KR200323429Y1 - 엘피지 차량용 연료혼합기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엘피지(LPG) 차량의 기관에 설치되어 엘피가스와 유입공기를 연소에 적당한 상태로 혼합하여 공급하는 엘피지 차량용 연료혼합기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벤튜리측으로 공기를 유입시키는 연료혼합기의 공기유입구측에 벤튜리의 전방공간을 축소시키기 위한 보조커버를 설치하고, 상기 보조커버와 벤튜리 사이의 공간에 연료유입공간과 연통되는 보조공기유입통로를 설치하므로서, 벤튜리 전방측의 공기압력과 밀도가 차량의 운행상태에 따라 보다 신속하고 민감하게 변화될 수 있도록 하고, 이와 같은 공기의 압력과 밀도변화가 보조공기유입관을 통하여 연료유입통로에 인가될 수 있도록 하며, 이로 인하여 엘피가스의 공급량을 차량의 운행상태에 맞추어 보다 섬세하고 정확하게 조절시킬 수 있도록 한 엘피지 차량용 연료혼합기에 관한 것이다.

본 고안에 의한 엘피지(LPG) 차량용 연료혼합기는, 공기유입관(7)과 연료공급관(5a)이 몸체(10)의 양측에 연결 설치되고, 상기 몸체(10)의 상측에는 조절나사(16)가 체결된 연료유입밸브(15)에 의하여 연료유입관(4a)이 연결 설치되며, 상기 몸체(10)의 내부에는 그 내주면을 따라 연료흡입공간(12)이 형성되도록 벤튜리(11)가 설치되고, 상기 연료공급관(5a)에 대응하는 벤튜리(11)측에는 연료분사구(13)가 형성된 것에 있어서, 상기 공기유입관(7)이 연결되는 몸체(10)의 전방 내측에는 그 내주면을 따라 경사부(33)와 수직면(34)으로 이루어지는 차단턱(31)이 돌출 형성된 보조커버(30)가 밀폐링(32)을 개재시킨 상태로 삽입 설치되고, 상기몸체(10)의 상측에는 연료유입밸브(15)를 연료흡입공간(12)과 연통시키도록 그 내부에 공간부(21)를 구비하는 커넥터(20)가 체결 설치되며, 상기 커넥터(20)의 일측에는 그 일단이 커넥터(20)의 공간부(21)로 관통되고 그 타단이 상기 몸체(10)와 연료흡입공간(12)을 관통하여 공기유입관(7)과 대향되는 벤튜리(11)면으로 노출되는 보조공기유입관(22)이 체결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 커넥터(20)에는 보조공기유입관(22)을 개폐하는 조절나사(23)가 체결 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘피지 차량용 연료혼합기{Device for mixing fuel of a LPG car}

본 고안은 엘피지(LPG) 차량의 기관에 설치되어 엘피가스와 유입공기를 연소에 적당한 상태로 혼합하여 공급하는 엘피지 차량용 연료혼합기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벤튜리측으로 공기를 유입시키는 연료혼합기의 공기유입구측에 벤튜리의 전방공간을 축소시키기 위한 보조커버를 설치하고, 상기 보조커버와 벤튜리 사이의 공간에 연료유입공간과 연통되는 보조공기유입통로를 설치하므로서, 벤튜리 전방측의 공기압력과 밀도가 차량의 운행상태에 따라 보다 신속하고 민감하게 변화될 수 있도록 하고, 이와 같은 공기의 압력과 밀도변화가 보조공기유입관을 통하여 연료유입통로에 인가될 수 있도록 하며, 이로 인하여 엘피가스의 공급량을 차량의 운행상태에 맞추어 보다 섬세하고 정확하게 조절시킬 수 있도록 한 엘피지 차량용 연료혼합기에 관한 것이다.

일반적으로 엘피지 차량은 프로판이나 부탄 등과 같은 액화석유가스(LPG)를 연료로 하여 달리는 자동차를 말하는 것으로서, 그 구조는 기본적으로 가솔린 엔진과 유사하나 가솔린을 기화하는 기화기 대신에 엘피지를 기화 및 감압하는 베이퍼라이저를 사용한다는 점에서 차이가 있으며, 동일한 가솔린 엔진에 비하여 출력은 다소 떨어지지만 연료비가 싸고 경제적이어서 각종 영업용 차량에 많이 적용될 뿐만 아니라 혼합기가 가스상태이기 때문에 실린더로의 분배가 균일하고 옥탄가가 높아 녹킹(Knocking)이 적으며 배기가스 또한 깨끗한 장점이 있다.

상기와 같은 엘피지 차량의 일반적인 연료공급경로는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 엘피지 탱크(1)로부터 배출된 액체 상태의 엘피(LP)가스가 여과기(2)에서 여과된 다음, 전자밸브(3)와 베이퍼라이저(4)를 거치면서 기화 및 감압되고, 이와 같이 기화 및 감압된 엘피가스가 연료유입관(4a)을 통하여 연료혼합기(5)의 내부로 유입되며, 이와 동시에 에어클리너(6)에서 여과된 공기가 공기유입관(7)을 거쳐 연료혼합기(5)의 내부로 유입되므로서, 연료혼합기(5)의 내부에서 엘피가스와 공기가 일정비율로 혼합되어 혼합기를 형성하게 되고, 이와 같이 형성된 혼합기로서의 연료가 드로틀밸브(8)를 구비하는 연료공급관(5a)을 거쳐 엔진(9)의 연소실로 공급되는 과정을 거친다.

