KR100954829B1 - 유증기 회수형 주유건 - Google Patents

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Abstract

차량의 연료 탱크의 내부에서 발생된 유증기를 주유 노즐의 내부에 설치된 유증기 회수 수단으로 회수하여 연료 탱크의 내부로 다시 공급할 수 있는 주유건을 개시한다. 주유기 몸체에 연결된 본체와, 주유 노즐을 구비하는 주유건에 있어서, 주유 노즐 선단 방향으로 개방되고 주유 노즐 후단 방향으로 밀폐된 주머니 형상의 포집 커버가 상기 주유 노즐을 중심축으로 하여 설치되고, 상기 주유 노즐의 유로 내부에는 입구부 및 출구부와, 입구부 및 출구부 보다 작은 직경을 갖는 네크부를 가져 주유시 주유되는 유체의 압력을 주유 노즐의 길이 방향을 따라 변동시킴으로써 상기 주유 노즐 내부 길이 방향 소정 위치에 진공부가 형성되도록 하는 벤츄리 튜브가 설치되며, 상기 진공부와 상기 포집 커버 내부는 연통수단에 의해 연통된다. 이에 의해서 연료 충전 튜브의 내부와 포집 커버 사이에 존재하는 유증기가 벤츄리 튜브 내에 형성된 진공부에 의해 차량의 연료 탱크 내부로 회수된다.
주유건, 연료 탱크, 유증기, 진공, 흡입

Description

유증기 회수형 주유건{FUEL DISPENSING GUN CAPABABLE OF VAPOR RECOVERY}
본 출원은 2009. 9. 10.자 특허출원 제10-2009-0085525호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 차량의 연료 탱크에 가솔린을 주입하기 위한 주유건에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 주유 과정에서 연료 탱크 외부로 배출되는 유증기를 회수하여 연료 탱크의 내부로 다시 공급할 수 있는 유증기 회수형 주유건에 관한 것이다.
주유소 저장 탱크 또는 차량의 연료 탱크에 가솔린 또는 기타 기화성 연료를 충전하는 경우에 유증기가 대기로 배출되는데, 이러한 유증기는 각종 암과 질병을 일으키는 휘발성 유기화합물(VOC; Volatile Organic Compound) 성분을 포함하고 있다.
VOC는 대기 중에서 증발하는 특성을 갖는 탄화수소류이며, 중추신경계, 말초신경계, 호흡기, 심장순환계 장애 등을 일으키는 대표적인 환경 오염 물질이다. 또한, VOC는 태양광선에 의해 질소산화물과 광학반응을 일으켜 오존 농도를 증가시키는 주범이기도 한다.
VOC의 대기 유출에 의한 상기와 같은 폐해를 방지하기 위해서 연료 충전시 대기로 배출되는 유증기를 회수하는 장치가 개발 및 적용되었는데, 이러한 유증기 회수 장치는 스테이지 I과 스테이지 II로 대별된다.
스테이지 I은 휘발유 운반 차량에서 주유소 저장 탱크에 휘발유를 넣는 과정에서 발생하는 가스(VOC)를 회수하는 시스템이다. 휘발유 운반 트럭에서 주유소 저장 탱크로 휘발유를 넣을 때 압력이 발생하는데, 이를 이용하여 탱크 내부에 포획된 가스를 배기관으로 밀어내 수송 차량 탱크에 수집한다. 회수된 가스는 저온에서 다시 휘발유가 된다.
스테이지 II는 차량의 연료 탱크에 주유건을 삽입하고 휘발유를 주유할 때 발생하는 유증기를 회수하는 시스템이다.
스테이지 II 유증기 회수설비의 예가 1991년 7월 30일자로 Carmack 등에게 허여된 미국 특허 제5,035,271호 및 국내 특허 제10-0786623호에 개시되어 있다. 상기 미국 특허에 개시된 유증기 회수 연료 주입 노즐은 일단부가 주유기에 타단부가 주유건에 고정된 연료 주입 호스, 상기 연료 주입 호스 내부에 동축으로 배치된 리턴 호스와, 상기 주유건의 단부에 결합된 밀폐관을 구비한다. 리턴 호스의 일단부는 진공 펌프에 연결되어, 주유건이 작동 중일때 진공 펌프의 구동에 의하여 차량의 연료 탱크에 저장된 유증기를 주유소의 저장 탱크로 회수한다.
