KR20040034475A - Diesel fuel purifier - Google Patents
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Abstract
Description
디젤 연료는 차량, 도로 건설 장비, 트랙터, 농업 설비, 야금 장치, 오일 시추 설비, 전기 제너레이터, 열차, 보트, 선박 및 군사 설비를 포함하는 거의 모든 타입의 경장비 및 중장비의 작동을 위하여 사용된다. 상기 디젤 연료 오염물질은 엔진 성능에 불리한 영향을 미치는 가장 중요한 인자 중의 하나이다. 이러한 특별한 이유 때문에, 주 필터는 고체 폐기물용으로 사용될 뿐만 아니라 미세한 오염물질용 2차 필터로서 사용되고, 트랩(traps)이 연료로부터 물의 분리를 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 이들 필터들은 여전히 비효율적이고 연료의 빈번한 오염에대처할 수 없다.Diesel fuels are used for the operation of almost all types of light and heavy equipment, including vehicles, road construction equipment, tractors, agricultural equipment, metallurgical equipment, oil drilling equipment, electric generators, trains, boats, ships and military equipment. The diesel fuel contaminants are one of the most important factors that adversely affect engine performance. For this particular reason, the main filter is used not only for solid waste, but also as a secondary filter for fine contaminants, and traps can be used for the separation of water from fuel. However, these filters are still inefficient and cannot cope with frequent contamination of the fuel.
상기한 필터 및 트랩은 디젤 연료의 정화를 위하여 현재 이용될 수 있는 유일한 해결책일 수 있지만, 상기한 장치에 대한 문제점은 상기한 장치는 주기적으로 교환되어야 하고 주기적인 보수를 필요로 한다는 것이다.The filter and trap described above may be the only solution currently available for the purification of diesel fuel, but the problem with the device is that the device has to be replaced periodically and requires periodic maintenance.
상기 종래의 필터 및 워터 트랩은 물 및 오염물질이 없는 비교적 청정한 연료를 어느 정도 생성할 수 있지만, 5 미크론 이하의 고체 폐기물을 제거할 수 없고, 왁스(wax)가 추운 날씨 동안 특히 축적되고, 대부분의 경우에 이것은 연료 흐름을 방해하고, 궁극적으로 적절한 연소의 부족 때문에 엔진 자체에 부정적으로 영향을 미치는 상기 필터의 전체 또는 부분 차단을 발생시킨다.While conventional filters and water traps can produce a relatively clean fuel free of water and contaminants, they are unable to remove solid waste below 5 microns, and waxes accumulate especially during cold weather, most of which In the case of this, this results in full or partial shut-off of the filter, which impedes fuel flow and ultimately negatively affects the engine itself because of the lack of adequate combustion.
이 문제를 극복하기 위하여, 디젤 엔진은 엔진의 시동 이전에 공기의 가열을 위하여 연소실 내부의 전기 가열부재를 이용하고, 다른 가열부재가 연료를 개선하고 오염물의 분리 및 침전에 기여하는 부하 전류(load currents)를 발생시키고 점화 과정 및 엔진의 성능에 긍정적으로 영향을 미치는 왁스 축적을 방지하기 위하여 정화기에 사용된다.To overcome this problem, diesel engines use electrical heating elements inside the combustion chamber to heat the air prior to engine start-up, while other heating elements improve load and contribute to the separation and settling of contaminants. It is used in purifiers to generate currents and to prevent wax buildup that positively affects the ignition process and engine performance.
본 발명은 디젤 연료 오염물질과 관련된 문제점을 다루고, 오염 및 보수를 최소한으로 감소시키고, 연소실 내부의 비교적 완전 연소 때문에 엔진 성능을 최대화시키기 위한 것이다.The present invention addresses the problems associated with diesel fuel contaminants, minimizes pollution and repair, and maximizes engine performance because of the relatively complete combustion inside the combustion chamber.
또한 본 발명은 고 청정의 연료를 생성하고, 현재 사용되고 있는 종래의 필터 및 트랩과 비교하여 비교적 보수가 없는 이용가능한 연료 정화기를 제조하기 위한 것이다.The present invention also aims to produce highly clean fuels and to produce available fuel purifiers that are relatively maintenance free compared to conventional filters and traps currently in use.
