KR101427910B1 - 차량의 연료탱크용 배플유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료탱크 내부에 베르누이 원리가 적용된 다수개의 연료 유동홀을 갖는 배플 수단을 장착함으로써, 차량의 가속, 또는 정차 시에 연료탱크 내부에서 차량의 관성력에 의해 유동되는 연료의 유동속도 및 유동압력을 효과적으로 상쇄하도록

차량용 연료탱크의 내부에 장착되어 차량의 가속 또는 정차 시, 연료탱크 내부에서 유동되는 연료의 유동을 상쇄하기 위한 차량의 연료탱크용 배플유닛에 있어서, 상, 하판으로 분리 구성되는 연료탱크에서 상기 하판의 길이방향으로 내부에 장착되며, 상판에 장착되는 연료펌프 모듈의 하부가 삽입되도록 상면이 개구되는 리저브 박스; 및 상기 연료탱크의 길이방향을 따라 상기 리저브 박스 양측에 배치된 상태로, 상기 연료탱크의 상판에 각각 장착되며, 다수개의 연료 유동홀이 형성되는 배플 수단을 포함하는 차량의 연료탱크용 배플유닛을 제공한다.

연료탱크, 연료 유동음, 배플, 연료 유동홀, 베르누이 원리

Description

차량의 연료탱크용 배플유닛{BAFFLE UNIT FOR FUEL TANK IN VEHICLE}

본 발명은 차량의 연료탱크용 배플유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 가속, 또는 정차 시에 연료탱크 내에 공급된 연료가 유면 변화 및 출렁거림 등에 의해 연료탱크와 충돌되면서 발생되는 진동과 소음을 저감시키도록 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛에 관한 것이다.

차량에 있어서의 연료탱크는 엔진에서 소모되는 연료를 저장하기 위한 탱크로서, 차체 하부의 후측 또는 측부에 배치되는 것이 일반적이다.

이러한 연료탱크의 내부에는 연료의 유동을 억제하여 유동음이 저감되도록 연료탱크의 제작 시, 단순한 비드 형상을 주어 연료의 유동을 방지하거나, 연료의 유동을 제한 및 하는 다양한 형상의 배플이 설치된다.

도 7은 종래 기술에 따른 배플이 장착된 연료탱크의 투영 사시도이다.

도 7에서 도시한 바와 같이, 종래의 연료탱크(100)는 상, 하판 분리구조로 이루어져 별도의 배플 플레이트(110)가 다수개로 구성되며, 각각 상기 연료탱크(100)의 상판에 장착되어 연료의 유동을 방지한다.

여기서, 상기 각 배플 플레이트(110)는 단면 상에 다수개의 연료 유동 홀(111)을 보유하는 다공판으로 이루어지며, 상기 각 연료 유동홀(111)은 차량의 주행 상태에 따라 발생되는 연료의 유동을 제한함으로써, 연료의 유동을 최소화시키게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 차량용 연료탱크 배플은 연료의 유동에 의해 발생하는 유동소음을 저감하기 위해 상기 연료탱크 내부에 다수개가 장착됨에 따라, 제작 비용 및 상기 연료탱크의 전체적인 중량이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 차량용 연료탱크 배플은 단순히 연료 유동홀을 통해 연료의 유동을 제어하게 되지만, 연료의 관성력까지는 제어하기가 어렵고, 이에 따라, 연료의 유동속도를 효과적으로 상쇄시키지 못하여 연료탱크와 충돌하면서 발생되는 진동 및 소음이 증가되어 상품성이 저하되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 연료탱크 내부에 베르누이 원리가 적용된 다수개의 연료 유동홀을 갖는 배플 수단을 장착함으로써, 차량의 가속, 또는 정차 시에 연료탱크 내부에서 차량의 관성력에 의해 유동되는 연료의 유동속도 및 유동압력을 효과적으로 상쇄하도록 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛은, 차량용 연료탱크의 내부에 장착되어 차량의 가속 또는 정차 시, 연료탱크 내부에서 유동되는 연료의 유동을 상쇄하기 위한 차량의 연료탱크용 배플유닛에 있어서, 상, 하판으로 분리 구성되는 연료탱크에서 상기 하판의 길이방향으로 내부에 장착되며, 상판에 장착되는 연료펌프 모듈의 하부가 삽입되도록 상면이 개 구되는 리저브 박스; 및 상기 연료탱크의 길이방향을 따라 상기 리저브 박스 양측에 배치된 상태로, 상기 연료탱크의 상판에 각각 장착되며, 다수개의 연료 유동홀이 형성되는 배플 수단을 포함한다.

