KR102432508B1 - 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크 - Google Patents

다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크 Download PDF

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황준혁
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신병천
황준혁
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Abstract

장기간 반복적으로 사용한다 하더라도 노즐보스와 라이너 사이의 밀폐성 저하가 발생되지 않으며, 밸브 착탈로 인하여 반복적인 비틀림 하중이 가해지는 노즐보스와 라이너 사이의 계면이 상호 분리되는 현상을 방지할 수 있는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크가 개시된다. 상기 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크는 외부로부터 본체부 내부로 액화석유가스를 주입할 수 있는 헤드부가 본체부에 마련되도록 인서트 사출 성형되어 형성되는 라이너와, 상기 라이너 본체부 외주면에 테이핑되어 형성되는 복합 재료 층과, 상기 라이너 헤드부 외부로 일부가 돌출되며 나머지 일부는 상기 라이너 본체부에 매립되면서 헤드부에 의해 감싸지는 형태로 상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 상기 라이너에 일체가 되도록 결합되는 노즐보스 및, 상기 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하면서 상기 헤드부 주변에 위치한 복합재료 층에 가압 밀착되도록 상기 헤드부 외측으로 돌출된 노즐보스 외주면에 나사 결합되어 상기 노즐보스를 헤드부 측으로 견인함으로써 헤드부 주변에 위치한 라이너의 내측면과 노즐보스의 가압 밀착력이 점차적으로 증가되도록 하는 가압 결합부재를 포함할 수 있다.

Description

다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크{HIGH-PRESSURE GAS STORAGE TANK WITH MULTIPLE PRESSURIZED NOZZLE BOSS}
본 발명은 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화석유가스와 같은 고압가스를 반복적으로 충전해서 사용할 수 있는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스 자동차의 연료 저장용기나 연료전지 자동차의 수소탱크와 같은 고압 가스용기는 금속성 재료로 라이너를 만들고 경화성 고분자 수지에 함침시킨 카본섬유나 유리섬유로 테이핑하여 제작하였으나, 이와 같은 고압용기는 중량이 무거울 뿐만 아니라 부식에 매우 약하며 매우 높은 제조원가가 투입된다는 문제점이 있다.
이에 따라, 중량이 매우 가벼우면서도 내 부식성이 뛰어나 반복적으로 가스충전이 이루어지더라도 피로에 의한 강도가 저하되지 않는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 합성수지를 사용하여 라이너를 제작한 다음, 라이너 외면에 에폭시 수지와 같은 경화성 고분자 수지에 함침시킨 카본섬유나 유리섬유를 테이핑하여 아우터를 제작하는 하는 방식을 이용하여 고압 가스용기를 제작하고 있는 실정이다.
이와 같이 플라스틱 라이너를 사용한 복합재료 용기는 가볍고 내 부식성을 지니며 반복적인 충전 피로에 강하고, 가스 충전 시간이 짧다. 이러한 이유로 현재 플라스틱 라이너를 사용한 다양한 복합재료 용기의 개발이 활발하게 진행되고 있는 실정이다.
그러나, 금속성 라이너를 사용하여 고압 가스용기를 제작할 경우에는 라이너와 노즐이 일체로 형성됨으로써 라이너에서의 가스 누출이 문제가 되지 않지만, 플라스틱 라이너를 사용하여 고압 가스용기를 제작하게 되면 플라스틱 라이너의 낮은 표면에너지 또는 장기간 반복 사용 시 플라스틱 재료의 탄성력이 저하됨으로써 금속성 노즐보스와 플라스틱 라이너의 접합부 사이의 계면이 미세하게 분리되면서 그 계면으로 가스 누출이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0964607호(2010.06.10.)
