KR101818897B1 - 액체 연료 트랩 장치 - Google Patents

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Abstract

차량 연료 시스템을 위한 액체 연료 트랩 장치로서, 연료 증기 통로에 접속가능한 적어도 하나의 포트를 갖는 밀폐 공간을 형성하는 하우징과, 상기 공간으로부터의 액체 연료를 탱크 내로 배출할 수 있는 밸브를 포함하여 구성되고, 하우징은, 하우징 내의 연료(3)가, 각도 시나리오에서, 연료 증기 회수 시스템에 접속가능한 출구 포트(5)에 도달하는 것을 억제하기 위한 적어도 2개의 유지 수단(7)을 포함하여 구성된다.

Description

액체 연료 트랩 장치{LIQUID FUEL TRAP DEVICE}
본 발명은 차량 연료 시스템에 관한 것으로, 특히 팽창 탱크 또는 팽창 캐니스터(expansion canister)로도 언급되는, 액체 연료 트랩(LFT: LIQUID FUEL TRAP)과 관련된다.
일반적으로, 차량 시스템은, 그 밖의 항목 중에서, 필러 넥(filler neck)이 고정된 연료 탱크, 다양한 연료 밸브, 연료를 점화 시스템에 공급하기 위한 튜빙(tubing) 및, 연료 탱크로부터의 연료 증기가 흐른 후, 점화 시스템으로 공급되는 연료 혼합물을 농축하기 위해 사용되는 연료 증기 처리 시스템(전형적으로, 카본 필터 회수 시스템 캐니스터)을 포함하여 구성된다.
연료 탱크로부터의 연료 유체(액체, 액적, 스프레이 및 증기의 형태)는 적합한 튜빙을 통해 접속된 하나 이상의 밸브를 통해, 연료 증기 회수 장치 및 탱크 중간의 액체 트랩으로 흐른다.
액체 트랩은 하나 이상의 밸브를 통해 흐르는, 연료 탱크로부터 흐르는 연료 유체를 수취하는데, 이 연료 유체는 압력 및 온도 변화 때문에 비교적 높은 속도로 흐르고, 따라서 연료 탱크로부터 흐르는 증기는 이를 따라 또한 액적 형태로 상당한 양의 액체 연료를 반송한다(벤튜리 효과(venturi effect)의 결과). 액체 트랩은 액체 연료를 포획하고, 연료 증기가 증기 회수 시스템을 향해 흐르게 한다. 그 다음, 액체 연료는, 연료 탱크 내의 압력 감소에 따라, 연료 탱크로 복귀한다.
문서 DE 100 52 399 A1은, 연료 탱크, 적어도 하나의 연료 통기 밸브, 연료 회수 시스템 및, 적어도 하나의 연료 밸브 연료 밸브와 액체 연료 트랩 사이에서 연장하는 액체 연료 트랩을 포함하여 구성되는 차량의 연료 시스템이 공개되는데, 상기 액체 연료 트랩은 대응하는 적어도 하나의 연료 통기 밸브에 접속가능한 적어도 하나의 입구 포트와, 연료 증기 회수 시스템에 접속가능한 출구 포트 및 액체 연료를 연료 탱크 내로 배출하기 위한 액체 연료 배출 어셈블리를 갖는 밀폐 공간(confined space)을 갖고, 형성된 하우징을 포함하여 구성되며, 상기 액체 연료 배출 어셈블리는 연료 추진 메커니즘이 고정된다.
액체 연료 트랩은, 탱크 내에 고정된 다양한 밸브가 내부적으로 설치된, 예를 들어 탱크의 상부 벽으로부터 돌출하지 않는 경우에 중요하며, 여기서 사이펀(siphon)은 밸브를 액체 트랩에 접속시키는 튜브에서 생성될 수 있다. 이러한 사이펀은 한편으로는 탱크를 통기하는 것과 간섭하고, 다른 한편으로는 장치의 유출과 간섭한다.
