KR101194484B1 - 연료 공급 모듈용 커플링 밸브 구조체 - Google Patents

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Abstract

커플링 밸브 구조체(26)가 연료 공급 모듈(12)에 대해 제공된다. 모듈은, 연료 저장소(18)에 배치된 연료 펌프(20)와, 연료를 고압 펌프 및 엔진에 공급하기 위해 연료 펌프의 출구와 유체 소통하는 공급관(21)과, 엔진 또는 고압 연료 펌프로부터의 초과 연료를 저장소(18)로 복귀시키는 환송관(22)을 포함한다. 커플링 밸브 구조체(26)는, 연료가 엔진으로 이송되도록 하고 연료가 연료 펌프로 다시 유출되는 것을 방지하기 위하여 공급관과 소통되게 구성되어 배치되는 체크 밸브(28)와, 도관(23)을 통하여 체크 밸브(28)와 일체로 연결되는 압력 릴리프 밸브(30)를 포함한다. 압력 릴리프 밸브(30)는, 체크 밸브(28)에서의 압력이 압력 범위를 초과한 경우에 압력 릴리프 밸브가 개방되어 도관 내의 연료가 환송관으로 유입되게 함으로써 체크 밸브로부터 유출되는 연료가 소정의 압력 범위 내에서 유지되게 하기 위하여 환송관과 소통되도록 구성되어 배치된다.
밸브, 연료, 펌프, 플랜지, 엔진

