KR100824256B1 - 시동 성능 개선을 위한 ｌｐｇ연료 예열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기화된 LPG를 연료로 사용하는 LPGI(Liquefied Petroleum Gas Injection) 차량의 시동 성능을 개선하기 위한 LPG연료 예열 장치에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 인젝터 레일에 히터와 온도센서를 설치함으로써, LPG가 적정온도에 도달한 상태에서 차량의 기통별 실린더에 공급하여 운전 초기에 LPG를 충분하게 기화시켜, 차량의 시동성 및 부조 현상을 개선한 것이다.

LPG연료, 기화, 인젝터 레일, 히터, 온도센서, 레일

Description

시동 성능 개선을 위한 ＬＰＧ연료 예열장치{LPG preheater for improving performance of starter}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치의 블럭도.

도 2는 본 발명의 실시예로 분리형 인젝터 레일에 히터부와 온도센서부가 설치된 상태의 단면 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예로 일체형 인젝터 레일에 히터부와 온도센서부가 설치된 상태의 단면 개략도.

도 4는 본 발명의 실시예로 구멍이 형성된 판형의 히터부 구조도.

도 5는 본 발명의 실시예로 도 4에 대한 단면 개략도.

도 6은 본 발명의 실시예로 판형의 히터부 구조도.

도 7은 본 발명의 실시예로 도 6에 대한 단면 개략도.

도 8은 본 발명의 실시예로 봉 형상의 히터부 구조도.

도 9는 본 발명의 실시예로 도 8에 대한 단면 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 레일부 20; 온도센서부

30, A1,A2,B1,B2,B3,C1,C2; 히터부 40; 제어부

본 발명은 기화된 LPG를 연료로 사용하는 LPGI(Liquefied Petroleum Gas Injection) 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LPG연료가 차량의 실린더 내부로 유입되어 흡입, 압축, 팽창 및 배기의 4행정을 수행함에, LPG연료자체의 온도가 높거나 낮음으로 인해 운행 초기에 LPG연료가 원활하게 기화되지 못하는 문제를 개선할 수 있도록 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치에 관한 것이다.

일반적으로, LPG차량의 연료계통은 차량의 뒤쪽 또는 하부 등에 설치되어 LPG연료를 저장하기 위한 LPG탱크, 상기 LPG탱크로부터 LPG연료의 흐름을 단속하기 위한 LPG탱크 솔레노이드밸브, 차량의 엔진룸에 설치되어 상기 LPG탱크 솔레노이드밸브로부터 공급되는 LPG연료가 엔진룸으로 공급되는 것을 제어하기 위한 LPG엔진 솔레노이드밸브, 상기 LPG엔진 솔레노이드밸브를 통과한 LPG연료를 차량의 냉각수 등을 이용하여 기화시킴과 동시에 출력압력을 일정하게 조정하는 레규레이터, 상기 레규레이터에 의하여 기화된 LPG연료에 섞여 있는 이물질을 제거하기 위한 필터, 상기 필터로부터 출력되는 LPG연료를 각각의 실린더별로 공급하기 위하여 기화된 LPG연료를 분기하는 레일, 상기 레일로부터 출력되는 LPG연료를 ECU 등으로부터 출력되는 제어신호에 의하여 일정한 패턴으로 실린더에 공급하는 인젝터로 구성된다.

여기서, 상기 레일은 인젝터와 분리 또는, 일체로 구성되며, 일체로 구성시에는 인젝터 레일이라고 한다.

이때, 차량이 정상적으로 운행하기 위해서는 각 기통별 실린더로 투입되는 LPG연료가 충분하게 기화된 상태에서 적정한 온도를 유지해야 하지만, 종래의 LPG연료계통은 시동 초기 레규레이터에의 온도 조건상 기화가 충분하게 이루어지지 못하고, 더욱이 기화된 LPG연료의 온도상태를 적정 수준으로 맞추는 것은 불가능하였다.

