KR101222756B1

KR101222756B1 - 유증기를 회수하는 주유 노즐

Info

Publication number: KR101222756B1
Application number: KR1020100014779A
Authority: KR
Inventors: 김덕수
Original assignee: 김덕수
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2013-01-16
Also published as: KR20110095002A

Abstract

연료가 보충되는 연료탱크에 주유 시 연료탱크의 주변에 발생되는 유증기를 자동으로 회수토록 구성된 주유노즐이 제공된다. 본 발명에 따라 유증기를 회수하는 주유 노즐은 주유호스로부터 공급되는 유체를 스파우트로 배출하는 유체배출로와, 상기 스파우트의 외부에 둘러싸여진 증기포집관으로 유입되는 유증기를 상기 주유호스로 유입시키는 증기회수로 및 상기 유체배출로와 증기회수로가 교차하는 유출입영역이 내부에 형성된 노즐바디와; 상기 유출입영역에 안착되며 상기 노즐바디에 결합된 핸들하우징 내의 노즐핸들의 운동량에 대응하여 상기 유체배출로를 개폐하고 그에 비례하여 증기회수로의 개도량을 조절하는 메인밸브멤버를 포함하여 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 유증기 회수용 주유노즐은 노즐바디의 내부에 유체배출로와 유증기회수로를 형성하고, 주유노즐의 작동에 응답하여상기 유체밸출로의 개폐에 비례하여 상기 증기회수로의 개폐를 제어함으로써 주유시 발생하는 유증기를 효과적으로 회수할 수 있고, 이로 인하여 인체에 해로운 휘발성유기화합물로부터 대기환경을 보호할 수 있다.

Description

유증기를 회수하는 주유 노즐{Fuel nozzle for collecting oil vapor}

본 발명은 주유노즐(fuel nozzle)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료가 보충되는 연료탱크에 주유 시 연료탱크의 주변에서 발생되는 유증기(oil vapor ; 油蒸氣)를 자동으로 회수토록 구성된 주유노즐에 관한 것이다.

현재 대다수의 운송수단(vehicle)은 화석연료의 연소에너지를 기계적인 에너지로 전환하는 엔진(engine)으로부터 동력을 얻고 있다. 엔진이 탑재된 운송수단은 연료탱크에 저장된 연료를 연소하기 때문에 수시로 연료를 급유하여야 한다.

통상으로 차량 등과 같은 운송수단의 주유는 주유소에서 이루어지는 것이 일반적이며, 주유소에 설치된 주유기는 짧은 시간에 많은 양의 연료를 연료탱크로 주유하기 위한 펌프 등과 같은 장치들이 설치되어 있다. 상기와 같은 주유기를 이용하여 연료탱크에 주유하는 경우, 주유기의 유체 토출 펌프의 압력에 의해 연료탱크의 내부에는 많은 유증기가 생성되며, 이는 곧 연료주입구를 통해 외부로 휘산(휘발)되어 대기를 오염시킨다.

화석연료에는 이미 잘 알려진 바와 같이 인체에 해로운 휘발성유기화합물( Volatile Organic Compounds; VOC)이 포함되어 있으며, 우리나라의 대기환경보존법에는 VOC 배출의 주요시설인 석유정제 및 저장시설, 주유소, 도장시설 등의 배출기준을 설정하여 규제하고 있다.

차량의 연료탱크에 연료를 주입 시, 그로부터 발생되는 유증기를 회수하기 위한 종래의 연료노즐장치는 공개실용 제20-2008-0005614호(2008. 11. 25. 공개) "주유감지관을 가진 유증기 회수용 주유노즐"이 있다.

상기 선행기술문헌에 개시된 유증기 회수용 주유노즐은 단순히 스파우트의 외부에 유증기 포집 회수관 연결구를 형성하고, 상기 유증기 포집 회수관 연결구와 손잡이 내부의 회수관을 연결하는 유증기 회수관을 주유노즐의 바디(body)의 외부에 설치하여 구성하였다.

