KR20030088282A - 가스연료차량의 봄베 구조 - Google Patents

가스연료차량의 봄베 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 봄베에 저장된 가스연료의 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 봄베의 내부에 튜브를 수용하여 가스연료의 사용량씩 튜브가 부풀려지므로서 봄베의 체적효율이 향상되도록 하는 가스연료차량의 봄베 구조에 관한 것으로,
가스연료를 충전하기 위한 충전밸브 및 저장용량을 표시하기 위한 압력표시기 등이 저장용기의 외축에 형성되는 가스연료 봄베에 있어서,
봄베의 내부공간에 팽창 및 수축이 가능한 튜브가 수용되고, 상기 튜브 내에 압력공급원으로부터 공급되는 압력을 조절하기 위한 압력제어수단이 상기 튜브의 일측에 연결형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스연료차량의 봄베 구조{Apparatus of bombe}
본 발명은 가스연료차량의 봄베 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 봄베에 저장된 가스연료의 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 봄베의 내부에 튜브를 수용하여 가스연료의 사용량씩 튜브가 부풀려지므로서 봄베의 체적효율이 향상되도록 하는 가스연료차량의 봄베 구조에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 차량의 연료에는 액체연료로 가솔린, 디젤 등이 있으며, 기체연료로 액화석유가스(LPG), 천연가스 등이 사용되고 있다. 특히 상기한 기체연료의 경우에는 상온에서 소정의 압력으로 봄베에 액화충전되어 있으며, 가스는 베이퍼라이저에서 감압 기화되며 믹서에서 공기와 혼합되어 연소실로 공급되어진다. 이와 같이 기체연료를 사용하는 엔진의 경우에는 액화연료를 사용하는 엔진의 경우보다 연료폭발의 위험성이 크므로서 가스연료가 저장되는 봄베는 소정의 충격에서도 폭발되지 않도록 견고하게 제작되어진다.
도 6은 일반적인 가스엔진의 봄베를 도시한 것으로서, 봄베(10)는 가스안전법규에서 규정되는 소정 두께 이상의 철판으로써 내부에 소정의 용적을 갖는 원통형상의 가스저장용기이며, 봄베(10)의 일측에는 연료를 충전하기 위한 충전밸브(11)가 형성되고, 충전밸브(11)의 일측에는 액상밸브 및 기상밸브 등이 형성된다. 그리고 내부에 저장된 가스의 용량을 표시하기 압력표시기(12)가 봄베(10)의 한 측면에 형성된다.
한편, 가스연료의 충전은 상기한 충전밸브(11)를 통해서 이루어지는데, 충전이 다 이루어지면 충전밸브 내부의 체크 밸브가 닫히면서 과충전이 방지되어진다. 그리고 상기한 봄베에 소정 압력 이상으로 저장된 가스연료는 엔진에서 요구되는필요량에 따라서 연소실로 공급되어진다.
그러나 상기한 종래의 자동차 가스연료를 저장하는 봄베의 경우 가스탱크의 체적효율이 순수 압축에 의한 것이므로 압축압력이 대기압까지 떨어지면 탱크에 존재하는 가스연료는 사용하지 못하고 다시 충전해야 하므로서 연료를 저장하는 탱크로서의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 봄베에 저장된 가스연료의 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 봄베의 내부에 튜브를 수용하여 가스연료의 사용량씩 튜브가 부풀려지므로서 봄베의 체적효율이 향상되도록 하는 가스연료차량의 봄베 구조를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
가스연료를 충전하기 위한 충전밸브 및 저장용량을 표시하기 위한 압력표시기 등이 저장용기의 외축에 형성되는 가스연료 봄베에 있어서,
봄베의 내부공간에 팽창 및 수축이 가능한 튜브가 수용되고, 상기 튜브 내에 압력공급원으로부터 공급되는 압력을 조절하기 위한 압력제어수단이 상기 튜브의 일측에 연결형성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 봄베의 구조를 도시한 구성도.
도 2는 도 1의 A-A선을 단면 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의해 형성되는 튜브 지지틀의 사시도.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 작동상태도.
도 6은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 봄베 22 : 가스충전부
23 : 체크밸브 24 : 가스주입건
30 : 튜브 32 : 지지틀
40 : 공압제어밸브 41 : 하우징
42a : 공압입구 42b : 공압출구
43 : 스프링 44 : 2웨이 밸브
45 : 에어호스 46 : 제어호스
이하, 본 발명에 의한 봄베의 구성 및 그 작동을 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 봄베의 구조를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 단면 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의해 형성되는 튜브 지지틀의 사시도이고, 도 4 내지 도 5는 본 발명의 작동상태도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 봄베를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의해 봄베의 내부에 수용되는 튜브를 지시하는 것이다.
