JP2011512471A

JP2011512471A - 潤滑剤隔離構造を有するｌｐｇ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ

Info

Publication number: JP2011512471A
Application number: JP2010521784A
Authority: JP
Inventors: ユン、エウイ−スー; チョウイ、サン−キュ; パク、ム−リョン; パク、ジュン−ヨン; ウォン、スーン−チェン
Original assignee: コリアインスティチュートオブマシナリーアンドマテリアルズ
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2028-08-21
Also published as: KR100860104B1; JP5054819B2; WO2009025505A1

Abstract

【課題】キャビテーション現象が発生せず、ポンピング効率が良い容積型燃料ポンプを使用し、且つＬＰＧ燃料ポンプの問題点である機械摩耗を無くして一定の圧力を発生させ、耐久性と信頼性を向上させることができる非接触式燃料ポンプである潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプを提供する。
【解決手段】本発明によるＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプは、一側に吸入口／吐出口が装着されたポンプ胴体と、前記ポンプ胴体で圧力を発生させることができるように、前記ポンプ胴体に軸支されるピストンと、前記ピストンを往復運動させることができるように、前記ピストンロッドに結合されるリニアモータと、前記ピストンロッドを半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体に往復運動するピストンを一定の半径方向位置に固定させることができるように、リニアモータの両側に配置される軸受と、内部に充填される潤滑剤をシールし、往復運動するピストンロッドに軸方向柔軟性を付与するために軸受とピストンとの間に配置されるダイヤフラムと、を備えて構成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＰＧ車の容積型燃料ポンプにおいて低いＬＰＧ粘度によって発生する機械摩耗及び圧力低下によるポンプ効率の低下、そしてＬＰＧ車のターボ型ポンプの問題点であるキャビテーションによる振動と騒音、浸食による機器の内部損傷のような問題点を防止することができると共に、ピストンロッドと軸受間の摩擦を最小化するために内部に潤滑剤を充填させ、充填された潤滑剤をＬＰＧ燃料ポンピング空間部から隔離させて、潤滑剤が消尽されることを防止することができると共に、潤滑剤がＬＰＧと混じることを防止することができる潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプに関する。

一般的に、ＬＰＧ車の燃料ポンプは、大きく、容積型ポンプと、ターボ型（遠心型、再生型）ポンプとで構成される。

しかしながら、ＬＰＧ燃料は、一般ガソリンやディーゼルとは異なって、その特性上、粘度と蒸気圧が非常に低い。

粘度が低いため、ＬＰＧ燃料に容積型ポンプを使用する場合には、機械摩耗による漏出及び圧力低下に起因して次第にポンプの流量、圧力、効率など性能が大きく劣化する問題点が発生する。

ターボ型ポンプを使用する場合にも、蒸気圧が低いため、ポンプの入口側で圧力が減少し、キャビテーション（空洞化現象）の発生による振動と騒音が増加すると共に、内部浸食による機器の損傷が発生する問題点がある。

これにより、最終的に自動車の燃料供給を適切に調節せず、ＬＰＧ車の出力が低下する問題点があった。

本発明の目的は、キャビテーション現象が発生せず、ポンピング効率が良い容積型燃料ポンプを使用し、且つＬＰＧ燃料ポンプの問題点である機械摩耗を無くして一定の圧力を発生させ、耐久性と信頼性を向上させることができる非接触式燃料ポンプである潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプを提供することにある。

上記目的を達成するために、潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプは、一側に吸入口／吐出口が装着されたポンプ胴体と、前記ポンプ胴体で圧力を発生させることができるように、前記ポンプ胴体に軸支されるピストンと、前記ピストンを往復運動させることができるように、ピストンロッドに結合されるリニアモータと、前記ピストンロッドを半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体内で往復運動するピストンを一定の半径方向位置に固定させることができるように、リニアモータの両側に配置される軸受と、内部に充填される潤滑剤をシールし、往復運動するピストンロッドに柔軟性を付与するために、軸受とピストンとの間に配置されるダイヤフラムと、を備えて構成されることを特徴とする。