그러나 선행기술문헌에 개시된 유증기 회수용 주유노즐은 주유량을 조절하는 주유노즐의 레버의 작동량에 관계없이 스파우트 주변의 공기를 흡입하여 유증기를 회수하는 것으로서, 주유량, 즉, 스파우트로부터 배출되는 유량이 적은 경우 연료까지 회수되는 문제가 있는 등 많은 문제가 있었다. 또한, 주유노즐바디의 외부에 유증기회수관을 설치함으로써 사용에 불편하였고, 유증기회수관이 노즐의 외부로 노출되어 있어 사용자의 부주의로 인한 소손이 발생하는 등의 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 노즐의 스파우트로 배출되는 연료량에 비례하여 주유되는 유류에서 발생하는 유증기를 효과적으로 회수하도록 구성된 주유노즐을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 상이한 터틀갭(turtle cap)을 공용하여 노즐의 스파우트로 배출되는 연료량에 비례하여 주유되는 유류에서 발생하는 유증기를 효과적으로 회수하도록 구성된 주유노즐을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회수되는 유증기의 양을 자유자재로 조절할 수 있는 구조를 갖는 주유노즐을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주유호스로부터 공급되는 유체를 스파우트(spout)로 배출하는 유체배출로와, 상기 스파우트의 외부에 둘러싸여진 증기포집관으로 유입되는 유증기를 상기 주유호스로 유입시키는 증기회수로와; 상기 증기회수로와 상기 주유호스가 연결되는 부분에 뚫어져 형성된 밸브삽입구 및 상기 유체배출로와 증기회수로가 교차하는 유출입영역이 내부에 형성된 노즐바디와; 상기 유출입영역에 안착되며 상기 노즐바디에 결합된 핸들하우징 내의 노즐핸들의 상승정도에 대응하여 상기 유체배출로를 개폐하고 그에 비례하여 상기 증기회수로의 개도량을 조절하는 메인밸브멤버(Main valve member)와; 상기 밸브삽입구에 나사 결합되어 상기 증기회수로를 통하는 유증기의 회수량을 조절하는 증기회수조절밸브를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 노즐바디의 내부에 형성된 유체배출로는 상기 주유호스의 유체관으로부터 상기 유출입영역의 유체배출구 방향으로 형성된 제1배출로와 상기 유체배출구로부터 상기 스파우트로 방향으로 형성된 제2배출로를 포함하며, 증기회수로는 상기 증기포집관으로부터 상기 유출입영역의 증기유입구 방향으로 형성된 제1증기회수로와 상기 유출입영역의 증기배출구로부터 상기 주유호스의 증기유입관의 방향으로 형성된 제2증기회수로로 구성된다.

상기 메인밸브멤버는 상기 노즐핸들의 수직이동에 대응하여 승강되는 메인샤프트에 의해 상기 유체배출구를 개폐하는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 상부에 안착되어 상기 증기유입구와 상기 증기배출구의 사이를 상기 유체배출구의 개도량에 비례하여 개폐하는 증기밸브로 구성함을 특징으로 한다.

상기 스파우트의 유입구에는 상기 유체배출구로부터 배출되는 유체압력에 의해 작동하는 스파우트 밸브(spout valve)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 노즐바디에는 상기 제1배출로와 연통된 가압로를 통한 유체의 배출압력에 응답하여 상기 노즐핸들의 회전축을 제1위치에 고정하고, 상기 스파우트의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(Inlet cast)에 연결된 복귀로 유입되는 유체의 압력이 증가하거나 상기 복귀로의 유체유입통로가 차단 시 상기 노즐핸들의 회전축을 상기 제1위치보다 낮은 제2위치로 이동가능하게 상기 노즐핸들의 회전축의 고정을 해제하는 터틀캡멤버(turtle cap member)가 안착되는 배출제어영역이 수직으로 관통 형성됨을 특징으로 한다.

상기 노즐바디에는 상기 노즐핸들의 회전축을 제1위치에 고정하기 위한 단차가 형성되어 수직으로 관통된 배출제어영역이 형성되며, 상기 배출제어영역에는 상부의 압력에 의해 하부로 이동되는 볼 부시(ball bush)에 의해 볼샤프트(ball shaft)의 상단에 결합된 볼을 상기 단차에 로킹하여 상기 노즐핸들을 제1위치에 고정하고, 상기 스파우트의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트로 유입되는 유체압력의 변화에 응답하여 상기 볼샤프트의 볼 부시를 분리하여 상기 노즐핸들의 회전축을 상기 제1위치보다 아랫부분인 제2위치로 이동가능케 하는 터틀캡멤버(turtle cap member)가 안착되는 배출제어영역이 수직으로 관통 형성됨을 특징으로 한다.

