KR20130005663A - 차량 연료의 혼유 방지장치 - Google Patents

Abstract

적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 혼유를 방지하는 차량 연료의 혼유 방지장치를 제시한다. 그 장치는 휘발유를 주유하기 위한 주유기의 주유노즐에 적어도 하나가 장착되고 디젤 승용차의 급유구에 부착된 자성패드의 자력선의 영향으로 물성이 변하는 자기감지 센서와 그 센서에 의해 감지된 물성의 변화에 의해 휘발유의 공급을 차단하는 제어부를 구비한다.

Description

차량 연료의 혼유 방지장치{Mixed prevention device of fuel for car}

본 발명은 차량 연료의 혼유 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 공급되는 휘발유와 디젤유가 혼유되지 않고 주유가 되게 하는 차량 연료의 혼유 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 현재 주유기에는 휘발유용 노즐의 외경이 디젤유용 노즐의 외경보다 작게 설계하여, 외경이 큰 디젤유용 노즐이 휘발유용 연료탱크에 형성된 구경이 작은 급유구에 삽입이 되지 않도록 하고 있다. 이와 같은 방법으로 디젤유가 휘발유를 사용하는 승용차에 주유되지 않도록 하고 있다. 그러나 외경이 작은 휘발유용 노즐이 디젤유용 연료탱크에 형성된 구경이 큰 급유구에 삽입될 수 있으므로, 디젤유 승용차에 휘발유가 주입되는 것을 방지할 수 없다.

최근 디젤유를 사용하는 승용차의 판매가 증가함에 따라 디젤 승용차에 휘발유가 주유되는 혼유 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이는 주유자의 실수에 의한 것이며, 특히 어두운 야간에 이러한 혼유가 더욱 자주 일어나고 있다. 혼유는 차량의 연료시스템에 큰 손상을 줄 뿐만 아니라 심지어 관련 부품을 모두 교체해야 하기도 한다.

이러한 혼유를 방지하기 위하여, 종래에는 두 개의 접촉센서를 이용하여 어느 하나라도 접촉되지 않으면 제어부에 의해 안전레버가 폐쇄되어 주유건이 작동되지 않도록 하고 있으나, 이러한 방식은 혼유 문제를 근원적으로 해결하지 않으며 주유기에 복잡한 부품을 설치해야 하므로 경제성이 떨어진다. 또한, 두 개의 자석으로 주유건의 벤트 홀을 개폐시키는 방법이 제시되었으나, 이는 기계적인 방법으로 동작하는 벤트 홀의 동작불량이 일어날 가능성이 크다. 따라서 제조비용을 줄이고 동작불량이 없이 간단한 방식으로 혼유를 방지하는 장치가 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하려는 과제는 적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 혼유를 방지하는 차량 연료의 혼유 방지장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 차량 연료의 혼유 방지장치는 휘발유를 주유하기 위한 주유기의 주유노즐에 적어도 하나가 장착되고, 디젤 승용차의 급유구에 부착된 자성패드의 자력선의 영향으로 물성이 변하는 자기감지 센서를 포함한다. 또한 상기 자기감지 센서에 의해 감지된 물성의 변화에 의해 휘발유의 공급을 차단하는 제어부를 구비한다.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 자기감지 센서는 자기저항 소자(MR 소자) 또는 홀 소자일 수 있으며, 상기 자기감지 센서는 균일한 자계(B₀)에서 입력전압의 절반인 출력전압을 나타내는 두 개의 상기 자기저항 소자가 직렬로 연결된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 자성패드는 상기 급유구의 둘레를 감싸며 부착될 수 있으며, 상기 자성패드는 고무자석 또는 자성체 잉크로 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는 상기 휘발유의 공급을 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브에 연결될 수 있다.

