KR20150053043A - 연료공급라인의 연료 필터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 엔진의 연료공급라인에 설치되는 연료 필터링 장치에 관한 것으로서, 연료 내의 불순물을 필터링 하는 다공성 멤브레인구조체와, 상기 멤브레인구조체의 전면과 후면을 각각 지지하는 한 쌍의 지지프레임, 및 상기 멤레인구조체에 의해 필터링된 불순물을 수거하여 외부로 배출시키는 드레인홀로 구성됨으로써, 연료 내에 포함된 미립자 등과 같은 불순물을 효과적으로 필터링 할 수 있을 뿐 아니라, 연료분사펌프의 손상이나 오작동을 방지할 수 있는 연료공급라인의 연료 필터링 장치에 관한 것이다.

Description

연료공급라인의 연료 필터링 장치{Fuel filtering device for fuel supply line}

본 발명은 선박 엔진의 연료공급라인에 설치되는 필터링 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 단순 구조의 다공성 멤브레인구조체와 지지프레임을 이용하여 불순물을 포집함과 동시에 수거된 불순물을 간편하게 배출시킬 수 있도록 함으로써, 연료 내에 포함된 미립자 등과 같은 불순물을 효과적으로 필터링 할 수 있는 연료공급라인의 연료 필터링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러를 구동하는 메인 엔진과 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 다수의 발전용 엔진 등이 설치되어 있다.

이러한 엔진에 적용되는 디젤 엔진은 엔진블록 상에 다수의 실린더(Cylinder)가 배치되어 있고, 각각의 실린더 내에는 흡,배기밸브가 설치됨과 아울러 커넥팅로드(Connecting rod)에 의해 크랭크 샤프트(Crank Shaft)와 연결되는 피스톤(Piston)이 각각 설치됨으로써, 실린더 내에서의 폭발력을 크랭크 샤프트의 회전 운동으로 전환하게 되는 것이다.

이때 엔진에 설치된 연료분사펌프(fuel injection pump)가 실린더에 설치된 분사노즐을 통해 적절한 타이밍에 맞춰 연료를 실린더 내에 분사시키게 되는 것이다.

따라서 연료공급라인은 연료분사펌프에 연결되어 연료를 공급하게 된다.

이러한 연료는 일반적으로 석유 정제 과정에서 투입되는 'cat fines'나 또는 미립자 등과 같은 불순물이 포함되어 있기 때문에 연료분사펌프 등과 같은 연료 공급 계통 내에 고착되거나 또는 내부 부품의 마모를 유발하게 되는 문제점이 있었다.

종래에는 이러한 연료 내 불순물을 제거하기 위하여 별도의 연료 필터링 장치를 설치하여 운영하였다.

이러한 종래의 연료 필터링 장치는 통상적으로 다층구조의 중공형 원통 필터를 사용하거나 또는 마그네트(자석) 또는 원심분리장치 등을 이용한 필터링 장치를 사용하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 필터링 장치는 구조가 복잡하고 고가일 뿐 아니라, 설치 또는 해체가 번거로운 것은 물론 유지 보수가 용이하지 않고 유지 보수 비용 또한 증가하게 되는 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-0666134호(2007.01.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 연료 내부에 포함된 불순물을 필터링(filtering) 할 수 있는 다공성 멤브레인구조체와 이를 지지하는 한 쌍의 지지프레임을 설치하고, 필터링 된 불순물을 수거 및 배출시킬 수 있는 드레인홀을 연료공급라인에 설치함으로써, 구조가 간단하고 불순물의 수거 및 배출이 용이할 뿐 아니라 유지 보수가 용이한 연료공급라인의 연료 필터링 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료공급라인의 내부에 설치되며, 연료 내의 불순물을 필터링 할 수 있는 다공성 멤브레인구조체와, 상기 멤브레인구조체의 전면과 후면을 각각 지지하는 한 쌍의 지지프레임, 및 상기 연료공급라인의 하측부에 설치하되, 상기 멤브레인구조체의 전면 하측에 위치하도록 구비되며, 필터링된 불순물을 수거하여 외부로 배출시키는 드레인홀을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 지지프레임은 상기 멤브레인구조체의 외형에 대응되도록 구비되는 외곽프레임, 및 상기 외곽프레임 내측에 격자 형상으로 배치되는 격자프레임으로 구성된다.

또한 상기 멤브레인구조체와 지지프레임은 상기 연료공급라인의 내주면을 따라 형성되는 고정홈에 외주부가 삽입되어 고정되도록 한다.

한편 상기 드레인홀은 상기 연료공급라인의 하측부에 설치되어 연료 내의 불순물이 수거될 수 있도록 원호 형상을 가지는 수거홈, 및 상기 수거홈 내의 불순물이 외부로 배출될 수 있도록 상기 수거홈과 외부를 연통시키는 배출구로 구성된다.

