KR200313557Y1 - 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 경유차량용 연료필터에서 연료필터에 고인 물에 대하여 금속센서봉으로 수위를 감지한 후 전자적으로 검출하여 표시할 수 있도록 하는 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 고안은, 몸체케이스의 외측으로는 연료탱크에 부착을 위한 체결부가 형성됨과 아울러 금속센서봉이 돌출되고, 몸체케이스의 내측으로는 상기 금속센서봉에 연결되어 금속센서봉이 물과 접촉될 때 스위칭상태가 변경되는 스위칭부와 상기 스위칭부의 출력단에 정특성 더어미스터 및 역전류방지용 다이오드가 차례로 연결된 수위레벨검출부가 설치되어 리드선을 통해 커넥터에 연결된 구조로 이루어져, 안정된 특성과 과부하로 인한 화재예방, 센서의 수명 연장, 품질과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있음과 아울러 회로구성이 간단하고 집적회로를 이용하는 장치보다 가격이 저렴하고 정전기에 의한 손상이 적은 장점이 있는 발명임.

Description

경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치{Watet level detecting device of fuel filter for diesel engine-powered vehicles}

본 고안은 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료필터에 포함된 물에 대하여 금속센서봉으로 수위를 감지한 후 전자적으로 검출하여 표시할 수 있도록 하는 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 연료 등으로 쓰이는 경유는 정유소에서 매우 깨끗하게 정제되어 유통되지만 정제된 연료를 보관하거나 운반하는 도중에 수분이나 그밖의 불순물이 섞이게 되는 경우가 많은 바, 연료필터의 교체시기가 지나 이와 같이 수분등이 포함된 연료를 사용하게 되는 경우에는 자동차의 연비가 떨어진다거나, 불완전 배기가스가 증가되어 차량의 연소효율이 저하됨은 물론 자동차의 수명이 크게 단축된다.

그리하여 정유차량에서 연료탱크내에 저장되어 있는 연료를 연료펌프로 펌핑하여 엔진으로 공급하는 연료공급라인에 연료필터를 설치하여 엔진으로 공급되기 이전에 연료로부터 수분 및 그밖의 불순물을 제거할 수 있게 되므로 보다 깨끗한 연료를 공급할 수 있도록 하고 있다.

그러나 연료필터에 기준치 이상의 물이 고이게 되면 고인 물을 배출하거나 연료필터를 교체해 주어야 연료필터가 정상적인 기능을 발휘할 수 있게 되므로 이를 운전자에게 알려주어 운전자가 연료필터의 교환시기를 정확하고 편리하게 파악할 수 있도록 하기 위하여 통상 연료필터에는 수위레벨감지장치를 설치하여 수위를 감지할 수 있도록 하고 있다.

이를 위한 종래 연료필터의 수위레벨감지장치의 일례가 도 1에 도시되어 있다.

몸체케이스(11)의 가이드축(11)에서 수위에 따라 상하로 승강하는 플로터(15)가 설치되고, 상기 플로터(15) 내에는 영구자석(18)이 설치되어 있는 한편, 연료필터내의 수위가 기준치에 도달하게 될 때 플로터(15)가 상승되어 있는 위치에 해당되는 상기 가이드축(11)에는 리드스위치(16)가 내장되어 있어서 수위가 기준치에 도달하게 됨을 감지하게 된다. 상기 리드스위치(16)에 의해 감지된 신호는 리드선(13)과 커넥터(14)를 통해 엔진콘트롤유니트(도시되지 않음)로 전달되어 운전자에게 연료필터의 수위경보를 하게 된다. 미설명된 참조부호 12는 연료필터내에 고인 물을 배출하기 위한 드레인플러그를 나타내고, 17은 플로터(15)의 상승높이를 제한하기 위한 스토퍼(17)이다.

이러한 종래 수위경보장치는 영구자석(18)의 위치에 따라 리드스위치(16)를 작동시켜 수위를 감지하도록 하고 있는데, 영구자석(18)은 외부 자력의 영향에 의한 오동작, 장기간 사용으로 인한 자력의 저하에 따른 동작불량, 과전류 보호회로 미사용 그리고 출력램프의 전기적 단락으로 인한 리드스위치의 파손 및 오동작 등으로 품질의 신뢰성 저하와 화재발생의 염려가 있었다.

본 고안은 상기한 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 금속센서봉으로 수위를 감지하고 이를 전자적으로 검출할 수 있도록 하여 수위레벨검출수단의 구조를 간단한 구조로 구성할 수 있도록 함과 아울러 전기적으로 안정된 특성을 구비할 수 있도록 하고, 과전류, 역전류, 단락 등으로 인한 화재예방 그리고 기존의 수위레벨센서보다 품질향상과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 된 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치를 제공하고자 함에 고안의 목적이 있다.

