KR100943084B1 - 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의튜브회전방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축천연가스(CNG: Compressed Natural Gas)가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브가 스키드(Skid: 튜브고정대)의 튜브고정판에 장착되어 압축천연가스를 이동식으로 충전시키도록 한 튜브트레일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜브트레일러를 포함하는 트레일러 차량의 운행시 차체의 진동이나 충격 등과 같은 요인으로 인하여 CNG튜브가 튜브고정판과의 체결부를 중심으로 회전(回轉)하지 않도록 함에 따라, 압축천연가스의 저장과 충전을 위하여 각각의 CNG튜브와 연결된 메니폴드(Manifold) 및 그 부속기기들의 손상과 파손을 방지함은 물론, CNG튜브의 진동에 따른 튜브고정판의 파손 및 CNG튜브의 이탈현상 또한 방지할 수 있도록 하며, 이로 인하여 튜브트레일러의 사용시 발생할 수 있는 대형사고의 위험을 사전에 차단시켜 안전성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 압축천연가스(CNG: Compressed Natural Gas)가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브(3)가 트레일러샤시(2)용 스키드(4)의 튜브고정판(5)에 장착되어 압축천연가스를 이동식으로 충전시키도록 한 튜브트레일러(1)에 있어서, 상기 각각의 CNG튜브(3)는 튜브고정플랜지(20)에 의하여 튜브고정판(5)과 연결 설치되며, 상기 튜브고정플랜지(20)의 중앙부에는 CNG튜브(3)의 네크(3a)가 관통하여 체결되는 네크수납부(21)가 돌출 형성되고, 상기 네크수납부(21)의 후방측 외주연부에는 튜브고정판(5)과 체결 고정되는 플랜지부(22)가 형성되며, 상기 네크수납 부(21)에는 튜브고정공(21a)이 형성되고, 상기 CNG튜브(3)의 네크(3a)에는 튜브고정공(21a)과 대응되는 튜브고정홈(3b)이 형성되며, 상기 튜브고정플랜지(20)의 네크수납부(21)에는 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)을 따라 삽입되는 볼트 또는 핀 형상의 튜브고정수단(13)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

CNG, 튜브트레일러, 트레일러샤시, 스키드, 플랜지, 회전방지

Description

압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치{Device for preventing rotation of tube on mobile type tube-trailer for charging CNG}

본 발명은 압축천연가스가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브가 스키드의 튜브고정판에 장착되어 압축천연가스를 이동식으로 충전시키도록 한 튜브트레일러에 있어서, 트레일러 차량의 운행시 차체의 진동이나 충격 등과 같은 요인으로 인하여 CNG튜브가 튜브고정판과의 체결부를 중심으로 회전하지 않도록 함에 따라, 압축천연가스의 저장과 충전을 위하여 각각의 CNG튜브와 연결된 메니폴드 및 그 부속기기들의 손상과 파손을 방지함은 물론, CNG튜브의 진동에 따른 튜브고정판의 파손 및 CNG튜브의 이탈현상 또한 방지할 수 있도록 하며, 이로 인하여 튜브트레일러의 사용시 발생할 수 있는 대형사고의 위험을 사전에 차단시켜 안전성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축천연가스(CNG: Compressed Natural Gas)를 연료로 하는 천연가스 차량은 압축천연가스의 충전에 필요한 충전용기가 차량의 내부에 장착되어 있으며, 이러한 천연가스 차량은 배관을 통하여 충전용기의 내부로 연료공급을 안정 적으로 행할 수 있도록 주유소(Gas Station)와 같은 고정식 충전소(Refueling Station)에서 연료충전을 하는 것이 일반적이다.

그러나, 상기와 같은 고정식 충전소는 초기의 시설비용 및 유지보수와 관리에 따른 비용이 과도하게 소요됨은 물론, 폭발위험이 있는 고압의 충전설비를 도심지 내에 시설하는 것에 따른 많은 민원이 제기될 뿐만 아니라, 천연가스 차량의 보유 대수가 적은 지역의 차고지는 고정식 충전소의 시설 자체가 비경제적인 문제점이 있었으며, 이를 해결하기 위하여 CNG튜브를 장착시킨 이동식 튜브트레일러가 보급되어 왔다.

상기와 같은 이동식 튜브트레일러(1)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 압축천연가스가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브(3)를 스키드(4)(Skid: 튜브고정대)의 튜브고정판(5)에 장착시키는 한편, 상기 CNG튜브(3)가 튜브결속밴드(6) 및 미도시된 고정용 볼트와 너트에 의하여 스키드(4)와 고정되도록 하고, 튜브트레일러(1)의 트레일러샤시(Trailer chassis)(2)와 상기 스키드(4)는 미도시된 고정용 볼트와 너트 또는 고정용 잠금쇠 등에 의하여 일체로 고정되도록 하며, 도면상 스키드(4)의 후방측에는 천연가스 차량으로 연료를 충전시키거나 CNG튜브(3)의 내부로 압축천연가스를 저장시키기 위한 배관연결구조로서의 메니폴드(Manifold)가 컨트롤박스(7)에 내장된 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 튜브트레일러(1)를 각종 트레일러 차량에 장착하여 사용하게 되면, 연료의 충전이 요구되는 천연가스 차량이 있는 장소로 CNG튜브(3)를 운반하여 해당 차량에 압축천연가스를 충전시킬 수 있게 됨으로서, 청정연료가 되는 천연가스(NG: Natural Gas)를 사용하는 천연가스 차량의 보급을 확산시키는 데 크게 기여할 수 있게 된다.

