KR102357025B1

KR102357025B1 - 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조

Info

Publication number: KR102357025B1
Application number: KR1020210104271A
Authority: KR
Inventors: 한재길
Original assignee: 주식회사 오디텍
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2022-02-08

Abstract

본 발명은 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조에 관한 것으로서, 외부로 유입되는 전자파 등을 차단하여 LNG 등의 연료의 용량을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

연료저장장치의 레벨게이지 센서구조{Level gauge sensor structure of fuel storage device}

본 발명은 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조에 관한 것으로서, 외부로 유입되는 전자파 등을 차단하여 LNG 등의 연료의 용량을 정확하게 측정할 수 있는 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조에 관한 것이다.

버스와 화물차는 주연료로 경유를 사용하며, 노후된 경유차가 많고 주행거리와 운행시간이 많아 오염원 배출량이 높기 때문에 대기환경에 악영향을 끼친다.

대기 환경 개선을 위해 버스 및 화물차의 저공해와 정책으로 시작된 CNG(Compressed Natural Gas : 압축천연가스) 차량 보급에 더해 1회 충전 시 운행거리가 비약적으로 증가하는 LNG(Liquefied Natural Gas : 액화천연가스) 차량이 개발되었다.

LNG 차량은 액체상태로 충전하기 때문에 CNG 차량보다 연료 저장능력이 커 장거리 고속버스, 화물차에 대한 보급이 확대되고 있다.

자동차의 전자화와 각종 전기, 전자, 정보통신 제품 등의 사용이 증가하면서 EMC(ElectroMagnetic Compatibility,전자파 적합성 또는 양립성)에 대한 대책이 필요하게 되었다. EMC란 외부로 불요 전자파를 최소한 방출하여 다른 기기에 EMI(ElectroMagnetic Interference/Emission, 전자파간섭)발생이 적고, 외부로부터의 전자파간섭에 영향을 받아도 정상적으로 동작할 수 있는 EMS(EM Susceptibility/Immunity, 전자파 감수성/내성)가 적거나 내성이 강한 상태를 말한다.

한편, LNG 연료저장장치의 레벨게이지와 관련하여 특허문헌 0001(KR10-0917761B1, 이하, '특허문헌 0001'이라 한다.)이 제안된 바 있다.

특허문헌 0001의 LNG 연료용기의 과충전방지장치는 연료가 충전되는 원통형의 본체의 내부에 충전되는 연료의 레벨을 감지하도록 상기 본체의 원형단면 상에서 비스듬하게 직경방향을 따라 설치된 레벨게이지 센서를 구비하고, 상기 레벨게이지 센서의 내부에는 본체의 LNG 레벨과 동일한 레벨을 유지하여 LNG의 레벨에 따라 상기 레벨게이지 센서의 길이방향을 따라 이동하는 플로우트가 삽입되고, 상기 플로우트가 접촉되면 감지신호를 발생하여 제어부에 전달하도록 상기 레벨게이지 센서의 단부에는 단자가 결합되며, 상기 레벨게이지 센서는 그 양단이 상기 본체 내에서 LNG의 하한 레벨과 상한 레벨사이에 위치하도록 비스듬하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

특허문헌 0001의 LNG 연료용기의 과충전방지장치는 감량공간을 형성하기 위한 별도의 탱크를 설치하지 않고도 연료의 과충전을 방지하므로써, 연료용기의 중량을 줄이고 비용을 절감하며 과충전방지장치의 확실성을 높이는 이점이 있다.

그러나 레벨게이지 센서가 LNG 연료저장장치에 결합되어 있어, 외부에서 들어오는 전자파로부터 연료 레벨 변화에 대한 미세한 신호를 증폭하여 감지할 때 정확히 레벨을 측정하는데 한계가 있는 문제가 있다.

KR10-0917761B1 (2009.09.09)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 외부로 유입되는 전자파 등을 차단하여 LNG 등의 연료의 용량을 정확하게 측정할 수 있는 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

LNG를 포함한 연료가 충전되는 연료저장장치의 내부에 상단부 및 하단부가 절연된 상태로 설치되는 도전성 내부 관체와, 상기 내부 관체를 수용한 상태로 상단부 및 하단부가 상기 연료저장장치의 내부에 절연된 상태로 설치되는 도전성 외부 관체를 포함하는 센서몸체와;

상기 내부 관체와 상기 외부 관체 사이의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부와;

상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 검출값을 기초로 상기 연료저장장치에 충전된 연료의 레벨을 연산하는 레벨연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조를 제공한다.