本発明によるＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプは、ＬＰＧ車の容積型燃料ポンプに発生する機械摩耗による圧力低下に起因してポンプの性能が低下する問題点を防止することができ、非接触式ピストン構造によってポンプの性能が低下することなく常時圧力を維持することができるので、機器の寿命を永久化することができ、耐久性が向上することができるという長所がある。

また、リニア軸受を通じて自重、ポンピング荷重及び外部衝撃によってピストンがポンプ胴体に摩擦されることを防止することができるので、圧力が低下することなく、圧力を一定にすることができるという長所がある。

また、内部にダイヤフラムを具備し、充填剤を隔離させて、ピストンロッドと軸受間の摩擦を最小化することができると共に、ピストンロッドに柔軟性を付与し、小さい電力で大きい出力を示すことができるという長所がある。

本発明の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの断面構成図である。本発明の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの作動状態図である。本発明の他の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの断面構成図である。本発明の他の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの作動状態図である。

本発明による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプは、一側に吸入口／吐出口が装着されたポンプ胴体と、前記ポンプ胴体で圧力を発生させることができるように前記ポンプ胴体に軸支されるピストンと、前記ピストンを往復運動させることができるように、ピストンロッドに結合されるリニアモータと、前記ピストンロッドを半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体内で往復運動するピストンを一定の半径方向位置に固定させることができるように、リニアモータの両側に配置される軸受と、内部に充填される潤滑剤をシールし、往復運動するピストンロッドに柔軟性を付与するために、軸受とピストンとの間に配置されるダイヤフラムと、を備えて構成されることを特徴とする潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプによって達成される。

また、中央部位に吸入口／吐出口が装着されたポンプ胴体と、前記ポンプ胴体で圧力を発生させることができるように前記ポンプ胴体の両側に軸支されるピストンと、前記各ピストンを往復運動させることができるように、各々のピストンロッドに結合されるリニアモータと、前記各ピストンロッドを半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体の両側に往復運動するピストンを一定の半径方向位置に固定させることができるように、各々のリニアモータの両側に配置される軸受と、内部に充填される潤滑剤をシールし、両側に往復運動する各々のピストンロッドに柔軟性を付与するために、軸受とピストンとの間に配置されるダイヤフラムと、を備えて構成されることを特徴とする潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプによって達成される。

前記ピストンは、ポンプ胴体とシール間隙が形成される非接触式であり、外周面には、ポンプ胴体の内部に漏出されるＬＰＧ燃料が後段に漏出されることを防止するために、多数のシール溝が形成されることが好ましい。

前記ピストンロッドは、リニアモータの移動子に軸支されることが好ましい。

前記軸受は、高い半径方向剛性と、ピストンロッドが内部で円滑に往復運動できるように低い軸方向剛性を有するリニア軸受であることが好ましい。

本発明は、添付の図面を参照して後述する好ましい実施例によりさらに明らかになるだろう。以下、本発明の実施例により当業者が容易に理解し再現することができるように詳しく説明する。

図１は、本発明の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの断面構成図であり、図２は、本発明の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの作動状態図である。

図１及び図２に示されたように、本発明は、ＬＰＧ車の容積型燃料ポンプにおいて低いＬＰＧ粘度に起因してピストンとポンプ胴体との間に発生する機械摩耗及び圧力低下によるポンプ性能の低下、そしてＬＰＧ車のターボ型ポンプの問題点であるキャビテーションによる振動と騒音、浸食による機器の内部損傷のような問題点を防止することができると共に、ピストンロッドと軸受間の摩擦を最小化するために内部に潤滑剤を充填させ、充填された潤滑剤をＬＰＧ燃料ポンピング空間部から隔離させて、潤滑剤が消尽されることを防止することができると共に、潤滑剤がＬＰＧと混じることを防止することができる構造の潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ１０００に関する。

