KR101655655B1

KR101655655B1 - 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브

Info

Publication number: KR101655655B1
Application number: KR1020150026980A
Authority: KR
Inventors: 배인규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-09-07
Also published as: DE102015117926A1; US20160250919A1; KR20160104241A

Abstract

본 발명은 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브에 관한 것으로서, 요소수 탱크 내에 요소수를 정격 용량만큼 충전한 뒤 차량의 요소수 주입구로부터 주입건을 빼낼 경우 요소수 탱크 내 압력의 작용으로 인해 요소수가 주입구에서 흘러나오던 문제점이 해결될 수 있도록 개선한 충전제한 통기밸브를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 제1내부공간 및 제2내부공간, 제1내부공간으로 유입된 공기를 배출하기 위한 배기포트를 가지는 헤드부; 헤드부에 일체로 형성되고 요소수 탱크 내 공기 및 요소수가 내부공간으로 유입되도록 형성된 유입홀을 가지며 요소수 탱크 내부로 삽입되어 위치되는 제1하우징부 및 제2하우징부; 제1하우징부의 내부공간에 요소수 탱크로부터 유입홀을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동되도록 설치되고 상하 이동 위치에 따라 제1하우징부 및 헤드부 사이의 하기 통기홀을 개폐하는 플로터; 헤드부의 제1내부공간과 제1하우징부의 내부공간, 그리고 헤드부의 제2내부공간과 제2하우징부의 내부공간을 각각 연통시키도록 형성된 통기홀; 및 헤드부의 제1내부공간과 제2내부공간을 연통시키도록 구비된 연결통로;를 포함하고, 제1하우징부의 유입홀이 제2하우징부의 유입홀에 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브가 개시된다.

Description

차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브{Fill limit vent valve for urea tank of vehicle}

본 발명은 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요소수 탱크 내에 요소수를 충전한 뒤 요소수 주입구로부터 주입건을 빼낼 경우 요소수 탱크 내 압력의 작용으로 인해 요소수가 주입구로부터 흘러나오던 문제점을 해결할 수 있는 충전제한 통기밸브에 관한 것이다.

환경오염에 관한 문제가 사회적으로 중요한 이슈로 부각되면서 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차에 대한 배기가스 규제가 점차로 엄격해지고 있다.

특히 버스나 트럭과 같이 디젤 연료를 사용하는 디젤 엔진 차량의 배기가스에는 산성비 및 호흡기 질환의 원인물질로 밝혀진 질소산화물(NOx)이 다량 포함되어 있으므로 최근에 적용되고 있거나 적용될 예정인 자동차 배기가스 규제 기준은 질소산화물의 배출 기준을 더욱 엄격하게 규제하고 있다.

이러한 배출 기준에 대응하기 위해 차량에 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원) 시스템을 적용하여 디젤 엔진의 배기가스 중에 포함되어 있는 질소산화물을 저감하는 방법이 제시되어 있다.

SCR 시스템은 촉매제로서 요소수를 이용하여 질소산화물을 질소와 물로 환원함으로써 배기가스 중의 질소산화물을 제거하는 것으로, 질소산화물의 저감을 위해 보통 연료 사용량의 약 4 ~ 6%에 이르는 요소수를 사용한다.

따라서, 차량에 연료를 충전하는 것처럼 요소수도 주기적으로 충전되어야 하고, 이를 위해 SCR 시스템이 적용된 디젤 엔진 차량에는 연료 탱크와 함께 요소수 탱크가 구비되어 있다.

이러한 SCR 시스템은 현재 트럭 등의 대형 차량에 주로 적용되고 있으며, 최근에는 소형차 및 중형차까지도 적용 범위가 확대되고 있다.

SCR 시스템의 적용 확대시에 운전자가 요소수 탱크에 요소수를 보충해주어야 하므로 요소수 주입의 빈도 또한 증가하게 되며, 주유소에서 주입건을 이용하여 요소수를 주입하는 방식, 운전자가 직접 주입하는 방식 등이 적용될 수 있다.

