KR20060107382A

KR20060107382A - 증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체 및 증기 배출 제어방법

Info

Publication number: KR20060107382A
Application number: KR1020060031590A
Authority: KR
Inventors: 크레이그 해럴드 올만; 다니엘 리 피퍼; 러셀 칼 얀케
Original assignee: 이턴 코포레이션
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2006-10-13
Also published as: CA2542404A1; KR101266653B1; DE102006016859A1; DE102006016859B4; US7287542B2; US20060235989A1

Abstract

증기 벤트/팁핑 밸브는 캐니스터로 쪽으로의 증기 벤팅과 필러 튜브 쪽으로의 증기 재순환을 제어하기 위해 취출 유동의 압력차에 반응하여 그것을 통해 취출하는 다이어프램을 갖는다. 딥 튜브는 딥 튜브를 폐쇄하고 다이어프램 쪽으로의 증기 유동이 취출되는 것을 방지하기 위해 탱크 내의 연료 상승을 야기함으로써, 재순환 라인을 고갈시키며, 필러 내에 진공을 발생시키고 노즐 차단을 초래하도록 노즐을 배출시킨다. 변형적으로, 플로트 작동식 차단 밸브는 딥 튜브 및 증기 벤트 챔버 입구 내에서 사용될 수 있다. 차단 밸브는 팁핑/롤오버 보호를 제공하기 위해 플로트 밸브를 폐쇄하기 위한 관성 부재를 포함할 수 있다.

Description

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체 및 증기 배출 제어 방법{SHUTOFF VALVE FOR MECHANICALLY SEALED ORVR SYSTEM}

도 1은 재순환 라인 쪽으로의 유동을 정지시키기 위한 딥 튜브와, 캐니스터 쪽으로의 벤트 라인을 폐쇄하기 위한 압력 반응식 밸브를 사용하는 실시예의 절단부를 도시하는 투시도,

도 2는 챔버 입구와 딥 튜브 내의 플로트 작동식 차단 밸브를 도시하는 도 1의 변형 실시예를 도시한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 60 : 밸브 조립체 12, 38, 70 : 하우징

14, 31, 42 : 챔버 16 : 입구

20 : 밸브 시트 28 : 작동 로드

32 : 다이어프램 34, 36 : 플랜지

40 : 취출 오리피스 46 : 출구

50 : 스프링

최근에 요구되는 자동차 연료 탱크 시스템에 대한 증기 배출 요건은 급유시 연료 증기가 대기 중으로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 분배 노즐 둘레를 시스템이 밀봉할 것을 요구하고 있고, 이러한 시스템은 증발 가스 활용 시스템(On-board Refueling Vapor Recovery System)(ORVR)으로 종종 지칭된다. 시일(seal)이 급유 노즐 둘레에 배치될 때, 노즐 배출의 흡인 효과가 분배 노즐 내에 구비되는 진공 감지 자동 차단 메카니즘의 이른 작동을 야기하는 것을 방지하기 위해 노즐을 둘러싸고 있는 영역 내의 필러 튜브의 상단부에 연료 증기를 재순환시키는 것이 필요하다.

현재의 자동차 제조시에, 보다 광범위하게 사용되는 시스템은 탱크에 연결된 증기 재순환 튜브의 단부를 덮기 위해 탱크 내의 상승하는 연료 레벨에 따라서, 재순환 증기의 유동을 차단하고 분배 노즐 둘레의 필러 튜브의 영역 내에 진공을 형성함으로써, 분배 노즐 내의 자동 차단 메카니즘을 작동시킨다.

그러나, 문제는 수리시에 분배 노즐 둘레의 시일이 누출되는 곳에서 발생한다. 이 경우에, 탱크 내에서 상승하는 연료는 재순환 튜브를 폐쇄하지만, 노즐 시일 둘레의 공기 누출은 노즐로부터 연료 배출의 흡인 효과를 위해 충분한 메이크업 공기(make-up air)를 제공해서, 진공의 형성을 방지함으로써 자동적인 노즐 차단을 할 수 없다.

따라서, 탱크 필러 튜브 내의 연료 분배 노즐의 적절한 차단을 보장하고 단 순하며, 저가이지만 효과적인 방법을 제공하고, 노즐 둘레의 부적당한 시일로 인한 노즐 차단의 실패를 방지하며, 연료가 필러 튜브 내에서 정체되고 또한 대기 중으로 넘치는 것을 방지하는 것이 요구된다.

본 명세서, 도면 및 청구항에 기술되는 예시적인 실시예는 연료 탱크 필러 튜브 시스템 내에서, 특히 노즐 둘레의 시일이 효과적이지 않고 급유시 노즐 둘레로 공기가 새는 곳에서 적절한 연료 분배 노즐 차단을 보장하는 상술된 문제점을 제기한다. 이것은 밸브로부터 저장 캐니스터 쪽으로의 증기 벤팅을 차단하고 또한 필러 튜브의 상단부 쪽으로의 연료 증기 재순환 라인의 폐쇄를 보장하는 탱크 상의 압력차 반응 밸브를 제공함으로써, 본 발명의 예시적인 실시예에서 성취된다. 일 실시예에서, 딥 튜브(dip tube)는 증기 재순환 라인의 입구에 제공되어서, 탱크 내의 액체 연료 레벨의 상승시 딥 튜브는 폐쇄됨으로써, 재순환 라인으로의 연료 증기의 통로를 막는다. 재순환 라인으로의 연료 증기 유동의 고갈은 압력 반응 수단 상의 압력차를 격감시키고 밸브를 폐쇄시킴으로써, 캐니스터 쪽으로의 증기 유동을 차단한다. 변형 실시예에서, 플로트 작동식 차단 밸브는 탱크로부터 밸브 쪽으로 증기 입구 포트 내에서 사용될 수 있으며, 또한 다른 플로트 작동식 차단 밸브는 여분을 위해 딥 튜브 내에 포함될 수 있다. 임계값 또는 자동차 롤오버(rollover)를 넘어서는 팁핑의 경우에 폐쇄를 일으키는 차단 밸브 내에 소정의 관성 부재가 일체화될 수 있다.

도 1을 참조하면, 연료 탱크 내에서 사용하는 밸브 조립체(10)는 탱크의 내부로부터 연료 증기를 수용하기 위한 증기 입구(16)를 구비하는 연료 증기 벤트 챔버(14)를 형성하는 하부 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 용접과 같은 적절한 기술에 의해 탱크 내의 접근 개구 위에 장착하기 위해 그 상에 형성되는 환형 장착 플랜지(18)를 구비할 수 있다.

벤트 챔버(14)는 호스 연결 피팅부(24)를 통해 하우징의 외측으로 연장되는 벤팅 통로(22) 쪽으로의 입구 둘레에 밸브 시트(20)를 포함한다. 가동형 밸브 부재(26)는 밸브 시트(20)에 대한 이동을 위해 배치되고, 밸브 부재(26)는 벤팅 챔버의 상부 벽(30)을 통해 상측으로 연장되어 연결되는 작동 로드(28)를 구비하고, 압력 반응식 다이어프램(32)의 하부측에 연결된다. 다이어프램(32)은 하부 하우징(12) 상에 제공되는 플랜지(34)와 상부 하우징(38) 둘레에 제공되는 상응하는 플랜지(36) 사이에서 밀봉되는 외주부를 구비한다. 하우징(12, 38)은 적절한 플라스틱 재료로 형성될 수 있고, 플랜지(34, 36)는 예컨대, 접착 또는 용접과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 영구적으로 밀봉된다. 본 발명의 실시예에서, 적절한 연료 증기 저항체 및 비침투성의 탄성 중합체 재료의 다이어프램(32)을 형성하는 것이 만족스럽다는 것을 알 수 있다.

다이어프램(32)은 호스 피팅부(46)를 통해 하우징(38)의 외측으로 연장되는 재순환 출구 통로(44) 쪽으로 챔버(42)를 통해 소정량의 재순환 유동을 허용하는 크기를 갖도록 그 내에 형성되는 취출 오리피스(40)를 구비한다. 변형적으로, 다이어프램 둘레의 바이패스 채널은 하우징 내에 형성될 수 있다.

딥 튜브(48)는 챔버(14)와 챔버(14)의 상부 벽(30)을 통해 다이어프램(32) 바로 밑에 형성된 다른 챔버(31) 내로 상측으로 연장되며, 연료 탱크로부터 다이어프램 아래에 있는 챔버와, 취출 오리피스(40) 및 연료 필러 튜브(도시되지 않음)의 상단부 쪽으로 재순환시키기 위한 통로(44)를 통해 증기의 유동을 제공한다.

