JP2013083192A - Fuel filter device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve collection efficiency of minute water particles without degrading cohesion of an agglomeration element.SOLUTION: The agglomeration element is composed of non-woven fabric formed by aggregating fibers 60. The fibers 60 extend towards outside in the orthogonal direction against the longitudinal direction of the fibers 60 and are provided with arm sections 61 which extend along the longitudinal direction of the fibers 60. Three or more arm sections 61 are placed along the circumferential direction of the fibers 60. By this, the fiber interface length (the length of the contact part between the fiber and water particles) becomes approximately the same as the case where conventional fibers with circular cross section are used, and hence the cohesion also becomes approximately the same as the conventional case. Also, since the resistance when fuel flows towards the fibers 60 becomes small, thereby the broadening of the fuel flow becomes smaller, the collectable width becomes larger and consequently the collection efficiency of single fiber becomes high.

Description

本発明は、燃料中に含まれる水分を凝集させて分離する燃料フィルタ装置に関するものである。   The present invention relates to a fuel filter device that aggregates and separates moisture contained in fuel.

従来の燃料フィルタ装置は、燃料中に含まれる水分を凝集させて分離する凝集エレメント、および、燃料中のダストを捕捉する濾過エレメントを備え、凝集エレメントよりも燃料流れ下流側に濾過エレメントが配置されている。   A conventional fuel filter device includes an aggregation element that aggregates and separates moisture contained in fuel and a filtration element that traps dust in the fuel, and the filtration element is disposed downstream of the aggregation element with respect to the fuel flow. ing.

凝集エレメントは、繊維を集合させた不織布からなる。そして、燃料が凝集エレメントを通過するとき、燃料中の水分が繊維に捕捉され、凝集されることで、水滴に成長する。水滴は、容器内の底部に沈降して貯留され、ドレン通路から適宜取り出される（例えば、特許文献１参照）。   The aggregation element is made of a nonwoven fabric in which fibers are assembled. And when a fuel passes the aggregation element, the water | moisture content in a fuel is capture | acquired by the fiber and is aggregated, It grows into a water droplet. The water droplets are settled and stored at the bottom of the container, and are appropriately taken out from the drain passage (for example, see Patent Document 1).

特開２０１０−２２３０２８号公報JP 2010-223028 A

近年、環境問題の取り組みとして、ディーゼルエンジン搭載車では、世界中でバイオ燃料の使用が広がっている。バイオ燃料は、軽油と比較して水と燃料の界面張力が低下するため水粒子が微細化し、また、凝集エレメントを用いる従来の燃料フィルタ装置では、凝集力の低下が考えられる。   In recent years, the use of biofuels has been spreading around the world in vehicles equipped with diesel engines as an environmental problem. Biofuels have a finer water particle because the interfacial tension between water and fuel is lower than that of light oil, and in the conventional fuel filter device using the agglomeration element, the agglomeration force is considered to be reduced.

そして、凝集エレメントの孔径はダストが通過可能な孔径に設定されているため、バイオ燃料のように水粒子が微細化する場合、その微細水粒子（１〜３０μｍ）が凝集エレメントを通り抜けやすくなるため微細水粒子の捕集が困難になるという問題が発生する。   And since the pore diameter of the agglomeration element is set to a pore diameter through which dust can pass, when water particles are refined like biofuel, the fine water particles (1 to 30 μm) easily pass through the agglomeration element. There arises a problem that it becomes difficult to collect fine water particles.

その問題の対策として、凝集エレメントの繊維径を細くすることが有効であるが、繊維径を細くすると凝集力がさらに低下するという新たな問題が発生する。   As a countermeasure against this problem, it is effective to reduce the fiber diameter of the aggregating element, but if the fiber diameter is reduced, a new problem that the aggregating force further decreases occurs.

