KR200332423Y1 - 엘피지 차량에서 인라인 형태의 펌프와 붐배 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LPG 차량에 연료로 사용되는 LPG를, 저장하고 엔진에 공급하기 위한 LPG 차량의 LPG 펌핑장치에 관한 것이다.

특히, 액상의 LPG를 직접 엔진의 실린더 내부에 분사하는 LPG INJECTION 씨스템에서 봄배 내부의 연료펌프를 외부로 빼내고, 나열한 LPG 차량에서 인라인(in-line) 형태의 펌프와 붐배 체결구조이다.

종래의 LPL i 씨스템에서는 차량의 연료공급펌프 고장시 제작자는 서비스를 위해 연료공급펌프 만을 떼어 낼 수 없고, 봄배와 함께 떼어내어 수리 후 다시 장착해 주어야만 하는 번거러움이 있다.

따라서 본 발명의 인라인(in-line) 펌핑장치는 봄배의 외부로 연료공급펌프를 빼내고 착탈 가능하게 형성시켜, 제작자에게 써비스 비용의 절감 효과를 가져오게 한 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 의한 인라인(in-line) 펌핑장치는 고속의 회전운행 중에도, 항상 액상의 LPG를 공급할 수 있어 안전운행에 도움이 된다.

Description

엘피지 차량에서 인라인 형태의 펌프와 붐배 체결구조{the joint structure to joint in-line pumpe and bombe in LPG CAR}

본 발명은 LPG 차량에 연료로 사용되는 LPG를, 저장하고 엔진에 공급하기 위한 LPG 차량의 LPG 펌핑장치이다.

특히, 액상의 LPG를 직접 엔진의 메니폴드의 흡기포트 내부에 분사하는 LPL i(INJECTION) 씨스템에서 봄배 내부의 연료펌프를 외부로 빼내고, 나열한 LPG 차량에서 인라인(in-line) 형태의 펌프와 붐배 체결구조이다.

일반적으로 LPG 차량은 디젤이나 가솔린 차량에 비하여, 유해성의 배기가스가 적어 정책적으로 권장되고 있다.

따라서 LPG 차량에서 사용되는 LPG 가스 공급 방식들은 많은 발전을 거듭하여, 다양하게 개발되고 있다.

그럼 이런 종래의 LPG 가스 공급 방식(LPG 씨스템)을 개발된 수순에 따라 순차적으로 설명한다.

우선 LPG 씨스템은 그 연료탱크인 봄배에 액상의 LPG가 채워지며, 이 액상의 LPG를 기체인 가스의 형태로 엔진에 전달하는 방식과 액상 그 자체로 엔진 내에 분사하는 방식으로 분류된다.

가스의 형태로 전달되는 방식은 아주 일반화되어 관용적인 기술로 사용되고 있으며, 액상 그 자체로 엔진에 분사되는 방식은 비교적 최근에 개발되어 요즈음에도 개발이 계속되고 있다.

도 1은 이들 중 전자 기술의 씨스템도로, 도시된 것처럼 봄배에는 충진밸브(미도시)와 액체상의 LPG 공급관(10), 기체상의 LPG 공급관(20)이 형성된다.

즉, 충진된 LPG는 봄배(B)의 저면 부위에서는 고압이며 액체상태로 담겨져 있지만, 상부로 갈수록 기체화되어 비교적 저압의 상태로 충진된다.

이러한 현상은 연료를 사용하면 할 수록 기체화된 상부의 체적이 더 많아 짐이 당연하다.

따라서 이렇게 자연적으로 분리된 액상과 기상의 LPG 연료는 각각의 관과 밸브를 통해 차량의 시동과 동시에 도시된 도 1의 방향으로 배출된다.

배출된 액상과 기체 상태의 LPG는 연료여과기를 통과하고, 도시된 베이퍼라이저(V)를 거치며 1,2차의 감압 과정을 지난다.

이 감압 과정을 통과한 액상과 기상의 LPG 연료는 완전히 기체상태를 유지하는데, 이후 도시된 혼합기(M)를 거치며 공기와 적당하게 혼합되게 된다.

이렇게 공기와 혼합된 연료는 엔진에 투입되어 폭발 행정이 시작하며, 동일 과정이 반복된다.

