KR102277327B1 - 액화수소 저장탱크용 가스배출장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액화수소 저장탱크용 가스배출장치에 관한 것이다. 이는, 액화수소 저장탱크에 장착되며, 외력에 의해 개방되는 고정밸브가 내장된 리셉터클과; 상기 리셉터클에 위치조절 가능하도록 결합하고, 리셉터클에 대한 상대 운동 시 리셉터클로부터 전달된 반작용력에 의해 개방되며, 개방된 상태로 상기 고정밸브를 가압 개방시키는 슬라이딩밸브가 구비된 다단개폐기와; 상기 리셉터클에 대해 다단개폐기를 상대 운동시켜, 슬라이딩밸브와 고정밸브가 순차적으로 개폐되게 하는 조작부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 액화수소 저장탱크용 가스배출장치는, 가스 배출파이프의 개방 동작이 2단계로 나뉘어지므로, 개방 시 가스의 분출에너지의 최대값이 낮아져 취급이 안전하다. 또한, 가이드핀이 곡선형 지지슬릿을 따라 이동하는 구조를 가져 개방을 진행하는데 큰 힘이 필요 없고, 차단도 스프링의 작용에 의해 자동으로 이루어지므로 사용이 간편하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 액화수소 저장탱크용 가스배출장치는, 가스 배출파이프의 개방 동작이 2단계로 나뉘어지므로, 개방 시 가스의 분출에너지의 최대값이 낮아져 취급이 안전하다. 또한, 가이드핀이 곡선형 지지슬릿을 따라 이동하는 구조를 가져 개방을 진행하는데 큰 힘이 필요 없고, 차단도 스프링의 작용에 의해 자동으로 이루어지므로 사용이 간편하다.
Description
본 발명은 액화수소탱크에 장착되는 가스 배출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화수소탱크 내부에서 발생하는 증발 가스를 배출하여 안전을 도모하는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치에 관한 것이다.
수소는 청정 에너지원으로서, 연소 시 공해물질을 거의 발생하지 않는다는 장점을 가져, 다양한 분야에서 활용될 수 있고, 최근, 수소자동차나 드론 같은 이동수단의 구동 연료로서 많은 주목을 받고 있다.
수소를 연료로서 보다 효율적으로 사용하기 위해서는, 수소를 안전하게 저장할 수 있는 저장 기술의 개발이 중요하다. 수소는 기체나 액체 상태로 저장이 가능하지만, 액체 상태로 저장하는 것이, 에너지밀도와 수송 효율면에서 유리하다. 이에 따라, 액화된 수소를 저장하기 위한 초저온 및 고압의 압력을 견딜 수 있는 액화수소용 탱크가 개발되고 있다.
한편, 액화수소용 탱크 내에 저장된 액화수소는, 여러 가지 이유(가령, 외기와의 온도차)로 조금씩 자연 기화할 수밖에 없다. 기화된 수소 가스는 수소탱크의 내압을 상승시켜, 수소탱크 자체의 내구성을 저하시키며, 경우에 따라 폭발을 야기하기도 한다. 이에 따라, 수소 가스를 수시로 배출해 탱크내의 압력의 과도한 상승을 방지해야 한다.
이러한 이유로, 보통, 액화수소 저장탱크에는 가스 배출용 배출장치가 설치되게 되어 있다. 종래 가스배출장치에는 다양한 종류가 있으며, 가스배출장치를 통해 저장탱크 내부의 수소가스를 배출해 안전을 도모한다.
