KR200400741Y1 - 연료리턴장치의 소음억제 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연료탱크 내로 재유입되는 액상연료를 액체와 기체성분으로 각각 분리하여 배출시켜 연료 리턴시 발생되는 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 한 연료리턴장치의 소음억제 구조에 관한 것으로, 엔진에서 소모되고 남은 액상연료를 연료탱크 측으로 리턴시키는 리턴밸브; 상기 리턴밸브에 연결되어 리턴된 연료를 유입된 반대방향으로 전달시키는 연료파이프; 및 상기 연료파이프 일단에 연결되어 전달된 연료를 연료탱크에 배출시킴과 동시에 연료 배출시 발생되는 소음을 감쇄시키도록 하는 사이렌서; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 연료탱크 내로 재유입되는 액상연료를 액체와 기체성분으로 각각 분리하여 개별적으로 배출시킴으로써, 종래의 리턴연료 배출시 발생하던 끓는듯한 이상소음 및 기포가 터지면서 발생하던 진동소음의 확산을 감쇄시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

연료리턴장치의 소음억제 구조{Noise decreasing structure of fuel return device}

본 고안은 엔진에 소모되고 남은 액상연료를 연료탱크 내에 재공급하는 연료리턴장치에 있어서, 연료탱크 내로 재유입되는 액상연료를 액체와 기체성분으로 각각 분리하여 배출시킴으로써, 연료 리턴시 발생되는 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 한 연료리턴장치의 소음억제 구조에 관한 것이다.

LPG나 LNG 등의 액상연료는 주로 차량이나 보일러 등 난방기구에 사용되는데, 특히 차량에 적용되는 내연기관은 이 액상연료를 소정의 압력으로 액화시켜 저장하였다가 엔진이 작동하면 기화시켜 공기와 함께 혼합기의 상태로 연소실에 공급한 후 연소시켜 이때 발생되는 폭발력을 이용하여 피스톤을 직선왕복 운동시키고, 이러한 직선왕복 운동은 크랭크기구에 의해 회전운동으로 변환되어 회전동력을 얻는 구조로 되어있다.

상기 연료탱크는 크게 연료펌프와, 상기 연료펌프에 의해 연료탱크 내의 액상연료를 엔진으로 공급하는 공급장치와, 엔진에서 소모되고 남은 액상연료를 엔진으로부터 연료탱크로 리턴시키는 리턴장치 등으로 구성되어진다.

다시 말해, 상기 연료공급장치는 공급밸브를 통해 연료탱크 내의 액상연료를 소정의 압력으로 엔진에 압송하여 공급하고, 엔진으로 압송된 액상연료는 공기와 혼합된 혼합기의 상태로 엔진의 연소실에서 연소된 후, 이 중 소모되지 않은 일부의 액상연료가 레귤레이터를 거쳐 리턴밸브를 통해 연료탱크 내에 재공급되는 구조를 갖는 것이다.

이때, 전술한 바와 같이 엔진의 연소실에서 연소되지 않고 연료탱크 내로 재공급되는 잔류연료는 레귤레이터를 지나는 동안 감압되고, 엔진의 운전조건에 따라 엔진 및 주변장치의 고온과 복사열로 인해 온도가 상승됨으로 그 중 일부가 기화되어 액상연료에 기체성분으로 혼합된 상태로 유입되어진다. 따라서, 이러한 기체성분은 연료탱크로 리턴된 후 액체성분 내에서 기포로서 존재하다 끓는듯한 이상소음을 발생시키거나 터져 진동소음을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

결과적으로, 상기 소음은 운전자나 정비자에게 폭발사고에 대한 위기위식의 고취 및 긴장감을 고조시키게 되므로 이는 과도한 스트레스를 받게 되는 원인이 되었다.

