KR20200058387A - 필터 장치 - Google Patents

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KR20200058387A
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유이치 노도미
노부유키 키타지마
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야마신 필터 가부시키가이샤
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Abstract

액체의 동결을 방지함과 아울러, 만일 액체가 동결한 경우에도 장치의 파손을 방지할 수가 있다. 대략 막대 모양의 히터(30)를 덮도록, 상단이 덮인 대략 통 모양의 내측 케이스(41)가 설치된다. 내측 케이스(41)에는, 내측 케이스(41)의 내경과 대략 동일하고, 히터(30)가 삽통되는 구멍이 형성된 대략 판 모양의 플로트(42)가, 연직 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 내측 케이스(41) 및 플로트(42)에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입된다. 내측 케이스(41)의 연직 방향의 길이는, 히터(30)의 연직 방향의 길이보다 짧다. 또, 플로트(42)가 내측 케이스(41)의 하단에 위치할 때에, 플로트(42)와 필터 케이스 본체(11)의 바닥면(11a)의 사이에 간극을 가진다.

Description

필터 장치
본 발명은 필터 장치 및 여과 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 가스 봉입 용적을 포함하는 포체(包體)를 포함하는 수축 가능 요소가 필터 케이스 내에 배치되어 있고, 여과 케이스 내에 있어서의 액체의 동결에 의한 압력의 발생에 반응하여 수축 가능 요소가 수축하는 액체 필터 구조가 개시되어 있다.
일본국 특허공표 2013-510712호 공보
엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 질소산화물의 제거에는 요소수가 일반적으로 이용된다. 그렇지만, 요소수는 저온에서 동결하기 쉽고, 필터 장치의 내부에서 요소수가 동결하여 팽창하면, 필터 케이스나 필터 엘리먼트가 파손할 우려가 있다.
특허 문헌 1에 기재의 발명은, 수축 가능 요소의 수축에 의해, 필터 요소나 필터 케이스의 파손을 방지하기 위해서 이루어진 것이다. 그렇지만, 특허 문헌 1에 기재의 발명에서는, 액체의 동결을 방지할 수 없다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액체의 동결을 방지함과 아울러, 만일 액체가 동결한 경우에도 장치의 파손을 방지할 수가 있는 필터 장치 및 여과 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명과 관련되는 필터 장치는, 예를 들면, 액체의 유입부 및 유출부를 가지는 필터 케이스와, 상기 액체를 여과하는 여과재와, 상기 여과재의 내측에 설치된 대략 원통 형상의 내통을 가지는 필터 엘리먼트로서, 양단이 덮인 대략 원통 형상이며, 중심축이 연직 방향으로 뻗도록 상기 필터 케이스의 내부에 설치된 필터 엘리먼트와, 상기 필터 케이스의 내부에 연직 방향으로 연설(延設)된 대략 막대 모양의 히터로서, 평면시에 있어서 상기 필터 엘리먼트와 다른 위치에 설치된 히터를 구비하고, 상기 내통은, 대략 통 모양의 측면과, 평면시에 있어서 상기 측면의 중공부를 덮는 칸막이판을 가지고, 상기 측면 중의 상기 칸막이판보다 연직 방향 상측에 위치하는 제1 영역에는, 상기 액체가 통과하는 복수의 구멍이 형성되고, 상기 측면 중의 상기 칸막이판보다 연직 방향 하측에 위치하는 제2 영역과, 상기 칸막이판에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되어 있고, 상기 내통의 하단면과 상기 필터 케이스의 바닥면의 사이에 간극을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련되는 필터 장치에 의하면, 필터 케이스의 내부에는, 대략 막대 모양의 히터가 연직 방향으로 연설(延設)되어 있다. 이에 의해 액체와 히터가 접촉하여, 액체의 동결을 방지할 수가 있다. 또, 본 발명과 관련되는 필터 장치에 의하면, 내통의 측면 중의 칸막이판보다 연직 방향 하측에 위치하는 제2 영역과, 칸막이판에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되어 있고, 내통의 하단면과 필터 케이스의 바닥면의 사이에 간극을 가진다. 따라서, 액체가 동결하여 팽창하면, 이에 의해 만일 액체가 동결한 경우에도 장치의 파손을 방지할 수가 있다.
여기서, 상기 필터 엘리먼트는, 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 내통의 내경과 대략 동일한 직경을 가지는 제1 플로트를 가지고, 상기 측면 중의 상기 제2 영역, 상기 칸막이판 및 상기 제1 플로트에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되고, 상기 제1 플로트가 하단에 위치할 때에는, 상기 제1 플로트는 상기 내통의 하단 근방에 위치하고, 또한 상기 제1 플로트와 상기 바닥면의 사이에 간극을 가져도 좋다. 액체가 동결해 체적이 증가하는 과정에서, 내통의 측면, 칸막이판 및 제1 플로트에 의해 둘러싸이는 공간에 봉입된 공기를 압축하면서, 제1 플로트를 밀어 올린다. 이에 의해 만일 액체가 동결한 경우에도 장치의 파손을 방지할 수가 있다.
여기서, 상기 바닥면에는, 상기 내통의 내측으로 돌출하는 볼록부가 설치되고, 상기 볼록부와 상기 내통의 사이에 간극을 가져도 좋다. 이에 의해 측면 중의 칸막이판보다 연직 방향 하측에 위치하는 제2 영역과, 칸막이판에 의해 둘러싸이는 공간의 체적을 줄여, 공기에 의한 불편(예를 들면, 건설 기계의 시동시에 인젝터(injector)의 압력이 소정의 압력까지 오르지 않는다고 하는 불편)을 방지할 수가 있다.
여기서, 상기 볼록부는, 단면이 덮인 대략 원통 형상이며, 상기 볼록부와 상기 내통과의 간극은 상기 볼록부의 반경 이하라도 좋다. 이에 의해 측면의 칸막이판보다 연직 방향 하측에 위치하는 제2 영역과, 칸막이판에 의해 둘러싸이는 공간의 체적을 줄여, 공기에 의한 불편을 방지할 수가 있다.
