KR102463411B1 - 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치 - Google Patents

자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 고속 주유 시 연료의 오버플로우 현상을 개선하여 상품성을 향상시킬 수 있는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치에 관한 것으로서, 레벨링 파이프 대비 상대적으로 작은 직경의 셧오프 파이프를 구성하여, 고속 주유 시 필러 파이프에서 연료의 역류가 일어나기 전에 셧오프 파이프를 통해 연료의 역류가 발생하도록 유도하고, 셧오프 파이프를 통해 역류되는 연료가 주유노즐에 설치된 노즐 셧오프 센서(shut-off sensor)를 작동시켜 주유노즐의 연료 토출을 정지시키도록 함으로써 연료주입구 밖으로 연료가 넘치는 오버플로우 현상을 방지할 수 있는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치 {Device for preventing fuel overflow of vehicle fuel system}
본 발명은 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속 주유 시 연료의 오버플로우 현상을 개선하여 상품성을 향상시킬 수 있는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 연료탱크는 엔진에서 연소되는 연료를 저장하는 장치로서, 이러한 연료탱크에는 연료 주입을 위한 연료주입구(혹은 필러넥) 및 이 연료주입구와 연료탱크 사이에 연결되는 필러파이프를 기본적으로 구비하며, 이 외에도 엔진으로 연료를 송출하는 연료펌프 등이 설치된다.
또한, 연료탱크에는 연료의 과주입을 방지하기 위하여 레벨링 파이프가 장착된다.
종래의 레벨링 파이프는 끝단의 개구부가 아랫쪽을 향하도록 배치되어, 연료탱크에 연료가 주입됨에 따라서 유면(油面)이 상승하여 상기 개구부가 연료에 의해 막히게 되면 연료탱크 내의 압력이 상승되도록 구성된다.
이러한 레벨링 파이프는 끝단의 개구부에 연료유면이 닿는 순간 연료 역류가 발생하고, 역류된 연료가 필러 파이프에 삽입된 주유노즐의 노즐 셧오프 센서 측으로 분출되어 노즐 셧오프 센서가 작동됨에 의해 주유노즐을 통한 연료 주입이 중단되도록 한다.
그러나, 고속 주유시에는 레벨링 파이프를 통해 역류된 연료에 의해 주유노즐을 셧오프(shut off)시키는 동안에도 필러 파이프를 통해 다량의 연료 역류가 발생하므로, 주유노즐의 초기 셧오프 시점에 연료주입구 밖으로 연료가 넘치는 오버플로우(over flow) 현상이 초래되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 레벨링 파이프 대비 상대적으로 작은 직경의 셧오프 파이프를 구성하여, 고속 주유 시 필러 파이프에서 연료의 역류가 일어나기 전에 셧오프 파이프를 통해 연료의 역류가 발생하도록 유도하고, 셧오프 파이프를 통해 역류되는 연료가 주유노즐에 설치된 노즐 셧오프 센서(shut-off sensor)를 작동시켜 주유노즐의 연료 토출을 정지시키도록 함으로써 연료주입구 밖으로 연료가 넘치는 오버플로우 현상을 방지할 수 있는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 연료탱크의 내부 가스를 배출하는 레벨링 파이프의 끝단부에 설치되고, 연료탱크에 채워지는 연료의 부력에 의해 작동되어 상기 레벨링 파이프의 끝단부에 형성된 개구부를 닫는 플로터 밸브; 주유노즐이 삽입되는 필러 파이프의 일단부에 연통되는 연료 분출부를 가지며, 상기 플로터 밸브가 레벨링 파이프의 개구부를 닫을 때 플로터 밸브를 통해 유입된 연료의 역류가 발생하는 셧오프 파이프; 상기 셧오프 파이프에 설치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 상기 연료 분출부를 개방하는 셧오프 컨트롤 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 플로터 밸브는, 연료 유입을 위한 개방부를 가지고 레벨링 파이프의 끝단부에 형성되는 플로터 밸브 하우징; 상기 레벨링 파이프의 개구부 하측에 배치된 상태로, 상기 플로터 밸브 하우징 내에 연료 부력에 의해 승강 이동가능하게 조립되는 플로터 밸브 바디;를 포함하여 구성되며, 상기 플로터 밸브 하우징에는 플로터 밸브 바디에 의해 개폐되는 연료 연통부가 형성되고, 상기 연료 연통부는 셧오프 파이프와 연료 유동가능하게 이어진다.
