KR100471480B1 - 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료리턴 기능을 갖는 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료탱크의 압력을 대기압과 비슷한 수준으로 항상 일정하게 유지시키기 위하여 연료탱크의 상부에 설치되는 컷밸브에 유입된 연료가 다시 연료탱크 쪽으로 리턴되도록 하는 세퍼레이터부를 설치한 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 의하면, 연료탱크 내의 연료와 증발가스가 컷밸브에서 원천적으로 분리되어 증발가스만 컷밸브를 지나 압력조절밸브 쪽으로 유출되고 액상의 연료는 연료탱크로 다시 리턴되므로 연료탱크 내부의 압력변화에 관계없이 연료를 연료탱크로 리턴시킬 수 있어 다량의 연료유출에 따른 대기오염을 줄일 수 있는 특유의 효과와 함께 종전의 세퍼레이터를 삭제할 수 있어 부품비가 절약되는 장점이 있다.

Description

자동차용 연료탱크의 컷밸브장치{Cut valve apparatus of automobile fuel tank}

본 발명은 연료리턴 기능을 갖는 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료탱크의 압력을 대기압과 비슷한 수준으로 항상 일정하게 유지시키기 위하여 연료탱크의 상부에 설치되는 컷밸브에 유입된 연료가 다시 연료탱크 쪽으로 리턴되도록 하는 세퍼레이터부를 설치한 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 주행에 필요한 연료를 저장하기 위한 연료탱크가 구비되어 있는 바, 상기 연료탱크에는 도1에 도시된 바와 같이 연료를 저장하기 위한 탱크몸체(11)와, 상기 탱크몸체로 연료를 주입하기 위한 필러파이프(12)와, 상기 탱크몸체 내부가 항상 일정한 압력을 유지할 수 있도록 연료탱크의 외부에 마련되는 압력조절밸브(13)와, 상기 압력조절밸브(13)와 연결관(c)을 통해 연결되며 차량 전복시에는 상기 압력조절밸브 쪽으로 연료가 누출되는 것을 방지하는 컷밸브(20)와, 상기 컷밸브와 연결되는 압력조절밸브 근처에 설치되어 상기 컷밸브를 통해 유출된 연료가 대기로 방출되지 않도록 모아두는 세퍼레이터(14)가 구비된다.

상기 컷밸브(20)는 상기 탱크몸체(11)의 상부에 다수개가 설치되며, 평상시에는 개방된 상태로 놓여 있다가 차량이 전복되는 경우에만 연료의 하중에 의하여 눌려서 상기 압력조절밸브(13)로 통하는 통로를 막게 된다.

연료탱크(10)에 상기 컷밸브(20)를 설치하는 이유는 수시로 변하는 연료탱크의 내부 압력을 대기압과 비슷한 수준으로 항상 일정하게 유지하여, 여름철과 같이 연료가 기화되기 좋은 조건에서는 내부 연료의 증발에 의한 연료탱크의 압력 상승을 막고, 엔진으로 연료가 공급될 때에는 연료탱크 내부에 진공이 형성되는 것을 방지하여 연료가 원활하게 엔진으로 공급되도록 하기 위함이다.

따라서, 연료탱크의 상부에 대기와 통할 수 있는 개구부를 형성하되 차량 전복시에는 그 개구부를 통하여 연료가 누출되지 않도록 컷밸브(20)를 설치하는 것이다.

종래 컷밸브(20)의 구성은 도2에 도시된 바와 같이, 일측으로 다수개의 홀(21a)이 형성되고, 소정의 수용공간(22)을 갖는 몸체(21)와, 상기 몸체의 수용공간(22)에서 자중에 의해 상하로 움직일 수 있도록 내재된 자중체(23)와, 상기 압력조절밸브(13)와 연결된 연결관(c)과 결합 가능하도록 상기 수용공간(22)과 통하도록 형성된 니플부(24)로 이루어진다.

여기서, 상기 몸체(21)의 하부는 상기 탱크몸체(11) 상부의 내측으로 향하기 때문에 연료탱크 내부의 증발가스나 연료가 홀(21a)을 통해 몸체의 수용공간(22)으로 유입된 후 니플부(24)를 통해 연결관(c)을 거쳐 상기 압력조절밸브(13) 쪽으로 흘러가게 된다. 이때 액상의 연료는 상기 세퍼레이터(14)에 저장된다.

상기 컷밸브(20)와 연결된 압력조절밸브(13)는 연료탱크 내부의 압력이 항상 일정하게 유지되도록 연료탱크의 압력이 과도하게 높으면 대기중으로 방출시키고 연료탱크에 진공압이 형성되면 대기중의 공기를 흡입함으로써 연료탱크내의 정압 및 부압을 조절해 주는 역할을 한다.

그리고 대기중의 공기를 흡입할 때는 대기중의 먼지 등이 유입되지 않도록 상기 압력조절밸브(13)의 선단에 이물질을 걸러주는 에어필터(13a)가 설치된다.

