KR19980075963A - Drainage of fuel filter for automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 연료필터의 배수장치에 관한 것으로, 그러나 종래의 연료필터의 물빼기는 수동으로 되어 있어서 불편했던 문제가 있었다.The present invention relates to a drainage of a fuel filter for an automobile, but the drainage of a conventional fuel filter is manual, which causes inconvenience.
본 발명은 예시도면 도 3 내지 도 4와 같이, 물과 연료의 경계면에 떠있는 부표(22)가 여과 엘리먼트(5)를 지나면서 걸러진 수분의 축적됨으로 수위가 높아져 상승하게 되면 코일스프링(24)이 배출밸브(26)의 첨단부(34)를 당기게 되어 하부커버(20)의 배출홀(36)이 개방되고, 이에 배수되면서 수위가 다시 낮아지면 배출홀(36) 주위에 형성되는 물의 유속에 의해 배출밸브(26)의 첨단부(34)가 다시 배출홀(36)을 막게 되는 것으로, 자동으로 연료필터(1)내에 고였던 물이 일정수위 이상이 되면 저절로 빠지도록 되어 있어서 연료필터내의 수분제거가 편리하게 되는 효과가 있다.3 to 4, when the buoy 22 floating at the interface between water and fuel is accumulated through the filtering element 5 and the water level is increased, the coil spring 24 rises. The tip 34 of the discharge valve 26 is pulled to open the discharge hole 36 of the lower cover 20, and when the water level is lowered while being drained, the flow rate of water formed around the discharge hole 36 is reduced. As a result, the tip 34 of the discharge valve 26 closes the discharge hole 36 again. When the water accumulated in the fuel filter 1 automatically exceeds a predetermined level, water is removed from the fuel filter. The effect is that the removal is convenient.
Description
본 발명은 자동차용 연료필터의 배수장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하면 연료와 물의 밀도차와 변화된 수위에 따라 승강하는 부표에 의해 적절한 시기에 자동으로 배출밸브가 열려 연료필터내의 물이 자동으로 배수되게 하는 자동차용 연료필터의 배수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drainage device for an automotive fuel filter. More specifically, the discharge valve is automatically opened at an appropriate time by a buoy that moves up and down according to the density difference between the fuel and water and the changed water level. The present invention relates to a drainage device for an automotive fuel filter for draining.
자동차에는 모든 운전조건에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하는 장치인 연료장치가 설치되어 있는 바, 이 장치의 주요부는 연료분사장치로 여기에서 연료와 공기를 적절히 혼합시켜 엔진에 공급한다.The vehicle is equipped with a fuel device, which is a device that supplies the most necessary mixer to the engine under all driving conditions, and the main part of the device is a fuel injection device, where the fuel and air are properly mixed and supplied to the engine. do.
연료를 공급하는 장치는 연료를 저장하는 연료탱크, 연료속에 있는 수분과 먼지 등을 제거하는 연료필터, 연료를 압송하는 연료 펌프 등이 있으며 이들은 연료가 흐르는 파이프로 연결되어 있음은 주지된 바와 같다.The fuel supplying device includes a fuel tank for storing fuel, a fuel filter for removing moisture and dust in the fuel, a fuel pump for pumping fuel, and the like.
예시도면 도 1은 상기한 연료장치를 보인 자동차 내부를 보인 도면으로, 연료펌프(2)의 구동에 의해 고압으로 승압된 연료가 연료탱크(3)내에서 나와 연료필터(1)를 경유하면 상기 연료는 연료필터(1) 내부의 여과 엘리먼트에 의해 걸러져 수분과 먼지가 제거된다.Exemplary Drawing FIG. 1 is a view showing the inside of a vehicle showing the above-described fuel device. When the fuel boosted to high pressure by the driving of the fuel pump 2 exits the fuel tank 3 and passes through the fuel filter 1, The fuel is filtered by the filtering element inside the fuel filter 1 to remove moisture and dust.
