KR100444203B1 - 급유 배기 라인용 안전 밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 급유 배기 라인용 안전 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 급유 배기 라인은 자동차에서 탱크 주입기 목부와 활성탄 컨테이너 사이에 배치되며, 상기 급유 배기 라인 내로 삽입된 안전 밸브(1)는 플로트 밸브로서 형성된다. 상기 급유 배기 라인 및 안전 밸브(1) 내로 연료가 주입될 때 안전 밸브(1)의 배출구(4)는 플로트(7)에 의해 폐쇄되며, 안전 밸브(1)는 정상 압력시 막(8)에 의해 작동된 폐쇄 부재(6)에 의해 폐쇄된, 주변으로 통하는 주변 연결부(5)를 가지며, 상기 막(8)은 안전 밸브(1) 내의 압력이 높아질 때 주변 연결부(5) 위에 배치된 폐쇄 부재(6)를 개방시킨다.
Description
급유시 생성되는 가스를 반송시켜서, 주변에 퍼지지 않도록 하기 위해 흡인 장치를 갖는 급유 라인이 주유소에 제공된다는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이는 환경 오염을 완전히 피하기에는 불충분하다. 게다가, 이에 상응하는 장치를 아직 갖지 못한 주유소도 있다. 따라서, 여러 국가들에서 오토 엔진을 갖는 승용차에는 정지 및 주행시에 탱크로부터 배출된 탄화 수소 및 급유시에 연료 탱크로부터 배출된 탄화 수소 함유 가스가 활성탄 컨테이너에 증착되어야만 한다는 규정을 제시하고 있다. 따라서, 탱크 배기 시스템을 갖는 오늘날의 자동차는 이에 상응하는 장치를 갖고 있다. 따라서, 연료 탱크는 일반적으로 작동 배기 라인에 의해 활성탄 컨테이너에 연결됨으로써, 주행 및 정지시에 급유가 이루어질 때 탱크로부터 배출된 가스가 활성탄 컨테이너에 침전된다.
또한 횡단면이 더 크게 설계된 제 2 급유 배기 라인이 제공되며, 상기 급유 배기 라인은 탱크 주입기 목부(tank filler neck)를 활성탄 컨테이너에 연결시킨다. 급유시 급유용 피스톨을 주입기 목부 내로 삽입함으로써 플랩 밸브가 개방되는데, 상기 플랩 밸브는 급유시 생성되어, 유입되는 연료를 통해 탱크로부터 배출된 가스를 급유 배기 라인 및 활성탄 컨테이너 내로 유입시킬 수 있다. 급유 과정시 가스는 급유용 피스톨을 지나지 않고 주입기 목부를 통해 대기 내로 이를 수 있기 때문에, 관찰된 구상에서 주입기 목부와 급유용 피스톨 사이에는 시일이 제공된다.
그러나, 공지된 급유 배기 라인의 형태 및 배치를 볼 때, 급유용 피스톨의 오작동시, 예컨대 탱크가 완전히 채워지거나 또는 실수로 탱크가 넘치는 것이 차단되지 않을 때 급유 배기 라인을 통해 액체 연료가 활성탄 컨테이너 내로 이를 수 있는 위험이 배제될 수 없다. 액체 연료가 활성탄 컨테이너 내로 유입되면 혼합 형성이 방해되고 경우에 따라서는 촉매 컨버터의 손상도 야기된다. 이러한 이유로 급유 배기 라인 내에 안전 밸브가 배치되며, 상기 안전 밸브는 활성탄 컨테이너 내로 액체 연료가 유입되는 것을 확실히 막아주어야만 한다.
본 발명은 급유 배기 라인용 안전 밸브에 관한 것이다.
도 1은 안전 밸브의 종단면도이고,
도 2는 도 1의 선 A-A을 따라 절단된 안전 밸브의 단면도이며,
도 3은 도 1의 선 B-B을 따라 절단된 안전 밸브의 단면도이다.
