KR102329601B1 - Fuel Supply System For Engines Using DME As Fuel And Its Operating Method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fuel supply system for continuously supplying a DME fuel while maintaining the same in a liquid status, comprising: a fuel supply unit for supplying the liquid DME fuel; a pressure control unit for maintaining a status by controlling the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit at a set pressure; a performance evaluation unit for evaluating performance of the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit; and a control unit connected to the fuel supply unit, the pressure control unit, and the performance evaluation unit, respectively, to control operations of the fuel supply unit, the pressure control unit, and the performance evaluation unit.

Description

DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법{Fuel Supply System For Engines Using DME As Fuel And Its Operating Method}Fuel Supply System For Engines Using DME As Fuel And Its Operating Method

본 발명은 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기화하기 쉬운 특성을 가져 연료 공급 시스템 내부에서 압력 변화가 쉬운 DME의 연료 특성을 파악하여 연료 펌프에 액체 상태의 DME 연료를 안정적으로 공급할 수 있게 도와주는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system for an engine and a method for operating the same, and more particularly, by identifying the fuel characteristics of DME, which is easy to vaporize and easy to change in pressure inside the fuel supply system, to supply liquid DME fuel to a fuel pump. It relates to a fuel supply system for an engine that uses DME as a fuel, which helps to stably supply the fuel, and an operating room thereof.

에너지의 대부분을 수입에 의존하고 있는 우리나라로서는 한정된 에너지 자원의 효율적이용은 매우 중요한 과제이고, 범지구적으로도 지구환경보전과도 직결되는 문제이다. 따라서 철강 석유화학공업 등 각종 산업체에서 발생되는 부생가스의 활용 및 폐플라스틱 등 도시폐기물로부터 합성가스 제조 등이 최근 활발하게 논의되고 있는 실정이다.In Korea, which relies on imports for most of its energy, the efficient use of limited energy resources is a very important task, and it is a problem that is directly related to global and global environmental conservation. Therefore, the use of by-product gas generated by various industries such as the steel and petrochemical industry and the production of syngas from municipal waste such as waste plastics are being actively discussed in recent years.

역사적으로 볼 때, 1970년대의 석유위기 이후 석유 의존도를 줄이기 위해서 석탄계 합성가스를 원료로 한 C1 화학기술이 크게 대두된 바 있으며, 최근에도 공정개선을 위한 노력이 꾸준히 이어져, 관련 논문이나 특허만 해도 아주 방대한 양에 이르고 있다.Historically, after the oil crisis of the 1970s, C1 chemical technology using coal-based syngas as a raw material to reduce dependence on oil has come to the fore. reaching a very large amount.

합성가스는 중요한 C1 화학원료로서, 천연가스, 석탄뿐 아니라 바이오매스, 도시폐기물 등의 가연성 에너지원을 개질 또는 기화하여 얻을 수 있고, 각종 산업의 부생가스로도 만들 수 있다. 또한 이를 이용한 C1 화학의 주요 합성 대상물로서 디메틸에테르(dimethyl ether, 이하 DME라 함)는 메탄올과 함께 오래 전부터 연구되어 왔으나, 최근에는 휘발유나 경유를 대체할 수 있는 새로운 자동차용 연료로서, 그리고 LPG에 대신할 가정용 연료 또는 발전용 연료로서 주목을 받고 있다.Syngas is an important C1 chemical raw material, and it can be obtained by reforming or vaporizing combustible energy sources such as natural gas and coal as well as biomass and municipal waste, and can also be made into by-product gas for various industries. In addition, dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) as a major synthesis object of C1 chemistry using this has been studied for a long time together with methanol, but recently as a new automobile fuel that can replace gasoline or diesel, and for LPG. It is attracting attention as an alternative household fuel or fuel for power generation.

DME는 올레핀 생산, MTG(methanol to gasolin) 가솔린, 스프레이의 분사추진체, 메틸아세테이트 합성 등의 용도가 지금까지의 주된 용도였다. 그러나, 현재 DME는 스프레이, 냉매용 뿐만 아니라, 디젤기관용 청정 연료나, 액화석유가스(LPG)를 대신한 가정용 연료, 발전용 연료로서 주목을 받고 있는 화합물로서 메틸에테르라고도 한다. DME는 메탄올과 황산을 가열하면 생기는데, 공업적으로는 촉매로 인산알루미늄 등을 사용하여 메탄올을 탈수하여 제조한다.DME has been mainly used for olefin production, MTG (methanol to gasoline) gasoline, spray propellant, and methyl acetate synthesis. However, at present, DME is not only used for sprays and refrigerants, but also as a clean fuel for diesel engines, a household fuel instead of liquefied petroleum gas (LPG), and a fuel for power generation, and is also called methyl ether. DME is produced by heating methanol and sulfuric acid. Industrially, it is produced by dehydrating methanol using aluminum phosphate or the like as a catalyst.

최근, 대체 연료인 디메틸에테르(DME, Di-Methyl Ether)를 이용한 커먼레일 엔진을 개발하고 있으나, 디메틸에테르 연료 성상의 특성상 기화가 잘 일어나 시스템 구성에 어려움이 있고, 디메틸에테르 연료의 성상을 액상으로 유지시키지 못할 경우 인젝터와 같은 연료분사장치(FIE, Fuel Injection Equipment) 부품의 내구성 저하를 야기시킬 수 있다.Recently, a common rail engine using dimethyl ether (DME, Di-Methyl Ether), which is an alternative fuel, is being developed. However, due to the characteristics of dimethyl ether fuel, vaporization occurs well, making it difficult to configure the system. If not maintained, it may cause deterioration of durability of fuel injection equipment (FIE) parts such as injectors.

종래의 디메틸에테르 연료용 커먼레일 시스템은 저압펌프가 연료를 가압하여 액상인 상태로 만들면, 연료 소모량과 무관하게 시간당 400리터 이상의 디메틸에테르 연료를 고압펌프에서 커먼레일 및 인젝터쪽으로 펌핑하여 공급함에 따라 고압펌프의 펌핑손실이 따르는 단점이 있다.In the conventional common rail system for dimethyl ether fuel, when the low-pressure pump pressurizes the fuel to make it in a liquid state, regardless of fuel consumption, more than 400 liters of dimethyl ether fuel per hour is pumped from the high-pressure pump to the common rail and the injector. There is a disadvantage in that the pumping loss of the pump follows.

특히, 커먼레일 및 인젝터 등으로부터 리턴되는 디메틸에테르 연료의 리턴압력이 약 10bar 수준임에 따라, 연료 온도가 40℃ 이상으로 상승할 때 연료가 액상에서 기상으로 상변이하여 커먼레일 시스템의 윤활 및 내구성에 악영향을 주는 단점이 있다.In particular, as the return pressure of dimethyl ether fuel returned from the common rail and injectors is about 10 bar, when the fuel temperature rises above 40°C, the fuel phase changes from liquid to gaseous, which affects the lubrication and durability of the common rail system. There are downsides to it.

따라서, 디메틸에테르 연료의 성상을 액상으로 유지하기 위한 [0005] 시스템 고안이 필요한 실정에 있다.Therefore, there is a need to devise a system for maintaining the properties of dimethyl ether fuel in a liquid state.

