KR101047302B1 - 연료증발가스 제어밸브 - Google Patents

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KR101047302B1
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fuel evaporation
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이창훈
문국찬
김철호
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주식회사 유니크
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Abstract

본 발명은 재시동시 연료소비를 줄이고, 연료탱크의 내부압력을 일정하게 유지할 수 있는 연료증발가스 제어밸브에 관한 것으로, 연료탱크와 연결된 유입구 및 캐니스터와 연결된 배출구가 형성되고, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 제1압력챔버가 형성되며, 통기구를 통해 상기 제1압력챔버와 연결된 제2압력챔버가 형성된 하우징; 상기 압력챔버 내에서 상하로 이동하며 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄하는 제1밸브체와, 상기 배출구가 개방되도록 상기 제1밸브체를 상향으로 탄성 지지하는 제1스프링으로 이루어진 제1밸브유닛; 상기 하우징의 상부에 결합되고, 전원의 인가 여부에 따라 플런저가 삽입 또는 돌출되며 상기 제1밸브체를 상승 또는 하강시키는 솔레노이드; 및 상기 제2압력챔버에 설치되고, 연료탱크의 내부압력에 따라 상기 통기구를 개방 또는 폐쇄하는 제2밸브유닛을 포함한다.
상술한 구성에 따르면, 제1밸브유닛을 이용할 경우 엔진의 작동 및 미작동시, 그리고 주유시 연료증발가스가 임의로 배출되는 것을 방지하고, 엔진이 정지된 상태에서 흡기통로에 충전된 연료증발가스의 농도에 따라 재시동시 실린더에 분사되는 연료량을 조절할 수 있다. 또한, 제2밸브유닛을 이용할 경우 연료탱크 내에 정압, 부압 또는 이상과압 발생시 외부공기의 유입을 제어하여 연료탱크의 내부압력을 적절하여 유지할 수 있다.

Description

연료증발가스 제어밸브{FUEL EVAPORATION GAS CONTROL VALVE}
본 발명은 연료증발가스 제어밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 재시동시 연료소비를 줄이고, 연료탱크의 내부압력을 일정하게 유지할 수 있는 연료증발가스 제어밸브에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 연료공급시스템은 모든 운전 조건 하에서 엔진에 필요한 혼합기를 가장 연소하기 쉬운 상태로 공급하기 위한 것이다. 이러한 연료공급시스템은, 연료가 저장되는 연료탱크, 연료탱크의 연료를 엔진으로 이송하기 위한 연료펌프모듈, 연료증발가스를 포집하여 흡기계통으로 유도하기 위한 캐니스터(canister) 및 연료증발가스의 유동을 제어하는 각종 밸브를 포함한다.
상술한 연료공급시스템은 연료탱크에 설치된 각종 밸브, 예컨대 체크 밸브, 릴리프 밸브, 롤 오버 밸브를 통해 연료증발가스의 유동을 제어하여, 연료탱크의 내부가 일정한 압력으로 유지되도록 한다. 일례로, 연료탱크의 내부압력이 낮을 경우 외부에서 대기를 유입하여 압력을 상승시키고, 연료탱크의 내부압력이 높을 경우 연료증발가스를 외부로 배출하여 압력을 저하시킨다.
그런데 연료탱크에서 발생하는 연료증발가스, 즉 탄화수소가스(Hydrocarbon Gas; HC Gas)는 대표적인 대기오염물질로 이를 대기로 배출할 경우 대기 환경을 오염시키게 된다. 특히, 이 연료증발가스는 연료가 증발하며 발생하는 것으로 다량의 연료증발가스를 외부로 배출할 경우 연료탱크에 저장된 연료가 줄어 연비를 저하시킨다. 물론, 캐니스터를 이용하여 연료증발가스를 정화하거나 회수하지만 그 효율이 만족스럽지 못하며, 연료탱크의 내부압력이 급상승할 경우 이에 대한 대처가 어렵다.