상기 인렛 캐스트의 내부에는 상기 주유 노즐이 수평에서 수직한 방향으로 위치 변화가 있을 때 상기 인렛 캐스트와 상기 복귀로 사이의 유체통로를 차단하는 플로우 록 볼(flow lock ball)이 삽입되어 있음을 특징으로 한다.

상기 메인벨브멤버는 상기 노즐핸들의 수직이동에 대응하여 상기 유출입영역의 유체밸출구를 개폐하는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 상부에 적층되어 상기 메인밸브의 개폐량에 비례하여 상기 제1증기회수로와 상기 유출입영역의 증기밸출구간의 개폐하는 증기밸브로 구성함을 특징으로 한다.

상기 유출입영역의 증기밸출구와 상기 주유호스가 연결에 의해 형성되는 상기 노즐바디의 증기회수로의 영역에는 증기회수조절밸브가 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 유증기 회수용 주유노즐은 노즐바디의 내부에 유증기회수로를 형성하고, 노즐핸들에 의해 개폐되는 메인벨브멤버에 의해 주유기로부터 배출되는 유체의 양에 비례하여 상기 유증기회수로의 개도량을 제어함으로써 연료탱크에 주유 시 연료탱크에서 발생되는 유증기를 최적상태로 자동 회수함으로써 휘발성유기화합물(VOC)로부터 대기환경을 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 유증기를 회수하는 구성을 갖는 주유노즐의 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 주유노즐을 구성하는 노즐바디의 종단면도.
도 3은 도 1에 도시된 주유노즐의 종단면도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 주유노즐의 동작을 설명하기 위한 도면들.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유증기를 회수하는 구성을 갖는 주유노즐의 종단면도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 유증기를 회수하는 구성을 갖는 주유노즐의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 주유노즐(200)의 노즐바디(10)의 종단면도이고. 도 3은 도 3은 도 1에 도시된 주유노즐의 종단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1에서 참조부호 100은 유증기를 회수하는 주유 노즐로서, 주유호스(200)에 연결된 노즐바디(10)를 구비하고 있다. 상기와 같은 구성 중 주유호스(200)는 도 3에 도시한 바와 같이 외주연에 유체, 예를 들면, 가솔린, 디젤, 등유와 같은 화석연료의 유체를 토출하는 유체배출관(210)이 형성되고 그 내부에는 유증기, 즉 회수된 증기를 흡입하기 위한 증기흡입관(220)이 이중으로 형성된 이중관의 구조를 갖는다.

상기 노즐바디(10)에는 노즐핸들(20)의 수직이동, 즉 수직 상승 정도에 의해 상기 주유호스(200)를 통해 유입되는 유체를 토출하는 스파우트(30)가 결합되며, 증기포집관(40)이 상기 스파우트(30)의 외부를 둘러쌓은 형태로 상기 노즐바디(30)에 결합되어 있다. 또한, 상기 노즐핸들(20)은 상기 노즐바디(10)에 결합된 노즐하우징(26)의 내부에서 상하로 움직이도록 설치되어 있고, 상기 노즐핸들(20)은 래치(Latch)(22)에 의해 노즐하우징(26)의 래치플레이트(24)에 걸어지도록 구성된다.

도 1과 같은 구성을 갖는 주유노즐(100)의 노즐바디(10) 내부에는 노즐핸들(20)의 작동, 즉 수직 상승 정도에 대응하여 상기 주유호스(200)로 유입되어 상기 스파우트(30)로 배출되는 유체의 배출량과 상기 증기포집관(40)로부터 상기 주유호스(200)로 회수(흡입)되는 회수량을 비례제어하는 유출입제어밸브, 즉, 메인밸브멤버(Main valve member)(50)가 결합되어 있다.

