KR19990077633A - 연료탱크 - Google Patents

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KR19990077633A
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이시까와다까시
고또데이지로
이시까와다꾸야
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와다 아끼히로
호리에 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명에 따라서, 연료저장용 연료탱크가 제공된다. 연료탱크는 이격된 변형 가능한 한 쌍의 박벽과, 이 박벽의 주변 단부 사이에서 신장하는 변형 가능한 연결벽을 포함한다. 연결벽과 박벽은 연료실을 한정한다. 박벽과 연결벽은 상호간 연결되어 박벽이 외부로 팽창할 때에 연결벽이 내부로 팽창하도록 한다.

Description

연료탱크 {A FUEL TANK}
본 발명은 연료저장용 연료탱크, 특히 엔진용 연료탱크에 관한 것이다.
연료탱크내의 연료표면 위에 공간이 형성된 경우에는 연료 증기가 발생할 수 있다. 일반적으로, 연료탱크의 내부는 연료가 재충전될 때에 발생하는 연료표면 위의 공기를 배출하도록, 즉 연료탱크내의 연료의 유입에 도움을 주도록 대기와 소통하고 있다. 그래서, 공기가 연료탱크에서 배출되는 경우에는 연료 증기가 연료탱크에서 대기로 배출될 수 있다. 일본특허공개공보 8-170568 에 개시된 연료탱크에 있어서, 연료탱크는 연료량을 안에서 변경시킴에 따라 변하는 내적을 갖는 연료실을 구비하고 있다. 이 경우, 연료실의 내적은 연료량이 안에서 변하는 것에 따라 변화되어 연료실내의 연료표면 위에 어떠한 공간도 형성되지 않도록 한다. 그러므로, 연료 증기의 발생이 방지되고, 연료가 재충전될 때에 연료표면 위의 공기를 배출시킬 필요가 없다.
상기 공보 8-170568 에 개시된 연료탱크의 연료실은 벨로우부를 갖는 시트에 의해 한정된다. 연료실의 내적은 시트의 벨로우부를 늘리거나 수축시켜서 변화게 된다. 연료가 연료실내로 이동하면, 이동하는 연료가 벨로우부를 때려서 벨로우부가 국부적으로 밀린다. 그래서, 벨로우부에 부하가 집중된 다음, 시트가 악화되거나 손상된다. 상술한 바와 같이, 연료탱크는 여러 가지 원인에 의해 악화되거나 손상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 연료 증기의 발생을 방지할 수 있고 인성이 큰 연료탱크를 제공하는 데 있다.
도 1 은 본 발명의 연료탱크장치를 도시하는 부분단면도이다.
도 2 는 연료 컨테이너가 연료로 완전히 충전된 경우 본 발명의 연료탱크장치를 도시하는 부분단면도이다.
도 3 은 본 발명의 이동억제판을 도시하는 밑면도이다.
도 4 는 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 연료 컨테이너의 상부 및 하부벽과 측벽을 도시하는 단면도이다.
도 6 은 도 4 의 선 Ⅵ - Ⅵ 를 따라 취한 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 사시단면도이다.
도 7 은 도 4 의 선 Ⅶ - Ⅶ 를 따라 취한 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 단면도이다.
도 8 은 연료 컨테이너내의 연료량이 소정량보다 큰 경우에 도 6 과 유사한 연료 컨테이너를 도시하는 사시단면도이다.
도 9 는 연료 컨테이너내의 연료량이 소정량보다 큰 경우에 도 7 과 유사한 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 단면도이다.
도 10 은 연료탱크내의 연료량이 소정량보다 큰 경우에 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 평면도이다.
도 11 은 연료 컨테이너내의 연료량이 소정량보다 작은 경우에 도 6 과 유사한 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 단면도이다.
도 12 는 연료 컨테이너내의 연료량이 소정량보다 작은 경우에 도 7 과 유사한 본 발명의 연료 컨테이너를 도시하는 단면도이다.
도 13 은 본 발명의 측벽을 도시하는 단면도이다.
도 14 는 측벽이 내부로 팽창할 때에 도 13 과 유사한 본 발명의 측벽을 도시하는 단면도이다.
도 15 는 또 다른 실시예의 측벽을 도시하는 단면도이다.
도 16 은 측벽이 내부로 팽창할 때에 도 15 와 유사한 또 다른 실시예의 측벽을 도시하는 단면도이다.
도 17 은 더 또 다른 실시예의 측벽을 도시하는 단면도이다.
도 18 은 본 발명의 연료 유입 및 배출개구를 도시하는 단면도이다.
도 19 는 본 발명의 또 다른 실시예의 연료 유입 및 배출개구를 도시하는 도면이다.
도 20 은 본 발명의 더 또 다른 실시예의 연료 유입 및 배출개구를 도시하는 도면이다.
도 21 은 본 발명의 연료의 유동방향을 변경시키기 위한 판을 도시하는 도면이다.