한편, 상기 세퍼레이터(14)는 상기 압력조절밸브(13)의 근처에 설치되어 압력조절밸브(13) 쪽으로 유출된 연료를 저장하게 되는데, 상기 세퍼레이터(14)에 저장된 연료는 연료탱크(10) 내부의 압력이 부압이 되면 다시 연료탱크(10) 내부로 유입되어 엔진으로 공급된다.

상기 세퍼레이터(14)가 연료탱크에 구비되어야 하는 이유는 연료탱크내에 연료가 가득 채워진 상태로 주행을 하게 되면 연료가 요동을 하면서 소량의 연료가 상기 컷밸브(20)를 통해 압력조절밸브(13) 쪽으로 유출되어 대기중으로 방출되는데, 만약 미량의 연료라 하더라도 액체 상태의 연료가 대기 중으로 방출되면 연료가 많이 소모되는 것은 말할 것도 없거니와 대기를 오염시키는 심각한 폐해를 초래하게 되므로 반드시 연료를 모아서 저장해 두어야 한다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 연료탱크는 세퍼레이터에 저장된 연료가 연료탱크 내의 부압에 의하여 다시 연료탱크로 리턴되는 구조를 갖고 있는데, 아주 무더운 날에는 연료탱크 내에 있는 연료의 증발량이 매우 많아서 연료탱크 내부에 좀처럼 부압이 형성되지 않게 된다. 따라서, 세퍼레이터에 저장된 연료는 연료탱크로 리턴되지 못하고 그대로 저장되어 있다가 대기중으로 증발되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 종래의 세퍼레이터를 삭제하는 대신 연료탱크의 상부에 설치되는 컷밸브에 액상의 연료와 증발가스를 분리하는 세퍼레이터부를 별도로 추가하여 연료탱크내의 압력변화에 상관없이 액상의 연료는 항상 컷밸브를 통해 연료탱크로 리턴되도록 함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차용 연료탱크의 내부가 항상 일정한 압력을 유지할 수 있도록 연료탱크 외부의 압력조절밸브와 연결관을 통해 연결되며 차량 전복시 연료가 누출되는 것을 방지하기 위하여 연료탱크 상부 일측에 설치된 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 있어서, 일측으로 다수개의 홀이 형성된 수용공간과, 그 수용공간의 상부에 형성되는 기액분리공간을 갖는 몸체; 상기 몸체의 수용공간에서 자중에 의해 상하로 움직일 수 있도록 내재된 자중체; 상기 몸체의 수용공간과 기액분리공간간의 경계부위에 설치되며, 일측에는 상기 자중체에 의하여 개폐되는 메인홀이 형성되고, 타측에는 상기 메인홀을 통과하여 기액분리공간으로 유입된 연료가 다시 수용공간측으로 리턴되도록 하는 리턴홀이 형성된 세퍼레이터부; 상기 연결관과 연결 가능하도록 상기 몸체의 기액분리공간 일측에 형성된 니플부;를 포함하는 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치이다.

이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.

도3은 본 발명의 컷밸브가 적용된 연료탱크의 구조를 보인 개략도이고, 도4는 본 발명에 따른 컷밸브의 구조를 보인 단면도이다.

먼저, 도3을 참조하여 보면, 본 발명의 컷밸브(30)가 적용된 연료탱크는 연료를 저장하기 위한 탱크몸체(11)와, 상기 탱크몸체로 연료를 주입하기 위한 필러파이프(12)와, 상기 탱크몸체 내부가 항상 일정한 압력을 유지할 수 있도록 연료탱크의 외부에 마련되는 압력조절밸브(13)와, 상기 압력조절밸브와 연결관(c)을 통해 연결되며 차량 전복시에는 상기 압력조절밸브(13) 쪽으로 연료가 누출되는 것을 방지하는 컷밸브(30)로 구성되며, 종전의 세퍼레이터는 생략된다.

여기서, 컷밸브(30)를 제외한 상기의 다른 구성들은 종래와 동일하므로 동일부호를 사용하고 여기서는 그 설명을 생략하며, 도4를 참조하여 본 발명에 따른 컷밸브(30)에 대해서만 설명하기로 한다.

본 발명의 컷밸브(30)는 몸체(31)와, 상기 몸체에 내재되는 자중체(33)와, 상기 몸체 내부에 설치되는 세퍼레이터부(34)와, 상기 압력조절밸브(13)와 연결된 연결관(c)과 결합 가능하도록 몸체의 일측에 형성된 니플부(35)로 크게 구성된다.

상기 몸체(31)는 컷밸브의 주요 외형을 이루는 구성으로서, 상기 몸체(31)의 내부에는 하부측에 수용공간(32a)이 형성되고, 상기 수용공간(32a)의 상부에는 기액분리공간(32b)이 형성되며, 상기 몸체(31)의 일측에는 연료탱크 내부의 증발가스가 연료가 입출될 수 있는 다수개의 홀(31a)이 형성된다.

한편, 상기 수용공간(32a)에는 그 수용공간(32a)을 거의 채우며 자중에 의해 상하로 움직이는 자중체(33)가 내재된다. 상기 자중체(33)는 그 자체의 자중에 의해 보통의 경우에는 수용공간(32a)의 하부에 위치하게 되지만 차량이 전복되는 상황에서는 몸체(31)가 뒤집히게 되므로 수용공간(32a)의 상부측으로 이동하게 된다.

