KR101336468B1

KR101336468B1 - 연료 증기 회수 시스템에 사용되는 필터 장치

Info

Publication number: KR101336468B1
Application number: KR1020087016861A
Authority: KR
Inventors: 짐 록웰; 폴 제이미슨; 에릭 맷슨
Original assignee: 스토너릿지 인코포레이티드
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: KR20080097401A; WO2007087102A3; CN101336341A; US20110203457A1; US8657927B2; WO2007087102A2

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 흡기구를 갖는 상단부와 적어도 하나의 배기구를 갖는 하단부가 형성된 하우징과 상기 흡기구와 유체 소통하되, 상기 흡기구보다 상기 공기의 속도를 증가하도록 구성되는 제 1 통로와 상기 제 1 통로와 유체 소통하되, 상기 제 1 통로에서 배출되는 상기 공기의 유동 방향을 급격히 바꾸고, 상기 제 1 통로보다 상기 공기의 속도를 감소시키는 콜렉션(collection) 공동과 상기 콜렉션(collection) 공동과 유체 소통하며, 필터 수단을 포함하는 필터 공동 및 상기 필터 공동과 상기 하우징의 배기구와 유체 소통하는 클린 에어 공동을 포함하는 연료 증기 회수 시스템에 사용되는 필터 장치를 제공한다.

연료 증기, 증발 배기, 필터, 연료 탱크, 캐니스터

Description

연료 증기 회수 시스템에 사용되는 필터 장치{FILTRATION DEVICE FOR USE WITH A FUEL VAPOR RECOVERY SYSTEM}

본 발명은 증발 배기 시스템을 위한 필터 시스템(filter system)에 관한 것이다.

일반적인 자동차는 강화된 배출기준(emission standards)에 따라 연료 증기 회수 시스템을 포함한다. 상기 연료 증기 회수 시스템은 연료 탱크에서 발생된 연료 증기를 회수하기 위하여 증기 캐니스터(vapor canister) 또는 퍼지 캐니스터(purge canister)를 포함한다. 상기 캐니스터에 배치되는, 일반적으로 활성탄(activated charcoal)과 같은, 연료 증기 흡수제는 연료를 보충하는 동안 증기가 연료 탱크로부터 배출될 때 상기 연료 증기를 간직한다. 엔진이 가동하는 동안, 상기 증기 캐니스터에 저장된 상기 연료 증기는 상기 캐니스터를 통하여 흡입된 맑은 공기로 정화(purge)되어 상기 엔진의 흡기관(intake manifold)으로 유입된다.

어떤 연료 증기 회수 시스템은 상기 정화 동작 동안에 상기 캐니스터로 유입된 맑은 공기를 여과하기 위한 필터 장치(filtration device)를 포함한다. 과거에 사용되었던 여러 필터들은 사각통 안에 설치되는 폼 필터(foam filter)를 포함한다. 그러나, 물이 상기 폼 필터를 통하여 상기 캐니스터 안으로 유입됨으로써, 상 기 연료 증기 흡수제 또는 활성탄의 성능을 떨어뜨리는 경향이 있다. 또한, 먼지 또는 오염물질이 상기 폼 필터에 쌓여, 상기 필터를 통한 공기의 움직임을 더디게 함으로써, 상기 필터의 효율을 떨어뜨린다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 개선된 필터 시스템과 방법이 요구된다. 본 발명은 기술된 목적 또는 특징을 하나 또는 그 이상 만족해야 하는 시스템 또는 방법에 국한되지 않는다는 점을 유념하는 것이 중요하다. 또한, 본 발명은 하기의 바람직하며, 예시적이며, 중요한 실시 예(들)에 국한되지 않는다는 것을 역시 유념하는 것이 중요하다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 및 대체가 본 발명의 범주 내에서 고려될 수 있다.

본 발명은 증발 배기 시스템의 캐니스터로 먼지 및 물의 유입을 막기 위한 필터 시스템을 제공한다.

도 1은 내부 연소 기관의 연료 시스템(100)의 개략도이다. 상기 도 1에 도시된 예시적인 연료 시스템(100)은 연료와 연료 주입 장치로 구성된 연료 탱크(114)를 포함한다. 상기 연료 탱크(114)는 연료 펌프(116), 블러쉬리스 모터(brushless moter)(118), 모터 구동 회로(120), 연료 센더(fuel sender)(122), 필터(124), 표시기(indicator), 유압 밸브(hydraulic valves), 주입 모듈 컵(delivery module cup), 파이프 등 여러 보조 장치들을 포함한다. 고압에서 연료는 직렬 연료 필터(inline fuel filter)(128)을 통해서 엔진 위에 위치한 연료 레일(fuel rail)(126)로 보내진다. 연료 인젝터(Fuel injectors)(130)는 미도시된 엔진 흡기관(intake manifoid)을 거쳐 상기 엔진에 유입되는 급기(the air charge)안에 연료를 분사한다. 이에 반해, 상기 연료 탱크에서 발생된 연료 증기는 연료 탱크 압력 센서(132)를 거쳐 증기 처리 시스템(vapor management system)(111)로 보내진다.

