KR100889491B1 - 연료탱크의 누설 검사장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료탱크의 누설 검사장치 및 방법에 관한 것으로, 연료탱크(31)의 누설 검사가 자동화됨으로써 보다 정확 및 정밀한 검사가 가능해지고, 이를 통해 불필요한 재료 및 인원의 낭비 및 없앨 수 있게 됨으로써 제조원가를 크게 절감시킬 수 있도록 된 것이다.
Description
도 1은 종래의 방법으로 연료탱크의 누설을 검사하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 연료탱크의 누설 검사장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 연료탱크의 누설 검사방법을 설명하기 위한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
31 - 연료탱크 31a - 내부공간
32 - 치구 33 - 프레임구조물
34 - 수평실린더 35 - 수직실린더
36 - 이동용기 37 - 밀폐공간
38 - 고정용기 40 - 기체탱크
41 - 에어탱크 42 - 순수공기탱크
43 - 가스탱크 51 - 진공펌프
52 - 제1압력계 53 - 제2압력계
54 - 기체 분석기
본 발명은 연료탱크의 누설을 보다 정밀하게 검사할 수 있도록 하는 검사장치 및 방법에 관한 기술이다.
일반적으로, 차량의 엔진은 연소실의 연료를 연소시켜 발생되는 폭발력을 이용해 크랭크샤프트를 회전시킴으로써 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.
상기와 같은 엔진은 연소실에서 연소될 연료가 지속적으로 공급되어야 하며, 연료의 지속적인 공급을 위해 차량에는 일정량의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크가 구비된다.
상기 연료탱크는 완전한 기밀상태를 유지해야 하기 때문에 실차에 장착되기 전 기밀상태를 검사하는 단계를 반듯이 거치게 된다.
한편, 도 1에는 종래의 방법으로 연료탱크의 누설을 검사하는 도면이 도시되어 있다.
즉, 제작 완료된 연료탱크(1)를 검사치구(2)상에 안착시킨 상태에서 상기 연료탱크(1)의 내부공간(1a)으로 압축공기를 주입한 다음, 치구실린더(3)를 이용해 상기 연료탱크(1)를 수조(4)의 물(5)속으로 잠입시킨다.
이때, 작업자는 물(5)속에 담겨진 연료탱크(1)로부터 발생한 공기방울을 육안으로 직접 관찰하면서 상기 연료탱크(1)의 누설여부를 판단하게 된다.
여기서, 상기 공기방울은 연료탱크(1)에 누설부위가 존재하면 압력차이로 인해 당연히 발생하지만, 상기 연료탱크(1)의 표면상태에 따라서도 발생할 수 있기 때문에, 누설여부를 판단하는 작업자는 여러 상황을 종합적으로 판단할 수 있는 지식을 갖추고 있어야 한다.
이와 같이, 종래에는 연료탱크(1)의 누설여부를 작업자의 숙련도에 전적으로 의존하는 상황이었기 때문에, 연료탱크(1)의 정확한 누설여부를 판별하는데 한계가 있는 문제점이 있었다.
한편, 도 1에 도시된 미설명 도면부호 6은 압축공기의 공급을 위한 파이프이다.
