KR100482847B1 - 엘피지 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템 및타르 자동 배출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 운전자에게 불필요하게 요구되는 정기적인 점검을 해소하고, 타르로 인한 베이퍼라이저의 비정상적인 작동을 방지하여 연소가 원활히 일어나도록 하므로써 최적의 운전 상태를 유지하며, 타르 퇴적에 따른 핵심부품들의 기능 저하를 방지할 수 있는 LPG 차량 기화기(베이퍼라이저)의 타르 자동 제거 시스템및 자동 제거 방법을 제공하는데 있다.

이를 위해 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 배출을 위한 타르 배출 파이프와, 그 타르 배출 파이프를 개폐하는 드레인 밸브를 포함하는 타르 배출 장치에 있어서,

상기 드레인 밸브를 회동시켜 개폐토록 작동하는 다이어 프램에 의한 압력 작동식의 액츄에이터와;

상기 액츄에이터의 다이어프램 작동실에 부압을 작용하여 액츄에이터로 하여금 상기 드레인 밸브를 개방토록 작용하는 진공탱크와;

상기 진공탱크를 개폐하는 솔레노이드 밸브와;

상기 드레인 밸브에 가해지는 타르의 하중을 측정하는 타르 하중 감지센서와;

상기 타르 하중 감지센서로부터 검출된 타르의 하중이 기준치 이상이고, 또 차량이 구동 상태에서 정차하여 시동 오프 되었음이 확인되면 상기 솔레노이드 밸브를 일정시간 동안 개방토록 구동 제어하는 전자제어장치와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘피지 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템 및 타르 자동 배출 방법{Automatic removing and discharging system of Taar}

본 발명은 LPG 차량 기화기의 타르 자동 제거 시스템 및 자동배출방법에 관한 것이다.

연료로서 액체인 가솔린 대신 가스인 LPG를 사용하는 LPG 엔진의 연소 과정은 가솔린 엔진과 거의 동일한 시스템이지만 연료가 공급되는 과정이 LPG 저장 봄베(BOMBE)에서 최종 연소실까지 6단계의 다소 복잡한 과정을 거치게 된다.

즉, LPG 봄베에 충진된 액체 상태의 LPG는 송출밸브(액/기상밸브)를 통해 필터에 의해 여과된 후 액/기상 솔레노이드 밸브로 전달된다. 솔레노이드 밸브는 엔진 시동시 점화스위치의 단자 전압에 의해 작동되어 연료통로를 개폐한다. 솔레노이드 밸브를 통과한 LPG는 프리히터에서 적당히 가열된 후 베이퍼라이저로 들어가 감압작용을 거쳐 기화하게 되며, 기화된 LPG는 적정압력으로 조정되어 믹서에서 공기와 혼합되어 연소실로 들어가 엔진을 구동하게 된다.

그러나 LPG 연료는 그 특성상 잔류유분(타르)이 존재하기 때문에 끈적끈적한 상태의 잔류유분이 연료를 감압하여 기화시켜주는 베이퍼라이저에 퇴적되는 형상이 일어나며, 이러한 잔류유분(타르)의 퇴적에 의해 베이퍼라이저가 작동의 제한을 받게되면, 엔진에 들어가는 기화된 연료의 형태가 불안전하게 되어 엔진부조 및 시동불량 같은 문제를 야기시키게 되는 문제가 있다. 그러므로 LPG 차량의 경우 평균, 1달에 한번 정도 베이퍼라이저에 축적된 타르를 제거하기 위하여 베이퍼라이저에 설치된 드레인 콕을 강제로 열어서 외부로 배출해주어야 하는 불편이 있었다. 하지만, LPG 차량의 소유자들 대부분은 이러한 정비요령을 잘 숙지하지 못해 타르 의 축적에 따른 엔진 이상을 감지하지 못한채 엔진 제작 결함으로만 인식하여 LPG차량의 운행에서 엔진결함을 호소하는 경우가 많이 있어 왔다. 이와같이, 현재까지 나온 LPG 시스템에서는 베이퍼라이저에 대한 정비 보장 제품이 출시되지 않고 있어, LPG연료의 장점을 크게 상쇄시키고, 상품성을 떨어뜨리는 결과를 초래하고 있다. 따라서 운전자가 베이퍼라이저에의 타르제거의 방법을 숙지 하지 못해서 정기적인 점검을 소홀히 하면 연소에 미치는 부정적 영향으로 불안정한 연소와 핵심부품인 베이퍼라이저의 고장을 가져오게 되는 문제점을 피할 수 없었다.

