KR100461825B1 - Plastic fuel tank thermal damage prevention structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료 탱크 내부의 온도와 압력 및 연료탱크 주위의 온도를 감지하여 연료 탱크가 변형될 수 있는 조건여부를 감지하고, 감지된 값이 일정 한계값을 초과하였다고 판단되면, 상기 연료탱크 내부의 증발가스를 캐니스터로 우회되도록하여 상기 연료탱크의 내부 압력을 일정 압력 이하로 유지시킴으로써 악조건에서 상기 연료탱크가 내부압력으로 인해 쉽게 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention senses the condition that the fuel tank can be deformed by sensing the temperature and pressure inside the fuel tank and the temperature around the fuel tank, and if it is determined that the detected value has exceeded a certain threshold, the inside of the fuel tank By allowing the boil-off gas to be diverted to the canister, the internal pressure of the fuel tank is maintained below a predetermined pressure, thereby preventing the fuel tank from being easily deformed due to the internal pressure in adverse conditions.

Description

플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조Plastic fuel tank anti-harm structure

본 발명은 플라스틱 연료 탱크에 있어서 주위의 배기계에 의해 열해를 받아 연료 탱크가 변형되는 것을 방지하기 위한 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조에 관한 것으로서, 특히 주위의 온도와 연료의 온도 및 탱크 내부의 압력에 따라 증발 가스를 바이패스시킴으로써 플라스틱 연료 탱크가 변형되는 것을 방지할 수 있는 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic fuel tank thermal damage prevention structure for preventing the fuel tank from being deformed due to thermal damage by an exhaust system around the plastic fuel tank. It relates to a plastic fuel tank thermal degradation prevention structure that can prevent the plastic fuel tank from being deformed by bypassing the evaporated gas.

근래의 자동차에서는 차량의 총 중량을 줄이기 위하여 상당한 부품을 강철이 아닌 플라스틱으로 제조하여 사용하고 있다. 연료가 저장되는 연료 탱크도 그중 하나이다. 그런데, 상기 연료 탱크는 차량 구조(레이아웃;Lay-Out)상 배기계의 측면에 놓이게 되므로 배기계의 열 영향을 많이 받게 된다. 따라서, 고온의 배기계에 의하여 연료 탱크 내부의 압력이 상승되어 연료 탱크가 변형을 일으키는 열해를 입기가 쉽다. 그러므로 플라스틱 연료 탱크에서는 압력에 의한 변형을 방지하기 위하여 캐니스터를 통해 스로틀 바디로 증발 가스를 빼내게 된다.In recent automobiles, in order to reduce the total weight of the vehicle, a considerable amount of parts are made of plastic rather than steel. One of them is a fuel tank in which fuel is stored. However, since the fuel tank is placed on the side of the exhaust system on the vehicle structure (lay-out), the fuel tank is greatly affected by the heat of the exhaust system. Therefore, the pressure inside the fuel tank is increased by the high temperature exhaust system, and the fuel tank is easily damaged by heat. Therefore, the plastic fuel tank draws off the evaporated gas through the canister to the throttle body to prevent pressure deformation.

종래의 연료 탱크 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 연료 탱크(11)와, 연료 파이프를 통해 인젝터로 연료를 압송하는 연료 펌프(12)와, 연료 탱크(11)로 연료를 주입시키기 위한 연료 주입구(13)와, 일단이 상기 연료 탱크(11)의 상부에 위치되고 타단은 연료 주입구(13)의 상단에 연결되어 연료가 자연스럽게 주입되도록 하는 브리더 파이프(14)와, 연료 탱크(11)에서 연료가 증발되어 발생된 증발 가스가 캐니스터(20)로 이동되는 가스 파이프(15)와, 상기 가스 파이프(15)의 중간 부분에 설치되어 증발 가스의 역류를 차단하는 첵 밸브(16)와, 상기 가스 파이프에 설치되어 캐니스터(20)로 가는 증발 가스의 이동을 단속하는 2웨이(2-way) 밸브(17)로 구성되어 있다.The conventional fuel tank structure includes a fuel tank 11, a fuel pump 12 for pumping fuel into an injector through a fuel pipe, and a fuel inlet for injecting fuel into the fuel tank 11, as shown in FIG. 13, a breather pipe 14 having one end positioned above the fuel tank 11 and the other end connected to an upper end of the fuel inlet 13 so that fuel is naturally injected, and a fuel in the fuel tank 11 Gas pipe 15 through which the evaporated gas generated by the evaporation is moved to the canister 20, a check valve 16 installed at an intermediate portion of the gas pipe 15 to block backflow of the evaporated gas, and the gas. It is comprised by the 2-way valve 17 installed in a pipe and intermittent the movement of the boil-off gas to the canister 20.

