KR20010015365A - 차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브 - Google Patents

Abstract

차량 가스 연료 탱크(2)용 멀티 밸브(1)는 배출밸브와 그리고 상기 배출밸브(31)을 제어하는 파일롯 밸브(32; 32a)를 가지고 있는 안전 밸브(30)를 가지고 있으며; 상기 배출밸브(31)는 연료 입구 도관(15) 및 연료 출구 도관(11)과 연통하는 공동(7), 그리고 유밀방식으로 상기 공동(7)과 결합하여 제 1 및 제 2 가변 체적 챔버(36, 35)를 구획형성하고 도관(11, 15)들을 서로에 연결시키는 개방위치와 입구 도관(15)을 폐쇄시키는 폐쇄위치와의 사이의 도관(7) 내측에서 미끄럼하는 셔터(33)를 가지고 있으며; 그리고 상기 파일롯 밸브(32; 32a)는 작동시 탱크(2) 내의 압력이 주어진 제한값을 넘으면, 제 1 챔버(36)를 외부에 연결시켜, 상기 셔터(33)를 개방위치로 이동시킨다.

Description

차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브{MULTIVALVE for A VEHICLE GASEOUS FUEL TANK}

본 발명은 차량 가스 연료 탱크, 보다 상세하게는 메탄 또는 액화 석유 가스 인 소위 LPG 탱크용 멀티 밸브에 관한 것이다.

차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브는 공지되어 있는 데, 이 멀티 밸브는 안전 밸브를 포함하는 안전장치와 그리고 탱크에서의 압력 또는 온도가 소정된 최대값에 도달하면 탱크로 부터 가스를 배출시키는 용융 장치를 포함하고 있다.

상기 안전 밸브는 통상적으로 탱크에 있는 가스의 압력과 그리고 최대 압력값과 상응하는 값으로 예비부하를 받는 스프링의 압력의 양 힘을 받는 이동가능한 셔터를 포함하고 있다. 최대 압력값이 도달되면, 상기 셔터는 상기 스프링의 강성에 역으로 비례하는 양 만큼 이동하여, 상기 탱크를 배출개구에 연결시킨다.

상기 타입의 공지 멀티 밸브의 안전 밸브는 과잉 가스를 배출시켜 탱크내의 압력을 소정된 안전 레벨 아래로 상기 스프링의 특성에 따라 회복시키는 데 비교적 장시간이 소요되기 때문에 비효율적이고 비신뢰적이다.

이러한 이유는 배출 가스 유동 통로가 셔터의 이동에 비례하여 셔터에 의해 막혀져 가스의 유동을 규제하는 유체역학적 저항을 초래하는 데 근거한다.

배출 가스의 유동은 정상적으로 스프링을 수용하는 챔버를 통하여 유동하여 배출 개구에 도달하여서 스프링에 의해 발생된 부가적인 유체역학적 저항과 맞서야만 하는 가스 자체에 의해 규제를 또한 받는다.

본 발명의 목적은 상기된 단점을 제거하도록 디자인된 차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브의 바람직한 실시예의 평면도,

도 2는 제 1 작동위치에서 도 1의 멀티 밸브를 도 1의 선(Ⅱ-Ⅱ)을 따라 취한 확대 단면도,

도 3은 제 2 작동위치에서 도 1의 멀티 밸브를 도 2와 같이 취한 축소 단면도,

도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3과 유사한 도면이며, 제 1 및 제 2 작동위치 각각에서 도 2 및 도 3의 멀티 밸브의 변형예를 일부의 부분이 명료함을 위해 제거된 상태에서 도시한 확대 단면도.

본 발명에 따라, 차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브가 제공되는 데, 상기 멀티 밸브는, 상기 탱크에 담겨진 가스 연료의 적어도 일부분을 배출시키고 상기 연료용 출구개구 및 입구개구와 연통하는 공동을 포함하는 안전밸브; 그리고 상기 공동에 수용되어 상기 개구들을 연결시키는 개방위치와 상기 개구들중 하나를 폐쇄시키는 폐쇄위치 사이에서 이동가능한 유체 온-오프 수단을 포함하고 있는 상기 멀티 밸브에 있어서, 상기 온-오프 수단이 유밀 방식으로 서로로부터 별개로 된 제 1 및 제 2 가변체적 챔버를 부분적으로 구획형성하는 셔터를 포함하고 있고, 상기 탱크내의 압력이 주어진 제한값을 넘으면 상기 제 1 챔버가 상기 셔터를 상기 개방위치로 이동시키는 파일롯 밸브 조립체에 연결되어 있는 것에 특징되어 진다.