도 8은 대표적으로 사용되는 진공흡입방식의 유증기 회수 설비를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래 유증기 회수 설비는 지하탱크(1)로부터 주유건(2)까지 연결되어 주유노즐(2a)을 통해 유류를 공급하는 주유라인(3)과, 지하탱크(1)로부터 주유건(2)까지 연결되어, 차량의 연료탱크 내부에서 발생하는 유증기를 주유건(2)의 주유노즐(2a)을 통해 회수하여 지하탱크(1)로 회수하는 가스라인(4)을 구비한다.
주유라인(3)에는 주유모터(5)에 의해 동력을 전달받아 유류를 흡상하는 주유펌프(6)와, 주유펌프(6)에 의해 흡상된 유류를 계량하며 통과시키는 유량계(7)와, 후술하는 중앙제어기(10)에 의해 유류의 토출량을 제어하는 솔레노이드밸브(8)가 설치되어 있다.
유량계(7)는 펄스제너레이터(9)가 설치되어 통과된 유량의 기계적 신호를 전기적 신호로 변화하며, 펄스제너레이터(9)에서 발생된 전기적 신호는 중앙제어기(10)로 전달된다.
한편, 가스라인(4)에는 주유모터(5)와는 별도의 모터인 유증기회수모터(11)에 연결되어 동력을 전달받아 주유건(2)의 주유노즐(2a)을 통해 유증기를 흡입하는 유증기회수펌프(12)가 설치되어 있다.
유증기회수모터(11)는 중앙제어기(10)에 연결된 또 하나의 제어기인 유증기회수모터 제어기(13)에 전기적으로 연결되어 제어된다.
전술한 바와 같이, 가스라인(4)과 주유라인(3)은 별개의 라인이나, 주유기의 외부로는 상기 두 라인을 함께 감싸는 외부호스(14)에 의해 하나의 라인으로서의 외양을 가지며(즉, 동축 케이블), 이러한 외부호스(14)와 주유건(2)을 제외한 기타 부분은 하우징(15)내에 배치되어 있다.
그리고, 중앙제어기(10)와 연결되는 프리셋유닛(16)이 주유기의 외부로 설치되어 있어 소비자가 원하는 주유량을 미리 입력할 수 있도록 되어 있다.
지하탱크(1)에는 가스라인(4)과 주유라인(3)외에도, 지하탱크(1)의 압력이 대기압보다 높은 경우 누유의 위험을 방지하기 위해 유증기를 내보내기 위한 벤트라인(17)이 연결되고, 벤트라인(17)의 단부에는 개폐동작되는 에어밸브(18)가 결합된다.
그러나, 전술한 종래의 유증기 회수 장치는, 연료 주입 호스의 내부에 리턴 호스가 동축으로 배치되어야 하기 때문에, 제조 및 설치가 복잡한 문제가 있다. 게다가, 유증기 회수 설비가 설치되어 있지 않은 주유소에 진공흡입방식의 유증기 회수 설비를 설치하는 경우에, 전체 주유기를 교체해야 하거나, 유증기회수펌프, 유증기회수모터 등을 세트로 설치하여야 하므로, 상당한 비용이 발생하게 되는 문제점이 있으며, 기존의 주유소에 설치하기 위해서는 3-5일로 비교적 장기간이 소요되는 문제점도 있다.
또한, 전술한 유증기 회수형 주유기에 따르면, 가스라인을 통해 유증기를 회수하기 위해 가스라인 상에 설치된 유증기회수모터가 전기에 의해 동작되므로, 유증기회수모터에서 발생하는 스파크에 의해 유증기가 폭발될 수 있는 문제점이 있다.
게다가, 유증기회수모터의 회전축은 외부로 연장형성되는데, 이처럼 외부로 연장형성된 회전축의 외부 표면을 따라서 누출되는 유증기를 효과적으로 방지하여야하며, 그렇지 않으면 전술한 바와 같이 유증기회수모터의 스파크로 인하여 유증기가 폭발한다는 문제점이 있다.
또한, 유증기 회수를 위한 추가적인 호스를 필요로 하는데, 호스의 사용중 마모로 인한 비용이 증가하는 문제점도 있다.
