KR101182133B1

KR101182133B1 - 가스 차량용 필터

Info

Publication number: KR101182133B1
Application number: KR1020100063765A
Authority: KR
Inventors: 이진우; 박명수; 장성길; 강명권; 유해찬
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-09-12
Also published as: KR20120003103A

Abstract

본 발명은 기화된 가스 연료에 포함된 이물질을 효과적을 필터링할 수 있는 가스 차량용 필터에 관한 것으로, 일측에 가스 연료가 유입되는 연료유입구가 형성되는 케이스, 상기 케이스의 내부에 결합되어 상기 연료유입구를 통해 유입된 가스 연료의 이물질을 여과재로 필터링하는 필터부 및 상기 케이스의 개구부를 차폐하고, 상기 필터부에서 필터링된 가스 연료를 외부로 배출하는 연료배출구가 형성되는 커버를 포함하고, 상기 여과재는 한 쌍의 와이어메시와 상기 한 쌍의 와이어메시 사이에 삽입되는 여과지를 일체로 성형하여 구비되는 구성을 마련한다.
상기와 같은 가스 차량용 필터를 이용하는 것에 의해, 본 발명은 가스 연료를 필터링하는 여과지의 상하면에 와이어메시를 일체로 형성하여 여과재의 내구성을 향상시킬 수 있고, 필터부와 케이스 및 커버를 분리형으로 형성하여 여과재의 수명이 다하면 필터만을 교체하여 교체 비용을 절감할 수 있다.

Description

가스 차량용 필터{FILTER FOR GAS VEHICLE}

본 발명은 가스 차량용 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체 상태에서 기화된 가스 연료에 포함된 이물질을 필터링하는 가스 차량용 필터에 관한 것이다.

액화석유가스 기체분사(Liquefied Petroleum gas Gaseous Injection, 이하 'LPGI'라 함) 엔진은 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas, LPG)를 기화시킨 기체 상태의 가스 연료를 사용한다.

도 1은 일반적인 LPGI 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 LPGI 시스템은 액화석유가스 연료(이하 '가스 연료'라 함)가 저장되는 봄베(1), 봄베(1) 내에 설치되어 가스 연료를 펌핑하여 송출하는 펌프모듈(2), 펌프모듈(2)을 통해 공급되는 가스 연료를 선택적으로 공급 및 차단하는 솔레노이드 밸브(3), 솔레노이드 밸브(3)를 통해 공급되는 액체 상태의 가스 연료를 미리 설정된 압력으로 감압하여 기체 상태로 변환하는 레귤레이터(4) 및 기체 상태의 연료를 연소실 내부로 분사하는 인젝터 모듈(6a)을 구비하는 엔진(6)을 포함한다.

펌프모듈(2)은 봄베(1)에 저장된 가스 연료를 펌핑하는 연료펌프(2a)와 연료펌프(2a)를 통해 펌핑된 연료를 송출하는 멀티밸브(2b)를 포함하며, 연료펌프(2a)는 전자제어유닛(ECU)(7)에 의해 제어된다.

인젝터 모듈(6a)은 전자제어유닛(7)에 의해 각 연소실에 분사되는 기체 상태의 연료량을 흡입 공기량과 차량의 각종 제반 상태에 의해 보정되어 산출된 연료량으로 가스 연료를 분사하고, 이를 위해 레귤레이터(4)는 인젝터 모듈(6a)까지의 연료 라인에 형성되는 기체 상태의 연료압을 미리 설정된 압력으로 감압한다.

이와 함께, 레귤레이터(4)와 인젝터 모듈(6a) 사이에는 레귤레이터(4)로부터 인젝터 모듈(6a)에 공급되는 가스 연료에 포함된 타르, 오일 및 수분 등의 이물질을 제거하는 가스필터(8)가 구비된다.

이러한 LPGI 시스템은 저압으로 구동되는 연료펌프(2a)의 펌핑 압력을 이용해 가스 연료를 엔진(6)까지 밀어줘서 시스템의 내구성을 증대시키고, 기체 상태의 정밀한 가스 연료량 제어를 통해 가스 연료를 완전 연소시켜 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

한편, 이물질이 포함된 가스 연료가 인젝터 모듈(6a)에 공급되는 경우, 인젝터 모듈(6a)에서는 이물질에 의해 막힘 현상이 발생하여 엔진 부조 및 시동성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

