KR20080051885A - 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤 차량의 동작에 의해 온도가 상승된 엔진 오일을 이용하여 디젤 연료를 가열한 후 연료와 수분이 분리되도록 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치에 관한 것에 관한 것으로서, 디젤 차량에 있어서, 내부에 공간이 형성되어 있고 필터(50)가 설치되어 있는 원통형 하우징(100), 상기 하우징(100)으로 유입되는 연료의 경로 상에 설치되는 연료 가열 장치(200), 상기 연료 가열 장치(200)에 연결되는 엔진 오일 공급관(300), 상기 하우징(100)에서 증기로 분리된 수분을 외부로 배출하는 증기 배출관(400), 상기 하우징(100)에 분리된 연료를 외부로 배출하는 연료 공급로(500)로 구성된다.

차량, 디젤 연료, 수분 분리

Description

디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치{An apparatus for dividing for fuel and water in diesel oil}

도 1은 본 발명에 의한 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 도면.

-도면의 주요부분에 대한 부호설명-

50 : 필터 100 : 하우징

200 : 연료 가열 장치 300 : 엔진 오일 공급관

400 : 증기 배출관 500 : 연료 공급로

600 : 부유 밸브

본 발명은 디젤 연료의 수분 분리 장치에 관한 것으로서, 특히 디젤 차량의 동작에 의해 온도가 상승된 엔진 오일을 이용하여 디젤 연료를 가열한 후 연료와 수분이 분리되도록 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디젤엔진의 연료는 자체에 소정량의 수분을 함유하고 있는데, 외부온도의 변화에 따라 발생하는 수분의 양은 차이가 난다.

여름철에는 기관의 온도와 외부온도간에 차이가 나지 않으므로 발생하는 수분의 양이 미세하나, 겨울철에는 기관의 온도와 외부온도간에 많은 차이가 나므로 발생하는 수분의 양이 많아진다.

주지된 바와 같이 디젤 차량에 있어서 연료탱크로부터 엔진으로 공급되는 연료에서 수분을 분리하는 유수분리가가 연료탱크와 연료펌프사이에 설치되어 있다.

이러한 유수분리기는 디젤연료속에 함유된 수분을 포집하여 배출시키도록 되어 있는데 연료속에 함유된 수분은 분사장치의 부식과 마모를 초래하고 이 수분이 엔진으로 유입될 때에는 엔진손상을 일으키는 문제점이 있었다.

이와 같이 디젤 연료에 포함되어 있는 수분을 분리하여 배출하기 위해서 사용되는 기술로는 특수 필터를 이용하여 디젤유만 통과시켜 수분을 분리하는 방법, 디젤유와 수분과의 비중차에 의해 원심력등을 이용하여 수분의 분리하는 방법, 히터등을 이용하여 증류기술을 이용하여 수분을 분리하는 방법 등이 있었다.

필터를 사용하는 방법의 경우에는 필터의 비용이 고가인 문제점이 있었고, 원심력을 이용하는 방법의 경우에는 동력을 이용하는 분리 장치가 추가로 설치되어야 하는 문제점이 있어, 널리 사용되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디젤 차량의 동작에 의해 온도가 상승된 엔진 오일을 이용하여 디젤 연료를 가열한 후 연료와 수분이 분리되도록 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 연료와 수분을 분리함에 있어 엔진의 동작중 온도가 상승된 엔진 오일을 사용하도록 하여 수분 분리를 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 도면으로서, 디젤 차량에 있어서, 내부에 공간이 형성되어 있고 필터(50)가 설치되어 있는 원통형 하우징(100), 상기 하우징(100)으로 유입되는 연료의 경로 상에 설치되는 연료 가열 장치(200), 상기 연료 가열 장치(200)에 연결되는 엔진 오일 공급관(300), 상기 하우징(100)에서 증기로 분리된 수분을 외부로 배출하는 증기 배출관(400), 상기 하우징(100)에 분리된 연료를 외부로 배출하는 연료 공급로(500)를 포함하여 구성된다.

상기 엔진 오일 공급관(300)은 엔진의 윤활에 사용된 엔진 오일이 경유하도록 구성된다.

상기 엔진 오일 공급관(300)은 연료 가열 장치(200)의 내부에서 연료관(5)의 주위에 밀착하여 설치된다.

상기 증기 배출관(400)에는 연료와 분리된 증기를 액화하는 액화기(410), 액 화된 수분을 일시 저장하는 리저버(420)가 추가로 설치된다.

상기 리저버(420)에는 수분 배출 밸브(430)가 설치된다.

상기 연료 공급로(500)에는 수분이 분리된 연료의 온도를 하강시키는 연료 냉각기(510)가 추가로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 하우징(100)의 내부에는 연료의 유면상에서 부유하면서 증기 배출관(400)을 개폐하는 부유 밸브(600)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

디젤 차량의 동작을 위해 엔진으로 연료를 공급하기 전에 연료에 포함되어 있는 수분을 분리하도록 하기 위해, 본 발명을 사용하도록 한다.

엔진의 동작에 의해 엔진의 온도는 상승하고, 이에 따라 엔진 오일의 온도도 상승하게 된다.

온도가 상승된 엔진 오일은 엔진 오일 공급관(300)을 통해 연료 가열 장치(200)로 유입된다.

연료 가열 장치(200)는 연료의 공급 경로상에 설치되어 있고, 엔진 오일 공급관(300)은 연료 가열 장치(200)의 내부에서 연료관(5)의 주위에 밀착하여 설치되어 있어, 엔진 오일이 연료와 열교환하도록 한다.

