KR200345570Y1 - 자동차의 연료예열용 가열기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 연료를 예열하기위한 가열기에 관한 것으로, 상하면에 다수의 방열핀이 형성되고, 일측에 연료 유입구가 형성된 상부 몸체와; 상하면에 다수의 방열핀이 형성되고, 일측에 제어부에 의해 제어되는 히터수단과 연료의 온도를 계측하는 온도센서가 형성되며, 타측에 연료배출구가 형성된 하부 몸체와; 일측에 조절밸브를 갖는 냉각수유입구가 형성되고, 타측에 이동관 결합구가 형성된 상부커버와; 냉각수배출구가 형성되고 타측에 이동관 결합구가 형성된 하부커버로 구성함으로써,

히터수단에 의해 냉각된 연료의 예열이 가능하여 항시 일정한 온도로 예열된 연료를 차량의 엔진내로 유입이 가능하여 엔진의 출력을 증대시키고, 이로인한 완전연소에 의해 유해한 배기가스의 배출을 감소시킬수 있으며, 다수의 방열핀에 의해 고온의 냉각수와의 접촉면적을 증가시켜 가온된 냉각수로부터 전해지는 열전도율을 높여 유로로 흐르는 연료의 예열을 극대화 시킬수 있으며, 연료가 이동하는 유로를 몸체와 일체 형성된 방열핀의 상하결합에 의해 형성되게함으로서, 그 제작상의 간편또한 가져올수 있는 자동차의 연료예열용 가열기에 관한 것이다.

Description

자동차의 연료예열용 가열기{Heating device for preheating fuel for cars}

본 고안은 차량의 연료를 예열하기위한 가열기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진으로 공급되는 연료를 미리 적당한 온도로 예열함으로써, 엔진의 완전연소케하여 연소효율을 높이고 유해 배기가스 및 매연을 감소시키며 엔진의 성능을 최적화 시킬수 있는 자동차의 연료예열용 가열기에 관한 것이다.

엔진으로 공급되는 연료의 온도는 엔진의 출력, 배기가스등에 많은 영향을 미치며 적정 온도의 연료는 엔진의 출력을 높히고, 배기가스를 줄이는 등 그 역할이 매우 중요한 것이다.

또한, 항시 자동차 엔진내에 일정량의 연료를 공급하므로서, 엔진의 출력을 높여 줄 수 있으며, 이로인한 연료 효율을 높여 줄 수 있는 것이다.

자동차의 엔진 효율을 높히기 위해 연료를 엔진내에 분사하기 전에 미리 예열하여 기화율을 높혀 사용하는데, 그 예열수단으로는 엔진냉각수의 온수를 이용한 가열기에 연료를 통과시키게 하는 방법이 사용되고 있다.

이러한 방식의 종래의 연료 예열용 가열기는 일체 형성된 원통체의 가열기에 나선상의 연료 순환관을 내입하고, 원통체의 양측 단부에 연료 유입관과 배출관 및 냉각수 유입관과 배출관이 각각 형성된 구조로서, 원통체의 일측 냉각수 유입관으로 부터 유입된 고온의 냉각수는 연료 순환관이 내입된 원통체의 내부로 유입되어 충진되어 원통체가 가열하게 되는 것이다. 또 타측의 배출관에 의해 냉각수를 내보내며 가온체를 순환시키며 원통체를 가온시키게 되는 것이다.

이때, 가온된 상태의 원통체 일측의 연료 유입관을 통해 연료가 유입되면 나선형의 연료 순환관으로 연료가 유입되며 연료 순환관을 따라 연료가 와류되며 흐르게 되는 것으로, 원통체속에서 장시간 동안 머물게 되어 고온의 냉각수 온도에 가깝도록 연료를 예열시키며 이때 예열된 연료는 연료 배출관 및 연료 파이프에 의해 엔진으로 유입되는 것이다.

그러나 상기와 같은 연료 예열용 가열기는 최초 차량의 시동과 함께 연료가 원통체내의 연료순환관을 통과시, 엔진의 가열과 냉각수의 가열시점까지는 일정한 시간이 경과 하여야 하는 것인바, 냉각수의 가열시점까지는 연료순환관의 연료는예열되지 않은 상태에서 차량의 엔진으로 유입되는 것이며, 이로인한 엔진의 출력저하와, 유해한 배기가스 배출이 증가되는 문제점이 있고, 냉각수에 의해 예열된 연료는 일정량이 지속적으로 차량의 엔진으로 공급되어야 하는바, 상기 연료순환관을 통과하는 연료는 단면상 연료순환관의 외주면으로 부터 중심점까지 소정의 거리를 가지므로, 미처 그 중심점까지 가온된 냉각수의 온도가 미치지 못하여 연료가 연료순환관을 통과시 완전한 예열이 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 또한, 연료 순환관을 제작시 몸체와는 별도로 관상의 연료순환관을 제작 결합하여야 하는 등의 제작상의 난점 또한 발생하였다.