본 발명은 2개의 가열부재(연소실 내부 및 연료 필터 시스템 내부)를 필요로 하지 않기 때문에 추운 지역용으로 주로 설계된다.The present invention is mainly designed for cold areas since it does not require two heating elements (inside the combustion chamber and in the fuel filter system).
본 발명의 제1 실시예에 따라, 외부 몸체에 의하여 둘러싸이는 정화 챔버(purification chamber)를 포함하는 디젤 연료 정화 장치(diesel purifier unit)에 있어서, 상기 정화 챔버가 와이어 필터(wire filter)에 의하여 둘러싸이는 원통형 및 원뿔형부를 갖는 장벽(barrier)을 구비하여, 연료가 상기 디젤 연료 정화 장치 입구로부터 파이프를 통하여 상기 원뿔형부로 흐르고, 상기 디젤 연료 정화 장치의 상부는 릴리프 밸브(relief valve)를 구비하고, 상기 디젤 연료 정화 장치의 하부는 가열부재, 및 캐빈 대시 보드(cabin dash board)에서 소리 및 광선 인디케이터에 연결될 수 있는 워터 센서(water sensor)를 구비하고, 상기 디젤 연료 정화 장치의 바닥에는 상기 정화 장치의 배출구에 고정되는 드레인 밸브 및 필터가 위치되는 디젤 연료 정화 장치가 제공된다.According to a first embodiment of the present invention, in a diesel fuel purifier unit including a purification chamber surrounded by an outer body, the purification chamber is surrounded by a wire filter. It has a barrier with cylindrical and conical sections, so that fuel flows from the diesel fuel purifier inlet through the pipe to the conical section, and the upper portion of the diesel fuel purifier has a relief valve, and The lower portion of the diesel fuel purifier has a heating element and a water sensor that can be connected to a sound and light indicator on a cabin dash board, and the bottom of the diesel fuel purifier has a A diesel fuel purification device is provided in which a drain valve and a filter are fixed to the outlet.
본 발명의 제2 실시예에 따라, 제1 실시예에 있어서, 상기 외부 몸체, 연료 입구 파이프, 원통형 및 원뿔형부는 블랙 강판(black steel sheet)을 형성함으로써 이루어지고, 상부 및 하부 커버는 몰딩(moulding)에 의하여 형성되고, 상기 릴리프 밸브, 상기 가열부재, 워터 콕(water cock) 및 상기 드레인 밸브용 위치가 수압 장치(hydraulic device)에 의하여 형성되는 디젤 연료 정화 장치가 제공된다.According to a second embodiment of the present invention, in the first embodiment, the outer body, the fuel inlet pipe, the cylindrical and the conical portion are made by forming a black steel sheet, and the upper and lower covers are molded. And a position for the relief valve, the heating member, the water cock and the drain valve are formed by a hydraulic device.
본 발명의 바람직한 실시예 및 특징들이 여기에 첨부된 청구항으로 한정될 수 있고, 상기 청구항은 이에 의하여 본 발명의 공개의 일부를 이룬다.Preferred embodiments and features of the invention may be defined by the claims appended hereto, which forms part of the disclosure of the invention.
또한 바람직한 실시예의 다음 설명으로부터 청구된 본 발명의 장점 및 특징을 알 수 있다.Further advantages and features of the invention claimed can be seen from the following description of the preferred embodiment.
도 1은 디젤 연료 정화 장치의 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of a diesel fuel purification device.
도 2는 디젤 연료 정화 장치를 연료 시스템에 설치하는 상태를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a state where a diesel fuel purification device is installed in a fuel system.
도 3은 디젤 연료 정화 장치를 차량의 메인 프레임에 브래킷에 의하여 고정하는 방법을 나타내는, 상기 도 2의 A-A 선을 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2 illustrating a method of fixing the diesel fuel purification device to the main frame of the vehicle by a bracket.
도 4a 및 도 4b는 실제의 와이어 필터를 나타내는 개략도이다.4A and 4B are schematic diagrams showing actual wire filters.
본 발명은 엔진의 연소실에서 완전 연소 조건을 만족하는 고 청정의 연료를 생성하는 디젤 연료 정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a diesel fuel purification apparatus for producing a high clean fuel satisfying complete combustion conditions in a combustion chamber of an engine.
