KR100790815B1

KR100790815B1 - 연료 여과기의 유수분리용 연료필터

Info

Publication number: KR100790815B1
Application number: KR1020070041706A
Authority: KR
Inventors: 백차인
Original assignee: 백차인
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2027-04-30

Abstract

자동차 연료에 함유된 각종 불순물, 특히 수분을 효율적으로 분리할 수 있는 연료 여과기의 유수분리용 연료필터가 개시된다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 연료 유입구와 상기 연료 유입구의 중앙에 여과된 연료가 배출되는 연료 배출구가 형성되고, 하부에 수분 배출 밸브가 형성되는 원통형의 케이스; 및 상기 케이스의 내부에 장착되어 상기 연료 유입구를 통하여 유입된 연료를 여과할 수 있는, 하부캡, 유수 분리 여과망, 및 상부캡 배출구가 형성된 상부캡을 가지는 유수분리필터 엘리먼트를 포함하는 연료여과기의 유수분리용 연료필터가 제공된다. 본 발명에 의한 연료 여과기의 유수분리용 연료필터는 테플론이 코팅된 금속 재질의 유수분리 여과망을 사용함으로써, 자동차 연료에 함유된 각종 불순물 특히, 수분을 효과적으로 분리할 수 있고 따라서, 연료계통 장치의 내구성을 증대시키고 연료효율을 증진시킬 수 있다.

Description

연료 여과기의 유수분리용 연료필터{FUEL FILTER OF FUEL FILTER DEVICE FOR SEPARATING WATER}

도 1은 종래 기술에 의한 연료 여과기를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기위한 외형도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기 위한 부분절개도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기위한 분리구조도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 본 발명의 유수분리용 연료필터에 내재될 수 있는 종이필터 엘리먼트를 설명하기 위한 정면도이다.

도 7은 도 6의 종이필터 엘리먼트가 결합된 유수분리용 연료필터를 나타내는 정면도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터의 연료흐름을 나타 내기 모식도이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 유수분리필터 엘리먼트를 나타내는 사진이다.

도 10은 독일 보쉬(Bosch)사 제품인 필터 엘리먼트의 사진이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이스 12 : 연료 유입구

14 : 연료 배출구 16 : 수분 배출 밸브

20 : 유수분리필터 엘리먼트 22 : 유수 분리 여과망

24 : 상부캡 25 : 상부캡 배출구

26 : 하부캡 30 : 타공망

40 : 종이필터 엘리먼트 51 : 연료 유입구

53 : 종이필터 55 : 여과그물

57 : 연료 배출구

본 발명은 자동차 등의 연료 여과기에 장착되어 연료를 여과하는 유수분리용 연료필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 등의 연료에 함유된 각종 불순 물, 특히 수분을 효율적으로 차단하여 분리할 수 있는 유수분리용 연료필터에 관한 것이다.

자동차 등의 연료에 함유된 각종 불순물이나 수분은 엔진 연료 계통에 있는 각종 기계 장치에 나쁜 영향을 미친다. 이 중 수분은 연료 보관 장소(연료탱크 등)에 보관된 연료에 소량이나마 존재하는 경우도 있고, 또는 공기 중에 존재하는 미량의 수증기가 응결하여 연료에 혼합되어 있을 수도 있다. 이러한 수분은 휘발유(가솔린)를 사용하는 장치보다, 경유를 사용하는 장치에서 더 큰 문제가 된다. 왜냐하면, 가솔린 엔진보다 경유를 사용하는 디젤 엔진의 연료계통의 장치들에 보다 높은 수준의 밀폐성이 요구되고 따라서, 장치들의 정밀도 또한 높기 때문이다.

구체적으로, 연료에 수분이 함유되어 있으면, 윤활역할을 하지 못하고, 연료 계통의 고압펌프(pump)나 노즐(nozzle) 등의 정밀한 기계장치에 스크래치를 발생시키거나 기계 장치들을 부식시켜 밀폐성을 저하시킨다. 따라서 고압으로 압축시키지 못할 뿐만 아니라, 노즐에서 고압으로 연료를 분사시켜 주지 못한다. 이에 따라 매연이 발생할 뿐만 아니라 출력이 저하되어 연료소비가 상대적으로 증가하게 된다.

