KR20040092504A - 연료 필터의 배수장치 및 그 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진으로 공급되는 연료 중에 포함된 이물질이나 수분을 제거하기 위한 센디멘터의 하부에 물의 중량을 측정하기 위한 물하중 센서를 설치하므로서, 센디멘터에 고이는 물의 하중에 의해서 센디멘터의 물이 자동으로 배수되도록 하기 위한 연료 필터의 배수장치 및 그 작동방법에 관한 것으로,

연료입구와 연료출구가 필터 바디의 일측면에 각각 형성되고, 필터 바디의 내부에 연료 중의 이물질을 제거하기 위한 필터 엘리먼트가 수용되고, 상기 필터 엘리먼트를 거치면서 연료에서 분리된 물이 저장되는 센디멘터가 상기 필터 바디의 하부에 형성되는 연료 필터에 있어서,

상기한 센디멘터에 저장된 물이 외부로 배출되도록 하기 위한 배출구의 도중에 형성되는 드레인 밸브와;

상기 드레인 밸브를 회동시켜 개폐되도록 작동하는 다이어프램에 의한 압력 작동식의 액츄에이터와;

상기 액츄에이터의 작동실에 진공압을 제공하기 위한 진공탱크와;

상기한 진공탱크와 액츄에이터를 연결하는 진공 라인의 도중에 진공압의 단속을 제어하기 위해 형성되는 솔레노이드 밸브와;

상기한 센디멘터의 하부에 기해지는 물의 하중을 측정하기 위한 하중감지 센서와;

상기 하중감지센서로부터 검출된 물의 하중이 설정치 이상이고, 차량이 구동상태에서 정차하여 시동 오프 되었음이 확인되면 상기 솔레노이드 밸브를 일정시간 동안 개방토록 구동 제어하는 전자제어장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

연료 필터의 배수장치 및 그 작동방법{Water drain apparatus of fuel filter and control method thereof}

본 발명은 연료 필터의 배수장치 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진으로 공급되는 연료 중에 포함된 이물질이나 수분을 제거하기 위한 센디멘터의 하부에 물의 중량을 측정하기 위한 물하중 센서를 설치하므로서, 센디멘터에 고이는 물의 하중에 의해서 센디멘터의 물이 자동으로 배수되도록 하기 위한 연료 필터의 배수장치 및 그 작동방법에 관한 것이다.

자동차는 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 동력을 이용하여 운행되는 것으로, 자동차의 전방 혹은 후방 측에는 엔진이 탑재되고, 상기 엔진의 운전에 필요한 연료가 저장되는 연료탱크가 탑재된다. 특히, 연료탱크는 인화성이 강한 연료가 저장되므로서 안전 및 차량의 미관을 고려하여 승용차량의 경우에는 차체의 하측에 화물차량의 경우에는 차체의 측면에 형성되는 것이 일반적이다.

엔진으로 연료가 공급되도록 하기 위해서 엔진과 연료탱크 사이에는 연료라인이 배관되고, 엔진의 일측에는 연료탱크에 저장되어 있는 연료를 펌핑하여 엔진의 연소실로 분사되도록 하기 위한 연료펌프가 장착된다.

그리고 연료펌프에서 펌핑된 연료 중에 포함된 이물질과 물을 거르기 위한 연료필터가 연료라인의 도중에 장착된다.

도 5는 일반적인 연료필터를 도시한 단면도로서, 통형의 필터 바디(11)의 상부 양측으로는 연료입구(12)와 연료출구(13)가 형성되고, 상기 필터 바디(11)의 내부에는 필터 엘리먼트(14)가 수용된다. 한편, 상기한 필터 엘리먼트(14)의 하부에는 연료에서 분리된 수분과 이물질등이 고이도록 하기 위한 소정 용적의 센디멘터(15)가 형성된다. 상기 센디멘터(15)의 하부에는 고이는 물의 량을 측정하기 위한 부구(16)가 형성되는데, 상기 부구(16)는 그 높이가 만수위의 높이에 이르렀을 경우에 단자가 접속되도록 구성되므로서 전자제어장치에서 연료필터의 이상을 판단할 수 있도록 구성된다.

따라서 엔진이 시동되어 연료펌프가 작동되면, 연료펌프의 펌핑압력에 의해서 연료탱크의 연료가 연료라인을 따라 연료펌프 측으로 이송된다. 이 과정에서 연료필터(10)에서는 수분과 이물질이 제거되고, 제거된 수분은 상기한 센디멘터(15)에 고이게 된다. 즉, 차량의 운전자나 정비자는 상기한 연료필터(10)의 센디멘터(15)에 고인 물의 양을 정기적으로 확인하고, 드레인 콕(17)을 개방하여 센디멘터(15)에 고인 물을 배출해주어야만 한다.