상기와 같이 구성된 종래의 연료 탱크 구조는 상기 연료 펌프(12)가 연료 파이프를 통해 인젝터에 연료를 압송하고 상기 캐니스터(20)가 탱크 내부에서 발생된 증발 가스를 일시 저장시킨 후 스로틀 바디(미 도시)로 보내도록 되어 있다.The conventional fuel tank structure configured as described above has a throttle body (not shown) after the fuel pump 12 pumps fuel to the injector through a fuel pipe and the canister 20 temporarily stores the evaporated gas generated inside the tank. Is supposed to be sent.

연료 탱크(11) 내부의 연료는 상기 연료 펌프(12)에 의해 압송되어 연료 파이프를 통해 인젝터에 전해진다. 또한, 연료를 주입할 경우에는 상기 연료 주입구(13)를 통해 연료가 연료 탱크(11) 내부로 이동되고, 연료 탱크(11) 내부의 공기는 상기 브리더 파이프(14)를 통해 연료 주입구(13)의 상단으로 이동되어 외부로 배출된다.The fuel in the fuel tank 11 is pumped by the fuel pump 12 to be delivered to the injector through the fuel pipe. In addition, when the fuel is injected, the fuel is moved into the fuel tank 11 through the fuel inlet 13, and the air in the fuel tank 11 is fuel inlet 13 through the breather pipe 14. Is moved to the top of and is discharged to the outside.

연료 탱크(11) 내부에서 연료가 증발되어 압력이 상승되면 증발 가스가 상기 가스 파이프(15)를 통해 캐니스터(20)로 이동된다. 증발 가스는 가스 파이프(15)를 통해 이동 도중 상기 첵 밸브와 2웨이 밸브를 통과하게 되고, 2웨이 밸브가 열린 경우에만 상기 캐니스터(20)로 이동되어 일차 저장된다. 상기 캐니스터(20)에 일차 저장된 증발 가스는 재차 증발되어 스로틀 바디(미 도시)를 통해 연소실로 이동되어 인젝터에서 분사된 연료와 함께 연소된다. When the fuel is evaporated in the fuel tank 11 to increase the pressure, the evaporated gas is moved to the canister 20 through the gas pipe 15. The evaporated gas passes through the check valve and the two-way valve during the movement through the gas pipe 15, and moves to the canister 20 and is primarily stored only when the two-way valve is opened. The boil-off gas primarily stored in the canister 20 is evaporated again, moved to the combustion chamber through a throttle body (not shown), and combusted with fuel injected from the injector.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 연료 탱크 구조는 연료 탱크(11)에서 발생된 증발 가스가 가스 파이프(15)를 이동하는 도중에 첵 밸브(16)와 2웨이 밸브(17)를 거치게 됨으로써 밸브 저항에 의해 캐니스터(20)로 순순히 이동되지 않게 되므로 연료 탱크(11) 내부의 압력이 과다하게 상승되어 연료 탱크(11)가 변형을 일으키는 열해를 받기 쉬운 문제점이 있다.However, the conventional fuel tank structure configured as described above is provided with the valve resistance by passing through the check valve 16 and the 2-way valve 17 while the evaporated gas generated in the fuel tank 11 moves the gas pipe 15. As a result, the internal pressure of the fuel tank 11 is excessively increased because the fuel tank 11 is not moved to the canister 20 so as to be susceptible to thermal damage causing deformation.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 혹서지에서와 같이 플라스틱 연료 탱크가 변형을 일으킬 수 있는 조건이 되면 연료 탱크 내부의 증발 가스를 캐니스터로 바이패스시킴으로써 내부 압력에 의해 연료 탱크가 변형을 일으키지 않도록 하는 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and when the plastic fuel tank is subjected to deformation, such as in the case of heat, by the internal pressure by bypassing the evaporated gas inside the fuel tank to the canister It is an object of the present invention to provide a plastic fuel tank anti-deterioration structure which prevents the fuel tank from causing deformation.

