(57)【要約】  本発明は、特に、ディーゼル油等の、水混合物で汚染された液体用のフィルタデバイスであって、該フィルタデバイスは、少なくとも１つのフィルタエレメント（９）を保持することができるフィルタハウジング（１）を含み、フィルタハウジング（１）内における濾過プロセスの際には、フィルタエレメント（９）の濾材（１１）が未処理側（１３）を処理済み側（１９）から分離し、処理済み側で分離された水を保持する水収集ユニット（５）が設けられる、フィルタデバイスであって、前記フィルタデバイスは、収集ユニット（５）には、未処理側（１３）で分離された水も到達すること、ならびに収集ユニット（５）内には、処理済み側（１９）及び未処理側（１３）の両方で排出される水用の互いに分離された収集チャンバ（６１、６７）があることを特徴とする、フィルタデバイスに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にディーゼル油等の水混合物で汚染された液体用のフィルタデバイスであって、前記フィルタデバイスは、少なくとも１つのフィルタエレメント（９）を保持することができるフィルタハウジング（１）を具備し、該フィルタハウジング（１）内における濾過プロセスの際には、前記フィルタエレメント（９）の濾材（１１）が未処理側（１３）を処理済み側（１９）から分離し、前記処理済み側で分離された水を保持する水収集ユニット（５）が設けられるフィルタデバイスであって、
前記収集ユニット（５）には、前記未処理側（１３）で分離された水も到達すること、ならびに前記収集ユニット（５）内には、前記処理済み側（１９）及び前記未処理側（１３）で排出される前記水用の互いに分離された収集チャンバ（６１、６７）があることを特徴とするフィルタデバイス。
【請求項２】
前記収集チャンバ（６１、６７）が、液体を透過させない仕方で互いに分離されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタデバイス。
【請求項３】
前記処理済み側（１９）で水を分離するには、主として凝集手段が利用されること、及び前記未処理側（１３）で水を分離するには、主として重力作用が利用されることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタデバイス。
【請求項４】
前記フィルタエレメント（９）は、前記濾過プロセスの間に、前記フィルタハウジング（１）の側壁（５３）に隣接する外側の前記未処理側（１３）から、前記処理済み側（１９）を構成する内部フィルタキャビティ（１７）へ向かう通流を受け入れることができ、前記処理済み側で分離される前記水は前記内部フィルタキャビティ（１７）から前記収集ユニット（５）の前記第１の収集チャンバ（６１）内へ排出されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項５】
前記フィルタエレメント（９）の下端部を受容する前記ハウジング（１）の主部（３）を分離するとともに、前記水収集ユニット（５）の前記第１の収集チャンバ（６１）と前記第２の収集チャンバ（６７）とを分離する分離要素を構成する分離ユニット（２９、５１）が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項６】
前記分離手段（２９、５１）が、前記フィルタエレメント（９）の前記内部フィルタキャビティ（１７）の軸（１６）と軸合わせされた中央開口部（３９）であって、前記処理済み側で分離される前記水を、前記収集ユニット（５）内の中央に配置される前記収集チャンバ（６１）内へ排出するための中央開口部（３９）と、前記開口部（３９）に対して半径方向にオフセットした少なくとも１本の通路（５５）であって、前記未処理側で分離される水を、前記第１の収集チャンバ（６１）を取り囲む前記第２の収集チャンバ（６７）内へ排出するための少なくとも１本の通路（５５）とを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項７】
好ましくは円周方向環状空隙（１８）として成形される少なくとも１つの空隙開口部が、前記ハウジング（１）の内壁と前記フィルタエレメント（９）の底面側端部領域との間に設けられ、該空隙開口部によって、前記未処理側（１３）から、そこに割り当てられることができる前記収集チャンバ（６７）内へ前記水が流れることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項８】
