KR20120076726A - 연료 탱크 리저버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 탱크 리저버에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 연료 내의 이물질이 연료 송출관의 펌프로 유입되는 것을 효과적으로 방지하며, 이를 통해 리저버의 유지 관리를 보다 용이하게 해 주는 연료 탱크 리저버를 제공함에 있다.
본 발명의 연료 탱크 리저버는, 연료 탱크(300) 내에 구비되는 리저버(100)로서, 엔진(200)으로 연료를 공급하는 연료 송출관(120)이 연결되며 연료를 수용하는 수용부(110)와, 상기 연료 송출관(120)에 구비되어 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료를 상기 엔진(300)으로 송출시키는 펌프(130)와, 상기 수용부(110)에 연결되어 상기 연료 탱크(300) 내의 연료를 상기 수용부(110) 내로 공급하는 공급부(140)와, 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료의 양을 측정하는 측정부(150)를 포함하는 리저버(100)에 있어서, 상기 펌프(130)의 흡입부 위치에 구비되어 이물질을 여과하는 필터(160) 및 상기 공급부(140)가 그 내부에 수용되도록 배치 형성되는 선행 필터(170)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

연료 탱크 리저버 {Reservoir for Fuel Tank}

본 발명은 연료 탱크 리저버에 관한 것이다.

차량의 연료 탱크에서 엔진으로의 연료 공급은 지속적이고 안정적으로 이루어져야 함은 당연하다. 이에 따라 엔진으로의 연료 공급이 원활하면서 또한 원하는 양만큼 안정적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 많은 기술이 개시되어 있다. 특히 일반적인 주행 조건이 아닌 경우, 즉 연료 탱크에 연료가 적당히 차 있고 차량 자체는 운행 중인 경우의 조건이 아닌 경우에, 이와 같이 원활하고 안정적인 연료 공급이 이루어질 수 있도록 하는 기술은 매우 중요하다. 특히 차량이 막 시동되었을 때나 연료 탱크에 연료가 많이 차 있지 않았을 때와 같은 경우에, 일반적인 주행 조건에서의 연료 공급 구조만으로는 엔진으로의 연료 공급이 원활히 이루어지기 어렵다. 이에 따라 연료 탱크에는 일반적으로, 이러한 경우에서의 원활한 연료 공급이 이루어질 수 있도록 하는 구조인 리저버가 구비되어 있다.

리저버는 연료 탱크에 연결되어 있는 연료 공급관에 구비되는 소형 연료 수용부 형태로 된 것으로서, 리저버에는 연료 탱크에 수용된 연료의 양과는 상관없이 항상 소정 분량 이상의 연료가 수용되어 있도록 설계되어 있다. 따라서 연료 탱크에 수용된 연료의 양이 극히 적을 때나, 차량이 급경사 길을 장시간 운행하는 등과 같이 연료 탱크 내 연료 수면이 정상적이지 않은 상태가 될 때와 같은 경우에도, 리저버에 의하여 엔진에 연료가 안정적으로 공급될 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 리저버의 구조를 간략하게 도시하고 있다. 일반적으로 리저버(100')는 연료 탱크(300') 내에 구비되되, 엔진(200')으로 연료를 공급하는 연료 송출관(120')이 연결되며 연료를 수용하는 수용부(110')와, 상기 연료 송출관(120')에 구비되어 상기 수용부(110') 내에 수용된 연료를 상기 엔진(300')으로 송출시키는 펌프(130')와, 상기 수용부(110')에 연결되어 상기 연료 탱크(300') 내의 연료를 상기 수용부(110') 내로 공급하는 공급부(140')와, 상기 수용부(110') 내에 수용된 연료의 양을 측정하는 측정부(150')를 기본적으로 포함하여 이루어지게 된다.

상기 공급부(140')는 일반적으로 제트 펌프 형태로 이루어지는데, 이러한 제트 펌프는 상기 연료 탱크(300')의 형태와 구조 등에 따라 1개가 구비될 수도 있고 또는 그 이상이 구비될 수도 있다. 상기 측정부(150')는 일반적으로 수위를 측정하는 가장 간단한 구조 중 하나인 플로트(float) 형태로 이루어진다. 또한 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 리저버(100')에는 이외에도 상기 엔진(300')으로부터 리턴되는 연료를 다시 상기 리저버(100')의 상기 수용부(110') 내로 배출하는 리턴 연료 배출관이 연결되는 구조가 구비되기도 한다. 또한, 상기 공급부(140')가 상술한 바와 같이 제트 펌프 형태로 이루어지는 경우, 상기 펌프(130')로부터 상기 공급부(140')로 일부 연료를 공급하여 상기 공급부(140')에서의 제트 펌프 동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 구조가 더 구비되기도 한다.

