KR100494414B1 - 불량휘발유 판별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불량휘발유 판별장치에 관한 것으로서, 특히 주유파이프의 일측에 연소실을 형성하여 주유시 연료의 일부를 샘플링하여 연소시키고, 그 연소실에서 발생되는 배기가스의 성분 농도로서 현재 주유되는 연료의 불량여부를 판별하며, 판별결과에 따라 선택적으로 주유가 이루어지도록 하므로서, 불량연료의 주유를 사전에 차단할 수 있도록 하여 불량연료에 의한 엔진의 출력저하 및 마찰부품의 손상을 예방하고, 연비 개선에 의한 엔진성능 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 불량휘발유 판별장치에 관한 것이다.

Description

불량휘발유 판별장치{Badness fuel testing device}

본 발명은 불량휘발유 판별장치에 관한 것으로서, 특히 불량연료의 주유를 사전에 차단할 수 있도록 하여 불량연료에 의한 엔진의 출력저하 및 마찰부품의 손상을 예방하고, 연비 개선에 의한 엔진성능 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 불량휘발유 판별장치에 관한 것이다.

일반적으로 불량 연료(휘발유)는 정유회사에서 생산한 정상적인 연료에 유통 과정중에 솔벤트, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등을 혼합하거나 등유 또는 경유를 혼합하여 제조한 것을 말하는데, 이러한 불량 연료를 차량에 사용하면 정상적으로 연소되지 않아 출력이 저하되고, 피스톤이나 밸브를 손상시키게 된다.

또한 엔진의 연비가 떨어지는 것은 물론 엔진 성능에도 나쁜 영향을 미쳐 차량의 수명이 단축되는 문제점이 발생하고 있었다.

최근들어 연료(휘발유) 고유의 물리적 특성인 비중과 증기압을 이용해 불량 연료 여부를 판별하는 장비가 제공되어 경찰이나 자치단체에서 주유소 등을 단속하는 수단으로 사용되고 있는데, 이러한 장비들은 가격이 워낙 고가여서 일반 운전자들이 휴대하기가 어려웠고, 또 연료의 불량여부를 판별하는데 많은 시간을 필요로 하기 때문에 주유중에 연료의 불량여부를 판별한다는 것은 거의 불가능한 일이었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 주유파이프의 일측에 연소실을 형성하여 주유시 연료의 일부를 샘플링하여 연소시키고, 그 연소실에서 발생되는 배기가스의 성분 농도로서 현재 주유되는 연료의 불량여부를 판별하며, 판별결과에 따라 선택적으로 주유가 이루어지도록 하므로서, 불량연료의 주유를 사전에 차단할 수 있도록 하여 불량연료에 의한 엔진의 출력저하 및 마찰부품의 손상을 예방하고, 연비 개선에 의한 엔진성능 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 불량휘발유 판별장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

주유파이프의 일측에 형성되는 연소실과;

일측 끝단이 주유파이프 입구측 내부로 인입되어 주유건으로부터 주유되는 연료가 연소실 측으로 공급되도록 하는 연료공급파이프와;

상기 연료공급파이프의 도중에 설치되고, 개폐되어 연료의 공그을 단속하는 인렛밸브와;

상기 연료공급파이프로부터 공급되는 연료를 연소실 내부로 분사하는 인젝터와;

연소실 상측에 설치되고, 인젝터로부터 연료 분사시 스파크를 연속적으로 발생시켜 연소가 이루어지도록 하는 점화플러그와;

상기 연소실의 출구측에 설치되어 연소시 발생되는 배기가스를 배출하는 배기관과;

상기 배기관의 도중에 배기가스의 성분 분석을 위한 측정관을 형성하고, 이 측정관으로 적외선을 조사하여 배기가스의 성분 농도를 분석하는 배기성분 측정수단과;

상기 배기성분 측정수단에 의해 측정된 배기가스의 성분 농도로서 현재 주유되는 연료의 불량여부를 판독하는 판독부와;

