KR101925936B1 - fuel supply apparatus - Google Patents

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KR101925936B1 KR1020160162298A KR20160162298A KR101925936B1 KR 101925936 B1 KR101925936 B1 KR 101925936B1 KR 1020160162298 A KR1020160162298 A KR 1020160162298A KR 20160162298 A KR20160162298 A KR 20160162298A KR 101925936 B1 KR101925936 B1 KR 101925936B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 연료의 온도, 압력 및 유량을 조절하여 엔진으로 공급하는 연료 공급 장치에 있어서, 연료를 저장하는 연료저장부와, 연료저장부의 상류측에 연결되어 연료저장부의 내부를 질소가압하는 질소가압부와, 연료저장부의 하류측에 연결되어 연료저장부 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기밸브와, 연료저장부의 하류측에 연결되어 연료저장부에 저장된 상기 연료를 엔진으로 공급하는 펌프와, 펌프와 엔진 사이에 설치되어 펌프로부터 배출되는 연료를 가열하여 엔진으로 연료를 공급하는 가열기와, 가열기와 연료저장부 사이에 설치되어 가열기에서 배출되는 연료의 일부를 냉각하여 연료저장부로 전달하는 냉각기를 포함하는 연료 공급 장치를 개시한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a fuel supply apparatus for adjusting the temperature, pressure, and flow rate of fuel to supply the fuel to an engine, comprising: a fuel storage unit for storing fuel; a fuel storage unit connected to an upstream side of the fuel storage unit, An exhaust valve connected to the downstream side of the fuel storage section for discharging the gas inside the fuel storage section to the outside, and an exhaust valve connected to the downstream side of the fuel storage section for supplying the fuel stored in the fuel storage section to the engine A heater disposed between the pump and the engine for heating the fuel discharged from the pump to supply fuel to the engine; a cooling unit installed between the heater and the fuel storage unit for cooling a part of the fuel discharged from the heater, And a cooler for delivering the fuel.

Figure R1020160162298
Figure R1020160162298

Description

연료 공급 장치{fuel supply apparatus}≪ Desc / Clms Page number 1 >

본 발명의 실시예들은 연료 공급 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a fuel supply apparatus.

일반적으로 엔진의 성능시험을 위한 연료의 온도 공급 장치는, 연료 탱크 내부에 저장되어 있는 연료의 온도를 연료 탱크 내부에 설치된 히터 또는 연료 탱크의 내부에 설치된 유로를 따라 유동하는 액체질소를 활용하여 제어한다. 이러한 히터 또는 액체질소유로를 이용하여, 연료 탱크 내부에 저장된 연료의 온도를 원하는 온도로 가열하고, 가열된 연료를 펌프 또는 가압식 탱크를 활용하여 엔진에 전달하는 방식을 취해왔다.Generally, the fuel temperature supply device for the performance test of the engine is configured to control the temperature of the fuel stored in the fuel tank by using the heater installed in the fuel tank or the liquid nitrogen flowing along the flow path provided inside the fuel tank do. Such a heater or a liquid nitrogen flow path has been used to heat the temperature of the fuel stored in the fuel tank to a desired temperature and transmit the heated fuel to the engine by utilizing a pump or a pressurized tank.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수 없다.The background art described above is technical information acquired by the inventor for the derivation of the embodiments of the present invention or acquired in the derivation process and is not necessarily a known technology disclosed to the general public before the application of the embodiments of the present invention .

하지만, 상기와 같은 연료 공급 장치는 저온의 연료 또는 끓는점 이하의 온도를 갖는 연료를 취급하는 데 있어서는 안전하게 활용이 가능하나, 끓는점 이상의 온도를 갖는 고온의 연료를 취급하는 데 있어서는 안전하지 못하다는 문제점이 있다. 예를 들어, 끓는점 이상의 고온의 연료를 상기와 같은 연료 공급 장치를 이용하여 취급할 경우, 연료 탱크 내부에서 연료의 기화로 인해 내부 압력이 상승하고, 이러한 압력 상승으로 인해 기화된 연료가 외부로 누설되었을 경우 화재나 폭발을 야기할 수도 있다.However, such a fuel supply apparatus can be used safely in handling low-temperature fuel or a fuel having a temperature below the boiling point, but it is unsafe to handle a high-temperature fuel having a temperature higher than the boiling point have. For example, when a high-temperature fuel at a boiling point or more is handled using the fuel supply device as described above, the internal pressure rises due to the vaporization of the fuel inside the fuel tank, It may cause fire or explosion.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들은 고온의 연료를 엔진에 안정적으로 공급할 수 있는 연료 공급 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, embodiments of the present invention provide a fuel supply apparatus capable of stably supplying a high-temperature fuel to an engine.

본 발명의 일 실시예는, 연료의 온도, 압력 및 유량을 조절하여 엔진으로 공급하는 연료 공급 장치에 있어서, 연료를 저장하는 연료저장부와, 연료저장부의 상류측에 연결되어 연료저장부의 내부를 질소가압하는 질소가압부와, 연료저장부의 하류측에 연결되어 연료저장부 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기밸브와, 연료저장부의 하류측에 연결되어 연료저장부에 저장된 상기 연료를 엔진으로 공급하는 펌프와, 펌프와 엔진 사이에 설치되어 펌프로부터 배출되는 연료를 가열하여 엔진으로 연료를 공급하는 가열기와, 가열기와 연료저장부 사이에 설치되어 가열기에서 배출되는 연료의 일부를 냉각하여 연료저장부로 전달하는 냉각기를 포함하는 연료 공급 장치를 개시한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a fuel supply apparatus for adjusting the temperature, pressure, and flow rate of fuel to supply the fuel to an engine, comprising: a fuel storage unit for storing fuel; a fuel storage unit connected to an upstream side of the fuel storage unit, An exhaust valve connected to the downstream side of the fuel storage section for discharging the gas inside the fuel storage section to the outside, and an exhaust valve connected to the downstream side of the fuel storage section for supplying the fuel stored in the fuel storage section to the engine A heater disposed between the pump and the engine for heating the fuel discharged from the pump to supply fuel to the engine; a cooling unit installed between the heater and the fuel storage unit for cooling a part of the fuel discharged from the heater, And a cooler for delivering the fuel.