도 22 는 연료 컨테이너를 설치시키는 또 다른 방법을 도시하는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 상부 2 : 하부
3 : 연료실 4 : 연료 컨테이너, 연료탱크
5 : 상부벽, 상부 박벽 6 : 하부벽, 하부 박벽
5a-5d : 단부, 측면 7a-7d : 측벽, 연결벽
8 : 연료 유입 및 배출 개구 9 : 연결 파이프 개구
10 : 공기실 11 : 연료량 감지장치
11' : 감지장치 12 : 공기 유입 및 배출개구
13 : 필터 14 : 연료 파이프
15 : 연료 파이프, 연료 공급 파이프
16 : 연료 펌프 장치 17 : 연료 유입 파이프
18 : 내부 펌프 연료 증기 파이프, 제 1 연료 증기 파이프
19 : 상부 개구 20 : 연료 수송관
21 : 내부 공급 파이프 연료 증기 파이프, 제 3 연료 증기 파이프
22 : 챠코울 캐니스터 (charcoal canister)
23 : 활성 탄소 24 : 연료 증기실
25 : 공기실
26 : 내부 캐니스터 연료 증기 파이프, 제 4 연료 증기 파이프
27 : 흡입통로 28 : 서지 탱크
29 : 연료 증기량 조절밸브 30 : 공기 파이프
31 : 공기 크리너 32 : 차단밸브
33 : 트로틀 밸브 40 : 연료탱크장치 본체
49 : 차단밸브
50 : 내부 컨테이너 연료 증기 파이프
51 : 플로트 60 : 이동 제한판
61 : 설치벽 62 : 사각형 개구
63 : 코어층 64 : 표면층
65 : 결합층 67, 68, 69 : 돌출부
70 : 부위 71 : 근부
72, 73 : 난형의 개구 74 : 판
80 : 엔진 본체 81 : 체크밸브
본 발명에 따라, 이격된 변형 가능한 한 쌍의 박벽과, 박벽의 주변 단부 사이에서 신장하는 변형 가능한 측벽을 포함하고, 측벽과 박벽은 연료실을 한정하며, 박벽과 측벽은 상호간 연결되어 박벽이 외부로 팽창할 때에 측벽이 내부로 팽창되는 연료저장용 연료탱크가 제공된다.
또, 연료실내의 연료량이 소정량을 초과할 때에는 박벽이 외부로 신장한다.
또, 연료실내의 연료량이 소정량 보다 낮아질 때에는 박벽은 내부로 팽창하고, 측벽은 박벽의 팽창에 의해 내부로 팽창한다.
또, 박벽은 각각 다각형을 갖는다.
또, 연료탱크의 형상은 평행사변형이다.
또, 박벽은 4 개의 측단부를 각각 가지며, 측벽은 측단부에 각각 연결된 4 개의 측부를 갖는다.
또, 측부 중 두 개의 코너는 박벽 중 하나의 코너와 함께 포인트 (point) 를 형성한다.
또, 측부는 동시에 내부로 팽창한다.
또, 측부는 각각 사각형상을 갖는다.
또, 박벽이 소정크기를 초과하여 외부로 팽창할 때에 박벽의 팽창을 정지시키는 수단이 제공된다.
또, 측벽이 소정크기를 초과하여 내부로 팽창할 때에 측벽의 팽창을 방지하는 수단이 제공된다.
또, 팽창방지 수단은 측벽에서 외부로 신장하는 돌출부를 포함하고, 돌출부는 측벽이 소정크기를 초과하여 내부로 팽창할 때에 상호간에 대하여 접한다.
또, 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 하부 박벽은 연료실내로 연료를 유입시키는 개구를 가지며, 하부 박벽을 포함하는 평면을 따른 방향으로 개구를 통하여 연료를 유입시키는 수단이 제공된다.
또, 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 연료실내로 연료를 유입시키는 파이프가 하부 박벽에 연결되어 파이프의 축선과 하부 박벽을 포함하는 평면 사이의 직각 보다 작은 각도를 형성한다.
또, 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 하부 박벽은 연료실내로 연료를 유입시키는 난형의 개구를 갖는다.
또, 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 하부 박벽은 연료실내로 연료를 유입시키는 복수의 난형의 개구를 갖는다.
또, 측벽의 강도는 박벽의 강도 보다 크다.
본 발명은 첨부도면과 함께 후술된 본 발명의 바람직한 실시예의 내용으로부터 보다 완전하게 이해될 것이다.
본 발명의 연료탱크장치의 전체 구조를 먼저 설명하기로 한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 연료탱크장치는 연료탱크장치 본체 (40) 를 포함한다. 장치 본체 (40) 는 일반적인 컵 형상의 상부 및 하부 (1, 2) 로 구성된다. 이들 상부 및 하부 (1, 2) 는 얇은 플랜지부 (1a, 2a) 에서 상호간 연결된다. 연료를 안에 저장하기 위한 연료실 (3) 을 형성하는, 연료 컨테이너 또는 연료탱크 (4) 는 장치 본체 (40) 내에 내장된다.
도 1 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 연료 컨테이너 (4) 는 일반적으로 사각형 상부 및 하부 시트형 또는 박벽 (5, 6) 을 포함하고, 이 박벽은 강체이지만 변형 가능하다. 상부벽 (5) 의 4 개의 단부 또는 측면 (5a-5d) 은 각각 측벽 또는 단부 (7a-7d) 에 의해 각각 하부벽 (6) 의 대응하는 단부 또는 측면에 연결된다. 따라서, 연료 컨테이너 (4) 는 상부 및 하부벽 (5, 6) 에 의해 4 개의 측벽 (7a-7d) 으로 구성하는 원통 환형의 연결벽을 폐쇄시킴으로써 형성된다. 측벽 (7a-7d) 은 강체이지만 변형 가능한 일반적으로 평면사각형 밴드형 부재이다. 각각의 측벽 (7a-7d) 의 모든 단부는 인접한 측벽의 단부들에 각각 연결된다. 상기 발명에서, 연료 컨테이너는 박벽들을 상호간 연결시키기 위한 한 쌍의 박벽 및 측벽에 의해 형성되어, 연료 컨테이너의 형상과 구조가 간단해 지도록 한다. 또, 측벽의 높이는 소정의 높이보다 낮게 되도록 결정되어, 연료 컨테이너의 높이가 낮게 유지되도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 연료 컨테이너의 장착성은 우수하다.