前記収集ユニット（５）に向けられた前記濾材（１１）の下端部、又は前記フィルタエレメント（９）の底面側の前記端部領域は、前記フィルタハウジング（１）のエレメントレセプタクル（２９）に固定されることができるエンドキャップ（２３）によって枠組みを与えられ、前記エレメントレセプタクル（２９）が、前記処理済み側（１９）から流れる水のための前記中央開口部（３９）を有し、前記中央開口部（３９）と前記ハウジング（１）の前記側壁（５３）との間に延び、前記未処理側（１３）からの水の排出のための前記通路（５５）が内部に形成される前記壁部（５１）とともに前記分離ユニット（２９、５１）を構成することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項９】
前記エンドキャップ（２３）の中央パイプ接続部（３５）を受容し、前記内部フィルタキャビティ（１７）を連続させる前記エレメントレセプタクル（２９）が中央受容パイプ接続部（４９）を有し、前記中央受容パイプ接続部（４９）の下端縁部（６５）は、前記ハウジング（１）の椀状基部で構成される前記収集ユニットに向けられ、中央に配置されて底面側が閉じた中空シリンダ（５９）で構成される前記第１の収集チャンバ（６１）の上端縁部とのシール接続部を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項１０】
前記未処理側（１３）から排出される水のための前記通路（５５）を有する、前記エレメントレセプタクル（２９）の前記壁部（５１）が、下方へ突出して前記ハウジング（１）の前記主部（３）と前記基部との間の接続部を構成する前記ハウジング（１）の環状体（６９）に隣接し、前記基部の側壁がシール要素（７１）によって前記環状体（６９）に接続され、内部に配置される前記第１の収集チャンバ（６１）を包囲する前記第２の収集チャンバ（６７）を前記第２の収集チャンバとともに閉鎖することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項１１】
収集チャンバ（６１、６７）の各々の底面側に排出ねじ（７３、７５）が配置されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項１２】
前記基部が、外側の前記第２の収集チャンバ（６７）の少なくとも充填レベルの目視検出を可能とする少なくとも１つの壁部を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項１３】
前記内側の第１の収集チャンバ（６１）の前記排出ねじ（７３）が、目視により使用可能な監視路を作り出すために、前記第１の収集チャンバ（６１）の底面から下方へ延びる観察管（７７）に配置されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項１４】
前記観察管（７７）を有する前記基部が、少なくとも或る程度まで光に対して透明である材料で作られることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【請求項１５】
前記収集ユニット（５）は、その個々の収集チャンバ（６１、６７）とともに、一体的に作られることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のフィルタデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ディーゼル油等の、水混合物で汚染された液体用のフィルタデバイスであって、該フィルタデバイスは、少なくとも１つのフィルタエレメントを保持することができるフィルタハウジングを含み、フィルタハウジング内における濾過プロセスの際には、フィルタエレメントの濾材が未処理側を処理済み側から分離し、処理済み側で分離された水を保持する水収集ユニットが設けられる、フィルタデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述されたようなこの種のフィルタデバイスは従来技術において知られている。それらは、例えば、燃料中に含まれて一緒に運ばれる水粒子による損傷から、傷つきやすい構成要素、特に噴射装置、を保護するために燃焼機関の燃料系統内で用いられる。ここでは、燃料中に含まれて一緒に運ばれる水粒子の分離は、濾材上で水滴の形成を生じさせ、その水滴が、次に、フィルタエレメントに形成された分離チャンバから水収集ユニットへ流れ出ることができるという、凝集プロセスによって達成されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来技術に基づき、本発明は、水の分離に関して比較的高レベルの効率によって特徴付けられるフィルタデバイス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】
