(57)【要約】  内燃エンジン用のフィルタ群の寸法を決定する方法であって、フィルタ群は燃料が順番に横切るように構成された第１フィルタ壁及び燃料の方向に対して第１フィルタ壁の下流側に配置される第２フィルタ壁を備え、上記方法は、ａ）正常動作状態においてエンジンの始動と機能を保証する最小限の燃料流量（Ｑ）でフィルタ群に燃料を供給するステップと、ｂ）第１フィルタ壁を横切る圧力降下を算出するステップと、ｃ）第２フィルタ壁を横切る圧力降下を算出するステップと、ｄ）第１フィルタ壁の圧力降下が第２フィルタ壁の圧力降下を超えるときまで、第１フィルタ壁の形態的な形状特性を修正するステップと、を含む。
2014505197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン用のフィルタ群の寸法を決定する方法であって、
前記フィルタ群が、燃料が順番に横切るように構成された、第１フィルタ壁及び前記燃料の方向に対して前記第１フィルタ壁の下流側に配置される第２フィルタ壁を備え、
前記方法が、
ａ）正常動作状態において前記エンジンの始動と機能を保証する最小限の燃料流量（Ｑ）でフィルタ群に前記燃料を供給するステップと、
ｂ）前記第１フィルタ壁を横切る圧力降下を算出するステップと、
ｃ）前記第２フィルタ壁を横切る圧力降下を算出するステップと、
ｄ）前記燃料の温度（ＴＣＦＰＰ）を供給において達成するステップと、
ｅ）前記第１フィルタ壁の圧力降下が前記第２フィルタ壁の圧力降下を超えるときまで、前記第１フィルタ壁の形態および形状特性を調節するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１フィルタ壁の形態および形状特性は、少なくとも次の特徴を含む請求項１に記載の方法。
フィルタ手段の材料の通気性（ＧＫＤ）を共に定義する、フィルタ手段のファイバの寸法、フィルタ面、前記フィルタ手段の厚さ。
【請求項３】
前記パラメータ（ＧＫＤ）が、前記第１フィルタ壁の幾何学的形状を示す第１パラメータ（Ｇ）と、前記第１フィルタ壁を構成する材料を示す第２パラメータ（ＫＤ）との積である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パラメータ（ＧＫＤ）が、下記方程式で表される請求項２又は３に記載の方法。
【数１】
2014505197.tif 000012
但し、前記方程式において、Ｑは、供給の際の燃料の最小流量であり、ΔＰｐｒｅは、第１フィルタ手段を横切る圧力降下であり、Ｇは前記第１フィルタ壁の幾何学的形状による定数であり、ＫＤは、燃料が横切る方向に前記第１フィルタ壁を実現するために用いられる材料の通気性（Ｋ）と燃料の粘性（μ）との関係である。
【請求項５】
前記指標パラメータ（ＧＫＤ）が前記第１フィルタ壁の最小目詰まりを示す第１の値（［ＧＫＤ］ｍｉｎ）より大きく、前記第２フィルタ壁の最小目詰まりを示す第２の値（［ＧＫＤ］ｍａｘ）より小さいことを確かめるステップ、
をさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の指標値（［ＧＫＤ］ｍｉｎ）が、供給の際の燃料の最小流量（Ｑ）と、前記第１フィルタ壁の上流側圧力と下流側圧力との間で得られる最大圧力差（ΔＰｍａｘ）と、の関係に対応し、
前記第２の指標値（［ＧＫＤ］ｍａｘ）が、供給の際の燃料の最小流量（Ｑ）と、第２の圧力値および第３の圧力値と、の間の関係に対応する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１フィルタ壁がプリーツ壁であり、定数（Ｇ）が前記燃料の横切る方向に沿って前記第１フィルタ壁の横切る断面（Ａ）と厚さ（Ｘ）との間の関係に等しい請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記第１フィルタ壁がトロイダル壁であり、定数（Ｇ）は下記方程式によって与えられる請求項３に記載の方法。
【数２】
2014505197.tif 000013
但し、上記方程式において、ｈは、前記第１フィルタ壁の軸方向の高さであり、ｒｅとｒｉはそれぞれ、前記第１フィルタ壁の外半径と内半径である。
【請求項９】
第１フィルタ壁（７）及び燃料の流れ方向に対して前記第１フィルタ壁の下流側に配置される前記第２フィルタ壁（１）を備え、これらフィルタ壁は燃料が順番に横切るように構成されたフィルタ群であって、
