KR200178346Y1 - 엘피지 연료 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LPG 연료를 사용하는 자동차에 LPG 연료와 에어를 연소에 적당한 상태로 혼합하여 공급할 수 있도록 한 엘피지 연료 공급장치에 관한 것으로서, 엔진의 구동력에 따라 에어공급량이 조절됨은 물론 그의 유속을 완충시켜 연료혼합기의 연료분사구에서 분사되는 LPG 연료와 적당하게 혼합시켜 엔진의 출력을 일정하게 하고 배기가스를 감소시키며 연비를 향상시키도록 한 장치를 제공함에 있다

이와 같은 목적을 갖는 본 고안은 공기를 공급하는 에어크리너와 연결설치 되는 카브레타의 입구에 링형몸체가 장착되고 이 링형몸체에는 연료조절밸브와 연료공급구를 갖는 연료공급밸브를 장착하여된 통상의 엘피지 연료 공급장치에 있어서,

상기 에어크리너에는 몸체의 중앙을 관통하여된 에어공급공에 에어공급량을 조절하는 에어조절구가 마련된 에어조절기가 설치되고, 상기 카브레타의 입구에 설치된 링형몸체의 내부에는 연료공급밸브와 연결설치되며 하향하는 면에 미세한 연료분사공이 방사형태로 형성된 연료분사구가 마련된 연료혼합기가 설치됨을 특징으로 한다.

Description

엘피지 연료 공급장치{LPG fuel supply system}

본 고안은 LPG 연료를 사용하는 자동차에 LPG 연료와 에어를 연소에 적당한 상태로 혼합하여 공급할 수 있도록 한 엘피지 연료 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 에어의 유속을 완충하면서 그 에어의 공급량을 조절하는 에어공급기를 에어크리너에 설치하고, 카브레다의 입구에는 LPG 연료를 방사형태로 공급하는 연료혼합기를 설치하여 엔진의 구동속도에 따라 LPG 연료와 에어가 적당하게 혼합되어 공급되게 함으로써 엔진의 출력을 일정하게 하고 배기가스를 감소시키며 역화방지와 연비를 향상시키도록 한 것이다.

LPG(Liuefied Pertroleum Gas)연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용하고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.

상기 자동차의 엔진에 공급되는 LPG 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 좋기 때문에 노킹이 잘 일어나지 않게되며 베이퍼록(Vapor-lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체연료로서 그 적용범위가 점차 증가되고 있는 추세이다.

이와 같은 LPG 연료를 사용하는 각종 자동차의 연료 공급장치(70)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 링형몸체(71)의 일측에 연료조절밸브(76)와 연료공급구(75)를 갖는 연료공급밸브(74)를 장착하였고, 상기 링형몸체(71)의 내부에는 상기 연료공급밸브(74)와 연통되는 LPG 연료 수용부(73)가 마련되고 그의 선택된 두곳 즉 상호 마주보도록 곳에는 소정의 길이를 갖는 LPG 연료 분사구(72)가 마련되어 있다.

이와 같이 형성된 연료 공급장치(70)에서의 LPG 연료와 에어크리너(30)로부터 공급되어 에어안내관(31)으로 안내되는 에어와의 혼합과정은 상기 연료공급구(75)를 통하여 들어오는 LPG 연료를 연료조절밸브(76)에 의해서 공급량을 조절한 후 LPG 연료 수용부(73)에 상호 마주보도록 형성된 소정의 길이를 갖는 LPG 연료 분사구(72)를 통하여 분사되고 이는 에어크리너(30)로부터 공급되 들어오는 에어와 링형몸체(71)내에서 만나 혼합이 이루어진 후 카브레타(20)를 통하여 엔진(10)에 공급된다.

그러나 상기의 LPG 연료와 에어와의 혼합은 엔진(10)의 아이들시나 저속, 중속, 고속시 그때마다 각기 다른 에어흡입량을 갖게되고 그에따라 상기 LPG 연료와 에어와의 혼합비가 다르게 되어 불안전 연소가 이루어짐으로 엔진의 출력이 불규칙해짐은 물론, 연비가 저하되고 배기가스가 많이 배출되는 문제점이 있었다.

그러므로 상기 엔진(10)의 아이들시나 저속, 중속, 고속시 그때마다 LPG 연료와 에어와의 혼합을 일정하게 유지시켜 주기 위해서는 에어크리너(30)에서부터 공급되 들어오는 에어의 유속을 완충시켜 LPG 연료가 분사되는 링형몸체(71)에서 상기 LPG 연료와 에어가 적합한 상태의 혼합비를 갖도록 해야하나 상기의 장치는 그렇치 못한 문제점이 있었다.

따라서 근래에는 상기의 문제점을 해소하고자 KR 공개특허공보 제1999-33407호(엘피지 차량의 연료공급 구조)를 제공하여 엔진의 아이들 구동시 연료 혼합기에서 순간적으로 압력이 상승되게 함으로써 연료가 제대로 공급되지 않게 되는 문제점을 해결하도록 하였다.