결국, 연료탱크의 내부압력을 적절하게 유지함과 동시에 연료증발가스의 배출과정에서 캐니스터를 통해 정화 및 회수효율을 높일 수 있으며, 불필요한 연료의 증발을 막아 연비를 향상시킬 수 있는 제어 밸브의 개발이 요구된다. 또한, 체크 밸브 및 릴리프 밸브의 역할을 동시에 수행하여, 각각의 밸브를 별도로 설치함에 따른 경제적 손실을 방지할 수 있는 제어 밸브가 필요하다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 재시동시 연료소비를 줄이고, 연료탱크의 내부압력을 일정하게 유지할 수 있는 연료증발가스 제어밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연료증발가스 제어밸브는,
연료탱크와 연결된 유입구 및 캐니스터와 연결된 배출구가 형성되고, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 제1압력챔버가 형성되며, 통기구를 통해 상기 제1압력챔버와 연결된 제2압력챔버가 형성된 하우징;
상기 압력챔버 내에서 상하로 이동하며 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄하는 제1밸브체와, 상기 배출구가 개방되도록 상기 제1밸브체를 상향으로 탄성 지지하는 제1스프링으로 이루어진 제1밸브유닛;
상기 하우징의 상부에 결합되고, 전원의 인가 여부에 따라 플런저가 삽입 또는 돌출되며 상기 제1밸브체를 상승 또는 하강시키는 솔레노이드; 및
상기 제2압력챔버에 설치되고, 연료탱크의 내부압력에 따라 상기 통기구를 개방 또는 폐쇄하는 제2밸브유닛을 포함한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 제1밸브유닛을 이용할 경우 엔진의 작동 및 미작동시, 그리고 주유시 연료증발가스가 임의로 배출되는 것을 차단하여 대기오염을 방지할 수 있다. 또한, 엔진이 정지된 상태에서 흡기통로에 충전된 연료증발가스의 농도에 따라 재시동시 실린더에 분사되는 연료량을 조절함으로써 연료의 과소비를 방지할 수 있다.
본 발명은 제2밸브유닛을 이용할 경우 연료탱크 내에 정압, 부압 또는 이상과압 발생시 외부공기의 유입을 제어하여 연료탱크의 내부압력을 적절하여 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브의 종단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브를 다른 방향에서 바라본 종단면도.
도 3은 도 1에 도시된 연료증발가스 제어밸브 중 제1밸브유닛을 확대한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 연료증발가스 제어밸브 중 제2 및 제3밸브유닛을 확대한 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브 중 제1밸브유닛의 개폐과정을 도시하는 도면.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브 중 제2 및 제3밸브유닛의 개폐과정을 도시하는 도면.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브의 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브를 다른 방향에서 바라본 종단면도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 연료증발가스 제어밸브 중 제1밸브유닛을 확대한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 연료증발가스 제어밸브 중 제2 및 제3밸브유닛을 확대한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 연료증발가스 제어밸브는, 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부에 설치된 제1 및 제2밸브유닛(200,300)과, 하우징(100)의 상부에 결합된 솔레노이드(400)로 구성된다. 이때, 제1밸브유닛(200)은 솔레노이드(400)에 의해 작동하여 연료증발가스가 임의로 배출되는 것을 방지하는 수단이다. 또한, 제2밸브유닛(300)은 연료탱크(미도시)의 내부압력에 따라 외부공기의 유입을 제어하여 연료탱크(미도시)의 내부압력을 조절하는 수단이다.
연료증발가스 제어밸브 중 하우징(100)에 대해 살펴보면 다음과 같다.
하우징(100)은 솔레노이드(400)가 결합될 수 있도록 상부가 개방된 형태로 형성되고, 일측에는 연료탱크(미도시)에서 발생한 연료증발가스가 유입되는 유입구(110)가 형성되며, 타측에는 유입된 연료증발가스를 캐니스터(미도시)로 배출하는 배출구(120)가 형성된다. 또한, 하우징(100)의 내부에는 유입구(110)와 배출구(120)를 연결하는 제1압력챔버(130)와, 통기구(140)를 통해 제1압력챔버(130)와 연결된 제2압력챔버(150)가 형성된다.
하우징(100)의 내부에 형성된 제1압력챔버(130)에는 연료증발가스의 임의 배출을 방지하기 위한 제1밸브유닛(200)이 설치되고, 제2압력챔버(150)에는 연료탱크(미도시)의 내부압력을 조절하기 위한 제2밸브유닛(300)이 설치된다. 또한, 제1압력챔버(130)에 설치된 제1밸브유닛(200)에 의한 배출구(120) 폐쇄시 밀봉효율이 향상될 수 있도록 제1압력챔버(130)와 연결된 배출구(120)의 일단에 환형의 안착시트(122)가 형성된다.