US 6,860,286 B2로부터 액체 연료 트랩이 공지되는데, 대응하는 연료 밸브에 접속가능한 적어도 하나의 입구 포트와, 연료 증기 회수 시스템에 접속가능한 출구 포트 및 액체 연료를 밀폐 공간으로부터 탱크 내로 배출하도록 적용된 액체 연료 배출 밸브를 갖는 밀폐 공간을 갖고, 형성된 하우징을 포함하여 구성된다. 더욱이, 하우징은 연료 탱크의 상부 벽의 내부 표면 상에서 장치에 부착하기 위한 접속 배열을 더 포함하여 구성된다. 적어도 하나의 입구 포트로부터 흐르는 액체는, 출구 포트로 바로 흐르거나 또는 스플래시(splash)로 흐르는 것이 방지된다. 또한, 이 효과는 다른 레벨에서 그리고 축으로 전환된, 예를 들어 축으로 연장하지 않는, 적어도 하나의 입구 포트 및 출구 포트를 설계함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 밀폐 공간이 다수의 평평하지 않은 챔버를 갖고 형성되는데, 여기서 입구 및 출구 포트는 다른 레벨에서 고정된다.
이러한 배열은, 각도 시나리오들에서, 액체 연료가 탱크 통기 시스템으로부터 나와 카본 캐니스터 내로 향하는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있는데, 이 각도 시나리오는 차량의 가속/감속과 같은 상황 및 연료 탱크 내의 (예를 들어, 차량의 기울어짐에 의한) 측면의 및 고도의 액체 연료 변위로 귀결되는 상황을 의미한다.
단점은, 이러한 배열이 상당히 복잡하고, 그러므로 많은 비용을 요구하는 것이다.
본 발명의 목적은, 각도 시나리오에서, 간단한 방법으로, 액체 연료가 카본 캐니스트 내로 들어가는 것이 방지될 수 있는, 차량의 연료 시스템을 위한 액체 연료 트랩을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 청구항 1에 따른 차량 연료 시스템을 위한 액체 연료 트랩 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 장치는, 연료 증기 통로에 접속가능한 적어도 하나의 포트를 갖는 밀폐 공간을 형성하는 하우징과, 상기 공간으로부터의 액체 연료를 탱크 내로 배출할 수 있는 밸브를 포함하여 구성된다. 더욱이, 하우징은, 하우징 내의 연료가, 각도 시나리오에서, 연료 증기 회수 시스템에 접속가능한 출구 포트에 도달하는 것을 억제하기 위한 적어도 2개의 유지 수단을 포함하여 구성된다. 그러므로, 적어도 하나의 입구 포트가 적어도 하나의 대응하는 연료 밸브에 접속가능하다. 출구 포트는, 통합된 부품 또는 디젤 부품이 사용되는지에 의존해서, 가능하게는 연료 증기 회수 시스템을 통해서, 환경과 교통할 수 있는 연료 증기 통로에 접속가능하다. 더욱이, 액체 연료 배출 밸브가 상기 공간으로부터 탱크 내로 액체 연료를 배출하기 위해서 적용된다.
액체 트랩은, 탱크 통기 시스템으로부터 나와, 통상 카본 캐니스터인 연료 증기 회수 시스템을 가능하게는 통해서 환경과 교통할 수 있는, 연료 증기 통로 내로 액체 유체를 유지하기 위한 차량 모터 내의 형태이다. 이는, 통상 연료 증기 밸브와 연료 증기 회수 시스템 사이에 탑재되어, 밸브를 통과하는 액체 연료를 포획한다. 구동 상황에 의존해서, 액체 트랩은 사용할 수 있는 용량이 다른 것을 보인다.
본 발명에 따라서 그리고 유지 수단에 기인해서, 액체 연료 트랩 장치 내의 연료는, 연료 증기 시스템에 접속가능한 출구 포트에 도달하는 것이 저지된다. 이 방법으로, 카본 캐니스터의 중대한 결함을 일으키는, 연료가 카본 캐니스터 내로 진입하는 것이 방지된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 유지 수단은 적어도 하나의 장벽을 포함하여 구성된다.
적어도 하나의 장벽이 액체 트랩의 부분과 연료 증기 라인에 접속가능한 적어도 하나의 포트 사이에서 하우징 내에 배열되면, 장점을 가질 수 있다.
더욱이, 바람직하게는, 적어도 하나의 장벽은, 필연적으로 완전하지 않지만, 하우징의 전체 폭을 교차해서 연장하는 표면이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 있어서, 패널은 연료 증기 통로에 접속 가능한 포트 방향으로 연장하되, 상기 하우징의 바닥으로부터 위쪽으로 90°이하의 각도로 연장한다(도 2 내지 8 참조).
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 유지 수단은 다수의 패널을 포함하여 구성된다.
