KR101675808B1

KR101675808B1 - 무캡 급유 시스템

Info

Publication number: KR101675808B1
Application number: KR1020127010979A
Authority: KR
Inventors: 로버트 케이. 덧지; 브라이언 엠. 밀러; 윌리엄 에이. 퍼디; 스티븐 엠. 스퍼란도; 폴 엠. 슈튼바시; 프랑코 에이. 시스터니노
Original assignee: 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2016-11-29
Also published as: WO2011053563A1; CN102712252B; DE112010003809B4; DE112010003809T5; JP5563664B2; CN102712252A; JP2013509328A; US20120217240A1; KR20120100955A; US8720721B2

Abstract

연료 파이프 내에 다단계(multi-stage) 밸브 조립체의 스냅-인(snap-in) 부착을 이용하는 무캡 급유 시스템이 제공된다. 밸브 조립체는 하부 몸체부와 상기 하부 몸체부에 독립적인 커버를 포함한다. 하부 몸체와 커버는 서로 잠겨지게 결합되도록 구성된다. 커버는 연료 파이프에 결합되도록 구성된다. 본 시스템은 1차 차단 밸브보다 위의 위치에서 밀봉됨으로써, 스프링 핀 지지 브래킷의 필요성을 없앤다.

Description

무캡 급유 시스템{CAPLESS REFUELING SYSTEM}

본 정규출원은 2009년 10월 30일자로 출원된 미국 가특허출원 제 61/256,591호의 권리 및 우선권을 주장하며, 상기 가특허출원은 전체가 본 명세서에 기재된 것처럼 그 전체가 참고로 병합되어 있다.

본 발명은 일반적으로 공급원으로부터 연료 파이프를 거쳐서 추후 사용을 위한 저장 탱크로 연료의 도입을 위한 급유 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 연료 파이프용의 커버 조립체가 펌프 노즐의 삽입시에 개방되고 그리고 나서 캡이 필요없이 노즐의 철수(撤收: withdrawal)시에 폐쇄되는 무캡 급유 시스템에 관한 것이다.

소위 무캡 급유 시스템이 알려져 있다. 이러한 시스템은 공급 노즐이 위치하지 않을 때 연료 파이프를 밀봉하기 위해 2-파트(two-part) 커버 조립체를 전형적으로 사용한다. 1차 차단 밸브(Primary Shut off Valve) 또는 PSV라고 지칭되는 조립체의 제1의 파트는, PSV의 내부에서 브래킷에 장착된 스프링에 의해 통상적으로 폐쇄상태로 유지되는 플로트 밸브(float valve) 등과 같은 밸브 요소를 전형적으로 포함한다. 스프링과, 스프링 장착 브래킷 및 밸브 요소를 수용하는 PSV는 윤곽을 갖는 연료 파이프 내부에 끼워 맞춰진다. 알려진 종래 구성에서는, 상부 플래퍼 밸브(flapper valve)를 수용하는 상부 커버가 PSV의 상단부 위로 연료 파이프의 외경(外徑) 둘레에 끼워 맞춰진다. PSV와 상부 커버 모두는 연료 파이프의 둘레를 따라 배치된 맞물림 슬롯 개구에 의해 유지된다. 즉, PSV와 상부 커버의 일부가 연료 파이프의 슬롯 개구 안으로 끼워 맞춰진다.

알 수 있다시피, 공급 연료에 수분이 들어가게 하는 것은 바람직하지 않다. 하지만, 종래 구성에서의 슬롯 개구는 주변 환경으로부터 수분이 도입되는 입구 기능을 할 수 있다. 도입된 수분이 공급 연료에 들어가는 것을 방지하기 위해, 연료 파이프에 있는 슬롯 개구보다 축방향으로 아래의 위치에서 연료 파이프와 PSV 몸체 사이의 환상(環狀) 영역에 O링 또는 다른 몸체 밀봉 요소가 전형적으로 위치된다. 이러한 구성에서는, 몸체 밀봉재보다 위의 위치에서는 PSV 몸체에 반경방향 개구를 구비하는 것을 회피하는 것이 바람직한데, 이는 이러한 반경방향 개구가 몸체 밀봉재 둘레로 잠재적인 바이패스(우회) 유동 경로를 제공할 수 있기 때문이다. 따라서, PSV에서 밸브 요소를 편향시키는 스프링이 PSV 몸체의 내부에 완전히 수납된 전용 브래킷에 전형적으로 장착된다. 이러한 종래의 시스템이 잘 기능함에도, PSV 몸체의 내부에 별도의 스프링 브래킷을 장착해야 하는 것은 복잡도를 증가시킨다.

본 발명은, PSV의 부착을 위해 연료 파이프 내의 슬롯 개구에 의존하지 않으며 스프링 핀과 하부 밸브 요소보다 위의 위치에서 밀봉함으로써 스프링 핀 지지 브래킷을 필요하지 않게 하는 무캡 급유 시스템을 제공함으로써 종래 기술에 대해 이점 및 대안을 제공한다. 이러한 구조는 복잡도를 저감시키며 내부에 부식 유발 수분이 모이는 것을 방지한다. 본 발명은 모듈화된 사전조립 구현(modular pre-assembly practice)을 용이하게 하도록, 상부 배치 커버 및 PSV에 대해 개선된 유지 구조를 갖는 무캡 급유 시스템을 제공함으로써 종래 기술에 비해 추가적인 개선을 제공한다.