前記第１フィルタ壁（７）が、その形態的な指標パラメータ（ＧＫＤ）が、燃料の温度（ＴＣＦＰＰ）で、前記第１フィルタ壁の最小目詰まりについての第１の指標値よりも大きく、前記第２フィルタ壁（８）の最小目詰まりについての第２の指標値（［ＧＫＤ］ｍａｘ）よりも小さくなるように構成されるフィルタ群。
【請求項１０】
前記第１の指標値（［ＧＫＤ］ｍｉｎ）が、供給の際の燃料の最小流量（Ｑ）と、前記第１フィルタ壁の上流側圧力と下流側圧力との間の最大圧力差と、の関係に対応し、
前記第２の指標値（［ＧＫＤ］ｍａｘ）が、供給の際の燃料の最小流量（Ｑ）と、前記フィルタ壁（７，８）間で検出される圧力と前記フィルタ壁（８）の下流側圧力との間の圧力差（ΔＰｆｉｎｅ）と、の関係に対応する請求項９に記載のフィルタ群。
【請求項１１】
前記指標パラメータ（ＧＫＤ）が、下記方程式を用いて算出される請求項９に記載のフィルタ群。
【数３】
2014505197.tif 000014
但し、前記方程式において、Ｑは、前記フィルタ群の内部に供給される燃料の最小流量であり、ΔＰｐｒｅは、前記第１フィルタ壁の上流側と下流側でそれぞれ検出される第１圧力値と第２圧力値の差であり、Ｇは前記第１フィルタ壁の幾何学的形状による定数であり、ＫＤは、燃料が横切る方向に前記第１フィルタ壁を実現するために用いられる材料の通気性（Ｋ）と燃料の粘性（μ）との関係である。
【請求項１２】
前記指標パラメータ（ＧＫＤ）が、前記燃料の横切る方向に沿って前記第１フィルタ壁の横切る断面（Ａ）と厚さ（Ｘ）との間の関係に等しい定数（Ｇ）と、燃料が横切る方向に前記第１フィルタ壁を実現するために用いられる材料の通気性（Ｋ）と燃料の粘性（μ）との関係（ＫＤ）との積である請求項９に記載のフィルタ群。
【請求項１３】
前記指標のパラメータ（ＧＫＤ）が、下記方程式によって与えられる定数（Ｇ）と、
燃料が横切る方向に前記第１フィルタ壁を実現するために用いられる材料の通気性（Ｋ）と燃料の粘性（μ）との関係（ＫＤ）と、の積である請求項９に記載のフィルタ群。
【数４】
2014505197.tif 000015
但し、前記方程式において、ｈは、燃料が横切る方向に対して垂直な前記第１フィルタ壁の高さであり、ｒｅとｒｉはそれぞれ、前記壁の外半径と内半径である。
【請求項１４】
第１フィルタ壁及び燃料の方向に対して前記第１フィルタ壁の下流側に配置される前記第２フィルタ壁を備え、これらフィルタ壁は燃料が順番に横切るように構成されたフィルタ群であって、
前記フィルタ群が、前記燃料のろ過性の許容値（ＵＮＩ  ＥＮ  １１６）に対応する温度（ＴＣＦＰＰ）で、下記関係式、を順守することを特徴とするフィルタ群。
【数５】
2014505197.tif 000016
但し、上記関係式において、Ｑは、エンジンを機能するのに必要なディーゼル燃料の最小流量を表す値であってｌ／ｈで表され、ΔＰｍａｘは、最大燃料供給圧力、すなわち車両供給ポンプによって保証される最大圧力と、前記第１フィルタ壁下流側及び前記第２フィルタ壁上流側の圧力との差であってｂａｒで表され、ΔＰｐｒｅは、ｂａｒで表され、最小限機能流量での精密フィルタの上流側と下流側の圧力差であり、ΔＰｆｉｎｅは、ｂａｒで表され、エンジンの最小限機能流量での精密フィルタの圧力差である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジン用ディーゼル燃料のフィルタ群のフィルタカートリッジ及び関連するフィルタ群に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、ディーゼル燃料はいかなる品質の燃料のものであっても、低温で凝固するパラフィンを一定の割合で含み、それによってこれらがディーゼルフィルタカートリッジを容易に解決できないように塞ぐので、エンジンの冷始動（ｃｏｌｄ  ｓｔａｒｔ）の達成を妨げる。
【０００３】
従って、低温において固形パラフィン粒子は、ディーゼルフィルタが目詰まりすることなく、エンジン始動のために必要なディーゼル燃料が流れることができるようにするために、他の不所望の固体粒子と共に燃料から除去されなければならない。
【０００４】
従来技術においては、ディーゼル燃料中の固形粒子や不所望の塊を保持するようになっているフィルタカートリッジの多孔率を利用することによって、固形パラフィンによるフィルタ目詰まりの欠点を解決していた。そのフィルタ面は、カートリッジ上またはその中に固形パラフィンの付着物があっても、ディーゼル燃料を通過させることができるほど、十分に大きい。
【０００５】
しかしながら、その公知の解決策は、フィルタカートリッジにおいては、大きくて、多くの場合フィルタ群を許容できないような又はいずれにせよエンジンレイアウトを厳しくするような全体寸法を導くフィルタ面を備えるという欠点を呈する。
