KR102068060B1

KR102068060B1 - 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치

Info

Publication number: KR102068060B1
Application number: KR1020190110120A
Authority: KR
Inventors: 정안철
Original assignee: (주)비지에스
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2020-01-20

Abstract

본 발명은 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압펌프유닛과 복수의 원웨이밸브의 간단한 구성으로 이루어지고, 각 연료의 압력차를 이용해 기계적으로 자연스럽게 연료의 전환이 이루어지는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치는 차량엔진에 연료를 공급하는 고압펌프유닛; 상기 고압펌프유닛에 가솔린을 공급하는 가솔린라인을 개폐하는 제1원웨이밸브; 상기 고압펌프유닛에 엘피지를 공급하는 엘피지라인을 개폐하는 제2원웨이밸브; 상기 고압펌프유닛의 리턴 엘피지를 엘피지탱크로 회수시키는 리턴라인을 개폐하는 제3원웨이밸브;를 포함하여 이루어진다.

Description

원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치{FUEL SWITCHING APPARATUS FOR A BI-FUEL VEHICLE USING A LPG AND A GASOLINE}

본 발명은 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압펌프유닛과 복수의 원웨이밸브의 간단한 구성으로 이루어지고, 각 연료의 압력차를 이용해 기계적으로 자연스럽게 연료의 전환이 이루어지는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린과 엘피지(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 겸용차량은 가솔린 연료를 사용하는 차량의 구조에 엘피지 연료를 사용할 수 있도록 엘피지 연료탱크(Bombe), 펌프, 밸브 등을 부가적으로 설치하여 가솔린 연료와 엘피지 연료를 운전자가 선택적으로 사용할 수 있도록 된 구조 변경된 차량을 칭한다.

가솔린과 엘피지 겸용차량에 관한 종래기술로는 공개특허 제10-2002-0079330호 "가솔린 엘피지 겸용 자동차 연료 자동 전환장치", 등록실용신안 제20-0199326호 "차량의 연료 자동변환장치" 등이 개시되었다.

도1은 종래기술에 따른 가솔린과 엘피지 겸용차량의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

종래기술에 따른 가솔린과 엘피지 겸용차량은 연료를 차량엔진에 공급하는 고압펌프유닛(1)과, 가솔린 또는 엘피지를 교체하여 고압펌프유닛(1)으로 공급하는 체인지밸브유닛(2)과, 고압펌프유닛(1)에 과공급되어 기화된 엘피지와 가솔린의 교체시 잔류 엘피지를 엘피지 탱크로 리턴시키는 리턴몸체(3)와, 가솔린으로 교체 초기에 가솔린의 공급압력을 높이는 부퍼트펌프(4)와, 가솔린과 엘피지의 유로에서 이들의 흐름을 제어하는 솔레노이드밸브(5, 6) 등의 많은 부품(구성요소)들로 구성된다.

종래기술에 따른 가솔린과 엘피지 겸용차량은 부품들이 많아서 차량의 엔진룸에 장착하는 시간과 인력이 많이 소요되고, 차량의 종류마다 각 부품들을 좁은 엔진룸의 장착할 공간을 마련해야 하는 불편이 있다.

종래기술은 엘피지로 운행하다고 가솔린으로 교체되는 경우 고압펌프유닛(1)의 잔존 엘피지가 기화되어 압력이 상승함으로써 가솔린으로 공급압력 보다 높아져 가솔린이 공급되지 않는 현상을 방지하기 위해 부스트펌프(4)를 사용하기에, 원가가 상승되고, 엔진룸에 부스트펌프를 장착하기 위한 공간을 마련해야 하는 불편이 있고, 에너지의 추가 손실이 발생한다.

