KR100265313B1 - 내연기관 연료탱크용 브리더 - Google Patents

Abstract

공지의 브리더는 브리더 도관에 의해 대기와 연결되는 흡수 필터를 가진다. 공기가 흘러서 통과함에 따라 응축물이 차단 밸브에 침전되는데, 상기 밸브는 기능에 장애가 생긴다.

새로운 브리더에서, 위에 배열된 자기회로(54)를 구비한 차단 밸브(51, 51′)의 수직 장치는, 형성된 어떤 응축물도 차단 밸브(51, 51′)의 기능에 쟁애되지 않게 흘러나가도록 한다.

신규한 브리더는 차량(제1도)의 내연기관용으로 특히 적합하다.

Description

[발명의 명칭]

내연기관 연료탱크용 브리더

[선행기술]

본 발명은 청구범위 제1항의 총괄적 형태의 내연 기관 연료탱크용 브리더(breather)를 기본으로 하고 있다. 예컨대, 흡수 필터, 활성탄 필터를 갖추고 연료 탱크로부터 대기 중으로 연료 증기가 빠져나가는 것을 방지하는 브리더는 공지되어 있다(독일특허출원 제 OS 40 03 751호). 연료 증기는, 연료가 대기압에 따른 포화 온도를 초과하는 즉시 발생한다. 초기에는 최저 포화 온도를 갖는 연료의 일부가 증발하게 된다. 연료 온도가 상승하거나 혹은 대기압이 낮아짐에 따라 연료 증발 속도가 빨라진다. 연료 증기는 환경을 심각하게 오염시키고, 특히, 흡입시 사람의 건강을 해친다.

흡수 필터는 그 내부의, 예컨대, 활성탄이 충전되어 있는 영역에서 종결되는 필터 도관을 통하여 연료 탱크에 연결된다. 그 흡수 필터는 탱크의 브리더에 의해 제어되는 흡입도관을 통하여 드로틀(throttle) 하류에 있는 내연기관의 흡입 매니폴드 부분에 연결된다.

기관이 가동함에 따라, 드로틀 뒤의 흡입 매니폴드 내에 존재하는 진공에 의해 연료 증기가 흡입되어, 연소를 위해 기관에 공급된다. 운휴기간, 혹은, 탱크의 브리더 밸브가 폐쇄된 경우, 또는 엔진의 부하 조건 때문에 흡입 매니폴드내에 축적된 진공력이 연료 증기를 배출되게 하기에는 불충분한 경우에는 증기가 흡수 필터로 흡입된다.

흡수 필터의 한정된 구조적 공간 때문에 저장 용량이 제한된다. 흡수 필터는, 재생을 위해, 대기에 연결되어 있는 브리더 도관을 경유하여 필터에 공급되는 신선한 공기로 세정된다. 흡입 매니폴드내에 음압(negative pressure)이 형성되고 탱크의 브리더 밸브가 개방하면, 신선한 공기는 우선 그 브리더 도관을 제어하는 차단 밸브를 통해서 흡수 필터 내로 흐르며, 공기 필터가 연료 증기를 흡입하여 그것을 흡입도관 및 흡입 매니폴드를 통해서 기관으로 공급한다.

차단 밸브와 탱크의 브리더 양자 모두가 폐쇄되면, 기능 및 환경 보호의 이유 때문에, 연료탱크, 필터 도관 및 흡수 필터가 대기로부터 밀폐되어 있는 단일 유닛을 형성할 필요가 있다. 밀폐 효과를 검사하기 위하여 음압이 유닛내에 형성된다(독일특허 제 40 03 751호 참조). 그들 요소 중 하나라도 누출되며, 외부로부터 이 유닛 안으로 공기가 흘러 들어가기 때문에 음압이 유지될 수 없다. 이러한 누출의 발생이 진단된 후에 차단 밸브가 개방되고, 탱크의 브리더 밸브가 개방되며 신선한 공기가 차단 밸브를 거쳐 흡수 필터로 흘러 들어가 흡수 필터를 재생한 후 혼합물로서 기관에 공급된다.

그러한 차단 밸브를 이용하는 경우, 전기 영역 (electrical region)에 응축물이 누적되어 차단 밸브의 오동작이나 고장을 초래하게될 위험이 있다.

더욱이, 그러한 차단 밸브를 이용하는 경우, 전자기 회로내의 어떤 오동작 때문에, 의도하지 않았음에도 밸브가 폐쇄된 채 유지되고, 또한 탱크의 브리더 밸브가 폐쇄되면, 연료 탱크, 도관 및 흡수 필터 내에 허용할 수 없을 정도로 높은 압력이 조성되어 오동작을 초래하게될 염려가 있다.

