KR100748058B1 - Device for exhausting oil in fuel injection valve for compressed natural gas vehicle - Google Patents

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Abstract

An internal structure of a gas heat exchanger for a compressed natural gas vehicle is provided to form a gas path with the case-shaped gas pipe for reducing defects and simplifying repair, wherein gas temperature is increased effectively by heat exchange between cooling water and thermal conduction. An internal structure of a gas heat exchanger for a compressed natural gas vehicle includes a cooling water path(30) case incorporating a hollow rectangular gas path(20) case, wherein the gas path case has one or a plurality of cooling water passing pipes(40) inside for increasing gas temperature by heat exchange between cooling water and thermal conduction.

Description

천연가스 차량용 가스열교환기의 내부구조{DEVICE FOR EXHAUSTING OIL IN FUEL INJECTION VALVE FOR COMPRESSED NATURAL GAS VEHICLE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an internal structure of a gas heat exchanger for a natural gas vehicle,

도 1은 일반적인 천연 가스 차량용 연료 가스 공급 장치의 전체 구성 요소를 가스 흐름 과정에 따라 나열한 분리 사시도. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the entire components of a general fuel gas supply device for a natural gas vehicle according to a gas flow process. FIG.

도 2는 본 발명의 천연가스차량용 가스열교환기의 내부구조를 개략적으로 나타낸 도면. 2 is a schematic view showing an internal structure of a gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention;

도 3은 본 발명의 천연가스차량의 가스열교환기의 내부구조를 나타낸 단면도. 3 is a sectional view showing an internal structure of a gas heat exchanger of a natural gas vehicle of the present invention.

도 4는 본 발명의 천연가스차량용 가스열교환기의 내부구조를 개략적으로 나타낸 도면. 4 is a schematic view showing an internal structure of a gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention;

도 5는 본 발명의 천연가스차량의 가스열교환기의 내부구조를 나타낸 측단면도. 5 is a side sectional view showing an internal structure of a gas heat exchanger of a natural gas vehicle of the present invention.

도 6은 본 발명의 천연가스차량의 가스열교환기의 내부구조를 나타낸 상단면도. 6 is a top view showing the internal structure of the gas heat exchanger of the natural gas vehicle of the present invention.

도 7은 본 발명의 천연가스차량용 가스열교환기의 내부구조를 개략적으로 나타낸 도면. 7 is a schematic view showing an internal structure of a gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention.

도 8은 본 발명의 천연가스차량의 가스열교환기의 내부구조를 나타낸 측단면 도. 8 is a side sectional view showing an internal structure of a gas heat exchanger of a natural gas vehicle of the present invention.

도 9는 본 발명의 천연가스차량의 가스열교환기의 내부구조를 나타낸 상단면도. 9 is a top view showing the internal structure of the gas heat exchanger of the natural gas vehicle of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 [Description of Drawings]

5: 가스열교환기5: Gas heat exchanger

20: 가스통로 22: 가스입구20: gas passage 22: gas inlet

24: 가스출구 30: 냉각수통로24: gas outlet 30: coolant passage

32: 냉각수입구 34: 냉각수출구32: cooling water inlet 34: cooling water outlet

40, 50: 냉각수통과관40, 50: cooling water passage pipe

42, 52: 냉각수입구 44, 54: 냉각수출구 42, 52: cooling water inlet 44, 54: cooling water outlet

본 발명은 천연가스 차량용 가스열교환기의 내부구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기 케이스 내부의 가스통로가 직육면체 케이스 형태의 가스관으로 형성되어 있어 제작이 간편하고 고장이 나지 않으며 고장 경우 수리가 간편하고 가스관이 직육면체 케이스 형태로 형성되어 있어 열효율이 우수하고 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시키며 고장 경우 수리가 간편하여 재활용할 수 있는 천연가스 차량용 가스열교환기의 내부구조에 관한 것이다.The present invention relates to an internal structure of a gas heat exchanger for a natural gas vehicle, and more particularly, to a gas heat exchanger for a natural gas vehicle, which comprises a gas pipe in a heat exchanger case formed by a gas pipe in the form of a rectangular parallelepiped case, And the gas pipe is formed in the shape of a rectangular parallelepiped case so that the heat efficiency is excellent and the temperature of the gas is efficiently raised by the heat exchange by the cooling water and the heat conduction. In the internal structure of the gas heat exchanger for the natural gas vehicle, .

