KR101431852B1 - 액체 탱크의 통기 회로를 위한 밸브 - Google Patents

Abstract

액체 탱크에서 발생된, 액체 위의 증기 흐름을 내보내기 위한 밸브이며, 상기 밸브는:

a) 측벽 및 커버를 포함하며, 그의 커버에 있는 환기 개구부에 의해 통기 회로에 연결되며, 그의 측벽에 있는 하나 또는 그 이상의 개구부들에 의해 상기 탱크의 내부에 연결되는 챔버; 및

b) 몸체, 및 상기 환기 개구부를 폐쇄할 수 있는 니들이 구비되는 헤드를 포함하는 플로트를 포함하며, 상기 플로트는 상기 챔버에 있는 액체의 레벨에 따라 상기 챔버의 내부에서 수직으로 슬라이딩될 수 있으며, 상기 플로트의 상기 헤드는 배플이 구비되는 측면 표면을 가지며, 상기 헤드와 상기 챔버의 내부 구조는 상기 증기 흐름들이 상기 환기 개구부를 통과하기 전에 상기 탱크로부터 나오는 상기 증기 흐름들이 상기 배플에 충격을 주게 하기 위한 것이다.

연료 탱크, 밸브, 통기, 챔버, 플로트, 니들, 배플

Description

액체 탱크의 통기 회로를 위한 밸브{VALVE FOR THE VENTING CIRCUIT OF A LIQUID TANK}

본 발명은 액체 탱크, 특히 자동차에 구비될 수 있는 연료 탱크의 통기 회로를 위한 밸브에 관한 것이다.

액체 탱크들, 특히 자동차들을 위한 연료 탱크들은 오늘날 일반적으로 무엇보다도 통기 회로가 구비된다. 상기 회로는 저압의 발생시에 (특히 소모된 액체의 체적을 보충하기 위해) 공기가 상기 탱크로 주입되는 것을 허용하거나, 과잉 압력의 발생시에 (특히 과열의 경우에) 상기 탱크에 들어있는 가스들이 제거되는 것을 허용한다. 상기 회로는 또한 이런 점에서 휠씬 더 엄격한 환경 요구조건들을 만족시키기 위해, 대기로 배출되어야 하는 상기 가스들의 채널링 (channelling) 및 가능한 필터링을 허용한다.

상기 통기 회로는 탱크가 뒤집히거나 과도하게 큰 경사각에 있는 경우에 상기 탱크로부터 액체가 방출되는 것을, 가능한 한, 방지하는 적어도 하나의 밸브를, 공지된 방식으로, 포함한다. 그의 작동 조건들이 발생할 때, 그러나 특히 매우 높은 유동 속도들, 상기 탱크 내의 과잉 압력 또는 저진폭 파들 (low-amplitude waves) 과 같은 일시적인 현상에 대해서 최소의 감도로서, 상기 통기 밸브는 신속 하면서 확실한 응답을 제공해야 한다. 용기를 포화시키지 않고 대기로 배출되는 가스들의 오염 제거를 쓸모 없게 만들지 않도록, 통상의 작동에서와 충전할 때에, 상기 용기 (연료 증기들을 흡수하는, 일반적으로 활성탄인, 물질을 수용하는 챔버) 로 운반되는 최소의 액체가 있다는 것을 또한 보증해야 한다. 일반적으로 상기 현상은 본 기술분야의 전문용어로 LCO (Liquid Carry Over) 라 불린다.

많은 통기 밸브들이 상기 탱크를 상기 통기 회로에 연결하기 위한 개구부를 폐쇄하는 상부 니들 또는 팁을 가지는 플로트를 사용하고 있다. 이 타입의 밸브로 LCO 의 위험을 감소시키는 하나의 방법이 본 출원인의 이름으로 출원된 국제 출원 PCT/EP2006/062479 호에서 설명되며, 상기 출원의 내용은 본 출원에 참조로 포함되며, 상기 출원은 증기 흐름 (vapour stream) 을 위한 시케인 (chicane) 및 구불구불한 경로를 생성하도록 배플들 (바람직하게는, 적어도 하나의 내부 및 적어도 하나의 외부 배플) 을 가지는 상기 밸브를 제공하는 것으로 이루어진다. 이를 위해 상기 배플들 및 상기 밸브의 상기 챔버는 그들의 상부에 구멍들이 구비되며 바람직하게는 상기 내부 및 외부 배플들의 상기 구멍들은 정렬되며 상기 메인 챔버의 구멍들에 대하여 열십자 형태로 배열된다. 상기 구조는 다양한 칸막이들 사이에 직접 유동을 방지하며 그에 따라 최적의 미로 효과 (labyrinth effect) 를 생성한다.