상기 베이퍼라이저(4)(Vaporizer)는 엘피지 차량의 연료공급장치 중에서 가장 중요한 역할을 하는 것으로서, 엘피지 탱크(1)로부터 공급된 엘피가스의 기화 및 감압을 수행하는 1차 감압실과, 1차 감압실에서 감압된 엘피가스를 다시 대기압에 가깝게 감압하여 압력을 조절하는 2차 감압실로 이루어지며, 이 외에도 여러 가지의 부품을 가지는 다소 복잡한 구성으로 이루어지지만, 베이퍼라이저(4)에 대한 세부적인 기술적 구성은 이미 공지된 상태이므로 이에 대한 세부적인 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 베이퍼라이저(4)에 의하여 기화 및 감압된 엘피가스를 공기와 혼합하여 연료로서의 혼합기를 생성하기 위한 종래의 연료혼합기(5)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더 형태의 몸체(10) 일측으로 연장 형성된 공기유입구(14)에는 상기 공기유입관(7)이 일체로 연결 설치되고, 상기 몸체(10)의 타측에는 드로틀밸브(8)를 구비하는 상기 연료공급관(5a)이 일체로 연결 설치되며, 몸체(10)의 상측에는 조절나사(16)가 체결된 연료유입밸브(15)에 의하여 상기 연료유입관(4a)이 연료혼합기(5)와 연통되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 몸체(10)의 내부 중앙에는 연료유입관(4a)으로 유입된 엘피가스를 유체의 압력차에 의하여 연료혼합기(5)의 내부로 흡입시키기 위한 벤튜리(11)가 설치되며, 이와 같이 설치된 벤튜리(11)에 의하여 연료혼합기(5)의 몸체 내주면을 따라 연료흡입공간(12)이 형성되고, 이 연료흡입공간(12)이 연료유입밸브(15)에 의하여 연료유입관(4a)과 연통되도록 설치되는 것이며, 상기 연료공급관(5a)에 대응하는 벤튜리(11)측에는 연료유입관(4a)을 통하여 연료흡입공간(12)으로 흡입된 엘피가스를 연료공급관(5a)측으로 분사시키기 위한 연료분사구(13)가 형성된 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 종래의 연료혼합기(5)는 공기유입관(7)측과 연료유입관(4a)측에 공기와 엘피가스가 각각 대기압 수준으로 유지되는 최초의 상태에서, 엔진(9)의 가동으로 인하여 드로틀밸브(8)가 일정각도 만큼 개방되면서 차량이 주행상태로 바뀔 경우, 공기유입관(7)측에서 대기압 수준으로 유지되던 공기가 엔진(9)의 연소실로부터 발생하는 부압에 의하여 벤튜리(11)를 통하여 빠른 속도로 유동을 하게 되고, 이로 인하여 연료유입관(4a)측에서 대기압 상태로 유지되던 엘피가스 또한 낮아진 벤튜리(11) 압력에 의하여 연료흡입공간(12)과 연료분사구(13)를 통하여 연료공급관(5a)측으로 분사되므로서 공기와 엘피가스의 혼합기를 엔진(9)의 연소실로 공급시킬 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 연료혼합기(5)는 공기의 유동통로를 이루는 공기유입관(7)의 유동면적에 비하여 벤튜리(11)측에 형성된 연료분사구(13)의 분사면적이 매우 좁기 때문에, 차량의 가속시나 급가속시 벤튜리(11)를 지나는 공기의 빠른 유속을 엘피가스가 미처 따라 잡지 못하므로서 연료분사구(13)로부터 분사되는 엘피가스의 양이 차량의 가속이나 급가속에 적합할 정도의 양으로 충분히 분사되지 못하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 엘피지 차량의 출력이 저하될 뿐만 아니라 엘피지 차량의 고질적인 문제인 역화현상이 발생하게 된다.

또한, 차량의 감속운행시나 변속시에는 운전자가 가속페달에서 발을 떼게 되므로서 드로틀밸브(8)가 닫혀지면서 엔진(9)으로는 소량의 혼합기만이 공급되고 대부분의 혼합기는 다시 벤튜리(11)측으로 역류하여 벤튜리(11)부의 압력이 순간적으로 상승하게 되는 데, 위에서 설명되어진 바와 같이 공기의 유동면적에 비하여 엘피가스의 분사면적이 매우 좁기 때문에 상승된 압력의 대부분이 공기유입관(7)측으로 작용하게 되므로서 연료분사구(13)를 통한 엘피가스의 분사량을 적절하게 억제시켜 주지 못하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 연료분사구(13)로부터 분사되는 엘피가스의 양이 차량의 감속운행에 적합한 양보다 다소 많은 양으로 분사되어 연료의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

상기와 같이 공기 유동면적과 엘피가스 분사면적의 차이로 인하여 차량의 감속이나 가속 또는 급가속시 발생하는 종래 연료혼합기(5)의 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 차량의 주행속도에 따라 벤튜리(11)의 직경이 변하는 가변벤튜리를 사용하므로서 벤튜리(11)를 통과하는 공기의 유속을 일정하게 유지시키도록 한 기계적 제어장치와, 가속밸브나 드로틀밸브(8)가 열리는 각도를 전기적인 신호로 변환시켜 전자제어장치에 인가시키고, 이 전자제어장치가 엘피가스를 공급하는 밸브를 작동시키므로서 공기와 엘피가스의 혼합비를 적절하게 조절하도록 한 전자적 제어장치가 알려져 있다.

