WO2018034448A1 - 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브 - Google Patents

연료탱크용 과충전 방지 도출밸브 Download PDF

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    • Y10T137/3099—Float responsive

Definitions

  • the present invention automatically closes the inlet of the fuel tank when the fuel is supplied to the inside of the fuel tank of the vehicle, and automatically closes the boil-off gas outlet when the fuel in the fuel tank flutters or overturns due to an accident of the vehicle.
  • It relates to a fill limit vent valve (FLVV) for a fuel tank, which is more specifically designed to minimize the flow by improving the structure of the float and plate to ensure a reliable sealing (floating and plate)
  • the present invention relates to an overcharge preventing relief valve for a fuel tank that can be applied in a half moon shape to enable optimization of size and to increase weight of a float and a plate to improve reopening performance.
  • an automobile is driven using combustion heat and explosive power generated when a fuel such as gasoline or diesel is burned in an engine, and a fuel tank is installed at a bottom of the vehicle body and fuel is stored in the fuel tank. It supplies a certain amount of fuel to the engine.
  • the fuel device of the vehicle is composed of a fuel tank, a fuel oil supply pipe, a fuel pump, the fuel tank is made of a steel plate is installed inside the baffle plate for preventing rigidity of the fuel while increasing the rigidity and strength, It is tin- or zinc-plated and rust-proof, and the capacity of the tank is based on the daily requirement.
  • the fuel oil supply pipe is a passage for fuel, and the pipes of the fuel system are connected to each other by a stainless steel or steel pipe having a diameter of 25 to 42 mm, and the connection part is tightened by a clamp. ) Is detachably installed, and a door for opening and closing the cap and the fuel oil supply pipe from the outside is rotatably installed through the hinge.
  • the fuel pump is powered by a battery powered by a DC motor to supply the fuel stored in the fuel tank to the injector, and the fuel pump includes an external type installed in the engine room and a built-in type installed in the fuel tank.
  • the built-in type which suppresses the noise of the pump and prevents pulsation of vapor lock and fuel is widely used.
  • the fuel tank is equipped with an overcharge prevention valve (FLVV) in the fuel tank so that the fuel or evaporated gas in the fuel tank is externally discharged by the overcharge prevention valve (FLVV) when the vehicle is overturned.
  • FLVV overcharge prevention valve
  • the fuel of a car since the fuel of a car is highly volatile, it is easily evaporated in a gaseous state when the outside air is high, such as in summer. When the evaporated gas is filled in the fuel tank, the pressure inside the fuel tank becomes high, and fuel or evaporated gas may leak. In the event of a crash, it can explode and expand the damage.
  • the evaporated gas of the fuel tank is guided to the intake pipe of the intake system and is burned by inhalation into the cylinder along with the air.
  • an overcharge prevention valve FLVV is installed in the fuel tank.
  • Figure 1a and Figure 1b is a longitudinal cross-sectional view showing a conventional overcharge preventing relief valve and Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 1a, the conventional valve 10 is a space 20, the housing 12 of the limited space 12, the housing Defines several fluid inlets 24 at the bottom wall 26 of the top, and an upper inlet port 28 at the upper end of the confined space.
  • a second valve comprising a partition wall 34 formed with a first outlet port 38, the fluid outlet chamber 30 delimited by a first valve seating 40, and an inclined bottom surface.
  • a first end float member 50 coupled to the first outlet port 38 and a second end coupled to the second outlet port 42, which can move in the axial direction within the confined space 20.
  • a valve assembly 48 is provided that includes a float member 52.
  • the first stage float member 50 has a resilient sealing member 56 installed over the first valve seating at the upper end of the first stage float member, for placement in a suitable place within the first valve seating 40. And a tapered projection that can be received within the first valve seating 40 and is adapted to seal engagement with the first valve seating 40 of the boundary wall 34.
  • the second stage float member 52 supporting the coil spring 60 pressing against the bottom wall surface of the housing at the bottom end and against the shoulder of the second stage float member 52 at the top end.
  • a top formed with a lower deck 70 sized to support the float member 50 and an inclined support surface that is substantially inclined with the bottom surface of the second valve seating 44 of the second outlet port 42.
  • deck 76 The deck 76.
  • the flexible closed membrane strip 80 is secured to one end of the strip by a spike 82, the purpose of which will become apparent below.
  • the first stage float member 50 is connected to the second stage float member 52 by means of a retracting / locking device to ensure that the first stage float member 50 is separated from the first valve seat 40 of the first outlet port 38. have.
  • the housing 12 is equipped with a pair of axially extending rails, and the first stage float member 50 in turn connects a pair of corresponding followers 95.
  • the shatterproof skirt 93 surrounding the housing is formed.
  • the first stage float member 50 additionally mounts a pair of side projections 97 that slide in corresponding grooves 99 formed in the second stage float member 52. Furthermore, the housing 12 is formed to have two radially inwardly facing projections 61 that are received as if they are slipping into the corresponding longitudinal grooves 63 formed in the second stage float member 52.
  • the fuel level 79 describes the position of the valve which is not reached at the bottom end of the valve assembly 48, ie the bottom end of the second stage float member 52, and thus the valve is a first one.
  • the stage float member 50 and the second stage float member 52 are at their lower positions, that is, separated from each of the first outlet port 38 and the second outlet port 42 ["openposition". It is considered to be in a fully open position, characterized by "referenced”.
  • the fuel inlet apertures 22, 28 and at least the first outlet port 38 are quite large cross sections for emptying fuel vapor at high flow rates as well. This is an important feature that plays a role during fuel filling.
