KR20240077778A - 캐니스터용 용량 보정 블록 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발가스가 유입되는 유입부와, 상기 유입부를 통해 유입된 증발가스를 흡착하기 위한 활성탄을 내장하는 챔버를 포함하는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 흡착된 증발가스를 기화시켜 연료 탱크 방향으로 이송하기 위한 퍼지부와, 상기 몸체부로 에어가 유입 또는 유출되는 배출부를 포함하는 캐니스터에 사용되며, 상기 몸체부에 구비된 챔버에 포함되어 챔버의 용량을 조절하는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록을 제공한다.

Description

캐니스터용 용량 보정 블록{Block for volume control of canister}
본 발명은 캐니스터용 용량 보정 블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용량 보정 블록을 사용함으로써, 신규 제작 자동차의 크기 또는 구조 변화에 따라서 캐니스터의 규격 활성탄을 수용하는 챔버의 용적이 축소되는 경우에도, 규모가 작아진 신규 캐니스터를 제작하기 위하여 별도로 금형과 제작 라인을 신설하거나 증설 또는 변경하지 않고도 기존 캐니스터를 제작하면서도 챔버의 용적을 조정할 수 있으며, 따라서 금형이나 제조라인의 측면에서 생산 설비 절감을 도모하면서도 캐니스터의 증발연료 흡착성능은 유지할 수 있도록 하는 캐니스터용 용량 보정 블록을 제공한다.
캐니스터는 주차시나 주유시 연료의 증발에 의하여 발생되는 연료가스가 대기중으로 유출되는 것을 방지하기 위하여 자동차의 연료 계통에 장착되는 자동차의 핵심부품이다. 캐니스터에는 활성탄이 내장되며, 활성탄은 증발 연료를 냉각 및 흡착하여 보관하였다가 주행중에 가열 및 증발시켜 연료 탱크로 퍼지함으로서 주행에 사용되도록 한 것이다.
이러한 캐니스터는 그 형태 뿐만 아니라, 자동차의 종류, 배기량, 연료 탱크의 크기 등에 따라서 필요한 활성탄 챔버의 용적이 달라질 수 있고, 그 때마다 캐니스터 신제품을 제작하여야 한다.
그러나, 이 경우, 신제품 제작을 위하여 금형이 새로이 설계 및 제작되어야 하며, 아울러, 캐니스터 제조 라인에도 일정 정도 변경이 불가피하다. 이와 같이 금형이 새로이 설계 및 제작되거나 제조라인이 변경되는 경우 이를 위하여 비용과 자본이 투입되어야 하는 문제점이 존재한다.
대한민국등록특허 제1655484호 (2016.09.01)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 신규 적용 차량에 캐니스터가 새로이 적용되는 사례가 발생됨에 따라서 캐니스터의 활성탄 수용 챔버의 용적이 축소되는 것이 바람직한 경우에는 캐니스터를 새로이 제작할 필요없이도 캐니스터의 활성탄 수용 챔버 용적을 변경시킬 수 있도록 하는 캐니스터용 용량 보정 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 블록을 캐니스터의 배출부 인근에 배치함으로써, 활성탄으로부터 배출부로 이어지는 유로의 일부를 변경하며, 특히 상기 유로를 배출부에서의 공기의 유입과 유출이 다소간 어려워지도록 변경되도록 함으로써 증발가스가 활성탄에 보다 더 잘 머무를 수 있도록 하고, 따라서 포집되는 증발가스의 양을 증량시켜 캐니스터의 운용효율을 제고하도록 하는 캐니스터용 용량 보정 블록을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 증발가스가 유입되는 유입부와, 상기 유입부를 통해 유입된 증발가스를 흡착하기 위한 활성탄을 내장하는 챔버를 포함하는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 흡착된 증발가스를 기화시켜 연료 탱크 방향으로 이송하기 위한 퍼지부와, 상기 몸체부로 에어가 유입 또는 유출되는 배출부를 포함하는 캐니스터에 사용되며, 상기 몸체부에 구비된 챔버에 포함되어 챔버의 용량을 조절하는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록을 제공한다.
상기 용량 보정 블록은 챔버의 벽면에 닿는 부분의 밀도가 활성탄과 접촉하는 부분의 밀도에 비하여 더 높으며, 활성탄과 접촉하는 부분은 다공성이어서 활성탄과 같이 증발가스를 흡착하는 기능을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 용량 보정 블록에서 밀도가 상대적으로 높은 부분은 이론밀도 대비 상대밀도가 적어도 80%인 것이 바람직하다.