상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고 상기 내부 관체의 상부 공간 내에 배치되는 과충전 접점과; 상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고 상기 내부 관체의 하부 공간 내에 배치되는 과방전 접점과; 상기 내부 관체 내에 수용되어 연료의 과충전시 상측으로 이동하여 상기 과충전 접점에 접하고 연료의 과방전시 하측으로 이동하여 상기 과방전 접점에 접하는 도전성 플로트;가 구비되는 것이 좋다.

특히, 상기 레벨연산부는 상기 도전성 플로트가 상기 과충전 접점 또는 상기 과방전 접점에 접하여 변화되는 상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 검출값을 기초로 과충전 또는 과방전 상태를 판단하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 내부 관체와 상기 외부 관체 사이로 연료가 유입가능하도록 상기 내부 관체의 하단부와 상기 외부 관체의 하단부 사이에 구비되는 하부 절연마감부와; 상기 내부 관체와 상기 외부 관체 내의 기체가 연료저장장치의 내부로 배출이 가능되도록 상기 내부 관체의 상단부와 상기 외부 관체의 상단부 사이에 구비되는 상부 절연마감부;가 구비되는 것이 좋다.

상기 과충전 접점은 상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고, 상기 상부 절연마감부에 형성된 관통구를 통해 상기 내부 관체의 상부 공간 내로 일정 높이 노출되도록 배치되고, 상기 과방전 접점은 상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고, 상기 하부 절연마감부에 형성된 관통구를 통해 상기 내부 관체의 하부 공간 내로 상단부가 일정높이 노출되도록 배치되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 과충전 접점 및 상기 과방전 접점은 상하 관통되는 관 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 센서몸체에는 상기 외부 관체를 수용한 상태로 상기 연료저장장치의 내에 전기적으로 연결된 상태로 설치되어 전자파를 차폐하는 도전성 차폐 관체가 구비되는 것이 좋다. 상기 외부 관체의 하단부와 상기 차폐 관체의 하단부 사이에 구비되는 하부 외측절연마감부와; 상기 외부 관체의 상단부와 상기 차폐 관체의 상단부 사이에 구비되는 상부 외측절연마감부가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고 상기 내부 관체의 상부 공간 내에 배치되는 과충전 접점과; 상기 도전성 차폐 관체와 전기적으로 연결되고 상기 내부 관체의 하부 공간 내에 배치되는 과방전 접점과; 상기 내부 관체 내에 수용되어 연료의 과충전시 상측으로 이동하여 상기 과충전 접점에 접하고 연료의 과방전시 하측으로 이동하여 상기 과방전 접점에 접하는 도전성 플로트;가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조는 센서 몸체의 내부 관체와 상기 외부 관체 사이의 공간 내에 유입된 연료의 레벨에 따른 정전용량을 정전용량 검출부에 의해 검출하여 레벨연산부에 의해 연료의 레벨을 정확히 연산하여 측정할 수 있어, LNG 등의 연료의 용량을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 외부 관체를 수용한 상태로 연료저장장치의 내에 전기적으로 연결된 상태로 설치되는 도전성 차폐 관체가 센서 몸체에 구비됨에 따라 외부로 유입되는 전자파를 효과적으로 차폐할 수 있어 LNG 등의 연료의 용량을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조의 설치상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 3은 도 2의 분리사시도이고,
도 4는 도 2의 A - A선에 따른 단면도이고,
도 5는 도 2의 B - B선에 따른 단면도이고,
도 6은 도 5의 분리단면도이고,
도 7은 상부 절연마감부의 다른예를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 8은 하부 절연마감부의 다른예를 개략적으로 나타내는 저면도이고,
도 9는 도전성 플로트가 과충전 접점에 접한 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 10 도전성 플로트가 과방전 접점에 접한 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 11은 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블럭도이고,
도 12는 연료저장장치에 충전된 연료의 레벨 연산 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이고,
도 13은 본 발명의 다른 실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 14는 도 13의 분리사시도이고,
도 15는 도 14의 C - C선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조의 설치상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

본 발명의 일실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조는 크게, 센서몸체(10), 정전용량 검출부(20) 및 레벨연산부(30)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 상기 센서몸체(10)는 도 1에서 보는 바와 같이 LNG를 포함한 다양한 종류의 연료가 충전되는 연료저장장치(3)의 내부에 수직설치될 수 있다.

상기 연료저장장치(3)는 차량의 배터리 등과 전선케이블 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 분리사시도이고, 도 4는 도 2의 A - A선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2의 B - B선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 5의 분리단면도이다.

상기 센서몸체(10)는 도 2 내지 도 6에서 보는 바와 같이 크게, 도전성 내부 관체(110)와 도전성 외부 관체(120)를 포함하여 구성된다.