또한, 이미 연료탱크 내부로 들어온 연료에서 발생된 유증기를 다시 저장 탱 크로 회수함으로써 비록 소량이기는 하나 소비자에게 손해를 끼치는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주유건 자체의 구조만을 변경함으로써 유증기의 회수가 가능하도록 하여 복잡한 유증기 회수 설비를 추가로 설치하여야 하는 비용상, 시간상의 부담을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
또한, 간단한 구조를 가져 내구성이 우수하며, 유지비용이 저렴한 유증기 회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 차량의 연료 탱크 내부에서 발생된 유증기를 저장 탱크가 아니라 해당 차량의 연료 탱크로 귀환시키기 위한 유증기 회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 주유기 몸체에 연결된 본체와, 주유 노즐을 구비하는 주유건에 있어서, 주유 노즐 선단 방향으로 개방되고 주유 노즐 후단 방향으로 밀폐된 주머니 형상의 포집 커버가 상기 주유 노즐을 중심축으로 하여 설치되고, 상기 주유 노즐의 유로 내부에는 입구부 및 출구부와, 입구부 및 출구부 보다 작은 직경을 갖는 네크부를 가져 주유시 주유되는 유체의 압력을 주유 노즐의 길이 방향을 따라 변동시킴으로써 상기 주유 노즐 내부 길이 방향 소정 위치에 진공부가 형성되도록 하는 벤츄리 튜브가 설치되며, 상기 진공부와 상기 포집 커버 내부는 연통수단에 의해 연통되는 유증기 회수형 주유건을 제공한다.
상기 포집 커버는 절두원추형으로 형성되며, 방사상으로 주름이 다수 형성되어 있음에 따라 원추의 모서리 방향으로 탄성을 가진 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건을 제공한다.
상기 연통수단은 상기 벤츄리 튜브의 상기 진공부 외주면에 형성된 하나 이상의 관통홀과 상기 관통홀과 연통되도록 상기 주유 노즐에 형성된 관통공인 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건을 제공한다.
전술한 구성에 따르면, 유증기 회수 설비가 설치되어 있지 않은 주유건의 경우에, 해당 주유 노즐만을 교체하는 것에 의하여 모든 설치가 완료된다. 그러므로, 본 발명에 따른 유증기 회수형 주유건은 종래 진공흡입방식의 유증기 회수 설비의 시설비 과다 및 장기간 소요라는 문제점을 완전히 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한, 간단한 구조를 가져 내구성이 우수하며, 유지비용이 저렴하다.
또한, 유증기 회수 수단이 주유 노즐의 내부에 설치되므로, 주유건의 작업이 용이한 장점도 있다. 아울러, 종래 진공 펌프를 별도로 설치 및 구동시켜야 하므로, 별도의 전기회로가 필요하였으나, 본 발명은 유증기 회수 수단과 관련하여 별도의 전기회로를 필요로 하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 주유건은 주유기 몸체(비도시)에 호스에 의하여 연결되는 본체(20)와, 차체의 연료캡 수납홈(40)에 삽입되는 주유 노즐(22)을 구비한다. 주유 노즐(22)의 전단부는 차체의 연료캡 수납홈(40)에 결합된 연료 탱크의 연료 충전 튜브(42)의 상부 개구(46) 및 하부 개구(48)에 삽입될 수 있는 직경을 갖는다.
연료 탱크의 연료 충전 튜브(42)의 상부 개구(46)는 연료 캡(비도시)에 의하여 폐쇄되며, 연료 충전 튜브(42) 저면에 형성된 하부 개구(48)는 힌지식으로 결합된 커버(52)에 의하여 개폐된다. 하부 개구(48)의 둘레에는 다수의 유증기 배출구(44)가 형성되어 있다. 가솔린을 차량의 연료 탱크에 주입할 때, 연료 탱크의 내부에서 발생된 유증기가 유증기 배출구(44)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 주유 과정에서 배출되는 유증기가 대기중으로 배출되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 주유건은 주유 노즐(22)과 주유건 본체(20)를 연결하는 연결부에 포집 커버(26)를 구비한다. 포집 커버(26)는 예를 들면 절두원추형으로 형성되며, 방사상으로 주름이 다수 형성되어 있음에 따라 원추의 모서리 방향으로 탄 성을 가져, 주유시 직경이 넓은 부분이 연료캡 수납홈(40)의 저면과 긴밀히 접촉하도록 형성된다. 따라서, 유증기 배출구(44)를 통해 배출되는 유증기는 포집 커버(26)에 의하여 대기중으로 배출되는 것이 차단되고, 연료 충전 튜브(42)의 내부와 포집 커버(26) 사이에 포획된다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 주유건은 주유건의 주유 노즐(22)의 내부에 고정된 벤츄리 튜브(60,70)를 구비한다.
벤츄리 튜브(60,70)는 양단에 유체의 입구부(61,71) 및 출구부(62,72)가 형성되어 있으며, 입구부(61,71) 및 출구부(62,72) 사이에는 입구부(61,71) 및 출구부(62,72) 보다 작은 직경으로 소정 길이 연장된 네크부(63,73)가 형성된다.