본 발명의 목적은 장기간 반복적으로 사용한다 하더라도 노즐보스와 라이너 사이의 밀폐성 저하가 발생되지 않는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밸브 착탈로 인하여 반복적인 비틀림 하중이 가해지는 노즐보스와 라이너 사이의 계면이 상호 분리되는 현상을 방지할 수 있는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크를 제공하는 것이다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부로부터 본체부 내부로 액화석유가스를 주입할 수 있는 헤드부가 본체부에 마련되도록 인서트 사출 성형되어 형성되는 라이너와, 상기 라이너 본체부 외주면에 테이핑되어 형성되는 복합 재료 층과, 상기 라이너 헤드부 외부로 일부가 돌출되며 나머지 일부는 상기 라이너 본체부에 매립되면서 헤드부에 의해 감싸지는 형태로 상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 상기 라이너에 일체가 되도록 결합되는 노즐보스 및, 상기 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하면서 상기 헤드부 주변에 위치한 복합재료 층에 가압 밀착되도록 상기 헤드부 외측으로 돌출된 노즐보스 외주면에 나사 결합되어 상기 노즐보스를 헤드부 측으로 견인함으로써 헤드부 주변에 위치한 라이너의 내측면과 노즐보스의 가압 밀착력이 점차적으로 증가되도록 하는 가압 결합부재를 포함하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크를 제시한다.
일예를 들면, 상기 노즐보스는 상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 헤드부 주변에 위치한 라이너 내부에 매립되는 형태로 결합되는 결합 날개부와, 상기 결합 날개부로부터 연장 형성되어 상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 외주면이 상기 라이너 헤드부에 의해 감싸지는 형태로 결합되는 외주면에 복수개의 밀폐 요철부가 형성되는 밀폐부 및, 상기 헤드부의 외부로 돌출되도록 상기 밀폐부로부터 연장 형성되며 외주면에는 상기 가압 결합부재가 결합되는 나사부가 마련되는 가압 결합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐보스는 상기 결합 날개부에 소정간격으로 마련되어 인서트 사출 성형 시 라이너의 일부가 채워짐으로써 노즐보스가 회전되는 것을 방지하기 위한 복수개의 회전 방지 관통부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐보스는 상기 밀폐부의 외주면에 소정간격으로 마련되어 인서트 사출 성형 시 라이너의 일부가 채워짐으로써 노즐보스가 회전되는 것을 방지하기 위한 복수개의 회전 방지 홈부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐보스는 상기 결합 날개부로부터 라이너 내측으로 연장 형성되는 연장 지지부와, 상기 연장 지지부의 외주면에 형성되어 라이너의 인서트 사출 성형 시 결합 날개부가 매립되는 라이너의 일부가 채워지는 제1 밀폐 홈부 및, 상기 제1 밀폐 홈부와 이웃하도록 상기 연장 지지부 외주면에 돌출 형성되어 상기 제1 밀폐 홈부에 채워지는 라이너의 일부를 상기 결합 날개부 측으로 가압 밀착시키는 밀착 돌출부를 더 포함할 수 있다.
이에 더하여, 상기 노즐보스는 상기 결합 날개부에 형성되어 라이너의 인서트 사출 시 상기 결합 날개부가 매립되는 라이너의 일부가 채워지는 복수개의 제2 밀폐 홈부를 더 포함할 수도 있다.
일예를 들면, 상기 가압 결합부재는 상기 노즐보스 외주면에 나사 결합되도록 내주면 일부에 나사부가 마련되며 내주면 나머지 일부에는 헤드부의 일부가 삽입되어 상기 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하는 가압 홈이 마련되는 결합부와, 상기 결합부로부터 연장 형성되어 상기 결합부가 노즐보스에 나사 결합됨에 따라 헤드부 주변에 위치한 복합 재료 층에 가압 밀착되는 밀착 날개부와, 상기 결합부와 노즐보스 사이에 개재되는 밀폐링 및, 상기 결합부 내주면에 돌출 형성되어 상기 결합부가 노즐보스 외주면에 나사 결합됨에 따라 상기 밀폐링을 가압하는 돌출부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가압 홈은 상기 결합부의 나사부에서 밀착 날개부 측으로 소정 구간이 점차적으로 직경이 커지도록 테이퍼지게 형성되어 상기 결합부를 노즐보스 외주면에 나사 결합시킴에 따라 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하는 힘이 점차적으로 커질 수 있도록 할 수 있다.
