KR102429512B1 - 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기체 연료 튜브의 일단과 스키드의 상대 운동에 따라 기체 연료 튜브를 속박하는 강도가 가변되는 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리는, 기체 연료 튜브의 스키드를 구성하는 것으로서, 상기 스키드에 상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단을 결합시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리는, 상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단 중 적어도 일단을 상기 스키드와의 상대 운동이 가능하게 유압을 이용하여 속박하도록 속박 장치를 포함할 수 있다.

Description

기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리{SKID ASSEMBLY FOR PROVIDING GASEOUS FUEL TUBE}
본 발명은 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전성 및 안정성이 보장된 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 기체 연료는 공급량의 조절 및 착화가 용이하고, 연소 불순물이 적으며, 액체 연료와 같이 파이프를 통한 연속적인 공급이 가능한 기체상태로 사용되는 연료를 말한다.
기체 연료로는 도시가스, 프로판가스 등이 가정용 및 산업용으로 예전부터 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 자동차의 연료 등에 천연가스의 사용이 증가됨과 더불어 친환경에너지에 대한 관심이 높아지면서 수소 자동차, 연료전지, 수소 탱크 기반의 발전 등 기체 연료의 적용 범위가 확대되고 있다.
이러한 기체 연료는 효율의 확보를 위해 고압의 상태로 저장되는 한편, 누출 및 폭발을 방지하면서 이송 및 보관되어야 함은 물론이며, 이를 위한 금속 또는 탄소 복합재 등의 재질로 만들어진 기체 연료 튜브가 사용되고 있다. 예를 들어, 흔히 볼 수 있는 도시가스를 운반하는 튜브 및 산소 용접에 사용되는 고압의 산소 및 고압의 아세틸렌을 저장하는 튜브 등이 그것이다. 더욱이, 최근에는 친환경에너지를 화두로 하여 수소 연료에 대한 관심이 높아지고, 실제 산업 현장 및 차량 등 수소가 에너지원으로 사용되는 분야가 증대되면서 고압 수소의 운반을 위한 기술이 활발하게 개발되고 있다.
한편, 화물 및 자재 등의 운반을 위해 목재 또는 금속재로 만들어진 짐받이대를 스키드(skid)라 하며, 기존의 기체 연료 튜브 용 스키드는 규격화된 기체 연료 튜브를 단순히 적재 또는 보관하기 위한 것이 대부분이었다.
하지만, 기체 연료 튜브에 기체 연료의 충전이 완료되면, 기체 연료 튜브는 내부에 충전된 기체의 압력에 의해 팽창하고, 이 팽창은 상대적으로 길이 방향으로 크게 발현되며, 충전 전에 스키드에 길이 방향 양단이 고정되었던 기체 연료 튜브는 양단을 통하여 스키드에 하중을 가하게 된다. 이 때, 스키드는 기체 연료 튜브의 양단을 통하여 가해지는 하중에 의해 파손되거나 외부 충격에 의해 파손되기 쉬운 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 통상의 규격화된 수소 연료 튜브에 수소가 완충된 경우에 내부의 수소 압력은 700Bar에 이르며, 수소 연료 튜브는 수소의 완충 전과 비교하여 길이 방향으로 최대 20mm 이상 팽창된다. 나아가, 상술한 파손을 방지하기 위하여 스키드의 강성을 필요 이상으로 증대시키면, 스키드의 무게 상승에 따라 운송량이 감소되며, 구속부에 과도한 하중이 발생하여 외부 충격에 의한 파손으로 위험을 초래할 수 있다.
한편, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단 중 일단에 대한 구속을 해제하거나, 일단을 속박하는 강도를 약화시키면, 기체 연료 튜브의 구속력이 저하되어 외부 충격에 의해 기체 연료 튜브의 일단이 스키드를 이탈함에 따라 더 큰 위험이 야기될 수 있다. 여기서, 외부 충격은 스키드에 탑재된 기체 연료 튜브를 운송하는 차량의 일방향 가속에 따른 기체 연료 튜브의 관성 및 기체 연료 튜브와 스키드의 관성 저항/질량 차이에 따른 상대 운동에 의한 충격일 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기체 연료 튜브의 일단과 스키드의 상대 운동에 따라 기체 연료 튜브를 속박하는 강도가 가변되는 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리는, 기체 연료 튜브의 스키드를 구성하는 것으로서, 상기 스키드에 상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단을 결합시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리는, 상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단 중 적어도 일단을 상기 스키드와의 상대 운동이 가능하게 유압을 이용하여 속박하도록 속박 장치를 포함할 수 있다.
