KR101863170B1 - 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 - Google Patents

디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101863170B1
KR101863170B1 KR1020160052802A KR20160052802A KR101863170B1 KR 101863170 B1 KR101863170 B1 KR 101863170B1 KR 1020160052802 A KR1020160052802 A KR 1020160052802A KR 20160052802 A KR20160052802 A KR 20160052802A KR 101863170 B1 KR101863170 B1 KR 101863170B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
housing
dimethyl ether
module
regulator
Prior art date
Application number
KR1020160052802A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170123800A (ko
Inventor
표영덕
김강출
조종표
우영민
장진영
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020160052802A priority Critical patent/KR101863170B1/ko
Publication of KR20170123800A publication Critical patent/KR20170123800A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101863170B1 publication Critical patent/KR101863170B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F02M21/0212Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0221Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0287Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers characterised by the transition from liquid to gaseous phase ; Injection in liquid phase; Cooling and low temperature storage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus 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
    • F02M37/0047Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus 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
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예는, 디메틸에테르 저장탱크와 연료분사펌프의 사이에서 연료공급관 및 연료회수관으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크로부터 연료분사펌프 쪽으로 연료를 공급하는 피드펌프와, 연료회수관을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 디메틸에테르 저장탱크로 회수하는 냉각기가 내장되어 있는 피드펌프 모듈을 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 제공한다.

Description

디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치{DME Fuel Feed Device for Diesel Engine}
본 발명은 기존의 디젤엔진에 경유를 대체하여 대기 중에서 가스 상태로 존재하는 디메틸에테르(Dimethyl ether, 이하 DME 라고 함)를 사용하는 DME 연료시스템의 일부인 DME 연료공급장치에 관한 것으로, 설치 및 유지보수가 용이하고 제작비용이 저렴한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치에 관한 것이다.
디젤엔진은 가솔린엔진에 비해 힘이 좋고 효율이 높으며 이산화탄소 배출량이 적은 장점이 있으나 매연 등 대기오염물질이 다량으로 배출되는 문제가 있기 때문에, 이를 해결하기 위한 방법으로 디젤을 대체할 수 있는 대체연료의 생산 보급이 필요하며 또한 이를 사용하기위한 연료시스템의 개발이 되어왔다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 디젤엔진용 DME연료공급장치의 구성은 DME공급부와, DME회수부로 구성된다.
DME공급부는 DME가 이송되도록 하단부에 공급관(11)이 연통 설치되고, 공급관(11)을 통해 과잉 공급된 DME를 회수하는 회수연료관(12)이 상단부에 설치된 DME연료탱크(10)와, 공급관(11)의 일단부에 설치되어 DME의 불순물을 제거해주는 연료필터(13)와, 연료필터(13)와 연통되어 DME를 이동시키는 연료공급펌프(14)와, 연료공급펌프(14)와 연통되어 DME를 개폐하는 연료공급밸브(15)와, 연료공급밸브(15)와 공급관(11)으로 일단부가 연통된 연료분사펌프(16)와, 연료분사펌프(16)의 일단면에 형성되어 DME를 액체상태의 고압으로 엔진에 분사하는 다수개의 인젝터(17)와, 인젝터(17)의 일단부에 각각 설치되어 과잉 공급된 DME가 회수되도록 인젝터 체크밸브가 내설된 인젝터 리턴관(18)과, 연료분사펌프(16)의 타단부에 연통되어 과잉 공급된 DME가 회수되도록 연료압력제어밸브(19)가 내설되어 회수연료관(12)과 연결된 연료분사펌프 리턴관(20)으로 구성된다.
DME회수부는 디젤엔진의 운전 시 연료분사펌프(16)에서 누설되는 DME가 이송되도록 연료분사펌프(16)의 일단부에 설치되어 타단부가 회수연료관(12)에 설치되는 연료누설관(21)과, 연료누설관(21)과 연통되어 형성되는 퍼지탱크(22)와, 퍼지탱크(22)와 연통되어 누설된 DME를 DME연료탱크(10)로 회수시키는 퍼지펌프(23)와, 인젝터 리턴관(18) 및 연료분사펌프 리턴관(20)에 일단부가 각각 분지되어 인젝터 퍼지밸브(24) 및 연료분사펌프 퍼지밸브(25)가 내설되고 타단부가 연료누설관(21)에 설치되도록 형성된 연료퍼지관(26)으로 구성된다.
여기서, 연료누설관(21)의 일단부에는 흡기밸브(28)가 설치된 엔진흡기관(27)이 추가로 형성되어 있다.