본 실시예에 있어서, 가열기와 엔진 사이에 설치되어 가열기에서 엔진으로 유동하는 연료를 차단하는 제1 차단밸브와, 가열기와 냉각기 사이에 설치되어 가열기에서 냉각기로 유동하는 연료를 차단하는 제2 차단밸브를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, a first shut-off valve is provided between the heater and the engine to shut off the fuel flowing from the heater to the engine, and a second shut-off valve installed between the heater and the cooler to shut off the fuel flowing from the heater to the cooler. As shown in FIG.

본 실시예에 있어서, 펌프와 연료저장부 사이에 설치되어 펌프에서 배출되는 연료의 압력을 조절하는 제1 압력조절부를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the apparatus may further include a first pressure regulator provided between the pump and the fuel storage unit to regulate the pressure of fuel discharged from the pump.

본 실시예에 있어서, 펌프와 가열기의 사이에 설치되어 펌프로부터 가열기로 유동하는 연료의 압력을 측정하는 제1 압력센서를 더 포함하고, 제1 압력센서에서 측정되는 연료의 압력에 따라 제1 압력조절부를 제어할 수 있다.In the present embodiment, it further comprises a first pressure sensor provided between the pump and the heater for measuring the pressure of the fuel flowing from the pump to the heater, wherein the first pressure sensor measures the pressure of the fuel, The control unit can be controlled.

본 실시예에 있어서, 제1 차단밸브와 엔진 사이에 설치되어 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 측정하는 제2 압력센서를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, it may further include a second pressure sensor provided between the first shut-off valve and the engine to measure a pressure of fuel supplied to the engine.

본 실시예에 있어서, 제2 압력센서에서 측정된 연료의 압력이 기준압력을 초과할 경우, 제2 차단밸브를 개방하여 가열기에서 엔진으로 유동하는 연료의 일부를 분기하여 냉각기로 연료를 공급할 수 있다.In this embodiment, when the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor exceeds the reference pressure, the second shut-off valve may be opened to branch off a part of the fuel flowing from the heater to the engine to supply fuel to the cooler .

본 실시예에 있어서, 제2 압력센서에서 측정된 연료의 압력이 기준압력 이하일 경우, 상기 제1 압력조절부를 제어하여 상기 펌프에서 상기 가열기로 공급되는 연료의 압력을 조절할 수 있다.In the present embodiment, when the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor is equal to or lower than the reference pressure, the first pressure regulator can be controlled to regulate the pressure of the fuel supplied from the pump to the heater.

본 실시예에 있어서, 냉각기와 연료저장부의 사이에 설치되는 제2 압력조절부를 더 포함하고, 제2 압력센서에서 측정되는 연료의 압력에 따라 제2 압력조절부를 제어할 수 있다.The second pressure regulator may further include a second pressure regulator provided between the cooler and the fuel reservoir, and may control the second pressure regulator according to the fuel pressure measured by the second pressure sensor.

본 실시예에 있어서, 제1 차단밸브와 엔진 사이에 설치되어 엔진으로 공급되는 연료의 온도를 측정하는 제1 온도센서를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the first shut-off valve may further include a first temperature sensor provided between the first shut-off valve and the engine for measuring the temperature of the fuel supplied to the engine.

본 실시예에 있어서, 제1 온도센서에서 측정된 연료의 온도가 기준온도 미만일 경우, 가열기의 출력을 높일 수 잇다.In this embodiment, when the temperature of the fuel measured by the first temperature sensor is lower than the reference temperature, the output of the heater can be increased.

본 실시예에 있어서, 제1 온도센서에서 측정된 연료의 온도가 기준온도 이상일 경우, 가열기의 출력을 낮출 수 있다.In the present embodiment, when the temperature of the fuel measured by the first temperature sensor is equal to or higher than the reference temperature, the output of the heater can be lowered.

본 실시예에 있어서, 펌프와 가열기 사이에 설치되어 펌프에서 가열기로 유동하는 연료의 유량을 측정하는 제1 유량계와, 냉각기와 연료저장부 사이에 설치되어 냉각기에서 연료저장부로 유동하는 연료의 유량을 측정하는 제2 유량계를 더 포함하고, 제1 유량계에서 측정되는 연료의 유량과 제2 유량계에서 측정되는 연료의 유량을 비교하여, 가열기에서 엔진으로 공급되는 연료의 유량을 측정할 수 있다.A first flow meter installed between the pump and the heater for measuring a flow rate of fuel flowing from the pump to the heater, and a second flow meter installed between the cooler and the fuel storage unit for measuring the flow rate of the fuel flowing from the cooler to the fuel storage unit The flow rate of the fuel supplied to the engine from the heater can be measured by comparing the flow rate of the fuel measured in the first flow meter with the flow rate of the fuel measured in the second flow meter.