  • a spring biasing force exerted by the spring 60 with buoyant force acting on the second stage float member 52 Is limited to the valve via the fuel inlet holes 22, 24, 28, characterized in that as the fuel level rises in the tank, the valve assembly 48 tends to raise as a result. Enter space 20.
  • the fuel level within the confined space 20 causes both the first stage float member 50 and the second stage float member 52 to press up to the highest position. And the movement of the first stage float member 50 until it ascends to a step characterized in that it is engaged with the first and second outlet ports 38 and 42 to be hermetically sealed.
  • the closed membrane strip 80 of the first stage float member 50 is engaged with the second valve seat 44 of the second outlet port 42 so that the first stage float member is closed.
  • the resilient sealing member 54 of 50 engages with the first valve seating 40 of the first outlet port 38 to be sealed.
  • valve In this position the valve is in the so-called closed position and blocks the discharge of liquid or vapor via the outlet port in the direction of the outlet chamber 30.
  • the second stage float member 52 is first engaged in a sealed position and after a while the first stage float member 50 is engaged in a sealed position due to the buoyancy force acting on the first stage float member 50.
  • valve As soon as fuel injection is complete, the valve is connected to the closed position of FIG. 1B and pressure is generated in the fuel tank resulting in contact of the filling nozzle with the fuel inside the filler neck. This raises the fuel level in the filler neck of the fuel tank, which entails blocking of the filling assembly.
  • the upward buoyancy force overcomes the upward biasing effect of the non-existent member and the coil compression spring 60, causing the second stage float member 52 to move downward to the open position and contracting.
  • the sex code (not shown) causes the first stage float member 50 to reach an intermediate position slightly away from the liquid level within the confined space, which causes the corresponding movement to the open position.
  • the first stage float member 48 is shown in FIG. 1A.
  • Patent Document 0001 Republic of Korea Patent Registration No. 10-0979843 (2010.08.27. Registration)
  • such a conventional valve does not have a separate spring for restoring the first stage float member, and does not have a structure to prevent left and right flows when lifting and lowering, so that the sealing of the first outlet seat is unstable, and When the height is reduced, the weight of the first stage float member is reduced, resulting in a problem that the opening performance of the first outlet port is lowered.
  • the valve is composed of a float and a plate and the plate is applied to the spring and rail structure to minimize the phenomenon of flow to the left and right when the plate rises and falls, and the plate
  • the purpose is to maximize the sealing effect.
  • Another object of the present invention is to enable the optimization of space by applying a half-moon shape to the shape of the float even when the size of the valve is reduced.
  • Another object of the present invention is to extend the length of the leverage (leverage) when applying the half moon shape to easily drop the sealing rubber (sealing rubber) even with a small load.
  • an upper cover installed in the fuel tank and having an outlet duct, a casing coupled to the upper cover, and elastically installed in the casing so as to be lifted and lowered and having one side upper surface.
  • the first valve seat is installed to open and close the first outlet port according to the lever principle, and the float having a recessed surface formed on one side of the upper surface, and the second spring is elastically installed on the recessed surface formed on the float to raise and lower the second valve.
  • An overcharge preventing relief valve for a fuel tank comprising a plate for opening and closing an outlet port, and a lower cover for closing a lower portion of the casing and allowing the float to be elastically installed with a first spring.
  • the present invention has several advantages over the conventional valves as follows.
  • the outward protrusion of the plate placed on the indentation surface of the float is inserted into the vertical long hole of the partition wall, so that the plate is lifted and lowered with the float, or the plate is independently lifted and lowered, thereby improving the assembly and operating performance.
  • the plate does not flow left and right due to the guide protrusion and the vertical through hole when the plate is raised or lowered, and thus the sealing performance is improved since the plate is stably raised and lowered.
  • the recessed surface of the float and the plate installed on the recessed surface have a half-moon shape, space optimization is possible, so that the weight of the float can be increased as much as possible within a range where no pressure loss occurs.
  • the third valve seat having a fine hole in the upper portion of the first outlet port is elastically installed with the third spring, so that the additional oil supply can be adjusted by adjusting the elastic modulus of the third spring, so that the additional oil supply adjustment operation is performed. It becomes convenient.
  • Figure 1a and Figure 1b is a longitudinal cross-sectional view showing a conventional overcharge preventing relief valve
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1A
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the present invention
  • FIG. 4 is an assembled longitudinal cross-sectional view of FIG.
  • Figure 5 is a perspective view of the casing removed from the lower cap of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view of FIG.
  • FIG. 7A to 7C are perspective views showing, in cross section, a part for explaining an operating state of the present invention.
  • 7A is a state diagram for supplying fuel in which both the first and second outlet ports are opened;
  • 7C is a state in which the first valve seat closes the first outlet port due to the fluctuation of the fuel
  • Figure 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the present invention
  • Figure 4 is an assembled longitudinal cross-sectional view of Figure 3
  • Figure 5 is a perspective view of the casing removed from the lower cap of the present invention
  • the present invention is a discharge duct 101
  • the upper cover 100 having the fuel tank (not shown) is installed in the inside of the casing 110 coupled to the upper cover 100, the float (float) having a concave surface 121 to one side ) Is elastically installed by the first spring 122 so that it can be raised and lowered, and the lower portion of the casing 110 is closed by the lower cap 130.