본 발명의 목적은 서두에 언급된 종래 기술로부터 출발하여, 자동차에서 특히 탱크 주입기 목부와 활성탄 컨테이너 간의 급유 배기 라인을 위한 안전 밸브를 제조하는데 있으며, 상기 안전 밸브는 활성탄 컨테이너 내로 액체 연료가 유입되는 것을 확실히 막아준다. 상기 목적은 본 발명에 따라 급유 배기 라인 내로 삽입된 안전 밸브가 플로트 밸브로서 형성되고 상기 급유 배기 라인 및 안전 밸브 내로 연료가 주입될 때 안전 밸브의 배출구는 플로트에 의해 폐쇄되며, 상기 안전 밸브는 정상 압력시 막에 의해 작동된 폐쇄 부재에 의해 폐쇄되고, 주변으로 이어지는 연결부를 가지며, 상기 막에 의해 안전 밸브 내의 압력이 높아질 때 주변으로 이어지는 폐쇄 부재가 주변 연결부에서 개방됨으로써 달성된다. 연료가 안전 밸브 내로 주입될 때 우선 밸브의 배출구가 활성탄 컨테이너에 대해 폐쇄되고, 그리고 나서 주변으로 이어지는 폐쇄 부재가 밸브 내의 압력 증강에 의해 개방되고 주입될 연료가 주변으로 배출될 수 있다.
플로트는 배출구의 측면 하부에 배치된 회전축선을 중심으로 회전할 수 있으며 밸브 배출구에 제공된 포핏 밸브를 작동시키는 로드를 갖는다. 플로트가 축선을 중심으로 회전하자마자, 포핏 밸브는 밸브 시트로 이동되어 배출구가 폐쇄된다. 포핏 밸브 자체는 배출구 연결부에 있는 가이드 레일에 의해 가이드될 수 있다. 매우 간단한 방식으로 로드는 포핏 밸브와 연결된 볼트 및 플로트와 연결된, 볼트의 테두리를 둘러싸는 슬라이딩 커넥팅 링크로서 형성될 수 있다. 플로트는 쌍안정 스프링에 의해 단부 위치에 고정된다. 그럼으로써, 플로트가 포핏 밸브를 너무 일찍 개방시키는 것을 막아준다. 포핏 밸브는 연료가 유출됨으로써 플로트의 부력이 조정가능한 값 보다 낮게 하강될 때 개방된다.
주변 연결부용 폐쇄 부재는 스프링력을 받는 포핏 밸브로 형성되며, 상기 포핏 밸브는 밸브 바디 내에 배치된 막에 의해 로드 위에서 작동된다. 상기 막은 밸브 내에 존재하는 압력에 따라 작동된다. 배출구가 활성탄 컨테이너에 대해 폐쇄됨으로써 밸브 내에서 압력 증강이 야기된다. 이와 같은 압력은 막에 작용하며, 상기 막은 레버 로드에 의해 폐쇄 스프링의 힘에 대항하여 주변 밸브를 개방시킨다.
급유시 안전 밸브와 활성탄 컨테이너 사이에 제공된 라인의 흐름 압력 손실 및 활성탄 컨테이너 내의 스로틀링 손실(throttling losses)에 의해 주변 연결부의 폐쇄 부재가 너무 일찍 개방되는 것을 막기 위해서, 안전 밸브의 밸브 배출구와 막 상부면 간의 비교적 신속한 압력 균등이 요구된다. 이러한 이유로 막의 상부면은 커버에 의해 덮혀지며, 막과 커버 간의 내부 챔버는 밸브 연결부를 갖는 채널에 의해 활성탄 컨테이너에 연결된다. 배출구의 연결부가 활성탄 컨테이너에 대해 폐쇄되지 않는 한, 밸브 하우징 내의 압력은 채널을 통해 막 상부면으로 전달됨으로써, 막 상부면과 하부면 사이가 압력이 동일하게 된다. 이 경우 밸브 챔버 내에서, 주변 밸브 바디에 작용하는 압력이 주변 밸브의 폐쇄 스프링력을 초과할 때에야 비로소 주변 밸브가 개방된다. 여기서, 배출구의 채널 개구는 포핏 밸브의 밀봉 시트 내로 삽입됨으로써, 포핏 밸브에 의해 배출구 및 채널이 폐쇄된다.
