KR101963608B1 - 연료탱크의 연료량 측정 장치 - Google Patents

연료탱크의 연료량 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 언료탱크의 연료량 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크 내부에 구비되어 초음파 신호를 이용함으로써 연료탱크 내부에 수용된 연료량을 측정하되, 연료탱크가 기울어지더라도 초음파 신호값의 소실을 최소화할 수 있는 형상으로 형성되어 연료탱크의 기울어짐에도 정확한 연료량을 측정할 수 있는 연료탱크의 연료량 측정 장치에 관한 것이다.

Description

연료탱크의 연료량 측정 장치{Devices for Measurement of Fuel Level of Fuel Tank}
본 발명은 연료탱크의 연료량 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크 내부에 구비되어 초음파 신호를 이용함으로써 연료탱크 내부에 수용된 연료량을 측정하되, 연료탱크가 기울어지더라도 초음파 신호값의 소실을 최소화할 수 있는 형상으로 형성되어 연료탱크의 기울어짐에도 정확한 연료량을 측정할 수 있는 연료탱크의 연료량 측정 장치에 관한 것이다.
차량을 구동하기 위한 동력원인 연료를 저장하는 연료탱크에 있어서, 정상적인 차량의 운전 상태를 유지하기 위해서는 연료탱크에 저장된 연료의 유량 측정이 필수적이다.
연료탱크 내부에 수용된 연료를 측정하기 위한 하나의 방법으로 초음파 센서를 이용하여 연료탱크 내부의 연료량을 측정할 수 있다.
이는 대한민국 등록특허공보 특0166534호(1998.09.23.)에 개시되었다.
아울러, 상술된 초음파 센서를 이용할 시, 연료탱크 내부에서의 정확한 연료량을 측정하기 위해 상하 방향 관통되어 형성되는 중공을 포함하는 몸체를 연료탱크 내부의 바닥면에 상하 방향으로 구비하고, 몸체 내부의 연료탱크 바닥면에 초음파 센서를 구비함으로써, 몸체의 중공에 수용된 연료의 레벨을 측정하여 이를 통해 연료량을 측정할 수 있다.
상술된 종래 기술은 몸체를 상하 방향 일자형상으로 형성하여 몸체 내부에 수용된 연료 레벨의 측정을 통해 연료탱크 내부의 연료량을 측정할 수 있으며, 초음파의 진행 방향에 대응하여 상부 방향으로 직경이 넓어지는 형상으로 형성되어 몸체 내부에 수용된 연료 레벨의 측정을 통해 연료탱크 내부의 연료량을 측정할 수 있다.
그러나 상술된 종래 기술은 차량의 운행에 있어 일정 각도 값을 가지고 기울어질 경우, 몸체가 구비된 연료탱크 또한 기울어지게 된다.
이는 초음파 신호의 진행 방향과의 각도 상이에 따라, 초음파 신호의 값이 감소되어 측정이 어려울 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 신호가 소실됨으로써, 측정이 불가한 경우가 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 특0166534호(1998.09.23.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료탱크 내부에 구비되어 초음파 신호를 이용함으로써 연료탱크 내부에 수용된 연료량을 측정하되, 연료탱크가 기울어지더라도 초음파 신호값의 소실을 최소화할 수 있는 형상으로 형성되어 연료탱크의 기울어짐에도 정확한 연료량을 측정할 수 있는 연료탱크의 연료량 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치는 연료탱크(1) 내부와 연통되어 연료탱크 바닥면에 상하 방향으로 중공된 제1중공(111)을 포함하며, 상부 방향 일정 각도로 직경이 커지는 형상으로 형성되는 제1측정몸체(110)와, 상기 제1측정몸체(110) 상측에 상기 제1중공(111)과 연통되도록 상하 방향으로 중공된 제2중공(121)을 포함하며, 상부 방향 일정 각도로 직경이 작아지는 형상으로 형성되는 제2측정몸체(120)를 포함하는 측정몸체(100); 및 상기 제1중공(111)의 연료탱크(1) 바닥면에 형성되며, 상기 제1중공(111) 및 제2중공(121)에 수용된 연료량을 측정하는 측정부(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)는 상하 방향으로의 동일한 길이를 가지고, 동일한 각도로 직경이 변화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정몸체(100)는 상기 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)가 서로 결합 및 분리 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1측정몸체(110)는 상기 연료탱크(1) 내부와 제1중공(111)이 연통되도록 상기 연료탱크(1) 바닥면과 이격된 이격부를 형성하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정몸체(100)는 상기 제2측정몸체(120) 상단에 상기 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121)이 차단되도록 형성되는 차단부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2측정몸체(120)는 