KR101033702B1 - CNG refueling system and method with remaining gas compress apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 튜브트레일러에 남아있는 잔여가스의 양을 최소화시키기 위한 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법에 관한 것으로 특히, 튜브트레일러(110)에 남아있는 잔여가스를 유압으로 압축하여 재사용함으로써, 튜브트레일러(110)에 남아있는 잔여가스의 양을 최소화 시킴에 따라 충전효율의 극대화 및 유통비용의 절감을 기대할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a gas filling system and a method for compressing the residual gas provided with a residual gas compression device for minimizing the amount of residual gas remaining in the tube trailer. In particular, the residual gas remaining in the tube trailer 110 is hydraulically compressed. By reusing, by minimizing the amount of residual gas remaining in the tube trailer 110, there is an effect that can be expected to maximize the filling efficiency and reduce the distribution cost.
이를 위해 본 발명은 양단에 오일 및 CNG 입출용 튜브(113)가 삽입된 고압가스용기(111) 다수개가 수평으로 눕혀진 상태로 직렬연결되며, 직렬연결의 첫용기(111a)와 마지막용기(111b)에 오일출입구(111aa)와 가스출입구(111bb)가 형성된 튜브트레일러(110); 차량에 CNG를 충전시키기 위한 충전건(121)이 구비된 충전기(120); 가스출입구(111bb)와 충전기(120)를 연결하는 가스공급관(160); 잔여가스 압축용 오일이 저장된 오일탱크(140); 오일탱크(140)와 오일출입구(111aa) 사이에 연결되며, 오일탱크(140)에 저장된 오일을 고압가스용기(111)에 주입하기 위한 압력을 제공하는 펌프(141)가 구비된 오일주입관(170); 고압가스용기(111)에 주입한 오일을 오일탱크(140)로 회수하기 위해 오일출입구(111aa)와 오일탱크(140) 사이에 연결된 오일회수관(180); 가스공급관(160) 상에 구비되어 고압가스용기(111)에 충전된 잔여가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서(133); 고압가스용기(111) 또는 오일탱크(140)의 일측에 구비되어 고압가스용기에 주입된 오일의 양을 측정하기 위한 오일위치감지센서(131); 가스공급관(160), 오일주입관(170) 및 오일회수관(180)에 설치된 밸브(v161)(v171)(v181); 및 압력센서(133) 및 오일위치감지센서(131)로부터 입력되는 신호에 따라 밸브(v161)(v171)(v181) 및 펌프(141)를 제어하는 컨트롤러(150);를 포함하여 이루어지며, 외부로부터 잔여가스압축 명령이 입력되는 경우 고압가스용기(111)의 잔여가스가 미리정해진 수치로 압축될 때 까지 공급밸브(v161)와 회수밸브(v181)를 폐쇄시킨 후 주입밸브(v171)를 개방시키고 펌프(141)를 구동키는 잔여가스 압축 단계; 압력센서(133)를 통하여 미리정해진 수치로 압축이 완료된 것이 확인되는 경우 주입밸브(v171)를 폐쇄시키고 펌프(141)를 구동을 중지시키는 잔여가스 압축 중지 단계; 충전기(120)에 차량이 연결되어 충전명령이 입력되는 경우 공급밸브(v161)를 개방시켜 차량에 충전하는 충전 단계; 및 고압가스용기(111)의 잔여가스가 소진되거나 고압가스용기(111) 내의 오일이 규정수치까지 올라온 경우 공급밸브(v161)를 폐쇄시킨 후 회수밸브(v181)를 개방시켜 고압가스용기(111) 내의 오일을 오일탱크(140)로 회수하는 오일 회수 단계;를 포함하여 이루어진다.To this end, in the present invention, a plurality of high-pressure gas containers 111 into which oil and CNG entry tubes 113 are inserted at both ends are connected in series in a horizontally laid state, and the first container 111a and the last container 111b in series connection. A tube trailer 110 having an oil inlet 111aa and a gas inlet 111bb formed at the upper and lower ends thereof; A charger 120 equipped with a charging gun 121 for charging the vehicle with the CNG; A gas supply pipe 160 connecting the gas inlet 111 bb and the charger 120; An oil tank 140 storing residual gas compression oil; An oil injection pipe having a pump 141 connected between the oil tank 140 and the oil inlet 111aa and providing a pressure for injecting the oil stored in the oil tank 140 into the high pressure gas container 111 ( 170); An oil return pipe 180 connected between the oil inlet 111aa and the oil tank 140 to recover the oil injected into the high pressure gas container 111 into the oil tank 140; A pressure sensor 133 provided on the gas supply pipe 160 to measure a pressure of the residual gas filled in the high-pressure gas container 111; An oil position detecting sensor 131 provided at one side of the high pressure gas container 111 or the oil tank 140 to measure the amount of oil injected into the high pressure gas container; Valves (v161) (v171) (v181) installed in the gas supply pipe (160), the oil injection pipe (170) and the oil return pipe (180); And a controller 150 for controlling the valves v161, v171, v181, and the pump 141 according to signals input from the pressure sensor 133 and the oil position sensor 131. When the residual gas compression command is input from the valve, the supply valve v161 and the recovery valve v181 are closed until the residual gas of the high pressure gas container 111 is compressed to a predetermined value, and then the injection valve v171 is opened. A residual gas compression step of driving the pump 141; A residual gas compression stop step of closing the injection valve v171 and stopping the driving of the pump 141 when it is confirmed that the compression is completed by a predetermined value through the pressure sensor 133; A charging step of charging the vehicle by opening the supply valve v161 when the vehicle is connected to the charger 120 and a charging command is input; And when the residual gas in the high pressure gas container 111 is exhausted or the oil in the high pressure gas container 111 rises up to a prescribed value, the supply valve v161 is closed and the recovery valve v181 is opened to open the high pressure gas container 111. It comprises a; oil recovery step of recovering the oil in the oil tank 140.
CNG 잔여가스, 회수, 피딩탱크, 오일, 고압가스충전 CNG residual gas, recovery, feeding tank, oil, high pressure gas filling
Description
본 발명은 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법에 관한 것으로, 특히 튜브트레일러에 저장된 CNG를 차량에 충전한 후 튜브트레일러에 낮은 압력으로 남아있는 잔여가스를 최대한 활용하여 튜브트레일러에 최소량의 가스가 남도록 하는 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas filling system equipped with a residual gas compression device and a residual gas compression method. In particular, after filling a CNG stored in a tube trailer into a vehicle, the tube trailer is made full use of the residual gas remaining at a low pressure in the tube trailer. It relates to a gas filling system and a residual gas compression method having a residual gas compression device to leave a minimum amount of gas in the.
최근에 들어 산업화가 급속히 진행되면서 국민소득의 증가와 각종 편의생활 및 생활수준의 향상이라는 긍정적인 측면과 더불어, 화석연료의 소비가 기하급수적으로 증가되면서 이에 따른 환경오염이 심각한 사회적 문제로 대두되고 있는 바, 특히 현대문명의 꽃이라 할 수 있는 자동차가 그 배기가스로 인하여 대기오염의 주범이 되고 있으며, 이에 따라 세계 각국에서는 자동차 배기가스로 인한 대기오염을 감소시키고자 많은 노력을 기울이고 있다.In recent years, with the rapid progress of industrialization, the increase of national income, the improvement of convenience life and living standards, along with the exponential increase in the consumption of fossil fuels have caused environmental pollution to become a serious social problem. In particular, automobiles, which are the flowers of modern civilization, are the main culprit of air pollution due to their exhaust gas. Accordingly, many countries around the world are making great efforts to reduce air pollution caused by automobile exhaust gas.
상기와 같이 자동차 배기가스로 인하여 야기되는 대기오염을 방지하기 위한 방편으로서, 석유 대신에 환경오염에 거의 영향이 없는 청정연료의 하나인 천연가 스(NG: Natural gas)를 연료로 사용하는 천연가스 차량의 보급이 확산되고 있는 추세이며, 이와 같은 천연가스를 연료로 하는 트럭이나 버스의 경우 일반적인 디젤 차량보다 일산화탄소의 배출량을 약 25% 정도, 질소산화물의 배출량을 약 50% 정도 감소시킬 수 있다는 사실이 연구에 의하여 공지되었다.As a method for preventing air pollution caused by automobile exhaust gas as described above, a natural gas vehicle using natural gas (NG), which is one of clean fuels having little influence on environmental pollution instead of petroleum, as a fuel Is spreading, and trucks and buses powered by natural gas can reduce carbon monoxide emissions by about 25% and nitrogen oxide emissions by about 50% compared to conventional diesel vehicles. It is known by research.
