KR101853910B1 - Ｃｎｇ 농용 작업차량 - Google Patents

Abstract

CNG 농용 작업차량이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량은 CNG를 연료로 기동되는 차량으로서, 연료탱크 지지대를 매개로 CNG 연료탱크가 차량 후미에 차폭과 일치하는 방향을 따라 횡행 배치된 구성을 갖고, 운전석과 엔진룸을 구분 짓는 구획패널에 근접한 엔진룸 공간에는 지지브래킷과 취부브래킷을 매개로 주요 전장품이 취부되며, CNG 연료탱크에서 엔진으로 공급되는 CNG 압력을 조정하도록 기능하는 가스 레귤레이터가 엔진룸 공간 내에서 엔진 측부로 인접 배치되는 장착브래킷 상에 장착 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＣＮＧ 농용 작업차량{CNG vehicle for agriculture}

본 발명은 농용 작업차량에 관한 것으로, 상세하게는 압축천연가스(CNG)를 연료로 하여 기동하는 CNG 농용 작업차량에 관한 것이다.

농용 작업차량 예컨대, 트랙터(Tractor)의 경우 경작용(耕作用)으로 주로 이용되는 특성상 강력한 힘을 내는 기계식 구조의 디젤엔진을 일반적으로 탑재하고 있다. 그러나 디젤엔진은 이미 알려진 것처럼, 다량의 유해가스 및 공해물질의 배출 등 환경측면에서 많은 문제를 안고 있으며, 때문에 최근 환경문제의 부각과 함께 환경친화적인 엔진으로 대체하려는 시도가 활발하게 진행되고 있다.

친환경 엔진으로서 청정연료인 CNG(Compressed Natural Gas, 압축천연가스)를 연료로 사용하는 CNG 엔진이 주목 받고 있다. CNG 엔진은 연소 시 종래 디젤엔진에 비해 매연 등의 유해가스 배출 및 소음발생이 극히 적어 대기환경 측면에서 매우 유리하고, 연료비 또한 디젤연료에 비해 상당히 저렴한 편이여서 널리 각광 받고 있는 추세에 있다.

이와 같은 이유로, 농용 작업차량과 관련한 기술분야에서도 최근 종래 디젤엔진을 환경친화적인 CNG 엔진으로 대체하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. CNG 엔진으로의 대체 시도로서 일본공개특허 제2003-025858호에 개시된 CNG 탱크를 루프에 마련한 휠 로더의 구성을 예로 들 수 있으며, 본 발명 또한 친환경 구현을 위한 CNG 엔진 탑재 농용 작업차량 개발을 위한 일환으로서 안출하게 된 것이다.

일본특허공개 제2003-025858호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 디젤엔진 탑재형 농용 작업차량의 전체적인 레이아웃을 크게 바꾸지 않고도 압축천연가스(CNG)를 연료로 기동하는 농용 작업차량으로의 전환을 도모할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 연료인 압축천연가스(CNG) 저장를 위한 CNG 탱크를 설치함에 있어, 농용 작업차량 후방에 다양한 작업기 예컨대, 쟁기 또는 로터리 장치를 선택적으로 연결하여 해당 작업을 수행함에 있어 전혀 불편함을 초래하지 않는 구성의 CNG 농용 작업차량을 제공하고자 하는 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명에 따르면, CNG를 연료로 기동되는 CNG 농용 작업차량으로, 연료탱크 지지대를 매개로 CNG 연료탱크가 차량 후미에 차폭과 일치하는 방향을 따라 횡행 배치된 구성을 갖고, 운전석과 엔진룸을 구분 짓는 구획패널에 근접한 엔진룸 공간에는 지지브래킷과 취부브래킷을 매개로 주요 전장품이 취부되며, CNG 연료탱크에서 엔진으로 공급되는 CNG 압력을 조정하도록 기능하는 가스 레귤레이터가 엔진룸 공간 내에서 엔진 측부로 인접 배치되는 장착브래킷 상에 장착 고정되는 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량을 제공한다.

이때 본 발명에서 상기 연료탱크 지지대는 대직경의 후륜을 커버하는 좌/우측 후륜 펜더의 선단 측 정점면에 받침점을 형성한 입체구조물일 수 있으며, 상기 CNG 연료탱크는 입체구조물을 이루는 상기 연료탱크 지지대에 의해 상기 좌/우측 후륜 펜더로부터 일정 거리 상향 이격된 지점의 운전석 후방의 공간 상에 위치하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 지지브래킷은 엔진룸의 반경방향을 따라 설치되도록 하고, 취부브래킷은 상기 지지브래킷 양 측부를 횡으로 가로질러 연결하며, 지지브래킷 내측 공간 상의 상기 취부브래킷 상으로 상기 주요 전장품이 취부되도록 함으로써, 외부로부터 유입되는 수분 등의 이물로부터 전장품이 보호될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 주요 전장품은, 통합적인 전자제어를 위한 ECU, 전기회로 보호를 위한 퓨즈가 설치된 퓨즈박스, 그리고 차량 시동과 관련한 시동 릴레이일 수 있다.

