TWI425143B - 燃料用過濾裝置 - Google Patents

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TWI425143B
TWI425143B TW097114604A TW97114604A TWI425143B TW I425143 B TWI425143 B TW I425143B TW 097114604 A TW097114604 A TW 097114604A TW 97114604 A TW97114604 A TW 97114604A TW I425143 B TWI425143 B TW I425143B
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Description

燃料用過濾裝置
本發明係關於安裝在燃料箱內之燃料吸入口以便過濾燃料之燃料用過濾裝置之改良。
如眾所知，燃料箱內之燃料係經由燃料箱內所設吸入管等輸送至內燃機。為了濾除經此輸送之燃料中所含水分之同時，也防止塵埃被送入燃料泵中，需在吸入管之燃料吸入口裝上過濾裝置。此種過濾裝置之一例有本案申請人在日本特開2005－48721號專利公報(下稱專利文獻一)所揭示之過濾裝置。
在專利文獻一之過濾裝置中，具有內部空間連通至燃料箱內之燃料吸入口之袋狀過濾體，此過濾體具有由網狀織物構成之位於最外層之濾材，及在此最外層之濾材與藉紡黏(Spun bond)法形成之不織布之最內層之濾材之間所設利用熔噴(Melt blown)法形成之不織布層所構成之三層濾材。位於內側之以熔噴法形成之不織布層之平均開口(網孔)口徑形成較位於外側之同以熔噴法形成之不織布層之平均開口口徑小，而賦與過濾體以過濾梯度。藉此構造以圖過濾裝置一方面能將微細塵埃捕獲，一方面能減輕由熔噴法形成之平均開口口徑小之位於內側之不織布濾材之負擔，而期增長過濾裝置之使用壽命。又，一般在燃料泵之下游另設有能捕集更微細之塵埃之二次過濾器，但如使用專利文獻一之過濾裝置時，則可免用此二次過濾器。
按一般會混入燃料箱內之塵埃，通常指相當於日本工業標準(JIS)試驗用粉體1所列之七種(參照JIS Z 8901)(以下簡稱為JIS七種粉體)，JIS七種粉體中30 μm(微米)以下 之粒子佔全體之約90%，(請參照表1，按表1係在試驗液200毫升(cc)中混合以JIS七種粉體60毫克(mg)之液體10毫升中所測定之粒子數。)
本發明所欲解決之主要問題為，針對此種過濾裝置提供更適合於濾除相當於JIS七種粉體之塵埃之過濾體之構造。
為解決上述課題，在此提供之第一個發明為，一種燃料用過濾裝置，具有袋狀過濾體，用以安裝於燃料箱內之燃料吸入口以使過濾體之內部空間與該吸入口相通；該過濾體係由二片以上之濾材重疊一起所構成，此等濾材中之至少一片係由具有平均開口(網孔)口徑為30 μm(微米)以下之不織布所形成之濾材，且於此平均開口口徑30 μm以下之不織布所形成之濾材之外側(外層)另疊置以具有最大開口口徑為100 μm以上之不織布所形成之濾材所構成。
依此構成，第一點為，JIS七種粉粒體中佔全部之約90%之粒徑在30 μm以下之塵埃，可藉由平均開口口徑30 μm以下之不織布製成之濾材，從由燃料吸入口吸入之燃料中有效而適切的予以濾除。又，第二點為：粒徑較大之塵埃，可藉由疊置在平均開口口徑30 μm以下之不織布製成之濾材外側(外層)之具最大開口口徑為100 μm以上之不織布製成之濾材來濾除，而可防止平均開口口徑30 μm以下之不織布濾材發生網目堵塞(即減少有效過濾面積)之情形，因此可長期維持一定之壓力損失之同時，從由燃料吸入口吸入之燃料中有效濾除JIS七種粉體之佔全部之90%之粒徑30 μm以下之塵埃。第三點為，上述各濾材因係採用不織布製成，在最大開口口徑與最小開口口徑之間具有幅度(厚度)之同時，不似一般採用網狀織物製成之薄片濾材，只能在表面捕獲塵埃，而是可在濾材之表面及厚度內部捕獲塵埃，因此不易發生網目堵塞之情形，遂可長期維持一定之壓力損失，進而可長期減輕燃料泵之負擔，延長使用壽命。
