KR101407406B1 - 연료온도 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진으로 공급되는 연료를 보관하는 연료탱크; 및 상기 연료탱크에 보관된 연료를 가열시키는 가열수단을 포함하는 연료온도 제어장치에 관한 것이다.
본 발명의 연료온도 제어장치에 따르면, 자동차, 중장비 또는 비행기 등과 같이 연료탱크에 연료를 보관하여 이용하는 경우 연료탱크에 보관되는 연료의 온도가 주행조건에 가장 적합한 온도를 유지할 수 있도록 제어하여 연료를 절감할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Description

연료온도 제어장치{Apparatus for controlling oil temperature}
본 발명은 연료온도 제어장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는 자동차, 중장비 또는 비행기 등과 같이 연료탱크에 연료를 보관하여 이용하는 경우 연료탱크에 보관되는 연료의 온도가 주행조건에 가장 적합한 온도를 유지할 수 있도록 제어하는 연료온도 제어장치에 관한 것이다.
자동차, 중장비 또는 비행기 등과 같은 주행장치에서 연료 탱크에 저장된 연료를 엔진으로 공급하는 방법으로 전자제어 연료분사 장치가 사용되고 있다.
전자제어 연료분사 장치는 ECU(Electronic Control Unit)를 사용하여 엔진의 부하 상태 및 점화시기 등을 정확히 산출하여 엔진으로 연료를 공급한다.
또한, 엔진의 가동 조건이 너무 급격히 변하기 때문에 어떤 순간에도 급격한 변화에 신속하게 대응하기 위해 ECU는 엔진 가동 상태를 수시로 점검하여 필요한 연료량을 산출하여 엔진으로 공급하게 된다.
ECU를 이용한 전자제어 연료 분사 장치를 자동차의 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 종래 자동차의 연료 공급 계통도이다.
도시된 바와 같이, 연료 탱크(11)에 저장된 자동차의 연료는 엔진(16)으로 분사되기 전에 1차연료펌프(12)에 의해 유입된 후 연료 필터(13)에서 불순물이 여과된다.
연료 필터(13)에서 불순물이 여과된 연료는 연료 분배기(14)에서 엔진(16)에 장착된 각 노즐(15)을 통해 각 실린더로 분사되도록 구성된다.
이와 같이 종래의 연료 탱크(11)에 저장된 자동차의 연료는 자동차의 외부에 장착됨으로 인해 주의의 온도 변화에 의해 연료 온도가 변하게 되고, 연료의 온도가 변화되면 주행시 엔진의 성능에 무리를 주어 자동차의 수명을 저하시키는 등의 문제점을 유발시키게 된다.
대한민국 등록특허공보 특 0136012호
본 발명의 목적은, 자동차, 중장비 또는 비행기 등과 같이 연료탱크에 연료를 보관하여 이용하는 경우 연료탱크에 보관되는 연료의 온도가 주행조건에 가장 적합한 온도를 유지할 수 있도록 제어하는 연료온도 제어장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료온도 제어장치는, 엔진으로 공급되는 연료를 보관하는 연료탱크; 및 상기 연료탱크에 보관된 연료를 가열시키는 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가열수단은, 상기 엔진으로 냉각수를 공급하는 라디에이터; 일단은 상기 라디에이터에 삽입고정결합되고, 타단은 상기 엔진에 결합되어 상기 냉각수가 엔진으로 공급되도록 하는 제 1 공급라인; 및 일단은 상기 엔진에 삽입고정결합되고, 타단은 상기 연료탱크 내부를 통해 상기 라디에이터의 일측면에 삽입고정결합되어, 상기 엔진의 냉각수가 상기 연료탱크 내부를 통해 상기 라디에이터로 공급되도록 하는 제 2 공급라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료온도 제어장치는, 상기 연료탱크 내에 구비되어, 상기 연료탱크 내의 연료온도를 감지하여 출력하는 온도센서; 상기 온도센서로부터 입력되는 연료온도와 미리 설정되어 있는 기준 연료온도를 비교하여, 감지된 연료온도가 기준 연료온도보다 높은 경우 제 1 밸브 닫힘제어신호 및 제 2 밸브 열림제어신호를 출력하고, 감지된 연료온도가 기준 연료온도보다 낮은 경우 제 1 밸브 열림제어신호 및 제 2 밸브 닫힘제어신호를 출력하는 제어부; 상기 라디에이터 및 상기 연료탱크 사이에 설치된 제 2 라인공급에 구비되며, 상기 제어부의 제 1 밸브 열림제어신호 또는 제 1 밸브 닫힘제어신호에 응하여 열린상태를 유지하거나, 닫힌 상태를 유지하는 제 1 밸브; 상기 라디에이터 및 상기 엔진 사이에 설치된 제 3 공급라인; 및 상기 제 3 공급라인에 구비되며, 상기 제어부의 제 2 밸브 열림제어신호 또는 제 2 밸브 닫힘제어신호에 응하여 