따라서 자동차에는 연료계통 장치들의 수명을 연장시키고, 효율적인 연료 사용을 위하여 연료 속에 포함되어 있는 불순물, 특히 수분을 분리할 수 있는 연료 여과기가 널리 사용되고 있다.

종래 자동차용 연료 여과기는 케이스의 내부에 필터 엘리먼트가 장착되는데, 상기 필터 엘리먼트는 주름져서 접혀지는 형태의 종이필터, 또는 두루마리 형태로 말려진 종이필터가 형성되어 상기 종이필터에서 자동차 연료를 여과함으로써 상기 자동차 연료의 각종 불순물이나 수분을 차단한다.

그런데, 상술한 종이필터를 사용하는 연료 여과기는 자동차 연료의 압력이 증가하면, 종이 고유의 성질로 인하여 연료 중에 함유된 수분이 종이필터에 흡수되고 시간이 경과하거나, 종이필터의 수분 흡수용량이 초과하면 소량이나마 수분이 연료필터를 통과하게 된다. 이와 같이 수분을 완벽하게 차단하지 못하기 때문에 수분에 의한 연료계통의 고압펌프나 노즐의 손상 및 이로 인한 불완전 연소, 출력 저하 등의 문제를 방지하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종이필터를 사용하는 경우 종이필터를 통과하는 연료에 의한 압력이 종이필터의 전체면(全體面)에 균등하게 작용하지 않기 때문에 필터의 불순물 등의 분리 효과가 국부적으로 차이가 난다. 따라서 필터의 일부만 불순물 등으로 오염된 경우라도 필터를 교체해 주어야 하기 때문에 필터를 수명이 단축되는 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 종이필터의 문제점을 해결하기 위하여 수분을 비롯한 불순물을 효과적으로 차단하기 위한 연료 여과기의 연구개발이 진행되고 있다.

예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2002-59427호(2002. 07. 12. 공개)에는 두루마리 형태로 말려진 종이필터가 형성된 여과수단, 및 상기 여과수단의 하부에 형성되고 폴리테트라플루오르 에틸렌이나 실리콘 등과 같은 물질로 코팅되어 있으며 구멍 직경이 200 ㎛을 초과하지 않는 여과그물을 포함하는 연료여과기가 개시되어 있다. 도 1은 상기 종래 기술에 의한 연료 여과기를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 이러한 종래 연료여과기(50)는 연료 유입구(51)를 통하여 유입된 연료가 종이필터(53) 및 여과그물(55)을 통과하면서 연료가 여과된다. 그러나 연료여과기(50)에 유입된 자동차 연료가 종이필터(53)의 길이 방향을 통과하여 하부로 이송되고, 이송된 연료가 상부 방향으로 반전하여 여과그물(55)을 통과하면서 수렴되어 엔진으로 진행하는 복잡한 연료 흐름을 가지는 문제점이 있다. 또한, 상기 종이필터(53)와 수분 분리 수단인 여과그물(33)이 별도로 형성되어 구조가 복잡하다는 문제점을 지니고 있다.

더구나, 상기 여과그물(55)이 연료 배출구(57)의 연료배출방향과 수직방향으로 형성되어 있고, 상기 하부로 이송된 연료가 연료 배출구(57)로 배출되기 직전에 상기 여과그물(55)을 통과하기 때문에 상기 연료 배출구(57)와 대응되는 좁은 영역에만 고압으로 연료가 통과되면서 여과될 가능성이 있다. 상기 여과그물(55)의 전체 면에 균일하게 연료가 통과하지 못하고 이와 같이 일부만을 통과하면서 연료가 여과되기 때문에 시간당 일정량의 연료 공급이 필요한 경우, 필연적으로 보다 고속으로 연료가 상기 여과그물(55)을 통과하게 되고 따라서 수분이 모두 차단되지 못하고 여과그물을 통과하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 자동차 연료에 함유된 각종 불순물, 특히 수분을 효율적으로 분리할 수 있는 연료 여과기의 유수분리용 연료필터를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 상부에 연료가 유입되는 복수의 연료 유입구와 상기 연료 유입구의 중앙에 여과된 연료가 배출되는 연료 배출구가 형성되고, 하부에 수분 배출 밸브가 형성되는 원통형의 케이스; 및 상기 케이스의 내부에 장착되어 상기 연료 유입구를 통하여 유입된 연료를 여과할 수 있는, 하부캡, 상기 하부캡의 외주면에 결합된 원통형상의 금속망 상에 테플론이 코팅된 유수 분리 여과망, 및 상기 유수 분리 여과망의 상부와 결합되고 상기 연료 배출구와 연결되어 여과된 연료가 배출될 수 있는 상부캡 배출구가 형성된 상부캡을 가지는 유수분리필터 엘리먼트를 포함하는 연료여과기의 유수분리용 연료필터가 제공된다.

