KR20030064953A - 차콜 방식의 자동차용 캐니스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차콜 방식의 자동차용 캐니스터에 관한 것으로, 캐니스터에서 대기측에 공기층과 경도가 높은 차콜을 충진시켜 사용함으로써, 경도가 낮은 차콜을 통과한 증발 가스의 확산 속도를 늦추어주면서 높은 흡착력으로 유해 물질을 흡착할 수 있게 한 차콜 방식의 자동차용 캐니스터를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 차콜이 내부에 충진된 본체로 이루어져 있으면서 연료탱크로부터 증발 가스를 공급받아 이 증발 가스에 포함된 유해 물질을 흡착/탈착시켜 주는 유해 물질을 정화시켜 주는 차콜 방식의 자동차용 캐니스터에 있어서, 상기 본체에는 서로 다른 경도를 갖는 차콜이 공기층에 의해 구획되어 충진되어 있되, 대기중으로 가스를 배출시켜 주는 대기측에 경도가 큰 차콜이 충진되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 공기층은 가스가 통과할 수 있도록 공기구멍이 형성된 한쌍의 공기판이 형성되어 있으며, 이들 공기판 사이에 공기가 채워져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기구멍은 직경이 2mm 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

차콜 방식의 자동차용 캐니스터{Charcoal canister for an automobile}

본 발명은 차콜 방식의 자동차용 캐니스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기측에 경도가 큰 차콜과 공기층을 구성함으로써, HC 가스의 이동 경로를 차단하고 또한 탈착된 HC 가스가 직접 대기중으로 배출되지 않게 하여 유해한 가스의 배출을 줄일 수 있도록 한 차콜 방식의 자동차용 캐니스터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 연료 탱크를 포함하는 연료시스템이 구비되어 있다. 특히, 상기 연료 탱크에는, 가솔린 엔진의 경우, 내부에서 연료가 증발하여 가솔린 증기가 발생하게 되는데, 이 가솔린 증기는 대부분 탄화수소(HC)로 이루어져 있기 때문에 그대로 배출시키는 경우 환경 오염을 일으키게 된다. 이 때문에, 보통 가솔린 차량의 연료 탱크에는 연료 증발 가스의 배출을 억제시키기 위하여 캐니스터(canister)가 구비되어 있다.

캐니스터는 보통 크랭크 케이스 스토리지 방식(crank case storage system)과 차콜 캐니스터 방식(charcoal canister)으로 대별된다.

크랭크 케이스 스토리지 방식은 증발된 연료 증발 가스를 연료 탱크 내에 축적하였다가 그 가스 압력이 규정된 압력 이상이 되면 크랭크 케이스로 인도되어 블로바이 가스와 혼합되어 블로바이 가스 환원장치를 통해 연소실로 유입되어 연소가 이루어지도록 구성되어 있다.

차콜 캐니스터 방식은 연료 탱크 내부의 증기압이 규정 압력 이상이 되면 체크 밸브가 열려 연료 탱크 내부의 증발 가스가 차콜 캐니스터로 유입되도록 한 것이다. 특히, 상기 차콜 캐니스터는 차콜(charcoal)를 이용하여 증기 입자의 흡착과 탈착 작용을 통해 정화 작용을 하게 된다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면 상기 차콜 캐니스터(100)는, 첨부도면 도 3에서 도시한 바와 같이, 소정의 크기를 가지면서 내부에 격벽(11)에 의해 구획된 본체(10)와, 이 본체(10)에 채워지는 차콜(12)로 구성된다. 특히, 상기 본체(10)는 일측에 연료 탱크와 연결되고 타측에는 대기로 공기를 배출할 수 있도록 구성되어 있으며, 그 중간에는 기화기와 연결되어 있다.

