KR20120023075A - 안티-사이펀 장치 - Google Patents

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바운 밀스
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이턴 코포레이션
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Abstract

연료 저장 시스템(20)은 탱크(22), 유입 튜브(28)를 갖는 체크 밸브(26), 안티-사이펀 장치(32), 및 연료 주입 튜브(30)를 포함한다. 안티-사이펀 장치는 직경(54)을 갖는 내측 개구부(38)를 형성하는 링(34)을 포함한다. 링(34)은 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)의 상류측 단부에 접하고, 상기 유입 튜브(28)는 상기 링(34)의 내측 개구부(38)의 직경(54)과 실질적으로 동일한 내경(56)을 포함한다. 사이 링(34)은 유입 튜브(28)를 좁히지 않으면서 유입 튜브(28) 내에서 복수의 핀(40)을 포함하고 지지하여, 유입 튜브(28)를 통한 유체 유동을 최대화시킨다. 안티-사이펀 장치(32)는 체크 밸브(26) 및 연료 주입 튜브(30)에 대해 회전가능하다. 핀(40)의 형태, 크기, 및 배향은 안티-사이펀 장치(32)를 통한 유체 중단을 최소화시키고 유체의 증기화를 최소화시키도록 최적화된다.

Description

안티-사이펀 장치{ANTI-SIPHON DEVICE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2009년 5월 11일자 미국 특허 가출원 제 61/177,018 호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 공개 내용은 본 발명에 포함된다.
본 발명은 일반적으로, 차량의 연료 저장 시스템에 대한 안티-사이펀 장치(anit-siphon device)와, 안티-사이펀 장치를 포함하는 연료 저장 시스템을 조립하는 방법에 관한 것이다.
차량의 연료를 저장하기 위한 연료 저장 시스템은 일반적으로 탱크, 체크 밸브, 및 연료 주입 튜브를 포함한다. 탱크는 엔진에 의해 필요해질 때까지 연료를 저장한다. 체크 밸브는 탱크에 연결되고, 연료 주입 튜브로부터 탱크 내로 연료를 유동시키도록 구성되며, 연료 흐름이 탱크로부터 다시 연료 흡입 튜브로 역류하는 것을 방지한다.
탱크 내에 저장된 연료의 사이펀 현상을 방지하기 위해, 연료 저장 시스템은 안티-사이펀 장치를 포함할 수 있다. 안티-사이펀 장치는 연료 주입 튜브 및/또는 체크 밸브 내에 또는 그 사이 어딘가에 배치된다. 안티-사이펀 장치는 사이펀 튜브와 같은 물체의 통과를 방지하며, 따라서 탱크 내에 저장된 연료의 사이펀 현상을 방지한다.
가솔린 동력 장치의 안티-사이펀 장치는 탱크를 충전할 때 유체를 유동시키는 많은 소구경 개구를 갖는 메시 스크린 등을 과거에 포함하였다. E-85와 같은 알콜 기반 연료의 경우, 대구경 개구가 가솔린으로 발생하는 경우보다 충전 중 알콜 기반 연료의 더 많은 퍼센티지를 증기화시키는 경향이 있다. 알콜 기반 연료의 증기화 증가는 탱크 내 배압을 증가시키고, 이는 탱크의 저장 용량을 감소시키거나, 또는, 대안으로서, 증가된 연료 증기화를 보상하기 위해 더 큰 카본 캐니스터(carbon canister)를 필요로 한다.
더욱이, 연료 저장 시스템 내의 연료 및/또는 증기 배압은 배압이 소정 레벨 위로 상승할 때 연료 충전기 노즐이 자동적으로 차단되는 조기 차단 조건(premature shut-off condition)을 이끌 수 있다. 연료 시스템 내의 배압은 충전 파이프 직경, 충전 파이프의 날카로운 굴곡부, 연료 탱크 내 연료의 정압두(static pressure head), 충전 파이프의 체크 밸브 등과 같은 유동 방해물에 의해 야기될 수 있다.
본 발명은 차량용 연료 저장 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다.
연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치(anti-siphon device)가 제공된다. 안티-사이펀 장치는 종방향 축과 동심이면서, 내측 개구부를 형성하는 링을 포함한다. 상기 링의 내측 개구부 간에 걸치면서 상기 링으로부터 상기 종방향 축을 따라 멀어지도록 연장되는 깊이를 갖는 적어도 하나의 핀이 또한 포함된다. 상기 링의 내측 개구부는 직경을 형성한다. 상기 링은 상기 링의 내측 개구부의 직경과 실질적으로 동일한 내경을 갖는 튜브의 단부와 접하며, 그 결과 상기 링이, 튜브의 내경을 실질적으로 좁히지 않으면서, 튜브 내에서 상기 적어도 하나의 핀을 지지하게 되고, 따라서 재충전중 튜브를 통한 유체 압력 강하가 최소화된다.
