KR20040017053A - 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기관측에 탈착공간부를 구성하고 탈착성능이 우수한 활성탄을 충진하여 엔진으로 유도되는 연료기체의 유도효율을 높여 연료기체의 재활용 효율을 높임과 동시에 환경오염도를 최소화하며, 활성탄이 유동되어 파손됨을 방지하기 위해 하우징 내부에 충진된 활성탄을 가압하여 활성탄이 보다 견고하게 상태 고정되도록 한 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 연료가스가 유입, 배출되는 유입관, 배기관 및 내부의 활성탄에 의해 흡착된 연료기체를 엔진으로 순환시키는 유도관이 각각 형성된 하우징의 개방부분을 마감하는 마감커버로 구성되며, 상기 하우징의 내부는 연료기체가 유입되는 유입공간부와 여과된 연료기체가 대기 중으로 배출되는 배기관과 연통되는 배출공간부로 구분되어 구성된 캐니스터에 있어서, 상기 유입공간부에는 연료기체에 대한 흡착성능이 높은 활성탄이 충진되고, 배출공간부에는 배기관으로 유도되는 선상에 간섭되어 탈착공간부가 형성되며, 탈착공간부에는 연료기체에 대한 탈착성능이 높은 활성탄이 충진되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 유입공간부와 배기공간부가 연통된 하우징 내부의 측면에는 활성탄을 유입관, 유도관, 배기관이 형성된 측단으로 가압하여 높은 밀집도를 제공하는 가압기구부가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터를 제공한다.

Description

다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터{Canister of Charge-room have Active Carbon of Multi-layer}

본 발명은 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터에 관한 것으로써, 상세하게는 배기관측에 탈착공간부를 구성하고 탈착성능이 우수한 활성탄을 충진하여 엔진으로 유도되는 연료기체의 유도효율을 높여 연료기체의 재활용 효율을 높임과 동시에 환경오염도를 최소화하며, 활성탄이 유동되어 파손됨을 방지하기 위해 하우징 내부에 충진된 활성탄을 가압하여 활성탄이 보다 견고하게 상태 고정되도록 한 것이다.

일반적으로 자동차에는 연료계통에서 증발되어 발생된 연료가스(HC GAS)를 흡착여과하여 대부분 엔진으로 순환시키고, 일부를 외부로 배기시키기 위한 캐니스터가 내장된다.

상기 캐니스터는 연료계통과 연통되어 자동차가 주, 정차될 때, 또는 주행 중에 연료 탱크 내부에서 연료의 온도상승에 의해 증발가스가 발생되면, 이 증발가스를 내부의 활성탄에 의해 흡착하고, 캐니스터 자체의 능력에 따라 활성탄에 흡착된 내부의 증발가스를 엔진의 작동부압에 의해 다시 엔진으로 순환시키도록 하며, 일부분만을 대기 중으로 방출시키게 된다.

즉, 캐니스터의 목적은 2가지로 분류되어, 일단은 연료기체를 엔진으로 순환시키기 위한 목적과, 대기 중으로 배출되는 배기가스를 여과하기 위한 목적으로 구분됨은 주지된 바와 같다.

이와 같은 캐니스터의 종래 구성은 연료기체가 유입, 배출되는 유입관과 배기관 및 연료기체가 엔진으로 순환되기 위한 유도관이 각각 형성된 하우징 내부에 활성탄을 충진하고, 하우징의 개방부를 마감커버로 밀폐시켜 구성된다.

또한, 상기 하우징의 내부는 연료기체가 유입되는 공간과 연료기체가 배기관 측으로 유도되어 배출되는 공간으로 구분된다.

여기서, 상기 활성탄은 연료기체에 대한 흡착성능이 높은 것으로 구비하여 활성탄에 흡착된 연료기체를 엔진 측으로 순환시키는 량이 최대가 될 수 있도록 하며, 흡착되지 못한 가스는 하우징 내부의 배출공간을 통해 대기 측으로 여과되어 배출되도록 하는 것이다.

