KR20170045724A - 물 공급 장치, 그리고 엔진의 연소실 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위해 전기 펌프를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

물 공급 장치, 그리고 엔진의 연소실 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위해 전기 펌프를 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 엔진의 연소실(101) 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 전기 펌프(1)를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 전기 펌프(1)는 메인 물탱크(2)의 유입부와 연결되고, 상기 전기 펌프(1)가 메인 물탱크(2) 내 압력 비해 상승한 압력으로 물을 공급하는 고압 포트를 갖는다. 전기 펌프(1)의 고압 포트는 귀환 라인(51)과 연결되고, 상기 귀환 라인은 흡입 제트 펌프(8)의 추진 제트 연결부 내부와 통하며, 이 경우 흡입 제트 펌프(8)의 흡입 포트는 추가 물탱크(7)와 연결되고, 흡입 제트 펌프(8)의 고압 포트는 메인 물탱크(2)와 연결된다. 전기 펌프(1)는 물이 연소실(101) 내부로 분사되는 경우에 스위치 온되며, 상기 펌프(1)는 또한 물이 연소실(101) 내부로 분사되지 않고 펌핑 동작 시 물이 추가 물탱크(7)로부터 메인 물탱크(2)로 펌핑되어야 하는 경우에 스위치 온된다. 또한, 본 발명은, 엔진의 연소실(101) 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 장치와도 관련이 있다.

Description

물 공급 장치, 그리고 엔진의 연소실 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위해 전기 펌프를 제어하기 위한 방법 및 장치{DEVICE FOR SUPPLYING WATER, AND METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN ELECTRIC PUMP FOR SUPPLYING WATER FOR INJECTING IN A COMBUSTION CHAMBER OF AN ENGINE}

본 발명은, 물을 공급하기 위한 장치, 그리고 각각 엔진의 연소실 내부로 물을 분사하기 위한 목적으로 전기 펌프를 제어하기 위한 방법 및 장치에 기초한다.

엔진의 연소실 내부로의 물 분사는 독일 공개 특허 출원 DE 3928611 A1호로부터 이미 공지되어 있다.

선행 기술에 비해, 본 발명에 따른 물 공급 장치와, 엔진의 연소실 내부로 물을 분사하기 위해 물을 공급하기 위한 전기 펌프를 제어하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 물을 공급하기 위한 전기 펌프를 제어하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 분사에 필요한 물이 들어 있는 메인 물탱크의 재충전이 매우 간단한 장치 및 제어에 의해 수행된다는 장점이 있다. 이와 같은 새로운 재충전을 위해, 본래 제공되는 전기 펌프 외에 다른 전기 작동 요소들은 전혀 불필요하다. 전기 펌프의 펌프 작동의 활성화에 의해, 흡입 젯트 펌프(suction jet pump)를 이용한 펌프 작동이 매우 간단하게 구현될 수 있다. 이 경우, 특히, 상기 흡입 제트 펌프가 펌프 작동의 활성화와 별개로 또 다른 능동 구동 요소들을 전혀 구비하지 않음으로써, 추가의 배선 공정 또는 구동 메커니즘이 생락되는 것이 바람직하다. 이로써 메인 물탱크를 다른 탱크에 들어 있는 물로 매우 간단하게 재충전할 수 있다.

또 다른 장점 및 개선은 종속 특허 청구항들의 특징들에 의해 드러난다. 다기통 엔진에 사용하기 위해, 전기 펌프는 직접 또는 또 다른 고압 펌프를 통해 워터 레일(water rail)과 연결될 수 있으며, 이 워터 레일 내에서 미리 결정된 압력으로 물이 공급된다. 이와 같은 워터 레일은 차후에 복수의 물 분사기에 공급하기에 적합하다. 내연 기관의 흡입관 내부로의 분사는 매우 간단하게 이루어질 수 있다. 또한, 분사는 직접 연소실 내부로 수행될 수도 있으며, 이와 같은 분사 방식은 특히 연소실의 가열된 지점이 즉각 충전되는 장점을 제공해준다.

