KR101193633B1 - 보조탱크를 구비한 ｌｎｇ버스의 연료공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료탱크와, 상기 연료탱크 내의 액체연료를 기화시키는 기화기와, 솔레노이드 밸브와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터와 압력조정기 및 엔진이 순차적으로 연료 파이프에 의해 연결 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서, 상기 기화기와 상기 솔레노이드 밸브 사이의 상기 연료 파이프에 연통되어, 상기 기화기를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크를 더 구비하여 버스운행 중 엔진부하시 종전 시스템에서는 공급가스량 및 압력이 부족하여 엔진에서 가스를 제때 공급받지 못하여 버스의 울컥거림 및 출력저하 현상이 발생하였으나 보조탱크 적용 후 엔진 부하시 가스공급이 원활하여 출력저하 및 차량 울컥거림이 없어지는 효과가 있다.

Description

보조탱크를 구비한 ＬＮＧ버스의 연료공급장치{Fuel supply device of LNG bus with subtank}

본 발명은 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료탱크와 엔진 사이에 보조탱크를 설치하여 엔진에 가스 공급이 원활하게 하여 버스의 출력저하 및 울컥거림이 없어지는 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치에 관한 것이다.

대기 환경 개선을 위해 시작된 CNG(Compressed Natural Gas ; 압축천연가스) 차량 보급이 성공적이라는 평가를 받고 있으나, CNG 차량은 연료 특성상 기체상태의 가스를 압축하여 용기에 충전하기 때문에 충전효율이 좋지 못하여 1회 충전시 대략 350km 정도 밖에 운행하지 못한다. 따라서, 장거리를 운행하는 고속버스나 대형 화물트럭등에는 적용하기가 어렵다는 문제점이 있게 된다.

이를 해결하기 위하여 최근에는 기존 CNG 차량과 동일한 천연가스 연료이지만, 1회 충전시 대략 900km 정도를운행할 수 있는 LNG(liquified natural gas ; 액화천연가스) 차량이 개발되었다. 즉, LNG 차량은 연료를 CNG차량처럼 기체상태로 충전하는 것이 아니라, 액체상태로 충전하기 때문에 CNG 차량보다 연료 저장능력이 3배가량 더 크기 때문이다. 따라서, 장거리를 운행하는 고속버스와 대형 화물트럭 등에 적용이 가능하게 된다.

이하, 종래의 LNG차량의 연료장치의 각 구성부와 이들 구성부가 갖는 단점을 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 LNG차량의 연료장치에 대한 구성을 도시한 계통도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 LNG차량의 연료장치는 연료탱크(10)는 연료 공급 파이프(60)를 통하여 엔진(70)에 연결되며, 상기 연료 공급 파이프(60)를 통하여 엔진(70)에 연료를 공급한다.

연료 공급 파이프(60)에는 기화기(20), 솔레노이드 밸브(30), 연료필터(40), 압력조정기(50)가 순차적으로 설치되어 있다.

연료탱크(10)는 가스 연료가 대략 압력≒16kg/㎠, 온도≒-162℃의 조건에서 액체 상태로 저장되어 있으며, 이와같은 액체 상태의 연료가 기화기(20)를 통과하는 동안 가스 상태로 변환되고, 닫혀있던 솔레노이드 밸브(30)가 개방되게 되며, 연료필터(40)를 통과하여 불순물을 제거한 후, 마지막으로 압력조정기(50)를 통과하여 감압되어, 엔진(70)으로 전달되게 된다.

