KR100779975B1

KR100779975B1 - 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브

Info

Publication number: KR100779975B1
Application number: KR1020050105491A
Authority: KR
Inventors: 문국찬; 김성준
Original assignee: 주식회사 유니크
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-11-27
Also published as: KR20070048417A

Abstract

본 발명은 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브에 관한 것으로, 본 발명에 따른 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브는 아래쪽으로 뻗은 적어도 일부분이 연료 탱크 내부에 위치하도록 연료 탱크에 설치되고 중공 형태를 가지면서 내부 공간을 횡단하는 단면상에 연료 배출공이 구비된 횡단 벽이 일체로 형성된 밸브 케이스와, 상기 밸브 케이스의 하단에 결합되어 상기 밸브 케이스의 하단을 폐쇄하는 바닥 플레이트로서, 탱크 내의 연료가 상기 밸브 케이스 내로 유입될 수 있도록 적어도 하나의 구멍이 형성된 바닥 플레이트와 상기 밸브 케이스의 횡단 벽 아래쪽의 상기 밸브 케이스 내부 공간에 밸브의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 연료가 연료 탱크로부터 상기 밸브 케이스 내로 일정 양만큼 유입되면 부력에 의해 상승됨으로써 상기 밸브 케이스의 연료 배출공을 밀폐시키는 플로트 어셈블리와, 상기 밸브 케이스의 상단부를 덮어 씌우는 중공 형태의 캡으로서, 상기 캡의 상면과 상기 밸브 케이스의 횡단 벽 사이에 제1 공간부가 형성되도록 구성되고 그 상부에 연료 증발가스 배출 포트가 구비된 캡과, 상기 제1 공간부에 위치하도록 고정되고 상기 밸브 케이스의 연료 배출공과 통하는 제2 공간부를 한정하는 벽체로 이루어지며 상기 벽체에 적어도 하나의 관통 구멍이 형성되고 오로지 상기 격벽의 관통 구멍만이 상기 제2 공간부와 상기 제1 공간부 중 상기 제2 공간부가 아닌 부분 사이의 통로가 되고 상기 제1 공간부 중 상기 제2 공간부가 아닌 부분은 상기 캡의 연료 증발가스 배출 통로와 통하도록 구성되는 연료 차단 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

밸브, 플로트, 연료 차단 수단, 증발가스, 연료 탱크

Description

연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브 {Control valve for on board refueling vapor recovery system}

도 1은 종래 기술에 의한 연료 증발가스 배출제어 시스템을 나타낸 도.

도 2는 본 발명에 의한 연료 증발가스 배출제어 시스템을 나타낸 도.

도 3은 본 발명에 의한 콘트롤 밸브를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 콘트롤 밸브를 나타낸 분리 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 콘트롤 밸브를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 밸브 케이스 102 : 횡단벽

103 : 연료 배출공 104 : 버퍼 벽

111 : 바닥 플레이트 121 : 플로트 어셈블리

131 : 볼 141 : 오링

151 : 캡 152 : 연료 증발가스 배출 포트

153 : 증발가스 유입 포트 154 : 결합 돌기

161 : 연료 차단 수단 162 : 관통 구멍

163 : 주 구멍 164 : 보조 구멍

165 : 결합홈 171 : 제1 공간부

172 : 제2 공간부

본 발명은 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 요동에 따라 연료가 출렁일 때 액상 연료가 가스 배출구를 통해 누유되는 것을 방지할 수 있도록 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 연료 증발가스 배출제어 시스템(ORVR SYSTEM : On-board Refueling Vapor Recovery System)은 연료 주유시 연료가 연료탱크의 지정면까지 주유되면 캐니스터로 연결되는 통로를 차단하고 연료 탱크의 압력을 순간적으로 상승시켜 주유가 차단되도록 하며, 차량이 기울어지거나 전복될 때 연료가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 시스템이다.

이러한 상기 시스템을 개략적으로 살펴보면, 도 1에서 나타낸 것과 같이, 연료 탱크(10)의 일측에 체크 밸브(12a)를 가진 주유관(12)이 설치되고 그 측부에 연료 탱크(10) 내의 증발 가스압을 감지하기 위한 탱크 압력센서(14)가 마련되어 있으며, 타측 상면에 콘트롤 밸브(16) 및 롤 오버 밸브(18)가 설치되어 있다.