한편, 일반적으로 차량에 사용되는 연료는 휘발유, 디젤유 등이 현재 가장 널리 사용되고 있으며, 바이오디젤유 등과 같은 것들도 사용되고 있다. 물론 통상적으로 연료가 상품화되는 과정에서 여과를 수행하여 연료 내 이물질을 제거하는 작업을 거치기는 하나, 이물질이 완벽하게 제거되기는 어려우며 따라서 실제로는 연료 내에 이물질이 혼입되어 있는 경우가 종종 있다. 더불어 디젤유는 물질 특성상 휘발유에 비하여 온도가 떨어짐에 따라 좀 더 응고가 빨리 일어나는 편이며, 더불어 그 생산 과정의 특성상 수분이 상대적으로 많이 함유되기 때문에 특히 저온 환경 시 연료 내에 수분이 얼어서 덩어리진 형태로 포함되어 있게 되는 경우도 있다.

이 때 리저버에, 이물질이 혼입되어 있거나, 연료 내 수분이 얼거나 응고되어 덩어리가 생긴 연료가 유입되는 경우, 이러한 이물질, 연료 자체 또는 연료에 포함되어 있던 수분이 얼어서 발생된 응고물 등은, 리저버 내의 연료를 연료 송출관을 통해 엔진으로 공급하기 위해 작동되는 펌프의 흡입부에 걸리게 될 가능성이 있다. 이와 같은 이물질이 펌프에 걸리게 되면 당연히 연료 송출관으로의 연료 흡입이 원활하지 못하게 되며, 따라서 엔진으로의 연료 공급 역시 불량해지게 되는 문제가 있다.

종래에 이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 구조가 개시되었다. 도 2(A)는 한국특허등록 제0898217호("연료펌프의 이물질 제거구조", 이하 선행기술 1)로서, 선행기술 1에서는 엔진으로부터 리턴되는 연료의 압력에 의한 연료탱크 내의 연료가 유입 가능하도록 연료유입부가 구비된 리저버컵; 상기 리저버컵 내부의 연료유입부 측에 설치되는 체크밸브; 상기 연료탱크 내의 연료에 포함된 이물질이 상기 리저버컵의 내부로 유입되는 것을 방지하는 프리필터; 및 상기 리저버컵 내의 연료 유량이 기준치 이상이면 상기 체크밸브를 폐쇄시키고, 기준치 미만이면 상기 체크밸브를 개방시키는 개폐장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프의 이물질 제거구조를 개시하고 있다. 또한, 도 2(B)는 한국특허공개 제1998-0060428호("자동차 연료 탱크의 리저버 컵 구조", 이하 선행기술 2)로서, 선행기술 2에서는 연료 탱크에 내재된 리저버 컵과, 상기 리저버 컵 내에 다수 설치되고 상측부의 일측 위치에 배출구가 형성된 보조 리저버실과, 엔진에서 회송되는 연료가 상기 리저버 컵과 다수의 보조 리저버실에 각각 회송되도록 중간에서 분기되는 리턴 파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료 탱크의 리저버 컵 구조를 개시하고 있다.

선행기술 1 및 선행기술 2에서는, 각각 도 2(A) 및 도 2(B)에 도시되어 있는 바와 같이 펌프의 흡입부 위치에 필터(도 2(A)의 도면부호 30, 도 2(B)의 도면부호 54)가 구비되도록 함으로써, 펌프로 유입되는 연료에 포함되어 있는 이물질을 여과할 수 있도록 하고 있다.

