KR102565591B1 - 가스 벤트 장치 - Google Patents

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KR102565591B1
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discharge
boil
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connector
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신옥철
신이철
신백호
오진식
곽주환
이미림
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(주)에스지티
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Abstract

본 발명은 수소탱크 내부의 증발가스를 측정 후 대기중으로 배출 시 사용되는 가스 벤트 장치에 관한 것으로, 액화수소 저장탱크와 연결되어 증발가스가 배출되는 배관과 연결되어 증발가스가 내부로 유입되는 베이스부와, 상기 베이스부에 연결되고 내부에 증발가스가 유동하는 연결유로가 중심을 관통하여 형성된 연결부와, 상기 연결부에 연결되고 상기 연결부에서 유입되는 증발가스를 외부로 배출하는 배출홀이 형성된 배출부와, 상기 베이스부와 상기 연결부 및 상기 연결부와 상기 배출부를 체결하는 커넥터, 그리고 복수의 상기 커넥터에 각각 구비되어 상기 베이스부와 상기 연결부와 상기 배출부를 지면에 대하여 수직한 상태로 지지하는 지지부를 포함한다. 이러한 구성으로, 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 증발가스를 배출하도록 구비되어 지상에서 배출되는 수소 가스에 의한 안전사고 발생을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

가스 벤트 장치{GAS VENT DEVICE}
본 발명은 가스 벤트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수소탱크 내부의 증발가스를 측정 후 대기중으로 배출 시 사용되는 가스 벤트 장치에 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 연료로 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 외기와의 온도차 등의 여러 가지 이유로 조금씩 자연 기화하게 된다. 기화된　수소　가스는　수소탱크의 내압을 상승시켜,　수소탱크　자체의 내구성을 저하시키므로, 경우에 따라 폭발을 야기하기도 한다.
이에, 정기적으로 수소탱크 내부의 증발가스(boil-off gas; BOG)를 측정할 필요가 있다.
한국등록특허 제10-2277327호(2021.07.08)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 수소탱크 내부의 증발가스를 측정 후 대기중으로 배출 시 사용되는 가스 벤트 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 벤트 장치는, 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 증발가스를 배출하도록 구비된다.
이러한 상기 가스 벤트 장치는, 액화수소 저장탱크와 연결되어 증발가스가 배출되는 배관과 연결되어 증발가스가 내부로 유입되는 베이스부; 상기 베이스부에 연결되고, 내부에 증발가스가 유동하는 연결유로가 중심을 관통하여 형성된 연결부; 상기 연결부에 연결되고, 상기 연결부에서 유입되는 증발가스를 외부로 배출하는 배출홀이 형성된 배출부; 상기 베이스부와 상기 연결부 및 상기 연결부와 상기 배출부를 체결하는 커넥터; 및 복수의 상기 커넥터에 각각 구비되어 상기 베이스부와 상기 연결부와 상기 배출부를 지면에 대하여 수직한 상태로 지지하는 지지부;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 베이스부는, 관 형태로 형성되어 일측단에 상기 배관과 연결되어 증발가스가 유입되는 유입홀이 형성되고, 중심은 유입된 증발가스가 유동하는 유입유로가 형성되며, 개방된 타측단은 상기 커넥터에 삽입 체결되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 배출부는, 관 형태로 형성되어 개방된 일측단은 상기 커넥터에 삽입 체결되고, 중심은 유입된 증발가스가 유동하는 배출유로가 형성되며, 타측단에 상기 배출홀이 형성되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 커넥터는, 상기 베이스부와 상기 연결부와 상기 배출부 중 어느 하나와 체결되는 부분에 구비되어 증발가스가 누출되는 것을 방지하는 실링부재;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 지지부는, 복수의 상기 커넥터에 각각 구비된 클램프; 및 상기 베이스부와 소정 간격 이격되게 구비된 복수의 고정부와 복수의 상기 클램프를 각각 연결하는 지지케이블;을 포함하여 이루어질 수 있다.
다른 실시예로, 상기 커넥터는, 외주면을 따라 회전하도록 구비되고, 상기 클램프가 체결되는 회전부;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 가스 벤트 장치에 따르면, 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 증발가스를 배출하도록 구비되어 지상에서 배출되는 수소 가스에 의한 안전사고 발생을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스 벤트 장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 도 1의 A 영역을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도,
도 3은 도 1의 A 영역을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 4은 도 1의 A 영역을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 분리 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가스 벤트 장치에서 커넥터의 다른 실시예를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스 벤트 장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 A 영역을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도, 단면도, 분리 단면도이다. 그리고, 도 5는 상기 가스 벤트 장치에서 커넥터의 다른 실시예를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스 벤트 장치(100)는 액화수소 저장탱크(10)에서 배출되어 측정에 사용된 증발가스를 대기중으로 배출 시 사용되는 구성으로, 특히 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 증발가스를 배출하도록 구비된다. 즉, 증발가스인 수소 가스는 낮은 발화에너지로도 쉽게 폭발하므로 지상으로 배출하게 되면 그 폭발 위험성이 높게 된다. 따라서, 본 발명의 가스 벤트 장치(100)는 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 증발가스를 배출하도록 구비된다.
보다 구체적으로, 상기 가스 벤트 장치(100)는 액화수소 저장탱크(10)와 연결되어 증발가스가 배출되는 배관(20)과 연결되어 증발가스가 내부로 유입되는 베이스부(210)와, 상기 베이스부(210)에 연결되고 내부에 증발가스가 유동하는 연결유로(222)가 중심을 관통하여 형성된 연결부(220)와, 상기 연결부(220)에 연결되고 상기 연결부(220)에서 유입되는 증발가스를 외부로 배출하는 배출홀(233)이 형성된 배출부(230), 그리고 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220) 및 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)를 체결하는 커넥터(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 가스 벤트 장치(100)는 배관으로 이루어진 베이스부(210)와 연결부(220)와 배출부(230)를 상기 커넥터(300)를 이용하여 연결하고, 지상에 대하여 수직하게 배치하여 상기 베이스부(210)를 통하여 유입된 증발가스를 상기 배출부(230)를 통하여 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 배출할 수 있다. 여기서, 상기 연결부(220)는 복수로 구비되고, 상기 베이스부(210)와 상기 배출부(230) 사이에서 하나만 연결되거나, 상기 커넥터(300)를 통하여 복수개가 서로 연결되어 상기 가스 벤트 장치(100)의 전체 길이를 조절할 수 있다.
이하에서는 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
상기 베이스부(210)는 관 형태로 형성되어 일측단에 상기 배관(20)과 연결되어 증발가스가 유입되는 유입홀(211)이 형성되고, 중심은 유입된 증발가스가 유동하는 유입유로(212)가 형성되며, 개방된 타측단에는 상기 커넥터(300)에 삽입 체결되는 체결부(213)가 형성된다. 일 예로, 상기 체결부(213)의 외주면에 나사산이 형성되어 상기 커넥터(300)에 나사 체결되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 유입홀(211)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유입유로(212)에 대하여 수직한 방향으로 상기 유입유로(212)와 연통되게 형성되어 상기 배관(20)에 연결되게 이루어질 수 있다. 물론, 상기 유입홀(211)의 형성 방향이 이에 한정되는 것은 아니고 상기 유입유로(212)와 연장되어 상기 베이스부(210)의 단부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
상기 연결부(220)는 관 형태로 형성되고, 중심이 관통 형성되어 상기 연결유로(222)가 형성되고, 일측단과 타측단에는 상기 커넥터(300)에 삽입 체결되는 체결부(223)가 각각 형성된다. 일 예로, 상기 체결부(223)의 외주면에 나사산이 형성되어 상기 커넥터(300)에 나사 체결되게 이루어질 수 있다.
상기 배출부(230)는 관 형태로 형성되어 개방된 일측단에는 상기 커넥터(300)에 삽입 체결되게 체결부(231)가 형성되고, 중심은 유입된 증발가스가 유동하는 배출유로(232)가 형성되며, 타측단에 상기 배출홀(233)이 형성된다. 일 예로, 상기 체결부(231)의 외주면에 나사산이 형성되어 상기 커넥터(300)에 나사 체결되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 배출홀(233)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배출유로(232)에 대하여 수직한 방향으로 상기 배출유로(232)와 연통되게 형성되어 증발가스를 배출하도록 이루어질 수 있다. 이때, 상기 배출홀(233)은 상기 배출부(230)를 관통하여 상기 배출유로(232)의 양측에 형성될 수 있고, 상기 배출부(230)의 둘레를 따라 복수로 형성될 수도 있다. 물론, 상기 배출홀(233)의 형성 방향이 이에 한정되는 것은 아니고 상기 배출유로(232)와 연장되어 상기 배출부(230)의 단부를 관통하도록 형성될 수도 있다.
상기 커넥터(300)는 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)의 사이, 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)의 사이, 복수의 연결부(220)들의 사이에 각각 구비되어 각 구성들을 연결해주는 구성이다.
보다 구체적으로, 상기 커넥터(300)는 중심이 관통하여 증발가스가 유동할 수 있는 연통홀(311)이 형성된 커넥터 몸체(310)와, 상기 연통홀(311)의 양측단에 형성되고 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230) 중 어느 하나가 체결되는 체결홀(312)를 포함하여 이루어진다. 일 예로, 상기 체결홀(312)의 내주면에 나사산이 형성되어 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230) 중 어느 하나와 나사 체결되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 커넥터(300)는 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230) 중 어느 하나와 체결되는 부분에 구비되어 증발가스가 누출되는 것을 방지하는 실링부재(320)를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 도 4를 참조하면, 상기 연결부(220)의 체결부(223)는 상기 연결부(220)의 직경보다 작게 형성되고, 상기 배출부(230)의 체결부(233)는 상기 배출부(230)의 직경보다 작게 형성되어 있어, 상기 커넥터(300)의 체결홀(312)에 체결되면 상기 연결부(220)의 단부와 상기 배출부(230)의 단부가 상기 커넥터 몸체(310)의 외주면에 밀착된다. 이때, 상기 실링부재(320)는 상기 연결부(220)의 단부와 상기 커넥터 몸체(310)의 외주면 사이와, 상기 배출부(230)의 단부와 상기 커넥터 몸체(310)의 외주면 사이에 구비되어 상기 커넥터(300)에 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)가 체결되는 부분에서 틈이 발생하지 않도록 실링한다.
그리고, 본 발명의 가스 벤트 장치(100)는 복수의 상기 커넥터(300)에 각각 구비되어 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)를 지면에 대하여 수직한 상태로 지지하는 지지부(400)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 지지부(400)는 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)가 상기 커넥터(300)로 연결된 상태에서 지면에 대하여 수직한 상태로 세워진 상태를 유지할 수 있도록 지지해주는 구성이다.
일 예로, 상기 지지부(400)는 복수의 상기 커넥터(300)에 각각 구비된 클램프(410)와, 상기 베이스부(210)와 소정 간격 이격되게 구비된 복수의 고정부(30)와 복수의 상기 클램프(410)를 각각 연결하는 지지케이블(420)을 포함하여 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 클램프(410)는 U자 형태로 형성되고, 상기 지지케이블(420)의 단부에 구비된 고리가 상기 클램프(410)에 삽입된 후 상기 클램프(410)를 상기 커넥터(300)에 체결되게 이루어질 수 있다. 물론, 상기 클램프(410)에 상기 지지케이블(420)을 연결하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니고 공지의 다양한 체결 방법이 적용될 수 있다.
그리고, 상기 고정부(30)는 적어도 3개 이상 구비되어 상기 베이스부(210)를 중심으로 소정 각도로 서로 이격되어 구비된다. 일 예로, 상기 고정부(30)는 지면에 설치될 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)가 상기 커넥터(300)로 연결하여 지면에 대하여 수직한 상태로 세워진 상태에서 상기 커넥터(300) 각각에 구비된 클램프(410)와 상기 고정부(30)를 상기 지지케이블(420)로 연결하여 방사상으로 당겨지게 배치하여 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)를 지면에 대하여 수직하게 배치된 상태를 유지하도록 지지할 수 있다.
여기서, 상기 클램프(410)와 상기 고정부(30)를 연결하는 구성이 케이블이 아닌 막대 형태의 지지봉으로 이루어질 수도 있다. 물론, 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)를 지면에 대하여 세워진 상태로 지지하기 위한 구성이 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각대 등의 구조물을 설치하여 지지할 수도 있다.
다른 예로, 상기 커넥터(300)는, 도 5를 참조하면, 외주면을 따라 회전하도록 구비되고, 상기 클램프(410)가 체결되는 회전부(330)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 이하에서는 상기 베이스부(210)와 상기 연결부(220)와 상기 배출부(230)가 상기 커넥터(300)로 연결된 구성을 벤트부로 지칭한다.
상기 클램프(410)는 지면에 설치된 상기 고정부(30)와 상기 지지케이블(420)을 통하여 서로 연결되는데, 상기 클램프(410)와 상기 고정부(30)를 상기 지지케이블(420)로 체결한 상태에서 상기 벤트부와 동일 평면상에 위치하지 않게 되면 상기 지지케이블(420)의 장력은 상기 클램프(410)에 토크로 작용하게 되어 상기 벤트부를 불안정하게 지지하게 된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터 몸체(310)를 원통 형상으로 형성하고, 상기 커넥터 몸체(310)의 외주면에 상기 회전부(330)가 회전하도록 구비되고, 상기 회전부(330)에 상기 클램프(410)가 체결되어 상기 클램프(410)의 위치를 이동시킬 수 있다. 이를 통하여, 지면에 설치되어 있는 상기 고정부(30)와 상기 벤트부와 상기 클램프(410)를 동일 평면상에 위치하도록 상기 클램프(410)를 회전시킨 후 상기 클램프(410)와 상기 고정부(30)를 상기 지지케이블(420)로 체결하여 상기 벤트부를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 : 액화수소 저장탱크 20 : 배관
30 : 고정부
100 : 가스 벤트 장치 210 : 베이스부
211 : 유입홀 212 : 유입유로
213 : 체결부 220 : 연결부
222 : 연결유로 223 : 체결부
230 : 배출부 231 : 체결부
232 : 배출유로 233 : 배출홀
300 : 커넥터 310 : 커넥터 몸체
311 : 연통홀 312 : 체결홀
320 : 실링부재 330 : 회전부
400 : 지지부 410 : 클램프
420 : 지지케이블

Claims (6)

  1. 지상에서 일정 높이 이상의 상공에 증발가스를 배출하도록 구비되는 가스 벤트 장치에 있어서,
    액화수소 저장탱크와 연결되어 증발가스가 배출되는 배관과 연결되어 증발가스가 내부로 유입되는 베이스부;
    상기 베이스부에 연결되고, 내부에 증발가스가 유동하는 연결유로가 중심을 관통하여 형성된 연결부;
    상기 연결부에 연결되고, 상기 연결부에서 유입되는 증발가스를 외부로 배출하는 배출홀이 형성된 배출부;
    상기 베이스부와 상기 연결부 및 상기 연결부와 상기 배출부를 체결하는 커넥터; 및
    복수의 상기 커넥터에 각각 구비되어 상기 베이스부와 상기 연결부와 상기 배출부를 지면에 대하여 수직한 상태로 지지하는 지지부;를 포함하고,
    상기 지지부는,
    복수의 상기 커넥터에 각각 구비된 클램프; 및
    상기 베이스부와 소정 간격 이격되게 구비된 복수의 고정부와 복수의 상기 클램프를 각각 연결하는 지지케이블;을 포함하고,
    상기 커넥터는,
    외주면을 따라 회전하도록 구비되고, 상기 클램프가 체결되며, 상기 클램프가 상기 고정부와 동일 평면상에 위치하도록 회전하는 회전부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 벤트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    관 형태로 형성되어 일측단에 상기 배관과 연결되어 증발가스가 유입되는 유입홀이 형성되고, 중심은 유입된 증발가스가 유동하는 유입유로가 형성되며, 개방된 타측단은 상기 커넥터에 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 가스 벤트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배출부는,
    관 형태로 형성되어 개방된 일측단은 상기 커넥터에 삽입 체결되고, 중심은 유입된 증발가스가 유동하는 배출유로가 형성되며, 타측단에 상기 배출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 벤트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    상기 베이스부와 상기 연결부와 상기 배출부 중 어느 하나와 체결되는 부분에 구비되어 증발가스가 누출되는 것을 방지하는 실링부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 벤트 장치.
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  6. 삭제
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