KR200204292Y1 - 멀티 기상공급밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연료탱크로부터 기화기 측으로 기상연료를 공급하는 기상공급전자변에 과압방지를 위한 안전밸브와 탱크 내부를 비우기 위한 퍼지(Purge)변을 부여하여 가스팽창에 따른 탱크의 폭발위험으로부터 차량의 안전을 보장하고, 수리 등을 위한 연료탱크 퍼지작업이 용이 하도록 하는 멀티 기상공급밸브에 과한 것이다.

종래 기술은 설치관로여건이 정반대인 과충전 방지밸브와 안전변이 일체로 형성됨으로써, 문제점이 있었다.

본 고안은, 차량의 연료탱크(100)의 밸브시스템에 있어서, 기상공급전자변(410) 및 수동밸브(440)가 부설된 기상공급밸브에, 연료탱크의 과압을 방지하기 위한 상기 안전밸브(420)와, 필요시에 임의로 기상연료를 배출시키기 위한 퍼지(Purgy)공(431), 강구(433) 및 상기 퍼지공의 개폐마개인 밀착볼트(432)로 이루어지는 퍼지변(430)을 부여하여 일체로 이루어지는 멀티 기상공급밸브(400)로 구성됨을 특징으로 하는 것으로서, 과충전 방지밸브(200)와 안전밸브(420)를 분리 형성하되, 상기 안전밸브(420)를 그 작동조건이 같은 기상공급전자변(410)과 결합시킴으로써, 비용을 절감하면서도, 각 밸브의 기능 장해 요인을 제거하여 본래의 기능을 확실히 수행하도록 하는 것임.

Description

멀티 기상공급밸브{Multi Gas Service Valve}

본 고안은 차량의 기상공급밸브에 관한 것으로서, 특히 연료탱크로부터 기화기 측으로 기상연료를 공급하는 기상공급전자변에 과압방지를 위한 안전밸브와 탱크 내부를 비우기 위한 퍼지(Purge)변을 부여하여 가스팽창에 따른 탱크의 폭발위험으로부터 차량의 안전을 보장하고, 수리 등을 위한 연료탱크의 잔류가스 비우기 작업인 퍼지작업이 용이하도록 하는 멀티 기상공급밸브에 관한 것이다.

통상적으로 엘,피(LP)가스를 연료로 사용하는 차량의 연료공급계통은 액ㆍ기상 선택용 전자밸브가 엔진의 온도조건에 따라 ㆍ액기상 변경밸브에 의하여 액상 혹은 기상의 연료를 선택, 연료탱크의 액ㆍ기상 공급밸브로부터 공급받아 기화기에서 예열, 기화, 감압과정을 거쳐 연소조건에 맞게 하여 혼합기로 공급되어 연소실로 들어가도록 구성되어 있다.

도 1은 상기 차량용 가스연료 공급계통을 보이는 차량용 연료기관의 계통도로서, 도시된 바와 같이, 연료탱크(1)에는 연료의 충전시 적정한 충진이 이루어지도록 하기 위한 과충전방지밸브가 장착된 충전밸브(2)와, 액체 상태의 연료를 공급하는 액상공급밸브(3)와, 기체상태의 연료를 공급하도록 하는 기상공급밸브(4)와 상기 액상공급밸브 (3)및 기상공급밸브(4)로 부터 공급되는 연료를 긴급차단하는 긴급차단밸브(5)가 구비되고, 별도의 연료관(7)을 통하여 연결되어 액체연료나 기체연료를 선택 공급하도록 하는 액ㆍ기상 선택밸브(6)와 상기 액ㆍ기상 선택밸브(6)로부터 별도의 연료관(7)에 의해 별도 분리된 부품인 기화기(8)에 이르는 계통에 의해 연료공급이 이루어지도록 하는 것이다. 상기 엘피가스 자동차의 연료 탱크에 장착되는 밸브는 밸브의 필요기능이 상호 방해되지 않고, 수행될 수 있어야하나, 개발과정에서 기능이 하나씩 추가되다보니 엘피가스 자동차용으로는 적합하지 않는 밸브까지 채용하게 되어 왔다. 최근 일부 선진국에서는 독립된 기능이 각각의 밸브를 여러개 장착하고 있으나, 원가절감을 위하여 여러 기능들을 하나의 밸브에 결합시켜 다기능으로 형성하여 사용되고 있다.