상기 차단부(130) 하부에 상기 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121)이 연통되도록 적어도 하나 이상 관통되어 형성되는 에어홀(122)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어홀(122)은 상기 이격부의 면적 및 측정부(200)의 면적 합과 동일한 면적을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치는 연료탱크가 기울어지더라도 초음파 신호값의 소실을 최소화할 수 있는 형상으로 형성됨으로써, 연료탱크가 기울어지더라도 정확한 연료량을 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치는 연료량의 측정을 위한 측정몸체를 제1측정몸체와 제2측정몸체로 각각 형성하고, 이들 간의 결합 및 분리가 용이함으로써, 연료탱크 내에서의 설치 및 해제가 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치는 측정몸체보다 연료탱크에 수용된 연료의 높이가 높더라도 측정몸체의 높이까지만 연료 지시가 될 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 단면도로 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 단면도로 나타낸 또 다른 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 분해사시도로 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치 및 그 외 다른 형상을 가지는 연료량 측정 장치의 초음파 신호 최대값을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 분해사시도로 나타낸 도면
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 단면도로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 단면도로 나타낸 또 다른 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 분해사시도로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)는 크게 연료가 수용되는 연료탱크(1) 내부에 상하 방향으로 형성되는 측정몸체(100)와, 측정몸체(100) 내부의 연료탱크(1) 바닥면에 형성되되, 측정몸체(100) 내부에 수용된 연료량(연료높이)을 측정하는 측정부(200)를 포함하여 이루어진다.
연료탱크(1)는 연료가 수용되도록 형성되며, 내부로 연료가 유입되는 연료유입부(2) 및 내부에 수용된 연료를 사용하기 위한 사용처로 배출시키기 위한 연료배출부(3)를 포함하여 이루어질 수 있다.
연료유입부(2)는 일반적인 개폐 가능한 형상 또는 커버 등으로 형성되어 외부로부터 연료가 유입됨과 함께, 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는 구성이며, 연료배출부(3) 또한 연료유입부(2)와 마찬가지로 일반적인 개폐 가능한 형상 또는 커버 등으로 형성되어 연료유로에 의해 연료가 사용처로 배출 시 누출되는 것을 방지할 수 있는 구성이다.
또한, 연료탱크(1)는 연료배출부(3)를 통과하여 내부에 수용된 연료 사용처로 배출시키기 위한 연료펌프(4) 등이 구비될 수 있다.
측정몸체(100)는 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)로 이루어진다.
제1측정몸체(110)는 연료탱크(1) 내부와 연통되며 연료탱크(1) 바닥면에 상하 방향으로 형성되되, 상하 방향으로 중공되어 형성되는 제1중공(111)을 포함하여 이루어진다.
이때, 제1측정몸체(110)는 상부 방향으로 일정 각도(α)로 직경이 점점 커지는 형상으로 이루어진다.
아울러, 제1측정몸체(110)는 하측에 연료탱크(1) 내부와 연통되어 연료탱크(1) 내부 바닥면과 일정 이격되는 이격부(미도시)를 형성하도록 설치되는 것이 바람직하며, 상술된 이격부를 통해 연료탱크(1) 내부에 수용된 연료가 제1중공(111)으로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
제2측정몸체(120)는 제1측정몸체(110) 상측에 제1중공(111)과 연통되도록 상하 방향으로 중공되어 형성되는 제2중공(121)을 포함하여 이루어진다.
이때, 제2측정몸체(120)는 상부 방향 일정 각도(α)로 직경이 점점 작아지는 형상으로 이루어진다.
즉, 측정몸체(100)는 연료탱크(1)의 바닥면으로부터 상부 방향으로 직경이 점점 커지는 형상의 제1측정몸체(110)와, 제1측정몸체(110) 상측에 형성되며 상부 방향으로 직경이 점점 작아지는 형상으로 형성된다.
측정부(200)는 제1중공(111)의 연료탱크(1) 바닥면에 형성되며, 제1측정몸체(110)의 제1중공(111)과, 제2측정몸체(120)의 제2중공(121)에 수용된 연료량(연료높이)을 측정함으로써, 연료탱크(1) 내부에 수용된 연료량을 측정하도록 구비되어 이루어진다.