그러나, 상기한 기계적 제어장치의 경우에는 차량의 운행상태 조작과 거의 동시에 연료 혼합비의 조절이 가능한 장점은 있으나, 가변벤튜리 장치의 가격이 고가일 뿐만 아니라 배기가스에 대한 피드백(Feedback) 제어가 어려운 문제점이 있었으며, 상기한 전자적 제어장치의 경우에는 가속밸브나 드로틀밸브(8)로부터 발생한 전기적인 신호를 전자제어장치가 인가받아 이를 다시 밸브에 전송하여 밸브를 작동시키는 여러 단계를 거쳐야 하므로서, 차량의 운행상태 조작과 동시에 순간적으로 일어나는 연료의 희박현상이나 농후현상을 실질적으로 제어하기 힘든 문제점이 있었으며, 이와 같은 기계적, 전자적 제어장치가 모두 강제적 제어방식을 택하고 있기 때문에 그 제어에 따른 정밀도가 떨어질 뿐만 아니라 복잡한 장치 구성으로 인하여 고장율이 다소 높은 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인이 2002년 특허출원제 50060호로 선출원한 엘피지 차량의 연료혼합기가 도 4에 도시되어 있으며, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 17a와 17b는 T자형 연결관의 수나사부와 암나사부를 나타내는 것이고, 18a와 18b는 보조공기유입관의 밀폐단부와 수나사부를 나타내는 것이다.

본 출원인에 의하여 선출원된 상기 공기혼합기(5)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 공기유입관(7)과 연료공급관(5a)이 몸체(10)의 양측에 연결 설치되고, 상기 몸체(10)의 상측에는 조절나사(16)가 체결된 연료유입밸브(15)에 의하여 연료유입관(4a)이 연결 설치되며, 상기 몸체(10)의 내부에는 그 내주면을 따라 연료흡입공간(12)이 형성되도록 벤튜리(11)가 설치되고, 상기 연료공급관(5a)에 대응하는 벤튜리(11)측에는 연료분사구(13)가 형성되며, 상기 몸체(10)의 상측에는 연료흡입공간(12)과 연통되는 T자형 연결관(17)이 설치되어 그 일측으로 상기 연료유입밸브(15)가 연결 설치되고, 상기 T자형 연결관(17)의 타측에는 그 일단이 T자형 연결관(17)에 연결되고 그 타단이 상기 공기유입관(7)으로 관통되는 보조공기유입관(18)이 설치된 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 선출원된 연료혼합기(5)는 차량의 감속, 정속, 가속, 급가속과 같은 운행상태 변화에 따른 공기유입관(7)측의 압력과 밀도변화를 보조공기유입관(18)을 통하여 T자형 연결관(17)의 내부로 인가시키므로서, T자형 연결관(17)의 내부를 통하여 일정한 압력으로 유입되는 엘피가스의 유입량을 차량의 운행상태에 맞추어 자동적으로 조절시킬 수 있도록 하였으며, 이로 인하여 차량의 운행상태 조작시점과 거의 동시에 변화된 운행상태에 적합한 최적 연료비를유지시킬 수 있도록 함과 동시에 기존의 기계적, 전자적 제어장치에 비하여 그 제어속도가 매우 빠르면서도 그 설치비용과 설치부피는 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 급가속시 발생하는 역화현상까지 방지할 수 있도록 하였다.

그러나, 선출원된 상기 엘피지 차량의 연료혼합기(5)는 차량의 운행상태 변화에 따른 공기의 유입압력과 밀도변화가 공기유입관(7)의 전체공간에 걸쳐 발생하기 때문에, 차량의 주행상태 변화폭에 비하여 T자형 연결관(17)의 내부로 전달되는 공기의 압력과 밀도의 변화폭이 상대적으로 줄어들게 되고, 이로 인하여 엘피가스의 유입량을 차량의 운행상태 변화에 맞추어 매우 정밀한 수준까지 제어하기에는 다소 부적합한 면이 있었을 뿐만 아니라, 보조공기유입관(18) 자체가 벤튜리(11)와 일정 간격으로 이격된 공기유입관(7)측으로 관통되어 차량의 운행상태 변화에 보다 민감하게 반응하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안에 의한 엘피지 차량용 연료혼합기는 벤튜리측으로 공기를 유입시키는 연료혼합기의 공기유입구측에 벤튜리의 전방공간을 축소시키기 위한 보조커버를 설치하고, 상기 보조커버와 벤튜리 사이의 공간에 연료유입공간과 연통되는 보조공기유입통로를 설치하므로서, 벤튜리 전방측의 공기압력과 밀도가 차량의 운행상태에 따라 보다 신속하고 민감하게 변화될 수 있도록 하고, 이와 같은 공기의 압력과 밀도변화가 보조공기유입관을 통하여 연료유입통로에 인가될 수 있도록 하며, 이로 인하여 엘피가스의 공급량을 차량의 운행상태에 맞추어 보다 섬세하고 정확하게 조절시킬 수 있도록 하는 것을 본 고안의 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은, 공기유입관과 연료공급관이 몸체의 양측에 연결 설치되고, 상기 몸체의 상측에는 조절나사가 체결된 연료유입밸브에 의하여 연료유입관이 연결 설치되며, 상기 몸체의 내부에는 그 내주면을 따라 연료흡입공간이 형성되도록 벤튜리가 설치되고, 상기 연료공급관에 대응하는 벤튜리측에는 연료분사구가 형성된 것에 있어서, 상기 공기유입관이 연결되는 몸체의 전방 내측에는 그 내주면을 따라 경사부와 수직면으로 이루어지는 차단턱이 돌출 형성된 보조커버가 밀폐링을 개재시킨 상태로 삽입 설치되고, 상기 몸체의 상측에는 연료유입밸브를 연료흡입공간과 연통시키도록 그 내부에 공간부를 구비하는 커넥터가 체결 설치되며, 상기 커넥터의 일측에는 그 일단이 커넥터의 공간부로 관통되고 그 타단이 상기 몸체와 연료흡입공간을 관통하여 공기유입관과 대향되는 벤튜리면으로 노출되는 보조공기유입관이 체결 설치되고, 상기 커넥터에는 보조공기유입관을 개폐하는 조절나사가 체결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 보조커버와 대향되는 벤튜리면에는 연료흡입공간과 연통되는 보조공기유입구가 형성되고, 상기 몸체의 일측에는 연료흡입공간을 관통하여 상기 보조공기유입구로 체결되는 유량조절나사가 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 엘피지 차량의 연료공급배관을 나타내는 개략도.

