KR20010023386A - 엔진용 연료 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

공급 펌프 및 연료 필터가 연료 공급로에 배치되는 연료 탱크의 연료를 엔진으로 공급하기 위한 장치에서, 연료 필터가 예비 필터 및 미세 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이런 장치는 직접 분사식 엔진에 연료를 공급 하는데 적합하다.

Description

엔진용 연료 공급 장치 {FUEL SUPPLY DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
독일 특허 공개 제42 42 242호에 공급 펌프 및 연료 필터가 연료 공급로에 배치된 연료 탱크 내의 연료를 엔진으로 공급하기 위한 장치가 공지되어 있다.
엔진의 실린더 내로 연료를 직접 분사하기 위한 연료 공급 시스템에서는 흡입관 분사식의 종래 시스템보다 연료의 필터링이 더욱 세밀하게 요구된다. 흡입관 분사식 시스템에서 필터 기공(pore) 폭은 10㎛으로 충분하나, 직접 분사식에서의 기공 폭은 3㎛가 요구된다.
흡입관식으로 구성되는 연료 공급 장치에서 사용되는 필터의 기공 폭이 이미 축소되었다면, 그 결과로 필터가 매우 짧은 시간 내에 막히게되고 교체되야 한다. 이는 엔진 작동자에게 많은 서비스 비용과 작동의 잦은 중단을 가져온다.
장시간 사용 가능한 연료 필터에 대한 지금까지의 작동자의 요구는 기공 폭의 상응되는 감소에 크기의 증가를 통해서만 충족될 수 있었다. 그러나, 필터 위치 확보를 매우 필요로 하는, 특히 컴팩트(compact)한 구조를 요구하는 차량 엔진에서 이는 유익하지 못하다.
본 발명은 주 청구항의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 다른 특징 및 장점은 실시예를 개략적으로 도시한 첨부된 도1 내지 도4를 참조하여 설명된다.
본 발명에 따른 청구항 제1항의 연료 공급 장치는, 기본적으로 위치 확보에 대한 요구의 증가 또는 필터 사용 기간의 단축 없이 종래의 흡입 분사식 연료 공급 장치보다 더 미세한 필터링을 가능하게 한다.
독립 청구항에서 설명된 연료 공급 장치의 구성 및 개선은 종속 청구항에 설명된 조치를 통해 가능하다.
도1은 연료 탱크(1)에 저장된 연료를 엔진에 공급하기 위한 본 발명에 따르는 장치의 제1 실시예를 도시한다. 상기 장치는 연료 탱크(1) 내에 배치된 전기 연료 공급 펌프(2)를 포함하고 자체 바닥부에 인접하여 배치된 흡입관(3)을 통해 연료를 흡입한다. 흡입관(3) 내에는 흡입된 연료와 함께 흡입된 거친 먼지 입자로부터 연료 공급 펌프를 보호하는 필터가 배치된다. 필터는 연료 유동에 대한 저항이 작아야 되기 때문에 통상 플라스틱으로된 거친 그물식의 얇은막 또는 금속망으로 형성된다. 필터 격자폭은 공급 장치가 경유용으로 제공되면 통상 0.3mm에 달하고 휘발유용에는 0.06mm에 달한다. 연료 공급 펌프는 먼저 연료가 8㎛ 내지 15㎛, 양호하게는 10㎛의 기공 폭을 갖는 예비 필터(4)를 통해 유동되는 공급 구간의 출발점을 형성한다. 이는 연료 내의 거친 부유물 또는 오염물들을 포획한다. 이는 공급 펌프와 마찬가지로 연료 탱크 내에 배치된다. 공급 구간은 예비 필터(4)의 출구로부터 플랜지(6)를 통해 연료 탱크 외부에 배치된 미세 필터(fine filter)로 연장된 공급 라인(5)을 포함한다. 미세 필터의 기공 폭은 유익하게 1.5㎛ 내지 8㎛에 달하고, 예비 필터(4)의 기공 폭보다 2배 내지 4배 작다. 미세 필터로는 이미 여과된 연료만 유동되기 때문에 종래의 1 단계 필터보다 느리게 막히고, 이로써 크기가 작게 유지될 수 있다. 공급 구간은 미세 필터(7)의 출구로부터 엔진의 (도시되지 않은)기화기로 이어진다.
그물(mesh)과는 달리 필터(4, 7)는 공급 펌프(2)의 하류에 배치되기 때문에 엔진 작동 중에 급격한 압력차가 필터에 가해져도 된다.
공급 라인으로부터 분기된 라인이 압력 조절기로 안내된다. 압력 조절기(8)는 분기된 라인을 통해 공급 라인(5)과 직접 연결된 압력 챔버(9)를 포함하고, 한 측면에서 막(10)을 통해 한정된다. 압력 챔버 내의 압력이 소정의 값을 초과하면 막(10)은 (도시되지 않은)밀봉판에 의해 상승되고 연료는 압력 챔버(9)로부터 연료 탱크로 다시 유동된다. 이런 방식으로, 연료 펌프(2)의 공급 라인과는 무관하게 공급 라인(5)에 일정한 압력이 보장된다.
공급 펌프(2), 예비 필터(4) 및 압력 조절기(8)는 연료 탱크(1)의 유니트로써의 플랜지(6)를 해제함으로 분리되고 손질할 수 있는 모듈에 대한 (도시되지 않은)지지 프레임을 통해 플랜지(6)에 연결된다.