이러한 전술된 과정의 종래 LPG 씨스템은 구조적으로 많은 문제점이 발생된다.

즉, 액상과 기상의 LPG를 엔진으로 전달하기 위해서 2개의 관구조와 2개의 밸브가 준비되어야 한다.

또한 액상의 LPG를 기상의 LPG로 상태 변화시켜 주기 위한 베이퍼라이져(V)가 반드시 설치 되야 하는데, 그 부피는 상당하다.

더불어 액상의 LPG가 기상으로 변화할 때, 주위의 증발잠열을 빼앗아 온도가 낮아지며 베이퍼라이져의 밸브를 동결시킨다.

이는 엔진에 적당한 연료를 공급시킬 수 없게 되는 결과를 가져오기에, 베어퍼라이져 내부에 온수통로를 설치하여 열을 공급해 주어야만 한다.

상기한 문제점들은 제작비용을 상승시키고, 좁은 엔진실의 체적을 확대시키어 운전실의 사용공간을 축소시키는 결과도 가져온다.

이를 해결하고자 발명된 방식이 액상의 LPG(1)를 직접 공급하는 방식인데, 이러한 방식도 세분되어 있으나 그 중 본 발명과 유사한 LPL i 씨스템을 소개하고 세분된 분류에 대한 설명은 후술한다.

도시된 도 2와 3에서 처럼 LPL i 씨스템은 LPG 연료의 저장을 위한 봄배(B)가 형성되고 그 내부에 연료의 공급을 위한 연료공급펌프(P)가 내장된다.

이 연료공급펌프(P)는 항상 액상의 연료(1)를 매니폴드의 흡기포트에 전달하게 되어야 하기에, 봄배의 내부중 저면에 부착된 상태이다(도면 부호 2는 기체상 LPG를 표시).

따라서 액상의 연료는 도시된 도 2에서 처럼 연료펌프에 의해 매니폴드의 흡기포트 내부로 투입되고, 엔진의 쓰로틀벨브에서 공급된 공기(3)가 혼합되어 엔진의 실린더 내부로 투입된다.

또한 연료펌프의 외부로는 연료보조탱크가 설치되어 차량의 운행중, 한쪽으로 쏠릴 경우에도 적당량의 액상 LPG(1) 공급에 차질이 없도록 배려된다.

즉, 차량이 급회전 중에는 그 원심력에 의해 봄배 내의 액상 LPG가 한쪽으로 쏠리게 되는데, 연료보조탱크(T) 내에는 이러한 쏠림 현상과는 무관하게 항상 일정량의 액상 LPG가 보존시키게 된다.

따라서 차량은 안전하게 운행될 수 있는 것이다.

이러한 LPL i 씨스템은 전자인 LPG 씨스템에 비하여, 체적과 그 제작비를 줄인 점에서는 성공하였으나, 다음과 같은 구조적인 문제점을 않고 있다.

즉, LPG 차량의 경우, 봄배(B) 내부에 장착된 연료공급펌프(P)가 자주 고장을 일으킬 우려가 있다.

따라서 차량의 연료공급펌프 고장시 제작자는 써비스를 위해 연료공급펌프 만을 떼어 낼 수 없고, 봄배와 함께 떼어내어 수리 후 다시 장착해 주어야만 하는 번거러움이 있다.

더욱이 현행 우리법제의 LPG 차량은 10년 16만 킬로미터까지 보장해야하기에 제작자에게 많은 비용이 발생되기에 문제점이 있다.

또한 붐배는 통채로 떼어내서 보관해야 하기에, 써비스를 해주는 써비스센터는 그 큰 부피의 붐배를 저장할 공간이 부족하다.

참고로 앞에서 그 설명을 미뤄 논 LPG 씨스템의 발달 단계를 세부적으로 나누어 본다.

