KR100741001B1 - 전형적으로 디젤엔진용의, 차량 연료필터 내에 축적된 물을 자동으로 배출하는 개량된 장치 - Google Patents

Abstract

연료 내에 존재하는 물이 축적되는 필터(1)의 챔버(5)와 연계된 센서수단(220, 230), 상기 물이 소정 수위에 도달했을 때 상기 물을 배출하기 위하여 제공된 퇴출장치(7) 및 상기 센서수단과 상기 퇴출장치에 연결되어 차량 엔진은 정지하고 관련된 전기시스템은 작동중인 상태에서 상기 퇴출장치의 작동을 시작하는 마이크로프로세서(14)를 포함하는 전형적으로 디젤엔진용의 연료필터용 자동배출장치가 제공된다. 상기 센서수단은 두 개의 측정기를 포함하는 수위 감지 장치를 포함하며, 각 측정기는 상기 소정 수위와 상기 축적 챔버의 최저점 사이의 일 수위에 반응하고 상기 마이크로프로세서에 연결된다. 물이 상기 소정 수위에 도달하면 상기 마이크로프로세서는 상기 측정기 중 하나에 의해 방출되는 신호에 반응하여 상기 퇴출장치를 작동시킨다.

디젤엔진, 연료, 물, 배출장치, 뜨개

Description

전형적으로 디젤엔진용의, 차량 연료필터 내에 축적된 물을 자동으로 배출하는 개량된 장치{Improved Unit for Automatically Bleeding Off the Water Accumulated in a Vehicle Fuel Filter, Typically for Diesel Engines}

본 발명은 동일 출원인에 의한 국제출원 PCT/IB00/01527에 충분히 기재된 폐기가능 필터용 자동배출장치의 개량에 관한 것이며, 상기 출원의 기재사항은 본 명세서의 불가결한 일부분으로 간주하여 적절히 참조할 것이다.

상기 문헌의 장치는 디젤유와 같은 차량 연료용 필터에 구비되어 상기 연료에 존재하는 물이 축적되는 챔버와 연계된 센서수단; 상기 물이 소정 최고수위에 도달할 때 상기 물을 배출하기 위하여 제공된 퇴출장치; 및 상기 센서수단과 상기 퇴출장치에 연결되어, 물이 상기 소정 최고수위에 도달했을 때, 차량 엔진은 정지하고 관련된 전기시스템은 작동중인 상태에서, 상기 퇴출장치의 작동을 시작하는 마이크로프로세서(또는 전자카드)를 필수적으로 포함한다.

특히 상기 차량 전기시스템에는 마이크로프로세서를 통하여 센서수단에 의해 작동되는 시각적 표시기가 연계되어 있는데, 상기 마이크로프로세서는 차량 엔진이 회전하고 상기 시각적 표시기가 작동중일 때에는 퇴출장치가 작동되지 않는 상태로 유지되도록 배열된다. 상기 센서수단은 또한 상호간에 이동가능한 두 개의 요소를 포함하는데, 그 중 하나는 물이 모이는 필터 용기에 영구적으로 결합되며 폐기가능하고, 반면 다른 하나는 상기 마이크로프로세서와 상기 퇴출장치를 수용하는 케이싱 내부에 위치하며, 상기 용기에 탈착가능하게 연결되고, 그리고 차량에 영구적으로 결합된다. 보다 상세한 내용은 도입부에서 인용한 상기 출원의 기재사항을 참조하기 바란다.

상술한 장치를 사용하면서 부딪히게 되었던 문제점은 센서수단의 두 구성요소가 서로에 대해 상대적으로 움직이지 못하기 때문에 센서수단이 때때로 조정되지 않을 수 있다는 사실 및 그로 인해 초래되는 장애에 기인한다. 조사한 바에 의하면 이와 같이 센서수단이 조정되지 않는 것은 주로 다음 이유들 중 적어도 하나 때문이다.