상기 증기 처리 시스템(vapor management system)(111)은 '더스트 박스(dust box)'라고 불리우는 필터 시스템(110)을 포함한다. 상기 필터 시스템(110)은 유체 통로(fluid passages)에 의해 연료 증기 저장 캐니스터(a fuel vapor storage canister)(112)로 연결된다. 일 실시 동작으로, 상기 연료 탱크(114)가 가득 차면, 발생된 연료 증기는 상기 캐니스터(112)로 이동된다. 그리고, 상기 캐니스터(112)에서 빠져나가는 맑은 공기는 상기 필터 시스템(110)로 유입되고 대기로 배출된다. 다른 실시 동작으로, 상기 증기 처리 시스템(111)은 맑은 공기로 상기 증기 저장 캐니스터(112)내에 저장된 연료 증기를 정화시킬 수 있다. 이 과정에서, 오염물질이 상기 시스템(111)에 유입될 수 있다. 상기 필터 시스템(110)은 오염물질을 차단하고, 맑은 공기를 시스템내로 유입되게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 필터 시스템(110)은 다양한 방향에서 효과적으로 적용할 수 있다. 상기 필터 시스템(110)은 증발 배기 시스템을 위한 배출 솔레노이드 밸브(vent solenoid valve)를 포함한다. 상기 필터 시스템(110)은 상대적으로 낮은 초기 필터 제약(filter restriction)과 비교적 많은 양의 먼지나 오염물질의 유입 후에도 최소한의 제약(restriction) 증가를 제공할 수 있다. 게다가, 일 실시 예에 따라, 상기 필터 시스템(110)은 일체형 폐 클립(integral retention clips)과 밀폐된(sealed) 외부 포트(external ports) 방식으로 증발 배기 캐니스터 하우징(112)에 직접 고정할 수 있다. 더욱이, 상기 필터 시스템(110)은 자동차 환경에서 견뎌내도록 제공될 수 있다. 일 실시 예에서, 필터 시스템(110)에 의해서 안으로 유입되는 먼지 등의 오염물들이 상기 필터 수단의 표면이나 내부에 곧 바로 모아지는 것은 아니다. 이러한 점은, 상기 필터 시스템(111)이 복합 방식으로 효과적인 여과를 제공하게 하며,약 70mm 또는 그 미만의 전체 높이를 갖는 상대적으로 작은 패키지 크기를 유지하면서 상대적으로 많은 먼지량, 예를 들어 대략 100그램,의 처리 후에도 최소한의 흐름 제약(flow restriction)을 제공하게 한다.

본 발명의 양태 및 장점들이 실시 예들의 기술에 의해 설명되며, 이 기술은 동반되는 도면들과 함께 고려되어져야 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 내부 연소기관의 연료 시스템의 개략도;

도 2는 본 발명에 따른 필터 시스템의 제 1 실시 예의 제 1 단면도;

도 2a 및 도 2b는 상기 도 2에 표시된 부분의 확대도;

도 3은 본 발명에 따른 필터 시스템의 제 1 실시 예의 제 2 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 필터 시스템의 제 2 실시예의 제 1 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 필터 시스템의 제 2 실시예의 제 2 단면도;

도 6은 본 발명에 따른 필터 시스템의 제 3 실시예의 제 1 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 필터 시스템의 제 3 실시예의 제 2 단면도; 및

도 7a 및 7b는 상기 도 7에 표시된 부분의 확대도.

도 2 및 도 3을 참조하면, 필터 시스템(8)의 실시예는 일반적으로 필터 하우징 덮개(10), 필터 하우징 바닥(12), 에어 디플렉터(air deflector)/폼 서포터(foam support)(14) 및 개방 셀 폼(open cell foam element)과 같은 필터 수단(16)을 포함할 수 있다. 상기 필터 하우징 덮개(10)는 일반적으로 상기 필터 시스템(8)을 위한 공기 흡입구인 흡기 포트(a fresh air inlet port)(또는, 흡기구)(18)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상기 흡기구(18)는 상기 필터 시스템(8)에 공기의 공급 및/또는 흐름을 안내하기 위하여 결합되는 튜브(mating tube)의 부착을 용이하게 하기 위한 언더컷(undercut)을 포함한다. 게다가, 상기 흡기구(18)는 O-링(O-Ring)으로 실링(sealing)이 용이하도록 그 안쪽 면을 매끄럽게 처리할 수 있다.

