KR20000010795A - 연료 공급 장치 - Google Patents

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KR20000010795A
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쿠르트 프랑크
볼프강 가바우어
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

연료 탱크(10) 안에 조립가능하고, 최종 위치를 확정할 수 있는 저장 용기(11)가 포함되고, 저장 용기(11) 안에 수용된 급유 펌프(20)가 포함된, 연료 탱크로부터 연료를 공급하기 위한 장치에 연료 공급 장치를 분리할 때 저장 용기(11)를 자동으로 비울 수 있도록 배출구(28)가 설치된다. 배출구(28)는 연료 탱크(10) 내에서 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 때 차단 장치(30)에 의해 폐쇄되고, 저장 용기(11)가 최종 위치를 떠나면 연료가 흐를 수 있도록 개방된다.

Description

연료 공급 장치
DE 44 44 854 A1 등에서 소개된 것과 같이 연료 공급 모듈이라고도 불리는 이같은 자동차용 연료 공급 장치의 경우, 급유 펌프와 탱크 인디케이터가 통합되고, 플랜지에 의해 차단되는 저장 용기가 하나의 완전한 유닛을 이루어, 연료 탱크 안에 조립, 고정된다. 연료 탱크로부터 내연기관으로 이어지는 연료 이송관과 내연기관으로부터 연료 탱크로 이어지는 연료 귀환 파이프가 저장 용기의 플랜지에 있는 파이프 유니언 위에 꽂혀져 있다. 저장 용기는 적절한 구멍 또는 흡입 제트 펌프(sucking jet pump) 등의 펌프 유닛을 거쳐 연료 탱크의 탱크 내용물과 연결됨으로써, 연료가 저장 용기에 계속해서 보충된다. 연료는 내연기관을 작동시킬 때 급유 펌프에 의해 저장 용기로부터 빨아 올려져서 내연기관으로 이어지는 연료 이송관으로 공급된다.
급유 펌프나 탱크 인디케이터에 결함이 생기는 등 수리가 필요한 경우 저장 용기에 연료가 채워진 채로 연료 공급 모듈 전체를 연료 탱크로부터 분리해야 한다. 이때 부주의하게 취급할 경우 저장 용기로부터 연료가 누출되어 주변이 오염될 수 있다. 이는 특히 장치 구성상 연료 공급 모듈을 승객이 승차하는 내부에서 분리해야 하는 경우 문제가 될 수 있다.
본 발명은 청구항 1의 특징 기술 부분에 정의된 유형의 연료 탱크로부터 연료를 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 연료 공급 장치가 조립된 연료 탱크의 종단면을 보여주고, 도 2 및 도 3은 연료 탱크 안에 조립된 연료 공급 장치가 최종 위치(도 2) 내지 최종 위치로부터 들어올려진 위치(도 3)에 있는 것을 각각 단면도로 나타낸 것이다.
(발명의 이점)
이에 비해 본 발명에 따라 청구항 1의 특징들을 가진 연료 공급 장치는 연료 공급 장치를 분리할 때 연료 탱크의 내부에서 아직 연료 공급 장치를 분리하지 않은 시점에 이미 저장 용기가 자동으로 비워진다는 장점이 있다. 연료 공급 장치를 연료 탱크로부터 분리하면서 저장 용기에서 연료가 완전히 비워지기 때문에, 상기한 바와 같이 연료가 누출됨으로써 야기되는 오염의 위험이 완벽히 배제된다. 연료 공급 장치를 연료 탱크에 재조립할 때에는 차단 장치에 의해 배출구가 자동으로 닫힘으로써, 조립된 연료 공급 장치가 신뢰도 높게 작동할 수 있게 된다.
그밖의 청구항에 제시된 조치들을 통해 청구항 1에 제시된 연료 공급 장치를 유리하게 발전, 개선시킬 수 있다.
다음 설명 부분에서는 도면에 그려진 실시예들을 통해 본 발명에 관해 보다 자세히 설명된다.
본 발명의 유리한 한 실시예에 따르면 연료 탱크 내에서 저장 용기의 최종 위치가 연료 탱크 바닥 위가 되도록 구조적으로 설계된다. 배출구는 저장 용기 안에 배치되고, 저장 용기가 연료 탱크 바닥 위에 놓임으로써 차단 장치에 의해 배출구가 닫히게 된다. 저장 용기를 연료 탱크 바닥에서 들어 올리면 차단 장치가 배출구를 다시 연다. 이같은 구조를 통해 연료 공급 장치를 간단히 조립 및 분해할 수 있고, 적은 기술적 비용으로 배출구를 여닫기 위한 차단 장치를 구현할 수 있으며, 연료 공급 장치가 연료 탱크 안의 분해용 구멍을 통해 분해되기 전에 저장 용기에서 연료가 완전히 비워진다는 장점이 있다.