【０００４】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴をすべて備えるフィルタデバイスによって達成される。
【０００５】
請求項１の特徴部分によれば、本発明の本質をなす特別な態様は、水収集ユニットが、その内部に、処理済み側から排出される水のために形成された収集チャンバとともに、未処理側から排出される水のために形成された収集チャンバも有することである。
【０００６】
従来技術と対照的に、これは、濾材がシステムの処理済み側に貫通するときに、液滴の形成が起きる凝集作用を利用することに加えて、未処理側で分離される水も収集ユニットの割り当てられた収集チャンバ内へ送られることを意味する。未処理側における水の分離は、主として、重力作用に基づいて比較的大きな水滴を分離することによって達成される。しかし、特に、濾材の未処理側が凝集材で被覆されている場合には、凝集作用を利用して、濾材の未処理側で追加的液滴形成が達成されることもできる。未処理側における分離によって、燃料中の全水負荷が濾材を完全に貫通する必要はなくなる。その代わり、小さな水滴及び最も微小の水滴のみが濾材を通過し、凝集し、分離され、未処理側の収集チャンバとは分離したきれいな側の収集チャンバに入る。従って、有益なことに、本発明によるフィルタデバイスは、燃料がより高い水負荷を有しても、例えば、濾材の過剰浸潤のせいで作用を損ねることなく、動作させることが可能である。
【０００７】
２つの収集チャンバは、好ましくは、液体を透過させない仕方で互いに分離される。
【０００８】
特に有利な実施形態では、液体が、フィルタエレメントを通じて、フィルタハウジングの側壁に隣接する外側の未処理側から、処理済み側を構成する内部フィルタキャビティに向かって流れることができ、そこから、分離された水が収集ユニットの第１の収集チャンバ内へ排出される。
【０００９】
特に好ましい実施形態は、フィルタエレメントを受容するハウジングの主部の下端部の間、並びに水収集ユニットの第１の収集チャンバ及び第２の収集チャンバの間の分離要素を形成する分離手段を提供する。
【００１０】
この種の実施形態では、本構成は、分離手段が、フィルタエレメントのフィルタキャビティの軸と軸合わせされた中央開口部であって、処理済み側で分離される水を、収集ユニット内の中央に位置付けられる収集チャンバ内へ排出するための中央開口部、及び開口部に対して半径方向にオフセットした少なくとも１本の通路であって、未処理側で分離される水を、第１の収集チャンバを取り囲む第２の収集チャンバに向けて排出するための少なくとも１本の通路を含むように、特に有利に選択されることができる。
【００１１】
未処理側と、割り当てられた収集チャンバとの間の接続のために、ハウジングの内壁とフィルタエレメントの底面側端部領域との間に、好ましくは円周方向環状空隙の形態の空隙であって、該空隙を通じて、未処理側から、そこに割り当てられることができる収集チャンバへ水が排出される、空隙を設けることが可能である。
【００１２】
本構造は、収集ユニットに向けられた、濾材、又はフィルタエレメントの底面側端部領域の下端部が、フィルタハウジングのエレメントレセプタクルに固定されることができるエンドキャップによって枠組みを与えられ、エレメントレセプタクルが、処理済み側から排出される水のための中央開口部を含み、中央開口部とハウジングの側壁との間に延び、未処理側からの排水のための開口部が内部に形成される壁部とともに分離手段を形成するように、特に有利に選択される。
【００１３】
エンドキャップの中央パイプ接続部を受容し、フィルタキャビティを連続させるエレメントレセプタクルが中央レセプタクル接続部を含み、収集ユニットに向けられた中央レセプタクル接続部の下縁部は、第１の収集チャンバの上端縁部とシール接続されるハウジングの椀状基部によって構成され、第１の収集チャンバは、基部内の中央に配置されて底面側が閉じた中空シリンダによって構成されるように構成を選択することが特に有利である。
【００１４】
好ましい実施形態では、未処理側から排出される水のための開口部を含むエレメントレセプタクルの壁部が、ハウジングの主部と基部との間の接続部を形成するハウジングの下方突出環状体に隣接し、基部の側壁がシール要素によって環状体に接続され、かくして、内部にある第１の収集チャンバを取り囲む未処理側の第２の収集チャンバを環状体とともに閉じる。
【００１５】
