KR101571022B1 - Fuel Supply System with The Twin Venturi Mixer and Control Method - Google Patents

Fuel Supply System with The Twin Venturi Mixer and Control Method Download PDF

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우영민
정대헌
장진영
이영재
표영덕
김강출
조종표
권오석
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a gas fuel supply device using a structure of a twin Venturi mixer and a control method thereof and, more specifically, relates to a gas fuel supply device using a structure of the twin Venturi mixer and a control method thereof which mixes a mixture wherein air of a first Venturi is mixed with gas fuel with a mixture in which gas fuel of a second Venturi is mixed with air in a fuel air mixing unit, supplies the mixed mixture to an engine, and enables a control unit to control valves in accordance to a signal measured by a measurement sensor to realize a desired ratio of air to gas by controlling an amount of air and gas, thus increasing efficiency of the engine.

Description

트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치 및 그에 따른 제어방법{Fuel Supply System with The Twin Venturi Mixer and Control Method}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a twin venturi mixer, and more particularly,

본 발명은 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치 및 그에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제 1 벤츄리의 공기와 가스연료가 혼합된 혼합물와 제 2 벤츄리의 가스연료와 공기가 혼합된 혼합물이 연료공기 혼합부에서 믹싱된 뒤, 엔진에 공급되고, 측정센서에서 측정된 신호에 따라 제어부에서 밸브들을 제어함으로써, 공기량과 가스연료량을 제어할 수 있어 원하는 공기-가스연료비를 구현할 수 있어 엔진의 효율이 증가하는 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치 및 그에 따른 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a gaseous fuel supply apparatus using a twin-venturi mixer and a control method therefor, and more particularly, to a gaseous fuel supply apparatus using a twin- The mixture is supplied to the engine after being mixed in the fuel-air mixing portion. By controlling the valves in the control portion according to the signals measured by the measurement sensor, the air amount and the gas fuel amount can be controlled, The present invention relates to a twin venturi mixer, and more particularly,

일반적으로, 액화석유가스(LPG)나 압축천연가스(CNG)와 같은 가스연료를 사용하는 차량(이하, "가스연료 차량"이라 칭하기로 함)은, 가솔린 차량과 비교하여 출력이 다소 떨어지기는 하나, 연료비가 저렴하고, 유해 배기가스의 배출량이 적어환경 오염을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.Generally, vehicles using gaseous fuels such as liquefied petroleum gas (LPG) or compressed natural gas (CNG) (hereinafter referred to as "gas fuel vehicles") have somewhat lower output , Fuel cost is low, emission of harmful exhaust gas is small, and environmental pollution can be reduced, which is widely used.

종래의 LPG 차량의 연료 공급 계통은, 도 1에 도시된 바와 같이, LPG를 저장하는 봄베(10)로부터 기체 및 액체 상태의 연료를 유출시켜 안전변(20), 기화기(vaporizer; 30)를 거쳐서 벤츄리부(51)가 형성된 혼합기(mixer; 50) 내에서 흡기계통을 통해 흡입되는 공기와 혼합한 후, 드로틀 바디(60)를 거쳐 엔진(70)의 연소실로 공급한다.1, a conventional fuel supply system of an LPG vehicle has a structure in which gas and liquid fuel is discharged from a cylinder 10 storing LPG, and the fuel is supplied to a venturi 30 through a safety valve 20, a vaporizer 30, Is mixed with the air sucked through the intake system in a mixer (50) in which the unit (51) is formed, and then supplied to the combustion chamber of the engine (70) via the throttle body (60).

상기 기화기(30)는 봄베(10)로부터 안전변(20)을 거쳐 유입되는 액상 LPG를 강제적으로 기화시켜 혼합기(50) 측으로 공급해주는데, LPG가 액상에서 기상으로 상변화하기 위해 필요한 소정의 증발 잠열을 제공함으로써 액상 LPG를 일정한 압력을 지닌 기상 LPG로 감압 기화시키며, 엔진(70)의 부하 증감에 따라 기화량을 조절하게 된다.The vaporizer 30 forcibly vaporizes the liquid LPG flowing through the safety valve 20 from the bomb 10 and supplies the liquid vapor to the mixer 50. The vaporizer 30 generates a predetermined latent heat of vaporization required for the phase change of the LPG from the liquid phase to the vapor phase The liquid phase LPG is reduced in pressure by the gas phase LPG having a constant pressure and the amount of vaporization is controlled in accordance with the increase or decrease of the load of the engine 70.