상기 필터 하우징 덮개(10)의 내부는 언더컷을 갖는 테이퍼 핀(tapered pin)을 포함한다. 상기 테이퍼 핀은 상기 에어 디플레터/폼 서포터(14)의 결속 홀에 삽입되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 테이퍼 핀은 최종 조립(final assembly), 예를 들어, 상기 필터 하우징 덮개(10)와 상기 필터 하우징 바닥(12)을 용접(weldging) 또는 접착(bonding)하기 전에 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)가 상기 하우징에서 제 위치에 있도록 초기 고정한다.

상기 필터 하우징 덮개(10)는 상기 필터 시스템(8)의 해당 부착부에 EVAP 캐니스터를 결합하기 위한 하나 이상의 부속물을 포함한다. 예를 들어, 상기 필터 하우징 덮개(10)는 상기 필터 시스템(8)의 주변 둘레에 계속 또는 간헐적으로 배치되는 일체형 폐 클립(integral retention clip)(20)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 캐니스터 배출 밸브(canister vent valve)(22)(예를 들어, 솔레노이드 밸브 등)는 상기 필터 시스템(8)에 결합된다. 예를 들어, 상기 필터 하우징 덮개(10)는 상기 캐니스터 배출 밸브(22)를 삽입시켜 적어도 부분적으로 받치는 서포트 튜브(support tube)(24)가 형성되어 있다. 상기 서포트 튜브(24)는 상기 캐니스터 배출 밸브(22)를 지지하고 밀봉하기 위하여 표면이 매끈한 내부 직경을 갖는다.

상술한 바와 같이, 상기 필터 하우징 덮개(10)는 용접 접합부(weld joint)(15)를 따라 용접(예 ; 진동 용접), 접착 등을 사용하여 상기 필터 하우징 바닥(12)에 결합된다. 도 2a의 부분 확대도에서 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따라, 상기 필터 하우징 덮개(10)와 상기 필터 하우징 바닥(12) 사이의 상기 용접 접합부(15)는 상기 필터 시스템(8)의 수명을 유지하기 위하여 부분적으로 페리미터 립 실(a perimeter lip seal)의 설치를 위한 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 플랜지(flange)를 밀착하는 벽(wall)을 포함한다. 따라서, 콜렉션(collection) 공동(34)를 밀봉 형성하기 위하여, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)를 어느 한쪽의 하우징에서도 용접 또는 접착을 사용하여 결합할 필요가 없다.

상기 필터 하우징 바닥(12)은 EVAP 캐니스터스(미도시됨)에 연결하기 위한 공기 배출 포트(또는, 배기구)(26)를 포함한다. 도시된 봐와 같이, 상기 배기구(26)는 외부 포트로 형성되고, O-링(28)을 설치를 위한 랜드(land)(17)를 포함한다. 상기 랜드(17)는 상기 EVAP 캐니스터에 상기 배기구(26)의 실링을 용이하게 한다. 상기 일 실시 예에서, 상기 배기구(26)의 내부는 상기 캐니스터 배출 밸브(22) 를 지지하고 밀봉한다. 게다가 상기 배기구(26) 및/또는 상기 필터 하우징 바닥(12)은 상기 캐니스터 배출 밸브(22)를 해당 위치에 고정하기가 용이하도록 하나 이상의 지지 구성 요소(30)가 있다.

상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)는 상기 필터 하우징 덮개(10)의 내벽과 상호 협조하여 유동 통로(32)을 구성한다. 상기 유동 통로(32)는 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)와 상기 필터 하우징 덮개(10) 사이의 갭(gap)을 통하여 공기를 상기 유동 통로(32) 통해서 콜렉션(collection) 공동(cavity)(34)으로 방향을 바꾼다. 또한, 상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 상기 필터 시스템(8)의 내부 경계의 적어도 일부분에 위치한다. 다른 실시예로는, 상기 먼지 콜렉션(collection) 공동(34)은 상기 필터 시스템의 내부에 위치하되, 상기 필터 시스템의 내부 경계를 제외한 위치에 구성할 수도 있다.

일 실시 예에서, 상기 유동 통로(32)는 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 상부 주위로 바깥 방향으로 연장 형성되는 유연성 벽(36)을 제공하는 것에 의해 상기 필터 하우징 덮개(10)의 코너(corner)의 반경 주위로 유지된다. 또한, 상기 유연성(flexible) 벽(36)은 상기 필터 하우징 덮개(10)의 내벽을 간섭하는 방법에 따라 조립시 그 기능적 위치가 결정된다. 상기 유연성 벽(36)은 상기 유동 통로(32)가 상기 유연성 벽(36)과 상기 필터 하우징 덮개(10)의 내벽에 의해 제한되기 때문에 아래 방향으로 구부러져 있다. 상기 일 실시 예에서, 상기 유동 통로(32)는 상기 유연성 벽(36) 및/또는 상기 필터 하우징 덮개(10)의 내벽 상에 형성되는 하나 이상의 유동 통로 지지대(38)에 의해 지탱된다. 또한, 상기 유체 통 로(32)의 용적은 상기 유동 통로 지지대(38)의 영향을 받는다.

