KR102635341B1 - 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치 - Google Patents

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알크리스 플루이드-컨트롤 ＆ 써비씨즈
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Abstract

가스를 충전 및 인출하기 위한 장치(1)로서,
- 저장 용기(RE)에 접속될 수 있는 저장 커넥터 및 인출 장치에 접속될 수 있는 인출 커넥터를 구비한 인출 회로; 및
- 용기를 충전하기 위한 가스 소스(SO)에 접속될 수 있는 충전 커넥터(8)를 구비한 충전 회로(7)를 포함하고;
이 충전 커넥터는 피스톤을 포함하고, 이 피스톤은 내부에 충전 덕트가 형성되고 충전 덕트 내로 횡방향으로 개방된 드레인 오리피스를 가지며, 이 피스톤은 외부(EXT)에 접속된 누출 회로(10)에 접속된 드레인 덕트를 구비한 드레인 본체의 내부에서:
- 드레인 오리피스가 드레인 덕트와 일치하지 않는 개방된 위치와
- 상기 충전 덕트와 누출 회로 사이의 연통을 확립하도록 드레인 오리피스가 드레인 덕트와 일치하는 폐쇄된 위치 사이에서 이동가능하다.

Description

가스를 충전 및 인출하기 위한 장치
본 발명은 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 보다 구체적으로는 가압 가스를 저장하기 위한 용기에 접속된 저장 커넥터 및 감압 가스를 인출하기 위한 인출 장치에 접속된 인출 커넥터를 구비하는 인출 회로, 및 저장 용기를 충전하기 위해 가압 가스의 소스와 접속하도록 구성된 충전 커넥터를 구비하는 충전 회로를 포함하는 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 특히 차량 내에서 연료 전지 유형의 인출 장치에 공급하기 위해 가스상 수소의 충전 및 인출에서 특정의 비제한적인 용도를 발견한다.
가스상 수소 저장 탱크의 경우에 통상 350 내지 700 bar의 고압 하에서 가스를 인출하기 위해, 통상 1 내지 5 바의 저압에서 가스를 분배하기 위해, 필요에 따라 저장 용기를 충전하기 위해 압력 소스와의 접속을 가능하게 하고, 또한 격리, 안전 및 가스 배출 작업을 포함하는 가스 인출 작업을 제어하는 기능을 갖는 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치 또는 탭(tap)을 사용하는 것이 필수적이다.
최신 기술은 가스 충전 및 인출 탭을 개시하고 있는 문헌 WO2013/135983의 교시에 의해 예시될 수 있으며, 여기서 인출 회로에 접속된 그리고 위험한 상황(과도한 온도 및/또는 압력)의 경우에 탱크의 내용물을 외부에 배출하기 위한 안전 밸브를 포함하는 안전 회로가 제공된다.
문헌 WO2013/014355으로부터 충전 중에 개방되고 가압 가스의 소스와의 단절 중에 폐쇄되는 격리 플랩을 포함하는 충전 커넥터를 사용하는 것이 또한 알려져 있다.
저장 용기의 충전의 말기에 충전 커넥터는 가압 가스 소스로부터 분리(uncoupling)되어야 하며, 이는 통합된 격리 플랩의 상류에 있는 충전 커넥터 내부의 대기압으로의 복귀를 필요로 한다. 이것을 행하기 위해, 가압 가스 소스 내에 통합된 그리고 분리를 가능하게 하기 위해 충전 커넥터의 상류에 감압을 제공하는 기능 갖는 드레인 시스템을 제공하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이 드레인 시스템의 고장의 경우에 충전 커넥터의 레벨에서 안전 및 취급 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 특히 가압 가스 소스 내에 통합된 드레인 시스템의 고장의 경우에도 충전 커넥터와 가압 가스 소스 사이의 분리를 위해 필요한 감압을 보장할 수 있게 하는 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치를 제안함으로써 전술한 결점을 해결하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특히 외부 또는 하류에의 누출 위험에 관하여 충전, 인출, 감압 및 안전 기능을 포함하는 가스의 안전한 조절을 보장하는 모든 기능을 통합한 충전 및 인출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 컴팩트하고 경량인 충전 및 인출 장치를 제공하는 것이다.