국내 공개특허공보 제10-2017-0066871호에는 증발가스 배출장치 및 방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 상기 배출장치는, 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 배출하기 위한 장치에 있어서, 일끝부가 상기 저장탱크 내부에서 발생하는 증발가스가 모여 있는 고립 증발가스 구역으로 이동 가능함으로써 상기 고립 증발가스 구역에 존재하는 증발가스를 상기 저장탱크 외부에 배출하는 이동식 증발가스 배출 장치를 포함한다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 개방 시 가스의 분출에너지의 최대값이 낮아져 취급이 안전하고, 개방을 진행하는데 큰 힘이 필요 없으며, 차단도 스프링에 의해 자동으로 이루어지는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 액화수소 저장탱크용 가스배출장치는, 액화수소 저장탱크에 장착되며, 외력에 의해 개방되는 고정밸브가 내장된 리셉터클과; 상기 리셉터클에 위치조절 가능하도록 결합하고, 리셉터클에 대한 상대 운동 시 리셉터클로부터 전달된 반작용력에 의해 개방되며, 개방된 상태로 상기 고정밸브를 가압 개방시키는 슬라이딩밸브가 구비된 다단개폐기와; 상기 리셉터클에 대해 다단개폐기를 상대 운동시켜, 슬라이딩밸브와 고정밸브가 순차적으로 개폐되게 하는 조작부를 포함한다.
또한, 상기 리셉터클은; 저장탱크의 내부 공간을 외부로 개방하는 배출파이프와, 상기 배출파이프의 연장단부에 고정되며, 배출파이프를 통과하는 가스를 받아 외부로 유도하는 유출로를 제공하고, 상기 유출로 내에 고정밸브를 갖는 접속튜브를 포함하고, 상기 다단개폐기는; 상기 접속튜브에 결합한 상태로, 유출로의 일직선상에 위치하는 직선통로를 가지고, 상기 직선통로 내에 상기 슬라이딩밸브를 구비한 승강하우징을 포함하며, 상기 슬라이딩밸브는; 상기 유출로내에 삽입된 상태로 상기 고정밸브측으로 이동하여 고정밸브와 만나고, 고정밸브로부터 반작용력을 전달받아 개방된다.
또한, 상기 고정밸브는; 상기 접속튜브의 유출로내에 고정되며, 가스를 통과시키는 밸브통로 및 밸브통로에 형성된 단차부를 갖는 밸브케이스와, 상기 밸브통로에 위치조절 가능하게 설치되는 것으로서, 길이방향으로 연장된 밸브스템 및 밸브스템에 일체를 이루며 상기 단차부에 밀착하여 밸브통로를 차단하는 개폐디스크를 갖는 종동셔터와, 상기 밸브통로에 설치되고 개폐디스크를 단차부측으로 탄성 지지하여, 개폐디스크가 밸브통로를 차단하게 하는 스프링을 포함한다.
아울러, 상기 슬라이딩밸브는; 중공파이프의 형태를 취하며 배출가스를 통과시키는 바디내통로를 제공하는 바디와, 상기 바디내통로에 위치하고 배출가스가 통과하는 관통구멍을 갖는 격판과, 일단부가 상기 격판에 고정되며 길이방향으로 연장되고, 상기 밸브스템의 일직선상에 위치하는 연장로드 및 연장로드에 일체를 이루며 디스크의 형태를 취하는 차단디스크를 구비한 밸브체와, 상기 바디내통로에 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되고, 상기 연장로드를 통과시킴과 아울러 차단디스크에 의해 차단되는 개폐구멍을 구비한 전후진실린더와, 상기 전후진실린더를 밸브케이스 측으로 탄력 지지하여, 외력이 가해지지 않은 상태에서, 개폐구멍이 차단디스크에 의해 차단되게 하는 스프링을 구비한다.
또한, 상기 전후진실린더는, 상기 차단디스크와 연장로드의 일부를 수용하는 일정길이의 원통의 형태를 취하며, 다단개폐기를 리셉터클 측으로 이동시킬 때, 상기 밸브케이스로부터 반작용력을 받을 수 있도록, 단부가 밸브케이스에 접한다.
또한, 상기 접속튜브는 일정직경을 가지며 단부 외주면에 가이드핀을 구비하고, 상기 승강하우징은, 상기 접속튜브의 단부를 수용하는 일정직경의 홀더부와, 상기 홀더부에 일체를 이루며 중심축부에 상기 직선통로를 갖는 연장부를 포함하고, 상기 홀더부에는, 상기 가이드핀을 수용하며, 승강하우징의 축회전시 가이드핀으로부터 지지력을 전달받아 승강하우징의 축회전력을 직선운동력으로 전환함으로써, 승강하우징이 고정밸브에 대해 진퇴운동 하게 하는 지지슬릿이 형성된다.
