KR101795077B1

KR101795077B1 - 차량용 연료필터

Info

Publication number: KR101795077B1
Application number: KR1020120135223A
Authority: KR
Inventors: 정장현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2017-11-07
Also published as: KR20140067672A

Abstract

본 발명은, 연료필터의 내부에 마련되며, 연료에 함유된 수분을 분리하는 다층 구조의 여과지; 상기 여과지의 하부에 마련되며, 상기 여과지에 의해 분리된 수분이 저수되는 제1저수공간; 및 상기 제1저수공간의 바닥에 마련되며, 엔진의 구동시 상기 연료필터에 유입되는 연료의 압력에 의해 개방되면서 제1저수공간에 저수된 수분을 배출하는 체크밸브;를 포함하여 구성되는 차량용 연료필터가 소개된다.

Description

차량용 연료필터{FUEL FILTER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 연료필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중 배출 구조를 적용하여 연료로부터 분리된 수분의 재결합을 방지하면서 수분이 엔진으로 유입되는 것을 방지하며, 이중 여과 구조를 적용하여 수분리 효율을 증대시키도록 한 차량용 연료필터에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 화석연료를 대체할 신재생에너지 개발이 한창이며, 이런 가운데 식물 자원을 원료로 생산되는 바이오 에너지의 입지가 크게 부각되고 있다.

바이오디젤, 바이오에탄올로 대변되는 바이오연료는 여타 신재생에너지처럼 연료를 사용하기 위한 전용 차량을 개발할 필요도 없어, 도입과 운용 편의성 측면의 확고한 우위를 점하고 있다.

특히, 디젤유 적용에 대한 법규 변경으로 인해 일반 디젤 연료와 바이오연료의 혼합 공급을 의무화하는 등 바이오연료의 함유량이 점차 증대되고 있는 실정에 있다.

그러나, 이같은 바이오연료는 수분과의 응집력이 강하여 디젤연료로부터 수분을 분리하는 효율이 떨어지는 문제가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 연료필터의 구조를 도시한 것으로, 연료필터(1) 내부에 단층 구조의 여과지(2)가 마련되어 연료펌프에 송출되는 연료에서 수분을 분리하고, 분리 및 여과된 연료를 엔진 측으로 공급하게 된다.

그러나, 상기한 종래의 연료필터는 단층 여과방식의 여과지 특성상 연료에 함유된 수분입자의 여과효율이 떨어지게 됨으로써, 바이오디젤 및 조악연료에 대한 연료 필터링시 수분리 효율이 저하되는 단점이 있다.

특히, 상기 연료필터의 하부에 연료로부터 분리된 수분이 포집되는바, 포집된 수분이 여과지 측에 재침입되어 엔진 및 연료 시스템 측으로 공급되면, 이는 곧 내마모성의 약화로 이어져 부식내구성에 취약한 문제점이 발생된다.

한편, 종래에 한국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0062104호의 "바이오 디젤 대응 수분리 2중 배출구조"가 소개된바 있다.

그러나, 상기 종래 기술 역시 전술한 문제점을 해결할 수 없는 문제가 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2011-0062104

A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 이중 배출 구조를 적용하여 연료로부터 분리된 수분의 재결합을 방지하면서 수분이 엔진으로 유입되는 것을 방지하도록 한 차량용 연료필터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다층 여과 구조를 적용하여 수분리 효율을 증대시키도록 한 차량용 연료필터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 연료필터의 내부에 마련되며, 연료에 함유된 수분을 분리하는 다층 구조의 여과지; 상기 여과지의 하부에 마련되며, 상기 여과지에 의해 분리된 수분이 저수되는 제1저수공간; 및 상기 제1저수공간의 바닥에 마련되며, 엔진의 구동시 상기 연료필터에 유입되는 연료의 압력에 의해 개방되면서 제1저수공간에 저수된 수분을 배출하는 체크밸브;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1저수공간의 하부에는 제2저수공간이 마련되어, 상기 체크밸브에 의해 하부로 배출된 수분이 상기 제2저수공간에 저수될 수 있다.

