JP4970216B2 - 気体用液体トラップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、天井壁、これに対向する底壁及びこれら天井壁及び底壁間を連結する周壁よりなり、その天井壁に気体入口ポート及び気体出口ポートを設けたトラップハウジングと、前記天井壁及び底壁間に保持されて、内部を前記気体入口ポートに連通すると共に、外周面をトラップハウジングの内部空間を介して前記気体出口ポートに連通するフィルタエレメントとを備え、前記気体入口ポートから前記気体出口通路に向かって流れる気体がフィルタエレメントを通過する際、その気体に含まれる液体をフィルタエレメントにより捕捉するようにした気体用液体トラップ装置の改良に関する。

例えば天然ガスを燃料とするエンジンを備える自動車では、天然ガスを圧縮貯蔵した燃料タンクを搭載し、エンジンの作動時には、その燃料タンクから導出した高圧の気体燃料を所定圧力に減圧してエンジンに供給する。天然ガスを燃料タンクに圧縮貯蔵する際には、天然ガスの圧縮に使用するコンプレッサ内の潤滑オイルが、圧縮される燃料に多少とも混入することになるので、燃料タンク内の気体燃料をエンジンに燃料を供給する際には、その気体燃料から混入液体を捕捉する必要がある。上記気体用液体トラップ装置は、このように気体から混入オイルを捕捉するために使用するものであって、例えば下記特許文献１に開示されるように、既に知られている。
特開２００７−１３０５５８号公報

ところで、かゝる気体用液体トラップ装置の液体捕捉性能を低下させる一因として、フィルタエレメントに補足されてその外周面に滲み出てきた液体がフィルタエレメントを通過した気体の流れに乗って気体出口へと出ていくことが挙げられる。そこで、液体捕捉性能の低下を防ぐべく、フィルタエレメントに補足されてその外周面に滲み出てきた液体が気体の流れに乗って気体出口まで到達するまでに、その液体を落下させる必要があるが、そのためにはフィルタエレメントから気体出口までの横方向の距離を充分に確保することが重要となる。しかしながら、従来の気体用液体トラップ装置では、トラップハウジングを、その内部のフィルタエレメントと略同心の円筒状に形成し、このトラップハウジングの上端壁の外周部に気体出口を設けているため、フィルタエレメントから気体出口までの横方向の距離を充分に確保するには、トラップハウジングを充分大径に形成しなければならず、気体用液体トラップ装置の大型化を余儀なくされていた。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、小型でありながらフィルタエレメントから気体出口までの横方向の距離を充分に確保できて液体の捕捉性能を高め得る気体用液体トラップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、天井壁、これに対向する底壁及びこれら天井壁及び底壁間を連結する周壁よりなり、その天井壁に気体入口ポート及び気体出口ポートを設けたトラップハウジングと、前記天井壁及び底壁間に保持されて、内部を前記気体入口ポートに連通すると共に、外周面をトラップハウジングの内部空間を介して前記気体出口ポートに連通するフィルタエレメントとを備える気体用液体トラップ装置において、前記フィルタエレメントと、前記気体出口ポートの、トラップハウジング内に開口する出口ポート上流部とを、前記横方向中心線上で互いに対向する前記周壁の第１及び第２側壁部にそれぞれ近接して配置し、前記天井壁の下面には、上方へ凹んだ凹部を形成すると共に、その凹部内に管状の前記出口ポート上流部を、該出口ポート上流部の下端開放面が該凹部の開放下面よりも上方に位置し且つ該出口ポート上流部の周囲に気体が淀む淀み部が形成されるように配置し、前記気体入口ポートの入口ポート上流部と、前記気体出口ポートの出口ポート下流部とは、各々の一端が一方の前記側壁部外側より水平方向で同じ側に突出していると共に、該入口ポート上流部の他端からは、前記フィルタエレメント内に突入する管状の入口ポート下流部が、また該出口ポート下流部の他端からは前記出口ポート上流部がそれぞれ下方に屈曲して延びていることを特徴とする。

