KR101072360B1 - 내장형 레귤레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료탱크 내에 설치되는 내장형 레귤레이터에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 입력 포트로 유입된 연료를 감압하여 출력 포트로 배출하는 내장형 레귤레이터에 있어서, 오리피스가 형성되는 하우징(110); 상기 오리피스와 결합되는 밸브 샤프트(120); 상기 밸프 샤프트의 일단과 접촉하여 선단 운동을 하는 피스톤(130); 상기 피스톤이 설치된 단부를 감싸도록 상기 하우징과 결합되는 캡(140); 상기 피스톤과 상기 캡 사이에 결합되는 스프링(150)으로 구성되는 감압부(100)를 가지며, 상기 밸브 샤프트(120)는 상기 피스톤(130)과 결합되는 일측에 요철부(122)가 형성되며, 상기 피스톤(130)은 상기 요철부(122)에 대응되는 형상의 삽입홈(133)이 형성된다.

레귤레이터, 감압, 피스톤, 밸브 샤프트, CNG, 고압가스, 내장형

Description

내장형 레귤레이터{AN INWARD FORM REGULATOR}

본 발명은 내장형 레귤레이터에 관한 것으로, 고압 가스로 인해 아이싱이 발생하더라도 감압 구동에 영향을 주지 않고, 피스톤의 상, 하 운동으로 인한 밸브 샤프트와의 결합력 저하를 방지할 수 있는 내장형 레귤레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 가스를 매체로 하는 연료장치는 산소와 수소를 연료로 이용하는 연료전지를 비롯하여 CNG(Compressed Natural Gas) 연료, LPG(Liquefied Petroleum Gas) 연료, DME(Di-Methyl-Ether) 연료, 메탄가스 등을 연료로 사용하는 차량 및 다수의 연료장치가 있다.

가스연료를 매체로 하는 연료장치의 일 예인 연료전지는 산소와 수소를 이용하여 스택에서 전기화학적으로 전기를 발생, 즉 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시키는 것이다.

더욱 자세하게는, 연료와 공기를 외부에서 공급하여 전지의 용량에 관계없이 계속 발전할 수 있어 효율이 높고 오염물질이 거의 배출되지 않는 이상적인 발전 시스템이다.

그렇기 때문에, 현재 많은 자동차 회사와 부품회사들은 가스를 매체로 하는 연료장치를 사용하는 자동차 개발에 힘쓰고 있고, 많은 개발 시도가 있었다.

이러한, 연료전지를 적용시킨 자동차는 연료전지에 전기를 공급해야 하며, 상기 연료전지의 양극에 수소를 공급하고, 음극에 공기를 공급하여 자동차 구동에 필요한 에너지를 얻게 된다.

그리고, 상기와 같이 가스를 매체로 하는 연료장치에서는 압축된 가스를 일정 압력으로 감압 조정하는 레귤레이터가 설치된다.

도 1은 일반적인 압축천연가스 차량을 개략적으로 도시한 도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압축천연가스 차량은 압축천연가스가 저장되는 실린더(21), 상기 실린더(21)와 엔진(22)을 연결하는 연료공급라인(23), 상기 연료공급라인(23)에 설치되어 압축천연가스를 감압시키는 레귤레이터(A), 상기 레귤레이터(A)를 통해 감압된 압축천연가스와 흡입공기를 혼합하여 엔진에 공급하는 믹서(24)로 구성된다.

또한, 상기 실린더(21)는 대략 350Bar의 압력으로 압축천연가스가 저장되며, 압축천연가스는 엔진(22)으로 공급되기 전에 상기 레귤레이터(A)를 거치면서 압력은 350Bar에서 대략 2~5Bar를 유지하도록 감압된다.

더불어, 상기 믹서(24)에는 흡입공기의 이물질을 제거하는 에어클리너(25)가 구비되며, 상기 에어클리너(25)에 의해 엔진(22)의 연소에 방해되는 이물질이 제거하여 엔진 부조 등을 방지한다.

