KR20200045154A - 빌트인 밸브 적용 에어 클리너 및 흡기시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 흡기시스템(100)에 적용된 에어 클리너(1)는 내부공간으로 구비된 필터(20)를 통해 흡기 포트(30-1)에서 도입된 외기가 이물질 제거된 신기로 바뀌어 신기 포트(30-2)에서 배출되는 필터 케이스(10), 상기 필터 케이스(10)의 내부공간으로 구비되어 엔진부하증가에 의한 흡입력 상승으로 열려 상기 흡기 포트(30-1)와 다른 경로에 의한 외기 도입이 이루어지거나 또는 상기 내부공간에 모인 물에 의한 부력으로 열려 물 배출이 이루어지는 빌트 인 밸브(40)를 포함함으로써 빌트 인 밸브(40)로 덕트와 호스 및 밸브가 하나로 일체화되고, 특히 빌트 인 밸브(40)의 개폐동작이 엔진동력성능과 같은 내부 요인에 의한 엔진부하와 물 유입과 같은 외부 요인에 의한 부력으로 자동화됨으로써 엔진 출력/연비 향상 및 이물질 유입 대응 성능이 크게 개선되는 특징을 구현한다.

Description

빌트인 밸브 적용 에어 클리너 및 흡기시스템{Air Cleaner having Built In Valve and Intake System Thereof}
본 발명은 에어 클리너에 관한 것으로, 특히 외부 부착형 성능개선구조물을 에어 클리너 내부로 내장할 수 있는 빌트인 밸브 적용 에어 클리너가 적용된 흡기시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 흡기시스템은 공기유량을 엔진의 연소실로 공급함으로써 엔진 성능을 유지하고, 함께 구비된 에어 클리너가 흡기시스템으로 유입된 외기를 이물질이 걸러진 신기로 전환함으로써 이물질유입을 방지한다.
특히 상기 에어 클리너는 높은 엔진부하에서 커지는 요구공기유량 수준에 맞춰 신기 유량을 늘려줌으로써 차량의 연비 향상에 일조한다. 이를 위해 상기 에어 클리너는 외부 부착형 성능개선구조물을 포함하고, 상기 외부 부착형 성능개선구조물은 보조흡기덕트와 가변밸브(Variable Valve) 및 드레인 밸브(Drain Valve)(또는 언로드 밸브 또는 배수밸브)로 구성되고, 에어 클리너의 외관(즉, 에어 클리너 하우징)을 감싸면서 에어 클리너와 일체화된다.
일례로 상기 보조흡기덕트는 에어 클리너의 외관을 감싼 긴 덕트 구조로 이루어지고, 높은 엔진부하의 요구공기유량에 맞춰 신기 유량을 증가하도록 에어 클리너 내부로 외기유량을 증가시켜준다. 상기 가변밸브는 보조흡기덕트에 구비되고, 차량 과부하 조건에 따른 밸브 개폐량 조절로 보조흡기덕트 통로의 공기유량 흐름을 조절한다. 상기 드레인 밸브는 에어 클리너의 외관을 감싼 긴 호스와 연결되고, 에어 클리너 내부에 모인 물을 자중에 의한 밸브 움직임 조절로 제거하여 준다.
따라서 흡기시스템은 보조흡기덕트와 가변밸브 및 드레인 밸브를 이용한 외부 부착형 성능개선구조물이 적용된 에어 클리너로 이물질유입 방지 및 차량 연비 향상을 더욱 개선할 수 있다.
일본공개특허 2017-082664(2017.05.18)
하지만 상기 에어 클리너는 보조흡기덕트와 가변밸브 및 드레인 밸브를 이용한 외부 부착형 성능개선구조물로 인해 하기와 같은 개선점을 요구받고 있다.