또한, 상기 수용공간(32a)과 기액분리공간(32b) 사이의 경계부위에는 액상의 연료와 기상의 증발가스를 분리하기 위한 세퍼레이터부(34)가 설치되는데, 상기 세퍼레이터부(34)의 일측에는 상기 자중체(33)에 의하여 개폐되는 메인홀(34a)이 형성되고, 세퍼레이터부(34)의 타측에는 상기 메인홀(34a)을 통과하여 기액분리공간(32b)으로 유입된 연료가 다시 하부의 수용공간(32a) 쪽으로 리턴되도록 하는 리턴홀(34b)이 형성된다.

여기서, 상기 메인홀(34a)은 상기 리턴홀(34b)보다 크게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 메인홀(34a)을 개폐하기 위하여 상기 자중체(33)의 상부에는 메인홀(34a)을 막도록 메인홀(34a)의 직경에 상응하는 돌출부(33a)가 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 리턴홀(34b)의 하부에는 상기 수용공간(32a)의 연료가 리턴홀(34b)을 통해 기액분리공간(32b) 쪽으로 역류하는 것을 방지하는 리턴밸브(34c)가 설치된다.

또한, 상기 니플부(35)는 상기 기액분리공간(32b)과 서로 통하도록 기액분리공간(32b)의 일측에 형성되어 상기 연결관(c)과 연결된다.

따라서, 상기 자중체의 돌출부(33a)가 세퍼레이터부의 메인홀(34a)을 막지 않는다면 연료탱크 내의 연료와 증발가스는 상기 몸체의 홀(31a)을 통해 수용공간(32a)으로 유입된 후, 상기 메인홀(34a)을 통해 기액분리공간(32b)으로 들어오게 되고, 여기서 상대적으로 가벼운 증발가스는 니플부(35)를 통해 압력조절밸브(13) 쪽으로 나가게 되며, 상대적으로 무거운 액상의 연료는 기액분리공간(32b)에서 하부로 떨어져 상기 세퍼레이터부의 리턴홀(34b)을 통해 다시 수용공간(32a) 쪽으로 리턴되므로 액상의 연료는 원천적으로 컷밸브(30)를 통과하지 못하고 연료탱크로 다시 돌아가게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 의하면, 연료탱크 내의 연료와 증발가스가 컷밸브에서 원천적으로 분리되어 증발가스만 컷밸브를 지나 압력조절밸브 쪽으로 유출되고 액상의 연료는 연료탱크로 다시 리턴되므로 연료탱크 내부의 압력변화에 관계없이 연료를 연료탱크로 리턴시킬 수 있어 다량의 연료유출에 따른 대기오염을 줄일 수 있는 특유의 효과와 함께 종전의 세퍼레이터를 삭제할 수 있어 부품비가 절약되는 장점이 있다.

도1은 종래 연료탱크의 구조를 보인 개략도,

도2는 종래 컷밸브의 구조를 보인 단면도,

도3은 본 발명의 컷밸브가 적용된 연료탱크의 구조를 보인 개략도,

도4는 본 발명에 따른 컷밸브의 구조를 보인 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 연료탱크 11 : 탱크몸체

12 : 필러파이프 13 : 압력조절밸브

c : 연결관 30 : 컷밸브

31 : 몸체 31a : 홀

32a: 수용공간 32b : 기액분리공간

33 : 자중체 33a : 돌출부

34 : 세퍼레이터부 34a : 메인홀

34b : 리턴홀 34c : 리턴밸브

35 : 니플부

Claims (2)

1. 자동차용 연료탱크의 내부가 항상 일정한 압력을 유지할 수 있도록 연료탱크 외부의 압력조절밸브(13)와 연결관(c)을 통해 연결되며 차량 전복시 연료가 누출되는 것을 방지하기 위하여 연료탱크 상부 일측에 설치된 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치에 있어서,

   일측으로 다수개의 홀(31a)이 형성되며, 내부에 수용공간(32a)과 그 수용공간의 상부에 형성되는 기액분리공간(32b)을 갖는 몸체(31);

   상기 몸체의 수용공간(32a)에서 자중에 의해 상하로 움직일 수 있도록 내재된 자중체(33);

   상기 몸체의 수용공간(32a)과 기액분리공간(32b)간의 경계부위에 설치되며, 일측에는 상기 자중체(33)에 의하여 개폐되는 메인홀(34a)이 형성되고, 타측에는 상기 메인홀을 통과하여 기액분리공간으로 유입된 연료가 다시 수용공간측으로 리턴되도록 하는 리턴홀(34b)이 형성된 세퍼레이터부(34);

   상기 연결관(c)과 연결 가능하도록 상기 기액분리공간(32b) 일측에 형성된 니플부(35);를 포함하는 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 리턴홀(34b)의 하부에는 상기 수용공간(32a) 쪽의 연료가 리턴홀(34b)을 통해 기액분리공간(32b) 쪽으로 역류되는 것을 방지하는 리턴밸브(34c)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료탱크의 컷밸브장치.