더욱이, 액체 트랩의 바닥이, 가장 낮은 지점인 탱크로부터의 연료 증기 통로와 함께, 아래쪽으로 각도를 가지면, 장점을 가질 수 있다. 액체 트랩 바닥 표면의 각도 미만인 각도에서, (액체 트랩 출구를 향해) 액체 트랩이 경사를 가질 때, 액체 트랩 내의 모든 액체 연료가 탱크를 향해 연료 증기 통로 내로 자동으로 유출된다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 측면, 형태 및 장점은, 첨부 도면과 관련되어 읽히는 예시적인 실시형태의 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 되는데:
도 1은 각도 시나리오에서, 유지 수단 없는 액체 트랩의 개략적인 도면;
도 2는 도 1의 액체 트랩과 유사한 각도 시나리오에서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유지 수단을 갖는 액체 트랩의 개략적인 도면;
도 3은 수평 위치에서 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 액체 트랩의 개략적인 도면;
도 4 내지 도 7은 다른 각도 시나리오에서, 도 1, 2의 액체 트랩을 나타낸 도면; 및
도 8은, 연료가 있는, 도 7과 같은 동일한 각도 시나리오에서, 액체 트랩을 통한 단면을 나타낸 도면이다.
도 1a를 참조해서, 종래 기술로부터 공개된 실시형태에 따른, 소정의 유지 수단이 없는, 액체 트랩 장치(1)를 개략적으로 나타낸다. 도 1a는 한 각도 시나리오에 있는 액체 트랩 장치(1)를 나타낸다. 차량 내의 액체 트랩의 배열에 의존해서, 나타낸 각도 시나리오는, 우회전, 좌회전 또는 가속의 상황이 될 수 있고, 이에 의해 가속은 양 또는 제동의 상황인 음이 될 수도 있다.
나타낸 실시형태에 있어서, 연료 탱크로부터의 연료 유체(액체, 액적, 스프레이 및/또는 증기의 형태)는, 밸브(4 및 6)를 통해 액체 트랩(2) 내로 흐르는데, 액체 트랩(2)은 차량의 연료 증기 회수부와 탱크 중간에 위치될 수도 있다.
액체 트랩(2)은 밸브(4 및 6)를 통해 연료 탱크로부터 연료 유체(3)를 수취하는데, 이는 차량 동역학, 압력 및 온도 변화에 기인해서 비교적 높은 속도로 흐르고, 따라서 연료 탱크로부터 들어오는 증기는 액적 형태로 상당 량의 액체 연료(3)를 반송한다. 액체 트랩(2)은 액체 연료(3)를 포획하고, 연료 증기가 출구 포트(5)를 통해 증기 회수 시스템을 향해 흐르게 한다. 그 다음, 액체 연료(3)는, 연료 탱크 내의 압력 감소, 밸브(4)를 통한 증기 흐름 감소 또는 단순히 중력에 의존해서, 통기 밸브 또는 충전 제한 밸브(4)를 통해, 연료 탱크로 복귀한다.
도 1b에서는, 도 1a의 각도 시나리오에서, 출구 포트(5)에 도달하는 것이 방지될 수 있었던 최대의 액체를 나타낸다. 이 방법으로, 카본 캐니스터의 중대한 결함을 일으키는, 연료(3)가 카본 캐니스터로 진입하는 것이 방지된다.
본 발명에 따른 차량 연료 시스템을 위한 액체 연료 트랩 장치(1)에 있어서 도 1b로부터 취할 수 있는 바와 같이, 장치는 밀폐 공간을 형성하는 하우징과, 연료 증기 시스템에 접속가능한 적어도 하나의 포트를 갖는 연료 트랩 에어리어 및, 액체 연료를 상기 공간으로부터 탱크 내로 배출하기 위해 적용된 증기 통기 밸브 또는 충전 제한 밸브(6)를 포함하여 구성된다. 하우징 또는 연료 트랩 에어리어(2)는 다수의 유지 수단(7)을 포함하여 구성되는데, 이들은 밸브 장치(4 및 6)와 출구 포트(5) 사이에 배열되어, 각도 시나리오에서, 하우징 내의 연료가 출구 포트(5)에 도달하는 것을 억제한다. 유지 수단(7)은 일종의 장벽이다. 하우징 내에 일종의 유지 리빙(rbbing)이 도 1b에 나타낸 형태에 제공된다. 패널 또는 리브 형태의 장벽은, 하우징의 전체 폭에 걸쳐서, 실질적으로는 완전하지 않게 연장되고, 나타낸 바람직한 실시형태에 따라서 단부에서 각도를 나타낸다(도 2 참조). 이와 같은 배열과 함께, 유지 수단은 각도 시나리오에서만 "액티브(active)"이고, 다른 동역학의 상황에서 연료 증기 밸브(4 및 6)의 성능에 부정적인 영향을 주지 않는다.
