KR20230081145A - 연료량 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

연료량 측정 장치가 개시된다. 상기 연료량 측정 장치는, 차량의 연료 탱크 내의 연료 상에 부유되는 플로터와, 상기 플로터와 연결되며 상기 연료의 양에 따라 회전 가능하도록 구성되는 플로터 암과, 상기 플로터 암의 회전 각도에 따라 상기 연료의 양에 대응하는 신호를 발생시키는 연료량 측정 센서를 포함한다. 상기 플로터는 수평 방향으로 배치되는 평탄한 하부면을 갖고 하부의 체적이 상부의 체적보다 크게 구성된다.

Description

연료량 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING AMOUNT OF FUEL}
본 발명의 실시예들은 연료량 측정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량의 연료 탱크 내에 주입된 연료의 양을 측정하기 위한 차량용 연료량 측정 장치에 관한 것이다.
차량의 연료 탱크 내에는 주입된 연료의 양을 측정하기 위한 연료량 측정 장치가 구비되며, 상기 연료량 측정 장치는 상기 연료 탱크 내에 주입된 상기 연료의 양에 따라 전기적인 신호를 발생시키고, 상기 신호는 차량의 운전석에 구비되는 연료 게이지를 통해 운전자에게 제공될 수 있다.
상기 연료량 측정 장치는 차량의 연료 탱크 내의 연료 상에 부유되는 플로터와, 상기 플로터와 연결되며 상기 연료의 수위에 따라 회전 가능하도록 구성되는 플로터 암과, 상기 플로터 암의 회전 각도에 따라 상기 연료의 양에 대응하는 신호를 발생시키는 연료량 측정 센서를 포함할 수 있다. 특히, 액화 천연 가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG)와 같은 액화 가스 연료를 사용하는 차량의 경우 실린더 형태 즉 원기둥 형태의 플로터를 사용할 수 있으며, 상기 실린더 형태의 플로터는 상기 연료 탱크 내에서 수평 방향으로 배치될 수 있다.
상기와 같이 실린더 형태의 플로터를 사용하는 경우 상기 액화 가스 연료의 액면보다 상기 플로터의 중심축 라인이 낮게 위치될 수 있다. 즉, 상기 실린더 형태의 플로터가 상기 액화 가스 연료 상에 부유된 상태에서 상기 액화 가스 연료에 잠기는 부분이 나머지 부분보다 크기 때문에 상기 연료량 측정 장치가 측정할 수 있는 최소 연료량이 제한될 수 있다.
구체적으로, 상기 플로터가 부유 상태를 유지할 수 있는 상기 액화 가스 연료의 최저 수위보다 상기 액화 가스 연료의 액면이 낮아지는 경우 상기 액화 가스 연료의 양을 측정할 수 없다. 특히, 차량의 주행 중에 발생될 수 있는 진동을 고려하여 상기 연료 탱크의 바닥면과 상기 플로터 사이의 간섭을 방지하기 위하여 소정 간격을 확보하는 경우 상기 플로터가 하강될 수 있는 최저 높이가 더욱 제한될 수 있으며, 이 경우 상기 연료량 측정 장치에 의해 측정될 수 있는 상기 액화 가스 연료의 최소 연료량이 증가될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0080638호 (공개일자 2016년 07월 08일)
본 발명의 실시예들은 측정 가능한 최소 연료량을 감소시킬 수 있는 연료량 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 연료량 측정 장치는, 차량의 연료 탱크 내의 연료 상에 부유되는 플로터와, 상기 플로터와 연결되며 상기 연료의 양에 따라 회전 가능하도록 구성되는 플로터 암과, 상기 플로터 암의 회전 각도에 따라 상기 연료의 양에 대응하는 신호를 발생시키는 연료량 측정 센서를 포함할 수 있다. 특히, 상기 플로터는 수평 방향으로 배치되는 평탄한 하부면을 갖고 하부의 체적이 상부의 체적보다 크게 구성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 연료량 측정 장치는, 상기 플로터 암의 단부에 연결되어 수평 방향으로 연장하며 상기 플로터의 회전이 가능하도록 상기 플로터와 결합되는 회전축을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 플로터는 수평 방향으로 연장하는 삼각 기둥 형태를 갖고 상기 회전축과 평행하게 배치되며, 상기 회전축은 상기 플로터의 하부면이 수평 상태를 유지하도록 상기 플로터의 무게 중심보다 높은 위치에서 상기 플로터와 결합될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 플로터의 내부에는 상기 플로터의 부력을 증가시키기 위하여 에어 또는 가스가 충진된 챔버가 구비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 플로터의 하부면에는 상기 연료 탱크와의 접촉에 의해 발생되는 충격 및 소음을 감소시키기 위하여 완충 물질층이 구비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 연료 탱크 내에는 액화 가스 연료가 충진되며, 상기 플로터 암은 상기 액화 가스 연료의 과충전을 방지하기 위한 과충전 방지 밸브와 연결될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 플로터의 하부 체적이 상부 체적보다 크게 구성되므로 상기 연료의 수면 아래로 잠기는 부위의 높이를 종래 기술과 비교하여 상대적으로 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 연료량 측정 장치에 의해 측정될 수 있는 최소 연료량이 크게 감소될 수 있다. 또한, 상기 플로터의 내부에 에어 또는 가스로 충진된 챔버를 배치하는 경우 상기 연료의 수면 아래로 잠기는 부위의 높이를 더욱 감소시킬 수 있다. 추가적으로, 상기 플로터의 외측 표면 상에 완충 물질층을 형성하는 경우 상기 연료 탱크의 바닥면과 상기 플로터 사이의 간섭 방지를 위해 설정되는 소정 간격을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 상기 연료량 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있는 최소 연료량이 더욱 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료량 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플로터와 플로터 암을 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 플로터의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 플로터의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료량 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플로터와 플로터 암을 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료량 측정 장치(100)는 