【０００６】
固形パラフィン粒子は、ディーゼル燃料に存在する粒子のうちの固形粒子よりも大きな平均寸法を有しており、エンジン始動に要求されるディーゼル燃料の流れの妨げになるようなフィルタカートリッジの目詰まりをさせることなく、そのパラフィンの固形粒子を保持することによって、この問題を解決しようと試みられている。
【０００７】
固形粒子は、非常に広いと同時に予測できない範囲に属する寸法を有する粒子の形でディーゼルに存在するので、従来技術において、より大きな粒子はプレフィルタ（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒ）で捕捉され、より小さな粒子は精密フィルタ（ｆｉｎｅ  ｆｉｌｔｅｒ）で保持され、どちらのフィルタでも目詰まりが発生することはない。
【０００８】
このため、二重フィルタ壁を有するディーゼル燃料用のフィルタカートリッジが知られており、その２つのフィルタ壁は燃料が連続して横切るように順番に設置され、上流側のフィルタ壁はプレフィルタとして機能し、他方のフィルタ壁は精密フィルタとして機能する。
【０００９】
パラフィンの固体粒子を保持することはプレフィルタによって果たされる役割であり、プレフィルタの多孔率は精密フィルタの多孔率より大きくなければならないことは明らかであり、そうでなければそれは役に立たないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この解決策は、プレフィルタに目詰まりなくパラフィンを保持する役割が与えられるので、初めのうちは精密フィルタの目詰まりを防止するには適しているように見えるけれども、精密フィルタの挙動に必要なプレフィルタの挙動基準、すなわちプレフィルタと精密フィルタの特性がまったく明確でないので、効果的ではないことが分かった。
【００１１】
特に、プレフィルタの多孔率については未解決な点がある。プレフィルタの多孔率は目詰まりなく固形パラフィンの一部を保持するのに十分高くなければならないこと、そして精密フィルタを詰まらせない程度の小さい固形パラフィンの量を含んでいるディーゼル燃料を通過できるようにしなければならないことである。
【００１２】
もしプレフィルタの多孔率が非常に高い場合には、精密フィルタを詰まらせるような固形パラフィン量が流路に供給されることになるだろう。これに対して、プレフィルタの多孔率を減少すると、その目詰まりが防止されないことになるだろう。
【００１３】
このように、精密フィルタの目詰まりを早期に防ぎながら、燃料の流れを保証するためには、プレフィルタと精密フィルタの両方の多孔率を調整しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ディーゼル燃料の特性は、それに溶解されているパラフィンの量に依存し、概してＣＦＰＰ（ＵＮＩ  ＥＮ  １１６またはＡＳＴＭ  Ｄ６３７１の規格による燃料ろ過能力の許容値）と称されるパラメータが知られており、それは摂氏温度で示され、一定量の液体燃料の流れを妨げることない所定の多孔率を有する材料によって、所定時間を超えて保持されるべき固形パラフィンの最大量を有するディーゼル燃料の温度ＴＣＦＰＰで示される。
【００１５】
本発明によれば、プレフィルタの寸法設計はＣＦＰＰの目標値をパラメータとするものであり、このＣＦＰＰはディーゼル燃料の種類のバリエーションと共に変化し、ディーゼル燃料の流量Ｑ（所定時間を超えてフィルタを横切る量）の指標でもある。
【００１６】
本明細書において引用される流量Ｑは、噴射システムのコモンレールを横切る流れに関するものである。
【００１７】
また流量Ｑは、精密フィルタの挙動によって調整され、プレフィルタと調和して必要な大きさを決められなければならない。
【００１８】
本発明によれば、流量Ｑの値は、エンジンが機能するために必要な最小流量を示しており、特により小さい孔、通過可能なより少ない流量という意味で精密フィルタの多孔率に依存する。
【００１９】
このようにして、流量Ｑは、プレフィルタと精密フィルタによって流れに与えられる全抗力によって左右され、これによりフィルタカートリッジ全体を通じた総圧力勾配に左右される。
【００２０】
ＴＣＦＰＰの値と流量Ｑの値はエンジンの設計仕様であってリットル／時間（ｌ／ｈ）で表され、エンジンに供給されなければならないディーゼル燃料のタイプは知られているので、プレフィルタの通気性はＴＣＦＰＰと流量Ｑの関数として定義されることができる。
【００２１】