여기서, 상단이 덮인 대략 통 모양의 내측 케이스로서, 상기 히터를 덮도록 설치된 내측 케이스와, 상기 내측 케이스의 하단 근방에 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 내측 케이스의 내경과 대략 동일한 직경을 가지는 대략 판 모양의 제2 플로트를 구비하고, 상기 제2 플로트에는, 상기 히터가 삽통(揷通)되는 구멍으로서, 직경이 상기 히터의 외형과 대략 동일한 구멍이 형성되고, 상기 내측 케이스 및 상기 제2 플로트에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되고, 상기 내측 케이스의 연직 방향의 길이는, 상기 히터의 연직 방향의 길이보다 짧고, 상기 제2 플로트가 상기 내측 케이스의 하단에 위치할 때에, 상기 제2 플로트와 상기 바닥면의 사이에 간극을 가져도 좋다. 이와 같이, 액체가 동결해 체적이 증가하는 과정에서, 내측 케이스 및 제2 플로트에 의해 둘러싸이는 공간에 봉입된 공기를 압축하면서, 액체가 제2 플로트를 밀어 올림으로써, 만일 액체가 동결한 경우에도 장치의 파손을 방지할 수가 있다.
여기서, 상기 필터 케이스는, 연직 방향으로 연설되고, 상기 필터 엘리먼트를 따른 제1 통 모양부와, 연직 방향으로 연설되고, 상기 히터를 따른 제2 통 모양부를 가지고, 상기 제2 통 모양부의 직경은, 상기 제1 통 모양부의 직경보다 작고, 평면시에 있어서, 상기 제1 통 모양부와 상기 제2 통 모양부는 연결되어 있어도 좋다. 이에 의해 필터 케이스 내부에 저류(貯留)되는 액체의 체적(수량)을 줄여, 동결시의 체적 변화를 작게 할 수가 있다.
여기서, 평면시에 있어서, 상기 필터 엘리먼트와 상기 내측 케이스는 인접하여 설치되고, 상기 필터 케이스는, 연직 방향으로 연설되고, 상기 필터 엘리먼트를 따른 제1 통 모양부와, 연직 방향으로 연설되고, 상기 내측 케이스를 따른 제2 통 모양부를 가지고, 상기 제2 통 모양부의 직경은, 상기 제1 통 모양부의 직경보다 작고, 평면시에 있어서, 상기 제1 통 모양부와 상기 제2 통 모양부는 연결되어 있어도 좋다. 이에 의해 필터 케이스 내부에 저류(貯留)되는 액체의 체적(수량)을 줄여, 동결시의 체적 변화를 작게 할 수가 있을 수가 있다.
여기서, 상기 필터(filter) 케이스(case)의 상면에 형성된 공기 빠짐 구멍과, 상기 공기 빠짐 구멍의 하측에 설치된 밸브를 가지는 공기 빠짐부를 구비하고, 상기 밸브는, 상기 액체에 떠오르는 플로트를 가져도 좋다. 이에 의해 필터 케이스 내의 공기를 뽑으면서, 여과전의 액체가 필터 케이스 내로부터 유출하는 것을 방지할 수가 있다.
여기서, 상기 히터는, 파이프를 가지고, 상기 파이프의 내부에 부동액을 흘림으로써 상기 액체를 따뜻하게 해도 좋다. 이에 의해 액체를 따뜻하게 하는데 전기를 사용할 필요가 없어 안전하다.
여기서, 상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재 및 상기 내통의 상단을 덮는 플레이트를 가지고, 상기 플레이트는, 상기 필터 케이스의 상단면 하측에 설치되고, 상기 유출부는, 상기 필터 케이스의 상단면에 설치되고, 상기 플레이트에는, 상기 내통의 내부 공간과 상기 유출부를 연통하는 관통 구멍으로서, 상측이 하측보다 내경이 작은 대략 원뿔대 형상의 부분을 가지는 관통 구멍이 형성되어도 좋다. 또, 상기 플레이트의 직경은, 상기 여과재의 직경보다 크고, 상기 플레이트의 하측 또한 상기 여과재의 외측에는, 대략 원통 형상의 링(ring)이 설치되어 있어도 좋다. 또, 상기 필터 케이스의 상단면 하측 또한 상기 히터의 외측에는, 대략 원통 형상의 링이 설치되어 있어도 좋다. 이에 의해 필터 장치가 기울어졌을 때에 필터 장치의 내부에 쌓이는 공기의 양을 줄여, 기울어짐이 없어졌을 때에 공기가 펌프나 인젝터에 공급되는 것에 의한 불편을 방지할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 액체의 동결을 방지함과 아울러, 만일 액체가 동결한 경우에도 장치의 파손을 방지할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태인 필터 장치(1)의 개략을 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 필터 장치(1)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 4는 필터 장치(1)의 개략을 나타내는 단면도이며, 요소수가 동결한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 형태인 필터 장치(2)의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 6은 필터 장치(2)의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B 단면도이다.
도 8은 필터 장치(2)가 기울어진 모습을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 9는 일반적인 요소 SCR 시스템(100)의 개략을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은, 내연 기관(특히, 디젤 엔진)의 배기에 포함되는 NOx(질소산화물)를 환원하는 선택 환원(SCR : Selective Catalytic Reduction)형의 요소 SCR 시스템에 이용된다.
도 9는 일반적인 요소 SCR 시스템(100)의 개략을 나타내는 도이다. 요소 SCR 시스템(100)은, 주로, 필터 장치(101)와, 탱크(102)와, 펌프(103)와, 인젝터(injector)(104)를 가진다. 요소 SCR 시스템(100)이 탑재된 건설 기계 등의 엔진이 시동하면, 탱크(102)에 축적된 요소수가 펌프(103)에 빨아 올려진다. 이에 의해 요소수는, 탱크(102), 필터 장치(101) 및 펌프(103)를 통과하여 인젝터(injector)(104)에 공급되고, 인젝터(104)로부터 분무된다(도 9의 흑색 화살표, 참조). 또, 일부의 요소수는, 펌프(103)로부터 탱크(102)로 되돌려진다(도 9의 흑색 화살표, 참조). 건설 기계 등의 엔진이 정지하면, 요소수의 동결 방지를 위해, 필터 장치(101), 펌프(103) 및 인젝터(104)의 내부에 있는 요소수가 탱크(102)로 되돌려진다(도 9의 탈색 화살표, 참조).
이하, 본 발명에 대해, 요소 SCR 시스템(100)에 이용되는 필터 장치의 예로, 유체로서 요소수를 이용하는 경우에 대해 설명하지만, 본 발명은, NOx의 환원이 가능한 여러 가지 유체에 적용할 수가 있다.
