KR101574729B1

KR101574729B1 - 감압용 레귤레이터

Info

Publication number: KR101574729B1
Application number: KR1020140079156A
Authority: KR
Inventors: 김동조; 장재황
Original assignee: 동방테크 주식회사
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2015-12-04

Abstract

본 발명은 레귤레이터에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 감압용 레귤레이터는 가스 유입구와 가스 배출구 및 상부 압력실과 하부 압력실 구분된 압력실이 형성된 몸체와, 상기 가스 유입구로부터 유입되는 가스 공급 유로의 상부를 개폐시키는 솔레노이드 밸브와 상기 가스 유입구로 유입되는 가스 압력에 따라서 승강되는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 탄성적으로 지지하는 스프링과, 상기 다이어프램에 연동되어 가스 공급 유로의 하부를 개폐시키는 개폐 조절 샤프트를 포함하는 감압용 레귤레이터에 있어서, 상기 가스 공급 유로에는 가스 유입구를 통해서 유입되는 가스 연료의 압력을 조절하기 위해서 유동 단면적을 조절하기 위한 유로 조절구가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

감압용 레귤레이터{regurator for reducing gas pressure}

본 발명은 레귤레이터에 관한 것으로서, 고압과 저압에서 안정적으로 가스 연료의 압력을 조절할 수 있는 감압용 레귤레이터에 관한 것이다.

일반적으로 가스 차량은 고압으로 압축된 저장 탱크에 저장된 연료를 연료 장치를 통해 원활하게 공급받게 되며, 이러한 연료 장치는 고압의 연료의 감압과 연료량을 조절하기 위한 레귤레이터를 이용하게 된다.

이러한 레귤레이터(regulator)는 압축수소가스나 압축천연가스 등을 연료로 하는 차량에 적용되어 저장 탱크로부터 유입되는 입구측에 형성된 고압의 연료 압력을 소정의 압력으로 감압시키는 장치이다.

이러한 레귤레이터는 압축천연가스(Compressed Natural Gas) 차량에 많이 이용되며 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2009-0099639호, 제10-2010-0124051호 등이 있다.

그러나, 종래의 이러한 선행기술들은 출력 압력을 설정압력으로 효율적으로 유지하기 힘들다는 문제점이 있다.

CNG 연료 차량의 특징은 250 BAR의 고압의 연료탱크에서 연료가 공급되어져, 레귤레이터를 통해 5~10BAR 의 저압으로 인젝터를 통해 분사된다.

따라서, 레귤레이터에 공급되는 연료탱크의 압력이 5~250 BAR로 저압에서 고압으로 범위가 넓기 때문에 레귤레이터에서 일정한 세팅 압력으로 감압을 하는데 기존의 기술은 한계가 있다.

특히, 고압의 구간에서는 세팅 압력보다 높게 감압이 이루어지게 되며, 저압의 구간에서는 세팅압력보다 낮게 감압이 이루어져 인젝터의 연료분사의 균일성과 연료소모의 안정성, 고속 고부하 모드에서의 차량 출력과 연비 등에서 불안정한 특징을 나타낸다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고압, 저압 구간에서도 레귤레이터의 세팅압력에 일정하고 정확한 감압이 이루어질 수 있는 감압용 레귤레이터를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 감압용 레귤레이터는 가스 유입구와 가스 배출구 및 상부 압력실과 하부 압력실 구분된 압력실이 형성된 몸체와, 상기 가스 유입구로부터 유입되는 가스 공급 유로의 상부를 개폐시키는 솔레노이드 밸브와 상기 가스 유입구로 유입되는 가스 압력에 따라서 승강되는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 탄성적으로 지지하는 스프링과, 상기 다이어프램에 연동되어 가스 공급 유로의 하부를 개폐시키는 개폐 조절 샤프트를 포함하는 감압용 레귤레이터에 있어서, 상기 가스 공급 유로에는 가스 유입구를 통해서 유입되는 가스 연료의 압력을 조절하기 위해서 유동 단면적을 조절하기 위한 유로 조절구가 더 포함되되, 상기 유로 조절구는 중심에 형성되어 솔레노이드 밸브를 통해서 개폐되는 가스 공급 유로와 배출공과 유입공이 각각 형성되어, 상기 가스 공급 유로에 연결된 배출공을 통해서 가스 연료가 외부로 배출되어 가스 연료의 유동 단면적이 50%이상 감소되도록 몸체와의 공간 사이에 형성된 감압 구간부와, 상기 감압구간부를 통과한 가스연료가 유입공을 통해서 내부로 유입되면서 다시 유동 단면적이 확대되는 확대 구간부를 형성시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감압용 레귤레이터는 유로 조절구를 통해서 가스 공급 유로의 단면적을 조절하여 고압 및 저압 상태에서도 단면적 변화로 인한 1차 감압 효과로 인하여 감압의 정확성을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 감압 레귤레이터를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 도 1이 단면도.
도 4는 종래의 감압 레귤레이터의 감압 상태를 도시하는 그래프.
도 5는 유로 조절구를 도시하는 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 감압 레귤레이터를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 감압용 레귤레이터는 종래의 레귤레이터와 유사하게 가스 유입구(10)와 가스 배출구(20) 및 상부 압력실과 하부 압력실 구분된 압력실이 형성된 몸체(30)와, 상기 가스 유입구로부터 유입되는 가스 공급 유로의 상부를 개폐시키는 솔레노이드 밸브(40)와 상기 가스 유입구로 유입되는 가스 압력에 따라서 승강되는 다이어프램(50:도 1에는 미도시됨, 도2에 도시됨), 상기 다이어프램(50)을 탄성적으로 지지하는 스프링(60)과, 상기 다이어프램(50)에 연동되어 가스 공급 유로의 하부를 개폐시키는 개폐 조절 샤프트(70: 도 2에 도시됨)을 포함하여 이루어진다.