또 다른 한 가능 방법은, 연료와 물로 이루어진 에멀션(emulsion)을 발생시키는 것이다. 이 방법에서는, 실린더 당 단 하나의 분사 밸브만 사용될 수 있다. 전기 펌프의 오작동을 보정하기 위하여, 특히 귀환 파이프 내에 압력 제한 밸브, 특히 순수 기계식 압력 제한 밸브가 제공될 수도 있다. 전기 펌프가 특히 제어 가능하게 형성됨으로써, 이 전기 펌프는 필요에 따라 스위치 온 및 스위치 오프될 수 있다. 이로써, 펌프의 작동을 위해 불필요한 에너지 소비 및 펌프 작동에 의한 간섭 소음이 회피된다.

펌프는 특히 메인 탱크 내 충전 레벨이 낮은 경우에 스위치 온되며, 다시 말해 펌프 작동이 활성화된다. 더 나아가, 펌프 작동은 다른 물탱크의 충전 레벨에 따라서도 활성화될 수 있다. 이로써, 물이 다른 물탱크로부터 메인 물탱크 내로 펌핑될 수 있는 경우에만, 다시 말해 다른 탱크 내부의 물을 이용할 수 있는 경우에만 펌프 작동이 실시되는 점이 보장된다. 또한, 펌프 작동의 활성화가 차량의 작동 데이터에 의존함으로 인해, 상기 방식의 펌프 작동은, 다른 탱크 내에 있는 더 많은 양의 물을 이용할 수 있는 위상 또는 엔진의 작동 조건으로 인해 펌프 작동의 소음을 더이상 감지할 수 없는 위상에 놓일 수 있다.

본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되고, 이하의 설명에서 더 상세히 기술될 것이다.

도 1 내지 도 3은 엔진에서 이루어지는 물 분사의 다양한 실시예를 나타낸 도면들이다.
도 4는 연소실 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 본 발명에 따른 장치의 도면이다.

도 1에는 엔진, 다시 말해 실린더(10)를 구비한 내연기관이 개략적으로 도시되어 있다. 실린더(10) 내에서는 피스톤(100)에 의해 연소실(101)이 규정된다. 실린더(10) 혹은 연소실(101)에는, 흡입관(11)을 통해 연소를 위한 공기가 공급되고, 연료 인젝터(13)를 통해 실린더(10) 내에서의 연소를 위한 연료가 공급된다. 이때 생성되는 배기 가스는 실린더(10)로부터 배기 가스관(12)을 통해 배출된다. 본 실시예에서는, 도 1에 개략적으로만 도시되어 있는 통상적인 오토 엔진 또는 디젤 엔진이 사용된다. 특히, 공기 유입 밸브 및 배기 가스 배출 밸브와 같은 또 다른 제어 요소들, 흡입관(11)을 통과하는 공기 흐름에 영향을 미치기 위한 수단(예를 들어 스로틀 밸브), 점화 플러그 또는 예열 플러그(glow plug), 그리고 통상적인 오토 엔진 및 디젤 엔진의 다른 요소들은 도시되어 있지 않은데, 그 이유는 이들 요소가 본 발명을 이해하는 데 중요하지 않기 때문이다. 계속해서 도 1에는 흡입관(11) 내부로의 물 분사부가 도시되어 있다. 물 분사부는 물탱크(2)로 형성되고, 이 물탱크는 연결 라인(5)을 통해 전기 펌프(1)와 연결되어 있다. 상기 연결 라인(5)을 통해, 물이 탱크(2)로부터 전기 펌프(1)로 흐를 수 있거나, 전기 펌프(1)에 의해 탱크 외부로 흡입될 수 있다. 연결 라인(5)을 통해 물탱크(2)와 연결되어 있는 전기 펌프(1)의 측을 이하 유입부라 지칭한다. 계속해서, 전기 펌프(1)는 고압 포트를 가지며, 이 고압 포트는 연결 라인(5)을 통해 워터 레일(3)과 연결되어 있다. 워터 레일(3)로서는, 전기 펌프에 의해 물로 충전될 수 있고 가압되는 어큐뮬레이터가 사용된다. 특히 흡입관 내부로의 분사 시에는 압력이 상대적으로 낮기 때문에, 워터 레일(3)이 단일 튜브로도 또는 분할 튜브로도 형성될 수 있다. 이 경우, 워터 레일(3)은 또 다른 연결 라인(5)을 통해, 흡입관(11) 내부로 통하는 물 분사기(4)와 연결된다. 이로써, 탱크(2) 내의 물이 유입부를 통해 전기 펌프(1)에 공급되고, 펌프(1)의 고압 포트에 상승한 압력이 제공된다. 그런 다음, 물은 물 분사기(4)의 상응하는 개구를 통해 흡입관(11) 내부로 분사될 때까지 워터 레일(3) 내에 임시 저장된다.