대한민국 등록특허 제10-0558969호Republic of Korea Patent Registration No. 10-0558969 대한민국 등록특허 제10-1863170호Republic of Korea Patent No. 10-1863170

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 DME가 액체 상태로 존재할 수 있는 조건을 유지시켜 연결된 연료 펌프가 액체 상태의 연료를 분사할 수 있는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법환경을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to maintain a condition in which DME can exist in a liquid state so that a connected fuel pump can inject fuel in a liquid state. An object of the present invention is to provide a fuel supply system for an engine using DME as a fuel and an environment for an operating method thereof.

또한, 유량계를 설치하여 연료 펌프에 대한 성능 평가를 진행할 수 있으며 연료가 내부를 순환하도록 하여 연료의 소모 없이 펌프의 성능 평가를 실시할 수 있는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법환경을 제공하는 것이다.In addition, a fuel supply system for an engine using DME as a fuel, which can perform performance evaluation of the fuel pump by installing a flow meter, and can perform performance evaluation of the pump without consumption of fuel by allowing the fuel to circulate inside, and an operating method thereof to provide an environment.

또한, 시스템에 커먼레일, 인젝터 등을 설치하여 실제 자동차 연료 시스템 환경과 유사하게 설정하여 차량 연료 시스템에 대한 연구를 하는 데에 사용할 수 있는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법환경을 제공하는 것이다.In addition, a fuel supply system for an engine using DME as a fuel, which can be used for research on a vehicle fuel system by installing a common rail, an injector, etc. in the system, and setting it similar to an actual vehicle fuel system environment, and an environment of its operation method is to provide

또한, 펌프 토출부에 압력계를 설치하여 순간적인 펌프 토출 압력 및 평균 압력을 확인할 수 있으며 인젝터 드라이버를 통한 압력 측정, 온도 센서를 통한 온도 상승 측정 등을 이용하여 연료 공급 프로세스 공정을 보다 잘 이해할 수 있는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템 및 그 작동방법환경을 제공하는 것이다.In addition, by installing a pressure gauge in the pump discharge part, you can check the instantaneous pump discharge pressure and average pressure, and you can better understand the fuel supply process process by measuring the pressure through the injector driver and measuring the temperature rise through the temperature sensor. An object of the present invention is to provide a fuel supply system for an engine using DME as a fuel and an environment for an operating method thereof.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, DME 연료를 액체상태로 유지하면서 지속적으로 공급하는 연료공급시스템으로서, 액체 DME 연료를 공급하는 연료 공급부; 상기 연료 공급부에서 공급된 액체 DME 연료를 설정된 압력으로 제어하여 상태를 유지시키는 압력 제어부; 상기 연료 공급부에서 공급된 액체 DME 연료의 성능을 평가하는 성능 평가부; 상기 연료 공급부, 압력 제어부 및 성능 평가부에 각각 연결되어 상기 연료 공급부, 압력 제어부 및 성능 평가부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.The present invention was created to improve the problems of the prior art as described above, as a fuel supply system for continuously supplying DME fuel while maintaining it in a liquid state, comprising: a fuel supply unit for supplying liquid DME fuel; a pressure control unit for maintaining a state by controlling the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit to a set pressure; a performance evaluation unit for evaluating the performance of the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit; and a control unit connected to the fuel supply unit, the pressure control unit, and the performance evaluation unit, respectively, to control operations of the fuel supply unit, the pressure control unit, and the performance evaluation unit.

또한, 상기 연료 공급부는 액체 DME 연료가 수용되는 공간을 제공하는 연료탱크; 상기 연료탱크에 연결되어 상기 연료탱크에서 공급되는 액체 DME 연료를 정화시키는 필터; 상기 연료탱크와 상기 필터 사이에 구비되어 액체 DME 연료의 이송을 제어하는 제어 밸브; 및 상기 연료탱크에 연결되어 액체 DME 연료를 이송시키는 동력을 제공하는 피드 펌프;를 포함할 수 있다.In addition, the fuel supply unit includes a fuel tank providing a space in which the liquid DME fuel is accommodated; a filter connected to the fuel tank to purify the liquid DME fuel supplied from the fuel tank; a control valve provided between the fuel tank and the filter to control the transfer of liquid DME fuel; and a feed pump connected to the fuel tank to provide power for transferring the liquid DME fuel.

또한, 상기 압력 제어부는, 상기 연료공급시스템의 일부분에 구비되어 액체 DME 연료를 저장하는 어큐뮬레이터; 상기 연료 공급부에 연결되어 액체 DME 연료를 펌핑하는 고압펌프; 및 상기 고압펌프에 연결되어 상기 고압펌프로 액체 DME 연료를 채움과 동시에 설정된 범위의 압력을 제공하여 액체 DME 연료를 냉각시키는 쿨링 팬;을 포함할 수 있다.In addition, the pressure control unit, the accumulator is provided in a portion of the fuel supply system to store the liquid DME fuel; a high-pressure pump connected to the fuel supply to pump liquid DME fuel; and a cooling fan connected to the high-pressure pump to fill the liquid DME fuel with the high-pressure pump and simultaneously provide a pressure within a set range to cool the liquid DME fuel.

또한, 상기 성능 평가부는, 상기 압력 제어부에 연결되어 상기 압력 제어부에서 이송되는 액체 DME 연료의 압력을 체크하는 압력 센서; 상기 압력 제어부에서 이송되는 액체 DME 연료를 수용하며 설정된 압력에서 분사시키는 커먼 레일; 및 상기 압력 제어부와 상기 커먼 레일의 사이에 구비되어 액체 DME 연료를 상기 커먼 레일로 분사하는 인젝터 드라이버;를 포함할 수 있다.In addition, the performance evaluation unit, a pressure sensor connected to the pressure control unit to check the pressure of the liquid DME fuel transferred from the pressure control unit; a common rail that receives the liquid DME fuel transferred from the pressure control unit and injects it at a set pressure; and an injector driver provided between the pressure controller and the common rail to inject liquid DME fuel into the common rail.

또한, 상기 제어부는, 상기 연료공급시스템 상에서 액체 DME 연료가 유동이 가능하도록 동력을 제공하는 모터; 상기 연료공급시스템 상의 상황에 관한 정보를 수집하고 분석하여 관리하는 관리서버; 및 상기 관리서버를 통해서 수집하고 분석된 상황들을 출력하여 나타내는 디스플레이;를 포함할 수 있다.In addition, the control unit, a motor for providing power to enable the liquid DME fuel to flow on the fuel supply system; a management server that collects, analyzes and manages information on the situation on the fuel supply system; and a display that outputs and displays the conditions collected and analyzed through the management server.

또한, 상기 성능 평가부와 상기 연료 공급부에 각각 연결되어 상기 연료공급시스템 상의 압력이 설정 압력을 초과시 개방되는 릴리프 밸브;를 더 포함할 수 있다.In addition, a relief valve connected to the performance evaluation unit and the fuel supply unit, respectively, and opened when the pressure in the fuel supply system exceeds a set pressure; may further include.

또한, 상기 연료 공급부의 일부분에 설치되며 상기 제어부에 연결되어 상기 연료공급시스템을 설정된 압력으로 조절하는 레귤레이터;를 더 포함할 수 있다.In addition, a regulator installed in a portion of the fuel supply unit and connected to the control unit to adjust the fuel supply system to a set pressure; may further include.