첫째 무게 측면으로서, 이는 보조흡기덕트와 드레인 호스 및 가변밸브와 드레인 밸브로 인해 에어 클리너 중량 증가를 가져오기 때문이다. 둘째 크기 측면으로서, 이는 보조흡기덕트와 드레인 호스로 인해 에어 클리너 외관 사이즈 확장을 가져오기 때문이다. 셋째 원가 측면으로서, 이는 보조흡기덕트와 드레인 호스 및 가변밸브와 드레인 밸브의 차체적인 비용과 함께 연결부의 기밀처리비용으로 인해 에어 클리너 제조비용을 가져오기 때문이다. 넷째 구조 복잡화로서, 이는 보조흡기덕트와 드레인 호스 및 가변밸브와 드레인 밸브로 인해 에어 클리너 구조를 복잡하게 하기 때문이다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 덕트와 호스 및 밸브의 기능을 하나의 빌트인 밸브(Built In Valve)로 일체화하여 에어 클리너 내부에 내장시킴으로써 에어클리너 외부 부착 구조에 의한 폐해를 모두 해소하고, 특히 엔진동력성능과 같은 내부 요인에 의한 엔진부하와 물유입과 같은 외부 요인에 의한 부력으로 빌트인 밸브의 개폐동작을 자동화함으로써 엔진 출력/연비 향상 및 이물질 유입 대응 성능이 보다 효과적으로 구현되는 에어 클리너 및 흡기시스템의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 클리너는 내부공간에 구비된 필터를 거쳐 이물질 제거된 신기로 배출되는 외기가 상기 내부공간의 흡입력으로 도입되는 필터 케이스; 상기 필터 케이스의 내부공간에 내장되고, 상기 외기가 들어오는 외기도입경로와 구분된 추가외기도입경로를 형성하고, 상기 흡입력의 증가시 상기 추가외기도입경로를 통해 상기 외기가 들어오도록 상기 추가외기도입경로를 열어주는 빌트 인 밸브; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 외기도입경로와 상기 추가외기도입경로는 상기 필터 케이스의 모서리부위로 구분되어 위치되고, 상기 위치는 상기 외기도입경로를 상기 필터 케이스의 측면을 형성해 주는 반면 상기 추가외기도입경로를 상기 필터 케이스의 하부에 형성시켜 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 빌트 인 밸브는 상기 필터 케이스의 내부공간에서 상기 추가외기도입경로의 주위로 모여진 물에 의한 부력으로도 상기 추가외기도입경로를 열어준다.
바람직한 실시예로서, 상기 빌트 인 밸브는 상기 필터 케이스의 내부공간에서 개방 홀로 상기 추가외기도입경로를 형성하는 밸브 픽서, 상기 흡입력 및 상기 부력을 받도록 상기 밸브 픽서에 결합되는 볼 밸브로 구성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 밸브 픽서는 상기 필터 케이스의 내부공간으로 물이 채워지는 물 저장 공간을 형성하고, 상기 물 저장 공간은 상기 추가외기도입경로의 주위를 에워싼다.
바람직한 실시예로서, 상기 볼 밸브는 상기 흡입력 및 상기 부력을 받아 상기 추가외기도입경로를 열어주도록 상승되는 볼, 상기 볼로 막힌 유량 홀이 상기 개방 홀과 연통되도록 상기 밸브 픽서에 결합되는 인슐레이터, 상기 볼을 가두어 상승거리를 제한하면서 창살 프레임 구조로 공기와 물을 통과시켜주는 볼 가이드로 구성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 밸브 픽서의 개방 홀이 감싸이도록 돌출된 포지션 링, 상기 인슐레이터의 유량 홀이 뚫려진 인슐레이터 바디의 외주면에 파여진 인서트 홈을 이용한 끼움구조로 상기 밸브 픽서와 상기 인슐레이터의 결합이 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 밸브 픽서의 개방 홀이 감싸이는 주변을 형성하는 포지션 둘레에 뚫려진 인서트 홀, 상기 볼 가이드의 한쪽 단부에서 돌출된 인서트 엔드의 후크를 이용한 후크구조로 상기 밸브 픽서와 상기 볼 가이드의 결합이 이루어진다. 상기 후크는 상기 인서트 엔드의 끝부위에서 안쪽으로 꺾여 상기 포지션 둘레의 면과 접촉되어 걸어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 필터 케이스는 클램프로 탈장착되는 어퍼 하우징과 로어 하우징으로 구성되고, 상기 로어 하우징으로 상기 외기도입경로와 상기 추가외기도입경로가 형성된다. 상기 로어 하우징에는 상기 외기가 상기 외기도입경로로 들어오는 흡기 포트가 구비되며, 상기 어퍼 하우징에는 상기 신기가 빠져나가는 신기 포트가 구비된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡기시스템은 내부공간의 필터를 통해 흡기포트에서 도입된 외기가 이물질 제거된 신기로 바뀌어 신기포트에서 배출되는 필터 케이스, 엔진부하증가에 의한 흡입력 상승으로 열려 상기 흡기포트와 다른 경로에 의한 외기 도입이 이루어지거나 또는 상기 내부공간에 모인 물에 의한 부력으로 열려 물 배출이 이루어지는 빌트 인 밸브를 갖춘 에어 클리너; 상기 흡기포트에 연결되어 상기 외기를 빨아들이는 외기 덕트; 상기 신기포트에 연결되어 상기 신기를 엔진과 연결된 흡기 매니폴드로 보내주는 신기 덕트; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 빌트 인 밸브는 상기 필터 케이스의 내부공간으로 내장되고, 상기 내부공간에는 상기 빌트 인 밸브의 주변으로 부력 생성을 위한 물 저장 공간이 형성된다.