本発明によれば、フィルタエレメントと管状の出口ポート上流部とが、トラップハウジングの周壁のうち該ハウジングの横方向中心線上で対向する第１及び第２側壁部にそれぞれ近接して配置されることで、フィルタエレメント及び出口ポート上流部間の距離を充分に確保でき、したがってフィルタエレメントから滲み出てた液体が、フィルタエレメントを通過した気体に乗ることがあっても、その気体が気体出口ポートまでの長い距離を移動する間に上記液体は、気体から分離、落下することになり、気体出口ポートへの液体の流出を防いで、トラップハウジングのコンパクト化と液体捕捉性能向上の両立を図ることができる。

また、トラップハウジングの周壁に付着した液体が気体流れによって上方へ上げられることがあっても、ハウジング天井壁の凹部内で下方に突出した管状の出口ポート上流部の周囲に気体が淀む淀み部が存在することから、気体の流れは上記淀み部を避けるように方向を転じて前記周壁の付着液体を置き去りにし、出口ポート上流部に向かうことになり、従って、前記周壁の付着液体の出口ポート上流部への到達を阻止して、気体出口ポートへの流出を防ぐことができ、これも液体捕捉性能向上に寄与することができる。

また、管状の入口ポート下流部をフィルタエレメント内に突出させたことで、フィルタエレメント内に誘導された気体をフィルタエレメント内の全体に拡散させ、フィルタエレメント全体で濾過させることになり、フィルタエレメントの局部飽和を防ぐことができ、その結果、フィルタエレメントの耐用時間を延ばすことができると共に、液体の捕捉量を増加させることができる。しかも管状の入口ポート下流部をフィルタエレメント内に突出させたことで、気体入口ポート及び気体出口ポートの下方開口端相互の上下方向の距離をも大きく確保でき、これによっても、フィルタエレメントから気体出口ポートに向かう気体からの液体の分離、落下を促進することができ、液体捕捉性能向上に寄与し得る。

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係る気体用液体トラップ装置を備えるエンジンの気体燃料供給系統図、図２は上記気体用液体トラップ装置の拡大側面図、図３は図２の３矢視図、図４は図２の４矢視図、図５は図２の５矢視図、図６は図３の６−６線断面図、図７は図３の７−７線断面図、図８は図６の８−８線断面図、図９は図５の９−９線断面図である。

先ず、図１において、燃料タンクＦには天然ガスが気体燃料として圧縮貯蔵される。この燃料タンクＦ内の高圧の気体燃料は、その圧力を所定値まで減圧すべくプレッシャレギュレータＲに高圧導管１を通して送られる。プレッシャレギュレータＲは、送られた高圧燃料の圧力を所定圧力まで減圧し、それを低圧導管２を通してエンジンＥの燃料噴射弁Ｉに供給するのであるが、その気体燃料に混入したオイルを除去するために、低圧導管２の途中に気体用液体トラップ装置Ｔが介装される。

以下、気体用液体トラップ装置Ｔの具体的構成について詳細に説明する。

図２〜図７において、気体用液体トラップ装置Ｔは、トラップハウジング３と、このトラップハウジング３内に配設される円筒状のフィルタエレメント４とを主たる構成要素とする。トラップハウジング３は、天井壁５、これに対向する底壁６及びこれら天井壁５及び底壁６間を連結する周壁７よりなっている。図示例では、天井壁５及び周壁７が合成樹脂を素材として一体成形され、その内部にフィルタエレメント４を組み込んだ後、周壁７の下端面に、同じく合成樹脂製の底壁６が超音波溶着される。

図８に示すように、トラップハウジング３は、平面視で１本の横方向中心線Ｘに沿って長く延びる形状に形成される。このトラップハウジング３の周壁７において、前記横方向中心線Ｘ上で互いに対向する両壁部を第１及び第２側壁部７ａ，７ｂと呼び、前記横方向中心線Ｘを挟んで互いに対向する両壁部を第３及び第４側壁部７ｃ，７ｄと呼ぶことにする。

