(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルタの詰りの進行を防止し、寿命の低下を防止する。濾過されていない燃料の逆流を防止する。【解決手段】フィルターアッセンブリ２０は、ハウジング２３と、該ハウジング２３内に延在する流体入口通路１０２を備えた内側ポスト４５を備える。外側ポスト４６は、流体出口通路を画定するように内側ポスト４５を取り囲む。フィルターカートリッジ４２は、内側ポスト４５及び外側ポスト４６の回りに収容される。内側ポスト４５及び第１の端部プレートの間を密封するため、第１のシール部７１が第１の開口部内に収容される。外側ポスト４６及び第２の端部プレートの間を密封するため、シール部が第２の開口部内に収容される。ハウジング２３及びフィルターカートリッジ４２は外側空洞部５４を画定する。汚染物質の逆流を最小にするため、流体入口通路が外側空洞部５４へと開口する。【選択図】図２
2004211689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルターアッセンブリであって、
フィルターカートリッジ空洞部を画定するハウジングと、
前記フィルターカートリッジ空洞部内で延在し、且つ、流体入口通路を画定する、内側ポストと、
流体出口通路を画定するように前記内側ポストを取り囲む、外側ポストと、
前記内側ポスト及び前記外側ポストの回りに収容されたフィルターカートリッジと、
を備え、
前記フィルターカートリッジは、
流体を濾過するため前記内側ポストの回りに収容され、且つ、第１の端部及び第２の端部を有する、フィルター要素と、
前記フィルター要素の前記第１の端部に取り付けられ、且つ、第１の開口部を画定する、第１の端部プレートと、
前記内側ポスト及び前記第１の端部プレートの間を密封するため前記第１の開口部内に収容された第１のシール部と、
前記フィルター要素の前記第２の端部に取り付けられ、且つ、第２の開口部を画定する、第２の端部プレートと、
前記外側ポスト及び前記第２の端部プレートの間を密封するため前記第２の開口部内に収容された第２のシール部と、
を備え、
前記フィルターカートリッジは、前記フィルターカートリッジの空洞部を、外側空洞部及び内側空洞部へと分割し、該外側空洞部は、前記ハウジング及び前記フィルターカートリッジにより画定され、該フィルターカートリッジは、前記内側空洞部を画定し、該内側空洞部では、前記内側ポストが、前記フィルター要素の、少なくとも前記第２の端部から前記第１の端部まで延在しており、
前記フィルター要素からの汚染物質の逆流を最小にするため、前記内側ポストの前記流体入口通路は、前記第１の端部で前記外側空洞部へと開口する、前記フィルターアッセンブリ。
【請求項２】
前記第１のシール部は、浮動式シールアッセンブリを備え、
該浮動式シールアッセンブリは、
前記ポストの回りを密封するリテイナーであって、該リテイナーから延在するフランジを有する、前記リテイナーと、
前記フランジ及び前記第１の端部プレートに対して密封するガスケットと、
を備える、請求項１に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項３】
前記リテイナーを前記第１の端部プレートに固定するため、前記リテイナーから延在する、一対のリテイナークリップを更に備える、請求項２に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項４】
前記リテイナーは、前記第１の端部プレートで前記第１の開口部を通って延在するハンドル部材を有する、請求項２に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項５】
前記ガスケットの膨張に抵抗するため該ガスケットを取り囲む支持部材を更に備える、請求項２に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項６】
前記支持部材は、前記端部プレートに取り付けられている、請求項５に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項７】
前記ハウジングは、フィルターヘッドを備えており、
該フィルターヘッドは、
前記フィルターカートリッジに前記流体を供給するための流体入口通路と、
前記フィルターカートリッジから前記流体を吐出するための流体出口通路と、
前記流体の温度を制御するため冷却剤を供給するための冷却剤通路と、
前記流体の温度を監視するため前記冷却剤通路内に配置されたサーモスタットと、