이러한 본 발명의 흡기시스템에 적용된 에어 클리너는 빌트인 밸브로 성능개선구조물이 에어 클리너 내부로 수용됨으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 엔진 부하 상승 조건에서 엔진 부하를 통한 자동 열림으로 공기유량을 증가시키는 반면 에어클리너 내측 물 유입 조건에서 부력을 통한 자동 열림으로 물을 외부로 빼내줌으로써 단순한 구조로 빌트인 밸브의 동작 자동화가 가능하다. 둘째, 에어 클리너의 흡기 저항 감소에 따른 흡압 성능 개선으로 흡기시스템의 성능 개선이 이루어짐으로써 엔진 최대 출력 개선이 가능하다. 셋째, 에어 클리너의 외부 이물질 분리 성능과 함께 수분에 의한 필터 오염 개선이 이루어짐으로써 필터 수명 향상이 가능하다. 넷째, 큰 폭으로 원가를 상승시키는 보조 흡기 덕트와 함께 드레인 호스/가변밸브/드레인 밸브 등이 삭제됨으로써 에어 클리너 제조 단가가 크게 낮춰진다. 다섯째, 원가 부담감이 줄어든 성능 개선이 가능한 흡기 시스템이므로 소형차량에도 적용 가능한 범용성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 빌트인 밸브 적용 에어 클리너의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에어 클리너의 빌트인 밸브 동작 상태이며, 도 3은 본 발명에 따른 빌트인 밸브의 구성요소인 밸브 픽서의 세부 구성이고, 도 4는 본 발명에 따른 빌트인 밸브의 구성요소인 볼 밸브의 세부 구성이며, 도 5는 본 발명에 따른 밸브 픽서와 볼 밸브의 인슐레이터 간 조립상태이고, 도 6은 본 발명에 따른 밸브 픽서와 볼 밸브의 볼 가이드 간 조립상태이며, 도 7은 본 발명에 따른 빌트인 밸브 적용 에어 클리너가 적용된 흡기시스템을 갖춘 차량의 예이고, 도 8은 본 발명에 따른 에어 클리너의 외기 도입시 흠기 덕트를 통한 외기 도입과 함께 빌트인 밸브를 통한 추가외기 도입이 이루어지는 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 에어 클리너(1)는 필터 케이스(10), 필터(20), 흡기포트(30-1), 신기포트(30-2) 및 빌트 인 밸브(40)를 포함한다. 특히 상기 필터 케이스(10)의 내부공간은 엔진운전조건으로 증감되는 엔진부하의 세기에 맞춘 흡입력으로 공기흐름을 형성하고, 상기 공기흐름은 필터(20)를 통해 도입된 외기가 이물질 제거된 신기로 배출시켜 준다. 상기 흡기포트(30-1)는 필터 케이스(10)의 내부공간으로 외기를 도입하는 외기도입경로를 형성한다. 반면 상기 빌트 인 밸브(40)는 상기 외기도입경로와 구분된 별도의 추가외기도입경로를 형성하고, 상기 흡입력의 증가시 상기 추가외기도입경로를 열어줌으로써 필터 케이스(10)의 내부공간으로 외기가 추가로 더 도입하는 추가외기도입경로를 형성한다.
일례로 상기 필터 케이스(10)는 클램프(10-3)로 탈장착되는 어퍼 하우징(10-1)과 로어 하우징(10-2)으로 구성된다. 상기 필터(20)는 어퍼 하우징(10-1)과 로어 하우징(10-2)이 형성한 내부 공간으로 위치되어져 도입된 외기의 이물질을 걸러 주며, 부직포(Non Woven Fabric)나 페이퍼(paper)의 여지(Filter Paper)로 이루어진다.