이러한 종래의 디젤엔진용 DME연료공급장치는 전체 부피가 매우 커서 설치 및 유지보수가 어렵고 제작비용이 증대되는 문제점이 있었다.
특히, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치에 구비되는 펌프, 냉각기, 탱크, 레귤레이터 등의 많은 설비를 자동차나 디젤기관 또는 발전소 등의 산업설비에 설치할 때 비좁은 엔진룸 등에는 설치 자체가 불가능해지는 문제점이 있었다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치의 설치 및 유지보수를 용이하게 하고 제작비용을 저렴하게 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치에 구비되는 펌프, 냉각기, 탱크, 레귤레이터 등의 많은 설비를 최적의 배치를 통해 모듈화함으로써 자체의 부피를 최소화할 수 있을 뿐만아니라, 자동차나 디젤기관 또는 발전소 등의 산업설비에 용이하게 설치하고 보수할 수 있게 하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 디메틸에테르 저장탱크와 연료분사펌프의 사이에서 연료공급관 및 연료회수관으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크로부터 연료분사펌프 쪽으로 연료를 공급하는 피드펌프와, 연료회수관을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 디메틸에테르 저장탱크로 회수하는 냉각기가 내장되어 있는 피드펌프 모듈을 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는, 디메틸에테르 저장탱크와 연료분사펌프의 사이에서 연료공급관 및 연료회수관으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크로부터 연료분사펌프 쪽으로 공급되는 연료의 맥동을 방지하는 서지탱크 모듈과, 연료회수관을 통해 회수되는 연료의 압력을 일정하게 조정하는 레귤레이터 모듈을 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는, 디메틸에테르 저장탱크와 연료분사펌프의 사이에서 연료공급관 및 연료회수관으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크로부터 연료분사펌프 쪽으로 연료를 공급하는 피드펌프와, 연료회수관을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 디메틸에테르 저장탱크로 회수하는 냉각기가 내장되어 있는 피드펌프 모듈; 디메틸에테르 저장탱크로부터 연료분사펌프 쪽으로 공급되는 연료의 맥동을 방지하는 서지탱크 모듈; 연료회수관을 통해 회수되는 연료의 압력을 일정하게 조정하는 레귤레이터 모듈을 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치의 설치 및 유지보수가 용이해지고 제작비용이 저렴해지는 효과가 있다.
특히, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치에 구비되는 펌프, 냉각기, 탱크, 레귤레이터 등의 많은 설비를 최적의 배치를 통해 모듈화함으로써 자체의 부피를 최소화할 수 있을 뿐만아니라, 자동차나 디젤기관 또는 발전소 등의 산업설비에 용이하게 설치하고 보수할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 중 일부를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 중 일부를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 5는 도 4의 분해사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 중 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치를 개략적으로 나타내는 구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 중 일부를 개략적으로 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 중 일부를 개략적으로 나타내는 사시도, 도 5는 도 4의 분해사시도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 중 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
먼저 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치는 디메틸에테르 저장탱크(201)와 연료분사펌프(221)의 사이에서 연료공급관(205) 및 연료회수관(225)으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크(201)로부터 연료분사펌프(221) 쪽으로 연료를 공급하는 피드펌프(207)와, 연료회수관(225)을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 디메틸에테르 저장탱크(201)로 회수하는 냉각기(241)가 내장되어 있는 피드펌프 모듈(240)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 디메틸에테르(DME, Dimethyl Ether) 연료는 고효율 압축착화식 디젤기관의 연료로 사용하기 위해서 디젤 차량을 개조하기 위한 여러 가지 시도가 진행되고 있으며, DME를 100% 연료로 사용하거나 경유와 병행하여 사용하려는 시도가 진행되고 있다.
또한, 디메틸에테르는 디젤엔진의 연료로서 세탄가(55 ~ 60)가 높기 때문에 압축착화에 의한 디젤사이클 운전이 가능하여, 디젤엔진과 같은 수준의 에너지소비효율과 이산화탄소 배출량을 얻을 수 있고, 함산소연료(약 34.8wt%)이기 때문에 디젤 엔진에서 문제시되고 있는 PM(입자상물질)의 발생이 거의 없는 커다란 장점을 가지고 있다.
