KR101695242B1 - 차량의 가스탱크 마운트 장치 및 그를 이용한 가스탱크 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 탱크 마운트 장치 및 그를 이용한 가스탱크 조립체에 관한 것으로서, 본 발명의 일측면에 의하면, 복수 개의 가스 탱크를 지지하는 지지부 및 차량에 고정되는 고정부를 포함하는 복수 개의 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 복수 개의 가스 탱크를 상기 베이스 프레임에 고정시키는 복수 개의 고정 수단; 상기 복수 개의 베이스 프레임을 서로 연결하며, 가스 탱크의 길이 방향을 따라 연장되는 복수 개의 가이드 프레임; 및 상기 복수 개의 가이드 프레임 중 상기 복수 개의 가스 탱크 사이에 배치되는 가이드 프레임에 구비되는 가스관 체결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 마운트 장치가 제공된다.

Description

차량의 가스탱크 마운트 장치 및 그를 이용한 가스탱크 조립체{MOUNT APPARATUS FOR A GAS TANK OF A VEHICLE AND GAS TANK ASSEMBLY USING THE SAME}

본 발명은 가스 탱크 마운트 장치 및 그를 이용한 가스탱크 조립체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 LNG 등의 연료가스를 저장하기 위한 가스 탱크를 차량에 장착하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 연료로는 휘발유 또는 경유와 같은 연료가 널리 사용되고 있지만, 환경에 대한 악영향을 줄이고자 하는 의도에서 오염물질의 배출이 적은 대체 연료를 사용하는 경우가 늘고 있다. CNG(Compressed Natural Gas)는 이러한 대체 연료로서 널리 사용되고 있는 연료로서, 천연가스·석탄가스·오일가스·유정(油井)가스·탄갱(炭坑)가스 등의 가스를 200기압 이상으로 압축하여 액화한 상태로 사용하게 된다.

이러한 CNG의 경우 종래의 경우에 비해서 오염물질의 배출정도가 현저히 낮을 뿐만 아니라, 기존 차량의 엔진을 크게 변경하지 않고서도 사용할 수 있는 장점이 있다. 다만, 상술한 바와 같이 고압으로 압축된 상태로 사용되므로, 이를 안전하게 보관하고, 연료공급계통으로 안정적으로 연료를 공급할 수 있도록 하는 수단을 필요로 하게 된다.

구체적으로, 상기와 같은 CNG를 이용하기 위해서는 고압에 견딜 수 있는 가스 탱크 및 가스 탱크로부터 고압의 압축가스를 연료공급계통으로 감압하여 공급하기 위한 감압밸브를 필요로 한다. 따라서, 상기 가스 탱크는 차량의 운행 중에 가해지는 충격으로부터 가스를 안정적으로 보관할 수 있도록 특수한 구조를 갖는 것이 사용되어 왔다. 이러한 가스 탱크의 일 예가 "대한민국 실용신안공고 1996-0005988 호"에 개시된 바 있다.

한편, 상기와 같은 가스 탱크는 충격뿐만 아니라 차량에 화재가 발생한 경우에는 탱크가 화재로 인해 손상되기 전에 내부의 고압 가스를 신속히 배출할 수 있어야 한다. 이를 위해서, 상기 감압밸브에는 감압기구(Pressure Relief Device, PRD)가 장착된다. 이러한 감압기구가 구비된 가스 탱크의 일예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 가스 탱크(1)는 차량의 화재로 인하여 손상되기 전에 내부의 고압 가스를 강제로 배출시킬 수 있도록, 상기 가스 탱크(1)에는 연료의 공급 및 배출을 위한 감압밸브(3)가 장착되어 있으며, 상기 감압밸브(3)에 감압기구(10)가 장착되어 있다. 상기 감압기구(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 감압밸브(3)에 구비된 탱크연결통로(3a)와 외부연결통로(3b) 사이에 설치된 것으로, 피스톤(11)과 스프링(13) 및 열에 잘 녹는 가용금속(15)을 포함하여 구성된다.