그리고 콘트롤 밸브는 연결관(20)을 통해 외측으로 분기되어 하나는 탱크 압력센서(14) 쪽으로 연결되고, 다른 관로를 통해서는 대형 캐니스터(22)에는 유입된 증발가스를 여과하여 배출하기 위한 캐니스터 클로즈 밸브(26)와 필터(28)가 연결 되어 있고, 일측으로는 퍼지 콘트롤 솔레노이드 밸브(30)를 통해 인테이크 메니폴드(32)로 연결된다.

이때, 상기 탱크 압력센서(14)와 캐니스터 클로즈 밸브(26) 및 퍼지 콘트롤 솔레노이드 밸브(30)는 전자제어장치(34)와 연결되어 각각 유기적으로 작동할 수 있도록 제어된다.

그리고 상기 콘트롤 밸브(16)의 측부에는 차량의 요동에 의해 연료가 심하게 출렁거림으로써 누유된 연료를 일시적으로 보관하기 위한 세퍼레이터(36)가 마련되어 있으며 이 누유된 연료는 일방향밸브(38)를 통해 다시 연료 탱크(10) 내로 보내어진다.

그러나 상기와 같은 구성의 종래 기술은 연료가 누유되는 것을 방지하기 위해 콘트롤 밸브(16) 및 연료 탱크(10)와 이탈되어 별도의 장소에 설치되는 세퍼레이터(36)와 일방향밸브(38)가 마련되어야 하기 때문에 시스템 구성에 있어서 조립 공정이 복잡하고, 상기 세퍼레이터(36)와 일방향밸브(38) 및 콘트롤밸브(16)가 각각 떨어져 있기 때문에 연료의 누유차단 성능이 떨어지는 동시에 연료 탱크(10)로의 연료 복귀 시간이 지연되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 상기 콘트롤 밸브와 별도로 구성되어 있는 세퍼레이터와 일방향밸브를 제거하고 콘트롤 밸브 자체에 차량의 유동시 연료의 출렁임에 의해 누유될 우려가 있는 소량의 액상 연료를 임시로 저장했다가 연료 탱크로 되돌려 보낼 수 있도록 하는 공간이 마련되는 한편 상기 임시로 저장되는 소량의 액상 연료가 콘트롤 밸브의 가스 배출구까지 도달하지 못하게 하는 구조가 갖추어짐으로써 조립 공정이 간단하여 비용 절감 및 능률 향상을 꾀할 수 있고, 연료의 누유차단 성능이 향상되는 동시에 연료 복귀 시간이 단축될 수 있도록 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아래쪽으로 뻗은 적어도 일부분이 연료 탱크 내부에 위치하도록 연료 탱크에 설치되고 중공 형태를 가지면서 내부 공간을 횡단하는 단면상에 연료 배출공이 구비된 횡단 벽이 일체로 형성된 밸브 케이스와, 상기 밸브 케이스의 하단에 결합되어 상기 밸브 케이스의 하단을 폐쇄하는 바닥 플레이트로서, 탱크 내의 연료가 상기 밸브 케이스 내로 유입될 수 있도록 적어도 하나의 구멍이 형성된 바닥 플레이트와 상기 밸브 케이스의 횡단 벽 아래쪽의 상기 밸브 케이스 내부 공간에 밸브의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 연료가 연료 탱크로부터 상기 밸브 케이스 내로 일정 양만큼 유입되면 부력에 의해 상승됨으로써 상기 밸브 케이스의 연료 배출공을 밀폐시키는 플로트 어셈블리와, 상기 밸브 케이스의 상단부를 덮어 씌우는 중공 형태의 캡으로서, 상기 캡의 상면과 상기 밸브 케이스의 횡단 벽 사이에 제1 공간부가 형성되도록 구성되고 그 상부에 연료 증발가스 배출 포트가 구비된 캡과, 상기 제1 공간부에 위치하도록 고정되고 상기 밸브 케이스의 연료 배출공과 통하는 제2 공간부를 한정하는 벽체로 이루어지며 상기 벽체에 적어도 하나의 관통 구멍이 형성되고 오로지 상기 격벽의 관통 구멍만이 상기 제2 공간부와 상기 제1 공간부 중 상기 제2 공간부가 아닌 부분 사이의 통로가 되고 상기 제1 공간부 중 상기 제2 공간부가 아닌 부분은 상기 캡의 연료 증발가스 배출 통로와 통하도록 구성되는 연료 차단 수단을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 연료 차단 수단의 관통구멍은 상기 제2 공간부를 둘러싸는 상기 연료 차단 수단의 측면 벽체의 하부에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료 차단 수단은 바닥이 개방되어 상기 밸브 케이스의 횡단 벽이 상기 제2 공간부의 바닥이 되고, 상기 연료 차단 수단의 상면은 벽체에 의해 폐쇄되며, 상기 연료 차단 수단의 측면 벽체의 하단 가장자리의 일부로부터 일정 길이만큼 요입됨으로써 상기 관통구멍이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료 차단 수단의 측벽의 전체가 상기 캡의 측벽으로부터 일정한 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료 차단 수단의 관통 구멍은 적어도 하나의 주 구멍과 상기 주 구멍보다 크기가 작은 적어도 하나의 보조 구멍으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료 차단 수단의 측벽과 상기 캡의 측벽 각각으로부터 일정한 거리만큼 떨어져서 상기 밸브 케이스의 횡단 벽의 상면으로부터 일정 높이만큼 상방으로 돌출 형성되는 버퍼 벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료 차단 수단의 상단 외측면과 상기 캡의 하단 내측면에 각각 결합부가 돌출 형성되고 상기 양 결합부가 끼움 결합됨으로써 상기 연료 차단 수단이 고정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플로트 어셈블리의 바닥과 상기 바닥 플레이트의 상면 사이에는 볼이 움직일 수 있도록 설치되고 밸브가 수직으로부터 일정 각도 이상 기울어지면 상기 볼이 상기 플로트 어셈블리를 밀어올려서 상기 연료 배출공을 밀폐시킬 수 있도록 상기 바닥 플레이트의 상면이 가장자리로 갈수록 중심부보다 높아지도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 캡의 일단부에 연료 컷 밸브로부터 가스를 유입하기 위한 연료 증발가스 유입 포트가 더 포함되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘트롤 밸브는 그 내부에 누유를 방지하기 위한 구조를 갖추고 있기 때문에 본 발명에 따른 콘트롤 밸브를 장착한 연료 증발가스 배출제어 시스템은 따로 세퍼레이터 및 일방향밸브를 구비할 필요가 없다.