일례의 양태에 따르면, 본 발명은 외측으로 돌출한 립을 구비한 연료 파이프의 축방향 개구에 삽입, 잠김 관계로 배치되도록 구성된 다단계 밸브 조립체를 포함하는 무캡 급유 시스템을 제공한다. 밸브 조립체는 하부 몸체부와 상기 하부 몸체부에 독립적인 커버를 포함한다. 하부 몸체부는 상부 모서리로부터 연장된 표면 그루브(surface face groove) 패턴을 갖는 상부 링 절편(ring segment)을 포함한다. 하부 몸체부는 연료 파이프의 내측 표면과 상기 하부 몸체부의 사이에 배치되는 밀봉 요소를 위한 시트(seat)를 더 포함한다. 하부 몸체부는 1차 차단 밸브(primary shutoff valve)와 상기 1차 차단 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제1의 편향 스프링(biasing spring)을 수용할 수 있다. 제1의 편향 스프링은 상기 밀봉 요소를 위한 시트보다 아래의 위치에 배치된다. 커버는 상부 부분과 상기 상부 부분으로부터 연장된 축소 직경의 슬리브(reduced diameter sleeve)를 포함한다. 슬리브의 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 디텐트(detent)가 연장된다. 슬리브는 하부 몸체부의 상부 링 절편이 슬리브 내에 미끄럼 운동 관계로 끼워지도록 내경(內徑)을 가지며, 하부 몸체부에 대한 커버의 상대 회전에 의해 디텐트가 표면 그루브를 따라 이동하여 상부 링 절편에 대해 잠김 관계가 되도록 디텐트는 상보적인 표면 그루브 내에 걸쳐지며, 그에 따라 커버와 하부 몸체부가 서로 잠겨진다. 커버는 연료 파이프 립의 반경방향 돌출 세그먼트를 수용 및 유지하도록 구성된 둘레를 따라 배치된 복수의 수용부(receptors)를 포함하며, 그에 따라 커버가 연료 파이프로부터 축방향으로 빠지는 것이 방지된다. 커버는 통상적으로 폐쇄 위치로 편향되는 액세스 밸브(access valve)를 수용할 수 있다.

구체적인 예시적인 양태에 따르면, 본 발명은 상부 근접부와 하부 말단부를 구비한 연료 파이프를 포함하는 무캡 급유 시스템을 제공하며, 상부 근접부는 축방향 개구로부터 반경방향으로 연장된 외측으로 돌출한 립을 갖는 상기 축방향 개구를 포함한다. 립은 축방향 개구의 원주 둘레에서 비연속적이며 하나 이상의 소정 갭에 의해 분리된 반경방향으로 돌출한 세그먼트를 포함한다. 연료 파이프는 상부 근접부와 하부 말단부 사이의 교차 부위에서 계단 형상을 가지며, 상부 근접부의 직경은 하부 말단부의 직경보다 더 크다. 연료 파이프는 삽입된 구조물과 스냅-핏(snap-fit) 맞물림되도록 구성된 내측으로 돌출한 표면을 형성하는 하나 이상의 표면 함몰부를 포함할 수 있다. 다단계 밸브 조립체가 연료 파이프의 내부에 삽입 관계로 배치되도록 구성되며, 밸브 조립체는 대체로 원통형의 하부 몸체부와 상기 하부 몸체부에 독립적인 커버를 포함한다. 하부 몸체부는 상부 모서리와 상부 링 절편을 형성하도록 상기 상부 모서리의 아래에 배치된 외측으로 돌출한 원주 칼라를 포함한다. 상부 링 절편은 상부 모서리로부터 연장된 개다리 형상의 표면 그루브 패턴을 포함한다. 하부 몸체부는 상기 칼라의 아래에 배치된 원주 그루브를 더 포함한다. 원주 그루브는 하부 몸체부와 연료 파이프의 내측 표면 사이에 배치되는 밀봉 요소를 위한 시트를 형성한다. 하부 몸체부는 연료 파이프의 내측 표면에 있는 내측으로 돌출한 상보적인 표면 함몰부의 둘레에 끼워지도록 구성된 윈도 개구(window openings)를 포함하는 하나 이상의 아래쪽으로 연장된 접속 레그를 포함한다. 하부 몸체부는 1차 차단 밸브와 상기 1차 차단 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제1의 편향 스프링을 수용한다. 제1의 편향 스프링은 하부 몸체부와 연료 파이프의 내측 표면 사이의 밀봉 요소보다 아래의 위치에서 하부 몸체부의 외벽을 통하여 연장된 지지 핀에서 지지된다. 커버는 상부 부분과 하향 돌출 숄더 표면을 형성하도록 상기 상부 부분으로부터 연장된 축소 직경의 슬리브를 포함한다. 슬리브의 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 복수의 디텐트가 연장된다. 슬리브는 하부 몸체부의 상부 링 절편이 슬리브 내에 미끄럼 운동 관계로 끼워지도록 내경을 가지며, 하부 몸체부에 대한 커버의 상대 회전에 의해 디텐트가 표면 그루브로부터 축방향으로 빠지는 것을 방지하도록 디텐트는 상보적인 표면 그루브 내에 걸쳐지며, 그에 따라 커버와 하부 몸체부는 서로 잠겨진다. 복수의 바요넷 돌출부가 하향 돌출 숄더 표면으로부터 연장된다. 바요넷 돌출부는 커버와 연료 파이프 사이의 상대 회전시에 상기 연료 파이프 립의 반경방향 돌출 세그먼트를 수용 및 유지하도록 구성되고, 그에 따라 연료 파이프로부터 커버가 축방향으로 빠지는 것이 방지된다. 커버는 플래퍼 밸브와 상기 플래퍼 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제2의 편향 스프링을 수용한다. 커버는 하향 돌출 숄더 표면의 아래에 배치된 적어도 하나의 원주 그루브를 포함하며, 원주 그루브는 디텐트보다 위의 위치에서 슬리브와 연료 파이프의 내측 표면 사이에 배치된 밀봉 요소를 위한 시트를 형성한다.

