KR20000055660A - 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 충전시 유입되는 오일을 분리, 배출하여 엔진 출력을 향상시킬 수 있고, 또한 오일이 연소실로 유입되는 것을 방지함으로써, 가스의 완전연소를 이루어 유해 배기가스를 줄일 수 있는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치를 제공하는데 있다.
이러한 가스 공급장치는 압축천연가스가 저장된 다수개의 가스탱크(2)와 엔진의 연소실 사이에 연결되는 가스 공급파이프(4) 상에 각각 설치되어 가스 공급파이프(4)의 개폐작용을 하는 개폐밸브(6,10)와, 상기 가스탱크(2)에 공급되는 가스의 압력을 조절하는 저압 레귤레이터(12)와, 가스의 유량을 검출하는 가스 유량센서(14)를 포함하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치에 있어서,
상기 저압 레귤레이터(12)와 연결되어, 가스 충전시 가스 공급파이프(4)로 유입되는 가스 충전기의 윤활 오일을 외부로 배출시키는 윤활 오일 배출수단을 더 포함하여 이루어진다.

Description

압축천연가스 자동차의 가스 공급장치{GAS SUPPLY SYSTEM FOR CNG VEHICLE)}
본 발명은 압축천연가스(CNG)를 연료로 사용하는 자동차의 가스 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축천연가스 충전시 유입되는 윤활 오일을 배출시킬 수 있는 오일 배출장치를 구비한 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 압축천연가스(CNG) 자동차는 압축천연가스를 연료로 사용하여 가솔린이나 디젤을 연료로 사용하는 자동차에 비해 경제적이고 유해 배기가스의 배출이 적은 자동차로서, 압축천연가스를 자동차의 엔진으로 공급하는 가스 공급장치가 설치된다.
가스 공급장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 압축천연가스가 저장된 가스탱크(102)와 엔진은 가스 공급파이프(104)로 연결되고, 이 가스 공급파이프(104) 상에는 가스탱크(102)에서 공급되는 압축천연가스의 고압을 조절하는 고압 레귤레이터(106)와, 전자제어유닛(ECU)에서 인가되는 신호에 따라 가스 공급파이프(104)의 개폐작용을 하는 솔레노이드 개폐밸브(108)와, 압축천연가스의 저압을 조절하는 저압 레귤레이터(110)와, 상기 가스 공급파이프(104)로 공급되는 가스 유량을 검출하여 전자제유닛(ECU)에 그 신호를 인가하는 가스 유량센서(112)와 엔진으로 공급되는 가스 유량을 조절하는 가스 컨트롤러(114) 등이 설치되어 있다.
그리고 상기 가스탱크(102)는 압축천연가스를 충전하는 가스 충전기와 연결되는 커넥터(116)와 연결되어 있다.
그러나 상기한 바와 같이 이루어진 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치는 가스 충전시 고압으로 충전이 이루어지는 관계로 가스 충전기의 윤활 오일이 가스파이프로 유입되어 저압 레귤레이터, 가스 유량센서 그리고 가스 컨트롤러 등으로 유입되어 가스 유량 및 가스압력 등의 감지 기능을 방해하여 엔진의 성능을 저하시키고, 또한 오일이 연소실로 유입되어 연소되므로 유해 배기가스가 발생되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 충전시 유입되는 오일을 분리, 배출하여 엔진 출력을 향상시킬 수 있고, 또한 오일이 연소실로 유입되는 것을 방지함으로써, 가스의 완전연소를 이루어 유해 배기가스를 줄일 수 있는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압축천연가스 공급장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압축천연가스 공급장치에 설치되는 오일 배출장치의 단면도이다.
도 3은 도 2 A-A선의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 오일 배출장치를 제어하는 블록도이다.
도 5는 종래기술에 따른 압축천연가스 공급장치의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2:가스탱크 4:가스 공급파이프 8:고압 레귤레이터
12:저압 레귤레이터 14:가스 유량센서 16:가스 컨트롤러
20:가스 배출장치 22:드레인 파이프 24:회전휀
34:드레인 탱크 36:뜨게 38:수위 검출센서
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압축천연가스가 저장된 다수개의 가스탱크와 엔진의 연소실 사이에 연결되는 가스 공급파이프 상에 각각 설치되어 가스 공급파이프의 개폐작용을 하는 개폐밸브와, 상기 가스탱크에 공급되는 가스의 압력을 조절하는 저압 레귤레이터와, 가스의 유량을 검출하는 가스 유량센서를 포함하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치에 있어서,
상기 저압 레귤레이터와 연결되어, 가스 충전시 가스 공급파이프로 유입되는 가스 충전기의 윤활 오일을 외부로 배출시키는 윤활 오일 배출수단을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치를 제공한다.
