KR20210147442A - 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치 - Google Patents

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조성철
이성원
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치에 관한 것으로, 엔진 구동 중 캐니스터의 연료증발가스 탈착량을 증가시켜서 캐니스터에 흡착되어 있는 연료증발가스가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있도록 한 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치를 제공하는데 목적이 있다.

Description

연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치 {Device for purging fuel evaporation gas of fuel system}
본 발명은 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치에 관한 것으로, 상세하게는 캐니스터의 연료증발가스 탈착량을 증대시키기 위한 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 연료탱크에서는 연료가 증발한 가스, 즉 탄화수소(HC) 등의 연료성분을 포함하는 연료증발가스가 발생한다.
따라서, 연료탱크에서 발생한 연료증발가스로 인하여 대기가 오염되는 것을 방지하기 위해 차량에는 연료탱크로부터 연료증발가스를 포집하여 저장해두는 캐니스터(canister)가 설치된다.
캐니스터는 케이스 내부에 연료탱크에서 이동한 연료증발가스를 흡착할 수 있는 흡착성 물질을 충전하여 구성되는 것으로, 흡착성 물질로는 활성탄(activated carbon)이 널리 사용되고 있다.
상기 활성탄은 캐니스터의 케이스 내부로 유입된 연료증발가스 중 연료성분인 탄화수소(HC) 등을 흡착하는 기능을 한다.
이러한 캐니스터는 엔진이 정지된 상태에서 연료증발가스가 흡착성 물질에 흡착되고, 엔진이 구동될 경우 흡착성 물질에 흡착된 연료증발가스가 외부(대기)로부터 흡입되는 공기의 압력에 의해 탈착되어 공기와 함께 엔진 흡기계로 공급된다.
다시 말해, 캐니스터의 연료증발가스 흡착(adsorption)은 엔진이 정지된 상태에서 이루어지고, 캐니스터의 연료증발가스 탈착(desorption)은 엔진이 구동될 때에 이루어진다.
한편, 캐니스터에 포집된 연료증발가스를 흡착성 물질에서 탈착시켜 엔진으로 방출하는 작동을 퍼지(purge) 작동이라고 한다.
도 5를 참조하여 일반적인 캐니스터의 구성에 대해 좀더 설명하면, 캐니스터(1)는 흡착성 물질이 채워지는 케이스(11)를 포함한다. 상기 케이스(11)에는, 엔진 흡기계(2)와 연결되어 연료증발가스를 엔진측으로 내보내는 퍼지포트(12)와, 연료탱크(3)와 연결되어 연료증발가스가 유입되는 인렛포트(13), 및 에어필터(즉, 캐니스터 필터)(15)와 연결되어 대기 중의 공기가 흡입되는 대기포트(14)가 형성된다.
그리고, 상기 케이스(11)의 내부공간 중 대기포트(14)가 위치되는 제1공간(16)과, 퍼지포트(12) 및 인렛포트(13)가 위치되는 제2공간(17)을 구획하는 격벽(18)이 케이스(11)의 내부공간에 형성된다.
인렛포트(13)를 통해 연료탱크(3)로부터 유입된 연료증발가스는 상기 제2공간(17)을 통과하면서 흡착성 물질에 흡착된다. 구체적으로는, 연료증발가스에 포함되어 있는 연료성분인 탄화수소가 흡착성 물질에 흡착된다.
또한, 캐니스터(1)의 퍼지포트(12)와 엔진 흡기계(2) 사이를 연결하는 퍼지라인에는 퍼지 작동을 제어하기 위한 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(Purge Control Solenoid Valve, 이하 'PCSV'라 칭함)(19)가 설치된다.
상기 PCSV(19)는 엔진 구동 중 퍼지 작동 시에 개방되는 밸브이다. 연료탱크(3)에서 발생한 연료증발가스는 캐니스터(1)에 포집되었다가 상기 PCSV(19)가 개방될 때 엔진 흡기계(2)로 퍼지되어 엔진에서 연소된다.
캐니스터(1)에 포집된 연료증발가스는, 상기 PCSV(19)가 개방될 때 엔진 흡기계(2)의 부압에 의해 흡착성 물질로부터 탈착되어 엔진 흡기계(2)로 흡입된다. 즉, 연료증발가스는 엔진 구동 시 발생하는 엔진 흡기계(2)의 부압에 의해 흡착성 물질로부터 탈착되고 퍼지포트(12)를 통해 엔진 흡기계(2)로 퍼지되어 엔진에서 연소되게 된다.