알 수 있다시피, 도시된 예시적인 실시예는 모든 구성요소들 사이에 수월한 조립 및 안정된 잠금 관계를 증진시키는 매우 효율적인 시스템을 제공한다. 본 시스템은 연료 파이프(14) 내의 슬롯 개구의 필요성을 없애주며, O링(40) 형태의 몸체 밀봉재를 지지 핀(26)보다 위의 위치에 배치함으로써, 몸체 밀봉재를 연료 파이프의 상단부 가까이 이동시키며, 수분을 획득하여 보유하게 될 가능성을 저감시킨다. 몸체 밀봉재가 이러한 높은 위치에 있음으로 인해, 지지 핀은 PSV 몸체의 구멍을 통해서 장착될 수 있으며, 그에 따라 별도의 핀 브래킷의 필요성을 없애준다.

도 1은 이중 O링 씰(dual O-ring seal)을 포함하는 무슬롯(slotless) 연료 파이프에 대해 PSV 몸체와 커버를 병합하는 본 발명에 따른 무캡 급유 시스템의 예시적인 구성을 도시하는 개략적인 부분 절취도.
도 2는 본 발명에 따른 무캡 급유 시스템의 무슬롯 연료 파이프와 연계되어 사용될 수 있는 예시적인 커버 및 PSV 몸체를 도시하는 분해 개략도.
도 3은 무캡 급유 시스템을 형성할 수 있도록 연료 파이프 안으로 삽입되는 서브조립체(subassembly)를 구성하는 부착된 관계에 있는, 도 2의 예시적인 커버 및 PSV 몸체를 도시하는 조립 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 무캡 급유 시스템의 무슬롯 연료 파이프의 내부에 삽입하기 위한 위치에 있는, 도 3의 서브조립체를 예시하는 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 무캡 급유 시스템의 커버를 위한 예시적인 개선된 부착 장치의 커버 유지 구조를 예시하는 도면.

본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 그 적용 또는 구성에 있어서 이하의 상세한 설명에 개시되거나 또는 도면에 예시된 구성요소들의 배치 및 구성의 구체사항에 국한되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예도 가능하며 다양한 방식으로 실시 및 실행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 및 표현은 본 발명을 기술하기 위한 것으로, 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서의 "포함하는(comprising, including)" 및 그 변형 형태와 같은 용어의 사용은 상기 표현 이전에 열거된 항목 및 그 동등물뿐만 아니라 추가적인 항목 및 그 동등물도 또한 포함하는 것을 의미한다.

이제 다양한 도면이 참조되며, 여러 도면에 있어서 가능한 한 동일 요소는 동일 참조 번호로 지칭되어 있다. 도 1은 연료 파이프(14) 내에 배치되도록 구성된 다단계(multi-stage) 밸브 조립체(12)를 포함하는 예시적인 무캡 급유 시스템(10)을 도시한다. 단지 예시를 위해, 연료 파이프(14)는 원하는 중공(中空)의 튜브형 구조로 형성되는 강철 등과 같은 금속 판재(metal sheet material)로 형성될 수 있으나, 원하는 경우에 다른 재료도 사용될 수 있다. 알 수 있다시피, 연료 파이프(14)는 내연기관 등(도시하지 않음)에 연료 공급을 제공하기 위해 연료 저장 탱크와 유체 유통 관계를 제공한다. 이하에 상세히 기재되는 바와 같이, 밸브 조립체(12)는 연료 파이프(14)와 안정된 스냅-인 맞물림(secure snap-in engagement)을 제공하도록 구성되며, 1차 차단 밸브(Primary Shut off Valve: PSV)에 있는 개구를 통해 연료 파이프(14) 안으로 수분이 들어가지 못하도록 PSV 보다 위의 위치에서 밸브 조립체(12)와 연료 파이프(14) 사이에는 씰(seal)이 배치된다. 알 수 있다시피, 수분의 도입을 회피하면 연료의 오염 및 내부 구성부품의 부식 가능성을 저감시키게 된다.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 도시된 예시적인 구성에서 밸브 조립체(12)에는 연료 파이프(14)의 근접 단부 안으로 맞물림 삽입될 수 있게 구성된 성형 열가소성재(molded thermoplastic) 등과 같은 재료의 PSV 몸체(20)(즉, 하부 몸체부)가 병합됨을 알 수 있다. 단지 예시를 위한 것으로 한정하기 위한 것은 아닌, PSV 몸체를 형성하는 예시적인 재료는 나일론 6 및 나일론 6,6, 폴리프로필렌, 폴리에스터, ABS 등과 같은 성형 폴리아미드를 포함할 수 있으나, 원하는 경우에 다른 재료도 또한 사용될 수 있다. 단지 예시를 위해, PSV 몸체(20)는 사출성형 등과 같은 기법을 이용하여 단일체 구조(one piece structure)로 형성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 예시된 구성에서는 PSV 몸체(20)가, 지지 핀(26)에 장착된 편향 스프링(24)에 의해 통상적으로는 폐쇄 상태로 유지되는 플롯 밸브(float valve) 등과 같은 1차 차단 밸브(22)(도 1 참조)를 위한 시트(seat)가 형성되는 윤곽을 갖는 내부(contoured interior)를 갖는다. 지지 핀(26)은 PSV 몸체(20)의 벽에 있는 수용 개구 내에 장착될 수 있다. 동작시에, PSV 몸체(20) 내부로의 액체 연료의 도입시에 1차 차단 밸브(22)가 개방됨으로써, 1차 차단 밸브(22)는 그 안착된 상태로부터 들어올려져서는 연료 탱크로 중력 유동 이송(gravity flow transfer)되도록 연료 파이프(14)의 내부로 액체 연료가 통과할 수 있다. 급유 동작시에, 편향 스프링(24)은 1차 차단 밸브(22)를 닫으려는 지속적인 편향 폐쇄력(biasing closing force)을 제공한다. PSV 몸체(20)의 내부로부터 액체 연료가 배출되고 나면, 1차 차단 밸브(22)는 그 초기 폐쇄 상태로 가압되어 연료의 역류를 방지하게 된다.