차량의 연료 탱크(102)에 장착되어 상기 연료 탱크(102) 내에 주입된 연료(10)의 양을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 연료량 측정 장치(100)는 LPG 연료와 같은 액화 가스 연료(10)를 사용하는 차량에 사용될 수 있으며, 상기 차량의 연료 탱크(102)에 주입된 액화 가스 연료(10)의 양을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연료량 측정 장치(100)는, 차량의 연료 탱크(102) 내의 연료(10) 상에 부유되는 플로터(110)와, 상기 플로터(110)와 연결되며 상기 연료(10)의 양에 따라 회전 가능하도록 구성되는 플로터 암(120)과, 상기 플로터 암(120)의 회전 각도에 따라 상기 연료(10)의 양에 대응하는 신호를 발생시키는 연료량 측정 센서(130)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 플로터(110)는 수평 방향으로 배치되는 평탄한 하부면을 가질 수 있으며, 하부의 체적이 상부의 체적보다 크게 구성될 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 연료량 측정 센서(130)는 상기 플로터 암(120)의 회전에 연동하여 진자 운동이 가능하도록 상기 플로터 암(120)과 연결되는 콘택터와, 부채꼴 형태로 배열된 다수의 콘택 단자들과 상기 콘택 단자들과 연결되며 상기 콘택터와의 콘택 위치에 따라 저항이 변화되는 가변 저항을 포함하는 가변 저항판을 포함할 수 있으며, 상기 플로터 암(120)의 회전 각도에 따라 변화되는 저항 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 플로터 암(120)은 상기 액화 가스 연료(10)의 과충전을 방지하기 위한 과충전 방지 밸브(140)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 과충전 방지 밸브(140)는, 상기 액화 가스 연료(10)의 유입 및 토출을 위한 유입구 및 토출구를 갖는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징 내에 배치되며 상기 토출구를 개폐하기 위한 밸브 바디를 포함할 수 있으며, 상기 밸브 바디는 상기 플로터(110)가 기 설정된 최고 높이에 도달되는 경우 상기 토출구를 닫도록 구성될 수 있다. 일 예로서, 본 출원인에 의해 출원된 후 공개된 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0080638호에는 상기와 같은 구조를 갖는 과충전 방지 밸브가 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플로터 암(120)의 단부에는 상기 플로터(110)의 회전이 가능하도록 상기 플로터(110)와 결합되는 회전축(112)이 수평 방향으로 연결될 수 있으며, 상기 플로터(110)는 상기 평탄한 하부면이 상기 회전축(112)의 아래에서 항시 수평 방향을 유지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 플로터(110)는 수평 방향으로 연장하는 대략 삼각 기둥 형태를 갖고 상기 회전축(112)과 평행하게 배치될 수 있다. 특히, 상기 회전축(112)은 상기 플로터(110)의 하부면이 항시 수평 상태를 유지하도록 상기 플로터(110)의 무게 중심보다 높은 위치에서 상기 플로터(110)와 결합될 수 있다. 결과적으로, 상기 액화 가스 연료(10)의 수위가 변경되는 경우에도 상기 플로터(110)는 상기 평탄한 하부면이 상기 액화 가스 연료(10)의 수면 아래에서 항시 수평 방향으로 유지될 수 있다.
상기와 같이 플로터(110)의 하부 체적이 상부 체적보다 큰 경우 상기 액화 가스 연료(10)의 수면 아래로 잠기는 부위의 높이가 종래의 실린더 형태를 갖는 플로터와 비교하여 상대적으로 작기 때문에 상기 플로터(110)를 이용하여 측정할 수 있는 상기 액화 가스 연료(10)의 최소 연료량이 종래 기술과 비교하여 상대적으로 감소될 수 있다.
예를 들면, 종래의 상기 실린더 형태를 갖는 플로터의 경우 직경이 약 31mm 정도인 경우 상기 액화 가스 연료(10)의 수면 아래로 잠기는 높이가 약 22mm 정도일 수 있으며, 이와 비교하여 상기 삼각 기둥 형태를 갖는 상기 플로터(110)의 경우 상기 액화 가스 연료(10)의 수면 아래로 잠기는 높이를 약 15mm 내지 약 20mm 정도로 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래 기술에서 측정 불가능한 소량의 액화 가스 연료(10)가 상기 연료 탱크(102) 내에 남아있는 경우라도 이를 정확하게 측정할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 플로터의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 플로터의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 플로터(110)의 내부에는 상기 플로터(110)의 부력을 증가시키기 위하여 에어 또는 가스가 충진된 챔버(114)가 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 액화 가스 연료(10)의 수면 아래로 잠기는 부위의 높이를 더욱 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 연료량 측정 장치(100)를 사용하여 측정할 수 있는 최소 연료량을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 플로터(110)의 하부면에는 상기 연료 탱크(102)와의 접촉에 의해 발생되는 충격 및 소음을 감소시키기 위하여 완충 물질층(116)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 플로터(110)의 외측 표면에는 합성 고무 또는 실리콘 수지 등과 같이 연성을 갖는 물질로 이루어진 코팅층(116)이 형성될 수 있으며, 이에 의해 상기 차량의 주행 중에 발생될 수 있는 진동을 고려하여 상기 연료 탱크(102)의 바닥면과 상기 플로터(110) 사이의 간섭 방지를 위해 설정되는 소정 간격을 최소화할 수 있다.
결과적으로, 상기 플로터(110)의 내부에 에어 또는 가스 챔버(114)를 배치하거나 상기와 같이 플로터(110)의 외측 표면 상에 연성 물질로 이루어진 코팅층(116)을 형성하는 경우 상기 연료량 측정 장치(100)를 사용하여 측정할 수 있는 최소 연료량을 더욱 감소시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 액화 가스 연료 100 : 연료량 측정 장치
102 : 연료 탱크 110 : 플로터
112 : 회전축 114 : 챔버
116 : 완충 물질층 120 : 플로터 암
130 : 연료량 측정 센서 140 : 과충전 방지 밸브