한편, 종래의 리턴밸브는 연료유입을 선택적으로 단속하는 개폐부재가 밸브몸체로부터 이격하여 단순히 슬라이딩하는 방식으로 개폐부재의 떨림에 의해 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 연료탱크 내로 리턴되는 액상연료를 액체와 기체성분으로 각각 분리하여 배출시킴으로써, 연료탱크 내에서 발생되는 각종소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 구성된 연료리턴장치의 소음억제 구조를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 리턴밸브에 설치되는 개폐부재의 떨림을 방지하여 소음을 차단하도록 한 연료리턴장치의 소음억제 구조를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 고안의 연료리턴장치의 소음억제 구조는, 엔진에서 소모되고 남은 액상연료를 연료탱크 측으로 리턴시키는 리턴밸브; 상기 리턴밸브에 연결되어 리턴된 연료를 유입된 반대방향으로 전달시키는 연료파이프; 및 상기 연료파이프 일단에 연결되어 전달된 연료를 연료탱크에 배출시킴과 동시에 연료 배출시 발생되는 소음을 감쇄시키도록 하는 사이렌서; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 사이렌서는, 상부가 개방되고, 하부면에는 연료파이프의 일단이 결합되는 파이프홀더 및 적어도 1개 이상의 액체배출구가 형성되는 하부몸체와; 하부가 개방되어 상기 하부몸체 상부에 하부몸체 상부를 커버하도록 결합되고, 상부면에는 적어도 1개 이상의 기체배출구가 형성되는 상부몸체와; 상기 결합된 상하부몸체 내부에 설치되되, 그 상측 내부공간을 연료파이프가 위치한 제1영역과 잔류연료 중 기체성분이 이동하는 반대측의 제2영역으로 분리하도록 수직지지대가 마련되고, 상기 수직지지대 상부에는 상부몸체의 상부면과의 사이에 소음감쇄구간인 제3영역을 확보하도록 수평지지대가 설치되며, 상기 수직지지대에는 적어도 1개 이상의 기체이동구멍이 형성되는 중간커버; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간커버는 수직지지대에 하부몸체를 통해 결합된 연료파이프를 지지하도록 파이프지지부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중간커버는 수직지지대에 하부몸체 내에 액체성분이 충전되었을 때 제1영역의 기체성분이 제2영역으로 이동할 수 있도록 적어도 1개 이상의 슬롯이 절개되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 고안의 리턴밸브는 연료이동통로로 유입된 리턴연료가 연료파이프 측으로 이동하는 것을 선택적으로 단속할 수 있도록 밸브몸체 내벽에 밀착된 상태로 승하강되는 다이아프램을 설치한 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 적용되는 연료리턴장치의 사시도이고, 도 2는 도 1 중 사이렌서를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 투명사시도이고, 도 5는 도 2의 분해도이고, 도 6은 도 1 중 리턴밸브의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 적용되는 연료리턴장치는, 엔진 내부로 유입되어 소모되고 남은 LPG나 LNG 등의 액상연료를 연료탱크(도시생략) 측으로 리턴시키는 리턴밸브(200)와, 일단이 상기 리턴밸브(200)에 연결되어 리턴된 연료를 유입된 반대방향으로 전달시키는 연료파이프(300)와, 상기 연료파이프(300) 타단에 연결되어 전달된 연료를 연료탱크에 배출시킴과 동시에 종래의 연료리턴장치의 연료배출시 발생되던 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있도록 하는 사이렌서(100)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 리턴밸브(200)는 연료호스의 파단시 누설을 방지하는 기능을 겸하게 된다.

상기 사이렌서(100)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 크게 상부가 개방되는 하부몸체(10)와, 하부가 개방되어 상기 하부몸체(10) 상부에 하부몸체(10) 상부를 커버하도록 결합되는 상부몸체(20)와, 상기 결합된 상하부몸체(20)(10) 내부에 설치되는 중간커버(30)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 사이렌서(100)의 하부를 구성하는 하부몸체(10)는, 상단에 고정홈(11)이 형성되고, 외주면에는 상부에 결합된 상부몸체(20)의 하단부가 위치하도록 띠 형태로 된 고정턱(12)이 돌설되어 상기 고정턱(12)을 기준으로 하부몸체(10)의 상면 외측이 상부몸체(20)의 하면 내측을 지지하도록 한다. 이때, 상기 고정턱(12)에는 적어도 1개 이상의 고정돌기(13)가 상향 돌출된다.

또한, 상기 하부몸체(10)의 하부면(14)에는, 상기 연료파이프(300)의 일단이 관통하여 결합되는 파이프홀더(15) 및 상기 연료파이프(300)를 통해 유입된 리턴연료 중 상대적으로 중량이 무거운 액체성분이 분리되어 하부몸체(10) 하부로 배출되어 액체탱크 내에 회수되도록 적어도 1개 이상의 액체배출구(16)가 일정간격으로 이격하여 형성된다.