도시된 예시적인 구성에서, PSV 몸체(20)는 대략적으로 하부 모서리의 위치에서 아래쪽으로 연장된 접속 레그(connection legs: 30) 구조를 갖는 전체적으로 원통형의 외벽(28)을 갖는다(도 2 참조). 도시된 바와 같이, 접속 레그(30)는 연료 파이프(14)의 둘레의 위치에 배치된 연료 파이프 함몰부(indentation: 34)(도 4 참조)를 수용하도록 구성된 윈도 개구(window opening: 32)를 포함할 수 있다(도 4와 같이 외부에서 봤을 때는 함몰부(34)이나 내부에서 보면 돌출부가 되며 이 돌출부가 윈도 개구(32)에 수용됨). 따라서, PSV 몸체(20)가 연료 파이프(14)의 내부로 삽입될 때, 접속 레그(30)는 연료 파이프 함몰부(34)의 안쪽으로 돌출한 곡면 표면 위를 지나감에 따라 안쪽으로 구부러질 수 있으며, 그리고 나서 윈도 개구(32) 안으로 돌출하는 연료 파이프 함몰부(34)와 끼워 맞춰진다. 이러한 조립 상태에서, PSV 몸체는 연료 파이프(14) 내에서 소정 높이 및 회전 배향 상태로 스냅-핏 관계(snap-fit relation)로 유지된다. 물론, 임의의 개수의 다른 스냅인(snap-in) 접속 장치도 또한 사용될 수 있다. 단지 예시를 위한 것으로 한정하기 위한 것은 아닌, 일례의 대안적인 구현에서는, 연료 파이프(14)가 연료 파이프(14)의 둘레를 따라 부분적으로 또는 전체에 걸쳐 배치된 링 절편(ring segments) 형태의 하나 이상의 함몰부를 포함할 수 있으며, PSV 몸체(20)는 삽입시에 연료 파이프의 함몰부 위를 지나가며 그리고 나서 연료 파이프의 함몰부에 의해 빠지는 것이 방지되는 바깥쪽으로 돌출한 상보적인 링 절편을 포함할 수 있다. 원주 둘레의 위치에서 압착 공구를 사용하여 PSV 몸체(20)에 대해 적소에 연료 파이프(14)를 압착하는 것도 또한 고려될 수 있다. 알 수 있다시피, 연료 파이프(14)와 PSV 몸체(20) 사이의 이러한 스냅-인 관계는 축방향의 장력의 작용에 의해 반대로 될 수 있다.

도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서 PSV 몸체(20)는 PSV 몸체(20)의 상부 모서리 아래의 위치에서 PSV 몸체(20)의 둘레를 부분적으로 또는 완전히 감싸는 원주 칼라(circumferential collar: 36)를 포함한다. 따라서, PSV 몸체(20)의 상부 모서리와 원주 칼라(36)의 사이에 상부 링 절편이 배치된다. 도시된 바와 같이, 연료 파이프(14)와 PSV 몸체(20)의 사이에 밀봉 관계를 형성하기 위해, O링(40)(도 1 참조) 또는 다른 밀봉 요소를 위한 시트(seat)가 형성된 원주 그루브(circumferential groove: 38)가 원주 칼라(36)의 아래의 위치에 배치된다. 원주 칼라보다 위에 배치된 PSV 몸체(20)의 상부 링 절편은 상부 모서리로부터 멀어지게 연장되는 대체로 개다리(dogleg) 형상의 표면 그루브(surface groove: 42) 패턴을 포함한다. 표면 그루브(42)는 이하에 상세히 설명되는 방식으로 커버(50)에 잠금 맞물림되도록 구성된다.