이러한 세계적인 추세에 발맞추어 우리나라에서도 주로 한국가스공사와 같은 공기업을 비롯하여, 각종 산.학.연(産.學.聯) 연구기관들이 매우 활발하게 천연가스자동차(Natural gas vehicles, NGV)에 대한 연구를 추진해오고 있으며, 환경부에서는 천연가스 버스나 승용차의 시범운영을 추진하여 수도권 및 주요 대도시의 버스를 천연가스 버스로 교체시켜왔으며, 현재도 계속 진행되고 있다.In line with this global trend, research on natural gas vehicles (NGV) is very active in Korea, including public corporations such as Korea Gas Corporation, and various industry, academia, and research institutes. The Ministry of Environment has promoted the pilot operation of natural gas buses and passenger cars to replace buses in the metropolitan area and major metropolitan areas with natural gas buses.
그러나, 정부의 지속적인 노력에도 불구하고 천연가스 차량의 실질적인 보급이 더욱 확산되지 못하고 있는데 가장 큰 원인중의 하나는 천연가스의 충전소(Fueling station) 부족과 계획된 충전소의 설치지연에 기인하는 것일 뿐만 아니라, 고정식 충전소의 경우 배관라인의 구축과 충전소의 건설에 많은 시간과 비용이 소요되고, 도심지의 경우 고압가스의 배관라인 구축시 위험하다는 일반인들의 인식으로 각종 민원이 제기되고 있는 실정이기 때문이다.However, despite the continued efforts of the government, the actual dissemination of natural gas vehicles has not spread further, and one of the biggest causes is not only due to the lack of fueling stations and delayed installation of natural gas stations. In the case of the stationary charging station, a lot of time and money are required for the construction of the pipeline and the construction of the filling station, and in the downtown area, various complaints are being raised due to the public's recognition that it is dangerous when constructing the pipeline for the high pressure gas.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 기동성이 뛰어난 소형 자동차의 적재함에 일정량의 가스가 충전 가능한 저장탱크가 설치되고, 상기 저장탱크에는 가스의 주입수단 및 저장된 가스를 차량의 연료탱크 등에 주유할 수 있도록 하는 주유수단이 각각 설치되며, 이들 주입수단과 주유수단에는 각종 안전기구가 구비되도록 함으로서, 가스충전용 차량이 현장까지 이동하여 현장에서 가스를 즉시 충전할 수 있도록 한 이동식 가스충전 자동차가 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0265435호(등록일자: 2002년 02월 07일)에 기재되어 알려져 있다.In order to solve the above problems, a storage tank capable of filling a certain amount of gas is installed in a storage box of a compact automobile having excellent maneuverability, and the storage tank is configured to supply gas injection means and stored gas to a fuel tank of a vehicle, etc. Refueling means are installed, and the injection means and the fueling means are equipped with various safety mechanisms, so that the gas-powered vehicle to move to the site, the mobile gas-filled car that can immediately fill the gas in the field is registered in Korea It is known from Shin-an publication No. 20-0265435 (registration date: February 07, 2002).
그러나, 상기와 같은 종래의 이동식 가스충전 자동차는 자연적인 차압(差押: 압력차)방식으로 요구하는 충전작업을 수행토록 하였기 때문에, 가스운반차량에 설치된 압축천연가스의 저장탱크와 충전이 필요한 차량에 설치된 연료탱크 사이의 압력이 동일한 수준이 되면, 압축천연가스의 저장탱크로부터 차량의 연료탱크로 천연가스를 더 이상 충전시킬 수 없는 상황이 발생하는 문제점이 있었다.However, since the conventional mobile gas-filled vehicle as described above is required to perform the filling operation required by a natural differential pressure (差 押) method, the storage tank of the compressed natural gas installed in the gas transport vehicle and the vehicle that needs to be charged. When the pressure between the installed fuel tank is the same level, there was a problem that can no longer be filled with natural gas from the storage tank of compressed natural gas to the fuel tank of the vehicle.