그리고, 상기 하부몸체(10) 상부에 결합되는 상부몸체(20)는, 하단에 상기 하부몸체(10)의 고정턱(12)에 돌설된 고정돌기(13)에 대응하도록 적어도 1개 이상의 고정홈(23)이 형성되고, 내벽에는 중간커버(30)의 상단부가 끼워져 고정될 수 있도록 내턱(21)이 형성된다. 또한, 상기 상부몸체(20) 상부면(24)에는 리턴연료 중 상대적으로 중량이 가벼운 기체성분이 액체탱크로 배출되도록 적어도 1개 이상의 기체배출구(26)가 일정간격으로 이격하여 형성된다.

그리고, 상기 상하부몸체(20)(10) 내부에 설치되는 중간커버(30)는, 하부몸체(10) 상단에 거치됨과 동시에 상부몸체(20)의 내턱(21)에 끼워져 고정되도록 수평지지대(34)가 마련되고, 상기 수평지지대(34) 하부에는 양측 단부가 하부몸체(10) 내벽에 밀착 결합되어 하부몸체(10)의 상측 내부를 연료파이프(300)가 위치하여 리턴연료가 유입되는 제1영역(40)과 이 중 분리된 기체성분이 이동하는 반대측의 제2영역(50)으로 구분하도록 수직지지대(38)가 수직방향으로 연장 형성된 구조를 갖는다.

이때, 상기 수평지지대(34)에 의해 상기 상부몸체(20)의 상부면(24)과 수평지지대(34) 사이에는 기체소음감쇄구간인 제3영역(60)이 확보되고, 상기 수평지지대(34) 중 제2영역(50) 상부에 위치한 부분에는 적어도 1개 이상의 기체이동구멍(36)이 일정간격으로 형성되어 상기 제2영역(50)에 저장된 기체성분을 제3영역(60)으로 이동시키게 된다. 또한, 상기 수평지지대(34) 가장자리 부분에는 상기 하부몸체(10)의 상단 내측에 끼워져 중간커버(30)와 하부몸체(10)의 결합 및 고정 상태를 견고하게 하는 고정편(37)이 하향 돌설된다.

한편, 상기 수직지지대(38)는 평면으로 형성해도 무방하나, 바람직하게는 제1영역(40)에 연료파이프(300) 설치공간을 확보하기 용이하도록 양측이 제1영역(40) 측으로 일정 각도 휘어진 아치 형태를 가지도록 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 수직지지대(38)는 하부몸체(10) 하부에 액체성분이 충전될 경우 리턴연료 중 분리된 기체성분이 제1영역(40)으로부터 제2영역(50)으로 이동하기 곤란한 상황이 발생될 수 있는 바, 하부에 수직방향으로 적어도 1개 이상의 슬롯(32)을 절개하여 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 수직지지대(38)에는 설치된 연료파이프(300)를 지지할 수 있도록 연료파이프(300) 측으로 파이프지지부(33)가 설치되며, 상기 파이프지지부(33)는 바람직하게는 연료파이프(300)의 설치공간 확보가 용이하도록 상향 경사지게 형성되되 하단 모서리부에는 상기 연료파이프(300)의 상단을 거치하여 고정시킬 수 있도록 고정턱(35)이 형성된다.

또한, 상기 수평지지대(34) 상단에는 하부몸체(10) 상단에 형성된 고정홈(11)에 대응하도록 고정돌기(31)가 돌설된다. 상기 고정돌기(31)는 중간커버(30)를 하부몸체(10)에 설치할 때 파이프지지부(33)의 고정턱(35)과 연료파이프(300)의 단부가 정확히 일치하도록 그 결합방향 및 위치를 가이드 하는 역할을 하게 된다.