연료로 밸브를 가득 채운 후에, 그리고 주변 연결부에 있는 폐쇄 부재가 개방된 후에 탱크 주입기 목부와 밸브 간의 라인 및 밸브 내에 존재하는 연료를 주변 연결부를 통해 완전히 유출시키도록 하기 위해, 막은 댐핑 기능을 갖는다. 이를 위해, 막의 내부 챔버 내로 체크 밸브, 예컨대 머시룸 막을 갖는 중간벽이 삽입되어, 커버 및 중간벽으로 형성된 사이드 챔버가 사이드 채널에 의해 배출구에 연결되며, 머시룸 막의 밀봉면은 적어도 하나의 스로틀링 그루우브를 갖는다. 상기 스로틀링 그루우브의 지점에 제공된 막은 규정된 조도 또는 다공성을 가질 수도 있다.
막이 가압될 때 내부 챔버의 공기량은 상승되는 머시룸 막 표면을 거쳐 활성탄 컨테이너 연결부 쪽으로 밀려진다. 주변 연결부에 있는 밸브가 개방된 후에 안전 밸브 내에서 압력 감소가 나타나고 연료는 주변으로 유출된다. 주입기 목부에서부터 안전 밸브 및 라인을 완전히 비우기 위해서는 막 상부에 있는 챔버 내로의 공기 유입은 역류 방지막의 접촉면 또는 대응면의 스로틀링 그루우브 또는 정해진 조도에 의해 지연됨으로써, 주변 밸브는 시간이 지연되면서 비로소 다시 폐쇄된다.
최종적으로, 정해진 조건 하에서는 바람직하게 폐쇄 부재의 영역 내에 제공된 밸브 하우징은 싱크로서 형성됨으로써, 주변 연결부의 개방시 안전 밸브 내에 존재하는 가스가 유출되어, 경우에 따라서는 상기 안전 밸브 내에 연료가 남게되는 것을 막을 수 있다. 싱크에 의해, 연료 레벨이 그 보다 위에 배치된 하우징 엣지의 레벨 보다 낮게 하강될 때서야 비로소 가스가 배출될 수 있다.
안전 밸브(1)는 유입구(3) 및 배출구(4), 그리고 주변 연결부(5)를 갖는 하우징(2)으로 이루어진다. 주입기 목부에 의해 탱크에 제공되는 가스는 급유 배기 라인에 의해 밸브(1)의 유입구(3)로 공급되어, 라인 섹션 내의 배출구(4)를 거쳐 활성탄 컨테이너까지 이른다. 상기 안전 밸브(1)의 배출구(4)는 폐쇄될 수 있으며, 정상 조건 하에서는 폐쇄 부재(6)에 의해 항상 폐쇄되어 있는 주변 연결부(5)도 폐쇄될 수 있다. 상기 배출구(4)는 정상 조건 하에서는 항상 개방된다. 연료가 안전 밸브(1) 내로 유입될 경우에는 상기 배출구(4)는 플로트(7)에 의해 폐쇄될 수 있다. 그러나, 유입될 연료는 플로트(7)에 의해 배출구(4)를 폐쇄할 뿐만 아니라, 안전 밸브(1) 내의 압력을 증가시킨다. 압력이 상승되면서 막(8)이 상부로 이동되기 때문에, 막(8)과 함께 막 플레이트(9)가 하부 위치에서 도시된 상부 위치로 이동한다. 상기 막(8)은 로드(10)에 연결되며, 상기 로드에 의해 폐쇄 부재(6)의 개방이 달성된다.
