KR20120008871A - 차량용 연료장치의 통기구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차체의 외부로 개통되는 대기방출라인이 연결된 캐니스터를 구비한 차량용 연료장치의 통기구조에 있어서, 상기 대기방출라인에는 캐니스터의 부압에 따라 개폐되는 조절밸브가 설치되되, 상기 조절밸브는, 차체 외부로 연결되는 상측홀과 캐니스터로 연결되는 하측홀이 개통된 파이프형상이며 장착실이 형성된 외부케이스;와 상기 장착실에 내장되며 내부가 개구된 원통형 형상이되 상면과 하면에 개구홀이 각각 형성된 내부케이스;와 하측 개구홀에 끼워져 활주하는 원통형상으로 상측 개구홀을 개폐하도록 끝단에 디스크가 형성된 밸브스템; 및 상기 내부케이스에 안착되어 디스크가 상측 개구홀을 폐쇄하도록 탄성력으로 가압하는 스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명은, 캐니스터 부압에 따라 개폐되는 조절밸브를 구비하므로, 증기 연료의 외부 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 연료장치의 통기구조{Ventilation structure of fuel apparatus for automobile}

본 발명은 차량용 연료장치의 통기구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조절밸브를 구비하여 캐니스터에 포집된 기체연료의 대기 방출을 억제하는 차량용 연료장치의 통기구조에 관한 것이다.

차량의 연료장치는 엔진에서 소모되는 연료를 보관하며 공급하는 장치로서, 연료를 저장하는 연료탱크, 상기 연료탱크 내의 연료를 기화기로 공급하는 연료펌프, 연료의 불순물을 제거하는 연료필터뿐만 아니라 연료탱크에서 기화된 연료를 포집하는 캐니스터(canister)를 포함한다.

한편, 휘발유의 주요 성분은 탄화수소(HC)이다. 따라서, 연료탱크 내의 온도 상승에 따라 체적 팽창으로 인해 내부압력이 상승하면 부압이 발생하므로 이를 방지하도록 환기장치가 필요하며 아울러, 증발가스가 대기 중으로 방출되는 것을 방지하기 위하여 증발가스 제어 장치 또한 필요로 한다.

이중, 증발가스 제어 장치로서 활성탄을 내장한 캐니스터가 가장 널리 사용되고 있다. 활성탄은 연료 증기를 잘 흡착하고 공기가 유동하면 다시 연료 증기를 이탈시키는 특성이 있다.

따라서, 엔진을 정지시킨 경우에는 기체 연료를 활성탄이 채워진 캐니스터에 포집해 두었다가 엔진의 동작 시에는 캐니스터의 외부에서 새로운 공기를 주입하여 활성탄에 흡착된 연료를 엔진의 흡기계로 공급시키도록 동작한다.

도 1a 에 도시된 바와 같이, 상기 캐니스터는 퍼지라인을 통하여 퍼지 콘트롤 솔레노이드 밸브(PCSV, 미도시)를 거쳐 엔진의 흡기계로 연결되며, 연료탱크와는 흡입라인으로 연결되고, 퍼지 시 외기가 유입되어 포집된 연료를 퍼지라인으로 송출할 수 있도록 차체의 필러넥(pillar neck) 근방에서 대기방출구가 부설된 대기방출라인이 연결된다.

전술한 바와 같이, 캐니스터는 내부에 활성탄이 장착되어 점착되어 있는 증발가스를 엔진으로 연소하도록 퍼지 기능을 수행한다.

그러나, 엔진의 출력이 최고가 되거나 트로틀 밸브(throttle valve)가 완전히 열리게 되는 조건(엔진 부압이 전혀 발생하지 않는 시점)에서는 증발가스가 엔진으로 퍼지되지 못하고 계속 남아 있게 되는 문제가 발생한다. 아울러, 고온 지역 또는 고지대 지역에서 정차나 주차하게 되면 캐니스터 내부의 증발가스들이 대기방출라인을 따라 차량 외부로 확산되는 문제점이 발생할 수도 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하고자, 종래에는 도 1b 에 도시된 바와 같이, 대기방출라인에 클로즈밸브를 설치한 바 있었다.