또한, 상기 노즐바디(10)의 내부에는 상기 주유호스(200)로부터의 배출되는 유체의 압력에 의해 상기 노즐핸들(20)의 회전축(HG)을 제1위치에서 고정하고, 상기 스파우트(30)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(inlet cast)(90)로 유체가 입력되거나 유체 유입구가 막혔을 때 상기 노즐핸들(20)의 회전축(HG)을 제1위치 보다 낮은 위치인 제2위치로 이동가능케 하여 상기 메인벨브멤버(50)의 동작을 차단하는 터틀캡멤버(70)가 결합되어 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 노즐바디(10)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 주유호스(200)의 유체배출관(210)로부터 공급되는 유체를 스파우트(30)로 배출하는 유체배출로와, 상기 스파우트(30)의 외부에 둘러싸여진 증기포집관(40)으로 유입되는 유증기를 상기 주유호스(200)의 증기흡입관(220)으로 유입시키는 증기회수로가 형성된 것임을 알 수 있다. 도 2에서 참조부호 "12a~12e"는 유체배출로에 대응하며, 참조부호 13a~13e는 증기회수로에 대응한다.

상기 유체배출로(12a~12e)의 경로상에는 메인밸브멤버(50)가 안착되는 유출출입영역(14)이 형성되고, 상기 유출입영역(14)의 전단부에는 상기 노즐핸들(20)을 제1위치에 고정하기 위한 단차가 형성되어 수직으로 관통된 배출제어영역(15)이 수직으로 관통되어 형성되어 있다.

상기 주유호스(200)의 유체배출관(210)으로부터 상기 유출입영역(14)의 유체배출구(12b) 방향으로 형성된 제1배출로(12a)와 상기 유체배출구(12b)로부터 상기 스파우트(30)로 방향으로 형성된 제2배출로(12c~12e)를 포함하며, 증기회수로(13a~13e)는 상기 증기포집관(40)으로부터 상기 유출입영역(14)의 증기유입구(13d) 방향으로 형성된 제1증기회수로(13a~13c) 및 상기 유출입영역(14)의 증기유입구인(13d)와 상기 증기유입구(13d)부터 상기 주유호수(200)의 증기흡입관(220)의 방향으로 형성된 제2증기회수로(13e)로 구성되어 있다.

이때, 상기 유체배출로(12a~12e)와 증기회수로(13a~13e)가 교차하는 노즐바디(10)의 유출입영역(14)에는 상기 노즐바디(10)에 결합된 핸들하우징(26)내의 노즐핸들(20)의 수직 상승 정도 대응하여 상기 유체배출로(12b)를 개폐하고 그에 비례하여 증기회수로(13d)와 증기회수로(13e)의 개도량을 조절하는 메인밸브멤버(50)가 안착된다.

상기 메인밸브멤버(50)는 상기 노즐핸들(20)의 수직이동에 대응하여 승강되는 메인샤프트(51)에 의해 상기 유체배출구(12b)를 개폐하는 메인밸브(53)와, 상기 메인밸브(53)의 상부에 형성되어 상기 증기유입구(13d)와 상기 증기회수로(13e)의 사이를 상기 유체배출구(12b)의 개도량에 비례하여 개폐하는 증기밸브(59)로 구성되어 있다. 상기 메인벨브멤버(50)의 구성 중 미 설명된 참조부호 52는 샤프트패킹, 54는 증기샤프트, 55는 메인바다, 56은 메인스프링, 57은 바디패킹, 58은 증기밸브하우징, 61은 증기스프링, 62는 메인밸브캡이다.

또한, 도 2의 배출제어영역(15)에 안착되는 터틀캡멤버(70)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1배출로(12a)와 연통된 가압로(16)를 통한 유체의 배출압력과, 스파우트(3)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(90)와 연통된 복귀로(17)의 유체의 압력 변화에 응답하여 작동하는 다이아프램(diaphragm)(74)에 결합된 볼부시(75)와, 상기 볼 부시(75)에 의해 상단에 형성된 볼홈에 넣어진 볼(ball)을 상기 배출제어영역(15)의 단차에 로킹하여 일단에 힌지 결합된 상기 노즐핸들(20)의 회전축(HG)을 제1위치에 고정하고, 상기 스파우트(30)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(90)와 상기 복귀로(17)간의 유체의 압력 증가나 유체통로의 차단에 응답하여 볼부시(75)를 볼홈으로부터 분리하여 상기 노즐핸들(20)의 회전축(HG)을 제2위치로 이동가능케 하는 볼샤프트(76)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 노틀캡멤버(70)의 구성 중 미설명된 참조부호 71은 가압로(17)의 유체압력에 의해 구동되는 압력밸브, 72는 압력스프링, 73은 다이아프램 스프링, 77은 볼 샤프트(76)의 상단의 볼 홈에 결합된 볼, 78은 볼 스프링이다.

