KR100413556B1 - 기화된연료의양을조절하여도입하는밸브 - Google Patents

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울프강 슐츠
털만 미에흐레
만프레드 짐메르만
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

공지의 탱크 통기 밸브에 있어서는 연료내의 오염물이 밸브의 기능을 손상할 우려가 있다.
본 발명에 의한 밸브(1)에 있어서는 밸브가 오염물 필터(40)를 구비하고 있고, 상기 오염물 필터가 밸브 케이싱(3)내에서 전자석(12)과 유입관 부재(8) 사이의 실(室; 23, 54)에 수납되도록 하였다.
본 발명에 의한 밸브는 혼합기 압축형 불꽃을 점화식 내연기관의 연료탱크로부터 기화된 연료의 양을 조절하여 내연기관의 흡입 매니폴드에 도입하는데 적합하다.

Description

기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브
본 발명은 청구항 1의 상위개념에 기재된 형식의 내연기관의 연료탱크로부터 기화된 연료의 양을 조절하여 내연기관의 흡입 매니폴드에 도입되는 밸브로부터 출발한다. 상기와 같은 밸브는 독일 특허출원 공개 제402344호 명세서에 의거하여이미 공지되어 있다. 상기와 같은 밸브에 연료가 유입관부재를 통해 공급됨으로써, 계속해서 연료는 양이 조절된 상태에서 밸브에 설치된 유출관 부재를 통해 출입 매니폴드에 인도된다. 밸브의 유입관부재는 예를 들면, 호스 도관을 통해 흡착필터에 접속되어 있다. 상기 흡착필터는 연료탱크로부터 기화된 연료증기를 중간저장하여, 호스 도관을 통해 밸브에 공급된다. 상기의 경우, 연료중 오염물질이 예를들면 흡착 필터로부터 밸브 내부에 도달할 우려가 있다. 이러한 오염물질은 밸브의 충분한 기능, 나아가서는 운전 확실성을 손상할 우려가 있다. 이것을 저지하기 위해서, 오염물 필터가 예를들면, 흡착필터와 밸브 사이의 호스 도관 또는 밸브의 유입관 부재에 조립 부착된다. 그러나 이러한 호스 도관 또는 밸브의 유입관 부재는 작은 유과 횡단면만을 구비하고 있기 때문에, 오염물 필터도 작은 통과 횡단면외엔 구비할 수 없다. 그러나 상기와 같은 오염물 필터는 연료의 오염물질에 의해 비교적 급속히 가득차서, 이것에 의해 오염물 필터에 있어서의 흐름저항이 증대된다. 상기와 같은 증대된 흐름 저항은 압력손실 더나아가서는 밸브의 통과량의 감소를 초래한다.
본 발명의 실시예를 간략화하여 도시된 도면으로서,
도 1은 본 발명에 의해 구성된 밸브의 종단면도.
도 2는 밸브를 부분적으로 도시한 사시도.
이것에 대해 청구항 1의 특징을 갖는 본 발명에 의한 밸브의 이점은 밸브가 소정의 실제 작동시간내에 충분한 기능과 높은 운전 확실성을 구비하는 것이다. 이것은 소정의 실제 작동시간내에 발생되는 압력손실이 극히 적음으로써 밸브의 통과량의 감소를 회피할 수 있도록 한 오염물 필터에 의해 가능해지기 때문에 유리하다. 특히 유리한 점은 이를위해 설치된 오염물 필터가 간단하게 밸브에 조립 부착가능하기 때문에 오염물 필터에 의해 높아지는 밸브의 제조 비용이 대단히 적기때문이다. 또한, 유리한 이점은 상기 오염물 필터가 밸브의 통과량의 조절동작을 방해하지 않기때문에 큰 구조상의 변경을 가하지 않고 이미 공지된 밸브에 상기 오염물 필터를 조립 부착할 수 있다.
청구항 2 이하에 기재된 특징에 의해 청구항 1에 기재된 밸브의 유리한 구성을 얻게된다.