그러나, 이러한 클로즈밸브는 내부의 부압과는 상관없이 항시 개방되는 구조로서 엔진의 트러블이 발생했을 경우에만 작동하여 연료의 누설을 방지하는 기능을 하였다.

따라서, 캐니스터의 부압 상태에 따라 개폐되며 연료의 증발가스 확산을 방지하기 위한 새로운 장치의 개발이 요구되었다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하고자 개발된 것으로, 차체의 외부로 개통되는 대기방출라인이 연결된 캐니스터를 구비한 차량용 연료장치의 통기구조에 있어서, 상기 대기방출라인에는 캐니스터의 부압에 따라 개폐되는 조절밸브가 설치되되, 상기 조절밸브는, 차체 외부로 연결되는 상측홀과 캐니스터로 연결되는 하측홀이 개통된 파이프형상이며 장착실이 형성된 외부케이스;와 상기 장착실에 내장되며 내부가 개구된 원통형 형상이되 상면과 하면에 개구홀이 각각 형성된 내부케이스;와 하측 개구홀에 끼워져 활주하는 원통형상으로 상측 개구홀을 개폐하도록 끝단에 디스크가 형성된 밸브스템; 및 상기 내부케이스에 안착되어 디스크가 상측 개구홀을 폐쇄하도록 탄성력으로 가압하는 스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상측 개구홀의 직경은 외부케이스의 상측홀의 직경 보다 작게 형성되고, 상기 상측 개구홀의 테두리에는 디스크의 활주에 따라 공기의 출입이 단속되도록 복수 개의 제1통기홀들이 둘레를 따라 형성된다.

아울러, 상기 밸브스템의 디스크에는 디스크의 활주에 따라 공기의 출입이 단속되도록 복수 개의 제2통기홀들이 형성되되, 이웃하는 두 개의 제1통기홀들 사이에 하나의 제2통기홀이 위치되도록 형성된다. 한편, 대기방출라인을 형성하는 호스 또는 관(管)이 용이하게 결합 될 수 있도록 상기 외부케이스의 상단과 하단의 외주면에는 직경이 확장된 체결부가 형성된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명은, 캐니스터 부압에 따라 개폐되는 조절밸브를 구비하므로, 증기 연료의 외부 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 제1통기홀과 제2통기홀이 형성되어 조절밸브 내부의 불필요한 저항을 억제하여 공기의 원활한 흐름을 유도할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 는 종래의 연료장치가 장착된 모습을 도시한 도면,
도 1b 는 도 1a 에서 A, B, C 부분을 부분확대한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조절밸브의 외부케이스, 내부케이스, 밸브스템, 스프링을 도시한 사시도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조절밸브의 사시도 및 동작상태를 나타내기 위해 A-A 의 단면을 도시한 사시도,
도 4 는 밸브스템이 내부케이스에 결합됐을 때, 제1통기홀과 제2통기홀이 위치하게되는 모습을 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 연료장치의 통기구조를 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 차량용 연료장치는, 연료탱크에서 기화된 연료가스를 포집하며 PCSV 에 의해 엔진의 흡기관으로 포집된 연료가스를 공급하는 캐니스터를 포함한다. 그리고, 상기 캐니스터는 조절밸브가 결합되되, 상기 조절밸브는 일측 끝단이 캐니스터와 연결되고 타측 끝단은 차체 외부로 개통된 대기방출홀에 연결되도록 대기방출라인을 통하여 결합된다. 즉, 본 발명은 대기방출라인의 양측 끝단 사이에서 소정의 위치에 캐니스터의 부압에 따라 개폐되는 조절밸브가 부설되는 것을 특징으로 한다.

도 2 와 도 3 을 참조하면, 상기 조절밸브는 외부케이스(10), 내부케이스(20), 밸브스템(30) 및 스프링(40)으로 구성된다.

상기 외부케이스(10)는, 차체 외부로 연결되는 상측홀과 캐니스터로 연결되는 하측홀이 상하로 개통된 파이프(pipe)형상이되, 중간에 직경이 확장된 장착실(11)이 형성된다. 그리고, 대기방출라인을 형성하는 연결호스 또는 관(管) 용이하게 끼워지도록 상단과 하단의 외주면에서 직경이 굴곡면을 이루도록 확장되어 체결부(12)가 형성된다.

