KR101247726B1 - 자동차용 레듀서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 레듀서에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유입구와, 토출구를 갖고, 상기 유입구와 토출구와 연통되는 내실이 구비된 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 열고 닫는 개폐수단; 상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 통하여 유입되는 가스를 1차 감압하는 제1 감압수단; 상기 하우징을 덮고, 수용부를 갖는 캡; 및 상기 하우징의 내실과 상기 수용부에 구비되어 상기 제1 감압수단에 의한 1차 감압가스를 2차 감압 조절하여 상기 토출구로 배출시키는 제2 감압수단;을 포함하여 이루어진다.
즉 본 발명은 고압의 액화 또는 압축가스를 사용압력으로 감압하여 연소기관으로 공급하기 위해 연료공급과 배출관을 연결하는 레듀서에 개폐수단, 제1 감압수단 및 제2 감압수단이 집결됨으로써 콤팩트한 설계가 가능해질 뿐만 아니라, 이를 통하여 경제성과 생산성을 높일 수 있는 자동차용 레듀서를 제안하고자 한다.

Description

자동차용 레듀서{REDUCER FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 레듀서에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유입구와, 토출구를 갖고, 상기 유입구와 토출구와 연통되는 내실이 구비된 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 열고 닫는 개폐수단; 상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 통하여 유입되는 가스를 1차 감압하는 제1 감압수단; 상기 하우징을 덮고, 수용부를 갖는 캡; 및 상기 하우징의 내실과 상기 수용부에 구비되어 상기 제1 감압수단에 의한 1차 감압가스를 2차 감압 조절하여 상기 토출구로 배출시키는 제2 감압수단;을 포함하여 이루어진다.

즉 본 발명은 고압의 액화 또는 압축가스를 사용압력으로 감압하여 연소기관으로 공급하기 위해 연료공급과 배출관을 연결하는 레듀서에 개폐수단, 제1 감압수단 및 제2 감압수단이 집결됨으로써 콤팩트한 설계가 가능해질 뿐만 아니라, 이를 통하여 경제성과 생산성을 높이고자 하는 것을 특징으로 한다.

종래의 레듀서 또는 감압밸브로는 대한민국 등록실용 제20-0404834호(2005.12.22. 이하 '종래기술'이라 함.) "감압밸브"가 개시되어 있다.

상기 종래기술은 노브 작동을 통해 스프링력을 조절하여 설정된 압력으로 출구압력의 감압이 이루어지도록 하는 감압밸브에 있어서, 일측에는 유체유입포트와 드레인포트가 형성되고 타측에는 유체배출포트가 형성된 밸브바디와, 상기 밸브바디의 유체유입포트 및 드레인포트와 유체배출포트 사이에 유로가 연통되는 감압실이 형성되며 상기 밸브바디와 결합되는 커버체와, 상기 커버체 내의 감압실에 설치되어 설정된 유체 압력에 대응되는 유로를 형성하는 스풀과, 상기 커버체에 결합되며 스프링력 조절에 의한 시트의 개폐작용을 통해 유체배출포트의 압력을 조절하는 압력조절부를 포함하여 이루어진다.

상기 종래기술에 따르면 하나의 시스템에서 밸브를 교환할 필요가 없이 출구압력을 가변적으로 조절할 수 있어 비용의 절감 및 생산성의 향상은 물론, 작업성을 개선할 수 있게 될 뿐 아니라, 원하는 출구압력을 정확하게 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

그러나 상기 종래기술과 같이 하나의 밸브시스템을 통하여 감압하는 경우 고압(대략 200 ~ 300bar)의 압축 또는 액화가스를 사용압력, 즉 대기압에 근사한 1 내지 3bar의 압력으로 감압하는 경우 급격한 압력변화로 밸브에 무리가 가해질 수 있고, 이에 의하여 감압효율이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

고압의 액화 또는 압축가스를 사용압력으로 감압하여 연소기관으로 공급하기 위해 연료공급과 배출관을 연결하는 레듀서에 개폐수단, 제1 감압수단 및 제2 감압수단이 집결됨으로써 콤팩트한 설계가 가능해질 뿐만 아니라, 이를 통하여 경제성과 생산성을 높이고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 제2 감압수단이 밸브체와 작동체로 구성되어 작동체에 의하여 밸브체가 배출공을 개폐 조절 시, 밸브체와 작동체간의 작동성능이 우수하여 정밀한 압력조절작업이 가능하고, 밸브체와 작동체의 구조가 단순하면서도 콤팩트하게 구성되어 있어 조립성 및 경제성을 향상시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 제2 감압수단에 의하여 감압된 2차 감압가스가 격벽체의 출기공을 통하여 유동로를 거쳐 토출구로 배출되는데,

