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

탱크의 내부관과, 적어도 하나의 내부관을 구비하는 탱크
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.
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)

  1. 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.
  2. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 외부층(5)이 적어도 80중량%, 또는 적어도 85중량%, 또는 적어도 90중량%의 방향족 폴리아미드, 또는 폴리프탈아미드로 구성되는 탱크.
  3. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 외부층(5)이 0.2mm 내지 1.2mm, 또는 0.2mm 내지 1mm의 층 두께를 가지는 탱크.
  4. 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.
  5. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 중간층(6)이 폴리아미드 6에 기반하여 구성되는 탱크.
  6. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 중간층(6)이 0.2mm 내지 1.2mm, 또는 0.2mm 내지 1mm의 층 두께를 가지는 탱크.
  7. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 내부층(7)이 적어도 80중량%, 또는 적어도 85중량%, 또는 적어도 90중량%의 방향족 폴리아미드, 또는 폴리프탈아미드로 구성되는 탱크.
  8. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 내부층(7)이 0.2mm 내지 1.2mm, 또는 0.2mm 내지 1mm의 층 두께를 가지는 탱크.
  9. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)의 내부층(7) 및/또는 중간층(6) 및/또는 외부층(5)이 도전성으로 설계되는 탱크.
  10. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)이 외부층(5)과, 중간층(6)과, 내부층(7)을 구비하는 단지 세 층들만을 가지는 탱크.
  11. 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.
  12. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)이 탱크 내에 배치된 펌프에 연결되는 탱크.
  13. 제1항에 있어서,
    탱크 내부관(1)이 적어도 일부 영역에서 파형관의 형태로 설계되는 탱크.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탱크는 자동차의 연료 탱크(2)인 탱크.
  15. 삭제
KR1020187017892A 2015-11-23 2016-11-08 탱크의 내부관과, 적어도 하나의 내부관을 구비하는 탱크 KR102119587B1 (ko)

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