を備える、請求項１に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項８】
前記フィルターハウジングは、キャップを有し、該キャップは、添加剤を前記流体に供給するため添加剤容器を備える、請求項１に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項９】
前記フィルターハウジングは、収集容器を備える、請求項８に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１０】
フィルターアッセンブリであって、
流体を濾過するためのフィルターカートリッジと、
フィルターヘッドであって、濾過されていない状態の流体を前記フィルターカートリッジに供給するための流体入口ポート、濾過された状態の流体を前記フィルターカートリッジから吐出するための流体出口ポート、該流体入口ポート及び該流体出口ポートを互いに流体連通可能に連結する流体通路、並びに、流体の温度を制御するため冷却剤を供給するように前記流体通路の基端部側に配置された冷却剤通路を形成する、前記フィルターヘッドと、
冷却剤の温度に基づいて流体の温度を決定するため前記冷却剤通路内に配置されたサーモスタットと、
を備える、フィルターアッセンブリ。
【請求項１１】
前記フィルターヘッドから延在すると共に、前記流体入口ポートと流体連通する流体入口通路を画定する、内側ポストと、
前記流体出口ポートと流体連通する流体出口通路を画定するように前記内側ポストを取り囲む外側ポストと、
を更に備え、
前記フィルターカートリッジは、内側空洞部を画定し、前記内側ポストは、前記フィルターカートリッジからの汚染物質の逆流を最小にするため、前記内側空洞部を通って延在する、請求項１０に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１２】
前記フィルターカートリッジを覆うフィルターハウジングを更に備え、前記フィルターハウジングはキャップを有し、該キャップは流体に添加剤を供給するため添加剤容器を備える、請求項１０に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１３】
前記フィルターヘッドは、冷却剤及び流体の間で熱を交換するため、１つ以上の熱交換ベーンを備える、請求項１０に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１４】
前記フィルターヘッドは、主要ヒーターポートと、補助ヒーターポートと、寿命管理ポートと、を画定しており、
更に、
流体を加熱するため前記主要ヒーターポート内に収容された主要ヒーターと、
流体を加熱するため前記補助ヒーターポート内に収容された補助ヒーターと、
前記カートリッジの寿命を監視するため前記寿命管理ポートに配置された寿命管理手段と、
を備える、請求項１０に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１５】
前記フィルターヘッドは、レベルセンサーと、排出バルブと、を備える、請求項１４に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１６】
フィルターアッセンブリであって、
フィルター空洞部を画定するフィルターハウジングと、
流体を濾過するため前記フィルター空洞部内に配置されたフィルターカートリッジと、
前記フィルターハウジングを覆うフィルターキャップであって、該フィルターキャップは、添加剤を収容するための添加剤空洞部を画定する添加剤容器と、該添加剤を流体に供給するため該添加剤空洞部を前記フィルター空洞部に流体連結する添加剤通路と、を備える、前記フィルターキャップと、
を備える、フィルターアッセンブリ。
【請求項１７】
前記フィルターカートリッジは、内側空洞部を画定しており、
更に、
前記内側空洞部内に延在する内側ポストであって、該内側ポストは、流体入口通路を画定すると共に、前記フィルターカートリッジからの汚染物質の逆流を最小にするため、前記内側空洞部を通って延在する、前記内側ポストと、
流体出口通路を画定するように前記内側ポストを取り囲む外側ポストと、
を備える、請求項１６に記載のフィルターアッセンブリ。
【請求項１８】
前記ハウジングは、フィルターヘッドを備え、該フィルターヘッドは、
前記フィルターカートリッジに前記流体を供給するための流体入口通路と、
前記フィルターカートリッジから前記流体を吐出するための流体出口通路と、
