KR101361347B1 - 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템 - Google Patents

디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101361347B1
KR101361347B1 KR1020120156701A KR20120156701A KR101361347B1 KR 101361347 B1 KR101361347 B1 KR 101361347B1 KR 1020120156701 A KR1020120156701 A KR 1020120156701A KR 20120156701 A KR20120156701 A KR 20120156701A KR 101361347 B1 KR101361347 B1 KR 101361347B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
dimethyl ether
common rail
pressure
high pressure
Prior art date
Application number
KR1020120156701A
Other languages
English (en)
Inventor
이주광
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020120156701A priority Critical patent/KR101361347B1/ko
Priority to US13/892,709 priority patent/US20140182553A1/en
Priority to CN201310193781.6A priority patent/CN103912407A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101361347B1 publication Critical patent/KR101361347B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0275—Arrangement of common rails
    • F02M63/0285—Arrangement of common rails having more than one common rail
    • F02M63/029—Arrangement of common rails having more than one common rail per cylinder bank, e.g. storing different fuels or fuels at different pressure levels per cylinder bank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/95—Fuel injection apparatus operating on particular fuels, e.g. biodiesel, ethanol, mixed fuels
    • F02M2200/953—Dimethyl ether, DME

Abstract

본 발명은 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저압연료라인과 고압연료라인 사이에 중압연료라인을 구성하여, 커먼레일 시스템의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 디메틸에테르 연료의 특성상 연료 저장시에는 가스의 특성을 갖고 있으나, 연료의 리턴압력이 낮아 액상에서 기상으로 상변이하여 커먼레일 시스템의 내구성을 떨어뜨리는 점을 감안하여, 연료의 리턴압력을 액상 유지 조건으로 유지시켜서 커먼레일 시스템의 고압펌프 및 연료분사장치 등과 같은 부품에 대한 윤활성 및 내구성을 보장할 수 있도록 한 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템{Common rail system for DME fuel}
본 발명은 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저압연료라인과 고압연료라인 사이에 중압연료라인을 구성하여, 커먼레일 시스템의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템에 관한 것이다.
최근, 대체 연료인 디메틸에테르(DME, Di-Methyl Ether)를 이용한 커먼레일 엔진을 개발하고 있으나, 디메틸에테르 연료 성상의 특성상 기화가 잘 일어나 시스템 구성에 어려움이 있고, 디메틸에테르 연료의 성상을 액상으로 유지시키지 못할 경우 인젝터와 같은 연료분사장치(FIE, Fuel Injection Equipment) 부품의 내구성 저하를 야기시킬 수 있다.
종래의 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템은 저압펌프가 연료를 가압하여 액상인 상태로 만들면, 연료 소모량과 무관하게 시간당 400리터 이상의 디메틸에테르 연료를 고압펌프에서 커먼레일 및 인젝터쪽으로 펌핑하여 공급함에 따라 고압펌프의 펌핑손실이 따르는 단점이 있다.
특히, 커먼레일 및 인젝터 등으로부터 리턴되는 디메틸에테르 연료의 리턴압력이 약 10bar 수준임에 따라, 연료온도가 40℃ 이상으로 상승할 때 연료가 액상에서 기상으로 상변이하여 커먼레일 시스템의 윤활 및 내구성에 악영향을 주는 단점이 있다.