도 13 및 도 14 는 측벽 (7a-7d) 의 외벽면을 도시하는 단면도이고, 도면내의 화살표 IN 은 연료 컨테이너 (4) 의 내부쪽의 방향을 나타내고, 도면내의 화살표 OUT 은 연료 컨테이너 (4) 의 외부쪽의 방향을 나타낸다. 도 13 에 도시된 바와 같이, 측벽 (7a-7d) 의 외벽면에는 홈이 제공된다. 홈은 측벽의 폭방향으로 평행하게 신장하고, 측벽의 길이 방향으로 상호간 균일하게 이격되어 있다. 즉, 측벽의 길이 방향으로 상호간 균일하게 이격된 돌출부 (67) 가 측벽에 형성된다.
상부 및 하부벽 (5, 6) 과, 측벽 (7a-7d) 은 결합층 (65) 에 의해 코어층 (63) 의 양측에 표면층 (64) 을 결합시킴으로써 형성된 5 층 구조를 가진다 (도 5 참조). 코어층 (63) 은 에틸렌과 비닐, 또는 나이론으로 구성되는 중합체 수지로 제조되고, 표면층 (64) 은 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된다. 또, 상기 실시예에 따른 측벽 (7a-7d) 의 단위 면적당 강도는 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 강도보다 크다.
연료를 유입 및 배출시키는 타원형 개구 (8) 는 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 의 중앙부에 형성된다 (도 8 참조). 또, 연결 파이프 개구 (9) 는 장치 본체 (40) 의 하부 (2) 의 중앙부에 형성된다. 연료 컨테이너 (4) 는 장치 본체 (40) 내에 위치하여 연료 유입 및 배출 개구 (8) 가 연결 파이프 개구 (9) 와 정렬되도록 한다.
공기실 (10) 은 연료 컨테이너 (4) 와 장치 본체 (40) 사이에 형성된다. 또, 연료량 감지 장치 (11) 는 연료 탱크 장치 본체 (40) 내의 연료량을 계산하도록 연료 컨테이너 (4) 의 상벽 (5) 의 이동 정도나 또는 위치를 감지한다. 감지장치 (11) 는 암 (11') 을 갖는 암형 감지장치이다. 암 (11') 의 일단은 연료 컨테이너 (4) 의 상벽 (5) 의 상면의 중앙부상에 위치한다. 감지장치 (11) 는 연료 컨테이너 (4) 내의 연료량으로서 암 (11') 의 경사를 감지한다. 또, 암 (11') 의 일단이 위치한 상벽 (5) 의 상면의 중앙부는 연료량의 변화에 의해 크게 이동된다. 따라서, 감지장치 (11) 는 연료 컨테이너 (4) 내의 연료량을 정확하게 감지할 수 있다. 또, 연료 컨테이너 (4) 의 상벽 (5) 의 이동을 제한하는 일반적으로 평면의 이동 제한판 (60) 이 설치벽 (61) 에 의해 장치 본체 (40) 의 상부 (1) 의 내벽면상에 제공된다. 도 3 의 밑면도에 도시된 바와 같이, 제한판 (60) 은 그의 중앙부에 사각형 개구 (62) 를 갖는다. 암 (11') 이 상벽 (5) 의 상부이동에 의해 상방으로 이동될 때에 제한판 (60) 이 암 (11') 의 상방이동을 허용하도록 개구 (62) 가 개방된다. 또, 공기 유입 및 유출용 개구 (12) 가 장치 본체 (40) 의 상부 (1) 에 형성된다. 또, 대기에서 공기실 (10) 내로 공기외의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터 (13) 가 공기 유입 및 배출개구 (12) 내에 삽입된다.
연료 컨테이너 (4) 내로 연료를 유입시키고 연료 컨테이너 (4) 로부터 연료를 배출시키는 연료 파이프 (14) 의 일단이 장치 본체 (40) 의 하부 (2) 에 형성된 연결 파이프 개구 (9) 와 연료 컨테이너 (4) 의 연료 유입 및 배출개구 (8) 에 삽입되어 연결된다. 연료 파이프 (14) 는 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 의 밑면에 대해 경사진다. 타원형 연료 유입 및 배출 개구 (8) 의 주축은 연료 컨테이너 (4) 쪽으로 연료의 유동의 수평성분과 일반적으로 평행하다 (도 18 참조). 한편, 연료 파이프 (14) 의 타단은 연료를 연료 컨테이너 (4) 로 공급하는 연료 공급 파이프 (15) 의 하단에 연결되어 연료를 연료 컨테이너 (4) 에서 연료 펌프 장치 (16) 로 유입시키는 파이프 (17) 의 일단에 연결된다. 또, 연료 유입 파이프 (17) 의 타단은 연료 펌프 장치 (16) 에 연결된다.