상기와 같은 튜브트레일러(1)에 있어서, 각각의 CNG튜브(3)를 스키드(4)의 튜브고정판(5)에 장착시키기 위하여, 종래의 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 육각너트 형태의 튜브고정너트(10)를 사용하였으며, 상기 튜브고정너트(10)는 CNG튜브(3)의 네크(Neck: 목부위)를 따라 나사식으로 체결되는 튜브체결공(10a)이 형성되고, 튜브체결공(10a)의 외주연부에는 튜브고정너트(10)를 튜브고정판(5)과 체결 고정시키기 위한 볼트체결공(10b)이 형성되어 있다.

상기와 같은 튜브고정너트(10)를 이용한 CNG튜브(3)의 장착과정은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 한 쌍의 튜브고정너트(10)를 튜브고정판(5)의 양측으로 위치시킨 상태에서, 각각의 튜브고정너트(10)를 CNG튜브(3)의 네크(3a)를 따라 체결시킨 다음, 튜브고정너트(10)의 볼트체결공(10b)과 튜브고정판(5)의 체결공(5a)을 대응시켜 각각의 튜브고정너트(10)가 체결볼트(11) 및 너트(12)에 의하여 튜브고정판(5)과 견고하게 맞물리도록 체결 고정시키게 되면, 해당 CNG튜브(3)가 튜브고정너트(10)와 함께 튜브고정판(5)상에 견고하게 장착되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 튜브고정너트(10)만을 사용하여 각각의 CNG튜브(3)를 스키드(4)의 튜브고정판(5)에 장착시키게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이 튜브결속밴드(6)로 CNG튜브(3)를 추가적으로 결속시킨다 하더라도, 트레일러 차량의 운행과정에서 발생하는 진동이나 충격 등에 의하여 CNG튜브(3)가 튜브고정판(5)과의 체결부를 중심으로 회전(回轉)함에 따라, CNG튜브(3)의 네크(3a)가 튜브고정너트(10)의 튜브체결공(10a)으로부터 풀려나오는 문제점이 발생하게 된다.

다시 말해서, 튜브고정너트(10) 자체는 회전이 불가능하지만 CNG튜브(3)는 튜브고정너트(10)와의 체결부를 중심으로 상대회전이 가능한 상태가 되므로, 튜브트레일러(1)가 장착된 트레일러 차량이 아스팔트 포장이 이루어진 도로와 같이 주행여건이 양호한 도심지역에서 주로 운행될 경우에는 큰 문제점이 대두되지 아니하지만, 아스팔트 포장이 이루어지지 않거나 돌이 많고 움푹 파인 곳이 많은 도로와 같이 주행여건이 열악한 지역에서 운행될 경우에는, 트레일러 차량에 가해지는 각종 진동이나 충격 등에 의하여 튜브고정판(5)에 장착된 CNG튜브(3)가 쉽게 회전하게 된다는 것이다.

통상적으로 CNG튜브(3)의 네크(3a)와 튜브고정너트(10)와의 나사체결부는 차체로부터 전달되는 각종 진동이나 충격에 의하여 나사체결부위가 최초의 상태로부터 조금씩 이탈될 우려가 있으므로, 이러한 상황을 방지할 수 있도록 와셔나 접착재료 등과 같은 수단을 나사체결부에 적용하고는 있으나, 튜브트레일러(1)에 장착되는 CNG튜브(3)는 나사부를 포함하는 네크(3a)의 직경이 최소 100mm 이상이고 CNG튜브(3)의 무게 또한 최소 650kg 이상이 되기 때문에, 와셔나 접착재료와 같은 수단만으로는 초대형, 고중량이 되는 CNG튜브(3)의 회전을 방지할 수 없게 된다.

상기와 같이 튜브고정판(5)에 장착된 CNG튜브(3)가 회전하게 될 경우에는, 압축천연가스의 저장과 충전을 위하여 각각의 CNG튜브(3)와 연결된 배관구조로서의 메니폴드가 쉽게 손상되거나 파손되는 문제점이 발생하여, 튜브트레일러(1)의 사용 과정에서 메니폴드에 대한 빈번한 유지보수와 교체작업이 병행되어야 함에 따라 튜 브트레일러(1)의 사용에 따른 편의성이 저하됨은 물론, CNG튜브(3)와 메니폴드와의 배관연결부위를 통한 가스의 누출 및 이로 인한 화재와 폭발의 위험성이 항상 내재되는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 튜브고정판(5)에 장착된 CNG튜브(3)가 회전하여 CNG튜브(3)의 네크(3a)가 튜브고정너트(10)의 튜브체결공(10a)으로부터 풀려나오게 되면, 트레일러 차량의 운행시 발생하는 진동이나 충격이 CNG튜브(3)와 튜브고정너트(10) 사이에 발생된 틈으로 전달되어 튜브고정너트(10) 및 튜브고정판(5)의 손상과 파손을 유발시키는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 심한 경우 CNG튜브(3)가 튜브고정판(5) 및 튜브트레일러(1)로부터 이탈되어 도로상으로 떨어짐에 따라 대형사고가 발생할 수 있는 위험성이 있다.

