KR20180105920A - 오일 탱크의 수분 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 오일탱크의 수분 제거장치는 건설기계의 오일탱크에 충진된 연료에서 발생하는 수분을 제거하는 장치에 있어서, 연료가 충진된 내부공간이 형성되고, 바닥면에 연료의 배수공이 형성된 오일탱크와, 연료에서 상기 내부공간의 바닥면에 축적되는 수분에 의해 부력이 발생하여 바닥면에서 승강하는 감지수단과, 상기 오일탱크 외부면 배수공 단부에 설치되어 감지수단의 부력에 의한 상승 동작이 감지되면 배수공을 개방시켜 밸브수단으로 구성한다.

Description

오일 탱크의 수분 제거장치{FUEL TANK WATER ELIMINATING DEVICE OF OIL COMBUSTOR)}

본 발명은 오일 탱크의 수분 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설기계에서 적용된 유압 작동유, 컴프레서 오일 및 연료 탱크 디젤유 등의 오일류를 사용하는 시스템에서 수분 유입 방지가 필요한 탱크류에 설치되어 부력을 통해 탱크 내부에 발생한 수분의 축적량을 파악하여 외부로 기름이 제외된 수분만을 정확하게 배출할 수 있도록 하는 오일 탱크의 수분 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진의 연료장치는 디젤유를 저장하는 오일탱크, 디젤유에 포함된 불순물을 제거하는 연료필터, 기화기에 연료를 보내는 연료펌프, 혼합기를 만들어 기관에 공급하는 기화기 및 이러한 장치를 연결하는 연료파이프 등으로 구성되어 있다.

또한, 상기의 오일탱크는 얇은 강판으로 만든 오일탱크 본체에 연료를 넣는 주입구, 드레인 플러그, 연료의 양을 알리는 연료계의 송시부 등이 부착되어 있고, 오일탱크 내부에는 주행시에 연료가 출렁거리는 것을 방지하고, 오일탱크의 강도를 높이기 위해 격벽이 설치되어 있다.

그런데 상기 주입구를 통해 주유소에서 주유중에 주유캡 불량등으로 물이 유입되어 물을 제거하지 못해 자동차가 정지하는 경우가 발생하고 있어 다시 시동을 걸려고 하여도 시동이 걸리지 않아 당황하는 경우가 종종 발생한다.

또한, 차량의 운행중에는 오일탱크 내부 공기가 고온 상태를 유지하고 있는 반면, 운행을 중단하고 일정 시간이 지나면 연료 탱크 내부의 공기는 냉각된 상태이기 때문에 온도차에 의한 결로 현상의 결과로 수분이 자연 발생하여 하부에 축적되기도 한다.

따라서, 연료 시스템 내부의 수분을 빈번히 제거하여야 하나 상기와 같은 문제점으로 인해 수분제거를 등한시하게 되어 오일탱크 내부에 수분의 생성량이 점차로 증가하여 연료공급계통으로 유입될 염려가 있게 된다.

그러나, 오일탱크 내에 수분이 유입되어 오일탱크 내에 고여 있어도 이를 감지하는 수단이 없다는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 연료에 포함되어 있는 수분과 불순물을 여과시키기 위해 연료필터를 사용하는데 상기한 연료필터에 축적되는 수분과 불순물 등은 운전자가 주기적으로 확인하여 배출하거나 일정 거리를 주행한 후에 교환하여 사용해 왔다.

그러나, 종래의 연료필터로는 수분을 100% 가까이 분리해 낼 수 없으며 또한 연료필터를 통과한 소량의 수분이 엔진의 실린더실 내부로 유입되어 엔진의 치명적인 고장으로 직결되는 부식 및 마모현상을 일으켰다.

이러한 부식과 마모는 엔진의 수명을 단축시켜 차량 주행시에 엔진 소음을 유발하여 차량 고장의 원인을 제공하는 문제점을 유발하였다.

이러한, 종래기술의 등록특허 제10-1565023호, 수분제거가 가능한 오일탱크의 에어필터는 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 에어필터 1는 엔진 2에 연결된 캐니스터 3와 상기 캐니스터 3의 일단에 연결된 에어드레인케이스 4 사이에 배치되어, 상기 에어드레인케이스 4로 부터 흡입되는 공기를 정화시키고, 정화된 공기를 상기 캐니스터 3를 통하여 엔진 2으로 유입시키는 기능을 수행한다.

상기 엔진 2은 캐니스터 3에 흡착된 증발가스를 연소하기 위하여 공기가 필요하며, 이를 위하여 외부공기를 흡입하게 된다.