본 실시예에 있어서, 냉각기의 상류측에 연결되어 냉각기에 액체질소를 공급하는 액체질소공급부를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, it may further include a liquid nitrogen supply portion connected to the upstream side of the cooler and supplying liquid nitrogen to the cooler.

본 실시예에 있어서, 냉각기와 연료저장부의 사이에 설치되어 냉각기에서 연료저장부로 유동하는 연료의 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the fuel cell system may further include a second temperature sensor disposed between the cooler and the fuel storage unit for measuring the temperature of the fuel flowing from the cooler to the fuel storage unit.

본 실시예에 있어서, 액체질소공급부와 냉각기의 사이에 설치되어 액체질소공급부로부터 냉각기로 유동하는 연료의 압력을 조절하는 제3 압력조절부를 더 포함하고, 제2 온도센서에서 측정되는 연료의 온도에 따라 제3 압력조절부를 제어할 수 있다.In this embodiment, the apparatus further includes a third pressure regulating portion provided between the liquid nitrogen supply portion and the cooler for regulating the pressure of the fuel flowing from the liquid nitrogen supply portion to the cooler, wherein the temperature of the fuel measured by the second temperature sensor The third pressure regulator can be controlled.

본 실시예에 있어서, 가열기 및 냉각기는 연료저장부와 펌프 사이에서 복수개가 병렬로 연결될 수 있다.In the present embodiment, a plurality of heaters and coolers may be connected in parallel between the fuel storage and the pump.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 실시예들에 의하면, 연료저장부를 질소가압부로 질소가압함으로써, 액체 상태의 연료를 원하는 고온의 온도로 제어하여 엔진에 안정적으로 공급할 수 있는 연료 공급 장치를 구현할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, it is possible to implement a fuel supply device that can pressurize the fuel storage portion with nitrogen with a nitrogen pressurizing portion to control the liquid fuel at a desired high temperature and stably supply it to the engine.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 연료 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 관한 연료 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.Fig. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a fuel supply device according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a fuel supply device according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning. Also, the singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Also, the terms include, including, etc. mean that there is a feature, or element, recited in the specification and does not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.Also, in the drawings, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 연료 공급 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.Fig. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel supply apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 연료 공급 장치(100)는 연료저장부(101)와, 질소가압부(102)와, 배기밸브(103)와, 펌프(104)와, 가열기(105) 및 냉각기(106)를 포함할 수 있다.1, the fuel supply apparatus 100 includes a fuel storage section 101, a nitrogen pressurization section 102, an exhaust valve 103, a pump 104, a heater 105, and a cooler 106 ).

연료저장부(101)는 전체적인 연료 공급 장치(100)의 각 구성요소들을 순환하는 연료가 저장되는 공간이다. 연료저장부(101)는 바람직하게는 고온의 액체 상태의 연료를 저장할 수 있다. 연료저장부(101)에는 고온의 연료가 저장되므로, 연료가 기화되어 기체 상태로 연료저장부(101)의 내부 공간에 저장될 수도 있다.The fuel storage unit 101 is a space in which fuel circulating through each component of the entire fuel supply apparatus 100 is stored. The fuel storage part 101 is preferably capable of storing fuel in a high temperature liquid state. Since the high-temperature fuel is stored in the fuel storage part 101, the fuel may be vaporized and stored in the internal space of the fuel storage part 101 in a gaseous state.

질소가압부(102)는 연료저장부(101)의 상류측에 연결되어, 연료저장부(101)의 내부를 질소가압할 수 있다. 여기서, "질소가압"이라 함은, 연료저장부(101)에 저장된 액체 상태의 연료를 제외한 나머지 물질, 예컨대 기화된 상태의 기체 연료나 외부로부터 유입되는 공기를 질소로 가압하여 외부로 배출하는 것을 일컫는다.The nitrogen pressurizing portion 102 is connected to the upstream side of the fuel storing portion 101 and can pressurize the inside of the fuel storing portion 101 with nitrogen. Here, the term "nitrogen pressurization" refers to the pressurization of the remaining material excluding the fuel in the liquid state stored in the fuel storage part 101, for example, the gaseous fuel in the vaporized state or the air introduced from the outside, .

즉, 연료저장부(101)에는 배기밸브(103)가 연결될 수 있는데, 배기밸브(103)는 연료저장부(101)의 하류측에 연결되어 연료저장부(101) 내부의 기체를 외부로 배출할 수 있다. 즉, 연료저장부(101)의 내부는 질소가압부(102)의 질소가압에 의해 가압되고, 이에 따라 연료저장부(101) 내부에 잔류하는 기체는 유입되는 질소에 의해 밀려나 안전하게 외부로 배출될 수 있다. 이때, 연료저장부(101) 내부에 존재하는 기체 상태의 연료 또한 함께 배기밸브(103)를 통해 외부로 배출될 수 있다.The exhaust valve 103 is connected to the downstream side of the fuel storage part 101 to discharge the gas inside the fuel storage part 101 to the outside can do. That is, the inside of the fuel storage part 101 is pressurized by the nitrogen pressurization of the pressurizing part 102, so that the gas remaining in the fuel storage part 101 is pushed by the introduced nitrogen and is safely discharged to the outside . At this time, the gaseous fuel present in the fuel storage part 101 may also be discharged to the outside through the exhaust valve 103 together.

