KR20060004155A - 차량의 연료필터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 연료필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히, 연료탱크 내에 연료펌프와 함께 설치되어 연료를 여과시키기 위한 것으로, 여과지에 부직포와 나일론 재질을 함께 점 형태의 융착부를 형성하여 부착하여 구성하는 것으로서, 연료 필터장치에 구비되어 연료를 여과시키는 연료필터에 있어서, 연료 흐름방향의 가장 바깥쪽에 위치하는 펄프 여과지(10)와; 상기 펄프 여과지(10)보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 상기 펄프 여과지(10)에 부착되는 부직포(20)와; 상기 부직포(20)보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 연료 흐름방향의 가장 안쪽에 위치하며, 상기 부직포(20)에 부착되는 나일론지(30: 나일론 스폰본드)를 포함하여 적층되어 구성되어, 필터의 결합력을 향상시켜 부직포의 들뜸 현상이나 접착부 이탈 등에 의한 성능 저하를 최소화하여 여과 수명을 증대시킬 수 있고, 단위 면적당 여과 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

부직포, 필터, 연료 필터장치.

Description

차량의 연료필터 및 그 제조방법 {Method for manufacturing fuel filter media for vehicle and the fuel filter media made by the method}

도 1은 일반적인 차량의 연료 여과장치를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 차량의 연료필터의 일 실시예를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 차량의 연료필터의 융착 상태를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명의 차량의 연료필터의 제작방법을 도시하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 펄프 여과지 20 : 부직포

30 : 나일론지 40 : 융착홈

50 : 융착 혼 60 : 롤러

본 발명은 차량의 연료필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히, 연료탱크 내에 연료펌프와 함께 설치되어 연료를 여과시키기 위한 것으로, 여과지에 부직포와 나일론 재질을 함께 점 형태의 융착부를 형성하여 부착하여 구성함으로써, 필터의 결합력을 향상시켜 부직포의 들뜸 현상이나 접착부 이탈 등에 의한 성능 저하를 최소화하여 여과 수명을 증대시킬 수 있고, 단위 면적당 여과 효율을 향상시킬 수 있는 차량의 연료필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차나 오토바이 등의 연료를 이용하여 주행하는 차량은 연료를 공급하기 위한 연료탱크를 구비하고 있고, 이러한 연료탱크에는 연료탱크 내의 연료를 엔진까지 공급시켜주기 위한 연료펌프가 설치된다.

상기와 같은 연료펌프의 작동에 의하여 연료는 엔진으로 유입되게 되는데, 이때 상기 연료는 별도의 연료 여과장치를 거쳐 엔진으로 공급되게 된다.

일부 자동차를 제외하고 일반적으로 상기와 같은 연료 여과장치는 연표펌프와 분리되어 연료 라인의 중간에 설치되어 있으며, 여과지의 수명을 고려하여 주기적으로 교환하도록 되어 있다.

그러나 최근에는 배기가스의 규제 강화에 따라 연료 여과장치가 연료펌프와 모듈화 되어 설치되도록 전환되고 있으며, 따라서 상기 연료 여과장치가 연료탱크 내부에 설치되고 있다.

도 1은 일반적인 차량의 연료 여과장치를 나타내는 개략도로서, 도시하는 바와 같이, 연료탱크(1) 내의 연료펌프(2)에 의하여 송출된 연료는, 그 일측에 모듈 화 되어 설치되는 연료 여과장치(3) 내로 유입되어 연료필터(4)를 거치면서 연료가 포함하고 있는 일부 불순물이 여과되게 되고, 이와 같이 여과된 연료는 플렌지(5)를 통하여 연료라인을 거쳐 엔진으로 공급되게 된다.

이제까지 상기와 같은 연료필터(4)는 한 장의 여과지를 이용하여 제작되었는데, 상기와 같이, 연료 여과장치(3)가 연료탱크 내부에 설치됨에 따라 연료 여과장치(3) 내에 구비되는 연료필터(4)의 내구성 증대가 요구된다.

상기 연료필터(4)의 내구 수명은 연료필터(4)가 가지는 이물질의 포집량에 비례하게 되며, 이를 만족시키기 위하여 연료필터(4)의 여과면적을 증대시키거나 연료필터(4)의 형태를 바꾸어 내구성을 증대시키기 위한 노력을 보이고 있다.

또한, 일반적으로 단위 면적당 여과면적을 극대화시키기 위하여 연료필터(4)를 절곡하게 된다.