바람직하게는, 하우징 내의 패널 또는 리브는 하우징의 바닥으로부터 각도를 갖고 위쪽으로 연장한다.
도 1b에 나타낸 실시형태에서의, 각도 시나리오에서의 액체 트랩(2)의 용량은 용이하게 증가될 수 있다. 예를 들어, 완전 제동이 수행되어야할 때, 대략 1G의 음의 가속 또는 이상이 나타날 수 있다. 본 발명에 따른 배열과 함께, 액체 트랩(2)의 용량은 도 1a에 나타낸 배열과 비교해서 상당히 증가될 수 있다.
도 2에 있어서는, 도 1의 액체 트랩 장치와 동일한 각도 시나리오에서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유지 수단(7)을 갖는 액체 트랩 장치(1)의 개략적인 도면을 나타낸다.
도 2에 나타낸 실시형태에 있어서, 유지 수단(7)은 액체 트랩(2)의 베이스플레이트로부터 실질적으로 직교하는 L-형상의 각도 브래킷이다. L-형상의 각도 브래킷은 액체 트랩(2) 내에 교대로 배열된다.
도 2b는, 도 2a의 각도 시나리오에서, 출구 포트(5)에 도달하는 것이 방지될 수 있었던 최대의 액체를 나타낸다. 도 1b와 도 2b를 비교할 때, 출구 포트(5)에 도달하지 않고, 액체 트랩(2) 내에서 유지될 수 있었던 액체(3)의 양이 도 1b에서보다 도 2b에서 매우 많게 되는 것이 명백하다. 이는, 그 중에서도, 유지 수단(7)을 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 액체 트랩 장치(1) 내에서, 출구 포트(5)에 도달하는 것이 방지되는 액체의 양이, 종래 기술에서 공지된 실시형태에 따른 실시형태에서보다 매우 많게 되는 것을 의미한다.
도 3a에서는, 수평 위치의 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 액체 트랩 장치(1)의 개략적인 도면을 나타낸다. 액체 트랩은 연료(3)로 충전된다. 도 3b는, 출구 포트(5)에 도달하지 않고, 액체 트랩(2) 내에서 유지될 수 있었던 연료(3)의 양을 개략적으로 다시 나타낸다.
또한, 도 3a의 장치는 다른 각도 시나리오를 갖고, 도 4a에 보여진다. 도 4b는 액체 트랩(2) 내에서 유지될 수 있었던 연료(3)의 양을 개략적으로 도시한다.
이는, 예를 들어 차량이 좌회전함에 따라 고려될 수 있는 상황을 나타낸다. 이 상황에서, 액체 트랩(2) 내의 연료(3)는 다른 쪽으로 이동하는 것을 볼 수 있는데, 이 경우, 다른 쪽은 우측을 의미한다.
도 5는 차량의 가속의 상황에서 연료 트랩 장치(1)를 나타내고, 도 6은 차량의 제동의 상황을 나타낸다. 이에 더해서, 도 7은 차량이 우회전할 때의 상황을 나타낸다. 본 명세서에서 명명된 상황은, 단지 예시적인 것이고, 차량에 탑재된 액체 트랩 장치의 배향에 의존하는 것이 명백하다.
도 6은 가속 상황에 있는 액체 트랩 장치(1)의 개략적인 도면을 나타내는데, 이 나타내고 기술된 실시형태는 음이고 그러므로, 제동의 상황이다. 여기서, 제동 상황에 있어서, 연료 트랩(2) 내에 너무 많은 연료(3)가 있지 않을 수도 있는 것을 나타낸다.
도 8은, 도 7과 같은 동일한 각도 시나리오에서, a) 연료가 있는, 액체 트랩을 통한 단면을 나타낸 도면이다.
액체 트랩의 45° 전방 경사를 도 8a에 나타낸다. 이는, 가속으로 생성된 상황이 될 수 있다. 유사한 상황, 액체 트랩은 45°인 상황이 고려된다. 이는, 예를 들어, 차량을 산에 주차할 때의 상황이 될 수 있다.
연료가 없는 단면의 액체 트랩 장치를 고려할 수도 있다.