상기 연료탱크(1)의 상기한 바와 같이 탱크 내부로 연료를 유입충전함과 아울러 적정수준을 유지토록 하기 위한 과충전 방지밸브(2)와 액화상태의 연료가스를 기화기측으로 공급하기 위한 액상공급밸브(3)와 기체상태의 연료가스를 공급하기 위한 기상공급전자변(4) 외에도, 기상연료의 과압을 방지하기 위한 안전밸브(9)가 구비되어 있다.

종래 기술에 따른 상기 과충전 방지밸브(2)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 크게 두가지 스타일로 구성되어 있다.

상기 과충전 방지밸브(2)는 공통적으로 연료를 충전 주입구(21)를 통하여 주입하여 밸브의 실린더(23) 주벽에 형성된 배출구(24)를 통하여 탱크(1) 내로 유입충진되어 적정 레벨(탱크 내부체적의 약 85%)에 이르면, 액상연료 상면의 플로트(22)가 들려지고, 밸브봉(27)이 들려 상기 배출구(24)를 막아 더 이상 연료가 주입되지 못하도록 유동변(25)이 배출구를 막아 차단하고, 안전밸브(9)의 통로로 역지변(93)이 구성되되, 안전밸브(9)가 일체로 구성되어 있다.

상기 안전밸브(9)는 특히 기온이 높은 하절기에 기상연료가 팽창되어 탱크가 폭발되는 위험을 방지하기 위한 것으로서, 기상 연료의 압력이 소정 압력 이상으로 상승하면 탱크 내부 역지변(93)이 작동되어 기상연료를 외부 안전밸브(91)를 통하여 배출토록 하는 체크밸브이다.

상기 도 2에 도시된 과충전 방지밸브(2)(이하 'A형 과충전 방지밸브'라 칭함)는 밸브의 머리랄 수 있는 과충전 방지부의 일측에 Y자형으로 지관을 형성하여 상기 내부 역지변(93)이 일체로 형성된다.

이러한 구성을 지닌 상기 종래 기술의 A형 과충전 방지밸브(2)는 Y자형으로 이루어진 밸브 머리의 형상 및 체적에 따라, 탱크 내부로의 인입공이 커야 되고, 따라서 탱크에 설치되며 밸브가 통과되는 구멍을 구비하는 보스(29)의 규격이 커짐에 따라, 비용이 높아지고, 하중이 늘어나는 문제점이 있었다. 상기 A형 과충전방지밸브는 사실 가정용 엘피가스통에 사용되던 실린더 밸브를 충진밸브로서, 기상공급밸브는 액상공급밸브와 같이 사용하기 위하여 수동개폐변과 전자변을 별개로 사용하여 온 것으로서, 실린더 밸브에 과충전방지밸브를 장착하고 안전변의 유로를 확보하기 위하여 관로에 역지변을 설치하여 왔다.

상기 도 3에 도시된 과충전 방지밸브(2')(이하 'B형 과충전 방지밸브'라 칭함)는 상기 A형 과충전 방지밸브(2)의 문제점인 고비용을 절감하기 위한 방편으로서 최근에 널리 사용되어 지고 있는 종래 기술의 다른 예이다.

상기 B형 과충전 방지밸브(2')의 특징은 상기 내부 역지변(93)을 A형에서와 같이 돌출형성되는 지관으로 형성하지 않고, 유동변(25)을 탄지하는 안전변 유로를 확보하기 위하여 부여되는 스프링(26)의 탄력을 이용하는 구성으로서, 밸브 머리가 통과되기 위한 보스(29)의 통공이 작게 형성될 수 있으며, 이에 따라 비용을 절감토록 하는 것이다.

