KR102163974B1

KR102163974B1 - 연료탱크의 에어 벤트 밸브

Info

Publication number: KR102163974B1
Application number: KR1020150166945A
Authority: KR
Inventors: 박연서
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2020-10-12
Also published as: KR20170061856A

Abstract

본 발명은 자동차의 연료탱크 내부의 공기 배출시 연료가 공기와 함께 유출되는 것을 방지하기 위한 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 관한 것으로, 공기 출입을 위한 오리피스의 상측 공간에 회전체를 설치하고 상기 회전체가 오리피스를 통해 배출되는 고속의 유체 유동에 의해 회전되게 함으로써 회전체의 회전시 발생하는 원심력에 의해 공기와 연료를 분리시켜 공기만 배출되도록 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

연료탱크의 에어 벤트 밸브 {Air vent valve of fuel tank}

본 발명은 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 연료탱크 내부의 공기 배출시 연료가 공기와 함께 유출되는 것을 방지하기 위한 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 관한 것이다.

자동차의 연료탱크는 엔진으로 공급하기 위한 연료를 저장하는 것으로서, 엔진으로 연료가 공급될 때 내부 압력을 일정하게 유지하기 위하여 공기 통로 역할을 하는 에어 벤트 밸브가 설치된다.

통상적으로 연료탱크에는 하나 이상의 에어 벤트 밸브가 설치되며, 상기 에어 벤트 밸브는 밸브 바디의 내부에 설치된 플로터가 연료탱크의 유면 높이에 따라 움직이면서 공기 출입을 위한 오리피스를 개폐하도록 구성되며, 상기 오리피스의 개방시 연료탱크의 내부 공기를 오리피스를 통해 외부로 배출할 수 있게 된다.

그런데, 주행중 도로 조건 등에 따라 연료탱크 내 연료의 출렁임이 심한 경우, 유면의 높이 변동에 따라 플로터가 오리피스의 개폐를 반복하게 되고, 이렇게 오리피스의 개폐가 반복되는 상태에서 연료탱크 내 유체(연료와 공기)의 쏠림에 의한 공기압이 발생되어 오리피스를 통해 배출되는 공기의 유속이 상승함에 의해 연료가 공기에 섞여 오리피스를 통과하게 되고, 결과적으로 누유가 발생하게 된다.

본 발명은 공기 출입을 위한 오리피스의 상측 공간에 회전체를 설치하고 상기 회전체가 오리피스를 통해 배출되는 고속의 유체 유동에 의해 회전되게 함으로써 회전체의 회전시 발생하는 원심력에 의해 공기와 연료를 분리시켜 공기만 배출되도록 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 공기의 출입을 위한 출입관이 구비된 밸브 캡; 상기 밸브 캡의 하부에 체결되고, 상부에 공기의 출입을 위한 오리피스가 구비된 밀폐형의 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 내부에 승강 이동가능하게 설치되고, 승강 이동에 의해 상기 오리피스를 개폐하는 플로터; 상기 오리피스의 상측 공간에 회전가능하게 지지되고, 회전시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하는 회전체;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 회전체는 회전바디와 회전바디의 외주면에 방사상으로 돌출 형성된 복수 개의 회전날개로 이루어지고, 상기 회전바디는 밸브 캡의 저면에 돌출 형성된 상부 지지부와 밸브 바디의 상부에 돌출 형성된 하부 지지부 사이에 회전가능하게 지지된다.

또한, 상기 회전체는 오리피스를 통과하는 유체의 유속에 의해 회전되기 위하여, 상기 회전바디는 하부 지지부 위에 안착되는 하단부가 반구형으로 형성되고, 상기 회전날개는 회전바디의 축선방향에 대해 기울어지게 형성된다.

아울러, 상기 하부 지지부에는 회전체의 원심력에 의해 공기와 분리된 연료의 흐름을 위한 개구부가 형성된다.