도2에 도시된 실시예는 도1과 기본적으로 동일한 구성 부품들을 포함한다. 두 실시예의 기본적인 차이는 미세 필터(7)와 압력 조절기(8)의 순서가 바뀐 것이다. 미세 필터(7)는 예비 필터(4) 바로 위에 위치되고, 이 둘은 하나의 하우징 내에 일체될 수 있다. 미세 필터(7) 내의 통과량에 따른 압력 하강에 따르지 않기 때문에, 압력 조절기가 양 필터 뒤에 배치됨으로써 (도시되지 않은) 분사기에서 생성되는 연료압이 도1의 실시예에서 보다 적은 영향을 미친다.
도2에서 개략적으로 도시된 플랜지(6)로부터 분리된 압력 조절기(8)는 양호하게는 플랜지(6)에 직접 조립된다.
도3에는 공급 라인(5)의 압력을 측정하는 센서(11) 및 센서에 의해 측정된 압력이 3bar 내지 5bar 영역의 표준 압력으로 일정하게 유지되도록 공급 펌프(2)의 공급 라인을 조정하는 조절 스위치(12)의 실시예가 도시된다. 공급 라인으로부터 분기된 라인의 초과 압력 밸브(13)는 표준 압력을 상당히 초과한 압력에서, 예를 들어 대략 10bar에서 개방되도록 조정된다. 이는 경우에 따라서 공급 라인의 불확실한 밀봉을 발생시킬 수도 있는 압력 조절기의 장애시에 공급 라인(5)에 초과 압력이 발생되는 것을 저지하는데 이용된다. 도1의 실시예에서와 같이 연료 탱크(1)의 외부에 배치된 미세 필터(7)가 막혔다면 손질을 위해 쉽게 접근할 수 있고 교체할 수 있다. 연료 탱크 내부의 예비 필터(4)는 반 영구 필터로써 배치된다.
센서(11)의 배치는 관점에 따라 다를 수 있다. 예를 들어 미세 필터(7)로부터 유동에 역으로 배치될 수 있거나 또는 공급 펌프(2)의 출구에 직접 배치될 수 있고 이때 센서(11) 및 제어 스위치(12)는 공급 펌프(2)의 하우징 내에 유익하게 일체될 수 있다.
도4는 도3과는 다르게, 미세 필터(7)가 연료 탱크(1) 내에 배치되고, 초과 압력 밸브(13)가 미세 필터(7)로부터의 유동에 역으로 공급 라인(5)으로부터 분기된다.
종래의 연료 공급 펌프의 하우징 내에서 출력 압력을 제한하기 위해서 통상 출구에 직접 일체되는 초과 압력 밸브는 도3 및 도4에 도시된 연료 공급 펌프에서초과 압력 밸브(13)의 기능을 연료 공급 펌프가 대신하기 때문에 제거될 수 있다. 공급 펌프(2) 내로 일체된 초과 압력 밸브가 제공되면 초과 압력 밸브(13)는 제거될 수도 있다.
실시예에서, 예비 필터(4) 및 미세 필터(7)는 공간적으로 서로 이격된 유니트로써 도시된다. 양 필터는 단일형의 필터 몸체로써 구성될 수 있고, 필터 몸체의 기공 폭은 예비 필터를 형성하는 거친 영역으로부터 미세 필터를 형성하는 미세영역으로 점차적으로 단계적으로 감소된다.

Claims (9)

  1. 연료 공급 펌프(2) 및 연료 필터(4, 7)가 연료 공급로에 배치된 연료 탱크(1) 내의 연료를 엔진으로 공급하기 위한 장치에 있어서,
    연료 필터가 예비 필터(4) 및 미세 필터(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 미세 필터가 1.5㎛ 내지 8㎛의 기공 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서, 예비 필터가 7㎛ 내지 15㎛ 영역의 미세 필터보다 큰 기공 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 한정 요소(8, 13)가 예비 필터(4) 및 미세 필터(7)의 후방 공급로에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 한정 요소(8, 13)가 예비 필터(4) 및 미세 필터(7)의 전방 공급로에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 한정 요소(8, 13)가 예비 필터(4)와 미세 필터(7) 사이 공급로에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 필터(4) 및 미세 필터(7) 중 적어도 예비 필터(4)가 연료 탱크(1) 내에 설치 가능한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 장치에서 연료는 역류 가능한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 공급 펌프(2)가 연료를 그물을 통해 연료 탱크(1)로부터 흡입하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
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