  • First and second outlet ports 111 and 112 are formed at upper portions of the casing 110 installed between the upper and lower caps 100 and 130, so that the first outlet ports 111 are floated (
  • the first valve seat 111 is opened and closed by the raising and lowering of 120, and the second outlet port 112 is opened by the second valve seat 141 as the plate 140 moves up and down. It is configured to open and close.
  • a characteristic of the present invention is to form a half moon concave surface 121 to the upper side of the float 120 is elastically installed by the first spring 122 to have a second valve seat 141 on the concave surface 121
  • the float 120 and the plate 140 may move up and down at the same time, or only the plate 140 may move up and down independently.
  • a partition wall 114 having a vertical long hole 114a is formed outside the recessed surface 121 of the float 120, and the plate 140 is fitted into the vertical long hole 114a.
  • the outward protrusion 143 is formed so that the float 120 is also lowered together when the plate 120 is lowered.
  • the present invention is formed so that the guide protrusion 123 is projected upward on the indentation surface 121 of the float 120 so as to rise and fall stably when the plate 140 is raised, lowered, and the plate 140 in the guide A vertical through hole 145 into which the protrusion 123 is fitted is formed so that the plate 140 does not flow left and right when the plate 140 is raised or lowered.
  • two or more vertical protrusions 131 are formed on the inner surface of the lower cover 130 as shown in FIG. 6 so that the float 120 can be moved up and down stably.
  • the vertical rail 124 to which the vertical protrusion 131 is fitted is formed.
  • the first valve seat 113 is installed on the one side upper surface of the float 120 to open and close the first outlet port 111 based on the principle of the lever 115, and one end of the float 115 is float ( The hinge 115a is rotatably coupled to the upper surface of the 120.
  • An insertion hole 115b for assembling the first valve seat 113 is formed in the lever 115, and a protrusion 113a forcibly fitted into the insertion hole 115b is formed in the valve seat 113. have.
  • the receiving valve 116 is formed on the upper portion of the first outlet port 111 formed in the casing 110 has a third valve having a fine through hole (not shown) inside the receiving space 116
  • the seat 117 is elastically installed by the third spring 118 and is supported by the cap 119.
  • Reference numeral 150 in the figure is an O-ring for maintaining the airtightness between the upper cover 100 and the casing 110.
  • a vertical rail 124 is formed on the outer circumferential surface of the float 120 and the lower cover 130 is disposed.
  • the vertical projection 131 is fitted to the vertical rail 124 is formed so that the float 120 is stably lowered.
  • the outward protrusion 143 of the plate 140 is inserted into the vertical long hole 114a of the float 120 so that the plate 140 is located at the bottom dead center together with the float 120 so that the first and second outlet ports ( 111 and 112 are opened simultaneously.
  • the length of the lever 115 installed on the upper portion of the float 120 is much longer than that of the conventional one, so that the first valve seat 113 is connected to the first outlet port ( 111) to open.
  • the plate 140 installed on the concave and convex surface 121 of the float 120 is stable because the plate 140 does not flow left and right due to the guide protrusion 123 and the vertical through hole 145. Will descend.
  • the plate 140 is positioned at the bottom dead center together with the float 120 so that the first and second outlet ports 111 and 112 are all opened to enable oil supply.
  • the plate 140 is gradually raised while the fuel is filled in the fuel tank, and the plate 140 is as described above. Since the two rail structure does not flow to the left and right and rises stably and closes the second outlet port 112 as shown in FIG. 7B, no further oil supply is possible, but the float 120 is the first outlet port 111. Is open and the pressure in the fuel tank can be adjusted.
  • the state as shown in FIG. 7B is a state in which fueling is completed and the vehicle can be driven, and when the fuel 120 in the fuel tank rises due to sudden braking or road dug while driving, the float 120 rises as shown in FIG. 7C. Since the first valve seat 113 installed in the upper portion is lifted by the restoring force of the first spring 122 to close the first outlet port 111 quickly, the fuel exits to the first outlet port 111. Block the phenomenon.
  • the first valve seat 113 closing the first outlet port 111 while the float 120, which has risen due to the slack of the fuel, returns to the initial position as shown in FIG. 7B. Since the lowering by the lever 115 to open the first outlet port 111 to discharge the evaporation gas of a predetermined pressure or more through the outlet duct 101 it is possible to maintain the inside of the fuel tank at a set pressure.