입구부(61,71)를 통해 벤츄리 튜브(60,70) 내로 유체가 유입되면 직경차에 의해 유속이 네크부(63,73)를 통과하면서 빨라진다. 이처럼 유체의 유속이 빨라질 경우, 유속이 빨라진 유체는 직경이 넓어지는 구간을 통과할 때, 빨라진 속도와 동일한 속도를 유지하려는 상태를 취하게 되며, 이 때에 진공상태를 향한 저압상태가 이루어진다. 본원에서는 이를 진공부(64,74)로 칭한다. 도 2에 도시된 실시예에서와 같이 진공부(64)가 네크부(63)의 중간 지점이 될 수도 있다. 그러나 본 발명자의 시험 결과, 주유 노즐(22)의 내경을 유지하고, 노즐(22)을 통과하는 유체의 유량을 관련법의 규정에 합치하도록 하면서 이러한 형태의 벤츄리 튜브(60)를 적용하기 위해서는 주유 노즐(22)의 길이가 현재의 것 보다 다소 길어져야 했다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로서, 이에 적용되는 벤츄리 튜브(70)는 입구부(71)에서 네크부(73)로 가는 구배, 네크부(73)의 길이, 네크부(73) 에서 출구부(72)로 가는 구배를 적절히 조절함에 의해 네크부(73) 내가 아니라 네크부(73)를 지난 출구부(72) 측의 소정 위치에 진공부(74)가 형성되도록 한 것이다.
위의 도 2 및 도 3에 도시된 벤츄리 튜브(60,70)는 예로서 든 것이며, 입구부의 직경, 출구부의 직경, 네크부의 직경, 네크부의 길이, 입구부에서 네크부로의 구배, 네크부에서 출구부로의 구배 등에 따라 진공부가 형성되는 위치는 상이할 수 있으며, 주유 노즐로 공급되는 유체의 유량에 대한 관련법의 규정에 합치하는 다양한 형태의 벤츄리 튜브가 가능할 것이다.
벤츄리 튜브(60,70)의 진공부(64,74) 외주면에는 하나 이상의 관통홀(65,75)이 형성되며, 상기 주유 노즐(22)에는 상기 관통홀(65,75)과 연통되도록 관통공(24)이 형성되어 있다. 상기 관통홀(65,75)과 관통공(24)을 통해 진공부(64,74)는 포집 커버(26)의 내부와 연통되게 된다. 상기 관통홀(65,75)은 원주를 따라 일정한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 연료 충전 튜브(42)와 포집 커버(26) 사이에 포획된 유증기는 압력차에 의하여 관통공(24)와 관통홀(65,75)을 통해 벤츄리 튜브(60,70)의 진공부(64,74)로 흡입되며, 이렇게 유입된 유증기는 공급되는 가솔린과 함께 혼합되어 다시 차량의 연료 탱크 내부로 공급된다.
전술한 구성에 의하면, 차량의 연료 탱크 내부에서 발생된 유증기는 주유 노즐(22) 내부에 설치된 벤츄리 튜브(60,70)에서 발생한 압력차에 의하여 다시 연료탱크 내부로 회수된다.
도시한 실시예에서는, 주유 노즐(122)을 통한 주유시에 관통공(24)이 연료 충전 튜브(42) 내부에 위치하는 것으로 도시되었으나, 관통공(24)이 연료 충전 튜브(42) 저면에 형성된 하부 개구(48) 보다 전방에 위치하도록 만들어지는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 주유건은 주유기 몸체(비도시)에 호스에 의하여 연결되는 본체(120)와, 차체의 연료캡 수납홈(140)에 삽입되는 주유 노즐(122)을 구비한다. 주유 노즐(122)의 전단부는 차체의 연료캡 수납홈(140)에 결합된 연료 탱크의 연료 충전 튜브(142)의 상부 개구(146) 및 하부 개구(148)에 삽입될 수 있는 직경을 갖는다.
연료 탱크의 연료 충전 튜브(142)의 상부 개구(146)는 연료 캡(비도시)에 의하여 폐쇄되며, 연료 충전 튜브(142) 저면에 형성된 하부 개구(148)는 힌지식으로 결합된 커버(152)에 의하여 개폐된다. 하부 개구(148)의 둘레에는 하나 이상의 유증기 배출구(144)가 형성되어 있다. 가솔린을 차량의 연료 탱크에 주입할 때, 연료 탱크의 내부에서 발생된 유증기는 연료 탱크 내부 압력이 고압으로 됨에 따라 유증기 배출구(144)를 통해 연료 탱크 외부로 배출된다.
