KR20100104364A - 가스포집부재를 구비한 캐니스터 - Google Patents

Abstract

가스포집부재를 구비한 캐니스터가 제공된다. 상기 가스포집부재를 구비한 캐니스터는 본체, 상기 본체의 상면 일측에 마련되며 연료탱크로부터 증발가스가 인입되는 증발가스 유입구, 상기 본체의 상면 타측에 마련되며 상기 본체의 내외로 공기를 유입 또는 유출하게 하는 공기 유출입구, 및 상기 본체의 내부에 구비되어 상기 증발가스를 포집할 수 있는 가스포집부재를 포함하며, 상기 가스포집부재는 상기 증발가스가 유입될 수 있는 공극을 갖춘 유입면이 복수로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 연료탱크로부터 배출되는 증발가스에 대해 포집면적이 기존에 비해 획기적으로 증대된 차콜을 이용함에 의해서 효율을 높이는 구조를 취하게 된다

캐니스터, 가스, 포집, 공극, 복수, 차콜

Description

가스포집부재를 구비한 캐니스터{Canister Having Gas Collecting Part}

본 발명은 가스포집부재를 구비한 캐니스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발가스를 포집하는 가스포집부재의 구조에 대해 포집 면적을 증가시키는 구조로 개선함에 의해서 동일부피 내에서 증발가스의 흡착능력을 증가하도록 하는 가스포집부재를 구비한 캐니스터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배출가스는 연료와 공기의 혼합기가 실린더 내에서 연소된 후 배기계를 통해 배출되는 배기가스와, 연료탱크 내 연료가 증발하여 발생되는 증발가스와, 연소실의 혼합기나 미연소가스가 크랭크 케이스로 유출되는 블로바이가스로 나눌 수 있다. 상기한 배출가스 중에서도 Euro 4/5, Level 11, PZEV 등 증발 가스 법규 및 최근 신설된 북미의 ORVR 규정에 의해 보다 강력하게 규제되고 있는 것이 연료증발가스에 대한 것이다.

상기와 같은 연료증발가스의 제어를 위해 현재 채용하고 있는 장치는 차콜(charcoal,활성탄)이 내재된 캐니스터(canister)를 이용한 흡착여과방식이다. 즉, 엔진 비구동시 연료탱크(또는 기화기)로부터 증발된 가스를 캐니스터에 흡수 저장하였다가 엔진이 시동되어 일정한 구동조건에 도달하면 전자제어장치(ECU)가 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(Purge Control Solenoid Valve; 이하 PCSV라 칭함)를 개방하여 캐니스터에 저장되어 있는 증발가스를 외기와 함께 흡기부압에 의해 흡기계통으로 유도하는 것이다.

최근 들어서는 점점 더 강화되는 법규에 맞추어 더 큰 용량의 캐니스터가 요구되어지는 추세이며 이에 따라 증발가스를 포집하는 차콜의 사용량이 증가하게 되어 차량 개발시의 원가 상승 및 차량 무게의 증가에도 영향을 끼치게 되는 문제점이 있다. 현재 사용되는 차콜은 입자형(Granular) 또는 펠릿(Pellet) 타입 형상으로서 실제로 HC 가스를 포집할 기준인 차콜의 표면적이 비효율적으로 분포되는 문제점이 있다. 특히, 상기 펠릿 타입의 차콜의 경우에는 증발가스를 포집할 수 있는 공극이 외면에만 집중 분포되는 한계를 가지고 있어 흡수할 수 있는 표면적에 한계가 있게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 차콜의 입체적인 구조를 변경함에 의해서 차콜의 동일 체적 내에서 증발가스를 포집하는 공극의 수를 확대함으로써 가스의 포집량을 늘릴 수 있는 가스포집부재를 구비한 캐니스터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 가스포집부재를 구비한 캐니스터는 본체, 상기 본체의 상면 일측에 마련되며 연료탱크로부터 증발가스가 인입되는 증발가스 유입구, 상기 본체의 상면 타측에 마련되며 상기 본체의 내외로 공기를 유입 또는 유출하게 하는 공기 유출입구, 및 상기 본체의 내부에 구비되어 상기 증발가스를 포집할 수 있는 가스포집부재를 포함하며, 상기 가스포집부재는 상기 증발가스가 유입될 수 있는 공극을 갖춘 유입면이 복수로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 가스포집부재는 중공의 일정 두께를 가진 원통형상을 띠는 구조일 수 있다.