따라서, 디메틸에테르 연료의 성상을 액상으로 유지하기 위한 시스템 고안이 필요한 실정에 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 저압연료라인과 고압연료라인 사이에 중압연료라인을 구성하여, 디메틸에테르 연료의 성상을 액상으로 유지시킬 수 있도록 함으로써, 커먼레일 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 디메틸에테르 연료를 가스 상태로 저장하는 저압 연료시스템과; 저압 연료시스템으로부터 고압 연료시스템으로 공급되는 디메틸에테르 연료와 고압 연료시스템으로부터 저압 연료시스템으로 리턴되는 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지시키는 중압 연료시스템과; 중압 연료시스템으로부터 액상으로 유지된 디메틸에테르 연료를 전달받아 인젝터로 최종 공급하는 고압 연료시스템; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예로서, 상기 저압 연료시스템은: 디메틸에테르 연료를 가스 상태로 저장하는 연료탱크와, 연료탱크의 리턴포트로 연결되는 제1 및 제2최종리턴라인과, 제1최종리턴라인에 장착되는 레귤레이터 및 체크밸브와, 제2최종리턴라인에 장착되는 퍼지밸브 및 체크밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예로서, 상기 고압 연료시스템은: 중압 연료시스템으로부터의 디메틸에테르 연료를 고압으로 펌핑하는 고압펌프와, 고압펌프에서 펌핑된 연료를 수용하여 인젝터로 공급하는 커먼레일과, 엔진 연소를 위하여 커먼레일로부터의 연료를 연소실로 분사하는 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 중압 연료시스템은: 연료탱크의 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지되는 압력으로 고압펌프로 공급하는 저압펌프와; 저압펌프로부터 고압펌프로 공급되는 연료의 일부와, 고압 연료시스템에서 리턴되는 연료를 저장하는 어큐뮬레이터와; 저압펌프에서 고압펌프로 연결되는 연료공급라인에서 분기되어 어큐뮬레이터로 연결되는 연료공급 보조라인과; 어큐뮬레이터와 제1최종리턴라인 사이에 장착되어 어큐뮬레이터의 압력을 리턴 연료를 액상으로 유지시킬 수 있는 일정 압력으로 조정하는 압력조절장치; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 어큐뮬레이터와 연료탱크 사이에는 디메틸에테르 연료를 연료탱크로 리턴시키기 위하여 레귤레이터 및 체크밸브가 장착된 제1최종리턴라인과, 퍼지밸브 및 체크밸브가 장착된 제2최종리턴라인이 연결된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 저압펌프의 구동 RPM은 인젝터에서 분사되는 연료량 및 고압펌프에서 커먼레일로 공급되는 연료량을 피드백(Feedback)하여 필요한 유량만 공급할 수 있는 수준으로 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중압 연료시스템은 커먼레일로부터 리턴되는 연료와, 인젝터에서 리턴되는 잉여 연료와, 고압펌프에서 리턴되는 잉여 연료를 어큐뮬레이터로 들어가기 전에 냉각시키는 쿨링모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 압력조절장치는 후압력 조절기(back pressure regulator) 또는 압력조절밸브(PCV, Pressure Control Valve)로 채택되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
1) 고압 연료시스템(고압펌프, 커먼레일, 인젝터)와 저압 연료시스템(연료탱크 등) 사이에 연료의 공급 및 리턴 압력을 약 20~30bar 수준으로 유지시키는 중압 연료시스템을 구성하여, 항상 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지시킬 수 있다.
2) 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지시킴에 따라 고압 연료시스템에 대한 윤활성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
3) 중압 연료시스템에 공급 및 리턴 연료를 저장하는 어큐뮬레이터를 배치하고, 어큐뮬레이터를 포함하는 중압 연료시스템의 라인 압력을 후압력 조절기 또는 압력조절밸브와 같은 압력조절장치로 일정하게 조절함으로써, 연료를 액상으로 유지시킬 수 있다.
4) 어큐뮬레이터가 급격한 운전 조건 변동(급가속, 연료컷)조건에서 공급연료의 일부를 저장하여, 고압 연료시스템의 각 부품들을 보호하는 댐퍼 역할을 수행할 수 있다.
5) 리턴되는 연료를 냉각하여 어큐뮬레이터에 저장한 후, 다시 고압펌프로 공급함으로써, 전체 공급 연료량 중 어큐뮬레이터로부터 공급되는 연료 이외의 연료량만 저압펌프에서 고압펌프로 공급하면 되므로, 저압펌프의 펌핑 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 디메틸에테르 연료의 온도-압력 선도
도 2는 본 발명에 따른 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템을 나타내는 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 디메틸에테르 연료의 특성상 연료 저장시에는 가스의 특성을 갖고 있으나, 연료의 리턴압력이 낮아 액상에서 기상으로 상변이하여 커먼레일 시스템의 내구성을 떨어뜨리는 점을 감안하여, 연료의 리턴압력을 액상 유지 조건으로 유지시켜서 커먼레일 시스템의 고압펌프 및 연료분사장치 등과 같은 부품에 대한 윤활성 및 내구성을 보장할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
즉, 도 1에 도시된 디메틸에테르 연료의 온도-압력 선도에서 보듯이, 디메틸에테르 연료의 리턴압력이 약 10bar 수준이면서 연료온도가 40℃ 이상으로 상승할 때 연료가 기화되는 것을 방지하고자, 디메틸에테르 연료의 리턴 온도를 90℃로 조정하는 동시에 연료 공급 및 리턴 압력을 30bar 수준으로 조정하여 디메틸에테르 연료가 액상 유지 조건이 되도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명은 디메틸에테르 연료를 가스 상태로 저장하는 저압 연료시스템(100)과, 저압 연료시스템(100)으로부터 고압 연료시스템(300)으로 공급되는 연료와 고압 연료시스템(300)으로부터 저압 연료시스템으로 리턴되는 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지시키는 중압 연료시스템(200)과, 중압 연료시스템(200)으로부터 액상으로 유지된 디메틸에테르 연료를 전달받아 인젝터(303)로 최종 공급하는 고압 연료시스템(300)을 포함하여 구성된다.