연료 펌프 장치 (16) 는 연료 컨테이너 (4) 에서 연료를 펌프하여 이 연료를 엔진 본체 (80) 의 연료 인젝터 (도시되지 않음) 에 공급한다. 연료 증기를 연료 펌프 장치 (16) 에서 배출시키는 내부 펌프 (in-pump) 연료 증기 파이프 (제 1 연료 증기 파이프) (18) 의 일단이 연료 펌프 장치 (16) 에 연결된다. 내부 펌프 연료 증기 파이프 (18) 의 타단은 연료 공급 파이프 (15) 의 상부 개구 (19) 의 근처의 연료 공급 파이프 (15) 에 연결된다. 또 연료 펌프 장치 (16) 에서 연료 인젝터로 연료를 운반하는 연료 수송관 (20) 의 일단이 연료 펌프 장치 (16) 에 연결된다.
연료증기를 연료 컨테이너 (4) 에서 배출시키는 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) (제 2 연료 증기 파이프) 의 일단은 연료 컨테이너 (4) 의 상부벽 (5) 에 연결된다. 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 의 타단은 연료 공급 파이프 (15) 의 상부 개구 (19) 의 근처에서 내부 펌프 연료 증기 파이프 (18) 의 상류측의 연료 공급 파이프 (15) 에 연결된다. 또, 연료 증기 파이프 차단밸브 (49) 가 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 의 일단 위에서 제공된다. 차단밸브 (49) 는 연료보다 작은 밀도를 갖는 플로트 (51) 를 가진다. 또, 차단밸브 (49) 는 연료 컨테이너 (4) 의 상부벽 (5) 에 제공되고, 연료 증기 또는 공기가 연료 컨테이너 (4) 의 상부에 존재할 때에 플로트 (51) 는 연료 컨테이너 (4) 의 내부가 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 와 소통되도록 하강된다. 한편, 연료 증기 또는 공기가 연료 컨테이너 (4) 로부터 배출될 때에 플로트는 연료 컨테이너 (4) 내의 연료면에 의해 상승되어 연료 컨테이너 (4) 를 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 로부터 차단시키고, 연료 컨테이너 (4) 의 내부가 연료로 완전히 충전된다. 또, 체크밸브 (81) 가 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 에 제공된다. 체크밸브 (81) 는 체크밸브 (81) 와 차단밸브 (49) 사이의 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 내의 압력이 소정의 정압치를 초과할 때 개방되어, 압력이 소정의 정압치보다 낮아질 때에 닫힌다.
연료 증기를 상부 개구 (19) 의 근처의 공간으로부터 배출시키는 내부 공급 파이프 연료 증기 파이프 (21) (제 3 연료 증기 파이프) 의 일단은 내부 펌프 연료 증기 파이프 (18) 의 타단 위와 상부 개구 (19) 사이의 연료 공급 파이프 (15) 에 연결된다. 내부 공급 파이프 연료 증기 파이프 (21) 의 타단은 연료 증기를 그 위에서 흡수하여 임시적으로 그 연료 증기를 안에 저장하는 챠코울 캐니스터 (charcoal canister) (22) 에 연결된다.
연료 증기를 위에서 흡수하는 활성 탄소 (23) 는 챠코울 캐니스터 (22) 내에 위치한다. 따라서, 챠코울 캐니스터 (22) 의 내부는 활성 탄소 (23) 에 의해 분할된다. 그래서, 연료 증기실 (24) 은 활성 탄소 (23) 의 일측에 형성되고 공기실 (25) 은 활성 탄소 (23) 의 타측에 형성된다. 내부 공급 파이프 연료 증기 파이프 (21) 의 상부 타단은 챠코울 캐니스터 (22) 의 연료 증기실 (24) 에 연결된다. 또, 활성 탄소 (23) 상에서 캐니스터 (22) 에서 흡입통로 (27) 로 흡수된 연료 증기를 배출시키는 내부 캐니스터 연료 증기 파이프 또는 연료 증기 유입 파이프 (26) (제 4 연료 증기 파이프) 의 일단은 연료 증기실 (24) 에 연결된다. 내부 캐니스터 연료 증기 파이프 (26) 의 타단은 흡입통로 (27) 의 서지 탱크 (28) 에 연결된다.
내부 캐니스터 연료 증기 파이프 (26) 를 차단시키는 연료 증기량 조절밸브 (29) 는 내부 캐니스터 연료 증기 파이프 (26) 에 제공된다. 공기를 캐니스터 (22) 의 공기실 (25) 내로 유입시키는 공기 파이프 (30) 의 일단은 공기실 (25) 에 연결된다. 공기 파이프 (30) 의 타단은 흡입통로 (27) 에 제공된 공기 크리너 (31) 에 연결된다. 공기 파이프 (30) 를 개폐시키는 차단밸브 (32) 는 공기 파이프 (30) 에 제공된다. 또, 엔진 본체 (80) 내로 유입될 공기량을 조절하는 트로틀 밸브 (33) 가 흡입통로 (27) 에 제공된다.
본 발명에 따라서, 연료 증기량 조절밸브 (29) 는 연료 증기가 챠코울 캐니스터 (22) 에서 흡입통로 (27) 내로 유입될 때에 개방된다. 조절밸브 (29) 는 정상적으로 개방됨을 유의해야 한다. 따라서, 조절밸브 (29) 가 개방될 때에, 서지 탱크 (28) 내의 부압이 내부 캐니스터 연료 증기 파이프 (26) 를 통하여 챠코울 캐니스터 (22) 내로 유입되고, 공기 크리너 (31) 내의 공기는 공기 파이프 (30) 를 통하여 캐니스터 (22) 내에 유입된다. 따라서, 연료 증기는 캐니스터 (22) 에서 흡입통로 (27) 쪽으로 유입된다. 조절밸브 (29) 는 연료 증기량이 흡입통로 (27) 내로 유입되도록 흡입공기량, 엔진속도, 엔진부하 등과 같은 엔진구동조건에 기초하여 조절되어, 바람직한 공기연료비가 얻어짐을 유의해야 한다. 따라서, 조절밸브 (29) 는 흡입통로 (27) 쪽으로 배출된 연료 증기량을 조절하는 수단으로 기능하고, 차단밸브 (32) 는 챠코울 캐니스터 (22) 쪽으로 공기의 유입을 조절하는 수단으로 기능한다.