본 발명에 의한 연료 여과기의 유수분리용 연료필터는 테플론이 코팅된 금속 재질의 유수분리 여과망을 사용함으로써, 자동차 연료에 함유된 각종 불순물 특히, 수분을 효과적으로 분리할 수 있다.

그리고 유수분리 여과망을 통과하는 연료에 의한 압력이 상기 유수분리 여과망의 전면(全面)에 균일하게 가해지기 때문에, 연료가 여과망의 일부만을 통과하며 여과되는 종래의 필터보다 유속이 느려져 미세한 입자의 수분도 걸러낼 수 있게 된다. 또한, 유수분리 여과망의 일부만이 먼저 오염되어 자주 필터엘리먼트를 교체해 주어야 하는 문제점을 해결할 수 있다. 더구나, 테플론의 특성상 테플론이 코팅된 망에 이물질이 붙을 경우 견고하게 융착되지 않기 때문에 이물질이 하부로 아래쪽 으로 떨어져 차단되어 수명이 연장될 수 있다.

한편, 수분이 분리된 연료를 공급함으로서, 예를 들면 자동차의 디젤엔진의 연료계통의 정밀한 고압펌프, 노즐 등의 마모나 부식을 방지하여, 엔진출력을 향상시키고 매연을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 연료소비를 줄일 수 있게 된다. 이러한 연료여과기는 자동차뿐만 아니라, 수분의 분리가 중요한 각종 동력장치의 연료계통에 널리 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 유수분리용 연료필터의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기위한 외형도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기 위한 부분절개도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터를 설명하기위한 분리구조도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 우선 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터는 상부에 연료가 유입되는 복수의 연료 유입구(12)와 상기 연료 유입구(12)의 중앙에 여과된 연료가 배출되는 연료 배출구(14)가 형성되고, 하부에 수분 배출 밸브(16)가 형성되는 원통형의 케이스(10)를 포함한다.

상기 케이스(10)는 바람직하게는 금속이나 합성수지 재질로 이루어지고, 본 발명에 의한 유수분리용 연료필터의 외장을 형성하고, 내부에는 자동차 연료의 불 순물을 분리하기 위한 유수분리필터 엘리먼트(20) 등이 내장된다. 상기 케이스(10)의 상부 중심부에는 여과 처리된 자동차 연료가 배출되기 위한 연료 배출구(14)가 형성된다. 또한, 상기 연료 배출구(14)에는 연료 공급 라인과의 체결하기 위한 예를 들면, 나사결합을 위한 구조나 볼트/너트 결합을 구조 등의 체결 수단(도시되지 않음)이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 연료 배출구(14)의 주위에는 여과 대상인 자동차 연료가 유입되는 다수개의 연료 유입구(12)가 형성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터는 상기 케이스(10)의 하부에 형성된 수분 배출 밸브(16)를 포함한다. 후술하는 유수 분리 여과망(22)에 의하여 분리된 수분이 하부로 떨어져 도 4에 도시된 바와 같이 상기 케이스(10)의 하부에 모이게 되는데, 수분이 아래로 흘러내려 일정량 이상 고이게 되면 상기 수분 배출 밸브(16)를 개방하여 모여진 수분을 외부로 배출시킬 수 있다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 의한 연료 여과기의 유수분리용 연료필터는 케이스(10)의 내부에 장착되는 유수분리필터 엘리먼트(20)를 포함한다. 상기 유수분리필터 엘리먼트(20)는 상기 케이스(10)의 내부에 장착되어 상기 연료 유입구(12)를 통하여 유입된 연료를 여과하는 기능을 가진다.

