KR100655610B1 - 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐니스터의 퍼지 모드 시에 대기 중의 이물질이나 수분이 캐니스터의 하우징 내부로 유입되는 것이 방지되도록 하기 위한 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치에 관한 것으로서,

연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진 측으로 유도하기 위한 증발가스 라인이 배관되고, 상기 증발가스 라인의 도중에 증발가스 중의 HC 성분을 포집하기 위한 캐니스터가 형성되며, 상기 캐니스터의 다른 일측으로는 캐니스터에서 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 대기연결 라인이 형성되는 엔진의 캐니스터 장착구조에 있어서,

상기한 캐니스터의 대기연결 라인의 도중에서 분지되어 그 끝단이 에어 클리너로 연결되는 에어 클리너 연결라인이 형성되어지되, 상기 에어 클리너 연결 라인의 도중 일부가 상기 증발가스 라인의 도중에 나란하게 배관되며, 상기 에어 클리너 연결 라인과 증발가스 라인이 나란히 위치된 부분에는 양 통로의 유체의 흐름을 단속하기 위한 4 웨이 밸브가 형성되고, 상기한 대기연결 라인의 도중에는 1 웨이 밸브가 형성된 것을 특징으로 한다.

캐니스터, 4 웨이 밸브, 1웨이 밸브, 에어클리너 연결 라인

Description

캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치{Preventing apparatus to inflow dust and water into canister}

도 1은 본 발명에 의한 캐니스터의 장착상태도.

도 2는 본 발명에 의한 4 웨이 밸브의 장착상태도.

도 3은 본 발명에 의한 4 웨이 밸브의 작동상태도.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 11 : 서지탱크

12 : 에어 클리너 15 : 연료탱크

16 : 증발가스 라인 20 : 캐니스터

22 : 대기연결 라인 30 : 에어클리너 연결 라인

40 : 4 웨이 밸브 41 : 솔레노이드 밸브

42 : 피스톤 43 : 관통공

45 : 밸브실 50 : 1 웨이 밸브

51 : 하우징 52 : 다이아프램 밸브

본 발명은 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐니스터의 퍼지 모드 시에 대기 중의 이물질이나 수분이 캐니스터의 하우징 내부로 유입되는 것이 방지되도록 하기 위한 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치에 관한 것이다.

일반적인 차량의 연료장치는 연료를 저장하는 연료탱크와, 연료탱크 내의 연료를 엔진으로 펌핑하기 위한 연료펌프와, 연료펌프에서 펌핑된 연료에 포함된 이물질을 거르기 위한 연료필터와, 연료의 이송을 안내하는 연료라인 등을 포함하여 구성된다. 그리고 상기한 연료탱크의 일측으로는 연료탱크 내의 압력을 해소하기 위한 브리더 호스가 대기와 연결되어진다. 그리고 가솔린 연료의 경우에는 연료의 기화에 따른 연료증발가스가 다량 발생하게 되는데, 이렇게 발생되는 연료증발가스는 연료의 손실 뿐만 아니라 대기를 오염시키게 되는 주원인이 된다.

따라서 상기와 같은 연료의 손실을 방지하며 대기를 오염시키지 않기 위하여 캐니스터가 장착되는 것이며, 상기한 캐니스터에서 포집된 연료는 다시 엔진으로 공급되어 연소된다.

도 4는 종래의 엔진 연료 시스템에 캐니스터가 장착된 모습을 도시한 도면으로서, 엔진(10)의 서지탱크(11)와 연료탱크(15) 간에는 연료탱크 내의 증발가스를 서지탱크(11) 측으로 유도하기 위한 증발가스 라인(16)이 연결된다. 증발가스 라인(16)의 도중에는 캐니스터(20)가 장착되는데, 캐니스터(20)의 전후방의 증발가스 라인에는 각각 2 웨이 밸브(17) 및 퍼지 콘트롤 밸브(PCSV,18)가 장착된다. 도면 중에 표시된 도면부호 12는 에어 클리너를 지시하는 것이다.

상기한 2 웨이 밸브(17)는 연료탱크(15) 내에 발생되는 증발가스의 압력이 설정압력 이상으로 상승되었을 경우에 밸브를 개방시켜 증발가스 라인(16)으로 증발가스를 배출되도록 제어하는 기능을 할 뿐만 아니라, 연료의 소모에 의한 부압이 발생되었을 경우에 공기가 유입될 수 있도록 제어하는 기능을 한다.