또한, 상기 플로터 밸브 하우징에는 연료 부력에 의해 승강 이동되는 플로터 밸브 바디를 탄력 지지하는 플로터 밸브 탄성부재가 설치된다.
그리고, 상기 셧오프 컨트롤 밸브는, 셧오프 파이프 내에 배치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 연료 분출부를 개방하는 컨트롤 밸브 바디; 상기 셧오프 파이프와 컨트롤 밸브 바디 사이에 설치되어, 상기 컨트롤 밸브 바디를 탄력 지지하는 컨트롤 밸브 탄성부재;로 이루어진다.
상기 셧오프 파이프는 레벨링 파이프 및 필러 파이프보다 더 빠른 유속으로 역류가 발생할 수 있도록 작은 직경을 가지는 파이프로서 형성되고, 컨트롤 밸브 바디가 연료 분출부를 닫기 위한 정위치에 위치하도록 지지해주는 스토퍼가 구비된다.
또한 본 발명에서는, 연료탱크의 내부 가스를 캐니스터로 배출가능하도록 형성되고, 연료탱크에 채워지는 연료의 유입 시 캐니스터로의 가스 배출이 중단되는 퓨얼 리미트 벤트 밸브; 주유노즐이 삽입되는 필러 파이프의 일단부에 연통되는 연료 분출부를 가지며, 상기 퓨얼 리미트 벤트 밸브와 연결되고 퓨얼 리미트 벤트 밸브를 통해 유입된 연료의 역류가 발생하는 셧오프 파이프; 상기 셧오프 파이프에 설치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 상기 연료 분출부를 개방하는 셧오프 컨트롤 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치도 제공한다.
상기 퓨얼 리미트 벤트 밸브는, 연료탱크에서의 연료 유입을 위한 윈도우와 캐니스터로의 가스 배출을 위한 오리피스를 가지는 벤트 밸브 하우징; 상기 오리피스의 하측에 배치된 상태로, 상기 벤트 밸브 하우징 내에 유입되는 연료 부력에 의해 승강 이동가능하게 설치되는 벤트 밸브 바디; 상기 벤트 밸브 하우징과 벤트 밸브 바디 사이에 설치되어 벤트 밸브 바디를 탄력 지지하는 벤트 밸브 탄성부재;를 포함하여 구성되며, 상기 벤트 밸브 하우징에는 벤트 밸브 바디에 의해 개폐되는 연료 연통부가 형성되고, 상기 연료 연통부는 셧오프 파이프와 연료 유동가능하게 이어진다.
본 발명에 따른 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치에 의하면, 고속 주유 시 필러파이프보다 셧오프 파이프에서 빠른 속도로 역류하는 연료가 주유노즐의 노즐 셧오프 센서(shut-off sensor)를 작동시켜 주유노즐의 연료 토출을 정지시킴으로써, 필러파이프에서 연료가 역류하기 직전에 연료 주유를 중단할 수 있으며, 결과적으로 고속 주유 시 연료주입구 밖으로 연료가 넘치는 오버플로우 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치가 적용된 연료시스템을 보여주는 도면
도 2는 도 1에 도시된 플로터 밸브의 장착 구조를 확대하여 보여주는 도면
도 3은 도 1에 도시된 셧오프 컨트롤 밸브의 장착 구조를 확대하여 보여주는 도면
도 4a는 본 발명의 연료 주유 중 셧오프 파이프를 통한 연료 역류를 유도하는 플로터 밸브의 작동상태를 보여주는 도면
도 4b는 본 발명의 플로터 밸브가 연료 연통부를 개방함에 의해 셧오프 파이프에서 역류하는 연료가 연료 분출부까지 압송되는 상태를 보여주는 도면
도 4c는 본 발명에 따른 셧오프 파이프의 연료 분출부가 개방되어 주유노즐의 노즐 셧오프 센서가 작동되는 상황을 보여주는 도면
도 4d는 주유노즐의 연료 토출을 중단시킨 뒤 셧오프 파이프의 연료 분출구를 다시 폐쇄한 셧오프 컨트롤 밸브를 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치가 적용된 연료시스템을 보여주는 도면
도 6은 도 5에 도시된 퓨얼 리미트 벤트 밸브의 장착 구조를 확대하여 보여주는 도면
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1에 보듯이, 자동차 연료시스템에서 연료 저장을 담당하는 연료탱크(10)에는, 연료탱크(10)와 연료주입구(혹은 필러넥)(12) 사이에 이어져 있는 필러 파이프(14)를 통해 연료 주입이 이루어질 때, 연료탱크(10)의 압력 해소를 위해 레벨링 파이프(16)와 벤팅 밸브(50) 등이 설치된다.