이와 같이 주유 과정에서 배출되는 유증기가 대기중으로 배출되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 주유건은 주유 노즐(122) 선단 방향으로 개방되고 주유 노즐(122) 후단 방향으로는 밀폐된 주머니 형상의 포집 커버(126)를 구비한다. 포집 커버(126)는 예를 들면 주유 노즐(122) 선단 방향으로 점차 확장되어 나가는 절두원추형으로 형성될 수 있으나 이러한 형상에 한정되지 않는다.
포집 커버(126)의 개방된 단부의 적어도 상측에는 내측으로 걸림돌기(126a)가 돌출 형성되어 있어, 주유시 작업자의 조작에 의해 상기 걸림돌기(126a)가 연료 충전 튜브(142)의 상부 개구(146) 테두리 상측에 걸릴 수 있도록 되어 있다.
상기 걸림돌기(126a) 안쪽에는 상부 개구 접합면(126b)이 형성되어 있다. 작업자가 도 5와 같이 포집 커버(126)의 개방된 단부 상측의 걸림돌기(126a)를 연료 충전 튜브(142) 상부 개구(146) 테두리 상측에 걸쳐둔 상태에서 주유건을 놓으면, 상기 걸림돌기(126a)가 상부 개구(146) 테두리 상측에 걸려 주유건의 이탈이 방지되는 한편, 주유건이 중력에 의해 아래로 쳐지는 힘에 의해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부 개구 접합면(126b)이 연료 충전 튜브(142) 상부 개구(146) 테두리를 밀봉하게 된다. 이에 따라, 주유 과정에서 배출된 유증기는 포집 커버(126)를 벗어나지 못하게 되며, 도 1에 도시된 실시예와 달리, 주유 작업자가 주유가 진행중인 동안에 다른 업무를 볼 수 있다.
혹시 있을 수 있는 주유건의 이탈이 방지되도록 주유 노즐(122) 후단부에 나선형 돌기(122a)가 설치됨이 바람직하다. 주유 작업자가 주유건을 놓으면 나선형 돌기(122a)의 저부가 연료 충전 튜브(142) 내의 나선형 돌기(142a)와 걸려 주유건의 이탈이 방지되는 것을 돕게 된다. 그러나, 이는 주로 주유건이 연료 충전 튜브(142)로부터 완전히 이탈하는 것을 방지하는 기능을 위한 것이며, 포집 커버(126)의 상부 개구 접합면(126b)이 상부 개구(146) 테두리를 밀봉하는 것을 돕는 것은 상술한 바와 같이 걸림돌기(126a)를 회동축으로 하면서 주유건의 하중에 의해서 주유건이 아래로 쳐지는 힘에 의한 것이다.
포집 커버(126)는, 상기 걸림돌기(126a)가 연료 충전 튜브(142) 상부 개구(146) 테두리 상측에 걸친 상태에서 주유건을 놓았을 때, 걸림돌기(126a)나 그 주변부의 변형에 의해 주유건이 연료 충전 튜브(142)에서 이탈되지 않도록 적당한 강성을 가져야 하며, 유류에 의한 물리적, 화학적 변형이 없는 물질로 만들어짐이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 주유 노즐(122)은 전체적으로 직선형이 아니라 양단의 직선부 사이에 만곡부가 있는 형태로 제작되는 것이 일반적이며, 이는 주유 작업의 편의를 위한 것이다. 만곡부가 있는 주유 노즐(122)에서 포집 커버(126)의 개방된 선단은 주유 노즐(122)의 만곡부를 지나거나 만곡부 근방에 위치하게 된다. 이러한 경우, 만일 포집 커버(126)가 주유 노즐(122)의 만곡여부와 무관하게 곧게 연장되는 경우에는 포집 커버(126)의 개방된 선단이 이루는 평면을 주유 노즐(122)의 중심선이 직교하지 못하고 상기 평면이 상기 중심선에 대해 뒤로 젖혀지는 형태로 된다.
그러나, 포집 커버(126)의 개방된 선단이 이루는 평면과 상기 주유 노즐(122)의 중심선은 직교하거나 적어도 직교에 가깝도록 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 그와 같이 형성되어야, 포집 커버(126)의 걸림돌기(126a)가 연료 충전 튜브(142) 상부 개구(146) 테두리 상측에 걸친 상태에서 주유건을 놓았을 때 포집 커버(126)의 상부 개구 접합면(126b)이 상부 개구(146) 테두리를 밀봉하는 것을 확실히 할 수 있기 때문이다.