본 발명은 이처럼 종래기술에 따른 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치의 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서,

차량엔진으로 연료를 공급하는 고압펌프유닛과 유체가 한 방향으로만 흐르도록 하는 원웨이밸브의 간단한 구성품으로 가솔린과 엘피지의 연료 전환이 이루어져서, 제조원가가 저렴하고, 겸용 차량으로의 개조가 편리하고, 구성품들을 차량 엔진룸에 장착하기 위한 작업이 필요 없고, 가솔린과 엘피지의 압력차에 의해 원웨이밸브들이 개폐되어서 연료의 전환이 자연스럽게 이루어지고, 연료 간 서로 다른 탱크에 넘어가는 것을 방지할 수 있는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치는

차량엔진에 연료를 공급하는 고압펌프유닛;

상기 고압펌프유닛에 가솔린을 공급하는 가솔린라인을 개폐하는 제1원웨이밸브;

상기 고압펌프유닛에 엘피지를 공급하는 엘피지라인을 개폐하는 제2원웨이밸브;

상기 고압펌프유닛의 리턴 엘피지를 엘피지탱크로 회수시키는 리턴라인을 개폐하는 제3원웨이밸브;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 고압펌프유닛에는 리턴 엘피지가 배출되는 리턴공이 형성되고,

상기 리턴공에는 상기 리턴라인이 연결되는 리턴니플이 결합되고,

상기 리턴니플에는 상기 제3원웨이밸브가 내장되는 것을 특징으로 하고,

상기 리턴니플은 내부에 경사면을 갖는 유로가 형성되고,

상기 제3원웨이밸브는 상기 유로에 내장되는 개폐볼과, 상기 개폐볼을 경사면으로 탄성지지하여 유로를 폐쇄시키는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하고,

제1원웨이밸브는 내부에 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 양측으로 연결되는 제1연결구와 제2연결구, 상기 본체의 수용부에 수용되는 개폐블럭과, 상기 개폐블럭을 탄성지지하여 개폐블럭이 유로를 폐쇄하도록 하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치는

고압펌프유닛과 원웨이밸브들로 구성되는데, 여기서 고압펌프유닛은 차량에서 기사용되고 있는 고압펌프유닛을 사용하고 원웨이밸브만을 가솔린라인, 엘피지라인 및 리턴라인에 장착하는 것만으로 연료의 전환이 가능한 발명으로서, 저렴하고, 엔진룸에 장착이 간편하고, 유지보수가 용이하고, 연료 간의 압력차에 기계적으로 자연스럽게 전환이 이루어져 전환의 오류 위험이 적고, 연료가 다른 탱크로 넘어갈 위험이 없는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 종래기술에 따른 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치의 구조를 보여주는 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치의 구조를 간략화하여 보여주는 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치의 다양한 실시례를 보여주는 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 리턴니플의 다양한 실시례를 보여주는 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 원웨이밸브의 내부 구조를 보여주는 도면.
도 6 은 본 발명에 따른 고압펌프유닛에 내부 구조를 보여주는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도2와 도3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치는 고압펌프유닛(100), 복수의 웬웨이밸브(231, 232, 233), 리턴니플(130) 등을 포함하여 이루어진다.

먼저, 도2를 참조하여 본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치에 대해 간략하게 설명한다.

상기 고압펌프유닛(100)은 가솔린탱크(10)와 엘피지탱크(20)로부터 가솔린 또는 엘피지를 연료로 공급받고, 공급받은 연료를 압축 및 펌핑하여 고압레일(41)을 통해 차량엔진(90)에 구비되는 고압 인젝터(40)로 공급한다. 상기 고압 인젝터(40)는 공급되는 연료를 차량엔진(90)의 연소실로 주입하여 폭발행정이 이루어지도록 한다.

그리고 상기 고압펌프유닛(100)은 엘피지 연료를 공급하는 경우 과고압의 엘피지를 엘피지탱크(20)로 리턴시키고, 연료가 엘피지에서 가솔린으로 교체된 초기에 잔존 엘피지를 엘피지탱크(20)로 리턴시킨다.

상기 제1원웨이밸브(231)는 상기 가솔린탱크(10)와 고압펌프유닛(100)을 연결하는 호스, 즉 가솔린라인을 개폐하고,

상기 제2원웨이밸브(232)는 상기 엘피지탱크(20)와 고압펌프유닛(100)을 여결하는 엘피지라인을 개폐하고,

상기 제3원웽이밸브(233)은 상기 고압펌프유닛(100)과 엘피지탱크(20)를 연결하는 리턴라인을 개폐한다.