이에 EGR을 적용하여 NOx 배출을 줄임으로써 저NOx 및 저PM의 동시실현이 가능하고, LPG와 유사하게 낮은 압력(약 5bar)으로 상온에서 액화가 가능하기 때문에 저장, 운송 및 취급이 LPG 조건과 유사하여 현행 LPG 차량의 연료용기나 연료공급인프라 등을 대부분 준용할 수 있는 여러 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에서 피드펌프 모듈(240)은 디메틸에테르 저장탱크(201)와 연료분사펌프(221)의 사이에서 연료공급관(205) 및 연료회수관(225)으로 연결되며, 피드펌프(207)와 냉각기(241)가 내장되어 있다.
피드펌프(207)는 디메틸에테르 저장탱크(201)로부터 연료분사펌프(221) 쪽으로 연료를 공급하고, 방열관(241b)과 냉각팬(241a)으로 이루어지는 냉각기(241)는 연료회수관(225)을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 디메틸에테르 저장탱크(201)로 회수한다.
이와 같은 피드펌프 모듈(240)은 크게 하우징(245), 모터(247), 펌프 본체(249), 방열관(241b), 냉각팬(241a) 등으로 이루어진다.
즉, 피드펌프 모듈(240)은 장방형의 내측 공간을 형성하는 하우징(245), 구동력을 제공하는 모터(247), 모터(247)와 결합되어 하우징(245) 내측에 결합되며 모터(247)에 의해 구동되는 펌프 베인이 내장되고 일단부 포트(249b)는 디메틸에테르 저장탱크(201)와 연결되고 타단부 포트(249a)는 연료공급관(205)과 연결되는 펌프 본체(249), 전면이 외부로 노출될 수 있게 하우징(245)의 일측면을 절개하여 결합되며 연료회수관(225)과 연결되는 일단부 포트(242a)와 디메틸에테르 저장탱크(201)와 연결되는 타단부 포트(242b)가 모세관으로 연결 형성되는 방열관(241b), 모터(247)의 전방에 위치되며 방열관(241b)의 후면에 결합되는 냉각팬(241a) 등으로 이루어진다.
여기서, 방열관(241b)은 일단부 포트(242a)와 타단부 포트(242b)가 연결된 모세관이 내장되는 박스 형상의 브라켓으로 형성되며, 단부에 절곡 형성된 플랜지(241c)가 하우징(245)에 결합되도록 되어 있다.
이러한 피드펌프 모듈(240)은 디메틸에테르 저장탱크(201)와 인접되게 설치되어 있어서 연료 공급이 용이해지고 공급효율이 높아지며, 하우징(245)의 일측면이 개방될 수 있게 힌지(245a)로 결합됨으로써 피드펌프(207)가 고장이 발생되거나 냉각기(241)가 고장나는 경우 수리가 용이해지게 되어 있다.
또한, 모터(247)는 대략 3,600 rpm 이상으로 회전하므로 많은 열이 발생되는데, 모터(247)의 과열시 연료공급이 어려워지게 되므로 80 ℃ 이하로 유지시켜야 하며, 특히 자동차의 경우 연료공급이 중단되면 운전중에 치명적이므로, 모터(247)의 전방에 냉각팬(241a)을 설치하여 이를 모듈화함으로써 이러한 문제를 사전에 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 4와 도 5에 도시된 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치는, 디메틸에테르 저장탱크(201)와 연료분사펌프(221)의 사이에서 연료공급관(205) 및 연료회수관(225)으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크(201)로부터 연료분사펌프(221) 쪽으로 공급되는 연료의 맥동을 방지하는 서지탱크 모듈(210)과, 연료회수관(225)을 통해 회수되는 연료의 압력을 일정하게 조정하는 레귤레이터 모듈(230)을 포함하며, 서지탱크 모듈(210)과 레귤레이터 모듈(230)이 일체로 결합되어 서지탱크 및 레귤레이터 모듈(250)을 구성한다.
여기서, 서지탱크 모듈(210)은, 장방형의 내측 공간을 형성하여 디메틸에테르 연료가 충진되는 서지탱크 하우징(212), 서지탱크 하우징(212)에 결합되어 연료의 온도를 측정하는 온도센서(210b), 서지탱크 하우징(212)에 결합되어 연료의 압력을 측정하는 압력센서(210a), 서지탱크 하우징(212)의 내측에서 연료공급관(205)과 연결되어 연료회수관(225)으로의 역류를 방지하는 체크밸브(213)를 포함한다.