그러나 상기 엘피지 차량의 연료공급 구조는 엔진의 아이들 구동시는 어느정도 효과가 있다 할 수 있으나 엔진의 저속, 중속, 고속시의 변화에 따른 대처능력은 미흡하였다

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출한 것으로써, 그 목적은 에어크리너에 설치된 에어공급기에 의해 에어의 유속을 완충하며 공급량을 조절하여 카브레타에 설치된 연료혼합기에 공급함으로써, 방사형태로 분사되는 LPG 연료와 상기 에어의 유속을 완충하며 공급되는 에어가 적절하게 혼합되어 완전연소를 일으키므로 엔진의 아이들시는 물론 저속과 중속 및 고속 구동시에도 엔진의 출력이 일정하게 발생되고 연비를 향상시킴으로 연료를 절약하며 배기가스를 감소시켜 대기오염을 방지할 수 있는 엘피지 연료 공급장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 LPG 연료 공급과정을 나타낸 개략도

도 2는 종래 고안에 따른 LPG 연료 공급장치 사시도

도 3은 종래 고안에 따른 LPG 연료 공급장치 단면도

도 4는 본 고안에 따른 에어공급기의 분해 사시도

도 5는 본 고안에 따른 에어공급기의 결합 단면도

도 6a 및 도 6b는 본 고안에 따른 연료혼합기의 분해 사시도 및 결합 단면도

도 7a 및 도 7b는 본 고안에 따른 다른 실시예의 연료혼합기의 분해 사시도 및 결합 단면도

※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※

10 : 엔진 20 : 카브레타

30 : 에어크리너 40 : 연료탱크

50 : 연료혼합기 51 : 링형몸체

52 : 연료공급구 53 : 연료조절밸브

54 : 연료공급밸브 55 : 연료분사구

55a : 일자형원통관 55b : 나팔형관

56 : 연료분사공 60 : 에어공급기

61 : 몸체 62 : 에어공급공

63 : 에어조절구 64 : 시트

65 : 탄성체 66 : 개폐구

67 : 축

이와 같은 목적을 갖는 본 고안의 특징적인 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 엘피지 연료 공급장치는 공기를 공급하는 에어크리너와 연결설치 되는 카브레타의 입구에 링형몸체가 장착되고 이 링형몸체에는 연료조절밸브와 연료공급구를 갖는 연료공급밸브를 장착하여된 통상의 엘피지 연료 공급장치에 있어서, 상기 에어크리너에는 몸체의 중앙을 관통하여된 에어공급공에 에어공급량을 조절하는 에어조절구가 마련된 에어공급기가 설치되고, 상기 링형몸체의 내부에는 연료공급밸브와 연통된 다수의 연료분사공을 갖는 연료분사구가 설치됨을 특징으로 한다.

또 상기 연료분사구는 일자형원통관이나 나팔형관으로 형성됨을 특징으로 하고, 상기 에어공급기의 에어조절구는 저부에서부터 상부로 시트와 탄성체 및 개폐구가 순차적으로 마련됨을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 따른 에어공급기의 분해 사시도이고, 도 5는 본 고안에 따른 에어공급기의 결합 단면도이며, 도 6은 본 고안에 따른 연료분사구가 분해된 상태의 연료혼합기 분해 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 고안에 따른 연료분사구가 각기 다른 상태의 연료혼합기 결합 단면도이다.

본 고안의 엘피지 연료 공급장치는 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이 몸체(61)의 중앙을 입구은 좁고 출구은 넓게 관통한 에어공급공(62)에 에어공급량을 조절하도록 저부에 시트(64)가 마련되고 그의 상부에 탄성체(65)가 마련되며 이 탄성체(65)의 상부에 상기 에어공급공(62)을 개폐하는 개폐구(66)가 마련된 에어조절구(63)를 설치하여된 에어조절기(60)를 에어크리너(30)에 설치된 에어안내관(31)의 내측 상부에 설하였다.

미설명부호 (67)은 시트(64)와 탄성체(65) 및 개폐구(66)를 상호 연결설치하는 축이고, (68)은 에어조절구(63)를 몸체(61)의 저부에 고정하는 고정구이다.

그리고 카브레타(20)의 입구에 설치되는 연료혼합기(50)는 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이 링형몸체(51)가 마련되고 그의 일측에 연료공급구(52)와 연료조절밸브(53)가 형성된 연료공급밸브(54)가 설치되며 상기 링형몸체(51)의 내부에는 연료공급밸브(54)와 연통되게 연결설치되며 하향하는 면에 미세한 연료분사공(56)이 방사형태로 다수개 형성된 일자형원통관(55a)의 연료분사구(55a)가 설치되어 있다.

여기에서와 같이 본 고안의 엘피지 연료 공급장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 에어크리너(30)에 설치된 에어안내관(31)의 내측 상부에 에어조절구(63)가 마련된 에어공급기(60)를 설치하여 대기중의 에어를 흡입하여 에어크리너(30)에 의해 여과된 에어의 유속을 완충하며 에어안내관(31)에 공급한다.

