KR20030025852A - 연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

플로우트는 그의 상부에서 제한된 공전 운동을 하도록 수용된 환상 비드 림을 갖는 탄성중합체 밸브 디스크를 구비한다. 밸브 디스크용의 강성 지지판은 플로우트의 상부의 만곡면상에서 회전하여, 연료 보급 과정에서 배출구를 폐쇄하기 위해 플로우트가 상승 액체 레벨 만큼 상측으로 이동할 때, 배출구 시트상의 밸브 디스크의 자동 정렬을 보장한다. 연료가 탱크로부터 공급됨에 따라, 플로우트는 하강하고 케이지의 경사진 상부는 밸브 디스크상의 비드 림에 접촉하며 밸브의 이탈 재개방을 실행한다.

Description

연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체{FLOAT OPERATED FUEL TANK VAPOR VENT VALVE}

본 발명은 연료 탱크용 배출 밸브에 관한 것으로서, 특히 대기에 누출되지 않도록 연료 증기의 배출을 제어하는 것이 필요한 자동차용 연료 탱크의 배출 밸브에 관한 것이다. 현재 제작되고 있는 승용차 및 경형 트럭에는, 엔진 정지 기간중에는 증기를 저장하고 그 후에 엔진의 시동시에는 엔진의 공기 입구로 보내기 위한 입상 탄소로 충전된 통과 같은 증기 저장장치가 사용되고 있다. 그러한 시스템은 특히 연료 보급중에 액체 레벨 위의 증기 돔에서 연료 증기의 통으로의 흐름을 제어하기 위해 탱크 내에 플로우트 작동식 배출 밸브를 사용한다.

증기 배출 선로의 액체 봉쇄를 방지하기 위해 통으로의 증기 배출 선로에 액체 연료가 유입되지 않도록 할 필요가 있다. 연료 보급 중에, 연료 보급용 충전 관이 통상적으로는 연료 탱크의 상부 위의 레벨까지 연장된 충전 목부의 상부까지 완전히 채워지면, 액체 연료가 증기 배출 밸브를 통해 흘러 증기 배출 선로를 막히게 할 위험이 있다.

액체 연료가 증기 배출 선로에 유입되어 배출 선로를 잠재적으로 막히게 하지 않도록 하기 위해서는, 연료의 레벨이 탱크의 상부 벽의 약간 하부에 있도록 선택될 수 있는 탱크 내의 사전 설정된 레벨에 도달할 때, 증기 배출을 폐쇄하는 플로우트 작동식 배출 밸브를 제공하는 것이 만족스러운 것으로 발견되었다.

공지된 연료 탱크용 플로우트 작동식 증기 배출 밸브는, 연료 탱크의 상부에 있는 증기 배출 선로의 포트상에 제공된 밸브 시트(valve seat)에 대해 밀봉하기 위해 플로우트(float)에 대해 제한된 공전(lost motion)을 하도록 플로우트의 상부에 수용된 디스크 또는 웨이퍼형 밸브 요소를 사용하였다. 그러나, 플로우트에 작용하는 부력에 의해 플로우트가 밸브 요소에 가하는 힘이 작기 때문에, 완벽한 밀봉을 제공하기가 매우 어렵고 약간의 누출이 발생하였다.

공지된 밸브의 구조는, 연료 보급 과정에서 폐쇄 후에 배출 선로 포트의 재 개방을 보장하기 위해, 엔진 작동 중에 연료가 탱크로부터 배출될 때 플로우트가 액체의 낙하 레벨만큼 하강하는 것과 같이 밸브 디스크에 이탈 작용(peel-away action)을 제공하도록 케이지(cage)에 대해 경사지거나 편향된 형태를 사용하였다. 지금까지, 밸브 디스크 부재는 포트상의 밸브 부재의 "막힘(corking)"을 방지하기 위해 플라스틱 재료로 형성되었다.

그러한 밸브에서, 플로우트의 상부와 배출 포트 밸브 시트 사이에 소정의 각도 오정렬이 존재하는 경우, 플로우트가 밸브 부재를 포트 밸브 시트에 대해 완벽하게 폐쇄할 수 있도록 하기가 어려웠다. 따라서, 연료 보급 과정에서 탱크를 충전할 때 플로우트 작동식 연료 증기 배출 밸브의 확실한 밀폐 및 밀봉을 보장하고, 그리고 엔진 작동 중에 탱크로부터의 연료의 후속적인 회수로부터 연료 레벨이 하강할 때 배출 포트의 재 개방을 보장하는 방법 또는 수단을 제공하는 것이 소망되었다.