이때, 통전을 위해 케이블과 연결되는 부분에 해당하는 상기 주요 전장품에 형성된 배선 커넥터는 엔진룸 바닥을 향하게 배치되도록 함으로써 수분침투 등에 의한 쇼트나 누전 등이 방지될 수 있도록 하는 것이 좋다.

또한, CNG 압력을 조정하는 상기 가스 레귤레이터는 냉각수 순환방식의 수냉식 구조를 갖고, 한 쌍의 도입측과 출구측 플렉시블 호스를 매개로 냉각수 플랜지 모듈과 기어케이스에 냉각수 순환 가능하게 연결되어, 냉각수 플랜지 모듈로부터 제공되는 엔진 냉각수가 가스 레귤레이터를 거쳐 상기 기어케이스 측으로 순환되는 구성일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량에 의하면, 종래 디젤엔진 탑재형 농용 작업차량의 전체적인 레이아웃을 크게 바꾸지 않고도 압축천연가스(CNG)를 연료로 기동하는 농용 작업차량으로의 전환을 도모할 수 있는 구성을 이루고 있다. 이에 따라, 유해가스 배출이 거의 없는 환경친화적인 농용 작업차량으로의 전환 및 양산에 있어 소요되는 제반 비용을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 연료인 압축천연가스(CNG) 저장를 위한 CNG 탱크가 좌, 우 한 쌍의 후륜 펜더 상에 받침점을 형성하는 지지대를 매개로 운전석 후방의 여유공간에 배치되는 구성을 가진다. 따라서 탱크 설치를 위한 별도의 공간확보가 요구되지 않아 레이아웃 상 유리하면서도, 작업기를 선택적으로 연결하여 해당 작업을 수행함에 있어 전혀 지장을 초래하지 않는 위치에 탱크가 위치하고 있다는 구조적인 장점 또한 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량의 사시도.
도 2는 도 1에 따른 CNG 농용 작업차량의 측면도.
도 3은 도 1에 따른 CNG 농용 작업차량의 평면도.
도 4는 CNG 연료탱크가 설치된 도 1의 CNG 농용 작업차량의 후미부를 확대 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량을 구성하는 주요 전장품의 배치를 보여주기 위한 엔진룸 내부 사시도.
도 6는 도 5의 엔진룸 내부 구성에서 주요부를 확대 도시한 요부 확대 사시도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량의 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 CNG 농용 작업차량의 측면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 따른 CNG 농용 작업차량의 평면도이고, 도 4는 CNG 연료탱크가 설치된 도 1의 CNG 농용 작업차량의 후미부를 확대 도시한 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량은 CNG(Compressed Natural Gas, 압축천연가스)를 연료로 하여 기동하는 차량으로 도 1 내지 도 4의 도시와 같이, 고압으로 압축된 CNG 저장을 위해 밀폐된 내부 수용공간을 형성한 CNG 연료탱크(2)를 차량 후미에 구비한다.

CNG 연료탱크(2)는 구체적으로, 연료탱크 지지대(1)를 매개로 차폭과 일치하는 방향을 따라 횡행 배치되도록 차량 후미에 설치된다.

연료탱크 지지대(1)는 CNG 연료탱크(2)가 설치된 차량의 후미부를 확대 도시한 도 4의 도시와 같이, 대직경의 후륜(RW)을 커버하는 좌/우측 후륜 펜더(3)의 선단 측 정점면에 받침점을 형성한 입체구조물일 수 있으며, 따라서 상기 CNG 연료탱크(2)는 입체구조물을 이루는 상기 연료탱크 지지대(1)에 의해 상기 좌/우측 후륜 펜더(3)로부터 일정 거리 상향 이격된 지점의 운전석 후방의 여유공간 상에 위치한다.