따라서 수분성분이 많이 함유된 연료를 계속해서 사용하게 되는 경우에 연료필터의 센디멘터에는 많은 물이 고이게 되고, 그 만큼 자주 물을 배출시켜야 하는 번거로움이 있었다. 한편, 최근의 승용디젤엔진에 주분사장치로 장착되는 고압펌프의 윤활이 연료자체로 이루어지도록 구성되므로서, 연료온도의 상승에 따라서 분리된 물의 온도도 상승된 상태가 되어 부구가 열화되어 정확한 물의 양이 측정되지 않는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서,엔진으로 공급되는 연료 중에 포함된 이물질이나 수분을 제거하기 위한 센디멘터의 하부에 물의 중량을 측정하기 위한 물하중 센서를 설치하므로서, 센디멘터에 고이는 물의 하중에 의해서 센디멘터의 물이 자동으로 배수되도록 하기 위한 연료 필터의 배수장치 및 그 작동방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

연료입구와 연료출구가 필터 바디의 일측면에 각각 형성되고, 필터 바디의 내부에 연료 중의 이물질을 제거하기 위한 필터 엘리먼트가 수용되고, 상기 필터 엘리먼트를 거치면서 연료에서 분리된 물이 저장되는 센디멘터가 상기 필터 바디의 하부에 형성되는 연료 필터에 있어서,

상기한 센디멘터에 저장된 물이 외부로 배출되도록 하기 위한 배출구의 도중에 형성되는 드레인 밸브와;

상기 드레인 밸브를 회동시켜 개폐되도록 작동하는 다이어프램에 의한 압력 작동식의 액츄에이터와;

상기 액츄에이터의 작동실에 진공압을 제공하기 위한 진공탱크와;

상기한 진공탱크와 액츄에이터를 연결하는 진공 라인의 도중에 진공압의 단속을 제어하기 위해 형성되는 솔레노이드 밸브와;

상기한 센디멘터의 하부에 기해지는 물의 하중을 측정하기 위한 하중감지 센서와;

상기 하중감지센서로부터 검출된 물의 하중이 설정치 이상이고, 차량이 구동상태에서 정차하여 시동 오프 되었음이 확인되면 상기 솔레노이드 밸브를 일정시간동안 개방토록 구동 제어하는 전자제어장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 연료 필터 배수장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 드레인 밸브 개폐 작동을 위한 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 드레인 밸브의 작동상태도.

도 4는 본 발명에 의한 연료 필터 배수장치의 플로우 차트.

도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 연료필터 21 : 필터 바디

22 : 필터 엘리먼트 30 : 센디멘터

31 : 배출구 32 : 드레인 밸브

33 : 회전축 40 : 액츄에이터

41 : 하우징 42 : 다이아프램

43 : 작동실 45 : 리턴 스프링

46 : 진공 라인 47 : 플런저

50 : 진공탱크 52 : 진공펌프

이하, 본 발명에 의한 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 연료 필터 배수장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 드레인 밸브 개폐 작동을 위한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 드레인 밸브의 작동상태도이고, 도 4는 본 발명에 의한 연료 필터 배수장치의 플로우 차트이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 연료 필터를 지시하는 것이다.

상기한 연료필터(20)의 필터 바디(21) 상하부 양측에는 종래의 일반적인 연료필터에서와 같이 연료가 유입되기 위한 연료입구와, 필터 엘리먼트를 통과한 연료를 엔진 측으로 안내하기 위한 연료출구가 형성된다.

상기한 필터 바디(21)는 통형상으로 형성되고, 그 내부에는 필터 엘리먼트(22)가 수용되는데, 상기 필터 엘리먼트(22)는 종래의 연료필터에 적용되는 일반적인 여과지가 사용된다.

그리고 상기한 필터 바디(21)의 하측에는 상기 필터 엘리먼트(22)에서 분리된 수분과 이물질이 저장되기 위한 소정용적의 센디멘터(30)가 형성된다. 그런데 본 발명에 의한 상기한 센디멘터(30)의 내부에는 종래기술에서 설명되었던 물의 양을 표시하기 위한 부구는 형성되지 않는다. 종래기술의 연료필터에 적용되었던 부구 대신에 본 발명에 의한 연료필터(20)에서는 센디멘터(30) 내부에 고이는 물의 양을 측정하기 위한 수단으로서 하중감지센서(61)가 사용된다.