도면에 의하면 연료관(5)의 주위에 엔진 오일 공급관(300)이 나선 형태로 감싸고 있으나, 열교환량을 증가시키기 위해 다른 형태로 형성될 수도 있다.

연료 가열 장치(200)에서 가열된 연료는 하우징(100)의 일측으로 유입된다. 디젤 연료와 수분의 끓는 점은 서로 다르므로, 디젤 연료에 포함되어 있는 수분은 증발하여 상부의 증기 배출관(400)을 통하여 배출되고, 디젤 연료는 액화 상태로 하우징(100)의 외부로 배출된다.

이때, 하우징(100)에 연료의 양이 과도할 때 연료가 증기 배출관(400)으로 배출되는 것을 방지하기 위하여 증기 배출관(400)의 입구 부위에는 연료의 유면 상에서 부유하는 부유 밸브(600)가 설치된다.

증기 배출관(400)의 단부에는 액화기(410)와 리저버(420)를 설치하여 증기를 액화시켜 임시로 저장하고, 일정량이 초과하면 배출되도록 한다.

수분이 분리되어 배출되는 연료는 연료 냉각기(510)로 유입되어 온도가 하강된 후, 엔진으로 유입되어 엔진의 동작이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같이 동작하게 된다.

디젤 차량의 동작에 사용되는 연료의 수분을 분리하기 위해서, 엔진으로 연료가 공급되는 경로상에 설치되어 있는 연료 가열 장치(200)에 엔진 오일 공급관(300)이 설치되도록 한다.

엔진 오일 공급관(300)을 통해 엔진의 동작에 의해 온도가 상승된 엔진오일이 연료 가열 장치(200) 내부로 유입된다.

이때, 연료 가열 장치(200)로 유입되는 엔진 오일의 온도는 130℃~150℃이다.

연료 가열 장치(200)의 내부에서 연료관(5)의 주위를 감싸고 있는 엔진 오일 공급관(300)의 엔진 오일과 연료관(5)의 연료가 열교환을 이룬후 하우징(100)으로 유입된다.

하우징(100)으로 유입된 연료는 온도가 상승되어 있으나, 그 온도는 디젤 연료의 끓는 점(200℃~300℃)보다 낮아 액체 상태를 유지하고 있다. 그러나, 연료의 온도는 연료에 포함되어 있는 수분의 끓는 점 온도(100℃)보다 높아 연료에 포함된 수분은 기화하여 하우징(100)의 상부에 설치되어 있는 증기 배출관(400)을 통해 하우징(100) 외부로 배출된다.

한편, 기화된 수분이 분리된 연료는 하우징(100) 내부의 필터(50)에 의해 불순물이 여과된 후, 연료관(5)을 통해 외부로 배출된다.

또한, 연료 가열 장치(200)에서 연료와 열교환을 한후, 엔진 오일은 오일팬으로 순환하여 이후의 엔진 동작에 사용된다.

외부로 배출된 증기는 액화기(410)에 의해 액화된 후 리저버(420)에 임시로 저장된 후, 일정량 이상이 되면 수분 배출 밸브(430)를 조작하여 외부로 배출한다.

이때, 배출된 연료는 연료 냉각기(510)에 의해 온도가 저하된 후 엔진으로 공급되어 엔진의 동작이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 디젤 연료와 수분이 분리될 때, 하우징(100)의 내부로 연료의 공급량이 급증하면 디젤 연료가 증기 배출관(400)을 통해 유출될 수 있다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위하여 하우징(100) 내부에 증기 배출관(400)이 개폐되도록 하는 부유 밸브(600)를 설치한다.

부유 밸브(600)는 디젤 연료의 유면상에서 부유하면서 연료의 양이 과도하면 유면이 높아지면 부유 밸브(600)는 증기 배출관(400)을 폐쇄한다.

또한, 연료의 양이 감소하면 연료의 유면의 낮아져 증기 배출관(400)이 개방 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 디젤 차량의 동작에 의해 온도가 상승된 엔진 오일을 이용하여 디젤 연료를 가열한 후 연료와 수분이 분리되도록 하므로, 수분 분리를 위한 별도의 장치가 필요치 않게 되어 수분 분리 장치의 원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 디젤 차량에 있어서,

   내부에 공간이 형성되어 있고 필터(50)가 설치되어 있는 원통형 하우징(100),

   상기 하우징(100)으로 유입되는 연료의 경로 상에 설치되는 연료 가열 장치(200),

   상기 연료 가열 장치(200)에 연결되는 엔진 오일 공급관(300),

   상기 하우징(100)에서 증기로 분리된 수분을 외부로 배출하는 증기 배출관(400),

   상기 하우징(100)에 분리된 연료를 외부로 배출하는 연료 공급로(500)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 엔진 오일 공급관(300)은 엔진의 윤활에 사용된 엔진 오일이 경유하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 엔진 오일 공급관(300)은 연료 가열 장치(200)의 내부에서 연료관(5)의 주위에 밀착하여 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 증기 배출관(400)에는 연료와 분리된 증기를 액화하는 액화기(410), 액화된 수분을 일시 저장하는 리저버(420)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 리저버(420)에는 수분 배출 밸브(430)가 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료 공급로(500)에는 수분이 분리된 연료의 온도를 하강시키는 연료 냉각기(510)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징(100)의 내부에는 연료의 유면상에서 부유하면서 증기 배출관(400)을 개폐하는 부유 밸브(600)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료와 수분 분리 장치.

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