이 목적을 위해, 본 발명은 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는:
가압 가스의 저장 용기와 접속하도록 구성된 저장 커넥터를 구비한 상류 단부, 및 감압 가스를 인출하기 위한 인출 장치와 접속하도록 구성된 인출 커넥터를 구비한 하류 단부를 포함하는 인출 회로 - 인출 회로는 적어도 하나의 제어된 격리 게이트 및 적어도 하나의 압력 조절기를 포함함 -; 및
저장 용기를 충전하기 위한 가압 가스의 소스와 접속하도록 구성된 충전 커넥터를 구비한 상류 단부, 및 인출 회로의 상류 단부에 접속된 하류 단부를 포함하는 충전 회로를 포함하고;
상기 장치는 충전 커넥터는 피스톤을 포함하고, 피스톤은 내부에 충전 덕트를 형성하고 충전 덕트 내로 횡방향으로 개방된 적어도 하나의 드레인 오리피스를 가지며, 피스톤은 적어도 외부에 접속된 누출 회로에 접속된 드레인 덕트를 구비한 드레인 본체의 내부에서 이동가능하고, 드레인 덕트는 피스톤의 주위에 장착된 2 개의 시일 사이의 피스톤의 주변에서 외측으로 개방되는 점에서 뛰어나면, 상기 피스톤은:
충전 덕트와 상기 충전 회로의 상류 단부 사이의 연통을 확립하는 개방된 위치 - 여기서 드레인 오리피스는 드레인 덕트와 일치하지 않음 - 와
충전 덕트와 충전 회로의 상류 단부 사이의 연통을 차단하는 폐쇄된 위치 - 여기서 드레인 오리피스는 충전 덕트와 누출 회로 사이의 연통을 확립하도록 드레인 덕트와 일치함 - 사이에서 선택적으로 변위가능하다.
따라서, 충전 커넥터와 가압 가스 소스 사이의 분리 시에 피스톤은 폐쇄된 위치로 변위되고, 이로 인해 드레인 오리피스를 드레인 덕트와 일치하게 배치함으로써 누출 회로 및 이에 따라 외부에 접속된 드레인을 경유하여 자동 감압을 허용하도록 돕는다. 분리 중의 이러한 자동 드레인은 피스톤 주위에 장착되어 안전한 이중 실링 장벽을 제공하는 2 개의 시일 사이의 피스톤의 주변에서 드레인 덕트가 외부로 개방되므로 완전히 안전하게 실행된다.
일 특징에 따르면, 충전 커넥터는 충전 덕트의 상류의 폐쇄된 위치와 충전 덕트의 하류의 개방된 위치 사이의 시트에 대해 이동가능한 격리 플랩을 포함하며, 피스톤은 다음의 위치들 사이에서 선택적으로 변위가능하다:
피스톤이 격리 플랩 상에 그 하류 위치를 향해 작용하는 개방된 위치와
상기 피스톤이 편향 부재에 의해 그 상류 위치를 향해 편향되는 상기 격리 플랩 상에 작용하지 않는 폐쇄된 위치.
따라서, 충전 커넥터가 가압 가스 소스로부터 분리되면, 이 격리 플랩의 상류에서 자동 감압이 자동적으로 이루어지며, 이는 드레인 오리피스가 드레인 덕트와 일치하도록 배치되기 전에 폐쇄된다.
다른 특징에 따르면, 피스톤은 나사조임/나사풀림(screwing/unscrewing)에 의해 변위가능하다. 일반적으로, 피스톤은 이것의 개방된 위치와 이것의 폐쇄된 위치 사이의 피스톤의 병진 운동을 보장하는 임의의 기계적 작용에 의해 이동가능하며, 여기서 피스톤은 충전 커넥터에 단단히 접속된 상태로 유지된다. 변형례로서, 피스톤은 1/4 선회 메커니즘 또는 다른 동등한 메커니즘을 사용하여 이동가능하다.
