KR102585745B1

KR102585745B1 - 연료의 역류방지장치

Info

Publication number: KR102585745B1
Application number: KR1020160086571A
Authority: KR
Inventors: 김근수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2023-10-10
Also published as: KR20180006031A

Abstract

차량의 필러파이프에 마련되고, 소정의 공간을 형성하는 챔버; 일단은 연료탱크에 위치되고, 타단은 상기 챔버에 위치됨으로써, 상기 연료탱크로부터 역류되는 연료를 상기 챔버로 이송하는 레벨링 파이프; 및 상기 챔버에 마련되어 상기 레벨링 파이프로부터 역류된 연료가 상기 필러파이프로 이동되도록 하는 드레인홀;을 포함함으로써, 주유시 상기 연료탱크로부터 역류된 연료가 차량의 외부로 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치가 소개된다.

Description

연료의 역류방지장치 {NON-RETURN APPARATUS OF FUEL}

본 발명은 연료의 고속주유시 연료탱크와 연결된 레벨링 파이프로부터 연료가 역류되어 차량의 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 연료의 역류방지장치에 관한 것이다.

통상적으로 차량은 가솔린 또는 경유와 같은 연료를 엔진에서 연소시킬 때 발생하는 연소열과 폭발력을 이용하여 구동하는데, 이때 연료는 차체의 저면부에 장착되는 연료탱크에 저장한 상태에서 엔진에 일정량을 공급하게 된다.

즉, 자동차의 연료장치는 연료탱크, 필러파이프 및 연료펌프로 구성되는데 연료펌프는 강판으로 만들고 내부에는 연료의 출렁임을 방지함과 동시에 강성과 강도를 높이기 위한 배플플레이트가 설치되어 있으며, 주석 또는 아연도금을 하여 방청처리되어 있으며 탱크의 용량은 1일 소요량을 기준하기 때문에 배기량이 클수록 크다.

그리고 필러파이프는 연료의 통로로서 스테인레스 또는 강재의 파이프로 연료계통의 파이프를 서로 연결하며 연결부는 클램프로 조인다.

또한, 연료펌프는 DC모터로 축전지 전원을 공급받아 구동되어 연료탱크에 저장되어 있는 연료를 인젝터에 공급하는 것으로 종류에는 엔진룸에 설치되는 외장형과 연료탱크 내에 설치되는 내장형이 있으나 연료펌프의 소음을 억제하고 베이퍼로크 및 연료의 맥동을 방지하는 내장형이 많이 사용된다.

그리고 연료탱크에 연료를 주입시키기 위한 구성요소로서 차체 측면부에 연료주입구를 마련하고 이를 통해 주유소 등에서 주유원이나 운전자가 직접 연료를 주입하면 연료는 필러파이프를 통해 연료탱크 내로 들어가게 된다.

한편, 자체 측면부에 마련된 연료주입구는 이물질의 유입을 방지하고, 화기로 부터의 위험을 방지할 수 있도록 연료필러 도어 조립체의 작동에 의해 밀폐된 상태를 유지하고 있으며, 자동차 실내에 설치되어 있는 연료필러 도어 개폐스위치와 연료필러 도어 조립체를 와이어에 의해 서로 연결시킴으로써 자동차 외부의 연료필러 도어를 개방시키거나 또는 비록크식으로 연료필러 도어의 내,외측으로 푸시시키는 것에 의해 개폐시키고 있다.

또한, 연료탱크에 연료가 주입될수록 가스로 차 있던 연료탱크에 연료가 차지하는 공간이 늘어나 압력이 상승하게 되므로, 원활한 주유를 위하여 가스를 배출하여 연료탱크 내의 압력상승을 해소하고, 주유되는 연료의 양을 설정하는 레벨링 파이프를 필러파이프에 구비한다.

따라서 연료주입시에는 연료필러 도어를 열고 연료캡을 탈거한후 주유기의 주유건을 필러파이프 내로 밀어넣은 후 급유레버를 당겨 급유를 시작하게 된다.

