KR20070073697A

KR20070073697A - 디젤 엘엔지 혼소 시스템

Info

Publication number: KR20070073697A
Application number: KR1020070060426A
Authority: KR
Inventors: 신경식
Original assignee: 신경식
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2007-07-10

Abstract

본 발명은 디질엔진의 실린더 내부로 디젤과 LNG가 혼합공급되어 함께 연소되도록 하는 디젤 LNG 혼소 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 별도의 노즐이 추가설치되지 않더라도 엔진의 실린더로 디젤연료와 LNG의 혼합공급이 가능할 뿐만 아니라 별도로 추가설치되는 전자제어유닛(ECU)에 의해 디젤연료와 LNG의 공급량이 용이하게 제어될 수 있는 디젤 LNG 혼소 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템은, 엔진의 실린더로 디젤연료를 분사하여 공급하는 연료분사부와, 상기 실린더로 공기를 공급하는 흡기부와, 상기 흡기부로 LNG를 공급할 수 있도록 연결되는 가스공급부와, 상기 연료분사부 및 가스공급부에 연결되어 각각을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 실린더의 내부에서 디젤연료와 LNG가 혼합되어 함께 연소되도록 하는 것을 특징으로 한다.

디젤, LNG, 혼소 시스템, 연료분사부, 연료분사펌프, 디젤 분사량 조절 컨트롤러, 가속기 센서, 흡기부, 흡기관, 믹서, 흡기매니폴드, 가스공급부, 기화기, 쿨링워터라인, 가스공급차단밸브, 감압기, 프로포셔널 밸브, 제어부, 전자제어유닛

Description

디젤 엘엔지 혼소 시스템{DIESEL-LNG DUAL FUEL SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템의 구성도.

※ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

100 : 엔진 110 : 실린더

200 : 연료분사부 210 : 연료분사펌프

220 : 디젤 분사량 조절 컨트롤러 230 : 가속기 센서

240 : 노이즈 센서 300 : 흡기부

310 : 흡기관 320 : 믹서

330 : 흡기매니폴드 400 : 가스공급부

410 : LNG 탱크 420 : 기화기

430 : 쿨링워터라인 440 : 가스공급차단밸브

450 : 감압기 460 : 프로포셔널 밸브

500 : 제어부 510 : 전자제어유닛(ECU)

520 : 선택스위치 530 : 트랜스포머

540 : 램프

일반적으로 디젤엔진은 가솔린엔진이나 가스엔진에 비해 더 큰 출력을 얻을 수 있다는 장점은 있으나, 가솔린엔진이나 가스엔진에 비해 배기가스의 배출량이 많을 뿐만 아니라 배기가스에 섞여 배출되는 NOx 또는 SOx 등에 의한 환경 오염의 문제점이 있으며, 또한 경제적으로 가스(LPG, LNG)보다 비싸다는 단점이 있다. 이러한 디젤엔진의 문제점, 특히 환경적인 문제점을 극복하고자 최근 디젤 가스 혼소 시스템으로 전환하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

종래 디젤 가스 혼소 시스템으로는 국내 공개특허 제2007-0048684호 "디젤-가스 혼소엔진의 시스템 및 그 제어방법"이 개시되어 있다. 상기 "디젤-가스 혼소엔진의 시스템 및 그 제어방법"은 디젤엔진 기반으로 디젤연료를 가스연료로 대체하는 시스템에 관한 것으로서, 디젤연료로 점화 후 가스연료를 공급하여 연소가 이루어지도록 하여 디젤연료를 대체할 수 있도록 하는 혼소엔진의 제어시스템 및 제어방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 살펴보면, 상기 "디젤-가스 혼소엔진의 시스 템 및 그 제어방법"은 MPI(Multi point injection) 공급방식에 관한 것으로서, 디젤엔진의 ECU(Electric control unit)에서 입·출력되는 센서신호들을 변경 없이 적용하고, 별도의 Gas ECU를 구성하여 디젤 injector 구동 신호를 차단하고 Gas ECU를 통해 디젤 injector를 컨트롤 할 수 있도록 한 것이다. 또한 Gas ECU를 통해 혼소엔진 운전 시 디젤과 가스 injector를 동시에 구동할 수 있도록 구성되었으며, 혼소엔진에서 연료 분사량 조절을 통한 연소안정성과 별개로 흡입공기유량을 조절함으로써 혼소엔진의 연소안정성 및 효율이 향상될 수 있도록 흡입공기유로에 흡입공기유량 조절장치가 구성되어 있다.

