KR200220073Y1 - 가스 차량용 연료와 공기혼합기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스 차량용 연료와 공기혼합기에 관한것으로써 외부에서 흡입된 공기를 혼합기의 공기유통공에 형성된 전두후협이고 호형상으로 휘어져 형성된 공기유도날개을 통과시켜서 공기유도날개에서 발생되는 와류흐름과 회전흐름이 발생되어 가스관을 통해 유입되는 기화가스를 가스공급통로을 통해 공기유도날개에 형성된 가스분출공으로 분출시킴으로서 상기 가스분출공을 통하여 분출된 기화가스가 상기 공기유도날개에 의해 발생된 회전흐름에 편승되어 소용돌이 치게 되며 혼합되는 기화가스와 흡입공기는 골고루 섞인 혼합기체를 이루어지는 가스차량용 연료와 공기 혼합기를 제공하여 상기 혼합기와 엔진실린더를 연결하는 스로틀바디를 통하여 혼합기체를 엘진실린더에 공급, 유입되게하여 연소시킴으로서, 혼합기체의 완전연소를 도모하게 되어 대기오염을 예방하고 가스연료의 절감효과를 이룰 수 있다.

Description

가스 차량용 연료와 공기혼합기{fuel mixing device for gas car}

본 고안은 가스 차량에 사용되는 연료와 공기를 혼합하는 혼합기에 관한 것으로, 특히 엔진실린더로 공급되는 가스연료와 외부에서 흡입된 공기를 작절한 상태로 혼합한 혼합기체를 엔진 실린더에 공급 할 수 있도록 구성한 가스 차량용 연료와 공기혼합기에 관한 것이다.

일반적으로 휘발유 연료보다 저렴한 가스 연료를 사용하는 가스연료 차량이 등장함에 따라 소비자가 가스연료 차량을 선호하게 되었고, 이러한 혼합기체를 생성시키는 혼합기는 연료 시스템 및 흡기 시스템과 연계되도록 스로틀 바디와 에어호스에 사이에 부착, 설치되어진다.

또한, 상기 혼합기의 기능은 가스 연료와 외부에서 흡입된 공기가 상호 혼합되게 하여 공기와 가스연료가 혼합된 혼합기체를 엔진 실린더에 공급하는 것이다.즉 기화기에서 기화된 연료를 공기와 혼합하여 연소에 적합한 혼합 기체로 만들어 엔진실린더의 연소실에 공급하는 역할을 하는 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 혼합기(10)는 엔진실린더(1)와 연통되어 있는 스로틀 바디(2)의 일측에 설치되고. 상기 스로틀 바디(2) 내부에는 악셀레이터(3)에 의해 조절되는 스로틀밸브(2a)가 설치되어, 상기 악셀레이터(3)의 조절에 의하여 혼합 기체를 엔진실린더(2)의 연소실에 공급하는 양을 조절할 수 있게 구성하였다.

따라서, 혼합기(10)는 스로틀 바디(2)가 설치된 타측에는 공기를 공급하는 에어클리너(4)로부터 공기를 공급 받기위한 에어호스(A)가 연결된다.

또한, 혼합기(10) 일측에는 LPG용기(5)로부터 솔레로이드 밸브(6) 및 예열히터(7)와 기화기(8)를 통해 기화 가스를 공급받기 위한 가스관(G)이 연결된다.

그러므로 혼합기(10)에서는 외부에서 공급된 공기를 에어클리너(4)로부터 흡기된 공기와 기화기(8)로부터 공급되는 기화 가스가 서로 혼합되게 된다.

그러나, 등록실용신안 공보 제 165214호에서 LPG가스 차량용 연료와 공기 혼합기가 알려진바 있으나, 그 종래의 혼합기(10)는 기화가스와 흡입공기를 제대로 혼합하지 못하는 단점이 있었다. 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 혼합기(10)는 혼합실 내벽에 뚫린 가스토출공(101)이 길다란 커다랗게 단순히 뚫려 있는 구조이므로 상기 가스토출공(101)에서 배출되는 기화가스가 공기통과공(102)으로 유입되는 흡입공기와 혼합 잘 되지 못하였다.

이러한 혼합기(10)는 흡입공기가 중앙으로 유입되는 반면에 그 흡입공기 외곽부에서부터 기화가스가 유입되는 상태가 되므로 흡입공기와 기화가스가 혼합할 여유도 없이 흡입공기를 타고 엔진실린더(1)로 들어가게 된다.