도 1에 개략적으로 종단면을 도시한 밸브(1)는 내연기관의 연료탱크로부터 기화된 연료의 양을 조절하여 내연기관의 흡입 매니폴드에 도입하는데 도움이 되는것으로, 내연기관의 도시하지 않은 연료증발 지원 시스템(상세하게는 도시하지 않음)의 구성부분이다. 이러한 연료증발 지원 시스템의 구조 및 기능은 예를들면 「die Bosch Technishe Unterrichtung, Motor Manag em ent Motronic, 제 2 판, 1993년 8월, 제 48 폐이지, 제 49 폐이지」로부터 분명해진다. 재생밸브 또는 탱크 통기 밸브라고도 불리는 이러한 밸브(1)의 구조 및 작용 형식은 당업자에게 있어서는 또한, 독일 특허출원 공개 제4023044호 명세서에 근거하여 공지되어 있다. 본 발명에 있어서는 상기 명세서에 개시된 것을 구성부분으로서 사용하도록 하고 있다.
밸브(1)는 포트형상의 케이싱 부분(4)과 캡형상의 케이싱 부분(5)으로써 형성된 2개의 부분으로 이루어진 밸브 케이싱(3)을 구비하고 있다. 캡형상의 케이싱부분(5)은 포트형상의 케이싱부분(4)에 적재가능하고, 상기 포트형상의 케이싱부분(4)을 폐쇄한다. 포트형상의 케이싱부분(4)은 연료탱크의 통기관부재에 접속하거나 또는 상기 통기관부재에 후측에 배치된 흡착필터에 접속하기위한 유입관 부재(8)을 지지하고 있다. 상기 흡착필터는 연료를 위한 저장매체, 예를들면 활성탄이 충전되고, 연료탱크로부터 기화된 연료증기의 중간저장을 위해 도움이 된다. 캡형상의 케이싱부분(5)은 내연기관의 흡입 매니폴드에 접속하기 위한 유출관 부재(9)을 구비하고 있다. 유입관 부재(8)는 축선방향으로 케이싱부분(4)에 배치되고, 유출관 부재(9)는 역시 축선방향으로 케이싱부분(5)에 배치되어 있다. 포트형상의 케이싱부분(4)의 내부에는 전자석(12)이 배치되어 있다. 상기 전자석은 포트형상의 마그네트 케이싱(14)을 구비하고 있다. 상기 마그네트 케이싱(14)은 마그네트 케이싱(14)의 밑바닥부(25)를 관통하는 동축적인 중공 원통형의 마그네트 코어(15)와, 원통형의 여자코일(16)을 구비하고 있다. 상기 여자코일은 코일 지지체(17)에 지지되어 있고, 마그네트 케이싱(14)내에서, 마그네트 코어(15)를 둘러싼 상태로 삽입되어 있다. 마그네트 케이싱(14)의 밑바닥부(25)에는 외측을 향해 돌출되는 암나사 산(19)을 구비한 나사산 부착 관부재(18)가 일체적으로 형성되어 있다. 상기 암나사 산에는 중공 원통형의 마그네트 코어(15)에 설치된 수나사 산이 부착된 수나사 부착 구획부(20)가 결합되어 있다.
마그네트 코어(15)를 회전시킴으로써, 상기 마그네트 코어는 마그네트 케이싱(14)내에서 축선방향으로 미끄럼 운동시킬 수 있다. 상기 마그네트 코어(15)는 유입관 부재(8)와 정합하고 있기때문에, 연료 증기는 중공 마그네트 코어(15)에 의해 구획된 축선방향의 관통구멍(28)내를 흐를 수 있다. 마그네트 코어(15)를 구비한 마그네트 케이싱(14)은 마그네트 케이싱(14)의 외주벽(10)과 케이싱부분(4)의 내벽(11) 사이에 축선방향 통로(21, 22)가 남겨지도록, 포트형상의 케이싱부분(4)내에 삽입되어 있다. 이것들의 축선방향 통로는 원주방향으로 상호 동일각도로 어긋나 있다. 도 1에 도시된 종단면도에 있어서는, 양축선방향 통로(21, 22)가 직경방향에 대향하여 위치하고 있는 것을 알 수 있다. 이것들의 축선방향 통로(21, 22)는 한쪽방향에서는 고리형상실(室; 23)을 통해 유입관 부재(8)에 접속되어 있다. 상기 고리형상 실(23)은 밸브 케이싱(3)내에서 마그네트 케이싱(14)의 밑바닥부(25)와, 마그네트 코어(15)의 상기 나사산이 부착된 관부재(18)로부터 돌출된 수나사 산이 부착된 구획부재(20)을 구비한 단부영역(50)과, 포트형상의 케이싱부분(4)의 케이싱 밑바닥부 사이에 남겨져 있다. 양축선방향통로(21, 22)는 다른쪽에서는 마그네트 케이싱(14)이 개방된 단부 근처에서 마크네트 케이싱(14)에 가공 성형된 구멍(24)을 통해, 마그네트 케이싱(14)의 내부에 접속되어 있다. 이것들의 축선방향 통로(21, 22)를 통해, 유입관 부재(8)로부터 유입된 연료증기는 마그네트 케이싱(14)을 둘러싸도록 흐르며, 상기 장소에서 발생된 열을 도출한다. 축선방향 통로(21, 22)에 있어서의 연료 증기의 흐름 방향은 대응하는 화살표(26)에 의해 도 1에 도시되어 있다. 마찬가지로, 유입관 부재(8)로부터 중공의 마그네트 코어(15)내에 유입되는 연료 증기의 흐름방향은 대응하는 화살표(27)로 도시되어 있다.