본 발명은 플로우트 작동식 배출 밸브의 전술한 문제점에 대한 해결책을 제공하는 바, 이는 얇은 가요성 중앙 영역을 갖는 가요성의 탄성중합체 밸브 부재와, 환상 비드를 구비하며, 환상 비드의 외주에는, 플로우트의 상향 이동 중에 그 환상비드에 접촉하여 탄성중합체 밸브 부재의 중심부를 연료 탱크의 상부에 있는 증기 배출 정지 포트 밸브 시트상에 밀봉시키는 강판 또는 디스크가 형성되어 있다. 밸브 부재는 플로우트에 대해 제한된 공전 운동을 하도록 플로우트 위에 수용되고, 케이지는 그 후에 탱크로부터 연료를 회수하는 동안 플로우트가 하방으로 이동함에 따라 환상 비드에 대해 이탈 작용을 실행하도록 경사지거나 편향된 상부를 갖는 형태로 구성되어 있다. 밸브 부재의 강성 지지판은 플로우트의 상부에 제공된 받침면을 중심으로 자유롭게 선회 운동하여, 배출 포트 밸브 시트상의 밸브 부재의 자동 정렬을 실행한다.

도 1은 본 발명의 밸브 조립체의 단면도,

도 2는 본 발명의 플로우트 조립체의 사시도,

도 3은 도 2의 플로우트 조립체의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 밸브 조립체12 : 상측부

16 : 하향 연장부22 : 배출 통로

26 : 밸브 시트32 : 플로우트 조립체

40 : 직립부46 : 가요성 밸브 부재

48 : 환상 비드50 : 지지판

52 : 받침면54 : 플로우트 부재

도 1을 참조하면, 본 발명의 밸브 조립체는 대체로 참조 번호(10)으로 표시되어 있고, 이점 쇄선의 윤곽선으로 표시된 연료 탱크 상부 벽(14)의 외측에 장착된 상측부(12)와, 탱크 상부 벽(14)에 형성된 접근 구멍을 통해 연장된 하향 연장부(16)를 갖는 밸브 본체를 구비하고 있다. 밸브 본체의 상측부(12)에는 환상 플랜지(18)가 형성되어 있고, 이 환상 플랜지(18)는 탱크 상부 벽(14)의 외측면에 정렬되는 하측면을 가지며, 또한 플랜지(18)는, 예컨대 종래 기술에 비 금속 탱크로 공지된 바와 같은 비 금속 용접물에 의해 탱크 상부 벽(14)에 밀봉 부착되기에 적합하다.

밸브 본체의 상측부(12)상에는, 통(도시 안됨)에 연결하기 위한 호스(도시 안됨)를 그 위에 수용하기에 적합한 부착 부품(20)이 설치되어 있다. 이 부착 부품(20)에는, 그 내부를 통해 증기 통로(22)가 형성되어 있고, 이 증기 통로(22)는 그 둘레에 설치된 밸브 시트(26)에 형성된 배출구(24)와 연통한 상태에 있다. 밸브 본체의 하측부(16)에는, 밸브 시트(26)와 연통하는 구멍 또는 공동(28)이 형성되어 있고, 그리고 이 하측부(16)에는, 이격되어 수직방향으로 연장된 다수의 가이드 리브(30)가 형성되어 있다.

대체로 참조번호(32)로 도시한 플로우트 조립체는 리브(30) 내에 활주 가능하게 수용되고, 그리고 도 1에는 그의 하측 또는 하강 위치가 실선으로 도시되어 있고 그리고 연료 탱크가 액체 연료로 충전될 때의 그의 상측 위치가 점선으로 도시되어 있다.

플로우트 조립체(32)는 적절한 리테이너(34)로 공동(28) 내에 보유된다. 스프링(36)이 리테이너(34)와 플로우트 조립체(32) 사이에 배치되고, 이 스프링은 플로우트 조립체(32)를 상측 방향으로 가압하여 탱크에 사용될 특정 연료의 밀도에 대해 소망의 부력을 제공하도록 배치되고 조정된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 플로우트 조립체(32)가 보다 상세히 도시되어 있고, 이 플로우트 조립체는 대체로 원통 형상의 중공형 외측 셀(38)을 구비하며, 이 중공형 외측 셀의 외경은, 본체의 하측부(16)에 제공된 리브(30)에 활주 가능하게 끼워맞춤되는 크기로 되어 있다. 외측 셀(38)의 상측부는 그 주위에 배치된 원주방향 이격 직립부(40)를 구비한 융기형 케이지로 구성되고, 이들 이격 직립부(40)의 상측 말단은 경사진 상부(42)에 부착되고, 경사진 상부(42)의 내부에는 밸브 시트(26)를 통과시키는 것을 허용하는 크기로 된 중앙 틈새 구멍(44)이 구비되어 있다.

가요성 밸브 부재(46)는 직립부(40) 및 상부(42)에 의해 형성된 케이지 내에 배치된다. 이 밸브 부재(46)는 환상 비드 또는 림(48)으로 둘러싸인 대체로 얇은 중앙부를 갖는다. 본 발명의 실행에 있어서, 밸브 부재(46) 및 비드(48)는 플루오르화실리콘 또는 플루오르화탄소 탄성중합체로 일체로 형성되지만, 사용될 특정 연료에 적합한 다른 시일 재료도 사용될 수 있다.

