KR101566750B1 - 디젤 엔진용 연료 필터 - Google Patents

Abstract

디젤 엔진용 연료 필터가 개시된다. 개시된 디젤 엔진용 연료 필터는 ⅰ)헤드 커버와, ⅱ)헤드 커버와 결합되며, 필터 어셈블리를 내장하는 하우징과, ⅲ)헤드 커버를 관통하여 필터 어셈블리의 중심부에 배치되는 바디와, ⅳ)바디의 내부에 구성되는 히터 어셈블리를 포함할 수 있다.

Description

디젤 엔진용 연료 필터 {FUEL FILTER FOR DIESEL ENGINE}

본 발명의 실시예는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 탱크로부터 디젤 엔진으로 공급되는 디젤 연료를 필터링 하기 위한 디젤 엔진용 연료 필터에 관한 것이다.

일반적으로, 디젤 연료 필터는 연료 탱크에 저장된 디젤 연료를 디젤 엔진으로 공급하기 위한 디젤 연료 공급 시스템에 구성된다.

디젤 연료 필터는 연료 탱크로부터 디젤 엔진으로 공급되는 디젤 연료를 필터링 하는데, 디젤 연료에 포함된 불순물을 걸러 내고, 디젤 연료가 응고되지 않도록 그 연료를 가열하며, 디젤 연료에 함유된 수분을 분리하여 외부로 배출할 수 있다.

이러한 디젤 연료 필터는 하우징, 하우징에 내장되는 필터 카트리지, 하우징의 상부에 결합되는 헤드 커버, 그리고 필터 카트리지와 헤드 커버 사이에 설치되는 히터를 기본적으로 구비하고 있다.

또한, 디젤 연료 필터는 헤드 커버 측에 설치되며 디젤 연료의 온도에 따라 히터에 스위칭 신호를 인가하는 써모 스위치와, 하우징에 저장된 수분의 수위를 감지하는 수분 센서와, 하우징의 하부에 설치되며 그 하우징 내부의 수분을 배출하는 드레인 플러그를 구비하고 있다.

한편, 디젤 연료 필터는 일반적으로 차체에 마운팅 유닛을 통해 장착되는데, 예를 들면 헤드 커버 측이 카울 판넬 상부 측에 위치하며, 하우징 측이 브레이크 부스터 측에 위치하고 있다.

그런데, 상기와 같이 구성되는 종래 기술의 디젤 연료 필터는 차체에 장착되므로, 차량의 옵셋 충돌 시 그 충돌력에 의해 손상될 가능성이 크며, 설계 단계 시 레이 아웃의 설정이 어렵고, 주변 부품들에 의해 조립 작업성 및 정비성에 불리하다는 단점이 있다.

또한, 종래 기술의 디젤 연료 필터는 히터를 작동시키기 위해 디젤 연료의 온도에 따라 히터에 스위칭 신호를 인가하는 써모 스위치를 반드시 구비해야 하므로, 전체적인 구조가 복잡하고, 조립 부품 수의 증가로 인해 조립 불량을 야기할 수 있으며, 제작 원가 및 중량이 증가할 수 있다.