상기 리저브 박스는 상기 하판의 내부에서 하면 양측에 장착된 지지브라켓을 통하여 고정되며, 차량의 전, 후 방향을 기준으로 전, 후면, 및 좌, 우측면으로 구성되고, 상기 후면과 우측면 사이의 모서리부가 개구되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 후면 및 좌측면의 각 내측면과 이격되게 장착되어 그 사이에 유로를 형성하며, 상기 몸체부의 전면 및 우측면과의 사이에 상기 연료펌프 모듈의 하부가 삽입 가능한 챔버를 형성하는 격벽부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 격벽부는 상기 유로와 챔버가 연결되도록 상기 몸체부의 전면과 연결되는 부분의 하측에 연료 유입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 각 배플 수단은 일측이 상기 리저브 박스에 고정되며, 단면 상에 다수개의 제1 연료 유동홀이 형성되는 제1 다공판; 상기 제1 다공판과 이격된 상태로, 일측이 상기 리저브 박스에 고정되며, 상기 각 제1 연료 유동홀에 대응하여 단면 상에 다수개의 제2 연료 유동홀이 형성되는 제2 다공판; 및 상기 제1 다공판의 타측과 제2 다공판의 타측을 상호 연결하여 일체로 형성되는 연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 각 제1 연료 유동홀은 그 직경이 상기 각 제2 연료 유동홀의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 다공판은 상기 연료탱크의 하판을 기준으로 상기 리저브 박스에 일 정각도 경사지게 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 다공판은 상기 연료탱크의 하판을 기준으로 상기 리저브 박스에 수직방향으로 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1, 제2 다공판은 그 상단에 길이방향을 따라 다수개의 장착단이 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛에 의하면, 연료탱크 내부에 베르누이 원리가 적용된 다수개의 연료 유동홀을 갖는 배플 수단을 장착함으로써, 차량의 가속, 또는 정차 시에 연료탱크 내부에서 차량의 관성력에 의해 유동되는 연료의 유동속도 및 유동압력을 효과적으로 상쇄하고, 제작원가 절감 및 연료탱크의 전체적인 중량을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛은 연료의 유동속도 및 유동압력을 효과적으로 상쇄함에 따라, 연료의 유면 변화 및 출렁거림 등에 의해 연료탱크와 충돌되면서 발생되는 진동과 소음을 저감시켜 상품성을 향상시키는 효과도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛이 적용되는 연료탱크의 투영 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛의 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛(1)은 연료탱크(3) 내부에 베르누이 원리가 적용된 다수개의 연료 유동홀(41)을 갖는 배플 수단(40)을 장착함으로써, 차량의 가속, 또는 정차 시에 연료탱크(3) 내부에서 차량의 관성력에 의해 유동되는 연료의 유동속도 및 유동압력을 효과적으로 상쇄하도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛(1)은, 연료탱크(3)의 내부에 장착되어 차량의 가속 또는 정차 시, 연료탱크(3) 내부에서 유동되는 연료의 유동을 상쇄하기 위하여 기본적으로 리저브 박스(20)와 배플 수단(40)으로 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 리저브 박스(20)는 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 상, 하판(5)(7)으로 분리 구성되는 연료탱크(3)에서 상기 하판(7)의 길이방향으로 내부 중앙에 장착된다.

이러한 리저브 박스(20)는 상기 연료탱크(3)의 상판(5)에 장착되는 연료펌프 모듈(9)의 하부가 삽입되도록 상면이 개구된다.

