KR20170139014A - 개선된 엔진 선능 및 감속된 배출물을 위한 연료 온도 균질화를 구비한 통합형 천연가스 흐름 조정 시스템 - Google Patents

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Abstract

유체 압력 조정(regulation) 및 조절(conditioning) 모듈은, 유체 입구, 유체 출구, 유체 입구와 출구 사이의 유체 흐름 경로를 구비하는 금속 매니폴드; 상기 금속 매니폴드에 조립되고, 상기 모듈에서 나오는 상기 유체의 압력을 조정하기 위해 상기 유체 흐름 경로를 따라 배치되는 압력 레귤레이터; 및 필터 조립체를 포함한다. 상기 금속 매니폴드는 외부 공급된 열교환 매체로 상기 금속 매니폴드를 가열하기 위해, 열교환 매체 입구와 출구 사이의 열교환 매체 흐름 경로를 더 구비한다. 상기 필터 조립체는 금속 필터 하우징과, 상기 금속 필터 하우징 내에 수용되는 필터 요소를 구비하고, 상기 금속 필터 하우징은 상기 금속 매니폴드와 직접 열접촉하여 상기 금속 매니폴드 내에서뿐만 아니라 상기 금속 필터 하우징 내에서 상기 유체의 가열을 위해 상기 금속 매니폴드로부터의 열이 상기 금속 필터 하우징으로 흐를 수 있다.

Description

개선된 엔진 선능 및 감속된 배출물을 위한 연료 온도 균질화를 구비한 통합형 천연가스 흐름 조정 시스템{INTEGRATED NATURAL GAS FLOW REGULATION SYSTEM INCLUDING FUEL TEMPERATURE HOMOGENIZATION FOR IMPROVED ENGINE PERFORMANCE AND REDUCED EMISSIONS}
본 출원은 2015년 4월 20일자로 출원된 미국 가출원 62/149,889호를 우선권으로 하며, 그 내용은 본원에 참고로 편입된다.
본 발명은 천연가스 공급형 내연기관 내의 개선된 엔진 선능 및 감속된 배출물을 위한 천연가스(NG) 온도의 연료 압력 조정 및 조절을 위한 시스템 내에 다수의 구성요소를 통합하는 것에 관한 것이다.
천연가스 차량(NGV)용 연료로서 천연가스(NG)는 액화 상태(LNG) 또는 압축 가스 상태(CNG)로 차량에 저장될 수 있다. 연료 운송, 분사 및 연소와 호환가능하기 위해, NG는 저장 상태(고밀도)에서 감소된 압력의 가스상 상태, 충분히 높은 온도 및 비파괴적 청정 레벨로 조절되어야 한다. 조절(conditioning)에는, 증발, 여과, 압력 감소 및 가열이 포함될 수 있다.
현재, NGV 시스템은 피팅 및 호스에 의해 결합되는 일련의 비통합형 연료 조절 장비를 구비한다. 이러한 접근은 다수의 누설 지점을 포함하는 보잡하고 큰 엔벌로프, NGV 연료 시스템을 이용하는 산업 실무로 이어지고 있다.
연료 가열은 통상적으로 압력 레큘레이터 바디 내에서만 발생하여, 압력 조정 지점의 하류에서의 연료 가열이 강조된다. 이러한 연료 온도 조절의 방법이 하류의 장비의 낮은 온도 작동 제한점에 대한 구속에 대한 관심을 해결할 수 있지만, 이러한 무분별한 가열 방법은 엔진에 제공된 연료 밀도 범위를 제한하지 못한다.
일반적인 NGV에서, NG는 특정한 비교적 안정된 압력에서 인젝터로 공급된다. 현재 시장에서는 기대된 사전설정 압력으로부터의 최소한의 편차로 NG를 제공하는 것으로서 양호한 연료 관리 시스템을 정의한다. 이러한 접근은 연료 밀도에 2가지의 결정적 원인 중 하나에 대한 효과를 감소시키는 작용을 한다. 압력은 연료 레일에서 측정되고, 이러한 값은 연료 수요와 함께 각각의 인젝터가 개방하는 지속기간을 결정한다. 연료 밀도에 대한 다른 원인, 즉 온도가 설명되지만, 엔진 켈리브레이션의 정확도, 및 엔진의 일시적인 연료 수요 하에서 연료 레일 온도 센서의 응답 시간에 의해 제한된다. 따라서, 온도 센싱에 대한 비동시적인 특성과 함께 엔진 켈리브레이션에서의 결함은 비이상적인 공연비에 대한 간헐적인 에피소드에 기여하여, 파워 손실, 열악한 구동성 및 불완전 연소(증가된 배출물)를 초래한다.
