KR102212321B1 - 엘피아이 시스템용 맥동완화장치 - Google Patents

엘피아이 시스템용 맥동완화장치 Download PDF

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이경종
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주식회사 더블유원
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Abstract

본 발명은 엘피아이 시스템용 맥동완화장치에 관한 것으로, 가스연료가 저장되는 봄베부와, 가스연료를 인젝터부에 의해 분사하여 구동하는 엔진부와, 봄베부와 엔진부를 연결하여 가스연료를 안내하는 라인부와, 라인부에 형성되고, 가스연료의 압력과 공급량을 조절하는 모듈부와, 모듈부에 형성되고 라인부와 연결되며, 유로를 증가시켜 맥동현상을 완화하는 댐퍼부를 포함하여, 진동이나 소음을 감소시킬 수 있다.

Description

엘피아이 시스템용 맥동완화장치{PULSATION DAMPING DEVICE FOR LPI SYSTEM}
본 발명은 엘피아이 시스템용 맥동완화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스연료의 압력과 유량에 의한 맥동현상을 억제할 수 있는 엘피아이 시스템용 맥동완화장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스차량용 엘피아이 시스템(Liquid Petroleum Injection: LPG 액상 연료분사 장치)은 연료탱크의 압력에 의존한 기계식 LPG 연료 방식과는 달리 봄베 내에 연료펌프를 설치하고, 연료펌프에 의해 고압(5~15bar)으로 송출되는 액상 연료를 인젝터로 분사하여 엔진을 구동하는 구조로 되어 있다.
종래의 엘피아이 시스템은 가스 연료가 저장되는 봄베와, 봄베 내에 설치되며 봄베 내에 저장된 가스 연료를 펌핑하여 송출하는 펌프모듈과, 펌프모듈을 통해 공급되는 액상의 연료를 인젝터에 의해 분사하여 구동하는 엔진을 포함한다. 그리고 펌프모듈과 인젝터는 연료 공급라인과 회수라인을 통해 연결된다.
즉, 펌프모듈을 통해 공급되는 연료는 연료 공급라인을 통과한 후 인젝터에 의해 일부가 엔진에 분사되고, 분사되지 않은 나머지 연료는 연료 회수라인을 통과한 후 펌프모듈을 통해 다시 봄베 내부에 회수된다.
한편, 연료 공급라인과 회수라인에는 연료의 압력 및 공급량을 일정하게 유지시키기 위한 레귤레이터 유닛이 설치된다.
그러나, 종래의 엘피아이 시스템은 맥동현상이 발생하여 차량 소음을 유발하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1032327호(2011.04.25. 등록, 발명의 명칭 : 가스차량용 엘피아이 시스템에 적용되는 레귤레이터)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 가스연료의 압력과 유량에 의한 맥동현상을 억제할 수 있는 엘피아이 시스템용 맥동완화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치는: 가스연료가 저장되는 봄베부; 가스연료를 인젝터부에 의해 분사하여 구동하는 엔진부; 상기 봄베부와 상기 엔진부를 연결하여 가스연료를 안내하는 라인부; 상기 라인부에 형성되고, 가스연료의 압력과 공급량을 조절하는 모듈부; 및 상기 모듈부에 형성되고, 상기 라인부와 연결되며, 유로를 증가시켜 맥동현상을 완화하는 댐퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모듈부와 상기 댐퍼부는 일체로 성형되는 것을 특징으로 한다.
상기 라인부는 상기 봄베부에 일단부가 연결되고, 상기 인젝터부에 타단부가 연결되어 상기 봄베부에 저장된 가스연료를 상기 인젝터부로 안내하는 라인공급부; 및 상기 인젝터부에 일단부가 연결되고, 상기 봄베부에 타단부가 연결되며, 상기 인젝터부에서 분사되지 못한 나머지 가스연료를 회수하는 라인회수부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모듈부는 상기 라인공급부로 가스연료를 안내하기 위한 공급유로가 형성되고, 상기 라인회수부로 가스연료를 안내하기 위한 회수유로가 형성되는 몸체부; 상기 몸체부에 장착되고, 상기 공급유로를 개폐하는 밸브부; 및 상기 몸체부에 장착되고, 상기 회수유로를 통과하는 가스연료의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼부는 상기 몸체부에 형성되고, 상기 공급유로와 상기 회수유로 보다 큰 공간을 형성하는 댐퍼공간부; 상기 댐퍼공간부의 단부에서 측방향으로 연장되는 댐퍼플랜지부; 상기 댐퍼플랜지부와 마주보도록 배치되고, 상기 댐퍼공간부를 커버하는 댐퍼커버부; 상기 댐퍼커버부를 상기 댐퍼플랜지부에 결합시키는 댐퍼고정부; 및 상기 댐퍼커버부에 형성되고, 상기 라인공급부 또는 상기 라인회수부와 연결되어 가스연료를 안내하는 댐퍼관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치는 모듈부에 형성되는 댐퍼부가 모듈부 및 라인부의 유로보다 더 크게 형성되어 맥동현상을 저감하고 진동이나 소음을 완화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에서 댐퍼조절부가 추가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치(1)는 봄베부(10)와, 엔진부(20)와, 라인부(30)와, 모듈부(40)와, 댐퍼부(50)를 포함한다.