그런데, 차량의 온도가 상승하거나 또는 차량이 미운전 상태로 장기 방치되는 경우, 캐니스터에 포집되어 있는 연료증발가스가 퍼지포트 및 인렛포트가 위치되는 제2공간으로부터 대기포트가 위치되는 제1공간으로 이동되어 상기 대기포트를 통해 대기로 방출되는 문제가 발생한다.
또한 캐니스터의 내구가 진행됨에 따라 연료증발가스 중 고분자 성분이 흡착성 물질에 흡착된 상태로 잔류되고 그에 따라 캐니스터의 워킹 캐패시티(working capacity)가 감소되는 현상이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진 구동 중 캐니스터의 연료증발가스 탈착량을 증가시켜서 캐니스터에 흡착되어 있는 연료증발가스가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있도록 한, 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치를 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명은: 연료탱크와 연결되어 연료탱크로부터 이송되는 연료증발가스를 포집하여 저장하는 캐니스터; 상기 캐니스터에 구비되어 엔진 흡기계와 연결되고, 엔진 구동 시 상기 엔진 흡기계에 발생하는 부압에 의해 상기 캐니스터 내에 포집되어 있는 연료증발가스를 엔진 흡기계로 이송되게 하는, 제1퍼지포트; 상기 캐니스터에 구비되어 연료탱크 내에 배치된 연료펌프모듈의 듀얼제트펌프와 연결되고, 엔진 구동 시 발생하는 상기 듀얼제트펌프의 부압에 의해 상기 캐니스터 내의 연료증발가스를 상기 듀얼제트펌프측으로 이송되게 하는, 제2퍼지포트;를 포함하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치를 제공한다.
구체적으로 상기 연료펌프모듈은, 연료탱크 내에 배치되어 듀얼제트펌프에 의해 연료탱크 내의 연료를 공급받는 리저버 컵; 엔진 구동 시 상기 리저버 컵 내의 연료를 엔진으로 압송하는 동시에 상기 듀얼제트펌프로 송출하는 연료펌프; 상기 연료펌프로부터 공급되는 연료의 토출압력에 의해, 연료탱크 내의 연료 및 캐니스터 내의 연료증발가스를 흡입가능하게 하는 부압이 생성되는 듀얼제트펌프;를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 듀얼제트펌프는, 연료펌프와 연결되어 연료펌프로부터 연료가 공급될 때 내부에 발생하는 부압에 의해 연료탱크 내의 연료를 흡입하여 리저버 컵 내부로 토출하는 제1제트펌프; 상기 캐니스터 및 제1제트펌프와 연결되어, 상기 제1제트펌프로부터 연료가 공급될 때 내부에 발생하는 부압에 의해 캐니스터 내의 연료증발가스를 흡입하여 리저버 컵 내부로 토출하는 제2제트펌프;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1제트펌프는: 연료펌프와 연결되어 연료펌프로부터 연료를 공급받는 유입포트와, 리저버 컵 외부의 연료가 유입될 수 있도록 연료탱크와 연통되는 제1흡입포트, 및 리저버 컵의 내부공간과 연통되는 제1포트가 형성된 제1제트하우징; 상기 제1제트하우징 내에 형성되어 상기 연료펌프로부터 공급된 연료를 상기 제1포트측으로 분사하는 제1제트노즐;을 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 제1제트하우징은 제1제트노즐에서 연료가 분사될 때 제1제트하우징 내에 발생하는 부압에 의해 연료탱크 내의 연료를 흡입하게 되고, 상기 제1제트하우징 내로 흡입된 연료는 제1제트노즐에서 분사되는 연료와 함께 리저버 컵의 내부공간으로 토출되게 된다.
또한 상기 제2제트펌프는: 제1제트하우징과 연결되어 제1제트하우징으로부터 연료를 공급받는 제2연통포트와, 캐니스터의 제2퍼지포트와 연결되는 제2흡입포트, 및 리저버 컵의 내부공간과 연통되는 제2포트가 형성된 제2제트하우징; 상기 제2제트하우징 내에 형성되어 상기 제1제트하우징으로부터 공급된 연료를 상기 제2포트를 향해 분사하는 제2제트노즐;을 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 제2제트하우징은 제2제트노즐에서 연료가 분사될 때 제2제트하우징 내에 발생하는 부압에 의해 캐니스터 내의 연료증발가스를 흡입하게 되고, 상기 제2제트하우징 내로 흡입된 연료증발가스는 제2제트노즐에서 분사되는 연료와 함께 리저버 컵의 내부공간으로 토출되게 된다.
좀더 구체적으로, 상기 제1제트노즐은 상기 유입포트와 제1포트 사이의 위치에 배치되도록 상기 제1제트하우징 내에 형성되고, 상기 제2제트노즐은 상기 제2연통포트와 제2포트 사이의 위치에 배치되도록 상기 제2제트하우징 내에 형성된다.
