KR-20260060689-A - FUEL CHARGING CONTROL VALVE DEVICE AND FUEL CHARGING DEVICE INCLUDING SAME

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 충전 제어 밸브 장치는 연료를 주입 받아 봄베의 내부로 안내하는 충전 유로가 구비된 밸브 바디; 상기 밸브 바디 내측에 슬라이드 이동 가능하게 구비되어 상기 충전 유로를 개폐하는 컷 가이드 핀; 및 상기 밸브 바디 내부에서 회전 가능하며, 외주면에 상기 컷 가이드 핀 의 단부가 선택적으로 삽입되는 삽입홈이 구비된 컷 디스크;를 포함하고, 상기 컷 디스크는 회전축이 편심된 디스크로 구비될 수 있다.

Inventors

이태윤
임현정
양지환
조철훈
윤영준

Assignees

현대자동차주식회사
기아 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (15)

연료를 주입 받아 봄베의 내부로 안내하는 충전 유로가 구비된 밸브 바디; 상기 밸브 바디 내측에 슬라이드 이동 가능하게 구비되어 상기 충전 유로를 개폐하는 컷 가이드 핀; 및 상기 밸브 바디의 내부에서 회전가능하며, 외주면에 상기 컷 가이드 핀의 단부가 선택적으로 삽입되는 삽입홈이 구비된 컷 디스크;를 포함하고, 상기 컷 디스크는 회전축이 편심된 디스크로 구비된, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 상기 삽입홈은 상기 컷 디스크의 장축 방향 일측 외면이 내측으로 인입되어 구비된, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 상기 삽입홈은 제1 내측벽 및 상 제1 내측벽에 대향하게 형성된 제2 내측벽을 포함하고, 상기 제1 내측벽의 깊이는 상기 제2 내측벽의 깊이보다 길게 형성된, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제3 항에 있어서, 상기 컷 디스크의 상기 제1 내측벽의 장축 방향 외측 단부에서 상기 제2 내측벽의 장축 방향 외측 단부를 연결하는 외측면에는 상기 제1 내측벽의 장축 방향 외측 단부측에서 상기 제2 내측벽의 장축 방향 외측 단부측으로 갈수록 상기 컷디스크의 회전축까지의 거리가 감소되는 구간이 적어도 일부 포함되는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 상기 컷 디스크는 타원형으로 구비되는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 연료 주입 시 상기 컷 가이드 핀은 일방향으로 슬라이드 이동하여 단부가 상기 컷 디스크의 외주면에 접촉하고, 소정 시간 경과 후 상기 컷 디스크의 회전에 의해 상기 컷 가이드 핀의 단부는 상기 삽입홈에 삽입되는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 연료 주입 시 상기 컷 가이드 핀은 상기 컷 디스크의 일측을 편심 가압하여 상기 컷 디스크의 회전력을 가중시키는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 상기 컷 가이드 핀의 단부가 상기 삽입홈에 삽입되면 상기 충전 유로가 밀폐되고, 상기 컷 가이드 핀의 단부가 상기 삽입홈에서 이탈하면 상기 충전 유로가 개방되는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항에 있어서, 상기 컷 가이드 핀은, 연료 주입 시 슬라이드 이동하여 일측 단부가 상기 컷 디스크의 외면에 접촉하는 바디 파트; 및 상기 바디 파트의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출 구비되고, 상기 바디 파트의 슬라이드 이동 거리에 따라 상기 충전 유로를 개폐하는 밀폐 파트;를 포함하는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제9 항에 있어서, 상기 바디 파트는, 상기 밀폐 파트가 외주면에 구비된 바디편; 및 상기 바디편의 단부에서 돌출 구비되고, 연료 주입 시 상기 컷 디스크의 외면에 접촉하는 가압편;을 포함하고, 상기 가압편은 중심축이 상기 바디편의 중심축과 이격되어, 상기 바디편의 단부에 편심되게 구비된, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제9 항에 있어서, 상기 바디 파트의 타측 단부를 지지하는 홀더 파트; 상기 홀더 파트 내측에 구비되어 상기 컷 가이드 핀에 상기 충전 유로를 밀폐하는 일방향으로 탄성력을 인가하는 제1 탄성 부재; 및 일단이 상기 밸브 바디 내측에 연결되고, 타단은 상기 밀폐 파트에 연결되어 상기 컷 가이드 핀에 상기 충전 유로를 개방하는 타방향으로 탄성력을 인가하는 제2 탄성 부재;를 더 포함하는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제11 항에 있어서, 연료 주입 시 상기 바디 파트의 일측 단부가 상기 삽입홈에 삽입되면 상기 밀폐 파트는 상기 충전 유로를 밀폐하고, 상기 충전 유로가 밀폐되어 연료 주입이 완료되면, 상기 홀더 파트는 상기 제1 탄성 부재의 탄성력에 의해 타방향으로 후퇴하여 상기 밸브 바디 내부에 구비된 연료 유입구를 밀폐하고, 상기 연료 유입구가 밀폐되면, 상기 컷 가이드 핀은 상기 제2 탄성 부재의 탄성력에 의해 타방향으로 후퇴하여 상기 홀더 파트 내부로 복귀하는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제11 항에 있어서, 상기 제1 탄성 부재가 상기 컷 가이드 핀에 일방향으로 인가하는 탄성력은 상기 제2 탄성 부재가 상기 컷 가이드 핀에 타방향으로 인가하는 탄성력보다 작게 구비되는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제11 항에 있어서, 연료 주입 시 상기 컷 가이드 핀에 일방향으로 가해지는 합력은 상기 제2 탄성 부재가 상기 컷 가이드 핀에 타방향으로 가하는 탄성력보다 크게 구비되는, 연료 충전 제어 밸브 장치.
제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항의 연료 충전 제어 밸브 장치; 상기 봄베 내부에 구비되고, 상기 봄베 내부의 연료의 부력에 의해 승강하는 플로팅 부재; 및 상기 플로팅 부재에 연결되어 상기 플로팅 부재의 승강 운동을 회전 운동으로 변환시켜 상기 컷 디스크를 회전시키는 동력 전달 모듈;을 포함하는, 연료 충전 장치.