본 발명의 비제한적인 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 예에 의해 설명될 것이다.

도 1에서 부호 1은 차량 가스 연료 탱크(2)용 멀티 밸브를 나타낸다. 멀티 밸브(1)는 탱크(2)의 링 너트에 일체적으로 나사(도시않됨)에 의해 연결된 구조물(3)을 포함하고 있으며, 따라서 상기 멀티 밸브는 중간 플랜지(4), 탱크(2) 내측으로 뻗은 단부(5) 및 탱크(2) 외측으로 뻗은 부분(6)을 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 구조물(3)은 프랜지(4)에 수직인 축선(8)을 따라뻗어, 단부벽(9)과 측벽(10)에 의해 구획형성되어, 축선(8)에 수직으로 뻗은 배출 도관(11)을 경유하여 외부와 연통하는, 제 1 원통형 공동(7)을 구획형성한다.

공동(7)은 부분(5)에 유밀방식으로 체결되어, 탱크(2)와 연통하는 축선상의 도관(15)을 구획형성하여, 상기 단부벽(9)에서 도관(15)의 개구(17)를 구획형성하는 환형 돌출부(16)로 종결되는 관형 부시(14)를 수용한다.

구조물(3)은, 또한 축선(8)과 평행한 축선(18)을 따라 부분(5)에서 뻗어 있고, 그리고 축선상의 견부(19)에 대항하여 유지되어 구조물(3)과 유밀방식으로 암수결합되는 원통형체(21)를 수용하는, 제 2 원통형 공동(20)을 구획형성한다.

원통체(21)는 공동(20)을 축선상으로 마주하는 2개의 챔버(22, 23)로 나누고; 상기 챔버(22)는 탱크(2)와 직접 연통하고, 그리고 상기 챔버(23)는 부분(6)에 형성된 축선상의 구멍(24)을 경유하여 외부와 연통한다. 원통체(21)는 외주홈(26)과 그리고 축선상의 관통 구멍(27)을 포함하며, 상기 축성상의 관통 구멍은 챔버(22, 23)들을 연결하여, 홈(26)과 연통하고, 챔버(22, 23)들 각각에서 종결되어 각각 테이퍼진 환형 돌출부(28, 29)에 의해 구획형성되는 입구 및 개구를 가진다.

공동(7, 20)은 배출 밸브(31)와 상기 배출 밸브(31)를 제어하는 파이롯 밸브(32)를 포함하는 안전 밸브(30)의 시트들을 구획형성한다.

배출 밸브(31)는 2개의 작동위치를 가진 온-오프 타입이고, 탱크(2)내의 온도 또는 압력이 소정된 최대 안전 값에 도달할 경우에 가스 연료를 탱크(2)에서 배출시킨다. 상기 밸브(31)는 측벽(10)과 축선상으로 미끄럼 가능하게 유밀 방식으로 암수결합하여 공동(7)을 2개의 마주하는 가변체적의 챔버(35, 36)로 나누는 원통형 셔터(33), 부시(14)에 의해 구획형성되어 어떠한 작동 상태에서도 도관(11)과 연통하는 챔버(35), 그리고 단부벽(9)에 의해 구획형성되어 셔터(33)와 단부벽(9) 사이에 개재된 푸시 스프링(37)을 수용하는 챔버(36)를 포함한다.

셔터(33)는 돌출부(16)에 면한 디스크 시일(40)을 지지하고 있고 2개의 마주하여 평행한 면(41, 42)에 의해 구획형성되며, 상기 면(41)은 챔버(35)를 구획형성하여 시일(40)의 외면과 일치하고, 상기 면(42)은 챔버(36)를 구획형성하여 면적에 있어서 개구(17)보다 크다.

셔터(33)는 시일(40)이 돌출부(16)상에 놓여져 개구(17)를 폐쇄하고 챔버(35)가 돌출부(16) 주위로 뻗어 도관(11)과 연통하는 환형 챔버로 감소되는 제 1 폐쇄위치(도 3 참조)와 그리고 스프링(37)이 압축되고 도관(11, 15) 양자가 챔버(35)와 연통하는 제 2 개방 또는 배출위치(도 2 참조) 사이에서 사용시 이동가능하다.