또한, 상기 연료공급시스템의 설정된 위치에 복수개가 설치되며 상기 제어부에 각각 연결되어 상기 연료공급시스템 상을 유동하는 액체 DME 연료의 압력을 체크하는 압력 게이지;를 더 포함할 수 있다.In addition, a plurality of pressure gauges installed at a set position of the fuel supply system and respectively connected to the control unit to check the pressure of the liquid DME fuel flowing on the fuel supply system; may further include.

또한, 상기 연료 공급부와 상기 압력 제어부에 연결되어 상기 연료 공급부에서 공급된 액체 DME 연료를 리턴시켜서 재순환이 가능하도록 상기 연료 공급부로 전송하여 재공급할 수 있다.In addition, it is connected to the fuel supply unit and the pressure control unit to return the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit may be transmitted to the fuel supply unit to be re-supplied to enable re-supply.

전술한 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템을 이용한 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법에 있어서, 연료탱크의 주입구와 리턴부의 제어 밸브를 열어 공기 대신 DME 연료가 상기 연료공급시스템의 내부에 흐르도록 하는 유체주입단계; 상기 유체주입단계를 거친 후 압력 게이지를 확인하여 상기 리턴부의 압력이 올라감과 동시에 상기 압력 게이지 압력이 안정화되면 피드 펌프를 작동시켜 내부 압력을 설정된 수준까지 올리는 승압단계; 상기 승압단계를 거친 후 상기 연료공급시스템의 압력이 설정된 수준을 유지하게 되면 모터를 작동시켜 피드 펌프를 구동하는 피드펌프 구동단계; 상기 피드펌프 구동단계를 거친 후 커먼 레일에 인젝터 드라이버를 사용하여 상기 커먼 레일에 요구되는 압력을 설정하고 실제 압력을 확인하여 상기 피드 펌프가 요구하는 조건을 만족시키는지 확인하는 조건확인단계; 상기 조건확인단계를 거친 후 상기 피드 펌프 입구 쪽 제어 밸브와 리턴 쪽 제어 밸브를 조절하여 압력을 설정된 조건으로 유지하는 압력제어단계; 상기 압력제어단계를 거친 후 압력 센서를 확인하여 요구되는 유량을 고압펌프가 토출하고 있는지 확인하는 압력센서 확인단계; 및 상기 압력센서 확인단계를 거친 후 상기 연료공급시스템의 일부분에 설치된 릴리프 밸브를 확인하여 상기 압력 센서 입구의 압력이 설정된 압력인지 확인하는 릴리프 밸브 확인단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.In the operating method of the fuel supply system for an engine using the DME as a fuel using the fuel supply system for an engine using the DME as a fuel, the control valve of the fuel tank inlet and the return unit is opened so that the DME fuel instead of air is supplied to the fuel supply system A fluid injection step to flow inside the; After the fluid injection step, check the pressure gauge to raise the internal pressure to a set level by operating a feed pump when the pressure of the return part is increased and the pressure gauge pressure is stabilized at the same time; a feed pump driving step of driving a feed pump by operating a motor when the pressure of the fuel supply system is maintained at a set level after the step of boosting; a condition checking step of setting the pressure required for the common rail by using an injector driver on the common rail after driving the feed pump and checking the actual pressure to confirm whether the feed pump satisfies the condition; a pressure control step of maintaining the pressure in a set condition by adjusting the control valve at the inlet side and the control valve at the return side of the feed pump after the condition check step; a pressure sensor checking step of checking the pressure sensor after the pressure control step to check whether the high-pressure pump is discharging a required flow rate; and a relief valve checking step of confirming whether the pressure at the pressure sensor inlet is a set pressure by checking a relief valve installed in a part of the fuel supply system after the pressure sensor checking step.

또한, 상기 피드 펌프와 상기 모터에 연결되어 상기 피드 펌프에서 공급된 액체 DME 연료를 리턴시켜서 재순환이 가능하도록 상기 피드 펌프로 전송하여 재공급할 수 있다.In addition, it is connected to the feed pump and the motor to return the liquid DME fuel supplied from the feed pump can be transmitted to the feed pump to be re-supplied to enable recirculation.

본 발명의 일실시예에 따르면, DME가 액체 상태로 존재할 수 있는 조건을 유지시켜 연결된 피드 펌프가 액체 상태의 연료를 분사할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a feed pump connected to the DME may inject fuel in a liquid state by maintaining a condition in which it may exist in a liquid state.

또한, 압력 게이지를 이용하여 피드 펌프에 대한 성능 평가를 진행할 수 있으며 연료가 내부를 순환하도록 하여 연료의 소모 없이 펌프의 성능 평가를 실시할 수 있다.In addition, performance evaluation of the feed pump may be performed using the pressure gauge, and the performance of the pump may be evaluated without consumption of fuel by allowing fuel to circulate inside.

또한, 연료공급시스템에 커먼레일, 인젝터 드라이버가 구비된 성능 평가부를 설치하고, 실제 자동차 연료 시스템 환경과 유사하게 설정하여 차량 연료 시스템에 대한 연구를 하는 데에 사용할 수 있다.In addition, a performance evaluation unit equipped with a common rail and an injector driver is installed in the fuel supply system, and it can be used to study a vehicle fuel system by setting it to be similar to an actual vehicle fuel system environment.

또한, 고압펌프 토출부에 압력 센서를 설치하여 순간적인 고압펌프 토출 압력 및 평균 압력을 확인할 수 있으며 인젝터 드라이버를 통한 압력 측정, 온도 센서를 통한 온도 상승 측정 등을 이용하여 연료 공급 프로세스 공정을 보다 잘 이해할 수 있다.In addition, by installing a pressure sensor in the high-pressure pump discharge part, the instantaneous high-pressure pump discharge pressure and average pressure can be checked, and the fuel supply process process can be better improved by measuring the pressure through the injector driver and measuring the temperature rise through the temperature sensor. I can understand.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 블록도이다.
도 3은 상기 피드 펌프 토출부의 실제 압력과 설정된 프로그램을 사용한 필터링 된 압력값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법의 순서도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as being limited only to
1 is a conceptual diagram of a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing an actual pressure of the feed pump discharge unit and a filtered pressure value using a set program.
4 is a flowchart of a method of operating a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, since the description of the present invention is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiment described in the text. That is, since the embodiment may have various changes and may have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, it should not be understood that the scope of the present invention is limited thereby.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it may be directly connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Meanwhile, other expressions describing the relationship between elements, that is, “between” and “immediately between” or “neighboring to” and “directly adjacent to”, etc., should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" refer to the described feature, number, step, action, component, part or these It is intended to indicate that a combination exists, and it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms defined in the dictionary should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 블록도이며, 도 3은 상기 피드 펌프 토출부의 실제 압력과 설정된 프로그램을 사용한 필터링 된 압력값을 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram of a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a graph showing the actual pressure of the discharge part of the feed pump and the filtered pressure value using the set program.

도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이, DME 연료를 액체상태로 유지하면서 지속적으로 공급하는 연료공급시스템으로서, 본 발명은 연료 공급부(100), 압력 제어부(200), 성능 평가부(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.1 to 3, as a fuel supply system for continuously supplying DME fuel while maintaining it in a liquid state, the present invention provides a fuel supply unit 100, a pressure control unit 200, a performance evaluation unit 300 and A control unit 400 may be included.