또한 상기 제1제트하우징은 유입포트와 제1제트노즐 사이의 위치에 형성되는 제1연통포트를 포함하고, 상기 제1연통포트는 연통파이프를 통해 상기 제2연통포트와 연결된다.
또한 상기 제1흡입포트는 유입포트와 제1포트 사이의 위치에 형성되어 제1제트노즐의 외측에 배치되고, 상기 제2흡입포트는 제2연통포트와 제2포트 사이의 위치에 형성되어 제2제트노즐의 외측에 배치된다.
한편 상기 캐니스터는, 연료증발가스를 흡착하기 위한 흡착성 물질이 채워진 케이스; 상기 케이스 내에 형성되어 케이스의 내부공간을 제1공간과 제2공간으로 구획하는 격벽; 상기 케이스에 공기 유입을 위해 형성되어 상기 제2공간과 직접 연통하는 위치에 배치된 대기포트;를 포함하여 구성된다. 이때 상기 제1퍼지포트는 상기 제1공간과 직접 연통하는 위치에 배치되도록 케이스에 형성되고, 상기 제2퍼지포트는 제2공간의 공기유동방향을 따라 상기 대기포트와 마주하는 위치에 배치되도록 케이스에 형성된다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은, 엔진 구동 시 캐니스터로부터 탈착되는 연료증발가스의 양을 증대시킬 수 있으며, 그에 따라 캐니스터에 흡착되어 있는 연료증발가스가 대기로 방출되는 문제를 방지할 수 있고, 또한 연료증발가스가 캐니스터에 잔류되는 현상을 억제하여 연료증발가스가 캐니스터에 잔류됨에 따라 캐니스터의 워킹 캐패시티(working capacity)가 감소되는 현상(즉, 캐니스터의 열화)을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료증발가스 퍼지 장치가 적용된 연료 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료탱크 내에 설치된 연료펌프모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 듀얼제트펌프의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 종래의 연료증발가스 퍼지 장치가 적용된 연료 시스템을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예를 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
본 발명에서는 엔진 구동 중 캐니스터의 연료증발가스 탈착량을 증가시켜서 캐니스터에 흡착되어 있는 연료증발가스가 대기로 방출되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
이를 위해 엔진 구동 시 엔진 흡기계에 발생하는 부압을 이용하여 캐니스터 내에 포집되어 있는 연료증발가스를 캐니스터로부터 방출시키는 동시에, 엔진 구동 시 작동하는 연료펌프의 제트펌프를 이용하여 캐니스터 내에 저장되어 있는 연료증발가스를 캐니스터로부터 배출시킬 수 있도록 한다.
여기서, 퍼지(purge)는 캐니스터 내에 포집된 연료증발가스를 캐니스터 내의 흡착성 물질에서 탈착시켜 캐니스터의 외부로 방출시키는 것을 의미한다.
좀더 말해, 여기서 캐니스터 내에 포집되어 있는 연료증발가스는 캐니스터로부터 엔진으로 퍼지되거나 또는 캐니스터로부터 연료탱크 내에 배치된 리저버 컵으로 퍼지된다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 연료증발가스 퍼지 장치가 적용된 차량의 연료 시스템을 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연료 시스템은, 연료가 저장되는 연료탱크(100)와, 연료탱크(100)의 바닥쪽에 설치되는 연료펌프모듈(200)과, 상기 연료탱크(100)의 내부에 생성되는 연료증발가스를 포집하여 저장하는 캐니스터(300)를 포함하여 구성된다.
이러한 연료 시스템은, 엔진이 구동될 때 연료펌프모듈(200)이 구동되고, 상기 연료펌프모듈(200)의 구동에 의해 연료탱크(100) 내의 연료가 엔진으로 공급된다.
상기 캐니스터(300)는 연료증발가스를 흡착할 수 있는 흡착성 물질이 채워지는 케이스(310)와, 상기 케이스(310)에 형성된 인렛포트(311)와 대기포트(312) 및 퍼지포트(315,316)를 포함하여 구성된다.
상기 인렛포트(311)는 연료탱크(100)와 연결되어 연료탱크(100)로부터 연료증발가스가 유입되고, 상기 인렛포트(311)에 유입된 연료증발가스는 상기 케이스(310) 내로 이송되어 흡착성 물질에 흡착된다.
상기 대기포트(312)는 에어필터(314)와 연결되어 에어필터(314)를 통해 대기 중의 공기가 유입되며, 상기 대기포트(312)에 유입된 공기는 상기 케이스(310) 내로 흡입된다.
