KR970001119B1 - 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한차량탑재형 첨가제 자동공급장치

제1도는 종래의 디젤자동차에 있어서, 연료공급시스템을 보인 구성도.

제2도는 본 발명의 디젤자동차에 있어서, 연료공급시스템을 설명하기 위한 도면.

제3도는 본 발명의 혼합탱크의 자동수위조절을 위한 레벨 스위치를 보인 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 연료탱크 20 : 연료공급펌프

30 : 인젝터 40 : 첨가제 펌프

50 : 흔합탱크 60 : 레벨 스위치

70, 71 : 공급라인 80 : 연동형 메터링 펌프

200 : 연료공급라인 203, 202 : 연료공급밸브

300 : 잉여연료 복귀 라인 301, 302 : 잉여연료 복귀 밸브

600 : 로우 레벨 스위치 601 : 하이 레벨 스위치

602 : 수동 온 스위치 603 : 수동오프 스위치

604, 605, 606 : 릴레이 607 : 플로우트

608 : 체크밸브 700 : 라인 믹서

800 : 펌프모터 801, 802 : 펌프

본 발명은 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치에 관한 것으로, 특히 배기가스 저감 기술의 하나인 후처리 장치의 매연여과방식에서 필터에 쌓인 입자상물질(매연)을 태우는 과정(이하 재생)에서 매연의 착화온도를 고온에서 상대적으로 낮추기 위하여 첨가제를 공하는 것에 있어서, 연료탱크와 연료공급펌프 사이에 디젤유와 첨가제를 일정한 혼합비율로 공급하는 차량탑재용 첨가제 자동공급장치에 관한 것이다.

현대에는 환경의 오염에 대한 관심도가 높아지고 있는 가운데 자동차의 배기가스에 의한 대기오염은 차량의 수가 증가됨에 따라 계속 증가하고 있으며 최근 국내 자동차의 급격한 증가는 공해물질의 대량배출로 도시 대기환경을 크게 악화시키고 있다. 이렇게 교통수단에 의하여 배출되는 공해물질은 가솔린 차량보다 버스 및 트럭등의 산업용으로 주로 사용되는 디젤차량이 공해물질 배출량이 많고 또한 차량의 운행거리가 길어 대기환경오염의 주원인으로 분석되었으며, 또한 입자상물질(매연포함)에 의한 가시적인 불쾌감, 정신적인 피해, 물질적인 피해등 국민생활에 많은 위해를 끼치고 있다.

따라서 세계 여러 나라에서는 도시 대기질 개선을 위한 일환으로 차량의한 대기환경 오염의 저감을 위해 자동차의 유해가스 성분의 량을 법적으로 규제함으로 저공해 차량의 생산을 의무화 하고 있는 실정이며, 디젤자동차의 배기가스 저감기술은 크게 대체연료사용, 엔진개량, 흡기개선 및 후처리 장치등이 있으며, 특히 후처리 장치의 매연여과방식은 매연저감 효과가 매우 우수한 반면 현재 외국의 기술수준도 초기 산업화 단계에 있는 정도로 개발의 여지가 많은 기술이다.

제1도는 종래의 디젤자동차에 있어서의 연료공급시스템을 보인 도면으로서, 디젤유에 연료가 채워진 연료탱크(10)와, 상기 연료탱크(10)의 연료를 펌핑하는 연료공급펌프(20)와, 상기 연료공급펌프(20)로 부터 펌핑된 연료가 분사되는 인젝션(30)으로 구성되어있다.

이러한 종래의 연료공급시스템에 있어서는 연료탱크(10)에 주입되는 디젤유의 양에 따라 첨가제를 일정한 흔합비가 되도록 수작업에 의해 공급할 수 밖에 없어 대단히 번거로우며, 첨가제를 200ℓ에 달하는 연료탱크(10)에 수작업으로 첨가하는 방식은 별도의 모터에 의해 작동되는 교반기등의 부대설비가 필요할 뿐만 아니라 비중차이에서 오는 디젤유와 첨가제의 분리현상을 배제할 수 없었으며, 특히 차량의 운행이 장시간 중지되었다가 운행이 재개될 경우 디젤유보다 첨가제의 비중이 크므로 첨가제가 바닥에 가라앉은 상태가 되어 일정 혼합비를 유지못한 상태로 연료가 연료공급펌프(20)를 거쳐 인젝션(30)에 공급되어 소모되면 첨가제가 없는 디젤유만의 매연과 불균일하게 첨가제를 함유한 매연이 필터에 쌓이게 된다.