본 발명의 차량연료 혼유 방지장치에 의하면, 디젤 승용차의 차량의 급유구에 자력선을 발생하는 자성패드를 부착하고, 휘발유를 주유하는 주유기의 주유노즐에 자성패드에 의한 자기장 또는 자력선의 영향으로 출력전압이 변하는 자기감지 센서를 장착하여, 적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 휘발유가 디젤 승용차에 주유되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 휘발유를 주유하기 위한 주유기를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 자기감지 센서가 장착된 주유기의 주유노즐과, 자기감지 센서에 대응하여 디젤 승용차의 급유구에 부착된 자성패드를 설명하기 위한 부분적인 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 자기감지 센서로서 MR 소자를 적용했을 때, 혼유를 방지하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
도 4는 도 3a 내지 도 3c에 의한 출력전압의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 실시예는 디젤 승용차의 차량의 급유구에 자력선을 발생하는 자성패드를 부착하고 휘발유를 주유하는 주유기의 주유노즐에 자기감지 센서를 장착하여, 적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 혼유를 방지하는 차량 연료의 혼유 방지장치를 제시할 것이다. 자기감지 센서는 자기장 또는 자력선(이하, 자력선이라고 함)의 크기와 방향을 측정하는 것으로, 자력선의 영향으로 물질의 성질(예컨대, 저항)이 변하는 것을 이용하여 자기장을 측정한다. 대표적인 자기감지 센서로, 홀효과나 자기저항 효과를 이용하는 홀 소자나 MR 소자가 있다. 즉, 반도체에 흐르는 전류에 대해 수직으로 자기장을 걸면 전압이 발생하는 홀 효과(Hall effect)나, 자기장의 영향으로 전기저항이 증대하는 자기저항 효과를 이용하는 것이다.

본 발명의 실시예는 상기 자기감지 센서를 이용하여 혼유를 방지하는 장치에 대하여 상세하게 알아보고, 그 방법을 자세하게 살펴보기로 한다. 편의상, 본 발명의 실시예는 자기저항 소자(이하, MR 소자라고 함)를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 범주 내에서 다양한 형태의 자기감지 센서, 예를 들어 홀 소자가 사용될 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예에 적용되는 MR 소자는 그 가격이 저렴하여 본 발명의 목적에 잘 부합되는 소자이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 휘발유를 주유하기 위한 주유기를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 주유기는 도면에서 블록으로 표현되었으며 유류저장탱크(도시 안됨)로부터 휘발유를 흡입하여 주유건(62)에 공급하는 부분과 본 발명의 실시예에 의한 자기감지 센서(70)가 적어도 하나가 장착되고 차량에 연료를 공급하기 위한 주유건(62) 부분을 포함하여 이루어진다. 자기감지 센서(70)는 하나가 장착되어도 무방하지만, 센서의 감도와 안전한 작동을 고려하여 두 개 이상이 바람직하다. 휘발유를 주유건(62)에 공급하는 부분은 주유기의 본체 내부에 위치하며, 모터(10), 펌프(20), 유량계(30), 제어부(40) 및 솔레노이드 밸브(50)가 순차적으로 접속되어 있다. 즉, 펌프(20)는 모터(10)의 구동력에 의해 작동되고 유류저장탱크로부터 휘발유를 흡입한다. 펌프(20)의 일측에는 유량계(30)가 설치되어 펌프(20)로부터 공급된 유량을 계측한다.

유량계(30)의 일측에는 주유건(62)의 주유노즐(64)에 장착된 자기감지 센서(70)에 의해 감지된 정보가 신호선(80)에 의해 제공되어, 이러한 정보를 토대로 휘발유의 공급을 차단할 수 있도록 하는 제어부(40)가 위치한다. 제어부(40)는 솔레노이드 밸브(50)와 연결되어 있으며, 솔레노이드 밸브(50)는 휘발유의 유속을 제어하거나 유로를 차단하는 기능을 한다. 다시 말해, 솔레노이드 밸브(50)의 일측은 자기감지 센서에 의한 정보를 처리하는 제어부(40)가 연결되어 있고, 타측은 주유건(62)에 휘발유를 제공하는 호스(60)가 연결되어 있다.

제어부(40)는 자기감지 센서(70)로부터 전송된 정보에 따라 솔레노이드 밸브(50)를 차단하여 휘발유의 공급을 차단할 수 있으며, 리셋(reset) 기능이 부가되어 초기 상태로 회복시킬 수 있다. 또한 경보등과 경보음과 같이 경보알림장치를 동작시켜 차량 연료가 혼유되고 있음을 알릴 수 있다. 또한, 자기감지 센서(70)는 설계의 필요에 의해 적어도 하나 이상을 설치할 수 있고, 주유노즐(64)의 끝 부분에 위치하는 것이 바람직하다.