봄베부(10)는 가스연료가 저장된다. 일예로, 봄베부(10)는 가스연료가 저장되는 탱크부(11)와, 탱크부(11) 내부에 설치되어 저장된 가스연료를 펌핌하는 펌프부(12)를 포함할 수 있다.
엔진부(20)는 가스연료를 분사하여 구동한다. 일예로, 엔진부(20)에는 인젝터부(21)가 형성되어 엔진부(20)에 가스연료를 분사할 수 있다.
라인부(30)는 봄베부(10)와 엔진부(20)를 연결하여 가스연료를 안내한다. 일예로, 라인부(30)는 봄베부(10)와 엔진부(20) 사이의 거리에 따라 길이가 달라질 수 있다.
모듈부(40)는 라인부(30)에 형성되고, 가스연료의 압력과 공급량을 일정하게 유지시킨다. 일예로, 모듈부(40)는 라인부(30) 상에 배치되어 라인부(30)를 통해 이동되는 가스연료의 압력을 조절할 수 있다.
댐퍼부(50)는 모듈부(40)에 형성되고, 유로를 증가시켜 맥동현상을 완화한다. 일예로, 댐퍼부(50)는 모듈부(40)의 단부에 형성되어 라인부(30)와 연결되고, 라인부(30)와 모듈부(40)의 유로보다 부피가 커서 맥동현상에 의한 소음을 줄여줄 수 있다.
한편, 모듈부(40)와 댐퍼부(40)는 일체로 성형된다. 즉, 모듈부(40)와 댐퍼부(40)는 다이캐스팅 방식으로 제작될 수 있다. 이러한 모듈부(40)에는 가스연료를 이동시키는 유로 및 가스연료의 압력을 조절하기 위한 각종 부품이 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라인부(30)는 라인공급부(31)와 라인회수부(32)를 포함한다.
라인공급부(31)는 봄베부(10)에 일단부가 연결되고, 인젝터부(21)에 타단부가 연결되어 봄베부(10)에 저장된 가스연료를 인젝터부(21)로 안내한다. 이러한 라인공급부(31)는 봄베부(10)와 모듈부(40)를 연결하는 제1공급부(311)와, 모듈부(40)와 인젝터부(21)를 연결하는 제2공급부(312)를 포함할 수 있다.
라인회수부(32)는 인젝터부(21)에 일단부가 연결되고, 봄베부(10)에 타단부가 연결되며, 인젝터부(21)에서 분사되지 못한 나머지 가스연료를 회수한다. 이러한 라인회수부(32)는 인젝터부(21)와 모듈부(40)를 연결하는 제1회수부(321)와, 모듈부(40)와 봄베부(10)를 연결하는 제2회수부(322)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈부를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B 단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈부(40)는 몸체부(41)와, 밸브부(42)와, 레귤레이터부(43)를 포함한다.
몸체부(41)는 다이캐스팅 공법에 의해 일체로 성형된다. 즉, 몸체부(41)의 내부에는 라인공급부(31)로 가스연료를 안내하기 위한 공급유로(45)가 형성되고, 라인회수부(32)로 가스연료를 안내하기 위한 회수유로(46)가 형성된다. 이러한 공급유로(45)와 회수유로(46)에 의해 가스연료는 몸체부(41)에 장착되는 각종 부품을 통과할 수 있다. 한편, 몸체부(41)의 일측단부에는 공급유로(45)와 연통되고 제1공급부(311)와 연결되기 위한 제1몸체연결부(411)와, 회수유로(46)와 연통되고 제2회수부(322)와 연결되기 위한 제2몸체연결부(412)가 형성될 수 있다. 그리고, 몸체부(41)의 타측단부에는 댐퍼부(50)가 형성될 수 있다.
밸브부(42)는 몸체부(41)에 장착되고, 공급유로(45)를 개폐한다. 이러한 밸브부(42)를 통해 엔진부(20)로 공급되는 가스연료의 유량을 조절할 수 있다.
레귤레이터부(43)는 몸체부(41)에 장착되고, 스프링과 다이어프램을 이용하여 회수유로(46)를 통과하는 가스연료의 압력을 일정하게 유지시킨다. 한편, 몸체부(41)에 장착되는 센서부(44)는 레귤레이터부(43)로 이동되기 전 회수유로(46)를 통해 이동되는 가스연료의 압력을 측정하고, 가스연료의 측정 압력에 따라 밸브부(42) 또는 레귤레이터부(43)가 작동하여 가스연료의 압력을 5bar로 유지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5에서 댐퍼조절부가 추가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부(50)는 댐퍼공간부(51)와, 댐퍼플랜지부(52)와, 댐퍼커버부(53)와, 댐퍼고정부(54)와, 댐퍼관부(55)를 포함한다.