연료 공급부(100)는 액체 DME 연료를 공급할 수 있다. 구체적으로, DME은 다이메틸에테르(dimethylether)의 약어로서, 메틸에테르라고도 하며, 분자식 C2H6O. 분자량 46.07, 녹는점 -141.5℃, 끓는점 -24.9℃이다. 물의 수소원자 2개를 모두 메틸기 －CH₃로 치환한 구조를 이루고 있다. 메탄올과 황산을 가열하면 생기는데, 공업적으로는 촉매로 인산알루미늄을 사용하여 메탄올을 탈수하여 제조한다. 무색의 기체이고 에테르와 비슷한 향기가 나며 물·에테르·에탄올에는 잘 녹는다. 다른 유기화합물과 에어로솔 추진제를 만드는 데 사용되며 탄화수소의 연료로서도 매우 각광받고 있다. 냉각제로 사용되며, 인화하기 쉬우므로 주의해야 한다.The fuel supply unit 100 may supply liquid DME fuel. Specifically, DME is an abbreviation of dimethylether, also called methyl ether, and has a molecular formula of C2H6O. Molecular weight 46.07, melting point -141.5 ℃, boiling point -24.9 ℃. It has a structure in which all two hydrogen atoms of water are substituted with a methyl group -CH₃. It is produced when methanol and sulfuric acid are heated. Industrially, it is produced by dehydrating methanol using aluminum phosphate as a catalyst. It is a colorless gas, has an ether-like odor, and is readily soluble in water, ether, and ethanol. It is used to make other organic compounds and aerosol propellants, and is also very popular as a fuel for hydrocarbons. It is used as a coolant, so be careful as it is easily flammable.

연료 공급부(100)는 연료탱크(110), 필터(120), 제어 밸브(130) 및 피드 펌프(140)를 포함할 수 있다.The fuel supply unit 100 may include a fuel tank 110 , a filter 120 , a control valve 130 , and a feed pump 140 .

연료탱크(110)는 액체 DME 연료가 수용되는 공간을 제공할 수 잇다.The fuel tank 110 may provide a space in which the liquid DME fuel is accommodated.

필터(120)는 연료탱크(110)에 연결되어 연료탱크(110)에서 공급되는 액체 DME 연료를 정화시킬 수 있다.The filter 120 may be connected to the fuel tank 110 to purify the liquid DME fuel supplied from the fuel tank 110 .

제어 밸브(130)는 연료탱크(110)와 필터(120) 사이에 구비되어 액체 DME 연료의 이송을 제어할 수 있다.The control valve 130 may be provided between the fuel tank 110 and the filter 120 to control the transfer of the liquid DME fuel.

피드 펌프(140)는 연료탱크(110)에 연결되어 액체 DME 연료를 이송시키는 동력을 제공할 수 있다.The feed pump 140 may be connected to the fuel tank 110 to provide power for transferring the liquid DME fuel.

압력 제어부(200)는 연료 공급부(100)에서 공급된 액체 DME 연료를 설정된 압력으로 제어하여 상태를 유지시킬 수 있다.The pressure control unit 200 may maintain the state by controlling the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit 100 to a set pressure.

압력 제어부(200)는 어큐뮬레이터(210), 고압펌프(220) 및 쿨링 팬(230)을 포함할 수 있다.The pressure controller 200 may include an accumulator 210 , a high-pressure pump 220 , and a cooling fan 230 .

어큐뮬레이터(210)는 연료공급시스템(10)의 일부분에 구비되어 액체 DME 연료를 저장할 수 있다. 구체적으로, 어큐뮬레이터(210, accumulator)는 유압장치에 있어서 유압펌프로부터 고압의 기름을 저장해 놓는 장치로서, 그 사용목적과 용도는 유압에너지 축적용, 고장, 정전 등의 긴급 유압원, 맥동, 충격압력의 흡수용, 유체의 수송, 압력의 전달용으로 사용된다. 특히, 증기 어큐뮬레이터(accumulator)는 저부하(低負荷) 또는 변동부하일 때에 보일러의 스팀을 저장하고 피크부하나 응급시의 필요에 따라서 이용하기 위한 것이다.The accumulator 210 may be provided in a portion of the fuel supply system 10 to store liquid DME fuel. Specifically, the accumulator (210, accumulator) is a device for storing high-pressure oil from a hydraulic pump in a hydraulic system, and the purpose and purpose of its use are for hydraulic energy accumulation, an emergency hydraulic source such as failure or power failure, pulsation, and shock pressure. It is used for absorption, fluid transport, and pressure transfer. In particular, a steam accumulator is used to store steam of a boiler at a low load or a variable load, and to use it according to the needs of a peak load or an emergency.

고압펌프(220)는 연료 공급부(100)에 연결되어 액체 DME 연료를 펌핑할 수 있다.The high-pressure pump 220 may be connected to the fuel supply unit 100 to pump liquid DME fuel.

쿨링 팬(230)은 고압펌프(220)에 연결되어 고압펌프(220)로 액체 DME 연료를 채움과 동시에 설정된 범위(12 ~ 20bar)의 압력을 제공하여 액체 DME 연료를 냉각시킬 수 있다.The cooling fan 230 is connected to the high-pressure pump 220 to fill the liquid DME fuel with the high-pressure pump 220 and at the same time provide a pressure within a set range (12 to 20 bar) to cool the liquid DME fuel.

성능 평가부(300)는 연료 공급부(100)에서 공급된 액체 DME 연료의 성능을 평가할 수 있다.The performance evaluation unit 300 may evaluate the performance of the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit 100 .

성능 평가부(300)는 압력 센서(310), 커먼 레일(320) 및 인젝터 드라이버(330)를 포함할 수 있다.The performance evaluation unit 300 may include a pressure sensor 310 , a common rail 320 , and an injector driver 330 .

압력 센서(310)는 압력 제어부(200)에 연결되어 압력 제어부(200)에서 이송되는 액체 DME 연료의 압력을 체크할 수 있다.The pressure sensor 310 may be connected to the pressure control unit 200 to check the pressure of the liquid DME fuel transferred from the pressure control unit 200 .

커먼 레일(320)은 압력 제어부(200)에서 이송되는 액체 DME 연료를 수용하며 설정된 압력에서 분사시킬 수 있다. 구체적으로, 커먼레일엔진(common rail direct injection engine)은 정밀 전자제어가 가능한 압축장치(압축 어큐뮬레이터, 레일)와 응답성이 뛰어난 연료 분사장치(인젝터)를 이용하여 운전상태에 맞게 연료를 분사해주는 엔진으로, 컴퓨터와 각종 센서로 이루어진 제어계통과 압력펌프, 커먼레일, 전자제어식 분사 노즐로 이루어져 있다. 연료 또는 엔진오일을 분사하기 전에 커먼레일이라는 장치 안에 저장해 두었다가 연소효율이 가장 높은 시점에 고압으로 분사한다.The common rail 320 may receive the liquid DME fuel transferred from the pressure controller 200 and may be injected at a set pressure. Specifically, a common rail direct injection engine is an engine that injects fuel according to driving conditions using a compression device (compression accumulator, rail) capable of precise electronic control and a fuel injection device (injector) with excellent responsiveness. It consists of a control system composed of a computer and various sensors, a pressure pump, a common rail, and an electronically controlled injection nozzle. Before injecting fuel or engine oil, it is stored in a device called a common rail and injected at high pressure when combustion efficiency is the highest.