＜제1의 실시의 형태＞
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태인 필터 장치(1)의 개략을 나타내는 도이다. 필터 장치(1)는, 주로, 필터 케이스(10)와, 필터 엘리먼트(20)와, 히터(30)와, 조정부(40)와, 공기 빠짐부(50)를 가진다.
필터 케이스(10)는, 주로, 필터 케이스 본체(11)와, 덮개(12)를 가진다. 필터 케이스(10)의 내부에는, 주로, 필터 엘리먼트(20)와, 히터(30)와, 조정부(40)가 설치된다.
필터 케이스 본체(11)는, 바닥을 갖는 대략 통형상의 부재이며, 내부가 공동이다. 필터 케이스 본체(11)의 상단면은 개구하고 있다. 필터 케이스 본체(11)의 바닥면(11a)에는, 요소수를 필터 장치(1)에 유입시키는 유입부(11b)가 형성된다. 유입부(11b)에는, 유입 파이프(61)가 설치된다. 또, 바닥면(11a)에는, 히터(30)가 삽입되는 히터 부착 구멍(11c)이 형성된다.
덮개(12)는, 필터 케이스 본체(11) 상부의 개구단을 덮는 부재이며, 필터 케이스(10)의 상면을 구성한다. 덮개(12)는, 필터 케이스 본체(11)에 대해 착탈 가능하게 설치된다. 바닥면(12a)(필터 케이스(10)의 상단면)은, 요소수를 필터 장치(1)로부터 유출시키는 유출부(12b)가 형성된다. 유출부(12b)에는, 유출 파이프(62)가 설치된다. 또, 바닥면(12a)에는, 히터(30)가 삽입되는 히터 부착 구멍(12c)이 형성된다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다. 평면시에 있어서(z방향으로부터 보아서), 필터 엘리먼트(20)와 조정부(40)는 인접하여 설치된다. 필터 케이스 본체(11)의 측면은, 필터 엘리먼트(20)의 측면(여기에서는, 외통(26))을 따른 통 모양부(11d)와, 조정부(40)의 측면을 따른 통 모양부(11e)를 가진다. 통 모양부(11d, 11e)는, 대략 통 모양이며, 연직 방향으로 연설되어 있다. 평면시에 있어서, 통 모양부(11d)와 통 모양부(11e)는 연결되어 있고, 필터 케이스 본체(11)는 필터 엘리먼트(20)와 조정부(40)의 사이가 움푹 패여 있다. 이와 같이, 평면시에 있어서의 필터 케이스 본체(11)의 측면의 형상을 표주박 모양으로 함으로써, 필터 케이스(10)의 내부에 저류(貯留)되는 요소수의 체적(수량)을 줄여, 동결시의 체적 변화를 작게 할 수가 있다.
또한 필터 케이스 본체(11)의 측면에 있어서, 필터 엘리먼트(20)와 조정부(40)의 사이를 움푹 패이게 하는 것은 필수는 아니다. 그렇지만, 필터 케이스(10)의 내부에 저류되는 요소수의 체적을 가능한 한 줄이기 위해서는, 필터 엘리먼트(20)와 조정부(40)의 사이를 움푹 패이게 하는 것이 바람직하다.
도 3은 필터 장치(1)의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 3은 요소수가 동결하고 있지 않는 경우를 나타낸다. 또한 도 2에서는, 일부 부품에 대해 단면을 나타내는 해칭(hatching)을 생략하고 있다.
필터 엘리먼트(20)는, 양단이 덮인 대략 원통 형상의 부재이다. 필터 엘리먼트(20)는, 중심축 Ax1이 연직 방향(z방향)으로 뻗도록 필터 케이스(10)의 내부에 설치된다. 필터 엘리먼트(20)는, 주로, 여과재(21)와, 내통(22)과, 플레이트(23, 24)와, 플로트(25)와, 외통(26)(도 3에서는 도시 생략, 도 2, 참조)을 가진다.
여과재(21)는, 요소수를 여과하기 위한 것이며, 직경 방향으로 두께를 가지는 대략 원통 형상이다. 여과재(21)는, 합성수지나 종이 등을 이용한 여과지를 주름 접기하고, 주름 접기한 여과지의 양단을 연결하여 원통형으로 둥글게 함으로써 형성된다.
내통(22)은, 수지제의 대략 원통 형상의 부재이며, 여과재(21)의 내측에 설치된다. 내통(22)의 높이와 여과재(21)의 높이는 대략 같다.
내통(22)의 대략 통 모양의 측면(22a)은, 연직 방향 상측에 위치하는 제1 영역 A1과, 제1 영역 A1의 연직 방향 하측에 위치하는 제2 영역 A2를 가진다. 제1 영역 A1은 내통(22)의 상단을 포함하고, 제2 영역 A2는 내통(22)의 하단을 포함한다. 측면(22a)의 제1 영역 A1에는, 요소수가 통과하는 구멍(22b)이 대략 전면에 형성되지만, 측면(22a)의 제2 영역 A2에는 구멍(22b)이 형성되어 있지 않다.
또한 본 실시의 형태에서는, 제1 영역 A1은, 내통(22)의 높이 전체의 대략 1/3이지만, 제2 영역 A2의 높이는 이에 한정되지 않는다. 다만, 제1 영역 A1의 높이는, 내통(22)의 높이의 대략 반 이하로 하는 것이 바람직하다.
내통(22)은, 제1 영역 A1과 제2 영역 A2를 나누는 칸막이판(22c)을 가진다. 칸막이판(22c)의 직경은, 측면(22a)의 내경과 대략 동일하다. 평면시에 있어서, 칸막이판(22c)은 내통(22)의 중공부를 덮는다. 칸막이판(22c)의 높이 방향(z방향)의 위치는, 제1 영역 A1과 제2 영역 A2의 사이이다. 바꾸어 말하면, 제1 영역 A1은 칸막이판(22c)의 연직 방향 상측에 위치하고, 제2 영역 A2는 칸막이판(22c)의 연직 하측에 위치한다.
플레이트(23, 24)는, 대략 판 모양의 부재이며, 수지 또는 금속을 이용하여 형성된다. 플레이트(23)는 여과재(21) 및 내통(22)의 하단을 덮고, 플레이트(24)는 여과재(21) 및 내통(22)의 상단을 덮는다. 플레이트(23, 24)는, 각각, 대략 중앙에 관통 구멍(23a, 24a)이 형성된다. 관통 구멍(23a, 24a)은, 내통(22)의 내경과 대략 동일하다.