상기 도전성 내부 관체(110)의 상단부와 하단부가 절연된 상태로 상기 도전성 내부 관체(110)는 상기 연료저장장치(3)의 내부에 수직설치될 수 있다.

상기 도전성 외부 관체(120)의 내부에 상기 도전성 내부 관체(110)가 수용될 수 있다.

상기 도전성 외부 관체(120)의 상단부와 하단부가 절연된 상태로 상기 도전성 외부 관체(120)는 상기 연료저장장치(3)의 내부에 수직설치될 수 있다.

상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120)는 전극과 각각 연결될 수 있다.

상기 연료저장장치(3)의 내부에 충전되는 LNG를 포함한 다양한 종류의 연료의 수위가 상승할수록 상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120) 사이의 정전용량은 점차 증가할 수 있다.

상기 연료저장장치(3)의 내부에 충전되는 LNG를 포함한 다양한 종류의 연료의 수위가 하강할수록 상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120) 사이의 정전용량은 점차 감소할 수 있다.

다음으로, 상기 정전용량 검출부는 상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120) 사이의 정전용량을 검출할 수 있다.

상기 정전용량 검출부는 도면에서는 도시되지 않았으나, 일예로, 상기 도전성 내부 관체(110) 및 상기 도전성 외부 관체(120)와 각각 전선케이블 등 다양한 방법에 의해 전기적으로 연결될 수 있는 정전용량 센서 IC 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

다음으로, 상기 레벨연산부는 상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 검출값을 기초로 상기 연료저장장치(3)에 충전된 연료의 레벨 즉, 연료의 수위를 연산할 수 있다.

일예로, 상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 정전용량 검출값이 제어부에 미리 설정된 기준 정전용량 검출값 이하인 경우, 제어부의 제어에 의해 상기 레벨연산부는 상기 연료저장장치(3)의 내부의 LNG를 포함한 다양한 종류의 연료의 레벨이 낮은 것으로 연산할 수 있다.

상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 정전용량 검출값이 제어부에 미리 설정된 기준 정전용량 검출값 초과인 경우, 제어부의 제어에 의해 상기 레벨연산부는 상기 연료저장장치(3)의 내부의 LNG를 포함한 다양한 종류의 연료의 레벨이 높은 것으로 연산할 수 있다.

도면에서는 도시되지 않았으나, 상기 레벨연산부의 연산값을 근거로 차량 운전자 등에게 상기 연료저장장치(3)의 저장된 연료의 양을 알리는 알림부가 더 구비될 수 있다.

상기 알림부는 빛을 발광하는 LED 등의 발광부재와 경보음을 출력하는 스피커 등의 경보음출력부재 중 어느 하나 또는 모두로 이루어질 수 있는 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

상기 레벨연산부가 연료의 레벨이 낮은 것으로 연산한 경우, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 알림부의 발광부재와 경보음출력부재는 각각 전원공급부로부터 전원을 공급받아 빛을 발광 및 경보음을 출력할 수 있다.

상기 레벨연산부가 연료의 레벨이 높은 것으로 연산한 경우, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 알림부는 작동중지될 수 있다.

다음으로, 다른예로서, 과충전 접점(40), 과방전 접점(50) 및 도전성 플로트(60)를 통해 상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120) 사이의 정전용량을 검출할 수 있다.

상기 과충전 접점(40)과 상기 과방전 접점(50) 및 상기 도전성 플로트(60)는 금속 등 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

상기 과충전 접점(40)과 상기 과방전 접점(50)은 상하 관통되는 관 구조로 이루어질 수 있다.

상기 과충전 접점(40)이 상기 도전성 외부 관체(120)와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해, 상하 관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점(40)의 상부 일측에 상기 도전성 외부 관체(120)의 상단부에 연결되는 금속 재질 등 다양한 재질의 상부연결판(410)이 수평형성될 수 있다.

상기 상부연결판(410)의 일측, 타측, 전측 및 후측에는 상기 상부연결판(410)의 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈(411)이 형성될 수 있다.

일예로, 상기 상부연결판(410)의 각 모서리부위가 상기 도전성 외부 관체(120)의 상부 내주면에 용접고정 등 다양한 방식으로 연결고정된 상태로 상하 관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점(40)은 상기 도전성 내부 관체(110)의 상부 공간 내에 수직배치될 수 있다.

상기 과방전 접점(50)이 상기 도전성 외부 관체(120)와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해, 상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점(50)의 하단부 외면에 상기 도전성 외부 관체(120)의 하단부에 연결되는 금속 재질 등 다양한 재질의 하부연결판(510)이 수평형성될 수 있다.