상기 윤활 오일 배출수단은 상기 저압 레귤레이터의 내부에 설치되어 저압 레귤레이터로 유입되는 가스와 윤활 오일 혼합물에 와류를 발생시켜 서로 분리시키는 윤활 오일 분리기구와, 상기 윤활 오일 분리기구에서 분리된 오일이 드레인되어 저장되는 드레인 탱크와, 상기 드레인 탱크와 저압 레귤레이터의 저면 사이에 연결되어, 저압 레귤레이터의 저면에 고인 윤활 오일을 드레인 탱크로 배출시키는 드레인 파이프와, 상기 드레인 탱크에 저장된 윤활 오일이 일정 이상되면, 외부로 배출시키는 배출기구를 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같이 이루어진 가스 공급장치는 저압 레귤레이터로 윤활오일이 유입되면, 윤활 오일 분리기구에서 가스와 윤활 오일을 분리하고, 이 분리된 윤활 오일은 드레인 라인을 통해 드레인 탱크로 유입된다. 그리고 드레인 탱크에 저장되는 윤활 오일이 일정 레벨 이상되면, 배출기구에 의해 외부로 배출된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 압축천연가스 자동차용 가스 공급장치의 구성도이다.
가스 공급장치는 압축천연가스가 저장된 다수개의 가스탱크(2)와 엔진의 연소실(미도시) 사이에 가스 공급파이프(4)로 연결된다. 그리고 이 가스 공급파이프(4) 상에는 개폐밸브(6,10), 고압 레귤레이터(8), 저압 레귤레이터(12), 가스 유량센서(14), 가스 컨트롤러(16) 등이 설치된다.
가스탱크(2)는 가스 충전기와 연결되는 커넥터(18)와 각각 연결되어, 압축천연가스 충전시 외부의 가스 충전기에서 고압으로 충전이 이루어진다.
개폐밸브는 수동으로 가스 공급파이프(4)를 개폐하는 수동 개폐밸브(6)와, 전자제어유닛(ECU)에서 인가되는 신호에 따라 개폐작용을 하는 솔레노이드 개폐밸브(10)가 각각 가스 공급파이프(4) 상에 설치된다.
고압 레귤레이터(8)는 가스탱크(2)에서 공급되는 가스의 고압을 조절하는 기구로서, 상기 수동 개폐밸브(6)의 다음측 가스 공급파이프(4) 상에 설치된다.
저압 레귤레이터(12)는 가스탱크(2)에서 공급되는 가스의 저압을 조절하는 기구로서, 상기 솔레노이드 개폐밸브(10) 다음측 가스 공급파이프(4) 상에 설치된다.
그리고 상기 저압 레귤레이터(12)의 다음측 가스 공급파이프(4) 상에는 그 순서대로 압축천연가스의 유량을 검출하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가하는 가스 유량센서(14)와, 가스 유량을 조절하는 가스 컨트롤러(16) 등이 설치된다.
상기 저압 레귤레이터(12)에는 압축 천연가스가 충전될 때 가스 충전기에서 고압으로 충전이 이루어지는 관계로 가스 충전기 내의 윤활 오일이 가스 공급파이프(4)로 유입되는데, 이 유입되는 윤활 오일을 외부로 배출시키는 오일 배출장치(20)가 설치된다.
오일 배출장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 저압 레귤레이터(14)로 공급되는 윤활 오일을 가스에서 분리시키는 오일 분리기구와, 저압 레귤레이터(14)와 연결되는 드레인 파이프(22)와, 이 드레인 파이프(22)를 통해 배출되는 윤활 오일이 저장되는 드레인 탱크(34) 등으로 구성된다.
오일 분리기구는 도 2에 도시된 바와 같이, 저압 레귤레이터(14)의 일측 내벽에 고정되는 힌지축(26) 상에 회전 가능하게 설치되는 다수개의 회전날개(28)를 갖는 회전휀(24)으로서, 저압 레귤레이터(14)의 유입구(30)를 통해 가스와 윤활 오일의 혼합물이 유입되면, 회전휀(24)은 유입되는 가스의 압력으로 와류를 발생시켜 윤활 오일은 중력으로 밑에 고이게 하고, 가스는 측면에 형성된 압력 조절밸브(32)를 통해 배출되도록 이루어진다.
드레인 파이프(22)는 저압 레귤레이터(14)의 저면 일측에 연결되고, 타측은 드레인 탱크(34) 내부에 설치되어, 저압 레귤레이터(14)의 저면에 고이는 윤활 오일을 드레인 탱크(34)로 유도한다.
그리고 드레인 탱크(34)는 그 중앙에 수직방향으로 드레인 파이프가 저면까지 삽입되어 있고, 이 드레인 파이프(22)의 둘레방향으로 뜨개(36)가 설치된다. 그리고 뜨개(36)의 상측에는 유입되는 윤활 오일의 수위를 검출하는 수위 검출센서(38)가 부착된다. 이때 뜨게(36)가 최하위에 위치할 때 드레인 탱크(34)의 저면과 일정한 레벨을 유지할 수 있도록 드레인 탱크(34)의 저면에서 일정 높이로 뜨게(36)가 걸리는 스톱퍼(40)가 돌출 형성된다.
즉 드레인 탱크(34)의 저면에는 항상 일정 수준의 윤활 오일이 고여 있도록 하고, 드레인 파이프(22)의 끝이 이 윤활 오일에 항상 담가져 있도록 하여 저압 레귤레이터(14) 내의 가스가 드레인 파이프(22)를 통해 드레인 탱크(34)로 유입되는 것을 방지한다.