그러나, 본 출원인은 가스 흐름의 매우 복잡한 루트 때문에 그리고 액체 방울들이 공기 또는 연료 증기들보다 더 큰 관성을 가지기 때문에 상기 가스 흐름에 의해 운반되는 상기 액체 방울들이 플로트에 정확하게 정착한다는 것을 알게 되었 다. 상기 액체 방울들은 상기 플로트의 측면 표면에 유착되어 그 위에 젖은 표면을 만든다. 상기 가스 흐름이 상기 표면에 근접하여 (심지어 접촉하여) 통과할 때, 실링 개구부를 통과하는 상기 가스 흐름에 의해 다시 이송되는 상기 액체 방울들을 볼 위험이 크다. 상기 문제가 또한 존재하지만, 보다 적은 정도로, 상기 문제가 배플들/시케인들이 없는 밸브들에 존재한다는 것에 주목해야 한다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기 액체 방울들을 정지시키며, 그들에 의해 젖은 상기 표면이 상기 가스 흐름에 의해 더 이상 접촉되지 않도록 상기 플로트의 구조를 적합하게 함으로써 상기 문제를 해결하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은, 액체 탱크의 통기 회로로, 상기 탱크에서 발생된, 상기 액체 위의 증기 흐름들을 이송하는 것을 가능하게 만드는 밸브에 관한 것으로, 상기 밸브는:

a) 측벽 및 커버를 포함하며, 그의 커버에 있는 환기 개구부에 의해 상기 통기 회로에 연결되며, 그의 측벽에 있는 하나 또는 그 이상의 개구부들에 의해 상기 탱크의 내부에 연결되는 챔버; 및

b) 몸체, 및 상기 환기 구멍을 폐쇄할 수 있는 니들이 구비되는 헤드를 포함하며, 상기 플로트는 상기 챔버에 있는 액체의 레벨에 따라 상기 챔버의 내부에서 수직으로 슬라이딩될 수 있으며, 상기 플로트의 상기 헤드는 배플이 구비되는 측면 표면을 가지며, 상기 헤드와 상기 챔버의 내부 구조는 상기 탱크로부터 나오는 상기 증기 흐름들이 상기 환기 구멍을 통과하기 전에 이 배플에 충격을 주게 되는 것이다.

본 발명의 핵심적인 원리는 상기 환기 라인으로 유입되는 상기 가스 흐름의 유동에 대한 일종의 장벽을 생성하는 것이며, 상기 장벽의 목적은 상기 가스 흐름에 의해 운반된 상기 있을 수 있는 액체 방울들을 트래핑하기 위한 것이며 상기 가스 흐름이 상기 플로트의 표면 위를 쓸어서 그 위에 유착되어 있을 수 있는 상기 액체 방울들을 운반하지 않도록 상기 플로트의 상기 젖은 표면으로부터 상기 가스 흐름을 돌리는 것이다.

본 발명에 따른 상기 밸브는 어떤 액체도 저장할 수 있는 탱크의 통기 회로를 위한 것이다. 특히, 상기 액체는 연료, 브레이크 액 또는 윤활유일 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 액체는 연료이다. 상기 탱크는 어떤 용도, 특히 차량에 설치하는 것, 보다 상세하게는 자동차에 설치하는 것을 위한 것일 수 있다.

본 발명에 따른 상기 밸브는 몸체 및 상기 환기 개구부를 폐쇄하기 위한 니들이 구비된 헤드로 구성된 플로트를 포함한다. 또한 상기 밸브는 상기 플로트, 특히 상기 플로트의 몸체의, 슬라이딩에 내부가 적합하게 되는, 어떤 형상의 메인 챔버를 포함한다. 이를 위해, 상기 챔버는, 적어도 상기 플로트의 상기 몸체가 슬라이딩될 수 있어야 하는 부분에서, 통상 일정한 내부 단면을 가진다. 특히, 적어도 이 부분에서, 상기 챔버는 내부가 원통형이다.

상기 플로트의 상기 몸체의 외부 (측면) 형상은 이것이 슬라이딩될 수 있어야 하는 상기 챔버의 내부의 형상과 명백하게 매칭된다. 그러므로 일반적으로 상기 몸체는 원통의 외부 형상을 가진다.

또한 본 발명에 따른 상기 밸브는 바람직하게는, 하부를 통해 상기 메인 챔버 내에서 개방되며 상술한 국제 출원 PCT/EP2006/062479 호에서 설명된 바와 같은 배플을 형성하는, 제 2 챔버를 포함한다. 이 변형의 경우에, 바람직하게는, 상기 플로트의 상기 헤드는 상기 헤드가 상기 제 2 챔버로 슬라이딩할 수 있는 크기 및 구조를 가지며, 반면에 상기 플로트의 상기 몸체는 상기 제 2 챔버로 슬라이딩할 수 없다. 하나의 독특한 변형에서, 상기 메인 챔버와 상기 제 2 챔버는 둘 다 원통형이며 동심원 상에 있다. 이 변형에서, 상기 플로트의 상기 몸체 및 상기 헤드는 또한 원통형 외부 형상을 가지며, 상기 메인 챔버의 직경 (D_MC), 상기 플로트 몸체의 직경 (D_FB), 상기 제 2 챔버의 직경 (D_SC) 및 상기 플로트 헤드의 직경 (D_FH) 은 다음의 관계로 서로 관련된다: D_MC>D_FB>D_SC>D_FH.