나타낸 실시형태에 있어서, 액체 트랩 장치(1)는 밸브(4 또는 6)를 통해서, 연료 탱크로부터 연료 유체(3)를 수취한다. 액체 트랩(2)은 액체 연료(3)를 포획하고, 연료 증기가 출구 포트(5)를 통해 증기 회수 시스템을 향해 흐르도록 한다. 그 다음, 액체 연료(3)는, 연료 탱크 내의 압력 감소, 밸브(4)를 통한 증기 흐름 감소 또는 중력에 따라서, 통기 밸브 또는 충전 제한 밸브(6)를 통해서, 연료 탱크로 복귀된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서 고려할 수 있는 바와 같이, 연료 증기 밸브(6)는 밸브(4)보다 약간 낮은 지점에 위치된다. 이는, 정상 각도 시나리오에 있어서, 액체 연료(3)가 매우 용이하게 유출되는 것을 의미한다.
도면 내에 나타낸 액체 트랩 장치의 각도 시나리오는, 이들 상황이, 액체 트랩(2) 내의 측면의 및 고도의 액체 연료(3) 변위(예를 들어, 차량의 기울어짐)로 귀결되는 것을 시각화하고, 이는 액체 트랩(2)으로부터의 액체 연료(3)가, 이들 상황에서, 탱크 통기 시스템으로부터 나와, 예를 들어 출구 포트(5)를 통해서, 카본 캐니스터 내로 향할 수 있는 것을 의미한다. 이는, 연료 트랩 내에서 그리고 각도 시나리오의 크기로부터의, 액체 연료(3)의 양에 의존한다.
상기 더 기술된 "최악의 경우"의 동역학 상황에서 액체 트랩 용량을 개선하기 위해서, 본 발명에 따라서, 단순한 유지 형태가 도입되어, 필요로 되는 이들 구동 상황에서만, 더 사용가능한 액체 트랩 용량을 생성하게 된다. 모든 다른 동역학 상황에 있어서, 유지 형태는, 소정의 방법으로, 연료 증기 밸브의 성능에 부정적인 효과을 나타내지 않고, 부정적인 영향을 주지 않는다.
본 기술분야의 당업자는, 기술된 실시형태가 설명만을 위한 것이고, 본 발명에 의해 규정된 본 발명을 제한하지 않는 것으로 명백히 이해한다.
나타낸 실시형태와 대비해서, 패널 또는 리브는, 또한 이들이 하우징의 베이스로부터 각도 45°를 갖고 연장되는 방법으로 배열될 수 있다. 더욱이, 이 각도는 특정한 고객 요구에 의존해서 변화될 수 있다.
3 - 연료,
4, 6 - 밸브,
5 - 출구 포트,
7 - 유지 수단.

Claims (4)

  1. 차량 연료 시스템을 위한 액체 연료 트랩 장치(1)로서,
    상기 장치(1)는 연료 증기 통로에 접속 가능한 적어도 하나의 포트(5)를 갖는 밀폐 공간을 형성하는 하우징과, 상기 공간으로부터 탱크 내로 액체 연료를 배출할 수 있는 밸브 장치(4,6)를 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징 내의 연료(3)가 연료 증기 회수 시스템에 접속 가능한 출구 포트(5)에 도달하는 것을 억제하기 위한 유지 수단(7)을 포함하고, 상기 유지 수단(7)은 상기 하우징의 전체 폭에 걸쳐서 완전하지는 않게 연장하고 단부에서 각도를 나타내는 패널 또는 리브의 형태의 적어도 하나의 장벽을 포함하고, 상기 장벽은 각도 시나리오에서 연료 유지 볼륨을 형성하며,
    상기 볼륨은 상기 밸브 장치(4)와 상기 출구 포트(5) 사이에 배치된 다수의 장벽을 제공함으로써 증가되고, 상기 패널 또는 리브는 상기 하우징의 전체 높이에 걸쳐서 완전하지는 않게 연장하는 것을 특징으로 하는 액체 연료 트랩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지 수단(7)은 액체 트랩(2)의 베이스플레이트로부터 실질적으로 직교해서 연장하는 L-형상의 각도 브래킷(7)이고, L-형상의 각도 브래킷(7)은 액체 트랩(2) 내에 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 액체 연료 트랩 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 장벽은 연료 증기 통로에 접속 가능한 포트 방향으로 연장하되, 상기 하우징의 바닥으로부터 위쪽으로 90°이하의 각도로 연장하는 것을 특징으로 하는 액체 연료 트랩 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 수단(7)은 다수의 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 연료 트랩 장치.
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