불순물, 오물 또는 접착제 덩어리 같은 물질들이 차량과 영구적으로 결합된 구성요소에 쌓여서, 필터와 결합된 구성요소가 새것이고 깨끗하다 하더라도 필터와 결합된 구성요소의 미끄러짐을 방해할 수 있다.

또한, 필터를 교환할 때 두 구성요소 중 하나는 교환되므로, 특히 사용한 필터와 새로운 필터가 서로 다른 생산단위(batch)에 속하거나 서로 다른 작업라인에서 나온 것이면, 두 구성요소들 간에 결합치수가 부정확하게 될 수 있다. 이 경우 새 필터의 용기가 상기 물 퇴출장치에 연결될 때, 부정확한 결합 및/또는 부정확한 정렬이 발생할 수 있다.

본 발명의 주 목적은 단순하고, 합리적이며, 신뢰할 수 있고, 또한 경제적인 구조라는 전제 내에서 상술한 문제점을 제거하는 것이다.

상기 목적은 청구범위에 나타난 특징들에 의해서 달성된다.
상기 목적을 달성함에 있어서, 본 발명에 따르면 도입부에서 인용된 알려진 장치의 상기 센서수단은 두 개의 측정기를 포함하는 수위 감지 장치로 구성되도록 만들어지며, 각 측정기는 소정 최고수위와 상기 축적 챔버의 최저점 사이의 일 수위에 반응하고, 또한 상기 두 측정기는 마이크로프로세서에 연결되어 차량 엔진은 정지하고 관련된 전기시스템은 작동중인 상태에서 상기 마이크로프로세서가 상기 두 측정기 중 하나로부터 수신한 신호에 반응하여 상기 퇴출장치를 작동시킨다.

게다가, 각각의 외부전기배선은 논외로 하면, 이하에서 분명하게 알 수 있는 바와 같이, 상기 두 측정기의 구성요소는 폐기가능 필터의 축적 챔버의 하부에 유리하게 영구적으로 위치된다.

마지막으로, 이하에서 설명하는 수단은 상기 수위 감지 장치와; 배출장치 중 시각적 표시기와 영구적으로 결합된 부분 사이에 개재되어, 필터와 배출장치 사이의 호환성을 확인한다. 전술한 바에 의하여 본 발명의 모든 목적이 달성된다.

이와 관련하여, 한편으로는 이물질의 과도한 침적(沈積)으로 판독기가 작동불능이 된다고 하더라도 배출단계 작동신호가 발생한다는 점에서, 다른 한편으로는 배출장치에 필요한 것과 다른 특성을 갖는 필터는 장착될 수 없다는 점에서, 센서수단이 조정되지 않을 위험이 최소로 줄어든다.

본 발명의 구조상 및 작용상의 특징 및 장점은 발명의 범위를 한정하지 않는 실례(實例)로써 두 개의 바람직한 실시예를 도시하는 첨부도면을 참조하여 이어지는 상세한 설명을 보면 확실히 알게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 주요 부분들을 나타내는 전체적인 개략도이다.

도 2는 도 1의 폐기가능 필터의 배출포트를 나타내는 축방향 단면도로서, 본 도의 필터는 그것의 카트리지가 가압된 상태에서 작동하는 형식이다.

도 3은 도 2와 유사한 도면으로서, 본 도의 필터는 그것의 카트리지가 진공인 상태에서 작동하는 형식이다.

상기 도면들, 특히 도 1은, 맨 위에서부터 아래로, 여과될 연료(디젤유 등)가 필터에 도달하기 위해 통과하는 제 1 도관(2), 여과된 연료가 필터를 떠나기 위해 통과하는 제 2 도관(3), 여과격막(4), 상기 연료로부터 분리된 물을 모으는 챔버(5), 및 상기 물을 위한 배출포트(6)를 포함하여 구성되는, 전반적으로 알려진 폐기가능 카트리지식 필터(1)를 나타낸다.

