KR20130075049A

KR20130075049A - 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터

Info

Publication number: KR20130075049A
Application number: KR1020110143243A
Authority: KR
Inventors: 김재기
Original assignee: 김재기
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-05

Abstract

본 발명은 고압의 CNG 연료를 1차로 감압하는 조절 기능을 가지고 있는 레귤레이터와 2차로 감압을 할 수 있는 정압조절 기능을 가진 용량의 레귤레이터를 각각 조합하여 사용하는 레귤레이터로, 이때, 스프링이 작동될 때 발상하는 진동을 스프링과 맞닿은 금속 표면으로 전해지는 흐름을 차단하여 진동으로 인한 레귤레이터 내부에 발생하는 소음을 방지하도록 한 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터(3)로, 전자제어장치와; 가스유입구(11)를 통해 들어온 200kgf/㎠의 고압가스를 1차적으로 10kgf/㎠ 이하의 압력으로 감압하기 위한 1차 감압실(10)과; 상기 1차 감압실(100) 내의 압력을 조절하기 위한 압력조절부(20)와; 상기 1차감압실 내에서 감압된 가스를 공급통로(31)를 통해 2차 감압실(30)로 보내기 위한 밸브 개폐수단(40)과; 상기 밸브 개폐수단(40)을 작동시키기 위한 다이어프램부(50)와; 상기 다이어프램부(50)의 작동에 의해 감압된 가스를 릴리프 밸브통로(33)를 통해 엔진으로 보내기 위한 노즐(32)로 구성되며, 상기 압력조절부(20)와 밸브 개폐수단(40)과 다이어프램부(50)에 설치되는 스프링의 끝 단면과 금속 부품이 맞닿는 표면 사이에 진동방지부재(100)가 설치된다.

Description

공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터{gas regulator for vehicle capable of preventing resonance}

본 발명은 CNG(Copmrossed Nature Gas)를 사용하는 레귤레이터에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 고압의 CNG 연료를 1차로 감압하는 조절 기능을 가지고 있는 레귤레이터와 2차로 감압을 할 수 있는 정압조절 기능을 가진 용량의 레귤레이터를 각각 조합하여 사용하는 레귤레이터로, 이때, 스프링이 작동될 때 발상하는 진동을 스프링과 맞닿은 금속 표면으로 전해지는 흐름을 차단하여 진동으로 인한 레귤레이터 내부에 발생하는 소음을 방지하도록 한 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터에 관한 것이다.

일반적으로 압축 천연가스(CNG:Compressed natural gas) 연료를 공급하기 우한 차량용 레귤레이터(Regulator)는 일반적으로 대형 상용차량 등 다양한 차량에 사용되고 있으며, 압축 천연가스가 저장된 탱크로부터 대략 15~250bar 상태의 가스를 엔진의 부하와 탱크압 변화 그리고 주변 운전환경변화에 대응하여 인젝터에서 요구하는 정압을 직접 공급하는 기능을 수행한다.

그리고, 이와 같은 레귤레이터에 의한 유량 및 압력, 온도 특성은 엔진 등 동력원에 직접적인 영향을 주게 됨으로 차량의 성능에 관여하는 주요한 구성이라 할 것이다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 액화석유가스가 저장되는 연료 용기(1), 연료 공급관(2), 레귤레이터(3), 혼합기(미도시) 및 필터(4)를 포함하고 있다.

상기 연료 용기(1)에 저장된 액체 상태의 연료는 연료 공급관(2)을 통해 레귤레이터(3)로 공급된다. 연료는 레귤레이터(3)에서 기화된 다음 혼합기에서 공기와 혼합되어 엔진(5)으로 공급된다.

상기 레귤레이터(3)는 일명 베이퍼라이저(vaporizer)라고도 하며, 액화석유가스를 연료로 사용하는 자동차의 연료공급시스템 중 가장 중요한 부품이다. 이러한 레귤레이터(3)의 구조가 도 2에 도시되어 있다.

이와 같은 종래의 레귤레이터를 도면을 통하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

예를 들면, 고유량 방출 기능이 포함된 가스 감압용 레귤레이터 모듈(이하 '가스 감압용 레귤레이터 모듈'이라칭함)(3)는 도시하지 않은 전자제어장치와, 가스유입구(11)를 통해 들어온 200kgf/㎠의 고압가스를 1차적으로 10kgf/㎠ 이하의 압력으로 감압하기 위한 1차 감압실(10)과, 상기 1차 감압실(10) 내의 압력은 조절하기 위한 압력조절부(20)와; 상기 1차감압실 내에서 감압된 가스를 공급통로(31)(이하, 가스유입실이라 칭함)를 통해 2차 감압실(30)로 보내기 위한 밸브 개폐수단(40)과, 상기 밸브 개폐수단(40)을 작동시키기 위한 다이어프램부(50)와, 상기 다이어프램부(50)의 작동에 의해 감압된 가스를 릴리프 밸브통로(33)를 통해 엔진으로 보내기 위한 노즐(32)로 구성된다(도 2참조).