이러한 드레인 탱크(34)로 윤활 오일이 유입되면, 윤활 오일 유량에 따라 뜨게(36)는 부상하게 되고, 이 뜨게(36)의 수위가 일정 이상되면 드레인 탱크(34)의 하측에 설치된 배출라인(42)을 통해 윤활 오일은 외부로 배출된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 드레인 탱크(34)에 유입되는 윤활 오일 유량이 늘어남에 따라 뜨게(36)가 부상하고, 이 뜨게(36)의 상측에 부착된 수위 검출센서(38)에서 수위의 상승을 검출하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가하면, 이 전자제어유닛(ECU)은 배출라인(42)에 설치된 개폐밸브(44)에 전원을 인가하면, 개폐밸브(44)는 개방되어 드레인 탱크(34) 내의 윤활 오일이 외부로 배출된다.
상기 개폐밸브(44)는 전원의 인가에 따라 작동되는 솔레노이드 밸브를 사용함이 적당하다.
이와 같이 이루어진 가스 공급장치는 가스탱크(2)에 압축천연가스를 충전할 때 고압으로 충전되는 관계로 가스 충전기 내의 윤활 오일이 가스 공급파이프(22) 상에 유입된다. 그리고 이 윤활 오일은 가스 공급파이프(22)를 통해 저압 레귤레이터(14)로 가스와 함께 유입된다. 그러면 저압 레귤레이터(14) 내부에서 회전휀(28)이 유입되는 가스 압력으로 회전하면서 와류를 발생시켜 윤활 오일은 저면에 고이게 하고, 가스는 압력 조정밸브(32)를 통해 배출시킨다.
이렇게 분리된 윤활 오일은 드레인 파이프(22)를 통해 드레인 탱크(34)로 유입되고, 유입량이 늘어감에 따라 뜨게(36)가 부상하여 최고 수위에 이르면, 수위 검출센서(38)에서 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가시킨다. 그러면, 전자제어유닛(ECU)은 개폐밸브(44)에 전원을 인가하여 배출라인(42)을 개방하면, 드레인 탱크(34) 내의 윤활 오일은 배출라인(42)을 통해 외부로 배출된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 가스 공급장치는 충전시 가스 충전기의 윤활 오일이 가스 공급파이프 상에 유입되면, 저압 레귤레이터와 연결되는 윤활 오일 배출장치를 통해 외부로 배출시킴으로서, 윤활오일이 가스 유량 센서, 가스 컨트롤러 등으로 유입되는 것을 방지하여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 윤활 오일이 엔진의 연소실로 유입되는 것을 방지함으로써, 유해 배기가스를 현저히 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 압축천연가스가 저장된 다수개의 가스탱크와 엔진의 연소실 사이에 연결되는 가스 공급파이프 상에 각각 설치되어 가스 공급파이프의 개폐작용을 하는 개폐밸브와, 상기 가스탱크에 공급되는 가스의 압력을 조절하는 저압 레귤레이터와, 가스의 유량을 검출하는 가스 유량센서를 포함하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치에 있어서,
    상기 저압 레귤레이터와 연결되어, 가스 충전시 가스 공급파이프로 유입되는 가스 충전기의 윤활 오일을 외부로 배출시키는 윤활 오일 배출수단을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 윤활 오일 배출수단은 상기 저압 레귤레이터의 내부에 설치되어 저압 레귤레이터로 유입되는 가스와 윤활 오일 혼합물에 와류를 발생시켜 서로 분리시키는 윤활 오일 분리기구와;
    상기 윤활 오일 분리기구에서 분리된 오일이 드레인되어 저장되는 드레인 탱크와;
    상기 드레인 탱크와 저압 레귤레이터의 저면 사이에 연결되어, 저압 레귤레이터의 저면에 고인 윤활 오일을 드레인 탱크로 배출시키는 드레인 파이프와;
    상기 드레인 탱크에 저장된 윤활 오일이 일정 이상되면, 외부로 배출시키는 배출기구를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 윤활 오일 분리기구는 저압 레귤레이터의 내부에 설치되어 유입되는 가스의 압력에 따라 회전하면서 와류를 발생시키는 회전휀으로 이루어짐을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 드레인 탱크는 내부에 상기 드레인 파이프가 저면까지 삽입되고, 상기 드레인 파이프의 둘레방향으로 뜨게가 설치되고, 하면에 드레인 탱크에 저장된 윤활 오일을 외부로 배출시키는 배출라인이 연결되어짐을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 배출기구는 상기 드레인 탱크의 뜨게 상부에 부착되는 상기 수위 검출센서에서 상기 드레인 탱크로 유입되는 윤활 오일의 수위가 설정치 이상이면, 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가하고, 상기 전자제어유닛(ECU)은 상기 배출라인에 설치된 개폐밸브를 개방하여 상기 드레인 탱크 내의 윤활 오일을 외부로 배출시킴을 특징으로 하는 압축천연가스 자동차의 가스 공급장치.
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