일반적인 혼합기(50)는 연료에 따라 체적기준 공기연료비가 다르다.The general mixer 50 has different volume-based air fuel ratios depending on the fuel.

1. CNG의 경우 체적기준 공기연료비 : 9.521. For CNG, volume-based air fuel cost: 9.52

Figure 112014057367210-pat00001
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2. 부탄의 체적기준 공기연료비가 30.942. The volumetric air fuel cost of butane is 30.94

Figure 112014057367210-pat00002
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그러나, 합성가스의 경우 가스의 조성에 따라 공기연료비가 극히 낮아진다. 합성가스는 석탄이나 바이오매스로부터 부분산화 등의 연료개질을 통한 가스화 과정을 거치면서 연소에 참여하지 않는 비연소물질을 다량 포함하고 있기 때문에 저열량가스로 분류된다.However, in the case of syngas, the air fuel ratio becomes extremely low depending on the gas composition. Syngas is classified as low calorific gas because it contains a large amount of non-combustible material that does not participate in combustion while undergoing gasification process through fuel reforming such as partial oxidation from coal or biomass.

저열량가스의 경우 기존의 탄화수소 연료에 비하여 발열량이 낮기 때문에 연소를 통하여 동일한 열량을 얻어내기 위해서는 훨씬 많은 유량의 연료가 필요하다. 따라서, 기존의 가스연료용 혼합기(이하, 벤츄리 믹서라고 칭함)로는 이러한 공기 연료비를 구현하기 어렵다.Since the calorific value of the low calorific gas is lower than that of the conventional hydrocarbon fuel, much more fuel is required to obtain the same calorific value through combustion. Therefore, it is difficult to realize such an air fuel ratio with an existing gas fuel mixer (hereinafter referred to as a venturi mixer).

기존의 가스연료용 벤츄리 연료공급장치의 경우 공기의 양이 상대적으로 많기 때문에 대부분 공기를 취하고 상대적으로 연료의 체적은 적다. 그렇기에 천연가스나 부탄의 경우 연료의 체적이 전체 연료공기 혼합기의 각각 약 10%, 3% 수준이므로 공기를 벤츄리를 흡입할 때 벤츄리에서 발생하는 부압을 활용하는 것이 가능하다.In the conventional venturi fuel supply device for gas fuel, since the amount of air is relatively large, most of the air is taken and the volume of the fuel is relatively small. Therefore, in the case of natural gas or butane, the volume of fuel is about 10% and 3% of the total fuel air mixture, so it is possible to utilize the negative pressure generated in the venturi when the air is sucked into the venturi.

그러나, 발열량이 낮은 합성가스의 경우는 체적기준으로 공기의 양에 상당하는 연료의 체적이 요구되기도 한다. 따라서, 벤츄리를 통해 공기를 흡입하는 구조로는 필요한 양의 연료를 공급하기 힘들다.
However, in the case of syngas with a low calorific value, the volume of fuel corresponding to the amount of air may be required on a volumetric basis. Therefore, it is difficult to supply the required amount of fuel to the structure that sucks air through the venturi.

국내등록특허공보 제10-0750298호Korean Patent Registration No. 10-0750298

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,

제 1 벤츄리의 공기와 가스연료가 혼합된 혼합물와 제 2 벤츄리의 가스연료와 공기가 혼합된 혼합물이 연료공기 혼합부에서 믹싱된 뒤, 엔진에 공급되고, 측정센서에서 측정된 신호에 따라 제어부에서 밸브들을 제어함으로써, 공기량과 가스연료량을 제어할 수 있어 원하는 공기-가스연료비를 구현할 수 있어 엔진의 효율이 증가하는 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치 및 그에 따른 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
The mixture of the air and the gaseous fuel of the first venturi and the mixture of the gaseous fuel and air of the second venturi are mixed in the fuel air mixing portion and then supplied to the engine, To thereby control the amount of air and the amount of gaseous fuel, thereby realizing a desired air-gas fuel ratio, thereby increasing the efficiency of the engine. The object of the present invention is to provide a gaseous fuel supply apparatus and a control method therefor using a twin venturi mixer .