인젝터 드라이버(330)는 압력 제어부(200)와 커먼 레일(320)의 사이에 구비되어 액체 DME 연료를 커먼 레일(320)로 분사할 수 있다.The injector driver 330 may be provided between the pressure controller 200 and the common rail 320 to inject liquid DME fuel to the common rail 320 .

구체적으로, 인젝터 드라이버(330)는 압력 제어부(200)와 커먼 레일(320)의 사이에 구비되어 액체 DME 연료를 커먼 레일(320)로 분사하여 압력 센서(310)를 통한 압력 측정을 유도할 수 있다.Specifically, the injector driver 330 is provided between the pressure control unit 200 and the common rail 320 to inject liquid DME fuel into the common rail 320 to induce pressure measurement through the pressure sensor 310 . have.

보다 구체적으로, 인젝터(injector)는 연료 분사 노즐로서, 연료 분사는 연료를 뿜어 줄 뿐 아니라, 연료가 공기와 잘 섞이도록 가는 안개 모양의 구조로 되어 있다. 기계식 분사에서는 스프링을 위로 올려서 열리는 밸브로 연료에 압력을 가할 동안에만 분사할 수 있다. 전자 제어식 연료 분사는 솔레노이드 밸브에 따라 전기가 흘렀을 때에만 열리는 밸브를 가지고 있어, 미리 연료에 압력을 걸어 두었다가 전류가 흐를 때만 분사할 수 있다.More specifically, an injector is a fuel injection nozzle, and the fuel injection has a fine mist-like structure so that the fuel not only injects fuel, but also mixes the fuel well with air. In mechanical injection, the valve opens by lifting the spring, allowing injection only while the fuel is being pressurized. The electronically controlled fuel injection has a valve that opens only when electricity flows according to the solenoid valve, so that fuel can be injected only when electricity flows after pressure is applied to the fuel in advance.

제어부(400)는 연료 공급부(100), 압력 제어부(200) 및 성능 평가부(300)에 각각 연결되어 연료 공급부(100), 압력 제어부(200) 및 성능 평가부(300)의 작동을 제어할 수 있다.The control unit 400 is connected to each of the fuel supply unit 100 , the pressure control unit 200 and the performance evaluation unit 300 to control the operation of the fuel supply unit 100 , the pressure control unit 200 and the performance evaluation unit 300 . can

제어부(400)는 모터(410), 관리서버(420) 및 디스플레이(430)를 포함할 수 있다.The control unit 400 may include a motor 410 , a management server 420 , and a display 430 .

모터(410)는 연료공급시스템(10) 상에서 액체 DME 연료가 유동이 가능하도록 동력을 제공할 수 있다.The motor 410 may provide power to allow the liquid DME fuel to flow on the fuel supply system 10 .

관리서버(420)는 연료공급시스템(10)의 상황에 관한 정보를 수집하고 분석하여 관리할 수 있다.The management server 420 may collect, analyze, and manage information on the status of the fuel supply system 10 .

디스플레이(430)는 관리서버(420)를 통해서 수집하고 분석된 상황들을 출력하여 나타낼 수 있다.The display 430 may output and display the conditions collected and analyzed through the management server 420 .

본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템은, 릴리프 밸브(500), 레귤레이터(510), 압력 게이지(520)를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention may further include a relief valve 500 , a regulator 510 , and a pressure gauge 520 .

릴리프 밸브(500)는 성능 평가부(300)와 연료 공급부(100)에 각각 연결되어 연료공급시스템(10) 상의 압력이 설정 압력을 초과시 개방될 수 있다. 구체적으로, 릴리프 밸브(500, relief valve)는 압력을 분출하는 밸브 또는 안전밸브로, 압력용기나 보일러 등에서 압력이 소정 압력 이상이 되었을 때 가스를 탱크 외부로 분출하는 밸브이다. 보통 대기 방출형이나 냉동 압축기에서는 고압 체임버에서 저압 프랭크 케이스에 연결된 내장형이 있다.The relief valve 500 may be respectively connected to the performance evaluation unit 300 and the fuel supply unit 100 to be opened when the pressure on the fuel supply system 10 exceeds a set pressure. Specifically, the relief valve 500 is a valve or safety valve for ejecting a pressure, and is a valve for ejecting gas to the outside of the tank when the pressure in a pressure vessel or boiler or the like becomes a predetermined pressure or more. It is usually of the atmospheric release type, but in refrigeration compressors there is a built-in type connected to the low pressure flank case in the high pressure chamber.

레귤레이터(510)는 연료 공급부(100)의 일부분에 설치되며 제어부(400)에 연결되어 연료공급시스템(10)의 공기압을 설정된 압력으로 조절할 수 있다. 구체적으로, 레귤레이터(510, regulator)는 조정(調整) 기기의 총칭으로서, 압력 조정기, 속도 조정기, 전압 조정기, 유량 조정기 등에 사용되는 말이다. 공압(空壓) 기기에서는 공기압을 설정 및 조절하는 장치이다.The regulator 510 is installed in a portion of the fuel supply unit 100 and is connected to the control unit 400 to adjust the air pressure of the fuel supply system 10 to a set pressure. Specifically, the regulator (510, regulator) is a generic term for a control device, and is a word used for a pressure regulator, a speed regulator, a voltage regulator, a flow regulator, and the like. In a pneumatic device, it is a device for setting and regulating air pressure.

압력 게이지(520)는 연료공급시스템의 설정된 위치에 복수개가 설치되며 제어부에 각각 연결되어 연료공급시스템(10) 상을 유동하는 액체 DME 연료의 압력을 체크할 수 있다.A plurality of pressure gauges 520 are installed at a set position of the fuel supply system and are respectively connected to the control unit to check the pressure of the liquid DME fuel flowing on the fuel supply system 10 .

본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템은, 연료 공급부(100)와 압력 제어부(200)에 연결되어 연료 공급부(100)에서 공급된 액체 DME 연료를 리턴시켜서 재순환이 가능하도록 연료 공급부(100)로 전송하여 재공급할 수 있다.The fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention is connected to the fuel supply unit 100 and the pressure control unit 200 to return the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit 100 so that recirculation is possible. It may be transmitted to the fuel supply unit 100 to be re-supplied.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method of operating a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 펌프(140, 220) 및 커먼 레일(320)에 일정한 압력과 액체 상태의 연료를 주입하기 위해서는 내부 연료공급시스템(10)이 위에서 설정한 조건들을 만족시켜야 한다. 연료공급시스템(10) 내부는 공기가 대기압 상태로 충전된 상태이며 이 상태에서 연료공급시스템(10)을 바로 구동할 경우 DME가 즉시 증발하거나 공기와 혼합되어 연료공급시스템(10)이 불안정한 상태로 유지될 수 있다. 따라서 피드 펌프(140)를 사용하여 연료공급시스템(10) 내부를 DME 연료로 가득 채움과 동시에 12 ~ 20bar 상태를 유지시킬 수 있어야 한다.In order to inject fuel of a constant pressure and liquid state into the pumps 140 and 220 and the common rail 320 of the present invention, the internal fuel supply system 10 must satisfy the conditions set above. The inside of the fuel supply system 10 is filled with air at atmospheric pressure, and when the fuel supply system 10 is directly driven in this state, the DME evaporates immediately or is mixed with the air, causing the fuel supply system 10 to become unstable. can be maintained Therefore, it should be possible to maintain the state of 12-20 bar while filling the inside of the fuel supply system 10 with the DME fuel using the feed pump 140 .

