KR100412552B1 - 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 부압만을 이용하여 연료탱크내에 저장된 연료를 연소실로 공급할 수 있도록 된 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치에 관한 것으로, 연료주입구와, 엔진 연소실로 연료를 공급하는 연료공급관이 구비된 연료탱크에 있어서, 상기 주입구가 설치되는 좌측벽면의 반대측으로서 연료탱크의 우측벽면에 수평상으로 고정 설치되는 실린더와; 상기 연료탱크의 내주면에 기밀하게 당접되는 시일링을 구비한 채 좌,우로 슬라이딩 가능하도록 장착되어 연료탱크내의 연료를 가압 이송시키는 가동판과; 상기 실린더의 내주면에 기밀하게 당접되는 피스톤링을 구비한 채 좌,우로 슬라이딩 가능하게 장착되는 피스톤판과; 상기 연료탱크의 우측벽면을 슬라이딩 가능하게 관통한 채 양단이 연료탱크의 가동판과 실린더의 피스톤판에 고정 부착되는 피스톤로드와; 일단은 상기 연료탱크의 우측벽면에 근접 연결되고 타단은 엔진의 부압발생부에 연결되어 상기 실린더에 부압을 발생시켜서 피스톤판을 연료탱크쪽으로 슬라이딩 작동시키는 엔진부압호스로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치{Fuel supply device}

본 발명은 엔진의 부압만을 이용하여 연료탱크내에 저장된 연료를 연소실로 공급할 수 있도록 된 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 모든 차량의 연료탱크는 형상이 복잡할 뿐 아니라 연료펌프, 연료게이지, 경고등 등의 장치는 장착되어 있는 반면에, 잔류 연료의 급격한 거동에 저항을 줄 수 있는 장치가 구비되어 있지 아니할 뿐 아니라 잔류 연료내 발생될 수 있는 잠열 및 정전기 억제 장치가 구비되어 있지 않다.

상기와 같은 종래 기술의 연료탱크는 별도의 연료펌프를 장착하여야 하고 연료게이지 및 경고등의 구조가 복잡하기 때문에 연료탱크의 제작비가 비싸지고, 특히 주행조건에 따라 잔류 연료표시가 변화하고 또 탱크내 연료의 급격한 거동이 발생되어 연료의 정량적 계측표시가 불가능할 뿐 아니라 탱크내 연료의 급격한 거동으로 인해 연료내 잠열 및 정전기가 발생될 때 이를 억제하지 못하게 되기 때문에 폭발 사고가 늘 잠재하고 있다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타날 수 있는 제반 문제점을 일소하기 위한 것으로, 주행 조건에 관계없이 잔류 연료의 정량적 계측을 가능하게 하고, 또한 잔류 연료의 급격한 거동에 저항을 줄 수 있으며, 나아가 잔류 연료내 잠열 및 정전기가 발생되지 않는 연료공급장치를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

연료주입구와, 엔진 연소실로 연료를 공급하는 연료공급관이 구비된 연료탱크에 있어서,

상기 주입구가 설치되는 좌측벽면의 반대측으로서 연료탱크의 우측벽면에 수평상으로 고정 설치되는 실린더와;

상기 연료탱크의 내주면에 기밀하게 당접되는 시일링을 구비한 채 좌,우로 슬라이딩 가능하도록 장착되어 연료탱크내의 연료를 가압 이송시키는 가동판과;

상기 실린더의 내주면에 기밀하게 당접되는 피스톤링을 구비한 채 좌,우로 슬라이딩 가능하게 장착되는 피스톤판과;

상기 연료탱크의 우측벽면을 슬라이딩 가능하게 관통한 채 양단이 연료탱크의 가동판과 실린더의 피스톤판에 고정 부착되는 피스톤로드와;

일단은 상기 연료탱크의 우측벽면에 근접 연결되고 타단은 엔진의 부압발생부에 연결되어 상기 실린더에 부압을 발생시켜서 피스톤판을 연료탱크쪽으로 슬라이딩 작동시키는 엔진부압호스;

로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 연료탱크의 좌측상단에 연결된 주입구에 힌지핀으로 회전가능하게 부착되어 주입되는 연료의 위치에너지가 작용되면 개방되는 한편 연료의 위치에너지가 작용되지 않을시에는 폐쇄작동을 하는 뚜껑을 장착한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 연료탱크는 내,외부 직육면체의 구조를 가지며, 좌측벽면에 근접한 내주면에 피스톤판의 이동을 제어하는 스토퍼를 장착한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 피스톤로드의 상단에는 축 길이방향으로 길게 저항선을 부착한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 연료탱크의 우측벽면에 고정 설치되어 피스톤로드를 기밀하게 감싸주는 로드시일부재를 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 연표탱크의 우측벽면과 피스톤판 각각에 고정 설치된 채 저항선에 접촉되며, 계기판의 연료계단자에 전기적으로 연결되는 고정접점과 가동접점을 구비한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 엔진부압호스에 장설되며, 실린더에 엔진부압이 일정한 부하 이상으로 걸리지 않도록 제어하는 레규레이터 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 선형 연료공급장치의 사시도.