상기 체크밸브는, 상기 제1저수공간의 하부에 마련되며, 중심에 고정홀이 형성된 격벽; 상기 고정홀에 끼워져 고정되며, 상단부의 내주면을 따라 걸림턱이 형성되고, 하단부의 내주면을 따라 지지턱이 형성된 리테이너; 상부면이 상기 걸림턱의 저면에 밀접 가능하게 구비되는 압력플레이트; 및 상단부가 상기 압력플레이트의 하부면에 지지되며, 하단부가 상기 지지턱의 상부면에 지지되어 상기 압력플레이트가 상기 걸림턱에 밀접되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 여과지는, 연료에 함유된 수분을 걸러내며, 상기 수분들이 결합되어 수분입자가 거대화되도록 구성된 친수성 재질의 제1여과지; 상기 제1여과지를 통해 거대화된 수분입자를 걸러내도록 구성된 방수성 재질의 제2여과지;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1여과지는 여과지의 외측부에 마련되어, 연료에 함유된 수분을 1차로 걸러내도록 구성되며; 상기 제2여과지는 여과지의 내측부에 마련되어, 연료에 함유된 수분을 2차로 걸러내도록 구성될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 엔진의 구동 여부에 따라 체크밸브가 개방 또는 폐쇄됨으로써, 엔진 구동시에는 연료로부터 분리된 수분이 체크밸브의 하부로 원활하게 배출되며, 엔진 구동 정지시에는 연료로부터 분리된 수분이 체크밸브에 의해 여과지 측과 차단되도록 함으로써, 엔진 및 연료 시스템에 수분이 침투하는 것을 근본적으로 방지하는 효과가 있다.

더욱이, 친수성 재질의 제1여과지를 통해 수분입자를 거대화하며, 방수성 재질의 제2여과지를 통해 거대화된 수분입자를 걸러내는 이중 여과구조가 마련됨으로써, 수분리 효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 연료필터 및 여과지의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 연료필터의 내부 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 제1저수공간 및 제2저수공간의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 체크밸브의 구조를 구체화한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 여과지의 구성과, 여과지의 수분 여과 작용을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5에 의한 본 발명의 차량용 연료필터는, 크게 다층 구조의 여과지(20)와, 제1저수공간(30) 및 체크밸브(40)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 연료필터(10)의 내부에 마련되며, 연료에 함유된 수분을 분리하는 다층 구조의 여과지(20)와; 상기 여과지(20)의 하부에 마련되며, 상기 여과지(20)에 의해 분리된 수분이 포집되는 제1저수공간(30); 및, 상기 제1저수공간(30)의 바닥에 마련되며, 엔진의 구동시 상기 연료필터(10)에 유입되는 연료의 압력에 의해 개방되면서 제1저수공간(30)에 저수된 수분을 배출하는 체크밸브(40)를 포함하여 구성된다.

도 2는 상기 연료필터(10)의 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 연료필터(10)는 필터하우징(12)의 내부에 여과지(20)가 내장된 것으로, 상기 필터하우징(12)의 상단 일측에는 연료펌프로부터 연료가 유입될 수 있도록 유입구(14)가 마련되며, 상기 필터하우징(12)의 상단 타측에는 상기 연료필터(10)에서 여과된 연료가 엔진 및 연료시스템으로 토출되도록 토출구(16)가 마련된다.

그리고, 상기 필터하우징(12)의 내부 중앙 부분에는 여과지(20)가 구비되며, 상기 여과지(20)는 다층 구조로 이루어진다. 여기서, 상기 다층 구조의 여과지(20)는 친수성 및 방수성 재질의 여과지(20)일 수 있다.

아울러, 상기 여과지(20)의 하부에는 격벽(42)이 마련되며, 상기 격벽(42)과 여과지(20) 사이에는 상기 여과지(20)에 의해 분리된 수분이 저수되도록 제1저수공간(30)이 조성된다.

또한, 상기 제1저수공간(30)의 바닥에 위치한 격벽(42)의 중심에는 체크밸브(40)가 마련됨으로써, 상기 제1저수공간(30)에 저수된 수분이 체크밸브(40)의 개방시 하부로 배출되도록 구성된다. 여기서, 상기 체크밸브(40)는 연료필터(10) 내부의 압력변화에 따라 선택적으로 개방 또는 폐쇄되어 체크밸브(40)를 통해 배출된 연료가 엔진 측으로 역류되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 엔진의 구동시, 연료펌프로부터 연료필터(10) 내부에 연료가 유입되는바, 그 유입되는 연료압력에 의해 체크밸브(40)가 개방되며, 반대로 엔진의 구동 정지시, 연료펌프로부터 연료의 공급이 차단되는바, 체크밸브(40)에 연료 공급압력이 가해지지 않게 됨으로써, 체크밸브(40)가 폐쇄된다.

