KR100925937B1 - 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2개 이상의 고압 저장용기를 모듈화 하여 차량에 장착할 수 있는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 내부에 압축 가스를 저장하고 양단부가 반구형태의 돔 형상인 복수의 저장용기; 상기 저장용기의 양단부를 연결하는 패널브라켓; 상기 패널브라켓이 저장용기의 양단부에 밀착된 채로 양측 패널브라켓의 가장자리를 결합하는 파이프 프레임; 상기 패널브라켓이 결합된 채로 저장용기에 결합되는 고압 부품 및 배관류;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조를 제공한다.
Figure R1020070065710
저장용기, 돔부, 패널브라켓, 파이프 프레임, 압축가스

Description

자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조{Mounting structure for gas tank of vehicle}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 고압가스 저장용기의 마운팅 구조를 나타내는 분해사시도이고,
도 2a 및 도 2c는 도 1의 자동차용 고압가스 저장용기의 조립순서를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 저장용기 10a : 실린더부
10b : 돔부 11 : 파이프 프레임
12 : 패널브라켓 12a : 안착부
13 : 너트 14 : 강도유지용 가스켓
15 : 스프링 16 : 와셔
17 : 고압부품 및 배관류 18 : 제1보호패널
19 : 제2보호패널
본 발명은 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2개 이상의 고압 저장용기를 모듈화 하여 차량에 장착할 수 있는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 관한 것이다.
오늘날 자동차의 매연공해가 날로 심각해지면서 저공해 자동차연료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 이에 따라 기존의 가솔린이나 경유를 대체하여 고압기체연료를 연료로 하는 고압기체연료 차량 및 수소가스를 연료로 하는 연료전지차량이 개발되어 운행되고 있다.
고압기체연료(CNG: Compressed Natural Gas)는 천연가스·석탄가스·오일가스·유정(油井)가스·탄갱(炭坑)가스 등의 가스를 200기압 이상으로 압축한 것으로, 경유 차량과 비교했을 때 매연이나 미세먼지가 전혀 없고 소음 발생도 절반 수준이다.
또한, 오존을 만드는 물질인 질소산화물은 경유 차량의 37%이며, 일산화탄소와 탄화수소는 41%와 16% 로 낮다.
그리고, 고압기체연료 차량의 기본 구조는 경유 차량의 구조와 동일하며, 연료 계통만 다르다. 즉, 고압으로 압축되어 가스용기에 저장되며, 압축된 가스는 용기로부터 연료 배관을 거쳐 감압밸브에서 사용압력으로 감압된 후, 공기와 혼합되어 엔진 내부로 공급된다.
따라서, 상기한 고압기체연료는 폭발의 위험성으로 인하여 두꺼운 금속재료 를 성형하여 만든 연료용기에 담겨져 사용되어 왔다.
그러나, 금속재료로 성형된 연료용기는 연료용기 자체의 중량이 상당하여 차량의 연비를 저감시키게 되는 문제점이 발생되었다.
이를 개선하기 위하여 "대한민국 실용신안공고 1996-0005988 호"에는 연료용기의 내염성과 내충격성이 향상된 고압기체연료 차량용 연료용기가 게재되어 있다.
상기 CNG 및 수소가스 등을 고압형태로 저장하는 연료용기는 도 에 도시한 바와 같이 내부가 빈 원통 형상의 실린더와, 상기 실린더의 양단에 일체상으로 연결된 반구 모양의 돔을 포함하여 구성되는 라이너에 의해서 내부에 공간이 형성되며, 이러한 공간에 고압기체연료가 저장된다.
상기 연료용기는 저밀도의 가스를 압축하여 저장하기 때문에 연료를 저장하는 용기의 부피가 증가하게 되어 1~4개 정도의 고압가스 저장용기를 적용하고 있다.
한편, 현재까지 제안된 고압가스 저장용기를 차량에 마운팅하는 방법은 크게 2가지로 구분할 수 있다.
첫번째로, 고압용기의 몸통부를 2개 이상의 벨트형상의 브라켓으로 감싼 후 프레임을 구성하여 고압저장시스템을 모듈화 하여 차체에 마운팅시키는 방법이다.
두번째로, 고압용기의 양쪽 목 부분을 브라켓을 이용하여 고정한 후 차체에 직접 또는 프레임에 마운팅 한 후 차체에 고정시키는 방법이다.
그 외에도 여러 개의 탱크를 충격 흡수 셀 내에 모듈화 하여 차체에 장착하거나, 고압저장시스템을 리어 서스펜션과 일체화하여 차체에 고정시키는 방법 등이 있다.
그러나, 종래의 고압가스 저장용기 마운팅 방법은 벨트 형상의 브라켓 및 프레임 등의 구조가 복잡하여 연료저장 시스템의 중량 및 제작비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 고압 부품 및 배관류를 외부 충돌 및 충격으로부터 보호하기 위한 구성이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 용기의 양쪽 돔부에 대응되는 형상의 안착부가 형성된 패널브라켓을 파이프 프레임으로 결합함으로써, 2개 이상의 용기를 모듈화하고, 보호패널을 이용하여 고압 부품 및 배관류를 외부 충돌 및 충격으로부터 보호하여 단순한 구조에 고압부품의 안전성까지도 고려한 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 있어서,
내부에 압축 가스를 저장하고 양단부가 반구형태의 돔 형상인 복수의 저장용기; 상기 저장용기의 양단부를 연결하는 패널브라켓; 상기 패널브라켓이 저장용기의 양단부에 밀착된 채로 양측 패널브라켓의 가장자리를 결합하는 파이프 프레임; 상기 패널브라켓이 결합된 채로 저장용기에 결합되는 고압 부품 및 배관류;를 포함 하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 구현예로서, 상기 패널브라켓에는 저장용기의 양단부에 밀착되도록 상기 돔부에 대응되는 형상의 안착부가 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 패널브라켓의 결합강도를 유지하기 위해 양측 패널브라켓의 가장자리에 부착된 채로 상기 파이프 프레임에 의해 결합되는 가스켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패널브라켓 및 가스켓은 나사부가 형성된 파이프 프레임에 너트와 와셔에 의해 체결되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 가스켓과 와셔 사이에는 가스충전시 저장용기의 길이방향의 팽창량을 흡수하기 위해 스프링이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 고압부품 및 배관류인 상기 용기밸브 및 용기포트를 보호하기 위해 상기 파이프 프레임이 길이방향으로 더 연장되고, 상기 파이프 프레임의 끝단면과 3면을 커버하는 구조로 설치된 제1보호패널 및 제2보호패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 고압가스 저장용기의 마운팅 구조를 나타내는 조립도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 자동차용 고압가스 저장용기의 조립순서를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 2개 이상의 고압가스 저장용기(10)를 모듈화 하여 차량에 장착할 수 있는 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 관한 것이다.
상기 복수개의 고압가스 저장용기(10)를 모듈화 하기 위해, 본 발명의 일실시예는 파이프 프레임(11)을 이용하여 저장용기(10)의 양단부가 양측에서 하나로 결합되는 구조로 설치된다.
상기 저장용기(10)는 내부가 빈 원통 형상의 실린더부(10a)와, 실린더부의 양단에 일체로 연장된 반구 모양의 돔부(10b)를 포함하여 구성되는 라이너에 의해 내부에 공간이 형성되는 구조로 이루어진다.
상기 저장용기(10)는 평행하게 배치된 상태에서 양단부가 패널브라켓(12)에 의해 연결되고, 패널브라켓(12)의 가장자리에 파이프 프레임(11)의 양단부가 관통하여 너트(13) 등에 의해 체결되는 구조로 설치된다.
상기 패널브라켓(12)에는 저장용기(10)의 돔부(10b)와 대응되는 형상으로 안착부(12a)가 형성되고, 안착부(12a)의 중심부에는 저장용기의 포트 캡을 끼울 수 있는 홀이 형성되어 있다.
상기 양쪽 패널브라켓(12)의 외측에는 패널브라켓(12)과 파이프 프레임(11) 사이의 결합강도를 증가시키기 위하여 강도유지용 가스켓(14)이 부착되게 된다.
즉, 상기 저장용기(10)는 파이프 프레임(11)으로 결합된 양쪽 패널브라켓(12) 및 강도유지용 가스켓(14)에 의해 모듈화 되는 구조로 이루어지고, 이때, 상기 파이프 프레임(11)의 끝단에는 스프링(15)이 삽입된 후 와셔(16) 및 너트(13)를 이용하여 패널브라켓(12) 및 가스켓(14)을 고정하게 된다.