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 가스연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 있어서,To achieve the above object, the present invention provides a fuel supply apparatus for a vehicle using gas fuel,

공기가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 공기가 벤츄리부에서 이송되면서 가스이송관의 가스연료를 내부에 유입시켜 공기와 가스연료가 혼합 이송되는 제 1 벤츄리와;A first venturi in which air is introduced into one side, the introduced air is transferred from a venturi portion, and a gas fuel in a gas transfer pipe is introduced into the inside of the venturi portion so that air and gaseous fuel are mixedly transferred;

상기 가스이송관의 일단부에 연결되어 가스연료가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 가스연료가 벤츄리부에서 이송되면서 공기이송관의 공기를 내부에 유입시켜 가스연료와 공기가 혼합 이송되는 제 2 벤츄리와;A second venturi connected to one end of the gas delivery pipe to allow the gaseous fuel to flow in one side and the gaseous fuel and air to be mixedly transferred while the introduced gaseous fuel is transferred from the venturi to the inside of the air transfer pipe;

상기 제 1 벤츄리의 끝단부와 제 2 벤츄리의 끝단부에 연결되어 상기 제 1 벤츄리에서 혼합되어 이송된 공기/가스연료와 제 2 벤츄리에서 혼합되어 이송된 가스연료/공기가 내부에서 상호 혼합되고, 상기 혼합된 혼합물이 엔진에 공급되는 연료공기 혼합부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치에 관한 것이다.The air / gas fuel mixed in the first venturi and the gaseous fuel / air mixed in the second venturi are connected to each other at the end portion of the first venturi and the end portion of the second venturi, And a fuel-air mixer for supplying the mixed mixture to the engine. The present invention relates to a twin-venturi mixer.

또한, 본 발명은 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치의 제어방법에 있어서,The present invention also provides a control method for a gaseous fuel supply apparatus using a twin-venturi mixer structure,

제 1 벤츄리를 통해 공기와 가스연료를 혼합하여 엔진에 공급시, 상기 제 1 벤츄리의 측정센서를 통해 산소농도가 설정 값 이상일 때, 제 2 밸브를 개방하여 제 2 벤츄리를 통해 가스연료와 공기를 혼합하고,When the air and the gaseous fuel are mixed with each other through the first venturi and the oxygen and the gaseous fuel are supplied to the engine, when the oxygen concentration is higher than the set value through the measurement sensor of the first venturi, the second valve is opened, Mixed,

상기 제 1 벤츄리에서 혼합된 혼합물과 제 2 벤츄리에서 혼합된 혼합물을 연료공기 혼합부에서 혼합하여 엔진에 공급하는데, 상기 연료공기 혼합부의 측정센서를 통해 산소농도를 측정한 뒤, 측정량에 따라 제어부를 통해 제 1 밸브와 제 2 밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치의 제어방법에 관한 것이다.
The mixture in the first venturi and the mixture in the second venturi are mixed in the fuel air mixing unit and supplied to the engine. After the oxygen concentration is measured through the measurement sensor of the fuel air mixing unit, And controlling the opening and closing of the first valve and the second valve through the second venturi mixer.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치 및 그에 따른 제어방법은 제 1 벤츄리의 공기와 가스연료가 혼합된 혼합물와 제 2 벤츄리의 가스연료와 공기가 혼합된 혼합물이 연료공기 혼합부에서 믹싱된 뒤, 엔진에 공급되고, 측정센서에서 측정된 신호에 따라 제어부에서 밸브들을 제어함으로써, 공기량과 가스연료량을 제어할 수 있어 원하는 공기-가스연료비를 구현할 수 있어 엔진의 효율이 증가하는 효과가 있다.
As described above, the gaseous fuel supply device and the control method using the twin-venturi mixer of the present invention are characterized in that the mixture of air and gaseous fuel of the first venturi and the mixture of gaseous fuel and air of the second venturi The mixture is supplied to the engine after being mixed in the fuel-air mixing portion. By controlling the valves in the control portion according to the signals measured by the measurement sensor, the air amount and the gas fuel amount can be controlled, There is an effect that the efficiency of the fuel cell is increased.