즉, 엔진의 구동 여부에 따라 체크밸브(40)가 개방 또는 폐쇄됨으로써, 엔진 구동시에는 연료로부터 분리된 수분이 체크밸브(40)의 하부로 원활하게 배출되며, 엔진 구동 정지시에는 연료로부터 분리된 수분이 체크밸브(40)에 의해 여과지(20) 측과 차단됨으로써, 엔진 및 연료 시스템에 수분이 침투하는 것을 근본적으로 방지하게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 제1저수공간(30) 및 제2저수공간(50)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 제1저수공간(30)의 하부에는 제2저수공간(50)이 마련되어, 상기 체크밸브(40)에 의해 배출된 수분이 상기 제2저수공간(50)에 포집될 수 있다. 즉, 상기 격벽(42) 하부에 제2저수공간(50)이 마련됨으로써, 상기 체크밸브(40)의 개방시 상기 제1저수공간(30)에서 배출되는 수분이 상기 제2저수공간(50)에 포집된다. 여기서, 상기 제2저수공간(50)에는 수분이 저수되는 용량에 따라 일정 용량 이상이 저수되면, 전기적으로 이를 감지하여 자동으로 배출하는 수분자동배출수단(52)이 마련될 수 있으며, 상기 수분자동배출수단(52)은 공지된 기술인바 구체적인 구성 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 본 발명은 여과지(20)의 하부에 수분이 저수되는 제1저수공간(30) 및 제2저수공간(50)이 이중으로 마련됨으로써, 엔진 구동시 제1저수공간(30)에서 제2저수공간(50)으로 여과된 수분이 흐르게 되며, 엔진 구동 정지시에는 제1저수공간(30)과 제2저수공간(50)의 사이가 차단되는바, 제2저수공간(50)에서 제1저수공간(30)으로 수분이 역류하는 것을 방지함은 물론, 제2저수공간(50)에 일정량 이상이 수분이 모여지는 경우 수분을 한번에 배출할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 체크밸브(40)의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 체크밸브(40)는, 상기 제1저수공간(30)의 하부에 마련되며, 중심에 고정홀(42a)이 형성된 격벽(42)과, 상기 고정홀(42a)에 끼워져 고정되며, 상단부의 내주면을 따라 걸림턱(44a)이 형성되고, 하단부의 내주면을 따라 지지턱(44b)이 형성된 리테이너(44)와, 상부면이 상기 걸림턱(44a)의 저면에 밀접 가능하게 구비되는 압력플레이트(46) 및, 상단부가 상기 압력플레이트(46)의 하부면에 지지되며, 하단부가 상기 지지턱(44b)의 상부면에 지지되어 상기 압력플레이트(46)가 상기 걸림턱(44a)에 밀접되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링(48)을 포함하여 구성된다.

즉, 엔진의 구동시, 연료의 공급압력에 의해 압력플레이트(46)에 압력이 가해지게 되면, 상기 압력플레이트(46)에 가해지는 가압력이 스프링(48)의 탄성력보다 커지는 시점에서 스프링(48)을 압축시키게 되어 상기 압력플레이트(46)의 상면과 리테이너(44)의 지지턱(44b) 저면 사이가 벌어지게 되면서, 체크밸브(40)가 개방된다.

이에 따라, 상기 여과지(20)에 의해 연료필터(10) 내부에 공급되는 연료에서 수분이 분리되어 제1저수공간(30)으로 수분이 떨어지게 되는바, 상기 제1저수공간(30)에 떨어지는 수분들이 압력플레이트(46)와 지지턱(44b) 사이의 벌어진 틈을 통해 제2저수공간(50) 내부에 배출된다. 따라서, 상기 연료로부터 분리된 수분이 제2저수공간(50)으로 떨어져 저수될 수 있게 된다.

반면, 엔진의 구동 정지시에는, 상기 연료필터(10) 내부에 연료의 공급이 더 이상이 진행되지 않게 되는바, 상기 스프링(48)의 탄성력에 의해 압력플레이트(46)를 지지턱(44b) 측으로 밀어 올리게 되어, 상기 압력플레이트(46)의 상면과 리테이너(44)의 지지턱(44b) 저면 사이가 밀착되면서, 체크밸브(40)가 폐쇄된다.