본 발명에 따른 상기 밸브의 상기 메인 챔버는 바람직하게는 상기 플로트가 낮은 위치에 있을 때 상기 플로트를 위한 지지대를 포함한다. 상기 플로트를 위한 상기 지지대는 어떠한 공지된 타입일 수 있다. 유리하게도, 상기 지지대는 개구부가 형성된 플레이트 또는 개구부가 형성된 절두 원추형 접시이다. 용어 "개구가 형성된" 은 상기 플로트가 그 기능을 수행하는 것을 허용하기 위해서 액체가 상기 접시를 통해 흐르는 것을 허용하는 몇 개의 구멍들을 가지는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 상기 절두 원추형 접시 또는 상기 플레이트는 중앙 개구부를 포함한다. 상기 액체 레벨이 상기 탱크에서 상승할 때, 상기 액체는 상기 절두 원추형 접시 또는 상기 플레이트에 있는 개구부들을 통해, 상기 밸브로 그의 하부를 거쳐 침투해서, 상기 플로트를 위로 상승시키며 또한 상기 니들이 상기 밸브의 상기 헤드에 위치된 상기 개구부를 폐쇄하게 한다.

본 발명에 따른 상기 밸브의 상기 메인 챔버는 바람직하게는, 그의 상부에, 가스들의 유동을 위한 하나 또는 그 이상의 측면 구멍들을 가지며, 그에 따라 상기 밸브의 탈가스/통기 기능을 제공한다. 용어 "가스" 는 특히 상기 탱크로 도입되어야 하는 외부 공기 또는, 그의 제거가 가능해야 하는, 상기 탱크에 수용된 가스 혼합물들을 의미하는 것으로 이해된다. 연료 탱크의 경우에, 상기 가스 혼합물들은 근본적으로 공기와 연료 증기를 포함한다.

유리하게도, 특히 스로틀링 (throttling) 에 의해, 상당한 양의 액체가 유동되는 것을 방지하도록, 상기 메인 챔버에 있는 상기 측면 구멍들은 그 크기가 작다. 각각의 구멍은 일반적으로 10 과 20 mm² 사이의 면적을 가진다. 그러므로 두 개의 직경방향으로 마주보는 창들을 가지는 외형이 선호되기 때문에 일반적으로 전체 면적이 20 과 40 mm² 사이에 있다.

특히, 상기 측면 구멍들은 긴 사각 단면을 가진다. 유리하게도, 적어도 두 개의 상기 구멍들이 있다. 이는, 상기 밸브가 재개방되는 순간, 예를 들어 상기 탱크가 기울어질 때에, 단일 창이 (액체 연료에 의해) 차단될 수 있기 때문이다. 이 경우에, 액체 연료가 운반될 위험은 매우 높은데, 그 이유는 압력이 상기 탱크에서 상승했으며, 재개방으로, 상기 가스 유동 속도가 높게 되기 때문이다. 완전한 차단은 적어도 두 개의 직경방향으로 마주보는 개구부들을 사용하여 회피된다.

본 발명에 따른 상기 밸브의 유리한 변형에서, 또한 상기 내부 배플은 적어도 두 개의 측면 구멍들이 구비된다. 이는 상기 배플에 의해 정지된 액체가 아래쪽으로 배액되기 위해서 상기 배플을 따라 흐르기 때문이다. 그러므로, 만약에 가스 흐름 (gas stream) 이 상기 배플을 오직 그 하부를 거쳐서만 통과할 수 있다면, 상기 가스 흐름이 다시 액체 방울들을 쓸어서 이들을 운반하게 될 것이다.

보다 더 바람직하게는, 상기 구멍들은 상기 메인 챔버의 구멍들에 대하여 이격되어 있다. 상기 내부 배플에 있는 상기 구멍들이 또한 직경방향으로 마주보고 있으며, 상기 챔버의 구멍들과 엇갈리게 배열된 (즉 상기 네 개의 구멍들이 상호 90°로 열십자 형태로 배열됨) 변형은, 양호한 결과들을 준다.

상기 내부 배플에 있는 상기 상술한 구멍들은 상기 배플 위의 어느 곳에나 위치될 수 있다. 그러나, 상기 배플의 하부로부터 시작하는 슬롯들은 양호한 결과들을 주는데, 그 이유는 상기 슬롯들이 상기 걸린 액체의 침강(배액)을 도와주기 때문이다. 상기 슬롯들은 심지어 상기 배플의 높이의 절반 이상까지 또는 심지어 상기 높이의 3/4 이상까지 존재할 수도 있다.