그런데 이와 같이 펌프에 직접 구비되는 필터의 경우, 도시되어 있는 바와 같이 펌프의 흡입부 위치에 구비되기 때문에 이물질이 누적되었을 때 이를 세척하거나 또는 교체하기가 어려운 문제가 있다. 또한, 이와 같이 필터에 이물질이 누적되게 되면, 펌프가 연료를 흡입하기 어려워지게 되어 연료 공급이 원활하게 이루어지지 못하는 문제는 여전히 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서는 필터의 교체나 세척 작업을 하여야만 하는데, 상술한 바와 같이 그 구조적 특성상 이러한 작업에 시간 및 비용이 많이 발생하게 되는 문제점 또한 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연료 내의 이물질이 연료 송출관의 펌프로 유입되는 것을 효과적으로 방지하며, 이를 통해 리저버의 유지 관리를 보다 용이하게 해 주는 연료 탱크 리저버를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료 탱크 리저버는, 연료 탱크(300) 내에 구비되는 리저버(100)로서, 엔진(200)으로 연료를 공급하는 연료 송출관(120)이 연결되며 연료를 수용하는 수용부(110)와, 상기 연료 송출관(120)에 구비되어 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료를 상기 엔진(300)으로 송출시키는 펌프(130)와, 상기 수용부(110)에 연결되어 상기 연료 탱크(300) 내의 연료를 상기 수용부(110) 내로 공급하는 공급부(140)와, 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료의 양을 측정하는 측정부(150)를 포함하는 리저버(100)에 있어서, 상기 펌프(130)의 흡입부 위치에 구비되어 이물질을 여과하는 필터(160) 및 상기 공급부(140)가 그 내부에 수용되도록 배치 형성되는 선행 필터(170)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 선행 필터(170)는 상기 선행 필터(170)에서 여과 가능한 최소 입자 크기가 상기 필터(160)에서 여과 가능한 최소 입자 크기보다 상대적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선행 필터(170)는 상기 리저버(100)에 착탈 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료 탱크 내에 구비되는 리저버에 있어서, 리저버 내로 연료를 공급하는 공급부 주변에 선행 필터가 구비되도록 함으로써, 엔진으로 연료를 송출하는 펌프로 이물질이 유입되어 막히는 등의 문제를 방지하는 큰 효과가 있다. 종래에도 펌프의 흡입부 부근에 필터가 구비되어 있는 구조가 개시되어 있기도 하였으나, 본 발명의 선행 필터가 더 구비됨으로써 이물질을 보다 효과적으로 걸러낼 수 있게 되는 효과도 있다.

특히 본 발명에 의하면 다음과 같은 장점이 있다. 상술한 바와 같은 종래의 (펌프에 구비되는) 필터의 경우 구조나 위치상 교체, 세척 등이 어려운 문제가 있어 걸러낸 이물질의 양이 누적되어 필터가 막힐 경우 엔진으로의 연료 공급이 불안정해지는 등의 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에서는 선행 필터에 의해 일차적으로 연료 내 이물질들이 걸러진 후 펌프로 흡입되도록 하기 때문에 펌프에 구비되는 필터의 수명을 훨씬 늘릴 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 본 발명에서는 선행 필터가 쉽게 탈착 및 교체가 가능하도록 해 줌으로써, 선행 필터에 많은 이물질이 누적되어 리저버로의 연료 공급이 원활히 이루어지지 않을 경우, 선행 필터를 교체하거나 빼내어 세척 후 다시 조립하여 주기만 하면 되므로, 차량의 유지 관리 시간 및 비용을 크게 절약할 수 있는 장점이 있다.

더불어 본 발명의 선행 필터는 그 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 이에 따라 기존의 다양한 형태의 리저버에 유연하게 적용이 가능한 높은 호환성을 가지며, 또한 이러한 장점들에 의하여 생산성 및 경제성이 뛰어난 큰 장점이 있다.

도 1은 일반적인 연료 탱크 리저버.
도 2는 종래의 연료 탱크 리저버.
도 3은 본 발명의 연료 탱크 리저버.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 연료 탱크 리저버를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 연료 탱크 리저버를 도시한 것이다. 본 발명의 리저버(100)의 기본적인 형태는 종래의 리저버와 동일하다. 즉 본 발명의 리저버(100)도 기본적으로는 연료 탱크(300) 내에 구비되는 리저버(100)로서, 엔진(200)으로 연료를 공급하는 연료 송출관(120)이 연결되며 연료를 수용하는 수용부(110)와, 상기 연료 송출관(120)에 구비되어 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료를 상기 엔진(300)으로 송출시키는 펌프(130)와, 상기 수용부(110)에 연결되어 상기 연료 탱크(300) 내의 연료를 상기 수용부(110) 내로 공급하는 공급부(140)와, 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료의 양을 측정하는 측정부(150)를 포함하여 이루어진다. 물론 본 발명의 리저버(100) 역시, 상기 공급부(140)는 (상기 연료 탱크(300)의 형태에 따라) 적어도 1개 이상의 제트 펌프로 이루어질 수 있으며, 또한 상기 엔진(200)으로부터 리턴되는 연료가 배출되는 유로가 연결되어 있을 수도 있는 등, 다른 구조를 더 채용할 수 있음은 당연하다.

