KR200210766Y1 - 캐니스터 클로즈 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자석에 의해 작동되는 플란저(32)를 보디(10) 상에 구동원으로 구비하는 밸브에 있어서: 상기 보디(10)의 일단에 장착되어 유체의 유로를 형성하는 니플(11)(12); 상기 니플(11)(12) 상의 유로를 단속하도록 상기 플란저(32)의 일단에 스프링(34)을 개재하여 장착되는 유연성 재질의 밸브판(30); 및 상기 밸브판(30)에 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 설치되는 필터(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 자동차의 연료계통에서 발생하는 유해한 연료증기를 저감하는 증발가스억제 시스템에서 정화된 증기를 대기로 방출하기 위한 작동의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.

Description

캐니스터 클로즈 밸브{Canister Close Valve}

본 고안은 캐니스터 클로즈 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 연료계통에서 발생하는 유해한 연료증기를 저감하는 증발가스억제 시스템에서 정화된 증기를 대기로 방출하기 위한 작동의 신뢰성을 향상하는 캐니스터 클로즈 밸브에 관한 것이다.

통상적으로 자동차는 생활의 편리함을 주는 반면 대기오염의 주범으로 인식되는 양면성을 지니고 있다. 자동차에서 대기로 연료가스가 누출되는 주원인은 연료탱크의 압력이 높아짐에 따라 기화된 연료가스가 연료탱크의 캡 등을 통해 배출되기 때문이다. 이외에도 고온 상태에서 시동을 끄는 경우 인젝터 등의 연료계통에서 기화된 연료가 흡기계 등으로 누출될 수 있다.

최근 들어 자동차의 유해배출물질에 대한 규제는 미국 등 선진국을 중심으로 더욱 강화되고 있으며, 이에 따라 수출에 주력하는 기업일수록 배출물 제어 시스템 개발이 중요한 현안으로 대두되고 있다.

또한 제어 시스템의 보증기간이 대폭 늘어나 관련 부품에 대한 내구성 확보 문제가 큰 비중을 차지하게 되었다. 이와 더불어 각 시스템의 정상작동 여부를 감지하여 운전자에게 알려주도록 하는 고장진단 시스템에 대한 강화규제(OBD Ⅱ)에 따라 이를 위한 각종 부가장치가 개발되고 있다.

증발되는 탄화수소에 대한 산규제법(New Regulation For Evaporation Gas)이 발효됨에 따라 북미 지역에 수출되는 자동차에는 연료계통의 누출검사 시스템의 채용이 의무화되었다. 이는 자동차에서 발생되는 연료의 증발량 자체에 대한 규제 뿐 아니라 이를 제어하기 위한 연료증발억제 시스템에서의 누설여부를 모니터링하도록 규정하고 있다. 이러한 법규에 대응하기 위해 기존의 증발가스억제 시스템에 캐니스터 클로즈 밸브를 추가한 증발가스방지 시스템이 채택되고 있다.

현재 국내의 자동차 각사에서는 새로운 규제에 대응하는 증발가스방지 시스템을 개발하고 있으며 일부에서는 개발을 완료한 단계에 있다. 이에 따라 시스템 구성 부품을 양산하기 위한 초도품 개발이 본격화되면서 국산화 개발이 마무리 단계에 있다.

그러므로 본 고안의 목적은 상기한 국산화 개발을 정착하기 위한 것으로서, 자동차의 연료계통에서 발생하는 유해한 연료증기를 저감하는 증발가스억제 시스템에서 정화된 증기를 대기로 방출하기 위한 작동의 신뢰성을 향상하는 캐니스터 클로즈 밸브를 제공한다.

도 1은 자동차의 일반적인 연료계통의 배관상태를 나타내는 구성도,

도 2는 본 고안의 일예에 따른 캐니스터 클로즈 밸브를 나타내는 구성도,

도 3은 본 고안의 변형예에 따른 캐니스터 클로즈 밸브를 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1 : 캐니스터 2 : 퍼지밸브

3 : 압력조절밸브 4 : 캐니스터 클로즈 밸브

5 : 연료탱크 6 : 흡기매니폴드

10 : 보디 11, 12 : 니플

14 : 단자대 20 : 구동부

30 : 밸브판 32 : 플란저

34 : 스프링 40 : 필터

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 전자석에 의해 작동되는 플란저(32)를 보디(10) 상에 구동원으로 구비하는 밸브에 있어서: 상기 보디(10)의 일단에 장착되어 유체의 유로를 형성하는 니플(11)(12); 상기 니플(11)(12) 상의 유로를 단속하도록 상기 플란저(32)의 일단에 스프링(34)을 개재하여 장착되는 유연성 재질의 밸브판(30); 및 상기 밸브판(30)에 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 설치되는 필터(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 특징으로서, 상기 보디(10)의 원주상에 흡입 유로가 형성되는 경우 상기 일측의 니플(11)을 생략하고 보디(10) 상에 필터(40)를 장착하는 구성도 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 자동차의 일반적인 연료계통의 배관상태를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 고안의 일예에 따른 캐니스터 클로즈 밸브를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 고안의 변형예에 따른 캐니스터 클로즈 밸브를 나타내는 구성도이다.

연료증발가스를 방지하는 대책으로 연료탱크에서 증발한 가스를 일시 저장하였다가 엔진이 회전할 때 흡기계통으로 보내 연소시키는 장치가 사용된다. 증발된 연료가스를 다시 연소시키는 방법으로는 크랭크케이스 저장방식, 공기 청정기 저장방식 및 차코올(charcoal) 캐니스터 방식이 있으나 대부분의 가솔린 엔진에서는 차코올 캐니스터 방식이 일반적이다. 차코올 캐니스터 방식은 엔진이 멈추었을 때 가솔린의 증발가스를 활성탄에 가볍게 흡착시켜 저장하였다가 시동이 걸린 후 웜업이 되면 연소실로 보내 연소시키는 장치이다.