퍼지 콘트롤 밸브(18)는 엔진의 RPM 및 상태에 따라 밸브를 열어 캐니스터에 저장되어 있는 HC 성분의 가스가 엔진의 서지탱크 측으로 유도될 수 있도록 제어하는 기능을 담당한다. 즉, 연료탱크(15)에서 증발되어 배출되는 HC 성분의 가스가 캐니스터(20)에 저장되고 상기한 퍼지 콘트롤 밸브(18)가 개방동작됨에 따라서 캐니스터에 저장되어 있는 HC 성분의 가스가 서지탱크 내로 유입되도록 구성되는 것이다.

한편, 상기한 캐니스터(20)의 일측에는 서지탱크(11) 측으로 증발가스의 원활한 배출이 이루어질 수 있도록 하기 위해서 대기가 유입되도록 하기 위한 대기연결 라인(22)이 연결되고, 이 대기연결 라인(22)의 도중에는 이물질의 유입을 방지하기 위한 에어 필터(24)가 장착된다.

따라서 캐니스터(20)의 작동상태가 퍼지 모드 상태인지 또는 배출 모드 상태인지에 따라서 증발가스 및 외부공기의 흐름방향이 결정되는 것이다. 퍼지 모드의 상태에서는 에어 필터(24)를 통과한 외부공기가 캐니스터(20)를 거치면서 캐니스터(20)에 저장된 증발가스를 서지탱크(11) 측으로 불어넣어 주게 되고, 배출 모드의 상태에서는 캐니스터에서 연료성분이 분리된 가스가 대기연결 라인(22)을 통하여 외부로의 배출이 이루어지게 된다.

그런데 상기와 같이 구성되는 캐니스터의 퍼지 모드 상태에서 캐니스터 내에 저장된 HC 성분을 서지탱크 측으로 효과적으로 이송시켜 주기 위해서는 외부의 공기가 충분히 유입되어야 하지만, 차량의 주행과정에서 발생되는 먼지 등에 의해서 에어 필터가 막히게 되거나 우천시에 차량이 주행될 때에는 수분이 대기연결 라인을 통하여 유입되는 문제점이 있었다. 특히 겨울철의 경우에는 대기연결 라인으로 유입되는 수분에 의한 에어 필터 부분의 결빙으로 인하여 캐니스터의 이상작동이 초래되고 나아가 엔진의 이상을 초래하게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 캐니스터의 퍼지 모드 시에 대기 중의 이물질이나 수분이 캐니스터의 하우징 내부로 유입되는 것이 방지되도록 하기 위한 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진 측으로 유도하기 위한 증발가스 라인이 배관되고, 상기 증발가스 라인의 도중에 증발가스 중의 HC 성분을 포집하기 위한 캐니스터가 형성되며, 상기 캐니스터의 다른 일측으로는 캐니스터에서 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 대기연결 라인이 형성되는 엔진의 캐니스터 장착구조에 있어서,

상기한 캐니스터의 대기연결 라인의 도중에서 분지되어 그 끝단이 에어 클리 너로 연결되는 에어 클리너 연결라인이 형성되어지되, 상기 에어 클리너 연결 라인의 도중 일부가 상기 증발가스 라인의 도중에 나란하게 배관되며, 상기 에어 클리너 연결 라인과 증발가스 라인이 나란히 위치된 부분에는 양 통로의 유체의 흐름을 단속하기 위한 4 웨이 밸브가 형성되고, 상기한 대기연결 라인의 도중에는 1 웨이 밸브가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기한 4 웨이 밸브는 솔레노이드 밸브의 동작에 의해서 전후진되도록 피스톤이 형성되고, 상기 피스톤의 도중에는 에어 클리너 연결 라인과 증발가스 라인을 동시에 닫히게 하거나 동시에 열리게 하기 위한 밸브공이 관통형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 캐니스터의 장착상태도이고, 도 2는 본 발명에 의한 4 웨이 밸브의 장착상태도이며, 도 3은 본 발명에 의한 4 웨이 밸브의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 배관된 에어클리너 연결 라인을 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의해 상기한 에어클리너 연결 라인의 도중에 장착된 4 웨이 밸브를 지시하는 것이며, 도면 중의 일부의 도면의 설명의 편의상 종래기술의 설명을 위한 도면에 표시된 부호를 그대로 인용하기로 한다.

상기한 에어클리너 연결 라인(30)은 캐니스터(20)의 일측으로 배관되는 대기연결 라인(22)의 도중에서 분지되는 것으로, 그 끝단은 엔진(10)의 일측에 마련된 에어 클리너(12)에 연결된다. 즉, 상기한 에어 클리너(12)에서 정화된 공기가 캐니스터(20)의 내부로 유입될 수 있도록 구성되는 것이다.