위와 같이, 좌, 우 한 쌍의 후륜 펜더(3) 상에 받침점을 형성하는 연료탱크 지지대(1)를 매개로 운전석 후방의 여유공간에 CNG 연료탱크(2)를 배치하면, 상당한 부피를 갖는 연료탱크(2) 설치를 위한 별도의 공간확보가 요구되지 않아 레이아웃 상 유리하며, 차량 후미에 작업기 예컨대, 쟁기 또는 로터리 장치를 선택적으로 연결하여 해당 작업을 수행함에 있어 전혀 지장이 초래되지 않는다.

도 4의 확대도에서 도면부호 4는 상기 CNG 연료탱크(2)에 연료 충진을 위한 가스 충진구나 연료탱크 압력확인을 위한 게이지 등이 설치될 수 있도록 장착면을 제공하는 장착부재를 가리킨다. 이 장착부재(4)는 구체적으로 브래킷일 수 있으며, 도면의 도시와 같이 탱크 폭 방향을 기준으로 상기 CNG 연료탱크 지지대(1)의 일측(도면의 연료탱크(2) 좌측뿐 아니라, 도시하지 않은 우측도 포함됨)에 설치될 수 있다.

도면을 통해 구체적으로 도시하지 않았으나, 연료탱크 지지대(1) 상의 CNG 연료탱크(2)와 상기 장착부재에 장착되는 가스 충진구는 도관을 매개로 연료가 유동 가능하게 상호 연결됨은 물론이며, 가스 충진구를 통해 연료를 충진하는 과정에서의 압력 손실 최소화를 위해, 가스 충진구와 연료탱크의 입구 위치를 최대한 근접하게 위치하도록 구성함으로써 도관이 최단 경로로 형성될 수 있도록 하는 것이 좋다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량을 구성하는 주요 전장품의 배치를 보여주기 위한 엔진룸 내부 나타낸 사시도이다. 이를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량의 엔진룸 내부 구성에 대해 간단히 살펴보기로 한다.

도 5를 참조하면, 운전석과 엔진룸을 구분 짓는 구획패널(5)에 근접한 엔진룸 공간에는 지지브래킷(6)과 취부브래킷(7)을 매개로 주요 전장품(8)이 엔진룸 내에 안전하게 취부된다.

엔진룸 후드 개방을 위한 틈새 등을 통해 유입되는 수분 등의 이물로부터 주요 전장품(8)이 안전하게 보호될 수 있도록, 지지브래킷(6)은 도면과 같이 엔진룸의 반경방향을 따라 설치되는 구성일 수 있으며, 취부브래킷(7)은 상기 지지브래킷(6) 양 측부를 횡으로 가로질러 연결하는 구성일 수 있다. 그리고 상기 지지브래킷(6)에 보호되는 내측 공간의 상기 취부브래킷(7) 상으로 주요 전장품(8)이 취부되도록 함이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 상기 주요 전장품(8)은 차량 및 작업기 구동과 관련한 통합적인 전자제어를 위한 ECU(8a), 전기회로 보호를 위한 퓨즈가 설치된 퓨즈박스(8b), 그리고 차량 시동과 관련한 시동 릴레이(8c)일 수 있다. 이때 통전을 위해 케이블과 연결되는 부분에 해당하는 주요 전장품(8)에 형성된 배선 커넥터를 엔진룸 바닥을 향하게 배치하면, 수분침투 등에 의한 쇼트나 누전 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

도 6은 도 5의 엔진룸 내부 구성에서 주요부를 확대 도시한 요부 확대 사시도이다.

CNG 엔진을 채택하는 경우, CNG 연료탱크(2)에서 엔진으로 공급되는 CNG 압력을 조정하도록 기능하는, 구체적으로 연료탱크(2)에 저장된 고압(약 200bar)의 CNG를 연소에 적합한 압력(약 2bar)으로 강하시키기 위해 기능하는 가스 레귤레이터(9)가 요구된다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 도 6과 같이, 엔진룸 공간 내에서 엔진(10) 측부로 인접 배치되는 장착브래킷(15) 상으로 위와 같은 가스 레귤레이터(9)를 장착하고 있다.

가스 레귤레이터(9)에 의해 CNG 압력을 강하시키는 조정이 행해지는 과정에서, CNG의 급격한 압력강화에 따른 온도변화로 가스 레귤레이터(9) 내에 결로 및 결빙이 발생될 수 있다. 이러한 결로 및 결빙은 레귤레이터(9)의 원활한 작동에 영향을 미쳐 압력조정 시 목적하는 압력으로의 압력 강하가 제대로 이루어지지 못하거나, 심한 경우 결빙으로 인해 장치 파손이 유발될 수 있다.

위와 같은 결로 및 결빙 방지를 위해, 냉각수 순환에 의해 장치온도가 적정하게 유지되는 수냉식 구조의 가스 레귤레이터(9)를 적용하는 것이 바람직하다.