상기 하부연결판(510)의 일측, 타측, 전측 및 후측에는 상기 하부연결판(510)의 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈(511)이 형성될 수 있다.

일예로, 상기 하부연결판(510)의 상부 각 모서리부위가 상기 도전성 외부 관체(120)의 하단부에 용접고정 등 다양한 방식으로 연결고정된 상태로 상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점(50)은 상기 도전성 내부 관체(110)의 하부 공간 내에 수직배치될 수 있다.

상기 도전성 플로트(60)는 상기 도전성 내부 관체(110)의 내부에 수직으로 수용되어 연료의 과충전시 상기 도전성 내부 관체(110)의 상측으로 이동하여 상기 과충전 접점(40)의 하부에 접할 수 있다.

상기 도전성 플로트(60)는 연료의 과방전시 상기 도전성 내부 관체(110)의 하측으로 이동하여 상기 과방전 접점(50)의 상부에 접할 수 있다.

상기 도전성 플로트(60)의 승강과정 중 상기 도전성 플로트(60)가 상기 도전성 내부 관체(110)의 내면과 용이하게 접한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해, 상기 도전성 플로트(60)의 외주면 중간에는 상기 도전성 내부 관체(110)의 내면 방향으로 일정길이로 수평돌출되어 상기 도전성 내부 관체(110)의 내면과 접하는 환형의 돌출부재(611)가 형성될 수 있다.

다음으로, 하부 절연마감부(70)와 상부 절연마감부(80)가 구비될 수 있다.

상기 하부 절연마감부(70)와 상기 상부 절연마감부(80)는 다양한 종류로 이루어질 수 있으며, 일예로, 상기 연료저장장치(3)의 내부에 상기 도전성 내부 관체(110) 및 상기 도전성 외부 관체(120)가 절연된 상태로 수직배치될 수 있도록 함과 더불어 극저온에서도 연료저장장치(3) 내부의 연료의 레벨을 정상적으로 검출할 수 있도록 하기 위해 비가연성 불소수지인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어질 수 있다.

상기 하부 절연마감부(70)는 상기 도전성 내부 관체(110)의 하단부와 상기 도전성 외부 관체(120)의 하단부 사이에 구비될 수 있다.

상기 하부 절연마감부(70)는 일예로, 크게, 환형 형상의 하부삽입고정몸체(701)와, 환형 형상의 하부마감고정몸체(702)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하부삽입고정몸체(701)는 상기 도전성 내부 관체(110)의 하부 내측에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있다.

상기 하부마감고정몸체(702)는 상기 하부삽입고정몸체(701)의 하부에 형성되어 상기 도전성 외부 관체(120)의 하부 내측에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있으며, 이를 위해, 상기 하부마감고정몸체(702)의 외경크기는 상기 하부삽입고정몸체(701)의 외경크기보다 크게 형성될 수 있다.

상기 하부 절연마감부(70)의 중간부에 관통구(710)가 수직형성될 수 있다.

상기 하부 절연마감부(70)의 관통구(710) 주변의 상기 하부 절연마감부(70) 부위에는 복수의 보조관통구(711)가 방사형으로 일정간격으로 형성될 수 있다.

상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120) 사이로 연료가 유입가능하도록 일예로, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 하부마감고정몸체(702)의 상부방향의 상기 도전성 외부 관체(120)의 하부 외면 부위에 1개의 유입구(121) 또는 복수의 유입구(121)가 방사형으로 일정간격으로 형성될 수 있다.

상기 상부 절연마감부(80)는 상기 도전성 내부 관체(110)의 상단부와 상기 도전성 외부 관체(120)의 상단부 사이에 구비될 수 있다.

상기 상부 절연마감부(80)는 일예로, 크게, 환형 형상의 상부삽입고정몸체(801)와 환형 형상의 상부마감고정몸체(802)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 상부삽입고정몸체(801)는 상기 도전성 내부 관체(110)의 상부 내측에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있다.

상기 상부마감고정몸체(802)는 상기 상부삽입고정몸체(801)의 상부에 형성되어 상기 도전성 외부 관체(120)의 상부 내측에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있으며, 이를 위해 상기 상부마감고정몸체(802)의 외경크기는 상기 상부삽입고정몸체(801)의 외경크기보다 크게 형성될 수 있다.

환형 형상의 상기 상부 마감절연부(80)에는 관통구(810)가 편심상태로 수직형성될 수 있다.