여기서, 상기 엔진(22), 레귤레이터(A), 믹서(24) 및 에어클리너(25)는 ECU 와 같은 주 제어장치에 의해 제어된다.

따라서, 상기 믹서(24)에 의해 압축천연가스와 흡입공기가 합쳐진 혼합기는 엔진(22)의 각 연소실에 분사되어 연소가 이루어지며, 연소에 의해 발생된 유해배기가스는 외부로 배출된다.

여기서, 가스 감압용 레귤레이터(A)는 입구측에 형성된 고압의 가스압력을 소정의 압력으로 감압하여 출구측으로 공급하는 장치이며, 통상적인 가스 감압용 레귤레이터는 1 단계 감압만을 수행하는데, 그 대표적인 구조가 한국등록실용신안공보 제0289663호에 개시되어 있다.

도 2를 참조하여 그 구성을 개략적으로 기술하면, 종래의 레귤레이터(10)는 제어용 밸브로부터 가스가 공급되는 가스공급구(6), 가스의 유입과 배출에 따라 팽창 및 수축하는 다이어프램(7), 상기 가스의 유입량을 조절하는 압력조절스크류(8a)와, 다이어프램(7)을 누르는 밸런스 스프링(8), 상기 다이어프램(7)의 하강시 작동되어 가스공급구(6)에 부설된 밸브(6a)를 개폐하는 레버(9)로 구성된다.

먼저, 고압의 연료가 가스공급구(6)의 단부에 설치된 밸브(6a)를 통해 내부로 유입되면 감압실 내의 압력이 상승하고, 이에 따라 다이어프램(7)이 위로 상승하게 된다.

이 경우, 다이어프램(7)의 상면에 설치된 밸런스 스프링(8)은 수축되고, 레버(9)의 하부에 장착된 메인스프링(9a)은 팽창되면서 가스공급구(6)의 상부에 형성된 밸브(6a)를 닫아 가스의 공급을 차단하게 된다.

이렇게 감압된 가스는 일측에 형성된 가스배출구(10a)를 통해 배출되고, 밸런스 스프링(8)의 탄성에 의해 다이어프램(7)이 하강하여 레버(9)를 하부로 작동시킴으로써 가스공급구(6)의 밸브(6a)를 개방시킴으로써 가스가 다시 공급되기 시작한다.

이와 같이, 밸브(6a)의 반복적인 개폐를 통해 고압의 연료가 감압된 상태로 다음 단계로 넘어가 공기와 혼합된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술의 레귤레이터는 연료전지차량에 설치되는 경우 차량의 고속주행시 수소가스를 충분히 공급해주기 어려운 문제점 있게 된다.

즉, 상기 가스공급부(6)로 고압의 수소 가스가 유입되면 다이아프램(7)은 상승하여 상기 밸브(6a)는 상기 가스공급부(6)를 닫아 감압의 역할만을 수행할 뿐 고속주행시에 필요한 충분한 양의 수소가스를 공급하기 어려워 고부하 및 고출력의 상태에서 일정한 압력을 제공하기 용이하지 않다.

따라서, 천연가스 및 기타 가스 자동차 등에는 고압으로 압축된 가스를 일정한 압력으로 제공할 수 있는 종래의 대표적인 고압 가스용 레귤레이터는 하기와 같다.

우선, 미국특허 제6,629,544호(종래 기술 1)에는 정상 폐쇄식(normal close type) 레귤레이터가 개시되어 있고, 종래 기술 1에 따른 레귤레이터는 고압의 입구압이 일반적인 다이아프램과 탄성체(코일 스프링)의 반력에 의해 일정한 압력으로 감압이 되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 탄성체의 반력은 스프링의 힘을 조정하는 별도의 기구에 의해 조정되게 된다. 이 경우, 요구되는 출구압 보다 높을 경우에는 오리피스부가 폐쇄되고, 낮을 경우에는 개방되어 압력이 보상되는 작용을 나타낸다.