상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단 중 적어도 일단에는 상기 스키드에 속박되기 위한 속박 보스가 돌출될 수 있다.
상기 속박 장치는, 상기 속박 보스가 삽입되도록 상기 스키드에 고정되는 속박 허브와, 상기 속박 허브에 유압을 공급하고, 공급되는 유압을 일정하게 유지하도록 기능하는 서지 탱크와, 상기 서지 탱크로부터 공급되는 유압을 상기 속박 허브에 전달하는 유압 라인을 포함할 수 있다.
상기 속박 장치는, 상기 서지 탱크로부터 공급되는 유압을 차단하거나 개도량이 조절되도록 상기 유압 라인 상에 개재되는 제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 유압 라인은, 상기 서지 탱크로부터 유압을 공급받도록 일단이 상기 서지 탱크에 연통되고, 타단이 연장되어 상기 제어 밸브에 연통되는 공급 라인과, 상기 제어 밸브를 경유한 유압을 전달받도록 일단이 상기 제어 밸브에 연통되고, 타단이 연장되는 전달 라인과, 상기 전달 라인을 경유한 유압을 전달받도록 일단이 상기 전달 라인에 연통되고, 타단이 연장되어 상기 속박 허브에 연통되는 분배 라인을 포함할 수 있다.
상기 분배 라인은 상기 전달 라인으로부터 복수개가 분기되고, 상기 분배 라인 하나마다 적어도 하나 이상의 상기 속박 허브가 배열될 수 있다.
상기 속박 허브는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있다.
상기 속박 허브는, 폐쇄된 일면에 상기 유압 라인과 중공이 연통되도록 천공된 유압 출입 홀과, 중공에 있는 잔여 공기를 외부로 배출하도록 천공된 공기 출입 홀과, 개구된 타면으로서, 상기 속박 허브의 중공에 상기 속박 보스를 수용하도록 형성되는 보스 삽입구를 포함할 수 있다.
상기 속박 허브의 중공에 상기 속박 보스가 삽입된 상태에서 상기 속박 허브 중공의 내경과 상기 속박 보스의 외경 사이의 기밀이 유지되며, 상기 공기 출입 홀은 공기가 통과되는 것은 허용하면서 유압의 통과는 차단할 수 있다.
상기 속박 보스는, 상기 속박 허브의 중공에 상기 속박 보스가 삽입된 상태에서 상기 속박 허브 중공의 내경과 상기 속박 보스의 외경 사이의 기밀이 보완되도록 상기 속박 보스의 외주를 감싸도록 구비된 링 형상의 씰링 링을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리는, 상기 유압 출입 홀을 선택적으로 개폐하도록 제공되는 개폐 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 속박 보스에는 외주면에 외주를 따라 함몰된 센싱 홈이 길이 방향을 따라 복수개 형성되고, 상기 보스 삽입구 부분에는 상기 속박 보스의 외주를 둘러싸도록 배치되어 상기 속박 보스의 외주면까지의 거리를 측정하는 거리 센서가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리는, 상기 거리 센서, 상기 서지 탱크로부터 공급되는 유압을 차단하거나 개도량이 조절되도록 상기 유압 라인 상에 개재되는 제어 밸브, 및 상기 유압 출입 홀을 선택적으로 개폐하도록 제공되는 개폐 밸브와 통신하여 상기 속박 허브의 중공에 상기 속박 보스가 삽입된 정도에 따라 원격 제어를 구현하는 원격 단말기를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 기체 연료 튜브의 내부 기체의 압력차에 의한 기체 연료 튜브의 길이 변화를 포함하는 기체 연료 튜브의 일단과 스키드의 상대 운동에 따라 기체 연료 튜브를 속박하는 강도가 가변될 수 있는 속박 장치가 적용됨으로써, 기체 연료 튜브의 팽창 및 기체 연료 튜브와 스키드의 상호 하중에 의한 스키드의 파손이 방지되고, 기체 연료 튜브의 적재 및 보관 그리고 운송에 대한 안전성 및 안정성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브의 일측 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브의 타측 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브에 속박 보스가 삽입된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브의 일측 사시도이다.