참고적으로 현재까지 생산되고 있는 LPG사용 자동차의 타르 제거는 도 4에 도시하는 것과 같이 베이퍼라이저(31)에 부착된 드레인 콕(32)을 사용자가 직접 돌려서 개폐한 후 일정시간동안(타르가 유출되지 않을 때까지) 타르를 외부로 배출하여 제거한 후 다시 드레인 콕(32)을 돌려서 타르 배출구(33)를 잠금하는 방법을 택하고 있다.

그러나 이와같이 종래의 경우 운전자의 수작업에 의존하여 타르 제거 작업을 정기적으로 행해주어야 하므로 매우 불편하고 또 타르의 제거 작업을 게을리하거나 하지 않는 경우 엔진의 상태를 최적으로 유지하는데 실패하여 각종 엔진 성능의 저하 형상을 가져와 LPG 차량의 신뢰성을 떨어뜨리는 원인이 되어 왔다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 운전자에게 불필요하게 요구되는 정기적인 점검을 해소하고, 타르로 인한 베이퍼라이저의 비정상적인 작동을 방지하여 연소가 원활히 일어나도록 하므로써 최적의 운전 상태를 유지하며, 타르 퇴적에 따른 핵심부품들의 기능 저하를 방지할 수 있는 LPG 및 차량 기화기(베이퍼라이저)의 타르 자동 제거 시스템및 자동 제거 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 배출을 위한 타르 배출 파이프와, 그 타르 배출 파이프를 개폐하는 드레인 밸브를 포함하는 타르 배출 장치에 있어서,

상기 드레인 밸브를 회동시켜 개폐토록 작동하는 다이어 프램에 의한 압력 작동식의 액츄에이터와;

상기 액츄에이터의 다이어프램 작동실에 부압을 작용하여 액츄에이터로 하여금 상기 드레인 밸브를 개방토록 작용하는 진공탱크와;

상기 진공탱크를 개폐하는 솔레노이드 밸브와;

상기 드레인 밸브에 가해지는 타르의 하중을 측정하는 타르 하중 감지센서와;

상기 타르 하중 감지센서로부터 검출된 타르의 하중이 기준치 이상이고, 또 차량이 구동 상태에서 정차하여 시동 오프 되었음이 확인되면 상기 솔레노이드 밸브를 일정시간 동안 개방토록 구동 제어하는 전자제어장치와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제어 시스템을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 드레인 밸브 개폐 작동을 위한 장치의 요부 상세도이며, 도 3은 본 발명의 작동 방법을 나타내는 작동흐름도이다.

도면중 부호 1은 LPG 차량에 공급하는 LPG를 감압하여 기화시키는 베이퍼라이저로서, LPG가스봄베와 엔진 사이를 연결하는 LPG 라인의 도중에 접속되어 있다.

상기 베이퍼라이저(1)의 내부에 LPG 연료속에 포함된 타르가 생성되어 쌓이게 되면, 그 타르를 외부로 배출하도록 타르배출 파이프(2)가 접속되어 있으며, 그 타르 배출파이프(2)는 드레인밸브(3)에 의해 개폐된다.

드레인 밸브(3)는 마치 스로틀밸브와 같이 회동하여 개폐 작동하는 원판형 날개로 이루어지며, 그 드레인밸브(3)의 회전축(4)을 액츄에이터(5)가 회동시키게 된다.

액츄에이터(5)는 하우징(6)내를 가로질러 구획하는 질긴 고무재질의 다이어프램(7)이 구비되고, 그 다이어프램(7)에 일단이 고정된 플런저(8)가 다이어프램(7)의 이동에 의해 축방향으로 움직여서 회전축(4)의 회동레버(9)를 통해 회전축(4)을 회동시키게 되는데, 액츄에이터(5)의 다이어프램(7)에 의해 형성된 다이어프램 작동실(10)은 진공관로(11) 통해 진공탱크(12)에 접속되어 있다.

이에따라 다이어프램 작동실(10)에 진공압이 걸려 다이어프램(7)을 흡인하여 이동하게되면 플런저(8)를 끌어당기게 되며, 진공압이 해제되면 다이어프램(7)은 리턴스프링(13)의 탄발력에 의해 원위치로 복귀하게 된다.

