JP2008180209A - 燃料濾過装置およびそれを用いた燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料中の水分を高効率で分離可能とするとともに、燃料濾過過程で凝集させた水で目詰まりが生じるのを抑制することを目的とする。
【解決手段】 水の浸入を阻止可能な第１濾材３５ａで形成される撥水層３５を有するフィルタエレメント３８を備えた燃料濾過装置１において、フィルタエレメント３８は、第１濾材３５ａと異なる第２濾材３３ａで形成され、燃料中の水粒子を凝集させる凝集層３３と、第１濾材３５ａおよび第２濾材３３ａと異なる第３濾材３７ａで形成され、物質粒子を捕捉する濾過層３７とを備え、フィルタエレメント３８のうち、撥水層３５の第１濾材３５ａ、凝集層３３の第２濾材３３ａ、および濾過層３７の第３濾材３７ａは、フィルタエレメントに導かれた燃料を、凝集層３３、撥水層３５、および濾過層３７の順で濾過するように、配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料濾過装置およびそれを用いた燃料供給装置に関し、例えばディーゼル機関等の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置のうちの、燃料濾過を行なう燃料フィルタに適用して好適なものである。

従来、燃料濾過装置としては、例えばディーゼル機関に燃料を供給する燃料供給装置において、燃料タンクと燃料ポンプとの間に設けられ、燃料中の塵や金属粉等の異物を除去するとともに、燃料との比重差を利用して底部へ水を沈降させる等により燃料中に存在する水分を分離するフィルタエレメントを有する燃料フィルタが知られている（特許文献１等）。

特許文献２では、第１フィルタエレメントと、第２フィルタエレメントを有し、第１フィルタエレメント、第２フィルタエレメントの順で燃料を濾過することにより、燃料から異物と水分を除去する技術が開示されている。この技術では、まず、第１フィルタエレメントで、燃料中の異物を捕捉すると共に、水分を小さな粒子から大きな粒子へと凝集させることが可能な濾過層が形成されている。次に、第２フィルタエレメントで、凝集した水を撥ねさせて水滴状にして除去する撥水層が形成されている。

特許文献３の開示する技術では、フィルタエレメントを撥水濾材で形成し、この一つのフィルタエレメントで、凝集および撥水により水の除去と、異物の捕捉とを同時に行なっている。
特表２００４−５１９６１８号公報 特開平６−５５０１０号公報 特開平８−２２６３５８号公報

特許文献２および３による従来技術では、フィルタエレメントに撥水機能を持たせているため、燃料と水の比重差のみを利用して燃料フィルタの底部へ水を沈降させるものと比較して、水分離性能を向上させることが可能である。しかしながら、第１エレメントの水凝集過程で、そのエレメント内に凝集した水が溜まってしまうおそれがある。エレメント内に水が溜まると、エレメントの水が溜まった領域が目詰まりの状態となり、燃料を濾過するための圧力損失が増加する可能性がある。即ち、燃料フィルタを介して燃料タンクから燃料ポンプが燃料を吸上げる圧力（負圧）が増大する可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、燃料中の水分を高効率で分離可能とするとともに、燃料濾過過程で凝集させた水で目詰まりが生じるのを抑制することを目的とする。

また、別の目的は、燃料中の水分を高効率で分離可能で、かつ燃料濾過過程で凝集させた水で目詰まりが生じるのを抑制するとともに、撥ねさせた水を底部へ確実に溜めることが可能な燃料濾過装置およびそれを用いた燃料供給装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

即ち、請求項１乃至７に記載の発明では、水の浸入を阻止可能な第１濾材で形成される撥水層を有するフィルタエレメントを備えた燃料濾過装置において、フィルタエレメントは、撥水層を形成する第１濾材と異なる第２濾材で形成され、燃料中の水粒子を凝集させる凝集層と、撥水層を形成する第１濾材および第２濾材と異なる第３濾材で形成され、物質粒子を捕捉する濾過層と、を備え、
フィルタエレメントのうち、撥水層の第１濾材、凝集層の第２濾材、および濾過層の第３濾材は、フィルタエレメントに導かれた燃料を、凝集層、撥水層、および濾過層の順で濾過するように、配置されていることを特徴とする。

これによると、燃料を濾過するフィルタエレメントは、燃料流れ方向に向かって、燃料中の水粒子を凝集する凝集層、凝集層で凝集した水を撥ねる撥水層、および物質粒子を捕捉する濾過層の順で配置されている。これにより、濾過層の上流に配置された撥水層で水粒子が撥ねられ、下流に水粒子が流出するのが防止されるので、濾過層への水粒子付着による圧力損失増加を防止することが可能である。さらに、水粒子が下流に流れるのを阻止する撥水層の上流側に、撥水層を形成する第１濾材と異なる第２濾材で形成され、水粒子を凝集させる凝集層を配置しているので、水粒子を撥ねて下流側への流出を阻止する前に、事前に水粒子が大粒化または粒子群化される。撥水層での水粒子の流出防止が確実に行えるので、濾過層への水粒子付着による圧力損失増加が起きることはない。

したがって、燃料中の水分を高効率で分離可能とするとともに、燃料濾過過程で凝集させた水で目詰まりが生じるのを抑制することができる。

また、上記撥水層の第１濾材、凝集層の第２濾材、および濾過層の第３濾材は、請求項２に記載の発明の如く、それぞれ、物質粒子が通過可能な第１孔径、第２孔径、第３孔径を備えており、撥水層の第１孔径 ＞ 凝集層の第２孔径 ＞ 濾過層の第３孔径の大きさに設定されていることが好ましい。

これによると、異物等の物質粒子を捕捉する濾過層の上流に配置され、物質粒子の捕捉機能と異なる水を凝集、撥水させる凝集層および撥水層は、濾過層の第３孔径より大きい第１孔径、第２孔径で形成されているので、異物等の物質粒子によって凝集層および撥水層自体の目詰まり発生が抑制される。しかも、撥水層には、凝集層で事前に水粒子を大粒化または粒子群化したものが到達するので、物質粒子と異なる液体（水）であっても、大粒化または粒子群化した水を、濾過層の第３孔径、および凝集層の第２孔径よりも大きい第３孔径を有する撥水層で撥ねさせて、下流側へ流出するのを防止することができる。

また、請求項３に記載の発明の如く、撥水層は、疎水性を有する第１濾材から形成され、凝集層は、親水性を有する第２濾材から形成されていることが好ましい。

これによると、凝集層の第２濾材は水と親和性を有しているとともに、撥水層の第１濾材は水との親和性はなく撥水性を有している。これにより、凝集層の第２濾材の材料特性を利用して燃料中の水粒子を効果的に凝集させるとともに、撥水層の第１濾材の材料特性を利用して凝集した水粒子を効果的に撥ねさせる（撥水させる）ことができる。即ち、水と親和性を有する第２濾材に到達する燃料のうち、その濾材表面を利用して濾材表面に付着する燃料中の水粒子を凝集させることができる。さらに、第１濾材に到達する燃料のうち、凝集した水粒子のみを濾材表面を利用して撥ねさせて、下流側への水の浸入を阻止することができる。

また、上記撥水層の第１濾材、凝集層の第２濾材、および濾過層の第３濾材は、請求項４に記載の発明の如く、濾過層の第３濾材の内側に、凝集層の第２濾材が配置され、かつ濾過層の第３濾材の下方に、撥水層の前記第１濾材が配置されていることが好ましい。

これによると、フィルタエレメントに導かれた燃料は、濾過層の内側にある凝集層内で燃料中の水粒子を凝集させられる。凝集した水粒子は、下方の下流側に向けて移動するため、凝集層内で滞ることなく、大型化または粒子群化される。

そして、上記水粒子と共に下方へ移動する燃料は、濾過層の内側から濾過層内へ流入せずに、濾過層の下端側から、撥水層を介して流入する経路を移動する。即ち、燃料および上記水粒子が濾過層に到達する前に、撥水層で上記水粒子のみが撥ねられ、濾過層へは水粒子以外の燃料が到達する。しかも、濾過層の下端側に到達する前に撥水層に撥ねられる上記水粒子は、撥水層に付着することなく、下方へ落下する。