도 1은 종래의 LPG 차량의 연료 공급 계통을 나타내는 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치를 나타낸 개략도이다.1 is a configuration diagram showing a fuel supply system of a conventional LPG vehicle,
2 is a schematic view showing a gaseous fuel supply apparatus using the structure of a twin venturi mixer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.

본 발명은 가스연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 있어서,The present invention relates to a fuel supply apparatus for a vehicle using gas fuel,

공기가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 공기가 벤츄리부에서 이송되면서 가스이송관의 가스연료를 내부에 유입시켜 공기와 가스연료가 혼합 이송되는 제 1 벤츄리와;A first venturi in which air is introduced into one side, the introduced air is transferred from a venturi portion, and a gas fuel in a gas transfer pipe is introduced into the inside of the venturi portion so that air and gaseous fuel are mixedly transferred;

상기 가스이송관의 일단부에 연결되어 가스연료가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 가스연료가 벤츄리부에서 이송되면서 공기이송관의 공기를 내부에 유입시켜 가스연료와 공기가 혼합 이송되는 제 2 벤츄리와;A second venturi connected to one end of the gas delivery pipe to allow the gaseous fuel to flow in one side and the gaseous fuel and air to be mixedly transferred while the introduced gaseous fuel is transferred from the venturi to the inside of the air transfer pipe;

상기 제 1 벤츄리의 끝단부와 제 2 벤츄리의 끝단부에 연결되어 상기 제 1 벤츄리에서 혼합되어 이송된 공기/가스연료와 제 2 벤츄리에서 혼합되어 이송된 가스연료/공기가 내부에서 상호 혼합되고, 상기 혼합된 혼합물이 엔진에 공급되는 연료공기 혼합부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The air / gas fuel mixed in the first venturi and the gaseous fuel / air mixed in the second venturi are connected to each other at the end portion of the first venturi and the end portion of the second venturi, And a fuel-air mixer to which the mixed mixture is supplied to the engine.

또한, 본 발명은 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치의 제어방법에 있어서,The present invention also provides a control method for a gaseous fuel supply apparatus using a twin-venturi mixer structure,

제 1 벤츄리를 통해 공기와 가스연료를 혼합하여 엔진에 공급시, 상기 제 1 벤츄리의 측정센서를 통해 산소농도가 설정 값 이상일 때, 제 2 밸브를 개방하여 제 2 벤츄리를 통해 가스연료와 공기를 혼합하고,When the air and the gaseous fuel are mixed with each other through the first venturi and the oxygen and the gaseous fuel are supplied to the engine, when the oxygen concentration is higher than the set value through the measurement sensor of the first venturi, the second valve is opened, Mixed,

상기 제 1 벤츄리에서 혼합된 혼합물과 제 2 벤츄리에서 혼합된 혼합물을 연료공기 혼합부에서 혼합하여 엔진에 공급하는데, 상기 연료공기 혼합부의 측정센서를 통해 산소농도를 측정한 뒤, 측정량에 따라 제어부를 통해 제 1 밸브와 제 2 밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 한다.
The mixture in the first venturi and the mixture in the second venturi are mixed in the fuel air mixing unit and supplied to the engine. After the oxygen concentration is measured through the measurement sensor of the fuel air mixing unit, And the opening and closing of the first valve and the second valve are controlled through the first and second valves.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing in detail several embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of construction and the arrangement of components shown in the following detailed description or illustrated in the drawings will be. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a gaseous fuel supply apparatus using the structure of a twin venturi mixer according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치는 가스연료를 사용하는 차량의 엔진에 연료를 공급하는 장치로써, 제 1 벤츄리(100)와, 제 2 벤츄리(200)와, 연료공기 혼합부(300)와, 제어부(700)로 구성된다.2, the gas fuel supply apparatus using the twin-venturi mixer of the present invention supplies fuel to an engine of a vehicle using gas fuel. The apparatus includes a first venturi 100, (200), a fuel-air mixer (300), and a controller (700).

상기 제 1 벤츄리(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 공기가 일측을 통해 내부에 유입되고, 상기 유입된 공기가 벤츄리부(110)에서 이송되면서 가스이송관(400)의 가스연료를 내부에 유입시켜 공기와 가스연료가 혼합 이송된다.As shown in FIG. 2, the first venturi 100 introduces air into the interior of the first venturi 100 through one side thereof. The inflow air is transferred from the venturi unit 110 to the inside of the gas- Air and gaseous fuel are mixed and transported.