상기 가용금속(15)은 평상시 피스톤(11)의 움직임을 구속하고 있다가 감압밸브(3)의 온도가 대략 110℃ 정도가 되면 열에 의해 용융되고, 상기 가용금속(15)이 용융되면 피스톤(11)은 가스 탱크(1)내의 가스 압력에 의해 도 2의 상태에서 좌측으로 이동하게 된다.

이에 따라, 탱크연결통로(3a)와 외부연결통로(3b)가 서로 연결됨으로써 가스 탱크(1)내의 가스는 화살표 M1, M2와 같이 외부로 빠르게 배출되고, 이로 인해 가스 탱크(1)가 폭발하는 것을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 복수 개의 탱크가 구비되는 경우에는 각각의 가스탱크마다 상기와 같은 감압밸브가 구비되게 된다. 이때, 차량에 국부적인 화재가 생기는 경우에, 특히 상기 감압밸브가 구비되지 않은 측에 국부적인 화재가 발생하는 경우에는 상기와 같은 가스 배출이 이루어지기가 어려울 수 있다.

본 발명은 또한, 상기와 같은 가스 탱크 마운트 장치를 포함하는 가스 탱크 조립체를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

삭제

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 복수 개의 가스 탱크를 지지하는 지지부 및 차량에 고정되는 고정부를 포함하는 복수 개의 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 복수 개의 가스 탱크를 상기 베이스 프레임에 고정시키는 복수 개의 고정 수단; 상기 복수 개의 베이스 프레임을 서로 연결하며, 가스 탱크의 길이 방향을 따라 연장되는 복수 개의 가이드 프레임; 및 상기 복수 개의 가이드 프레임 중 상기 복수 개의 가스 탱크 사이에 배치되는 가이드 프레임에 구비되는 가스관 체결수단;을 포함하고, 상기 가스관 체결수단은 인접한 두 개의 탱크를 연결하는 가스관을 체결하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 마운트 장치가 제공된다.

여기서, 상기 베이스 프레임은 아치 형태를 가지며, 상기 복수 개의 가이드 프레임은 상기 베이스 프레임의 양단부 부근에 각각 결합되는 단부 가이드 프레임 및 상기 단부 가이드 프레임 사이에 배치되는 중앙 가이드 프레임을 포함하고, 상기 가스관 체결수단은 상기 중앙 가이드 프레임에 형성될 수 있다.

또한, 상기 가스관 체결수단은 상기 중앙 가이드 프레임으로부터 돌출되도록 배치되는 복수 개의 체결 브라켓을 포함할 수 있다.

또한, 상기 체결 브라켓은 그 표면으로부터 돌출되도록 형성되는 후크부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임은 상기 중앙 가이드 프레임에 대해서 대칭으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 복수 개의 가스 탱크를 지지하는 지지부 및 차량에 고정되는 고정부를 포함하는 복수 개의 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 복수 개의 가스 탱크를 상기 베이스 프레임에 고정시키는 복수 개의 고정 수단; 상기 복수 개의 베이스 프레임을 서로 연결하며, 가스 탱크의 길이 방향을 따라 연장되는 복수 개의 가이드 프레임; 상기 베이스 프레임 및 고정 수단에 의해 체결되는 복수 개의 가스 탱크; 및 상기 각각의 가스 탱크에 구비되는 복수 개의 감압밸브;를 포함하고, 상기 감압밸브 중 적어도 일부는 상기 가이드 프레임의 일측 단부에 위치하고, 나머지 일부는 상기 가이드 프레임의 타측 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 조립체가 제공된다.

여기서, 상기 복수 개의 가이드 프레임 중 상기 복수 개의 가스 탱크 사이에 배치되는 가이드 프레임에 구비되는 가스관 체결수단; 및 상기 가스관 체결수단에 체결되며, 양단에 각각 상기 감압밸브가 연결되는 상호 연결관;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 가스관 체결수단은 상기 중앙 가이드 프레임으로부터 돌출되도록 배치되는 복수 개의 체결 브라켓을 포함할 수 있다.