제1밸브유닛(200)은 제1압력챔버(130)에 설치되어 배출구(120)를 개방 또는 폐쇄함으로써 연료증발가스가 임의로 배출되는 것을 방지하기 위한 수단이다. 도 1과 도 3을 참조하여 제1밸브유닛(200)의 구조를 살펴보면, 제1압력챔버(130) 내에서 상하로 이동 가능하게 설치된 제1밸브체(210)와, 배출구(120)가 개방되도록 제1밸브체(210)를 상향으로 탄성 지지하는 제1스프링(220)으로 구성된다.
제1밸브체(210)는 다단의 스풀(spool)형상으로 형성된다. 즉, 원통형상의 바디(212)와, 바디(212)의 둘레를 따라 형성된 L자 단면의 환형 테두리(214)로 이루어진다. 이때, 바디(212)의 상단은 솔레노이드(400)의 플런저(450)와의 접촉될 수 있도록 테두리(214)의 상단보다 더 돌출되게 형성된다. 또한, 바디(212)의 내부에는 배기관(216)이 형성되어, 제1밸브체(210)와 플런저(450)의 이격시 제1압력챔버(130)에 충전된 배기가스가 제1밸브체(210)를 통해 배출구(120)로 이송된다.
한편, 제1밸브체(210)의 하부, 좀 더 상세하게는 테두리(214)에는 제1완충부재(230)가 구비된다. 상기 제1완충부재(230)는 제1밸브체(210)가 배출구(120)를 폐쇄하는 과정에서 배출구(120)의 일단에 형성된 안착시트(122)와의 접촉에 의해 발생하는 충격을 흡수하기 위한 수단이다. 이러한 제1완충부재(230)는 충격을 흡수할 수 있도록 고무, 우레탄 등과 같이 소정의 탄성을 가진 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 특히 연료증발가스에 의해 경화되거나 녹지 않는 재질인 것이 좋다.
상술한 제1밸브유닛(200)은, 솔레노이드(400)의 작동시 제1압력챔버(130)의 내부에서 제1밸브체(210)가 상승 또는 하강하며 배출구(120)를 개방 또는 폐쇄함으로써 연료증발가스의 임의 배출을 방지한다. 일례로, 솔레노이드(400)에 전원이 인가되지 않은 상태에서는 솔레노이드(400)의 내부에 설치된 제4스프링(460)에 의해 플런저(450)가 돌출되므로 제1밸브체(210)가 제1스프링(220)을 누르며 배출구(120)를 폐쇄한다. 반면, 솔레노이드(400)에 전원이 인가되면 플런저(450)가 제4스프링(460)을 누르며 상승하고, 이에 제1밸브체(210)가 제1스프링(220)의 탄성에 의해 상부로 이동함으로써 배출구(120)를 개방한다. 결국, 제1밸브유닛(200)은 솔레노이드(400)의 작동에 의해 배출구(120)를 개방 또는 폐쇄함으로써 유입구(110)를 통해 유입된 연료증발가스가 배출구(120)를 통해 임으로 배출되는 것을 방지한다.
한편, 솔레노이드(400)에 전원이 인가되어 플런저(450)가 상승하더라도 제1압력챔버(130)의 내부압력이 제1스프링(220)의 탄성보다 클 경우에는 제1밸브체(210)가 상승하지 못해 배출구(120)가 개방되지 못하지만, 본 실시예의 경우 제1밸브체(210)의 바디(212) 내부에 배기관(216)이 형성되어 상술한 경우에도 개방이 가능하다. 즉, 솔레노이드(400)의 작동에 의해 플런저(450)가 상승하여 제1밸브체(210)에서 이격되면 배기관(216)이 개방되므로 제1압력챔버(130)에 충전된 연료증발가스가 배기관(216)을 통해 배출구(120)로 배출되고, 이러한 과정을 통해 제1압력챔버(130)의 내부압력이 제1스프링(220)의 탄성보다 작아지면 제1밸브체(210)가 제1스프링(220)의 탄성에 의해 상부로 이동하며 배출구(120)를 개방한다.