차량용 연료 저장 시스템이 또한 제공된다. 연료 저장 시스템은 유입구를 형성하는 탱크를 포함한다. 체크 밸브가 상기 탱크에 연결되고, 상기 탱크의 유입구와 유체 연통된다. 상기 체크 밸브는 유입 튜브를 포함하고, 탱크 내로의 연료 유동을 허용하고 탱크로부터의 유체 유동을 방지하도록 구성된다. 연료 저장 시스템은 상기 체크 밸브에 연결되는 연료 주입 튜브와, 상기 체크 밸브와 상기 연료 주입 튜브 사이에 배치되고, 상기 체크 밸브와 상기 연료 주입 튜브에 대해 회전가능하게 배치가능한 안티-사이펀 장치(anti-siphon device)를 더 포함한다. 상기 안티-사이펀 장치는 종방향 축과 동심인 링을 포함한다. 링은 내측 개구부를 형성한다. 안티-사이펀 장치는 상기 링의 내측 개구부 사이에 걸치면서, 상기 링으로부터 멀리 상기 종방향 축을 따라 연장되는 깊이를 갖는 적어도 하나의 핀을 더 포함한다. 상기 링의 내측 개구부는 직경을 형성한다. 상기 링은 상기 링의 내측 개구부의 직경보다 실질적으로 작거나 동일한 내경을 갖는 유입 튜브의 단부와 접하며, 그 결과 상기 링이, 유입 튜브의 내경을 실질적으로 좁히지 않으면서, 유입 튜브 내에서 상기 적어도 하나의 핀을 지지하게 되고, 따라서 재충전중 유입 튜브를 통한 유체 압력 강하가 최소화된다.
차량용 연료 저장 시스템을 조립하는 방법이 또한 제공된다. 연료 저장 시스템은 탱크와, 유입 튜브를 갖는 체크 밸브와, 안티-사이펀 장치와, 연료 주입 탱크를 포함한다. 이 방법은 탱크에 체크 밸브를 연결하는 단계와, 체크 밸브의 유입 튜브의 상류측 단부에 안티-사이펀 장치를 배치하는 단계와, 유체 유동에 대해 안티-사이펀 장치를 배치시켜서 안티-사이펀 장치를 통한 유체 유동을 최대화시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 체크 밸브에 연료 주입 튜브를 부착하여 그 사이에 안티-사이펀 장치의 위치를 체크 밸브에 대해 고정시키는 단계를 더 포함한다.
따라서, 안티-사이펀 장치의 링은 안티-사이펀 장치를 통한 유체의 유동과 간섭이나 제한없이 핀을 지지하고, 따라서 안티-사이펀 장치에 의해 야기되는 유동 저하를 감소시킨다. 추가적으로, 핀은 탱크의 충전 중 연료의 증기화를 최소화시키도록 유입 연료 흐름의 방향에 대해 상대적인 크기, 간격, 및 배향을 갖는다.
본 발명의 상술한 특징 및 장점과 그외 다른 특징 및 장점이, 첨부 도면과 연계하여, 본 발명을 실행하기 위한 최적 모드에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 차량용 연료 저장 시스템의 개략적 측면도.
도 2는 연료 저장 시스템의 안티-사이펀 장치의 개략적 사시도.
도 3은 안티-사이펀 장치의 개략적 평면도.
도 4는 안티-사이펀 장치를 보여주는 연료 저장 시스템의 개략적인 부분 전개 단면도.
도 5는 안티-사이펀 장치를 보여주는, 도 4에 도시된 도면에 수직인, 연료 저장 시스템의 개략적인 부분 단면도.
유사한 도면부호들이 여러 도면에 걸쳐 대응부를 표시하는 도면을 참조하여, 연료 저장 시스템이 도 1에서 일반적으로 20으로 도시된다. 연료 저장 시스템(20)은 차량용 연료를 저장한다. 연료는 E-85와 같은 알콜 기반 연료, 또는 가솔린과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 타입의 연료를 포함할 수 있다. 그러나, 여기서 개시되는 연료 저장 시스템(20)은 알콜 기반 연료를 저장하는데 특히 적합하다.