또, 미국특허 제5,890,512호(종래 기술 2)에도 상기 종래 기술 1과 유사한 정상 폐쇄식 레귤레이터가 개시되어 있으며, 상기 종래 기술 1과 다른 점은 입구측에도 밸브 스템(stem)에 작용하는 스프링(탄성체)이 있고 온수 통로실이 별도로 구비되어 있다는 점이다.

더불어, 미국특허 제678,712호(종래 기술 3)에는 역시 정상 폐쇄식의 레귤레이터가 개시되어 있는데, 여기에는 입구압에 대한 반력으로 작용하는 스프링으로 디스크 스프링이 채택되어 있고 감압부와 스프링실은 다이아프램 대신 축방향 운동이 가능한 미끄럼 부재(sliding part)로 이루어져 있다.

한편, 미국특허 제6,321,779호(종래 기술 4)에는 정상 개방식(normal open type)의 레귤레이터의 구조가 개시되어 있으며, 여기에는 감압된 입구압이 출구측 상단면에 압력으로 작용하여 오리피스 밸브부를 폐쇄시킴으로써 일정압으로 감압하는 원리를 가지고 있다.

여기서, 입구압력이 높거나 낮더라도 이를 보상할 수 있는 탄성체 및 출구압을 일정압으로 유지케 하는 출구압 유지부가 구비되어 있으며 적용되는 탄성체로는 디스크 스프링을 채택하고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 레귤레이터는 연료탱크 내에 설치되지 않아 고압라인 연료전지차량에서 안정성이 보장되지 않았고, 레귤레이터 내의 장착되는 다이 아프램은 고무 재질로 형성되어 가스 연료를 감압하는 경우, 가스 연료의 특성상 아이싱(Icing)이 발생하게 되며, 레귤레이터가 피스톤 방식으로 구성될지라도 샤프트와의 고정력이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 내장형으로 장착되었던 레귤레이터를 연료 탱크 내에 장착시키고, 피스톤과 밸브 샤프트에 삽입홈과 요철부를 각각 형성시켜 피스톤과 밸브 샤프트 간의 고정력을 강화시킬 수 있는 내장형 레귤레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 고무 재질의 다이아프램 대신 금속 재질의 피스톤을 이용함으로써, 고압 가스의 저온으로 인한 아이싱이 발생될지라도 피스톤의 수직 운동에 영향을 끼치지 않아 안정성이 증가될 수 있는 내장형 레귤레이터를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력 포트로 유입된 연료를 감압하여 출력 포트로 배출하는 내장형 레귤레이터에 있어서, 오리피스가 형성되는 하우징(110); 상기 오리피스와 결합되는 밸브 샤프트(120); 상기 밸프 샤프트의 일단과 접촉하여 선단 운동을 하는 피스톤(130); 상기 피스톤이 설치된 단부를 감싸도록 상기 하우징과 결합되는 캡(140); 상기 피스톤과 상기 캡 사이에 결합되는 스프링(150)으로 구성되는 감압부(100)를 가지며, 상기 밸브 샤프트(120)는 상기 피스톤(130)과 결합되는 일측에 요철부(122)가 형성되며, 상기 피스톤(130)은 상기 요철부(122)에 대응되는 형상의 삽입홈(133)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 요철부(122)는 상기 피스톤(130)의 중심부 내측으로 삽입될 수 있도록, 요(凹) 형상 및 철(凸) 형상이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 피스톤(130)은 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 하우징(110)은 상기 밸브 샤프트(120)의 외주면을 감싸는 샤프트 지지구(160)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 감압부(100)는 상기 밸브 샤프트(120)와 상기 샤프트 지지구(160) 간에 설치된 샤프트 스프링(162)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감압부(100)는 상기 하우징(110)의 외측으로, 입력 포트 및 출력 포트에 각각 구비되는 온수 포트 및 온수 유로가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 캡(140)은 상기 스프링(150)의 탄성력을 조정하여 가스의 유량을 미세 조정하는 조절 나사가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감압부(100)는 셧 오프 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감압부(100)는 압력 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 감압부(100)는 릴리프 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 입력 포트는 상기 입력 포트를 차단하는 솔레노이드 밸브(500)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 입력 포트는 상기 솔레노이드 밸브(500)를 수동으로 조작하는 수동 밸브가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 감압부(100)는 탱크 내의 잔류 연료를 제거하는 블리드 밸브가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감압부(100)는 PRV 밸브(543), PRD 밸브(544)가 가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 감압부(100)는 고압의 가스 압력을 감지하는 고압 센서(530) 및 저압의 가스 압력을 감지하는 저압 센서(520)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 감압부 내의 고무 재질의 다이아프램을 금속 재질의 피스톤으로 변경하여 고압 가스의 유입으로 인한 아이싱이 발생될지라도, 피스톤의 감압 구동에 영향을 주지 않음과 동시에 기계 구동에 안정성을 증가시킬 수 있으며, 피스톤 및 밸브 샤프트에 삽입홀 및 요철부를 형성시켜 피스톤과 밸브 샤프트의 결합력을 높일 수 있고, 바이패스 통로를 추가하여 입구 포트에서 입력되는 고압 가스의 압력이 변동될지라도 출구 포트에서 출력되는 가스의 압력이 안정될 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터를 도시한 단면도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터를 각 방향에서 본 측면도이다. 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터는 가스를 감압하는 감압부(100)로 구성된다.