본 발명은 연료 탱크내에서 연료가 증발된 증발 가스를 캐니스터로 이동시키는 가스파이프와; 상기 가스 파이프와 별도로 설치되어 상기 증발 가스를 상기 캐니스터로 우회시키는 바이패스 파이프와; 상기 바이패스 파이프에 설치된 차단 밸브와; 상기 차단 밸브를 온·오프 시키는 릴레이 스위치와; 상기 연료 탱크의 주변 에 설치된 주위 온도 센서와; 연료 탱크의 내부에 설치되고 연료의 온도를 감지하는 연료 온도 센서와; 연료 탱크 내부의 압력을 감지하는 압력 게이지와; 상기 주위 온도 센서와 연료 온도 센서 및 압력게이지로부터 입력된 신호에 따라 상기 릴위 온도 센서와 연료 온도 센서 및 압력게이지로부터 입력된 신호에 따라 상기 릴레이 스위치에 작동신호를 전송하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention includes a gas pipe for moving the evaporated gas of fuel evaporated in the fuel tank to the canister; A bypass pipe installed separately from the gas pipe to bypass the evaporated gas to the canister; A shutoff valve installed on the bypass pipe; A relay switch for turning on and off the shutoff valve; An ambient temperature sensor installed around the fuel tank; A fuel temperature sensor installed inside the fuel tank and sensing a temperature of the fuel; A pressure gauge for detecting a pressure inside the fuel tank; And an ECU which transmits an operation signal to the relay switch according to signals input from the temperature sensor, fuel temperature sensor, and pressure gauge on the reel according to signals input from the ambient temperature sensor, fuel temperature sensor, and pressure gauge. .

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 의한 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 연료 탱크(51)와, 연료 파이프를 통해 인젝터로 연료를 압송하는 연료 펌프(52)와, 연료 탱크(51)로 연료를 주입시키기 위한 연료 주입구(53)와, 일단이 상기 연료 탱크(51)의 상부에 위치되고 타단은 연료 주입구(53)의 상단에 연결되어 연료가 자연스럽게 주입되도록 하는 브리더 파이프(미 도시)와, 연료 탱크(51)에서 연료가 증발된 증발 가스가 캐니스터(60)로 이동되는 가스 파이프(55)와, 상기 가스 파이프(55)의 중간 부분에 설치되어 증발 가스의 역류를 차단하는 첵 밸브(57)와, 상기 가스 파이프(55)에 설치되어 캐니스터(60)로 가는 증발 가스의 이동을 단속하는 2웨이(2-way) 밸브(58)를 포함하여 구성된다.The plastic fuel tank thermal damage prevention structure according to the present invention includes a fuel tank 51, a fuel pump 52 for transporting fuel to an injector through a fuel pipe, and a fuel tank 51 as shown in FIG. A fuel inlet 53 for injecting, a breather pipe (not shown), one end of which is positioned above the fuel tank 51 and the other end of which is connected to an upper end of the fuel inlet 53 so that the fuel is naturally injected; A gas pipe 55 through which the evaporated gas from which the fuel has evaporated in the tank 51 is moved to the canister 60 and a check valve 57 installed in an intermediate portion of the gas pipe 55 to block backflow of the evaporated gas. And a two-way valve 58 installed in the gas pipe 55 to control the movement of the evaporated gas to the canister 60.

또한, 상기 가스파이프(55)와 별도로 설치되어, 연료 탱크(51)의 증발 가스가 캐니스터(60)로 바이패스되는 바이패스 파이프(61)와, 상기 바이패스 파이프(61)에 설치된 차단 밸브(62)와, 상기 차단 밸브(62)를 온·오프 시키는 릴레이 스위치(63)와, 연료 탱크(51)의 주변에 설치된 주위 온도 센서(72)와, 연료 탱크(51)의 내부에 설치되고 연료의 온도를 감지하는 연료 온도 센서(71)와, 연료 탱크(51) 내부의 압력을 감지하는 압력 게이지(73)와, 상기한 센서의 신호를 받아 상기 릴레이 스위치(63)를 작동시키는 ECU(74)가 더 포함된다.In addition, the bypass pipe 61 is provided separately from the gas pipe 55, the evaporated gas of the fuel tank 51 is bypassed to the canister 60, and the shut-off valve provided in the bypass pipe 61 ( 62, a relay switch 63 for turning the shutoff valve 62 on and off, an ambient temperature sensor 72 provided around the fuel tank 51, and a fuel tank 51 installed inside the fuel tank 51; A fuel temperature sensor 71 for detecting a temperature of the fuel cell, a pressure gauge 73 for detecting a pressure in the fuel tank 51, and an ECU 74 for operating the relay switch 63 in response to a signal of the sensor. ) Is further included.