연료 저장 시스템(20)은 탱크(22)를 포함한다. 탱크(22)는 차량에 특정된 설계 고려사항을 충족시키도록 임의의 적절한 방식의 구성 및/또는 크기를 가질 수 있다. 추가적으로, 탱크(22)는 금속, 또는 플라스틱 물질을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 임의의 적절한 물질로 제작될 수 있다. 탱크(22)는 유입구(24)를 형성하고, 유입구(24)를 통해 연료가 유동하여 탱크(22)를 충전한다. 유입구(24)는 차량의 구체적 설계 요건을 충족시키기에 적절한 임의의 방식으로 탱크(22) 상에 위치하고 크기를 가질 수 있다. 탱크(22)는 유출구(도시되지 않음)를 더 포함하며, 유출구를 통해 연료가 차량의 엔진에 공급된다.
연료 저장 시스템(20)은 체크 밸브(26)를 더 포함한다. 체크 밸브(26)는 탱크(22)에 연결된다. 도시되는 바와 같이, 체크 밸브(26)는 탱크(22)에 직접 부착된다. 그러나, 체크 밸브(26)가 호스, 커넥터, 튜브 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 조정 구성요소에 의해 탱크(22)에 연결될 수도 있다. 체크 밸브(26)는 탱크(22)의 유입구(24)와 유체 연통된다. 체크 밸브(26)는 단일 방향으로만 유체를 유동시킨다. 여기서 사용되는 유체 유동이란 용어는, 액체 유동 또는 증기 유동을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 따라서, 체크 밸브(26)는 탱크(22) 내로의 연료 유동을 허용하도록 구성되고, 탱크(22)의 유입구(24)를 통해 탱크(22)를 빠져나가는 유체 유동은 방지한다.
발명의 상세한 설명에 특정하여, 체크 밸브(26)는 체크 밸브(26)의 상류측 단부에 배치되는 유입 튜브(28)를 포함한다. 이와 같이, 탱크(22) 내로 유입되는 연료는 유입 튜브(28)를 통해 체크 밸브(26)에 들어간다. 따라서, 체크 밸브(26)는 차량의 연료 시스템에 이용하기 적합한 체크 밸브(26)의 상류측 단부에 배치되는 유입 튜브(28)를 갖는 임의의 체크 밸브(26)를 포함할 수 있고, 탱크(22) 내로의 유체 유동을 허가하고 탱크(22) 외부로의 유체 유동을 차단할 수 있다.
연료 저장 시스템(20)은 연료 주입 튜브(30)를 더 포함한다. 연료 주입 튜브(30)는 체크 밸브(26)에 연결되고, 차량의 구조적 요소(31)까지 일반적으로 상향으로 연장되며, 차량의 구조적 요소(31)에 연결된다. 특히, 연료 주입 튜브(30)는 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)에 연결된다. 연료 주입 튜브(30)는 클램프 등을 포함한, 그러나 이에 제한되지 않는, 임의의 적절한 방식으로 체크 밸브(26)에 연결될 수 있다. 도시되는 바와 같이, 연료 주입 튜브(30)는 단일한 부분을 포함한다. 그러나, 연료 주입 튜브(30)가 차량의 구체적 설계 제한사항을 충족시키기 위해 요구되는 바와 같이 함께 끼워맞춰지는 크기 및 구성으로 복수의 부분을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 또한 참조하면, 연료 저장 시스템(20)은 안티-사이펀 장치(32)를 더 포함한다. 안티-사이펀 장치(32)는 물체가 안티-사이펀 장치(32)를 통해 탱크(22) 내로 유입되는 것을 방지하여, 탱크(22) 내에 저장된 연료의 사이펀 현상을 방지한다. 도시되는 바와 같이, 안티-사이펀 장치(32)는 체크 밸브(26)와 연료 주입 튜브(30) 사이에 배치된다. 대안으로서, 연료 주입 튜브(30)가 복수의 섹션을 포함할 경우, 안티-사이펀 장치(32)는 연료 주입 탱크(30)의 2개의 인접부 사이에 배치될 수 있다.
안티-사이펀 장치(32)는 종방향 축(36)과 동심인 링(34)을 포함한다. 도시되는 바와 같이, 링(34)은 환형 형상을 포함하며, 환형 형상을 형성하는 내측 개구부(38)를 형성한다. 그러나, 링(34)과 내측 개구부(38)가 여기서 설명 및 도시되는 바와 다른 형상일 수도 있다. 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 링(34) 및 내측 개구부(38)는 체크 밸브(26)의 흡입 튜브 및/또는 연료 주입 튜브(30)의 형상에 부합하는 형상을 갖는다.