여기서, 상기 리저브 박스는(20), 도 3에서 도시한 바와 같이, 몸체부와 격벽부(31)로 구성된다.

상기 몸체부는 상기 하판(7)의 내부에서 하면 양측에 장착된 지지브라켓(11)을 통하여 고정된다.

이러한 몸체부는 차량의 전, 후 방향을 기준으로 전, 후면(23)(25), 및 좌, 우측면(27)(29)을 갖는 사각형상으로 구성되고, 상기 후면(25)과 우측면(29) 사이의 모서리부는 개구되게 형성된다.

그리고 상기 격벽부(31)는 상기 몸체부의 후면(25) 및 좌측면(27)의 각 내측면과 이격되게 장착되어 그 사이에 유로(33)를 형성하게 된다.

이러한 격벽부(31)는 상기 몸체부의 전면(23) 및 우측면(29)과의 사이에 상기 연료펌프 모듈(9)의 하부가 삽입 가능한 챔버(35)를 형성하게 된다.

여기서, 상기 격벽부(31)는 상기 유로(33)와 챔버(35)가 연결되도록 상기 몸체부의 전면(23)과 연결되는 부분의 하측에 연료 유입구(37)가 형성된다.

즉, 상기 연료 유입구(37)는 상기 유로(33)를 통해 유입되는 연료를 상기 챔버(35)로 유입시킴으로써, 상기 챔버(35)에 삽입되는 상기 연료펌프 모듈(9)을 통해 엔진으로 연료탱크(3) 내부의 연료를 공급하게 된다.

본 실시예에서, 상기 배플 수단(40)은 상기 연료탱크(3)의 길이방향을 따라 상기 리저브 박스(20)의 양측에 배치된 상태로, 상기 연료탱크(3)의 상판(5)에 각각 장착된다. 이러한 배플 수단(40)은 다수개의 연료 유동홀(41)을 갖는다.

여기서, 상기 각 배플 수단(40)은, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 제1 다공판(43), 제2 다공판(47), 및 연결부재(51)로 구성된다.

먼저, 상기 제1 다공판(43)은 일측이 상기 리저브 박스(20)의 양측면에 각각 고정되고, 단면 상에는 다수개의 제1 연료 유동홀(45)이 형성된다.

이러한 제1 다공판(43)은 상기 연료탱크(3)의 하판(7)을 기준으로 상기 리저브 박스(20)에 일정각도 경사지게 장착된다.

본 실시예에서, 상기 제2 다공판(47)은 상기 제1 다공판(43)과 이격된 상태로, 일측이 상기 리저브 박스(20)의 양측면에 각각 고정되며, 상기 각 제1 연료 유동홀(45)에 대응하여 단면 상에 다수개의 제2 연료 유동홀(49)이 형성된다.

이러한 제2 다공판(47)은 상기 연료탱크(3)의 하판(7)을 기준으로 상기 리저브 박스(20)에 수직방향으로 장착된다.

여기서, 상기 제1 다공판(43)과 제2 다공판(47)은 상기 연료탱크(3)의 상판(5)에 고정되도록 그 상단에 길이방향을 따라 다수개의 장착단(53)이 일정간격으로 절곡 형성된다.

이러한 각 장착단(53)은 상기 각 다공판(43)(47)의 상단에 3개씩 형성되는 일 실시예를 통하여 설명하였으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 각 다공판(43)(47)의 길이나 형상에 따라 그 개수의 변경이 가능하다.

그리고 상기 연결부재(51)는 상기 제1 다공판(43)의 타측과 제2 다공판(47)의 타측을 상호 연결하여 일체로 형성된다.

여기서, 상기 각 제1 연료 유동홀(45)은 그 직경(D1)이 상기 각 제2 연료 유동홀(49)의 직경(D2)보다 크게 형성된다.

이러한 각 제1 연료 유동홀(45)과, 각 제2 연료 유동홀(49)에는 베르누이 원리가 적용된다.

