KR200379284Y1 - 원동기 연료 유량계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 승용차, 버스 등 각종 차량의 엔진에서 소비되는 연료의 양을 측정하여 차량의 주행 상태를 진단하기 위한 센서로써 사용되는 원동기 연료 유량계를 개시한다.

본 고안은 연료 공급관의 중간에 설치되어 엔진에서 소비되는 연료량을 측정할 수 있는 원동기 연료 유량계를 설치하되, 유량계의 고장 발생시에도 연료 공급에 지장을 주지 않고 연료 공급의 연속성을 확보할 수 있도록 하기 위한 바이패스 유로를 포함하고 있는 본 고안은 소정의 높이를 가지고 그 하면의 중앙에 회전축이 결합되는 결합공을 형성한 상부 플레이트와, 소정의 높이를 가지면서 상기 상부 플레이트의 하면에 결합되고 일측면에 공급관과 연결되어 연료가 유입되는 유입공을 형성하고 타측에 연료가 배출되는 배출공을 형성하며 상면에 소정 깊이의 폭을 가지는 제1유로를 형성하고 하면에 소정 깊이의 폭을 가지는 제2유로를 형성하며 고정된 자석에 달라붙어 유로를 차단하고 있다가 유량의 압력이 일정수치에 도달하면 자석으로부터 떨어져 유로를 열어주는 개폐밸브를 설치하고 그 중앙에 회전축을 중심으로 회전하는 다수의 날개로 이루어진 임펠러를 설치하며 그 하부에 다수의 N극과 S극이 서로 번갈아 가며 형성된 링(Ring) 형상의 영구자석을 설치한 중간 플레이트와, 소정의 높이를 가지면서 상기 중간 플레이트 하면에 결합되고 그 상면에 소정 높이만큼 상부로 돌출된 돌출면 중앙에 회전축이 결합되는 결합공을 형성하고 임펠러의 회전수를 감지하는 센서와 검출한 미세 신호를 증폭 정형하는 마이크로 프로세서가 설치된 하부 플레이트로 이루어진다.

이와 같은 본 고안은 엔진에서 소비하는 연료량을 측정함에 있어 유량계의 고장 발생시에도 바이패스에 의하여 엔진에 연료 공급을 지속적으로 할 수 있고, 차량 운행의 연속성을 유지하여 안전 운행이 가능하게 되는 것이다.

Description

원동기 연료 유량계{Motor Fuel Flow Meter}

본 고안은 원동기 연료 유량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 승용차, 버스 등 각종 차량의 엔진에서 소비되는 연료의 양을 실시간으로 측정하여 차량의 주행 상태를 진단하기 위한 센서로 사용되는 원동기 연료 유량계에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 승용차, 버스 등 각종 차량에는 차량의 주행 상태를 운전자가 파악할 수 있도록 인스트루먼트 패널이 운전자의 전방에 설치되어 있으며, 운전자는 인스트루먼트 패널에 설치되어 있는 차량의 주행 속도를 나타내는 속도계, 연료 탱크에 남아 있는 연료의 양을 나타내는 유량 게이지 등을 보고 차량의 주행 속도, 연료의 주유 여부 등을 판단하여 차량을 적절하게 운행할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 종래의 인스트루먼트 패널에는 대체적인 연료탱크에 탑재된 연료 잔량을 가름하는 유량계가 설치되어 있을 뿐이며, 연료탱크에서 엔진으로 흐르는 연료의 유량을 정확하게 알 수 없으므로, 차량의 주행에 따른 연료 소비율(연비)을 알 수 없었다.

그러나 실제로 연비는 차량의 주행 상태를 판단하는 바로미터(barometer)이며, 이는 차량의 운행에 관한 여러 가지 정보들을 조합함으로써 차량의 유지, 관리 및 운전습관 등에 유용한 자료로 사용될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안의 목적은 연료 공급관의 중간에 엔진으로 흐르는 연료 유량을 측정할 수 있는 원동기 연료 유량계를 설치하되, 연료 주입 유량계의 고장 발생시에도 연료를 바이패스(bypass)시켜 연료 공급의 연속성을 확보할 수 있도록 하는 연료 주입 유량계를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 소정의 높이를 가지고 그 하면의 중앙에 회전축이 결합되는 결합공을 형성한 상부 플레이트와,