본 발명은 여과(고압 및 저압), 가열, 흐름 차단, 압력 조정, 압력 센싱, 온도 센싱 및 과압으로부터의 연료 레일의 보호의 기능 중 일부 또는 그 모두를 단일의 시스템에 통합하는 NGV 연료 관리 시스템을 제공한다. 더욱이, 상기 시스템은 개선된 성능 및 감소된 배출물을 위한 엔진 캘리브레이션의 최적화를 가능하게 하는 더 엄격한 범위 내에서 모듈로부터 나온 천연가스의 온도가 능동적으로 제어되도록 설계된다.
본 발명에 따른 통합형 연료 관리 시스템은,
다른 구성요소가 직접 장착되는 매니폴드 블록을 특징으로 하는 통합형 NGV 연료 관리 시스템;
개선된 엔진 성능을 위한 연료 온도 관리 및 균질화;
라디에이터 유체로 가열되는 고압 콜레싱 필터(coalescing filter);
가열된 연료 관리 모듈;
모듈 내의 NG의 고압 예열;
근접 결합된 모듈에 의한 NG의 저압 후열(post heating);
시스템 내의 정적 및 동적 시일과 같은 중요 구성요소가 장치의 개선된 성능 및 내구성을 위한 최적의 온도 환경에서 작동하돌옥 설계된 시스템 내의 천연가스 및 라디에이터 유체 흐름 경로; 및/또는
시일, 파스너, 조인트, 연결부 또는 임의의 침투성 경계부를 사용하지 않고서 유체가 천연가스로부터 격리되는 시스템 내의 엔진 자켓 유체 흐름 경로
중 하나 이상을 특징으로 한다.
본 발명은 하기의 기능 중 일부 또는 그 모두를 단일의 시스템 내에 통합하는 NGV 연료 관리 시스템을 제공한다.
여과(filtration): 상기 모듈은 입구 연결부의 바로 하류에 고압 콜레싱 필터를 구비할 수 있고, 압력 감소 레귤레이터 상의 바로 하류에 저압 콜레싱 필터를 구비할 수 있다.
가열(heating): 상기 모듈은 엔진 냉매 유체를 위해 특정 설계된 흐름 경로를 구비할 수 있다. 고온 엔진 냉매 유체는 엔진 자켓으로부터 모듈에 도달하고, 모듈 및 그에 따른 모듈 내의 내부 시일뿐만 아니라 모듈을 통해 흐르는 천연가스의 온도를 증가시키는 에너지원을 제공하여, 저온의 부정적 효과에 대해 시일을 보호한다. 라디에이터 유체 흐름 경로는 매니폴드의 알루미늄(또는 스테인리스강) 매니폴드 바디와 엔진 냉매 유체 사이의 에너지 전달을 위한 최적화된 표면적을 제공할 수 있는 구성가능한 통로뿐만 아니라, 입구 및 출구 연결부를 구비한다. 바람직하게,엔진 냉매 유체 경로는 엔진 냉매 유체와 천연가스 사이의 시일에 대한 필요성을 제거하고, 2가지 유체의 교차 오염에 대한 잠재성을 제거하는 모듈의 내벽에 의해 모듈 내에서 그 전체 범위를 따라 NG 유체 경로로부터 격리된다.
흐름 차단(flow shut off): 상기 모듈은 12 또는 24V에서 작동할 수 있는 솔레노이드를 구비할 수 있다. 바람직하게, 이러한 솔레노이드 밸브는 고압 경계부 내에서 압력 레귤레이터의 바로 하류에 제공된다.