상기 저압 연료시스템(100)은 디메틸에테르 연료를 가스 상태로 저장하는 연료탱크(101)와, 연료탱크(101)의 리턴포트로 연결되는 제1 및 제2최종리턴라인(102,103)과, 제1최종리턴라인(102)에 장착되는 레귤레이터(104) 및 체크밸브(105)와, 제2최종리턴라인(103)에 장착되는 퍼지밸브(106) 및 체크밸브(107) 등을 포함한다.
이때, 상기 연료탱크(101)는 LPI 시스템의 가스 저장 탱크 등이 사용될 수 있다.
상기 고압 연료시스템(300)은 디젤엔진용 커먼레일 시스템에 사용되는 것과 동일한 구성으로서, 중압 연료시스템(200)으로부터의 디메틸에테르 연료를 고압으로 펌핑하는 고압펌프(301)와, 고압펌프(301)에서 펌핑된 연료를 수용하여 인젝터(303)로 공급하는 커먼레일(302)과, 엔진 연소를 위하여 커먼레일(302)로부터의 연료를 연소실로 분사하는 인젝터(303)를 포함한다.
특히, 상기 중압 연료시스템(200)은 고압 연료시스템(300)으로 공급되는 디메틸에테르 연료와 저압 연료시스템(100)으로 리턴되는 디메틸에테르 연료가 기화되지 않게 액상으로 유지하는 조건(예를 들어, 연료 온도 90℃, 연료 공급 및 리턴 압력 30bar)을 갖도록 구성된다.
상기 중압 연료시스템(200)의 일 구성으로서, 연료탱크(101)의 공급포트로부터 연장되어 고압펌프(301)로 연결되는 연료공급라인(201)에는 저압펌프(202)가 장착된다.
상기 저압펌프(202)는 연료탱크(101)에서 약 6~10bar의 압력으로 배출되는 디메틸에테르 연료(기상+액상 존재 가능)를 약 20~30bar로 가압하여 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지시키는 역할을 한다.
이때, 상기 저압펌프(202)의 구동 RPM을 인젝터(303)에서 분사되는 연료량 및 고압펌프(301)에서 커먼레일(302)로 공급되는 연료량을 피드백(Feedback)하여 필요한 유량만 공급할 수 있는 수준으로 조절하여, 불필요한 유량 공급으로 발생하는 펌프 손실을 막을 수 있도록 한다.
또한, 상기 저압펌프(202)와 고압펌프(301) 사이에는 저압(약 30bar)으로 가압된 연료가 기준온도 이상으로 올라가지 않도록 냉각시키는 쿨링팬(203)이 더 장착된다.
한편, 상기 커먼레일(302)내의 압력이 기준값 이상이 되어 리턴되는 연료와, 인젝터(303)에서의 잉여 연료와, 고압펌프(301)로부터의 잉여 연료는 각각 제1 내지 제3리턴라인(304,305,306)을 통해 배출되는 바, 제1 내지 제3리턴라인(304,305,306)의 말단부에는 쿨링모듈(204)이 장착된다.
이때, 상기 쿨링모듈(204)은 커먼레일(302) 및 인젝터(303)로부터 리턴되는 연료가 고압에 의해 뜨거워진 상태이므로 일정 온도까지 냉각시키는 역할을 한다.
상기 중압 연료시스템(200)의 다른 구성으로서, 쿨링모듈(204)의 배출포트에는 어큐뮬레이터(205, accumulator)가 장착된다.