일반적으로 천연 가스, 즉 CNG(Compressed Natural Gas)는 주로 가정용 도시 가스로 사용되는 것으로서 현재 시범 운행중이거나 양산중인 버스 등의 차량에 환경 오염을 줄일 수 있는 일환으로 적용되고 있다. 이 가스는 액체 상태의 천연가스(LNG)를 대략 250 bar 정도의 고압으로 압축시켜 기체 상태로 된 것이다. 액화 석유 가스(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 (Compressed Natural Gas)는 3000 psi 또는 3600 psi의 고압에 의해 압축 및 저장되고 옥탄가가 120 정도이기 때문에 대형 차량,즉 버스 등에서 사용되어진다. 이와 같은 압축천연가스를 사용하는 차량은 무공해차량으로써의 장점을 갖는 반면, 천연가스를 고압으로 압축시켜 저장 및 사용하게 됨으로써 사고 발생비율이 높은 차량에서 천연가스가 누출되어 예고하지 못한 참사를 빚게 될 수 있는 등 연료계통의 안전도가 낮고 연료탱크와 고·저압가스라인의 내구성 및 각 연결부의 기밀성을 완벽하게 보장해야 한다. 압축천연가스를 사용하는 버스의 연료공급계통은 연료탱크로부터 연료공급을 제어하는 연료공급 제어유니트를 통해 공급된 연료가 연료레일상에 구비된 인젝터에 의해 엔진으로 분사되고 연료공급 제어유니트가 고압 상태를 적절한 압력을 갖도록 감압시킨 후 연료레일로 공급하게 된다. 연료압력을 적절한 상태로 조절하는 연료공급 제어유니트는 각종 부품들이 서로 연결되는데 연료탱크의 압력을 감지하는 압력센서를 구비하면서 공급되는 연료의 압력을 8∼10bar로 감압하는 CNG 레귤레이터와 에어 탱크로부터 엔진측 액튜에이터로 공급되는 에어의 압력을 조절하는 에어 레귤레이터, 엔진의 시동 오프(Off)시 CNG가스의 공급을 차단하는 고압차단밸브 및 CNG 레귤레이터에 의해 감압된 CNG 가스를 냉각수로 웜업(Worm-Up)하는 가스열교환기로 이루어지게 된다.Generally, natural gas, that is, CNG (Compressed Natural Gas) is mainly used for domestic city gas, and is being applied as a part to reduce environmental pollution to vehicles such as buses currently under trial operation or mass production. The gas is compressed into a gaseous state by compressing liquid natural gas (LNG) at a high pressure of about 250 bar. Liquefied petroleum gas (LPG) is liquefied at -162 ° C and has an octane number of 95. Therefore, it is applied to a compact vehicle such as a taxi or the like using a gasoline engine due to the storage capacity and thermal efficiency problems as described above. Compressed natural gas is compressed and compressed by a high pressure of 3000 psi or 3600 psi, Because it is stored and has an octane number of about 120, it is used in a large vehicle such as a bus. Such compressed natural gas vehicles have the advantage of being pollution-free vehicles, while natural gas is compressed and stored at high pressures, resulting in natural gas leaking from vehicles with high accident rates, leading to unforeseen disasters The safety of the fuel system is low and the durability of the fuel tank and the high and low pressure gas lines and the tightness of each connection must be fully ensured. The fuel supply system of the bus using compressed natural gas is such that the fuel supplied through the fuel supply control unit for controlling the fuel supply from the fuel tank is injected into the engine by the injector provided on the fuel rail, Is supplied to the fuel rail. The fuel supply control unit for adjusting the fuel pressure to an appropriate state includes a CNG regulator for reducing the pressure of the supplied fuel to 8 to 10 bar while having a pressure sensor for sensing the pressure of the fuel tank, Up control valve for shutting off the supply of the CNG gas when the engine is turned off and a CNG gas decompressed by the CNG regulator are cooled by the cooling water to a warm- And a gas heat exchanger.