또, 본 발명에 따라, 챠코울 캐니스터 (22) 와 소통하는 연료공급 시스템에서의 누출이 검출될 때에는 부압은 캐니스터 (22) 와 연료탱크장치 본체 (40) 사이의 연료공급 시스템으로 유입된 후에, 조절 및 차단밸브 (29, 32) 가 닫힌다. 그래서, 챠코울 캐니스터 (22) 와 소통하는 연료공급 시스템이 폐쇄된다. 연료공급 시스템이 폐쇄된 후에, 도시되지 않은 압력센서가 연료공급 시스템내의 압력이 대기압 쪽으로 증가되는 것을 감지할 때에는 연료공급 시스템에서의 누출이 있는 것으로 판단된다. 따라서, 조절 및 차단밸브 (29, 32) 는 연료 증기의 누출을 검출하는 수단으로 기능한다.
연료가 연료 컨테이너내로 유입될 때에 본 발명의 연료탱크장치의 작동을 설명하기로 한다. 연료가 재충전될 때에는 연료가 연료 공급 파이프 및 연료 파이프 (15, 14) 를 통하여 연료 컨테이너 (4) 에 유입된다. 본 발명에 따라, 연료 파이프 (14) 가 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에 대하여 경사되어 연료가 상부 및 하부벽 (5, 6) 에 일반적으로 평행하게 연료 컨테이너 (4) 내로 유입되도록 한다. 따라서, 상기 실시예의 연료 파이프는 연료 컨테이너내로 연료의 유동 방향을 유지하는 수단에 상응한다. 그래서, 연료가 연료 파이프 (14) 에서 연료 컨테이너 (4) 쪽으로 유입될 때에 상부벽 (5) 쪽으로 연료의 강한 범핑 (bumping) 이 방지된다. 또, 연료 컨테이너 (4) 쪽으로의 연료의 유동율은 연료가 연료 컨테이너 (4) 의 상부벽 (5) 에서 유입되는 경우에 비해 소정율로 보다 정확하게 유지되는 것을 보장한다. 그래서, 상기 실시예의 연료공급 파이프는 연료의 유입율를 조절하는 수단에 상응한다. 따라서, 연료 컨테이너 또는 탱크의 악화 또는 손상이 방지된다. 그래서, 상기 실시예의 연료공급 파이프는 연료탱크의 악화를 방지하는 수단에 상응한다.
연료가 재충전되어 연료 컨테이너 (4) 내에 공기 또는 연료 증기가 존재할 때에, 연료표면 위의 공간의 공기 또는 연료 증기는 연료 컨테이너 (4) 내의 연료량의 증가로부터 기인한 연료 컨테이너 (4) 내의 연료표면의 상방이동에 의해 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 쪽으로 배출된다. 따라서, 체크밸브 (81) 가 개방된 후에 공기 또는 연료 증기는 연료 컨테이너 (4) 에서 연료공급 파이프 (15) 쪽으로 배출된다. 연료가 연료 컨테이너 (4) 내에 더욱 더 유입되어 컨테이너 (4) 가 연료로 완전하게 충전되는 경우, 공기 또는 연료 증기는 내부 컨테이너와 내부 연료재공급 연료 증기 파이프 (50, 21) 를 통하여 연료 컨테이너 (4) 에서 챠코울 캐니스터 (22) 로 완전히 배출된다. 연료 컨테이너 (4) 에서 연료 증기 또는 공기를 완전히 배출시킴으로써 연료표면이 연료 증기 파이프 차단밸브 (49) 에 도달하면, 차단밸브 (49) 는 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 를 차단한다. 따라서, 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 쪽으로의 연료의 누출이 방지된다. 또, 이 때에, 조절밸브 (81) 가 닫힌다. 조절밸브 (81) 가 일단 닫힌 후에는, 공기는 내부 컨테이너 연료 증기 파이프 (50) 를 통하여 연료 컨테이너 (4) 쪽으로 유동하지 않는다. 그래서, 연료 컨테이너 (4) 는 연료 증기가 연료 컨테이너 (4) 내에서 발생되지 않는 한 액밀 (liquid-tight) 을 유지한다.