フィルタの通気性は、以下に本願明細書において述べられるように、さまざまな方法で定義されることができ、多孔率による機能だけでなく、フィルタ材やそれが構成されるファイバの寸法やその形状特性による機能である。
【００２２】
本発明は、流量と、プレフィルタの上流側と下流側、精密フィルタの上流側と下流側、フィルタ群全体の上流側と下流側の圧力勾配との関係を用いることによって、上記問題を未然に防ぐものであり、本発明における関係では、温度ＴＣＦＰＰにおいて下記関係式（Ａ）を順守しなければならない。
【００２３】
【数１】
2014505197.tif 000003
【００２４】
上記関係式において、Ｑは、エンジンを冷始動するのに必要なディーゼル燃料の最小流量（エンジンの最小機能流量）を表す値であってｌ／ｈで表され、ΔＰｍａｘは、最大燃料供給圧力、すなわち車両供給ポンプによって保証される最大圧力と、第１フィルタ壁下流側及び第２フィルタ壁上流側の圧力との差であってｂａｒで表され、ΔＰｐｒｅは、ｂａｒで表され、最小限機能流量での精密フィルタの上流側と下流側の圧力差であり、ΔＰｆｉｎｅは、ｂａｒで表され、エンジンの最小限機能流量での精密フィルタの圧力差である。
【００２５】
上記関係式（Ａ）を順守することによって、ＴＣＦＰＰによるディーゼル燃料の各タイプに対して、低温でのエンジン始動が保証される。
【００２６】
上述の関係は、プレフィルタの圧力降下が精密フィルタの圧力降下より大きいことを意味するので、矛盾を含んでいる。
【００２７】
その矛盾は一見そのように見えるだけである。なぜなら、その不均衡は、エンジンの始動において温度ＴＣＦＰＰでだけ確認されるべきものだからであり、この分野の技術専門家に知られているように、エンジンの始動においてはディーゼル燃料が他の手段によって加熱されるので、その点は本発明とは無関係である。
【００２８】
始動の後は、固形パラフィンは溶解して、既述したようにより大きな孔を有しており、多孔率の低い精密フィルタの圧力降下よりも小さい、プレフィルタにおいての圧力降下によって正常に機能する。
【００２９】
下記関係式（Ａ）：
【００３０】
【数２】
2014505197.tif 000004
を順守することにより、この分野の技術専門家がフィルタ群を設計できるようになる。
【００３１】
技術専門家は、プレフィルタおよびフィルタを備えたフィルタ群において、エンジン動作条件のプレフィルタの多孔率を設計するための手段および知識を有している。
【００３２】
精密フィルタの多孔率は実際上は、ディーゼル燃料から固形パラフィンでない固形粒子を除くことが役割であるような規格である。
【００３３】
上記したように技術専門家は、Ｑ値（エンジン始動のための最小流量）とディーゼル燃料のＴＣＦＰＰの標準値の両方について知っている。
【００３４】
プレフィルタの多孔率および精密フィルタの多孔率が技術専門家のノウハウに即して選択されるときに、技術専門家はフィルタ全体を横切る圧力降下と、正常動作状態におけるプレフィルタと精密フィルタを横切る圧力降下との両方を検出する。
【００３５】
専門家は、プレフィルタを横切る圧力降下が精密フィルタを横切る圧力降下より低いことを確認する。
【００３６】
温度ＴＣＦＰＰに注目して、専門家は、プレフィルタを横切る圧力降下が精密フィルタを横切る圧力降下より大きくなるまで、例えば多孔率又は他の形態的な形状特性に作用することによって、プレフィルタの多孔率を修正し始める。
【００３７】
プレフィルタを横切る圧力降下の値が精密フィルタを横切る圧力降下より大きくなるとすぐに、プレフィルタの通気性（多孔率またはその他の形状または形態的特性）は、エンジン作動のために必要な最小流量Ｑに関する動作条件において冷始動させることとエンジンを機能させることの両方を可能とするのに適切な方法で定められる。
【００３８】
始動の後は、ディーゼル燃料の温度は、本発明に無関係な手段により増加し、固形パラフィンはプレフィルタと精密フィルタに捕捉され溶解され、これによりフィルタ群を正常に機能させることができる。
【００３９】
従って、プレフィルタは、燃料温度を固形パラフィンを溶解させるために充分なレベルまで増加するのに必要な時間の間、固形パラフィンの流れを減速する役割を有する。
【００４０】
技術専門家は、第１フィルタ壁の寸法を決定するときに、壁の形態的な形状を示す公知のパラメータを用いる。
【００４１】
パラメータのうちの１つは、第１フィルタ壁の形態的な形状特性を示すＧＫＤパラメータである。
【００４２】
特に、ＧＫＤパラメータは、第１フィルタ壁の幾何学的形状を示す第１パラメータＧと、第１フィルタ壁が実現される材料を示す第２パラメータＫＤの積である。
【００４３】
下記関係式（Ｂ）によれば、パラメータＫＤは、燃料が横切る方向に第１フィルタ壁を実現するために用いられる材料の通気性Ｋと燃料の粘性μとの関係を表す。
【００４４】
【数３】
2014505197.tif 000005
【００４５】
第１フィルタ壁またはプレフィルタ壁がトロイダル壁である場合において、Ｇは下記方程式（Ｃ）によって与えられる定数である。
【００４６】
【数４】
2014505197.tif 000006
上記方程式（Ｃ）において、ｈは、第１フィルタ壁の軸方向の高さであり、ｒｅとｒｉはそれぞれ、第１フィルタ壁の外半径と内半径である。
【００４７】
プリーツ壁の場合において、Ｇは普遍的な方程式（Ｄ）によって公式化される。
【００４８】
【数５】
2014505197.tif 000007
上記方程式（Ｄ）において、Ａは、第１フィルタ壁の横切る断面であり、Ｘは、燃料の横切る方向に沿った第１フィルタ壁の厚さである。
【００４９】
更なるパラメータＧＫＤは、以下の方程式（Ｅ）を順守する。
【００５０】
【数６】
2014505197.tif 000008
上記方程式（Ｅ）において、ΔＰｐｒｅは、正常動作状態の条件においてプレフィルタを横切る所望の圧力降下である。
【００５１】
このようにして、動作条件のための精密フィルタの特性は現実に知られているので、プレフィルタの形状および形態的特性は決定されることができる。
【００５２】
冷始動では、本発明のプレフィルタの寸法設計では、以下の更なる特性も順守しなければならない。
【００５３】
本発明によるエンジンの冷始動上のプレフィルタの寸法設計においては、以下の更なる特性も尊重しなければならない。
【００５４】
本発明の関係式（Ａ）に関して、パラメータＧＫＤは、第１フィルタ壁の最小限の目詰まりを示す第１の値［ＧＫＤ］ｍｉｎより大きく、第２フィルタ壁の最小限の目詰まりを示す［ＧＫＤ］ｍａｘよりも小さくなければならない。
【００５５】
特に、第１の値［ＧＫＤ］ｍｉｎは、供給の際の燃料の最小流量Ｑと、最大燃料供給圧力すなわち車両供給ポンプによって保証される最大圧力と第１フィルタ壁下流側及び第２フィルタ壁上流側の圧力との差によって決定される最大圧力差ΔＰｍａｘと、の関係に対応する。
【００５６】
一方、第２の値［ＧＫＤ］ｍａｘは、供給の際の燃料の最小流量Ｑと、精密フィルタ壁の上流側と下流側の圧力差と、の関係に対応する。
【００５７】
もし上述の条件も順守される場合には、本発明の関係式（Ａ）も順守される。
【００５８】
本発明の更なる特徴および利点は、添付図面に例示された図を用いて非限定的な例によって提示される以下の説明および実施例を読むことにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明においてフィルタ群の垂直軸平面に沿った断面図である。
【図２】図１のフィルタ群において、エンジン始動から開始し進行中の圧力の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図において、参照はプレフィルタと精密フィルタを備えたディーゼル燃料用のフィルタ群１に関する本発明の実施形態のために用意され、これらの少なくとも１つはデプスフィルタであってもよい。図１は、ビーカー形であって、燃料の入口導管４と出口導管５が設置されるカバー３によって上方を閉じられる、外部ケーシング２を備えたフィルタ群１を示す。
【００６１】
ケーシング２の内部には、フィルタユニット６が収容され、同心同軸の２つの環状フィルタ壁７、８を備える。フィルタユニット６は特に、上側プレート９と下側プレート１０を備える。
【００６２】
上側プレート９は、入口導管５の一部がシールを介して収容される穴１２１を形成する環状縁部１２０を順に呈している中空導管１２を収容するための中央軸穴９０を呈する。
【００６３】
上側プレート９と下側プレート１０との間には、第１フィルタ壁７が設置され、以下に本願明細書において詳述するようにその寸法が設計される。
【００６４】
さらに上側プレート９と下側プレート１０との間には、例えばこれらと共に単一体で実現される連結導管１１が設置され、その内部には第１フィルタ壁７が同軸で形成される。
【００６５】
導管１１は、例えばフィルタユニット６を頑丈にするために剛性材料で構成される。
【００６６】
下側プレート１０は、連結導管１１の外側に突出する円冠状であり、第１フィルタ壁７の下端に関連づけられる上側表面１０１を呈する。
【００６７】