本発明は上記点に鑑みて、凝集エレメントの凝集力を低下させることなく、微細水粒子の捕集効率を上げることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to increase the collection efficiency of fine water particles without reducing the cohesive force of the coagulating element.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、繊維（６０）を集合させた不織布からなる凝集エレメント（５１）にて燃料中の水分を凝集させる燃料フィルタ装置であって、繊維（６０）は、繊維（６０）の長手方向に対して直交方向外側に向かって延びるとともに、繊維（６０）の長手方向に沿って延びる腕部（６１）を備え、腕部（６１）は、繊維（６０）の周方向に沿って３個以上配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a fuel filter device for aggregating moisture in a fuel with an aggregating element (51) made of a non-woven fabric in which fibers (60) are aggregated. 60) extends outward in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the fiber (60) and includes an arm portion (61) extending along the longitudinal direction of the fiber (60). The arm portion (61) Three or more are arranged along the circumferential direction of (60).

これによると、繊維界面長（繊維と水粒子の接触部長さ）は、従来の断面が円形の繊維を用いた場合と略同等になるため、凝集力も従来と略同等になる。   According to this, the fiber interface length (contact portion length between the fiber and water particles) is substantially the same as that in the case where a conventional fiber having a circular cross section is used, and the cohesive force is also substantially the same as the conventional one.

また、繊維（６０）に向かって燃料が流れる際の抵抗が小さくなり、それにより燃料流れの拡がりが小さくなるため、捕集可能幅が大きくなり、ひいては単一繊維捕集効率が高くなる。   Moreover, since the resistance when the fuel flows toward the fiber (60) is reduced, and the spread of the fuel flow is reduced, the captureable width is increased, and as a result, the single fiber collection efficiency is increased.

したがって、凝集エレメント（５１）の凝集力を低下させることなく、微細水粒子の捕集効率を上げることができる。   Therefore, the collection efficiency of fine water particles can be increased without reducing the cohesive force of the coagulation element (51).

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料フィルタ装置において、腕部（６１）の先端は、円弧形状であることを特徴とする。これによると、繊維（６０）に向かって燃料が流れる際の抵抗を小さくすることができる。   According to a second aspect of the present invention, in the fuel filter device according to the first aspect, the tip of the arm portion (61) has an arc shape. According to this, the resistance when the fuel flows toward the fiber (60) can be reduced.

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の燃料フィルタ装置において、腕部（６１）の先端は、テーパ状であることを特徴とする。これによると、繊維（６０）に向かって燃料が流れる際の抵抗を小さくすることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the fuel filter device according to the first aspect, the tip of the arm portion (61) is tapered. According to this, the resistance when the fuel flows toward the fiber (60) can be reduced.

請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置において、腕部（６１）を、繊維（６０）の周方向に沿って等間隔に配置することができる。   As in the invention according to claim 4, in the fuel filter device according to any one of claims 1 to 3, the arm portions (61) are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the fiber (60). can do.

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置において、繊維（６０）の外接円相当径は、１〜１４μｍであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel filter device according to any one of the first to fourth aspects, a circumscribed circle equivalent diameter of the fiber (60) is 1 to 14 μm.

これによると、水粒子が微細化しやすいバイオ燃料の場合、繊維（６０）の外接円相当径が１４μｍ以下のときに高い単一繊維捕集効率を得ることができる。また、繊維（６０）の外接円相当径を１μｍ以上にすることにより、凝集エレメント（５１）の強度を実用上十分なレベルにすることができる。   According to this, in the case of a biofuel in which water particles are easily miniaturized, high single fiber collection efficiency can be obtained when the circumscribed circle equivalent diameter of the fiber (60) is 14 μm or less. Moreover, the intensity | strength of the aggregation element (51) can be made into a practically sufficient level by making the circumcircle equivalent diameter of a fiber (60) into 1 micrometer or more.

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置において、繊維（６０）は、親水性の繊維であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel filter device according to any one of the first to fifth aspects, the fiber (60) is a hydrophilic fiber.

これによると、繊維（６０）に水分が捕捉されやすいため、水分の捕捉性能を向上することができる。   According to this, since moisture is easily trapped by the fibers (60), the moisture trapping performance can be improved.