これにより、燃料中の水は、撥水層で撥ねられてフィルタエレメントの下方に効果的に沈降するとともに、水以外の燃料は、濾過層内を下方から上方に向かって濾過されるので、燃料中の水分を高効率で分離するとともに、濾過層の濾過過程にて凝集した水粒子で目詰まりが生じることはない。

また、上記撥水層の第１濾材、凝集層の第２濾材、および濾過層の第３濾材は、請求項５に記載の発明の如く、濾過層の第３濾材の外側に、撥水層の第１濾材が配置され、かつ撥水層の第１濾材の外側に、凝集層の第２濾材が配置されていることが好ましい。

これによると、撥水層の第１濾材を挟んで、内外に、濾過層の第３濾材、凝集層の第２濾材が配置されている。これにより、撥水層の第１濾材と、凝集層の第２濾材との間で、外側から内側へ燃料および上記水粒子が移動する際に、燃料より比重が大きい上記水粒子を下方へ沈降させることが可能である。しかも、撥水層は、外側から内側へ向かって流れる燃料および上記水粒子に対して対峙しているので、上記水粒子が下方へ沈降する過程で上記水粒子の少なくとも一部が撥水層に到達する場合があったとしても、その一部は、撥水層で撥ねられ、撥水層の外側に沿って確実に下方へ沈降させられる。

また、請求項６乃至７に記載の発明の如く、上記凝集層の第２濾材と、撥水層の第１濾材との間には、隙間形成部材が設けられていることが好ましい。

これにより、上記凝集層の第２濾材と、撥水層の第１濾材との間に、隙間形成部材によって隙間が確実に形成されるので、この間を例えば外側から内側へ燃料および上記水粒子が移動する際に、上記水粒子を容易に下方へ沈降させることができる。

また、上記隙間形成部材は、請求項７に記載の発明の如く、第１濾材および第２濾材の少なくともいずれか一方を、一方の外形形状に沿って支持するガイド部材と、他方に向けてガイド部材から延出する流体通路形成用隔壁とを有していることが好ましい。

これによると、隙間形成部材は、ガイド部材から流体通路形成用隔壁が延出する側において、その隔壁を除く領域に、燃料および上記水粒子の流通可能な流体通路が形成される。これにより、例えば、燃料より比重が大きい上記水粒子を、更に下方へ沈降させることが可能である。

また、請求項８乃至１０に記載の発明の如く、水の浸入を阻止可能な第１濾材で形成される撥水層、および撥水層を形成する第１濾材と異なる第３濾材で形成され、物質粒子を捕捉する濾過層を有するフィルタエレメントを備えた燃料濾過装置において、
フィルタエレメントのうち、撥水層の第１濾材、および濾過層の第３濾材は、フィルタエレメントに導かれた燃料を、撥水層、および濾過層の順で濾過するように、配置されていることを特徴とする。

これによると、燃料を濾過するフィルタエレメントは、燃料流れ方向に向かって、撥水層、および濾過層の順で配置されているので、燃料中の水粒子が撥水層で撥ねられ、撥水層の下流に配置された濾過層へ水粒子が流入するのが防止される。したがって、濾過層の上流に撥水層を設けるという簡素な構造により、コストアップを抑えて、濾過層への水粒子付着による圧力損失増加を防止することができる。

また、請求項９に記載の発明の如く、フィルタエレメントは、金属イオンを捕捉するイオン交換樹脂で形成されるイオン交換樹脂層を備え、イオン交換樹脂層は、フィルタエレメントに導かれた燃料において、撥水層の上流または下流に配置されていることが好ましい。

これにより、フィルタエレメントに供給された燃料は、撥水層およびイオン交換樹脂層により、燃料中の水粒子が撥水層で撥ねられるとともに、燃料中の金属イオンが捕捉されるので、下流に水粒子および金属イオンを流出するのが防止される。

しかも、金属イオンは、燃料等の油（非水溶液）に比べて水溶液に存在し易いものであるから、撥水層およびイオン交換樹脂層により燃料中の水粒子及び金属イオンを除去することで、撥水層およびイオン交換樹脂層の下流において金属イオンの流出が確実に防止される。

また、上記撥水層および濾過層は、請求項１０に記載の発明の如く、第１濾材と第３濾材を貼り合わせて形成されたハニカム構造であって、
ハニカム構造は、第１濾材と第３濾材を貼り合わせて形成され、軸方向に貫通する複数のセルを有する隔壁と、複数のセルのうちの一部のセルにおいて、セル端部を閉塞する閉塞部材と、を備えていることが好ましい。

かかる発明では、フィルタエレメントに供給された燃料はハニカム構造のセル内に流入するが、セル端部が閉塞されているため、当該セルを区画している隔壁で燃料が濾過されることになる。しかも、この隔壁は、燃料流れの方向に対して撥水層、および濾過層の順に配置されるように、第１濾材と第３濾材が貼り合わされているので、ハニカム構造の複数のセルを区画する隔壁を利用して燃料濾過面積を有効に稼げる。

したがって、濾過層の上流に撥水層を設ける構造をフィルタエレメントに適用する場合において、このようなハニカム構造体は、フィルタエレメントの体格増加を抑えることができるとともに、濾過層への水粒子付着による圧力損失増加を防止することができる。

また、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の燃料濾過装置を、請求項１１乃至１２の如く、燃料タンクと、燃料噴射ポンプとの間に配置する燃料供給装置に適用して好適である。燃料タンク内の燃料を吸上げる燃料噴射ポンプに、水が混入した燃料を供給するのを防止することができるからである。

また、上記燃料供給装置は、請求項１２に記載の発明の如く、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に用いられ、燃料噴射ポンプから吐出された高圧燃料を蓄圧するとともに、蓄圧された高圧燃料を燃料噴射装置に供給するコモンレールとを備えていることが好ましい。これにより、高圧燃料を発生する燃料噴射ポンプ、およびその高圧燃料を利用するコモンレール、および燃料噴射装置に、燃料タンク内の燃料に含まれる水粒子またはエマルジョン状態の水分を供給するのを防止することができる。

以下、本発明の燃料濾過装置を、蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料供給装置に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料濾過装置を示す模式的断面図である。図２は、本実施形態の燃料濾過装置を適用した燃料供給装置を示す模式的構成図である。図３は、図１中のフィルタエレメントにおける各層の構成を説明する模式図である。

図２に示すように、蓄圧式燃料噴射装置は、燃料噴射圧相当（以下、コモンレール圧）の高圧燃料を蓄圧する蓄圧器としてのコモンレール５と、ディーゼルエンジン（以下、エンジン）８の各気筒に設けられ、その気筒に、コモンレール５より分配される高圧燃料を噴射供給する燃料噴射弁６と、燃料噴射弁６、および燃料供給装置１を駆動制御する制御手段としてのＥＣＵ９０とを備えている。

なお、図２においては、例えば４気筒のエンジン８のうちの一つの気筒と、これに搭載される燃料噴射弁６が一例として示されている。また、コモンレール５において、その燃料噴射弁以外に高圧燃料が分配される他の気筒の燃料噴射弁への燃料供給経路については、図示を省略している。

ＥＣＵ９０は、周知構造のマイクロコンピュータであり、エンジン状態に応じた最適な噴射時期、噴射量（噴射期間）を決定し、各燃料噴射弁６を駆動する。また、ＥＣＵ９０は、コモンレール５に設けた圧力検出手段としての圧力センサ５１からの検出信号に基づいてコモンレール５へ送油される燃料吐出量を決定する。さらにＥＣＵ９０は、この決定された燃料吐出量に基づいて、燃料噴射ポンプ４を制御信号を出力して駆動制御することにより、燃料噴射ポンプ４から吐出する燃料圧、即ちコモンレール圧を制御する。

コモンレール５に蓄圧される高圧燃料は、燃料噴射ポンプ４からなる燃料供給装置１より高圧燃料配管５２を介して供給されている。コモンレール５に蓄圧されている高圧燃料は、燃料噴射弁６へ高圧燃料配管５３を介して供給される。また、燃料噴射ポンプ４により吐出され、コモンレール５および燃料噴射弁６に供給された高圧燃料のうちの余剰燃料は、燃料回収配管７９１等を介して低圧燃料配管系の燃料タンク２へ戻される。