또한, 상기 지지슬릿은, 핀출입구를 통해 홀더부의 외부로 개방되고, 곡선형으로 만곡된 형상을 취한다.
아울러, 상기 지지슬릿의 내부에는, 가이드핀이 머물 수 있는 제1단계홈 및 제2단계홈이 이격 배치되며, 상기 밸브체는, 상기 가이드핀이 핀출입구로 진입하여 제1단계홈에 도달하는 동안, 종동셔터측으로 이동하여 개폐구멍을 개방하고, 상기 가이드핀이 제1단계홈에서 제2단계홈으로 이동하는 동안, 종동셔터를 가압 이동시켜 고정밸브를 개방시킨다.
또한, 상기 조작부는, 상기 연장부에 고정되며 외부로부터 인가된 회전력을 승강하우징으로 전달하는 핸들을 포함한다.
또한, 상기 리셉터클에는, 상기 배출파이프를 수용하고, 접속튜브를 지지하는 파이프하우징이 더 구비된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 액화수소 저장탱크용 가스배출장치는, 가스 배출파이프의 개방 동작이 2단계로 나뉘어지므로, 개방 시 가스의 분출에너지의 최대값이 낮아져 취급이 안전하다.
또한, 가이드핀이 곡선형 지지슬릿을 따라 이동하는 구조를 가져 개방을 진행하는데 큰 힘이 필요 없고, 차단도 스프링의 작용에 의해 자동으로 이루어지므로 사용이 간편하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 저장탱크용 가스배출장치의 기본 구성을 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 저장탱크용 가스배출장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 홀더부의 측면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 2에 도시한 가스배출장치의 내부 구성 및 동작 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 저장탱크용 가스배출장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 홀더부의 측면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 2에 도시한 가스배출장치의 내부 구성 및 동작 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 액화수소 저장탱크용 가스배출장치는, 액화수소가 저장되어 있는 저장탱크 내에서 발생한 기화 가스를 배출하는 것으로서, 액화수소 저장탱크에 장착되며, 외력에 의해 개방되는 고정밸브가 내장된 리셉터클과; 상기 리셉터클에 위치조절 가능하도록 결합하고, 리셉터클에 대한 상대 운동 시 리셉터클로부터 전달된 반작용력에 의해 개방되며, 개방된 상태로 상기 고정밸브를 가압 개방시키는 슬라이딩밸브가 구비된 다단개폐기와; 상기 리셉터클에 대해 다단개폐기를 상대 운동시켜, 슬라이딩밸브와 고정밸브가 순차적으로 개폐되게 하는 조작부의 기본 구조를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 저장탱크용 가스배출장치(20)의 기본 구성을 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 저장탱크용 가스배출장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시한 홀더부의 측면도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액화수소 저장탱크용 가스배출장치(20)는, 리셉터클(30)과 다단개폐기(50)로 구성된다.
리셉터클(30)은 액화수소 저장탱크(10)에 고정되어 있는 구조체로서 고정밸브(도 4의 41)를 내장한다. 고정밸브(41)는 상시 닫힘 밸브이며, 다단개폐기(50)에 의해 개방된다. 고정밸브(41)가 개방됨에 따라 저장탱크(10) 내부의 가스가 외부로 배출됨은 물론이다.
다단개폐기(50)는, 슬라이딩밸브(55)를 구비하며 리셉터클(30)에 장착된 상태로 저장탱크(10) 내부의 가스를 배출하는 역할을 한다. 리셉터클(30)에 다단개폐기(50)를 장착한 상태로 다단개폐기(50)를 두 단계에 걸쳐 축회전 시키면, 다단개폐기(50)가 리셉터클(30) 측으로 스텝 이동하며 가스가 배출된다.
다단개폐기(50)는, 가스배출을 위해 리셉터클(30)에 연결 사용하는 것이며, 평상시에는 리셉터클(30)로부터 분리된다. 작업자는 다단개폐기(50)를 휴대한 상태로, 가스배출이 요구되는 저장탱크(10)로 이동하여 해당 저장탱크(10)의 리셉터클(30)에 다단개폐기(50)를 연결하여 가스를 배출하는 것이다.
