KR100197015B1 - 배기열을 이용한 연료 히팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배기열을 이용한 연료히팅장치에 관한것으로 외기온도가 낮은 겨울철에 배기열을 이용하여 연료의 온도를 상승시켜 엔진 내에서의 연소효율을 향상시킬 수 있도록한 것으로 연료탱크(5)와 인젝션 펌프(16)를 연결하여 연료공급 파이프(17)상에서 새로운 2번 파이프(18)을 분리형성하여 1차 가열대(21)를 권선시켜 배기열로 연료의 온도를 상승시켜 인젝션 펌프(16)에 공급하고 2번 파이프(18)에서 분리형성시킨 3번 파이프(23)는 상기 1차 가열대(21)를 권선한 2번 파이프(18)의 연료 온도가 충분치 않은 경우 다시 2차 가열대(22)를 권선시켜 연료의 온도를 상승시켜 인젝션펌프(16)에 공급하는 장치로 각 파이프의 분리형성되는 곳에 ECU(19)의 제어를 받아 선택적으로 파이프의 개폐를 하는 3포트 전환밸브(10)와 연료탱크(15)에 부착되어 연료의 온도를 감지하여 ECU(19)에 전달하는 열전대(24)로 구성된다.

본 발명을 구비한 차량은 외기 온도가 낮은 겨울철에도 연료를 원하는 온도로 상승시켜 익젠션펌프(16)에 공급하므로 연료의 연소효율을 향상시킬 수 있어 연료의 과소비 및 배기가스에 의한 환경오염을 방지할 수 있는 배기열을 이용한 연료히핑장치에 관한 것이다.

Description

배기열을 이용한 연료 히팅장치

연료 장치에 모든운전 조건하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장연소하기 쉬운 상태로 공급하는 장치이다.

이 장치의 주요부는 기화기(4)또는 연료분사 장치로서 여기에서 연료와 공기를 적절히 혼합시켜 엔진에 공급하며 연료를 공급하는 장치는 연료를 저장하는 연료탱크(42) 연료속에 있는 수분과 먼지 등을 제거하는 연료휠터(43) 연료를 압송하는 연료펌프(44)등이 있으며 이들은 연료 파이프(45)로 연결되어 있다.

일반적으로 외기의 온도가 낮은 겨울철의 자동차 운행시에는 정상운전을 할 때보다 외견상으로 농후한 혼합기를 공급하게 된다.

그 이유로는 기화기에서는 형성되는 혼합기는 안개모양의 가솔린 입자가 고 속의 기류중에 떠있는 상태로 일부의 연료는 기화되어 있지만 다른 일부의 연료는 흡기관의 벽에 부착하여 액체상태가 되어 기류 때문에 흐르면서도 흡기관을 통해 실린더내로 흡입되면서 그 대부분의 기화는 실린더 내에서 이루어 지게 된다.

그러나 연료의 온도가 낮으면 기화기에서 공급되는 연료의 일부만이 기화하기 때문에 실린더 내에서 연소범위에 필요한 혼합기를 형성시키려면 다량의 연료를 공급해야 한다.

자동차의 연료는 물과 같은 단일물질과 달리 비점이 다른 몇 종류의 물질의 혼합물이기 때문에 연료의 조성에 따라 시동성이 달라진다. 예를들면 일전온도에서 10% 기화하는 것으로 하면 20:1(공기:연료)의 혼합기를 실린더내에서 얻는데 기화기의 위치에서는 혼합비 2:1 을 필요로 한다.

일반적으로 저온시동 일 때 1:1 상온시동에서는 5:1 을 필요로 하며 운행시에도 연료의 온도상태에 따라 차이가 있다.

상기와 같은 이유로 외기온도가 낮은 겨울철 차량운행의 경우 연료의 연소효율 저하로 인한 연료의 과소모 및 자동차 배기가스에 의한 환경오염의 문제가 있었다.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 외기온도가 낮은 겨울철 차량운행시 연료의 온도를 상승시켜 엔진내의 연소효율을 향상시킬 수 있도록한 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 종래의 연료공급 장치를 도시한 도면.

제2도는 본 발명을 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1차 3포트 전환밸브 11 : 제1스태핑모타

12 : 워킹기아 13 : 아이들기아

14 : 밸브 15 : 연료탱크

16 : 인젝션 펌프 17 : 1번 파이프

18 : 2번 파이프 19 : ECU

21 : 1차 가열대 22 : 2차 가열대

23 : 3번 파이프 24 : 열전대

30 : 제2차 3포트 전환밸브 31 : 제2스태팅모타

32 : 워킹기아 33 : 아이들기아

34 : 밸브

제1스태팅모타에 의하여 구동되어 연료탱크에서 1차 가열대와 인젝션 펌프로의 연료흐름을 제어하는 제1차 3포트 전환 밸브를 구성하고, 불연재가 감싸진 배기관을 감싸는 1차가열대와 2차 가열대를 구성하여 상기 1차 가열대와 2차 가열대 사이에 제2스태핑 모타에 의하여 구동되어 1차 가열대에서 인젝션 펌프와 2차 가열대로의 연료 흐름을 제어하는 제2차 3포트 전환밸브를 구성하며 연료탱크의 열전대로부터 신호를 받아 제1 제2스태핑모타를 제어하는 ECU로 구성된다.