여기서, 상기 벤츄리부(110)는 제 1 벤츄리(100)의 중간부에 형성되는데, 내주연이 점점 좁아지다 점점 넓어지는 형태이기에 공기가 빠른 속도로 이송되면서 압력이 낮아지고, 그로 인해 가스이송관(400)의 가스연료를 흡입하게 된다. 이때, 상기 벤츄리부(110)의 출구 측에 공기와 가스연료가 혼합되는 공간이 형성된다.Here, the venturi 110 is formed in the middle portion of the first venturi 100. Since the inner periphery gradually becomes narrower and wider, the air is transferred at a higher speed and the pressure is lowered, 400). At this time, a space for mixing the air and the gaseous fuel is formed at the outlet side of the venturi unit 110.

그리고, 상기 제 1 벤츄리(100)에서는 공기의 양이 가스연료보다 상대적으로 많게 형성되기에 공기의 양을 조절할 수 있도록 제 1 벤츄리(100)의 일측 즉, 공기가 유입되는 일단부에 제 1 밸브(120)가 더 설치되고, 상기 제 1 밸브(120)에 의해 공기의 양과 흐름을 개폐 조절한다.In the first venturi 100, since the amount of air is relatively larger than that of the gaseous fuel, the first venturi 100 is provided with a first valve (not shown) at one end of the first venturi 100, And the first valve 120 controls opening and closing of the amount and flow of the air.

상기 제 2 벤츄리(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 가스이송관(400)의 일단부에 연결되어 가스연료가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 가스연료가 벤츄리부(210)에서 이송되면서 공기이송관(500)의 공기를 내부에 유입시켜 가스연료와 공기가 혼합 이송된다. As shown in FIG. 2, the second venturi 200 is connected to one end of the gas delivery pipe 400, and the gaseous fuel is introduced into the first venturi part 200. The inflowed gaseous fuel is transferred from the venturi part 210, Air in the delivery pipe 500 flows into the interior of the delivery pipe 500, and the gaseous fuel and air are mixed and transported.

여기서, 상기 벤츄리부(210)는 제 1 벤츄리(100)의 벤츄리부(110)와 동일한 형태, 기능이기에 별도의 기술은 하지 않는다. 다만, 상기 제 2 벤츄리(200)의 벤츄리부(210)는 가스연료가 빠른 속도로 이송되면서 압력이 낮아져 공기이송관(500)의 공기를 흡입하는 구조이다. 상기 벤츄리부(210)의 출구 측에 가스연료와 공기가 혼합되는 공간이 형성된다.Here, since the venturi unit 210 has the same function and function as the venturi unit 110 of the first venturi 100, no description is given. However, the venturi part 210 of the second venturi 200 is structured such that the gas fuel is transferred at a high speed and the pressure is lowered to suck air in the air transportation pipe 500. A space in which the gaseous fuel and the air are mixed is formed at the outlet side of the venturi portion 210.

그리고, 상기 제 2 벤츄리(200)에서는 가스연료의 양이 공기의 양보다 상대적으로 많게 형성되기에 가스연료의 양을 조절할 수 있도록 제 2 벤츄리(200)의 일측 즉, 가스연료가 유입되는 일단부에 제 2 밸브(220)가 더 설치되고, 상기 제 2 밸브(220)에 의해 가스연료의 양과 흐름을 개폐 조절한다.In the second venturi 200, since the amount of the gaseous fuel is relatively larger than the amount of the air, the amount of the gaseous fuel is adjusted so that the amount of the gaseous fuel can be regulated by one side of the second venturi 200, And the second valve 220 regulates the opening and closing of the amount and the flow of the gaseous fuel.

상기 연료공기 혼합부(300)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 벤츄리(100)의 끝단부와 제 2 벤츄리(200)의 끝단부에 연결되어 상기 제 1 벤츄리(100)에서 혼합되어 이송된 공기/가스연료와 제 2 벤츄리(200)에서 혼합되어 이송된 가스연료/공기가 내부에서 상호 혼합되고, 상기 혼합된 혼합물이 엔진(engine)에 공급되도록 연결된다.2, the fuel air mixing unit 300 is connected to the end of the first venturi 100 and the end of the second venturi 200 and is mixed with the first venturi 100, Gas fuel / air mixed in the second venturi 200 and the transferred gas fuel / air are intermixed therein, and the mixed mixture is connected to be supplied to the engine.