흡수 필터 안으로 흘러 들어가는 신선한 공기는 예컨대 먼지 및 더러운 입자상의 불순물을 함유한다. 이들 불순물들은 부분적으로 차단 밸브의 내부, 예컨대, 밸브 폐쇄 본체 및 밸브 시이트의 밀폐면에 부착하게 된다. 밸브가 다시 닫히면, 부착물들은 차단 밸브의 반복적인 기밀 폐쇄를 저해하게 된다. 유닛이 별도의 누출 시험을 받는 경우, 공기가 외부로부터 음압을 갖는 결함있는 차단 밸브를 통해서 유닛으로 들어간다. 이것은 누출이 유니트 내부에 존재 가능한 틈새에 의한 것인지 또는 차단 밸브의 불충분한 밀봉에 의한 것인지를 알 수 없도록 한다.

공지의 브리더(미국 특허 제 41 75 526호, 미국 특허 제 48 62 856호)에 있어서, 차단 밸브와 대기 사이에서 반경방향으로 연장하는 소립자(small particle) 필터가 설치되어 있는바, 그 필터는 심지어 최소 크기의 더러운 입자까지도 억류할 정도로 매우 미세한 다공 구조이다. 이는 입자 필터의 매우 높은 공압 흐름 저항을 초래함과 아울러, 재생용 공기흐름이 입자 필터에서 바람직하지 못하게 높은 압력 강하를 겪게되어 흡수 필터 내에 음압을 초래하는 단점이 있다. 이음압은 또한 의도되지 않은 연료의 강한 증발을 초래하는 효과도 있다. 또 다른 단점은, 연료 탱크의 충전 중에, 차단 밸브의 개방과 함께 형성된 증기가 흡수 필터를 향하여 추진되고, 입자 필터에서의 압력 강하로 연료 호스 노즐의 차단기구를 바람직하지 못한 방법으로 트리거(trigger)한다는 점이다.

[본 발명의 장점]

이상과는 대조적으로, 청구항 제1항의 특징적 구성을 갖는 내연기관 연료 탱크용의 본 발명에 따른 브리더는, 이러한 차단 밸브의 설계 및 장치에 따르면 차단 밸브의 기능에 손상을 입히지 않고 어떠한 응축물도 밖으로 배출될 수 있는 것을 보증하는 장점을 갖는다.

종속 청구항에 기재된 수단은 청구항 제1항에 규정된 브리더의 유리한 개발 및 개량을 용이하게 한다.

미세한 기공 입자 필터의 보다 큰 유동 단면은 입자 필터를 통해 유동하는 매체의 압력 강하를 감소시키고, 흙 및 먼지 입자로부터 차단 밸브를 더욱 보호한다. 더욱이, 입자 필터는 큰 표면 영역으로 인해 수명이 보다 길다.

적어도 부분적으로 흡수 필터 외측으로 연장하는 브리더 도관은 차단 밸브 및 그 브리더 도관의 간단한 설치를 가능하게 한다. 제어 장치에 필요한 전기적 접속부들은 주위 환경에 대하여 밀폐되어 있는 하우징 구멍을 통과하지 않아야 한다.

예정된 연료 탱크 내부 압력에서, 차단 밸브가 자기력에 대항하여 밀리도록 차단 밸브의 자기 회로가 설계된다면 그것은 또 다른 장점이다.

흡수 필터 내에 적어도 하나의 배플(baffle)을 배치하기 때문에, 흡수 매체의 보다 강력하고 긴 관통 흐름이 유리한 방식으로 가능하게 된다.

[도면]

본 발명의 실시예들을 도면에 단순화하여 도시하고 아래에서 보다 상세히 설명키로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 브리더의 제1실시예의 도면.

제2도는 본 발명에 따라 설계된 브리더의 제2실시예의 일부의 도면.

제3도는 본 발명에 따라 설계된 브리더의 제3실시예의 일부의 도면.

[바람직한 실시예의 설명]

제1도는, 예컨대, 모터 차량용의 내연기관 브리더의 개략도이다. 브리더는 흡수 필터(1), 연료 탱크(2) 및 탱크의 브리더 밸브(3)를 포함한다. 연료 탱크(2)는 탱크 캡(7)에 의해 폐쇄되는 필터 네크(filter neck : 6)를 거쳐 충전된다. 흡수 필터(1)와 연료 탱크(2)는, 연료의 증기와 같은 부분들이 주로 모이게 될 연료 탱크(2) 영역으로부터 시작되는 필터 도관(8)을 매개로 상호 연결되어 있다.

삼각형으로 표시된 액체와 기체상 연료 사이이 중간상의 층에서, 액체상은 증기압 곡선에 상응하는 값에서 증기상으로 변화하여 액체상 위의 공간을 연료 증기로 채운다. 공지된 혼합물 압축 및 스파크 점화식 내연기관용의 시판되고 있는 연료는, 예를 들면, 포화 온도가 40℃ 미만이어서 40℃의 연료 온도에서 완전히 증발하게 될 부분을 포함할 수 있다.

