KR20030094276A - 액체연료탱크용 안전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체연료탱크용 안전시스템에 관한 것으로, 이 시스템이 플라스틱으로 제작되고, 밀폐장치, 평상시에는 개방되는 탱크의 탈기와 배기를 위한 플로트 밸브와, 증기의 환기가 이루어질 수 있도록 하고 탱크내에서 액체의 최대레벨을 유지하기 위한 호흡파이프를 포함하는 공급노즐을 위한 가이드가 구비된 충전튜브를 갖는 액체연료탱크로 구성되며, 파이프는 밀폐장치의 하류측에 위치하는 지점에 이 탱크의 상측부를 연결한다.

본 발명은 또한 이러한 안전시스템이 구비된 차량용 탱크에 관한 것이다.

본 발명은 또한 폐쇄상태에서 탱크의 탈기 및 배기회로를 격리하는 충전튜브 캡에 관한 것이다.

Description

액체연료탱크용 안전시스템 {SAFETY SYSTEM FOR A LIQUID FUEL TANK}

연료탱크에 관련된 많은 안전시스템이 제안된 바 있으며 이들은 일반적으로 탱크에 연료가 채워져 있는 동안에는 탱크의 탈기에 관련된 문제점, 그리고 엔진이 정지되어 있거나 자동중에 연료가 소모되는 정상작동 중에는 탱크의 환기에 관련된 문제점을 해결하는데 관련되어 있다. 이들 문제점과 함께 상기 언급된 작동중에 방출되는 증기를 대기중으로 누출되는 것을 방지함으로서 회수하여 환경을 보호하는 것과 같은 필요성이 크게 증가하고 있다.

특허문헌 US-A-5,183,087에는 충전튜브, 외통에 연결된 탈기 및 배기밸브와, 충전튜브의 유입구에 배치된 가이드에 탱크의 상측부를 연결하는 소경의 파이프가 구비되어 노즐을 통한 연료공급의 폐쇄가 이루어지도록 하는 기능을 갖는 연료탱크에서 탈기가 이루어지는 방법을 교시하고 있다. 여기에서 가이드는 밀폐장치를 가지며 파이프가 밀폐장치의 하류측까지 연장되어 있다. 이러한 시스템에 있어서, 탈기는 전적으로 외통에 연결된 밸브를 통하여 이루어진다. 이 밸브는 휴지시에는 정상적으로 폐쇄되어 있고 탱브내의 일정한 크기의 압력효과하에서만 개방된다.

그러나, 이와 같은 공지의 시스템에 있어서는 많은 결점을 갖는다.

- 연료충전시 불시의 유출 또는 분출이 일어나도록 하는 탱크내 과압의 제어가 어렵다.

- 시스템이 노즐을 통한 증기의 회수에 적합치 않다.

- 0.2ℓ이하의 과충전시 노즐을 통한 연료공급의 차단이 불가능하다.

본 발명은 액체연료탱크용 안전시스템에 관한 것이다.

도 1-도 4는 본 발명의 구성을 보인 단면도.

본 발명의 목적은 종래의 시스템이 갖는 결점을 해소하고 다은과 같은 기능이 수행되는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

- 탱크내 압력에 관계없이 연료의 충전이 이루어진다.

- 연료의 유출 및 분출이 없다.

- 연료가 다양하여도 충전탱크의 높이와 증기회수방법을 표준규격화할 수 있다.

- 시스템의 크기를 줄일 수 있다.

- 역류방지 및 과충전방지 밸브를 생략할 수 있다.

- 복잡한 볼밸브시스템을 생략함으로서 배기시 발생되는 증기폭발을 억지할 수 있다.

- 현재 사용되고 있는 통상적인 시스템 정도 또는 이 보다 작은 크기를 가짐으로서 코스트를 낮게 유지할 수 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액체연료탱크용 안전시스템은 탱크에 착설되어 있고 유입구 오리피스측에 외부환경에 대하여 밀폐장치를 갖는 노즐 가이드가 구비된 충전튜브, 탱크에 착설되고 이 탱크에 연료를 충전하는 작동중에탈기가 이루어질 수 있도록 하며 탱크의 정상적인 사용중에는 배기가 이루어질 수 있도록 하는 플로트 밸브와, 증기의 호흡이 이루어질 수 있도록 하고 충전중에 탱크내 액체의 최대레벨을 고정할 수 있도록 하며 탱크의 상측부에 침지되어 탱크의 측부에서 밀폐장치의 하류측인 충전튜브의 상측부에 탱크의 상측부를 연결하는 호흡파이프로 구성되는 것에 있어서, 탱크가 충전되어 있을 때 그리고 탱크의 정상적인 사용기간중에 밸브가 개방되어 있고, 탱크가 사전에 결정된 한계를 벗어나 경사지거나 완전히 전도될 때와 그 크기가 사전에 결정된 값을 초과하는 연료의 순간운동중의 두 경우에서만 밸브가 폐쇄되도록 플로트의 "흘수선(waterline)"이 조절됨을 특징으로 한다.