而して、第１側壁部７ａは、前記横方向中心線Ｘ上に中心軸線Ｙ１を置く半円筒状に形成され、第２側壁部７ｂは前記横方向中心線Ｘと直交する平板状に形成され、第３及び第４側壁部７ｃ，７ｄは、前記横方向中心線Ｘと平行な平板状に形成される。換言すれば、トラップハウジング３は、平面視で前記横方向中心線Ｘに沿う辺を長辺とする長方形において、その一方の短辺を、二本の長辺に連結する半円に置き換えた形状をなすものである。

円筒の前記フィルタエレメント４は、前記横方向中心線Ｘ上で前記中心軸線Ｙ１より半円筒状の第１側壁部７ａ側に片寄せしたオフセット軸線Ｙ２上に配置されると共に、天井壁５及び底壁６間で保持される。その保持構造を次に説明する。

図６及び図８に示すように、天井壁５の下面には、前記オフセット軸線Ｙ２周りに環状配列される複数の上部位置決め突起１０と、これら上部位置決め突起１０を囲繞する複数条の環状の上部シール突起１１とが形成され、これら上部位置決め突起１０にフィルタエレメント４の上端部内周面を嵌合すると共に、上部シール突起１１をフィルタエレメント４に食い込ませる。尚、環状配列の複数の上部位置決め突起１０は、連続した環状突起に置き換えることもできる。

一方、底壁６上にはフィルタエレメント４を下から支承する支持台１２が配置される。これら底壁６及び支持台１２は、前記オフセット軸線Ｙ２上で互いに嵌合する位置決め突起１３及び位置決め孔１４をそれぞれ備えており、それらの嵌合により支持台１２は前記オフセット軸線Ｙ２上に位置決め保持されることになる。この支持台１２の上面には、前記オフセット軸線Ｙ２上に中心を置く円形の下部位置決め突起１５と、この下部位置決め突起１５を囲繞する複数条の環状の下部シール突起１６とが形成され、この下部位置決め突起１５をフィルタエレメント４の下端部内周面を嵌合すると共に、下部シール突起１６をフィルタエレメント４に食い込ませる。かくして、円筒状のフィルタエレメント４は、前記オフセット軸線Ｙ２上で天井壁５及び底壁６間で支持されると共に、フィルタエレメント４の上下両端面の気密が保持される。

次に、図６及び図７において、天井壁５には、前記低圧導管２の上流側２ａをフィルタエレメント４内に連通する気体入口ポート２０と、トラップハウジング３の、フィルタエレメント４周りの内部空間８を前記低圧導管２の下流側２ｂに連通する気体出口ポート２１とが設けられる。気体入口ポート２０は、トラップハウジング３の平面視で前記横方向中心線Ｘ（図８参照）上に配置されて一端を第２側壁部７ｂ外側に突出させる水平方向の入口ポート上流部２０ａと、前記オフセット軸線Ｙ２上でこの入口ポート上流部２０ａの他端から下方に屈曲して、天井壁５下面からフィルタエレメント４内に突出する入口ポート下流部２０ｂとで構成され、この入口ポート下流部２０ｂの、フィルタエレメント４内への突出部分は流入案内管２２とされる。この流入案内管２２のフィルタエレメント４内への突出長さは、フィルタエレメント４の全高の１／２以上にすることが望ましい。入口ポート上流部２０ａの外方突出端には前記低圧導管２の上流側２ａが接続される。