이에 따라, 종래에는 LPG를 연료로 사용하는 차량의 경우 운전 초기에 LPG연료가 충분하게 기화되지 못하며, 기화되더라도 적정 온도에 도달하지 못하는 경우 엔진의 부조가 발생하며, 심한 경우에는 시동이 원활하게 걸리지 않는다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인젝터 레일에 히터와 온도센서를 설치함으로써, LPG연료가 적정온도에 도달한 상태에서 차량의 기통별 실린더에 공급하여 운전 초기에 LPG연료를 충분하게 기화시켜, 차량의 시동성 및 부조 현상을 개선한 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치는, 기화기 또는 레규레이터를 거쳐 1차 기화된 LPG연료를 2차로 예열하도록 인젝터에 장착된 레일부; 상기 레일부내에 설치되고, 상기 레일부를 따라 흐르는 LPG연료의 온도를 감지하는 온도센서부; 상기 레일부내에 설치되고, 상기 온도센서부에 의해 감지되는 LPG연료의 온도에 따라 LPG연료를 예열하도록 가열동작하는 히터부; 및, 상기 온도센서부의 감지신호에 따라 상기 히터부의 가열동작을 온/오프 제어하는 제어부; 를 포함한다.

이때, 상기 제어부는 ECU와 더불어, 외부에 별도의 구조로 설치되는 제어수단이 바람직하게 사용될 수 있게 된다.

다른 일면에 따라, 상기 히터부는 다수의 구멍을 가진 판형으로 구성하고, 그 배열은 상하의 적층 형태로 구성하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 히터부는 판형으로 구성하고, 그 배열은 지그재그 형태로 구성하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 히터부는 봉 형상으로 구성하고, 그 배열은 상하의 적층 형태로 구성하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 히터부는 PTC인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 분리형 인젝터 레일에 히터부와 온도센서부가 설치된 상태의 단면 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 일체형 인젝터 레일에 히터부와 온도센서부가 설치된 상태의 단면 개략도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치는 레일부(10), 온도센서부(20), 히터부(30), 그리고 제어 부(40)를 포함한다.

상기 레일부(10)는 도 2에서와 같이 분리형의 구조 또는, 도 3와 같이 일체형의 구조를 이루며, 인젝터에 장착되어 기화기 또는 레규레이터를 거쳐 1차 기화된 LPG연료를 2차로 예열하도록 구성된다.

상기 온도센서부(20)는 도 2,3에서와 같이, 상기 레일부(10)내에 구성되며, 인젝터로 공급될 LPG연료가 상기 레일부(10)를 따라 흐를 때 그 흐르는 LPG연료의 온도를 감지한 후 이를 상기 제어부(40)에 출력하도록 구성된다.

상기 히터부(30)는 도 2,3에서와 같이, 상기 레일부(10)내에 구성되며, 상기 온도센서부(20)에 의해 감지되는 LPG연료의 온도가 낮을 때 상기 제어부(40)의 제어를 받아 히팅동작이 온되어 상기 LPG연료를 설정온도까지 예열시키고, LPG연료의 온도가 설정온도를 초과할 경우에는 상기 제어부(40)의 제어를 받아 히팅동작이 오프되도록 구성된다.

이때, 상기 히터부(30)는 도 4,5에서와 같이 다수의 구멍(31)을 가진 판형(A1)(A2)으로서 그 배열은 상하의 적층 형태로 구성되거나, 도 6,7에서와 같이 판형(B1)(B2)(B3)으로서 그 배열이 지그재그 형태로 구성되거나, 또는 도 8,9에서와 같이 봉 형상(C1)(C2)으로서 그 배열이 상하의 적층 형태로 구성되는 것으로, PTC를 사용한 것이다.

즉, 상기의 히터부(A1,A2)(B1,B2,B3)(C1,C2)들은 전원의 투입과 동시에 빠르게 온도가 상승 되어야 하고, 레일부(10)를 통하여 흐르는 LPG연료를 충분하게 예열할 수 있어야 함은 물론, 불꽃 등의 발생으로 LPG연료가 폭발하는 등의 현상이 발생하지 말아야 하는 조건이 필요로 하는데, 일반 전열선의 경우에는 히터 표면의 온도 급상승이 어렵고, 표면에 불꽃이 발생함으로써 이를 활용하기가 어렵고, PTC는 전원인가와 더불어 표면의 온도가 급상승하며, 표면에 불꽃 등이 발생하지 않기 때문에 이를 적용한 것이다.