본 발명은 액체연료탱크용 안전시스템에 관한 것으로, 즉 연료를 저장할 수 있게 되어 있고 사용자에게 그리고 환경에 대하여 안전하게 취급될 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템은 위험한 상황, 특히 폭발, 내파(內破), 연소 또는 오염과 같은 위험으로부터 사용자를 보호하고 액체의 누출이나 바람직하지 않은 가스의 방출에 대하여 외부환경이 노출되지 않도록 한다.

본 발명에 따른 시스템이 적용되는 탱크는 일반적으로 외부에 대하여 밀폐된 다양한 형태의 폐쇄용기로 구성되며 이 용기의 벽을 통하여 관통하는 여러 가지 내부 악세서리가 구비될 수 있다. 탱크는 다양한 형태의 액체연료를 수용한다. 특히, 탱크는 차량의 엔진에 공급되는 연료, 특히 가솔린과 디젤연료를 수용한다. 더 나아가서, 탱크는 또한 전류에너지를 소모하는 하나 이상의 엔진에 공급하기 위한 전류를 발생할 수 있게 된 연료전지의 공급원으로서 연료와/또는 산화제로서 사용될수 있는 유기액체를 수용할 수도 있다.

본 발명에 따른 시스템은 액체연료시스템을 구성하는데 사용되는 적당한 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어 이들 물질로서는 다양한 금속 또는 플라스틱이 있을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 시스템은 하나 이상의 특정물질로 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 안전시스템은 플라스틱으로 제작되는 것이 좋다. 본 발명에서 "플라스틱"이라 함은 적어도 하나의 합성수지 폴리머를 포함하는 물질을 의미한다.

모든 형태의 플라스틱이 적합하다. 특히 적합한 플라스틱으로서는 열가소성 플라스틱의 부류에 속하는 것이 좋다.

본 발명에서 "열가소성 플라스틱"이라 함은 열가소성 엘러스토머를 포함하는 열가소성 폴리머와 그 혼합물을 의미한다. 본 발명에서 "폴리머"라 함은 호모폴리머와 코폴리머(특히 2원 또는 3원 코폴리머) 모두를 의미한다. 이러한 코폴리머의 비제한적인 예는 랜덤 코폴리머, 리니어 블록 코폴리머, 기타 블록 코폴리머와 그래프트 코폴리머가 있다.

융점이 분해온도 이하인 열가소성 폴리머 또는 코폴리머가 적합하다.융점범위가 적어도 상하 10℃까지 넓은 열가소성 합성수지가 특히 적합하다. 이러한 물질의 예는 이들의 분자량의 다분산성을 보이는 것들이다.

특히, 폴리올레핀, 폴리비닐 할라이드, 열가소성 폴리에스테르, 폴리케톤, 폴리아미드와 그 코폴리머가 사용될 수 있다. 예를 들어, 카본, 염 및 기타 무기유도체와 같은 무기, 유기와/또는 천연충전체, 천연 또는 중합체 섬유가 혼합된 중합체물질의 혼합물과 같은 폴리머 또는 코폴리머 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 상기 언급된 폴리머 또는 코폴리머로 구성되는 접착된 적층물로 구성된 다층구조물이 사용될 수도 있다.

일반적으로 폴리비닐 할라이드와 폴리올레핀이 좋다.

주로 사용되는 폴리머의 하나는 폴리에틸렌이다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 탁월한 결과를 보인다.

본 발명의 시스템에 따른 충전튜브는 탱크에서 근접하지 않은 지점으로부터액체의 누설없이 탱크가 충전될 수 있도록 하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 승용차의 경우 연료탱크는 어느 정도 접근이 어려운 장소에 배치되고 차체로부터 용이하게 접근할 수 있는 지점에 배치된 캡으로 폐쇄될 수 있는 오리피스에 충전튜브를 통하여 연결되는 것이 상례이다.

본 발명에 따라서, 충전튜브에는 그 유입구측 오리피스에 외부환경에 대하여 밀폐가 이루어질 수 있도록 하는 장치를 갖는 노즐 가이드가 구비되어 있다.

노즐은 차량에 연료를 공급하기 위한 주유소의 펌프에 결합된다.