이것은 매연의 재생시 불완전한 재생을 유발하게 될뿐만 아니라 필터내에서 재생은도가 국부적으로 급상승하여 필터가 열충격에 의해 손상되거나 파손되어 매연 여과 효율을 떨어뜨림과 동시에 차량의 운행에 무리를 주게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 디젤유와 첨가제가 균일한 흔합비를 유지한 상태에서 연료공급펌프를 거쳐 인젝션에 공급될 수 있도록 차량탑재형 첨가제 자동공급장치를 설치한 연료공급시스템을 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 목적은 첨가제 탱크와, 상기 첨가제 탱크와 연료탱크에 연결된 혼합 탱크와, 상기 혼합 탱크에 설치되어 수위를 감지하는 레벨 스위치와, 상기 레벨 스위치의 저수위 감지신호에 의해 전원이 인가되어 디젤유와 첨가제가 적정비를 갖도록 공급라인을 통해 혼합 탱크에 공급되게하는 연동형 메터링 펌프와, 상기 흔합 탱크의 연료를 인젝션에 공급하는 연료공급펌프에 의하여 달성되어진다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

연료 탱크(10)의 연료가 연료공급펌프(20)에 의해 인젝션(30)에 공급되는 연료공급시스템에 있어서, 첨가제가 수용된 첨가제 탱크(40)와, 상기 첨가제 탱크(40)와 연료 탱크(10)에 연결된 혼합 탱크(50)와, 상기 혼합 탱크(50)에 설치되어 수위를 감지하는 레벨 스위치(60)와, 상기 레벨 스위치 (60)의 저수위 감지신호에 의해 전원이 인가되어 디젤유와 첨가제가 적정비를 갖도록 토출하는 연동형 메터링 펌프(80)와, 상기 연동형 메터링 펌프(80)에서 펌핑된 디젤유와 첨가제를 섞어 혼합 탱크(50)에 공급하는 라인 믹서(700)와, 상기 흔합 탱크(50)의 연료를 인젝션(30)에 공급하는 연료공급펌프(20)로 구성된 것이다.

상기 연동형 메터링 펌프(80)는 수동 온/오프 스위치(602) (603)에 의하여 작동될 수 있다.

상기 연동형 메터링 펌프(80)는 하나의 모터(800)에 의해 두개의 펌프(801) (802)가 작동되는 공지의 것으로 물론 두 펌프(801)(802)의 토출량은 다르게 되어있다.

이 연동형 메터링 펌프(80)는 여러가지 사양으로 제작할 수 있는데 예를 들면 두개의 축이 구비된 하나의 모터(800)에 토출량이 다른 두개의 펌프헤드를 연결하여 모터(800)의 일정한 회전력에 의해 디젤유와 첨가제가 일정 혼합비로 토출되게하는 방식, 또는 모터(800)의 두 축중 하나에 감속기를 설치하여 회전비를 다르게 함으로서 펌프의 토출량을 조절하는 방식, 그리고 모터(800)의 두축에 토출량이 다른 두개의 펌프헤드를 각각 연결하는 동시에 한쪽 축에는 감속기를 설치하는 방식, 토출량이 다른 두개의 모터와 펌프를 하나의 제어수단에 의하여 각각의 펌프가 동시에 온/오프되어 디젤유와 첨가제의 토출량을 조절하는 방식등이 사용될 수 있다.