플레이트(24)는, 상측으로 돌출하는 돌출부(24b)를 가진다. 돌출부(24b)는 덮개(12)의 오목부(12d)에 삽입된다. 돌출부(24b)에는 O링(ring) 등의 씰(seal) 부재(63)가 설치되어 있고, 씰 부재(63)가 돌출부(24b)와 오목부(12d)의 사이에 설치됨으로써, 플레이트(24), 즉 필터 엘리먼트(20)가 덮개(12)에 부착된다. 필터 엘리먼트(20)가 덮개(12)에 부착된 상태에 있어서, 플레이트(23)와 바닥면(11a)의 사이에 간극을 가진다.
플로트(25)는, 판 모양의 부재이며, 내통(22)의 하단 근방에, 내통(22)을 따라 연직 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 도 3에 나타내는 상태에서는, 플로트(25)가 하단에 위치하고 있고, 플로트(25)와 플레이트(23)의 높이 방향의 위치가 대략 일치한다. 측면(22a), 칸막이판(22c) 및 플로트(25)에 의해 둘러싸이는 공간 S4에는 기체가 봉입된다.
히터(30)는, 대략 막대 모양의 부재이며, 필터 케이스(10)의 내부에 연직 방향으로 연설된다. 본 실시의 형태에서는, 히터(30)는, 파이프(31)의 내부에 부동액을 흘림으로써 필터 케이스(10) 내의 요소수를 따뜻하게 하는 것이다. 여기서, 부동액으로서 주성분이 에틸렌글리콜이며, 방수제 등을 첨가한 LLC(Long Life Coolant, 장수명 냉각재)를 이용할 수가 있지만, 부동액은 이에 한정되지 않는다. 파이프(31)는, O링 등의 씰 부재(64)를 통해 필터 케이스(10)에 고정된다.
다만, 요소수가 동결하지 않게 따뜻하게 하는 히터의 형태는 이에 한정되지 않고, 예를 들면 전열봉이나 세라믹 히터를 이용해도 좋다. 전열봉이나 세라믹 히터는, 필터 케이스(10)에 나사 고정 등에 의해 고정된다. 다만, 파이프(31)의 내부에 부동액을 흘리는 히터(30)를 사용하는 경우에는, 전기를 이용하지 않기 때문에 안전성이 높다.
조정부(40)는, 요소수가 동결해 체적이 증가했을 때의 조정용의 부재이며, 히터(30)를 덮도록 필터 케이스(10)의 내부에 설치된다. 조정부(40)는, 주로, 상단이 덮인 대략 통 모양의 내측 케이스(41)와 내측 케이스(41)의 하단 근방에 설치된 대략 판 모양의 플로트(42)를 가진다.
내측 케이스(41)는, 덮개(12)로부터 필터 케이스(10)의 내부로 돌출하도록, 바닥면(12a)에 일체로 형성된다. 내측 케이스(41)의 중심축은, 히터(30)의 중심축 Ax2와 대략 일치한다. 내측 케이스(41)의 연직 방향의 길이는, 히터(30)의 연직 방향의 길이보다 짧다. 따라서, 히터(30)가 필터 케이스(10) 내의 요소수와 접촉하고, 히터(30)에 의해 요소수가 따뜻하게 된다.
플로트(42)의 외경은, 내측 케이스(41)의 내경과 대략 동일하다. 플로트(42)에는, 히터(30)가 삽통(揷通)되는 구멍(42a)이 형성된다. 구멍(42a)의 직경은, 히터(30)의 외형과 대략 동일하다.
내측 케이스(41)와 플로트(42)에 의해 둘러싸이는 공간 S3에는 기체(여기에서는 공기)가 봉입된다. 플로트(42)가 내측 케이스(41)의 하단에 위치하는 상태에서는, 플로트(42)와 바닥면(11a)의 사이에 간극을 가진다.
플로트(42)는, 히터(30) 및 내측 케이스(41)를 따라 연직 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 플로트(42)의 이동시에는, 플로트(42)의 외주면과 내측 케이스(41)의 내주면이 슬라이딩(sliding)하고, 플로트(42)의 내주면과 히터(30)의 외주면이 슬라이딩한다.
평면시에 있어서, 필터 엘리먼트(20)와 내측 케이스(41)의 사이에는, 공기 빠짐부(50)가 설치된다. 공기 빠짐부(50)는, 덮개(12)에 형성된 공기 빠짐 구멍(12e)과 밸브(51)를 가진다. 공기 빠짐 구멍(12e)은, 필터 케이스(10)의 내부 공간(공간 S1)과 필터 케이스(10)의 외부 공간을 연통한다. 또한 본 실시의 형태에서는, 공기 빠짐 구멍(12e)은 대략 L자 형상이며, 공간 S2를 통해 필터 케이스(10)의 외부 공간과 연통하지만, 공기 빠짐 구멍(12e)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 공기 빠짐 구멍이 바닥면(12a)을 z방향으로 관통함으로써, 필터 케이스(10)의 내부 공간과 외부 공간을 연통해도 좋다.
밸브(51)는, 공기 빠짐 구멍(12e)의 하측에 설치된다. 밸브(51)는, 바닥면(12a)으로부터 필터 케이스(10)의 내부로 돌출하도록 형성된 복수의 리브(rib)(52)와, 플로트(53)를 가진다. 플로트(53)는, 요소수에 떠오르도록 형성되고, 리브(52)를 따라 상하로 움직인다. 리브(52)의 하단에는 플로트(53)의 하방으로의 이동을 규제하는 스토퍼(stopper)가 형성된다.
또한 공기 빠짐부(50)의 위치는 필터 엘리먼트(20)와 내측 케이스(41)의 사이에 한정되지 않는다. 그렇지만, 필터 케이스(10)를 소형화하고, 필터 케이스(10)의 내부에 저류되는 요소수의 체적(수량)을 줄이기 위해서는, 공기 빠짐부(50)를 필터 엘리먼트(20)와 내측 케이스(41)의 사이에 설치하는 것이 바람직하다.
다음에, 이와 같이 구성된 필터 장치(1)의 기능에 대해 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3의 화살표는 요소수의 흐름을 나타낸다.