소정의 높이를 가지면서 상기 상부 플레이트의 하면에 결합되고 일측면에 공급관과 연결되어 연료가 유입되는 유입공을 형성하고 이와 대칭되는 타측에 연료가 배출되는 배출공을 형성하며 그 중앙에 설치된 회전축을 중심으로 회전되는 다수의 날개로 이루어진 임펠러를 설치하고, 상면에 소정 깊이의 폭을 가지는 제1유로를 형성하며, 하면에 소정 높이의 폭을 가지는 제2유로를 형성하고, 상기 임펠러의 하부에 N극과 S극이 서로 번갈아 가면서 형성된 영구자석을 설치하며, 그 하면에 개폐밸브가 설치되도록 수직공의 외측으로 소정 높이의 연장부를 형성한 중간 플레이트와,

소정의 높이를 가지면서 상기 중간 플레이트 하면에 결합되고, 그 상면에 소정 높이만큼 상부로 돌출된 돌출면 중앙에 회전축이 결합되는 결합공을 형성하고, 상기 중간 플레이트의 하면에 고정된 자석에 달라 붙어있다가 유량의 압력에 의하여 자석으로부터 떨어지는 개폐밸브가 개폐 동작을 할 수 있는 공간부를 형성하고, 상기 임펠러의 회전수를 감지하는 회전수 검출 센서를 설치한 하부 플레이트로 이루어진 원동기 연료 유량계를 제안한다.

이와 같은 본 고안은 엔진의 작동과 관련되어 차량의 운행에 필요한 여러 정보를 얻을 수 있는 연료 소비량을 측정함에 있어서 유량계의 고장 발생시에도 바이패스에 의하여 연료 공급을 지속되게 함으로써 차량 운행의 연속성과 안전성을 유지하게 되고, 운전자가 차량의 주행에 따르는 연비를 정확하게 파악할 수 있어 차량을 경제적으로 운행하게 되는 효과가 있는 것이다.

이하 본 고안의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이 본 고안은 하면 중앙에 회전축(21)이 설치되는 결합공(11)이 형성된 상부플레이트(10)와, 그 중앙에는 일측면에 형성된 유입공(23)을 통해 유입되는 연료의 유량에 따라 회전하는 임펠러(24)가 설치되고, 하부에 N극과 S극이 순서대로 형성된 영구자석(22)이 설치되며, 임펠러(24)의 외측에 일정 높이의 격벽(25)이 형성되며, 이 격벽(25)의 외측에 유입된 연료가 지나도록 상부면에 소정의 폭과 깊이로 제1유로(26)를 형성하고, 하부면에 배출되는 연료가 지나도록 소정의 폭과 높이로 제2유로(27)를 형성하며, 상기 유입공(23)과 대칭되는 방향에 이송된 연료가 배출되는 배출공(28)을 형성하고 상기 제1유로(26)와 제2유로(27)를 수직으로 연결하는 수직공(33)을 형성하며, 상기 수직공(33)의 외측으로 연장 형성된 연장부(34)의 소정 위치에 자석(30)을 설치하며, 이 자석(30)의 하부에 설치되어 수직공(33)을 개폐시키는 개폐밸브(31)를 회동 가능하게 설치한 중간 플레이트(20)와, 상기 일정 높이를 가지면서 상기 중간 플레이트(20)의 하면에 결합되고 그 중앙에 회전축(21)이 설치되는 결합공(42)을 형성하며, 상기 개폐밸브(31)의 개폐시에 개폐밸브(31)가 밑으로 회동되게 소정 깊이로 공간부(43)을 형성하고, 상기 임펠러(24)의 회전수를 감지하는 회전수 검출센서(29)를 설치한 하부 플레이트(40)로 이루어진다.

상기 상부 플레이트(10), 중간 플레이트(20) 및 하부 플레이트(40)는 각각 소정의 높이를 가지는 사각형 형상으로 이루어지고, 각각 플레이트(10,20,40)의 소정 위치에 볼트(도면상 미도시됨)로 체결되는 다수의 체결공(15)을 형성한다.

이와 같은 상부플레이트(10)는 그 하면에 상기 제1유로(26)의 직경 보다 작은 직경으로 이루어진 돌출부(12)를 형성하고, 상기 중간 플레이트(20)와 결합시 제1유로(26)에 있는 액체 연료가 누수되지 않도록 밀착되어 체결되며, 액체 연료의 누수를 방지하기 위하여 고무 재질의 패킹재(도면상 도시되지 않음)로 밀폐시키는 것도 가능하다.