상기 용량 보정 블록 중 활성탄과 접촉하는 부분의 내부에는 열선이 매립되고 열선의 각 단자가 캐니스터와 연결되어 전기를 공급받음으로써 가열에 의하여 흡착된 증발가스를 기화시키는 것이 바람직하다.
상기 용량 보정 블록은 두 개의 블록의 접합으로 제작되며, 그 중 하나는 상대적으로 밀도가 낮은 다공성 블록이고, 상기 다공성인 블록이 활성탄과 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
상기 용량 보정 블록에서 밀도가 상대적으로 높은 블록은 이론밀도 대비 상대밀도가 적어도 80%인 것이 바람직하다.
상기 용량 보정 블록은 챔버의 측면에 배치되되, 배출부와 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.
상기 용량 보정 블록은 직육면체 형상을 기준으로 할 때, 장변의 길이(L)와 상기 장변의 길이에 대한 수직방향으로 측정되는 폭(D)의 비율(L/D)이 적어도 5 이상이며, L과 D의 비율이 변화되더라도 블록의 부피는 동일한 것이 바람직하다.
상기 L/D는 5 ~ 6인 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 신규 적용 차량에 캐니스터가 새로이 적용되는 사례가 발생됨에 따라서 캐니스터의 활성탄 수용 챔버의 용적이 축소되는 것이 바람직한 경우에는 캐니스터를 새로이 제작할 필요없이도 캐니스터의 활성탄 수용 챔버 용적을 변경시킬 수 있도록 함으로써, 기존에 제작된 캐니스터를 활용할 수 있고, 따라서 신규 캐니스터의 제작을 위하여 금형을 새로이 설계 및 제작하거나 제조 라인을 부분적 또는 전면적으로 변경할 필요가 없는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 블록의 형상을 조정함으로써 블록이 단순히 캐니스터의 활성탄 수용 챔버의 용적을 변경시키는데 그치는 것이 아니고, 블록이 직접 활성탄의 흡착에 참여하면서도 블록의 기계적 강도를 유지할 수 있어 블록의 내구성도 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 블록을 캐니스터의 배출부 인근에 배치함으로써, 활성탄으로부터 배출부로 이어지는 유로의 일부를 변경하며, 특히 상기 유로를 배출부에서의 공기의 유입과 유출이 다소간 어려워지도록 변경되도록 함으로써 증발가스가 활성탄에 보다 더 잘 머무를 수 있도록 하고, 따라서 포집되는 증발가스의 양을 증량시켜 캐니스터의 운용효율을 제고하도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의하여 블록이 캐니스터의 챔버내 측면과 하면에 각각 설치된 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의하여 다공성 블록과 상대적으로 밀도가 높은 블럭을 접합하여 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 상대적으로 밀도가 높은 블럭에 열선을 매립한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제작된 블록의 L/D 비율에 따른 흡착중량을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의하여 블록이 캐니스터의 챔버내 측면과 하면에 각각 설치된 것을 나타내는 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의하여 다공성 블록과 상대적으로 밀도가 높은 블럭을 접합하여 나타내는 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 상대적으로 밀도가 높은 블럭에 열선을 매립한 상태를 나타내는 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제작된 블록의 L/D 비율에 따른 흡착중량을 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용량 보정 블록은 캐니스터(100)의 챔버 내 측면이나 바닥면에 장착된다. 장착시 고정방법은 통상의 방법에 의한다. 예를 들어 접착 방법이 주요 방법으로 사용될 것이며, 브라켓에 의하여 고정될 수도 있다.
캐니스터(100)는 증발가스가 유입되는 유입부(111)와, 상기 유입부(111)를 통해 유입된 증발가스를 흡착하기 위한 활성탄을 내장하는 챔버를 포함하는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110)로부터 흡착된 증발가스를 기화시켜 연료 탱크 방향으로 이송하기 위한 퍼지부(112)와, 상기 몸체부(110)로 에어가 유입 또는 유출되는 배출부(113)를 포함하는데, 이는 통상의 캐니스터(100) 중 일 예를 나타내는 것으로서, 캐니스터(100)의 형상은 이에 한정되지는 않는다.