각 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하고, 본 발명의 주요한 특징인 유로 조절구에 대해 상세히 살펴보기로 한다.

다만, 도 2에 도시된 바와 같이 유로 조절구(100)에는 오링(110)을 결합시켜서 기밀을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1이 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 가스 유입구(10)을 통해서 유입되는 가스 연료는 솔레노이드 밸브(40)의 개폐를 통해서 가스 공급 유로로 유입된다.

솔레노이드 밸브(40)의 단부에는 가스 공급 유로(200)를 열게 되면, 가스 연료가 흐르게 되고, 이러한 가스 공급 유로(200)는 가스 연료의 압력을 조절하기 위해서 유동 단면적을 조절하기 위한 유로 조절구(100)를 통해서 압력이 선행 감압된다.

유로 조절구에 대해 상세히 살펴보면,

도 5는 유로 조절구를 도시하는 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 유로 조절구는 배출공(102)와 유입공(104)가 각각 형성되는 다단의 원통형으로 제작되며, 내부 유로를 통해서 유입되는 가스 연료는 상기 배출공(102)을 통해서 외부로 배출되었다가 다시 유입공(104)를 통해서 내부로 유입된다.

이러한 가스 연료의 내부 흐름에 대해서 살펴보면, 도 6은 도 5의 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브를 통해서 개방되면 가스 연료는 L3 구간을 통해서 유로 조절구(100)의 내부로 유입되고, 단부에 형성된 배출공(102)를 통해서 외부로 배출된다.

배출된 연료는 유로 조절구(100)와 몸체(30)의 공간 사이로 유입되고, 이 구간은 단면적이 50%이상 감소되는 감압 구간부(L2)에 해당된다. 이 구간을 통과하는 가스 연료는 유입공(104)를 통해서 다시 단면적이 확대되는 확대 구간부(L1)로 흐르게 된다.

도 4는 종래의 감압 레귤레이터의 감압 상태를 도시하는 그래프이다.

종래의 차량용 감압 레귤레이터는 고압 상태에서는 설정 압력(Set Pr)이 올라가는 문제점이 있다.

본원 발명에서는 도 6에서 도시된 바와 같이 고압 구간에서는 감압 구간부(L2)를 통과하는 가스 연료가 선 감압 상태에서 감압실로 들어 가게 되므로 고압 구간에서도 설정 압력으로 정상적인 감압이 가능해지는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명은 감압용 레귤레이터를 도시하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10; 가스 유입구
20: 가스 배출구
30: 몸체
40: 솔레노이드 밸브
50: 다이어 프램
60: 스프링
70: 개폐 조절 샤프트
100: 유로 조절구
102: 배출공
104: 유입공
110: 오링
200: 가스 공급 유로
L1: 감압 구간부
L2: 확대 구간부

Claims

가스 유입구와 가스 배출구 및 상부 압력실과 하부 압력실 구분된 압력실이 형성된 몸체와, 상기 가스 유입구로부터 유입되는 가스 공급 유로의 상부를 개폐시키는 솔레노이드 밸브와 상기 가스 유입구로 유입되는 가스 압력에 따라서 승강되는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 탄성적으로 지지하는 스프링과, 상기 다이어프램에 연동되어 가스 공급 유로의 하부를 개폐시키는 개폐 조절 샤프트를 포함하는 감압용 레귤레이터에 있어서,
상기 가스 공급 유로에는,
가스 유입구를 통해서 유입되는 가스 연료의 압력을 조절하기 위해서 유동 단면적을 조절하기 위한 유로 조절구(100)가 더 포함되되,
상기 유로 조절구는,
중심에 형성되어 솔레노이드 밸브를 통해서 개폐되는 가스 공급 유로(L3)와 배출공(102)과 유입공(104)이 각각 형성되어,
상기 가스 공급 유로에 연결된 배출공을 통해서 가스 연료가 외부로 배출되어 가스 연료의 유동 단면적이 50%이상 감소되도록 몸체(30)와의 공간 사이에 형성된 감압 구간부(L2)와, 상기 감압구간부를 통과한 가스연료가 유입공을 통해서 내부로 유입되면서 다시 유동 단면적이 확대되는 확대 구간부(L1)를 형성시키는 것을 특징으로 하는 감압용 레귤레이터.
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