KR102529449B1 - 연료탱크의 에어 벤트 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 연료탱크의 에어 벤트 밸브는, 연료탱크(1)에 체결될 때 밸브 캡(20)의 상부에 외부공기를 유입시키는 공기유입관(24)과 연료탱크(1) 내의 내부공기를 외부로 유출시키는 공기유출관(26)이 차량이 주행하는 방향의 전방과 후방을 향하도록 위치되고, 밸브 캡(20)의 내 오리피스(22a)측 하부에 회전팬(44)이 회전가능하게 설치되는 구조이기 때문에 차량이 주행 시 공기유입관(24)을 따라 오리피스(22a)를 통해 고속으로 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전팬(44)이 회전되면서 원심력을 발행하게 되고, 이러한 회전팬(44)의 회전 원심력에 의해 연료탱크(1) 내의 내부공기는 오리피스(22a)를 통해 공기유출관(26)을 따라 외부로 배출하고 상대적으로 중량이 무거운 연료는 상승되지 못하고 하부로 밀려나가면서 공기와 분리됨으로써 연료가 누설되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것임.

Description

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

본 발명은 차량용 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부공기가 출입되면서 연료탱크 내 내부공기가 유출되도록 흐름을 제어하는 밸브 캡과 외부공기의 공력에 의해 회전되면서 내부공기에 포함된 액체가 누출되지 않도록 원심력을 발생하는 회전체를 일체화시켜 구조를 간소화시킨 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 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 에어 벤트 밸브가 설치되며, 상기 에어 벤트 밸브는 하나의 공기 출입관이 형성되어 밸브 캡이 구성되고, 이 밸브 캡의 하부에는 내부에 설치된 플로터가 연료탱크의 유면 높이에 따라 움직이면서 공기 출입을 위한 오리피스를 개폐하는 밸브 바디가 체결구되며, 상기 오리피스의 개방시 연료탱크의 내부 공기를 밸브 캡을 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 밸브 캡을 통해 외부로 누유가 발생하게 된다.

국내 공개특허공보 제10-2017-0139252호(2017.12.19)