이러한 연료탱크(10)는 레벨링 파이프(16)의 끝단부에 형성된 개구부(16a)가 연료탱크(10) 내부에 채워지는 연료에 잠기기 전까지 주유가 진행되며, 상기 개구부(16a)가 연료유면에 닿는 순간 레벨링 파이프(16)를 통해 연료 역류가 발생하게 된다.
그런데, 레벨링 파이프(16)를 통해 역류된 연료가 필러 파이프(14)에 삽입된 주유노즐(18) 측으로 분사되어 주유노즐(18)의 노즐 셧오프 센서(18a)를 작동시키는 초기 셧오프 시점까지는 주유노즐(18)을 통한 연료 주입이 이루어짐에 따라, 고속 주유 시 필러 파이프(14)를 통해 발생하는 연료 역류에 의해 필러넥(12)에서 연료 넘침이 발생하게 된다.
이에 본 발명에서는 고속 주유 시 필러 파이프(14)를 통해 연료가 역류하기 직전에 레벨링 파이프(16)에서보다 더 빠른 속도로 역류하는 셧오프 파이프(30)의 연료를 통해 주유노즐(18)의 노즐 셧오프 센서(18a)를 작동시킴으로써 연료 주유를 신속하게 중단시켜 필러 파이프(14)의 연료 역류로 인한 연료의 오버플로우 현상을 방지하도록 한다.
이를 위하여, 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 연료탱크(10)의 내부 가스를 배출하는 레벨링 파이프(16)의 끝단부에 플로터 밸브(20)를 설치 구성하고, 상기 플로터 밸브(20)를 통해 유입되는 연료의 역류가 발생하는 셧오프 파이프(30)를 필러 파이프(14)의 일단부까지 연장되도록 배치 구성한다.
플로터 밸브(20)는 연료탱크(10)에 채워지는 연료의 부력에 의해 작동되어 레벨링 파이프(16)의 끝단부에 형성된 개구부(16a)를 닫아주는 것으로, 연료탱크(10)의 연료유면이 레벨링 파이프(16)의 개구부(16a)에 닿기 직전에 개구부(16a)를 닫아줌으로써 레벨링 파이프(16)를 통한 연료 역류를 방지하는 동시에, 셧오프 파이프(30) 측으로 연료 유입이 일어나도록 유도함으로써 셧오프 파이프(30)를 통해 역류되는 연료가 주유노즐(18)이 삽입되어 있는 필러 파이프(14)의 일단부(혹은 상단부)까지 신속하게 압송될 수 있도록 한다.
이러한 플로터 밸브(20)는 도 2에 보듯이, 플로터 밸브 하우징(22)과 플로터 밸브 바디(24) 및 플로터 밸브 탄성부재(26)로 구성된다.
플로터 밸브 하우징(22)은 연료탱크(10)의 내측에 삽입된 레벨링 파이프(16)의 끝단부에 고정되도록 형성되고, 외주면에 연료 유입을 위한 개방부(22a)가 구비된다. 이러한 플로터 밸브 하우징(22)은 연료탱크(10)에 채워지는 연료유면이 일정 높이 이상으로 상승됨에 따라 개방부(22a)를 통해 연료 유입이 일어난다.
플로터 밸브 바디(24)는 상기 레벨링 파이프(16)의 개구부(16a) 하측에 배치된 상태로, 플로터 밸브 하우징(22) 내에 연료의 부력에 의해 승강 이동가능하게 조립되고, 연료 부력에 의해 상승되어 레벨링 파이프(16)의 개구부(16a)를 닫을 때 개구부(16a)를 기밀하게 닫을 수 있도록 플로터 밸브 바디(24)의 상단부가 구형으로 형성된다.
