KR20100034891A - Fuel system for liquified natural gas vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fuel tank of a LNG vehicle is provided to compensate the inside pressure of a fuel tank to a pressure higher than a reference pressure by supplying heat to the inside of the fuel tank. CONSTITUTION: A fuel feed line(20) is connected to a fuel tank and has a regulator and a vaporizer. A gas fuel line is connected to the fuel tank. The gas fuel line is connected to the fuel feed line through a check valve. The gas fuel line discharges the fuel of the gas phase to the fuel feed line from the fuel tank part. A first vent-line(40) is connected to the fuel tank and the gas fuel line. The first vent-line comprises an on-off valve and an emergency valve. A fuel supply line(50) is connected to the fuel tank.

Description

LNG 차량의 연료장치 {FUEL SYSTEM FOR LIQUIFIED NATURAL GAS VEHICLE}Fuel system for LNG vehicles {FUEL SYSTEM FOR LIQUIFIED NATURAL GAS VEHICLE}

본 발명의 예시적인 실시예는 액화 천연 가스(Liquified Natural Gas: LNG)를 사용하는 차량(이하 "LNG 차량" 이라고 한다)의 연료장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에 관한 것이다.An exemplary embodiment of the present invention relates to a fuel device of a vehicle (hereinafter referred to as an "LNG vehicle") using Liquified Natural Gas (LNG), and more particularly to.

일반적으로, 차량의 연료 예컨대, 가솔린이나 경유 등과 같은 연료를 대체할 수 있는 가장 대표적인 것으로 액화 천연 가스를 들 수 있다.In general, liquefied natural gas is one of the most representative alternatives to fuel in vehicles, such as gasoline or diesel.

이러한 액화 천연 가스를 사용하는 차량은 연소 효율이 좋고 운전이 조용하며, 기관의 수명이 길고, 연료비가 저렴하다는 장점이 있다.Vehicles using such liquefied natural gas have the advantages of high combustion efficiency, quiet operation, long engine life, and low fuel cost.

상기와 같은 장점을 가지고 있는 LNG 연료를 사용하는 LNG 차량의 연료 장치에 대한 일 예를 도 1을 참조하여 설명하면, 종래 기술에 따른 LNG 차량의 연료 장치는 LNG 연료를 액체 상태로 저장하는 연료 탱크(110)와, 그 연료 탱크(110)와 연결되는 연료 피드 라인(120)과, 기상 연료 라인(130)과, 벤트 라인(140)과, 연료 주입 라인(150)을 구비하고 있다.An example of a fuel device of an LNG vehicle using LNG fuel having the above-described advantages will be described with reference to FIG. 1. The fuel device of the LNG vehicle according to the related art stores a fuel tank storing LNG fuel in a liquid state. 110, a fuel feed line 120 connected to the fuel tank 110, a gas phase fuel line 130, a vent line 140, and a fuel injection line 150 are provided.

상기 연료 피드 라인(120)은 연료 탱크(110)에 연결되며, 솔레노이드 밸브와 같은 제어 밸브에 의해 선택적으로 개폐되고, 기상 연료 또는 액상 연료를 엔진으 로 공급하게 된다.The fuel feed line 120 is connected to the fuel tank 110, is selectively opened and closed by a control valve, such as a solenoid valve, to supply gaseous fuel or liquid fuel to the engine.

여기서, 상기 연료 피드 라인(120)에는 레귤레이터(121)와 기화기(122)가 설치된다.Here, a regulator 121 and a vaporizer 122 are installed in the fuel feed line 120.

이 경우 레귤레이터(121)는 연료 탱크(110) 내부의 압력이 설정 압력 이상일 때 연료 피드 라인(120)을 폐쇄하여 연료 탱크(110) 내부의 액상 연료가 그 연료 피드 라인(120)을 통해 배출되지 않도록 하고, 연료 탱크(110) 내부의 압력이 설정 압력 이하일 때 연료 피드 라인(120)을 개방하여 상기 액상 연료가 연료 피드 라인(120)을 통해 배출되도록 하는 기능을 하게 된다.In this case, the regulator 121 closes the fuel feed line 120 when the pressure inside the fuel tank 110 is greater than or equal to the set pressure so that liquid fuel in the fuel tank 110 is not discharged through the fuel feed line 120. When the pressure in the fuel tank 110 is less than or equal to the set pressure, the fuel feed line 120 is opened to discharge the liquid fuel through the fuel feed line 120.

그리고 상기 기화기(122)는 일정 온도로 가열된 엔진 냉각수의 열을 이용하여 연료 피드 라인(120)을 통해 공급되는 액상 연료를 기체 상태로 기화시키기 위한 것이다.The vaporizer 122 is to vaporize the liquid fuel supplied through the fuel feed line 120 to a gas state by using the heat of the engine coolant heated to a predetermined temperature.

