KR100974718B1

KR100974718B1 - 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치

Info

Publication number: KR100974718B1
Application number: KR1020080066491A
Authority: KR
Inventors: 정장현
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-08-06
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: KR20100006306A

Abstract

본 발명은 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 관한 것으로서, 종래의 전자식 써머스탯을 배제하고, 대신에 간단한 기계식 써머스탯을 적용하여 연료 온도에 따라 히터의 온,오프 제어를 용이하게 함으로써, 연료 라인, 브레이크 라인 등의 레이아웃 설정이 용이하며, 작은 사고에도 와이어링 하네스가 이탈되는 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 새로운 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 연료필터에 장착된 왁싱 홀더의 작동 홀더부에 스위칭바를 구비하여 히터의 트랜지스터의 접지 단자에 선택적으로 접지 또는 해제되면서 히터의 온,오프 기능을 수행할 수 있도록 하는 기계식 써머스탯을 구비한 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치를 제공하고자 한다.

디젤엔진, 연료필터, 히팅장치, 히터 하우징, 왁싱 홀더부, 히터, 스위칭바

Description

디젤엔진용 연료필터의 히팅장치{Heating apparatus of fuel filter for Diesel Engine}

본 발명은 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기계식 써머스탯을 적용하여 연료 온도에 따라 히터의 온,오프 제어를 용이하게 할 수 있는 새로운 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디젤엔진(Diesel Engine; 이하, "엔진"이라 약함)의 구동시 배출되는 배기 가스에는 입자성 매연이 포함되는 바, 이와 같은 입자성 매연은 0.1~0.3μm 정도의 탄소 입자가 주성분으로서 인체에 해롭기 때문에 반드시 제거되어야 한다.

상술한 필요성에 의해서 개발된 것 중의 하나가, 전기 히터 방식으로 이루어진 디젤엔진용 연료필터로서, 이는 다공성 벽을 갖는 매연 필터를 이용하여 배기 가스에 포함된 입자성 매연을 포집한 후, 그 포집된 입자성 매연을 다수 개의 히터를 이용해 연소 제거하는 방법이 이용된다.

이때, 다수 개의 분할 히터는 써머스탯(thermostat) 및 ECU에 의해 제어되어 구동된다.

즉, 저온에서 디젤 연료의 응고가 발생하게 될 경우, 응고된 연료는 유동이 멈추게 되어 연료분사장치로 이송되지 않게 되므로 엔진의 시동이 불가능하게 되는데, 이러한 연료의 응고 현상을 방지하기 위하여 상기 써머스탯의 온도센서에서 연료의 온도를 감지하게 되고, 상기 ECU에서 이렇게 감지된 신호에 따라 히터의 구동 여부를 판단하게 된다.

이때, 상기와 같이 구동되는 종래의 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치는 상기 써머스탯의 온도센서 및 ECU가 연동되어 전기적으로 구동되므로 온도센서, ECU, 히터 사이에 와이어링 하네스를 매개로 연결된다.

따라서, 복잡한 디젤엔진룸 내부에 각종 와이어링 하네스가 어지럽게 자리하고 있어 다른 부품, 즉 연료 라인, 브레이크 라인 등의 레이아웃 설정이 어려운 문제점이 있으며, 작은 사고에도 와이어링 하네스가 이탈되는 경우가 발생하여 히팅장치가 작동하지 않을 경우 디젤엔진에 심각한 문제가 발생할 소지가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 간단한 기계식 써머스탯을 적용하여 정해진 온도에 따라 히터의 온,오프 제어를 용이하게 함으로써, 연료 라인, 브레이크 라인 등의 레이아웃 설정이 용이하며, 작은 사고에도 와이어링 하네스가 이탈되는 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 새로운 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 디젤엔진용 연료필터 내에 장착되어 연료의 유입구(110,120) 및 배출구(130)를 갖는 히터 하우징(100)과, 상기 히터 하우징(100)에 장착되어 온도에 따라 팽창 또는 수축하는 왁스(250)에 의해 슬라이드 구동되면서 엔진에서 리턴되는 리턴 연료의 리턴 유입구(110)를 탄성 개폐하는 왁싱 홀더(waxing holder)(200)와, 상기 왁싱 홀더(200)가 작동되는 작동유로(150) 내에 장착되는 히터(300)를 포함하여 구성된 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 있어서, 상기 왁싱 홀더(200)는 상기 히터 하우징(100)의 작동유로(150) 내에 유체의 유로를 차단하도록 둘레면이 링형상의 실링부(210)에 의해 고정되는 고정 홀더부(220)와; 상기 고정 홀더부(220) 둘레면에 사이에 실링부(210)를 매개로 실링되어 그 사이에 왁스(250)를 저장하고, 상기 왁스(250)의 팽창 및 수축에 따라 함께 작동하며, 중앙에 일체 결합되고, 고정 홀더부(220)의 중심홀(225)을 관 통한 동시에, 전방으로 돌출되어 상기 히터(300)에 선택적으로 접지 또는 해제되면서 히터(300)의 온,오프 기능을 수행하는 스위칭바(switching bar)(235)를 구비한 작동 홀더부(230)와; 상기 작동 홀더부(230) 및 히터 하우징(100) 내벽 사이에 장착되어 그 작동 홀더부(230)에 탄성력을 부여하는 탄성 스프링(240)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 히터(300)는 상기 스위칭바(235)가 접지 또는 해제되는 접지 단자를 구비한 트랜지스터(310)가 장착된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 왁싱 홀더(200)에 저장된 왁스(250)는 디젤 연료보다 상대적으로 녹는점이 높게 설정된 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 의하면, 별도의 연료계통 및 전기계통 등의 레이아웃 설정이 용이하며, 전자식 써머스탯 및 와이어링 하네스의 삭제로 원가절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 대한 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 대한 작동상태를 나타내는 작동도이다.