한편, 상기한 센디멘터(30)의 하부측에는 센디멘터(30) 내부에 고인 물을 외부로 배출시키기 위한 배출구(31)가 돌출형성되고, 이 배출구(31)의 도중에는 상기 배출구(31)를 개폐하기 위한 드레인 밸브(32)가 형성된다.

상기한 드레인 밸브(32)는 그 회전축(33)의 회전에 의해서 회동되어 상기 배출구(31)의 도중 단면을 폐쇄하거나 개방시키기 위한 것으로, 상기 드레인 밸브(32)는 원판 밸브 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 드레인 밸브(32)를 자동으로 개폐시키기 위한 수단으로서 진공압에 의해 작동되는 액츄에이터(40)가 형성되는데, 이 액츄에이터(40)의 하우징(41) 내부에는 진공압력에 의해 작동되는 다이아프램(42)이 개재된다.

상기 액츄에이터(40)의 하우징(41) 일측에는 진공압이 전달될 수 있도록 진공라인(46)이 연결되고, 하우징(41)의 다른 일측으로는 상기 액츄에이터(40)의 일측면에 플런저(47)의 일측 끝단이 연결된다. 상기한 진공라인(46)과 연결되는 다이아프램(42)의 일측에는 작동실(43)이 마련되고, 상기 다이아프램(42)은 상기 진공라인(46)에 가해지던 부압이 제공되면 원래의 위치로 이동되도록 하기 위한 리턴 스프링(45)에 의해서 탄력지지된다.

상기한 플런저(47)의 다른측 끝단은 상기한 드레인 밸브(32)의 회전축(33)에 연결되는데, 상기한 플런저(47)가 다이아프램(42)의 작동에 의해서 전진될 경우에상기 회전축(33)이 회전될 수 있도록 상기 회전축(33)과 플런저(47) 간에는 링크(48)로써 연결된다.

한편, 상기한 진공라인(46)을 통해 다이아프램(40)에 진공압을 제공하기 위한 진공탱크(50)가 형성되는데, 상기 진공탱크(50)는 엔진이 정지하여 별도의 구동없이 작동하지 않더라도 평시에 일정량의 진공압을 가지고 있게 되며, 이를 위해 진공탱크(50)의 진공압이 기준치에 미치지 못하면 상기한 진공펌프(52)를 가동시켜 요구하는 진공압을 유지시키게 된다.

그리고 상기한 진공탱크(50)와 액츄에이터(40)를 연결하는 진공라인(46)의 도중에는 상기 액츄에이터(40)로 입력되는 진공압을 단속하기 위한 솔레노이드 밸브(63)가 형성된다. 상기한 솔레노이드 밸브(63)는 전자제어장치(60)의 제어신호에 의해 작동될 수 있도록 구성된다.

이상과 같이 연료필터에 구성된 배수장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되어 연료펌프에서 연료가 펌핑되면, 연료탱크와 엔진의 인젝터 간을 연결하는 연료라인을 따라서 연료가 이송된다. 이 과정에서 연료에 포함된 수분 및 이물질은 상기한 연료필터(20)를 통과하는 과정에서 분리되어 센디멘터(30)에 따로 저장된다. 상기한 바와 같이 센디멘터(30)에 저장되는 물의 양은 상기 센디멘터(30)의 하측에 부가된 하중감지센서(61)에 의해서 측정된다.

본 발명에 의한 물의 배출장치는 다음의 순서에 의해 구동된다.

엔진의 시동이 오프되어 엔진구동이 멈추게 되면, 상기한 전자제어장치(60)에서는 시동키(62)의 위치에 따라서 엔진의 시동이 오프되었는지를 검출하게 된다.

그리고 상술한 바와 같이 하중감지센서(61)에서 측정된 값을 기초로 상기 센디멘터(30) 내에 고인 물의 양을 판단하게 되고, 기설정된 검출값과 설정값을 비교하여 상기 센디멘터(30) 내의 물의 양이 설정값 이상인 것으로 판단되면, 상기 전자제어장치(60)는 솔레노이드 밸브(63)에 ON신호를 보내게 된다.

전자제어장치(60)의 명령에 의해서 상기 솔레노이드 밸브(63)가 개방상태로 되면 상기 진공탱크(50)의 부압이 액츄에이터(40)에 가해지고, 상기 액츄에이터(40)의 다이아프램(42)은 부압이 작용하는 방향으로 이동된다. 상기한 다이아프램(42)의 위치이동에 따라서 액츄에이터(40)의 플런저(47)가 당기어지고, 링크(48)로 연결된 회전축(33)이 회전하게 되어 드레인 밸브(32)가 개방된 상태가 된다.