아울러 중간 플레이트(20)의 중앙에 설치된 임펠러(24)가 흐르는 연료량에 따라 회전되게 하기 위하여 회전축(21)을 회전 가능하게 설치하고, 임펠러(24)의 하부에 N극과 S극이 서로 번갈아 가면서 형성된 링(ring) 형상의 영구자석(22)을 결합한다.

또한, 유입공(23)은 연료 탱크(도면상 도시되지 않음)로부터 액체 연료가 이송되는 공급관(16)에 연결되고, 제1유로(26)는 중간 플레이트(20)의 상부면으로부터 소정의 폭과 깊이를 가지는 원주상으로 형성하며, 제1유로(26)는 상기 유입공(23)의 높이 보다 다소 높은 위치에 형성되고, 상기 유입공(23)과 수직 구멍으로 연결된다.

아울러 임펠러(24)는 유입공(23)으로부터 이송되어 제1유로(26)를 따라 유입된 연료의 흐름에 따라 회전할 수 있도록 일정한 간격으로 다수의 날개가 형성된다.

상기 임펠러(24)의 외주연에 형성된 격벽(25)은 상기 임펠러(24)와 제1유로(26)를 구분하도록 소정의 높이로 형성되고, 이 격벽(25)에는 제1유로(26)와 접하는 위치에 일부분이 개방된 인입구(25a)를 형성하며, 이와 대칭되는 위치에 제1유로(26)와 접하는 위치에 일부분이 개방된 인입구(25a)를 형성한다.

이와 함께 중간 플레이트(20)의 하부면에는 배출공(28)과 연결되는 제2유로(27)를 형성하되, 상기 임펠러(24)의 외주연에 형성된 격벽(25)은 상기 임펠러(24)와 제2유로(27)를 구분하도록 소정의 높이로 형성하며, 이 격벽(25)에는 제2유로(27)와 접하는 위치에 일부분이 개방된 배출구(25b)를 형성하고, 이와 대칭되는 위치에 제2유로(27)와 접하는 위치에 일부분이 개방된 배출구(25b)를 형성한다.

이와 같은 제2유로(27)는 하부면으로부터 소정의 폭과 높이를 가지는 원주상으로 형성하고, 상기 제1유로(26)와 동일한 직경으로 형성된다.

또한, 중간 플레이트(20)는 제1유로(26)의 소정위치에 제2유로(27)와 연결되는 수직공(33)을 형성하고, 이 수직공(33)은 하부면에 형성된 제2유로(27)에 연결되어 배출공(28)과 연통되어지며, 상기 수직공(33)의 외측으로 연장된 연장부(34)를 형성한다.

이러한 연장부(34)의 소정 위치에는 자석(30)을 고정 설치하며, 이 자석(30)에 달라 붙어 제1유로(26)와 연결된 수직공(33)을 개폐시키는 개폐밸브(31)를 회동 가능하게 설치하고, 이 개폐밸브(31)의 일측에 수직공(33)의 하부면에 접하여 수직공(33)을 개구 또는 폐쇄되도록 수직공(33)의 직경 보다 큰 고무밸브(31a)를 결합시키며, 타측에 개폐밸브(31)의 하강시 회전 중심점이 되도록 양측으로 돌출된 연철판(31b)를 형성한다.

아울러 하부 플레이트(40)에는 그 상면에 소정 높이로 돌출되는 돌출부(41)를 형성하고, 중앙에 상기 회전축(21)이 설치되는 결합공(42)을 형성하고 임펠러(24)의 회전수를 검출하는 회전수 검출센서(29)를 설치한다.

이와 같은 본 고안은 중간 플레이트(20)의 중앙에 회전축(21)과 함께 임펠러(24)를 회전 가능하게 결합시키고, 상부 플레이트(10)의 하면에 형성된 결합공(11)에 회전축(21)을 끼워 결합시키며, 이와 함께 하부 플레이트(40)의 결합공(42)에 회전축(21)을 끼워 결합시키되, 중간 플레이트(20)에 형성된 제1유로(26), 제2유로(27)에서 연료가 누수되지 않도록 밀착시켜 결합시키거나, 상기 플레이트(10,20,40)의 결합면에 패킹재를 밀착시켜 체결공(15)에 볼트를 체결하여 결합한다.