도 2 및 도 3은 본 발명의 작동상태 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료탱크 2 : 연료주입구

3 : 연료공급관 4 : 가동판

5 : 실린더 6 : 엔진부압호스

7 : 스토퍼 11 : 좌측벽면

12 : 우측벽면 21 : 힌지

22 : 뚜껑 41 : 시일링

51 : 피스톤판 52 : 피스톤링

53 : 피스톤로드 54 : 저항선

55 : 로드시일부재 56 : 고정접점

57 : 가동접점 61 : 레규레이터 밸브

62 : 개폐밸브

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 선형 연료공급장치의 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 작동상태 단면도를 도시한 것으로,

도면부호 1은 연료탱크를 나타내는 것으로, 상기 연료탱크(1)의 좌측벽면(11)의 상단에는 연료주입구(2)가 연결되는 한편, 연료공급관(3)은 좌측벽면(11)에 인접한 저부에 연결되어 있다.

상기 연료탱크(1)는 내·외부 전체가 직육면체의 구조로 형성되어 내부에는 사각형의 가동판(4)이 슬라이딩 가능하게 장설된다.

상기 가동판(4)의 주연에는 단면이 반달형으로 된 시일링(41)이 부착되어 연료탱크(1)에 주입된 연료가 가동판(4)의 이면측으로 누설되는 현상없이 상기 좌측벽면(11)쪽으로 이동하는 가동판(4)의 가압작동에 의하여 연료공급관(3)으로 압송될 수 있도록 구성되어 있다.

또한 상기 연료주입구(2)의 주입단에는 힌지(21)에 의해 회전가능하게 뚜껑(22)이 부착되어 있으며, 상기 뚜껑(22)은 연료주입구(2)로부터 연료가 주입될 때 주입되는 연료의 위치에너지에 의하여 개방되는 한편, 연료의 위치에너지가 작용되지 않을때에는 자동을 폐쇄되도록 구성되어 연료의 주입은 원활하게 이루어질 수 있으면서 연료탱크(1)에 주입 저장된 연료가 역류되는 것은 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

예를 들어, 상기 뚜껑(22)을 회전가능하게 부착시키는 힌지(21)에 토션스프링(도시 생략)을 장치하면 상기와 같은 작용을 기대할 수 있는 것이다.

상기 연료탱크(1)의 우측벽면(12)의 중앙에는 직육면체상으로 형성된 실린더(5)가 수평상으로 고정 설치되어 있으며, 상기 실린더(5)의 내부에는 좌,우로 왕복이동이 가능하게 피스톤판(51)이 장착되어 있다.

상기 피스톤판(51)의 주연에는 기밀을 유지하면서 피스톤판(51)의 좌,우 왕복이동을 가능하게 하는 피스톤링(52)이 부착되어 있으며, 상기 피스톤링(52)은 실린더(5) 내주면과의 기밀을 유지할 수 있는 고무계 재질로서 단면은 반달형으로 구성되어 있다.

상기 연료탱크(1)의 가동판(4)과 실린더(5)의 피스톤판(51)은피스톤로드(53)에 의하여 연결되는데, 상기 피스톤로드(53)는 우측벽면(12)을 관통하고 있으며, 그 상단에는 축 방향으로 길게 저항선(54)이 표출되게 설치되어 있다.

상기 피스톤로드(53)가 관통하는 우측벽면(12)에는 피스톤로드(53)의 외주를 기밀이 유지되게 감싸면서 피스톤로드(53)의 왕복이동을 허용하는 로드시일부재(55)가 설치되어 있으며, 또 상기 우측벽면(12)과 피스톤판(51) 각각에는 피스톤로드(53)의 상단에 설치된 저항선(54)과 전기적으로 접촉하는 고정접점(56)과 가동접점(57)이 설치되어 있는데, 상기한 고정접점(56)과 가동접점(57)은 계기판의 연료계단자(도시 생략)에 전기적으로 연결됨과 동시 상기 피스톤판(51)과 우측벽면(12)과의 거리변화에 따른 저항치 신호를 ECU에 보낼 수 있도록 구성되어 있으며, 이와 같이 고정접점과 가동접점의 신호를 받은 ECU는 저항치를 연산하여 연료의 연료계에 연료의 저장량을 정확히 표시하도록 구성되어 있다.