밸브(31)는 관형체(21) 이외에도, 구멍(27)을 통하여 헐겁게 뻗은 중간 원통형 로드(46)와 2개의 단부(47, 48)을 포함하고 있는 부재(45)를 또한 포함하고 있는 밸브(32)에 의해 제어된다. 부분(48)은 챔버(23)와 맞물림하여 스크류-너트식 스크류 커플링에 의해 로드(46)에 연결되어 돌출부(29)에 면한 밀봉링(50)을 지지하고, 그리고 부분(47)은 내측 챔버(22)에 수용되어 돌출부(28)에 면한 밀봉링(49)을 지지하는 끝 몸체(51)에 있는 나사가공된 구멍과 결합한다.

부재(45)는 밀봉링(50)이 돌출부(29)에 대항하여 놓여져 챔버(23)를 홈(26)으로부터 차단하는 휴지위치(도 3 참조)와 그리고 링(49)이 돌출부(28)에 대항하여 놓여져 챔버(22)를 홈(26)으로부터 차단하는 수축작용위치(도 2 참조) 사이에서 이동가능하다.

밸브(32)는 몸체(51)를 에워싸서 몸체(21)와 그리고 몸체(51)의 끝 플랜지(53)와의 사이에 개재되어 탱크(2) 내측의 최대 허용 압력에 따라 결정된 세팅치로 예비부하를 받아 휴지위치에서 부재(45)를 유지시키는 스프링(52)을 또한 포함한다.

밸브(31, 32)는 구조물(3)의 부분(6)에서, 공동(7, 20)들 사이에, 그리고 축선(8, 18)에 평행하게 형성된 통로(54)를 경유하여 서로 연통한다. 보다 상세하게는, 통로(54)는 챔버(36)를 홈(26)에 연결시키고 안전 용융 장치(55)에 의해 바깥방향으로 폐쇄된다.

장치(55)는 소정된 최대 온도에서 용융하는 재료로 만들어진 폐쇄체(56)와 그리고 축선상의 구멍을 갖고서 구조물(3)에 체결되어, 통로(54)를 에워싸는 멈춤부(58)에 대항하여 유밀방식으로 폐쇄체(56)를 가압하는, 핀(57)을 포함하고 있다.

도 4 및 도 5의 변형예에서, 안전밸브(30)는 2개의 축선상의 부분(21a, 21b)을 포함하는 몸체(21)에 의해 밸브(32)와 구별되는 파이롯 밸브(32a)를 포함하며, 상기 부분(21a)은 구조물(3)에 일체적으로 연결되어 견부(19)에 대항하여 놓여지며, 상기 부분(21b)은 부분(21a)과 몸체(51) 사이의 이동가능한 중간 축선상의 위치에서 유밀방식으로 공동(20)과 결합한다. 부분(21a, 21b)은 스프링(60)의 중재에 의해 서로에 연결되어 있고, 로드(46)와 헐겁게 관통 끼워맞춤되는 각각의 축선상의 관통 구멍(27a, 27b)을 포함하고 있으며, 그리고 통로(54)를 구멍(27a, 27b)에 연결시키고 스프링(60)을 수용하는 챔버(26a) 사이 내에서 축선상으로 구획형성한다.

밸브(32a)는 돌출부(28) 및 링(49) 대신에 몸체(51)에 의해 지지된 돌출부(28a)와 그리고 부분(21b)에 의해 지지된 밀봉링(49a)을 포함함으로써 밸브(32)와 또한 구별된다.

마지막으로, 밸브(32a)는 어떠한 링(50)도 그리고 어떠한 돌출부(29)도 갖고 있지 않음으로써, 그리고 로드(46)가 밀봉링(61)에 의해, 그리고 부분(21a)에 대하여 축선상에서 등을 지고 있는 링(61)의 측상에 위치되어 공동(20) 내측에서 축선상으로 이동가능 하고 챔버(23)와 연통하는 환형 도관(64)을 로드(46)와 함께 구획형성하는 부시(62)에 의해, 에워싸임으로써 밸브(32)와 또한 상이하다.

부재(45)가 휴지위치(도 5 참조)에 있으면, 링(61)은 부시(62)와 부분(21a) 사이에 압축되어 도관(64)을 구멍(27a)으로부터 차단하여서 챔버(23)를 챔버(26a)로부터 차단시킨다. 역으로, 부재(45)가 수축작용위치(도 4 참조)에 있으면, 돌출부(28a)는 링(49a)에 대항하여 놓여져 챔버(22, 26a)를 서로로부터 차단하면서 링(61)이 구멍(27a)과 도관(64) 사이의 연통을 허용한다.

사용중에, 탱크(2) 내의 압력 및 온도가 각각의 소정된 최대값 아래에 있으면, 멀티 밸브(1)는 부재(45)가 휴지위치에 있고 셔터(33)가 폐쇄위치에 있는 상태에서 정상적으로 작동한다.