그러나 연료탱크의 유면이 공칭 용량인 유면 높이에 다다르거나, 연료탱크의 유동으로 인해 유면이 요동하는 경우, 또는 고속주유시 주유 속도에 미치지 못하는 가스 배출 속도 등에 의해 연료탱크 내에 위치되는 레벨링 파이프가 차단되어 레벨링 파이프를 통해서 연료가 역류되어 튀어나가는 스핏 백(Spit Back) 현상이 발생되며, 필러파이프를 통해 연료의 오버 플로우(Over Flow) 현상이 발생되는 문제가 발생했다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

20-0406491

Y1

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량에 고속주유시 셧 오프(Shut Off) 시점에서 레벨링 파이프를 통해 필러넥 밖으로 연료가 누출되는 오버 플로우(Over Flow)를 제거하는 연료의 역류방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료의 역류방지장치는 차량의 필러파이프에 마련되고, 소정의 공간을 형성하는 챔버; 일단은 연료탱크에 위치되고, 타단은 상기 챔버에 위치됨으로써, 상기 연료탱크로부터 역류되는 연료를 상기 챔버로 이송하는 레벨링 파이프; 및 상기 챔버에 마련되어 상기 레벨링 파이프로부터 역류된 연료가 상기 필러파이프로 이동되도록 하는 드레인홀;을 포함함으로써, 주유시 상기 연료탱크로부터 역류된 연료가 차량의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 챔버에는 상기 챔버 내의 연료량을 감지하는 연료량 감지수단을 더 포함하고, 상기 연료량 감지수단은 연료주입노즐의 연료량 감지홀을 차단하는 차단밸브; 및 상기 챔버 내의 연료량을 감지할 수 있도록 마련된 플로터;로 구성될 수 있다.

상기 차단밸브는 상기 챔버 내에 마련되되, 상기 챔버 내의 연료량이 소정 레벨 이상 시, 상기 차단밸브가 상기 챔버를 관통하여 상기 필러파이프 측으로 돌출되어 상기 연료량 감지홀을 폐쇄할 수 있다.

상기 플로터는 상기 챔버 내에 마련된 가이드에 관통설치되어, 상기 챔버 내의 연료량에 따라 상기 가이드에 의해 부유되되, 상기 플로터가 소정 높이 이상 상승 시, 상기 차단밸브가 가압됨으로써, 상기 차단밸브가 상기 연료량 감지홀 측으로 돌출될 수 있다.

상기 차단밸브는 헤드부와 넥부로 구성되되, 상기 헤드부에는 상기 가이드와 연결되는 지지부재가 마련되고, 상기 넥부에는 외주면을 따라 탄성부재가 권취되어, 상기 챔버 내의 연료량이 소정 레벨 미만 시, 상기 탄성부재에 의해 상기 차단밸브가 상기 챔버 측으로 가압된 상태로 유지될 수 있다.

상기 레벨링 파이프의 타단은 상기 챔버의 하단을 향하도록 절곡됨으로써, 상기 연료탱크로부터 역류되는 연료가 상기 챔버로 이송될 수 있다.

상기 챔버의 바닥면은 상기 필러파이프 측으로 갈수록 낮아지도록 경사가 형성되고, 상기 챔버의 바닥면과 상기 필러파이프가 만나는 지점에는 상기 챔버 내의 연료가 상기 필러파이프 측으로 이송되도록 하는 상기 드레인홀이 형성될 수 있다.

상기 챔버의 일측에는 상기 레벨링 파이프가 마련되고, 타측에는 상기 연료량 감지수단이 마련되되, 상기 레벨링 파이프는 상기 연료량 감지수단보다 더 높은 지점에 위치될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 연료의 역류방지장치에 따르면 차량의 연료탱크에 연료주입노즐을 이용하여 고속주유 시, 레벨링 파이프를 통해 상기 연료탱크로부터 연료의 역류가 발생되는 경우, 역류된 연료가 차량의 외부로 누출되는 것을 근본적으로 해결하여 상품성을 향상 시킬수 있는 효과가 있다.

도 1은 연료시스템을 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 역류방지장치를 상세히 도시한 도면.
도 3 내지 도 4는 도 2의 주유시를 단계별로 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료의 역류방지장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 연료시스템을 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 역류방지장치를 상세히 도시한 도면이며, 도 3 내지 도 4는 도 2의 주유시를 단계별로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연료의 역류방지장치는 차량의 필러파이프(100)에 마련되고, 소정의 공간을 형성하는 챔버(300); 일단은 연료탱크(200)에 위치되고, 타단은 상기 챔버(300)에 위치됨으로써, 상기 연료탱크(200)로부터 역류되는 연료를 상기 챔버(300)로 이송하는 레벨링 파이프(400); 및 상기 챔버(300)에 마련되어 상기 레벨링 파이프(400)로부터 공급된 연료가 상기 필러파이프(100)로 이동되도록 하는 드레인홀(330);을 포함함으로써, 주유시 상기 연료탱크(200)로부터 역류된 연료가 차량의 외부로 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 챔버(300)에는 상기 챔버(300) 내의 연료량을 감지하는 연료량 감지수단(500)을 더 포함할 수 있다.