상기와 같이 CNG튜브(3)가 회전함에 따라 발생하는 문제점을 방지하기 위하여, CNG튜브(3)와 튜브고정너트(10)를 부분용접(가접: Tack Welding)하여 스키드(4)의 튜브고정판(5)에 장착시키는 방법이 적용되고 있으나, CNG튜브(3)의 경우 제한된 사용기간이 경과하거나 국가별로 요구하는 재검사 기간이 되면, CNG튜브(3)를 스키드(4)로부터 분리하여 재사용의 가능여부나 교체여부를 검사토록 하고 있으므로, CNG튜브(3)를 용접방식에 의하여 장착시키게 되면 CNG튜브(3)의 분리작업시 용접부를 해체하는 과정에서 튜브고정너트(10)와 튜브고정판(5) 및 CNG튜브(3)의 네크(3a) 부분을 손상시킬 수 있는 우려가 있기 때문에, CNG튜브(3)의 분리작업에 따른 시간이 과다하게 소요되는 등 매우 불편하고 까다롭게 됨으로서 재검사 절차에 많은 어려움이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치는 튜브고정판에 대한 CNG튜브의 장착구조를 개선시켜 용접방식에 의하지 아니하더라도 CNG튜브가 튜브고정판과의 체결부를 중심으로 회전하지 않도록 함에 따라, 압축천연가스의 저장과 충전을 위하여 튜브트레일러에 설치된 메니폴드 및 그 부속기기들의 손상과 파손을 방지함은 물론, CNG튜브의 진동에 따른 튜브고정판의 파손 및 CNG튜브의 이탈현상 또한 방지할 수 있도록 하며, 이로 인하여 튜브트레일러의 사용에 따른 편의성과 경제성을 향상시킴과 동시에 튜브트레일러의 사용시 발생할 수 있는 대형사고의 위험을 사전에 차단시켜 우수한 안전성을 확보할 수 있도록 하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 압축천연가스가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브가 트레일러샤시용 스키드의 튜브고정판에 장착되어 압축천연가스를 이동식으로 충전시키도록 한 튜브트레일러에 있어서, 상기 각각의 CNG튜브는 튜브고정플랜지에 의하여 튜브고정판과 연결 설치되며, 상기 튜브고정플랜지의 중앙부에는 CNG튜브의 네크가 관통하여 체결되는 네크수납부가 돌출 형성되고, 상기 네크수납부의 후방측 외주연부에는 튜브고정판과 체결 고정되는 플랜지부가 형성되며, 상기 네크수납부에는 튜브고정공이 형성되고, 상기 CNG튜브 의 네크에는 튜브고정공과 대응되는 튜브고정홈이 형성되며, 상기 튜브고정플랜지의 네크수납부에는 튜브고정공과 튜브고정홈을 따라 삽입되는 볼트 또는 핀 형상의 튜브고정수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 트레일러샤시의 상부에는 튜브고정판에 장착된 CNG튜브를 외측에서 커버하는 육면체 프레임 구조의 스키드가 고정 설치되며, 상기 스키드의 좌,우 측면부에는 튜브고정판에 장착된 CNG튜브를 밀착시키는 측면지지대가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 CNG튜브가 튜브고정판의 높이 방향을 따라 다단 적층식으로 장착되도록 한 상태에서, 상기 튜브고정판에 장착되는 CNG튜브 중에서 최하부층을 이루는 CNG튜브는 튜브결속밴드에 의하여 스키드에 고정 설치되도록 하고, 상기 최하부층을 제외한 나머지 층을 이루는 CNG튜브의 사이에는 쐐기 형상의 튜브스토퍼가 설치되도록 하는 것을 특징으로 하며, 상기 튜브스토퍼는 각각의 CNG튜브 사이에서 상,하로 삽입되는 쐐기 형상의 상,하부스토퍼로 분할 형성되고, 상기 상,하부스토퍼는 막대 형상의 스터드볼트에 의하여 연결 설치되며, 상기 상,하부스토퍼를 관통하여 돌출되는 스터드볼트의 단부측에는 결착너트가 체결 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 튜브회전방지장치로서의 튜브고정플랜지를 튜브고정판과 CNG튜브의 사이에 적용시키게 되면, 튜브고정플랜지의 네크수납부를 관통하여 CNG튜브의 네크측으로 삽입 고정된 튜브고정수단의 간섭에 따라, 각각의 CNG튜브가 튜브고정플랜지와 함께 튜브고정판상에 회전이 불가능한 상태로 견고하게 장착되도록 하는 효과가 있으며, 이러한 장착구조를 스키드의 전,후방에 설치되는 튜브고정판 중 어느 하나의 튜브고정판에만 적용시키더라도 CNG튜브의 회전이 불가능한 상태로 튜브트레일러를 세팅할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 아스팔트 포장이 이루어지지 않거나 돌이 많고 움푹 파인 곳이 많은 도로와 같이 주행여건이 열악한 지역에서 튜브트레일러가 사용될 경우에도, 트레일러 차량에 가해지는 각종 진동이나 충격 등에 의하여 튜브고정판에 장착된 CNG튜브가 풀려나오지 않게 됨으로서, 메니폴드와 그 부속기기들 및 튜브고정판의 손상과 파손을 방지하고 그에 따른 유지보수나 교체 비용 또한 최대한으로 절감시키는 효과가 있으며, 이로 인하여 튜브트레일러의 사용에 따른 경제성과 편의성을 향상시킴은 물론, 대형사고나 대형화재의 위험을 사전에 차단시켜 우수한 안전성을 확보토록 하는 효과가 있는 것이다.