한편, 도 1은 SCR 시스템이 적용된 차량에서 요소수가 저장되는 요소수 탱크 어셈블리를 나타내는 도면으로, 도시된 바와 같이 요소수 탱크 어셈블리는 요소수가 저장되는 요소수 탱크(1)와, 요소수를 주입하기 위한 요소수 주입구(2)와, 요소수 탱크(1)와 요소수 주입구(2) 사이를 연결하는 요소수 라인(3)을 포함하여 구성된다.

이에 함께 요소수 탱크(1)의 내부에는 정격 용량 이상의 요소수가 주입되지 않도록 하여 요소수의 과주입을 방지하는 충전제한 통기밸브(FLVV:Fill Limit Vent Valve)(5), 및 요소수의 분사를 위해 요소수 탱크(1)에 저장된 요소수를 펌핑하여 공급하는 요소수 펌프(4) 등이 설치된다.

또한, 요소수 충전을 위해 주입건(미도시)을 요소수 주입구(2)에 삽입한 뒤 요소수를 주입하면, 주입건에 의해 주입된 요소수가 요소수 라인(3)을 통하여 요소수 탱크(1)로 공급된다.

상기 충전제한 통기밸브(5)는 요소수 주입구(2)로 주입된 요소수가 요소수 탱크(1) 내에 일정 용량(정격 용량)만큼 충전되었을 때 요소수 주입구(2)를 통해 더 이상의 요소수가 주입되지 않도록 하는 밸브로서, 충전제한 통기밸브(5)의 내부에는 통기홀을 개폐하는 플로터(Floater)가 설치된다.

도 2는 요소수 탱크에 설치되는 종래의 충전제한 통기밸브를 나타내는 도면으로, 충전제한 통기밸브(5)는 요소수 탱크(1) 상부에 장착되고 일측에 통기홀(미도시)을 통해 내부공간으로 유입된 공기를 배출하기 위한 배기포트(7)를 가지는 헤드부(6), 헤드부(6)에 일체로 형성되고 요소수 탱크(1) 내 공기 및 요소수가 내부공간으로 유입되도록 형성된 유입홀(9)을 가지며 요소수 탱크(1) 상부 내측으로 삽입되어 위치되는 하우징부(8), 하우징부(8)의 내부공간에 요소수 탱크(1)로부터 유입홀(9)을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동하도록 설치된 플로터(10), 헤드부(6)의 내부공간과 하우징부(8)의 내부공간을 연통시키도록 형성된 통기홀을 포함한다.

이때, 요소수 탱크(1) 내에 규정된 정격 용량만큼의 요소수가 채워졌을 때 유입홀(9)을 통해 하우징부(8)의 내부공간으로 유입된 요소수에 의해 플로터(10)가 통기홀을 막을 수 있는 높이로 상승할 수 있도록 충전제한 통기밸브(5)의 위치나 높이, 하우징부의 유입홀 높이 등이 설정된다.

그리고, 요소수는 영하의 온도(대략 영하 11℃)에서 빙결될 때 부피가 팽창하므로 부피 팽창량을 고려하여 요소수 탱크(1) 내 빈 공간의 여유가 있어야 하고, 이러한 여유 공간을 고려하여 정격 용량이 정해진다.

상기한 구성의 충전제한 통기밸브(5)는 요소수 주입구(2)를 통해 주입된 요소수가 요소수 탱크(1) 내에 정격 용량만큼 채워졌을 때 유입홀(9)을 통해 유입된 하우징부(8) 내 요소수에 의해 플로터(10)가 상승하여 통기홀을 막아줌으로써 더 이상의 요소수가 주입되지 않도록 한다.

상기 요소수 탱크(1) 내에 충전된 요소수가 정격 용량에 미달한 경우 충전제한 통기밸브(5)의 하우징부(8) 내에 요소수가 유입되어 있지 않거나, 플로터(10)가 통기홀을 막지 못할 만큼 하우징부 내에 낮은 액면 높이로 요소수가 유입되어 있게 된다.

이때, 플로터(10)가 하우징부(8) 내에서 아래로 위치하여 통기홀을 열어준 상태로 있게 되는데, 하우징부 내 요소수가 유입되더라도 요소수의 액면 높이가 낮다면 요소수가 통기홀을 막을 수 있을 정도로 플로터를 상승시키지 못하므로 통기홀이 열려 있게 된다.

