。濾過体４２で予め凝集して体積中心粒径Ｄ５０を８０〜１５０μｍとした水粒子８１を、平均流速５〜２０ｍｍ／ｓで水捕集部材５０に流入させることで、水捕集部材５０における凝集により沈降分離に好適な大きさにまで水粒子８３を成長させることができる。このようにして、水分離性能を向上することができる。
【００８６】
水捕集部材５０は、表面が所定の親水性を示す第１繊維５１ａを集合させてなり、第１繊維５１ａの表面で捕捉した水粒子８１を凝集して第１繊維５１ａ同士の間で水膜８２を形成し得る第１層５１を備えている。また、水捕集部材５０は、第１層５１よりも燃料流れ下流側に第１層５１と接するように配置され、表面が第１繊維５１ａよりも低い親水性を示す第２繊維５２ａを集合させた第２層５２を備えている。
【００８７】
そして、燃料の流れにより第１層５１から押し出された水膜８２が、低い親水性によって第２繊維５２ａの表面で水粒子８１よりも粗い水粒子８３とされて、水粒子８３が第２層５２から燃料とともに流出し、水粒子８３が燃料から沈降分離する。
【００８８】
これによると、燃料が第１層５１を通過する際に、表面が所定の親水性を有する第１繊維５１ａにより燃料中の水粒子８１を捕捉して凝集させることができる。そして、第１繊維５１ａの表面に捕捉され凝集した水粒子８１が第１繊維５１ａの相互間に水膜８２を形成すると、燃料流れが水膜８２を第１層５１から押し出す。第１層５１から押し出された水膜８２は、第１層５１の燃料流れ下流側に接するように配置された第２層５２に進入する。第２層５２をなす第２繊維５２ａは表面が第１繊維５１ａよりも低い親水性を呈するので、進入した水膜８２は第２層５２内では形態を維持し難く、燃料を取り囲んだ水膜からなる泡体９３を形成させずに比較的大きな水粒子８３とすることができる。そして、燃料とともに第２層５２から流出した粗大な水粒子８３を、比重差によって燃料から沈降分離することができる。
【００８９】
このように、第２層５２を第１層５１の燃料流れ下流側に接して配置することにより、第１繊維５１ａ間の水膜８２が泡体となることを抑止することができる。したがって、ハウジング１０内の燃料通路２０の燃料流速が大きくても水分離性能の悪化を防止することができる。このようにして、ハウジング１０の体格を小型化しても充分な水分離性能を確保することができる。
【００９０】
また、第１繊維５１ａは、繊維径が１０〜２５μｍであり、第１繊維５１ａの表面は、燃料の中における水との接触角θが４０〜７０度である。そして、第１層５１は、第１繊維５１ａの充填率が３〜２５％であるとともに、燃料が通過する方向の厚さが１．５〜５ｍｍである。これによると、濾過体４２で予め凝集した水粒子８１を、水捕集部材５０の第１層５１で確実に捕捉して再凝集することができる。
【００９１】
また、第２繊維５２ａは、繊維径が３０〜７０μｍであり、第２繊維５２ａの表面は、燃料の中における水との接触角θが９０〜１６０度である。そして、第２層５２は、第２繊維５２ａの充填率が３〜１５％であるとともに、燃料が通過する方向の厚さが０．５〜２ｍｍである。これによると、第１層５１が水粒子８１を捕捉して凝集し水膜８２を形成しても、第２層５２へ押し出された水膜８２を、第２繊維５２ａの表面で確実に粗大な水粒子８３とすることができる。
【００９２】
また、第２層５２は、第１層５１よりも繊維の充填率が小さい。さらに、第２繊維５２ａは、第１繊維５１ａよりも繊維径が大きい。これによると、比較的空隙が大きい第２層５２内において、比較的長さ当たりの表面積が大きい第２繊維５２ａの表面で、上流側から押し込まれた水膜８２を粗大な水粒子８３にすることができる。したがって、第２層５２内において水膜８２が形態を維持することを抑止して容易に水粒子８３を形成することができる。これにより、ハウジング１０内の燃料通路２０の燃料流速が大きくても水分離性能の悪化を容易に防止することができる。このようにして、ハウジング１０の体格を小型化しても充分な水分離性能を容易に確保することができる。
【００９３】
また、濾過体４２および水捕集部材５０はいずれも軸線が上下方向に延びる筒状に形成され、水捕集部材５０が濾過体４２の内方に配置されて、濾過体４２および水捕集部材５０を外方から径内方向へ向かって燃料が通過するようになっている。そして、水捕集部材５０の内方に位置して水捕集部材５０よりも燃料流れ下流側に設けられ、表面が撥水性を呈して、通過する燃料から水粒子８３を分離する撥水材層４９を備えている。この撥水材層４９へ流入する際の燃料の平均流速が２０ｍｍ／ｓ以上である。