상기 레벨 스위치(60)는 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 혼합 탱크(50)내의 플로우트(607)가 로우 레벨 스위치(600)와 접점일때 온되어 연동형 메터링 펌프(80)에 전원을 인가하는 구동릴레이(604)(606)와, 상기 플로우트(607)가 하이 레벨 스위치(601)와 접점일때 온되어 연동형 메터링 펌프(80)의 전원을 차단하는 차단릴레이(605)로 구성된 것이다.

상기 연료공급라인(70)(71)에는 연동형 메터링 펌프(80)에 의해 토출된 디젤유 및 첨가제를 흔합시켜주는 라인믹서(700)가 연결되어있으며, 라인믹서(700)를 통해 흔합된 연료는 혼합 탱크(50)에 유입되어 연료공급펌프(20)에 의해 연료공급라인(200)을 통해 인젝션(30)에서 사용되며, 사용되고 남은잉여연료는 연료복귀라인(300)을 통해 혼합 탱크(50)로 되돌아와 재사용된다.

엔진으로 연료를 공급하는 두개의 라인(200)(201)은 밸브(202)(203)가 구비되어 연료 탱크(10)와 혼합 탱크(50)에 각각 연결되어 있으며, 잉여연료가 복귀되는 두개의 복귀라인(300)(301)도 밸브(302)(303)가 구비되어 연료 탱크(10)와 혼합 탱크(50)에 연결되어있는데 이것은 첨가제 자동공급시스템상의 장애 발생시 종래의 연료공급시스템과 같이 연료가 공급될 수 있게 함으로서 차량의 운행에는 지장을 초래하지 않게 하기위한 것으로 혼합 탱크(50)측의 밸브(202)(302)을 닫고 연료 탱크(10)측의 밸브(203)(303)를 열게 되면 연료 탱크(10)의 디젤유만이 엔진으로 공급되고, 잉여연료는 연료 탱크(10)로 복귀되게 한 것이다.

물론 이때의 배출가스(매연)은 매연 여파장치의 필터에는 포집되지 않고 그대로 바이패스 시키게 되며 이러한 시스템은 차량의 전자제어장치를 통해 작동될 수 있도록 입력시켜놓게 된다.

상기 혼합 탱크(50)의 용량은 1-2ℓ정도가 적합하며, 혼합 탱크(50)의 상부에는 공기를 흡입하고 하이 레벨 스위치(801)의 오작동에 의해 연료가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(608)가 설치되어있다.

이와 같이 된 본 발명의 작용·효과는 다음과 같다.

디이젤차량은 연료 탱크(10)와 첨가제 탱크(40)에 디젤유 및 첨가제가 각각 공급된 상태에서 운행되고, 운행시 혼합 탱크(50)의 연료는 연료공급펌프(20)에 의하여 인젝션(30)에 제공된다. 이에따라 혼합 탱크(50)내의 수위가 낮아져 플로우트(607)가 내려와 로우 레벨 스위치(600)와 접점이 되면 로우 레벨 스위치(600)는 온되어 구동릴레이(604)(606)에 의해 연동형 메터링 펌프(80)가 작동함으로서 연료 탱크(10)와 첨가제 탱크(40)의 디젤유 및 첨가제가 공급 라인(70)(71)을 통해 토출되고, 토출된 디젤유 및 첨가제는 라인믹서(700)를 통해 흔합되어 혼합 탱크(50)로 유입되게 된다. 이때 펌프(801)(802)의 용량이 서로 상이하기 때문에 펌프(801)(802)의 선택에 따라 디젤유와 첨가제가 일정 농도의 혼합비가 되도록 하는 것이 중요하며 흔합 탱크(50)에 디젤유 및 첨가제가 유입되는 중에도 인젝션(30)에는 혼합 탱크(50)내의 연료가 계속 공급되고 잉여연료는 복귀됨은 물론이다.

연동형 메터링 펌프(80)에 의해 혼합 탱크(50)내에 디젤유 및 첨가제가 혼입되어 만수위가 되면 플로우트(700)가 떠오르게 되고 하이 레벨 스위치(601)가 접점이 되어 하이 레벨 스위치(601)가 온되면 차단 릴레이(605)에 의해 연동된 연동형 메터링 펌프(80)는 정지하게 된다.