다른 일 실시 예에서, 상기 유연성 벽(36)을 대신하여, 상기 유동 통로(32)는 상기 필터 하우징 덮개(10)의 내벽과 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 몰딩 벽(molding wall) 사이로 형성된다. 즉, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 상부에서 연장된 상기 몰딩된 벽의 기하학적 형상은 상기 필터 하우징 덮개(10)를 간섭하는 결과로써 상기 유연성 벽(36)의 디플렉션(deflection) 및 간섭에 의한 것보다 오히려 몰딩에 의해 결정된다.

상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)는 상기 콜렉션(collection) 공동(34)에서 상기 디플렉터/폼 서포터(14)의 내부로 공기를 유동시키기 위하여, 상기 유연성 벽(36) 아래 영역에 하나 이상의 홀을 포함한다. 게다가, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)는 상기 필터 시스템(8)의 조립시 상기 필터 하우징 덮개(10)의 테이퍼된(tapered) 기둥을 적어도 부분적으로 지지하는 홀을 포함한다.

도 2a의 부분 확대도에서 도시된 바와 같이, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 플랜지의 둘레에는 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)와 상기 필터 하우징 덮개(10)(및/또는 상기 필터 하우징 바닥(12)) 사이를 완벽히 실링(sealing)하기 위하여 조립시 그 접촉 면에 따라 형상이 변하는 유연성 립 실(lip seal)을 사용한다. 상기 실(seal)은 클린 에어 공동(40)와 상기 콜렉션(collection) 공동(34)을 격리시킨다. 다른 부분 확대도인 도 2b에서 도시된 바와 같이, 유사한 구성 요소가 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)와 상기 캐니스터 배출 밸브 서포터(24) 사이에 제공된다.

또한, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)는 상기 필터 수단(16)의 주변을 보호한다. 예를 들어, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)는 상기 필터 수단(16) 주변에서의 손상으로부터 보호하고, 상기 필터 수단(16)을 통한 공기의 유동을 제어한다. 이와 같은 실시 예에서, 상기 필터 수단(16)를 통하는 공기의 유동은 상기 필터 수단(16)의 상부에서 하부까지만 허용된다.

개발 셀 폼을 포함하는 상기 필터 수단(16)은 상기 필터 시스템(8)을 통해 유동하는 공기를 추가적으로 여과한다. 상기 필터 수단(16)은 상기 공기의 유동에 남아있는 오염물질을 흡착한다. 일 실시 예에서, 상기 개방 셀 폼 요소는 다양한 기공 사이즈(예 ; 인치당 30 기공)를 사용할 수 있다. 여기에서는, 상기 필터 수단(16)로 폼 필터 수단가 도시되어 있지만, 다양한 다른 필터 수단 또한 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 수단(16)는 주름 종이 또는 직물 필터, 메쉬 또는 스크린 필터,섬유 필터 등을 사용할 수 있다.

상기 필터 시스템(8)을 통한 공기의 유동의 진행 방향은 도면에서 화살표로 표시하였다. 상기 필터 시스템(8)을 통한 유동은 엔진 진공부에 의해서 유발된다. 또한, 상기 유동은 상기 EVAP 캐니스터에 연결된 상기 시스템 퍼지 밸브 또는 타 수단에 의해 조절된다. 상기 필터 배기구(26)는 상기 EVAP 캐니스터의 흡기구에 연결된다. 공기가 상기 흡기구(18)를 통해서 상기 필터로 흡입되어 짐으로써, 상기 공기는 상기 필터 하우징 덮개(10)와 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 유연성 벽(36) 사이로 제한되는 상기 공기 유동 통로(32)를 통해 유동한다. 도시된 일 실시 예에서는 상기 공기 유동이 일반적으로 상기 필터 시스템(8)의 주변 경계를 따 라 진행한다. 그러나, 다른 일 실시 예에서와 같이 상기 공기 유동은 상기 필터 시스템(8)의 주변 경계로 따라 반드시 진행하도록 할 필요가 없다.

상기 공기 유동 통로(32)는 상기 공기의 유동이 상기 콜렉션(collection) 공동(34)에 다가가 진입됨에 따라 좁아진다. 상기 공기 유동 통로(32)의 좁아짐은 상기 공기 유동의 속도를 증가시키고, 상기 공기의 유동으로 운반된 파티클 또는 유체의 속도 또한 증가한다. 상기 파티클 또는 유체의 속도의 증가는 이러한 파티클 또는 유체의 운동량(momentum)의 증가를 의미한다. 상기 공기의 유동이 상기 먼지 콜렉션(collection) 공동(34)으로 유입되면, 상기 공기의 유동이 압력의 차이로 인하여 방향이 바뀌어 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 내부로 유입된다. 이때, 상기 파티클 또는 유체의 증가된 운동량은 상기 공기의 유동에서 상기 파티클을 분리한다. 상기 파티클 또는 유체의 운동량은 상기 공기의 유동의 초기 방향, 즉, 상기 먼지 콜렉션(collection) 공동(34)로 향하는 방향으로 상기 파티클 또는 유체를 운반한다. 일부 실시 예에서, 최대 운동량을 갖는 더욱 큰 파티클 또는 유체 입자에서 상기 분리되는 효과가 현저하다. 상기 분리는 공기 유동 방향을 비교적 급격히 변하게 함으로써 쉽게 할 수 있지만, 이를 당연히 할 필요는 없다. 또한, 상기 운동량에 의해 분리되어지는 것과 더불어, 먼지 미세입자(dust particles)와 유체는 상기 파티클 또는 유체에 가해지는 중력에 의해서도 콜렉션(collection)된다.