워터 레일(3)에는, 복수의 실린더(10)에 물을 공급하는 복수의 물 분사기(4)도 연결될 수 있다. 이는 특히, 최근의 자동차에서는 일반적인 다기통 엔진에서, 각각의 실린더에 이들 실린더에 매칭되는 양의 물이 개별적으로 공급될 수 있게 하는 구성이다.

물이 흡입관(11) 내부로 분사됨으로써, 실린더(10)의 연소실(101) 내에서는, 연료 인젝터(13)를 통해 분사된 연료와 함께, 공기, 연료 및 물로 이루어진 혼합물이 형성된다. 그 다음, 디젤 엔진의 경우 점화 플러그에 의해 또는 자연 발화 과정에 의해 야기되는 상응하는 점화를 통해, 실린더(10)의 연소실 내에서 연료 공기 혼합물의 연소가 이루어진다. 상기 공기 연료 혼합물 내에 포함된 물에 의해 실린더(10) 내에 있는 연소실(101)이 효과적으로 냉각되며, 이로 인해 연소 온도가 강하하고, 오토 엔진에 적용 시 노킹(knocking) 현상이 감소한다. 그럼으로써, 오토 엔진의 효율 또는 연비에 긍정적으로 작용하는 최적화된 점화 시점이 가능해진다. 더 나아가, 오토 엔진 및 디젤 엔진의 경우에는, 유해 배기 가스의 발생도 줄어들 수 있다. 그렇기 때문에, 연소실 내부로의 물 공급은, 실린더(10)의 연소실 내에서 이루어지는 연소의 품질에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 조치이다. 이 조치에 의해, 배기 가스의 품질뿐만 아니라 실린더(10)의 열하중, 성능 및 연료 수요에도 긍정적으로 작용할 수 있다.

도 2에도 마찬가지로, 실린더(10)의 연소실 내부로의 물 분사가 수행되는 엔진이 도시되어 있다. 도면 부호 10, 11, 12, 13, 1, 2, 3, 4, 5, 100, 101에 의해서는 다시 도 1에서와 동일한 대상들이 지칭된다. 하지만, 도 1과 달리, 물 분사기(4)는 흡입관(11) 내부와 통하는 것이 아니라 실린더(10)의 연소실(101) 내부와 직접 통하도록 배치되어 있다. 실린더(10)의 연소실 내부로 직접 물을 분사하는 것은 흡입관 내부로 분사하는 것보다 훨씬 더 높은 압력을 요구한다. 물을 흡입관(11) 내부로 분사하는 것은 수 바아(bar)의 낮은 수압으로도 충분하다. 실린더(10)의 연소실 내부로의 분사는, 공기 유입 밸브가 이미 흡입관(11)의 방향으로 폐쇄되어 있고 실린더가 압축 위상에 있을 때 수행될 수 있기 때문에, 물을 연소실 내부로 분사하기 위해서는 200바아 크기의 훨씬 더 높은 압력이 필요하다. 그렇기 때문에, 워터 레일(3) 내에는, 실린더(10)의 연소실 내부로의 직접 분사를 가능하게 하기 위해, 물이 훨씬 더 높은 압력으로 저장되어야 한다. 이를 위해, 전기 펌프(1) 뒤에 고압 펌프(6)가 배치되어 있다. 고압 펌프(6)의 유입부는 연결 라인(5)을 통해 전기 펌프(1)의 고압 포트와 연결되어 있다. 고압 펌프(6)의 고압 포트는 연결 라인(5)을 통해서 워터 레일(3)과 연결되어 있다. 이로써, 엔진의 연소실 내부로 직접 물을 분사할 수 있을 정도로 충분히 높은 압력이 발생하는 구성이 구현된다.