본 고안은 상기과 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상하면에 다수의 방열핀이 형성되고, 일측에 연료 유입구가 형성된 상부 몸체와; 상하면에 다수의 방열핀이 형성되고, 일측에 제어부에 의해 제어되는 히터수단과 연료의 온도를 계측하는 온도센서가 형성되며, 타측에 연료배출구가 형성된 하부 몸체와; 일측에 조절밸브를 갖는 냉각수유입구가 형성되고 타측에 이동관 결합구가 형성된 상부커버와; 냉각수배출구가 형성되고 타측에 이동관 결합구가 형성된 하부커버로 형성함으로써,

히터수단에 의해 냉각된 연료의 예열이 가능하여 항시 일정한 온도로 예열된 연료를 차량의 엔진내로 유입이 가능하여 엔진의 출력을 증대시키고, 이로인한 완전연소에 의해 유해한 배기가스의 배출을 감소시킬수 있으며, 다수의 방열핀에 의해 고온의 냉각수와의 접촉면적을 증가시켜 가온된 냉각수로부터 전해지는 열전도율을 높여 유로로 흐르는 연료의 예열을 극대화 시킬수 있으며, 연료가 이동하는 유로를 몸체와 일체 형성된 방열핀의 상하결합에 의해 형성되게함으로서, 그 제작상의 간편또한 가져올수 있는 자동차의 연료예열용 가열기를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 분리사시도.

도 2는 본 고안의 결합사시도.

도 3은 본 고안의 측단면도.

도 4는 본 고안의 정단면도.

도 5는 본 고안의 연료 흐름상태를 보인 평단면도.

도 6은 본 고안 히터수단의 제어상태를 보인 간략도.

도 7은 본 고안의 설치계락도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 상부 몸체 11 : 연료 유입구

12 : 유로 13,14 : 방열핀

14' : 보조방열핀 15 : 플랜지

18 : 패킹 19 : 플랜지

20 : 하부 몸체 21 : 연료 배출구

23,24 : 방열핀 24' : 보조방열핀

25 : 플랜지 26 : 히터수단

27 : 온도센서 29 : 플랜지

30 : 상부커버 31 : 냉각수 유입관

32 : 이동관 결합구 33 : 조절밸브

34 : 냉각수 이동관

40 : 하부커버 41 : 냉각수 배출관

42 : 이동관 결합구 50 : 제어부

51 : 배터리 52 : 체결수단

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안 가열기의 분리사시도이고, 도 2는 본 고안 가열기의 결합상태의 사시도, 도 3은 본 고안 가열기의 측단면도이고, 도 4는 본 고안 가열기의 정단면도이다.

도 1의 도시와 같이 상하면에 다수의 방열핀(13)(14)이 형성되고, 일측에 연료 유입구(11)가 형성된 상부 몸체(10)와; 상하면에 다수의 방열핀(24)(23)이 형성되고, 일측에 제어부(50)에 의해 제어되는 히터수단(26)과 연료의 온도를 계측하는 온도센서(27)가 형성되며, 타측에 연료배출구(21)가 형성된 하부 몸체(20)와; 일측에 조절밸브(33)을 갖는 냉각수유입구(31)가 형성되고, 타측에 이동관 결합구(32)가 형성된 상부커버(30)와; 냉각수배출구(41)가 형성되고 타측에 이동관 결합구(42)가 형성된 하부커버(40)로 구성하되.

상,하부 몸체(10)(20)는 열전도성이 좋은 금속재로서, 서로 결합시에는 도 3및 도 4의 도시와 같이 상기한 상,하부몸체(10)(20)의 플랜지(15)(25)부를 패킹(18)을 사이에 두고 서로 맞대어 체결수단(52)에 의해 플랜지(15)(25) 결합하는 것이며, 이때 서로 대칭을 이루며 맞대어진 방열핀(14)(24)에 의해 한개의 유로(12)가 형성되는 것이다.

이때, 상기한 상,하몸체(10)(20)의 방열핀(14)(24)은 그 단부의 양측을 지그재그상으로 개방하여 연료유입구(11)에서 연료배출구(21)까지 유로(12)가 연결되게 하고, 그 유로(12)내에는 다수의 보조방열핀(14')(24')을 형성한 것이다.