Description

연료 공급 모듈용 커플링 밸브 구조체{COUPLING VALVE STRUCTURE FOR FUEL SUPPLY MODULE}
본 발명은 자동차용 연료 공급 모듈에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 체크 밸브(check valve)와 압력 릴리프 밸브(pressure relief valve)를 포함하는 커플링 밸브 구조체(coupling valve structure)에 관한 것이다.
종래의 연료 공급 모듈은 연료 탱크에 장착된 저장소(reservoir) 내의 연료 펌프를 포함한다. 연료 공급관은, 연료 펌프에 의하여 압송된 연료를 엔진이나 고압 연료 펌프로 이송하기 위하여 제공된다. 통상적으로, 체크 밸브는 연료가 저장소로 반송되는 것을 방지하기 위하여 연료 공급관에 설치된다. 또한, 별도의 조정기 또는 압력 릴리프 밸브는, 연료가 소정의 압력으로 엔진에 이송되도록 하기 위하여 연료 공급관의 다른 부분에 설치된다.
별도의 체크 밸브 및 조정기를 사용함에 따라 종래의 연료 이송 시스템의 부품 수, 조립 시간 및 비용이 증가한다.
따라서, 체크 밸브의 기능과 압력 릴리프 밸브의 기능을 하나의 구조체에 통합한 커플링 밸브 구조체를 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 앞서 언급한 요건을 충족시키는 것이다. 본 발명에 따르면, 이러한 목적은 연료 공급 모듈용 구조체를 제공함으로써 달성된다. 모듈은, 연료 저장소에 배치된 연료 펌프와, 연료를 엔진 또는 고압 연료 펌프로 공급하기 위해 연료 펌프의 출구와 유체 소통하는 공급관과, 초과 연료(excess fuel)를 엔진으로부터 저장소로 복귀시키기 위한 환송관(return line)을 구비한다. 구조체는, 연료가 엔진으로 이송되도록 하고 연료가 연료 펌프로 역류하는 것을 방지하기 위하여 공급관과 소통되게 구성되어 배치된 체크 밸브와, 도관을 통하여 체크 밸브와 일체로 연결되는 압력 릴리프 밸브를 포함한다. 압력 릴리프 밸브는, 체크 밸브에서의 연료의 압력이 소정의 압력 범위 밖에 있을 경우에 압력 릴리프 밸브가 개방되어 도관 내의 연료가 환송관으로 유입되서 체크 밸브로부터 유출되는 연료가 소정의 압력 범위 내에서 유지되도록 하기 위하여 환송관과 소통되게 구성되어 배치된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 연료를 엔진으로 이송하기 위한 연료 공급 시스템이 제공된다. 이러한 시스템은, 연료 탱크 내에 장착되도록 구성되어 배치된 연료 저장소와, 연료 저장소에 배치된 연료 펌프와, 연료를 엔진으로 이송하도록 구성되어 배치된 고압 펌프와, 연료 펌프로부터 고압 펌프로 연료를 공급하기 위하여 연료 펌프의 출구 및 고압 펌프의 입구와 유체 소통되는 공급관과, 엔진 또는 고압 연료 펌프로부터 초과 연료를 저장소로 복귀시키기 위한 환송관과, 커플링 밸브 구조체를 포함한다. 커플링 밸브 구조체는, 연료가 엔진으로 이송되도록 하고 이러한 연료가 연료 펌프로 역류하는 것을 방지하도록 하기 위하여 공급관과 소통되게 구성되어 배치된 체크 밸브와, 도관을 통하여 체크 밸브와 일체로 연결되는 압력 릴리프 밸브를 포함한다. 압력 릴리프 밸브는, 체크 밸브에서의 연료의 압력이 소정의 압력 범위를 넘는 경우에 압력 릴리프 밸브가 개방되어 연료가 환송관으로 유입되서 체크 밸브로부터 유출되는 연료가 소정의 압력 범위 내로 유지되도록 하기 위해 환송관과 소통되게 구성되어 배치된다.
구성물의 관련 부재의 기능 및 작동 방법뿐만 아니라 본 발명의 다른 목적, 특성 및 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 기술될 실시예 및 첨부된 청구항들을 참조함으로써 더욱 명확하게 파악할 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서를 구성한다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 이하에서 기술될 바람직한 실시예들을 참조로 하여 보다 명확하게 이해할 수 있으며, 동일한 도면 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 커플링 밸브 구조체를 포함한 연료 공급 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 제공된 커플링 밸브 구조체를 확대한 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 커플링 밸브 구조체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제공된 커플링 밸브 구조체를 포함한 연료 공급 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1과 관련하여, 일반적으로 도면 부호 10으로 표시된 연료 공급 시스템은 연료 탱크(14)의 내부에 포함되어 있는 연료 공급 모듈(12)과, 연료 탱크(14) 외부의 고압 펌프(16)를 포함한다. 작동에 있어서는, 연료가 연료 탱크(14)로부터 모듈(12)의 저장소(18)로 유입되어 연료 펌프(20)에 의하여 공급관(21)을 거쳐서 고압 펌프(16)로 압송된다. 고압 펌프는 연료를 엔진(미도시)으로 이송한다. 엔진 또는 고압 연료 펌프에 의해 사용되지 않은 연료는 환송관(22)을 통하여 저장소(18)로 반송된다. 본 발명에 따르면, 모듈(12)은, 저장소(18)와, 연료 펌프(20)와, 플랜지(24)와, 일반적으로 도면 부호 26으로 표시된 커플링 밸브 구조체를 포함한다.
도 2를 참조하면, 커플링 밸브 구조체(26)는 플랜지(24)와 저장소(18) 사이에 위치한 바람직하게는 일체형(one-piece) 구조체이다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 커플링 밸브 구조체(26)는 도관(23)에 의하여 압력 릴리프 밸브(30)와 일체로 연결되는 체크 밸브(28)를 포함한다. 구조체(26)는 바람직하게는 연료 펌프(20)와 공급 모듈(12)의 플랜지(24) 사이에 위치한다. 선택적으로, 구조체(26)가 플랜지(24)와 일체로 형성될 수 있다. 체크 밸브(28)는, 연료가 연료 펌프(20)로부터 공급관(21)으로 압송되도록 하는 바람직하게는 종래의 일방향 밸브(one-way valve)이다. 체크 밸브(28)는, 연료가 관(36)(도 1 참조)을 통하여 연료 펌프(20)로 복귀하는 것을 방지하도록 하기 위해 밸브 부재(34)를 밀폐 위치로 편향시키는 스프링(32)을 구비한다. 본 실시예에 있어서, 관(36)은 연료 펌프 출구에 연결된 배관(tubing)과 결합된 도관을 형성하는 가시형 피팅부(barbed fitting)를 포함한다.
작동 중에, 펌프(20)는 연료를 저장소(18)로부터 체크 밸브(28)와 공급관(38, 21)을 거쳐 고압 펌프(16)(도 1 참조)로 압송한다. 본 실시예에 따르면, 공급관(38)은 결과적으로 공급관(21)과 소통하는 배관(비도시)을 수용하는 커플링 밸브 구조체(26) 상의 가시형 피팅부이다. 따라서, 피팅부(38)와 배관은 공급관(21)의 일부로 간주될 수 있다. 이어서, 고압 펌프(16)는 연료를 엔진(미도시)에 인도하기 위해 사용된다. 디젤 엔진은 일반적으로 엔진에 연료를 공급하기 위한 고압 펌프(16)를 필요로 한다. 하지만, 커플링 밸브 구조체(26)는 적용 분야에 따라서 고압 펌프(16)를 구비하거나 구비하지 않은 비디젤 엔진(non-diesel engine)에 사용될 수 있다. 여하튼, 체크 밸브(28)의 목적은 고압 펌프(16)가 입구에서 공기를 최소로 흡입하도록 하기 위하여 공급관(21)의 유출을 방지하는 것이다.
압력 릴리프 밸브(30)는, 체크 밸브(28)와 소통하는 도관(23)의 단부를 통상적으로 밀폐하는 동안에 환송관(22) 내의 연료가 저장소(18)로 연속적으로 반송되도록 구성되어 배치된다. 따라서, 압력 릴리프 밸브(30)는 도관(23)을 통하여 체크 밸브(28)와 소통하므로, 저장소(18)로부터 이송된 유동의 고압 변동시에 압력 릴리프 밸브(30)가 개방되어서 도관(23) 내의 연료가 이제 개방된 단부(25)를 통하여 저장소(18)로 반송되도록 한다. 이는, 체크 밸브(28)에서 나오는 공급관(21)의 압력을 소정의 압력 범위 내로 유지시켜 고압 펌프(16) 및 엔진의 성능과 효율을 향상시킨다. 커플링 밸브 구조체(26)는 압력 릴리프 밸브(30)와 소통하는 가시형 피팅부(40)를 구비한다. 이러한 피팅부(40)는 환송관(22)과 소통하는 배관(미도시)을 수용한다. 따라서, 피팅부(40)와 배관은 환송관(22)의 일부로 간주될 수 있다. 압 력 릴리프 밸브(30)가 개방되면, 도관(23) 내의 연료는 환송관(22)으로 자유롭게 유동하여 저장소(18)로 반송된다. 압력 릴리프 밸브(30)는 바람직하게는 종래의 스프링 편향식 유형으로서, 도관(23) 내의 소정의 압력에서 밸브 부재(44)를 개방하도록 형성되는 스프링(44)을 구비한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 체크 밸브(28)는 연료 펌프(20)의 출구 및 고압 펌프(16)의 입구와 소통하고, 밸브 부재(34)는 바람직하게는 일반적으로 수직으로 지향되어 형성된다. 바람직한 실시예에 따르면, 압력 릴리프 밸브(30)의 밸브 부재(44)가 체크 밸브(28)의 밸브 부재(34)에 대하여 일반적으로 교차되게 지향되어 형성된다.
도 4를 참조하면, 커플링 밸브 구조체(26')의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4의 구조체(26')는 바람직하게는 피팅부(40)에 설치된 우산 형태의 체크 밸브(46)를 제외하고는 도 1의 구조체(26)와 동일하다. 밸브(46)는 유체가 엔진으로부터 화살표(A) 방향으로 챔버(48)로 유입되어 피팅부(40)의 하부로 유출되도록 한다. 밸브(46)는 유체가 화살표(A) 방향과 반대 방향으로 흐르는 것을 방지한다. 따라서, 밸브(46)는 자동차가 전복된 경우 환송관(22)의 유출을 방지한다.
따라서, 커플링 밸브 구조체(26)는 체크 밸브 기능과 압력 릴리프 기능을 하나의 통합 구조체에서 수행하므로, 결과적으로 부품의 감소 및 비용 감소를 포함한 여러 가지 이점을 갖는다.
전술한 바람직한 실시예들은 본 발명의 구조 및 기능 원리뿐만 아니라 바람직한 실시예를 실시하는 방법을 나타내기 위하여 기재되었으며, 이러한 기술적 사 상에서 이탈됨이 없이 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명은 다음의 특허청구범위 내에서 모든 변경 사항들을 포함한다.