  • casing 111 first outlet port
  • first spring 123 guide protrusion

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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차의 연료탱크 내부에 연료가 적정량 급유되면 연료탱크의 주입구를 자동으로 폐쇄하고, 주행 중 연료탱크 내의 연료가 출렁거리거나, 자동차의 사고로 인해 전복되었을 때 증발가스 배출구를 자동으로 폐쇄하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브(FLVV : Fill Limit Vent Valve)에 관한 것으로, 플로트 및 플레이트의 구조 개선으로 유동을 최소화하여 확실한 씰링(sealing)이 가능하게 하고, 플로트 및 플레이트를 반달형상으로 적용하여 크기의 최적화가 가능해지도록 하며, 플로트 및 플레이트의 중량증대가 가능하도록 하여 재개방 성능이 개선되도록 한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 연료탱크 내에 설치되며 배출구 덕트(101)를 갖는 상부 커버(100)와, 상기 상부 커버(100)에 결합되는 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110) 내에 승, 하강 가능하게 탄력 설치되며 일 측 상부 면에 제1 밸브시트(113)가 지렛대(115) 원리에 의해 제1 배출구 포트(111)를 개폐하도록 설치되며 상부면 일 측으로 요입면(121)이 형성된 플로트(120)와, 상기 플로트(120)에 형성된 요입면(121)에 제2 스프링(142)으로 탄력 설치되어 승, 하강하면서 제2 배출구 포트(112)를 개폐하는 플레이트(140)와, 상기 케이싱(110)의 하부를 폐쇄하며 플로트(120)가 제1 스프링(122)으로 탄력 설치되도록 하는 하부 커버(130)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

연료탱크용 과충전 방지 도출밸브
본 발명은 자동차의 연료탱크 내부에 연료가 적정량 급유되면 연료탱크의 주입구를 자동으로 폐쇄하고, 주행 중 연료탱크 내의 연료가 출렁거리거나, 자동차의 사고로 인해 전복되었을 때 증발가스 배출구를 자동으로 폐쇄하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브(FLVV : Fill Limit Vent Valve)에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 플로트 및 플레이트의 구조 개선으로 유동을 최소화하여 확실한 씰링(sealing)이 가능하게 하고, 플로트 및 플레이트를 반달형상으로 적용하여 크기의 최적화가 가능해지도록 하며, 플로트 및 플레이트의 중량증대가 가능하도록 하여 재개방 성능이 개선되도록 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 가솔린 또는 경유와 같은 연료를 엔진에서 연소시킬 때 발생하는 연소열과 폭발력을 이용하여 구동되는 것으로, 차체의 저면부에 연료탱크를 설치하고, 상기 연료탱크에 연료를 저장한 상태에서 엔진에 연료를 일정량 공급하게 된다.
즉, 자동차의 연료장치는 연료탱크, 연료 주유파이프, 연료펌프로 구성되는데, 상기 연료탱크는 강판으로 만들고 내부에는 연료의 출렁임을 방지함과 동시에 강성과 강도를 높이기 위한 베플 플레이트가 설치되어 있으며, 주석 또는 아연도금을 하여 방청 처리되어 있으며 탱크의 용량은 1일 소요량을 기준으로 하기 때문에 배기량이 클수록 크다.
그리고 연료 주유파이프는 연료의 통로로서, 직경이 25 ∼ 42mm의 스테인레스 또는 강제의 파이프로 연료계통의 파이프를 서로 연결하며 연결부는 클램프로 조이고, 연료 주유파이프에는 연료 주유파이프를 개폐하기 위한 캡(cap)이 착탈 가능하게 설치되며, 차체 외부에는 캡과 연료 주유파이프를 외부로부터 개폐하기 위한 도어가 힌지를 매개로 회동 가능하게 설치된다.
또한, 연료펌프는 DC모터로 축전지 전원을 공급받아 구동되어 연료탱크에 저장되어 있는 연료를 인젝터(injector)에 공급하는 것으로, 종류에는 엔진룸에 설치되는 외장형과 연료탱크 내에 설치되는 내장형이 있으나 연료펌프의 소음을 억제하고 베이퍼로크 및 연료의 맥동을 방지하는 내장형이 많이 사용된다.
그리고 연료탱크 내에는 연료탱크 내에 과충전 방지 도출밸브(FLVV : Fill Limit Vent Valve)를 설치하여 자동차가 전복 시 과충전 방지 도출밸브(FLVV : Fill Limit Vent Valve)에 의하여 연료탱크 내의 연료 또는 증발가스가 외부로 누출되는 것을 방지하도록 하고 있다.
즉, 자동차의 연료는 휘발성이 높기 때문에 여름철과 같이 외기가 높은 경우 쉽게 기체상태로 증발되는 것으로, 증발된 가스가 연료탱크에 가득 차면 연료탱크 내부의 압력이 높아져 연료나 증발가스가 누설될 우려가 있고, 충돌 사고 시 폭발되어 피해를 확대시킬 수 있게 된다.
따라서 통상적인 자동차의 연료공급 시스템에서는 연료탱크의 증발가스를 흡기 시스템의 흡기관으로 유도하여 공기와 함께 실린더로 흡입시켜 연소시키고 있는데, 자동차의 주행 중 발생되는 유동이나 차체의 경사로 인하여 연료가 유도관으로 침투하는 것을 방지하기 위해 과충전 방지 도출밸브(FLVV : Fill Limit Vent Valve)가 연료탱크 내에 설치된다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 과충전 방지 도출밸브를 나타낸 종단면도이고 도 2는 도 1a의 A - A선 단면도로써, 종래의 밸브(10)는 하우징(12)이 제한된 공간(20), 상기 하우징의 바닥 벽면(26)에 있는 몇 개의 유체 인입구(24), 그리고 상기 제한된 공간의 상부 말단에 있는 상부 인입구 포트(28)를 한정한다.
유체 배출구 체임버(30)가 제1 밸브 시팅(40)에 의하여 경계가 나뉜, 제1 배출구 포트(38)를 갖추어 형성된 경계벽(partition wall)(34), 그리고 경사진 바닥 면을 포함하는 제2 밸브 시팅(44)에 의하여 경계가 나뉜, 신장된 슬릿 모양의 인입구 구멍의 형태인 제2 배출구 포트(42)에 의하여 상기 제한된 공간(20)으로부터 밀봉하도록 구획이 나뉜 밸브(10)가 상기 밸브의 상부 부분에서 상기 밸브의 배출구 덕트(32)와 흐르도록 연결된(in flow communication with) 유체 배출구 체임버(30)를 갖추어 형성된다.