상기 연료파이프(300)의 일단이 연결되는 상기 리턴밸브(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상부는 폐쇄되고 하부는 개방된 구조의 밸브몸체(220)를 마련하되, 상기 밸브몸체(220) 내부에는 상부 일측에 결합된 연료유입관(210)을 통해 엔진으로부터 유입된 리턴연료를 일시 저장하여 유입된 반대방향으로 전달하도록 연료이동통로(221)가 형성되고, 상기 밸브몸체(220) 하부에는 상기 연료이동통로(221)에 연통되도록 연통파이프(300)가 관통 설치된 파이프홀더(230)가 나사(231) 등의 고정수단을 이용하여 결합되며, 상기 연료이동통로(221)에는 상기 연료유입관(210)을 통해 유입된 리턴연료가 연료파이프(300) 측으로 전달되는 것을 선택적으로 단속하도록 승하강 가능하게 다이아프램(240)이 설치되고, 상기 다이아프램(240)과 파이프홀더(230) 사이에는 상기 다이아프램(240)을 지지하도록 밀림스프링(225)이 설치된다. 또한, 상기 연료파이프(300)의 일단 둘레에는 파이프홀더(230)와의 틈새를 통해 리턴연료가 누출되는 것을 방지하도록 오링(226)이 설치된다.

그리고, 상기 밸브몸체(220) 내부에 설치되는 다이아프램(240)은 중앙에 상부 접촉면(241a)을 갖는 몸체부(240)와, 상기 몸체부(240) 둘레에 적어도 1개 이상의 연료이동구멍(243)이 형성되며 상기 밸브몸체(220) 내벽에 밀착되게 구성되는 날개부(242)로 구성된다.

이때, 상기 몸체부(241)의 표면에 인접한 밸브몸체(220)의 내면에는 상기 몸체부(241)을 향해 개폐리브(220a)가 돌설된다. 또한, 상기 다이아프램(240) 저면에는 필요시 고정보강체(224)를 부착할 수도 있다.

따라서, 상기 다이아프램(240)이 상승하여 몸체부(241)의 표면이 밸브몸체(220)의 개폐리브(220a)에 접촉되면 연료이동통로(221)에 저장되어 있던 리턴연료는 연료파이프(300) 측으로 이동하지 못하게 되고, 이와 반대로 다이아프램(240)이 하강하여 몸체부(240)의 표면이 개폐리브(220a)로부터 이격되면 연료이동통로(221)에 놓여있던 연료가 다이아프램(240) 양측으로 흘러 다이아프램(240) 날개부(242)에 형성된 연료이동구멍(243)을 통해 연료파이프(300) 측으로 향하게 되는 것이다.

이때, 상기 다이아프램(240)을 하강시키는 힘은 연료유입관(210)을 통해 밸브몸체(220)의 연료이동통로(221)로 유입되는 연료의 압력으로서, 이 압력이 제거되면 밀림스프링(225)에 의해 상기 다이아프램(240)은 몸체부(241)의 표면과 밸브몸체(220)의 개폐리브(220a)가 접촉하는 원래 위치로 복귀하게 되는 것이다.

이와 같은 연료리턴장치의 구성에 의해, 엔진에서 소모되고 남은 연료는 리턴밸브(200)의 연료유입관(210)을 통해 밸브몸체(220)의 연료이동통로(221)로 유입되고 다이아프램(240)의 연료이동구멍(243)을 거쳐 밸브몸체(220) 하부에 결합된 연료파이프(300)를 통해 배출된 다음, 상기 연료파이프(300)를 따라 전달되어 사이렌서(100)의 내부로 유입되는 것이다.

이후, 상기 연료파이프(300)의 단부로부터 전달된 리턴연료는 사이렌서(100)의 제1영역으로 유입되고, 그 중 상대적으로 비중이 무거운 액체성분은 별도로 분리되어 하부몸체(10) 측으로 낙하하여 하부몸체(10) 하부면(14)의 액체배출구(16)를 통해 액체탱크 내에 회수되어지고, 상대적으로 비중이 가벼운 기체성분은 수직지지대(38)가 미설치된 하부몸체(10)의 하측공간을 통해 제2영역(50)으로 이동한 다음 중간커버(30) 수평지지대(34)의 기체이동구멍(36)을 통해 소음감쇄구간인 제3영역(60)으로 이동한 후 이상소음 및 진동소음이 완전히 감쇄된 상태로 상기 상부몸체(20)의 기체배출구(26)를 통해 액체탱크 내에 회수되어진다.

이상에서 본 고안의 실시예에 따른 연료리턴장치의 소음억제 구조에 대해 설명하였으나 본 고안은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.