연료의 증기압은 연료의 증기상 부분들의 분압의 총합을 해당한다. 예컨대, 40℃의 연료 온도에서, 공지의 혼합물 압축 및 스파크 점화식 내연기관에 사용되는 연료의 증기압은 1.9bar, 즉, 약 1.013bar 의 표준 대기 압력보다 높은 값까지 도달할 수 있다. 온도가 상승하고 대기압이 떨어지면, 증발 속도는 일단 평형 상태에 도달되는 시점까지 빨라지게 된다.

탱크의 브리더 밸브(3)에 의해 제어되는 흡입 도관이 흡수 필터(1)를 도시되지 않은 기관의 흡입 매니폴드(13)에 연결시킨다. 흡입 도관(16)은 흡입 매니폴드(13)내에서, 드로틀(18)로부터 하류에 있는 부분에서 종결되는바, 그 지점에서 음압이 형성되고 부하에 의해 조건이 제어된다.

흡수 필터(1)와 직면하는 흡입 도관(16)의 단부는 흡수 필터(1)의 대응하는 원통형 하우징(22)을 그 일 단부에서 덮는 원반형 하우징 덮개(21)의 흡입도관 접속부(20)와 결합한다. 하우징 덮개(21)는 하우징(22) 및 흡입 도관(16)에 밀접하게 결합되어 있다. 하우징(22)의 내부에는, 하우징 덮개(21)로부터 축방향으로 이격되어 하우징(22)의 종축(19)에 직각으로 그 하우징(22)의 전체 내측 단면적에 걸쳐 연장하는 제1가스 투과성 필터 삽입체(23)가 배치된다. 하우징(22)의 환형 하우징부(24), 하우징 덮개(21) 및, 필터 삽입체(23)가 제1저장조(26)를 형성하고, 그 저장조는 흡입도관 접속부(20)에 의해 흡입 도관(16)에, 그리고, 탱크의 브리더 밸브(3)가 개방하면 흡입 매니폴드(13)에 연결된다. 하우징 덮개(21)로부터 먼곳을 향한 제1필터 삽입체(23)의 일측에서 그 제1필터 삽입체로부터 축방향으로 이격한 제2필터 삽입체(27)가 흡수 필터(1)의 하우징(22)의 전체 내측 단면을 덮는다. 하우징(22)의 환형 하우징부(25), 제1필터 삽입체(23) 및, 제2필터 삽입체가 흡수 챔버(28)를 형성하는바, 그 챔버는, 예컨대, 활성탄과 같은 흡수 매체(31)로 완전히, 혹은, 부분적으로 채워져 있다. 흡수 챔버(28)는 가스 투과성 제1 필터 삽입체(23)에 의해 제1저장조(26)에 연결된다.

연료 탱크(2)를 흡수 필터(1)와 연결시키는 필터 도관(8)이 필터 접속부(32)에 의해 하우징 덮개(21)를 관통하고 그 하우징 덮개(21)에 밀접하게 접속되어 있다. 제1저장조(26)는 필터 도관(8)에 의해 그 전체의 축방향 범위에 걸쳐 관통되어 있다. 그 제1필터 도관은 더욱 진행하여 구멍(33)을 통해 제1필터 삽입체(23)를 관통하고, 예컨대, 활성탄이 충전되어 있는 흡수 챔버(28)내에서 종결한다. 그러므로, 연료 탱크(2)와 흡수 챔버(28)는 필터 도관(8)에 의해 직접 연결된다.

흡수 챔버(28)로부터 먼쪽을 향한 제2필터 삽입체(27)의 일측에서는 기밀 격벽(36)이 하우징(22) 내측 단면을 관통하여 하우징(22)에 밀접하게 접속된다. 하우징(22)의 하우징부(29), 제2필터 삽입체(27) 및 격벽(36)에 의하여 제2저장조(37)가 형성된다. 제1저장조(26), 흡수 챔버(28) 및 제2저장조(37)는, 제1필터 삽입체(23) 및 제2필터 삽입체(27)에 의해 가스 투과를 허용하는 방식으로 상호 연결되어 있다.

하우징(22)의 격벽(36) 및 환형 단부(30)는 대기로 개방하는 항아리 형상의 필터 챔버(38)를 형성하는바, 그 챔버는 격벽(36)의 반대측 단부가 미세 다공성 입자 필터(41)에 의해 완전히 덮혀있다. 그러므로, 입자 필터(41)는 하우징(22)의 전체 내측 단면에 걸쳐 연장하여 필터 챔버(38)를 가스 투과 허용 방식으로 대기와 분리시켜 대기로부터 가장 미세한 오염 입자까지도 여과해낼 수 있다. 하우징(22)의 내측 단면을 내벽(39)이 에워싸므로, 입자 필터(41)는 적어도 내벽(39)에 의해 형성된 하우징(22)의 공간 너비에 걸쳐 연장한다. 그러므로, 입자 필터(41)는 재생 공기의 흐름에 대해 횡방향으로 큰 면적을 갖도록 설계되어 약 3㎥/h의 공기 흐름에 있어서 단지 5mbar 미만의 작은 압력 강하만을 초래한다.