又，為解決上述課題，所提供之第二個發明為一種燃料用過濾裝置，具有袋狀過濾體，用以安裝於燃料箱內之燃料 吸入口以使過濾體之內部空間與該吸入口相通；該過濾體係由二片以上之具有平均開口口徑不同之濾材重疊一起所構成，此等濾材中之至少一片之由不織布形成之濾材A之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，係與具有平均開口口徑形成次於該濾材A之平均開口口徑之大小，且配置於此濾材A之外側之另一片由不織布形成之濾材B之總開口面積中，其構成佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，大略重疊在一起。
又，為解決上述課題，所提供之第三個發明為一種燃料用過濾裝置，具有袋狀過濾體，用以安裝於燃料箱內之燃料吸入口以使過濾體之內部空間與該吸入口相通；該過濾體係由二片以上之具有平均開口口徑不同之濾材重疊一起所構成，其中位於此等濾材中之至少一片之由不織布形成之濾材A之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍內，係配設有具有平均開口口徑形成次於該濾材A之平均開口口徑之大小，且配置於此濾材A之外側之另一片由不織布形成之濾材B之總開口面積中，其構成從最小開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍內之最大開口。
依第二個及第三個發明，第一點為，能使由濾材A捕獲之塵埃之粒徑範圍與由配置在其外側之濾材B捕獲之粒徑範圍之重疊減至最小，以保有濾材A之有效過濾面積之同時，也使因濾材B之有效過濾面積減少所造成壓力損失之增大之事態儘可能不發生。又，第二點為，使由濾材A捕捉之塵埃之粒徑範圍與由配置在其外側之濾材B捕獲之塵埃之粒徑範圍一部份重疊，而可減少配置於較內側之濾材A之負擔至最低。
又，依此過濾裝置，若使過濾體在每一平方公分(cm2 )中從混合有JIS試驗用粉體1之七種(JIS Z 8901)之燃料中捕 集該粉體200毫克(mg)後之過濾體之壓力損失為，在燃料之流量為過濾體每一平方公分(cm2 )大約1.6公升/小時(1/h)時，對過濾體每一平方公分(cm2 )而言為9.8仟巴(KPa)以下時最適合。
依本發明之過濾裝置，不僅能自輸送至內燃機側之燃料中有效濾除相當於JIS七種粉體之塵埃，而且綱目不易發生被相當於JIS七種粉體之塵埃堵塞之情形，因此，在實用上可以不使燃料泵發生過負荷之壓力損失之範圍內，長期使用於燃料之過濾。又，一般而言，燃料泵之下游側通常另設有捕集更微細之塵埃之二次過濾器，但使用本發明之過濾裝置時則可免用此二次過濾器。
以下，依照第1圖及第2圖就實施本發明之最佳形態詳細說明。
第1圖表示本發明之過濾裝置F安裝於設在燃料箱T內之燃料吸入口P狀態之之構成圖，第2圖表示構成上述過濾裝置F之過濾體1之局部剖面構造一例。在第2圖中，僅表示過濾體1之上面側與下面側部份之斷面構造，至於過濾體1內所容納之間隔形成部件3在此省略。
在此實施形態之燃料用過濾裝置F係安裝於汽車或機車等之燃料箱T內之燃料吸入口P，用以濾除經由燃料吸入口P送入內燃機(引擎)側之燃料中之水及塵埃等異物。
典型的此種過濾裝置F，係安裝於燃料吸入口P設在燃料箱T內之燃料吸入管之該燃料吸入口P上。
又，經由上述燃料吸入口P送至內燃機側之燃料之輸送，係藉設置在燃料箱T內之燃料泵或設置在燃料箱T外部之燃料泵抽送而達成。
此過濾裝置F具有形成袋狀之過濾體1。又，此過濾裝 置F係以此袋狀過濾體1之內部空間10與上述燃料吸入口P相連通的安裝於該燃料吸入口P上。
具體言之，在圖示之實施例中，上述過濾裝置F具有一塑膠製筒狀接頭2，包括一用以連結上述燃料吸入口P之連接端部20，及一用以連接上述過濾體1上所形成之連通孔11之連接端21。過濾體1之內部空間10藉由此筒狀接頭2與燃料吸入口P相通。