도 3을 참조하면, 상기된 조건하에서, 챔버(36)는 한편으로는 돌출부(29)에 대항하여 놓인 링(50)에 의해 외부와 차단되고, 다른 한편으로는 챔버(22)와 연통하여, 통로(54), 홈(26) 및 구멍(27)을 경유하여 탱크(2)와 연통한다. 따라서, 챔버(36)와 도관(15)은 둘다 모두 같은 압력상태에 있는 한편, 챔버(35)에서의 압력은 외부압력과 동등하게 되고, 개구(17)를 폐쇄시키는 표면(41)의 부분과 면(42) 사이의 면적에 있어서의 차이는 폐쇄위치에서 셔터(33)를 유지시킨다.

도 2를 참조하면, 탱크(2) 내압이 안전 제한값을 넘으면, 탱크(2) 내압에 의해 부재(45)상에 작용된 힘은 예비부하를 받은 스프링(52)의 힘을 극복하여, 부재(45)가 수축위치로 이동하게 한다. 이 경우에, 챔버(36)는 한편으로는 돌출부(28)에 대항하여 놓인 링(49)에 의해 탱크(2)로부터 차단되고, 다른 한편으로는 챔버(23)에 연결되어 통로(54), 홈(26) 및 구멍(27)을 경유하여 외부와 연결된다. 도관(15)과 챔버(36) 사이의 압력차의 결과로서, 셔터(35)는 배출위치로 즉시 전환되어 탱크(2)를 외부에 연결시켜 과잉 연료를 탱크(2)로 부터 방출시킨다.

탱크(2) 내의 압력이 최대값 아래로 떨어지면, 스프링(52)은 부재(45)를 휴지위치로 복귀시켜 챔버(36, 22)들을 재연결시키고, 챔버(36) 내의 압력은 탱크(2)내에서와 같은 값으로 복귀되며, 면(42)상에 작용하는 압력과 면(41)상에 작용하는 배출가스의 압력 사이의 압력차는 셔터(33)를 폐쇄위치로 전환시킨다.

도 4 및 도 5의 멀티 밸브(1)는 스프링(52, 60)이 강성에 있어서 상이하여, 탱크(2) 내의 압력이 안전 제한값을 넘으면 몸체(51)가 부분(21b) 보다 빨리 이동하게 하는 것을 제외하고는 상기된 것과 같은 방식으로 작동한다. 결과적으로, 부재(45)가 수축위치로 이동하면, 돌출부(28a)은 먼저 링(49a)상에 놓이게 되어 챔버(36)를 챔버(22)로부터 차단시키고, 그 다음 링(61)은 구멍(27a)과 도관(64) 사이의 통로를 개방하여 챔버(36)를 외부와 연결시킨다.

탱크(2) 내의 온도가 소정된 최대 안전값에 도달하면, 예를들면, 차량에 불이 붙는 경우에, 몸체(56)는 용융되어 통로(54) 및 이에 따른 챔버(36)를 핀(57)에 있는 구멍을 통하여 외부와 연결시켜, 도관(15)과 챔버(36) 사이의 압력차로 인하여 셔터(33)가 배출위치로 전환되어 탱크(2)로부터의 모든 연료를 방출시키게 한다.

따라서, 멀티 밸브(1)는 비상시 안전밸브(31)를 통하여 가스 연료를 신속하게 방출시킨다.

실제, 공지된 해결안과 상이하게, 셔터(33)는 면(41, 42) 상에 작용하는 압력에 따라 그리고 스프링(37)에 의해 작용된 단지 무시할 정도로 셔터(33)의 이동으로 인하여, 도관(11, 15) 사이의 가스 통로를 막히게 함 없이 즉시 이동하며, 상기 스프링은 조립시 돌출부(16)에 대항하여 서터(33)를 단순히 유지시킨다. 따라서, 배출 가스에 의해 발생하는 저항은 공지된 해결안들에 비해 극히 작으며, 여기에서 셔터는 배출 가스 통로를 단지 부분적으로 개방하는 데, 그 이유는 가스에 의해 작용된 힘은 셔터의 이동에 비례한 저항력을 작용시키는 예비부하 스프링의 작용에 의해 저항을 받기 때문이다.

또한, 연료는 도관(11)과 직접 연통하는 챔버(35)때문에, 도관(11, 15) 사이에 개재된 스프링 또는 다른 요소에 의해 발생된 어떠한 저항도 받지 않는다.