상기와 같이 구성된 본 발명의 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조는 연료 탱크(51)의 주위 온도와 내부 온도 및 내부 압력에 따라 증발 가스를 바이패스시킴으로써 연료 탱크(51)가 변형되는 것을 방지하게 된다.The plastic fuel tank thermal damage prevention structure of the present invention configured as described above prevents the fuel tank 51 from being deformed by bypassing the evaporative gas according to the ambient temperature, the internal temperature and the internal pressure of the fuel tank 51.

연료 탱크(51)의 열해 발생 요인을 보면 연료 탱크(51)의 주위 온도, 연료의 온도 및 연료 탱크의 내부 압력 등으로 구분된다. 즉, 연료 탱크(51)의 주위 온도가 가장 큰 영향을 끼치게 되고, 연료의 순환에 따른 연료의 온도 상승과 증발 가스의 발생에 의한 연료 탱크(51) 내부의 압력 상승이 추가적으로 영향을 끼치게 된다. 그런데, 연료 탱크(51)의 위치는 레이아웃상 머플러(미 도시)의 주위에 배치되고, 이때 둘 사이의 간격이 협소하여 배기열의 상당 부분이 상기 연료 탱크(51)의 측면에 작용하게 되므로 연료 탱크 열해 발생의 주요 요인이 된다. The thermal damage generation factor of the fuel tank 51 is classified into the ambient temperature of the fuel tank 51, the temperature of the fuel, the internal pressure of the fuel tank, and the like. That is, the ambient temperature of the fuel tank 51 has the greatest influence, and the temperature rise of the fuel due to the circulation of the fuel and the pressure rise inside the fuel tank 51 due to the generation of the evaporative gas additionally influence. By the way, the position of the fuel tank 51 is disposed around the muffler (not shown) on the layout, and the space between the two is narrow so that a substantial portion of the exhaust heat acts on the side of the fuel tank 51. It is a major factor in the occurrence of thermal damage.

따라서, 본 발명은 상기한 열해 발생의 요인을 측정하여 이 측정치에 따라 ECU(74)가 상기 릴레이 밸브(63)를 제어하여 연료 탱크(51) 내부의 증발 가스를 바이패스시킴으로써 연료 탱크(51) 내부의 압력을 저하시킬 수 있게 하는 구조로 되어 있다. Therefore, the present invention measures the above-mentioned causes of thermal damage, and according to the measured value, the ECU 74 controls the relay valve 63 to bypass the evaporated gas inside the fuel tank 51 so as to bypass the fuel tank 51. It has a structure that can lower the pressure inside.

[표 1]TABLE 1

즉, 상기 표 1에 도시된 로직과 같이 주위 온도 센서(72)와, 연료 온도 센서(71) 및 압력 게이지(73)로부터 입력된 신호를 상기 ECU(74)가 읽어들여 상기 센서(71,72) 및 게이지(73)에서 측정된 값이 모두 일정 온도(주위 온도 : 80℃, 연료 온도 : 60℃) 이상이고 일정 압력(0.3 bar) 이상일 경우에만 상기 릴레이 스위치(63)를 온 시키게 된다. 다시 말해서, 상기 차단 밸브(62)를 오픈시켜 연료 탱크(51) 내부의 증발 가스를 캐니스터(60)로 바이패스시킴으로써 연료 탱크(51) 내부의 압력을 감소시키게 된다. 연료 탱크(51) 내부의 압력이 0.3 bar 이하로 떨어지면 플라스틱 연료 탱크(51)에 변형이 생기지 않게 되므로, 악조건에서는 연료 탱크 내부의 증발 가스를 캐니스터(60)로 바이패스시켜 연료 탱크(51) 내부의 압력을 0.3 bar 이하로 유지시킴으로써 플라스틱 연료 탱크(51)의 열해를 방지하게 된다.That is, the ECU 74 reads signals input from the ambient temperature sensor 72, the fuel temperature sensor 71, and the pressure gauge 73, as shown in the logic shown in Table 1, and the sensors 71 and 72. The relay switch 63 is turned on only when the measured values at the gage 73 and the gauge 73 are equal to or greater than a predetermined temperature (ambient temperature: 80 ° C., fuel temperature: 60 ° C.) and a predetermined pressure (0.3 bar) or more. In other words, the pressure in the fuel tank 51 is reduced by opening the shutoff valve 62 to bypass the evaporated gas in the fuel tank 51 to the canister 60. When the pressure inside the fuel tank 51 drops below 0.3 bar, the plastic fuel tank 51 is not deformed. Therefore, in a bad condition, the evaporated gas in the fuel tank is bypassed to the canister 60 so that the fuel tank 51 is in the fuel tank 51. By maintaining the pressure of 0.3 bar or less to prevent thermal damage of the plastic fuel tank (51).