포집 커버(126)에 만곡을 주기 위해서는 다양한 성형 방법에 의한 제작이 가능할 것이다. 본 발명자는 연질 나일론 소재를 사용하여 시제품을 제작하여 바람직한 결과를 얻었다.
도 4, 도 5의 실시예에서는 주유 노즐(122)을 포집 커버(126) 길이방향으로 관통시킨 후 포집 커버(126) 후단을 케이블 타이 등과 같은 조임수단(127)으로 조여 주유 노즐(122) 외주에 밀착되도록 함으로써 포집 커버(126) 후단이 밀봉되도록 하였다. 조임수단(127)으로 조이기 전에는 포집 커버(126)에 주유 노즐(122)이 용이하게 삽입될 수 있는 한편 조임수단(127)으로 조여지면서 좁아질 수 있도록 하기 위해, 포집 커버(126)의 후단에는 길이방향으로 절개홈(126c)을 형성함이 바람직하다.
포집 커버(126)는 골과 마루로 된 방사상 주름이 형성되어 있다. 도 4, 도 5에서는 두 개의 마루와 두 개의 골이 형성되어 있는데, 후단의 골, 즉 조임수단(127)으로 조여지는 부분 일측에 길이방향 절개홈(126c)이 형성되어 있다. 또한 후단의 마루와 골을 연결하는 경사 부분을 보면, 상측과 하측이 대칭적으로 형성되어 있지 않고, 상측은 완만하게 하측은 급하게 경사가 져있어, 포집 커버(126)의 개방된 선단이 이루는 평면과 주유 노즐(122)의 중심선이 대체로 직교하도록 되어 있음을 볼 수 있다.
주유시에 포집 커버(126)의 상부 개구 접합면(126b)이 연료 충전 튜브(142) 상부 개구(146) 테두리를 밀봉함은 상술한 바와 같은데, 이를 보다 확실히 하기 위 해, 상부 개구 접합면(126b) 이면이 위치한 골에 도 6과 같은 환형의 자석수단(128)을 장착할 수 있다. 자석수단(128)과 상부 개구(146) 테두리 간의 자력이 작용하면서 자석수단(128)이 상부 개구(146) 쪽으로 상부 개구 접합면(126b)을 압박하여 보다 양호한 밀봉이 가능하게 된다.
자석수단(128)은 포집 커버(126)의 상부 개구 접합면(126) 이면의 골에 끼워지는 중공 환형의 본체(128a)와 상기 본체(128a)에 장착되는 하나 이상의 자성체(128b)로 구성될 수 있다.
이에 따라, 주유시 발생되는 유증기는 포집 커버(126)에 의하여 대기중으로 배출되는 것이 차단되고, 연료 충전 튜브(42)와 포집 커버(26) 내에 포획된다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 주유건은 주유건의 주유 노즐(122)의 내부에 고정된 벤츄리 튜브(170)를 구비한다.
벤츄리 튜브(170)는 양단에 유체의 입구부(171) 및 출구부(172)가 형성되어 있으며, 입구부(171) 및 출구부(172) 사이에는 입구부(171) 및 출구부(172) 보다 작은 직경으로 소정 길이 연장된 네크부(173)가 형성된다.
입구부(171)를 통해 벤츄리 튜브(170) 내로 유체가 유입되면 직경차에 의해 유속이 네크부(173)를 통과하면서 빨라진다. 이처럼 유체의 유속이 빨라질 경우, 유속이 빨라진 유체는 직경이 넓어지는 구간을 통과할 때, 빨라진 속도와 동일한 속도를 유지하려는 상태를 취하게 되며, 이 때에 진공상태를 향한 저압상태가 이루어지면서 진공부(174)가 형성된다. 진공부(174)는 도 7에 도시한 바와 같이, 입구부(171)에서 네크부(173)로 가는 구배, 네크부(173)의 길이, 네크부(173)에서 출구 부(172)로 가는 구배 등을 적절히 조절함에 의해 네크부(173) 내가 아니라 네크부(173)를 지난 출구부(172) 측의 소정 위치에 형성될 수 있으며, 상기 조건의 변화에 의해 진공부가 형성되는 위치는 상이할 수 있으며, 주유 노즐로 공급되는 유체의 유량에 대한 관련법의 규정에 합치하는 다양한 형태의 벤츄리 튜브가 가능할 것이다.