상기 공기의 유동은 상기 먼지 콜렉션(collection) 공동(34)에서 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 내부로 진행한다. 예를 들어, 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)는 상기 유연성 벽(36)에 인접한 하나 이상의 구멍(opening)을 포함한다. 상기 에어 디플렉터/폼 서포터(14)의 내부에 입구(inlet)를 제공함에 더하여, 구멍의 위치는 바람직하게 공기의 유동 방향이 급격히 변하도록 할 수 있다. 또한, 구멍의 위치는 상기 필터 수단(16)의 둘레를 보호할 수 있다. 상기 구멍의 위치가 상기 필터 수단(16)의 상부에 위치함으로써, 상기 필터 수단(16)의 상부 또는 저부 만이 공기 유동을 위하여 개방되어 있다. 상기 공기가 상기 필터 수단(16)을 통해 흘러, 부가적인 먼지와 유체는 상기 공기의 유동에서 획득되어 제거된다. 따라서, 상기 공기 유동이 상기 필터 수단(16)을 통과함으로써 더욱 더 맑은 공기를 얻을 수 있다.

상기 필터 수단(16)을 통과함으로써 획득된 맑은 공기는 클린 에어 공동(40)에 유입된다. 이후, 상기 클린 에어 공동(40)에 유입된 맑은 공기는 상기 캐니스터 배출 밸브(22)로 유동한다. 상기 캐니스터 배출 밸브(22)는 상기 EVAP 캐니스터(미도시됨)로 유입되는 맑은 공기의 유동을 제어한다.

도 4 내지 도 7, 7a 및 7b는 하기의 상기 필터 시스템(8)의 다른 실시 예를 도시한다. 상기 다른 실시 예의 도면 부호는 본 명세서 전반에 걸쳐 동일하다. 각각의 실시 예에서, 상기 필터 시스템(8)은 콜렉션(collection) 공동(34)을 포함한다. 상기 콜렉션(collection) 공동(34)에서, 파티클 및 유체는 상기 파티클 또는 유체에 가해지는 내부 압력 및/또는 중력에 의해서 분리된다. 게다가, 상기 필터 시스템(8)은 상기 공기의 흐름의 먼지 또는 유체를 흡착하여 분리하는 필터 수단(16)를 포함한다. 또한, 상기 필터 시스템(8)은 상기 EVAP 캐니스터에 공기의 유동을 제어하기 위한 캐니스터 배출 밸브(22)를 포함한다.

도 4 및 5에서 도시된 바와 같이, 에어 디플렉터(air deflector)는 폐쇄된 셀 폼 벽(cell foam barrier)(50)으로 대체할 수 있다. 게다가, 상기 개방 셀 폼 요소(open cell foam element)와 같은 상기 필터 수단(16)은 상부와 측부가 개방될수 있으며, 진공원(vacuum source)(52)은 상기 필터 수단(16)의 중앙부에 가까울 수 있다.

상기 도시된 변동사항과 더불어, 본 명세서에 상응하는 상기 필터 시스템(8)은 흡기구 및 EVAP 캐니스터에 결속하기 위한 다양한 수(male), 암(female) and ㅍ표면 또는 플랜지 포트(flanged port)를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 캐니스터 배출 밸브(22)는 상기 필터 시스템(8)의 외부에서 지지되거나, 다양한 대체 서포트 및 실링 요소를 포함할 수 있다. 상기 필터 시스템(8)은 상기 EVAP 캐니스터 또는 타 구조물 또는 타 시스템에 장착하기 위하여 내부 지지 클립 요소(integral retention clip features) 이외에 다른 요소(예를 들어, 플랜지(flange), 브라켓(bracker) 등)를 사용하여 장착할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 따른 필터 시스템(8)은 다중 방향(예를 들어, 5개의 수직 위치)에서 효과적인 필터법과 먼지 및/또는 유체 콜렉션(collection)법을 제공할 수 있다. 상기 필터법과 콜렉션(collection)법은 우선 상기 콜렉션(collection) 공동(34)으로 공기을 유입함을 포함하며, 상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 유입하는 공기에서 적어도 일부분의 먼지 및/또는 유체 오염물질을 분리한다. 상기 먼지 및/또는 유체 오염물질의 분리는 내부 및/또는 중력으로 인한 분리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유입 공기의 유동은 상기 공기 유동이 상 기 콜렉션(collection) 공동(34)에 접근함에 따라 그 속도가 증가되고, 상기 속도가 증가된 공기의 유동에 따라 상기 먼지 또는 유체의 운동량 또한 증가한다. 그 다음, 이러한 운동량의 결과로 상기 공기의 유동의 방향은 바뀔 수 있으며, 상기 콜렉션(collection) 공동(34)으로 상기 파티클 또는 유체를 흐르게 할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 상기 필터 수단(16)의 둘레의 적어도 일부분에 위치할 수 있다.

