KR102463450B1 - 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진이 정지하면, 연료증발가스가 유동할 수 있는 통로가 좁아지도록 하고, 그 주변에 연료증발가스 트랩을 설치하여, 대기중으로 연료증발가스가 확산되는 것을 방지할 수 있는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치는, 엔진으로 외부의 공기가 유입되게 하는 흡기관(11)과, 상기 흡기관(11)의 개폐가능하게 설치되고, 상기 엔진이 작동이면 개방되고, 상기 엔진이 정지하면 상기 흡기관(11)을 폐쇄하는 개폐도어(14)를 포함하고, 바람직하게는 상기 흡기관(11)에서 상기 개폐도어(14)가 설치되는 부위의 내측벽에는 상기 연료증발가스를 포집하는 연료증발가스 트랩(13)이 설치된다.

Description

경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치{APPARATUS FOR REMOVING FUEL EVAPORATION GAS USING PATH CLOSING}
본 발명은 연료가 증발하여 생성된 연료증발가스를 저감시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진이 정지하면, 연료증발가스가 유동할 수 있는 통로가 좁아지도록 하고, 그 주변에 연료증발가스 트랩을 설치하여, 대기중으로 연료증발가스가 확산되는 것을 방지할 수 있는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치에 관한 것이다.
차량에서는 각종 유해물질이 배출될 수 있고, 상기 유해물질은 법규로 규제되어 있으며, 규제 기준은 날로 강화되고 있다.
그 중에는 연료가 증발하여 발생되는 연료증발가스도 있다. 상기 연료증발가스는 탄화수소(hydrocarbon)를 주성분으로 하는데, 주행중에는 상기 연료증발가스를 엔진으로 유입시켜 연소시켜 제거한다.
하지만, 엔진이 정지한 상태에서는 상기 증발가스는 상기 엔진으로 공기를 유입시키는 흡기관(11)의 내부에서 확산을 통하여 상기 엔진으로부터 상기 대기중으로 방출된다.
이를 해소하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 흡기관(101)에 상기 연료증발가스를 포집할 수 있는 연료증발가스 트랩(103)을 설치하고, 상기 연료증발가스 트랩(103)에서 상기 연료증발가스를 포집할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따르면, 연료증발가스가 상기 흡기관(101)을 유동할 때에는 넓은 유동경로로 인해 상기 연료증발가스 트랩(103)에 인접하지 않은 경로를 통하여 유동할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡기관(101)에 머무르는 연료증발가스는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연료증발가스 트랩(103)에 포집되지 않고, 엔진으로부터 상기 흡기관(101)과 에어클리너(102)를 통하여 대기중으로 방출되어, 대기오염을 유발하게 된다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '탄화수소 제거장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-1998-0022214 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 엔진의 작동시에는 상기 엔진으로 공기가 유입되는 것은 방해하지 않고, 엔진이 정지하면, 상기 엔진으로부터 연료증발가스가 유동하는 것을 최소화하면서, 유동중이 연료증발가스가 흡기관(11)의 내벽을 따라 이동하도록 유도하고, 이를 연료증발가스 트랩을 통하여 포집할 수 있는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치는, 엔진으로 외부의 공기가 유입되게 하는 흡기관과, 상기 흡기관의 개폐가능하게 설치되고, 상기 엔진이 작동이면 개방되고, 상기 엔진이 정지하면 상기 흡기관을 폐쇄하는 개폐도어를 포함한다.