상기된 것과 같은 종래의 캐니스터는 전술된 2가지의 목적이 모두 만족되고자 한다면 최 우선 조건으로 활성탄에 흡착된 연료기체가 엔진으로 순환되는 효율을 높여야 한다.

즉, 하우징 내부의 모든 활성탄에 흡착된 연료기체를 모두 엔진 측으로 순환시켜, 배기되는 연료기체가 없도록 하는 것이 가장 이상적이지만 이는 이론적으로 가능한 사안이며, 엔진의 구동시 발생되는 부압이 현실적으로 배기관에 미치는 영향은 극히 미미하게 된다.

이에 따라, 흡착력이 높은 활성탄에 의해 흡착된 배기관측의 연료기체는 엔진의 부압에 비해 연료기체를 흡착한 흡착력이 더 높기 때문에, 결국 유입관을 통해 유입되는 연료기체의 충진압력에 의해 배기관측 활성탄에 흡착된 연료기체가 외부로 배출됨에 따른 환경오염 및 연료기체 재사용의 효율이 낮은 문제점이 발생된다.

이와 같은 문제점은 자동차의 보급이 활성화되지 않아 자동차의 배기가스가 환경오염 문제의 주범으로 인식되지 못한 시대에는 크게 문제시 되지 않았지만, 현재 자동차의 수요가 급속히 증가되고, 이에 따라 자동차에서 발생되는 배기가스가 환경오염의 주범이 된다는 인식이 점차 확산됨에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스에 대한 규제가 국내 및 국외에서 대폭 강화되어, 이와 같은 규제는 국내의 자동차 생산 및 수출에 막대한 영향을 끼치게 되었다.

또한, 상기 하우징 내의 활성탄은 충진된 상태가 불균일하거나 자동차의 진동 등에 의해 활성탄 간의 충돌 및 하우징 내벽과의 충돌 등에 의해 쉽게 파손되어 연료기체에 대한 흡착 및 여과성능이 대폭 저하되고, 파손된 활성탄 입자가 연료기체와 함께 엔진측으로 유입되어 엔진고장의 원인이 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로써, 배기관측에 작용하는 미미한 부압에도 연료기체가 쉽게 탈착되어 엔진 측으로 유도될 수 있도록 한 캐니스터를 제공함에 그 목적이 있다.

더불어, 본 발명의 다른 목적은, 충진된 활성탄이 보다 견고한 고정상태를 유지할 수 있도록 하는 구조의 캐니스터를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 캐니스터 사시도.

도 2는 도 1의 캐니스터 종 단면도.

도 3은 도 1의 캐니스터 중 가압기구부의 분해사시도.

도 4는 도 1의 캐니스터가 연료계통에 적용된 개략도.

도 5는 도 4의 상태에서 캐니스터 작용상태 단면도.

도 6은 도 3의 가압기구부의 구동상태 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 하우징 11: 마감커버

12: 유입관 13: 유도관

14: 배기관 18: 유입공간부

19: 배출공간부 20: 탈착공간부

21: 완충격벽부재 30: 가압기구부

31: 스트레이너 32: 스프링

33: 통공

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래와 같은 특징의 구성을 갖는다.

본 발명은 연료가스가 유입, 배출되는 유입관, 배기관 및 내부의 활성탄에 의해 흡착된 연료기체를 엔진으로 순환시키는 유도관이 각각 형성된 하우징의 개방부분을 마감하는 마감커버로 구성되며, 상기 하우징의 내부는 연료기체가 유입되는 유입공간부와 여과된 연료기체가 대기 중으로 배출되는 배기관과 연통되는 배출공간부로 구분되어 구성된 캐니스터에 있어서, 상기 유입공간부에는 연료기체에 대한 흡착성능이 높은 활성탄이 충진되고, 배출공간부에는 배기관으로 유도되는 선상에 간섭되어 탈착공간부가 형성되며, 탈착공간부에는 연료기체에 대한 탈착성능이 높은 활성탄이 충진되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기된 구성에 의해 엔진 구동에 따른 부압이 하우징 내부에서 발생될 때, 배기관 측의 미미한 부압이 탈착공간부에 충진된 활성탄의 흡착력에 비해 보다 높은 상태로 유지되어 배기관 측의 연료기체 대부분을 엔진으로 순환시킬 수 있게 된다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 유입공간부와 배기공간부가 연통된 하우징 내부의 측면에는 활성탄을 유입관, 유도관, 배기관이 형성된 측단으로 가압하여 높은 밀집도를 제공하는 가압기구부가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기된 구성에 의해 유입공간부 및 배기공간부에 충진된 활성탄이 높은 밀집도, 즉 보다 견고한 고정상태를 유지할 수 있게 된다.