이렇게 결합된 원동기 연료 유량계는 연료탱크에 연결되어 연료를 이송하는 공급관(16)의 소정 위치에 중간 플레이트(20)의 일측면에 형성된 유입공(23)을 연결시키며, 타측에 형성된 배출공(28)을 공급관(16)에 연결시킨다.

유입공(23)을 통해 유입된 액체 연료는 유입공(23) 보다 다소 높은 위치에 형성된 제1유로(26)를 지나고, 제1유로(26)에 형성된 격벽(25)의 인입구(25a)을 통하여 소정의 간격으로 이격된 임펠러(24)를 회전시키게 된다.

임펠러(24)를 지나는 연료는 연료펌프(도면상 도시되지 않음)에서 보내는 연료의 압력과 엔진에서 연료를 흡입하기 위하여 발생한 부압(負壓)에 의하여 임펠러(24)를 회전시키게 되고, 임펠러(24)의 하부에 형성된 배출구(25b)에 도달하게 되면 배출구(25b)의 하부에 연결된 제2유로(27)로 흐르게 되며, 제2유로(27)에 연결된 배출공(28)을 통해 배출된다.

이러한 회전운동을 하는 임펠러(24)는 엔진에서 소비되는 연료의 양에 따라 이송되는 연료량이 많을 경우에는 고속회전을 하게 되고, 이송되는 연료량이 적을 경우에는 저속회전을 하며, 임펠러(24)의 회전이 가변적으로 이루어진다.

이와 함께 임펠러(24)의 회전에 따라 임펠러(24)에 결합된 영구자석(22)도 회전하게 되며, 이러한 영구자석(22)의 회전에 의하여 N극과 S극이 회전하게 되고, 영구자석(22)의 하부에 설치된 회전수 검출 센서(29)에 의하여 임펠러(24)의 회전수를 검출하게 된다.

이렇게 감지된 임펠러(24)의 회전수를 파악하게 되고, 회전수 검출 센서(29)에 연결된 마이크로 프로세서(도면상 도시되지 않음)에 임펠러(24)의 회전수가 입력되어 연료의 소비량을 산출하게 되며, 산출된 데이터는 차량의 인스트루먼트 패널에 설치된 표시부에 아날로그 또는 디지털 형태로 표시된다.

또한, 연료 유량계에 이상이 발생하여 임펠러(24)가 회전하지 않게 되면 임펠러(24)를 통하여 배출구(25b)로 연료가 흐르지 않게 된다.

이러한 상태에서 유입공(23)을 통해 연료가 계속적으로 제1유로(26)에 공급되면, 수직공(33)의 하부면에 설치된 개폐밸브(31)에 압력이 가하여지게 되고, 이러한 압력에 의하여 자석(30)에 붙어 있는 개폐밸브(31)가 자석(30)으로부터 떨어지게 되어 개폐밸브(31)가 열리게 된다.

아울러 개폐밸브(31)는 연장부(34)의 일측에 삽입되어 하부플레이트(40)에 의하여 그 설치상태를 유지하게 되며, 타측은 수직공(33)의 하부면에 설치되어 연철판(31b)를 중심으로 회전하면서 하강시 공간부(43)의 높이만큼 개구된다.

이와 같이 개폐밸브(31)가 열리게 되면 유입공(23)을 통해 제1유로(26)에 공급되는 연료는 계속적으로 수직공(33)을 지나 제2유로(27)에 이송되어지며, 제2유로(27)에 연통된 배출공(28)을 통해 배출되어지고, 유량계의 고장에도 불구하고 차량은 하등의 장애 없이 정상적으로 운행을 할 수 있으며, 임펠러(24)가 회전하지 않게 됨으로써 회전수 감지센서(29)는 임펠러(24)의 회전신호를 감지할 수 없게 되어 유량계의 고장을 사용자에게 알려줄 수 있게 된다.

이와 같이 유량계의 이상 경고에 의하여 운전자는 연료 유량계가 고장임을 인지하게 되고, 연료 주입 유량계의 교체 여부를 판단하여 적절한 조치를 취하게 되는 것이다.

이와 같은 본 고안은 엔진에서 소비되는 연료량을 실시간으로 측정할 수 있어 차량의 운행에 필요한 여러 정보를 얻을 수 있으며, 유량계의 고장 발생시에도 바이패스 유로에 의하여 엔진에 연료 공급을 지속적으로 할 수 있고, 차량 운행의 연속성을 유지하여 안전 운행이 가능하게 되는 것이다.