제2밸브유닛(300)을 설명하기에 앞서 도 1을 참조하여 제1밸브유닛(200)을 작동시키는 솔레노이드(400)에 대해 먼저 설명하도록 한다.
솔레노이드(400)는, 케이스(410)와, 케이스(410)의 내부에 설치된 보빈(420)과, 보빈(420)의 외주면에 감긴 코일(430)과, 보빈(420)의 내부에 설치되며 보빈(420)의 상하로 돌출되도록 연장된 코어(440)와, 코어(440)의 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치된 플런저(450)와, 코어(440)와 플런저(450) 사이에 위치된 제4스프링(460)으로 구성된다.
보빈(420)은 코일(430)과 코어(440) 사이를 전기적으로 차단하기 위한 절연체이고, 보빈(420)의 외주면에 감긴 코일(430)은 전원 인가시 자기장을 발생시키는 수단이다. 코어(440)는 코일(430)에서 발생된 자기장에 의해 자화되어 상승한 플런저(450)를 고정시킴과 동시에 플런저(450)의 이동을 안내하기 위한 것이고, 플런저(450)는 코일(430)에서 발생된 자기장 및 제4스프링(460)의 탄성에 의해 상승 또는 하강하는 이동체이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 플런저(450)의 하면에는 제1밸브체(210)의 바디(214) 상부가 삽입될 수 있도록 삽입홈(452)이 형성되고, 삽입홈(452)의 천장에는 제2완충부재(470)가 구비된다. 또한, 플런저(450)의 외주면에는 슬라이드씰(454)이 설치된다.
여기서, 제2완충부재(470)는 솔레노이드(400) 작동시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 수단으로, 좀 더 상세하게는 제2완충부재(470)는 플런저(450)와 제1밸브체(210)의 접촉과정에서 발생하는 충격을 흡수하기 위한 것이다. 이러한 제2완충부재(470)는 충격을 흡수할 수 있도록 고무, 우레탄 등과 같이 소정의 탄성을 가짐과 동시에 연료증발가스에 의해 경화되거나 녹지 않는 재질인 것이 바람직하다. 한편, 슬라이드씰(454)은 플런저(450)의 이동시 코어(440)와의 마찰을 감소시킴과 동시에 코어(440)와 플런저(450) 사이로 연료증발가스가 유입되는 것을 방지하기 위한 수단이다.
상술한 구조의 솔레노이드(400)는 하우징(100)의 개방된 상면을 통해 결합된다. 이때, 하우징(100)과 솔레노이드(400) 사이에는 다이어프램(160)과 오링(170)이 개재된다. 이 중에서 다이어프램(160)은 제1압력챔버(130)에 충전된 연료증발가스가 솔레노이드(400)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 수단이고, 오링(170)은 제1압력챔버(130)에 충전된 연료증발가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉수단이다. 특히, 다이어프램(160)은 그 내측 둘레가 플런저(450)의 상단 외주면에 고정되므로 플런저(450)가 이동함에 따라 그 형상이 변하며 솔레노이드(400) 사이를 밀봉한다.
상술한 바와 같이, 통기구(140)를 통해 제1압력챔버(140)와 연결되는 제2압력챔버(150)에는 제2밸브유닛(300)과 제3밸브유닛(500)이 설치된다. 이때, 제2압력챔버(150)는 도 1에 도시된 것처럼 연결공(180)을 통해 배출구(120)와 연결된다. 즉, 제2압력챔버(150)는 통기구(140) 및 제1압력챔버(140)를 통해 유입구(110)와 연결될 뿐만 아니라 연결공(180)을 통해 배출구(120)와 연결된다. 따라서 제2압력챔버(150)는 유입구(110)와 연결된 연료탱크(미도시) 및 배출구(120)와 연결된 캐니스터(미도시)에 각각 연결된다.
도 4를 참조하면, 제2밸브유닛(300)은 제2압력챔버(150)에 설치되어 통기구(140)를 개방 또는 폐쇄함으로써 연료탱크(미도시)의 내부압력을 조절하는 수단이다. 제2압력챔버(150) 내에서 이동 가능하게 설치된 제2밸브체(310)와, 통기구(140)를 폐쇄하는 방향으로 제2밸브체(310)를 탄성 지지하는 제2스프링(320)으로 이루어진다.