구체적으로, 상기 유수분리필터 엘리먼트(20)는 하부캡(26), 상기 하부캡(26)의 외주면에 결합된 원통형상의 금속망 상에 테플론이 코팅된 유수 분리 여과망(22)을 포함한다. 또한, 유수분리필터 엘리먼트(20)는 상기 유수 분리 여과망(22)의 상부와 결합되고 상기 연료 배출구(14)와 연결되어 여과된 연료가 배출될 수 있는 상부캡 배출구(25)가 형성된 상부캡(24)을 포함한다.

상기 상부캡(24) 및 하부캡(26)은 금속 또는 합성수지 재질로 이루어져서, 자동차 연료를 여과하는 유수 분리 여과망(22)을 지지하도록 구성된다. 그리고 상기 상부캡 배출구(25)는 상기 연료 배출구(14)와 체결되어, 여과된 연료가 배출되는 출구 역할을 한다.

상기 유수 분리 여과망(22)은 그물망에 테플론을 코팅하여 제조한다. 구체적으로 상기 그물망에 테플론 용융액을 분사하여 코팅하는 공정은 통상 약 300 내지 400 ℃에서 수행되기 때문에 상기 그물망은 내열성이 약한 합성수지 등을 사용하는 것은 바람직하지 않고 상기 테플론 코팅 공정의 온도를 견딜 수 있고, 부식 등의 우려가 적은 스테인리스 등의 금속망을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 금속망에는 형성된 홀은 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 홀이 원형형상인 경우 그 직경은 약 5 내지 40 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 직경이 5 ㎛ 미만인 경우 홀의 크기가 매우 작기 때문에 후술하는 테플론 코팅 과정을 거치면 상당수의 홀이 막혀서 수분은 물론 연료까지도 원활하게 통과할 수 없게 되어 연료필터로서 기능이 저하된다. 반대로 상기 직경이 40 ㎛를 초과하면, 상기 유수분리 여과망(22)의 불순물, 특히 수분의 분리기능이 저하된다.

본 발명의 일실시예에 의한 상기 유수 분리 여과망(22)은 상기 금속망에 테플론을 코팅하여 제조된다. 상기 테플론 코팅은 예를 들면, 상기 금속망 상에 테플론(폴리테트라플루오로에틸렌,Poly Tetra Fluoro Ethylene: PTFE)의 용융액을 분무(spray)하고, 약 300 내지 400 ℃의 온도에서 열처리하여 형성한다.

상술한 바와 같이 금속망 상에 테플론 코팅을 하면 금속망의 홀의 직경(약 5 내지 40 ㎛)이 작아지게 된다. 이 때 테플론 용융액을 많이 사용하면 할수록 테플론 코팅의 두께도 더욱 두꺼워지고, 홀의 직경 역시 상대적으로 더욱 더 많이 줄어들게 된다. 따라서 지나치게 많은 양의 테플론 용융액을 사용하면 수분뿐만 아니라 연료의 통과도 원활하지 못하게 되는 문제점이 있다. 따라서 사용하는 테플론 코팅액의 양은 홀의 직경이 약 20 내지 30% 정도 줄어들도록 조절한다. 이러한 조건으로 테플론을 코팅하면 홀의 직경은 결과적으로 약 3.5 ~ 4 ㎛에서 28 ~ 32㎛의 직경을 가지게 된다. 이와 같은 범위의 직경보다 작은 직경을 가지게 되면, 상기 유수 분리 여과망(22)에서 여과되는 자동차 연료의 통유성이 저하되고, 제조하기 위한 공정의 난이도가 증가한다. 반대로 상기 범위보다 직경이 커지게 되면, 상기 유수 분리 여과망(22)의 불순물, 수분의 분리기능이 저하된다.

상기 여과 과정에서 걸러진 불순물 특히, 수분은 유수 분리 여과망(22)을 통과하지 못하고, 차단된 수분은 중력에 의해 상기 유수 분리 여과망(22)의 표면을 따라 흘러내려서 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(10) 내부의 하부 공간에 집적된다.

