KR100859964B1

KR100859964B1 - 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량

Info

Publication number: KR100859964B1
Application number: KR1020070045692A
Authority: KR
Inventors: 임재규; 김경남; 황재근; 김재경
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2008-09-25

Abstract

본 발명은 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량에 관한 것으로서, 가스 연료가 저장되는 연료탱크와, 상기 연료탱크 내에 설치되며 상기 연료탱크 내에 저장된 연료를 가압하여 이송하는 연료펌프와, 상기 연료펌프로부터 연료공급조절밸브를 통해 연료를 공급하는 통로인 연료 공급관과, 상기 연료 공급관으로부터의 연료를 엔진에 분사하는 연소연료 인젝터와, 상기 연소연료 인젝터를 통해 엔진으로 분사되지 않은 잔여 연료를 압력 레귤레이터를 경유하여 연료탱크측으로 회귀시키는 통로인 연료 리턴관을 포함하는 연료 공급부, 엔진, 상기 엔진의 연소실에서 연소되어 발생한 배기가스를 외부로 배출하는 배기관과, 상기 배기관의 도중에 설치된 촉매 변환기를 포함하는 배기부, 상기 연료 리턴관으로부터 분기되는 연료 분기관과, 상기 연료 분기관에 연결되어 배기관 내에 연료를 분사하는 분기연료 인젝터를 포함하는 분기부, 및 제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하므로, 유해배기가스의 중화량을 증대시킴으로써 유해배기가스의 배출량을 현저히 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

가스연료차량, 배기, 인젝터, 촉매 변환기, 제어장치, 연료공급, 멀티밸브, 연료레일

Description

유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량{A GAS FUEL VEHICLE FOR REDUCING HARMFUL EXHAUST GAS}

도 1은 종래 가스연료차량의 연료공급부, 엔진 및 배기부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가스연료차량의 연료공급부, 엔진 및 배기부를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스연료차량의 연료공급부, 엔진 및 배기부를 도시한 도면이다.

도 4는 도 3에서 연료레일의 구성예를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엔진

11 : 연소연료 인젝터

20 : 압력 레귤레이터

20c: 전자 차단밸브

30 : 연료탱크

31 : 연료펌프

40 : 연료 공급관

50 : 연료 리턴관

60 : 멀티밸브

60a : 베이스 플레이트

60b : 밸브블럭

70 : 주 제어장치

71 : 보조 제어장치

80 : 배기부

81 : 배기관

82 : 촉매 변환기

90 : 분기부

91 : 연료 분기관

92 : 분기연료 인젝터

93 : 분기차단밸브

200 : 연료레일

210 : 제1 고정관

220 : 제2 고정관

230 : 연료 온도센서

240 : 연료 압력센서

250 : 연결관

260 : 전자 차단밸브

270 : 고정편

본 발명은 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스연료를 사용하되 NOx 등의 유해배기가스를 저감하기 위한 구조를 포함하는 LPI형 상용차에 관한 것이다.

일반적으로, 가스연료차량의 내연기관은 연소실로 흡입되는 혼합기를 연소시켜 이에 발생되는 폭발력으로 피스톤을 상하 직선 왕복 운동시키고, 이의 직선 왕복운동을 크랭크 기구를 통해 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻는 것으로서, 주로 차량의 엔진이 대표적이라고 할 수 있다.

이러한 가스 차량의 엔진은 LPG 등의 가스연료를 연료탱크인 봄베에 소정의 압력으로 액화시켜 저장하였다가 엔진 작동시 기화시킨 후 공기와 함께 혼합하여 연소실로 공급하게 되는 것이 일반적이나, LPI방식의 가스연료차량의 경우에는 액상의 가스 연료를 기화시키지 않고 그대로 정밀하게 엔진의 인젝터까지 공급하는 방식을 취한다.

종래 소형의 LPG 차량에서는 NOx와 같은 유해배기가스를 LNT나 DeNOx 촉매를 통해 중화시킨 후 배기함으로써 유해가스의 배출을 줄이는 방식을 사용하는 것이 일반적이었다.