본 발명에 의하면, 오리피스를 통과하는 유체의 유속에 의해 오리피스의 상측 공간에 원심력이 작용하여 공기와 연료가 분리되고, 이에 의해 공기와 연료가 함께 오리피스를 통과하여 배출되는 조건에서도 공기만 배출되고 연료는 회수되어 누유를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어 벤트 밸브를 나타낸 절개 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어 벤트 밸브의 일부 구조를 나타낸 부분도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어 벤트 밸브의 작동시 연료 및 공기의 흐름을 나타낸 개략도

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에 보듯이, 본 발명의 실시예에 따른 에어 벤트 밸브는 회전체(40)를 이용한 유체 분리에 의해 연료탱크의 연료 누유를 방지할 수 있도록 구성된 것으로서, 크게 밸브 캡(10)과 밸브 바디(20)와 플로터(30) 및 회전체(40)를 포함하여 구성된다.

밸브 캡(10)은 상부에 공기의 출입을 위한 출입관(11)이 구비된 것으로, 상부의 저면에 상기 출입관(11)과 연결된 출입공(12)이 형성되고, 상부의 저면 중앙에 상기 회전체(40)의 일측을 회전가능하게 지지하기 위한 상부 지지부(13)가 돌출 형성된다.

밸브 바디(20)는 상부와 하부에 각각 공기의 출입을 위한 오리피스(21)와 유입구(25)가 구비된 밀폐형 구조로 이루어진 것으로서, 밸브 캡(10)의 하부에 고정되게 체결된다.

상기 밸브 바디(20)는 하부의 유입구(25)를 통해 연료탱크와 공기 유동가능하게 연결되고, 상부의 오리피스(21)를 통해 출입관(11)과 공기 유동가능하게 연결된다.

상기 오리피스(21)는 밸브 바디(20)의 상부에 작은 직경을 갖는 파이프 형상으로서 하방 돌출되어 형성되고, 상기 밸브 바디(20)의 상부에는 회전체(40)의 타측을 회전가능하게 지지하기 위한 하부 지지부(22)가 상방 돌출되어 형성된다(도 2 참조).

또한, 밸브 바디(20)의 내주면에는 플로터(30) 외측에서의 유체 유동을 위한 사이드 유로(23)가 구비된다.

플로터(30)는 밸브 바디(20)의 내부에 승강 이동가능하게 설치된 것으로서, 승강 이동시 상기 오리피스(21)와 밀착 또는 분리되어 오리피스(21)를 개폐하는 기능을 한다.

상기 플로터(30)는 밸브 바디(20)가 설치된 연료탱크의 유면 높이에 따른 승강 이동이 가능하도록 구성되어 상기 오리피스(21)의 하부에 배치된다.

그리고, 회전체(40)는 회전 동작시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하는 것으로서, 오리피스(21)의 상측 공간에 회전가능하게 지지되도록 설치된다.

상기 회전체(40)는 밸브 캡(10)이 밸브 바디(20)의 상부에 결합되어 오리피스(21)의 상측에 형성하는 공간 내측에 배치되며, 오리피스(21)를 통과하는 고속의 유체 흐름에 의해 회전가능하도록 구성된다.

이러한 회전체(40)는 원통형의 회전바디(41)와 이 회전바디(41)의 외주면에 방사상으로 돌출 형성된 복수 개의 회전날개(42)로 이루어지며, 상기 복수 개의 회전날개(42)는 회전바디(41)의 원주방향으로 이격 배열된다.

상기 회전바디(41)는 상단부가 밸브 캡(10)의 상부 지지부(13)에 회전가능하게 끼워질 수 있도록 천공되고, 하단부가 밸브 바디(20)의 하단 지지부(22) 위에 회전가능하게 안착될 수 있도록 반구형으로 형성된다.

이러한 회전바디(41)는 상부 지지부(13)와 하부 지지부(22) 사이에 회전가능하게 삽입되어 지지된다.