상기 캐니스터(300)는, 엔진이 정지된 상태에서 연료증발가스가 흡착성 물질에 흡착되고, 엔진이 구동될 경우 흡착성 물질에 흡착되어 있는 연료증발가스가 외부(대기)로부터 흡입되는 공기의 압력에 의해 탈착되어 공기와 함께 엔진 흡기계(430)로 공급된다.
다시 말해, 캐니스터(300)의 연료증발가스 흡착(adsorption)은 엔진이 정지된 상태에서 이루어지고, 캐니스터(300)의 연료증발가스 탈착(desorption)은 엔진이 구동될 때에 이루어진다.
또한, 캐니스터(300) 내에 포집된 연료증발가스를 흡착성 물질에서 탈착시켜 캐니스터(300)로부터 방출하는 작동을 퍼지(purge) 작동이라고 한다.
이러한 퍼지 작동을 제어하기 위해, 캐니스터(300)의 제1퍼지포트(315)와 엔진 흡기계(430)를 연결하는 제1퍼지파이프(317)에는 연료증발가스의 유동을 제어하는 퍼지제어밸브(320)가 설치된다. 상기 퍼지제어밸브(320)는 엔진 구동 중 퍼지 작동 시에 개방된다. 연료증발가스는 캐니스터(300) 내에 포집되었다가 상기 퍼지제어밸브(320)가 개방될 때 엔진 흡기계(430)로 퍼지되어 엔진에서 연소된다.
아울러, 캐니스터(300)의 대기포트(312)와 에어필터(314)를 연결하는 대기파이프(313)에는 공기의 유동을 제어하는 캐니스터클로즈밸브(322)가 설치된다.
여기서, 제1퍼지파이프(317)와 대기파이프(313) 등의 파이프부재는 유체(예를 들어, 연료증발가스 및 공기 등)의 이송 유로를 제공한다.
또한 상기 엔진 흡기계(430)는 대기 중에 공기가 유입되는 흡기파이프(431)와 흡기파이프(431)의 일측에 설치된 스로틀 밸브(432) 및 스로틀 밸브(432)의 하류에 배치된 흡기매니폴드(미도시) 등을 포함하며, 이러한 엔진 흡기계의 구성은 공지된 구성이므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1퍼지파이프(317)는, 상기 흡기파이프(431)와 연결되며, 구체적으로 스로틀 밸브(432)와 흡기매니폴드 사이의 위치에 연결된다.
도 1에 보듯이, 제1퍼지포트(315)는 제1퍼지파이프(317)를 통해 엔진 흡기계(430)와 연결되어 케이스(310) 내에 포집된 연료증발가스를 엔진 흡기계(430) 측으로 내보내기 위한 것이고, 제2퍼지포트(316)는 제2퍼지파이프(318)를 통해 연료펌프모듈(200)과 연결되어 케이스(310) 내에 포집된 연료증발가스를 연료탱크(100)측으로 내보내기 위한 것이다.
상기 케이스(310)의 내부공간은, 케이스(310) 내에 형성된 격벽(319)에 의해 이분되어, 제1퍼지포트(315)와 인렛포트(311)가 직접 연통되는 제1공간(S1)과, 제2퍼지포트(316)와 대기포트(312)가 직접 연통되는 제2공간(S2)으로 구획된다.
이때, 제1퍼지포트(315)는 상기 제1공간(S1)과 직접 연통되는 위치에 배치되도록 케이스(310)에 돌출 형성되고, 대기포트(312)는 상기 제2공간(S2)과 직접 연통하는 위치에 배치되도록 케이스(310)에 돌출 형성된다. 그리고 제2퍼지포트(316)는 제2공간(S2) 내에 공기유동방향을 따라 상기 대기포트(312)와 마주하는 위치에 배치되도록 케이스(310)에 형성된다.
좀더 말해, 제1퍼지포트(315)와 인렛포트(311) 및 대기포트(312)는 케이스(310)의 한쪽 벽부(즉, 제1벽부)에 모두 형성되고, 제2퍼지포트(316)는 상기 제1벽부의 맞은 편 위치에 배치되는 케이스(310)의 다른 한쪽 벽부(즉, 제2벽부)에 형성된다. 상기 케이스(310)의 제1벽부는 격벽(319)과 일체로 연결되어 있는 벽부이고, 케이스(310)의 제2벽부는 격벽(319)과 분리되어 있는 벽부이다. 대기포트(312)를 통해 케이스(310) 내로 유입된 공기의 유동방향을 기준으로, 제2퍼지포트(316)는 대기포트(312)의 하류에 배치되며, 또한 제2퍼지포트(316)는 제1퍼지포트(315)의 상류에 배치된다.