상기 도전성 내부 관체(110)의 내부와 상기 도전성 외부 관체(120)의 내부의 기체가 상기 연료저장장치(3)의 내부로 배출가능하도록 일예로, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 상부 마감절연부(80)의 상부마감고정몸체(802)의 가장자리 부위에 복수의 보조관통구(820)가 방사형으로 일정간격으로 형성 및 상기 상부마감고정몸체(802)의 하부방향의 상기 도전성 외부 관체(120)의 상부 외면 부위에 1개의 배출구(122) 또는 복수의 배출구(122)가 방사형으로 일정간격으로 형성될 수 있다.

상기 도전성 내부 관체(110)의 내부의 기체는 상하관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점(40)의 내측과 상기 상부 마감절연부(80)의 보조관통구(820) 및 상기 도전성 외부 관체(120)의 배출구(122)를 순차적으로 통과하여 상기 연료저장장치(3)의 내부로 배출될 수 있다.

상기 도전성 외부 관체(120)의 내부의 기체는 상기 도전성 외부 관체(120)의 배출구(122)를 통과하여 상기 연료저장장치(3)의 내부로 배출될 수 있다.

상하관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점(40)이 상기 상부 절연마감부(80)에 편심상태로 수직형성된 관통구(810)에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정된 상태로 상기 과충전 접점(40)의 하부는 상기 도전성 내부 관체(110)의 상부 공간 내로 일정길이로 인입될 수 있고, 이로 인해 상기 과충전 접점(40)의 하부가 상기 도전성 내부 관체(110)의 상부 공간 내에 일정높이로 노출된 상태로 배치될 수 있다.

상하관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점(50)이 상기 하부 절연마감부(70)의 관통구(710)에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정된 상태로 상기 과방전 접점(50)의 상부는 상기 도전성 내부 관체(110)의 하부 공간 내로 일정길이로 인입될 수 있고, 이로 인해 상기 과방전 접점(50)의 상부가 상기 도전성 내부 관체(110)의 하부 공간 내에 일정높이로 노출된 상태로 배치될 수 있다.

도 7은 상부 절연마감부의 다른예를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

다른예로서, 상기 상부 절연마감부(80)의 일측, 타측, 전측 및 후측에는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 상부 절연마감부(80)의 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈형태의 관통구(810)가 각각 형성될 수 있다.

상하관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점(40)은 다른예의 상기 상부 절연마감부(80)의 타측에 형성된 홈형태의 상기 관통구(810)를 수직관통할 수 있다.

도 8은 하부 절연마감부의 다른예를 개략적으로 나타내는 저면도이다.

다른예로서, 상기 하부 절연마감부(70)의 일측, 타측, 전측 및 후측에는 도 8에서 보는 바와 같이 상기 하부 절연마감부(70)의 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈형태의 보조관통구(711)가 각각 형성될 수 있다.

도 9는 도전성 플로트가 과충전 접점에 접한 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

상기 연료저장장치(3)의 내부에 충전되는 연료(2)는 상기 상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점(50)의 하단부 외면에 수평형성된 상기 하부연결판(510)의 홈(511)과 상기 하부 절연마감부(70)의 보조관통구(711)를 순차적으로 통과하여 상기 도전성 내부 관체(110)의 내부로 유입될 수 있고, 이로 인해, 도 9에서 보는 바와 같이 상기 도전성 플로트(60)가 상기 도전성 내부 관체(110)의 상측으로 점차 상승할 수 있다.

도 10 도전성 플로트가 과방전 접점에 접한 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

상기 연료저장장치(3)의 내부의 연료(2)의 소비로 인해 상기 연료(2)의 레벨이 점차 낮아지게 될 경우, 도 10에서 보는 바와 같이 상기 도전성 플로트(60)가 상기 도전성 내부 관체(10)의 하측으로 점차 하강할 수 있다.

도 11은 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

상기 레벨연산부(30)는 상기 도전성 플로트(60)가 상기 과충전 접점(40) 또는 상기 과방전 접점(50)에 접하여 변화되는 상기 정전용량 검출부(20)에 의해 검출된 검출값을 기초로 제어부(31)의 제어에 의해 전원공급부(31)로부터 전원을 공급받아 과충전 또는 과방전 상태를 판단할 수 있다.

도 12는 연료저장장치에 충전된 연료의 레벨 연산 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

일예로, 도 9에서 보는 바와 같이 상기 도전성 플로트(60)가 상승하여 상기 과충전 접점(40)의 하단부와 접할 경우, 쇼트가 발생하면서 증가 중인 정전용량값에 변화가 발생 및 상기 정전용량 검출부(20)가 이를 검출할 수 있다.

이때, 상기 레벨연산부(30)는 도 12에서 보는 바와 같이 정전용량값이 상한 이상인 상태에서 쇼트로 인해 상기 연료저장장치(3)의 내부에 연료(2)가 과충전된 것으로 판단할 수 있다.

