KR100827981B1

KR100827981B1 - 엘피아이 시스템

Info

Publication number: KR100827981B1
Application number: KR1020070036834A
Authority: KR
Inventors: 임재규; 조진걸; 신용남; 이병주
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2008-05-08

Abstract

본 발명은 엘피아이 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 봄베 내에 설치된 연료펌프를 통해 액상의 가스연료를 펌핑한 후 멀티밸브에 연결된 연료 공급라인을 통해 엔진의 인젝터로 공급하여 분사시키며 분사되지 않은 나머지 연료는 연료 회수라인을 통해 상기 봄베 내부로 회수되도록 하는 가스차량용 엘피아이(Liquid Petroleum Injection) 시스템에 있어서, 상기 연료 공급라인에는 연료를 공급 및 차단하기 위한 연료차단장치를 설치하고, 상기 연료 회수라인에는 연료의 압력을 제어하기 위한 릴리프 밸브가 설치된다.

상기와 같이 연료 회수라인에 릴리프 밸브를 설치하여 LPI 시스템을 구성함으로써 제조비용 및 유지보수비용을 크게 절감할 수 있으며, 안정된 압력조절이 가능하여 엔진의 구동력을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

LPI 시스템, 릴리프 밸브, 레귤레이터

Description

엘피아이 시스템{LPI SYSTEM}

도 1은 종래의 엘피아이 시스템을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 시스템을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 릴리프 밸브를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 연료차단장치 110 : 연료차단 솔레노이드밸브

120 : 가스온도 측정센서 130 : 가스압력 측정센서

200 : 릴리프 밸브 210 : 밸브본체

211 : 연료 유입공 212 : 연료 유출공

220 : 릴리프 스프링 230 : 릴리프 피스톤

231 : 시트 240 : 플러그

250 : 연결구

본 발명은 엘피아이 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘피아이 시스템의 구조를 단순화하여 조립성 및 비용을 절감할 수 있는 엘피아이 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가스차량용 엘피아이 시스템(Liquid Petroleum Injection: LPG 액상 연료분사 장치)은 연료탱크의 압력에 의존한 기계식 LPG 연료 방식과는 달리 봄베 내에 연료펌프를 설치하고, 상기 연료펌프에 의해 고압(5~15bar)으로 송출되는 액상 연료를 인젝터로 분사하여 엔진을 구동하는 구조로 되어 있다.

이러한 엘피아이 시스템은 액상의 연료를 분사하므로, 믹서 형식의 LPG 엔진의 구성품인 베이퍼라이저, 믹서 등의 구성 부품은 필요 없게 되었으며, 새롭게 적용되는 구성품은 고압 인젝터, 봄베에 설치되는 펌프모듈, 연료공급라인, LPI 전용 ECU, 연료 압력을 조절해주는 레귤레이터 유닛 등이 있다.

즉, 종래의 엘피아이 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 연료가 저장되는 봄베(10)와, 상기 봄베(10) 내에 설치되며 봄베(10) 내에 저장된 가스 연료를 펌핑하여 송출하는 펌프모듈(20)과, 상기 펌프모듈(20)을 통해 공급되는 액상의 연료를 인젝터(31)에 의해 분사하여 구동하는 엔진(30)을 포함한다.

그리고 상기 펌프모듈(20)은 상기 봄베(10) 내에 설치되어 가스 연료를 펌핑하는 연료펌프(21))와, 상기 연료펌프(21)를 통해 펌핑된 연료를 송출하는 멀티밸브(22)를 포함하며, 상기 연료펌프(21)는 ECU(미도시)에 의해서 제어된다.

또한, 상기 멀티밸브(22)와 인젝터(31)는 연료 공급라인(23)과 회수라인(24) 을 통해 연결된다.

즉, 상기 멀티밸브(22)를 통해 공급되는 연료는 연료 공급라인(23)을 통과한 후 인젝터(31)에 의해 일부가 엔진(30)에 분사되고, 분사되지 않은 나머지 연료는 연료 회수라인(24)을 통과한 후 멀티밸브(22)를 통해 다시 봄베(10) 내부에 회수된다.

또한, 연료 공급라인(31)과 회수라인(32)에는 연료의 압력 및 공급량을 일정하게 유지시키기 위한 레귤레이터 유닛(40)이 설치된다.

다시 말해, 상기 레귤레이터 유닛(40)은 봄베(10)에서 송출된 고압의 연료를 다이어프램과 스프링의 균형을 이용하여, 연료 공급라인(23)의 연료 공급량 및 회수라인(24) 내의 압력을 항상 5bar로 유지시키는 역할을 한다.

상기 레귤레이터 유닛(40)은 연료 압력 레귤레이터(41), 가스 압력 측정센서(GPS: 42), 가스 온도 측정센서(GTS: 43) 및 연료 차단 솔레노이드 밸브(44)를 내장하고 있으며, 이를 통해 연료라인의 연료 공급 및 차단을 제어하게 된다.

따라서, 상기와 같은 구성을 가지는 엘피아이 시스템을 통해 시동성 향상, 정밀한 연료 제어로 배출가스 저감 및 타르 생성 및 역화(BACK-FIRE) 발생문제를 개선할 수 있으며, 더불어 가솔린 엔진과 동등 수준의 뛰어난 동력 성능을 발휘할 수 있다.