좀더 설명하면, 플로터 밸브 하우징(22)의 하단부에는 플로터 밸브 바디(24)를 승강 이동할 수 있도록 가이드 및 지지를 하는 가이드부(22b)가 구비되고, 플로터 밸브 바디(24)는 상기 가이드부(22b)에 삽입된 형태로 플로터 밸브 하우징(22)에 승강 이동가능하게 조립된다.
그리고, 상기 가이드부(22b)에는 셧오프 파이프(30)와 연료 유동가능하게 이어지는 연료 연통부(22c)가 형성되고, 상기 연료 연통부(22c)는 플로터 밸브 바디(24)에 의해 닫혀 있다가 플로터 밸브 바디(24)가 상승 이동하여 레벨링 파이프(16)의 개구부(16a)를 닫을 때 개방되어 셧오프 파이프(30) 측으로의 연료 유동이 가능하도록 한다.
플로터 밸브 탄성부재(26)는 연료 부력에 의해 승강 이동되는 플로터 밸브 바디(24)를 탄력적으로 지지할 수 있도록 플로터 밸브 하우징(22)의 가이드부(22b) 내측에 장착된다.
상기 플로터 밸브 탄성부재(26)는 플로터 밸브 바디(24)와 가이드부(22b) 사이에 설치되어, 연료의 부력이 작용하기 전에는 플로터 밸브 바디(24)가 가이드부(22b)에 안착한 상태를 유지하도록 탄력적으로 잡아서 지지해주고, 플로터 밸브 바디(24)의 상승 이동 시에는 신장되면서 탄성복원력을 생성하여 이후 연료에 의한 부력이 상기 탄성복원력보다 작아지게 되면 플로터 밸브 바디(24)가 안정적으로 하강 복귀할 수 있도록 한다.
한편, 셧오프 파이프(30)에는 필러 파이프(14)의 일단부(혹은 상단부)측에 연통되는 연료 분출부(32)가 형성되고, 상기 연료 분출부(32)를 개폐하기 위한 셧오프 컨트롤 밸브(40)가 설치된다.
구체적으로 상기 연료 분출부(32)는, 필러 파이프(14)의 일단부에 주유노즐(18)을 삽입 시 주유노즐(18)에 구비된 노즐 셧오프 센서(18a)의 위치를 고려하여, 노즐 셧오프 센서(18a)의 부근에 위치하도록 형성된다.
상기 셧오프 컨트롤 밸브(40)는 평상 시에 연료 분출부(32)를 닫고 있다가, 셧오프 파이프(30)에서 연료 역류가 발생하면 셧오프 파이프(30)를 통해 역류하는 연료에 의해 작동되어 상기 연료 분출부(32)를 개방하게 된다.
도 3에 보듯이, 셧오프 컨트롤 밸브(40)는 셧오프 파이프(30) 내에 배치되는 컨트롤 밸브 바디(42)와, 셧오프 파이프(30)와 컨트롤 밸브 바디(42) 사이에 설치되어 컨트롤 밸브 바디(42)를 탄력적으로 지지하는 컨트롤 밸브 탄성부재(44)로 이루어진다.
컨트롤 밸브 바디(42)는 컨트롤 밸브 탄성부재(44)에 의해 지지되어 평상시 연료 분출부(32)를 닫고 있다가, 셧오프 파이프(30)에서 역류하는 연료에 의해 밀려 컨트롤 밸브 탄성부재(44)를 압축시키면서 이동되어 연료 분출부(32)를 개방하게 된다.
이후 컨트롤 밸브 바디(42)를 가압하는 셧오프 파이프(30)의 연료가 제거되면, 컨트롤 밸브 바디(42)는 컨트롤 밸브 탄성부재(44)의 탄성복원력에 의해 복귀하여 연료 분출부(32)를 다시 닫아주게 된다.
이때, 컨트롤 밸브 바디(42)가 연료 분출부(32)를 닫기 위한 정위치에 정지하여 위치할 수 있도록 지지하기 위해, 셧오프 파이프(30)에는 스토퍼(46)가 형성된다.