도 3에는 물 분사 시스템을 구비한 엔진의 또 다른 형태가 도시되어 있다. 도면 부호 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13, 100, 101에 의해서는 다시 도 1에서와 동일한 대상들이 지칭된다. 나아가 도 3에는 추가로, 연결 라인(5)을 통해 부스터 펌프(22)와 연결되어 있는 연료 탱크(21)를 구비한 연료 공급 시스템이 도시되어 있다. 부스터 펌프(22)는 연결 라인(5)을 통해 고압 펌프(6)와 연결되어 있다. 이때, 고압 펌프(6)는 연결 라인(5)을 통해 레일(3)과 연결되어 있다. 본 실시예에서, 고압 펌프(6)는 2개의 이송 포트를 가지며, 이 경우 일측 이송 포트는 물을 펌핑하는 전기 펌프(1)와 연결되어 있고, 고압 펌프(6)의 타측 이송 포트는 연료 부스터 펌프(22)와 연결되어 있다. 고압 펌프(6)는 2개의 매질을 펌핑하고, 연소실 내부로 직접 분사하기에 적합한 압력으로 자신의 고압 포트에 2개의 유체로 이루어진 에멀션을 제공한다. 연료와 물은 일반적으로 혼합되지 않기 때문에, 물에 유화제를 첨가함으로써 물과 연료의 혼합에 의해 연료와 물로 이루어진 에멀션이 형성된다. 그런 다음, 상기 에멀션이 레일(3) 내에 상응하는 높은 압력으로 저장되고, 인젝터(4)에 의해 실린더(10)의 연소실(101) 내부로 바로 분사된다. 이로써, 인젝터(4)에 의해 연료와 물이 동시에 연소실(101) 내부로 분사된다.

물을 분사하는 연소 엔진의 또 다른 변형예들도 마찬가지로 가능하며, 이들 변형예는 도 1 내지 도 3에 도시된 엔진의 변형을 통해 도출된다. 예를 들어, 흡입관 내부로의 연료 분사는 마찬가지로 흡입관 내부로의 물 분사와 함께, 또는 실린더 내부로 직접 이루어질 수 있다. 또 다른 변형예로서, 흡입관 내부 및 실린더 내부 모두로의 2중 연료 분사가 사용될 수 있다. 다기통 엔진에서는 일부 실린더만, 특히 높은 열하중을 받는 실린더에만 물 분사가 제공될 수 있다.

도 4에는 이제, 엔진의 연소실(101) 내부로 물을 분사하기 위한 본 발명에 따른 시스템이 도시된다. 편의상 실린더(10), 흡입관(11) 및 배기 가스관(12)을 구비한 엔진은 도시되어 있지 않다. 도면 부호 1, 2, 3 및 4에 의해서는 다시 도 1 내지 도 3에서와 동일한 기능을 가진 동일한 대상들이 지칭된다. 그러나 엔진의 연소실 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 본 발명에 따른 장치는 이전의 도면들에서와 달리, 물탱크(2)뿐만 아니라 다른 물탱크(7)도 추가로 갖는다. 더 명확한 구별을 위해, 물탱크(2)는 이하에서 메인 물탱크라 지칭하고, 물탱크(7)는 추가 물탱크라 지칭한다. 도 4에는, 단 하나의 전기 펌프(1)만 가지며 고압 펌프(6)는 갖지 않는 물 분사 시스템이 도시되어 있다. 이로써, 본 실시예에서는 흡입관(11) 내로의 물 분사 밸브만 다룬다. 시스템이 물을 연소실(101) 내부로 직접 분사하기에 적합하게 설계되었다면, 그에 상응하게 전기 펌프(1) 후방에 추가로 고압 펌프(6)가 제공되어야 하며, 이 고압 펌프는 워터 레일(3)과 연결된다.