저장탱크(10)로부터 배출되는 가스는, 리셉터클(30)과 다단개폐기(50)를 통과 후 연장튜브(58)를 거쳐 대기로 방출된다. 경우에 따라 연장튜브(58)에 가스 회수장치를 연결 할 수도 있음은 물론이다.
리셉터클(30)은, 저장탱크(10)에 고정되는 배출파이프(도 4의 32), 배출파이프(32)를 감싸 보호하는 파이프하우징(31), 파이프하우징(31)의 상단부에 고정되는 접속튜브(33), 접속튜브(33) 내에 장착되는 고정밸브(도 4의 41)로 이루어진다. 파이프하우징(31)은 배출파이프(32)를 보호하는 역할을 하며 저장탱크(10)의 표면에 용접 결합된다.
접속튜브(33)는, 일정 내경의 유출로(33c)를 가지며 길이방향으로 연장된 연장부(33a)와, 연장부(33a)의 외주면에 일체를 이루는 링형태의 고정부(33b)로 구성된다. 접속튜브(33)의 하단부와 배출파이프(32)의 단부는 밀폐 연결되어, 가스는 배출파이프(32)를 거쳐 유출로(33c)를 통과하게 된다.
아울러 고정부(33b)는 파이프하우징(31)의 상단부에 고정된다. 파이프하우징(31)에 대한 고정부(33b)의 고정은 용접이나 볼팅 방식 일 수 있다. 접속튜브(33)를 파이프하우징(31)에 고정함으로써, 배출파이프에 대한 접속튜브(33)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 연장부(33a)의 외주면에는 가이드핀(33e)이 위치한다. 가이드핀(33e)은, 도면에서는 하나만 표시되어 있으나, 연장부(33a)의 중심축을 기준으로 180도 각도로 두 개가 적용된다. 가이드핀(33e)은 승강하우징(51)의 지지슬릿(53a)에 삽입되며, 승강하우징(51)이 화살표 a방향으로 축회전할 때, 승강하우징(51)을 화살표 b방향으로 직선 운동시키는 작용을 한다.
상기 고정밸브(41)는 유출로(33c)의 내부에 장착된 상시 닫힘 밸브로서, 저장탱크(10) 내부의 가스의 누설을 차단하고, 도 4 내지 도 6을 통해 설명하는 바와 같이, 슬라이딩밸브(55)에 밀려 개방된다. 고정밸브(41)가 개방됨에 따라 가스가 배출됨은 당연하다. 고정밸브(41)는 도 4에 도시한 구조를 갖는다.
도 4에 도시한 바와 같이, 고정밸브(41)는, 밸브케이스(34), 종동셔터(36), 스프링(35)을 구비한다.
밸브케이스(34)는, 접속튜브(33)의 유출로(33c)내에 고정되는 다단 실린더형 부재로서, 도면상 수직방향으로 개방된 밸브통로(34a)와 단차부(34b)를 갖는다. 밸브통로(34a)는 소직경부(34e)와 대직경부(34f)로 이루어진다. 소직경부(34e)는 대직경부(34f)에 비해 내경이 상대적으로 작은 부분이다. 대직경부(34f)는 관통구멍(34c)을 통해 배출파이프(32)와 연통한다.
상기한 단차부(34b)는 소직경부(34e)와 대직경부(43f)의 사이에 형성된 부분으로서, 개폐디스크(36b)에 의해 차단될 수 있다.
종동셔터(36)는, 길이방향으로 연장된 밸브스템(36a)과, 밸브스템(36a)에 일체를 이루는 개폐디스크(36b)로 이루어진다. 밸브스템(36a)은 밸브통로(34a) 내부에서 직선 연장된 환봉형 부재로서, 유출로(33c)의 중심축선에 위치한다. 개폐디스크(36b)는 스프링(35)에 의해 탄력 지지되어 단차부(34b)에 밀착함으로써 밸브통로(34a)가 차단되게 한다.