상기와 같이 드레인 밸브(32)가 개방된 상태가 되면 센디멘터(30)에 고였던 물이 외부로 배출되고, 센디멘터(30) 내의 물이 완전히 배출된 상태 정도의 기설정된 시간이 경과하게 되면, 상기한 전자제어장치(60)에서는 상기 솔레노이드 밸브(63)를 OFF작동시키게 된다.

따라서 진공탱크(50)와 액츄에이터(40) 간의 진공라인(46)은 차단되고, 상기 액츄에이터(40)의 다이아프램(42)을 탄력지지하고 있던 리턴 스프링(45)에 의해서 상기 다이아프램(42)가 원위치된다. 상기 다이아프램(42)이 원위치되므로서 플런저(47)는 원래의 원래의 상태로 돌출되고, 그에 연동되는 회전축(33)이 회전되어 드레인 밸브(32)가 닫히게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 연료필터를 통과하면서 연료에서 분리된 수분이 설정치 이상으로 고이게 되는 경우에 엔진의 시동이 멈춘 후에 자동으로 배출되므로서, 운전자나 정비자가 별도로 물을 배출하게 되는 번거로움이 해소될 뿐만 아니라, 종래기술의 연료필터에 비해 부구가 삭제되므로서 부구의 열화에 의한 오작동이 방지되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (4)

1. 연료입구와 연료출구가 필터 바디의 일측면에 각각 형성되고, 필터 바디의 내부에 연료 중의 이물질을 제거하기 위한 필터 엘리먼트가 수용되고, 상기 필터 엘리먼트를 거치면서 연료에서 분리된 물이 저장되는 센디멘터가 상기 필터 바디의 하부에 형성되는 연료 필터에 있어서,

   상기한 센디멘터(30)에 저장된 물이 외부로 배출되도록 하기 위한 배출구(31)의 도중에 형성되는 드레인 밸브(32)와;

   상기 드레인 밸브(32)를 회동시켜 개폐되도록 작동하는 다이어프램(42)에 의한 압력 작동식의 액츄에이터(40)와;

   상기 액츄에이터(40)의 작동실(43)에 진공압을 제공하기 위한 진공탱크(50)와;

   상기한 진공탱크(50)와 액츄에이터(40)를 연결하는 진공 라인(46)의 도중에 진공압의 단속을 제어하기 위해 형성되는 솔레노이드 밸브(63)와;

   상기한 센디멘터(30)의 하부에 기해지는 물의 하중을 측정하기 위한 하중감지 센서(61)와;

   상기 하중감지센서(61)로부터 검출된 물의 하중이 설정치 이상이고, 차량이 구동상태에서 정차하여 시동 오프 되었음이 확인되면 상기 솔레노이드 밸브(63)를 일정시간 동안 개방토록 구동 제어하는 전자제어장치(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료필터의 배수장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 상기한 드레인 밸브(32)는 회동 작동하여 개폐되는 원판 밸브인 것을 특징으로 하는 연료필터의 배수장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 액츄에이터(40)는 하우징(41) 내의 다이어프램(42)과, 그 다이어프램(42)에 일단이 고정되고 타단은 상기 드레인 밸브(32)의 회전축(33) 측에 접속되는 플런저(47)와, 상기 진공탱크(50)와 진공 라인(46)을 통해 연통되는 다이어프램(42)의 작동실(43)과, 상기 다이어프램 작동실(43)에 상기 다이어프램(42)을 탄발하도록 지지하는 리턴 스프링(45); 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료필터의 배수장치.
4. 연료필터의 필터 엘리먼트에 의해서 분리되어 센디멘터에 저장된 물을 배출시키기 위한 방법에 있어서,

   엔진의 시동이 오프되었는지를 검출하는 단계와;

   하중감지센서에 걸리는 측정값을 기초로 센디멘터에 고인 물의 량을 판단하기 위해서 물의 하중을 측정하는 단계와;

   상기 단계에서 측정된 물의 량이 설정치 이상인 것으로 판단되면, 전자제어장치에서 솔레노이드 밸브를 구동하여 진공압에 의해 액츄에이터를 작동시켜 드레인 밸브를 개방하므로서 센디멘터 내의 물을 외부로 배출토록 하는 단계와;

   센디멘터 내의 물이 완전히 배출되는 일정시간 경과 후 솔레노이드 밸브를 오프 제어하여 드레인 밸브를 오프 제어하여 드레인 밸브를 닫는 단계; 를 포함하여 작동되는 것을 특징으로 하는 연료필터 배수장치의 작동방법.