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置において、燃料中のダストを捕捉する濾過エレメント（４１）を備えることを特徴とする。これによると、燃料中のダストも捕捉することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel filter device according to any one of the first to sixth aspects, a filter element (41) for capturing dust in the fuel is provided. According to this, dust in the fuel can also be captured.

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の燃料フィルタ装置において、濾過エレメント（４１）は、凝集エレメント（５１）よりも燃料流れ下流側に配置されていることを特徴とする。これによると、水分による濾過エレメント（４１）の目詰まりを防止することができる。   According to an eighth aspect of the present invention, in the fuel filter device according to the seventh aspect, the filtering element (41) is arranged on the downstream side of the fuel flow with respect to the aggregating element (51). According to this, clogging of the filter element (41) due to moisture can be prevented.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の一実施形態に係る燃料フィルタ装置の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the fuel filter apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の凝集エレメントの仕様を示す図表である。It is a chart which shows the specification of the aggregation element of FIG. 図１の凝集エレメント用不織布の繊維の断面図である。It is sectional drawing of the fiber of the nonwoven fabric for aggregation elements of FIG. （ａ）は一実施形態に係る燃料フィルタ装置の作動説明に供する図、（ｂ）は従来の燃料フィルタ装置の作動説明に供する図である。(A) is a figure with which it uses for operation | movement description of the fuel filter apparatus which concerns on one Embodiment, (b) is a figure with which it uses for operation | movement description of the conventional fuel filter apparatus. 一実施形態の変形例を示す凝集エレメント用不織布の繊維の断面図である。It is sectional drawing of the fiber of the nonwoven fabric for aggregation elements which shows the modification of one Embodiment.

本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る燃料フィルタ装置は、ディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置の部品であって、燃料供給経路に設けられている。内燃機関は、車両あるいは船舶等の動力源として搭載されたもの、あるいは発電用、空調用の動力源として定置されたものである。燃料は、バイオ燃料や軽油が用いられ、所定の水分を含有している。   An embodiment of the present invention will be described. The fuel filter device according to the present embodiment is a component of a fuel supply device for supplying fuel to an internal combustion engine such as a diesel engine, and is provided in a fuel supply path. The internal combustion engine is mounted as a power source for a vehicle or a ship, or is installed as a power source for power generation or air conditioning. As the fuel, biofuel or light oil is used and contains predetermined moisture.

図１は一実施形態に係る燃料フィルタ装置の模式的な断面図である。図１に示すように、燃料フィルタ装置１０は、容器２０とフィルタアッセンブリ３０とを備えている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fuel filter device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the fuel filter device 10 includes a container 20 and a filter assembly 30.

容器２０は、燃料通路を区画形成するものであって、少なくとも燃料の入口１０ａと、燃料の出口１０ｂとを有している。容器２０は、ベース部分２１と、カップ部分２２とを有する。ベース部分２１とカップ部分２２との間には、円柱状の収容空間が形成される。カップ部分２２は、リテーナ２３によってベース部分２１に固定されている。ベース部分２１とカップ部分２２との間には、フィルタ収容空間２４と、油水分離空間２５とが形成されている。容器２０の使用状態における重力方向の下端には手動操作可能なバルブ２６が設けられている。油水分離空間２５内に貯留された水および異物は、バルブ２６を開くことにより燃料通路から外部へ取り出される。   The container 20 defines a fuel passage, and has at least a fuel inlet 10a and a fuel outlet 10b. The container 20 has a base portion 21 and a cup portion 22. A cylindrical storage space is formed between the base portion 21 and the cup portion 22. The cup portion 22 is fixed to the base portion 21 by a retainer 23. A filter housing space 24 and an oil / water separation space 25 are formed between the base portion 21 and the cup portion 22. A manually operable valve 26 is provided at the lower end in the direction of gravity when the container 20 is in use. Water and foreign matters stored in the oil / water separation space 25 are taken out from the fuel passage by opening the valve 26.

フィルタアッセンブリ３０は、容器２０内に収容されている。フィルタアッセンブリ３０は、リテーナ２３を解放状態として、カップ部分２２をベース部分２１から分離することにより交換可能である。   The filter assembly 30 is accommodated in the container 20. The filter assembly 30 can be replaced by separating the cup portion 22 from the base portion 21 with the retainer 23 in a released state.