만약, 기화된 기체 상태의 연료가 외부로 배출되지 않고 연료저장부(101)의 내부에 잔류할 경우, 지속적으로 생성되는 기체 상태의 연료로 인해 연료저장부(101)의 내부 압력이 상승하게 된다. 만약, 이렇게 기화된 기체 상태의 연료가 외부로 누설될 경우에는 화재나 폭발이 일어날 위험성이 있다.If the vaporized gaseous fuel remains in the fuel storage portion 101 without being discharged to the outside, the internal pressure of the fuel storage portion 101 is increased due to the continuously generated gaseous fuel . If such gaseous fuels leak to the outside, there is a risk of fire or explosion.

질소가압부(102)와 배기밸브(103)는 이러한 위험성을 미연에 방지하기 위한 구조로써, 연료저장부(101)의 내부를 질소로 채워 질소를 제외한 나머지 기화된 연료를 포함하는 기체 상태의 물질은 모두 배기밸브(103)를 통해 외부로 안전하게 배출시킬 수 있다. 여기서, 질소가압은 대기압 이상의 압력으로 진행함이 바람직하다.The nitrogen pressurizing portion 102 and the exhaust valve 103 are structures for preventing this danger in advance. The nitrogen pressurizing portion 102 and the exhaust valve 103 are constructed in such a manner that the inside of the fuel storing portion 101 is filled with nitrogen and the gaseous substance Can be safely discharged to the outside through the exhaust valve (103). Here, it is preferable that the nitrogen pressurization proceeds at a pressure of atmospheric pressure or higher.

펌프(104)는 연료저장부(101)의 하류측에 연결되어 연료저장부(101)에 저장된 연료를 엔진(50) 측으로 공급할 수 있다.The pump 104 is connected to the downstream side of the fuel storage portion 101 and can supply the fuel stored in the fuel storage portion 101 to the engine 50 side.

가열기(105)는 펌프(104)와 엔진(50) 사이에 설치되어 펌프(104)로부터 배출되는 연료를 가열하여 엔진(50)으로 연료를 공급할 수 있다.The heater 105 is installed between the pump 104 and the engine 50 and can supply fuel to the engine 50 by heating the fuel discharged from the pump 104. [

냉각기(106)는 가열기(105)와 연료저장부(101) 사이에 설치되어 가열기(105)에서 배출되는 연료의 일부를 냉각하여 다시 연료저장부(101)로 전달할 수 있다. 즉, 가열기(105)로부터 배출되는 연료는 엔진(50) 측과 냉각기(106)측으로 각각 분기되어 유동할 수 있다.The cooler 106 may be installed between the heater 105 and the fuel storage part 101 to cool a part of the fuel discharged from the heater 105 and to transfer it to the fuel storage part 101 again. In other words, the fuel discharged from the heater 105 can branch and flow to the engine 50 side and the cooler 106 side, respectively.

가열기(105)와 엔진(50) 사이에는 가열기(105)에서 엔진(50)으로 유동하는 연료를 차단할 수 있는 제1 차단밸브(107)가 설치될 수 있다. 또한, 가열기(105)와 냉각기(106) 사이에는 가열기(105)에서 냉각기(106)로 유동하는 연료를 차단할 수 있는 제2 차단밸브(108)가 설치될 수 있다.A first shutoff valve 107 may be provided between the heater 105 and the engine 50 to block the fuel flowing from the heater 105 to the engine 50. A second shutoff valve 108 may be provided between the heater 105 and the cooler 106 to block fuel flowing from the heater 105 to the cooler 106.

한편, 펌프(104)와 연료저장부(101) 사이에는 펌프(104)에서 배출되는 연료의 압력을 조절하는 제1 압력조절부(109)가 설치될 수 있다. 그리고, 펌프(104)와 가열기(105) 사이에는 펌프(104)로부터 가열기(105)로 유동하는 연료의 압력을 측정하는 제1 압력센서(110)가 설치될 수 있다. 여기서, 제1 압력센서(110)는 제1 압력조절부(109)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 압력센서(110)에서 측정된 연료의 압력을 기초로 하여 제1 압력조절부(109)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제1 압력센서(110)에서 측정되는 연료의 압력이 클 경우, 제1 압력조절부(109)를 흐르는 연료의 압력을 조절함으로써 펌프(104)에서 가열기(105) 측으로 유동하는 연료를 감압시킬 수 있다.A first pressure regulator 109 may be provided between the pump 104 and the fuel storage unit 101 to regulate the pressure of fuel discharged from the pump 104. A first pressure sensor 110 may be provided between the pump 104 and the heater 105 to measure the pressure of the fuel flowing from the pump 104 to the heater 105. The first pressure sensor 110 may be electrically connected to the first pressure regulator 109 and may be connected to the first pressure regulator 109 based on the fuel pressure measured by the first pressure sensor 110. [ Can be controlled. For example, when the pressure of the fuel measured by the first pressure sensor 110 is large, the fuel flowing from the pump 104 to the heater 105 side is regulated by regulating the pressure of the fuel flowing through the first pressure regulator 109, .

한편, 제1 차단밸브(107)와 엔진(50) 사이에는 가열기(105)에서 엔진(50)으로 공급되는 연료의 압력을 측정하는 제2 압력센서(111)가 설치될 수 있다. 제2 압력센서(111)는 제1 차단밸브(107) 및 제2 차단밸브(108)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 압력센서(111)에서 측정된 연료의 압력을 기초로 하여 제1 차단밸브(107)와 제2 차단밸브(108)의 개폐 여부를 제어할 수 있다.A second pressure sensor 111 may be provided between the first shut-off valve 107 and the engine 50 to measure the pressure of the fuel supplied to the engine 50 from the heater 105. The second pressure sensor 111 may be electrically connected to the first shut-off valve 107 and the second shut-off valve 108. The second shut-off valve 107 may be electrically connected to the first shut- It is possible to control whether the valve 107 and the second shut-off valve 108 are open or closed.