본 발명의 한 유리한 실시예에 따르면 차단 장치가 저장 용기 바닥에 있는 배출구를 둘러싸는 패킹 링에 의해 형성된다. 이 패킹 링은 바닥의 바깥쪽 바닥면 위로 축방향으로 돌출되어 있으며, 저장 용기가 최종 위치에 있을 때 연료 탱크 바닥 위로 눌린다. 이같은 방법으로 배출구를 여닫기 위한 차단 장치를 최소한의 구조 비용으로 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 저장 용기 바닥의 바깥면 위에 배치되고, 배출구를 덮는 밀폐 요소에 의해 차단 장치가 형성된다. 이때 밀폐 요소는 저장 용기 바닥에 수직으로 이동가능하도록 배치됨으로써, 저장 용기가 연료 탱크 바닥 위에 얹히면서 밀폐 요소가 배출구 위로 눌리고, 저장 용기가 연료 탱크 바닥으로부터 들리면서 배출구로부터 분리된다. 차단 장치를 이와 같이 구현하면 연료 공급 장치를 조립한 상태에서 밀폐 효과가 높아지고, 연료 공급 장치가 경우에 따라 연료 탱크에서 저장 용기에 가해지는 변형 등 위치 공차(locational tolerance)의 영향도 받지 않게 된다.
도 1은 연료 탱크(10)의 종단면을 나타낸 것으로, 연료 탱크(10) 안에 연료 공급 유닛 혹은 연료 공급 모듈이라고도 불리는 연료 공급을 위한 장치가 도 1에 그려진, 연료 탱크 내의 최종 위치에 도면에는 그려지지 않은 수단에 의해 고정되어 있다. 연료 공급 장치는 저장 용기(11)를 포함하고, 저장 용기(11)의 구멍은 플랜지(12)로 폐쇄할 수 있다. 종래의 방식대로 플랜지(12)는 압력 조정기(13) 및 내연기관으로 이어지는 연료 이송관을 위한 파이프 유니언(14), 내연기관으로부터 이어지는 연료 귀환 파이프를 위한 파이프 유니언(15)을 포함한다. 파이프 유니언(14, 15)의 파이프 부분(16, 17)은 플랜지(12)를 관통해서 저장 용기(11)의 내부로 돌출되어 있다. 파이프 부분(16) 위에는 압력 호스(18)가 밀려 올라가 있는데, 압력 호스(18)는 저장 용기(11) 안에 축방향 및 반경방향으로 이동할 수 없도록 수용된 급유 펌프(20)의 압력관 이음(19)과 파이프 유니언(14)을 연결한다. 파이프 부분(17) 위에는 연결 호스(21)가 밀려 올라가 있다. 연결 호스(21)는 저장 용기(11) 안에 배치된 수중 파이프(submerged pipe)(22)와 파이프 유니언(15)을 연결하고, 수중 파이프(22)는 저장 용기(11)의 바닥(111) 근처까지 이어진다. 전동기에 의해 구동되는 급유 펌프(20)는 급유 펌프(20)의 흡입측에 배치된 연료 예비 필터(23)를 거쳐 저장 용기(11)로부터 연료를 빨아 올려서, 급유 펌프(20)의 송유측 다음에 배치된 연료 메인 필터(24)를 거쳐 압력관 이음(19)으로 연료를 공급한다. 급유 펌프(20)와 예비 필터(23), 메인 필터(24)는 필터 뚜껑(25)에 의해 차단된 필터 케이스(26) 안에 수용되어 있다. 이때 압력관 이음(19)은 필터 뚜껑(25)을 관통해서 돌출되어 있다. 흡입 제트 펌프(27)에 의해 연료 탱크(10)로부터 저장 용기(11)로 연료가 공급되어 채워지는데, 흡입 제트 펌프(27)는 수중 파이프(22)로부터 유출되어 귀환하는 연료에 의해 작동된다. 내연기관을 작동시키면 전동기에 의해 구동되는 급유 펌프(20)가 저장 용기(11)로부터 한편으로는 압력관 이음(19)과 압력 호스(18)를 거쳐 파이프 유니언(14)으로 연료를 공급하고, 다른 한편으로는 파이프 유니언(14)에 연결된 이송관을 거쳐 내연기관으로 연료를 공급한다. 여기서 소비되지 않은 연료는 귀환 파이프를 거쳐, 귀환 파이프와 연결된 파이프 유니언(15)을 향해 흐르고, 연결 호스(21)를 거쳐 수중 파이프(22)로 전달된다. 수중 파이프(22)에서 유출되는 연료의 흐름이 흡입 제트 펌프(27) 내부에 저압을 생성하고, 이 저압에 의해 연료 탱크(10)로부터 저장 용기(11)로 연료가 공급된다.