Description

연료 충전 제어 밸브 장치 및 이를 포함하는 연료 충전 장치{FUEL CHARGING CONTROL VALVE DEVICE AND FUEL CHARGING DEVICE INCLUDING SAME} 본 발명은 연료 충전 제어 밸브 장치 및 이를 포함하는 연료 충전 장치에 관한 것이다. 일반적으로 LPG 연료를 저장하는 봄베는 LPG 충전소의 충전 압력과 봄베 내부의 압력의 차압에 의해 충전이 이루어진다. 봄베에는 충전소의 LPG 충전기에서 공급되는 LPG 연료의 충전 제어를 위해 충전 제어 밸브 장치가 설치되어 있다. 충전 제어 밸브 장치는 연료를 안전하게 충전하기 위해 구비되는 것으로서 연료의 과충전을 방지하고 연료의 충전 상태를 사용자에게 표시하기 위해 사용될 수 있다. 도 8을 참조하면, 종래의 충전 제어 밸브는 밸브 바디(1) 내부에 연료의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(3)와 충전 유로(2)를 개폐하는 컷 가이드핀(4)이 선형 이동 가능하게 설치되고, 충전 유로(2)는 체크 밸브(3)와 컷 가이드핀(4)이 개방상태일 때, 봄베 내부로 LPG 연료를 안내하게 된다. 컷 가이드핀(4)은 봄베 내부의 연료량에 따라 회전하는 컷 디스크(8)에 의해 선형 이동 거리가 결정되며, 컷 가이드핀(4)의 위치에 따라 충전 유로(2)의 개폐가 결정된다. 종래의 경우, 충전 압력이 높으면 컷 가이드핀(4)이 컷 디스크(8)를 강하게 가압하여 컷 디스크(8)의 회전이 제한되는 문제가 있다. 컷 디스크(8)의 회전이 제한되면, 충전 제어 밸브의 충전 제어 정확성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 다시 말해, 높은 충전 압력 상황에서 컷 디스크(8)의 회전 제한에 의해 연료 과충전 문제 및 연료 충전의 효율성과 정확성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 충전 압력의 변동에 관계없이 안정적이고 정확한 제어를 제공할 수 있는 새로운 구조의 충전 제어 밸브에 대한 연구가 요구되고 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 충전 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 부분 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컷 가이드 핀의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컷 디스크의 사시도이다. 도 5의 (a)는 연료 주입 전 연료 충전 제어 밸브 장치의 단면도이고, 도 5의(b)는 연료 주입 전 컷 가이드 핀과 컷 디스크의 위치관계를 도시한 평면도이다. 도 6의 (a)는 연료 주입 중 연료 충전 제어 밸브 장치의 단면도이고, 도 6의(b)는 연료 주입 시작 시 컷 가이드 핀과 컷 디스크의 위치관계를 도시한 평면도이고, 도 6의 (c)는 연료 주입 후 소정 시간이 경과한 후 컷 가이드 핀과 컷 디스크의 위치관계를 도시한 평면도이다. 도 7의 (a)는 연료 주입 완료 후 연료 충전 제어 밸브 장치의 단면도이고, 도 7의(b)는 연료 주입 완료 후 컷 가이드 핀과 컷 디스크의 위치관계를 도시한 평면도이다. 도 8은 종래 연료 충전 제어 밸브 장치의 단면도이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는'이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. "~부, ~파트, ~부분 등"의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어는 물리적/가시적으로 구분되는 구성 뿐만 아니라 구분/구획이 명확하게 되어 있지 않더라도 해당 부분의 기능이나 구성을 설명하는 것을 지칭하는 용어일 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 아래의 설명에서 방향과 관련되어 사용된 용어 "전방", "후방", "측방", "앞", "뒤", "상하", "위", "어퍼", "상부", "아래", "로어", "하부", "좌우" 등은 도면의 도시를 기준으로 설명한 것이다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 충전 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 부분 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 충전 장치(10)는 연료 충전 제어 밸브 장치(100), 플로팅 부재(200) 및 동력 전달 모듈(300)을 포함할 수 있다. 