상기 진공펌프(12)는 엔진이 정지하여 별도 구동원이 작동하지 않더라도 평시에 일정량의 진공압을 가지고 있게되며, 이를 위해 진공탱크(12)의 진공압이 기준치에 미치치 못하면(즉 진공의 정도가 낮은 경우를 말함) 진공펌프(14)를 가동시켜 요구하는 진공압을 유지시키게 되며, 이 진공탱크(12)와 다이어프램 작동실(10)을 연통하는 진공관로(11)에는 솔레노이드 밸브(15)가 설치되어 전자제어장치(16)의 제어에 따라 진공탱크(12)를 개폐시키게 된다.

그리고 상기 드레인밸브(3)의 하단면에는 타르하중감지센서(17)가 장착되어 있어, 베이퍼라이저(1)내부에 쌓인 타르의 하중을 측정하여 그 정보를 전자제어장치(16)에 보내게 된다.

이하에 베이퍼라이저(1)내부에 타르가 축적되었을 때 타르를 자동으로 배출하여 제거하는 방법을 도 3의 작동 흐름도를 참조하여 설명한다.

타르의 제거는 엔진이 작동하고 있는 상태에서는 이루어질 수 없으며, 엔진이 정지되고 베이퍼라이저(1)에 대한 LPG봄베측의 연료공급이 차단된 상태 하에서만 타르 제거 작업이 이루어지게 되므로 타르 배출 조건으로 먼저 시동키(19)로부터 시동 오프 상태를 검출하게 된다(단계 가).

만일 시동 오프 상태가 아니라면 드레인밸브(3)는 닫힘 상태를 계속 유지하게 되며(단계 나), 시동 오프 상태라면 냉각수온센서(18)로부터 검출된 냉각수온이 설정치보다 높은가를 판단한다. 이는 타르 성분이 온도가 낮을 때에는 고형화되어 배출이 원활하지 않게 되므로 액상 상태를 유지하고 있는가를 냉각수온 정보에 의존하여 판단하는 것이다.

이에따라 시동오프 상태라 하더라도 타르의 배출이 어느때나 가능한 것은 아니고 엔진이 가동되어 웜업 상태에 있다가 시동오프되었을때, 즉 이때는 엔진의 가동열로 인하여 타르가 액체상태를 나타내고 있으므로 엔진이 시동 오프된 직후인가를 냉각수온센서(18)를 통해 판단하게 되는 것이다(단계 다).

이 단계에서 냉각수온이 설정치보다 높게 나타나면 전자제어장치(16)는 타르하중감지센서(17)로부터 보내져 온 타르의 하중 정보가 설정치 이상인가를 판단하여(단계 라), 설정치 이상이면 타르가 많이 쌓여 배출이 필요한 것이므로 솔레노이드 밸브(15)에 전원을 공급하여 진공관로(11)를 개방하게 된다(단계 마).

이에따라 진공탱크(12)의 부압이 액츄에이터(5)의 다이어프램작동실(10)에 미쳐 다이어프램(7)이 흡인되어 변형되어지게 된다. 이 다이어프램(7)의 이동과 함께 액츄에이터(5)의 플런저(8)가 끌어당겨지게 되며, 이 작동력은 회동레버(9)를 통해 회전축(4)을 회동시켜 드레인밸브(3)가 회동하여 타르배출파이프(2)를 개방하게 된다.

이와같이하여 베이퍼라이저(1)내의 액상 타르는 타르배출파이프(2)를 통해 외부로 배출되는 것이다(단계마, 단계바, 단계사).

한편, 상기 솔레노이드밸브(15)의 열림시간이 일정시간이 경과하면 전자제어장치(16)는 타르의 배출이 완료된 것으로 판단하여 솔레노이드 밸브(15)를 닫도록 제어한다(단계 마).

이에따라 대기관로(20)를 통해 다이어프램작동실(10)의 부압이 해소되고 다이어프램(7)은 리턴스프링(13)에 의해 원위치로 복귀되며, 플런저(8)는 드레인밸브(3)를 회동시켜 타르배출파이프(2)를 다시 폐쇄하게 되는 것이다.