운전자의 계기판 상에 설치되는 경고램프와;

상기 판독부의 판독결과 불량이라고 판단되면 상기 경고램프를 점등시켜 경고하는 제어부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 배기성분 측정수단은, 상기 측정관의 하측으로부터 상측으로 넓은 주파수 파형을 가지는 적외선을 발생시키는 적외선 발광기와; 배기가스에 포함된 특정성분의 농도 측정에 필요한 적외선 주파수만을 선택적으로 통과시키는 적외선 필터와; 상기 측정관의 상부에 설치되고, 적외선 발광기에서 출력되어 측정관 내부를 통과하면서 배기가스에 포한된 특정성분의 농도에 따라 변화하는 적외선 주파수의 투과율을 감지하고 그 감지값에 대응하는 전압을 판독부로 출력하는 적외선 수광부로 구성되며,

상기 측정관의 상면과 하면에 광투과성과 열전달 및 방열성이 뛰어난 사파이어판을 설치하여 배기가스 성분농도 분석효율이 향상되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 연료탱크와 연결되는 주유파이프를 나타내며, 이 주유파이프(1)를 통해 주유건(2)을 삽입하여 연료를 주입하게 된다.

상기 주유파이프(1)의 일측에 별도의 연소실(3)을 형성하고, 이 연소실(3)의 일측에는 그 끝단이 상기 주유파이프(1)의 입구측 내부로 인입되어 주유건(2)으로부터 주유되는 연료를 연소실(3) 측으로 안내하는 연료공급파이프(4)가 형성되고, 그 타측에는 연소시 발생되는 배기가스가 배출되는 배기관(10)이 형성된다.

상기 연료공급파이프(4)의 입구측은 도 1 에 도시한 바와같이 주유파이프(1)의 입구측을 향하도록 하여 주유건(2)으로부터 주유되는 연료의 일부가 연료공급파이프(4) 내로 유입되도록 한다.

상기한 연료공급파이프(4)의 도중에 연료의 공급 또는 차단을 위한 인렛밸브(5)를 설치하고, 연료공급파이프(4)의 끝단에는 연료를 연소실(3) 내부로 분사하기 위한 인젝터(7)를 설치하는데, 이 인젝터(7)에는 연료를 일정압력으로 공급하는 연료압조절기(6)를 형성하여 상기 인젝터(7)로 연료가 안정된 압력상태를 유지하면서 공급되도록 하였다.

그리고, 상기 연소실(3)의 상단 일측에 별도의 점화플러그(8)를 설치하고, 이 점화플러그(8)가 전원공급수단으로부터 공급되는 전원에 의해 스파크를 발생시키도록 하였으며, 상기 전원공급수단은 제어부(12)의 제어에 의해 구동되도록 한다.

상기 전원공급수단은 도 2 에 도시한 바와같이 제어부(12)의 제어에 따라 스위칭동작하여 밧데리(30)의 전압을 단속하는 릴레이스위치(31)와, 상기 릴레이스위치(31)를 통해 공급되는 밧데리(30)전압을 1차코일(33)로 공급받고, 그 1차코일(33)로 입력된 전압에 비례하는 고전압을 2차코일(34)에 유기시켜 점화플러그(8)로 공급하는 점화코일(34)로 구성된다.

즉, 상기 전원공급수단의 동작은 제어부(12)의 제어신호에 의해 이루어지는데, 제어부(12)는 연료공급파이프(4)의 도중에 설치되는 압력센서(9)의 감지정보에 따라 구동한다.

상기 압력센서(9)는 주유시 연료의 일부가 연료공급파이프(4)로 유입될때 그 연료압을 감지하여 제어부(12)로 감지신호를 전송하며, 제어부(12)는 압력센서(9)로부터 감지정보가 입력될때 비로서 인렛밸브(5)를 개방시킴과 동시에 상기 전원공급수단의 릴레이스위치(31)를 온동작시켜 점화플러그(8)가 동작하도록 하는 것이다.