유럽등록특허공보 제1036930호 (2004. 09. 22 등록) 한국공개특허공보 제2010-0062722호 (2010. 06. 10 공개) 한국등록특허공보 제1055828호 (2011. 08. 03 등록) 한국등록특허공보 제1283030호 (2013. 07. 01 등록) 이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 충돌 안정성, 조립 작업성 및 정비성을 개선하기 위해 엔진에 일체로 구성될 수 있도록 한 디젤 엔진용 연료 필터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 엔진 측의 연료 온도센서를 이용하여 히터의 작동을 제어함으로써 써모 스위치를 삭제할 수 있도록 한 디젤 엔진용 연료 필터를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터는, ⅰ)헤드 커버와, ⅱ)상기 헤드 커버와 결합되며, 필터 어셈블리를 내장하는 하우징과, ⅲ)상기 헤드 커버를 관통하여 상기 필터 어셈블리의 중심부에 배치되는 바디와, ⅳ)상기 바디의 내부에 구성되는 히터 어셈블리를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 하우징은 엔진 본체에 일체로 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 히터 어셈블리는 상기 엔진 본체에 구비된 연료 온도 센서의 감지 신호에 따라 선택적으로 작동될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터는, 상기 바디에 구성되며, 디젤 연료로부터 분리된 수분의 수위를 감지하는 워터 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디는 상기 필터 어셈블리와 연결되는 연료 통로와, 상기 하우징의 내측 하부와 연결되는 수분 드레인 통로를 각각 구획 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 연료 통로에는 상기 히터 어셈블리가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 수분 드레인 통로에는 상기 워터 센서가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디의 상단부에는 상기 수분 드레인 통로와 연결되는 수분 배출 포트가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 수분 배출 포트에는 드레인 플러그가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디는 상기 헤드 커버를 관통하며 그 헤드 커버에 체결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디의 상단부는 상기 헤드 커버의 상면 측에 배치될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터는, ⅰ)헤드 커버와, ⅱ)엔진 본체에 일체로 장착되고, 상기 헤드 커버와 결합되며 필터 어셈블리를 내장하는 하우징과, ⅲ)상기 헤드 커버를 관통하여 상기 필터 어셈블리의 중심부에 설치되며, 상기 필터 어셈블리와 연결되는 연료 통로 및 상기 하우징의 내측 하부와 연결되는 수분 드레인 통로를 각각 구획 형성하는 바디와, ⅳ)상기 바디의 연료 통로에 설치되는 히터 어셈블리와, ⅴ)상기 바디의 수분 드레인 통로에 설치되며, 디젤 연료로부터 분리된 수분의 수위를 감지하는 워터 센서와, ⅵ)상기 수분 드레인 통로로 유입되는 수분을 배출하기 위해 상기 바디의 상단부에 구비되는 수분 배출부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디는 단일의 모듈 형태로서 상기 히터 어셈블리, 상기 워터 센서 및 수분 배출부를 일체로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디의 상단부에는 상기 히터 어셈블리와 워터 센서를 지지하며, 상기 수분 배출부를 형성하는 장착부가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 헤드 커버는 디젤 연료를 상기 필터 어셈블리로 유입시키는 연료 유입 니플과, 상기 필터 어셈블리를 거치며 수분과 이물질이 제거된 디젤 연료를 배출하는 연료 배출 니플을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디는 내부의 중공에 격벽을 통해 반원 단면의 상기 연료 통로 및 수분 드레인 통로를 각각 구획 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 히터 어셈블리는 상기 연료 통로에 설치되는 한 쌍의 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트 사이에 배치되며 체결 볼트를 통해 상기 방열 플레이트들에 체결되는 복수 개의 PTC 소자들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 PTC 소자들은 상기 방열 플레이트의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디의 길이 방향에 따른 상기 각 방열 플레이트의 양 단부는 상기 연료 통로의 내벽 면을 향하여 굴곡지게 절곡될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 장착부에는 상기 PTC 소자들과 전기적인 신호 체계로서 접속되는 커넥터가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 워터 센서는 상기 장착부에 설치되는 회로 기판과, 상기 회로 기판에 연결되고 상기 장착부에 고정되며 상기 수분 드레인 통로에 배치되는 적어도 하나의 센서 핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 수분 배출부는 상기 바디의 상단부에 형성되며 상기 수분 드레인 통로와 연결되는 수분 배출 포트와, 상기 수분 배출 포트에 설치되는 드레인 플러그를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 장착부에는 상기 수분 배출 포트가 일체로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 디젤 엔진용 연료 필터에 있어서, 상기 바디의 하단부에는 상기 수분 드레인 통로와 연결되는 수분 유입 포트를 지니며 상기 연료 통로를 폐쇄하는 밀폐캡이 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 마운트 브라켓을 통해 엔진 본체에 일체로 장착되므로, 차량의 옵셋 충돌 시 그 충돌력에 의해 손상될 염려가 없는 등 충돌 안정성 및 충돌 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 바디의 상부에 히터 어셈블리, 워터 센서 및 수분 배출부를 단일의 모듈로서 일체로 구성하므로, 전체적인 구조가 단순해지고, 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 엔진 본체와 일체로 구성되며 바디의 상부에 수분 배출부가 구성되므로, 전체 장치의 조립 작업성을 향상시킬 수 있고, 수분 배출부를 통해 상부에서 물 빼기 작업을 할 수 있기 때문에 정비성을 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 엔진 본체에 기 장착되어 있는 연료 온도 센서를 이용하여 히터 어셈블리의 작동을 엔진 ECU와 같은 제어기를 통해 제어함으로써 기존의 써모 스위치를 삭제할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 기존의 써모 스위치를 삭제할 수 있으므로, 전체 장치의 구조를 단순화시킬 수 있고, 조립 부품 수를 줄임으로써 조립 불량률, 제작 원가 및 중량을 감소시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터를 도시한 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터를 도시한 분해 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터의 일부를 분해한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터를 도시한 단면 구성도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터에 적용되는 바디를 도시한 도면이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터에 적용되는 히터 어셈블리를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 연료 탱크에 저장된 디젤 연료를 디젤 엔진으로 공급하기 위한 디젤 연료 공급 시스템에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 연료 탱크로부터 디젤 엔진으로 공급되는 디젤 연료(이하에서는 편의상 "연료" 라고 한다)를 여과하기 위한 것이다.