도 2는 종래 연료혼합기의 설치상태를 나타내는 측단면도.

도 3은 도 2에 도시된 종래 연료혼합기의 정면도.

도 4는 선출원된 연료혼합기의 설치상태를 나타내는 측단면도.

도 5는 본 고안에 의한 엘피지 차량용 연료혼합기의 설치상태를 나타내는 측단면도.

도 6은 도 5에 도시된 연료혼합기의 일부 정단면도.

도 7의 (가) 및 (나)는 본 고안의 다른 실시예에 의한 연료혼합기를 나타내는 측단면도 및 정면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 엘피지(LPG) 탱크 2 : 여과기 3 : 전자밸브

4 : 베이퍼라이저 4a : 연료유입관 5 : 연료혼합기

5a : 연료공급관 6 : 에어클리너 7 : 공기유입관

8 : 드로틀밸브 9 : 엔진 10 : 몸체

11 : 벤튜리 12 : 연료흡입공간 13 : 연료분사구

14 : 공기유입구 15 : 연료유입밸브 16 : 조절나사

20 : 커넥터 21 : 공간부 22 : 보조공기유입관

23 : 조절나사 24,25 : 엘보우관 26 : 연결호스

30 : 보조커버 31 : 차단턱 32 : 밀폐링

33 : 경사부 34 : 수직면 35 : 보조공기유입구

36 : 유량조절나사

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 고안에 의한 엘피지 차량용 연료혼합기의 설치상태를 나타내는 측단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 연료혼합기의 일부 정단면도이며, 도 7의 (가) 및 (나)는 본 고안의 다른 실시예에 의한 연료혼합기를 나타내는 측단면도 및 정면도로서, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 20a는 수나사부, 22a는 개구부를 나타내는 것이다.

본 고안에 의한 엘피지 차량용 연료혼합기의 일실시예는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더 형태의 몸체(10) 일측으로 연장 형성된 공기유입구(14)에는 공기유입관(7)이 일체로 연결 설치되고, 상기 몸체(10)의 타측에는 드로틀밸브(8)를 구비하는 연료공급관(5a)이 일체로 연결 설치되며, 상기 몸체(10)의 중앙부에는 몸체(10)의 내주면을 따라 연료흡입공간(12)이 형성되도록 벤튜리(11)가 설치되고, 상기 공기유입관(5a)측에 해당하는 벤튜리(11)면에는 공기유입관(5a)측으로 엘피가스를 분사시키기 위한 연료분사구(13)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 공기유입관(7)이 연결되는 공기유입구(14)의 내측에는 벤튜리(11)의 전방측 공간을 축소시킬 수 있도록 그 전방 내주면에 차단턱(31)이 돌출 형성된 보조커버(30)가 그 외주면에 밀폐링(32)을 개재시킨 상태로 삽입 설치되어 있으며, 상기 보조커버(30)는 그 설치에 따른 공기의 유동저항을 최소화시킬 수 있도록 전방 개구부의 직경이 벤튜리(11)의 내경보다 크게 되도록 한 상태에서 상기 돌출턱(31)이 그 전방으로부터 후방으로 하향 경사지는 경사부(33)로 형성되어 있고, 상기 돌출턱(31)에 의하여 벤튜리(11)의 전방측에 일정한 공간을 확보할 수 있도록 그 경사부(33)의 후면이 수직면(34)으로 형성되어 있다.

본 고안에서는 상기 보조커버(30)를 밀폐링(32)에 의하여 연료혼합기(5)의공기유입구(14) 내측으로 착탈가능하게 끼움 설치한 것으로 되어 있으나, 공기유입구(14)의 내측에 나사부를 형성하여 상기 보조커버(30)를 나사식으로 체결 설치할 수도 있고, 영구결합이 요구될 경우 상기 보조커버(30)를 연료혼합기(5)의 공기유입구(14) 내측에 용접하여 고정시키거나 별도의 금속제 접착제 등을 사용하여 일체로 접착시킬 수도 있다.