상기 챔버(300)는 상기 필러파이프(100)의 일측에 특히, 필러넥(110) 부근에 마련된다. 상기 챔버(300) 내에는 소정의 공간이 마련되고, 상기 레벨링 파이프(400)와 상기 연료량 감지수단(500)이 설치된다. 또한, 상기 챔버(300)와 상기 필러파이프(100)가 만나는 지점의 상측에는 공기의 연통을 위한 공기홀(370)이 마련되어 연료의 주유시 연료와 함께 상기 연료탱크(200) 내로 주입된 공기가 배출되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 연료량 감지수단(500)은 연료주입노즐(600)의 연료량 감지홀(610)을 차단하는 차단밸브(510); 및 상기 챔버(300) 내의 연료량을 감지할 수 있도록 마련된 플로터(530);로 구성된다. 상기 연료량 감지홀(610) 측에는 상기 필러파이프(100) 내의 연료량을 감지하기 위한 검출수단(630)이 마련된다. 따라서, 상기 필러파이프(100) 내의 연료가 소정 레벨 이상으로 확인되면 상기 연료주입노즐(600)을 폐쇄하여 더 이상 연료가 주입되는 것을 방지한다.

상기 플로터(530)는 연료의 부력에 의해 연료량을 감지하도록 마련되는 것으로서, 상기 플로터(530)는 상기 챔버(300) 내에 마련되는 가이드(531)에 관통설치될 수 있다. 따라서, 상기 챔버(300) 내의 연료량에 따라 상기 플로터(530)는 상기 가이드(531)를 중심으로 가이드되어 상항방향으로 이동됨으로써, 상기 챔버(300) 내의 연료량을 확인할 수 있게 된다. 상기 플로터(530)는 도면에 도시한 것처럼 상면에 반구형상일 수 있다.

상기 차단밸브(510)는 상기 챔버(300)를 관통하도록 마련된다. 특히, 상기 차단밸브(510)의 일측은 상기 챔버(300) 내에 마련되고, 타측은 상기 필러파이프(100) 내에 마련되도록 설치된다. 상기 차단밸브(510)는 헤드부(511)와 넥부(513)로 구성되는데, 상기 헤드부(511)에는 상기 가이드(531)와 연결되는 지지부재(515)가 마련된다. 상기 지지부재(515)는 상기 가이드(531)의 상측에 위치되어 상기 차단밸브(510)의 이동시 상기 차단밸브(510)를 지지할 수 있다. 또한, 상기 넥부(513)에는 외주면을 따라 탄성부재(517)가 권취될 수 있다. 상기 헤드부(511)의 상기 플로터(530)와 만나는 지점은 원호형상일 수 있다.

상기 챔버(300) 내의 연료량이 소정 레벨 이상 시, 상기 플로터(530)가 상기 가이드(531)를 따라 상승하여 상기 헤드부(511)를 가압하게 된다. 상기한 바와 같이, 상기 플로터(530)의 상면과 상기 헤드부(511)가 상기 플로터(530)와 만나는 지점은 원호형상이므로, 상기 플로터(530)가 상기 헤드부(511)의 가압 시, 보다 원활한 동작이 가능하게 되는 것이다.