즉, 가스토출공(101)으로 배출되는 기화가스가 일부만 흡입공기와 혼합되고 혼합되지 않은 나머지 기화가스는 스로틀바디(2)을 타고 엔진실린더(1)의 연소실에 공급되는 것이다.

이와 같이 혼합기체가 공급되면, 예컨대 차◎의 엔진실린더(4기통 엔진기관일 경우) 제1연소실에는 공기보다 기화 가스량 비율이 더 많은 비정상 상태로 혼합된 연료가 주입되고 제2 및 제3연소실에는 정상 상태의 혼합된 연료가 주입되는데 반하여 제4연소실에는 기화 가스량보다 공기가 더 많은 비정상 상태의 혼합기체가 공급되는 상태가 된다.

그러므로 기화가스 량이 많이 주입된 연소실에서는 혼합기체가 불완전 연소하게 되어 배기가스가 많이 배출됨으로써 대기오염의 문제를 야기하고 있으며 또한, 차량의 노후가 빨리 오게 하는 하나의 원인과 차량의 주행 출력이 떨어지는 문제점등을 초래하고 있다.

따라서, 혼합기에서 섞이는 공기와 가스연료의 혼합 효율을 보다 높이기 위하여 프로펠라 등을 별도로 더 설치하는 혼합 시스템등이 실시되고 있으나, 상기 혼합기 이외에 별도의 프로펠라 장치를 부가적으로 더 설치해야 함므로 인한 프로펠라의 설치에 따른 비용및 장착 위치의 설정에 대한 문제점이 있으며, 또한 프로펠라가 회전하는 속도보다 공기와 기화 가스가 엔진실린더로 들어가는 속도가 매우 빠른기 때문에 미처 공기와 기화 가스가 혼합되지 못하는 등의 단점이 있어 여전히 불완전 연소에 대한 문제점이 남게 되었으며, 이러한 프로펠라를 설치 차량은 가속시에 더욱 공기와 기화 가스의 혼합 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 흡입공기와 기화가스를 완벽하게 혼합되도록하여 엔진실린더에 공급하는 혼합기를 제공함으로써 혼합기체의 완전 연소를 도모하여 차량의 출력와 대기오염을 방지하는 효과를 이루는데 그 목적이 있다.

도 1은 가스차량의 엔진 연료 및 공기 공급계통을 도시한 개략도,

도 2는 종래 기술의 연료와 공기 혼합기를 도시한 계통도,

도 3a은 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기를 도시한 정면 사시도,

도 3b는 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기를 도시한 배면 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기를 도시한 부분절개 사시도,

도 5는 본 고안에 따른 연료와 공기 공급 계통도를 도시한 개략도,

도 6은 본 고안에 따른 연료와 공기 혼합기의 작용을 도시한 정면도,

도 7은 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기의 작용상태를 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 엔진실린더 2 : 스로틀바디 2a : 스로틀밸브

3 : 악셀레이터 4: 에어클리너 5 : LPG용기

6 : 솔레로이드 밸브 7 : 예열히터 8 :기화기 10 : 혼합기

101 : 가스토출공 102 : 공기통과공 20 : 몸체

21 : 공기유통공 22 : 유도경사면 23 : 확산경사면

24 : 공기유도날개 241 : 가스유출공 25 : 가스공급통로

26 : 가스관결합공 G : 가스관 A : 에어호스

이와 같은 목적을 갖는 본 고안은 차량에 설치된 엔진실린더와 상기 엔진실린더와 연결된 스로틀바디와 외부에서 흡입된 공기를 공급하는 에어호스 사이에 장착하기 위해 양측부에 바디연결부 및 호스연결부를 갖는 몸체와, 상기 몸체 내부에 은폐되도록 형성되고 가스관으로부터 기화가스를 공급받는 가스공급통로가 형성되고, 상기 에어호스로부터 공급되는 흡입공기가 통과되게 형성된 몸체의 중앙을 관통하는 공기통과공과, 상기 공기통과공을 형성하는 내주면에 유도경사면과 확장경사면을 갖고 소정의 경사각을 갖는 다수개의 공기유도날개를 형성한 혼합기에 있어서; 상기 공기유도날개의 측단부 일측에 가스배출공을 형성시키되; 상기 가스배출공은 공기유도날개의 경사면을 따라 그 중앙부을 관통하고 가스공급통로와 연통되게 형성하여 가스관에서 유입되는 기화 가스가 배출되도록 형성하고,; 상기 공기유도날개의 형상은 일측으로 갈수록 두꺼워지고 공기유도날개의 경사면을 호형상으로 휘어지게 형성시킨 것을 특징으로 하는 가스 차량용 연료와 공기혼합기에 의해 이루어진다.