이에 본 발명은 연료탱크의 누설여부를 작업자의 숙련도에 의존하지 않고 기계적 장치를 이용해 보다 정확하게 판별할 수 있도록 하는 연료탱크의 누설 검사장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 연료탱크의 누설 검사장치는, 검사대상인 연료탱크가 고정 안착되도록 치구를 구비하는 한편 프레임구조물에 구비된 수평실린더 및 수직실린더를 통해 이동 가능하도록 설치되는 이동용기와; 상기 프레임구조물내에 고정 설치되는 한편 상기 이동용기와의 선택적인 결합에 의해 연료탱크를 감싸면서 연료탱크와의 사이에 밀폐공간을 형성하는 고정용기와; 상기 연료탱크의 내부공간 및 상기 밀폐공간으로 검사용 기체를 선별적으로 공급하기 위해 구비되는 기체탱크와; 상기 내부공간 및 상기 밀폐공간속에 존재하는 검사용 기체를 외부로 강제 배출시키는 진공펌프와; 상기 내부공간 및 밀폐공간의 압력을 측정하는 제1,2압력계와; 상기 밀폐공간속에 존재하는 검사용 기체의 농도를 측정하는 기체 분석기;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 연료탱크의 누설 검사방법은, 검사대상에 해당하는 연료탱크를 이동용기 및 고정용기로 감싸서 상기 연료탱크와 고정용기사이에 밀폐공간을 형성시키는 제1단계와; 상기 연료탱크의 내부공간으로 압축공기를 공급하여 일정압력으로 유지시키는 제2단계와; 상기 제2단계 이후 밀폐공간의 압력을 측정하여 밀폐공간의 압력변화에 따라 연료탱크의 큰 누설을 판별하는 제3단계와; 상기 제3단계에서 정상 상태로 판별되면 상기 내부공간과 밀폐공간속의 압축공기를 외부로 강제 배출시킨 다음 상기 내부공간과 밀폐공간으로 재차 순수공기를 주입하여 대기압 상태로 유지시키는 제4단계와; 상기 제4단계 이후 기체 분석기를 이용해 밀폐공간의 농도를 측정하여 정상 상태이면 상기 내부공간으로 순수공기와 검사용 가스를 순차적으로 주입하면서 일정압력으로 유지시키고 비정상 상태이면 상기 제4단계로 피드백하는 제5단계와; 상기 제5단계 이후 기체 분석기를 이용해 밀폐공간의 농도를 측정하여 밀폐공간의 농도변화에 따라 연료탱크의 미세 누설을 판별하는 제6단계와; 상기 제6단계에서 정상 상태로 판별되면 상기 내부공간과 밀폐공간속의 순수공기 및 검사용 가스를 외부로 강제 배출시킨 후 상기 내부공간과 밀폐공간으로 재차 순수공기를 주입시켜 청소한 다음 검사 완료된 연료탱크를 이동 및 고정용기로부터 분리하여 다음 공정으로 이송시킴으로써 검사를 종료하는 제7단계;로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2와 도 3에는 본 발명에 따른 연료탱크의 누설 검사장치가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 연료탱크의 누설 검사장치는, 검사대상인 연료탱크(31)가 고정 안착되도록 치구(32)를 구비하는 한편 프레임구조물(33)에 구비된 수평실린더(34) 및 수직실린더(35)를 통해 이동 가능하도록 설치되는 이동용기(36)와, 상기 프레임구조물(33)내에 고정 설치되는 한편 상기 이동용기(36)와의 선택적인 결합에 의해 연료탱크(31)를 감싸면서 연료탱크(31)와의 사이에 밀폐공간(37)을 형성하는 고정용기(38)와, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)으로 검사용 기체를 선별적으로 공급하기 위해 구비되는 기체탱크(40)와, 상기 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)속에 존재하는 검사용 기체를 외부로 강제 배출시키는 진공펌프(51)와, 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)의 압력을 측정하는 제1,2압력계(52,53)와, 상기 밀폐공간(37)속에 존재하는 검사용 기체의 농도를 측정하는 기체 분석기(54)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 기체탱크(40)는, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 압축공기를 공급하기 위해 구비되는 에어탱크(41)와, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)으로 순수공기를 공급하기 위해 구비되는 순수공기탱크(42)와, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 검사용 가스를 공급하기 위해 구비되는 가스탱크(43)로 구성된다.
그리고, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)으로 공급되는 순수공기는 카본필터를 통과한 공기이고, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 으로 공급되는 검사용 가스는 프로판(C3H8) 가스인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 장치를 이용해 연료탱크의 누설을 검사하는 방법에 대해서는 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
검사대상에 해당하는 연료탱크(31)가 이동용기(36)의 치구(32)상에 안착되고 나면 수평실린더(34) 및 수직실린더(35)가 순차적으로 작동을 하여, 상기 이동용기(36)와 고정용기(38)를 서로 결합시키게 된다.
이때, 상기 이동용기(36)와 고정용기(38)는 연료탱크(31)를 감싸는 형태가 되며, 또한 상기 연료탱크(31)와 고정용기(38)사이에는 밀폐공간(37)이 형성된다.(단계 S11)
이와 같이, 밀폐공간(37)이 형성되고 나면 에어탱크(41)를 통해 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 압축공기를 공급하게 된다.(단계 S12)
이때, 상기 내부공간(31a)의 압력을 130kPa로 유지시키는 반면, 상기 밀폐공간(37)은 대기압 상태이다.
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상기와 같은 상태에서, 먼저 제2압력계(53)를 이용해 밀폐공간(37)의 압력을 측정하여 연료탱크(31)의 큰 누설을 체크하게 된다.(단계 S13)
즉, 상기 밀폐공간(37)의 압력을 15초(s) 동안 체크하였을 때 최초 대기압 상태에서 1kPa 이상 증가하지 않으면 상기 연료탱크(31)는 큰 누설이 발생하지 않는 정상상태로 판별하고, 1kPa 이상 증가하면 큰 누설이 발생하는 불량상태로 판별 하게 된다.
만약, 상기 연료탱크(31)가 큰 누설이 발생하는 불량상태로 판별되면, 진공펌프(51)를 작동시켜 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)속의 존재하는 압축공기를 외부로 강제 배출시키고, 재차 수직실린더(35)와 수평실린더(34)를 작동시켜 이동용기(36)와 고정용기(38)를 서로 분리시킨 다음, 검사 완료된 불량상태의 연료탱크(31)를 치구(32)로부터 취출하여 폐기시킴으로써 검사를 종료하게 된다.(단계 S18)
하지만, 상기 연료탱크(31)가 큰 누설이 발생하지 않는 정상상태로 판별되면, 진공펌프(51)를 작동시켜 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)속의 존재하는 압축공기를 외부로 강제 배출시킨 다음, 순수공기탱크(42)를 통해 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)으로 순수공기를 주입하여 대기압 상태로 유지시키게 된다.(단계 S14)
상기 순수공기는 카본필터를 통과한 공기이다.
이후, 기체 분석기(54)를 이용해 상기 밀폐공간(37)의 농도를 측정한다.
상기 밀폐공간(37)의 농도를 측정하는 것은 순수공기 속에 포함된 불순 가스의 농도를 측정하는 것이다.
이때, 순수공기 속에 포함된 불순 가스의 농도가 15ppm 이하이면 정상 상태이고, 15ppm 이상이면 비정상 상태로 판별한다.
만약, 비정상 상태로 판별되면 상기 단계 S14로 피드백시켜 진공펌프(51)를 이용해 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)속의 공기를 외부로 강제 배출시킨 다음, 재 차 순수공기를 재주입한 후 밀폐공간(37)의 농도를 측정하는 과정을 반복 실행하게 된다.
하지만, 상기 밀폐공간(37)의 농도가 정상 상태로 판별되면 이때의 농도를 기준치로 설정한 다음, 상기 내부공간(31a)으로 순수공기와 검사용 가스를 순차적으로 주입하게 된다.(단계 S15)
상기 검사용 가스는 프로판(C3H8) 가스이다.
이때, 상기 순수공기는 연료탱크(31)에 구비된 밸브 취부부 및 고무 실링부의 확실한 기밀 유지를 위해 5∼8kPa의 압력을 유지하도록 주입된 후 차단되고, 상기 검사용 가스는 순수공기의 압력을 포함하여 내부공간(31a)의 전체 압력이 130kPa이 되도록 주입된 후 차단되며, 상기 밀폐공간(37)은 대기압 상태이다.
이와 같이, 순수공기와 검사용 가스의 주입이 완료되고 나면 기체 분석기(54)를 이용해 상기 밀폐공간(37)의 농도를 재 측정하여 연료탱크(31)의 미세 누설을 체크하게 된다.(단계 S16)
이때, 상기 단계 S16에서 재 측정한 밀폐공간(37)의 농도가 상기 단계 S15에서 측정한 기준치의 농도와 비교하였을 때, 변화가 발생하면 상기 연료탱크(31)는 미세 누설이 발생하는 불량상태로 판별하게 되며, 반대로 변화가 없으면 미세 누설이 발생하지 않는 정상 상태의 연료탱크(31)로 판별하게 된다.
만약, 연료탱크(31)가 미세 누설이 발생하는 불량상태로 판별되면, 상기 단계 S18과 같이 진공펌프(51)를 작동시켜 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)속의 존재하는 순수공기와 검사용 가스를 외부로 강제 배출시키고, 수직실린더(35)와 수 평실린더(34)를 작동시켜 이동용기(36)와 고정용기(38)를 서로 분리시킨 다음, 검사 완료된 불량 상태의 연료탱크(31)를 치구(32)로부터 취출하여 폐기시킴으로써 검사를 종료하게 된다.
하지만, 상기 연료탱크(31)가 미세 누설이 발생하지 않는 정상상태로 판별되면, 진공펌프(51)를 작동시켜 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)속의 존재하는 순수공기와 검사용 가스를 외부로 강제 배출시킨 다음, 순수공기탱크(42)를 통해 상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)으로 재차 순수공기를 주입하여 청소를 하게 되며, 청소 후에는 검사 완료된 정상 상태의 연료탱크(31)를 이동 및 고정용기(36,38)로부터 분리한 후, 다음 공정으로 이송시킴으로써 연료탱크(31) 누설에 대한 검사를 최종적으로 종료하게 된다.(단계 S17)
따라서, 본 발명의 실시예는 제작 완료된 연료탱크(31)를 실차에 장착하기 전 누설에 대한 검사를 보다 정확 및 정밀하게 실시할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 장점을 통해 불량제품의 실차 장착을 미리 예방할 수 있게 됨으로써 안전사고의 발생을 예방할 수 있게 되고, 아울러 제품에 대한 소비자의 신뢰를 높일 수 있게 된다.
또한, 검사방법의 자동화로 인해 불필요한 재료 및 인원의 낭비 및 없앨 수 있게 됨으로써 제조원가를 크게 절감시킬 수 있는 장점도 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연료탱크의 누설 검사를 자동화시킬 수 있게 됨으로써 보다 정확 및 정밀한 검사가 가능해지고, 이를 통해 불필요한 재료 및 인원의 낭비 및 없앨 수 있게 됨으로써 제조원가를 크게 절감시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
Claims (11)
- 검사대상인 연료탱크(31)가 고정 안착되도록 치구(32)를 구비하는 한편 프레임구조물(33)에 구비된 수평실린더(34) 및 수직실린더(35)를 통해 이동 가능하도록 설치되는 이동용기(36)와;상기 프레임구조물(33)내에 고정 설치되는 한편 상기 이동용기(36)와의 선택적인 결합에 의해 연료탱크(31)를 감싸면서 연료탱크(31)와의 사이에 밀폐공간(37)을 형성하는 고정용기(38)와;상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)으로 검사용 기체를 선별적으로 공급하기 위해 구비되는 기체탱크(40)와;상기 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)속에 존재하는 검사용 기체를 외부로 강제 배출시키는 진공펌프(51)와;상기 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)의 압력을 측정하는 제1,2압력계(52,53)와;상기 밀폐공간(37)속에 존재하는 검사용 기체의 농도를 측정하는 기체 분석기(54);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 기체탱크(40)는,상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 압축공기를 공급하기 위해 구비되는 에어탱크(41)와;상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)으로 순수공기를 공급하기 위해 구비되는 순수공기탱크(42)와;상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 검사용 가스를 공급하기 위해 구비되는 가스탱크(43);로 구성됨을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a) 및 상기 밀폐공간(37)으로 공급되는 순수공기는 카본필터를 통과한 공기인 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 공급되는 검사용 가스는 프로판(C3H8) 가스인 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사장치.