벤츄리 튜브(170)의 진공부(174) 외주면에는 도 2, 도 3의 예와 유사하게, 하나 이상의 관통홀이 형성될 수 있으며, 도 8에서와 같이 일정 면적에 걸친 상방 절개부(175)가 형성될 수도 있고, 주유 노즐(122)에는 상기 상방 절개부(175)와 연통되도록 관통공(124)이 형성되어 있다. 상기 상방 절개부(175)와 관통공(124)을 통해 진공부(174)는 포집 커버(126)의 내부와 연통되게 된다.
연료 충전 튜브(142)와 포집 커버(126) 내에 포획된 유증기는 압력차에 의하여 관통공(124)와 상방 절개부(175)를 통해 벤츄리 튜브(170)의 진공부(174)로 흡입되며, 이렇게 유입된 유증기는 공급되는 가솔린과 함께 혼합되어 다시 차량의 연료 탱크 내부로 공급된다.
한편, 주유 노즐(122)에 공지기술의 만수위 감지홈(122b)이 형성되어 있는 경우에는, 벤츄리 튜브(170)의 저부에 길이방향으로 상기 만수위 감지홈(122b)과 연통되는 도관(176)이 형성됨이 바람직하다.
벤츄리 튜브(170)의 원활한 장착을 위해서, 주유 노즐(122)은 벤츄리 튜브(170)가 내부에 삽입되어 결합되는 노즐 전방부(122-1)와, 상기 노즐 전방부(122-1)와 결합되는 노즐 후방부(122-2)로 구성하는 것이 바람직하다. 노즐 전방 부(122-1)와 후방부(122-2)가 연결되는 단부에는 상호 대응하는 암, 수나사가 형성되어 상호 나사결합되며, 연결 부위를 보강하기 위해 보강링(122-3)이 연결 부위 외주에 설치된다.
벤츄리 튜브(170)의 외주에는 원주 방향으로 상호 이격된 소정 개수의 맞춤홈(177)이 형성되어 있어, 벤츄리 튜브(170)를 상기 노즐 전방부(122-1)에 설치하고자 하는 소정의 설치 위치로 삽입한 후에 상기 맞춤홈(177)에 대응되는 노즐 전방부(122-1) 외측을 펀칭하여 벤츄리 튜브(170)가 상기 소정의 설치 위치에 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 필요한 경우 벤츄리 튜브(170)의 외주와 노즐 전방부(122-1)의 대응하는 부위를 저항용접하여 양자간의 고정을 견고히 하는 것도 가능하다.
주유 노즐(122) 전단과 벤츄리 튜브(170) 전단 사이에는 필터 부재(180)가 설치됨이 바람직하다. 필터 부재(180)는 벤츄리 튜브(170)를 통과한 유체의 유속을 저감시키기 위한 유속 저감망(180a)을 기본적으로 구비하며, 이에 더해 유속 저감망(180a)의 보호를 위한 보호망(180b)을 구비할 수 있다. 유속 저감망(180a)과 보호망(180b)은 환형의 프레임(180c) 양단에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 전술한 구성의 주유건은 유증기 회수 설비가 설치되어 있지 않은 주유건의 경우에 해당 주유 노즐만을 교체하는 것에 의하여 모든 설치가 완료된다. 그러므로, 본 발명에 따른 주유건은 종래 유증기 회수 설비의 시설비 과다라는 문제점을 완전히 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한, 간단한 구조를 가져 내구성이 우수하며, 유지비용이 저렴하다.
또한, 유증기 회수 수단이 주유 노즐의 내부에 설치되므로, 주유건의 작업이 용이한 장점도 있다. 아울러, 종래 진공 펌프를 별도로 설치 및 구동시켜야 하므로, 별도의 전기회로가 필요하였으나, 본 발명은 유증기 회수 수단과 관련하여 별도의 전기회로를 필요로 하지 않는다.
본 발명을 상기 실시예를 참조하여 설명하였지만, 보호 받고자 하는 보호범위가 전술한 실시예에 의하여 한정되지 않는다. 본 발명의 보호 범위는 하기의 청구범위에 의하여 결정된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유증기 회수형 주유건을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 포집 커버가 연료 충전 튜브 상부 개구 테두리에 걸린 상태를 보이는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 적용되는 자석수단의 일례를 보인 도면.
도 7은 도 4의 실시예에 적용되는 주유 노즐 및 벤츄리 튜브의 구조를 상세히 보인 부분 단면도.