상기 챔버의 상부에 가스 유동 구멍들을 배치하는 것은 상기 액체 레벨 및 그 이동들의 상기 구멍들에 대한 가능한 충격을 매우 크게 감소시키며, 따라서 어떤 중요한 상황들에서 통기를 허용한다. 또한 상기 충격은, 요구될 때, 상기 구멍들의 일부와 바람직하게는 상기 구멍들 모두와 대면하게 위치되는 적어도 하나의 외부 배플의 사용에 의해 감소될 수 있다.

이는 실질적으로 환상의 단면을 가지며, 상기 밸브의 상기 헤드를 둘러싸는 단일의 배플일 수 있다. 또는 그 대신으로, 각각이 하나 또는 그 이상의 구멍들을 대면하는, 일련의 배플들을 사용하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 이는 단일 배플, 바람직하게는 환상이며 구멍들이 구비된 단일 배플이다. 이는, 바람직하게는, 상기 탱크의 저장 체적을 최대로 사용하기 위해서 본 발명에 따른 상기 밸브가 매우 높은 폐쇄 높이 (즉, 상기 탱크의 상부 벽에 가까운) 를 가지기 때문이다. 이는 상기 가스들의 통로가 상기 밸브의 위에서 충분히 높게 제공된다는 것을 의미한다. 그러나, 상기 외부 배플의 존재는 상기 밸브로의 최상의 유입 포인트를 낮추는 효과를 가진다. 이 배플의 사용과 높은 폐쇄 높이를 조화시키기 위해서, 구멍들이 상기 배플에 만들어진다. 따라서, 상기 연료 레벨이 매우 높을 때, 상기 탱크의 통기가 계속되게 하기 위해서 상기 배플들의 슬롯들을 통과하는 작은 통로가 여전히 있다. 바람직하게는, 상기 구멍들은, 바람직하게는 상기 외부 배플의 하부로부터 시작하는, 수직의 슬롯들의 형태이며, 이는 상기 내부 배플에 있는 상기 구멍들에 대해 언급된 것들과 동일한 이유들을 위한 것이다.

상기 내부 배플과 비교할 때에, 바람직하게도 상기 외부 배플은, 바람직하게는 상기 챔버의 구멍들과 이격되며 특히 상기 챔버의 구멍들에 대하여 엇갈리게 배치되는, 적어도 두 개의 직경방향으로 마주보는 구멍들을 포함한다.

앞에서 말한 것에 따르면, 본 발명에 따른 상기 밸브의 하나의 유리한 변형에서, 상기 내부 및 외부 배플들의 상기 구멍들은 상기 메인 챔버의 구멍들에 대하여 열십자 형태로 배치된다. 첨부된 도 2 에 도시된 이 구조는 다양한 칸막이들 사이의 직접 유동을 방지하며 그에 따라 최적의 미로 효과 (labyrinth effect) 를 만들어낸다.

본 발명에 따른 상기 플로트의 상기 헤드는 배플이 구비되며, 상기 챔버의 내부 구조와 상기 플로트의 상기 헤드는 상기 탱크로부터 나오는 상기 증기 흐름들이 상기 환기 구멍을 통과하기 전에 이 배플에 충격을 주게 하기 위한 것이다. 바람직하게는, 상기 충격은 상기 증기 흐름들이 상기 개구부를 통과하기 직전에, 그들의 유동 경로의 마지막 부분에서, 일어난다. 이는, 일반적으로, 상기 탱크로부터 상기 환기 구멍을 통해 상기 통기 회로로 이동하는 상기 증기 흐름들 (또는 "가스 흐름") 이 상기 개구부로 향하는 그들의 마지막 루트 앞에서 방향의 변경을 가지기 때문이다. 내부 배플을 가지는 밸브의 경우에, 일반적으로, 상기 가스 흐름은 하강하다가 상기 배플의 저점의 아래 (즉, 그의 하단부 아래) 로 통과함으로써 상승하게 된다. 내부 배플이 없는 밸브의 경우에, 일반적으로 상기 가스 흐름은 이의 측면 개구부들을 통해 실질적으로 수평으로 상기 챔버로 유입되며, 그 다음에 환기 개구부에 도달하기 위해 상승하게 된다. 양쪽의 경우들에서, 본 발명에 따른 상기 밸브의 상기 플로트는 상기 가스 흐름이 방향을 변경하여, 하강 또는 수평으로부터, 상승하게 되는 지점보다 높게, 상기 플로트의 상기 헤드에 위치되는 배플을 포함한다.