따라서 LPGI 시스템에 적용되는 종래의 가스필터는 여과지를 이용하여 제작되는데, 이러한 여과지는 수분이나 오일에 접촉되면 쉽게 찢어지는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 가스필터는 여과지와 일체로 형성되기 때문에, 여과지가 손상되는 경우 가스필터 전체를 교체해야만 했다. 이에 따라, 종래의 가스필터는 가스필터의 빈번한 교체로 인해 교체 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기화된 가스 연료에 포함된 이물질을 효과적으로 필터링할 수 있는 가스 차량용 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 필터 내부에 구비되는 여과재의 내구성을 향상시킬 수 있는 가스 차량용 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 필터 내부에 여과재를 분리 가능하게 형성하여 여과재 교체 비용을 절감할 수 있는 가스 차량용 필터를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 일측에 가스 연료가 유입되는 연료유입구가 형성되는 케이스, 상기 케이스의 내부에 결합되어 상기 연료유입구를 통해 유입된 가스 연료의 이물질을 여과재로 필터링하는 필터부 및 상기 케이스의 개구부를 차폐하고, 상기 필터부에서 필터링된 가스 연료를 외부로 배출하는 연료배출구가 형성되는 커버를 포함하고, 상기 여과재는 한 쌍의 와이어메시와 상기 한 쌍의 와이어메시 사이에 삽입되는 여과지를 일체로 성형하여 구비된다.

상기 필터부는 상기 여과재의 전후단에 결합되는 제 1 및 제 2플레이트를 포함하고, 상기 여과재는 중앙에 필터링된 가스 연료가 이동하는 이동공간이 형성되고, 원기둥 형상으로 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 필터부는 상기 케이스 및 커버와 분리 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 및 제 2플레이트 각각은 상기 여과재의 전단에 결합되도록 외곽부에 상기 여과재를 향해 절곡된 제 1 및 제 2절곡부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2플레이트는 중앙에 가스 연료를 상기 커버의 연료배출구로 전달하는 전달유로와 상기 커버의 내면에 결합되도록 볼록하게 형성되는 플랜지를 더 구비하고, 상기 커버는 상기 플랜지에 대응되도록 오목하게 형성된 홈부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지와 홈부 사이의 접촉면 및 상기 커버와 케이스 사이의 접촉면에는 오일실이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 가스 연료를 필터링하는 여과지의 상하면에 와이어메시를 일체로 형성하여 여과재의 내구성을 향상시킴에 따라 가스 연료에 포함된 오일 및 수분 등에 의한 여과지의 손상을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명은 여과지와 와이어메시를 일체로 성형하므로, 여과재의 굴곡 성형 작업시 여과재를 용이하게 성형할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 여과재와 제 1 및 제 2플레이트로 구성되는 필터부를 케이스 및 커버와 분리할 수 있게 분리형으로 형성하여 결합함으로써, 여과재의 수명이 다하면 필터 전체를 교체할 필요없이 필터부 또는 여과재만을 교체함으로써 부품교체 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 일반적인 LPGI 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 차량용 필터의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 차스 차량용 필터의 분해사시도.
도 4는 도 3에 도시된 여과재의 결합된 상태를 보인 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 차량용 필터를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 LPGI 시스템의 구성은 도 1에 도시된 LPGI 시스템의 구성을 원용하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 차량용 필터의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 차스 차량용 필터의 분해사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 여과재가 결합된 상태를 보인 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 차량용 필터는 일측에 가스 연료가 유입되는 연료유입구(11)가 형성되는 케이스(10), 케이스(10)의 내부에 결합되어 연료유입구(11)를 통해 유입되는 가스 연료에 포함된 이물질을 필터링하는 필터부(20) 및 케이스(10)의 개구부를 차폐하고, 필터부(20)에서 필터링된 가스 연료를 외부로 배출하는 연료배출구(31)가 형성되는 커버(30)를 포함한다.

케이스(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 타측에 연료유입구(11)가 전방을 향해 길게 연장되어 형성된다. 연료유입구(11)에는 봄베(1)로부터 공급되는 액체 상태의 가스 연료를 감압하여 기체 상태로 변환하는 레귤레이터(4)의 연료배출구에 연결된 연료라인(도면 미도시)이 결합된다.

케이스(10)의 내부에는 필터부(20)가 설치되는 설치공간(10')이 마련되고, 내주면 후단에는 커버(30)가 결합되도록 나사산이 형성된다.

필터부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙에 필터링된 가스 연료가 이동되는 이동공간(21')이 형성되는 여과재(21)와 여과재(21)의 전후단에 결합되는 제 1 및 제 2플레이트(22,23)를 포함한다.