특히, 상기한 에어클리너 연결 라인(30)의 도중은 퍼지 모드시에 엔진(10)의 서지탱크(11)와 캐니스터(20) 간을 연결하는 증발가스 라인(16)의 도중과 나란하게 배관된다. 이렇게 나란하게 배관되는 에어클리너 연결 라인(30)과 증발가스 연결 라인(16)의 도중에는 상기한 두 개의 관이 동시에 열리거나 닫히도록 하기 위한 4 웨이 밸브(40)가 장착된다.

4 웨이 밸브(40)는 도 2와 도 3에 도시되는 바와 같이, 솔레노이드 밸브(41)에 의해서 전후진 동작이 이루어지는 피스톤(42)이 상기 두 관의 도중을 연결하여 마련된 밸브실(45)에 수용된다.

한편, 피스톤(42)이 도중에는 상기 에어클리너 연결 라인(30)과 증발가스 라인(16)이 이루는 간격보다 적은 폭을 갖는 관통공(43)이 형성된다. 즉, 상기한 피스톤(42)이 전진 동작되었을 경우에 상기 관통공(43)이 상기 밸브실(45) 도중에 위치되므로서, 상기 피스톤(42)을 기준으로 에어클리너 연결 라인(30)과 증발가스 라인(16)의 양측이 차단된 상태가 되도록 구성되는 것이다. 그리고 상기한 피스톤(42)이 후진 동작되었을 경우에는 상기한 관통공(43)의 위치가 증발가스 라인(16)의 내경에 위치되므로서, 상기 피스톤(42)을 기준점으로 증발가스 라인(16)의 양단이 서로 연통되며, 피스톤(42)의 끝단이 상기한 에어클리너 연결 라인(30) 으로부터 빠진 상태가 되어 에어클리너 연결 라인(30)의 양단 또한 연통되는 상태가 되도록 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에서는 4 웨이 밸브(40)의 솔레노이드 밸브(41)가 증발가스 라인(16) 측을 향하여 형성되므로서, 피스톤(42)이 증발가스 라인(16)을 기준으로 개폐동작되는 것으로 설명되었으나 상기 솔레노이드 밸브(41)의 위치는 엔진 룸의 레이아웃에 따라서 변경이 가능한 것이다.

한편, 상기한 대기연결 라인(22)에는 종래기술의 경우와 같은 에어 필터의 장착이 삭제된다. 즉, 상기한 캐니스터(20)로 공기의 유입이 필요할 경우에는 상기한 에어클리너 연결 라인(30)을 통하여 공기의 유입이 이루어지게 되므로서 대기연결 라인(22)에는 에어 필터가 불필요하게 되는 것이다.

그리고 대기연결 라인(22)의 도중에는 1 웨이 밸브(50)가 장착되는데, 상기한 1 웨이 밸브(50)는 4 웨이 밸브(40)와 연계하여 동작되도록 설정된다. 즉, 캐니스터(20)가 배출 모드인 상태에 있는 경우에는 4 웨이 밸브(40)를 닫힘상태로 제어하고 1 웨이 밸브(50)는 개방상태가 되도록 설정되고, 캐니스터(20)가 퍼지 모드인 상태에서는 상기 4 웨이 밸브(40)는 개방된 상태가 되도록 하고 1 웨이 밸브(50)는 닫혀진 상태가 되도록 설정되는 것이다. 상기 1 웨이 밸브(50)는 대기연결 라인(22)을 통과하는 유체의 압력에 의해서 동작될 수 있도록 하우징(51)의 내부에 다이아프램 밸브(52)가 수용된다.

또한, 상기한 4 웨이 밸브(40)는 엔진이 아이들(IDLE) 운전시에만 닫히도록 설정되고, 엔진 정지시 및 주행 중인 상태에서는 개방된 상태가 설정되므로서, 연 료탱크(15) 내의 부압이 원활이 해소될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성되는 캐니스터 이물질 및 수분 유입방지장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

연료탱크(15)에서 발생된 증발가스가 캐니스터(20)로 유입되어 캐니스터 내부에 수용된 차콜에 의해서 액상의 연료성분이 포집되어진다. 이렇게 포집된 연료성분은 퍼지 모드시에 증발가스 라인(16)을 통하여 엔진(10)의 서지탱크(11) 측으로 유도되어 연소가 이루어지게 된다.

본 발명에 의한 4 웨이 밸브(40)는 상기한 바와 같은 퍼지 모드시에 개방동작이 이루어지게 되어 증발가스 라인(16) 및 에어클리너 연결 라인(30)이 상기 4 웨이 밸브(40)를 기준으로 그 양단이 연결된 상태가 되도록 한다. 이때, 1 웨이 밸브(50)는 닫힘동작된 상태이다.