스프링(50)은 다이어프램(32)의 상부 표면과 상부 하우징(38)의 내부 표면에 대해 일치되는 그의 대향 단부가 접촉하는 일단부를 구비하는데, 스프링(50)이 다이어프램(32) 상에서 하측으로 예압 및 바이어스를 제공하는 것이 이해될 것이다. 도 1의 실시예에서, 일반적인 급유시 딥 튜브(48)를 통한 증기 유동 압력은 취출 오리피스(40)에 걸쳐 충분한 압력 차이를 형성해서, 다이어프램이 스프링(50)의 예압력을 극복하도록 하고 밸브 부재(26)가 밸브 시트(20)로부터 도 1의 실선으로 도시된 위치까지 상측으로 상승하도록 한다. 따라서, 도 1에 도시된 개방 위치에서의 밸브는 연료 증기가 입구(16)와, 저장 캐니스터에 연결하기 위한 통로(22)를 통해 유동하도록 한다.

탱크 내의 액체 연료가 어느 레벨로 상승해서 딥 튜브(48)의 하단부를 덮는 경우, 연료 증기는 더 이상 다이어프램 아래의 챔버로 들어가지 않으며, 다이어프램(32)에 걸친 압력은 균등해짐으로써, 스프링(50)이 통로(22), 캐니스터 및 재순환 통로(44) 쪽으로의 증기 유동을 차단하는 밸브 시트(20)에 대해 밸브(26)를 폐쇄하도록 한다. 통로(44)를 통한 정지 재순환 유동이 노즐을 둘러싸고 있는 영역 내에 진공을 형성하고, 노즐이 차단되도록 연료 노즐로부터 연료를 분배하는 것을 허용한다는 것이 이해될 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 변형 실시예는 참조부호(60)으로 도시되고, 벤트 챔버의 입구(64) 내에 사용되는 차단 밸브(62)와, 딥 튜브(66)의 확대된 직경부(84) 내에 배치되는 제 2 차단 밸브(65)를 제외하고는 도 1의 실시예와 동일하다.

차단 밸브(62)는 밸브 하우징의 하부 표면에 부착된 하우징(70) 내에 유지되는 플로트 작동기(68)를 구비하며, 플로트(68)는 하우징(70)에 의해 그 내에 유지된다. 플로트(68)는 하우징의 하부 표면과 접촉하는 밸브 부재의 외주 비드(bead)(74)에 의해 입구(64)를 폐쇄하는 액체 연료의 상승 레벨로 인해, 플로트 상승시에 작동하는 그 상단부 상에 형성되는 가요성 밸브 부재(72)를 갖는다. 본 발명의 실시예에서, 가요성 밸브 부재(72)는 탄성 중합체 재료로 형성된다.

선택적으로 구(76)의 형태인 관성 부재는 하우징(70)의 하부 부분과 플로트(68)의 하부 표면 사이에 맞닿아 있다. 관성 부재(76)는 임계 각도로 밸브(60)의 팁핑시에 작동해서, 플로트가 상측으로 이동하도록 플로트의 바닥부 상에 제공되는 캠 표면(78)에 작용하고, 입구(64) 위로 밸브 부재(72)의 폐쇄를 야기한다.

밸브(65)는 플로트의 상단부 상에 배치된 가요성 밸브 부재(82)를 구비한 플로트 작동기(80)를 포함한다. 딥 튜브는 그 내에 이동을 허용하는 플로트를 수용하기 위한 크기를 갖는 확대된 직경부(84)를 갖는다. 튜브(66) 내에서 연료 레벨이 상승하는 것은 플로트(80)를 상측으로 이동시키는데, 도 2에서 참조부호(86)으 로 도시되며, 이것이 튜브(84)의 확대된 부분 내에 형성된 튜브 내의 개구부 둘레에 밸브 부재(82)를 폐쇄하는 것이 이해될 것이다.

선택적으로 관성 부재(88)는 팁핑 또는 롤오버의 경우에 플로트의 하부 표면상에 형성된 캠 표면(90)에 대해 배치되거나 작용할 수 있어서, 오리피스(86)를 폐쇄하고 탱크로부터 연료가 넘치는 것을 방치하도록 플로트를 상측으로 이동시킨다.

본 발명의 명세서, 도면 및 청구범위는 재순환 튜브 쪽으로의 증기 유동을 차단하기 위한 여분을 제공함으로써 연료 분배 노즐의 적절한 차단을 보장하는 ORVR 시스템에서 사용하는 밸브 조립체를 기술한다.

본원에 기술된 예시적인 실시예의 수정 및 변형은 하기의 청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 탱크 상의 압력차 반응 밸브와 탱크 내의 액체 연료 레벨의 상승시 폐쇄되는 딥 튜브를 제공함으로써, 연료 증기 재순환 라인의 폐쇄를 보장한다.