도 4에서, 전기 펌프(1)의 고압 포트와 워터 레일(3) 사이의 연결 라인(5)에는 귀환 라인(51)이 연결되어 있다. 이 귀환 라인(51)은 이어서 흡입 제트 펌프(8) 내부로 통하고, 특히 흡입 제트 펌프(8)의 추진 제트 연결부에 연결된다. 계속해서, 흡입 제트 펌프(8)의 흡입 포트가 라인(5)을 통해 추가 물탱크(7)와 연결된다. 흡입 제트 펌프(8)의 고압 포트는 라인(5)을 통해 메인 물탱크(2)와 연결된다. 상기 흡입 제트 펌프(8)의 작용 방식은 다음과 같다: 흡입 제트 펌프(8)에 의해 물이 펌핑되면, 흡입 제트 펌프(8) 내부에서 메인 물탱크(2)의 방향으로의 유동이 형성된다. 이때, 상기 유동이 협착부, 다시 말해 벤튜리 노즐(venturi nozzle)을 통과하면서 압축되어 흡입 제트가 형성되고, 이 흡입 제트는 마찰, 공기 분자 및 물 분자로 인해 탱크(7)로부터 자체적으로 분열되어, 메인 물탱크(2) 내부로도 이송된다. 이로써, 귀환 라인(51)을 통해 안내된 워터 제트에 의해 추가 물탱크(7)로부터 메인 물탱크(2) 쪽으로의 펌핑 작용이 발생한다. 그럼으로써, 충분한 물 흐름이 귀환 라인(51)을 통해 흡입 제트 펌프(8)를 통과하여 안내되면, 흡입 제트 펌프(8)가 추가 탱크(7)의 물을 메인 물탱크(2)로 펌핑하는 작용을 야기한다.

상기와 같은 흡입 제트 펌프의 한 가지 장점은, 이와 같은 흡입 제트 펌프가 가동 요소 또는 작동 요소를 전혀 갖지 않는다는 데 있다. 흡입 제트 펌프의 펌핑 작용은, 간단히 물 흐름이 귀환 라인(51)을 통해 흡입 제트 펌프(8)를 통과하여 메인 물탱크(2)의 방향으로 관류함으로써 구현된다. 따라서 상기 흡입 제트 펌프는 추가 물탱크(7)의 물을 메인 물탱크(2) 내로 펌핑할 수 있는 매우 간단한 요소이다.

전기 펌프(1)는 전기 제어 라인(31)에서 상응하는 신호에 의해 응답하는 제어 장치(3)에 의해 제어되며, 다시 말해 제어 장치(30)의 상응하는 신호에 의해 전기 펌프(1)가 임의로 접속되거나 차단된다. '전기 펌프(1)가 언제 활성화되는가'라는 질문에 대해서는, 엔진의 상이한 작동 모드가 결정적이다. 전기 펌프(1)의 제1 정상 작동 모드는, 엔진이 물 분사에 의해 작동되어야 하는 경우에 필요하다. 따라서, 이와 같은 정상 작동 모드에서는, 전기 펌프(1)가 스위치 온되고, 메인 물탱크(2)의 물을 상응하게 증가한 압력으로 워터 레일(3) 내부로 펌핑한다. 이 모드에서는 상응하는 물 흐름이 귀환 라인(51)을 통해 흡입 제트 펌프(8)를 통과하여 흐르기 때문에, 추가 탱크(7)의 물도 메인 물탱크(2) 내부로 펌핑된다. 이로써, 메인 물탱크(2)에서 배출된 물의 양이 추가 물탱크(7)로부터 메인 탱크(2) 내부로의 물 유입에 의해 적어도 부분적으로 보충된다. 이 경우, 흡입 제트 펌프(8)의 펌프 토출량은 일반적으로, 분사에 의해 메인 물탱크(2)로부터 배출된 물의 양의 일부만 보충되도록 설계되며, 다시 말해 흡입 제트 펌프(8)의 이송 용량은 일반적으로, 메인 물탱크(2)로부터의 평균 배출량이 부분적으로만 보충되도록 설계된다.

