KR101114532B1 - 연료 이송용 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스연료의 이송을 압력에 따라 순차적으로 제어함으로써 과도한 유입 압력을 감압시켜 적정한 유출 압력으로 유지시켜 줄 수 있도록 한 연료 이송용 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연료 이송용 밸브(A)는, 연료가 유입되는 유입구(12)가 형성되고, 내부에 공간을 갖는 제1몸체(1)와; 상기 제1몸체(1)의 내주면으로 결합되는 나사결합부(22)가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 타측에는 연료가 배출되는 유출구(23)가 형성되어 상기 제1몸체(1)에 맞결합되는 제2몸체(2)로 구성되며, 또한 상기 제2몸체(2)의 공간에 삽입되는 가이드부재(6)와; 내부에 결합되어 연료의 압력에 의해 개폐작동되는 작동체(3)와; 상기 작동체(3)의 작동력을 발휘하는 탄성수단(4)을 포함하여 구성된다.

Description

연료 이송용 밸브{FUEL VALVE}

본 발명은 연료 이송용 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스연료의 이송을 압력에 따라 순차적으로 제어함으로써 과도한 유입 압력을 감압시켜 적정한 유출 압력으로 유지시켜 줄 수 있도록 한 연료 이송용 밸브에 관한 것이다.

통상적으로, 가스 차량의 내연기관은 연소실로 흡입되는 혼합기를 연소시켜 이에 발생되는 폭발력으로 피스톤을 상하 직선 왕복운동시키고, 이 직선 왕복운동을 크랭크 기구에 의해 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻는 것으로서, 주로 차량의 엔진이 대표적이라고 할 수 있다.

이러한 가스연료차량의 엔진은 LPG연료나 천연가스연료를 연료탱크인 봄베에 소정의 압력으로 액화시켜 저장하였다가 엔진 작동시 기화시켜 공기와 함께 혼합기의 상태로 연소실로 공급하게 된다.

이렇게 가스연료를 연소실로 안정적으로 공급하기 위해 연료 이송용 밸브가 적용된다.

연료 이송용 밸브는 설정된 범위의 압력을 갖는 가스연료의 이송은 허용하되 고압으로 가스연료가 유입될 경우 이를 감압시키는 기능을 갖는다.

도 1 및 도 2는 종래 연료 이송용 밸브의 작동 예를 나타낸 단면도로써, 도 1은 1차 개방상태를 나타낸 것이고, 도 2는 2차 개방된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 종래 연료 이송용 밸브(A')는, 연료가 유입되는 유입구(12')가 형성되고, 내부에 공간을 갖는 제1몸체(1'); 상기 제1몸체(1')의 내주면으로 결합되는 결합부(22')가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 타측에는 연료가 배출되는 유출구(23')가 형성된 제2몸체(2'); 상기 제2몸체(2')의 공간에 삽입되며 가스연료가 이동되도록 홀(63')이 형성된 가이드부재(6'); 상기 제2몸체(2')의 내측 공간에 결합되며 상단에 유입구(12')를 개폐시키는 제1디스크(321')가 상부에 형성되고 가이드부재(6')의 홀(63')을 개폐하는 제2디스크(322')가 하부에 형성된 헤드(32')와, 상기 헤드(32')의 하부에 형성되며 상기 가이드부재(6')에 삽입되는 봉체(34')가 형성된 작동체(3'); 상기 가이드부재(6')의 내측에 결합되며 상기 작동체(3')의 봉체(34')에 끼워져 탄성에 의한 작동력을 발휘하는 제1스프링(4'); 상기 제2몸체(2') 내에 결합되며 상기 가이드부재(6')의 일측에 밀착되는 노즐부재(6'); 상기 제2몸체(2') 내에 삽입되며 상기 노즐부재(6')를 탄력적으로 지지하는 제2스프링(5')을 포함하여 구성된다.

따라서 유입구(12')를 통해 가스연료가 유입되면 압력에 의해 작동체(3')가 후진되므로 제1디스크(321')가 유입구(12')를 개방시키게 되어 가스연료가 제1몸체(1') 내로 유입된 후 헤드(32')의 외주면과 제1몸체(1')의 내주면 사이의 틈새(100')를 통해 이동되어 가이드부재(6')의 통로(62')를 통과한 후 노즐부재(6')의 노즐공(60')을 통해 유출구(23')로 배출된다.