본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 차량이 주행 시 공기유입관을 따라 오리피스를 통해 고속으로 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전팬이 회전되면서 원심력을 발행하게 되고, 이러한 회전팬의 회전 원심력에 의해 연료탱크 내의 내부공기는 오리피스를 통해 공기유출관을 따라 외부로 배출하고 상대적으로 중량이 무거운 연료는 상승되지 못하고 하부로 밀려나가면서 공기와 분리됨으로써 연료가 누설되는 것을 미연에 방지할 수 있는 연료탱크의 에어 벤트 밸브를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연료탱크의 에어 벤트 밸브는, 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 있어서, 차량 주행 시 전방으로 외부공기를 유입하여 후방과 중앙측 오리피스로 흐름이 양분되도록 유도하는 밸브 캡; 및 상기 오리피스를 통해 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하도록 상기 밸브 캡 내부에 대해 오리피스 하측에 회전가능하게 지지되는 회전체; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 밸브 캡은, 상기 연료탱크의 출입구와 체결되면서 상기 회전체가 회전가능하게 지지되도록 하부 공간에서 상부로 갈수록 좁은 오리피스가 형성된 캡몸체와, 상기 캡몸체의 상부 전방에 수평으로 형성되어 차량 주행 시 외부공기를 상기 오리피스로 유입시키는 공기유입관과, 상기 캡몸체의 상부 후방에 수평으로 형성되어 상기 오리피스 및 공기유입관의 통로와 연결되는 공기유출관으로 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 오리피스에는 외부공기와 내부공기 흐름을 유도하도록 내주면에서 중심을 향해 일정 길이만큼 방사상으로 뻗은 다수 개의 공기흐름 안내돌기가 돌설된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 캡몸체의 하부 공간은 상기 연료탱크의 출입구에 끼워져 체결되는 것으로서, 하부 공간의 내주면에 상기 회전체가 지지되도록 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 공기유입관과 공기유출관은 상기 연료탱크에 밸브 캡이 체결될 때 차량이 주행하는 방향의 전방과 후방을 향하도록 수평으로 통로가 연결됨과 동시에 서로 접하는 경계부분이 상기 오리피스와 연결되는 것으로서, 상기 공기유출관은 공기유입관보다 상향된 높이차에 의해 통기 역할을 유도하도록 서로 어긋나게 위치된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 공기유출관과 공기유입관의 높이차는 내경 크기가 수평선 상에 위치하지 않도록 서로 어긋나게 위치된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 공기유입관과 공기유출관의 끝단에는 더스트 커버가 각각 결합된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 더스트 커버는 캡 모양으로 형성된 것으로서, 평면적이 상기 공기유입관과 공기유출관의 통로를 막도록 미세망 형상으로 형성되고, 테두리가 공기유입관과 공기유출관의 끝단 외경에 압입 고정되도록 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 회전체는, 상기 밸브 캡 내에 끼워져 고정되는 고정바디와, 상기 고정바디의 하면 중앙에 끼워지는 회전팬과, 상기 고정바디의 하부에 고정되어 상기 회전팬이 회전가능하게 받쳐주는 받침바디로 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 고정바디는, 상기 밸브 캡의 하부 공간 내주면에 끼워져 위치 고정되는 링부와, 상기 링부의 중앙에 방사상으로 뻗은 다수 개의 연결바를 매개로 하향되게 돌출 형성되어 상기 회전팬의 회전 중심에 끼워지면서 상기 받침바디와 고정되는 축부로 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 회전팬은, 상기 축부에 끼워지는 허브와, 상기 허브의 외주면에 방사상으로 돌출 형성 다수 개의 버킷날개로 구성된 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 받침바디는 상기 축부 끝단에 압입 고정되면서 회전팬의 회전 중심 하단과 맞닿아 회전가능하게 받쳐주도록 캡 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연료탱크의 에어 벤트 밸브는, 연료탱크에 체결될 때 밸브 캡의 상부에 외부공기를 유입시키는 공기유입관과 연료탱크 내의 내부공기를 외부로 유출시키는 공기유출관이 차량이 주행하는 방향의 전방과 후방을 향하도록 위치되고, 밸브 캡의 내 오리피스측 하부에 회전팬이 설치되는 구조이기 때문에 차량이 주행 시 공기유입관을 따라 오리피스를 통해 고속으로 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전팬이 회전되면서 원심력을 발행하게 되고, 이러한 회전팬의 회전 원심력에 의해 연료탱크 내의 내부공기는 오리피스를 통해 공기유출관을 따라 외부로 배출하고 상대적으로 중량이 무거운 연료는 상승되지 못하고 하부로 밀려나가면서 공기와 분리됨으로써 연료가 누설되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브가 연료탱크에 설치된 상태를 도시한 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브를 도시한 결합 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브를 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브가 연료탱크에 설치된 상태를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브를 도시한 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 에어 벤트 밸브의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연료탱크의 에어 벤트 밸브(10)는, 차량 주행 시 전방으로 외부공기를 유입하여 후방과 중앙측 오리피스(22a)로 흐름이 양분되도록 유도하는 밸브 캡(20); 및 상기 오리피스(22a)를 통해 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하도록 상기 밸브 캡(20) 내부에 대해 오리피스(22a) 하측에 회전가능하게 지지되는 회전체(40); 를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 밸브 캡(20)은, 상기 연료탱크(1)의 출입구(3)와 체결되면서 상기 회전체(40)가 회전가능하게 지지되도록 하부 공간에서 상부로 갈수록 좁은 오리피스(22a)가 형성된 캡몸체(22)와, 상기 캡몸체(22)의 상부 전방에 수평으로 형성되어 차량 주행 시 외부공기를 상기 오리피스(22a)로 유입시키는 공기유입관(24)과, 상기 캡몸체(22)의 상부 후방에 수평으로 형성되어 상기 오리피스(22a) 및 공기유입관(24)과 통로가 연결되는 공기유출관(26)으로 구성된다.

이때, 상기 캡몸체(22)의 오리피스(22a)에는 외부공기와 내부공기가 출입할 때 서로 충돌하여 생기는 난류 현상을 최소화하면서 원활한 공기 흐름을 유도하도록 내주면에서 중심을 향해 일정 길이만큼 방사상으로 뻗은 다수 개의 공기흐름 안내돌기(22b)가 일체로 돌설된다.

상기 캡몸체(22)의 하부 공간은 상기 연료탱크(1)의 출입구(3)에 끼워져 체결되는 것으로서, 하부 공간의 내주면에 상기 회전체(40)가 회전가능하게 지지되도록 단턱(22c)이 형성된다.