이러한 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 연료에 포함된 불순물을 걸러 내고, 겨울철 등에 연료가 응고되지 않도록 연료를 가열하며, 연료에 함유된 수분을 분리하여 외부로 배출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 충돌 안정성, 조립 작업성 및 정비성을 개선하기 위해 엔진에 일체로 구성되며, 엔진 측의 연료 온도센서를 이용하여 히터의 작동을 제어함으로써 써모 스위치를 삭제할 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터를 도시한 분해 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터의 일부를 분해한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터를 도시한 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 기본적으로 하우징(10), 바디(20), 히터 어셈블리(40), 워터 센서(60) 그리고 수분 배출부(80)를 포함하고 있다.

본 발명의 실시예에서, 하우징(10)은 내부 공간을 지니며, 상단이 개방되고, 하단이 폐쇄된 용기 형태로 이루어진다.

하우징(10)의 내부 공간에는 연료를 필터링하기 위한 필터 어셈블리(11)가 장착된다. 필터 어셈블리(11)는 이의 중심부에 하우징(10)의 내부 공간과 연결되는 중공(12)을 형성하고 있다.

이러한 필터 어셈블리(11)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 디젤 연료 필터장치의 필터 카트리지로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 하우징(10)의 상단에는 그 상단을 커버링 하는 헤드 커버(13)가 결합되는데, 헤드 커버(13)에는 연료를 필터 어셈블리(11)로 유입시키기 위한 연료 유입 니플(15)과, 필터 어셈블리(11)를 거치며 이물질과 수분이 제거된 연료를 배출하기 위한 연료 배출 니플(17)이 형성된다.

그리고, 헤드 커버(13)의 중앙에는 필터 어셈블리(11)의 중공(12)과 연결되는 삽입홀(19)이 형성되는 바, 그 삽입홀(19)은 뒤에서 더욱 설명될 바디(20)를 하우징(10)에 장착하기 위한 것이다.

한편, 하우징(10)은 내측 하부에 필터 어셈블리(11)를 통해 연료에서 분리된 수분을 저장할 수 있다.

더 나아가, 하우징(10)은 본 발명의 실시예에서 엔진의 본체(1)(이하에서는 편의 상 "엔진 본체" 라고 한다)에 일체로 장착된다. 예를 들면 하우징(10)은 이의 하부면이 엔진 본체(1)에 장착될 수 있다. 이 경우, 하우징(10)은 마운트 브라켓(14)을 통해 엔진 본체(1)에 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 바디(20)는 뒤에서 더욱 설명될 히터 어셈블리(40), 워터 센서(60) 및 수분 배출부(80)를 단일의 모듈로서 일체로 구성하는 것으로, 헤드 커버(13)의 삽입홀(19)을 관통하며 필터 어셈블리(11)의 중공(12)에 설치될 수 있다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터에 적용되는 바디를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3과 함께 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 바디(20)는 헤드 커버(13)의 삽입홀(19)을 관통하며 필터 어셈블리(11)의 중공(12)에 배치된 상태로 볼트 등과 같은 체결수단(21)을 통해 헤드 커버(13)에 체결될 수 있다.