- 검사대상에 해당하는 연료탱크(31)를 이동용기(36) 및 고정용기(38)로 감싸서 상기 연료탱크(31)와 고정용기(38)사이에 밀폐공간(37)을 형성시키는 제1단계(S11)와;상기 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 압축공기를 공급하여 일정압력으로 유지시키는 제2단계(S12)와;상기 제2단계(S12) 이후 밀폐공간(37)의 압력을 측정하여 밀폐공간(37)의 압 력변화에 따라 연료탱크(31)의 큰 누설을 판별하는 제3단계(S13)와;상기 제3단계(S13)에서 정상 상태로 판별되면 상기 내부공간(31a)과 밀폐공간(37)속의 압축공기를 외부로 강제 배출시킨 다음 상기 내부공간(31a)과 밀폐공간(37)으로 재차 순수공기를 주입하여 대기압 상태로 유지시키는 제4단계(S14)와;상기 제4단계(S14) 이후 기체 분석기(54)를 이용해 밀폐공간(37)의 농도를 측정하여 정상 상태이면 상기 내부공간(31a)으로 순수공기와 검사용 가스를 순차적으로 주입하면서 일정압력으로 유지시키고 비정상 상태이면 상기 제4단계(S14)로 피드백하는 제5단계(S15)와;상기 제5단계(S15) 이후 기체 분석기(54)를 이용해 밀폐공간(37)의 농도를 측정하여 밀폐공간(37)의 농도변화에 따라 연료탱크(31)의 미세 누설을 판별하는 제6단계(S16)와;상기 제6단계(S16)에서 정상 상태로 판별되면 상기 내부공간(31a)과 밀폐공간(37)속의 순수공기 및 검사용 가스를 외부로 강제 배출시킨 후 상기 내부공간(31a)과 밀폐공간(37)으로 재차 순수공기를 주입시켜 청소한 다음 검사 완료된 연료탱크(31)를 이동 및 고정용기(36,38)로부터 분리하여 다음 공정으로 이송시킴으로써 검사를 종료하는 제7단계(S17);로 구성됨을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
- 청구항 5에 있어서, 상기 제3단계(S13) 및 상기 제6단계(S16)에서 불량 상태로 판별되면 상기 내부공간(31a)과 밀폐공간(37)속의 압축공기 및 순수공기와 검사 용 가스를 외부로 강제 배출시킨 후 검사 완료된 연료탱크(31)를 이동 및 고정용기(36,38)로부터 분리한 다음 폐기시킴으로써 검사를 종료하는 제8단계(S18);를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
- 청구항 5에 있어서,상기 제2단계(S12)에서 내부공간(31a)의 압력을 130kPa로 유지시킨 다음,상기 제3단계(S13)에서 15초(s) 동안 밀폐공간(37)의 압력이 1kPa 이상 증가하지 않으면 큰 누설이 발생하지 않는 정상 상태의 연료탱크(31)로 판별하는 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
- 청구항 5에 있어서,상기 제4단계(S14)에서 내부공간(31a) 및 밀폐공간(37)으로 공급되는 순수공기는 카본필터를 통과한 공기인 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 제5단계(S15)에서 기체 분석기(54)를 이용해 밀폐공간(37)의 농도를 측정하였을 때 순수공기에 포함된 불순 가스의 농도가 15ppm 이하이면 정상 상태로 판별하는 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
- 청구항 9에 있어서,상기 제5단계(S15)에서 불순 가스의 농도를 측정한 후 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 공급되는 검사용 가스는 프로판(C3H8) 가스인 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
- 청구항 10에 있어서,상기 제5단계(S15)에서 불순 가스의 농도를 측정한 후 연료탱크(31)의 내부공간(31a)으로 먼저 순수공기를 주입하여 5∼8kPa의 압력을 유지시키고 그 다음 검사용 가스를 주입하여 130kPa의 압력을 유지시킨 상태에서,상기 제6단계(S16)에서 기체 분석기(54)를 이용해 밀폐공간(37)의 농도를 재차 측정하였을 때 상기 제5단계(S15)에서 측정한 불순 가스의 농도와 변화가 없으면 미세 누설이 발생하지 않는 정상 상태의 연료탱크(31)로 판별하는 것을 특징으로 하는 연료탱크의 누설 검사방법.
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