이 때, 본 발명의 리저버(100)는, 상기 펌프(130)의 흡입부 위치에 구비되어 이물질을 여과하는 필터(160) 및 상기 공급부(140)가 그 내부에 수용되도록 배치 형성되는 선행 필터(pre-filter, 170)를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다. 즉 본 발명의 리저버(100)에서는 상기 필터(160)를 이용하여 상기 펌프(130)로 흡입되는 연료의 이물질이 여과되도록 하되, 그 이전에 상기 선행 필터(170)를 이용하여 상기 필터(160)를 통과하기 전에 연료를 1차적으로 먼저 여과하도록 하는 것이다.

연료의 흐름에 따라 설명하자면 다음과 같다. 본 발명에서의 상기 필터(160) 및 상기 선행 필터(170)가 없는 기본적인 리저버(100')의 경우, 즉 도 1에 도시되어 있는 리저버(100')의 경우를 설명한다. 상기 연료 탱크(300')에 수용되어 있는 연료는 먼저 상기 공급부(140')를 통해 상기 리저버(100')의 상기 수용부(110') 내로 공급된다. 상기 수용부(110') 내에 수용된 연료는 상기 펌프(130')에 의하여 흡입되어, 상기 연료 송출관(120')을 통해 상기 엔진(200')으로 공급되게 된다.

이 때, 특히 연료가 디젤유인 경우 연료 내에 이물질이나 저온으로 인한 응고물 등이 혼합되어 존재하게 되고, 이러한 이물질 등이 상기 엔진(200')으로 직접 공급될 경우 연비가 떨어지게 되거나 작동 불량이 발생하는 등의 문제가 생길 수 있고, 또한 이물질 등으로 인하여 상기 연료 송출관(120')이나 상기 펌프(130') 흡입부가 막히게 되는 경우 상기 엔진(200')으로의 연료 공급이 원활하게 이루어지지 않는 큰 문제가 발생한다. 물론 이러한 경우에는 상기 연료 송출관(120') 또는 상기 펌프(130')를 세척하거나 교체하여야 하는 등의 작업을 해야 해서 많은 시간과 비용이 들어가게 된다.

이 때, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 펌프(130)의 흡입부에 상기 필터(160)가 구비되도록 하고, 또한 상기 공급부(140)를 둘러싸는 상기 선행 필터(170)가 구비되도록 하여 이물질을 이중으로 걸러내도록 하고 있다. 즉, 본 발명에서의 연료의 흐름은, 먼저 상기 공급부(140)를 통해 연료가 흡입되어 오면, 먼저 상기 선행 필터(170)를 통과함으로써 1차적으로 이물질 등이 걸러지고, 다음으로 상기 펌프(130)의 흡입부로 빨려들어가는 과정에서 다시 상기 필터(160)를 통과함으로써 2차로 이물질이 걸러져서 상기 펌프(130)로 유입되는 것이다. 이와 같이 이중으로 연료가 여과됨으로써, 상기 연료 송출관(120)을 통해 상기 엔진(200)으로 유입되는 연료는 이물질이 없는 깨끗한 연료가 될 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 연료는 상기 선행 필터(170)를 먼저 통과하면서 1차 여과되고, 다음으로 상기 필터(160)를 통과하면서 2차 여과가 이루어지게 되므로, 상기 선행 필터(170)는 상기 선행 필터(170)에서 여과 가능한 최소 입자 크기가 상기 필터(160)에서 여과 가능한 최소 입자 크기보다 상대적으로 크게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 선행 필터(170)에서 일단 큰 입자들을 먼저 걸러내도록 하고, 이후 상기 필터(160)에서 상대적으로 작은 입자들을 걸러내도록 함으로써, 이중 여과가 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.

특히 본 발명의 또다른 장점을 상세히 설명하자면 다음과 같다. 도 2에 나타나 있는 종래기술들의 경우, 본 발명에서의 상기 필터(160)에 해당되는 필터만이 채용되어 있기 때문에, 다음과 같은 문제점이 발생한다. 상기 필터(160)만 존재하는 경우, 이물질이 상기 필터(160) 하나로만 여과되기 때문에 상기 필터(160)에 이물질이 집중적으로 누적되게 됨은 당연하다. 이에 따라 상기 필터(160)에의 이물질 누적량이 너무 많아지면 결국 상기 필터(160)가 막히거나 또는 거의 막힌 상태의 상기 필터(160)를 통해 연료를 빨아들이기 위해 상기 펌프(130)에서 지나친 에너지 소비가 일어나게 된다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 상기 필터(160)를 세척하거나 교체하는 작업을 해야 되는데, 도시된 바와 같이 상기 필터(160)는 상기 펌프(130)의 흡입부 위치, 즉 상기 펌프(130)와 상기 수용부(110) 바닥 사이의 좁은 공간에 설치되기 때문에, 작업 공간이 매우 협소하고 분해 및 조립 또한 난해하여 역시 세척이나 교체 등의 작업을 하는데 많은 시간과 비용이 소모될 우려가 있다.