하우징 덮개(21), 하우징(22) 및, 격벽(36)은, 흡입 도관 접속부(20), 필터도관 접속부(32) 및, 제1 브리더 도관 접속부(42)에 의해 외부에 연결된다. 하우징(22)은 필터 챔버(38)로 개방하는 제2브리더 도관 접속부(45)를 가지는바, 그 접속부는 원통형 하우징(22)에 관하여 제1브리더 도관 접속부(42)와 같은 각도 관계를 가진다. 브리더 도관 접속부(42, 45)에는 ‘U’형의 브리더 도관(46) 각각의 단부가 밀접하게 삽입되어 필터 챔버(38) 및 제2저장조(37)가 상호 연결된다. 브리더 도관(46)은 예컨대 ‘O’링인 탄성 시일링 요소(47, 48)에 의하여 하우징(22)에 밀봉 결합된다.

예컨대 전자기 작동식 밸브인 차단 밸브(51)가 브리더 도관(46)을 제어한다. 이러한 구조에 있어서, 제1브리더 도관 접속부(42)에 삽입되는 차단 밸브(51)의 짧은 상부 급송관(feeder pipe : 52) 및 제2브리더 도관 접속부(45)에 삽입되는 차단 밸브의 하부의 짧은 급송관(53)이 브리더 도관의 부분들을 형성한다. 브리더 밸브(3) 및 차단 밸브(51)의 부주의한 혹은 잘못된 폐쇄 때문에 연료 증기에 의해 발생되어, 연료 탱크(2), 필터 도관(8), 흡입도관(16) 또는 흡수 필터(1)의 하우징(22)을 개방시키는 압력을 제거하기 위해서는 차단 밸브(51)를 압력에 의해 강제 개방할 수 있어야 한다. 이 목적으로, 차단 밸브(51)의 자기 회로(54)는, 예컨대 0.3bar 의 흡수 필터(1)내의 예정 압력에서, 자기 회로(54)의 여기시에 차단 밸브(51)의 폐쇄 위치로 이동되는 밸브 폐쇄부(55)상에 작용하는 상기압력이 밸브 폐쇄부(55)를 자력에 대항하여 차단 밸브의 개방 위치로 이동시키기에 충분하도록 설계되어야 한다. 그러므로, 차단 밸브(51)는, 제1도에 도시된 바와 같이, 밸브 폐쇄부(55)가, 자기 회로(54)의 비활성 상태에서는 복귀 스프링(49)에 의해 필터 챔버(38)와 접속된 하부의 짧은 급송관(53)을 향한 방향으로 개방 위치로 이동되도록, 즉, 상부의 짧은 급송관(52)의 방향으로 위치한 밸브 시이트(50)로부터 상승되도록 설계될 수도 있다. 자기 회로(54)가 활성화 되는 경우, 밸브 폐쇄부(55)는, 흡수 필터(1)내의 약 0.3 bar 의 압력에 의해 발생된 힘이 밸브 폐쇄부(55)를 자력에 대항하여 밸브 시이트(50)로부터 하부의 짧은 급송관(53) 방향으로 이동시킬 수 있도록 할 만큼의 충분한 힘으로써 상부의 짧은 급송관(52) 방향으로 밸브 시이트(50)로 밀린다. 이제 개방된 차단 밸브(51)가 흡수 필터(1) 및 연료 탱크(2)내의 압력을 강하될 수 있게 한다. 차단 밸브(51)는, 자기 회로의 활성 상태에서 밸브 폐쇄부가 상부의 짧은 급송관(52)으로부터 하부의 짧은 급송관(53) 방향으로 복귀 스프링의 힘에 대항하여 이동될 수 있고, 그 작용중에는, 밸브 폐쇄부 상에 영향을 주는 약 0.3bar 의 압력에 의해 발생된 흡수 패턴내의 힘이 밸브 폐쇄부를 자력에 대항하여 밸브 시트로부터 상승시켜 저눌된 바와 같이 압력의 릴리프(relief)가 용이해지도록, 도시되지 않은 방법으로 설계될 수 있다. 자기 회로가 비활성인 상태에서, 밸브 폐쇄부는 복귀 스프링에 의해 상부의 짧은 급송관(52) 방향으로, 즉, 밸브 시트로부터 이격되는 방향으로 차단 밸브의 개방 위치로 이동된다.