이때 토출구와 출기공이 상호 대향하는 위치에 배열되어 있어 2차 가압가스의 배출이 원활히 이루어짐으로써 가스의 배출효율을 높이고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 레듀서는 유입구와, 토출구를 갖고, 상기 유입구와 토출구와 연통되는 내실이 구비된 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 열고 닫는 개폐수단; 상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 통하여 유입되는 가스를 1차 감압하는 제1 감압수단; 상기 하우징을 덮고, 수용부를 갖는 캡; 및 상기 하우징의 내실과 상기 수용부에 구비되어 상기 제1 감압수단에 의한 1차 감압가스를 2차 감압 조절하여 상기 토출구로 배출시키는 제2 감압수단;을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 상기 제2 감압수단은 상기 하우징의 내실에 구비되는 밸브체와, 상기 캡의 수용부에 구비되어 상기 밸브체를 개폐 조절하는 작동체와, 상기 작동체에 연결되어 상기 내실과 상기 수용부를 구획하는 분리부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 제2 감압수단의 밸브체는 상기 하우징의 내실에 구비되는 제1 탄성부재와, 상기 내실에 배열되고, 상기 제1 탄성부재에 의하여 탄성 지지되는 개폐부재와, 상기 내실 상부에 결합되고, 중심부에 삽입공을 가지며, 측면부에 형성되어 상기 개폐부재에 의하여 열리고 닫히는 복수의 배출공을 갖는 결합부재와, 상기 결합부재의 삽입공에 관통 결합되고, 상기 작동체에 의하여 상기 개폐부재를 승하강시키는 핀부재를 포함하고,

상기 제2 감암수단의 작동체는 상기 캡의 수용부 상부에 고정되는 조절너트와, 상기 조절너트에 치합되어 승하강하고, 상단이 외측으로 노출되는 조절볼트와, 상기 분리부재와 연결되고, 상기 핀부재 상단에 맞닿는 가압디스크와, 상기 가압디스크의 상부에 구비되고, 상기 조절볼트와 연결되는 가압로드와, 상기 가압디스크와 상기 조절너트 사이에 구비되어 상기 가압디스크를 탄성 지지하는 제2 탄성부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 하우징의 내실 상부를 둘러싸고, 출기공을 갖는 격벽체와,

상기 하우징의 내측면과 상기 격벽체의 외측면 사이에 구비되고, 상기 출기공을 통하여 배출되는 가스를 상기 토출구로 유도하기 위한 유동로를 더 포함하되,

상기 토출구와 상기 출기공은 상호 대향하는 위치에 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 레듀서는 고압의 액화 또는 압축가스를 사용압력으로 감압하여 연소기관으로 공급하기 위해 연료공급과 배출관을 연결하는 레듀서에 개폐수단, 제1 감압수단 및 제2 감압수단이 집결됨으로써 콤팩트한 설계가 가능해질 뿐만 아니라, 이를 통하여 경제성과 생산성을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명은 제2 감압수단이 밸브체와 작동체로 구성되어 작동체에 의하여 밸브체가 배출공을 개폐 조절 시, 밸브체와 작동체간의 작동성능이 우수하여 정밀한 압력조절작업이 가능하고, 밸브체와 작동체의 구조가 단순하면서도 콤팩트하게 구성되어 있어 조립성 및 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러 본 발명은 제2 감압수단에 의하여 감압된 2차 감압가스가 격벽체의 출기공을 통하여 유동로를 거쳐 토출구로 배출되는데,

이때 토출구와 출기공이 상호 대향하는 위치에 배열되어 있어 2차 가압가스의 배출이 원활히 이루어짐으로써 가스의 배출효율을 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 레듀서를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 레듀서를 나타내는 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 레듀서를 나타내는 단면도.

이하에서는 본 발명에 따른 자동차용 레듀서를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 본 명세서상에서 하우징은 도 1의 도시와 같이 육면체 형태로 블록체로 구성되고, 상기 하우징의 4개의 측면 중에서 도 1의 도시를 기준으로 유입구가 형성된 측면을 '제1면'이라 하고, 상기 제1면을 기준으로 반시계방향을 따라 배열되는 각 측면을 '제2면', '제3면' 및 '제4면'이라 지칭한다.

다만 상기한 바와 같은 배열순서는 임의적으로 정해진 것으로 정해지는 기준면에 따라서 변경이 가능하고,

또한 하우징의 다른 형상으로 이루어진 경우에는 그 형상에 따라 달리 정해질 수 있는 사항이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 레듀서는

하우징(10), 개폐수단(20), 제1 가압수단, 캡(40), 제2 감압수단(50), 압력센서(60), 냉각수단, 온도센서(80) 및 과부하차단수단을 포함하여 이루어진다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 하우징(10)은

유입배관과 토출배관을 연결하여 감압된 가스를 공급하는 배관 연결용 레듀서(reducer)로서의 역할을 수행하게 된다.