압력 조정(pressure regulation): 상기 모듈은 단일 스테이지 피스톤 레귤레이터를 구비할 수 있다.
압력 센싱(pressure sensing): 상기 모듈은 압력 레귤레이터의 상류 및/또는 하류에 압력 센서를 구비할 수 있다.
온도 센싱(temperature sensing): 상기 모듈은 압력 레귤레이터의 상류 및/또는 하류에 온도 센서에 대한 대비를 구비할 수 있다.
연료 레일 과압으로부터의 보호(protection from fuel rail over-pressurization): 상기 모듈은 압력 레귤레이터의 하류에 압력 릴리프 밸브(PRV) 또는 그 동등물을 구비하여, 저압 경계부가 과압되지 않게 보장할 수 있다.
이전 수행되는 것보다 더 긴 경로에 걸쳐 유입되는 가스를 가열하기 위한 가열식 매니폴드 하우징과 열전도성이 있는 필터 하우징을 갖는 유닛 내로로의 필터의 통합. 또한, 열교환 유체는 중실형 벽에 의해 그리고 시일의 사용 없이 가스로부터 격리된다.
따라서, 본 발명은, 유체 압력 조정(regulation) 및 조절(conditioning) 모듈로서, 유체 입구, 유체 출구, 및 상기 유체 입구와 상기 유체 출구 사이의 유체 흐름 경로를 구비하는 금속 매니폴드로서, 상기 금속 매니폴드는 외부 공급된 열교환 매체로 상기 금속 매니폴드를 가열하기 위해, 열교환 매체 입구, 열교환 매체 출구, 및 상기 열교환 매체 입구와 열교환 매체 출구 사이의 열교환 매체 흐름 경로를 더 구비하는, 상기 금속 매니폴드; 상기 금속 매니폴드에 조립되고, 상기 모듈에서 나오는 상기 유체의 압력을 조정하기 위해 상기 유체 흐름 경로를 따라 배치되는 압력 레귤레이터; 및 상기 압력 레귤레이터의 상류에 있는 필터 조립체로서, 상기 필터 조립체는 금속 필터 하우징과, 상기 금속 필터 하우징 내에 수용되는 필터 요소를 구비하고, 상기 금속 필터 하우징은 상기 금속 매니폴드와 직접 열접촉하여 상기 금속 매니폴드 내에서뿐만 아니라 상기 금속 필터 하우징 내에서 상기 유체의 가열을 위해 상기 금속 매니폴드로부터의 열이 상기 금속 필터 하우징으로 흐를 수 있는, 상기 필터 조립체를 포함하는, 유체 압력 조정 및 조절 모듈을 제공한다.
본 발명의 또 다른 관점에 의하면, 유체 압력 조정 및 조절 모듈로서, 유체 입구, 유체 출구, 및 상기 유체 입구와 상기 유체 출구 사이의 유체 흐름 경로를 구비하는 매니폴드로서, 상기 매니폴드는 외부 공급된 열교환 매체로 상기 유체 흐름 경로를 따라 흐르는 유체를 가열하기 위해, 열교환 매체 입구, 열교환 매체 출구, 및 상기 열교환 매체 입구와 열교환 매체 출구 사이의 열교환 매체 흐름 경로를 더 구비하는, 상기 매니폴드; 상기 매니폴드에 조립되고, 상기 모듈에서 나오는 상기 유체의 압력을 조정하기 위해 상기 유체 흐름 경로를 따라 배치되는 압력 레귤레이터; 상기 압력 레귤레이터의 상류에 있는 필터 조립체로서, 상기 필터 조립체는 금속 필터 하우징과, 상기 금속 필터 하우징 내에 수용되는 필터 요소를 구비하는, 상기 필터 조립체; 및 상기 필터 조립체로부터 상기 압력 레귤레이터로 유체를 제어하기 위해 상기 매니폴드에 조립되는 흐름 제어 밸브를 포함하는, 유체 압력 조정 및 조절 모듈을 제공한다.