따라서, 상기 제2저수공간(50)에 저수된 수분이 상기 체크밸브(40)에 의해 제1저수공간(30) 측으로 역류되거나 재유입되지 않게 됨으로써, 엔진 측으로 수분이 침투하는 것을 방지하게 된다.

도 5는 본 발명에 의한 여과지(20)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 여과지(20)는, 연료에 함유된 수분을 걸러내며, 상기 수분들이 결합되어 수분입자가 거대화되도록 구성된 친수성 재질의 제1여과지(22)와, 상기 제1여과지(22)를 통해 거대화된 수분입자를 걸러내도록 구성된 방수성 재질의 제2여과지(24)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 친수성 재질의 제1여과지(22)를 통해 수분입자가 결합되도록 하여 수분입자를 거대화시키며, 방수성 재질의 제2여과지(24)를 통해 거대화된 수분입자를 걸러내게 된다.

아울러, 상기 제1여과지(22)는 여과지(20)의 외측부에 마련되어, 연료에 함유된 수분을 1차로 걸러내도록 구성되며, 상기 제2여과지(24)는 여과지(20)의 내측부에 마련되어, 연료에 함유된 수분을 2차로 걸러내도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 연료필터(10) 내부에 유입되는 연료가 친수성 재질의 제1여과지(22)에 의해 1차적으로 걸러지게 됨으로써, 연료에 함유된 수분입자들이 서로 합쳐지게 되면서 거대화되고, 거대화된 수분입자는 제2여과지(24) 측으로 점차 이동된다.

이어서, 상기 제2여과지(24) 측으로 이동된 수분입자는 방수성 재질의 제2여과지(24)에 의해 걸러지게 되면서, 연료에 함유된 수분입자는 제1저수공간(30)으로 떨어져 배출됨과 동시에 수분입자가 여과된 연료는 토출구(16)를 통해 엔진 측으로 유입된다.

따라서, 상기 제1여과지(22)와 제2여과지(24)의 이중 여과 구조를 통해 수분리 효율을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 연료필터 20 : 여과지
22 : 제1여과지 24 : 제2여과지
30 : 제1저수공간 40 : 체크밸브
42 : 격벽 44 : 리테이너
46 : 압력플레이트 48 : 스프링
50 : 제2저수공간

Claims

연료필터(10)의 내부에 마련되며, 연료에 함유된 수분을 분리하는 다층 구조의 여과지(20);
상기 여과지(20)의 하부에 마련되며, 상기 여과지(20)에 의해 분리된 수분이 저수되는 제1저수공간(30); 및
상기 제1저수공간(30)의 바닥에 마련되며, 엔진의 구동시 상기 연료필터(10)에 유입되는 연료의 압력에 의해 개방되면서 제1저수공간(30)에 저수된 수분을 배출하는 체크밸브(40);를 포함하고,
상기 체크밸브(40)는,
상기 제1저수공간(30)의 하부에 마련되며, 중심에 고정홀(42a)이 형성된 격벽(42);
상기 고정홀(42a)에 끼워져 고정되며, 상단부의 내주면을 따라 걸림턱(44a)이 형성되고, 하단부의 내주면을 따라 지지턱(44b)이 형성된 리테이너(44);
상부면이 상기 걸림턱(44a)의 저면에 밀접 가능하게 구비되는 압력플레이트(46); 및
상단부가 상기 압력플레이트(46)의 하부면에 지지되며, 하단부가 상기 지지턱(44b)의 상부면에 지지되어 상기 압력플레이트(46)가 상기 걸림턱(44a)에 밀접되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링(48);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 연료필터.
청구항 1에 있어서,
상기 제1저수공간(30)의 하부에는 제2저수공간(50)이 마련되어, 상기 체크밸브(40)에 의해 하부로 배출된 수분이 상기 제2저수공간(50)에 저수되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료필터.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 여과지(20)는,
연료에 함유된 수분을 걸러내며, 상기 수분들이 결합되어 수분입자가 거대화되도록 구성된 친수성 재질의 제1여과지(22);
상기 제1여과지(22)를 통해 거대화된 수분입자를 걸러내도록 구성된 방수성 재질의 제2여과지(24);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 연료필터.
청구항 4에 있어서,
상기 제1여과지(22)는 여과지(20)의 외측부에 마련되어, 연료에 함유된 수분을 1차로 걸러내도록 구성되며;
상기 제2여과지(24)는 여과지(20)의 내측부에 마련되어, 연료에 함유된 수분을 2차로 걸러내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료필터.