KR101790007B1 - 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치 - Google Patents

가스용기용 혼합형 팽창 시험장치 Download PDF

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이선규
이승국
이연재
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한국가스안전공사
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Abstract

본 발명은, 가스용기가 수납되고, 작동유체가 담수되는 수조; 상기 수조에 개폐 가능하게 안착되는 커버부재; 상기 커버부재를 상기 수조 측으로 가압하여 상기 수조와 상기 커버부재 사이의 간격으로 작동유체가 유실되는 것을 방지하는 실링부; 상기 가스용기에 충진되는 가스가 담겨지는 가스탱크로부터 연장되고 상기 커버부재를 통과하여 상기 가스용기에 연결되는 공급관; 상기 공급관에 설치되고 상기 가스탱크에 충진되는 가스를 상기 가스용기에 공급하는 가스부스터; 상기 공급관에 설치되는 공급밸브; 상기 수조로부터 배출되는 작동유체의 무게를 측정하여 상기 가스용기의 체적 변화량을 판단하는 측정부; 상기 공급밸브와 상기 가스용기 사이의 상기 공급관으로부터 분기되고 상기 공급탱크에 연결되는 회수관; 및 상기 회수관에 설치되는 회수밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스용기용 혼합형 팽창 시험장치 {COMBINATION TESTING DEVICE FOR EXPAND TEST OF GAS CYLINDER}
본 발명은 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하나의 시험장치를 사용하여 혼합형 팽창 시험 및 비혼합형 팽창 시험을 선택하여 진행할 수 있고, 팽창 시험장치를 제작하는데 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 기체는 많은 부피를 차지함으로 이송이나 운반을 하는 경우 액화기체용 금속용기에 저장하게 되고, 기체를 액화하기 위해서는 고압축을 하여 기화점을 높이게 되므로 액화기체용 금속용기는 높은 압력에서 변형을 일으키지 않을 정도의 높은 내압성이 요구된다.
또한, 기체 특히 수소의 경우 금속과 반응하여 수소취화(수소취화란 수소분자가 금속분자 사이를 지나가면서 금속분자 사이의 거리를 증가시켜 강도를 저하시키는 것을 의미함)를 일으키기 때문에 수소 저장용(예를들어, 수소연소전지, 수소연료전지, 수소배관) 금속용기는 이러한 수소에 대해 수소취화성이 낮아야한다.
금속용기가 고압력에서 변형되거나 수소취화가 생기는 경우, 취성증가로 금속용기가 파손되어 폭발의 위험이 있다.
따라서, 금속용기의 내압성 실험은 매우 중요하다. 액화기체 저장용 금속용기의 내압성 실험은 금속용기 내에 액체를 채우고 가압수단에 의해 금속용기 내부에 주입액체를 주입하여 어느 정도의 압력에 금속용기가 변형을 일으키는 지를 실험하게 된다.
종래의 시험장치는, 금속용기에 액체를 채우고 가압수단에 의해 주입액체를 주입하는 액체식 금속용기 내압성 실험장치가 있으나, 금속용기에 액체를 채우고 내압성 실험을 하는 경우, 어느 정도의 압력에서 금속용기가 변형을 일으키게 되는지 분석, 측정이 가능하나, 기체(특히 수소)에 대해 금속용기가 어느 정도의 기체취화성이 있는지 에 대해서 알 수가 없다.
따라서 실제 사용상에서 기체취화에 의해 금속용기가 파손될 위험이 존재하는 지에 대해 알 수 없는 문제가 있다.
또한, 종래의 시험장치는, 금속용기 내에 기체를 채워 가압수단으로 금속용기 내부에 주입액체 또는 주입기체를 주입하여 내압성 실험을 하는 종래의 기체식 내압성 실험장치가 있으며, 내압성 실험에서는 폭발성이 있는 기체(특히 수소)에 대해 총량의 규제를 받고 있기 때문에, 기체를 이용하여 실험하기 어려운 문제점을 가지게 된다.