상세히, 제2 압력센서(111)에서 측정된 연료의 압력이 엔진(50)에 공급되어야 할 연료의 기준압력을 초과할 경우, 제2 차단밸브(108)를 개방하여 가열기(105)에서 엔진(50)으로 유동하는 연료의 일부를 냉각기(106)로 분기시킬 수 있다. 이와 같은 구동에 의해, 가열기(105)에서 엔진(50)으로 유동하는 연료의 압력을 낮추어 엔진(50)으로 공급할 수 있다.Specifically, when the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor 111 exceeds the reference pressure of the fuel to be supplied to the engine 50, the second shutoff valve 108 is opened and the heater 105 50 may be diverted to the cooler 106. In this way, By this driving, the pressure of the fuel flowing from the heater 105 to the engine 50 can be lowered and supplied to the engine 50. [

반면, 제2 압력센서(111)에서 측정된 연료의 압력이 엔진(50)에 공급되어야 할 연료의 기준압력 이하일 경우, 제1 압력조절부(109)를 제어하여 펌프(104)에서 가열기(105)로 공급되는 연료의 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력조절부(109)를 조금씩 폐쇄하는 구동을 통해 가열기(104)에서 연료저장부(101)로 회수되는 연료를 서서히 줄여나갈 수 있으며, 이에 따라 펌프(104)에서 가열기(105)로 유동하는 연료의 압력을 상승시킬 수 있다.On the other hand, when the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor 111 is equal to or lower than the reference pressure of the fuel to be supplied to the engine 50, the first pressure regulator 109 is controlled to control the pump 104 Can be controlled. The fuel recovered from the heater 104 to the fuel storage part 101 can be gradually reduced by driving the first pressure regulating part 109 to be closed little by little, 105).

또한, 냉각기(106)와 연료저장부(101)의 사이에는 제2 압력조절부(112)가 설치될 수 있다. 제2 압력조절부(112) 또한, 제2 압력센서(111)에서 측정되는 연료의 압력에 따라 제2 압력조절부(112)를 지나는 연료의 압력을 조절할 수 있다. 이와 같은 구동에 의해, 제2 압력조절부(112)는 가열기(105)에서 냉각기(106)를 경유한 연료를 다시 연료저장부(101)로 전달함으로써, 가열기(105)에서 엔진(50)으로 공급되는 연료의 압력을 조절할 수 있다.A second pressure regulator 112 may be installed between the cooler 106 and the fuel storage unit 101. The second pressure regulator 112 can also regulate the pressure of the fuel passing through the second pressure regulator 112 according to the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor 111. The second pressure regulating portion 112 transfers the fuel passed through the cooler 106 from the heater 105 to the fuel storage portion 101 again so as to be supplied from the heater 105 to the engine 50 The pressure of the supplied fuel can be adjusted.

한편, 제1 차단밸브(107)와 엔진(50) 사이에는 가열기(105)에서 엔진(50) 측으로 공급되는 연료의 온도를 측정하는 제1 온도센서(113)가 설치될 수 있다. 제1 온도센서(113)는 가열기(105)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제1 온도센서(113)에서 측정되는 연료의 온도가 기준온도 미만일 경우, 제1 온도센서(113)는 가열기(105)에 전기적인 신호를 인가하여 가열기(105)의 출력을 높임으로써, 연료의 온도 상승폭을 높일 수 있다. 반면, 제1 온도센서(113)에서 측정되는 연료의 온도가 기준온도 이상일 경우에는, 가열기(105)의 출력을 낮춰 연료의 온도 상승폭을 낮출 수 있다.A first temperature sensor 113 may be provided between the first shutoff valve 107 and the engine 50 to measure the temperature of the fuel supplied to the engine 50 from the heater 105. The first temperature sensor 113 may be electrically connected to the heater 105. Therefore, when the temperature of the fuel measured by the first temperature sensor 113 is lower than the reference temperature, the first temperature sensor 113 increases the output of the heater 105 by applying an electrical signal to the heater 105, The temperature rise of the fuel can be increased. On the other hand, when the temperature of the fuel measured by the first temperature sensor 113 is equal to or higher than the reference temperature, the output of the heater 105 can be lowered to lower the temperature rise of the fuel.

또한, 펌프(104)와 가열기(105) 사이에는 펌프(104)에서 가열기(105)로 유동하는 연료의 유량(Q1)을 측정하는 제1 유량계(114)가 설치될 수 있다. 그리고, 냉각기(106)와 연료저장부(101) 사이에는 냉각기(106)에서 연료저장부(101)로 유동하는 연료의 유량(Q2)을 측정하는 제2 유량계(115)가 설치될 수 있다. 이러한 제1 유량계(114)와 제2 유량계(115)에서 각각 측정되는 유량(Q1, Q2)을 비교하면, 가열기(105)에서 엔진(50)으로 공급되는 연료의 유량(Q1-Q2)을 측정할 수 있다.A first flow meter 114 may be provided between the pump 104 and the heater 105 for measuring the flow Q1 of the fuel flowing from the pump 104 to the heater 105. [ A second flow meter 115 may be provided between the cooler 106 and the fuel storage unit 101 to measure the flow rate Q2 of the fuel flowing from the cooler 106 to the fuel storage unit 101. [ When the flow rates Q1 and Q2 measured by the first flow meter 114 and the second flow meter 115 are compared with each other, the flow rate Q1-Q2 of the fuel supplied from the heater 105 to the engine 50 is measured can do.