한편, 이와 같은 홀의 직경에 의한 수분 분리 기능 외에 테플론을 연료필터 코팅하여 사용함으로써 테플론 고유의 다양한 효과를 기대할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속망에 코팅된 테플론은 수분인 물입자의 표면장력과 연료입자의 표면장력의 차이에 의해 상기 물입자와 연료입자 사이의 결합을 깨뜨리고, 상기 물입자를 뭉쳐서 물방울로 만드는 성질을 지니고 있다. 따라서 수분은 테플론이 코팅된 상기 유수 분리 여과망(22)을 통과하지 못하고 아래로 미끄러져 흘러내리게 된다.

또한, 테플론은 비점착성, 저마찰계수, 비유성, 내열성, 내약품성, 내마모성, 전기절연성 등의 다양한 특성을 가진다. 특히 비점착성 및 비유성이 우수하기 때문에, 상기 유수 분리 여과망(22)의 표면에 연료나 수분이 달라붙지 않게 되며, 저마찰계수를 가지기 때문에 차단된 수분이 미끄러져 유수분리 엘리먼트(20) 하부로 낙하하게 된다. 즉, 연료 내의 불순물이나 이물질이 종래의 종이필터와 달리 상기 유수 분리 여과망(22) 표면에 견고하게 들러붙는 것을 방지할 수 있고, 따라서, 간단하게 불순물이나 이물질을 제거할 수 있게 된다. 따라서 여과장치의 수명을 연장시킬 수 있다.

하지만, 이와 같이 테플론 코팅을 한 경우라도, 연료가 빠른 속도로 상기 유수 분리 여과망(22)을 연료가 통과하면, 작은 입자의 수분도 함께 빨려들어 상기 유수 분리 여과망(22)을 통과할 우려가 있다. 예를 들어, 시간 당 일정한 양의 연료를 공급해야 하는 경우, 종래의 종이필터나 상술한 종래의 발명(대한민국 공개특허공보 제10-2002-59427호) 등과 같이 주로 필터의 일부만을 통과하여 연료가 공급되는 경우 설사 PTFE 코팅 등이 된 경우라 하더라도, 필요한 양의 연료를 공급하기 위해서는 빠른 속도로 연료가 필터를 통과한다. 따라서 이 과정에서 수분이 차단되지 않고 함께 빨려들어 갈 가능성이 있다.

그러나 본 발명의 경우, 유수 분리 여과망(22)의 전체면(全體面)을 통하여 균일하게 연료하게 통과하게 되기 때문에(즉 상기 유수분리 여과망(22)의 전면에 균일하게 압력이 가해지기 때문에) 유속이 느려지고 따라서 작은 입자의 수분이 상기 유수 분리 여과망(22)을 통과할 가능성이 낮아지게 된다. 이에 더하여, 유수분리 여과망(22)의 전체면이 고르게 사용되기 때문에 여과망의 일부만 오염되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 필터의 일부에만 연료의 압력이 가해져서 일부만 오염되는 경우에도 필터를 교체해 주어야 하는 종이필터 등보다 수명이 연장될 수 있다.

한편, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 선택적으로 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리용 연료필터의 유수분리 여과망(22)의 내측에는 상기 유수 분리 여과망(22)을 지지하기 위한 지지용 타공망(30)을 더 포함할 수 있다.

이러한 지지용 타공망(30)은 바람직하게는 금속 재질로 이루어져서, 유수분리필터 엘리먼트(20)의 유수 분리 여과망(22)의 내측에 대면하여 형성된다. 상기 지지용 타공망(30)은 유수 분리 여과망(22)이 자동차 연료가 고압으로 유입되는 경우 그 형태 등이 변화될 우려가 있는 경우 사용한다. 다만, 이러한 지지용 타공망(30)은 후술하는 바와 같이 지지기능도 할 수 있는 별도의 종이 필터 엘리먼트(40)나 금속제 여과망 등을 함께 사용하는 경우 사용하지 않아도 된다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 연료 여과기의 유수분리 필터는 수분 분리 효과를 보다 증진시키기 위하여 유수분리 여과망(22)의 내측에 위치하는 종이필터 엘리먼트(40)를 더 포함할 수도 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 본 발명의 유수분리용 연료필터에 내재될 수 있는 종이필터 엘리먼트를 설명하기 위한 정면도이고, 도 7은 도 6의 종이필터 엘리먼트가 결합된 유수분리용 연료필터를 나 타내는 정면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 유수분리 여과망(22)의 내측에 종이 재질로 이루어지는 종이필터 엘리먼트(40)가 형성되어, 자동차 연료를 한 번 걸러줄 수 있다.

