KR100232770B1

KR100232770B1 - 압축천연가스 자동차의 가스시스템

Info

Publication number: KR100232770B1
Application number: KR1019960068134A
Authority: KR
Inventors: 김유겸
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR19980049420A

Abstract

본 발명은 압축천연가스 자동차의 가스시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압의 천연가스(CNG)를 연료로 사용하는 자동차에 있어서 외부환경 및 배관손상에 따른 가스누출에 따른 안전사고를 방지할 수 있는 구조를 갖도록 한 압축천연가스 자동차의 가스시스템에 관한 것으로, 그 구성은, 압축천연가스 자동차의 가스 시스템에 있어서, 배관절손 등에 의해 가스가 누출되는 것을 방지하기 위해 연결파이프와 가스배출 파이프가 분지된 각각의 가스탱크의 가스 배출구에 설치되고, 내부에 설치된 러버의 상,하작동에 의해 압축천연가스를 자동차에 공급하는 엑세스 플로우 밸브와; 가스의 이상 고온·고압시 가스탱크로부터 가스를 차량의 외부로 자동배출하기 위해 상기 각각의 가스배출 파이프상에 설치되는 릴리프 밸브와; 긴급상황시 운전석에서 원격조작으로 가스를 차단 및 귀위시킬 수 있도록 전자제어유닛(ECU)과 연결되는 원격조종밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스시스템을 제공한다.

Description

압축천연가스 자동차의 가스시스템

본 발명은 압축천연가스 자동차의 가스 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압의 압축천연가스(CNG)를 연료로 사용하는 자동차에 있어서 외부환경 및 배관손상에 따른 가스누출에 따른 안전사고를 방지할 수 있는 구조를 갖도록 한 압축천연가스 자동차의 가스시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 액화 석유 가스(이하 LPG라 칭함)는 -162℃에서 액화성장되며 옥탄가가 95 정도이다. 따라서, 상기와 같은 저장용량과 열효율 문제로 인하여 가솔린 엔진을 사용하는 소형차량, 즉 택시 등과 같은 소형차량에 적용되며, 압축천연가스(이하 CNG라 칭함)는 3000 psi 또는 3600 psi의 고압에 의해 압축저장되고 옥탄가가 120 정도이기 때문에 대형차량, 즉 버스 등에도 적용된다.

본 명세서에서는 상기 LPG를 사용하는 차량과 CNG를 사용하는 차량중 CNG 차량의 가스시스템에 대하여 기술하고자 한다.

종래의 CNG 차량의 가스시스템은, 개략적으로 다수개의 가스탱크의 가스 분출구는 고압 파이프와 각각 연통되게 연결되어 있고, 상기 고압 파이프는 저압 파이프에 의해 압력 조절기와 연결되고, 저압 파이프 소정위치에는 복수개의 릴리프 밸브가 장착되며, 상기 압력 조절기는 고무 파이프에 의해 엔진의 혼합기와 연통되게 연결되어 엔진에 연료가스를 공급하므로서 엔진을 작동시키도록 구성되어 있을뿐 가스탱크의 가스 분출구 및 가스 분출구와 고압 파이프를 연결하는 연결 파이프 상에는 별도의 가스누출 안전장치가 설치되어 있지 않다.

그러나, 상기와 같은 종래의 CNG 차량의 가스시스템은, 상기한 바와 같이 일반적인 LPG 차량의 가스시스템을 적용하고 있기 때문에, 고압에 의해 저장되는 CNG의 분출시 압력으로 인해 파이프 연결부위로 가스가 누출되므로서 대형 가스안전사고가 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 CNG차량의 가스 시스템에 있어서 가스탱크의 가스 분출구 및 고압 파이프와 가스 분출구를 연결하는 연결 파이프상에 별도의 가스안전장치를 설치하여 가스 분출시 가스의 압력에 따라 가스의 차단 및 복귀를 수동 자동으로 제어하므로서 가스압력으로 인한 가스누출 등과 같은 가스안전사고를 확실히 방지할 수 있는 압축천연가스 자동차의 가스시스템을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 압축천연가스 자동차의 가스시스템에 있어서, 배관절손 등에 의해 가스가 누출되는 것을 방지하기 위해 연결 파이프와 가스배출 파이프가 분지된 각각의 가스탱크의 가스 배출구에 설치되고, 내부에 설치된 러버의 상,하작동에 의해 압축천연가스를 자동차에 공급하는 엑세스 플로우 밸브와; 가스의 이상 고온·고압시 가스탱크로부터 가스를 차량의 외부로 자동배출하기 위해 상기 각각의 가스배출 파이프상에 설치되는 릴리프 밸브와; 긴급상황시 운전석에서 원격조작으로 가스를 차단 및 복귀시킬 수 있도록 전자제어유닛(ECU)과 연결되는 원격조종밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스시스템에 의해 달성될 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 가스시스템의 구조를 예시하는 개통도.

