KR20130066008A

KR20130066008A - Device for refueling lpi fuel

Info

Publication number: KR20130066008A
Application number: KR1020110132663A
Authority: KR
Inventors: 송주태; 김창한; 조철훈; 김명환
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-06-20

Abstract

본 발명은 LPI 연료 재충전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LPI 차량의 충전 관로 상에 액상 가압 펌프를 장착하여 충전압력을 증가 조절함으로써, LPI 연료 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 LPI 연료 충전 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 LPI 차량의 봄베 입구에 연결된 충전 관로에 충전연료를 가압하여 봄베로 충전 공급할 수 있는 액상 가압 펌프를 장착하여, 봄베의 내부압력이 충전압력보다 클 경우 액상 가압 펌프의 구동에 의하여 충전압력을 증가 조절함으로써, LPI 연료 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 LPI 연료 충전 장치를 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to an LPI fuel recharging device, and more particularly, to an LPI fuel recharging device in which a liquid pressure pump is mounted on a charging line of an LPI vehicle to increase and adjust the filling pressure, thereby easily filling the LPI fuel. It is about.
That is, the present invention is equipped with a liquid pressure pump capable of supplying charge to the cylinder by pressurizing the filling fuel to the filling pipe connected to the cylinder inlet of the LPI vehicle, when the internal pressure of the cylinder is greater than the charging pressure by the operation of the liquid pressure pump It is an object of the present invention to provide an LPI fuel filling apparatus which enables easy filling of LPI fuel by increasing and adjusting the filling pressure.

Description

LP fuel filling device {Device for refueling LPPIfuel}

본 발명은 LPI 연료 재충전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LPI 차량의 충전 관로 상에 액상 가압 펌프를 장착하여 충전압력을 증가 조절함으로써, LPI 연료 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 LPI 연료 충전 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an LPI fuel recharging device, and more particularly, to an LPI fuel recharging device in which a liquid pressure pump is mounted on a charging line of an LPI vehicle to increase and adjust the filling pressure, thereby easily filling the LPI fuel. It is about.

최근에 분사노즐을 이용하여 액체상태의 LPG 연료를 엔진에 직접 분사하는 액상분사방식(LPi·Liquid Propane injection)을 채택한 LPI 차량이 출시되고 있는 바, 액상분사방식은 봄베(연료통) 내부에 펌프를 장착하여 흡기관으로 연료를 직분사함으로써, 연료량 감소 및 출력 향상 등의 장점이 있다.Recently, LPI vehicles using liquid propane injection (LPi), which directly injects liquid LPG fuel into the engine using injection nozzles, have been introduced. The liquid injection method uses a pump inside a cylinder. By directly injecting fuel into the intake pipe, it is advantageous in that the amount of fuel is reduced and the output is improved.

첨부한 도 1은 LPI 연료 공급 시스템을 나타낸 구성도로서, 봄베(10)내에 장착된 연료펌프(30)와, 봄베(30)와 인젝터(32) 간에 연결된 연료공급(피드)라인(34) 및 연료리턴라인(36)과, 연료공급라인(34) 및 연료리턴라인(36)에 설치되어 연료를 필터링하고 압력을 조절하는 등의 역할을 하는 연료필터(38)를 비롯한 밸브 및 센서류(40) 등을 포함하여 구성되고, 또한 봄베의 충전라인에는 충진구 필터 및 과충전 방지 밸브 등이 장착되어 있다.1 is a block diagram illustrating an LPI fuel supply system, including a fuel pump 30 mounted in a cylinder 10, a fuel supply line 34 connected between the cylinder 30 and the injector 32, and Valves and sensors 40 including the fuel return line 36, the fuel supply line 34, and the fuel filter 38 installed in the fuel return line 36 to filter fuel and adjust pressure, and the like. Etc., and the filling line of the bomber is equipped with a filling filter and an overcharge preventing valve.

따라서, 봄베(10)내의 연료가 연료펌프(30)의 구동에 의하여 연료공급라인(34)을 따라 엔진으로 송출된 후, 분사되고 남은 여분의 연료가 연료리턴라인(36)을 따라 봄베(10)로 되돌아오게 된다.Therefore, after the fuel in the cylinder 10 is discharged to the engine along the fuel supply line 34 by the driving of the fuel pump 30, the remaining fuel injected and the fuel 10 along the fuel return line 36 Returned to).