상기 기상 연료 라인(130)은 연료 피드 라인(120)이 레귤레이터(121)에 의해 폐쇄된 상태에서, 연료 탱크(110) 내부의 기상 연료를 연료 피드 라인(120)으로 공급하여 그 기상 연료를 엔진으로 공급하기 위한 것이다.The gas phase fuel line 130 supplies the gaseous fuel in the fuel tank 110 to the fuel feed line 120 while the fuel feed line 120 is closed by the regulator 121 to supply the gaseous fuel to the engine. It is to supply with.

이러한 기상 연료 라인(130)은 연료 탱크(110)와 연결되며, 체크 밸브(131)를 통하여 연료 피드 라인(120)과 상호 연결된다.The gaseous fuel line 130 is connected to the fuel tank 110 and is interconnected to the fuel feed line 120 through the check valve 131.

상기 벤트 라인(140)은 연료 탱크(110) 내부의 기상 연료를 외부로 벤트시키기 위한 것으로서, 연료 탱크(110) 및 기상 연료 라인(130)과 상호 연결되며, 두 개의 라인으로서 분기되어 그 라인 상에 개폐 밸브(141) 및 비상 밸브(143)가 각각 설치된다.The vent line 140 is for venting the gaseous fuel inside the fuel tank 110 to the outside, and is connected to the fuel tank 110 and the gaseous fuel line 130, and is branched into two lines and is positioned on the line. On-off valve 141 and emergency valve 143 are respectively installed.

상기 연료 주입 라인(150)은 LNG 연료를 연료 탱크(110) 내부로 주입(충전)하기 위한 것으로서, 연료 탱크(110)와 상호 연결된다.The fuel injection line 150 is for injecting (filling) LNG fuel into the fuel tank 110 and is interconnected with the fuel tank 110.

따라서 종래 기술에서는 연료 주입 라인(150)을 통해 연료 탱크(110)의 내부로 LNG 연료를 충전(주입)하는 경우, 연료 탱크(110) 내부의 압력이 상승하게 되는데, 이 때 벤트 라인(140)은 개폐 밸브(141)에 의해 개폐된 상태로 그 연료 탱크(110) 내부의 기체 연료를 벤트시킨다.Therefore, in the prior art, when filling (injecting) LNG fuel into the fuel tank 110 through the fuel injection line 150, the pressure inside the fuel tank 110 is increased, at this time, the vent line 140. Is vented to the gaseous fuel inside the fuel tank 110 in the state opened and closed by the on-off valve 141.

이와 같이 연료의 충전 시 연료 탱크(110) 내부의 기체 연료를 벤트시키는 이유는, 상기 연료의 충전 압력이 연료 탱크(110) 내부의 압력 보다 높으면, 연료의 주입이 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.The reason for venting the gaseous fuel inside the fuel tank 110 during the filling of the fuel is that when the filling pressure of the fuel is higher than the pressure inside the fuel tank 110, the fuel is not injected smoothly.

그리고 종래 기술에서 차량 자기 정차 시 연료 탱크(110) 내부의 압력이 기준 압력 이상으로 상승된 상태에서 차량의 시동이 이루어지는 경우, 연료 피드 라인(120)은 레귤레이터(121)에 의해 폐쇄되고, 연료 탱크(110) 내부의 액상 연료는 그 연료 피드 라인(120)을 통해 배출되지 않게 된다.In the prior art, when the vehicle is started with the pressure inside the fuel tank 110 rising above the reference pressure when the vehicle is stopped, the fuel feed line 120 is closed by the regulator 121 and the fuel tank Liquid fuel inside 110 is not discharged through the fuel feed line 120.

이 경우 기상 연료 라인(130)의 체크 밸브(131)는 연료 탱크(110) 내부의 압력에 의해 개방되는 바, 상기 기상 연료 라인(130)은 체크 밸브(131)를 통해 연료 탱크(110) 내부의 기상 연료를 배출시키게 된다. 그러면, 기상 연료는 연료 피드 라인(120)을 통해 엔진으로 공급된다.In this case, the check valve 131 of the gas phase fuel line 130 is opened by the pressure inside the fuel tank 110, and the gas phase fuel line 130 is inside the fuel tank 110 through the check valve 131. Will release the gaseous fuel. The gaseous fuel is then supplied to the engine via the fuel feed line 120.

한편, 상기와 같이 기상 연료가 연료 탱크(110)로부터 배출되어 엔진으로 공급되는 과정에, 그 연료 탱크(110) 내부의 압력이 기준 압력 이하로 떨어지는 경우, 연료 피드 라인(120)은 레귤레이터(121)에 의해 개방되고, 연료 탱크(110) 내 부의 액상 연료는 그 연료 피드 라인(120)을 통해 배출된다.Meanwhile, when the gaseous fuel is discharged from the fuel tank 110 and supplied to the engine as described above, when the pressure inside the fuel tank 110 falls below the reference pressure, the fuel feed line 120 is a regulator 121. ), And the liquid fuel in the fuel tank 110 is discharged through the fuel feed line 120.