여기서, 상기 연료공기 혼합부(300)는 공기의 양이 더 많은 제 1 벤츄리(100)와 연료가스의 양이 더 많은 제 2 벤츄리(200)와 연결되어 각각 이송된 혼합물을 믹싱해줌으로써, 공기의 양과 연료가스의 양이 동일하게 유지된다.Here, the fuel-air mixing unit 300 is connected to the first venturi 100 having a larger amount of air and the second venturi 200 having a larger amount of fuel gas, and mixes the conveyed mixture, And the amount of the fuel gas are kept the same.

한편, 상기 공기와 가스연료가 혼합된 제 1 벤츄리(100)의 일측과 상기 가스연료와 공기가 혼합된 제 2 벤츄리(200)의 일측과 연료공기 혼합부(300)의 출구 측에는 도 2에서처럼, 산소농도를 측정하는 측정센서(600)가 각각 설치된다.On the other hand, one side of the first venturi 100 in which the air and the gaseous fuel are mixed and the second venturi 200 in which the gaseous fuel and the air are mixed and the outlet side of the fuel air mixing unit 300, And a measurement sensor 600 for measuring the oxygen concentration.

상기 가스이송관(400)은 도 2에 도시한 바와 같이, 끝단부가 제 1 벤츄리(100)의 벤츄리부(110)에 연결되고, 상기 가스이송관(400)의 외주연 일단부에 제 2 벤츄리(200)의 끝단부가 연결되어 가스연료를 제 1 벤츄리(100)와 제 2 벤츄리(200)에 전달된다.2, an end portion of the gas transmission pipe 400 is connected to a venturi portion 110 of the first venturi 100, a second venturi 200 (see FIG. 2) is connected to one end of the gas transmission pipe 400, Is connected to the first venturi 100 and the second venturi 200 to connect the gaseous fuel to the first venturi 100 and the second venturi 200, respectively.

여기서, 상기 제 1 벤츄리(100)의 벤츄리부(110)에 연결되는 가스이송관(400)의 끝단부는 벤츄리부(110)에 빠르게 연료가스가 전달되도록 관이 점점 좁아지도록 형성된다.The end portion of the gas delivery pipe 400 connected to the venturi portion 110 of the first venturi 100 is formed so that the pipe is gradually narrowed so that the fuel gas is rapidly transferred to the venturi portion 110.

상기 공기이송관(500)은 도 2에 도시한 바와 같이, 끝단부가 제 2 벤츄리(200)의 벤츄리부(210)와 연결되어 공기가 가스연료의 압력에 의해 제 2 벤츄리(200)에 전달된다.As shown in FIG. 2, the air delivery pipe 500 is connected to the venturi 210 of the second venturi 200 so that the air is delivered to the second venturi 200 by the pressure of the gaseous fuel.

여기서, 상기 제 2 벤츄리(200)의 벤츄리부(210)에 연결되는 공기이송관(500)의 끝단부는 벤츄리부(210)에 빠르게 연료가스가 전달되도록 관이 점점 좁아지도록 형성된다.The end portion of the air transfer pipe 500 connected to the venturi portion 210 of the second venturi 200 is formed so that the pipe is gradually narrowed so that the fuel gas is rapidly transferred to the venturi portion 210.

상기 제어부(700)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 벤츄리(100)와 제 2 벤츄리(200)와 연료공기 혼합부(300)에 각각 설치된 측정센서(600)에서 측정된 신호를 전달받아 설정된 값에 따라 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)를 자동 제어한다.2, the control unit 700 receives signals measured by the measurement sensors 600 installed in the first venturi 100, the second venturi 200, and the fuel-air mixer 300, And automatically controls the first valve 120 and the second valve 220 according to the set value.

그리고, 상기 제어부(700)는 차량의 배기가스관에 설치된 공연비 센서를 통해 측정된 배기가스 농도에 따라 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)를 제어할 수 있다.The control unit 700 may control the first valve 120 and the second valve 220 according to the exhaust gas concentration measured through the air-fuel ratio sensor installed in the exhaust gas pipe of the vehicle.