열린상태를 유지하거나, 닫힌 상태를 유지하는 제 2 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 공급라인에 구비되어, 상기 제 2 공급라인으로 냉각수가 흐르는지의 여부를 감지하여 출력하는 냉각수감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 냉각수감지센서로부터 입력되는 냉각수감지신호를 통해 제 2 공급라인에 냉각수이 흐르지 않는다고 판단하는 경우 펌프 구동제어신호를 출력하며, 상기 제어부의 펌프 구동제어신호에 응하여 라디에이터의 냉각수를 상기 연료탱크로 공급되도록 하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제 2 공급라인을 통해 냉각수가 공급되지 않는 것으로 판단되는 경우 온도센서에 의해 감지된 연료탱크 내의 연료온도가 미리 설정되어 있는 기준 연료온도보다 낮은 경우에만 펌프 구동제어신호를 펌프로 출력하여 펌프가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연료탱크 내부에 위치되는 제 2 공급라인은 지그재그 형상을 가지도록 연료탱크 하부면에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연료온도 제어장치에 따르면, 자동차, 중장비 또는 비행기 등과 같이 연료탱크에 연료를 보관하여 이용하는 경우 연료탱크에 보관되는 연료의 온도가 주행조건에 가장 적합한 온도를 유지할 수 있도록 제어하여 연료를 절감할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 연료탱크에 저장된 연료가 엔진으로 공급시 적정한 온도로 공급되도록 함으로써, 엔진의 무리를 방지하여 엔진의 수명을 연장시키고, 자동차, 중장비 도는 비행기 등과 같은 주행장치에서의 승차감을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래 자동차의 연료 공급 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료온도 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 적용된 연료탱크의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대한 연료온도 제어장치를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 연료온도 제어장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 적용된 연료탱크의 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 연료온도 제어장치는, 엔진(100)으로 공급되는 연료를 보관하는 연료탱크(110)와, 상기 엔진(100)으로 냉각수를 공급하는 라디에이터(120)와, 일단은 상기 라디에이터(120)에 삽입고정결합되고, 타단은 상기 엔진(100)에 결합되어 상기 냉각수가 엔진(100)으로 공급되도록 하는 제 1 공급라인(135)과, 일단은 상기 엔진(100)에 삽입고정결합되고, 타단은 상기 연료탱크(110) 내부를 통해 상기 라디에이터(120)의 일측면에 삽입고정결합되어, 상기 엔진(100)의 냉각수가 상기 연료탱크(110) 내부를 통해 상기 라디에이터(120)로 공급되도록 하는 제 2 공급라인(130)과, 상기 연료탱크(110) 내에 구비되어, 상기 연료탱크(110) 내의 연료온도를 감지하여 출력하는 온도센서(180)와, 상기 온도센서(180)로부터 입력되는 연료온도와 미리 설정되어 있는 기준 연료온도를 비교하여, 감지된 연료온도가 기준 연료온도보다 높은 경우 제 1 밸브 닫힘제어신호 및 제 2 밸브 열림제어신호를 출력하고, 감지된 연료온도가 기준 연료온도보다 낮은 경우 제 1 밸브 열림제어신호 및 제 2 밸브 닫힘제어신호를 출력하는 제어부(150)와, 상기 라디에이터(120) 및 상기 연료탱크(110) 사이에 설치된 제 2 라인공급(130)에 구비되며, 상기 제어부(150)의 제 1 밸브 열림제어신호 또는 제 1 밸브 닫힘제어신호에 응하여 열린상태를 유지하거나, 닫힌 상태를 유지하는 제 1 밸브(170)와, 상기 라디에이터(120) 및 상기 엔진(100) 사이에 설치된 제 3 공급라인(145); 및 상기 제 3 공급라인(145)에 구비되며, 상기 제어부(150)의 제 2 밸브 열림제어신호 또는 제 2 밸브 닫힘제어신호에 응하여 열린 상태를 유지하거나, 닫힌 상태를 유지하는 제 2 밸브(190)와, 상기 제 2 공급라인(130)에 구비되어, 상기 제 2 공급라인(130)으로 냉각수가 흐르는지의 여부를 감지하여 출력하는 냉각수감지센서(140)로 구성된다.