안티-사이펀 장치(32)는 적어도 하나의 핀(40)을 포함한다. 핀(40)의 수는 5.2㎜ 또는 그 이상의 외경을 갖는 물체를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 지정 크기의 물체의 통과를 방지하기에 수치적으로 여전히 충분하면서도, 유체 압력 강하를 최소화시키도록 가능한 몇개 수준이어야 한다. 도시되는 바와 같이, 적어도 하나의 핀(40)은 복수의 핀(40)을 포함한다. 특히, 복수의 핀(40)은 3개의 핀(40)을 포함한다. 그러나, 핀(40)의 수는 안티-사이펀 장치(32)가 차단하여야 하는 물체의 크기와 링(34)의 크기에 따라 좌우된다. 따라서, 핀(40)의 수는 도면에 도시된 3개의 핀(40)보다 많을 수도 있고 적을 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 핀(40)은 서로 평행한 관계로 링(34)의 내측 개구부(38) 사이에 걸쳐지고, 종방향 축(36)을 따라 연장된다. 그러나, 핀(40)이 단면 유동 면적에 대한 방해를 최소화시키는 임의의 다른 방식으로 구성될 수도 있다.
핀(40)은 링(34)으로부터 말단 에지(42)까지 연장된다. 도 2 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 각각의 핀(40)의 말단 에지(42)는 종방향 축(36)에 수직인 반원형 절단부(44)를 형성한다. 반원형 절단부(44)는 링(34)으로부터 종방향 축(36)을 따라 핀(40)의 깊이를 형성한다. 핀(40) 깊이는 유입 튜브(28) 또는 연료 주입 튜브(30)에 의해 형성되는 유동 경로의 중심에서 가장 얕고, 유체 유속이 높다. 핀(40) 깊이는 유체 유동 경로의 주변부 근처에서, 즉, 유입 튜브(28) 및/또는 연료 주입 튜브(30)의 벽체 인근에서, 가장 깊고 유체 유속이 낮다. 유체 유속이 높은 핀(40) 깊이를 감소시킴으로써, 그리고, 유체 유속이 낮은 핀(40) 깊이를 증가시킴으로써, 핀(40)은 안티-사이펀 장치(32)를 통과하는 유체의 난류(turbulance)를 최소화시키며, 따라서 유체 압력 강하를 감소시키고 안티-사이펀 장치(32)를 통과하는 유체의 증기화를 최소화시킨다.
도 4를 참조하면, 핀(40)은 종방향 축(36)에 수직인, 그리고, 반원형 절단부(44)에 수직인 에어포일-형상의 단면을 가질 수 있다. 특히, 핀(40)의 에어포일 형상은 제 1 에지(46), 제 2 에지(48), 및 중간부(50)를 포함한다. 중간부(50)는 제 1 에지(46)와 제 2 에지(48) 사이에 배치된다. 제 1 에지(46) 및 제 2 에지(48)는 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 범위 사이의 두께를 포함할 수 있다. 중간부(50)는 0.75㎜ 내지 1.5㎜ 범위 사이의 두께를 포함할 수 있다. 따라서, 핀(40)의 두께는 핀(40)의 중간부를 향해 증가한다. 핀(40)의 에어포일 형상은 안티-사이펀 장치(32)를 통과하는 유체의 난류를 최소화시키며, 따라서 압력 강하를 감소시키고 안티-사이펀 장치(32)를 통과하는 유체의 증기화를 최소화시킨다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 안티-사이펀 장치(32)는 핀(40)에 수직하게, 종방향 축(36)을 향해 반경 방향 내향으로 연장되는 적어도 하나의 돌출부(52)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 적어도 하나의 돌출부(52)는 제 1 돌출부(52a), 제 2 돌출부(52b), 제 3 돌출부(52c), 및 제 4 돌출부(52d)를 포함할 수 있다. 그러나, 돌출부(52)의 구체적 개수는 안티-사이펀 장치(32)가 차단해야 하는 물체의 크기와 링(34)의 크기에 따라 좌우된다. 따라서, 돌출부(52)의 수는 여기서 설명 및 도시되는 것과 다를 수 있다. 본 실시예에서, 제 1 돌출부(52a), 제 2 돌출부(52b), 제 3 돌출부(52c), 및 제 4 돌출부(52c) 각각은 링(34)으로부터 내향으로 링(34)의 내측 개구부(38) 내로, 그리고 핀(40)에 대해 수직으로 연장된다. 