제2(a)도는 본 발명의 엑세스 플로우 밸브의 내부구성을 나타내는 단면도.

제2(b)도는 본 발명의 일렉트로닉 쇼트-오프 밸브의 내부구성을 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 가스탱크 11 : 가스배출 파이프

12 : 리턴 파이프 13 : 가스배출구

14 : 연결파이프 15 : 고압파이프

20 : 릴리프 플로우 밸브 21 : 엑세스 플로우 밸브

22 : 원격조종밸브 31,41 : 밸브 몸통부

32 : 연결튜브 33,43 : 러버

34,35 : 접점부 36,46,47 : 탄성 스프링

42 : 가스탱크 연결부 44 : 코일

45 : 가스통로 48 : 플런저

49 : 코어 50 : 엔진측 가스통로

이하, 본 발명에 따른 압축천연가스 자동차의 가스시스템의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 종래의 가스시스템과 동일한 부분은 기술하지 않았다.

제1도에는 본 발명에 따른 압축천연가스 자동차의 가스시스템의 바람직한 실시예의 구성이 도시되어 있다.

이에 따른 본 발명의 압축천연가스 자동차의 가스시스템은, 릴리프 밸브(20)(Relief valve), 엑세스 플로우 밸브(21)(Excess flow valve) 및 원격조정밸브(22)를 포함하는 구성이다.

상기 엑세스 플로우 밸브(21)는 고압 파이프(15)와 연통되게 연결되는 연결 파이프(14)와 리턴 파이프(12) 및 가스 배출구(13)와 연통되게 연결되는 가스배출 파이프(11)로 분지되는 복수의 가스탱크(10)의 각각의 가스 분출구(10a)에 각기 장착된다. 상기 엑세스 플로우 밸브(21)는 밸브체를 이루는 몸통과 상기 밸브체의 내부를 통하는 압축천연가스의 유량을 감지하는 센서를 일측에 부착하고 있는 형태이다.(자세한 내용은 제2(a)도에서 설명한다)

상기 릴리프 밸브(20)는 상기 각각의 가스배출 파이프(11)상에 각각 장착되어 가스배출 파이프(11)를 개폐하도록 설치되고 상기 원격조정밸브(22)는 상기 연결 파이프(14)상에 장착되어 상기 연결 파이프(14)를 개폐하도록 설치된다.

상기 원격조정밸브(22)는 일렉트로닉 숏트-오프 밸브(Electronic shut-off valve)를 사용하는 것이 바람직하며, 운전석에 설치된 개폐스위치(도시되지 않음)와 전기적으로 연결되어 전자제어유닛(ECU)에 의해서 원격조작되도록 설치되는 구성이라 말할 수 있다.

제2(a)도는 본 발명의 엑세스 플로우 밸브의 내부구성을 나타내는 단면도, 제2(b)도는 본 발명의 일렉트로닉 쇼트-오프 밸브의 내부구성을 나타내는 단면도이다.

제2(a)도에서 알 수 있듯이, 엑세스 플로우 밸브(21)는 밸브체를 형성하는 밸브 몸통부(31)의 내부에 배관절손 등에 의한 상태를 파악할 수 있는 연결튜브(32)를 형성하고 상기 연결튜브(32)에 밀착되는 러버(33), 상기 러버(33)와 밸브 몸통부(31)의 상측에 형성한 접점부(34)(35) 및 상기 러버(33)를 상,하로 작동시키는 탄성 스프링(35)으로 구성된다.

제2(b)도에서 알 수 있듯이, 원격조정밸브(22)로 사용되는 일렉트로닉 쇼트-오프 밸브는 밸브 몸통부(41)의 일측에 가스탱크 연결부(42)를 형성하고 상기 밸브 몸통부(41)의 상측부분에 코일(44)을 형성하며, 상기 일렉트로닉 쇼트-오프 밸브는 가스 통로(45)에 압축천연가스를 차단 및 공급하도록 하는 러버(43), 전자석의 원리에 의해 상,하로 작동하는 플런저(48), 상기 플런저(48)를 상,하로 작동시키는 탄성 스프링(46)(47), 전자석의 원리에 의해 전기가 통하면 플런저(48)를 상부로 끌어올리는 코어(49) 및 엔진측 가스통로(50) 등으로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 압축천연가스 자동차의 작용을 설명하면 다음과 같다.