이와 같이 통기홀이 열려 있는 경우 요소수 탱크(1) 내 요소수 액면 상측의 공기가 하우징부(8)의 유입홀(9), 하우징부의 내부공간, 통기홀, 헤드부(6)의 내부공간, 배기포트(7)를 통해 빠져나갈 수 있으므로 요소수 주입구(2)를 통해 요소수 탱크(1)에 요소수를 주입하는 것이 가능하다.

반면, 플로터(10)는 하우징부(8) 내에 채워진 요소수의 액면 높이가 상승할 때 위로 이동하며, 정격 용량의 요소수가 요소수 탱크(1) 내부에 채워지고 나면 하우징부(8)의 내부공간에 채워진 요소수에 의해 플로터(10)가 상승한 상태에서 통기홀을 막게 된다.

이와 같이 하우징부(8)의 내부공간에 요소수가 채워질 경우 플로터(10)가 통기홀을 막아 공기가 빠져나가지 않도록 하므로 요소수 주입구(2)를 통해 더 이상의 요소수가 요소수 탱크(1) 내부로 주입되지 않게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 요소수 주입구(2)를 통해 요소수 탱크(1) 내에 정격 용량의 요소수가 채워지고 나면 충전제한 통기밸브(5)가 닫혀져(Shut-off) 더 이상의 요소수가 주입되지 않는데, 요소수 탱크(1) 내 정격 용량 라인의 상측에는 공기가 압축되어 정압의 압력이 형성된다.

이 압력은 요소수 탱크(1) 내에 충전된 요소수의 액면에 작용하게 되고, 요소수 충전 후 주입건을 요소수 주입구(2)로부터 빼낼 때 상기 압력에 의해 요소수 탱크(1) 또는 요소수 라인(3)에 있던 요소수가 주입구(2)로부터 역방향으로 흘러나오는 문제가 발생한다.

이와 같이 정격 용량 주입 후에 요소수가 주입구를 통해 흘러나오는 경우 차량을 오염시키고, 암모니아 가스로 인한 불쾌한 냄새 등으로 인해 사용자의 불만이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 요소수 탱크 내에 요소수를 정격 용량만큼 충전한 뒤 차량의 요소수 주입구로부터 주입건을 빼낼 경우 요소수 탱크 내 압력의 작용으로 인해 요소수가 주입구에서 흘러나오던 종래의 문제점을 해결할 수 있는 요소수 주입성 개선 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 제1내부공간 및 제2내부공간, 제1내부공간으로 유입된 공기를 배출하기 위한 배기포트를 가지는 헤드부; 헤드부에 일체로 형성되고 요소수 탱크 내 공기 및 요소수가 내부공간으로 유입되도록 형성된 유입홀을 가지며 요소수 탱크 내부로 삽입되어 위치되는 제1하우징부 및 제2하우징부; 제1하우징부의 내부공간에 요소수 탱크로부터 유입홀을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동되도록 설치되고 상하 이동 위치에 따라 제1하우징부 및 헤드부 사이의 하기 통기홀을 개폐하는 플로터; 헤드부의 제1내부공간과 제1하우징부의 내부공간, 그리고 헤드부의 제2내부공간과 제2하우징부의 내부공간을 각각 연통시키도록 형성된 통기홀; 및 헤드부의 제1내부공간과 제2내부공간을 연통시키도록 구비된 연결통로;를 포함하고, 제1하우징부의 유입홀이 제2하우징부의 유입홀에 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브를 제공한다.