이에 더하여, 상기 가압 결합부재는 상기 결합부를 노즐보스에 나사 결합함에 따라 헤드부를 노즐보스 측으로 가압 밀착시킬 시 헤드부의 외주면과 결합부의 내주면 사이에 밀폐링이 개재될 수 있도록 하여 헤드부와 결합부 사이의 밀착력을 향상시킬 수 있는 상기 가압 홈이 형성된 결합부의 내주면 형성된 밀폐링이 삽입되는 밀폐 홈을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크는 노즐보스와 라이너가 다중으로 밀폐됨으로써 노즐보스와 라이너 사이를 통해 본체부 내에 저장되어 있는 액화석유가스가 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 노즐보스에 밸브 착탈 등과 같은 외력에 의한 비틀림 하중이 가해진다 하더라도 상기 노즐보스가 비틀리는 현상이 발생되지 않음으로써 노즐보스의 비틀림에 의한 노즐보스와 라이너 계면과의 상호 분리되는 현상까지도 방지할 수 있도록 하여 본체부 내에 저장되어 있는 액화석유가스가 외부로 누출되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크는 사용 안전성을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제품에 대한 신뢰도와 대고객 만족도를 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크를 설명하기 위한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크를 설명하기 위한 단면 사시도
도 3은 도 2의 'A'에 대한 상세도
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크를 설명하기 위한 단면 분해 사시도
도 5는 도 4의 'B'에 대한 상세도
도 6은 도 4의 'C'에 대한 상세도
도 7은 노즐보스를 설명하기 위한 사시도
도 8은 가압 결합부재를 설명하기 위한 사시도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크를 설명하기 위한 단면 사시도이고, 도 3은 도 2의 'A'에 대한 상세도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크를 설명하기 위한 단면 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 'B'에 대한 상세도이며, 도 6은 도 4의 'C'에 대한 상세도이고, 도 7은 노즐보스를 설명하기 위한 사시도이고, 도 8은 가압 결합부재를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크(100)는 라이너(110), 복합 재료 층(120), 노즐보스(130), 가압 결합부재(140)를 포함할 수 있다.
상기 라이너(110)는 내부에 액화석유가스가 저장되는 본체부(111) 및, 상기 본체부(111)로 액화석유가스를 주입할 수 있도록 상기 본체부(111)에 마련되는 헤드부(112)를 포함할 수 있다.
이와 같은 라이너(110)는 내부에 액화석유가스가 저장되는 본체부(111)와 상기 본체부(111) 내부로 액화석유가스를 주입할 수 있는 헤드부(112)가 일체로 형성될 수 있도록 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 합성수지를 인서트 사출 성형하여 제작할 수 있다.
상기 복합 재료 층(120)은 상기 라이너(110) 외면에 에폭시수지 등과 같은 경화성 고분자 수지에 함침시킨 카본섬유 또는 유리섬유를 테이핑하여 형성될 수 있다.
상기 노즐보스(130)는 상기 라이너(110) 헤드부(112) 외부로 일부가 돌출되며 나머지 일부는 상기 라이너(110) 본체부(111)에 매립되면서 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 상기 헤드부(112)에 결합될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 노즐보스(130)는 상기 라이너(110) 헤드부(112) 외부로 일부가 돌출되며 나머지 일부는 상기 라이너(110) 본체부(111)에 매립되면서 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 상기 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 상기 라이너(110)에 일체가 되도록 결합될 수 있다.
예를 들면, 상기 노즐보스(130)는 결합 날개부(131), 밀폐부(132) 및, 가압 결합부(133)를 포함할 수 있다.
상기 결합 날개부(131)는 상기 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 상기 라이너(110) 헤드부(112) 주변에 위치한 라이너(110) 내부에 매립되는 이중 사출 형태로 결합될 수 있다.
상기 밀폐부(132)는 상기 결합 날개부(131)로부터 연장 형성되어 상기 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 외주면이 상기 라이너(110) 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 결합될 수 있다.
한편, 상기 밀폐부(132)의 외주면에는 복수개의 밀폐 요철부(132a)가 형성되어 상기 밀폐부(132)를 감싸는 라이너(110) 헤드부(112)와의 사이에 밀폐성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 밀폐부(132)의 내주면에는 액화천연가스 조절밸브(도시되지 않음)가 나사 결합되는 나사부(132b)가 형성될 수 있다.
상기 가압 결합부(133)는 상기 라이너(110) 헤드부(112)의 외부로 돌출되도록 상기 밀폐부(132)로부터 연장 형성될 수 있다.
한편, 상기 가압 결합부(133)의 외주면에는 가압 결합부재(140)가 결합되는 나사부(133a)가 마련될 수 있다.
또한, 상기 노즐보스(130)는 회전 방지 관통부(134)를 포함할 수 있다.