천연 가스 차량의 연료 가스 공급 장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고압의 천연 가스가 저장된 가스 탱크(1)로부터 가스관(2)을 통하여 가스 흐름을 온/오프(ON/OFF) 시킬 수 있는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)(3)의 작동에 따라 압력 조정기(4)로 이송된다. 상기 압력 조정기(4)에서 약 250 bar 정도의 고압 가스 연료를 대략 7 bar 정도로 감압하여 액화시킨 후, 가스열교환기(5)에서 감압시 빼앗긴 열에 의하여 냉각된 가스를 가열시킨다. 이 연료 가스의 온도는 가스온도조절기(6)에 의하여 측정된다. 이렇게 일정 온도로 가열된 연료 가스는 인젝터(Injector) 역할을 하는 연료분사밸브(7)로 이송된 후, 공기 탱크와 연결된 공기 공급관(8)을 통하여 유입되는 공기와 합류된다. 공기와 연료 가스가 혼합된 혼합기는 전자식 트로틀 밸브(9)의 개도 조정에 따라 가스 분배관(10)으로 분배된 후 연소실 내부로 공급된다. 이어서 점화 코일 및 플러그(11)에 의하여 연소 과정이 진행된다. 1, a fuel gas supply device for a natural gas vehicle includes a solenoid (not shown) capable of turning on / off a gas flow from a gas tank 1 storing a high-pressure natural gas through a gas pipe 2, And is conveyed to the pressure regulator 4 according to the operation of the valve (Solenoid Valve) 3. The high-pressure gaseous fuel at about 250 bar is decompressed to about 7 bar and liquefied in the pressure regulator 4, and then the gas cooled by the heat taken by the gas heat exchanger 5 during depressurization is heated. The temperature of the fuel gas is measured by the gas temperature regulator (6). The fuel gas heated to the predetermined temperature is transferred to the fuel injection valve 7 serving as an injector and then merged with the air introduced through the air supply pipe 8 connected to the air tank. The mixer in which the air and the fuel gas are mixed is distributed to the gas distribution pipe 10 according to the opening degree adjustment of the electronic throttle valve 9, and then supplied to the inside of the combustion chamber. The combustion process then proceeds with the ignition coil and plug (11).

천연 가스 차량의 연료 가스 공급 장치에서 가스탱크에 압축된 가스는 가스압력조정기를 통과하면서 압력이 팽창하여 가스 온도 저하 및 동파를 방지하기 위하여 상대적으로 따뜻한 냉각수를 공급하면 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 상승시킨다. 그런데 종래의 천연가스 차량용 가스열교환기는 케이스 내부의 가스통로(20)와 냉각수통로(30)가 벌집 형태로 복잡하게 엉켜있어 고장이 자주 생기며 고장 경우 자체를 수리할 수 없으며 폐기처분해야 하는 문제점이 있었다.The compressed gas in the gas tank of the natural gas vehicle is supplied to the gas tank through the gas pressure regulator, and the pressure is expanded to supply the relatively cool cooling water to prevent the gas temperature from lowering and freezing. Thereby raising the temperature of the gas. However, in the conventional gas-oil heat exchanger for a natural gas vehicle, the gas passage 20 and the cooling water passage 30 inside the case are complicatedly entangled with each other in a honeycomb form, so that a trouble often occurs. .

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서 열교환기 케이스 내부의 가스통로가 직육면체 케이스 형태의 가스관으로 형성되어 있어 제작이 간편하고 고장이 나지 않으며 고장 경우 수리가 간편한 천연가스 차량용 가스열교환기를 개발하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 가스관이 직육면체 케이스 형태로 형성되어 있어 열효율이 우수하고 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시키며 고장 경우 수리가 간편하여 재활용할 수 있는 천연가스 차량용 가스열교환기를 개발하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a gas heat exchanger for a natural gas vehicle, which is easy to manufacture and simple to repair in the event of failure, because the gas passage inside the heat exchanger case is formed of a gas pipe in the form of a rectangular parallelepiped case. . The present invention also provides a gas heat exchanger for a natural gas vehicle, which has a gas pipe in the form of a rectangular parallelepiped case, has excellent thermal efficiency, efficiently raises the temperature of the gas by heat exchange by cooling water and heat conduction, It has its purpose.