이하 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

연료탱크(15)에서 인젝션펌프(16)로 연료를 공급하는 1번 연료파이프(17) 상에서 새로운 2번 파이프(18)를 분리형성하고 ECU(19)와 회로로 연결되어 제어를 받는 제3포트 전환밸브(10)즉 스태핑모타(11)와 상기 스태핑모타(16)와 결합되어 구동되는 워킹기아(12)와 치합으로 결합된 아이들기아(13)의 축에 결합되어 아이들기아(13)의 회전에 의해 선택적으로 2개의 파이프를(17)(18) 개폐시킬 수 있는 밸브(14)를 형성하고 분리형성된 2번 파이프(18)는 외부가 불연제로 둘러싸인 배기관 외부 1차가열대(21)를 권선하여 재차 분리시켜 3번 파이프(23)를 분리형성하여 ECU(19)와 회로로 연결되어 제어를 받는 제2차 3포트전환밸브(30) 즉 스태핑모타(31)와 상기 스태핑모타(31)와 결합되어 구동되는 워킹기아(32)와 상기 워킹기아(32)와 치합으로 결합된 아이들기아(33) 상기 아이들기아(33)의 축에 결합되어 아이들기아(33)의 회전에 의해 선택적으로 2번 파이프(18)와 3번 파이프(23)를 개폐시킬 수 있는 밸브(34)를 형성하고 분리된 2번 파이프(18)는 인젝션펌프(16)에 결합된 1번 파이프와 결합 시키며, 3번 파이프(23)는 다시 외부가 불연제로 둘러싸인 배기관 외부2차 가열대(22)를 권선한 2번 파이프(18)와 결합시키고 연료탱크(15)의 온도를 ECU에 전달하는 열전대(24)를 연료탱크(15)에 결합시킴으로 구성된다. 이하 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 발명을 장착하고 외기의 온도가 낮은 겨울철 차량운행시 연료탱크에 결합된 열전대(24)에 의해 연료의 온도를 접수한 ECU(19)는 자체에 셋팅된 온도보다 연료의 온도가 낮지 않는경우에는 스태핑모타(11)를 구동하여 아이들 기아(13)의 축에 결합된 밸브부(14)를 작동시켜 2번 파이프(18)를 차단하여 연료가 1번 파이프를 통과하여 인젝션펌프(16)로 직접 공급되게 한다.

연료의 온도가 조금낮은 경우 에는 밸브부(14)를 작동시켜 1번 파이프(17)르 차단하여 연료를 2번 파이프(18)를 통하여 배기관을 권선한 1차 가열대(21)를 통과시켜 배기열에 의해 연료의 온도를 상승시킨 후 밸브부(34)를 작동시켜 3번 파이프(23)를 차단하여 2번 파이프(18)를 통하여 1번 파이프(17)로 공급 인젝션펌프로(16)인입 시킨다.

연료의 온도가 아주낮은경우에는 밸브부(14)를 작동시켜 1번 파이프(17)를 차단 연료를 2번 파이프(18)로 공급하고 배기관을 권선한 1차 가열대(21)를 통과시킨 후 밸브부(34)를 작동시켜 2번 파이프(18)를 차단 3번 파이프(23)로 공급하여 배기관을 권선한 2차 가열대(22)를 통과시켜 배기열에 의해 연료의 온도를 상승시킨후 인젝션펌프로(16)로 공급한다.

상기와 같은 작용에 의해 외기의 온도가 낮은 경우에도 연료를 원하는 온도로 상승시켜 기화기에 공급하므로서 연료의 기화를 향상시켜 공기와 연료의 적정혼합비를 형성 원료의 연소효율을 향상시킴으로 연료의 과소비 및 배기가스에 의한 환경오염을 방지할 수 있다.

본 발명은 자동차의 배기열을 이용한 연료 히팅 장치에 관한 것으로 상세하게 설명하면 외기온도가 낮은 겨울철에 배기열을 이용하여 연료의 온도를 상승시켜 엔진내에서의 연소효율을 향상시킬 수 있도록한 배기열을 이용한 연료 히팅 장치에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 연료탱크과 연료공급파이프, ECU와 인젝션펌프로 구성된 연료공급장치에 있어서; 제1스태핑모타(11)에 의하여 구동되어 연료탱크(15)에서 1차 가열대(21)와 인젝션 펌프(16)로의 연료흐름을 제어하는 제1차 3포트전환밸브(10)를 구성하고, 불연재가 감싸인 배기관을 감싸는 1차 가열대(21)와 2차 가열대(22)사이에 제2스태핑모타(31)에 의하여 구동되어 1차 가열대(21)에서 인젝션 펌프(16)와 2차 가열대(22)로의 연료 흐름을 제어하는 제2차 3포트 전환밸브(30)를 구성하며 연료탱크의 열전대(24)로 부터 신호를 받아 제1스태핑 모타(11)와 제2스태핑 모타(31)를 제어하는 ECU(19)로 구성된 것을 특징으로 하는 배기열을 이용한 연료 히팅장치.