상기 제1 내지 제3 원웨이밸브(231, 232, 233)는 유체가 한방향으로만 흐르도록 하는 밸브이다.

상기 제1원웨이밸브(231)는 가솔린탱크(10)의 펌프(11)가 펌핑하여 유출되는 가솔린라인 입구측의 가솔린 압력이 가솔린라인 출구측의 압력 보다 높으면 개방되어 가솔린이 고압펌프유닛(100)으로 공급되도록 하고, 가솔린라인 출구측의 압력이 입구측의 압력 보다 높으면 폐쇄되어서 가솔린라인으로 유체가 역류되어 가솔린탱크(10)로 유입되지 않도록 한다.

동일한 방식으로, 상기 제2원웨이밸브(232)는 엘피지라인을 통해 엘피지탱크(20)의 엘피지가 고압펌프유닛(100)으로 공급되도록 하고, 엘피지라인을 통해 유체가 엘피지탱크(20)로 역류하지 않도록 한다.

동일한 방식으로, 상기 제3원웨이밸브(233)는 고압펌프유닛(100)이나 입구측의 리턴라인에서 기화팽창 등의 이유로 과고압이된 엘피지가 엘피지탱크(20)로 공급되도록 하고, 리턴라인을 통해 유체(즉, 엘피지)가 고압펌프유닛(100)으로 역류하지 않도록 한다.

가솔린펌프(11)는 작동되고 엘피지펌프(21)는 정지되는 가솔린 운행시, 가솔린펌프(11)의 펌핑압력으로 제1원웨이밸브(231)는 개방되고, 공급되는 가솔린의 압력으로 제2원웨이밸브(232)는 폐쇄되고, 공급되는 가솔린의 압력은 제3원웨이밸브(233)를 개방시키기 부족하여 제3원웨이밸브(233)는 폐쇄된 상태가 유지된다.

가솔린펌프(11)는 정지되고 엘피지펌프(21)는 작동되는 엘피지 운행시, 엘피지펌프(21)의 펌핑압력으로 제2원웨이밸브(232)는 개방되고, 공급되는 엘피지의 압력으로 제1원웨이밸브(232)는 폐쇄되고, 제3원웨이밸브(233)는 개방된다.

엘피지의 압력이 가솔린의 압력보다 높고, 상기 제3원웨이밸브(233)는 가솔린의 압력으로는 개방되지 않고 엘피지의 압력으로는 개방된다.

상기 리턴니플(130)은 상기 고압펌프유닛(100)에 결합되고, 리턴라인(즉, 호스)가 연결되어서 고압펌프유닛(100)에서 과고압의 엘피지가 리턴라인으로 유출되도록 한다.

상기 가솔린탱크(10)와 엘피지탱크(20)는 각각 가솔린과 엘피지를 저장하고, 내부에는 저장된 가솔린과 엘피지를 상기 고압펌프유닛(100)으로 공급하기 위한 펌프(11, 21)가 내장된다.

그리고 상기 가솔린탱크(10)와 엘피지탱크(20)의 출력라인에는 가솔린이나 엘피지가 상기 고압펌프유닛(100)으로 공급되는 것을 전자적으로 제어하기 위한 솔레노이드밸브(미도시)가 구비될 수 있다.

상기 ECU(30)는 스위치를 통한 사용자의 연료교체신호나, 각종 센서 등에 의해 감지되는 데이터와 기설정된 프로그램에 따른 연료교체신호에 따라 연료가 교체되도록 상기 고압펌프유닛(100), 펌프(11, 21) 등을 제어한다.

상기 ECU(30)은 차량엔진(90)의 RPM 신호, 고압펌프유닛(100)의 온도, 엘피지의 온도와 압력, 가솔린의 압력, 리턴되는 엘피지의 양과 압력, 고압레일의 압력 등의 감지신호와 사용자의 조작에 따른 조작신호를 입력받고, 펌프, 솔레노이드밸브 등을 구동시키는 신호를 출력한다.