なお、図２に示す燃料タンク２は、便宜上、第１燃料タンク２ａおよび第２燃料タンク２ｂと別々に構成されているが、一つの燃料タンクで構成することもできる。

燃料噴射弁６は、図２に示すように、燃料を噴射する噴孔６１１、および噴孔６１１を開閉するノズルニードル６９を有するノズル部６０と、制御ピストン７２および圧力制御室７３を有し、圧力制御室７３内の増減される燃料圧（背圧）を、ノズルニードル６９を駆動するための押圧力とし、その押圧力を制御ピストン７２を介してノズルニードル６９に付勢するホルダ本体７０と、圧力制御室７３内の燃料圧を増減する電磁弁７９とを備えている。

なお、図２において、ノズル部６０とホルダ本体７０とは、便宜上、ノズル部６０の先端部以外の部分をホルダ本体７０に収容する構成としているが、ノズル部６０のノズルボディ６１と、ホルダ本体７０のノズルホルダー７５とを、図示しない締結部材としてのリテーニングナットで締結することで、ノズルボディ６１の上端面とこれに対向するノズルホルダー７５の下端面の両合わせ面を気密に固定する構成とすることもできる。

ノズル部６０は、上記ノズルニードル６９と、ノズルニードル６９を軸方向に移動可能に収容するノズルボディ６１とを備えている。

ノズルボディ６１は、略筒状体に形成され、先端部（図２中の下方側の端部）側に、高圧燃料をエンジン８の燃焼室に噴射するための噴孔６１１を１個または複数個備えている。

また、ノズルボディ６１は、内部に、燃料流れの下流に向かって、案内孔６２、その案内孔６２の中間部位に燃料溜り室６７、およびノズルニードル６９の当接部６９ａが離座および着座する弁座６６、およびノズルボディ６１の内外を貫通する噴孔１２ｂが設けられている。さらに、ノズルボディ６１には、ノズルボディ６１の図示上端側の合わせ面から燃料溜り室６７へ延びる燃料送出路６８が設けられている。この燃料送出路６８は、ノズルホルダー７５の燃料供給路７１と連通することで、コモンレール５内で蓄圧された高圧燃料を燃料溜り室６７を経由し弁座６６側へ送り込む。燃料送出路６８と第１燃料供給路７１と、第２燃料供給路７４は高圧燃料通路を構成する。なお、第２燃料供給路７４は、ノズルホルダー７５内に形成され、第１燃料供給路７１より分岐しており、上記高圧燃料を圧力制御室７３に供給するものである。

ノズルホルダー７５は、図２に示すように、略筒状体に形成されており、内部に、スプリング７６、制御ピストン７２を軸方向に移動可能に収容するための収容孔７２５が設けられている。この収容孔７２５の図示下端側の合わせ面には、制御ピストン７２を摺動可能にする第２案内孔７２５ａよりは大きく拡げられたスプリング室形成用孔７２５ｂが形成されている。スプリング室形成用孔７２５ｂの上端面と、スプリング受け部７２ａとの間にスプリング７６を挟み込むことにより、スプリング７６は、ノズルニードル６９を弁座着座方向に付勢している。

圧力制御室７３は、案内孔７２５ａと制御ピストン７２とで区画されている。制御ピストン７２と第２案内孔７２５ａとの間の摺動隙間（以下、第１摺動隙間）、ノズルボディ６１の案内孔６２とノズルニードル６９との間の摺動隙間（以下、第２摺動隙間）、および後述の燃料噴射ポンプ４におけるプランジャ４５とシリンダ（摺動孔）４４との摺動隙間（以下、第３摺動隙間）は、高圧燃料が導かれる高圧摺動隙間を構成している。

電磁弁７９は、外部からの電力供給により電磁力を発生するコイル（図示せず）、弁体と協働する可動コア（図示せず）、電磁力の作用により弁体および可動コアを磁気吸引する固定コア（図示せず）とを有する周知構造の電磁弁であって、圧力制御室７３の燃料圧（背圧）を増減する。具体的には、電磁弁７９と制御ピストン７２との間には、オリフィス部材７５５が設けられており、オリフィス部材７５５と制御ピストン７２と第２案内孔７２５ａにより圧力制御室７３を区画している。このオリフィス部材の可動コア側端面には、可動コアと協働する弁体が着座および離座する第２弁座（図示せず）が形成されている。

次に、燃料供給装置１を、図２に従って説明する。燃料供給装置１は、予備圧送部としての低圧供給ポンプ４２と加圧部としての高圧ポンプ４３を有する燃料噴射ポンプ４と、燃料噴射ポンプ４（詳しくは低圧供給ポンプ４２）の入口と燃料タンク２との間に設けられる燃料濾過装置３とを備えている。なお、図２においては、便宜上、低圧供給ポンプ４２と高圧ポンプ４３とを別体で構成されているが、低圧供給ポンプ４２と高圧ポンプ４３とを一体化した構成とすることもできる。

燃料噴射ポンプ４は、図２に示すように、低圧供給ポンプ４２と、高圧ポンプ４３と、低圧供給ポンプ４２と高圧ポンプ４３を、駆動源としてのエンジンの回転力を得て駆動する駆動軸４１と、低圧供給ポンプ４２より吐出されるフィード燃料の一部が減圧されて供給されるカム室４３ｃと、これらを収容するハウジング４３ａとを備えている。

駆動軸４１は、軸受けを介してハウジング４３ａに回転可能に支持されている。断面円形状のカム４１ａは駆動軸４１に対して偏心して一体形成されている。駆動軸４１の両端部（図示せず）のうち一端部には、図示しないプーリやギヤ（本実施例ではギヤ）が取付けられており、ギヤやタイミングベルト等の伝達力伝達部材を介してエンジンのクランク軸と同期して回転するように構成されている。なお、ギヤ同士でエンジンの回転力が伝達される構成に限らず、プーリとタイミングベルトでエンジンの回転力が伝達される構成であってもよい。

また、駆動軸４１の他端部は、低圧供給ポンプ４２を一体的に駆動可能に、低圧供給ポンプ４２の駆動軸を兼ねている。なお、駆動軸４１の他端部は、低圧供給ポンプ４２の駆動軸を兼ねる構成に限らず、低圧供給ポンプ４２の駆動軸と連結する構成とすることができる。

低圧供給ポンプ４２は、図示しないインナギアおよびアウタギアを有し、インナギアを駆動軸４１の回転により駆動するインナギア式ポンプが用いられている。なお、低圧供給ポンプ４２は、インナギア式ポンプに限らず、ベーン式ポンプ等のいずれのポンプ構造であってもよい。

高圧ポンプ４３は、カム４１ａと、複数（本実施例では例えば３個）のプランジャ４５と、プランジャ４５に対向して配置される加圧室４６とを備え、低圧供給ポンプ４２より吐出されるフィード燃料を高圧に圧送する。高圧ポンプ４３には、低圧供給ポンプ４２によってプランジャ４５のための燃料が、吸入調量弁４８を介して、加圧室４６に供給されるとともに、潤滑用の燃料としてカム室４３ｃに供給される。カム室４３ｃには、フィード燃料通路４２５から分岐された第２フィード燃料通路（図示せず）を経由することによって、減圧されたフィード燃料が供給される。なお、図２ではプランジャ４５は一つのみを図示し、他のプランジャ４５の図示は省略している。

吸入調量弁４８は、加圧室４６に供給される燃料量をエンジンの運転状態に応じて調量する電磁弁である。

各プランジャ４５は、駆動軸４１を挟んで１２０°等間隔に配置されている。プランジャ４５は、ハウジング４３ａの摺動孔（シリンダとも呼ぶ）４４内に往復移動可能であり、プランジャ４５の一端面（図中の上端面）には、加圧室４６が設けられており、他端面（図中の下端面）には、図示しないシューなどを介してカム４１ａとお互い接触しており、カム４１ａの回転により摺動孔４４内を往復移動する。なお、図２においては、シューを設けていない構成としたが、シューを有し、これを介してプランジャ４５とカム４１ａとがお互い接触する構成とすることもできる。この場合、シューは、例えば、カム４１ａの回転に伴い自転することなく、公転可能であり、プランジャ４５に対向するシューの外周面が平面状に形成されている。