상기 스파우트(30)의 유입구, 즉 유체배출로(12d)에는 배출되는 유체압력에 의해 작동하는 스파우트 밸브(spout valve)(80)가 설치되어 있다. 상기 스파우트 밸브(80)는 노즐바디(10)의 제1배출로(12a)의 내부에 결합된 스파우트 밸브바디(81), 상기 스파우트밸브(80)에 압력을 가하는 스파우트 스프링(82), 스파우트(30)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(90)와 상기 노즐바디(70)의 복귀로(17)의 사이를 연통하는 캐스트튜브(92) 및 상기 캐스트튜브(92)내의 볼 홀더(ball holder)(93)에 삽입된 플로우 록 볼(94)을 포함하여 구성된다.

상기 도 1 내지도 도 3과 같이 구성된 유증기 회수용 주유노즐(100)의 동작을 도 4 및 도 5에 도시된 작동상태의 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

[주유노즐의 작동준비(터틀캡멤버 70의 볼샤프트)]

주유기의 주유작동레버(도시하지 않음)가 작동하여 상기 주유기의 내부에 실장된 펌프에 의해 주유호스(200)의 유체배출관(210)으로 일정한 압력으로 유체가 유입되면, 상기 유체는 노즐바디(10)의 제1배출로(12a)를 통해 유출입영역(14)에 안착 형성된 메인밸브멤버(50)의 메인밸브(53)의 주변으로 유입된다.

상기 유체배출로(12a)가 형성되는 메인밸브(53)의 주변까지 일정한 압력으로 유지되는 유체는 도 3에 F1으로 도시된 경로를 통하여 유출입영역(14)에 연통된 가압로(16)로 전달되며, 이러한 유체의 압력 전달에 의해 터틀캡멤버(70)의 압력밸브(71)를 아래로 밀어 압력스프링(72)과 다이아프램 스프링(82)을 압축한다. 따라서 볼부시(75)가 아랫방향으로 움직여 볼샤프트(76)의 상단 볼홈에 결합된 볼(77)이 배출제어영역(15)의 상단 개구면에 단차지게 형성된 턱에 도 4와 같이 걸림으로써 볼 샤프트(76)의 하단에 결합된 노즐핸들(20)의 회전축(HG)을 제1위치에서 고정시켜 메인밸브(53)의 작동을 준비한다.

상기와 같은 터틀캡멤버(70)를 이용하여 주유기의 주유작동레버를 작동하기 전에는 노즐핸들(20)을 작동하여도 주유노즐(100)로부터는 유체가 토출되지 않으며, 사용자의 부주의로 인하여 예상치 못한 유체의 토출을 방지할 수 있어 액화석유의 방출에 의핸 대기환경의 오염을 방지할 수 있다.

[주유노즐의 유체배출]

도 4와 같이 터틀캡멤버(70)의 볼샤프트(76)의 상단의 볼홈에 넣어진 볼(77)이 배출제어영역(15)의 상단부의 턱에 걸어져 있는 상태에서, 노즐핸들(20)을 수직한 방향으로 올리면 메인샤프트(51)가 상승됨으로써 유출입영역(14)에 안착된 메인밸브(53)가 상승되어 유출입영역(14)의 유체배출구(12b)가 개방된다. 이때, 상기 메인밸브(53)의 개도량(열림량)은 노즐핸들(20)의 상승에 비례하게 된다. 상기 주유노즐(20)이 상승되면, 주유호스(200)의 유체배출관(210)으로부터 배출되는 유체는 도 4의 F1에서 제1배출로(12a), 유체배출구(12b) 및 스파우트밸브(80)를 밀고 스파우트(30)를 경우하여 F2의 방향으로 토출된다.