상기 어큐뮬레이터(205)에는 디메틸에테르 연료를 연료탱크(101)로 리턴시키기 위한 제1 및 제2최종리턴라인(102,103)이 연결되며, 상기와 같이 연료탱크(101)로 연결되는 제1최종리턴라인(102)에는 레귤레이터(104) 및 체크밸브(105)가 장착되고, 제2최종리턴라인(103)에는 퍼지밸브(106) 및 체크밸브(107)가 차례로 장착된다.
또한, 상기 어큐뮬레이터(205)에는 저압펌프(202)에서 고압펌프(301)로 연결되는 연료공급라인(201)과 연결되는 연료공급 보조라인(206)이 연결된다.
이때, 상기 어큐뮬레이터(205)는 쿨링모듈(204)로부터 리턴되는 연료를 저장하고, 저압펌프(202)에서 고압펌프(301)로 공급 가능한 잉여의 연료를 저장하는 역할을 한다.
한편, 상기 중압 연료시스템(200)의 또 다른 구성으로서, 어큐뮬레이터(205)와 제1최종리턴라인(102)의 레귤레이터(104) 사이에는 리턴되는 연료를 액상으로 유지시키도록 일정한 압력으로 조정하는 후압력 조절기(back pressure regulator) 또는 압력조절밸브(PCV, Pressure Control Valve)와 같은 압력조절장치(207)가 장착된다.
여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 엔진 운전을 위해 시동 온(IG On)을 하면, 엔진 ECU의 제어에 의하여 저압펌프(202)가 최대 유량 조건으로 작동하여 중압 연료시스템이 중압 압력으로 형성된다.
즉, 저압펌프(202)가 연료탱크(101)에서 약 6~10bar의 압력으로 배출되는 디메틸에테르 연료(기상+액상 존재 가능)를 약 30bar로 가압하여 디메틸에테르 연료가 액상으로 유지된다.
바람직하게는, 상기 저압펌프(202)의 구동 RPM을 인젝터(303)에서 분사되는 연료량 및 고압펌프(301)에서 커먼레일(302)로 공급되는 연료량을 피드백하여 필요한 유량만 공급할 수 있는 수준으로 조절함으로써, 불필요한 유량 공급으로 발생하는 펌프 손실을 막을 수 있도록 한다.
이렇게 저압펌프(202)에서 고압펌프(301)쪽으로 연료를 30bar 수준으로 가압하는 이유는 연료분사장치(고압펌프, 커먼레일, 인젝터 등)내 연료가 액상을 유지하여 연료분사장치에 대한 원활한 윤활 및 내구성을 증대시키기 위함에 있다.
이때, 상기 저압펌프(202)에서 공급되는 디메틸에테르 연료는 고압펌프(301) 뿐만 아니라, 시동 초기 또는 연료 컷(fuel cut) 조건에서는 도 2의 ①로 지시된 바와 같이 연료공급 보조라인(206)을 따라 어큐뮬레이터(205)에도 공급되도록 함으로써, 저압펌프(202)에서 고압펌프(301)로 공급되는 디메틸에테르 연료의 공급 압력이 일정 압력(20~30bar) 이상의 압력으로 조절될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 차량 급정거 및 무부하 운전(Fuel Cut)운전으로 인한 연료소모량이 급격하게 감소하거나, 급가속으로 인한 연료소모량 증가 시 등 연료압력 변동이 급격하게 발생할 수 있는 운전 조건에서 저압펌프(202)에서 공급되는 디메틸에테르 연료가 어큐뮬레이터(205)에도 공급되도록 함으로써, 결국 어큐뮬레이터(205)는 연료공급 압력을 일정 압력(20~30bar) 이상의 압력으로 조절하는 기능을 하게 되고, 그에 따라 연료분사장치의 각 부품에 대한 내구성 증대 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 저압펌프(202)에서 디메틸에테르 연료를 20~30bar 수준으로 가압하여 고압펌프(301)로 공급하면, 고압펌프(301)에서 연료를 약 800 bar 정도의 고압로 가압하여 커먼레일(302)로 공급하게 되며, 커먼레일(302)내의 디메틸에테르 연료는 인젝터(303)에 의하여 엔진 연소실로 분사된다.