해당 작업에서는 연료공급시스템(10)의 상태도 확인할 수 있는데, 연료가 누출되는 곳을 확인하고 DME 연료탱크(110)의 연료 주입구(20)부터 리턴부(30)까지 압력을 확인하면서 연료공급시스템(10)의 현재 상태를 점검할 수 있다. 안정적인 연료공급시스템(10) 구성을 위한 작동 방법 및 순서는 다음과 같다.In this operation, the state of the fuel supply system 10 can also be checked, and the fuel supply system is checked while checking where fuel is leaking and the pressure from the fuel inlet 20 to the return part 30 of the DME fuel tank 110 . You can check the current status of (10). The operation method and sequence for configuring the stable fuel supply system 10 are as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템을 이용한 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법에 있어서, 유체주입단계(S100), 승압단계(S200), 피드펌프 구동단계(S300), 조건확인단계(S400), 압력제어단계(S500), 압력센서 확인단계(S600) 및 릴리프 밸브 확인단계(S700)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 4 , in the method of operating a fuel supply system for an engine using DME as a fuel using the above-described fuel supply system for an engine using DME as a fuel, a fluid injection step (S100), a pressure step (S200) , a feed pump driving step (S300), a condition check step (S400), a pressure control step (S500), a pressure sensor check step (S600) and a relief valve check step (S700).

유체주입단계(S100)는 연료탱크(110)의 주입구(20)와 리턴부(30)의 제어 밸브(130)를 열어 공기 대신 DME 연료가 연료공급시스템(10)의 내부에 흐르도록 하는 단계이다.The fluid injection step ( S100 ) is a step of opening the control valve 130 of the inlet 20 and the return part 30 of the fuel tank 110 so that DME fuel instead of air flows into the fuel supply system 10 . .

승압단계(S200)는 유체주입단계(S100)를 거친 후 압력 게이지(520)를 확인하여 리턴부(30)의 압력이 올라감과 동시에 압력 게이지(520) 압력이 안정화되면 피드 펌프(140)를 작동시켜 내부 압력을 설정된 수준까지 올리는 단계이다.In the boosting step (S200), after the fluid injection step (S100), the pressure gauge 520 is checked to increase the pressure of the return unit 30 and at the same time the pressure of the pressure gauge 520 is stabilized, the feed pump 140 is operated. This is the step to raise the internal pressure to a set level.

피드펌프 구동단계(S300)는 승압단계(S200)를 거친 후 연료공급시스템(10)의 압력이 설정된 수준을 유지하게 되면 모터(410)를 작동시켜 피드 펌프(140)를 구동하는 단계이다.The feed pump driving step ( S300 ) is a step of driving the feed pump 140 by operating the motor 410 when the pressure of the fuel supply system 10 is maintained at a set level after the boosting step ( S200 ).

조건확인단계(S400)는 피드펌프 구동단계(S300)를 거친 후 커먼 레일(320)에 인젝터 드라이버(330)를 사용하여 커먼 레일(320)에 요구되는 압력을 설정하고 실제 압력을 확인하여 피드 펌프(140)가 요구하는 조건을 만족시키는지 확인하는 단계이다.In the condition check step (S400), after going through the feed pump driving step (S300), using the injector driver 330 in the common rail 320 to set the pressure required for the common rail 320 and check the actual pressure, the feed pump It is a step of confirming whether the condition required by (140) is satisfied.

압력제어단계(S500)는 조건확인단계(S400)를 거친 후 피드 펌프(140) 입구 쪽 제어 밸브(130)와 리턴 쪽 제어 밸브(130)를 조절하여 압력을 설정된 조건으로 유지하는 단계이다. 구체적으로, 압력제어단계(S500)는 피드 펌프(140) 입구 쪽 제어 밸브(130)와 리턴 쪽 제어 밸브(130)를 조절하여 압력을 설정된 조건인 12~20 bar로 유지하는 단계로, 이는 쿨링 팬 등을 이용하여 조절가하며, 25 bar 이상 상승 시 연료공급시스템에 문제가 있다는 의미이므로 실험을 중단하는 것이 바람직하다.The pressure control step (S500) is a step of maintaining the pressure in a set condition by adjusting the inlet side control valve 130 and the return side control valve 130 of the feed pump 140 after the condition check step (S400). Specifically, the pressure control step (S500) is a step of maintaining the pressure at a set condition of 12 to 20 bar by adjusting the inlet side control valve 130 and the return side control valve 130 of the feed pump 140, which is a cooling step. It is adjusted using a fan, etc., and when it rises above 25 bar, it means that there is a problem with the fuel supply system, so it is desirable to stop the experiment.

압력센서 확인단계(S600)는 압력제어단계(S500)를 거친 후 압력 센서(310)를 확인하여 요구되는 유량을 고압펌프(220)가 토출하고 있는지 확인하는 단계이다.The pressure sensor checking step (S600) is a step of checking whether the high pressure pump 220 is discharging the required flow rate by checking the pressure sensor 310 after the pressure control step (S500).

릴리프 밸브 확인단계(S700)는 압력센서 확인단계(S600)를 거친 후 연료공급시스템(10)의 일부분에 설치된 릴리프 밸브(500)를 확인하여 압력 센서(310) 입구의 압력이 설정된 압력인지 확인하는 단계이다. 구체적으로, 릴리프 밸브 확인단계(S700)는 연료공급시스템(10)의 일부분에 설치된 릴리프 밸브(500)를 확인하여 압력 센서(310) 입구의 압력이 설정된 압력인지 확인하는 단계로, 릴리프 밸브(500)가 작동하고 있으면 유량이 제대로 측정되고 있지 않은 상태이므로 다시 실험을 실시하는 것이 바람직하다.The relief valve confirmation step (S700) is to check the relief valve 500 installed in a part of the fuel supply system 10 after going through the pressure sensor confirmation step (S600) to confirm that the pressure at the inlet of the pressure sensor 310 is the set pressure is a step Specifically, the relief valve confirmation step (S700) is a step of confirming whether the pressure at the inlet of the pressure sensor 310 is a set pressure by checking the relief valve 500 installed in a part of the fuel supply system 10, the relief valve 500 ) is in operation, the flow rate is not being measured properly, so it is desirable to conduct the experiment again.

도 1에서 볼 수 있듯이, 피드 펌프(140)에 연결되는 쿨링 팬(230)을 설치하여 온도 상승을 방지하였고 각 프로세스 사이에는 DK-LOK 체결로 구성하여 새로운 장비를 설치하도록 구성하였다. 또한 연료공급시스템(10) 중간 중간 압력 게이지(520)를 설치하여 문제가 발생하는 부분을 즉시 파악할 수 있게 구성하였으며 Accumulator(210), Relief Valve(500), 밸브(40)를 사용하여 연료공급시스템(10)의 압력 조절을 할 수 있게 구성하였다.As can be seen in FIG. 1 , a cooling fan 230 connected to the feed pump 140 was installed to prevent temperature rise, and between each process, DK-LOK was fastened to install new equipment. In addition, the intermediate pressure gauge 520 was installed in the fuel supply system 10 to immediately identify the part where the problem occurred, and the fuel supply system using the accumulator 210, relief valve 500, and valve 40 (10) was configured to control the pressure.