용어 "배플" 은 상기 가스 흐름이 상기 플로트 아래에 있는 젖은 표면으로부터 특정한 거리로 떨어져 통과하는 것을 허용하면서 상기 가스 흐름에 의해 운반되는 액체의 상기 방울들을 정지시킬 수 있는 상기 플로트 헤드의 상기 측벽의 어떤 돌출물을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 돌출물은 상기 플로트의 전체 측면 원주에 걸쳐 존재하는 연속적인 돌출물 (즉, 환형의 돌출물) 일 수 있다. 또는, 상기 돌출물은 상기 원주에 걸쳐, 바람직하게는 균등하게, 분포되는 몇 개의 배플들일 수 있다. 연속적인 환형 돌출물이 매우 적합하다. 상기 돌출물은, 바람직하게는 그의 단부에서 테이퍼진, 어떤 단면도 가질 수 있다. 상기 돌출물은 바람직하게는 상기 플로트의 외형의 외부로 적어도 1 mm, 심지어 1.5 mm 연장되어 있지만, 바람직하게는 커야 3 mm 또는 심지어 2 mm 연장되어 있다. 상기 돌출물은 바람직하게는 가능한 가장 높은 위치에 위치되지만, 상기 플로트 헤드의 어디에든지 위치될 수 있다. 상기 니들에 직접적으로 (그에 따라 상기 플로트의 상기 헤드의 상부 표면을 연장시키는 방식으로) 위치되는 배플은 양호한 결과들을 준다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 상기 밸브의 상기 플로트는 상기 플로트의 상기 헤드의 측면 표면에 움푹 패인 홈을 포함하며, 그의 상부벽은 본 발명에 따른 상기 배플을 형성하며, 그의 하부 (측벽) 는 상기 증기 흐름들이 이격되는 젖은 표면을 형성한다. 용어 "홈" 은 사실상 측벽 및 상기 측벽에 대하여 "수평으로" 돌출한 적어도 하나의 상부벽에 의해 한계가 정해진 중공 릴리프를 의미하는 것으로 이해된다 (즉, 만약에 상기 플로트가 그보다 높게 수직으로 배치되는 광원에 의해 비춰진다면, 이 벽은 상기 홈의 측면 표면에 걸쳐 그림자를 투영할 것이다). 부드러운 헤드를 가지는 플로트와 위에서 정의된 바와 같은 홈이 구비되는 헤드를 가지는 플로트를 비교해 보면, 측정된 액체 이송 (또는 LCO) 이 2 배 내지 3 배 더 크다.

이 변형에서, 상기 홈의 하부는 상기 플로트 헤드의 나머지 측면 표면으로부터 똑바로 이어질 수도 있거나, 그에 대하여 움푹 들어갈 수 있으며, 움푹 들어간 변형이 바람직하다. 만약에 상기 홈의 하부가 움푹 들어간다면, 이는 일반적으로 최대 2 mm, 또는 심지어 1.5 mm 까지이다. 이 경우에, 상기 홈은 또한 하부벽을 포함한다.

상기 홈의 수평 벽들은, 필요에 따라, 바람직하게는 동일하지 않다. 이는 상기 벽들이 동일한 역할을 가지지 않기 때문이다:

- 상기 상부벽의 목적은 상기 방울들을 정지시키는 것이며, 이를 위해 유동 경로에 대해 수직이 되도록 바람직하게는 실질적으로 수평이 된다. 상기 상부벽은 특히 본 발명에 따른 충격 배플로서 작용한다.

- 상기 측벽에 분포되는 상기 방울들이 중력에 의해 점진적으로 제거되어 액체 연료의 보유를 막는 것이 가능하도록 상기 하부벽은 그 자체가 바람직하게는 실질적으로 기울어져 있다(그리고, 예를 들어, 수평에 대해 30 내지 60°의 각도를 이룬다).

그러므로 상기 벽은 배액 표면과 같은 방식으로 작용하며, 이를 위해, 더구나 상기 홈의 하부로서, "수직의" 배액 채널들 또는 드레인들이 구비될 수 있다. 상기 벽은 반드시 수직일 필요는 없으며 기울어지거나 굽혀질 수 있다는 것에 주목해야 한다. 더구나 동일한 것이 상기 플로트의 상기 측면 표면에 적용된다.

또한 단일 배플이 구비되며 홈이 없는 플로트의 경우에, 이 배플의 아래에 위치되는 상기 플로트의 측면 표면은 또한 유리하게 배액 채널들이 구비되는 것에 주목해야 한다. 요약하면: 본 발명의 범위 내에서, 상기 충격 배플의 바로 아래에 위치되는 상기 플로트의 측벽에 수직의 배액 채널들을 제공하는 것이 유리하다.

본 발명에 따른 상기 밸브는, 통상의 작동에서와 충전할 때 모두에서 액체 탱크가 통기되는 것을 허용한다. 상기 밸브는, 이와 같이, 차량이 뒤집히거나 과도하게 기울지는 경우에 액체의 유입을 방지하는 기능 (ROV 또는 Rolling-Over Valve 기능) 을 가지지 않는다. 그러므로 이 기능은, 필요에 따라, 독립 장치들에 의해 또는 상기 밸브와 결합되는 추가적인 수단에 의해 제공되어야 한다.