그리고, 상기 연료혼합기(5)의 몸체(10) 상측에는 그 내부에 공간부(21)를 구비하는 커넥터(20)가 설치되며, 상기 커넥터(20)에는 그 일측에 조절나사(16)를 구비하는 상기 연료유입밸브(15)가 공간부(21)로 관통되도록 체결 설치되고, 그 하부로는 커넥터(20)에 구비된 수나사부(20a)가 연료혼합기(5)의 연료흡입공간(12)으로 관통되도록 체결 설치되므로서, 연료유입관(4a)이 연결된 상기 연료유입밸브(15)가 공간부(21)를 통하여 연료흡입공간(12)과 연통되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 커넥터(20)의 몸체 일측에는 커넥터(20)의 내부 공간부(21)를 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 공간으로 연통시키기 위한 보조공기유입관(22)이 체결 설치되며, 상기 보조공기유입관(22)은 그 일단이 커넥터(20)의 공간부(21)로 관통되는 파이프 형태의 몸체가 연료혼합기(5)의 외부를 선회한 다음, 그 타단이 연료혼합기(5)의 몸체(10) 하측을 통하여 공기유입관(7)과 대향하는 벤튜리(11)면으로 노출되도록 설치된다.

본 고안에서는 커넥터(20)와 연료혼합기(5)에 그 일단이 각각 체결 설치되는 2개의 엘보우관(24)(25) 및 각 엘보우관(24)(25)의 타단을 연결하는 연결호스(26)로 이루어지는 보조공기유입관(22)을 제시하였으나, 커넥터(20)로부터 연료혼합기(5)까지 일체형으로 연장되는 금속 또는 고무 재질의 연결관을 사용할 수도 있으며, 상기 커넥터(20) 또한 보조공기유입관(22)과 연료유입밸브(15) 및 연료흡입공간(12)을 서로 연통시킬 수 있는 것이라면 T자형이나 3방 밸브에 상관없이 어느 형태의 것을 사용하더라도 무방하다.

또한, 도 5에서는 보조공기유입관(22)의 엘보우관(25)이 연료혼합기(5)의 하측을 통하여 체결될 수 있도록 연료흡입공간(12)으로부터 연료혼합기(5)의 몸체를 관통하는 체결공이 형성됨과 동시에 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 공간을 상기 체결공과 연통시키기 위하여 연료흡입공간(12)의 내부에 그 공간과 별도로 분리되는 개구부(22a)를 형성시키므로서, 연료혼합기(5)의 몸체(10) 하측을 통하여 체결되는 엘보우관(25)이 상기 개구부(22a)를 통하여 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 공간으로 연통될 수 있도록 하였으나, 엘보우관(25)(보조공기유입관이 단일재질로 형성될 경우 그 단부측)이 연료혼합기(5)의 몸체(10)와 연료흡입공간(12)을 관통하여 벤튜리(11)면까지 직접 연장될 수도 있다.

또한, 상기 커넥터(20)에는 그 일측으로 체결되는 엘보우관(24)의 개구부측에 위치하여 보조공기유입관(22)을 통한 공기의 유량을 조절시킬 수 있도록 조절나사(23)가 체결 설치되며, 상기 조절나사(23)의 설치위치는 커넥터(20)에 한정되지 않고 각 엘보우관(24)(25)이나 연결호스(26) 등에도 설치가 가능하고, 보조공기유입관(22)을 단일 재질로 형성시킬 경우에도 이와 동일하며, 연료혼합기(5)에 커넥터(20)와 보조공기유입관(22) 및 연료유입밸브(15)를 연결시키기 위한 각각의 연결부나 체결부는 유체의 누설방지를 위하여 팩킹이나 실링테이프 등을 사용하여 견고하게 밀봉처리하는 것이 바람직하다.

본 고안의 다른 실시예에 의한 연료혼합기(5)는 도 7의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 의한 커넥터(20)와 보조공기유입관(22) 대신에 상기 보조커버(30)와 대향되는 벤튜리(11)면에 연료흡입공간(12)과 연통되는 보조공기유입구(35)를 형성시키므로서 그 전체적인 구조를 보다 단순하게 구성한 것을 제외하고는 본 고안의 일실시예에 의한 구성과 동일하게 이루어지며, 본 고안의 일실시예에 의한 조절나사(23)와 마찬가지로 연료흡입공간(12)으로 유입되는 공기의 유량을 조절하기 위하여 연료혼합기(5)의 몸체(10)의 일측에는 연료흡입공간(12)을 관통하여 상기 보조공기유입구(35)로 체결되는 유량조절나사(36)가 설치된 구성으로 이루어진다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안에 의한 연료혼합기(5)의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 본 고안의 각 실시예는 연료흡입공간과 공기유입공간을 연통시키기 위한 구조적인 차이점을 제외하고는 공기유입공간의 공기밀도와 유량을 연료흡입공간으로 유입시켜 연료공급관(5a)측으로 분사되는 혼합기의 농도를 조절시킨다는 원리적인 측면은 동일하므로 본 고안의 작용관계에 대한 설명에서는 본 고안의 일실시예에 의한 작용관계를 그 대표적인 작용관계로 하여 설명하기로 한다.

또한, 본 고안에 의한 연료혼합기(5)의 작용관계는 차량의 운행상태 조작에 따라 매우 다양한 형태로 설명되어질 수 있으나, 차량의 운행상태는 크게 가속, 정속, 급가속, 감속의 4가지 상태에 포함되는 것이므로, 차량의 정지상태에서 일정한 속도로 차량을 가속시킨 다음, 가속된 속도로 정속운전을 하다가 다시 차량을 급가속 또는 감속시키는 순서에 맞추어 본 고안의 작용관계를 설명하기로 한다.

