KR20060013714A - 가스연료차량용 연료장치 - Google Patents

가스연료차량용 연료장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스연료차량용 연료장치에 관한 것으로, 차체 하부 프레임(300)의 상부에 설치되고, 그 내부에는 가스연료가 저장된 메인탱크(100)와; 상기 차체 하부 프레임(300)의 하부에 설치되고, 상기 메인탱크(100)와 연결되어 가스연료가 유입되는 서브탱크(110)와; 상기 서브탱크(110)에 내장되어 장착되고, 가스연료를 엔진으로 공급하는 연료공급장치(200)와; 상기 연료공급장치(200)와 메인탱크(100)를 연결하여 수위차에 의한 가스연료를 서브탱크(110)측으로 공급하는 액상 및 기상라인(120)(130);으로 구성되어, 연료공급장치(200)의 수리나 교체 등의 보수 및 정비작업이 용이케 이루어져 정비성 및 작업성이 향상되고, 안정성이 향상되며, 연료손실이 최소화되고, 차실내로 전달되는 연료펌프(210)의 소음 및 진동이 최소화된다.
가스, 연료, 액상, 기상, 연료탱크, 메인탱크, 서브탱크

Description

가스연료차량용 연료장치{Fuel Apparatus for Gas Fuel Vehicles}
도 1은, 종래의 연료공급장치를 연료탱크에 설치한 상태를 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 연료탱크와 연료공급장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 서브탱크에 설치된 연료공급장치를 도시한 도면으로, 도 3a는 일측면을 도시한 단면도이고, 도 3b는 타측면을 도시한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 연료공급장치에 설치된 원웨이밸브커버를 도시한 도면으로서, 도 4a는 사시도이고, 도 4b는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 연료공급장치에 설치된 멀티밸브를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 연료탱크 4 : 보스
10 : 연료공급장치 20 : 멀티밸브
21 : 베이스판 22 : 밸브블럭
23 : 마운팅공 30 : 브라켓
40 : 연료펌프
100 : 메인탱크 110 : 서브탱크
120 : 액상라인 130 : 기상라인
200 : 연료공급장치 210 : 연료펌프
212 : 공급호스 220 : 원웨이밸브커버
221 : 돌기부 222 : 통공
223 : 밸브판 230 : 멀티밸브
231 : 베이스판 232 : 마운팅공
233 : 밸브블럭 234 : 공급유로
235 : 리턴유로 236 : 연결블럭
237 : 액상라인연결구 238 : 기상라인연결구
239 : 액상연결호스 240 : 기상연결호스
250 : 연료필터 300 : 차체 프레임
본 발명은 가스연료차량용 연료장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료공급장치를 차체 하부 프레임에 설치되는 서브탱크에 장착하여, 연료공급장치의 수리 및 교체 등의 정비작업을 용이케 하여 정비성 및 작업성을 향상시키도록 한 가스연료차량용 연료장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가스 차량의 내연기관은 연소실로 흡입되는 혼합기를 연소시켜 이에 발생되는 폭발력으로 피스톤을 상하 직선 왕복운동시키고, 이의 직선 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻는 것으로서, 주로 차량의 엔진이 대표적이라고 할 수 있다.
이러한 가스 차량의 엔진은 LPG연료나 천연가스연료를 연료탱크인 봄베에 소정의 압력으로 액화시켜 저장하였다가 연료펌프에 의해 액상연료를 엔진으로 공급하고 인젝터에 의한 분사후, 엔진 작동시 기화시켜 공기와 함께 혼합기의 상태로 연소실로 공급하게 된다.
이러한 종래의 가스연료차량의 연료장치를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 종래의 연료장치를 도시한 도면이다.
종래의 연료장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료공급장치(10)가 연료탱크(2)에 대략 35도 각도로 기울어지게 삽입되어 설치된다.
이러한 연료탱크(2)의 일측에는 돌출된 중공의 보스(4)가 형성되고, 이 보스(4)에는 연료공급장치(10)가 삽입되어 장착된다.
상기 연료공급장치(10)는, 연료탱크(2)내의 연료를 펌핑하여 압송하는 연료펌프(40)와, 연료펌프(40)로부터 압송된 연료를 엔진(미도시)으로 공급하고 엔진으로부터 리턴되는 연료가 재유입되는 멀티밸브(20)와, 멀티밸브(20)와 연료펌프(40)를 연결하는 브라켓(30)으로 구성된다.
이와 같이 이루어진 연료공급장치(10)는, 멀티밸브(20)가 연료탱크(2)의 보스(4)내에 장착된다.
상기 멀티밸브(20)는, 원판으로 이루어진 베이스판(21)을 갖추고, 이 베이스판(21)은 그 외주연부에 천공된 다수의 마운팅공(23)을 통해 볼팅 등의 고정수단으로 보스(4)의 내부에 삽입되어 고정된다.