우선 상기 하우징(10)은 육면체 형태의 블록체로 구성되나, 원통체라든지, 또는 배관을 연결하는데 용이한 형상이면 다양한 형태로 제작이 가능하고,

상기 하우징(10)은 내식성을 갖는 알루미늄이나, 알루미늄 합금 또는 스테인리스 스틸 등과 같은 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 하우징(10)의 제1일면 하부에는 유입구(11)가 구비되어 유입배관과 연결되고,

상기 하우징(10)의 제4면(10D)에는 상기 유입구(11)와 연통되는 제1 관통공(H1)이 형성되며, 상기 제1 관통공(H1)에는 개폐수단(20)이 결합된다.

이 경우 상기 제1 관통공(H1) 내부에는 상기 유입공(91a)과 연통되는 제1 유로가 형성되고,

상기 개폐수단(20)은 상기 제1 유로의 입구를 개폐시켜 유입구(11)를 통하여 유입되는 가스를 공급할 뿐만 아니라, 개폐 정도에 따라 가스의 공급량을 조절하게 된다.

상기 제1 유로의 출구에는 제2 유로의 입구가 연결되고, 상기 제2 유로의 출구는 상기 내실(13)에 연결되어 가스의 유로를 형성하게 된다.

그리고 상기 하우징(10)의 제1면(10A)에는 상기 유입구(11) 일측에 구비되고, 상기 제2 유로의 입구와 연통되도록 제2 관통공(H2)이 구비되고,

상기 제2 관통공(H2)에는 제1 감압수단(30)이 결합되어 상기 유입구(11)를 통하여 유입된 고압의 가스를 1차 감압하여, 감압된 1차 감압가스를 상기 제2 유로를 거쳐 내실(13)로 공급하게 된다.

상기 하우징(10)의 중심부에는 상기 제2 유로의 출구와 연통되어 제1 감압수단(30)에 의한 1차 감압가스가 유입되는 내실(13)이 구비되고,

상기 내실(13)은 원형으로 구성되어 그 상부에 나사산(13a)이 형성되어 있으며,

하기 제2 감압수단(50)의 결합부재(155)의 외측면에는 상기 나사산(13a)에 상응하는 대응나사산(153e)이 구비되어 상기 내실(13)에 결합부재(155)가 체결 고정된다.

상기 하우징(10)의 제4면(10D) 상부에는 양측으로 복수의 토출구(12)가 구비되고, 상기 각 토출구(12)는 토출배관과 연결되어 상기 내실(13)을 통하여 제2 감압수단(50)에 의하여 2차 감압된 가스(이하 '2차 감압가스'라고 함.)가 상기 토출구(12)와 토출배관으로 배출된다.

이 경우 상기 하우징(10) 내부에는 상기 내실(13) 상부를 둘러싸는 격벽체(14)가 구비되고, 상기 격벽체(14)에는 출기공(14a)이 형성되며,

상기 격벽체(14)의 외측면과 상기 하우징(10)의 내측면 사이에는 상기 출기공(14a)을 통하여 배출된 2차 감압가스를 토출구(12)로 유도하기 위한 유동로(15)가 구비된다.

이때 상기 출기공(14a)은 상기 각 토출구(12)와 대향하는 위치에 배열되도록 하는 것이 바람직한데,

즉 상기 각 토출구(12)가 도 2의 도시와 같이 상기 하우징(10)의 제4면(10D)에 형성되어 있는 경우

상기 출기공(14a)은 상기 하우징(10)의 제2면(10B) 쪽을 향해 2차 감압가스가 배출되도록 배치시게 되면 상기 출기공(14a)을 통하여 배출되는 2차 감압가스는 연속적인 배출압에 의하여 상기 유동로(15)의 벽면을 따라 이동하여 압력이 상대적으로 낮은 상기 토출구(12)로 자연스럽게 빨려나가 원활한 배출이 이루어지게 된다.

그러나 상기 출기공(14a)이 상기 토출구(12) 쪽, 즉 상기 하우징(10)의 제4면(10D)을 향하도록 배치된 경우에는 출기공(14a)을 통하여 배출되는 2차 감압가스는 배출압에 의하여 유동로(15) 벽면과 충돌하고,

이때 형성되는 2차 감압가스는 와류나, 제트 기류에 의하여 상기 토출구(12)로 2차 감압가스의 배출이 용이하지 않게 된다.

따라서 상기 출기공(14a)은 토출구(12) 대향하고, 원거리에 위치하도록 도 2와 같이 배치시킴으로써 상기한 바와 같은 문제점을 해결하여 2차 감압가스의 배출이 용이하면서도 원활히 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 개폐수단(20)은

상기 유입구(11)를 개폐시켜 가스를 공급하고, 가스의 공급량을 조절할 수 있도록 구성된다.