수냉식 구조 가스 레귤레이터(9)를 적용함에 있어서는 주변 부속품과의 배치관계를 고려하여, 라디에이터 측으로의 냉각수 도입을 선택적으로 단속하는 냉각수 플랜지 모듈(13)과 기어케이스(14)에 한 쌍의 도입측/출구측 플렉시블 호스(11)(12)를 이용하여 냉각수가 순환 가능하게 연결함으로써, 냉각수 플랜지 모듈(13)로부터 제공되는 엔진 냉각수가 가스 레귤레이터(9)를 거쳐 기어케이스(14) 측으로 순환되는 구성을 이루도록 하는 것이 좋다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시예에 따른 CNG 농용 작업차량에 의하면, 종래 디젤엔진 탑재형 농용 작업차량의 전체적인 레이아웃을 크게 바꾸지 않고도 압축천연가스(CNG)를 연료로 기동하는 농용 작업차량으로의 전환을 도모할 수 있다는 구조적 장점이 있으며, 이로 인해 유해가스 배출이 거의 없는 환경친화적인 농용 작업차량으로의 전환 및 양산에 있어 소요되는 제반 비용을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 연료인 압축천연가스(CNG) 저장를 위한 CNG 탱크가 좌, 우 한 쌍의 후륜 펜더 상에 받침점을 형성하는 지지대를 매개로 운전석 후방의 여유공간에 배치되는 구성을 가진다. 따라서 탱크 설치를 위한 별도의 공간확보가 요구되지 않아 레이아웃 상 유리하면서도, 작업기를 선택적으로 연결하여 해당 작업을 수행함에 있어 전혀 지장을 초래하지 않는 위치에 탱크가 위치한다는 구조적 장점이 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 연료탱크 지지대 2 : CNG 연료탱크
3 : 후륜 펜더 4 : 장착부재
5 : 구획패널 6 : 지지브래킷
7 : 취부브래킷 8 : 주요 전장품
9 : 가스 레귤레이터 10 : 엔진
11, 12 : 플렉시블 호스 13 : 냉가수 플랜지 모듈
14 : 기어 케이스

Claims (6)

1. CNG를 연료로 기동되는 CNG 농용 작업차량으로,
   연료탱크 지지대를 매개로 CNG 연료탱크가 차량 후미에 차폭과 일치하는 방향을 따라 횡행 배치된 구성을 갖고,
   운전석과 엔진룸을 구분 짓는 구획패널에 근접한 엔진룸 공간에는 지지브래킷과 취부브래킷을 매개로 주요 전장품이 취부되며,
   CNG 연료탱크에서 엔진으로 공급되는 CNG 압력을 조정하도록 기능하는 가스 레귤레이터가 엔진룸 공간 내에서 엔진 측부로 인접 배치되는 장착브래킷 상에 장착 고정되는 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연료탱크 지지대는 대직경의 후륜을 커버하는 좌/우측 후륜 펜더의 선단 측 정점면에 받침점을 형성한 입체구조물이며,
   상기 CNG 연료탱크는 입체구조물을 이루는 상기 연료탱크 지지대에 의해 상기 좌/우측 후륜 펜더로부터 일정 거리 상향 이격된 지점의 운전석 후방의 공간 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지브래킷은 엔진룸의 반경방향을 따라 설치되고, 취부브래킷은 상기 지지브래킷 양 측부를 횡으로 가로질러 연결하며, 지지브래킷 내측 공간 상의 상기 취부브래킷 상으로 상기 주요 전장품이 취부되는 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 주요 전장품은, 통합적인 전자제어를 위한 ECU, 전기회로 보호를 위한 퓨즈가 설치된 퓨즈박스, 그리고 차량 시동과 관련한 시동 릴레이인 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   통전을 위해 케이블과 연결되는 부분에 해당하는 상기 주요 전장품의 배선 커넥터가 엔진룸 바닥을 향하게 전장품이 배치되는 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   CNG 압력을 조정하는 상기 가스 레귤레이터는 냉각수 순환방식의 수냉식 구조를 갖고, 한 쌍의 도입측과 출구측 플렉시블 호스를 매개로 냉각수 플랜지 모듈과 기어케이스에 냉각수 순환 가능하게 연결되어,
   냉각수 플랜지 모듈로부터 제공되는 엔진 냉각수가 가스 레귤레이터를 거쳐 상기 기어케이스 측으로 순환되는 것을 특징으로 하는 CNG 농용 작업차량.

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