도시된 바와 같이, 예시적인 밸브 조립체(12)는 통상적으로는 커버(50) 내부의 스프링 핀(56)에 장착된 편향 스프링(54)에 의해 폐쇄 위치로 편향되는 액세스 밸브(access valve)를 형성하는 플래퍼 밸브(52)를 수용할 수 있는 커버(50)를 포함한다. 단지 예시를 위한 것으로 한정하기 위한 것은 아닌, 커버(50)를 형성하는 예시적인 재료는 나일론 6 및 나일론 6,6, 폴리프로필렌, 폴리에스터, ABS 등과 같은 성형 폴리아미드를 포함할 수 있으나, 원하는 경우에 다른 재료도 또한 사용될 수 있다. 단지 예시를 위해, 커버(50)는 사출성형 등과 같은 기법을 사용하여 단일체 구조로 형성될 수 있다.

동작시에, 정렬된 PSV 몸체(20) 안으로의 액체 연료의 이송을 위해 연료 노즐(도시하지 않음)의 도입에 의해 플래퍼 밸브(52)가 개방 상태로 밀려날 수 있다. 급유 동작 중에, 편향 스프링(54)은 플래퍼 밸브(52)를 폐쇄 위치로 위쪽으로 가압하는 지속적인 편향 폐쇄력(closing force)을 제공한다. 연료 노즐이 제거되고 나면, 편향 스프링(54)으로부터의 편향력은 플래퍼 밸브(52)를 폐쇄 위치로 위쪽으로 복귀시킴으로써, 시스템을 밀봉하게 된다. 플래퍼 밸브(52)가 도시되고 설명되었으나, 다른 액세스 밸브가 사용될 수도 있으며 플래퍼 밸브(52)는 단지 이러한 밸브의 하나의 예로서 도시되었다.

도시된 예시적인 구성에서, 커버(50)는 고정 접속을 성립하도록 연료 파이프(14)와 PSV 몸체(20) 양자 모두에 대해 적소에 잠겨지도록 구성된다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 예시적인 구성에서 커버(50)는 확대 직경의 상부 부분(60)과 이 상부 부분(60)으로부터 연장된 축소 직경의 슬리브(62)를 갖는 전체적으로 계단 형태의 원통형 구성을 갖는다. 예시적인 구성에서, 축소 직경의 슬리브(62)는 원주 칼라(36)의 위에 위치된 PSV 몸체의 상부 링 부분의 외경(外徑)과 실질적으로 일치하는 내경을 갖는다. 따라서, 축소 직경의 슬리브(62)는 PSV 몸체의 상부 링 절편의 둘레에 미끄럼 운동 배치로 끼워질 수 있다.

예시적인 구성에서, 축소 직경의 슬리브(62)의 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 디텐트 요소(detent element: 64)가 돌출한다. 디텐트 요소(64)는 축소 직경의 슬리브(62)가 PSV 몸체(20)의 상부 링 절편 위로 미끄럼 운동함에 따라 디텐트 요소(64)가 표면 그루브(42)의 축방향으로 배향된 부분에 수용될 수 있도록 PSV 몸체(20)의 상부 링 절편에서 표면 그루브(42)와 정렬되는 패턴으로 구성 및 배치된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 표면 그루브(42)는 전체적으로 개다리 형상을 갖는다. 따라서, 축소 직경의 슬리브(62)가 PSV 몸체(20)의 상부 링 절편 위로 밀려져서 디텐트 요소(64)가 표면 그루브(42) 내에 배치된 상태가 되면, 커버(50)는 축방향으로 분리되지 않게 구성요소들을 적소에 잠그도록 PSV 몸체에 대해 회전될 수 있다. 원하는 경우에, 잠금 회전시에 디텐트 요소(64)가 차단 요소(blocking element)의 위를 지나서 표면 그루브(42)의 원주 부분(circumferential portion) 안으로 들어가서는 차단 요소가 부러지지 않는 한 반대방향으로의 움직임이 차단되도록, 표면 그루브(42)의 일부를 가로질러 경사진 상태로 연장될 수 있는 가요성 탭(tab) 등과 같은 하나 이상의 가요성 차단 요소를 병합함으로써 추가적인 잠금 안정성이 제공될 수 있다. 알 수 있다시피, 구현시에, 밸브 조립체(12)를 모듈화 단위로서 형성할 수 있도록 전술한 바와 같이 내부 구성요소가 병합되는 커버(50)와 PSV 몸체(20)는 잠금 맞물림 상태로 사전 조립될 수 있으며, 그리고 나서 개별 작업으로 연료 파이프(14)(도 4 참조)에 축방향으로 삽입될 수 있다.