여기서, 상기 제2하우징부의 내부공간에 요소수 탱크로부터 유입홀을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동하도록 설치되고 상하 이동 위치에 따라 제2하우징부 및 헤드부 사이의 상기 통기홀을 개폐하는 플로터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 헤드부는 요소수 탱크 외측면에 체결 내지 고정 결합되는 플랜지를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 헤드부가 요소수 탱크 상부에 고정되고, 상기 제1하우징부 및 제2하우징부가 요소수 탱크 상부에서 내측으로 삽입되도록 헤드부에 일체로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1하우징부의 유입홀은 요소수 탱크 내에 규정된 정격 용량의 요소수가 채워졌을 때 제1하우징 내부에서 플로터를 통기홀 차단 위치로 상승시킬 만큼의 요소수가 유입될 수 있는 높이로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2하우징부의 유입홀은 제1하우징부의 유입홀에 비해 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결통로는 3 ~ 4mm의 내경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결통로는 3.5mm의 내경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이로써, 본 발명에 따른 충전제한 통기밸브에 의하면, 요소수 탱크 내에 요소수를 정격 용량만큼 충전한 상태일 때 요소수 탱크 내 충전된 요소수 액면 상측의 정압을 해소하는 별도의 공기 배기 경로를 구비함으로써, 충전 후 요소수 주입구로부터 주입건을 빼낼 경우 종래와 같이 요소수가 주입구로부터 흘러나오던 문제점이 해소될 수 있게 된다.

도 1은 SCR 시스템이 적용된 차량에서 요소수가 저장되는 요소수 탱크 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 2는 요소수 탱크에 설치되는 종래의 충전제한 통기밸브를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전제한 통기밸브가 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전제한 통기밸브를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전제한 통기밸브의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 요소수 탱크 내에 요소수를 정격 용량만큼 충전한 뒤 차량의 요소수 주입구로부터 주입건을 빼낼 경우 요소수 탱크 내 압력의 작용으로 인해 요소수가 주입구에서 흘러나오던 문제점이 해결될 수 있도록 개선한 충전제한 통기밸브를 제공하고자 하는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전제한 통기밸브가 설치된 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전제한 통기밸브를 나타내는 사시도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충전제한 통기밸브의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 실시예의 충전제한 통기밸브(20)는 제1내부공간(23a) 및 제2내부공간(23b), 배기포트(22)를 가지는 상측의 헤드부(21)와, 각각 상이한 높이로 유입홀(26b,28b)이 형성된 하측의 제1하우징부(25) 및 제2하우징부(27)와, 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)에 각각 내장되는 플로터(29,30)와, 상기 각 하우징부(25,27)의 내부공간(26a,28a)과 헤드부(21)의 내부공간(23a,23b)을 연동시키는 통기홀(31,32)과, 상기 제1내부공간(23a)과 제2내부공간(23b)을 연통시키는 연결통로(33)를 포함하여 구성된다.

이러한 실시예의 충전제한 통기밸브(20)는 요소수 탱크(1)의 상부에 장착되며, 상기 헤드부(21)는 요소수 탱크(1) 상부 외측면에 체결 내지 고정 결합되는 플랜지(24)를 가진다.

또한, 헤드부(21)는 제1하우징부(25) 및 제2하우징부(27)와 일체로 형성되는데, 헤드부(21)의 하부에 플랜지(24)가 위치되고, 상기 플랜지(24)의 하부면에 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)가 일체로 형성된다.

또한, 헤드부(21)는 제1하우징부(25)의 내부공간(26a)과 통기홀(31)을 통해 연통되는 제1내부공간(23a)과, 제2하우징부(27)의 내부공간(28a)과 통기홀(32)을 통해 연통되는 제2내부공간(23b)을 가지며, 제1내부공간(23a)과 제2내부공간(23b)은 서로 분리된 공간으로 형성된다.

상기 헤드부(21)에서 제1내부공간(23a)이 형성된 부분의 일측에는 제1내부공간으로 유입된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기포트(22)가 형성되고, 헤드부(21)의 제1내부공간(23a)과 제2내부공간(23b)은 서로 독립된 공간으로 되어 있다.

상기 연결통로(33)는 헤드부(21)의 제1내부공간(23a)과 제2내부공간(23b)을 연결하기 위한 통로로서, 헤드부(21)의 제2내부공간(23b)으로 유입된 공기가 제1내부공간(23a)으로 이동할 수 있도록 연결통로(33)에 의해 제1내부공간(23a)과 제2내부공간(23b)이 연통된 구조로 되어 있다.

