KR102119587B1 - 탱크의 내부관과, 적어도 하나의 내부관을 구비하는 탱크 - Google Patents
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Abstract
관벽으로 둘러싸인 유체 통로를 구비하는, 특히 자동차의 연료 탱크인 탱크의 내부관이 개시된다. 관벽은 적어도 세 층들로 조성되는데, 외부층은 방향족 폴리아미드에 기반한다. 폴리아미드 기반 중간층과 함께 방향족 폴리아미드 기반 내부층이 제공된다. 이 관은 0.5 내지 3.5mm의 전체 벽 두께를 가진다.
Description
본 발명은 탱크 내부관(internal tank pipe), 특히 자동차의 연료 탱크 내의 내부관에 관한 것으로, 내부관은 관벽(pipe wall)에 둘러싸인 유체 통로(fluid duct)를 가진다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 이런 탱크 내부관을 가지는 탱크에 관한 것이다. 본 발명의 설명에 있어 "탱크 내부관(internal tank pipe)"이라는 용어는 탱크의 내부 공간에 위치하거나 탱크의 내부 공간을 통해 연장되는 관을 의미한다. 본 발명의 관은 특히 자동차의 연료 탱크의 내부 공간을 통해 연장되는 탱크 내부관이다. 본 발명은 특히 자동차의 탱크 내부관에 관한 것이다.
탱크 내부관들은 다양한 실시 형태로 널리 적용되고 있다. 이는 자동차의 연료 탱크 내의 탱크 내부관에 대해서도 그러하다. 이 관들은 현재 70℃ 이하의 온도에 저항하도록 구성되어 있으며, 이러한 온도 이하에서만 신뢰성 있게 동작할 수 있다. 또한, 이러한 공지의 관들 중의 다수는 관 속에서 흐르는 연료에 의해 관벽(pipe wall) 재질의 성분(component)이 씻겨 나가는(wash out) 단점을 가진다. 이로 인해, 장기적으로는 연료 공급 시스템의 기능에 부정적 영향을 미친다. 뿐만 아니라, 이 공지의 관들 중의 다수는 그것을 제조하는데 상대적으로 비싼 비용이 들고, 또한 관벽을 제조함에 상대적으로 많은 플라스틱 재질이 요구된다. 따라서 종래 공지의 탱크 내부관들은 개선될 점이 있다.
본 발명의 목적은 특히 적어도 120℃까지의 높은 온도저항성을 가지고, 관 속을 흐르는 유체에 의해 관벽 재질의 성분이 씻겨나가지 않도록 내구성을 가지며, 구조를 간단하게 하여 제조가 용이한 것을 특징으로 하는 탱크 내부관을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 적어도 하나의 이런 탱크 내부관을 가지는 탱크를 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위해 본 발명은, 관은 관벽(pipe wall)에 둘러싸인 유체 통로(fluid duct)를 가지고, 관벽은 적어도 세 층(layer)들로 구성되며, 외부층은 방향족(aromatic) 폴리아미드(polyamide)를 기반으로 하고, 중간층은 폴리아미드 - 바람직하기로 지방족(aliphatic) 폴리아미드 - 를 기반으로 하며, 내부층은 방향족 폴리아미드를 가반으로 하고, 관의 전체 벽 두께는 0.5mm 내지 3.5mm, 바람직하기로 0.6mm 내지 3mm, 가장 바람직하기로 0.6mm 내지 2.5mm로 되는 탱크 내부관, 특히 자동차의 연료 탱크 내의 내부관을 제공하는 것이다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 외부층이 폴리프탈아미드(polyphthalamide; PPA)에 기반하거나 및/또는 내부측이 폴리프탈아미드(PPA)에 기반한다. 외부층과 내부층 사이의 중간층은 지방족 폴리아미드에 기반하는 것이 추천된다.
외부층은 적어도 80중량%, 바람직하기로 85중량%, 더 바람직하기로 90중량%, 가장 바람직하기로 95중량%의 방향족 폴리아미드로 조성되는 것이 본 발명의 범위 내에 있고, 이는 폴리프탈아미드로 조성될 것이 추천된다. 특히 유효한 실시예에 따르면, 외부층은 적어도 97중량%, 바람직하기로 98중량%의 방향족 폴리아미드로 조성되고, 이는 폴리프탈아미드(PPA)로 조성될 것이 추천된다. 외부층이 0.1mm 내지 1.3mm, 바람직하기로 0.2mm 내지 1.2mm, 더 바람직하기로 0.2mm 내지 1mm, 가장 바람직하기로 0.25mm 내지 0.9mm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명은 또한 외부층이 도전성(electrically conductive)이라는 특징(fact)도 구비한다. 이를 위해 외부층은 바람직하기로 카본 블랙(carbon black) 등의 적절한 도전성 첨가물을 구비한다.