본 발명의 또 다른 관점에 의하면, 천연가스 차량은 내연기관, 액화 또는 압축 천연가스를 위한 저장기, 및 유체 압력 조정 및 조절 모듈을 포함하며, 상기 모듈은 상기 내연기관으로의 통과 전에 상기 저장기로부터 수용된 액화 또는 압축 천연가스를 조정 및 조절한다.
본 발명의 전술한 특징 및 다른 특징은 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예에서 상세하게 기술된 청구범위, 하기의 설명 및 첨부한 도면에 충분히 기술되어 있다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 원리가 채용될 수 있는 각종 방식 중 일부이다. 본 발명의 다른 목적, 이점 및 특징은 도면과 참께 고려될 때 본 발명의 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 연료 관리 모듈에 대한 정면도,
도 2는 모듈의 측면도,
도 3은 모듈의 평면도,
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 모듈의 단면도,
도 5는 연료 온도 균질화에 대한 모듈의 효과를 나타내는 그래프와 관련된 모듈의 개략도.
도면, 우선 도 1-4를 상세하게 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 연료 관리 모듈은 참조부호 10으로 나타낸다. 상기 모듈은 차량 내의 개선된 엔진 성능 및 감소된 배출물을 위한 천연가스(NG) 온도의 연료 압력 조정 및 조절을 위한 천연가스 차량(NGV)(도 4에서 점선 12로 나타냄) 상에 이용하도록 의도된다. 모듈(10) 및 그와 관련된 시스템 그리고 방법이 NGV 내의 NG 조절에 관해 기술되어 있지만, 상기 모듈, 시스템 및 방법이 NG 이외의 유체를 이용하는 다른 적용을 가질 수 있음이 당업자에게 이해될 것이다.
모듈(10)은 NG 연료의 조절을 위해 이용되는 구성요소 및 서브시스템을 수용하는 매니폴드(20)(또는 더욱 구체적으로 단일의 매니폴드 블록)로 구성된다. 바람직하게, 매니폴드(12)는 알루미늄 또는 예컨대 스테인리스강과 같은 적어도 15 W/(mK)의 25℃에서 바람직하게 열전도성을 갖는 또 다른 적절한 재료로 제조된다.
모듈(20) 내에는 필터 요소(26)와, 매니폴드(12)에 장착되는 필터 하우징(보울로도 부름)을 구비하는 필터 조립체(24)가 통합된다. 필터 하우징은 필터 요소가 필요에 따라 교체될 수 있도록 매니폴드에 제거가능하게 부착된다. 도시한 실시예에서, 필터 하우징은 매니폴드의 하측부에서 나사산 형성된 보어 내에 나사산 결합하도록 그 상단부에 나사산 결합된다.
더 상세하게 후술되는 이유로, 필터 하우징(28)은 바람직하게 알루미늄 또는 예컨대 스테인리스강과 같은 적어도 15 W/(mK)의 25℃에서 열전도성을 갖는 또 다른 적절한 재료로 제조된다. 더욱이, 필터 하우징은 매니폴드와 열전도성 관계에 있으므로, 고압 여과를 제공할 뿐만 아니라 고압 천연가스의 열적 조절을 위해 매니폴드로부터 필터 하우징으로 열이 흐를 수 있다.
필터 요소(26)는 콜레싱 필터 요소(coalescing filter element)일 수 있다. 도시한 실시예에서, NG는 필터 요소 내부로부터 외부로 흐른다. NG 내에 함유된 임의의 물은 합쳐져서 필터 하우징(28)의 하부로 흐른다. 필터 하우징은, 필터 하우징로부터의 포획된 물을 드레인하도록 제거될 수 있는 하부 플러그(30)를 구비할 수 있다.
특히 도 4를 참조하면, 매니폴드(20)는 천연가스를 위한 입구 포트(30)와 출구 포트(32)를 갖는다. 입구 및 출구 포트는 가스 흐름 라인으로의 편리한 연결을 제공하도록 그 내에 나사산 형성된 피팅(34, 36)을 가질 수 있다. 입구 포트는 라인(40)으로서 액화 또는 압축 천연가스를 위한 공급부/저장부(38)에 연결되는 한편, 출구 포트는 라인(44)으로서 천연가스 내연기관(42)에 연결될 것이다.