제1도에는 점선으로 차단 밸브(51′)도 도시되어 있는바, 그 밸브는 필터 챔버(38)내에 배치되고 기능과 구조면에서 차단 밸브(51)와 동일하다. 하우징의 브리더 접속부(42, 45)는 폐쇄되어 있다. 브리더 접속부(42′)는 격벽(36)을 관통하여 차단 밸브(51′)의 비스듬하게 상방으로 연장하는 상부의 짧은 급송관(52′)에 연결된다. 하부의 짧은 급송관은, 연직 방향으로 배치된 차단 밸브(51′)가 입자 필터(41) 방향으로 저부로 개방할 수 있기 때문에, 차단 밸브(51′)내에서 제거될 수도 있다. 그러므로, 차단 밸브(51)는 추가의 안전 밸브 기능을 수행한다.

차단 밸브(51)는 비활성 상태에서 개방하여, 예컨대, 사고후에 전원이 고장난 경우 연료 탱크(2)에서 압력이 상승하는 것을 방지한다. 비활성 상태에서의 차단 밸브(51)의 개방은 예컨대 복귀 스프링(49)에 의해 공지의 방법으로 실행된다.

예를 들면, 차단 밸브(51)의 자기코일 및 코어를 구비한 자기 회로(54)내의 동작 소자에 응축물이 들어가는 것을 방지하기 위하여, 차단 밸브(51)는 자기 회로(54)가 차단 밸브(51)의 최고 중력 지점에 배치되도록 정렬된다. 저장조(37), 브리더 도관(46) 및, 차단 밸브(51)로부터 대기 방향으로의 응축물의 배출은 밸브 폐쇄부(55)가 연직 방향축(56)을 따라 연직 방향 개폐 동작을 실행한다는 사실 및, 밸브 시이트가 이 연직 방향 축(56)과 동심이라는 사실 때문에 향상된다. 이때, 자기 회로(54)는 밸브 시이트(50)위에, 그리고 상부의 짧은 급송관(52) 위나 혹은 상부의 짧은 급송관(52)으로부터 밸브 시이트(50)까지의 차단 밸브(51)내의 공기 경로 위에 위치한다. 차단 밸브(51′)의 상부의 짧은 급송관(52′)에 대하여 도시된 바와같이 짧은 급송관(52, 53)의 하향 경사는 응축물의 배출을 보다 향상시킨다.

연료의 일부가 증발하는 경우, 그 증발 부분들은 필터 도관(8)을 통해서 흡수 필터(1)의 흡수 챔버(28)내로 흘러, 그 챔버로부터 흡입 도관(16)을 통해서 흡입 매니폴드(13)내로 흡출되며, 탱크의 브리더 밸브(3)는 가동하는 기관의 흡입 매니폴드(13)내에 형성되는 부하 종속 음압 때문에 개방한다. 이후, 연료는 내연기관으로 공급되어 연소된다. 탱크의 브리더 밸브(3)가 폐쇄되거나 혹은 흡입 매니폴드(13)내의 음압이 불충분한 경우, 연료 탱크(2)로부터 탈출하는 연료 증기는 흡수 필터(1)의 흡수 챔버(28)내의 활성탄에 의해 저장된다. 탱크의 브리더 밸브(3)가 다시 개방되거나, 혹은, 흡입 매니폴드(13)내의 압력이 떨어지는 경우, 대기로부터 입자 필터(41)를 경유하여 흡수 필터(1)를 통해서 신선한 공기가 흡입되어 흡수 필터(1)의 흡수 챔버(28)내의 활성탄을 재생한다. 활성탄내에 잔류하는 일부의 연료 증기는 포집되어 흡입 도관(16)을 통해서 기관으로 공급되어 연소한다.

흡수 필터(1), 특히, 차단 밸브(51)의 오염을 방지하기 위하여, 대기로부터 흡수 필터(1)로 흘러들어가는 공기는 우선 입자 필터(41)에 의해 먼지와 같은 어떤 불순물들이 제거된다. 입자 필터(41) 때문에, 신선한 공기 흐름은 압력 강하를 겪게되고, 그 압력 강하는 연료 탱크내에 직접 음압으로서 전파되는 바, 그 탱크 내에서는 의도와 관계없이 연료 증발 속도가 빨라진다. 연료 증기의 방출을 보다 감소시키기 위하여, 필터 네크(6)에 대하여 밀봉되는 연료 호스 노즐을 이용하여 충전시킬 수 있다. 이 경우, 연료 증기는 흡수 필터(1)에 의해 변위되어, 여러 가지 것중에 연료 호스 노즐의 압력을 상승시키는 입자 필터(41)내의 압력 강하를 초래하는바, 상기 노즐에서의 압력 상승은 한정치에 도달하는 경우 의도와 상관없이 충전기 노즐의 자동 차단기구를 트리거한다.