이러한 외부 공기의 흡입은 상기 에어드레인케이스 4를 통과하여 에어필터 1를 거치며 정화되고, 캐니스터 3로 들어가 최종적으로 엔진 2으로 흡입되는 구조를 가지고 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 에어필터 1는 에어드레인케이스로 4부터 공기가 유입될 때 수분이 함께 유입될 가능성이 있었다. 상기 에어드레인케이스 4는 외부 공기를 흡입해야하기 때문에 외부의 공기를 그대로 흡입하며, 이때, 예를 들어, 우천시와 같은 공기중의 수분이 많은 경우에는 수분을 다량 포함한 공기가 상기 에어드레인케이스 4로 유입되어 상기 에어필터 1로 공급될 가능성이 있었다.

그러나, 이 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 유입된 수분은 지속적으로 에어탱크 1 내부에 축적되고, 축적된 수분은 모세관 현상에 의하여 필터 5를 타고 올라가 필터 5를 막히게 하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 이러한 에어필터 1의 막힘 현상이 발생하면, 엔진 퍼지에 의한 부압을 해소 못하고, 부압이 누적되어 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 탱크에 크랙을 발생(A 부분)시키는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같이 엔진시스템으로 유입된 수분은 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스 통기장치(CCV, Closed Crankcase Ventilation)로 유입될 경우 내부에서 쇼트를 일으켜 시스템을 손상(B 부분)시키는 문제가 있었다.

따라서, 상기 종래의 에어필터는 공기의 정화 뿐만 아니라 유입되는 수분을 용이하게 제거할 수 있는 기능이 요구되고 있었다.

대한민국 공개실용신안 제1998-0050764호, (1998. 10. 07) 대한민국 등록실용신안 제20-0153995호, (1999. 05. 13)

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 수분 제거장치는 건설기계의 시동 켜져 있는 상태에서만 수분 제거장치가 작동하도록 하여 시동 전 충분한 시간을 부여하여 건설장비 운행중에 발생한 수분이 오일탱크 바닥으로 충분히 축적될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 수분의 축적에 반응하는 감지수단의 부력을 통해 수분의 축적 상태를 파악할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 밸브수단을 하나 이상으로 연결하여 이중 구조로 수분의 배출 경로를 갖도록 하여 오류에 의한 디젤유의 유출을 방지하도록 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오일 탱크 수분 제거장치는 건설기계의 오일 탱크에 충진된 오일에서 발생하는 수분을 제거하는 장치에 있어서, 오일이 충진된 내부공간이 형성되고, 바닥면에 오일의 배수공이 형성된 오일탱크와, 오일에서 상기 내부공간의 바닥면에 축적되는 수분에 의해 부력이 발생하여 바닥면에서 승강하는 감지수단과, 상기 오일탱크 외부면 배수공 단부에 설치되어 감지수단의 부력에 의한 상승 동작이 감지되면 배수공을 개방시켜 밸브수단으로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 건설기계 시동과 동시에 감지수단과 밸브수단이 동작한다.

본 발명에 따르면, 상기 감지수단은 오일탱크에 수직으로 설치된 가이드바에 이동가능하게 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 감지수단과 밸브수단은 감지 스위치를 통해 연결되어 감지수단이 승강하면 길이가 신장되는 감지스위치의 장력에 의해 밸브수단이 개방된다.

본 발명에 따르면, 상기 감지스위치는 코일스프링으로 적용한다.

본 발명에 따르면, 상기 밸브수단은 제1밸브와 제2밸브로 구성하되, 상기 제1밸브와 제2밸브는 관로로 연결되어 상기 제1밸브는 감지스위치와 연결되어 개방 여부가 결정되고, 상기 제1밸브의 개방에 의해 수분이 관로로 유입되면 상기 제1밸브가 밀폐되는 동시에 제2밸브가 개방되어 외부로 수분을 유출시키도록 구성한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 오일탱크 수분제거장치는 오일이 충진된 내부공간이 형성되고, 바닥면에 오일의 배수공이 형성된 오일탱크와, 오일에서 상기 내부공간의 바닥면에 축적되는 수분에 의해 부력이 발생하여 바닥면에서 승강하는 감지수단과, 상기 오일탱크 외부면 배수공 단부에 설치되어 감지수단의 부력에 의한 상승 동작이 감지되면 배수공을 개방시켜 밸브수단으로 구성한다.

이를 통해, 건설기계의 시동 켜져 있는 상태에서만 수분 제거장치가 작동한다.