상기 용량 보정 블록은 기공과 관련되는 밀도면에서 부위별로 다르게 구성되는데, 상대적으로 다공성이면서 밀도가 낮은 블록 또는 블록의 부분은 챔버내에서 활성탄에 근접하게 위치되고, 챔버의 벽면에 가깝게 위치하는 블록 또는 블록의 부분은 상대적으로 비다공성이면서 밀도가 높도록 구성된다.
여기서 비다공성으로 표현하였으나, 다공성이면서도 상대적으로 밀도가 높게 제작되는 블록도 비다공성 블록(130)으로 표현될 수 있다. 다만, 이러한 경우라도 비다공성 블록(130)은 이론밀도 대비 상대밀도가 80% 이상인 것이 바람직하다.
블록은 챔버의 용적을 감소시키는 역할을 수행함과 동시에 다공성 부분 또는 다공성 블록(120)은 증발가스의 흡착에 조력할 수 있다. 특히, 축소하고자 하는 챔버의 크기는 곧 감소하고자 하는 활성탄의 양과 비례하며, 다공성 블록(120)이 증발가스의 흡착에 조력하는 경우에는 다공성 블록(120)의 부피를 활성탄의 양과 함께 고려한다.
위 용량 보정 블록은 하나의 덩어리에서 국부적으로 기공율을 다르게 성형할 수 있고, 아니면 서로 기공율이 다른 복수의 블록을 접합하여 구성할 수도 있다. 여기서는 서로 기공율이 다른 복수의 블록을 접합하여 구성하는 경우에 관하여 설명하며, 그렇다고 하나의 덩어리에서 국부적으로 기공율을 다르게 성형하는 경우가 배제되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
비다공성이면서 밀도가 높은 블록 또는 블록의 부분은 블록에 내구성과 지지력을 부여할 수 있다는 점에서 의의가 있으므로, 다공성 블록(120) 또는 블록의 부분과 함께 구성되는 것이 좋다.
상기 용량 보정 블록 중 밀도가 상대적으로 높은 블록 또는 블록의 부분의 내부에는 열선(131)이 매립되고 열선(131)의 각 단자가 캐니스터(100)와 연결되어 전기를 공급받음으로써 가열에 의하여 흡착된 증발가스를 기화시키도록 하는 것이 바람직하다. 열선(131)이 매립된 블록은 밀도가 높은 블록으로서 열전달이 용이하여 빠르게 챔버 내부를 가열할 수 있는 효과가 존재하고, 흡착에 직접 참여하는 활성탄 또는 다공성 블록(120)을 직접 가열하는 것이 아니므로 활성탄 또는 다공성 불록의 직접적인 가열시 열선(131) 주변에 과도하게 열이 집중되고, 그 밖의 부분에 대한 열전달이 쉽게 이루어지기 어려운 문제점을 해소할 수 있다. 즉, 상대적으로 밀도가 높은 블록 또는 블록의 부분을 전체적으로 빠르게 가열(bulk heating)하므로 열이 블록 전체로부터 다공성 블록(120) 또는 활성탄에 넓게 전달될 수 있어 활성탄 또는 다공성 블록(120)에 열선(131) 매립시 얇은 열선(131)의 주변에 열이 과도하게 집중되는 현상을 방지할 수 있으며, 향후 흡착된 증발가스를 다시 퍼지(purge)할 때 활성탄 또는 다공성 블록(120) 전반에 걸쳐서 고른 기화가 일어날 수 있다.
상기 용량 보정 블록은 챔버의 측면에 배치되거나 하부에 배치되는 것이 바람직하다. 측면에 배치되는 경우에는, 단일 블록에 있어서는 챔버의 벽쪽으로 블록의 밀도가 높은 부분이 인접하거나 챔버의 바닥과 가까운 쪽으로 밀도가 높은 블록 또는 블록의 밀도가 높은 부분이 인접하게 된다.
특히, 용량 보정 블록이 챔버의 벽쪽에 배치되되, 캐니스터의 배출부 인근에 배치함으로써, 활성탄으로부터 배출부로 이어지는 유로의 일부를 변경하며, 특히 상기 유로를 배출부에서의 공기의 유입과 유출이 다소간 어려워지도록 변경되도록 함으로써 증발가스가 활성탄에 보다 더 잘 머무를 수 있도록 하고, 따라서 포집되는 증발가스의 양을 증량시켜 캐니스터의 운용효율을 제고하도록 할 수 있다.