상기 개폐수단(20)은 상기 제1 관통공(H1)에 결합되고, 전기적으로 연결된 솔레이노이드로 구성되며, 상기 솔레노이드에 구비된 플런저의 작동으로 상기 제1 유로의 입부를 개폐시켜 상기 유입구(11)를 통하여 유입되는 가스를 공급하고,

또한 상기 솔레노이드는 가스의 공급량을 조절할 수 있도록 구성되어 보다 효과적인 가스 공급이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 개폐수단(20)으로는 상술된 솔레노이드 이외에 실린더나, 액츄에이터 등과 같은 다양한 형태의 작동구가 도입되는 것도 가능하다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 제1 감압수단(30)은

상기 유입구(11)를 통하여 유입되는 가스를 1차로 감압하여 상기 내실(13)로 공급할 수 있도록 구성된다.

일반적으로 자동차용 연료로 사용되는 가스는 가스용기에 200 ~ 250bar로 압축된 고압의 액화가스(또는 압축가스)로 존재하고, 이를 연소기관으로 공급하기 위해서는 일정한 사용압력으로 감압하여 공급할 필요가 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 제1 감압수단(30)과, 하기할 제2 감압수단(50)에 의한 두 번의 감압과정을 통하여 사용압력으로

연소기관에 공급하기 위한 사용압력으로 감압이 이루어지게 된다.

이에 따른 1차 감압을 위한 상기 제1 감압수단(30)은

상기 하우징(10)의 제2 관통공(H2)에 결합되어 상기 제1 유로의 출구로부터 제2 유로의 입구로 유입되는 고압의 가스를 8 ~ 13bar로 1차 감압하고,

이렇게 감압된 1차 감압가스를 상기 제2 유로를 통하여 내실(13)로 공급하게 된다.

그리고 상기 제1 감압수단(30)에 의한 1차 감압가스는 상기 제2 유로를 통하여 내실(13)로 유입 시,

상기 제2 유로와 상기 내실(13)은 면적이 차이, 상기 제2 유로에 비하여 상기 내실(13)의 면적이 급격하게 확대되면서 상기 제2 유로에서 내실(13)로 유입되는 1차 감압가스는 팽창 및 확산현상을 통하여 기화가 일어나게 된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 캡(40)은

상기 하우징(10)을 덮고, 상기 하우징(10)의 내실(13)에 구비된 밸브체(150)를 개폐 및 조절하여 1차 감압가스를 2차로 감압하여 공급하도록 구성된다.

상기 캡(40)은 원반 형태의 결합부(41)와, 상기 결합부(41) 상부로 돌출된 돌설부(42)와, 상기 돌설부(42) 내측에 형성되는 수용부(43)를 포함하고,

상기 수용부(43) 상부에는 다각 형태의 너트수용부(43a)가 구비되며,

상기 돌설부(42) 상면에는 노출공(42a)이 형성된다.

우선 상기 결합부(41)는 가장자리에 다수의 결합공(41a)이 형성되고,

상기 하우징(10)의 상면에는 상기 결합공(41a)에 대응하고, 내측면에 나사산(13a)이 형성된 결합홈(16)이 구비되어 상기 결합공(41a)을 통하여 삽입된 볼트가 상기 결합홈(16)에 체결됨으로써 상기 하우징(10)에 캡(40)이 결합 고정된다.

다음으로 상기 수용부(43)에는 작동체(250)가 내장되고, 상기 하우징(10)의 내실(13)에 내장된 밸브체(150)를 작동체(250)가 개폐 및 조절하여 1차 가압가스를 2차로 감압할 수 있도록 작동체(250)를 수용하고 지지하게 된다.

상기 너트수용부(43a)는 제2 감압수단(50)의 조절너트(251)를 위하여 다각 형태, 즉 육각 형태로 이루어져 있어 수용된 조절너트(251)를 고정 지지하도록 구성되어 조절볼트(253)의 회전 시, 조절너트(251)의 회전을 방지하고,

상기 노출공(42a)은 조절볼트(253)의 상단이 외측으로 노출되도록 하여 조절용 공구를 이용하여 조절볼트(253)를 회전시킬 수 있도록 구성된다.

나아가 상기 캡(40)에는 상기 돌설부(42)를 천공하여 형성되는 가스분출공이 구비되고, 이 가스분출공에는 분출구가 결합되어 수용부(43) 내부로 유입되는 가스를 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다.

이는 상기 수용부(43) 내부에는 작동체(250)가 내장되어 있으므로, 수용부(43)에 유입된 가스가 배출되지 못하고, 수용부(43)에 체류하는 경우 체류가스와 작동체(250)의 접촉으로 부식이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 작동체(250)의 부식으로 동작오류가 발생될 수 있기 때문에,

상기 가스분출공과 분출구를 통하여 수용부(43) 내부로 유입된 가스를 외부 배출시켜 작동체(250)의 부식이나, 이로 인한 동작 오류를 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 제2 감압수단(50)은

상기 제2 유로를 통하여 내실(13)로 유입된 1차 감압가스를 밸브체(150)와 작동체(250)에 의하여 사용압력으로 감압된 2차 감압가스를 토출구(12)로 공급하는 역할을 하게 된다.