또한, 상기 체결 브라켓은 그 표면으로부터 돌출되도록 형성되는 후크부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 가스 탱크는 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일측면에 의하면, 복수 개의 가스 탱크들을 서로 연결하는 가스관을 고정할 수 있는 수단이 가스 탱크 사이에서 연장되는 가이드 프레임에 제공됨으로써, 복수 개의 가스 탱크 사이를 지나는 가스관을 가스 탱크 사이에 고정할 수 있게 되므로, 결과적으로 복수 개의 가스 탱크들을 지그재그 형태로 배치할 수 있게 된다.

아울러, 가스 탱크를 고정하는 마운트 장치를 구성하는 가이드 프레임에 가스관을 고정하기 위한 고정 수단이 제공되므로 가스관을 보다 용이하게 고정할 수 있고, 마운트 장치의 전체 구성도 단순화할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 일반적인 가스 탱크 마운트 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 감압밸브의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스 탱크 마운트 장치의 일 실시예가 적용된 가스 탱크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 3 중 가스 탱크 및 커버를 제외한 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5 중 감압밸브를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 7은 도 5 중 체결 브라켓 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 가스 탱크 마운트 장치 및 가스 탱크 조립체의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 가스 탱크 마운트 장치의 일 실시예가 적용된 가스 탱크 조립체를 도시한 사시도로서, 도 3을 참조하면 상기 실시예(100)는 두 개의 가스 탱크(102, 104)를 포함하고 있다. 상기 각각의 가스 탱크(102, 104)들은 입구가 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 상기 가스 탱크들은 차량에 탑재되어 연료로 공급되는 고압의 압축 가스를 저장하는 저장소로서 기능하게 된다.

구체적으로 상기 가스 탱크는 내부가 비어 있는 원통형의 실린더와 상기 실린더의 양단에 구비되는 반구로 이루어지는 라이너 및 상기 라이너의 외측면에 구비되는 섬유강화 플라스틱 층을 포함하도록 구성된다.

한편, 상기 가스 탱크(102, 104)를 차량에 장착하기 위한 마운트 장치의 일부로서 베이스 프레임(110)이 구비된다. 상기 베이스 프레임(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 대략 아치형으로 이루어지며, 중앙을 기준으로 양측에 상기 각각의 가스 탱크를 지지하기 위한 지지부(116)가 형성되어 있다. 상기 지지부(116)는 상기 가스 탱크의 외형에 대응되도록, 대략 반원 형태를 갖도록 구성된다.

상기 베이스 프레임의 양측 단부에는 상기 베이스 프레임(110)을 차량에 고정하는 고정부(112)가 구비된다. 상기 고정부(112)는 대응되는 차체의 표면 형태에 맞도록 형성될 수 있으며, 도 3 및 4에서는 평면의 형태를 갖는다. 그리고, 상기 고정부(112)에는 차체에 베이스 프레임을 고정하기 위한 고정 수단으로서의 체결 볼트(미도시)가 체결되기 위한 볼트 삽입공(114)이 형성되어 있다. 상기 베이스 프레임의 대략 중앙부에는 보강부(118)가 구비된다. 상기 보강부(118)는 가스 탱크의 무게로 인해서 상기 베이스 프레임이 하향으로 쳐지는 것을 방지할 수 있도록, 다른 부분에 비해서 두껍게 형성된다.

그리고, 상기 베이스 프레임은 복수 개, 도시된 예에서는 2개가 구비된다. 상기 두 개의 베이스 프레임(110)은 상기 가스 탱크의 길이에 따라서 적정 거리만큼 이격되어 배치되며, 이들 베이스 프레임(110)을 서로 연결하기 위한 가이드 프레임이 구비된다.

상기 가이드 프레임은 도시된 바와 같이 총 3개를 포함하며, 길이 방향을 따라서 연장되는 봉의 형태를 갖는다. 여기서, 설명의 편의를 위해서 상기 베이스 프레임의 양단에 구비되는 가이드 프레임을 단부 가이드 프레임(140), 베이스 프레임의 중앙에 구비되는 가이드 프레임을 중앙 가이드 프레임(142)으로 칭한다. 여기서, 상기 중앙 가이드 프레임(142)에는 복수 개의 체결 브라켓(144)이 형성된다. 상기 각각의 체결 브라켓(144)은 상기 중앙 가이드 프레임(142)으로부터 일 방향을 따라서 돌출된 판재 형태를 가지며, 가스관의 체결을 용이하게 하기 위해 후술할 후크부를 구비한다.