여기서, 바디(20)의 상단부는 삽입홀(19)의 가장자리 부분을 지지하며 헤드 커버(13)의 상면 측에 배치된다. 바디(20)의 상단부에는 뒤에서 더욱 설명될 히터 어셈블리(40)와 워터 센서(60)를 지지하며, 수분 배출부(80)를 형성하는 장착부(23)가 구비된다.

이러한 바디(20)는 장착부(23)에서 하측 방향으로 연장되며 필터 어셈블리(11)의 중공(12)으로 배치되는 부위(이하에서는 편의 상 "연장부(25)" 라고 한다)에 연료 통로(31)와 수분 드레인 통로(33)를 각각 구획 형성하고 있다.

연료 통로(31)와 수분 드레인 통로(33)는 연장부(25)의 내측 중공에 길이 방향을 따라 각각 구획 형성되는 바, 연료 통로(31)는 필터 어셈블리(11)와 연결되며 연료의 스트림을 형성하고, 수분 드레인 통로(33)는 하우징(10)의 내측 하부와 연결되며 수분의 드레인 스트림을 형성한다.

여기서, 연장부(25)의 내측 중공에는 연료 통로(31) 및 수분 드레인 통로(33)를 각각 구획 형성하기 위한 격벽(35)이 구비된다. 이에 연료 통로(31) 및 수분 드레인 통로(33)는 그 격벽(35)에 의하여 반원 단면 형상의 통로로서 형성될 수 있다.

그리고, 바디(20)에 있어 연장부(25)의 상, 하측에는 연료 통로(31)와 연결되는 연료 입구(37) 및 연료 출구(38)가 각각 형성된다.

연료 입구(37)는 헤드 커버(13)의 연료 유입 니플(15)을 통해 유입된 연료를 연료 통로(31)로 유입시키기 위한 것이며, 연료 출구(38)는 연료 통로(31)를 통과한 연료를 배출하며 필터 어셈블리(11)로 유입시키기 위한 것이다.

한편, 수분 드레인 통로(33)는 뒤에서 더욱 설명될 수분 배출부(80)와 연결되는 것으로, 연장부(25)의 내측 중공에서 격벽(35)에 의해 연료 통로(31)와 별개로 형성되며, 하우징(10)의 내측 하부에 저장된 수분을 수분 배출부(80)로 유동시키는 기능을 하게 된다.

상기한 연장부(25)에서 연료 통로(31)의 상단은 위에서 언급한 바 있는 장착부(23)에 의해 폐쇄되며, 수분 드레인 통로(33)의 상단은 수분 배출부(80)를 통해 개방될 수 있다.

그리고, 연장부(25)의 하단부에는 연료 통로(31)와 수분 드레인 통로(33)의 하단을 밀폐하기 위한 밀폐캡(39)이 결합된다. 밀폐캡(39)은 수분 드레인 통로(33)와 연결되는 수분 유입 포트(39a)를 지니며 연료 통로(31)를 폐쇄할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 히터 어셈블리(40)는 헤드 커버(13)의 연료 유입 니플(15)을 통해 연료 통로(31)로 유입되는 연료를 가열하여 겨울철 등에 연료가 응고되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이러한 히터 어셈블리(40)는 소정의 전원을 인가받아 열을 발생시키는 것으로, 바디(20)의 연료 통로(31)에 설치된다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터에 적용되는 히터 어셈블리를 도시한 도면이다.

앞서 개시한 도면들과 함께 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 히터 어셈블리(40)는 바디(20)의 내부에 설치되는 바, 그 바디(20)의 연료 통로(31)에 설치될 수 있다. 이러한 히터 어셈블리(40)는 한 쌍의 방열 플레이트(41)와 복수 개의 PTC 소자들(43)을 포함한다.

방열 플레이트(41)는 열을 용이하게 방출할 수 있는 금속 소재로 이루어지며, 바디(20)의 연료 통로(31) 내부에 설치된다. 방열 플레이트(41)는 연료 통로(31)의 내벽 면에 고정되게 설치될 수 있다.