상기 포트(6)에는, 이하에서 설명하는, 챔버(5) 내에 존재하는 물의 수위(10) 감지 장치가 내장되어 있으며, 포트(6) 아래에는 물 퇴출장치(7)가 있고, 축적용기(9)로 통하는 제 3 도관(8)이 이로부터 분기한다.

퇴출장치(7)는 필터(1)가 장착된 차량에 영구적으로 설치되며, 각각의 전기시스템에 포함된다. 퇴출장치(7)는 제 1 케이블(13)에 의해 스위치(12)를 통해서 배터리(11)에 연결된다.

스위치(12)는 마이크로프로세서 또는 전자 카드(14)에 의해 제어되며, 마이크로프로세서 또는 전자 카드(14)는 상기 차량의 점화 스위치(15)에 연결된다.

일반적으로, 키(16)를 사용함으로써 상기 점화 스위치(15)는 각각 A, B 및 C로 지시되는 세 위치를 가질 수 있다. 첫 번째 A에서는 차량의 엔진이 정지된 상태이고 각각의 전기시스템도 스위치가 끊어져 있다. 두 번째 B에서는 엔진이 정지상태이면서 전기시스템은 작동을 시작한다. 그리고 세 번째 C에서는 엔진이 회전하고 전기시스템도 작동한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 차량의 승객실에는 대부분의 차량, 특히 디젤엔진 차량에 대개 있는 경고등(17)이 일반적으로 계기반 상에 있다.

상기 경고등(17)은 제 2 케이블(170)에 의해 수위(10) 감지 장치에 연결되며, 전자 카드(14)에 의해 제어된다. 상기 제 2 케이블(170)에서는 역시 상기 수위 감지 장치에 연결되는 제 3 케이블(177)이 분기되는데, 이와 같이 분기하는 목적은 이하에서 밝혀진다.

상기 수위 감지 장치는, 도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 기저부(20)의 중앙에 나사통공(33)이 마련되고, 상기 기저부(20)가 필터(1)의 포트(6) 내부에 봉해진 컵모양 부재(19)를 포함한다.

상기 컵모양 부재(19)의 벽체는, 각각이 안쪽으로 돌출된 두 개의 어깨부 즉, 하부어깨부(22) 및 상부어깨부(23)를 구비한 각거리(角距離)가 같은 세 개(또는 그 이상)의 돌출핀(salient fin)(21)에 의해 구획된다.

어깨부(22, 23)는 방사방향으로 일정한 유격(裕隔)을 가지고 컵모양 부재(19)의 내부에 수용된 각각의 뜨개(float; 24, 25)의 상향 이동한계를 정한다.

상기 뜨개(24, 25)는 물의 비중과 연료의 비중 사이에서 특정 비중을 가진다.

하부뜨개(24)는 컵모양이며, 그 기저부에는 컵모양 부재(19)의 기저부에 있는 나사통공(33)과 동축상에 중심홀이 있다.

상부뜨개(25)는 줄기부분이 방사방향으로 일정한 유격을 가지고 그 아래에 놓인 하부뜨개(24)의 공동(空洞)에 포함된 형태의 버섯모양이다.

도 2 및 3에 나타낸 것처럼, 필터 수집 챔버(5) 내에 존재하는 물의 수위(10)가 뜨개들을 들어올리기에 부족할 때에는, 상기 버섯모양의 머리부분이 하부뜨개(24)의 위쪽 원주 가장자리에 놓이고, 상기 버섯모양의 줄기는 상기 하부뜨개(24)의 기저부로부터 조금 띄워진다.

이는 연료에서 분리된 이물질이 챔버(5)의 최하부에 축적되는 경향이 있기 때문에 두 뜨개들이 불필요하게 서로 달라붙는 것을 방지하기 위함이다.

각각의 센서(220, 230)가 상기 어깨부(22, 23)에 위치한다.