한편, 냉각기(106)의 상류측에는 냉각기(106)에 액체질소를 공급하는 액체질소공급부(116)가 설치될 수 있다. 냉각기(106)에는 액체질소가 흐르는 냉매관(미도시)이 설치되며, 냉매관은 액체질소공급부(116)에 연결되어 냉매관을 흐르는 액체질소에 의해 냉각기(106) 내부의 연료가 냉각될 수 있다.On the other hand, on the upstream side of the cooler 106, a liquid nitrogen supply unit 116 for supplying liquid nitrogen to the cooler 106 may be provided. A coolant pipe (not shown) through which liquid nitrogen flows is connected to the cooler 106. The coolant pipe is connected to the liquid nitrogen supply unit 116 so that the fuel inside the cooler 106 can be cooled by the liquid nitrogen flowing through the coolant pipe have.

상세히, 냉각기(106)와 연료저장부(101) 사이에는 냉각기(106)에서 연료저장부(101)로 유동하는 연료의 온도를 측정하는 제2 온도센서(117)가 설치될 수 있다. 또한, 액체질소공급부(116)와 냉각기(106) 사이에는 액체질소공급부(116)로부터 냉각기(106) 측으로 유동하는 연료의 압력을 조절하는 제3 압력조절부(118)가 설치될 수 있다.In detail, a second temperature sensor 117 may be provided between the cooler 106 and the fuel storage part 101 to measure the temperature of the fuel flowing from the cooler 106 to the fuel storage part 101. A third pressure regulating unit 118 may be provided between the liquid nitrogen supply unit 116 and the cooler 106 to regulate the pressure of the fuel flowing from the liquid nitrogen supply unit 116 to the cooler 106 side.

제2 온도센서(117)는 제3 압력조절부(118)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 온도센서(117)에서 측정되는 연료의 온도에 따라 제3 압력조절부(118)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 온도센서(117)에서 측정되는 연료의 온도가 기준온도보다 높을 경우, 제2 온도센서(117)는 제3 압력조절부(118)에 전기적인 신호를 인가하여 액체질소공급부(116)로부터 냉각기(106) 측으로 유동하는 액체질소의 압력을 높여, 냉각기(106)에서 연료에 대한 냉각이 더 활발하게 수행될 수 있도록 할 수 있다.The second temperature sensor 117 may be electrically connected to the third pressure regulator 118 and may control the third pressure regulator 118 according to the temperature of the fuel measured by the second temperature sensor 117 have. For example, when the temperature of the fuel measured by the second temperature sensor 117 is higher than the reference temperature, the second temperature sensor 117 applies an electrical signal to the third pressure regulator 118, The pressure of the liquid nitrogen flowing from the cooler 116 to the cooler 106 side can be increased so that the cooler 106 can be cooled more actively.

상기와 같은 구조를 갖는 연료 공급 장치(100)에 의하면, 연료저장부(101)에 저장된 기체 상태의 연료를 질소가압을 통해 외부로 용이하게 배출시킬 수 있으며, 이에 따라 연료저장부(101)의 내부에 잔류하는 기화된 연료가 발화하여 폭발이 발생하지 않도록 방지할 수 있다.According to the fuel supply apparatus 100 having the above structure, the gaseous fuel stored in the fuel storage unit 101 can be easily discharged to the outside through the pressurization of nitrogen, It is possible to prevent the explosion from occurring due to ignition of the vaporized fuel remaining inside.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 관한 연료 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a fuel supply device according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 연료 공급 장치(200)는 도 1에 도시된 연료 공급 장치(100)와 유사한 구조를 갖는다. 다만, 도 2의 연료 공급 장치(200)는 2개의 가열기(105a)(105b) 및 냉각기(106a)(106b)를 구비할 수 있으며, 이때 가열기(105)와 냉각기(106)는 펌프(104)와 연료저장부(101)의 사이에서 병렬로 연결될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2의 연료 공급 장치(200)는 3개 이상의 가열기(미도시) 및 냉각기(미도시)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 이러한 가열기 및 냉각기의 개수는 엔진(50)에 공급되는 연료의 설계 특성에 따라 선택될 수 있다.Referring to Fig. 2, the fuel supply device 200 has a structure similar to that of the fuel supply device 100 shown in Fig. 2 may include two heaters 105a and 105b and coolers 106a and 106b wherein the heater 105 and the cooler 106 are connected to the pump 104, And the fuel storage unit 101. The fuel storage unit 101 may be connected in parallel. However, the embodiments of the present invention are not limited thereto. For example, the fuel supply device 200 of FIG. 2 may be configured to include three or more heaters (not shown) and a cooler (not shown). The number of such heaters and coolers may be selected according to the design characteristics of the fuel supplied to the engine 50.