상기 제한된 공간(20) 내에서 축의 방향으로 이동할 수 있고, 상기 제1배출구 포트(38)와 결합된 제1단 플로트 부재(50)와, 상기 제2 배출구 포트(42)와 결합된 제2단 플로트 부재(52)를 포함하는 밸브 조립품(48)이 제공된다.
상기 제1단 플로트 부재(50)는 제1단 플로트 부재의 상부 말단에서 제1 밸브 시팅 위에 설치된 탄성력 있는 밀봉 부재(56)를 갖추고, 제1밸브 시팅(40) 내부에서 적당한 장소에 배치되기 위해 제1 밸브 시팅(40) 내부에 수용될 수 있고, 경계 벽(34)의 제1 밸브 시팅(40)과 밀봉 맞물림하도록 맞추어진 테이퍼 돌출부(tapered projection)를 포함한다.
상기 제2단 플로트 부재(52)가 바닥 말단에서 상기 하우징의 바닥 벽면에 대하여 그리고 상부 말단에서 제2단 플로트 부재(52)의 쇼울더(shoulder)에 대하여 누르는 코일 스프링(60)을 지지하는, 환상의 스프링 수용부(an annular spring receptacle)(58)를 한정하는 이중 벽 플로트 부재이다.
상기 제2단 플로트 부재(52)가 이중 데크 상부 벽(a double decked top wall), 적어도 부분적으로 하부로 확장하고 제1단 플로트 부재(50)가 도 1a와 같이 개방 위치에 있을 때 제1단 플로트 부재(50)를 지지하기 위한 크기로 만들어진 하부 데크(70), 그리고 제2 배출구 포트(42)의 제2 밸브 시팅(44)의 바닥면과 사실상 똑같이 기울어진 경사진 지지 표면을 갖추어 형성된 상부 데크(76)를 포함한다.
가요성 폐쇄 멤브레인 스트립(80)은 스파이크(spike)(82)에 의해 스트립의 한쪽 끝에 고정되어 있으며, 그 목적은 이하에서 명백하게 될 것이다.
상기 제1단 플로트 부재(50)가 제1 배출구 포트(38)의 제1 밸브시팅(40)으로부터 분리되는 것을 확실하게 하기 위해 후퇴/고정시키는 장치에 의해 제2단 플로트 부재(52)에 이어져 있다.
도 2에서 나타난 바와 같이 상기 하우징(12)이 한 쌍의 축방향으로 확장하는 레일(rails)을 장착하고 있으며,제1단 플로트 부재(50)가 한 쌍의 대응하는 종동부(95)를 차례로 형성하는 것을 특징으로 하는 하우징을 감싸는 비산 방지 스커트(93)를 장착하고 있다.
상기 제1단 플로트 부재(50)는 제2단 플로트 부재(52) 내에서 형성된 대응하는 홈(grooves)(99)에서 미끄러지듯이 수용되는 한 쌍의 측면돌출부(projections)(97)를 추가로 장착하고 있으며, 더욱이 상기 하우징(12)은 제2단 플로트 부재(52) 내에 형성된 대응하는 세로방향 홈(63) 내부에 미끄러지듯이 수용되는 두 개의 방사상의 내부를 향한 돌출부(61)를 갖도록 형성된다.
연료 탱크 내부에서 연료 액위(79)가 밸브 조립품(48)의 바닥 말단에, 즉 제2단 플로트 부재(52)의 바닥 말단, 도달하지 못하는 밸브의 위치를 설명하고, 이와 같이 상기 밸브는 제1단 플로트 부재(50)과 제2단 플로트 부재(52)가 그 아래쪽 위치에 있는, 즉 제1 배출구 포트(38)와 제2 배출구 포트(42)의 각각으로부터 분리된["개방 위치(openposition)" 언급됨] 것을 특징으로 하는 완전히 개방된 위치에 있는 것으로 여겨진다.
부력의 부재와 중력의 영향하에서, 상기 코일 스프링(60)은 눌린다. 이러한 위치에서, 연료 증기가 연료 인입구 구멍(22)(24)(28)을 경유하고 제한된 공간(20)을 통과하며, 제1 및 제2 배출구 포트(38)(42)를 통과하여 자유롭게 흐르고, 그리고 나서 유체 배출구 체임버(30)를 경유하여, 전형적으로 적절한 배관을 통하여 증기 처리/회수 장치, 전형적으로 캐니스터(도시는 생략함)로 연결되는 배출구 덕트(32)로 흘러간다.
상기 연료 인입구 구멍(22)(28) 및 적어도 제1 배출구 포트(38)는 높은 유속에서 또한 연료 증기를 비우기 위하여 상당히 큰 횡단면이라는 것에 주목해야 한다. 이것은 연료 충전 동안 역할하는 중요한 특징이다.
추가로 도 1b를 참조하여, 연료 액위(90)가 연료 탱크 내부에서 증가함에 따라, 연료가 제2단 플로트 부재(52)에 작용하는 부력과 함께 스프링(60)에 의해 가해진 스프링 압박력(biasing force)은 상기 탱크 내에서 연료 액위가 올라감에 따라, 결과적으로 상기 밸브 조립품(48)을 올리는 경향이 있는 것을 특징으로 하는 상기 연료 인입구 구멍(22)(24)(28)을 경유하여 상기 밸브의 제한된 공간(20)으로 들어간다.