이 기능을 제공하기 위해, 일반적으로 적용되는 수단은 무거운 볼 및/또는 예압된 스프링으로 이루어져 있다. 무거운 볼은, 특히 개구부가 형성된 절두 원추형 접시 (또는 오목한 절두 원추형 하부를 가지는 플로트와 결합되는 천공된 판) 와 결합되어, 양호한 결과들을 준다. 상기 탱크가 경사진 경우에, 상기 볼은 상기 절두 원추형 접시에서 이동하며, 상기 플로트를 상부로 구동시키고, 심지어 상기 밸브에서 상기 액체 레벨이 상승하기 전에 상기 통기 구멍이 폐쇄되게 하며, 이에 따라서 액체가 상기 통기 회로 내로 유동하는 것을 완전하게 방지한다. 상기 탱크가 전복되는 경우에, 무거운 재료의 상기 볼은 또한 상기 밸브의 폐쇄 위치를 향해 상기 플로트를 밀며, 중력을 통해서, 상기 플로트를 이 위치에서 유지한다. 본 발명은 ROV 기능을 가지는 밸브들의 맥락 내에서 특히 양호한 결과들을 준다.

상기 밸브의 구성 요소들은 어떤 재료로도 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 구성 요소들은 열가소성 물질을 바탕으로 한다. 이 경우에, 재료 또는 재료들을 작동 응력들을 견디는 방식으로 선택하는 것이 명백하게 편리하다. 물론, 선택된 상기 재료들은 이들과 접촉해야 하는 액체에 대하여 불활성이어야 하며, 특히 연료들에 대하여 불활성이어야 한다.

특히 상기 액체 탱크가 플라스틱으로 만들어진 연료 탱크인 경우에, 본 발명에 따른 상기 밸브의 대부분의 구성 요소들은 또한 플라스틱으로 만들어진다. 용어 "플라스틱" 은 대기 상태들 하에서 고체 상태로 있는, 열가소성 중합체 합성 재료 또는 열경화성 중합체 합성 재료이든, 또한 이 재료들의 적어도 두 개의 혼합물들이든 간에, 어떤 중합체 합성 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 상기 사용하려는 중합체들은 단독 중합체들 및 공중합체들 (특히 이원 또는 삼원 공중합체들) 을 포함한다. 상기 공중합체들의 예들은, 한정이 없으며: 랜덤 공중합체들, 선형 블록 공중합체들, 비선형 블록 공중합체들, 및 그래프트 공중합체들이다. 열가소성 탄성 중합체들을 포함하는 열가소성 중합체들 및 그들의 혼합물들이 선호된다.

그의 융점이 분해 온도의 아래에 있는, 어떤 타입의 열가소성 중합체 또는 공중합체도 적당하다. 적어도 섭씨 10도 이상으로 산포되는 녹는 범위를 가지는 합성 열가소성 물질들이 특히 적당하다. 이와 같은 물질들의 예들은 그들의 분자량에서 다분산 (polydispersion) 을 나타내는 물질들을 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 상기 밸브는 폴리올레핀들, 그래프트된 폴리올레핀들, 열가소성 폴리에스테르들, 폴리케톤들, 폴리아미드들 및 그들의 공중합체들로 만들어질 수 있다.

플라스틱 연료 탱크들에 흔히 사용되는 하나의 중합체는 폴리에틸렌이며, 특히 (예를 들어 EVOH, 또는 가수분해 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체를 기반으로 한) 차폐층 또는 사용하려는 연료들에 대하여 불침투성이 되도록 만들기 위하여 표면 처리 (예를 들어 불화처리 또는 황화처리) 를 한 차폐층을 포함하며, 다층 구조로 있을 수 있는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 이다. 결론적으로, 본 발명에 따른 상기 밸브가 커버를 포함할 때, 또한 상기 탱크에 용접되도록, 이는 바람직하게는 HDPE 를 기반으로 한다. 상기 밸브의 다른 부품들에 관해서는, 이들은 바람직하게는 적어도 하나의 탄화수소 불침투성 플라스틱을 기반으로 한다. 이와 같은 탄화수소 불침투성 플라스틱들의 예들은 한정이 없으며: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드들, 폴리케톤들 및 폴리아세탈들이다. 상기 커버에 포함된, 모든 상기 부품들은, 예를 들어, 적어도 하나의 고밀도 폴리에틸렌 층 및 선택적으로 (상기 구조들의 표면 또는 내부에 있는) 탄화수소 차폐층을 포함하는 다층 구조들일 수 있다는 것에 주목해야 한다.

플라스틱 연료 탱크, 특히 HDPE 에 기반을 둔 탱크의 경우에, 양호한 결과들은 (상기 탱크의 벽에 그리고 특히 상기 벽에 있는 구멍의 주변에 용접될 수 있도록) HDPE 에 기반을 둔 커버, 및 PMO (폴리옥시메틸렌) 또는 PBT (폴리부틸렌 테레프탈레이트) 로 만들어진 챔버와 플로트를 포함하는 밸브들을 가지고 획득되었다.