그리고, 레귤레이터 모듈(230)은, 일측면이 서지탱크 하우징(212)이 삽입되도록 개방되어 있는 레귤레이터 하우징(232), 레귤레이터 하우징(232)에 설치되어 레귤레이터(231)의 압력을 측정하는 압력센서(230a), 레귤레이터 하우징(232)의 내측에서 일단부 포트(234b)는 레귤레이터(231)와 연결되고 타단부 포트(234a)는 연료공급관(205)과 연결되어 연료공급관(205)으로의 역류를 방지하는 체크밸브(234)를 포함한다.
또한, 서지탱크 하우징(212)의 상단부 및 하단부와 레귤레이터 하우징(232)의 상단부 및 하단부에 서로 대응되는 체결홀이 형성되어 있어서, 이들 체결홀에 결합되는 체결부재(미도시)로 서지탱크 모듈(210)과 레귤레이터 모듈(230)이 일체로 결합될 수 있게 된다.
따라서, 연료분사펌프(221)로 공급되는 연료의 맥동을 방지하는 설비와 연료분사펌프(221) 및 인젝터(209)에서 회수되는 연료의 압력을 조정하는 설비가 하나의 서지탱크 및 레귤레이터 모듈(250)로 컴팩트하게 결합됨으로써 부피가 줄어들 수 있게 됨과 더불어 고장시 수리도 용이해지게 되며 설비의 교체도 용이해지게 된다.
한편, 도 6에 도시된 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치는, 디메틸에테르 저장탱크(201)와 연료분사펌프(221)의 사이에서 연료공급관(205) 및 연료회수관(225)으로 연결되되, 디메틸에테르 저장탱크(201)로부터 연료분사펌프(221) 쪽으로 연료를 공급하는 피드펌프(207)와 연료회수관(225)을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 디메틸에테르 저장탱크(201)로 회수하는 냉각기(241)가 내장되어 있는 피드펌프 모듈(240), 디메틸에테르 저장탱크(201)로부터 연료분사펌프(221) 쪽으로 공급되는 연료의 맥동을 방지하는 서지탱크 모듈(210), 연료회수관(225)을 통해 회수되는 연료의 압력을 일정하게 조정하는 레귤레이터 모듈(230)을 포함한다.
여기서, 피드펌프 모듈(240)과 서지탱크 모듈(210), 레귤레이터 모듈(230)의 구조 및 형상은 전술한 바와 같으므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.
먼저 디메틸에테르 연료의 유로를 살펴보면, 펌프 본체(249)의 일단부 포트(249b)는 디메틸에테르 저장탱크(201)에 연결되고 타단부 포트(249a)는 서지탱크 모듈(210)의 일단부 포트(213b)와 연결되어 연료분사펌프(221)로 디메틸에테르 연료를 공급하는 연료공급관을 형성한다.
그리고, 연료분사펌프(221)에서 회수되는 연료는 레귤레이터(231)의 측면 포트(231a)로 회수되고 레귤레이터 모듈(230)의 체크밸브(234)에 연결된 일단부 포트(234b)를 통해 방열관(241b)의 일단부 포트(242a)로 회수되어 냉각되어 방열관(241b)의 타단부 포트(242b)와 연결된 디메틸에테르 저장탱크(201)로 연료를 회수하는 연료회수관을 형성한다.
이를 도 6과 도 2를 기준으로 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
연료공급 과정은, 디메틸에테르 저장탱크(201)에 연결된 연료공급관(205)을 통해 연료가 이송되어 연료필터(203)를 거쳐 피드펌프(207)에 의해 디메틸에테르가 액체상태로 유지되어 서지탱크 모듈(210)의 체크밸브(213)를 거쳐 연료분사펌프(221)에 공급되며, 연료분사펌프(221)의 일측에 구비된 인젝터(209)에 의해 액체상태의 디메틸에테르가 고압으로 엔진에 분사된다.
연료회수 과정은, 인젝터(209)에 디메틸에테르가 과잉 공급되면 인젝터(209)의 일단부에 설치된 인젝터 리턴관(209a)을 통해 레귤레이터 모듈(230)로 회수되고, 연료분사펌프(221)에 디메틸에테르가 과잉 공급되면 일단부에 설치된 연료분사펌프 리턴관(221a)을 통해 레귤레이터 모듈(230)로 회수된다.
이때 연료분사펌프 리턴관(221a)을 통해 회수되는 고압의 연료는 레귤레이터(231)를 통해 압력이 조정되며, 인젝터 리턴관(209a)과 연료분사펌프 리턴관(221a)에 연통된 연료회수관(225)을 통해 과잉 공급된 디메틸에테르가 피드펌프 모듈(240)의 냉각기(241)에 의해 냉각되어 디메틸에테르 저장탱크(201)로 회수된다.
