(57)【要約】【課題】通常の運転時の圧力損失を可及的に減少させ、異物噛み込みなどによる逆止機能損失を防止したプライミング機構を備えた燃料フィルタの提供。【解決手段】フィルターカバー（１）に燃料入口（１ａ）からケーシング（２）内に開口する第１の燃料通路（Ｌ１）と、第１の燃料通路（Ｌ１）から分岐しプライミングポンプ（５）が取り付けられてケーシング（２）内に開口する第２の燃料通路（Ｌ２）とを設け、第１の燃料通路（Ｌ１）のケーシング（２）内への開口部に開閉弁（Ｖ）を介装し、運転時には開閉弁（Ｖ）を開き第１の燃料通路（Ｌ１）からケーシング（２）内に燃料を流入させ、プライミング時には開閉弁（Ｖ）を閉じて第２の燃料通路（Ｌ２）へ流入させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料系に介装されるプライミングポンプ付き燃料フィルタにおいて、その燃料フィルタは、燃料通路が設けられたフィルターカバーと、そのフィルターカバーの下方に着脱可能に取り付けられたケーシングと、そのケーシングの内部に設けられたエレメントとを有し、前記フィルターカバーには、燃料入口からケーシング内に連通する第１の燃料通路と、第１の燃料通路から分岐してケーシング内に連通し且つプライミングポンプが取り付けられている第２の燃料通路とが設けられており、第１の燃料通路がケーシングに連通する箇所に開閉弁が介装され、第２の燃料通路のプライミングポンプの上流側に第１の逆止弁が介装され、プライミングポンプの下流側に第２の逆止弁が介装されており、ケーシング内ではエレメントの半径方向外方から燃料が流入し、半径方向内方の出口通路に流入し、出口通路は運転時には燃料ポンプに連通し、プライミング時にはエア抜き手段に連通するように構成されており、前記開閉弁は、運転時には開放位置に保持されて第１の燃料通路をケーシング内に連通せしめ、プライミング時には閉鎖位置に保持されて第１の燃料通路を第２の燃料通路に連通せしめるように構成されていることを特徴とするプライミングポンプ付き燃料フィルタ。
【請求項２】
前記開閉弁は弾性手段で付勢されており、運転時には開弁位置で係止し、プライミング時には作動手段によって閉じるように構成されている請求項１のプライミングポンプ付き燃料フィルタ。
【請求項３】
前記開閉弁は、貫通穴を設けた回転弁として構成されており、運転時には貫通穴が第１の燃料通路と平行となり、プライミング時には貫通穴が第１の燃料通路に直交する様に構成されているプライミングポンプ付き燃料フィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項のプライミングポンプ付き燃料フィルタの使用方法であって、運転時に開閉弁を開放位置に保持して、第１の燃料通路をケーシング内に連通させると共に、出口通路を燃料ポンプに連通する工程と、プライミング時に開閉弁を閉鎖位置に保持して、第１の燃料通路を第２の燃料通路に連通させると共に、出口通路をエア抜き手段に連通する工程とを有することを特徴とするプライミングポンプ付き燃料フィルタの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料系に介装されるプライミングポンプ付き燃料フィルタの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料で運転される内燃機関においては、燃料ポンプの上流側に燃料フィルタを介装し、燃料に混入した異物が燃料ポンプや噴射ノズルに侵入するのを防止している。
通常のレイアウトでは、燃料ポンプは燃料タンクより高い位置にあり、燃料ポンプの上流の燃料フィルタ近傍にプライミングポンプが設けられている。
【０００３】
燃料タンクと燃料ポンプとの間の管路にエアが侵入すると、燃料ポンプが燃料を吸引することができなくなる。また、エアが混入された燃料が燃料噴射ポンプや噴射ノズルに供給されると、焼付等のトラブルを起こす恐れがある。
したがって、最初の運転開始時の様に配管中に燃料のない場合における燃料吸い上げのためだけではなく、燃料フィルタのエレメントの交換や、各部の修理・整備時等、燃料中にエアが混入する恐れが存在する場合に燃料系のエア抜きを行うために、プライミングは必要である。