연료 씨스템	특징	기타
1 세대(벤츄리)	. 간단한 구조. LPG 자동차의 초기방식	. 공연비 조절곤란, 배기가스 문제점. 출력효율저하 및 역화가능성
2 세대(기상공급)	. 씨스템 피드백 제어기능. 공연비 제어기능	. 1세대 씨스템보다 양호, 정밀제어 곤란. 출력효율 저하 및 역화가능성
3 세대	LPG i 씨스템(기상분사)	TBI 형태	액상의 LPG를 기체화하여 쓰로틀 바디에 분사하는 방식
		MPI 형태	액상의 LPG를 기체화하여 매니폴드의 흡기포트에 분사하는 방식
	LPL i 씨스템(액상분사)	액상의 LPG를 그대로 매니폴드의 흡기포트에 분사하는 방식	. 연료의 액상유지 장치필요. 봄배 내에 펌프사용

이상의 표에서와 같이 본 발명과 같은 연료 씨스템은 1세대를 거쳐 현 3세대의 단계에 와 있다.

전술된 종래 설명에서 전자로 설명된 LPG 씨스템은 표에서 보이는 제 3세대의 LPG i씨스템인 TBI, MPI 형태를 칭하며, 후자로 설명된 씨스템은 3세대인 LPL i씨스템을 칭한다.

상기 종래 발명의 문제점을 해결한 본 발명은, 봄배 내부에 내장된 연료공급펌프를 봄배 외부로 빼낸 형태인 LPG 차량에서 인라인(in-line) 형태의 펌프와 붐배 체결구조를 제공하고자 한다.

또한 봄배와 연료공급펌프를 프렌지나 가스호스연결구조로 결합시켜, 착탈을 용이하게 하고자 한다.

더불어 봄배의 저면에 일체된 LPG배출관이나 가스호스등의 설치 위치는 봄배의 저면과 동일한 수준이거나 다소 하향한 위치에 설치하여 항상 액상의 LPG를 공급할 수 있게 하고자 한다.

도 1은 종래 발명의 LPG i 씨스템의 작동상태를 도시한 씨스템도

도 2는 종래 발명의 LPL i 씨스템의 작동상태를 도시한 씨스템도

도 3은 종래 발명의 LPL i 씨스템에서 사용되는 봄배키트(BOMBE KIT)의 내부를 도시한 요부 단면도

도 4는 본 발명의 LPG INJECTION 씨스템에서 사용되는 봄배(BOMBE)와 연료펌프의 체결모습을 도시한 개념도

도 5는 본 발명의 봄배(BOMBE)와 연료공급펌프의 체결모습을 분해 도시한 분해사시도

도 6은 본 발명의 다른 실시예로 봄배(BOMBE)와 연료공급펌프의 체결모습을 분해 도시한 분해사시도

본 발명은 LPG 차량의 연료인 LPG가스를 저장하기 위한 봄배와, 저장된 액상의 LPG가스를 엔진에 공급하기 위한 연료공급펌프로 구성된 봄배키트(BOMBE KIT)란 점에서는 종래의 봄배키트와 유사하다.

그러나 종래의 봄배키트는 연료공급펌프가 봄배의 내부에 구성되지만, 본 발명의 연료공급펌프는 제작비용과 써비스비용의 감축 및 액상의 LPG 가스를 보다 적정하게 실린더 내부로 분사시키기 위해 봄배의 외부로 빼낸 점 및 그들간의 유기적인 결합을 위해서 하기한 다수의 구성요건을 구비한 차이점이 있다.

따라서 본 발명에 대한 상세한 설명을 도시된 도면과 함께 상세히 설명한다.

우선 본 발명에서 사용하는 봄배키트(BOMBE KIT)란 LPG차량에서 그 연료의 저장을 위한 저장탱크인 봄배와 저장된 액상의 LPG를 적정한 온도와 압력하에 매니폴드의 흡기포트 내부로 투입시켜주기 위한 연료공급탱크를 총칭하는 말이다.

본 발명은 LPG 차량의 일측에 LPG 가스의 저장을 위한 내부공간을 가진 봄배(B)를 가진다.

따라서 상기 봄배의 충진밸브를 통해 LPG를 충진시키게 되면, 하부는 액상의 LPG로 채워지며, 그 상부는 기체화한 LPG가 채워지는 것이다.

본 발명의 LPG 펌핑장치가 사용되는 LPG 연료공급씨스템은 종래 설명에서 전술된 것처럼, 3세대의 LPL i씨스템에 사용되기에 반드시 액상의 LPG를 엔진에 공급시켜야 한다.

따라서 봄배의 저면에 관이 형성되는데 도시된 도 4와 5에서 처럼, 그 끝단에 프렌지부(41)를 가진 상태로 봄배(B)의 저면에 일체 되어 액상의 LPG(1)가스를 배출시키는 제 1 LPG배출관(40)이 형성된다.