특정의 실시형태에서, 저장 커넥터는 인출 회로의 상류 단부에 접속된 주 도관 및 누출 회로에 접속되고 2 개의 동심 시일 사이에 개방되는 누출 도관을 포함한다.
따라서, 주 도관의 레벨에서의 누출의 경우, 누출 가스가 제 1 시일을 통과하는 경우, 이것은 당연히 제 2 시일을 통과하지 않고 누출 도관 및 이에 따라 누출 회로를 향하며, 따라서 이 저장 커넥터의 레벨에서 완전한 안전을 보장한다.
특정의 실시형태에서, 적어도 하나의 압력 조절기는:
입구의 고압 체임버,
출구의 저압 체임버,
저압 체임버로부터의 가스가 일면 상에 지지되고 편향 부재가 타면 상에 지지되는 이동가능한 조절 부품, 및
조절 부품과 협동하고 저압 체임버와 고압 체임버 사이의 연통을 폐쇄하기 위한 상류 위치와 저압 체임버와 고압 체임버 사이의 연통을 개방하기 위한 하류 위치 사이에서 확대 시트에 대해 이동가능한 조절 플랩을 포함하고,
저압 체임버 내의 가스 압력이 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 조절 플랩은 상류 위치에 있고, 저압 체임버는 누출 회로에 접속된 배출 도관과 연통된다.
따라서, 이 장치는 압력 조절기의 하류(인출 장치 측)에서 과압이 발생한 경우에 압력 조절기를 폐쇄하고, 가압 가스를 누출 회로에 배출함으로써 추가의 안전을 제공하여 기기의 안전을 보장한다.
유리하게는, 이 배출 도관은 압력 조절기의 수용 보어 내의 압력 조절기의 주위에 장착된 2 개의 시일에 의해 둘러싸여 있다.
인출 회로는 직렬의 2 개의 압력 조절기를 포함하고, 각각의 압력 조절기는 누출 회로에 접속된 그리고 저압 체임버 내의 가스 압력이 각각의 압력 조절기에 고유한 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우에 대응하는 저압 체임버와 연통하도록 배치된 배출 도관을 갖는다.
직렬의 2 개의 압력 조절기를 사용하면 고압 저장 용기와 저압에서 작동하는 인출 장치 사이의 압력을 확실하게 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 가능성에 따르면, 누출 회로는 체크 밸브를 포함하고, 이것은 누출 회로를 순환하는 그리고 장치의 다양한 구성요소(커넥터, 압력 조절기, ...)로부터 오는 가스의 단일점 수집을 가능하게 하고, 따라서 연통 구멍을 외부에 제한한다.
유리하게는, 이 장치는 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치는 인출 회로의 상류 단부에 접속된 상류 단부 및 외부에 접속된 하류 단부를 갖는 안전 회로를 더 포함하고, 안전 회로는 고압 안전 밸브 및/또는 고온 안전 밸브로부터 선택되는 적어도 하나의 안전 밸브를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 안전 회로는 유량 제한기를 구비한 드레인 탭(drain tap)을 포함하고, 드레인 탭은 적어도 하나의 안전 밸브와 병렬로 배치된다.