압축가스 저장용기(10)는 고압으로 가스를 저장하는 경우에 원주방향 및 길이방향으로 팽창하게 되므로, 패널브라켓(12)과 너트(13) 사이에 스프링(15)을 삽 입하여 가스 충전시 길이방향의 팽창량을 흡수함으로써, 용기에 발생하는 응력을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 패널브라켓(12), 가스켓(14) 및 파이프 프레임(11)을 이용하여 복수개의 저장용기(10)를 병렬로 연결한 후, 고압 부품 및 배관류(17)가 용기에 겹합되는 구조이므로, 용기 밸브 및 용기포트 캡을 겹합할 수 있도록 패널브라켓(12) 및 가스켓(14)에는 개구부가 형성되어 있다.
상기 개구부를 통해 고압부품 및 배관류(17)를 압축가스 저장용기(10)에 결합하게 되는바, 자동차용 연료로 사용되는 압축가스는 가연성을 가지므로, 고압부품 및 배관류(17)는 외부의 충격으로부터 보호될 수 있는 구조가 필요하다.
상기 고압부품 및 배관류(17)를 보호하기 위해 가스켓(14)의 각 모서리를 관통하는 파이프 프레임(11)이 일정길이로 연장되고, 연장된 파이프 프레임(11)의 끝단에는 평판형태의 제1보호패널(18)이 수직방향으로 설치되어 있다.
또한, 상기 제1보호패널(18)과 패널브라켓(12) 사이의 3면을 마감하기 위해 "ㄷ"자 형태의 제2보호패널(19)이 파이프 프레임(11)에 설치되며, 제2보호패널(19)은 제1보호패널(18)과 패널브라켓(12)의 테두리를 따라 상면을 제외한 하, 좌우측면이 외부와 차단되는 구조로 설치되어 있다.
이와 같은 제1 및 제2보호패널(18,19)의 구조는 고압부품 및 배관류(17)를 외부충돌 및 충격으로부터 보호할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 고압가스 저장용기의 조립순서를 설명하면 다음과 같다.
저장용기(10)를 사이에 두고 패널브라켓(12)의 안착부(12a)가 저장용기(10)의 돔부(10b)에 밀착되도록 배치한 다음, 파이프 프레임(11)으로 양쪽의 패널브라켓(12) 및 가스켓(14)을 결합한 후, 스프링(15)을 삽입하고 와셔(16) 및 너트(13)를 이용하여 고정한다.
계속해서, 고압부품 및 배관류(17)를 저장용기(10)에 결합한 후 제1보호패널(18) 및 제2보호패널(19)을 파이프 프레임(11)에 스크류와 같은 체결수단을 이용하여 고정함으로써, 고압부품 및 배관류(17)를 보호하게 된다.
따라서, 본 발명의 일시예에 따른 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조는 부품이 단순화 되어 패널 브라켓(12) 및 파이프 프레임(11) 등의 제작이 용이하고, 시스템 중량 및 제작비용 등 모든면에서 우수한 성능을 가지며, 고압부품의 안전성까지도 고려한 시스템을 제공한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 의하면, 부품이 단순화 되어 패널 브라켓 및 파이프 프레임 등의 제작 이 용이하고, 시스템 중량 및 제작비용 등 모든면에서 우수한 성능을 가지며, 고압부품의 안전성까지도 고려한 시스템을 제공한다.

Claims (6)

  1. 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조에 있어서,
    내부에 압축 가스를 저장하고 양단부가 반구형태의 돔 형상인 복수의 저장용기;
    상기 저장용기의 양단부를 연결하는 패널브라켓;
    상기 패널브라켓이 저장용기의 양단부에 밀착된 채로 양측 패널브라켓의 가장자리를 결합하는 파이프 프레임;
    상기 패널브라켓이 결합된 채로 저장용기에 결합되는 고압 부품 및 배관류;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패널브라켓에는 저장용기의 양단부에 밀착되도록 상기 돔부에 대응되는 형상의 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 패널브라켓의 결합강도를 유지하기 위해 양측 패널브라켓의 가장자리에 부착된 채로 상기 파이프 프레임에 의해 결합되는 가스켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 패널브라켓 및 가스켓은 나사부가 형성된 파이프 프레임에 너트와 와셔에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가스켓과 와셔 사이에는 가스충전시 저장용기의 길이방향의 팽창량을 흡수하기 위해 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 고압 가스 저장용기의 마운팅 구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    고압부품 및 배관류인 상기 용기밸브 및 용기포트를 보호하기 위해 상기 파이프 프레임이 길이방향으로 더 연장되고, 상기 파이프 프레임의 끝단면과 3면을 커버하는 구조로 설치된 제1보호패널 및 제2보호패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 압축 가스 저장용기의 마운팅 구조.
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