상기 실린더(5)의 선단 즉, 연료탱크(1)의 우측벽면(12)에 근접한 부분에는 엔진부압호스(6)의 일단이 연결되며, 또 상기 엔진부압호스(6)의 타단 엔진의 부압발생부위에 연결되어 엔진에서 발생된 부압이 실린더(5)에 작용하여 그 내부에 진공현상이 나타나게 하여 피스톤판(51)이 실린더(5) 내부의 체적을 축소시키면서 연료탱크(1)쪽으로 이동하도록 구성되어 있으며, 이에 따라 피스톤로드(53)가 가동판(4)을 밀어내어 연료탱크(1)에 저장된 잔류 연료를 일정압으로 가압하므로서 연료공급관(3)은 연료펌프없이도 연료를 엔진연소실로 연료를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.상기 설명되는 엔진부압은 엔진 구동시 연소실 내의 피스톤이 상하 왕복운동함에 따라 흡기계를 통해 공기가 연소실로 공급될때 흡기계 내에 발생되는 부압을 말하는 것이며, 이러한 엔진부압은 흡기계, 즉, 흡기매니폴드, 서지탱크등에서 발생하게되며, 상기 설명된 엔진부압호스(6)의 일측을 상기 흡기계에 연결하므로서 엔진부압이 엔진부압호스(6)를 통해 실린더(5)에 작용하도록 할 수 있게되는 것이며, 상기와같은 엔진부압은 엔진기관에서 널리 알려진 사항이므로 추가적인 상세설명을 생략하기로 한다.

상기 엔진부압호스(6)에는 엔진부압이 일정 부하 이상으로 걸리지 않고 항시 일정압이 유지되게 하는 레규레이터밸브(61)가 장착되어 있으며, 또한 상기 엔진부압호스(6)상에는 엔진이 구동일 때에는 온(on)동작되고 엔진이 정지되면 오프(off)동작되는 개폐밸브(62)가 장설되어 있다.

상기 개폐밸브(62)는 계기판내에 설치된 작동스위치(도시 생략)에 의하여 수동으로 작동시킬 수 있게 설치되거나 또는 엔진 시동시 자동으로 온작동되고 엔진이 정지하면 자동으로 오프작동되게 구성될 수 있는데, 상기 개폐밸브(62)는 자동을 온/오프될 수 있도록 구성하는 것이 바람직한 구성이다.

한편, 상기 연료탱크(1)의 좌측벽면(11)에 근접한 내부에는 스토퍼(7)를 돌출되게 설치하여 가동판(4)이 좌측벽면(11)으로 과다하게 이동하지 못하게 하여 뚜껑(22)을 안전하게 보호할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

엔진 시동을 끈 상태에서 연료주입구(2)로 연료를 주입할 때에는 엔진부압호스(6)의 개폐밸브(62)도 오프된 상태이므로 실린더(5)에는 엔진부압이 작용되지 않는 상태가 되며, 이와 같은 상태에서 연료주입구(2)로 연료를 주입하게 되면 주입되는 연료의 위치에너지에 의하여 뚜껑(22)이 개방되므로 연료의 주입이 원활해지게 된다.

상기와 같이 연료탱크(1)에 연료를 주입하게 되면 주입되는 연료의 압력이 가동판(4)에 작용하게 되는데, 이때에는 앞에서 언급한 바와 같이 엔진부압호스(6)상에 장설된 개폐밸브(62)가 오프(off)된 상태이기 때문에 실린더(5)에는 엔진부압이 작용하지 않는 상태가 되어 가동판(4)은 주입되는 연료압에 의하여 피스톤판(51)을 도면상 우측으로 밀어내면서 우측벽면(12)쪽으로 이동하게 되므로 연료탱크(1)는 체적이 점차로 증대되어 설정량의 연료를 주입할 수 있게 된다.(도 2 참조)

상기와 같이 연료탱크(1)에 연료를 주입한 후 엔진 시동을 켜면 엔진부압호스(6)의 개폐밸브(62)가 온(on)되어 엔진부압이 실린더(5)에 작용하게 되므로 이에 따라 실린더(5)에 엔진부압이 작용하게 되며, 이에 따라 실린더(5) 내부는 진공상태가 되므로 피스톤판(51)은 도 3의 도시와 같이 실린더(5) 내부의 체적을 축소시키면서 연료탱크(1)쪽으로 이동하게 됨과 동시 피스톤로드(53)를 도면상 좌측으로 밀어주게 된다. 따라서 가동판(4)이 연료탱크(1)내의 연료를 가압하게 되므로 연료는 연료공급관(3)으로 원활하게 공급되는 것이며, 또한 엔진부압호스(6)에 장설된 레규레이터밸브(61)는 실린더(5) 내부에 엔진부압이 과다하게 걸리는 것을 방지하고 있으므로서 연료탱크(1)의 연료는 항시 일정압으로 가압되는 상태하에서 연소실로 공급되는 것이다.