본 발명은 내부가 비어있는 직육면체 형상의 스테인레스스틸 케이스 내부에 가스통로(20)와 냉각수통로(30)가 형성되어 있으며 케이스의 상부면 한쪽에 가스입구(22)와 가스출구(24)가 형성되어 있고 다른 한쪽에 냉각수입구(32)와 냉각수출구(34)가 형성되어 있는 천연가스 차량용 가스열교환기에 있어서 냉각수통로(30) 케이스 내부에 내부가 비어있는 직육면체 형태의 가스통로(20) 케이스가 내장된 것을 특징으로 하는 천연가스 차량용 가스열교환기의 내부구조에 관한 것이다. 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기 내부구조에 있어서 가스통로 케이스는 케이스의 내부에 한개 또는 다수개의 냉각수통과관(40, 50)이 내장된 것을 특징으로 한다.A gas passage (20) and a cooling water passage (30) are formed in a stainless steel case having a rectangular parallelepiped shape in which an interior is empty, and a gas inlet (22) and a gas outlet (24) are formed on one side of the upper surface of the case And a cooling water inlet (32) and a cooling water outlet (34) are formed on the other side of the case. The cooling water passage (30) in the gas heat exchanger for a natural gas vehicle has a rectangular parallelepiped gas cylinder And a gas heat exchanger for a natural gas vehicle. In the internal structure of the gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention, the gas cylinder case has one or a plurality of cooling water passage pipes (40, 50) built in the inside of the case.

천연 가스 차량의 연료 가스 공급 장치에서 가스탱크에 압축된 가스는 가스압력조정기를 통과하면서 압력이 팽창하여 가스 온도 저하 및 동파를 방지하기 위 하여 상대적으로 따뜻한 냉각수를 공급하면 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 상승시킨다. 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 내부가 비어있는 직육면체 형상의 스테인레스스틸 케이스 내부에 가스통로(20)와 냉각수통로(30)가 형성되어 있어 가스탱크에 압축된 가스는 가스압력조정기를 통과하면서 압력이 팽창하여 가스 온도 저하 및 동파를 방지하기 위하여 상대적으로 따뜻한 냉각수를 공급하면 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 상승시킨다. 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 케이스의 상부면 한쪽에 가스입구(22)와 가스출구(24)가 형성되어 있고 다른 한쪽에 냉각수입구(32)와 냉각수출구(34)가 형성되어 있으며 가스와 냉각수의 흐름방향이 서로 반대방향으로 구성되어 있다.Compressed gas in the gas tank of the natural gas vehicle is supplied to the gas tank through the gas pressure regulator, so that the pressure is expanded to supply the relatively cool cooling water to prevent the gas temperature from lowering and freezing. Thereby raising the temperature of the gas. The gas heat exchanger for a natural gas vehicle of the present invention has a gas passage (20) and a cooling water passage (30) formed inside a rectangular parallelepiped-shaped stainless steel case in which an interior is empty. The gas compressed in the gas tank passes through a gas pressure regulator The temperature of the gas is increased by the heat exchange by the cooling water and the heat conduction when relatively warm cooling water is supplied in order to prevent the gas temperature from lowering and freezing. A gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention is characterized in that a gas inlet 22 and a gas outlet 24 are formed on one side of the upper surface of the case and a cooling water inlet 32 and a cooling water outlet 34 are formed on the other side, The flow directions of the cooling water are opposite to each other.

도 2 내지 도 9에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 케이스 내부의 가스통로(20)가 직육면체 케이스 형태의 가스관으로 형성되어 있어 제작이 간편하고 고장이 나지 않으며 고장 경우 수리가 간편하다. 또한 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기에 있어서 가스관은 직육면체 케이스 형태로 형성되어 있어 열효율이 우수하고 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시킨다. 도 2 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 가스통로 케이스의 내부에 냉각수통과관이 내장되어 있지 않은 상태로 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시킨다. 도 4 내지 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 가스통로 케이스의 내부에 한개의 냉각수통과 관(40)이 내장되어 있어 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시킨다. 도 7 내지 도 9에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 가스통로 케이스의 내부에 2개의 냉각수통과관(40, 50)이 내장되어 있어 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시킨다.As can be seen from FIGS. 2 to 9, the gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention is characterized in that the gas passage (20) inside the case is formed as a gas pipe in the form of a rectangular parallelepiped case so that it is easy to manufacture, easy. Further, in the gas heat exchanger for a natural gas vehicle of the present invention, the gas pipe is formed in a rectangular parallelepiped case shape, so that the thermal efficiency is excellent and the temperature of the gas is efficiently raised by heat exchange by the cooling water and heat conduction. 2 to 3, the gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention is characterized in that the temperature of the gas is efficiently reduced by heat exchange with the cooling water and heat conduction in a state in which the cooling water passage pipe is not built- . 4 to 6, the gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention has a single cooling water passage pipe 40 inside the gas pipe case, so that the temperature of the gas is increased by heat exchange with the cooling water Efficiently. 7 to 9, the gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to the present invention includes two cooling water passages (40, 50) in the interior of a gas passage case, so that heat exchange between the cooling water and heat Thereby effectively raising the temperature.