또한, 엔진 운전 중에 연료 누수가 예상되는 연료분사펌프(221)를 이용하는 경우에는 이를 디메틸에테르 저장탱크(201)로 회수할 수 있도록, 연료분사펌프 리턴관(221a)과 연결된 연료누설관(237a)을 통해 퍼지펌프(237)와 체크밸브(239)를 거쳐 디메틸에테르 저장탱크(201)로 회수된다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치의 설치 및 유지보수가 용이해지고 제작비용이 저렴해지는 효과가 있다.
특히, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치에 구비되는 펌프, 냉각기, 탱크, 레귤레이터 등의 많은 설비를 최적의 배치를 통해 모듈화함으로써 자체의 부피를 최소화할 수 있을 뿐만아니라, 자동차나 디젤기관 또는 발전소 등의 산업설비에 용이하게 설치하고 보수할 수 있게 되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
201: 디메틸에테르 저장탱크
203: 연료필터 205: 연료공급관
207: 피드펌프 209: 인젝터
210: 서지탱크 모듈 221: 연료분사펌프
225: 연료회수관 230: 레귤레이터 모듈
250: 서지탱크 및 레귤레이터 모듈

Claims (15)

  1. 디메틸에테르 저장탱크와 연료분사펌프의 사이에서 연료공급관 및 연료회수관으로 연결되고,
    상기 디메틸에테르 저장탱크로부터 상기 연료분사펌프 쪽으로 연료를 공급하는 피드펌프와, 상기 연료회수관을 통해 회수되는 연료를 냉각하여 상기 디메틸에테르 저장탱크로 회수하는 냉각기가 내장되어 있는 피드펌프 모듈;
    상기 디메틸에테르 저장탱크로부터 상기 연료분사펌프 쪽으로 공급되는 연료의 맥동을 방지하는 서지탱크 모듈; 및
    상기 연료회수관을 통해 회수되는 연료의 압력을 일정하게 조정하는 레귤레이터 모듈을 포함하고,
    상기 피드펌프 모듈은,
    구동력을 제공하는 모터, 상기 연료회수관과 연결되는 일단부와 상기 디메틸에테르 저장탱크와 연결되는 타단부가 모세관으로 연결형성되는 방열관, 및 상기 모터의 전방에 위치되며 상기 방열관의 후면에 결합되어 상기 모터의 온도를 일정 온도 이하로 유지시키고 상기 연료회수관을 통해 회수되는 연료를 냉각시키는 냉각팬을 포함하고,
    상기 레귤레이터 모듈의 하우징의 일측면은 상기 서지탱크 모듈의 하우징이 삽입되도록 개방되고, 체결부재에 의해 상기 레귤레이터 모듈의 하우징 및 상기 서지탱크 모듈의 하우징이 결합되는,
    디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드펌프 모듈은,
    장방형의 내측 공간을 형성하는 피드펌프 모듈 하우징;
    상기 모터와 결합되어 상기 피드펌프 모듈 하우징 내측에 결합되며 상기 모터에 의해 구동되는 펌프 베인이 내장되고 일단부 포트는 상기 디메틸에테르 저장탱크와 연결되고 타단부 포트는 상기 연료공급관과 연결되는 펌프 본체;
    를 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방열관은,
    전면이 외부로 노출될 수 있게 상기 피드펌프 모듈 하우징의 일측면을 절개하여 결합되며, 상기 연료회수관과 연결되는 일단부 포트와 상기 디메틸에테르 저장탱크와 연결되는 타단부 포트가 모세관으로 연결 형성되는, 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피드펌프 모듈은 상기 디메틸에테르 저장탱크와 인접되어 설치되며 상기 피드펌프 모듈 하우징의 일측면이 개방될 수 있게 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서지탱크 모듈의 하우징(서지탱크 하우징)은 장방형의 내측 공간을 형성하고,
    상기 서지탱크 모듈은,
    상기 서지탱크 하우징에 결합되어 연료의 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 서지탱크 하우징에 결합되어 연료의 압력을 측정하는 압력센서;
    상기 서지탱크 하우징의 내측에서 상기 연료공급관과 연결되어 상기 연료회수관으로의 역류를 방지하는 체크밸브;
    를 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 레귤레이터 모듈의 하우징(레귤레이터 하우징)은 일측면이 상기 서지탱크 하우징이 삽입되도록 개방되어 있고,
    상기 레귤레이터 모듈은,
    상기 레귤레이터 하우징에 설치되어 레귤레이터의 압력을 측정하는 압력센서;
    상기 레귤레이터 하우징의 내측에서 상기 연료회수관과 연결되어 상기 연료공급관으로의 역류를 방지하는 체크밸브;
    상기 레귤레이터 하우징의 내측에서 일단부 포트는 레귤레이터와 연결되고 타단부 포트는 상기 연료공급관과 연결되어 상기 연료공급관으로의 역류를 방지하는 체크밸브;
    를 포함하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서지탱크 하우징의 상단부 및 하단부와 상기 레귤레이터 하우징의 상단부 및 하단부에 서로 대응되는 체결홀이 형성되어 상기 체결홀에 결합되는 체결부재로 상기 서지탱크 모듈과 레귤레이터 모듈이 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020160052802A 2016-04-29 2016-04-29 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치 KR101863170B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052802A KR101863170B1 (ko) 2016-04-29 2016-04-29 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052802A KR101863170B1 (ko) 2016-04-29 2016-04-29 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170123800A KR20170123800A (ko) 2017-11-09