이렇게 가열기(105a)(105b)와 냉각기(106a)(106b)가 복수개 구비됨에 따라, 가열기(105a)(105b)와 냉각기(106a)(106b)에 연결되는 구성요소들, 예컨대 제1 차단밸브(107a)(107b), 제2 차단밸브(108a)(108b), 제2 압력센서(111a)(111b), 제2 압력조절부(112a)(112b), 제1 온도센서(113a)(113b), 제2 유량계(115a)(115b), 액체질소공급부(116a)(116b), 제2 온도센서(117a)(117b) 및 제3 압력조절부(118a)(118b) 또한 복수개가 구비될 수 있다. 상기와 같은 구조를 갖는 연료 공급 장치(200)에 의하면, 엔진(50)에 공급되는 연료를 보다 신속하게 가열할 수 있다. A plurality of heaters 105a and 105b and a plurality of coolers 106a and 106b may be provided so that the components connected to the heaters 105a and 105b and the coolers 106a and 106b, A second pressure sensor 111a and 111b and a second pressure regulator 112a and 112b and a first temperature sensor 113a and 113b. A plurality of second flow meters 115a and 115b, a liquid nitrogen supply unit 116a and 116b, a second temperature sensor 117a and a third pressure regulator 118a and 118b may be provided . According to the fuel supply device 200 having the above structure, the fuel supplied to the engine 50 can be heated more quickly.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100, 200: 연료 공급 장치 109: 제1 압력조절부
50: 엔진 110: 제1 압력센서
101: 연료저장부 111: 제2 압력센서
102: 질소가압부 112: 제2 압력조절부
103: 배기밸브 113: 제1 온도센서
104: 펌프 114: 제1 유량계
105: 가열기 115: 제2 유량계
106: 냉각기 116: 액체질소공급부
107: 제1 차단밸브 117: 제2 온도센서
108: 제2 차단밸브 118: 제3 압력조절부100, 200: fuel supply device 109: first pressure regulator
50: engine 110: first pressure sensor
101: fuel storage part 111: second pressure sensor
102: nitrogen pressurization portion 112: second pressure regulating portion
103: exhaust valve 113: first temperature sensor
104: Pump 114: First flow meter
105: heater 115: second flow meter
106: cooler 116: liquid nitrogen supply unit
107: first shutoff valve 117: second temperature sensor
108: second shut-off valve 118: third pressure regulator

Claims (16)