상기 ECU(30)는 엘피지로 운행되는 중에 인젝터(40)로 공급되는 엘피지의 압력이 낮은 경우 자동으로 가솔린으로 전환시켜 안정성을 높여준다.

상기 ECU(30)는 엘피지 호스의 파손이나 연료라인이 막히는 등의 이유로 엘피지가 원활하게 공급되지 않는 것으로 판단되면, 즉시 가솔린으로 전환하여 안정성을 확보한다.

도3에는 본 발명에 따른 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치를 직관적으로 인식할 수 있는 다양한 실시례가 도시되어 있다.

도3a를 참조하면, 가솔린라인, 엘피지라인 및 리턴라인 각각에는 제1원웨이밸브(231), 제2원웨이밸브(232) 및 제3원웨이밸브(233)가 구비되어 있고, 제1원웨이밸브(231)와 제2원웨이밸브(232)의 출구측 가솔린라인과 엘피지라인은 공유되어 고압펌프유닛(100)의 주입구(111)에 연결되고, 제3원웨이밸브(233)의 입구측 리턴라인은 리턴니플(130)에 연결되어 있다.

도3b는 도3a와 비교하면, 리턴라인에 상기 제3원웨이밸브(233)가 구비되지 않은 점이 다르고, 리턴니플(130)에 내장된 타입으로, 리턴니플(130)에 제3원웨이밸브가 내장된다.

도3c는 도3a와 비교하면, 가솔린라인과 엘피지라인의 출력측이 공유되지 않고, 가솔린라인의 고압펌프유닛(100)의 주입구(111)에 연결되고, 엘피지라인은 고압펌프유닛(100)의 주입니플(139)에 연결된다. 그리고 도3a에서 리턴니플(130)은 리턴라인이 수평방향에서 연결되는 수평타입인데, 도3c에서 리턴니플(130)은 리턴라인이 수직방향에서 연결되는 수직타입니다.

도3d는 도3c와 비교하면, 엘피지라인과 리턴라인에 제2원웨이밸브(232)와 제3원웨이밸브(233)가 구비되지 않고, 주입니플(139)과 리턴니플(130)에 각각 제2원웨이밸브(232)와 제3원웨이밸브(233)가 내장된다.

도3e는 도3d와 비교하면, 리턴니플(130)과 주입니플(139)이 수평타입이고, 리턴니플(130)과 주입니플(139)이 별도의 몸체(138)에 결합되고, 몸체(138)가 고압펌프유닛(100)의 상부바디(110)에 결합된다.

이하에서는 도4를 참조하여, 상기 고압펌프유닛(100)에 구비되는 리턴니플(130)에 대하여 설명한다.

[A]는 입구(132)와 출구(133)가 직교하여 리턴라인이 수평방향에서 출구(133)에 연결되는 수평형 리턴니플(130)이고, [B],[C]는 입구(132)와 출구(133)가 마주보아 리턴라인이 수직방향에서 출구(133)에 연결되는 수직형 리턴니플(130)이다. 그리고 [A],[B]는 오링(131)을 이용해 고압펌프유닛(100)의 상부바디(110)에 밀폐되어 결합되는 리턴니플(130)이고, [C]는 표면의 테이퍼면(134) 구조를 통해 상부바디(110)에 밀폐되어 결합되는 리턴니플(130)이다.

상기 리턴니플(130)의 유로(136)에는 상기 제3원웨이밸브(233)가 내장되어서, 엘피지가 리턴되는 것을 단속할 수 있다.

상기 리턴니플(130)의 유로(136)에는 경사면(137)이 형성되고, 유로(136)에 내장되는 상기 제3원웨이밸브(233)는 상기 경사면(137)에 접촉되는 개폐볼(233a)과 상기 개폐볼(233a)을 탄성지지하여 개폐볼(233a)이 유로를 폐쇄하도록 하는 스프링(233b)로 구성된다.