제 1 돌출부(52a) 및 제 2 돌출부(52b)는 제 3 돌출부(52c) 및 제 4 돌출부(52d)에 대해 핀(40)의 대향 측부 상에 배치된다. 핀(40) 및 돌출부(52)는 안티-사이펀 장치(32)를 통해, 사이펀 호스와 같은 물체가 통과하는 것을 방지하도록 협동한다. 이와 같이, 돌출부는 유체 유동 단면적의 방해물을 감소시켜서, 물체의 통과를 방지하면서도 드래그 및/또는 유체 압력 강하를 최소화시킬 수 있다. 도시되는 바와 같이, 3개의 핀(40), 제 1 돌출부(52a), 제 2 돌출부(52b), 제 3 돌출부(52c), 및 제 4 돌출부(52c)는 적어도 5.0㎜의 외경을 갖는 물체가 링(34)의 내측 개구부(38)를 통과하는 것을 방지하도록 협동한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 핀(40) 및 돌출부(52)는 다른 크기의 물체를 차단하기 위해 여기서 설명 및 도시된 것과 다르게 구성될 수 있다. 그러나, 핀(40)의 개수 및 돌출부(52)의 개수는 주어진 애플리케이션이 유입 튜브(28) 및/또는 연료 주입 튜브(30)의 유체 유동 경로의 제한을 최소화시키도록 구성되어야 하고, 따라서 안티-사이펀 장치(32)를 통과하는 유체의 증기화를 최소화시킬 수 있다. 다시 말해서, 핀(40)의 개수와 돌출부(52)의 개수는 주어진 애플리케이션에 대해 최소화될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 링(34)의 내측 개구부(38)는 유입 튜브(28) 및/또는 연료 주입 튜브(30)에 의해 형성되는 유체 유동 경로에 부합하는 크기를 갖는다. 도시되는 바와 같이, 링(34)의 내측 개구부(38)는 유입 튜브(28) 및/또는 연료 주입 튜브(30)의 직경(56)보다 실질적으로 크거나 동일한 직경(54)을 형성한다. 링(34)의 본체(body)(58)는 종방향 축(36)으로부터 반경 방향 외향으로, 내측 개구부(38)와, 유입 튜브(28) 및/또는 연료 주입 튜브(30)에 의해 형성되는 유체 유동 경로로부터 멀리 연장되어, 링(34)의 본체(58)가 유입 튜브(28) 및/또는 연료 주입 튜브(30)를 통한 유체 유동과 간섭하지 않게 된다. 도시되는 바와 같이, 링(34)은 튜브의 단부에 접하도록 구성된다. 특히, 링은 유입 튜브(28)에 접한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 연료 저장 시스템(20)은 링이 연료 주입 튜브(30)의 단부에 접하도록 구성될 수 있다. 유입 튜브(28)는 링(34)의 내측 개구부(38)의 직경(54)보다 실질적으로 작거나 동일한 내경(56)을 포함하여, 링(34)이, 유입 튜브(28)의 내경을 좁히지 않으면서, 유입 튜브(28) 내에서 복수의 핀(40)을 지지하게 되고, 유입 튜브(28)를 통한 유체 유동을 최대화시킬 수 있다. 따라서, 핀(40), 제 1 돌출부(52a), 제 2 돌출부(52b), 제 3 돌출부(52c), 및 제 4 돌출부(52c)만이 내측 개구부(38) 내로 연장되고, 유입 튜브(28)에 의해 형성되는 유체 유동 경로 내에 배치되며, 링(34)은 유체 유동 경로 외부에 배치된다. 따라서, 링(34)은 유체 유동 경로를 통한 유체 흐름을 방해하지 않으며, 따라서 안티-사이펀 장치(32)를 통한 유체 유동의 증기화를 최소화시킨다.
체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)의 상류측 단부는 모따기된 에지(chamfered edge)(60)를 포함한다. 링(34)은 하류측 에지 상에 모따기된 에지(62)를 포함하고, 모따기된 에지(62)는 유입 튜브(28)의 모따기된 에지(60)에 접한다. 정합되는 모따기된 에지(60, 62)는 종방향 축(36)에 수직으로 체크 밸브(26)에 대해 안티-사이펀 장치(32)를 배치하도록 협동한다. 안티-사이펀 장치(32)가 연료 주입 튜브(30)의 서로 다른 부분 사이에 배치될 경우, 연료 주입 튜브(30)의 부분들 중 하나의 상류측 에지가 정합을 위해 링(34)의 모따기된 에지(62)를 위해 모따기된 에지(60)를 형성할 것이다.