加圧室４６の吐出側には、吐出弁４９が設けられている。この吐出弁４９は、加圧室４６へ逆流するのを防止するものである。

次に、燃料濾過装置３を、図１および図３に従って説明する。燃料濾過装置３は、図１に示すように、燃料圧送手段としてのプライミングポンプ３１と、水集合室としてのセジメンタ３４と、フィルタエレメント３８とを備えている。これらのプライミングポンプ３１、セジメンタ３４、およびフィルタエレメント３８はハウジング３９に収容されており、ハウジング３９のうちの上部ハウジング３９ｂにプライミングポンプ３１が設けられ、下部ハウジング３９ａ内にセジメンタ３４およびフィルタエレメント３８が収容されている。上部ハウジング３９ｂは樹脂製または金属製（本実施例では、金属製）であり、下部ハウジング３９ａは金属製である。

プライミングポンプ３１は、ダイヤフラム３１１と、ダイヤフラム３１１を上下方向に揺動させるためのノブ３１２と備えており、ノブ３１２を把持して手動で揺動させることにより、吸入ポート３１３内の燃料を、吐出ポート３１４へ圧送する周知構造の手動式圧送ポンプである。

燃料濾過装置３内を流れる燃料の燃料流通経路３２は、燃料下流側に向かって順に、燃料タンク２から導かれた燃料が導入される導入配管３２１、吸入ポート３１３、排出ポート３１４、第１内部出口通路３２２、内部入口通路３２３、第２内部出口通路３２８、および燃料噴射ポンプ４への燃料が導出される導出配管３２９で構成されている。導入配管３２１および導出配管３２９はパイプ部材であり、上部ハウジング３９ｂに取り付けられている。また、吸入ポート３１３、排出ポート３１４、および第１内部出口通路３２２は上部ハウジング３９ｂに形成された内壁である。内部入口通路３２３および第２内部出口通路３２８は、下部ハウジング３９ａの内壁からなり、内部入口通路３２３は円筒状の隔壁であり、第２内部出口通路３２８は下部ハウジング３９ａの上部蓋に貫通する連通路である。

内部入口通路３２３は、下部支持部材（エンドプレートとも呼ぶ）３９ｃと、上部支持部材（カバーとも呼ぶ）３９ｄとを有しており、内部入口通路３２３の下側開口端が下部支持部材３９ｃに支持され、内部入口通路３２３の上側開口端が上部支持部材３９ｄに支持されている。下部支持部材３９ｃは、ばね材等の金属で円環板状に形成されており、下部支持部材３９ｃの外周縁部は下部ハウジング３９ａの側壁に係止されている。上部支持部材３９ｄは、金属または樹脂材で円環板状に形成されており、上部支持部材３９ｄの外周縁部は下部ハウジング３９ａの開口縁部の側壁側に嵌合固定されている。

上記内部入口通路３２３は下部ハウジング３９ａに同軸に収容されている。また、内部入口通路３２３と第１内部出口通路３２２とは、上部支持部材３９ｄを挟んで、同軸に配置されている。上部支持部材３９ｄおよび下部支持部材３９ｃは、それぞれ、内外に貫通する開口部（図示せず）が周方向に複数箇所形成されており、燃料流通経路３２を流れる燃料が流通可能になっている。

フィルタエレメント３８は、図１および図３に示すように、第２濾材３３ａで形成された凝集層３３と、第１濾材３５ａで形成された撥水層３５と、第３濾材３７ａで形成された濾過層３７とを備えている。フィルタエレメント３８は、燃料下流側に向かって、凝集層３３、撥水層３５、および濾過層３７の順で配置されている。

具体的には、凝集層３３は、内部入口通路３２３の内壁に配設されている。撥水層３５と濾過層３７は、撥水層３５の上端面と濾過層３７の下端面が対向した状態で、内部入口通路３２３の内壁の外側と、下部ハウジング３９ａの側壁との間に配設されている。即ち、撥水層３５および濾過層３７は、下部ハウジング３９ａの側壁と、内部入口通路３２３の内壁の外側と、上部支持部材３９ｄと、下部支持部材３９ｃとで区画された領域（収容空間）に収容され、下部支持部材（エンドプレート）３９ｃで支持されている。

撥水層３５の第１濾材３５ａ、凝集層３３の第２濾材３３ａ、および濾過層３７の第３濾材３７ａは、濾紙または不織布で形成されており、燃料中の物質粒子を捕捉可能な孔径３３ｂ、３５ｂ、３７ｂが異なっている。即ち、図３に示すように、撥水層３５の第１孔径３５ｂ、凝集層３３の第２孔径３３ｂ、および濾過層３７の第３孔径３７ｂは、孔径の大きい順で、第１孔径３５ｂ、第２孔径３３ｂ、第３孔径３７ｂとの関係（第１孔径３５ｂ＞第２孔径３３ｂ＞第３孔径３７ｂ）を満足するように設定されている。

第２濾材３３ａの凝集層３３は、燃料中の水を、比較的小さい水粒子から、全体として大きな水粒子群または大きい水粒子に凝集する。また、第１濾材３５ａの撥水層３５は、水粒子を撥ねさせる撥水作用を有しており、凝集した上記大きい水粒子または水粒子群を第１濾材３５ａの前面（以下、下端面とも呼ぶ）３５ｄで撥ねさせ、後面（以下、上端面とも呼ぶ）３５ｕの燃料下流側へ水粒子が流出するのを阻止する。第３濾材３７ａの濾過層３７は、燃料中の異物等の物質粒子を捕捉するものであって、燃料下流側にある燃料供給装置１の燃料噴射ポンプ４や燃料噴射装置の燃料噴射弁６の各高圧摺動隙間等に異物等が付着乃至堆積、または噛み込むのを防止する。

また、撥水層３５は、疎水性を有する第１濾材３５ａから形成され、凝集層３３は、親水性を有する第２濾材３３ａから形成されていることが好ましい。これによると、凝集層３３の第２濾材３３ａは水と親和性を有しているとともに、撥水層３５の第１濾材３５ａは水との親和性はなく撥水性を有している。

これにより、凝集層３３の第２濾材３３ａの材料特性を利用して燃料中の水粒子を効果的に凝集させるとともに、撥水層３５の第１濾材３５ａの材料特性を利用して凝集した水粒子を効果的に撥ねさせる（撥水させる）ことができる。即ち、水と親和性を有する第２濾材３３ａに到達する燃料のうち、その濾材表面を利用して濾材表面に付着する燃料中の水粒子を凝集させることができる。さらに、第１濾材３５ａに到達する燃料のうち、凝集した水粒子のみを濾材表面を利用して撥ねさせて、下流側への水の浸入を阻止することができる。

また、撥水層３５、凝集層３３、および濾過層３７は、以下の如く配置されていることが好ましい。即ち、図１に示すように、濾過層３７の第３濾材３７ａの内側に、凝集層３３の第２濾材３３ａが配置され、かつ濾過層３７の第３濾材３７の下方に、撥水層３５の第１濾材３５ａが配置されていることが好ましい。

これによると、フィルタエレメント３８に導かれた燃料は、濾過層３７の内側にある凝集層３３内で燃料中の水粒子を凝集させられる。凝集した水粒子は、下方の下流側に向けて移動するため、凝集層３３内で滞ることなく、大型化または粒子群化される。

そして、上記水粒子と共に下方へ移動する燃料は、濾過層３７の内側から濾過層３７内へ流入せずに、濾過層３７の下端側から、撥水層３５を介して流入する経路を移動する。即ち、燃料および上記水粒子が濾過層３７に到達する前に、撥水層３５で上記水粒子のみが撥ねられ、濾過層３７へは水粒子以外の燃料が到達する。しかも、濾過層３７の下端側に到達する前に撥水層３５に撥ねられる上記水粒子は、撥水層３５に付着することなく、下方へ落下する。

これにより、燃料中の水は、撥水層３５で撥ねられてフィルタエレメント３８の下方に効果的に沈降するとともに、水以外の燃料は、濾過層３７内を下方から上方に向かって濾過されるので、燃料中の水分を高効率で分離するとともに、濾過層３７の濾過過程にて凝集した水粒子で目詰まりが生じることはない。