한편, 상기 배기관(10)의 도중에 배기가스의 성분분석을 위한 투명한 재질의 측정관(20)을 수직으로 세워 설치하고, 상기 측정관(20)의 하측으로 넓은 주파수 파형을 가지는 적외선을 발생시키는 적외선 발생기(21)를 설치하며, 상기 적외선 발생기(21)와 대향되는 측정관(20)의 상측에는 측정관 내부를 통과하면서 배기가스에 포함된 특정성분(HC, CO, CO2)의 농도에 따라 변화하는 적외선 주파수의 투과율을 감지하고, 그 감지값에 대응하는 전압을 판독부(25)로 출력하는 적외선 수광부(24)를 설치한다.

상기 적외선 발광기(21)와 측정관(20)의 사이에는 배기가스에 포함된 특정성분(HC, CO, CO2)의 농도 측정에 필요한 적외선 주파수만을 선택적으로 통과시키는 적외선 필터(22)를 설치하며, 상기한 측정관(20)의 상면과 하면에는 각각 광투과성과 열전달 및 방열성이 뛰어난 사파이어판(23)을 설치한다.

상기 적외선 필터(22)는 농도 분석 대상이 되는 배기가스 성분(HC, CO, CO2)의 종류에 대응하는 주파수를 필터링할 수 있도록 각 성분에 대응하는 복수개의 필터를 적용하는 것이 바람직하다.

즉 HC 의 농도 감지를 위한 주파수대역의 적외선을 필터링하는 적외선 필터, CO의 농도 감지를 위한 주파수 대역의 적외선을 필터링하는 적외선필터, CO2의 농도 감지를 위한 주파수 대역의 적외선을 필터링하는 적외선 필터를 각각 사용하는 것이다.

도면부호 25는 연료(휘발유)의 불량여부를 판단하는 판독부를 나타내는 것으로서, 이 판독부(25)는 적외선 수광부(24)로부터 입력되는 전압레벨에 따라 배기가스에 포함되어있는 성분(HC, CO, CO2)들의 농도를 판단하고, 그 판단결과로서 현재 주유되고 있는 연료의 불량여부를 판단하는 것이다.

즉, 입력전압이 기준치를 넘어서면 배기가스에 포함되어 있는 성분 농도가 기준치를 넘는 것으로 판단하여 현재 주유되고 있는 연료가 불량인 것으로 판단하고, 입력전압이 기준치를 넘어서지 않으면 현재 주유되고 있는 연료가 정상인 것으로 판단하여 그에대한 판단신호를 제어부(12)로 출력하는 것이다.

한편, 도면부호 13은 주유파이프(1)의 도중에 설치되어 구동모터(14)의 구동에 의해 정,역회전하여 연료의 주유를 단속하는 차단밸브를 나타내는 것으로서, 이 차단밸브(13)가 주유파이프(1)의 통로를 차단할경우 연료가 주유파이프(1)에 차면서 상승하여 주유건(2)의 출구에 접촉하게되므로 주유건(2)의 주유동작이 중지되면서 더이상의 주유가 이루어지지 않게되며, 상기 구동모터(14)는 제어부(12)의 제어신호에 의해 구동한다.

또한, 도면부호 15는 운전석 계기판상에 설치되는 경고램프를 나타내며, 이 경고램프(15)는 연료가 불량이라고 판명되었을때 제어부(12)의 제어신호에 의해 점등되어 운전자에게 현재 주유되는 연료의 불량상태를 경고하게 된다.

한편, 미도시된 도면부호 11 은 배기관(10) 상에 설치되어 배기가스의 배출량을 조절해주는 유량조절밸브이다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

운전자가 주유를 위해 엔진을 오프(시동키는 온상태)시킨 상태에서 작업자가 주유건(2)을 주유파이프(1) 내로 삽입하여 주유를 시작하면, 상기 주유건(2)으로 부터 배출된 연료는 주유파이프(1)를 따라 연료탱크로 공급되며, 그 연료의 일부가 연료공급파이프(4)를 통해 연소실(3) 측으로 공급된다.