측정부(200)는 압전세라믹으로 구성되어 연료량을 측정할 수 있으며, 바람직하게는 초음파센서로 구성되어 초음파를 이용함으로써, 연료량을 측정하는 것이 바람직하다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)는 수용된 연료량을 측정하기 위해 연료가 수용되는 측정몸체(100)의 형상을 종래의 상하 방향으로의 일직선상이 아닌, 직경의 변화를 주는 형상으로 형성된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)는 측정몸체(100)가 상부 방향 일정 각도(α)로 직경이 커지는 형상의 제1측정몸체(110)와, 제1측정몸체(110) 상측에 위치되되 상부 방향 일정 각도(α) 직경이 점점 작아지는 형상의 제2몸체(120)로 이루어짐으로써, 연료탱크(1)가 기울어짐에 따라 측정부(200)에서의 연료량 측정을 위한 초음파신호가 소실되는 것을 최소화할 수 있다.
다시 말해, 차량 등의 운행에 있어 도로의 사정 또는 장애물에 의해 차량이 기울어질 경우, 연료탱크(1) 또한 함께 기울어지게 되며, 기울어짐에 따라 측정부(200)에서 발생된 초음파 신호가 소실될 우려가 있으며, 이에 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)는 상술된 형상의 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)로 이루어지는 측정몸체(100)를 포함함에 따라, 차량이 일정 기울어지더라도 초음파 신호의 소실을 최소화하여 연료탱크(1)에 수용된 연료량을 정확하게 측정할 수 있다.
이때, 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)는 상하 방향으로의 동일한 길이를 가지도록 형성되는 것이 바람직하며, 이와 더불어 상하 방향으로 동일한 각도로 직경이 변화되도록 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 제1중공(111)과 제2중공(121)의 직경이 서로 대향하도록 형성되는 것으로서, 차량의 일반적인 상황 또는 기울어진 상황에서의 연료 측정 오차를 최소화하는 것이 바람직하며, 동일한 길이 및 직경을 가지도록 형성됨으로써, 측정몸체(100)의 제조를 수월하게 수행하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)의 측정몸체(100)는 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)가 각각 분리되어 형성될 수 있으며, 연료탱크(1) 내부에서의 형성이 수월하도록 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)는 서로 결합 및 분리가 용이하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)의 결합 및 분리 실시예로서는 억지끼워맞춤하여 결합 및 분리 가능하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)에 클립 형상의 고정수단(미도시)을 별도로 구비함으로써, 작업자가 수월하게 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120) 간의 결합 및 분리가 가능하도록 형성할 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)의 상술된 형상 및 이에 따른 효과를 좀 더 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치 및 그 외 다른 형상을 가지는 연료량 측정 장치의 초음파 신호 최대값을 나타낸 도면이다.
이때, 도 4에 기재된 450mm, 200mm 값은 측정몸체(100)의 상하 방향 길이를 나타낸 것이고, 0, 10, 20은 연료탱크(1)의 기울어진 값을 나타낸 것이며, 그 외 값은 연료량 측정 장치의 형상에 따른 초음파 신호 최대값을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000, case 2)와 상부 방향으로 직경이 점점 커지는 형상의 종래 연료량 측정 장치(case 1)를 비교하면, 기울기 값이 0일 때에 case 1의 초음파 신호 최대값이 case 2에 비해 큰 반면, 연료탱크(1)가 10도, 20도 기울어진 case 1의 경우, 초음파 신호 최대값이 현저히 감소하여 측정이 어렵거나, 소실되어 측정이 불가능한 경우가 발생한다.
즉, 종래 case 1의 경우, 차량이 기울어지지 않은 상태에서는 연료탱크(1) 내부에 수용된 연료량을 수월하게 측정할 수 있는 데 반해, 차량이 기울어짐에 따라 연료탱크(1)가 기울어질 경우, 연료탱크(1) 내부에 수용된 연료량을 정확하게 측정하기 어렵다.
다시 말해, 연료량의 정확한 측정을 위해 초음파 신호의 이동 방향에 대응하여 상부 방향으로 직경이 커지는 형상인 case 1의 경우, 일반적인 상태일 경우에는 초음파 신호의 측정이 수월한 반면, 기울어지게 되면 초음파 신호의 측정이 어렵거나 소실되어 정확한 연료량의 측정이 어렵다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(case 2)와 상부 방향으로 직경이 점점 작아지는 형상의 종래 연료량 측정 장치(case 3)를 비교하면, 연료탱크(1)가 10도 또는 20도 값으로 기울어질 경우, case 3의 경우 case 2에 비해 초음파 신호 최대값이 대부분 크게 나타난다.
다만, 기울기 값이 0일 경우 case 3에서의 초음파 신호 최대값이 작게 나타나, case 3에 비해 연료량 측정에 따른 효율이 감소하는 경향을 나타낸다.
즉, 연료탱크(1)의 경우 대부분 기울기 값이 0도일 경우가 많은 시간을 차지하는데 비해, case 3의 경우 기울기 값이 0도일 때의 초음파 신호의 최대값이 case 2에 비해 측정이 어려운 문제점이 있다.