【０００４】
図１において、ディーゼルエンジンにおける燃料系統の一例を示す。
ラインＬ５が燃料タンクＴから燃料フィルタFに連通している。燃料フィルタFは、ラインＬ６、エア抜き手段A、ラインＬ７を介して燃料（噴射）ポンプPに連通しており、燃料ポンプＰはラインＬ８を介して噴射ノズルN（図１では簡略化のため、一つのみを表示している）に連通している。そして、噴射ノズルＮから、エンジンの燃焼室内に、燃料が噴射される。
【０００５】
図１において、燃料リターン回路等は省略されている。
また図１において、上記エア抜き手段Aは、そのエア抜きの機能上、他の機器より高い位置（図１において、矢印Ｕ側の位置）に設けられており、そして、燃料フィルタFも気液分離機能があるため、通常は高い位置（図１において、矢印Ｕ側の位置）に配設されている。
【０００６】
図７は、従来のプライミングポンプ付き燃料フィルタの一例を示している。
図７において、符号１で示すフィルターカバー（図では、燃料通路Ｌ１、Ｌ２のみが示されている。）の下方にケーシング２が着脱自在に取り付けられ、ケーシング２の内部にエレメント３が設けられている。
【０００７】
フィルターカバー１の側面には燃料入口１ａが設けられており、第１の燃料通路Ｌ１に連通している。第１の燃料通路Ｌ１は下方の領域に延在しており、第３の逆止弁Ｖ３を介してケーシング２内に連通する。
第１の燃料通路Ｌ１から第２の燃料通路Ｌ２が分岐しており、第２の燃料通路Ｌ２には第１の逆止弁Ｖ１が介装されており、且つ、プライミングポンプ５が取り付けられている。そして、第２の燃料通路Ｌ２は、第２の逆止弁Ｖ２を介してケーシング２内に連通されている。
【０００８】
ケーシング２内に設けられたエレメント３は、燃料出口通路となるセンターボルト４によってカバー１に取り付けられている。
第２の逆止弁Ｖ２或いは第３の逆止弁Ｖ３を経由してケーシング２内に入った燃料は、エレメント３の外周から入って濾過され、半径方向内方のセンターボルト４内の出口通路に流入する。そして、センターボルト４内の出口通路に流入した燃料は、上方の燃料出口４ａから、図示しないエア抜き手段に流入する。
【０００９】
図７の燃料フィルタにおいて、通常の運転時には、燃料ポンプの作動によって、燃料が燃料入口１ａから第３の逆止弁V３を開いてケーシング２内に入り、エレメント３で濾過された燃料は、センターボルト４内の出口通路を通って燃料出口４ａから流出する。
【００１０】
プライミング時には、プライミングポンプ５の吸込み行程において、燃料は第１の逆止弁Ｖ１を開いて第２の燃料通路Ｌ２に入り、プライミングポンプ５に吸い込まれる。そして、プライミングポンプの吐出行程では、吐出された燃料は第２の逆止弁Ｖ２を開き、ケーシング２内に入る。
プライミング時において、第３の逆止弁Ｖ３は、プライミングポンプ５の吸込み行程では、吸入負圧により閉じている。吐出行程でも、プライミングポンプ５の吐出圧がケーシング２内部から作用するので、やはり第３の逆止弁Ｖ３は閉じている。
【００１１】
プライミング時においても、燃料は、エレメント３で濾過され、燃料出口４ａから流出して燃料ポンプへ流れる。燃料にエアが混入している場合には、エア抜き手段を操作することにより、エアは排出される。
また、エレメント３の交換等でケーシング２にエアが溜まった場合、あるいは、燃料がタンクに戻って配管内にエアがたまった場合においても、プライミングポンプ５によりタンク側から吸引された燃料でエアを追い出し、エア抜き手段から排出する。
【００１２】
図８には、従来のプライミングポンプ付き燃料フィルタの他の例が示されている。
図７の例とは異なり、図８の例では、燃料入口１ａからケーシング２内に連通する燃料通路Ｌ１には、第１の逆止弁Ｖ１および第２の逆止弁Ｖ２が直列に介装されている。そして、第１の逆止弁Ｖ１と第２の逆止弁Ｖ２との間の領域である燃料通路Ｌ２には、プライミングポンプ５が取り付けられている。
【００１３】
図８の従来技術では、通常運転時において、図示しない燃料ポンプの作動によって、燃料は燃料入口１ａから第１および第２の逆止弁Ｖ１、Ｖ２を通過し、ケーシング２内に流入する。