상기 공기유입관(24)과 공기유출관(26)은 상기 연료탱크(1)에 밸브 캡(20)이 체결될 때 차량이 주행하는 방향의 전방과 후방을 향하도록 수평으로 통로가 연결됨과 동시에 서로 접하는 경계부분이 상기 캡몸체(22)의 오리피스(22a)와 연결되는 것으로서, 공기유출관(26)은 공기유입관(24)보다 상향된 높이차에 의해 통기 역할을 유도하도록 서로 어긋나게 위치되고, 이들 공기유출관(26)과 공기유입관(24)의 높이차는 내경 크기가 수평선 상에 위치하지 않도록 서로 어긋나게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 공기유입관(24)과 공기유출관(26)의 끝단에는 외부의 이물질이 유입되지 않도록 더스트 커버(30)가 각각 끼워져 결합된다.

즉, 상기 더스트 커버(30)는 캡 모양으로 형성된 것으로서, 평면적이 상기 공기유입관(24)과 공기유출관(26)의 통로를 막도록 미세망 형상으로 형성되고, 테두리가 공기유입관(24)과 공기유출관(26)의 끝단 외경에 압입 고정되도록 링 형상으로 형성된다.

한편, 상기 회전체(40)는 상기 밸브 캡(20)의 공기유입관(24)과 오리피스(22a)를 통해 고속으로 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전 동작시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하는 것으로서, 상기 캡몸체(22)의 하부 공간에 회전가능하게 지지되도록 설치된다.

즉, 상기 회전체(40)는, 상기 밸브 캡(20)의 캡몸체(22) 내의 단턱(22a)에 끼워지는 고정바디(42)와, 상기 고정바디(42)의 하면 중앙에 끼워지는 회전팬(44)과, 상기 고정바디(42)의 하부에 고정되어 상기 회전팬(44)이 회전가능하게 받쳐주는 받침바디(46)로 구성된다.

이때, 상기 고정바디(42)는, 상기 캡몸체(22)의 하부 공간 내주면 단턱(22a)에 끼워져 위치 고정되는 링부(42a)와, 상기 링부(42a)의 중앙에 방사상으로 뻗은 다수 개의 연결바(42b)를 매개로 하향되게 돌출 형성되어 상기 회전팬(44)의 회전 중심에 끼워지면서 상기 받침바디(46)와 고정되는 축부(42c)로 구성된다.

상기 회전팬(44)은, 상기 고정바디(42)의 축부(42c)에 끼워지는 허브(44a)와, 상기 허브(44a)의 외주면에 방사상으로 돌출 형성 다수 개의 버킷날개(44b)로 구성된다.

상기 받침바디(46)는 상기 고정바디(42)의 축부(42c) 끝단에 압입 고정되면서 회전팬(44)의 회전 중심 하단과 맞닿아 회전가능하게 받쳐주도록 캡 형상으로 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 에어 벤트 밸브(10)가 연료탱크(1)에 체결될 때 도 1과 같이 밸브 캡(20)의 상부에 외부공기를 유입시키는 공기유입관(24)과 연료탱크(1) 내의 내부공기를 외부로 유출시키는 공기유출관(26)이 차량이 주행하는 방향의 전방과 후방을 향하도록 위치되고, 밸브 캡(20) 내 오리피스(22a)측 하부에 회전팬(44)이 회전가능하게 설치되는 구조이기 때문에 차량이 주행 시 외부공기가 도 4에 표시한 실선 화살표방향과 같이 공기유입관(24)과 오리피스(22a)를 통해 고속으로 유입될 때 그 외부공기의 공력에 의해 회전팬(44)이 회전되면서 원심력을 발행하게 되고, 이러한 회전팬(44)의 회전 원심력에 의해 연료탱크(1) 내의 내부공기는 도 4에 표시한 이점 쇄선 화살표방향과 같이 오리피스(22a)을 통해 공기유출관(26)을 따라 외부로 배출하게 된다.

이때, 연료탱크(1) 내의 내부공기에 포함된 상대적으로 중량이 무거운 연료는 도 4에 표시한 점선 화살표방향과 같이 상승되지 못하고 하부로 밀려나가면서 내부공기와 분리된다.