기고 치수에 추가하여, 입자 필터(41)의 단면적은 그 필터(41)상에 야기된 압력 강하에 결정적으로 영향을 준다. 흡인된 신선한 공기를 적절히 정화시키기 위하여, 매우 작은 기공의 치수, 즉, 소기공 입자 필터(41)가 선택되어야 하는 바, 이는 압력 강하를 상당히 증대시킨다. 이 바람직하지 못한 부수적 효과는 큰 단면적에 의해 보상될 수 있으므로, 충전기 노즐의 차단기구의 의도되지 않은 트리거 위험 및 연료 탱크(2)내의 연료의 증발 속도의 상승 위험이 감소된다. 입자 필터(41)는 이렇게 함으로써 압력 강하가 허용가능한 수준으로 되는 큰 단면적으로 확보하므로, 입자 필터(41)는 최소한 하우징(22)의 전체 내측 단면에 걸쳐 연장한다.

브리더의 밀봉 효과를 검사하기 위하여 차단 밸브(51 또는 51′)가 폐쇄된다. 흡입 매니폴드내에 존재하는 음압 때문에, 연료 탱크(2), 필터 도관(8), 흡수 필터(1) 및, 흡입 도관(16)내에 음압이 발생한다. 그러면, 탱크의 브리더 밸브(3)가 폐쇄된다.

연료 탱크(2), 필터 도관(8), 흡수 필터(1), 흡입 도관(16), 탱크의 브리더 밸브(3), 차단 밸브(51 또는 51′) 및, 이들 요소의 모든 접속부에 어떤 누출도 없는 경우, 음압이 유지되게 된다. 음압은 예컨대 흡수 필터(1)에 배치되어 챔버(26, 28, 37)중 하나내로 돌출하는 압력 감지기(80)에 의해 확인된다. 압력 감지기(80), 탱크의 브리더 밸브(3) 및 차단 밸브(51 또는 51′)는 전자 제어 유닛(81)에 연결된다. 이들 요소들 중 하나 혹은 접속부에 누출이 있는 경우, 공기가 음압 영역 방향으로 흘러 압력 보상을 초래하게 되므로, 음압은 단지 짧은 기간동안만 유지되고 압력 감지기(80)는 제어 유닛(81)에 변동 신호를 보낸다.

이 상황에서 특히 중요한 것은 차단 밸브(51) 및 탱크의 브리더 밸브(3) 양자 모두의 밀접한 폐쇄이다. 밸브라 칭해지는 것 중 하나가 완전히 폐쇄되지 않으면 공기가 그 누출 밸브를 경유하여 차단 챔버로 들어간다. 그러면, 시스템이 어느 정도까지 누출되는지, 혹은, 공기가 불충분하게 폐쇄되는 밸브를 통해서 도입하는지 여부를 확인 하기가 더 이상 가능하지 않다. 흡수 필터(1)를 재생하는 신선한 공기가 우선 통과하는 차단 밸브(51)가 특히 민감하다. 공기의 오염물들이 차단 밸브(51)에 부착하여 완벽하게 밀접한 폐쇄를 막게될 위험이 특히 높은 곳이 이곳이다. 큰 면적의 입자 필터(41)는 하우징(22)내에 합체되어 내측 단면을 덮고, 통과하는 신선한 공기의 과도한 압력 강하에 기인한 브리더의 일반적 기능의 손상 없이, 차단 밸브(51)의 오염을 방지한다.

탱크의 브리더 밸브는, 흡입 도관(16)내의 어느 곳에 배치되는 대신에, 선택적으로, 흡입 도관(16)의 시작부에, 즉, 점선으로 도시된 탱크의 브리더 밸브(3′)로 도시된 바와 같이 흡수 필터(1)상에, 혹은, 안에 직접 배치될 수 있다. 흡수 필터상에, 혹은, 안에 있는, 가령, 차단 밸브, 탱크의 브리더 밸브, 압력 감지기 및 입자 필터와 같은 개별적 혹은 모든 요소들의 배열은 단지 모터 차량의 연료 탱크 및 흡입 매니폴드에 연결될 필요가 있는 매우 콤팩트한 조립체를 제공한다.

제2도 및 제3도는 연료탱크용 흡수 필터를 구비한 본 발명에 따른 브리더의 또 다른 2가지 실시예를 도시하고 있는바, 도면에는 탱크, 탱크의 브리더 밸브 및, 흡입 매니폴드가 삭제되었다. 제1도의 실시예와의 관계에서 동일하고 동일한 작용을 하는 요소들은 같은 도면 부호로서 도시되어 있다. 제2도에 도시된 흡수 필터(1)는 제1필터 삽입체(23)에 의해 흡수 챔버(28)로부터 분리되어 있는 제1저장조(26)와, 제1도에 도시된 실시예와는 달리, 제2필터 삽입체(27) 및 제1배플(60)에 의해 적어도 부분적으로 흡수매체가 채워져 있는 흡수 챔버(28)로부터 분리되어 있는 제2저장조(37)를 구비하고 있다. 제2저장조는 하우징(22)의 전체 내측 단면에서 단지 일부에서만 연장한다. 이 구조의 경우, 격벽(36)으로부터 시작하는 제1배플(60)은, 예컨대, 하우징(22)의 내벽(39)의 종방향으로 격벽(36)에 대하여 수직 관계로 부분적으로 흡수 챔버(28)내로 연장하여 제1필터 삽입체(23)로부터 분리된 상태로 종결하므로, 제1배플(60)과 제1필터 삽입체(23) 사이가 유리된 상태로 남는다. 이 경우, 제1배플(60)은 예컨대 하우징(22)의 우측 내벽(39)으로부터 약간 분리되어 있다.