또한, 상,하부 커버(30(40)를 상,하부 몸체(10)(20)와 결합시에는 상,하부몸체(10)(20)의 플랜지(19)(29)부와 상,하부커버(30)(40)의 플랜지(39)(49)부를 패킹(38)(38')을 사이에두고 맞대어 체결수단(52)에 의해 결합하는 것이며, 별도의 냉각수이동관(34)은 상,하부커버(30)(40)에 형성된 이동관 결합구(33)(43)에 결합하는 것이다.

이때, 플랜지(15)(25)(39)(49)부 사이에 형성된 패킹(18)(38)(38')은 외부로의 연료 및 냉각수의 유출을 방지하는 밀폐효과를 얻기 위한 것이다.

한편, 상기 히터수단(26)과 온도센서(27)는 도 5의 도시와 같이 하부 몸체(2)의 일측에 내측으로 내입되게 형성된 것으로 이때, 온도센서(27)는 상기 유로(12)내로 흐르는 연료의 온도를 계측하기 위한 것이며, 제어부(50)는 상기 온도센서(27)의 출력값에 따라 상기 히터수단(26)으로 인가되는 전원을 제어함으로써 연료의 일정한 온도를 유지시며주는 것이다.

이때, 도 6의 도시와 같이 상기 히터수단(26)의 전원으로 사용되는배터리(51)는 제어부(50)와 연결되어 히터수단(26)이 상기 제어부(50)에 의해 ON/ OFF되는 것이다.

즉, 상기 온도센서(27)가 유로(12)내의 연료의 온도를 계측하여 그 값을 상기 제어부(50)로 보내면 상기 제어부(50)는 온도센서(27)의 출력값에 따라 상기 히터수단(26)의 전원을 ON/OFF 하여 최초 차량의 시동시 엔진으로 공급되는 연료의 온도가 일정한 온도로 예열되도록 하는 것이다.

이하, 본 고안 자동차의 연료예열용 가열기의 설치관계 및 작용을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 고안 가열기는 도 7의 도시와 같이 엔진(100)과 라디에이터(200)로 냉각수를 순환하게 하는 파이프의 일지점에 상,하부커버(30)(40)에 형성된 냉각수유입구(31)와 냉각수배출구(41)가 결합되고, 가열기의 상,하부 몸체(10)(20)는 엔진(100)으로 연료를 공급키위한 연료공급 파이프의 일지점에 상부 몸체(10)의 연료유입구(11)와 하부 몸체(20)의 연료배출구(21)가 결합함이 바람직하다.

이와 같이, 냉각수 순환계통과 연료공급계통에 결합된 가열기의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

최초 차량의 시동시 엔진(100)의 작동과 함께 연료는 연료공급계통을 통해 가열기의 상부 몸체(10)의 연료유입구(11)로 유입되는 것이며, 이때 유입된 연료는 방열핀(14)(24)에 의해 형성된 유로(12)를 따라 지그재그상으로 흐르고, 다시 하부 몸체(20)에 형성된 연료배출구(21)를 통해 배출되어 차량의 엔진(100)으로 공급되는 것이다.

또한, 냉각수는 냉각수 순환파이프를 따라 가열기의 상부커버(30)의 냉각수유입구(31)로 유입되며, 상부커버(30)로 유입된 냉각수는 다시 냉각수 이동관(34)을 따라 하부커버(40)로 유입되며, 유입된 냉각수는 다시 냉각수 배출구(41)를 통해 냉각수 파이프로 순환하는 것으로 이때 순환하는 냉각수에 의해 상,하부 몸체(10)(20)의 가열이 이루어지는 것이다.

이때, 본 고안 가열기는 차량의 크게나 배기량에 따라 연료의 공급량의 차이가 있으므로 그 연료의 공급량에 따라 연료의 예열속도의 차이가 있는것인바, 상부커버(30)의 냉각수유입구(31)에 형성된 조절밸브(33)에 의해 냉각수 유입량의 조절로 연료의 예열속도의 조절이 가능한 것이다.

한편, 최초 시동과 함께 순환하는 냉각수는 차량의 엔진이 가열시까지 비교적 저온의 냉각수가 순환되는 것으로, 냉각수에 의한 상,하부 몸체(10)(20)의 가열이 이루어 지지 못하는 것이다.

이때, 배터리(51)로 부터 전원을 인가받은 제어부는 온도센서(27)에 의해 유로(12)내로 흐르는 연료의 온도를 계측하여 그 값을 상기 제어부(50)로 보내며, 다시 상기 제어부(50)는 온도센서(27)의 출력값에 따라 상기 히터수단(26)의 전원을 "ON" 시킴으로 최초 차량의 시동시 엔진으로 공급되는 연료의 온도를 일정한 온도로 예열하여 엔진으로 공급되는 것이다.