이와 같이 퍼지 모드에서는 에어 클리너(12)를 통과하며 이물질 및 수분이 걸러진 상태의 신선한 공기의 일부가 캐니스터(20)로 유입되므로서, 캐니스터(20)에 포집되어 있는 연료성분을 증발가스 라인(16) 측으로 불어내어 엔진측으로 유도하게 되는 것이다. 특히, 대기연결 라인(22)은 1 웨이 밸브(50)에 의해서 닫혀진 상태이고, 캐니스터(20)의 내부로는 에어 클리너(12)를 통과하며 이물질 및 수분이 제거된 공기가 유입되는 상태가 되는 것이다.

따라서 종래기술에 의한 캐니스터 장치에서와는 달리 대기연결 라인(22)의 도중에 마련되었던 연료 필터가 이물질 등에 의해서 막히는 등의 문제가 없게 되는 것이다.

한편, 상기한 캐니스터(20)의 배출 모드시가 되면, 상기한 4 웨이 밸브(40)는 닫힌 상태가 되어 상기 4 웨이 밸브를 기준으로 증발가스 라인(16) 및 에어클리너 연결 라인(30)의 양단이 각각 격리되는 상태가 된다. 따라서 연료탱크(15)에서 발생되는 증발가스는 캐니스터에서 포집이 이루어지게 된다.

이 과정에서 캐니스터(20)의 내부압력이 설정치 이상으로 상승되면 상기한 1 웨이 밸브(50)가 자동으로 개방동작되어 대기연결 라인(22)을 통해서 캐니스터(20)의 압력을 해소시키게 된다.
즉, 본 발명은 연료탱크(15)에 압력이 발생된 경우에 1 웨이 밸브(50)를 통해 쉽게 압력이 해소되어 연료탱크(15)에 무리한 압력이 걸리는 것을 방지하고, 연료탱크(15)에 부압이 걸린 경우에 에어 클리너(12)를 통해 맑은 공기가 유입되게 함으로써 캐니스터(20), 연료탱크(15) 및 관련부품(특히 밸브류)이 오염되어 기능을 상실하는 문제를 방지한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 캐니스터의 일측으로 배관되는 대기연결 라인에 장착되었던 에어 필터가 삭제되므로서, 캐니스터의 배출 모드시에 에어 필터에 끼이는 이물질에 의한 통로저항이 없어져 원활한 가스의 배출이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 캐니스터의 퍼지 모드시에는 엔진 룸의 에어클리너에서 정화된 맑은 공기가 유입되므로서 특히 먼지 다발지역에서 운행되는 차량의 경우에 에어 필터의 막힘으로 연료탱크의 내부압력 및 부압과다로 엔진 체크등이 점등되는 등의 제반 문제점이 해결되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진 측으로 유도하기 위한 증발가스 라인이 배관되고, 상기 증발가스 라인의 도중에 증발가스 중의 HC 성분을 포집하기 위한 캐니스터가 형성되며, 상기 캐니스터의 다른 일측으로는 캐니스터에서 분리된 가스를 외부로 배출하기 위한 대기연결 라인이 형성되는 엔진의 캐니스터 장착구조에 있어서,

   상기한 캐니스터(20)의 대기연결 라인(22)의 도중에서 분지되어 그 끝단이 에어 클리너(12)로 연결되는 에어클리너 연결 라인(30)이 형성되어지되, 상기 에어클리너 연결 라인(30)의 도중 일부가 상기 증발가스 라인(16)의 도중에 나란하게 배관되고 그 도중이 서로 연결되어 밸브실(45)이 마련되며, 상기 밸브실(45)에는 양 통로의 유체의 흐름을 단속하기 위한 4 웨이 밸브(40)가 장착되고, 상기한 대기연결 라인(22)의 도중에는 1 웨이 밸브(50)가 형성된 것을 특징으로 하는 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 4 웨이 밸브(40)는 솔레노이드 밸브(41)의 동작에 의해서 상기한 밸브실(45) 내에서 전후진 동작되는 피스톤(42)이 형성되고, 상기 피스톤(42)의 도중에는 에어클리너 연결 라인(30)과 증발가스 라인(16)을 동시에 닫히게 하거나 동시에 열리게 하기 위한 관통공(43)이 관통형성된 것을 특징으로 하는 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 1 웨이 밸브(50)는 대기연결 라인(22)의 도중에 마련되는 하우징(51)에, 내부에 가해지는 가스의 압력에 의해 개폐동작되는 다이아프램 밸브(52)가 수용된 것을 특징으로 하는 캐니스터의 이물질 및 수분 유입방지장치.

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