본 발명에 따라서, 가이드에는 외부환경에 대하여 밀폐가 이루어질 수 있도록 하는 장치가 구비되어 있다. 이 밀폐장치는 노즐이 튜브에 삽입되고 상기 가이드를 따라서 통과한다 하여도 주위의 환경으로부터 탱브의 내부환경과 충전튜브의 내부환경을 격리할 수 있다. 본 문에서 "격리"라는 용어는 노즐이 가이드에 삽입되었을 때 대기압에 대하여 40mbar의 과압에서 12ℓ/시 정도의 가벼운 누출이 허용되거나 어느 경우든지 동일한 압력하에 20ℓ/시 이하의 누출이 허용되는 것임을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

탱크에 액체연료를 충전하는 작동은 필수적으로 탱크내부압력의 증가가 수반된다. 탱크가 탈기회로를 포함할 때, 탱크에 새로이 주입되는 액체에 의하여 유발되는 가벼운 과압은 탱크를 점유하고 있던 가스가 그 만큼 방출되므로 떨어지고 방출되는 가스는 충전전 탱크내에 존재하는 가스와 주입되는 액체의 부분적인 증발에 의한 증기와 어느 정도 균일하게 혼합된다.

더욱이, 탱크의 정상적인 사용중에 연료가 어느 정도 규칙적으로 또는 연속적으로 소진됨에 따라서 액체연료의 체적이 감소한다. 따라서, 탱크에는 작동중에 액체의 손실을 보상하여 탱크의 감압과 이러한 상황에 따른 본질적인 위험을 방지하기 위하여 공기가 유입되도록 하는 장치가 구비된다.

이러한 위험을 제거하기 위하여, 탱크에 착설된 안전밸브의 역할은 탱크가 배기되도록 하는 것이다. 환언컨데, 탱크가 충전될 때 탈기가 이루어지고 내부에 수용되어 있는 연료가 소모되는 동안에 또는 일정한 저장기간동안 탱크에 남아 있는 동안의 정상적인 사용중에 가스의 배기가 이루어질 수 있도록 하는 두가지 독립된 기능을 수행토록 프로그램되어 개방될 수 있게 되어 있다.

본 발명에 따른 액체연료탱크용 안전시스템은 플로트 밸브로 구성된다. 즉, 실린더내에서 미끄럼 운동으로 이동하여 탱크내의 연료레벨이 저면에 이를 때 실린더내에서 휴지위치가 되는 장치로 구성된다. 이러한 밸브는 탱크가 안전시스템의 다른 요소와 협력하여 사용자를 위하여 안전상태, 즉 외부환경이 액체의 누출 또는바람직하지 않은 가스의 방출로부터 보호되는 상태에서 사용자가 위험한 상황, 특히 폭발, 내파, 연소 또는 오염으로부터 보호되는 안전상태에 놓일 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 시스템은 증기의 호흡과 또한 충전중에 탱크내 액체연료의 최대레벨을 고정하기 위한 호흡파이프를 포함한다. 이 파이프는 탱크의 상부벽을 관통하여 그 상측부에서 만충전 탱크내 최대허용된 연료의 최대상부레벨에 일치하는 레벨까지 연장되어 침지된다.

호흡파이프는 탱크 상부면의 어느 지점에서나 탱크의 상부벽으로 관통될 수 있다. 특히, 밸브에 근접 또는 인접한 지점에서 이러한 벽에 관통되는 것이 유리할 수 있다.

호흡파이프는 충전튜브의 상측부에 탱크의 상측부를 연결하고 탱크내에 존재하는 대부분의 가스를 배출할 수 있도록 한다. 즉, 이 호흡파이프는 탱크내에 실질적인 과압이 생성되지 않도록 가스가 방출될 수 있는 충분한 직경을 갖는다.

이 호흡파이프는 충전튜브의 상부에 존재하는 노즐 가이드의 밀폐장치의 하류측까지 연장되어 있다. 본문에서 "하류측"이라는 용어는 밀폐장치가 탱크를 향하여 배치되는 쪽을 의미한다.

본 발명에 따라서, 밸브는 정상상태에서 탱크의 충전작동중에, 탱크의 정상사용중에 개방되어 있으며, 연료가 소모되고 있는 동안 또는 일정기간 저장되어 탱크내에 남아 있는 동안에는 폐쇄된다.

밸브의 플로트의 "흘수선"은 밸브가 두 상황하에서만 폐쇄되도록 조절된다.이러한 첫째 상황은 탱크가 사전에 결정된 한계이상으로 경사지거나 완전히 전도되었을 때 일어난다. 둘째 상황은 그 크기가 어떠한 사전에 결정된 값을 초과하는 연료의 순간운동중에 일어난다.

본 발명에 따른 시스템에 아주 적합한 플로트 밸브의 예로서는 하나는 플로트를 수용하고 있으며 다른 하나는 밸브로부터 방출되는 증기에 의하여 동반되는 액체연료를 갇을 수 있도록 하는 용기로서 작용하는 공간을 갖는 두개의 챔버를 갖는 것이 있다. 이러한 밸브는 프랑스특허 제2000.09286호에 기술되어 있다.