상부 및 하부벽 (5, 6) 의 단위 면적당 강도는 측벽 (7a-7d) 의 강도 보다 작다. 따라서, 연료 컨테이너 (4) 내의 연료량이 증가하여, 연료 컨테이너 (4) 가 그의 사각 평행사변형의 형상으로 그 안에서 수용할 수 있는 연료의 소정량 (이하, "소정량" 이라 칭한다) 을 초과하면, 측벽 (7a-7d) 이 아닌, 상부 및 하부벽 (5, 6) 은 외부로 각각 팽창한다 (도 8, 9 및 10 참조). 본 발명의 연료 파이프 (14) 는 하부벽 (6) 에 연결되어 연료 파이프 (14) 가 상부벽 (5) 이 팽창하는 것을 방지하지 않도록 함을 유의해야 한다. 또, 본 발명에 따라, 연료 파이프 (14) 는 하부벽 (6) 의 중앙부에 연결되고, 하부벽 (6) 의 중앙부와 연료탱크장치 본체 (40) 의 하부 (2) 의 위치간의 관계는 변경되지 않는다. 그러므로, 연료 파이프 (14) 는 하부벽 (6) 이 팽창되는 것을 방지하지 않는다. 물론, 하부벽 (6) 의 팽창정도는 상부벽 (5) 의 팽창정도 보다 작다. 또, 하부벽 (5) 의 중앙부의 팽창 정도는 상부벽 (5) 에서 최대가 된다.
상부 및 하부벽 (5, 6) 이 외부로 팽창하면, 측벽 (7a-7d) 은 내부로 당겨져서 안쪽으로 굴곡되거나 팽창한다 (도 8 및 10 참조). 상기 실시예에 따라서, 돌출부 (67) 는 측벽 (7a-7d) 의 외벽면에 형성된다. 따라서, 측벽 (7a-7d) 이이 소정크기로 안쪽으로 팽창하면, 이들 돌출부들은 접하게 된다 (도 14 참조). 그래서, 측벽 (7a-7d) 의 또 다른 팽창이 방지된다. 결과적으로, 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 팽창량이 제한된다. 그래서, 상기 실시예의 돌출부는 측벽의 팽창을 조절하는 수단이나, 또는 팽창량을 제한하는 수단으로 기능한다. 그래서, 측벽 (7a-7d) 은 소정크기 보다 크게 안쪽으로 팽창하지 않아 측벽 (7a-7d) 상에 작용하는 부하가 소정치 아래로 유지되도록 한다. 그러므로, 측벽 (7a-7d) 에 대한 손상이 방지된다.
본 발명은 상기 돌출부에 제한되지 않지만, 연료 컨테이너 (4) 가 사각 평행사변형의 형상일 때에 접하는 복수의 돌출부 (68) 쌍은 측벽 (7a-7d) 에 형성될 수 있음을 주의해야 한다 (도 15 참조). 이 경우, 한 쌍의 돌출부 (68) 사이의 접촉부는 측벽 (7a-7d) 의 내부팽창의 정도의 증가에 따라 증가된다 (도 16 참조). 결과적으로, 측벽 (7a-7d) 의 내부팽창을 방지하는 힘은 돌출부 (68) 사이의 접촉부의 증가에 따라 증가된다. 그래서, 측벽의 내부팽창의 정도의 증가에 따라 점차 증가되는 방지력에 의해 측벽의 내부팽창이 방지된다. 따라서, 상기 실시예의 돌출부는 측벽의 내부팽창을 조절하는 수단에 상응한다.
또, 도 17 에 도시된 바와 같이, 초기에 접하는 돌출부 (68) 의 부위 (70) 는 상대적으로 큰 폭 (A) 을 가질 수 있으며, 돌출부 (69) 의 근부 (71) 는 상대적으로 작은 폭 (B) 을 가질 수 있다. 또, 측벽이 내부로 크게 팽창될 수 있기 때문에 측벽이 손상된 경우 측벽의 내부팽창을 방지하도록 돌출부 (69) 의 부위 (70) 는 폭 (A) 보다 큰 폭을 가질 수 있다. 또, 크게 밀릴 수 있는 측벽의 부위의 내부팽창이 방지되면, 상부 및 하부벽의 내부 및 외부팽창의 정도가 소정치 보다 크게 유지되도록 크게 팽창할 수가 없는 측벽의 부위의 내부팽창은 증가되어야 한다. 크게 팽창할 수가 없는 측벽의 부위의 내부팽창을 증가시키면, 돌출부는 상대적으로 긴 길이 (C) 와 돌출부간의 상대적으로 긴 거리 (D) 를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 돌출부 또는 홈의 형상은 상부 및 하부벽과 측벽의 바람직한 팽창을 얻도록 임의적으로 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명에 따라서, 사각형의 상부벽 (5) 은 기준점으로 기능하는 상부벽 (5) 의 보텍스 (코너) (5e) 주위에서 팽창한다. 유사하게, 하부벽 (6) 은 기준점으로 기능하는 하부벽 (6) 의 보텍스 (코너) (6e) 주위에서 팽창한다. 따라서, 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 중앙부의 팽창정도는 가장 크다. 한편, 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 중앙부에 대한 측벽의 중앙부의 이동은 가장 크다. 또, 측벽들이 상호간 연결된 부위, 즉 상부벽 (5) 의 보텍스 (5e) 와 이 보텍스 (5e) 에 대응하는 하부벽 (6) 의 보텍스 (6e) 를 연결하는 선 (L) 은 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 중앙부에 대해 이동되지 않는다. 그러므로, 상부 및 하부벽 (5, 6) 이 외부로 팽창될 때에, 상부벽 (5) 의 보텍스를 연결하는 대각선과 하부벽 (6) 의 보텍스를 연결하는 대각선상에는 인장이 집중된다. 따라서, 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 형상은 가급적 긴 대각선을 가지며, 사각형 외에 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 다각형이 사용될 때에 연료 컨테이너를 수용할 수 있는 연료탱크장치 본체의 공간을 고려하여, 대각선은 일반적으로 균일한 것이 바람직하다. 그래서, 상부 및 하부벽 (5, 6) 에 발생된 인장은 상술한 바와 같이 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 형상을 결정함으로써 상부 및 하부벽의 전체에 걸쳐서 분산된다. 선택적으로는, 연료 컨테이너는 측벽을 사용하지 않고서 상부 및 하부벽의 단부를 상호간 직접 연결시킴으로써 형성될 수 있다. 곡선을 갖는 임의의 형상이, 그 형상이 기준점으로서 코너를 갖는 한, 상부 및 하부벽의 형상으로서 사용될 수 있음을 유의해야 한다.