앞에서 언급한 바와 같이, 연료 파이프(14)에 PSV 몸체의 삽입시에, 연료 파이프(14)에 대한 밸브 조립체(12)의 축방향 및 원주방향 배향을 한정하도록 스냅-핏 맞물림이 성립될 수 있다. 본 발명의 일례의 예시적인 특징에 따르면, 커버(50)와 연료 파이프(14) 사이의 맞물림에 의해 잠금 관계가 제공될 수 있다. 도 2와 도 4에 함께 잘 도시된 바와 같이, 커버(50)의 상부 부분(60)과 축소 직경의 슬리브(62) 사이의 교차 부위에는 하향 숄더 표면(70)이 형성된다. 도시된 바와 같이, 커버(50)의 둘레의 위치에서 숄더 표면(70)으로부터 아래쪽으로 바요넷 돌출부(bayonet projections: 72) 구조가 연장된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 연료 파이프(14)의 상부 모서리는 불연속적인 반경방향 돌출 립(lip: 74)을 포함할 수 있으며, 반경방향 돌출 부분의 사이에 개재(介在)된 소정 갭(76) 구조를 포함한다. 예시적인 구조에서, 연료 파이프(14)에 밸브 조립체(12)의 삽입시에, 바요넷 돌출부(72) 각각이 대응하는 갭(76)에 수용되도록, 바요넷 돌출부는 대응하는 갭(76)과 정렬되도록 커버(50)의 둘레를 따라 소정 패턴으로 배치된다. 알 수 있다시피, 반경방향 돌출 립(74)을 수용할 수 있도록 반경방향으로 충분한 깊이를 갖는 바요넷 돌출부(72)의 뒤로 채널이 형성된다. 따라서, 커버(50)와 연료 파이프(14) 사이의 상대적인 회전시에, 반경방향 돌출 립(74)의 일부분이 바요넷 돌출부(72)의 뒤에 잠겨지는 잠금 맞물림이 성립될 수 있다. 물론, 연료 파이프에 잠금 관계를 설정하는 임의의 다른 적절한 구조도 사용될 수 있다. 예를 들면, 연료 파이프(14)는 연속적인 반경방향 돌출 립을 포함할 수 있고, 커버는 스냅-핏 접속을 위한 가요성 핑거(flexible fingers)를 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 숄더 표면(70) 아래의 위치에서 축소 직경의 슬리브(62) 둘레에는 상부 원주 그루브(80)가 배치될 수 있다. 알 수 있다시피, 바요넷 접속부 아래의 위치에서 축소 직경의 슬리브(62)와 연료 파이프(14)의 내측 표면의 사이에 밀봉 관계를 형성하기 위해 상부 원주 그루브(80)에는 O링(82)(도 1 참조) 또는 다른 밀봉 요소가 배치될 수 있다. 따라서, O링(82)은 지지 핀(26)보다 위의 위치에 효과적인 씰(seal)을 형성하도록 O링(40)과 연계하여 기능할 수 있다.

도시된 바와 같이, 연료 파이프(14)는 이 연료 파이프(14)의 상부 근접부와 하부 말단부 사이에 반경방향 계단부(radial step: 84)를 포함할 수 있다. 알 수 있다시피, 이러한 반경방향 계단부를 병합하게 되면 하부 O링(40)이 연료 파이프(14)의 내측 표면을 따라 상당한 거리를 끌려가지 않아도 되므로 밸브 조립체(12)의 수월한 삽입을 증진시키는데 도움을 줄 수 있다. 하지만, 원하는 경우에 계단부가 없는 직선 원통 또는 다른 구성도 사용될 수 있다.

물론, 전술한 실시예의 변경 및 변형도 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 여기에 개시되고 명시된 본 발명은 상세한 설명 및/또는 도면에 언급되거나 또는 이로부터 자명한 개별 특징들의 두 개 이상의 모든 다른 조합에까지 확대될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 다른 조합들 모두는 본 발명의 다양한 다른 양태를 구성한다. 본 명세서에 개시된 실시예는 본 발명을 실시하는데 있어서 알려진 최상의 형태를 설명하며 당업자로 하여금 본 발명을 이용할 수 있게 한다. 청구범위는 종래 기술에 의해 허용되는 범위까지 다른 실시형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 다양한 특징부는 첨부된 특허청구범위에 기재되어 있다.

10: 무캡 급유 시스템 12: 밸브 조립체
14: 연료 파이프 20: PSV 몸체
22: 1차 차단 밸브 24: 편향 스프링
26: 지지 핀 28: 외벽
30: 접속 레그 32: 윈도 개구
34: 함몰부 36: 원주 칼라
38: 원주 그루브 40: O링
42: 표면 그루브 50: 커버
52: 플래퍼 밸브 54: 편향 스프링
60: 상부 부분 62: 슬리브
64: 디텐트 요소 70: 숄더 표면
72: 바요넷 돌출부 74: 반경방향 돌출 립
76: 갭 80: 상부 원주 그루브
82: O링 84: 반경방향 계단부