[유증기의 회수]

상기와 같은 동작에 의해 주유가 시작되어 도 1의 연료탱크내부(Intank)에는 유체가 채워지기 시작한다. 이때, 주유탱크의 내부에는 유증기가 발생되어 외부로 배출되며, 상기 연료탱크내부에서 발생된 유증기는 도 4도의 V1과 같이 증기포집관(40)으로 흡입된다. 증기포집관(40)으로 유증기가 흡입되는 이유는 주유호스(200)의 증기홉입관(220)에 연결된 주유기의 내부에는 흡입모터(진공펌프)가 설치되어 있기 때문이다.

상기 증기포집관(40)으로 흡입된 유증기는 노즐바디(10)의 내부에 결합된 스파우트(30)와 증기포집관(40) 사이의 증기회수로(13a)와 이에 연통된 증기회수로(13b) 및 제1증기회수로(13b)를 통해 유출입영역(14)에 안착된 메인밸브멤버(50)의 메인바디(55)의 방향으로 공급된다. 상기 메인바디(55)의 상부에 결합된 증기샤프트(54)와 이에 결합된 증기밸브(59)는 상기 메인샤프트(51)의 작동에 의해 상승되는 메인밸브(53)에 비례하여 상승된다. 따라서 유출입영역(14)에 안착된 메인밸브(53)의 열림에 비례하여 증기샤프트(55)가 증기밸브(59)를 개방함으로써 상기 주유호스(200)의 증기흡입관의 방향으로 형성된 제2증기회수로(13e)로 공급되는 증기의 흡입량은 유체배출량에 비례하여 자동으로 조절되게 된다. 따라서 증기회수경로는 도 4의 V1에서 V2의 방향으로 회수됨을 알 수 있다.

상기 제2증기회수로(13e)에는 노즐바디(10)의 외부에서 볼트 형상의 나사와 패킹재로 결합된 증기회수조절밸브(95)를 통해서 2차로 조절되어 주유호스(200)의 증기흡입관(220)로 유입된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 유증기 회수용 주유노즐(100)은 노즐핸들(20)을 위로 올리면, 메인샤프트(51)가 노즐핸들(20)의 래치바(27)의 지랫대 원리에 의해 상승되고 이에 따라 메인밸브(53)가 상승되어 열려지며, 이에 연동하여 증기샤프트(54)가 상승하고, 증기밸브(59)가 상승하면서 유체의 토출량에 따른 유증기의 흡입단면적이 유체배출량에 비례하여 자동으로 조절되게 됨을 알 수 있다.

[노즐핸들의 자동 멈춤 동작]

도 4에 도시된 바와 같은 주유노즐(100)의 더틀갭멤버(70)와 메인밸브멤버(50)가 작동되는 상태에서 스파우트(30)로부터 유체가 토출되면, 상기 스파우트(30)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(90)를 통하여 공기가 유입된다.

상기 인렛 캐스트(90)를 통해 유입되는 공기는 도 4의 L2와 같은 경로상에 놓여진 캐스트 튜브(92)를 통하여 개방된 스파우트밸브(80) 방향으로 공급되어 유체와 같이 스파우트(30)로 토출됨으로써 다이아프램(74)의 공간은 진공상태가 유지된다. 다이아프램(74)의 공간이 진공상태를 유지하면 터틀캡멤버(70)는 도 4와 같은 상태를 유지한다.

계속적인 주유동작에 의해, 유체가 연결탱크내부(In tank)에 차올라 그에 삽입된 스파우트(30)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(90)까지 도달하면, 상기 인렛 캐스트(90)를 경유하는 유체는 도 4의 경로 L2를 따라 스파우트 밸브(80)를 통해 스파우트(30)로 배출된다. 이때, 상기 인렛 캐스트(90)로 유입되는 유체가 스파우트 밸브(80)를 통해 외부로 배출되면, 복귀로(17)를 통하여 다이아프램(74)의 공기가 외부로 배출하게 됨으로써 다이아프램(74)은 위로 들어올라 가게 됨으로써 볼샤프트(76)의 상단에 결합된 볼(77)을 붙잡고 있는 볼부시(75)가 상기 볼샤프트(76)로부터 분리된다.