또한, 바람직하게 상기 가스포집부재는 일정한 곡률반경을 가진 호 형상의 기와 모양의 구조일 수 있다.

한편, 상기 가스포집부재는 활성탄일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명인 가스포집부재를 구비한 캐니스터는 연료탱크로부터 배출되는 증발가스를 포집면적이 기존에 비해 획기적으로 증대된 차콜을 이용함에 의해서 효율을 높이는 구조를 취하게 된다. 또한, 동일 체적 상에서 가스를 포집할 수 있는 공극의 수가 늘어나게 되므로 캐니스터 내부를 차지하는 차콜의 구성비가 저하될 수 있다는 장점이 있게 된다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 가스포집부재를 구비한 캐니스터를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스포집부재를 적용한 캐니스터의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개념도이다. 이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 가스포집부재(120)가 내장된 캐니스터(100)의 구조 및 연결 관계를 설명한다. 캐니스터(100)는 본체(102) 내부의 격벽(103)을 기준으로 내부가 분리되는 구조로 되어 있다. 상기 격벽(103)의 하부는 대기측과의 경로 설정을 위해 일정 부분이 개방된 상태로 형성된다. 즉, 격벽(103)을 통해 본체(102)의 내부가 2개의 공간으로 구획될 수 있지만, 본체(102) 내에 저장되는 연료증발가스가 원활히 유입 또는 유출되기 위해서는 공기가 본체(102) 내에서 유동 가능하도록 하는 동시에 상기 2개의 공간에서의 적절한 부압을 유지하기 위해서는 필요한 부분이라 할 수 있다.

캐니스터(100)의 일측 상단에는 증발가스 유입구(104) 및 증발가스가 흡기계통으로 공급될 수 있도록 하는 퍼지가스 배출구(105)가 배치된다. 또한, 캐니스터(100)의 타측 상단에는 공기 유출입구(106)가 구비될 수 있다. 증발가스 유입구(104)는 가스유입로(114)를 통해 연료탱크(미도시)와 연결되고, 퍼지가스 배출 구(105)는 가스공급로(115)를 통해 엔진(미도시)에 연결되는 구조로 이루어진다. 공기 유출입구(106)는 공기유입로(116)를 통해 대기와 연통될 수 있다.

캐니스터(100)를 포함하는 증발가스 처리 시스템(100)에서는 엔진이 비구동시에는 연료탱크에서 발생하는 증발가스가 증발가스 유입구(104)를 통해 캐니스터(100)의 내부에 유입되어 가스포집부재(120)의 표면에 흡착 저장되고, 증발가스에서 분리된 공기는 공기 유출입구(106)를 통해 대기 중으로 방출될 수 있다. 또한, 엔진이 작동을 시작한 후에는 가스포집부재(120)에 흡착되어 있던 증발가스가 공기 유출입구(106)를 통해 유입되는 신선한 대기에 의해 분리되어, 이 대기와 함께 퍼지가스 배출구(105)를 통해 엔진의 연소실에서 연소된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스포집부재의 사시도 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스포집부재의 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 가스포집부재(120)는 증발가스가 유입될 수 있는 공극을 갖춘 유입면이 복수로 이루어지게 된다. 먼저, 도 2를 보면 가스포집부재(120)는 중공의 일정 두께를 기둥 형상을 띠는 구조가 된다. 여기에서, 캐니스터(100) 내에서 상당수로 배치되는 가스포집부재(120) 끼리의 충돌과정에서 발생할 수 있는 파손 등의 손실을 방지하는 차원에서 가스포집부재(120)는 원통형의 매끄로운 표면을 유지하도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다.