디젤 연료 정화 장치 또는 정화 장치(purifier)에 대한 임의 참조는 이 설명에서 본 발명에 따른 바람직한 장치를 의미하는 것을 알아야 한다.Any reference to a diesel fuel purifier or purifier should be understood to mean a preferred device according to the invention in this description.
본 발명은 첨부된 도면으로 상세하게 설명되고, 도 1은 디젤 연료 정화 장치의 종단면도이다. 상기 디젤 연료 정화 장치는 이 장치의 외부 몸체(2)에 의하여 둘러싸이는 정화 챔버(purification chamber)(1)로 주로 구성되고, 상기 정화 챔버(1)는 와이어 필터(wire filter)(7)에 의하여 둘러싸이는 원통형 테이퍼부(cylindrical tapered section)(3)를 갖고 있다(도 4a, 도 4b에 도시됨).The invention is explained in detail in the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a diesel fuel purification apparatus. The diesel fuel purification device mainly consists of a purification chamber 1 surrounded by the outer body 2 of the device, the purification chamber 1 being connected by a wire filter 7. The surrounding has a cylindrical tapered section 3 (shown in FIGS. 4A and 4B).
연료는 파이프(6)를 통하여 연료 입구(fuel inlet)(5)에, 상기 와이어 필터(7) 그 다음 배출구 직전에 위치하는 최종 필터(22)를 통하여 배출구(outlet)(8)로 배출되는 연료를 가열하는, 임의 온도까지 가열부재(heating element)(10)에 의하여 가열되는 도 4의 원뿔형부까지 간다. 상기 디젤 연료 정화 장치의 상부는 릴리프 밸브(relief valve)(9)를 포함하고, 상기 디젤 연료 정화 장치의 하부는 가열부재(10) 및 차량 대시 보드(dash board)에서 소리와 광선 인디케이터(sound and light indicators)(12)에 연결되는 워터 콕(water cock)(11)을 구비하고, 상기 디젤 연료 정화 장치의 바닥에는 드레인 밸브(drain valve)(13)가 구비된다.Fuel is discharged through a pipe (6) to a fuel inlet (5) and through the final filter (22) located immediately before the wire filter (7) and then to the outlet (8). To the conical part of FIG. 4 which is heated by a heating element 10 to an arbitrary temperature for heating it. The upper portion of the diesel fuel purification device includes a relief valve 9, and the lower portion of the diesel fuel purification device includes sound and light indicators on the heating element 10 and the vehicle dashboard. A water cock 11 is connected to the light indicators 12 and a drain valve 13 is provided at the bottom of the diesel fuel purifier.
상기 원통형 몸체(2) 및 연료 입구 파이프(6) 및 기타 다른 원통형 원뿔형부(3, 4)는 블랙 강철판(black steel sheet)으로 이루어지고, 상부 및 하부 커버와 상기 릴리프 밸브(9), 상기 가열부재(10), 상기 워터 콕(11) 및 드레인 밸브(13)용 구멍 및 공간은 수압 장치(hydraulic device)에 의하여 형성된다.The cylindrical body 2 and the fuel inlet pipe 6 and other cylindrical conical sections 3 and 4 are made of black steel sheet, upper and lower covers and the relief valve 9, the heating The holes and spaces for the member 10, the water cock 11 and the drain valve 13 are formed by a hydraulic device.
원통형부가 구성되고 상기 밸브들이 제자리에 위치되면, 연결되는 부분이 연삭되고, 상기 장치는 적절한 용제(solvents)에 의하여 세척되고, 상기 장치를 위하여 기밀성(tightness) 및 누출 테스트가 7 바(bar)에서 가압 공기를 사용함으로써 수행되며, 그 다음 합격된 장치는 적절한 페인트로 도포되고, 해상용으로 사용되는 경우 상기 장치는 해양 등급 습기 및 부식 방지 페인트로 코팅된다.Once the cylindrical part is constructed and the valves are in place, the connecting part is ground, the device is cleaned by suitable solvents, and the tightness and leak test is performed at 7 bar for the device. Performed by using pressurized air, the passed device is then coated with a suitable paint, and when used for sea, the device is coated with marine grade moisture and corrosion resistant paint.