상기 스프링(233b)는 가솔린의 압력에는 밀리지 않아 유로(136)를 폐쇄하고, 기화팽창 등의 이유로 과고압된 엘피지의 압력에는 밀려 유로(136)를 개방한다.

도5에는 제1 내지 제3 원웨이밸브(231, 232, 233)의 일례가 도시되어 있다.

상기 원웨이밸브(231, 232, 233)는 내부에 수용부(235)가 형성된 본체(234)와, 상기 본체(234)의 양측으로 연결되는 제1연결구(236)와 제2연결구(237), 상기 본체(234)의 수용부(235)에 수용되는 개폐블럭(238)과, 상기 개폐블럭(238)을 탄성지지하여 개폐블럭(238)이 유로를 폐쇄하도록 하는 스프링(239)을 포함한다.

상기 제1연결구(236)와 제2연결구(237)에는 각각 가솔린라인, 엘피지라인, 리턴라인을 구성하는 호스가 연결된다. [B]의 제2연결구(237)는 고압펌프유닛(100)의 주입구(111)에 직접 연결되는 구조이다.

상기 개폐블럭(238)은 내부가 빈 원통형 구조로 이루어져서 내부에 상기 스프링(239)의 일측이 수용되고, 전방측에는 상기 제1연결구(237)의 유로를 개폐하는 개폐부(238a)가 형성되고, 개폐부(238a)의 후방에는 개폐블럭의 내외부를 연통시켜서 상기 제1연결구(237)를 통과한 유체가 개폐블럭(238)의 내부로 유입되도록 하는 유입홀(238b)이 형성된다.

상기 개폐부(238a)의 외주연에는 오링(238c)이 결합되어서, 상기 제1연결구(237)의 유로를 보다 긴밀하게 밀폐하도록 한다.

이하에서는 도6을 참조하여, 상기 고압펌프유닛(100)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

상기 고압펌프유닛(100)는 상기 제1원웨이밸브(231)나 제2원웨이밸브(232)를 통해 가솔린이나 엘피지를 공급받는 주입구(111)와, 상기 제3원웨이밸브(233)를 통해 엘피지를 리턴시키는 리턴니플(130)이 구비된 상부바디(110)와, 차량엔진(90)으로 가솔린이나 엘피지를 공급하는 배출구(121)가 구비된 하부바디(120)와, 상기 하부바디(120)로 유입된 가솔린이나 엘피지를 펌핑하여 차량엔진(90)으로 출력되도록 하는 고압펌프부재(140)와, 고압펌프유닛(100)을 엔진룸의 구조물에 장착시키는 브라켓(150)을 포함하여 이루어진다.

상기 상부바디(110)의 상부면에는 고압펌프유닛(100)의 엘피지가 엘피지탱크(20)로 리턴되는 리턴공(115)이 형성된다. 상기 리턴공(115)에는 상기 리턴니플(130)이 결합된다.

상기 상부바디(110)에는 가솔린이나 엘피지를 공급받는 주입구(111)가 형성된다.

상기 상부바디(110)의 내부에는 상기 주입구(111)를 통해 주입되는 연료(즉, 가솔린 또는 엘피지)의 압력을 흡수하여 고압펌프유닛(100) 내부의 압력변화가 급변하지 않도록 하는 댐퍼(112)가 구비된다.

상기 하부바디(120)에는 연료가 상기 고압펌프부재(140)로 흡입되는 것을 단속하는 흡입밸브(122)와, 상기 흡입밸브(122)의 개폐압력을 조절하는 압력조절핀(123)과, 상기 고압펌프부재(140)에 의해 펌핑되는 연료가 상기 배출구(121)를 통해 배출되는 것을 단속하는 출구밸브(124)와, 상기 배출구(121)로 배출된 연료의 압력이 기준압력을 초과하는 경우에 배출된 연료의 일부가 하부바디(120)로 리턴되도록 하는 릴리프밸브(125)가 구비된다.