도 9는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브에 속박 보스가 삽입된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 원격 제어를 가시적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리(1)는 스키드(100), 기체 연료 튜브(200), 고정 장치(130), 및 속박 장치(300)을 포함한다.
상기 스키드(100)는 기체 연료가 저장된 상기 기체 연료 튜브(200)의 보관 및 운송을 위한 적재를 위한 짐받이대로서, 기체 연료의 운반을 위한 통상적인 스키드(skid)와 같이 금속 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 스키드(100)는 전체적으로 직육면체의 모서리가 이어진 프레임(frame) 형상이며, 이러한 직육면체의 각 모서리를 따라 연장되는 12개의 기본 프레임(110) 및 어느 하나의 모서리를 형성하는 기본 프레임(110)과 다른 하나의 모서리를 형성하는 기본 프레임(110)을 연결하면서 상기 스키드(100)의 전체 강성을 보강하는 보강 프레임(120)으로 구성된다. 여기서, 상기 보강 프레임(120)은 어느 하나의 보강 프레임(120)과 다른 하나의 보강 프레임(120)을 연결하도록 제공될 수도 있으며, 상기 보강 프레임(120) 수 및 배치는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)의 설계에 따라 용도에 맞게 적용될 수 있다.
상기 기체 연료 튜브(200)는 고압의 기제 연료를 저장하기에 적합하게 제작된 통상의 튜브(tube)로서, 도면에는 수소를 저장하는 튜브를 기준으로 기체 연료 튜브(200)가 도시되었으나 이에 한정되지 않으며, 고압의 기체 연료를 저장하기에 적합한 튜브라면 적용 가능하다. 또한, 상기 기체 연료 튜브(200)에는 길이 방향 양단에 상기 스키드(100)와의 결합을 위해 돌출된 보스(boss, 210)가 형성 또는 구비된다. 이러한 상기 기체 연료 튜브(200) 양단의 보스는 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 그 중 하나는 상기 스키드(100)에 속박되고 다른 하나는 상기 스키드(100)에 고정된다. 여기서, 상기 기체 연료 튜브(200) 일단의 속박되는 보스(210)를 속박 보스(212)라 칭하고, 상기 기체 연료 튜브(200) 타단의 고정되는 보스(210)를 고정 보스(214)라 칭하기로 한다. 한편, 상기 스키드(100)에 고정되는 고정 보스(214)와는 달리 설계에 따라 제한된 유격을 가지며, 상기 스키드(100)와 상대 운동이 가능한 속박 보스(212)의 속박에 대해서는 이어지는 설명에서 상세하게 서술하기로 한다.
상기 고정 장치(130)는 상기 기체 연료 튜브(200)가 상기 스키드(100)의 기본 프레임(110)이 형성하는 직육면체의 내부에 배치된 상태에서 상기 고정 보스(214)를 상기 스키드(100)에 고정시키는 장치이다. 이 때, 상기 기체 연료 튜브(200)의 길이 방향과 상기 스키드(100)의 길이 방향은 동일하도록 배열된다. 한편, 이러한 상기 스키드(100)와 상기 고정 보스(214)의 결합은 당업자가 용이하게 구현할 수 있다.