도 3은 본 발명에 의한 콘트롤 밸브의 사시도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 의한 콘트롤 밸브의 분리 사시도를 나타낸 것이다.

콘트롤 밸브는 밸브 케이스(101)와, 밸브 케이스(101) 내부에서 상하 방향으로 왕복 운동하면서 밸브를 개폐시키는 플로트 어셈블리(121)와, 밸브 케이스(101)의 하단부와 결합되어 밸브 케이스(101)의 바닥을 이루는 바닥 플레이트(111)와, 플로트 어셈블리(121)의 하단면과 바닥 플레이트(111)의 상면 사이에 움직일 수 있게 설치되는 볼(131)과, 밸브 케이스(101)와의 사이에 오링(141)이 삽입되어 밸브 케이스(101)와의 사이에 틈이 생기지 않도록 밸브 케이스(101)의 상단부에 결합되는 캡(151)과, 밸브 케이스(101)의 상부와 캡(151) 사이에 설치되는 연료 차단 수단(161)으로 구성된다.

캡(151)의 상단부의 좌우 측부에는 연료 증발가스 배출 포트(152)와 증발가스 유입 포트(153)의 두 개의 포트가 형성되는데 이중에서 구멍의 직경이 더 큰 연료 증발가스 배출 포트(152)는 캐니스터와 연결되며 구멍의 직경이 더 작은 증발가스 유입 포트(153)는 연료 컷 밸브와 연결되는 부분이다.

볼(131)은 밸브가 수직으로부터 일정 각도 이상 기울어지면 플로트 어셈블리(121)를 밀어올려서 연료 배출공(103)을 밀폐시키는 역할을 하며, 이를 위해 바닥 플레이트(111)의 상면은 가장자리로 갈수록 중심부보다 높아지도록 경사지게 형성된다.

밸브 케이스(101)의 상부에는 밸브 케이스(101)의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 내부 공간을 가로지르며 그 중심에 연료 배출공(103)이 형성된 횡단 벽(102)이 구비된다. 횡단 벽(102)에는 그 상면으로부터 일정 높이만큼 상방으로 돌출 형성되는 두 개의 버퍼 벽(104)이 구비된다.