연료가 연료공급파이프(4) 내로 유입되면, 연료공급파이프(4) 내의 압력이 상승하고, 이러한 연료압을 압력센서(9)가 감지하여 제어부(12)로 출력하고, 상기 제어부(12)는 압력센서(9)의 감지정보에 따라 인렛밸브(5)를 개방시켜 연료가 인젝터(7)으로 공급되도록 하면서 전원공급수단의 릴레이스위치(31)를 온동작시켜 밧데리(30) 전압이 점화코일(32)의 1차코일(33)로 공급되도록 하여 점화를 위한 고전압이 2차코일(34)에 유기되어 점화플러그(8)로 공급되도록 한다.

이에따라, 상기 인젝터(7)를 통해 연소실(3) 내로 연료가 분사될때 점화플러그(8)에서 스파크가 연속적으로 발생하게되므로 연소가 이루어지게되며, 연소시 발생되는 배기가스는 배기관(10)을 통해 측정관(20)으로 보내진다.

이때, 상기 측정관(20)으로는 적외선 발광기(21)에서 발생되고, 적외선 필터(22)에 의해 필터링된 주파수대역의 적외선, 즉, 배기가스에 포함되어 있는 특정성분(HC, CO, CO2)의 성분 농도를 측정하는데 필요한 주파수대역의 적외선이 공급된다.

따라서, 상기 측정관(20)을 통과하는 적외선은 배기가스에 포함되어있는 성분(HC, CO ,CO2)의 농도에 따라 그 투과율이 가변되어 적외선 수광부(24)로 전달되며, 상기 적외선 수광부(24)는 입력되는 적외선의 투과율에 비례하는 전압을 판독부(25)로 출력하고, 상기 판독부(25)는 적외선 수광부(24)로부터 입력되는 전압레벨로서 배기가스에 포함되어있는 성분(HC, CO, CO2)의 농도를 판단한 후 그 판단결과로서 주유되는 연료의 불량여부를 판단한다.

상기 판단결과 불량인 것으로 판단되면, 제어부(12)는 판독부(25)의 판독결과에 따라 경고램프(15)를 점등시켜 운전자로 하여금 현재 주유되는 연료의 불량상태를 경고하면서 구동모터(14)를 구동시켜 차단밸브(13)가 주유파이프(1)를 가로막도록하여 더이상의 주유가 이루어지지 않도록 한다.

만약, 상기 판단결과 현재 주유되는 연료가 정상인 것으로 판단되면 제어부(12)는 차단밸브(13)가 개방된 상태를 유지시켜 주유동작이 계속적으로 진행되도록 한다.

그리고, 상기 제어부(12)는 판독부(25)로부터 연료의 불량 또는 정상이 판독되면 그즉시 인렛밸브(5)를 닫아주어 더이상의 연료가 연소실(3)로 공급되지 않도록 하여 연료의 손실을 최소화하도록 한다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 주유파이프의 일측에 연소실을 형성하여 주유시 연료의 일부를 샘플링하여 연소시키고, 그 연소실에서 발생되는 배기가스의 성분 농도로서 현재 주유되는 연료의 불량여부를 판별하며, 판별결과에 따라 선택적으로 주유가 이루어지도록 하므로서, 불량연료의 주유를 사전에 차단할 수 있도록 하여 불량연료에 의한 엔진의 출력저하 및 마찰부품의 손상을 예방하고, 연비 개선에 의한 엔진성능 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 불량휘발유 판별장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 불량휘발유 판별장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명에 적용된 전원공급수단을 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 작동과정을 보인 플로우챠트.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주유파이프 2 : 주유건

