KR100362883B1 - 자동차 엘. 피. 지의 연료 과도 누출 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 LPG 연료 공급장치에 있어서 공급라인의 파손시 LPG의 과도 누출방지구조에 관한 것으로, 액상의 충전된 LPG와 그로부터 기화된 기상의 LPG를 저장하는 탱크에 연결되어 기화기로 LPG를 공급하도록 된 액상의 LPG 공급라인과 기상의 LPG 공급라인을 포함하며, 각각의 공급라인들에는 유사시에 LPG의 흐름을 긴급 차단하도록 차단밸브가 제공되고, 또 상기 액상과 기상의 LPG 공급라인들을 기화기에 연결된 단일의 공급라인에 선택적으로 연통시켜 LPG를 공급하도록 하는 절환밸브가 각각 제공된 것에 있어서, 상기 기상의 LPG 연료 공급 절환용 절환밸브(58)는 인입구가 기상의 LPG 공급라인(53)에 연결되고 절환밸브 내부에 형성된 통로(63)는 액상의 LPG 공급라인(52)과 함께 기화기측에 연결된 출구측에 연통되어, 예를 들어 기상 공급라인이 파손되면 절환밸브(57)를 통하여 기화기측으로 공급되는 상대적으로 높은 압력의 액상 LPG가 통로(63)를 통해 플런저(64)의 상측에 작용하여 플런저가 개방되지 않게 하므로 액상의 LPG가 통로를 통해 인입구측으로 역류하지 않게 하여 누출이 방지되어 폭발사고의 위험이 제거되게 한 것이다.

Description

자동차 엘. 피. 지의 연료 과도 누출 방지구조{Prevent structure for fuel leakage an automobile LPG}

본 발명은 액화석유가스(이하 LPG라 함)를 연료로 하는 자동차에 있어서, 자동차 트렁크측에 장착되는 LPG 탱크로부터 액체상태의 LPG 공급라인과 기체상태의 LPG 공급라인을 겸비하여 자동차 기화기에 LPG 연료를 공급하도록 된 자동차의 LPG 연료공급장치에서 기체 또는 액체 상태의 LPG 공급라인이 파손되는 경우 액체 또는 기체 상태의 LPG가 파손된 공급라인으로 흐르지 않게 차단함으로써 가스누출로 인한 폭발사고가 미연에 방지되도록 개선된 LPG 연료의 과도 누출방지구조에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 자동차는 액상의 가솔린을 기화기에서 무화시켜 엔진 실린더로 공급하여 연소시킴으로써 구동력을 얻고 있으나, 최근에는 액상 가솔린의 균일한 무화에 따른 기술적인 어려움을 해소하고 매장량이 석유보다 많으며 정제에 따른 생산비용이 저렴하고 가솔린 보다 값이 상당히 저렴하여 운전자의 연료비 부담을 경감시킬 수 있는 LPG를 연료로 사용하는 자동차가 증가되고 있다.

도 1은 종래의 LPG 연료 자동차의 LPG 공급구조를 개략적으로 도시한 것으로서, 도면의 간략화를 위하여 탱크로부터 기화기까지의 LPG 공급라인 구조만을 도시하였다.

도면에 도시된 바와 같이 탱크(1)에 충전된 LPG는 액상과 그로부터 기화된 기상으로 저장되므로 액상의 LPG 공급라인(2)과 기상의 LPG 공급라인(3)이 구비되어 있으며, 각각의 공급라인(2,3)에는 LPG의 흐름을 긴급 차단하는 차단밸브(4,5)가 제공되어 있고, 공급라인(2,3)들은 기화기(6)에 연결된 단일의 공급라인(7)에 연결되는데, 각 공급라인(2,3)의 단부측에는 공급라인(7)에 선택적으로 연통시켜 주는 절환밸브(8,9)가 제공되어 있다.

상기 차단밸브(4,5)와 절환밸브(8,9)는 통상 솔레노이드 밸브이며, 이들 각각의 밸브구조는 동일하므로 예로써 기상 LPG 공급라인(3)에 제공된 절환밸브(9)에 대하여 설명하기로 한다.

절환밸브(9)는 LPG 공급라인에 연통된 인입구(10)와, 이 인입구 연통된 내부의 중공부로 부터 상단으로 형성된 통로(12) 및 기화기에 연결된 공급라인(7)에 연통되게 상단까지 배출구(11)가 형성된 바디(13)와, 그 상부에 승강되게 내장된 플런저(14)를 구비한 솔레노이드(15)가 장착되어 있다.