요소수는, 유입부(11b) 및 유입 파이프(61)를 통해 필터 케이스(10)의 내부의 공간 S1에 유입한다. 요소수는, 여과재(21)의 외측으로부터 내측을 향해 흐름으로써 여과된다. 여과후의 요소수는, 내통(22)에 형성된 구멍(22b)을 지나서 공간 S2로 유출한다.
통상은, 플로트(53)와 바닥면(12a)의 사이에 간극을 가지고, 공기 빠짐 구멍(12e)이 개방되어 있다. 따라서, 요소수에 포함되는 공기가 공간 S1에 모여도, 공간 S1의 상부에 모인 공기는 공기 빠짐 구멍(12e)을 통해 공간 S1로부터 배출된다.
공간 S1에 저류(貯留)된 요소수는, 히터(30)에 의해 따뜻하게 된다. 그렇지만, 기온의 저하 등에 의해, 히터(30)에 의해 따뜻하게 된다고 해도, 요소수가 동결할 가능성이 있다.
도 4는 필터 장치(1)의 개략을 나타내는 단면도이며, 요소수가 동결한 상태를 나타낸다. 또한 도 4에서는 일부 부품에 대해 단면을 나타내는 해칭을 생략하고 있다.
요소수가 동결하면, 요소수의 체적이 7% 정도 증가한다. 바닥면(11a)과 플로트(25, 42)의 사이에 간극을 가지기 때문에, 요소수가 동결하는 과정에서, 요소수는, 도 4의 탈색 화살표로 나타내듯이, 공간 S3 내의 공기를 압축하면서 플로트(42)를 +z방향으로 밀어 올리고, 또한 공간 S4 내의 공기를 압축하면서 플로트(25)를 +z방향으로 밀어 올린다.
이와 같이, 공간 S1에 갇힌 요소수가 팽창할 수가 있는 것 같은 공간을 설치함으로써, 필터 케이스(10), 필터 엘리먼트(20) 등의 손상이 방지된다.
플로트(42)를 밀어 올림으로써 공간 S3에 비집고 들어간 요소수는, 히터(30)에 의해 따뜻하게 된다. 이에 의해 동결시에 요소수와 히터(30)의 접촉 면적을 늘려, 요소수를 효과적으로 따뜻하게 할 수가 있다.
요소수가 동결하는 경우에는, 공간 S1이 요소수로 채워지기 때문에, 플로트(53)가 요소수에 의해 밀어 올려져 공기 빠짐 구멍(12e)을 막는다. 이에 의해 여과전의 요소수가 공간 S1로부터 유출하는 것이 방지된다.
본 실시의 형태에 의하면, 히터(30)를 이용함으로써 요소수의 동결을 방지할 수가 있다. 또, 동결시에 플로트(25, 42)를 밀어 올림으로써, 만일 요소수가 동결한 경우에도 필터 장치(1)의 파손을 방지할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 내통(22)의 내측에서 플로트(25)를 상하로 움직이게 하고, 내측 케이스(41)의 내부에서 플로트(42)를 상하로 움직이게 하기 때문에, 종래의 필터 장치와 같은 크기인 채로 동결시의 파손 방지 기구를 설치할 수가 있다. 예를 들면, 필터 엘리먼트와 다른 스페이스(space)에 파손 방지 기구를 설치하는 경우에는, 필터 케이스를 크게 해야 한다. 이에 반해 본 실시의 형태에서는, 공간 절약화가 가능하고, 필터 케이스(10)를 크게 하는 일이 없이 파손 방지 기구를 설치할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 필터 케이스 본체(11)의 측면을, 외통(26)을 따른 통 모양부(11d)와, 내측 케이스(41)를 따른 통 모양부(11e)를 가지는 대략 통 모양으로 함으로써, 필터 케이스(10)의 내부에 저류되는 요소수의 체적(수량)을 줄여, 동결시의 체적 변화를 작게 할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 제1 영역 A1의 높이가 내통(22)의 높이의 대략 반 이하이기 때문에, 플로트(25, 42)가 +z방향으로 이동했을 때의 공간 S3, S4의 체적 변화(감소)에 의해, 요소수의 동결에 의한 체적 증가분을 확실하게 흡수할 수가 있다. 또, 제1 영역 A1의 높이를 내통(22)의 높이의 대략 반 이하로 함으로써, 압력 손실이 과도하게 커지는 것을 방지할 수가 있다.
또한 본 실시의 형태에서는, 히터(30)가 필터 케이스(10)를 z방향으로 관통하였지만, 히터(30)의 배설(配設) 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 히터(30)의 일부가 z방향으로 연설되어 있으면 좋다. 또 예를 들면, 히터에 전열봉이나 대략 막대 모양의 세라믹 히터를 이용하는 경우에는, 히터의 일단이 필터 케이스(10)의 내부에 있어도 좋다. 이러한 경우에는, 히터의 z방향으로 연설된 부분의 길이보다, 내측 케이스(41)을 짧게 하면 좋다.
＜제2의 실시의 형태＞
제1의 실시의 형태에서는, 히터(30)의 주위에 조정부(40)가 설치되었지만, 조정부(40)는 필수는 아니다. 또, 제1의 실시의 형태에서는, 측면(22a), 칸막이판(22c) 및 플로트(25)에 의해 둘러싸인 공간 S4에 기체가 봉입(공기 모임)되지만, 공기 모임의 형태는 이에 한정되지 않는다. 또한 제1의 실시의 형태에서는, 플로트(25, 42)를 설치하고 동결시에 요소수가 플로트(25, 42)를 밀어 올렸지만, 플로트(25, 42)는 필수는 아니다.
이하, 제2의 실시의 형태와 관련된 필터 장치(2)에 대해 설명한다. 제1의 실시의 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 형태인 필터 장치(2)의 개략을 나타내는 측면도이다. 도 6은 필터 장치(2)의 개략을 나타내는 단면도이다. 필터 장치(2)는, 주로, 필터 케이스(10A)와, 필터 엘리먼트(20A)와, 히터(30)를 가진다.
필터 케이스(10A)는, 주로, 필터 케이스 본체(11A)와, 덮개(12A)를 가진다. 필터 케이스(10A)의 내부에는, 주로, 필터 엘리먼트(20A)와, 히터(30)가 설치된다.