상기 개폐도어가 상기 흡기관을 폐쇄하면, 상기 개폐도어의 둘레가 상기 흡기관의 내측면에 접하거나 인접해지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐도어는 상단이 상기 흡기관의 내벽 상부에 힌지연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐도어는 상기 엔진이 작동하면 상기 엔진으로 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 흡기관에는 상기 개폐도어가 개방되었을 때, 상기 흡기관의 내측면에 상기 개폐도어가 접촉되는 것을 회피하도록 상기 개폐도어를 수용하는 충돌 방지 챔버가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 충돌 방지 챔버의 내측면에는 상기 개폐도어의 접촉시 완충되도록 하는 완충부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐도어는 상기 흡기관이 에어클리너와 연결되는 부위에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 흡기관에서 상기 개폐도어가 설치되는 부위의 내측벽에는 상기 연료증발가스를 포집하는 연료증발가스 트랩이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 흡기관에서 상기 연료증발가스 트랩은 상기 개폐도어가 상기 흡기관에 힌지연결되는 부위를 제외한 나머지 둘레부분에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료증발가스 트랩에서 대기에 인접하는 부위에 상기 엔진이 정지시 상기 개폐도어가 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치에 따르면, 엔진이 정지하면 중력에 의해 개폐도어가 흡기관의 대부분을 폐쇄함으로써, 흡기관의 내부로부터 확산에 의해 연료증발가스가 대기로 방출되는 것을 1차적으로 저감시킬 수 있다.
그리고, 상기 개폐도어가 폐쇄된 상태에서 상기 흡기관의 내측벽을 따라 유동하는 연료증발가스는 상기 흡기관의 내측벽에 설치된 연료증발가스 트랩에 포집되어 대기로 방출되는 연료증발가스를 2차적으로 저감시킬 수 있어서, 엔진의 정지시 연료증발가스의 배출을 대부분을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 엔진이 작동중에는 상기 개폐도어가 상기 엔진으로 유입되는 공기에 의해 상기 흡기관의 내측벽으로 이동하므로, 흡기손실은 발생하지 않는다.
아울러, 상기 개폐밸브는 상기 흡기관의 내벽이 밀착되지 않아도 되기 때문에, 상기 개폐밸브를 상기 흡기관의 내벽에 밀착되도록 하기 위한 별도의 구성요소가 없어도 되므로, 원가상승을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따라 흡기관의 내부에서 연료증발가스가 확산을 통하여 배출되는 상태를 도시한 단면도.
도 2는 엔진이 정지된 상태에서 본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.
도 4는 엔진이 작동중인 상태에서 본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치는, 엔진으로 외부의 공기가 유입되게 하는 흡기관(11)과, 상기 흡기관(11)의 개폐가능하게 설치되고, 상기 엔진이 작동이면 개방되고, 상기 엔진이 정지하면 상기 흡기관(11)을 폐쇄하는 개폐도어(14)를 포함하고, 바람직하게는 상기 흡기관(11)에서 상기 개폐도어(14)가 설치되는 부위의 내측벽에는 상기 연료증발가스를 포집하는 연료증발가스 트랩(13)이 설치된다.
엔진의 연소를 위해서 상기 엔진으로 공기가 유입되어야 하고, 상기 공기는 상기 엔진의 일측에 연결되는 흡기관(11)을 통하여 상기 엔진으로 유입된다.
상기 흡기관(11)의 일측, 즉 상기 엔진의 반대쪽은 상기 공기에 포함된 이물질이 여과하는 에어클리너(12)에 연결된다.
개폐도어(14)는 상기 흡기관(11)을 개폐하도록 상기 흡기관(11)의 내측벽에 설치된다. 상기 개폐도어(14)는 상기 흡기관(11)의 내측벽에 힌지축(14a)을 중심으로 회전할 수 있도록 힌지연결된다.
특히, 상기 개폐도어(14)는 상기 개폐도어(14)의 상단이 상기 흡기관(11)의 내측벽 중에서 상부측 내측벽에 힌지축(14a)을 이용하여 힌지연결된다. 상기 개폐도어(14)의 상단이 상기 흡기관(11)의 내측벽에 힌지연결되어 있기 때문에, 중력에 의해 폐쇄되고, 상기 흡기관(11)의 내부에 공기의 유동이 있으면, 상기 공기의 유동에 의해 개방된다. 상기 개폐도어(14)가 상기 흡기관(11)의 내부에서 중력에 의해 폐쇄되는 바, 상기 엔진이 정지하여 상기 흡기관(11)의 내부에 공기의 유동이 없으면, 상기 흡기관(11)을 폐쇄하여, 상기 흡기관(11)으로부터 대기로 연료증발가스가 확산되는 것을 1차로 차단할 수 있다.