예시도면 도 2는 종래의 연료필터를 보인 도면으로, 연료필터(1)는 필터보디(4)와 여과 엘리먼트(5), 중심파이프(6), 상·하부커버(7)(8), 넘침방지 밸브(9), 및 배출 플러그(10)등으로 이루어져 있다.2 is a view illustrating a conventional fuel filter, in which the fuel filter 1 includes a filter body 4, a filtering element 5, a center pipe 6, upper and lower covers 7 and 8, and overflows. It consists of the prevention valve 9, the discharge plug 10, etc.
여과 엘리먼트(5)에는 여과지식(paper type) 및 견포식(cloth type) 등이 있으며, 일반적으로 여과지식이 많이 사용되고 있다. 그리고 여과지식의 엘리먼트는 몇 겹으로 접어 원통모양으로 하여 여과 면적을 크게 하고 있으며, 여과지와 견포식의 엘리먼트를 병용하게 된 것도 있다.The filter element 5 includes a paper type, a cloth type, and the like, and generally, the filter type is widely used. In addition, the filter paper element is folded in several layers to form a cylindrical shape to increase the filtration area, and the filter paper may be used in combination with a silk cloth element.
넘침방지 밸브(9)는 필터의 상부커버(7) 윗부분에 설치되어 있고, 연료펌프(2)의 작동으로 송유압력이 규정압력 이상이 되었을 때 작동하여 연료 넘침을 방지하도록 하고 있다.The overflow preventing valve 9 is provided on the upper part of the upper cover 7 of the filter, and is operated when the oil supply pressure becomes higher than the prescribed pressure by the operation of the fuel pump 2 to prevent fuel overflow.
그리고, 하부커버(8)에는 수분이 모여 고인 물을 감지하는 센서(13)가 장착되어 있다.The lower cover 8 is equipped with a sensor 13 that collects moisture to detect accumulated water.
상기한 연료필터(1)는 연료펌프(2)의 작동으로 보내어진 연료는 입구(11)를 통해 필터보디(4)와 여과 엘리먼트(5)를 거쳐 중심파이프(6)에 이르며, 이 때 연료 속의 먼지나 수분을 분리한다. 따라서 깨끗한 연료만이 출구(12)로 나오게 된다.The fuel filter 1 is the fuel sent to the operation of the fuel pump 2 through the inlet 11 through the filter body 4 and the filtering element 5 to the center pipe 6, at this time the fuel Separate dust and water from inside. Thus only clean fuel exits the outlet 12.
또 여과 엘리먼트(5)의 막힘 등으로 연료필터(1)내의 연료 압력이 규정 이상으로 높아지면 넘침방지 밸브(9)가 작동되어 과잉의 연료가 연료탱크(3)으로 되돌아가게 된다. 또한 넘침방지 밸브(9)는 연료 속에 공기가 혼입되었을 때 연료와 함께 공기를 배출하는 기능도 한다.In addition, when the fuel pressure in the fuel filter 1 becomes higher than specified due to the clogging of the filtration element 5 or the like, the overflow prevention valve 9 is operated to return the excess fuel to the fuel tank 3. The overflow preventing valve 9 also functions to discharge air together with the fuel when the air is mixed in the fuel.
상기와 같이하여 연료내의 수분과 먼지를 걸러낸 연료필터(1)의 하부커버(8)에 물이 일정량이상 고여 있게 되면, 센서(13)가 이를 감지하여 차실내의 경고등(미도시)을 점등케하여 운전자로 하여금 연료필터(1)내의 수분을 배출하라는 신호를 보내준다.As described above, when a certain amount of water is accumulated in the lower cover 8 of the fuel filter 1 that filters water and dust in the fuel, the sensor 13 detects this and lights a warning light (not shown) in the cabin. And sends a signal to the driver to drain the water in the fuel filter (1).
이에 운전자는 연료필터(1)의 배출 플러그(10)를 열어주면 밑에 가라앉아 있던 물이 아래로 빠지게 된다.Accordingly, when the driver opens the discharge plug 10 of the fuel filter 1, the water that has sunk underneath falls out.