또한, 실험 중 하자가 있는 금속용기의 경우, 폭발에 위험성을 가지고 있는 문제가 있으므로 실험에 사용되는 기체의 양을 규제범위 내로 제한하면서, 실제 사용 태양처럼 기체를 금속용기 내부에 접촉시키고, 원하는 압력을 가하면서 실험할 수 있는 금속용기 내압성 실험장치가 요구된다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 금속용기 내압성 시험장치가 개발되었으며, 종래기술에 따른 시험장치는, 내압성 실험 대상이 되는 금속용기와, 금속 용기 내부에 구비되고, 내부에 액체가 채워진 탄성튜브와, 탄성튜브 내에 압력을 가함으로써 탄성튜브를 팽창시키는 가압수단과, 금속용기 내부와 탄성튜브 사이에 충진되어, 탄성튜브의 팽창에 의해 금속용기 내부에 압력을 가하게 되는 기체와, 금속용기 내부의 압력을 측정하는 압력측정기를 포함한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1113784호(2012년 02월 27일 공고, 발명의 명칭 : 금속용기 내압성 실험장치 및 그 실험장치를 이용한 금속용기 내압성 실험방법)에 개시되어 있다.
종래기술에 따른 실험장치는, 탄성튜브를 금속용기 내부에 삽입하여 탄성튜브를 팽창시키면서 금속용기의 팽창 정도를 측정하기 때문에 탄성튜브를 금속용기 내부에 삽입하기 어려워 탄성튜브를 금속용기에 삽입시키기 위한 별도의 삽입장치가 요구되어 실험장치가 복잡하고, 실험장치를 제작하는데 소요되는 시간 및 비용을 절감하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 하나의 시험장치를 사용하여 혼합형 팽창 시험 및 비혼합형 팽창 시험을 선택하여 진행할 수 있고, 팽창 시험장치를 제작하는데 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 가스용기가 수납되고, 작동유체가 담수되는 수조; 상기 수조에 개폐 가능하게 안착되는 커버부재; 상기 커버부재를 상기 수조 측으로 가압하여 상기 수조와 상기 커버부재 사이의 간격으로 작동유체가 유실되는 것을 방지하는 실링부; 상기 가스용기에 충진되는 가스가 담겨지는 가스탱크로부터 연장되고 상기 커버부재를 통과하여 상기 가스용기에 연결되는 공급관; 상기 공급관에 설치되고 상기 가스탱크에 충진되는 가스를 상기 가스용기에 공급하는 가스부스터; 상기 공급관에 설치되는 공급밸브; 상기 수조로부터 배출되는 작동유체의 무게를 측정하여 상기 가스용기의 체적 변화량을 판단하는 측정부; 상기 공급밸브와 상기 가스용기 사이의 상기 공급관으로부터 분기되고 상기 공급탱크에 연결되는 회수관; 및 상기 회수관에 설치되는 회수밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 개폐부는, 상기 수조를 감싸도록 설치되는 본체로부터 연장되는 복수 개의 지지대; 복수 개의 상기 지지대를 연결하고 상기 수조와 간격을 유지하며 배치되는 지지플레이트; 및 상기 지지플레이트에 설치되고 상기 수조 측으로 출몰되는 로드에 상기 커버부재가 연결되는 승강실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 실링부는, 상기 수조의 개구부 일측에 출몰 가능하게 설치되는 출몰대; 상기 출몰대로부터 굴곡되어 상기 커버부재 측으로 연장되는 연결대; 상기 연결대로부터 굴곡되고 상기 커버부재 상면 측으로 연장되는 가압대; 및 상기 가압대가 상기 커버부재를 상기 수조 측으로 가압하여 밀폐시키도록 상기 출몰대를 승강시키는 가압실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 간섭방지부는, 상기 출몰대에 형성되는 곡선홈부; 상기 곡선홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 상기 수조의 작동홀부에 형성되는 삽입돌기; 및 상기 출몰대와 상기 가압실린더를 회전 가능하게 연결하는 힌지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 측정부는, 상기 수조로부터 연장되고, 상기 가스용기에 가스가 과충전되어 상기 가스용기가 팽창할 때에 상기 수조에서 배출되는 작동유체가 담기는 측정탱크; 상기 측정탱크와 상기 수조를 연결하는 배출관; 및 상기 측정탱크의 무게 변화를 측정하는 저울을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치는, 수조 및 측정부가 구비되므로 수조 내에 충진되는 작동유체의 배출량을 측정하여 