상기 B형 과충전 방지밸브(2')의 구성을 자세히 살펴보면, 연료 주입시에는 유동변(25)이 스프링(26)의 탄력으로 받혀져 유입구(24)를 열어 연료를 탱크 내부로 유입되도록 하고, 연료가 제한 수준에 이르면, 플로트(22)의 부상에 따라 캠(22a)이 움직여 밸브봉(27)을 상승시켜 패킹(28)이 밸브봉 통공(27a)의 틈새를 막아 주고, 유동변(25) 하단에 형성된 작은 통공(25a)을 통하여 유입된 연료가 유동변의 상광하협의 내부 공간의 단면적 차이에서 오는 압력차이로 스프링(26)을 밀면서 하향하여 유입구(24)를 막아 과충전이 방지되도록 하는 것이다.

또한 기상연료의 압력이 과압으로 되면, 상기 유입구(24)를 통하여 기상연료가 유입되어 탱크 외측에 형성된 안전밸브(91)를 통하여 분출되도록 이루어져 있다.

그런데, 과충전 방지밸브의 단부인 과충전 방지부는 배출구(24)가 유동변(25)에 의하여 항상 닫혀 있어야 작동이 제대로 이루어지고, 상기 안전밸브(9)의 내부 역지변(93)은 항상 기상연료 층에 배출구가 열려 있어 관로 수축 등 장해요인이 없어야 제대로 작동이 이루어지는데 반하여, 상기 B형의 종래 기술은 과충전 방지밸브에 그 작용환경이 상반되는 안전밸브를 일체로 형성함으로써, 공존할 수 없는 두 가지 기능, 특히 과충전방지밸브의 기능을 훼손하는 문제점이 있었다.

즉, 과충전을 감지하는 기능을 하는 유동변(25)의 하강력과 안전밸브 기능을 위한 스프링(26)의 탄력 차이가 미세하여, 과충전이 되어도 유동변(25)이 하강하지 못하기 때문에 과충전 상태임에도 연료가 계속 충진되어 연료탱크에 가득 채워지고, 결국 폭발사고로 이어지는 위험성을 내포하고 있었다.

근래에 왕왕 발생되고 있는 연료탱크의 폭발은 모두 이러한 문제점으로 부터 기인된 것이며, 이 때문에 제조업체에서는 리콜을 실시하고 있는 실정이다.

한편 연료탱크의 수리 등을 위하여 탱크 내부의 잔류가스를 비워야 하는 경우, 종래에는 밸브시스템의 배관을 해체하여야 하는 어려움이 있어, 잔류가스를 임의로 배출시키기 위한 퍼지(Purge) 기능이 절실히 요구되고 있다.

그리하여 최근의 자동차 검사기준에는 연료탱크의 퍼지변 구비여부가 검사항목 중의 하나로 되고 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 고안의 목적은 작동환경이 동일한, 단부가 열린 상태로 기상연료 공간에 위치되는 기상공급밸브에, 설정압력 이상으로 상승을 억제하는 안전변과, 필요시 잔류가스를 배출할 수 있는 퍼지변과, 엔진으로의 공급을 수동으로 개폐할 수 있는 수동밸브와, 전동으로 개폐할 수 있는 기상공급전자변을 일체로 형성하여 이루어지는 다기능 밸브로서,

원가를 절감하며, 연료탱크의 과충전을 확실히 방지하고, 기상연료의 과압도 방지되도록 하여, 연료탱크의 폭발사고를 방지하고 차량의 안전을 보장하는 한편,

임의로 탱크를 비우기 위한 퍼지작업이 용이하여 가스탱크의 수리 및 점검이 용이한 멀티 기상공급밸브를 제공함에 있다.

도 1은 차량용 가스연료기관의 공급 계통도.

도 2는 종래 기술에 따른 과충전 방지밸브 'A형'의 구성도.

도 3은 종래 기술에 따른 과충전 방지밸브 'B형'의 구성도.

도 4는 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 연료탱크 밸브시스템의 구성도.