여기서 설명 및 도시되는 바와 같이, 안티-사이펀 장치(32)가 원형 형상이라고 가정할 경우, 안티-사이펀 장치(32)는 체크 밸브(26) 및 연료 주입 튜브(30)에 대해 회전가능하게 배치가능하다. 다시 말해서, 안티-사이펀 장치(32)는 체크 밸브(26) 및 연료 주입 튜브(30)로부터 이격되며, 체크 밸브(26) 및 연료 주입 튜브(30)에 대해 안티-사이펀 장치(32)를 배치시키도록 종방향 축(36) 주위로 회전할 수 있다. 안티-사이펀 장치(32)를 회전시킴으로써, 핀(40)은 유체 유동 경로의 방해물을 최소화시키는 유체 유동 방향으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 연료 주입 튜브(30)가 안티-사이펀 장치(32)로부터 바로 상향에 굴곡부를 가질 경우, 안티-사이펀 장치(32)는, 유체가 핀(40)에 충돌하지 못하도록, 그리고, 핀(40)이 곡면의 평면과 정렬되도록, 회전할 수 있다. 이러한 정렬에 의해, 연료가 굴곡부를 따라가면서 유체 압력 강하가 최소화되며, 따라서 유체의 증기화 가능성을 감소시킬 수 있다.
여기서 설명되는 바와 같이, 안티-사이펀 장치(32)는 증기화를 최소화시키고 안티-사이펀 장치(32)를 통한 유체 압력 강하를 최소화시키도록 구성된다. 이렇게 함에 있어서, 본 발명의 안티-사이펀 장치(32)는, 가솔린에 비해 훨씬 쉽게 증기화되고 재충전중 과량의 배압을 발생시켜서, 조기 노즐 차단을 트리거링할 수 있는 E-85와 같은 알콜 기반 연료와 함께 사용될 때 특히 유용하다. 연료 저장 시스템(20) 내의 배압은 증기화를 최소화시킴으로써, 그리고, 안티-사이펀 장치(32)를 통한 유체 유속을 최대화시킴으로써, 감소된다. 따라서, 연료 저장 시스템(20) 내의 배압을 최소화시킴으로써, 연료 저장 시스템(20)이 연료 타입에 관계없이 적절하게 작동할 수 있다. 추가적으로, 안티-사이펀 장치(32)를 통해 유동하는 연료의 과도한 증기화는 탱크(22)의 저장 용량을 감소시킬 수 있다. 연료의 증기화를 감소시킴으로써, 특히 알콜 기반 연료의 경우에, 안티-사이펀 장치(32)는 캐니스터 시스템(canister system)의 저장 용량을 최대화시킨다.
도 1을 다시 참조하면, 상술한 연료 저장 시스템(20)을 조립하는 방법이 제공된다. 이 방법은 탱크(22)에 체크 밸브(26)를 연결하는 단계를 포함한다. 상술한 바와 같이, 체크 밸브(26)는 클램핑을 포함한, 그러나 이에 제한되지 않는, 임의의 적절한 방식으로 탱크(22)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
이 방법은 유체 유동 경로 내에 안티-사이펀 장치(32)를 배치하는 단계를 더 포함한다. 안티-사이펀 장치(32)는 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)의 상류측 단부에 배치될 수 있다. 대안으로서, 안티-사이펀 장치(32)가 연료 주입 튜브(30)의 인접부 사이에 배치될 수 있다.
이 방법은 안티-사이펀 장치(32)를 통한 유체 유동을 증가시키기 위해 유체 유동에 대해 안티-사이펀 장치(32)를 배향시키는 단계를 더 포함한다. 특히, 유체 유동에 대해 안티-사이펀 장치(32)를 배향시키는 단계는, 핀(40)에 대한 유체의 충돌을 감소시키는 배향으로 복수의 핀(40)이 배향될 때까지 안티-사이펀 장치(32)를 회전시키는 단계를 포함한다.