본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 가스차량의 엔진 연료 및 공기 공급계통을 도시한 개략도이고, 도 2는 종래 기술의 연료와 공기 혼합기를 도시한 계통도이고, 도 3a은 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기를 도시한 정면 사시도이고, 도 3b는 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기를 도시한 배면 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기를 도시한 부분절개 사시도이고, 도 5는 본 고안에 따른 연료와 공기 공급 계통도를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 고안에 따른 연료와 공기 혼합기의 작용을 도시한 정면도이고, 도 7은 본 고안에 따른 연료와 공기혼합기의 작용상태를 도시한 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이 혼합기(10)는 원통 형태의 몸체(20)와 상기 몸체(20)의 양측에는 차량의 엔진실린더(1)와 연통된 스로틀바디(2)와 외부에서 흡입한 공기를 공급하는 에어호스(A) 사이에 설치하기위해 스로틀바디(2)와 연결되는 바디연결부(11) 및 에어호스(A)와 연결되는 호스연결부(12)를 갖도록 구성되어진다.

도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 혼합기(10)의 몸체(20) 중앙에 양측에서 중앙방향으로 좁아지는 유도경사면(22)과 확산경사면(23)을 갖는 공기유통공(21)을 형성하고 그 내주면에는 소정의 각를 갖는 다수개의 공기유도날개(24)을 갖도록 형성되어진다.

도 4에 도시돤 바와 같이 상기 혼합기(10)의 몸체(20)와 공기유통공(21)의 외측벽을 따라 가스공급통로(25)가 형성되고 상기 가스공급통로(25)와 연통되어 몸체(20)의 외주면 일측에는 기화가스를 공급하는 가스관(G)이 설치되는 가스관결합공(26)이 형성되어진다.

또한 상기 공기유도날개(24)들의 측단부 일측에 스로틀바디(2)방향으로 개구부를 갖고 공기유도날개(24)의 중앙부를 관통하여 상기 가스공급통로(25)와 연통되게 가스배출공(241)이 형성되어진다.

또한, 상기 공기유도날개(24)는 호형상으로 휘어져 구성되어지며 에어호스방향에서 스르틀바디(2) 방향으로 갈수록 공기유도날개(24)의 두께가 두꺼워지는 형상으로 구성되어 에어호스(A)를에서 유입되는 외부 공기가 급속이 혼합기(10)를 통과하게되고 상기 공기유도날개(24)의 호형상의 경사면을 따라 흐르는 공기는 와류흐름을 갖게되며 또한 공기유도날개(24)들에 의해 회전흐름게 상기 와류흐름이 편승되어 기화가스와 공기의 혼합의 효과를 높일 수 있게 구성되어진다.

이러한 상기 혼합기(10)는 공기유통공(21)으로 유입되는 흡입공기의 직진흐름을 회전흐름으로 전환시켜 가스배출공(241)에서 배출되는 기화 가스와 혼합하기위해 다수개의 공기유도날개(24)을 소정의 경사 각도를 갖도록 형성시키되; 상기 공기유도날개(24)의 경사각도는 30 - 45°각도를 갖도록 하는 것이 바람직할 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 혼합기(10) 몸체(20)와 그 중앙부에 형성된 공기유통공(21)과의 사이에 원형상의 가스공급통로(25)가 감추워져 형성되고 상기 가스공급통로(25)는 상기 공기유통로(21)에 형성된 공기유도날개(24)의 가스배출공(241)과 연통되어 형성되어진다.

또항 상기 혼합기(10) 몸체(20) 외둘레 일측에 기화 가스를 공급하는 가스관(G)이 결합되는 하나 또는 다수개의 가스관결합공(26)이 상기 가스공급통로(25)와 연통되어 구성되어진다.

도 6에 도시된 바와 같이 혼합기(10)의 바디연결부(11)에는 스로틀바디(2)가 연결되고 호스연결부(12)에는 에어호스(A)가 연결된다. 즉, 에어클리너(4)로부터 흡입된 공기가 혼합기(10)의 공기유통공(21)으로 유입되는데 구성되어진다.