상기 스토퍼(46)는 컨트롤 밸브 탄성부재(44)의 탄성복원력에 의해 이동되는 컨트롤 밸브 바디(42)의 정지 위치를 연료 분출부(32)를 닫기 위한 정위치로 제한할 수 있도록 셧오프 파이프(30)의 내주면에 돌출 구조로 형성될 수 있다.
이러한 스토퍼(46)가 구비됨에 의해, 컨트롤 밸브 바디(42)는 평상시 살짝 압축된 상태의 컨트롤 밸브 탄성부재(44)에 의해 탄력 지지되어 연료 분출부(32)를 폐쇄할 수 있고, 셧오프 파이프(30)에서 역류하는 연료에 의해 밀려 이동될 때 컨트롤 밸브 탄성부재(44)를 더 압축시키면서 이동되어 연료 분출부(32)를 개방 작동할 수 있다.
참고로, 도 1의 미설명 부호 80은 엔진 측으로 연료를 압송하기 위한 연료펌프모듈(80)이다.
여기서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차 연료 시스템의 오버플로우 방지 장치의 작동상태를 첨부의 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 사용자가 필러 파이프(14)에 주유노즐(18)을 삽입하고 고속 주유를 시작함에 의해 연료탱크(10)에 연료가 채워지고, 연료탱크(10)에 채워지는 연료유면이 점차 높아져 플로터 밸브(20) 내부로 연료가 유입되면, 도 4a와 같이 플로터 밸브 바디(24)가 상승되어 레벨링 파이프(16)의 개구부(16a)를 닫아주는 동시에 연료 연통부(22c)를 개방하게 된다.
이때 플로터 밸브 바디(24)는 레벨링 파이프(16)의 개구부(16a)에 연료유면이 닿기 직전에 상기 개구부(16a)를 닫아주게 되고, 또한 연료 연통부(22c)와 연통되는 셧오프 파이프(30)까지 연료가 흐르게 되면서 셧오프 파이프(30)에서 연료의 역류가 발생하게 된다.
셧오프 파이프(30)는 레벨링 파이프(16)보다 직경이 매우 작은 사이즈의 파이프로 형성됨으로써 상대적으로 더 빠른 유속으로 역류가 발생하게 된다.
따라서, 필러 파이프(14)를 통해 연료 역류가 발생하기 전에, 도 4b 및 도 4c와 같이 셧오프 파이프(30)를 통해 역류되는 연료가 셧오프 컨트롤 밸브(40)에 도달하여 컨트롤 밸브 바디(42)를 밀어 이동시키게 되고, 컨트롤 밸브 탄성부재(44)를 압축시키면서 이동된 컨트롤 밸브 바디(42)는 셧오프 파이프(30)의 연료 분출부(32)를 개방하게 된다.
이렇게 개방된 연료 분출부(32)를 통해 필러 파이프(14)의 내측으로 토출된 연료가 주유노즐(18)의 노즐 셧오프 센서(18a)에 의해 감지되고, 노즐 셧오프 센서(18a)에 의해 주유노즐(18)의 연료 토출이 중단되면서 연료 주입이 자동으로 중단된다.
이렇게 필러 파이프(14)에서 연료 역류가 발생하기 전에 연료 주입이 중단됨으로써 연료의 오버플로우 현상이 방지되며, 이후 도 4d에 보듯이 셧오프 파이프(30)의 연료가 제거됨에 따라 컨트롤 밸브 바디(42)는 컨트롤 밸브 탄성부재(44)의 탄성복원력에 의해 복귀하여 연료 분출부(32)를 다시 닫아주게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 연료시스템의 오버플로우 방지 장치는, 필러 파이프(14)에서 연료의 역류가 발생하기 전에 셧오프 파이프(30)를 통해 빠르게 역류하는 연료에 의해 주유노즐(18)의 연료 토출을 중단시킬 수 있도록 함으로써 고속 주유 시 주유노즐(18)의 초기 셧오프 시점에 필러넥(12)을 통해 연료가 넘치는 오버플로우 현상을 방지할 수 있다.