그러면, 상기 액상 연료는 연료 피드 라인(120)을 통해 유동되는 과정에서 기화기(122)에 의해 기화된 상태로 엔진으로 공급된다.Then, the liquid fuel is supplied to the engine in a vaporized state by the vaporizer 122 in the process of flowing through the fuel feed line 120.

이렇게 연료 탱크(110) 내부의 기상 연료를 먼저 사용하고, 액상 연료를 나중에 사용하는 이유는 차량의 자기 정차시 연료 탱크(110) 내부의 압력이 상승하기 때문에, 시동시 기상 연료를 먼저 사용하여 연료 탱크(110)의 내부 압력을 기준 압력까지 낮춤으로써 차량의 정차시 연료 탱크(110) 내부의 압력이 벤트 라인(140) 상의 비상 밸브(143)가 개방 압력까지 올라가는 시간을 늘리게 하기 위함이다.The gaseous fuel inside the fuel tank 110 is used first, and the liquid fuel is used later because the pressure inside the fuel tank 110 increases when the vehicle is stopped. This is to reduce the internal pressure of the tank 110 to the reference pressure so as to increase the time that the pressure inside the fuel tank 110 rises to the opening pressure on the vent line 140 when the vehicle is stopped.

그런데, 종래 기술에서는 상술한 바와 같이 연료 탱크(110) 내부의 압력에 의하여 기상 연료 또는 액상 연료가 공급되기 때문에, 이러한 연료 탱크(110)의 압력 저하는 차량 출력의 저하로 연결되어 동력 성능에 치명적인 결과를 초래하게 된다.However, in the related art, since the gaseous fuel or the liquid fuel is supplied by the pressure inside the fuel tank 110 as described above, such a pressure drop of the fuel tank 110 leads to a decrease in vehicle output, which is fatal to power performance. Will result.

이와 같이 연료 탱크(110) 내부의 압력이 저하되는 경우는 연료의 충전 시 그 충전 연료의 압력이 연료 탱크(110) 내부의 압력을 충분할 정도로 올려주지 못하거나 차량의 장거리 주행 시 액상 연료를 사용하기 때문이다.As such, when the pressure inside the fuel tank 110 is lowered, when the fuel is charged, the pressure of the charged fuel does not raise the pressure inside the fuel tank 110 to a sufficient degree or when the liquid fuel is used during the long distance driving of the vehicle. Because.

즉, 종래 기술에서는 연료 탱크(110) 내부의 압력이 높아졌을 때, 기상 연료를 엔진으로 공급하여 연료 탱크(110)의 내부 압력을 떨어뜨리는 기능은 있으나, 그 연료 탱크(110)의 내부 압력을 상승시키지는 못하게 된다.That is, in the related art, when the pressure inside the fuel tank 110 is increased, there is a function of supplying gaseous fuel to the engine to lower the internal pressure of the fuel tank 110. However, the internal pressure of the fuel tank 110 is increased. It cannot be raised.

따라서 본 발명의 예시적인 실시예는 차량의 엔진 시동 시 연료 탱크 내부의 압력이 기준 압력 이하로 떨어지는 경우 그 연료 탱크 내부에 열을 제공하여 연료 탱크 내부의 압력을 기준 압력 이상으로 보상해 줄 수 있도록 하는 LNG 차량의 연료장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Thus, an exemplary embodiment of the present invention provides heat to the fuel tank when the pressure inside the fuel tank drops below the reference pressure when the engine is started, so that the pressure inside the fuel tank can be compensated above the reference pressure. The purpose is to provide a fuel device of the LNG vehicle.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 LNG 차량의 연료장치는, 엘엔지 연료를 저장하는 연료 탱크를 포함하여 이루어지는 LNG 차량의 연료 장치에 있어서, 상기 연료 탱크에 연결되며, 레귤레이터 및 기화기가 설치되는 연료 피드 라인과, 상기 연료 탱크와 연결되며 체크 밸브를 통해 상기 연료 피드 라인과 연결되어 상기 연료 탱크 내 기체 상태의 연료를 상기 연료 피드 라인으로 배출하는 기상 연료 라인과, 상기 연료 탱크 및 기상 연료 라인과 상호 연결되며 개폐 밸브 및 비상 밸브가 설치되는 제1 벤트 라인과, 상기 연료 탱크와 연결되는 연료 주입 라인과, 상기 연료 탱크의 하부에 연결되어 상기 기화기를 관통하며 상기 연료 탱크 내 액체 상태의 연료를 배출하는 액상 연료 배출 라인과, 상기 제1 벤트 라인 및 상기 액상 연료 배출 라인과 상호 연결되는 제2 벤트 라인과, 상기 연료 탱크 내부의 압력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력하는 압력 센서와, 상기 액상 연료 배출 라인에 설치되어 상기 제어기의 전기적인 신호에 따라 상기 액상 연료 배출 라인을 선택적으로 개폐시키는 솔레노이드 밸브를 포함한다.Fuel device of the LNG vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention for achieving the above object, in the fuel device of the LNG vehicle comprising a fuel tank for storing the L engine fuel, is connected to the fuel tank A gaseous fuel line connected to the fuel tank and connected to the fuel feed line through a check valve and discharging gaseous fuel in the fuel tank to the fuel feed line; A first vent line interconnected with the fuel tank and the gaseous fuel line and provided with an on-off valve and an emergency valve, a fuel injection line connected with the fuel tank, and connected to a lower portion of the fuel tank to penetrate the vaporizer; A liquid fuel discharge line for discharging liquid fuel in a fuel tank, the first vent line and A second vent line interconnected with the liquid fuel discharge line, a pressure sensor for detecting a pressure in the fuel tank and outputting a detection signal to the controller, and an electrical signal installed in the liquid fuel discharge line And a solenoid valve for selectively opening and closing the liquid fuel discharge line.