또한 상기 혼합기(1)의 공기유도날개(24)의 호형상으로 휘어져 구성되고 가스배출공(241)방향 즉 스로틀바디(2)쪽으로 넓어지는 형상으로 에어호스(A)에서 급속히 빠져나가는 공기에 기화 가스를 편승시키기위해 혼합기(1)의 내부로 감추어져 형성된 가스공급통로(25)와 가스관(G)을 연결하는 가스관결합공(26)은 혼합기(1)의 외주면으로 하나 또는 다수개를 형성시켜 원활한 기화가스의 공급을 도모할 수 있다.

도 6과 7에 도시된 바와 같이 외부의 공기 흡입시 그 흡입공기는 상기 공기유통공(21)의 공기유도날개(24)들에 부딪치게 되고 호형상의 경사면을 따라 흡입공기가 유도되게 된다. 즉 상기 흡입공기는 상기 공기유도날개(24)에 의해 와류흐름과 함게 소용돌이 치는 상태의 회전흐름을 갖게 되어 스로틀바디(2)를 따라 차량의 엔진실린더(1)로 유입되게 구성되어지는 것이다.

또한 흡입공기의 회전흐름에 의해서 가스관(G)을 통해 가스공급통로(25)로 공급되어 가스분출공(241)으로 분출되는 기화가스는 상기 흡입공기의 와류흐름과 함께 회전흐름에 편승하여 소용돌이 치게 되고, 그로 인해 상기 기화가스와 흡입공기가 골고루 혼합되어 섞여지게 되어 완전 연소에 적합한 혼합기체를 이루어지게 된다.

이러한 공기와 잘 혼합된 기화가스인 혼합기체는 스로틀바디(2)를 따라 차량의 엔진실린더(1)의 연소실에 공급, 유입되어 연소하게 됨으로서 차량의 운행시 혼합기체의 완전 연소가 도모할 수 있다.

이러한 외부에서 흡입된 공기가 혼합기의 공기유통공을 통과하면서 상기 공기유통에 형성된 공기유도날개에 의해 회전흐름을 발생시켜 상기 가스관을 통해 유입되는 가스연료를 가스공급공을 통해 공기유도날개에 형성된 가스분출공으로 분출하게 됨으로서 상기 가스분출공을 통하여 분출된 기화가스는 상기 공기유도날개에 의해 발생된 회전흐름에 편승하여 소용돌이 치게 되어 기화가스와 흡입공기는 골고루 섞여지게 되는 혼합기체를 이룰 수 있다.

이러한 상기 혼합기체는 스로틀바디를 통하여 엘진실린더에 공급되어 연소됨으로서 상기 혼합기체의 완전연소를 도모하게 되어 대기오염을 방지하고 가스연료의 절감효과를 이룰 수 있다.

Claims (2)

1. 차량에 설치된 엔진실린더(1)와 상기 엔진실린더(1)와 연결된 스로틀바디(2)와 외부에서 흡입된 공기를 공급하는 에어호스(A) 사이에 장착하기 위해 양측부에 바디연결부(11) 및 호스연결부(12)를 갖는 몸체(20)와, 상기 몸체(20) 내부에 은폐되도록 형성되고 가스관(G)으로부터 기화가스를 공급받는 가스공급통로(25)가 형성되고, 상기 에어호스(A)로부터 공급되는 흡입공기가 통과되게 형성된 몸체(20)의 중앙을 관통하는 공기통과공(21)과, 상기 공기통과공(21)을 형성하는 내주면에 유도경사면(22)과 확장경사면(23)을 갖고 소정의 경사각을 갖는 다수개의 공기유도날개(24)를 형성한 혼합기(10)에 있어서;

   상기 공기유도날개(24)의 측단부 일측에 가스배출공(241)을 형성시키되; 상기 가스배출공(241)은 공기유도날개(24)의 경사면을 따라 그 중앙부을 관통하고 가스공급통로(25)와 연통되게 형성하여 가스관(G)에서 유입되는 기화 가스가 배출되도록 형성한 것을 특징으로 하는 가스 차량용 연료와 공기혼합기.
2. 제 1항에 있어서 상기 공기유도날개(24)의 형상은 일측으로 갈수록 두꺼워지고 공기유도날개(24)의 경사면을 호형상으로 휘어지게 형성시킨 것을 특징으로 하는 가스 차량용 연료와 공기혼합기.