이때, 저압펌프(202)에서 고압펌프(301)로 공급된 연료 중 커먼레일(302)로 들어가지 못한 잉여연료는 제3리턴라인(306)을 통하여 쿨링모듈(204)로 리턴되고, 커먼레일(18)내의 압력이 기준값 이상이 되어 커먼레일로부터 퍼지되는 연료는 제2리턴라인(305)을 통하여 쿨링모듈(204)로 리턴되며, 연료 인젝터(303)에서의 잉여 연료는 기체의 상태로 쿨링모듈(204)로 리턴된다.
이렇게 고압펌프(301)를 비롯하여 커먼레일(302) 및 인젝터(303)로부터 리턴되는 잉여의 디메틸에테르 연료는 쿨링모듈(204)을 거쳐 어큐뮬레이터(205)내에 모아지게 되고, 이때 어큐뮬레이터(205)의 압력은 후압력 조절기(back pressure regulator) 또는 압력조절밸브(PCV, Pressure Control Valve)와 같은 압력조절장치(207)에 의하여 일정하게 조절된다.
또한, 상기 어큐뮬레이터(205)에 모여진 연료는 연료탱크(101)로 바로 리턴되는 것이 아니라, 다시 고압펌프(301)로 공급하기 위한 리저버(Reservoir) 역할도 하게 된다.
따라서, 저압펌프(202)에서 고압펌프(301)로 공급되는 연료 이외에 도 2의 ②로 지시된 바와 같이 어큐뮬레이터(205)에 저장된 연료가 고압펌프(301)로 공급되도록 함으로써, 저압펌프(202)는 전체 연료공급량 중 어큐뮬레이터(205)에서 공급되는 연료 이외의 연료량만 공급하면 되므로 저압펌프의 펌프 손실을 줄일 수 있다.
한편, 어큐뮬레이터(205)에 저장되는 연료량이 기준치를 초과하면, 기준치를 초과한 연료는 제2최종리턴라인(103)을 통하여 배출된 후, 퍼지밸브(106)와 체크밸브(107)를 통과하여 연료탱크(101)로 리턴된다.
또한, 어큐뮬레이터(205)의 압력을 일정하게 조절하기 위하여 압력조절장치(207)로부터 배출되는 연료량은 제1최종리턴라인(102)에 장착된 레귤레이터(104) 및 체크밸브(105)를 통과하여 연료탱크(101)로 리턴된다.
100 : 저압 연료시스템
101 : 연료탱크
102 : 제1최종리턴라인
103 : 제2최종리턴라인
104 : 레귤레이터
105 : 체크밸브
106 : 퍼지밸브
107 : 체크밸브
200 : 중압 연료시스템
201 : 연료공급라인
202 : 저압펌프
203 : 쿨링팬
204 : 쿨링모듈
205 : 어큐뮬레이터
206 : 연료공급 보조라인
207 : 압력조절장치
300 : 고압 연료시스템
301 : 고압펌프
302 : 커먼레일
303 : 인젝터
304 : 제1리턴라인
305 : 제2리턴라인
306 : 제3리턴라인

Claims (8)

  1. 디메틸에테르 연료를 가스 상태로 저장하는 저압 연료시스템(100)과;
    저압 연료시스템(100)으로부터 고압 연료시스템(300)으로 공급되는 디메틸에테르 연료와 고압 연료시스템(300)으로부터 저압 연료시스템으로 리턴되는 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지시키는 중압 연료시스템(200)과;
    중압 연료시스템(200)으로부터 액상으로 유지된 디메틸에테르 연료를 전달받아 인젝터(303)로 최종 공급하는 고압 연료시스템(300);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저압 연료시스템(100)은:
    디메틸에테르 연료를 가스 상태로 저장하는 연료탱크(101)와, 연료탱크(101)의 리턴포트로 연결되는 제1 및 제2최종리턴라인(102,103)과, 제1최종리턴라인(102)에 장착되는 레귤레이터(104) 및 체크밸브(105)와, 제2최종리턴라인(103)에 장착되는 퍼지밸브(106) 및 체크밸브(107)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고압 연료시스템(300)은:
    중압 연료시스템(200)으로부터의 디메틸에테르 연료를 고압으로 펌핑하는 고압펌프(301)와, 고압펌프(301)에서 펌핑된 연료를 수용하여 인젝터(303)로 공급하는 커먼레일(302)과, 엔진 연소를 위하여 커먼레일(302)로부터의 연료를 연소실로 분사하는 인젝터(303)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중압 연료시스템(200)은
    연료탱크(101)의 디메틸에테르 연료를 액상으로 유지되는 압력으로 고압펌프(301)로 공급하는 저압펌프(202)와;
    저압펌프(202)로부터 고압펌프(301)로 공급되는 연료의 일부와, 고압 연료시스템(100)에서 리턴되는 연료를 저장하는 어큐뮬레이터(205)와;
    저압펌프(202)에서 고압펌프(301)로 연결되는 연료공급라인(201)에서 분기되어 어큐뮬레이터(205)로 연결되는 연료공급 보조라인(206)과;
    어큐뮬레이터(205)와 제1최종리턴라인(102) 사이에 장착되어 어큐뮬레이터(205)의 압력을 리턴 연료를 액상으로 유지시킬 수 있는 일정 압력으로 조정하는 압력조절장치(207);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터(205)와 연료탱크(101) 사이에는 디메틸에테르 연료를 연료탱크(101)로 리턴시키기 위하여 레귤레이터(104) 및 체크밸브(105)가 장착된 제1최종리턴라인(102)과, 퍼지밸브(106) 및 체크밸브(107)가 장착된 제2최종리턴라인(103)이 연결된 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 저압펌프(202)의 구동 RPM은 인젝터(303)에서 분사되는 연료량 및 고압펌프(301)에서 커먼레일(302)로 공급되는 연료량을 피드백(Feedback)하여 필요한 유량만 공급할 수 있는 수준으로 조절되는 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 커먼레일(302)로부터 리턴되는 연료와, 인젝터(303)에서 리턴되는 잉여 연료와, 고압펌프(301)에서 리턴되는 잉여 연료를 어큐뮬레이터로 들어가기 전에 냉각시키는 쿨링모듈(204)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 압력조절장치(207)는 후압력 조절기(back pressure regulator) 또는 압력조절밸브(PCV, Pressure Control Valve)로 채택되는 것을 특징으로 하는 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템.