그러나, 종래의 LNG차량의 연료장치는 차량의 고속 주행 및 급출발시 많은량의 연료를 흡입되는데, 이때, 기화기와 압력조정기 사이에 순간적으로 연료의 압이 떨어지게 되어 흡입되는 연료의 농도가 많이 낮아지므로 엔진에서 제대로 된 연소를 하지 못해 힘이 딸리게 되며, 순간적으로 연료의 흐름에 구멍이 생겨 엔진의 힘 없음 및 엔진의 부조화가 발생하는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 기화기와 압력조정기 사이에 순간적으로 연료의 압이 떨어져도 엔진에 가스 공급이 원활한 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치를 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료탱크와, 상기 연료탱크 내의 액체연료를 기화시키는 기화기와, 솔레노이드 밸브와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터와 압력조정기 및 엔진이 순차적으로 연료 파이프에 의해 연결 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서, 상기 기화기와 상기 솔레노이드 밸브 사이의 상기 연료 파이프에 연통되어, 상기 기화기를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 연료탱크와, 상기 연료탱크 내의 액체연료를 기화시키는 기화기와, 솔레노이드 밸브와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터와 압력조정기 및 엔진이 순차적으로 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브와 상기 연료필터 사이의 상기 연료 파이프에 연통되어, 상기 기화기를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 연료탱크와, 상기 연료탱크 내의 액체연료를 기화시키는 기화기와, 솔레노이드 밸브와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터와 압력조정기 및 엔진이 순차적으로 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서, 상기 연료필터와 상기 압력조정기 사이의 상기 연료 파이프에 연통되어, 상기 기화기를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 보조탱크는 일측에 내부의 압력을 측정하는 압력게이지가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 보조탱크는 상기 연료탱크와 상기 엔진까지 설치된 연료 파이프가 기체를 수용할 수 있는 내부 용량보다 큰 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 버스운행 중 엔진부하시 종전 시스템에서는 공급가스량 및 압력이 부족하여 엔진에서 가스를 제때 공급받지 못하여 버스의 울컥거림 및 출력저하 현상이 발생하였으나 보조탱크 적용 후 엔진 부하시 가스공급이 원활하여 출력저하 및 차량 울컥거림이 없어지는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 LNG차량의 연료장치에 대한 구성을 도시한 계통도.
도 2은 본 발명에 따른 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치에 대한 구성을 도시한 계통도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치를 설명하기로 한다.

도 2은 본 발명에 따른 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치에 대한 구성을 도시한 계통도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연료탱크(10)와, 상기 연료탱크(10) 내의 액체연료를 기화시키는 기화기(20)와, 솔레노이드 밸브(30)와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터(40)와 압력조정기(50) 및 엔진(70)이 순차적으로 연료 파이프(60)에 의해 연결 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서, 상기 기화기(20)와 상기 솔레노이드 밸브(30) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크(100)를 더 구비하게 구성된다.

LNG 버스의 연료장치는 상기 연료탱크(10)로부터 상기 엔진(70)으로 연료를 공급하기 위하여 상기 연료탱크(10)에서 상기 엔진(70)까진 연료 파이프(60)에 의해 연결된다.

여기서, 상기 연료탱크(10)는 가스 연료가 대략 압력≒16kg/㎠, 온도≒-162℃의 조건에서 액체 상태로 저장된다.

여기서, 상기 기화기(20)는 액체 상태로 저장된 연료를 기체 상태의 연료로 전환 시켜 준다.

여기서, 상기 솔레노이드 밸브(30)와 상기 연료필터(40) 및 상기 압력조정기(50)는 상기 연료 파이프(60)와 연통하여 각각 작동하게 된다.

상기 솔레노이드 밸브(30)는 전기적 신호에 따라 개폐 가능하며, 밸브가 오픈되면 상기 기화기(20)에서 공급하는 기체 연료가 상기 연료필터(40)로 공급되게 된다.

상기 연료필터(40)는 상기 기화기(20)에서 기화된 연료의 불순물을 제거하여 순도가 높은 연료를 엔진(70)으로 공급하게 된다.

상기 압력조정기(50)는 기체의 압력을 높이거나 낮추는 장치로, 상기 엔진(70)으로 공급되는 기체는 정압을 유지해야 한다. 따라서, 상기 기화기(20)로 부터 공급되는 기체의 압력은 상황에 따라 차이가 발생하므로, 이를 일정한 압력으로 변화시킨 후 상기 엔진(70)으로 공급하게 된다.

본 발명에 따른 보조탱크(100)는 강도와 경도가 강한 스틸재질로 내부가 중공이며, 내부식성이 강하며 내부에 기체를 저장하기에 좋다.

그리고, 상기 보조탱크(100)는 상기 기화기(20)와 상기 솔레노이드 밸브(30) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장하게 된다.