여기서, 상기 감압부(100)는 오리피스(111)가 형성되는 하우징(110)과, 상기 오리피스(111)와 결합되는 밸브 샤프트(120), 상기 밸브 샤프트(120)의 일단과 접촉하여 선단 운동을 하는 피스톤(130), 상기 피스톤(130)이 설치된 단부를 덮도록 상기 하우징(110)과 결합되는 캡(140) 및 상기 피스톤(130)과 캡(140) 사이에 결합되는 스프링(150)으로 구성된다.

그리고, 상기 하우징(110)에는 가스가 유입되는 입력포트 및 감압된 가스가 배출되는 출력 포트(212)가 구비되며, 상기 입력 포트에는 필터(미도시)가 부설됨으로써 가스의 이물질 등을 필터링하고, 엔진 부조 등을 방지하도록 구비된다.

또한, 상기 하우징(110)에는 상기 밸브 샤프트(120)를 외주면을 감싸는 샤프트 지지구(160)가 구비되며, 상기 샤프트 지지구(160)에는 하나 이상의 유입공(161)이 형성되어 상기 입력 포트와 연결되는 유로와 연통된다.

더불어, 상기 유입공(161)은 상술한 오리피스(111)로 연료를 안내하며, 상기 오리피스(111)는 상기 밸브 샤프트(120) 중단의 경사진 밸브(121)에 의해 개폐량을 조정하며 감압을 수행한다.

아울러, 상기 밸브 샤프트(120)와 상기 샤프트 지지구(160) 사이에는 샤프트 스프링(162)이 설치되어 상기 밸브(121)를 오리피스(111) 방향으로 탄성력이 인가 되도록 구비된다.

여기서, 상기 밸브(121)는 피스톤(130)의 하단과 맞닿은 밸브 샤프트(120)의 상단에 의해 상기 오리피스(111)를 일정이상 개폐한 상태를 유지한다. 이후, 고압의 가스가 유입되면 상기 피스톤(130)이 상단(도면상에서는 우측으로)으로 밀리면서 상기 샤프트 스프링(162)의 탄성력에 의해 상단으로 이동하는 상기 밸브(121)에 의해 상기 오리피스(111)의 개도량이 조절되어 감압이 이루어진다.

더불어, 상기 피스톤(130)에는 가스의 누출을 방지하는 고무재질의 오링(131)이 추가로 설치된다.

