KR970008122B1 - 내연 기관의 연료 탱크용 환기 장치 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

내연 기관의 연료 탱크용 환기 장치

제1도는 내연기관의 연료탱크에 연결된 환기 장치.

제2도는 제2의 상세한 실시예에 따른 환기 장치.

종래의 기술

본 발명은 일반형 내연기관의 연료탱크용 환기 장치에 관한 것이다.

그러한 환기 장치(sic)는 연료 탱크에서 증발하는 연료, 특히 상기 내연기관의 열 차단 단계에 있어서나 혹은 상기 연료 탱크의 연료를 충전시키는 동안 연료 증기 필터에 축적되는 대신에 대기중으로 유출되는 것으로부터 발생하는 소위 연료증기를 방지하기 위하여 작용한다. 내연기관이 동작하는 동안, 내연기관의 흡입 시스템에 의해 상기 연료 필터를 통해 흡입된 신선한 공기로 세척함으로 상기 필터는 재생된다. 다음에 상기 연료를 포함한 세척 공기는 연소를 위해 계량 방식으로 상기 내연기관을 공급된다(독일공개 공보 제33 46 103 C2호, 독일 공개 공보 제38 02 664 C1호).

미합중국에서는, 환기 장치의 효율을 증명하기 위하여 소위 "온-보드 리퓨얼링 테스트"(on-board-refuelling test)라 불리는 실험을 받아야만 하고, 상기 실험에서는 승인받아야 하는 연료 증발로부터 분리되는 탄화수소에 대한 고정 극한 값을 실험한다. 그러한 실험에 있어서는 완전 충전된 연료 증기 필터로부터 시작하여 중간 차단 단계를 갖는 내연기관의 동작 사이클이 여러차례 실험된다. 마지막 차단 단계후에, 상기 연료 탱크는 충전된다. 이러한 절차가 행하여지는 동안 상기 필터 유출구에서 측정된 탄화수소 값은 극한 값 이하가 되어야 한다.

허용될 수 있는 상기 연료 증기 필터 용적하에서 이와 같은 극한 값에 대한 승인을 얻도록 하기 위하여, 연료를 보급하는 동안 생기는 다량의 연료 증기를 동작 단계에서 확실하게 흡입할 수 있는 연료 증기필터의 부하상태를 달성하기 위해, 상기와 같이 정돈된 내연기관의 동작 단계 동안에, 실험 사이클의 말기에, 내연기관의 차단 단계에서 다시 발생하는 연료증기를 제거하는 것이 필수적이다. 상기 연료 필터의 재생에 있어서 일정량의 연료 증기를 제거하기 위해 요구되는 세척 공기량은 상기 연료 증기 필터의 저부하가 증가함에 따라, 즉 상기 연료 증기 필터의 부하 정도가 감소함에 따라, 지수적으로 증가한다. 이것은, 상기 연료 증기 필터가 상기 실험 사이클내에서 내연기관의 한 차단 단계동안 도달되는 상대적으로 낮은 부하상태로 주어진, 대단히 많은 량의 세척 공기가 다시 상기 필터로부터 연료 증기를 제거하기 위하여 내연기관의 연속동작 단계에서 요구된다는 것을 의미한다.