이때, 엔진으로 송출된 연료는 엔진과 대기에 의해 온도가 상승하게 되고, 온도가 상승된 연료가 봄베 내부로 리턴됨으로 인하여 봄베의 내부 온도가 상승하게 된다.In this case, the temperature of the fuel sent to the engine is increased by the engine and the atmosphere, and the internal temperature of the bomb is increased because the fuel whose temperature is increased is returned to the interior of the cylinder.

또한, 상기 봄베의 내부온도 상승에 의해 봄베 내 액상 연료가 기화되고, 그에 따라 봄베의 내부 압력이 상승하게 된다.In addition, the liquid fuel in the cylinder is vaporized by the internal temperature rise of the cylinder, thereby increasing the internal pressure of the cylinder.

이렇게, 봄베의 내부온도 상승과 더불어 봄베의 내부압력이 상승하게 되면, 가스충진소의 충진압력에 비하여 봄베내의 압력이 높아지기 때문에 하절기 및 프로판 연료 사용시 연료 충진이 제대로 되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.As such, when the internal pressure of the cylinder is increased together with the internal temperature of the cylinder, the pressure in the cylinder is increased as compared with the filling pressure of the gas filling station, so that fuel filling may not be properly performed during summer and propane fuel use.

특히, 해외 혹서지 및 LPI 연료에 프로판이 과다 함유된 지역(해외 지역마다 프로판 함량이 다르고, 프로판 함량 관리가 제대로 되지 않음)에서 LPI 차량 운행시, 봄베 압력이 충전소의 충전 건 충진 압력 대비 상승하여 LIP 연료의 재충전 불가 문제가 발생할 수 있다.
In particular, when operating LPI vehicles in areas with excessive propane in overseas heat and LPI fuels (propane content differs in overseas regions, and propane content is not properly managed), the cylinder pressure rises compared to the filling gun filling pressure of the charging station. The problem of non-rechargeable LIP fuel may occur.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, LPI 차량의 봄베 입구에 연결된 충전 관로에 충전연료를 가압하여 봄베로 충전 공급할 수 있는 액상 가압 펌프를 장착하여, 봄베의 내부압력이 충전압력보다 클 경우 액상 가압 펌프의 구동에 의하여 충전압력을 증가 조절함으로써, LPI 연료 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 LPI 연료 충전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above, it is equipped with a liquid pressure pump capable of supplying the filling charge to the cylinder by pressurizing the filling fuel in the filling pipe connected to the cylinder inlet of the LPI vehicle, the internal pressure of the cylinder is higher than the filling pressure It is an object of the present invention to provide an LPI fuel filling apparatus in which LPI fuel filling can be easily performed by increasing and adjusting the filling pressure by driving the liquid pressure pump.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: LPI 차량의 봄베에 연결된 충전관로에 충전건으로부터의 연료를 수용하는 연료수용관로와 연료를 봄베로 송출하는 경로인 연료송출관로를 분기시키고, 연료수용관로 및 연료송출관로가 합쳐지는 부분에 충전펌프를 장착하여서, 봄베압력이 충전압력보다 클 경우 충전펌프를 구동시켜 봄베내에 LPI 연료가 충진되도록 한 것을 특징으로 하는 LPI 연료 충전 장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object: branching the fuel receiving pipe path for receiving fuel from the filling gun and the fuel delivery pipe path to the fuel to the filling pipe connected to the cylinder of the LPI vehicle, the fuel receiving pipe passage And a charging pump installed at a portion where the fuel delivery pipes are combined to drive the charging pump when the cylinder pressure is greater than the charging pressure, so that the LPI fuel is filled in the cylinder.

특히, 상기 연료수용관로에는 충전펌프쪽으로 충전연료의 흐름을 허용하거나 차단하는 솔레노이드 밸브가 장착된 것을 특징으로 한다.In particular, the fuel receiving pipe is characterized in that the solenoid valve for allowing or blocking the flow of the charge fuel toward the charge pump.

또한, 상기 충전관로의 입구에는 안전체크밸브가 장착되고, 그 인접위치에는 충전펌프 구동을 위한 스위치가 장착된 것을 특징으로 한다.In addition, a safety check valve is mounted at the inlet of the filling pipe, and a switch for driving the charging pump is mounted at an adjacent position thereof.

본 발명의 연료 충전 장치는 상기 스위치의 온/오프, 충전펌프의 온/오프, 솔레노이드 밸브의 온/오프 제어를 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fuel filling apparatus of the present invention is characterized in that it comprises a controller for the on / off of the switch, the on / off of the charge pump, the on / off control of the solenoid valve.