상기 솔레노이드에는 플런저(14)에 인접하여 코일(16)이 매설되어 있고, 플런저의 상면측에는 스프링(17)이 장착되어 플런저를 닫히는 방향, 즉 하강시키는 방향으로 탄성력이 작용되며, 코일(16)에 전류가 흐르면 플런저를 닫히는 방향으로 작용하는 스프링(17)에 대항하는 방향으로 발생되는 전자기력에 의해 플런저(14)가 상승되므로 상기 통로(12)와 배출구(11)가 연통되고, 전류가 차단되면 전자기력이 제거되므로 스프링(17)에 의해 플런저(14)가 원위치로 하강 복귀되어 통로(12)와 배출구(11)를 차단시켜 주므로 기화기의 공급라인(7)으로 LPG를 선택적으로 공급 또는 차단할 수 있게 되어 있다.

또한, 바디(13)의 중공부에는 LPG에 포함된 이물질이 실린더로 인입되는 것을 방지하는 필터(18)가 장착되어 있으며, 플런저(14)의 상부에는 측방으로 구멍(19)이 형성되어 있고, 이 구멍은 통로(12)와 연통하게 된다.

또한, 플런저(14)의 상부와 스토퍼(20) 사이에는 챔버(21)가 형성되어 배출구(11)측과 연통되어 솔레노이드(15)가 작동하지 않을 때는 스프링(17)과 기체 상태의 LPG의 압력이 플런저를 하강시키는 방향으로 함께 작용하여 통로(12)와 배출구(11)를 폐쇄시키며, 솔레노이드(15)가 작동하면 플런저(14)가 상승되어 통로(12)와 배출구(11)를 연통되게 하므로 기체상태의 LPG가 기화기(6)로 공급된다.

이러한 구조의 자동차 LPG 연료 공급장치는 자동차의 운행중에 예를 들어 공급라인(3)에 파손이 생겨 기상의 LPG가 누출되는 경우에는 도시되어 있지 않지만 공급라인(3)에서의 급격한 압력강하가 압력센서에 감지되면 통상적인 제어방법에 의해 차단밸브(4)(5)들이 모두 닫히게 되지만, 공급라인(2)의 내부에 있는 액상의 LPG의 압력이 1.5㎏/㎠ 이상인 경우에는 압력이 강하된 공급라인(3)측의 압력보다 크기 때문에 그 압력에 의해 절환밸브(9)의 플런저(14)가 상향되므로 통로(12)와 배출구(11)가 연통되어 상대적으로 고압인 액상의 LPG가 공급라인(3)으로 역류되어 파손된 부분을 통해 과도하게 누출됨에 따라 폭발사고의 위험이 있다.

이에 대하여 스프링(17)의 작용압력을 더욱 크게 하면 LPG의 압력에 의해 플런저(14)가 개방되는 문제는 해결할 수 있으나, 이 경우에는 밸브가 매우 크게 제작되어야 하므로 비용의 증가를 초래할 뿐만 아니라 협소한 장착공간으로 인하여 밸브의 크기가 제한을 받기 때문에 플런저에 작용하는 스프링의 압력 증가에 의한 문제해결에 어려움이 있다.

한편, 상기에서는 기상의 LPG 공급라인의 파손의 경우를 예로 하여 설명하였으나, 액상의 LPG 공급라인이 파손되는 경우에도 마찬가지로 액상의 LPG 공급라인내의 압력이 저하되므로 상대적으로 큰 기상의 LPG 압력에 의해 전술한 바와 같이 절환밸브(8)의 플런저가 개방되기 때문에 기상의 LPG가 액상의 공급라인으로 역류되어 누출이 야기됨에 따라 폭발사고의 위험이 있다.

본 발명은 상술한 종래 LPG 연료 공급장치에서의 공급라인 파손시 LPG의 누출에 따른 폭발사고의 위험을 해소하기 위한 것으로서, 기존의 LPG 연료 공급장치의 구조를 크게 변경시키지 않고 LPG 공급라인의 파손시 LPG의 흐름이 역류되지 않게 간단히 제어하여 주므로, 주행중 LPG 연료 공급라인이 파손되어도 안전하도록 개선된 LPG 연료의 과도한 누출방지구조를 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 종래 LPG 자동차의 개략적인 LPG 공급라인 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LPG 공급라인 구성도.