フィルタアッセンブリ３０は、主として燃料中の微小な固形物（ダスト）を捕捉するための濾過フィルタ４０と、主として燃料中の水分を凝集させる凝集フィルタ５０とを有する。   The filter assembly 30 includes a filtration filter 40 for mainly capturing minute solids (dust) in the fuel, and an aggregation filter 50 for mainly aggregating moisture in the fuel.

濾過フィルタ４０は、凝集フィルタ５０よりも燃料流れ下流側に配置されている。そして、凝集フィルタ５０は、濾過フィルタ４０に到達する前に水分を除去し、濾過フィルタ４０が水分によって目詰まりを起こすことを予防している。   The filtration filter 40 is disposed on the fuel flow downstream side of the aggregation filter 50. The agglomeration filter 50 removes moisture before reaching the filtration filter 40 to prevent the filtration filter 40 from being clogged with moisture.

また、濾過フィルタ４０は、凝集フィルタ５０よりも上方に配置されている。この配置により、燃料は凝集フィルタ５０から濾過フィルタ４０へ向けて上向きに流れ、水滴は下向きに沈降してゆく。この結果、水滴の分離性能が高められている。   The filtration filter 40 is disposed above the aggregation filter 50. With this arrangement, the fuel flows upward from the aggregation filter 50 toward the filtration filter 40, and the water droplets sink downward. As a result, the water droplet separation performance is improved.

濾過フィルタ４０は、微小な固形物を捕捉するための濾過エレメント４１と、樹脂製のフレーム４２とを有している。濾過エレメント４１は、濾紙をハニカム状あるいは菊花状に成形したものである。この実施形態では、ハニカム状フィルタエレメントを用いている。   The filtration filter 40 includes a filtration element 41 for capturing minute solids and a resin frame 42. The filter element 41 is formed by forming filter paper into a honeycomb or chrysanthemum shape. In this embodiment, a honeycomb filter element is used.

フレーム４２は、濾過エレメント４１を支持する支持部材である。フレーム４２は、入口１０ａから流入した燃料を凝集フィルタ５０に導入する燃料通路を提供するパイプを有している。濾過エレメント４１は、パイプと容器２０との間にシールされた状態で配置されている。この結果、濾過エレメント４１は、図中下方から上方へ流れる燃料を濾過する。濾過エレメント４１を通過した燃料は、出口１０ｂから流出し、図示しない内燃機関に供給される。   The frame 42 is a support member that supports the filter element 41. The frame 42 has a pipe that provides a fuel passage for introducing the fuel flowing in from the inlet 10 a into the aggregation filter 50. The filter element 41 is disposed in a sealed state between the pipe and the container 20. As a result, the filter element 41 filters the fuel flowing from the lower side to the upper side in the figure. The fuel that has passed through the filter element 41 flows out from the outlet 10b and is supplied to an internal combustion engine (not shown).

凝集フィルタ５０は、扁平な円柱状の外観を有する。凝集フィルタ５０は、フレーム４２の下端に連結されている。凝集フィルタ５０は、支持部材５２と、凝集エレメント５１とを有している。   The aggregation filter 50 has a flat cylindrical appearance. The aggregation filter 50 is connected to the lower end of the frame 42. The aggregation filter 50 includes a support member 52 and an aggregation element 51.

支持部材５２は、フレーム４２のパイプ下端に連結された環状の上板５３と、上板５３の外周端から下方へ垂下された円筒状の外板５４と、上板５３との間に所定の隙間を介して支持された円盤状の下板５５とを有する。上板５３と下板５５は、図示しない連結手段によって着脱自在に連結されている。   The support member 52 includes a ring-shaped upper plate 53 connected to the lower end of the pipe of the frame 42, a cylindrical outer plate 54 suspended downward from the outer peripheral end of the upper plate 53, and a predetermined plate between the upper plate 53. And a disk-like lower plate 55 supported through a gap. The upper plate 53 and the lower plate 55 are detachably connected by connecting means (not shown).