필터 케이스 본체(11A)는, 바닥을 갖는 대략 통형상의 부재이며, 내부가 공동이다. 필터 케이스 본체(11A)의 상단면은 개구하고 있다. 필터 케이스 본체(11A)의 측면(통 모양부(11h))의 바닥면(11j)의 근방에는, 요소수를 필터 장치(2)에 유입시키는 유입부(11f)가 형성된다. 다만, 유입부(11f)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 바닥면(11j)에는, 볼록부(11g)가 설치된다(후에 상술).
또, 바닥면(11j)에는, 히터(30)가 삽입되는 히터 부착 구멍(11k)이 형성된다. 히터 부착 구멍(11k)의 하측에 고정 부재(13)를 설치함으로써, 히터(30)의 탈락을 방지한다.
덮개(12A)는, 필터 케이스 본체(11A)의 상부의 개구단을 덮는 부재이다. 덮개(12A)는, 필터 케이스 본체(11A)에 대해 착탈 가능하게 설치된다. 바닥면(12f)(필터 케이스(10A)의 상단면)에는, 요소수를 필터 장치(2)로부터 유출시키는 유출부(12i)가 형성된다.
또, 바닥면(12f)에는, 히터(30)가 삽입되는 히터 부착 구멍(12c)이 형성된다. 히터 부착 구멍(12c)의 하측에 나사(12j)를 나합(螺合)함으로써, 히터(30)를 덮개(12A)에 고정한다. 또, 나사(12j)의 하측에는, 대략 원통 형상의 링(ring)(15)이 설치되어 있다. 다만, 링(15)은 필수는 아니다.
필터 엘리먼트(20A)는, 필터 엘리먼트(20)와 마찬가지로, 양단이 덮인 대략 원통 형상의 부재이며, 중심축 Ax1이 연직 방향(z방향)으로 뻗도록 필터 케이스(10A)의 내부에 설치된다. 필터 엘리먼트(20A)는, 주로, 여과재(21)와, 내통(22A)과, 플레이트(23, 24A)를 가진다.
내통(22A)은, 내통(22)과 마찬가지로, 수지제의 대략 원통 형상의 부재이며, 여과재(21)의 내측에 설치된다. 내통(22A)과 내통(22)의 차이는, 측면(22a)의 제1 영역 A1에 형성되는 구멍(22d)뿐이다. 제1 영역 A1에 있어서는, 구멍(22d)을 지나서 요소수가 내통(22A)의 외측으로부터 내측으로 통과한다.
플레이트(23, 24A)는, 대략 판 모양의 부재이며, 수지 또는 금속을 이용하여 형성된다. 플레이트(23)는 여과재(21) 및 내통(22A)의 하단을 덮고, 플레이트(24A)는 여과재(21) 및 내통(22A)의 상단을 덮는다.
플레이트(24A)는, 상측으로 돌출하는 돌출부(24b)를 가진다. 돌출부(24b)는 덮개(12A)의 오목부(12h)에 삽입된다. 돌출부(24b)에는 O링(ring) 등의 씰(seal) 부재(63)가 설치되어 있고, 씰 부재(63)가 돌출부(24b)와 오목부(12h)의 사이에 설치됨으로써, 플레이트(24A)(즉, 필터 엘리먼트(20A))가 덮개(12A)에 부착된다. 필터 엘리먼트(20A)가 덮개(12A)에 부착된 상태에서는, 플레이트(23)와 바닥면(11j)의 사이에 간극을 가진다. 또, 필터 엘리먼트(20A)가 덮개(12A)에 부착된 상태에서는, 플레이트(24A)의 하측에는 대략 원통 형상의 링(27)이 설치되어 있다. 다만, 링(27)은 필수는 아니다.
돌출부(24b)의 내부에는, 관통 구멍(24c)이 형성된다. 관통 구멍(24c)은, 내통(22A)의 제1 영역 A1의 내부 공간과 유출부(12i)를 연통하는 구멍이다. 관통 구멍(24c)의 하단측의 내경은 내통(22A)의 내경과 대략 동일하고, 관통 구멍(24c)의 상단측의 내경은 유출부(12i)의 내경과 대략 동일하다. 또, 관통 구멍(24c)은, 상측이 하측보다 직경이 작은 대략 원뿔대 형상의 연결부(24d)를 가진다. 연결부(24d)의 높이는, 관통 구멍(24c)의 높이의 대략 반 이상인 것이 바람직하다.
플레이트(23)에는, 관통 구멍(23a)이 형성된다. 볼록부(11g)는, 관통 구멍(23a)을 통해, 내통(22A)의 내측으로 돌출한다. 본 실시의 형태에서는, 볼록부(11g)는 단면이 덮혀진 대략 원통 형상이지만, 볼록부(11g)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
볼록부(11g)와 관통 구멍(23a)의 사이, 및 볼록부(11g)와 내통(22A)의 사이(볼록부(11g)와 측면(22a)의 사이, 볼록부(11g)와 칸막이판(22c)의 사이)에는, 간극을 가진다. 측면(22a), 칸막이판(22c) 및 볼록부(11g)에 의해 둘러싸이는 공간 S5에는 기체가 봉입된다.
본 실시의 형태는, 볼록부(11g)를 설치함으로써 공간 S5의 체적을 줄이는 것에 특징이 있다. 예를 들면, 볼록부(11g)와 내통(22A)의 간극을 볼록부(11g)의 반경 이하로 한다.
도 7은 도 5의 B-B 단면도이다. 평면시에 있어서(z방향으로부터 보아서), 필터 엘리먼트(20A)와 히터(30)는 인접하여 설치된다. 필터 케이스 본체(11A)의 측면은, 필터 엘리먼트(20A)의 측면(여기에서는, 외통(26))을 따른 통 모양부(11h)와, 히터(30)의 측면을 따른 통 모양부(11i)를 가진다. 통 모양부(11h, 11i)는, 대략 통 모양이며, 연직 방향으로 연설되어 있다. 평면시에 있어서, 통 모양부(11h)와 통 모양부(11i)는 연결되어 있다. 이와 같이, 평면시에 있어서의 필터 케이스 본체(11A)의 측면의 형상을 표주박 모양으로 함으로써, 필터 케이스(10A) 내부에 저류되는 요소수의 체적(수량)을 줄일 수가 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 필터 장치(2)의 기능에 대해 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6의 화살표는 요소수의 흐름을 나타낸다.
요소수는, 유입부(11f)를 통해 필터 케이스(10A) 내부의 공간 S1에 유입한다. 요소수는, 여과재(21)의 외측으로부터 내측을 향해 흐름으로써 여과된다. 여과후의 요소수는, 내통(22A)에 형성된 구멍(22d)을 지나서 공간 S2로 유출한다.