상기 언급된 안전밸브는 다양한 지형상태와 연료를 공급하는 주유소의 다양한 형태의 노즐에 적합하다.

예를 들어, 실제로 북아메리카에서는 아주 적합한데 연료증기가 탄화수소를 흡수하는 물질로 채워진 대형 외통으로 회수된다.

특히, 연료증기를 저장하고 안전장치를 갖는 차량으로부터 연료증기를 회수하기 위하여 수위 "능동' 노즐이라 하는 증기흡입기능을 갖는 노즐을 이용하여 연료증기를 제거 및 회수하는데 적합하다. 이들 차량을 주로 유럽에 많다.

본 발명에 따른 안전시스템에 적합한 밀폐장치는 연료노즐의 주출구가 통과할 때를 포함하여 탱크와 외부사이를 양호하게 밀폐할 수 있는 물질로 만들어질 수 있다. 본문에서 "밀폐"란 용어는 노즐이 가이드에 삽입되는 상황에서 상기 언급된 바와 같이 약간의 누출은 허용되는 정도의 밀폐로 이해되어야 한다.

양호한 결과를 가져오는 한가지 특정의 실시형태에서 이 장치는 두 요소, 즉 상류측에서 노즐 주출구의 파이프의 외면으로 만곡되는 여러 원형 연장편을 갖는요소와, 하류측에서 노즐 주출구의 단부가 접촉하게 될 때 압력의 효과로 개방되는 폐색구로 구성되는 요소를 갖는 유연성 엘러스토머 물질로 구성된다. 두개의 원형 연장편을 갖는 장치가 양호한 결과를 가져온다.

폐색구의 한 실시형태는 엘러스토머 물질로 된 원형평판이며 중앙으로부터 일정한 크기의 반경으로 별모양의 슬리트가 형성되어 부채꼴의 박막이 형성됨으로서 이들 박막이 폐쇄위치에 놓일 때 가스를 밀폐할 수 있게 된다. 동일한 크기인 4개의 폐색구가 탁월한 결과를 가져온다. "밀폐"라는 용어는 상기 언급된 의미를 갖는다.

탱크가 고휘발성의 연료를 저장하기 위한 것일 때, 본 발명에 따른 시스템의 제1변형실시형태는 연료증기흡입장치가 구비된 밸브에 매우 적합한 것으로, 밸브의 일측 유출구가 한편으로는 연료증기를 흡수하는 물질로 채워지고 증기탈기파이프가 연결된 외통에 연결되고, 다른 한편으로는 밸브의 제2유출구가 노즐의 흡입장치에 근접한 지점에서 가이드의 밀폐장치의 상류측인 충전튜브의 상측부에 연결된다. 이 탈기파이프는 탱크의 충전중에 탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 제거할 수 있다. 이러한 형태의 증기흡입노즐은 소위 "능동"노즐이라 한다. 이 시스템은 특히 능동노즐이 충전이 이루어지는 튜브의 상부오리피스를 둘러싸고 있는 슬리이브를 갖는 흡입장지가 구비된 형태일 때에 유리하다. 이러한 형태의 노즐은 북아메리카 보다는 유럽에서 주로 볼 수 있다.

본문에서 "고휘발성 연료"라 함은 디젤엔진용 디젤 또는 기타 다른 연료와 같은 주유를 제외한 휘발유와 같은 경유를 의미한다.

문제의 밸브 유출구는 한편으로는 정상작동중 배기회로의 가스유출구이고, 다른 한편으로는 충전중 탈기회로의 가스유출구이다. 후자의 유출구는 예를 들어 용기의 가스 유출구에 배치될 수 있으며 이러한 용기는 이 용기가 사용되는 밸브에 설치될 때 동반유출되는 액체연료를 가두는 역할을 한다.

"대부분의 가스를 제거할 수 있다"다는 것은 호흡파이프의 경우에서 상기 언급된 바와 같은 의미이다.

액체연료가 고휘발성이고 노즐이 연료증기흡입시스템이 없는 경우에 있어서, 본 발명 시스템의 제2변형실시형태는 연료증기를 흡수하는 물질이 채워진 외통에 연결되는 밸브로 구성된다. 그러나, 이와 같은 특수한 경우에, 외통의 체적, 밸브의 크기 및 밸브를 외통에 연결하는 파이프의 직경은 외통이 충전과정중 탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 스스로 제거할 수 있는 크기로 되어 있다. 이 경우에 있어서, 정상사용시 탱크의 배기중에 가스를 흡수하는 것과 더불어, 외통은 충전중에 탱크를 벗어나는 가스를 흡수한다. 이러한 형태는 북아메리카에서 주로 사용되고 있다.