또한, 운전자는 엔진에서 소비되는 연료의 양을 실시간으로 파악할 수 있게 되어 운전자가 운전 방법에 따른 연료 소모의 양을 보고서 연료 소모가 적은 적절한 운전방법을 찾아 주행하게 되고, 차량의 급가속 및 급제동과 같은 운전 행위시에도 얼마나 많은 연료가 소비되는지를 파악할 수 있어 운전자가 급가속, 급제동을 하는 것을 방지하게 되며, 이로 인하여 운전자는 연비가 높은 적절한 주행 속도와 습관을 익혀 경제적인 주행을 하게 되는 효과가 있는 것이다.

도1은 본 고안의 원동기 연료 유량계를 나타낸 분해사시도.

도2는 본 고안의 원동기 연료 유량계를 나타낸 저면 분해사시도.

도3은 본 고안의 원동기 연료 유량계의 임펠러가 회전되는 상태를 나타낸 평면도.

도4는 도3의 A-A선 단면도.

도5는 도3의 B-B선 단면도.

도6은 도3의 C-C선 단면도.

도7은 본 고안의 유량계의 임펠러가 회전되지 않는 상태를 나타낸 평면도.

도8은 도7의 D-D선 단면도로써 밸브의 열리기 전 상태를 나타낸 단면도.

도9는 도7의 D-D선 단면도로써 밸브가 열린 후 상태를 나타낸 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 상부 플레이트 11: 결합공

12: 돌출부 15: 체결공

16: 공급관

20: 중간 플레이트 21: 회전축

22: 영구자석 23: 유입공

24: 임펠러 25: 격벽

25a: 인입구 25b: 배출구

26: 제1유로 27: 제2유로

28: 배출공 29: 회전수 검출센서

30: 자석 31: 개폐밸브

31a: 고무밸브 31b: 연철판

33: 수직공 34: 연장부

40: 하부 플레이트 41: 돌출부

42: 결합공 43: 공간부

Claims (2)

1. 소정의 높이를 가지고 하면 중앙에 회전축(21)이 설치되는 결합공(11)이 형성된 상부플레이트(10)와,

   상기 상부플레이트(10) 하면에 결합되고, 소정 높이를 가지며 중앙에 회전축(21)이 회전 가능하게 설치되고, 유입공(23)을 통해 유입된 연료의 흐름에 의해 회전하는 임펠러(24)가 회전축(21)을 중심으로 설치되고, 임펠러(24)의 하부에 N극과 S극이 순서대로 형성된 영구자석(22)이 설치되며, 이 임펠러(24)의 외측에 일정 높이의 격벽(25)이 형성되며, 이 격벽(25)의 외측에 연료가 지나도록 상부면에 소정의 폭과 깊이로 제1유로(26)를 형성하고, 하부면에 연료가 지나도록 소정의 폭과 높이로 제2유로(27)를 형성하며, 상기 유입공(23)과 대칭되는 방향에 이송된 연료가 배출되는 배출공(28)을 형성하고 상기 제1유로(26)와 제2유로(27)를 수직으로 연결하는 수직공(33)을 형성하며, 상기 수직공(33)의 외측으로 연장 형성된 연장부(34)의 소정 위치에 자석(30)을 설치하며, 이 자석(30)의 하부에 설치되어 수직공(33)을 개폐시키는 개폐밸브(31)를 회동 가능하게 설치한 중간 플레이트(20)와,

   일정 높이를 가지면서 상기 중간 플레이트(20)의 하면에 결합되고 그 중앙에 회전축(21)이 설치되는 결합공(42)을 형성하며, 상기 개폐밸브(31)의 개폐시에 개폐밸브(31)가 밑으로 회동되게 소정 깊이로 공간부(43)을 형성하고, 상기 임펠러(24)의 회전수를 감지하는 회전수 검출센서(29)를 설치한 하부 플레이트(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원동기 연료 유량계.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개폐밸브(31)의 연철판(31b)은 연장부(34)의 일측에 삽입되고, 타측은 수직공(33)의 하부면에 설치되어 연철판(31b)의 돌기부분을 중심으로 회전하면서 하강시에 공간부(43)의 높이만큼 개구되는 것읕 특징으로 하는 원동기 연료 유량계.