상기 LNG 차량의 연료 장치는, 상기 제1 벤트 라인과 상기 제2 벤트 라인이 3-웨이 컨넥터를 통해 상호 연결될 수 있다.In the fuel device of the LNG vehicle, the first vent line and the second vent line may be connected to each other through a three-way connector.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 LNG 차량의 연료장치에 의하면, 차량의 엔진 시동 시, 연료 탱크의 내부 압력이 기준 압력 이하로 떨어진 경우, 액상 연료 배출 라인을 통해 액상 연료를 배출시키고, 그 액상 연료를 기화기를 통해 기화시킨 상태에서, 그 기상 연료를 별도의 벤트 라인을 통해 연료 탱크로 공급할 수 있게 되므로, 결과적으로는 연료 탱크 내부에 열을 제공하여 연료 탱크 내부의 압력을 기준 압력 이상으로 보상해 줄 수 있기 때문에 차량의 출력 및 동력 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.According to the fuel device of the LNG vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention as described above, when the engine pressure of the vehicle, when the internal pressure of the fuel tank falls below the reference pressure, the liquid fuel is discharged through the liquid fuel discharge line And the gaseous fuel can be supplied to the fuel tank through a separate vent line while the liquid fuel is vaporized through a vaporizer, consequently providing heat to the fuel tank to reference the pressure inside the fuel tank. Compensation above pressure can further improve vehicle output and power performance.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 예시적인 실시예에 반드시 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 LNG 차량의 연료 장치의 개략적인 회로 구성도이다.2 is a schematic circuit diagram of a fuel device of an LNG vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 LNG 차량의 연료 장치(100)는 LNG 연료를 사용하는 LNG 차량에 적용되는 바, 이러한 LNG 연료를 저장하는 연료 탱크(10) 를 포함하여 이루어진다.Referring to the drawings, the fuel device 100 of the LNG vehicle according to the present embodiment is applied to an LNG vehicle using LNG fuel, and includes a fuel tank 10 for storing such LNG fuel.

여기서, 상기 연료 탱크(10)는 초 저온 상태의 LNG 연료를 일정 압력으로서 압축 저장하는 이중 진공 용기로서 구비되며, 그 내부에서 자연 기화된 기체 상태의 연료(이하에서는 편의상 "기상 연료" 라고 한다)와, 액체 상태의 연료(이하에서는 편의상 "액상 연료" 라고 한다)를 저장하게 된다.Here, the fuel tank 10 is provided as a double vacuum vessel for compressing and storing the LNG fuel in an ultra low temperature state as a constant pressure, and the fuel in the gaseous state of the gas vaporized therein (hereinafter referred to as "gas fuel" for convenience). And a liquid fuel (hereinafter referred to as "liquid fuel" for convenience).

즉, 상기 연료 탱크(10)는 내부 압력에 의하여 LNG 연료를 배출하게 되는 바, 그 내부 압력에 따라 기상 연료 또는 액체 연료를 엔진으로 공급하게 된다.That is, the fuel tank 10 discharges the LNG fuel by the internal pressure, and supplies the gaseous fuel or the liquid fuel to the engine according to the internal pressure.

본 실시예에 의한 LNG 차량의 연료 장치(100)는 연료 탱크(10) 내부의 압력이 기설된 기준 압력 이하로 떨어지는 경우, 연료 탱크(10) 내부의 온도를 높여 그 연료 탱크(10) 내부의 압력을 기준 압력 이상으로 높일 수 있도록 하여 연료 탱크(10) 내부의 실질적인 압력 보상이 가능한 구조로서 이루어진다.The fuel device 100 of the LNG vehicle according to the present embodiment raises the temperature inside the fuel tank 10 by increasing the temperature inside the fuel tank 10 when the pressure inside the fuel tank 10 falls below a predetermined reference pressure. By allowing the pressure to be raised above the reference pressure, a substantial pressure compensation inside the fuel tank 10 is possible.