도면에서는 제어부(40)가 솔레노이드 밸브(50)와 연결되어 솔레노이드 밸브(50)의 동작을 제어하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라 호스(60) 등에 휘발유의 공급을 차단할 수 있는 별도의 밸브(도시되지 않음)를 설치하여 이를 제어부(40)가 제어할 수 있다. 상기 밸브는 제어부(40)에 의해 솔레노이드 밸브(50)와 균등한 범위에서 동작하는 것은 자명하다. 즉, 상기 밸브와 제어부(40)의 위치변화는 주유의 편의에 맞추어 주유기의 형태에 적절하기 대응하기 위한 것에 불과하다.

본 발명의 실시예에 의한 주유기는 먼저 주유할 차량이 주유기에 접근한 후에 급유구를 열면, 휘발유 주유기의 자기감지 센서(70)가 디젤 승용차의 급유구인 지를 감지한다. 디젤 승용차인 것으로 확인되면, 제어부(40)에 의해 밸브(50)를 차단하고, 경우에 따라 경보음 또는 경보등에 의해 이를 알린다. 그후, 시스템을 리셋(reset)하여, 휘발유 승용차에 휘발유를 급유하기 위하여 준비한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자기감지 센서가 장착된 주유기의 주유노즐과, 자기감지 센서에 대응하여 디젤 승용차의 급유구에 부착된 자성패드를 설명하기 위한 부분적인 단면도이다.

도 2에 의하면, 디젤 승용차의 급유구(100)의 바깥 면에는 자성패드(110)가 둘레를 따라 감싸면서 부착된다. 자성패드(110)는 다양한 형태가 가능하나, 급유구(100)의 둘레에 밀착될 수 있는 유연한 고무자석일 수도 있고, 자성체 잉크로 도포될 수 있다. 자성패드(110)의 두께 및 폭은 자성패드(110)의 자력선과 자기감지 센서(70)의 감지도를 고려하여 결정할 수 있다. 이때, 자성패드(110)는 급유구(100)의 끝 부분에 부착되는 것이 바람직하다.

주유건(62)의 일측에는 디젤 승용차의 급유구(100)에 삽입될 수 있는 정도의 크기를 가지며, 본 발명의 자기감지 센서(70)가 부착된 주유노즐(64)이 있다. 주유건(62)과 주유노즐(64)은 잘 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 자기감지 센서(70)가 부착된 주유노즐(64)은 급유구(100) 내부의 빈 공간으로 삽입되고, 이때 급유구(100)의 자성패드(110)에 의해 발생한 자력선에 의해 변화된 물성을 자기감지 센서(70)가 감지하게 된다. 감지된 정보는 신호선(80)을 통하여 도 1의 제어부(40)로 보내진다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 의한 자기감지 센서로서 MR 소자를 적용했을 때, 혼유를 방지하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다. 도 4는 도 3a 내지 도 3c에 의한 출력전압의 변화를 나타내는 그래프이다. 이때, 주유기의 구조는 도 1을 참조하기로 한다.

도 3a 및 도 4를 참조하면, 여기서는 MR 소자가 급유구(100)로 들어가기 전의 상태를 나타내고 있다. MR 소자는 자기저항 효과를 이용하는 것으로, 그 저항값은 자계에 의해 변화한다. 이때, 자계의 힘에 의해 저항이 변화하지만, 자계의 방향에는 관계가 없다. 이러한 특성을 만족하는 2개의 MR 소자(MR1, MR2)를 선택하여 직렬로 연결하여 MR 소자가 제작되었다.

2개의 MR 소자(MR1, MR2)에 자석으로서 균등한 자계(B₀)를 갖으며, 2개의 MR 소자(MR1, MR2)의 연결부분에 출력단자를 설치하면, 상기 균등한 자계(B₀)의 출력단자에 나타나는 전압을 출력전압(Vo)이라고 부른다. 이때, MR 소자의 양단에 입력전압(Vi)를 가하면, 출력전압(Vo)은 입력전압(Vi)의 대략 절반이 된다. 이 전압을 중간점 전압(Vm)이라고도 한다(a 상태).