따라서, 상기 챔버(300) 내의 연료량의 상승에 의해 상기 플로터(530)의 상기 차단밸브(510) 가압 시, 상기 탄성부재(517)의 탄성력을 이기고, 상기 차단밸브(510)가 상기 챔버(300)를 관통하여 상기 필러파이프(100) 측으로 돌출되어 상기 연료량 감지홀(610)을 폐쇄하게 된다. 상기 연료량 감지홀(610)이 폐쇄되면, 상기 검출수단(630)에 의해 검출된 내용이 제어부(650)에 전달되어 상기 연료주입노즐(600)이 폐쇄됨으로써, 상기 필러파이프(100) 측으로 더 이상 연료가 주입되지 않게 된다. 이때에는, 경우에 따라서는 상기 레벨링 파이프(400)를 통해 상기 연료탱크(200) 내의 연료가 역류될 수 있는데, 역류된 연료에 의해 상기 챔버(300) 내의 연료량이 소정 레벨 이상 시, 상기 플로터(530)가 상승되어, 상기 차단밸브(510)를 가압함으로써, 상기 차단밸브(510)가 상기 연료량 감지홀(610) 측으로 돌출되게 된다.

반대로, 상기 챔버(300) 내의 연료량이 소정 미만 레벨을 유지할 경우에는, 상기 탄성부재(517)에 의해 상기 차단밸브(510)가 상기 챔버(300) 측으로 가압된 상태로 유지됨으로써, 상기 연료주입노즐(600)에 의해 상기 연료탱크(200)로 계속 주유되게 된다.

도 2에서 보듯이, 상기 챔버(300)의 바닥면(310)은 상기 필러파이프(100) 측으로 갈수록 낮아지도록 경사(350)가 형성되고, 상기 챔버(300)의 바닥면(310)과 상기 필러파이프(100)가 만나는 지점에는 상기 챔버(300) 내의 연료가 상기 필러파이프(100) 측으로 이송되도록 하는 상기 드레인홀(330)이 형성된다. 또한, 상기 레벨링 파이프(400)의 타단은 상기 챔버(300)의 하단을 향하도록 절곡됨으로써, 상기 연료탱크(200)로부터 역류되는 연료가 상기 챔버(300)로 보다 효율적으로 이송되게 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 챔버(300)의 일측에는 상기 레벨링 파이프(400)가 마련되고, 타측에는 상기 연료량 감지수단(500)이 마련되되, 상기 레벨링 파이프(400)는 상기 연료량 감지수단(500)보다 더 높은 지점에 위치됨으로써, 별다른 추가적인 구성없이도 상기 레벨링 파이프(400)로부터 이송되는 연료가 중력에 의해 상기 챔버(300)의 경사(350)진 바닥면(310)을 따라 상기 드레인홀(330)을 통해 상기 필러파이프(100)로 이동되어 상기 연료탱크(200)로 이동하여 연료의 낭비없이 연료를 효율적으로 이용할 수 있게 되는 것이다.

도 2 내지 도 4를 통해 주유시 동작을 설명하도록 한다. 도 2는 주유의 시작 시를 도시한 도면이고, 도 3은 주유의 시작 후 상기 레벨링 파이프(400)의 일단에 연료가 닿은 경우를 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 주유가 종료된 상태를 도시한 도면이다.

도 2에서 보는 것처럼, 주유가 시작되면, 아직 상기 연료탱크(200) 내에 연료가 충분히 있지 않은 상태이므로, 상기 플로터(530)는 상기 챔버(300)의 바닥면(310)에 위치되고, 상기 차단밸브(510) 역시 상기 탄성부재(517)에 의해 상기 챔버(300) 측으로 가압된 상태로 유지되어, 주유가 계속적으로 이루어진다.

도 3에서 보는 것처럼, 어느 정도 주유가 진행되어 상기 연료탱크(200) 내에 연료가 일정 수준이상이 되어 상기 레벨링 파이프(400)의 일단에 연료가 닿게 되면, 경우에 따라서는 연료가 주입되는 속도와 상기 레벨링 파이프(400)를 통해 가스가 배출되는 속도에 차이가 발생되어 상기 레벨링 파이프(400)를 통해 상기 연료탱크(200) 내의 연료가 역류하여 상기 챔버(300)에 누적되기 시작한다. 상기 챔버(300) 내에 누적되는 연료의 양에 따라 상기 플로터(530) 역시 상기 가이드(531)를 따라 점점 상승하게 된다. 이때, 연료의 일부는 상기 드레인홀(330)을 통해서 상기 필러파이프(100)로 중력에 의해 이동되게 된다. 그러나 도 3의 경우에는 상기 챔버(300) 내의 연료량이 소정 레벨 미만을 유지하고 있으므로, 상기 차단밸브(510)는 상기 챔버(300) 측으로 가압된 상태로 유지되는 상태이다.