한편 갑작스럽게 고압의 가스연료가 유입되면 작동체(3')가 더 후진하게 되고, 제2디스크(322')가 가이드부재(6')의 홀(63')을 막게 되므로 가스연료의 이동이 차단된다.

따라서 제1스프링(4')이 압축된 상태가 되었다가 가스연료의 압력이 낮아지면 제1스프링(4')의 인장력에 의해 작동체(3')가 전진되어 제2디스크(322')가 홀(63')을 개방시키게 되므로 가스연료가 이동될 수 있다.

또한 가스연료의 압력변동에 의해 노즐부재(6')도 제2스프링(5')의 신축작동에 의해 유동적으로 움직이면서 압력변동의 충격을 완화시킬 수 있도록 하였다.

이렇게 가스연료의 압력변동에 따라 작동체(3') 및 노즐부재(6')가 전,후진함으로써 과도한 고압의 가스유입을 방지할 수 있다.

그러나 종래 기술은 구성이 복잡하므로 제조공수가 많이 소요되고, 잦은 오작동의 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 가스의 유입되는 압력에 의해 단계별로 개폐됨으로써 고압을 감압시켜 가스연료의 유입량을 유지시켜줄 수 있도록 하여 안정적인 연료 공급이 가능하도록 한 연료 이송용 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 연료가 유입되는 유입구가 형성되고, 내부에 공간을 갖는 제1몸체; 상기 제1몸체의 내주면으로 결합되는 결합부가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 타측에는 연료가 배출되는 유출구가 형성된 제2몸체; 상기 제2몸체의 공간에 삽입되는 가이드; 상기 제2몸체의 내측 공간에 결합되며 상단에 유입구를 개폐시키는 제1디스크가 형성된 헤드와, 상기 헤드의 하부에 형성되며 상기 가이드에 삽입되는 봉체 및 상기 헤드의 측면에 형성된 통공과 통하도록 형성되며 헤드와 봉체의 내부에 형성된 소통로가 형성된 작동체; 상기 가이드의 내측에 결합되며 상기 작동체의 봉체에 끼워져 탄성에 의한 작동력을 발휘하는 탄성수단; 상기 작동체의 통공에 결합되며, 소통로를 통한 가스연료의 이송을 제어하는 밸브수단을 포함하는 연료 이송용 밸브에 의해 달성될 수 있다.

상기 밸브수단은 일방향으로만 개방되도록 하는 체크밸브이며, 상기 소통로를 선택적으로 개폐시키는 제2디스크와; 상기 제2디스크를 폐쇄작동하도록 탄성을 발휘하는 제2탄성수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 작동체의 헤드의 외주면과 제2몸체의 내주면 사이에는 가스연료가 이송되도록 틈새가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 소통로는 헤드의 통공과 통하며 밸브수단이 결합되며 홀이 형성된 환턱을 갖는 수평통로와, 상기 수평통로에 통하며 봉체에 관통 형성된 수직통로로 이루어져 'ㄱ'자 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 밸브수단은 수평통로의 홀을 밀폐하는 패드가 일단에 형성되고, 중간에는 상기 환턱에 탄력적으로 지지되는 스프링이 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 가스의 유입되는 압력에 의해 내부의 작동체가 다단 작동되어 단계별로 개폐됨으로써 이상 고압을 감압시켜 가스연료의 유입 압력을 안정적으로 유지시켜줄 수 있도록 하여 안정적인 연료 공급이 가능한 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래 연료 이송용 밸브의 작동 예를 나타낸 단면도로써, 도 1은 1차 개방상태를 나타낸 것이고, 도 2는 2차 개방된 상태를 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 연료 이송용 밸브의 작동 예를 나타낸 단면도로써, 도 3은 1차 개방상태이고, 도 4는 2차 개방상태를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 연료 이송용 밸브의 작동 예를 나타낸 단면도로써, 도 3은 1차 개방상태이고, 도 4는 2차 개방상태를 나타낸 도면이다.

본 발명을 설명함에 있어 도 3 및 도 4에 도시된 연료 이송용 밸브(A)의 우측을 상부로 정하고, 좌측을 하부로 정한다.