気体出口ポート２１は、前記入口ポート上流部２０ａの一側及び上方にあって入口ポート上流部２０ａと平行に延び、一端を第２側壁部７ｂ外側に突出させる水平方向の出口ポート下流部２１ｂと、この出口ポート下流部２１ｂの他端から下方に屈曲して、天井壁５下面からトラップハウジング３の内部空間８に突出する出口ポート上流部２１ａとで構成され、この出口ポート上流部２１ａの、天井壁５下面からの突出部分は流出案内管２４とされる。こゝで特に留意すべき点は、上記出口ポート上流部２１ａ、即ち流出案内管２４が、周壁７の平板状の第２側壁部７ｂと、同じく平板状の第３側壁部７ｃ又は第４側壁部７ｃ，７ｄとで囲まれる隅部において天井壁５に形成された凹部２３内に配置され、流出案内管２４の下端開放面が凹部２３の開放下面より上方に位置することである。こうすることで、第１側壁部７ａに近接配置されるフィルタエレメント４と上記流出案内管２４との間の横方向及び上下方向距離をトラップハウジング３内で最大にすることができる。そして上記凹部２３の、流入案内管２４を囲繞する部分は、気体が淀む淀み部２３ａとされる。

図５及び図９において、前記底壁６には、ナット２５ａを埋設した複数のボス２５が形成され、これらボス２５をブラケット２６にボルト２７で固定することにより、トラップハウジング３はブラケット２６に支持される。

底壁６の下面には、放射状のリブ２８を残して複数の肉抜き凹部２９が形成される。また図４及び図８に示すように、周壁７の第２側壁部７ｂの外面には、上下方向に延びる多数のリブ３０が形成される。さらに図２及び図８に示すように、第３及び第４側壁部７ｃ，７ｄの外面には、ハニカム状のリブ３１を残して複数の肉抜き凹部３２が形成される。これらリブ２８，３０，３１及び肉抜き凹部２９，３２により、トラップハウジング３の軽量化及び耐圧強度の両方を満足させることができる。

次に、この実施例の作用について説明する。

プレッシャレギュレータＲにより所定圧力まで減圧された気体燃料が気体入口ポート２０に流入すると、その気体燃料は、流入案内管２２によりフィルタエレメント４内に誘導され、フィルタエレメント４で濾過される。即ち気体燃料の混入オイルがフィルタエレメント４により捕捉される。フィルタエレメント４で濾過された気体燃料は、流出案内管２４から気体出口ポート２１及び低圧導管２を経てエンジンＥの燃料噴射弁Ｉから噴射される。

この間、流入案内管２２をフィルタエレメント４内に深く突出させたことで、フィルタエレメント４内に誘導された気体燃料は、フィルタエレメント４内の全体に拡散してフィルタエレメント４全体で濾過されることになり、フィルタエレメント４の局部飽和を防ぐことができる、その結果、フィルタエレメント４の耐用時間を延ばすことができる。

フィルタエレメント４で濾過された気体燃料は、気体出口ポート２１の流出案内管２４に向かう。ところで、フィルタエレメント４及び流出案内管２４とは、トラップハウジング３の周壁７の前記横方向中心線Ｘ上で対向する第１及び第２側壁部７ａ，７ｂにそれぞれ近接して配置され、しかも流出案内管２４は、第２側壁部７ｂと、第３側壁部７ｃ又は第４側壁部７ｄ間の隅部に配置されることで、前記横方向中心線Ｘに沿って長く形成されるトラップハウジング３の形状を合理的に利用して、フィルタエレメント４及び流出案内管２４間の距離を充分に確保できるので、フィルタエレメント４から滲み出てたオイルが、フィルタエレメント４を通過した気体燃料に乗ることがあっても、その気体燃料が流出案内管２４までの長い距離を移動する間に上記オイルは、気体燃料から分離、落下することになり、流出案内管２４へのオイルの流出を防ぐことができる。かくして、トラップハウジング３のコンパクト化と液体捕捉性能向上の両立を図ることができる。

また流入案内管２２がフィルタエレメント４内に深く突出していていること、並びに流出案内管２４は、この流入案内管２２の根元より上方に配置されることから、流入案内管２２及び流出案内管２４の下方開口端相互の上下方向の距離をも大きく確保することができ、これによっても、フィルタエレメント４から流出案内管２４に向かう気体燃料からのオイルの分離、落下を促進することができ、液体捕捉性能向上に寄与する。