일례로 상기 흡기포트(30-1)는 로어 하우징(10-2)의 외부에 구비되어 필터 케이스(10)와 일체화되고, 필터 케이스(10)의 내부 공간으로 외기를 도입하도록 외기가 흐르는 덕트(예, 도 8의 외기덕트(100-1A) 참조)와 연결된다. 상기 신기포트(30-2)는 어퍼 하우징(10-1)의 내부공간에 구비되어 필터 케이스(10)와 일체화되고, 필터(20)에서 나온 신기(즉, 외기에서 이물질 제거된 공기)가 흐르는 덕트(예, 도 8의 신기덕트(100-1B) 참조)와 연결된다.
일례로 상기 빌트 인 밸브(40)는 로어 하우징(10-2)에 일체화되어 필터 케이스(10)의 내부공간으로 위치된다. 특히 상기 빌트 인 밸브(40)는 로어 하우징(10-2)의 바닥면으로 위치되어 로어 하우징(10-2)의 측면으로 위치된 흡기 포트(30-1)에 대해 로어 하우징(10-2)의 직교 모서리를 사이에 두고 배열된다. 그러므로 상기 빌트 인 밸브(40)와 상기 흡기 포트(30-1)는 외기도입방향과 흐름방향을 서로 달리함으로써 필터 케이스(10)의 내부공간에서 흡기 포트(30-1)로 도입된 외기와 빌트 인 밸브(40)로 도입된 외기가 심하게 교란되지 않도록 작용한다.
도 2를 참조하면, 상기 빌트 인 밸브(40)는 밸브 픽서(50)와 볼 밸브(60)로 구성된다. 상기 밸브 픽서(50)는 필터 케이스(10)의 로어 하우징(10-2)에 일체로 형성되고, 상기 볼 밸브(60)는 밸브 픽서(50)를 이용해 조립되어 로어 하우징(10-2)과 일체화된다.
특히 상기 볼 밸브(60)는 볼(70)과 인슐레이터(80) 및 볼 가이드(90)로 구성된다. 상기 볼(70)은 엔진부하에 의한 흡입력 및 물에 의한 부력의 생성시 상승되어 밸브 입구(즉, 도 3의 밸브 픽서(50)의 개방 홀(51-1))를 열어주는 반면 흡입력 및 부력의 소멸시 하강되어 밸브 입구를 닫아준다. 상기 인슐레이터(80)는 폴리우레탄이나 고무재로 이루어져 볼(70)의 상승 후 하강 이동에 따른 충격을 흡수하여 준다. 상기 볼 가이드(90)는 볼(70)의 상승거리를 제한하면서 공기와 물/이물질을 통과시켜 주는 창살 프레임 구조로 이루어진다.
도 2 우측 상단 도면의 추가외기도입에 대한 빌트 인 밸브(40)의 동작을 참조하면, 엔진부하 증가로 생성된 흡입력은 인슐레이터(80)에 접촉된 볼(70)을 상승시켜 인슐레이터(80)와 이격시켜줌으로써 외기가 밸브 픽서(50)(즉, 도 3의 개방 홀(51-1))를 통해 로어 하우징(10-2)으로 들어와 필터 케이스(10)의 내부공간으로 도입된다.
반면 도 2 우측 하단 도면의 물 배출에 대한 빌트 인 밸브(40)의 동작을 참조하면, 필터 케이스(10)의 내부공간에서 로어 하우징(10-2)의 바닥면으로 모여져 밸브 픽서(50)의 주위를 채운 물로 생성된 부력은 인슐레이터(80)에 접촉된 볼(70)을 상승시켜 인슐레이터(80)와 이격시켜줌으로써 물과 이?R질이 밸브 픽서(50)(즉, 도 3의 개방 홀(51-1))를 통해 로어 하우징(10-2)의 내부공간에서 나와 필터 케이스(10)의 외부로 배출된다.
따라서 상기 빌트 인 밸브(40)는 엔진동력성능과 같은 내부 요인에 의한 엔진부하 증가로 열려져 추가외기를 필터 케이스(10)의 내부공간으로 도입하고, 물 유입과 같은 외부 요인에 의한 부력생성으로 열려져 물과 함께 이물질을 필터 케이스(10)의 외부로 배출한다. 이와 같이 상기 빌트 인 밸브(40)는 자동화된 개폐동작을 통한 추가외기도입 및 이물질배출로 엔진 출력/연비 향상 및 이물질 유입의 대응성능을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
한편 도 3 내지 도 6은 밸브 픽서(50), 볼(70), 인슐레이터(80), 볼 가이드(90)의 각각에 대한 세부 구성과 함께 빌트 인 밸브(40)로 일체화되기 위한 조립 구조를 예시한다.