따라서 퍼지 작동 시 대기포트(312)를 통해 케이스(310) 내로 유입된 공기는, 제2공간(S2) 내에서 제2퍼지포트(316)를 향해 유동하게 되고, 상기 격벽(319)의 끝단부와 케이스(310)의 제2벽부 사이의 공간을 지나 제1공간(S1) 내에서 제1퍼지포트(315)를 향해 유동하게 된다. 그리고 이러한 공기의 유동과 함께, 케이스(310) 내에 포집된 연료증발가스가 제1퍼지포트(315) 및 제2퍼지포트(316)를 통해 케이스(310)의 외부로 배출 가능하게 된다.
캐니스터(300) 내에 포집된 연료증발가스는, 제1퍼지포트(315)를 통해 엔진 흡기계(430)로 방출되며, 엔진 구동 시 엔진 흡기계(430)에 발생하는 부압에 의해 엔진 흡기계(430)로 이송된다.
또한 캐니스터(300) 내에 포집된 연료증발가스는, 제2퍼지포트(316)를 통해 연료펌프모듈(200)측으로 방출되며, 도 2를 참조하면 엔진 구동 중 상기 연료펌프모듈(200)의 듀얼제트펌프(230) 내에 발생하는 흡입력(즉, 부압)에 의해 상기 듀얼제트펌프(230)측으로 이송된다.
즉, 캐니스터(300) 내의 연료증발가스는, 엔진 구동 시 제1퍼지포트(315)를 통해 엔진 흡기계(430)로 이송되는 동시에 제2퍼지포트(316)를 통해 연료탱크(100)의 내부로 이송된다.
첨부된 도 2는 연료탱크 내에 설치된 연료펌프모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 연료펌프모듈(200)은, 연료탱크(100) 내에 배치되어 연료탱크(100) 내의 연료를 지속적으로 공급받는 리저버 컵(210)과, 엔진 구동 시 상기 리저버 컵(210) 내의 연료를 엔진으로 압송하는 동시에 듀얼제트펌프(230)로 송출하는 연료펌프(220), 및 상기 연료펌프(220)로부터 공급된 연료의 토출압력에 의해 연료탱크(100) 내의 연료 및 캐니스터(300) 내의 연료증발가스를 흡입하기 위한 흡입력(즉, 부압)이 생성되는 듀얼제트펌프(230)를 포함하여 구성된다.
상기 연료펌프(220)는, 리저버 컵(210) 내에 배치되어 리저버 컵(210) 내의 연료를 흡입하여 엔진(400)으로 공급한다. 이때 연료펌프(220)에서 토출되는 연료는 주로 메인필터(410)를 거쳐 엔진(400)으로 공급되고, 연료펌프(220)에서 토출되는 연료 중 일부는 듀얼제트펌프(230)로 공급된다. 이를 위해 연료펌프(220)는 메인필터(410)와 연결되는 제1토출포트(221) 및 듀얼제트펌프(230)와 연결되는 제2토출포트(222)를 구비한다.
상기 메인필터(410)로 공급된 연료 중 일부는 압력레귤레이터(420)를 통해 리저버 컵(210)으로 회수된다. 압력레귤레이터(420)는 리저버 컵(210)으로 회수되는 연료의 압력을 조정한다. 또한 리저버 컵(210) 내의 연료는 프리필터(234)를 거쳐 연료펌프(220)로 흡입된다.
상기 듀얼제트펌프(230)는, 제2퍼지포트(316)와 연결되어, 엔진 구동 시 연료펌프(220)로부터 연료가 공급됨에 의해 발생하는 흡입력에 의해 캐니스터(300) 내에 연료증발가스를 흡입하게 된다.
즉, 듀얼제트펌프(230)가 연료펌프(220)로부터 연료를 공급받을 때 듀얼제트펌프(230) 내에 생성되는 흡입력에 의해, 캐니스터(300) 내에 연료증발가스가 제2퍼지포트(316)를 통해 듀얼제트펌프(230)측으로 이송하게 된다.
듀얼제트펌프(230)는 제2퍼지파이프(318)를 통해 캐니스터(300)의 제2퍼지포트(316)와 연결되고, 캐니스터(300)의 제1퍼지포트(315)는 제1퍼지파이프(317)를 통해 엔진 흡기계(430)의 흡기파이프(431) 및 엔진(400)과 연결된다.