도 3b 및 도 4에 의하면, 2개의 MR소자(MR1, MR2)에 각각 다른 강도의 자계가 가해지는 경우에는 소자의 저항은 각각 다르게 되기 때문에 출력전압은 균등한 자계(B₀)에 의한 출력전압(V₀)과 다른 값이 된다. 도시된 바와 같이, MR 소자가 급유구(100)에 삽입되면, 자성패드(110)에 의해 MR 소자 중의 하나인 MR2에 균등한 자계(B₀)보다 강한 자계(B₁)가 가해지고, 다른 MR 소자인 MR1은 균등한 자계(B₀)보다 약한 자계(B₂)를 얻는다.

즉, 2개의 MR소자의 한 쪽인 MR2에 자성패드(110)와 가까워지면, 자성패드(110) 쪽으로 자력선이 치우쳐, MR2에는 MR1보다 큰 자계(B1)가 생겨난다. 이에 따라, MR2의 저항이 증가하고, 출력전압(V₂)이 커지게 된다. 이렇게 되면, MR2의 저항은 다른 소자인 MR1보다도 증가하기 때문에, 출력전압(V₂)은 균등한 자계(B₀)의 출력전압(V₀)보다 커진다(b 상태).

도 3c 및 도 4에 따르면, MR 소자가 급유구(100)로 더 깊이 들어가 감에 따라, MR1에 강한 자계(B₄)가 가해지고, MR2에 약한 자계(B₃)가 가해진다. 이렇게 되면, MR2의 저항은 다른 소자인 MR1보다도 감소하기 때문에, 출력전압(V₃)은 균등한 자계(B₀)의 출력전압(V₀)보다 작아진다(c 상태).

본 발명의 실시예에 의하면, MR 소자와 자성패드(110)에 의해 야기된 자력선의 변화는 출력전압 형태로 변환되어, 그 출력전압은 신호선(80)에 의해 제어부(40)에 전달된다. 제어부(40)는 출력전압을 수용하여, 균등한 자계(B0)일 때의 출력전압과 다르면 솔레노이드 밸브(50)를 이용하여 휘발유의 공급을 차단할 수 있다.

본 발명의 MR 소자에 의한 차량 연료의 혼유 방지장치는 적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 혼유를 방지할 수 있다. 즉, MR 소자는 그 가격이 싸고 전기적인 방식으로 운용되기 때문에 동작불량이 없으며 출력전압에 의해 제어부에서 솔레노이드 밸브와 같은 밸브를 차단하기만 하면 되므로 간단하게 혼유를 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 바람직한 자기감지 센서로 MR 소자를 제시하였으나, 적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 혼유를 방지를 할 수 있으면, 다른 소자도 가능하다. 예컨대, 전류에 대해 수직으로 자기장을 걸면 전압이 발생하는 홀 소자의 경우에도 적은 비용으로 동작불량이 없이 간단하게 혼유를 방지할 수 있으므로, 본 발명에 충분하게 적용할 수 있을 것이다. 하지만, 본 발명의 목적을 고려할 때 MR 소자가 더욱 바람직하다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10; 모터 20; 펌프
30; 유량계 40; 제어부
50; 솔레노이드 밸브 60; 호스
62; 주유건 64; 주유노즐
70; 자기감지 센서 80; 신호선
100; 급유구 110; 자성패드

Claims (7)

1. 휘발유를 주유하기 위한 주유기의 주유노즐에 적어도 하나가 장착되고, 디젤 승용차의 급유구에 부착된 자성패드의 자력선의 영향으로 물성이 변하는 자기감지 센서; 및
   상기 자기감지 센서에 의해 감지된 물성의 변화에 의해 휘발유의 공급을 차단하는 제어부를 구비하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 자기감지 센서는 자기저항 소자(MR 소자)인 것을 특징으로 하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 자기감지 센서는 균일한 자계(B₀)에서 입력전압의 절반인 출력전압을 나타내는 두 개의 상기 자기저항 소자가 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 자성패드는 상기 급유구의 둘레를 감싸며 부착된 것을 특징으로 하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 자성패드는 고무자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 자성패드는 자성체 잉크로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 휘발유의 공급을 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브에 연결된 것을 특징으로 하는 차량 연료의 혼유 방지장치.
   

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