상기 필터 엘리먼트의 종이필터 엘리먼트(40)는 상기 유수분리 여과망(22)에서 1차 여과된 자동차 연료를 2차 여과함으로써, 상기 1차 여과된 자동차 연료에서 불순물이나, 극히 미량이나마 함유된 수분을 걸러내어 분리하도록 구성된다.

상기 종이필터 엘리먼트(40)는 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 그러나 상기 종이필터 엘리먼트(40)는 도 6에서 도시한 바와 같이, 역방향 원추의 첨단부가 절단되어 형성되는 역방향의 절두원추 형상(즉, 상부보다 하부로 갈수록 좁아지는 형상)으로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 형상의 종이필터 엘리먼트(40)를 사용하면, 여과된 수분이나 불순물이 종이필터 엘리먼트(40)를 따라 흘러내리면서 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 수분이나 불순물이 종이필터 엘리먼트(40)를 따라 흘러내리는 것이 아니라, 아래 방향으로 낙하하여 종이필터에 케이스의 내부 하부에 집적된다. 따라서 상기 종이필터 엘리먼트(40)의 여과 능력을 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 유수분리용 연료필터는 수분 분리 효과를 보다 증진시키기 위하여 유수분리 여과망(22)의 내측에 위치하는 금속제 여과망(도시되지 않음)을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 상기 금속제 여과망은 유수분리 여과망(22)에서 1차 여과된 자동차 연료를 2차 여과함으로써, 미량이나마 함유된 불 순물을 걸러내어 분리하도록 구성된다. 즉, 연료 여과기의 케이스(10)에 유입된 자동차 연료는 필터 엘리먼트의 유수분리 여과망(22)에서 1차 여과되어 각종 불순물과 대부분의 수분이 분리되며, 상기 1차 여과된 자동차 연료는 금속제 여과망에서 2차 여과되어 잔여 불순물이 거의 완전하게 차단된다. 상술한 타공망(30), 종이필터 엘리먼트(40), 금속제 여과망은 필요에 따라 단독으로 추가하여 사용하거나 2개 이상을 동시에 사용할 수도 있다.

본 발명의 일 실시의 유수분리 필터를 포함하는 연료 여과기의 작용에 의한 연료 흐름을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 유수분리 필터를 포함하는 연료 여과기의 연료 흐름을 도시한 것이다.

도 8을 참조하면, 연료 여과기의 케이스(10)의 상부 외측의 연료 유입구(12)에서 유입된 자동차 연료는 유수분리 여과망(22)의 전면에서 균일하게 여과되어 중심부에 수렴된다. 상기 수렴된 자동차 연료는 케이스(10)의 상부 중심부의 연료 배출구(14)를 통하여 배출되어 엔진으로 이송된다.

상기 유수분리 여과망(22)에서 걸러져서 분리된 자동차 연료의 불순물, 수분은 함께 중력에 의해 상기 유수분리 여과망(22)의 표면을 따라 흘러내려서 케이스(10)의 내부 하부 공간에 집적된다. 집적된 수분은 수분 배출 밸브(16)을 개방하여 외부로 배출시킬 수 있다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

홀의 직경이 약 25 ㎛인 금속망을 준비하고, 이에 테플론 용융액을 분사한 후 약 340 ℃에서 열처리 하여 테플론이 코팅된 유수분리용 연료필터를 제작하였다. 이어서, 원판 형상의 하부캡과 중앙에 개구가 있는 상부캡을 준비하고, 상기 유수분리용 연료필터를 상부캡과 하부캡 사이에 원통으로 말아 연결하였다. 이후 상부캡과 유수분리용 연료필터, 하부캡과 유수분리용 연료필터의 접합부에 접착제 처리를 하여 기밀을 유지하였다.

다만, 이후의 실험예에서는 이와 같이 제작된 유수분리필터 엘리먼트의 수분 차단 기능을 실험하기 위한 것으로 별도의 케이스는 제작하지 않았다. 도 9는 이와 같은 방법으로 제작된 본 발명의 일실시예에 의한 유수분리 필터엘리먼트를 나타내는 사진이다.