바람직하게는, 상기 충전펌프는 다이어프램 용적형 펌프로 채택된 것을 특징으로 한다.
Preferably, the charge pump is characterized in that it is adopted as a diaphragm volumetric pump.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 봄베의 내부온도 상승에 따른 압력 상승과, 하절기 및 프로판 연료 사용시, 봄베의 내부압력이 충전압력보다 클 경우 충전관로에 장착시킨 액상 가압펌프를 구동시켜 연료 충전압력을 증가 조절함으로써, 봄베에 대한 LPI 연료 충전이 용이하게 이루어질 수 있다.According to the present invention, by increasing the fuel charging pressure by driving the liquid pressure pump mounted on the filling pipe when the pressure rise due to the increase in the internal temperature of the cylinder, and when the internal pressure of the cylinder is greater than the charging pressure during the summer and propane fuel use As a result, the LPI fuel charge to the bomb can be easily achieved.

또한, 고압 유체 상태인 LPI 연료가 저압의 팽창공간인 봄베로 들어갈 때 발생하는 기화잠열(흡열 반응)을 이용하여 외부 장치(에어컨,응축수,주행풍등)와의 열교환 없이 봄베의 내부 연료온도를 저감시킬 수 있다.
In addition, by using the latent heat of vaporization (endothermic reaction) generated when the LPI fuel, which is a high pressure fluid, enters the cylinder, which is a low pressure expansion space, the internal fuel temperature of the cylinder can be reduced without heat exchange with an external device (air conditioner, condensed water, running wind, etc.). Can be.

도 1은 종래의 LPI 연료 공급 시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 LPI 연료 충전 장치를 나타내는 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 LPI 연료 충전 장치의 작동 상태를 나타낸 구성도,
도 5는 LPI 연료 충전 장치에 사용 가능한 펌프 종류를 보여주는 개략도.1 is a configuration diagram showing a conventional LPI fuel supply system,
2 is a block diagram showing an LPI fuel filling apparatus according to the present invention,
3 and 4 is a configuration diagram showing an operating state of the LPI fuel charging apparatus according to the present invention,
5 is a schematic view showing the types of pumps that can be used in the LPI fuel filling apparatus.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 LPI 차량의 봄베 내부온도 상승에 따른 압력 상승과, 하절기 및 프로판 연료 사용시, 봄베의 내부압력이 충전압력보다 커질 경우, 연료 재충전시 봄베에 대한 연료 충전이 제대로 이루어지지 않는 점을 감안하여, 충전관로에 장착시킨 액상 가압펌프를 구동시켜 연료 충전압력을 증가 조절함으로써, 봄베에 대한 LPI 연료 충전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention takes into account that the pressure rise due to the increase in the cylinder internal temperature of the LPI vehicle, and when the internal pressure of the cylinder is greater than the charging pressure during the summer and propane fuel use, the fuel is not properly charged for the fuel when the fuel is recharged The main point is that the LPI fuel filling to the cylinder can be easily performed by controlling the fuel filling pressure by controlling the liquid pressure pump installed in the filling pipe.

이를 위해, LPI 차량의 봄베(10)에 연결된 충전관로(12)에 연료수용관로(14) 및 연료송출관로(16)가 분기 형성되고, 연료수용관로(14) 및 연료송출관로(16)가 합쳐지는 부분에 봄베(10)의 내부압력이 충전압력보다 클 경우 작동되는 액상 가압펌프인 충전펌프(18)가 장착된다.To this end, the fuel receiving pipe 14 and the fuel delivery pipe 16 is branched to the filling pipe 12 connected to the cylinder 10 of the LPI vehicle, the fuel receiving pipe 14 and the fuel delivery pipe 16 is In the combined portion, the charge pump 18, which is a liquid pressure pump operated when the internal pressure of the cylinder 10 is greater than the charge pressure, is mounted.

상기 연료수용관로(14)는 충전건(20)으로부터 충전관로(12)로 유입되는 충전연료가 분기되어 흐르는 경로이고, 상기 연료송출관로(16)는 연료수용관로(14)로 유입되는 연료를 충전펌프(18)에서 펌핑함에 따라 봄베(10)쪽으로 연료가 송출되는 경로 역할을 한다.The fuel receiving pipe passage 14 is a path through which the filling fuel flowing into the filling pipe passage 12 from the filling gun 20 flows through the branch, and the fuel delivery pipe passage 16 receives the fuel flowing into the fuel receiving pipe passage 14. As the pump is pumped from the charge pump 18 serves as a path that the fuel is discharged toward the cylinder (10).