이 제 1 LPG배출관(40)의 프렌지부(41)에는 도시된 것처럼 액상의 차폐장치가 볼트로 체결된다.

물론 이 액상LPG차폐장치(50)의 타측은 제 2 LPG배출관(60)이 체결된다.

이들간의 긴밀한 체결은 각각에 형성된 프렌지부(41,51,52,61)를 통해 체결되는데, 도시된 도 5에 그 체결의 모습이 분해 사시도로 도시되어 있다.

즉, 상기 제 1 LPG배출관(40)의 프렌지부(41)에는 액상LPG차폐장치(50)의 프렌지부(51)이 체결되며, 액상LPG차폐장치(50)의 타단의 프렌지부(52)에는 제 2 LPG배출관(60)의 프렌지부(61)가 볼트로 일체화되는 것이다.

또한 상기의 제 2 LPG배출관(60)의 타단은 연료펌프(P)의 연료보조탱크(T)와 일체 되고, 그 가스유량을 제어할 수 있는 차폐콕(65)이 형성되어 있다.

이 연료보조탱크(T)의 내부에는 액상의 LPG 가스를 흡입하고 이를 엔진의 실린더(C) 내부에 공급하기 위한 연료펌프(P)가 도시된 도 4, 5에서 처럼 형성된다.

여기서 중요한 점은 상기 제 1 LPG배출관(40)의 설치위치는 봄배(B)의 바닥과 같은 수준이거나 아래에 위치됨에 바람직하다.

즉, 상기 제 1, 2LPG배출관(40, 60)과 연료펌프 모두가 봄배(B)의 바닥과 같은 수준이거나 아래에 위치됨이 적당하지만, 반드시 필요한 것은 아니다.

그러나 제 1LPG배출관 만큼은 바닥과 같은 수준이거나 그 아래에 위치함이 좋겠다.

그 이유는 본 발명과 같은 3세대의 LPL i씨스템에 사용되는 LPG연료의 공급방식은 항상 액상의 LPG를 직접 매니폴드의 흡기포트에 분사시켜야만 한다.

따라서 액상이며 고압인 LPG를 연료펌프는 흡입해야만 하는데, 액상화된 LPG가 항상 있는 부분은 봄배의 저면일 것이다.

봄배에 충진된 LPG가 사용되면 사용될 수록 봄배내의 전체 압력은 떨어지며상단은 기체화되지만, 그 하단은 중력에 의해 비교적 액상으로 LPG가 바닥이 날때까지 유지될 것이다.

따라서 이 봄배의 바닥과 동일한 수준이거나, 그 보다 밑에 제 1LPG배출관이 위치한다면, 이 제 1LPG배출관에는 항상 액체화된 LPG만이 흡입될 수 있는 것이다.

물론 이 인라인(in-line) 펌핑장치에서는 동일 또는 하단에 위치한 제 1LPG배출관을 통해 액체 상태의 LPG를 다시 보조탱크에 저장하여 사용하기에 더욱 안정되게 액상의 LPG를 분사시킬 수 있다.

더불어 본 발명에 있어서 상기 액상LPG차폐장치(50)는, 솔레네이드 밸브나, 일자형 콕, 십자형콕등 가스의 유량을 제어하는 공지된 차폐수단 모두 사용될 수 있다.

이러한 차폐장치의 사용은 펌프의 원활한 수리를 위해 반드시 필요한데, 이를 그 작용의 설명과 함께 살펴본다.

펌프를 통해 제 1, 2LPG배출관(40, 60) 및 액상LPG차폐장치(50)를 지난 액상의 LPG는 매니폴드의 흡기포트에 직접 분사되어 폭발하여 차량을 운행시킨다.

이러한 사용이 거듭되면 될수록, 봄배 보다는 펌프가 구조적으로 내구성이 약하여 고장이 나게 된다.

이때 종래의 봄배키트 구조에서는 봄배의 내부에 펌프가 내장되어 있으므로, 봄배와 펌프를 같이 떼어내 수리를 해야만 한다.