[비교예]

종이 필터를 여과 수단으로 사용하는 독일 보쉬(Bosch) 사의 종래의 필터 엘리먼트(제품명, BOSCH31300-3E000)를 비교예로 사용하였다. 도 10은 독일 보쉬(Bosch)사 제품인 필터 엘리먼트의 사진이다.

[ 실험예 ]

상술한 실시예에 의한 유수분리용 연료필터(도 9)와, 종래 사용되고 있는 필터 엘리먼트인 비교예의 수분의 여과 분리 기능을 실험하였다.

상기 실시예에 의한 필터 엘리먼트와 비교예 1인 필터 엘리먼트의 내부에 각각 70 ㎖의 물을 투입하고, 10 분, 20 분, 30 분, 1 시간이 경과할 때마다 상기 각 필터 엘리먼트를 투과하여 외부로 유출된 물의 양을 측정하고, 그 측정 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

< 표 1 > 필터 엘리먼트의 수분 여과 분리 능력에 대한 실험 결과

(단위 : ㎖)

구 분	10 분	20 분	30 분	1 시간
실시예	0	0	0	0
비교예 1	0	20	55*	-

* 필터 엘리먼트의 내부에 물이 잔류하지 않았으며, 잔여량은 상기 필터 엘리먼트의 종이 필터에 흡수되어 있는 상태라고 판단됨.

상기 표 1에서 실시예의 유수분리용 연료필터는 물의 투과율이 극히 작아서, 자동차 연료에 함유된 수분을 여과하여 분리하는 기능이 매우 탁월한 것으로 나타났다. 반면, 비교예 1의 필터 엘리먼트는 물의 투과율이 비교적 커서, 자동차 연료에 함유된 수분을 여과하여 분리하는 기능을 어느 정도 지니고 있는 것으로 나타났다.

상기 실험예에서 기술된 바와 같이, 본원 발명에 의한 연료 여과기의 유수분리용 연료필터는 자동차 연료에 함유된 수분을 매우 효율적으로 여과하여 분리할 수 있었다.

그리고 유수분리 여과망을 통과하는 연료에 의한 압력이 상기 유수분리 여과망의 전면(全面)에 균일하게 가해지기 때문에, 연료가 여과망의 일부만을 통과하며 여과되는 종래의 필터보다 유속이 느려져 미세한 입자의 수분도 걸러낼 수 있게 된다. 또한, 유수분리 여과망의 일부만이 먼저 오염되어 자주 필터엘리먼트를 교체해 주어야 하는 문제점을 해결할 수 있다. 더구나, 테플론의 특성상 테플론이 코팅된 망에 이물질이 붙을 경우 견고하게 융착되지 않기 때문에 이물질이 하부로 아래쪽으로 떨어져 분리되어 수명이 연장될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

상부에 연료가 유입되는 복수의 연료 유입구와 상기 연료 유입구의 중앙에 여과된 연료가 배출되는 연료 배출구가 형성되고, 하부에 수분 배출 밸브가 형성되는 원통형의 케이스; 및

상기 케이스의 내부에 장착되어 상기 연료 유입구를 통하여 유입된 연료를 여과할 수 있는, 하부캡, 상기 하부캡의 외주면에 결합된 원통형상의 금속망 상에 테플론이 코팅된 유수 분리 여과망, 및 상기 유수 분리 여과망의 상부와 결합되고 상기 연료 배출구와 연결되어 여과된 연료가 배출될 수 있는 상부캡 배출구가 형성된 상부 캡을 가지는 유수분리필터 엘리먼트; 및

상기 유수분리필터 엘리먼트의 내측에 형성되어, 불순물 및 수분을 여과하기 위한 역방향의 절두원추 형상인 종이필터 엘리먼트를 포함하는 연료 여과기의 유수분리 필터.
제 1 항에 있어서, 상기 금속망의 홀의 직경이 5 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 하는 연료 여과기의 유수분리 필터.
제 1 항에 있어서, 상기 유수 분리 여과망의 내측에 형성되어 상기 유수분리 여과망을 지지하는 타공망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 여과기의 유수분리 필터.
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제 1 항에 있어서, 상기 유수분리필터 엘리먼트의 내측에 형성되어, 불순물 및 수분을 여과하기 위한 금속제 여과망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 여과기의 유수분리 필터.