한편, 진공탱크(12)의 진공압이 저하되면 강한 진공압이 유지되도록 진공펌프(14)가 가동되며, 이 진공탱크(12)는 흡기계에 접속하여 흡기부압이 작용토록 한후 흡기계측과 단절되도록 할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 베이퍼라이저내에 일정량 이상의 타르가 축적되면 엔진의 시동 오프를 기다려 타르배출을 위한 드레인 밸브를 진공압에 의해 작동하게 되는 액츄에이터에 의해 개방토록 하는 것에 의해서 자동적으로 타르를 제거할 수 있어, 베이퍼라이저의 잦은 점검 부담에서 해방될 수 있으며, 또 LPG 차량의 핵심 부품인 베이퍼라이저의 작동을 원활히 하여 엔진 부조 및 시동 불량의 원인을 제공하지 않게 되는 효과가 있으며, 이로써 LPG 차량의 신뢰성과 상품성을 높이게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템을 나타내는 도면

도 2는 본 발명의 드레인 밸브 개폐 작동을 위한 장치의 요부 상세도

도 3은 본 발명의 타르 자동 배출을 위한 작동 흐름도

도 4는 종래기술

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이퍼라이저 2 : 타르배출파이프

3 : 드레인밸브 4 : 회전축

5 : 액츄에이터 6 : 하우징

7 : 다이어프램 8 : 플런저

9 : 회동레버 10 : 다이어프램작동실

11 : 진공관로 12 : 진공탱크

13 : 리턴스프링 14 : 진공펌프

15 : 솔레노이드밸브 16 : 전자제어장치

17 : 타르하중감지센서 18 : 냉각수온센서

19 : 시동키 20 : 대기개방관로

Claims (7)

1. LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 배출을 위한 타르 배출 파이프와, 그 타르 배출 파이프를 개폐하는 드레인 밸브를 포함하는 타르 배출 장치에 있어서,

   상기 드레인 밸브(3)를 회동시켜 개폐토록 하기 위해, 하우징(6) 내의 일측을 진공압을 받는 다이어프램 작동실(10)로 구획하는 다이어프램(7)과, 그 다이어프램(7)에 일단이 고정되고 타단은 상기 드레인밸브(3)의 회전축(4) 측에 접속되는 플런저(8)와, 상기 다이어프램 작동실(10)에 상기 다이어프램(7)을 탄발하도록 지지하는 리턴스프링(13)이 형성된 압력 작동식의 액츄에이터(5)와;

   상기 액츄에이터(5)의 다이어프램 작동실(10)에 부압을 작용하여 액츄에이터(5)로 하여금 상기 드레인 밸브(3)를 개방토록 작용하는 진공탱크(12)와;

   상기한 진공탱크(12)에 진동압을 제공하기 위한 진공펌프(14)와;

   상기한 진공탱크(12)의 진공압이 액츄에이터(5)의 다이어프램 작동실(10)까지 전달되도록 진공탱크(12)의 일측과 액츄에이터(5)의 다이어프램 작동실(10)에 양단이 각각 접속되는 진공관로(11)와;

   상기 진공탱크(12)를 개폐하는 솔레노이드 밸브(15)와;

   엔진의 운전상태가 시동 오프 상태인지를 판단하기 위한 시동키(19)와;

   상기 드레인 밸브(3)에 가해지는 타르의 하중을 측정하는 타르 하중 감지센서(18)와;

   상기 타르 하중 감지센서(18)로부터 검출된 타르의 하중이 기준치 이상이고, 또 차량이 구동 상태에서 정차하여 시동 오프 되었음이 확인되면 상기 솔레노이드 밸브(15)를 일정시간 동안 개방토록 구동 제어하는 전자제어장치(16); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드레인 밸브는 회동 작동하여 개폐되는 원판 밸브인 것을 특징으로 하는 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브(15)는 오프 작동시 진공탱크(12)는 폐쇄하는 반면 상기 다이어프램 작동실(10)의 진공을 파기하는 대기관로(20)가 개방되는 것을 특징으로 하는 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 진공탱크는 진공압 유지를 위해 흡기계측에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 LPG 차량 베이퍼라이저의 타르 자동 제거 시스템.
7. 베이퍼라이저내의 타르를 배출하는 배출방법에 있어서,

   (1)엔진의 시동 오프를 검출하는 단계와;

   (2)엔진이 시동 오프일때 냉각수온이 설정치 이상인가를 검출하는 단계와;

   (3)냉각수온이 설정치 이상일 경우 베이퍼라이저내에 축적된 타르의 하중이 설정치 이상인가를 검출하는 단계와;

   (4)타르의 양이 설정치 이상일 때 솔레노이드 밸브를 구동하여 진공압에 의해 액츄에이터를 작동시켜 드레인 밸브를 개방하므로써 베이퍼라이저내의 타르를 외부로 배출토록 하는 단계와;

   (5)타르가 완전히 배출되는 일정시간 경과후 솔레노이드 밸브를 오프 제어하여 드레인 밸브를 오프 제어하여 드레인 밸브를 닫는단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이퍼라이저내의 타르의 자동배출방법.