그러나 본 발명의 펌핑장치 구조에서는 도시된 차폐장치(50)와 차폐콕(미도시)를 잠그고 도 5처럼 연료공급펌프만을 떼내어 수리할 수 있다.

물론 액상LPG차폐장치(50)가 고장 시에는 그 프렌지부를 이용하여 차폐장치를 떼내어 수리하던가, 교체할 수 있다.

더불어 도 6에는 본 발명의 펌핑장치에 대한 다른 실시예가 도시되어 있는데, 그 구조는 상기 제 2LPG배출관(60)의 사용을 배제하고, 가스호스(H)를 이용하여 연료공급펌프(P)와 봄배(B)의 결합을 달성한 실시예이다.

즉, 보조연료탱크(T)와 액상LPG차폐장치(50)의 일측단에 형성된 프렌지부(52,61)를 호스삽입관부(83,84)로 변경하고, 공지된 가스의 유통관로로 사용하는 가스호스(H)를 조임클립(90)을 통해 견고히 결합시키는 구조이다.

또한 가스호스(H)내에 차폐콕을 형성시켜도 무방하다.

물론 본 발명의 펌핑장치에서는 공지된 플렉시블한 각종의 금속 및 합성수지 가스관들이 사용되어도 동일한 목적을 얻을 수 있기에 이들이 선택적으로 적용되어도 무방하다.

본 발명은 봄배의 외부로 연료공급펌프를 빼내고 착탈 가능하게 형성시켜, 제작자에게 써비스 비용의 절감 효과를 가져오게 한 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 의한 봄배키트는 고속의 회전운행 중에도, 항상 액상의 LPG를 공급할 수 있어 안전운행에 도움이 된다.

더불어 봄배의 액상 LPG내에 담겨진 연료공급펌프를 봄배 외부로 빼내어, 부식에 대한 내구성도 증대시킨 진보된 발명이다.

본 고안은 전술된 고안의 실시예들에서 보이듯, 그 권리범위는 어는 하나의실시예에 한정되지 않는다. 당업자가 본 고안의 청구범위와 상세한 설명을 참조하여 용이하게 실시할 수 있는 균등한 범위라면, 본 고안의 권리범위로 봄이 합당하다.

Claims (3)

1. LPG 차량의 연료인 LPG가스를 저장하기 위한 봄배와, 저장된 LPG가스를 엔진에 공급하기 위해 봄배 내부에 비치한 연료펌프로 구성된 봄배키트(BOMBE KIT)에 있어서,

   LPG 차량의 일측에 LPG 가스의 저장을 위한 내부공간을 가진 봄배(B)와;

   그 끝단에 프렌지부(41)를 가진 상태로 봄배(B)의 저면에 일체 제 1 LPG배출관(40);

   양측단에는 프렌지부(51,521)를 형성한 액상LPG차폐장치(50);

   내부에 연료펌프(P)를 두고 붐배(B)의 옆에 나란히 안착되는 연료보조탱크(T);

   상기 연료보조탱크(T)에 일측단이 일체화되고, 타단은 프렌지부(61)를 형성하고, 가스의 유량을 제어하는 차폐콕(65)을 형성한 제2LPG배출관(60);이 서로 인라인(in-line)상에 일렬로 배열하되, 제 1 LPG배출관(40), 액상LPG차폐장치, 제 2LPG배출관(60)이 각각의 프렌지부(41,51,52,61)로 볼트결합되며;

   적어도 상기 제 1LPG배출관(40)의 설치위치는 붐배(B)의 바닥과 같은 수준이거나, 더 아래에 위치됨에 특징이 있는 엘피지 차량에서 인라인(in-line) 펌프와 붐배 체결구조.
2. 제 1항에 있어서,

   제 2LPG배출관(60)과 프렌지부(52,61)는,

   공지된 플렉시블튜브, 가스호스와 조임클립등을 선택적으로 적용하여 사용될 수 있는 것에 특징이 있는 엘피지 차량의 봄배 인라인(in-line) 펌핑장치.
3. 제 1항에 있어서,

   액상LPG차폐장치(50)는,

   솔레네이드 밸브나, 일자형 콕, 십자형콕등 가스의 유량을 제어하는 공지된 차폐수단이 선택적으로 사용될 수 있는 것에 특징이 있는 엘피지 차량의 봄배 인라인(in-line) 펌핑장치.