그러나, 상기 "디젤-가스 혼소엔진의 시스템 및 그 제어방법"은 각 실린더 헤더의 상부에 별도의 노즐을 구비하여야 하는 문제점과 디젤연료의 분사시점과 가스의 분사시점이 일치하여야만 하는 고정밀 제어가 필요하다는 단점이 있다. 더욱이 종래의 차량에 적용시키기 위해서는 별도의 노즐을 실린더 헤더의 상부에 설치해야 한다는 점과 고정밀도의 ECU를 더 설치하여 정밀하게 분사시기를 제어해야 하는 관계로 종래 차량에 적용시키기에는 다소 불리한 점이 많고 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 별도의 노즐이 추가설치되지 않더라도 엔진의 실린더로 디젤연료와 LNG의 혼합공급이 가능하고 디젤연료와 LNG의 공급량이 용이하게 제어될 수 있도록 별도의 전자제어유닛(ECU)이 추가설치되는 디젤 LNG 혼소 시스템을 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은,

엔진의 실린더로 디젤연료를 분사하여 공급하는 연료분사부와, 상기 실린더로 공기를 공급하는 흡기부와, 상기 흡기부로 LNG를 공급할 수 있도록 연결되는 가스공급부와, 상기 연료분사부 및 가스공급부에 연결되어 각각을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 실린더의 내부에서 디젤연료와 LNG가 혼합되어 함께 연소되도록 하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 연료분사부는 상기 실린더로 디젤연료를 분사하는 연료분사펌프와, 상기 연료분사펌프에 부착되며 상기 실린더로 분사되는 디젤연료의 분사량이 조절될 수 있도록 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 디젤 분사량 조절 컨트롤러와, 상기 연료분사펌프에 부착되며 가속기의 상태에 대한 데이터를 상기 제어부로 송신할 수 있도록 전기적으로 연결되는 가속기 센서를 포함한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 의하면, 상기 연료분사부는 상기 연료분사펌프에 부착되며 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 노이즈 센서를 더 포함하며, 상기 노이즈 센서는 상기 연료분사펌프의 작동상태에 관한 데이터를 상기 제어부로 송신하고 상기 제어부는 수신한 데이터를 분석한 후 데이터를 상기 가스공급부로 송신하여 LNG의 공급을 제어한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 흡기부는 외부에서 공기가 유입되는 흡기관과, 공기와 LNG가 혼합될 수 있도록 상기 흡기관과 결합되고 상기 가스공급부와 관으로 연결되는 믹서와, 상기 믹서와 연결되며 상기 공기와 LNG가 상기 실린더로 일정하게 분배되도록 가이드하는 흡기매니폴드를 포함한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 가스공급부는 LNG 탱크와, 상기 LNG 탱크와 관으로 연결되며 액체상태로 공급되는 LNG를 가스화시키는 기화기와, 상기 기화기에 열을 제공할 수 있도록 마련되는 쿨링워터라인과, 상기 기화기 및 흡기부의 사이에 설치되며 상기 기화기를 통과하여 가스화된 LNG의 상기 흡기부로의 공급 차단이 제어될 수 있도록 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 가스공급차단밸브와, 상기 흡기부로 공급되는 LNG의 압력이 조절될 수 있도록 상기 가스공급차단밸브 및 흡기부의 사이에 설치되는 감압기를 포함한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 가스공급부는 상기 감압기 및 흡기부의 사이에 설치되며 상기 흡기부로 LNG가 비례적으로 공급되는 것이 제어될 수 있도록 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 프로포셔널 밸브를 더 포함한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어부는 상기 연료분사부 및 가스공급부에 연결되는 전자제어유닛과, 상기 전자제어유닛에 연결되며 디젤연소모드를 디젤 LNG 혼소모드로 전환시킬 수 있도록 마련되는 선택스위치와, 상기 전자제어유닛에 연결되며 적정 전압을 공급하는 트랜스포머를 포함한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어부는 상기 전자제어유닛에 연결되며 엔진의 혼합연소 상태를 표시할 수 있도록 마련되는 램프를 더 포함한다.