한편, 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)는 헤드부(21)에서 하방으로 길게 연장 형성된 통 형상의 부분으로, 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27) 모두 정해진 용적의 내부공간(26a,28a)을 가지며, 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)는 헤드부(21)에서 나란한 원통 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 제1하우징부(25)의 내부공간(26a)과 헤드부(21)의 제1내부공간(23a)은 그 경계부분에 형성된 통기홀(31)에 의해 연통되어 있으며, 더불어 제2하우징부(27)의 내부공간(28a)과 헤드부(21)의 제2내부공간(23b) 또한 그 경계부분에 형성된 통기홀(32)에 의해 연통되어 있다.

상기 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)의 내부공간(26a,28a)은 서로 독립된 공간으로 되어 있으며, 실시예의 충전제한 통기밸브(20)가 요소수 탱크(1)에 장착될 때 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)가 요소수 탱크(1)의 상부 장착위치에서 요소수 탱크(1) 내부로 길게 삽입되도록 장착된다.

상기 제1하우징부(25) 및 제2하우징부(27)의 각 내부공간(26a,28a)에는 유입홀(26b,28b)을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동되어 각 하우징부의 상단에 위치한 통기홀(31,32)을 개폐하는 플로터(29,30)가 설치된다.

또한, 제1하우징부(25)와 제2하우징부(27)는 요소수 탱크(1) 내부로부터 요소수와 공기가 각각 유입될 수 있는 유입홀(26b,28b)이 서로 다른 높이에 형성되는데, 제1하우징부(25)의 유입홀(26b)이 제2하우징부(27)의 유입홀(28b)에 비해 낮은 높이에 위치되도록 형성된다.

이때, 제1하우징부(25)의 유입홀(26b)은 요소수 탱크(1) 내에 규정된 정격 용량의 요소수가 채워졌을 때 유입홀(26b)을 통해 유입된 요소수가 제1하우징부(25)의 플로터(29)를 통기홀(31)을 차단하는 위치로 상승시킬 수 있는 높이로 형성된다.

또한, 제2하우징부(27)의 유입홀(28b)은 제1하우징부(25)의 유입홀(26b)에 비해 작은 크기로 형성된다.

이하, 본 발명에 따른 충전제한 통기밸브의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.

주입건을 요소수 주입구(도 1에서 도면부호 2임)에 삽입한 뒤, 주입건을 이용하여 요소수 주입구를 통해 요소수를 주입하게 되는데, 요소수 탱크(1) 내에 정격 용량의 요소수가 채워지면, 1차적으로 제1하우징부(25)의 유입홀(26b)을 통해 그 내부공간(26a)으로 요소수가 유입된다.

이에 제1하우징부(25)의 플로터(29)가 상승하여 통기홀(31)을 막아주게 되는데, 그 이후부터는 요소수 주입구를 통해 요소수 탱크(1) 내부로 더 이상의 요소수가 주입되지 않는 상태, 즉 충전제한 통기밸브(20)의 1차 셧 오프(Shut-off) 상태가 된다.

이러한 셧 오프 상태에서는 제2하우징부(27)의 유입홀(28b)이 요소수 탱크(1) 내 요소수 액면 높이(정격 용량 라인 높이)보다 높은 위치에 있으므로 제2하우징부(27)의 유입홀(28b)을 통해서는 공기가 유입될 수 있다.

즉, 요소수 탱크(1) 내부로 요소수가 주입되지 않는 셧 오프 상태에서, 요소수 탱크(1) 내 요소수 액면 상측의 공간은 제2하우징부(27)의 유입홀(28b)과 그 내부공간(28a), 통기홀(32), 헤드부(21)의 제2내부공간(23b), 연결통로(33), 헤드부(21)의 제1내부공간(23a), 배기포트(22)의 경로를 통해 외부(대기)와 연결된 상태로 있게 되고, 이 경로를 통해 요소수 탱크(1) 내 공기가 외부로 배출될 수 있는 것이다.

이에 따라 요소수 탱크(1) 내 정격 용량의 요소수가 채워져서 요소수가 더 이상 주입되지 않는 상태가 됨과 더불어, 요소수 탱크(1) 내 공기가 상기 경로를 통해 외부로 배출될 수 있으므로 요소수 탱크 내 요소수 액면 상측에서 공기 압축에 의한 정압의 압력이 발생하지 않는다.