도 5는 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 멀티 기상공급전자변의 상세도로서,

a도는 단면 구성도,

b도는 a도의 좌측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 연료탱크 200: 과충전 방지밸브

300: 액상공급밸브 400: 멀티 기상공급밸브

410: 기상공급전자변 420: 안전밸브

430: 퍼지변 431: 퍼지공

432: 퍼지공 마개 433: 강구 440: 수동밸브

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 멀티 기상공급밸브는,

엘, 피(LP)가스 연료를 사용하는 차량의 연료공급계통에서 연료의 충전이 이루어짐과 동시에 과충전이 방지되기 위한 과충전 방지밸브와, 액체상태의 연료를 기화기측으로 공급하기 위한 액상공급밸브와, 기체상태의 연료를 기화기측으로 공급하기 위한 전자변 및 수동밸브로 이루어지는 기상공급밸브 및 기상연료의 과압을 방지하기 위한 안전밸브를 구비하는 연료탱크의 밸브시스템에 있어서,

상기 기상공급전자변 및 수동밸브가 일체로 이루어지는 기상공급밸브에, 기상연료의 과압을 방지하기 위한 상기 안전밸브를 부여하여 일체로 이루어지는 멀티 기상공급밸브로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 멀티 기상공급밸브는, 임의로 기상연료를 배출시키기 위한 퍼지(Purgy)공과 강구(鋼球) 및 상기 퍼지공을 개폐하기 위한 퍼지공의 개폐마개인 밀착볼트로 이루어지는 퍼지변을 추가로 부여하여 일체로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 멀티 기상공급밸브에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 바람직한 실시예에의 연료탱크 밸브시스템의 단면 구성도이며, 도 5는 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 멀티 기상공급밸브의 구성도로서, a도는 단면구성도, b도는 a도의 좌측면 구성도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 멀티 기상공급밸브는,

엘, 피(LP)가스 연료를 사용하는 차량의 연료공급계통에서 연료의 충전이 이루어짐과 동시에 과충전이 방지되기 위한 과충전 방지밸브(200)와, 액체상태의 연료를 기화기측으로 공급하기 위한 액상공급밸브(300)와, 기체상태의 연료를 기화기측으로 공급하기 위한 전자변 및 수동밸브로 이루어지는 기상공급밸브 및 기상연료의 과압을 방지하기 위한 안전밸브를 구비하는 연료탱크(100)의 밸브시스템에 있어서,

상기 기상공급전자변(410) 및 수동밸브(440)가 일체로 이루어진 기상공급밸브에, 기상연료의 과압을 방지하기 위한 상기 안전밸브(420)를 부여하여 일체로 이루어지는 멀티 기상공급밸브(400)로 구성된다.

상기 멀티 기상공급밸브(400)에는 임의로 기상연료를 배출시키기 위한 퍼지(Purgy)변(430)을 일체로 부여하되,

상기 퍼지변(430)은 퍼지공(431), 강구(433) 및 상기 퍼지공(431)의 개폐마개인 밀착볼트(432)로 이루어짐이 바람직하다. 즉, 본 고안은 설정 압력 이상으로 상승을 억제하는 안전밸브(420)과, 필요시 잔류가스를 배출할 수 있는 퍼지변(430)과, 엔진으로의 공급을 수동으로 개폐할 수 있는 수동밸브(440)와 전동으로 개폐할 수 있는 기상공급전자변(410)을 일체로 형성된 것이다.

본 고안에서의 상기 과충전 방지밸브(200)는 당연히 종래 기술에서와 같은 안전밸브는 삭제되고, 연료주입 및 과충전방지기능만을 위하여 독립적으로 형성됨으로써, 안전밸브와 분리 형성되게 된다.

즉 종래 기술 'B형'에서 안전밸브 기능을 위한 스프링(26)을 삭제하고 형성하여 과충전 방지, 본래의 기능에만 충실하게 형성되는 것이다.

상기한 구성을 지닌 본 고안의 작용상태를 살펴본다.

기상공급밸브는 기체상태의 연료를 기화기 측으로 공급하기 위하여 본래 밸브관(411)의 단부가 개방상태로 탱크의 상부인 기상연료 공간에 위치되어 있고,

이러한 기상공급밸브(400) 일측에 배출방향으로만 열리는 체크밸브인 안전밸브(420)를 부여함으로써, 기상연료의 압력이 적정 압력 이상으로 상승하면 기상연료 공간에 위치하는 밸브관(411)의 열린 단부를 통하여 전해지는 압력에 의하여 안전밸브(420)가 작동됨으로써 기상연료가스의 팽창에 따르는 과압을 미연에 방지하고, 연료탱크의 폭발을 방지하게 된다.