그러나 연료펌프와의 모듈화가 이루어지면서 연료필터의 설치공간이 한정되며, 이 한정된 공간에서 연료필터의 여과면적을 증대하여 포집량을 증대시키는 것에는 한계가 발생하게 된다.

상기와 같은 한계를 극복하기 위하여, 연료필터를 이루는 기존의 여과지에 기공크기가 다른 재질을 함께 부착하여 내구성을 증대시키고자 하는 연구가 이루어지고 있으나, 상기와 같은 부착 기술이 아직 미흡한 상태이며, 이종의 재질을 함께 직접 방사하여 접착시키는 등의 방법을 사용하고 있으나, 그 부착이 쉽게 떨어지는 등, 아직 해결이 미흡한 상태이다.

또한, 여과지에 부직포를 부착시키는 시도가 있었으나, 부직포 자체의 결합력을 높일 수 있는 기술이 필요하며, 이런 경우에도 부직포의 표면이 마찰 등에 의하여 들뜨는 현상이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 필터의 결합력을 향상시켜 부직포의 들뜸 현상이나 접착부 이탈 등에 의한 성능 저하를 최소화하여 여과 수명을 증대시킬 수 있고, 단위 면적당 여과 효율을 향상시킬 수 있는 차량의 연료필터 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은, 연료 필터장치에 구비되어 연료를 여과시키는 연료필터에 있어서, 연료 흐름방향의 가장 바깥쪽에 위치하는 펄프 여과지와; 상기 펄프 여과지보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 상기 펄프 여과지에 부착되는 부직포와; 상기 부직포보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 연료 흐름방향의 가장 안쪽에 위치하며, 상기 부직포에 부착되는 나일론지를 포함하여 적층하여 구성함으로써 달성된다.

본 발명의 다른 관점에 있어서, 본 발명은, 연료 필터장치에 구비되어 연료를 여과시키는 연료필터를 제작하는 방법에 있어서, 펄프 여과지와 부직포 및 나일론지를 차례로 적층하여, 롤러와 점 또는 선형의 융착부를 가지는 융착 혼 사이로 통과시키는 제 1단계와; 상기 융착 혼에 초음파 진동을 가하여, 그로 인한 마찰열을 이용하여 상기 펄프 여과지와 부직포 및 나일론지를 융착시키는 제 2단계를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 차량의 연료필터의 일 실시예를 나타내는 단면도로서, 본 발명은, 연료 필터장치에 구비되어 연료를 여과시키는 연료필터에 있어서, 연료 흐름방향의 가장 바깥쪽에 위치하는 펄프 여과지(10)와; 상기 펄프 여과지(10)보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 상기 펄프 여과지(10)에 부착되는 부직포(20)와; 상기 부직포(20)보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 연료 흐름방향의 가장 안쪽에 위치하며, 상기 부직포(20)에 부착되는 나일론지(30: 나일론 스폰본드)를 포함하여 적층되어 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)는, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 일정 형태의 융착홈(40)을 형성하여 함께 융착하여 제작하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 차량의 연료필터의 제작방법을 도시하는 개략도로서, 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)를 융착함에 있어서는, 점 또는 선형의 융착부(51)를 가지는 융착 혼(50)에 초음파 진동을 가하여 융착하는 것이 보다 바람직하다.

즉, 상기와 같은 융착방법은, 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)가 각각 롤(11, 21, 31)에서 말린 상태로 구비된 상태에서, 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)를 차례로 적층하여 상기 융착 혼(50)과 롤러 (60)사이를 지나도록 한 상태에서, 상기 융착 혼(50)에 초음파 진동을 가함으로써 함께 융착되는 것이다.

이하, 상기 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

상기 펄프 여과지(10)는 일반적으로 연료필터 및 오일필터 등에 사용되는 것으로, 이 층에서 적층된 연료필터의 대부분의 효율을 조절하게 된다. 즉, 연료의 흐름방향의 가장 바깥쪽에 위치하여 여과의 크기를 결정하게 되는 것이다.

상기 펄프 여과지(10)에서 여과 효율을 극대화시키면 필터 여과지(10)의 수명은 짧아지고, 여과 효율을 낮추면 보호하고자 하는 엔진의 분사장치 및 압력제어기가 충분히 보호되지 못한다.