上板５３の中央には燃料の入口としての第１開口５２ａが開設されている。外板５４と下板５５との間には環状の隙間が設けられている。この隙間は、燃料の出口としての第２開口５２ｂである。第２開口５２ｂは、連結手段によって複数の開口に分割されている。支持部材５２は、凝集エレメント５１へ燃料を流入させる第１開口５２ａと、凝集エレメント５１を通過した燃料を流出させる第２開口５２ｂとを有する通路を区画形成する容器としても把握できる。   A first opening 52a is formed in the center of the upper plate 53 as a fuel inlet. An annular gap is provided between the outer plate 54 and the lower plate 55. This gap is a second opening 52b as a fuel outlet. The second opening 52b is divided into a plurality of openings by connecting means. The support member 52 can also be grasped as a container that forms a passage having a first opening 52a through which fuel flows into the aggregation element 51 and a second opening 52b through which fuel that has passed through the aggregation element 51 flows out.

上板５３と下板５５との間には、凝集エレメント５１が収納され、支持されている。凝集エレメント５１は、親水性の繊維を集合させた不織布からなり、環状に形成されている。そして、凝集エレメント５１は、燃料中の水分を捕捉し、捕捉された微小な水滴を凝集させて大きな水滴に成長させる。成長した水滴は、油水分離空間２５へ排出され、重力によって沈降し、カップ部分２２内の底部に貯留される。   The aggregation element 51 is accommodated and supported between the upper plate 53 and the lower plate 55. The aggregation element 51 is made of a nonwoven fabric in which hydrophilic fibers are aggregated, and is formed in an annular shape. The aggregation element 51 captures moisture in the fuel, aggregates the captured minute water droplets, and grows them into large water droplets. The grown water droplets are discharged to the oil / water separation space 25, settled by gravity, and stored at the bottom in the cup portion 22.

図２は凝集エレメント５１の仕様を示す図表であり、この図２に示すように、本実施形態の凝集エレメント５１は、レーヨン（登録商標）繊維、ＰＡ（ナイロン）６６繊維、および、ＰＡ６とＰＡ６６とからなる繊維を集合させた不織布にて形成される。これらの３種類の繊維は、何れも親水性を有している。なお、これらの３種類の繊維を混ぜ合わせて加熱することにより、ＰＡ６が溶融し、溶融したＰＡ６により３種類の繊維が結合されて不織布が形成される。   FIG. 2 is a chart showing the specifications of the aggregation element 51. As shown in FIG. 2, the aggregation element 51 of this embodiment includes rayon (registered trademark) fiber, PA (nylon) 66 fiber, and PA6 and PA66. It is formed of a nonwoven fabric in which fibers made of These three types of fibers all have hydrophilicity. In addition, by mixing and heating these three types of fibers, PA6 is melted, and the three types of fibers are bonded by the melted PA6 to form a nonwoven fabric.

これらの繊維の径および配合率は、図２に示す通りである。また、この不織布を用いて形成される本実施形態の凝集エレメント５１の、厚さ、目付け、および狙い孔径は、図２に示す通りである。   The diameters and blending ratios of these fibers are as shown in FIG. In addition, the thickness, basis weight, and target hole diameter of the aggregation element 51 of the present embodiment formed using this nonwoven fabric are as shown in FIG.

図３は、凝集エレメント５１用の繊維のうちレーヨン繊維およびＰＡ６６繊維の、繊維の長手方向に対して直交する断面の形状を示している。   FIG. 3 shows the cross-sectional shapes of the rayon fiber and the PA66 fiber among the fibers for the agglomeration element 51 that are orthogonal to the longitudinal direction of the fiber.

この図３に示すように、繊維６０は、繊維６０の長手方向に対して直交方向外側に向かって延びるとともに、繊維６０の長手方向に沿って延びる腕部６１を備えている。この腕部６１は、繊維６０の周方向に沿って等間隔に３個配置されている。腕部６１の先端（すなわち、外周部）の、繊維６０の長手方向に対して直交する断面の形状は、円弧形状になっている。   As illustrated in FIG. 3, the fiber 60 includes an arm portion 61 that extends outward in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the fiber 60 and extends along the longitudinal direction of the fiber 60. Three arm portions 61 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the fiber 60. The shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the fiber 60 at the tip (that is, the outer peripheral portion) of the arm portion 61 is an arc shape.

上記構成になる燃料フィルタ装置１０は、入口１０ａから燃料が流入すると、燃料は凝集フィルタ５０を通過する。凝集フィルタ５０においては、燃料は、第１開口５２ａから供給され、凝集エレメント５１内を通過し、第２開口５２ｂから容器２０内に流出する。燃料は、凝集エレメント５１内を、主として径方向に流れる。   In the fuel filter device 10 configured as described above, when the fuel flows in from the inlet 10a, the fuel passes through the aggregation filter 50. In the aggregation filter 50, fuel is supplied from the first opening 52a, passes through the aggregation element 51, and flows out into the container 20 from the second opening 52b. The fuel flows mainly in the radial direction in the aggregation element 51.

凝集フィルタ５０内において、燃料中に分散している水分は、凝集エレメント５１の繊維６０に捕捉される。捕捉された水分は、繊維６０上を伝わって移動し徐々に凝集して水滴となる。水滴は徐々に大きく成長し、凝集エレメント５１の出口側において最大化される。凝集エレメント５１で捕捉され凝集した水滴は、第２開口５２ｂから油水分離空間２５に流出する。水滴は、重力によって油水分離空間２５内を沈降し、カップ部分２２の底部に貯留される。貯留された水は、バルブ２６を開くことによって外部へ取り出される。一方、第２開口５２ｂから流出した燃料は、油水分離空間２５から上方へと流れ、濾過フィルタ４０を通過して、出口１０ｂから流出する。   In the aggregation filter 50, moisture dispersed in the fuel is captured by the fibers 60 of the aggregation element 51. The trapped moisture moves along the fiber 60 and gradually aggregates to form water droplets. Water droplets grow gradually and are maximized on the outlet side of the agglomeration element 51. Water droplets captured and aggregated by the aggregation element 51 flow out to the oil / water separation space 25 from the second opening 52b. The water droplets settle in the oil / water separation space 25 by gravity and are stored at the bottom of the cup portion 22. The stored water is taken out by opening the valve 26. On the other hand, the fuel flowing out from the second opening 52b flows upward from the oil / water separation space 25, passes through the filtration filter 40, and flows out from the outlet 10b.

ここで、図４（ａ）は本実施形態に係る燃料フィルタ装置１０における凝集エレメント５１内での燃料流れのシミュレーション結果を示す図、図４（ｂ）は従来の燃料フィルタ装置における凝集エレメント内での燃料流れのシミュレーション結果を示す図である。   4A is a diagram showing a simulation result of the fuel flow in the agglomeration element 51 in the fuel filter device 10 according to this embodiment, and FIG. 4B is an illustration in the agglomeration element in the conventional fuel filter device. It is a figure which shows the simulation result of the fuel flow of.

なお、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す繊維６０の断面の形状は、繊維６０の長手方向に対して直交する断面の形状である。因みに、図４（ｂ）に示す従来の凝集エレメントの繊維６０の断面形状は円形である。また、図４（ａ）および図４（ｂ）において、矢印は燃料の流線であり、燃料は図４の紙面上方から下方に向かって流れる。   Note that the cross-sectional shape of the fiber 60 shown in FIGS. 4A and 4B is a cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the fiber 60. Incidentally, the cross-sectional shape of the fiber 60 of the conventional aggregation element shown in FIG. 4B is circular. Further, in FIGS. 4A and 4B, arrows indicate fuel flow lines, and the fuel flows from the upper side to the lower side in FIG.

本実施形態装置のシミュレーションの前提条件は、燃料中の水粒子の径が３μｍ、繊維６０の外接円相当径Ｄが１４μｍ、繊維６０の幅ｔが４．５μｍである。一方、従来装置のシミュレーションの前提条件は、燃料中の水粒子の径が３μｍ、繊維６０の外接円相当径（すなわち直径）Ｄが１４μｍである。   The preconditions for the simulation of the apparatus of this embodiment are that the diameter of water particles in the fuel is 3 μm, the circumscribed circle equivalent diameter D of the fiber 60 is 14 μm, and the width t of the fiber 60 is 4.5 μm. On the other hand, the preconditions for the simulation of the conventional apparatus are that the diameter of water particles in the fuel is 3 μm, and the circumscribed circle equivalent diameter (ie, diameter) D of the fiber 60 is 14 μm.

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、本実施形態装置における繊維６０に近接した部位の燃料流線は、従来装置における繊維６０に近接した部位の燃料流線よりも、曲がり（すなわち、拡がり）が小さくなっている。これは、本実施形態装置の場合、繊維６０に向かって燃料が流れる際の抵抗が小さくなるため、燃料流れの拡がりが小さくなるものと推測される。   As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the fuel streamline in the part close to the fiber 60 in the apparatus of the present embodiment is bent more than the fuel streamline in the part close to the fiber 60 in the conventional apparatus. (Ie, spread) is small. This is presumed that in the case of the present embodiment apparatus, the resistance when the fuel flows toward the fiber 60 becomes small, so that the spread of the fuel flow becomes small.

その結果、従来装置の場合、捕集可能幅が０．２μｍであるのに対し、本実施形態装置の場合、捕集可能幅が０．６μｍとなった。したがって、本実施形態装置の単一繊維捕集効率（＝捕集可能幅／繊維の外接円相当径）は、従来装置の単一繊維捕集効率の３倍になる。   As a result, in the case of the conventional apparatus, the collectable width is 0.2 μm, whereas in the case of the present embodiment apparatus, the collectable width is 0.6 μm. Therefore, the single fiber collection efficiency (= collectable width / fiber circumscribed circle equivalent diameter) of the apparatus of this embodiment is three times the single fiber collection efficiency of the conventional apparatus.

なお、本実施形態装置における繊維界面長（繊維６０と水粒子の接触部長さ）は、従来装置のように断面が円形の繊維６０を用いた場合と略同等になるため、凝集力は従来と略同等になる。したがって、凝集エレメント５１の凝集力を低下させることなく、微細水粒子の捕集効率を上げることができる。   In addition, since the fiber interface length (contact part length of the fiber 60 and water particle) in this embodiment apparatus becomes substantially the same as the case where the cross-section of the fiber 60 is used as in the conventional apparatus, the cohesive force is It becomes almost equivalent. Therefore, the collection efficiency of the fine water particles can be increased without reducing the cohesive force of the coagulation element 51.

なお、種々の条件を設定したシミュレーションによると、水粒子が微細化しやすいバイオ燃料の場合、繊維６０の外接円相当径Ｄが１４μｍ以下のときに高い単一繊維捕集効率を得ることができる。また、繊維６０の外接円相当径Ｄを１μｍ以上にすることにより、凝集エレメント５１の強度を実用上十分なレベルにすることができる。   According to a simulation in which various conditions are set, in the case of a biofuel in which water particles are easily refined, a high single fiber collection efficiency can be obtained when the circumscribed circle equivalent diameter D of the fiber 60 is 14 μm or less. Further, by setting the circumscribed circle equivalent diameter D of the fiber 60 to 1 μm or more, the strength of the aggregation element 51 can be made to a practically sufficient level.

次に、上記実施形態の変形例について、図５に基づいて説明する。なお、図５に示す繊維６０の断面の形状は、繊維６０の長手方向に対して直交する断面の形状である。   Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. The cross-sectional shape of the fiber 60 illustrated in FIG. 5 is a cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the fiber 60.

まず、図５（ａ）に示す第１変形例のように、腕部６１を４個設けてもよいし、図５（ｂ）に示す第２変形例のように、腕部６１を５個設けてもよい。その際、腕部６１は、繊維６０の周方向に沿って等間隔に配置するのが望ましい。   First, four arm parts 61 may be provided as in the first modification example shown in FIG. 5A, or five arm parts 61 are provided as in the second modification example shown in FIG. 5B. It may be provided. At this time, it is desirable to arrange the arm portions 61 at equal intervals along the circumferential direction of the fiber 60.

また、図５（ｃ）に示す第３変形例のように、腕部６１の厚さｔを小さくしてもよい。これによると、繊維６０に向かって燃料が流れる際の抵抗が小さくなるため、捕集可能幅が大きくなり、ひいては単一繊維捕集効率が高くなる。   Also, the thickness t of the arm portion 61 may be reduced as in the third modification shown in FIG. According to this, since the resistance when the fuel flows toward the fiber 60 is reduced, the captureable width is increased, and as a result, the single fiber collection efficiency is increased.

さらに、図５（ｄ）に示す第４変形例のように、腕部６１の先端の、繊維６０の長手方向に対して直交する断面の形状を、外周側から中心部に向かって拡がるテーパ状にしてもよい。これによると、繊維６０に向かって燃料が流れる際の抵抗が小さくなるため、捕集可能幅が大きくなり、ひいては単一繊維捕集効率が高くなる。   Further, as in the fourth modified example shown in FIG. 5D, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the fiber 60 at the tip of the arm portion 61 is tapered from the outer peripheral side toward the central portion. It may be. According to this, since the resistance when the fuel flows toward the fiber 60 is reduced, the captureable width is increased, and as a result, the single fiber collection efficiency is increased.

（他の実施形態）
上記実施形態では、不織布の繊維として、レーヨン、ＰＡ６６、ＰＡ６を採用したが、不織布の繊維として、親水性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を採用してもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, rayon, PA66, and PA6 are employed as the nonwoven fabric fibers, but hydrophilic PET (polyethylene terephthalate) may be employed as the nonwoven fabric fibers.

５１ 凝集エレメント
６０ 繊維
６１ 腕部 51 Cohesive element 60 Fiber 61 Arm

Claims (8)

繊維（６０）を集合させた不織布からなる凝集エレメント（５１）にて燃料中の水分を凝集させる燃料フィルタ装置であって、
前記繊維（６０）は、前記繊維（６０）の長手方向に対して直交方向外側に向かって延びるとともに、前記繊維（６０）の長手方向に沿って延びる腕部（６１）を備え、
前記腕部（６１）は、前記繊維（６０）の周方向に沿って３個以上配置されていることを特徴とする燃料フィルタ装置。 A fuel filter device for aggregating moisture in fuel with an agglomeration element (51) made of a nonwoven fabric in which fibers (60) are aggregated,
The fiber (60) includes an arm portion (61) that extends outward in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber (60) and extends along the longitudinal direction of the fiber (60).
The fuel filter device according to claim 3, wherein three or more arm portions (61) are arranged along a circumferential direction of the fiber (60). 前記腕部（６１）の先端は、円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to claim 1, wherein the tip of the arm portion (61) has an arc shape. 前記腕部（６１）の先端は、テーパ状であることを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to claim 1, wherein the tip of the arm portion (61) is tapered. 前記腕部（６１）は、前記繊維（６０）の周方向に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the arm portions (61) are arranged at equal intervals along a circumferential direction of the fiber (60). 前記繊維（６０）の外接円相当径は、１〜１４μｍであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to any one of claims 1 to 4, wherein a circumscribed circle equivalent diameter of the fiber (60) is 1 to 14 µm. 前記繊維（６０）は、親水性の繊維であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to any one of claims 1 to 5, wherein the fiber (60) is a hydrophilic fiber. 燃料中のダストを捕捉する濾過エレメント（４１）を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a filter element (41) for capturing dust in the fuel. 前記濾過エレメント（４１）は、前記凝集エレメント（５１）よりも燃料流れ下流側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の燃料フィルタ装置。   The fuel filter device according to claim 7, wherein the filtration element (41) is arranged on the downstream side of the fuel flow with respect to the aggregation element (51).
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