상기 회전 방지 관통부(134)는 복수개가 상기 결합 날개부(131)에 소정간격으로 마련되어 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 라이너(110)의 일부가 채워짐으로써 상기 회전 방지 관통부(134)에 채워진 라이너(110)의 일부가 상기 결합 날개부(131)를 지지하여 노즐보스(130)가 회전되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 노즐보스(130)는 회전 방지 홈부(135)를 더 포함할 수 있다.
상기 회전 방지 홈부(135)는 상기 밀폐부(132)의 외주면에 소정간격으로 마련되어 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 라이너(110)의 일부가 채워짐으로써 라이너(110)의 일부가 밀폐부(132)를 지지함으로써 노즐보스(130)가 회전되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 노즐보스(130)는 연장 지지부(136), 제1 밀폐 홈부(137) 및, 밀착 돌출부(138)를 더 포함할 수 있다.
상기 연장 지지부(136)는 상기 결합 날개부(131)로부터 라이너(110)의 본체(111) 내측 방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 제1 밀폐 홈부(137)는 상기 연장 지지부(136)의 외주면에 형성되어 라이너(110)의 인서트 사출 시 결합 날개부(131)가 매립되는 라이너(110)의 본체부(111) 일부가 채워질 수 있도록 한다.
상기 밀착 돌출부(138)는 상기 제1 밀폐 홈부(137)와 이웃하도록 상기 연장 지지부(136) 외주면에 돌출 형성되어 가압 결합부재(140)가 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압하면서 상기 헤드부(112) 주변에 위치한 복합재료 층(120)에 가압 밀착되도록 상기 헤드부(112) 외측으로 돌출된 노즐보스(130) 외주면에 나사 결합되어 상기 노즐보스(130)를 헤드부(112) 측으로 견인함에 따라 상기 제1 밀폐 홈부(137)에 채워지는 라이너(110) 본체부(111)의 일부를 상기 결합 날개부(131) 측으로 가압 밀착시킴으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이의 밀폐성을 대폭 향상시킴은 물론, 노즐보스(130)에 외력이 가해져 반복적인 흔들림이 발생된다 하더라도 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이에 틈이 발생되는 현상을 방지하여 라이너(110) 내부에 충진된 액화석유가스가 라이너(110) 외부로 유출되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 노즐보스(130)는 제2 밀폐 홈부(139)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 밀폐 홈부(139)는 상기 결합 날개부(131)에 복수개가 형성되어 라이너(110)의 인서트 사출 시 상기 결합 날개부(131)가 매립되는 라이너(110) 본체부(111)의 일부가 채워질 수 있도록 함으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이의 밀폐성을 한층 더 향상시킬 수 있도록 한다.
상기 가압 결합부재(140)는 상기 라이너(110) 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압하면서 상기 헤드부(112) 주변에 위치한 복합재료 층(120)에 가압 밀착되도록 상기 헤드부(112) 외측으로 돌출된 노즐보스(130) 외주면에 나사 결합될 수 있다.
따라서, 상기 가압 결합부재(140)는 상기 노즐보스(130)를 라이너(110)의 헤드부(112) 측으로 견인함으로써 상기 노즐보스(130)가 매립되어 있는 헤드부(112) 주변에 위치한 라이너(110) 내측면과 노즐보스(130)의 가압 밀착력이 점차적으로 증가되도록 할 수 있다.
예를 들면, 상기 가압 결합부재(140)는 결합부(141), 밀착 날개부(142), 밀폐링(143) 및, 돌출부(144)를 포함할 수 있다.
상기 결합부(141)는 상기 노즐보스(130) 외주면에 나사 결합되도록 내주면 일부에 나사부(141a)가 마련되며 내주면 나머지 일부에는 헤드부(112)의 일부가 삽입되어 상기 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압하는 가압 홈(141b)이 마련될 수 있다.
즉, 상기 결합부(141)의 내주면에는 상기 노즐보스(130)의 가압 결합부(133) 외주면에 형성되어 있는 나사부(133a)에 나사 결합되는 나사부(141a)가 형성됨으로써 상기 가압 결합부(133)에 나사 결합될 수 있으며, 나머지 일부에는 헤드부(112)의 일부가 삽입되어 상기 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압하는 가압 홈(141b)이 마련될 수 있다.