연소 엔진이 물 분사에 의해 작동되지 않는 경우, 물 분사 시스템의 또 다른 작동 상태가 제공될 수 있다. 연소실(101) 내부로의 물 분사가 전혀 이루어지지 않으면, 물이 전기 펌프(1)에 의해 워터 레일(3) 내로 이송되지도 않는다. 이와 같은 작동 상태에서 전기 펌프(1)가 활성화되면, 물 흐름이 귀환 라인(51)을 통해 흡입 제트 펌프(8)를 통과하여 이루어지고, 이로써 추가 물탱크(7)로부터 메인 탱크(2) 쪽으로의 펌핑 작용이 발생한다. 따라서, 이와 같은 펌핑 작용은 추가 물탱크(7)의 물을 메인 물탱크(2) 쪽으로 펌핑하는 동작만을 야기한다.

엔진 작동 중에는, 물 분사가 유용한 위상이 물 분사가 유용하지 않은 위상과 교체되기 때문에, 물 분사가 전혀 실시되지 않는 작동 위상은 선택적으로 전기 펌프(1)의 차단을 위해 이용되거나, 순수 펌핑 동작만을 위해 이용될 수 있다. 이로써, 바람직하게는 전기 펌프(1)가 영구적으로 작동되는 것이 아니라 전기 펌프(1)의 작동이 유리한 경우에만 작동되는데, 그 이유는 물이 엔진 내부로 분사되기 때문이거나, 추가 탱크(7)로부터 메인 물탱크(2) 쪽으로 물 펌핑 동작이 수행되어야 하기 때문이다. 이로써, 전기 펌프의 작동을 위한 에너지 소비가 전기 펌프(1)의 상응하는 제어에 의해 절감될 수 있다. 더 나아가, 전기 펌프(1) 또는 흡입 제트 펌프(8)의 이와 같은 작동은 항시 어느 정도의 소음 발생과 결부된다. 물 분사가 실시되는 작동 중에는, 물이 물탱크(2)로부터 워터 레일(3)로 반드시 이송되어야 하기 때문에 상기와 같은 추가 소음을 피할 수 없다. 그러나 순수 펌핑 동작과 관련해서는, 여하간에 엔진에 의한 강한 소음이 발생하게 되는 엔진 또는 자동차의 작동 위상이 사용될 수 있으므로, 엔진이 장착된 자동차의 사용자는 전기 펌프(1) 또는 흡입 제트 펌프(8)의 작동에 의한 추가 소음을 감지할 수 없게 된다. 이로써, 전체 시스템의 소음 발생이 적게 유지될 수 있다.

엔진이 설치된 차량 내에서 추가 탱크(7)는 다양한 수원(water source)으로부터 상기 탱크에 물이 공급되도록 장착된다. 자동차 내 수원은, 예를 들어 증발기에서 응축수가 생성되는 공조 장치의 작동이 수행되는 곳에 있다. 자동차 내에서 물을 얻을 수 있는 또 다른 가능성은 빗물을 수집하는 것이다. 물을 얻을 수 있는 또 다른 가능성은, 엔진의 배기 가스로부터 연소실 내에서 증발된 물을 차량의 배기 가스 시스템에서 다시 응축한 다음 상응하게 추가 물탱크(7)로 안내하는 것이다. 차량의 상응하는 제어 장치에 의해, 예를 들어 여기 도시된 제어 장치(30)에 의해서도, 상응하는 센서 신호를 평가함으로써, 차량이 정말 추가 탱크(7)에 물이 공급되어야 하는 조건에 처해 있는지가 검출될 수 있다. 공조 장치에서는, 예를 들어 온도, 기압 및 습도 그리고 그로부터 공조 장치의 응축기 내부에 침전되는 물의 양이 계산될 수 있다. 윈도우 와이퍼에 전달되는 신호의 평가를 통해, 차량이 호우 상황에 있는지 그리고 이로써 탱크(7)에 빗물이 공급되는지가 검출될 수 있다. 습기, 흡입관(11)에 의해 흡입된 공기, 그리고 연소실(101) 내부로 분사된 물의 양 및 상응하는 엔진 작동 데이터를 토대로, 차량의 배기 가스 장치 내에서 응축수가 발생할 것인지가 계산될 수 있다. 또한, 그 다음에는, 추가 물탱크(7) 내부에 상응하는 양의 물이 포함되어 있는지도 검출될 수 있다.