カートリッジ６の上側プレート９は、ケーシング２の上側縁部２０に備えられる溝１４に、シール１５を介して収容されるようになっている環状縁部１３を呈する。フィルタユニット６は、円冠状に形成され、下側プレート１０にその中央穴で取り付けられるようになっている更なる下側プレート３０を備える。
【００６８】
特に、第２フィルタ壁８は、上側プレート９と更なる下側プレート３０との間に介在し、導管１１の下方を閉じるようになっている。
【００６９】
フィルタユニット６の２つのフィルタ壁７、８は、例えば燃料が順番に横切るように構成されており、ケーシング２の内部容積を３つの異なるチャンバ１７、１８、１９に分けるように構成される。特に、中間チャンバ１８は、２つのフィルタ壁７、８の間、すなわち第１フィルタ壁７の下流であって第２フィルタ８の上流に設置され、その一方でチャンバ１７すなわち第１チャンバは燃料の入口導管４に連通して設置され、その一方でチャンバ１９すなわち第３チャンバは燃料の出口導管５に連通するように調整される。
【００７０】
さらに上側プレート９は、入口導管４を第１チャンバ１７に連通して配置するようになっている穴９１を備える。
【００７１】
穴９１は、導管１１の外側に放射状に上側プレートのゾーンに配置される。第１チャンバ１７は実際には、側方は導管１１の外壁と第１フィルタ壁７の内側表面によって、上方は上側プレート９の環状部分によって、下方は下側プレート１０の環状部分によって、形成される。
【００７２】
また、更なる下側プレート３０は、第２チャンバ１８がケーシング２の底部から、導管１１と第２フィルタ壁８との間の内部空間まで延在するように、更なる貫通穴３１を呈する。
【００７３】
第１フィルタ壁７は、低温で形成されその第１フィルタ壁７の穴を通過する固形パラフィンの少なくとも一部を残しながら、ディーゼル燃料の粒子の一部、固形パラフィンの少なくとも一部を保持するようになっている。この特性により、第１フィルタ壁７はプレフィルタ機能を果たし、最も微細な粒子の一部と固形パラフィンの一部を含む流量Ｑの流れを可能とする。
【００７４】
目詰まりすることなく、第２フィルタ壁８は、第１フィルタ壁７を横切るより小さな粒子と固形パラフィンに対してフィルタ作用を実行する。
【００７５】
このようにして、冷えた状態からでもエンジンを始動できる。
【００７６】
第１フィルタ壁７の寸法を決める目的、すなわち最も適切な寸法および多孔物質を選択し、選択した寸法および材料が本発明によって必要な性能に適合することを確認して、上述の壁７を構成する目的で、上記の方法が用いられる。
【００７７】
このようにして、本発明の下記関係式（Ａ）が達成される。
【００７８】
【数７】
2014505197.tif 000009
【００７９】
もし関係式（Ａ）が順守されれば、第１フィルタ壁７は目詰まりすることなく固形パラフィンの少なくとも一部を保持する。残留する固形パラフィンは、少なくともエンジン始動後に溶解可能となるのに必要な時間の間は目詰まりすることなく、第２フィルタ８まで届いて保持される。
【００８０】
フィルタ壁７、８におけるパラフィンの目詰まりのない蓄積は、燃料を液体状態に次第に戻すような温度まで燃料を徐々に加熱できるようにするのに必要なほど遅い。
【００８１】
図２は、温度ＴＣＦＰＰ（車両の冷始動状態に相当）で、燃料の流れの開始から第１フィルタ壁７の上流側圧力Ｐ１７が徐々に減少する様子を示しており、それはパラフィンが徐々に第１フィルタ壁を通過して、第２フィルタ壁８に到達することを示す。
【００８２】
一方、第２チャンバ１８内の圧力Ｐ１８は増加しており、それはパラフィンが第２フィルタ壁８に徐々に蓄積したことを示し、パラフィンが溶解する時間までに生じる現象は、燃料温度の増加によって生じたものである。
【００８３】
一度第１フィルタ壁７の寸法が決定されると、第１フィルタ壁７がパラフィンを保持して同時にパラフィンを徐々に溶解するまで通路を開くことを保証するように調整されるので、本発明の第１フィルタ壁７は最低温度ＴＣＦＰＰで燃料による車両の冷始動を可能とする。
【実施例１】
【００８４】
技術専門家の通常の知識はおそらく上記に示された式と共に、以下の機能を果たす条件が順守され、上流のフィルタ（プレフィルタ）がデプス壁（ｄｅｐｔｈ  ｗａｌｌ）で、下流のフィルタ（精密フィルタ）がプリーツ壁（ｐｌｅａｔｅｄ  ｗａｌｌ）である、プレフィルタと精密フィルタが備えられたディーゼル燃料用のフィルタを設計するように求められ得る。
【００８５】
その目的は、ディーゼル燃料の最小限の流量Ｑ（４０ｌ／ｈであること）のろ過と、−２１℃の温度ＴＣＦＰＰでのエンジンの冷始動とを可能にすることである。
【００８６】