이때 상기 배출구의 내주면에는 불순물의 배출이 용이하도록 나선 그루브가 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다공성 멤브레인 구조체를 이용하여 연료 내의 불순물을 효과적으로 제거함과 동시에 신속하게 배출시킬 수 있는 효과가 있을 뿐 아니라, 구조가 간단하여 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 또한 연료분사펌프의 손상이나 오작동 등을 방지하여 연료 분사시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 연료 필터링장치가 설치된 연료공급라인의 부분 단면사시도,
도 2는 본 발명에 구비된 멤브레인구조체와 지지프레임의 사시도,
도 3은 본 발명에 구비된 멤브레인구조체의 평면도,
도 4는 본 발명의 연료 필터링 장치의 작동 상태도이다.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명한다.

여기서 도 1은 본 발명의 연료 필터링 장치가 설치된 연료공급라인의 부분 단면사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 구비된 멤브레인구조체와 지지프레임의 사시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 구비된 멤브레인구조체의 평면도를 나타낸 것이다.

본 발명의 연료 필터링 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료공급라인(100)의 내부에 설치되는 것으로서, 멤브레인구조체(10)와 지지프레임(20) 및 드레인홀(50)로 구성된다.

여기서 연료공급라인(100)은 연료분사펌프(도시하지 않음)에 연결되는 것이다.

멤브레인구조체(10)는 연료공급라인(100)의 내부에 수직 방향으로 설치되는 것으로서, 연료 내의 불순물을 필터링(filtering) 할 수 있도록 다수의 멤브레인홀(15)이 배열된 망 구조물의 다공성 플레이트(plate) 형태로 구비된다.

여기서 멤브레인구조체(10)는 연료공급라인(100)에 대응하도록 원판 형태로 이루어지며, 연료공급라인(100)의 내주면을 따라 일정 깊이로 형성된 환형의 고정홈(120)에 외주부가 삽입되어 고정되는 것이다.

이때 멤브레인구조체(10)는 폴리머(Polymer)나 PDMS(Poly Dimethyl Siloxane) 등과 같은 점탄성을 가지는 소재로 제작될 수 있으며, 0.5mm 이하의 두께를 가지도록 구비된다.

따라서 멤브레인구조체(10)는 연료의 유동 압력에 의해 탄성 변형이 가능하게 되고, 이로 인해 약간의 진동이나 떨림 등이 발생하게 된다.

한편 멤브레인구조체(10)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 관통형 멤브레인홀(membrane hole)(15)이 조밀하게 배치된다.

여기서 멤브레인홀(15)은 연료 내에 포함된 미립자 등과 같은 불순물만을 걸러내는 역할을 하는 것으로서, 연료의 종류나 필터링 하고자 하는 불순물의 종류에 따라 다양한 크기로 형성될 수 있을 것이다.

한편 지지프레임(20)은 멤브레인구조체(10)의 전면과 후면을 각각 지지하는 것으로서, 멤브레인구조체(10)와 동일한 외형을 가지도록 구비되며, 멤브레인구조체(10)의 전면과 후면에 각각 설치된다.

이때 멤브레인구조체(10)와 한 쌍의 지지프레임(20)은 외주부가 연료공급라인(100)의 원주 방향으로 형성된 일정 깊이의 고정홈(120)에 끼워지도록 하는 것이다.

여기서 지지프레임(20)은 외곽프레임(21)과 격자프레임(25)으로 구성된다.

외과프레임(21)은 지지프레임(20)의 테두리를 형성하는 것으로서, 멤브레인구조체(10)와 동일한 직경을 가지도록 원형으로 구비되며, 격자프레임(25)은 외곽프레임(21) 내측에 격자 모양으로 설치된다.

따라서 격자프레임(25)은 멤브레인구조체(10)가 연료의 유동 압력을 받아 변형될 때, 이를 지지함으로써, 멤브레인구조체(10)의 파손을 방지하게 되고, 또한 멤브레인구조체(10)가 연료의 유동 압력에 의해 진동할 때 멤브레인구조체(10)와 충돌하여 멤브레인홀(15) 등에 잔류하는 불순물 등을 이탈시키는 역할을 하게 되는 것이다.

그러나 지지프레임(20)은 상기와 같은 사각 격자 구조로 한정되는 것은 아니며, 연료의 유동 방해를 최소화하면서 멤브레인구조체(10)를 효과적으로 지지할 수 있는 금속 소재의 다양한 프레임 구조로 제작될 수 있을 것이다.

한편 연료공급라인(100)의 하측부에는 드레인홀(drain hole)(50)이 설치된다.

드레인홀(50)은 멤브레인구조체(10)의 전방 하측에 설치되며, 필터링된 불순물을 수거하여 외부로 배출시키는 역할을 하는 것이다.

여기서 드레인홀(50)은 수거홈(30)과 배출구(40)로 구성된다.

수거홈(30)은 연료공급라인(100)의 하측부에 설치되어 연료 내의 불순물이 수거될 수 있도록 하는 것으로서, 연료공급라인(100)의 하측부 내주면을 따라 일정 폭을 가지는 원호 형상으로 구비된다.