또, 대각선의 어느 한 측면상의 상부 또는 하부벽의 표면 사이에 형성된 각도가 상부 및 하부벽이 외부로 팽창될 때에 상호간 인접하는 측벽간에 형성된 각도 보다 크게 되도록 측벽 (7a-7d) 과, 상부 및 하부벽 (5, 6) 의 강도가 결정되는 것이 바람직하다.
또, 상술한 바와 같이, 연료 컨테이너의 (4) 의 상부벽 (5) 의 팽창정도는 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 의 팽창정도 보다 크다. 더우기, 상부벽의 측면상의 측면상에서 측벽의 단부 부위의 이동은 하부벽의 측면상의 것과 실질상 동일하다. 결과적으로, 측벽이 팽창할 때에 측벽 (7a-7d) 은 꼬인다. 그러므로, 크게 팽창한 상부벽 (5) 에 연결된 측벽의 부위가 측벽 (7a-7d) 의 꼬임이 방지되도록 초기에 접할 수 있도록 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
또, 컨테이너 (4) 가 기울어지면, 연료는 연료 컨테이너 (4) 내로 이동하는 경향이 있다. 그러나, 본 발명의 연료 컨테이너 (4) 는, 연료 컨테이너 (4) 내의 연료의 이동이 방지되도록 큰 강도를 갖는 측벽 (7a-7d) 과 상부 및 하부벽 (5, 6) 으로 형성된다. 그러므로, 연료의 이동에 의해 연료 컨테이너 (4) 의 벽에서는 어떠한 부하도 발생하지 않는다. 더우기, 부하가 국부적으로 발생한다 하더라도, 연료 컨테이너는 상대적으로 큰 강성을 갖는 재료로 형성되고, 상부 및 하부벽은 국부에 집중되는 경향을 갖는 부하를 여러 부위 (기준점과 상부 및 하부벽의 대각선 등) 로 균일하게 분산시키는 다각형을 가지기 때문에, 연료 컨테이너가 악화되거나 손상될 가능성을 작다.
연료 컨테이너 (4) 의 상부 및 하부벽 (5, 6) 이 외부로 팽창할 때에 공기실 (10) 의 내적은 감소된다. 그 다음, 공기가 공기 유입 및 배출개구 (12) 를 통해 유입되거나 배출된다. 그러므로, 상부 및 하부벽 (5, 6) 은 용이하게 팽창한다.
연료 컨테이너 (4) 내로 연료가 더욱 더 유입되면, 연료 컨테이너 (4) 의 상부벽 (5) 은 연료탱크장치 본체 (40) 의 상부 (1) 와 이동제한판 (60) 에 대해 접하고, 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 은 연료탱크장치 본체 (40) 의 하부 (2) 에 대해 접한다. 연료 컨테이너 (4) 의 상부 및 하부벽 (5, 6) 이 접하게 되면, 연료 컨테이너 (4) 는 더 이상 외부로 팽창하지 못하게 되어, 연료 컨테이너 (4) 내의 연료의 유입이 정지된다. 그러므로, 연료 컨테이너 (4) 가 수용할 수 있는 연료량 보다 큰 연료량이 연료 컨테이너 (4) 내로 유입되는 것이 방지되어, 연료 컨테이너의 팽창정도는 연료 컨테이너가 허용할 수 있는 최대치를 초과하지 않도록 한다. 그래서, 상기 실시예의 이동제한판은 시트벽의 팽창을 조절하는 수단에 상응한다.
선택적으로는, 연료 유입 및 배출개구 (8) 대신에, 여러 방향으로 향한 복수의 난형의 개구 (72) 가 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에 나란히 형성될 수 있다 (도 19 참조). 이 경우, 연료 파이프 (14) 에서 분할된 복수의 브랜치 파이프는 난형의 개구 (72) 각각에 연결된다. 또, 연료 유입 및 배출개구 (8) 대신에, 평행하게 향한 복수의 난형의 개구 (73) 가 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에 형성될 수 있다 (도 20 참조). 또, 선택적으로는, 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에 대하여 경사진 방식으로 연료 파이프 (14) 가 연결되는 것 대신에, 연료 파이프 (14) 는 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에, 일반적으로는 하부벽 (6) 에 수직으로 연결될 수 있다. 이 경우, 연료의 유동방향을 변경시키는 판 (74) 은, 판 (74) 이 연료 유입 및 배출개구 (8) 를 개구 (8) 위의 소정의 위치에서 덮도록, 하부벽 (6) 과 평행하게 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 상에 설치된다 (도 21 참조). 판 (74) 은 연료 컨테이너 (4) 내로 유입된 연료의 방향을, 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에 수직으로, 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 과 평행한 방향으로 변경시킨다. 그래서, 판 (74) 은 연료의 유동방향을 유지시키는 수단에 상당한다. 판 (74) 은 폭, 즉 측벽 (7a-7d) 의 높이 보다 낮은 위치에 위치됨을 유의해야 한다.