연료의 온도, 압력 및 유량을 조절하여 엔진으로 공급하는 연료 공급 장치에 있어서,
연료를 저장하는 연료저장부;
상기 연료저장부의 상류측에 연결되어 상기 연료저장부의 내부를 질소가압하는 질소가압부;
상기 연료저장부의 하류측에 연결되어 상기 연료저장부 내부에서 지속적으로 기화되는 기체 상태의 연료를 외부로 배출하는 배기밸브;
상기 연료저장부의 하류측에 연결되어 상기 연료저장부에 저장된 상기 연료를 엔진으로 공급하는 펌프;
상기 펌프와 상기 엔진 사이에 설치되어 상기 펌프로부터 배출되는 상기 연료를 가열하여 상기 엔진으로 상기 연료를 공급하는 가열기; 및
상기 가열기와 상기 연료저장부 사이에 설치되어 상기 가열기에서 배출되는 상기 연료의 일부를 냉각하여 상기 연료저장부로 전달하는 냉각기;를 포함하는, 연료 공급 장치.1. A fuel supply apparatus for supplying a fuel to an engine by adjusting a temperature, a pressure and a flow rate of the fuel,
A fuel storage portion for storing fuel;
A nitrogen pressurizing portion connected to an upstream side of the fuel storage portion and pressurizing nitrogen in the fuel storage portion;
An exhaust valve connected to a downstream side of the fuel storage unit and discharging the gaseous fuel continuously vaporized in the fuel storage unit to the outside;
A pump connected to a downstream side of the fuel storage unit to supply the fuel stored in the fuel storage unit to the engine;
A heater installed between the pump and the engine for heating the fuel discharged from the pump to supply the fuel to the engine; And
And a cooler installed between the heater and the fuel storage unit to cool a portion of the fuel discharged from the heater to the fuel storage unit. 제1 항에 있어서,
상기 가열기와 상기 엔진 사이에 설치되어 상기 가열기에서 상기 엔진으로 유동하는 상기 연료를 차단하는 제1 차단밸브와,
상기 가열기와 상기 냉각기 사이에 설치되어 상기 가열기에서 상기 냉각기로 유동하는 상기 연료를 차단하는 제2 차단밸브를 더 포함하는, 연료 공급 장치.The method according to claim 1,
A first shut-off valve installed between the heater and the engine to shut off the fuel flowing from the heater to the engine,
And a second shut-off valve installed between the heater and the cooler for shutting off the fuel flowing from the heater to the cooler. 제2 항에 있어서,
상기 펌프와 상기 연료저장부 사이에 설치되어 상기 펌프에서 배출되는 상기 연료의 압력을 조절하는 제1 압력조절부를 더 포함하는, 연료 공급 장치.3. The method of claim 2,
Further comprising a first pressure regulating portion provided between the pump and the fuel storage portion to regulate the pressure of the fuel discharged from the pump. 제3 항에 있어서
상기 펌프와 상기 가열기의 사이에 설치되어 상기 펌프로부터 상기 가열기로 유동하는 상기 연료의 압력을 측정하는 제1 압력센서를 더 포함하고,
상기 제1 압력센서에서 측정되는 상기 연료의 압력에 따라 상기 제1 압력조절부를 제어하는, 연료 공급 장치.The method of claim 3, wherein
Further comprising a first pressure sensor provided between the pump and the heater for measuring a pressure of the fuel flowing from the pump to the heater,
And controls the first pressure regulator according to the pressure of the fuel measured by the first pressure sensor. 제3 항에 있어서,
상기 제1 차단밸브와 상기 엔진 사이에 설치되어 상기 엔진으로 공급되는 상기 연료의 압력을 측정하는 제2 압력센서를 더 포함하는, 연료 공급 장치.The method of claim 3,
And a second pressure sensor provided between the first shut-off valve and the engine and measuring a pressure of the fuel supplied to the engine. 제5 항에 있어서,
상기 제2 압력센서에서 측정된 상기 연료의 압력이 기준압력을 초과할 경우, 상기 제2 차단밸브를 개방하여 상기 가열기에서 상기 엔진으로 유동하는 상기 연료의 일부를 상기 냉각기로 분기하여 상기 가열기에서 상기 엔진으로 유동하는 상기 연료의 압력을 감소시키는, 연료 공급 장치.6. The method of claim 5,
When the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor exceeds the reference pressure, the second shutoff valve is opened to branch a part of the fuel flowing from the heater to the engine to the cooler, Thereby reducing the pressure of the fuel flowing into the engine. 제5 항에 있어서,
상기 제2 압력센서에서 측정된 상기 연료의 압력이 기준압력 이하일 경우, 상기 제1 압력조절부를 제어하여 상기 펌프에서 상기 가열기로 공급되는 상기 연료의 압력을 상승시키는, 연료 공급 장치.6. The method of claim 5,
And controls the first pressure regulator to raise the pressure of the fuel supplied from the pump to the heater when the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor is equal to or lower than the reference pressure. 제5 항에 있어서,
상기 냉각기와 상기 연료저장부의 사이에 설치되는 제2 압력조절부를 더 포함하고,
상기 제2 압력센서에서 측정되는 상기 연료의 압력에 따라 상기 제2 압력조절부를 제어하는, 연료 공급 장치.6. The method of claim 5,
Further comprising a second pressure regulator provided between the cooler and the fuel reservoir,
And controls the second pressure regulator according to the pressure of the fuel measured by the second pressure sensor. 제2 항에 있어서,
상기 제1 차단밸브와 상기 엔진 사이에 설치되어 상기 엔진으로 공급되는 상기 연료의 온도를 측정하는 제1 온도센서를 더 포함하는, 연료 공급 장치.3. The method of claim 2,
Further comprising: a first temperature sensor provided between the first shut-off valve and the engine, for measuring a temperature of the fuel supplied to the engine. 제9 항에 있어서,
상기 제1 온도센서에서 측정된 상기 연료의 온도가 기준온도 미만일 경우, 상기 가열기의 출력을 높이는, 연료 공급 장치.10. The method of claim 9,
And increases the output of the heater when the temperature of the fuel measured by the first temperature sensor is lower than the reference temperature. 제9 항에 있어서,
상기 제1 온도센서에서 측정된 상기 연료의 온도가 기준온도 이상일 경우, 상기 가열기의 출력을 낮추는, 연료 공급 장치.10. The method of claim 9,
And the output of the heater is lowered when the temperature of the fuel measured by the first temperature sensor is equal to or higher than the reference temperature. 제1 항에 있어서,
상기 펌프와 상기 가열기 사이에 설치되어 상기 펌프에서 상기 가열기로 유동하는 상기 연료의 유량을 측정하는 제1 유량계와,
상기 냉각기와 상기 연료저장부 사이에 설치되어 상기 냉각기에서 상기 연료저장부로 유동하는 상기 연료의 유량을 측정하는 제2 유량계를 더 포함하고,
상기 제1 유량계에서 측정되는 상기 연료의 유량과 상기 제2 유량계에서 측정되는 상기 연료의 유량을 비교하여, 상기 가열기에서 상기 엔진으로 공급되는 상기 연료의 유량을 측정하는, 연료 공급 장치.The method according to claim 1,
A first flow meter installed between the pump and the heater for measuring a flow rate of the fuel flowing from the pump to the heater,
Further comprising a second flow meter installed between the cooler and the fuel reservoir for measuring a flow rate of the fuel flowing from the cooler to the fuel reservoir,
And the flow rate of the fuel supplied to the engine is measured by comparing the flow rate of the fuel measured by the first flow meter with the flow rate of the fuel measured by the second flow meter. 제2 항에 있어서,
상기 냉각기의 상류측에 연결되어 상기 냉각기에 액체질소를 공급하는 액체질소공급부를 더 포함하는, 연료 공급 장치.3. The method of claim 2,
And a liquid nitrogen supply portion connected to an upstream side of the cooler to supply liquid nitrogen to the cooler. 제13 항에 있어서,
상기 냉각기와 상기 연료저장부의 사이에 설치되어 상기 냉각기에서 상기 연료저장부로 유동하는 상기 연료의 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함하는, 연료 공급 장치.14. The method of claim 13,
And a second temperature sensor provided between the cooler and the fuel storage unit for measuring a temperature of the fuel flowing from the cooler to the fuel storage unit. 제14 항에 있어서,
상기 액체질소공급부와 상기 냉각기의 사이에 설치되어 상기 액체질소공급부로부터 상기 냉각기로 유동하는 상기 연료의 압력을 조절하는 제3 압력조절부를 더 포함하고,
상기 제2 온도센서에서 측정되는 상기 연료의 온도에 따라 상기 제3 압력조절부를 제어하는, 연료 공급 장치.15. The method of claim 14,
Further comprising a third pressure regulating portion provided between the liquid nitrogen supply portion and the cooler to regulate the pressure of the fuel flowing from the liquid nitrogen supply portion to the cooler,
And controls the third pressure regulator according to the temperature of the fuel measured by the second temperature sensor. 제1 항에 있어서,
상기 가열기 및 상기 냉각기는 상기 연료저장부와 상기 펌프 사이에서 복수개가 병렬로 연결되는, 연료 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heater and the cooler are connected in parallel between the fuel storage part and the pump.
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