스프링(35)은 밸브통로(34a)의 대직경부(34f)에 내장된 상태로 개폐디스크(36b)를 단차부(34b)측으로 탄력 지지한다. 개폐디스크(36b)는 스프링(35)의 작용을 받아 단차부(34b)에 밀착함으로써 밸브통로(34a)를 차단한다. 밸브통로(34a)는 종동셔터(36)가, 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브체(55f)에 의해 하부로 밀려 이동함에 의해 개방된다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 다단개폐기(50)는, 승강하우징(51)과 슬라이딩밸브(55)로 구성됨을 알 수 있다.
승강하우징(51)은, 연장부(52)와 홀더부(53)를 갖는다. 연장부(52)는 중심축부에 직선통로(도 4의 52a)를 갖는 원통형 부재로서, 직선통로(52a) 내부에 슬라이딩밸브(55)를 고정한다.
홀더부(53)는 연장부(52)와 일체를 이루며 접속튜브(33)의 상측부를 수용하는 접속튜브수용공간(53e)을 제공한다. 접속튜브수용공간(53e)은, 연장부(33a)의 고정부(33b) 상측부분을 수용할 수 있다.
아울러 홀더부(53)에는 지지슬릿(53a)이 형성되어 있다. 지지슬릿(53a)은 홀더부(53)의 하단부에서 상측 방향을 향해 출발하다가 점차 원주방향으로 구부러진 형태의 곡선형 슬릿이다. 지지슬릿(53a)에 가이드핀(33e)을 끼운 상태에서 승강하우징(51)을 화살표 a방향으로 회전시키면, 지지슬릿(53a)이 가이드핀(33e)으로부터 힘을 받아 화살표 b방향으로 하강한다.
지지슬릿(53a)의 하단부는 핀출입구(53b)이다. 가이드핀(33e)은 핀출입구(53b)를 통해 지지슬릿(53a) 내부로 삽입되거나, 지지슬릿(53a)으로부터 벗어날 수 있다. 아울러 지지슬릿(53a)의 내측에는 제1단계홈(53c)과 제2단계홈(53d)이 형성되어 있다. 제1단계홈(53c)과 제2단계홈(53d)은 가이드핀(33e)이 머물 수 있는 홈이다.
핀출입구(53b)로부터 제1단계홈(53c)의 높이(A1)와, 핀출입구(53b)로부터 제2단계홈(53d) 까지의 높이(A2)는 가스배출장치의 설계에 따라 달라지며, 높이 A2가 A1의 두 배 일 수 있다.
한편, 상기 제1단계홈(53c)과 제2단계홈(53d)을 적용함으로써, 리셉터클(30)에 대한 다단개폐기(50)의 단계별 스텝이동이 가능하다. 말하자면, 리셉터클(30)에 대한 다단개폐기(50)의 하강이 단계별로 이루어지는 것이다.
첫 번째 스텝은, 가이드핀(33e)이 핀출입구(53b)에서 제1단계홈(53c) 까지 이동하는 단계이고, 두 번째 스텝은, 가이드핀(33e)이 제1단계홈(53c)에서 제2단계홈(53d) 까지 이동하는 단계이다. 첫 번째 스텝 이동을 통해, 다단개폐기(50)는 리셉터클(30) 방향으로 거리 A1 만큼 하강하고, 계속되는 두 번째 스텝을 통해, A2만큼 하강하는 하강하는 것이다. 후술하는 바와 같이, 첫 번째 스텝 이동 시 슬라이딩밸브(55)가 개방되고, 두 번째 스텝이동시 고정밸브(41)가 개방된다. 결국 본 실시예에 따른 가스배출장치(20)는 한 번에 개방되는 것이 아니라 스텝운동에 따라 단계별로 개방되는 것이다.
상기 슬라이딩밸브(55)는 연장부(52)의 직선통로(52a)에 수용 고정된 상태로 하단부가 홀더부(53)의 하부로 연장되어 있다. 슬라이딩밸브(55)의 하단부는 유출로(33c) 내부에 삽입된 상태로 하강하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정밸브(41)와 만난다.
슬라이딩밸브(55)의 내부 구조는 도 4에 도시한 바와 같다.
다시 도 4를 참조하면, 슬라이딩밸브(55)는, 바디(55a), 격판(55b), 밸브체(55f), 전후진실린더(57), 스프링(56)을 구성된다.