전기 펌프의 제어는, 추가 물탱크(7) 및 메인 물탱크(2)의 충전 레벨 그리고 엔진의 또 다른 조건들에 따라 수행된다. 예를 들어 메인 물탱크(2)가 저수위 상태만을 갖는다면, 전기 펌프(1)의 제어를 위해 이때 발생하는 소음은, 물탱크(2)가 재충전 없이 비교적 긴 작동 시간을 가능하게 하는 충전 레빌을 갖는 경우보다 덜 강하게 가중된다. 마찬가지로, 자동차의 작동 데이터를 토대로, 물이 주로 추가 물탱크(7) 내부에 존재한다는 것을 예상할 수 없다면, 전기 펌프(1)의 작동은 무의미하다. 대안적으로, 물탱크(2)가 비워질 상황이 임박한 경우에는 항시 펌핑 동작이 활성화되게 할 수도 있다. 메인 물탱크(2) 내 충분한 수위, 전기 펌프(1)에 의한 에너지 소비 저감, 그리고 펌프(1)에 의한 소음 발생 감소와 같은 다양한 요구 조건들을 고려하는 여러 작동 전략을 생각할 수 있다.

도 4에는 추가로, 귀환 라인(51) 및 물탱크(2)와 연결되어 있는 압력 제한 밸브(9)가 도시되어 있다. 전기 펌프(1)의 오작동에 의해 또는 흡입 제트 펌프가 막힌 경우에 레일(3) 내에서 지나치게 높은 수압이 발생하면, 압력 제한 밸브(9)에 의해 귀환 라인(51)과 메인 물탱크(2) 사이에 연결이 형성될 수 있다. 이로써, 압력 제한 밸브(9)의 개방에 의해 워터 레일(3) 내 초과압이 감소할 수 있다. 이와 같은 압력 제한 밸브가 없는 시스템도 가능하다. 압력 제한 밸브(9)는 특정 압력에서 개방되는 순수 기계식 밸브로 형성된다.

도 1 내지 도 4에는, 통상적으로 모든 유체에서 사용되는 입자 방지 필터가 도시되어 있지 않다. 보통은 수중 입자로부터 펌프 또는 밸브를 보호할 목적으로, 각각의 펌프 또는 밸브의 상류에 필터가 배치된다. 본 발명을 이해하는 데 있어서 입자 필터는 불필요하기 때문에, 도 1 내지 도 4에는 입자 필터가 도시되지 않았다.

또한, 도 1 내지 도 4에는, 탱크 내에 충전 레벨 센서가 도시되어 있지 않다. 탱크의 충전 레벨은 레벨 센서, 일반적으로는 플로트(float) 등에 의해서, 또는 탱크 내부로의 유체 유입 및 배출의 모니터링을 통해 결정될 수 있다. 물 유입 및 배출을 추정하여 상기와 같은 충전 레벨 센서 또는 그러한 레벨 센서의 대체물을 선택하는 것은 통상 비용의 관점을 따른 것이므로, 본 발명의 기능에 있어서도 중요치 않다. 이 경우, 비용의 관점에서, 메인 물탱크(2)를 위해서는 레벨 센서를 제공하고, 추가 물탱크(7)의 충전 레벨은 통상 차량의 작동 데이터의 관찰 및 그에 기반하는 추정을 통해 검출하는 것이 적절할 수 있다.

Claims (14)