디젤엔진용 연료필터의 히팅장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 디젤엔진용 연료필터 내에 장착되어 연료의 유입구(110,120) 및 배출구(130)를 갖는 히터 하우징(100)과, 상기 히터 하우징(100)에 장착되어 온도에 따라 팽창 또는 수축하는 왁스(250)에 의해 슬라이드 구동되면서 엔진에서 리턴되는 리턴 연료의 리턴 유입구(110)를 탄성 개폐하는 왁싱 홀더(waxing holder)(200)와, 상기 왁싱 홀더(200)가 작동되는 작동유로(150) 내에 장착되는 히터(300)를 포함하여 구성된다.

상기 왁싱 홀더(200)는 상기 히터 하우징(100)의 작동유로(150) 내에 유체의 유로를 차단하도록 둘레면이 링형상의 실링부(210)에 의해 고정되는 고정 홀더부(220)와, 상기 고정 홀더부(220) 둘레면에 사이에 실링부(210)를 매개로 실링되어 그 사이에 왁스(250)를 저장하며, 상기 왁스(250)의 팽창 및 수축에 따라 함께 작동하는 작동 홀더부(230)와, 상기 작동 홀더부(230) 및 히터 하우징(100) 내벽 사이에 장착되어 그 작동 홀더부(230)에 탄성력을 부여하는 탄성 스프링(240)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 왁싱 홀더(200) 내에 저장되어 있는 왁스(250)는 연료의 온도에 따라 팽창 수축하게 될 경우, 작동 홀더부(230)가 작동유로(150)를 따라 가이드되면서 리턴 연료의 리턴 유입구(110)를 개폐하게 되는데, 상기 실링부(210)에 의해 오버랩되어도 좌우로 이동 가능하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 디젤엔진에서 리턴되는 고온의 연료가 연료필터 내로 유입될 경우, 왁스(250)가 팽창하게 되고, 이로 인하여 작동 홀더부(230)가 작동하게 되어 리턴 연 료의 리턴 유입구(110)를 차단하게 되는 것이다.

이와 같이 리턴 연료의 리턴 유입구(110)를 차단하게 될 경우, 리턴 연료는 바이패스되어 연료탱크에서 피드(feed)되는 연료와 함께 피드 유입구(120)를 통해 연료필터 내로 유입된다.

한편, 상기와 같이 히터 하우징(100)의 작동유로(150) 내에 장착되는 종래의 히터(300)의 경우에는, 서머스탯의 온도센서에서 연료필터의 온도를 측정하여 이를 ECU에 전송할 경우, 상기 ECU가 상기 연료필터의 온도를 설정된 기준 온도 이하로 판단하게 되면 상기 히터(300)에 전류를 인가함으로써, 상기 히터(300)는 발열하여 저온의 응고된 연료를 녹일 수 있게 된다.

