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KR100588615B1 - 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치 - Google Patents

엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치 Download PDF

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KR100588615B1
KR100588615B1 KR1020040091444A KR20040091444A KR100588615B1 KR 100588615 B1 KR100588615 B1 KR 100588615B1 KR 1020040091444 A KR1020040091444 A KR 1020040091444A KR 20040091444 A KR20040091444 A KR 20040091444A KR 100588615 B1 KR100588615 B1 KR 100588615B1
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KR
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fuel
supply
valve
pump
llp
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김창기
강건용
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한국기계연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 대형 엘피지 액상 분사 엔진의 비상 운전시를 위한 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치에 관한것으로, 연료를 저장하는 엘피지 탱크에 설치되어 연료를 펌핑하는 제1,2 펌프와; 이에 연결되어 연료를 공급 및 차단하는 제1,2 공급밸브와; 이에 연결된 제1,2 연료공급라인을 통해 공급된 연료를 엘피지 엔진에 분사하는 제1,2 인젝터와; 상기 제1,2 연료공급라인 상에 설치된 제1,2 압력센서에 의한 압력변화의 판단으로 펌프 및 밸브의 고장을 판단하는 마이컴과; 제1,2 연료회수라인으로 구성되되 상기 제1,2 연료공급라인 사이에는 상기 제1 펌프 및 제1 공급밸브와 제2 펌프 및 제2 공급밸브 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장난 쪽의 펌프 및 공급밸브의 전원을 끊고, 고장난 쪽의 인젝터에도 원활한 연료를 공급하는 제1 비상밸브가 더 포함된다.
본 발명은 대형 엘피지 액상 분사엔진에 연료를 공급하는 두쌍의 펌프 및 공급밸브 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장이 날 경우 나머지 한쌍의 펌프 및 공급밸브를 이용하여 고장난 펌프 또는 공급밸브와 연결된 연료공급라인쪽으로도 연료를 공급하여 차량의 운행이 원활하게 하는 효과가 있다.
엘피지 액상분사시스템, 비상밸브, 인젝터, 엘피지 엔진, 엘피지 액상분사

Description

엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING FUEL BY USING LPG LIQUEFIED INJECTION SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 대형 엘피지 액상분사엔진의 비상운전시를 위한 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치를 도시한 구성도이고;
도 2는 본 발명에 따른 대형 엘피지 액상분사엔진의 비상운전시를 위한 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치의 또 다른 실시예를 도시한 구성도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10,11: 제1,2 엘피지 탱크 20,21: 제1,2 펌프
30,31: 제1,2 공급밸브 40,41: 제1,2 연료공급라인
50,51: 제1,2 인젝터군 60,61: 제1,2 압력센서
70, 71: 제1,2 연료 레귤레이터
80,81: 제1,2 연료회수라인 90: 제1 비상밸브
91: 제2 비상밸브 92: 제3 비상밸브
93: 제4 비상밸브 100: 엘피지 엔진
200: 마이컴 300: 엘피지탱크
본 발명은 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대형 엘피지 액상 분사엔진에 연료를 공급하는 두쌍의 펌프 및 공급밸브 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장이 날 경우 나머지 한쌍의 펌프 및 공급밸브를 이용하여 고장난 펌프 또는 공급밸브와 연결된 연료공급라인쪽으로도 연료를 공급하여 차량의 운행이 원활하게 될 수 있도록 하는 대형 엘피지 액상 분사 엔진의 비상 운전시를 위한 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치이다.
일반적으로, 순간적인 연료소비량이 많은 대형 엘피지(LPG) 액상분사엔진의 경우 한 개의 소형엔진용 펌프로는 연료공급이 부족하기 때문에 펌프의 용량을 크게 하기 보다는 보통 두 개의 소형엔진용 펌프와 각각의 공급밸브를 사용하여 연료를 엔진에 공급한다.
이때 한 쌍의 펌프 및 공급밸브는 엘피지 엔진에 연료를 분사하는 총 연료 인젝터들 중 절반의 인젝터들에 연료를 공급하고, 나머지 한 쌍의 펌프 및 공급밸브는 총연료의 인젝터들 중 나머지 절반의 인젝터들에 연료를 공급하게 된다.