본 발명에 따른 시스템의 제3변형실시형태는 저휘발성의 연료에 적합한 것으로 유출구가 연료증기를 흡수하는 물질로 채워진 외통측으로 연장되는 밸브로 구성된다. 이 경우에 있어서, 일반적으로 밸브는 단일 유출구만을 갖는다. 이 시스템은 유럽과 북아메리카 모두에서 찾아 볼 수 있다.

연료가 저휘발서인 경우, 제3변형실시형태와는 다른 제4변형실시형태는 밸브의 유출구가외통을 통과함이 없이 대기측으로 연장된다. 이 변형실시형태는 트기유렵형 시스템에 적합하다. 대기측으로 연장되는 유출구는 밸브 자체에서 직접 연장될 수 있다. 이는 또한 탱크에 고체물질이 주입되는 것을 방지하는 장치를 통하여 또는 파이프 또는 다른 제거회로와 같은 다른 적당한 장치에 의하여 이루어질 수 있다.

제3 및 제4변형실시형태에 따른 본 발명에 따른 시스템의 제5변형실시형태에 따라서, 증기탈기파이프가 밸브의 제2유출구를 노즐의 흡입장치에 근접한 지점에서 가이드의 밀폐장치의 상류측인 충전튜브의 상측부에 연결하고, 탱크의 충전과정중에 탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 제거할 수 있다.

여기에서, "밀폐", "상류측" 및 "탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 제거할 수 있다"는 것은 상기 언급된 바와 같은 의미를 가진다.

다시 상기 언급된 5개 변형실시형태 각각에 따른 다른 시스템은 탈기파이프가 탱크에 연료를 주입하는데에도 사용될 수 있게 되어 있다. 이 경우에 있어서, 파이프는 충전튜브측으로 연장된다. 이는 탱크의 상부면의 한 지점에서 탱크내오 연장될 수 있다. 이는 펌프와/또는 게이지 모듈과 같은 탱크의 벽에 형성된 개방부를 통하여 탱크내로 연장되는 것이 좋다.

일반적으로 호흡과/또는 탈기파이프는 탱크와 충전튜브의 상측부 사이에 사이펀이 구성될 수 있도록 하는 형상으로 되어 있다. 선택적으로, 필요한 경우, 예를 들어 공간이 거의 없는 구조에 있어서, 본 발명에 따른 시스템은 사이펀을 포함하지 않는 호흡과/또는 탈기파이프로 구성될 수 있다.

본 발명은 또한 상기 언급된 실시형태의 어느 하나에 따른 시스템이 구비된차량용 액체연료탱크에 관한 것이다.

끝으로, 본 발명은 또한 밀폐장치의 상류측인 충전튜브의 상측부에 연결된 탈기파이프를 포함하는 변형실시형태에 따른 시스템의 충전튜브 캡에 관한 것으로, 튜브의 내측단부에 캡이 폐쇄상태에 있을 때 최상류측에서 유연성 씨일의 연장편을 폐쇄하고 밀폐상태에서 충전튜브와 제1증기호흡파이프에 의하여 구성되는 조립체로부터 탈기파이프를 격리할 수 있는 원형 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기에서 밀폐는 증기와 액체연료 모두에 대한 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 유럽 각국에서 적합한 액체연료탱크의 안전시스템을 보인 것이다.

이 도면에서, 액체연료를 수용하는 고밀도 폴리에틸렌 탱크(12)는 탈기 및 배기밸브(6)를 가지며 액체트랩용기(18)를 포함하는 충전튜브(10)를 구비하며, 상기 밸브는 파이프(7)를 통하여 활성탄소가 채워진 외통(8)에 연결되고 탈기파이프(4)를 통하여 충전튜브(10)의 상부 오리피스인 유입구(3)에 연결된다. 증기호흡파이프(19)는 탱크(12)의 상측부를 밀폐장치(2)의 하류측에 배치된 튜브(10)의 영역(1)에 연결한다. 이 밀폐장치(2)는 유연성 씨일로 구성된다. 호흡파이프(19)는 밸브(6)를 위하여 탱크의 벽에 형성된 동일한 오리피스를 통하여 탱크내로 연장되고 탱크(12)의 최대허용 액체연료레벨링 레벨(5)의 하측으로 탱크(12)의 상측부로부터 침지되어 있다. 또한 도 1은 연료를 공급하기 위하여 튜브(10)의 상측부에 결합되고 공급주출구의 단부(17)가 밀폐장치(2)의 하류측에 놓이도록 밀폐장치(2)를 통하여 관통되어 있는 주유소의 주유노즐(14)을 보이고 있다.