도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 이송용 밸브(A)는, 연료가 유입되는 유입구(12)가 형성되고, 내부에 공간을 갖는 제1몸체(1); 상기 제1몸체(1)의 내주면으로 결합되는 나사결합부(22)가 일측에 형성되고, 내부에 공간이 형성되며, 타측에는 연료가 배출되는 유출구(23)가 형성되어 상기 제1몸체(1)에 맞결합되는 제2몸체(2)를 포함한다.

또한 상기 제2몸체(2)의 공간에 삽입되는 가이드부재(6); 내부에 결합되어 연료의 압력에 의해 개폐작동되는 작동체(3); 상기 작동체(3)의 작동력을 발휘하는 탄성수단(4)을 포함한다.

상기 제1몸체(1)는 일측이 개구되고 내부에 원형의 공간을 갖도록 원통형으로 형성되며, 일측에는 내부와 통하여 연료가 유입되는 유입구(12)를 갖는 관체가 일정 길이로 돌출 형성된다.

그리고 상기 공간과 유입구(12)가 통하는 통공(120)의 주변에는 돌출된 환턱(122)이 형성된다.

상기 제2몸체(2)는 일측이 개구되고 내부에 원형의 공간을 갖도록 원통형으로 형성되어 상기 제1몸체(1)와 나사 결합되는 것으로, 개구부에는 상기 제1몸체(1)의 내주면으로 결합되는 나사결합부(22)가 일측에 형성되고, 타측에는 연료가 배출되는 유출구(23)가 형성된다.

상기 제2몸체(2)의 공간에는 상기 작동체(3)의 헤드(32)가 삽입되는 대직경의 제1환홈(24)과, 상기 제1환홈(24)에 연이어 형성되며 상기 가이드부재(6)가 삽입되는 소직경의 제2환홈(25)이 형성된다.

그리고, 상기 제2몸체(2)는 제1환홈(24)에 제1환턱(27)이 형성되고, 제2환홈(25)에 제2환턱(28)이 형성되며, 제1환턱(27) 및 제2환턱(28)은 직경이 상이하게 형성된다.

제1환턱(27)에는 작동체(3)의 제2디스크(322)가 접촉되며, 제2환턱(28)에는 가이드부재(6)가 접촉된다.

상기 가이드부재(6)는 내측에 통로(62)가 형성되고, 외면에는 상기 제2환턱(28)에 끼워지도록 단차부(63)가 형성되며, 일측면에는 내측으로 요입되어 탄성수단(4)이 결합되는 요홈(64)이 형성된다.

상기 작동체(3)는 제1몸체(1)의 내측 공간에 결합되는 것이며,

일측에는 유입구(12)를 개폐시키는 제1디스크(321)가 형성되고 타측에는 제1환턱(27)에 접촉되는 제2디스크(322)가 형성된 헤드(32)와,

상기 헤드(32)의 타측에 돌출 형성되어 상기 가이드부재(6)에 삽입되는 봉체(34)로 구성된다.

또한 상기 헤드(32)의 측면에 드릴링 가공에 의해 통공(30)이 형성되고, 상기 통공(30)에 통하며 타측으로 통하도록 작은 직경의오리피스홀(33)이 형성된다.

바람직하게는 상기 통공(30)과 오리피스홀(33)은 직각이 되게 연결된다.

상기 헤드(32)의 제1디스크(321)는 상기 유입구(12)에 형성된 환턱(122)의 통공(120)에 밀착되어 기밀성을 갖도록 하기 위해 패킹(320)이 부착된다.

한편, 상기 작동체(3)의 헤드(32)의 외주면과 제2몸체(2)의 내주면 사이에는 가스연료가 이송되도록 제1틈새(100)가 형성된다.

또한 상기 작동체(3)의 봉체(34)의 외주면과 가이드부재(6)의 통로(62) 사이에는 가스연료가 이송될 수 있도록 제2틈새(200)가 형성된다.

상기 탄성수단(4)은 코일스프링이 바람직하며, 작동체(3)의 봉체(34)에 끼워져 결합되며 일단은 제2디스크(322)에 지지되고, 타단은 가이드부재(6)의 요홈(64)에 삽입되어 탄성에 의한 작동력을 발휘하게 된다.