도 3 및 도 4를 더 참조하여 설명하면, 듀얼제트펌프(230)는, 토출파이프(223)를 통해 연료펌프(220)와 연결되는 제1제트펌프(231)와, 제2퍼지파이프(318)를 통해 캐니스터(300)와 연결되는 제2제트펌프(235), 및 상기 제1제트펌프(231)의 제1연통포트(232d)와 제2제트펌프(235)의 제2연통포트(236a)를 연결하는 연통파이프(239)를 포함하여 구성된다.
상기 제1제트펌프(231)는, 연료펌프(220)와 토출파이프(223)를 통해 연결되며, 연료펌프(220)로부터 연료가 공급될 때 내부에 발생하는 흡입력(즉, 부압)에 의해 리저버 컵(210) 외부의 연료(즉, 연료탱크(100) 내의 연료)를 흡입하여 리저버 컵(210) 내로 토출하도록 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1제트펌프(231)는, 제1제트하우징(232)과 제1제트하우징(232) 내에 형성되는 제1제트노즐(233)을 포함하여 구성된다.
제1제트하우징(232)은, 토출파이프(223)를 통해 연료펌프(220)의 제2토출포트(222)와 연결되는 유입포트(232a)와, 연료탱크(100)와 연통되어 리저버 컵(210) 외부의 연료가 유입되는 제1흡입포트(232c)와, 리저버 컵(210)의 내부공간과 연통되어 제1제트노즐(233)로부터 토출되는 연료를 리저버 컵(210)으로 배출하는 제1포트(232b), 및 연통파이프(239)를 통해 제2제트펌프(235)와 연결되는 제1연통포트(232d)가 형성되어 있다.
상기 리저버 컵(210) 외부의 연료는 리저버 컵(210)의 바닥쪽에 설치된 체크밸브(240)를 통과하여 제1흡입포트(232c)에 유입될 수 있다.
제1연통포트(232d)는, 유입포트(232a)와 제1제트노즐(233) 사이의 위치에 형성되어서, 유입포트(232a)를 통해 제1제트하우징(232) 내로 유입된 연료 중 일부가 제1제트노즐(233)을 통해 제1포트(232b)측으로 분사되기 전에 제1연통포트(232d)를 통해 제2제트펌프(235)로 공급될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 제1흡입포트(232c)는 유입포트(232a)와 제1포트(232b) 사이의 위치에 형성되어 제1제트노즐(233)의 외측 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1제트노즐(233)은 상기 유입포트(232a)와 제1포트(232b) 사이의 위치에 배치되도록 제1제트하우징(232) 내에 형성되어서 유입포트(232a)를 통해 유입되는 연료를 제1포트(232b)를 향해 소정의 고압으로 분사하게 된다.
제1제트노즐(233)에서 연료가 분사될 때, 제1제트노즐(233)의 주변 공간에 유체(즉, 제1제트하우징(232) 내의 연료)가 제1포트(232b)를 통해 리저버 컵(210)의 내부공간으로 토출되고, 이때 제1제트하우징(232) 내에 부압이 형성됨에 따라 제1제트하우징(232) 외부의 연료(즉, 연료탱크(100) 내의 연료)가 제1흡입포트(232c)를 통해 제1제트하우징(232) 내부로 흡입된다.
상기 제1흡입포트(232c)를 통해 제1제트하우징(232) 내로 흡입된 연료는, 제1제트노즐(233)을 통해 분사되는 연료와 함께 제1포트(232b)측으로 이송되어 리저버 컵(210)의 내부공간으로 토출된다.
좀더 말해, 제1제트노즐(233)은 제1포트(232b)의 상류 위치에 배치되어서 연료펌프(220)로부터 공급된 연료를 제1포트(232b)를 향해 압출하게 되며, 이때 제1제트노즐(233)의 주변 공간에 형성되는 부압에 의해 연료탱크(100)로부터 흡입된 연료를 리저버 컵(210) 내로 이송시키게 된다.
도 4를 참조하면, 제2제트펌프(235)는, 연통파이프(239)를 통해 제1제트펌프(231)와 연결되며, 연료펌프(220)로부터 제1제트펌프(231)에 연료가 공급될 때 상기 연통파이프(239)를 통해 연료가 공급된다.
제2제트펌프(235)는, 제1제트펌프(231)측으로부터 연료가 공급될 때 내부에 발생하는 부압에 의해 캐니스터(300) 내의 연료증발가스를 흡입하여 리저버 컵(210)에 토출하도록 구성된다.
구체적으로 제2제트펌프(235)는, 제2제트하우징(236)과 제2제트하우징(236) 내에 형성되는 제2제트노즐(237)을 포함하여 구성된다.