必要な流量に基づいて、以下の特性を有するプリーツ型精密フィルタが選択された。外径は６０ｍｍ、内径は３０ｍｍ、プリーツ数は４４、高さ（軸方向寸法）は１００ｍｍ、材料はセルロース、材料の厚みは０．５ｍｍ、フィルタエリアは１３０，０００ｍｍ２である。
【００８７】
プレフィルタは、図１の略図のように精密フィルタにその外側で関連づけられ、以下の特性を有する。外径は１００ｍｍ、内径は８０ｍｍである。プレフィルタは、２５０ｃｍ２、厚さ１０ｍｍの入口部を有する。プレフィルタは、この分野で通常用いられる以下の材料、例えばナイロンのようなポリマー材のように、燃料と相性がよい材料によって構成される。
【００８８】
フィルタは、１３００ｃｍ２、厚さ０．５ｍｍのフィルタ面を有する。フィルタはこの分野で通常用いられる以下の材料、例えばセルロースによって構成される。
【００８９】
正常動作状態の間、以下の圧力が検出された。
プレフィルタの上流側Ｐ１７は５．３ｂａｒ、
プレフィルタと精密フィルタとの間Ｐ１８は５．２ｂａｒ、
精密フィルタの下流側Ｐ１９は５ｂａｒ、
プレフィルタを横切る圧力降下ΔＰｐｒｅ＝０．１ｂａｒ、
フィルタを横切る圧力降下ΔＰｆｉｎｅ＝０．２ｂａｒであった。
【００９０】
検査は、温度ＴＣＦＰＰ＝−２１℃で繰り返し行われ、以下のデータが与えられた。
プレフィルタの上流側Ｐ’１７は６ｂａｒ、
プレフィルタと精密フィルタとの間Ｐ’１８は５ｂａｒ、
精密フィルタの下流側Ｐ’１９は０ｂａｒ、
プレフィルタを横切る圧力降下Δ’Ｐｐｒｅ＝１ｂａｒ、
フィルタを横切る圧力降下Δ’Ｐｆｉｎｅ＝５ｂａｒであった。
【００９１】
そしてプレフィルタの厚さは、−２１℃の温度でプレフィルタを横切る圧力降下が精密フィルタの圧力降下Δ’Ｐｆｉｎｅの値をちょうど上回った値Δ’Ｐｐｒｅを超えた１５ｍｍの厚さのときに再度試され検査されることによって修正された。
【００９２】
圧力値は、以下のとおりだった。
プレフィルタの上流側Ｐ”１７は６ｂａｒ、
プレフィルタと精密フィルタとの間Ｐ”１８は２ｂａｒ、
精密フィルタの下流側Ｐ”１９は１ｂａｒ、
プレフィルタを横切る圧力降下Δ”Ｐｐｒｅ＝４ｂａｒ、
フィルタを横切る圧力降下Δ”Ｐｆｉｎｅ＝１ｂａｒであった。
【００９３】
その結果、以下の関係式が得られた。
【００９４】
【数８】
2014505197.tif 000010
そして、それらと共に、本発明の関係式（Ａ）が得られた。
【００９５】
【数９】
2014505197.tif 000011
【００９６】
フィルタ群は上述の寸法を有し、これにより所要流量Ｑを保証して、エンジン始動を可能にする。
【００９７】
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、修正および改良は以下の特許請求の範囲から逸脱せずにそこにもたらすことができる。
【図１】
2014505197.tif 000017
【図２】
2014505197.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月6日(2012.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン用のフィルタ群におけるフィルタ壁の寸法を決定する方法であって、
前記フィルタ群が、燃料が順番に横切るように構成された、第１フィルタ壁及び前記燃料の方向に対して前記第１フィルタ壁の下流側に配置される第２フィルタ壁を備え、
前記方法が、
ａ）正常動作状態において供給の際の燃料についての温度ＴＣＦＰＰと等しい温度で、前記エンジンの始動と機能を保証する最小限の燃料流量（Ｑ）でフィルタ群に前記燃料を供給するステップと、
ｂ）前記第１フィルタ壁を横切る圧力降下を算出するステップと、
ｃ）前記第２フィルタ壁を横切る圧力降下を算出するステップと、
ｄ）前記第１フィルタ壁の圧力降下が前記第２フィルタ壁の圧力降下を超えるときまで、多孔率と、フィルタ材と、ファイバの寸法と、フィルタの表面と、フィルタの厚さとの中から選択される前記第１フィルタ壁の少なくとも１つの形態的な形状特性に作用することによって前記第１フィルタ壁の通気性を修正するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