도 2에서, 본 고안은 전자석에 의해 작동되는 플란저(32)를 보디(10) 상에 구동원으로 구비하는 밸브에 관련된다. 구동원은 보빈과 코일로 구성되고 단자대(14)를 통한 전원으로 구동되는 솔레노이드를 의미한다. 전원은 자동차의 배터리로부터 출력되는 직류 12V를 사용한다.

본 고안에 따르면 유체의 유로를 형성하는 니플(11)(12)이 상기 보디(10)의 일단에 장착된다. 일측의 니플(11)은 대기를 향하여 개방되고 타측의 니플(12)은 캐니스터(1)(도 1)로 연결된다. 니플(11)(12)의 내경은 자동차 엔진의 출력에 따라 달라지나 대략 φ11 이상으로 하는 것이 적절하다.

또, 본 고안에 따르면 상기 니플(11)(12) 상의 유로를 단속하도록 유연성 재질의 밸브판(30)이 상기 플란저(32)의 일단에 스프링(34)을 개재하여 장착된다. 축방향으로 왕복운동되는 플란저(32)의 선단에 밸브판(30)을 부착하여 일측의 니플(11)의 유로를 단속하도록 한다. 밸브판(30)은 내마모성, 내약품성을 지니는 고무재질을 사용하는 것이 바람직하다.

스프링(34)은 밸브판(30)과 니플(12) 사이에 설치되어 밸브판(30)을 개방하려는 방향으로 탄성력을 작용한다. 이 때문에 솔레노이드가 작동하지 않는 평상시에 밸브판(30)이 니플(11)(12)의 관로를 오픈하는 상태가 된다.

또, 본 고안에 따르면 상기 밸브판(30)에 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 필터(40)가 설치된다. 필터(40)는 대기측의 니플(11)과 대기 사이에 설치되어 대기중으로부터 밸브판(30)에 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

도 1을 이용하여 작용을 설명하면, 연료탱크(5) 안의 증기는 증기분리기에서 분리되어 캐니스터(1)의 활성탄에 흡착된다. 이렇게 저장된 증발가스는 엔진의 냉각수 온도가 65℃ 이상되면 서모밸브가 대기를 차단하고, 엔진의 회전수가 상승함에 따라 진공을 이용하여 퍼지밸브(2)를 열게 된다. 퍼지밸브(2)가 열리면 캐니스터(1)에 저장되었던 증발가스가 외부에서 들어오는 신선한 공기에 의해 이탈되어 흡기매니폴드(6)를 통해 연소실로 흡입되어 완전 연소된다.

도 3에서, 상기 보디(10)의 원주상에 흡입 유로가 형성되는 경우 상기 일측의 니플(11)을 생략하고 보디(10) 상에 필터(40)를 장착하는 구성도 가능하다. 이 경우 보디(10) 상에는 통기를 위한 복수의 슬랏이 형성되어야 한다. 필터(40)는 밸브판(30)을 작동하는 플란저(32)와 동심축 상에서 밸브판(30)을 수용하도록 설치한다. 보디(10)를 통하여 대기와 연통되므로 일측의 니플(11)을 생략하고 캐니스터로 연결되는 니플(12)만 사용하는 것이 가능하다.

솔레노이드에 의한 구동방식이나 밸브판(30)의 구성 및 작동에 있어서 도 2 및 도 3은 상호 동일성을 지닌다.

이와 같이 흡착물질의 일종인 활성탄을 주재로 하는 캐니스터(1)를 연료탱크(5)와 대기 사이에 설치하고 캐니스터 클로즈 밸브(4)를 배관 연결하면, 증발되는 연료가 흡수되고 엔진이 일정 조건에 이르면 퍼지밸브(2)가 개방되어 흡착된 연료가스가 흡기매니폴드(6)로 유입된다. 이러한 방식으로 연료가스가 재연소됨으로서 직접 대기로 방출되는 양이 억제된다.

캐니스터 클로즈 밸브(4)의 실험에 있어서, 연료탱크(5)에서 연료라인의 연료 유동, 주유시 압력 및 온도로 인해 증발된 연료가스가 캐니스터(1)에 포집되고 엔진에 퍼지(purge)된다. 이때 캐니스터 클로즈 밸브(4)로 캐니스터(1)의 대기측 포트를 차단하고 퍼지밸브(2)로 엔진측 포트를 차단하면 압력이 유지되고 연료라인의 가스 누설이 측정 가능하다.

실차 적용시에는 엔진의 제어기인 ECU에서 누설 발생이 감지되면 램프가 점등되도록 한다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 고안은 자동차의 연료계통에서 발생하는 유해한 연료증기를 저감하는 증발가스억제 시스템에서 정화된 증기를 대기로 방출하기 위한 작동의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (2)

1. 전자석에 의해 작동되는 플란저(32)를 보디(10) 상에 구동원으로 구비하는 밸브에 있어서:

   상기 보디(10)의 일단에 장착되어 유체의 유로를 형성하는 니플(11)(12);

   상기 니플(11)(12) 상의 유로를 단속하도록 상기 플란저(32)의 일단에 스프링(34)을 개재하여 장착되는 유연성 재질의 밸브판(30); 및

   상기 밸브판(30)에 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 설치되는 필터(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐니스터 클로즈 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보디(10)의 원주상에 흡입 유로가 형성되는 경우 상기 일측의 니플(11)을 생략하고 보디(10) 상에 필터(40)를 장착하는 것을 특징으로 하는 캐니스터 클로즈 밸브.