상기 고압펌프부재(140)는 실린더(141)와, 상기 실린더(141) 내부에서 승하강하는 피스톤(143)을 포함한다. 상기 피스톤(143)은 하강하여 연료를 압축실(142)로 흡입시키고, 승강하면서 압축실(142)로 흡입된 연료를 압축시켜서, 연료가 일정 압력 이상으로 압축되면 상기 출구밸브(124)를 개방시켜 상기 배출구(121)를 통해 배출되도록 한다.

상기 브라켓(150)은 상기 실린더(141)의 외주연에 회전 가능하게 결합되며, 승하강 가능하게 결합된다. 그리고 고정볼트(151)를 통해 실린더(141)의 외주연에 고정된다. 상기 브라켓(150)은 360도 회전 가능하여 상기 상부바디(110)와 하부바디(120)의 상대적인 방향을 조절할 수 있도록 하고, 승하강이 가능하여 상기 피스톤(143)의 상대적인 위치를 조절할 수 있도록 한다. 상기 피스톤(141)의 단부에는 캠(미도시)이 연결되어서 상기 피스톤(143)은 승하강 운동을 하게 된다. 이때, 상기 브라켓(150)을 통해 상기 피스톤(143)의 상대적인 위치를 조정함으로써 상기 피스톤(143)이 상기 실린더(141)의 압축실(142)에서 승하강하는 행정구간의 위치를 조절하게 된다. 그리고 실린더(141)와 피스톤(143) 사이에는 스프링(145)이 개재되어서 피스톤(143)의 승하강 완복운동이 부드럽게 행해지고 소음이 줄어들도록 완충작용을 한다.

이하에서는 도2와 도3을 참조하여, 엘피지로 운행되는 경우와 가솔린으로 운행되는 경우 구성요소들의 작동관계를 설명한다.

엘피지로 운행 시, 엘피지탱크(20)의 펌프(21)가 작동되고, 솔레노이드 밸브가 개방되어서 엘피지탱크(20)에 저장된 엘피지가 엘피지라인으로 유출된다. 엘피지라인으로 공급된 엘피지의 압력에 제2원웨이밸브(232)가 개방되어 엘피지가 고압펌프유닛(100) 내부로 유입된다. 이때, 엘피지의 공급압력은 가솔린의 공급압력 보다 높아 제1원웨이밸브(231)를 차단(폐쇄)하고 엘피지가 가솔린탱크(10)로 유입되는 것을 방지한다. 고압펌프유닛(100)은 펌핑하여 유입된 고압의 엘피지를 차량엔진(90)의 인젝터(40)로 보내고, 인젝터(40)는 엘피지를 연소실로 분사한다. 고압펌프유닛(100)에서 기화팽창 등의 이유로 과고압된 엘피지는 리턴니플(130)을 통해 리턴라인으로 유출된다. 리턴된 엘피지는 폐쇄되어 있는 제3원웨이밸브(233)를 개방시켜서 리턴된 엘피지가 엘피지탱크(20)로 회수되도록 한다. 고압펌프유닛(100)에서 엘피지의 일부는 기화팽창하여 고압펌프유닛이 펌핑되지 못하도록 하는데, 이러한 기화팽창된 엘피지가 리턴회수되어 펌핑이 안되는 것을 방지한다. 기화팽창된 엘피지 뿐만 아니라 액체 상태의 과고압된 엘피지로 리턴된다. 리턴되는 엘피지는 고압펌프유닛(100)을 냉각시키는 역할을 한다.

