KR100590954B1 - 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치에 관한 것으로서, 연료로부터 수분은 물론 공기가 동시에 분리 가능하며, 이와 같이 수분과 공기가 분리된 순수 연료만이 사용되어질 수 있게 공급되는 바, 연료 내 공기가 포함됨으로 해서 초래되었던 종래 문제점이 해소될 수 있고, 또한 연료로부터 분리된 수분이 자동 배출되므로 운전자가 경고등 점등을 확인하여 물을 직접 배출해야 했던 불편함이 해소될 수 있는 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 구획벽에 의해 분리된 분리실 및 연료수집실을 가지며, 구획벽에는 수분 및 공기가 분리된 연료가 연료수집실로 흐를 수 있도록 홀이 형성되고, 분리실 상단의 공기 배출구 및 분리실 하단의 물 배출구, 연료가 배출되는 연료수집실의 연료 배출구를 가지는 하우징과; 연료를 분리실 내로 분사하는 노즐과; 분리실 상부에 설치되어 연료로부터 공기만을 통과시켜 분리하는 멤브레인과; 공기 배출구상에 설치되는 솔레노이드 밸브 및 멤브레인 상측의 공기실 내 압력을 검출하는 압력센서와; 압력센서의 출력신호를 입력 받아 공기실 내 압력이 기설정치 이상일 경우 솔레노이드 밸브의 개방을 위한 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.

연료, 수분, 공기, 멤브레인, 압력센서, 워터센서, 솔레노이드 밸브

Description

자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치{Apparatus for separating water and air from fuel}

도 1은 본 발명에 따른 수분 및 공기 분리 장치를 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 분리 장치 101 : 하우징

102 : 구획벽 102a : 홀

103 : 분리실 104 : 연료수집실

105 : 공기실 106 : 공기 배출구

106a : 솔레노이드 밸브 107 : 물 배출구

107a : 솔레노이드 밸브 108 : 연료 배출구

109 : 멤브레인 111 : 노즐

112 : 압력센서 113 : 워터센서

114 : 제어부

본 발명은 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치에 관한 것으로서, 연료로부터 수분은 물론 공기가 동시에 분리 가능하며, 이와 같이 수분과 공기가 분리된 순수 연료만이 사용되어질 수 있게 공급되는 바, 연료 내 공기가 포함됨으로 해서 초래되었던 종래 문제점이 해소될 수 있고, 또한 연료로부터 분리된 수분이 자동 배출되므로 운전자가 경고등 점등을 확인하여 물을 직접 배출해야 했던 불편함이 해소될 수 있는 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자동차 연료장치는 엔진 연소의 열원인 혼합기를 형성하는데 필요한 연료를 공급하는 장치로서, 연료의 종류 및 공급방식에 따라 가솔린 분사방식, 기화기 방식, LPC 방식, 디젤 분사방식 등이 있다.

현재, 가솔린 분사방식은 거의 모든 승용차에 적용되고 있으며, LPG 방식은 영업용 승용차와 특수 승용차에, 그리고 디젤 분사방식은 대부분 상용차량에 사용되고 있으나 최근에는 승용차에도 적용되고 있다.

한편, 디젤연료는 자체에 소정량의 수분을 함유하고 있는데, 외부 온도의 변화에 따라 발생하는 수분의 양에는 차이가 난다.

예를 들면, 여름철에는 엔진의 온도와 외부 온도간에 차이가 나지 않으므로 발생하는 수분의 양이 미세하나, 겨울철에는 엔진의 온도와 외부 온도간에 많은 차이가 나므로 발생하는 수분의 양이 많아진다.

이와 같이 분사장치로 이송되는 연료 내에 수분이 포함되어 있을 경우 여러 문제가 발생하므로 자동차에는 연료 내 수분을 제거하기 위한 장치가 설치되고 있 다.

즉, 연료필터 저부측에 수분 분리기가 설치되는데, 이는 수분과 연료의 비중 차이를 이용하여 연료로부터 수분만을 걸러내도록 되어 있고, 수분이 어느 정도 이상의 양으로 고이게 되면, 워터센서가 이를 감지하여 차 실내의 경고등을 점등케 하여 운전자로 하여금 연료필터 내의 수분을 배출하라는 신호를 보내준다.