이하, 상기 특징이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 캐니스터의 외관구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 캐니스터 내부 구성을 나타낸 종 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 캐니스터는 외장이 되는 하우징(10), 하우징(10)의 내측에 충진되는 활성탄(C), 활성탄(C)이 충진되기 위해 형성된 하우징(10)의 개방부를 마감하기 위한 마감커버(11)로 이루어진 기본 구성을 갖는다.

여기서, 상기 마감커버(11)는 하우징(10)과 분리되지만 결합된 상태를 기준으로 하여 하우징(10)에 포함되어 그 일부로 기술될 것임을 밝혀둔다.

상기 하우징(10)의 상단부에는 연료기체가 유입되는 유입관(12)과, 유입된 연료기체가 활성탄(C)에 의해 흡착되고, 흡착된 연료기체가 엔진의 구동에 따라 발생되는 부압에 의해 엔진 내부로 유도될 때 이를 유도하기 위한 유도관(13)과, 상기 활성탄(C)에 의해 흡착된 연료기체 이외의 배기가스가 대기 중으로 배출되기 위한 배기관(14)이 각각 형성된다.

여기서, 상기 유입관(12)에는 필터(15)가 부설되고, 유도관(13)과 배기관(14)의 하우징(10) 내부측면에는 각각 관체 내의 통기저항을 설정하기 위한 리퀴드트랩(16) 및 디퓨전트랩(17)이 형성된다.

또한, 상기 하우징(10)의 내부는 연료기체가 유입되어 활성탄(C)에 의해 흡착되는 유입공간부(18)와, 흡착된 이 후의 나머지 배기가스가 배기관(14) 측으로 유도되는 배출공간부(19)가 격벽(P)에 의해 구분되어 형성된다.

상기 배출공간부(19)의 배기관(14)과 연통되어 탈착공간부(20)가 형성되는데, 이 탈착공간부(20)의 내부에는 배기가스에 대한 탈착성능이 우수한, 즉, 엔진에 의해 발생되어 배기관 측에 작용되는 부압에 비해 연료기체에 대한 흡착력이 낮도록 제조된 활성탄(C)이 충진된다.

이와 같은 활성탄(C)은 대체로 주지된 목재계의 활성탄을 채택하여 사용함이 바람직하며, 이와 대비되어, 상기 유입공간부(18)에는 높은 부압이 작용됨으로 인해 흡착성능이 우수한 활성탄(C)을 구비함이 바람직하며, 이와 같은 활성탄으로는 석탄계의 활성탄을 채택하여 사용함이 바람직하다.

여기서, 상기된 목재계와 석탄계의 활성탄이 탈착성능 및 흡착성능이 우수한 것으로 단정할 수 없지만 현 업계에서 통상적으로 탈착성능 및 흡착성능에 대한 빈도를 놓고 볼때 구분된 것이며, 사실상 탈착성능 및 흡착성능이 우수한 재료의 활성탄이라면 주지된 어느 활성탄이라도 구분 사용함이 가능하다.

상기 탈착공간부(20)는 배출공간부(19)의 배기관(14) 측단에 완충격벽부재로 스폰지(21)를 장착하여 구성되는데, 이와 같은 스폰지(21)는 유입공간부(18)의 흡착성능이 후수한 활성탄(C)과 탈착공간부(20)의 탈착성능이 우수한 서로 다른 종류의 활성탄(C)이 혼합됨을 방지함과 더불어 활성탄(C) 간의 충돌을 최소화하기 위해 채택되며, 상기 스폰지(21)를 통해 연료기체가 통과되어야 함은 당연하다.