도 1은 종래 연료필터의 수위레벨경보장치의 일예시도,

도 2는 본 고안에 따른 수위레벨감지장치의 외관사시도,

도 3은 본 고안에 따른 수위레벨검출부의 인쇄회로기판배치도,

도 4는 본 고안에 따른 수위레벨검출부의 상세회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 -- 몸체케이스, 2 -- 금속센서봉,

3 -- 리드선, 4 -- 수위레벨검출부,

5 -- 커넥터, 6 -- 체결부,

7 -- 스위칭부, 8 -- 인쇄회로기판.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 몸체케이스의 외측으로는 연료탱크에 부착을 위한 체결부가 형성됨과 아울러 금속센서봉이 돌출되고, 몸체케이스의 내측으로는 상기 금속센서봉에 연결되어 금속센서봉이 물과 접촉될 때 스위칭상태가 변경되는 스위칭부와 상기 스위칭부의 출력단에 정특성 더어미스터 및 역전류방지용 다이오드가 차례로 연결된 수위레벨검출부가 설치되어 리드선을 통해 커넥터에 연결된 구조로 되어 있다.

또한, 상기 스위칭부는 트랜지스터가 2단으로 연결되고, 전단의 트랜지스터의 베이스에는 전원전압이 콘덴서에 충전되어 바이어스전압으로 인가되도록 연결됨과 아울러 상기 콘덴서에는 상기 금속센서봉을 통해 방전통로가 형성되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 수위레벨감지장치의 외관사시도를 도시한 것이다.

몸체케이스(1)의 외측으로는 연료탱크(도시되지 않음)에 부착하기 위한 체결부(6)가 형성되어 있다. 상기 체결부(6)는 견고하고 기밀을 유지할 수 있도록 다수의 나사산이 형성되어 나사결합되도록 이루어져 있다.

상기 체결부(6)의 중앙부에는 금속센서봉(2)이 외부로 돌출되도록 설치되어 있는데, 상기 금속센서봉(2)은 후술되는 바와 같이 몸체케이스(1)의 내측에 설치되는 수위레벨검출부(4)에 연결됨과 아울러 노출부위가 연료탱크의 내측으로 설치된 상태에서 연료탱크에 물이 생겨 물과 접촉이 이루어질 때 차체와 접촉되어 전기적으로 접지상태를 띠고 있는 연료탱크와 금속센서봉(2)이 통전되어 금속센서봉(2)이 접지상태가 되도록 이루어진 것이다. 상기 수위레벨검출부(4)는 리드선(3)과 커넥터(5)를 통해 도시되지 않은 경보램프에 연결되어, 금속센서봉(2)에 수위가 감지되면 경보램프를 점등시킬 수 있도록 이루어져 있다.

도 4는 본 고안에 따른 수위레벨검출부(4)의 상세회로도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 몸체케이스(1)의 내측으로는 상기 금속센서봉(2)에 연결되어 금속센서봉(2)이 물과 접촉 혹은 비접촉 상태 여하에 따라 스위칭상태가 변경되는 스위칭부(7)가 연결되어 있다. 상기 스위칭부(7)는 전원단자(Vcc)에 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 에미터가 연결됨과 아울러, 상기 저항(R1)에는 저항(R2)(R3)과 콘덴서(C1)가 차례로 직렬로 연결되어 상기 저항(R2)(R3)간의 접속점 사이에 트랜지스터(Q1)의 베이스가 연결되므로써 전원전압(Vcc)이 분압 및 충전되어 바이어스 전압으로 인가되도록 연결되고, 상기 콘덴서(C1)의 타측으로는 저항(R4)을 매개로 상기 금속센서봉(2)이 연결되어 있다.

그리고 상기 트랜지스터(Q1)의 출력측인 컬렉터에는 저항(R5)을 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스가 연결되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터와 상기 트랜지스터(Q2)의 컬렉터가 연결되며, 상기 트랜지스터(Q2)의 출력측인 에미터에는 정특성 더어미스터(PTC)와 다이오드(D1)가 연결되어, 그 출력단에 도시되지 않은 수위레벨경보램프가 연결될 수 있도록 이루어져 있다.

여기서 상기 스위칭부(7)와 정특성 더어미스터(PTC) 및 다이오드(D1)는 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(8)에 장착되어 수위레벨검출부(4)를 구성한다.

다음에는 연료필터의 바닥에 고이게 되는 물의 양을 검출하는 전자식 레벨센서의 세부적인 동작을 설명한다.