여과재(21)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 와이어메시(wire mesh)(24) 사이에 여과지(25)를 삽입하여 원기둥 형상으로 굴곡지게 일체로 성형된다.

예를 들어, 여과지(25)는 여과효율을 높이기 위해 최대 통과 직경이 약 5㎛인 여과지를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 여과지(25)는 유리섬유를 함유하고, 다층, 예컨대 3층으로 겹쳐서 구성하여 이물질 투과시 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있다.

와이어메시(24)는 철 금속에 비해 중량이 작고, 내구성이 좋으며, 잘 늘어나는 연성을 이용해 매우 얇게 성형할 수 있는 알루미늄 재질로 제작된다.

예를 들어, 와이어메시(24)는 약 16메시(mesh)로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 여과지의 상하면을 와이어메시로 감싸도록 일체로 성형하여 여과지의 내구성을 향상시킴에 따라 가스 연료에 포함된 오일 및 수분 등에 의한 여과지의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 여과지와 와이어메시를 일체로 성형하므로, 여과재의 굴곡 성형 작업시 여과재를 용이하게 성형할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.

제 1플레이트(22)는 여과재(21)의 전단에 결합되어 레귤레이터(4)로부터 케이스(10) 내부로 공급된 가스 연료가 여과되지 않고 직접 여과재(21) 내부로 유입되는 것을 차단한다.

그리고 제 1플레이트(22)는 여과재(21)에 결합될 수 있도록 외곽부에 후방을 향해 절곡된 제 1절곡부(221)를 구비한다.

제 2플레이트(23)는 여과재(21)의 후단에 결합되어 여과재(21)에 의해 필터링된 가스 연료를 커버(30)의 연료배출구(31)로 전달한다.

이를 위해, 제 2플레이트(23)는 여과재(21)에 결합될 수 있도록 외곽부에 전방을 향해 절곡된 제 2절곡부(231), 중앙에 가스 연료를 커버(30)의 연료배출구(31)로 전달하는 전달유로(232) 및 후면에 커버(30)의 홈부(32)에 결합되도록 서로 대응되는 형상으로 볼록하게 형성된 플랜지(233)를 구비한다.

커버(30)는 도 2에서 보았을 때, 케이스(10)의 후면을 차폐하도록 케이스(10)의 후측에 결합된다.

이를 위해, 커버(30)는 케이스(10)의 내주면에 대응되는 형상으로 형성되고, 필터부(20)에서 필터링된 가스 연료를 배출하는 연료배출구(31) 및 전면 중앙에 제 2플레이트(23)의 플랜지(233)와 결합되도록 요입되어 형성되는 홈부(32)를 구비한다.

연료배출구(31)는 커버(30)의 중앙을 관통하여 후측으로 길게 연장되어 형성된다. 연료배출구(31)에는 필터링된 가스 연료를 엔진(6)의 인젝터 모듈(6a)로 전달하는 연료라인(도면 미도시)이 결합된다.

그리고 커버(30)의 외주면에는 케이스(10)와 나사 결합되도록 케이스(10)의 내주면 후단에 대응되는 위치에 나사산이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 홈부(32)와 플랜지(233)의 접촉면 및 케이스(10)와 커버(30)의 접촉면에는 기밀을 유지하기 위한 제 1 및 제 2오일실(seal)(33,34)이 설치되는 것이 바람직하다.

다음, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 차량용 필터의 결합관계를 설명한다.

먼저, 한 쌍의 와이어메시(24) 사이에 여과지(25)를 삽입하여 일체로 굴곡지게 성형하여 여과재(21)를 제작한다.

이때, 여과재(21)를 원기둥 형상으로 굴곡지게 형성함에 따라 본 발명은 여과재와 가스 연료 사이의 접촉면적을 증가시켜 여과재의 여과 효율을 향상시킬 수 있다.

여과재(21)의 전단 및 후단에 각각 제 1 및 제 2플레이트(22,23)를 결합하여 필터부(20)를 마련한다.

위의 과정을 통해 마련된 필터부(20) 후측에 형성된 플랜지(233)의 외주면에 제 1오일실(33)을 결합한 후, 플랜지(233)를 커버(30)의 홈부(32)에 결합시킨다.