KR1020120156701A 2012-12-28 2012-12-28 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템 KR101361347B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120156701A KR101361347B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템
US13/892,709 US20140182553A1 (en) 2012-12-28 2013-05-13 Common rail system for dme fuel
CN201310193781.6A CN103912407A (zh) 2012-12-28 2013-05-22 用于dme燃料的共轨系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120156701A KR101361347B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101361347B1 true KR101361347B1 (ko) 2014-02-10

Family

ID=50270564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120156701A KR101361347B1 (ko) 2012-12-28 2012-12-28 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140182553A1 (ko)
KR (1) KR101361347B1 (ko)
CN (1) CN103912407A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115166B1 (ko) * 2018-12-26 2020-05-26 엔진테크윈(주) 디메틸에테르 연료공급장치 및 연료공급시스템
KR102329601B1 (ko) * 2020-06-04 2021-11-22 울산대학교 산학협력단 Dme를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법
KR20220053389A (ko) * 2020-10-22 2022-04-29 엔진테크윈(주) Dme 엔진용 연료 공급 시스템

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9784152B2 (en) * 2013-06-27 2017-10-10 Serge V. Monros Multi-fuel system for internal combustion engines
US10036314B2 (en) 2016-01-11 2018-07-31 Caterpillar Inc. Fuel system flush circuitry and method for operating the same
KR102019278B1 (ko) * 2016-02-24 2019-11-04 서지 브이. 몬로스 내연 엔진용 멀티 연료 시스템
CN109311385B (zh) * 2016-06-15 2022-04-08 沃尔沃卡车集团 气箱装置
US10895213B2 (en) * 2017-08-28 2021-01-19 Volvo Truck Corporation Pressurized fuel system for an engine, and method for operating a pressurized fuel system for an engine
JP6982439B2 (ja) * 2017-09-08 2021-12-17 川崎重工業株式会社 船舶
US20190368449A1 (en) * 2018-06-01 2019-12-05 GM Global Technology Operations LLC Returnless fuel system with accumulator
EP4022183A1 (en) * 2019-08-29 2022-07-06 Volvo Truck Corporation A fuel injection system
DE102021119723A1 (de) 2021-07-29 2023-02-02 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Gemisch aus Ammoniak und Dimethylether und Brennkraftmaschine hierfür

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000265926A (ja) 1999-03-12 2000-09-26 Bosch Automotive Systems Corp 燃料供給ポンプ
JP2008045536A (ja) 2006-07-20 2008-02-28 Toyota Industries Corp Ｄｍｅエンジンの燃料供給装置
JP2011256790A (ja) 2010-06-09 2011-12-22 Isuzu Motors Ltd ジメチルエーテルを燃料とするディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