그러나, 경고등의 켜져있음을 인지하지 못하여 연료필터(1)에 배출 플러그(10)를 열어 물을 빼주는 작업을 적절한 시기에 하지 않을 경우에는 연료분사장치내로 수분이 섞여들어가 엔진의 시동이 갑자기 꺼지거나 또는 겨울철 동파의 원인이 되는 문제가 있었다.However, if it is not recognized that the warning light is on and the opening of the drain plug 10 to the fuel filter 1 to drain the water is not performed at an appropriate time, water may be mixed into the fuel injection device and the engine may suddenly turn off. Or there was a problem that caused the freezing in winter.
따라서, 본 발명은 종래의 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 수동으로 배출 플러그를 열어주어 연료필터내의 물을 배출하는 것이 아니라 연료와 물의 밀도차와 변화된 수위에 따라 승강하는 부표에 의해 적절한 시기에 연료필터내의 물을 자동으로 배출토록 하는 자동차용 연료필터의 배수장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve such a problem in the related art, and it is not appropriate to open the discharge plug manually to discharge the water in the fuel filter, but to use the buoys that rise and fall according to the density difference and the changed water level of the fuel and water. An object of the present invention is to provide a drainage device for an automotive fuel filter to automatically discharge water in the fuel filter.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 하부커버내에 물의 밀도보다는 작고 연료의 밀도보다는 커서 물과 연료의 경계면에 뜰수 있도록 된 부표가 장착되고, 이 부표 하단에는 코일스프링으로 연결된 배출밸브가 장착되되, 상기한 배출밸브는 그 후부의 가이드바가 상기한 코일스프링에 연결되어 하부커버의 중간 가름판에 장착된 가이드부에 승강되도록 끼워지고, 삼각원뿔형상으로 된 배출밸브의 첨단부는 하부커버의 배출홀을 수위에 따라 승강하는 부표에 의해 개폐가능하도록 된 구조이다.The present invention for realizing the above object is equipped with a buoy in the lower cover is less than the density of water and larger than the density of fuel so that it can float on the interface between the water and the fuel, the discharge valve connected to the coil spring is mounted on the bottom of the buoy. The discharge valve is fitted such that the rear guide bar is connected to the coil spring so as to be elevated to the guide part mounted on the middle split plate of the lower cover, and the tip of the discharge valve having a triangular cone shape is discharge hole of the lower cover. It is a structure that can be opened and closed by a buoy to be elevated according to the water level.
따라서, 본 발명은 물과 연료의 경계면에 떠있는 부표가 여과 엘리먼트를 지나면서 걸러진 수분의 축적됨으로 수위가 높아져 상승하게 되면, 코일스프링이 배출밸브의 첨단부를 당기게 되어 하부커버의 배출홀이 개방된다. 이에 배수되면서 수위가 다시 낮아지면 배출홀 주위에 형성되는 물의 유속에 의해 배출밸브의 첨단부가 다시 배출홀을 막게 된다.Accordingly, in the present invention, when the buoy floating on the interface between water and fuel is raised due to the accumulation of the filtered water as the filter element accumulates, the coil spring pulls the tip of the discharge valve to open the discharge hole of the lower cover. . When the water level is lowered while being drained again, the tip of the discharge valve is blocked again by the flow rate of water formed around the discharge hole.
이에 따라 본 발명은 연료필터내에 고였던 물이 일정수위 이상이 되면 저절로 빠지도록 되어 있어서 연료필터내의 수분제거가 편리하도록 된 것이다.Accordingly, in the present invention, when the water accumulated in the fuel filter reaches a certain level or more, the water is spontaneously drained, so that the water in the fuel filter is easily removed.