이하에는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템은 연료분사부, 흡기부, 가스공급부, 제어부를 포함하여 이루어진다. 엔진의 실린더에는 연료분사부로부터 디젤연료가 공급되고 가스공급부 및 흡기부로부터 LNG와 공기가 혼합된 상태로 공급되며, 디젤연료와 LNG의 공급량은 제어부에 의해 제어된다. 상기 연료분사부, 흡기부, 가스공급부, 제어부에 대한 더 상세한 설명은 도 2를 참조하여 하기로 한다.

연료분사부(200)는 엔진(100)의 실린더(110)로 디젤연료를 분사하여 공급하는 역할을 하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 연료분사펌프(210), 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220), 가속기 센서(230)를 포함하여 이루어지며, 바람직하게는 노이즈 센서(240)를 더 포함하여 이루어진다.

연료분사펌프(210)는 실린더(110)로 디젤연료를 분사하는 펌프로서 이러한 연료분사펌프(210)에 의해 실린더(110)의 연소실에 디젤연료가 공급될 수 있는데, 후술하는 바와 같이 연료분사펌프(210)에 부착되는 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)에 의해 디젤의 분사량이 조절되어 실린더(110)의 연소실로 공급될 수 있다.

즉, 실린더(110)의 연소실로 공급되는 디젤연료량은 조절될 필요가 있으며, 이를 구현하는 것이 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)이다. 상기 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)는 연료분사펌프(210)에 부착되며 제어부(500)와 전기적으로 연결되어 연료분사펌프(210)에서 실린더(110)로 분사되는 디젤연료의 분사량을 조절하는 역할을 하는데, 구체적으로 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)는 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)에 의해 제어된다.

여기서, 가속기 센서(Accelerator sensor)(230)는 제어부(500)로 데이터를 송신하여 제어부(500)가 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)를 제어하도록 하는 역할을 하는 것으로서, 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)과 전기적으로 연결된다. 상기 가속기 센서(230)는 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)으로 가속기의 상태에 대한 데이터를 송신하게 되는데 가속기 센서(230)로부터 가속기의 상태에 대한 데이터를 수신한 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)은 데이터를 분석한 후 분석된 정보에 따라 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)가 연료분사펌프(210)의 디젤연료 분사량을 조절하도록 데이터를 송신한다. 이러한 가속기 센서(230)는 연료분사펌프(210)에 부착되는데, 바람직하게는 가속페달에 연결된 연료분사펌프(210)의 가속레버에 부착된다.

또한, 노이즈 센서(240)는 제어부(500)로 연료분사펌프(210)의 작동상태에 관한 데이터를 송신하여 제어부(500)가 LNG의 공급을 제어할 수 있도록 하는 역할을 한다. 즉, 노이즈 센서(240)는 연료분사펌프(210)에 부착되고, 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)과 전기적으로 연결되는데, 연료분사펌프(210)의 작동상태에 대한 데이터를 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)으로 송신하면, 전자제어유닛(ECU)(510)은 수신한 데이터를 분석한 후 가스공급부(400)로 데이터를 송신하여 LNG의 공급이 제어되도록 한다. 이 때, 연료분사펌프(210)가 작동하는 경우, 즉 노이즈가 있는 경우에는 디젤연료가 실린더(110)로 공급되고 있는 경우이므로 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)은 가스공급부(400)에서 LNG가 공급되도록 데이터를 송신한다. 반면, 연료분사펌프(210)가 작동하지 않는 경우, 즉 노이즈가 없는 경우에는 시동이 꺼진 상태이므로 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)은 가스공급부(400)에 데이터를 송신하여 LNG 공급이 차단되도록 하는데, 이에 대한 더 자세한 설명은 후술하기로 한다.

흡기부(300)는 외부로부터 공기를 흡입하여 실린더(110)로 공기를 공급하는 역할을 하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 흡기부(300)는 흡기관(310), 믹서(320), 흡기매니폴드(330)를 포함하여 이루어지며, 흡기관(310)으로 통해 외부에서 유입된 공기는 믹서(320)에서 LNG와 혼합되고 흡기매니폴드(330)를 통해 실린더(110)로 가이드된다. 즉, 흡기관(310)을 통해 유입되는 공기는 믹서(320)를 거쳐 흡기매니폴드(330)를 통해 실린더(110)로 공급되는데, 이 때 믹서(320)와 관으로 연결되는 가스공급부(400)로부터 LNG가 믹서(320)로 공급되어, 믹서(320)에서 LNG 와 공기가 혼합된 상태로 흡기매니폴드(330)를 통해 실린더(110)로 공급되는 것이다. 여기서, 흡기매니폴드(330)는 믹서(320)에서 혼합된 공기와 LNG를 일정하게 분배하여 실린더(110)로 공급되도록 하는 역할을 한다.