好ましくは、各収集チャンバの底面側に排出ねじが配置され、それは、基部が、少なくとも外側の第２の収集チャンバの充填状態の目視検出を少なくとも可能とする壁部を含むように構造が選択される場合には、特に有利である。基部は、例えば、十分な透明性を与えるプラスチック材料で、一体的に有利に形成される。
【００１６】
未処理側で排出される水量によって処理済み側の内側収集チャンバの水容積が大部分取り囲まれる場合に備えて、視認性を提供し、操作者が、処理済み側及び未処理側で分離される水量を、その上にあるディーゼル油をできる限り含まないように排出できるようにするために、装置は、内側の第１の収集チャンバの排出ねじが、目視により使用可能な監視路を作り出すために、第１の収集チャンバの底面から下方へ延びる観察管上に配置されるように、有利に構成される。
【００１７】
以下、図面に示される実施形態を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】水分離デバイスを備える従来技術による燃料フィルタデバイスの縦断面図である。
【図２】若干模式的に簡略化した図として描いた、本発明によるフィルタデバイスの実施形態の縦断面図である。
【図３】図２においてＩＩＩと示される範囲の部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、ある水混合物で汚染されたディーゼル油を浄化するために燃焼機関の（不図示の）燃料供給装置内に設けられる燃料フィルタの例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は他の種類の液体にも同様に適する。
【００２０】
本デバイスは、中空シリンダ状の主部３、及びその下部側から続く基部を備えるフィルタハウジング１を含む。上端部には、ハウジング蓋７の主部３とのねじ込み式接続部がある。前記ハウジング蓋はフィルタエレメント９の着脱のために取り外し可能である。これは、ハウジング１によって受容されるフィルタエレメント９の、フィルタマットで構成される濾材１１の外側と、ハウジング１の内壁との間の中間空間であり、濾過プロセスの際の未処理側１３を構成する。浄化すべき燃料は吸入開口部１５を通って未処理側１３に供給され、フィルタエレメント９を通って外側から内側へ流れ、濾過プロセスの際の処理済み側１９を構成する内部のフィルタキャビティ１７へと向かうことができる。
【００２１】
フィルタエレメントの端部上には、エンドキャップ２１及び２３が通常の方法で設けられている。それらは、濾材１１及びその内側に隣接して位置する液体透過性支持管２５のための枠組みを形成する。支持管２５に対して半径方向に距離を置いて、内部フィルタキャビティ１７をパイプのように取り囲む疎水性網２６が配置されている。このような燃料フィルタは、水の分離を達成するために濾材１１を用いる。濾材１１は、燃料によって一緒に運ばれる水に対する凝集作用を有し、その結果、網２６は凝集した水滴に対しては不透過であるため、水を、支持管２５と疎水性網２６との間の中間空間内に取り残される液滴として凝結させ、続いて、下方へ沈降させる。このように、中間空間は、分離された水が内部で沈降し、エンドキャップ２３まで行き着く水分離チャンバ２７を構成する。
【００２２】
フィルタエレメント９は、この下部エンドキャップ２３によって、ハウジング上に固定されたエレメントレセプタクル２９に取り付けられる。エレメントレセプタクルは、水収集チャンバ３１を形成する基部の上方に位置付けられる。分離された水は水収集チャンバ３１から水出口３３を経由して排出されることができる。エレメントレセプタクル２９との相互作用のために、エンドキャップ２３は、従来技術に対応して、浄化済み燃料のための開口部として、中央パイプ接続部３５を含む。浄化済み燃料は、処理済み側１９、つまり内部フィルタキャビティ１７に存在し、エレメントレセプタクル２９内に配置された燃料出口３７に到達し、そこからハウジング１の外側へ到達する。分離チャンバ２７内にある分離された水の排出のために、エンドキャップ２３は、パイプ接続部３５を取り囲み、分離チャンバ２７に向かって開口する水開口部３９を包含する。分離された水は水開口部３９を通り、エレメントレセプタクル２９の外側に沿って速やかに水収集チャンバ３１に到達する。図１に、対応する流れの挙動が、流れ方向を示す流れの矢印によって示されている。それらのうち、矢印４１は未処理側１３への燃料流入を示し、矢印４３は浄化されたディーゼル油の流れを示し、矢印４５は水の流れを示す。フィルタエレメント９の外側にある未処理側１３を底面側の水収集チャンバ３１に関してシールするために、エンドキャップ２３の外周上に、フィルタハウジングの内側に対するシール作用を提供するシールリング４７の形態のシール装置が配置されている。このように、エンドキャップ２３は、ハウジング１の主部３を、その下方に配置され、水収集チャンバ３１を構成する基部から分離する分離手段を構成する。