종래의 레벨링 파이프도 필러 파이프보다 작은 직경을 가짐으로써 더 빠른 유속으로 역류가 발생하기는 하나, 필러 파이프와 동시에 역류가 발생하게 되므로, 고속 주유 시 레벨링 파이프를 통해 역류된 연료에 의해 주유노즐의 작동이 중단되는 동안 필러 파이프에서 역류된 다량의 연료에 의해 오버플로우 현상이 일어나게 된다.
본 발명에 따른 셧오프 파이프(30)에서는 필러 파이프(14)에서 연료의 역류가 일어나기 직전에 먼저 역류가 발생하게 되고, 또한 레벨링 파이프(16) 및 필러 파이프(14)보다 훨씬 작은 직경을 가짐으로써 상대적으로 매우 빠른 유속의 역류가 발생하여 결과적으로 필러 파이프(14)에서 연료 역류가 일어나기 전에 주유노즐(18)의 연료 주입을 중단시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 연료시스템의 오버플로우 방지 장치는 고속 주유노즐이 많이 사용되는 디젤 차량은 물론이고, 상대적으로 주유 속도가 낮은 주유노즐이 사용되는 가솔린 차량에도 적용 가능하다.
한편, 첨부한 도 5는 앞서 설명한 오버플로우 방지 장치의 구성 중 레벨링 파이프 대신 퓨얼 리미트 벤트 밸브(FLVV, Fuel Limited Vent Valve)가 적용된 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 퓨얼 리미트 벤트 밸브의 장착 구조를 확대하여 보여주는 도면이다.
자동차 연료시스템을 구성하는 퓨얼 리미트 벤트 밸브(60)는 롤 오버 밸브(ROV, Roll Over Valve)(50)와 더불어 연료탱크(10)에 장착되어 연료탱크(10) 내부에 발생한 연료 증발가스를 캐니스터(70) 측으로 배출시키는 벤트 밸브로서, 차량이 기울어지거나 전복되는 등 연료 누출이 우려되는 상황에서 연료 누출을 방지할 수 있도록 도 6에 도시한 바와 같이 구성된다.
도 5 및 도 6을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 퓨얼 리미트 벤트 밸브(60)는 연료탱크(10)의 상단에 고정되게 장착되는 벤트 밸브 하우징(61)과 이 벤트 밸브 하우징(61) 내에 설치되는 벤트 밸브 바디(66) 및 벤트 밸브 탄성부재(68)를 포함하여 구성된다.
벤트 밸브 하우징(61)은 외주면에 연료탱크(10)에서의 연료 유입을 위한 윈도우(62)가 형성되고, 연료탱크(10)에 결합되는 상단부에 캐니스터(70) 측으로 가스 배출을 위한 오리피스(63)가 형성된다.
이러한 벤트 밸브 하우징(61)은 평상시(예를 들어, 윈도우를 통해 액상의 연료가 유입되기 전) 윈도우(62)를 통해 유입되는 연료탱크(10)의 내부 가스를 오리피스(63)를 통해 캐니스터(70) 측으로 배출하고, 연료 주입시 연료탱크(10)에 채워지는 연료유면이 일정 높이 이상으로 상승됨에 따라 윈도우(62)를 통해 연료 유입이 일어난다.
벤트 밸브 바디(66)는 상기 오리피스(63)의 하측에 배치된 상태로, 벤트 밸브 하우징(61) 내에 유입되는 연료의 부력에 의해 승강 이동가능하게 설치되고, 연료의 부력에 의해 상승되어 오리피스(63)를 닫을 때 오리피스(63)를 기밀하게 닫을 수 있도록 벤트 밸브 바디(66)의 상단부에는 탄성을 가지는 재질의 러버씰(66a)이 구비된다.
좀더 설명하면, 도 6에 보듯, 벤트 밸브 하우징(61)은 이중 파이프 구조로 형성되고, 윈도우(62)는 외측에 형성된 아우터 파이프(61a)의 제1 윈도우(62a)와 내측에 형성된 이너 파이프(61b)의 제2 윈도우(62b)로 구분되며, 제1 윈도우(62a)를 통해 유입된 연료가 제2 윈도우(62b)를 통해 벤트 밸브 바디(66)가 설치된 이너 파이프(61b)의 안쪽으로 유입되어 벤트 밸브 바디(66)를 오리피스(63) 측으로 상승시키게 된다. 이렇게 벤트 밸브 바디(66)가 상승되어 오리피스(63)가 닫힘에 의해 캐니스터(70)로의 가스 배출이 중단된다.