그리고, 상기 베이스판(21)의 상면에는 밸브블럭(22)이 돌출 형성되고, 이 밸브블럭(22)에는 연료가 유동하는 공급 및 리턴유로가 천공된다.
한편, 이와 같이 연료공급장치(10)를 연료탱크(2)내에 장착하는 이유는, 연료공급장치(10) 즉 연료펌프(40)의 기밀유지에 유리하기 때문이다.
그러나, 이와 같이 연료탱크(2)내에 설치된 종래의 연료공급장치(10)는, 연료펌프(40)의 수리 또는 교체시에는 연료탱크(2)내의 가스연료를 모두 제거한 후에 보수 및 정비작업을 해야하기 때문에, 연료를 제거하기 위한 특별한 장치와 폭발을 대비한 특별한 장소 등이 요구되어 이의 정비성 및 작업성이 저하되고, 안정성면에서 매우 불리하며, 불필요한 연료손실이 발생되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 연료공급장치(10)가 수용되는 연료탱크(2)가 차량의 후방좌석에 인접하게 설치되어 있으므로 연료펌프(40)의 작동시 발생되는 소음이나 진동이 그대로 후방좌석을 통해 차실내로 전달되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차체 하부 프레임에 설치되는 메인탱크와 연통된 서브탱크를 설치하고, 이 서브탱크내에 연료공급장치를 장착하여 주므로써, 연료공급장치의 수리나 교체 등의 보수 및 정비작업을 용이케 하여 정비성 및 작업성을 향상시키고, 안정성을 향상시키며, 연료손실을 최소화하고, 차실내로 전달되는 연료펌프의 소음 및 진동을 최소화하는 가스연료차량용 연료장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스연료차량용 연료장치는, 차체 하부 프레임의 상부에 설치되고, 그 내부에는 가스연료가 저장된 메인탱크와; 상기 차체 하부 프레임의 하부에 설치되고, 상기 메인탱크와 연결되어 가스연료가 유입되는 서브탱크와; 상기 서브탱크에 내장되어 장착되고, 가스연료를 엔진으로 공급하는 연료공급장치와; 상기 연료공급장치와 메인탱크를 연결하여 수위차에 의한 가스연료를 서브탱크측으로 공급하는 액상 및 기상라인;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 연료공급장치는, 서브탱크에 장착되고, 가스연료가 공급 및 리턴되며, 액상 및 기상라인이 연결되는 멀티밸브와; 상기 멀티밸브에 설치되어 가스연료를 엔진으로 공급하는 연료펌프와; 상기 연료펌프에 설치되어 서브탱크의 가스연료를 유입하고 역류는 방지하는 원웨이밸브커버;를 포함하되, 상기 원웨이밸브커버에는 밸브판이 설치되어 연료펌프의 펌핑력에 의해 원웨이밸브커버에 천공된 다수의 통공을 개폐시키도록 구성된다.
또한 바람직하게는, 상기 멀티밸브에는 액상 및 기상라인이 각각 연결되고, 서브탱크와 연통되는 연결구를 갖는 연결블럭이 돌출 형성된다.
또한 바람직하게는, 상기 연료공급장치로부터 엔진으로 공급되는 연료라인상에는 이물질을 걸러내는 연료필터가 설치된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
첨부도면 도 2 내지 도 5는 연료공급장치와 서브탱크 및 메인탱크를 도시한 도면이다.
본 발명의 연료탱크는 도 2에 도시된 바와 같이, 메인탱크(100)와 서브탱크(110)로 대별되어 구성된다.
상기 메인탱크(100)는 그 내부에 가스연료가 충전되어 저장되며, 차체 하부 프레임(300)의 상면에 설치되고, 상기 서브탱크(110)는 메인탱크(100)와 연결되어 메인탱크(100)의 가스연료가 서브탱크(110)측으로 유입되며, 차체 하부 프레임(300)의 하면에 설치된다.
따라서, 상기 메인탱크(100)는 차체 내부에 설치되고, 서브탱크(110)는 차체 외부에 설치되며, 이와 같이 설치된 메인탱크(100)와 서브탱크(110)는 높이차를 갖 기 때문에, 메인탱크(100)내의 가스연료가 서브탱크(110)측으로 수위차에 의해 유입된다.
한편, 상기와 같이 설치된 메인탱크(100)와 서브탱크(110) 사이에는 메인탱크(100)와 서브탱크(110)를 연결하여 메인탱크(100)의 가스연료를 서브탱크(110)로 유입시키는 액상라인(120)이 설치됨과 아울러 메인탱크(100)와 서브탱크(110)의 탱크압이 서로 동일한 압력으로 압력평형을 이루도록 한 기상라인(130)이 설치된다.