여기서, 베르누이의 원리는 비압축성 유체에 대하여 이 유체가 좁은 통로를 흐를 때 속력이 증가하고, 넓은 통로를 흐를 때 속력이 감소되는 것에서 나온 이론으로서, 유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 유체의 속도가 감소하면 압력이 높아지는 원리이다.

이 베르누이 원리는 는 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 항상 일정하다는 내용을 포함하고 있으나, 이 법칙은 점성을 무시할 수 있는 완전유체가 규칙적으로 흐르는 경우에만 적용할 수 있고, 실제 유체에 대해서는 적당히 변형된다.

이러한 베르누이의 원리는 이미 널리 공지된 과학법칙이므로, 본 명세서에서 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 상기 연료탱크(3) 내부의 연료는 차량의 가속, 또는 정차 시, 차량의 관성력에 의해 유동되는데, 이 때, 유동되는 연료는 상기 각 제1 연료 유동홀(45)로 유입되면서 압력이 증가되지만, 상기 각 제2 연료 유동홀(47)을 통해 배출되면서 압력이 낮아져 연료의 유동 요인 중의 하나인 유동압력을 저하시키게 된다.

상기와는 반대 방향으로 연료가 유동할 경우, 상기 연료는 제2 연료 유동홀(49)로 유입되고, 상기 제1 연료 유동홀(45)로 배출되면서 유동압력이 상승되지만, 상기 각 제2 연료 유동홀(49)의 직경이 작아 연료의 유입을 최대한 억제시키면서 상기 각 제1 연료 유동홀(45)로 연료를 유도함으로써, 유동압력은 크게 증가하지 않으며, 유동속도는 저하된다.

또한, 상기 유동되는 연료는 상기 각 연료 유동홀(45)(49)들을 통과하면서 마찰에 의해 연료의 유동속도가 현저히 저하됨에 따라, 차량의 관성력에 의한 연료의 유동을 상기 각 연료 유동홀(45)(49)을 통해 효과적으로 상쇄시킴으로써, 연료의 유면 변화 및 출렁거림에 의해 연료탱크(3)와 충돌되면서 발생되는 진동 및 소음을 효과적으로 상쇄하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛(1)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛의 작동 상태도이다.

먼저, 차량의 가속 시, 연료탱크(3) 내부의 연료는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 차량으로부터 발생하는 관성력에 의해 상기 연료탱크(3)의 내부에서 차량의 후방을 향하여 이동된다.

이 때, 유동되는 연료는 상기 각 제2 연료 유동홀(49)을 통해 유입되고, 상기 각 제1 연료 유동홀(45)을 통해 배출되는데, 상기 각 제2 연료 유동홀(49)의 직경(D2)이 작아 유입되는 연료의 양이 최대한 억제된다.

따라서, 연료의 유동압력은 상기 각 제1 연료 유동홀(45)을 통해 배출되면서 그 크기가 커지게 되지만, 상기 각 제2 연료 유동홀(49)을 통해 유입되는 연료의 양이 적어 상대적으로는 작아지게 된다.

이에 따라, 상기 연료탱크(3) 내부에서 유동되는 연료는 상기 배플 수단(40)의 각 제1, 제2 연료 유동홀(45)(49)을 통과하면서, 그 유동압력 및 유동속도가 효 과적으로 상쇄된다.

반면에, 차량의 감속 시, 연료탱크(3) 내부의 연료는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 차량으로부터 발생하는 관성력에 의해 상기 연료탱크(3)의 내부에서 차량의 전방을 향하여 이동된다.

이 때, 유동되는 연료는 상기 각 제1 연료 유동홀(45)을 통해 유입되면서 압력이 더욱 증가되지만, 상기 각 제2 연료 유동홀(49)을 통해 배출되면서 압력이 낮아져 연료의 유동압력이 저하된다.

이에 따라, 상기 연료탱크(3) 내부에서 유동되는 연료는 상기 배플 수단(40)의 각 제1, 제2 연료 유동홀(45)(49)을 통과하면서 그 유동압력 및 유동속도가 효과적으로 상쇄된다.