예를 들어, 모기지(CNG Mother station)에서 1000L(리터)의 압축천연가스를 저장탱크에 저장한 다음, 가스운반차량을 이동시켜 충전이 필요한 차량 등에 자연적인 차압방식으로 연료를 충전하게 되면, 저장탱크에는 약 40~50% 정도의 압축천연가스가 남게 되는 바, 압축천연가스의 충전효율이 50% ~60%가 되어 경제성이 저하될 뿐만 아니라, 압축천연가스의 일부가 저장탱크의 내부에 장기간 잔류하여 연료의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.For example, a 1000 L (liter) compressed natural gas is stored in a storage tank at a CNG mother station, and then the gas transport vehicle is moved to recharge the fuel in a natural differential pressure method such as a vehicle that needs to be charged. About 40 to 50% of the compressed natural gas remains in the tank, and the filling efficiency of the compressed natural gas is 50% to 60%, which lowers the economic efficiency, and part of the compressed natural gas is stored in the storage tank for a long time. There was a problem of remaining fuel quality.
상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 본 출원인이 압축천연가스차량 충전용 이동식 튜브트레일러(대한민국 등록실용신안공보 제 20-0290054호, 등록일자: 2002년 09월 10일)를 제안하였는바, 본 출원인이 제안한 이동식 튜브트레일러는 종래의 경우와 같이 자연적인 차압방식을 적용하되, 압축천연가스의 저장튜브를 고압과 중압 및 저압튜브로 각각 구분시킨 다음, 가스의 충전시 저압, 중압, 고압의 순서대로 단계별 충전이 이루어지도록 하여 충전효율을 향상시켰다.Applicant has proposed a mobile tube trailer for filling a compressed natural gas vehicle (Korean Registered Utility Model Publication No. 20-0290054, registered date: September 10, 2002) in order to solve the conventional problems as described above. The proposed mobile tube trailer applies the natural differential pressure method as in the conventional case, and divides the storage tube of compressed natural gas into high pressure, medium pressure and low pressure tube, respectively, and then in the order of low pressure, medium pressure and high pressure when filling gas. The charging efficiency is improved by making the charging step by step.
그러나, 상기와 같이 선출원된 이동식 튜브트레일러 또한 압축천연가스의 충 전효율이 대부분 65 ~ 75% 정도가 되어, 결국 25 ~ 35% 정도의 압축천연가스는 트레일러의 튜브에 저장된 상태로 모기지로 회수되기 때문에, 압축천연가스의 충전효율 및 경제성을 보다 더 극대화시키는 측면에서 보완해야할 문제점을 가지고 있다.However, the above-mentioned mobile tube trailers also have a filling efficiency of the compressed natural gas is about 65-75%, and eventually 25-35% of the compressed natural gas is returned to the mortgage while stored in the tube of the trailer. Therefore, there is a problem to be supplemented in terms of further maximizing the filling efficiency and economy of compressed natural gas.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 튜브트레일러에 남아있는 잔여가스를 최소화 시킬 수 있도록 한 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gas filling system and a residual gas compression method equipped with a residual gas compression device to minimize the residual gas remaining in the tube trailer.