상기 속박 장치(300)는 상기 기체 연료 튜브(200)가 상기 스키드(100)의 기본 프레임(110)이 형성하는 직육면체의 내부에 배치된 상태에서 상기 스키드(100)와 상대 운동이 가능한 속박 보스(212)의 속박을 구현하면서 상기 속박 보스(212)를 상기 스키드(100)에 결합시키는 장치이다. 이 때, 상기 기체 연료 튜브(200)의 길이 방향과 상기 스키드(100)의 길이 방향은 동일하도록 배열됨은 물론이다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조로 상기 속박 보스(212)와 상기 스키드(100)의 결합 및 상기 스키드(100)와 상대 운동이 가능한 속박 보스(212)의 속박을 구현하는 구성을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 장치의 구성도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 속박 장치(300)는 상기 기체 연료 튜브(200) 길이 방향 일단의 속박 보스(212)를 상기 스키드(100)의 길이 방향 일단에 결합시키도록 상기 스키드(100)의 길이 방향 일단에 구비되며, 서지 탱크(310), 유압 라인(320), 속박 허브(330), 및 제어 밸브(340)를 포함한다.
상기 서지 탱크(310)는 통상적인 서지 탱크(surge tank)와 같이, 관로의 유압을 일정한 압력의 범위로 유지하도록 기능한다. 또한, 상기 서지 탱크(310)는 상기 스키드(100)와 상대 운동이 가능한 속박 보스(212)의 속박을 구현하도록 유압을 제공한다.
상기 유압 라인(320)은 상기 서지 탱크(310)로부터 공급되는 유압을 상기 속박 보스(212)와 상기 스키드(100)의 결합부까지 전달하도록 구비된 유압 통로이다.
상기 속박 허브(330)는 상기 속박 보스(212)와 결합되도록 구비되며, 상기 속박 보스(212)가 상기 속박 허브(330)에 삽입됨으로써 상기 속박 허브(330)와 상기 속박 보스(212)가 결합된다. 또한, 상기 속박 허브(330)는 상기 유압 라인(320)을 통하여 상기 서지 탱크(310)와 연결되고, 상기 서지 탱크(310)로부터 공급되는 유압은 상기 속박 허브(330)와 상기 속박 보스(212)의 안정적인 상대 운동을 구현하도록 상기 유압 라인(320)을 통하여 상기 속박 보스(212)가 삽입된 상기 속박 허브(330)에 전달된다.
상기 제어 밸브(340)는 상기 서지 탱크(310)로부터 공급되는 유압을 차단하거나 개도량이 조절되도록 기능한다. 또한, 상기 제어 밸브(340)는 전기적으로 제어되어 개도량의 듀티 제어(duty control)를 구현할 수 있다.
상기 유압 라인(320)은 공급 라인(322), 전달 라인(324), 및 분배 라인(326)을 포함한다.
상기 공급 라인(322)은 일단이 상기 서지 탱크(310)로부터 유압을 공급받도록 상기 서지 탱크(310)와 연통되고, 타단이 공급받은 유압을 전달하도록 연장되어 상기 제어 밸브(340)에 연통된다.
상기 전달 라인(324)은 일단이 상기 공급 라인(322) 및 상기 제어 밸브(340)를 순차적으로 경유한 유압을 전달받도록 상기 제어 밸브(340)에 연통되며, 타단이 일정 구간에 걸쳐 연장된다. 다시 말해, 상기 제어 밸브(340)가 폐쇄되면, 상기 전달 라인(324)으로 전달되는 유압이 차단된다. 도면에는 상기 전달 라인(324)이 지면에 수직인 직선으로 연장된 것이 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 분배 라인(326)은 상기 공급 라인(322), 상기 제어 밸브(340), 및 상기 전달 라인(324)을 순차적으로 경유한 유압을 전달받도록 상기 전달 라인(324)으로부터 분기된다. 즉, 상기 분배 라인(326)은 일단이 상기 전달 라인(324)과 연통되고, 타단이 상기 속박 허브(330)에 유압을 전달하도록 연장되어 상기 속박 허브(330)에 연통된다. 여기서, 상기 속박 허브(330)가 복수개로 제공되는 경우에 상기 분배 라인(326)은 상기 복수개의 속박 허브(330)에 유압을 분배하며, 유압의 균일한 분배를 위하여 상기 전달 라인(324)으로부터의 거리에 따라 상기 분배 라인(326)의 단면적을 달리 하는 등의 설계는 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다. 다시 말해, 상기 제어 밸브(340)의 제어에 따라 개도량이 조절되면, 상기 속박 허브(330)에 전달되는 유압의 양이 조절된다. 도면에는 3개의 분배 라인(326)이 상기 전달 라인(324)으로부터 분기되고, 분배 라인(326) 하나마다 각각 3개의 속박 허브(330)가 배열된 것이 도시되었으나, 이에 한정되지는 않으며 상기 전달 라인(324) 및 상기 분배 라인(326)의 형상, 상기 분배 라인(326)의 수, 및 상기 분배 라인(326) 하나에 배열되는 상기 속박 허브(330)의 수는 당업자의 설계에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브의 일측 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브의 타측 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브에 속박 보스가 삽입된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 속박 허브(330)는 전체적인 형상이 중공의 원통 형상으로 형성되며, 원통의 일면은 폐쇄되고, 타면은 개구된다. 이러한 상기 속박 허브(330)는 유압 출입 홀(331), 공기 출입 홀(333), 볼팅 홀(335), 및 보스 삽입구(337)를 포함한다.