又，圖示之實施例中，此過濾裝置F具有容設在上述過濾體1內以保持過濾體1經常膨脹成袋狀之間隔形成部件3。
具體而言，在此例中，上述間隔形成部件3係構成具有其上面接於袋狀過濾體1之上部內面，且下面接於袋狀過濾體1之下部內面之厚度之部件，而被裝入袋狀過濾體1之內部以便經常保持該過濾體1呈膨脹之袋狀。此間隔形成部件3形成有多個由上面通至下面之燃料通路(圖中省略)。
上述過濾體1係由二片(層)以上之濾材12~14互相重疊一起而形成。
此等濾材12~14中至少有一片係由具有平均開口(網孔)口徑為30 μm(微米)以下之不織布所形成之濾材14a(或14b，亦或14a及14b)，且於此平均開口口徑30 μm以下之不織布所形成之濾材14a(或14b，亦或14a及14b)之外側(外層)(燃料流之上游側，即一次側)另疊置以具有最大開口口徑為100 μm以上之不織布所形成之濾材14c。
第2圖所示斷面構成例，過濾體1之最外層是由網狀織物製成之濾材12，最內層為以紡黏法形成之不織布製濾材13，並在兩者之間夾置以用熔噴法形成之不織布製濾材14，如此將三片濾材12、13、14重疊一起而構成過濾體1。
如構成如第2圖所示之實施例構造時，可將由熔噴法形成之三片不織布濾材14中，位於最內側之濾材14a形成具有平均開口口徑為30 μm以下，或將位於最內側之濾材14a及 位於最外側之濾材14c之間之中間濾材14b形成具有平均開口口徑為30 μm以下，且將位於最外側之濾材14c之平均開口口徑形成大於30 μm，但小於最外層之網狀織物製成之濾材12所具平均開口口徑之範圍，且具有最大開口口徑為100 μm以上之網狀構造。
具有如上述構成之過濾體1，第一點為，JIS七種粉粒體中佔全部之約90%之粒徑在30 μm以下之塵埃可藉由平均開口口徑30 μm以下之不織布製成之濾材14a(或14b，或14a及14b)，從由燃料吸入口P吸入之燃料中有效而適切的予以濾除。又，第二點為：粒徑較大之塵埃，則可藉由疊置在平均開口口徑30 μm以下之不織布製成之濾材14a(或14b，或14a及14b)外側之具有最大開口口徑為100 μm以上之不織布製成之濾材14c來濾除，而可防止平均開口口徑30 μm以下之不織布濾材14a(或14b，或14a及14b)發生網目堵塞(即減少有效過濾面積)之情形，因此，可長期維持一定之壓力損失之同時，從由燃料吸入口P吸入之燃料中有效濾除JIS七種粉體之佔全部之90%之粒徑30 μm以下之塵埃。又，第三點為，此等濾材14因係皆由不織布製成，在最大開口口徑與最小開口口徑之間具有幅度(厚度)之同時，不似一般所採用網狀織物12製成之薄片濾材，只能在表面捕獲塵埃之構造，而是可在濾材之表面及厚度內部捕獲塵埃，因此，不易發生網目堵塞之情形，遂可長期維持一定之壓力損失，進而可長期減輕燃料泵之負擔，延長使用壽命。
又，在本實施形態中，此二片以上之濾材12~14中之至少一片由不織布形成之濾材A之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，係與具有平均開口口徑形成次於該濾材A之平均開口口徑之大小，且配置於此濾材A之外側之另一片由不織布形成之濾材B之總開口面積中，其構成佔有10%之開口面積之開口口徑之 範圍，大略重疊在一起。
又，位於此等濾材12~14中之至少一片由不織布形成之濾材A之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍內，係配設有具有平均開口口徑形成次於該濾材A之平均開口口徑之大小，且配置於此濾材A之外側之另一片由不織布形成之濾材B之總開口面積中，其構成從最小開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍內之最大開口。