연료 공급 장치를 수리하는 경우 저장 용기(11)에서 연료가 비워진 상태에서 비워진 연료 탱크(10)로부터 연료 공급 장치를 분리할 수 있도록 저장 용기(11)로부터 연료를 비워낼 수 있는 배출구(28)를 저장 용기(11)에 설치한다. 배출구(28)는 연료 탱크(10) 내에서 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 때 적절한 차단 장치를 통해 차단되고, 저장 용기(11)가 이 최종 위치로부터 분리되면 자동으로 개방된다.
도 1에서 볼 수 있는 연료 공급 장치의 실시예의 경우 연료 탱크(10) 내에서 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 경우 저장 용기(11)가 직접적으로 연료 탱크(10)의 바닥(101) 위에 얹혀진 상태에서 연료 탱크(10)에 고정되어 있다. 배출구(28)는 저장 용기(11)의 바닥(111)에 배치되고, 차단 장치는 저장 용기(11)가 연료 탱크(10)의 바닥 위에 얹힘으로써 또는 저장 용기(11)가 연료 탱크(10)의 바닥으로부터 분리됨으로써 작동되어, 배출구(28)를 차단 내지 개방한다.
도 1의 실시예에서는 배출구(28)를 둘러싸는 스냅 링 홈(31) 안에 삽입된 패킹 링(30)에 의해 차단 장치가 구현된다. 스냅 링 홈(31)은 저장 용기 바닥(111)의 바깥쪽 바닥면(111a) 위에 패여져 있다. 패킹 링(30)은 가령 축방향으로 저장 용기 바닥(111)의 바깥쪽 바닥면(111a) 위로 돌출되어 있으며, 저장 용기(11)를 연료 탱크 바닥(101) 위에 얹어서 고정할 때 연료 탱크 바닥(101) 위로 눌림으로써, 패킹 링(30)이 배출구(28)를 밀폐하게 된다.
도 2와 3에 따라 연료 공급 장치를 변형한 실시예의 경우 저장 용기 바닥(111)의 바깥면 위에 배치되고, 저장 용기 바닥(111)에서 수직으로 이동가능하도록 고정된 밀폐 요소(32)에 의해 차단 장치가 구현된다. 밀폐 요소(32)는 버섯형상부를 이루고, 이때 버섯형상부의 줄기 부분(33)에서 버섯형상부의 머리 부분(34)과 다른 쪽을 향하는 자유 단부(331)에 의해 탄성을 갖는 융기 부분(331)이 일체형으로 제작되어 있다. 밀폐 요소(32)의 이 융기 부분(331)이 저장 용기 바닥(111)에 있는 고정 구멍(35) 안으로 밀려 들어갈 수 있다. 이 경우 배출구는 고정 구멍(35)과 동심을 이루는 부분원 위에 배치된 여러 개의 관통 구멍(36) 위에 분산된다. 조립을 위해 버섯형상의 밀폐 요소(32)의 융기 부분(331)이 고정 구멍(35)을 관통하도록 눌림으로써, 융기 부분(331)이 저장 용기 바닥(111)의 안쪽 바닥면(111b) 위에서 고정 구멍(35)을 덮게 된다. 버섯형상부의 머리 부분(34)에서 연료 탱크 바닥(101) 쪽을 향한 아랫면의 바깥쪽 가장자리에 밀폐를 위한 모서리(37)가 형성되어 있다. 이 모서리(37)는 밀폐 요소(32)가 저장 용기 바닥(111)에 눌릴 때 바깥쪽 바닥면(111a) 위에 눌림으로써, 모든 관통 구멍(36)을 연료 탱크(10)에 대해 밀폐한다. 밀폐 효과를 높이기 위해, 회전하는 모서리(37)의 직경을 관통 구멍(36)의 부분원의 직경과 관통 구멍(36)의 직경의 두 배를 합한 합계보다 훨씬 더 크게 한다. 도 2에서처럼 연료 탱크(10) 내에서 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 때 밀폐 요소(32)는 연료 탱크 바닥(101)으로부터 저장 용기 바닥(111) 위로 눌림으로써, 관통 구멍(36)들로 구성되는 배출구를 차단한다. 버섯 형상부의 머리 부분(33)이 저장 용기 바닥(111) 위로 눌리면 버섯 줄기 부분(33)이 저장 용기의 내부로 밀려 들어가고, 이때 융기 부분(331)이 저장 용기 바닥(111)의 안쪽 바닥면(111b)으로부터 분리된다(도 2). 연료 탱크(10)에 고정되었던 저장 용기(11)가 분리되어 들어 올려지면, 밀폐 요소(32)가 저장 용기 바닥(111)의 바깥쪽 바닥면(111a)으로부터 분리된다. 밀폐 요소(32)가 바깥쪽 바닥면(111a)으로부터 분리되는 이같은 움직임은 융기 부분(331)이 저장 용기 바닥(111)의 안쪽 바닥면(111b)에 접하게 되는 시점에 융기 부분(331)에 의해 정지된다. 버섯형상부의 머리 부분(34)이 저장 용기 바닥(111)으로부터 분리되면 관통 구멍(36)이 개방되고, 연료가 저장 용기(11)로부터 연료 탱크(10)로 이송될 수 있게 된다.