유입구(3)를 통해 안전 밸브(1) 내로 연료가 유입될 때 플로트(7)는 배출구(4)의 측면 하부에 배치된 회전축선(11)에 대해 피봇한다(도 2 및 도 3 참조). 상기 플로트에는 슬라이딩 커넥팅 링크(12)가 배치되며, 상기 슬라이딩 커넥팅 링크(12)는 커넥팅 링크 슬롯(13)에 의해 배출구(4)를 폐쇄시키는 포핏 밸브(14)에 제공된 볼트(15)의 테두리를 둘러싼다. 상기 포핏 밸브(14)는 배출구 연결부(17) 내에 제공된, 3개의 아암으로 형성된 가이드 레일(16)에 의해 가이드된다. 플로트(7)는 쌍안정 스프링(18)을 가지며, 상기 스프링(18)은 아암(19)에 의해 플로트(7)에 고정되는 반면, 다른 아암(20)은 크로스 빔(21)에 고정된다.
이와 마찬가지로, 폐쇄 부재(6)는 포핏 밸브(25)로서 형성되며, 상기 스프링(26)에 의해 밸브 시트에 가압된다. 막 플레이트(9)는 로드(27)를 가지며, 상기 로드(27)의 단부는 축선(28)을 중심으로 회전가능한 벨 크랭크 레버(29)에 관절 연결식으로 고정된다. 상기 벨 크랭크 레버(29)는 포핏 밸브(25)의 태핏(30)을 작동시킨다. 상기 태핏(30)은 크로스 빔(31) 내에 가이드된다. 상기 태핏(30)은 벤딩부(32)를 가지며, 상기 벤딩부(32)는 벽(33)의 하부를 통해 가이드된다. 상기 벽(33)은 가스 차단 벽으로서 사용됨으로써, 액체 준위가 차단 벽(33)의 하부 엣지 아래로 하강될때서야 비로소 주변 연결부(5)로 가스가 이를 수 있게 된다. 이는 전체 하우징(2)이 싱크형으로 형성됨으로써 달성되며, 상기 하우징 내의 폐쇄 부재(6)의 영역에서 가장 깊은 곳이 싱크로서 형성된다.
막(8)은 커버(35)로 덮혀진다. 상기 커버(35)와 막(8) 사이에 생성된 내부 챔버(36)는 채널(37)에 의해 배출구(4)에 연결된다. 여기서, 배출구(4)에 제공된 채널 개구(38)는 포핏 밸브(14)가 배출구(4) 및 채널(27)을 폐쇄시키도록 포핏 밸브 시트의 밀봉 시트(39) 내로 삽입된다. 그럼으로써, 배출구(4)가 개방되기 전에 폐쇄 부재(6)가 먼저 폐쇄되는 것을 막을 수 있다.
로드가 백래시를 가짐으로써, 지연되어 작동되는 것이 가능하다. 그리고 나서, 채널(37)이 생략될 수 있고 사이드 채널(43)로 충분하다. 막(8)의 고유 강도는 로드를 역가압하고 주변 밸브를 폐쇄시키기 위한 배압으로서 충분하다.
주변 연결부(5)의 폐쇄 부재(6)가 폐쇄될 때 댐핑 효과를 더욱 개선시키기 위해, 막(8)과 커버(35) 간의 내부 챔버(36) 내에 중간벽(40)이 삽입되며, 상기 중간벽(40)은 머시룸 막(41)을 갖는다. 그리고 나서, 커버(35)와 중간벽(40) 사이에는 머시룸 막(41)으로 형성된 사이드 챔버(42)가 생성된다. 상기 사이드 챔버(42)는 사이드 채널(43)에 의해 배출구 연결부(17)에 연결된다. 중간벽(40)에 놓인 필로우 막(41)의 밀봉면은 적어도 하나의 스로틀링 그루우브를 가지며, 상기 스로틀링 그루우브를 통해 연결부(17)로부터 나온 지연된 가스가 내부 챔버(36) 내로 유입될 수 있다. 따라서, 머시룸 막(41)에 의해 챔버(36)로부터 나온 가스가 중간벽(40) 내에 제공된 개구(44)를 통해 사이드 챔버(42) 내로 신속하게 배출되어, 상기 사이드 챔버(42)로부터 채널(43)을 거쳐 연결부(17) 내로 유입된다. 다른 방향으로 볼 때 가스가 채널(43)을 통해 유입됨으로써 사이드 챔버(42) 및 스로틀링 그루우브는 도시되지 않은 머시룸 막(41)의 밀봉면에서 상당히 지연된다.