도 3은 도 2의 요부 발췌 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

52 : 액상의 LPG 공급라인 53 : 기상의 LPG 공급라인

57,58 : 절환밸브 59 : 인입구

60 : 출구 61 : 바디

63 : 통로 64 : 플런저

66 : 솔레노이드 68 : 구멍

70 : 스프링

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 LPG 연료의 과도한 누출방지구조는 액상으로 충전된 LPG와 그로부터 기화된 기상의 LPG를 저장하는 탱크와 이 탱크에 연결되어 기화기로 LPG를 공급하도록 된 액상의 LPG 공급라인 및 기상의 LPG 공급라인들과 각각의 공급라인들에는 유사시에 LPG의 흐름을 긴급 차단하도록 제공된 차단밸브와 상기 액상과 기상의 LPG 공급라인들을 기화기에 연결된 단일의 공급라인에 선택적으로 연통시켜 LPG를 공급하도록 제공된 절환밸브를 구비하여 되며, 상기 기상의 LPG 공급라인에 제공된 절환밸브는 그 인입구측은 기상의 LPG 공급라인에 연통되고 출구측은 액상의 LPG 공급라인에 연통되며, 상기 출구측에 연통된 통로가 절환밸브 바디 내부에 형성되고 그 상단과 인입구는 솔레노이드에의 통전시 상승되는 플런저에 의해 개방되도록 폐쇄되어 있고 상기 플런저의 상측에 형성되는 챔버는 출구측과 연통되어 기상의 LPG 공급라인이 파손되면 개방된 액상의 LPG 공급용 절환밸브를 통해 기상의 LPG 공급용 절환밸브의 챔버측으로 유입되는 상대적으로 기상의 LPG보다 압력이 높게 되는 액상의 LPG가 스프링과 함께 플런저의 상단에 작용하여 솔레노이드에 의해 작동되지 않는 한 플런저가 상승되지 않게 함으로써 액상 LPG의 누출이 방지되도록 구성된 것이다.

또한, 본 발명에 따라 상기 액상의 LPG 공급라인에 제공된 절환밸브도 기상의 LPG 공급라인에 제공된 절환밸브와 같은 구성으로 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 3은 본 발명의 실시예에 따른 LPG의 과도한 누출방지구조를 채용한 LPG 연료 공급구조를 보인 것이다.

탱크(51)에는 액상의 LPG와 그로부터 기화된 기상의 LPG가 저장되는데, 예를 들어 외기의 온도가 높은 경우에는 액상의 LPG가 기화하여 기체상태로 되어 기상의 LPG 압력이 증가되므로 이때는 기상의 LPG가 공급되고 외기 온도가 낮은 경우에는 기상의 LPG의 압력이 낮으므로 이 경우에는 액상의 LPG가 공급된다.

따라서, 액상과 기상의 LPG 연료를 선택적으로 기화기(50)로 공급하기 위하여 탱크(51)와 기화기(50) 사이에는 액상의 LPG 공급라인(52)과 기상의 LPG 공급라인(53)이 제공된다.

각각의 공급라인(52, 53)들에는 유사시에 LPG의 흐름을 긴급 차단하는 차단밸브(54, 55)가 제공되어 있고, 또한 상기 액상 및 기상의 LPG 공급라인들을 기화기에 연결된 단일의 공급라인(56)에 선택적으로 연통시켜 액상 또는 기상의 LPG를 공급하는 절환밸브(57, 58)가 각각 제공된다.

상기 절환밸브(57, 58)들 각각은 인입구(59)와 출구(60)가 구비되어 있는데, 이들 절환밸브의 출구(60) 내단은 각각의 바디(61) 내부에서 필터(62)를 통해 통로(63)에 연통되는 한편, 이 통로(63)와 인입구(59)의 상단은 승강되는 플런저(64)의 작동에 따라 각각 선택적으로 연통된다.

즉, 절환밸브(57, 58)들의 각 상부 내에는 중앙에 형성된 홀에서 승강되게 설치된 플런저(64)와, 상기 홀의 외측 벽에 코일(65)이 매설된 솔레노이드(66)가 제공되어 코일(65)에 전류가 흐르면 자기력에 의해 플런저(64)가 상승되므로, 통로(63)와 인입구(59)를 연통시키게 된다.

이러한 플런저의 상승은 홀의 상단에 제공된 스토퍼(67)에 의해 제한된다.

따라서, 기상의 LPG 연료 공급라인(53)이 파손되어 LPG가 누출되는 경우에는 통상적인 제어방법에 따라 차단밸브(54)(55)와 절환밸브(57)(58)들 모두가 닫히게 되지만 공급라인(53) 내의 가스는 누출되기 때문에 이 공급라인 내의 압력이 강하되며, 이렇게 되면 액상 LPG 공급 절환밸브(57)내에 있는 액상 LPG는 상대적으로 압력이 높게 되므로 절환밸브(58)의 바디(61)내로 유입되어 통로(63)를 거쳐 상승하게 되는데, 이때 하강되어 통로(63)와 인입구(59)의 상단을 차단하고 있는 플런저(64)의 일측과 이 플런저가 설치되어 있는 홀의 벽 사이의 틈새가 통로(63)의 상단과 연통되어 있으므로 이를 통해 액상 LPG가 상승되어 플런저(64) 상측의 구멍(68)을 통해 스토퍼(67)와 플런저 상단 사이의 챔버(69)에 유입되어 플런저를 하측으로 누르는 압력으로 작용하므로 플런저는 닫히 상태를 유지하게 된다.