【００２３】
図２は、ここで説明される本発明によるフィルタデバイスの実施形態を示す。ここでは、ハウジング１の未処理側１３への燃料吸入のための吸入開口部（図１における１５）は示されていない。フィルタエレメント９の内部構造も、図１に示される通り、従来技術と対応して構わないので、示されていない。図１と同様に、処理済み側１９、つまり内部のフィルタキャビティ１７からの汚染除去済み燃料の排出のために、エレメントレセプタクル２９内に配置され、ハウジング１の外側に通じる燃料出口３７が設けられている。
【００２４】
従来技術におけるフィルタエレメント９のエンドキャップ２３は、ハウジング主部３と、その下方において、ハウジング壁に押接するシール要素４７とともに、半径方向外側に位置する縁部上に配置される収集ユニット（基部）との間の分離手段を構成するが、図２に示される実施形態では、エンドキャップ２３の外縁部とハウジング壁５３との間に空隙１８が配置され、それによって、未処理側１３がエレメントレセプタクル２９の方向に下方へ連続している。それ故、未処理側１３内で分離される水は、矢印４５によって示されるように、基部の方向に排出される。エレメントレセプタクル２９は、上方に突出するそのレセプタクルパイプ４９によって、フィルタエレメント９のエンドキャップ２３から突出し、かつ、シールリング５７によってシールされて受容パイプ接続部４９内に受容される中央パイプ接続部３５のための座部を構成するだけでなく、未処理側１３と処理済み側１９との間の分離手段も形成し、それ故、基部内において、処理済み側の第１の収集チャンバ６１と未処理側の第２の収集チャンバ６７との間に配置される。その内部において、第１の収集チャンバ６１は、底面側は閉じ、上部に開いた中空シリンダ５９によって形成される。この第１の収集チャンバ６１の上部開口部の端縁部は、シールリング６３を介してエレメントレセプタクル２９のレセプタクルパイプ接続部４９の下端縁部６５に接続される。このように、システムの処理済み側１９の構成要素である第１の水収集チャンバ６１は、それを基部内で取り囲む空間に関して液体を透過させない仕方でシールされる。この部分が第２の水収集チャンバ６７を構成する。
【００２５】
分離手段の構成要素として、エレメントレセプタクル２９は、受容パイプ接続部４９とハウジング壁５３との間に延びる壁部５１を含む。この壁部５１は通路５５を含む。通路５５は、第１の収集チャンバ６１の中空シリンダ５９に隣接して、第１の収集チャンバ６１を取り囲む第２の収集チャンバ６７内で開口する。未処理側で分離される水は通路５５を通じて排出される。従って、この点において、その内部の第２の収集チャンバ６７は未処理側１３の構成要素を構成する。ハウジング１の側壁５３に対する第２の収集チャンバ６７のシール作用を達成するために、椀型形状に形成された基部の上縁部領域が、通路５５を含む壁部５１から下方へ延びる環状体６９の上にぴったり嵌る。ここで、第２の収集チャンバ６７を外側に対して密封するために、環状体６９上の段部と基部の壁上の段部との間にシール要素７１が嵌め込まれる。
【００２６】
基部は、少なくとも充填レベルの目視検出が可能である程度まで光に対して透明である材料から一体的に成形されることができる。外側にある第２の収集チャンバ６７は目視により利用可能であるが、外側の収集チャンバ６７が、相応のレベルまで充填されていると、内側にある第１の収集チャンバ６１の充填レベルを監視することはより困難になるか、又は完全に不可能にさえなり得る。この状況を改善するために、両収集チャンバ６１及び６７のためにそれぞれ設けられる底面側排出手段７３及び７５が、それぞれ、異なる高さに配置される。ここで、図面に示されるように、排出手段７３は、パイプ接続部７７によって下方へオフセットし、第１の収集チャンバ６１の底面から離れて配置されている。対応して、パイプ接続部７７は排出プロセスのための観察管の機能を果たす。排出プロセスを目視により監視することが可能になるので、水の上方にあるディーゼル油がほぼ排出されずにすむレベルまで第１の水収集チャンバ６１から水を排出することが可能になる。対応して、目視により充填レベルが容易に監視される第２の収集チャンバ６７からの排出プロセスについても同じことがいえる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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