고압펌프(220) 토출부에 설치된 압력 센서(310)는 최대 2000 bar의 압력 범위를 측정 가능하다.The pressure sensor 310 installed in the discharge part of the high pressure pump 220 can measure a pressure range of up to 2000 bar.

본 발명의 일실시예에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법은, 압력제어단계(S500)에서 인젝터 드라이버(330) 실험을 동시에 진행할 경우 인젝터 드라이버(330)를 설정하여 인젝터 드라이버(330)의 분사 압력과 분사량을 확인할 수 있다.In the method of operating a fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to an embodiment of the present invention, the injector driver 330 is set when the injector driver 330 experiment is simultaneously performed in the pressure control step (S500) to set the injector driver. The injection pressure and injection amount of 330 can be confirmed.

또한, 피드 펌프(140)와 모터(410)에 연결되어 피드 펌프(140)에서 공급된 액체 DME 연료를 리턴시켜서 재순환이 가능하도록 피드 펌프(140)로 전송하여 재공급할 수 있다.In addition, it is connected to the feed pump 140 and the motor 410 to return the liquid DME fuel supplied from the feed pump 140 may be transmitted to the feed pump 140 to enable recirculation and re-supplied.

또한, 인젝터 드라이버(330), 압력 게이지(520) 및 압력 센서(310)로 토출 압력, 토크, 유량 및 온도를 확인하고, 실험 종료 시 역순으로 각각 연결된 밸브(40)를 닫고 연료공급시스템(10) 내부의 DME 연료를 제거하여 이물질을 제거 하고 부식 및 침전물을 방지할 수 있다.Also, check the discharge pressure, torque, flow rate and temperature with the injector driver 330, the pressure gauge 520, and the pressure sensor 310, and close the connected valves 40 in the reverse order at the end of the experiment, and then close the fuel supply system 10 ) by removing the internal DME fuel to remove foreign substances and prevent corrosion and deposits.

본 발명의 일실시예에 따르면, DME가 액체 상태로 존재할 수 있는 조건을 유지시켜 연결된 피드 펌프(140)가 액체 상태의 연료를 분사할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the feed pump 140 connected to maintain a condition in which the DME may exist in a liquid state may inject fuel in a liquid state.

또한, 압력 게이지(520)를 이용하여 피드 펌프(140)에 대한 성능 평가를 진행할 수 있으며 연료가 내부를 순환하도록 하여 연료의 소모 없이 피드 펌프(140)의 성능 평가를 실시할 수 있다.In addition, the performance evaluation of the feed pump 140 may be performed using the pressure gauge 520 , and the performance of the feed pump 140 may be evaluated without consumption of fuel by allowing fuel to circulate therein.

또한, 연료공급시스템(10)에 커먼 레일(320), 인젝터 드라이버(330)가 구비된 성능 평가부(300)를 설치하고, 실제 자동차 연료 시스템 환경과 유사하게 설정하여 차량 연료 시스템에 대한 연구를 하는 데에 사용할 수 있다.In addition, the performance evaluation unit 300 equipped with the common rail 320 and the injector driver 330 is installed in the fuel supply system 10, and the research on the vehicle fuel system is performed by setting it similar to the actual vehicle fuel system environment. can be used to

또한, 고압펌프(220) 토출부에 압력 센서(310)를 설치하여 순간적인 고압펌프 토출 압력 및 평균 압력을 확인할 수 있으며 인젝터 드라이버(330)를 통한 압력 측정, 온도 센서를 통한 온도 상승 측정 등을 이용하여 연료 공급 프로세스 공정을 보다 잘 이해할 수 있다.In addition, by installing a pressure sensor 310 in the discharge part of the high-pressure pump 220, instantaneous high-pressure pump discharge pressure and average pressure can be checked, and pressure measurement through the injector driver 330, temperature rise measurement through a temperature sensor, etc. can be used to better understand the fuel supply process process.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above is provided to enable any person skilled in the art to make and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments in a way that is combined with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that are not explicitly cited in the claims may be combined to form an embodiment or may be included as a new claim by amendment after filing.

10 : 연료공급시스템
20 : 주입구
30 : 리턴부
40 : 밸브
100 : 연료 공급부
110 : 연료탱크
120 : 필터
130 : 제어 밸브
140 : 피드 펌프
200 : 압력 제어부
210 : 어큐뮬레이터
220 : 고압펌프
230 : 쿨링 팬
300 : 성능 평가부
310 : 압력 센서
320 : 커먼 레일
330 : 인젝터 드라이버
400 : 제어부
410 : 모터
420 : 관리서버
430 : 디스플레이
500 : 릴리프 밸브
510 : 레귤레이터
520 : 압력 게이지10: fuel supply system
20: inlet
30: return unit
40: valve
100: fuel supply
110: fuel tank
120: filter
130: control valve
140: feed pump
200: pressure control
210: accumulator
220: high pressure pump
230: cooling fan
300: performance evaluation unit
310 pressure sensor
320: common rail
330: injector driver
400: control unit
410: motor
420: management server
430: display
500: relief valve
510: regulator
520: pressure gauge

Claims (11)