一方、プライミング時には、プライミングポンプ５の吸込み行程で第１の逆止弁Ｖ１が開いて、燃料がプライミングポンプ５に吸い込まれる。そして、プライミングポンプ５の吐出行程で第２の逆止弁Ｖ２が開き、プラインミングポンプ５から吐出された燃料がケーシング２内に流入する。
【００１４】
しかし、図７で示す従来技術においては逆止弁Ｖ１〜Ｖ３が常時開閉作動を行い、図８で示す従来技術では逆止弁Ｖ１、Ｖ２が常時、開閉作動を行う。そして、逆止弁が開閉作動を生じる際には、圧力損失を生じるので、逆止弁の開閉により抵抗が増加してしまうと言う問題が存在する。
また、逆止弁Ｖ１〜Ｖ３（図７の従来技術）或いは逆止弁Ｖ１、Ｖ２（図８の従来技術）は、異物を噛み込み、作動不良となる可能性が存在する。作動不良が発生するとエア抜きが不可能となり、燃料ポンプが燃料を吸引することが出来なくなる恐れがあり、或いは、焼付等のトラブルを起こす恐れがある。
【００１５】
燃料供給装置および燃料濾過装置に関する従来技術として、燃料タンクから燃料フィルタを経て燃料噴射ポンプへ燃料を送る送通路に燃料圧送ポンプを設け、その圧送ポンプ作動時に、燃料噴射ポンプのリターン通路から燃料フィルタ手前に連通路を介して空気の混入した燃料が流入して循環するのを防止するために遮蔽弁を設ける技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この技術は、上述した問題を解消するためのものではない。
【特許文献１】特開２００２−２５６９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み提案されたものであり、通常の運転時の圧力損失を可及的に減少させ、異物噛み込みなどによる逆止機能の喪失を防止したプライミング機構を備えた燃料フィルタの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のプライミングポンプ付き燃料フィルタは内燃機関の燃料系に介装されるプライミングポンプ付き燃料フィルタにおいて、その燃料フィルタは、燃料通路が設けられたフィルターカバー（１）と、そのフィルターカバー（１）の下方に着脱可能に取り付けられたケーシング（２）と、そのケーシング（２）の内部に設けられたエレメント（３）とを有し、前記フィルターカバー（１）には、燃料入口（１ａ）からケーシング（２）内に連通する第１の燃料通路（Ｌ１）と、第１の燃料通路（Ｌ１）から分岐してケーシング（２）内に連通し且つプライミングポンプ（５）が取り付けられている第２の燃料通路（Ｌ２）とが設けられており、第１の燃料通路（Ｌ１）がケーシング（２）に連通する箇所に開閉弁（Ｖ、Ｖａ）が介装され、第２の燃料通路（Ｌ２）のプライミングポンプ（５）の上流側に第１の逆止弁（Ｖ１）が介装され、プライミングポンプ（５）の下流側に第２の逆止弁（Ｖ２）が介装されており、ケーシング（２）内ではエレメント（３）の半径方向外方から燃料が流入し、半径方向内方の出口通路（４）に流入し、出口通路（４）は運転時には燃料ポンプ（Ｐ）に連通し、プライミング時にはエア抜き手段に連通するように構成されており、前記開閉弁（Ｖ、Ｖａ）は、運転時には開放位置に保持されて第１の燃料通路（Ｌ１）をケーシング（２）内に連通せしめ、プライミング時には閉鎖位置に保持されて第１の燃料通路（Ｌ１）を第２の燃料通路（Ｌ２）に連通せしめるように構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１８】
本発明のプライミングポンプ付き燃料フィルタ（請求項１〜３の何れか１項のプライミングポンプ付き燃料フィルタ）の使用方法は、運転時に開閉弁（Ｖ、Ｖａ）を開放位置に保持して、第１の燃料通路（Ｌ１）をケーシング（２）内に連通させると共に、出口通路（４）を燃料ポンプ（Ｐ）に連通する工程と、プライミング時に開閉弁（Ｖ、Ｖａ）を閉鎖位置に保持して、第１の燃料通路（Ｌ１）を第２の燃料通路（Ｌ２）に連通させると共に、出口通路（４）をエア抜き手段に連通する工程とを有することを特徴としている（請求項４）。