이와 같이 이루어진 차콜 캐니스터(100)는 연료탱크(미도시됨)의 내부 압력이 규정치 이상이 되면 이 연료탱크로부터 연료 증발 가스를 공급받게 된다. 이때, 상기 연료 증발 가스는 본체(10) 내에 유입되어 차콜(12)에 흡착되게 된다. 이렇게 흡착된 연료 증발 가스는 엔진 시동시 엔진의 흡입 압력에 의해 차콜(12)로부터 탈착되면서 기화를 통해 연소실에서 연소가 이루어지게 되며, 엔진 정지시에는 차콜(12)에 흡착된 상태로 남아 있게 된다.

그러나, 종래의 차콜 캐니스터는 한가지 종류의 차콜을 충진시켜 사용하기 때문에, 차콜 사이에서 증발 가스가, 첨부도면 도 4에서 도시한 바와 같이, 확산에 의해 흡착과 탈착이 이루어지게 되어 배출 효과가 떨어지게 되는 문제가 발생하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 캐니스터의 내부 바람직하기로는 대기측에 공기층과 경도가 높은 차콜을 충진시켜 사용함으로써, 경도가 낮은 차콜을 통과한 증발 가스의 확산 속도를 늦추어주면서 높은 흡착력으로 유해 물질을 흡착할 수 있게 한 차콜 방식의 자동차용 캐니스터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 캐니스터를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 따르는 공기층을 구분하는 격자판의 구조를 나타내는 평면도,

도 3은 종래의 캐니스터를 나타내는 개략도,

도 4는 도 3에 채워진 차콜에서 HC의 흡착과 탈착 상태를 나타내는 도면.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 본체 11 : 격벽

12, 12a : 차콜(charcoal) 13 : 공기층

14a, 14b : 공기판 15 : 공기 구멍

100 : 캐니스터

이를 실현하기 위한 본 발명은 차콜이 내부에 충진된 본체로 이루어져 있으면서 연료탱크로부터 증발 가스를 공급받아 이 증발 가스에 포함된 유해 물질을 흡착/탈착시켜 주는 유해 물질을 정화시켜 주는 차콜 방식의 자동차용 캐니스터에 있어서, 상기 본체에는 서로 다른 경도를 갖는 차콜이 공기층에 의해 구획되어 충진되어 있되, 대기중으로 가스를 배출시켜 주는 대기측에 경도가 큰 차콜이 충진되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 공기층은 가스가 통과할 수 있도록 공기구멍이 형성된 한쌍의 공기판이 형성되어 있으며, 이들 공기판 사이에 공기가 채워져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기구멍은 직경이 2mm 이하인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 캐니스터를 나타내는 개략도이다. 여기서, 도면부호 10은 캐니스터의 본체를, 100은 캐니스터를 각각 나타낸다.

본 발명은 상기 본체(10)의 내부에 서로 다른 경도를 갖는 차콜을 충진시켜 유해한 증발 가스가 바로 대기로 배출되지 않도록 하고, 특히 이들 차콜층 사이에 공기층(13)을 형성시켜 유해 가스의 이동 속도를 감소시켜 줄 수 있도록 한 것이다.

이를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 본체(10)는 일종의 용기로서 내부에는 격벽(11)에 의해 구획되어 있으며, 연료 탱크측으로부터 유입된 연료 증발 가스를 받아들이게 된다. 이렇게 받아 들여진 증발 가스는 격벽(11)의 일측에서 다른 일측으로 통과하여 대기측으로 빠져 나가게 되는데, 본 발명에서는 상기 대기측에 연료탱크측에 충진된 차콜(12)과 비교하여 탈착 특성이 낮은 고경도이고 고공성인 차콜(12a)을 충진시켜 이루어진 것이다. 여기서, 상기 차콜(12a)은 탈착 특성이 낮기 때문에 연료 증발 가스의 주성분인 HC 가스가 쉽게 대기로 방출되는 것을 막아 주게 된다. 다음의 표 1은 종래의 차콜(12)과 본 발명에 따르는 고경도 차콜(12a)의 성분표이다.