이는, 건설장비 시동에만 작동하므로 시동 전 충분한 시간을 부여하여 건설장비 운행중에 발생한 수분이 오일 탱크 바닥으로 충분히 축적될 수 있도록 하여 수분의 배출 효율성을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 감지수단의 부력을 통해 수분의 축적 상태를 파악할 수 있어 기존의 전자식 센서에 비하여 배선 등의 설치가 불필요하고, 오류 없이 정확한 수분 축적량을 파악할 수 있도록 하여 수분의 정확한 배출을 가능하도록 하는 데 효과가 있다.

또한, 밸브수단을 하나 이상으로 연결하여 이중 구조로 수분의 배출 경로를 갖도록 하여 오류에 의한 디젤유의 유출을 방지하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술의 에어필터를 나타낸 구성도.
도 2는 종래기술의 에어필터를 나타낸 단면도.
도 3은 종래기술의 엔진시스템을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 수분 제거장치를 나타낸 구성도.
도 5는 도 4의 동작 상태를 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명의 수분 제거장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 7은 도 6의 동작 상태를 나타낸 블록도.

이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 4는 본 발명의 수분 제거장치를 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4의 동작 상태를 나타낸 블록도이며, 도 6은 본 발명의 수분 제거장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도이고, 도 7은 도 6의 동작 상태를 나타낸 블록도이다.

먼저, 도 4 내지 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 오일탱크 수분제거장치 100는 건설기계에 적용한 것으로 설명하기로 한다.

즉, 본 발명은 건설기계에서 적용된 유압 작동유, 컴프레서 오일 및 연료 탱크 디젤유 등의 오일류를 사용하는 시스템에서 수분 유입 방지가 필요한 탱크류에 설치되어 부력을 통해 탱크 내부에 발생한 수분의 축적량을 파악하여 외부로 기름이 제외된 수분만을 정확하게 배출할 수 있도록 하는 오일 탱크의 수분 제거장치에 관한 것이다.

건설기계는 고출력으로 엔진이 동작하기　때문에 고온 상태 유지에 의한 수분 발생이 빈번한 단점이 있었다.

이러한 단점을 보완하고자, 본 발명의 오일탱크 110 수분제거장치는 오일탱크 110, 감지수단 120 및 밸브수단 130로 구성한다.

상기 오일탱크 110은 연료가 충진된 내부공간이 형성되고, 바닥면 112에 연료의 배수공 111이 형성된다.

여기서, 디젤유 기름보다 비중이 무거운 수분에 비하여 상대적으로 비중이 가벼운 기름이 수분 상부에 층이 구분되어 떠 있게 된다.

이때, 오일탱크 110 바닥면 112에 수분이 축적되어 있는 상태이기 때문에 배수공 111을 개방시키면 수분만을 외부로 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 감지수단 120은 연료에서 상기 내부공간의 바닥면 112에 축적되는 수분에 의해 부력이 발생하여 바닥면 112에서 승강한다.

즉, 감지수단 120은 부력을 갖는 재질로 적용되어, 수분의 축적량에 따라 감지수단 120의 부력 높이가 결정된다.

특히, 감지수단 120은 부력에 의한 상승 높이에 따라 수분의 축적량으로 산출되기 때문에 감지수단 120의 정확한 높이 검출이 중요하다.

이를 가능하도록 상기 감지수단 120은 오일탱크 110에 수직으로 설치된 가이드바 121에 이동 가능하게 설치한다.

결국, 상기 감지수단 120은 가이드바 121이 승하강을 안내하도록 하여 안정적인 승하강 동작을 수행하도록 하여 정밀한 수분 축적 상태를 파악할 수 있도록 한다.

상기 밸브수단 130은 상기 오일탱크 110 외부면 배수공 111 단부에 설치되어 감지수단 120의 부력에 의한 상승 동작이 감지되면 배수공 111을 개방시킨다.

상기 밸브수단 130은 솔레노이드밸브가 적용될 수 있으며, 상기 감지수단 120의 상승 동작을 감지하면 배수공 111을 자동 개방 시킨다.

여기서, 상기 감지수단 120과 밸브수단 130은 코일스프링이 적용된 감지스위치를 통해 연결되어 감지수단 120이 승강하면 길이가 신장되는 감지스위치의 장력에 의해 밸브수단 130이 개방되도록 한다.

즉, 상기 감지스위치의 장력 범위가 한계일 때 감지수단 120의 상승 동작 상태를 밸브수단 130로 기계적으로 인가하여 솔레노이드밸브의 감지수단 120이 배수공 111을 개방시킨다.

결국, 상기 밸브수단 130의 동작에 의한 배수공 111 개방에 의해 오일탱크 110 바닥면 112에 축적된 수분은 배수공 111로 유출되는 동시에 감지수단 120은 수분의 유출량에 맞추어 하강한다.