이때, 상기 연료수용관로(14)에는 충전펌프(18)쪽으로 충전연료의 흐름을 허용하거나 차단하는 솔레노이드 밸브(22)가 장착된다.At this time, the fuel receiving pipe 14 is equipped with a solenoid valve 22 to allow or block the flow of the charging fuel toward the charging pump 18.

또한, 상기 충전관로(12)의 입구에는 충전건(20)으로부터 주입된 충전연료가 외부로 누설되지 않도록 안전체크밸브(24)가 장착되고, 특히 안전체크밸브(24)의 인접위치에는 충전펌프(18) 구동을 위한 사용자 조작용 스위치(26)가 장착된다.In addition, a safety check valve 24 is installed at the inlet of the filling pipe passage 12 so that the filling fuel injected from the filling gun 20 does not leak to the outside, and in particular, the charging pump 24 is adjacent to the safety check valve 24. (18) A user operation switch 26 for driving is mounted.

보다 상세하게는, 필러박스 안쪽 위치에 운전자가 직접 온/오프 조작할 수 있는 작동 스위치(26)가 장착되며, 이 스위치(26)는 봄베(10)의 내부압력이 높아서 연료 충전이 되지 않을때, 충전 유로 변경을 위한 솔레노이드 밸브(22)를 작동시키는 동시에 충전펌프(18)를 가동시키기 위하여 구비된 것이다.More specifically, an operation switch 26 is installed in the pillar box to allow the driver to directly turn the driver on and off, and the switch 26 has a high internal pressure of the cylinder 10 when fuel is not charged. In addition, the solenoid valve 22 for changing the filling channel is operated to operate the filling pump 18 at the same time.

한편, 본 발명의 LPI 연료 충전 장치는 상기 스위치(26)의 신호를 받아 충전펌프(18) 및 솔레노이드 밸브(22)의 온/오프 제어를 하는 제어기(28)를 포함한다.On the other hand, the LPI fuel charging device of the present invention includes a controller 28 to control the on / off of the charge pump 18 and the solenoid valve 22 in response to the signal of the switch 26.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 LPI 연료 충전 장치에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.Here, the operation flow for the LPI fuel charging device of the present invention having the above configuration will be described.

봄베의 내부온도 상승에 따른 압력 상승과, 하절기 및 프로판 연료 사용시, 봄베의 내부압력이 충전압력보다 커서, 연료 충전이 제대로 되지 않을 경우, 사용자가 작동 스위치(26)를 온으로 조작시킨다.When the pressure rises due to the increase in the internal temperature of the cylinder, and during the summer and propane fuel use, the internal pressure of the cylinder is greater than the charging pressure, and when the fuel is not properly charged, the user operates the operation switch 26 on.

다음으로, 상기 제어기(28)에서 스위치 온 신호를 수신하면, 솔레노이드 밸브(22)를 오픈 방향으로 작동시키는 동시에 충전펌프(18)를 구동시키는 제어를 하게 된다.Next, upon receiving the switch-on signal from the controller 28, the solenoid valve 22 is operated in the open direction and at the same time, the charge pump 18 is controlled.

따라서, 상기 충전건(20)으로부터 충전관로(12)로 유입되는 충전연료가 연료수용관로(14)로 유입되는 동시에 오픈 상태인 솔레노이드 밸브(22)를 지나는 동시에 충전펌프(18)의 펌핑 구동에 의하여 연료송출관로(16)로 송출된다.Therefore, the filling fuel flowing from the filling gun 20 into the filling conduit 12 flows into the fuel receiving conduit 14 and passes through the solenoid valve 22 which is open at the same time to pump the driving of the filling pump 18. By the fuel delivery pipe line 16.

이때, 상기 충전펌프(18)의 펌핑 압력에 의하여 충전연료가 연료송출관로(16)을 경유하여 봄베(10)내로 송출되는 바, 봄베(10)내의 내부압력보다 펌핑 작용에 따른 연료 충전압력이 높기 때문에 봄베(10)내에 연료 충전이 용이하게 이루어지게 된다.At this time, the filling fuel is discharged into the cylinder 10 by way of the pumping pressure of the filling pump 18 through the fuel delivery pipe line 16, the fuel charging pressure according to the pumping action than the internal pressure in the cylinder 10 Because of the high fuel filling in the cylinder 10 is made easy.