  1. 메인 물탱크(2)의 유입부와 연결되고 상기 메인 물탱크(2) 내 압력에 비해 상승한 압력으로 물을 공급하는 고압 포트를 갖는 전기 펌프(1)를 구비하며, 엔진의 연소실(101) 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 장치에 있어서,
    상기 전기 펌프(1)의 고압 포트가 귀환 라인(51)과 연결되고, 상기 귀환 라인은 흡입 제트 펌프(8)의 추진 제트 연결부 내부와 통하며, 상기 흡입 제트 펌프(8)의 흡입 포트는 추가 물탱크(7)와 연결되고, 상기 흡입 제트 펌프(8)의 고압 포트는 메인 물탱크(2)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 전기 펌프(1)의 고압 포트가 워터 레일(3)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서, 전기 펌프(1)의 고압 포트는 고압 펌프(6)의 유입부와 연결되고, 고압 펌프(6)의 고압 포트는 워터 레일(3)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 물 분사기(4)가 워터 레일(3)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진의 흡입관(11) 내부로 물을 분사하도록 형성된 것을 특징으로 하는 물 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진의 연소실(101) 내부로 직접 물을 분사하도록 형성된 것을 특징으로 하는 물 공급 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 물과 연료로 이루어진 에멀션을 형성하기 위한 수단을 가지며, 이와 같이 형성된 에멀션을 엔진 내부로 분사하도록 형성된 것을 특징으로 하는 물 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 귀환 라인(51)은 압력 조절 밸브(9)와 연결되며, 상기 압력 조절 밸브(9)는 계속해서 메인 물탱크(2)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 펌프(1)는 제어 장치(30)에 의해 제어될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
  10. 엔진의 연소실(101) 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 전기 펌프(1)를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 전기 펌프(10)가 메인 물탱크(2)의 유입부와 연결되고, 상기 메인 물탱크(2) 내 압력에 비해 상승한 압력으로 물을 공급하는 고압 포트를 갖는, 전기 펌프 제어 방법에 있어서,
    상기 전기 펌프(1)의 고압 포트가 귀환 라인(51)과 연결되고, 상기 귀환 라인은 흡입 제트 펌프(8)의 추진 제트 연결부 내부와 통하며, 상기 흡입 제트 펌프(8)의 흡입 포트는 추가 물탱크(7)와 연결되고, 상기 흡입 제트 펌프(8)의 고압 포트는 메인 물탱크(2)와 연결되며,
    전기 펌프(1)는 물이 연소실(101) 내부로 분사되는 경우에 스위치 온되며, 상기 펌프(1)는 또한 물이 연소실(101) 내부로 분사되지 않고 펌핑 동작 시 물이 추가 물탱크(7)로부터 메인 물탱크(2)로 펌핑되어야 하는 경우에 스위치 온되는 것을 특징으로 하는, 전기 펌프 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 펌핑 동작은 메인 탱크(2)의 충전 레벨에 따라 활성화되는 것을 특징으로 하는, 전기 펌프 제어 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 펌핑 동작은 추가 물탱크(7)의 충전 레벨에 따라 활성화되는 것을 특징으로 하는, 전기 펌프 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 추가 물탱크(7)의 충전 레벨은 상기 추가 물탱크(7)가 설치된 차량의 작동 데이터를 토대로 결정되며, 차량의 작동 데이터로서 차량의 공조 장치의 데이터, 차량의 주변 환경 조건 또는 차량 엔진의 작동 데이터가 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 펌프 제어 방법.
  14. 엔진의 연소실(101) 내부로 분사하기 위한 물을 공급하기 위한 전기 펌프(1)를 제어하기 위한 장치로서, 상기 전기 펌프(1)가 메인 물탱크(2)의 유입부와 연결되고, 상기 메인 물탱크(2) 내 압력에 비해 상승한 압력으로 물을 공급하는 고압 포트를 갖는, 전기 펌프 제어 장치에 있어서,
    상기 전기 펌프(1)의 고압 포트가 귀환 라인(51)과 연결되고, 상기 귀환 라인은 흡입 제트 펌프(8)의 추진 제트 연결부 내부와 통하며, 상기 흡입 제트 펌프(8)의 흡입 포트는 추가 물탱크(7)와 연결되고, 상기 흡입 제트 펌프(8)의 고압 포트는 메인 물탱크(2)와 연결되며,
    물이 연소실(101) 내부로 분사되는 경우에 전기 펌프(1)를 스위치 온하고, 또한 물이 연소실(101) 내부로 분사되지 않고 펌핑 동작 시 물이 추가 물탱크(7)로부터 메인 물탱크(2)로 펌핑되어야 하는 경우에 상기 펌프(1)를 스위치 온하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 물 공급 장치.
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