具有上述構成之過濾體1，第一點為，能使由濾材A捕獲之塵埃之粒徑範圍與由配置在其外側之濾材B捕獲之塵埃之粒徑範圍之重疊減至最小，因此，可以保有濾材A之有效過濾面積之同時，也使因濾材B之有效過濾面積減少所造成壓力損失增大之事態儘可能不發生。又，第二點為，使由濾材A捕捉之塵埃之粒徑範圍與由配置在其外側之濾材B捕獲之塵埃之粒徑範圍一部份重疊，而可減少配置於較內側之濾材A之負擔至最低。
第2圖所示實施例中，上述過濾體1之各層之構成例如下：最外層(濾材12)：使用網狀織物，具有開口口徑289 μm，厚度0.32mm。
第二層(濾材14c)(最外層之內側一層)：熔噴法之不織布，具有平均開口口徑86.2 μm，最大開口口徑162.2 μm，厚度0.82mm。
第三層(濾材14b)(第二層之內側一層)：熔噴法之不織布，具有平均開口口徑21.7 μm，最大開口口徑52.3 μm，厚度0.52mm。
第四層(濾材14a)(第三層之內側一層)：熔噴法之不織布，具有平均開口口徑6.2 μm，最大開口口徑14.3 μm，厚度0.28mm。
最內層(濾材13)：紡黏法之不織布，具有平均開口口徑39.7 μm，最大開口口徑95 μm，厚度0.46mm。
又，上述過濾體1可構成為例如，上述第二層至第四層之全部開口面積中特定之開口口徑所佔有之百分比(累積相對面積比)如第3圖之曲線圖所示。
該曲線圖中，實線表示第四層，假想線(或中心線)表示第三層，虛線(點線)表示第二層之各比率之線段。
若將第四層做為濾材A時，第三層即成為濾材B。第四層之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍係佔有第三層之總開口面積之約10%(參照第3圖位於線段n1與n2之間)。又，如將第三層做為濾材A時，第三層即成為濾材B。此第三層之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍係佔有第二層之總開口面積之約10%(參照第3圖位於線段n3與n4之間)。若將第四層做為濾材A，將第三層做為濾材B，而將第二層做為濾材C之情形時，將濾材A與濾材B比較時上述關係存在，而對於濾材B與濾材C相比較時，上述關係亦存在。
如第3圖之曲線圖所示之具有第二層至第四層之過濾體1，若使該過濾體在每一平方公分(cm2 )中從混合有JIS試驗用粉體1之七種(JIS Z 8901)之燃料中捕集該粉體200毫克(mg)後之過濾體之壓力損失為，在燃料之流量為過濾體每一平方公分(cm2 )大約1.6公升/小時(1/h)時，對過濾體每一平方公分(cm2 )而言具有9.8仟巴(KPa)。
又，在此實施形態中，位於過濾體1之最內側之濾材係使用以紡黏法形成之濾材13，如構成如此時，可藉由此紡黏法形成之濾材13賦與過濾體1以剛性(強度)，而容易保持過濾體1之形狀。又，可使上述間隔形成部件3不與以熔噴法形成之濾材14相接，而與以剛性較此為高之紡黏法形成之濾 材13相接。
又，在此實施形態中，位於過濾體1之最外側之濾材係使用網狀織物形成之濾材12。構成如此時，燃料中所含水分可藉此位於過濾體1最外側之網狀織物12將其與燃料分離，而防止水分進入過濾體1內部，同時，於燃料箱T之下部內壁面Ta因燃料箱T之內壓變化等原因而內外(上下)移動(即，燃料箱T因內壓或溫度而產生熱脹冷縮)，致使過濾體1之下面部份與燃料箱T之下部內壁面Ta之間發生摩擦時，可避免不織布形成之能濾材14直接受其影響，因此可保持其使用壽命。
構成上述濾材12之網狀織物，典型的係採用尼龍纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維等之合成纖維經紡織成具有足以將油水分離之微細網目之網狀織物所形成。此種網狀織物可由例如：疊織、平織、斜紋綾織、經面緞紋織等織成。
構成過濾體1之各濾材12~14亦可使用相同合成樹脂材料構成。例如，將各層皆以聚丙烯材料形成或皆以尼龍材料構成均可。如從對汽油及水之膨潤性、防水性之觀點來考量，上述各層採用聚丙烯材料來構成，非常適合。