댐퍼공간부(51)는 몸체부(41)에 형성되고, 공급유로(45)와 회수유로(46) 보다 큰 공간을 형성한다. 일예로, 댐퍼공간부(51)는 몸체부(41)의 타측단부에 한 쌍이 형성되되, 각각 공급유로(45) 및 회수유로(46)와 연통될 수 있다. 이러한 댐퍼공간부(51)는 일측이 개구된 원통 형상을 할 수 있다.
댐퍼플랜지부(52)는 댐퍼공간부(51)의 단부에서 측방향으로 연장된다. 일예로, 댐퍼플랜지부(52)는 원통 형상의 댐퍼공간부(51)에서 외측으로 펼쳐질 수 있다.
댐퍼커버부(53)는 댐퍼플랜지부(52)와 마주보도록 배치되고, 댐퍼공간부(51)를 커버한다. 그리고, 댐퍼고정부(54)는 댐퍼커버부(53)를 댐퍼플랜지부(52)에 결합시킨다. 일예로, 댐퍼고정부(54)는 댐퍼커버부(53)의 가장자리를 관통하여 댐퍼플랜지부(52)에 체결되는 볼트가 될 수 있다.
댐퍼관부(54)는 댐퍼커버부(53)에 형성되고, 라인공급부(31) 또는 라인회수부(32)와 연결되어 가스연료를 안내한다. 일예로, 댐퍼커버부(53)에는 가스연료를 통과시키기 위한 커버홀부(531)가 형성되고, 댐퍼관부(54)는 댐퍼커버부(53)와 일체로 형성되어 커버홀부(531)가 연통되도록 형성될 수 있다. 이러한 댐퍼관부(54)는 제2공급부(312)와 연결되거나, 제1회수부(321)와 연결될 수 있다.
그 외, 댐퍼부(50)는 댐퍼실링부(56)를 더 포함할 수 있다. 댐퍼실링부(56)는 댐퍼공간부(51)의 내측에 형성되는 홈에 일부 삽입되고, 댐퍼커버부(53)가 댐퍼플랜지부(52)와 결합될 때 댐퍼커버부(53)에 밀착되어 가스연료의 누출을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 댐퍼부(50)는 댐퍼조절부(57)를 더 포함할 수 있다. 댐퍼조절부(57)는 댐퍼공간부(51)의 내부 공간을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 댐퍼조절부(57)는 조절관부(571)와, 조절격벽부(572)와, 조절복원부(573)를 포함한다.
조절관부(571)는 댐퍼커버부(53)에 형성되고 댐퍼관부(55)와 연통된다. 일예로, 조절관부(571)는 댐퍼관부(55)의 내측과 나사 결합되거나 압입되어 커버홀부(531)를 관통할 수 있다. 이로 인해, 댐퍼커버부(53)가 댐퍼플랜지부(52)에 결합될 때 댐퍼공간부(51) 내부에 조절관부(571)가 배치될 수 있다.
조절격벽부(572)는 댐퍼공간부(51)의 내측에 밀착되어 댐퍼공간부(51)의 부피를 조절할 수 있다. 그리고 조절관부(571)는 조절격벽부(572)를 관통할 수 있다. 일예로, 조절관부(571)의 단부는 너트가 장착되거나 측방향으로 연장되어 조절격벽부(572)가 조절관부(571)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 조절격벽부(572)는 댐퍼공간부(51)로 유입되는 가스연료의 압력에 따라 조절관부(571)를 따라 이동되어 댐퍼공간부(51)의 부피를 변경할 수 있다.
조절복원부(573)는 조절격벽부(572)를 탄성 지지할 수 있다. 일예로, 조절복원부(573)는 조절관부(571)를 감싸는 코일스프링 형상을 하되, 일단부가 댐퍼커버부(53)를 지지하고, 타단부가 조절격벽부(572)를 지지할 수 있다. 이때, 조절복원부(573)는 가스연료의 압력에 따라 수축 또는 팽창될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
봄베부(10)에 저장된 가스연료는 라인공급부(31)에 안내되어 인젝터부(21)에 공급되고, 인젝터부(21)에서 분사되고 남은 가스연료는 라인회수부(32)에 안내되어 봄베부(10)로 회수된다.
한편, 라인공급부(31)와 라인회수부(32)의 이동경로상에는 모듈부(40)가 배치되고, 모듈부(40)에 형성되는 한 쌍의 댐퍼부(50)에는 라인공급부(31)와 라인회수부(32)가 각각 연결된다.
상기한 상태에서 라인공급부(31)와 라인회수부(32)를 통해 이동되는 가스연료는 상대적으로 큰 부피를 갖는 댐퍼부(50)를 통과하면서 맥동현상이 저감되어 소음이나 진동이 완화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘피아이 시스템용 맥동완화장치(1)는 모듈부(40)에 형성되는 댐퍼부(50)가 모듈부(40) 및 라인부(30)의 유로보다 더 크게 형성됨으로써, 맥동현상을 저감하고 진동이나 소음을 완화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 봄베부 20 : 엔진부
30 : 라인부 31 : 라인공급부
32 : 라인회수부 40 : 모듈부
41 : 몸체부 42 : 밸브부
43 : 레귤레이터부 50 : 댐퍼부
51 : 댐퍼공간부 52 : 댐퍼플랜지부
53 : 댐퍼커버부 54 : 댐퍼고정부
55 : 댐퍼관부 56 : 댐퍼실링부
57 : 댐퍼조절부