본 발명의 장점

대조적으로 특허청구의 범위 제1항을 특징으로 하는 본 발명에 따른 환기 장치는 보유되는 전체 필터 용적이 상대적으로 작은 반면 내연기관의 동작 단계에서 연료증기필터의 재생을 위해 요구되는 세척 공기량은 적다는 장점을 갖는다. 상기 두 필터부내의 필터의 세분으로 인해 상기 제1필터부를 매우 작게 만들수 있는 가능성이 생기면, 그 결과 상기 내연기관의 각 차단 단계에서 매우 높은 부하상태에 달하고 따라서 오직 적은 량의 세척 공기만을 사용하는 내연기관의 연속 동작 단계 동안 확실히 그리고 반드시 다시 저부하로 되어질 수 있다. 다음에 상기 제2필터부의 치수는, 연료를 보급하는 동안 일어나는 연료 증가량을 흡수하기 위하여 상기 내연 기관의 차단 단계-및 그에 따른 완전히 제1필터부-로 결정되는 상기 실험 사이클의 한 단부에서, 그것을 가능하게 하기에 충분히 크게 제작될 것이다. 상기 두 필터부사이의 확산저지 접합부는 상기 제1필터가 미처 최대로 충전되지 않았을때 연료 증가가 미처 제2필터안을 통과하지 못하도록 하며, 따라서 제2필터부는 적은 부하상태의 시기 상조하에 있게 되어 각각의 실험 사이클 동안 적은 세척 공기량 때문에 제거되어질 수 없다. 상기 세척 공기는 항상 제2필터부의 유출구를 통해 안으로 흡입되고 연료 증기의 역방향으로 상기 두 필터부를 통해 유동하여 연료로 혼합되어, 다음에 내연기관의 흡입 시스템을 통해 나중의 연소실안을 통과한다.

특허청구의 범위 제1항에 주어진 환기 장치에 대한 또다른 장점인 발전 및 개선은 다른 항에서 제시된 범위내에서 가능하다.

상기 제1필터부의 용적은 상기 환기 장치의 효율을 실험하기 위하여 상술된 실험 상태에 적당한 적용되며, 그 결과 각각의 실험 사이클에 있어서, 제1필터부는 발생하는 연료량에 의해 매우 높은 실질적으로 최대부하 상태에 도달되며, 부하상태는 내연기관의 차단 단계에서 이러한 잇단 실험 사이클의 말기에 다시 도달되기 전에 상기 연속 실험 사이클에 있어서 적은 세척 공기와 함께 다시 완전히 감소된다. 상기 제2필터부의 용적은, 상기 제1필터부가 완전히 포화상태로 되어 더 이상 흡수할 수 있는 능력을 상실할때, 실험상태하의 연료 탱크가 채워지는 동안 일어나는 증발된 연료량을 보유할 수 있는 용적이 될 것이다.

본 발명의 적합한 실시예에 따라, 상기 두 필터부는 확산을 방지하기 위하여 서로 연결된 분리 컨테이너에 수용되어진다. 이것은 상기 매우 작은 제1필터부가 상기 연료증발 필터의 제거 및 재생을 위한 보조 수단, 예를들어 가열을 쉽게 수행할 수 있도록 하기 위하여 상기 엔진부분에 정렬될 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나 상기 두 필터부는 또한 확산 저지 결합부와 함게 싱글 컨테이너에 수용되어질 수도 있다.

상기 두 필터부사이의 확산저지 결합부는 여러 방법으로 조립될 수 있다. 본 발명의 적합한 실시예에 따라 그것은 상대적으로 긴 튜브로 형성된다. 그러나 내연기관이 동작하는 동안 개방되는 솔리노이드 밸브 혹은 진공 제어 밸브에 의해 이러한 결합을 수행하는 것도 또한 가능하며, 그 결과 상기 두 필터부는 상호간에 결합된다. 상기 내연기관의 차단 단계동안 상기 솔리노이드 밸브의 차단상태에 있어서, 솔리노이드 밸브는 연료 탱크의 연료를 공급하는 동안 충전 압력 이하의 압력 이상에서 상기 제1필터로부터 제2필터부 방향으로 개방된다.

본 발명은 도면에 표시된 상세한 실시예에 관해 각각의 경우 도식적으로 추구되는 도면에 의해 더욱 상세히 설명된다.