또한, 상기 하우징(110)에는 상기 유로와 연통되는 한 쌍의 제2 유로가 형성되어 감압된 가스를 출력한다.

바람직하게는, 상기 감압부(100)에는 온수 포트 및 온수 유로가 더 구비되어 제2 유로를 감싸도록 형성하고, 상기 온수 유로를 통해 아이싱을 방지하도록 할 수 있으며, 상기 온수 포트는 하우징(110)의 외측으로 입,출구에 각각 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 감압부(100)를 통해 감압시 가스 특성상 급격한 온도저하가 발생하는데 이를 상기 온수 포트 및 온수 유로에 의해 방지하는 것이며, 온수 포트 및 온수 유로를 순환하는 온수는 보통 엔진의 열화를 방지하는 냉각수를 사용한다.

한편, 상기 하우징(110)에는 상기 피스톤(130)의 상단과 연통되게 공기 포트(미도시)가 형성되는 것도 바람직하며, 상기 공기 포트(미도시)는 본 발명의 레귤레이터가 적용된 CNG 차량이나 급가속 또는 풀 스로틀시 공기의 유량이 증가될 때 이용될 수 있다.

즉, 공기의 유량이 증가될 때, 상기 증가된 공기의 유량을 공기 포트로 주입하여 상기 피스톤(130)과 밸브 샤프트(120)는 하단으로 이동하며, 상기 밸브(121)는 오리피스(111)를 개방시켜 가스의 유량도 증가시키는 것이며, 이에 따라 공기의 유량에 비례하여 가스의 유량도 조정되는 것이다.

그리고, 캡(140)에는 각각 조절 나사(141)가 구비되어 상기 스프링(150)의 탄성력을 조정하여 가스의 유량을 미세 조정한다.

여기서, 상기 감압부(100)에는 셧 오프 밸브(미도시)가 더 구비되어 가스의 유입을 단속하는 것이 바람직한데, 상기 셧 오프 밸브는 통상적으로 솔레노이드 밸브를 이용하는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 감압부(100)에는 상기 입력 포트로 유입되는 가스의 압력을 측정하는 압력 센서가 더 구비될 수도 있고, 상기 감압부(100)에는 가스의 압력이 설정압력 이상으로 상승할 경우 본 발명의 내장형 레귤레이터의 손상을 막기 위해 가스를 배출하는 릴리프 밸브가 더 구비될 수도 있다.

이러한 가스의 유입을 단속하는 셧 오프 밸브와, 가스의 압력을 측정하는 압력 센서 및 가스가 설정압력 이상일 때 배출하는 릴리프 밸브는 이미 종래에 많이 사용되고 있는 것이므로, 이에 대한 내부 구조 및 동작에 관한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터는 밸브 샤프트(120)를 걸이식으로 형성시켜 상기 피스톤(130)이 감압시 수직 상승 및 수직 하강할 때, 상기 밸브 샤 프트(120)의 유동을 최소화시키고, 그 고정력을 더욱 견고히 하도록 구성된다.

본 발명에 따른 밸브 샤프트(120)는 상기 피스톤(130)과 연결되는 일측에 요철부(122)가 형성되고, 상기 요철부(122)에 대응되는 형상의 삽입홈(133)이 상기 피스톤(130)에 형성된다.

즉, 걸이식이라는 것은 상기 요철부(122)가 상기 피스톤(130)의 중심부 내측으로 삽입될 수 있도록 요(凹) 형상 및 철(凸) 형상을 가지고 있으며, 상기 삽입홈(133)은 상기 요 형상 및 철 형상에 대응되어 상기 피스톤(130)의 삽입홈(133) 내부에 상기 요철부(122)를 가진 밸브 샤프트(120)가 끼워질 수 있도록 형성되는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터는 상술한 요철부(122)를 갖는 밸브 샤프트(120)와 상기 삽입홈(133)을 갖는 피스톤(130)에 의해, 고압 가스가 감압되어 상, 하로 수직 운동할 때, 그 고정력을 최대화시킴과 동시에 이동성에 구속을 받지 않도록 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 피스톤(130)은 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성되어, 종래 기술에 따른 고무재질의 다이아프램과는 달리 낮은 온도에 따라 아이싱이 발생하고, 고무 재질의 다이아프램이 부서지는 것과는 달리 고압, 저온의 상황에서도 견딜 수 있도록 이루어진다.