그리고, 벤트 밸브 하우징(61)의 하단부(구체적으로, 이너 파이프(61b)의 하단부)에는 벤트 밸브 바디(66)에 의해 개폐되는 연료 연통부(64)가 형성되고, 이 연료 연통부(64)는 셧오프 파이프(30)와 연료 유동가능하게 이어진다.
상기 셧오프 파이프(30)는 앞서 도 1 내지 4d를 참조하여 설명한 실시예의 셧오프 파이프(30)와 동일한 구조로 이루어져 동일한 기능을 하므로, 이러한 셧오프 파이프(30)에 대해 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
벤트 밸브 탄성부재(68)는 상기 벤트 밸브 하우징(61)과 벤트 밸브 바디(66) 사이에 설치되어 벤트 밸브 바디(66)를 탄력 지지하는 것으로, 벤트 밸브 바디(66)의 상승 이동시 신장되면서 탄성복원력을 생성하고, 연료 부력이 탄성복원력보다 감소됨에 따라 벤트 밸브 바디(66)를 하강 복귀시키는 역할을 한다.
이러한 퓨얼 리미트 벤트 밸브(60)는 연료 연통부(64)를 통해 셧오프 파이프(30)와 연료 유동가능하게 연결되고, 이에 셧오프 파이프(30)에는 퓨얼 리미트 벤트 밸브(60)를 통해 연료가 유입됨에 따라 연료의 역류가 발생하게 된다.
상기 셧오프 파이프(30)는 퓨얼 리미트 벤트 밸브(60)와 필러 파이프(14) 사이에 연장되도록 형성되고, 앞서 설명한 바와 같이 셧오프 파이프(30)에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 연료 분출부(32)를 개방하는 셧오프 컨트롤 밸브(40)가 설치되며, 필러 파이프(14)보다 훨씬 더 빠른 유속으로 역류가 발생할 수 있도록 매우 작은 직경을 가지게 된다.
이와 같이 구성되는 연료시스템의 오버플로우 방지 장치는, 사용자가 필러 파이프(14)에 주유노즐(18)을 삽입하고 고속 주유를 시작함에 의해 연료탱크(10)에 채워지는 연료유면이 높아져 퓨얼 리미트 벤트 밸브(60)로 연료가 유입되면, 벤트 밸브 바디(66)가 상승되어 오리피스(63)를 닫아주는 동시에 연료 연통부(64)가 개방되고, 이렇게 개방된 연료 연통부(64)를 통해 셧오프 파이프(30)로 유입된 연료의 역류가 발생함으로써, 결과적으로 주유노즐(18)의 연료 토출을 중단시켜 필러 파이프(14)에서 연료 역류가 일어나기 전에 연료 주입을 중단시키게 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 : 연료탱크 12 : 연료주입구(혹은 필러넥)
14 : 필러 파이프 16 : 레벨링 파이프
16a : 개구부 18 : 주유노즐
18a : 노즐 셧오프 센서 20 : 플로터 밸브
22 : 플로터 밸브 하우징 22a : 개방부
22b : 가이드부 22c : 연료 연통부
24 : 플로터 밸브 바디 26 : 플로터 밸브 탄성부재
30 : 셧오프 파이프 32 : 연료 분출부
40 : 셧오프 컨트롤 밸브 42 : 컨트롤 밸브 바디
44 : 컨트롤 밸브 탄성부재 46 : 스토퍼
50 : 롤 오버 밸브(혹은 벤트 밸브)
60 : 퓨얼 리미트 벤트 밸브 61 : 벤트 밸브 하우징
61a : 아우터 파이프 61b : 이너 파이프
62 : 윈도우 62a : 제1 윈도우
62b : 제2 윈도우 63 : 오리피스
64 : 연료 연통부 66 : 벤트 밸브 바디
66a : 러버씰 68 : 벤트 밸브 탄성부재
70 : 캐니스터 80 : 연료펌프모듈

Claims (13)

  1. 연료탱크의 내부 가스를 배출하는 레벨링 파이프의 끝단부에 설치되고, 연료탱크에 채워지는 연료의 부력에 의해 작동되어 상기 레벨링 파이프의 끝단부에 형성된 개구부를 닫는 플로터 밸브;
    주유노즐이 삽입되는 필러 파이프의 일단부에 연통되는 연료 분출부를 가지며, 상기 플로터 밸브가 레벨링 파이프의 개구부를 닫을 때 플로터 밸브를 통해 유입된 연료의 역류가 발생하는 셧오프 파이프;
    상기 셧오프 파이프에 설치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 상기 연료 분출부를 개방하는 셧오프 컨트롤 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플로터 밸브는, 연료 유입을 위한 개방부를 가지고 레벨링 파이프의 끝단부에 형성되는 플로터 밸브 하우징;