이러한 종래 가스연료차량에서의 연료공급부, 엔진 및 배기부를 도 1에 도시하였으며 이를 참조하여 그 구성을 개략적으로 설명하면 이하와 같다.

도시된 바와 같이, 종래의 가스연료차량은 연료공급부, 엔진부 및 배기부로 구성되어 있다.

먼저, 연료공급부는, 가스 연료가 저장되는 연료탱크(30)와, 상기 연료탱크(30) 내에 설치되며 상기 연료탱크(30) 내에 저장된 액상의 가스 연료를 가압하여 멀티밸브(60)를 통해 엔진(10)의 연소연료 인젝터(11)로 공급하는 연료펌프(31)와, 상기 연료펌프(31)로부터 엔진(10)의 연소연료 인젝터(11)로 액상의 연료를 공급하는 연료 공급관(40)과, 상기 엔진(10)의 연소실(10a)로 연료를 분사하는 다수의 연소연료 인젝터(11)와, 상기 엔진(10)으로 분사되지 않고 남은 연료를 연료탱크(30)측으로 복귀시키는 연료 리턴관(50)으로 구성된다.

여기서, 상기 연료 공급관(40) 상에는 유로를 개폐시키는 전자 개폐밸브(20c)가 설치되어 있는데, 상기 전자 개폐밸브(20c)는 ECU와 같은 주 제어장치(70)에 의해 제어된다. 그리고, 상기 연료펌프(31)는 주 제어장치(70)에 의해서 제어되는 컨트롤러와 구동모터(미도시)에 의해 구동된다. 또한, 상기 연소연료 인젝터(11)도 주 제어장치(70)에 의해서 제어되면서 연료를 분사하게 된다.

상기 연료 리턴관(50)은 연소연료 인젝터(11)에 연결되어 상기 엔진(10)으로 공급되고 남은 연료를 연료탱크(30)측으로 복귀시키는 역할을 수행한다. 상기 연료 리턴관(50) 상에는 압력 레귤레이터(20) 및 압력센서(21)가 설치되어 있어 연료탱크(30)로 유입되는 리턴 연료의 압력을 조정한다.

이와 같이 이루어진 가스연료차량의 연료공급장치에 따르면, 엔진(10)의 구동에 따라 액상의 가스 연료가 저장된 연료탱크(30)내의 연료펌프(31)가 컨트롤러와 구동모터에 의해서 구동되어 가압된 후 멀티밸브(60)에 연결된 연료 공급관(40)을 통해 엔진(10)으로 공급된다.

이때, 상기 연료 공급관(40)상의 전자 차단밸브(20c)는 주 제어장치(70)에 의해 제어되어 개방된 상태가 되며, 상기와 같이 엔진(10)으로 공급되는 액상의 연료는 연료펌프(31)에 의해 연료탱크(30)의 압력보다 일정 압력이상 높은 압력으로 연소연료 인젝터(11)로 공급된다.

이후, 상기 연소연료 인젝터(11)로 공급된 액상 연료의 일부는 엔진(10)의 각 연소실 내로 분사되어 연소되고, 나머지 연료는 연소연료 인젝터(11)를 바이패스하여 연료 리턴관(50)으로 유입된다.

이와 같이 연료 리턴관(50)으로 유입되는 액상의 연료는 일정압력으로 작용하고 있는 압력 레귤레이터(20)를 지나면서 미세하게 압력이 조절되어 멀티밸브(60) 내의 리턴밸브를 통하여 연료탱크(30) 내로 재유입되게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 연소연료 인젝터(11)로 공급된 액상의 연료가 엔진(10)의 연소실(10a)에서 연소되면 연소가 이루어진 유해배기가스가 배기부(80)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 배기가스에는 NOx와 같이 인체에 유해한 물질이 다량 포함되어 있으므로 소정치 이하로 저감시킬 필요가 있다. 더욱이, Euro IV나 Euro V와 같이 배기가스 규제에 관한 국제적인 규정을 만족시켜야 차량을 판매할 수 있기 때문에 유해 배기가스의 저감은 필수적인 사항이라 할 수 있다.