이때, 다이어프램부(50)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 다이어프램(51)에 삽입 설치되는 스프링 로우시트(52)와, 상기 로우시트(52)에 설치되는 레귤레이션 스프링(53)(이하, 스프링이라 칭함)과, 상기 스프링(53)에 설치되는 스프링 업시트(54)로 구성된다.

또한, 상기 밸브 개폐수단(40)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 셔틀(41)과 이 셔틀을 원상태로 복원하기 시키기 위한 CNG셔틀스프링(42)(이하, 스프링이라 칭함)과, 상기 스프링(42)을 지지하기 위한 CNC 셔틀스프링 업쇼버(43)로 구성되어 있다.

또한, 압력조절부(20)는 도 3c에 도시된 바와 같이, 다이어프램(21)에 설치되는 CNG DP와셔(22)와, 상기 와셔(22)에 설치되는 스프링(23)과 상기 스프링(23)에 설치되는 스프링 시트너트(24)로 구성된다.

이때, 상기 다이어프램부(50)와 밸브 개폐수단(50) 및 압력조절부(20)에 설치되는 스프링과 시트 등이 모두 금속으로 되어 있다.

따라서, 가스유입실을 따라 200kgf/의 고압을 1차적으로 10kgf/ 이하의 압력으로 감압을 하고 가스출구를 따라 다른 레귤레이터의 가스 유입실에 거처서 저압으로 정압조절하는 과정에 있어서, 가스가 흐르는 유로에 조립된 스프링이 압축과 인장을 반복하는데 이때 생기는 진동이 스프링과 맞닿은 금속에 전해져서 레귤레이터 내부의 진동 소음으로 작용하여 전체적으로 제품에 소음 문제가 발생하였다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 스프링이 작동될 때 발상하는 진동을 스프링과 맞닿은 금속 표면으로 전해지는 흐름을 차단하여 진동으로 인한 레귤레이터 내부에 발생하는 소음을 방지하는데에 있다.

본 발명의 목적은 이하 더욱 상세히 설명될 것이며, 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 수단 및 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터는 전자제어장치와; 가스유입구(11)를 통해 들어온 200kgf/㎠의 고압가스를 1차적으로 10kgf/㎠ 이하의 압력으로 감압하기 위한 1차 감압실(10)과; 상기 1차 감압실(10) 내의 압력을 조절하기 위한 압력조절부(20)와; 상기 1차감압실 내에서 감압된 가스를 공급통로(31)를 통해 2차 감압실(30)로 보내기 위한 밸브 개폐수단(40)과; 상기 밸브 개폐수단(40)을 작동시키기 위한 다이어프램부(50)와; 상기 다이어프램부(50)의 작동에 의해 감압된 가스를 릴리프 밸브통로(33)를 통해 엔진으로 보내기 위한 노즐(32)로 구성된 가스 감압용 레귤레이터 모듈(3)에 있어서,

상기 압력조절부(20)와 밸브 개폐수단(40)과 다이어프램부(50)에 설치되는 스프링의 끝 단면과 금속 부품이 맞닿는 표면 사이에 진동방지부재(100)가 설치되어 금속끼리 전달되는 진동의 흐름을 상쇄시켜 공진을 억제하도록 한 것을 특징으로 하며, 상기 진동방지부재는 고무인 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터는 압력을 감압하는 과정에서 스프링은 가스가 흐르는 유로에 조립되고 이때에 스프링 끝단이 레귤레이터 내부의 금속 표면에 맞닿게 된다. 이와 같이 압력을 감압하는 과정에서 스프링은 인장과 압축을 끊임없이 반복하고 동시에 가스의 흐름이 진행되어 내부에 진동이 발생하게 되는데, 이 진동이 금속이 서로 맞닿은 표면을 타고 전해져 레귤레이터 내부의 진동 소음이 발생하여 감압하는 과정에서 발생하는 진동의 흐름을 차단함으로서, 진동으로 인한 제품의 소음 문제점을 방지하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래 압축 천연가스 조를 보인 단면도이다.
도 2는 종래 가스 레귤레이터를 나타낸 단면도이다.
도 3a는 종래 다이어프램부를 나타낸 단면도이고, 도 3b는 밸브 개폐수단을 나타낸 단면도이며, 도 3c는 압력조절부를 나타낸 단면도이다.
도 4은 본 발명에 따른 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터의 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명 진동방지부재가 설치되어 금속끼리 전달되는 진동의 흐름을 상쇄시켜 공진을 억제하도록 상태를 나타낸 도면으로,
도 5a는 본 발명 다이어프램부를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 밸브 개폐수단을 나타낸 단면도이며, 도 5c는 압력조절부를 나타낸 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하에서 동일한 명칭 및 형상에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그에 대한 설명은 생략한다.