제2제트하우징(236)은, 연통파이프(239)를 통해 제1제트하우징(232)의 제1연통포트(232d)와 연결되는 제2연통포트(236a)와, 제2퍼지파이프(318)를 통해 캐니스터(300)의 제2퍼지포트(316)와 연결되는 제2흡입포트(236c), 및 리저버 컵(210)의 내부공간과 연통되어 제2제트노즐(237)로부터 토출되는 연료를 리저버 컵(210)으로 배출하는 제2포트(236b)가 형성된다.
제2제트노즐(237)은, 상기 제2연통포트(236a)와 제2포트(236b) 사이의 위치에 배치되도록 제2제트하우징(236) 내에 형성되어서 제2연통포트(236a)를 통해 제1제트하우징(232)으로부터 공급되는 연료를 제2포트(236b)를 향해 고압으로 분사하게 된다.
제2제트노즐(237)에서 연료가 분사될 때, 제2제트노즐(237)의 주변 공간(즉, 제2제트하우징(236)의 내부공간)에 부압이 형성됨에 따라 제2흡입포트(236c)를 통해 캐니스터(300) 내의 연료증발가스가 제2제트하우징(236) 내로 흡입된다.
이때 제2흡입포트(236c)는 제2연통포트(236a)와 제2포트(236b) 사이의 위치에 형성되어서 제2제트노즐(237)의 외측 위치에 배치될 수 있다.
그리고 상기 제2흡입포트(236c)를 통해 제2제트하우징(236) 내로 흡입된 연료증발가스는, 제2제트노즐(237)에서 분사되는 연료와 함께 제2포트(236b)측으로 이송되어 리저버 컵(210)의 내부공간으로 토출된다.
좀더 말해, 제2제트노즐(237)은 제2포트(236b)의 상류 위치에 배치되어서 제1제트펌프(231)를 통해 유입된 연료를 제2포트(236b)를 향해 압출하게 되며, 이때 제2제트노즐(237)의 주변 공간에 형성되는 부압에 의해 캐니스터(300)로부터 흡입된 연료증발가스를 리저버 컵(210) 내로 이송시키게 된다.
이와 같이 구성되는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치는, 제1퍼지포트(315)를 통해 캐니스터(300) 내의 연료증발가스를 엔진 흡기계(430)로 퍼지시키는 동시에, 제2퍼지포트(316)를 통해 캐니스터(300) 내의 연료증발가스를 연료탱크(100) 내의 리저버 컵(210)으로 퍼지시킬 수 있으며, 그에 따라 엔진 구동 시 캐니스터(300) 내에 포집된 연료증발가스의 제거량(즉, 탈착량)이 증대되고 캐니스터(300)의 열화 현상을 방지할 수 있게 된다.
특히 캐니스터(300)의 내부공간 중 연료증발가스가 주로 잔류되는 위치의 공간과 직접 연통되도록 제2퍼지포트(316)가 형성됨으로써 캐니스터(300)의 열화 방지가 유리해진다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 또한 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐이므로 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
100 : 연료탱크 200 : 연료펌프모듈
210 : 리저버 컵 220 : 연료펌프
221 : 제1토출포트 222 : 제2토출포트
223 : 토출파이프 234 : 프리필터
230 : 듀얼제트펌프 231 : 제1제트펌프
232 : 제1제트하우징 232a : 유입포트
232b : 제1포트 232c : 제1흡입포트
232d : 제1연통포트 233 : 제1제트노즐
235 : 제2제트펌프 236 : 제2제트하우징
236a : 제2연통포트 236b : 제2포트
236c : 제2흡입포트 237 : 제2제트노즐
239 : 연통파이프 300 : 캐니스터
310 : 케이스 311 : 인렛포트
312 : 대기포트 313 : 대기파이프
314 : 에어필터 315 : 제1퍼지포트
316 : 제2퍼지포트 317 : 제1퍼지파이프
318 : 제2퍼지파이프 319 : 격벽
S1 : 제1공간 S2 : 제2공간
320 : 퍼지제어밸브 322 : 캐니스터클로즈밸브
400 : 엔진 410 : 메인필터
430 : 엔진 흡기계 431 : 흡기파이프
432 : 스로틀 밸브

Claims (13)

  1. 연료탱크와 연결되어 연료탱크로부터 이송되는 연료증발가스를 포집하여 저장하는 캐니스터;
    상기 캐니스터에 구비되어 엔진 흡기계와 연결되고, 엔진 구동 시 상기 엔진 흡기계에 발생하는 부압에 의해 상기 캐니스터 내에 포집되어 있는 연료증발가스를 엔진 흡기계로 이송되게 하는, 제1퍼지포트;
    상기 캐니스터에 구비되어 연료탱크 내에 배치된 연료펌프모듈의 듀얼제트펌프와 연결되고, 엔진 구동 시 발생하는 상기 듀얼제트펌프의 부압에 의해 상기 캐니스터 내의 연료증발가스를 상기 듀얼제트펌프측으로 이송되게 하는, 제2퍼지포트;