Claims

연료 탱크 내에서 사용하기 위한 조합된 증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체(10, 60)에 있어서,

ⓐ 상기 탱크로부터 연료 증기를 수용하기 위한 입구(16)와, 증기 저장 장치에 연결하기 위한 벤트 출구(22)를 갖는 증기 챔버(14)를 형성하는 하우징(12)으로서, 상기 하우징은 또한 연료 탱크 필러 튜브에 연결하기 위한 출구(46)를 갖는 재순환 챔버(42)를 형성하는, 상기 하우징(12)과,

ⓑ 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 입구 및 상기 벤트 출구 사이의 유동을 제어하기 위해 그 내부에서 이동 가능한 밸브 부재(26)와,

ⓒ 상기 하우징과 결합되고, 상기 재순환 챔버와 연통하며, 액체 연료가 그의 상기 단부를 덮을 때까지 증기를 배출하는 딥 튜브(dip tube)와,

ⓓ 상기 딥 튜브 및 상기 재순환 챔버 출구 사이에 유동 제한부(40)를 형성하는 상기 재순환 챔버 내에 배치되고, 압력 반응 수단에 작용하는 상기 유동 제한부에 걸친 압력차에 반응하여 상기 밸브 부재를 이동시키기 위해 작동하는 압력 반응 부재(32)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 압력 반응 수단은 상기 재순환 챔버를 분할하는 다이어프램(32)을 포함 하며, 상기 유동 제한부는 상기 다이어프램을 관통하는 통로(40)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 증기 챔버 입구는 상기 입구를 폐쇄하기 위해 사전 결정된 레벨로 상승하는 탱크 내의 연료 레벨에 따라 작동하는 플로트 작동식 차단 밸브(62)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 3 항에 있어서,

상기 차단 밸브는 관성 부재(76)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 딥 튜브는 상기 재순환 챔버를 관통하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징은 탱크 상의 접근 개구 위에 상기 조립체를 장착하기 위한 환형 플랜지(18)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 딥 튜브는 상기 딥 튜브를 폐쇄하기 위해 사전 결정된 레벨로 상승하는 상기 탱크 내의 연료에 반응하여 작동하는 플로트 작동식 차단 밸브(65)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
제 7 항에 있어서,

상기 차단 밸브는 관성 부재(88)를 포함하는

증기 벤트/팁핑 및 차단 밸브 조립체.
엔진 연료 탱크로부터의 증기 배출을 제어하는 방법에 있어서,

ⓐ 밸브 하우징(12) 내에 증기 챔버를 형성하는 단계와,

ⓑ 상기 챔버 내에 유체 압력 반응 부재(32)를 배치하고, 상기 챔버를 분할하고, 벤트 챔버(14)와 재순환 챔버(31)를 형성하며, 상기 벤트 챔버 내의 입구(16)를 상기 탱크에 연결하고 상기 벤트 챔버 내의 출구(46)를 증기 저장 장치에 연결하는 단계와,

ⓒ 상기 벤트 챔버 내에 가동형 밸브 부재(26)를 배치하고, 상기 밸브 부재를 상기 압력 반응 부재에 작동 가능하게 연결하며, 상기 압력 반응 부재에 걸친 압력차에 반응하여 상기 밸브 부재를 이동시키는 단계와,

ⓓ 상기 벤트 챔버로부터 상기 재순환 챔버 쪽으로 취출 경로(40)를 형성하고, 상기 재순환 챔버를 상기 탱크 내의 필러 튜브의 상단부에 연결하는 단계와,

ⓔ 상기 하우징 상에 딥 튜브(48, 66)를 배치하고, 상기 탱크 내에 사전 결정된 충전 레벨까지 상기 딥 튜브의 단부를 위치 결정하며, 상기 튜브와 상기 벤트 챔버를 연통시키는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 증기 반응 부재를 배치하는 단계는 가요성 다이어프램(32)을 배치하는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 증기 반응 부재를 배치하는 단계는 탄성 중합체 재료의 상기 다이어프램을 형성하는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 딥 튜브를 배치하는 단계는 플로트 작동식 차단 밸브(65)를 배치하는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 차단 밸브를 배치하는 단계는 상기 밸브 내에 관성 부재(88)를 배치하는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 벤트 챔버를 형성하는 단계는 상기 탱크로부터 상기 벤트 챔버 입구 내에 플로트 작동식 차단 밸브(62)를 배치하는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 차단 밸브를 배치하는 단계는 관성 부재(76)를 배치하는 단계를 포함하는

증기 배출 제어 방법.