    상기 레벨링 파이프의 개구부 하측에 배치된 상태로, 상기 플로터 밸브 하우징 내에 연료 부력에 의해 승강 이동가능하게 조립되는 플로터 밸브 바디;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 플로터 밸브 하우징에는 연료 부력에 의해 승강 이동되는 플로터 밸브 바디를 탄력 지지하는 플로터 밸브 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 플로터 밸브 하우징에는 플로터 밸브 바디에 의해 개폐되는 연료 연통부가 형성되고, 상기 연료 연통부는 셧오프 파이프와 연료 유동가능하게 이어지는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 셧오프 컨트롤 밸브는,
    셧오프 파이프 내에 배치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 연료 분출부를 개방하는 컨트롤 밸브 바디;
    상기 셧오프 파이프와 컨트롤 밸브 바디 사이에 설치되어, 상기 컨트롤 밸브 바디를 탄력 지지하는 컨트롤 밸브 탄성부재;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 셧오프 파이프에는 컨트롤 밸브 바디가 연료 분출부를 닫기 위한 정위치에 위치하도록 지지해주는 스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 셧오프 파이프는 레벨링 파이프 및 필러 파이프보다 더 빠른 유속으로 역류가 발생할 수 있도록 상기 레벨링 파이프 및 필러 파이프보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  8. 연료탱크의 내부 가스를 캐니스터로 배출가능하도록 형성되고, 연료탱크에 채워지는 연료의 유입 시 캐니스터로의 가스 배출이 중단되는 퓨얼 리미트 벤트 밸브;
    주유노즐이 삽입되는 필러 파이프의 일단부에 연통되는 연료 분출부를 가지며, 상기 퓨얼 리미트 벤트 밸브와 연결되고 퓨얼 리미트 벤트 밸브를 통해 유입된 연료의 역류가 발생하는 셧오프 파이프;
    상기 셧오프 파이프에 설치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 상기 연료 분출부를 개방하는 셧오프 컨트롤 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 퓨얼 리미트 벤트 밸브는,
    연료탱크에서의 연료 유입을 위한 윈도우와 캐니스터로의 가스 배출을 위한 오리피스를 가지는 벤트 밸브 하우징;
    상기 오리피스의 하측에 배치된 상태로, 상기 벤트 밸브 하우징 내에 유입되는 연료 부력에 의해 승강 이동가능하게 설치되는 벤트 밸브 바디;
    상기 벤트 밸브 하우징과 벤트 밸브 바디 사이에 설치되어 벤트 밸브 바디를 탄력 지지하는 벤트 밸브 탄성부재;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 벤트 밸브 하우징에는 벤트 밸브 바디에 의해 개폐되는 연료 연통부가 형성되고, 상기 연료 연통부는 셧오프 파이프와 연료 유동가능하게 이어지는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 셧오프 컨트롤 밸브는,
    셧오프 파이프 내에 배치되고, 셧오프 파이프에서 역류하는 연료에 의해 작동되어 연료 분출부를 개방하는 컨트롤 밸브 바디;
    상기 셧오프 파이프와 컨트롤 밸브 바디 사이에 설치되어, 상기 컨트롤 밸브 바디를 탄력 지지하는 컨트롤 밸브 탄성부재;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 셧오프 파이프에는 컨트롤 밸브 바디가 연료 분출부를 닫기 위한 정위치에 위치하도록 해주는 스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 셧오프 파이프는 필러 파이프보다 더 빠른 유속으로 역류가 발생할 수 있도록 상기 필러 파이프보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 연료시스템의 오버플로우 방지 장치.
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