그러나 상기한 엘피아이 시스템은 연료의 압력을 일정하게 유지시키기 위해 고가의 부품인 연료 압력 레귤레이터(41)를 사용하고 있어 제조비용이 크게 증가하는 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 연료 압력 레귤레이터(41)는 복잡한 구조로 이루어져 있어 고장이 자주 발생하는 문제점이 있었으며, 이에 따라 안정된 연료의 압력조절이 불가능하여 엔진의 구동력을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연료 압력 레귤레이터 대신 릴리프 밸브를 연료 회수라인에 설치하여 제조비용 감소 및 안정된 압력조절이 가능한 엘피아이 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘피아이 시스템은,

봄베 내에 설치된 연료펌프를 통해 액상의 가스연료를 펌핑한 후 멀티밸브에 연결된 연료 공급라인을 통해 엔진의 인젝터로 공급하여 분사시키며 분사되지 않은 나머지 연료는 연료 회수라인을 통해 상기 봄베 내부로 회수되도록 하는 가스차량용 엘피아이(Liquid Petroleum Injection) 시스템에 있어서, 상기 연료 공급라인에는 연료를 공급 및 차단하기 위한 연료차단장치를 설치하고, 상기 연료 회수라인에는 연료의 압력을 제어하기 위한 릴리프 밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 릴리프 밸브는 양측면에 연료 유입공과 유출공이 각각 형성된 밸브본체, 상기 밸브본체의 내부에 내장되고 항상 상기 유입공 방향으로 탄성력을 가지는 릴리프 스프링, 상기 밸브본체의 내부에 내장되고 상기 릴리프 스프링의 탄성력에 의해 상기 유입공을 막는 릴리프 피스톤, 상기 밸브본체의 내부에 내장되어 상기 릴리프 스프링의 타단을 고정하며 중앙에 연료 통로를 가지는 플러그, 상기 유출공에 끼워져 결합되어 상기 플러그를 고정하는 연결구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유입공의 외주면에 면밀착되는 피스톤의 표면에는 신축성을 가지는 시트가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 릴리프 스프링은 유입공를 통해 유입된 연료가 유출공으로 배출될 때 △P 5bar의 압력으로 배출되도록 탄성력을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 연료차단장치는, 상기 연료 공급라인 내의 가스연료를 공급 및 차단하는 연료차단 솔레노이드밸브, 상기 연료 공급라인 내의 가스연료의 온도를 측정하는 가스온도 측정센서, 상기 연료 공급라인 내의 가스연료의 압력을 측정하는 가스압력 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하며, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 전술한 종래의 실시예와 동일한 구성 및 기능을 가지는 구성부호에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하고, 그의 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 엘피아이 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 가스연료가 충전되는 봄베(10)와, 상기 봄베(10) 내의 가스연료를 펌프에 의해 액상으로 송출하는 펌프모듈(20)과, 상기 펌프모듈(20)을 통해 공급되는 액상의 연료를 인젝 터(31)에 의해 분사하여 구동하는 엔진(30)을 포함한다.

상기 펌프모듈(20)은 상기 봄베(10) 내에 설치되어 가스연료를 액상으로 펌핑하는 연료펌프(21)와, 상기 연료펌프(21)와 연결되어 연료펌프(21)를 통해 펌핑되는 액상의 연료를 상기 인젝터(31)에 송출하는 멀티밸브(22)를 포함한다.

상기 멀티밸브(22)는 액상의 연료를 엔진(30)의 인젝터(31)에 공급하거나 인젝터(31)로부터 회수되는 액상의 연료를 다시 봄베(10) 내부로 충전시키기 위한 것으로, 상기 인젝터(31)와 연료 공급라인(23) 및 연료 회수라인(24)를 통해 연결된다.

그리고 상기 연료 공급라인(23)에는 연료의 공급량을 조절하기 위한 연료차단장치(100)가 설치된다.

상기 연료차단장치(100)는 연료 공급라인(23) 내의 연료를 공급 및 차단하기 위한 것으로, 상기 연료 공급라인(23) 내의 가스연료를 공급 및 차단하는 연료차단 솔레노이드밸브(110)와, 상기 연료 공급라인(23) 내의 가스연료의 온도를 측정하는 가스온도 측정센서(120)와, 상기 연료 공급라인(23) 내의 가스연료의 압력을 측정하는 가스압력 측정센서(130)를 포함한다.

즉, 상기 연료차단장치(100)는 가스온도 측정장치(120) 및 가스압력 측정센서(130)를 통해 측정된 신호 값에 따라 연료차단 솔레노이드밸브(110)를 개방 또는 폐쇄함으로써 상기 연료 공급라인(23)을 통과하는 연료의 공급량을 조절하게 되며, 이에 따라 엔진(30)의 구동력을 조절할 수 있다.

또한, 상기 연료차단장치(100)에는 연료 공급라인(23)을 통과하는 연료에 포 함되어 있는 이물질을 여과하기 위한 필터(미도시)가 설치되며, 상기 필터를 통해 엔진(30)의 안정된 구동력을 확보할 수 있다.