상기 제2단 플로트 부재(52)가 올라가기 시작하면서, 상기 제한된 공간(20) 내에서 연료 액위가 제1단 플로트 부재(50) 및 제2단 플로트 부재(52) 둘 다 최고 위치까지 압박을 받고 상기 제1, 2 배출구 포트(38)(42) 각각과 밀폐되도록 맞물리는 것을 특징으로 하는 단계로 올라갈 때까지 제1단 플로트 부재(50)의 이동을 또한 수반한다.
도 1b와 같이 폐쇄 위치에서, 제1단 플로트 부재(50)의 폐쇄 멤브레인 스트립(80)이 밀폐되게 제2 배출구 포트(42)의 제2 밸브 시팅(44)과 맞물리고, 제1단 플로트 부재(50)의 탄성력 있는 밀봉 부재(54)는 밀폐되도록 제1 배출구 포트(38)의 제1 밸브 시팅(40)과 맞물린다.
이러한 위치에서 상기 밸브는 이른바 폐쇄 위치에 있게 되고 상기 배출구 체임버(30) 방향으로 배출구 포트를 경유하여 액체 또는 증기의 배출을 차단한다.
전형적으로 제2단 플로트 부재(52)는 우선 밀봉 위치에 맞물리고 잠시 후에 제1단 플로트 부재(50) 위에 작용하는 부력 때문에 제1단 플로트 부재(50)가 밀봉된 위치로 맞물린다.
연료 주입이 끝나자마자, 상기 밸브는 도 1b의 밀폐된 위치로 연결되고, 압력이 상기 연료 탱크 내에서 발생하여 결과적으로 필러 넥(filler neck) 내부의 연료와 충전 노즐(filling nozzle)의 접촉의 결과로써 충전 조립품의 차단을 수반하는 연료 탱크의 필러 넥(filler neck) 내에서 연료 액위가 상승한다.
도 1b와 같은 상태에서 위로 향한 부력이 부존재 및 코일 압축 스프링(60)의 위로 향한 압박효과를 극복한 점 때문에 제2단 플로트 부재(52)를 개방 위치가 되도록 아래로 이동하게 하고, 수축하는 가요성 코드(도시는 생략함) 때문에 제1단 플로트 부재(50)가 개방 위치로 대응하는 이동을 하게 하는, 상기 제한된 공간 내부의 액위가 조금 떨어진 중간 위치에 도달하게 된다.
결국, 제1단 플로트 부재(48)가 도 1a에 나타나듯이 제2단 플로트 부재
(52)의 하부 데크(70) 위에서 정지하게 되는 최초 위치로 계속 이동한다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0979843(2010.08.27.등록)
그러나 이러한 종래의 밸브는 제1단 플로트부재의 복원을 위한 별도의 스프링이 없고 승, 하강 시 좌, 우 유동을 방지하는 구조가 없어 제1 배출구 시트의 씰링(sealing)이 불안정할 뿐만 아니라 밸브의 높이를 줄일 경우 제1단 플로트부재의 중량이 감소되어 제1 배출구 포트의 개방성능이 떨어지는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 밸브를 플로트와 플레이트로 구성하고 플레이트에는 스프링 및 레일구조를 적용하여 플레이트의 승, 하강 시 좌, 우로 유동되는 현상을 최소화하고 플레이트의 씰링효과를 극대화하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 밸브의 사이즈를 축소할 경우에도 플로트의 형상에 반달(half-moon) 형상을 적용하여 공간의 최적화가 가능해지도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 반달형상을 적용 시 지렛대비(leverage)의 길이를 연장하여 작은 하중으로도 씰링 러버(sealing rubber)를 쉽게 떨어지도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 연료탱크 내에 설치되며 배출구 덕트를 갖는 상부 커버와, 상기 상부 커버에 결합되는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 승, 하강 가능하게 탄력 설치되며 일 측 상부 면에 제1 밸브시트가 지렛대 원리에 의해 제1 배출구 포트를 개폐하도록 설치되며 상부면 일 측으로 요입면이 형성된 플로트와, 상기 플로트에 형성된 요입면에 제2 스프링으로 탄력 설치되어 승, 하강하면서 제2 배출구 포트를 개폐하는 플레이트와, 상기 케이싱의 하부를 폐쇄하며 플로트가 제1 스프링으로 탄력 설치되도록 하는 하부 커버로 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브가 제공된다.
본 발명은 종래의 밸브에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.
첫째, 플로트의 요입면에 얹혀진 플레이트의 외향 돌기가 격벽의 수직 장공에 끼워져 있어 플레이트가 플로트와 함께 승, 하강하거나, 플레이트만이 독자적으로 승, 하강하는 구조이므로 조립성 및 작동성능을 향상시키게 된다.
둘째, 플레이트의 승, 하강 시 가이드돌기 및 수직 통공으로 인해 플레이트가 좌, 우로 유동되지 않고, 안정되게 승, 하강하므로 씰링성능을 향상시키게 된다.
셋째, 플로트의 요입면 및 상기 요입면에 설치되는 플레이트가 반달형상으로 이루어져 있어 공간 최적화가 가능하므로 압력손실이 발생되지 않는 범위 내에서 플로트의 중량을 최대한 증대시킬 수 있게 된다.