이와 같이 공기 압축에 의한 정압이 발생하지 않으면 정격 용량 충전 후 차량의 요소수 주입구에서 주입건을 빼주더라도 요소수 주입구를 통해 요소수가 흘러나오지 않게 된다.

상술한 본 발명의 충전제한 통기밸브에서, 요소수 탱크(1) 내 요소수 액면 상측의 공기가 외부로 빠져나가게 되면 그만큼 요소수 탱크 내부의 요소수가 정격 용량에 비해 더 채워질 수 있는 것으로 생각할 수 있으나, 1차 셧 오프를 통해 빠져나가는 공기의 양에 비해, 실제로 주입건을 통해 요소수 주입구으로 주입되는 요소수의 양이 훨씬 많으므로, 이때 주입된 요소수가 요소수 라인(도 1에서 도면부호 3임) 및 주입구(도 1에서 도면부호 2임)를 통해 역으로 올라오게 된다.

그러나, 주입건(미도시)에는 센서(미도시)가 부착되어 있으므로, 상기 센서를 통해 주입구를 통해 올라온 요소수를 감지하여 주입구에서 요소수가 흘러나오기 전에 주입건에 의한 요소수의 공급을 바로 차단시키게 된다.

특히, 제2하우징부(27)의 유입홀(28b) 크기가 제1하우징부(25)의 유입홀(26b) 크기에 비해 작고, 연결통로(33)의 내경이 작으므로, 요소수 탱크(1) 내 정압이 해소될 수 있을 정도로 적은 양의 공기만이 제2하우징부(27)를 거쳐 헤드부(21)의 제2내부공간(23b), 연결통로(33), 헤드부의 제1내부공간(23a), 배기포트(22)를 통해 배출된다.

이와 같이 1차 셧 오프 상태에서 배기포트(22)를 통해 배출되는 공기의 양에 비해 주입건에 의해 주입되는 요소수의 양이 더 많아 센서 감지를 통한 요소수 공급의 자동 차단이 이루어질 수 있으므로 과주입으로 인해 요소수가 주입구로부터 흘러나오는 현상이 방지될 수 있고, 특히 정격 용량 충전 후 공기 배기에 의해 요소수 탱크(1) 내 정압이 생성되지 않은 상태이므로 주입건을 주입구로부터 빼내더라도 종래와 같이 정압으로 인해 요소수가 흘러나오던 문제점이 해소될 수 있다.

이러한 본 발명의 충전제한 통기밸브(20)에서 연결통로(33)의 내경이 중요하며, 제2하우징부(27)를 통해 배출된 과량의 공기가 연결통로(33)를 통해 너무 쉽게 이동하여 배기포트(22)를 통해 배출되면, 정격 용량 충전 이후라 하더라도 요소수가 요소수 라인 및 주입구를 통해 센서 감지가 이루어질 수 있는 수준으로 올라오지 못하게 되고, 과량으로 요소수가 요소수 탱크(1) 내에 충전될 수 있다.

따라서, 연결통로(33)는 3 ~ 4mm의 내경을 가지도록 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3.5mm의 내경을 가지도록 형성될 수 있다.

만약, 연결통로(33)의 내경이 3mm 미만일 경우 요소수 탱크(1) 내 정압 해소가 이루어질 수 있을 정도로 헤드부(21)의 제2내부공간(23b)으로부터 제1내부공간(23a)으로 원하는 양 및 속도로 공기가 이동되지 못하는 문제가 있게 된다.

또한, 4mm를 초과할 경우 공기가 너무 쉽게 이동하여 배기포트(22)를 통해 배출될 수 있으므로 정격 용량 충전 이후라 하더라도 요소수가 요소수 라인 및 주입구를 통해 센서 감지가 이루어질 수 있는 수준으로 올라오지 못하게 되어 과량의 요소수가 요소수 탱크(1)에 충전될 수 있는 문제가 있다.

본 발명자는 선행 테스트를 통해 연결통로의 내경을 3.5mm로 하였을 때 어떠한 문제도 발생하지 않음을 실험적으로 검증하였다.