前記流体の温度を制御するため冷却剤を供給するための冷却剤通路と、
前記流体の温度を監視するため前記冷却剤通路内に配置されたサーモスタットと、
を備える、請求項１６に記載のフィルターアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「浮動式シールを備えたフィルターカートリッジ」と題され、２００２年９月１３日に出願された米国特許出願シリアル番号１０／２４３，３６１号の部分継続出願（代理人整理参照番号８０１７−３７０）であり、これを参照したことにより、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して、フィルターアッセンブリに係り、より詳しくは平行流体流れを用いるフィルターに関するが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００３】
フィルターは、流体から、微粒子物質を濾過するため、幅広く変化する環境で使用される。例えば、フィルターは、エンジンの寿命を長くするため、エンジン内のオイル及び燃料の両方から微粒子を濾過するため使用される。従来のフィルターカートリッジの設計は、通常、中央ポストが収容されるところの中央ポスト空洞部を画定するシリンダー形状のフィルターカートリッジを組み込んでいる。一つの典型的な流れパターンでは、流体は、カートリッジの外部から該カートリッジの内部まで該カートリッジを通って流れることにより、濾過される。通常、濾過される流体は、逆流方向に流れる。即ち、フィルターカートリッジの外部の濾過されていない流れはある一つの方向に流れ、これに対し、中央ポスト空洞部内の濾過された流れは、その反対方向に流れる。例えば、逆流設計のフィルターカートリッジが垂直配位を有するとき、濾過されていない流れは、フィルターカートリッジの外部に沿って上方向に流れることができ、中央ポスト空洞部の内部にある濾過された流体は、下方向に排出される。この逆流フィルターカートリッジを用いた場合、カートリッジ内のフィルター媒体を横切る圧力差は、頂部から底部にかけて増大する。例えば、最も高い圧力差は、カートリッジの底部で形成され、最も低い圧力差は、カートリッジの頂部で形成される。最も高い圧力差を有するフィルターカートリッジの部分（即ち、フィルターカートリッジの底部）は、カートリッジの残りの部分に比べたとき、より高い率で詰まる傾向がある。認められるべきであるように、この不均一な圧力差の分布は、底部フィルター媒体が最初に栓詰まりになることを可能にし、それにより、フィルターカートリッジが、上方向に向かって次第に詰まっていく。時間が経過すると、流体を濾過することができるカートリッジの有効表面積は減少し、これにより、フィルターの詰まりの進行を急激にし、その結果、フィルターの寿命が急激に減少する。逆流フィルター設計の別の欠点は、特に燃料フィルターを用いた場合、逆方向の流体流れが、燃料から既に分離されたフィルター溜め内の水をかき乱し、これにより水及び該水内の汚染物質が燃料内に再導入されてしまうということである。この水の再導入は、燃料−水の分離効率、並びに、フィルターカートリッジの全体的な濾過効率を減少させる。
【０００４】
燃料フィルターが直面する別の問題点は、カートリッジ内の汚染された濾過されていない燃料がシステム内に戻って排出されることに関連している。一旦、エンジンが消勢されたならば、濾過されていない流体は、フィルター媒体から追加の汚染物質を捕捉し、これらの汚染物質を燃料システム内に流し戻し、これにより、燃料システムを更に汚染させる。典型的な燃料フィルターは、汚染された燃料のこの流し戻しを防止するため、チェックバルブ又はボールバルブを必要としている。しかし、そのようなチェックバルブは、適切に維持されていない場合には、故障したり、無用のものとなりかねない。その上、チェックバルブは、フィルターに関連した、製造及びメンテナンスの両方のコストを増加させる。
【０００５】
ディーゼルエンジンの作動中には、燃料の温度は、測定される必要がある臨界的なパラメータである。ディーゼル燃料の温度が非常に低過ぎると、ディーゼル燃料は、非常に粘性率の高いものとなり得、これにより、エンジンが適切に作動することを妨害しかねない。このため、燃料の温度を監視し、制御することができることは非常に重要なことである。典型的な設計では、燃料の温度を監視するため、サーモスタットが燃料の流れ内に配置されている。流れからの燃料漏れを防止するため、一般にシールが要求される。時間の経過と共に、このシールは、劣化し、それにより該シールは漏洩し燃料システムを汚染する。これはエンジン性能に有害となり得る。