그리고, PTC 소자들(43)은 전원을 인가받아 열을 발생시키는 것이다. PTC 소자들(43)은 열을 방열 플레이트(41)에 전달할 수 있도록 그 한 쌍의 방열 플레이트(41) 사이에 배치되며, 체결 볼트(45)를 통해 방열 플레이트(41)에 체결될 수 있다.

이러한 PTC 소자들(43)은 반도체 소자로서 이루어지며, 일정 이상의 전류가 흐르면 열이 발생하고, 자기 발열에 의해 스위칭 온도에 도달하면 전기 저항이 증가하여 전류를 차단함으로써 일정 온도의 열을 발생시키는 기능을 하게 된다.

여기서, PTC 소자들(43)은 방열 플레이트(41)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 연속적으로 배열되는 바, 본 발명의 실시예에서는 방열 플레이트(41)의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

이와 같이 PTC 소자들(43)을 방열 플레이트(41)에 이의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치하는 이유는 방열 플레이트(41)에 대한 연료의 열전달 면적을 증대시킴과 아울러, 연료 통로(31)를 따라 흐르는 연료의 스트림 길이(유로 길이)를 증대시키기 위함이다.

그리고, PTC 소자들(43)은 전원 및 신호 체계의 전기적인 신호를 인가하기 위한 접속 단자들(47)과 연결된다. 이러한 접속 단자(47)는 PTC 소자들(43)과 연결된 상태로 위에서 언급한 바 있는 바디(20)의 장착부(23)에 배치된다. 이 경우, 접속 단자들(47)은 장착부(23)에 구비된 커넥터(29)에 전기적인 신호 체계로서 접속되게 설치된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 바디(20)의 길이 방향에 따른 각 방열 플레이트(41)의 양측 가장자리 단부는 연료 통로(31)의 내벽 면을 향하여 탄성적으로 굴곡지게 절곡된 굴곡부(49)를 형성하고 있다.

굴곡부(49)는 탄성 복원력에 의해 방열 플레이트(41) 자체를 연료 통로(31)의 내벽 면에 고정시키는 기능을 하게 되고, 그 연료 통로(31)를 따라 흐르는 연료를 가이드 하는 기능도 하게 된다.

또한, 상기와 같이 방열 플레이트(41)의 양측 가장자리 단부에 굴곡부(49)를 형성하는 이유는 그 방열 플레이트(41)에 대하여 연료 통로(31)를 따라 흐르는 연료의 접촉 면적(열 전달 면적)을 증대시키기 위함이다.

다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 의한 히터 어셈블리(40)는 엔진 본체(1)에 기 장착되어 있는 연료 온도 센서(91)의 감지 신호에 따라 선택적으로 작동될 수 있다.

부연 설명하면, PTC 소자들(43)은 제어기(90)를 통하여 전원 및 전기적인 신호 체계를 인가 받는데, 연료 온도 센서(91)는 연료의 온도를 감지하고 그 감지 신호를 제어기(90)에 출력한다.

제어기(90)는 연료 온도 센서(91)로부터 감지 신호를 제공받아 기 설정된 연료의 기준 온도 범위와 비교하여, 연료의 온도가 기준 온도 범위 미만인 것으로 판단되면, PTC 소자들(43)에 전원 및 전기적인 작동 신호를 인가할 수 있다.

앞서 개시한 도 2a, 도 2b 및 도 3과 함께 도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 워터 센서(60)는 필터 어셈블리(11)를 통해 연료로부터 분리되어 하우징(10)의 내측 하부에 저장된 수분의 수위를 감지하기 위한 것이다.

워터 센서(60)는 바디(20)의 수분 드레인 통로(33)에 설치되는 바, 그 바디(20)의 장착부(23)에 설치되는 회로 기판(61)과, 그 회로 기판(61)에 연결되는 한 쌍의 센서 핀(63)을 포함한다.

회로 기판(61)은 센서 핀(63)에 전기적인 저항 등과 같은 감지 소스를 인가하며, 그 감지 소스로서 센서 핀(63)을 통해 감지된 감지 신호를 제어기(90)로 출력할 수 있다.