어떠한 실시 예에서 상기 콜렉션(collection) 공동(34)에서 상기 공기의 유동 방향을 바꿈으로서 얻어지는 파티클 또는 유체의 관성(inertial) 분리는 아이에스오 코스(ISO Course)먼지를 제거하는데 50% 효율을 갖는다. 상기 공기 유동의 방향 바뀜에 따른 상기 분리 효율은 상기 필터 수단(16)가 상기 먼지 및 유체를 필터링해야 하는 부담을 줄인다. 따라서, 필터 시스템(8)은 상기 콜렉션(collection) 공동(34)에서 이루어지는 먼지 및 파티클의 초기 분리로 인하여, 장기 사용 후에라도 개선된 공기의 유동을 제공한다. 개선된 필터법은 내부 분리 및 중력으로 인한 분리의 두 동작을 함께 사용한다. 게다가, 상기 필터 시스템(8)은 다중 방향(multiple orientations)에 적용할 수 있다. 더욱이, 상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 단독의 필터 수단만을 사용하여 파티클 또는 유체를 콜렉션(collection)하는 것보다 패키지 볼륨당 더 큰 콜렉션(collection) 용량성을 갖는다. 전술한 또 다른 특징점은, 상기 필터 시스템(8)은 밀봉된 먼지 콜렉션(collection) 공동(34)을 제작하기 위한 용접 또는 본딩을 요구하지 않는다.

따라서, 본 명세서는 개선된 필터링 시스템 및 방법을 특징으로 한다. 일 실 시 예에서, 본 명세서는 연료 증발 회수 시스템을 사용하여 공기를 필터링하기 위한 필터 장치를 특징으로 한다. 상기 필터 장치는 적어도 하나의 공기 흡기구(18)를 갖는 상단부 및 적어도 하나의 공기 배기구(26)를 갖는 하단부로 구성되는 하우징(10, 12)으로 구성된다. 유동 통로(32)는 상기 공기 흡기구(18)와 유체 소통(fluid communication)하고, 상기 흡기구(18)와 비교해서 상기 유동 통로(32)를 통해서 공기의 속도가 증가하도록 형성된다. 상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 상기 유동 통로(32)와 유체 소통을 하고, 상기 유동 통로(32)와 비교해서 상기 콜렉션(collection) 공동(34)을 통과하는 공기는 속도가 감소되고, 유동 방향이 갑작스럽게 변한다. 필터 수단(16)으로 구성되는 필터 공동은 상기 콜렉션(collection) 공동(34)과 유체 소통을 한다. 더욱이, 클린 에어 공동(40)은 상기 필터 공동 및 상기 하우징(10, 12)의 배기구(26)와 유체 소통을 한다.

상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 상기 필터 공동의 외곽 주변을 선택적으로는 실질적으로 둘러싼다. 또한, 상기 콜렉션(collection) 공동(34)은 공기에 포함되어 있는 오염물질의 약 50%를 제거할 수 있다. 상기 필터 공동은 상기 하우징(10, 12)의 중앙부에 가깝게 위치하고, 상기 필터 수단(16)은 폼(foam) 필터, 주름(pleated) 필터, 스크린(screen) 필터 중에서 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한, 상기 하우징의 전장은 약 70mm 또는 40mm이다. 벽의 적어도 일부분은 필터 공동 뿐만 아니라 콜렉션(collection) 공동을 선택적으로 정의할 수 있다. 상기 벽은 폐쇄된 셀폼을 포함할 수 있다. 게다가, 상기 하우징의 상단부는 하단부쪽 하방향으로 끝단을 갖는 하나 이상의 핀을 구성한다. 상기 핀은 상기 필터 공동에 형성된 하나 이상의 홀과 결합된다. 더욱이, 상기 필터 공동은 상기 콜렉션(collection) 공동(34)의 흡입구와 상기 유동 통로의 배출구 사이에 위치하는 하나 이상의 유연성 벽(36)을 포함한다. 캐니스터 배출 밸브(22)는 상기 하우징의 배기구(26)를 통과하는 유량(flow rate)을 조절하도록 형성되는 상기 하우징 내의 밸브 공동 내에 설치될 수 있다.