입구 포트(30)가 필터 요소(26)의 내부로 연장되는 중앙 튜브(48)와 연통함으로써, 필터 요소에 들어가는 천연가스는 필터 요소의 관형 필터 매체부의 길이를 따라 대략 중간에 도입될 것이다. 중앙 튜브는 매니폴드(20) 내의 하부 보어 내에 나사산 결합되거나, 또는 이와는 달리 매니폴드에 고정될 수 있다.
필터 요소(26)는, 그 상단부에, 중앙 튜브(48)의 외경으로 밀봉하는 환형 시일(50)을 갖는다. 상기 시일은 필터 요소를 둘러싸는 필터 하우징(28)의 반경방향 외측으로 이격된 벽과 필터 요소의 외부 사이에 형성된 환형 영역(56)으로부터 필터 요소의 내부(54)를 격리시킨다.
필터 요소(26)의 하단부는 필터 하우징(28)의 하부벽에 인접하는 절두원추형 형상의 하부 차폐 부재(60)를 갖는다. 절두원추형 차폐 부재의 상단부는 필터 하우징의 상부 영역으로부터 필터 하우징의 하부 영역으로 흐르는 물을 위한 좁은 환형 통로를 형성하는 한편, 천연가스 차량이 돌출부 위로 갈 때 발생할 수 있는 물의 스플래싱(splashing)을 하부 영역에서 환형 영역(56) 내로 최소화한다.
환형 영역(56)은 매니폴드의 하부로 개방하는 매니폴드(20) 내의 통로(62)와 연통한다. NG는 필터 조립체(24)로부터 종래 타입일 수 있는 압력 레귤레이터 조립체(66)로 흐를 것이다. 압력 레귤레이터로의 흐름 속도는 흐름 제어 밸브(68) 및 특히 차량 내의 적절한 제어기에 연결될 수 있는 솔레노이드 작동식 밸브에 의해 제어될 수 있다. 압력 레귤레이터에서 나오는 흐름은 NG 내연기관(42)에 연결되는 출구 포트(32)로 통과한다.
일부 적용에서, 흐름 제어 밸브(68)는 내연기관으로의 NG의 흐름을 차단하기 위한 차단 밸브로서 단순히 기능할 수 있다. 바람직하게, 흐름 제어 밸브는 매니폴드 내에 나사산 결합된 카트리지 밸브이다.
한편으로, 압력 레귤레이터 조립체(66)는 매니폴드(20)의 상부로 개방하는 보어(72) 내에 직접 조립될 수 있다. 특히, 압력 레귤레이터 조립체는 매니폴드의 보어(72) 내에서의 축방향 운동을 위해 안내되는 피스톤(74)를 구비할 수 있고, 상기 피스톤은 압력 레귤레이터의 미터링 밸브(76)를 작동시킨다. 보어의 외측 단부(상단부)는 커버(78)에 의해 폐쇄될 수 있고, 레귤레이터 스프링(80)은 도시한 바와 같이 커버와 피스톤 사이에 개재될 수 있다.
더욱이, 모듈(10)은 그 내에서 압력 릴리프 밸브(84)를 통합할 수 있고, 이는 바람직하게 매니폴드를 통해 가스 흐름 통로와 연통하는 매니폴드 내의 나사산 형성된 보어 내에 나사산 결합되는 카트리지 릴리프 밸브이다. 압력 릴리프 밸브는 엔진의 연료 레일을 과압으로부터 보호할 수 있다.
더욱이, NG 전달 시스템을 제어하는 제어기에 피드백을 제공하기 위한 압력 및 온도 센서를 포함하는 각종 센서가 모듈(10) 내에 통합될 수 있다. 특히, 카트리지 압력 센서(86)는 흐름 제어 밸브와 압력 레귤레이터 사이의 라인 내의 압력을 감지하기 위해 매니폴드 내에 나사산 결합된다. 압력 레귤레이터 밸브(76)의 하류의 감소된 압력을 감지하기 위해서는 또 다른 플러그 센서(88)가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 모듈(10)은 천연가스의 낮은 온도를 제어하기 위한 통합형 가열 시스템을 구비한다. 가열 시스템은 입구 포트(92)와 출구 포트(94) 사이에서 연장되는 매니폴드 내의 열교환 유체(본원에서 열교환 매체로도 부름) 흐름 경로(90)를 구비한다. 열교환 매체 흐름 경로는 매니폴드의 효과적인 가열을 위해 매니폴드와 열교환 매체 사이의 소정량의 표면적을 제공하도록 구성될 수 있다.