가스공급부(400)는 흡기부(300)와 연결되어 LNG를 공급하는 역할을 하는 것으로서, 구체적으로 흡기부(300)의 믹서(320)로 LNG를 공급한다. 이러한 가스공급부(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, LNG 탱크(410), 기화기(420), 쿨링워터라인(430), 가스공급차단밸브(440), 감압기(450)를 포함하여 이루어지며, 바람직하게는 프로포셔널 밸브(460)를 더 포함하여 이루어진다.

LNG 탱크(410)는 저온탱크로서 대략 -163℃의 온도조건에서 가스를 저장하게 되는데, 따라서 LNG 탱크(410)에서는 LNG가 액체상태로 저장되어 있으며, 액체상태의 연료를 기화기(420)로 공급하게 된다.

기화기(Vaporizer)(420)는 LNG 탱크(410)로부터 액체상태로 공급되는 LNG 연료를 공기와 혼합하기 쉽게 기체상태로 변화시키는 역할을 하는 것이다. 이러한 기화기(420)에서 액체상태의 LNG 연료가 가스화되기 위해서는 열이 제공되어야 하는데, 이를 위해 쿨링워터라인(430)이 마련된다. 즉, 쿨링워터라인(430)은 기화기(420)에 열을 제공하는 역할을 하는 것인데, 쿨링워터라인(430)은 엔진(100)과 기화기(420)를 순환하도록 설치된다. 따라서, 엔진(100)에서 배출되는 뜨거운 물에 의해 기화기(420)에서 액체상태의 LNG 연료가 가스로 기화될 수 있으며, 기화기(420)에서 열을 빼앗기게 되는 차가운 물은 다시 엔진(100)으로 복귀하게 되며, 이러한 쿨링워터는 순환하게 된다.

가스공급차단밸브(440)는 기화기(420)와 흡기부(300)의 사이에 설치되어 기화기(420)를 거쳐 가스로 된 LNG의 흡기부(300)로의 공급과 차단을 제어하는 역할을 한다. 이러한 가스공급차단밸브(440)는 전기적으로 연결되는 제어부(500)에 의해 제어되는데, 구체적으로 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)과 전기적으로 연결되어 제어된다. 상술한 바와 같이 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)은 연료분사부(200)의 연료분사펌프(210)에 부착되는 노이즈 센서(240)와 연결되며, 노이즈 센서(240)가 연료분사펌프(210)의 작동상태에 관한 데이터를 전자제어유닛(ECU)(510)으로 송신하면 전자제어유닛(ECU)(510)은 수신한 데이터를 분석하여 노이즈가 없는 경우에는 가스공급차단밸브(440)를 작동시켜 LNG의 공급이 중단되도록 하는 것이다. 한편, 가스공급차단밸브(440)는 후술하는 제어부(500)의 선택스위치(520)가 혼소모드인 경우에만 개방 또는 폐쇄가 전자제어유닛(ECU)(510)에 의해 제어되고, 선택스위치(520)가 디젤연소모드로 되어 있는 경우에는 항상 닫혀진 상태를 유지하게 된다.

감압기(Gas Regulator)(450)는 흡기부(300)로 공급되는 LNG의 압력을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 가스공급차단밸브(440) 및 흡기부(300)의 사이에 설치된다. 더 상세하게는 감압기(450)는 기화기(420)를 통하여 공급되는 LNG의 압력을 적정 압력으로 낮추는 역할을 한다.

프로포셔널 밸브(Proportional gas control valve)(460)는 감압기(450)와 흡기부(300)의 사이에 설치되어 감압기(450)에 의해 적정 압력으로 낮추어진 LNG를 비례적으로 흡기부(300)의 믹서(320)로 공급되도록 하는 역할을 한다. 이러한 프로포셔널 밸브(460)는 전기적으로 연결되는 제어부(500), 구체적으로 제어부(500)의 전자제어유닛(ECU)(510)에 의해 제어되는데, 가속기 센서(230)가 전자제어유닛(ECU)(510)으로 가속기의 상태에 대한 데이터를 송신하게 되면, 전자제어유닛(ECU)(510)은 상기 데이터에 따라 프로포셔널 밸브(460)를 제어하게 된다.