상기한 봄베(20)는 종래의 봄베 외형과 큰 차이없이 형성되는 것으로, 가스연료의 저장을 위해 소정 용적을 갖는 원통형상의 형태로 구성된다.
그런데 본 발명에 의한 상기한 봄베(20)의 내부에는 팽창 및 수축이 가능한 공기주머니 형태의 튜브(30)가 수용된다. 즉, 이 튜브(30)는 그 내부에 소정의 압력이 공급되고, 그 압력에 의해 튜브(30)가 팽창된 상태가 유지되므로서, 봄베(20)의 체적을 상대적으로 줄여 봄베(20)에 잔류하는 가스연료의 압력이 소정 압력이 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 상기한 튜브(30)의 일측은 압력을 공급해주는 압력공급원과 별도의 호스로써 연결되는데, 상기한 호스로는 고압이 제공되도록 구성되는 것이 바람직하다.
특히, 상기한 튜브(30)의 내부에 압력이 주입되어 팽창되었거나, 튜브(30) 내의 압력을 강제로 빼내어 튜브(30)가 수축되었을 경우에, 상기한 튜브(30)의 형태가 어느 정도는 소정의 형태가 유지될 수 있도록 하기 위한 지지틀(32)이 상기한 튜브(30)의 내부에 수용된다. 이 지지틀(32)은 튜브(30)의 수축시 그 수축된 측면형상이 "+"자 형태로 될 수 있도록 소정강도를 갖는 봉(32a)이 상하좌우로 배열되고, 그 각각의 봉(32a)은 "+"자 형태의 연결편(32b)에 의해서 일체로 형성된다. 참고로 상기한 봉(32)의 배열은 반드시 상하좌우로 이루어지는 것은 아님을 밝혀둔다.
한편, 상기한 튜브(30)로 입력되는 압력을 제어하기 위한 수단인 압력제어수단은 콤프레서에서 전달되는 공압을 제어하여 상기한 튜브(30)로 공급되도록 하는 공압조절밸브(40)가 주요 구성요소가 된다.
상기한 공압조절밸브(40)의 하우징(41)에는 일측으로 압력입구(42a)와 압력출구(42b)가 마련되고, 그 하우징(41)의 내부에는 스프링(43)에 의해서 탄력지지되는 2웨이 밸브(44)가 수용된다. 상기한 2웨이 밸브(44)에 형성되는 두 개의 유로(44a,44b)는 경우에 따라서 상기한 공압입구(42a)와 공압출구(42b) 중 어느 하나가 연결될 수 있도록 구성되는 것이다.
그리고 상기한 튜브(30)의 일측과 공압제어밸브(40)의 일측은 에어호스(45)로써 연결되어지는데, 상기 에어호스(45)에 의해 마련되는 공압라인은 상기한 2웨이 밸브(44)의 어느 한 유로에 연결될 수 있도록 구성된다. 즉, 상기한 봄베(20)에 저장된 연료를 사용중일 경우에는 가스연료의 소비량만큼 튜브(30)로 공기압이 채워질 수 있도록 상기한 공압입구(42a)와 에어호스(45)가 연결되고, 상기한 봄베(20)에 연료를 충전하게 되는 경우에는 상기한 공압출구(42b)와 연료호스(45)가 연결되어 튜브(30) 내의 공기압이 봄베(20)에 채워지는 가스압력에 의해서 외부로 방출될 수 있도록 구성되는 것이다.
이를 위해 상기한 하우징(41)의 내부에 수용된 2웨이 밸브(44)의 일측에는 가스연료 충전시에 상기한 스프링(43)과 대향된 힘이 작용될 수 있도록제어라인(46)이 봄베(20)의 가스충전부(22)의 도중에 연결된다. 즉, 이 제어라인(46)에는 가스연료의 충전시 가스주입건에서 공급되는 가스연료의 일부가 유입되도록 하므로서, 그 압력에 의해 상기한 2웨이 밸브(44)가 일측으로 이동되도록 하여 상기한 압력출구(42b)와 에어호스(45)가 연결되도록 구성되는 것이다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
상기한 봄베 내부에 연료가 잔존하게 되는 경우에는 상기한 공압조절밸브(40)의 2웨이 밸브(44)가 스프링(43)의 힘에 의해서 공압입구(42a)와 에어호스(45)를 연결하는 상태가 되므로서 상기한 튜브(30)에는 소정 압력이 지속적으로 유지되는 상태가 된다.