이러한 회로 기판(61)은 바디(20)의 장착부(23)에 설치되는 바, PTC 소자들(43)의 접속 단자들(47)과 별개로 위에서 언급한 바 있는 장착부(23)의 커넥터(29)에 전기적인 신호 체계로서 접속될 수 있다.

그리고, 센서 핀들(63)은 예를 들면 하우징(10)의 내측 하부에 저장된 수분의 수위를 전기적인 저항으로서 감지하는 것으로, 바디(20)의 장착부(23)에 고정된 상태로 회로 기판(61)에 전기적으로 연결되며, 수분 드레인 통로(33) 내에 배치된다.

즉, 센서 핀들(63)은 하우징(10)의 내측 하부에 저장되며 밀폐캡(39)의 수분 유입 포트(39a)를 통해 수분 드레인 통로(33)로 유입되는 수분의 수위를 감지할 수 있다.

도면에서 미 설명된 참조부호 71은 PTC 소자들(43)의 접속 단자들(47)과 워터 센서(60)의 회로 기판(61)을 수용하고 있는 장착부(23)를 커버링하기 위한 바디 커버를 나타낸다. 이 바디 커버(71)는 장착부(23)의 상부 개방단에 결합될 수 있다(도 2a 및 도 2b 참조).

앞서 개시한 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 수분 배출부(80)는 필터 어셈블리(11)를 통해 연료로부터 분리되어 하우징(10)의 내측 하부에 저장된 상태로 바디(20)의 수분 드레인 통로(33)로 유입되는 수분을 배출하기 위한 것이다.

수분 배출부(80)는 바디(20)의 상단부에 구비된다. 구체적으로 수분 배출부(80)는 바디(20)의 상단부에 형성되는 수분 배출 포트(81)와, 수분 배출 포트(81)에 설치되는 드레인 플러그(83)를 포함한다.

수분 배출 포트(81)는 바디(20)의 장착부(23)에 일체로 형성되며, 수분 드레인 통로(33)와 연결될 수 있다. 드레인 플러그(83)는 수분 배출 포트(81)에 체결되며, 그 수분 배출 포트(81)를 개폐시키는 드레인 볼트를 포함할 수 있다.

즉, 하우징(10)의 내측 하부에 저장되며 밀폐캡(39)의 수분 유입 포트(39a)를 통해 수분 드레인 통로(33)로 유입되는 수분의 수위를 워터 센서(60)를 통해 감지하고 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력하면, 작업자는 수분의 수위를 확인하여 드레인 플러그(83)를 수분 배출 포트(81)로부터 분리한 상태에서 그 수분 배출 포트(81)를 통해 물 빼기 작업을 하우징(10)의 상부에서 실시할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 마운트 브라켓(14)을 통해 엔진 본체(1)에 일체로 장착되므로, 차량의 옵셋 충돌 시 그 충돌력에 의해 손상될 염려가 없는 등 충돌 안정성 및 충돌 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 바디(20)의 상부에 히터 어셈블리(40), 워터 센서(60) 및 수분 배출부(80)를 단일의 모듈로서 일체로 구성하므로, 전체적인 구조가 단순해지고, 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 엔진 본체(1)와 일체로 구성하고, 바디(20)의 상부에 수분 배출부(80)를 구성하므로, 전체 장치(100)의 조립 작업성을 향상시킬 수 있고, 수분 배출부(80)를 통해 상부에서 물 빼기 작업을 할 수 있기 때문에 정비성을 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)는 엔진 본체(1)에 기 장착되어 있는 연료 온도 센서(91)를 이용하여 히터 어셈블리(40)의 작동을 엔진 ECU와 같은 제어기(90)를 통해 제어함으로써 기존의 써모 스위치를 삭제할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 기존의 써모 스위치를 삭제할 수 있으므로, 전체 장치(100)의 구조를 단순화시킬 수 있고, 조립 부품 수를 줄임으로써 조립 불량률, 제작 원가 및 중량을 감소시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진용 연료 필터(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.