【００１９】
そして、前記開閉弁（Ｖ）は弾性手段（スプリング７）で付勢されており、運転時には開弁位置で係止し、プライミング時には作動手段（８）によって閉じるように構成されているのが好ましい（請求項２）。
【００２０】
或いは、前記開閉弁（Ｖａ）は、貫通穴（ＶＬ）を設けた回転弁として構成されており、運転時には貫通穴（ＶＬ）が第１の燃料通路（Ｌ１）と平行となり、プライミング時には貫通穴（ＶＬ）が第１の燃料通路（Ｌ１）に直交する様に構成されているのが好ましい（請求項３）。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、逆止弁（Ｖ１、Ｖ２）はプライミング時のみ開弁し、通常の運転時には、第１の燃料通路（Ｌ１）の開閉弁（Ｖ、Ｖａ）を開弁状態とすることにより、燃料が逆止弁（Ｖ１、Ｖ２）を経由すること無くケーシング（２）内に流入するので、抵抗減により圧力損失を減らすことができる。
【００２２】
そして、逆止弁（Ｖ１、Ｖ２）はプライミング時のみ開弁するので、逆止弁が作動する頻度が減少し、異物の噛み込みによる作動不良の発生の確率も激減する。
なお、プライミングポンプ５の操作は、前記開閉弁（Ｖ、Ｖａ）を閉じることにより、従来と同様に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
なお、前記図６を参照して説明した従来技術と同様の構成部品については、同様な符号を付し、重複説明は省略する。
【００２４】
図２および図３に本発明の第１実施形態を示す。ここで、図２は、第１実施形態における通常運転時の状態を示し、図３は第１実施形態におけるプライミング時の状態を示す。
図２および図３において、フィルターカバー１の側面に穿設された燃料入口１ａは第１の燃料通路Ｌ１に連通している。そして、第１の燃料通路Ｌ１は、その下方に設けられた開閉弁Ｖを介して、ケーシング２内に連通している。換言すれば、開閉弁Ｖは、第１の燃料通路Ｌ１がケーシング２内に連通する連通箇所に介装されている。
【００２５】
第１の燃料通路Ｌ１から、第１の逆止弁Ｖ１を介して、第２の燃料通路Ｌ２が分岐している。第２の燃料通路Ｌ２にはプライミングポンプ５が取り付けられており、さらに第２の逆止弁Ｖ２を介してケーシング２内に連通されている。
【００２６】
第１の燃料通路Ｌ１がケーシング２の内部へ連通する箇所に設けられている開閉弁Ｖは、スプリング７で付勢されている。
詳細な構造は図示していないが、開閉弁Ｖは、通常の運転時には開弁位置で係止し、プライミングポンプ５の作動時には、作動手段８によって閉じるように構成されている。
【００２７】
図２に示す通常運転の状態では、上述した通り、開閉弁Ｖは開弁位置で保持される。そのため、第１の燃料通路Ｌ１がケーシング２の内部へ連通する。
燃料ポンプの作動によって、燃料が燃料入口１ａから入ると、開弁された開閉弁Ｖを経由して、ケーシング２内に流入する。そして、ケーシング２内に流入した燃料はエレメント３で濾過され、燃料出口４ａから出て、燃料ポンプP（図１参照）へ流れる。
【００２８】
一方、図３に示すプライミング時には、上述した通り、開閉弁Ｖは閉じるので、第１の燃料通路Ｌ１は第２の燃料通路Ｌ２に連通する。従って、燃料ポンプにより燃料が燃料入口１ａから侵入しても、開閉弁Ｖを経由すること無く、第１の逆止弁Ｖ１を介して第２の燃料通路Ｌ２を流れる。
【００２９】
第２の燃料通路Ｌ２を流れる燃料は、プライミングポンプ５の吸込み行程では、第１の逆止弁Ｖ１を開いてプライミングポンプ５に吸引される。そして吐出行程では、吸引された燃料はプライミングポンプ５から吐出され、吐出された燃料は第２の逆止弁Ｖ２を開いて、ケーシング２内に入る。そして、混入したエアは、図示しないエア抜き手段を操作することにより、図示しないエア排出系統を介して排出される。
【００３０】
次に、図４および図５を参照して、第２実施形態を説明する。
第２実施形態では、図２および図３で示すの第１実施形態とは、開閉弁の構成が相違している。
図４および図５において、第１の燃料通路Ｌ１がケーシング２へ連通する連通箇所に設けられた開閉弁Ｖａは、貫通穴ＶＬを設けた回転弁として構成されている。