이하 상기한 구성을 갖는 본 발명의 작동관계에 대해 설명한다.

제2몸체(2)의 내측 공간에 가이드부재(6)를 끼워 넣고, 상기 가이드부재(6)의 봉체(34)에 탄성수단(4)을 결합시킨다.

이후 제2몸체(2)의 나사결합부(22)를 제1몸체(1)의 내측으로 나사 결합시킴으로써 본 발명에 따른 연료 이송용 밸브(A)의 결합이 완료된다.

이렇게 결합이 완료된 후 유입구(12)를 통해 가스연료가 주입되면,

정상 압력 범위 내의 가스연료가 주입되면, 탄성수단(4)이 수축되면서 작동체(3)의 헤드(32)가 후진되어 제1디스크(321)가 유입구(12)를 개방시키고, 가스연료가 유입된 후 헤드(32)의 외주면과 제2몸체(2)의 내주면 사이의 제1틈새(100)를 통해 이동된다.

이후 가스연료는 작동체(3)의 봉체(34)의 외주면과 가이드부재(6)의 통로(62)의 내주면 사이의 제2틈새(200)를 통과한 후 유출구(23)를 통해 배출된다.

한편 유입구(12)에서 이상 고압의 가스연료가 유입될 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성수단(4)은 더욱 수축되고 작동체(3)는 더 많이 후진되어 제2디스크(322)가 제1환턱(27)에 밀착되어 폐쇄상태가 되므로 고압의 가스연료가 유출구(23)으로 이송되지 않도록 차단된다.

그러나, 고압의 가스연료 중 일부가 통공(30)으로 유입된 후 오리피스홀(33)을 통과하여 제2틈새(200)를 통과함으로써 소량씩 유출구(23)를 통해 배출된다.

따라서 오리피스홀(33)을 통한 소량 배출 기능에 의해 고압상태가 해소됨으로써 실질적으로 감압기능을 하게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

1 : 제1몸체 2 : 제2몸체
3 : 작동체 4 : 탄성수단
5 : 밸브수단 12 : 유입구
23 : 유출구 34 : 소통로
52 : 플런저

Claims (6)

1. 연료가 유입되는 유입구(12)가 형성된 제1몸체(1);
   상기 제1몸체(1)에 결합되며 연료가 배출되는 유출구(23)가 형성된 제2몸체(2);
   상기 제1 및 제2몸체(1,2)의 내부에 결합되며, 일측에는 유입구(12)를 개폐시키는 제1디스크(321)가 형성된 헤드(32)와, 상기 헤드(32)의 타측에 돌출 형성된 봉체(34)를 구비한 작동체(3);
   상기 봉체(34)에 결합되며 탄성에 의해 상기 작동체(3)의 작동력을 발휘하는 탄성수단(4)을 포함하며,
   상기 헤드(32)는,
   측면에 통공(30)이 형성되고, 상기 통공(30)에 통하며 타측으로 통하도록 형성된 오리피스홀(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 이송용 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 헤드(32)의 제1디스크(321)는 상기 유입구(12)에 형성된 환턱(122)의 통공(120)에 밀착되어 기밀성을 갖도록 패킹(320)이 부착된 것을 특징으로 하는 연료 이송용 밸브.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제2몸체(2)에 삽입되는 가이드부재(6)를 더 포함하며,
   상기 가이드부재(6)는,
   내측에 상기 작동체(3)의 봉체(34)가 결합되는 통로(62);
   상기 통로(62)의 내주면에서 상기 탄성수단(4)의 일단부가 지지되는 환턱(64)
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 이송용 밸브.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 작동체(3)는
   상기 가이드부재(6)의 통로(62)의 입구를 폐쇄하는 제2디스크(322)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 연료 이송용 밸브.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 작동체(3)의 헤드(32)의 외주면과 상기 제2몸체(2)의 내주면 사이에는 가스연료가 이송되도록 제1틈새(100)가 형성된 것을 특징으로 하는 연료 이송용 밸브.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 작동체(3)의 봉체(34)의 외주면과 상기 가이드부재(6)의 통로(62)의 내주면 사이에는 가스연료가 이송되도록 틈새(200)가 형성된 것을 특징으로 하는 연료 이송용 밸브.

Images