이 방법은 안티-사이펀 장치(32)의 위치를 고정하는 단계를 더 포함한다. 안티-사이펀 장치(32)의 위치는, 체크 밸브(26)에 대해 안티-사이펀 장치(32)의 위치를 고정시키기 위해 체크 밸브(26)에 연료 주입 튜브(30)를 부착함으로써 고정될 수 있다. 연료 주입 튜브(30)는 클램핑 또는 다른 유사 방법을 포함한, 그러나 이에 제한되지 않는, 임의의 적절한 방식으로 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)에 부착될 수 있다. 대안으로서, 안티-사이펀 장치가 연료 주입 튜브(30)의 인접부 사이에 배치될 경우, 안티-사이펀 장치(32)는 연료 주입 튜브(30)의 인접부를 부착함으로써 고정될 수 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 탱크(22)에 직접 체크 밸브(26)를 부착하도록, 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)에 인접하게 접하도록 결합되도록 안티-사이펀 장치(32)를 배치할 경우, 탱크(22)의 분리 및 탱크 내용물 배출(emptying)이 편리하다. 이와 같이 구성될 때, 연료 주입 튜브(30)는 안티-사이펀 장치(32)와 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)로부터 분리될 수 있다. 안티-사이펀 장치(32)가 제거된 후, 사이펀 튜브가 탱크(220 내로 삽입되어 탱크(22)를 배출할 수 있다.
본 발명을 실행하기 위한 최적 모드가 세부적으로 설명되었으나, 본 발명의 분야에 친숙한 자라면, 첨부된 청구항의 범위 내에서 본 발명을 실시하기 위한 다양한 대안의 설계 및 실시예를 인지할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 연료 저장 시스템(20)용 안티-사이펀 장치(anti-siphon device)(32)에 있어서,
    종방향 축(36)과 동심이면서, 내측 개구부(38)를 형성하는 링(34)과,
    상기 링(34)의 내측 개구부(38) 간에 걸치면서 상기 링(34)으로부터 상기 종방향 축(36)을 따라 멀어지도록 연장되는 깊이를 갖는 적어도 하나의 핀(40)을 포함하며,
    상기 링(34)의 내측 개구부(38)는 직경(54)을 형성하고, 상기 링(34)은 상기 링(34)의 내측 개구부(38)의 직경(54)과 실질적으로 동일한 내경(56)을 갖는 튜브(28, 30)의 단부와 접하며, 그 결과 상기 링(34)이, 튜브(28, 30)의 내경(56)을 실질적으로 좁히지 않으면서, 튜브(28, 30) 내에서 상기 적어도 하나의 핀(40)을 지지하게 되고, 따라서 재충전중 튜브(28, 30)를 통한 유체 압력 강하가 최소화되는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)은 상기 링(34)으로부터 말단 에지(42)까지 연장되고, 상기 말단 에지(42)는 상기 종방향 축(36)에 수직인 방향으로 보았을 때 반원형 절단부(44)를 형성하는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)은, 상기 반원형 절단부(44)에 수직이면서, 상기 종방향 축(36)에 수직인 방향으로 보았을 때, 에어포일 형상을 형성하는 단면을 포함하는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)의 에어포일 형상은 제 1 에지(46)와, 제 2 에지(48)와, 제 1 에지(46)와 제 2 에지(48) 사이에 배치되는 중간부(50)를 포함하며, 상기 제 1 에지(46) 및 제 2 에지(48)는 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 범위 사이의 두께를 포함하고, 상기 중간부(50)는 0.75㎜ 내지 1.5㎜ 범위 사이의 두께를 포함하는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 링(34)으로부터 내향으로 상기 링(34)의 내측 개구부(38) 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부(52)를 더 포함하는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  6. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부(52)는 4개의 돌출부(52a, 52b, 52c, 52d)를 포함하고, 제 1 돌출부(52a) 및 제 2 돌출부(52b)는 제 3 돌출부(52c) 및 제 4 돌출부(52d)에 대해 상기 적어도 하나의 핀(40)의 대향 측부 상에 배치되는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)과 상기 적어도 하나의 돌출부(52)는 적어도 5.0㎜의 외경을 갖는 물체가 상기 링(34)의 내측 개구부(38)를 통과하는 것을 방지하도록 협동하는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부(52) 및 적어도 하나의 핀(40)만이 튜브(28, 30)에 의해 형성되는 유체 유동 경로 내에 배치되고, 상기 링(34)은 상기 튜브(28, 30)에 의해 형성되는 유체 유동 경로 외부에 배치되는
    연료 저장 시스템용 안티-사이펀 장치.