상기 유압 출입 홀(331)은 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면에 천공된 홀(hole)로서, 상기 분배 라인(326)과 연통된다. 또한, 상기 유압 출입 홀(331)을 통하여 상기 속박 허브(330)의 중공에 유압이 유입되거나 상기 속박 허브(330)의 중공으로부터 유압이 유출된다. 나아가, 상기 분배 라인(326)의 상기 유압 출입 홀(331)과 연결되는 부분은 3개의 방향으로 개구된 Three-way 관로 형상을 가지며, 상기 분배 라인(326)이 연장되는 방향으로 3개 중 2개가 개구되고, 다른 1개가 상기 분배 라인(326)으로부터 분기된 형상으로 상기 유압 출입 홀(331)과 연통되도록 개구된다.
상기 공기 출입 홀(333)은 상기 속박 허브(330)의 중공과 외부를 연통시키는 별도의 홀로서, 상기 속박 허브(330)의 중공에 유압이 공급될 때에 상기 속박 허브(330)의 중공에 있는 잔여 공기를 배출하도록 기능한다. 여기서, 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입되고, 상기 속박 허브(330)의 중공에 유압이 공급되기 전에 상기 속박 허브(330)의 중공에는 잔여 공기가 존재한다. 따라서, 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 후, 유압의 최초 공급 시에 상기 공기 출입 홀(333)을 통하여 잔여 공기가 배출되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 공기 출입 홀(333)은 공기가 통과되는 것은 허용하고, 유압의 통과는 차단한다.
상기 볼팅 홀(335)은 상기 속박 허브(330)를 상기 스키드(100)에 볼팅(bolting)에 의해 결합시키는 것이 가능하도록 형성된 홀이다. 한편, 상기 볼팅 홀(335)은 상기 속박 허브(330)로부터 반경 외측 방향으로 외주를 따라 돌출된 플랜지(flange) 형상에 천공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 보스 삽입구(337)는 상기 속박 허브(330)의 개구된 타면으로서, 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)를 수용하도록 형성된다. 또한, 상기 보스 삽입구(337) 및 상기 속박 허브(330) 중공의 내경은 상기 속박 보스(212)의 외경에 대응한다. 이는 상기 속박 허브(330)에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 상태에서 기밀(gas tight)이 유지되도록 하기 위함이다. 한편, 상기 속박 허브(330)에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 상태에서 기밀이 유지된다면 상기 속박 보스(212)가 원통 형상이 아닌 다른 형상으로 형성되고, 상기 속박 허브(330)의 중공이 그에 대응하는 형상으로 형성되도록 당업자에 의해 설계변경 가능하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 속박 보스(212)는 씰링 링(215)을 포함한다.