이를 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 LNG 차량의 연료 장치(100)는 연료 피드 라인(20)과, 기상 연료 라인(30)과, 제1 벤트 라인(40)과, 연료 주입 라인(50)과, 액상 연료 배출 라인(60)과, 제2 벤트 라인(70)과, 압력 센서(80)와, 솔레노이드 밸브(85)를 포함하여 구성된다.Fuel device 100 of the LNG vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention for this purpose is a fuel feed line 20, gas phase fuel line 30, the first vent line 40, the fuel injection line 50 ), A liquid fuel discharge line 60, a second vent line 70, a pressure sensor 80, and a solenoid valve 85.

상기 연료 피드 라인(20)은 연료 탱크(10)에 연결되며, 솔레노이드 밸브와 같은 제어 밸브에 의해 선택적으로 개폐되고, 기상 연료 또는 액상 연료를 엔진으로 공급하게 된다.The fuel feed line 20 is connected to the fuel tank 10, is selectively opened and closed by a control valve such as a solenoid valve, and supplies gaseous fuel or liquid fuel to the engine.

여기서, 상기 연료 피드 라인(20)에는 레귤레이터(21)와 기화기(22)가 설치되는데, 레귤레이터(21)는 연료 탱크(10) 내부의 압력이 설정 압력 이상일 때 연료 피드 라인(20)을 폐쇄하여 연료 탱크(10) 내부의 액상 연료가 그 연료 피드 라인(20)을 통해 배출되지 않도록 하고, 연료 탱크(10) 내부의 압력이 설정 압력 이하일 때 연료 피드 라인(20)을 개방하여 상기 액상 연료가 연료 피드 라인(20)을 통해 배출되도록 하는 기능을 하게 된다.Here, a regulator 21 and a vaporizer 22 are installed in the fuel feed line 20. The regulator 21 closes the fuel feed line 20 when the pressure in the fuel tank 10 is equal to or higher than a set pressure. The liquid fuel in the fuel tank 10 is not discharged through the fuel feed line 20, and the fuel feed line 20 is opened when the pressure in the fuel tank 10 is equal to or less than a set pressure so that the liquid fuel is discharged. It serves to discharge through the fuel feed line 20.

그리고 상기 기화기(22)는 일정 온도로 가열된 엔진 냉각수의 열을 이용하여 연료 피드 라인(20)을 통해 공급되는 액상 연료를 기체 상태로 기화시키기 위한 것이다.The vaporizer 22 is to vaporize the liquid fuel supplied through the fuel feed line 20 to the gas state by using the heat of the engine coolant heated to a predetermined temperature.

상기 기상 연료 라인(30)은 연료 피드 라인(20)이 레귤레이터(21)에 의해 폐쇄된 상태에서, 연료 탱크(10) 내부의 기상 연료를 연료 피드 라인(20)으로 공급하여 그 기상 연료를 엔진으로 공급하기 위한 것이다.The gaseous fuel line 30 supplies the gaseous fuel in the fuel tank 10 to the fuel feed line 20 while the fuel feed line 20 is closed by the regulator 21 to supply the gaseous fuel to the engine. It is to supply with.

상기 기상 연료 라인(30)은 연료 탱크(10)와 연결되며, 체크 밸브(31)를 통하여 연료 피드 라인(20)과 상호 연결된다.The gaseous fuel line 30 is connected to the fuel tank 10 and is interconnected to the fuel feed line 20 via a check valve 31.

상기 제1 벤트 라인(40)은 연료 탱크(10) 내부의 기상 연료를 외부로 벤트시키기 위한 것으로서, 연료 탱크(10) 및 기상 연료 라인(30)과 상호 연결되며, 두 개의 라인으로서 분기되어 그 라인 상에 개폐 밸브(41) 및 비상 밸브(43)가 각각 설치된다.The first vent line 40 is for venting the gaseous fuel inside the fuel tank 10 to the outside, and is connected to the fuel tank 10 and the gaseous fuel line 30, and is branched into two lines. On / off valves 41 and emergency valves 43 are respectively provided on the line.

상기 연료 주입 라인(50)은 LNG 연료를 연료 탱크(10) 내부로 주입(충전)하기 위한 것으로서, 연료 탱크(10)와 상호 연결된다.The fuel injection line 50 is for injecting (filling) LNG fuel into the fuel tank 10 and is interconnected with the fuel tank 10.

본 실시예에서, 상기 액상 연료 배출 라인(60)은 연료 탱크(10) 내부의 압력이 기설정 기준 압력 이하로 떨어질 경우, 그 연료 탱크(10) 내부의 액상 연료를 배출시키기 위한 것이다.In the present embodiment, the liquid fuel discharge line 60 is for discharging the liquid fuel in the fuel tank 10 when the pressure in the fuel tank 10 drops below a preset reference pressure.