마그네트(14)의 모서리부는 외측을 향해 굴곡된 고리형상의 지지플랜지(29)가 형성되어 있다. 상기 지지 플랜지(29)는 단부에서 굴곡되어, 축선방향으로 돌출되는 고리형상 웨이브(30)가 형성되어있다. 상기 지지 플랜지(29)는 자기귀환로 요크(31)를 수용하기 위한 역할을 한다. 상기 자기귀환로 요크는 마그네트 케이싱(14)을 커버하고 있고, 모서리부측에서 고리형상 웨이브(30)에 부착되어 있다. 상기와 같은 자기귀환로 요크(31)의 구조 및 기능은 당업자에게 있어서는 독일 특허출원 공개 제 4023044호 명세서에 근거하여 공지이기 때문에, 더이상의 상세한 설명은 하지 않는다. 지지 플랜지(29)와 자기귀환로 요크(31) 사이에는 비자성재와, 예를들면 청동으로 이루어진 판 스프링(32)이 꽉 조여져 있다. 상기 판 스프링은 전자석(12)의 가동자를 지지하고 있다.
전자석(12)은 시이트 밸브(33)의 소정 타이밍으로의 전환을 위한 역할을 한다. 상기 시이트 밸브는 이중 밸브 시이트(41)를 구비하고 있다. 상기 이중 밸브 시이트(41)와, 자성재로 이루어진 고리형상판(37)의 밸브부재가 협동 작용한다. 상기 고리형상 판은 동시에 전자석(12)의 가동자를 형성하고 있다. 고리형상판(37)은 이중밸브 시이트(41)을 향한 측으로 시일고무(34)를 지지하고 있다. 상기 시일고무는 시일고무(34)를 구비한 시이트 밸브(33)의 폐쇄상태에 있어서, 밸브폐쇄 스프링(35)에 의해 이중밸브 시이트 (41)에 압착된다. 전자석(15)의 자유단면은 고리형상판(37)의 행정운동을 위한 스토퍼(36)를 형성하고 있다. 암나사 산(19)과 수나사 산이 부착된 구획부재(20)에 의해 형성된 조절용 나사산에 의해, 스토퍼(36)는 축방향으로 미끄럼 운동할 수 있어, 이것에 의해, 시이트 밸브(33)의 최대 개방시에 있어서의 유통량을 규정할 수 있다. 밸브폐쇄 스프링(35)은 작게 설정되어 있다. 그이유는 유출관 부재(9)과 유입관 부재(8) 사이에 압력 구배가 생겼을때에, 고리형상 판(37)에 대한 흡입작용이 밸브폐쇄 방향으로 생기기 때문이다. 결국 이러한 흡입작용이 밸브폐쇄 스프링(35)의 폐쇄 작용을 조성하는 이유이다. 유출관 부재(9)는 예를들면 걸어맞춤에 의해 캡형상의 케이싱부분(5)내에 수납되어 있다. 상기 유출관 부재(9)에는 흡입 매니폴드를 향해 개방되는 체크밸브(48)가 설치되어 있다. 상기 체크밸브는 밸브 본체(38)와 밸브 스프링(39)을 구비하고 있다.