상기 씰링 링(sealing ring, 215)은 링(ring) 형상으로서, 상기 속박 보스(212)의 외주를 감싸도록 구비된다. 또한, 상기 씰링 링(215)은 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 상태에서 상기 속박 허브(330) 중공의 내경과 상기 속박 보스(212)의 외경 사이의 기밀이 보완되도록 기능한다. 한편, 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 상태에서 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면과 상기 속박 보스(212) 사이의 기밀이 유지된 공간에 형성된 유압에 의해 상기 스키드(100)에 외부 충격이 가해지는 경우에 그 충격이 완화된다. 나아가, 기체 연료의 충전에 따른 상기 기체 연료 튜브(200)의 팽창에 의한 하중에 대하여 기체 연료의 충전 정도에 따라 상기 제어 밸브(340)의 제어에 의해 개도량이 조절됨으로써 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면과 상기 속박 보스(212) 사이의 기밀이 유지된 공간에 형성된 유압이 조절되고, 상기 기체 연료 튜브(200)의 팽창에 의한 하중이 상쇄된다. 다시 말해, 상기 기체 연료 튜브(200)가 길이 방향으로 팽창될수록 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면과 상기 속박 보스(212) 사이의 기밀이 유지된 공간에 형성된 유압이 낮아지고, 상기 기체 연료 튜브(200)가 길이 방향으로 수축될수록 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면과 상기 속박 보스(212) 사이의 기밀이 유지된 공간에 형성된 유압이 높아지도록 제어될 수 있다. 더 나아가, 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면과 상기 속박 보스(212) 사이의 기밀이 유지된 공간에 센서가 제공되어 상기 속박 허브(330)의 폐쇄된 일면과 상기 속박 보스(212) 사이의 거리를 측정하면, 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 정도를 파악할 수 있고, 그에 따른 유압의 적절한 제어가 가능하다.
예를 들어, 상기 기체 연료 튜브(200)에 수소가 충전되거나 배출되는 경우, 즉, 상기 기체 연료 튜브(200) 내부의 수소 압력에 변화가 생기는 경우에는 상기 제어 밸브(340)가 완전 개방되어 상기 유압 라인(320) 및 상기 속박 허브(330)에 형성된 유압이 수소 압력의 변화에 순응하여 가변된다. 또한, 상기 기체 연료 튜브(200) 내부의 수소 압력에 변화가 없이 상기 스키드 어셈블리(1)가 적재/보관/운송되는 경우에는 상기 제어 밸브(340)가 완전 폐쇄되어 상기 유압 라인(320) 및 상기 속박 허브(330)에 형성된 유압이 일정하게 유지된다. 한편, 상기 유압 라인(320) 및 상기 속박 허브(330)에 형성된 유압이 일정하게 유지될 때에도 상기 스키드 어셈블리(1)를 운송하는 차량의 일방향 가속에 따른 상기 기체 연료 튜브(200)의 관성 및 상기 기체 연료 튜브(200)와 상기 스키드(100)의 관성 저항/질량 차이에 따른 상대 운동 등에 의한 외부 충격이 상쇄될 정도의 유격은 유압의 완충 작용과 함께 구현된다. 이와 같은 관점에서 다른 예를 들면, 상기 제어 밸브(340)에 의한 개도량의 듀티 제어와 같이, 상기 제어 밸브(340)의 부분적인 개폐에 의한 더욱 섬세한 제어도 상황에 맞게 구현될 수 있다.
도 8은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브의 일측 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 속박 허브(330)와 전달 라인(324)의 연결 부분은 개폐 밸브(345)를 더 포함한다. 한편, 본 발명의 상기 개폐 밸브(345)를 더 포함하도록 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리(1)는 상술한 본 발명의 실시예와 비교하여 상기 개폐 밸브(345)를 제외한 구성이 동일하므로 동일한 구성의 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 개폐 밸브(345)는 상기 분배 라인(326)의 상기 유압 출입 홀(331)과 연결되는 Three-way 관로 부분에서 상기 유압 출입 홀(331)과 연통되도록 개구된 측을 선택적으로 개폐하도록 구비된다. 즉, 상기 개폐 밸브(345)는 각각의 속박 허브(330) 마다 하나씩 제공된다. 따라서, 상기 각각의 속박 허브(330)의 중공에 전달되는 유압은 독립적으로 선택되어 차단될 수 있다. 이러한 유압의 차단은 공급된 유압을 유지하거나 유압의 공급 자체가 없도록 유압이 차단되는 모든 작용을 의미한다.