제2밸브체(310)는 원통형상의 바디(312)와, 바디(312)의 둘레를 따라 형성된 L자 단면의 환형 테두리(314)와, 바디(312)와 테두리(314) 사이에 형성된 장착홈(316)으로 이루어진 다단의 스풀형상이다. 바디(312)의 일단에는 배기공(318)이 형성되고, 장착홈(316)에는 제2스프링(320)이 삽입된다. 또한, 제2밸브체(310)의 통기구(140) 측 일면에는 통기구(140)에 형성된 안착시트(142)와의 접촉시 발생하는 충격을 흡수하는 제3완충부재(330)가 구비된다.
한편, 제2밸브체(310)의 바디(312) 내부에는 연료탱크(미도시)의 내부압력이 대기압보다 낮아질 경우 외부공기가 유입되도록 하는 제3밸브유닛(500)이 설치된다. 그 구성을 살펴보면, 제2밸브체(310)의 바디(312) 내부에서 이동 가능하게 설치된 제3밸브체(510)와, 배기공(318)을 폐쇄하는 방향으로 제3밸브체(510)를 탄성 지지하는 제3스프링(520)과, 제3밸브체(510)의 일단에 설치되어 배기공(318)과의 접촉시 충격을 흡수하는 제4완충부재(530)로 이루어진다. 이때, 외부공기는 캐니스터(미도시), 배출구(120) 및 연결공(180)을 차례로 경유하여 제2압력챔버(150)에 유입된 후 바디(312)와 제3밸브체(510) 사이를 거쳐 통기구(140)로 이송된다. 이를 위해 제3밸브체(510)의 외경은 바디(312)의 내경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브 중 제1밸브유닛의 개폐과정을 도시하는 도면이다.
도 5는 유입구(110)를 통해 유입된 연료증발가스가 임의로 배출되는 것을 방지하기 위해 배출구(120)를 폐쇄한 상태(주차시 또는 엔진 미작동시의 상태)이다. 이러한 상태에서 솔레노이드(400)에는 전원이 인가되지 않으므로, 솔레노이드(400)의 내부에 설치된 제4스프링(460)에 의해 플런저(450)가 하향으로 돌출된다. 돌출된 플런저(450)는 제1밸브체(210)를 하향으로 이동시켜 배출구(120)를 폐쇄함으로써 연료증발가스의 배출을 차단한다.
이때, 제1밸브체(210)의 하부에 구비되는 제1완충부재(230)는 배출구(120)의 일단에 형성된 안착시트(122)와의 접촉하며 배출구(120)를 폐쇄한다. 따라서 배출구(120)의 폐쇄시 제1밸브체(210)가 배출구(120)의 안착시트(122)와 접촉하는 과정에서 발생한 충격은 소정의 탄성을 가진 제1완충부재(230)를 통해 흡수된다.
한편, 상술한 도 6과 도 7은 주유시 또는 엔진 작동시(주행시)의 상태를 도시한 도면이다.
도 5의 상태에서 솔레노이드(400)에 전원이 인가되면, 도 6에 도시된 바와 같이 플런저(450)는 상승하지만 제1압력챔버(130)에 설치된 제1밸브유닛(200)은 제1압력챔버(130)의 내부압력 때문에 작동(상승)하지 않는다. 즉, 제1압력챔버(130)의 내부압력이 제1스프링(220)의 탄성보다 크므로 제1밸브체(210)가 상승하지 못해 배출구(120)가 개방되지 않는다. 그러나 플런저(450)가 상승함에 따라 제1밸브체(210)와 이격되므로 제1밸브체(210)의 바디(212) 내부에 형성된 배기관(216)이 개방되고, 제1압력챔버(130)에 충전된 연료증발가스가 플런저(450)의 삽입홈(452)와 바디(212)의 상단 사이로 유입되어 배기관(216)을 거쳐 배출구(120)로 배출된다. 이에, 제1압력챔버(130)의 내부압력이 서서히 낮아지게 된다.