【００３１】
図４で示す様に、通常の運転時には、手動により、貫通穴ＶＬが第１の燃料通路Ｌ１と平行にすることにより、開閉弁Ｖａは開弁状態となり、第１の燃料通路Ｌ１はケーシング２と連通し、燃料は第１の燃料通路Ｌ１からケーシング２内に流入する。
プライミング時には、図５で示す様に、手動により、貫通穴ＶＬを第１の燃料通路Ｌ１に直交せしめることにより、開閉弁Ｖａは閉弁状態となり、第１の燃料通路Ｌ１は第２の燃料通路Ｌ２と連通し、燃料は逆止弁Ｖ１、Ｖ２を開きながら、第２の燃料通路Ｌ２を流れる。
【００３２】
第２実施形態におけるその他の構成及び作用については、図２および図３の第１実施形態と同様である。
【００３３】
次に図６を参照して、図示の実施形態におけるプライミングポンプの作動手順を説明する。
ここで、上述した通り、第１実施形態と第２実施形態とは開閉弁の構造が相違するのみであり、プライミングポンプの作動手順は全く同一である。そのため、図示の実施懈怠におけるプライミングポンプの作動手順を示す図面は、図６にのみである。
【００３４】
図６において、先ずステップＳ１で、プライミングを行うか否かを判断する。
プライミングを行わない場合（ステップＳ１がＮｏ）は、開閉弁Ｖを開弁し（通常は開弁状態で保持されている）（ステップＳ１０）、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ１において、プライミングを行う場合（ステップＳ１がＹｅｓ）、ステップＳ２において、開閉弁Ｖを閉じる。そして、ステップＳ３へ進む。
【００３５】
ステップＳ３では、エア抜きを行うか否かを判断する。
エア抜きを行わない場合（ステップＳ３がＮｏ）、ステップＳ５に進む。
エア抜きを行う場合（ステップＳ３がＹｅｓ）、エア抜き手段を作動（ＯＮ）して（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。
【００３６】
ステップＳ５では、プライミングポンプ５を操作する。そして、ステップＳ６ではプライミングが終了するか否か判断する。
プライミングを続行するのであれば（ステップＳ６がＮｏ）、ステップＳ５へ戻る。
プライミングを終了するのであれば（ステップＳ６がＹｅｓ）、開閉弁Ｖを閉じ且つエア抜き手段も停止（ＯＦＦ）して（ステップＳ７）、ステップＳ８に進み、終了する。
【００３７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、プライミングポンプは、ピストン式、ダイヤフラム式等、どの様なタイプのポンプであっても良い。そして、逆止弁は、リード弁型、ディスク型等いずれの型式でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が実施される内燃機関の燃料系統の一実施形態を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態の通常運転時を示す断面図。
【図３】第１実施形態のプライミング時を示す断面図。
【図４】本発明の第２実施形態の通常運転時を示す概略断面図。
【図５】第２実施形態のプライミング時を示す概略断面図。
【図６】本発明によりプライミング操作を行う手順を示す流れ図。
【図７】従来のプライミングポンプ付き燃料フィルタの一例を示す概略断面図。
【図８】従来のプライミングポンプ付き燃料フィルタの他の例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・フィルターカバー
２・・・ケーシング
３・・・エレメント
４・・・センターボルト（出口通路）
５・・・プライミングポンプ
Ｌ１、Ｌ２・・・燃料通路
Ｖ、Ｖａ・・・開閉弁
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３・・・逆止弁
【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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