이와 더불어, 상기 제어부(31)의 제어에 의해 상기 알림부의 발광부재가 점멸되거나 상기 알림부의 경보음출력부재가 '과충전 입니다'와 같은 과충전알림멘트를 출력할 수 있다.

그리고, 도 10에서 보는 바와 같이 상기 도전성 플로트(60)가 하강하여 상기 과방전 접점(50)의 상단부와 접할 경우, 쇼트가 발생하면서 감소 중인 정전용량값에 변화가 발생 및 상기 정전용량 검출부(20)가 이를 검출할 수 있다.

이때, 상기 레벨연산부(30)는 도 12에서 보는 바와 같이 정전용량값이 하한 이하인 상태에서 쇼트로 인해 상기 연료저장장치(3)의 내부에 연료(2)가 과방전 된 것으로 판단할 수 있다.

이와 더불어, 상기 제어부(31)의 제어에 의해 상기 알림부의 발광부재가 점등되거나 상기 알림부의 경보음출력부재가' 과방전 입니다'와 같은 과방전알림멘트를 출력할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 상기 센서 몸체(10)의 상기 도전성 내부 관체(110)와 상기 도전성 외부 관체(120) 사이의 공간 내에 유입된 연료(2)의 레벨에 따른 정전용량을 상기 정전용량 검출부(20)에 의해 검출하여 상기 레벨연산부(30)에 의해 연료(2)의 레벨을 정확히 연산하여 측정할 수 있어, LNG 등의 연료의 용량을 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예인 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 14는 도 13의 분리사시도이고, 도 15는 도 14의 C - C선에 따른 단면도이다.

다음으로, 도 13 내지 도 15에서 보는 바와 같이 상기 센서몸체(10)는 도전성 차폐 관체(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 도전성 차폐 관체(130)의 내측에 상기 도전성 외부 관체(120)가 수용된 상태로 상기 도전성 차폐 관체(130)는 상기 연료저장장치(3)의 내부에 전기적으로 연결되어 전자파를 차폐 및 노이즈를 차단할 수 있다.

상기 도전성 차폐 관체(130)의 상부는 상기 연료저장장치(3)의 상부 내면에 용접고정 등 다양한 방식으로 전기적으로 연결고정될 수 있다.

상기 도전성 차폐 관체(130)의 하부는 상기 연료저장장치(3)의 하부 외면에 용접고정 등 다양한 방식으로 전기적으로 연결고정될 수 있다.

그리고, 하부 외측절연마감부(90)와 상부 외측절연마감부(100)가 구비될 수 있다.

상기 하부 외측절연마감부(90)와 상부 외측절연마감부(100)는 다양한 종류로 이루어질 수 있으며, 일예로, 비가연성 불소수지인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어질 수 있다.

상기 하부 외측절연마감부(90)의 하부 중간부에는 상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점(50)이 수직관통하는 관통구(902)가 형성될 수 있다.

상기 하부 외측절연마감부(90)의 내측에 상기 도전성 외부 관체(120)가 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있으며, 이때, 상기 과방전 접점(50)이 상기 도전성 차폐 관체(130)와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 상기 과방전 접점(50)의 하부연결판(510)의 각 모서리 부위가 상기 도전성 차폐 관체(130)의 하부 내면에 용접고정 등 다양한 방식으로 연결될 수 있다.

상기 하부 외측절연마감부(90)는 상기 도전성 차폐 관체(130)의 하부 내측에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있다.

상기 하부 외측절연마감부(90)의 외측면에는 복수의 홈(901)이 등간격으로 형성될 수 있다.

상기 하부 외측절연마감부(90)의 복수의 홈(901)의 상부방향의 상기 도전성 차폐 관체(130)의 하부 외면에는 1개의 유입구(131) 또는 복수의 유입구(131)가 방사형으로 일정간격으로 형성될 수 있다.

상기 연료저장장치(3)의 내부의 연료(2)는 상기 도전성 차폐 관체(130)의 유입구(131), 상기 하부 외측절연마감부(90)의 복수의 홈(901), 상기 과방전 접점(50)의 하부연결판(510)의 홈(511) 및 상기 하부 절연마감부(70)의 보조관통구(711)를 순차적으로 통과하여 상기 도전성 내부 관체(110)의 내부로 유입될 수 있다.

상기 상부 외측절연마감부(100)의 내측에 상기 도전성 외부 관체(120)의 상부가 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있다.

상기 상부 외측절연마감부(100)는 상기 도전성 차폐 관체(130)의 상부 내측에 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 삽입고정될 수 있다.