특히, 상기 튜브고정플랜지와 함께 스키드의 측면지지대 및 튜브스토퍼를 튜브회전방지장치로 추가 적용시킨 경우에는, 스키드에 장착된 CNG튜브 뿐만 아니라 메니폴드로 이루어지는 컨트롤부 또한 보다 더 안전하고 견고하게 지지토록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 트레일러 차량으로부터 전달되는 각종 진동이나 충격을 한층 더 효과적으로 지지토록 함에 따라, CNG튜브의 회전 및 메니폴드의 손상을 보다 더 완벽하게 방지할 수 있는 우수한 기능의 튜브트레일러를 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 튜브회전방지장치는 용접방식에 의하지 아니하고 각각의 CNG튜브를 튜브고정판상에 회전이 불가능하도록 장착시킬 수 있으므로, CNG튜브 에 부여된 사용기간이 경과하거나 국가별로 요구하는 재검사 기간이 될 경우, 튜브고정플랜지와 튜브스토퍼의 분해에 따라 각각의 CNG튜브를 스키드로부터 매우 손쉽게 분리할 수 있게 되며, 이로 인하여 CNG튜브의 재검사에 따른 절차 또한 매우 용이하게 수행토록 하는 등의 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 튜브회전방지장치의 제 1요부를 이루는 구성요소로서 CNG튜브(3)를 튜브고정판(5)에 장착시키기 위한 튜브고정플랜지(20)는 도 5의 (가) 및 (나)에 도시되어 있는 바와 같이, 원판 형상의 몸체 중앙부에는 CNG튜브(3)의 네크(3a)를 따라 나사식으로 체결되는 링(Ring) 형상의 네크수납부(21)가 돌출 형성되고, 상기 네크수납부(21)의 후방측 외주연부에는 튜브고정판(5)과 체결 고정되는 플랜지부(22)가 형성되어 있다.

상기 네크수납부(21)의 중앙에는 네크(3a)의 외주면을 따라 나사식으로 체결되는 튜브체결공(20a)이 형성되는 동시에, 링 형상의 네크수납부(21) 몸체를 따라서는 튜브고정공(21a)이 관통 형성되어 있으며, 상기 플랜지부(22)를 따라서도 볼트체결공(22a)이 관통 형성되는 바, 도면상 네크수납부(21)에는 4개의 튜브고정공(21a)이 형성되어 있고, 플랜지부(22)에는 8개의 볼트체결공(22a)이 형성되어 있다.

그러나, 네크수납부(21)와 플랜지부(22)에 형성되는 튜브고정공(21a)과 볼트 체결공(22a)의 개수는 도면에 도시된 것으로 한정되지 아니하며, 네크수납부(21)에는 최소 1개 이상의 튜브고정공(21a)이 형성되고, 플랜지부(22)에는 최소 2개 이상의 볼트체결공(22a)이 형성된다는 조건이면 충분하며, 튜브체결공(20a)을 제외한 네크수납부(21)나 플랜지부(22)의 외관적인 형태 또한 원형 이외에도 육각형이나 팔각형 등의 형상을 가질 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

상기와 같은 튜브고정플랜지(20)를 이용한 CNG튜브(3)의 장착과정은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 네크수납부(21)에 형성된 튜브체결공(20a)이 CNG튜브(3)의 네크(3a)를 따라 나사식으로 체결되도록 하여 튜브고정플랜지(20)를 CNG튜브(3)와 체결 고정시키되, 네크수납부(21)에 형성된 튜브고정공(21a)이 CNG튜브(3)의 네크(3a)에 형성된 튜브고정홈(3b)과 대응되도록 하게 된다.

상기와 같은 상태에서 각각의 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)을 따라 볼트나 핀 형상의 튜브고정수단(13)을 삽입하여 상기 튜브고정수단(13)이 튜브고정플랜지(20)상에 고정되도록 설치하게 되면, 튜브고정플랜지(20)와 CNG튜브(3)가 튜브고정수단(13)에 의하여 체결부를 중심으로 상대회전이 불가능한 상태로 1차 조립되며, 이와 같이 CNG튜브(3)와 1차 조립된 튜브고정플랜지(20)의 플랜지부(22)를 튜브고정판(5)과 맞대어, 플랜지부(22)에 형성된 볼트체결공(22a)이 튜브고정판(5)의 체결공(5a)과 대응되도록 하게 된다.

상기와 같은 상태에서 플랜지부(22)의 볼트체결공(22a)과 튜브고정판(5)의 체결공(5a)을 따라 체결볼트(11)를 삽입시켜 각각의 체결볼트(11)에 너트(12)를 체결시키게 되면, 해당 CNG튜브(3)가 튜브고정플랜지(20)와 함께 튜브고정판(5)상에 회전이 불가능한 상태로 견고하게 장착되는 것이며, 네크(3a)의 튜브고정홈(3b)과 튜브고정판(5)의 체결공(5a)은 네크수납부(21) 및 플랜지부(22)에 형성된 튜브고정공(21a) 및 볼트체결공(22a)과 동일한 간격을 두고 동일한 개수로 형성된다.

그리고, 도면상 본 발명의 튜브고정플랜지(20)가 튜브고정판(5)의 후방측에 위치한 상태에서, 네크수납부(21)가 튜브고정판(5)을 관통하여 삽입되는 한편 플랜지부(22)는 튜브고정판(5)과 밀착되는 것으로 도시되어 있는 바, 이는 튜브고정플랜지(20)가 튜브고정판(5)을 통하여 노출되는 부분을 최소화시키도록 하는 동시에, 튜브고정플랜지(20)와 튜브고정판(5)의 조립에 따른 결합력을 향상시키도록 한 것으로서, 이와는 달리 튜브고정플랜지(20)가 도면상 튜브고정판(5)의 전방측에 위치토록 한 상태에서, 전술한 장착방식에 따라 CNG튜브(3)를 튜브고정판(5)에 장착시킬 수도 있다.

이와 더불어, 네크(3a)에 형성되는 상기 튜브고정홈(3b)은 CNG튜브(3)의 장착작업 이전에 네크(3a)의 표면에 형성된 나사산의 깊이만큼 미리 드릴가공을 행하여 형성된 홈일 수도 있고, 튜브고정플랜지(20)를 네크(3a)에 1차적으로 체결시킨 이후 네크수납부(21)에 형성된 튜브고정공(21a)을 따라 드릴공구를 삽입시켜 네크(3a)의 표면에 형성된 나사산의 깊이만큼 드릴가공을 행함으로서 형성된 홈일 수도 있다.

또한, 상기 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)은 볼트나 핀 형상을 가지는 튜브고정수단(13)의 종류에 따라 나사식의 구멍이나 홈이 될 수도 있고, 일반적인 원형 또는 테이퍼형의 구멍이나 홈이 될 수도 있으며, 튜브고정홈(3b)의 깊이는 네 크(3a)의 표면에 형성된 나사산의 깊이 정도가 가장 바람직하지만, 이보다 더 깊은 홈으로 형성시킬 수도 있음은 물론이다.

상기 튜브고정홈(3b)을 CNG튜브(3)의 장착작업 이전에 미리 형성시키게 되면, 튜브고정플랜지(20)를 네크(3a)에 체결시킨 상태에서 네크수납부(21)에 형성된 각각의 튜브고정공(21a)을 튜브고정홈(3b)과 대응시키는 작업이 다소 까다로울 수 있으므로, 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)과의 대응 상태를 육안으로 파악하여 튜브고정수단(13)의 설치작업을 용이하게 수행할 수 있도록, 플랜지부(22) 및 네크(3a)의 표면에 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)의 중심선에 해당하는 지시선(L) 등을 형성시키는 것이 바람직하다.

이와는 달리, 튜브고정플랜지(20)를 네크(3a)에 1차적으로 체결시킨 상태에서 네크수납부(21)에 형성된 튜브고정공(21a)을 따라 드릴공구를 삽입시켜 네크(3a)의 표면에 튜브고정홈(3b)을 형성시킨 경우에는, 튜브고정홈(3b)의 드릴가공과 동시에 튜브고정홈(3b)이 튜브고정공(21a)과 자연적으로 대응되므로 튜브고정수단(13)의 설치작업은 용이하게 수행할 수 있으나, 튜브고정홈(3b)의 드릴가공시 발생한 금속칩이나 금속분말을 튜브고정홈(3b)과 튜브고정공(21a)으로부터 제거하는 작업이 병행되어야 하는 단점이 있다.

따라서, 상기 튜브고정홈(3b)을 미리 형성시킬 것인지, 아니면 튜브고정플랜지(20)를 네크(3a)에 1차적으로 체결시킨 이후에 드릴가공에 의하여 형성시킬 것인지는 위와 같은 요건을 고려하여 사용자가 판단하면 되는 것이며, 볼트나 핀 형상을 가지는 상기 튜브고정수단(13)은 네크수납부(21)의 튜브고정공(21a)을 따라 나 사식 또는 끼움식으로 견고하게 설치되어야 함은 물론이고, 튜브고정수단(13)의 하단부측 또한 튜브고정홈(3b)의 내부로 용이하게 삽입 또는 체결될 수 있도록 튜브고정홈(3b)의 형상이나 치수를 고려하여 형성시켜야 함은 물론이다.

그리고, 상기 튜브고정홈(3b)의 깊이는 네크(3a) 두께(나사부를 포함하는 두께임)의 약 1/10 내지 1/5 정도가 되도록 하거나, 가장 바람직하게는 네크(3a)에 형성된 나사산의 깊이만큼 형성시키게 되는 데, 그 이유는 천연가스의 충전과 배출을 위한 밸브 및 배관장치가 네크(3a)와 연결 설치되는 바, 천연가스가 고압으로 저장되는 CNG튜브(3)의 특성상 네크(3a)의 구조적인 강도를 확보할 수 있으면서도, 튜브고정수단(13)에 의하여 CNG튜브(3)의 회전을 보다 완벽하게 방지할 수 있는 범위이기 때문이다.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 튜브고정플랜지(20)와 함께 적용될 수 있는 튜브고정수단(13)을 각 실시예별로 확대 도시한 것으로서, 도 7a는 육각볼트가 되는 고정볼트(131)가 팩킹(132)(또는 와셔) 등을 개재시킨 상태로 네크수납부(21)의 튜브고정공(21a)과 네크(3a)의 튜브고정홈(3b)을 따라 체결 설치된 튜브고정수단(13)을 나타낸 것이고, 도 7b에 도시된 것은 렌치홈(134)이 형성된 렌치볼트(133)가 네크수납부(21)의 튜브고정공(21a)과 네크(3a)의 튜브고정홈(3b)을 따라 체결 설치된 튜브고정수단(13)을 나타낸 것이다.

또한, 도 7c에 도시된 것은 렌치볼트(133)의 상단부가 네크수납부(21)를 통하여 일정 길이만큼 돌출되도록 한 상태에서, 렌치볼트(133)의 상단부에 나일론수지(136)가 개재된 나일론너트(135)를 체결시킨 튜브고정수단(13)을 나타낸 것이고, 도 7d에 도시된 것은 하단부에 핀로드(137a)를 구비하는 녹볼트(137), 일명 탭퍼볼트(Tapper Bolt)를 테이퍼(Taper) 구멍이 되는 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)을 따라 끼움 설치한 상태에서, 네크수납부(21)의 외부로 돌출되는 녹볼트(137)의 상단부에 고정너트(138)를 체결시킨 튜브고정수단(13)을 나타낸 것이다.

또한, 도 7e에 도시된 것은 테이퍼(Taper) 구멍이 되는 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)을 따라 테이퍼핀(139)이 쐐기식으로 끼움 설치된 튜브고정수단(13)을 나타낸 것으로서, 상기 튜브고정수단(13)은 도 7a 내지 도 7e에 도시된 형태의 것으로 한정되는 것이 아니며, 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)을 따라 체결식 또는 끼움식으로 삽입된 상태에서 튜브고정플랜지(20)와 함께 고정 설치될 수 있는 것이라면 이와 유사한 다른 여러 가지 형태의 고정수단을 적용시킬 수 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명에 의한 튜브회전방지장치가 적용된 튜브트레일러(1)의 바람직한 실시예를 나타내는 것으로서, 압축천연가스가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브(3)가 트레일러샤시(2)의 상부측에 고정 설치되도록 한다는 것은 종래의 경우와 동일하며, 상기 튜브고정플랜지(20)와 함께 CNG튜브(3)의 회전을 외부측에서도 억제할 수 있도록 육면체 프레임 구조의 스키드(4)가 CNG튜브(3)의 커버프레임으로서 트레일러샤시(2)에 장착되며, 상기 튜브고정판(5)은 스키드(4)의 전,후방 내측에서 스키드(4)와 함께 고정 설치된다.

또한, 상기 스키드(4)의 좌,우측에는 튜브고정판(5)에 장착된 각각의 CNG튜브(3)를 좌,우측에서 밀착 지지하는 한편, 스키드(4)로부터 CNG튜브(3)가 이탈되지 않도록 하는 다수 개의 측면지지대(8)가 설치되어 있으며, 도면상 스키드(4)의 후방 내측에는 천연가스 차량으로 연료를 충전시키거나 CNG튜브(3)의 내부로 압축천연가스를 저장시키기 위한 메니폴드(Manifold)로서의 컨트롤부(9)가 내장되어 있다.

상기 컨트롤부(9)는 도 9 및 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 스키드(4)의 후방측에 위치하는 튜브고정판(5)의 외측에 구비되며, 상기 튜브고정플랜지(20)의 네크수납부(21)와 함께 튜브고정판(5)을 관통하여 노출되는 각 CNG튜브(3)의 네크(3a) 선단면과 연결 설치되는 것으로서, 도 9 및 도 10에 도시된 것은 각종 튜브트레일러(1)에 적용되는 여러 가지 구조의 메니폴드 중에서 하나의 대표적인 예만을 도시한 것에 불과하며, 이외에도 다른 여러 가지 구조의 메니폴드가 컨트롤부(9)로서 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 컨트롤부(9)를 이루는 메니폴드는 각각의 네크(3a)와 연결 설치되는 개폐밸브(14)와 드레인밸브(15) 및 배기파이프(19)와, 각각의 개폐밸브(14)로부터 연장되는 공급루프(14a)와, 상기 각각의 공급루프(14a)를 파이프커넥터(17a)와 연결시킨 메인파이프(17)와, 상기 메인파이프(17)의 중앙측에서 마스터밸브(18)를 구비한 상태로 하측 방향으로 연장되는 플러그커넥터(16)와, 상기 메인파이프(17)의 중앙측에서 상부로 연장되는 배관상에 설치된 온도게이지(T) 및 압력게이지(P)로 이루어져 있다.

따라서, 상기 플러그커넥터(16)에 천연가스 차량의 충전을 위한 충전플러그를 장착시키거나, CNG튜브(3)의 내부로 압축천연가스를 저장시키기 위한 충전플러 그를 장착시킨 상태에서, 각각의 개폐밸브(14) 및 마스터밸브(18)를 개방시키게 되면, CNG튜브(3)에 저장된 압축천연가스를 천연가스 차량의 충전용기로 배출시키는 작업이나, 충전시설에 구비된 대형저장용기로부터 CNG튜브(3)의 내부로 압축천연가스를 저장시키는 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.

마지막으로, 도 11에 도시되어 있는 것은 상기 튜브고정플랜지(20) 및 스키드(4)의 측면지지대(8)와 함께 스키드(4)에 장착된 CNG튜브(3)를 보다 더 견고하게 지지토록 하여, 트레일러샤시(2)로부터 전달되는 각종 진동이나 충격을 한층 더 효과적으로 지지함으로서, CNG튜브(3)의 회전을 보다 더 완벽하게 방지할 수 있도록 하는 본 발명의 또 다른 요부에 해당하는 구성요소로서의 튜브스토퍼(23)를 나타내는 것이다.

통상적으로 튜브트레일러(1)의 스키드(4)에 장착되는 CNG튜브(3)는 튜브고정판(5)의 높이 방향을 따라 다단 적층식으로 장착되는 바, 상기 튜브고정판(5)에 장착되는 CNG튜브(3) 중에서 최하부층을 이루는 CNG튜브(3)는 튜브결속밴드(6)에 의하여 스키드(4)에 고정 설치되도록 한 상태에서, 상기 최하부층을 제외한 나머지 층을 이루는 CNG튜브(3)의 사이에는 쐐기 형상을 가지는 튜브스토퍼(23)가 설치되도록 한 것이며, 도면상 CNG튜브(3)가 2개의 층을 이루는 것으로 도시되어 있으나, 상기 CNG튜브(3)는 3개 또는 4개의 층으로 하여 스키드(4)상에 장착될 수도 있다.

상기 튜브스토퍼(23)는 수평 방향을 따라 하나의 열(列)을 형성하면서 배열되는 CNG튜브(3)의 사이에 쐐기식으로 삽입되어, 각각의 CNG튜브(3)가 스키드(4)의 측면지지대(8) 사이에서 견고하게 밀착 지지되도록 할 수 있는 것이라면 어떠한 종 류의 것을 사용하더라도 무방하며, 필요에 따라서는 수직 방향을 따라 상,하로 위치하는 CNG튜브(3)의 사이에도 적용시킬 수 있음은 물론이고, 그 재질로는 목재나 플라스틱 등이 적용될 수 있다.

그러나, 튜브스토퍼(23)에 의한 CNG튜브(3)의 고정작업을 보다 합리적이고 견고하게 수행토록 함과 동시에, 트레일러 차량의 운행과정에서 튜브스토퍼(23)가 이탈되지 않도록 하기 위하여, 상기 튜브스토퍼(23)를 쐐기 형상을 가지는 상,하부스토퍼(24)(25)로 분할시킨 다음, 각각의 스토퍼(24)(25)가 CNG튜브(3)의 사이에서 상,하로 위치되도록 하는 한편, 상,하부스토퍼(24)(25)가 막대 형상을 가지는 스터드볼트(26)(Stud Bolt)에 의하여 연결 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 스터드볼트(26)는 그 상단부와 하단부측을 나사부로 형성시켜 상기 나사부가 상,하부스토퍼(24)(25)를 관통하여 일정 길이만큼 돌출되도록 설치되며, 이와 같이 돌출된 스터드볼트(26)의 상,하단부측에 결착너트(26a)를 체결시킴으로서, 상,하부스토퍼(23)(24)가 결착너트(26a)의 체결력에 의하여 CNG튜브(3)와 견고하게 밀착됨은 물론, 각각의 CNG튜브(3)를 양측 방향으로 밀어내는 힘을 작용시킴에 따라 스키드(4)의 측면지지대(8) 사이에서 각각의 CNG튜브(3)가 보다 더 견고하게 고정되도록 할 수 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 튜브회전방지장치로서의 튜브고정플랜지(20)를 튜브고정판(5)과 CNG튜브(3)의 사이에 적용시키게 되면, 튜브고정플랜지(20)의 네크수납부(21)를 관통하여 CNG튜브(3)의 네크(3a)측으로 삽입 설치된 튜브고정수단(13)의 간섭에 따라, 각각의 CNG튜브(3)가 튜브고정플랜지(20)와 함께 튜브고정 판(5)상에 회전이 불가능한 상태로 견고하게 장착되며, 이러한 장착구조를 스키드(4)의 전,후방에 설치되는 튜브고정판(5) 중 어느 하나의 튜브고정판(5)에만 적용시키더라도 CNG튜브(3)의 회전이 불가능한 상태로 튜브트레일러(1)를 세팅할 수 있게 된다.

따라서, 아스팔트 포장이 이루어지지 않거나 돌이 많고 움푹 파인 곳이 많은 도로와 같이 주행여건이 열악한 지역에서 튜브트레일러(1)가 사용될 경우에도, 트레일러 차량에 가해지는 각종 진동이나 충격 등에 의하여 튜브고정판(5)에 장착된 CNG튜브(3)가 풀려나오지 않게 됨으로서, 메니폴드와 그 부속기기 및 튜브고정판(5)의 손상과 파손을 방지하고, 그에 따른 유지보수나 교체 비용 또한 최대한으로 절감시킬 수 있으며, 이로 인하여 튜브트레일러(1)의 사용에 따른 경제성과 편의성을 향상시킴은 물론, 대형사고나 대형화재의 위험을 사전에 차단시켜 우수한 안전성을 확보토록 할 수 있게 된다.

특히, 상기 튜브고정플랜지(20)와 함께 스키드(4)의 측면지지대(8) 및 튜브스토퍼(23)를 튜브회전방지장치로 추가 적용시킨 경우에는, 스키드(4)에 장착된 CNG튜브(3) 뿐만 아니라 메니폴드로 이루어지는 컨트롤부(9) 또한 보다 더 안전하고 견고하게 지지토록 할 수 있으며, 이로 인하여 트레일러 차량으로부터 전달되는 각종 진동이나 충격을 한층 더 효과적으로 지지토록 함에 따라, CNG튜브(3)의 회전 및 메니폴드의 손상을 보다 더 완벽하게 방지할 수 있는 우수한 기능의 튜브트레일러(1)를 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 튜브회전방지장치는 용접방식에 의하지 아니하고 각각 의 CNG튜브(3)를 튜브고정판(5)상에 회전이 불가능하도록 장착시킬 수 있으므로, CNG튜브(3)에 부여된 사용기간이 경과하거나 국가별로 요구하는 재검사 기간이 될 경우, 튜브고정플랜지(20)와 튜브스토퍼(23)의 분해에 따라 각각의 CNG튜브(3)를 스키드(4)로부터 매우 손쉽게 분리할 수 있게 되며, 이로 인하여 CNG튜브(3)의 재검사에 따른 절차 또한 매우 용이하게 수행할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 일반적인 튜브트레일러의 측면도.