대안적으로, 누출 회로는 인출 회로의 상류 단부에 접속된 입구를 갖는 고압 안전 밸브를 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 충전 및 인출 장치를 사용하는 방법에 관한 것이며, 이런 방법은 저장 커넥터를 가압 가스상 수소를 위한 저장 용기에 접속하는 단계 및 인출 커넥터를 연료 전지 유형의 인출 장치에 접속하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조한 이하의 구현형태의 비제한적인 실시례의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 충전 및 인출 장치의 가능한 실시형태의 구조를 예시하는 개략도이고;
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 충전 및 인출 장치의 상이한 시야각으로부터의 개략 사시도이고;
도 6 및 도 7은 도 2 내지 도 5의 장치의 개략 측면도이고;
도 8 및 도 9는 도 2 내지 도 7의 장치의 충전 커넥터의 개방된 위치(도 8) 및 폐쇄된 위치(도 9)에서의 개략 단면도이고;
도 10은 도 2 내지 도 7의 장치의 도 7의 단면 X-X에 따른 개략 단면도이고;
도 11은 도 2 내지 도 7의 장치의 도 6의 단면 XI-XI에 따른 개략 단면도이고;
도 12는 도 2 내지 도 7의 장치의 도 7의 단면 XII-XII에 따른 개략 단면도이고;
도 13은 도 2 내지 도 7의 장치의 도 6의 단면 XIII-XIII에 따른 개략 단면도이고;
도 14는 도 2 내지 도 7의 장치의 부분 투명 개략 사시도이고;
도 15 내지 도 18은 상이한 단면을 따라 절단된 도 2 내지 도 7의 장치의 개략적 사시도이고;
도 19는 명확하게 하기 위해 (장치의 본체에서가 아닌) 테스트 본체에서 예시된 도 2 내지 도 7의 장치의 저압 안전 밸브의 개략 단면도이고;
도 20은 동력화의 표현을 수반하지 않는 테스트 본체 내에서 예시된 도 2 내지 도 7의 장치의 피동 격리 게이트의 개략 단면도이고;
도 21 및 도 22는 정지 구성 또는 조절 개방된 구성(도 21) 및 저압 체임버 내의 과압의 경우에 폐쇄된 배출 구성(도 22)인 도 2 내지 도 7의 장치의 제 1 압력 조절기 또는 고압 조절기의 개략 단면도이고;
도 23은 도 21 및 도 22의 제 1 압력 조절기의 개략 측면도이고;
도 24 내지 도 27은 조절을 금지하는 로킹된 구성(도 24), 셔터 핑거를 들어올린 후 제 1 리셋 단계에서의 로킹 해제된 구성(도 25), 제 2 리셋 단계에서 로킹 해제된 구성(도 26), 개방된 조절 구성(도 27)인 도 2 내지 도 7의 장치의 제 2 압력 조절기 또는 저압 조절기의 개략 단면도이고;
도 28은 도 24 및 도 27의 제 2 압력 조절기의 개략 측면도이고;
도 29는 도 2 내지 도 7의 장치의 고압 안전 밸브인 도 13의 부품의 개략 단면 확대도이고;
도 30은 테스트 본체에서 예시된 도 29의 고압 안전 밸브의 개략 단면도이고;
도 31 및 도 32는 임계 온도를 초과하는 개방된 구성(도 31) 및 임계 온도를 하회하는 폐쇄된 구성(도 32)인 테스트 본체에서 예시된 도 2 내지 도 7의 장치의 고온 안전 밸브의 개략 단면도이다.
본 발명에 따른 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치(1)는 인출 회로(2)를 포함하며, 이 인출 회로(2)는:
가압 가스의 저장 용기(RE)와 접속하도록 구성된 저장 커넥터(3)를 구비한 상류 단부(21), 및
감압의 가스의 인출 장치(미도시)와 접속하도록 구성된 인출 커넥터(25)를 구비한 하류 단부(22)를 포함한다.
이들 2 개의 단부(21, 22) 사이에서, 인출 회로(2)는 상류 단부(21)로부터 출발하여 연속적으로 피동 격리 게이트(4), 제 1 압력 조절기(5) 및 제 2 압력 조절기(6)를 포함한다. 인출 회로(2)는 또한 피동 격리 게이트(4)의 상류에 온도 프로브(23) 및 압력 프로브(24)를 포함한다.
제 1 압력 조절기(5)는 인출 회로(2)와 누출 회로(10) 사이에서 하류에 배치된 배출 밸브(50)와 관련되거나 합체되며, 이 배출 밸브(50)는 하류의 과압의 경우에, 즉 하류의 압력이 미리 정의된 제 1 임계 압력(조정값 또는 교정값이라고도 부름)을 초과하는 경우에 누출 회로(10)를 향해 배출하도록 구성된다.
다시 말하면, 하류의 압력이 이 제 1 임계 압력을 초과하는 경우, 배출 밸브(50)의 배출 플랩이 편향 부재의 힘에 대항하여 상승되므로 배출 밸브(50)는 개방되어 하류의 압력이 누출 회로(10)(출구측)에서 감소된다. 배출 밸브(50)는 하류의 압력이 제 1 임계 압력 아래로 떨어지자 마자 폐쇄된다.