상기 상부 외측절연마감부(100)의 외측면에는 복수의 홈(101)이 등간격으로 형성될 수 있다.

상기 상부 외측절연마감부(100)의 복수의 홈(101)의 하부방향의 상기 도전성 차폐 관체(130)의 상부 외면에 1개의 배출구(132) 또는 복수의 배출구(132)가 방사형으로 일정간격으로 형성될 수 있다.

상기 도전성 외부 관체(120)의 배출구(122)를 통과한 기체는 상기 도전성 차폐 관체(130)의 배출구(132)를 통과하여 상기 연료저장장치(3)의 내부로 배출될 수 있다.

상기 도전성 차폐 관체(130)를 통해 전자파 및 노이즈를 효과적으로 차폐할 수 있어 LNG 등의 연료(2)의 용량을 보다 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.

3; 연료저장장치, 10; 센서몸체,
110; 도전성 내부 관체, 120; 도전성 외부 관체,
20; 정전용량 검출부, 30; 레벨연산부.

Claims

LNG를 포함한 연료가 충전되는 연료저장장치의 내부에 상단부 및 하단부가 절연된 상태로 설치되는 도전성 내부 관체와, 상기 내부 관체를 수용한 상태로 상단부 및 하단부가 상기 연료저장장치의 내부에 절연된 상태로 설치되고 상부에 배출구가 형성되는 도전성 외부 관체를 포함하는 센서몸체와;
상기 내부 관체와 상기 외부 관체 사이의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부와;
상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 검출값을 기초로 상기 연료저장장치에 충전된 연료의 레벨을 연산하는 레벨연산부와;
상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고, 상기 내부 관체의 상부 공간 내에 배치되는 상하 관통되는 관 구조로 이루어지는 과충전 접점과;
상기 과충전 접점이 상기 외부 관체와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 상기 과충전 접점의 상부 일측에 수평형성되어 상기 외부 관체의 상단부에 연결되고, 일측, 타측, 전측 및 후측에 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈이 형성되는 상부연결판과;
상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고 상기 내부 관체의 하부 공간 내에 배치되는 상하 관통되는 관 구조로 이루어지는 과방전 접점과;
상기 과방전 접점이 상기 외부 관체와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 상기 과방전 접점의 하단부 외면에 수평형성되어 상기 외부 관체의 하단부에 연결되고, 일측, 타측, 전측 및 후측에 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈이 형성되는 하부연결판과;
상기 내부 관체 내에 수용되어 연료의 과충전시 상측으로 이동하여 상기 과충전 접점에 접하고, 연료의 과방전시 하측으로 이동하여 상기 과방전 접점에 접하며, 승강 과정 중 상기 내부 관체의 내면과 접한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해 외주면 중간에 상기 내부 관체의 내면방향으로 일정길이로 수평돌출되어 상기 내부 관체의 내면과 접하는 환형의 돌출부재가 형성되는 도전성 플로트와;
상기 내부 관체와 상기 외부 관체 사이로 연료가 유입가능하도록 상기 내부 관체의 하단부와 상기 외부 관체의 하단부 사이에 구비되고, 중간부에 관통구가 수직형성 및 중간부에 수직형성된 관통구 주변 부위에 복수의 보조관통구가 방사형으로 일정간격으로 형성되는 하부 절연마감부와;
상기 내부 관체와 상기 외부 관체 내의 기체가 연료저장장치의 내부로 배출이 가능되도록 상기 내부 관체의 상단부와 상기 외부 관체의 상단부 사이에 구비되고, 관통구가 편심상태로 수직형성되며, 가장자리 부위에 복수의 보조관통구가 방사형으로 일정간격으로 형성되는 상부 절연마감부;를 포함하고,
상하 관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점이 상기 상부 절연마감부에 편심상태로 수직형성된 관통구에 삽입고정된 상태로 상하 관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점의 하부가 상기 내부 관체의 상부 공간 내로 일정길이로 인입되며,
상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점이 상기 하부 절연마감부의 중간부에 수직형성된 관통구에 삽입고정된 상태로 상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점의 상부가 상기 내부 관체의 하부 공간 내로 일정길이로 인입되고,
상기 내부 관체의 내부의 기체는 상하관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점의 내측과 상기 상부 절연마감부의 보조관통구 및 상기 외부 관체의 배출구를 순차적으로 통과하여 상기 연료저장장치의 내부로 배출되며,
상기 연료저장장치의 내부에 충전되는 연료는 상기 하부연결판의 홈과 상기 하부 절연마감부의 보조관통구를 순차적으로 통과하여 상기 내부 관체의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지의 센서구조.