그러나, 종래의 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치에서는 두 개의 펌프 또는 두 개의 공급밸브 중에 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장이 나면, 총 연료 인젝터의 절반에는 연료가 공급되지 않기 때문에 출력은 반으로 감소함과 동시에 실화에 의해 엔진 진동이 매우 심해짐에 따라 차량운행은 거의 불가능해지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 두 쌍의 펌프 및 공급밸브를 이용하는 대형 엘피지 액상분사 엔진에서 두 쌍의 펌프 및 공급밸브 중 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장이 되어 차량의 운전이 거의 불가능하게 되더라도 고장이 되지 않은 나머지 한 개의 펌프 및 비상밸브를 마이컴이 제어하여 대형 엘피지 액상분사 엔진에 정상적으로 연료를 공급함으로써 차량이 원활하게 비상운행을 할 수 있도록 하는 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치는 연료를 저장하는 엘피지 탱크에 설치되어 연료를 펌핑하는 제1,2 펌프와; 상기 제1,2 펌프에 연결되어 연료를 공급 및 차단하는 제1,2 공급밸브와; 상기 제1,2 공급밸브에 연결된 제1,2 연료공급라인을 통해 공급된 연료를 엘피지 엔진에 분사하는 제1,2 인젝터군과; 상기 제1,2 연료공급라인 상에 설치된 제1,2 압력센서에 의한 압력변화의 판단으로 펌프 및 밸브의 고장을 판단하는 마이컴과; 상기 제1,2 연료공급라인 끝단에 연료압력을 조절하기 위하여 설치된 제1,2 연료레귤레이터(70,71)와; 일측은 상기 제1,2 연료레귤레이터과 연결되고, 타측은 엘피지 탱크에 고정되어 연료를 회수하는 제1,2 연료회수라인으로 구성되되
상기 제1,2 연료공급라인 사이에는 상기 제1 펌프 및 제1 공급밸브와 제2 펌프 및 제2 공급밸브 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장난 쪽의 펌프 및 공급밸브의 전원을 끊고, 고장난 쪽의 연료공급라인에 연결된 인젝터군 에 원활한 연료를 공급하는 제1 비상밸브가 더 포함된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치에 대한 일 실시 예로서는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 엘피지 액상분사엔진의 비상운전시를 위한 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 대형 엘피지 액상분사엔진의 비상운전시를 위한 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치의 또 다른 실시예를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 펌프가 한 개의 탱크에 설치된 경우 본 발명에 따른 대형 엘피지 액상분사엔진의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
연료를 저장하는 엘피지 탱크(300)에 설치되어 연료를 펌핑하는 제1,2 펌프(20,21)로 구비되고, 상기 제1,2 펌프(20,21)에 연결되어 연료를 공급 및 차단하는 제1,2 공급밸브(30,31)가 구비되고, 상기 제1,2 공급밸브(30,31)에 연결된 제1,2 연료공급라인(40,41)을 통해 공급된 연료를 엘피지 엔진(100)에 분사하는 제1,2 인젝터(50,51)군이 설치되고, 상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 상에 설치된 제1,2 압력센서(60,61)에 의한 압력변화의 판단으로 펌프 및 밸브의 고장을 판단하는 마이컴(200)이 구비되고, 상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 끝단에는 연료압력을 조절하기 위하여 설치된 제1,2 연료레귤레이터(70,71)가 구비되고, 일측은 상기 제1,2 연료레귤레이터(70,71)와 연결되고, 타측은 엘피지 탱크(300)에 고정되어 연료를 회수하는 제1,2 연료회수라인(80,81)으로 구성된다.
그리고, 상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 사이에는 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장난 쪽의 펌프 및 공급밸브의 전원을 끊고, 고장나지 않은 쪽의 펌프를 이용하여 고장난 쪽에 연결된 인젝터에도 원활한 연료를 공급하는 제1 비상밸브(90)가 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 펌프가 각각 다른 탱크에 설치된 경우 본 발명의 또 다른 실시예를 보면 다음과 같다.
우선, 연료를 저장하는 제1,2 엘피지 탱크(10,11)에 설치되어 연료를 펌핑하는 제1,2 펌프(20,21)가 구비되고, 상기 제1,2 펌프(20,21)에 연결되어 연료를 공급 및 차단하는 제1,2 공급밸브(30,31)가 구비된다.
또한, 상기 제1,2 공급밸브(30,31)에는 이에 연결된 제1,2 연료공급라인(40,41)을 통해 공급된 연료를 엘피지 엔진(100)에 분사하는 제1,2 인젝터군(50,51)이 구비되고, 상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 상에는 펌프에서 공급되는 연료의 압력을 측정하는 제1,2 압력센서(60,61)가 설치되고, 상기 제1,2 압력센서(60,61)의 일측에는 상기 제1,2 압력센서(60,61)에 의한 압력변화의 판단으로 펌프 및 밸브의 고장을 판단하는 마이컴(200)이 구비되고, 상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 끝단에는 연료압력을 조절하기 위하여 제1,2 연료레귤레이터(70,71)가 설치된다.