상기 제어부(150)는 상기 냉각수감지센서(140)로부터 입력되는 냉각수감지신호를 통해 제 2 공급라인(130)에 냉각수이 흐르지 않는다고 판단하는 경우 펌프 구동제어신호를 출력한다.
그리고 연료공급장치는 상기 제어부(150)의 펌프 구동제어신호에 응하여 라디에이터(120)의 냉각수를 상기 연료탱크(110)로 공급되도록 하는 펌프(160)를 더 포함한다.
상기 제어부(150)는 상기 제 2 공급라인(130)을 통해 냉각수가 공급되지 않는 것으로 판단되는 경우 온도센서(180)에 의해 감지된 연료탱크(110) 내의 연료온도가 미리 설정되어 있는 기준 연료온도보다 낮은 경우에만 펌프 구동제어신호를 펌프(160)로 출력하여 펌프(160)가 구동되도록 제어한다.
또한 상기 연료탱크(110) 내부에 위치되는 제 2 공급라인(130)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 지그재그 형상을 가지도록 연료탱크(110) 하부면에 설치된다.
상기와 같이 구성된 연료온도 제어장치의 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다.
자동차, 중장비 또는 비행기 등과 같은 주행장치에서 시동이 켜진 초기 상태의 경우 제어부(150)는 제 1 밸브(170)로는 제 1 밸브 열림제어신호를 출력하여 열려지도록 하고, 제 2 밸브(190)로는 제 2 밸브 닫힘제어신호를 출력하여 닫혀지도록 하여, 라디에이터(120)의 냉각수가 제 2 공급라인(130)을 통해 엔진(100)으로 공급되고 제 1 공급라인(135)을 통해 라디에이터(120)로 공급된다.
즉, 상기 엔진(100)을 통과하면서 엔진열에 의해 냉각수가 가열되고, 가열된 냉각수는 라디에이터(120) 및 제 1 밸브(170)를 통해 연료탱크(130) 하단면에 지그재그형상으로 설치된 제 2 공급라인(130)으로 공급되고, 이 가열된 냉각수에 의해 연료탱크(130)에 보관된 연료가 가열된다.
이때 연료탱크(110)에 설치된 온도센서(180)는 연료탱크(110) 내의 연료온도를 감지하여 제어부(150)로 출력한다. 그러면 제어부(150)는 미리 저장되어 있는 연료온도와 감지된 연료온도를 비교하여, 감지된 연료온도가 미리 저장된 연료온도보다 높은지의 여부를 판단한다. 감지된 연료온도가 미리 저장된 연료온도보다 낮은 경우 현재 상태를 유지하여, 엔진(100)에 의해 가열된 냉각수에 의해 연료탱크(110)의 내의 연료가 가열되도록 한다.
한편, 상기 판단 결과 감지된 연료온도가 미리 저장된 연료온도보다 높은 경우 제어부(150)는 제 1 밸브(170)로 제 1 밸브 닫힘제어신호를 출력하여 닫혀지도록 하고, 제 2 밸브(190)로 제 2 밸브 열림제어신호를 출력하여 열려지도록 한다.
이에, 라디에이터(120)의 냉각수는 제 3 공급라인(145)을 통해 엔진(100)으로 공급되고, 엔진(100)을 통과한 냉각수는 제 1 공급라인(135)을 통해 라디에이터(120)로 공급된다.
즉, 라디에이터(120)의 가열된 냉각수가 연료탱크(110)로 공급되지 않으므로, 연료탱크(110) 내의 연료의 온도가 내려가게 된다.
위의 내용을 다시 한번 요약 정리하면, 연료탱크(110) 내의 연료온도가 미리 설정되어 있는 연료온도보다 낮은 경우 라디에이터(120)의 냉각수는 제 1 밸브(170), 펌프(160) 및 제 2 공급라인(130)을 통해 엔진(100)으로 공급되고, 제 1 공급라인(135)을 통해 다시 라디에이터(120)로 공급되는 경로를 따라 순환된다.
만약에 연료탱크(110) 내의 연료온도가 미리 설정되어 있는 온도보다 높은 경우 라디에이터(120)의 냉각수는 제 2 밸브(190), 제 3 공급라인(145)을 통해 엔진(100)으로 공급되고, 엔진(100)에서 제 1 공급라인(135)을 통해 다시 라디에이터로 공급되는 경로를 따라 순환된다.