상술한 과정을 통해 제1압력챔버(130)의 내부압력이 제1스프링(220)의 탄성보다 작아지면, 도 7에 도시된 것처럼 제1밸브체(210)가 제1스프링(220)의 탄성에 의해 상부로 이동하며 배출구(120)가 개방된다. 따라서 유입구(110)를 통해 유입된 연료증발가스가 제1압력챔버(130)를 거쳐 배출구(120)로 배출된다.
다시 말해, 솔레노이드(400)에 전원이 인가되어 플런저(450)가 상승하더라도 제1압력챔버(130)의 내부압력이 제1스프링(220)의 탄성보다 클 경우에는 제1밸브체(210)가 상승하지 않아 배출구(120)가 개방되지 못하므로 오작동을 일으킬 우려가 있지만, 본 실시예는 제1밸브체(210)의 바디(212) 내부에 배기관(216)을 형성하여 제1압력챔버(130)의 내부압력을 저하시킴으로써 오작동을 방지할 수 있다. 특히, 제1밸브유닛(200)의 개폐과정에서 급격한 압력변화로 인한 부품의 손상을 방지하여 연료증발가스 제어밸브의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 엔진의 작동 및 미작동시, 그리고 주유시 연료증발가스가 임의로 배출되는 것을 차단하여 대기오염을 방지할 수 있다. 또한, 배출된 연료증발가스는 캐니스터(미도시)에서 정화 및 회수되므로 대기환경오염규제를 충족시킬 수 있으며, 엔진이 정지된 상태에서 흡기통로에 충전된 연료증발가스의 농도에 따라 재시동시 실린더에 분사되는 연료량을 조절함으로써 연료의 과소비를 방지할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료증발가스 제어밸브 중 제2 및 제3밸브유닛의 개폐과정을 도시하는 도면이다. 즉, 연료탱크의 내부압력 변화를 해소하는 과정을 도시하는 도면이다.
연료탱크(미도시)의 내부압력은 대기압으로 유지되는 것이 바람직하며, 이를 정상압력상태라 한다. 이러한 정상압력상태에서는 연료탱크의 내부압력이 대기압과 동일하므로, 도 8에 도시된 것처럼 제2밸브체(310)가 제2스프링(320)에 의해 통기구(140) 측으로 탄성 편의되고, 제3밸브체(510)가 제3스프링(520)에 의해 배기공(318) 측으로 탄성 편의된다.
상술한 정상압력상태에서는 제2밸브체(310)에 의해 통기구(140)가 폐쇄되고, 제3밸브체(510)에 의해 배기공(318)이 폐쇄되므로 연료탱크(미도시) 내부의 연료증발가스와 외부공기의 출입이 없다.
한편, 연료탱크(미도시)의 내부에서 연료증발가스가 지속적으로 발생함에 따라 내부압력이 일정 압력 이상으로 상승하여 과압상태가 되면, 도 9에 도시된 것처럼 통기구(140)를 통해 배출되는 연료증발가스가 제2밸브체(310)를 이동시킨다. 따라서 통기구(140)를 통해 배출된 연료증발가스가 제2압력챔버(150)의 내벽과 제3밸브체(510) 사이로 배출된 후 연결공(도 1의 180)을 통해 배출구(도 1의 120)로 배출되어 캐니스터(미도시)로 전달된다.
이와 같이 과압상태에서 연료증발가스를 배출할 경우 연료탱크(미도시)의 압력 상승을 막아 연료계통의 오작동을 방지할 수 있으며, 배출된 연료증발가스는 캐니스터(미도시)에서 정화 및 회수되므로 대기환경오염규제를 충족시킬 수 있다.
다른 한편, 외부환경에 의해 연료탱크(미도시)의 압력이 대기압 이하로 저하되면, 도 10에 도시된 바와 같이 제2밸브체(310)는 제2스프링(320)에 의해 통기구(140) 측으로 탄성 편의되지만 제3밸브체(510)는 연료탱크(미도시)의 부압에 의해 배기공(318)을 개방하는 방향으로 이동된다. 따라서 배기공(318)을 통해 제2압력챔버(150)로 외부공기가 유입되고, 유입된 외부공기는 통기구(140)를 거쳐 제1압력챔버(도 1의 130)를 통해 연료탱크(미도시)로 유입된다. 이때, 외부공기는 캐니스터(미도시)를 통해 유입되어 배출구(도 1의 120)와 연결공(도 1의 180)를 거쳐 제2압력챔버(150)로 유입된다.