공간 S1에 저류된 요소수는, 히터(30)에 의해 따뜻하게 된다. 그렇지만, 기온의 저하 등에 의해, 히터(30)에 의해 따뜻하게 된다고 해도, 요소수가 동결할 가능성이 있다.
요소수가 동결하면, 요소수의 체적이 7% 정도 증가한다. 공간 S5에는 기체가 봉입되어 있기 때문에, 요소수가 동결하는 과정에서 요소수는 공간 S5 내의 기체를 압축한다. 이와 같이, 공간 S1에 갇힌 요소수가 팽창하기 위한 공간을 필터 장치(2)의 내부에 설치함으로써, 필터 케이스(10A), 필터 엘리먼트(20A) 등의 손상이 방지된다.
또한 본 실시의 형태에서는, 공간 S5의 개구부는 바닥면(11j)의 근방에 있고, 하측(-z옆)을 향하고 있다. 따라서, 필터 장치(2)가 35°정도 기울어졌다고 해도 공간 S5에 봉입된 기체가 공간 S5로부터 밖으로 나올 가능성은 매우 낮다.
본 실시의 형태에 의하면, 히터(30)를 이용함으로써 요소수의 동결을 방지할 수가 있다. 또, 동결시에 공간 S5에 봉입된 기체를 압축함으로써, 만일 요소수가 동결한 경우에도 필터 장치(2)의 파손을 방지할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 필터 엘리먼트(20A)와 히터(30)를 가까이 하여 통 모양부(11h, 11i)를 각각 필터 엘리먼트(20A), 히터(30)를 따라 설치함으로써, 공간 S1의 체적을 작게 하고 있다. 이 때문에 동결시의 체적 변화를 작게 할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 볼록부(11g)를 설치함으로써, 공간 S5의 체적을 작게 하고 있다. 이 때문에 필터 장치(2)(공간 S1, S5)의 체적, 즉 공간 S1, S5에 봉입되는 공기의 양을 줄여, 공간 S1, S5에 봉입된 공기에 의한 불편을 방지할 수가 있다. 이하, 필터 장치(2)의 체적과 공기에 의한 불편에 대해 자세하게 설명한다.
요소 SCR 시스템에 있어서 필터 장치(2)가 실린 건설 기계 등을 정지할 경우에는, 요소수의 동결을 방지하기 위해서 요소수를 탱크로 되돌린다(도 9, 참조). 이 때문에 건설 기계를 정지할 때에, 필터 장치(2)의 내부는 기체(공기)로 채워지게 된다. 그 후, 건설 기계를 시동할 경우에는, 필터 장치(2)의 내부에 있는 공기를 펌프에 의해 빨아낸 다음에, 탱크로부터 필터 장치(2)에 요소수가 공급된다.
요소 SCR 시스템에서는, 필터 장치(2)의 하류에 인젝터가 있지만, 인젝터는 건설 기계의 시동후에 시급하게(예를 들면 90초 이내에) 압력을 고압(예를 들면, 900kPa)으로 올리지 않으면 안 된다. 그렇지만, 인젝터에 공급되는 공기의 양이 많으면 압력이 소정의 압력까지 오르지 않는다고 하는 불편이 발생한다.
본 실시의 형태에서는, 공간 S1, S5의 체적을 작게 하고 있기 때문에, 건설 기계의 시동시에 인젝터에 공급되는 공기를 줄일 수가 있다. 이 때문에 공기에 의한 불편, 구체적으로는 건설 기계의 시동시에 인젝터(injector)의 압력이 소정의 압력까지 오르지 않는다고 하는 불편을 방지할 수가 있다.
또, 본 실시의 형태에 의하면, 링(15, 27)이 설치되어 있기 때문에, 필터 장치(2)가 기울어졌을 때에 공간 S1의 내부에 기체가 모이는 공간을 줄일 수가 있다. 또, 관통 구멍(24c)이 연결부(24d)를 가지기 때문에, 필터 장치(2)가 기울어졌을 때에 관통 구멍(24c)의 내부에 기체가 모이는 공간을 줄일 수가 있다. 도 8은 필터 장치(2)가 기울어진 모습을 모식적으로 나타내는 도이다. 링(27)이 없는 경우에는, 필터 엘리먼트(20A)의 구석에 공기 모임으로 되는 공간 S11(도 8의 그물 걸침, 참조)이 형성되지만, 링(27)을 설치함으로써 공기 모임을 공간 S12(도 8의 그물 걸침, 참조)로 작게 할 수가 있다. 또, 관통 구멍(24c)이 연결부(24d)를 가지지 않는 경우에는, 관통 구멍(24c)의 내부에 공기 모임으로 되는 공간 S13(도 8의 그물 걸침, 참조)이 형성되지만, 연결부(24d)를 가짐으로써 공간 S13을 없게 할 수가 있다. 이 때문에 필터 장치(2)의 내부에 모이는 공기의 양을 줄여, 기울어짐이 없어졌을 때에 공기가 펌프나 인젝터(injector)에 공급되는 것에 의한 불편을 방지할 수가 있다.
이상, 이 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상술해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 예를 들면, 상기의 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것으로, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또 실시 형태의 구성에 다른 구성의 추가, 삭제, 치환 등을 하는 것이 가능하다.
또, 본 발명에 있어서, 「대략」이란, 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, 동일성을 잃지 않는 정도의 오차나 변형을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 「대략 직교」란, 엄밀하게 직교인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 수도(數度) 정도의 오차를 포함하는 개념이다. 또, 예를 들면, 단지 직교, 평행, 일치 등으로 표현하는 경우에 있어서, 엄밀하게 직교, 평행, 일치 등의 경우뿐만 아니라, 대략 평행, 대략 직교, 대략 일치 등의 경우를 포함하는 것으로 한다.
또, 본 발명에 있어서, 「근방」이란, 기준으로 되는 위치의 가까이의 어느 범위(임의로 정할 수가 있음)의 영역을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 단(端) 근방이라고 하는 경우에, 단(端)의 가까이의 어느 범위의 영역으로서, 단(端)을 포함하고 있어도 포함하고 있지 않아도 좋은 것을 나타내는 개념이다.