먼저, 전원단자(Vcc)에 직류전원이 인가되면 저항(R1)과 콘덴서(C1)에 의해 안정된 직류성분이 추출되어 저항(R2)(R3) 및 콘덴서(C1)에 의해 분압되면서 PNP형으로 이루어진 트랜지스터(Q1)의 베이스에 전압이 인가되기 시작한다. 초기 전원투입시에 트랜지스터(Q1)가 온상태가 되어 NPN형의 트랜지스터(Q2)에 바이어스전압을 인가하게 되므로 트랜지스터(Q2)도 턴온되어 정특성 더어미스터(PTC)와 다이오드(D1)를 거친 전원은 후단에 연결되는 경보램프를 점등시키게 된다. 그러나 초기 투입전원에 의해 콘덴서(C1)가 충전되어 충전전압이 상승되면서 트랜지스터(Q1)의 베이스전압이 높아지게 되면 트랜지스터(Q1)가 오프되어지게 되고, 이에 따라 트랜지스터(Q2)도 오프되어지게 됨으로써 후단에 연결되는 경보램프는 소등된다. 이와 같이 초기 전원투입에 의해 상기 수위레벨검출부(4)에서는 후단의 경보램프를 일순간 점등시켰다가 소등시키는 점멸동작을 수행하여 수위레벨감지장치의 동작상태를 확인할 수 있게 된다. 그리고 이와 같은 점멸시간은 콘덴서(C1)의 용량에 따라 조정될 수 있으며, 초기 점멸후 소등상태는 후술되는 바와 같이 연료필터에 물이 고여 금속센서봉(2)에 의해 감지되기 전까지 지속된다.

즉, 연료필터에 물이 고여 금속센서봉(2)에 의해 감지되면, 차체는 전기적으로 접지되어 있고 연료필터의 케이스는 차체에 접촉되어 있어 연료필터의 케이스도 전기적으로 접지되어 있는 상태이므로 금속센서봉(2)도 접지측에 연결된 상태가 된다. 따라서 콘덴서(C1)에 충전되어 있던 충전전압은 저항(R4)과 금속센서봉(2)을 통해 접지측으로 방전되고, 이에 따라 트랜지스터(Q1)의 베이스전위는 낮아져 트랜지스터(Q1)가 턴온된다. 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온됨에 따라 트랜지스터(Q2)에도 바이어스전압이 인가되어지게 되어 턴온되어지며, 이에 따라 전원전압(Vcc)이 턴온된 트랜지스터(Q2)를 통해 정특성 더어미스터(PTC)와 다이오드(D1)를 거쳐 출력단자(OUT)통해 경보램프를 점등시킬 수 있는 구동신호로 출력되어지게 된다.

한편, 상기와 같이 전원전압(Vcc)이 경보램프측으로 출력되어지는 과정에서 과전류가 흐르게 되는 경우 정특성 더어미스터(PTC)의 저항값이 커져 과전류가 차단되어지며, 아울러 역전류가 상기 수위레벨검출부(4)측으로 인입될 때 다이오드(D1)에 의해 차단됨으로써 내부회로가 보호될 수 있다.

미설명된 저항(R1) 및 콘덴서(C1)는 상기 수위레벨검출부(4)에 전원전압(Vcc)이 투입될 때 돌입전류를 방지하기 위해 연결된 것이다.

상기한 바와 같이 본 고안은 기계적인 수위레벨센서보다 안정된 특성과 전기적인 과부하로 인한 화재예방이 가능하고 센서의 수명이 영구적이며, 기존의 수위레벨센서보다 품질과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 저가의 트랜지스터를 사용하기 때문에 회로구성이 간단하고 집적회로를 이용하는 장치보다 가격이 저렴하고 정전기에 의한 손상이 적은 장점이 있다.

Claims (2)

1. 몸체케이스의 외측으로는 연료탱크에 부착을 위한 체결부가 형성됨과 아울러 금속센서봉이 돌출되고, 몸체케이스의 내측으로는 상기 금속센서봉에 연결되어 금속센서봉이 물과 접촉될 때 스위칭상태가 변경되는 스위칭부와 상기 스위칭부의 출력단에 정특성 더어미스터 및 역전류방지용 다이오드가 차례로 연결된 수위레벨검출부가 설치되어 리드선을 통해 커넥터에 연결되어 이루어진 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 트랜지스터가 2단으로 연결되고, 전단의 트랜지스터의 베이스에는 전원전압이 콘덴서에 충전되어 바이어스전압으로 인가되도록 연결됨과 아울러 상기 콘덴서에는 상기 금속센서봉을 통해 방전통로가 형성되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 경유차량용 연료필터의 수위레벨감지장치.