도 9는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에서 속박 허브에 속박 보스가 삽입된 모습을 보여주는 단면도이고, 도 10은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리의 원격 제어를 가시적으로 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리(1)는 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 정도를 파악하여 원격 제어를 구현하는 구성들인 센싱 홈(217), 거리 센서(339), 및 원격 단말기(2)가 더 제공된다. 한편, 본 발명의 상기 센싱 홈(217), 상기 거리 센서(339), 및 상기 원격 단말기(2)를 더 포함하도록 변형된 실시예에 따른 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리(1)는 상술한 본 발명의 실시예와 비교하여 상기 센싱 홈(217), 상기 거리 센서(339), 및 상기 원격 단말기(2)를 제외한 구성이 동일하므로 동일한 구성의 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 센싱 홈(217)은 상기 속박 보스(212)의 외주면에 외주를 따라 함몰된 홈(groove)으로서, 상기 속박 보스(212)의 길이 방향을 따라 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 상기 거리 센서(339)는 상기 속박 허브(330)의 보스 삽입구(337) 부분에 구비되며, 상기 속박 보스(212)의 외주를 둘러싸도록 링 형상으로 형성된다. 한편, 상기 거리 센서(339)는 상기 속박 보스(212)의 외주면에 대향하여 상기 거리 센서(339)로부터 상기 속박 보스(212)의 외주면까지의 거리를 측정하는 센서이고, 상기 센싱 홈(217)의 함몰 형상에 의해 상기 센싱 홈(217) 형성된 부분에서 상기 거리 센서(339)로부터 상기 속박 보스(212)의 외주면까지의 거리가 멀어지며, 이를 이용하여 상기 속박 보스(212)가 상기 속박 허브(330)의 중공에 삽입된 정도가 측정될 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 센싱 홈(217)이 균일하게 함몰된 경우에 상기 거리 센서(339)로부터 상기 속박 보스(212)의 외주면까지의 거리가 변화된 횟수를 파악하여 상기 속박 보스(212)가 상기 속박 허브(330)의 중공에 삽입된 정도를 측정하거나 상기 복수개의 센싱 홈(217)이 깊이가 각각 다르게 함몰된 경우에 상기 거리 센서(339)가 배치된 위치가 상기 속박 보스(212)의 일단으로부터 n번째 센싱 홈(217)을 지나 n+1번째 센싱 홈(217)을 지나기 전까지 상기 속박 보스(212)가 상기 속박 허브(330)의 중공에 삽입된 상태, 즉, 상기 거리 센서(339)가 n번째 센싱 홈(217)과 n+1번째 센싱 홈(217)의 사이에 배치된 상태 등을 파악하여 상기 속박 보스(212)가 상기 속박 허브(330)의 중공에 삽입된 정도를 측정하는 등의 설계는 당업자에 의해 선택될 수 있다.