여기서, 상기 가압 홈(141b)은 상기 결합부(141)의 나사부(141a)에서 밀착 날개부(142) 측으로 소정 구간이 점차적으로 직경이 커지도록 테이퍼지게 형성되어 상기 결합부(141)를 노즐보스(130) 외주면에 나사 결합시킴에 따라 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압 밀착시키는 힘이 점차적으로 커질 수 있도록 한다.
한편, 상기 가압 홈(141b)이 형성된 결합부(141)의 내주면에는 밀폐 홈(145)이 더 형성됨으로써 상기 밀폐 홈(145)에 밀폐링(146)을 삽입하여 가압 홈(141b)과 헤드부(112) 외주면 사이에 밀폐링(146)이 개재될 수 있도록 한다.
따라서, 가압 결합부재(140)의 결합부(141)를 노즐보스(130)에 나사 결합함에 따라 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압 밀착시킬 시 헤드부(112)의 외주면과 결합부(141)의 내주면 사이에 밀폐링(146)이 개재되도록 함으로써 헤드부(112)와 결합부(141) 사이의 밀착력을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
상기 밀착 날개부(142)는 상기 결합부(141)로부터 연장 형성되어 상기 결합부(141)가 노즐보스(130)에 나사 결합됨에 따라 헤드부(112) 주변에 위치한 복합 재료 층(120)에 가압 밀착될 수 있다.
상기 밀폐링(143)은 상기 결합부(141)와 노즐보스(142) 사이에 개재될 수 있다.
상기 돌출부(144)는 상기 결합부(141) 내주면에 돌출 형성되어 상기 결합부(141)가 노즐보스(130) 외주면에 나사 결합됨에 따라 상기 밀폐링(143)을 가압할 수 있도록 한다.
다시, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크의 작용 효과에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 액화석유가스 저장탱크(100)는 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 노즐보스(130)의 일부는 라이너(110) 헤드부(112) 외부로 돌출되며 나머지 일부는 라이너(110) 본체부(111)에 매립되면서 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 라이너(110)에 일체가 되도록 노즐보스(130)가 결합됨으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이의 밀착력을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 노즐보스(130)의 날개 결합부(131)는 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 라이너(110) 헤드부(112) 주변에 위치한 라이너(110) 내부에 매립되는 이중 사출 형태로 상기 라이너(110)에 결합되며, 노즐보스(130)의 밀폐부(132)는 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 외주면이 상기 라이너(110) 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 상기 라이너(110)에 결합됨으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이의 밀착력을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 노즐보스(130)의 날개 결합부(131)에는 회전 방지 관통부(134)가 소정간격으로 마련됨으로써 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 라이너(110)를 형성하는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 합성수지가 상기 날개 결합부(131)에 서로 이웃하는 회전 방지 관통부(134) 사이에 채워지도록 함으로써 밸브 착탈로 인해 노즐보스(130)에 반복적인 비틀림 하중이 가해진다 하더라도 라이너(110)와 날개 결합부(131) 사이에 틈이 발생되어 서로 분리되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 노즐보스(130)의 밀폐부(132) 외주면에는 회전 방지 홈부(135)가 소정간격으로 마련됨으로써 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 상기 회전 방지 홈부(135)에도 라이너(110)를 형성하는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 합성수지가 채워지도록 함으로써 밸브 착탈로 인해 노즐보스(130)에 반복적인 비틀림 하중이 가해진다 하더라도 라이너(110)와 밀폐부(132) 사이에 틈이 발생되어 서로 분리되는 현상을 이중으로 방지할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크(100)는 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 노즐보스(130)의 일부가 라이너(110) 본체부(111)에 매립됨과 동시에 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 일체로 결합되어 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이의 밀착력을 대폭 향상시킴은 물론, 노즐보스(130) 날개 결합부(131) 사이에 소정간격으로 마련된 회전 방지 관통부(134)와 밀폐부(132) 외주면에 소정간격으로 마련된 회전 방지 홈부(135)에 라이너(110)의 일부가 채워지는 형태로 라이너(110)와 노즐보스(130)가 결합되어 밸브 착탈로 인해 노즐보스(130)에 반복적인 비틀림 하중이 가해진다 하더라도 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이에 틈이 발생되는 현상을 2중으로 방지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크(100)는 가압 결합부재(140)를 헤드부(112) 외측으로 돌출된 노즐보스(130)의 가압 결합부(133)에 나사 체결하게 되면 가압 결합부재(140)의 결합부(141)에 의해 헤드부(112)가 노즐보스(130) 측으로 가압되면서 밀착된다.
이와 같이 가압 결합부재(140)의 결합부(141)에 의해 헤드부(112)가 노즐보스(130) 측으로 가압됨에 따라 상기 헤드부(112)의 내주면이 밀폐부(132)의 외주면에 형성되어 있는 복수개의 밀폐 요철부(132a)에 보다 강한 힘으로 밀착됨으로써 헤드부(112)와 노즐보스(130) 사이의 밀착력을 한층 더 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 가압 결합부재(140)가 노즐보스(130)의 가압 결합부(133)에 나사 체결됨에 따라 상기 가압 결합부재(140)의 밀착 날개부(142)는 헤드부(112) 주변에 위치한 복합 재료 층(120)에 가압되면서 밀착된다.
상기 복합 재료 층(120)에 밀착 날개부(142)가 가압 밀착된 상태에서 상기 가압 결합부재(140)를 더 회전시켜 나사 체결하게 되면 노즐보스(130)가 헤드부(112) 측으로 견인됨으로써 상기 노즐보스(130)의 날개 결합부(131)가 매립되어 있는 라이너(110)의 내측면과 노즐보스(130)의 가압 밀착력이 점차적으로 증가됨으로써 노즐보스(130)와 헤드부(112) 사이의 밀착력을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 가압 결합부재(140)를 노즐보스(130)의 가압 결합부(133)에 나사 체결하게 되면 가압 결합부재(140)의 결합부(141)와 노즐보스(130)의 사이에 개재된 밀폐링(143)이 가압 결합부재(140)의 돌출부(144)에 의해 가압되면서 가압 결합부재(140)와 노즐보스(130) 사이의 밀폐성을 향상시킬 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크(100)는 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 노즐보스(130)의 일부가 라이너(110) 본체부(111)에 매립되면서 헤드부(112)에 의해 감싸지는 형태로 노즐보스(130)가 라이너(110)에 일체가 되도록 결합됨으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이를 밀폐시킬 수 있도록 한다.
한편, 가압 결합부재(140)를 노즐보스(130)의 가압 결합부(133)에 나사 체결함에 따라 밀착 날개부(142)가 헤드부(112) 주변에 위치한 복합 재료 층(120)에 가압되면서 밀착됨으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이를 2중으로 밀폐시킬 수 있다.
또한, 복합 재료 층(120)에 밀착 날개부(142)가 가압 밀착된 상태에서 상기 가압 결합부재(140)를 더 회전시켜 나사 체결하게 되면 노즐보스(130)가 헤드부(112) 측으로 견인됨으로써 상기 노즐보스(130)가 매립되어 있는 라이너(110)의 내측면과 노즐보스(130)의 가압 밀착력이 점차적으로 증가됨으로써 노즐보스(130)와 라이너(110) 사이를 3중으로 밀폐시키게 된다.
한편, 상기 노즐보스(130)의 연장 지지부(136) 외주면에 형성되는 제1 밀폐 홈부(137)에는 라이너(110)의 인서트 사출 시 결합 날개부(131)가 매립되는 라이너(110)의 본체부(111) 일부가 채워짐으로써 노즐보스(130)와 라이너(110) 사이를 4중으로 밀폐시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 노즐보스(130)의 밀착 돌출부(138)는 가압 결합부재(140)가 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압하면서 상기 헤드부(112) 주변에 위치한 복합재료 층(120)에 가압 밀착되도록 상기 헤드부(112) 외측으로 돌출된 노즐보스(130) 외주면에 나사 결합되어 상기 노즐보스(130)를 헤드부(112) 측으로 견인함에 따라, 제1 밀폐 홈부(137)에 채워지는 라이너(110) 본체부(111)의 일부를 상기 결합 날개부(131) 측으로 가압 밀착시킴으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이를 5중으로 밀폐시켜 밀폐성을 대폭 향상시킴은 물론, 노즐보스(130)에 외력이 가해져 반복적인 흔들림이 발생된다 하더라도 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이에 틈이 발생되는 현상을 방지하여 라이너(110) 내부에 충진된 액화석유가스가 라이너(110) 외부로 유출되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.
이에 더하여, 상기 노즐보스(130)의 제2 밀폐 홈부(139)에는 라이너(110)의 인서트 사출 시 상기 결합 날개부(131)가 매립되는 라이너(110) 본체부(111)의 일부가 채워질 수 있도록 함으로써 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이를 6중으로 밀폐시켜 밀폐성을 한층 더 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 가압 결합부재(140)의 결합부(141)로부터 밀착 날개부(142) 측으로 갈수록 직경이 점차적으로 증가되는 형태로 테이퍼지게 형성된 가압 홈(141b)이 내부에 삽입된 헤드부(112)를 노즐보스(130) 측으로 가압하여 헤드부(112)의 내주면이 밀폐부(132)의 외주면에 형성되어 있는 밀폐 요철부(132a)에 보다 강한 힘으로 밀착되도록 함으로써 노즐보스(130)와 라이너(110)를 7중으로 밀폐시킨다.
한편, 가압 결합부재(140)를 노즐보스(130)의 가압 결합부(133)에 나사 체결하게 되면 가압 결합부재(140)와 노즐보스(130)의 가압 결합부(133) 사이에 개재된 밀폐링(153)이 가압 결합부재(140)의 돌출부(144)에 의해 가압되면서 가압 결합부재(140)와 노즐보스(130) 사이의 밀폐성을 향상시켜 노즐보스(130)와 라이너(110)를 8중으로 밀폐시킨다.
이에 더하여, 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크(110)는 라이너(110)의 인서트 사출 성형 시 노즐보스(130) 날개 결합부(131) 사이에 소정간격으로 마련된 회전 방지 관통부(134)와 밀폐부(130) 외주면에 소정간격으로 마련된 회전 방지 홈부(135)에 라이너의 일부가 채워지는 형태로 라이너(110)와 노즐보스(130)가 결합되어 밸브 착탈로 인해 노즐보스(130)에 반복적인 비틀림 하중이 가해진다 하더라도 노즐보스(130)의 비틀림에 의한 라이너(110)와 노즐보스(130) 사이에 틈이 발생되는 현상까지도 2중으로 방지할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크(100)는 노즐보스(130)와 라이너(110)가 다중으로 밀폐됨으로써 노즐보스(130)와 라이너(110) 사이를 통해 본체부(111) 내에 저장되어 있는 액화석유가스가 외부로 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 노즐보스(130)에 밸브 착탈 등과 같은 외력에 의한 비틀림 하중이 가해진다 하더라도 상기 노즐보스(130)가 비틀리는 현상이 발생되지 않음으로써 노즐보스(130)의 비틀림에 의한 노즐보스(130)와 라이너 계면과의 상호 분리되는 현상까지도 방지할 수 있도록 하여 본체부(111) 내에 저장되어 있는 액화석유가스가 외부로 누출되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크(100)는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 합성수지를 이용하여 제작된 라이너(110)의 낮은 표면에너지와 장기간 반복 사용으로 인한 탄성력 저하가 발생된다 하더라도 금속성 노즐보스(130)와 합성수지 라이너(110)의 접합부 사이의 계면이 미세하게 분리되는 현상이 발생되지 않아 액화석유가스의 외부 누출을 완벽하게 방지할 수 있도록 함으로써 사용 안전성을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제품에 대한 신뢰도와 대고객 만족도를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
(110) : 라이너 (120) : 복합 재료 층
(130) : 노즐보스 (131) : 날개 결합부
(132) : 밀폐부 (133) : 가압 결합부
(134) : 회전 방지 관통부 (135) : 회전 방지 홈부
(136) : 연장 지지부 (137) : 제1 밀폐 홈부
(138) : 밀착 돌출부 (139) : 제2 밀폐 홈부
(140) : 가압 결합부재 (141) : 결합부
(142) : 밀착 날개부 (143)(146) : 밀폐링
(144) : 돌출부 (145) : 밀폐 홈

Claims (9)

  1. 외부로부터 본체부 내부로 액화석유가스를 주입할 수 있는 헤드부가 본체부에 마련되도록 인서트 사출 성형되어 형성되는 라이너;
    상기 라이너 본체부 외주면에 테이핑되어 형성되는 복합 재료 층;