상기 릴리프 밸브(9), 가열부재(10), 드레인 밸브(13) 및 워터 콕(11)은 모두 클램프에 의하여 고정된다. 임의의 누출을 방지하기 위하여, 가스킷(gasket)(도면에 도시되지 않음)이 이들 밸브의 설치를 위하여 사용된다. 또한 이들 부품은 프레싱(pressing) 또는 리벳팅(riveting) 또는 통상적으로 인정되는 방법에 의하여 설치될 수 있다.The relief valve 9, the heating member 10, the drain valve 13 and the water cock 11 are all fixed by clamps. In order to prevent any leakage, gaskets (not shown) are used for the installation of these valves. These parts can also be installed by pressing or riveting or by a commonly accepted method.
도 2는 차량의 연료 시스템에 디젤 연료 정화 장치를 설치하는 방법을 상세하게 나타내는 도면이다. 연료는 연료 탱크(14)로부터 화살표 방향(15)으로 릴리프 밸브(9)를 구비하는 상기 장치 입구(5), 가열부재(10) 및 대시 보드(12)에서 소리 및 광선 인디케이터에 연결되는 워터 콕(11) 및 드레인 밸브(13)로 흐른다. 상기 장치는 밴드(band)(16)에 의하여 고정된다.2 is a diagram showing in detail a method of installing a diesel fuel purification device in a fuel system of a vehicle. Fuel from the fuel tank 14 is connected to the sound and light indicator at the device inlet 5, heating element 10 and dash 12 having the relief valve 9 in the direction of the arrow 15. (11) and the drain valve (13). The device is secured by a band 16.
디젤 연료는 상기 장치에서 정화되고 순수한 디젤 연료는 배출구(8)로부터 주 필터(17)로, 그 다음 분사 펌프(injection pump)(18)로 그 다음 엔진(도면에 도시되지 않음)으로 간다.The diesel fuel is purified in the apparatus and the pure diesel fuel goes from the outlet 8 to the main filter 17, then to the injection pump 18 and then to the engine (not shown in the figure).
도 3은 정화 장치가 차량에 설치되는 방법을 나타낸다. 상기 정화 장치는 차량 프레임(21)에서 U 자형 브래킷(20)에 나사(19)에 의하여 고정되는 강철 클램프(16)에 의하여 고정된다.3 shows how the purification device is installed in a vehicle. The purifying device is fixed by a steel clamp 16 which is fixed by a screw 19 to the U-shaped bracket 20 in the vehicle frame 21.
본 발명에 따른 정화 장치를 사용하는 것은 다음의 예를 포함하는 다수의 장점을 발생한다:Using the purifying device according to the invention generates a number of advantages, including the following examples:
1. 완전 연소 때문에 카본 블랙(carbon black)을 최소한으로 감소시킨다.1. Reduce carbon black to a minimum due to complete combustion.
2. 가열된 연료 윤활 특성(36℃에서 최적임) 때문에, 인젝터, 분사 장치를 포함하는 연료 시스템의 민감한 부품을 보호한다.2. Because of the heated fuel lubrication properties (optimum at 36 ° C), it protects sensitive components of the fuel system including injectors and injection devices.
3. 연료로부터 물의 분리 때문에 황산의 축적을 방지한다.3. Prevents the accumulation of sulfuric acid due to the separation of water from the fuel.
도 4는 연료 공급 라인, 그 다음 상기 정화 장치로 직접 흐르게 할 수 있는 메인 연료 탱크인, 상기 장치의 설치에 최적의 위치를 나타낸다.4 shows an optimal position for the installation of the device, which is the main fuel tank which can be flowed directly into the fuel supply line and then to the purification device.