제 1 실시예에서 상기 센서(220, 230)는 자기(磁氣) 근접 마이크로스위치인데, 이 경우 뜨개(24, 25)는, 예컨대 그 단부 주위에 두른 얇은 금속 띠를 사용하여, 알맞게 자화된다.

이와 달리, 상기 센서(220, 230)는 각각의 뜨개(24, 25)의 같거나 다른 색깔에 반응하는 광학 센서로 구성될 수도 있다.

상기 센서(220, 230)는 폐기가능 필터(1)와; 배출장치 중 차량에 영구적으로 결합된 부분 사이의 호환성을 확인하도록 배열된 인식시스템을 통하여 전기동력이 공급되는데, 상기 배출장치 중 차량에 영구적으로 결합된 부분은 도시된 실시예에서는 퇴출장치(7)에 해당한다.

상기 배출장치 중 차량에 영구적으로 결합된 부분은, 가스켓(44)을 사이에 두고 기저부(20)에서 나사통공(33)안으로 죄어진, 외부에 나사산이 형성된 중공(中空) 스템(stem)(71)을 맨 윗부분에 구비한 케이싱(70)을 포함한다.

기저부(20)의 저면상에는 전기전도성이 있는 네 개의 환형(環形) 트랙(55)이 상기 스템(71)과 동심원을 이루며 박혀 있고, 환형 트랙 바깥쪽으로는 케이싱(70)과 포트(6) 사이에서 죄어져 고정된 환형 가스켓(66)이 있다.

트랙(55)의 바깥쪽 한 쌍은 하부센서(220)에 전기적으로 연결되고, 안쪽 한 쌍은 상부센서(230)에 연결된다.

상기 두 쌍의 트랙(55)에는 그 아래에 있는 전기전도성이 있는 푸시로드(77) 각 쌍이 상기 두 쌍의 트랙(55)에 닿도록 놓여지는데, 상기 푸시로드(77)는 사이에 개재된 적절한 탄성 밀어붙임수단(미도시됨), 예컨대 판 스프링을 통하여 미끄러지도록 케이싱(70)의 상부 벽체 상에 장착된다.

상술한 인터페이스 형식 전기접속은 폐기가능 필터(1)와; 배출장치 중 차량과 결합된 부분 사이의 호환성을 확인하기 위한 상기 시스템을 형성한다.

상기 푸시로드(77)는, 케이싱(70) 내에 위치하고 푸시온(push-on) 커넥터(72)에 의해 다시 차량 전기시스템에 접속되는 전자 카드(14)에 전기적으로 접속된다.

커넥터(72) 옆으로는 아래쪽에서는 제 3 도관(8)(도 1 참조)에 연결되고 위쪽에서는 다음에 설명하는 사이에 개재된 수단을 통하여 스템(71)과 통해 있는 물 배출구(73)가 있다.

진공 카트리지를 구비한 필터(1)(도 3 참조)의 경우, 상기 수단은 상기 배출구(73)와 스템(71) 사이에 개재되고, 전자 카드(14)에 의해 작동하게 될 때 배터리(11)에 의해 동력이 공급되는 전기 마이크로모터(75)에 의해 구동되는 마이크로펌프(74)를 포함한다. 상기 마이크로펌프, 마이크로모터 및 전자 카드는 케이싱(10) 안에 내장된다.

가압 카트리지를 구비한 필터(1)(도 2 참조)의 경우에는, 상기 수단은 평상시 닫힘 상태인 솔레노이드 밸브로 구성된다.
이 솔레노이드 밸브는 상기 스템(71)과 배출구(73) 사이에 갇히도록 죄어져 고정된 튜브(76)를 포함하여, 전자 카드(14)에 전기적으로 접속된 코일(78)의 코어를 형성한다.