상기 제2 감압수단(50)은 상기 하우징(10)의 내실(13)에 구비되는 밸브체(150)와, 상기 캡(40)의 수용부(43)에 구비되고, 상기 밸브체(150)를 개폐 조절하는 작동체(250)를 포함하여 이루어지고,

그리고 상기 하우징(10)의 내실(13)과 상기 캡(40)의 수용부(43)를 구획하여 상기 수용부(43)로 가스의 유입을 차단하는 분리부재(350)를 포함하여 이루어진다.

우선 상기 제2 감압수단(50)의 밸브체(150)는

상기 하우징(10)의 내실(13)에 구비되는 제1 탄성부재(151)와, 상기 내실(13)에 배열되고, 상기 제1 탄성부재(151)의 상단에 연결되어 탄성 지지되는 개폐부재(153)와, 상기 내실(13) 상부에 결합되고, 중심부에 삽입공(155b)을 가지며, 측면부에 형성되어 상기 개폐부재(153)에 의하여 열리고 닫히는 복수의 배출공(155c)을 갖는 결합부재(155)와,

그리고 상기 결합부재(155)의 삽입공(155b)에 관통 결합되고, 상기 작동체(250)에 의하여 상기 개폐부재(153)를 승하강시키는 핀부재(157)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 밸브체(150)의 개폐부재(153)는 블록형태로 이루지고, 하면에 하방으로 돌출된 삽입돌기(153a)가 형성되어 상기 제1 탄성부재(151)의 상부에 연결되어 상기 제1 탄성부재(151)에 의하여 탄성 지지된다.

상기 밸브체(150)의 결합부재(155)는 중공(155d)을 갖는 몸체(155a)와, 상기 몸체(155a)의 외측면에는 상기 내실(13)과 결합을 위해 내실(13)의 나사산(13a)에 상응하도록 대응나사산(153e)이 구비되어 상호 체결됨으로써 내실(13)에 결합되고,

상면부 중심부에는 삽입공(155b)이 형성되며, 상기 몸체(155a)의 상부 측면부에는 상기 중공(155d)과 연통되도록 다수의 배출공(155c)이 구비된다.

따라서 상기 결합부재(155)가 내실(13)에 결합되면 상기 개폐부재(153)는 상기 결합부재(155)의 중공(155d) 내부에 수용되고,

이 경우 상기 개폐부재(153)의 상면에는 오링(153b)이 구비되며,

상기 결합부재(155)의 몸체(155a)에 내부에는 하방으로 돌출된 밀착돌기가 형성되어 상기 개폐부재(153)가 배출공(155c)을 폐쇄시키는 경우 상기 밀착돌기가 오링(153b)을 가압하여 기밀을 보장할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 밸브체(150)의 핀부재(157)는 상기 결합부재(155)의 삽입공(155b)에 관통 결합되어 하단은 상기 개폐부재(153)의 상면에 맞닿고, 상단은 상기 삽입공(155b) 상부로 돌출되어 노출되고,

상기 핀부재(157)의 상단에는 하기할 작동체(250)의 가압디스크(255)가 맞닿아 작동체(250)의 조절 동작에 의하여 핀부재(157)가 승하강하며,

이때 상기 개폐부재(153) 역시 승하강하여 상기 배출공(155c)을 개폐시키게 된다.

다음으로 상기 가압수단의 작동체(250)는 상기 캡(40)의 수용부(43)에 구비되고, 상기 핀부재(157)를 가압하여 상기 개폐부재(153)의 승하강시킴으로써 상기 결합부재(155)의 배출공(155c)을 개폐 조절할 수 있도록 구성된다.

상기 제2 감압수단(50)의 작동체(250)는

상기 캡(40)의 수용부(43) 상부에 고정되는 조절너트(251)와, 상기 조절너트(251)에 치합되어 승하강하고, 상단이 외측으로 노출되는 조절볼트(253)와, 상기 분리부재(350)와 연결되고, 상기 핀부재(157) 상단에 맞닿는 가압디스크(255)와, 상기 가압디스크(255)의 상부에 구비되고, 상기 조절볼트(253)와 연결되는 가압로드(257)와,

그리고 상기 가압디스크(255)와 상기 조절너트(251) 사이에 구비되어 상기 가압디스크(255)를 탄성 지지하는 제2 탄성부재(259)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 조절너트(251)는 상기 캡(40)의 너트수용부(43a)에 결합 고정되고,

상기 조절볼트(253)는 상단면에 다각 형태, 바람직하게는 육각 형상의 투입홈(253a)이 구비되며, 상기 투입홈(253a)은 상기 돌설부(42)의 노출공(42a)을 통하여 외부 노출되어 육각렌지와 같은 공구가 삽입되어 조절볼트(253)의 양방향 회전을 가능하게 한다.

따라서 상기 투입홈(253a)에 공구를 투입하여 일방향으로 회전시키게 되면 조절볼트(253)가 상기 조절너트(251)를 타고 승강 또는 하강하게 되고, 동시에 상기 가압로드(257)도 승강 또는 하강하게 되며,

이때 상기 가압디스크(255) 역시 승강 또는 하강하여 밸브체(150)의 핀부재(157)를 승강 또는 하강동작이 이루어지게 된다.