더불어, 입력 포트에 따른 변동성을 최소화시키기 위해 유로 상에 바이패스 통로가 형성되며, 상기 바이패스 통로는 상기 감압부(100)에서 감압된 가스가 출력 포트(212)로 이동되도록 형성된다.

따라서, 과도한 고압의 가스가 출력 포트(212)로 이동되지 않도록 구비되며, 높은 압력의 가스가 바이패스 통로로 이동되면, 바이패스 통로에 의해 입력 포트의 압력에 따른 변동성을 최소화시킴으로써 안정적인 감압 효과를 기대할 수 있다.

여기서, 도 7 및 도 8을 보면, 감압부(100)는 유입 포트에서 유입되는 고압의 가스가 과도한 압력으로 유입될 때 가스를 차단시키는 솔레노이드 밸브(500)가 설치된다.

또한, 감압부(100) 저면에는 솔레노이드 밸브(500)가 정상적으로 작동되지 않을 때 수동 조작에 의해 유입 포트의 통로를 차단시키는 수동 밸브(510)가 설치되며, 감압부(100)의 압력을 감지하는 저압 센서(520)가 설치되며, 상기 저압 센서(520)의 일측에는 상기 감압부(100)의 압력을 감지하는 고압 센서(530)가 설치된다.

아울러, 감압부(100)에는 탱크 온도를 측정하는 온도 센서(570)가 설치되며, 연료 탱크에 연료를 충전할 때, 연료가 역류되지 않도록 솔레노이드 밸브(500)의 일측에 체크 밸브(미도시)가 결합되는 인렛 구멍(미도시)도 형성된다.

또한, 상기 감압부(100)의 하부면에는 밀봉용 본체캡이 결합되며, 감압 밸브인 PRV 밸브(Pressure Relief Valve, 543) 및 안전밸브인 PRD 밸브(Pressure Relief Device, 544)가 설치된다.

상술한 PRV 밸브(543)는 감압된 연료가 적정 압력보다 높은 압력으로 흐르게 되면 연료를 외부로 배출시켜 연료 압력을 감압시키고, PRD 밸브(544)는 화재 발생 시 차량이 보호되도록 연료를 배출시키게 된다.

또한, 연료 탱크 내의 잔류 연료를 제거하는 블리드 밸브(560)가 설치되며, 상기 PRV밸브(543)와 PRD밸브(544)와 연결되는 PRV/PRD 벤트 포트(Vent Port, 561)가 설치되어 상기 PRV 밸브(543)와 PRD 밸브(544)로부터 연료가 PRV/PRD 벤트 포트(561)를 통해 배출된다.

이하, 상술한 내장형 레귤레이터의 작동 과정을 설명한다.

우선, 입력 포트로 고압의 가스가 유입되어 오리피스(111) 측으로 안내되면, 오리피스(111)를 통과한 가스는 피스톤(130)을 가압하여 상기 피스톤(130)과 밸브 샤프트(120)는 상단으로 이동함으로써, 상기 오리피스(111)의 개도량을 밸브(121)가 줄여주게 되어 감압이 이루어진다.

이때, 천연가스연료인 경우, 350bar 에서 7~8bar로 감압되며, 유로를 통해 출력 포트(212)로 가스가 감압되어 출력되는데, 입력 포트 측에서 가스의 압력의 변동량이 발생하더라도, 바이패스 통로를 통해 변동량을 최소화시킬 수 있으므로, 출력 포트(212) 측으로 안정적으로 감압된 가스가 출력될 수 있도록 이루어진다.