한편, 상기에서 기술한 가스연료는 합성가스 또는 저열량 가스 중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.
Meanwhile, the gas fuel described above can be selectively used either as a synthesis gas or a low calorie gas.

이하에서는 상기에서 기술한 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치의 제어방법에 대해 기술한다.Hereinafter, a control method of the gaseous fuel supply apparatus using the structure of the twin venturi mixer described above will be described.

먼저, 제 1 벤츄리(100)를 통해 공기와 가스연료를 혼합하여 엔진에 공급한다. 이때, 상기 제 1 벤츄리(100)의 측정센서(600)를 통해 산소농도가 설정 값 이상이 되면, 제어부(700)에서는 제 2 밸브(220)를 개방하여 제 2 벤츄리(200)를 통해 가스연료와 공기를 혼합한다.First, air and gaseous fuel are mixed through the first venturi 100 and supplied to the engine. When the oxygen concentration becomes equal to or higher than the preset value through the measurement sensor 600 of the first venturi 100, the controller 700 opens the second valve 220 to open the second venturi 200 through the gaseous fuel And air.

그리고, 상기 제 1 벤츄리(100)에서 혼합된 혼합물과 제 2 벤츄리(200)에서 혼합된 혼합물을 연료공기 혼합부(300)에서 혼합하여 엔진에 공급한다.The mixture in the first venturi 100 and the mixture in the second venturi 200 are mixed in the fuel air mixing unit 300 and supplied to the engine.

여기서, 상기 연료공기 혼합부(300)의 측정센서(600)를 통해 산소농도를 측정한 뒤, 측정량에 따라 제어부(700)를 통해 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)의 개폐를 조절한다.After the oxygen concentration is measured through the measurement sensor 600 of the fuel-air mixer 300, the control unit 700 controls the opening and closing of the first valve 120 and the second valve 220, .

또한, 차량의 배기가스관에 설치된 공연비 센서를 통해 배기가스 농도를 측정하고, 상기 측정된 신호는 제어부(700)에 전달되며, 상기 제어부(700)는 측정된 신호와 설정된 값을 비교하여 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)를 제어한다.
Also, the exhaust gas concentration is measured through an air-fuel ratio sensor installed in an exhaust gas pipe of the vehicle, and the measured signal is transmitted to the control unit 700. The control unit 700 compares the measured signal with the set value, (120) and the second valve (220).

100 : 제 1 벤츄리 110 : 벤츄리부
120 : 제 1 밸브 200 : 제 2 벤츄리
210 : 벤츄리부 220 : 제 2 밸브
300 : 연료공기 혼합부 400 : 가스이송관
500 : 공기이송관 600 : 측정센서
700 : 제어부100: First Venturi 110: Venturi
120: first valve 200: second venturi
210: Venturi 220: Second valve
300: Fuel air mixing part 400: Gas transfer pipe
500: air conduit 600: measuring sensor
700:

Claims (11)