도 1은 자동차의 연료장치를 보인 개요도,1 is a schematic view showing a fuel device of a vehicle;
도 2는 종래의 연료필터의 구조를 보인 단면예시도,2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional fuel filter,
도 3은 본 발명에 따른 연료필터의 배수장치의 구성을 보인 단면예시도,Figure 3 is an exemplary cross-sectional view showing the configuration of the drainage of the fuel filter according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 배수장치의 작동상태도 이다.4 is an operational state diagram of the drainage device according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for main parts of the drawing
1 - 연료필터, 20 - 하부커버,1-fuel filter, 20-lower cover,
22 - 부표, 24 - 코일스프링,22-buoy, 24-coil spring,
26 - 배출밸브, 28 - 가이드바,26-outlet valve, 28-guide bar,
30 - 가름판, 32 - 가이드부,30-separator, 32-guide,
34 - 첨단부, 36 - 배출홀.34-tip, 36-discharge hole.
본 발명의 구성및 작용 효과를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.
본 발명은 하부커버(20)내에 물의 밀도보다는 작고 연료의 밀도보다는 커서 물과 연료의 경계면에 뜰수 있도록 된 부표(22)가 장착되고, 이 부표(22) 하단은 코일스프링(24)의 일단이 연결되며, 코일스프링(24)의 타단은 배출밸브(26)의 가이드바(28)와 연결되되, 상기한 가이드바(28)는 하부커버(20) 중간을 나누며 다수의 구멍이 형성된 가름판(30)의 가이드부(32)에 승강되도록 끼워지고, 삼각원뿔형상으로 된 배출밸브(26)의 첨단부(34)는 그 단면적이 하부커버(20)의 배출홀(36)을 수위에 따라 승강하는 부표(22)에 의해 개폐가능하도록 부표(22)의 단면적보다는 작게 형성된 자동차용 연료필터의 배수장치이다.In the present invention, the lower cover 20 is equipped with a buoy 22 which is smaller than the density of water and larger than the density of fuel so that it can float on the interface between water and fuel, and the lower end of the buoy 22 has one end of the coil spring 24. The other end of the coil spring 24 is connected to the guide bar 28 of the discharge valve 26, wherein the guide bar 28 divides the middle of the lower cover 20 and has a plurality of holes formed therein. The tip portion 34 of the discharge valve 26, which is fitted to be elevated by the guide portion 32 of 30, has a triangular cone shape, and the cross-sectional area of the discharge hole 36 of the lower cover 20 is elevated according to the water level. It is a drainage device for a fuel filter for an automobile formed smaller than the cross-sectional area of the buoy 22 to be opened and closed by the buoy 22.
예시도면 도 3은 본 발명에 따른 연료필터의 배수장치의 구성을 보인 단면예시도이다.3 is an exemplary cross-sectional view showing the configuration of a drainage device of a fuel filter according to the present invention.
여기서, 본 발명은 연료필터(1)내에 수분이 모여서 된 물을 사람이 수동으로 배출하도록 하는 것이 아니라 변화된 수위에 의해 자동으로 배출되도록 된 장치로, 그 구성은 다음과 같다.Here, the present invention is a device that does not allow a person to manually discharge the water collected by the moisture in the fuel filter 1, but is automatically discharged by the changed water level, the configuration is as follows.
필터보디(4)내에 중심파이프(6)를 중심으로 장착된 여과 엘리먼트(5)와 필터보디(4)를 덮어주도록 된 상부커버(7)와 넘침방지 밸브(9)가 장착된 연료필터(1)에 있어서, 상기 필터보디(4)의 하부를 덮어주도록 된 하부커버(20)내에 물의 밀도보다는 작고 연료의 밀도보다는 커서 물과 연료의 경계면에 뜰수 있도록 된 부표(22)와 코일스프링(24) 및 배출밸브(26)가 장착되고, 상기한 배출밸브(26)로 개폐가능한 배출홀(36)이 형성된 것이다.A fuel filter 1 equipped with a filter element 5 mounted about the center pipe 6 in the filter body 4 and an upper cover 7 and an overflow valve 9 to cover the filter body 4. In the lower cover 20, which covers the lower part of the filter body 4, the buoy 22 and the coil spring 24, which are smaller than the density of water and larger than the density of fuel, can float on the interface between water and fuel. And the discharge valve 26 is mounted, and the discharge hole 36 that can be opened and closed by the discharge valve 26 is formed.