이렇게 되면, 절환밸브(58)의 통로(63)와 인입구(59)가 차단되어 액상의 LPG가 기상 LPG의 공급라인(53)으로 흐르지 않게 되므로 과도한 누출이 방지된다.

그리고, 반대로 절환밸브(57)가 닫히고 절환밸브(58)가 개방되어 이 절환밸브의 출구(60)를 통해 기화기(50)측으로 공급되는 기상의 LPG중 일부가 절환밸브(57) 내로 유입되는 경우에는, 상기의 공급라인(53)이 파손되었을 때 절환밸브(58)내로 유입된 액상의 LPG가 플런저에 작용하는 경우와 같이 절환밸브(57)의 통로(63)를 거쳐 챔버(69)내로 상승 유입되는 기상의 LPG 압력이 플런저(64) 상측의 구멍(68)을 통해 스토퍼(67)와 플런저 상단 사이의 챔버(69)에 유입되어 스프링(70)과 함께 작용하여 절환밸브(57)의 하강되어 있는 플런저(64)를 하측으로 누르기 때문에 이들이 함께 작용하는 압력이 절환밸브(57)측으로 유입되려는 액상의 LPG 압력보다 크게되어 솔레노이드(66)가 작동되어 플런저를 상승시켜 주지 않는 한 하강된 플런저가 통로(63)와 인입구(59)를 폐쇄시켜 주고 있는 상태가 견고하게 유지됨에 따라 액상의 LPG 공급라인(53)이 파손되는 경우에는 물론 파손되지 않은 정상시에도 기상의 LPG가 액상의 공급라인(52)측으로 역류되지 않게 된다.또한, 이러한 작용은 액상의 LPG가 정상적으로 공급될 때에는 절환밸브(58)에 동일하게 이루어져 액상의 LPG가 기상의 공급라인(53)측으로 역류되지 않게 된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 따른 누출방지구조에 의하면, 외기 등의 조건에 따라 선택적으로 액상 또는 기상의 LPG를 사용하도록 액상과 기상의 공급라인을 구비한 자동차의 LPG 연료 공급장치에 있어서, 액상 또는 기상의 LPG 공급라인들중 어느 하나가 파손되는 경우에 파손되지 않는 공급라인과 절환밸브를 통해 LPG가 계속 공급되더라도 그 압력은 파손된 측의 절환밸브 통로와 플런저 상측의 구멍을 통해 챔버로 유입되어 스프링과 함께 플런저 상면에 작용하게 되므로 솔레노이드에 의해 플런저가 상승되지 않는 한 플런저가 통로와 인입구를 폐쇄하고 있는 상태가 견고하게 유지되기 때문에 파손되지 않은 공급라인측의 LPG가 파손된 LPG 공급라인으로 역류되어 누출되지 않게 됨으로써 LPG의 누출이 최소화되어 폭발사고의 위험이 방지됨과 동시에 LPG 연료 사용의 안정성을 증대시켜 준다.

Claims (1)

1. 액상의 LPG와 그로부터 기화된 기상의 LPG가 저장되는 탱크(51)에 연결되어 기화기(50)로 LPG를 공급하도록 된 액상의 LPG 공급라인(52)과 기상의 LPG 공급라인(53)을 포함하고, 각각의 공급라인들에는 유사시에 LPG의 흐름을 긴급 차단하도록 차단밸브(54, 55)가 제공되며, 상기 액상과 기상의 LPG 공급라인들을 기화기에 연결된 단일의 공급라인(56)에 선택적으로 연통시켜 LPG를 공급하도록 상기 공급라인(52, 53)들과 각각 연통되는 인입구(59)와 상기 공급라인(56)과 각각 연통되는 출구(60)가 구비되고 상측의 중앙에 형성된 홀에는 솔레노이드(66)와 스프링(70)에 의해 승강되며 상측에는 구멍(68)이 형성된 플런저(64)가 각각 설치되어 있는 절환밸브(57, 58)가 제공된 자동차의 LPG 연료 공급장치에 있어서,

   상기 출구(60)들의 각 내단은 절환밸브(57, 58)들의 각 바디(61) 내부에 형성된 통로(63)들의 하단과 연통되게 설치하고,

   상기 통로(63)들과 각 인입구(59)들의 상단은 각각 절환밸브(57, 58)들의 상측 중앙의 홀에 솔레노이드(66)와 스프링(70)에 의해 승강되게 설치된 플런저(64)가 상승되면 연통되고 하강되면 폐쇄되게 설치하여 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 LPG 연료 과도 누출방지구조.