전자석(12)의 무전류시에는 시이트 밸브(33)는 닫혀져 있다. 그이유는 고리형상 판(37)의 시일고무(34)가 밸브폐쇄 스프링(35)에 의해 이중밸브 시이트(41)에 압착되어지기 때문이다. 내연기관의 운전시에는 전자석(12)은 전자제어 장치에 의해 타이밍제어된다. 클럭비율(clock rate) 주파수는 내연기관의 운전상태에 의해규정되기 때문에, 시이트 밸브(33)를 통해 유입관 부재(8)로부터 유출관 부재(9)내로 이동하는 기화된 연료의 통과량이 상응하게 조절 가능하다.
본 발명에 의하면, 전자식 밸브(12)의 나사산이 부착된 관부재(18)과 유입관 부재(8)사이에는 오염물 필터(40)가 구비되어 있다. 상기 오염물 필터는 마그네트 케이싱(14) 또는 나사산이 부착된 관부재(18)의 밑바닥부(25)로부터 돌출된 중공 원통형의 마그네트 코어(15)의 단부영역(50)에 회전불가능하게 설치되어 있다. 도 2에 도시된 오염물 필터(40) 및 마그네트 코어(15)의 단부영역(50)의 부분사시도로부터 알수 있듯이, 단부영역(50)은 이 때문에 예를들면 원통형부분(51)과, 좁은폭의 직사각형의 편평한 단부(52)로 일체적으로 조립된 드라이버의 칼(Schraubenklinge)의 형을 구비하고 있다. 상기 직사각형의 단부(52)는 오염물 필터(40)가 조립된 상태로 오염물 필터(40)를 관통하고 있기 때문에, 단부(52)는 유입관 부재(8)에 보다 근접한 면으로 하고 있다. 오염물 필터(40)는 그 중앙에서, 예를들면 프레스 삽입 또는 접착에 의해 가능한한 긴밀하게 직사각형의 단부(52)에 유지되어 있다.
직사각형의 단부(52)는 그 최대면적을 가지는 양면을 관통하는 반경방향의 개구(43)를 구비하고 있다. 상기 개구(43)는 오염물 필터(40)가 조립된 상태에서, 오염물 필터(40)의 상기 유입관 부재(8)와는 이격된 반대측에 위치하고 있다. 상기 개구부(43)는 도 2에 있어서 점선으로 도시된 중공형상의 마그네트 코어(15)의 관통구멍(28)으로 이행하고 있기 때문에, 개구부(43)로부터 관통구멍(28)에의 흐름 접속이 형성된다. 화살표(27)의 방향으로 유입관 부재(8)로부터 유입된 연료증기는우선 오염물 필터(40)를 관통하여, 오염물질로부터 청정화 된다. 이것에 의해, 연료증기는 계속해서 직사각형의 단부(52)의 개구부(43)를 통해 마그네트 코어(15)의 관통구멍(28)내에 유입되어, 시이트 밸브(33)을 향해 흐른다.
오염물 필터(40)는 디스크형상을 구비하고 있고, 반경방향에서 고리형상 실(23)을 충전하고 있기 때문에, 상기 오염물 필터는 유입관 부재(8)의 통과 횡단면에 비해 현저하게 큰 통과 횡단면을 구비하고 있다. 상기와 같이 큰 통과 횡단면은 연료 증기 흐름에 있어서 약간의 흐름 저항밖에 발생되지 않아서, 오염물 필터(40)에 있어서 극히 작은 압력손실밖에 생기지 않는다. 이것에 의해, 소정의 실제 작동 시간중에 있어서의 밸브(1)의 통과량의 감소를 저지할 수 있다. 오염물 필터(40)는 오염물질을 여과에 의해 분리하기 위해 예를들면, 수 ㎛의 강목(綱目) 크기를 구비한 직포를 구비하고 있다. 또한, 오염물 필터(40)는 그 외측영역에 예를들면 탄력적인 시일립(45)을 구비하고 있어서 양호하다.
상기 시일립은 케이싱부분(4)의 내벽(11)에 압착된다. 오염물 필터(40)는 오염물 필터(40)와 마그네트 케이싱(14)의 밑바닥부(25) 사이의 고리형상 실(23)을, 오염물필터(40)와 유입관 부재(8) 사이에 남은 실(54)로부터 밀봉된다. 이것에 의해, 오염물 필터(40)에 있어서의 오염물이 통과되지 않는다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연료증기는 유입관 부재(8)로부터 실(54)에 도달하여 상기 실(54)로부터 오염물 필터(40)를 통해 고리형상 실(23)의 하류측에 위치하는 부분에 도달한다. 이어서, 상기 연료 증기류는 분할되어, 일부는 화살표(27)의 방향으로 직사각형 단부(52)의 개구부(43)를 통해 마그네트 코어(15)내를 흐르고, 일부는 화살표(26)의 방향으로, 축선방향 통로(21, 22)내에 유입되어 시이트 밸브(33)를 향해 흐른다.