상술한 바와 같은 부압상태(대기압 이하의 상태)에서 외부공기가 유입될 경우 연료탱크(미도시)의 내부압력이 대기압으로 상승하게 되므로 부압에 의한 연료계통의 오작동을 방지할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 하우징 110: 유입구
120: 배출구 130: 제1압력챔버
140: 통기구 150: 제2압력챔버
160: 다이어프램 170: 오링
200: 제1밸브유닛 210: 제1밸브체
212: 바디 214: 테두리
216: 배기관 220: 제1스프링
230: 제1완충부재 300: 제2밸브유닛
310: 제2밸브체 312: 바디
314: 테두리 316: 장착홈
320: 제2스프링 330: 제3완충부재
400: 솔레노이드 410: 케이스
420: 보빈 430: 코일
440: 코어 450: 플런저
452: 삽입홈 454: 슬라이드씰
460: 제4스프링 470: 제2완충부재
500: 제3밸브유닛 510: 제3밸브체
520: 제3스프링 530: 제4완충부재

Claims (15)

  1. 연료탱크와 연결된 유입구 및 캐니스터와 연결된 배출구가 형성되고, 상기 유입구와 상기 배출구를 연결하는 제1압력챔버가 형성되며, 통기구를 통해 상기 제1압력챔버와 연결된 제2압력챔버가 형성된 하우징;
    상기 제1압력챔버 내에서 상하로 이동하며 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄하는 제1밸브체와, 상기 배출구가 개방되도록 상기 제1밸브체를 상향으로 탄성 지지하는 제1스프링으로 이루어진 제1밸브유닛;
    상기 하우징의 상부에 결합되고, 전원의 인가 여부에 따라 플런저가 삽입 또는 돌출되며 상기 제1밸브체를 상승 또는 하강시키는 솔레노이드; 및
    상기 제2압력챔버에 설치된 제2밸브체와, 상기 통기구를 폐쇄하는 방향으로 상기 제2밸브체를 탄성 지지하는 제2스프링으로 이루어지고, 연료탱크의 내부압력에 따라 상기 통기구를 개방 또는 폐쇄하는 제2밸브유닛을 포함하고,
    상기 제2밸브체는, 일단에 배기공이 형성된 원통의 바디와, 상기 바디 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 배기공을 개폐하는 제3밸브유닛과, 상기 바디의 둘레를 따라 형성된 테두리와, 상기 바디와 상기 테두리 사이에 형성되고 상기 제2스프링이 삽입되는 장착홈으로 이루어지며,
    상기 제3밸브유닛은, 상기 바디의 내부에 설치된 제3밸브체와, 상기 배기공을 폐쇄하는 방향으로 상기 제3밸브체를 탄성 지지하는 제3스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징과 상기 솔레노이드 사이에 개재된 다이어프램을 더 포함하는 연료증발가스 제어밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1밸브체는 내부에 배기관이 형성된 스풀형상으로 형성되고, 상기 솔레노이드 작동시 상기 제1밸브체의 상단이 상기 플런저와 이격 또는 접촉됨에 따라 상기 배기관이 개폐되는 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 배출구와의 접촉시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 제1완충부재가 상기 제1밸브체의 하부에 구비된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 플런저의 하면에 상기 제1밸브체의 상부가 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈의 내경이 상기 제1밸브체의 상부 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1밸브체와의 접촉시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 제2완충부재가 상기 삽입홈의 천장에 구비된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하우징과 상기 솔레노이드 사이에 오링이 개재된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 통기구와의 접촉시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 제3완충부재가 상기 제2밸브체에 구비된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기공과의 접촉시 발생하는 충격을 흡수하기 위한 제4완충부재가 상기 제3밸브체에 구비된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔레노이드는, 상기 하우징의 상부에 결합된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 내부에 설치되며 상기 보빈의 상하로 돌출되도록 연장된 코어와, 상기 코어의 내부에서 상하로 이동 가능하게 설치된 플런저와, 상기 코어와 상기 플런저 사이에 위치되어 상기 플런저를 하향으로 탄성 지지하는 제4스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 플런저의 외주면에 슬라이드씰이 설치된 것을 특징으로 하는 연료증발가스 제어밸브.
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