상기 튜브(76) 내부에는, 밑에서 위로, 가스켓(79), 밸브요소(80), 시각적 표시기가 폐쇄위치 쪽으로 탄성적으로 계속 밀어붙여져 있는 상태를 유지하기 위한 압축 스프링(81), 및 스프링(81)의 상부를 감싸서 시각적 표시기(80)가 개방을 위해 이동할 때의 이동한도를 정하는 자켓(82)이 장착된다.

본 발명은 다음과 같이 작동한다.

도 1을 참조하면, 센서(220, 230)가 경고등(17)과 병렬로 연결된 것을 볼 수 있는데, 수위(10)가 소정 값 이하이면 경고등(17)은 점화 스위치(15)의 위치에 관계없이 소등된 상태로 있고, 뜨개(24, 25)는 상기 수위를 따라 움직인다. 정상적인 작동조건에서는 하부뜨개(24)는 상부뜨개(25)를 받치면서 함께 상승한다.

수위(10)가 상기 소정 값을 초과하고 또한 차량 전기시스템이 작동하게 되면, 하부센서(220)는 하부뜨개(24)의 존재를 감지하게 되고 신호를 보내어 경고등(17)을 점등시킨다. 경고등(17)은 예를 들어 계속 켜진 상태로 있을 수 있는데, 이는 이하에서 설명하는 이유 때문이다.

만약 차량 엔진이 회전하면, 전자 카드(14)는 퇴출장치(7)가 조정되는 것을 저지하지만, 엔진이 정지상태이면 전자 카드(14)는 챔버(5) 내에 있는 모든 물이 배출되기에 충분한 소정의 시간 동안 퇴출장치(7)를 작동시키고, 동시에 경고등(17)을 소등한다.

만약 하부뜨개(24)가 예컨대 기저부(20)의 더러워진 표면에 달라붙어서 상승할 수 없다면, 상부뜨개(25)만이 상승하며, 상기 과정은 상부센서(230)가 상기 상부뜨개(25)의 존재를 감지할 때 동일하게 반복된다.

전자 카드(14)에는 바람직하게 작동하게 되는 특정 센서에 따라 퇴출장치(7)의 가동시간을 선택하기 위한 수단이 제공된다.
왜냐하면 상부센서(230)가 작동한다는 것은 하부센서(220)가 작동할 때보다 더 많은 물(10)이 축적된 것을 의미하기 때문이다. 결과적으로 전자의 경우에는 퇴출장치(7)의 가동시간이 물의 양에 대응하여 더 길어진다. 유리하게, 본 발명에 따르면, 물이 소정 수위에 도달했을 때 퇴출장치(7)가 작동하지 않게 될 경우에 대비하여 이것을 알릴 수 있는 수단이 전자 카드(14)에 제공된다. 퇴출장치(7)가 작동하지 않는 원인은 이미 설명한 바와 같이 하부뜨개(24)가 상승하지 않기 때문이거나 또는 하부센서(220)가 예컨대 고장이 나서 조정되지 못하기 때문일 것이다.

전형적으로 상기 수단은 어느 센서가 가득 찼다는 신호를 보냈는지에 따라 서로 다른 방식으로 경고등(17)을 점등시키도록 배열된다.

예를 들어 경고등(17)은 하부센서(220)가 작동하게 될 때에는 상술한 바와 같이 연속적으로 발광하도록 하고, 상부센서(230)가 작동하게 될 때에는 단속적(斷續的)으로 발광하도록 할 수 있다.

바람직하게 경고등(17)은 상부센서(230)가 두 번째로 작동하게 될 때부터 상기와 같이 단속적으로 발광하도록 한다.

이 수단에 의하여 차량의 운전자는 배출장치가 비정상적으로 작동하고 있다는 경고를 받게 된다.

본 발명의 이점과 장점은 전술한 내용으로부터 또한 첨부도면을 검토함으로써 명확하게 알 수 있다. 본 발명은 도시되고 설명된 것만으로 한정되지 않으며, 아래의 청구범위의 문맥 내에서 구현되는 한, 본 발명의 모든 기술적 균등물 및 그들의 조합까지 포함한다.