즉, 상기 배플 수단(40)은 차량의 가속 및 감속 시, 발생되는 관성력에 의해 연료가 유동되더라도 연료가 상기 제1, 제2 다공판(43)(47)의 각 연료 유동홀(45)(49)을 통과하면서 마찰에 의해 연료의 유동속도가 현저히 저하되는 동시에, 유동압력이 제어되어 연료의 유동을 효과적으로 상쇄시키게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛(1)을 적용하면, 연료탱크 내부에 베르누이 원리가 적용된 다수개의 연료 유동홀(41)을 갖는 배플 수단(40)을 장착함으로써, 차량의 가속, 또는 정차 시에 연료탱크(3) 내부에서 차량의 관성력에 의해 유동되는 연료의 유동속도 및 유동압력을 효과적으로 상쇄하고, 제작원가 절감 및 연료탱크(3)의 전체적인 중량을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛(1)은 연료의 유동속도 및 유동압력를 효과적으로 상쇄함에 따라, 연료의 유면 변화 및 출렁거림 등에 의해 연료탱크(3)와 충돌되면서 발생되는 진동과 소음을 저감시켜 상품성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛이 적용되는 연료탱크의 투영 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛의 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 4는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛의 작동 상태도이다.

도 7은 종래 기술에 따른 차량의 연료탱크용 배플유닛이 적용된 연료탱크의 투영 사시도이다.

Claims (8)

1. 차량용 연료탱크의 내부에 장착되어 차량의 가속 또는 정차 시, 연료탱크 내부에서 유동되는 연료의 유동을 상쇄하기 위한 차량의 연료탱크용 배플유닛에 있어서,

   상, 하판으로 분리 구성되는 연료탱크에서 상기 하판의 길이방향으로 내부에 장착되며, 상판에 장착되는 연료펌프 모듈의 하부가 삽입되도록 상면이 개구되는 리저브 박스; 및

   상기 연료탱크의 길이방향을 따라 상기 리저브 박스 양측에 배치된 상태로, 상기 연료탱크의 상판에 각각 장착되며, 다수개의 연료 유동홀이 형성되는 배플 수단을 포함하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.
2. 제1항에 있어서,

   상기 리저브 박스는

   상기 하판의 내부에서 하면 양측에 장착된 지지브라켓을 통하여 고정되며, 차량의 전, 후 방향을 기준으로 전, 후면, 및 좌, 우측면으로 구성되고, 상기 후면과 우측면 사이의 모서리부가 개구되는 몸체부; 및

   상기 몸체부의 후면 및 좌측면의 각 내측면과 이격되게 장착되어 그 사이에 유로를 형성하며, 상기 몸체부의 전면 및 우측면과의 사이에 상기 연료펌프 모듈의 하부가 삽입 가능한 챔버를 형성하는 격벽부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차 량의 연료탱크용 배플유닛.
3. 제2항에 있어서,

   상기 격벽부는 상기 유로와 챔버가 연결되도록 상기 몸체부의 전면과 연결되는 부분의 하측에 연료 유입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 배플 수단은

   일측이 상기 리저브 박스에 고정되며, 단면 상에 다수개의 제1 연료 유동홀이 형성되는 제1 다공판;

   상기 제1 다공판과 이격된 상태로, 일측이 상기 리저브 박스에 고정되며, 상기 각 제1 연료 유동홀에 대응하여 단면 상에 다수개의 제2 연료 유동홀이 형성되는 제2 다공판; 및

   상기 제1 다공판의 타측과 제2 다공판의 타측을 상호 연결하여 일체로 형성되는 연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.
5. 제4항에 있어서,

   상기 각 제1 연료 유동홀은 그 직경이 상기 각 제2 연료 유동홀의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1 다공판은 상기 연료탱크의 하판을 기준으로 상기 리저브 박스에 일정각도 경사지게 장착되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.
7. 제4항에 있어서,

   상기 제2 다공판은 상기 연료탱크의 하판을 기준으로 상기 리저브 박스에 수직방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.
8. 제4항에 있어서,

   상기 제1, 제2 다공판은 그 상단에 길이방향을 따라 다수개의 장착단이 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료탱크용 배플유닛.

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