또한, 본 고안에 의한 연료혼합기(5)는 공기와 엘피가스가 커넥터(20)의 공간부(21: 본 고안의 다른 실시예에서는 연료흡입공간)에서 일차적으로 혼합된 다음, 이 혼합기가 벤튜리(11)의 연료분사구(13)를 통하여 연료공급관(5a)으로 분사되므로서 이차적으로 최종 혼합기{완전연소 혼합비는 15(공기) : 1(엘피가스)정도가 된다}를 형성하게 되는 데, 이후에 기술되는 공기와 엘피가스의 혼합비율은 커넥터(20)의 공간부(21)에서 공기와 엘피가스가 일차적으로 혼합되어 분사되는 비율을 말하는 것이다.

먼저, 본 고안의 연료혼합기(5)는 도 2에 도시된 종래의 연료혼합기와는 달리 연료유입밸브(15)를 통하여 커넥터(20)의 내부로 유입되는 엘피가스가 연료흡입공간(12)으로 흡입되는 과정에서 보조공기유입관(22)을 통하여 유입되는 벤튜리(11) 전방측의 공기 압력과 밀도에 영향을 받기 때문에, 정속주행에 적합한 혼합비를 맞추기 위해서는 공기유입관(7)측과 연료유입관(4a)측으로 유입되는 공기와 엘피가스가 각각 대기압 수준으로 세팅되도록 한 초기상태에서, 드로틀밸브(8)를 일정 각도만큼 개방하여 차량의 정속주행 상태와 비슷한 조건을 만든 다음, 연료유입밸브(15)의 조절나사(16)를 풀어내어 종래의 연료혼합기 보다 엘피가스가 약 1.5 ~ 2배 정도로 더 유입될 수 있는 상태로 세팅하여야 한다.

다시 말해서, 종래의 연료혼합기는 벤튜리(11)의 압력이 저하될 경우 연료분사구(13)를 통하여 엘피가스만을 빨아들이면 되지만, 본 고안의 연료혼합기(5)는 벤튜리(11)의 압력이 저하될 경우 커넥터(20) 내부에서 혼합된 상태로 존재하는 공기와 엘피가스를 동시에 빨아들여야 하기 때문에, 동일한 흡입력으로 동일한 량의 엘피가스가 연료분사구(13)를 통하여 분사되도록 하기 위해서는 종래의 연료혼합기에 비하여 연료유입밸브(15)를 통한 엘피가스의 유입량을 증가시킬 수 있도록 조절나사(16)를 풀어 주어야 하는 것이다.

상기와 같이 연료유입밸브(15)에 설치된 조절나사(16)를 풀어내어 엘피가스의 유입량을 직접적으로 증가시킬 수도 있고, 커넥터(20)에 설치된 상기 조절나사(23)를 조이므로서 보조공기유입관(22)의 엘보우관(24) 입구측을 적절한 비율로 폐쇄시키는 것에 의하여 엘피가스의 유입량을 상대적으로 증가시킬 수도 있으며, 이와 같이 연료유입밸브(15) 및 커넥터(20)에 설치된 각각의 조절나사(15)(23)를 풀어내거나 조이는 것에 의하여 엘피가스의 유입량을 요구하는 수준으로 원활하게 세팅할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 고안에 의한 연료혼합기(5)를 세팅시키게 되면, 차량의 정지시에는 드로틀밸브(8)가 완전히 닫힌 상태에서 연료공급관(5a)으로부터 엔진(9)의 연소실측으로 혼합기의 유동이 발생하지 않게 되고, 이로 인하여 공기유입관(7) 내부의 공기와 연료공급관(5a) 내부의 혼합기가 대기압 수준으로 유지 및 정체되며, 보조공기유입관(22)을 통하여 유입되는 공기와 연료유입밸브(15)를 통하여 유입되는 엘피가스 또한 커넥터(20)의 공간부(21)에서 각각 대기압 수준으로 유지 및 정체되므로서 벤튜리(11)의 연료분사구(13)를 통한 별도의 연료분사가 이루어지지 않게 된다.

상기와 같은 차량의 정지상태에서 차량을 출발시키기 위하여 시동을 건 다음 차량의 가속을 위하여 가속페달을 밟게 되면, 드로틀밸브(8)가 일정각도 만큼 개방됨과 동시에 엔진(9)이 가동되어 차량이 주행상태로 바뀌게 되는 데, 이 경우에는 엔진(9)의 연소실로부터 발생하는 부압에 의하여 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 공기가 벤튜리(11)를 통하여 1차적으로 빠르게 유동하게 되고, 그 뒤를 이어 공기유입관(7)측의 공기 또한 보조커버(30)와 벤튜리(11)를 통하여 빠르게 유동하게 되며, 이로 인하여 커넥터(20)의 공간부(21)에서 대기압 상태로 유지되던 엘피가스 또한 낮아진 벤튜리(11) 압력에 의하여 공기와 함께 연료분사구(13)를 통하여 연료공급관(5a)측으로 분사된다.

상기와 같이 커넥터(20)의 공간부(21)로부터 연료공급관(5a)측으로 분사되는 엘피가스의 분사량은 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이에서 발생하는 공기의 압력과 밀도변화에 의하여 드로틀밸브(8)의 개방각도에 맞도록 자연적으로 조절되며, 그 공기의 압력과 밀도변화가 보조커버(30)와 벤튜리(11)에 의하여 형성되는 좁은 공간에서 1차적으로 매우 빠르고 섬세하게 일어나기 때문에 드로틀밸브(8)의 조작과 거의 동시에 드로틀밸브(8)의 개방각도에 맞는 엘피가스의 분사량으로 빠르게 조절될 뿐만 아니라, 드로틀밸브(8)의 미세한 움직임에도 보다 민감하게 반응하여 엘피가스의 분사량을 섬세한 수준까지 조절할 수 있게 된다.