Claims (12)

1. 여과격막(4)을 포함하는 폐기가능 용기로 구성되고,

   분리된 물 배출포트(6)가 제공된 상기 분리된 물 수집 챔버(5);

   차량에 영구적으로 결합되고 상기 물이 소정 수위에 도달할 때 상기 물을 배출하기 위해 제공된 퇴출장치(7);

   상기 챔버(5)에 영구적으로 결합된 센서수단(19); 및

   상기 센서수단과 상기 퇴출장치에 연결되어, 상기 물이 상기 소정 수위에 도달했을 때 상기 퇴출장치의 작동을 시작하는 마이크로프로세서(14)를 포함하는,

   점화키에 의해서 작동되는 스위치수단을 가지고, 시스템은 작동을 시작하지만 엔진은 꺼진 상태로 있는 제 1 작동위치를 가진 상기 차량의 차량 연료필터(1)에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치로서,

   상기 센서수단은 두 개의 측정기를 포함하는 수위 감지 장치를 포함하며, 상기 각 측정기는 상기 소정 수위와 상기 수집 챔버의 최저점 사이의 일 수위에 반응하고, 또한 상기 마이크로프로세서에 연결되어 상기 점화키가 상기 제 1 작동위치에 있을 때 상기 마이크로프로세서가 상기 두 측정기 중 하나로부터 수신한 신호에 반응하여 상기 퇴출장치를 작동시키고,

   상기 측정기들은 컵모양 부재 내에 위치한 연료의 비중과 물의 비중 사이의 특정 비중을 가지는 두 개의 동축상의 뜨개로 이루어지고, 상기 컵모양 부재의 기저부는 그 중앙에 구멍이 뚫리고 필터 배출 포트 내부에 봉해지며, 벽체가 천공되고, 각각의 센서는 각각의 개별적인 뜨개와 연계되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 연료 필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 뜨개들 중 하부에 위치한 하나는 상기 컵모양 부재의 기저부와 마주보고, 중앙에 구멍이 뚫린 사발(bowl)처럼 생겼으며, 상부에 위치한 다른 하나는 줄기가 상기 하부에 위치한 뜨개의 공동 안으로 유격이 있도록 삽입된 버섯처럼 생긴 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 컵모양 부재에는 상기 뜨개들의 상향 이동을 제한하는 각각의 멈추개가 제공되며, 상기 센서들은 상기 멈추개들에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 센서들은 자기(磁氣) 근접 마이크로스위치들로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 센서들은 광학 센서들로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 마이크로프로세서와 상기 퇴출장치는, 상기 차량과 영구적으로 결합되고 상기 챔버(5)의 상기 배출포트에 탈착가능하게 밀봉되어 결합되는 케이싱 내에 위치되며,

   상기 폐기가능 용기와 상기 퇴출장치 사이의 연계를 위한 장치가 상기 수위 감지 장치와 상기 마이크로프로세서 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 폐기가능 용기와 상기 퇴출장치 사이의 연계를 위한 장치는, 상기 컵모양 부재의 기저부의 외면상에 위치하고 상기 두 센서들에 접속된 전기전도성이 있는 두 쌍의 환형 트랙, 및 상기 케이싱의 윗면에 위치하고 상기 마이크로프로세서에 접속된 전기전도성이 있고 탄성적으로 휠 수 있는 두 쌍의 푸시로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 두 센서들은 공통의 경고등과 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 마이크로프로세서에는 어느 센서가 가득 찼다는 신호를 보냈는지에 따라 상기 경고등을 서로 다르게 작동시키도록 배열된 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 마이크로프로세서는 어느 센서가 가득 찼다는 신호를 보냈는지를 기초로 하여 상기 물 퇴출장치의 작동시간을 선택하도록 배열된 타이머수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 차량 연료필터에서 분리된 물을 자동으로 배출하는 장치.
12. 삭제

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