상기 보조탱크(100)는 버스운행 중 엔진(70) 부하시 상기 연료 파이프(60)에서 공급가스량 및 압력이 부족하여 엔진(70)에서 기체연료를 제때 공급받지 못하여 버스의 울컥거림 및 출력저하 현상이 발생할 경우, 내부에 저장한 기체연료를 즉시에 제공하는 것이다. 이는, 상기 연료 파이프(60)는 내부 직경이 적어, 내부에 저장된 기체연료량이 한정적이기 때문에, 일순간 상기 기화기(20)에서 전환되는 기체연료의 양이 부족할 경우 전술한 문제점이 발생하게 된다.

바람직하게는, 상기 보조탱크(100)는 일측에 내부의 압력을 측정하는 압력게이지(미도시)가 형성되는 것이 좋다. 이는, 상기 보조탱크(100) 내부의 압력을 확인하므로, 버스의 상태를 파악할 수 있다. 즉, 상기 보조탱크(100)의 압력이 감소하게 되면 이는 상기 보조탱크(100)의 기체연료가 감소한 경우이므로, 버스의 연료 파이프(60)에서 공급가스량 및 압력이 부족하여 운전자의 즉각적인 조치가 가능하다.

따라서, 상기 압력게이지(미도시)는 상기 보조탱크(100)의 압력을 측정하는 압력측정기(미도시)와 상기 압력측정기와 연결되어 압력을 표시하는 표시부(미도시)로 이루어진다. 여기서, 상기 표시부는 운전자 근방에 위치하는 것이 좋다.

바람직하게는, 상기 보조탱크(100)는 상기 연료탱크(10)와 상기 엔진(70)까지 설치된 연료 파이프(60)가 기체를 수용할 수 있는 내부 용량보다 큰 것이 좋다. 이는, 일시에 연료파이프(60)의 기체연료가 소진할 경우 이를 보조하기 위해 상기 보조탱크(100)의 용량이 상기 연료 파이프(60)의 전체 용량보다 크게 유지하는 것이 안전에 좋다.

또한, 상기 보조탱크(100)는 상기 솔레노이드 밸브(30)와 상기 연료필터(40) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장할 수도 있다.

또한, 상기 보조탱크(100)는 상기 연료필터(40)와 상기 압력조정기(50) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장할 수도 있다.

이상과 같이, 연료탱크에서 엔진으로 연결되는 연료파이프에 연통되는 보조탱크를 구비하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하며, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

10: 연료탱크 20: 기화기
30: 솔레노이드 밸브 40: 연료필터
50: 압력조정기 60: 연료파이프
70: 엔진 100: 보조탱크

Claims (5)

1. 연료탱크(10)와, 상기 연료탱크(10) 내의 액체연료를 기화시키는 기화기(20)와, 솔레노이드 밸브(30)와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터(40)와 압력조정기(50) 및 엔진(70)이 순차적으로 연료 파이프(60)에 의해 연결 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서,
   상기 기화기(20)와 상기 솔레노이드 밸브(30) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크(100)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치.
   
2. 연료탱크(10)와, 상기 연료탱크(10) 내의 액체연료를 기화시키는 기화기(20)와, 솔레노이드 밸브(30)와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터(40)와 압력조정기(50) 및 엔진(70)이 순차적으로 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서,
   상기 솔레노이드 밸브(30)와 상기 연료필터(40) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크(100)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치.
   
3. 연료탱크(10)와, 상기 연료탱크(10) 내의 액체연료를 기화시키는 기화기(20)와, 솔레노이드 밸브(30)와, 기체의 불순물의 제거하는 연료필터(40)와 압력조정기(50) 및 엔진(70)이 순차적으로 형성되는 LNG버스의 연료공급장치에 있어서,
   상기 연료필터(40)와 상기 압력조정기(50) 사이의 상기 연료 파이프(60)에 연통되어, 상기 기화기(20)를 통과한 기체연료를 저장하는 보조탱크(100)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치.
   
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보조탱크(100)는,
   일측에 내부의 압력을 측정하는 압력게이지가 형성되는 것을 특징으로 하는 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치.
   
5. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보조탱크(100)는,
   상기 연료탱크(10)와 상기 엔진(70)까지 설치된 연료 파이프(60)가 기체를 수용할 수 있는 내부 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 보조탱크를 구비한 LNG버스의 연료공급장치.

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