흐름 경로(90)를 형성하는 열교환 매체 통로(들)는 매니폴드를 통해 천연가스 흐름 통로 매체로부터 매니폴드(20)의 금속 내벽에 의해 격리됨으로써, 한편으로 천연가스와의 열교환 유체의 임의의 오염과, 다른 한편으로 열교환 유체와의 천연가스의 임의의 오염을 방지한다. 이는 임의의 시일에 대한 필요성을 없이 영향을 받는다.
매니폴드 내의 열교환 통로(90)는 엔진(42)의 워터 자켓으로부터 엔진 냉매 유체를 수용할 수 있다. 자켓수(jacket water) 또는 엔진 냉매는 (엔진 온도계에 의해 제어되는) 비교적 일정한 온도에서 에너지원을 제공한다. 이러한 에너지원은 매니폴드를 위한 고온을 확립하여 유지하는데 이용된다. 이러한 에너지는 금속 매니폴드(20)를 통해 전도되어 매니폴드와 접촉하는 천연가스뿐만 아니라 모듈의 밸런스로 전해진다. 상술한 바와 같이, 라디에이터 유체 흐름 경로는 모듈의 내벽에 의해 NG 트랙으로부터 격리되어, 시일, 파스너, 조인트, 연결부 또는 임의의 침투성 경계부의 사용 없이 천연가스로부터 유체가 격리되도록 설계된다.
더욱이, 상기 시스템 내에서 전도되는 열은 모듈 내의 피스톤 시일(96)과 같은 내부 시일의 특정한 영역에 유용하게 제조됨으로써, 시일이 밀봉 기능을 제공하고 저온의 부정적인 영향(밀봉 성능의 열화-신뢰성 및 내구성)에 대해 보호하게 한다.
모듈(10) 내의 필터 조립체(24)의 통합은 가열된 매니폴드 블록(20)으로부터 필터 하우징(28)으로 직접 열전달이 발생하게 하는 점에서 특정한 중요성을 갖는다.
작동시에, 압축 또는 액화 천연가스는 온보드 연료 저장 하부구조체(38)로부터 모듈(10)의 입구(30)로 공급된다. 연료 시스템 내의 이러한 지점에서, 천연가스의 온도는 (CNG 시스템을 위한) 주위 온도 또는 (LNG 시스템을 위한) NG의 비등점에 가깝다.
레귤레이터 시스템의 통합부인 필터 조립체(24)는 가열된 매니폴드(20)로부터 필터 하우징(28)로 열전달이 발생하게 한다. 열의 형태인 에너지는 이들 2가지의 구성요소를 결합하는 나사산 형성된 연결부를 통해 매니폴드로부터 필터 하우징으로 전달된다. 그 다음, 이러한 에너지는 필터 보울의 큰 내부 표면적으로 인해 높은 속도로 NG로 전달된다. 그 결과는 몇 가지의 설계 이점을 확립하는 온도에 대한 영향력 있는 증대이다.
1. 압력 조정 지점 전의 제어된 온도 열원에 의한 NG의 실질적인 가열은, 환경적 온도에도 불구하고, 최소화된 변동을 갖는 상기 열원(엔진 자켓수)의 온도 근방의 NG의 온도를 상승시키도록 작용한다.
2. 솔레노이드 밸브 및 시트 조립체 필터에서의 얼음 형성에 대한 잠재성이 감소된다.
3. 상기 모듈은 전기 히터와 같은 추가적인 열원 없이 가스로의 증가된 레벨의 열전달을 갖는다.
4. 필터 요소 내의 가스 내에 존재하는 임의의 습기에 대한 결빙은 제거되지 않는다면 감소된다.