본 발명은 또한 액체 탱크의, 특히 연료 탱크의, 환기 회로로 향하는 상기 LCO 를 감소시키는 것을 가능하게 만드는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 이 방법은 이전에 설명된 바와 같은 플로트 밸브를 가지는 이 회로에 들어가는 상기 탱크의 환기 구멍을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 첨부된 도 1 내지 도 5 에 의해, 한정하지 않고, 도시되어 있으며:

도 1 은 종래 기술에 따른 (왼쪽에 있는) 밸브와 본 발명에 따른 (오른쪽에 있는) 밸브의 원리에 대한 도면을 보이며;

도 2 는 개방 위치에 있으며, 독특한 구조의 홈을 가지는, 본 발명에

따른 통기 밸브를 관통하는 축방향의 단면을 보이며;

도 3 은 또한 개방 위치에 있지만, 홈 대신에 단일 디플렉터 배플을

포함하는, 본 발명에 따른 통기 밸브를 관통하는 축방향의 단면을 보이며;

도 4 는 또한 개방 위치에 있으며, 배플이 구비되지만, 추가적으로 이 배플의 밑에 수직 배액 채널들을 가지는, 본 발명에 따른 다른 밸브를 관통하는 축방향의 단면을 보이며;

도 5 는 본 발명에 따른 상기 밸브의 독특한 배플/홈 구조의 원리에 대한 도면을 보인다.

도 1 에서 다음의 것이 보여질 수 있다:

홈의 존재 없이 (종래 기술, 좌측 도면) 가스 흐름 (가는 화살표에 의해 표시됨) 에 의해 운반된 상기 방울들은, 상기 가스 흐름의 매우 꾸불꾸불한 경로 때문에 그리고 그들이 공기보다 더 큰 관성을 가지기 때문에, 상기 플로트와 접촉한다. 이 방울들은 상기 플로트의 측면 표면에서 유착되며 젖은 표면 (굵은 화살표에 의해 지시됨) 을 형성한다. 상기 가스 흐름이 상기 표면에 근접하여 통과함에 따라, 상기 실링 개구부를 통과하는 상기 가스 흐름에 의해 다시 이송되는 이 물방울들을 보는 위험이 크다.

상기 홈으로, 상기 방울들의 관성은 상기 방울들이 상기 홈의 하부를, 또는 심지어 상기 홈의 위쪽 수평부를 타격하게 만든다. 그러므로 상기 방울들은, 상기 가스 흐름이 (상기 홈의 하부에 있는) 젖은 표면으로부터 일정한 거리로 떨어져 통과하는 것을 허용하면서, 상기 홈에 의해 정지된다.

홈이 없는 경우에, 측정된 상기 LCO 는 2 배 내지 3 배 더 크다.

도 2 에서, 통기 튜브 (2) 를 포함한 커플링 (1); 상기 탱크 (도시되지 않음) 의 내부로 인도하는 챔버 (3); 및 하부 위치에 보여지는 플로트를 가지는 밸브가 도시된다. 상기 플로트는 몸체 (4), 및 상기 몸체 (4) 와 하나의 부품으로 제조되며 니들 (6) 이 구비되는 헤드 (5) 를 포함한다. 상기 플로트의 수위선은 도면을 통해 표시된다.

상기 챔버 (3) 는 하부를 향해 상기 챔버로 연장되는 굴뚝 (8) 이 구비되고 환기 개구부 (14) 를 가지는 커버 (7) 를 포함한다. 상기 플로트는 개구부가 형성된 플레이트 (9) 를 통과하는, 상기 밸브 내의 액체의 상승에 의해 또는 상기 탱크가 기울어진 경우에, 무거운 재료인 ROV 볼 (10) 의 변위에 의해 이동하도록 만들어질 수 있다. 상기 챔버 (3) 는, 그의 상부에, 가스들이 유동하는 것을 허용하지만 상당한 양의 액체가 유동하는 것을 방지하는 작은 측면 구멍들 (11) 을 포함한다. 또한 상기 챔버는 상기 구멍들 (11) 을 통과하는 상기 가스들에 의해 동반되는 어떤 액체도 정지시키기 위해, 환형의 내부 배플 (12) 을 포함한다. 상기 커플링 (1) 이, 외부적으로지만, 또한 배플로서 작용하는, 환형부 (12') 에 의해 하부로 연장된다는 것에 주목해야 한다. 또한 상기 내부 및 외부 배플들은 구멍들 (11')(11", 상기 도면에 보여지지 않음) 이 구비된다.

도시된 상기 밸브에서, 상기 커플링 (1) 은 상기 외부 배플 (12') 과 하나의 부품으로서 제조되며, 상기 내부 배플 (12) 그 자체도 상기 커버 (7) 와 하나의 부품으로서 제조된 다음에 상기 챔버 (3) 에 클리핑에 의해 조립되며, 그 다음에 상기 조립체는 상기 커플링 (1) 에 클리핑된다. 환형 씨일 (13) 은 상기 연결이 누설 방지되도록 할 수 있다.