상기 혼합 탱크(50)내의 연료는 첨가제가 적정 농도를 갖도록 혼합된 것으로 차량의 운행상태에 따라 2-5분 정도 가동될 수 있는 량이며, 이정도의 연료량에서는 비중차에 의해 디젤유와 첨가제가 분리되기 이전에 첨가제의 농도가 일정한 상태에서 인젝션(30)에 공급된다. 이렇게 첨가제의 농도가 일정한 상태로 사용된 혼합연료의 배출가스(매연)가 매연여과장치의 필터내에 쌓이게 되면 이것은 매연이 균일하게 첨가제를 함유하고 있다는 것을 의미하며, 이것은 종래의 비증차에 의해 불규칙하게 첨가제를 함유하여 포집된 매연의 재생시 발생되었던 재생온도의 급속한 상승에 따라 열적충격으로 부터 필터가 손상되는 것을 방지하고 균일한 재생을 함으로서 매연여과효율을 높임과 동시에 매연여과장치의 성능을 지속시켜 주게된다는 것을 의미한다.

Claims (9)

1. 연료 탱크(10)의 연료가 연료공급펌프(20)에 의해 인젝션(30)에 공급되는 연료공급시스템에 있어서, 첨가제가 수용된 첨가제 탱크(40)와, 상기 첨가제 탱크(40)와 연료 탱크(10)에 연결된 흔합 탱크(50)와, 상기 혼합 탱크(50)에 설치되어 수위를 감지하는 레벨 스위치(60)와, 상기 레벨 스위치(60)의 저수위 감지신호에 의해 전원이 인가되어 디젤유와 첨가제가 적정비를 갖도록 공급라인(70)(71)을 통해 흔합 탱크(50)로 토출하는 연동형 메터링 펌프(80)와, 상기 흔합 탱크(50)의 연료를 인젝션(30)에 공급하는 연료공급펌프(20)를포함하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연동형 메터링 펌프(80)가, 두개의 축이 구비된 하나의 모터(800)에 토출량이 다른 두개의 펌프헤드를 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 연동형 메터링 펌프(80)가, 모터(800)의 두 축중 하나에 감속기를 설치하여 회전비를 다르게 함으로서 펌프의 토출량을 조절하게 한 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차랑탑재형 첨가제 자동공급장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 연동형 메터링 펌프(80)가, 모터(800)의 두 축에 토출량이 다른 두 개의 펌프헤드를 각각 연결하는 동시에 한쪽 축에는 감속기를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 연동형 메터링 펌프(80)가, 토출량이 다루 두개의 모터와 펌프를 하나의 제어수단에 의하여 제어할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 레벨 스위치(60)는, 혼합 탱크(50)내의 플로우트(607)가 로우 레벨 스위치(600)와 접점일때 온되어 연동형 메터링 펌프(80)에 전원을 인가하는 구동릴레이(604)(606)와, 상기 플로우트(607)가 하이 레벨 스위치(601)와 접점일때 온되어 연동형 메터링 펌프(80)의 전원을 차단하는 차단릴레이(605)로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 인젝션(30)에서 분사되어 엔진에서 사용되고 남은 잉여 연료를 연료 탱크(10)와 흔합 탱크(50)로 재공급하는 두개의 복귀라인(300)(301)과, 상기 복귀라인(300) (301)에 각각 설치된 밸브(302)(303)를 갖는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 혼합 탱크(50)에서 연료공급펌프(20)를 연결하는 라인(200)의 중간에 연료 탱크(10)에 연결된 비상라인(201)을 연결설치하고, 상기 라인(200) 및 비상라인(201)에는 밸브(202)(203)을 각각 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 연동형 메터링 펌프(80)와 흔합 탱크(50) 사이에 펌핑된 디젤유와 첨가제를 섞어 주는 라인 믹서(700)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 디젤자동차의 배기가스 저감장치중 매연여과방식에서의 안정된 재생을 위한 차량탑재형 첨가제 자동공급장치.