제1배플(60)로부터 측방으로 분리되고, 우측 내벽(39)으로부터 이격되며, 하우징 덮개(21)로부터 시작하고, 하우징 덮개와, 예컨대, 직각을 이루는 제2배플(61)이 적어도 흡수매체(31) 내부까지 흡수 챔버(28) 안으로 부분적으로 돌출한다. 격벽(36)을 면하고 있는 단부와 격벽 사이는 단면부가 유리된 상태로 유지된다. 2개의 평행한 배플(60, 61)이 흡수 챔버(28)를 3개의 챔버로 분할하며, 그들중 2개(57, 58)는 거의 같은 치수이고, 하나(59)는 저장조(37)의 체적만큼 더 작으며, 이들 챔버들은 제1배플(60)과 제1필터 삽입체(23) 및 제2배플(61)과 격벽(36) 사이에 유리 상태로 유지되는 단면부에 의해 상호 연결된다. 보다 더 작은 우측 챔버(59)는 제1저장조(26)에 연결되어, 제1필터 삽입체(23)에 의해 제2저장조(37)로의 가스 투과를 허용한다.

흡입도관 접속부(20) 및 필터 도관 접속부(32)는 부분적으로 좌측 챔버(57)를 형성하는 하우징 덮개(21)의 영역내에 배치되므로, 최대 가능 거리를 제2삽입체(27)에 있는 신선한 공기 도입부와 흡입도관 접속부(20) 사이에 위치하여 많은 흡수 매체(31) 둘레에 공기 흐름을 제공한다.

제1도의 실시예에 대하여 이미 설명된 차단 밸브(51)에는 짧은 급송관(52, 53)이 브리더 접속부(42, 45)에 전술된 방법으로 삽입되어, 큰 면적의 입자 필터(41)에 의해서 형성되는 필터 챔버(38)와 제2저장조(37) 사이에 접속부가 형성될 수 있다.

제3도의 흡수 필터(1)의 하우징(22)은, 제1도 및 제2도의 흡수 필터와는 달리 측방 리세스(recess; 62)를 가지는데, 그 리세스는 차단 밸브(51)와 환기 도관(46)을 하우징(22)의 외면을 벗어나 돌출하지 않게 수용할 정도의 치수이다. 하우징(22)의 내벽(39)에 평행한 리세스(62)의 종방향 벽에는 제2저장조(37) 및 필터 챔버(38)로의 2개의 브리더 도관 접속부(42, 45)가 배치되고, 그안에 브리더 도관(46)의 짧은 급송관(52, 53)이 삽입된다. 격벽(36)과 제1필터 삽입체(23) 사이에는 하부 배플(63)이 배치되어 이들과 평행하게 연장하는데, 그 배플(63)은 리세스(62)의 내벽(39)으로부터 시작하여 제1필터 삽입체(23)로부터 분리된 상태로 흡수 챔버(28)내로 돌출한다. 그러나, 이 배플은 하우징(22)의 전체 단면에 걸쳐 맞은편 내벽(39)까지는 연장하지 않는다. 흡수 챔버(28)내의 하부 배플(63)의 단부와 하우징(22)의 내벽 사이에는 단부가 유리된 상태로 유지된다.

하부 배플(63)은 흡수 챔버(28)를 격벽(36)의 하부 챔버(67)와 제1필터 삽입체(23)의 상부 챔버(68)로 분할한다. 제2필터 삽입체(27)는 하부 배플(63)과 격벽(36) 사이에서 리세스(63)의 종방향 벽(65)으로부터 측방으로 이격되어 배치되며, 그 필터 삽입체(27)는 이 격벽(36), 하부 배플(63) 및, 하우징(22)과 함께 제2저장조를 형성한다. 상부 배플(64)은 하우징 덮개(21)로부터 연장하여 부분적으로 흡수 챔버(28) 안으로, 적어도 흡수매체(31)내로 돌출하여 상부 챔버(68)를 좌측 챔버(69)와 우측 챔버(70)로 분할한다. 흡입도관 접속부(20) 및 필터 도관 접속부(32)는 우측 챔버(70) 위에 있는 하우징 덮개(21) 영역내에 배치된다. 상부 배플(64)은 하부 배플(63) 위에서 종결하여 상부 배플(64)과 하부 배플(63) 사이에 자유로운 수직 단면부를 남기는 바, 그 단면부를 경유하여 챔버들(69, 70)간의 가스 교환이 이루어질 수 있다. 이러한 방법으로 최대 경로 길이가 성취되고, 제2저장조(37)의 신선한 공기 도입부와 흡입도관 접속부(20) 사이에서 많은 흡수매체(31) 둘레의 공기 흐름이 보장된다. 짧은 급송관(52, 53)에 의해 리세스(62)의 브리더 도관 접속부(42, 45)에 삽입된 차단 밸브(51)는 하우징(22)의 외형내에 에워싸여 있으므로 충격으로부터 보호된다.