여기서, 밸브(6)가 차단될 때 비로소 막(8)이 작용한다는 사실을 알 수 있다. 배출구(5)가 개방될 때 안전 밸브는 직접적인 오버플로 밸브로서 작용한다.
Claims (12)
- 자동차에서 탱크 주입기 목부와 활성탄 컨테이너 사이에 배치된, 특히 급유 배기 라인용 안전 밸브에 있어서,상기 급유 배기 라인 내로 삽입된 안전 밸브(1)는 플로트 밸브로서 형성되며, 상기 급유 배기 라인 및 상기 안전 밸브(1) 내로 연료가 주입될 때 상기 안전 밸브(1)의 배출구(4)가 플로트(7)에 의해 폐쇄되며, 상기 안전 밸브(1)는 주변으로 통하는 주변 연결부(5)를 가지며 정상 압력시 막(8)에 의해 작동된 폐쇄 부재(6)에 의해 폐쇄되며, 상기 막(8)은 안전 밸브(1) 내의 압력이 높아질 때 주변 연결부(5) 위에 배치된 폐쇄 부재(6)를 개방시키는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 1항에 있어서,상기 플로트(7)는 상기 배출구(4)의 측면 하부에 배치된 회전축선(11)을 중심으로 회전하고 상기 밸브 배출구(4)에 배치된 포핏 밸브(14)를 작동시키는 로드를 갖는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 2항에 있어서,상기 포핏 밸브(14)는 가이드 레일(16)에 의해 밸브 배출구 연결부(17) 내에서 가이드되는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 2항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 로드는 상기 포핏 밸브(14)에 연결된 볼트(15) 및 상기 플로트(7)에 연결되어, 상기 볼트(15)의 테두리를 둘러싸는 슬라이딩 커넥팅 링크(12)로 이루어지는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 2항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 로드는 백래시 영역을 갖는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 플로트(7)는 쌍안정 스프링(18)에 의해 단부 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 주변 연결부(5)에 있는 폐쇄 부재(6)는 스프링력을 받는 포핏 밸브(25)로 이루어진 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 막(8)의 상부면은 커버(35)에 의해 커버되며, 이렇게 형성된 내부 챔버(6)는 상기 막(8)과 상기 커버(35) 사이에서 채널(37)에 의해 상기 안전 밸브(1)의 배출구(4)에 연결되는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 8항에 있어서,상기 배출구(4)에 있는 채널(37)의 채널 개구(38)는 포핏 밸브 시트의 밀봉 시트(39) 내로 삽입됨으로써, 상기 포핏 밸브(14)에 의해 상기 배출구(4) 및 상기 채널(37)이 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 8항에 있어서,상기 막(8)과 상기 커버(35) 간의 내부 챔버(36) 내로 체크 밸브, 특히 머시룸 막(41)을 갖는 중간벽(40)이 삽입되고, 상기 커버(35) 및 상기 중간벽(40)에 의해 형성된 사이드 챔버(42)는 사이드 채널(43)을 거쳐 배출구 연결부(17)에 연결되며, 상기 머시룸 막(41)의 밀봉면은 하나 이상의 스로틀링 그루우브 등을 갖는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 밸브 하우징(2)은 상기 주변 연결부(5)에 있는 폐쇄 부재(6)의 영역 내에서 싱크로서 형성되는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
- 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 싱크의 상부에 가스 차단 벽(33)이 제공되는 것을 특징으로 하는,안전 밸브.
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