우선, 본 발명의 실시예에서는 연료 탱크(미도시)로부터 공급되는 연료를 헤드 커버(13)의 연료 유입 니플(15)을 통하여 하우징(10)의 내부로 유입시킨다. 이 때 연료는 필터 어셈블리(11)의 중공(12) 측에서 바디(20)의 연료 통로(31)로 유입되는데, 연장부(25) 상측의 연료 입구(37)를 통해 연료 통로(31)로 유입될 수 있다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 엔진 본체(1)에 기 장착되어 있는 연료 온도 센서(91)를 통해 연료의 온도를 감지하고 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.

그러면, 제어기(90)는 연료 온도 센서(91)로부터 감지 신호를 제공받아 기 설정된 연료의 기준 온도 범위와 비교하여, 연료의 온도가 기준 온도 범위 미만인 것으로 판단되면, 히터 어셈블리(40)의 PTC 소자들(43)에 전원 및 전기적인 작동 신호를 인가한다.

이에, PTC 소자들(43)은 커넥터(29)에 접속된 접속 단자들(47)을 통해 전원을 인가받아 열을 발생시킨다. 이러한 열은 방열 플레이트(41)를 통해 방열되며 연료 통로(31)를 따라 흐르는 연료를 일정 온도로 가열한다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 PTC 소자들(43)이 방열 플레이트(41)에 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치되어 있기 때문에, 방열 플레이트(41)에 대한 열 전달 면적을 증대시키고, 연료 통로(31)를 따라 흐르는 연료의 유로 길이를 증대시킴으로써 히터 어셈블리(40)를 통한 연료의 열 전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 방열 플레이트(41)의 양측 가장자리 단부에 연료 통로(31)의 내벽 면을 향하며 절곡된 굴곡부(49)를 형성하고 있기 때문에, 방열 플레이트(41)에 대하여 연료 통로(31)를 따라 흐르는 연료의 접촉 면적을 더욱 증대시킬 수 있다.

상기와 같이 히터 어셈블리(40)에 의해 가열된 연료는 연료 통로(31)로부터 연장부(25) 하측의 연료 출구(38)를 통해 배출되며, 필터 어셈블리(11)를 통과하게 된다.

이 과정에 연료 중에 함유된 이물질은 필터 어셈블리(11)에 의해서 필터링 되고, 이렇게 이물질이 제거된 연료는 헤드 커버(13)의 연료 배출 니플(17)을 통해 배출되며 엔진 측으로 공급된다.

이 경우, 필터 어셈블리(11)를 통해 이물질이 제거된 연료는 히터 어셈블리(40)에 의해 가열된 상태를 유지하므로, 겨울철 등에 응고되지 않은 상태로 엔진에 공급될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과정을 거치는 동안, 본 발명의 실시예에서 연료 중에 포함된 수분은 비중 차이에 의해 필터 어셈블리(11)를 통해 연료로부터 분리되며 하우징(10)의 내측 하부에 저장된다.

이렇게 하우징(10)의 내측 하부에 저장된 수분은 밀폐캡(39)의 수분 유입 포트(39a)를 통해 바디(20)의 수분 드레인 통로(33)로 유입된다.

그러면, 워터 센서(60)의 센서 핀들(63)은 바디(20)의 수분 드레인 통로(33)로 유입되는 수분의 수위를 감지하고 그 감지 신호를 회로 기판(61)을 통해 제어기(90)로 출력한다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 제어기(90)를 통해 수분의 수위를 확인하여 수분 배출부(80)의 드레인 플러그(83)를 수분 배출 포트(81)로부터 분리한 상태로, 하우징(10)의 상부에서 수분 배출 포트(81)를 통해 물 빼기 작업을 실시할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 엔진 본체 10... 하우징
11... 필터 어셈블리 12... 중공
13... 헤드 커버 14... 마운트 브라켓
15... 연료 유입 니플 17... 연료 배출 니플
19... 삽입홀 20... 바디
21... 체결수단 23... 장착부
25... 연장부 29... 커넥터
31... 연료 통로 33... 수분 드레인 통로
35... 격벽 37... 연료 입구
38... 연료 출구 39... 밀폐캡
39a... 수분 유입 포트 40... 히터 어셈블리
41... 방열 플레이트 43... PTC 소자
45... 체결 볼트 47... 접속 단자
49... 굴곡부 60... 워터 센서
61... 회로 기판 63... 센서 핀
71... 바디 커버 80... 수분 배출부
81... 수분 배출 포트 83... 드레인 플러그
90... 제어기 91... 연료 온도 센서