가스용기의 팽창률을 판단할 수 있고, 개폐부 및 실링부에 의해 수조 외부로 작동유체가 유실되는 것을 방지할 수 있어 보다 정확한 가스용기의 팽창률을 계산할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치는, 수조에 작동유체를 충진시키지 않은 상태에서 가스용기로부터 리턴되는 가스의 리턴 양을 측정하여 가스용기가 팽창되었던 체적 변화량을 계산하여 가스용기의 팽창률을 판단할 수 있으므로 팽창 시험을 간소화할 수 있고, 가스용기의 팽창 시험에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치의 개폐부 및 실링부가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치의 실링부 및 간섭방지부가 도시된 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치의 실링부 및 간섭방지부가 도시된 작동 상태도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치의 개폐부 및 실링부가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치의 실링부 및 간섭방지부가 도시된 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치의 실링부 및 간섭방지부가 도시된 작동 상태도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치는, 가스용기(100)가 수납되고, 작동유체가 담수되는 수조(12)와, 수조(12)에 개폐 가능하게 안착되는 커버부재(14)와, 커버부재(14)를 이동시키면서 수조(12)를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부(16)와, 커버부재(14)를 수조(12) 측으로 가압하여 수조(12)와 커버부재(14) 사이의 간격으로 작동유체가 유실되는 것을 방지하는 실링부(30)와, 가스용기(100)에 충진되는 가스가 담겨지는 가스탱크로부터 연장되고 커버부재(14)를 통과하여 가스용기(100)에 연결되는 공급관(72)과, 공급관(72)에 설치되고 가스탱크에 충진되는 가스를 가스용기(100)에 공급하는 가스부스터(76)와, 공급관(72)에 설치되는 공급밸브(72a)와, 수조(12)로부터 배출되는 작동유체의 무게를 측정하여 가스용기(100)의 체적 변화량을 판단하는 측정부(80)와, 공급밸브(72a)와 가스용기(100) 사이의 공급관(72)으로부터 분기되고 공급탱크(70)에 연결되는 회수관(74)와, 회수관(74)에 설치되는 회수밸브(74a)를 포함한다.
따라서 작업자가 시험 대상물인 가스용기(100)를 수조(12)에 삽입하고, 가스용기(100)의 주입구와 공급관(72)을 연결한 후에 개폐부(16)를 구동시켜 커버부재(14)를 수조(12)의 개구부에 안착시키고, 실링부(30)를 구동시켜 커버부재(14)를 수조(12) 측으로 가압하면서 수조(12) 내부를 밀폐시키게 된다.
이후에, 수조(12)에 연결되는 급수관을 통해 작동유체를 주입함과 동시에 수조(12)에 연결되는 배기관을 통해 수조(12) 내부의 공기를 빼내어 수조(12)와 가스용기(100) 사이의 공간에 작동유체를 충진시킨다.
작동유체의 주입이 완료되면 가스부스터(76)를 구동시켜 공급탱크(70)에 담겨진 가스를 가스용기(100)에 주입하면서 가스용기(100) 내부의 공기를 빼내어 가스용기(100)에 가스를 충진시킨다.
가스용기(100)에 가스의 충진이 완료된 후에도 가스부스터(76)의 구동을 지속하면 가스용기(100) 내부에 압력이 상승되면서 금속재질로 이루어지는 가스용기(100)가 팽창하게 되는데, 이때, 수조(12)에 충진된 작동유체는 배출관(82)을 따라 배수되어 측정탱크(84)에 충진된다.
상기한 바와 같이 배출관(82)을 따라 배수되는 작동유체의 무게를 측정하여 수조(12)로부터 배출된 작동유체의 체적을 계산하면 팽창된 가스용기(100)의 체적 증가량을 계산할 수 있게 되므로 가스용기(100)의 팽창률이 기준치 이내에 포함되는지를 판단할 수 있게 된다.
본 실시예의 개폐부(16)는, 수조(12)를 감싸도록 설치되는 본체(10)로부터 연장되는 복수 개의 지지대(16a)와, 복수 개의 지지대(16a)를 연결하고 수조(12)와 간격을 유지하며 배치되는 지지플레이트(16b)와, 지지플레이트(16b)에 설치되고 수조(12) 측으로 출몰되는 로드에 커버부재(14)가 연결되는 승강실린더(16c)를 포함한다.
수조(12)는 내부 공간을 형성하는 본체(10) 내부에 설치되므로 팽창 시험이 진행되는 동안에 시험 대상물인 가스용기(100)가 파손되는 경우에는 수조(12)로부터 작동유체가 유실될 수 있는데, 이때, 본 실시예는, 수조(12)에서 유실되는 작동유체가 본체(10) 내부에 담수되므로 실험실 바닥에 작동유체가 배출되는 안전사고를 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 커버부재(14)는 수조(12)의 개구부 및 본체(10)의 개구부를 동시에 밀폐시킬 수 있으므로 가스용기(100)로부터 유실되는 가스가 유해가스인 경우에도 실험실 내부에 가스가 퍼지는 것을 방지할 수 있어 가스 유출에 의한 안전사고를 예방할 수 있게 된다.
승강실린더(16c)로부터 출몰되는 로드(16d)의 단부에는 가스용기(100)를 거치하고, 가스용기(100) 내부로 작동유체를 공급하기 위한 유로(17b)를 구비하는 거치충전부(17)가 구비되고, 거치충전부(17)는, 로드(16d)에 결합되는 너트부재(17d)가 일체로 형성되는 본체블록(17a)과, 본체블록(17a)의 둘레면으로부터 하단까지 연장되고, 작동유체를 공급하는 유로(17b)를 포함한다.
본체블록(17a)의 하단에는 가스용기(100)의 주입구와 결합되는 나사산이 형성되는 체결부(17c)가 구비되므로 본체블록(17a)의 상단은 로드(16d)와 결합되고, 본체블록(17a)의 하단은 가스용기(100)의 주입구와 결합되어 본체블록(17a)의 둘레면에 형성되는 유로(17b)는 가스용기(100) 내부까지 연결되어 작동유체를 공급할 수 있게 된다.
실링부(30)는, 수조(12)의 개구부 일측에 출몰 가능하게 설치되는 출몰대(32)와, 출몰대(32)로부터 굴곡되어 커버부재(14) 측으로 연장되는 연결대(34)와, 연결대(34)로부터 굴곡되고 커버부재(14) 상면 측으로 연장되는 가압대(36)와, 가압대(36)가 커버부재(14)를 수조(12) 측으로 가압하여 밀폐시키도록 출몰대(32)를 승강시키는 가압실린더(38)를 포함한다.
수조(12)의 개구부 테두리에는 복수 개의 작동홀부(38a)가 형성되고, 각각의 작동홀부(38a)에는 가압실린더(38)가 설치되어 가압실린더(38)로부터 출몰되는 로드는 수조(12)의 상측 방향으로 돌출되거나 작동홀부(38a) 내측으로 삽입되도록 설치된다.
출몰대(32)는, 작동홀부(38a)로부터 돌출되게 배치되도록 상측으로 길게 설치되고, 연결대(34)는 출몰대(32)의 상단으로부터 측 방향으로 굴곡되어 연장되고, 가압대(36)는 연결대(34)의 외측 단부로부터 하측 방향으로 굴곡되어 연장되므로 'ㄷ' 모양으로 굴곡된 형상을 이루게 된다.
따라서 가압실린더(38)로부터 로드가 돌출되면 출몰대(32), 연결대(34) 및 가압대(36)가 상측으로 이동되어 커버부재(14)로부터 가압대(36)가 떨어지게 되고, 가압실린더(38) 내부로 로드가 삽입되면 출몰대(32), 연결대(34) 및 가압대(36)가 하강하면서 가압대(36)가 커버부재(14)를 수조(12) 측으로 가압하면서 밀폐작동을 이루게 된다.
연결대(34)는 출몰대(32)의 상단으로부터 커버부재(14)의 중앙부 측으로 연장되어 가압대(36)를 커버부재(14)의 상면에 대향되게 배치시키고, 가압대(36)의 하단에는 탄성부재(36a)가 설치되어 가압대(36)가 커버부재(14)를 가압할 때에 탄성부재(36a)가 압축되면서 커버부재(14)의 상면에 밀착되므로 커버부재(14)를 보다 효과적으로 수조(12) 및 본체(10)의 개구부에 밀착시킬 수 있게 된다.
개폐부(16)의 작동에 의해 커버부재(14)가 상승될 때에는 커버부재(14)의 상면에 대향되게 배치되는 가압대(36) 및 연결대(34)에 의해 상승되는 커버부재(14)가 간섭될 수 있는데, 본 실시예는 가압실린더(38)로부터 로드가 돌출될 때에 간섭방지부(50)의 작동에 의해 출몰대(32)가 커버부재(14)의 외측 방향으로 회전하게 되므로 커버부재(14)가 개방될 때에 연결대(34) 및 가압대(36)와 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.