상기 핀부재(157)의 승강 또는 하강으로 상기 개폐부재(153)는

상기 핀부재(157)의 승강 시, 상기 제1 탄성부재(151)에 의한 탄성력을 승강하여 상기 결합부재(155)의 밀착돌기에 오링(153b)이 접촉되어 배출공(155c)을 닫게 되며,

반대로 상기 핀부재(157)의 하강 시, 상기 개폐부재(153)의 오링(153b)이 밀착돌기에 분리되어 배출공(155c)이 개방되어 상기 배출공(155c)을 통하여 분출되는 가스가 상기 격벽체(14)의 출기공(14a)과 유동로(15)를 거쳐 토출구(12)로 배출이 이루어진다.

따라서 본 발명에 따른 제2 감압수단(50)은 상기한 바와 같이 밸브체(150)와 작동체(250)간의 동작을 통하여 8 내지 12bar의 압력으로 감압된 1차 감압가스를 1 내지 3bar의 압력으로 2차 감압하여 사용압력으로서의 2차 감압가스를 상기 토출구(12)를 통하여 연소기관으로의 공급을 가능하게 한다.

나아가 상기 제2 감압수단(50)의 분리부재(350)는

상기 내실(13), 보다 정확하게는 상기 내실(13), 격벽체(14) 및 유동로(15)를 모두 덮어 2차 감압가스가 상기 수용부(43)로 유입되는 것을 방지하고,

상기 분리부재(350)의 가장자리에는 상기 결합공(41a)과 결합홈(16)에 대응하는 위치에 피가압부(351)가 형성되며, 상기 피가압부(351)에는 하우징(10)과 캡(40)의 결합 시, 볼트가 관통 삽입되는 연결공(351a)이 형성된다.

이 경우 상기 분리부재(350)의 가장자리와, 상기 피가압부(351)는 상기 하우징(10)의 상면과 캡(40)의 하면 사이에 배열되어 볼트의 체결로 가압되어 기밀이 유지되고,

상기 분리부재(350)는 기밀을 유지하기 위해 고무나, 엘라스토머 등과 같은 탄성소재로 제작되어 하우징(10)의 상면과 캡(40)의 하면과의 밀착성을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 분리부재(350)가 탄성소재로 이루어져야 하는 이유는

상기 분리부재(350)는 그 중심부가 천공되어 결합구멍이 형성되고, 상기 결합구멍에는 상판(155a)과 하판(155b)으로 구성되는 가압디스크(255)가 연결되는데,

이때 상기 가압디스크(255)의 상판(155a)과 하판(155b) 사이에 상기 결합구멍의 가장자리 부분이 끼워져 고정되기 때문에

상기 작동체(250)의 동작으로 상기 가압디스크(255)가 승하강동작을 하는 경우 상기 가압디스크(255)에 연결된 상기 분리부재(350)는 가압디스크(255)의 승하강동작을 수용하여야 하고,

따라서 탄성을 갖는 소재로 제작되어 탄성변형을 통하여 가압디스크(255)의 승하강동작을 수용할 수 있도록 하는 것이 바람직하기 때문이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 압력센서(60)는

상기 유입구(11)로 유입되는 액화 또는 압축가스의 압력을 감지하도록 구성된다.

상기 압력센서(60)는 상기 하우징(10)의 제3면(10C)에 형성된 제3 관통공(H3)에 결합되고, 상기 제3 관통공(H3)은 상기 제1 유로의 입구 주변까지 연통되어 유입구(11)로 유입되는 가스의 압력을 감지하게 된다.

이렇게 감지된 압력신호는 컨트롤러(미도시)에 전송되고,

상기 컨트롤러에서는 감지된 압력신호에 따라 상기 제1 감압수단(30)과 상기 제2 감압수단(50)에 의한 감압정도를 결장하여 각각 구동시키거나,

또는 상기 개폐수단(20)에 의하여 상기 제1 유로의 개방정도를 조절하여 가스의 유입압력을 조절하여 적정한 감압조건을 유도하게 된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 엔진 냉각수통로(70)는

1차 감압 시 200 ~ 250bar의 압력을 8 ~ 13bar의 압력으로 감압하는데, 급격한 압력 변화로 인한 주위의 잠열을 빼앗아 온도 하락으로 1차 감압 장치가 얼어붙는 현상으로 오동작을 방지하기 위하여 엔진의 시동 후, 일정시간이 지난 엔진 냉각수는 상시 100도에 가까운 온도이기 때문에 이를 이용하여 압력변화로 인한 온도 하락으로 발생되는 오동작을 방지하게 된다.