このような燃料ポンプ１０００は、大きく５つの部分で構成され、これは、ポンプ胴体２００と、前記ポンプ胴体２００の内部に軸支されるピストン３００と、前記ピストン３００を往復運動させるリニアモータ４００と、前記ピストンロッド３２０を支持する軸受と、潤滑剤を隔離させ、ピストンロッド３２０に柔軟性を付与するために、軸受とピストン３００との間に配置されるダイヤフラム５００とで構成される。

ここで、前記燃料ポンプ１０００は、圧力を発生させるために、単一のピストン３００がポンプ胴体２００の内部に軸支される。この時、前記ピストン３００は、ポンプ胴体２００と非接触方式となっており、圧力が損失されることを最小化するためのシール間隙Ｇが形成されるように、ピストン３００の外径を確定することが先行されなければならない。

また、前記ポンプ胴体２００の一側には、前記ピストン３００の往復運動による圧縮と吸入によってＬＰＧ燃料を吸入し吐出することができる吸入口２１０／吐出口２２０が形成されている。この時、前記吸入口２１０及び吐出口２２０には、逆止め弁２１１、２２１が各々連結されていて、ピストン３００の吸入行程及び吐出行程によって断続される。

また、前記ピストン３００は、ポンプ胴体２００で往復運動できるようにリニアモータ４００が装着される構造を有する。

このような装着構造を詳しく説明すれば、図２のように、前記リニアモータ４００の固定子４２０は、ポンプ胴体２００に固定され、移動子４１０は、ピストン３００から延長されたピストンロッド３２０に結合される。この時、移動子４１０は、ピストンロッド３２０を内挿させて、移動子４１０が固定子４２０との磁場によって往復運動すれば、前記ピストンロード３２０も同伴移動する。

一方、前記軸受100は、前記ピストンロッド３２０を半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体２００内で往復運動するピストン３００を一定の半径方向位置に固定させることができるように、リニアモータ４００の両側に配置される。

このような前記軸受100は、高い半径方向剛性と、ピストンロッドが内部で円滑に往復運動できるように低い軸方向剛性を有するリニア軸受１００であることが好ましい。

したがって、前記ピストン３００が往復運動するとしても、前記リニア軸受１００を通じてポンプ胴体２００の間に形成されたシール間隙Ｇが安定的に維持されることができる構造が設けられる。

一方、前記ピストン３００は、ポンプ胴体２００とシール間隙Ｇが形成される非接触式となっており、外周面には、ポンプ胴体２００の内部に流入されるＬＰＧ燃料が後段に漏出されることを防止するために、多数のシール溝３３０が形成される構造を有する。

このような構造は、非接触シールの１つであるラビリンス（Labyrinth）タイプであり、シール間隙Ｇに沿ってＬＰＧ燃料が流入され、多数のシール溝３３０を通過しながら圧力損失によって圧力が次第に低下し、ポンプ排除容積の内部と外部の圧力差を維持させ、この圧力差を利用して吸入行程で外部からの流入と吐出行程で外部への燃料漏出を抑制させる（図２に二点鎖線で図示）。

また、前記ダイヤフラム５００は、フレキシブルに屈曲された形態で内部に充填される潤滑剤６００をシールし、往復運動するピストンロッド３２０に柔軟性を付与するために軸受100とピストン３００との間に配置される。

このような前記ダイヤフラム５００を通じてピストンロッド３２０と軸受100間の摩擦を最小化するための潤滑剤６００を充填させることができ、充填された潤滑剤６００は、ＬＰＧ燃料ポンピング空間部から隔離されることによって、潤滑剤６００が消尽されることを防止することができると共に、潤滑剤600がＬＰＧと混じることを防止することができる。

図３は、本発明の他の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの断面構成図であり、図４は、本発明の他の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプの作動状態図である。

まず、図３及び図４に示されたように、本発明の他の実施例による潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ１０００は、前記実施例とは異なって、ポンプ胴体２００内部の両側に２つのピストン３００を備えている。

したがって、前記ポンプ胴体２００の吸入口２１０及び吐出口２２０は、ポンプ胴体２００の中央領域に形成される。この時、吸入口２１０及び吐出口２２０を通じるＬＰＧ燃料の円滑なポンピングのために、ピストン３００の圧縮時に、中央領域に一定の空間部が形成されなければならない。