본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터(3)는 도시하지 않은 제어장치와; 가스유입구(11)를 통해 들어온 200kgf/㎠의 고압가스를 1차적으로 10kgf/㎠ 이하의 압력으로 감압하기 위한 1차 감압실(10)과; 상기 1차 감압실(10) 내의 압력을 조절하기 위한 압력조절부(20)와; 상기 1차감압실 내에서 감압된 가스를 공급통로(31)를 통해 2차 감압실(30)로 보내기 위한 밸브 개폐수단(40)과; 상기 밸브 개폐수단(40)을 작동시키기 위한 다이어프램부(50)와; 상기 다이어프램부(50)의 작동에 의해 감압된 가스를 릴리프 밸브통로(33)를 통해 엔진으로 보내기 위한 노즐(32)로 구성된 가스 감압용 레귤레이터 모듈(3)로 구성되는 것은 동일하다.

또한, 종래와 마찬가지로 상기 다이어프램부(50)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 다이어프램(51)에 삽입 설치되는 스프링 로우시트(52)와, 상기 로우시트(52)에 설치되는 레귤레이션 스프링(53)(이하, 스프링이라 칭함)과, 상기 스프링(53)에 설치되는 스프링 업시트(54)로 구성된다.

또한, 상기 밸브 개폐수단(40)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 셔틀(41)과 이 셔틀을 원상태로 복원하기 시키기 위한 CNG셔틀스프링(42)(이하, 스프링이라 칭함)과, 상기 스프링(42)을 지지하기 위한 CNC 셔틀스프링 업쇼버(43)로 구성되어 있다.

또한, 압력조절부(20)는 도 5c에 도시된 바와 같이, 다이어프램(21)에 설치되는 CNG DP와셔(22)와, 상기 와셔(22)에 설치되는 스프링(23)과 상기 스프링(23)에 설치되는 스프링 시트너트(24)로 구성된다.

이때, 상기 금속으로 되어 있는 다이어프램부(50)의 스프링(53)과 스프링 업,로우시트(52,53)와, 밸브 개폐수단(40)의 스프링(42)과 셔틀스프링 업쇼버(43)와, 압력조절부(20)의 스프링(23)과 스프링 시트너트(24) 사이에 진동방지부재(100)가 설치되어 금속끼리 전달되는 진동의 흐름을 상쇄시켜 공진을 억제하도록 하였다.

즉, 상기 다이어프램부(50)에 설치되는 진동방지부재(100)는 대부분 원통형상으로 이루어지며 내부에 스프링(23,42,53)이 삽입되기 위한 공간이 형성되며 그 단면은 凹 형상으로 이루어진다.

이때, 상기 진동방지부재(100)는 탄력성이 우수한 고무로 하는 것이 바람직하나, 내구성과 탄력성이 우수한 실리콘이나 우레탄으로 할 수도 있다.

따라서, 본 발명 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터는 압력을 감압하는 과정에서 스프링((23,42,53))은 가스가 흐르는 유로에 조립되고 이때에 스프링 끝단이 레귤레이터 내부의 금속 표면에 맞닿게 된다. 그러면 압력을 감압하는 과정에서 스프링((23,42,53))은 인장과 압축을 끊임없이 반복하고 동시에 가스의 흐름이 진행되어 내부에 진동이 발생하게 되는데, 이 진동이 금속이 서로 맞닿은 표면을 타고 전해져 레귤레이터 내부의 진동 소음이 발생하여 감압하는 과정에서 발생하는 진동의 흐름을 차단함으로서 진동으로 인한 제품의 소음 문제점을 방지할 수가 있는 것이다.

3 : 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터
10 : 몸체 11 : 가스유입구
20 : 압력조절부 21 : 다이어프램
22: CNG DP와셔 23,42,53 : 스프링
24 : 스프링 시트너트 30 :1차 감압실
31 : 공급통로 32 : 노즐
33 : 릴리프 밸브통로 40 : 밸브 개폐수단
41 : 셔틀 43 : CNC 셔틀스프링 업쇼버
50 : 다이어프램부 51 : 다이어프램
52 : 스프링 로우시트 54 : 스프링 업시트
100 : 진동방지부재

Claims

전자제어장치와; 가스유입구(11)를 통해 들어온 200kgf/㎠의 고압가스를 1차적으로 10kgf/㎠ 이하의 압력으로 감압하기 위한 1차 감압실(10)과; 상기 1차 감압실(100) 내의 압력을 조절하기 위한 압력조절부(20)와; 상기 1차감압실 내에서 감압된 가스를 공급통로(31)를 통해 2차 감압실(30)로 보내기 위한 밸브 개폐수단(40)과; 상기 밸브 개폐수단(40)을 작동시키기 위한 다이어프램부(50)와; 상기 다이어프램부(50)의 작동에 의해 감압된 가스를 릴리프 밸브통로(33)를 통해 엔진으로 보내기 위한 노즐(32)로 구성된 가스 감압용 레귤레이터 모듈(3)에 있어서,
상기 압력조절부(20)와 밸브 개폐수단(40)과 다이어프램부(50)에 설치되는 스프링의 끝 단면과 금속 부품이 맞닿는 표면 사이에 진동방지부재(100)가 설치되어 금속끼리 전달되는 진동의 흐름을 상쇄시켜 공진을 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터.
제1 항에 있어서,
상기 진동방지부재는 고무인 것을 특징으로 하는 공진 방지형 차량용 가스 레귤레이터.