DME 연료를 액체상태로 유지하면서 지속적으로 공급하는 연료공급시스템으로서,
액체 DME 연료를 공급하는 연료 공급부;
상기 연료 공급부에서 공급된 액체 DME 연료를 설정된 압력으로 제어하여 상태를 유지시키는 압력 제어부;
상기 연료 공급부에서 공급된 액체 DME 연료의 성능을 평가하는 성능 평가부;
상기 연료 공급부, 압력 제어부 및 성능 평가부에 각각 연결되어 상기 연료 공급부, 압력 제어부 및 성능 평가부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 연료 공급부는
액체 DME 연료가 수용되는 공간을 제공하는 연료탱크;
상기 연료탱크에 연결되어 상기 연료탱크에서 공급되는 액체 DME 연료를 정화시키는 필터;
상기 연료탱크와 상기 필터 사이에 구비되어 액체 DME 연료의 이송을 제어하고 압력을 설정된 조건인 12 내지 20 bar로 유지하는 제어 밸브; 및
상기 연료탱크에 연결되어 액체 DME 연료를 이송시키는 동력을 제공하는 피드 펌프;를 포함하고,
상기 연료 공급부의 일부분에 설치되며 상기 제어부에 연결되어 상기 연료공급시스템을 설정된 압력으로 조절하는 레귤레이터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.
A fuel supply system that continuously supplies DME fuel while maintaining it in a liquid state,
a fuel supply for supplying liquid DME fuel;
a pressure control unit for maintaining a state by controlling the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit to a set pressure;
a performance evaluation unit for evaluating the performance of the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit;
a control unit connected to the fuel supply unit, the pressure control unit, and the performance evaluation unit, respectively, to control the operation of the fuel supply unit, the pressure control unit, and the performance evaluation unit;
the fuel supply
a fuel tank providing a space for receiving liquid DME fuel;
a filter connected to the fuel tank to purify the liquid DME fuel supplied from the fuel tank;
a control valve provided between the fuel tank and the filter to control the transfer of the liquid DME fuel and maintain the pressure at a set condition of 12 to 20 bar; and
Including; and a feed pump connected to the fuel tank to provide power to transport liquid DME fuel.
The fuel supply system for an engine using DME as fuel, further comprising a; a regulator installed in a portion of the fuel supply unit and connected to the control unit to adjust the fuel supply system to a set pressure.
 청구항 1에 있어서,
상기 압력 제어부는,
상기 연료공급시스템의 일부분에 구비되어 액체 DME 연료를 저장하는 어큐뮬레이터;
상기 연료 공급부에 연결되어 액체 DME 연료를 펌핑하는 고압펌프; 및
상기 고압펌프에 연결되어 상기 고압펌프로 액체 DME 연료를 채움과 동시에 설정된 범위의 압력을 제공하여 액체 DME 연료를 냉각시키는 쿨링 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.
The method according to claim 1,
The pressure control unit,
an accumulator provided in a portion of the fuel supply system to store liquid DME fuel;
a high-pressure pump connected to the fuel supply to pump liquid DME fuel; and
A cooling fan connected to the high-pressure pump to cool the liquid DME fuel by filling the liquid DME fuel with the high-pressure pump and supplying a pressure within a set range at the same time. .
 청구항 1에 있어서,
상기 성능 평가부는,
상기 압력 제어부에 연결되어 상기 압력 제어부에서 이송되는 액체 DME 연료의 압력을 체크하는 압력 센서;
상기 압력 제어부에서 이송되는 액체 DME 연료를 수용하며 설정된 압력에서 분사시키는 커먼 레일; 및
상기 압력 제어부와 상기 커먼 레일의 사이에 구비되어 액체 DME 연료를 상기 커먼 레일로 분사하는 인젝터 드라이버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.
The method according to claim 1,
The performance evaluation unit,
a pressure sensor connected to the pressure control unit to check the pressure of the liquid DME fuel transferred from the pressure control unit;
a common rail that receives the liquid DME fuel transferred from the pressure control unit and injects it at a set pressure; and
and an injector driver provided between the pressure controller and the common rail to inject liquid DME fuel to the common rail.
 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 연료공급시스템 상에서 액체 DME 연료가 유동이 가능하도록 동력을 제공하는 모터;
상기 연료공급시스템 상의 상황에 관한 정보를 수집하고 분석하여 관리하는 관리서버; 및
상기 관리서버를 통해서 수집하고 분석된 상황들을 출력하여 나타내는 디스플레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.
The method according to claim 1,
The control unit is
a motor for providing power to allow the liquid DME fuel to flow on the fuel supply system;
a management server that collects, analyzes and manages information on the situation on the fuel supply system; and
A fuel supply system for an engine using DME as fuel, comprising: a display that outputs and displays the conditions collected and analyzed through the management server.
 청구항 1에 있어서,
상기 성능 평가부와 상기 연료 공급부에 각각 연결되어 상기 연료공급시스템 상의 압력이 설정 압력을 초과시 개방되는 릴리프 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.

The method according to claim 1,
and a relief valve respectively connected to the performance evaluation unit and the fuel supply unit and opened when the pressure on the fuel supply system exceeds a set pressure.

 청구항 1에 있어서,
상기 연료공급시스템의 설정된 위치에 복수개가 설치되며 상기 제어부에 각각 연결되어 상기 연료공급시스템 상을 유동하는 액체 DME 연료의 압력을 체크하는 압력 게이지;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.
The method according to claim 1,
A plurality of pressure gauges installed at a set position of the fuel supply system and respectively connected to the control unit to check the pressure of the liquid DME fuel flowing on the fuel supply system; Fuel supply system for engines.
 청구항 1에 있어서,
상기 연료 공급부와 상기 압력 제어부에 연결되어 상기 연료 공급부에서 공급된 액체 DME 연료를 리턴시켜서 재순환이 가능하도록 상기 연료 공급부로 전송하여 재공급하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템.
The method according to claim 1,
A fuel supply system for an engine using DME as a fuel, characterized in that connected to the fuel supply unit and the pressure control unit, the liquid DME fuel supplied from the fuel supply unit is returned and transmitted to the fuel supply unit for recirculation to be re-supplied.
 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템을 이용한 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법에 있어서,
연료탱크의 주입구와 리턴부의 제어 밸브를 열어 공기 대신 DME 연료가 상기 연료공급시스템의 내부에 흐르도록 하는 유체주입단계;
상기 유체주입단계를 거친 후 압력 게이지를 확인하여 상기 리턴부의 압력이 올라감과 동시에 상기 압력 게이지 압력이 안정화되면 피드 펌프를 작동시켜 내부 압력을 설정된 수준까지 올리는 승압단계;
상기 승압단계를 거친 후 상기 연료공급시스템의 압력이 설정된 수준을 유지하게 되면 모터를 작동시켜 피드 펌프를 구동하는 피드펌프 구동단계;
상기 피드펌프 구동단계를 거친 후 커먼 레일에 인젝터 드라이버를 사용하여 상기 커먼 레일에 요구되는 압력을 설정하고 실제 압력을 확인하여 상기 피드 펌프가 요구하는 조건을 만족시키는지 확인하는 조건확인단계;
상기 조건확인단계를 거친 후 상기 피드 펌프 입구 쪽 제어 밸브와 리턴 쪽 제어 밸브를 조절하여 압력을 12 내지 20bar로 유지하는 압력제어단계;
상기 압력제어단계를 거친 후 압력 센서를 확인하여 요구되는 유량을 고압펌프가 토출하고 있는지 확인하는 압력센서 확인단계; 및
상기 압력센서 확인단계를 거친 후 상기 연료공급시스템의 일부분에 설치된 릴리프 밸브를 확인하여 상기 압력 센서 입구의 압력이 설정된 압력인지 확인하는 릴리프 밸브 확인단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법.
A method of operating a fuel supply system for an engine using DME as a fuel using the fuel supply system for an engine using DME as a fuel according to any one of claims 1 to 7,
a fluid injection step of opening the control valve of the fuel tank inlet and the return unit so that DME fuel instead of air flows into the fuel supply system;
After the fluid injection step, check the pressure gauge to raise the internal pressure to a set level by operating a feed pump when the pressure of the return part is increased and the pressure gauge pressure is stabilized at the same time;
a feed pump driving step of driving a feed pump by operating a motor when the pressure of the fuel supply system is maintained at a set level after the step of boosting;
a condition checking step of setting the pressure required for the common rail by using an injector driver on the common rail after driving the feed pump and checking the actual pressure to confirm whether the feed pump satisfies the condition;
a pressure control step of maintaining the pressure at 12 to 20 bar by adjusting the feed pump inlet-side control valve and the return-side control valve after the condition check step;
a pressure sensor checking step of checking the pressure sensor after the pressure control step to check whether the high-pressure pump is discharging a required flow rate; and
After the pressure sensor checking step, a relief valve checking step of checking a relief valve installed in a part of the fuel supply system to check whether the pressure at the inlet of the pressure sensor is a set pressure; How to operate a fuel supply system for an engine.
 청구항 8에 있어서,
상기 피드 펌프와 상기 모터에 연결되어 상기 피드 펌프에서 공급된 액체 DME 연료를 리턴시켜서 재순환이 가능하도록 상기 피드 펌프로 전송하여 재공급하는 것을 특징으로 하는 DME를 연료로 하는 엔진용 연료공급시스템의 작동방법.9. The method of claim 8,
Operation of a fuel supply system for an engine using DME as fuel, characterized in that connected to the feed pump and the motor, the liquid DME fuel supplied from the feed pump is returned and transmitted to the feed pump to enable recirculation and re-supply Way. 삭제delete 삭제delete
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