도 8은 종래 진공흡입방식의 유증기 회수 설비를 개략적으로 도시하는 도면.

Claims (13)

  1. 주유기 몸체에 연결된 본체와, 주유 노즐을 구비하는 주유건에 있어서,
    차량에 연료 주유시 차량의 연료 탱크 내부에서 발생된 유증기를 포집하는 것으로서, 주유 노즐 선단 방향으로 개방되고 주유 노즐 후단 방향으로 밀폐된 주머니 형상의 포집 커버가 상기 주유 노즐을 중심축으로 하여 설치되고,
    상기 주유 노즐의 유로 내부에는 입구부 및 출구부와, 입구부 및 출구부 보다 작은 직경을 갖는 네크부를 가져 주유시 주유되는 유체의 압력을 주유 노즐의 길이 방향을 따라 변동시킴으로써 상기 주유 노즐 내부 길이 방향 소정 위치에 진공부가 형성되도록 하는 벤츄리 튜브가 설치되며,
    상기 벤츄리 튜브의 진공부와 상기 포집 커버 내부는 상기 벤츄리 튜브 및 주유 노즐을 가로 지르는 연통수단에 의해 연통되어,
    주유시에 차량의 연료 탱크 내부에서 발생되어 상기 포집 커버 내부에 포집된 유증기가 상기 주유 노즐 내부에 설치된 상기 벤츄리 튜브 내부로 회수된 후, 주유되는 연료와 혼합되어 다시 연료 탱크 내부로 회수되도록 되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 커버는 절두원추형으로 형성되며, 방사상으로 주름이 다수 형성되어 있음에 따라 원추의 모서리 방향으로 탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연통수단은 상기 벤츄리 튜브의 상기 진공부 외주면에 형성된 하나 이상의 관통홀과 상기 관통홀과 연통되도록 상기 주유 노즐에 형성된 관통공인 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 커버의 개방된 단부 적어도 상측에는 연료 충전 튜브의 상부 개구 테두리 상측에 걸리는 걸림돌기가 형성되어 있으며,
    상기 연료 충전 튜브의 상부 개구 테두리 상측에 걸림돌기가 걸린 상태에서 주유건의 하중에 의해 아래로 쳐지는 힘을 받아 상부 개구 테두리를 밀봉하도록, 상기 걸림돌기 안쪽으로 상부 개구 접합면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  5. 제 4 항에 있어서,
    주유시 주유건의 이탈이 방지되도록 주유 노즐 후단부에는 연료 충전 튜브 내의 나선형 돌기에 걸리는 나선형 돌기가 설치되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 커버는 포집 커버의 개방된 선단이 이루는 평면과 상기 주유 노즐의 중심선이 직교하도록 주유 노즐의 만곡부에 대응하는 만곡부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 커버는 방사상의 골과 마루로 된 방사상 주름이 형성되어 있고, 후단의 골 부위는 주유 노즐 보다 큰 직경으로 형성되고 길이방향으로 절개홈이 형성되며 조임수단에 의해 그 외경부가 조여져서 주유 노즐에 고정되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 포집 커버는 방사상의 골과 마루로 된 방사상 주름이 형성되어 있고, 상기 상부 개구 접합면 이면이 위치한 골에는 환형의 자석수단이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연통수단은 상기 벤츄리 튜브의 상기 진공부 외주면에 형성된 일정 면적에 걸친 상방 절개부와, 상기 상방 절개부와 연통되도록 상기 주유 노즐에 형성된 관통공인 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 주유 노즐에는 만수위 감지홈이 형성되며, 상기 벤츄리 튜브에는 상기 만수위 감지홈과 연통되는 도관(176)이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주유 노즐은 상기 벤츄리 튜브가 내부에 삽입 결합되는 노즐 전방부와, 상기 노즐 전방부 후단과 결합되는 노즐 후방부로 구성되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 벤츄리 튜브의 외주에는 원주 방향으로 상호 이격된 소정 개수의 맞춤홈이 형성되어 있어, 벤츄리 튜브를 상기 노즐 전방부 소정의 설치 위치에 삽입한 후에 상기 맞춤홈에 대응되는 노즐 전방부 외측이 펀칭되어 벤츄리 튜브가 상기 소정의 설치 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 주유 노즐 전단과 벤츄리 튜브 전단 사이에는 벤츄리 튜브를 통과한 유체의 유속을 저감시키는 유속 저감망을 포함하는 필터 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 유증기 회수형 주유건.
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