이때, 상기 개폐도어(14)는 폐쇄되었을 때, 상기 개폐도어(14)의 둘레가 상기 흡기관(11)의 내벽에 접하거나, 인접하도록 한다. 바람직하게는 상기 개폐도어(14)는 상기 흡기관(11)의 내벽에 접하지 않고 약간의 간극을 두고 인접하도록 한다.
상기 개폐도어(14)는 중력에 의해 폐쇄되고, 공기유동시 개방될 수 있도록 비닐이나 합성수지와 같은 경량의 소재로 이루어질 수도 있다.
여기서, 상기 개폐도어(14)는 상기 흡기관(11)이 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 이물질을 여과하는 에어클리너(12)와 접속되는 부위에 설치될 수 있다.
한편, 상기 흡기관(11)에는 상기 개폐도어(14)의 최대 개방시 상기 개폐도어(14)가 상기 흡기관(11)의 내벽과 충돌하여 소음을 유발하는 것을 방지하도록 하는 충돌 방지 챔버(11a)가 형성된다. 상기 흡기관(11)으로부터 외측으로 확장되게 형성되어 내부에 상기 개폐도어(14)가 최대로 개방되었을 때, 상기 개폐도어(14)를 수용할 수 있는 공간을 형성함으로써, 상기 개폐도어(14)가 상기 흡기관(11)의 내벽에 충돌하는 것을 방지한다. 특히, 상기 충돌 방지 챔버(11a)의 내부에는 고무나 스펀지와 같은 완충부재(15)가 장착되는 것이 바람직하다.
연료증발가스 트랩(13)은 상기 흡기관(11)에서 상기 개폐도어(14)가 설치되는 부위에 형성된다.
상기 연료증발가스 트랩(13)은 연료증발가스를 포집하였다가, 외부로부터 엔진으로 공기가 유입되면, 방출되도록 하여 상기 연료증발가스가 상기 엔진의 내부에서 연소되도록 한다.
상기 연료증발가스 트랩(13)은 상기 흡기관(11)에서 상기 개폐도어(14)를 둘러싸도록 형성되는데, 상기 개폐도어(14)의 상부를 제외한 부분을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 개폐도어(14)의 상단은 힌지축(14a)을 통하여 상기 흡기관(11)에 연결되어 있어서 연료증발가스의 유동이 없고, 상기 연료증발가스는 공기보다 무겁기 때문에, 상기 개폐도어(14)의 양측과 하단을 둘러싸도록 형성된다.
특히, 상기 연료증발가스 트랩(13)은 흡기관(11)측에 설치되도록 함으로써, 가동부재인 상기 개폐도어(14)이 설치되는 경우에 비하여 내구성이 향상되도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치는 도 2와 같이, 엔진이 정지한 상태에서는 상기 개폐도어(14)가 상기 흡기관(11)을 차단하여 1차적으로 상기 흡기관(11)의 내부에 잔존하는 연료증발가스가 대기로 방출되는 것을 방지한다. 상기 개폐도어(14)가 중력에 의해 하강한 상태로, 상기 개폐도어(14)의 둘레가 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상기 개폐도어(14)의 둘레가 상기 흡기관(11)의 내측벽 또는 상기 연료증발가스 트랩(13)과 접촉되거나 인접하게 위치하기 때문에, 상기 연료증발가스가 대기로 방출되는 것을 1차로 차단한다.
한편, 상기 흡기관(11)의 내부에서 상기 연료증발가스는 상기 개폐도어(14)에 의해 1차로 확산이 차단되더라도, 미량이 상기 개폐도어(14)와 상기 흡기관(11) 또는 상기 연료증발가스 트랩(13) 사이의 간극을 통하여 대기중으로 확산될 수 있다.
하지만, 상기 개폐도어(14)와 상기 흡기관(11) 또는 상기 연료증발가스 트랩(13) 사이의 간극을 통과하는 연료증발가스는 상기 연료증발가스 트랩(13)을 통과하게 되므로, 상기 연료증발가스 트랩(13)에 포집된다.