사용자의 스위치 조작 또는 엘피지의 부족으로 인한 가솔린 운행으로 전환시 엘피지탱크(20)의 펌프(21)와 솔레노이드밸브(미도시)는 전원공급이 차단되고 고압펌프유닛(100)으로의 엘피지 공급이 멈추고, 가솔린탱크(10)의 펌프(11)는 전원공급이 시작되어 가솔린을 펌핑한다. 그리고 이 과정에서 리턴유로의 잔존 엘피지는 엘피지탱크(20)로 회수되어서, 기화된 엘피지로 인해 고압펌프유닛(100)의 펌핑이 안되는 것을 막아준다. 가솔린의 공급압력이 엘피지의 압력 보다 높아지면 제1원웨이밸브(231)가 열리고 제2원웨이밸브(232)는 압력차에 의해 기계적으로 닫혀 가솔린이 엘피지탱크(20)로 넘어가는것을 방지하고 가솔린이 고압펌프유닛(100)으로 유입되어 차량엔진(90)이 가솔린 연료로 운행되도록 전환된다. 참고로, 가솔린 공급압력은 낮고, LPG 공급압력은 높다. 그리고 리턴원웨이 밸브는 가솔린 공급시 폐쇄되고 LPG 공급시 개방되도록 스프링의 힘이 설정되어 있다.

이런과정을 거쳐 가솔린으로 전환시 엘피지의 가스팽창으로 인한 가솔린 유입이 안되 시동이 꺼지는 현상을 해결하고, 부스트펌프 없이도 엘피지와 휘발유 간 전환할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치 에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 가솔린탱크 20 : 엘피지탱크
30 : ECU 40 : 고압 인젝터
100 : 고압펌프유닛 110 : 상부바디
120 : 하부바디 130 : 리턴니플
140 : 고압펌프부재 150 : 브라켓

Claims

차량엔진에 연료를 공급하는 고압펌프유닛;
상기 고압펌프유닛에 가솔린을 공급하는 가솔린라인을 개폐하는 제1원웨이밸브;
상기 고압펌프유닛에 엘피지를 공급하는 엘피지라인을 개폐하는 제2원웨이밸브;
상기 고압펌프유닛의 리턴 엘피지를 엘피지탱크로 회수시키는 리턴라인을 개폐하는 제3원웨이밸브;를 포함하되,

상기 고압펌프유닛은
상기 제1원웨이밸브나 제2원웨이밸브를 통해 가솔린이나 엘피지를 공급받는 주입구와, 상기 제3원웨이밸브를 통해 엘피지를 리턴시키는 리턴니플이 구비된 상부바디와,
차량엔진으로 가솔린이나 엘피지를 공급하는 배출구가 구비된 하부바디와,
상기 하부바디로 유입된 가솔린이나 엘피지를 펌핑하여 차량엔진으로 출력되도록 하는 고압펌프부재와,
고압펌프유닛을 엔진룸의 구조물에 장착시키는 브라켓을 포함하고,

상기 상부바디에는 상기 주입구를 통해 주입되는 연료의 압력을 흡수하여 고압펌프유닛 내부의 압력변화가 급변하지 않도록 하는 댐퍼가 구비되고,
상기 고압펌프부재는 실린더와, 상기 실린더 내부에서 승하강하는 피스톤을 포함하고,
상기 브라켓은 상기 실린더의 외주연에 회전 가능하게 결합되며, 승하강 가능하게 결합되고, 고정볼트를 통해 실린더의 외주연에 고정 결합되고,
상기 실린더와 피스톤 사이에는 스프링이 개재되는 것을 특징으로 하는
원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고압펌프유닛에는 리턴 엘피지가 배출되는 리턴공이 형성되고,
상기 리턴공에는 상기 리턴라인이 연결되는 리턴니플이 결합되고,
상기 리턴니플에는 상기 제3원웨이밸브가 내장되는 것을 특징으로 하는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치.
제 2 항에 있어서,
상기 리턴니플은 내부에 경사면을 갖는 유로가 형성되고,
상기 제3원웨이밸브는 상기 유로에 내장되는 개폐볼과, 상기 개폐볼을 경사면으로 탄성지지하여 유로를 폐쇄시키는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치
제 3 항에 있어서,
제1원웨이밸브는 내부에 수용부가 형성된 본체와, 상기 본체의 양측으로 연결되는 제1연결구와 제2연결구, 상기 본체의 수용부에 수용되는 개폐블럭과, 상기 개폐블럭을 탄성지지하여 개폐블럭이 유로를 폐쇄하도록 하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 원웨이밸브를 이용한 가솔린과 엘피지 겸용 차량의 연료 전환공급장치