    상기 라이너 헤드부 외부로 일부가 돌출되며 나머지 일부는 상기 라이너 본체부에 매립되면서 헤드부에 의해 감싸지는 형태로 상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 상기 라이너에 일체가 되도록 결합되는 노즐보스; 및
    상기 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하면서 상기 헤드부 주변에 위치한 복합재료 층에 가압 밀착되도록 상기 헤드부 외측으로 돌출된 노즐보스 외주면에 나사 결합되어 상기 노즐보스를 헤드부 측으로 견인함으로써 헤드부 주변에 위치한 라이너의 내측면과 노즐보스의 가압 밀착력이 점차적으로 증가되도록 하는 가압 결합부재를 포함하며,
    상기 가압 결합부재는,
    상기 노즐보스 외주면에 나사 결합되도록 내주면 일부에 나사부가 마련되며 내주면 나머지 일부에는 헤드부의 일부가 삽입되어 상기 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하는 가압 홈이 마련되는 결합부;
    상기 결합부로부터 연장 형성되어 상기 결합부가 노즐보스에 나사 결합됨에 따라 헤드부 주변에 위치한 복합 재료 층에 가압 밀착되는 밀착 날개부;
    상기 결합부와 노즐보스 사이에 개재되는 밀폐링;
    상기 결합부 내주면에 돌출 형성되어 상기 결합부가 노즐보스 외주면에 나사 결합됨에 따라 상기 밀폐링을 가압하는 돌출부; 및
    상기 결합부를 노즐보스에 나사 결합함에 따라 헤드부를 노즐보스 측으로 가압 밀착시킬 시 헤드부의 외주면과 결합부의 내주면 사이에 밀폐링이 개재될 수 있도록 하여 헤드부와 결합부 사이의 밀착력을 향상시킬 수 있는 상기 가압 홈이 형성된 결합부의 내주면 형성된 밀폐링이 삽입되는 밀폐 홈을 포함하고,
    상기 가압 홈은,
    상기 결합부의 나사부에서 밀착 날개부 측으로 소정 구간이 점차적으로 직경이 커지도록 테이퍼지게 형성되어 상기 결합부를 노즐보스 외주면에 나사 결합시킴에 따라 헤드부를 노즐보스 측으로 가압하는 힘이 점차적으로 커질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐보스는,
    상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 헤드부 주변에 위치한 라이너 내부에 매립되는 형태로 결합되는 결합 날개부;
    상기 결합 날개부로부터 연장 형성되어 상기 라이너의 인서트 사출 성형 시 외주면이 상기 라이너 헤드부에 의해 감싸지는 형태로 결합되는 외주면에 복수개의 밀폐 요철부가 형성되는 밀폐부; 및
    상기 헤드부의 외부로 돌출되도록 상기 밀폐부로부터 연장 형성되며 외주면에는 상기 가압 결합부재가 결합되는 나사부가 마련되는 가압 결합부를 포함하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐보스는,
    상기 결합 날개부에 소정간격으로 마련되어 인서트 사출 성형 시 라이너의 일부가 채워짐으로써 노즐보스가 회전되는 것을 방지하기 위한 복수개의 회전 방지 관통부를 더 포함하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐보스는,
    상기 밀폐부의 외주면에 소정간격으로 마련되어 인서트 사출 성형 시 라이너의 일부가 채워짐으로써 노즐보스가 회전되는 것을 방지하기 위한 복수개의 회전 방지 홈부를 더 포함하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐보스는,
    상기 결합 날개부로부터 라이너 내측으로 연장 형성되는 연장 지지부;
    상기 연장 지지부의 외주면에 형성되어 라이너의 인서트 사출 성형 시 결합 날개부가 매립되는 라이너의 일부가 채워지는 제1 밀폐 홈부; 및
    상기 제1 밀폐 홈부와 이웃하도록 상기 연장 지지부 외주면에 돌출 형성되어 상기 제1 밀폐 홈부에 채워지는 라이너의 일부를 상기 결합 날개부 측으로 가압 밀착시키는 밀착 돌출부를 더 포함하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐보스는,
    상기 결합 날개부에 형성되어 라이너의 인서트 사출 시 상기 결합 날개부가 매립되는 라이너의 일부가 채워지는 복수개의 제2 밀폐 홈부를 더 포함하는 다중 가압구조의 노즐보스를 갖는 고압가스 저장탱크.
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