セジメンタ（水集合部）３４は、水面センサ３４１、およびドレインコック３４２を備えている。

なお、撥水層３５および濾過層３７は、図１に示す如く、撥水層３５の上端面３５ｕと濾過層３７の下端面が接しているものに限らず、撥水層３５の上端面３５ｕと濾過層３７の下端面が単に対向して配置されている構成とすることもできる。

なお、図２において、上述のＥＣＵ９０に接続されるセンサ類は、コモンレール５の圧力センサ５１、燃料供給装置１等の燃料温度を検出する燃料温度センサ９１、クランク角度センサ９４、カム角度センサ９５、およびアクセル開度センサ９６等で構成されている。ここで、クランク角度センサ９４は、内燃機関８のクランク軸に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）８１に対して、対向配置された電磁式ピックアップコイル（図示せず）等で構成される周知構造の角度検出センサである。タイミングロータ８１には、所定角度（例えば１０°クランク角）ごとに凸状歯が複数個形成されている。また、カム角度センサ９５は、内燃機関８のカム軸に固定された磁性体製のタイミングロータ（シグナルロータ）８２に対して、対向配置された電磁式ピックアップコイル（図示せず）等で構成される周知構造の角度検出センサである。アクセル開度センサ９６は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量、アクセル開度とも呼ぶ）を測定するものである。ＥＣＵ９０に接続されるアクチュエータ類は、燃料噴射弁６の電磁弁７９、燃料噴射ポンプ４の吸入調量弁４８、スロットルバルブ（図示せず）を駆動するアクチュエータ９２、排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲバルブ（図示せず）等の各制御部材のアクチュエータ９３等で構成されている。

なお、ここで、燃料供給装置１において、燃料噴射ポンプ４のプランジャ４５と摺動孔４４との第１摺動隙間は、高圧燃料が導かれる高圧摺動隙間を構成する。また、燃料噴射装置の燃料噴射弁６において、ノズルボディ６１の案内孔６２とノズルニードル６９との間の第２摺動隙間、および制御ピストン７２と第２案内孔７２５ａとの間の第３摺動隙間は、高圧摺動隙間を構成する。

以上説明した本実施形態では、フィルタエレメント３８は、燃料下流側に向かって、燃料中の水粒子を凝集する凝集層３３、凝集層３３で凝集した水を撥ねる撥水層３５、および異物等の物質粒子を捕捉する濾過層３７の順で配置されている。

これにより、濾過層３７の上流に配置された撥水層３５で水粒子が撥ねられ、下流に水粒子が流出するのが防止されるので、濾過層３７への水粒子付着による圧力損失増加を防止することができる。さらに、水粒子が下流に流れるのを阻止する撥水層３５の上流側に、撥水層３５を形成する第１濾材３５ａと異なる第２濾材３７ａで形成され、水粒子を凝集させる凝集層３７を配置しているので、撥水層３５での水粒子の流出防止が確実に行える。水粒子を撥ねて下流側への流出を阻止する前に、事前に水粒子が大粒化または粒子群化されているからである。

したがって、撥水層３５での水粒子の流出防止が確実に行えるので、濾過層３７への水粒子付着による圧力損失増加が起きることはない。本実施形態の燃料濾過装置３は、燃料中の水分を高効率で分離可能とするとともに、燃料濾過過程で凝集させた水で目詰まりが生じるのを抑制することができる。

また、以上説明した本実施形態では、撥水層３５の第１濾材３５ａ、凝集層３３の第２濾材３３ａ、および濾過層３７の第３濾材３７ａは、以下の如く、燃料中の物質粒子を捕捉可能な孔径が異なる濾材で形成されていることが好ましい。即ち、撥水層３５の第１孔径３５ｂ、凝集層３３の第２孔径３３ｂ、および濾過層３７の第３孔径３７ｂは、第１孔径３５ｂ＞第２孔径３３ｂ＞第３孔径３７ｂを満足するように設定されている。

これによると、凝集層３３および撥水層３５は、濾過層３７の第３孔径３７ｂより大きい第２孔径３３ｂ、第１孔径３５ｂで形成されているので、異物等の物質粒子によって凝集層３３および撥水層３５自体の目詰まり発生が抑制される。しかも、撥水層３５には、凝集層３３で事前に水粒子を大粒化または粒子群化したものが到達するので、物質粒子と異なる液体（水）であっても、大粒化または粒子群化した水を、濾過層３７の第３孔径３７ｂ、および凝集層３３の第２孔径３３ｂよりも大きい第１孔径３５ｂを有する撥水層３５で撥ねさせて、下流側へ流出するのを防止することができる。

また、以上説明した本実施形態では、上記凝集層３３、撥水層３５、および濾過層３７を具備するフィルタエレメント３８を備えた燃料濾過装置３を、燃料タンク２と、燃料噴射ポンプ４との間に配置する燃料供給装置１に適用して好適である。燃料タンク２内の燃料を吸上げる燃料噴射ポンプ４に、水が混入した燃料を供給するのを防止することができるからである。

また、上記燃料供給装置１は、エンジン８に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に用いられ、燃料噴射ポンプ４から吐出された高圧燃料を蓄圧するとともに、蓄圧された高圧燃料を燃料噴射弁６に供給するコモンレール５とを備えていることが好ましい。これにより、高圧燃料を発生する燃料噴射ポンプ４、およびその高圧燃料を利用するコモンレール５、および燃料噴射弁６に、燃料タンク２内の燃料に含まれる水粒子またはエマルジョン状態の水分を供給するのを防止することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態を図４に示す。第２の実施形態は、濾過層３７の内側に、凝集層３３を配置する他の一例を示すものである。図４は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

図４に示すように、凝集層３３は、内部入口通路３２３の開口端（図中の上部側）の内壁内に配置されている。凝集層３３は、これに限らず、内部入口通路３２３の内壁内であれば、内部入口通路３２３の内壁の中間部位、あるいは下部側の開口端側に配置されるものであってもよい。フィルタエレメント３８に導かれた燃料は、濾過層３７の内側にある凝集層３３内で燃料中の水粒子を凝集させられる。凝集した水粒子は、下方の下流側に向けて移動するため、凝集層３３内で滞ることなく、大型化または粒子群化される。

しかも、上記水粒子と共に下方へ移動する燃料は、濾過層３７の内側からその内部へ流入することなく、図４中の矢印方向の燃料流れに示す如く、濾過層３７の下端側から、撥水層３５を介して流入する経路を移動するからである。

なお、図４中の矢印方向の燃料流れは、上方から下方に向かって凝集層３３を通過する燃料流れと、下方から上方に向かって撥水層３５および濾過層３７を通過する燃料流れとが、軸方向（図中の上下方向）にラップしている。

（第３の実施形態）
第３の実施形態を図５に示す。第３の実施形態は、濾過層３７の内側に、凝集層１３３を配置する他の一例を示すものである。図５は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

図５に示すように、凝集層１３３は、内部入口通路３２３の燃料上流側（図中の上端側）に配置され、第１内部出口通路３２２と、内部入口通路３２３の間に配置されている。具体的には、凝集層１３３は、濾過層３７の上方に配置されているとともに、凝集層１３３の第２濾材１３３ａが、内部入口通路３２３の内壁等により区画されている燃料流通通路３２内に配置されている。

凝集層３３の第２濾材３３ａは、内部入口通路３２３の上端側に配置されるものに限らず、内部入口通路３２３の内壁を燃料上流側に向かって拡径させ、かつ拡径された内部入口通路３２３の内壁に第２濾材３３ａを収容する構成とすることもできる。この場合、第２濾材１３３ａは、樹脂製の内部入口通路３２３の内壁内に溶着固定される。

なお、第２濾材１３３ａを、樹脂製の内部入口通路３２３の内壁内に溶着固定する構成は、第１の実施形態および第２の実施形態における第２濾材３３ａおよび内部入口通路３２３の内壁との構成にも適用することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態を図６に示す。第４の実施形態は、凝集層２３３、撥水層２３５、および濾過層２３７を具備するフィルタエレメント３８のものにおいて、燃料流れが軸方向にラップする流れではなく、各層２３３、２３５、２３７の内外（図中の径方向）に流れる一例を示すものである。図６は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