상기 원격 단말기(2)는 물리적으로 떨어진 위치에서 상기 속박 장치(300)와 통신하기 위한 장치이며, 실질적으로 상기 거리 센서(339), 상기 제어 밸브(340), 및 상기 개폐 밸브(345)와 통신하여 상기 속박 허브(330)의 중공에 상기 속박 보스(212)가 삽입된 정도에 따라 원격 제어를 구현할 수 있다. 여기서, 상기 원격 단말기(2)는 스마트폰과 같이, 휴대가 용이한 디바이스일 수 있다. 한편, 상기 거리 센서(339), 상기 제어 밸브(340), 및 상기 개폐 밸브(345)와 전기적으로 연결되어 이 구성들의 제어를 총괄하는 전자제어유닛(도시하지 않음)이 제공되고, 상기 원격 단말기(2)는 상기 전자제어유닛과 통신할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 기체 연료 튜브(200)의 내부 기체의 압력차에 의한 기체 연료 튜브(200)의 길이 변화를 포함하는 기체 연료 튜브(200)의 일단과 스키드(100)의 상대 운동에 따라 기체 연료 튜브를 속박하는 강도가 가변될 수 있는 속박 장치(300)가 적용됨으로써, 기체 연료 튜브(200)의 팽창 및 기체 연료 튜브(200)와 스키드(100)의 상호 하중에 의한 스키드(100)의 파손이 방지되고, 기체 연료 튜브(200)의 적재 및 보관 그리고 운송에 대한 안전성 및 안정성이 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 스키드 어셈블리 2: 원격 단말기
100: 스키드 110: 기본 프레임
120: 보강 프레임 130: 고정 장치
200: 기체 연료 튜브 210: 보스
212: 속박 보스 214: 고정 보스
215: 씰링 링 217: 센싱 홈
300: 속박 장치 310: 서지 탱크
320: 유압 라인 322: 공급 라인
324: 전달 라인 326: 분배 라인
330: 속박 허브 331: 유압 출입 홀
333: 공기 출입 홀 335: 볼팅 홀
337: 보스 삽입구 339: 거리 센서
340: 제어 밸브 345: 개폐 밸브

Claims (5)

  1. 기체 연료 튜브의 스키드를 구성하는 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리에 있어서,
    상기 스키드에 상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단을 결합시키되,
    상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단 중 적어도 일단을 상기 스키드와의 상대 운동이 가능하게 유압을 이용하여 속박하도록 속박 장치를 포함하고,
    상기 기체 연료 튜브의 길이 방향 양단 중 적어도 일단에는 상기 스키드에 속박되기 위한 속박 보스가 돌출되고,
    상기 속박 장치는,
    상기 속박 보스가 삽입되도록 상기 스키드에 고정되는 속박 허브;
    상기 속박 허브에 유압을 공급하고, 공급되는 유압을 일정하게 유지하도록 기능하는 서지 탱크; 및
    상기 서지 탱크로부터 공급되는 유압을 상기 속박 허브에 전달하는 유압 라인;을 포함하며,
    상기 속박 허브는 중공의 원통 형상으로 형성되고,
    폐쇄된 일면에 상기 유압 라인과 중공이 연통되도록 천공된 유압 출입 홀;
    중공에 있는 잔여 공기를 외부로 배출하도록 천공된 공기 출입 홀; 및
    개구된 타면으로서, 상기 속박 허브의 중공에 상기 속박 보스를 수용하도록 형성되는 보스 삽입구;
    를 포함하되,
    상기 속박 허브의 중공에 상기 속박 보스가 삽입된 상태에서 상기 속박 허브 중공의 내경과 상기 속박 보스의 외경 사이의 기밀이 유지되며, 상기 공기 출입 홀은 공기가 통과되는 것은 허용하면서 유압의 통과는 차단하는 것을 특징으로 하는 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 속박 장치는,
    상기 서지 탱크로부터 공급되는 유압을 차단하거나 개도량이 조절되도록 상기 유압 라인 상에 개재되는 제어 밸브를 더 포함하고,
    상기 유압 라인은,
    상기 서지 탱크로부터 유압을 공급받도록 일단이 상기 서지 탱크에 연통되고, 타단이 공급받은 유압을 전달하도록 연장되어 상기 제어 밸브에 연통되는 공급 라인;
    상기 공급 라인 및 상기 제어 밸브를 순차적으로 경유한 유압을 전달받도록 일단이 상기 제어 밸브에 연통되고, 타단이 일정 구간에 걸쳐 연장되는 전달 라인; 및
    상기 공급 라인, 상기 제어 밸브 및 상기 전달 라인을 순차적으로 경유한 유압을 전달받도록 일단이 상기 전달 라인에 연통되고, 타단이 상기 속박 허브에 유압을 전달하도록 연장되어 상기 속박 허브에 연통되는 분배 라인;
    을 포함하되,
    상기 분배 라인은 상기 전달 라인으로부터 복수개가 분기되고, 상기 분배 라인 하나마다 적어도 하나 이상의 상기 속박 허브가 배열되는 것을 특징으로 하는 기체 연료 튜브의 스키드 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 삭제
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