1, 2 : 필터 장치 10, 10A : 필터 케이스
11, 11A : 필터 케이스 본체
11a, 11j : 바닥면 11b, 11f : 유입부
11c, 11k : 히터 부착 구멍
11d, 11e, 11h, 11i : 통 모양부 11g : 볼록부
12, 12A : 덮개 12a, 12f : 바닥면
12b, 12i : 유출부
12c : 히터 부착 구멍 12d, 12h : 오목부
12e : 공기 빠짐 구멍 12j : 나사
13 : 고정 부재 15 : 링(ring)
20, 20A : 필터 엘리먼트(filter element)
21 : 여과재
22, 22A : 내통 22a : 측면
22b, 22d : 구멍 22c : 칸막이판
23, 24, 24A : 플레이트
23a, 24a, 24c : 관통 구멍
24b : 돌출부 24d : 연결부
25 : 플로트(float) 26 : 외통
30 : 히터 31: 파이프(pipe)
40 : 조정부 41 : 내측 케이스
42 : 플로트 42a : 구멍
50 : 공기 빠짐부 51: 밸브
52: 리브(rib) 53 : 플로트(float)
61 : 유입 파이프 62 : 유출 파이프
63, 64 : 씰(seal) 부재
100 : SCR 시스템
101 : 필터 장치 102 : 탱크(tank)
103 : 펌프 104 : 인젝터(injector)

Claims (12)

  1. 액체의 유입부 및 유출부를 가지는 필터 케이스와,
    상기 액체를 여과하는 여과재와, 상기 여과재의 내측에 설치된 대략 원통 형상의 내통을 가지는 필터 엘리먼트로서, 양단이 덮인 대략 원통 형상이며, 중심축이 연직 방향으로 뻗도록 상기 필터 케이스의 내부에 설치된 필터 엘리먼트와,
    상기 필터 케이스의 내부에 연직 방향으로 연설된 대략 막대 모양의 히터로서, 평면시에 있어서 상기 필터 엘리먼트와 다른 위치에 설치된 히터를 구비하고,
    상기 내통은, 대략 통 모양의 측면과, 평면시에 있어서 상기 측면의 중공부를 덮는 칸막이판을 가지고,
    상기 측면 중의 상기 칸막이판보다 연직 방향 상측에 위치하는 제1 영역에는, 상기 액체가 통과하는 복수의 구멍이 형성되고,
    상기 측면 중의 상기 칸막이판보다 연직 방향 하측에 위치하는 제2 영역과, 상기 칸막이판에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되어 있고,
    상기 내통의 하단면과 상기 필터 케이스의 바닥면의 사이에 간극을 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 엘리먼트는, 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 내통의 내경과 대략 동일한 직경을 가지는 제1 플로트를 가지고,
    상기 측면 중의 상기 제2 영역, 상기 칸막이판 및 상기 제1 플로트에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되고,
    상기 제1 플로트가 하단에 위치할 때에는, 상기 제1 플로트는 상기 내통의 하단 근방에 위치하고, 또한 상기 제1 플로트와 상기 바닥면의 사이에 간극을 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바닥면에는, 상기 내통의 내측으로 돌출하는 볼록부가 설치되고,
    상기 볼록부와 상기 내통의 사이에 간극을 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 볼록부는, 단면이 덮인 대략 원통 형상이며,
    상기 볼록부와 상기 내통과의 간극은 상기 볼록부의 반경 이하인 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상단이 덮인 대략 통 모양의 내측 케이스로서, 상기 히터를 덮도록 설치된 내측 케이스와,
    상기 내측 케이스의 하단 근방에 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 내측 케이스의 내경과 대략 동일한 직경을 가지는 대략 판 모양의 제2 플로트를 구비하고,
    상기 제2 플로트에는, 상기 히터가 삽통되는 구멍으로서, 직경이 상기 히터의 외형과 대략 동일한 구멍이 형성되고,
    상기 내측 케이스 및 상기 제2 플로트에 의해 둘러싸이는 공간에는 기체가 봉입되고,
    상기 내측 케이스의 연직 방향의 길이는, 상기 히터의 연직 방향의 길이보다 짧고,
    상기 제2 플로트가 상기 내측 케이스의 하단에 위치할 때에, 상기 제2 플로트와 상기 바닥면의 사이에 간극을 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 케이스는, 연직 방향으로 연설되고, 상기 필터 엘리먼트를 따른 제1 통 모양부와, 연직 방향으로 연설되고, 상기 히터를 따른 제2 통 모양부를 가지고,
    상기 제2 통 모양부의 직경은, 상기 제1 통 모양부의 직경보다 작고,
    평면시에 있어서, 상기 제1 통 모양부와 상기 제2 통 모양부는 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    평면시에 있어서, 상기 필터 엘리먼트와 상기 내측 케이스는 인접하여 설치되고,
    상기 필터 케이스는, 연직 방향으로 연설되고, 상기 필터 엘리먼트를 따른 제1 통 모양부와, 연직 방향으로 연설되고, 상기 내측 케이스를 따른 제2 통 모양부를 가지고,
    상기 제2 통 모양부의 직경은, 상기 제1 통 모양부의 직경보다 작고,
    평면시에 있어서, 상기 제1 통 모양부와 상기 제2 통 모양부는 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 케이스의 상면에 형성된 공기 빠짐 구멍과, 상기 공기 빠짐 구멍의 하측에 설치된 밸브를 가지는 공기 빠짐부를 구비하고,
    상기 밸브는, 상기 액체에 떠오르는 플로트를 가지는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터는, 파이프를 가지고, 상기 파이프의 내부에 부동액을 흘림으로써 상기 액체를 따뜻하게 하는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 엘리먼트는, 상기 여과재 및 상기 내통의 상단을 덮는 플레이트를 가지고,
    상기 플레이트는, 상기 필터 케이스의 상단면 하측에 설치되고,
    상기 유출부는, 상기 필터 케이스의 상단면에 설치되고,
    상기 플레이트에는, 상기 내통의 내부 공간과 상기 유출부를 연통하는 관통 구멍으로서, 상측이 하측보다 내경이 작은 대략 원뿔대 형상의 부분을 가지는 관통 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플레이트의 직경은, 상기 여과재의 직경보다 크고,
    상기 플레이트의 하측 또한 상기 여과재의 외측에는, 대략 원통 형상의 링이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 케이스의 상단면 하측 또한 상기 히터의 외측에는, 대략 원통 형상의 링이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
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