따라서, 종래 소형의 LPG 승용차의 경우에는 배기부(80)를 구성하는 배기관(81)의 도중에 촉매 변환기(catalyst converter)(82)를 설치하여 유해배기가스를 중화시키는 것이 일반적이었다.

그러나, LPG 등 가스연료를 사용하는 상용차에서는 배기가스의 유량이 크게 늘어나기 때문에 전술한 촉매 변환기만으로는 NOx의 저감효과를 충분히 얻을 수 없었다. 특히, 희박연소(lean burn)시에는 NOx의 양이 극도로 증가하기 때문에 촉매 변환기만으로는 더 이상 감당할 수 없는 단점이 있었다.

이에 따라, 종래에는 LPI방식의 가스연료를 이용한 연료공급장치를 상용차에 적용하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스연료 사용시 유해배기가스의 배출량을 크게 저감시킬 수 있는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량은,

가스 연료가 저장되는 연료탱크와, 상기 연료탱크 내에 설치되며 상기 연료탱크 내에 저장된 연료를 가압하여 이송하는 연료펌프와, 상기 연료펌프로부터 연 료공급조절밸브를 통해 연료를 공급하는 통로인 연료 공급관과, 상기 연료 공급관으로부터의 연료를 엔진에 분사하는 연소연료 인젝터와, 상기 연소연료 인젝터를 통해 엔진으로 분사되지 않은 잔여 연료를 압력 레귤레이터를 경유하여 연료탱크측으로 회귀시키는 통로인 연료 리턴관을 포함하는 연료 공급부,

엔진,

상기 엔진의 연소실에서 연소되어 발생한 배기가스를 외부로 배출하는 배기관과, 상기 배기관의 도중에 설치된 촉매 변환기를 포함하는 배기부,

상기 연료 리턴관으로부터 분기되는 연료 분기관과, 상기 연료 분기관에 연결되어 배기관 내에 연료를 분사하는 분기연료 인젝터를 포함하는 분기부, 및

제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 분기연료 인젝터는 상기 배기부의 촉매 변환기에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료 분기관에는 분기차단밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분기차단밸브와 분기연료 인젝터는 듀티 솔레노이드 밸브형 인젝터를 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어장치는,

연료 공급부, 엔진부 및 배기부에 연결되는 주 제어장치와, 상기 분기부에 연결되는 보조 제어장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료공급조절밸브는, 연료 공급관의 도중에 설치된 전자 개폐밸브와, 연료탱크에 설치된 멀티밸브로 구성될 수 있다.

이때, 상기 압력 레귤레이터는 압력센서와 함께 연결 설치된 것이 바람직하다.

한편, 상기 연소연료 인젝터는 압력센서, 온도센서 및 전자 차단밸브와 함께 연료레일을 구성할 수도 있다.

이 경우, 상기 연료 분기관은 상기 압력 레귤레이터에 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 이때, 상기 연료공급조절밸브는, 연료레일의 전자 차단밸브와, 상기 연료탱크에 설치된 멀티밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다.

제1실시예

도 2에 본 발명의 제1실시예에 따른 가스연료차량의 연료공급부 및 유해배기가스 저감구조가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스연료차량의 연료 공급부는 연료탱크(30) 내에 저장된 액상의 가스 연료를 엔진(10)에 공급하여 연소시키고, 연소되지 않은 나머지 연료는 회수하여 다시 연료탱크(30)에 저장시키는 구성으로 되어 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 가스연료차량의 연료 공급부는 액상의 가스 연료가 저장된 연료탱크(30)와, 상기 연료탱크(30) 내에 설치되어 액상의 가스 연료를 가압하여 공급하는 연료펌프(31)와, 상기 연료탱크(30)의 외부에 설치되고 하부에 상기 연료펌프(31)가 설치되는 멀티밸브(60)와, 상기 멀티밸브(60)와 엔진(10)을 연결하는 연료 공급관(40) 및 연료 리턴관(50)과, 상기 연료 공급관(40) 및 연료 리턴관(50) 사이에 설치되어 상기 엔진(10)의 연소실(10a)에 연료를 공급하는 연소연료 인젝터(11)로 이루어진다.

여기서, 상기 연료 공급관(40)상에는 그 유로를 개폐시키기 위한 전자 개폐밸브(20c)가 설치되며, 상기 전자 개폐밸브(20c)는 ECU와 같은 주 제어장치(70)에 의해 제어된다. 또한, 상기 연료펌프(31)는 주 제어장치(70)에 의해서 제어되는 컨트롤러와 구동모터(미도시)에 의해 구동된다. 그리고, 상기 연소연료 인젝터(11)도 주 제어장치(70)에 의해서 제어되면서 연료를 분사하게 된다.

상기 연료 리턴관(50)은 연소연료 인젝터(11)에 연결되어 상기 엔진(10)으로 공급되고 남은 연료를 연료탱크(30)측으로 복귀시키는 역할을 수행한다. 상기 연료 리턴관(50) 상에는 압력 레귤레이터(20) 및 압력센서(21)가 함께 설치되어 있어 연료탱크(30)로 유입되는 리턴 연료의 압력을 조정한다.

이와 같이 이루어진 가스연료차량의 연료공급장치에 따르면, 엔진(10)의 구동시 연료탱크(30)내의 연료펌프(31)가 컨트롤러와 구동모터에 의해서 구동되면서 액상의 연료를 가압하여 멀티밸브(60)에 연결된 연료 공급관(40)을 통해 엔진(10)으로 연료를 공급하게 된다.

이때, 상기한 연료 공급관(40)상의 전자 차단밸브(20c)는 주 제어장치(70)에 의해서 제어되어 개방된 상태가 되며, 상기와 같이 엔진(10)으로 공급되는 액상의 연료는 연료펌프(31)에 의해서 연료탱크(30)의 압력보다 일정압력 이상의 높은 압력으로서 공급된다.

이후, 상기 연소연료 인젝터(11)로 공급된 액상 연료의 일부는 엔진(10)의 각 연소실 내로 분사되어 연소되고, 나머지는 연소연료 인젝터(11)로부터 토출되어 연료 리턴관(50)으로 유입된다.

이와 같이 연료 리턴관(50)으로 유입되는 액상의 연료는 일정압력으로 작용하고 있는 압력 레귤레이터(20)를 지나면서 미세하게 압력이 조절되어 멀티밸브(60) 내의 리턴밸브를 통하여 연료탱크(30) 내로 재유입된다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 연소연료 인젝터(11)로 공급된 액상의 연료가 엔진(10)의 연소실(10a)에서 연소되면 연소가 이루어진 유해배기가스는 배기부(80) 를 통해 외부로 배출된다.

상기 배기부(80)는 엔진(10)의 연소실(10a)에서 연소되어 발생한 배기가스를 외부로 배출하는 배기관(81)과, 상기 배기관(81)의 도중에 설치된 촉매 변환기(82)를 포함하고 있다. 상기 촉매 변환기(82)는 종래 NOx 등의 유해물질을 중화시키기 위한 공지의 장치이다.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연료 리턴관(50)으로부터 분기되는 분기부(90)가 설치되어 있어 회귀되는 연료를 배기부(80)에 분사하여 유해배기가스의 발생을 줄이도록 하고 있다.

구체적으로, 상기 분기부(90)는 상기 연료 리턴관(50)으로부터 분기되는 연료 분기관(91)과, 상기 연료 분기관(91)에 연결되어 배기관(81) 내에 연료를 분사하는 분기연료 인젝터(92)와, 상기 연료 분기관(91)에 설치된 분기차단밸브(93)를 포함한다.

이에 따라, 보조 제어장치(71)에 의해 분기차단밸브(93)가 개방되면 리턴되는 연료가 배기관(81)에 기화 및 공급되어 촉매 변환기(82)로 유입되어 유해 배기가스인 NOx와 환원반응을 일으키면서 유해하지 않은 가스로 바뀌어 배출된다.

즉, LPG 연료는 프로판(C₃H₈)과 부탄(C₄H₁₀) 등 액화된 탄화수소연료이므로 기본적으로 CH로 구성되어 있다. 따라서, 촉매 변환기로 공급된 LPG 연료는 배기가스인 NOx와 선택적을 반응하여 무해한 N₂, CO₂, H₂O로 바뀌어 배출된다.

상기 보조 제어장치(71)는 주 제어장치(70)와 별도로 설치된 구성으로 되어 있으나 주 제어장치(70)에서 모두 이루어질 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 분기차단밸브(93)와 분기연료 인젝터(92)는 밸브와 인젝터의 구성을 모두 포함하는 구조인 듀티 솔레노이드 밸브형 인젝터 등으로 구성할 수 있다.

기술되지 않은 도면부호 301~307은 각각 공기온도센서, 스로틀 위치센서, 아이들 스피드밸브, O₂센서, 물 온도 및 노크 센서, 크랭크축 위치 센서, 및 점화코일을 나타내며 일반적인 가스연료차량에 포함되는 구성요소들이다.

제2실시예

도 3과 도 4에 본 발명의 제2실시예에 따른 가스연료차량의 연료공급부 및 유해배기가스 저감구조가 도시되어 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 가스연료차량의 연료 공급 라인은 액상의 가스 연료가 저장된 연료탱크(30)와, 상기 연료탱크(30) 내에 설치되어 액상의 가스 연료를 가압하여 공급하는 연료펌프(31)와, 상기 연료탱크(30)의 외부에 설치되고 하 부에 상기 연료펌프(31)가 설치되는 멀티밸브(60)와, 상기 멀티밸브(60)와 엔진(10)을 연결하는 연료 공급관(40) 및 연료 리턴관(50)과, 상기 연료 공급관(40) 및 연료 리턴관(50) 사이에 설치되어 상기 엔진(10)에 연료를 공급 및 리턴되도록 제어하는 연료레일(200)과, 상기 연료레일(200)에 설치되어 상기 엔진(10)의 연소실에 연료를 분사하는 다수개의 연소연료 인젝터(11)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 가스연료차량의 연료공급장치는 연료탱크(30) 내에 저장된 액상의 가스 연료를 연료펌프(31)로 가압한 후, 상기 멀티밸브(60)에 연결된 연료 공급관(40)을 통해 연료레일(200)에 공급하여, 연속해서 상기 연료레일(200)를 통해 공급된 연료를 연소연료 인젝터(11)를 통해 엔진(10)에 분사한다.

그리고, 상기 연료레일(200)의 내부에 남은 연료는 압력 레귤레이터 (20)를 경유하여 연료 리턴관(50)을 통해 멀티밸브(60)를 지나 연료탱크(30)로 재유입되는 연료공급라인을 갖는다.

결국, 상기 연료레일(200)은 연료 공급관(40)을 통해 엔진(10)에 공급되는 연료를 공급 및 차단하는 한편, 나머지 연료를 연료 리턴관(50)을 통해 연료탱크(30)로 회수하는 역할을 한다. 이하, 상기 연료레일(200)의 일 예를 도 4를 참조하여 개략적으로 설명한다.

연료레일(200)은 상기 다수개의 연소연료 인젝터(11)가 설치되는 제1 및 제2 고정관(210)(220)과, 상기 제1 및 제2 고정관(210)(220)의 일단에 각각 설치되고 연결관(250)을 통해 상호 연결되는 연료 온도센서(230) 및 연료 압력센서(240)와, 상기 제1 고정관(220)에 설치되는 전자 차단밸브(260)로 구성되며, 상기 전자 차단 밸브(260)에는 연료 공급관(40)이 연결되며, 상기 제2 고정관(220)에는 리턴관(50)이 연결된다.

상기 제1 및 제2 고정관(210)(220)의 상면에는 길이방향으로 다수개의 통공이 형성되고, 상기 통공을 통해 연소연료 인젝터(11)가 다수개 설치된다.

또한, 상기 제1 및 제2 고정관(210)(220)은 그의 일측면을 관통한 후 엔진(10)의 표면에 삽입되는 다수개의 고정편(270)을 통해 엔진(10)에 고정되며, 상기 고정편(270)은 상기 제1 및 제2 고정관(210)(220)을 엔진(10)에 고정시킬 수 있는 것이면 형상과 모양에 있어 제한을 받지 않는다.

상기 연료 온도센서(230)는 상기 제1 고정관(210)의 일단에 설치되어 제1 고정관(210)을 통과하는 연료의 온도를 감지하게 된다.

상기 연료 압력센서(240)는 상기 제2 고정관(220)의 일단에 설치되고, 상기 연료 온도센서(230)와 연결관(250)을 통해 연통되게 연결되며, 상기 연료 온도센서(230)를 통과하는 연료의 압력을 감지하게 된다.

상기 전자 차단밸브(260)는 상기 연료 공급관(40)이 연결되는 제1 고정관(220)의 타단에 설치되어 상기 연료 공급관(40)의 연료 공급라인을 개폐시키게 된다.

더욱 상세하게는 상기 전자 차단밸브(260)는 상기 연료 공급관(40)을 통해 공급되는 연료의 압력 및 온도에 따라 상기 제1 고정관(210)을 선택적으로 개방 및 차단하게 된다.

상기와 같이 연료레일이 설치된 가스연료차량의 연료공급라인의 작용을 설명 하면 다음과 같다.

먼저, 연료펌프(31)를 통해 연료탱크(30) 내부에 저장된 가스 연료를 가압하게 되면, 상기 가압된 연료는 상기 멀티밸브(60)을 지나 연료 공급관(40)을 통해 연료레일(200)에 공급된다.

그리고, 상기 연료 레일(200)에 공급된 연료는 전자 차단밸브(260)를 통해 제1 고정관(210)에 공급되며, 상기 제1 고정관(210)에 공급된 연료는 연료 온도센서(230), 연결관(250) 및 연료 압력센서(240)를 통과하여 제2 고정관(220)에 공급된다.

이때, 상기 제1 고정관(210)을 통해 제2 고정관(220)으로 공급되는 연료는 상기 연료 온도센서(230) 및 연료 압력센서(240)를 통해 온도 및 압력을 체크하게되며, 체크된 온도 및 압력이 설정된 온도 및 압력에 따라 상기 전자 차단밸브(260)를 통해 개폐시키게 된다.

그리고, 상기와 같이 제1 및 제2 고정관(210)(220)에 공급된 연료의 일부는 연소연료 인젝터(11)를 통해 엔진(10)의 연소실에 분사되고, 나머지 연료는 제2고정관(220)에 연결된 연료 리턴관(50)으로 유입된다.

이와 같이 연료 리턴관(50)으로 유입되는 액상의 연료는 일정압력으로 작용하고 있는 압력 레귤레이터(20)를 지나면서 미세하게 압력이 조절되어 멀티밸브(60)내의 리턴밸브를 통하여 연료탱크(30) 내로 재유입된다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 연소연료 인젝터(11)로 공급된 액상의 연료가 엔진(10)의 연소실(10a)에서 연소되면 연소가 이루어진 유해배기가스가 배기부(80) 를 통해 외부로 배출된다.

상기 배기부(80)는 상기 엔진(10)의 연소실(10a)에서 연소되어 발생한 배기가스를 외부로 배출하는 배기관(81)과, 상기 배기관(81)의 도중에 설치된 촉매 변환기(82)를 포함하고 있다. 상기 촉매 변환기(82)는 종래 NOx 등의 유해물질을 중화시키기 위한 공지의 장치이다.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연료 리턴관(50)으로부터 분기되는 분기부(90)가 설치되어 있어, 회귀되는 연료를 배기부(80)에 분사하여 유해배기가스의 발생을 줄이도록 하고 있다.

구체적으로 상기 분기부(90)는, 상기 연료 리턴관(50)으로부터 분기되는 연료 분기관(91)과, 상기 연료 분기관(91)에 연결되어 배기관(81) 내에 연료를 분사하는 분기연료 인젝터(92)와, 상기 연료 분기관(91)에 설치된 분기차단밸브(93)를 포함한다.

또한, 도면에서, 상기 연료 분기관(91)은 압력 레귤레이터(20) 바로 전단으로부터 분기된 구성으로 되어 있으므로 전술한 제1실시예의 경우보다 분기관의 길이가 짧아져 원가절감의 측면에서 이점을 가진다.

상기 보조 제어장치(71)는 주 제어장치(70)와 별도로 설치된 구성으로 되어 있으나 주 제어장치(70)에서 모두 이루어질 수 있음은 물론이다.

이상은 본 발명에 따른 유해배기가스 저감구조가 적용되는 2가지 실시예를 나타내었을 뿐이며 특허청구범위에 기술된 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의한 다양한 수정 및 변형이 있을 수 있다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, LPG 가스를 사용하는 LPI형 상용차에서 연료 리턴관으로부터 분기되는 연료를 배기관에 분사하여 유해배기가스를 중화시킴으로써 유해배기가스의 배출량을 현저히 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

이 경우, 연료 분기관이 압력 레귤레이터로부터 분기되도록 구성하면 분기관 길이가 짧아져 원가절감의 효과를 부수적으로 얻을 수 있다.

Claims

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가스 연료가 저장되는 연료탱크와, 상기 연료탱크 내에 설치되며 상기 연료탱크 내에 저장된 연료를 가압하여 이송하는 연료펌프와, 상기 연료펌프로부터 연료공급조절밸브를 통해 연료를 공급하는 통로인 연료 공급관과, 상기 연료 공급관으로부터의 연료를 엔진에 분사하는 연소연료 인젝터와, 상기 연소연료 인젝터를 통해 엔진으로 분사되지 않은 잔여 연료를 압력 레귤레이터를 경유하여 연료탱크측으로 회귀시키는 통로인 연료 리턴관을 포함하는 연료 공급부,

엔진,

상기 엔진의 연소실에서 연소되어 발생한 배기가스를 외부로 배출하는 배기관과, 상기 배기관의 도중에 설치된 촉매 변환기를 포함하는 배기부,

상기 연료 리턴관으로부터 분기되는 연료 분기관과, 상기 연료 분기관에 연결되어 배기관 내에 연료를 분사하는 분기연료 인젝터를 포함하는 분기부, 및 제어장치를 포함하여 구성되며,

상기 분기연료 인젝터는 상기 배기부의 촉매 변환기에 연결되고, 상기 연료 분기관에는 분기차단밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제3항에 있어서,

상기 분기차단밸브와 분기연료 인젝터는 듀티 솔레노이드 밸브형 인젝터를 구성하는 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제3항에 있어서,

상기 제어장치는,

연료 공급부, 엔진부 및 배기부에 연결되는 주 제어장치와, 상기 분기부에 연결되는 보조 제어장치로 구성된 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연료공급조절밸브는, 연료 공급관의 도중에 설치된 전자 개폐밸브와, 연료탱크에 설치된 멀티밸브로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제6항에 있어서,

상기 압력 레귤레이터는 압력센서와 함께 연결 설치된 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연소연료 인젝터는 압력센서, 온도센서 및 전자 차단밸브와 함께 연료레일을 구성하는 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제8항에 있어서,

상기 연료 분기관(91)은 압력 레귤레이터(20)로부터 분기된 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.
제9항에 있어서,

상기 연료공급조절밸브는, 연료레일의 전자 차단밸브와, 상기 연료탱크에 설치된 멀티밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 유해배기가스 저감구조를 포함하는 가스연료차량.