또한, 센서가 없는 주입건을 사용하거나, 센서가 부착된 주입건이 아닌 다른 용기 또는 센서가 없는 요소수 주입 기구를 사용하여 요소수를 주입하는 경우라면, 센서 감지를 통해 자동으로 요소수 과주입(과충전)을 방지하는 것이 불가하다.

따라서, 상기와 같이 센서를 통한 자동 공급 차단이 불가한 요소수 주입 조건에서 요소수 탱크(1) 내에 정격 용량 라인을 초과하는 한계 용량 라인만큼 요소수가 충전될 경우 제2하우징부(27)의 유입홀(28b)을 통해 유입된 요소수에 의해 제2하우징부 내측의 플로터(30)가 상승하여 통기홀(32)을 차단해주도록 함으로써 요소수의 추가 주입을 막고(2차 셧 오프, 즉 충전제한 통기밸브의 완전한 셧 오프가 이루어짐), 요소수가 주입구를 통해 넘쳐 흐르는 문제가 발생하지 않도록 한다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 요소수 탱크 2 : 요소수 주입구
3 : 요소수 라인 4 : 요소수 펌프
5 : 충전제한 통기밸브 6 : 헤드부
7 : 배기포트 8 : 하우징부
9 : 유입홀 10 : 플로터
20 : 충전제한 통기밸브 21 : 헤드부
22 : 배기포트 23a : 제1내부공간
23b : 제2내부공간 24 : 플랜지
25 : 제1하우징부 26a : 내부공간
26b : 유입홀 27 : 제2하우징부
28a : 내부공간 28b : 유입홀
29, 30 : 플로터 31, 32 : 통기홀
33 : 연결통로

Claims

제1내부공간 및 제2내부공간, 제1내부공간으로 유입된 공기를 배출하기 위한 배기포트를 가지는 헤드부;
헤드부에 일체로 형성되고 요소수 탱크 내 공기 및 요소수가 내부공간으로 유입되도록 형성된 유입홀을 가지며 요소수 탱크 내부로 삽입되어 위치되는 제1하우징부 및 제2하우징부;
제1하우징부의 내부공간에 요소수 탱크로부터 유입홀을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동되도록 설치되고 상하 이동 위치에 따라 제1하우징부 및 헤드부 사이의 하기 통기홀을 개폐하는 플로터;
상기 제2하우징부의 내부공간에 요소수 탱크로부터 유입홀을 통해 유입된 요소수의 액면 높이에 따라 상하 이동하도록 설치되고 상하 이동 위치에 따라 제2하우징부 및 헤드부 사이의 하기 통기홀을 개폐하는 플로터;
헤드부의 제1내부공간과 제1하우징부의 내부공간, 그리고 헤드부의 제2내부공간과 제2하우징부의 내부공간을 각각 연통시키도록 형성된 통기홀; 및
헤드부의 제1내부공간과 제2내부공간을 연통시키도록 구비된 연결통로;
를 포함하고, 제1하우징부의 유입홀이 제2하우징부의 유입홀에 낮은 높이로 형성되며, 상기 제1하우징부의 유입홀은 요소수 탱크 내에 규정된 정격 용량의 요소수가 채워졌을 때 제1하우징부 내부에서 플로터를 통기홀 차단 위치로 상승시킬 만큼의 요소수가 유입될 수 있는 높이로 형성되고, 상기 제2하우징부의 유입홀은 상기 제1하우징부 내부의 플로터가 상승하여 통기홀의 차단이 이루어지도록 하는 요소수 액면 높이보다 높은 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 헤드부는 요소수 탱크 외측면에 체결 내지 고정 결합되는 플랜지를 가지는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 헤드부가 요소수 탱크 상부에 고정되고, 상기 제1하우징부 및 제2하우징부가 요소수 탱크 상부에서 내측으로 삽입되도록 헤드부에 일체로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2하우징부의 유입홀은 제1하우징부의 유입홀에 비해 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 연결통로는 3 ~ 4mm의 내경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 연결통로는 3.5mm의 내경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 요소수 탱크용 충전제한 통기밸브.