KR20120026566A (ko) * 2009-07-16 2012-03-19 얀마 가부시키가이샤 디엠이 연료 공급 시스템 및 디엠이 연료의 냉각 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002276473A (ja) * 2001-03-22 2002-09-25 Isuzu Motors Ltd ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム
CA2505455C (en) * 2005-05-18 2007-02-20 Westport Research Inc. Direct injection gaseous fuelled engine and method of controlling fuel injection pressure
CN201354691Y (zh) * 2008-12-18 2009-12-02 东风汽车公司 车载天然气发动机供气装置
CN201367956Y (zh) * 2009-01-23 2009-12-23 颜常青 车用燃气喷射装置
CN101608583B (zh) * 2009-07-23 2011-01-05 王旭光 焦炉气燃气汽车减压器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000265926A (ja) 1999-03-12 2000-09-26 Bosch Automotive Systems Corp 燃料供給ポンプ
JP2008045536A (ja) 2006-07-20 2008-02-28 Toyota Industries Corp Ｄｍｅエンジンの燃料供給装置
KR20120026566A (ko) * 2009-07-16 2012-03-19 얀마 가부시키가이샤 디엠이 연료 공급 시스템 및 디엠이 연료의 냉각 방법
JP2011256790A (ja) 2010-06-09 2011-12-22 Isuzu Motors Ltd ジメチルエーテルを燃料とするディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115166B1 (ko) * 2018-12-26 2020-05-26 엔진테크윈(주) 디메틸에테르 연료공급장치 및 연료공급시스템
KR102329601B1 (ko) * 2020-06-04 2021-11-22 울산대학교 산학협력단 Dme를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법
KR20220053389A (ko) * 2020-10-22 2022-04-29 엔진테크윈(주) Dme 엔진용 연료 공급 시스템
KR102444882B1 (ko) * 2020-10-22 2022-09-19 엔진테크윈(주) Dme 엔진용 연료 공급 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20140182553A1 (en) 2014-07-03
CN103912407A (zh) 2014-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101361347B1 (ko) 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템
CN108350831B (zh) 船舶
US9624871B2 (en) Method and apparatus for supplying a gaseous fuel to an internal combustion engine
US9771886B2 (en) Method and system for delivering a gaseous fuel into the air intake system of an internal combustion engine
US9458805B2 (en) Method and apparatus for pumping fuel to a fuel injection system
US9303605B2 (en) System and method for circulating fuel through a direct injection pump of a bi-fuel engine
JP6600248B2 (ja) 船舶
JP5128784B2 (ja) エンジンの燃料供給装置
RU2676509C1 (ru) Система и способ подачи топлива к судовому двигателю
JPH06502473A (ja) 燃料噴射方法
US20130160747A1 (en) System and method for starting an engine in mobile liquid natural gas applications
KR20140057025A (ko) Lpg 직접 분사 시스템
KR20110012836A (ko) 직접 분사 엘피아이 시스템
US20130333666A1 (en) Internal combustion engine
RU2018110668A (ru) Способ и система для впрыска газообразного и жидкого пропана
US9194337B2 (en) High pressure direct injected gaseous fuel system and retrofit kit incorporating the same
JP2010174692A (ja) 液化ガス燃料供給装置
US10030610B2 (en) Fuel system for an engine
KR101261836B1 (ko) 직접분사 엘피아이 시스템 및 그의 제어방법
CN107208559B (zh) 用于控制轮船发动机的燃料供应的系统和方法
CN111550317A (zh) 用于运行燃料系统的方法，控制单元和燃料系统
KR20220070873A (ko) Lpg 연료 공급 시스템
JP2005180193A (ja) ディーゼルエンジンの液化ガス燃料供給装置
JP2001115916A (ja) ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン
JP2013224591A (ja) 燃料供給装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee