KR100536964B1 - 고압 가스 용기의 장착 구조 및 장착 방법 - Google Patents

고압 가스 용기의 장착 구조 및 장착 방법 Download PDF

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Abstract

복수 개의 고압 가스 용기(11a, 11b)의 장착 구조는 복수 개의 고압 가스 용기의 일측에 형성된 제1 네크부(12a, 12b) 및 용기 베이스 밸브(13a, 13b)를 수용하는 수용부(5a, 5b, 9a, 9b)로 형성되며, 수용부가 서로 연통하는 것을 허용하도록 용기 장착 부재(1)의 좌우 측벽의 개구(7a, 7b)를 개방한 가스 흐름 통로(6)로 형성되는 고강성의 블록형 용기 장착 부재(1)를 갖는다. 복수 개의 고압 가스 용기 일측의 네크부(12a, 12b) 및 용기 베이스 밸브(13a, 13b)는 용기 장착 부재(1)의 수용부(5a, 5b, 9a, 9b)에 수용되며, 복수 개의 고압 가스 용기는 용기 장착 부재(1)에 장착되며, 용기 장착 부재(1)에 형성된 가스 흐름 통로(6)는 고압 도관부로서의 기능을 수행한다.

Description

고압 가스 용기의 장착 구조 및 장착 방법{MOUNTING STRUCTURE FOR HIGH PRESSURE GAS VESSELS AND MOUNTING METHOD}
본 발명은 고압 가스 용기의 장착 구조 및 장착 방법에 관한 것이며, 특히 연료전지 구동 차량 등에 연료로 사용되는 고압 연료 가스로 채워지는 고압 가스 용기의 장착 구조 및 그와 연관된 장착 방법에 관한 것이다.
최근, 수소와 산소 사이의 전기 화학 반응에 의해 전력의 출력을 발생시키는 연료 전지 스택(fuel cell stack)이 동력 구동원으로서 내장된 연료 전지 동력 차량은 환경 오염의 감소를 실현시키는 차량으로서 지금까지 광범위하게 집중 받고 있으며, 현재 이러한 목적을 실현하기 위해 상당한 연구 및 개발 작업이 착수되고 있다.
매우 높은 총 에너지 효율(total energy efficiency)과 환경에 더 적은 영향을 미치는 이유로 연료 전지 동력 차량의 연료로서 순수 수소가 선택된 몇몇 예가 있다.
수소 흡장(hydrogen occlusion) 합금 또는 액화 수소 탱크로 구성된 구조와 같이, 연료 전지 동력 차량에 순수 수소 용기를 장착하기 위한 특별한 구조를 개발하기 위해 다양한 구조가 연구되고 있다. 현 단계에서는, 이러한 목표를 달성하기 위한 가장 이상적인 기술 중의 하나는 연료 전지 동력 차량에 설치되는 고압 가스 용기에 고압 수소 가스가 채워질 수 있는 구조를 제공하는 것이다.
고압 가스 용기에 결합되도록 고압 도관(conduit)을 적절히 배관 연결하면서, 차량 본체에 고압 가스 용기를 적절히 장착하여, 연료 전지 동력 차량에 장착되는 고압 가스 용기에 고압 수소 가스가 채워질 때, 고압 가스 용기와 고압 도관 사이의 연결부(connecting portion) 및 고압 도관 사이의 결합부(joint portion)의 밀폐 특성(hermetic sealing property)을 매우 확실한 방법으로 향상시키는 것에 대한 착수가 연구 및 개발 작업의 중요한 주제이다.
일본국 특개평 8-99542호 공보에는 고압 파이프 시스템과 연료시스템으로 구성된 서브-프레임 구조가 차량에 파이프 부재를 조립하기 이전에 다른 서브-라인으로 조립되는 것을 허용하는 차량 내의 파이프 부재의 배관(plumbing)에 관한 기술이 개시되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조가 채용되는 용기 장착 부재의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 용기 장착 부재에 제1 및 제2 고압 가스 용기의 일측면이 어떻게 장착되는지를 도시하는 일반도이다.
도 3은 제1 실시예의 용기 장착 부재에 제1 및 제2 고압 가스 용기의 일측면이 장착되어 있는 상태를 도시하는 일반도이다.
도 4는 제1 실시예의 용기 장착 부재에 제1 및 제2 고압 가스 용기의 일측면이 장착되어 있는 상태를 도시하는 측면도이다.
도 5는 제1 실시예의 연료 전지 동력 차량에 설치되는 용기 장착 부재에 장착된 제1 및 제2 고압 가스 용기의 케이스 내의 연료 가스의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 6은 연료 전지 동력 차량에 설치되는 용기 장착 부재에 장착된 제1 및 제2 고압 가스 용기의 케이스 내의 연료 가스의 흐름을 도시하며, 감압 밸브가 제1 실시예의 용기 장착 부재 내측에 포함된 경우의 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 및 제2 고압 가스 용기가 용기 장착 부재에 장착되는 일 단부 및 보조 부재에 장착되는 타단부를 갖는 조건 하에서, 제1 및 제2 고압 가스 용기가 연료 전지 동력 차량에 설치되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 측면도이다.
도 8은 제2 실시예의 연료 전지 동력 차량의 장착 표면에 제1 및 제2 고압 가스 용기가 어떻게 설치되는지를 일반적으로 도시하는 평면도이다.
도 9는 제2 실시예의 보조 부재에 제1 및 제2 고압 가스 용기의 용기 높이 편차가 어떻게 흡수되는지를 도시하는 일반도이다.
도 10은 제1 및 제2 고압 가스 용기가 연결부재를 통해 일체화되는 용기 장착 부재와 보조 부재에 의해 일측 단부 및 타단부에 각각 지지되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 측면도이다.
도 11은 제3 실시예의 용기 장착 부재 및 보조 부재가 각각 제1 및 제2 고압 가스 용기의 일측 및 타측에 어떻게 장착되는지를 도시하는 측면도이다.
도 12는 제3 실시예의 용기 장착 부재 및 보조 부재가 각각 제1 및 제2 고압 가스 용기의 일측 및 타측에 어떻게 장착되는지를 일반적으로 도시하는 평면도이다.
도 13은 높이 조절 유니트를 통해 연료 전지 동력 차량의 장착 표면에 제1 및 제2 고압 가스 용기의 다른 측면이 어떻게 위치되는지를 도시하는 본 발명의 제4 실시예의 측면도이다.
도 14는 제4 실시예의 높이 조절 유니트를 통해 연료 전지 동력 차량의 장착 표면에 제1 및 제2 고압 가스 용기의 타단이 어떻게 설치되는지를 일반적으로 도시하는 평면도이다.
도 15는 제4 실시예의 높이 조절 유니트의 측면도이다.
도 16은 본 발명의 발명자에 의해 연구된 고압 가스 용기의 장착 구조를 도시하는 분해도이다.
도 17은 본 발명의 발명자에 의해 연구된 감압 밸브를 그 안에 포함하는 고압 가스 용기의 일반도이다.
도 18은 본 발명의 발명자에 의해 연구된 파이프 부재의 사용에 의해 감압 밸브를 그 안에 양자를 포함하는 다수 개의 고압 가스 용기가 어떻게 연결되는지를 도시하는 일반도이다.
도 19는 본 발명의 발명자에 의해 연구된 파이프 부재의 사용에 의해 감압 밸브를 그 안에 포함하는 일측 및 감압 밸브를 갖지 않는 타측의 고압 가스 용기가 어떻게 연결되는지를 도시하는 일반도이다.
그러나, 이러한 구조에 의해, 배관류의 작동은 차량 본체 구조 또는 연료 시스템의 특별한 구조 등의 다양한 인자에 역으로, 강하게 영향을 미치는 경향이 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 특히 차량에 장착되어 연료 용기로서 수행하는 고압 가스 용기(100)의 수가 증가함에 따라, 파이프 부재(P)의 구조가 복잡해지며, 또한 설계시의 공차 및 연료 시스템을 형성하는 연료 용기 및 고정 장치의 장착 위치 편차에 기인하여, 파이프 부재의 배관 형상(plumbing shape)이 문제가 된다. 그 결과, 파이프 부재를 연장하고 이들 구성 부품을 조립하기 위한 특별한 기술이 요구된다. 또한, 파이프 부재 사이에 서로 연결되는 결합부의 증가의 존재는 특별한 밀폐 수단을 필요로 하는 결합부의 수의 증가를 유발하여, 비용의 증가뿐만 아니라 무게의 증가를 초래한다.
특히, 고압 수소 가스로 가득찬 고압 가스 용기가 연료 전지 동력 차량에 장착되는 경우에 대해 고려해보면, 밀폐 효과를 향상시키기 위해 고압 가스 용기와 감압 밸브 사이에 고압 파이프부가 매우 필요하다.
이러한 경우에, 도 17에 도시된 바와 같이, 고압 가스 용기(100)의 출구로부터 연료 전지 시스템에 압력이 감소된 수소 가스를 전달하기 위해 고압 용기(100)에 감압 밸브(101)가 내장된다. 이러한 구조에 의해, 고압 가스 용기(100)의 출구측에 연결된 파이프 부재(PO)가 저압 파이프로서의 기능을 수행하기 때문에, 밀폐 조치가 수행되는 영역의 수가 감소한다. 또한, 도면에서, 참조 부호 200은 고압 가스용 충전구를 지시하며, 참조 기호 PI는 충전구(200)와 고압 가스 용기(100) 사이에 연결된 도관을 가리킨다.
그런데, 연료 전지 동력 차량에서는, 실제 사용상 견딜 수 있는 탱크 용량을 향상시키기 위해서는 가능한 대량의 고압 수소 가스가 차량에 장착되는 것이 요망된다. 차량에 고압 가스를 대량으로 장착하기 위한 기술로서 대형 고압 가스 용기를 사용하는 것을 생각해 보았지만, 차량 배치상의 제한에 기인하여 대형 고압 가스 용기를 장착하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 비교적 소형 고압 가스 용기를 복수 개 장착하는 것이 현실적이다.
이러한 경우, 도 18에 도시된 바와 같이, 감압 밸브(101a, 101b)가 각각 복수 개의 고압 가스 용기(100a, 100b)에 포함된다면, 파이프 부재(POa, POb) 중 어느 하나가 저압 파이프가 되어, 밀폐 조치가 수행되는 영역의 수를 감소시키는데 이용할 수 있다. 한편, 이러한 구조에 의해, 각각의 고압 가스 용기(100a, 100b)에 포함된 감압 밸브(101a, 101b)의 소정의 편차 값에 기인하여 고압 가스 용기(100a, 100b)에서 소비된 가스 량의 편차를 고려해야 하며, 복수 개의 감압 밸브(101)의 사용은 비용의 증가 및 무게의 증가를 유발한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 도 19에 도시된 바와 같이, 연료 전지 동력 차량에 복수 개의 고압 가스용기가 장착되는 경우에, 감압 밸브(101)를 그 안에 포함하는 고압 가스 용기(100a) 및 감압 밸브(101)를 포함하지 않는 고압 가스 용기(100b)가 결합되는 구조를 채용하는 것이 효과적인 것으로 고려된다.
한편, 이러한 구조에 의해, 감압 밸브(101)를 포함하는 고압 가스 용기(100a)와 감압 밸브(101)를 포함하지 않는 고압 가스 용기(100b)를 서로 연결하는 파이프 부재(POb')는 고압 파이프로서 수행하며, 동일부분에 밀폐 효과가 요구된다.
본 발명은 전술한 분야에 대해 만들어졌으며, 고압 용기를 정확하게 장착하므로서 결합부에서 응력 변형이 발생되는 것을 방지하면서 고압 파이프에 상응하는 영역이 확실히 보호되어, 밀폐효과가 개선되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조 및 장착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라, 각각에 제1 네크부가 형성된 일단부를 갖는 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 구조에 있어서, 복수 개의 고압 가스 용기 각각이 장착될 수 있는 블록형 용기 장착 부재, 용기 장착 부재에 위치되며, 제1 단부에 장착되는 복수 개의 고압 가스 용기중의 상응하는 어느 하나의 제1 네크부 및 베이스 밸브에 상응하여 제1 네크부 및 베이스 밸브를 수용하는 형상을 갖는 복수 개의 수용부, 및 용기 장착 부재에 위치되어, 복수 개의 고압 가스 용기 각각에 포함된 가스가 가스 흐름 통로를 통과하는 것을 허용하며, 용기 장착 부재의 일측 및 타측이 개방되는 것을 허용하면서 복수 개의 수용부가 서로 연통하는 것을 허용하는 가스 흐름 통로를 구비한 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 구조가 제공된다. 복수 개의 고압 가스 용기의 각각은 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브가 용기 장착 부재에 위치된 복수 개의 수용부 중의 상응하는 것에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 부재에 장착된다.
또한, 본 발명의 장착 구조는, 각각에 제1 네크부가 형성된 일단부를 갖는 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 구조에 있어서, 복수 개의 고압 가스 용기 각각이 장착될 수 있는 블록형 용기 장착 수단, 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브를 수용하기 위해 용기 장착 수단에 위치되며, 복수 개의 고압 가스 용기와 연통하며, 제1 네크부 및 복수 개의 고압 가스 용기 중 상응하는 어느 하나의 제1 네크부에 장착된 베이스 밸브에 상응하는 형상을 갖는 수용 수단, 및 용기 장착 수단에 위치되어, 복수 개의 고압 가스 용기 각각에 포함된 가스가 그 것을 통과하는 것을 허용하며, 용기 장착 부재의 외부와 수용 수단이 연통하는 것을 허용하는 가스 흐름 통로 수단을 구비하는 복수 개의 고압 가스용 장착 구조이다. 복수 개의 고압 가스 용기의 각각은 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브가 용기 장착 수단에 위치된 수용 수단에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 수단에 장착된다.
한편, 본 발명에 따라, 각각에 제1 네크부가 형성된 일단부를 갖는 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 방법에 있어서, 복수 개의 수용부 및 가스 흐름 통로가 형성되며, 복수 개의 수용부는 복수 개의 고압 가스 용기와 각각 연통되며, 복수 개의 수용부 각각은 복수 개의 고압 가스 용기 중의 상응하는 어느 하나의 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착된 베이스 밸브에 상응하는 형상을 가지며, 가스 흐름 통로는 복수 개의 고압 가스 용기의 각각에 그 것을 통해 가스가 흐르는 것을 허용하며, 용기 장착 부재의 일측 및 타측의 양자를 개방하면서 복수 개의 수용부가 서로 연통하는 것을 허용하는 용기 장착 부재를 준비하는 단계, 복수 개의 고압 가스 용기의 각각의 제1 네크부 및 용기 장착 부재에 형성된 복수 개의 수용부 중의 상응하는 어느 하나의 네크부에 장착되는 베이스 밸브를 수용하는 단계, 및 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브가 용기 장착 부재에 위치된 복수 개의 수용부 중의 상응하는 어느 하나에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 부재에 복수 개의 고압 가스 용기의 각각을 장착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 방법이다.
본 발명을 상세히 설명하기 위해서, 본 발명의 실시예를 하기의 도면을 참조로 하여 설명한다. 또한, 실시예는 연료 전지 동력 차량에 장착되는 일례로서 도시된 고압 가스 용기의 장착 구조와 연결하여 설명된다.
(제1 실시예)
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 대해 상세히 설명한다. 제1 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 용기 장착 부재에 각각 일단이 고정되는 조건 하에서, 다수 개의 고압 용기가 연료 전지 동력 차량에 장착된다.
도 1은 제1 실시예의 고압 용기의 장착 구조에 적용되는 용기 장착 부재를 도시한다.
도 1에서, 용기 장착 부재(1)는 충분한 강성을 제공하도록 금속 또는 플라스틱 수지(plastic resin) 등과 같은 적절한 강도를 갖는 재료로 만들어진 직사각형 본체의 블록 형상으로 형성되며, 본체부(2) 및 본체부(2)에 탈착가능하게 결합된 직사각형 본체로 구성된 플랜지부(3)로 구성된다.
본체부(2)는 플랜지부(3)의 외부 둘레를 수용하고, 플랜지부(3)의 상단부가 용기 장착 부재(1)와 단일 구조를 형성하도록 고정되는 함몰부(4)가 형성되어 있는 주면(main surface)을 갖는다. 또한, 함몰부(4)의 저벽에는 본체부(2)의 두께 방향(Y-방향)을 따라 각각 깊이(D) 및 후술되는 바와 같이, 고압 용기의 각각의 말단(distal end)의 네크부(neck portion)에 장착되도록 각각의 베이스 밸브의 외부 프로파일을 수용하는 각각의 형상을 갖는 제1 및 제2 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)를 갖는다. 제1 및 제2 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)의 형상은, 연관된 고압 용기와 동일 형상을 갖고, 각각의 베이스 밸브의 형상이 서로 동일하게 도시되기 때문에, 구조적 편의를 위해 서로에 대해 동일하도록 설계된다.
또한, 본체부(2)에는 길이 방향(X-방향)으로 연장하는 가스 흐름 통로(6)가 형성된다. 가스 흐름 통로(6)는 제1 및 제2 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)가 서로 연통하는 것을 허용하며, 본체부(2)의 일측에 노출된 제1 개구(7a) 및 본체부(2)의 타측에 노출된 제2 개구(7b)를 갖는다. 그리고, 가스 흐름 통로(6)와 제1 베이스 밸브 수용 오목부(5a) 사이의 경계에는 O링(8a, 8b, O-ring)이 배치되며, 가스 흐름 통로(6)와 제2 베이스 밸브 수용 오목부(5b) 사이의 경계에는 O링(8c, 8d)이 배치된다.
한편, 플랜지부(3)에는 고압 가스 용기의 일단의 네크부를 수용하는 형상의 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b, through bore)이 형성된다. 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b)은 각각의 고압 용기와 동일한 형상을 수용하도록 동일 형상을 가지며, 이에 의해 서로 조립되도록 플랜지부(3)와 본체부(2)를 세게 눌러 본체부(2)의 함몰부(4)에 플랜지부(3)가 억지 끼워 맞춤될 때, 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b)은 단일 수용 구조를 형성하기 위해 각각 본체부(2)의 제1 및 제2 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)와 연통한다. 또한, 본체부(2)와 마주하는 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b)의 개구 가장자리에는 O링(10a, 10b)이 각각 안착된다.
도 2는 상기 기술된 바와 같은 방식으로 구성된 용기 장착 부재(1)에 고압 가스 용기가 어떻게 장착되는지를 도시한다.
먼저, 용기 장착 부재(1)에 2개의 고압 가스 용기(제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b))를 장착할 때, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단의 네크부(12a, 12b)는 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)에 각각 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b)을 통해 삽입된다.
다음으로, 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b)에 네크부(12a, 12b)가 각각 수용되는 조건하에, 네크부(12a, 12b)는 용기 베이스 밸브(13a, 13b)와 결합된다.
이와 같이, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)와 용기 베이스 밸브(13a, 13b) 사이에 이들 구성 성분의 일체화를 위해 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)가 개재(sandwich)된다.
다음 공정으로, 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)는 플랜지부(3)와 베이스부(2)가 서로 조립되도록 베이스부(2)의 함몰부(4)에 고정된다. 이와 같은 상황이 발생할 때, 플랜지부(3)로부터 돌출하는 용기 베이스 밸브(13a, 13b)는 본체부(2)에 형성된 제1 및 제2 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)에 각각 수용된다.
따라서, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단은 용기 장착 부재(1)에 의해 이들 구성요소가 지지되도록 도 3 및 도 4에 도시된 용기 장착 부재(1)에 장착된다.
이어서, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단은 용기 장착 부재(1)에 장착되어 유지되며, 이에 의해 이후, 상기 조건이 유지되면서 적당한 장착 부재(M)를 사용하여 연료 전지 동력 차량(FV) 내의 요구위치에 장착된다.
그리고, 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)의 일측에 노출된 제1 개구(7a)는 연료 전지 동력 차량의 고압 가스 충전 라인에 연결되는 한편, 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)의 타측에 노출된 제2 개구(7b)는 연료 전지 시스템의 연료 흡기 라인에 연결된다.
제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 장착된 연료 전지 동력 차량의 주행중의 연료 가스의 흐름에 대해 도 5를 참조로 하여 하기에 상세히 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b) 사이에서, 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)에 형성된 가스 흐름 통로(6)의 트레일링(trailing)영역에 위치된 제2 고압 가스 용기(11b)의 내부에는 제2 고압 가스 용기(11b)로부터 저압 연료 가스가 방출되는 것을 허용하는 감압 밸브(14)가 포함된다.
특히, 연료 하부구조(infrastructure)에 있어서, 연료 충전 노즐(20)로부터 연료 전지 동력 차량에 충전된 고압 연료 가스는 연료 전지 동력 차량 내부의 연료 가스 충전 라인(21) 및 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)의 일측에 노출된 제1 개구(7a)를 통해 가스 흐름 통로(6)로 공급된다.
이어서, 가스 흐름 통로(6)로 공급된 고압 연료 가스는 용기 베이스 밸브(13a)를 통해 제1 고압 가스 용기(11a)로 전달되어, 그 안에 저장되며, 또한 고압 연료 가스는 용기 베이스 밸브(13b)를 통해 제2 고압 가스 용기(11b)로 전달되어, 그 안에 저장된다.
다음으로, 고압 연료 가스가 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)에 저장되는 조건 하에서, 연료 전지 시스템이 작동 개시를 위해 구동된다면, 제2 고압 가스 용기(11b)에 저장된 고압 연료 가스는, 용기 베이스 밸브(13b)를 통해 가스 흐름 통로(6)의 트레일링 측에 공급되는 저압 연료 가스를 형성하기 위해 감압 밸브(14)에 의해 압력이 감소된다. 또한, 제1 압력 가스 용기(11a)에 저장된 고압 연료 가스는 용기 베이스 밸브(13a)를 통해 제1 및 제2 용기 수용 오목부(5a, 5b) 사이 가스 흐름 통로(6)에 공급되는 동시에, 고압 연료 가스가 제2 고압 가스 용기(11b)로 흐르는 것을 허용하며, 이어서 제2 고압 가스 용기(11b)에 포함된 감압 밸브(14)에 의해 고압 연료 가스의 압력이 감소되는 것을 허용하여, 저압 연료 가스가 생성되며, 이후 저압 연료 가스는 용기 베이스 밸브(13b)를 통해 가스 흐름 통로(6)의 트레일링 측에 공급된다.
이어서, 가스 흐름 통로(6)의 트레일링 영역에 공급된 저압 연료 가스는 본체부(2)의 타측에 노출되는 개구부(7b)를 통해 연료 전지 시스템의 연료 흡기 라인(22)으로 공급된다.
그리고, 연료 흡기 라인(22)에 공급된 저압 연료 가스는 전력의 출력을 발생시키기 위한 연료 전지 스택(fuel cell stack)에 이용된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 고압 가스 용기(11b)에 감압 밸브(14)를 배치시키는 것 대신에, 저압 연료 가스가 용기 장착 부재(1)로부터도 배출되는 것을 특징으로 하는 대안 구조에서 감압 밸브(14)는 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)의 가스 흐름 통로(6)의 트레일링 영역에 배치시킬 수 있다.
상기 언급한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)에 형성된 가스 흐름 통로(6)는 고압 연료 가스의 흐름을 허용하는 고압 도관부(conduit section)로서의 기능을 하고, 고압 도관부로서의 기능을 하는 가스 흐름 통로(6)는 적당한 강성을 갖는 블록 형상의 용기 장착 부재(1)에 형성되도록 구조적으로 배치되어, 이러한 고압 도관부(가스 흐름 통로(6))자체는 고압 도관부(가스 흐름 통로(6))내에서 밀폐 효과를 효과적으로 향상시킬 수 있는 증가된 강도를 갖는 경향이 있다.
또한, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 용기 장착 부재(1)의 그 길이 방향을 따라서 본체부(2)에 형성된 가스 흐름 통로(6)의 존재는, 연료 가스 충전 라인(21)을 통해 제2 고압 가스 용기(11b)로 고압 연료 가스를 공급시키기 위한 흐름 통로로서 작용하고, 고압 연료 가스를 위한 흐름 통로와 일체화되는 제1 고압 가스 용기(11a)로부터 제2 고압 가스 용기(11b)로 고압 연료 가스를 공급시키기 위한 흐름 통로로서 작용하도록 강요하여, 밀폐 효과가 더욱 효과적으로 증가될 수 있는 가능성을 제공한다.
게다가, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 연료 가스 충전 라인(21)과 제1 고압 가스 용기(11a) 사이의 가스 흐름 통로(6)에서 이른바 잔류 압력의 사용은, 제1 고압 가스 용기(11a)와 제2 고압 가스 용기(11b) 사이의 가스 흐름 통로(6)에 표면 밀폐 효과의 개선이 가능하여, 그 결과 가스 흐름 통로(6)와 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b) 사이의 경계 영역에서의 밀폐 효과를 효과적으로 제공한다.
게다가, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 연료 가스 충전 라인(21)과 제1 압력 가스 용기(11a) 사이에 연결된 가스 흐름 통로(6)의 제1 흐름 통로 부분 및 고압 연료 가스가 공급되는 제1 고압 가스 용기(11a)와 제2 고압 가스 용기(11b) 사이의 가스 흐름 통로(6)의 제2 흐름 통로 부분에 압력이 부과되면서, 이들 가스 흐름 통로 부분은 그 안의 압력 수준이 균등하도록 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)에 형성된 직렬접속(series-connected) 흐름 통로를 형성하여, 그 결과 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b) 사이의 경계에 밀폐 효과를 더욱 효과적으로 강화시키는 한편 가스 흐름 통로(6)의 밀폐 효과를 개선한다.
게다가, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단부의 네크부(12a, 12b)는 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)에 형성된 관통 구멍(9a, 9b)에 수용되어, 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)에 형성된 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)에 수납되도록 용기 베이스 밸브(13a, 13b)에 네크부(12a, 12b)가 장착되며, 이에 의해 용기 장착 부재(1)에 대해 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단부의 장착 위치를 일체로 판정하며, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)는 그 위치 변위(positional displacement)에 기인하여 가스 흐름 통로(6)에 대하여 이들 구성 성분의 결합부에 야기될 수 있는 응력변형(stress-strain)의 결함을 방지하기 위해 매우 정밀하게 장착할 수 있으며, 이에 의해 이러한 결합부에 밀폐 효과를 효과적으로 강화시킬 수 있다.
또한, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 본체부(2) 및 플랜지부(3)가 용기 장착 부재(1)에 형성되어 조립되는 것을 특징으로 하는 구조의 존재는, 용기 장착 부재(1)에 대한 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 장착 작동이 극도로 단순한 방식으로 수행되는 것을 허용한다. 즉, 플랜지부(3)에 형성된 관통 구멍(9a, 9b)을 통해 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일 단에 형성된 네크부(12a, 12b)를 각각 삽입하고, 이들 네크부(12a, 12b)에 용기 베이스 밸브(13a, 13b)를 장착하여서, 이들 용기 베이스 밸브(13a, 13b)가 본체부(2)에 형성된 베이스 밸브 수용 오목부(5a, 5b)에 수용되는 것은, 극도로 단순화된 장착 작업으로 용기 장착 부재(1)에 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 장착되는 것을 허용한다.
게다가, 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 가스 흐름 통로(6)의 트레일링 측에 위치된 제2 고압 가스 용기(11b) 내측에 배치되어 제2 고압 가스 용기(11b)로부터 저압 연료 가스가 방출되는 것을 허용하는 감압 밸브(14)의 존재는, 용기 장착 부재(1)의 후방 스테이지(rear stage)에 배관류(piping)의 용이한 조작(manipulating)을 제공하며, 이에 의해 조립 작업성(assembling workability)이 매우 크게 개선될 수 있다. 또한, 제2 고압 가스 용기(11b)에 감압 밸브(14)를 위치시키는 것 대신에, 도 6에 도시된 바와 같이, 용기 장착 부재(1)로부터 저압 연료 가스가 방출될 수 있도록 용기 장착 부재(1)의 본체부(2)의 가스 흐름 통로(6)의 트레일링 측에 감압 밸브(14)를 위치시키는 경우에도, 이와 유사한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 실시예가 특정 구조를 참조로 하여 상기에서 상술되었지만, 본 발명은 발명의 범주를 제한하지 않으며, 다양한 상황에 따라, 예컨대 용기 장착 부재(1)의 형상이 장착 공간에 상응하는 프로파일을 갖도록 구성되는 경우, 당 기술의 숙련공에 의해 다양한 변형 및 대안이 제공될 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 설명은 2개의 고압 가스 용기가 장착된 것을 특징으로 하는 구조예를 특정 실시예로 본 발명의 구조의 특징으로 쉽게 설명하였지만, 3개 이상의 고압 가스 용기가 고정 위치에 장착되는 경우에도, 이러한 구조가 효과적으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 구조의 단순화를 위해, 상기 설명은 각각의 고압 가스 용기가 서로 동일한 형상을 갖는 용기 장착 부재(1)의 연관된 구성요소와 함께 서로 동일한 형성을 갖는 것을 특징으로 하는 상황을 참조로 하여 설명하였지만, 필요하다면 이러한 형상은 상이하게 구성될 수도 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예에 대해 기술한다. 제2 실시예의 고압 가스 용기의 장착구조는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단은 용기 장착 부재(1)에 장착되어 유지되며, 또한 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타단은 연료 전지 동력 차량(FV)에 설치되는 보조 부재(30)에 장착되어 유지된다. 또한, 제2 실시예에서, 용기 장착 부재(1)는 제1 실시예의 기본 구조와 대체로 유사한 구조를 가지므로, 동일부분의 상세한 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8에서, 보조 부재(30)는 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)로서 동일한 블록 구조의 4각판 형상의 기본 형상을 갖도록 형성되며, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타단의 제2 네크부(15a, 15b)에 사용된다. 또한, 보조 부재(30)에는 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타단의 제2 네크부(15a, 15b)에 상응하는 형상의 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b)이 형성된다. 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b) 사이의 중심 거리(L1)는 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)에 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b) 사이의 중심 거리(L2)와 동일하도록 결정된다.
제2 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일측(네크부(12a, 12b)측)은 제1 실시예와 같이 용기 장착 부재(1)에 장착되어 유지되며, 장착 부재(M)를 통해 연료 전지 동력 차량(FV)의 장착 표면(33)에 고정된다. 또한, 부호(31)는 장착 부재(M)의 플랜지형 레그부(leg portion)를 지시한다.
한편, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측(제2 네크부(15a, 15b)측)은 각각 보조 부재(30)에 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b)을 통해 수용되도록 삽입된다. 이 경우에, 보조 부재(30)에 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b) 사이의 중심 거리(L1)는 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)에 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b) 사이의 중심 거리(L2)와 대체로 동일하도록 결정된다. 그리고, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측은 보조 부재(30)를 통해 연료 전지 동력 차량(FV)의 장착 표면(33)에 고정된다. 또한, 부호(32)는 보조 부재(30)의 플랜지 형상 레그부를 지시한다. 보조 부재(30) 등에 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b) 사이의 중심 거리(L1)가 용기 장착 부재(1)의 플랜지부(3)에 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(9a, 9b) 사이의 중심 거리(L2)와 동일한 것을 특징으로 하는 구조의 존재는, 중심 축(C1, C2)이 서로에 대해 상호 평행하도록 유지되는 조건 하에서, 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)에 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 장착되어 유지되는 것을 허용하며, 이러한 조건 하에서, 연료 전지 동력 차량(FV)의 장착 표면(33)에 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 고정된다.
또한, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측이 보조 부재(30)에 설치되어 유지되도록 보조 부재(30)에 각각 형성된 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b)을 통해 각각 삽입되기 때문에, 보조 부재(30)의 두께를 고정하는 것, 즉 설계 및 제조시의 공차뿐만 아니라, 장착시의 변형을 고려하면서 부여된 값을 갖는 제1 및 제2 관통 구멍(16a, 16b)의 길이(L)는 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측에 제2 네크부(15a, 15b)를 수용하기 위해 적절한 깊이를 얻는 것을 가능하게 한다. 즉, 제1 및 제2 고압 가스 용기 사이에서 보조 부재(30)의 높이의 균형을 신뢰적으로 흡수할 수 있게 되며, 그렇지 않으면 설계 및 제조 단계뿐만 아니라 장착작업중에, 제1 고압 가스 용기(11a)의 일측의 네크부(13a)와 그 타측의 제2 네크부(15a) 사이에서 중심 축(C1)을 따라서 및 제2 고압 가스 용기(11b)의 일측의 네크부(13b)와 그 타측의 제2 네크부(15b) 사이에서 중심 축(C2)을 따라서 거리의 편차가 야기 될 수 있으며, 이에 의해 제1 고압 가스 용기(11a)의 타측의 제2 네크부(15a)와 제2 고압 가스 용기(11b)의 타측이 보조 부재(30)로부터 효과적으로 탈구되는 것이 가능하다. 그리고, 이러한 방식에서, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)는 용기의 상호 높이 편차, 즉 용기에 허용되는 중심 축(C1, C2)을 따른 편차가 주어진 평행 관계로 유지되는 조건 하에서, 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)에 설치되어 유지된다.
그 결과, 레그부(31, 32)를 통해 연료 전지 동력 차량(FV) 내의 주어진 장착 표면(33) 위에 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)가 위치하는 것은 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b) 사이의 평행 관계를 유지하고, 용기의 높이 편차를 흡수하면서 연료 전지 동력 차량에 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 장착되는 것을 허용한다.
상기에서 이미 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)는 용기의 각각의 높이 편차가 상호 평행 관계를 유지하면서 흡수되는 조건하에 설치되어 지지되기 때문에, 이들 제1 및 제2 고압 가스 용기의 장착 정확성이 가스 흐름 통로(6)의 결합부에서 응력 변형이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 가능성에 의해 더욱 바람직하게 개선되며, 이에 의해 결합부에 훨씬 더 향상된 밀폐 효과를 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에서 조차, 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)의 형상에 대한 설계시 적절한 변경이 가능하다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예에 대해 하기에 설명한다. 도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고압 가스 용기의 장착 구조에서, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일측에 고정되는 용기 장착 부재(1)와 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측에 고정되는 보조 부재(30)는 단일 몸체를 형성하는 연결 부재(35)를 통해서 서로 상호 연결된다. 또한, 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)는 제1 및 제2 실시예의 기본 구조와 동일한 구조를 갖기 때문에, 동일 부분에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 연결 부재(35)는 연료 전지 동력 차량(FV) 내에서 주어진 장착 표면(33) 위에 설치되는 베이스부(35a), 제2 실시예의 장착 부재(M)의 레그부(31)와 등가인 제1 레그부(35b) 및 제2 실시예의 보조 부재(30)의 레그부(32)와 등가인 제2 레그부(35c)로 구성된다. 제1 레그부(35b)는 베이스부(35a)로부터 대략 수직 방향으로 직립하며, 용기 장착 부재(1)에 확실히 고정되는 상부 말단(distal end)을 갖는다. 한편, 제2 레그부(35c)는 베이스부(35a)로부터 대략 수직 방향으로 직립하며, 보조 부재(30)에 힌지(36, hinge)를 통해 장착되는 상부 말단을 갖는다. 그리고, 보조 부재(30)는 힌지(36)의 작동에 기인하여, 도 11의 화살표(A)에 의해 지시된 방향으로 회전할 수 있으므로, 보조 부재(30)가 용기 장착 부재(1)에 대향되는 위치로 전환될 때, 볼트(37)에 의해 결합되어, 연결 부재(35)의 제2 레그부(35c)의 상부 말단에 고정된다.
이러한 구조에 의해, 보조 부재(30)가 도 11의 화살표(A)에 의해 도시된 방향으로 회전되어, 연결 부재(35)의 제2 레그부(35c)의 상부 말단으로부터 결합 상태가 해제되는 조건 하에서, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)는 제1 실시예와 동일한 방법으로 용기 장착 부재(1)에 장착되도록 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일단을 허용하는 도 11의 화살표(B)에 의해 지시된 방향으로 삽입되는 것이 가능하다. 이어서, 도 11의 화살표(C)에 의해 지시된 방향으로 삽입되도록 볼트(37)를 허용하는 용기 장착 부재(1)에 대향된 위치를 향해 보조 부재(30)를 회전시키는 것은 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측이 보조 부재(30)에 장착되는 것을 허용한다. 따라서, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)는 이들 구성 성분 사이에서 평행 관계를 유지하면서 용기 장착 부재(1)와 보조 부재(30)에 장착되어 지지된다.
여기서, 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)가 단일 구조를 형성하는 연결 부재(35)를 통해 서로 상호 연결되기 때문에, 용기 장착 부재(1)와 보조 부재(30) 사이의 상대적인 위치는 고정된다.
따라서, 연결 부재(35)를 통해 연료 전지 동력 차량(FV) 내에서 주어진 장착 표면(33) 위에 설치된 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)의 존재는, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 평행 관계를 유지하는 것을 허용하면서 연료 전지 동력 차량에 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 설치되는 것이 가능하며, 서로에 대해 상대적인 위치를 유지하면서 각각의 용기의 상호 높이 편차를 흡수하는 것이 가능하다.
상기 언급한 것으로부터, 본 발명의 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조는 상기 언급된 실시예와 같이 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)가 서로에 대해 평행 관계를 유지하는 것을 허용하며, 또한 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 직각도(squareness)(센터링 정밀도(centering precision))가 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)에 대해 그 길이 방향(중심 축(C1, C2))을 따른 방향)을 따라 개선되는 것을 허용한다. 그러므로, 본 발명의 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 장착 정확도가 더욱 개선되며, 이에 의해 이들 결합부의 밀폐 효과를 확실히 보증하도록 가스 흐름 통로(6)에 대해 결합부에서 응력 변형이 발생되는 것을 효과적으로 방지한다.
또한, 본 발명의 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조에 의해, 용기 장착 부재(1), 보조 부재(30) 및 연결 부재(35)의 형상이 설계시 적절히 변경되는 것이 가능하다.
(제4 실시예)
마지막으로, 본 발명의 제4 실시예에 대해 하기에 설명한다. 도 13 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 고압 가스 용기의 장착 구조는 제2 실시예의 지지 레그부(32) 대신에 보정 기구(correcting mechanism)로서 수행되는 높이 조절 유니트(40a, 40b, height adjustment unit)를 내장하며, 높이 조절 유니트(40a, 40b)를 통해 연료 전지 동력 차량의 주어진 장착 표면(33) 위에 설치되도록 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측면(제2 네크부(15a, 15b)의 측면)이 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측면에 배치된다. 또한, 용기 장착 부재(1) 및 보조 부재(30)가 제1 내지 제3 실시예의 기본 구조와 대체로 동일한 구조를 갖기 때문에, 동일 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 13 내지 도 15에서, 높이 조절 유니트(40a, 40b)는 도 15에 도시된 바와 같이, 장착 표면(33) 위에 배치된 설치부(41, installation portion), 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 타측면을 지지하는 지지부(42, supporting portion), 및 장착 표면(33)과 지지부(42) 사이 거리를 조절하는 구동부(43, actuating portion)를 각각 포함한다. 또한, 설치부(41)를 향하여 멀어지도록 지지부(42)를 폐쇄하는 방향 또는 동일하게 멀어지게 하는 방향(도 15의 화살표(Z)에 의해 도시된 방향)으로 구동부(43)를 작동시키는 것은 설치부(41)와 지지부(42) 사이 거리의 조절을 허용한다. 즉, 장착 표면(33)에 대한 제1 고압 가스 용기(11a)의 타측면의 높이 위치가 높이 조절 유니트(40a)에 의해 조절되고, 장착 표면(33)에 대한 제2 고압 가스 용기(11b)의 타측면의 높이 위치가 높이 조절 유니트(40b)에 의해 조절되는 것이 가능하며, 이에 의해 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 수평 위치(level position)의 편차를 적절히 보정할 수 있다.
본 발명의 고압 가스 용기의 장착 구조는 상기 기술한 다양한 실시예에서 성취된 바와 같이, 소망하는 평행 관계로 유지될 수 있으며, 또한 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 수평 위치의 편차를 보정할 수 있으며, 이에 의해 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 장착 정확도는 더욱 신뢰할 만한 방법으로 이들 결합부의 밀폐 효과를 더욱 개선하는 동시에 가스 흐름 통로(6)에 대해 결합부에 응력 변형이 발생되는 것을 효과적으로 방지하게 된다.
본 발명의 단순화를 위하여, 본 발명의 실시예에서는 2개의 고압 가스 용기(11a, 11b)가 장착되는 경우를 특정 실시예로 하여 상기에 기술하였지만, 다양한 실시예에서 이미 설명된 바와 같이, 3개 이상의 고압 가스 용기가 장착되는 경우에도 효과적으로 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 고압 가스 용기의 장착 구조에서, 용기 장착 부재(1), 보조 부재(30) 및 높이 조절 유니트(40a, 40b)의 형상이 설계시에 적절하게 변경될 수 있다. 예컨대, 높이 조절 유니트(40a, 40b)는 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일측이 장착 표면(33)에 대한 높이를 조절할 수 있도록 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일측(네크부(12a, 12b)의 측면)에 위치될 수 있으며, 이에 의해 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 수평 위치의 편차를 보정한다. 또한, 이러한 4개의 높이 조절 유니트가 일체로 위치되므로, 높이 조절 유니트가 제1 및 제2 고압 가스 용기(11a, 11b)의 일측 및 타측에 각기 위치될 수 있다.
일본국 특허출원 특원 제 2001-146377호(2001년 5월 16일자 출원)의 전체 내용이 참조로서 내재되어 있다.
본 발명은 본 발명의 특정 실시예를 참조로 상기에 설명되었지만, 본 발명은 상기 설명된 실시예로 제한되지는 않는다. 당 기술의 숙련공에 의해 상기 설명된 실시예의 변형 및 변경이 발생할 수 있다. 본 발명의 범주는 하기의 청구범위를 참조하여 한정된다.
본 발명에 따라 상기 주어진 설명에서 명확하게 이해되는 바와 같이, 고강성의 블록형 용기 장착 부재는 수용부가 복수 개의 고압 가스 용기의 일단의 네크부 및 용기 베이스 밸브를 수용하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 구조를 가지며, 이들 수용부에 의해 용기 장착 부재의 수용부에 복수 개의 고압 가스 용기의 일측에 네크부 및 용기 베이스 밸브가 수용되는 것을 허용하도록 용기 장착 부재의 좌우측벽에 개구를 통해 개방하는 가스 흐름 통로를 형성하기 위해 서로 연통하며, 이에 의해 용기 장착 부재에 복수 개의 고압 가스 용기가 장착되는 것을 가능하게 하며, 높은 밀폐 효과뿐만 아니라 단순화된 장착 작동을 실현한다. 그 결과, 본 발명은 고압 가스 용기를 채용하는 연료 전지 동력 차량을 포함하여 광범위한 적용을 기대할 수 있다.

Claims (15)

  1. 각각에 제1 네크부가 형성된 일단부를 갖는 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 구조에 있어서,
    복수 개의 고압 가스 용기 각각이 장착될 수 있는 블록형 용기 장착 부재,
    용기 장착 부재에 위치되며, 제1 단부에 장착되는 복수 개의 고압 가스 용기중의 상응하는 어느 하나의 제1 네크부 및 베이스 밸브에 상응하여 제1 네크부 및 베이스- 밸브를 수용하는 형상을 갖는 복수 개의 수용부, 및
    용기 장착 부재에 위치되어, 복수 개의 고압 가스 용기 각각에 포함된 가스가 가스 흐름 통로 수단을 통과하는 것을 허용하며, 용기 장착 부재의 일측 및 타측이 개방되는 것을 허용하면서 복수 개의 수용부가 서로 연통하는 것을 허용하는 가스 흐름 통로를 구비하며,
    복수 개의 고압 가스 용기의 각각은 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브가 용기 장착 부재에 위치된 복수 개의 수용부 중의 상응하는 것에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    용기 장착 부재는 복수 개의 관통 구멍을 통해 형성된 플랜지부, 복수개의 수용부로서 복수 개의 오목부가 형성된 본체부 및 가스 흐름 통로의 결합으로 구성되며, 복수 개의 관통 구멍 각각은 복수 개의 고압 가스 용기 각각의 일측의 네크부에 상응하는 형상을 가지며, 복수 개의 수용부 각각은 복수 개의 고압 가스 용기 각각의 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브에 상응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    본체부에는 플랜지부와 용기 장착 부재가 일체구조로 형성되도록 고정되는 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    한 쌍의 용기 장착 부재를 형성하며, 복수 개의 수용부를 갖는 블록형 보조 부재를 더 구비하며,
    보조 부재의 각각의 수용부는 복수 개의 고압 가스 용기의 각각의 타측에 형성된 제2 네크부에 상응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    복수 개의 고압 가스 용기의 각각은 복수 개의 고압 가스 용기의 각각의 제2 네크부가 복수 개의 수용부의 상응하는 측에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 부재 및 보조 부재 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  6. 제4항에 있어서,
    보조 부재에 형성된 복수 개의 수용부는 복수 개의 고압 가스 용기에 허용되는 중심축(C1, C2)을 따른 편차가 주어진 평행 관계로 유지되는 조건하에서 각각의 높이 편차(variation in height)를 흡수하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    보조 부재의 복수 개의 수용부의 각각은 복수 개의 고압 가스 용기 중의 상응하는 것에 제2 네크부를 수용하는 관통 구멍을 가지며, 복수 개의 수용부 각각은 관통 구멍의 수용 깊이를 이용하여 복수 개의 고압 가스 용기 중의 상응하는 것의 높이 편차를 흡수하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  8. 제4항에 있어서,
    용기 장착 부재 및 보조 부재가 일체화된 연결 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    보조 부재는 힌지를 통하여 연결 부재에 대해 가스 용기의 제2 네크부측으로회전 가능한 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    복수 개의 고압 가스 용기의 수평 위치 편차(variation in level position)를 보정하기 위한 보정 기구(correcting mechanism)를 복수개의 고압 가스 용기의 제2 네크부 부근에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  11. 제10항에 있어서,
    보정 기구는 복수 개의 고압 가스 용기가 설치되는 장착 표면과 복수 개의 고압 가스 용기 각각과의 사이의 거리 조절을 수행하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  12. 제1항에 있어서,
    용기 장착 부재에 형성된 가스 흐름 통로의 최후방 트레일링 측(rearmost trailing side)에 장착된 복수 개의 고압 가스 용기 중 어느 하나에 장착되는 감압 밸브(pressure reducing valve)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  13. 제1항에 있어서,
    복수 개의 고압 가스 용기 중 어느 하나 안에 가스 흐름 통로의 트레일링 측에 위치되는 감압 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  14. 각각에 제1 네크부가 형성된 일단부를 갖는 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 구조에 있어서,
    복수 개의 고압 가스 용기 각각이 장착될 수 있는 블록형 용기 장착 수단,
    제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브를 수용하기 위해 용기 장착 수단에 위치되며, 복수 개의 고압 가스 용기와 연통하며, 제1 네크부 및 복수 개의 고압 가스 용기 중 상응하는 어느 하나의 제1 네크부에 장착된 베이스 밸브에 상응하는 형상을 갖는 수용 수단, 및
    용기 장착 수단에 위치되어, 복수 개의 고압 가스 용기 각각에 포함된 가스가 통과하는 것을 허용하며, 용기 장착 부재의 외부와 수용 수단이 연통하는 것을 허용하는 가스 흐름 통로 수단을 구비하며,
    복수 개의 고압 가스 용기의 각각은 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브가 용기 장착 수단에 위치된 수용 수단에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 수단에 장착되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 구조.
  15. 각각에 제1 네크부가 형성된 일단부를 갖는 복수 개의 고압 가스 용기의 장착 방법에 있어서,
    복수 개의 수용부 및 가스 흐름 통로가 형성되며, 복수 개의 수용부는 복수 개의 고압 가스 용기와 각각 연통되며, 복수 개의 수용부 각각은 복수 개의 고압 가스 용기 중의 상응하는 어느 하나의 제1 네크부 및 제1 네크부에 장착된 베이스 밸브에 상응하는 형상을 가지며, 가스 흐름 통로는 복수 개의 고압 가스 용기의 각각에 가스가 흐르는 것을 허용하며, 용기 장착 부재의 일측 및 타측의 양자를 개방하면서 복수 개의 수용부가 서로 연통하는 것을 허용하는 용기 장착 부재를 준비하는 단계,
    복수 개의 고압 가스 용기의 각각의 제1 네크부 및 용기 장착 부재에 형성된 복수 개의 수용부 중의 상응하는 어느 하나의 네크부에 장착되는 베이스 밸브를 수용하는 단계, 및
    제1 네크부 및 제1 네크부에 장착되는 베이스 밸브가 용기 장착 부재에 위치된 복수 개의 수용부 중의 상응하는 어느 하나에 수용되는 조건 하에서, 용기 장착 부재에 복수 개의 고압 가스 용기의 각각을 장착하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기의 장착 방법.
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