만약 CNG 차량의 가스시스템이 정상가동중 배관의 절손(또는 파손) 등에 의해 가스가 누출된다면, 가스탱크(10)로부터 분출되는 가스의 흐름은 정상시보다 증가하게 되며, 상기와 같이 가스의 흐름이 증가하면 상기 엑세스 플로우 밸브(21)는 이를 감지하여 가스 분출구(10a)를 차단하므로 가스의 누출을 방지한다. 상기 엑세스 플로우 밸브(21)의 작동원리는, 배관의 파손에 의해 과류가 발생되면 러버(33)가 탄성 스프링(36)의 힘을 이기고 접점끼리 서로 달라붙게 되고, 상기 엔진측 통로에 설치된 일렉트로닉 쇼트-오프 밸브를 차단하게 된다.

만약 상기와 같은 배관의 파손에 따른 가스누출이 발생되지 않아 상기 엑세스 플로우 밸브(21)가 가스 분출구(10a)를 개방하여 가스탱크(10)로부터 가스가 분출되고 있으나 이상 고온·고압에 의해 가스의 압력이 이상치를 초과하게 된다면 상기 릴리프 밸브(20)는 상기 가스배출 파이프(11)를 개방시키므로 고압의 가스를 가스 배출구(13)를 통하여 차량의 외부로 배출한다.

또한, 만약 배관의 파손이나 가스의 이상고온·고압이 발생됨이 없이 정상적으로 가스시스템이 가동되고 있지만 차량의 주행도중에 운전자가 판단되는 긴급상황이 발생되었을때 운전자는 운전석에 설치되어 있는 개폐스위치를 조작하여 상기 원격조정밸브(22)를 작동시켜 상기 연결 파이프(14)를 차단시키므로 가스를 차단시킬 수 있는 것이다. 상기 원격조정밸브(22)로 사용되는 일렉트로닉 쇼트-오프 밸브의 작동원리는, 미작동시는 상부에 설치된 탄성 스프링(46)의 누르는 힘에 의해 밸브 몸통부(41)의 가스 통로(45)에 설치된 러버(43)가 엔진측 통로와 가스탱크 연결부(42)의 통로를 차단하게 되며, 작동시는 전기가 흐르게 되면 밸브 몸통부(41)의 상측부분에 형성된 코일(44)에 의해 플런저(48)가 전자석 원리에 의해 상부에 설치된 탄성 스프링(46)의 힘을 이기고 러버(43)가 코어(49)에 밀착하면서 러버(43)가 상부로 이동하여 가스탱크(10)의 압축천연가스가 가스 통로(45)를 통한 후 엔진측 가스통로(50)에 의해 엔진으로 압축천연가스를 공급할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축천연가스 자동차의 가스시스템은 차량의 운행중 가스의 압력이나 외부조건 및 충격에 의해 배관이 절손되거나 가스의 이상 고온·고압이 발생되었을때 가스탱크(10)로 부터의 가스분출을 자동적으로 차단하고 분출된 가스는 차량의 외부로 배출시켜 가스누출에 의한 가스안전사고를 확실히 방지할 수 있음은 물론 차량이 주행되는 동안에 운전자의 판단에 따라 간단한 스위치 조작만으로 가스분출을 확실히 차단시켜 압축천연가스 자동차의 가스안전사고를 확실히 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims

압축천연가스 자동차의 가스시스템에 있어서, 배관절손 등에 의해 가스가 누출되는 것을 방지하기 위해 연결 파이프와 가스배출 파이프가 분지된 각각의 가스탱크의 가스 배출구에 설치되고, 내부에 설치된 러버의 상,하작동에 의해 압축천연가스를 자동차에 공급하는 엑세스 플로우 밸브와; 가스의 이상 고온·고압시 가스탱크로부터 가스를 차량의 외부로 자동배출하기 위해 상기 각각의 가스배출 파이프상에 설치되는 릴리프 밸브와; 긴급상황시 운전석에서 원격조작으로 가스를 차단 및 복귀시킬 수 있도록 전자제어유닛(ECU)과 연결되는 원격조종밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스시스템.
제1항에 있어서, 상기 원격조정밸브(22)는 일렉트로닉 숏트-오프 밸브이며, 운전석에 설치된 개폐스위치와 전기적으로 연결되어 원격조정되는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스시스템.