실시예에 대한 상세한 설명

제1도에 있어서 연료탱크(10)는 그의 윗면상에 연료 충전 파이프(11) 및 분출 분기관(12)을 갖는다. 오직 도식적으로 도시된 상기 연료탱크(10)용 환기 장치는 각각 활성탄소(15,16)로 충전된 두개의 컨테이너(13,14)를 갖는다. 활성 탄소(15,16)로 충전된 상기 컨테이너(13,14)는 상기 연료탱크(10)에서 증발하는 연료가 보유될 수 있는 활성 탄소필터의 두 필터부(17,18)를 형성한다. 상기 두 컨테이너(13,14)는 제1필터부(17)로부터 제2필터부(18)로의 연료 확산을 방지하는 상대적으로 긴 튜브(19)에 의해 서로 연결되어 있다. 상기 제1컨테이너(13)는 분출라인(20)을 통해 연료탱크(10)의 분출 분기관(12)에 연결된다. 상기 분출라인(20)은 상기 컨테이너(13)안의 중앙에 배열되고 원통형 스크린(22)에 의해 상기 활성 탄소(15)안에 형성된 공동부(21) 안쪽을 개방시킨다. 유입구(23) 및 유출구(24)는 상기 컨테이너(13)의 반대쪽 단부면에 제공된다. 상기 튜브(19)가 상기 유출구(24)에 연결되는 반면에 상기 유입구(23)는 추출 라인(29)에 의해 세척공기 제어기(25)를 통해 내연기관의 흡입시스템(26)에 연결된다. 상기 세척 공기 제어기(25)는 연료를 포함한 세척 공기를 상기 내연기관의 연료 및 공기 혼합물에 혼합되는 것을 계측하기 위해 설치된다. 세척 공기 제어기에 대한 예가 독일 공개 공보 제38 02 664호에 실려있다. 완전히 활성 탄소(15)로 충전된 컨테이너(14)는 마찬가지로 서로 반대편 단부면에 유입구(27) 및 유출구(28)를 가진다. 상기 유입구(27)는 튜브(19)에 연결되며 상기 유출구(28)는 세척 공기의 유입을 위해 설치된다.

소위 "온-보드 리퓨얼링 테스트"는 3개의 실험 사이클 및 한정된 량에 의한 탱크의 연속 가열을 포함한다. 이러한 절차는 연속으로 세번 수행된다. 상기 실험의 말기에 상기 탱크는 일정량의 연료로 충전된다. 각각의 실험 사이클은 미리 정하여진 상태에서 내연기관의 동작 단계 및 이에 따른 내연기관의 1시간에 거친 차단 단계를 포함한다. 상기 컨테이너(13)에 있는 활성 탄소(15)량은 각각의 실험 사이클의 말기에 상기 필터부(17)가 매우 고부하 상태에 도달하는 것과 같은 량이 된다. 다음 동작 사이클의 동작 단계에 있어서, 상기 컨테이너(13)는 무엇보다도 먼저 신선한 공기로 세척되며 따라서 상기 활성 탄소(15)가 재생되며 내연기관의 차단 단계에서 다시 연료 증기로 부하가 생긴다. 상기 세번째 실험 사이클 말기에서, 즉 가열된 후에, 상기 필터부(17)은 포화상태까지 연료 증기로 채워진다. 상기 튜브(19)는 이러한 3개의 실험 사이클 동안 확산에 의해 연료 증기가 컨테이너(13)로부터 컨테이너(14)로 관통하는 것을 방지한다. 컨테이너(14)에 있어서 활성 탄소(16)량은, 3×3 실험 사이클 후 탱크가 충전되는 동안 발생하는 연료 증기가 필터부(18)를 포화상태까지 이르게 하는 량이 된다.

내연기관의 각 동작 단계에 있어서, 상기 유출구(28)를 통해 컨테이너(14)안으로 들어온 세척 공기의 결과로 흡입 시스템(26)에 의해 발생된 흡입 압력은 활성 탄소(16), 튜브(19) 및 컨테이너(13)안의 활성탄소(15)를 통해 유동하며 마침내, 연료를 포함한 세척 공기는 상기 세척 공기 제어기(25)를 통해 내연기관의 흡입 시스템안으로 측정된 방법으로 들어간다. 이러한 과정이 일어나는 동안 상기 두 컨테이너(13,14)내의 활성 탄소(15 및 16)가 재생되어, 결과적으로 내연기관의 연속 차단 단계에 있어서 상기 필터부(17,18)를 포함하는 연료 증기 필터는 연료를 보급하는 동안 발생하는 연료 증기량을 포함하는 증발 연료를 흡입할 수 있고, 따라서 대기중으로 방출하는 것을 방지할 수 있다.