그리고, 상기 서브탱크(110)내에는 서브탱크(110)내의 가스연료를 엔진(미도시)으로 압송하여 공급하는 연료공급장치(200)가 장착된다.
상기 연료공급장치(200)는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 멀티밸브(230)와, 연료펌프(210), 원웨이밸브커버(220)로 대별되어 구성되고, 종래의 연료공급장치(10)보다는 브라켓(30) 부위가 제거되어 연료공급장치(200)의 크기 및 부피를 최적화함으로써 서브탱크(110)의 크기 및 부피를 최적화할 수 있게 된다.
한편, 상기 멀티밸브(230)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 원판의 베이스판(231)이 구비되는 바, 이 베이스판(231)의 외주연에는 다수의 마운팅공(232)이 원주방향을 따라 천공되어, 서브탱크(110)에 장착된다.
그리고, 상기 베이스판(231)의 상면에는 밸브블럭(233)이 돌출 형성되되, 이 밸브블럭(233)에는 후술하는 연료펌프(210)에 의해 서브탱크(110)내의 가스연료를 엔진으로 공급하는 공급유로(234)가 형성되고, 엔진으로부터 리턴되는 가스연료를 서브탱크(110)로 재유입시키는 리턴유로(235)가 형성된다.
또한, 상기 밸브블럭(233)과 이격된 베이스판(231)에는 연결블럭(236)이 돌 출 형성되되, 이 연결블럭(236)의 일측에는 액상라인(120)과 기상라인(130)이 각각 연결되는 연결구(237)(238)가 형성되고, 연결블럭(236)의 하면에는 각각의 연결구(237)(238)에 연통되게 연결된 액상 및 기상연결호스(239)(240)가 서브탱크(110)내에 구비된다.
상기 연결블럭(236)에 의해서 액상라인(120)과 기상라인(130)을 간편하게 멀티밸브(230)에 연결할 수 있게 된다.
그리고, 상기 멀티밸브(230)의 하면에는 서브탱크(110)내의 가스연료를 엔진으로 압송하여 공급하는 연료펌프(210)가 설치된다.
상기 연료펌프(210)는, 그 일측에 연료펌프(210)의 펌핑작동으로 인해 서브탱크(110)로부터 유입된 가스연료를 멀티밸브(230)의 밸브블럭(233)에 형성된 공급유로(234)로 압송시키는 공급호스(212)가 설치된다.
한편, 상기 연료펌프(210)에는 연료펌프(210)의 하부를 감싸도록 그 상면이 개구된 원웨이밸브커버(220)가 설치된다.
상기 원웨이밸브커버(220)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 서브탱크(110)로부터 가스연료를 유입하고 역류를 방지하는 장치로서, 연료의 잔량이 적을 때나 또는 차량이 기울어지거나 연료가 출렁일 때 연료의 원활한 공급을 위하여 일정량의 연료를 비축하는 장치이다.
상기와 같은 기능을 갖는 원웨이밸브커버(220)는, 내측 하면 중앙에 돌출된 돌기부(221)가 형성되고, 이 돌기부(221)의 주변에는 다수의 통공(222)이 방사상으로 천공된다.
그리고, 상기 돌기부(221)에는 고무재질의 밸브판(223)이 장착되어, 연료펌프(210)의 작동시 발생되는 펌핑력에 의해 다수의 통공(222)을 개폐시키도록 구비된다.
한편, 상기 밸브판(223)은, 돔(Dome)형상으로 형성되어, 그 중앙부가 돌기부(221)에 장착되고, 외주연부가 통공(222)을 덮어 가림으로써, 연료펌프(210)의 펌핑력에 의해 밸브판(223)의 외주연부가 상방향으로 들려 통공(222)이 개방되고, 펌핑력의 제거시에는 자체 탄력으로서 원상태로 복원되어 통공(222)을 폐쇄시킨다.
그리고, 상기 연료공급장치(200)로부터 엔진으로 공급되는 연료라인상에는 연료 중의 이물질을 걸러내는 연료필터(250)가 설치된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료장치의 연료공급과정을 설명한다.
먼저, 메인탱크(100)에 가스연료가 충전되면, 메인탱크(100)와 서브탱크(110)간의 높이차 즉 수위차에 의해서 메인탱크(100)측의 액상 및 기상의 가스연료가 각각 액상라인(120)을 통해서 서브탱크(110)로 공급된다.
이때, 서브탱크(110)로 공급되는 기상의 가스연료는 기상라인(130)을 통해서 메인탱크(100)와 서브탱크(110)가 항상 연통되어 있으므로 양 탱크(100)(110)의 압력은 항상 동일한 압력으로 압력평형을 이루게 되어 서브탱크(110)내의 연료가 일정수위를 유지하게 된다.