【０００６】
エンジン性能を改善するため、燃料添加剤が、時折、燃料に添加されることがある。しかし、燃料添加剤の供給過多又は供給不足は、エンジン性能に悪い影響を及ぼし得る。燃料添加剤の供給率を制御することは、臨界的であり、かなり困難となり得る。典型的な燃料添加システムは、複雑なバルブ動作、並びに、添加剤の供給率を制御するための他のシステムを要求する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、フィルターカートリッジの空洞部を画定するハウジングを備えたフィルターアッセンブリに関する。内側ポストは、フィルターカートリッジ空洞部内に延在し、該内側ポストが流体入口通路を画定する。外側ポストが該内側ポストを取り囲んで流体出口通路を画定する。フィルターカートリッジは、内側ポスト及び外側ポストの回りに収容される。フィルターカートリッジは、流体を濾過するため、内側ポストの回りに収容されたフィルター要素を備える。フィルター要素は第１の端部及び第２の端部を有する。第１の端部プレートがフィルター要素の第１の端部に取り付けられ、第１の端部プレートは第１の開口部を画定する。内側ポスト及び第１の端部プレートの間を密封するため、第１のシール部が第１の開口部内に収容されている。第２の端部プレートが、フィルター要素の第２の端部に取り付けられ、第２の端部プレートは、第２の開口部を画定する。外側ポストと第２の端部プレートとの間を密封するため、第２のシール部が第２の開口部内に収容されている。フィルターカートリッジが、フィルターカートリッジ空洞部を、外側空洞部及び内側空洞部へと分割する。外側空洞部は、ハウジング及びフィルターカートリッジにより画定される。フィルターカートリッジは内側空洞部を画定し、該内側空洞部では、内側ポストが、フィルター要素の、少なくとも第２の端部から第１の端部まで延在する。フィルター要素からの汚染物質の逆流を最小にするため、内側ポストの流体入口通路は、第１の端部で外側空洞部へと開口する。
【０００８】
別の態様は、流体を濾過するためのフィルターカートリッジと、フィルターヘッドとを備える、フィルターアッセンブリに関する。該フィルターヘッドは、濾過されていない状態の流体をフィルターカートリッジに供給するための流体入口ポートと、フィルターカートリッジから濾過された状態の流体を吐出するための流体出口ポートと、を画定する。流体入口ポート及び流体出口ポートは、流体通路を介して互いに流体連通可能に連結されている。流体の温度を制御するための冷却剤を供給するため、流体通路の基端部側に冷却剤通路が配置されている。冷却剤の温度に基づいて流体の温度を決定するため冷却剤通路内にサーモスタットが配置されている。
【０００９】
更なる態様は、フィルター空洞部を画定する、フィルターハウジングを備えるフィルターアッセンブリに関する。フィルターカートリッジは、流体を濾過するためフィルター空洞部内に配置されている。フィルターキャップは、フィルターハウジングを覆っており、該フィルターキャップは、添加剤を収容するため添加剤空洞部を画定する添加剤容器を備える。フィルターキャップは、添加剤を流体に供給するため添加剤空洞部をフィルター空洞部に流体連通可能に連結する、添加剤通路を備える。
【００１０】
本発明の更なる態様、目的、特徴、形態、利点、効果及び実施例は、詳細な説明及び本願に提供された図面から明らかとなろう。
【実施例】
【００１１】
本発明の原理についての理解を促進するという目的のため、以下では、図面に示された実施例を参照する。特有の用語が同実施例を説明するため使用される。それにも拘わらず、これによって本発明の範囲の限定が意図されているのではなく、図示の装置における変更及び更なる変更、並びに、本明細書で示された本発明の原理の更なる用途は、本発明が属する分野における当業者には通常、想到され得るものと認められる、ことが理解されよう。
【００１２】