연료 차단 수단(161)은 캡(151)과 같이 상면 및 측면이 막히고 하면이 뚫린 뚜껑 형상을 가지되 측면 하단부에는 측면 하단 가장자리로부터 요입되어 형성되는 다수개의 관통 구멍(162)이 형성된다. 관통 구멍(162) 중에서 서로 마주 보는 한 쌍은 연료 배출공(103)의 크기와 상응되는 크기를 가지는 주(main) 구멍(163)이고 그 나머지 구멍들은 그보다 작은 크기를 가진 보조 구멍(164)이다.

도 5는 본 발명에 의한 콘트롤 밸브의 단면도를 나타낸 것이다.

밸브 케이스(101)의 횡단 벽(102) 윗 부분과 캡(151)에 의해서 한정되는 공간을 제1 공간부(171)라고 정의하기로 하며, 제1 공간부(171)는 액상 연료를 임시로 저장하기 위한 세퍼레이터의 기능을 가진다. 또한, 제1 공간부(171) 중에서 연료 차단 수단(161)에 의하여 한정되는 공간을 제2 공간부(172)라고 정의하기로 하며, 연료 차단 수단(161)의 하단이 횡단 벽(102)의 상면과 맞닿는 상태로 고정되므로 연료 차단 수단(161)의 관통 구멍(162)만이 제1 공간부(171)와 제2 공간부(172)가 서로 유일하게 통하는 경로가 된다.

연료 차단 수단(161)의 상면 중심에는 결합 홈(165)이 구비되고 캡(151)의 상면 중심에는 결합 돌기(154)가 구비되어 상기 캡(151)의 결합 돌기(154)가 상기 연료 차단 수단(161)의 결합 홈(165)에 빈틈없이 삽입됨으로써 연료 차단 수단(161)이 제1 공간부(171) 내에 움직이지 않게 설치된다. 이때 연료 차단 수단(161)의 주 구멍(163)으로부터 연료 배출공(103)의 반경 방향으로 약간 떨어져 있는 곳은 버퍼 벽(104)에 의해서 가려지도록 설치된다.

상기와 같이 구성된 콘트롤 밸브의 작용을 설명하기로 한다.

차량의 요동에 의해 연료 탱크 내의 연료가 출렁이게 되면 일차적으로 플로트 어셈블리(121)가 승강하면서 연료의 누출을 차단하고, 이 플로트 어셈블리(121)에 의해 차단되지 못하고 연료 배출공(103)을 통해 상방으로 누출되는 액상 연료는 연료 차단 수단(161)에 의해 이차적으로 누유가 차단이 되면서 연료가 다시 연료 탱크 내로 복귀된다. 그리고 연료 탱크에서 발생되는 연료 가스는 연료 차단 수단 (161)의 관통 구멍(162)을 통해 연료 증발가스 배출 포트(152)를 통해 배출된다. 액상 연료가 출렁이면서 연료 배출공(103)을 빠져나올 때 상방으로 튀어 오르는데 연료 차단 수단(161)이 상면과 측면을 가리고 있으므로 연료가 여기에 부딪히게 되고 이에 따른 반발력에 의해 다시 연료 배출공(103)을 통해 연료 탱크로 되돌아오게 된다. 이 과정에서 연료 차단 수단(161)의 관통 구멍(162)을 통해 연료의 일부가 제2 공간부(172)를 빠져나간다 하더라도 버퍼 벽(104)에 부딪히게 되어 되돌아오게 되므로 캡(151)의 상단에 구비된 연료 증발가스 배출 포트(152)나 증발가스 유입 포트(153)까지 연료가 다다를 가능성은 희박하다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 연료 차단 수단이 구비된 콘트롤 밸브에 의하면 연료 탱크의 콘트롤 밸브에 세퍼레이터가 내장된 형식으로 기존의 외장형과 다르게 연료 라인이 간단하여 조립 공정의 단순화 및 비용절감을 꾀할 수 있고, 연료 라인의 중간에 설치되어 액상의 연료가 누출되는 것을 다시 연료 탱크로 보내는 세퍼레이터 및 일방향밸브를 제거하고 이 기능의 세퍼레이터를 콘트롤 밸브 내에 설치함으로써 연료의 누출 차단 성능이 향상되는 동시에 연료 복귀 시간이 단축되며, 내장된 연료 차단 수단 및 버퍼 벽의 구성으로 인하여 연료 누출 차단 성능이 뛰어나고, 종래의 세퍼레이터 기능을 보유하기 위한 수단이 내장되면서도 종래의 콘트롤 밸브와 부피의 차이가 크지 않도록 콤팩트하게 구성됨으로써 공간 활용의 측면에서 유리하다는 장점이 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술 하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