フィルタエレメント４から流出案内管２４に向かう気体燃料は、周壁７に衝突することで、オイルを周壁７に付着、分離させることもある。そして、この周壁７に付着したオイルは、次々に流出案内管２４に向かう気体燃料の流れによって上方へ上げられることがあっても、天井壁５から下方に突出した流出案内管２４の周囲に気体が淀む淀み部２３ａが存在することから、気体燃料の流れは上記淀み部２３ａを避けるように方向を転じて周壁７の付着オイルを置き去りにし、流出案内管２４に向かうことになり、したがって周壁７の付着オイルの流出案内管２４への到達を阻止して、気体出口ポート２１への流出を防ぐことができ、これも液体捕捉性能向上に大いに寄与する。

気体燃料から分離、落下したオイルは底壁６上面に溜まる。フィルタエレメント４は、底壁６上に載置される支持台１２により支承されているから、底壁６上面に溜まったオイルにフィルタエレメント４が浸ることはない。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明の実施例に係る気体用液体トラップ装置を備えるエンジンの気体燃料供給系統図。 上記気体用液体トラップ装置の拡大側面図。 図２の３矢視図。 図２の４矢視図。 図２の５矢視図。 図３の６−６線断面図。 図３の７−７線断面図。 図６の８−８線断面図。 図５の９−９線断面図。

Ｔ・・・・・気体用液体トラップ装置
Ｘ・・・・・横方向中心線
３・・・・・トラップハウジング
４・・・・・フィルタエレメント
５・・・・・天井壁
６・・・・・底壁
７・・・・・周壁
７ａ・・・・第１側壁部
７ｂ・・・・第２側壁部
８・・・・・内部空間
２０・・・・気体入口ポート
２０ｂ・・・入口ポート下流部
２１・・・・気体出口ポート
２１ａ・・・出口ポート上流部
２２・・・・流入案内管
２４・・・・流出案内管

Claims (1)

1. 天井壁（５）、これに対向する底壁（６）及びこれら天井壁（５）及び底壁（６）間を連結する周壁（７）よりなり、その天井壁（５）に気体入口ポート（２０）及び気体出口ポート（２１）を設けたトラップハウジング（３）と、前記天井壁（５）及び底壁（６）間に保持されて、内部を前記気体入口ポート（２０）に連通すると共に、外周面をトラップハウジング（３）の内部空間（８）を介して前記気体出口ポート（２１）に連通するフィルタエレメント（４）とを備える気体用液体トラップ装置において、
   前記フィルタエレメント（４）と、前記気体出口ポート（２１）の、トラップハウジング（３）内に開口する出口ポート上流部（２１ａ）とを、トラップハウジング（３）の、平面視で一本の横方向中心線（Ｘ）上で互いに対向する前記周壁（７）の第１及び第２側壁部（７ａ，７ｂ）にそれぞれ近接して配置し、
   前記天井壁（５）の下面には、上方へ凹んだ凹部（２３）を形成すると共に、その凹部（２３）内に管状の前記出口ポート上流部（２１ａ）を、該出口ポート上流部（２１ａ）の下端開放面が該凹部（２３）の開放下面よりも上方に位置し且つ該出口ポート上流部（２１ａ）の周囲に気体が淀む淀み部（２３ａ）が形成されるように配置し、
   前記気体入口ポート（２０）の入口ポート上流部（２０ａ）と、前記気体出口ポート（２１）の出口ポート下流部（２１ｂ）とは、各々の一端が一方の前記側壁部（７ｂ）外側より水平方向で同じ側に突出していると共に、該入口ポート上流部（２０ａ）の他端からは、前記フィルタエレメント（４）内に突入する管状の入口ポート下流部（２０ｂ）が、また該出口ポート下流部（２１ｂ）の他端からは前記出口ポート上流部（２１ａ）がそれぞれ下方に屈曲して延びていることを特徴とする気体用液体トラップ装置。

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