本発明の、とりわけ一実施例に係るフィルターアッセンブリ２０が、図１乃至図３に示されている。以下では、フィルターアッセンブリ２０が、燃料を濾過する環境を参照して説明されるが、本文中で説明された多数の特徴は、例えばオイル等の他の型式の流体が濾過される他の分野にも適用可能であることが認められるべきである。図１に示されるように、フィルターアッセンブリ２０は、ハウジング２３にねじ込み式に取り付けられた追加キャップアッセンブリ２２を備えている。本発明の一形態では、ハウジング２３は、機械又は他分野の技術者が、フィルターアッセンブリ２０の内部のフィルターカートリッジの状態を見ることができるように、透明なプラスチックから形成されている。フィルターヘッド２４は、フィルターアッセンブリ２０内の燃料を供給し、収集すると共に、燃料温度を制御するため冷却剤を分配する。図示のように、ハウジング２３は、フィルターヘッド２４上にねじ込み式に取り付けられている。一形態では、フィルターヘッド２４は、鋳造アルミニウムから形成されるが、該フィルターヘッド２４を他の材料から成形することもできると考えられる。収集容器即ち貯留部２５は、フィルターハウジング２３の反対側端部上のフィルターヘッド２４に螺合されている。図１を参照すると、収集容器２５は、収集容器２５から水を排出するための排出バルブ２７と、収集容器２５内の水のレベルを検知するための水レベルセンサー２８と、を備えている。
【００１３】
図２に表されているように、添加剤キャップアッセンブリ２２は、添加剤容器３１を備え、該容器３１は、キャップ部材３２にねじ込み式に連結されている。添加剤容器３１は、燃料添加剤が格納されるところの添加剤空洞部３３を画定する。キャップ部材３２は、開口部３４を画定する。該開口部内には、添加剤容器３１の添加剤供給部材３５が収容される。図示の実施例では、添加剤供給部材３５は、開口部３４に螺合固着される。添加剤部材３５は、添加剤供給通路３９を画定する。該通路を通って、添加剤が、添加剤空洞部３３からフィルターハウジング２３内に流れる。添加剤供給通路３９は、濾過された流体への添加剤の流量を制御するためサイズが定められている。本質的には、添加剤供給通路３９のサイズが、燃料供給部内への添加剤のドリップ率即ち供給率を制御する。添加剤供給通路３９のサイズを増大させることにより、添加剤の流量を増大させることができる。これとは反対に、添加剤供給通路のサイズを減少させることにより、供給率を減少させることができる。一実施例では、フィルターアッセンブリ２０は、図２に示されるように、添加剤が重力の作用により供給されるように直立位置に配置される。この構成によれば、燃料に供給される添加剤の量を調整するため必要とされる幾つかの構成部品を無くすことができる。例えば、添加剤の流量及び流れ方向を制御するため、流量制御バルブはもはや必要とされない。
【００１４】
図２に示されるように、キャップアッセンブリ２２、ハウジング２３、及び、フィルターヘッド２４は、フィルター空洞部４１を画定し、該フィルター空洞部内で、フィルターカートリッジ４２が、二重中央ポスト４３の回りに収容される。図２及び図３を参照すると、二重中央ポスト４３は、外側中央ポスト４６により取り囲まれた内側中央ポスト４５を備えている。内側中央ポスト４５が内側流体通路４９を画定し、内側中央ポスト４５及び外側中央ポスト４６の両方が外側流体通路５０を画定する。図２に示されるように、外側中央ポスト４６は、一対の出口ポート即ち開口部５１を有し、該開口部を通って、流体が外側流体通路５０へと流れ込む。図示のように、内側中央ポスト４５は、図示の実施例のフィルターヘッド２４と螺合している。外側中央ポスト４６は、内側中央ポスト４５と、フィルターヘッド２４との間に挟まれている。フィルターカートリッジ４２は、フィルター空洞部４１を、内側空洞部５３及び外側空洞部５４へと分割する。図２に示されるように、内側流体通路４９の出口開口部５５は、フィルターアッセンブリ２０の外側空洞部５４へと直接開口している。以下の説明から認められるように、この構成は、フィルターカートリッジ４２から燃料システムへの汚染物質の逆流を最小にする。
【００１５】
本発明の一実施例に係る、フィルターカートリッジ４２は、図４及び図５に示されている。図示のように、フィルターカートリッジ４２は、フィルター要素即ち媒体６０、並びに、フィルター要素６０の両端部に取り付けられた第１の端部プレート６１及び第２の端部プレート６２を備えている。フィルター要素６０の内部には、中央管６３が、第１の端部プレート６１から第２の端部プレート６２まで延在している。１つ又はそれ以上の中央管開口部６４が中央管６３内で画定されている。端部プレート６１、６２は、接着剤により、一実施例に係るフィルター要素即ち媒体６０に取り付けられている。しかし、端部プレート６１、６２を、他の一般に知られている態様で、フィルター媒体６０に取り付けることができることが認められるべきである。図４に示されるように、第２の端部プレート６２は、中央ポスト開口部６６を画定する。第２の端部プレート６２は、更に、中央ポスト開口部６６を取り囲む内側フランジ６７と、フィルター媒体６０を取り囲む外側フランジ６８と、を更に具備する。フィルター媒体６０は、内側フランジ６７と外側フランジ６８との間に取り付けられている。図示の実施例では、固定シール部７０が、第２の端部プレート６２内の中央ポスト開口部６６内に収容されている。図４に表されているように、固定シール部７０が、内側フランジ６７により第２の端部プレート６２に取り付けられている。