Claims (20)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 헤드 커버;
   엔진 본체에 일체로 장착되고, 상기 헤드 커버와 결합되며 필터 어셈블리를 내장하는 하우징;
   상기 헤드 커버를 관통하여 상기 필터 어셈블리의 중심부에 설치되며, 상기 필터 어셈블리와 연결되는 연료 통로 및 상기 하우징의 내측 하부와 연결되는 수분 드레인 통로를 각각 구획 형성하는 바디;
   상기 바디의 연료 통로에 설치되며, 상기 엔진 본체에 구비된 연료 온도센서의 감지신호에 따라 선택적으로 작동되는 히터 어셈블리;
   상기 바디의 수분 드레인 통로에 설치되며, 디젤 연료로부터 분리된 수분의 수위를 감지하는 워터 센서; 및
   상기 수분 드레인 통로로 유입되는 수분을 배출하기 위해 상기 바디의 상단부에 구비되는 수분 배출부;를 포함하며,
   상기 히터 어셈블리는 상기 연료 통로에 설치되는 한 쌍의 방열 플레이트와, 상기 방열 플레이트 사이에 배치되며 체결 볼트를 통해 상기 방열 플레이트들에 체결되는 복수 개의 PTC 소자들을 포함하고,
   상기 PTC 소자들은 방열 플레이트의 길이 방향을 따라 지그재그 형태로 배치되며,
   상기 바디의 길이 방향에 따른 각 방열 플레이트의 양단부에는 연료 통로의 내벽 면을 향하여 탄성적으로 굴곡지게 절곡된 굴곡부가 구비되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 바디는,
   단일의 모듈 형태로서 상기 히터 어셈블리, 상기 워터 센서 및 수분 배출부를 일체로 구성하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 바디의 상단부에는,
   상기 히터 어셈블리와 워터 센서를 지지하며, 상기 수분 배출부를 형성하는 장착부가 구비되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 헤드 커버는,
    디젤 연료를 상기 필터 어셈블리로 유입시키는 연료 유입 니플과,
    상기 필터 어셈블리를 거치며 수분과 이물질이 제거된 디젤 연료를 배출하는 연료 배출 니플
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
11. 제7 항에 있어서,
    상기 바디는,
    내부의 중공에 격벽을 통해 반원 단면의 상기 연료 통로 및 수분 드레인 통로를 각각 구획 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 제7 항에 있어서,
    상기 바디의 상단부에는 상기 히터 어셈블리와 상기 워터 센서를 지지하며, 상기 수분 배출부를 형성하는 장착부가 구비되고,
    상기 장착부에는 상기 PTC 소자들과 전기적인 신호 체계로서 접속되는 커넥터가 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
16. 제9 항에 있어서,
    상기 워터 센서는,
    상기 장착부에 설치되는 회로 기판과,
    상기 회로 기판에 연결되고, 상기 장착부에 고정되며, 상기 수분 드레인 통로에 배치되는 적어도 하나의 센서 핀
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
17. 제7 항에 있어서,
    상기 수분 배출부는,
    상기 바디의 상단부에 형성되며, 상기 수분 드레인 통로와 연결되는 수분 배출 포트와,
    상기 수분 배출 포트에 설치되는 드레인 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 바디의 상단부에는 상기 히터 어셈블리와 상기 워터 센서를 지지하며, 상기 수분 배출부를 형성하는 장착부가 구비되고,
    상기 장착부에는 상기 수분 배출 포트가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
19. 제17 항에 있어서,
    상기 바디의 하단부에는,
    상기 수분 드레인 통로와 연결되는 수분 유입 포트를 지니며 상기 연료 통로를 폐쇄하는 밀폐캡이 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.
20. 제7 항에 있어서,
    상기 히터 어셈블리는,
    상기 엔진 본체에 구비된 연료 온도 센서의 감지 신호에 따라 선택적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 필터.

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