마지막으로, 부분(21a)에 대하여 축선상으로 이동가능한 부분(21b)을 밸브(32a)가 포함하고 있다는 사실은, 부재(45)의 양단부를 독립적으로 밀봉할 수 있게 하고 밸브(32)와 비교되게 보다 정확한 작동과 신속한 반응을 할 수 있게 한다.

변경이 본 발명의 범주에 벗어남 없이 상기된 바와같은 상기 멀티 밸브(1)에 만들어 질 수 있다.

특히, 멀티 밸브(1)는 예에 의해서 설명되어 예시된 것과 다른 안전밸브(30)를 포함할 수 있으며, 그러나 비상 작동 모드에서 챔버(36)를 외부와 연결시키거나 정상 작동 모드에서 탱크(2)에 챔버(36)를 연결시키도록 배출 밸브(31)를 제어하는 수단을 여전히 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 멀티 밸브는 과잉 가스를 배출시켜 탱크내의 압력을 소정된 안전 레벨 아래로 상기 스프링의 특성에 따라 회복시키는 데 비교적 단시간이 소요되게 하여, 효율적이고 신뢰적이다.

Claims (10)

1. 차량 가스 연료 탱크(2)에 담겨진 가스 연료의 적어도 일부분을 배출시키고 상기 연료용 출구 개구(11) 및 입구 개구(15)와 연통하는 공동(7)을 포함하는 안전밸브(30); 그리고 상기 공동(7)에 수용되어 상기 개구들(11, 15)을 연결시키는 개방위치와 상기 개구들(11, 15)중 하나(15)를 폐쇄시키는 폐쇄위치 사이에서 이동가능한 유체 온-오프 수단(33)을 포함하고 있는 차량 가스 연료 탱크(2)용 멀티 밸브(1)에 있어서,

   상기 온-오프 수단(33)은 유밀 방식으로 서로로부터 별개로 된 제 1 및 제 2 가변체적 챔버(36, 35)를 부분적으로 구획형성하는 셔터(33)를 포함하고 있고, 상기 탱크(2)내의 압력이 주어진 제한값을 넘으면 상기 제 1 챔버(36)는 상기 셔터(33)를 상기 개방위치로 이동시키는 파일롯 밸브 조립체(32; 32a)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 출구 개구(11)는 상기 셔터(33)의 위치와 무관하게 상기 제 2 챔버(35)와 연통하는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 파일롯 밸브 조립체(32; 32a)는 상기 제 1 챔버(36)를 상기 탱크(2)에 연결시키는 제 1 작동 위치와 그리고 상기 제 1 챔버(36)를 외부와 연결시키는 제 2 작동 위치와의 사이에서 이동가능한 부재(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
4. 제 3항에 있어서, 상기 파일롯 밸브 조립체(32; 32a)는 상기 부재(45)에 대항하여 힘을 작용시켜 상기 부재를 상기 제 1 작동 위치에 유지시키는 예비부하 탄성 부재(52; 52, 60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 파일롯 밸브 조립체(32; 32a)는 상기 탱크(2)와 연통하는 제 1 공동(22)과 그리고 외부와 연통하는 제 2 공동(23)을 구획형성하는 부분(21)을 포함하고 있고, 상기 부재(45)는 상기 제 1 및 제 2 공동(22, 23)로부터 상기 제 1 챔버(36)를 선택적으로 격리시키는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 공동(22, 23)은 상기 부분(21)에서 형성되어 상기 제 1 및 제 2 공동(22, 23)에서 종결하는 입구와 출구를 가진 구멍(27; 27a, 27b)을 경유하여 서로 연통하고, 상기 부재(45)는 상기 구멍(27; 27a, 27b)과 결합하여 상기 입구와 상기 출구를 선택적으로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
7. 제 6항에 있어서, 상기 구멍(27; 27a, 27b)과 상기 제 1 챔버(36)를 연결하는 통로(26, 54; 26a, 54)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
8. 제 5항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서, 상기 부분(21)은 하나가 다른 하나에 대하여 이동가능하고 스프링(60)의 개재에 의해 서로에 연결되어 있는 2개의 부분(21a, 21b)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
9. 이전 항들중 어느 한항에 있어서, 상기 제 1 챔버(36)를 외부에 연결시키는 또 다른 통로(54)를 더 포함하고 있으며, 상기 통로(54)가 소정된 온도에서 용융하는 몸체(56)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 멀티 밸브.
10. 첨부된 도면을 참조하여 설명되어 예시된 차량 가스 연료 탱크용 멀티 밸브.