3 : 연소실 4 : 연료공급파이프

5 : 인렛밸브 6 : 연료압조절기

7 : 인젝터 8 : 점화플러그

9 : 압력센서 10 : 배기관

11 : 유량조절밸브 12 : 제어부

13 : 차단밸브 14 : 구동모터

15 : 경고램프 20 : 측정관

21 : 적외선 발광기 22 : 적외선 필터

23 : 사파이어판 24 : 적외선 수광부

25 : 판독부 30 : 밧데리

31 : 릴레이스위치 32 : 점화코일

Claims (7)

1. 주유파이프(1)의 일측에 형성되는 연소실(3)과;

   일측 끝단이 주유파이프(1) 입구측 내부로 인입되어 주유건(2)으로부터 주유되는 연료가 연소실(3) 측으로 공급되도록 하는 연료공급파이프(4)와;

   상기 연료공급파이프(4)의 도중에 설치되고, 개폐되어 연료의 공그을 단속하는 인렛밸브(5)와;

   상기 연료공급파이프(4)로부터 공급되는 연료를 연소실(3) 내부로 분사하는 인젝터(7)와;

   연소실(3) 상측에 설치되고, 인젝터(7)로부터 연료 분사시 스파크를 연속적으로 발생시켜 연소가 이루어지도록 하는 점화플러그(8)와;

   상기 연소실(3)의 출구측에 설치되어 연소시 발생되는 배기가스를 배출하는 배기관(10)과;

   상기 배기관(10)의 도중에 배기가스의 성분 분석을 위한 측정관(20)을 형성하고, 이 측정관(20)으로 적외선을 조사하여 배기가스의 성분 농도를 분석하는 배기성분 측정수단과;

   상기 배기성분 측정수단에 의해 측정된 배기가스의 성분 농도로서 현재 주유되는 연료의 불량여부를 판독하는 판독부(25)와;

   운전자의 계기판 상에 설치되는 경고램프(15)와;

   상기 판독부(25)의 판독결과 불량이라고 판단되면 상기 경고램프(15)를 점등시켜 경고하는 제어부(12); 로 구성된 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배기성분 측정수단은,

   상기 측정관(20)의 하측으로부터 상측으로 넓은 주파수 파형을 가지는 적외선을 발생시키는 적외선 발광기(21)와; 배기가스에 포함된 특정성분의 농도 측정에 필요한 적외선 주파수만을 선택적으로 통과시키는 적외선 필터(22)와; 상기 측정관(20)의 상부에 설치되고, 적외선 발광기(21)에서 출력되어 측정관(20) 내부를 통과하면서 배기가스에 포한된 특정성분의 농도에 따라 변화하는 적외선 주파수의 투과율을 감지하고 그 감지값에 대응하는 전압을 판독부(25)로 출력하는 적외선 수광부(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 측정관(20)의 상면과 하면에 광투과성과 열전달 및 방열성이 뛰어난 사파이어판(23)을 설치하여 배기가스 성분농도 분석효율이 향상되도록 한 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료공급파이프(4)의 도중에 압력센서(9)를 설치하여 주유시 연료가 연료공급 파이프(4)로 유입되는 것을 감지토록 하고, 제어부(12)는 상기 압력센서(9)에서 주유상태가 감지되면 인렛밸브(5)를 개방시켜 연료가 인젝터(7)로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 점화플러그(8)는 별도의 전원 공급수단으로 부터 공급되는 전원에 의해 구동하는 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전원 공급수단은,

   제어부(12)의 제어에 따라 스위칭동작하여 밧데리(30)의 출력전원을 단속하는 릴레이스위치(31)와;

   상기 릴레이스위치(31)를 통해 공급되는 전압을 고전압으로 증폭하여 점화플러그(8)에 공급하는 점화코일(32); 로 구성된 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 주유파이프(1)에 개폐용 차단밸브(13)를 설치하고, 제어부(12)는 판독부(25)로부터 불량휘발유임이 판독되었을때 상기 차단밸브(13)를 차단시켜 주유동작이 이루어지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 불량 휘발유 판별장치.