넷째, 제1 배출구 포트의 상부에 미세 통공을 갖는 제3 밸브시트가 제3 스프링으로 탄력 설치되어 있어 제3 스프링의 탄성계수를 조절함에 따라 추가 급유량을 조절할 수 있게 되므로 추가 급유량 조절작업이 편리해지게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 과충전 방지 도출밸브를 나타낸 종단면도
도 2는 도 1a의 A - A선 단면도
도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 분해 사시도
도 4는 도 3의 조립상태 종단면도
도 5는 본 발명의 하부 캡으로부터 케이싱을 분리한 상태의 사시도
도 6은 도 5의 평면도
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 일부를 단면으로 나타낸 사시도로써,
도 7a는 제1, 2 배출구 포트가 모두 개방된 연료를 급유하는 상태도
도 7b는 제1 배출구 포트는 개방되고 제 2 배출구 포트는 폐쇄된 연료가 만충된 상태도
도 7c는 연료의 출렁거림으로 인해 제1 밸브시트가 제1 배출구 포트를 폐쇄한 상태도
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 분해 사시도이고 도 4는 도 3의 조립상태 종단면도이며 도 5는 본 발명의 하부 캡으로부터 케이싱을 분리한 상태의 사시도로써, 본 발명은 배출구 덕트(101)를 갖는 상부 커버(100)가 연료탱크(도시는 생략함) 내에 설치되는데, 상기 상부 커버(100)에 결합되는 케이싱(110)의 내부에는 일 측으로 요입면(121)을 갖는 플로트(float)(120)가 승, 하강 가능하게 제 1 스프링(122)으로 탄력 설치되어 있으며 상기 케이싱(110)의 하부는 하부 캡(130)에 의해 폐쇄되어 있다.
상기 상, 하부 캡(100)(130)의 사이에 설치되는 케이싱(110)의 상부에는 제1, 2 배출구 포트(111)(112)가 형성되어 있어 상기 제1 배출구 포트(111)는 플로트(120)의 승, 하강에 의해 제1 밸브시트(111)가 개폐하도록 되어 있고 제 2 배출구 포트(112)는 플레이트(plate)(140)가 승, 하강함에 따라 제2 밸브시트(141)에 의해 개폐되도록 구성되어 있다.
본 발명의 특징은 제1 스프링(122)으로 탄력 설치되는 플로트(120)의 상부 일 측으로 반달형태의 요입면(121)을 형성하여 상기 요입면(121)에 제2 밸브시트(141)을 갖는 플레이트(140)를 어세이(assay)형태로 설치함으로써 상기 플로트(120) 및 플레이트(140)가 동시에 승, 하강하거나, 플레이트(140)만이 독자적으로 승, 하강하도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 도 5와 같이 플로트(120)의 요입면(121) 외측으로 수직장공(114a)을 갖는 격벽(114)이 형성되어 있고 상기 플레이트(140)에는 수직장공(114a)에 끼워지는 외향 돌기(143)가 형성되어 있어 플로트(120)가 하강 시 플레이트(140)도 함께 하강하도록 되어 있다.
또한, 본 발명은 플레이트(140)의 승, 하강 시 안정적으로 승, 하강하도록 플로트(120)의 요입면(121)에 가이드돌기(123)가 상향 돌출되게 형성되어 있으며 플레이트(140)에는 상기 가이드돌기(123)가 끼워지는 수직 통공(145)이 형성되어 있어 플레이트(140)의 승, 하강 시 플레이트(140)가 좌, 우로 유동되지 않도록 구성되어 있다.
이와 더불어, 플로트(120)의 승, 하강이 안정적으로 이루어지도록 도 6과 같이 상기 하부 커버(130)의 내부면에 2개 이상의 수직돌출부(131)가 형성되어 있고 플로트(120)의 외주면에는 상기 수직돌출부(131)가 끼워지는 수직레일(124)이 형성되어 있다.
상기 플로트(120)의 일 측 상부 면에 제1 밸브시트(113)가 지렛대(115) 원리에 의해 제1 배출구 포트(111)를 개폐하도록 설치되어 있는데, 상기 지렛대(115)의 일단에는 플로트(120)의 상면에 회동 가능하게 결합되는 힌지(115a)가 형성되어 있다,
그리고 상기 지렛대(115)에 제1 밸브 시트(113)를 조립하기 위한 삽입공(115b)이 형성되어 있고 상기 밸브 시트(113)에는 삽입공(115b)에 억지 끼움되는 돌출부(113a)가 형성되어 있다.
한편, 상기 케이싱(110)에 형성된 제1 배출구 포트(111)의 상부에 수용공간(116)이 형성되어 있어 상기 수용공간(116)의 내부에 미세 통공(도시는 생략함)을 갖는 제3 밸브시트(117)를 제3 스프링(118)으로 탄력 설치함과 함께 캡(119)으로 지지하도록 되어 있다.
이는, 제3 스프링(118)의 탄성계수를 조절함에 따라 자동으로 추가 급유되는 추가 급유량을 조절할 수 있도록 하기 위한 것이다.
도면 중 미설명부호, (150)은 상부커버(100)와 케이싱(110) 사이의 기밀을 유지하기 위한 오링이다.
본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 7a와 같이 연료 탱크 내의 연료가 소진되면 플로트(120)가 자중에 의해 하사점까지 하강하는데, 이때 상기 플로트(120)의 외주면에는 수직레일(124)이 형성되어 있고 하부 커버(130)에는 수직레일(124)에 끼워지는 수직돌출부(131)가 형성되어 있어 플로트(120)가 안정적으로 하강하게 된다.
이와 더불어 상기 플로트(120)의 수직 장공(114a)에 플레이트(140)의 외향 돌기(143)가 끼워져 있어 플레이트(140)가 플로트(120)와 함께 하사점에 위치되어 제 1, 2 배출구 포트(111)(112)를 동시에 개방하게 된다.