간섭방지부(50)는, 출몰대(32)에 형성되는 곡선홈부(52)와, 곡선홈부(52)에 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 수조(12)의 작동홀부(38a)에 형성되는 삽입돌기(54)와, 출몰대(32)와 가압실린더(38)를 회전 가능하게 연결하는 힌지부(56)를 포함한다.
출몰대(32)의 외벽에 형성되는 곡선홈부(52)는 출몰대(32)의 길이 방향으로 길게 형성되고, 측 방향으로 비틀어지는 곡선 모양으로 형성되며, 작동홀부(38a) 내벽에 형성되는 삽입돌기(54)가 곡선홈부(52)에 삽입되도록 출몰대(32)와 작동홀부(38a)가 연결되므로 가압실린더(38)의 작동에 의해 출몰대(32)가 상승될 때에 삽입돌기(54)가 곡선홈부(52)를 따라 슬라이딩되면서 출몰대(32)를 회전시키게 된다.
따라서 출몰대(32)가 상승될 때에는 곡선홈부(52)를 따라 슬라이딩되는 삽입돌기(54)에 의해 출몰대(32)가 정방향으로 회전하게 되어 연결대(34) 및 가압대(36)가 커버부재(14)의 외측으로 회전하게 되어 커버부재(14)가 상승될 때에 커버부재(14)와 연결대(34) 및 가압대(36)가 간섭되는 것을 방지하게 된다.
가압실린더(38) 내부로 로드가 삽입되어 출몰대(32)가 하강할 때에는 삽입돌기(54)가 곡선홈부(52)를 따라 반대 방향으로 슬라이딩되면서 출몰대(32)가 역방향으로 회전하게 되므로 연결대(34) 및 가압대(36)가 커버부재(14)의 상면에 대향되게 배치되면서 하강하여 가압대(36)의 하단이 커버부재(14)를 수조(12) 측으로 가압하게 된다.
가압대(36)의 하단에는 탄성부재(36a)가 설치되므로 가압대(36)와 커버부재(14) 사이에 탄성부재(36a)가 개재되어 압축되면서 커버부재(14)를 보다 효과적으로 가압하게 된다.
가압실린더(38)의 로드 단부에는 출몰대(32)가 힌지부(56)에 의해 회전 가능하게 설치되고, 힌지부(56)는, 출몰대(32)의 하단으로부터 하측으로 방향으로 연장되는 로드 단부에 원판 모양으로 형성되는 돌출패널(56a)과, 돌출패널(56a)이 회전 가능하게 연결되도록 가압실린더(38)의 로드 단부에 형성되는 회전홈부(56b)를 포함한다.
회전홈부(56b)는, 가압실린더(38)의 로드 단부에 짧은 원기둥 모양으로 형성되어 일체로 연결되고, 회전홈부(56b)의 상면에는 출몰대(32)의 하단으로부터 연장되는 로드가 회전 가능하게 삽입되는 통과홀부(56d)가 형성되고, 통과홀부(56d) 내측에는 돌출패널(56a)이 회전 가능하게 수납되는 공간부가 형성되며, 공간부의 일측은 절개되어 돌출패널(56a) 및 로드가 삽입되는 결합홈부(56c)를 이루게 된다.
측정부(80)는, 수조(12)로부터 연장되고, 가스용기(100)에 가스가 과충전되어 가스용기(100)가 팽창할 때에 수조(12)에서 배출되는 작동유체가 담기는 측정탱크(84)와, 측정탱크(84)와 수조(12)를 연결하는 배출관(82)과, 측정탱크(84)의 무게 변화를 측정하는 제1저울(86)과, 공급탱크의 무게 변화를 측정하는 제2저울(88)을 포함한다.
따라서 가스용기(100)가 팽창되어 수조(12)로부터 작동유체가 배출관(82)을 따라 측정탱크(84)에 담수되면 측정탱크(84)가 안착되는 제1저울(86)에 의해 측정탱크(84)의 무게 증가량을 측정할 수 있게 되고, 제1저울(86)로부터 송신되는 무게신호에 따라 제어부에서 수조(12)로부터 배출되는 작동유체의 체적을 계산할 수 있게 된다.
또한, 비수조식 팽창 시험이 진행되는 경우에는 가스용기(100)로부터 리턴되어 다시 공급탱크(70)에 회수되는 가스의 무게를 제2저울(88)로 측정하여 가스용기(100)의 체결 변화량 및 팽창율을 계산할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 작동에 의해 가스용기(100)의 체적 증가량을 계산할 수 있고, 가스용기(100) 내부로 공급되는 가스의 압력과, 가스용기(100)의 체적 증가량을 통하여 가스용기(100)의 팽창률이 기준 범위 내에 포함되는지를 판단할 수 있게 된다.
가스용기(100)와 공급밸브(72a) 사이의 공급관(72)에서 분기되는 회수관(74)은, 가스용기(100)에 충진된 후에 공급관(72)을 따라 리턴되어 회수되는 가스가 회수관(74)을 따라 다시 공급탱크(70)에 담겨지게 되도록 한다.
가스부스터(76)에는 체크밸브의 기능이 포함되기 때문에 가스부스터(76)의 작동에 의해 공급탱크(70)로부터 공급관(72)을 통해 가스용기(100)에 공급되었던 가스는, 리턴될 때에 다시 공급관(72)을 따라 회수되다가 회수관(74)의 분기지점에서 공급관(72)을 따라 회수되지 않고 회수관(74)을 따라 공급탱크(70)에 모아지게 된다.
따라서 비수조식 팽창 시험이 진행되면, 수조(12)에 작동유체가 충진되지 않은 상태에서 가스부스터(76)가 작동되어 공급탱크(70)로부터 공급관(72)을 따라 가스가 가스용기(100)에 충진되고, 가스용기(100)에 충진이 완료된 후에도 가스부스터(76)의 작동이 지속되면 가스용기(100)가 팽창되면서 가스의 주입이 이루어지고, 가스용기(100)의 내부의 압력이 설정치 까지 상승하면 가스부스터(76)의 작동을 중단한다.
이때, 회수밸브(74a)를 개방하면, 팽창되었던 가스용기(100) 내부에 가압되었던 가스 중 일부분이 공급관(72)을 따라 회수되어 회수관(74)을 따라 다시 공급탱크(70)에 담겨지게 되고, 공급탱크(70)의 최소 무게로부터 다시 증가된 무게를 측정하여 리턴된 가스의 무게를 측정한다.
리턴된 가스의 무게로부터 팽창된 가스용기(100)의 체적 변화량을 계산하여 가스용기(100)의 팽창률을 계산할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 커버부재(14)에는 비상배출부(15)가 구비되어 수조(12) 내부의 압력이 설정치 이상으로 상승되면 커버부재(14)의 일부분이 개방되어 수조(12) 내부의 압력이 필요 이상으로 상승되는 것을 방지하게 된다.
비상배출부(15)는, 커버부재(14)에 설치되는 배출홀부(15a)와, 배출홀부(15a)에 압입되고, 체결부재에 의해 결합되는 플랜지부재(15b)와, 플랜지부재(15b)의 상부에 설치되는 제1유리판(15c)과, 플랜지부재(15b)의 하부에 설치되는 제2유리판(15d)을 포함한다.
따라서 수조(12) 내부의 압력이 설정치 이상으로 상승되면 제2유리판(15d)이 먼저 파손되고, 수조(12) 내부의 압력이 계속 상승되면 제1유리판(15d)이 2차로 파손되면서 수조(12) 내부의 압력이 플랜지부재(15b)를 통해 배출되어 낮아지게 된다.
본 실시예는, 상기한 바와 같이 제1유리판(15c) 및 제2유리판(15d)으로 이루어지는 복수의 유리판이 간격을 유지하며 설치되어 제2유리판(15d)이 파손된 후에 제1유리판(15c)이 파손될 때가지 시간 차이가 발생되므로 유리판이 파손되는 충격을 감소시킬 수 있게 된다.