중간층은 적어도 80중량%, 바람직하기로 적어도 85중량%, 더 바람직하기로 적어도 90중량%, 가장 바람직하기로 적어도 95중량%의 폴리아미드로 구성되고, 바람직하기로 이는 지방족 폴리아미드일 것이 추천된다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 따르면, 중간층은 적어도 97중량%, 바람직하기로 98중량%의 폴리아미드로 구성되고, 이는 지방족 폴리아미드일 것이 추천된다. 본 발명의 특히 유효한 실시예는 중간층이 폴리아미드 6을 기반으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 다른 실시예에 따르면 중간층은 폴리아미드 12 및/또는 폴리아미드 6.6을 기반으로 한다. 중간층이 0.1mm 내지 1.3mm, 바람직하기로 0.2mm 내지 1.2mm, 더 바람직하기로 0.2mm 내지 1mm, 그리고 가장 바람직하기로 0.25mm 내지 0.9mm의 두께를 가질 것이 추천된다. 기본적으로, 중간층 역시 도전성이 될 수 있다.
관의 내부층이 적어도 80중량%, 바람직하기로 적어도 85중량%, 더 바람직하기로 적어도 90중량%, 그리고 가장 바람직하기로 적어도 95중량%의 방향족 폴리아미드를 구비하고, 이것이 바람직하기로 폴리프탈아미드(PPA)인 것도 본 발명의 범위에 속한다. 본 발명의 맥락 내에서 내부층이 적어도 97중량%, 바람직하기로 98중량%의 방향족 폴리아미드, 특히 폴리프탈아미드(PPA)인 것이 특히 유용함이 밝혀졌다. 관의 내부층은 0.1mm 내지 1.3mm, 바람직하기로 0.2mm 내지 1.2mm, 더 바람직하기로 0.2mm 내지 1mm, 그리고 가장 바람직하기로 0.25mm 내지 0.9mm의 층 두께를 가지는 것이 추천되고 - 외부층을 도전성으로 구비하는 것이 유용함이 밝혀졌다. 이를 위해, 외부층은 예를 들어 카본 블랙 등 적절한 도전성 첨가제를 구비한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 중간층이 외부층 및/또는 내부층보다 더 큰 층 두께를 가지는 것을 특징으로 한다. 대략, 중간층은 본 발명 탱크 내부관의 관벽에서 가장 두꺼운 층이다. 바람직하기로, 중간층은 외부층 및/또는 내부층보다 1.1 내지 2.5배, 더 바람직하기로 1.2 내지 2배, 가장 바람직하기로 1.2 내지 1.8배 두꺼운데 - 본 발명의 입증된 실시예에 따르면, 외부층과 내부층 모두 도전성이다. 기본적으로 중간층 역시 도전성이다.
본 발명의 특히 추천되는 실시예는 본 발명 탱크 내부관이 외부층, 중간층, 그리고 내부층을 구비하는 세 층들만을 가지는 것을 특징으로 한다. 그러나 본 발명에 의한 탱크 내부관은 추가적 층들을 가질 수 있다. 이에 따라 외부층은 접착층(adhesive layer)을 통해 중간층과 연결될 수 있는데, 접착층은 외부층과 중간층 간의 접착력을 향상시킨다. 이와는 달리 또는 이에 부가하여, 중간층은 접착층을 통해 내부층과 연결될 수 있는데, 접착층은 내부층과 중간층 사이의 접착력을 향상시킨다. 외부층과 내부층 사이에 적어도 하나의 장벽층(barrier layer)의 배치되는 것 역시 본 발명의 범위 내인데, 장벽 특성은 관을 통한 연료 흐름 또는 이 연료의 성분에 대한 것이다.
(본 발명의) 한 실시예에 따르면, 탱크 내부관은 관련 탱크, 특히 자동차의 관련 연료 탱크 내에 배치된 펌프에 연결된다. 펌프에 의해 탱크 내의 유체 매체 또는 연료 탱크 내의 연료가 탱크 내부관을 통해 공급된다. 본 발명에 따른 탱크 내부관은 탱크 또는 연료 탱크 내의 다른 영역들 간의 압력 및/또는 수위(level) 보상(compensation)의 평형(equalization)을 가능하게 할 수 있다. 어느 경우에건, 본 발명에 따른 탱크 내부관은 탱크 또는 연료 탱크의 내부 또는 내부 공간에 배치된다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는 본 발명에 따른 탱크 내부관이 적어도 부분적으로 - 바람직하기로는 전체적으로 - 파형관(波形管; corrugated pipe) 형태로 설계되는 것을 특징으로 한다. 관의 파정(wave crest)과 파저(wave trough)가 관의 둘레로 연장되는 것은 본 발명의 범위 내이다. 바람직하기로, 관의 파정과 파저들은 적어도 관 길이의 부분에 걸쳐, 바람직하기로 관 길이의 전 길이 또는 관의 거의 전 길이에 걸쳐 서로 동일한/일정한 간격을 가지거나 또는 서로 거의 동일한/일정한 간격을 가진다. 파형관으로서의 실시예는 본 발명의 맥락에서 특히 성공적임이 밝혀졌다. 이 설계는 관의 기계적 및 열적 특성들을 감안할 때 특히 유용하다.