【００１６】
第１の端部プレート６１において、浮動式シールアッセンブリ７１が、第１の端部プレート６１内に画定される第１の端部プレート中央ポスト開口部７２内に収容されている。第１の端部プレート６１の外側フランジ７９は、フィルター媒体６０の端部を取り囲んでいる。第１の端部プレート６１は、内側中央ポスト開口部７２を取り囲む中央凹部８０を更に備えている。凹部８０では、第１の端部プレート６１は、凹んだ形状を有する。図４に示されているように、第１の端部プレー６１上の内側フランジ８２は、内側中央ポスト開口部７２を取り囲んでいる。図示の実施例では、浮動式シールアッセンブリ７１の一部分が、第１の内側中央ポスト開口部７２に取り付けられている。図５を参照すると、浮動式シール部７１は、ガスケットリテイナー即ちボディ８５と、ガスケット開口部８８を備えたガスケット８７と、外側支持部材８９と、を具備する。一実施例では、ガスケット８７は、例えばゴム等の弾性材料から形成され、ガスケットリテイナー８５は、例えばプラスチック等の剛性又は半剛性材料から形成されている。図示の実施例のガスケット８７は、矩形の断面形状を有する。しかし、ガスケット８７は、異なる断面形状を持つこともできることが認められるべきである。図４に示されるように、ガスケットリテイナー８５は、第１の端部プレート６１にクリップ留めされ、これにより、ガスケット８７を第１の端部プレート６１に対して保持している。外側支持部材８９は、ガスケット８７の径方向の膨張に抵抗するため使用される。図示の実施例では、外側支持部材８９は、略円柱形状を持っているが、他の形状も他の実施例で考えられる。更には、図示の実施例では、外側支持部材剤８９は、第１の端部プレート６１と一体成形されている。他の実施例では、外側支持部材８９は、別個の部品として形成されても、及び／又は、ガスケットリテイナー８５と一体成形されてもよい。その上、流体圧力が、ガスケット８７の外側でより大きくなる、他の実施例では、例えば、流体の流れ方向が逆転される場合には、支持部材８９を、ガスケット８７の内側方向の圧縮に抵抗するように、ガスケット８７の内側に配置することができる。
【００１７】
図５に更に詳細に示されるように、ガスケットリテイナー８５は、リテイナーフランジ９２に取り付けられた操作部材９１を有する。フィルターカートリッジ４２は、カートリッジ４２を容易に設置し、交換することができるように操作部材６１により把持されることができる。リテイナーフランジ９２は、ガスケット８７を支持し、カートリッジ４２が設置されたとき第１の端部プレート６１に対してガスケット８７を圧縮する。本発明の一態様では、ハンドル部材９１は、略Ｕ字形状を有し、リテイナーフランジ９２は、略円形形状を有する。しかし、認められるように、これらの構成部品を異なる形態に形成することができる。図５では、ガスケットリテイナー８５は、リテイナーフランジ９２からハンドル部材９１へと平行に延在する、一対の対向して配置されたリテイナークリップ９３を更に備える。リテイナークリップ９３は、浮動式シールアッセンブリ７１を、第１の中央ポスト開口部７２の内側で第１の端部プレート６１に固定する。図４に示されるように、リテイナーフランジ９２は、内側中央ポスト空洞部９４を画定し、該空洞部には、内側中央ポスト４５が収容される。図示の実施例では、内側中央ポスト空洞部９４は、内側中央ポスト４５に対して密封するように構成される。図示のように、内側中央ポスト空洞部９４は、内側中央ポスト４５のヘッド部の形状と合致する、略切頭円錐形状を有する。内側中央ポスト開口部９４の切頭円錐又は角度を付けられた内側表面は、ガスケットリテイナー８５が、カートリッジ４２が設置されたとき、再配置し、それ自身が内側中央ポスト４５と整列することを可能にする。浮動式シールアッセンブリ７１の全体的な構成は、シール部がフィルターカートリッジ４２の両端部で形成されるように、内側中央ポスト４５と外側中央ポスト４６との間の不整列を補償することを可能にする。
【００１８】