이때 상기 에어공급기(60)에서의 에어공급량 조절은 상기 몸체(61)의 중앙에 형성된 에어공급공(62)에 에어조절구(63)가 설치됨으로써 에어 흡입량이 달라지는 엔진(10)의 구동속도에 따라 탄성체(65)의 수축량이 달라지기 때문에 개폐구(66)가 에어공급공(62)의 개폐정도를 달리하여 에어량이 조절된다.

그리고 상기 에어의 완충은 개폐구(66)의 작동에 따라 에어공급공(62)을 통과한 에어가 상기 에어공급공(62)의 직경보다 큰 에어안내관(31)에 공급되면서 유속이 상대적으로 떨어지게 되어 정체되면서 완충이 이루어진다.

상기 에어공급기(60)는 대기중의 에어를 흡입하는 에어크리너(30)의 입측에 설치하여 사용할 수도 있는데, 이때에는 에어크리너(30)가 카브레타(20)에 직접설치된 자동차일 경우이다.

한편 상기 에어공급량이 조절되면서 완충이 이루어진 에어는 연료혼합기(50)의 링형몸체(51)에 공급되고 이는 연료분사구(55a)의 하향하는 면에 미세하며 방사형태로 다수개 형성된 연료분사공(56)을 통하여 분사되는 LPG 연료와 골고루 혼합되면서 카브레타(20)를 거쳐 엔진(10)에 공급된다.

이때 상기 연료분사구(55a)의 하향하는 면에 미세한 연료분사공(56)을 방사형태로 형성시킨 이유는 연료탱크(40)로부터 연료공급구(52)를 통하여 공급되는 LPG 연료를 방사형태로 분사시켜 상기 에어공급기(60)에 의해서 공급되는 에어와 접촉율을 높임으로써 혼합이 잘 이루어지도록 하기 위함이다.

그리고 상기 에어를 완충시키는 이유는 에어의 유속을 느리게 하여 링형몸체(51)내에서 방사형태로 분사되는 LPG 연료와의 접촉시간을 연장 확보해 주기 위함이다.

또 본 고안은 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이 내부에 공간부가 형성되고 외형은 나팔형태의 나팔형관(55b)이 형성되며 그 나팔형관(55b)의 저면에는 미세한 연료분사공(56)이 다수개 형성된 연료분사구(55)를 연료혼합기(50)의 링형몸체(51)내에 연료공급밸브(54)와 연통되게 설치하여 사용해도 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이하여 에어와 LPG 연료가 적당하게 혼합된 상태에서 카브레타(20)를 거쳐 엔진(10)에 공급되면 이는 엔진(10)의 아이들시나 저속 및 중속 그리고 고속 구동시 항상 에어 혼합비가 일정한 LPG 연료가 그에 맞게 공급되기 때문에 엔진(10)의 출력이 일정하고 배기가스의 배출이 저하되며 연비가 향상되고 노킹과 베이퍼록, 퍼컬레이션과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같은 본 고안의 엘피지 연료 공급장치는 에어크리너에 에어의 공급량을 조절하고 그 에어의 유속을 완충할 수 있는 에어조절구가 마련된 에어공급기를 설치함으로써 연료혼합기의 연료분사구로부터 분사되는 연료와 충분한 혼합시간을 확보해줘 연료혼합비를 적절하게 조정할 수 잇는 주는 효과가 있다.

또 본 고안의 엘피지 연료 공급장치는 카브레타에 링형몸체를 설치하고 그 내부에 연료공급밸브와 연결설치되는 방사형태의 연료분사공이 형성된 연료분사구를 마련함으로써 LPG 연료가 방사형태로 분사되게 하여 완충된 에어와 방사형태로 분사되 LPG 연료가 적당하게 혼합되어 공급됨으로 엔진에서는 완전연소를 일으켜 아이들시 및 저속과 중속 그리고 고속 구동하에서도 그에 맞는 출력을 발생시켜 안정성 있는 주행을 할 수 있고, 연비를 향상시킴으로 연료를 절약하며, 배기가스를 감소시켜 대기오염을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 공기를 공급하는 에어크리너(30)와 연결설치 되는 카브레타(20)의 입구에 링형몸체(51)가 장착되고 이 링형몸체(51)에는 연료조절밸브(53)와 연료공급구(52)를 갖는 연료공급밸브(54)를 장착하여된 통상의 엘피지 연료 공급장치에 있어서, 상기 에어크리너(30)에는 몸체(61)의 중앙을 관통하여된 에어공급공(62)에 에어공급량을 조절하는 조절구(63)가 마련된 에어공급기(60)가 설치되고, 상기 링형몸체(51)의 내부에는 연료공급밸브(54)와 연통된 다수의 연료분사공(56)을 갖는 연료분사구(55)가 설치됨을 특징으로 하는 엘피지 연료 공급장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연료분사구(55)는 일자형원통관(55a)으로 형성됨을 특징으로하는 엘피지 연료 공급장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연료분사구(55)는 나팔형관(55b)으로 형성됨을 특징으로하는 엘피지 연료 공급장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 에어공급기(60)의 에어조절구(63)는 저부에서부터 상부로 시트(64)와 탄성체(65) 및 개폐구(66)가 순차적으로 마련됨을 특징으로 하는 엘피지 연료 공급장치.