【００９４】
燃料フィルタ装置１では、濾過体４２で水粒子８１ａを予め凝集して水粒子８１を形成し、平均流速５〜２０ｍｍ／ｓで燃料を水捕集部材５０に流入させて水捕集部材５０で粗大な水粒子８３を形成している。濾過体４２および水捕集部材５０はいずれも筒状に形成され、水捕集部材５０が濾過体４２の内方に配置されて、燃料は外方から径内方向へ向かって通過するようになっている。したがって、水捕集部材５０から流出する燃料の平均流速は２０ｍｍ／ｓ以上となり易い。平均流速が２０ｍｍ／ｓ以上となると、水捕集部材５０で成長させた水粒子８３であっても、燃料とともに下流側に流され易くなる。これに対し、水捕集部材５０よりも燃料流れ下流側に撥水材層４９を設けているので、平均流速が２０ｍｍ／ｓ以上であっても通過する燃料から水粒子８３を確実に分離し、下流側に流出することを防止することができる。
【００９５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図１０〜図１３に基づいて説明する。
【００９６】
第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、撥水材層を設けていない点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第２の実施形態において説明しない他の構成は、第１の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【００９７】
図１０および図１１に示すように、本実施形態では、第１の実施形態で説明した燃料中から水粒子８３を強制分離するための撥水材層４９を設けていない。これにより、本実施形態の燃料フィルタ装置の構造を簡素化することができる。
【００９８】
本発明者は、撥水材層の廃止しても水捕集部材５０で形成した水粒子８３を確実に沈降分離できる構成を、理論的考察と実験とにより確認した。その結果、図１０に示すＡＡ部、すなわち、水捕集部材５０の内方の上部（本例では最上部）を破線矢印で示すように上昇する燃料の流速を抑制すれば、水粒子８３の確実な沈降分離が可能であることを見出した。
【００９９】
図１２の横軸は流速〔ｍｍ／ｓ〕を示し、縦軸は成長可能水粒径〔μｍ〕を示す。図１２に示すように、水捕集部材５０へ流入する燃料の平均流速が２０ｍｍ／ｓ以下であれば、水粒子８３を１〜１．２ｍｍの粒径に成長させることができる。そして、図１３の横軸は流速〔ｍｍ／ｓ〕を示し、縦軸は沈降可能水粒径〔μｍ〕を示す。図１３に示すように、ＡＡ部を上昇する燃料の流速を２０ｍｍ／ｓ以下に抑えれば、最も沈降し難い粒径１ｍｍの水粒子８３であっても、確実に沈降分離させることができる。
【０１００】
このように、水捕集部材５０の内方を上昇する燃料流速を２０ｍｍ／ｓ以下となるように設定することで、撥水材層４９を設けないシンプルな構成であっても、水粒子が燃料フィルタ装置よりも下流側へ流出することを防止できる。
【０１０１】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１０２】
上記実施形態では、水捕集部材５０を第１層５１と第２層５２とからなる２層構造としていたが、これに限定されるものではない。第１繊維集合体層と第２繊維集合体層とが接しており、第２繊維集合体層が水捕集部材の燃料流れ最下流層を構成するものであればよい。したがって、水捕集部材は、第１繊維集合体層よりも燃料流れ上流側に他の層を有していてもかまわない。
【０１０３】
また、上記実施形態では、水捕集部材５０の第１層５１および第２層５２は、いずれも不織布であったが、これに限定されるものではない。第１繊維集合体層および第２繊維集合体層は、例えば、織布を用いてもかまわない。
【０１０４】