도 1에서 보인 시스템의 작동은 다음과 같다. 탱크(12)가 충전튜브(10)를 폐쇄하기 위한 캡(도시하지 않았음)으로 폐쇄되고 연료가 이동되지 않는 정상적인 휴지상태인 초기상태로부터 시작하여, 충전튜브(10)의 유입구(3)를 폐쇄하고 있는 캡이 연료주입을 위하여 개방된다.

그리고 노즐(14)이 튜브(10)의 유입구(3)로 삽입되고 기계적으로 강제 삽입되면서 밀폐장치(2)의 씨일을 밀고 들어가며 이 장치의 하류측에 위치하는 폐색구를 개방시켜 관통한다. 이 노즐(14)은 밀폐장치(2)의 씨일의 하류측인 튜브(10)에 삽입된 그 주출구(17)의 단부에서 연료유입 트립센서로서 작용하는 유입오리피스를 갖는다. 밀폐장치(2)의 밀폐작용으로, 주위의 공기는 노즐(14)의 트립시스템의 오리피스로 유입되지 않는다. 폐색구는 폐쇄상태에서는 충전이 이루어지는 것이 방지되고 있다가 주출구(17)에 의하여 십자형태가 되게 강제로 개방된다. 이러한 폐색구의 구성은 탱크(12)에 연료를 공급하고 밀폐장치(2)의 하류측에 노즐(14)의 주출구(17)가 배치될 수 있도록 노즐(14)이 정확한 위치에 놓일 수 있도록 한다.

다음으로, 사용자는 튜브(10)내에 정확히 배치된 노즐(14)을 개방하여 휘발유가 탱크(12)내에 공급되기 시작하도록 한다. 노즐의 작동을 중지시켜 휘발유의 주입이 중단되고 공기와/또는 휘발유 증기가 호흡파이프(19), 탱크내에서 레벨(5)의 하측으로 침지된 파이프부분, 가스포켓(16), 밸브(6), 탈기파이프(4) 및유입구(3)에 근접한 대기를 통하여 방출되는 것이 중단되도록 한다.

동시에, 튜브(10)를 통하여 주입된 휘발유는 탱크(12)의 포켓(16)에 존재하는 가스공간을 채운다. 이때 가스는 상기 언급된 바와 같이 밸브(6)와 탈기파이프(4)를 통하여 방출된다.

밸브(6)의 파이프(7)에는 그 시작위치에 벤튜리장치가 구성되어 있어 밸브(6)와 외통(8) 사이의 연결부에 약간의 압력손실이 유도될 수 있도록 함으로서 외통에는 파이프(19)(4)로부터 유입되는 것 보다는 실질적으로 적은 양의 가스만이 유입될 수 있도록 한다. 이러한 구성은 외통(8)에 채워져 있는 활성탄소가 충전과정에서 필요이상 포화되는 것을 방지한다.

충전중에, 대기압에 대하여 탱크(12)내의 과압은 매우 낮으며 밸브(6)의 개방과 탈기파이프(4)에 의한 낮은 압력손실에 의하여서 결정된다.

노즐의 유입구(3)에서 대기중으로 방출되는 가스는 노즐(14)의 상부와 유입구(3)를 둘러싸고 있고 가스가 수집되는 주유소의 흡입펌프에 연결된 슬리이브(도시하지 않았음)로 구성되는 능동시스템에 의하여 흡입된다.

탱크내의 휘발유 레벨(13)은 상승하여 레벨(5)의 높이인 호흡파이프(19)의 오리피스에 이르는 높이에 도달한다. 이때에, 노즐은 더 이상 포켓(16)으로부터 나오는 공기 또는 가스를 수용하지 않으며 주출구(17)의 유입오리피스는 약간 진공이 되면서 노즐(14)의 자동진공감지장치를 작동시켜 휘발유의 유입을 차단한다.

밸브(6)가 개방되어 있으므로 충전중에 탱크에 나타나는 매우 작은 과압은 탈기파이프(4)와 유입구(3)를 통하여 대기압과 평형을 이루게 된다. 튜브(10)의 오리피스를 폐쇄하기 위한 캡이 폐쇄된 후에, 탱크내의 압력평형은 파이프(7)와 외통(8)에 의하여 연속적으로 유지된다.

도 2는 북아메리카에서 적합한 변형실시형태의 액체연료탱크용 안전시스템을 보인 것이다.