    를 포함하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료펌프모듈은,
    연료탱크 내에 배치되어 듀얼제트펌프에 의해 연료탱크 내의 연료를 공급받는 리저버 컵;
    엔진 구동 시 상기 리저버 컵 내의 연료를 엔진으로 압송하는 동시에 상기 듀얼제트펌프로 송출하는 연료펌프;
    상기 연료펌프로부터 공급되는 연료의 토출압력에 의해, 연료탱크 내의 연료 및 캐니스터 내의 연료증발가스를 흡입가능하게 하는 부압이 생성되는 듀얼제트펌프;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 듀얼제트펌프는,
    연료펌프와 연결되어 연료펌프로부터 연료가 공급될 때 내부에 발생하는 부압에 의해 연료탱크 내의 연료를 흡입하여 리저버 컵 내부로 토출하는 제1제트펌프;
    상기 캐니스터 및 제1제트펌프와 연결되어, 상기 제1제트펌프로부터 연료가 공급될 때 내부에 발생하는 부압에 의해 캐니스터 내의 연료증발가스를 흡입하여 리저버 컵 내부로 토출하는 제2제트펌프;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1제트펌프는,
    연료펌프와 연결되어 연료펌프로부터 연료를 공급받는 유입포트와, 리저버 컵 외부의 연료가 유입될 수 있도록 연료탱크와 연통되는 제1흡입포트, 및 리저버 컵의 내부공간과 연통되는 제1포트가 형성된 제1제트하우징;
    상기 제1제트하우징 내에 형성되어 상기 연료펌프로부터 공급된 연료를 상기 제1포트측으로 분사하는 제1제트노즐;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2제트펌프는,
    제1제트하우징과 연결되어 제1제트하우징으로부터 연료를 공급받는 제2연통포트와, 캐니스터의 제2퍼지포트와 연결되는 제2흡입포트, 및 리저버 컵의 내부공간과 연통되는 제2포트가 형성된 제2제트하우징;
    상기 제2제트하우징 내에 형성되어 상기 제1제트하우징으로부터 공급된 연료를 상기 제2포트를 향해 분사하는 제2제트노즐;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1제트노즐은 상기 유입포트와 제1포트 사이의 위치에 배치되도록 상기 제1제트하우징 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2제트노즐은 상기 제2연통포트와 제2포트 사이의 위치에 배치되도록 상기 제2제트하우징 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1제트하우징은 유입포트와 제1제트노즐 사이의 위치에 형성되는 제1연통포트를 포함하고, 상기 제1연통포트는 연통파이프를 통해 상기 제2연통포트와 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1흡입포트는 유입포트와 제1포트 사이의 위치에 형성되어 제1제트노즐의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2흡입포트는 제2연통포트와 제2포트 사이의 위치에 형성되어 제2제트노즐의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2제트하우징은 제2제트노즐에서 연료가 분사될 때 제2제트하우징 내에 발생하는 부압에 의해 캐니스터 내의 연료증발가스를 흡입하게 되고, 상기 제2제트하우징 내로 흡입된 연료증발가스는 제2제트노즐에서 분사되는 연료와 함께 리저버 컵의 내부공간으로 토출되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1제트하우징은 제1제트노즐에서 연료가 분사될 때 제1제트하우징 내에 발생하는 부압에 의해 연료탱크 내의 연료를 흡입하게 되고, 상기 제1제트하우징 내로 흡입된 연료는 제1제트노즐에서 분사되는 연료와 함께 리저버 컵의 내부공간으로 토출되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐니스터는,
    연료증발가스를 흡착하기 위한 흡착성 물질이 채워진 케이스;
    상기 케이스 내에 형성되어 케이스의 내부공간을 제1공간과 제2공간으로 구획하는 격벽;
    상기 케이스에 공기 유입을 위해 형성되어 상기 제2공간과 직접 연통하는 위치에 배치된 대기포트;를 포함하고,
    상기 제1퍼지포트는 상기 제1공간과 직접 연통하는 위치에 배치되도록 케이스에 형성되고, 상기 제2퍼지포트는 제2공간의 공기유동방향을 따라 상기 대기포트와 마주하는 위치에 배치되도록 케이스에 형성된 것을 특징으로 하는 연료 시스템의 연료증발가스 퍼지 장치.
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