이러한 액상 연료 배출 라인(60)은 연료 탱크(10)의 하부에 연결되며, 언급한 바 있는 기화기(22)를 관통하여 배치된다.This liquid fuel discharge line 60 is connected to the lower part of the fuel tank 10 and is disposed through the vaporizer 22 mentioned above.

그리고, 상기 제2 벤트 라인(70)은 제1 벤트 라인(40) 및 액상 연료 배출 라인(60)과 상호 연결되는 바, 액상 연료 배출 라인(60)을 통해 배출되어 기화기(22)에서 기화된 기체 연료를 연료 탱크(10)의 내부로 공급하기 위한 것이다.In addition, the second vent line 70 is connected to the first vent line 40 and the liquid fuel discharge line 60, and is discharged through the liquid fuel discharge line 60 to be vaporized in the vaporizer 22. It is for supplying gaseous fuel into the fuel tank 10.

여기서, 상기 제1 벤트 라인(40)과 제2 벤트 라인(70)은 통상적인 구조의 3-웨이 컨넥터(75)를 통해 상호 연결되는 것이 바람직하다.Here, the first vent line 40 and the second vent line 70 may be interconnected through a three-way connector 75 having a conventional structure.

본 실시예에서, 상기 압력 센서(80)는 연료 탱크(10) 내부의 압력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력하기 위한 것이다.In the present embodiment, the pressure sensor 80 is for detecting the pressure inside the fuel tank 10 and outputting the detection signal to the controller 90.

그리고 상기 솔레노이드 밸브(85)는 액상 연료 배출 라인(60)에 설치되는 바, 제어기(90)와 전기적인 신호 체계로서 연결되어 그 제어기(90)의 전기적인 신호에 따라 액상 연료 배출 라인(60)을 선택적으로 개폐시키는 기능을 하게 된다.In addition, the solenoid valve 85 is installed in the liquid fuel discharge line 60, and is connected to the controller 90 as an electrical signal system so that the liquid fuel discharge line 60 is in accordance with the electrical signal of the controller 90. It will function to open and close selectively.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 LNG 차량의 연료 장치에 각 모드별 작용을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of each mode in the fuel device of the LNG vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.

우선, 본 실시예에서 연료 주입 라인(50)을 통해 연료 탱크(10)의 내부로 LNG 연료를 충전(주입)하는 경우, 연료 탱크(10) 내부의 압력이 상승하게 되는데, 이 때 제1 벤트 라인(40)은 개폐 밸브(41)에 의해 개폐된 상태로 그 연료 탱크(10) 내부의 기체 연료를 벤트시킨다.First, in the present embodiment, when filling (injecting) LNG fuel into the fuel tank 10 through the fuel injection line 50, the pressure inside the fuel tank 10 is increased, at which time the first vent The line 40 vents the gaseous fuel inside the fuel tank 10 in a state of being opened and closed by the on-off valve 41.

이 경우, 본 실시예에 의한 상기 솔레노이드 밸브(85)는 제어기(90)로부터 압력 센서(80)의 감지 신호에 따른 제어 신호를 제공받아 액상 연료 배출 라인(60)을 폐쇄시킨 상태에 있다.In this case, the solenoid valve 85 according to the present embodiment receives the control signal according to the detection signal of the pressure sensor 80 from the controller 90 to close the liquid fuel discharge line 60.

이와 같이 연료의 충전 시 연료 탱크(10) 내부의 기체 연료를 벤트시키는 이유는, 상기 연료의 충전 압력이 연료 탱크(10) 내부의 압력 보다 높으면, 연료의 주입이 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.The reason for venting the gaseous fuel inside the fuel tank 10 during the filling of the fuel is that when the filling pressure of the fuel is higher than the pressure inside the fuel tank 10, the fuel is not injected smoothly.

본 실시예에서, 차량 자기 정차시 연료 탱크(10) 내부의 압력이 상승된 상태에서 차량의 시동이 이루어지는 경우, 즉 압력 센서(80)에 의해 감지된 연료 탱크(10) 내부의 압력이 기준 압력 이상일 때, 연료 피드 라인(20)은 레귤레이터(21)에 의해 폐쇄되고, 연료 탱크(10) 내부의 액상 연료는 그 연료 피드 라인(20)을 통해 배출되지 않게 된다.In the present embodiment, when the vehicle is started with the pressure inside the fuel tank 10 increased when the vehicle is stopped, that is, the pressure inside the fuel tank 10 detected by the pressure sensor 80 is the reference pressure. When abnormal, the fuel feed line 20 is closed by the regulator 21, and the liquid fuel inside the fuel tank 10 is not discharged through the fuel feed line 20.

여기서, 본 실시예에 의한 상기 솔레노이드 밸브(85)는 제어기(90)로부터 압력 센서(80)의 감지 신호에 따른 제어 신호를 제공받아 액상 연료 배출 라인(60)을 폐쇄시킨 상태에 있다.Here, the solenoid valve 85 according to the present embodiment receives a control signal according to a detection signal of the pressure sensor 80 from the controller 90 to close the liquid fuel discharge line 60.