그리고, 상기 제1,2 연료레귤레이터(70,71)와 일측이 연결되고, 타측은 제 1,2 엘피지 탱크(10,11)에 고정되어 연료를 회수하는 제1,2 연료회수라인(80,81)이 구비되고, 상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 사이에는 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장난 쪽의 펌프 및 공급밸브의 전원을 끊고, 고장난 쪽의 연료공급라인에 연결된 인젝터군에도 원활한 연료를 공급하는 제1 비상밸브(90)가 더 구비된다.
또한, 상기 제1,2 연료회수라인(80,81) 사이에는 제2 비상밸브(91)가 구비되고, 제1 연료회수라인(80)과 제1 엘피지 탱크(10)가 연결되는 곳에는 제3 비상밸브(92)가 구비되고, 제2 연료회수라인(81)과 제2 엘피지 탱크(11)가 연결되는 곳에는 제4 비상밸브(93)가 구비되어 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 상기 제2 비상밸브(91)가 열리고 제3 비상밸브(92)와 제4 비상밸브(93) 중 고장난 펌프 또는 공급밸브가 속하는 엘피지 탱크의 비상밸브가 닫혀서 고장난 쪽의 엘피지 탱크로 회수된 연료가 저장되지 않도록 한다.
상기 제1,2 펌프(20,21)가 엔진의 운전조건에 따라 다단으로 연료공급유량을 조절하는 펌프일 경우, 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장나지 않은 펌프가 고장난 쪽에 연결된 인젝터로도 충분한 연료가 공급될 수 있도록 하기 위하여 고장나지 않은 펌프의 연료공급유량을 정상상태보다 높인다.
여기서, 제1 레귤레이터(70)와 제2 레귤레이터(71)는 각각 제1 펌프(20)와 제2 펌프(21)에서 공급되는 연료의 압력을 일정하게 조절하는 기능을 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
두 개의 펌프와 두 개의 공급밸브를 사용하는 대형 엘피지 액상분사 엔진(100)에서 하나의 펌프(20,21) 또는 공급밸브(30,31)가 고장날 경우 고장난 펌프(20,21) 또는 공급밸브(30,31)와 연결된 연료공급라인(40,41)에는 연료가 공급되지 않고 연료압력은 연료탱크압력으로 떨어진다.
따라서, 고장난 펌프(20,21) 또는 공급밸브(30,31)와 연료공급라인(40,41)으로 연결된 인젝터(50,51)는 엔진에 연료를 분사할 수 없게 되기 때문에 출력은 절반이하로 즉시 감소되는 동시에 실화에 의해 엔진 진동이 매우 커져 차량운행은 거의 불가능해 진다.
상기와 같이, 한 쌍의 펌프(20,21) 또는 공급밸브(30,31) 중 어느 하나의 펌프(20,21) 또는 공급밸브(30,31)가 고장날 경우 고장난 펌프(20,21) 또는 공급밸브(30,31)와 연결된 연료공급라인(40,41)의 압력이 연료탱크 압력까지 급격히 감소하기 때문에 각각의 연료공급라인(40,41)에 설치된 연료 압력센서(60,61)를 통해 마이컴(200)은 어느쪽 펌프 또는 밸브가 고장이 났는지 판단이 가능하다.
상기 마이컴(200)에 의해 두 개의 펌프(20,21) 또는 두 개의 공급밸브(30,31) 중 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장 났음을 판단하게 되면 마이컴(200)은 고장난 쪽의 펌프와 공급밸브에 전원을 끊고 제1 비상밸브(90)를 연다.
제1 비상밸브(90)를 열고 고장난 쪽의 공급밸브를 닫게되면 고장이 나지않은 펌프 및 공급밸브를 통해 제1 및 제2 연료공급라인(40,41)에 모두 연료를 공급하게 됨으로써 제1,2 인젝터(50,51)에서 연료가 엔진으로 분사될 수 있게 된다.
상기의 비상운행이 이루어질 때 펌프가 엔진 운전조건에 따라 다단으로 연료공급유량이 조절되는 펌프일 경우, 두 개의 펌프(20,21)와 공급밸브(30,31)가 정상일 때 제어되는 단수보다 단수를 높임으로써 연료공급유량을 증가시키는 것이 원활한 비상운행에 있어 휠씬 효율적이다.