여과된 이후의 시스템에서 허용되는 최대 이물질의 크기보다 작도록 기공 크기를 결정하게 되는데, 그보다 크기가 큰 이물질은 모두 걸러주기 때문에 단독으로 사용하게 되면 여과 수명을 증대하는데 한계가 발생하게 된다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 펄프 여과지(10) 앞에 이보다 기공이 큰 부직포(20)와 나일론지(30: 나일론 스폰본드)를 차례로 부착하여, 여과 효율을 높이면서 수명 문제도 해결할 수 있는 것이다.

상기 부직포(20)는 원료(PP, PET, PBT 등)를 멜트 블로운(melt blown) 방식으로 가공하게 되며, 조직의 결합력이 강하지 못하며, 기공도 크게 된다. 이러한 부직포(20)는 상기 펄프 여과지(10) 보다 연료 흐름의 상단에 위치하여, 이물질을 사전 여과하는 기능을 수행하며, 크기가 큰 이물질을 이 부직포(20)에서 1차로 여과하는 기능을 가지게 된다.

즉, 최종 여과기능을 수행하는 펄프 여과지(10) 부위에 포집되는 이물질의 일부를 이 부직포(20)에서 여과하여 상기 펄프 여과지(10)의 부하를 줄이는 역할을 수행하게 된다.

한편, 종래 기술에서 언급한 바와 같이, 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20)를 접착시켜 제작할 경우, 부직포(20)의 들뜸현상이나, 접착부의 이탈현상에 대한 보완이 필요하다. 또한 필터의 수명이나 효율에 대한 성능 저하를 최소화하는 방안이 검토되어야 하며, 본 발명에서는 상기와 같은 현상을 동시에 보완하기 위하여 기공도가 크면서 자체 결합력이 강한 나일론지(30), 특히 나일론 스폰본드라 하는 나일론지(30)를 상기 부직포(20)의 상부에 위치시켜, 상기 펄프 여과지(10), 부직포(20)와 함께 초음파 융착을 하도록 한 것이다.

또한 상기 초음파 융착에 의한 여과면적을 최소화하기 위하여 점 형태의 융착홈(40)을 형성하여 융착되도록 한다.

상기와 같은 초음파 융착에 의한 연료필터의 제작방법은, 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)를 차례로 적층하여, 롤러(60)와 점 또는 선형의 융착부(51)를 가지는 융착 혼(50) 사이로 통과시키고(제 1단계), 이후에, 상기 융착 혼(50)에 초음파 진동을 가하여, 그로 인한 마찰열을 이용하여 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)를 융착시키게 되는 것이다(제 2단계).

이 과정은 도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 펄프 여과지(10)와 부직포(20) 및 나일론지(30)가 각각의 롤(11, 21, 31)에 감긴 상태에서, 상기 융착 혼(50)과 롤러(60) 사이로 공급되도록 하여, 연속적인 제작이 가능한 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 필터의 결합력을 향상시켜 부직포의 들뜸 현상이나 접착부 이탈 등에 의한 성능 저하를 최소화하여 여과 수명을 증대시킬 수 있고, 단위 면적당 여과 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 연료 필터장치에 구비되어 연료를 여과시키는 연료필터에 있어서,

   연료 흐름방향의 가장 바깥쪽에 위치하는 펄프 여과지와;

   상기 펄프 여과지보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 상기 펄프 여과지에 부착되는 부직포와;

   상기 부직포보다 상대적으로 큰 기공을 가지며, 연료 흐름방향의 가장 안쪽에 위치하며, 상기 부직포에 부착되는 나일론지를 포함하여 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료필터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 펄프 여과지와 부직포 및 나일론지는 일정 형태의 융착홈을 형성하여 함께 융착되어 제작되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료필터.
3. 제 2항에 있어서, 상기 펄프 여과지와 부직포 및 나일론지의 융착은, 점 또는 선형의 융착부를 가지는 융착 혼에 초음파 진동을 가하여 융착하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료필터.
4. 연료 필터장치에 구비되어 연료를 여과시키는 연료필터를 제작하는 방법에 있어서,

   펄프 여과지와 부직포 및 나일론지를 차례로 적층하여, 롤러와 점 또는 선형의 융착부를 가지는 융착 혼 사이로 통과시키는 제 1단계와;

   상기 융착 혼에 초음파 진동을 가하여, 그로 인한 마찰열을 이용하여 상기 펄프 여과지와 부직포 및 나일론지를 융착시키는 제 2단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료필터의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 펄프 여과지와 부직포 및 나일론지는 각각 롤 형태로 말린 상태로 상기 롤러와 융착 혼 사이로 공급되어, 연속적으로 제작되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료필터의 제조방법.

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