또한, 상기 연료 회수라인(24)에는 회수되는 연료의 압력을 일정하게 유지시키기 위한 릴리프 밸브(200)가 설치된다.

상기 릴리프 밸브(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연료 회수라인(24)의 일측에 설치되어 연료의 압력을 항상 5bar로 유지시키기 위한 것으로, 상기 인젝터(31) 및 멀티밸브(22)에 연결된 연료 회수라인(24)의 끝단이 각각 연결되는 연료 유입공(211)과 유출공(212)이 각각 형성되는 밸브본체(210)와, 상기 밸브본체(210)의 내부에 내장되고 항상 상기 연료 유입공(211) 방향으로 탄성력을 가지는 릴리프 스프링(220)과, 상기 밸브본체(210)의 내부에 내장되고 상기 릴리프 스프링(220)의 탄성력에 의해 상기 연료 유입공(211)을 막는 릴리프 피스톤(230)과, 상기 밸브본체(210)의 내부에 내장되어 상기 릴리프 스프링(220)의 타단을 고정하며 중앙에 연료 통로(241)를 가지는 플러그(240)와, 상기 연료 유출공(212)에 끼워져 결합되어 상기 플러그(240)를 고정하는 연결구(250)를 포함한다.

그리고 상기 연료 유입공(211)의 외주면에 면밀착되는 릴리프 피스톤(230)의 표면에는 신축성을 가지는 시트(231)가 구비되며, 상기 시트(231)를 통해 밀폐력을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 릴리프 스프링(220)은 유입공(211)를 통해 유입된 연료가 유출공(212)으로 배출될 때 △P 5bar의 압력으로 배출되도록 탄성력을 가지는 것이 바람직하다.

즉, 인젝터(31)로부터 회수되는 연료는 연료 회수라인(24)을 통해 상기 밸브본체(210)의 연료 유입공(211)으로 유입된 다음, 연료 유입공(211)을 막고 있는 릴리프 피스톤(230)을 가압하여 연료 유입공(211)을 개방시키게 된다.

이때, 연료 유입공(211)에 유입된 연료의 압력이 △P 5bar 이하일 경우 릴리프 스프링(220)의 탄성력에 의해 릴리프 피스톤(230)은 연료 유입공(211)을 폐쇄한 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 연료 유입공(211)이 개방되면 릴리프 피스톤(230)과 밸브본체(210) 사이의 틈새로 연료가 통과한 다음, 플러그(240)의 연료 통로(241)를 지나 유출공(212)으로 유출되며, 연속해서 멀티밸브(22)를 통해 상기 봄베(10) 내부에 충전된다.

따라서, 상기와 같은 구성을 가지는 릴리프 밸브를 통해 연료의 압력을 일정하게 유지시킴으로써 엘피아이 시스템의 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 더불어 저가의 릴리프 밸브를 사용으로 유지보수가 용이하다.

상기와 같이 연료 회수라인에 릴리프 밸브를 설치하여 엘피아이 시스템을 구성함으로써 제조비용 및 유지보수비용을 크게 절감할 수 있으며, 안정된 압력조절이 가능하여 엔진의 구동력을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

봄베 내에 설치된 연료펌프를 통해 액상의 가스연료를 펌핑한 후 멀티밸브에 연결된 연료 공급라인을 통해 엔진의 인젝터로 공급하여 분사시키며 분사되지 않은 나머지 연료는 연료 회수라인을 통해 상기 봄베 내부로 회수되도록 하는 엘피아이(Liquid Petroleum Injection) 시스템에 있어서,

상기 연료 공급라인에는 연료를 공급 및 차단하기 위한 연료차단장치를 설치하고,

상기 연료 회수라인에는 연료의 압력을 제어하기 위한 릴리프 밸브가 설치되며,

상기 연료차단장치는, 상기 연료 공급라인 내의 가스연료를 공급 및 차단하는 연료차단 솔레노이드밸브, 상기 연료 공급라인 내의 가스연료의 온도를 측정하는 가스온도 측정센서, 상기 연료 공급라인 내의 가스연료의 압력을 측정하는 가스압력 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 릴리프 밸브는, 양측면에 연료 유입공과 유출공이 각각 형성된 밸브본체,

상기 밸브본체의 내부에 내장되고 항상 상기 유입공 방향으로 탄성력을 가지는 릴리프 스프링,

상기 밸브본체의 내부에 내장되고 상기 릴리프 스프링의 탄성력에 의해 상기 유입공을 막는 릴리프 피스톤,

상기 밸브본체의 내부에 내장되어 상기 릴리프 스프링의 타단을 고정하며 중앙에 연료 통로를 가지는 플러그,

상기 유출공에 끼워져 결합되어 상기 플러그를 고정하는 연결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 유입공의 외주면에 면밀착되는 피스톤의 표면에는 신축성을 가지는 시트가 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 릴리프 스프링은 유입공을 통해 유입된 연료가 유출공으로 배출될 때 5bar의 압력으로 배출되도록 탄성력을 가지는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템.
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