다시 말해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)는 도 4에 초음파 신호의 최대값을 참고하였을 때에, 대부분의 시간을 차지하는 기울기 값이 0일 때의 수월한 연료량 측정과 더불어, 연료탱크(1)가 일정 값으로 기울어지더라도 초음파 신호 최대값의 감소 및 소실을 방지할 수 있으므로, 이에 따른 연료탱크(1)가 기울어지더라도 정확한 연료량을 측정할 수 있는 장점이 있다.
<제2 실시예>
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치를 사시도로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)의 측정몸체(100)는 제2측정몸체(120) 상단에 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121)이 차단되도록 형성되는 차단부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
차단부(130)는 제2중공(112)과 연료탱크(1) 내부와 차단 가능하다면 다양한 형상의 실시예가 가능하나, 캡 형상으로 형성되어 제2측정몸체(120) 상측에 수월하게 결합 및 분리가 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
차단부(130)는 제2측정몸체(120) 상측에 제2중공(121)과 연료탱크(1) 내부 간을 차단하도록 형성됨으로써, 연료탱크(1) 내부에 수용된 연료가 측정몸체(100)의 상하 방향 높이보다 더 큰 높이(레벨)를 가지더라도, 차단부(130)가 형성된 높이까지의 연료 지시가 가능하도록 한다.
아울러, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료탱크의 연료량 측정 장치(1000)의 제2측정몸체(120)는 차단부(130) 하부에 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121)이 연통되도록 적어도 하나 이상 관통되어 형성되는 에어홀(122)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
에어홀(122)은 차단부(130)의 높이에 대응하여 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121) 간이 연통되도록 함으로써, 연료탱크(1) 내부에 연료와 제1중공(111) 및 제2중공(121)을 포함하는 측정몸체(110) 내부에 수용된 연료의 높이를 일정하게 유지하도록 할 수 있다.
에어홀(122)의 형상은 한정하지 않고 연료의 유동이 수월하다면 다양한 실시예가 가능하다.
다만, 압력 차이 등에 의한 연료 높이의 상이 방지를 위해, 에어홀(122)의 면적은 이격부와 측정부의 면적을 더한 값과 동일한 면적을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 에어홀(122)에는 이물질 등의 유입 및 배출되는 것을 방지하기 위해 메쉬 형상의 메쉬망을 더 구비할 수 있으나, 한정하지 않는다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정하지 않으며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구항 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구든지 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 연료탱크의 연료량 측정 장치
100 : 측정몸체
110 : 제1측정몸체
111 : 제1중공
120 : 제2측정몸체
121 : 제2중공
122 : 에어홀
130 : 차단부
200 : 측정부
1 : 유체탱크
2 : 유체유입부
3 : 유체배출부
4 : 유체펌프

Claims (7)

  1. 연료탱크(1) 내부와 연통되어 연료탱크 바닥면에 상하 방향으로 중공된 제1중공(111)을 포함하며, 상부 방향 일정 각도로 직경이 커지는 형상으로 형성되는 제1측정몸체(110)와,
    상기 제1측정몸체(110) 상측에 상기 제1중공(111)과 연통되도록 상하 방향으로 중공된 제2중공(121)을 포함하며, 상부 방향 일정 각도로 직경이 작아지는 형상으로 형성되는 제2측정몸체(120)를 포함하는 측정몸체(100); 및
    상기 제1중공(111)의 연료탱크(1) 바닥면에 형성되며, 상기 제1중공(111) 및 제2중공(121)에 수용된 연료량을 측정하는 측정부(200);를 포함하는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)는
    상하 방향으로의 동일한 길이를 가지고, 동일한 각도로 직경이 변화되는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측정몸체(100)는
    상기 제1측정몸체(110)와 제2측정몸체(120)가 서로 결합 및 분리 가능하게 형성되는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1측정몸체(110)는
    상기 연료탱크(1) 내부와 제1중공(111)이 연통되도록 상기 연료탱크(1) 바닥면과 이격된 이격부를 형성하도록 설치되는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 측정몸체(100)는
    상기 제2측정몸체(120) 상단에 상기 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121)이 차단되도록 형성되는 차단부(130)를 더 포함하는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2측정몸체(120)는
    상기 차단부(130) 하부에 상기 연료탱크(1) 내부와 제2중공(121)이 연통되도록 적어도 하나 이상 관통되어 형성되는 에어홀(122)을 더 포함하는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 에어홀(122)은
    상기 이격부의 면적 및 측정부(200)의 면적 합과 동일한 면적을 가지도록 형성되는, 연료탱크의 연료량 측정 장치.
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