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법은 양단에 오일 및 CNG 입출용 튜브(113)가 삽입된 고압가스용기(111) 다수개가 수평으로 눕혀진 상태로 직렬연결되며, 직렬연결의 첫용기(111a)와 마지막용기(111b)에 오일출입구(111aa)와 가스출입구(111bb)가 형성된 튜브트레일러(110); 차량에 CNG를 충전시키기 위한 충전건(121)이 구비된 충전기(120); 가스출입구(111bb)와 충전기(120)를 연결하는 가스공급관(160); 잔여가스 압축용 오일이 저장된 오일탱크(140); 오일탱크(140)와 오일출입구(111aa) 사이에 연결되며, 오일탱크(140)에 저장된 오일을 고압가스용기(111)에 주입하기 위한 압력을 제공하는 펌프(141)가 구비된 오일주입관(170); 고압가스용기(111)에 주입한 오일을 오일탱크(140)로 회수하기 위해 오일출입구(111aa)와 오일탱크(140) 사이에 연결된 오일회수관(180); 가스공급관(160) 상에 구비되어 고압가스용기(111)에 충전된 잔여가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서(133); 고압가스용기(111) 또는 오일탱크(140)의 일측에 구비되어 고압가스용기에 주입된 오일의 양을 측정하기 위한 오일위치감지센서(131); 가스공급관(160), 오일주입관(170) 및 오일회수관(180)에 설치된 밸브(v161)(v171)(v181); 및 압력센서(133) 및 오일위치감지센서(131)로부터 입력되는 신호에 따라 밸브(v161)(v171)(v181) 및 펌프(141)를 제어하는 컨트롤러(150);를 포함하며, 외부로부터 잔여가스압축 명령이 입력되는 경우 고압가스용기(111)의 잔여가스가 미리정해진 수치로 압축될 때 까지 공급밸브(v161)와 회수밸브(v181)를 폐쇄시킨 후 주입밸브(v171)를 개방시키고 펌프(141)를 구동키는 잔여가스 압축 단계; 압력센서(133)를 통하여 미리정해진 수치로 압축이 완료된 것이 확인되는 경우 주입밸브(v171)를 폐쇄시키고 펌프(141)를 구동을 중지시키는 잔여가스 압축 중지 단계; 충전기(120)에 차량이 연결되어 충전명령이 입력되는 경우 공급밸브(v161)를 개방시켜 차량에 충전하는 충전 단계; 및 고압가스용기(111)의 잔여가스가 소진되거나 고압가스용기(111) 내의 오일이 규정수치까지 올라온 경우 공급밸브(v161)를 폐쇄시킨 후 회수밸브(v181)를 개방시켜 고압가스용기(111) 내의 오일을 오일탱크(140)로 회수하는 오일 회수 단계;를 포함하여 이루어진다.Gas filling system and residual gas compression method provided with a residual gas compression device according to the present invention for achieving the above object is a plurality of high-
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법에 따르면, 튜브트레일러에 남아있는 잔여가스의 양을 최소화 시킴에 따라 충전효율의 극대화 및 유통비용의 절감을 기대할 수 있는 효과가 있다.According to the gas filling system and residual gas compression method equipped with the residual gas compression device of the present invention as described above, by maximizing the amount of residual gas remaining in the tube trailer to maximize the filling efficiency and reduce the distribution cost There is an expected effect.
이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템 및 잔여가스 압축 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the gas filling system and residual gas compression method provided with a residual gas compression apparatus of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템은 크게 튜브트레일러(110), 충전기(120), 오일탱크(140), 컨트롤러(150), 가스공급관(160), 오일주입관(170) 및 오일회수관(180) 등으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, a gas filling system equipped with a residual gas compression device according to the present invention includes a
먼저, 튜브트레일러(110)는 CNG가 저장된 다수개의 고압가스용기(111)가 수평으로 눕혀진 상태로 적층되도록 탑재된 CNG 이동수단인바, 각 고압가스용기(111)의 양단에는 오일 및 CNG 입출용 튜브(113)가 삽입되어 서로 튜브에 의해 직렬연결되며, 직렬연결의 첫용기(111a)와 마지막용기(111b)에는 오일출입구(111aa)와 가스출입구(111bb)가 형성된다.First, the