이 도면에서, 액체연료를 수용하는 고밀도 폴리에틸렌 탱크(12)는 탈기 및 배기밸브(6)를 가지며 액체트랩용기(18)를 포함하는 충전튜브(10)를 구비하며, 상기 밸브는 파이프(7)를 통하여 활성탄소가 채워진 외통(8)에 연결된다. 증기호흡파이프(19)는 탱크(12)의 상측부를 밀폐장치(2)의 하류측에 배치된 튜브(10)의 영역(1)에 연결한다. 이 밀폐장치(2)는 유연성 씨일로 구성된다. 호흡파이프(19)는 밸브(6)를 위하여 탱크의 벽에 형성된 동일한 오리피스를 통하여 탱크내로 연장되고 탱크(12)의 최대허용 액체연료레벨링 레벨(5)의 하측으로 탱크(12)의 상측부로부터 침지되어 있다. 또한 도 2는 연료를 공급하기 위하여 튜브(10)의 상측부에 결합되고 공급주출구의 단부(17)가 밀폐장치(2)의 하류측에 놓이도록 밀폐장치(2)를 통하여 관통되어 있는 주유소의 주유노즐(14)을 보이고 있다. 이 주출구(17)에는 외부연료증기흡입장치에 연결된 개방부(도시하지 않았음)가 형성되어 있다.

도 2에서 보인 시스템의 작동은 다음과 같다. 탱크(12)가 충전튜브(10)를 폐쇄하기 위한 캡으로 폐쇄되고 연료가 이동되지 않는 정상적인 휴지상태인 초기상태로부터 시작하여, 충전튜브(10)의 유입구(3)를 폐쇄하고 있는 캡이 연료주입을 위하여 개방된다.

그리고 노즐(14)이 튜브(10)의 유입구(3)로 삽입되고 기계적으로 강제 삽입되면서 밀폐장치(2)의 씨일을 밀고 들어가며 이 장치의 하류측에 위치하는 폐색구를 개방시켜 관통한다. 이 노즐(14)은 밀폐장치(2)의 씨일의 하류측인 튜브(10)에 삽입된 그 주출구(17)의 단부에서 연료유입 트립센서로서 작용하는 유입오리피스를 갖는다. 밀폐장치(2)의 밀폐작용으로, 주위의 공기는 노즐(14)의 트립시스템의 오리피스로 유입되지 않는다. 폐색구는 폐쇄상태에서는 충전이 이루어지는 것이 방지되고 있다가 주출구(17)에 의하여 십자형태가 되게 강제로 개방된다. 이러한 폐색구의 구성은 탱크(12)에 연료를 공급하고 밀폐장치(2)의 하류측에 노즐(14)의 주출구(17)가 배치될 수 있도록 노즐(14)이 정확한 위치에 놓일 수 있도록 한다.

다음으로, 사용자는 튜브(10)내에 정확히 배치된 노즐(14)을 개방하여 휘발유가 탱크(12)내에 공급되기 시작하도록 한다. 노즐의 작동을 중지시켜 휘발유의 주입이 중단되고 공기와/또는 휘발유 증기가 호흡파이프(19), 탱크내에서 레벨(5)의 하측으로 침지된 파이프부분, 가스포켓(16), 밸브(6), 파이프(4), 외통(8) 및 배출구(11)를 통하여 방출되는 것이 중단되도록 한다.

동시에, 튜브(10)를 통하여 주입된 휘발유는 탱크(12)의 포켓(16)에 존재하는 가스공간을 채운다. 이때 가스는 상기 언급된 바와 같이 밸브(6)와 외통(8)을 통하여 방출된다.

충전중에, 대기압에 대하여 탱크(12)내의 과압은 매우 낮으며 밸브(6), 파이프(7) 및 외통(8)의 개방에 의한 낮은 압력손실에 의하여서 결정된다.

포켓(16)으로부터 나오는 증기는 레벨(5)에 배치된 오리피스로부터 연장된 호흡파이프(19), 영역(1)의 유입구 및 노즐(14)의 주출구(14)의 흡입공(도시하지않았음)에 의하여 제거된다.

탱크내의 휘발유 레벨(13)은 상승하여 레벨(5)의 높이인 호흡파이프(19)의 오리피스에 이르는 높이에 도달한다. 이때에, 노즐은 더 이상 포켓(16)으로부터 나오는 공기 또는 가스를 수용하지 않으며 주출구(17)의 유입오리피스는 약간 진공이 되면서 노즐(14)의 자동진공감지장치를 작동시켜 휘발유의 유입을 차단한다.

밸브(6)가 개방되어 있으므로 충전중에 탱크에 나타나는 매우 작은 과압은 파이프(4), 외통(8) 및 유출구(11)를 통하여 대기압과 평형을 이루게 된다.

도 3은 주출구(17)가 튜브(10)의 밀폐장치(2)에 정확히 삽입된 노즐(14)의 단면을 보인 것이다. 이 장치는 두개의 유연성 씨일(20)(21)을 가지고 4개의 연장편(22)을 갖는 별모양의 폐색구를 갖는다. 이 도면은 또한 호흡파이프(19)의 유입구(1)와 탈기파이프(4)의 오리피스(3)를 보이고 있다.