Claims (18)

  1. 연료 저장소(18) 내에 배치되는 연료 펌프(20)와, 엔진에 연료를 공급하기 위해 연료 펌프(20)의 출구와 유체 소통하는 공급관(21)과, 초과 연료를 엔진으로부터 저장소(18)로 복귀시키는 환송관(22)을 구비하는 연료 공급 모듈(12)용 구조체로서,
    도관(23)에 의해 결합되는 제1 레그 및 제2 레그를 구비하고, 제1 레그는 공급관(21)과 유체 소통하며, 제2 레그는 환송관(22)과 유체 소통하고, 각각의 레그는 상류 부분(36, 40) 및 하류 부분(38, 40)을 구비하는, 대체로 H자형의 구조체(26);
    제1 레그 내에 배치되고, 연료가 엔진으로 이송되도록 하고 연료가 다시 연료 펌프(20)로 유출되는 것을 방지하도록 구성되고 배치되는, 체크 밸브(28); 및
    제2 레그 내에 배치되고, 도관(23)을 통하여 체크 밸브(28)와 일체로 연결되며, 체크 밸브(28)에서의 연료의 압력이 소정의 압력 범위 밖에 있을 때 도관(23) 내의 연료가 환송관(22)으로 유입되도록 하여 체크 밸브(28)로부터 유출되는 연료를 소정의 압력 범위 내에서 유지시키기 위해 개방되도록 구성되고 배치되는, 압력 릴리프 밸브(30)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    체크 밸브(28)는 밸브 부재(34)를 포함하고, 압력 릴리프 밸브(30)는 체크 밸브(28)의 밸브 부재(34)에 대하여 교차되게 배치되는 밸브 부재(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 밸브 부재(34, 44)는 스프링(32, 42)에 의하여 편향되는 것을 특징으로 하는 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    체크 밸브(28)를 공급관(21)과 연결하고 압력 릴리프 밸브(30)를 환송관(22)과 연결하도록 구성되고 배치되는 피팅부(36, 38, 40)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    피팅부는 배관과 결합되도록 구성되고 배치되는 가시형 피팅부(36, 38, 40)인 것을 특징으로 하는 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    유체가 엔진으로부터 저장소(18)로 일방향으로 유동되도록 하고 유체가 상기 일방향과 반대 방향으로 유동되는 것을 방지하기 위하여 환송관(22)과 소통되도록 구성되고 배치되는 제2 체크 밸브(46)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
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  8. 삭제
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