가스포집부재(120)의 형상을 구체적으로 살피면, 중공의 외측부재(121), 외측부재(121) 내에 일정한 이격간격을 유지한 채로 배치되는 중공의 내측부재(122), 및 상기 내외측부재(121,122) 사이에 배치되는 가스흡착재(124)로 이루어진다. 이 상과 같이 본 발명에 따른 가스포집부재(120)는 종래의 기술과 달리 외측면에서만 가스를 포집할 수 있을 뿐만 아니라 내측에 형성된 관통구(128)를 통하여 내측부재(122)를 통하여도 가스가 유입될 수 있는 특징이 있다. 즉, 동시에 가스포집부재(120)의 내외부를 통하여 증발가스가 유입되는 효율적인 구조가 이루어진다.

도 3을 보면, 기왓장 모양의 가스포집부재(130)가 형성되는데, 상기 가스포집부재(130)는 일정한 곡률반경을 가진 호 형상으로 그 모양이 특징지어진다. 가스포집부재(130)는 제1실시예(120)와 유사하게 외면부(131), 외면부(131)로부터 곡률 반경의 내측으로 일정거리 이격된 내면부(132) 및 상기 내외면부(131,132) 사이에 배치되는 가스흡착재(134)로 이루어진다. 가스포집부재(130)는 제1실시예(120)로부터 절단 과정을 통해 도출이 가능할 수도 있지만, 별도의 제작 과정을 통해서도 가공이 가능할 수 있다.

가스포집부재들(102,130)은 활성탄을 이용한 방식으로 제작되어 대기중으로 HC 가스가 여과없이 배출되는 것을 방지하는 구조로 이루어진다.

이하, 도 1 및 도 2를 다시 참조하여 본 발명에 따른 가스포집부재를 구비한 캐니스터의 작동을 정리하여 설명한다.

차량이 이동함에 따라서 증발가스 유입구(104)를 통해 연료탱크로부터의 증발가스가 유입되어 공기유출입구(106)를 통해 가스포집부재(120)의 내외측부재(121,122) 상에 형성된 공극(미도시)를 거쳐 가스흡착재(124)에 저장되는 과정을 거친다. 증발가스가 일정부분 저장이 된 상태에서 공기 유출입구(106)를 통한 공기가 상기 가스포집부재(120)로부터 강제적으로 저장된 증발가스를 분리하여 퍼지가 스 배출구(105) 측으로 보내는 과정이 진행된다. 상기의 일련의 과정을 통해서 증발가스의 가스포집부재(120)에의 포집 및 분리가 계속적으로 반복되는 시스템으로 이루어져 전체적인 처리 효율이 높아지는 결과를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 가스포집부재를 적용한 캐니스터의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개념도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스포집부재의 사시도, 및

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스포집부재의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 캐니스터 102 : 본체

103 : 격벽 104 : 증발가스 유입구

105 : 퍼지가스 배출구 106 : 공기 유출입구

114 : 가스유입로 115 : 가스공급로

116 : 공기유입로 120,130 : 가스포집부재

121 : 외측부재 122 : 내측부재

124,134 : 가스흡착재 128 : 관통구

131 : 외면부 132 : 내면부

Claims (4)

1. 본체;

   상기 본체의 상면 일측에 마련되며 연료탱크로부터 증발가스가 인입되는 증발가스 유입구;

   상기 본체의 상면 타측에 마련되며 상기 본체의 내외로 공기를 유입 또는 유출하게 하는 공기 유출입구; 및

   상기 본체의 내부에 구비되어 상기 증발가스를 포집할 수 있는 가스포집부재;를 포함하며,

   상기 가스포집부재는 상기 증발가스가 유입될 수 있는 공극을 갖춘 유입면이 복수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스포집부재를 구비한 캐니스터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가스포집부재는 중공의 일정 두께를 가진 원통형상을 띠는 구조인 것을 특징으로 하는 가스포집부재를 구비한 캐니스터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가스포집부재는 일정한 곡률반경을 가진 호 형상의 기와 모양의 구조인 것을 특징으로 하는 가스포집부재를 구비한 캐니스터.
4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 가스포집부재는 활성탄인 것을 특징으로 하는 가스포집부재를 구비한 캐니스터.

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