상기한 바와 같이 플로트(120)가 하강할 때, 상기 플로트(120)의 상부에 설치된 지렛대(115)의 길이가 종래보다 월등히 길어 작은 힘으로도 제1 밸브시트(113)가 제1 배출구 포트(111)를 개방하게 된다.
이와 더불어 상기 플로트(120)의 요입면(121)에 승, 하강 가능하게 설치된 플레이트(140)는 가이드돌기(123) 및수직 통공(145)으로 인해 플레이트(140)가 좌, 우로 유동되지 않으므로 안정적으로 하강하게 된다.
이와 같이 플레이트(140)가 플로트(120)와 함께 하사점에 위치되어 제 1, 2 배출구 포트(111)(112)가 모두 개방된 상태에서는 급유가 가능하게 된다.
이에 따라, 운전자가 주유구에 주유기의 노즐(도시는 생략함)을 집어넣고 급유를 시작하면 연료 탱크 내에 연료가 채워지면서 플레이트(140)가 점진적으로 상승되는데, 상기 플레이트(140)는 전술한 바와 같이 2개의 레일구조에 의해 좌, 우로 유동되지 않고 안정적으로 상승하여 도 7b와 같이 제2 배출구 포트(112)를 폐쇄하게 되므로 더 이상의 급유가 불가능하지만, 플로트(120)는 제1 배출구 포트(111)를 개방하고 있어 연료 탱크 내의 압력 조절이 가능한 상태이다.
상기한 바와 같이 도 7b와 같은 상태는 급유가 완료되어 주행 가능한 상태인데, 주행 중에 급제동 또는 도로가 파여 연료 탱크 내의 연료가 출렁거려 도 7c와 같이 플로트(120)가 상승하면 상기 플로트(120)의 상부에 설치되어 있던 제1 밸브시트(113)가 제1 스프링(122)의 복원력에 의해 상승하여 제1 배출구 포트(111)를 신속하게 폐쇄하게 되므로 연료가 제1 배출구 포트(111)로 빠져나가는 현상을 차단하게 된다.
한편, 계속되는 주행으로 안정을 찾으면 연료의 출렁거림으로 인해 상승하였던 플로트(120)가 도 7b와 같이 최초의 위치로 환원하면서 제1 배출구 포트(111)를 폐쇄하고 있던 제1 밸브시트(113)가 지렛대(115)에 의해 하강하여 제1 배출구 포트(111)를 개방하게 되므로 배출구 닥트(101)를 통해 일정 압력이상의 증발가스를 배출하게 되므로 연료 탱크의 내부를 설정된 압력으로 유지할 수 있게 되는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
100 : 상부 커버 101 : 배출구 닥트
11 : 케이싱 111 : 제1 배출구 포트
112 : 제 2 배출구 포트 113 : 제1 밸브시트
115 : 지렛대 117 : 제3 밸브시트
120: 플로트 121 : 요입면
122 : 제1 스프링 123 : 가이드돌기
124 : 수직레일 130 : 하부 커버
131 : 수직돌출부 140 : 플레이트
141 : 제2 밸브시트 142 : 제2 스프링
143 : 외향 돌기 145 : 수직 통공

Claims (7)

  1. 연료탱크 내에 설치되며 배출구 덕트(101)를 갖는 상부 커버(100)와, 상기 상부 커버(100)에 결합되는 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110) 내에 승, 하강 가능하게 탄력 설치되며 일 측 상부 면에 제1 밸브시트(113)가 지렛대(115) 원리에 의해 제1 배출구 포트(111)를 개폐하도록 설치되며 상부면 일 측으로 요입면(121)이 형성된 플로트(120)와, 상기 플로트(120)에 형성된 요입면(121)에 제2 스프링(142)으로 탄력 설치되어 승, 하강하면서 제2 배출구 포트(112)를 개폐하는 플레이트(140)와, 상기 케이싱(110)의 하부를 폐쇄하며 플로트(120)가 제1 스프링(122)으로 탄력 설치되도록 하는 하부 커버(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플로트(120)의 지렛대(115)에 제1 밸브시트(113)를 조립하기 위한 삽입공(115b)을 형성하고 상기 제1 밸브시트(113)에는 삽입공(115b)에 억지 끼움되는 돌출부(113a)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이싱(110)에 형성된 제1 배출구 포트(111)의 상부로 수용공간(116)을 형성하여 상기 수용공간(116)의 내부에 미세 통공을 갖는 제3 밸브시트(117)를 제3 스프링(118)으로 탄력 설치함과 함께 캡(119)으로 지지하여서 된 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플로트(120)에 형성된 요입면(121)이 반달형상으로 이루어지고, 상기 요입면(121)에 설치되어 승, 하강하는 플레이트(140)도 반달형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 플로트(120)에 형성된 요입면(121)의 외측으로 수직 장공(114a)이 형성된 격벽(114)을 형성하고 상기 플레이트(140)에는 수직 장공(114a)에 끼워지는 외향 돌기(143)를 형성한 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 플로트(120)의 요입면(121)에 가이드돌기(123)를 상향 돌출되게 형성하고 플레이트(140)에는 상기 가이드돌기(123)가 끼워지는 수직 통공(145)이 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 커버(130)의 내부면에 2개 이상의 수직돌출부(131)를 형성하고 플로트(120)의 외주면에는 상기 수직돌출부(131)가 끼워지는 수직레일(124)이 형성된 것을 특징으로 하는 연료탱크용 과충전 방지 도출밸브.
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