제2도에 도식적으로 도시한 환기 장치에 있어서, 상기 두 필터부(17,18)는 싱글 컨테이너(30)에 결합된다. 소 용적의 제1필터부(17)는 대 용적의 제2필터부(18) 및 곡류형 연결부가 상기 두 필터부(17,18)사이에 형성된 것과 같은 방법으로 상기 컨테이너(30)안에 설치된 간막이 벽(31,32)으로부터 공간적으로 분리되어져 있다. 다른 관점에 있어서, 이러한 분출장치의 동작 구조 및 양식은 제1도에 도시된 것과 동일하다.

본 발명은 상기와 같은 상세한 실시예에만 국한되지는 않는다. 따라서 많은 설계가 필터부(17)로부터 필터부(18)로 확산되어 발생하는 연료과다 현상을 방지하는 연결부를 가능하게 한다. 제1도에 있어서 그것은 상대적으로 긴 튜브(19)에 의해 형성되며, 제2도에 있어서는 간막이 벽(31,32)으로 만들어진 곡류형 연결부에 의해 형성된다. 그러나 그것은 또한 상기 내연기관이 동작 단계에 있는지의 여부에 관계없이 항상 개방되어 있는 진공 제어 밸브 혹은 솔리노이드 밸브에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 상기 내연기관의 차단단계에 있어서는 상기 솔리노이드 밸브가 폐쇄되나, 연료 탱크에 연료를 보급하는 동안 충전 압력 이하보다 약간 높은 압력에서, 상기 제1필터부(17)로부터 상기 제2필터부(18)를 향하는 방향으로 개방되도록 설계된다.

Claims (6)

1. 탄화수소에 대한 저장 효과를 갖는 연료 증기 필터, 특히 대기중에 노출된 활성 탄소 필터를 통해 연료 탱크의 분출 분기관을 연결하는 분출 라인과, 내연기관의 흡입 시스템으로 통하며 상기 연료 증기 필터에 연결되는 추출 라인을 갖는 내연 기관의 연료탱크용 환기 장치에 있어서, 상기 연료 증기 필터는 소 용적의 제1필터부(17) 및 대 용적의 제2필터부(18)로 세분되며, 상기 두 필터부(17,18)는 확산으로 인해 과다 유동하는 연료를 방지하는 형태로 서로 연결되며 또한 상기 분출 및 추출 라인(20,29)이 제1필터부(17)에 연결되고 제2필터부(18)의 유출구와는 대기중에서 연결되는 방식으로 연료 증기의 유동과 연속되는 정렬되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료탱크용 환기 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 두 필터부(17,18)의 확산저지 결합부는 상대적으로 긴 튜브(19)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료탱크용 환기 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 확산저지 결합부는 상기 내연기관이 동작하는 동안 개방되어 있고 또한 차단 상태에 있어서는 연료 탱크(10)에 연료를 보급하는 동안 적어도 충전 압력 이하의 압력 이상에서 상기 제1필터부(17)로부터 제2필터부(18)방향으로 개방되어 있는, 솔리노이드 밸브에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료탱크용 환기 장치.
4. 제1항 내지는 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1필터부(17)의 용적은, 상술된 내연기관의 동작 및 차단 단계를 포함한 실험 일정의 완료 후에, 상기 제1필터부(17)가 포화상태의 연료증기에 포함되도록 정하여지며, 상기 제2필터부(18)의 용적은 상기 연료탱크에 연료를 보급하는 동안 증발되는 연료량이 높은 부하의 달성으로 상기 필터에 의해 흡수될 수 있도록 정하여 지는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료탱크용 환기 장치.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 각 필터부(17,18)는 컨테이너(13,14)에 수용되며, 확산저지 결합부인 튜브(19) 상기 컨테이너(13,14)사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료탱크용 환기장치.
6. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 확산저지 결합부인 간막이 벽(31,32)을 포함하는 상기 두 필터부(17,18)는 싱글 컨테이너(30)에 수용되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료탱크용 환기장치.