フィルタエレメント３８は、凝集層２３３、撥水層２３５、および濾過層２３７を有しており、例えば下部ハウジング３９ａの側壁と、上部支持部材３９ｄと、下部支持部材３９ｃとで区画された領域（収容空間）に収容され、下部支持部材（エンドプレート）３９ｃで支持される。

また、凝集層２３３、撥水層２３５、および濾過層２３７は、以下の如く配置されている。即ち、濾過層２３７の第３濾材２３７ａの外側に、撥水層２３５の第１濾材２３５ａが配置され、かつ第１濾材２３５ａの外側に、凝集層２３３の第２濾材２３３ａが配置されている。具体的には、円筒状の第３濾材２３７ａの外側に、円環状の第１濾材２３５ａが配置され、かつ第１濾材２３５ａの外側に、円環状の第２濾材２３３ａが配置されている。

これによると、撥水層２３５の第１濾材２３５ａを挟んで、内外に、濾過層２３７の第３濾材２３７ａ、凝集層２３３の第２濾材２３３ａが配置されている。これにより、撥水層２３５の第１濾材２３５ａと、凝集層２３３の第２濾材２３３ａとの間で、外側から内側へ燃料および上記水粒子が移動する際に、燃料より比重が大きい上記水粒子を下方へ沈降させることが可能である。しかも、撥水層２３５の濾面は、外側から内側へ向かって流れる燃料および上記水粒子に対して対峙しているので、上記水粒子が下方へ沈降する過程で上記水粒子の少なくとも一部が撥水層２３５に到達する場合があったとしても、その一部は、撥水層２３５の濾面で撥ねられ、撥水層濾面の外側に沿って確実に下方へ沈降させられる。

また、上記凝集層２３３の第２濾材２３３ａと、撥水層２３５の第１濾材２３５ａとの間には、隙間形成部材２３４が設けられていることが好ましい。

これにより、第２濾材２３３ａと、第１濾材２３５ａとの間に、隙間形成部材２３４によって隙間２３６が確実に形成されるので、この間を例えば外側から内側へ燃料および上記水粒子が移動する際に、上記水粒子を容易に下方へ沈降させることができる。

さらに、上記隙間形成部材２３４は、第１濾材２３５ａおよび第２濾材２３３ａの外形形状に沿って支持するガイド部材２３４ａ、２３４ｂと、両ガイド部材２３４ａ、２３４ｂから延出する流体通路形成用隔壁２３４ｃとを有していることが好ましい。

これによると、隙間形成部材２３４は、ガイド部材２３４ａ、２３４ｂから流体通路形成用隔壁２３４ｃが延出する側において、その隔壁２３４ｃを除く領域に、燃料および上記水粒子の流通可能な流体通路が形成される。これにより、燃料より比重が大きい上記水粒子は、上記流体通路を通過して、更に下方へ沈降させることが可能である。

また、上記濾過層２３７および撥水層２３５は、図６に示す如く、撥水層２３５の後面２３５ｕと濾過層２３７の前面が接しているものに限らず、撥水層２３５の後面２３５ｕと濾過層２３７の前面が単に対向して配置されている構成とすることもできる。

また、撥水層２３５の後面２３５ｕと濾過層２３７の前面が接している構成としては、撥水層２３５の第１濾材２３５ａと、濾過層２３７の第３濾材２３７ａを別部材で形成するものに限らず、撥水層２３５と濾過層２３７を一体で形成する構成とすることもできる。この場合、濾過層２３７の外周側に、撥水層２３５の材料特性を有する材料を含浸させることで、撥水層２３５と濾過層２３７が一体成形される。

また、上記円筒状の第３濾材２３７ａの下側開口端は、閉塞されている。セジメンタ（水集合部）３４から下方から上方に向かって流れる燃料が、下側開口端へ導かれるのを防止するためである。第１内部出口通路３２２から、下部ハウジング３９ａの側壁の内周と凝集層２３３の第２濾材２３３ａの濾面との間で区画された内部入口通路２３２３を通過した燃料が、凝集層２３３および撥水層２３５を通過せずに、第３濾材２３７ａの下側開口端に浸入するのを防止することができる。

なお、ここで、燃料流通経路３２は、燃料下流側に向かって順に、導入配管３２１、吸入ポート３１３、排出ポート３１４、第１内部出口通路３２２、内部入口通路２３２３、第２内部出口通路３２８、および導出配管３２９で構成されている。

（第５の実施形態）
第５の実施形態を図７に示す。第５の実施形態は、凝集層２３３、撥水層２３５、および濾過層２３７を具備するフィルタエレメント３８のものにおいて、燃料流れが各層２３３、２３５、２３７の内外（図中の径方向）に流れる他の一例を示すものである。図７は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

隙間形成部材３３４は、ガイド部材２３４ａ、３３４ｂと、流体通路形成用隔壁２３４ｃとを有しており、撥水層２３５側のガイド部材３３４ｂが、円環状ではなく、周方向の複数個所（本実施例では、４箇所）で不連続な領域（空間）が形成されている。

これにより、撥水層２３５の前面２３５ｄで撥ねられた水粒子が、前面２３５ｄに沿って、前面２３５ｄから突出するガイド部材３３４ｂに溜まるおそれがある場合があったとしても、上記水粒子を上記不連続な領域（空間）から容易に下方へ沈降させることができる。

上記隙間形成部材３３４は、撥水層２３５側のガイド部材３３４ｂを有する構成に限らず、撥水層２３５側のガイド部材３３４ｂを有しない構成とすることもできる。この場合、凝集層２３３側のガイド部材２３４ａから内側に延出している流体通路形成用隔壁２３４ｃの先端面で、撥水層２３５の第１濾材２３５ａの外形形状を支持する。

（第６の実施形態）
第６の実施形態を図８に示す。第６の実施形態は、撥水層３５および濾過層３７を具備するフィルタエレメント１３８とし、当該二層３５、３７を、燃料流れに対して撥水層３５、濾過層３７の順に配置した一例を示すものである。図８は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

本実施形態においては、フィルタエレメント１３８は、撥水層３５および濾過層３７を備えており、第１乃至第２の実施形態で説明したフィルタエレメント３８に対して凝集層３３を具備していないことのみ異なるものである。即ち、フィルタエレメント１３８において、濾過層３７の第３濾材３７ａの下方に、撥水層３５の第１濾材３５ａが配置されている。

このような構成においても、フィルタエレメント１３８に導かれた燃料は、まず、濾過層３７の内側にある内部入口通路３２３を経由し、上記水粒子と共に濾過層３７の下方へ流出する。この間に凝集層３３はないため、燃料中の水粒子が凝集され大型化または粒子群化することはないが、上記水粒子と共に下方へ移動する燃料は、その流れが水集合部３４で反転し、撥水層３５、濾過層３７の順に上方へ移動する。

即ち、燃料および上記水粒子が濾過層３７に到達する前に、撥水層３５で上記水粒子のみが撥ねられ、濾過層３７へは水粒子以外の燃料が到達する。しかも、濾過層３７の下端側に到達する前に撥水層３５に撥ねられる上記水粒子は、撥水層３５に付着することなく、下方の水集合部３４へ落下する。

撥水層３５は水を撥ねる機能を有するものであるから、撥水層３５の第３孔径３５ｂの大きさは、撥水層３５の第１孔径３５ｂ ＞ 濾過層３７の第３孔径３７ｂを満足するものであればよい。

ここで、この第１孔径３５ｂは、燃料タンク２からフィルタエレメント１３８へ導かれる水粒子が第３孔径３５ｂを通過しない程度の大きさに設定されていることが好ましい。これにより、撥水層３５で下流への水侵入を確実に防止することができる。

以上説明した本実施形態では、フィルタエレメント１３８を、濾過層３７の上流に撥水層３５を設けるという簡素な構造にすることによっても、濾過層３７への水粒子付着による圧力損失増加を防止することができる。しかも、フィルタエレメント１３８は、凝集層３３を設けないので、コストアップを抑えて、上記圧力損失増加の防止、即ち水分離性能の向上が図れる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態を図９に示す。第７の実施形態は、撥水層２３５および濾過層２３７を具備するフィルタエレメント１３８とし、当該二層２３５、２３７を、燃料流れに対して撥水層２３５、濾過層２３７の順に配置した他の一例を示すものである。図９は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