그런데, 종래의 써머스탯은 전자식으로 회로 구성을 통해 제어되며, 각 부품을 연결하는 와이어링 하네스를 통해 그 작동 제어가 이루어지게 되어 다른 부품들의 레이아웃 설정 문제 및 상기 와이어링 하네스의 이탈 문제 등이 발생하는 바, 본 발명은 간단한 기계식 써머스탯 방식을 종래의 연료필터의 히팅장치에 적용하여 종래의 전자식 써머스탯 및 와이어링 하네스와 같은 부품의 삭제와 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같이 구성된 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에서, 상기 히터(300)의 측면에 트랜지스터(310)를 접지시키는 통상적인 스위치 기능을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 왁싱홀더의 작동 홀더부(230) 중앙에 일체 결합되고, 상기 고정 홀더부(220)의 중심홀(225)을 관통하여 전방으로 돌출되는 스위칭바(switching bar)(235)가 구성되어 있으며, 상기 스위칭바(235)는 상기 히터(300)의 트랜지스터(310)의 접지(ground) 단자에 선택적으로 접지 또는 해제되면서 히터(300)의 온,오프 기능을 수행하게 되어 기계식 써머스탯 기능을 하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치의 작동 원리에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 주변 온도가 -3℃ 이하이고 자동차의 엔진 동작이 이루어지지 않을 경우, 왁싱 홀더(200)의 스위칭바(235)가 히터(300)의 트랜지스터(310)에 접지되어 있는 바, 자동차의 초기 시동 시에 전원이 온되면서 상기 스위칭바(235)가 접지 인식될 경우, 히터(300)가 가동된다.

자동차의 엔진 구동으로 인한 히터(300)의 가동은 일반적인 사항으로, 이는 종래의 연료필터의 히팅장치에서도 동일한 작동을 구현하게 된다.

상기 히터(300)의 가동은 연료 온도를 상승시켜 연료필터를 경유하여 엔진으로 공급되는 반고체 상태의 연료를 녹이게 된다.

이때, 왁싱 홀더(200)에 저장되어 있는 왁스(250)는 디젤 연료보다 상대적으로 녹는점이 높게 설정되어 팽창하지 않게 된다.

상기 엔진에서 리턴되는 리턴 연료는 다시 연료필터로 공급되어 왁스(250)의 온도를 상승시켜 팽창시키게 되며, 이와 동시에 상기 왁싱 홀더(200)의 작동 홀더부(230)가 이동하여 리턴 유입구(110)를 차단하게 된다.

상기 작동 홀더부(230)의 이동과 더불어 스위칭바(235)가 이동하면서 히터(300)의 접지 상태를 해제하게 되며, 이로 인하여 히터(300)의 작동이 중단된다.

따라서, 본 발명은 종래의 전자식 써머스탯을 배제하고, 대신에 간단한 기계식 써머스탯을 적용하여 정해진 온도에 따라 히터(300)의 온,오프 제어를 용이하게 할 수 있는 새로운 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 대한 구성을 나타내는 사시도 및 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 대한 작동상태를 나타내는 작동도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 히터 하우징 110 : 리턴 유입구

120 : 피드 유입구 130 : 배출구

140 : 작동유로 200 : 왁싱 홀더부

210 : 실링부 220 : 고정 홀더부

225 : 중심홀 230 : 작동 홀더부

235 : 스위칭바 240 : 탄성 스프링

250 : 왁스 300 : 히터

310 : 트랜지스터

Claims

디젤엔진용 연료필터 내에 장착되어 연료의 유입구(110,120) 및 배출구(130)를 갖는 히터 하우징(100)과, 상기 히터 하우징(100)에 장착되어 온도에 따라 팽창 또는 수축하는 왁스(250)에 의해 슬라이드 구동되면서 엔진에서 리턴되는 리턴 연료의 리턴 유입구(110)를 탄성 개폐하는 왁싱 홀더(waxing holder)(200)와, 상기 왁싱 홀더(200)가 작동되는 작동유로(150) 내에 장착되는 히터(300)를 포함하여 구성된 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치에 있어서,

상기 왁싱 홀더(200)는 상기 히터 하우징(100)의 작동유로(150) 내에 유체의 유로를 차단하도록 둘레면이 링형상의 실링부(210)에 의해 고정되는 고정 홀더부(220)와;

상기 고정 홀더부(220) 둘레면에 사이에 실링부(210)를 매개로 실링되어 그 사이에 왁스(250)를 저장하고, 상기 왁스(250)의 팽창 및 수축에 따라 함께 작동하며, 중앙에 일체 결합되고, 고정 홀더부(220)의 중심홀(225)을 관통한 동시에, 전방으로 돌출되어 상기 히터(300)에 선택적으로 접지 또는 해제되면서 히터(300)의 온,오프 기능을 수행하는 스위칭바(switching bar)(235)를 구비한 작동 홀더부(230)와;

상기 작동 홀더부(230) 및 히터 하우징(100) 내벽 사이에 장착되어 그 작동 홀더부(230)에 탄성력을 부여하는 탄성 스프링(240)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치.
제1항에 있어서,

상기 히터(300)는 상기 스위칭바(235)가 접지 또는 해제되는 접지 단자를 구비한 트랜지스터(310)가 장착된 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치.
제1항에 있어서,

상기 왁싱 홀더(200)에 저장된 왁스(250)는 디젤 연료보다 상대적으로 녹는점이 높게 설정된 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료필터의 히팅장치.