그리고, 상기와 같이 가스연료가 공급된 서브탱크(110)내의 연료펌프(210)가 작동되면, 연료펌프(210)의 펌핑작동으로 인해 원웨이밸브커버(220)내에 저장되어 있던 가스연료가 공급호스(212)를 통해 멀티밸브(230)의 밸브블럭(233)에 형성된 공급유로(234)로 유입되어 엔진의 인젝터로 공급된다.
한편, 상기와 같이 연료펌프(210)가 펌핑작동을 하면, 이 펌핑력에 의해서 원웨이밸브커버(220)내의 가스연료가 전술한 바와 같이 공급되면서 원웨이밸브커버(220)내에 장착된 밸브판(223)의 외주연이 상방향으로 들려지면서 원웨이밸브커버(220)의 통공(222)을 개방시키게 된다.
그러면, 연료펌프(210)의 펌핑력이 서브탱크(110)내에 작용하게 되고, 그로 인해 서브탱크(110)내의 가스연료가 원웨이밸브커버(220)내로 유입된다.
그리고, 연료펌프(210)의 펌핑력이 제거되면, 상방향으로 들려진 밸브판(223)의 외주연부가 자체 탄력으로 인해 원상태로 복원되면서 원웨이밸브커버(220)의 내측면에 밀착되어 통공(222)을 폐쇄시킴으로써 가스연료의 공급은 물론 역류까지 차단시킨다.
따라서, 원웨이밸브커버(220)내에는 항상 일정량의 가스연료가 잔류하게 됨으로써 메인탱크(100) 및 서브탱크(110)에 연료의 잔량이 적을 때나 또는 차량이 기울어지거나 연료가 출렁일 때에도 연료를 원활하게 공급하게 된다.
한편, 상기와 같이 엔진의 인젝터로 공급된 연료 중 엔진의 연소실로 공급되지 못하고 리턴되는 가스연료는 밸브블럭(233)의 리턴유로(235)를 통해 서브탱크(110)내로 리턴되어 재유입된다.
그리고, 종래 연료공급장치(10)의 브라켓(30) 부위가 제거됨으로 인해 연료 공급장치(200) 및 서브탱크(110)의 크기 및 부피를 최적화함으로써 연료공급장치(200)의 정비시 낭비되는 연료의 량이 최소화된다.
또한, 연료공급장치(200)가 장착된 서브탱크(110)가 차체 하부 프레임(300)의 하면에 설치되어 있으므로 연료공급장치(200)의 정비성 및 작업성이 향상되고, 안정성이 향상되며, 차실내로 전달되는 소음 및 진동이 최소화된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스연료차량용 연료장치에 의하면, 연료공급장치의 수리나 교체 등의 보수 및 정비작업이 용이케 이루어져 정비성 및 작업성이 향상되고, 안정성이 향상되며, 연료손실이 최소화되고, 차실내로 전달되는 연료펌프의 소음 및 진동이 최소화되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차체 하부 프레임(300)의 상부에 설치되고, 그 내부에는 가스연료가 저장된 메인탱크(100)와;
    상기 차체 하부 프레임(300)의 하부에 설치되고, 상기 메인탱크(100)와 연결되어 가스연료가 유입되는 서브탱크(110)와;
    상기 서브탱크(110)에 내장되어 장착되고, 가스연료를 엔진으로 공급하는 연료공급장치(200)와;
    상기 연료공급장치(200)와 메인탱크(100)를 연결하여 수위차에 의한 가스연료를 서브탱크(110)측으로 공급하는 액상 및 기상라인(120)(130);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가스연료차량용 연료장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료공급장치(200)는, 서브탱크(110)에 장착되고, 가스연료가 공급 및 리턴되며, 액상 및 기상라인(120)(130)이 연결되는 멀티밸브(230)와;
    상기 멀티밸브(230)에 설치되어 가스연료를 엔진으로 공급하는 연료펌프(210)와;
    상기 연료펌프(210)에 설치되어 서브탱크(110)의 가스연료를 유입하고 역류는 방지하는 원웨이밸브커버(220);를 포함하되,
    상기 원웨이밸브커버(220)에는 밸브판(223)이 설치되어 연료펌프(210)의 펌핑력에 의해 원웨이밸브커버(220)에 천공된 다수의 통공(222)을 개폐시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 가스연료차량용 연료장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티밸브(230)에는 액상 및 기상라인(120)(130)이 각각 연결되고, 서브탱크(110)와 연통되는 연결구(237)(238)를 갖는 연결블럭(236)이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 가스연료차량용 연료장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료공급장치(200)로부터 엔진으로 공급되는 연료라인상에는 이물질을 걸러내는 연료필터(250)가 설치된 것을 특징으로 하는 가스연료차량용 연료장치.
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