또한, 상기된 스폰지(21)는 도면에서와 같이 겹층형성하고, 그 사이에 경질의 합성수지 등에 다수의 통공을 형성하여 제작한 형상고정판재(22)를 장착하여 스폰지(21)의 형태가 판상으로 유지되도록 함과 동시에 접착 또는 가압 등의 방법으로 위치고정됨이 용이하도록 한다.

이와 같은 탈착공간부(20)는 도 2에서 1개소 만을 형성하였지만, 2개소 이상 다수개소 배열하여 형성할 수 있는데, 이 때에는 배기관(14) 측으로 가까운 탈착공간부(20)일수록 탈착성능이 우수한 활성탄(C)을 충진하고, 그 반대측으로 탈착성능에 비해 흡착성능이 우수한 활성탄(C)을 충진하여 부압차이에 따른 연료기체의 유도효율이 높아지도록 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 캐니스터 중 활성탄을 하우징의 내측으로 가압하는 가압기구부의 분해사시도이다.

도 2와 더불어 도 3을 참조하면, 상기 가압기구부(30)는 하우징(10)에 포함되는 마감커버(11)의 내측면에서 대향되도록 구비된 스트레이너(31)와, 스트레이너(31)를 활성탄(C) 측으로 가압하기 위해 스트레이너(31)와 마감커버(11)의 내측면에 각각 양단이 지지된 탄성부재인 스프링(32)으로 구성된다.

여기서, 상기 스트레이너(31)가 활성탄(C)을 가압하기 위해서는 스트레이너(31)의 형태가 하우징(10) 내주면의 형태와 동일하도록 함이 바람직하며, 상기 스프링(32)은 압축스프링으로 구비된다.

이와 같은 스트레이너(31)는 스프링(32)에 의해 탄성력을 제공받아 활성탄(C)을 가압하므로써, 활성탄(C)이 하우징(10)에 충진된 고정상태를 견고히 유지하여 자동차의 진동 등에 대해 파손됨을 최소화하게 된다.

또한, 상기 스트레이너(31)는 전면에 걸쳐 다수개의 통공(33)이 형성되는데, 이 통공(33)은 초기의 유입공간부(18) 공간체적이 스트레이너(31)가 활성탄(C)을 가압함에 의해 축소될 때, 축소된 공간을 보상하기 위해 배기가스가 수집될 수 있는 공간, 즉 스트레이너(31)와 마감커버(11) 사이의 공간을 제공하여 연료기체의 유입효율 및 배출효율을 유지시킬 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 상기 스트레이너(31)의 활성탄(C) 측면에는 완충부재로 스폰지(34)가 장착되는데, 이는 경질의 합성수지 또는 금속으로 제작된 스트레이너(31)의 가압력에 의해 활성탄(C)이 분쇄됨을 방지하도록 하는 것이며, 이 때, 상기된 스폰지(34)는 연료기체가 통과될 수 있는 것임은 당연하다.

도면 중 미설명부호 40은 완충부재로 사용되는 스폰지를 나타내며, 41은 필터를 고정시키기 위한 고정링이다.

도 4는 본 발명에 의한 캐니스터가 연료계통에 적용된 개략도이며, 도 5는 도 4의 상태에서 캐니스터 내부에 연료기체가 유입되어 배기가스로 배출되는 단면도이고, 도 6은 상기 캐니스터에서 활성탄을 가압하는 가압기구부의 구동상태 단면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 의한 캐니스터는 유입관(12)과 연료탱크(50)가 연결되어 연료탱크(50)에서 증발된 연료기체가 유입관(12)으로 유입되며, 유도관(13)은 엔진(미도시)과 연결되어 엔진의 구동에 의해 하우징(10) 내부에서 부압이 발생되면 활성탄(C)에 흡착된 연료기체가 유도관(13)을 통해 엔진의 내부로 순환되어 재사용된다.

이 때, 상기 활성탄(C)에 의해 흡착된 연료기체의 잔여 연료기체는 배기가스가 되어 배기관(14)을 통해 외부로 배출된다.

여기서, 상기 탈착공간부(20)의 탈착성능이 우수한 활성탄(C)에 흡착된 연료기체는 낮아진 부압에도 활성탄(C)에서 탈착되어 엔진 측으로 유도될 수 있는 것이다.

또한, 상기 가압기구부(30)의 스트레이너(31)는 스프링(32)의 탄력에 의해 활성탄(C)을 가압하여 활성탄(C)이 보다 견고한 고정상태를 유지하도록 함과 동시에, 시간이 지남에 따라 자동차의 진동이나 외부의 충격 등의 제반 현상에 의해 활성탄(C)이 파손되어 밀집도가 낮아지게 되면, 상기된 스프링(32)의 탄력에 의해 스트레이너(31)는 도면의 상측으로 가압되어 낮아진 밀집도를 초기의 상태로 보상하게 된다.

이로인해, 상기 활성탄(C)은 항상 견고한 고정상태를 유지할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 것과 같이 본 발명은, 캐니스터의 내부에서 연료기체를 엔진으로 순환시키는 효율을 최대로 하고, 이에 따라 연료가스가 배기되는 정도를 최소화하여 환경오염도를 대폭 감소시킴에 따라 강화된 규제에 적극 대응할 수 있도록 하므로써, 자동차의 생산 및 수출에 기여하여 자동차 산업의 활성화에 일조할 수 있도록 하는 효과를 얻게 된다.

또한, 하우징 내부에 충진된 활성탄이 보다 견고한 고정상태를 유지할 수 있도록 하여 자동차의 진동이나 외부의 충격에 대해 파손되는 현상을 최소화하고, 이에 따라 활성탄이 항상 초기의 높은 성능을 유지할 수 있도록 하는 효과를 얻게 된다.

Claims (5)

1. 연료가스가 유입, 배출되는 유입관(12), 배기관(14) 및 내부의 활성탄(C)에 의해 흡착된 연료기체를 엔진으로 순환시키는 유도관(13)이 각각 형성된 하우징(10)의 개방부분을 마감하는 마감커버(11)로 구성되며, 상기 하우징(10)의 내부는 연료기체가 유입되는 유입공간부(18)와 여과된 연료기체가 대기 중으로 배출되는 배기관(14)과 연통되는 배출공간부(19)로 구분되어 구성된 캐니스터에 있어서,

   상기 유입공간부(18)에는 연료기체에 대한 흡착성능이 높은 활성탄(C)이 충진되고, 배출공간부(19)에는 배기관(14)으로 유도되는 선상에 간섭되어 탈착공간부(20)가 형성되며, 탈착공간부(20)에는 연료기체에 대한 탈착성능이 높은 활성탄(C)이 충진되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탈착공간부(20)는 2이상 다수개소 구분되어 형성되고, 각 탈착공간부(20)의 내부에는 배기관(14) 측으로 갈수록 탈착성능이 우수한 활성탄(C)이 각각 구분 충진되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탈착공간부(20)는 유입공간부(18) 및배기공간부(19)에 각각 충진된 활성탄(C)과의 탈착공간부(20)에 충진된 활성탄(C)이 혼합되거나 충돌됨을 방지하기 위한 완충격벽부재(21)로 구분되어 형성된 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유입공간부(18)와 배기공간부(19)가 연통된 하우징(10) 내부의 측면에는 활성탄(C)을 유입관(12), 유도관(13), 배기관(14)이 형성된 측단으로 가압하여 높은 밀집도를 제공하는 가압기구부(30)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 가압기구부(30)는

   하우징(10)의 내주면과 대응되는 형상으로 형성되어 하우징(10) 내측 벽면과 대향되도록 구비되고, 전면에 걸쳐 다수개소의 통공(33)이 형성된 스트레이너(31)와;

   상기 스트레이너(31)와 하우징(10)의 벽면에 양단이 지지되어 스트레이너(31)를 활성탄(C) 측으로 가압하는 탄성부재(32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다단의 활성탄 충진공간을 갖는 캐니스터.