한편, 상기와 같이 엔진부압에 의하여 실린더(5) 내부의 체적을 축소시키면서 가동판(4)을 밀어주는 피스톤로드(53)가 연료탱크(1)쪽으로 이동함에 따라 저항선(54)에 접속되어 있는 고정접점(56)과 가동접점(57)간의 거리가 잠차로 가까워지게 되어 저항치가 변화하게 되며, 이렇게 변하는 저항치의 신호는 ECU에 보내어진 다음 연료게이지에 잔류 연료량이 표시되어 나타나게 되며, 또한 연료가 줄어들게됨에 따라 가동판(4)이 연료를 가압하면서 좌측벽면(11)으로 이동하게 되므로 연료의 유면은 그대로 유지되면서 연료탱크(1)의 체적만 축소하게 되므로 잔류 연료의 급격한 거동이 발생되지 않게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 엔진시동시 엔진에서 발생되는 부압을 이용하여 실린더의 피스톤판을 진공작동시키는 수단으로 연료탱크의 가동판이 잔류 연료를 일정한 압력으로 가압토록 하여 연료를 연료공급관으로 공급할 수 있으므로 종래와 같이 고가의 연료펌프를 장착하지 않고도 연료를 원활하게 공급할 수 있는 효과가 있으며, 또한 연료의 소모량에 따라 연료탱크의 연료저장실 체적이 축소될 뿐 유면은 변화하지 않게 되어 연료의 급격한 거동이 발생되지 않고 이에 따라 연료 내 잠열 및 정전기의 발생이 억제되는 효과가 있어 연료탱크의 폭발사고를 방지할 수 있는 이점을 제공하며, 나아가 피스톤로드의 저항선에 접속되는 고정접점과 가동접점간의 거리가 점차로 변화에 따른 저항치를 전기적 신호로 하여 잔류 연료량을 계측할 수 있도록 하므로서 잔류 연료의 정량적 계측을 가능하게 하는 등의 이점을 제공할 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 연료주입구와, 엔진 연소실로 연료를 공급하는 연료공급관이 구비된 연료탱크에 있어서,

   상기 주입구가 설치되는 좌측벽면의 반대측으로서 연료탱크의 우측벽면에 수평상으로 고정 설치되는 실린더와;

   상기 연료탱크의 내주면에 기밀하게 당접되는 시일링을 구비한 채 좌,우로 슬라이딩 가능하도록 장착되어 연료탱크내의 연료를 가압 이송시키는 가동판과;

   상기 실린더의 내주면에 기밀하게 당접되는 피스톤링을 구비한 채 좌,우로 슬라이딩 가능하게 장착되는 피스톤판과;

   상기 연료탱크의 우측벽면을 슬라이딩 가능하게 관통한 채 양단이 연료탱크의 가동판과 실린더의 피스톤판에 고정 부착되는 피스톤로드와;

   일단은 상기 연료탱크의 우측벽면에 근접 연결되고 타단은 엔진의 부압발생부에 연결되어 상기 실린더에 부압을 발생시켜서 피스톤판을 연료탱크쪽으로 슬라이딩 작동시키는 엔진부압호스;

   로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료탱크의 좌측상단에 연결된 주입구에 힌지핀으로 회전가능하게 부착되어 주입되는 연료의 위치에너지가 작용되면 개방되는 한편 연료의 위치에너지가 작용되지 않을시에는 폐쇄작동을 하는 뚜껑을 장착한 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료탱크는 내,외부 직육면체의 구조를 가지며, 좌측벽면에 근접한 내주면에 피스톤판의 이동을 제어하는 스토퍼를 장착한 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤로드의 상단에는 축 길이방향으로 길게 저항선을 부착한 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료탱크의 우측벽면에 고정 설치되어 피스톤로드를 기밀하게 감싸주는 로드시일부재를 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 연표탱크의 우측벽면과 피스톤판 각각에 고정 설치된 채 저항선에 접촉되며, 계기판의 연료계단자에 전기적으로 연결되는 고정접점과 가동접점을 구비한 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 연료공급장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 엔진부압호스에 장설되며, 실린더에 엔진부압이 일정한 부하 이상으로 걸리지 않도록 제어하는 레규레이터 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 엔진 부압을 이용한 선형 연료공급장치.