예컨대, 본 실시예는 LPG 차량의 연료공급장치를 예로 들어 설명하였으나, 보일러 등 액상연료를 사용하는 다른 기구에도 얼마든지 적절히 변형하여 적용할 수 있을 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 연료리턴장치의 소음억제 구조는, 연료탱크 내로 재유입되는 액상연료를 액체와 기체성분으로 각각 분리하여 개별적으로 배출시킴으로써, 종래의 리턴연료 배출시 발생하던 끓는듯한 이상소음 및 기포가 터지면서 발생하던 진동소음의 확산을 효과적으로 감쇄시킬 수 있는 유용한 고안인 것이다.

또한, 리턴밸브에는 밸브몸체에 밀착 이동되는 다이아프램을 적용함으로써, 밸브몸체로부터 이격하여 단순히 슬라이딩 방식으로 승하강하는 종래의 리턴밸브에 적용되던 개폐부재의 떨림에 의한 소음도 억제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 적용되는 연료리턴장치의 사시도.

도 2는 도 1 중 사이렌서를 도시한 단면도.

도 3은 도 2의 분해사시도.

도 4는 도 2의 투명사시도.

도 5는 도 2의 분해도.

도 6은 도 1 중 리턴밸브의 단면도.

<도면의 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 하부몸체 11 ; 고정홈

12 ; 고정턱 13 ; 고정돌기

14 ; 하부면 15 ; 파이프홀더

16 ; 액체배출구 20 ; 상부몸체

21 ; 내턱 23 ; 고정홈

24; 상부면 26 ; 기체배출구

30 ; 중간커버 31 ; 고정돌기

32 ; 슬롯 33 ; 파이프지지부

34 ; 수평지지대 35 ; 고정턱

36 ; 기체이동구멍 37 ; 고정편

38 ; 수직지지대 40 ; 제1영역

50 ; 제2영역 60 ; 제3영역

100 ; 사이렌서 200 ; 리턴밸브

240 ; 다이아프램 300 ; 연료파이프

Claims (6)

1. 엔진에서 소모되고 남은 액상연료를 연료탱크 측으로 리턴시키는 리턴밸브(200);

   상기 리턴밸브(200)에 연결되어 리턴된 연료를 유입된 반대방향으로 전달시키는 연료파이프(300); 및

   상기 연료파이프(300) 일단에 연결되어 전달된 연료를 연료탱크에 배출시킴과 동시에 연료 배출시 발생되는 소음을 감쇄시키도록 하는 사이렌서(100); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료리턴장치의 소음억제 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 사이렌서(100)는,

   상부가 개방되고, 하부면(14)에는 연료파이프(300)의 일단이 결합되는 파이프홀더(15) 및 적어도 1개 이상의 액체배출구(16)가 형성되는 하부몸체(10)와;

   하부가 개방되어 상기 하부몸체(10) 상부에 하부몸체(10) 상부를 커버하도록 결합되고, 상부면(24)에는 적어도 1개 이상의 기체배출구(26)가 형성되는 상부몸체(20)와;

   상기 결합된 상하부몸체(20)(10) 내부에 설치되되, 그 상측 내부공간을 연료파이프(300)가 위치한 제1영역(40)과 잔류연료 중 기체성분이 이동하는 반대측의 제2영역(50)으로 분리하도록 수직지지대(38)가 마련되고, 상기 수직지지대(38) 상부에는 상부몸체(20)의 상부면(24)과의 사이에 소음감쇄구간인 제3영역(60)을 확보하도록 수평지지대(34)가 설치되며, 상기 수직지지대(38)에는 적어도 1개 이상의 기체이동구멍(36)이 형성되는 중간커버(30); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료리턴장치의 소음억제 구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 중간커버(30)의 수직지지대(38)에는 결합된 연료파이프(300)를 지지하도록 파이프지지부(33)가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료리턴장치의 소음억제 구조.
4. 제2항에 있어서, 상기 중간커버(30)의 수직지지대(38)에는 하부몸체(10)에 액체성분 충전시 제1영역(40)의 기체성분이 제2영역(50)으로 이동할 수 있도록 적어도 1개 이상의 슬롯(32)이 절개되는 것을 특징으로 하는 연료리턴장치의 소음억제 구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 리턴밸브(200)는 연료이동통로(221)로 유입된 리턴연료가 연료파이프(300) 측으로 이동하는 것을 선택적으로 단속할 수 있도록 밸브몸체(220) 내벽에 밀착된 상태로 승하강되는 다이아프램(240)을 설치한 것을 특징으로 하는 연료리턴장치의 소음억제 구조.
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