가스연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 있어서,
공기가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 공기가 벤츄리부(110)에서 이송되면서 가스이송관(400)의 가스연료를 내부에 유입시켜 공기와 가스연료가 혼합 이송되는 제 1 벤츄리(100)와;
상기 가스이송관(400)의 일단부에 연결되어 가스연료가 일측으로 유입되고, 상기 유입된 가스연료가 벤츄리부(210)에서 이송되면서 공기이송관(500)의 공기를 내부에 유입시켜 가스연료와 공기가 혼합 이송되는 제 2 벤츄리(200)와;
상기 제 1 벤츄리(100)의 끝단부와 제 2 벤츄리(200)의 끝단부에 연결되어 상기 제 1 벤츄리(100)에서 혼합되어 이송된 공기/가스연료와 제 2 벤츄리(200)에서 혼합되어 이송된 가스연료/공기가 내부에서 상호 혼합되고, 상기 혼합된 혼합물이 엔진에 공급되는 연료공기 혼합부(300);를 포함하되,
상기 제 1 벤츄리(100)에서는 공기의 양이 가스연료보다 상대적으로 많게 형성되고, 상기 제 2 벤츄리(200)에서는 가스연료의 양이 공기의 양보다 상대적으로 많게 형성되기에 연료공기 혼합부(300)를 통해 공기의 양과 가스연료의 양이 동일하게 구현되고,
상기 가스이송관(400)은 끝단부가 제 1 벤츄리(100)의 벤츄리부(110)에 연결되고, 외주연 일단부에 제 2 벤츄리(200)의 끝단부가 연결되어 가스연료를 제 1 벤츄리(100)와 제 2 벤츄리(200)에 전달하며,
상기 공기이송관(500)은 끝단부가 제 2 벤츄리(200)의 벤츄리부(210)와 연결되어 공기가 가스연료의 압력에 의해 제 2 벤츄리(200)에 전달하고,
상기 공기가 유입되는 제 1 벤츄리(100)의 일측에는 공기의 양과 흐름을 개폐 조절하도록 제 1 밸브(120)가 더 설치되고,
상기 가스연료가 유입되는 제 2 벤츄리(200)의 일측에는 가스연료의 양과 흐름을 개폐 조절하도록 제 2 밸브(220)가 더 설치되며,
상기 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)는 제어부(700)에 의해 제어되고,
상기 공기와 가스연료가 혼합된 제 1 벤츄리(100)의 일측과 상기 가스연료와 공기가 혼합된 제 2 벤츄리(200)의 일측과 연료공기 혼합부의 출구 측에는 산소농도를 측정하는 측정센서(600)가 더 설치되고, 상기 측정센서(600)에서 측정된 신호는 제어부(700)에 전달되어 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)가 제어되고,
상기 제어부(700)는 차량의 배기가스관에 설치된 공연비 센서를 통해 측정된 배기가스 농도에 따라 제 1 밸브(120)와 제 2 밸브(220)를 제어하고,
상기 가스연료는 합성가스 또는 저열량 가스 중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 트윈 벤츄리 믹서의 구조를 이용한 가스연료 공급장치.
A fuel supply apparatus for a vehicle using gas fuel,
A first venturi 100 in which air is introduced into one side, the introduced air is transferred from the venturi unit 110, and the gas fuel in the gas transfer pipe 400 is introduced into the inside of the venturi unit 110 so that the air and the gaseous fuel are mixedly transferred;
The gaseous fuel is introduced into one side of the gas delivery pipe 400 and flows into the venturi unit 210. The air is then introduced into the air transfer pipe 500, A second venturi 200 to which the second venturi 200 is mixedly conveyed;
The air / gaseous fuel mixed in the first venturi 100 and the second venturi 200 are mixed with each other at the end of the first venturi 100 and the end of the second venturi 200, (300) in which the mixed gas fuel / air is intermixed in the inside and the mixed mixture is supplied to the engine,
In the first venturi 100, the amount of air is relatively larger than that of the gaseous fuel. In the second venturi 200, the amount of the gaseous fuel is formed to be relatively larger than the amount of the air, The amount of air and the amount of gaseous fuel are realized in the same manner,
The end of the gas pipe 400 is connected to the venturi 110 of the first venturi 100 and the end of the second venturi 200 is connected to one end of the outer periphery of the first venturi 100, And the second venturi 200,
The air delivery pipe 500 is connected to the venturi portion 210 of the second venturi 200 so that the air is delivered to the second venturi 200 by the pressure of the gaseous fuel,
A first valve (120) is further provided at one side of the first venturi (100) into which the air flows, for controlling the amount and flow of air,
A second valve (220) is further provided at one side of the second venturi (200) into which the gaseous fuel flows, for controlling the amount and flow of the gaseous fuel,
The first valve 120 and the second valve 220 are controlled by a controller 700,
A measurement sensor 600 for measuring the oxygen concentration is provided at one side of the first venturi 100 in which the air and the gaseous fuel are mixed and at one side of the second venturi 200 in which the gaseous fuel and air are mixed and at the outlet side of the fuel- And a signal measured by the measurement sensor 600 is transmitted to the controller 700 to control the first valve 120 and the second valve 220,
The control unit 700 controls the first valve 120 and the second valve 220 according to the exhaust gas concentration measured through the air-fuel ratio sensor installed in the exhaust gas pipe of the vehicle,
Wherein the gas fuel is capable of selectively using any one of a syngas or a low calorimetric gas.
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