LNG를 포함한 연료가 충전되는 연료저장장치의 내부에 상단부 및 하단부가 절연된 상태로 설치되는 도전성 내부 관체와, 상기 내부 관체를 수용한 상태로 상단부 및 하단부가 상기 연료저장장치의 내부에 절연된 상태로 설치되고 상부에 배출구가 형성되는 도전성 외부 관체를 포함하는 센서몸체와;
상기 내부 관체와 상기 외부 관체 사이의 정전용량을 검출하는 정전용량 검출부와;
상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 검출값을 기초로 상기 연료저장장치에 충전된 연료의 레벨을 연산하는 레벨연산부와;
상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고, 상기 내부 관체의 상부 공간 내에 배치되는 상하 관통되는 관 구조로 이루어지는 과충전 접점과;
상기 과충전 접점이 상기 외부 관체와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 상기 과충전 접점의 상부 일측에 수평형성되어 상기 외부 관체의 상단부에 연결되고, 일측, 타측, 전측 및 후측에 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈이 형성되는 상부연결판과;
상기 외부 관체와 전기적으로 연결되고 상기 내부 관체의 하부 공간 내에 배치되는 상하 관통되는 관 구조로 이루어지는 과방전 접점과;
상기 과방전 접점이 상기 외부 관체와 전기적으로 연결될 수 있도록 하기 위해 상기 과방전 접점의 하단부 외면에 수평형성되어 상기 외부 관체의 하단부에 연결되고, 일측, 타측, 전측 및 후측에 내측으로 일정깊이로 수평함몰되는 홈이 형성되는 하부연결판과;
상기 내부 관체 내에 수용되어 연료의 과충전시 상측으로 이동하여 상기 과충전 접점에 접하고, 연료의 과방전시 하측으로 이동하여 상기 과방전 접점에 접하며, 승강 과정 중 상기 내부 관체의 내면과 접한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해 외주면 중간에 상기 내부 관체의 내면방향으로 일정길이로 수평돌출되어 상기 내부 관체의 내면과 접하는 환형의 돌출부재가 형성되는 도전성 플로트와;
상기 내부 관체와 상기 외부 관체 사이로 연료가 유입가능하도록 상기 내부 관체의 하단부와 상기 외부 관체의 하단부 사이에 구비되고, 중간부에 관통구가 수직형성 및 일측, 타측, 전측 및 후측에 내측으로 수평함몰되는 홈형태의 복수의 보조관통구가 각각 형성되는 하부 절연마감부와;
상기 내부 관체와 상기 외부 관체 내의 기체가 연료저장장치의 내부로 배출이 가능되도록 상기 내부 관체의 상단부와 상기 외부 관체의 상단부 사이에 구비되고, 일측, 타측, 전측 및 후측에 내측으로 수평함몰되는 홈형태의 관통구가 각각 형성되는 상부 절연마감부;를 포함하고,
상하관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점이 상기 상부 절연마감부의 타측에 형성된 홈형태의 관통구를 수직관통한 상태로 상하 관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점의 하부가 상기 내부 관체의 상부 공간 내로 일정길이로 인입되며,
상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점이 상기 하부 절연마감부의 중간부에 수직형성된 관통구에 삽입고정된 상태로 상하 관통되는 관 구조의 상기 과방전 접점의 상부가 상기 내부 관체의 하부 공간 내로 일정길이로 인입되고,
상기 내부 관체의 내부의 기체는 상하관통되는 관 구조의 상기 과충전 접점의 내측과 상기 외부 관체의 배출구를 순차적으로 통과하여 상기 연료저장장치의 내부로 배출되며,
상기 연료저장장치의 내부에 충전되는 연료는 상기 하부연결판의 홈과 상기 하부 절연마감부의 보조관통구를 순차적으로 통과하여 상기 내부 관체의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지의 센서구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 상부연결판과 상기 하부연결판은 각각 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지의 센서구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 레벨연산부는 상기 도전성 플로트가 상기 과충전 접점 또는 상기 과방전 접점에 접하여 변화되는 상기 정전용량 검출부에 의해 검출된 검출값을 기초로 과충전 또는 과방전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지의 센서구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 센서몸체에는 상기 외부 관체를 수용한 상태로 상기 연료저장장치의 내에 전기적으로 연결된 상태로 설치되어 전자파를 차폐하는 도전성 차폐 관체가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조.
제 5항에 있어서,
상기 외부 관체의 하단부와 상기 차폐 관체의 하단부 사이에 구비되는 하부 외측절연마감부와; 상기 외부 관체의 상단부와 상기 차폐 관체의 상단부 사이에 구비되는 상부 외측절연마감부가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료저장장치의 레벨게이지 센서구조.
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