마찬가지로, 커버(30)의 외주면에 제 2오일실(34)을 결합한 후, 필터부(20)가 결합된 커버(30)를 케이스(10)와 결합시켜 가스 차량용 필터의 조립을 완료한다. 이때, 케이스(10)와 커버(30)에 형성된 나사산을 이용하여 나사 결합시켜 케이스(10)와 커버(30)를 안정적으로 고정할 수 있다.

즉, 본 발명은 여과재와 제 1 및 제 2플레이트로 구성되는 필터부를 케이스 및 커버와 분리할 수 있게 분리형으로 형성하여 결합함으로써, 여과재의 수명이 다하면 필터 전체를 교체할 필요없이 필터부 또는 여과재만을 교체함으로써 부품교체 비용을 절감할 수 있다.

다음, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 차량용 필터의 동작을 설명한다.

연료유입구(11)는 연료라인을 통해 레귤레이터(4)에 연결되고, 연료배출구(31)는 엔진(6)의 인젝터 모듈(6a)에 연결된다.

운전자가 차량 주행을 위해 이그니션키(ignition key)를 조작하면, 레귤레이터(4)는 전자제어유닛(7)의 제어에 따라 구동되어 기체 상태의 가스 연료를 가스 차량용 필터로 공급한다.

그러면 여과재(21)는 연료유입구(11)를 통해 유입된 가스 연료에 포함된 타르, 오일 및 수분 등의 이물질을 필터링한다.

이때, 여과재(21)는 여과지(25)의 상하면에 각각 와이어메시(24)가 일체로 성형되므로, 종래의 여과지만 설치되는 경우에 비해 내구성이 향상되어 오일이나 수분과 접촉하더라도 쉽게 손상되지 않는다.

이어서 여과재(21)에 의해 필터링된 순수한 가스 연료는 제 2플레이트(23)의 전달유로(232) 및 커버(30)의 연료배출구(31)를 통해 배출되어 엔진(6)의 인젝터 모듈(6a)로 공급된다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 가스 연료를 필터링하는 여과지의 상하면에 와이어메시를 일체로 형성하여 여과재의 내구성을 향상시킬 수 있고, 필터부와 케이스 및 커버를 분리형으로 형성하여 여과재의 수명이 다하면 필터만을 교체하여 교체 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

상기의 실시 예에서는 액화석유가스 연료를 사용하는 LPGI 시스템을 이용하여 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 액화석유가스와 가솔린 연료를 함께 사용하는 가솔린/LPG 겸용 자동차와 가솔린 연료 전용 차량에서 LPG 연료를 사용하도록 개조한 차량, 압축천연가스(Compressed Natural Gas) 연료를 사용하는 차량 등에도 적용될 수 있다.

10: 케이스 11: 연료유입구
20: 필터부 21: 여과재
22,23: 제 1,제 2플레이트 221,232: 제 1,제 2절곡부
232: 전달유로 233: 플랜지
24: 와이어메시 25: 여과지
30: 커버 31: 연료배출구
32: 홈부 33,34: 제 1,제 2오일실

Claims

일측에 가스 연료가 유입되는 연료유입구가 형성되는 케이스,
상기 케이스의 내부에 결합되어 상기 연료유입구를 통해 유입된 가스 연료의 이물질을 여과재로 필터링하는 필터부 및
상기 케이스의 개구부를 차폐하고, 상기 필터부에서 필터링된 가스 연료를 외부로 배출하는 연료배출구가 형성되는 커버를 포함하고,
상기 필터부는 상기 여과재의 전후단에 결합되는 제 1 및 제 2플레이트를 포함하며,
상기 여과재는 한 쌍의 와이어메시 사이에 여과지를 삽입하여 원기둥 형상으로 굴곡지게 일체로 성형되고,
상기 여과재의 중앙에는 필터링된 가스 연료가 이동하는 이동공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 차량용 필터.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 필터부는
상기 케이스 및 커버와 분리 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 차량용 필터.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2플레이트 각각은
상기 여과재의 전단에 결합되도록 외곽부에 상기 여과재를 향해 절곡된 제 1 및 제 2절곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 차량용 필터.
제 4항에 있어서,
상기 제 2플레이트는 중앙에 가스 연료를 상기 커버의 연료배출구로 전달하는 전달유로와 상기 커버의 내면에 결합되도록 볼록하게 형성되는 플랜지를 더 구비하고,
상기 커버는 상기 플랜지에 대응되도록 오목하게 형성된 홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 차량용 필터.
제 5항에 있어서,
상기 플랜지와 홈부 사이의 접촉면 및 상기 커버와 케이스 사이의 접촉면에는 오일실이 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 차량용 필터.