또한, 고압의 가스를 감압하는 감압부(100)는 피스톤(130)이 금속 재질로 형성되어 있기 때문에, 고압의 가스 온도에 따라 아이싱이 발생할지라도 피스톤(130)의 동작에 무리가 없도록 구성되며, 상기 피스톤(130)의 수직 방향 운동이 발생할지라도, 상기 피스톤(130)과 밸브 샤프트(120)의 고정력을 유지하기 위해 요철부(122) 및 삽입홈(133)이 형성되어 있어 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 압축천연가스 차량을 개략적으로 도시한 도.

도 2는 종래 기술에 따른 레귤레이터를 개략적으로 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터를 도시한 단면도.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 내장형 레귤레이터를 각 방향에서 본 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

100: 감압부 111: 오리피스

113: 유로 114: 스토퍼

120: 밸브 샤프트 121: 밸브

122: 요철부 130: 피스톤

131: 오링 133: 삽입홈

140: 캡 141: 조절 나사

150: 스프링 160: 지지구

161: 유입공 162: 샤프트 스프링

Claims (15)

1. 입력 포트로 유입된 연료를 감압하여 출력 포트로 배출하는 내장형 레귤레이터에 있어서,

   오리피스가 형성되는 하우징(110);

   상기 오리피스와 결합되는 밸브 샤프트(120);

   상기 밸프 샤프트의 일단과 접촉하여 선단 운동을 하는 피스톤(130);

   상기 피스톤이 설치된 단부를 감싸도록 상기 하우징과 결합되는 캡(140);

   상기 피스톤과 상기 캡 사이에 결합되는 스프링(150) 및

   상기 입력 포트를 통해 과도한 압력의 고압 가스가 유입되는 경우 가스를 차단하는 솔레노이드 밸브(500)로 구성되는 감압부(100)를 가지며,

   상기 밸브 샤프트(120)는 상기 피스톤(130)과 결합되는 일측에 요철부(122)가 형성되며, 상기 피스톤(130)은 상기 요철부(122)에 대응되는 형상의 삽입홈(133)이 형성되고,

   상기 입력 포트를 통해 유입된 연료를 상기 오리피스로 전달하는 유로 상에는 바이패스 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 요철부(122)는 상기 피스톤(130)의 중심부 내측으로 삽입될 수 있도록, 요(凹) 형상 및 철(凸) 형상이 형성되고,

   상기 피스톤(130)은 금속 재질로 형성되며,

   상기 하우징(110)에는 상기 밸브 샤프트(120)의 외주면을 감싸는 샤프트 지지구(160) 및

   상기 밸브 샤프트(120)와 상기 샤프트 지지구(160) 간에 설치된 샤프트 스프링(162)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 감압부(100)는

   상기 하우징(110)의 외측으로, 입력 포트 및 출력 포트에 각각 구비되는 온수 포트 및 온수 유로;

   가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 캡(140)은

   상기 스프링(150)의 탄성력을 조정하여 가스의 유량을 미세 조정하는 조절 나사

   가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.
8. 삭제
9. 청구항 1, 2, 6 및 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 감압부(100)는

   압력 센서와 릴리프 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.
10. 삭제
11. 삭제
12. 청구항 1에 있어서,

    상기 입력 포트에는 상기 솔레노이드 밸브(500)를 수동으로 조작하는 수동 밸브가 더 구비되고,

    상기 감압부(100)는 탱크 내의 잔류 연료를 제거하는 블리드 밸브, PRV 밸브(543), PRD 밸브(544) 중 적어도 하나 이상을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.
13. 삭제
14. 삭제
15. 청구항 1에 있어서,

    상기 감압부(100)는

    고압의 가스 압력을 감지하는 고압 센서(530) 및 저압의 가스 압력을 감지하는 저압 센서(520)

    가 더 구비된 것을 특징으로 하는 내장형 레귤레이터.

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