Claims (5)

  1. 가스연료가 저장되는 봄베부;
    가스연료를 인젝터부에 의해 분사하여 구동하는 엔진부;
    상기 봄베부와 상기 엔진부를 연결하여 가스연료를 안내하는 라인부;
    상기 라인부에 형성되고, 가스연료의 압력과 공급량을 조절하는 모듈부; 및
    상기 모듈부에 형성되고, 상기 라인부와 연결되며, 유로를 증가시켜 맥동현상을 완화하는 댐퍼부;를 포함하고,
    상기 라인부는
    상기 봄베부에 일단부가 연결되고, 상기 인젝터부에 타단부가 연결되어 상기 봄베부에 저장된 가스연료를 상기 인젝터부로 안내하는 라인공급부; 및
    상기 인젝터부에 일단부가 연결되고, 상기 봄베부에 타단부가 연결되며, 상기 인젝터부에서 분사되지 못한 나머지 가스연료를 회수하는 라인회수부;를 포함하며,
    상기 모듈부는
    상기 라인공급부로 가스연료를 안내하기 위한 공급유로가 형성되고, 상기 라인회수부로 가스연료를 안내하기 위한 회수유로가 형성되는 몸체부;
    상기 몸체부에 장착되고, 상기 공급유로를 개폐하는 밸브부; 및
    상기 몸체부에 장착되고, 상기 회수유로를 통과하는 가스연료의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터부;를 포함하고,
    상기 댐퍼부는
    상기 몸체부에 형성되고, 상기 공급유로와 상기 회수유로 보다 큰 공간을 형성하는 댐퍼공간부;
    상기 댐퍼공간부의 단부에서 측방향으로 연장되는 댐퍼플랜지부;
    상기 댐퍼플랜지부와 마주보도록 배치되고, 상기 댐퍼공간부를 커버하는 댐퍼커버부;
    상기 댐퍼커버부를 상기 댐퍼플랜지부에 결합시키는 댐퍼고정부;
    상기 댐퍼커버부에 형성되고, 상기 라인공급부 또는 상기 라인회수부와 연결되어 가스연료를 안내하는 댐퍼관부; 및
    상기 댐퍼공간부의 내부 공간을 조절하는 댐퍼조절부;를 포함하며,
    상기 댐퍼조절부는
    상기 댐퍼커버부에 형성되고, 상기 댐퍼관부와 연통되는 조절관부;
    상기 조절관부를 따라 이동되어 상기 댐퍼공간부의 부피를 조절하는 조절격벽부; 및
    상기 조절격벽부를 탄성 지지하는 조절복원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템용 맥동완화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모듈부와 상기 댐퍼부는 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 시스템용 맥동완화장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1172057A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃料供給装置
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KR20190067019A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 르노삼성자동차 주식회사 댐퍼 구조물 및 이를 갖는 lpg 액상 분사 차량의 연료 공급 장치

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