그리고, 배출밸브(26)는 가이드바(28)와, 상기 가이드바(28)와 일체로 형성된 삼각뿔형상 첨단부(34)가 형성된 것이다.The discharge valve 26 is formed with a guide bar 28 and a triangular pyramidal tip 34 integrally formed with the guide bar 28.
본 발명의 장착구조를 좀더 상세히 설명하면, 부표(22)는 연료보다는 밀도가 커서 연료내에서는 가라앉게 되나 물보다는 밀도가 작아서 물위에 뜨게 되어 있어서 물과 연료의 경계면위에 있게 된다.In more detail, the mounting structure of the present invention, the buoy 22 is larger than the fuel density and sinks in the fuel, but less dense than the water is floating on the water is on the interface between water and fuel.
이 부표(22)의 하단 중심에는 코일스프링(24)의 일단이 연결되어 있고, 코일스프링(24)의 타단은 배출밸브(26)의 가이드바(28)와 연결되어 있다.One end of the coil spring 24 is connected to the lower center of the buoy 22, and the other end of the coil spring 24 is connected to the guide bar 28 of the discharge valve 26.
또한 상기한 배출밸브(26)는 그 가이드바(28)가 하부커버(20) 중간을 나누며 다수의 구멍이 형성되어 있는 가름판(30)의 가이드부(32)에 승강되도록 끼워진 것이고, 배출밸브(26)의 첨단부(34)는 삼각원뿔형상으로 그 단면적(A1)이 하부커버(20)의 배출홀(36)을 수위에 따라 승강하는 부표(22)에 의해 개폐가능하도록 부표(22)의 단면적(Af)보다는 작게 형성된 것이다.In addition, the discharge valve 26 is fitted so that the guide bar 28 is raised and lowered to the guide portion 32 of the splitter plate 30, which is divided into the middle of the lower cover 20, the plurality of holes are formed, The tip portion 34 of the 26 has a triangular cone shape so that its cross-sectional area A1 can be opened and closed by a buoy 22 that raises and lowers the discharge hole 36 of the lower cover 20 according to the water level. It is formed smaller than the cross-sectional area (A f ) of.
부표의 단면적(Af)이 첨단부의 단면적(A1)보다 커야 하는 이유는 다음과 같다.The reason why the cross-sectional area A f of the buoy should be larger than the cross-sectional area A1 of the tip portion is as follows.
ρf: 부표의 밀도, ρw: 물의 밀도, ρo: 연료의 밀도,A1 : 첨단부(34)의 단면적, A2 : 밸출홀(36)의 단면적, Af: 부표(20)의 단면적, L : 연료높이, H : 물의 높이, g : 중력가속도 이다.ρ f : buoy density, ρ w : water density, ρ o : fuel density, A1: cross-sectional area of the tip 34, A2: cross-sectional area of the valve hole 36, A f : cross-sectional area of the buoy 20, L: fuel height, H: water height, g: gravitational acceleration.
식1) 초기의 밸브의 밀폐력= FV= (ρw·g·H + ρo·g·L)A1 - Patm·A2Equation 1) Sealing force of initial valve = F V = (ρ w · g · H + ρ o · g · L) A1-P atmA2
식2) 물이 ΔH만큼 증가할때 부표의 부력증가량은2) When buoyancy increases by ΔH, the buoyancy increase of the buoy is
ΔFf= (ρw·g·ΔH - ρo·g·ΔH)Af= (ρw- ρo)gΔHAf ΔF f = (ρ w · g · ΔH-ρ o · g · ΔH) A f = (ρ w -ρ o ) gΔHA f
식3) 물이 ΔH만큼 증가할때의 밸브 밀폐력증가량은Equation 3) The increase in valve closing force when water increases by ΔH
ΔFV= {[ρw·g(H + ΔH) + ρo·g(L- ΔH)]}A1 - Patm·A2ΔF V = {[ρ w · g (H + ΔH) + ρ o · g (L- ΔH)]} A1-P atmA2
- (ρw·g·H + ρo·g·L)A1 + Patm·A2-(ρ w · gH + ρ ogL ) A1 + P atmA2
= (ρw- ρo)gΔHA1= (ρ w -ρ o ) gΔHA1
즉, 물의 수위가 올라갈때 부력의 증가폭이 밸브의 밀폐력증가보다 커지면 되므로 ΔFVΔFf== A1 Af일때 배출밸브(26)는 수위의 변화에 따라 열리고 닫히는 구조가 된다.That is, when the water level rises, the increase in buoyancy becomes greater than the increase in the sealing force of the valve, so when ΔF V ΔF f == A1 A f, the discharge valve 26 opens and closes according to the change in the water level.