さらに、少なくとも次の態様、すなわちフィルタ手段のファイバの寸法と、フィルタ面と、前記フィルタ手段の厚さとによって確定される前記第１フィルタ壁の材料における形態の指標パラメータを用いるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記形態の指標パラメータは、前記第１フィルタ壁の幾何学的形状を示す第１パラメータと、前記第１フィルタ壁を構成する材料を示す第２パラメータとの積である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記形態の指標パラメータが、下記方程式を順守する請求項２又は３に記載の方法。
【数１】
2014505197.tif 000019
ただし、前記方程式において、Ｑは、供給の際の燃料の最小流量であり、ΔＰｐｒｅは、第１フィルタ手段を横切る圧力降下であり、Ｇは前記第１フィルタ壁の幾何学的形状による定数であり、ＫＤは、燃料が横切る方向に前記第１フィルタ壁を実現するために用いられる材料の通気性Ｋと燃料の粘性（μ）との比率である。
【請求項５】
前記形態の指標パラメータが前記第１フィルタ壁の最小目詰まりを示す第１の値より大きく、前記第２フィルタ壁の最小目詰まりを示す第２の値より小さいことを確かめるステップをさらに含み、
前記第１の指標値は、供給の際の燃料の最小流量（Ｑ）と、前記第１フィルタ壁の上流側圧力と下流側圧力との間で得られる最大圧力差（ΔＰｍａｘ）と、の関係に対応し、
前記第２の指標値は、供給の際の燃料の最小流量（Ｑ）と、第２の圧力値および第３の圧力値と、の間の関係に対応する請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１フィルタ壁はプリーツ壁であり、前記第１パラメータは定数であり、前記燃料の横切る方向に沿って前記第１フィルタ壁の横切る断面と厚さとの間の比率に等しい請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第１フィルタ壁はトロイダル壁であり、前記第１パラメータは定数であり、下記方程式、によって与えられる請求項３に記載の方法。
【数２】
2014505197.tif 000020
但し、上記方程式において、ｈは、前記第１フィルタ壁の軸方向の高さであり、ｒｅとｒｉはそれぞれ、前記第１フィルタ壁の外半径と内半径である。
【請求項８】
第１フィルタ壁及び燃料の方向に対して前記第１フィルタ壁の下流側に配置される前記第２フィルタ壁を備え、これらフィルタ壁は燃料が順番に横切るように構成されたフィルタ群であって、
前記フィルタ群は、前記燃料のろ過性の許容値（ＵＮＩ  ＥＮ  １１６）に対応し、供給の際の燃料についての温度ＴＣＦＰＰと等しい温度で前記燃料が供給されるとき、下記関係式、を順守するフィルタ群。
【数３】
2014505197.tif 000021
但し、上記関係式において、Ｑは、エンジンを機能するのに必要なディーゼル燃料の最小流量を表す値であってｌ／ｈで表され、ΔＰｍａｘは、最大燃料供給圧力、すなわち車両供給ポンプによって保証される最大圧力と、前記第１フィルタ壁下流側及び前記第２フィルタ壁上流側の圧力との差であってｂａｒで表され、ΔＰｐｒｅは、ｂａｒで表され、最小限機能流量での第１フィルタ壁の上流側と下流側の圧力差であり、ΔＰｆｉｎｅは、ｂａｒで表され、エンジンの最小限機能流量での第２フィルタ壁の圧力差である。
【請求項９】
内燃エンジン用のフィルタ群の性能を確認する方法であって、
前記フィルタ群は、燃料が順番に横切るように構成された、第１フィルタ壁及び前記燃料の方向に対して前記第１フィルタ壁の下流側に配置される第２フィルタ壁を備え、
前記方法は、
ａ）正常動作状態において供給の際の燃料についての温度ＴＣＦＰＰと等しい温度で、前記エンジンの始動と機能を保証する最小限の燃料流量（Ｑ）でフィルタ群に前記燃料を供給するステップと、
ｄ）もし前記ステップａ）の間に以下の条件が満たされる場合、前記フィルタ群が低温でのエンジン始動を保証することを評価するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【数４】
2014505197.tif 000022
但し、上記関係式において、Ｑは、エンジンを機能するのに必要なディーゼル燃料の最小流量を表す値であってｌ／ｈで表され、ΔＰｍａｘは、最大燃料供給圧力、すなわち車両供給ポンプによって保証される最大圧力と、前記第１フィルタ壁下流側及び前記第２フィルタ壁上流側の圧力との差であってｂａｒで表され、ΔＰｐｒｅは、ｂａｒで表され、最小限機能流量での第１フィルタ壁の上流側と下流側の圧力差であり、ΔＰｆｉｎｅは、ｂａｒで表され、エンジンの最小限機能流量での第２フィルタ壁の圧力差である。
【国際調査報告】
2014505197.tif 000023
2014505197.tif 000024