마지막으로 제어부(150)는 제 2 공급라인(130)에 구비된 냉각수감지센서(140)를 통해 제 2 공급라인(130)으로 냉각수가 공급되는지를 판단하고 냉각수가 공급되지 않는 경우 온도센서(180)를 통해 연료탱크(110) 내의 연료온도를 입력받아서 기준 연료온도와 비교한 후 연료온도가 높은 경우에는 펌프(160)로 펌프 구동제어신호를 출력하지 않아, 펌프(160)는 구동되지 않고 정지되도록 한다.
한편, 연료온도가 낮은 경우 제어부(150)는 펌프 구동제어신호를 펌프(160)로 출력하여 펌프(160)를 구동시키고, 이에 라디에이터(120)의 냉각수가 강제적으로 제 2 공급라인(130)을 통해 연료탱크(110) 내로 공급되어 순환경로를 따라 순환된다.
미설명 도면부호 200은 연료필터이고, 210은 연료분배기이며, 이 두 구성요소는 종래기술에서 설명한 것과 동일하므로, 설명을 생략하기로 한다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 엔진 110 : 연료탱크
120 : 라디에이터 130 : 제 2 공급라인
135 : 제 1 공급라인 140 : 냉각수감지센서
150 : 제어수단 160 : 펌프
170 : 제 1 밸브 180 : 온도센서
190 : 제 2 밸브 200 : 오일필터
210 : 연료분배기

Claims (6)

  1. 엔진으로 공급되는 연료를 보관하는 연료탱크;
    상기 엔진으로 냉각수를 공급하는 라디에이터와, 일단은 상기 라디에이터에 삽입고정결합되고, 타단은 상기 엔진에 결합되어 상기 냉각수가 엔진으로 공급되도록 하는 제 1 공급라인과, 일단은 상기 엔진에 삽입고정결합되고, 타단은 상기 연료탱크 내부를 통해 상기 라디에이터의 일측면에 삽입고정결합되어, 상기 엔진의 냉각수가 상기 연료탱크 내부를 통해 상기 라디에이터로 공급되도록 하는 제 2 공급라인로 이루어져, 상기 연료탱크에 보관된 연료를 가열시키는 가열수단;
    상기 연료탱크 내에 구비되어, 상기 연료탱크 내의 연료온도를 감지하여 출력하는 온도센서;
    상기 온도센서로부터 입력되는 연료온도와 미리 설정되어 있는 기준 연료온도를 비교하여, 감지된 연료온도가 기준 연료온도보다 높은 경우 제 1 밸브 닫힘제어신호 및 제 2 밸브 열림제어신호를 출력하고, 감지된 연료온도가 기준 연료온도보다 낮은 경우 제 1 밸브 열림제어신호 및 제 2 밸브 닫힘제어신호를 출력하는 제어부;
    상기 라디에이터 및 상기 연료탱크 사이에 설치된 제 2 라인공급에 구비되며, 상기 제어부의 제 1 밸브 열림제어신호 또는 제 1 밸브 닫힘제어신호에 응하여 열린상태를 유지하거나, 닫힌 상태를 유지하는 제 1 밸브;
    상기 라디에이터 및 상기 엔진 사이에 설치된 제 3 공급라인; 및
    상기 제 3 공급라인에 구비되며, 상기 제어부의 제 2 밸브 열림제어신호 또는 제 2 밸브 닫힘제어신호에 응하여 열린상태를 유지하거나, 닫힌 상태를 유지하는 제 2 밸브;
    를 포함하는 연료온도 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 공급라인에 구비되어, 상기 제 2 공급라인으로 냉각수가 흐르는지의 여부를 감지하여 출력하는 냉각수 감지센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 냉각수 감지센서로부터 입력되는 냉각수 감지신호를 통해 제 2 공급라인에 냉각수가 흐르지 않는다고 판단하는 경우 펌프 구동제어신호를 출력하며,
    상기 제어부의 펌프 구동제어신호에 응하여 라디에이터의 냉각수를 상기 연료탱크로 공급되도록 하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료온도 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 2 공급라인을 통해 냉각수가 공급되지 않는 것으로 판단되는 경우 온도센서에 의해 감지된 연료탱크 내의 연료온도가 미리 설정되어 있는 기준 연료온도보다 낮은 경우에만 펌프 구동제어신호를 펌프로 출력하여 펌프가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료온도 제어장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 연료탱크 내부에 위치되는 제 2 공급라인은 지그재그 형상을 가지도록 연료탱크 하부면에 설치되는 것을 특징으로 하는 연료온도 제어장치.
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