다음 충전기(120)는 차량에 CNG를 충전시키기 위한 충전건(121)이 구비된 충전수단인바, 가스공급관(160)을 통하여 튜브트레일러(110)와 연결되어 튜브트레일러(110)에 저장된 CNG를 가스공급관(160)을 통하여 전달받아 충전건(121)을 통하여 충전이 필요한 차량에 공급한다.Next, the
이때 가스공급관(160)은 가스출입구(111bb)와 충전기(120)를 연결하는 관인바, 여러 튜브트레일러(111)를 순환적으로 이용하기 위해서는 가스출입구(111bb)의 단부와 가스공급관(160)의 단부에 서로 연결되는 암수 커넥터를 구비시켜 결합 및 분리가 편리한 구조를 채택하는 것이 바람직하다.At this time, the
다음, 오일탱크(140)는 고압가스용기(111)에 저장된 잔여가스를 압축시키기 위한 잔여가스 압축용 오일이 저장된 용기인데, 이때 사용되는 잔여가스 압축용 오일은 당 업계에서는 이미 알려진 CNG와 섞이지 않는 오일을 이용한다.Next, the
다음 오일주입관(170)과 오일회수관(180)은 전술한 잔여가스 압축용 오일을 고압가스용기(111)와 오일탱크(140) 사이에서 이동시키기 위해 오일탱크(140)와 오일출입구(111aa)사이에 연결된 관인바, 본 실시예에서는 오일을 이동시킬 수 있는 압력을 제공하는 수단인 펌프(141)를 오일주입관(170)에 구비시켰다.Next, the
그러나 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템은 오일의 이동을 보다 원활히 하기 위해 펌프, 부스터 컴프레셔 또는 바이패스 구조를 추가시킬 수도 있는바, 먼저, 펌프를 추가시키는 방법은 오일회수관(180)에 오일회수에 필요한 압력을 제공하는 펌프를 더 구비시켜 오일의 회수를 보다 원활히 하는 방법이며, 부스터 컴프레셔를 추가시키는 방법은 가스공급관(160)의 공급밸브(v161)를 중심으로 공급밸브(v161) 양단에서 분기된 관을 부스터 컴프레셔의 양단에 연결시킴으로써 오일 회수시 충전기(120) 측에 존재하는 CNG를 순간적으로 가스출입구(111bb)측으로 유입시켜 오일을 오일탱크(140)로 회수하는데 필요한 압력을 제공하는 방법이다.However, the gas filling system equipped with the residual gas compression device according to the present invention may add a pump, a booster compressor, or a bypass structure to facilitate the movement of oil. First, a method of adding a pump may include an oil recovery pipe. The
특히 바이패스구조를 이용한 방법은 펌프나 부스터 컴프레셔와 같은 별도의 기기가 필요 없는 장점이 있는바, 오일회수관(180)에 펌프(141)와 연결된 바이패스관을 구비시키고 오일주입관(170) 및 바이패스관에 컨트롤러(150)에의해 제어되는 바이패스 밸브만 더 구비시키면 된다.In particular, the method using the bypass structure has the advantage that a separate device such as a pump or a booster compressor is not required. The
이때 바이패스관은 오일회수관(180)의 오일의 흐름이 오일주입관(170)과는 반대가 되도록 엑스자 형태로 구성되어야 한다.At this time, the bypass pipe should be configured in an X-shape so that the flow of oil in the
즉, 밸브(v171)를 개방시키고 바이패스 밸브를 폐쇄시키면 펌프(141)의 압력이 오일주입에 이용되며, 밸브(v171)를 폐쇄시키고 바이패스 밸브를 개방시키면 펌프(141)의 압력이 오일회수에 이용되게 되므로 밸브 및 바이패스 밸브의 개폐에 따라 펌프(141)의 압력을 오일주입 또는 오일회수에 공용으로 이용할 수 있게 되는 것이다.That is, when the valve v171 is opened and the bypass valve is closed, the pressure of the
한편, 오일주입관(170) 및 오일회수관(180)도 가스공급관(160)과 마찬가지로, 여러 튜브트레일러(111)를 순환적으로 이용하기 위해서는 오일출입구(111aa)의 단부와 오일주입관(170) 및 오일회수관(180)의 단부에 서로 연결되는 암수 커넥터를 구비시켜 결합 및 분리가 편리한 구조를 채택하는 것이 바람직한바, 도 1에 도시된 바와 같이 컨트롤러에 의해 제어되는 3-way 밸브(v143)를 이용하여 주입과 배출의 방향을 제어함과 동시에 분리결합을 가능하게 한다.On the other hand, the
다음, 압력센서(133)는 고압가스용기(111)에 충전된 잔여가스의 압력을 측정하기 위해 가스공급관(160) 상에 구비되는데, 고압가스용기(111)의 잔여가스를 오일탱크(140)에 저장된 오일로 압축할 때 필요로하는 수준, 예를들어 차량 충전에 필요한 압력인 207bar에서 압축을 멈추려면 고압가스용기(111)의 잔여가스가 207bar가 되는 시점에서 펌프(141)의 구동을 멈추고 밸브(v171)를 폐쇄시켜야 하는바 컨트롤러(150)가 이 시점을 감지하기 위해 필요한 부품이다.Next, the
다음 오일위치감지센서(131)는 고압가스용기(111)에 주입된 오일의 양을 측정하기 위해 고압가스용기(111) 또는 오일탱크(140)의 일측에 구비되는데, 고압가 스용기(111)에서 압축된 잔여가스를 차량에 충전하게 되면 고압가스용기(111) 내의 잔여가스는 차량에 충전되는 양만큼 줄어들면서 압력도 줄어들게되어 고압가스용기(111) 내의 오일의 수위가 점점 높아지게 되는바, 오일이 고압가스용기(111)에서 가스공급관(160)으로 배출되기 전에 규정높이까지 다다르면 충전을 중지하고 오일을 회수해야 하기에 오일의 높이를 확인하기 위해 필요한 부품이다.The oil
다음 밸브(v161)(v171)(v181)는 전술한 가스공급관(160), 오일주입관(170) 및 오일회수관(180)에 다수개가 설치되는바, 컨트롤러(150)로부터 전달되는 신호에 따라 개방 또는 폐쇄되며, 잔여가스의 이동 및 오일의 이동을 제어하기 위해 구비된다.Next, the plurality of valves (v161) (v171) (v181) is installed in the above-described
밸브(v161)(v171)(v181)의 제어는 수동으로 할 수도 있으나 자동으로 제어하는 것이 바람직한바, 본 실시예에서는 컨트롤러(150)에 의해 자동으로 제어되는 구조를 채택하였으며, 이때 사용되는 컨트롤러(150)는 제어프로그램이 설치된 컴퓨터 또는 PLC 등이 이용될 수있다.The control of the valves (v161) (v171) (v181) may be performed manually, but it is preferable to control the valves automatically. In this embodiment, the
따라서 컨트롤러(150)는 압력센서(133) 및 오일위치감지센서(131)로부터 입력되는 신호에 따라 미리 프로그래밍 된 대로 밸브(v143)(v161)(v171)(v181) 및 펌프(141)를 제어한다.Accordingly, the
한편, 오일주입관(170)과 오일회수관(180) 사이에 자동압력조절밸브(295)를 구비시키고 오일회수관에 감압장치(293)를 더 구비시키면 오일 회수시 급격한 압력변화에 따른 오일회수관(180) 및 오일탱크(140)의 파손을 방지할 수 있으며, 오일주입관(170) 및 오일회수관(180)의 오일탱크(140)측에 필터(296)(297)를 더 구비시 키면 오일 슬러지 등이 오일탱크(140) 또는 고압가스용기(111)로 유입되는 것을 미연에 방지할 수 있어 시스템의 수명을 연장시킬 수 있다.On the other hand, if the automatic
특히 본 도면에는 표시되지 않았지만 필요에 따라 가스공급관(160), 오일주입관(170) 또는 오일회수관(180) 등에 역류방지 밸브를 추가시킬 수도 있을 것이다.In particular, although not shown in the drawing, a backflow prevention valve may be added to the
더하여 v164는 배기밸브로서 충전기(120)로 충전을 수행한 후 공급밸브(v161)를 닫고자 할 때 가스공급관(160)내 잔류가스 압력으로 인해 공급밸브(v161)가 닫히지 않을경우 가스공급관(160)의 잔압가스를 강제로 배출시키기 위한 밸브이다.In addition, v164 is an exhaust valve when the supply valve v161 is not closed due to the residual gas pressure in the
이하 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템의 잔여가스 압축 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a residual gas compression method of a gas filling system having a residual gas compression device according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템의 잔여가스 압축 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a residual gas compression method of a gas filling system equipped with a residual gas compression device according to the present invention.
도 2에 도시된바와 같이 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템의 잔여가스 압축 방법은 잔여가스 압축 단계, 잔여가스 압축 중지 단계, 충전 단계, 및 오일 회수 단계로 이루어지는바, 컨트롤러(150)에 의해 수행된다.As shown in FIG. 2, a residual gas compression method of a gas filling system having a residual gas compression device includes a residual gas compression step, a residual gas compression stop step, a filling step, and an oil recovery step. Is performed by.