도 3을 참조하면, 상기 밸브 픽서(50)는 포지션 링(51), 개방 홀(51-1), 포지션 둘레(53) 및 인서트 홀(55)로 구성된다. 특히 상기 밸브 픽서(50)는 필터 케이스(10)의 로어 하우징(10-2)에 형성된 바닥면보다 내려간 함몰면으로 이루어지고, 상기 함몰면은 상기 필터 케이스(10)의 내부공간내 수분에서 발생된 물을 저장하는 공간으로 형성된다.
구체적으로 상기 포지션 링(51)은 로어 하우징(10-2)의 바닥면에서 뚫린 개방 홀(51-1)의 둘레를 이루도록 바닥면에서 돌출된 원형 테두리로 형성된다. 상기 개방 홀(51-1)의 직경(d)은 엔진부하 증가로 가변되는 추가외기의 공기유량에 맞춰 설정된다. 상기 포지션 둘레(53)는 포지션 링(51)의 주위를 감싸면서 로어 하우징(10-2)의 바닥면보다 내려간 함몰면으로 형성됨으로써 필터 케이스(10)의 로어 하우징(10-2)의 내부공간으로 유입 또는 모여진 물을 채우는 물 저장 공간으로 형성된다. 상기 인서트 홀(55)은 포지션 둘레(53)에서 포지션 링(51)의 둘레에 소정 간격으로 뚫린 복수개로 형성된다.
그러므로 상기 포지션 링(51)은 인슐레이터(80)의 결합부위로 작용한다. 상기 개방 홀(51-1)은 포지션 링(51)에 인슐레이터(80)가 조립된 상태에서 외기가 유입되는 입구와 물/이물질이 배출되는 출구로 작용한다. 상기 포지션 둘레(53)는 볼 가이드(90)의 안착부위로 작용한다. 상기 인서트 홀(55)은 볼 가이드(90)의 결합부위로 작용한다.
도 4를 참조하면, 상기 볼 밸브(60)는 볼(70)과 인슐레이터(80) 및 볼 가이드(90)로 구성된다.
구체적으로 상기 볼(70)은 구형으로 이루어지고, 체크밸브의 볼과 같이 동작한다.
구체적으로 상기 인슐레이터(80)는 인슐레이터 바디, 유량 홀(83) 및 인서트 홈(85)을 형성한 중공 원기둥 형상의 탄성 재질로 이루어진다. 특히 상기 인슐레이터 바디는 유량 홀(83)이 관통된 충격흡수 바디(81)와 결합 바디(82)로 이루어지고, 인서트 홈(85)이 충격흡수 바디(81)와 결합 바디(82)의 연결부위에서 외주면으로 파여져 형성된다.
일례로 상기 충격흡수 바디(81)는 볼(70)이 안착되는 안착면을 형성하면서 안착면의 반대쪽으로 연장된 결합 바디(82)보다 큰 직경을 형성한다. 상기 결합 바디(82)는 충격흡수 바디(81)보다 작은 직경으로 충격흡수 바디(81)와 일체화됨으로써 충격흡수 바디(81)와 동심원을 형성한다. 상기 유량 홀(83)은 충격흡수 바디(81)와 결합 바디(82)를 관통하여 밸브 픽서(50)의 개방 홀(51-1)이 연통된다. 상기 인서트 홈(85)은 결합 바디(82)의 둘레에 파여짐으로써 밸브 픽서(50)의 포지션 링(51)이 끼워진다.
특히 상기 인서트 홈(85)은 “ㅓ”단면 형상(도 5 참조)으로 이루어짐으로써 포지션 링(51)과 조립 후 고정력을 강하게 형성시켜 준다.
구체적으로 상기 볼 가이드(90)는 창살 프레임 바디(91), 볼 공간(93) 및 인서트 엔드(95)를 형성한 창살 프레임 원기둥의 탄성 재질로 이루어진다.
일례로 상기 창살 프레임 바디(91)는 상하양단 부위로 형성된 어퍼 링(91-1)과 로어 링(91-2)을 이어주는 가느다란 프레임이 간격을 두고 배열됨으로써 내/외부 공간을 구분하지 않는다. 상기 볼 공간(93)은 볼(70)이 수용되는 창살 프레임 바디(91)의 안쪽으로 형성된다. 상기 인서트 엔드(95)는 창살 프레임 바디(91)의 각각의 프레임에서 이어져 로어 링(91-2)(또는 어퍼 링(91-1))에서 돌출된다. 상기 후크(95-1)는 인서트 엔드(95)의 끝부위에서 볼 공간(93)의 안쪽으로 모여지도록 꺾인 구조를 형성함으로써 밸브 픽서(50)의 포지션 둘레(53)에 걸어진다.