제어부(500)는 연료분사부(200) 및 가스공급부(400)와 전기적으로 연결되어 각각을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 전자제어유닛(ECU ; Electric Control Unit)(510), 선택스위치(520), 트랜스포머(Transformer)(530)를 포함하여 이루어지며, 바람직하게는 램프(540)를 더 포함하여 이루어진다.

전자제어유닛(ECU)(510)은 직접적으로 연료분사부(200) 및 가스공급부(400)에 연결되어 각각을 제어하는 역할을 하는 것인데, 더 상세하게는 연료분사부(200)의 가속기 센서(230)와 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220) 및 노이즈 센서(240), 그리고 가스공급부(400)의 가스공급차단밸브(440)와 프로포셔널 밸브(460)와 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신하여 제어하는 역할을 한다. 즉, 전자제어유닛(510)은 가속기 센서(230)로부터 가속기의 상태에 대한 데이터를 수신하여, 연료분사펌프(210)에서 실린더(110)로 분사되는 디젤연료의 분사량이 조절될 수 있도록 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)를 제어하고, 노이즈 센서(240)로부터 받은 연료분사펌프(210)의 작동상태에 관한 데이터를 분석하여 가스공급차단밸브(440)의 작동을 제어하며, 또한 가속기 센서(230)로부터 수신한 가속기 상태에 대한 데이터에 따라 가스공급부(400)에서 흡기부(300)의 믹서(320)로 공급되는 LNG가 비례적으로 공급될 수 있도록 프로포셔널 밸브(460)를 제어한다.

선택스위치(520)는 전자제어유닛(510)에 연결되어 디젤연소모드를 디젤 LNG 혼소모드로 전환시키는 역할을 하며, 트랜스포머(530)는 전자제어유닛(510)에 연결되어 적정 전압을 공급하는 역할을 한다. 또한, 램프(540)는 전자제어유닛(510)에 연결되며 엔진(100)의 디젤 LNG 혼합연소 상태여부를 표시할 수 있도록 마련되는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소시스템의 작동과정을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 먼저, 엔진(100)의 시동을 켜게 되면 연료분사펌프(210)에서 실린더(110)로 디젤연료가 분사공급되어 자동차가 구동되게 되는데, 선택스위치(520)가 디젤 LNG 혼소모드로 선택되어 있는 경우에는 가속기 센서(230)가 가속기의 상태에 대한 데이터를 전자제어유닛(ECU)(510)으로 송신하게 되고, 전자제어유닛(ECU)(510)은 가속기 센서(230)로부터 수신한 가속기의 상태에 대한 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)를 제어하여 연료분사펌프(210)에서 실린더(110)로 분사되는 디젤연료의 분사량을 조절한다.

그리고, 전자제어유닛(ECU)(510)은 디젤연료의 분사량을 조절함과 동시에 LNG가 공급될 수 있도록 가스공급차단밸브(440)를 개방시켜 LNG가 믹서(320)로 공급되도록 한다. 여기서, LNG는 상술한 바와 같이 대략 -163℃를 유지하는 LNG 탱크(410)에서 액체상태로 존재하지만 기화기(420)에서 쿨링워터라인(430)을 통해 순 환되는 물에 의해 가스화되고 감압기(450)에서 적정 압력으로 조절된 후 프로포셔널 밸브(460)에 의해 비례적으로 믹서(320)로 공급될 수 있다.

그리고, 가스공급차단밸브(440)가 개방되면 LNG가 믹서(320)와 연결된 공급라인을 통해 공급되게 되는데, 이 때 LNG 공급라인이 흡기부(300)의 압력보다 높기 때문에 흡기부(300)로 빨려 들어가게 되고 믹서(320)에서 공기와 혼합된 후 흡기매니폴드(330)를 통해 일정하게 분배되어 실린더(110)로 공급된다.