Claims

무캡 급유 시스템(capless refueling system)으로서,
외측으로 돌출한 립(lip)을 구비한 연료 파이프의 축방향 개구에 삽입, 잠김 관계로 배치되도록 구성된 밸브 조립체로서, 하부 몸체부와 상기 하부 몸체부에 독립적인 커버를 포함하는, 밸브 조립체를
포함하며,
상기 하부 몸체부는 상부 모서리로부터 연장된 표면 그루브(surface face groove) 패턴을 갖는 상부 링 절편(ring segment)을 포함하고, 상기 하부 몸체부는 상기 연료 파이프의 내측 표면과 상기 하부 몸체부의 사이에 배치되는 밀봉 요소를 위한 시트(seat)를 더 포함하며, 상기 하부 몸체부는 1차 차단 밸브(primary shutoff valve)와 상기 1차 차단 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제1의 편향 스프링(biasing spring)을 수용하고, 상기 제1의 편향 스프링은 상기 밀봉 요소를 위한 시트보다 아래의 위치에 배치되며,
상기 커버는 상부 부분과 상기 상부 부분으로부터 연장된 축소 직경의 슬리브(reduced diameter sleeve)를 구비하고, 상기 슬리브의 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 복수의 디텐트(detent)가 연장되며, 상기 슬리브는 상기 하부 몸체부의 상기 상부 링 절편이 상기 슬리브 내에 미끄럼 운동 관계로 끼워지도록 내경(內徑)을 가지며, 상기 하부 몸체부에 대한 상기 커버의 상대 회전이 상기 디텐트가 상기 표면 그루브를 따라 이동하여 상기 상부 링 절편에 대해 잠금 관계가 되도록 상기 디텐트는 상보적인 표면 그루브 내에 걸쳐지며, 그에 따라 상기 커버와 상기 하부 몸체부는 서로 잠겨지고, 상기 커버는 상기 연료 파이프 립의 반경방향 돌출 세그먼트를 수용 및 유지하도록 구성된 둘레를 따라 배치된 복수의 수용부(receptors)를 포함하며, 그에 따라 상기 커버가 상기 연료 파이프로부터 축방향으로 빠지는 것이 방지되고, 상기 커버는 통상적으로 폐쇄 위치로 편향되는 액세스 밸브(access valve)를 수용하는,
무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 하부 몸체부는 대체로 원통형인, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 하부 몸체부는 단일체의 성형 폴리머 구성인, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 커버는 단일체의 성형 폴리머 구성인, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 상부 링 절편은 반경방향 외측으로 돌출하는 원주 칼라(circumferential collar)에 의해 형성된 베이스를 구비하는, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 표면 그루브는 개다리(dogleg) 형상을 갖는, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 하부 몸체부는 상기 연료 파이프의 내측 표면에 있는 내측으로 돌출한 상보적인 표면 함몰부(indentation)를 유지하도록 구성된 윈도 개구(window opening)을 포함하는 하나 이상의 아래쪽으로 연장된 접속 레그(connection leg)를 포함하는, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1의 편향 스프링은 상기 밀봉 요소를 위한 시트보다 아래의 위치에서 상기 하부 몸체부의 외벽을 통해 연장된 지지 핀에서 지지되는, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 복수의 수용부는 상기 상부 부분과 상기 상부 부분으로부터 연장된 상기 슬리브의 교차 부위에서 하향 돌출 숄더 표면으로부터 연장된 하나 이상의 바요넷 돌출부(bayonet projections)를 포함하는, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 커버는 상기 축소 직경의 슬리브의 둘레에 배치된 적어도 하나의 원주 그루브(circumferential groove)를 포함하고, 상기 원주 그루브는 상기 디텐트보다 위의 위치에서 상기 슬리브와 상기 연료 파이프의 내측 표면 사이에 배치된 밀봉 요소를 위한 시트를 형성하는, 무캡 급유 시스템.
제10항에 있어서, 상기 밀봉 요소는 O링인, 무캡 급유 시스템.
제1항에 있어서, 상기 액세스 밸브는 플래퍼 밸브(flapper valver)이고, 제2의 편향 스프링이 상기 플래퍼 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는, 무캡 급유 시스템.
무캡 급유 시스템으로서,
상부 근접부와 하부 말단부를 구비한 연료 파이프로서, 상기 상부 근접부는 축방향 개구로부터 반경방향으로 연장된 외측으로 돌출한 립을 갖는 상기 축방향 개구를 구비한, 연료 파이프와,
상기 연료 파이프의 내부에 삽입 관계로 배치되도록 구성된 밸브 조립체로서, 하부 몸체부와 상기 하부 몸체부에 독립적인 커버를 포함하는, 밸브 조립체를
포함하며,
상기 하부 몸체부는 상부 모서리로부터 연장된 표면 그루브 패턴을 갖는 상부 링 절편을 포함하고, 상기 하부 몸체부는 상기 연료 파이프의 내측 표면과 상기 하부 몸체부의 사이에 배치되는 밀봉 요소를 위한 시트를 더 포함하며, 상기 하부 몸체부는 1차 차단 밸브와 상기 1차 차단 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제1의 편향 스프링을 구비하고, 상기 제1의 편향 스프링은 상기 밀봉 요소를 위한 시트보다 아래의 위치에서 상기 하부 몸체부의 외벽을 통하여 연장된 지지 핀에서 지지되며,