따라서, 본 발명은 예시도면 도 3과 도 4와 같이 연료가 연료필터(1)내로 인입되어 여과 엘리먼트(5)를 통과하면서 걸러진 수분이 축적되어 하부커버(20)의 수위가 높아지면, 물과 연료의 경계면에 떠있는 부표(22)가 수위 변화량만큼 상승하게 된다. 상기한 부표(22)의 상승으로 코일스프링(24)이 배출밸브(26)를 당기게 되어 배출홀(36)이 저절로 열려 물이 빠지게 된다.그러나 물이 빠지면서 생기는 물의 유속은 배출밸브(26)는 밑으로 내려가려고 하나 부표(22)의 부력이 유속의 힘을 이기게 되어 물빠짐이 계속 일어나게 된다.Accordingly, the present invention, when the fuel is introduced into the fuel filter (1) as shown in Figure 3 and 4 through the filter element (5), the filtered water is accumulated and the water level of the lower cover 20 is raised, water and The buoy 22 floating at the interface of the fuel rises by the level change amount. As the buoy 22 rises, the coil spring 24 pulls the discharge valve 26, and the discharge hole 36 opens by itself, and the water is drained. However, the flow rate of the water generated by the drainage of the discharge valve 26 is The buoyancy of the buoy 22 to overcome the force of the flow rate to try to go down, the drip continues to occur.
물빠짐이 일어나 수위가 적당량 낮아지면 부표(22)의 부력보다 유속의 힘이 상대적으로 커지게 되어 배출밸브(26)의 가이드바(28)가 가름판(30)의 가이드부(32)로 내려가게 되면서 배출밸브(26)의 첨단부(34)는 배출홀(36)을 막게 되어 물빠짐이 멈추게 된다.When the water level is lowered and the water level is lowered by an appropriate amount, the force of the flow velocity becomes relatively larger than the buoyancy of the buoy 22 so that the guide bar 28 of the discharge valve 26 is lowered to the guide part 32 of the separator plate 30. As it goes, the tip 34 of the discharge valve 26 blocks the discharge hole 36 to stop the drainage.
상기한 바와 같이, 본 발명은 물과 연료의 경계면에 떠있는 부표(22)가 여과 엘리먼트(5)를 지나면서 걸러진 수분의 축적됨으로 수위가 높아져 상승하게 되면 코일스프링(24)이 배출밸브(26)의 첨단부(34)를 당기게 되어 하부커버(20)의 배출홀(36)이 개방되고, 이에 배수되면서 수위가 다시 낮아지면 배출홀(36) 주위에 형성되는 물의 유속에 의해 배출밸브(26)의 첨단부(34)가 다시 배출홀(36)을 막게 되는 것으로, 자동으로 연료필터(1)내에 고였던 물이 일정수위 이상이 되면 저절로 빠지도록 되어 있어서 연료필터내의 수분제거가 편리하게 되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, when the buoy 22 floating at the interface between water and fuel is accumulated due to the accumulation of filtered water passing through the filtration element 5, the coil spring 24 is discharged. Pull the tip 34 of the) and the discharge hole 36 of the lower cover 20 is opened, when the water level is lowered again while being drained, the discharge valve (26) by the flow rate of water formed around the discharge hole (36) The tip portion 34 of the c) is blocking the discharge hole 36 again, and when the water accumulated in the fuel filter 1 automatically exceeds a predetermined level, water is removed from the fuel filter by itself. It works.
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