도 4는 폐쇄상태에 있는 튜브/가이드/캡의 단면을 보인 것이다. 이는 충전튜브(10)와 탈기파이프(4) 사이의 연력을 차단하는 캡(24)의 돌출단부(23)를 보이고 있다.

이와 같은 본 발명은 차량용의 액체연료탱크용 안전시스템에 적용된다.

Claims (10)

1. 탱크에 착설되어 있고 유입구 오리피스측에 외부환경에 대하여 밀폐장치를 갖는 노즐 가이드가 구비된 충전튜브, 탱크에 착설되고 이 탱크에 연료를 충전하는 작동중에 탈기가 이루어질 수 있도록 하며 탱크의 정상적인 사용중에는 배기가 이루어질 수 있도록 하는 플로트 밸브와, 증기의 호흡이 이루어질 수 있도록 하고 충전중에 탱크내 액체의 최대레벨을 고정할 수 있도록 하며 탱크의 상측부에 침지되어 탱크의 측부에서 밀폐장치의 하류측인 충전튜브의 상측부에 탱크의 상측부를 연결하는 호흡파이프로 구성되는 액체연료탱크용 안전시스템에 있어서, 탱크가 충전되어 있을 때 그리고 탱크의 정상적인 사용기간중에 밸브가 개방되어 있고, 탱크가 사전에 결정된 한계를 벗어나 경사지거나 완전히 전도될 때와 그 크기가 사전에 결정된 값을 초과하는 연료의 순간운동중의 두 경우에서만 밸브가 폐쇄되도록 플로트의 "흘수선"이 조절됨을 특징으로 하는 액체연료탱크용 안전시스템.
2. 제1항에 있어서, 밀폐장치가 두 요소, 즉 상류측에서 노즐 주출구의 파이프의 외면으로 만곡되는 여러 원형 연장편을 갖는 요소와, 하류측에서 노즐 주출구의 단부가 접촉하게 될 때 압력의 효과로 개방되는 폐색구로 구성되는 요소를 갖는 유연성 엘러스토머 물질로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
3. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 탱크가 고휘발성의 연료를 저장하기 위한 것이고 노즐에 연료증기흡입장치가 구비되어 있으며, 밸브의 일측 유출구가 한편으로는 연료증기를 흡수하는 물질로 채워지고 증기탈기파이프가 연결된 외통에 연결되고, 다른 한편으로는 밸브의 제2유출구가 노즐의 흡입장치에 근접한 지점에서 가이드의 밀폐장치의 상류측인 충전튜브의 상측부에 연결되며, 탈기파이프는 탱크의 충전중에 탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 제거할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체연료가 고휘발성이고 노즐이 연료증기흡입시스템이 없으며, 밸브가 연료증기를 흡수하는 물질이 채워진 외통에 연결되고, 외통의 체적, 밸브의 크기 및 밸브를 외통에 연결하는 파이프의 직경은 외통이 충전과정중 탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 스스로 제거할 수 있는 크기로 되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체연료가 저휘발성을 가지고, 밸브의 유출구가 연료증기를 흡수하는 물질로 채워진 외통측으로 연장됨을 특징으로 하는 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체연료가 저휘발성을 가지고, 밸브의 유출구가 외통을 통하지 않고 대기측으로 연장됨을 특징으로 하는 시스템.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 증기탈기파이프가 밸브의 제2유출구를 노즐의 흡입장치에 근접한 지점에서 가이드의 밀폐장치의 상류측인 충전튜브의 상측부에 연결하고, 탱크의 충전중에 탱크로부터 방출되는 대부분의 가스를 제거할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 시스템.
8. 제3항-제7항의 어느 한 항에 있어서, 탈기파이프가 탱크내에 연료를 주입하는데 사용되고 펌프와/또는 게이지 모듈과 같은 탱크의 벽에 형성된 동일한 개방부를 통하여 탱크내로 연장됨을 특징으로 하는 시스템.
9. 제1항-제8항의 어느 한 항에 따른 시스템이 구비된 차량용 액체연료탱크.
10. 제3항, 제7항 및 제8항의 어느 한 항에 따른 시스템용의 충전튜브 캡에 있어서, 충전튜브 캡이 튜브의 내측단부에 캡이 폐쇄상태에 있을 때 최상류측에서 유연성 씨일의 연장편을 폐쇄하고 밀폐상태에서 충전튜브와 제1증기호흡파이프에 의하여 구성되는 조립체로부터 탈기파이프를 격리할 수 있는 원형 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전튜브 캡.