여기서, 고속으로 되는 경우, 즉 가속페달을 밟게 되는 경우에 전자제어유닛(ECU)(510)은 가속페달의 상태에 대한 데이터를 가속기 센서(230)로부터 받아 분석한 후 디젤 분사량 조절 컨트롤러(220)를 제어하여 연료분사펌프(210)에서 실린더(110)로 분사되는 디젤연료의 분사량이 줄어들도록 하며, 상대적으로 공기와 혼합되는 LNG량은 늘어나게 된다. 따라서, 실린더(110)로 공급되는 디젤연료량은 줄어들게 되고 LNG량은 늘어나게 되며, 이에 따라 디젤연료의 연소시 발생되는 NOx나 SOx의 매연성분의 발생이 감소하여 매연저감의 효과를 얻을 수가 있게 될 뿐만 아니라 칼로리가 높은 LNG의 연소로 인해 더 큰 출력을 얻을 수가 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤 LNG 혼소 시스템에 의하면, 디젤과 LNG가 혼합되어 형성되는 연료가 연소됨으로써 기존의 디젤엔진에 비해 매연이 급격히 저감될 수 있다.

또한, 자동차의 고속 주행시 디젤연료의 량이 감소되고 LNG연료의 량이 증가 되도록 함으로써, 상기한 매연저감이 효과가 극대화될 수 있고, 칼로리가 높은 LNG의 연소로 인해 더욱 큰 출력을 얻을 수 있다.

또한, 종래 이용되고 있는 디젤엔진에 가스공급부와 전자제어유닛(ECU)을 추가설치하여 이용할 수 있기 때문에, 종래의 차종에 비교적 용이하게 설치할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 노즐 등의 설치가 불필요하여 저비용으로도 디젤과 LNG가 혼합연소되는 시스템을 이용할 수 있다.

Claims

엔진의 실린더로 디젤연료를 분사하여 공급하는 연료분사부;

상기 실린더로 공기를 공급하는 흡기부;

상기 흡기부로 LNG를 공급할 수 있도록 연결되는 가스공급부;

상기 연료분사부 및 가스공급부에 연결되어 각각을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 실린더의 내부에서 디젤연료와 LNG가 혼합되어 함께 연소되도록 하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제1항에 있어서,

상기 연료분사부는 상기 실린더로 디젤연료를 분사하는 연료분사펌프와, 상기 연료분사펌프에 부착되며 상기 실린더로 분사되는 디젤연료의 분사량이 조절될 수 있도록 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 디젤 분사량 조절 컨트롤러와, 상기 연료분사펌프에 부착되며 가속기의 상태에 대한 데이터를 상기 제어부로 송신할 수 있도록 전기적으로 연결되는 가속기 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제2항에 있어서,

상기 연료분사부는 상기 연료분사펌프에 부착되며 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 노이즈 센서를 더 포함하며, 상기 노이즈 센서는 상기 연료분사펌프의 작 동상태에 관한 데이터를 상기 제어부로 송신하고 상기 제어부는 수신한 데이터를 분석한 후 데이터를 상기 가스공급부로 송신하여 LNG의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제1항에 있어서,

상기 흡기부는 외부에서 공기가 유입되는 흡기관과, 공기와 LNG가 혼합될 수 있도록 상기 흡기관과 결합되고 상기 가스공급부와 관으로 연결되는 믹서와, 상기 믹서와 연결되며 상기 공기와 LNG가 상기 실린더로 일정하게 분배되도록 가이드하는 흡기매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제1항에 있어서,

상기 가스공급부는 LNG 탱크와, 상기 LNG 탱크와 관으로 연결되며 액체상태로 공급되는 LNG를 가스화시키는 기화기와, 상기 기화기에 열을 제공할 수 있도록 마련되는 쿨링워터라인과, 상기 기화기 및 흡기부의 사이에 설치되며 상기 기화기를 통과하여 가스화된 LNG의 상기 흡기부로의 공급 차단이 제어될 수 있도록 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 가스공급차단밸브와, 상기 흡기부로 공급되는 LNG의 압력이 조절될 수 있도록 상기 가스공급차단밸브 및 흡기부의 사이에 설치되는 감압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제5항에 있어서,

상기 가스공급부는 상기 감압기 및 흡기부의 사이에 설치되며 상기 흡기부로 LNG가 비례적으로 공급되는 것이 제어될 수 있도록 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 프로포셔널 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 연료분사부 및 가스공급부에 연결되는 전자제어유닛과, 상기 전자제어유닛에 연결되며 디젤연소모드를 디젤 LNG 혼소모드로 전환시킬 수 있도록 마련되는 선택스위치와, 상기 전자제어유닛에 연결되며 적정 전압을 공급하는 트랜스포머를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.
제7항에 있어서,

상기 제어부는 상기 전자제어유닛에 연결되며 엔진의 혼합연소 상태를 표시할 수 있도록 마련되는 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 LNG 혼소 시스템.