한편, 상기 각각의 가스 탱크(102, 104)에는 감압밸브(120, 130)가 각각 장착된다. 상기 감압밸브(120, 130)은 내부에 상술한 바와 같은 가용금속이 포함된 PRD(미도시)가 구비되어 있어 화재시 상기 PRD가 작동하여 내부에 저장된 압축가스를 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다.

아울러, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 가스 탱크를 베이스 프레임에 고정시키기 위한 고정 수단으로서의 고정 벨트(150)가 구비된다. 상기 고정 벨트(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 일측 단부(152)가 상기 베이스 프레임의 힌지 결합부(111)에 힌지 결합되는 한 쌍의 벨트를 포함하고, 상기 각각의 벨트의 타측 단부에는 조임부(154, 155)가 형성된다. 상기 두 개의 조임부에는 조임 볼트(156)가 체결되어, 조임 볼트의 회전에 의해 상기 고정 벨트가 상기 가스 탱크를 상기 베이스 프레임에 대해서 고정시킬 수 있도록 구성된다.

마지막으로, 상기 가스 탱크의 하측면에는 보호 커버(160)가 구비되어 있다. 상기 보호 커버(160)는 노면으로부터의 이물질이나 기타에 의한 충격으로부터 상기 가스 탱크를 보호하기 위해서 구비되는 것이며, 상기 베이스 프레임에 탈부착 가능하게 장착된다. 아울러, 보호 커버를 분리하지 않고서도 상기 감압 밸브의 상태를 확인할 수 있도록 하는 관측창(162)이 형성된다. 이때, 상기 두 개의 관측창(162)은 상기 감압밸브의 위치에 맞게 지그재그 형태로 배치됨을 알 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 가스 탱크 조립체에 구비되는 가스관의 배치구조에 대하여 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 가스 탱크 조립체는 상기 두 개의 감압밸브를 서로 연결하기 위한 상호 연결관(170)을 포함한다. 상기 상호 연결관(170)은 외부로부터 공급된 가스를 두 개의 탱크로 분배하거나, 두 개의 탱크로부터 배출된 가스를 모아서 연료분사계통으로 공급하는 역할을 한다.

상기 실시예에서는 상기 두 개의 감압밸브가 지그재그 형태로 배치되므로 양자를 서로 연결하기 위해서는 상기 가스 탱크의 길이 방향을 따라서 연장되어야 한다. 그리고, 상기 상호 연결관(170)의 일측 단부에는 T자형 커넥터(172)가 연결되고, 상기 T자형 커넥터(172)의 일측은 상기 감압밸브(120)와 연결되는 제1 배관(174)이 연결될 수 있다. 여기서, 상기 상호 연결관(170)을 제외한 나머지 배관에 대해서는 상기 가스 탱크가 탑재되는 차량의 구조에 따라서 임의로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 상기 감압밸브(130) 또는 상기 T자형 커넥터에 차량의 연료공급계통 또는 가스 충전구와 연결되는 제2 배관(176)이 연결될 수도 있다.

한편, 상기 체결 브라켓(144)은 상기 중앙 가이드 프레임(142)으로부터 소정 거리만큼 돌출되도록 형성되며, 일측면에 상기 상호 연결관(170)을 체결하기 위한 후크부(146)가 형성되어 있다. 상기 후크부(146)는 상기 상호 연결관(170)을 고정할 수 있는 임의의 형태를 가질 수 있다. 도시된 예에서는 총 3개의 체결 브라켓이 상기 중앙 가이드 프레임(142)을 따라서 가스 탱크의 길이 방향으로 배치되어 있으므로, 상기 상호 연결관(170)이 처지거나 변형되는 일 없이 안정적으로 지지될 수 있다.