즉, 드로틀밸브(8)의 개방각도가 비교적 적게 되면, 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 좁은 공간부에서 드로틀밸브(8)의 개방각도에 맞도록 그 공기의압력과 밀도가 대기압보다 낮은 폭으로 빠르고 신속하게 변화되고, 이와 같이 변화된 공기의 압력과 밀도가 보조공기유입관(22)을 통하여 커넥터(20)의 공간부(21)로 전달되므로서, 최초 대기압 수준으로 유지되어 50(공기) : 50(엘피가스) 정도의 비율로 분사되도록 세팅된 커넥터(20) 내부의 혼합기가 공기의 압력과 밀도저하로 인하여 40(공기) : 60(엘피가스) 정도의 비율로 분사되고, 이로 인하여 엔진(9)으로 공급되는 전체 혼합기의 농도를 드로틀밸브(8)의 개방각도에 맞추어 빠르고 신속하게 소폭으로 상승시킬 수 있게 된다.

또한, 드로틀밸브(8)의 개방각도가 다소 크게 되면, 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 좁은 공간부에서 그 공기의 압력과 밀도가 대기압보다 더욱 낮은 폭으로 빠르고 신속하게 변화되고, 이와 같이 변화된 공기의 압력과 밀도가 보조공기유입관(22)을 통하여 커넥터(20)의 공간부(21)로 전달되므로서, 최초 대기압 수준으로 유지되어 50(공기) : 50(엘피가스) 정도의 비율로 분사되도록 세팅된 커넥터(20) 내부의 혼합기가 다소 큰 폭으로 저하된 공기의 압력과 밀도에 의하여 30(공기) : 70(엘피가스) 정도의 비율로 분사되고, 이로 인하여 엔진(9)으로 공급되는 전체 혼합기의 농도를 드로틀밸브(8)의 개방각도에 맞추어 빠르고 신속하게 상승시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 차량의 가속운행 상태를 지나 차량이 일정 속도만큼 가속되면, 그 속도를 유지하면서 정속운행을 하게 되는 데, 이와 같은 정속운행시에는 차량의 가속과정에서 개방된 드로틀밸브(8)의 개방각도가 일정하게 유지되고, 이로 인하여 커넥터(20)의 공간부(21)에 작용하는 공기의 압력과 밀도 또한 정속운행 속도에 해당하는 드로틀밸브(8)의 개방각도에 맞도록 유지되므로서, 커넥터(20)로부터 공기와 함께 분사되는 엘피가스의 양과 연료공급관(5a)을 통하여 엔진(9)으로 공급되는 혼합기의 혼합비 또한 최초에 세팅된 정속상태를 기준으로 하여 그 운행속도에 비례하는 농도로 일정하게 유지되는 것이다.

상기와 같은 정속운행을 일정 시간동안 지속적으로 수행하게 되면, 정속운행에 따른 차량 자체의 관성력으로 인하여 최초 소모되었던 연료량보다 적은 연료량으로도 차량이 정속운행 속도를 유지할 수 있도록 차량에 탄력이 붙게 되는 데, 본 고안에 의한 연료혼합기(5)는 이와 같은 경우에도 엔진(9)으로 공급되는 혼합기의 혼합비를 자동적으로 조절하여 차량의 정속운행 조건을 최상으로 유지시킴과 동시에 연료의 낭비를 방지할 수 있게 된다.

즉, 정속주행 과정에서 차량에 탄력이 붙어 동일한 속도하에서도 연료의 사용량이 줄어들게 되면, 연료공급관(5a)측의 혼합기 압력과 밀도가 소폭으로 상승하게 되는 데, 이와 같은 혼합기의 압력과 밀도상승이 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 좁은 공간으로 빠르고 민감하게 인가되고, 이와 같이 인가된 혼합기의 압력과 밀도상승이 보조공기유입관(22)을 통하여 커넥터(20)의 공간부(21)로 전달되므로서, 상승된 공기압과 공기밀도에 의하여 커넥터(20)로부터 연료분사구(13)를 통하여 분사되는 엘피가스의 분사량이 상대적으로 줄어들게 되어 혼합기의 농도를 상기 정속운행 상태에 적합하도록 소폭으로 낮추어 주게 되는 것이다.