본 발명의 목적은 또한 그 내부 공간에 적어도 하나의 본 발명 탱크 내부관을 가지는 탱크 - 특히 차량용 연료 탱크이다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 탱크 내부관은 적어도 부분적으로 탱크 또는 연료 탱크의 벽 상에 위치한다. 그러나 원칙적으로 탱크 내부관은 또한 탱크 또는 연료 탱크의 다른 영역을 통해 연장될 수도 있다.
본 발명은 본 발명에 따른 탱크 내부관이 우수한 온도 저항성과 또한 최적의 기계적 저항성으로 특징지어진다는 발견에 기반한다. 본 발명에 따른 관은 -40°C 내지 120°C 이상의 온도에 저항성을 가져 다양한 응용분야의 탱크들, 특히 자동차의 연료 탱크에 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 탱크 또는 연료 탱크 내부를 위한 내열성(temperature-resistant) 배관(piping)에 대한 수요가 증가하고 있다는 지식에도 기반한다. 본 발명에 따른 탱크 내부관은 불가능 보틀 원리(ship-in-bottle principle)에 따라 탱크를 제조할 때도 특히 유용함도 밝혀졌다. 이 공정에서, 탱크 벽 재질로 구성된 호스(hose)에 펌프, 수위 센서 등 필요한 유닛들을 모두 설치한 다음 원하는 형상으로 팽창시킨다. 이를 위해, 관은 비교적 높은 가열에 노출된다. 튜브(tube) 내에도 배치되는 본 발명 탱크 내부관은 문제없이 이 처리를 버텨낸다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 관은 최적의 화학적 저항성을 다른 특징으로 하므로 본 발명에 따른 탱크 내부관은 가솔린 또는 디젤 등 다른 종류의 연료에 의한 문제들이나 제한 없이 사용될 수 있어 특히 유용하다. 관을 통해 공급되는 연료에 의한 플라스틱 성분의 석출(washout)은 발생하지 않거나 무시할 정도로만 발생된다. 또한 본 발명에 따른 탱크 내부관은 모든 기계적 요건들 역시 충족한다. 뿐만 아니라, 이는 간단하고 저렴한 방법으로, 그리고 특히 재질 절감적인 방법으로 제조될 수 있다.
이하 본 발명을 단지 한 예시적 실시예를 도시한 도면을 참조하여 설명할 것이다.
개략적 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 탱크 내부관을 가지는 자동차의 연료 탱크의 단면도, 그리고
도 2는 본 발명에 따른 탱크 내부관의 사시도이다.
개략적 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 탱크 내부관을 가지는 자동차의 연료 탱크의 단면도, 그리고
도 2는 본 발명에 따른 탱크 내부관의 사시도이다.
도면들은 예시적 실시예가 바람직하기로 자동차의 연료 탱크(2) 내에 위치한 본 발명에 따른 탱크 내부관(internal tank pipe; 1)을 도시한다. 본 발명에 따른 관(1)을 구비한 연료 탱크(2) 내에는 예를 들어 디젤 연료 또는 가솔린 등의 근본적으로 다른 종류의 연료들이 수납될 수 있다. 본 발명에 따른 관(1)은 종래와 같이 관벽(pipe wall; 3)에 둘러싸인 유체 통로(fluid duct; 4)를 가진다.
바람직한 실시예에 따르면, 예시적 실시예에서 관벽(3)은 세 층(layer)(5, 6, 7)들을 가진다. 이 실시예에서 외부층(outer layer; 5)은 바람직하기로 폴리프탈아미드(polyphthalamide; PPA)로 구성되거나 또는 거의 폴리프탈아미드(PPA)로 조성된다. 폴리프탈아미드(PPA) 이외에 외부층(5)은 도전성 첨가물(conductivity additive) 또는 안정화(stabilizing) 첨가물 등의 첨가물들을 포함한다. 예시적 실시예에서, 중간층(intermediate layer; 6)이 외부층(5)에 직접 연결되는데, 예시적 실시예에서 이 중간층은 지방족(aliphatic) 폴리아미드(polyamide) 또는 거의 지방족 폴리아미드, 예시적 실시예에서 바람직하기로 폴리아미드 6로 구성된다. 또한 중간층(6)은 도전성 첨가물 또는 안정화 첨가물 등의 첨가물들을 포함할 수 있다. 바람직하기로, 예시적 실시예에서는 내부층(inner layer; 7)이 중간층(6)에 직접 연결된다. 내부층(7)의 이 바람직한 실시예는 폴리프탈아미드(PPA)로 구성되거나 거의 폴리프탈아미드(PPA)로 조성될 수 있다. 또한 이 내부 층(7) 역시 전성 첨가물 또는 안정화 첨가물 등의 첨가물들을 포함할 수 있다.