再び図３を参照すると、フィルターヘッド部２４は、この例では、ディーゼル燃料等の燃料である、濾過された燃料を加熱し、該燃料の温度を維持するための幾つかの構成部品を収容している。図示のように、フィルターヘッド部２４は、主要流体ヒーター９７と、補助流体ヒーター９８と、フィルター寿命管理部９９と、冷却剤サーモスタット１００と、を収容する。主要流体ヒーター９７は、そのパワーをエンジンから受け取り、その一方で、補助燃料ヒーターは、例えば、電気コンセント等の２次電源を通してパワーを受け取る。一実施例では、主要流体ヒーター９７は、１２ボルトＤＣ燃料ヒーターを備え、補助流体ヒーター９８は、１２０ボルトＡＣ燃料ヒーターを備える。フィルター寿命管理部９９は、フィルターカートリッジ４２の寿命を監視するため使用される。図３、図６及び図７に表されているように、フィルターヘッド２４は、幾つかの開口部を備えており、該開口部を通って、流体が流れ、該開口部には様々な構成部品が取り付けられている。図示のように、フィルターヘッド２４は、流体入口ポート１０２と、流体出口ポート１０３と、冷却剤入口ポート１０４と、冷却剤出口ポート１０５と、を有する。例えば燃料等の濾過されるべき流体は、流体入口ポート１０２を介して供給される。燃料が濾過された後、今や濾過された燃料は、流体出口ポート１０３を介してフィルターアッセンブリ２０から出て行く。燃料を加熱するため使用される、エンジンからの加熱冷却剤は、冷却剤入口ポート１０４を介して供給され、該冷却剤は、冷却剤出口ポート１０５を介して吐出される。しかし、他の実施例では、該冷却剤が濾過される流体を冷却するため使用されてもよいと考えられる。図７に示されるように、フィルターヘッド２４は、内側フィルターヘッド通路１０９を画定する、内側流体供給部材１０８を有する。内側フィルターヘッド通路１０９は、流体入口ポート１０２に流体連通可能に連結されている。図２に表されるように、内側中央ポスト４５の一端部は、内側流体供給部材１０８に螺合固着される。内側中央ポスト４５内の内側流体通路４９は、内側フィルターヘッド通路１０９と流体連通している。
【００１９】
図７に更に示されるように、フィルターヘッド２４は、内側流体供給部材１０８を取り囲む、外側流体供給部材１１０を備えており、内側流体供給部材１０８及び外側流体供給部材１１０は、一緒に、外側フィルターヘッド通路１１１を画定する。外側フィルターヘッド通路１１１は、流体出口ポート１０３に流体連結されている。その上、図２に示されるように、二重中央ポスト４３における外側流体通路５０は、外側フィルターヘッド通路１１１に流体連通可能に連結されている。図６及び図７を参照すると、フィルターヘッド２２は、燃料と冷却剤との間で熱を交換するための１つ以上の熱交換ベーン１１３を更に備えている。一つの特定の用途では、冷却剤入口ポート１０４は、濾過されるディーゼル燃料を加熱するため、ディーゼルエンジンから加熱された冷却剤を供給する。図７では、フィルターヘッド２４は、収集容器通路１１４を更に画定しており、該通路１１４を通って、燃料から分離された水が収集容器２５へと流れ込むことができる。図３及び図７に表されているように、フィルターヘッド２４は、主要流体ヒーター９７が収容されるところの主要ヒーターポート１１７を更に備えている。主要ヒーター９７は、流体入口ポート１０２から燃料を途中で捕捉するため、主要ヒーターポート１１７内部に延在する。補助ヒーター９８が、フィルターヘッド２４内に補助ヒーターポート１１８に取り付けられ、寿命管理部９９が、寿命管理ポート１１９に取り付けられている。図３に示された実施例では、フィルターヘッド２４は、冷却剤入口ポート１０４内に収容された冷却剤サーモスタット１００を有する。これは、サーモスタット１００の回りにシール部を形成するための必要性を無くす。該シール部は、濾過された燃料を劣化させ、漏洩し、汚染する傾向を持つ。前述されたように、ディーゼル燃料に類似した幾つかの流体は、シール部を破壊する傾向を持っている。シール部が劣化すると、燃料は、腐食されたシール部で汚染されるようになりかねない。認められるように、冷却剤入口ポート１０４内にサーモスタット１００を配置することにより、濾過される燃料の温度を、冷却剤の温度に基づいて決定することができ、これと同時に流体汚染を防止するため特に密封しないで済むことになる。燃料及び冷却剤の間の熱交換を強化することによって、図示の実施例におけるベーン１１３は、燃料のための温度読み取り精度を向上させる。
【００２０】