다른 실시 예에서, 본 발명은 연료 증기 저장 캐니스터, 상기 연료 증기 저장 캐니스터에 유체 소통하도록 결속되는 필터 시스템(8) 및 캐니스터 배출 밸브(22)로 구성되는 연료 증기 제어 시스템을 특징으로 한다. 상기 필터 시스템(8)은 대기 공기를 흡입하도록 형성되는 하나 이상의 흡기구(18)를 갖는 상단부 및 상기 연료 증기 저장부(storage container)에 결속되는 하나 이상의 배기구(26)를 갖는 하단부를 갖는 하우징(10, 12)을 포함할 수 있다. 유동 통로(32)는 상기 흡기구(18)와 유체 소통을 하며, 상기 흡기구(18)와 비교해서 상기 유동 통로(32)를 통한 공기의 속도가 증가되도록 형성된다. 콜렉션(collection) 공동(34)은 상기 유동 통로(32)와 유체 소통을 하며, 상기 유동 통로(32)와 비교해서 상기 콜렉션(collection) 공동(34)을 통한 공기의 방향이 급격히 변화하도록 형성된다. 필터 공동은 상기 콜렉션(collection) 공동(34)과 유체 소통을 하고, 필터 수단(16)을 구성한다. 클린 에어 공동(40)는 상기 필터 공동 및 상기 하우징의 에어 배기구(26)와 유체 소통을 한다. 게다가, 상기 캐니스터 배출 밸브(22)는 상기 하우징의 밸브 공동 안에 구성되며, 상기 하우징의 배기구(26)를 통한 공기의 유량을 조절할 수 있다.

또 다른 실시 예에서, 본 발명은 대기에서 필터링 시스템의 흡기구(18)를 통하여, 오염물질을 포함하는 공기를 흡입하는 것을 포함하는 필터링 방법을 특징으로 한다. 상기 흡기구(18)에 연결되는 첫 번째 유동 통로(32)를 통과하는 상기 공기 및 상기 오염물질의 속도는 증가된다. 상기 유동 통로(32)에 연결되는 콜렉션(collection) 공동(34)을 통과하는 상기 유입되는 공기는 속도가 감소되며, 그 유동 방향이 변한다. 상기 콜렉션(collection) 공동(34)에서는 상기 유동 통로(32)에서 유입되는 공기에 포함된 오염물질의 일부가 분리된다. 상기 콜렉션(collection) 공동(34)을 통과한 공기 및 잔존한 나머지 오염물질은 상기 필터 수단(16)을 통과한다. 상기 필터 수단(16)에서는 상기 유입 공기에서 잔존한 나머지 오염물질을 분리한다.

언급하였듯이, 본 발명은 기술된 목적 또는 특징을 하나 이상 만족해야 하는 시스템 또는 방법에 국한되지 않고, 바람직하고, 예시적이거나 기초가 되는 실시 예에 국한되지 않는다. 전술한 바람직한 실시 예는 본 발명의 구체적 설명을 하기 위하여 제시하였다. 상기 기술된 명확한 실시 예에 본 발명을 지나치게 의존하거나 국한시키지 않는다. 명확한 수정 또는 변형은 본 발명의 기술의 관점에서 적용할 수 있다. 상기 실시 예는 본 발명의 원리를 가장 잘 설명하기 위하여 선택하여 묘사하였다. 또한, 본 발명의 원리에 따른 실제 응용은 다양한 실시 예에 본 발명을 적용하기 위하여 통상적인 기술을 사용 가능하다. 또한 상기 수정 및 변형의 법률상 권리 범위를 고려할 경우, 이러한 수정 및 변형은 본 발명의 청구항에 한정된 관점에서 판단한다.

본 명세서는 개선된 필터링 시스템 및 방법을 특징으로 한다. 본 명세서는 연료 증발 회수 시스템을 사용하여 공기를 필터링하기 위한 필터 장치를 특징으로 한다.

Claims

적어도 하나의 흡기구를 갖는 상단부와 적어도 하나의 배기구를 갖는 하단부를 갖는 하우징;

상기 흡기구와 유체 소통하되, 상기 흡기구에서 흡입되는 공기의 속도를 증가하도록 구성되는 제 1 통로;

상기 제 1 통로와 유체 소통하되, 상기 제 1 통로에서 배출되는 상기 공기의 유동 방향을 급격하게 바꾸고, 상기 제 1 통로에서 배출되는 상기 공기의 속도를 감소시키는 콜렉션(collection) 공동;