특히 상기 인서트 엔드(95)는 밸브 픽서(50)의 인서트 홀(55)과 동일한 수량으로 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 밸브 픽서(50)와 인슐레이터(80)의 조립은 인슐레이터(80)를 밸브 픽서(50)에 끼워주는 작업으로 이루어진다.
일례로 상기 인슐레이터(80)의 충격흡수 바디(81)와 결합 바디(82)를 약하게 눌러 탄성력에 의한 변형을 유도한 후 인서트 홈(85)의 “ㅓ”단면부위를 밸브 픽서(50)의 포지션 링(51)에 끼워준다. 그러면 밸브 픽서(50)에 대한 인슐레이터(80)의 조립 작업이 완료된다.
이로부터 상기 인슐레이터(80)는 인서트 홈(85)을 이용하여 밸브 픽서(50)와 안정적인 고정력을 확보하고, 상기 인슐레이터(80)의 유량 홀(83)은 밸브 픽서(50)의 개방 홀(51-1)과 동일 선상으로 연통된 상태로 형성된다.
도 6을 참조하면, 상기 밸브 픽서(50)와 상기 볼 가이드(90)의 조립은 볼 가이드(90)를 밸브 픽서(50)에 끼워주는 작업으로 이루어진다.
일례로 상기 볼 가이드(90)의 프레임 바디(91)와 인서트 엔드(95)를 약하게 눌러 탄성력에 의한 변형을 유도한 후 인서트 엔드(95)를 밸브 픽서(50)의 인서트 홀(55)에 끼워준다. 그러면 밸브 픽서(50)에 대한 볼 가이드(90)의 조립 작업이 완료된다.
다만 상기 볼 가이드(90)는 볼(70)을 볼 공간(93)에 미리 넣은 후 밸브 픽서(50)와 조립되지 않을 수 있다. 이 경우 상기 볼(70)은 인슐레이터(80)의 탄성력에 의한 변형을 이용하여 유량 홀(83)로 밀어 넣어줌으로써 볼 가이드(90)의 볼 공간(93)에 삽입될 수 있다.
이로부터 상기 볼 가이드(90)는 인서트 엔드(95)의 후크(95-1)가 밸브 픽서(50)의 포지션 둘레(53)에 걸어짐으로써 밸브 픽서(50)와 안정적인 고정력을 확보하고, 상기 볼(70)은 볼 가이드(90)의 볼 공간(93)에서 안정적으로 승하강 이동될 수 있다.
따라서 상기 빌트 인 밸브(40)는 로어 하우징(10-2)을 이용하여 필터 케이스(10)로 내장됨으로써 빌트인 타입으로 에어 클리너(1)와 일체화된다.
한편 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 에어 클리너(1)가 적용된 흡기시스템(100)을 갖춘 차량(200)의 예이다.
도 7을 참조하면, 차량(200)은 엔진룸(200-1)에 엔진(200-2)과 함께 빌트 인 밸브(40)를 갖춘 에어 클리너(1)가 구비된 흡기시스템(Intake System)(100)을 포함한다.
일례로, 상기 엔진(200-2)은 가솔린 엔진, 디젤 엔진, LPG 엔진, CNG 엔진 등 다양한 종류의 엔진 일 수 있다.
일례로 상기 흡기시스템(100)은 엔진(200-2)의 연소실로 이어진 흡기 매니폴드(100-1)를 구비하고, 상기 흡기 매니폴드(100-1)에는 외기의 이물질이 제거된 신기가 공급되는 에어클리너(1)를 구비한다.
일례로 상기 에어클리너(1)는 필터 케이스(10), 필터(20), 흡기포트(30-1), 신기포트(30-2) 및 빌트 인 밸브(40)를 포함하고, 상기 빌트 인 밸브(40)는 로어 하우징(10-2)에 일체화되어 필터 케이스(10)의 내부공간으로 위치되며, 밸브 픽서(50)와 볼(70), 인슐레이터(80) 및 볼 가이드(90)로 구성됨으로써 도 1 내지 도 6의 에어클리너(1)와 동일하다.