한편, 일정시간 엔진의 작동과 함께 상,하부커버(30)(40)를 통해 순환되는 냉각수의 온도가 일정한 온도로 가열되면, 그 냉각수의 온도에 의해 상,하부커버(30)(40)에 의해 감싸여진 상,하부 몸체(10)(20)는 고온의 냉각수에 의해 지속적으로 가열되는 것이며, 이때 유로(12)를 따라 흐르는 연료의 예열이 이루어지는 것이다.

이와 같이, 예열되는 연료가 일정온도까지 예열되면 전기한 온도센서(27)에 의해 유로(12)내의 연료의 온도를 계측하여 그 값을 다시 상기 제어부(50)로 보내며, 다시 상기 제어부(50)는 온도센서(27)의 출력값에 따라 상기 히터수단(26)의 전원을 "OFF" 시키고, 이때부터 유로(12)로 흐르는 연료는 냉각수의 온도에 의해 예열되어 엔진내로 공급이 가능한 것이다.

한편, 상,하부 몸체(10)(20)에 형성된 다수의 방열핀(13)(14)(23)(24)과 보조방열핀(14')(24')은 고온의 냉각수와의 접촉면적을 증가시킴으로 열전도율을 높여 보다 신속하고, 최대한 냉각수의 온도와 가깝게 연료의 예열이 이루어질 수 있게 한 것이며, 도 5의 도시와 같이 지그재그상의 유로(12)를 따라 순환되는 연료는 일정시간 예열되게 함으로써 이또한 최대한 냉각수의 온도와 가깝게 연료의 예열이 이루어질 수 있게 한 것이다.

이와같이, 본 고안 자동차의 연료예열용 가열기는 차량의 최초 시동시부터 일정온도로 예열된 연료를 엔진으로 공급시켜 엔진의 성능을 최적화 할 수 있는 것이다.

또한, 플랜지 결합에 의한 상,하부 몸체(10)(20)와 상,하부 커버(30)(40)는 간편한 조작으로 서로 분리가 가능하여, 가열기내의 이물질등의 발생으로인한 성능저하나 고장시 간편하고 신속하게 세척 및 수리가 가능한 것이다.

상기과 같이 본 고안은, 히터수단에 의해 냉각된 연료의 예열이 가능하여 항시 일정한 온도로 예열된 연료를 차량의 엔진내로 유입이 가능하여, 엔진의 출력을 증대시키고, 이로인한 완전연소에 의해 유해한 배기가스의 배출을 감소시킬수 있으며, 다수의 방열핀에 의해 고온의 냉각수와의 접촉면적을 증가시켜 가온된 냉각수로부터 전해지는 열전도율을 높여 유로로 흐르는 연료의 예열을 극대화 시킬수 있으며, 연료가 이동하는 유로를 몸체와 일체 형성된 방열핀의 상하결합에 의해 형성되게함으로서, 그 제작상의 간편또한 가져올수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 차량의 연료공급계통과 연결되며, 가온된 냉각수에 의해 연료를 예열하기 위한 자동차의 연료예열용 가열기에 있어서,

   상하면에 다수의 방열핀(13)(14)이 형성되고, 일측에 연료 유입구(11)가 형성된 상부 몸체(10)와; 상하면에 다수의 방열핀(24)(23)이 형성되고, 일측에 제어부(50)에 의해 제어되는 히터수단(26)과 연료의 온도를 계측하는 온도센서(27)가 형성되며, 타측에 연료배출구(21)가 형성된 하부 몸체(20)와; 일측에 조절밸브(33)를 갖는 냉각수유입구(31)가 형성되고, 타측에 이동관 결합구(32)가 형성된 상부커버(30)와; 냉각수배출구(41)가 형성되고 타측에 이동관 결합구(42)가 형성된 하부커버(40)로 구성하되,

   상기한 상,하부몸체(10)(20)를 패킹(18)을 사이에두고 방열핀(14)(24)에 의해 유로(12)가 형성되게 체결수단(52)에 의해 플랜지(15)(25) 결합하고, 상,하부커버(30)(40)는 패킹(38)(38')을 사이에두고 상,하부몸체(10)(20)와 체결수단(52)에 의해 플랜지(19)(39)(29)(49) 결합하며, 별도의 냉각수이동관(34)이 상,하부커버(30)(40)에 형성된 이동관 결합구(32)(42)에 결합되게 구성함을 특징으로 하는 자동차의 연료예열용 가열기.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 상,하몸체(10)(20)의 방열핀(14)(24)은 그 단부의양측을 지그재그상으로 개방하여 연료유입구(11)에서 연료배출구(21)까지 유로(12)가 연결되게하고, 그 유로(12)내에는 다수의 보조방열핀(14')(24')을 형성함을 특징으로 하는 자동차의 연료예열용 가열기.