항목	고경도 차콜	종래 차콜
차콜 타입	필렛	필렛
크기	3.0mm	2.0mm
직경	3.2mm	2.3mm
밀도(g/L)	370	350
부탄 흡착 성능(g/dL)	18 이상	15
필렛 강도	71	65
경도	98	90
기공 구조	마이크로 푸어(pore) 80 %푸어 직경 20옴스토롱 이하	메소푸어(meso pore) 80%푸어 직경 20-50옴스토롱 이하
차본 재질	석탄	나무

이에, 상기 고경도 차콜(12a)은 종래의 차콜(12)과 비교하여 볼 때 탈착 성능이 뛰어나기 때문에 종래 차콜(12)에서 탈착되어 대기측으로 유동되더라도 흡착율이 높은 고경도 차콜(12a)에 흡착되어 대기중으로 배출되는 연료 증발 가스의 주성분인 HC 가스의 배출량을 줄일 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 종래 차콜(12)과 고경도 차콜(12a) 사이에 증발 가스의 유동 속도를 감소시키기 위해 공기층(13)을 형성하게 된다. 상기 공기층은 상술한 한쌍의 차콜(12,12a) 사이에 놓여지는 한쌍의 공기판(14a,14b)으로 구성되어 있으며, 이들 공기판(14a,14b) 사이에는 공기가 채워지게 된다.

특히, 상기 각 공기판(14a,14b)은, 첨부도면 도 2에서 도시한 바와 같이, 공기구멍(15)이 형성되어 있으며, 이 공기구멍(15)을 통해 종래 차콜(12)을 통과한 증발 가스가 고경도 차콜(12a)층으로 이동하게 된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 공기구멍(15)은 직경이 2mm 이하로 형성하여 증발 가스가 공기층(13)을 통과하되 그 흐름 속도를 줄일 수 있게 하는 것이 바람직하다.

따라서 공기층(13)은 한쌍의 공기판(14a,14b) 사이에 증발 가스가 고이도록 하고 이렇게 고여진 증발가스가 공기구멍(15)을 통과하면서 흐름 속도를 저감시켜 주게 되며, 이에 따라 증발 가스가 고경도 차콜(12a)과의 접촉 시간을 늘여 줄 수 있게 되어 증발 가스에 포함된 유해 물질이 고경도 차콜(12a)에 흡착되는 흡착력을 높여주게 된다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 고경도 차콜층과 공기층을 구성하여 증발 가스가 공기층을 통과한 다음 다시 고경도 차콜층을 통과하도록 구성함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

1) 고경도 차콜층이 흡착력은 좋으나 탈착력이 낮기 때문에 증발 가스에 함유된 유해 물질을 흡착시켜 실제 대기측으로 배출되는 유해 물질의 양을 최소한으로 줄여 줄 수 있게 된다.

2) 이에 따라 유해 물질의 배출량을 줄일 수 있게 되어 환경 오염을 줄일 수 있게 된다.

3) 공기층을 장착하는 부분에 차콜을 충진하지 않아도 되기 때문에 그만큼 차콜의 원가를 절감시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 차콜이 내부에 충진된 본체로 이루어져 있으면서 연료탱크로부터 증발 가스를 공급받아 이 증발 가스에 포함된 유해 물질을 흡착/탈착시켜 주는 유해 물질을 정화시켜 주는 차콜 방식의 자동차용 캐니스터에 있어서,

   상기 본체에는 서로 다른 경도를 갖는 차콜이 공기층에 의해 구획되어 충진되어 있되, 대기중으로 가스를 배출시켜 주는 대기측에 경도가 큰 차콜이 충진되어 이루어진 것을 특징으로 하는 차콜 방식의 자동차용 캐니스터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기층은 가스가 통과할 수 있도록 공기구멍이 형성된 한쌍의 공기판이 형성되어 있으며, 이들 공기판 사이에 공기가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 차콜 방식의 자동차용 캐니스터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기구멍은 직경이 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 차콜 방식의 자동차용 캐니스터.