그러나, 상기한 디젤연료 수분 분리기는 클러스터에 경고등이 켜지면 운전자가 개페수단을 이용하여 연료필터 내의 수분을 직접 드레인 시켜야 하기 때문에, 운전자가 수분을 제거하는데 사용상 불편한 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 연료가 수분과 공기를 포함하고 있을 경우 수분 분리기를 통해 수분은 분리가 가능하였지만, 공기를 분리할 수 있는 장치는 마련되어 있지 않았다.

특히, 공기가 연료와 함께 분사장치로 유입될 경우 압축력을 변화시킴으로 해서 분사시기에 영향을 미쳐 연비, 출력, 에미션에 좋지 않은 영향을 미치게 되는 바, 현재 연료 내 수분과 공기를 동시에 분리 배출할 수 있는 장치의 마련이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 연료로부터 수분은 물론 공기가 동시에 분리 가능하며, 이와 같이 수분과 공기가 분리된 순수 연료만이 사용되어질 수 있게 공급되는 바, 연료 내 공기가 포함됨으 로 해서 초래되었던 종래 문제점이 해소될 수 있고, 또한 연료로부터 분리된 수분이 자동 배출되므로 운전자가 경고등 점등을 확인하여 물을 직접 배출해야 했던 불편함이 해소될 수 있는 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치는,

내부 구획벽에 의해 분리된 분리실 및 연료수집실을 가지며, 상기 구획벽에는 상기 분리실에서 수분 및 공기가 분리된 순수 연료가 상기 연료수집실로 흐를 수 있도록 홀이 형성되고, 상기 분리실 상단의 공기 배출구 및 분리실 하단의 물 배출구, 분리된 순수 연료가 배출되는 상기 연료수집실의 연료 배출구를 가지는 하우징과; 연료 호스를 통해 도입되는 연료를 상기 분리실 내로 분사하는 노즐과; 상기 분리실 상부에 횡설치되어 연료로부터 공기만을 통과시켜 분리하는 멤브레인과; 상기 공기 배출구상에 설치되는 솔레노이드 밸브 및 상기 멤브레인 상측의 공기실 내 압력을 검출하는 압력센서와; 상기 압력센서로부터 출력되는 신호를 입력 받아 상기 공기실 내 압력이 기설정치 이상일 경우 상기 솔레노이드 밸브의 개방 동작을 위한 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.

특히, 상기 분리실 저면상에 설치되어 연료 하측으로 수분이 일정량 이상 모아지게 되면 이를 감지하여 소정의 전기적 신호를 출력하는 워터센서와; 상기 물 배출구상에 설치되는 솔레노이드 밸브;를 더 포함하고,

상기 제어부가 상기 워터센서로부터 수분이 일정량 이상 모아짐을 전기적 신호로 입력 받게 되면 상기 물 배출구의 솔레노이드 밸브를 개방 동작시키기 위한 제어신호를 출력하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기 배출구는 공기 호스를 통해 차량에 기설치된 브레이크 장치의 진공펌프에 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차 연료 내 수분 및 공기를 동시에 분리 및 자동 배출할 수 있도록 구성된 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 구성을 다음의 도면을 참조로 하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 수분 및 공기 분리 장치를 도시한 구성도이다.

먼저, 본 발명의 수분 및 공기 분리 장치(100)는 내부 구획벽(102)에 의해 분리된 두 내부 공간(103,104)을 가지는 하우징(101)과, 상기 구획벽(102)에 의해 분리된 일측의 공간(103)에 설치되어 연료를 분사하는 노즐(111)과, 상기 일측의 공간(103) 상부에 횡설치되어 연료로부터 공기만을 통과시켜 분리하는 멤브레인(109)을 포함한다.

이하, 본 명세서에서는 구획벽(102)에 의해 구획되어지는 하우징(101) 내 두 공간(103,104)을 각각 분리실과 연료수집실로 칭하기로 하며, 여기서 상기 분리실(103)은 최초 연료가 공급되어 연료로부터 수분과 공기가 분리되는 공간이고, 상기 연료수집실(104)은 수분과 공기가 분리된 순수 연료가 분사장치로 배출, 공급되기 위하여 모아지는 공간이다.

상기 구획벽(102)은 세로방향으로 설치되어 하우징(101) 내부 공간을 좌우 두 개의 내부 공간, 즉 분리실(103)과 연료수집실(104)로 구획하며, 이 구획벽(102) 중간 높이에는 분리실(103)에서 물과 공기가 분리된 순수 연료가 연료수집실(104)로 유입될 수 있도록 홀(102a)이 관통 형성되어 있다.