상기 커버는 상부 부분과 하향 돌출 숄더 표면을 형성하도록 상기 상부 부분으로부터 연장된 축소 직경의 슬리브를 구비하고, 상기 슬리브의 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 복수의 디텐트가 연장되며, 상기 슬리브는 상기 하부 몸체부의 상기 상부 링 절편이 상기 슬리브 내에 미끄럼 운동 관계로 끼워지도록 내경을 가지며, 상기 하부 몸체부에 대한 상기 커버의 상대 회전이 상기 디텐트가 상기 표면 그루브를 따라 이동하여 상기 상부 링 절편에 대해 잠금 관계가 되도록 상기 디텐트는 상보적인 표면 그루브 내에 걸쳐지며, 그에 따라 상기 커버와 상기 하부 몸체부는 서로 잠겨지고, 상기 커버는 상기 연료 파이프 립의 반경방향 돌출 세그먼트를 수용 및 유지하도록 구성된 둘레를 따라 배치된 복수의 수용부를 포함하며, 그에 따라 상기 커버가 상기 연료 파이프로부터 축방향으로 빠지는 것이 방지되고, 상기 커버는 통상적으로 폐쇄 위치로 편향되는 액세스 밸브를 수용하는,
무캡 급유 시스템.
제13항에 있어서, 상기 하부 몸체부와 상기 커버 각각은 단일체의 성형 폴리머 구성인, 무캡 급유 시스템.
제13항에 있어서, 상기 상부 링 절편은 반경방향 외측으로 돌출하는 원주 칼라에 의해 형성된 베이스를 구비하는, 무캡 급유 시스템.
제13항에 있어서, 상기 표면 그루브는 개다리 형상을 갖는, 무캡 급유 시스템.
제13항에 있어서, 상기 하부 몸체부는 상기 연료 파이프의 내측 표면에 있는 내측으로 돌출한 상보적인 표면 함몰부를 유지하도록 구성된 윈도 개구을 포함하는 하나 이상의 아래쪽으로 연장된 접속 레그를 포함하는, 무캡 급유 시스템.
제13항에 있어서, 상기 복수의 수용부는 상기 상부 부분과 상기 축소 직경의 슬리브의 교차 부위에서 하향 돌출 숄더 표면으로부터 연장된 하나 이상의 바요넷 돌출부를 포함하는, 무캡 급유 시스템.
제13항에 있어서, 상기 커버는 상기 축소 직경의 슬리브의 둘레에 배치된 적어도 하나의 원주 그루브를 포함하고, 상기 원주 그루브는 상기 디텐트보다 위의 위치에서 상기 슬리브와 상기 연료 파이프의 내측 표면 사이에 배치된 O링을 위한 시트를 형성하는, 무캡 급유 시스템.
무캡 급유 시스템으로서,
상부 근접부와 하부 말단부를 구비한 연료 파이프로서, 상기 상부 근접부는 축방향 개구로부터 반경방향으로 연장된 외측으로 돌출한 립을 갖는 상기 축방향 개구를 구비하고, 상기 립은 상기 축방향 개구의 원주 둘레에서 비연속적이며 하나 이상의 소정 갭에 의해 분리된 반경방향으로 돌출한 세그먼트를 포함하고, 상기 연료 파이프는 상기 상부 근접부와 상기 하부 말단부 사이의 교차 부위에서 계단 형상을 가지며, 상기 상부 근접부의 직경은 상기 하부 말단부의 직경보다 더 크고, 삽입된 구조물과 스냅-핏(snap-fit) 맞물림되도록 구성된 내측으로 돌출한 표면을 형성하는 하나 이상의 표면 함몰부를 포함하는, 연료 파이프와,
상기 연료 파이프의 내부에 삽입 관계로 배치되도록 구성된 밸브 조립체로서, 대체로 원통형의 하부 몸체부와 상기 하부 몸체부에 독립적인 커버를 포함하는, 밸브 조립체를
포함하며,
상기 하부 몸체부는 상부 모서리와 상부 링 절편을 형성하도록 상기 상부 모서리의 아래에 배치된 외측으로 돌출한 원주 칼라를 포함하고, 상기 상부 링 절편은 상기 상부 모서리로부터 연장된 개다리 형상의 표면 그루브 패턴을 포함하며, 상기 하부 몸체부는 상기 칼라의 아래에 배치된 원주 그루브를 더 포함하고, 상기 원주 그루브는 상기 하부 몸체부와 상기 연료 파이프의 내측 표면 사이에 배치되는 밀봉 요소를 위한 시트를 형성하며, 상기 하부 몸체부는 상기 연료 파이프의 내측 표면에 있는 내측으로 돌출한 상보적인 표면 함몰부를 유지하도록 구성된 윈도 개구을 포함하는 하나 이상의 아래쪽으로 연장된 접속 레그를 포함하고, 상기 하부 몸체부는 1차 차단 밸브와 상기 1차 차단 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제1의 편향 스프링을 수용하고, 상기 제1의 편향 스프링은 상기 하부 몸체부와 상기 연료 파이프의 내측 표면 사이의 상기 밀봉 요소보다 아래의 위치에서 상기 하부 몸체부의 외벽을 통하여 연장된 지지 핀에서 지지되며,
상기 커버는 상부 부분과 하향 돌출 숄더 표면을 형성하도록 상기 상부 부분으로부터 연장된 축소 직경의 슬리브를 구비하고, 상기 슬리브의 내측 표면으로부터 반경방향 내측으로 복수의 디텐트가 연장되며, 상기 슬리브는 상기 하부 몸체부의 상기 상부 링 절편이 상기 슬리브 내에 미끄럼 운동 관계로 끼워지도록 내경을 가지며, 상기 하부 몸체부에 대한 상기 커버의 상대 회전이 상기 디텐트가 상기 표면 그루브로부터 축방향으로 빠지는 것을 방지하도록 상기 디텐트는 상보적인 표면 그루브 내에 걸쳐지며, 그에 따라 상기 커버와 상기 하부 몸체부는 서로 잠겨지고, 복수의 바요넷 돌출부가 하향 돌출 숄더 표면으로부터 연장되며, 상기 바요넷 돌출부는 상기 커버와 상기 연료 파이프 사이의 상대 회전시에 상기 연료 파이프의 립의 반경방향 돌출 세그먼트를 수용 및 유지하도록 구성되고, 그에 따라 상기 연료 파이프로부터 상기 커버가 축방향으로 빠지는 것이 방지되며, 상기 커버는 플래퍼 밸브와 상기 플래퍼 밸브를 통상적인 폐쇄 위치로 가압하는 제2의 편향 스프링을 수용하고, 상기 커버는 상기 하향 돌출 숄더 표면의 아래에 배치된 적어도 하나의 원주 그루브를 포함하며, 상기 원주 그루브는 상기 디텐트보다 위의 위치에서 상기 슬리브와 상기 연료 파이프의 내측 표면 사이에 배치된 밀봉 요소를 위한 시트를 형성하는, 무캡 급유 시스템.