삭제
아래쪽으로 뻗은 적어도 일부분이 연료 탱크 내부에 위치하도록 연료 탱크에 설치되고 중공 형태를 가지면서 내부 공간을 횡단하는 단면상에 연료 배출공이 구비된 횡단 벽이 일체로 형성된 밸브 케이스;

상기 밸브 케이스의 하단에 결합되어 상기 밸브 케이스의 하단을 폐쇄하는 바닥 플레이트로서, 탱크 내의 연료가 상기 밸브 케이스 내로 유입될 수 있도록 적어도 하나의 구멍이 형성된 바닥 플레이트;

상기 밸브 케이스의 횡단 벽 아래쪽의 상기 밸브 케이스 내부 공간에 밸브의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 연료가 연료 탱크로부터 상기 밸브 케이스 내로 일정 양만큼 유입되면 부력에 의해 상승됨으로써 상기 밸브 케이스의 연료 배출공을 밀폐시키는 플로트 어셈블리;

상기 밸브 케이스의 상단부를 덮어 씌우는 중공 형태의 캡으로서, 상기 캡의 상면과 상기 밸브 케이스의 횡단 벽 사이에 제1 공간부가 형성되도록 구성되고 그 상부에 연료 증발가스 배출 포트가 구비된 캡; 및

상기 제1 공간부에 위치하도록 고정되고, 상기 밸브 케이스의 연료 배출공과 통하는 제2 공간부를 한정하는 벽체로 이루어지며, 상기 제2 공간부를 둘러싸는 연료 차단 수단의 측면 벽체의 하부에 적어도 하나의 관통 구멍이 형성되고, 오로지 격벽의 관통 구멍만이 상기 제2 공간부와 상기 제1 공간부 중 상기 제2 공간부가 아닌 부분 사이의 통로가 되고 상기 제1 공간부 중 상기 제2 공간부가 아닌 부분은 상기 캡의 연료 증발가스 배출 통로와 통하도록 구성되는 연료 차단 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제2항에 있어서,

상기 연료 차단 수단은 바닥이 개방되어 상기 밸브 케이스의 횡단 벽이 상기 제2 공간부의 바닥이 되고, 상기 연료 차단 수단의 상면은 벽체에 의해 폐쇄되며, 상기 연료 차단 수단의 측면 벽체의 하단 가장자리의 일부로부터 일정 길이만큼 요입됨으로써 상기 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제3항에 있어서,

상기 연료 차단 수단의 측벽의 전체가 상기 캡의 측벽으로부터 일정한 거리만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제3항에 있어서,

상기 연료 차단 수단의 관통 구멍은 적어도 하나의 주(main) 구멍과 상기 주 구멍보다 크기가 작은 적어도 하나의 보조 구멍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제4항에 있어서,

상기 연료 차단 수단의 측벽과 상기 캡의 측벽 각각으로부터 일정한 거리만큼 떨어져서 상기 밸브 케이스의 횡단 벽의 상면으로부터 일정 높이만큼 상방으로 돌출 형성되는 버퍼 벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제2항에 있어서,

상기 연료 차단 수단의 상단 외측면과 상기 캡의 하단 내측면에 각각 결합부가 돌출 형성되고 상기 양 결합부가 끼움 결합됨으로써 상기 연료 차단 수단이 고정되는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제2항에 있어서,

상기 플로트 어셈블리의 바닥과 상기 바닥 플레이트의 상면 사이에는 볼이 움직일 수 있도록 설치되고 밸브가 수직으로부터 일정 각도 이상 기울어지면 상기 볼이 상기 플로트 어셈블리를 밀어올려서 상기 연료 배출공을 밀폐시킬 수 있도록 상기 바닥 플레이트의 상면이 가장자리로 갈수록 중심부보다 높아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.
제2항에 있어서,

상기 캡의 일단부에 연료 컷 밸브로부터 가스를 유입하기 위한 연료 증발가스 유입 포트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료 증발가스 배출제어 시스템용 콘트롤 밸브.