바디(55a)는 일정직경을 가지며 직선 연장된 중공파이프형 부재로서, 직선통로(52a)의 내주면에 고정된다. 또한, 바디(55a)의 하단부 내주면에는 케이스수용홈(55h)가 마련되어 있다. 케이스수용홈(55h)는 다단개폐기(50)가 최대한 하강한 상태에서, 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브케이스(34)의 일부를 수용하는 공간이다.
격판(55b)은 바디내통로(55g)의 내주면에 일체를 이루며 다수의 관통구멍(55c)을 갖는다. 격판(55b)은 스프링(56)을 하향 지지하는 지지대의 역할을 겸한다.
밸브체(55f)는, 일단부가 격판(55b)에 고정되며 길이방향으로 하향 연장된 연장로드(55d)와, 연장로드(55d)에 일체를 이루는 차단디스크(55e)로 구성된다. 연장로드(55d)는 직선형 환봉으로서, 특히 밸브스템(36a)의 일직선상에 위치한다. 즉 연장로드(55d)의 중심축선과 밸브스템(36a)의 중심축선은 일치하는 것이다. 차단디스크(55e)는 일정두께를 갖는 디스크형 부분으로서 전후진실린더(57)의 개폐구멍(57b)을 차단하는 역할을 한다.
전후진실린더(57)는 바디내통로(55g) 내부에 슬라이딩 이동 가능하도록 설치된 원통형 부재로서, 도면상 상단부에 개폐구멍(57b)을 갖는다. 개폐구멍(57b)은 차단디스크(55e)에 의해 개폐된다. 아울러 전후진실린더(57)의 하단부는, 상기한 첫 번째 스텝 이동전에, 밸브케이스(34)에 접한다.
상기 구성을 갖는 전후진실린더(57)는 스프링(56)의 작용에 의해 하향 탄력 지지된다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 차단디스크(55e)가 공간부(57a)의 내부에 수용되므로, 개폐구멍(57b)은 차단디스크(55e)에 막혀 차단된다.
한편, 승강하우징(51)에는 조작부로서의 핸들(54)이 고정된다. 핸들(54)은 관리자가 손으로 잡고 화살표 a방향이나 그 반대 방향으로 회전시키는 손잡이이다. 승강하우징(51)을 회전시킬 수 있는 한 조작부는 다양하게 구현 가능하다.
도 4 내지 도 6은 도 2에 도시한 가스배출장치(20)의 내부 구성 및 동작 원리를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 첫 번째 스탭이동 전이고, 도 5는 첫 번째 스탭이동을 한 후의 모습이다. 또한 도 6은 두 번째 스탭이동이 완료된 후의 모습이다.
먼저 도 4를 참조하면, 전후진실린더(57)의 하단부가 밸브케이스(34)의 상단부에 접하고 있음을 알 수 있다. 이 때, 연장로드(55d)와 밸브스템(36a)의 간격은 L 만큼 이격되어 있다. 간격 L 은, 도 3의 높이 A1과 같다.
상기 상태에서 핀출입구(53b)로 가이드핀(33e)을 삽입한 후 승강하우징(51)을 도 2의 화살표 a방향으로 축회전 시키면, 지지슬릿(53a)이 가이드핀(33e)을 화살표 e 방향으로 받아들이며, 가이드핀(33e)으로부터 지지력을 전달받아 하강하기 시작한다.
승강하우징(51)의 축회전에 의해 가이드핀(33e)이 제1단계홈(53c)에 도달함에 따라, 다단개폐기(50)는 리셉터클(30) 측으로 상대 운동하여 간격 L 만큼 하강한다. 그런데 전후진실린더(57)의 하단부는 이미 벨브케이스(34)에 닿아 있으므로, 전후진실린더(57)를 제외한 부분들이 하강한다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 연장로드(55d)가 하강하여 밸브스템(36a)의 상단부에 맞닿게 되고, 밸브케이스(34)의 상단부 일부가 케이스수용홈(55h)에 삽입되기 시작하는 것이다. 이에 따라 개폐구멍(57b)이 개방된다.
상기 상태에서 승강하우징(51)을 더욱 회전시켜, 가이드핀(33e)을 제2단계홈(53d)으로 이동시키면, 두 번째 스텝이동이 이루어진다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 연장로드(55d)가 밸브스템(36a)을 가압하여 하부로 밀어 내리는 것이다. 이와 같이, 종동셔터(36)가 하강함에 따라 스프링(35)은 압축되고 밸브통로(34a)가 개방되게 된다. 슬라이딩밸브(55)에 이어서 고정밸브(41)가 순차 개방되는 것이다.
상기와 같이 고정밸브(41)와 슬라이딩밸브(55)가 열림에 따라 저장탱크(10) 내부의 가스는 리셉터클(30)과 다단개폐기(50)를 통과하여 외부로 배출된다.
가스의 배출을 정지시키기 위해서는, 승강하우징(51)을 반대방향으로 회전시킨다. 반대방향으로 회전시킴에 따라 고정밸브(41)가 먼저 차단되고, 이어서 슬라이딩밸브(55)가 차단된다. 슬라이딩밸브(55)의 차단 완료 후 리셉터클(30)로부터 다단개폐기(50)를 분리하고 가스 배출 과정을 종료한다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10:저장탱크 20:가스배출장치 30:리셉터클
31:파이프하우징 32:배출파이프 33:접속튜브
33a:연장부 33b:고정부 33c:유출로
33e:가이드핀 34:밸브케이스 34a:밸브통로
34b:단차부 34c:관통구멍 34e:소직경부
34f:대직경부 35:스프링 36:종동셔터
36a:밸브스템 36b:개폐디스크 41:고정밸브
50:다단개폐기 51:승강하우징 52:연장부
52a:직선통로 53;홀더부 53a:지지슬릿
53b:핀출입구 53c:제1단계홈 53d:제2단계홈
53e:접속튜브수용공간 54:핸들 55:슬라이딩밸브
55a:바디 55b:격판 55c:관통구멍
55d:연장로드 55e:차단디스크 55f:밸브체
55g:바디내통로 55h:케이스수용홈 56:스프링
57:전후진실린더 57a:공간부 57b:개폐구멍
58:연장튜브
31:파이프하우징 32:배출파이프 33:접속튜브
33a:연장부 33b:고정부 33c:유출로
33e:가이드핀 34:밸브케이스 34a:밸브통로
34b:단차부 34c:관통구멍 34e:소직경부
34f:대직경부 35:스프링 36:종동셔터
36a:밸브스템 36b:개폐디스크 41:고정밸브
50:다단개폐기 51:승강하우징 52:연장부
52a:직선통로 53;홀더부 53a:지지슬릿
53b:핀출입구 53c:제1단계홈 53d:제2단계홈
53e:접속튜브수용공간 54:핸들 55:슬라이딩밸브
55a:바디 55b:격판 55c:관통구멍
55d:연장로드 55e:차단디스크 55f:밸브체
55g:바디내통로 55h:케이스수용홈 56:스프링
57:전후진실린더 57a:공간부 57b:개폐구멍
58:연장튜브
Claims (10)
- 액화수소 저장탱크에 장착되며, 외력에 의해 개방되는 고정밸브가 내장된 리셉터클과, 상기 리셉터클에 위치조절 가능하도록 결합하고, 리셉터클에 대한 상대 운동 시 리셉터클로부터 전달된 반작용력에 의해 개방되며, 개방된 상태로 상기 고정밸브를 가압 개방시키는 슬라이딩밸브가 구비된 다단개폐기와, 상기 리셉터클에 대해 다단개폐기를 상대 운동시켜, 슬라이딩밸브와 고정밸브가 순차적으로 개폐되게 하는 조작부를 포함하며,
상기 리셉터클은;
저장탱크의 내부 공간을 외부로 개방하는 배출파이프와,
상기 배출파이프의 연장단부에 고정되며, 배출파이프를 통과하는 가스를 받아 외부로 유도하는 유출로를 제공하고, 상기 유출로 내에 고정밸브를 갖는 접속튜브를 포함하고,
상기 다단개폐기는;
상기 접속튜브에 결합한 상태로, 유출로의 일직선상에 위치하는 직선통로를 가지고, 상기 직선통로 내에 상기 슬라이딩밸브를 구비한 승강하우징을 포함하며,
상기 슬라이딩밸브는;
상기 유출로내에 삽입된 상태로 상기 고정밸브측으로 이동하여 고정밸브와 만나고, 고정밸브로부터 반작용력을 전달받아 개방되는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 고정밸브는;