이 경우 기상 연료 라인(30)의 체크 밸브(31)는 연료 탱크(10) 내부의 압력에 의해 개방되는 바, 상기 기상 연료 라인(30)은 체크 밸브(31)를 통해 연료 탱크(10) 내부의 기상 연료를 배출시키게 된다. 그러면, 상기 기상 연료는 연료 피드 라인(20)을 통해 엔진으로 공급된다.In this case, the check valve 31 of the gas phase fuel line 30 is opened by the pressure inside the fuel tank 10, and the gas phase fuel line 30 is inside the fuel tank 10 through the check valve 31. Will release the gaseous fuel. The gaseous fuel is then supplied to the engine via a fuel feed line 20.

상기와 같이 기상 연료가 연료 탱크(10)로부터 배출되어 엔진으로 공급되는 과정에, 그 연료 탱크(10) 내부의 압력이 기준 압력 이하로 떨어지는 경우, 즉 압력 센서(80)에 의해 감지된 연료 탱크(10) 내부의 압력이 기준 압력 이하일 때, 연 료 피드 라인(20)은 레귤레이터(21)에 의해 개방되고, 연료 탱크(10) 내부의 액상 연료는 그 연료 피드 라인(20)으로 배출된다.As described above, when the gaseous fuel is discharged from the fuel tank 10 and supplied to the engine, when the pressure inside the fuel tank 10 falls below a reference pressure, that is, the fuel tank sensed by the pressure sensor 80. (10) When the pressure inside is below the reference pressure, the fuel feed line 20 is opened by the regulator 21, and the liquid fuel inside the fuel tank 10 is discharged to the fuel feed line 20.

그러면, 상기 액상 연료는 연료 피드 라인(20)을 통해 유동되는 과정에서 기화기(22)에 의해 기화되고, 상기 기화된 기체 연료는 엔진으로 공급된다.Then, the liquid fuel is vaporized by the vaporizer 22 in the course of flowing through the fuel feed line 20, the vaporized gaseous fuel is supplied to the engine.

이렇게 연료 탱크(10) 내부의 기상 연료를 먼저 사용하고, 액상 연료를 나중에 사용하는 이유는 차량의 자기 정차시 연료 탱크(10) 내부의 압력이 상승하기 때문에, 시동시 기상 연료를 먼저 사용하여 연료 탱크(10)의 내부 압력을 기준 압력까지 낮춤으로써 차량의 정차시 연료 탱크(10) 내부의 압력이 제1 벤트 라인(40) 상의 비상 밸브(43)가 개방 압력까지 올라가는 시간을 늘리게 하기 위함이다.The gaseous fuel inside the fuel tank 10 is used first, and the liquid fuel is used later because the pressure inside the fuel tank 10 increases when the vehicle is stopped. This is to reduce the internal pressure of the tank 10 to a reference pressure to increase the time that the pressure inside the fuel tank 10 rises to the opening pressure of the emergency valve 43 on the first vent line 40 when the vehicle is stopped. .

한편, 이러는 과정을 거치는 동안, 연료 탱크(10) 내부의 압력이 기준 압력 이하로 떨어짐에 따라 솔레노이드 밸브(85)는 제어기(90)로부터 압력 센서(80)의 감지 신호에 따른 제어 신호를 제공받아 액상 연료 배출 라인(60)을 개방시킨다.In the meantime, as the pressure inside the fuel tank 10 drops below the reference pressure during the process, the solenoid valve 85 receives a control signal from the controller 90 according to the detection signal of the pressure sensor 80. Open the liquid fuel discharge line 60.

그러면, 연료 탱크(10) 내부의 액상 연료는 그 연료 탱크(10)의 내부 압력 및 자중으로서 액상 연료 배출 라인(60)을 통해 배출된다.Then, the liquid fuel inside the fuel tank 10 is discharged through the liquid fuel discharge line 60 as the internal pressure and the own weight of the fuel tank 10.

이는 연료 탱크(10)의 액상 연료가 자연 증발하게 되어 그 연료 탱크(10) 내부에 소정의 증기압이 형성되고, 그 증기압이 액상 연료를 압축하기 때문에, 작용 반작용으로서 기상 연료와 액상 연료의 압력이 같아지므로, 엔진 시동시 액상 연료가 상기 증기압에 의해 액상 연료 배출 라인(60)으로 배출되는 것이다.This is because the liquid fuel of the fuel tank 10 naturally evaporates, and a predetermined vapor pressure is formed in the fuel tank 10, and the vapor pressure compresses the liquid fuel. Since the same, the liquid fuel is discharged to the liquid fuel discharge line 60 by the vapor pressure at the engine start.