바람직하기로 예시적 실시예에서, 관벽(3)의 전체 벽 두께는 0.8mm 내지 2.0mm이다. 이 실시예에서 세 층(5, 6, 7)들의 추천 층 두께는 각각 전체 벽 두께의 15% 내지 45%이다. 바람직하기로, 그리고 예시적 실시예에서, 중간층(6)은 외부층(5)보다 두껍고 또한 내부층(7)보다도 두껍다. 이 실시예는 본 발명의 맥락에서 특히 유용함이 밝혀졌다.
바람직하기로 이 실시예에서, 세 모든 층(5, 6, 7)들은 도전성이다. 이를 위해 층(5, 6, 7)들은 카본 블랙 등 적절한 도전성 첨가물을 포함하고, 특히 바람직한 실시예를 따라 그리고 이 예에서 본 발명에 따른 탱크 내부관(1)은 파형관(波形菅; corrugated pipe)으로 설계된다. 이는 특히 도 2에서 명백하다. 예시적 실시예의 이 파형 탱크 내부관(1)에서는 파정(wave crest; 8)과 파저(wave trough; 9)들이 바람직하기로 관(1)의 전체 외주에 걸쳐 연장된다. 바람직하기로 예시적 실시예에서 추천되는 파정(8)과 파저(9)들은 관(1)의 길이에 걸쳐 동일 또는 일정한 간격을 가진다.
Claims (15)
- 내부에 적어도 하나의 탱크 내부관(1)을 구비하는 탱크로서,
탱크 내부관(1)은 관벽(3)으로 둘러싸인 유체 통로를 가지고,
관벽(3)은 적어도 세 층들로 구성되며,
방향족 폴리아미드, 또는 폴리프탈아미드(PPA)에 기반하는 외부층(5)이 구비되고,
폴리아미드, 또는 지방족 폴리아미드에 기반하는 중간층(6)이 구비되며,
방향족 폴리아미드, 또는 폴리프탈아미드(PPA)에 기반하는 내부층(7)이 구비되고,
탱크 내부관(1)의 전체 벽 두께는 0.5mm 내지 3.5mm, 또는 0.6mm 내지 3mm, 또는 0.6mm 내지 2.5mm이고,
상기 탱크 내부관의 외부층이 0.1mm 내지 1.3mm의 층 두께를 가지고,
상기 탱크 내부관의 중간층이 0.1mm 내지 1.3mm의 층 두께를 가지며,
상기 탱크 내부관의 내부층이 0.1mm 내지 1.3mm의 층 두께를 가지고,
상기 중간층의 층 두께는 각각 상기 외부층의 층 두께 및 상기 내부층의 층 두께보다 큰 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 외부층(5)이 적어도 80중량%, 또는 적어도 85중량%, 또는 적어도 90중량%의 방향족 폴리아미드, 또는 폴리프탈아미드로 구성되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 외부층(5)이 0.2mm 내지 1.2mm, 또는 0.2mm 내지 1mm의 층 두께를 가지는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 중간층(6)이 적어도 80중량%, 또는 적어도 85중량%, 또는 적어도 90중량%의 폴리아미드 및/또는 지방족 폴리아미드로 조성되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 중간층(6)이 폴리아미드 6에 기반하여 구성되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 중간층(6)이 0.2mm 내지 1.2mm, 또는 0.2mm 내지 1mm의 층 두께를 가지는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 내부층(7)이 적어도 80중량%, 또는 적어도 85중량%, 또는 적어도 90중량%의 방향족 폴리아미드, 또는 폴리프탈아미드로 구성되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 내부층(7)이 0.2mm 내지 1.2mm, 또는 0.2mm 내지 1mm의 층 두께를 가지는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 내부층(7) 및/또는 중간층(6) 및/또는 외부층(5)이 도전성으로 설계되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)이 외부층(5)과, 중간층(6)과, 내부층(7)을 구비하는 단지 세 층들만을 가지는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)의 외부층(5)이 적어도 하나의 접착층을 통해 중간층(6)에 접착되거나 및/또는 탱크 내부관(1)의 중간층(6)이 적어도 하나의 접착층을 통해 내부층(7)에 접착되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)이 탱크 내에 배치된 펌프에 연결되는 탱크. - 제1항에 있어서,
탱크 내부관(1)이 적어도 일부 영역에서 파형관의 형태로 설계되는 탱크. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탱크는 자동차의 연료 탱크(2)인 탱크. - 삭제
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