지지판(50)이 밸브 부재(46)와 셀(38)의 상부 사이에 배치되고, 환상 비드(48)의 하부면에 접촉한다. 지지판(50)의 하측은 셀(38)의 내부에 고정된 부력 플로우트 부재(54)의 상부에 제공된 만곡된 받침면에 접촉한다. 플로우트 부재(54)의 바닥에는, 그 내부에 스프링(36)의 상단부가 수용되는 환상 홈(56)이 형성되어 있다. 플로우트(54)의 재료의 밀도는 소망의 부력을 제공하도록 탱크(14) 내에 사용될 연료의 밀도와 관련하여 선택된다.

지지판(50)은 받침면(52)상에서 자유롭게 선회운동함으로써, 플로우트 조립체(32)가 도 1에 점선 윤곽선으로 도시된 상측 위치까지 이동할 때, 밸브 시트(26)에 대한 밸브 부재(46)의 각도 자동 정렬을 제공한다.

그 후에 탱크로부터 연료의 회수 및 플로우트 조립체(32)의 하강시에 플로우트 조립체상에 작용하는 부력에 의해 플로우트가 상측 위치에 위치하고 그리고 밸브 부재(46)가 밸브 시트(26)상에 밀봉된 상태에서, 플로우트 셀(38)의 상부(42)의 하측면은 환상 비드(48)의 일측면에 접촉하여 밸브 시트(26)로부터 이탈 운동을 수행함으로써, 배출 통로(22)의 재개방을 보장한다.

따라서, 본 발명은 가요성의 탄성중합체 밸브 부재를 사용하여 탱크의 충전시에 탱크 배출구의 안전한 밀봉을 제공하는 독특하고 신규한 연료 탱크 증기용 플로우트 작동식 밸브 조립체를 제공한다. 밸브 부재상에 제공된 환상 비드 림은, 연료 보급의 완료시에는 지지판에 접촉하여 밀폐하고, 그리고 연료가 탱크로부터 회수될 때 플로우트의 하강시에는 플로우트상의 케이지의 경사진 표면에 접촉하여 배출구의 재 개방을 보장한다.

이상, 본 발명을 도시된 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 수정 및 변경이 가능하고 그리고 하기의 청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 것이다.

본 발명에 의하면, 탄성 중합체 밸브 부재를 사용하여 탱크의 충전시에 탱크 배출구를 안전하게 밀봉함과 아울러, 밸브 부재상에 제공된 환상 비드 림은, 연료 보급의 완료시에는 지지판에 접촉하여 밀폐하고, 그리고 연료가 탱크로부터 회수될 때 플로우트의 하강시에는 플로우트상의 케이지의 경사진 표면에 접촉하여 배출구의 재 개방을 보장한다.

Claims (8)

1. 연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체에 있어서,

   (a) 내부를 통해 배출 통로가 형성되어 있고 그리고 연료 탱크의 상부의 접근 구멍 위에 부착되어 그 접근 구멍 주위를 밀봉하기에 적합하고, 상기 배출 통로가 접근 구멍과 연통상태에 있는, 밸브 본체와,

   (b) 상기 밸브 본체에 대해 수직방향으로 이동하도록 배치된 플로우트 조립체를 포함하며,

   상기 플로우트 조립체는,

   (i) 상기 배출 통로에 대해 상대 운동하도록 배치된 플로우트 본체와,

   (ⅱ) 상기 플로우트 본체의 상부에 배치되고 그리고 상기 플로우트 본체에 대해서 제한된 운동을 하도록 그 내부에 가요성 밸브 부재를 포획하고 있는 케이지와,

   (ⅲ) 상기 플로우트 본체의 상부와 상기 밸브 부재의 사이에 배치된 강판으로서, 상기 플로우트 본체의 상향 이동시에 상기 강판이 상기 가요성 밸브 부재와 접촉하여 상기 배출 통로상의 밸브 부재의 밀봉을 실행하고, 그리고 상기 플로우트 본체의 하향 이동시에는 상기 케이지가 상기 배출 통로로부터 상기 가요성 밸브 부재의 이탈 운동을 실행하도록 작동되는, 강판을 구비하는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이지는 상기 플로우트 본체의 이동 방향에 대해 경사진 표면을 갖는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가요성 밸브 부재는 비교적 얇은 중앙부 및 그의 원주 둘레의 환상 비드를 구비하며, 상기 플로우트 본체의 상향 이동시에 상기 강판이 상기 환상 비드에 접촉하는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 강판은 플로우트 본체의 상부의 받침면에 접촉하고, 상기 강판은 상기 받침면상에서 자유롭게 회전하는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 플로우트 본체는 그의 상부면에 형성된 만곡된 받침면을 가지며, 상기 강판은 상기 플로우트 본체의 상향 운동시에 상기 받침면에 접촉하는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이지는 상기 이탈 운동을 실행하기 위해 상기 플로우트 본체의 이동 방향에 대해 경사진 표면을 갖는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 가요성 밸브 부재는 탄성중합체 재료로 형성되는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 본체는 탱크 접근 구멍을 통해 연장된 연장부를 구비하며, 상기 플로우트 본체가 상기 탱크 접근 구멍 내에서 이동하도록 안내되는

   연료 탱크용 플로우트 작동식 배출 밸브 조립체.