마지막으로, 도 4에서 보는 것처럼, 상기 레벨링 파이프(400)를 통해 상기 연료탱크(200) 내의 역류되어 누적된 연료가 소정 레벨 이상인 경우, 상기 플로터(530)가 상기 차단밸브(510)를 가압하고, 가압된 상기 차단밸브(510)가 상기 탄성부재(517)의 탄성력을 이기고 돌출되어 상기 연료량 감지홀(610)을 차단한다. 따라서, 상기 검출수단(630)은 상기 제어부(650)에 검출된 신호를 전달하여 상기 연료주입노즐(600)을 차단하여 더 이상 연료가 주입되지 않도록 하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 연료의 역류방지장치에 의하면, 차량의 연료탱크에 연료주입노즐을 이용하여 고속주유 시, 레벨링 파이프를 통해 상기 연료탱크로부터 연료의 역류가 발생되는 경우, 역류된 연료가 차량의 외부로 누출되는 것을 근본적으로 해결하여 상품성을 향상 시킬수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 필러파이프 110 : 필러넥
200 : 연료탱크 300 : 챔버
310 : 바닥면 330 : 드레인홀
350 : 경사면 370 : 공기홀
400 : 레벨링 파이프 500 : 연료량 감지수단
510 : 차단밸브 511 : 헤드부
513 : 넥부 515 : 지지부재
517 : 탄성부재 530 : 플로터
531 : 가이드 600 : 연료주입노즐
610 : 연료량 감지홀 630 : 검출수단
650 : 제어부

Claims

차량의 필러파이프에 마련되고, 소정의 공간을 형성하는 챔버;
일단은 연료탱크에 위치되고, 타단은 상기 챔버에 위치됨으로써, 상기 연료탱크로부터 역류되는 연료를 상기 챔버로 이송하는 레벨링 파이프; 및
상기 챔버에 마련되어 상기 레벨링 파이프로부터 역류된 연료가 상기 필러파이프로 이동되도록 하는 드레인홀;을 포함함으로써,
주유시 상기 연료탱크로부터 역류된 연료가 차량의 외부로 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 챔버에는 상기 챔버 내의 연료량을 감지하는 연료량 감지수단을 더 포함하고,
상기 연료량 감지수단은
연료주입노즐의 연료량 감지홀을 차단하는 차단밸브; 및
상기 챔버 내의 연료량을 감지할 수 있도록 마련된 플로터;로 구성된 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 2에 있어서,
상기 차단밸브는 상기 챔버 내에 마련되되, 상기 챔버 내의 연료량이 소정 레벨 이상 시, 상기 차단밸브가 상기 챔버를 관통하여 상기 필러파이프 측으로 돌출되어 상기 연료량 감지홀을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 2에 있어서,
상기 플로터는 상기 챔버 내에 마련된 가이드에 관통설치되어, 상기 챔버 내의 연료량에 따라 상기 가이드에 의해 부유되되, 상기 플로터가 소정 높이 이상 상승 시, 상기 차단밸브가 가압됨으로써, 상기 차단밸브가 상기 연료량 감지홀 측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 4에 있어서,
상기 차단밸브는 헤드부와 넥부로 구성되되, 상기 헤드부에는 상기 가이드와 연결되는 지지부재가 마련되고, 상기 넥부에는 외주면을 따라 탄성부재가 권취되어, 상기 챔버 내의 연료량이 소정 레벨 미만 시, 상기 탄성부재에 의해 상기 차단밸브가 상기 챔버 측으로 가압된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 레벨링 파이프의 타단은 상기 챔버의 하단을 향하도록 절곡됨으로써, 상기 연료탱크로부터 역류되는 연료가 상기 챔버로 이송되는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 챔버의 바닥면은 상기 필러파이프 측으로 갈수록 낮아지도록 경사가 형성되고, 상기 챔버의 바닥면과 상기 필러파이프가 만나는 지점에는 상기 챔버 내의 연료가 상기 필러파이프 측으로 이송되도록 하는 상기 드레인홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.
청구항 2에 있어서,
상기 챔버의 일측에는 상기 레벨링 파이프가 마련되고, 타측에는 상기 연료량 감지수단이 마련되되, 상기 레벨링 파이프는 상기 연료량 감지수단보다 더 높은 지점에 위치되는 것을 특징으로 하는 연료의 역류방지장치.