이를 위하여 상기 엔진 냉각수통로(70)는 상기 하우징(10)의 제2면(10B)에 형성되고, 상기 내실(13) 주변에 배열되는 제1 통로(71)와 제2 통로(73)로 구성되고,

상기 각 통로(71)(73)의 내측에는 각 통로를 연통시키는 소통로가 구비되어 상기 각 통로(71)(73)와 소통로에 의하여 엔진 냉각수의 순환이 이루어진다.

이 경우 상기 제1 통로(71), 제2 통로(73) 및 소통로는 내실(13)의 일측에 근접하도록 형성되거나, 또는 내실(13) 주변을 에워싸는 형태로 형성될 수 있고,

상기 각 통로(71)(73)에는 엔진 냉각수의 유입과 배출을 위해 냉각수 배관과 연결되는 연결구(75)가 결합된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 온도센서(80)는

상기 엔진 냉각수통로(70)를 순환하는 엔진 냉각수의 온도를 감지하여, 감지된 온도신호를 컨트롤러에 전송하도록 구성된다.

상기 온도센서(80)는 상기 하우징(10)의 제2면(10B)에 형성되고,

상기 엔진 냉각수통로(70)의 제2 통로(73)와 연통되는 제4 관통공(H4)에 결합되어 상기 엔진 냉각수통로(70)를 순환하는 엔진 냉각수의 온도나, 내실(13) 주변의 온도를 감지하여 상기 컨트롤러에 전송하며,

상기 컨트롤러에서는 온도신호에 때라 엔진 냉각수의 순환을 조절하여 1차 감압가스의 온도 하강을 방지하여 효율적인 감압을 유도할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 릴리스밸브(90)는

상기 내실(13) 내부로 유입되는 1차 감압가스는 팽창과 확산을 통하여 기화되는 과정에서 내실(13) 내부의 압력을 급격하게 상승시키거나, 또는 일정한 압력 이상의 고압이 되는 경우 내실(13) 내부의 가스를 배출시킬 수 있도록 구성된다.

상기 릴리스밸브(90)는 하우징(10)의 제2면(10B)에 하부에 형성되고, 상기 내실(13)과 연통되는 제5 관통공(H5)에 결합되어 내실(13) 내부의 압력이 급격하게 상승하거나, 일정한 압력 이상의 고압인 경우 밸브가 자동 개방되어 가스를 배출시켜 압력을 조절하고,

가스의 배출 후, 내실(13) 내부의 압력이 일정하게 감압된 후에는 자동을 폐쇄되도록 구성된다.

상기 릴리스밸브(90)는 상기 제5 관통공(H5)에 나사결합방식으로 결합되되,

선단에는 유입공이 천공되며, 내부에는 가이드홀이 천공되고, 후단에는 분출공이 측방향으로 천공된 바디와, 상기 바디의 가이드홀에서 유입공을 개폐할 수 있도록 진퇴운동 가능하게 배치되는 가동체와, 상기 가동체를 유입공을 폐쇄하는 방향으로 탄성 지지하는 코일스프링과,

그리고 상기 바디의 가이드홀을 폐쇄하도록 나사결합방식으로 장착되면서 코일스프링의 지지력을 조정할 수 있는 마개를 포함하여 이루어진다.

따라서 내실을 통하여 전달되는 가스압력이 릴리스밸브의 코일스프링 지지력을 이기면 상기 가동체가 밀려 유입공이 개방되고,

이러한 경우 내실로 유입된 고압가스가 상기 가이드홀과 분출공을 통해 외부로 즉시 배출됨으로써 고압가스에 의한 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

아울러 상기 릴리스밸브에 의한 가스의 배출 후, 내실 내부의 압력이 일정해지게 되면 상기 코일스프링에 의하여 상기 가동체가 밀려 상기 유입공을 폐쇄하여 더 이상의 가스 배출을 차단하여 정상적인 작동을 가능이 가능하게 된다.

첨부된 도 1의 도시에서 제1 관통공, 제3 관통공 및 제4 관통공은 지시선의 말단을 점선(숨은선)으로 표시하여 나타내고 있고,

도 3의 미설명 부호 '100'은 거름망으로 상기 내실에 유입되는 이물질을 걸러내는 역할을 수행하게 된다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 자동차용 레듀서를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

H1, H2, H3, H4 : 제1, 제2, 제3 및 제4 관통공
10 : 하우징
10A, 10B, 10C, 10D : 제1면, 제2면, 제3면, 제4면
11 : 유입구 12 : 토출구
13 : 내실 13a : 나사산
14 : 격벽체 14a : 출기공
15 : 유동로 16 : 결합홈
20 : 개폐수단
30 : 제1 감압수단
40 : 캡
41 : 결합부 41a : 결합공
42 : 돌설부 42a : 노출공
43 : 수용부 43a : 너트수용부
44 : 가스분출공 45 : 분출구
50 : 제2 감압수단
150 : 밸브체 151 : 제1 탄성부재
153 : 개폐부재 153a : 삽입돌기
153b : 오링 155 : 결합부재
155a : 몸체 155b : 삽입공
155c : 배출공 155d : 중공
155e : 대응나사산 155f : 밀착돌기
157 : 핀부재
250 : 작동체 251 : 조절너트
253 : 조절볼트 253a : 투입홈
255 : 가압디스크 255a : 상판
255b : 하판 257 : 가압로드
259 : 제2 탄성부재
350 : 분리부재 351 : 피가압부
351a : 연결공
60 : 압력센서
70 : 냉각수통로
71 : 제1 통로 73 : 제2 통로
75 : 연결구
80 : 온도센서
90 : 릴리스밸브
100 : 거름망