다만 상기 에어클리너(1)에는 흡기포트(30-1)에 외기를 빨아들이는 외기 덕트(100-1A)가 연결되고, 신기포트(30-2)에 필터(20)로 정화된 신기가 나가는 신기 덕트(100-1B)가 연결된다. 그러므로 상기 에어클리너(1)는 도 1 내지 도 6의 에어클리너(1)와 달리 외기 덕트(100-1A)와 신기 덕트(100-1B)를 매개로 흡기시스템(100)으로 구성되는 차이가 있다.
도 8을 참조하면, 상기 에어 클리너(1)의 외기 도입은 흡기 포트(30-1)에 의한 외기 도입과 빌트 인 밸브(40)에 의한 추가외기 도입을 함께 구현함이 예시된다.
일례로 상기 흡기포트(30-1)의 외기도입은 빌트 인 밸브(40)는 닫힘 상태에서 엔진(200-2)의 운전부하로 인한 흡입력으로 이루어진다. 그러므로 상기 흡기포트(30-1)의 외기도입은 통상적으로 엔진(200-2)에 외기가 공급되는 상태이다. 반면 상기 빌트 인 밸브(40)의 추가외기도입은 엔진동력성능과 같은 내부 요인으로 엔진(200-2)의 운전부하가 상승되어 에어 클리너(1)의 내부공간에 상대적으로 강한 흡입력이 생성됨으로써 엔진(200-2)에 더 많은 외기가 공급되는 상태이다.
그러므로 상기 빌트 인 밸브(40)의 추가외기도입이 이루어지면, 상기 에어 클리너(1)의 내부공간에 생성된 강한 흡입력은 빌트 인 밸브(40)의 볼(70)을 상승시킴으로써 볼(70)과 인슐레이터(80)는 분리 상태로 전환된다. 이로 인해 상기 인슐레이터(80)의 유량 홀(83)이 밸브 픽서(50)의 개방 홀(51-1)과 연통됨으로써 에어 클리너(1)의 내/외부공간이 연통된다. 그러면 상기 개방 홀(51-1)과 상기 유량 홀(83)은 공기 통로로 작용함으로서 에어 클리너(1)의 외부에서 내부공간으로 외기를 빨아들여 준다.
그 결과 상기 에어 클리너(1)의 내부공간에는 흡기포트(30-1)를 통한 외기유량과 빌트 인 밸브(40)를 통한 추가외기유량이 공급되고, 엔진(200-2)은 엔진부하 증가에 맞춘 요구공기유량으로 운전됨으로써 엔진출력 증가와 함께 연비 향상이 이루어진다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 흡기시스템(100)에 적용된 에어 클리너(1)는 내부공간으로 구비된 필터(20)를 통해 흡기 포트(30-1)에서 도입된 외기가 이물질 제거된 신기로 바뀌어 신기 포트(30-2)에서 배출되는 필터 케이스(10), 상기 필터 케이스(10)의 내부공간으로 구비되어 엔진부하증가에 의한 흡입력 상승으로 열려 상기 흡기 포트(30-1)와 다른 경로에 의한 외기 도입이 이루어지거나 또는 상기 내부공간에 모인 물에 의한 부력으로 열려 물 배출이 이루어지는 빌트 인 밸브(40)를 포함함으로써 빌트 인 밸브(40)로 덕트와 호스 및 밸브가 하나로 일체화되고, 특히 빌트 인 밸브(40)의 개폐동작이 엔진동력성능과 같은 내부 요인에 의한 엔진부하와 물 유입과 같은 외부 요인에 의한 부력으로 자동화됨으로써 엔진 출력/연비 향상 및 이물질 유입 대응 성능이 크게 개선된다.