상기 제어부(40)는 상기 온도센서부(20)에서 감지하는 LPG연료의 온도변화에 따라 상기 히터부(30)의 가열동작을 온/오프 제어하는 것으로, 전자제어유닛(ECU)을 사용한다.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량의 시동이 이루어지면 LPG탱크에 저장된 LPG연료가 엔진룸으로 공급되어 레규레이터에 의해 기화되어 그 출력압력이 일정하게 조정된 후 레일부(10)로 안내된다.

이때, 상기 레일부(10)내에는 도 2,3에서와 같이 온도센서부(20)가 구성되어 있으므로, 상기 온도센서부(20)는 레일부(10)내에 유입된 LPG연료의 온도를 감지한 후 이를 제어부(40)로 출력한다.

이때, 상기 제어부(40)는 온도센서부(20)에서 감지한 온도가 낮을 경우, 도 4,5에서와 같이 다수의 구멍(31)을 가진 판형(A1)(A2)으로서 그 배열이 상하의 적층 형태로 구성되거나, 또는 도 6,7에서와 같이 판형(B1)(B2)(B3)으로서 그 배열이 지그재그 형태로 구성되거나, 또는 도 8,9에서와 같이 봉 형상(C1)(C2)으로서 그 배열이 상하의 적층 형태로 구성되는 PTC의 히터부(30)를 가열하는 온도의 제어신 호를 출력하게 되는바,

상기 레일부(10)내에 구성되는 히터부(30)는 가열동작을 하고, 이에 따라 상기 레일부(10)를 따라 흐르는 LPG연료의 온도는 상승하게 된다.

그러면, 상기 레일부(10)에서 각 기통별 실린더로 LPG연료의 분기 공급이 이루어질 때, 상기 LPG연료는 액체상태에서 기체상태로의 충분한 기화가 이루어지고, 이에 따라 차량의 시동 불량을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 LPG연료의 충분한 기화가 이루어지는 상태에서, 상기 레일부(10)내에 구성되는 온도센서부(20)에 의해 감지되는 LPG연료의 상승 온도가 설정온도를 초과하는 경우, 그 감지된 신호는 제어부(40)로 출력되고, 이에따라 상기 제어부(40)는 히터부(30)의 가열동작을 오프시키는 제어신호를 출력한다.

그러면, 상기 히터부(30)의 가열동작은 오프되고, 이에따라 상기 히터부(30)에 의한 LPG연료의 온도상승효과는 없으나, 엔진 자체의 발열을 해소하기 위한 냉각수가 레규레이터를 통과하면서, 상기 레규레이터를 관통하여 흐르는 LPG연료의 기화 및 온도상승 작용을 지속시켜 줌으로써 차량의 부조 현상을 방지시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 인젝터 레일에 히터와 온도센서를 설치한 것으로, 이를 통해 LPG연료가 적정온도에 도달한 상태에서 차량의 기통별 실린더에 공급하여 운전 초기에 LPG연료를 충분하게 기화시켜, 차량의 시동성 및 부조 현상을 개선한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (6)

1. 기화기 또는 레규레이터를 거쳐 1차 기화된 LPG연료를 2차로 예열하도록 인젝터에 장착된 레일부;

   상기 레일부내에 설치되고, 상기 레일부를 따라 흐르는 LPG연료의 온도를 감지하는 온도센서부;

   상기 레일부내에 설치되고, 상기 온도센서부에 의해 감지되는 LPG연료의 온도에 따라 LPG연료를 예열하도록 가열동작하는 히터부; 및,

   상기 온도센서부의 감지신호에 따라 상기 히터부의 가열동작을 온/오프 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 히터부는 레일부를 따라 흐르는 LPG연료의 온도가 설정온도에 도달시 제어부의 제어를 받아 그 가열동작이 자동 오프되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 히터부는 다수의 구멍을 가진 판형으로 구성하고, 그 배열은 상하의 적층 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 히터부는 판형으로 구성하고, 그 배열은 지그재그 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 히터부는 봉 형상으로 구성하고, 그 배열은 상하의 적층 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터부는 PTC인 것을 특징으로 하는 시동 성능 개선을 위한 LPG 연료 예열장치.

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