5. 엔진 가스 인젝터로의 하류에서의 얼음 입자 형성 및 이동은 제거되지 않는다면 감소된다.
도 5는, 연료 온도 균질화에 대한 온보드 연료 관리 모듈에 대한 효과를 도시한다. 상측 온도 그래프의 좌측에서, 상측 밴드(100)가 유입하는 압축가스의 기대되는 온도 범위를 나타내는 한편, 하측 밴드(102)는 유입하는 액화가스의 기대되는 온도 범위를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 상기 밴드들이 가열된 필터 조립체 및 그 다음 가열된 매니폴드를 통해 NG가 흐름에 따라 실질적으로 좁아집으로써, 모듈에서 나오는 저압 NG의 온도는 그래브의 우측에서 실질적으로 더 좁은 범위에 있다.
마찬가지로, 더 낮은 밀도 그래프의 좌측에서, 하측 밴드(106)가 유입하는 압축가스의 기대되는 밀도 범위를 나타내는 한편, 상측 밴드(108)는 유입하는 액화가스의 기대되는 밀도 범위를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 상기 밴드들이 가열된 필터 조립체를 통해 NG가 흐름에 따라 수렴함으로써, 그래프의 우측에서 모듈에서 나오는 저압 NG의 밀도는 모듈이 더 높은 온도의 압축가스 또는 더 낮은 온도의 액화가스를 수용하는지의 여부에 관계없이 본질적으로 동일하다.
본 발명이 소정의 바람직한 실시예에 관하여 도시되고 설명되지만, 본 명세서 및 첨부된 도면을 읽고 이해한 바에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 균등한 변경 및 수정이 발생될 것이라는 점이 명백하다. 특히, 상술한 요소들에 의해 수행된 다양한 기능에 관하여, 이러한 요소들을 설명하는데 이용된 용어("수단"에 대한 참조를 포함)는, 달리 표시되지 않는 한, 본 명세서에서 나타낸 예시적인 실시예 또는 실시예들에서 기능을 수행하는 개시된 구조에 구조적으로 균등하지 않더라도, 설명한 요소(즉, 기능적으로 균등한 것)의 특정 기능을 수행하는 임의의 요소에 대응하도록 의도된다. 또한, 본 발명의 특정 특징은 단지 하나 이상의 여러 예시된 실시예에 대하여 상술되었을 수 있지만, 이러한 특징은, 임의의 주어지거나 또는 특정의 애플리케이션에 대하여 바람직하고 유익할 수 있는 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims (18)

  1. 유체 압력 조정 및 조절 모듈(fluid pressure regulation and conditioning module)에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 상기 유체 입구와 상기 유체 출구 사이의 유체 흐름 경로를 구비하는 금속 매니폴드로서, 상기 금속 매니폴드는 외부 공급된 열교환 매체로 상기 금속 매니폴드를 가열하기 위해, 열교환 매체 입구, 열교환 매체 출구, 및 상기 열교환 매체 입구와 열교환 매체 출구 사이의 열교환 매체 흐름 경로를 더 구비하는, 상기 금속 매니폴드;
    상기 금속 매니폴드에 조립되고, 상기 모듈에서 나오는 상기 유체의 압력을 조정하기 위해 상기 유체 흐름 경로를 따라 배치되는 압력 레귤레이터; 및
    상기 압력 레귤레이터의 상류에 있는 필터 조립체로서, 상기 필터 조립체는 금속 필터 하우징과, 상기 금속 필터 하우징 내에 수용되는 필터 요소를 구비하고, 상기 금속 필터 하우징은 상기 금속 매니폴드와 직접 열접촉하여 상기 금속 매니폴드 내에서뿐만 아니라 상기 금속 필터 하우징 내에서 상기 유체의 가열을 위해 상기 금속 매니폴드로부터의 열이 상기 금속 필터 하우징으로 흐를 수 있는, 상기 필터 조립체
    를 포함하는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 흐름 경로와 상기 열교환 매체 흐름 경로는 상기 금속 매니폴드의 내부 금속벽에 의해 그 각각의 전체 길이를 따라 서로 분리되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 필터 하우징은 상기 매니폴드의 대응하는 나사산부와 나사 결합을 위한 나사산 단부를 갖는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 레귤레이터는 제거가능한 커버에 의해 폐쇄되는 상기 매니폴드 내의 보어 내에 조립되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 조립체와 상기 압력 레귤레이터 사이에 개재되는 유체 흐름 제어 밸브를 더 포함하는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유체 흐름 제어 밸브는 상기 금속 매니폴드 내로 나사산 형성되는 솔레노이드 카트리지 밸브(solenoid cartridge valve)인,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 매니폴드와 금속 필터 하우징은 알루미늄 또는 스테인리스강으로 제조되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  8. 