상기 실시예에서는 두 개의 가스 탱크에 가스가 충전되거나, 가스 탱크로부터 연료공급계통으로 연료를 공급하는 방식은 기존의 가스 탱크 조립체에서 사용되던 방식을 채용할 수 있으므로, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다. 만일, 차량에 화재가 발생하거나 상기 가스 탱크 주위에 화재가 발생할 경우 상기 각각의 감압 밸브에 장착된 PRD가 가열되게 된다. PRD의 온도가 상술한 바와 같이 가용 금속이 용융될 수 있는 110℃ 정도로 가열되면 가용 금속이 용융되면서 가스 탱크 내부에 충전된 가스가 외부로 배출되게 된다.

만일, 화재의 범위가 넓은 경우에는 상기 두 개의 감압 밸브가 모두 가열되면서 두 개의 가스 탱크로부터 가스가 배출될 것이다.

삭제

삭제

102, 104 : 가스 탱크
110 : 베이스 프레임
120, 130 : 감압 밸브
140 : 가이드 프레임
150 : 고정 벨트
160 : 보호 커버
170 : 상호 연결관

Claims (10)

1. 복수 개의 가스 탱크를 지지하는 지지부 및 차량에 고정되는 고정부를 포함하는 복수 개의 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 복수 개의 가스 탱크를 상기 베이스 프레임에 고정시키는 복수 개의 고정 수단;
   상기 복수 개의 베이스 프레임을 서로 연결하며, 가스 탱크의 길이 방향을 따라 연장되는 복수 개의 가이드 프레임; 및
   상기 복수 개의 가이드 프레임 중 상기 복수 개의 가스 탱크 사이에 배치되는 가이드 프레임에 구비되는 가스관 체결수단;을 포함하고,
   상기 가스관 체결수단은 상기 복수 개의 가스 탱크 사이에 배치되는 가이드 프레임으로부터 돌출되도록 배치되는 복수 개의 체결 브라켓을 포함하며, 상기 복수 개의 체결 브라켓은 그 표면으로부터 돌출되도록 형성되는 후크부를 포함며, 상기 후크부는 인접한 두 개의 탱크를 연결하는 가스관을 체결하는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 마운트 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 프레임은 아치 형태를 가지며,
   상기 복수 개의 가이드 프레임은,
   상기 베이스 프레임의 양단부 부근에 각각 결합되는 단부 가이드 프레임 및 상기 단부 가이드 프레임 사이에 배치되는 중앙 가이드 프레임을 포함하고,
   상기 가스관 체결수단은 상기 중앙 가이드 프레임에 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 마운트 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,
   상기 베이스 프레임은 상기 중앙 가이드 프레임에 대해서 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 마운트 장치.
6. 복수 개의 가스 탱크를 지지하는 지지부 및 차량에 고정되는 고정부를 포함하는 복수 개의 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임에 결합되며, 상기 복수 개의 가스 탱크를 상기 베이스 프레임에 고정시키는 복수 개의 고정 수단;
   상기 복수 개의 베이스 프레임을 서로 연결하며, 가스 탱크의 길이 방향을 따라 연장되는 복수 개의 가이드 프레임;
   상기 베이스 프레임 및 고정 수단에 의해 체결되는 복수 개의 가스 탱크; 및
   상기 각각의 가스 탱크에 구비되는 복수 개의 감압밸브; 및
   상기 복수 개의 가이드 프레임 중 상기 복수 개의 가스 탱크 사이에 배치되는 가이드 프레임으로부터 돌출되도록 배치되는 복수 개의 체결 브라켓을 포함하며, 상기 복수 개의 체결 브라켓은 그 표면으로부터 돌출되도록 형성되는 후크부를 포함하는 가스관 체결수단;
   상기 후크부에 체결되며, 양단에 각각 상기 감압밸브가 연결되는 상호연결관을 포함하고,
   상기 감압밸브 중 적어도 일부는 상기 가이드 프레임의 일측 단부에 위치하고, 나머지 일부는 상기 가이드 프레임의 타측 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 조립체.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 가스 탱크는 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 탱크 조립체.

Images