상기 밸브는 상기 챔버 (3) 에서와 상기 배플들 (12, 12') 에서 각각의 상기 구멍들의 최적화된 위치를 가지며, 상기 구멍들 (11, 11', 11") 은 각각 90°로 이격되며, 상기 외부 배플 (12') 로부터 상기 메인 챔버 (3) 를 통과해 상기 내부 배플 (12) 까지 진행된다.

본 발명의 하나의 변형에 따라서, 상기 플로트의 상기 헤드는 홈 (15) 을 포함하며, 상기 홈의 상부 (16) 는 배플을 형성하며 실질적으로 수평이며, 상기 홈의 하부 (17) 는 상기 홈 (15) 의 하부의 배액을 촉진하도록 굽혀져 있다.

도 3 은 유사한 밸브를 도시하지만, 상기 플로트 헤드 (5) 의 구조가 단순화된 밸브를 도시하고 있다. 상기 밸브는 상기 가스 흐름의 경로에 있는 단일 배플 (16) 을 포함한다.

도 4 에 도시된 밸브와 관련하여, 그의 플로트 헤드는 홈 및 배플의 구조 사이의 중간 구조를 가지며, 사실상 단일 배플 (16), 및 수직 배액 채널들 (18) 이 구비되는 아래에 위치한 측면 표면을 포함한다.

마지막으로, 도 5 는 돌출한 배플 (왼쪽 부분) 과 움푹 들어간 홈 (중간 부분) 의 조합으로 생기는 상기 플로트 헤드 구조의 (오른쪽 부분에 있는) 또 다른 유리한 변형을 도시하고 있다.

Claims (12)

1. 액체 탱크 내에서 발생된, 액체 위의 증기 흐름들을 상기 탱크의 통기 회로로 이송하는 것을 가능하게 만들며,

   a) 측벽 및 커버 (7) 를 포함하며, 그의 커버 (7) 에 있는 환기 개구부 (14) 에 의해 상기 통기 회로에 연결되며, 그의 측벽에 있는 하나 또는 그 이상의 개구부들에 의해 상기 탱크의 내부에 연결되는 챔버 (3); 및

   b) 몸체 및 상기 환기 개구부 (14) 를 폐쇄할 수 있는 니들 (6) 이 구비되는 헤드 (5) 를 포함하는 플로트를 포함하며, 상기 플로트는 상기 챔버 (3) 에 있는 액체의 레벨에 따라 상기 챔버 (3) 의 내부에서 수직으로 슬라이딩될 수 있으며,

   상기 플로트의 상기 헤드 (5) 는 배플이 구비되는 측면 표면을 가지며, 상기 헤드 (5) 와 상기 챔버 (3) 의 내부 구조는 이 증기 흐름들이 상기 환기 개구부를 통과하기 전에 상기 탱크로부터 나오는 상기 증기 흐름들에 의해 운반된 방울들이 상기 배플에 충격을 주게 하는 밸브에 있어서,

   상기 밸브는 그의 측면 표면에 홈 (15) 을 포함하며, 상기 홈의 상부 (16) 는 충격 배플로서 작용하며 상기 홈의 하부 (17) 는 배액 표면으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배플은 상기 환기 개구부 (14) 로의 마지막 루트를 시작하기 위해 상기 증기 흐름들이 방향을 변경하는 지점보다 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 챔버 (3) 는 내부 배플 (12) 을 포함하며, 상기 플로트의 상기 배플은 상기 내부 배플 (12) 의 하단부보다 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 증기 흐름들은 상기 챔버 (3) 의 상기 측면 개구부들을 통해 실질적으로 수평으로 상기 챔버 (3) 로 유입되며, 그 다음에 상기 환기 개구부 (14) 에 도달하도록 수직이 되는 것을 특징으로 하는 밸브.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 플로트의 상기 배플은 상기 플로트의 상기 헤드 (5) 의 상부 표면에서 연장되고, 상기 니들 (6) 의 아래에 직접 위치되는 상기 플로트의 상기 헤드 (5) 의 측벽의 연속적인 환형의 돌출물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 홈은 실질적으로 수평의 상부벽 및 실질적으로 기울어진 하부벽을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 충격 배플의 밑에 위치되는 상기 플로트의 상기 측벽은 수직의 배액 채널들을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 밸브에 ROV (전복 밸브) 기능을 부여하는 무거운 볼 (10) 이 상기 밸브에 구비되는 것을 특징으로 하는 밸브.
9. 제 1 항에 따른 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 통기 회로.
10. 제 9 항에 따른 통기 회로가 구비되는 연료 탱크.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 밸브가 구비되는 환기 개구부 (14) 를 가지는 연료탱크.
12. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 밸브가 구비되는 환기 개구부 (14) 를 가지는 연료 탱크.

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