KR101863170B1 true KR101863170B1 (ko) 2018-06-01

Family

ID=60385541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160052802A KR101863170B1 (ko) 2016-04-29 2016-04-29 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101863170B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102329601B1 (ko) 2020-06-04 2021-11-22 울산대학교 산학협력단 Dme를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법

Families Citing this family (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
KR20230050647A (ko) 2021-10-08 2023-04-17 송민기 모니터 부착형 선반
KR20240060357A (ko) 2022-10-28 2024-05-08 윤채원 발열 기능이 있는 운동화

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002520539A (ja) * 1998-07-13 2002-07-09 ユーアイエス インコーポレイテッド 舶用燃料ポンプ及び冷却システム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2308157B (en) * 1995-12-11 1999-06-02 Caterpillar Inc Fuel system having actuating fluid accumulator reservoir
KR20130140383A (ko) * 2012-06-14 2013-12-24 현대자동차주식회사 디메틸에테르 커먼레일 연료 공급장치 및 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002520539A (ja) * 1998-07-13 2002-07-09 ユーアイエス インコーポレイテッド 舶用燃料ポンプ及び冷却システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102329601B1 (ko) 2020-06-04 2021-11-22 울산대학교 산학협력단 Dme를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170123800A (ko) 2017-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101863170B1 (ko) 디젤엔진의 디메틸에테르 연료공급장치
CA2762697C (en) Method and apparatus for supplying a gaseous fuel to an internal combustion engine
US9303605B2 (en) System and method for circulating fuel through a direct injection pump of a bi-fuel engine
US10634098B2 (en) System and method of improving fuel efficiency in vehicles using HHO
EP2034168A1 (en) Diesel engine for dimethyl ether
CN105339636A (zh) 用于控制内燃机中的燃料压力的模块
US20130333666A1 (en) Internal combustion engine
KR20110012836A (ko) 직접 분사 엘피아이 시스템
US9194337B2 (en) High pressure direct injected gaseous fuel system and retrofit kit incorporating the same
US6718948B2 (en) Fuel delivery module for petrol direct injection applications including supply line pressure regulator and return line shut-off valve
CN114109628B (zh) 一种基于液氢的缸内直喷氢内燃机升压氢气装置及控制方法
KR102115166B1 (ko) 디메틸에테르 연료공급장치 및 연료공급시스템
KR101261836B1 (ko) 직접분사 엘피아이 시스템 및 그의 제어방법
CN203499862U (zh) 柴油发动机掺布朗气装置
CN104819075A (zh) 基于水电解的燃料供应装置
CN104819074A (zh) 基于水电解的燃料供应装置
KR101294511B1 (ko) 디메틸에테르 연료 차량의 연료 순환 시스템
KR100693647B1 (ko) LPLi 연료펌프 시스템
CN201687621U (zh) 一种柴油发动机电动输油泵系统
KR100708388B1 (ko) 차량용 엘피지 연료탱크의 연료공급장치
KR101294544B1 (ko) 디메틸에테르 연료 차량의 연료 냉각 시스템
CN204783386U (zh) 外置式燃油泵总成
KR20130066008A (ko) Lpi 연료 충전 장치
CN114198214B (zh) 交互式助燃型双燃料内燃机喷射系统控制方法
KR102068060B1 (ko) 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant