KR102489136B1 - Hydrogen storage apparatus - Google Patents
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Abstract
수소저장장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 수소저장장치는: 제1방향으로 배치되는 복수의 제1프레임부; 복수의 제1프레임부에 연결되도록 제2방향으로 배치되는 복수의 제2프레임부; 복수의 제2프레임부에 연결되도록 제3방향으로 배치되는 복수의 제3프레임부; 및 수소저장탱크가 안착되도록 제2프레임부와 제3프레임부에 연결되는 복수의 안착 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The invention for a hydrogen storage device is disclosed. The hydrogen storage device of the present invention includes: a plurality of first frame parts disposed in a first direction; a plurality of second frame parts disposed in a second direction to be connected to the plurality of first frame parts; a plurality of third frame parts disposed in a third direction so as to be connected to the plurality of second frame parts; and a plurality of seating frame parts connected to the second frame part and the third frame part so that the hydrogen storage tank is seated thereon.
Description
본 발명은 수소저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고강성을 확보하면서 경량화를 도모할 수 있는 수소저장장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen storage device, and more particularly, to a hydrogen storage device capable of achieving weight reduction while securing high rigidity.
일반적으로 수소차량에는 고압의 수소가스를 저장하기 위해 수소탱크가 탑재된다. 수소탱크는 플라스틱 소재로 이루어진 내부의 라이너층과 탄소복합재 소재로 이루어진 외부의 복합재층으로 형성된다. 복수의 수소탱크는 수소적재장치에 적재된다. 수소적재장치는 복수의 프레임을 조립하여 제작한다. 프레임은 스틸 판재를 프레스 가공한 후 양단부를 용접하여 제작한다.In general, a hydrogen tank is mounted on a hydrogen vehicle to store high-pressure hydrogen gas. The hydrogen tank is formed of an inner liner layer made of a plastic material and an outer composite layer made of a carbon composite material. A plurality of hydrogen tanks are loaded into the hydrogen loading device. The hydrogen loading device is manufactured by assembling a plurality of frames. The frame is manufactured by welding both ends after pressing a steel plate.
그러나, 종래에는 스틸 판재를 프레스 가공한 후 양단부를 용접하여 프레임을 제작하므로, 프레임의 강성이 저하될 수 있다. 또한, 프레임의 제작 시간이 증가되는 문제점이 있다. 또한, 스틸 재질의 수소적재장치가 수소차량에 탑재되므로, 수소차량의 경량화를 도모하기 어려웠다. However, in the prior art, since a frame is manufactured by welding both ends after press-working a steel plate, the rigidity of the frame may be lowered. In addition, there is a problem that the manufacturing time of the frame increases. In addition, since the hydrogen loading device made of steel is mounted on the hydrogen vehicle, it is difficult to reduce the weight of the hydrogen vehicle.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0002913호(2011.01.11 공개, 발명의 명칭: 차량용 수소저장시스템)에 개시되어 있다. The background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0002913 (published on January 11, 2011, title of the invention: Vehicle Hydrogen Storage System).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고강성을 확보하면서 경량화를 도모할 수 있는 수소저장장치를 제공하는 것이다.The present invention has been created to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydrogen storage device capable of reducing weight while securing high rigidity.
본 발명에 따른 수소저장장치는: 제1방향으로 배치되는 복수의 제1프레임부; 복수의 상기 제1프레임부에 연결되도록 제2방향으로 배치되는 복수의 제2프레임부; 복수의 상기 제2프레임부에 연결되도록 제3방향으로 배치되는 복수의 제3프레임부; 및 수소저장탱크가 안착되도록 상기 제2프레임부와 상기 제3프레임부에 연결되는 복수의 안착 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A hydrogen storage device according to the present invention includes: a plurality of first frame parts disposed in a first direction; a plurality of second frame parts disposed in a second direction to be connected to the plurality of first frame parts; a plurality of third frame parts disposed in a third direction so as to be connected to the plurality of second frame parts; and a plurality of seating frame parts connected to the second frame part and the third frame part so that the hydrogen storage tank is seated thereon.
상기 제1프레임부, 상기 제2프레임부, 상기 제3프레임부 중 적어도 하나는 알루미늄합금을 포함할 수 있다.At least one of the first frame part, the second frame part, and the third frame part may include an aluminum alloy.
상기 제1프레임부는 내부가 비어있는 제1프레임 바디부; 및 상기 제1프레임 바디부의 내부를 가로지고, 압출공법에 의해 상기 제1프레임 바디부와 함께 압출되도록 상기 제1프레임 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 제1보강리브를 포함할 수 있다.The first frame unit may include a first frame body having an empty interior; and a first reinforcing rib that crosses the inside of the first frame body and is formed along the longitudinal direction of the first frame body to be extruded together with the first frame body by an extrusion method.
상기 제1프레임 바디부는 다각 형태로 형성되고, 상기 제1보강리브는 상기 제1프레임 바디부의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성될 수 있다.The first frame body portion may be formed in a polygonal shape, and the first reinforcing rib may be radially formed to be connected to a corner portion from a center portion of the first frame body portion.
상기 제2프레임부는 내부가 비어있는 제2프레임 바디부; 및 상기 제2프레임 바디부의 내부를 가로지르고, 압출공법에 의해 상기 제2프레임 바디부와 함께 압출되도록 상기 제2프레임 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 제2보강리브를 포함할 수 있다.The second frame unit includes a second frame body having an empty interior; and a second reinforcing rib that crosses the inside of the second frame body and is formed along the longitudinal direction of the second frame body to be extruded together with the second frame body by an extrusion method.
상기 제2프레임 바디부는 다각 형태로 형성되고, 상기 제2보강리브는 상기 제2프레임 바디부의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성될 수 있다.The second frame body may be formed in a polygonal shape, and the second reinforcing rib may be radially formed to be connected to a corner portion from a center of the second frame body.
상기 제3프레임부는 내부가 비어있는 제3프레임 바디부; 및 상기 제3프레임 바디부의 내부를 가로지르고, 압출공법에 의해 상기 제3프레임 바디부와 함께 압출되도록 상기 제3프레임 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 제3보강리브를 포함할 수 있다.The third frame part includes a third frame body part having an empty inside; and a third reinforcing rib that crosses the inside of the third frame body and is formed along the longitudinal direction of the third frame body to be extruded together with the third frame body by an extrusion method.
상기 제3프레임 바디부는 다각 형태로 형성되고, 상기 제3보강리브는 상기 제3프레임 바디부의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성될 수 있다.The third frame body may be formed in a polygonal shape, and the third reinforcing rib may be radially formed to be connected to a corner portion from a center of the third frame body.
상기 안착 프레임부는 상기 제2프레임부와 상기 제3프레임부의 내측면에 지지되고, 상기 수소저장탱크가 안착되는 안착 패널부; 및 상기 제2프레임부와 상기 제3프레임부의 측면부에 면접촉되도록 상기 안착 패널부의 양측에서 연장되는 보강 플랜지부를 포함할 수 있다.The seating frame unit is supported on inner surfaces of the second frame unit and the third frame unit, and includes a seating panel unit on which the hydrogen storage tank is seated; and reinforcing flange portions extending from both sides of the seating panel portion so that the second frame portion and the third frame portion come into surface contact with side surfaces of the third frame portion.
상기 안착 패널부는 상기 수소저장탱크의 외측면에 면접촉되도록 원호 형태로 형성되고, 상기 보강 플랜지부는 상기 안착 패널부를 따라 라운드지게 형성될 수 있다.The seating panel portion may be formed in an arc shape to be in surface contact with an outer surface of the hydrogen storage tank, and the reinforcing flange portion may be formed round along the seating panel portion.
상기 안착 패널부는 상기 수소저장탱크를 탄성적으로 지지하고, 상기 제2프레임부에서 이격되게 배치되는 안착리브를 더 포함할 수 있다.The seating panel portion may further include a seating rib that elastically supports the hydrogen storage tank and is spaced apart from the second frame portion.
본 발명에 따르면, 제1프레임부, 제2프레임부 및 제3프레임부 중 적어도 하나는 알루미늄합금을 포함하므로, 수소저장장치의 강도나 안정성를 확보하면서도 수소차량을 경량화시킬 수 있다.According to the present invention, since at least one of the first frame part, the second frame part, and the third frame part includes an aluminum alloy, it is possible to reduce the weight of the hydrogen vehicle while ensuring the strength and stability of the hydrogen storage device.
또한, 본 발명에 따르면, 제1프레임부, 제2프레임부 및 제3프레임부가 압출공정에 의해 제조되므로, 프레임부들이 시밍용접 없이 제작될 수 있다. 또한, 프레임부들의 제조 시간을 현저히 단축시키고, 제1프레임부들의 강성을 충분히 증가시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since the first frame part, the second frame part and the third frame part are manufactured by an extrusion process, the frame parts can be manufactured without seaming welding. In addition, the manufacturing time of the frame parts can be remarkably reduced, and the rigidity of the first frame parts can be sufficiently increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치에서 제1프레임부, 제2프레임부 및 제3프레임부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치에서 제1프레임부, 제2프레임부 및 제3프레임부에서 하중이 분산되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치의 안착 프레임부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치에서 하중이 분산되는 상태를 도시한 도면이다.1 is a front view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a first frame unit, a second frame unit, and a third frame unit in a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a state in which a load is distributed in a first frame unit, a second frame unit, and a third frame unit in a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are perspective views showing a seating frame of a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a state in which a load is distributed in a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수소저장장치의 일 실시예를 설명한다. 수소저장장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a hydrogen storage device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the process of describing the hydrogen storage device, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치에서 제1프레임부, 제2프레임부 및 제3프레임부를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치에서 제1프레임부, 제2프레임부 및 제3프레임부에서 하중이 분산되는 상태를 도시한 단면도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치의 안착 프레임부를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치에서 하중이 분산되는 상태를 도시한 도면이다.Figure 1 is a front view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention 4 is a cross-sectional view showing a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a first frame unit in a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention. , A cross-sectional view showing the second frame unit and the third frame unit, and FIG. 6 is a state in which loads are distributed in the first frame unit, the second frame unit, and the third frame unit in the hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention. 7 and 8 are perspective views showing a seating frame of a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a load distribution in a hydrogen storage device according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the condition.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장장치(100)는 복수의 제1프레임부(110), 복수의 제2프레임부(120), 복수의 제3프레임부(130) 및 복수의 안착 프레임부(140)를 포함한다. 본 발명의 수소저장장치(100)는 수소를 연료로 사용하는 수소차량 등에 적용될 수 있다.1 to 9, the
복수의 제1프레임부(110)는 제1방향으로 배치된다. 복수의 제2프레임부(120)는 복수의 제1프레임부(110)에 연결되도록 제2방향으로 배치된다. 복수의 제3프레임부(130)는 복수의 제2프레임부(120)에 연결되도록 제3방향으로 배치된다. 복수의 안착 프레임부(140)는 수소저장탱크(10)가 안착되도록 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130)에 연결된다. 제1프레임부(110), 제2프레임부(120) 및 제3프레임부(130)는 용접에 의해 서로 연결된다. 제1방향, 제2방향 및 제3방향은 서로 수직한 y축방향, x축방향 및 z축방향일 수 있다.The plurality of
제1프레임부(110), 제2프레임부(120) 및 제3프레임부(130)가 서로 연결되고, 복수의 안착 프레임부(140)가 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130)의 강성을 보강하므로, 수소저장탱크(10)가 안정되게 지지될 수 있다.The
제1프레임부(110), 제2프레임부(120), 제3프레임부(130) 중 적어도 하나는 알루미늄합금을 포함한다. 예들 들면, 제1프레임부(110), 제2프레임부(120), 제3프레임부(130)는 일부가 알루미늄합금으로 제조되거나 모두가 알루미늄합금으로 제조될 수 있다. 따라서, 수소저장장치(100)의 강도와 안정성를 확보하면서도 수소차량을 경량화시킬 수 있다.At least one of the
제1프레임부(110)는 제1프레임 바디부(111) 및 제1보강리브(113)를 포함한다.The
제1프레임 바디부(111)는 내부가 비어있는 형태로 형성된다. 제1보강리브(113)는 제1프레임 바디부(111)의 내부를 가로지고, 압출공법에 의해 제1프레임 바디부(111)와 함께 압출되도록 제1프레임 바디부(111)의 길이방향을 따라 형성된다. 제1프레임부(110)가 압출공정에 의해 제조되므로, 제1프레임부(110)가 시밍용접(seaming welding) 없이 제작될 수 있다. 또한, 제1프레임부(110)의 제조 시간을 현저히 단축시키고, 제1프레임부(110)의 강성을 충분히 증가시킬 수 있다.The first
제1프레임 바디부(111)는 다각 형태로 형성되고, 제1보강리브(113)는 제1프레임 바디부(111)의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성된다. 예를 들면, 제1프레임 바디부(111)는 사각 형태로 형성되고, 제1보강리브(113)는 제1프레임 바디부(111)의 모서리부에 연결되도록 4개의 제1방사리브(113a)를 포함하는 “X” 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제1프레임 바디부(111)는 오각 형태 또는 육각 형태로 형성되고, 제1보강리브(113)는 제1프레임 바디부(111)의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 5개 또는 6개의 제1방사리브(113a)를 포함할 수 있다.The first
제1프레임 바디부(111)는 다각 형태로 형성되고, 제1보강리브(113)가 제1프레임 바디부(111)의 중심부에서 모서리부에 연결되므로, 제1보강리브(113)는 삼각형 지지구조로 제1프레임 바디부(111)의 강성을 보강한다. 따라서, 제1프레임부(110)의 강성이 직선 형태의 지지구조나 사각 형태의 지지구조 등에 비해 현저히 증가될 수 있다.Since the first
제1보강리브(113)를 구성하는 제1방사리브(113a)의 개수가 증가될수록 제1프레임부(110)의 강성이 증가되는 반면, 제1프레임부(110)의 내부 공간이 좁아짐에 따라 제1프레임부(110)의 압출성능이 저하될 수 있다. 또한, 제1보강리브(113)를 구성하는 제1방사리브(113a)의 개수가 감소될수록 제1프레임부(110)의 강성이 상대적으로 감소되는 반면, 제1프레임부(110)의 내부 공간이 넓어짐에 따라 제1프레임부(110)의 압출성능이 향상될 수 있다. 따라서, 제1프레임부(110)의 요구강성, 두께 및 길이를 고려하여 제1보강리브(113)를 구성하는 제1방사리브(113a)의 개수를 적절하게 결정할 수 있다.As the number of first
제2프레임부(120)는 제2프레임 바디부(121) 및 제2보강리브(123)를 포함한다.The
제2프레임 바디부(121)는 내부가 비어있는 형태로 형성된다. 제2보강리브(123)는 제2프레임 바디부(121)의 내부를 가로지고, 압출공법에 의해 제2프레임 바디부(121)와 함께 압출되도록 제2프레임 바디부(121)의 길이방향을 따라 형성된다. 제2프레임부(120)가 압출공정에 의해 제조되므로, 제2프레임부(120)가 시밍용접 없이 제작될 수 있다. 또한, 제2프레임부(120)의 제조 시간을 현저히 단축시키고, 제2프레임부(120)의 강성을 충분히 증가시킬 수 있다.The
제2프레임 바디부(121)는 다각 형태로 형성되고, 제2보강리브(123)는 제2프레임 바디부(121)의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성된다. 예를 들면, 제2프레임 바디부(121)는 사각 형태로 형성되고, 제2보강리브(123)는 제2프레임 바디부(121)의 모서리부에 연결되도록 4개의 제2방사리브(123a)를 포함하는 “X” 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제2프레임 바디부(121)는 오각 형태 또는 육각 형태로 형성되고, 제2보강리브(123)는 제2프레임 바디부(121)의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 5개 또는 6개의 제2방사리브(123a)를 포함할 수 있다.The second
제2프레임 바디부(121)는 다각 형태로 형성되고, 제2보강리브(123)가 제2프레임 바디부(121)의 중심부에서 모서리부에 연결되므로, 제2보강리브(123)는 삼각형 지지구조로 제2프레임 바디부(121)의 강성을 보강한다. 따라서, 제2프레임부(120)의 강성이 직선 형태의 지지구조나 사각 형태의 지지구조 등에 비해 현저히 증가될 수 있다.The second
제2보강리브(123)를 구성하는 제2방사리브(123a)의 개수가 증가될수록 제2프레임부(120)의 강성이 증가되는 반면, 제2프레임부(120)의 내부 공간이 좁아짐에 따라 제2프레임부(120)의 압출성능이 저하될 수 있다. 또한, 제2보강리브(123)를 구성하는 제2방사리브(123a)의 개수가 감소될수록 제2프레임부(120)의 강성이 상대적으로 감소되는 반면, 제2프레임부(120)의 내부 공간이 넓어짐에 따라 제2프레임부(120)의 압출성능이 향상될 수 있다. 따라서, 제2프레임부(120)의 요구 강성, 두께 및 길이를 고려하여 제2보강리브(123)를 구성하는 제2방사리브(123a)의 개수를 적절하게 결정할 수 있다.As the number of second
제3프레임부(130)는 제3프레임 바디부(131) 및 제3보강리브(133)를 포함한다.The
제3프레임 바디부(131)는 내부가 비어있는 형태로 형성된다. 제3보강리브(133)는 제3프레임 바디부(131)의 내부를 가로지고, 압출공법에 의해 제3프레임 바디부(131)와 함께 압출되도록 제3프레임 바디부(131)의 길이방향을 따라 형성된다. 제3프레임부(130)가 압출공정에 의해 제조되므로, 제3프레임부(130)가 시밍용접 없이 제작될 수 있다. 또한, 제3프레임부(130)의 제조 시간을 현저히 단축시키고, 제3프레임부(130)의 강성을 충분히 증가시킬 수 있다.The
제3프레임 바디부(131)는 다각 형태로 형성되고, 제3보강리브(133)는 제3프레임 바디부(131)의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성된다. 예를 들면, 제3프레임 바디부(131)는 사각 형태로 형성되고, 제3보강리브(133)는 제3프레임 바디부(131)의 모서리부에 연결되도록 4개의 제3방사리브(133a)를 포함하는 “X” 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제3프레임 바디부(131)는 오각 형태 또는 육각 형태로 형성되고, 제3보강리브(133)는 제3프레임 바디부(131)의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 5개 또는 6개의 제3방사리브(133a)를 포함할 수 있다.The third
제3프레임 바디부(131)는 다각 형태로 형성되고, 제3보강리브(133)가 제3프레임 바디부(131)의 중심부에서 모서리부에 연결되므로, 제3보강리브(133)는 삼각형 지지구조로 제3프레임 바디부(131)의 강성을 보강한다. 따라서, 제3프레임부(130)의 강성이 직선 형태의 지지구조나 사각 형태의 지지구조 등에 비해 현저히 증가될 수 있다.Since the third
제3보강리브(133)를 구성하는 제3방사리브(133a)의 개수가 증가될수록 제3프레임부(130)의 강성이 증가되는 반면, 제3프레임부(130)의 내부 공간이 좁아짐에 따라 제3프레임부(130)의 압출성능이 저하될 수 있다. 또한, 제3보강리브(133)를 구성하는 제3방사리브(133a)의 개수가 감소될수록 제3프레임부(130)의 강성이 상대적으로 감소되는 반면, 제3프레임부(130)의 내부 공간이 넓어짐에 따라 제3프레임부(130)의 압출성능이 향상될 수 있다. 따라서, 제3프레임부(130)의 요구강성, 두께 및 길이를 고려하여 제3보강리브(133)를 구성하는 제3방사리브(133a)의 개수를 적절하게 결정할 수 있다.As the number of the third
제1프레임부(110), 제2프레임부(120) 및 제3프레임부(130)에 하중이 가해지면, 프레임부(110,120,130)의 양측(F11), 중간부(F12)과 보강리브(113)에 의해 사선방향(F13) 측으로 하중이 분산되고, 보강리브(113)에 사선방향(F13)으로 전달된 하중은 보강리브(113)의 중심부에 모인 후 다시 사선방향(F14)으로 분산된다. 이처럼, 제1프레임부(110), 제2프레임부(120) 및 제3프레임부(130)가 보강리브(113)에 의해 삼각형 지지 구조로 형성되므로, 제1프레임부(110), 제2프레임부(120) 및 제3프레임부(130)의 강성이 더욱 보강될 수 있다.When a load is applied to the
안착 프레임부(140)는 안착 패널부(141) 및 보강 플랜지부(143)를 포함한다. 안착 프레임부(140)는 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130)에 의해 형성되는 모서리부 근처에 설치된다. 안착 프레임부(140)는 리벳이나 볼트 등의 체결부재(미도시)에 의해 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130)에 고정될 수 있다.The
안착 패널부(141)는 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130)의 내측면에 지지되고, 수소저장탱크(10)가 안착된다. 보강 플랜지부(143)는 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130)의 측면부에 면접촉되도록 안착 패널부(141)의 양측에서 연장된다. 보강 플랜지부(143)는 안착 패널부(141)에서 하측으로 수직하게 연장된다. 안착 패널부(141)와 보강 플랜지부(143)는 수소저장장치(100)의 강성을 보강한다. The
안착 패널부(141)는 수소저장탱크(10)의 외측면에 면접촉되도록 원호 형태로 형성되고, 보강 플랜지부(143)는 안착 패널부(141)를 따라 라운드지게 형성된다. 안착 패널부(141)가 수소저장탱크(10)의 외측면에 면접촉되므로, 수소저장탱크(10)가 안정되게 지지될 수 있다. 또한, 보강 플랜지부(143)가 라운드지게 형성됨에 따라 안착 패널부(141)의 강성을 더욱 보강할 수 있다.The
안착 프레임부(140)는 수소저장탱크(10)를 탄성적으로 지지하고, 제2프레임부(120)에서 이격되게 배치되는 안착리브(145)를 더 포함한다. 안착 패널부(141)는 수소저장탱크(10) 외경의 1/4 정도를 감싸도록 형성되고, 안착리브(145)는 안착 패널부(141)의 길이보다 짧게 형성된다. 안착리브(145)가 수소저장탱크(10)를 탄성적으로 지지하므로, 안착리브(145)가 탄성 변형되면서 수소저장탱크(10)의 외측면에 보다 긴밀하게 밀착될 수 있다. 또한, 수소저장탱크(10)가 안착 프레임부(140)에 안착되면, 안착 프레임부(140)에 클램프(미도시)를 연결하여 수소저장탱크(10)를 안정되게 고정시킬 수 있다. The
안착리브(145)는 안착 패널부(141)에서 연장되는 탄성 패널부(145a)와, 탄성 패널부(145a)에서 하측으로 연장되는 탄성 플랜지부(145b)를 포함한다. 탄성 패널부(145a)는 수소저장탱크(10)의 외측면에 밀착되고, 탄성 플랜지부(145b)는 탄성 패널부(145a)의 강성을 보강한다.The
수소저장탱크(10)가 안착 프레임부(140)에 안착되면, 수소저장탱크(10)의 하중은 중력방향(F1), 사선방향(F2) 및 안착리브(145) 방향(F3)으로 분산된다. 중력방향(F1)의 하중은 제2프레임부(120)의 양측(F4,F5)으로 분산된 후 제3프레임부(130)와 제1프레임부(110) 측으로 전달된다. 또한, 사선방향(F2)의 하중은 제3프레임부(130)의 상측(F7)과 하측(F6)으로 분산된 후 제1프레임부(110)와 제2프레임부(120)에 전달된다.When the
또한, 제1프레임부(110)에 하중이 가해지면, 제1프레임 바디부(111)의 상측에서 양측면부를 통해 하중이 분산됨과 아울러 제1보강리브(113)를 통해 하중이 분산된다. 제2프레임부(120)와 제3프레임부(130) 자체에서도 제1프레임부(110)와 같이 하중이 분산된다.In addition, when a load is applied to the
상기와 같이, 본 발명에 따른 수소저장장치(100)는 고강성과 경량화 성능을 동시에 만족시키고, 수소차량에서 가장 중요한 안전성과 중량감소를 만족시키기 위해 알루미늄합금으로 제작된다.As described above, the
또한, 본 발명에 따른 수소저장장치(100)의 프레임부(110,120,130)들은 압출공정을 통해 제작되므로, 복잡하고 다양한 형상의 단면재를 제작할 수 있고, 용접이 필요없는 중공형상의 프레임부의 제작이 가능하다. 또한, 다양한 용접조립공정이 적용될 수 있고, 스탬핑공정, 압연공정 및 다이캐스팅공정에 비해 제조비용이 현저히 낮고, 제조시간이 현저히 단축될 수 있다.In addition, since the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims.
10: 수소저장탱크 100: 수소저장장치
110: 제1프레임부 111: 제1프레임 바디부
113: 제1보강리브 113a: 제1방사리브
120: 제2프레임부 121: 제2프레임 바디부
123: 제2보강리브 123a: 제2방사리브
130: 제3프레임부 131: 제3프레임 바디부
133: 제3보강리브 133a: 제3방사리브
140: 안착 프레임부 141: 안착 패널부
143: 보강 플랜지부 145: 안착리브
145a: 탄성 패널부 145b: 탄성 플랜지부10: hydrogen storage tank 100: hydrogen storage device
110: first frame part 111: first frame body part
113: first reinforcing
120: second frame part 121: second frame body part
123: second reinforcing
130: third frame portion 131: third frame body portion
133: third reinforcing
140: seating frame portion 141: seating panel portion
143: reinforcing flange portion 145: seating rib
145a:
Claims (11)
복수의 상기 제1프레임부에 연결되도록 좌우방향으로 연장되게 배치되는 복수의 제2프레임부;
복수의 상기 제2프레임부에 연결되도록 상하방향으로 연장되게 배치되는 복수의 제3프레임부; 및
수소저장탱크가 안착되도록 상기 제2프레임부와 상기 제3프레임부에 연결되는 복수의 안착 프레임부;를 포함하고,
상기 안착 프레임부는,
상기 제2프레임부의 상면부와 상기 제3프레임부의 측면부에 접하여 지지되고, 상기 수소저장탱크가 안착되며, 상기 수소저장탱크의 하부와 일측면부에 면접촉되도록 원호 형태로 형성되는 안착 패널부;
상기 제2프레임부와 상기 제3프레임부의 전면부와 후면부에 면접촉되도록 상기 안착 패널부의 전단부와 후단부에서 수직되게 연장되고, 상기 안착 패널부를 따라 라운드지게 형성되는 보강 플랜지부; 및
상기 안착 패널부에서 연장되게 형성되며, 상기 제2프레임부의 상측에 이격되게 배치되어 상기 수소저장탱크를 탄성적으로 지지하는 안착리브;를 포함하고,
상기 안착리브는,
상기 안착 패널부에서 연장되고, 탄성 변형에 의해 상기 수소저장탱크의 외측면의 타측면부에 탄성적으로 밀착되는 탄성 패널부; 및
상기 탄성 패널부에서 하측으로 연장되고, 상기 탄성 패널부의 강성을 보강하는 탄성 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
a plurality of first frame parts disposed to extend in the forward and backward directions;
a plurality of second frame parts arranged to extend in left and right directions so as to be connected to the plurality of first frame parts;
a plurality of third frame parts arranged to extend in the vertical direction so as to be connected to the plurality of second frame parts; and
Including; a plurality of seating frame parts connected to the second frame part and the third frame part so that the hydrogen storage tank is seated,
The seating frame part,
a seating panel portion supported in contact with and supported by an upper surface portion of the second frame portion and a side surface portion of the third frame portion, on which the hydrogen storage tank is seated, and formed in an arc shape so as to be in surface contact with a lower portion of the hydrogen storage tank and one side portion of the hydrogen storage tank;
a reinforcing flange portion extending perpendicularly from the front and rear ends of the seating panel portion so as to come into surface contact with the front and rear portions of the second frame portion and the third frame portion and being rounded along the seating panel portion; and
A seating rib extending from the seating panel portion and spaced apart from the upper side of the second frame portion to elastically support the hydrogen storage tank;
The seating rib,
an elastic panel portion that extends from the seating panel portion and elastically adheres to the other side surface portion of the outer surface of the hydrogen storage tank by elastic deformation; and
A hydrogen storage device comprising: an elastic flange portion extending downward from the elastic panel portion and reinforcing rigidity of the elastic panel portion.
상기 제1프레임부, 상기 제2프레임부, 상기 제3프레임부 중 적어도 하나는 알루미늄합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 1,
At least one of the first frame part, the second frame part, and the third frame part comprises an aluminum alloy.
상기 제1프레임부는,
내부가 비어있는 제1프레임 바디부; 및
상기 제1프레임 바디부의 내부를 가로지고, 압출공법에 의해 상기 제1프레임 바디부와 함께 압출되도록 상기 제1프레임 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 제1보강리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 2,
The first frame part,
a first frame body having an empty interior; and
And a first reinforcing rib formed along the longitudinal direction of the first frame body so as to cross the inside of the first frame body and be extruded together with the first frame body by an extrusion method. Device.
상기 제1프레임 바디부는 다각 형태로 형성되고,
상기 제1보강리브는 상기 제1프레임 바디부의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 3,
The first frame body is formed in a polygonal shape,
The first reinforcing rib is a hydrogen storage device, characterized in that formed radially so as to be connected to the corner portion from the center of the first frame body portion.
상기 제2프레임부는,
내부가 비어있는 제2프레임 바디부; 및
상기 제2프레임 바디부의 내부를 가로지르고, 압출공법에 의해 상기 제2프레임 바디부와 함께 압출되도록 상기 제2프레임 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 제2보강리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 2,
The second frame part,
a second frame body having an empty interior; and
And a second reinforcing rib formed along the longitudinal direction of the second frame body to cross the inside of the second frame body and to be extruded together with the second frame body by an extrusion method. Device.
상기 제2프레임 바디부는 다각 형태로 형성되고,
상기 제2보강리브는 상기 제2프레임 바디부의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 5,
The second frame body is formed in a polygonal shape,
The second reinforcing rib is a hydrogen storage device, characterized in that formed radially so as to be connected to the corner portion from the center of the second frame body.
상기 제3프레임부는,
내부가 비어있는 제3프레임 바디부; 및
상기 제3프레임 바디부의 내부를 가로지르고, 압출공법에 의해 상기 제3프레임 바디부와 함께 압출되도록 상기 제3프레임 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 제3보강리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 2,
The third frame part,
a third frame body having an empty interior; and
And a third reinforcing rib formed along the longitudinal direction of the third frame body to cross the inside of the third frame body and to be extruded together with the third frame body by an extrusion method. Device.
상기 제3프레임 바디부는 다각 형태로 형성되고,
상기 제3보강리브는 상기 제3프레임 바디부의 중심부에서 모서리부에 연결되도록 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수소저장장치.
According to claim 7,
The third frame body is formed in a polygonal shape,
The third reinforcing rib is a hydrogen storage device, characterized in that formed radially so as to be connected to the corner portion from the center of the third frame body.
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---|---|---|---|
KR1020210035034A KR102489136B1 (en) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | Hydrogen storage apparatus |
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KR1020210035034A KR102489136B1 (en) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | Hydrogen storage apparatus |
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KR20220131405A KR20220131405A (en) | 2022-09-28 |
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- 2021-03-18 KR KR1020210035034A patent/KR102489136B1/en active IP Right Grant
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