Claims (6)

  1. 차량의 연료 탱크 내의 연료 상에 부유되는 플로터;
    상기 플로터와 연결되며 상기 연료의 양에 따라 회전 가능하도록 구성되는 플로터 암; 및
    상기 플로터 암의 회전 각도에 따라 상기 연료의 양에 대응하는 신호를 발생시키는 연료량 측정 센서를 포함하되,
    상기 플로터는 수평 방향으로 배치되는 평탄한 하부면을 갖고 하부의 체적이 상부의 체적보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 연료량 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플로터 암의 단부에 연결되어 수평 방향으로 연장하며 상기 플로터의 회전이 가능하도록 상기 플로터와 결합되는 회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료랑 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플로터는 수평 방향으로 연장하는 삼각 기둥 형태를 갖고 상기 회전축과 평행하게 배치되며,
    상기 회전축은 상기 플로터의 하부면이 수평 상태를 유지하도록 상기 플로터의 무게 중심보다 높은 위치에서 상기 플로터와 결합되는 것을 특징으로 하는 연료량 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 플로터의 내부에는 상기 플로터의 부력을 증가시키기 위하여 에어 또는 가스가 충진된 챔버가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료량 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 플로터의 하부면에는 상기 연료 탱크와의 접촉에 의해 발생되는 충격 및 소음을 감소시키기 위하여 완충 물질층이 구비되는 것을 특징으로 하는 연료량 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연료 탱크 내에는 액화 가스 연료가 충진되며, 상기 플로터 암은 상기 액화 가스 연료의 과충전을 방지하기 위한 과충전 방지 밸브와 연결되는 것을 특징으로 하는 연료량 측정 장치.
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KR20160080638A (ko) 2014-12-30 2016-07-08 르노삼성자동차 주식회사 과충전 방지 밸브

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