これにより、他の実施例による燃料ポンプ１０００は、図４に示されたように、２つのピストン３００によってポンピング機能を倍加させることができると共に、左右対称によって振動を抑制させることができる。

この時、前記各々のピストン３００には、駆動力を提供するためのリニアモータ４００及びピストンロッド３２０を支持するための一対のリニア軸受１００が備えられている。

また、各々のリニア軸受１００とピストン３００との間にはダイヤフラム５００が配置されていて、ポンプ胴体２００の両側に往復運動するピストンロッド３２０に各々柔軟性を付与することができると共に、ピストンロッド３２０と軸受100間の摩擦を最小化できるように潤滑剤６００を充填させることができる。

この時、充填された潤滑剤６００は、ダイヤランプ５００を通じてＬＰＧ燃料ポンピング空間部から隔離されることによって、潤滑剤６００が消尽されることを防止することができると共に、潤滑剤600がＬＰＧと混じることを防止することができる。

以上のように、本発明によるＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプは、ＬＰＧ車の燃料ポンプに限定されるものではなく、ＤＭＥ（Dimethy Ether）ガソリン及びディーゼル車にも適用されることができることは勿論である。

たとえ本発明が上記で言及した好ましい実施例に関連して説明されたが、本発明の要旨と範囲から脱することなく、他の多様な修正及び変形が可能であろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真正な範囲内に属するそのような修正及び変形を含む。

１００リニア軸受
２００ポンプ胴体
２１０吸入口
２１１逆止め弁
２２０吐出口
２２１逆止め弁
３００ピストン
３３０シール溝
３２０ピストンロッド
４００リニアモータ
４１０移動子
４２０固定子
５００ダイヤフラム
６００潤滑剤
１０００燃料ポンプ
Ｇシール間隙

Claims

ＬＰＧ自動車用燃料ポンプにおいて、
一側に吸入口および吐出口が装着されたポンプ胴体と、
前記ポンプ胴体で圧力を発生させることができるように、前記ポンプ胴体に軸支されるピストンと、
前記ピストンを往復運動させることができるように、ピストンロッドに結合されるリニアモータと、
前記ピストンロッドを半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体内で往復運動する前記ピストンを一定の半径方向位置に固定させることができるように、前記リニアモータの両側に配置される軸受と、
内部に充填される潤滑剤をシールし、往復運動する前記ピストンロッドに軸方向柔軟性を付与するために、前記軸受と前記ピストンとの間に配置されるダイヤフラムと
を備えて構成されることを特徴とする潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ。
ＬＰＧ自動車用燃料ポンプにおいて、
中央部位に吸入口および吐出口が装着されたポンプ胴体と、
前記ポンプ胴体で圧力を発生させることができるように、前記ポンプ胴体の両側に軸支されるピストンと、
前記ピストンを往復運動させることができるように、前記ピストンの各々のピストンロッドに結合されるリニアモータと、
前記ピストンロッドを半径方向に強力に支持し、前記ポンプ胴体の両側に往復運動する前記ピストンを一定の半径方向位置に固定させることができるように、前記リニアモータの各々の両側に配置される軸受と、
内部に充填される潤滑剤をシールし、両側で往復運動する前記ピストンロッドに軸方向柔軟性を付与するために、前記軸受と前記ピストンとの間に配置されるダイヤフラムと
を備えて構成されることを特徴とする潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ。
前記ピストンは、前記ポンプ胴体とシール間隙が形成される非接触式であり、外周面には、前記ポンプ胴体の内部に漏出されるＬＰＧ燃料が後段に漏出されることを防止するために、複数のシール溝が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ。
前記ピストンロッドは、前記リニアモータの移動子に軸支されることを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ。
前記ピストンロッドが内部で円滑に往復運動できるように、前記軸受は、高い半径方向剛性と、低い軸方向剛性とを有するリニア軸受であることを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤隔離構造を有するＬＰＧ自動車用非接触式容積型燃料ポンプ。