Claims (17)

1. 한편으로는, 흡입도관에 의하여 내연기관의 흡입 매니폴드에 연결되고, 다른 한편으로는, 필터 도관에 의해 연료 탱크에 연결되고, 밸브 시트 및 밸브 밀폐 몸체를 구비한 차단 밸브에 의해 차단 가능한 방식으로 대기로 향하는 브리더 도관과 연결되는 하우징 내에 흡수 필터를 구비한 내연기관 연료탱크용 브리더에 있어서, 차단 밸브(51, 51′)가 연직방향축(56)을 가지며, 차단 밸브(51, 51′)의 밸브 폐쇄부(55)는, 형성된 어떠한 응축물도 밸브 폐쇄부(55)가 그 밸브 폐쇄 시트(50)로부터 상승할 때 하방으로 자유롭게 흘러나갈 수 있도록 연직방향축(56)을 따라 이동가능하게 배열된 것을 특징으로 하는 내연기관 연료 탱크용 브리더.
2. 제1항에 있어서, 차단 밸브(51, 51′)가 자기 회로(54)에 의해 작동되고, 자기 회로(54)는 차단 밸브(51, 51′)에 의한 공기 통로 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차단 밸브(51, 51′)가 공기보급 혹은 배출용의 짧은 급송관(52, 53)을 가지며, 그 짧은 급송관(52, 53)중 적어도 하나가 경사지게 연장하는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차단 밸브(51)가 짧은 급송관(52, 53)에 의하여 하우징(22)의 브리더 도관 접속부(42, 45)내에 기밀식으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
5. 제1항에 있어서, 차단 밸브(51, 51′)에는, 활성화되면 밸브 폐쇄부(55)를 폐쇄 위치로 이동시키고, 흡수 필터(1)의 압력이 소정 압력 이상일 경우에는 발생되는 힘이 상기 밸브 폐쇄부(55)를 개방 위치로 이동시키기에 충분할 정도의 동력만을 갖도록 설계되어 있는 자기회로(54)가 구비되어 잇는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
6. 제1항에 있어서, 브리더 도관(46)이 적어도 부분적으로 하우징(22) 외부로 돌출하고, 차단밸브(51)가 하우징(22) 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
7. 제6항에 있어서, 차단 밸브(51)가 하우징(22)의 리세스(62) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
8. 제6항에 있어서, 차단 밸브(51)가 흡수 필터(1)의 하우징(22)과 함께 콤팩트한 조립체를 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
9. 제1항에 있어서, 상기 입자 필터(41)가 흡수 필터(1)의 하우징(22)상에 배열되며, 흡수 필터(1)내에서 압력 강하를 매우 작게 하기 위해 큰 표면적을 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는 내연기관 연료 탱크용 브리더.
10. 제9항에 있어서, 입자 필터(41)가, 하우징(22)의 외벽을 형성하고 하우징(22)내의 필터 챔버(38)를 가스투과를 허용하는 방식으로 대기와 연결시키는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
11. 제10항에 있어서, 입자 필터(41)가, 하우징(22)의 내측 단면부에 걸쳐서 하우징의 종축(19)에 직각으로 연장하는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
12. 제10 또는 제11항에 있어서, 필터 챔버(38)는 격벽(36)에 의해 흡수매체(31)를 수용하는 하우징(22)내의 흡수 챔버(28)에 연결되는 저장조(37)로부터 분리되고, 브리더 도관(46)에 의하여 저장조(37)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 격벽(36)이 필터 챔버(38)를 흡수챔버(28)로부터 분리하며, 상기 필터 챔버는 하우징(22)내에 흡수매체(31)를 수용하고 브리더 도관(46)에 의해 흡수 챔버에 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
14. 제12항에 있어서, 상기 흡수 챔버(28)가 공기 흐름을 편향시키는 적어도 하나의 배플(60, 61; 63, 64)에 의해 복수의 챔버(57, 58, 59; 67, 68, 69, 70)로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
15. 제1항에 있어서, 감지기(80)가 흡수필터(1)상에 혹은 그 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
16. 제1항에 있어서, 흡입도관(16) 제어용의 탱크의 브리더 밸브(3)가 흡수 필터(1)상에, 혹은 그 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.
17. 제13항에 있어서, 상기 흡수 챔버(28)가 공기 흐름을 편향시키는 적어도 하나의 배플(60, 61; 63, 64)에 의해 복수의 챔버(57, 58, 59; 67, 68, 69, 70)로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 연료탱크용 브리더.