먼저, 잔여가스 압축 단계에서는 외부로부터 잔여가스압축 명령이 입력되는 경우 고압가스용기(111)의 잔여가스가 미리정해진 수치로 압축될 때 까지 공급밸브(v161)와 회수밸브(v181)를 폐쇄시킨 후 주입밸브(v171)를 개방시키고 펌프(141)를 구동킨다.First, in the residual gas compression step, when a residual gas compression command is input from the outside, the supply valve v161 and the recovery valve v181 are closed until the residual gas of the high-
즉 오일탱크(140)내의 오일은 펌프(141)의 압력에 의해 잔여가스가 차량에 충전 가능한 압력이 될 때까지 고압가스용기(111) 내로 유입되된다.That is, the oil in the
다음, 압력 중지 단계에서는 잔여가스 압축 단계 이후, 압력센서(133)를 통하여 미리정해진 수치로 압축된 것이 확인되는 경우 주입밸브(v171)를 폐쇄시키고 펌프(141)를 구동을 중지시킨다.Next, in the pressure stopping step, when it is confirmed that the compressed gas is compressed to a predetermined value through the
다음 충전 단계에서는 압력 중지 단계 이후, 충전기(120)의 충전건(121)이 차량의 충전구에 결합된 후 충전명령이 입력되는 경우 수행되는바, 공급밸브(v161)를 개방시켜 차량에 충전이 수행되도록 한다.In the next charging step, after the pressure stop step, the charging
다음 오일 회수 단계는 충전 단계에서 고압가스용기(111)의 잔여가스가 소진되거나 고압가스용기(111) 내의 오일이 규정수치까지 올라온 경우 압력센서(133) 또는 오일위치감지센서(131)로부터 입력되는 신호에 의해 이를 확인하여 가스공급관(160)의 공급밸브(v161)를 폐쇄시킨 후 회수밸브(v181)를 개방시켜 고압가스용기(111) 내의 오일을 오일탱크(140)로 회수한다.The next oil recovery step is input from the
보다 구체적으로 예를 들면, CNG가 200bar로 충전된 튜브트레일러(110)로 충전을 수행하던 중 잔여가스가 60bar 남았다고 가정했을 때, 100bar가 남은 차량이 충전을 하기 위해 충전기(120)에 연결된 경우 튜브트레일러(110)의 잔여가스 압력인 60bar로는 100bar가 남은 차량에 충전을 수행하지 못한다.More specifically, for example, assuming that the remaining gas remaining 60bar while charging the
이때 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템을 이용하게되면 남은 60bar의 잔여가스도 사용이 가능한바, 먼저 펌프(141)를 구동시켜 오일탱크의 오일을 고압가스용기(111)로 이동시켜 고압가스용기(111) 내의 잔여가스 60bar를 200bar까지 압축시킨다. 이후 압축된 잔여가스를 충전기로 100bar가 남은 차량에 충전한다.At this time, if the gas filling system equipped with the residual gas compression device according to the present invention is used, the remaining gas of 60 bar is also available. First, the oil of the oil tank is driven into the high
충전이 완료되면 고압가스용기(111)에 주입한 오일을 오일탱크(140)로 회수한다.When the filling is completed, the oil injected into the high
따라서 본 발명과 같이 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템을 이용하면, 튜브트레일러(110)에 저장된 CNG를 직접 차량에 충전하고 남은 잔여가스도 재사용이 가능한바, 튜브트레일러(110)에 남아있는 잔여가스의 양을 최소화 시킴에 따라 충전효율의 극대화 및 유통비용의 절감 효과를 기대할 수 있다. Therefore, when using the gas filling system equipped with the residual gas compression device as in the present invention, the CNG stored in the
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있기에 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있을 것이다.In addition, the configuration shown in the embodiments and drawings described herein are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application Since there may be equivalents and modifications, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the range allowed by the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템의 개념도,1 is a conceptual diagram of a gas filling system equipped with a residual gas compression apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 잔여가스 압축 장치가 구비된 가스충전시스템의 충전방법의 흐름도이다.Figure 2 is a flow chart of the filling method of the gas filling system with a residual gas compression apparatus according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110: 튜브트레일러 111: 고압가스용기110: tube trailer 111: high pressure gas container
120: 충전기 121: 충전건120: charger 121: charging gun
131: 오일위치감지센서 133: 압력센서131: oil position sensor 133: pressure sensor
140: 오일탱크 141: 펌프140: oil tank 141: pump
150: 컨트롤러 160: 가스공급관150: controller 160: gas supply pipe
170: 오일주입관 180: 오일회수관170: oil injection pipe 180: oil recovery pipe
293: 감압장치 295: 자동압력조절밸브293: decompression device 295: automatic pressure control valve
296, 297: 필터296, 297: filter
Claims (8)
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