如構成如此時，可將重疊之各濾材12~14相互熔接而保持其親和性一體化，而構成袋狀過濾體1。
圖示之實施例之過濾體1，可在上述之濾材12~14重疊成一片之狀態下，將用紡黏法形成之濾材13配置於內側，且將上述間隔部件3包夾於濾材內部之狀態加以對折之後，沿著折邊以外之周邊部份，或沿著此折邊以外之周邊略向內方之邊部，將左右對折而重疊之一片與另一片，藉熱熔熔接成一體所形成熱熔部(熔接部)15而構成。又，連通上述筒狀接頭2之連通孔11係在對折之前將經如上述重疊之五片濾材12~14先予沖孔而形成。
圖示實施例之過濾體1，亦可藉由將經重疊如上之五片 濾材12~14做為第一濾材組，及同樣重疊如上之五片濾材12~14做為第二濾材組，並將第一濾材組之以紡黏法形成之濾材13與第二濾材組之以紡黏法形成之濾材13面對面相對後，在與第二濾材組之以紡黏法形成之濾材13面對面相對後，在此兩者之間夾置以上述間隔形成部件3之狀態下重疊，繼之，將此第一濾材組及第二濾材組順沿中間所夾間隔形成構件3之外輪廓周邊藉熱熔法形成一體化之熱熔部15而構成。連通上述筒狀接頭2之連通孔11係事前開設在第一濾材組或第二濾材組上。
如此形成之過濾體1，也可在形成之前藉施以適當的點焊將構成過濾體1之各濾材12~14在上述熱熔部以外之部位點式熔接成一體。
又，超出上述熱熔部15以外之不要周邊部，視必要可將其切除以整形過濾體1之外形。
F‧‧‧過濾裝置
P‧‧‧燃料吸入口
T‧‧‧燃料箱
Ta‧‧‧下部內壁面
1‧‧‧過濾體
10‧‧‧內部空間
11‧‧‧連通孔
12~14‧‧‧濾材
15‧‧‧熱熔部(熔接處)
2‧‧‧筒狀接頭
20,21‧‧‧連接端
3‧‧‧間隔形成部件
14‧‧‧濾材(包含14a,14b,14c)
第1圖表示本發明之過濾裝置之使用狀態之斷面構成圖。
第2圖表示本發明所用過濾體之構成例之放大斷面構成圖。
第3圖表示本發明之過濾體之第二層至第四層之總開口面積中其累積相對面積比之關係之曲線圖。
10‧‧‧過濾體內部空間
12‧‧‧濾材
13‧‧‧濾材
14‧‧‧濾材(含14a·14b、14c)

Claims (2)

  1. 一種燃料用過濾裝置，具有袋狀過濾體，用以安裝於燃料箱內之燃料吸入口以使過濾體之內部空間與該吸入口相通；該過濾體係由二片以上之具有平均開口口徑不同之濾材重疊一起所構成；其特徵在於：該等濾材中之至少一片之由不織布形成之濾材A之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，係與平均開口口徑形成次於該濾材A之平均開口口徑之大小，且配置於此濾材A之外側之另一片由不織布形成之濾材B之總開口面積中，其構成佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，大略重疊在一起；並且，該濾材B之總開口面積中，其構成從最大之開口累積至佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，係與平均開口口徑形成次於該濾材B之平均開口口徑之大小，且配置於此濾材B之外側之另一片由不織布形成之濾材C之總開口面積中其構成中佔有10%之開口面積之開口口徑之範圍，係大略重疊在一起。
  2. 一種燃料用過濾裝置，具有袋狀過濾體，用以安裝於燃料箱內之燃料吸入口以使過濾體之內部空間與該吸入口相通；該過濾體係由二片以上之具有平均開口口徑不同之濾材重疊一起所構成；其特徵在於：該過濾體每一平方公分(cm2 )中，從混合有JIS試驗用粉體1之七種(JIS Z 8901)之燃料中捕集該粉體200毫克(mg)後，過濾體之壓力損失為，在燃料之流量成為過濾體每一平方公分(cm2 )大約1.6公升/小時(l/h)時，對過濾體之每一平方公分(cm2 )而言為9.8仟巴(KPa)以下。
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