이와 같이, 본 발명의 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조는 주위 온도 센서와 연료 온도 센서 및 압력 게이지의 측정값이 모두 일정 한계를 넘을 경우에 연료 탱크 내부의 증발 가스를 가스파이프를 통과시키지 않고 바이패스 파이프를 통해 캐니스터로 바이패스시켜 연료 탱크의 내부 압력을 일정 압력 이하로 유지시킴으로 써, 악조건에서 플라스틱으로 형성된 연료탱크가 열해에 의해 변형되는 것이 방지되는 이점이 있다.As described above, the plastic fuel tank thermal damage prevention structure of the present invention bypasses the evaporated gas inside the fuel tank without passing the gas pipe when the measured values of the ambient temperature sensor, the fuel temperature sensor, and the pressure gauge all exceed a certain limit. By bypassing to the canister to maintain the internal pressure of the fuel tank below a certain pressure, there is an advantage that the fuel tank formed of plastic in a bad condition is prevented from being deformed by thermal damage.

도 1은 종래의 연료 탱크 구조가 도시된 구성도이고,1 is a block diagram showing a conventional fuel tank structure,

도 2는 본 발명에 의한 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조가 도시된 구성도이며,Figure 2 is a block diagram showing a plastic fuel tank thermal damage prevention structure according to the present invention,

도 3은 ECU의 릴레이 스위치 제어 흐름이 도시된 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a relay switch control flow of an ECU.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

51 : 연료 탱크 52 : 연료 펌프51: fuel tank 52: fuel pump

53 : 연료 주입구 56 : 가스 파이프53 fuel injection port 56 gas pipe

57 : 첵 밸브 58 : 2웨이 밸브57: check valve 58: 2-way valve

60 : 캐니스터 61 : 바이패스 파이프60: canister 61: bypass pipe

62 : 차단 밸브 63 : 릴레이 스위치62: shutoff valve 63: relay switch

71 : 연료 온도 센서 72 : 주위 온도 센서71: fuel temperature sensor 72: ambient temperature sensor

73 : 압력 게이지 74 : ECU73: pressure gauge 74: ECU

Claims (2)

연료 탱크내에서 연료가 증발된 증발 가스가 캐니스터로 이동시키는 가스파이프와; 상기 가스 파이프와 별도로 설치되어 상기 증발 가스르 상기 캐니스터로 우회시키는 바이패스 파이프와; 상기 바이패스 파이프에 설치된 차단 밸브와; 상기 차단 밸브를 온·오프 시키는 릴레이 스위치와; 상기 연료 탱크의 주변에 설치된 주위 온도 센서와; 연료 탱크의 내부에 설치되고 연료의 온도를 감지하는 연료 온도 센서와; 연료 탱크 내부의 압력을 감지하는 압력 게이지와; 상기 주위 온도 센서와 연료 온도 센서 및 압력게이지로부터 입력된 신호에 따라 상기 릴레이 스위치에 작동신호를 전송하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조.A gas pipe through which the evaporated gas having evaporated fuel is moved to the canister in the fuel tank; A bypass pipe installed separately from the gas pipe and bypassing the evaporated gas to the canister; A shutoff valve installed on the bypass pipe; A relay switch for turning on and off the shutoff valve; An ambient temperature sensor installed around the fuel tank; A fuel temperature sensor installed inside the fuel tank and sensing a temperature of the fuel; A pressure gauge for detecting a pressure inside the fuel tank; And an ECU for transmitting an operation signal to the relay switch according to the ambient temperature sensor, the fuel temperature sensor, and a signal input from the pressure gauge. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 ECU는 연료 탱크의 주위 온도가 일정(80℃) 이상이고, 동시에 연료의 온도가 일정(60℃) 이상이며, 내부의 압력 또한 일정 압력(1.3bar) 이상일 경우에만 상기 릴레이 스위치를 온 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료 탱크 열해 방지 구조.The ECU is configured to turn on the relay switch only when the ambient temperature of the fuel tank is higher than a certain temperature (80 ° C), the temperature of the fuel is higher than a constant temperature (60 ° C), and the internal pressure is higher than the constant pressure (1.3bar). A plastic fuel tank thermal damage prevention structure, characterized in that configured.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101234250B1 (en) 2007-04-13 2013-02-18 상하이 후아펭 익스플로션-프루프 사이언스 앤드 테크놀러지 코퍼레이션, 엘티디. Fuel-filling device

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