특히, 상기 연료증발가스는 공기보다 무겁기 때문에, 상기 개폐도어(14)가 설치되는 부위에서 상기 흡기관(11)의 상부벽을 제외한 내벽(양측벽, 하부벽)에만 상기 연료증발가스 트랩(13)이 설치되더라도, 상기 연료증발가스가 상기 연료증발가스 트랩(13)에 포집되기 때문에 대기중으로 상기 연료증발가스가 확산되는 것을 2차로 차단할 수 있다.
따라서, 상기 개폐도어(14)와 상기 연료증발가스 트랩(13)의 의해 상기 연료증발가스의 확산을 차단하면서, 포집하기 때문에 대기중으로 연료증발가스가 확산되는 것을 최소화하여 상기 연료증발가스에 대한 규제를 충족시킬 수 있다.
한편, 상기 엔진이 가동중이면, 대기로부터 상기 에어클리너(12)를 통하여 외부로부터 공기 유입되고, 이는 상기 흡기관(11)을 통하여 상기 엔진으로 유입된다. 이때, 상기 엔진의 내부로 유동하는 공기에 의해 상기 개폐도어(14)는 회전하여 개방되므로, 상기 엔진의 내부로 유동하는 공기의 흐름을 방해하지 않는다.
특히, 상기 엔진의 운전조건에 따라 상기 엔진의 내부로 유동하는 공기의 유량, 유속이 가변되고, 이로 인하여 상기 개폐도어(14)가 개방정도가 가변되면서, 상기 흡기관(11)의 상부벽과 접촉하면서 소음을 유발할 수 있다. 그러나, 상기 흡기관(11)에는 충돌 방지 챔버(11a)가 형성되어 있고, 상기 충돌 방지 챔버(11a)의 내부에는 완충부재(15)가 장착되어 있기 때문에, 상기 개폐도어(14)가 상기 흡기관(11)의 내벽에 부딪혀서 소음을 발생하는 현상을 방지한다.
11 : 흡기관
11a : 충돌 방지 챔버
12 : 에어클리너
13 : 연료증발가스 트랩
14 : 개폐도어
14a : 힌지축
15 : 완충부재
101 : 흡기관
102 : 에어클리너
103 : 연료증발가스 트랩

Claims (10)

  1. 엔진으로 외부의 공기가 유입되게 하는 흡기관과,
    상기 흡기관의 개폐가능하게 설치되고, 상기 엔진이 작동이면 개방되고, 상기 엔진이 정지하면 상기 흡기관을 폐쇄하는 개폐도어를 포함하고,
    상기 흡기관에서 상기 개폐도어가 설치되는 부위의 내측벽에는 연료증발가스를 포집하는 연료증발가스 트랩이 설치되며,
    상기 개폐도어가 상기 흡기관을 폐쇄하면, 상기 개폐도어의 둘레와 상기 연료증발가스 트랩의 내측면 사이에 간극이 형성되고,
    상기 개폐도어는 상기 개폐도어의 상단이 상기 흡기관의 내측면 상부에 힌지연결되며,
    상기 흡기관에서 상기 연료증발가스 트랩은 상기 개폐도어가 상기 흡기관에 힌지연결되는 부위를 제외한 나머지 둘레부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개폐도어는 상기 엔진이 작동하면 상기 엔진으로 개방되는 것을 특징으로 하는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡기관에는 상기 개폐도어가 개방되었을 때, 상기 흡기관의 내측면에 상기 개폐도어가 접촉되는 것을 회피하도록 상기 개폐도어를 수용하는 충돌 방지 챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충돌 방지 챔버의 내측면에는 상기 개폐도어의 접촉시 완충되도록 하는 완충부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 개폐도어는 상기 흡기관이 에어클리너와 연결되는 부위에 설치되는 것을 특징으로 하는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연료증발가스 트랩에서 대기에 인접하는 부위에 상기 엔진이 정지시 상기 개폐도어가 위치하는 것을 특징으로 하는 경로 개폐를 이용한 연료증발가스 저감장치.

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