따라서 엔진의 운전에 의해 가스연료가 소비되고, 그 소비량만큼의 체적은 상기한 튜브(30)에 의해서 채워지게 된다. 즉, 가스연료의 소비량 만큼 상기한 에어호스(45)를 통해 공기가 튜브(30)를 채우게 되는 것이다. 결국, 상기한 봄베(20)에 소량의 연료만 남은 상태가 되더라도 상기한 봄베(20)의 내부는 소정 압력 이상이 유지되는 것이다. 그러므로 봄베(20) 내의 연료가 소진될 때까지 가스연료의 사용이 가능하게 된다.
한편, 가스연료의 중전을 위해 가스주입건(24)을 충전구에 입력시키고 충전을 개시하였을 경우에는 상기한 제어라인(46)으로 주입되는 일부의 가스가 공급되어 상기한 공압조절밸브(40)의 2웨이 밸브(44)를 일측으로 밀게 된다.
따라서 상기한 2웨이 밸브(44)는 압력출구(43)와 에어호스(45)를 연결시키게 되고, 상기한 튜브(30)에 입력되었던 공기압은 저장용기에 채워지는 가스의 압력에의해서 외부로 방출되어지기 시작한다. 가스연료의 충전량에 따라서 상기한 공기압은 서서히 빠지게 되고, 가스연료의 충전이 완전히 끝나게 되면 상기한 튜브(30)는 도 5에서와 같이 그 단면이 "+"자 형상을 이루게 된다. 이 때가 상기한 봄베(20)에 최대의 가스연료가 충전된 상태가 되는 것이다. 이 때, 봄베(20) 내부에 충전된 가스연료는 체크밸브(23)에 의해서 다시 외부로 역류되지 않는다.
특히, 가스연료의 충전시에 상기한 튜브(30)의 공기압이 완전히 빠지더라도 상기한 튜브(30)의 내부에는 지지틀(32)이 마련되어 있으므로서 튜브(30)의 기본적인 골격은 유지되어진다.
즉, 상기와 같이 봄베(20)의 내부에 튜브(30)가 수용되고, 봄베(20)에 잔류되는 가스연료의 양과 상대적으로 튜브(30) 내의 공기압이 충전되므로서 상기한 봄베(20)에 저장되는 가스연료가 소량이더라도 소정압력을 유지하게 되므로서 봄베(20)의 체적효율이 최대가 되는 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의해서 형성되는 봄베는 가스연료를 저장하는 저장용량이 실질적으로 늘어나게 되므로서 봄베의 체적효율이 증대될 뿐만 아니라, 1회의 가스 충전으로 주행할 수 있는 거리가 길어지므로서 가솔린엔진이나 디젤엔진에 비해 상대적으로 자주 연료를 충전해야만 하는 가스엔진을 운전하는 운전자들의 불만을 다소나마 해소시켜 주는 커다한 장점이 있는 것이다.

Claims (8)

  1. 가스연료를 충전하기 위한 충전밸브 및 저장용량을 표시하기 위한 압력표시기 등이 저장용기의 외축에 형성되는 가스연료 봄베에 있어서,
    봄베(20)의 내부공간에 팽창 및 수축이 가능한 튜브(30)가 수용되고, 상기 튜브(30) 내에 압력공급원으로부터 공급되는 압력을 조절하기 위한 압력제어수단이 상기 튜브(30)의 일측에 연결형성되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 튜브(30)의 내부에는 압력 주입시 혹은 압력 배출시 그 형태가 소정의 형태로 유지될 수 있도록 하기 위한 지지틀(32)이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기한 튜브(30)의 지지틀(32)은 튜브(30)의 수축시 그 수축형상이 "+"자 형태로 될 수 있도록 소정 강도를 갖는 봉(32a)이 상하좌우로 배열되고, 그 각각의 봉(32a)은 "+"자 형태의 연결편(32b)에 의해 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기한 압력제어수단은 공압에 의해 작동되는 공압조절밸브(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기한 공압제어밸브(40)는 하우징(41)의 일측에 압력입구(42a) 및 압력출구(42b)가 마련되고, 그 하우징(41) 내부에 스프링(43)에 의해 탄력지지되는 2웨이 밸브(44)가 수용되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기한 튜브(30)의 일측과 공압제어밸브(40)의 일측은 에어호스(45)로써 연결되어지되, 상기 에어호스(45)의 라인은 상기한 2웨이 밸브(44)의 어느 한 유로(44a,44b)에 연결 될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기한 하우징(41)의 내부에 수용된 2웨이 밸브(44)의 일측에는 가스연료충전시에 상기한 스프링(43)과 대향된 압력이 작용되도록 하기 위한 제어라인(46)이 봄베(20)의 가스충전부(22)의 도중과 연결되어지는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기한 제어라인(46)에는 가스연료의 충전시 가스주입건(24)에 의해서 공급되는 가스연료의 일부가 유입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스연료차량의 봄베구조.
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