도 2는 CNG튜브를 튜브고정판에 장착시키기 위한 종래의 튜브고정너트를 나타내는 정면도.

도 3은 종래의 튜브고정너트에 의한 CNG튜브의 장착상태를 나타내는 조립도.

도 4는 종래의 튜브고정너트에 의한 CNG튜브의 장착상태를 나타내는 정면도.

도 5의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 튜브회전방지장치의 튜브고정플랜지를 나타내는 정면도 및 측단면도.

도 6은 본 발명의 튜브고정플랜지에 의한 CNG튜브의 장착상태를 나타내는 조립도.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 튜브고정수단의 각 실시예를 나타내는 도 6의 결합된 상태의 요부확대 측단면도.

도 8은 본 발명에 따른 튜브회전방지장치가 설치된 튜브트레일러의 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 튜브회전방지장치가 설치된 튜브트레일러의 컨트롤부를 나타내는 측면도.

도 10은 도 9의 정면도.

도 11은 본 발명에 따른 튜브회전방지장치의 튜브스토퍼 설치상태를 나타내는 도 8의 A-A선 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 튜브트레일러 2 : 트레일러샤시 3 : CNG튜브

3a : 네크 3b : 튜브고정홈 4 : 스키드

5 : 튜브고정판 5a : 체결공 6 : 튜브결속밴드

7 : 컨트롤박스 8 : 측면지지대 9 : 컨트롤부

10 : 튜브고정너트 10a : 튜브체결공 10b : 볼트체결공

11 : 체결볼트 12 : 너트 13 : 튜브고정수단

14 : 개폐밸브 14a : 공급루프 15 : 드레인밸브

16 : 플러그커넥터 17 : 메인파이프 17a : 파이프커넥터

18 : 마스터밸브 19 : 배기파이프 20 : 튜브고정플랜지

20a : 튜브체결공 21 : 네크수납부 21a : 튜브고정공

22 : 플랜지부 22a : 볼트체결공 23 : 튜브스토퍼

24 : 상부스토퍼 25 : 하부스토퍼 26 : 스터드볼트

26a : 결착너트 131 : 고정볼트 132 : 팩킹

133 : 렌치볼트 134 : 렌치홈 135 : 나일론너트

136 : 나일론수지 137 : 녹볼트 137a : 핀로드

138 : 고정너트 139 : 테이퍼핀 P : 압력게이지

T : 온도게이지 L : 지시선

Claims (4)

1. 압축천연가스(CNG: Compressed Natural Gas)가 저장된 다수 개의 원통형 CNG튜브(3)가 트레일러샤시(2)용 스키드(4)의 튜브고정판(5)에 장착되어 압축천연가스를 이동식으로 충전시키도록 한 튜브트레일러(1)에 있어서,

   상기 각각의 CNG튜브(3)는 튜브고정플랜지(20)에 의하여 튜브고정판(5)과 연결 설치되며,

   상기 튜브고정플랜지(20)의 중앙부에는 CNG튜브(3)의 네크(3a)가 관통하여 체결되는 네크수납부(21)가 돌출 형성되고, 상기 네크수납부(21)의 후방측 외주연부에는 튜브고정판(5)과 체결 고정되는 플랜지부(22)가 형성되며,

   상기 네크수납부(21)에는 튜브고정공(21a)이 형성되고, 상기 CNG튜브(3)의 네크(3a)에는 튜브고정공(21a)과 대응되는 튜브고정홈(3b)이 형성되며,

   상기 튜브고정플랜지(20)의 네크수납부(21)에는 튜브고정공(21a)과 튜브고정홈(3b)을 따라 삽입되는 볼트 또는 핀 형상의 튜브고정수단(13)이 설치되는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트레일러샤시(2)의 상부에는 튜브고정판(5)에 장착된 CNG튜브(3)를 외측에서 커버하는 육면체 프레임 구조의 스키드(4)가 고정 설치되며,

   상기 스키드(4)의 좌,우 측면부에는 튜브고정판(5)에 장착된 CNG튜브(3)를 밀착시키는 측면지지대(8)가 설치되는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 CNG튜브(3)는 튜브고정판(5)의 높이 방향을 따라 다단 적층식으로 장착되며,

   상기 튜브고정판(5)에 장착되는 CNG튜브(3) 중에서 최하부층을 이루는 CNG튜브(3)는 튜브결속밴드(6)에 의하여 스키드(4)에 고정 설치되고,

   상기 최하부층을 제외한 나머지 층을 이루는 CNG튜브(3)의 사이에는 쐐기 형상의 튜브스토퍼(23)가 설치되는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 튜브스토퍼(23)는 각각의 CNG튜브(3) 사이에서 상,하로 삽입되는 쐐기 형상의 상,하부스토퍼(24)(25)로 분할 형성되고, 상기 상,하부스토퍼(24)(25)는 스터드볼트(26)에 의하여 연결 설치되며,

   상기 상,하부스토퍼(24)(25)를 관통하여 돌출되는 스터드볼트(26)의 단부측에는 결착너트(26a)가 체결 설치되는 것을 특징으로 하는 압축천연가스 충전용 이동식 튜브트레일러의 튜브회전방지장치.

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