이렇게 상기 충전펌프(18)가 작동하여 충전연료를 석션하면서 가압시킨 후, 봄베로 밀어넣어 줌으로써, 고압의 충전 연료가 봄베(10)에 충전되는 바, 고압의 충전 연료가 일단 봄베(10)에 들어가면, 즉시 기화되면서 봄베(10)내에 존재하는 기화잠열을 흡수하여, 봄베(10)의 온도를 떨어뜨리는 기능을 발휘하게 된다.The charge pump 18 operates to pressurize the fuel while suction, and then pushes the fuel into the cylinder, whereby the high-pressure charged fuel is charged to the cylinder 10, and the high-pressure charged fuel is once supplied to the cylinder 10. When entering, the vaporization immediately absorbs the latent heat of vaporization present in the cylinder 10, thereby exerting a function of lowering the temperature of the cylinder 10.

이에, 고압의 충전 연료가 봄베(10)로 들어가기 시작하면 봄베 온도가 급격히 떨어지므로, 충전펌프(18)를 장시간 돌리는 것은 무의미하며, 약 1분 정도의 시간만 가압하더라도, 문제없이 연료 충전이 완료될 수 있다.Therefore, when the high-pressure filling fuel starts to enter the cylinder 10, the cylinder temperature drops sharply, so it is meaningless to turn the charging pump 18 for a long time, and even if the pressure is about 1 minute, the fuel filling is completed without a problem. Can be.

한편, 본 발명에 사용될 수 있는 충전펌프(18)를 설계적으로 검토하자면, 드라이 런(DRY RUN) 상태의 내구 성능 확보가 핵심이라 판단되며, 따라서 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이 터빈형 또는 지로터형 펌프는 펌프 모터의 구동 부품에 대한 윤활을 충전되는 연료로 실시하므로 적용이 불가능하고, 다이어프램 용적형의 경우 펌프의 구동부와 연료 충전통로가 완전히 격리되어 있고, 또한 펌프의 구동부는 별도의 윤활유로 윤활되므로, 본 발명의 충전펌프로서 드라이 런 상태의 내구 성능이 확보될 수 있는 다이어프램 용적형 타입을 채택하는 것이 바람직하다.
On the other hand, to consider the design of the charge pump 18 that can be used in the present invention, it is determined that the durability performance of the dry run (DRY RUN) state is the key, therefore, as shown in Figure 5 attached to the turbine type or Gerotor type pumps are not applicable because of the lubrication of the driving parts of the pump motor with the charged fuel.In the case of diaphragm type, the driving part of the pump and the fuel filling passage are completely isolated, and the driving part of the pump is Since it is lubricated with lubricating oil, it is preferable to adopt the diaphragm volume type which can ensure the durability performance of a dry run state as a charge pump of this invention.

10 : 봄베
12 : 충전관로
14 : 연료수용관로
16 : 연료송출관로
18 : 충전펌프
20 : 충전건
22 : 솔레노이드 밸브
24 : 안전체크밸브
26 : 스위치
28 : 제어기10: bomb
12: charging pipe
14: fuel receiving pipe
16: fuel delivery line
18: charge pump
20: filling gun
22: solenoid valve
24: Safety check valve
26: switch
28:

Claims

A fuel receiving pipe path 14 for receiving fuel from the filling gun 20 and a fuel delivery pipe path 16 for feeding fuel to the cylinder 10 in the filling pipe path 12 connected to the cylinder 10 of the LPI vehicle; A branching, and the charge pump 18 is mounted to the portion where the fuel receiving pipe 14 and the fuel delivery pipe 16 are combined to drive the charging pump 18 when the cylinder 10 has an internal pressure greater than the charging pressure. LPI fuel charging device, characterized in that the LPI fuel is filled in the cylinder (10).

The method according to claim 1,
The fuel receiving pipe (14) LPI fuel charging device, characterized in that the solenoid valve 22 for allowing or blocking the flow of the charging fuel toward the charging pump (18).

The method according to claim 1,
A safety check valve (24) is mounted at the inlet of the filling line (12), and a switch 26 for driving the charging pump (18) is installed at an adjacent position thereof.

The method according to claim 1,
And a controller (28) for controlling the on / off of the switch (26), the on / off of the charge pump (18), and the on / off control of the solenoid valve (22).

The method according to claim 1,
The charge pump is an LPI fuel charging device, characterized in that adopted as the diaphragm volumetric pump.