또한, 상기 회전체(40)는 하부 지지부(22) 위에 안착되는 회전바디(41)의 하단부가 반구형으로 형성되고, 회전날개(42)가 회전바디(41)의 축선방향 및 방사방향에 대해 경사지게 기울어진 형태로 형성됨으로써, 오리피스(21)를 통과하는 유체의 유속 및 유동에 의해 회전하게 된다.

연료탱크 내 연료의 출렁임이 심한 도로 조건에서 주행하는 경우 오리피스(21)를 통해 연료탱크 밖으로 배출되는 유체의 유속이 증가하게 되고, 이러한 고속의 유체 흐름이 회전바디(41)의 하단부를 타고 회전날개(42)에 도달하여 회전날개(42)를 밀어줌으로써 회전시키게 된다.

도 3을 보면, 플로터(30)의 오리피스(21) 오픈시 연료탱크에서 배출되는 유체가 오리피스(21)를 고속으로 통과하면서 회전체(40)를 회전시키게 되고, 상기 회전체(40)가 회전하면서 발생하는 원심력에 의해 상대적으로 중량이 무거운 연료는 오리피스(21) 상측 공간의 외곽으로 밀려나면서 공기와 분리되고 가벼운 공기만 상승하여 출입관(11)을 통해 배출된다.

이때 공기와 분리된 연료는 다시 오리피스(21)로 복귀하여 연료탱크로 회수 가능하게 된다.

이를 위하여, 도 1 내지 3에 보듯이, 밸브 바디(20)의 하부 지지부(22)에는 회전체(40)의 원심력에 의해 공기와 분리된 연료의 흐름 및 회수(오리피스로의 흐름 및 회수)를 위한 개구부(24)가 형성된다.

상기 하부 지지부(22)는 밸브 바디(20)의 상부에 이중 고리 모양으로 상방 돌출되어 형성되어 있고, 오리피스(21)는 상기 밸브 바디(20)의 상부에 하방 돌출되어 하부 지지부(22)의 하측에 배치되기 때문에, 공기와 분리된 연료가 하부 지지부(22)를 통과하여 오리피스(21)로 유입가능하도록 하기 위하여, 하부 지지부(22)의 일측에 개구부(24)가 구비된다.

이에 따라, 공기와 분리되어 밸브 바디(20)의 상부로 떨어진 연료는 상기 개구부(24)를 통해 오리피스(21)로 유입되고 연료탱크로 회수 가능하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 밸브 캡
11 : 출입관
12 : 출입공
13 : 상부 지지부
20 : 밸브 바디
21 : 오리피스
22 : 하부 지지부
23 : 사이드 유로
24 : 개구부
25 : 유입구
30 : 플로터
40 : 회전체
41 : 회전바디
42 : 회전날개

Claims

공기의 출입을 위한 출입관이 구비된 밸브 캡;
상기 밸브 캡의 하부에 체결되고, 상부에 공기의 출입을 위한 오리피스가 구비된 밀폐형의 밸브 바디;
상기 밸브 바디의 내부에 승강 이동가능하게 설치되고, 승강 이동에 의해 상기 오리피스를 개폐하는 플로터;
상기 오리피스의 상측 공간에 회전가능하게 지지되고, 회전시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하는 회전체;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 회전체는 회전바디와 회전바디의 외주면에 방사상으로 돌출 형성된 복수 개의 회전날개로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 회전바디는 밸브 캡의 저면에 돌출 형성된 상부 지지부와 밸브 바디의 상부에 돌출 형성된 하부 지지부 사이에 회전가능하게 지지된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 회전체는 오리피스를 통과하는 유체의 유속에 의해 회전되기 위하여, 상기 회전바디는 하단부가 반구형으로 형성되고, 상기 회전날개는 회전바디의 축선방향에 대해 기울어지게 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 하부 지지부에는 회전체의 원심력에 의해 공기와 분리된 연료의 흐름을 위한 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.