이로써, 하나의 시험장치를 사용하여 혼합형 팽창 시험 및 비혼합형 팽창 시험을 선택하여 진행할 수 있고, 팽창 시험장치를 제작하는데 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치를 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 시험장치가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 본체 12 : 수조
14 : 커버부재 16 : 개폐부
16a : 지지대 16b : 지지플레이트
16c : 승강실린더 30 : 실링부
32 : 출몰대 34 : 연결대
36 : 가압대 36a : 탄성부재
38 : 가압실린더 38a : 작동홀부
50 : 간섭방지부 52 : 곡선홈부
54 : 삽입돌기 56 : 힌지부
56a : 돌출패널 56b : 회전홈부
56c : 결합홈부 56d : 통과홀부
70 : 공급탱크 72 : 공급관
72a : 공급밸브 74 : 회수관
74a : 회수밸브 76 : 가스부스터
80 : 제1저울 82 : 배출관
84 : 측정탱크 86 : 제1저울
88 : 제2저울 100 : 가스용기

Claims (5)

  1. 가스용기가 수납되고, 작동유체가 담수되는 수조;
    상기 수조에 개폐 가능하게 안착되는 커버부재;
    상기 커버부재를 이동시키면서 상기 수조를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부;
    상기 커버부재를 상기 수조 측으로 가압하여 상기 수조와 상기 커버부재 사이의 간격으로 작동유체가 유실되는 것을 방지하는 실링부;
    상기 가스용기에 충진되는 가스가 담겨지는 가스탱크로부터 연장되고 상기 커버부재를 통과하여 상기 가스용기에 연결되는 공급관;
    상기 공급관에 설치되고 상기 가스탱크에 충진되는 가스를 상기 가스용기에 공급하는 가스부스터;
    상기 공급관에 설치되는 공급밸브;
    상기 수조로부터 배출되는 작동유체의 무게를 측정하여 상기 가스용기의 체적 변화량을 판단하는 측정부;
    상기 공급밸브와 상기 가스용기 사이의 상기 공급관으로부터 분기되고 공급탱크에 연결되는 회수관; 및
    상기 회수관에 설치되는 회수밸브를 포함하고,
    상기 개폐부는,
    상기 수조를 감싸도록 설치되는 본체로부터 연장되는 복수 개의 지지대;
    복수 개의 상기 지지대를 연결하고 상기 수조와 간격을 유지하며 배치되는 지지플레이트; 및
    상기 지지플레이트에 설치되고 상기 수조 측으로 출몰되는 로드에 상기 커버부재가 연결되는 승강실린더를 포함하고,
    상기 실링부는,
    상기 수조의 개구부 일측에 출몰 가능하게 설치되는 출몰대;
    상기 출몰대로부터 굴곡되어 상기 커버부재 측으로 연장되는 연결대;
    상기 연결대로부터 굴곡되고 상기 커버부재 상면 측으로 연장되는 가압대; 및
    상기 가압대가 상기 커버부재를 상기 수조 측으로 가압하여 밀폐시키도록 상기 출몰대를 승강시키는 가압실린더를 포함하고,
    상기 커버부재가 개방될 때에 상기 연결대 및 상기 가압대와 간섭되는 것을 방지할 수 있도록 상기 가압실린더로부터 로드가 돌출될 때에 상기 출몰대를 상기 커버부재의 외측 방향으로 회전시키는 간섭방지부를 더 포함하고,
    상기 간섭방지부는,
    상기 출몰대에 형성되는 곡선홈부;
    상기 곡선홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 상기 수조의 작동홀부에 형성되는 삽입돌기; 및
    상기 출몰대와 상기 가압실린더를 회전 가능하게 연결하는 힌지부를 포함하고,
    상기 승강실린더로부터 출몰되는 로드의 단부에는 상기 가스용기를 거치하고, 상기 가스용기 내부로 작동유체를 공급하기 위한 유로를 구비하는 거치충전부가 구비되고,
    상기 거치충전부는, 로드에 결합되는 너트부재가 일체로 형성되는 본체블록; 및
    상기 본체블록의 둘레면으로부터 하단까지 연장되고, 작동유체를 공급하는 유로를 포함하고,
    상기 커버부재에는 상기 수조 내부의 압력이 설정치 이상으로 상승되면 상기 커버부재의 일부분이 개방되어 상기 수조 내부의 압력이 필요 이상으로 상승되는 것을 방지하는 비상배출부가 구비되고,
    상기 비상배출부는,
    상기 커버부재에 설치되는 배출홀부;
    상기 배출홀부에 압입되고, 체결부재에 의해 결합되는 플랜지부재;
    상기 플랜지부재의 상부에 설치되는 제1유리판; 및
    상기 플랜지부재의 하부에 설치되는 제2유리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 측정부는,
    상기 수조로부터 연장되고, 상기 가스용기에 가스가 과충전되어 상기 가스용기가 팽창할 때에 상기 수조에서 배출되는 작동유체가 담기는 측정탱크;
    상기 측정탱크와 상기 수조를 연결하는 배출관; 및
    상기 측정탱크의 무게 변화를 측정하는 저울을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용기용 혼합형 팽창 시험장치.
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