또한, 상기의 비상운행이 이루어 질때 두 개의 펌프가 각각 다른 탱크에 설치된 경우, 제1 및 제2 연료회수라인(80,81) 사이에 설치된 제2 비상밸브(91)를 열고 제3 또는 제4 비상밸브(92,93) 중 고장난 펌프 또는 공급밸브와 연결된 연료탱크의 비상밸브를 닫음으로써 회수되는 연료가 고장난 펌프 또는 공급밸브가 장착된 탱크로 저장되지 않도록 함으로써 비상운행 가능 거리를 최대한 확보할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치는 두 개의 펌프를 사용하는 대형 엘피지 액상분사엔진에서 두 개의 연료라인을 유기적으로 연결시켜 줄 수 있는 비상밸브를 설치하고 이를 제어할 수 있는 마이컴을 구비함으로써 두 개의 펌프 또는 두 개의 공급밸브 중 어느 것 하나가 고장이 나게 되더라도 고장나지 않은 쪽의 다른 펌프가 비상밸브를 통해 연료가 공급되지 않는 인젝터에도 연료를 공급하게 되면 고속 고부하 조건의 일부 엔전운전 영역을 제외한 대부분의 엔진운전영역에서 원활한 운전이 가능하기 때문에 긴급상황에 유용하게 대처할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 연료를 저장하는 엘피지 탱크(300)에 설치되어 연료를 펌핑하는 제1,2 펌프(20,21)와;
    상기 제1,2 펌프(20,21)에 연결되어 연료를 공급 및 차단하는 제1,2 공급밸브(30,31)와;
    상기 제1,2 공급밸브(30,31)에 연결된 제1,2 연료공급라인(40,41)을 통해 공급된 연료를 엘피지 엔진(100)에 분사하는 제1,2 인젝터(50,51)군과;
    상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 상에 설치된 제1,2 압력센서(60,61)에 의한 압력변화의 판단으로 펌프 및 밸브의 고장을 판단하는 마이컴(200)과;
    상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 끝단에 연료압력을 조절하기 위하여 설치된 제1,2 연료레귤레이터(70,71)와;
    일측은 상기 제1,2 연료레귤레이터(70,71)와 연결되고, 타측은 엘피지 탱크(300)에 고정되어 연료를 회수하는 제1,2 연료회수라인(80,81)으로 구성되되
    상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 사이에는 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장난 쪽의 펌프 및 공급밸브의 전원을 끊고, 고장나지 않은 쪽의 펌프를 이용하여 고장난 쪽에 연결된 인젝터에도 원활한 연료를 공급하는 제1 비상밸브(90)가 더 포함되는 구성을 특징으로 하는 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치.
  2. 연료를 저장하는 제1,2 엘피지 탱크(10,11)에 설치되어 연료를 펌핑하는 제1,2 펌프(20,21)와;
    상기 제1,2 펌프(20,21)에 연결되어 연료를 공급 및 차단하는 제1,2 공급밸브(30,31)와;
    상기 제1,2 공급밸브(30,31)에 연결된 제1,2 연료공급라인(40,41)을 통해 공급된 연료를 엘피지 엔진(100)에 분사하는 제1,2 인젝터(50,51)군과;
    상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 상에 설치된 제1,2 압력센서(60,61)에 의한 압력변화의 판단으로 펌프 및 밸브의 고장을 판단하는 마이컴(200)과;
    상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 끝단에 연료압력을 조절하기 위하여 설치된 제1,2 연료레귤레이터(70,71)와;
    일측은 상기 제1,2 연료레귤레이터(70,71)과 연결되고, 타측은 제1,2 엘피지 탱크(10,11)에 고정되어 연료를 회수하는 제1,2 연료회수라인(80,81)으로 구성되되
    상기 제1,2 연료공급라인(40,41) 사이에는 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 고장난 쪽의 펌프 및 공급밸브의 전원을 끊고, 고장나지 않은 쪽의 펌프를 이용하여 고장난 쪽에 연결된 인젝터에도 원활한 연료를 공급하는 제1 비상밸브(90)가 더 포함되는 구성을 특징으로 하는 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1,2 연료회수라인(80,81) 사이에는 제2 비상밸브(91)가 구비되고, 제1 연료회수라인(80)과 제1 엘피지 탱크(10)가 연결되는 곳에는 제3 비상밸브(92)가 구비되고, 제2 연료회수라인(81)과 제2 엘피지 탱크(11)가 연결되는 곳에는 제4 비상밸브(93)가 구비되어 상기 제1 펌프(20) 및 제1 공급밸브(30)와 제2 펌프(21) 및 제2 공급밸브(31) 중 어느 하나의 펌프 또는 공급밸브가 고장난 경우 상기 제2 비상밸브(91)가 열리고 제3 비상밸브(92)와 제4 비상밸브(93) 중 고장난 펌프 또는 공급밸브가 장착된 엘피지 탱크의 비상밸브가 닫혀서 고장난 쪽의 엘피지 탱크로 연료가 저장되지 않는 것을 특징으로 하는 엘피지 액상분사시스템을 이용한 연료공급장치.
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