상기 구획벽(102)에서 홀(102a)은 비중 차이에 의해 연료로부터 하측으로 분리된 물이 통과하지 않도록 하면서 상측으로 분리된 연료만이 연료수집실(104)로 넘어갈 수 있는 적정의 높이에 형성된다.

또한, 상기 하우징(101)에서도 연료수집실(104) 일측으로는 수분 및 공기 분리 후 수집된 연료가 배출되어지는 연료배출구(108)가 구비되어 있으며, 연료수집실(104)에 모인 연료가 이 연료배출구(108)를 통해 배출되어 연료 호스를 통해 분사장치로 공급되게 되어 있다.

상기 멤브레인(109)은 하측으로 분사되어 들어온 연료로부터 공기를 분리해내기 위한 막으로, 분리실(103) 상부 일측에 횡설치되는 바, 이 멤브레인(109)을 통해 분리된 공기는 멤브레인(109) 상측의 공간에 저장된 후 공기 배출구(106)를 통해 외부로 빠져나가도록 되어 있다.

상기 하우징(101)의 분리실(104) 내에서도 멤브레인(109) 상측의 공간, 즉 공기실(105)에 저장된 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 상기 공기실(105) 상부에는 공기 배출구(106)가 구비되고, 이 공기 배출구(106)는 공기 호스를 통해 차량에 기설치된 브레이크 장치의 진공펌프(200)와 연결된다.

또한, 상기 공기 배출구(106)에는 후술하는 제어부(114)의 제어신호에 의해 개폐 동작하는 솔레노이드 밸브(106a)가 설치되고, 상기 멤브레인(109) 상측의 공기실(105) 내에는 내부 공기압을 검출하는 압력센서(112)가 설치되는 바, 이 압력센서(112)의 출력신호는 제어부(114)로 인가되도록 되어 있다.

한편, 상기 분리실(104) 저면상에는 비중 차이에 의해 연료와 분리되어 연료 하측으로 고이게 되는 수분이 일정량 이상 모아지게 되면 소정의 신호를 출력하는 워터센서(113)가 설치되며, 이 워터센서(113)로부터 출력되는 신호는 제어부(114)로 인가되도록 되어 있다.

이 워터센서(113)는 종래의 수분 분리기에도 적용되고 있는데, 분리실(103) 하측으로 고인 물의 높이가 일정 수준 이상이 될 경우 전기적인 신호를 출력하도록 되어 있다.

종래에는 워터센서가 일정량 이상의 물이 고일 경우 경고등을 점등시키는데 이용되었으나, 본 발명에서는 일정량 이상의 물이 고일 경우 후술하는 솔레노이드 밸브(107a)를 개방하여 물을 자동 배출하도록 하는데 이용된다.

또한, 상기 분리실(103) 저면상에는 연료와 분리된 물이 외부로 배출될 수 있도록 물 배출구(107)가 구비되며, 이 물 배출구(107)에는 제어부(114)의 제어신호에 의해 개폐 동작하는 솔레노이드 밸브(107a)가 설치된다.

본 발명의 수분 및 공기 분리 장치(100)에서 제어부(114)는 상기 압력센서(112)로부터 출력되는 신호를 인가 받아 상기 공기실(105) 내 압력상태를 모니터링 하게 되며, 공기실(105) 내 압력이 일정 수준 이상으로 올라가면, 공기 배출구(106)의 솔레노이드 밸브(106a)를 개방 동작시키기 위한 제어신호를 출력하도록 되어 있다.

또한, 상기 제어부(114)는 상기 워터센서(113)로부터 일정 수준 이상의 물이 채워짐을 전기적인 신호로 입력 받게 되면 물 배출구(107)의 솔레노이드 밸브(107a)를 개방 동작시키기 위한 제어신호를 출력하도록 되어 있다.

이하, 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연료 호스를 통해 공급되는 연료는 하우징(101) 내부의 분리실(103)에 설치된 노즐(111)을 통해 분리실 벽으로 분사되어지며, 이로써 연료를 좀더 미세하게 만들어 공기와 수분을 쉽게 분리할 수 있게 된다.

위와 같이 벽에 쏘아진 연료는 비중의 차이에 따라 물이 제일 하측에, 그리고 연료 상측으로는 공기층이 형성된다.