1 : 에어클리너 10 : 필터 케이스
10-1 : 어퍼 하우징 10-2 : 로어 하우징
10-3 : 클램프 20 : 필터
30-1 : 흡기 포트 30-2 : 신기 포트
40 : 빌트 인 밸브 50 : 밸브 픽서
51 : 포지션 링 51-1 : 개방 홀
53 : 포지션 둘레 55 : 인서트 홀
60 : 볼 밸브 70 : 볼
80 : 인슐레이터 81 : 충격흡수 바디
82 : 결합 바디 83 : 유량 홀
85 : 인서트 홈 90 : 볼 가이드
91 : 창살 프레임 바디 91-1 : 어퍼 링
91-2 : 로어 링 93 : 볼 공간
95 : 인서트 엔드 95-1 : 후크
100 : 흡기시스템(Intake System)
100-1 : 흡기 매니폴드 100-1A : 외기 덕트
100-1B : 신기 덕트 200 : 차량
200-1 : 엔진룸 200-2 : 엔진

Claims (20)

  1. 내부공간에 구비된 필터를 거쳐 이물질 제거된 신기로 배출되는 외기가 상기 내부공간의 흡입력으로 도입되는 필터 케이스;
    상기 필터 케이스의 내부공간에 내장되고, 상기 외기가 들어오는 외기도입경로와 구분된 추가외기도입경로를 형성하고, 상기 흡입력의 증가시 상기 추가외기도입경로를 통해 상기 외기가 들어오도록 상기 추가외기도입경로를 열어주는 빌트 인 밸브;
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 외기도입경로와 상기 추가외기도입경로는 상기 필터 케이스의 모서리부위로 구분되어 위치되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 외기도입경로는 상기 필터 케이스의 측면에 위치되는 반면 상기 추가외기도입경로는 상기 필터 케이스의 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 빌트 인 밸브는 상기 필터 케이스의 내부공간에서 상기 추가외기도입경로의 주위로 모여진 물에 의한 부력으로도 상기 추가외기도입경로를 열어주는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 빌트 인 밸브는 상기 필터 케이스의 내부공간에서 개방 홀로 상기 추가외기도입경로를 형성하는 밸브 픽서, 상기 흡입력 및 상기 부력을 받도록 상기 밸브 픽서에 결합되는 볼 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 밸브 픽서는 상기 필터 케이스의 내부공간으로 물이 채워지는 물 저장 공간을 형성하고, 상기 물 저장 공간은 상기 추가외기도입경로의 주위를 에워싸는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 볼 밸브는 상기 흡입력 및 상기 부력을 받아 상기 추가외기도입경로를 열어주도록 상승되는 볼, 상기 볼로 막힌 유량 홀이 상기 개방 홀과 연통되도록 상기 밸브 픽서에 결합되는 인슐레이터, 상기 볼을 가두어 상승거리를 제한하면서 공기와 물을 통과시켜주는 볼 가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 밸브 픽서와 상기 인슐레이터는 끼움구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 끼움구조는 상기 밸브 픽서의 개방 홀이 감싸이도록 돌출된 포지션 링, 상기 인슐레이터의 유량 홀이 뚫려진 인슐레이터 바디의 외주면에 파여진 인서트 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 볼 가이드는 공기와 물이 통과되는 창살 프레임 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 밸브 픽서와 상기 볼 가이드는 후크구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 후크구조는 상기 밸브 픽서의 개방 홀이 감싸이는 주변을 형성하는 포지션 둘레에 뚫려진 인서트 홀, 상기 볼 가이드의 한쪽 단부에서 돌출된 인서트 엔드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 인서트 엔드에는 후크가 형성되고, 상기 후크는 상기 인서트 엔드의 끝부위에서 안쪽으로 꺾여 상기 포지션 둘레에 걸어지는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 필터 케이스는 클램프로 탈장착되는 어퍼 하우징과 로어 하우징으로 구성되고, 상기 로어 하우징으로 상기 외기도입경로와 상기 추가외기도입경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 로어 하우징에는 상기 외기가 상기 외기도입경로로 들어오는 흡기포트가 구비되며, 상기 어퍼 하우징에는 상기 신기가 빠져나가는 신기포트가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 클리너.
  16. 내부공간의 필터를 통해 흡기포트에서 도입된 외기가 이물질 제거된 신기로 바뀌어 신기포트에서 배출되는 필터 케이스, 엔진부하증가에 의한 흡입력 상승으로 열려 상기 흡기포트와 다른 경로에 의한 외기 도입이 이루어지거나 또는 상기 내부공간에 모인 물에 의한 부력으로 열려 물 배출이 이루어지는 빌트 인 밸브를 갖춘 에어 클리너;
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 흡기시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 빌트 인 밸브는 상기 필터 케이스의 내부공간으로 내장되는 것을 특징으로 하는 흡기시스템.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 내부공간에는 상기 빌트 인 밸브의 주변으로 부력 생성을 위한 물 저장 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 흡기시스템.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 흡기포트에는 상기 외기를 빨아들이는 외기 덕트가 연결되는 것을 특징으로 하는 흡기시스템.
  20. 청구항 16에 있어서, 상기 신기포트에는 상기 신기를 엔진과 연결된 흡기 매니폴드로 보내주는 신기 덕트가 연결되는 것을 특징으로 하는 흡기시스템.
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