또한 종래의 천연가스 차량용 가스열교환기는 케이스 내부의 가스통로(20)와 냉각수통로(30)가 벌집 형태로 복잡하게 엉켜있으며 고장 경우 자체를 수리할 수 없기 때문에 폐기처분해야 하는데 본 발명의 천연가스 차량용 가스열교환기는 케이스 내부의 가스통로(20)가 직육면체 케이스 형태의 가스관으로 형성되어 있기 때문에 고장 경우 수리가 간편하며 수리후 재활용할 수 있다.Further, in the conventional gas-oil heat exchanger for a natural gas vehicle, the gas passage 20 and the cooling water passage 30 inside the case are complicatedly entangled in a honeycomb form and can not be repaired in case of failure, In the gas heat exchanger, since the gas passage (20) inside the case is formed by a gas pipe in the form of a rectangular parallelepiped case, it can be easily repaired in case of failure and can be recycled after repairing.

본 발명은 열교환기 케이스 내부의 가스통로가 직육면체 케이스 형태의 가스관으로 형성되어 있어 제작이 간편하고 고장이 나지 않으며 고장 경우 수리가 간편하며 가스관이 직육면체 케이스 형태로 형성되어 있어 열효율이 우수하고 냉각수와 열전도에 의한 열교환에 의하여 가스의 온도를 효율적으로 상승시키며 고장 경우 수리가 간편하여 재활용할 수 있어 자동차산업상 매우 유용한 것이다.The present invention is characterized in that the gas passage inside the case of the heat exchanger is formed of a gas pipe in the form of a rectangular parallelepiped case so that it is simple to manufacture and does not break down and is easily repaired in case of failure and the gas pipe is formed in the shape of a rectangular parallelepiped case, The temperature of the gas can be efficiently raised by heat exchange by the heat exchanger.

Claims (2)

내부가 비어있는 직육면체 형상의 스테인레스스틸 케이스 내부에 가스통로(20)와 냉각수통로(30)가 형성되어 있으며 케이스의 상부면 한쪽에 가스입구(22)와 가스출구(24)가 형성되어 있고 다른 한쪽에 냉각수입구(32)와 냉각수출구(34)가 형성되어 있는 천연가스 차량용 가스열교환기에 있어서, 상기 가스열교환기는 냉각수통로(30) 케이스 내부에 내부가 비어있는 직육면체 형태의 가스통로(20) 케이스가 내장된 것을 특징으로 하는 천연가스 차량용 가스열교환기의 내부구조.A gas passage 20 and a cooling water passage 30 are formed in a rectangular parallelepiped shaped stainless steel case having an empty interior and a gas inlet 22 and a gas outlet 24 are formed on one side of the upper surface of the case, And a cooling water inlet (32) and a cooling water outlet (34) are formed in the casing (30), wherein the gas heat exchanger comprises a case (20) having a rectangular parallelepiped shape in which the inside of the case Wherein the internal structure of the gas heat exchanger for a natural gas vehicle is embedded. 제 1항에 있어서, 상기 가스통로 케이스는 케이스의 내부에 한개 또는 다수개의 냉각수 통과관(40, 50)이 내장된 것을 특징으로 하는 천연가스 차량용 가스열교환기의 내부구조.The internal structure of a gas heat exchanger for a natural gas vehicle according to claim 1, wherein the gas passage case has one or a plurality of cooling water passage pipes (40, 50) embedded therein.
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