  9. 차량용 연료 저장 시스템(20)에 있어서,
    유입구(24)를 형성하는 탱크(22)와,
    상기 탱크(22)에 연결되고, 상기 탱크(22)의 유입구(24)와 유체 연통되며, 유입 튜브(28)를 포함하는 체크 밸브(26)로서, 상기 체크 밸브(26)는 탱크(22) 내로의 연료 유동을 허용하고 탱크(22)로부터의 유체 유동을 방지하도록 구성되는, 상기 체크 밸브(26)와,
    상기 체크 밸브(26)에 연결되는 연료 주입 튜브(30)와,
    상기 체크 밸브(26)와 상기 연료 주입 튜브(30) 사이에 배치되고, 상기 체크 밸브(26)와 상기 연료 주입 튜브(30)에 대해 회전가능하게 배치가능한 안티-사이펀 장치(anti-siphon device)(32)를 포함하고,
    상기 안티-사이펀 장치(32)는,
    종방향 축(36)과 동심이면서, 내측 개구부(38)를 형성하는 링(34)과,
    상기 링(34)의 내측 개구부(38) 사이에 걸치면서, 상기 링(34)으로부터 멀리 상기 종방향 축(36)을 따라 연장되는 깊이를 갖는 적어도 하나의 핀(40)을 포함하며,
    상기 링(34)의 내측 개구부(38)는 직경(54)을 형성하고, 상기 링(34)은 상기 링(34)의 내측 개구부(38)의 직경(54)보다 실질적으로 작거나 동일한 내경(56)을 갖는 유입 튜브(28)의 단부와 접하며, 그 결과 상기 링(34)이, 유입 튜브(28)의 내경(56)을 실질적으로 좁히지 않으면서, 유입 튜브(28) 내에서 상기 적어도 하나의 핀(40)을 지지하게 되고, 따라서 재충전중 유입 튜브(28)를 통한 유체 압력 강하가 최소화되는
    차량용 연료 저장 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)은 상기 링(34)으로부터 말단 에지(42)까지 연장되고, 상기 말단 에지(42)는, 종방향 축(36)에 수직인 방향으로 보았을 때, 반원형 절단부(44)를 형성하는
    차량용 연료 저장 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)은, 상기 반원형 절단부(44)에 수직이면서, 상기 종방향 축(36)에 수직인 방향으로 보았을 때, 에어포일 형상을 형성하는 단면을 포함하는
    차량용 연료 저장 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)의 에어포일 형상은 제 1 에지(46)와, 제 2 에지(48)와, 제 1 에지(46)와 제 2 에지(48) 사이에 배치되는 중간부(50)를 포함하며, 상기 제 1 에지(46) 및 제 2 에지(48)는 0.5㎜ 내지 1.0㎜ 범위 사이의 두께를 포함하고, 상기 중간부(50)는 0.75㎜ 내지 1.5㎜ 범위 사이의 두께를 포함하는
    차량용 연료 저장 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)에 수직이면서, 상기 링(34)으로부터 내향으로 상기 링(34)의 내측 개구부(38) 내로 연장되는 제 1 돌출부(52a), 제 2 돌출부(52b), 제 3 돌출부(52c), 및 제 4 돌출부(52d)를 더 포함하며,
    상기 제 1 돌출부(52a) 및 제 2 돌출부(52b)는 상기 제 3 돌출부(52c) 및 제 4 돌출부(52d)에 대해 상기 적어도 하나의 핀(40)의 대향 측부 상에 배치되는
    차량용 연료 저장 시스템.
  14. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀(40)과 상기 제 1 돌출부(52a), 제 2 돌출부(52b), 제 3 돌출부(52c), 및 제 4 돌출부(52d)만이 상기 유입 튜브(28)에 의해 형성되는 유체 유동 경로 내에 배치되고, 상기 링(34)은 상기 튜브(28)에 의해 형성되는 유체 유동 경로 외부에 배치되는
    차량용 연료 저장 시스템.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 체크 밸브(26)의 유입 튜브(28)는 모따기된 에지(chamfered edge)(60)를 형성하는 상류측 단부를 포함하고, 상기 링(34)은, 상기 유입 튜브(28)의 모따기된 에지(60)와 접하면서 결합되며 상기 유입 튜브(28)의 모따기된 에지(60)와 협동하는 모따기된 에지(62)를 포함하여, 상기 종방향 축(36)에 수직으로, 상기 체크 밸브(26)에 대해 안티-사이펀 장치(32)를 배치시키는
    차량용 연료 저장 시스템.
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