이와 같은 동작에 의해 볼샤프트(76)는 볼부시(75)로부터 분리된 상태에서 노즐핸들(20)을 잡아당긴 상태라면, 상기 노즐핸들(20)의 회전축(HG)의 위치가 윗부분의 제1위치에서 그보다 더 낮은 아랫부분의 제2위치로 낙하됨으로써 이에 회전축(HG)에 결합된 노즐핸들(20)의 래치바(27)가 내려간다. 따라서 노즐핸들(20)의 래치바(27)에 의해 수직 이동되는 메인밸브(53)의 메인샤프트(51)는 지랫대의 원리로 하부로 낙하됨으로 메인밸브(53)가 닫힌다. 따라서 주유에 의해 연료탱크 내의 일정한 부분까지 유체가 채워지면 자동으로 노즐핸들(20)의 회전축의 위치를 변경하여 메인밸브멤버(50)의 메인밸브(53)와 증기밸브(59)를 자동으로 닫음으로 주유의 넘침은 자동으로 방지된다.

[불필요한 유체 토출의 자동 멈춤 동작]

주유자의 부주의한 동작에 의해 수평한 상태의 주유노즐(100)을 수직한 방향으로 들려올라가는 경우, 스파우트(30)의 내부에 형성된 캐스트튜브(92)에 마련된 볼홀더(93)에 내장된 플로우 락 볼(94)이 캐스트튜브(92)의 유입구를 막게 된다.

상기 캐스트튜브(92)의 유입구가 막히게 되면, 앞서 설명한 "노즐핸들의 자동 멈춤 동작"과 같은 동작에 의해 유체의 토출 흐름을 자동으로 방지한다.

[제2실시 예]

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유증기를 회수하는 구성을 갖는 주유노즐의 종단면도로서, 이는 도 2의 노즐바디(10)의 배출제어영역(70)에 안착 결합된 터틀캡멤버(70)의 반자동의 터틀캡멤버(70A)로 대체한 것과 증기포집관(40)을 주름관(bellows)의 형태로 대체한 기술적 구성을 제외하곤 전술한 제1실시예에 따른 구성과 동일한 것이다.

도 6에 적용된 터틀캡멤버(70A)는 당 기술분야에서 "터틀캡 A(Tutle cap A type)"로 알려져 있다. 상기 터틀캡멤버(70A)는 평상시 상단부의 압축스프링(96)에 의해 다이아프램(74)을 아래 부분으로 압축하여 항상 볼부시(75)가 볼샤프트(77)의 볼을 밀고 있는 상태이다. 이와 같은 상태에서 노즐핸들(20)을 위로 상승시키면 도 4에 설명한 바와 같은 경로에 의해 유체가 톨출되면서 증기가 회수된다.

주유가 완료되어 스파우트(30)의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트(90)로 유체가 도달하면, 상기 인렛 캐스트(90)를 통해 유입되는 유체는 전술한 바와 같이 스타우트밸브(80)를 통해 토출된다. 이때, 상기 다이아프램(74)의 공간에 채워진 공기는 복귀로(17)를 통해 흡입됨으써 다이아프램(74)은 위로 상승된다.

상기 다이아프램(74)가 위로 상승되면, 볼샤프트(76)의 상단부에 결합된 볼(77)을 붙잡고 있는 볼부시(75)가 위로 올라가 분리됨으로써 볼샤프트(76)는 볼부시(75)로부터 분리되면서 압축스프링에 의해 아랫방향으로 낙하된다. 따라서 노즐핸드(20)의 회전축(HG)이 제2위치인 아랫방향으로 낙하됨으로써 지랫대 원리에 의해 메인샤프트(51)가 떨어지고 동시에 메인밸브(53)가 자동으로 닫힌다.

100 : 주유노즐, 200 : 주유호스, 10 : 노즐바디,
11 : 호스연결구, 12a~12e : 유체배출로, 13a~13e : 증기회수로,
14 : 유출입영역, 15 : 배출제어영역, 16 : 가압로,
17 : 복기로, 20 : 노즐핸들, 22 : 래치,
24 : 핸들하우징, 24 : 래치 플레이트, 27 : 래치바,
30 : 스파우트, 32 : 스파우트 캡, 40 : 증기유입관,
50 : 메인밸브멤버, 51 : 메인샤프트, 52 : 샤프트패킹,
53 : 메인밸브, 54 : 증기샤프트, 55 : 메인바디,
56 : 메인스프링, 57 : 바디패킹, 58 : 증기하우징,
59 : 증기밸브, 61 : 증기스프링, 62 : 메인벨브캡,
70 : 터틀캡멤버, 71 : 압력밸브, 72 : 압력스프링,
73 : 다이아프램 스프링, 74 : 다이아프램, 75 : 볼부시
76 : 볼샤프트, 77 : 볼, 78 : 볼샤프트 스프링,
80 : 스파우트밸브, 81 : 스파우트 밸브바디, 82 : 스파우트 스프링,
90 : 인렛 캐스트, 92 : 캐스트튜브, 93 : 볼 홀더,
94 : 플로우볼, 95 : 증기회수조절밸브, 200 : 주유호스,