연료로부터 분리된 공기는 기체만 통과할 수 있는 멤브레인(109)을 통하여 상측의 공기실(105) 내에 모이게 되고, 압력센서(112)는 공기실(105) 내의 압력을 검출하여 그에 따른 신호를 제어부(114)로 인가하게 된다.

상기 제어부(114)는 압력센서(112)의 신호를 인가 받아 기설정치 이상의 압력이 검출되면 공기 배출구(106)상의 솔레노이드 밸브(106a)를 개방 동작시키기 위한 제어신호를 출력하게 되며, 이에 솔레노이드 밸브(106a)가 개방되면서 공기실 (105) 내 공기가 하우징(101) 외부로 빠져나가게 된다.

한편, 멤브레인(109) 하측의 공간에서는 연료 하측으로 물이 점차 고이게 되고, 수위가 일정 수준에 도달하게 되면 워터센서(113)는 전기적인 신호를 제어부(114)로 인가하게 된다.

상기 제어부(114)는 워터센서(113)의 신호를 입력 받게 되면 물 배출구(107)상의 솔레노이드 밸브(107a)를 개방 동작시키기 위한 제어신호를 출력하게 되며, 이에 솔레노이드 밸브(107a)가 개방되면서 연료와 분리된 물이 자동으로 배출될 수 있게 된다.

또한, 물과 공기가 분리된 순수 연료는 구획벽(102)의 홀(102a)을 통과하여 연료수집실(104)로 이동하게 되며, 이 연료수집실(104)에서 하부의 연료 배출구(108) 및 연료 호스를 통해 분사장치로 공급되어진다.

이와 같이 하여, 본 발명의 장치에서는 연료로부터 수분은 물론 공기가 동시에 분리 가능하며, 수분과 공기가 분리된 순수 연료만이 사용되어질 수 있게 공급될 수 있다.

또한, 연료로부터 분리된 수분과 공기는 제어부의 제어신호에 의해 동작하는 밸브의 작동으로 외부로 자동 배출될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치에 의하면, 연료로부터 수분은 물론 공기가 동시에 분리 가능하며, 수분 과 공기가 분리된 순수 연료만이 사용되어질 수 있게 공급되는 바, 연료 내 공기가 포함됨으로 해서 초래되었던 종래 문제점이 해소될 수 있고, 또한 연료로부터 분리된 수분이 자동 배출되므로 운전자가 경고등 점등을 확인하여 물을 직접 배출해야 했던 불편함이 해소될 수 있다.

Claims (3)

1. 내부 구획벽에 의해 분리된 분리실 및 연료수집실을 가지며, 상기 구획벽에는 상기 분리실에서 수분 및 공기가 분리된 순수 연료가 상기 연료수집실로 흐를 수 있도록 홀이 형성되고, 상기 분리실 상단의 공기 배출구 및 분리실 하단의 물 배출구, 분리된 순수 연료가 배출되는 상기 연료수집실의 연료 배출구를 가지는 하우징과;

   연료 호스를 통해 도입되는 연료를 상기 분리실 내로 분사하는 노즐과;

   상기 분리실 상부에 횡설치되어 연료로부터 공기만을 통과시켜 분리하는 멤브레인과;

   상기 공기 배출구상에 설치되는 솔레노이드 밸브 및 상기 멤브레인 상측의 공기실 내 압력을 검출하는 압력센서와;

   상기 압력센서로부터 출력되는 신호를 입력 받아 상기 공기실 내 압력이 기설정치 이상일 경우 상기 솔레노이드 밸브의 개방 동작을 위한 제어신호를 출력하는 제어부;

   를 포함하는 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 분리실 저면상에 설치되어 연료 하측으로 수분이 일정량 이상 모아지게 되면 이를 감지하여 소정의 전기적 신호를 출력하는 워터센서와;

   상기 물 배출구상에 설치되는 솔레노이드 밸브;

   를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 워터센서로부터 수분이 일정량 이상 모아짐을 전기적 신호로 입력 받게 되면 상기 물 배출구의 솔레노이드 밸브를 개방 동작시키기 위한 제어신호를 출력하게 되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 공기 배출구는 공기 호스를 통해 차량에 기설치된 브레이크 장치의 진공펌프에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 내 수분 및 공기 분리 장치.

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