또한 본 고안에서는 과충전 방지밸브(200)가 종래 기술에서와 같이 안전밸브와 함께 형성되지 않음으로써, 고유의 충전기능과 과충전 방지기능만을 수행하게 됨으로써 오작동의 염려가 없이 과충전이 확실히 방지되어, 연료가 탱크에 과충전, 만입되어 발생되는 탱크폭발의 위험성을 차단함으로써, 적어도 차량에 있어서, 연료탱크 부분의 안전성에서는 안심할 수 있도록 하는 구성이다.

한편, 상기 과충전 방지밸브(200)에는 안전밸브가 부가형성되지 않음으로써, 그 머리부분인 과충전 방지부의 형상 및 체적이 작아 이를 통과시키기 위한 보스(450)의 내경도 종래 'A형' 과충전 방지밸브에 비하여 현저히 작게 형성됨으로, 부품비용이 절감되는 잇점을 갖는다.

다른 한편, 탱크의 수리 등을 위하여 잔류가스를 비우는 퍼지작업을 해야 하는 경우에는 기상상태에서 배출시켜야 함으로써, 상기한 바와 같이, 밸브관(411)의 열린 단부가 기상연료 공간에 위치하는 기상공급전자변(410)의 일측에 형성된 퍼지공(431)의 마개인 밀착볼트(432)를 열어줌으로써 간단히 퍼지작업이 이루어진다.

이와 같이, 종래 기술에서는 과충전 방지밸브에 안전밸브가 결합된 상태로 이루어져, 부품(보스)비용이 고비용이 소요되거나('A형'), 작동조건이 상반되는 두가지 기능을 하나로 결합('B형')시킴에 따라 과충전 방지 또는 기상연료의 팽창에 따르는 과압 방지기능을 제대로 수행하지 못하고, 퍼지변은 구비되지도 않았으나,

본 고안은 과충전 방지밸브(200)와 안전밸브(420)를 분리 형성하되, 상기 안전밸브(420)를 그 작동조건(밸브관의 단부가 기상연료 공간에서 열린 상태로 위치)이 같은 기상공급밸브와 결합시킴으로써, 원가를 절감하면서도, 각 밸브 본래의 기능이 확실히 이루어질 수 있도록 하여, 연료탱크의 과충전과 기상연료의 과압을 방지하고, 연료탱크의 안전이 보장되도록 하는 구성이다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 멀티 기상공급밸브는,

전자변과 수동밸브로 이루어지는 기상공급밸브에 작동환경이 같은 안전밸브와 퍼지공을 결합 형성하여 그 기능의 오작동 발생을 차단함으로써,

탱크의 연료 과충전과, 기상연료의 팽창에 따르는 과압을 확실히 방지 차단하여 연료탱크의 폭발사고를 방지하며, 아울러 연료탱크의 안전성에 대한 신뢰도를 현저히 높히는 잇점을 갖는 기술이다.

Claims (2)

1. 엘, 피(LP)가스 연료를 사용하는 차량의 연료공급계통에서 연료의 충전이 이루어짐과 동시에 과충전이 방지되기 위한 과충전 방지밸브(200)와, 액체상태의 연료를 기화기측으로 공급하기 위한 액상공급밸브(300)와, 기체상태의 연료를 기화기측으로 공급하기 위한 전자변과 수동밸브로 이루어지는 기상공급밸브 및 기상연료의 과압을 방지하기 위한 안전밸브를 구비하는 연료탱크(100)의 밸브시스템에 있어서,

   상기 기상공급전자변(410)과 수동밸브(440)로 이루어지는 기상공급밸브에, 기상연료의 과압을 방지하기 위한 상기 안전밸브(420)를 부여하여 일체로 이루어짐을 특징으로 하는 멀티 기상공급밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 멀티 기상공급밸브는, 임의로 기상연료를 배출시키기 위한 퍼지(Purgy)공(431), 강구(鋼球)(433), 및 상기 퍼지공(431)의 개폐마개인 밀착볼트(432)로 이루어지는 퍼지변(430)을 추가로 부여하여 일체로 이루어짐을 특징으로 하는 멀티 기상공급밸브.