Claims

유증기를 회수하는 주유 노즐에 있어서, 주유호스로부터 공급되는 유체를 스파우트로 배출하는 유체배출로와, 상기 스파우트의 외부에 둘러싸여진 증기포집관으로 유입되는 유증기를 상기 주유호스로 유입시키는 증기회수로와; 상기 증기회수로와 상기 주유호스가 연결되는 부분에 뚫어져 형성된 밸브삽입구 및 상기 유체배출로와 증기회수로가 교차하는 유출입영역이 내부에 형성된 노즐바디와; 상기 유출입영역에 안착되며 상기 노즐바디에 결합된 핸들하우징 내의 노즐핸들의 상승정도에 대응하여 상기 유체배출로를 개폐하고 그에 비례하여 상기 증기회수로의 개도량을 조절하는 메인밸브멤버와; 상기 밸브삽입구에 나사 결합되어 상기 증기회수로를 통하는 유증기의 회수량을 조절하는 증기회수조절밸브를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 유증기를 회수하는 주유 노즐.
제1항에 있어서, 상기 노즐바디의 내부에 형성된 유체배출로는 상기 주유호스의 유체관으로부터 상기 유출입영역의 유체배출구 방향으로 형성된 제1배출로와 상기 유체배출구로부터 상기 스파우트로 방향으로 형성된 제2배출로를 포함하며, 증기회수로는 상기 증기포집관으로부터 상기 유출입영역의 증기유입구 방향으로 형성된 제1증기회수로와 상기 유출입영역의 증기배출구로부터 상기 주유호스의 증기유입관의 방향으로 형성된 제2증기회수로로 구성함을 특징으로 하는 유증기를 회수하는 주유 노즐.
제2항에 있어서, 상기 메인밸브멤버는 상기 노즐핸들의 수직 상승 정도에 대응하여 승강되는 메인샤프트에 의해 상기 제1배출로와 상기 제2배출로의 통로를 개폐하는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 상부에 안착되어 상기 증기유입구와 상기 증기배출구의 사이를 상기 유체배출구의 개도량에 비례하여 개폐하는 증기밸브를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 유증기를 회수하는 주유 노즐.
제3항에 있어서, 상기 스파우트의 유입구에는 상기 유체배출구로부터 배출되는 유체의 배출압력에 의해 작동하는 스파우트 밸브가 설치된 것임을 특징으로 하는 유증기를 회수하는 주유 노즐.
제4항에 있어서, 상기 노즐바디에는 상기 제1배출로와 연통된 가압로를 통한 유체의 배출압력에 응답하여 상기 노즐핸들의 회전축을 제1위치에 고정하고, 상기 스파우트의 종단측면에 형성된 인렛 캐스트에 연결된 복귀로 유입되는 유체의 압력이 증가하거나 상기 복귀로의 유체유입통로가 차단 시 상기 노즐핸들의 회전축을 상기 제1위치보다 낮은 제2위치로 이동가능하게 상기 노즐핸들의 회전축의 고정을 해제하는 터틀캡멤버가 안착되는 배출제어영역이 수직으로 관통 형성됨을 특징으로 유증기를 회수하는 주유 노즐.
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제5항에 있어서, 상기 인렛 캐스트의 내부에는 상기 주유 노즐이 수평에서 수직한 방향으로 위치 변화가 있을 때 상기 인렛 캐스트와 상기 복귀로 사이의 유체통로를 차단하는 플로우 록 볼이 삽입되어 있음을 특징으로 유증기를 회수하는 주유 노즐.
제7항에 있어서, 상기 증기포집관은 주름관임을 특징으로 하는 유증기를 회수하는 주유 노즐.
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