즉, 연료탱크(1) 내 연료의 출렁임이 심한 도로 조건에서 차량이 주행하는 경우 연료탱크(1)의 출입구(3)를 통해 연료탱크(1) 밖으로 배출되는 유체의 유속이 증가하게 되고, 이러한 고속의 유체 흐름이 회전팬(44)의 버킷날개(44b)에 도달되기 전 버킷날개(44b)의 회전 원심력에 의해 상대적으로 중량이 무거운 연료는 연료탱크(1)의 상측 공간의 외곽으로 밀려나면서 내부공기와 분리되고 가벼운 공기만 오리피스(22a)를 통해 상승하여 공기유출관(26)을 따라 외부로 배출되고, 내부공기와 분리된 연료는 다시 연료탱크(1)로 회수된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

1 : 연료탱크 3 : 출입구
10 : 에어 벤트 밸브 20 : 밸브 캡
22 : 캡몸체 22a : 오리피스
22b : 공기흐름 안내돌기 22c : 단턱
24 : 공기유입관 26 : 공기유출관
30 : 더스트 커버 40 : 회전체
42 : 고정바디 42a : 링부
42b : 연결바 42c : 축부
44 : 회전팬 44a : 허브
44b : 버킷날개 46 : 받침바디

Claims (12)

1. 연료탱크의 에어 벤트 밸브에 있어서,
   차량 주행 시 전방으로 외부공기를 유입하여 후방과 중앙측 오리피스로 흐름이 양분되도록 유도하는 밸브 캡; 및
   상기 오리피스를 통해 유입되는 외부공기의 공력에 의해 회전시 공기와 연료의 분리를 위한 원심력을 발생하도록 상기 밸브 캡 내부에 대해 오리피스 하측에 회전가능하게 지지되는 회전체;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 밸브 캡은,
   상기 연료탱크의 출입구와 체결되면서 상기 회전체가 회전가능하게 지지되도록 하부 공간에서 상부로 갈수록 좁은 오리피스가 형성된 캡몸체와,
   상기 캡몸체의 상부 전방에 수평으로 형성되어 차량 주행 시 외부공기를 상기 오리피스로 유입시키는 공기유입관과,
   상기 캡몸체의 상부 후방에 수평으로 형성되어 상기 오리피스 및 공기유입관의 통로와 연결되는 공기유출관으로 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 오리피스에는 외부공기와 내부공기 흐름을 유도하도록 내주면에서 중심을 향해 일정 길이만큼 방사상으로 뻗은 다수 개의 공기흐름 안내돌기가 돌설된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 캡몸체의 하부 공간은 상기 연료탱크의 출입구에 끼워져 체결되는 것으로서, 하부 공간의 내주면에 상기 회전체가 지지되도록 단턱이 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 공기유입관과 공기유출관은 상기 연료탱크에 밸브 캡이 체결될 때 차량이 주행하는 방향의 전방과 후방을 향하도록 수평으로 통로가 연결됨과 동시에 서로 접하는 경계부분이 상기 오리피스와 연결되는 것으로서,
   상기 공기유출관은 공기유입관보다 상향된 높이차에 의해 통기 역할을 유도하도록 서로 어긋나게 위치된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 공기유출관과 공기유입관의 높이차는 내경 크기가 수평선 상에 위치하지 않도록 서로 어긋나게 위치된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 공기유입관과 공기유출관의 끝단에는 더스트 커버가 각각 결합된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 더스트 커버는 캡 모양으로 형성된 것으로서,
   평면적이 상기 공기유입관과 공기유출관의 통로를 막도록 미세망 형상으로 형성되고,
   테두리가 공기유입관과 공기유출관의 끝단 외경에 압입 고정되도록 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전체는,
   상기 밸브 캡 내에 끼워져 고정되는 고정바디와,
   상기 고정바디의 하면 중앙에 끼워지는 회전팬과,
   상기 고정바디의 하부에 고정되어 상기 회전팬이 회전가능하게 받쳐주는 받침바디로 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고정바디는,
    상기 밸브 캡의 하부 공간 내주면에 끼워져 위치 고정되는 링부와,
    상기 링부의 중앙에 방사상으로 뻗은 다수 개의 연결바를 매개로 하향되게 돌출 형성되어 상기 회전팬의 회전 중심에 끼워지면서 상기 받침바디와 고정되는 축부로 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 회전팬은,
    상기 축부에 끼워지는 허브와,
    상기 허브의 외주면에 방사상으로 돌출 형성 다수 개의 버킷날개로 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 받침바디는 상기 축부 끝단에 압입 고정되면서 회전팬의 회전 중심 하단과 맞닿아 회전가능하게 받쳐주도록 캡 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크의 에어 벤트 밸브.

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