유체 압력 조정 및 조절 모듈에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 상기 유체 입구와 상기 유체 출구 사이의 유체 흐름 경로를 구비하는 금속 매니폴드; 및
    상기 금속 매니폴드에 조립되고, 상기 모듈에서 나오는 상기 유체의 압력을 조정하기 위해 상기 유체 흐름 경로를 따라 배치되는 압력 레귤레이터
    를 포함하며,
    상기 금속 매니폴드는 외부 공급된 열교환 매체로 상기 금속 매니폴드를 가열하기 위해, 열교환 매체 입구, 열교환 매체 출구, 및 상기 열교환 매체 입구와 열교환 매체 출구 사이의 열교환 매체 흐름 경로를 더 구비하고,
    상기 유체 흐름 경로와 상기 열교환 매체 흐름 경로는 상기 금속 매니폴드의 내부 금속벽에 의해 그 각각의 전체 길이를 따라 서로 분리되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압력 레귤레이터는 제거가능한 커버에 의해 폐쇄되는 상기 금속 매니폴드 내의 보어 내에 조립되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 압력 레귤레이터로의 유체 흐름의 속도를 제어하기 위한 유체 흐름 제어 밸브를 더 포함하는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유체 흐름 제어 밸브는 상기 매니폴드 내로 나사산 형성되는 솔레노이드 카트리지 밸브인,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 매니폴드와 금속 필터 하우징은 알루미늄 또는 스테인리스강으로 제조되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  13. 유체 압력 조정 및 조절 모듈에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 상기 유체 입구와 상기 유체 출구 사이의 유체 흐름 경로를 구비하는 매니폴드로서, 상기 매니폴드는 외부 공급된 열교환 매체로 상기 유체 흐름 경로를 따라 흐르는 유체를 가열하기 위해, 열교환 매체 입구, 열교환 매체 출구, 및 상기 열교환 매체 입구와 열교환 매체 출구 사이의 열교환 매체 흐름 경로를 더 구비하는, 상기 매니폴드;
    상기 매니폴드에 조립되고, 상기 모듈에서 나오는 상기 유체의 압력을 조정하기 위해 상기 유체 흐름 경로를 따라 배치되는 압력 레귤레이터;
    상기 압력 레귤레이터의 상류에 있는 필터 조립체로서, 상기 필터 조립체는 금속 필터 하우징과, 상기 금속 필터 하우징 내에 수용되는 필터 요소를 구비하는, 상기 필터 조립체; 및
    상기 필터 조립체로부터 상기 압력 레귤레이터로 유체를 제어하기 위해 상기 매니폴드에 조립되는 흐름 제어 밸브
    를 포함하는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 압력 레귤레이터는 제거가능한 커버에 의해 폐쇄되는 상기 매니폴드 내의 보어 내에 조립되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 유체 흐름 제어 밸브는 상기 매니폴드 내로 나사산 형성되는 솔레노이드 카트리지 밸브인,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니폴드 내의 보어 내로 적어도 하나의 센서가 나사산 형성되는,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니폴드는 금속의 단일 블록인,
    유체 압력 조정 및 조절 모듈.
  18. 내연기관을 포함하는 천연가스 차량에 있어서,
    액화 또는 압축 천연가스를 위한 저장기, 및 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 유체 압력 조정 및 조절 모듈을 포함하며,
    상기 모듈은 상기 내연기관으로의 통과 전에 상기 저장기로부터 수용된 액화 또는 압축 천연가스를 조정 및 조절하는,
    천연가스 차량.
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