また、上記実施形態では、第１繊維５１ａを比較的親水性が高い材料からなる繊維とし、第２繊維５２ａを比較的親水性が低い材料からなる繊維としていたが、これに限定されるものではない。例えば、表面処理を施すことにより、第１繊維および第２繊維の少なくともいずれかの表面に所望の親水性を形成するものであってもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、第１繊維５１ａ、第２繊維５２ａの繊維径、燃料中における水との接触角、第１層５１、第２層５２の充填率および厚さの好ましい範囲を記載していたが、これに限定されるものではない。第１層５１およびそれを構成する第１繊維５１ａが、上記実施形態で説明した繊維径、接触角、充填率および厚さを備えていれば、第２層およびそれを構成する第２繊維は、上記実施形態で説明した繊維径、接触角、充填率および厚さに限定されるものではない。
【０１０６】
また、第１層およびそれを構成する第１繊維も、上記実施形態で説明した繊維径、接触角、充填率および厚さに限定されるものではない。第１繊維の表面の親水性よりも第２繊維の親水性の方が低いものであればよい。
【０１０７】
また、上記実施形態では、第２層５２の繊維の充填率を第１層５１の繊維の充填率よりも小さくしていたが、これに限定されるものではない。第２層５２の繊維の充填率を第１層５１の繊維の充填率に対し同等以上としてもかまわない。
【０１０８】
また、上記実施形態では、水捕集部材５０は第１層５１と第２層５２とを備えていたが、これに限定されるものではない。例えば第１層５１を備え第２層を備えないものであってもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、燃料フィルタ装置は、ディーゼルエンジンに燃料を供給するコモンレール式燃料噴射システムに用いられるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、分配型ポンプを用いたディーゼルエンジンへの燃料供給系に採用するものであってもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、ハウジング１０内において、燃料が、濾過体４２、水捕集部材５０の順に通過するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、燃料が、水捕集部材５０、濾過体４２Ａの順に通過するものであってもよい。
【０１１１】
図１４に例示する燃料フィルタ装置では、支持体４１Ａの中心円筒４５の内方空間に導入口１３が連通している。中心円筒４５の周囲には濾過体４２Ａが配設され、中心円筒４５の外方かつ濾過体４２Ａの上方の空間が導出口１４に連通している。濾過体４２Ａは、例えばチューブ状の濾材を並列に接続したシート体を中心円筒４５の周りに巻回してなるハニカム状の濾過体である。
【０１１２】
支持体４１Ａは、中心円筒４５の下方にガイド体４８を有している。ガイド体４８は、上ガイド４８ａと下ガイド４８ｂとを備えている。上ガイド４８ａは、中心円筒４５の下端から径外方向に拡がるフランジ状をなしている。下ガイド４８ｂは、例えば平板状であり、上ガイド４８ａとは間隔を空けて配置されている。上ガイド４８ａと下ガイド４８ｂとは、図示を省略した係止部により係止しており、両ガイド４８ａ、４８ｂ間に環状の水捕集部材５０が支持されている。
【０１１３】
図１４に示す燃料フィルタ装置では、導入口１３からハウジング１０内の中心円筒４５の内部へ燃料が導入される。導入された燃料は、中心円筒４５内からガイド体４８へ導かれ、水捕集部材５０を径外方向へ通過する。水捕集部材５０では、第１の実施形態と同様に水分の捕集および分離が行われ、水捕集部材５０から流出した粗大な水粒子が燃料中を沈降分離して、下部空間１０ｃに貯留される。水分が分離された燃料は、濾過体４２Ａを下方から上方へ通過する。濾過体４２Ａを通過する際に、燃料中の異物が捕捉され除去される。濾過体４２Ａを通過した燃料は、導出口１４を介してハウジング１０の外部へ導出される。
【符号の説明】
【０１１４】
１  ディーゼル燃料フィルタ装置
２  燃料タンク
２Ａ  低圧ポンプ（ポンプ手段）
４  コモンレール（供給先）
５  インジェクタ（供給先）
１０  ハウジング
２０  燃料通路
４２  濾過体
５０  水捕集部材
８１、８１ａ、８３  水粒子
４２１  濾過用繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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