以下、フィルターアッセンブリ２０の作用を、図２及び図７を参照して説明する。以下の作用的説明では、燃料を濾過することに関するが、他の種類の流体を類似の態様で濾過することができることが認められるべきである。アッセンブリ２０では、燃料は、流体入口ポート１０２を介して供給される。燃料が流体入口ポート１０２を通って移動するとき、主要流体ヒーター９７は、燃料を加熱する。更には、冷却剤入口ポート１０４を通って移動する冷却剤を、燃料を加熱するため使用することができる。上述されたように、燃料の温度は、燃料の汚染の可能性を減少させるように冷却剤流れ経路に配置された、サーモスタット１００により監視される。次に、燃料は、内側フィルターヘッド通路１０９を通って、内側中央ポスト４５内の内側流体通路４９へと移動する。次に、燃料は、出口開口部５５から直接外側空洞部５４へと吐出される。浮動式シール部７１は、燃料がフィルターカートリッジ４２による濾過を迂回することを防止する。図示のように、燃料は、第１の端部プレート６１に沿って出口開口部１５５を介して吐出される。燃料を外側空洞部５４に直接吐出させることにより、燃料の逆流を防止するためのチェックバルブは、もはや必要とされない。濾過されない燃料は、エンジンが作動していないとき、フィルター媒体６０からの汚染物質を燃料システムに逆流させないからである。認められるように、チェックバルブの省略は、コストを減少させ、フィルターアッセンブリ２０の信頼性を改善させる。
【００２１】
外側空洞部５４内の燃料は、フィルター媒体６０を通って流れ、該媒体により濾過される。一旦、濾過されたならば、燃料は、フィルターカートリッジ４２の内側空洞部５３内に流れ込む。フィルターカートリッジ４２により燃料から除去された水は、収集容器２５内に排出される。本発明の二重中央ポストの設計は、並列流体流れを可能にする。即ち、外側空洞部５４内を流れる、濾過されていない燃料は、内側空洞部５３から出て行く濾過された燃料と同じ方向に流れる。上述されたように、逆流体流れ設計のフィルターは、フィルターカートリッジに沿って不均一な圧力差を形成し、ひいてはカートリッジの寿命を減少させる。しかし、本発明の並列流れ構成によれば、フィルター媒体６０に沿った圧力差は、フィルターカートリッジ２４が逆流フィルターカートリッジ設計に対して上述された態様で漸近的に詰まらないように、均一となる。本並列流れ設計では、フィルター媒体６０の全ての部分が、フィルターカートリッジ４２の寿命を通して、一般に同じ濾過作用の負荷に耐える。その上、並列流れ設計は、燃料へと混合される水及び汚染物質の量を減少させる。図示の実施例では、燃料から分離された水の液滴は、フィルター媒体６０に沿って流れ、これにより、フィルター媒体６０から汚染物質を洗浄して収集容器２５へと至らしめる。水並びに該水内に浮遊する汚染物質は、燃料が、ハウジング５３の外側空洞部５４内で移動するのと同じ方向に、収集容器２５へと排出される。燃料の流れは、水の液滴を収集容器２５内まで運ぶ。これは、均一流れパターンを形成し、収集容器２５内の水及び汚染物質のかく乱を減少させる。その上、水によるこのフィルター媒体６０からの汚染物質の洗浄は、フィルターカートリッジ４２の作動寿命を増大させる。内側空洞部５３から、今や濾過された燃料は、外側中央ポスト４６内の外側開口部５１を通って流れ、外側流体通路５０へと至る。次に、燃料は、外側フィルターヘッド通路１１１内に流れ、流体出口ポート１０３を介してフィルターカートリッジアッセンブリ２０から吐出される。
【００２２】
本発明は、図面及び前述した説明で詳細に示され、図示されたが、これらは例示として考えられるべきであり、本発明を当該特徴に限定するものではない。即ち、好ましい実施例のみが示され、説明されたという理解であり、本来は、本発明の精神内に包含される、全ての変更及び変形態様を保護することが希求されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る、燃料フィルターアッセンブリの前面図である。
【図２】図２は、図１のフィルターアッセンブリのライン２−２に沿って取られた断面図である。
【図３】図３は、図１のフィルターアッセンブリの分解図である。
【図４】図４は、図１のフィルターアッセンブリで使用されるフィルターカートリッジの断面図である。
【図５】図５は、図４のフィルターカートリッジの分解図である。
【図６】図６は、図１のフィルターアッセンブリに組み込まれたフィルターヘッドの斜視図である。
【図７】図７は、図６のフィルターヘッドの頂面図である。
【図１】
2004211689.tif 000003
【図２】
2004211689.tif 000004
【図３】
2004211689.tif 000005
【図４】
2004211689.tif 000006
【図５】
2004211689.tif 000007
【図６】
2004211689.tif 000008
【図７】
2004211689.tif 000009
【外国語明細書】
2004211689000001.pdf