이 과정에서, 상기 액상 연료 배출 라인(60)이 기화기(22)를 관통하여 배치되기 때문에, 액상 연료는 액상 연료 배출 라인(60)을 따라 유동되면서 기화기(22) 로부터 열을 제공받아 기화된다.In this process, since the liquid fuel discharge line 60 is disposed through the vaporizer 22, the liquid fuel flows along the liquid fuel discharge line 60 and is vaporized by receiving heat from the vaporizer 22.

그런 다음, 상기 기화된 연료(기상 연료)는 관내에서 압력이 상승된 상태로 제2 벤트 라인(70)을 통해 연료 탱크(10)의 내부로 공급된다.Then, the vaporized fuel (gas fuel) is supplied into the fuel tank 10 through the second vent line 70 in a state where the pressure is increased in the pipe.

따라서 본 실시예에서는 상기한 기상 연료가 제2 벤트 라인(70)을 통해 연료 탱크(10)의 내부로 공급되면서 결과적으로는 기화기(22)를 통해 흡수된 열이 연료 탱크(10)의 내부로 제공됨으로서 연료 탱크(10) 내부의 온도를 상승시키고 그 내부 압력을 기준 압력 이상으로 상승시킬 수 있게 된다.Therefore, in the present embodiment, the above-described gaseous fuel is supplied into the fuel tank 10 through the second vent line 70, and consequently, heat absorbed through the vaporizer 22 is transferred into the fuel tank 10. The provision allows the temperature inside the fuel tank 10 to be raised and its internal pressure to be raised above the reference pressure.

이로써, 본 실시예에서는 차량의 엔진 시동 시, 연료 탱크(10)의 내부 압력이 기준 압력 이하로 떨어진 경우, 전기와 같은 과정을 통해 연료 탱크(10) 내부의 압력을 기준 압력 이상으로 보상해 줌에 따라 차량의 출력 및 동력 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.Thus, in the present embodiment, when the internal pressure of the fuel tank 10 falls below the reference pressure when the engine of the vehicle starts, the pressure inside the fuel tank 10 is compensated to the reference pressure or higher through the same process as the electric. Accordingly, the output and power performance of the vehicle can be further improved.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.Since these drawings are for reference in describing exemplary embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 LNG 차량의 연료 장치의 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram of a fuel device of an LNG vehicle according to the prior art.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 LNG 차량의 연료 장치의 개략적인 회로도이다.2 is a schematic circuit diagram of a fuel device of an LNG vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (2)

엘엔지 연료를 저장하는 연료 탱크를 포함하여 이루어지는 LNG 차량의 연료 장치에 있어서,In the fuel device of the LNG vehicle comprising a fuel tank for storing the LENG fuel, 상기 연료 탱크에 연결되며, 레귤레이터 및 기화기가 설치되는 연료 피드 라인;A fuel feed line connected to the fuel tank and provided with a regulator and a carburetor; 상기 연료 탱크와 연결되며, 체크 밸브를 통해 상기 연료 피드 라인과 연결되어 상기 연료 탱크 내 기체 상태의 연료를 상기 연료 피드 라인으로 배출하는 기상 연료 라인;A gas phase fuel line connected to the fuel tank and connected to the fuel feed line through a check valve to discharge the gaseous fuel in the fuel tank to the fuel feed line; 상기 연료 탱크 및 기상 연료 라인과 상호 연결되며, 개폐 밸브 및 비상 밸브가 설치되는 제1 벤트 라인A first vent line interconnected with the fuel tank and the gas phase fuel line and provided with an on-off valve and an emergency valve; 상기 연료 탱크와 연결되는 연료 주입 라인;A fuel injection line connected with the fuel tank; 상기 연료 탱크의 하부에 연결되어 상기 기화기를 관통하며, 상기 연료 탱크 내 액체 상태의 연료를 배출하는 액상 연료 배출 라인;A liquid fuel discharge line connected to a lower portion of the fuel tank and penetrating the vaporizer, and discharging a liquid fuel in the fuel tank; 상기 제1 벤트 라인 및 상기 액상 연료 배출 라인과 상호 연결되는 제2 벤트 라인;A second vent line interconnected with the first vent line and the liquid fuel discharge line; 상기 연료 탱크 내부의 압력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력하는 압력 센서; 및A pressure sensor which senses the pressure inside the fuel tank and outputs the detection signal to a controller; And 상기 액상 연료 배출 라인에 설치되어 상기 제어기의 전기적인 신호에 따라 상기 액상 연료 배출 라인을 선택적으로 개폐시키는 솔레노이드 밸브A solenoid valve installed in the liquid fuel discharge line to selectively open and close the liquid fuel discharge line according to an electrical signal of the controller. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 차량의 연료 장치.Fuel device of the LNG vehicle comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 벤트 라인과 상기 제2 벤트 라인이 3-웨이 컨넥터를 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 LNG 차량의 연료 장치.And the first vent line and the second vent line are interconnected through a three-way connector.
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