연료 충전 제어 밸브 장치(100)는 연료가 충전되는 봄베(미도시)에 구비될 수 있다. 봄베는 연료가 충전되는 고압 용기를 의미할 수 있다. 연료는 액화석유가스(LPG)에 해당할 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다양한 기체 또는 액체 상태의 연료가 사용될 수 있다. 연료 충전 제어 밸브 장치(100)는 플로팅 부재(200) 및 동력 전달 모듈(300)을 통해 봄베 내부의 연료량에 따라 연료 충전 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어 연료 충전 제어 밸브 장치(100)는 내부에 충전 유로(110a)를 포함할 수 있으며, 봄베 내부의 연료량에 따라 충전 유로(110a)의 개폐 여부를 제어하여 연료 충전 여부를 제어할 수 있다. 플로팅 부재(200)는 봄베 내부에 구비될 수 있다. 플로팅 부재(200)는 봄베 내부에 저장된 연료량을 감지하기 위해 구비될 수 있다. 플로팅 부재(200)는 플로팅 파트(210) 및 플로팅 링크(220)를 포함할 수 있다. 플로팅 파트(210)는 봄베 내부에 저장된 연료의 상면에 부유할 수 있다. 플로팅 파트(210)는 봄베 내부에 저장된 연료량에 따라 승강운동을 할 수 있다. 예를 들어, 플로팅 파트(210)는 봄베 내부에 저장된 연료가 증가할수록 상승하고, 감소할수록 하강할 수 있다. 플로팅 파트(210)는 플로팅 링크(220)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 플로팅 링크(220)는 일단이 플로팅 파트(210)에 연결되고 타단은 동력 전달 모듈(300)에 연결될 수 있다. 플로팅 링크(220)는 적어도 일회 절곡되어 구비될 수 있다. 플로팅 링크(220)는 플로팅 파트(210)의 승강 운동을 회전운동으로 변환하여 동력 전달 모듈(300)에 전달할 수 있다. 플로팅 링크(220)는 플로팅 파트(210)가 승강 운동하는 경우 연동하여 회전할 수 있다. 예를 들어, 플로팅 링크(220)는 타단을 중심으로 플로팅 파트(210)에 연결된 일단이 상하 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 플로팅 파트(210)의 승강운동은 회전운동으로 변환되어 동력 전달 모듈(300)로 전달될 수 있다. 동력 전달 모듈(300)은 플로팅 부재(200)로부터 전달받은 회전력을 연료 충전 제어 밸브 장치(100)로 전달할 수 있다. 동력 전달 모듈(300)은 예를 들어, 동력 전달 하우징(310), 동력 전달 샤프트(320), 제1 동력 전달 기어(330), 제2 동력 전달 기어(340) 및 파이프(350)를 포함할 수 있다. 동력 전달 하우징(310)의 일측에는 동력 전달 샤프트(320)가 회전 가능하게 구비될 수 있다. 동력 전달 샤프트(320)는 일단이 플로팅 링크(220)의 타단에 연결될 수 있다. 따라서, 동력 전달 샤프트(320)는 플로팅 링크(220) 회전 시 플로팅 링크(220)와 연동하여 회전할 수 있다. 동력 전달 샤프트(320)에는 제1 동력 전달 기어(330)가 구비될 수 있다. 제1 동력 전달 기어(330)는 제2 동력 전달 기어(340)에 치합되어 기어 결합될 수 있다. 제1 동력 전달 기어(330)는 제2 동력 전달 기어(340)를 회전시킬 수 있다. 여기서, 제1 동력 전달 기어(330)의 회전축과 제2 동력 전달 기어(340)의 회전축은 어긋나게 구비될 수 있다. 일 예로, 제1 동력 전달 기어(330)의 회전축과 제2 동력 전달 기어(340)의 회전축은 수직일 수 있다. 동력 전달 하우징(310)의 타측에는 파이프(350)가 구비될 수 있다. 파이프(350)는 일단이 동력 전달 하우징(310)을 관통하여 회전 가능하게 구비될 수 있다. 파이프(350)의 일단에는 제2 동력 전달 기어(340)가 연결될 수 있다. 파이프(350)의 타단에는 연료 충전 제어 밸브 장치(100)가 연결될 수 있다. 파이프(350)는 연료 충전 제어 밸브 장치(100)의 컷 디스크(130)에 연결될 수 있다. 파이프(350)는 컷 디스크(130)에 커넥터(133)를 통해 연결되거나 직접 연결될 수 있다. 제2 동력 전달 기어(340)가 회전하면 파이프(350)는 연동하여 회전할 수