이는 도 4에서와 같이 배출부를 향한 유로의 변경이 증발가스의 포집용량(흡착량)에 어떻게 영향을 미치는 지 보면 알 수 있다.
용량 보정 블록은 챔버의 벽쪽에 세워졌을 때, 그 상단이 배출부의 입구(출구)와 인접할수록 통기압력이 높아지며, 공기의 유통이 어려워진다. 다만 배출부가 막히면 안되므로, 적정한 통기압력 조건을 찾아서 블록의 장변의 길이(L)와 폭(D)의 비율을 결정해야 한다.
상기 용량 보정 블록은 직육면체 형상을 기준으로 할 때, 장변의 길이(L)와 상기 장변의 길이에 대한 수직방향으로 측정되는 폭(D)의 비율(L/D)이 적어도 4 이상인 것이 바람직한데, 이러한 비율은 캐니스터의 크기에도 불구하고 대체로 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다. 왜냐하면 캐니스트 챔버의부피가 커지면 그만큼 블록의 크기도 커지기 때문이다.
도 4에서 도시된 바와 같이 L/D값이 4인 경우에 비하여 4, 5, 6으로 갈수록 흡착량이 더 커지고 6인 경우 가장 커짐을 확인할 수 있다. 이는 모든 평가횟수에서 공통적이다. 특히 상기 L/D는 4 ~ 6인 것이 바람직하다. 4 미만인 경우 통상적인 증발가스 흡착량을 나타냄에 불과하고 6을 초과하는 경우에는 배출부를 통한 공기의 유통이 매우 어려워져 캐니스터가 제 기능을 다하지 못하기 때문이다. 그러므로 위 수치범위는 위 범위에서 임계적 의의가 있다.
이 경우, L/D값의 변화에도 불구하고 블록과 활성탄의 부피변화는 없고, 다만 L/D값이 커지는 것은 블록의 길이가 늘어난다는 것이고, 그만큼 블록의 상단과 배출부(113)가 가까워진다는 것을 의미하는 바, 그만큼 공기는 유로의 확보가 어려워 통기저항이 커지게 되며, 따라서 증발가스의 흡착량이 늘어나게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명을 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 특허청구범위는 위 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨은 자명하다고 할 것이다.
100 : 캐니스터 110 : 몸체부
111 : 유입부 112 : 퍼지부
113 : 배출부 120 : 다공성 블록
130 : 비다공성 블록 131 : 열선

Claims (7)

  1. 증발가스가 유입되는 유입부와,
    상기 유입부를 통해 유입된 증발가스를 흡착하기 위한 활성탄을 내장하는 챔버를 포함하는 몸체부와,
    상기 몸체부로부터 흡착된 증발가스를 기화시켜 연료 탱크 방향으로 이송하기 위한 퍼지부와,
    상기 몸체부로 에어가 유입 또는 유출되는 배출부를 포함하는 캐니스터에 사용되며,
    상기 몸체부에 구비된 챔버에 포함되어 챔버의 용량을 조절하는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용량 보정 블록은 챔버의 벽면에 닿는 부분의 밀도가 활성탄과 접촉하는 부분의 밀도에 비하여 더 높으며, 활성탄과 접촉하는 부분은 다공성이어서 활성탄과 같이 증발가스를 흡착하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용량 보정 블록에서 밀도가 상대적으로 높은 부분은 이론밀도 대비 상대밀도가 적어도 80%인 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 용량 보정 블록 중 활성탄과 접촉하는 부분의 내부에는 열선이 매립되고 열선의 각 단자가 캐니스터와 연결되어 전기를 공급받음으로써 가열에 의하여 흡착된 증발가스를 기화시키는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 용량 보정 블록은 두 개의 블록의 접합으로 제작되며, 그 중 하나는 상대적으로 밀도가 낮은 다공성 블록이고, 상기 다공성인 블록이 활성탄과 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 용량 보정 블록은 챔버의 측면에 배치되되, 배출부와 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용량 보정 블록은 직육면체 형상을 기준으로 할 때, 장변의 길이(L)와 상기 장변의 길이에 대한 수직방향으로 측정되는 폭(D)의 비율(L/D)이 4 ~ 6이며, L과 D의 비율이 변화되더라도 블록의 부피는 동일한 것을 특징으로 하는 캐니스터용 용량 보정 블록.

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