엔진이 구동된 경우에 본 발명의 연료탱크의 작동을 설명하기로 한다. 엔진이 구동되면, 연료펌프장치 (16) 가 작동한다. 연료펌프장치 (16) 는 연료 컨테이너 (4) 에서 연료 파이프 및 연료 유입 파이프 (14, 17) 를 통해 연료를 펌프한다. 본 발명에 따라서, 연료 파이프 (14) 는 연료탱크장치 본체 (40) 의 하부 (2) 와 연료 컨테이너 (4) 의 하부벽 (6) 에 연결된다. 그러므로, 연료 컨테이너 (4) 내에 극히 작은 연료량이 남아있다 하더라도 연료가 연료 컨테이너 (4) 에서 용이하게 펌프된다. 연료 컨테이너 (4) 내의 연료량이 줄어들면, 외부로 팽창한 상부 및 하부벽 (5, 6) 과 내부로 팽창한 측벽 (7a-7d) 이 그들의 원래의 위치로 돌아온다. 또, 도 11 및 12 에 도시된 바와 같이, 연료 컨테이너 (4) 내의 연료량이 연료 컨테이너 (4) 에서 연료를 펌핑함으로써 소정량 보다 작게 될 때에, 상부 및 하부벽 (5, 6) 은 안쪽으로 팽창한다. 또한, 측벽 (7a-7d) 도 안쪽으로 팽창한다. 연료 컨테이너 (4) 에서 연료가 펌핑되면, 체크밸브가 닫히고 연료 컨테이너 (4) 내의 연료표면은 차단밸브 (49) 에 도달한다. 그러므로, 연료 컨테이너 (4) 내의 연료표면 위에는 어떠한 공간도 형성되지 않는다. 그래서, 연료 컨테이너 (4) 의 내부는 항상 액밀을 유지하므로 연료 컨테이너 (4) 내의 연료증기가 발생되지 않도록 한다.
선택적으로는, 상부 및 하부벽 (5, 6) 이 본 발명의 실시예에 따라 수평으로 되는 방식으로 연료 컨테이너가 위치된다 하더라도, 연료 컨테이너 (4) 가 차량의 시트 (75) 뒤에 신장된 공간내에 내장되는 경우에는 상부 및 하부벽이 수평선에 대하여 경사지는 방식으로 연료 컨테이너 (4) 가 위치될 수 있다 (도 22 참조). 이 경우, 연료 유입 및 배출개구는 연료 컨테이너의 가장 낮은 위치에 위치한 하부벽에 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시예의 연료 컨테이너는 연료탱크장치의 공기실로 사용될 수 있다. 또, 상기 실시예의 연료 컨테이너는 연료저장용 연료탱크로 간단하게 사용될 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 연료탱크에 의하면, 연료 컨테이너 또는 연료탱크의 악화나 손상을 방지하는 효과를 제공한다. 또한, 연료 증기의 발생을 방지할 수 있고 인성이 큰 연료탱크를 제공하는 효과를 제공한다.

Claims (17)

  1. 연료저장용 연료탱크에 있어서,
    이격된 변형 가능한 한 쌍의 박벽과,
    상기 박벽의 주변 단부 사이에서 신장하는 변형 가능한 연결벽을 포함하고, 상기 연결벽과 상기 박벽은 연료실을 한정하며, 상기 박벽과 상기 연결벽은 상호간 연결되어 상기 박벽이 외부로 팽창할 때에 상기 연결벽이 내부로 팽창되는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료실내의 연료량이 소정량을 초과할 때에는 상기 박벽이 외부로 신장하는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연료실내의 연료량이 상기 소정량 보다 낮아질 때에는 상기 박벽은 내부로 팽창하고, 상기 연결벽은 상기 박벽의 팽창에 의해 내부로 팽창되는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽은 각각 다각형을 갖는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 연료탱크의 형상은 평행사변형인 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽은 4 개의 측단부를 각각 가지며, 상기 연결벽은 상기 측단부에 각각 연결된 4 개의 측부를 갖는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 측부 중 두 개의 코너는 상기 박벽 중 하나의 코너와 함께 포인트 (point) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 측부는 동시에 내부로 팽창하는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 측부는 각각 사각형상을 갖는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽이 소정크기를 초과하여 외부로 팽창할 때에 상기 박벽의 팽창을 정지시키는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 연결벽이 소정크기를 초과하여 내부로 팽창할 때에 상기 연결벽의 팽창을 방지하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 팽창방지 수단은 상기 연결벽에서 외부로 신장하는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 연결벽이 상기 소정크기를 초과하여 내부로 팽창할 때에 상호간에 대하여 접하는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 상기 하부 박벽은 상기 연료실내로 연료를 유입시키는 개구를 가지며, 상기 하부 박벽을 포함하는 평면을 따른 방향으로 상기 개구를 통하여 연료를 유입시키는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 상기 연료실내로 연료를 유입시키는 파이프가 상기 하부 박벽에 연결되어 상기 파이프의 축선과 상기 하부 박벽을 포함하는 평면 사이의 직각 보다 작은 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 상기 하부 박벽은 상기 연료실내로 연료를 유입시키는 난형의 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 박벽 중 하나는 다른 박벽 위에 위치하고, 상기 하부 박벽은 상기 연료실내로 연료를 유입시키는 복수의 난형의 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 연료탱크.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 연결벽의 강도는 상기 박벽의 강도 보다 큰 것을 특징으로 하는 연료탱크.
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