Claims (4)

1. 유입구와 토출구를 갖고, 상기 유입구 및 토출구와 연통되는 내실이 구비된 하우징;
   상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 열고 닫는 개폐수단;
   상기 하우징에 연결되고, 상기 유입구를 통하여 유입되는 가스를 1차 감압하는 제1 감압수단;
   상기 하우징을 덮고, 수용부를 갖는 캡; 및
   
   상기 하우징의 내실에 구비되는 밸브체와,
   상기 캡의 수용부에 구비되어 상기 밸브체를 개폐 조절하는 작동체와,
   상기 작동체에 연결되어 상기 내실과 상기 수용부를 구획하는 분리부재를 포함하여 이루어져,
   상기 제1 감압수단에 의한 1차 감압가스를 2차 감압 조절하여 상기 토출구로 배출시키는 제2 감압수단;을 포함하여 이루어지되,
   
   상기 하우징의 내실 상부를 둘러싸고, 출기공을 갖는 격벽체와,
   상기 하우징의 내측면과 상기 격벽체의 내측면 사이에 구비되고, 상기 출기공을 통하여 배출되는 가스를 상기 토출구로 유도하기 위한 유동로를 더 포함하고,
   상기 토출구와 상기 출기공은 상호 대향하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 레듀서.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 캡은
   상기 하우징 상부에 결합되는 결합부와,
   상기 결합부 상부로 돌출되어 내측에 상기 수용부를 형성하는 돌설부를 포함하되,
   상기 돌설부에는 가스분출공이 천공되고, 상기 가스분출공에는 분출구가 연결되어, 상기 내실에서 상기 수용부로 침투하여 유입된 공기를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 레듀서.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제2 감압수단의 밸브체는
   외면에 형성된 대응나사산이 상기 내실에 형성된 나사산에 스크류결합되어 상기 내실을 상기 유입구 측과 토출구 측으로 분리시키는 몸체와, 상기 몸체의 내측에 형성되는 중공과, 상기 중공과 연통되어 상기 몸체의 상부면으로 관통되는 삽입공과, 상기 중공과 연통되어 상기 몸체의 측면으로 관통되어 상기 몸체에 의해 분리된 상기 유입구 측과 토출구 측을 연통시키는 복수의 배출공과, 상기 몸체의 내부에서 하방으로 돌출되어 형성되는 밀착돌기를 포함하는 결합부재와,
   상기 중공에 승하강 가능하게 수용되고, 하면 하방으로 삽입돌기가 돌출되어 형성되고, 상부면에는 상기 밀착돌기가 가압밀착되는 오링이 구비되는 개폐부재와,
   상기 삽입돌기가 상부 내측으로 삽입되고, 상기 개폐부재를 탄성지지하는 제1 탄성부재와,
   상기 결합부재의 삽입공에 관통 결합되고, 상기 작동체에 의하여 상기 개폐부재를 승하강시키는 핀부재를 포함하고,
   
   상기 제2 감암수단의 작동체는
   상기 캡의 수용부 상부에 고정되는 조절너트와,
   상기 조절너트에 치합되어 승하강하고, 상단이 외측으로 노출되는 조절볼트와,
   상기 분리부재와 연결되고, 상기 핀부재 상단에 맞닿는 가압디스크와,
   상기 가압디스크의 상부에 구비되고, 상기 조절볼트와 연결되는 가압로드와,
   상기 가압디스크와 상기 조절너트 사이에 구비되어 상기 가압디스크를 탄성 지지하는 제2 탄성부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 레듀서.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제2감압수단의 분리부재 가장자리에는 상기 하우징과 캡에 의해 가압되는 피가압부가 형성되고, 상기 피가압부에는 상기 하우징과 캡을 체결시키는 볼트가 관통 삽입되는 연결공이 형성되고,
   
   상기 내실의 입구에는 상기 유입구를 통해 유입되는 가스에 포함된 이물질을 걸러내는 거름망이 구비되고,
   
   상기 하우징의 외면에 형성되는 제1 통로 및 제2 통로와, 상기 제1 통로와 제2 통로를 연결하며 상기 하우징의 내실 주변에 냉각수가 순환되도록 하는 소통로와, 상기 제1 통로 및 제2 통로에 결합되어 냉각수의 유입과 배출이 이루어지도록 하는 연결구를 포함하는 엔진 냉각수통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 레듀서.

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