저장 용기(11)가 연료 탱크(10)의 바닥(101) 위에 평평하게 얹혀질 수 있도록, 저장 용기 바닥(111)의 고정 구멍(35)과 관통 구멍(36) 부분이 함몰된다. 이때 함몰되는 깊이는 버섯 머리 부분(34)의 축방향 두께보다 약간 작기 때문에, 버섯 머리 부분(34)이 연료 탱크 바닥(101)으로부터 저장 용기 바닥(111)을 향해 충분한 압력으로 눌리게 된다.

Claims (10)

  1. 연료 탱크(10) 안에 조립가능하고, 최종 위치를 확정할 수 있는 저장 용기(11)를 포함하고, 연료 탱크(10)로부터 공급된 연료를 저장 용기(11)에 채울 수 있으며, 저장 용기(11) 안에 수용된 급유 펌프(20)를 포함하되, 급유 펌프(20)가 저장 용기(11)로부터 연료를 빨아 올려서 연료를 연료 이송관으로 공급하는, 연료 탱크로부터 연료를 공급하기 위한 장치에 있어서,
    저장 용기(11)에 배출구(28, 36)가 있고,
    저장 용기(11)가 최종 위치에 놓이면 배출구(28, 36)를 폐쇄하고, 최종 위치를 떠나면 배출구(28, 36)를 개방하는 차단 장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 때 연료 탱크(10)의 바닥(101) 위에 놓이고,
    배출구(28, 36)가 저장 용기 바닥(111)에 배치되며,
    저장 용기(11)가 연료 탱크 바닥(101) 위에 얹힘으로써 차단 장치에 의해 배출구(28, 36)가 폐쇄되고, 저장 용기(11)가 연료 탱크 바닥(101)과 분리됨으로써 차단 장치에 의해 배출구(28, 36)가 개방되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 차단 장치가 저장 용기 바닥(111)에 있는 배출구(28)를 둘러싸는 패킹 링(30)에 의해 형성되고, 패킹 링(30)이 저장 용기 바닥(111)의 바깥쪽 바닥면(111a) 위로 돌출되어 있고, 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 때 연료 탱크 바닥(101) 위로 눌리는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 패킹 링(30)이 배출구(28)를 둘러싸는 스냅 링 홈(31) 안에 삽입되고, 스냅 링 홈(31)이 저장 용기 바닥(111)의 바깥쪽 바닥면(111a) 안에 패여져 있는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 저장 용기 바닥의 바깥면 위에 배치되고, 배출구(36)를 덮는 밀폐 요소(32)에 의해 차단 장치가 형성되고, 밀폐 요소(32)가 저장 용기 바닥(111)에 수직으로 이동가능하도록 배치됨으로써, 저장 용기(11)가 연료 탱크 바닥(101) 위에 얹히면서 밀폐 요소(32)가 배출구(36) 위로 눌리고, 저장 용기(11)가 연료 탱크 바닥(101)으로부터 들리면서 배출구(36)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 밀폐 요소(32)에 회전하는 탄성 밀폐 모서리(37)가 있어서, 이 모서리(37)가 저장 용기(11)가 최종 위치에 있을 때 배출구(36)로부터 반경방향으로 떨어진 지점에서 저장 용기 바닥(111)의 바깥쪽 바닥면(111a) 위로 눌리는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 밀폐 요소(32)가 저장 용기 바닥(111)에 있는 고정 구멍(35) 안으로 밀려 들어가는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 밀폐 요소(32)가 버섯형상부를 이루도록 제작되고,
    버섯형상부의 줄기 부분(33)의 자유 단부에는 탄성력이 있는 융기 부분(331)이 형성되어 있고, 이 융기 부분(331)이 고정 구멍(35)을 관통하여 압착할 수 있고, 저장 용기 바닥(111)의 안쪽 바닥면(111b) 위에서 고정 구멍(35)을 덮으며,
    밀폐를 위한 모서리(37)가 버섯 머리 부분(34)에서 저장 용기 바닥(111) 쪽을 향한 아랫면의 바깥쪽 가장자리에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 배출구가 저장 용기 바닥(111)에서 부분원 위에 배치된 여러 개의 관통 구멍(36) 위에 분산되어 있고, 부분원이 고정 구멍(35)과 동심을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 밀폐를 위한 회전 모서리(37)의 직경이 관통 구멍(36)의 부분원의 직경과 관통 구멍(36)의 직경의 두 배를 합한 합계보다 훨씬 더 큰 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
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