그리고, 수분의 유출이 종료되는 시점에서 감지수단 120은 배수공 111의 입구 단부를 밀폐시켜 수분 유출은 진행하고 디젤유의 유출은 방지한다.

여기서, 감지수단 120과 밸브수단 130의 동작은 상기 건설기계 시동과 동시에 감지 및 동작한다.

더불어, 상기 밸브수단 130의 다른 실시예에서는 수분 유출 단계를 더 정밀하게 수행할 수 있도록 한다.

이를 가능하도록 상기 밸브수단 130은 제1밸브 131과 제2밸브 132로 구성한다.

상기 제1밸브 131과 제2밸브 132는 관로 133로 연결되어 상기 제2밸브 132가 제1밸브 131의 하부에 위치되어 관로 133을 개방 여부를 결정한다.

즉, 상기 제1밸브 131은 배수공 111의 입구를 개방 여부를 결정하고, 상기 제2밸브 132는 관로 133의 개방 여부를 결정한다.

상기 제1밸브 131은 감지스위치와 연결되어 개방 여부가 결정되고, 상기 제1밸브 131의 개방에 의해 수분이 관로 133로 유입되면 상기 제1밸브 131이 밀폐되는 동시에 제2밸브 132가 개방되어 외부로 수분을 유출시킨다.

즉, 제1밸브 131이 개방된 상태에서만 제2밸브 132가 개방되고, 상기 제1밸브 131이 폐쇄되면 상기 관로 133 내부로 유입된 수분을 외부 유출이 완료될 때까지만 제2밸브 132가 개방 후 폐쇄 된다.

상기와 같이 구성되는 오일탱크의 수분제거장치는 건설기계의 시동 켜져 있는 상태에서만 수분 제거장치가 작동한다.

이는, 건설장비 시동에만 작동하므로 시동 전 충분한 시간을 부여하여 건설장비 운행중에 발생한 수분이 오일탱크 바닥으로 충분히 축적될 수 있도록 하여 수분의 배출 효율성을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 감지수단의 부력을 통해 수분의 축적 상태를 파악할 수 있어 기존의 전자식 센서에 비하여 배선 등의 설치가 불필요하고, 오류 없이 정확한 수분 축적량을 파악할 수 있도록 하여 수분의 정확한 배출을 가능하도록 하는 데 효과가 있다.

또한, 밸브수단을 하나 이상으로 연결하여 이중 구조로 수분의 배출 경로를 갖도록 하여 오류에 의한 디젤유의 유출을 방지하도록 하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 수분 제거장치 110 : 오일탱크
111 : 배수공 112 : 바닥면
120 : 감지수단 121 : 가이드바
130 : 밸브수단 131 : 제1밸브
132 ; 제2밸브 133 : 관로

Claims (6)

1. 건설기계의 오일 탱크에 충진된 오일에서 발생하는 수분을 제거하는 장치에 있어서,
   오일이 충진된 내부공간이 형성되고, 바닥면에 오일의 배수공이 형성된 오일탱크와,
   오일에서 상기 내부공간의 바닥면에 축적되는 수분에 의해 부력이 발생하여 바닥면에서 승강하는 감지수단과,
   상기 오일탱크 외부면 배수공 단부에 설치되어 감지수단의 부력에 의한 상승 동작이 감지되면 배수공을 개방시켜 밸브수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 오일 탱크의 수분 제거장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 건설기계 시동과 동시에 감지수단과 밸브수단이 동작하는 것을 특징으로 하는 오일 탱크의 수분 제거장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 감지수단은 오일탱크에 수직으로 설치된 가이드바에 이동가능하게 설치됨을 특징으로 하는 오일 탱크의 수분 제거장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 감지수단과 밸브수단은 감지 스위치를 통해 연결되어 감지수단이 승강하면 길이가 신장되는 감지스위치의 장력에 의해 밸브수단이 개방되는 것을 특징으로 하는 오일 탱크의 수분 제거장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 감지스위치는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 오일 탱크의 수분 제거장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 밸브수단은 제1밸브와 제2밸브로 구성하되,
   상기 제1밸브와 제2밸브는 관로로 연결되어
   상기 제1밸브는 감지스위치와 연결되어 개방 여부가 결정되고,
   상기 제1밸브의 개방에 의해 수분이 관로로 유입되면
   상기 제1밸브가 밀폐되는 동시에 제2밸브가 개방되어 외부로 수분을 유출시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 오일 탱크의 수분 제거장치.

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