상기 내부케이스(20)는 장착실(11) 내에 고정가능하도록 내장되는 속이 빈 원통형 형상으로서 상면과 하면에 개구홀이 각각 형성된다. 그 중 상면에 형성된 개구홀(21)은 외부케이스(10)의 상측홀과 하측홀 보다 직경이 작게 형성된다. 그리고, 상면에 형성된 개구홀(21)의 테두리에는 둘레를 따라 소정의 간격을 두고 복수 개의 제1통기홀(22)들이 원형을 이루며 형성된다.

아울러, 상기 내부케이스(20)의 안쪽으로는 밸브스템(30)이 장착된다. 상기 밸브스템(30)은, 내부케이스(20)와 함께 장착실(11)에 내장되도록 내부케이스의 하면에 형성된 개구홀에 끼워져 활주하는 원통형상으로서 상측 개구홀(21)을 개폐하도록 상측 끝단에 디스크(31)가 형성된다. 상기 디스크(31)는 내부케이스(20)의 상측 개구홀(21) 뿐만 아니라 제1통기홀(22)들을 개폐할 수 있는 크기의 직경으로 형성되고, 둘레를 따라 제2통기홀(32)들이 원형을 이루며 형성된다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 이웃하는 두 개의 제1통기홀(22)들 사이에 하나의 제2통기홀(32)이 위치하도록 상기 밸브스템(30)은 내부케이스에 결합된다. 그리고, 상기 디스크(31)의 아래로는 상기 디스크(31)를 탄성력에 의해 상측으로 가압하는 스프링(40)이 장착된다.

이와 같이 구성된 조절밸브는, 도 3 에 도시된 바와 같이 평상 시(증발연료의 포집시)에는 닫혀진 상태로 연료 냄새의 외부 확산을 방지한다. 그리고, 캐니스터의 퍼지시(포집된 연료가 엔진으로 이동할 시)에는, 캐니스터 내부의 압력저하에 따라 조절밸브의 위 아래의 기압 차가 스프링(40)의 탄성력을 극복하여 밸브스템(30)을 아래로 하강시키고 외기(外氣)는 캐니스터 내부로 유입된다. 캐니스터로 유입된 외기는 기체상태인 연료를 엔진의 흡기관으로 송출한다. 이때, 제1통기홀(22)과 제2통기홀(32)은 엇갈린 상태로 배치되므로, 내부케이스(20) 내에서 발생될 수 있는 불필요한 저항 및 와류형성을 억제하고 원활하게 외기가 유입되도록 유도한다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 외부케이스
11 : 장착실
20 : 내부케이스
30 : 밸브스템
40 : 스프링

Claims (4)

1. 차체의 외부로 개통되는 대기방출라인이 연결된 캐니스터를 구비한 차량용 연료장치의 통기구조에 있어서,
   상기 대기방출라인에는 캐니스터의 부압에 따라 개폐되는 조절밸브가 설치되되,
   상기 조절밸브는, 차체 외부로 연결되는 상측홀과 캐니스터로 연결되는 하측홀이 개통된 파이프형상이며 장착실이 형성된 외부케이스;와 상기 장착실에 내장되며 내부가 개구된 원통형 형상이되 상면과 하면에 개구홀이 각각 형성된 내부케이스;와 하측 개구홀에 끼워져 활주하는 원통형상으로 상측 개구홀을 개폐하도록 끝단에 디스크가 형성된 밸브스템; 및 상기 내부케이스에 안착되어 디스크가 상측 개구홀을 폐쇄하도록 탄성력으로 가압하는 스프링;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료장치의 통기구조.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상측 개구홀의 직경은 외부케이스의 상측홀의 직경 보다 작게 형성되고, 상기 상측 개구홀의 테두리에는 디스크의 활주에 따라 공기의 출입이 단속되도록 복수 개의 제1통기홀들이 둘레를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 연료장치의 통기구조.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브스템의 디스크에는 디스크의 활주에 따라 공기의 출입이 단속되도록 복수 개의 제2통기홀들이 형성되되, 이웃하는 두 개의 제1통기홀들 사이에 하나의 제2통기홀이 위치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 연료장치의 통기구조.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부케이스의 상단과 하단의 외주면에는 직경이 확장되어 굴곡면을 이루는 체결부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 연료장치의 통기구조.
   
   

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