本実施形態においては、フィルタエレメント１３８は、撥水層２３５および濾過層２３７を備えており、第４の実施形態で説明したフィルタエレメント３８に対して凝集層２３３及び凝集層２３３に付随する隙間形成部材２３４を具備していないことのみ異なるものである。

即ち、撥水層２３５および濾過層２３７は、略円筒状に形成されており、濾過層２３７の第３濾材２３７ａの外側に、撥水層２３５の第１濾材２３５ａが設けられている。内部入口通路２３２３は、下部ハウジング３９ａの内周と第１濾材２３５ａの外周の間に形成されており、フィルタエレメント１３８に導かれた燃料は、内部入口通路２３２３に経由し、撥水層２３５の第１濾材２３５ａの上記外周に導かれる。

このような構成においても、フィルタエレメント１３８に導かれた燃料は、まず、撥水層２３５の外側にある内部入口通路２３２３に経由し、撥水層２３５、濾過層２３７の順に径方向内側へ移動する。

この間に凝集層２３３はないため、燃料中の水粒子が凝集され大型化または粒子群化することはないが、撥水層２３５で上記水粒子のみが撥ねられ、濾過層３７へは水粒子以外の燃料が到達する。しかも、撥水層３５に撥ねられる上記水粒子は、撥水層３５の上記外周面が図９の如く略鉛直方向に延在しているので、撥水層３５に付着、滞留することなく、下方の水集合部３４へ落下する。一方、濾過層２３７で濾過された燃料は図９の如く上方に移動する。

以上説明した本実施形態では、フィルタエレメント１３８を、濾過層２３７の上流（外周側）に撥水層２３５を設けるという簡素な構造にすることによっても、濾過層２３７への水粒子付着による圧力損失増加を防止することができる。しかも、フィルタエレメント１３８は、凝集層２３３を設けないので、コストアップを抑えて、上記圧力損失増加の防止、即ち水分離性能の向上が図れる。

さらに、凝集層２３３と撥水層２３５との間で凝集された水粒子を、下方の水集合部３４へ沈降させ易くするための、隙間形成部材２３４を設ける必要はない。

（第８の実施形態）
第８の実施形態を図１０に示す。第８の実施形態は、撥水層３５、濾過層３７、およびイオン交換樹脂層８３を具備するフィルタエレメント２３８とし、当該三層３５、３７、８３を、燃料流れに対して撥水層３５、イオン交換樹脂層８３、および濾過層３７の順に配置した一例を示すものである。図１０は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

本実施形態においては、フィルタエレメント２３８は、撥水層３５、濾過層３７、およびイオン交換樹脂層８３を備えており、例えば第６の実施形態で説明したフィルタエレメント１３８に対してイオン交換樹脂層８３が追加されたことのみ異なるものである。即ち、フィルタエレメント２３８において、濾過層３７の第３濾材３７ａの下方に、イオン交換樹脂層８３を挟んで、撥水層３５の第１濾材３５ａが配置されている。

イオン交換樹脂層８３は、燃料中に溶出している金属の金属イオンを吸着等により捕捉するものである。このイオン交換樹脂層８３は、金属イオン捕捉部材としてのイオン交換樹脂８３１で形成されており、イオン交換樹脂８３１は、基材としての球状等の粒子、粉体、および繊維状のいずれか（本実施例では、図１０に示すように粒子）で形成されている。

ここで、一般に、イオン交換樹脂８３１は、上述の通り、粒子、粉体、および繊維状のいずれかの基材（いわゆるペレット）形状を有している。このような基材形状にするのは、金属イオンを捕捉するための捕捉面を比較的広く確保するためである。このため、上記基材をイオン交換樹脂の必要容量に纏めるだけでは、飛散し易い。

これに対して本実施形態では、イオン交換樹脂層８３内にある上記イオン交換樹脂８３１は、図示しない樹脂製または金属製（本実施例では、樹脂製）で形成されたメッシュ状の保持部材に収容されていることが好ましい。これにより、撥水層３５および濾過層３７をフィルタエレメント２３８に、上記保持部材によってイオン交換樹脂８３１の基材が飛散することなく、イオン交換樹脂の必要容量を組み込むことができる。

以上説明した本実施形態では、フィルタエレメント２３８に供給された燃料は、撥水層３５およびイオン交換樹脂層８３により、燃料中の水粒子が撥水層３５で撥ねられるとともに、燃料中の金属イオンを捕捉するので、下流に水粒子および金属イオンを流出するのが防止される。

しかも、金属イオンは、燃料等の油（非水溶液）に比べて水溶液に存在し易いものであるから、撥水層３５およびイオン交換樹脂層８３により燃料中の水粒子及び金属イオンを除去することで、撥水層３５およびイオン交換樹脂層８３の下流において金属イオンの流出が確実に防止される。

（第９の実施形態）
第９の実施形態を図１１に示す。第９の実施形態は、撥水層３５、濾過層３７、およびイオン交換樹脂層８３を具備するフィルタエレメント２３８とし、当該三層３５、３７、８３を、燃料流れに対してイオン交換樹脂層８３、撥水層３５、および濾過層３７の順に配置した他の一例を示すものである。図１０は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。

本実施形態においては、フィルタエレメント２３８は、燃料流れに対してイオン交換樹脂層８３、撥水層３５、および濾過層３７の順に配置する。即ち、イオン交換樹脂層８３を、内部入口通路３２３内に充填したものである。この場合、内部入口通路３２３の両開口端部を、上記メッシュ状の保持部材で固定する。これにより、内部入口通路３２３の内部に、イオン交換樹脂８３１の基材を飛散することなく、組み込むことができる。

このような構成にしても、第８の実施形態と同様な効果を得ることができる。

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態を図１２に示す。第１０の実施形態は、撥水層４３５の第１濾材４３５ａと濾過層４３７の第３濾材４３７ａを貼り合わせて形成されたハニカム構造を有するフィルタエレメント４３８とした一例を示すものである。図１２は、本実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。図１３は、図１２のフィルタエレメントの一部を拡大した模式的斜視図である。図１４は、図１３のフィルタエレメントを燃料流れの下流側からみた平面図である。図１５は、図１３のフィルタエレメント内の隔壁で濾過される燃料の流れを説明する模式的断面図である。

本実施形態では、図１２〜図１４に示すように、撥水層４３５の第１濾材４３５ａと、濾過層４３７の第３濾材４３７ａを貼り合わせて形成されたハニカム構造４３８ａである。詳しくは、そのハニカム構造４３８ａは、第１濾材４３５ａと第３濾材４３７ａを貼り合わせて形成され、軸方向に貫通する複数のセル４４１ｄ、４４１ｕを有する隔壁４３８１、４３８２と、複数のセル４４１ｄ、４４１ｕのうちの一部のセルにおいて、セル端部を閉塞する閉塞部材４４０ｄ、４４０ｕとを備えている
即ち、図１３に示す如き隔壁４３８１、４３８２は、波板濾材４３８２と、平板濾材４３８１とから構成され、波板濾材４３８２と平板濾材４２３１を重ね、これら長手方向に巻回する。このように隔壁４３８１、４３８２を巻回することで、図１２に示すような円筒状のフィルタエレメント４３８を形成するものである。

隔壁４３８１、４３８２は、図１４及び図１５に示すように、燃料流れに対して第３濾材４３７ａの上流側に第１濾材４３５ａを貼り合わせて形成されている。

なお、ここで、図１３〜図１５において、符合の添え字ｕは燃料上流側、添え字ｄは燃料下流側を表している。

このようなフィルタエレメント４３８では、フィルタエレメント４３８に供給された燃料はハニカム構造４３８ａのセル４４１ｕ内に流入するが、セル４４１ｕにおいて下流側のセル端部が閉塞部材４４０で閉塞されているため、図１５の如く当該セル４４１ｕを区画する隔壁４３８２、４３８１で燃料が濾過されることになる。

しかも、この隔壁４３８２、４３８１は、燃料流れの方向に対して撥水層４３５、および濾過層４３７の順に配置されるように、第１濾材４３５ａと第３濾材４３７ａが貼り合わされているので、ハニカム構造４３８ａの複数のセル４４１ｄ、４４１ｕを区画する隔壁４２８２、４３８１を利用して燃料濾過面積を有効に稼げる。