오염물 필터(40)는 마그네트 코어(15)의 단부(52)에 회전 불가능하게 설치되어 있다. 이것에 의해, 밸브(1)를 분리하지 않고, 마그네트 코어를 회전시킴으로써, 고리형상 판(37)의 행정, 나아가서는 밸브(1)의 통과량을 조절할 수 있다. 이러한 조절작업은 유입관 부재(8)내에 도입되는 공구에 의해 행할 수 있다. 이것에 의해, 직사각형의 단부(52)를 쥐고, 마그네트 코어(15)를 회전시킬 수 있다. 마그네트 코어(15)가 회전되면, 오염물 필터(40)도 대응하여 함께 회전하기 때문에, 상기 오염물 필터는 나사산이 부착된 관부재(18)내에서의 마그네트 코어(15)의 축선방향의 미끄럼 운동에 따른다. 상기의 경우, 시일립(45)은 케이싱부분(4)의 내벽(11)에 긴밀하게 부착되어 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않다. 마그네트 코어(15)의 단부영역(50) 또는 단부(52)는 다른형태를 가지고 있어도 무방하다. 오염물 필터(40)를 단부(52)에 고정하기 위해서, 그리고 공구에 의한 마그네트 코어(15)의 회전을 가능하게 하기 위해서, 예를들면 단부영역(50) 또는 단부(52)는 삼각형체, 사각형체, 오각형체, 육각형체, 즉 다각형체 또는 이것과 유사한 형상을 가지고 있어도 무방하다.

Claims (9)

  1. 내연기관의 연료탱크로부터 기화된 연료의 양을 조절하여 내연기관의 흡입 매니폴드에 도입하는 밸브에서, 밸브 케이싱이 설치되어 있고, 상기 밸브 케이싱이 연료탱크의 통기관 부재 또는 상기 통기관 부재 후측에 배치된 기화된 연료를 위한 흡착필터에 접속하기 위한 유입관 부재와, 흡입 매니폴드에 접속하기위한 유출관 부재를 구비하고 있고, 또한 밸브 케이싱의 내부에서 유출관 부재와 유입관 부재 사이에, 시이트 밸브가 설치되어 있고, 상기 시이트 밸브가 중공 마그네트 코어를 구비하는 전자석에 의해 조작가능한 형식의 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브에 있어서,
    밸브 케이싱(3)내에서 전자석(12)과 유입관 부재(8) 사이의 실(23, 54)에 오염물 필터(40)가 수납되어 있고, 유입관 부재(8)로부터 유입된 연료증기가 오염물 필터(40)를 통과하여, 이어서 처음으로 시이트 밸브(37, 41)에 도달하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 오염물 필터(40)가 마그네트 코어(15)의 상기 유입관 부재(8)를 향한 단부영역(50)에 회전불가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 중공 마그네트 코어(15)의 단부영역(50)이 반경방향의 개구부(43)를 구비하고 있고, 상기 개구부가 오염물 필터(40)가 조립된 상태로 오염물 필터(40)의 상기 유입관 부재(8)와는 이격된 반대측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  4. 제 2 항에 있어서, 마그네트 코어(15)의 단부영역(50)은 드라이버 칼 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  5. 제 2 항에 있어서, 마그네트 코어(15)의 단부영역(50)은 삼각형체, 사각형체, 오각형체, 육각형체 또는 다른 다각형체의 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  6. 제 1 항에 있어서, 오염물 필터(40)가 디스크형상으로 형성되어 있고, 밸브 케이싱(3)의 내벽(11)에 미끄럼 운동가능하게 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 오염물 필터(40)는 직포로 이루어져 있고, 상기 직포는 수㎛의 강목의 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  8. 제 6 항에 있어서, 오염물 필터(40)는 시일립(45)을 구비하고 있고, 상기 시일립이 밸브 케이싱(3)의 내벽(11)에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
  9. 제 2 항에 있어서, 오염물 필터(40)는 마그네트 코어(15)의 단부영역(50)에 프레스 삽입에 의해 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기화된 연료의 양을 조절하여 도입하는 밸브.
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