상기 콜렉션(collection) 공동과 유체 소통하며, 필터 수단을 포함하는 필터 공동; 및

상기 필터 공동과 상기 하우징의 배기구와 유체 소통하는 클린 에어 공동을 포함하는 연료 증기 회수 시스템에 사용되는 공기 여과용 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 콜렉션(collection) 공동은 상기 필터 공동을 실질적으로 (substantially) 둘러싸는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 콜렉션(collection) 공동은 상기 공기에 포함되어 있는 오염물질의 50%를 감소시키는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 필터 공동은 상기 하우징의 중앙 근처에 위치하는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 필터 수단은, 주름 종이, 직물 필터, 메쉬 필터, 스크린 필터, 섬유 필터 중 적어도 하나를 사용하는 필터 장치.
제 5항에 있어서,

상기 필터 수단은 개방 셀 폼(an open cell foam)으로 구성하는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징의 전장이 70mm인 필터 장치.
제 7항에 있어서,

상기 하우징의 전장이 40mm 인 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 필터 공동을 정의하는 벽의 적어도 일부분이 상기 콜렉션(collection) 공동의 적어도 일부분을 정의하는 필터 장치.
제 9항에 있어서,

상기 벽의 적어도 하나의 일부분을 폐쇄 셀 폼(a closed cell foam)으로 구성하는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징의 상단부를 상기 하우징의 하단부 쪽의 하방향으로 끝단을 갖는 하나 이상의 핀을 더 포함하되, 상기 하나 이상의 핀은 상기 필터 공동의 하나 이상의 홀과 결속되는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

상기 필터 공동은, 상기 흡기구와 상기 제 1 통로의 배출구 사이에 위치한 하나 이상의 유연성 벽을 더 포함하는 필터 장치.
제 1항에 있어서,

밸브 공동 안에 위치한 캐니스터 배출 밸브를 더 포함하되, 상기 캐니스터 배출 밸브는 상기 하우징의 배기구를 통과한 공기의 유량을 조절하는 필터 장치.
연료 증기 저장 캐니스터; 및

상기 연료 증기 저장 캐니스터와 유체 소통하도록 결합하는 필터 시스템을 포함하는 연료 증기 처리 시스템에 있어서,

상기 필터 시스템은,

대기 공기를 흡입하는 적어도 하나의 흡기구를 갖는 상단부와 상기 연료 증기 저장 캐니스터에 결합되는 적어도 하나의 배기구를 갖는 하단부를 포함하는 하우징;

상기 흡기구와 유체 소통하되 상기 흡기구에서 흡입되는 상기 공기의 속도를 증가시키는 제 1 통로;

상기 제 1 통로와 유체 소통하되, 상기 제 1 통로에서 배출되는 상기 공기의 유동 방향을 급격하게 바꾸고, 상기 제 1 통로에서 배출되는 상기 공기의 속도를 감소시키는 콜렉션(collection) 공동;

상기 콜렉션(collection) 공동과 유체 소통하고, 필터 수단으로 구성되는 필터 공동;

상기 필터 공동과 상기 하우징의 배기구와 유체 소통하는 클린 에어 공동;

상기 하우징의 배기구 주변에 설치하는 밸브 공동; 및

상기 하우징의 배기구를 관통한 상기 공기의 유량을 조절하며, 상기 밸브 공동안에 설치되는 캐니스터 배출 밸브를 포함하는 연료 증기 처리 시스템.
제 14항에 있어서,

상기 콜렉션(collection) 공동은 상기 필터 공동을 실질적으로 둘러싸는 연료 증기 처리 시스템.
제 14항에 있어서,

상기 필터 수단을 개방 셀 폼(a open cell foam)으로 구성하는 연료 증기 처 리 시스템.
제 14항에 있어서,

상기 하우징의 전장은 70mm인 연료 증기 처리 시스템.
제 14항에 있어서,

상기 필터 공동을 정의하는 벽의 적어도 일부분이 상기 콜렉션(collection) 공동을 적어도 일부분을 정의하는 연료 증기 처리 시스템.
제 18항에 있어서,

상기 벽의 적어도 하나의 일부분을 폐쇄 셀 폼(a closed cell foam)으로 구성하는 연료 증기 처리 시스템.
대기에서 필터 시스템의 흡기구를 통해 오염물질을 포함하는 공기를 흡입하는 과정;

상기 흡기구와 연결되는 제 1 통로를 통해서 상기 흡기구에서 흡입되는 공기 와 상기 오염물질의 유동 속도를 증가시키는 과정;

상기 흡입되는 공기에 포함되어 있는 오염물질을 분리하여 콜렉션(collection) 공동에 집진하기 위하여, 상기 제 1 통로와 유체 소통하도록 연결되는 상기 콜렉션 공동을 통해서 상기 제 1 통로에서 배출된 공기의 유동 방향을 바꾸고, 그 속도를 감소시키는 과정; 및

상기 흡입되는 공기에 잔존한 나머지 오염물질을 분리하기 위하여, 상기 필터 시스템의 공동에 구성된 필터 수단을 통해서 상기 콜렉션 공동에서 배출된 공기 및 오염물질을 통과시키는 과정을 포함하는 필터링 방법.