상기와 같은 정속운행 상태에서 차량의 급가속을 위하여 운전자가 가속페달을 매우 강하게 밟을 경우에는, 드로틀밸브(8)의 개방각도와 엔진(9)에 의한 연료의 소모량이 매우 크게 되어 연료공급관(5a)의 압력과 혼합기 밀도가 매우 큰 폭으로 떨어지게 되고, 이로 인하여 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 좁은 공간에 존재하는 공기의 압력과 밀도 또한 이에 동반하여 신속하게 큰 폭으로 떨어지게 되며, 이와 같은 공기의 압력과 밀도변화가 보조공기유입관(22)을 거쳐 커넥터(20)의 공간부(21)로 전달되므로서, 최초 대기압 수준으로 유지되어 50(공기) : 50(엘피가스) 정도의 비율로 분사되도록 세팅된 커넥터(20) 내부의 혼합기가 공기의 압력과 밀도저하로 인하여 20(공기) : 80(엘피가스) 정도의 비율로 분사되고, 이로 인하여 엔진(9)으로 공급되는 전체 혼합기의 농도를 정속상태 이상으로 매우 농후(Dense)하게 유지시킬 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 정속운행 상태에서 차량의 감속운행이나 변속을 위하여 운전자가 가속페달에서 발을 떼게 되면, 드로틀밸브(8)가 순간적으로 닫혀지면서 엔진(9)으로는 소량의 혼합기만이 공급되고 대부분의 혼합기는 다시 벤튜리(11)측으로 역류하여 벤튜리(11)의 압력이 순간적으로 상승함과 동시에 보조커버(30)와 벤튜리(11) 사이의 좁은 공간에 존재하는 공기의 압력과 밀도 또한 신속하게 큰 폭으로 상승하게 되며, 이와 같이 큰 폭으로 상승된 공기의 압력과 밀도가 보조공기유입관(22)을 통하여 커넥터(20)의 공간부(21)로 전달되므로서, 최초 대기압 수준으로 유지되어 50(공기) : 50(엘피가스) 정도의 비율로 분사되도록 세팅된 커넥터(20) 내부의 혼합기가 70(공기) : 30(엘피가스) 정도의 비율로 분사되고, 이로 인하여 엔진(9)으로 공급되는 전체 혼합기의 농도를 감속운행이나 변속에 적합할 정도로 희박(Lean)하게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 고안에 의한 엘피지 차량용 연료혼합기는, 벤튜리측으로 공기를 유입시키는 연료혼합기의 공기유입구측에 벤튜리의 전방공간을 축소시키기 위한 보조커버를 설치하고, 상기 보조커버와 벤튜리 사이의 공간에 연료유입공간과 연통되는 보조공기유입통로를 설치하므로서, 본 출원인이 선출원한 연료혼합기와 마찬가지로 차량의 운행상태 조작시점과 거의 동시에 변화된 운행상태에 적합한 최적 연료비를 유지시킬 수 있는 효과와, 기존의 기계적, 전자적 제어장치에 비하여 그 제어속도가 매우 빠르면서도 그 설치비용과 설치부피는 최소화시킬 수 있는 효과 및 차량의 정속운행시 발생하는 연료의 낭비와 차량의 급가속시 발생하는 역화현상을 방지할 수 있는 효과와 더불어, 드로틀밸브의 조작과 거의 동시에 드로틀밸브의 개방각도에 맞는 엘피가스의 분사량으로 빠르게 조절시킬 수 있는 효과와, 드로틀밸브의 미세한 움직임에도 보다 민감하게 반응하여 엘피가스의 분사량을 섬세한 수준까지 조절할 수 있는 추가적인 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 공기유입관(7)과 연료공급관(5a)이 몸체(10)의 양측에 연결 설치되고, 상기 몸체(10)의 상측에는 조절나사(16)가 체결된 연료유입밸브(15)에 의하여 연료유입관(4a)이 연결 설치되며, 상기 몸체(10)의 내부에는 그 내주면을 따라 연료흡입공간(12)이 형성되도록 벤튜리(11)가 설치되고, 상기 연료공급관(5a)에 대응하는 벤튜리(11)측에는 연료분사구(13)가 형성된 것에 있어서,

   상기 공기유입관(7)이 연결되는 몸체(10)의 전방 내측에는 그 내주면을 따라 경사부(33)와 수직면(34)으로 이루어지는 차단턱(31)이 돌출 형성된 보조커버(30)가 밀폐링(32)을 개재시킨 상태로 삽입 설치되고,

   상기 몸체(10)의 상측에는 연료유입밸브(15)를 연료흡입공간(12)과 연통시키도록 그 내부에 공간부(21)를 구비하는 커넥터(20)가 체결 설치되며,

   상기 커넥터(20)의 일측에는 그 일단이 커넥터(20)의 공간부(21)로 관통되고 그 타단이 상기 몸체(10)와 연료흡입공간(12)을 관통하여 공기유입관(7)과 대향되는 벤튜리(11)면으로 노출되는 보조공기유입관(22)이 체결 설치되는 것을 특징으로 하는 엘피지 차량용 연료혼합기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커넥터(20)에는 보조공기유입관(22)을 개폐하는 조절나사(23)가 체결 설치되는 것을 특징으로 하는 엘피지 차량용 연료혼합기.
3. 공기유입관(7)과 연료공급관(5a)이 몸체(10)의 양측에 연결 설치되고, 상기 몸체(10)의 상측에는 조절나사(16)가 체결된 연료유입밸브(15)에 의하여 연료유입관(4a)이 연결 설치되며, 상기 몸체(10)의 내부에는 그 내주면을 따라 연료흡입공간(12)이 형성되도록 벤튜리(11)가 설치되고, 상기 연료공급관(5a)에 대응하는 벤튜리(11)측에는 연료분사구(13)가 형성된 것에 있어서,

   상기 공기유입관(7)이 연결되는 몸체(10)의 전방 내측에는 그 내주면을 따라 경사부(33)와 수직면(34)으로 이루어지는 차단턱(31)이 돌출 형성된 보조커버(30)가 밀폐링(32)을 개재시킨 상태로 삽입 설치되고,

   상기 보조커버(30)와 대향되는 벤튜리(11)면에는 연료흡입공간(12)과 연통되는 보조공기유입구(35)가 형성되며,

   상기 몸체(10)의 일측에는 연료흡입공간(12)을 관통하여 상기 보조공기유입구(35)로 체결되는 유량조절나사(36)가 설치되는 것을 특징으로 하는 엘피치 차량용 연료혼합기.