그러나 본 발명에서는 상기 필터(160) 뿐만 아니라 상기 선행 필터(170)를 채용함으로써 이러한 문제점들을 해소할 수 있다. 상기 선행 필터(170)는 도시된 바와 같이 상기 공급부(140)를 둘러싸도록, 즉 상기 공급부(140)가 상기 선행 필터(170) 내에 수용된 형태로 배치되도록 구비된다. 이 때 상기 선행 필터(170)는 물론 당연히 상기 리저버(100)에 착탈 가능하게 구비되도록 한다. 그 구비되는 위치나 형태 등으로도 알 수 있듯이, 상기 선행 필터(170)는 상기 공급부(140)를 둘러쌀 수 있도록만 형성되면 되기 때문에 제작이 간편하고 또한 상기 리저버(100)에 조립하거나 분해하기 쉽도록 만들기가 매우 용이하다. 일례로 상기 선행 필터(170)를 함체 형태로 만들어서 상기 수용부(110)에 볼트 결합을 시키도록 할 수도 있고, 또는 상기 수용부(110)의 벽면 및 바닥면에 탭이 형성되도록 하여 상기 선행 필터(170)의 가장자리가 끼워져 결합되도록 할 수도 있는 등, 착탈이 편리하면서도 매우 간단한 구조를 쉽게 채용할 수 있다. 또한 상기 선행 필터(170)가 구비되는 위치는 상기 필터(160)가 구비되는 위치에 비해 훨씬 작업 공간이 넓고 시야가 용이하게 확보되는 위치이므로, 이러한 분해 및 조립 작업 등이 훨씬 쉽게 이루어질 수 있어, 시간과 비용이 크게 절약될 수 있다.

즉, 상기 선행 필터(170)를 구비시킴으로 인하여, 상대적으로 입자 크기가 큰 이물질은 상기 선행 필터(170)에서 1차적으로 걸러지게 되므로, 이물질의 여과가 효과적으로 이루어질 뿐만 아니라 이물질 누적량이 많아져서 상기 선행 필터(170)가 막히게 된다고 해도 이를 세척 또는 교체하는 작업이 훨씬 용이해져서, 이러한 작업에 드는 시간 및 비용의 비약적인 저감을 달성할 수 있게 되는 것이다. 물론 이에 따라 상기 필터(160)에 세척 또는 교체가 필요할 때까지 이물질이 누적되는 시간이 훨씬 길어지게 되며, 결과적으로 상기 필터(160)의 수명을 크게 연장시켜 주는 효과 또한 얻을 수 있다.

더불어 상술한 바와 같이 상기 선행 필터(170)는 매우 간단한 구조로 제작할 수 있어, 기존의 다양한 형태의 리저버에 매우 유연하게 적용할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 구조에 따르면, 리저버를 새로 설계하지 않고도 기존의 리저버에 쉽게 본 발명의 구조를 채용할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: (본 발명의) 리저버 110: 수용부
120: 연료 송출관 130: 펌프
140: 공급부 150: 측정부
160: 필터 170: 선행 필터
200: 엔진 300: 연료 탱크

Claims (3)

1. 연료 탱크(300) 내에 구비되는 리저버(100)로서, 엔진(200)으로 연료를 공급하는 연료 송출관(120)이 연결되며 연료를 수용하는 수용부(110)와, 상기 연료 송출관(120)에 구비되어 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료를 상기 엔진(300)으로 송출시키는 펌프(130)와, 상기 수용부(110)에 연결되어 상기 연료 탱크(300) 내의 연료를 상기 수용부(110) 내로 공급하는 공급부(140)와, 상기 수용부(110) 내에 수용된 연료의 양을 측정하는 측정부(150)를 포함하는 리저버(100)에 있어서,
   상기 펌프(130)의 흡입부 위치에 구비되어 이물질을 여과하는 필터(160) 및
   상기 공급부(140)가 그 내부에 수용되도록 배치 형성되는 선행 필터(170)
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 리저버.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 선행 필터(170)는
   상기 선행 필터(170)에서 여과 가능한 최소 입자 크기가 상기 필터(160)에서 여과 가능한 최소 입자 크기보다 상대적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 리저버.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 선행 필터(170)는
   상기 리저버(100)에 착탈 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크 리저버.

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