상기 접속튜브의 유출로내에 고정되며, 가스를 통과시키는 밸브통로 및 밸브통로에 형성된 단차부를 갖는 밸브케이스와,
상기 밸브통로에 위치조절 가능하게 설치되는 것으로서, 길이방향으로 연장된 밸브스템 및 밸브스템에 일체를 이루며 상기 단차부에 밀착하여 밸브통로를 차단하는 개폐디스크를 갖는 종동셔터와,
상기 밸브통로에 설치되고 개폐디스크를 단차부측으로 탄성 지지하여, 개폐디스크가 밸브통로를 차단하게 하는 스프링을 포함하는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제3항에 있어서,
상기 슬라이딩밸브는;
중공파이프의 형태를 취하며 배출가스를 통과시키는 바디내통로를 제공하는 바디와,
상기 바디내통로에 위치하고 배출가스가 통과하는 관통구멍을 갖는 격판과,
일단부가 상기 격판에 고정되며 길이방향으로 연장되고, 상기 밸브스템의 일직선상에 위치하는 연장로드 및 연장로드에 일체를 이루며 디스크의 형태를 취하는 차단디스크를 구비한 밸브체와,
상기 바디내통로에 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되고, 상기 연장로드를 통과시킴과 아울러 차단디스크에 의해 차단되는 개폐구멍을 구비한 전후진실린더와,
상기 전후진실린더를 밸브케이스 측으로 탄력 지지하여, 외력이 가해지지 않은 상태에서, 개폐구멍이 차단디스크에 의해 차단되게 하는 스프링을 포함하는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제4항에 있어서,
상기 전후진실린더는,
상기 차단디스크와 연장로드의 일부를 수용하는 일정길이의 원통의 형태를 취하며,
다단개폐기를 리셉터클 측으로 이동시킬 때, 상기 밸브케이스로부터 반작용력을 받을 수 있도록, 단부가 밸브케이스에 접하는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제4항에 있어서,
상기 접속튜브는 일정직경을 가지며 단부 외주면에 가이드핀을 구비하고,
상기 승강하우징은,
상기 접속튜브의 단부를 수용하는 일정직경의 홀더부와, 상기 홀더부에 일체를 이루며 중심축부에 상기 직선통로를 갖는 연장부를 포함하고,
상기 홀더부에는,
상기 가이드핀을 수용하며, 승강하우징의 축회전시 가이드핀으로부터 지지력을 전달받아 승강하우징의 축회전력을 직선운동력으로 전환함으로써, 승강하우징이 고정밸브에 대해 진퇴운동 하게 하는 지지슬릿이 형성된 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제6항에 있어서,
상기 지지슬릿은,
핀출입구를 통해 홀더부의 외부로 개방되고, 곡선형으로 만곡된 형상을 취하는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제7항에 있어서,
상기 지지슬릿의 내부에는, 가이드핀이 머물 수 있는 제1단계홈 및 제2단계홈이 이격 배치되며,
상기 밸브체는,
상기 가이드핀이 핀출입구로 진입하여 제1단계홈에 도달하는 동안, 종동셔터측으로 이동하여 개폐구멍을 개방하고,
상기 가이드핀이 제1단계홈에서 제2단계홈으로 이동하는 동안, 종동셔터를 가압 이동시켜 고정밸브를 개방시키는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제6항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 연장부에 고정되며 외부로부터 인가된 회전력을 승강하우징으로 전달하는 핸들을 포함하는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치. - 제1항에 있어서,
상기 리셉터클에는,
상기 배출파이프를 수용하고, 접속튜브를 지지하는 파이프하우징이 더 구비되는 액화수소 저장탱크용 가스배출장치.
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