연료는 상기 정화 장치에서 완전히 정화되고, 입구(5)를 통하여 상기 정화 장치의 내부에서, 바닥, 드레인 밸브(13)의 근처에서 물 및 고체 폐기물의 침전에 기여하는, 따라서 고체 폐기물 및 연료의 밀도에 영향을 미치는, 온도의 파동 때문에 부하 전류를 발생시키는 가열부재에 의하여 영향을 받는 원뿔형부(4) 아래쪽으로 흐른다. 가열된 연료는 가벼운 오염물질을 분리하는 와이어 필터(7)로 계속하여 흐르고, 연료는 상기 정화 장치 배출구에 고정된 필터(22)를 통하여 최종 여과하는 배출구(8)로 계속하여 흐른다. 따라서 물 및 오염물질이 없는 순수한 연료가 생성된다.The fuel is completely purged in the purifier and contributes to the precipitation of water and solid waste in the interior of the purifier through the inlet 5, near the bottom, the drain valve 13, thus the density of the solid waste and the fuel Flows below the conical part 4, which is affected by a heating element which generates a load current due to the temperature fluctuations, which affects. The heated fuel continues to flow to the wire filter 7 which separates light contaminants, and the fuel continues to the outlet 8 for final filtration through a filter 22 fixed to the purifier outlet. Thus, pure fuel free of water and pollutants is produced.
상기의 정화 처리는 무거운 불순물의 침전에 기여하는 오염물질의 상당한 밀도 차이의 발생에 의존하고 가벼운 오염물질은 와이어 필터 어셈블리에 의하여 분리된다. 상기한 밀도 차이는 상기 정화 장치의 하부의 제한된 영역에서 연료의 가열에 의하여 발생된다. 적절한 온도에 도달되면, 무거운 오염물질 및 물은 응결되고, 따뜻한 연료는 가벼운 오염물질을 분리하는 와이어 필터를 통하여 배출구로 흐른다. 상기 정화 장치의 바닥에 축적된 분리된 오염물질은 드레인 밸브(13)에 차단되어 센서로 검출되는 임의 레벨까지 축적되고, 그 시점에서 상기 센서는 오염물질의 배출 시기를 알리는 경고등(warning light) 및 경보 시스템 작동을 시작하도록 한다.The above purification process relies on the occurrence of significant density differences in the contaminants that contribute to the precipitation of heavy impurities and light contaminants are separated by the wire filter assembly. Said density difference is caused by the heating of the fuel in the limited region of the lower part of the purification apparatus. When the appropriate temperature is reached, heavy contaminants and water condense and warm fuel flows to the outlet through a wire filter separating light contaminants. The separated contaminants accumulated at the bottom of the purifying device are blocked by the drain valve 13 and accumulated to an arbitrary level detected by the sensor, at which point the sensor has a warning light indicating when to discharge the contaminants and Start the alarm system.
오염물질은 상부 릴리프 밸브(9) 및 하부 드레인 밸브(13)의 개방으로 쉽게 배출된다. 배출이 완료되면, 상기 릴리프 밸브 및 드레인 밸브는 긴밀하게 닫힌다.Contaminants are easily discharged by opening the upper relief valve 9 and the lower drain valve 13. When the discharge is completed, the relief valve and the drain valve are tightly closed.
배출 장치는 상기 밸브를 솔레노이드 밸브로 대체함으로써 자동적으로 작동하도록 변경될 수 있다.The discharge device can be modified to operate automatically by replacing the valve with a solenoid valve.
본 발명의 주요 개념에 영향을 미치지 않으면서 본 발명에 다수의 변화 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있다.It will be appreciated that many variations and modifications can be made to the invention without affecting the principal concept of the invention.
명세서를 통하여, 설명이 다른 것을 요구하지 않으면, 단어 "포함하다(comprise)" 또는 "포함하는(comprising)"과 같은 변화는 설명된 완전체또는 다른 완전체의 그룹의 포함을 나타내고 임의의 다른 완전체 또는 완전체의 그룹을 배제하지 않는다는 것을 이해하게 될 것이다.Throughout the specification, unless the description requires another, a change such as the word "comprise" or "comprising" refers to the inclusion of the described complete or group of other completes and any other complete or complete You will understand that it does not exclude groups of people.
본 발명은 오염 및 보수를 최소한으로 감소시키고, 연소실 내부의 비교적 완전 연소 때문에 엔진 성능을 최대화할 수 있다.The present invention can minimize contamination and repair to a minimum, and maximize engine performance because of the relatively complete combustion inside the combustion chamber.
또한, 본 발명은 고 청정의 연료를 생성하고, 현재 사용되고 있는 종래의 필터 및 트랩과 비교하여 비교적 보수가 없이 이용가능한 연료 정화기를 제조할 수 있다.In addition, the present invention produces a fuel of high cleanliness and can produce a fuel purifier that is relatively maintenance free compared to conventional filters and traps currently in use.
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