したがって、濾過層４３７の上流に撥水層４３５を設ける構造をフィルタエレメント４３８に適用する場合において、このようなハニカム構造体４３８ａは、図１６の比較例と比較してもフィルタエレメント４３８の体格増加を抑えることができるとともに、濾過層４３７への水粒子付着による圧力損失増加を防止することができる。

なお、図１６の比較例は、セル４４１ｄ、４４１ｕを区画する隔壁９３８１、９３８２が、濾過層の第３濾材のみで形成されたハニカム構造を有するフィルタエレメント９３８を示すものである。

（他の実施形態）
（１）以上説明した本実施形態においては、凝集層３３、１３３、２３３、撥水層３５、２３５、および濾過層３７、２３７を具備するフィルタエレメント３８は、ハウジング３９に収容されており、ハウジング３９は、金属製の上部ハウジング３９ｂと、金属製の下部ハウジング３９ａとから構成されていると説明した。これに限らず、上部ハウジング３９ｂと下部ハウジング３９ａとを樹脂製とするもの等いずれであってもよい。

（２）以上説明した本実施形態では、燃料濾過装置３は、フィルタエレメント３８と、プライミングポンプ３１と、水面センサ３４１およびドレインコック３４２を有するをセジメンタ３４とを備えている構成で説明した。これに限らず、プライミングポンプ３１を有しない構成、あるいはフィルタエレメント３８と、プライミングポンプ３１と、セジメンタ３４とを備えるものであって、水面センサ３４１およびドレインコック３４２の少なくともいずれかを有しない構成等であってもよく、フィルタエレメント３８およびセジメンタ３４を有する構成であればいずれでもよい。

本発明の第１の実施形態の燃料濾過装置を示す模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態の燃料濾過装置を適用した燃料供給装置を示す模式的構成図である。 図１中のフィルタエレメントにおける各層の構成を説明する模式図である。 第２の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第３の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第４の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第５の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第６の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第７の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第８の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第９の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 第１０の実施形態に係わるフィルタエレメントの各層を示す模式的斜視図である。 図１２のフィルタエレメントの一部を拡大した模式的斜視図である。 図１３のフィルタエレメントを燃料流れの下流側からみた平面図である。 図１３のフィルタエレメント内の隔壁で濾過される燃料の流れを説明する模式的断面図である。 比較例のフィルタエレメントを示す図であって、図１６（ａ）は燃料流れの下流側からみた平面図、図１６（ｂ）は隔壁で濾過される燃料の流れを示す断面図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置
２ 燃料タンク
３ 燃料濾過装置
３１ プライミングポンプ
３２ 燃料通路（燃料流通経路）
３２１ 導入配管（燃料通路の通路壁）
３２２ 第１内部出口通路
３２３ 内部入口通路
３２８ 第２内部出口通路
３２９ 導出配管
３３ 凝集層
３３ａ 第２濾材
３３ｂ 第２孔径
３４ セジメンタ（水集合部）
３４２ ドレインコック
３５ 撥水層
３５ａ 第１濾材
３５ｂ 第１孔径
３５ｄ 前面（下端面）
３５ｕ 後面（上端面）
３７ 濾過層
３７ａ 第３濾材
３７ｂ 第３孔径
３９ ハウジング
３９ａ 下部ハウジング
３９ｂ 上部ハウジング
３９ｃ 下部支持部材
３９ｄ 上部支持部材
４ 燃料噴射ポンプ
４２ 低圧供給ポンプ
４３ 高圧ポンプ
４４ シリンダ（摺動孔）
４５ プランジャ
５ コモンレール（蓄圧器）
６ 燃料噴射弁
６０ ノズル部
７９ 電磁弁
８ 内燃機関
９０ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (12)

1. 水の浸入を阻止可能な第１濾材で形成される撥水層を有するフィルタエレメントを備えた燃料濾過装置において、
   前記フィルタエレメントは、
   前記撥水層を形成する前記第１濾材と異なる第２濾材で形成され、燃料中の水粒子を凝集させる凝集層と、
   前記撥水層を形成する前記第１濾材および前記第２濾材と異なる第３濾材で形成され、物質粒子を捕捉する濾過層と、
   を備え、
   前記フィルタエレメントのうち、前記撥水層の前記第１濾材、前記凝集層の前記第２濾材、および前記濾過層の前記第３濾材は、前記フィルタエレメントに導かれた燃料を、前記凝集層、前記撥水層、および前記濾過層の順で濾過するように、配置されていることを特徴とする燃料濾過装置。
2. 前記撥水層の前記第１濾材、前記凝集層の前記第２濾材、および前記濾過層の前記第３濾材は、それぞれ、物質粒子が通過可能な第１孔径、第２孔径、第３孔径を備えており、
   前記撥水層の前記第１孔径 ＞ 前記凝集層の前記第２孔径 ＞ 前記濾過層の前記第３孔径の大きさに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料濾過装置。
3. 前記撥水層は、疎水性を有する前記第１濾材から形成され、
   前記凝集層は、親水性を有する前記第２濾材から形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料濾過装置。
4. 前記撥水層の前記第１濾材、前記凝集層の前記第２濾材、および前記濾過層の前記第３濾材は、
   前記濾過層の前記第３濾材の内側に、前記凝集層の前記第２濾材が配置され、
   かつ前記濾過層の前記第３濾材の下方に、前記撥水層の前記第１濾材が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料濾過装置。
5. 前記撥水層の前記第１濾材、前記凝集層の前記第２濾材、および前記濾過層の前記第３濾材は、
   前記濾過層の前記第３濾材の外側に、前記撥水層の前記第１濾材が配置され、
   かつ前記撥水層の前記第１濾材の外側に、前記凝集層の前記第２濾材が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料濾過装置。
6. 前記凝集層の前記第２濾材と、前記撥水層の前記第１濾材との間には、隙間形成部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料濾過装置。
7. 前記隙間形成部材は、
   前記第１濾材および前記第２濾材の少なくともいずれか一方を、前記一方の外形形状に沿って支持するガイド部材と、
   他方に向けて前記ガイド部材から延出する流体通路形成用隔壁と、
   を有していることを特徴とする請求項６に記載の燃料濾過装置。
8. 水の浸入を阻止可能な第１濾材で形成される撥水層、および前記撥水層を形成する前記第１濾材と異なる第３濾材で形成され、物質粒子を捕捉する濾過層を有するフィルタエレメントを備えた燃料濾過装置において、
   前記フィルタエレメントのうち、前記撥水層の前記第１濾材、および前記濾過層の前記第３濾材は、前記フィルタエレメントに導かれた燃料を、前記撥水層、および前記濾過層の順で濾過するように、配置されていることを特徴とする燃料濾過装置。
9. 前記フィルタエレメントは、金属イオンを捕捉するイオン交換樹脂で形成されるイオン交換樹脂層を備え、
   前記イオン交換樹脂層は、前記フィルタエレメントに導かれた燃料において、前記撥水層の上流または下流に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の燃料濾過装置。
10. 前記撥水層および前記濾過層は、前記第１濾材と前記第３濾材を貼り合わせて形成されたハニカム構造であって、
    前記ハニカム構造は、
    前記第１濾材と前記第３濾材を貼り合わせて形成され、軸方向に貫通する複数のセルを有する隔壁と、
    前記複数のセルのうちの一部のセルにおいて、セル端部を閉塞する閉塞部材と、
    を備えていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の燃料濾過装置。
11. 燃料タンクと、
    前記燃料タンク内の燃料を吸入し、高圧に圧縮する燃料噴射ポンプと、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の燃料濾過装置と、
    を備え、
    前記燃料タンクと、前記燃料噴射ポンプとの間に、前記燃料濾過装置を配置することを特徴とする燃料供給装置。
12. 請求項１１に記載の燃料供給装置は、
    内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に用いられ、
    前記燃料噴射ポンプから吐出された高圧燃料を蓄圧するとともに、蓄圧された高圧燃料を前記燃料噴射装置に供給するコモンレールと、
    を備えていることを特徴とする燃料供給装置。

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