이때 수거홈(30)의 중앙부 하단에는 배출구(40)가 수직으로 관통 형성된다.

배출구(40)는 수거홈(30)에 모아진 미립자 등과 같은 불순물을 외부로 배출시키는 역할을 하는 것으로서, 수거홈(30)과 외부를 연통시키게 되며, 하단에는 개폐밸브(46)가 설치된 배출관(45)이 연결된다.

이때 배출관(45)은 나사 결합 등 일반적인 관 연결 방법으로 결합시킬 수 있을 것이다.

한편 배출구(40)의 내주면에는 불순물의 배출이 용이하도록 나선 그루브(spiral groove)(42)가 형성되는 것이 바람직하다.

여기서 나선 그루부(42)는 개폐밸브(46)가 개방됐을 때 불순물들이 연료와 함께 그루브를 따라 회전하면서 하향 이동하도록 하여 내부에 잔류할 수 있는 불순물이 최소화되도록 하는 것이다.

이하 도 4를 참조하여 본 발명의 연료 필터링 장치의 불순물 제거 과정을 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 연료 필터링 장치의 작동 상태도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 멤브레인구조체(10)와 지지프레임(20)은 연료공급라인(100) 내에서의 연료 유동방향에 대해 직각을 이루도록 설치된다.

이때 드레인홀(50)은 도시된 바와 같이, 멤브레인구조체(10)의 전방 하측에 설치되어 있다.

따라서 연료는 화살표와 같이 연료공급라인(100)을 따라 진행하여 지지프레임(20)과 멤브레인구조체(10)를 통과하게 된다.

이때 연료에 포함된 미립자 등과 같은 불순물(200)은 멤브레인구조체(10)에 의해 필터링 되어 하측의 드레인홀(50)의 수거홈(30)에 모여지게 되고, 불순물(200)이 제거된 연료만 연료분사펌프로 이동하게 되는 것이다.

또한 점탄성을 가지는 멤브레인구조체(10)는 연료의 유동 압력에 의해 불규칙적으로 진동할 뿐 아니라, 지지프레임(20)에 충돌하게 되고, 멤브레인홀(15) 등에 잔류하는 불순물(200)들은 이러한 미세한 충격에 의해 멤브레인구조체(10)로부터 이탈되어 수거홈(30)으로 모여지게 된다.

이때 작업자는 배출구(40) 하단에 연결된 배출관(45)의 개폐밸브(46)를 주기적으로 개방하여 필터링 된 불순물(200)을 외부로 배출시키면 되는 것이다.

따라서 본 발명은 연료공급라인(100)에 설치된 다공성 멤브레인구조체(10)가 연료 내에 포함된 불순물(200)을 효과적으로 필터링 하게 되고, 또한 멤브레인구조체(10)와 지지프레임(20)의 상호 작용으로 인해 멤브레인구조체(10)에 잔류할 수 있는 불순물(200)을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 구조가 간단하고 필터링 된 불순물(200)의 수거 및 배출이 용이할 뿐 아니라, 유지 보수가 간편하여 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 효과도 얻을 수 있게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 범주 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 멤브레인구조체 15 : 드레인홀
20 : 지지프레임 21 : 외곽프레임
25 : 격자프레임 30 : 수거홈
40 : 배출구 42 : 나선 그루브
45 : 배출관 46 : 개폐밸브
50 : 드레인홀 100 : 연료공급라인
120 : 고정홈 200 : 불순물

Claims (5)

1. 연료공급라인의 내부에 설치되며, 연료 내의 불순물을 필터링 할 수 있는 다공성 멤브레인구조체;
   상기 멤브레인구조체의 전면과 후면을 각각 지지하는 한 쌍의 지지프레임; 및
   상기 연료공급라인의 하측부에 설치하되, 상기 멤브레인구조체의 전면 하측에 위치하도록 구비되며, 필터링된 불순물을 수거하여 외부로 배출시키는 드레인홀;
   을 포함하여 구성되는 연료공급라인의 연료 필터링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지프레임은,
   상기 멤브레인구조체의 외형에 대응되도록 구비되는 외곽프레임; 및
   상기 외곽프레임 내측에 격자 형상으로 배치되는 격자프레임;
   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료공급라인의 연료 필터링 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 멤브레인구조체와 지지프레임은 상기 연료공급라인의 내주면을 따라 형성되는 고정홈에 외주부가 삽입되어 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 연료공급라인의 연료 필터링 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 드레인홀은,
   상기 연료공급라인의 하측부에 설치되어 연료 내의 불순물이 수거될 수 있도록 원호 형상을 가지는 수거홈; 및
   상기 수거홈 내의 불순물이 외부로 배출될 수 있도록 상기 수거홈과 외부를 연통시키는 배출구;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료공급라인의 연료 필터링 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 배출구의 내주면에는 불순물의 배출이 용이하도록 나선 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료공급라인의 연료 필터링 장치.
   
   
   
   
   
   
   

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