제 2 압력 조절기(6)는 인출 회로(2)와 누출 회로(10) 사이에서 하류에 배치된 배출 밸브(60)와 관련되거나 합체되며, 이 배출 밸브(60)는 하류의 과압의 경우에, 즉 하류의 압력이 미리 정의된 제 2 임계 압력(조정값 또는 교정값이라고도 부름)을 초과하는 경우에 누출 회로(10)를 향해 배출하도록 구성된다.
다시 말하면, 하류의 압력이 이 제 2 임계 압력을 초과하는 경우, 배출 밸브(60)의 배출 플랩이 편향 부재의 힘에 대항하여 상승되므로 배출 밸브(60)는 개방되어 하류의 압력이 누출 회로(10)(출구측)에서 감소된다. 배출 밸브(60)는 하류의 압력이 제 2 임계 압력 아래로 떨어지자 마자 폐쇄된다.
이 제 2 압력 조절기(6)의 다음에는 하류의 압력이 강하된 경우에 인출 회로(2)를 폐쇄시키기 위한 수동 리셋을 수반하는 안전 시스템(601)을 구비한 유량 제한기(600)가 이어진다.
이 장치(1)는 또한 저장 용기(RE)를 충전하기 위한 가압 가스(SO)의 소스와 접속하도록 구성된 충전 커넥터(8)를 구비한 상류 단부(71) 및 인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된 하류 단부(72)를 포함하는 충전 회로(7)를 포함한다.
장치(1)는 다음을 갖는 안전 회로(9)를 포함한다:
인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된 상류 단부(91); 및
외부(EXT)에 접속된 상류 단부(92)(이 상류 단부(92)는 외부에의 수집 지점을 형성함).
이 안전 회로(9)는 고압 안전 밸브(93), 고온 안전 밸브(94), 및 유량 제한기를 구비한 드레인 탭(95)을 병렬로 포함한다. 드레인 탭(95)의 주 기능은 저장 용기(RE)의 제어된 비움을 가능하게 하는 것이다.
장치(1)는 다음을 갖는 누출 회로(10)를 포함한다:
외부(EXT)에 접속된, 그리고 더 구체적으로는 안전 회로(9)의 상류 단부(92)에 접속된 출구, 및
후술하는 바와 같은 장치(1)의 다양한 부재, 특히 안전 밸브(50, 60)에 접속된 입구.
이 누출 회로(10)는 다음을 갖는 체크 밸브(11) 및 저압 안전 밸브(12)를 포함한다:
제 2 압력 조절기(6) 및 또한 유량 제한기(600)의 하류의 인출 회로(2)의 하류 단부(22)에 접속된 입구; 및
체크 밸브(11)의 상류에 접속된 배출구.
설명된 장치(1)에서, 안전 회로(9) 및 누출 회로(10)는 연통되어, 외부(EXT)에 접속된 동일한 회로를 형성한다.
본 설명의 나머지는 이 장치(1)의 컴팩트하고, 경량이고, 신뢰성이 높고, 안전한 형식의 예시적인 실시형태에 관한 것이다.
이 장치(1)는 인출 회로(2), 충전 회로(7), 누출 회로(10) 및 안전 회로(9)의 채널 및 장치(1)의 다양한 부재를 위한 수용 공동부가 형성된 본체(13)를 포함한다.
저장 커넥터(3)는 인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된 주 도관(31)과 교차하는 일측으로부터 돌출하는 원통형 커넥터(30)를 포함하고, 이 커넥터(30)는 가스가 주 도관(31) 내에서 순환하도록 저장 용기(RE)에 접속되도록 설계된다. 물론, 커넥터(30)의 형상은 저장 용기(RE)의 접속 인터페이스에 의존한다.
저장 커넥터(3)는 또한 누출 회로(10)에 접속된 누출 도관(32)을 포함하며, 이 누출 도관(32)은 2 개의 동심 시일(33, 34) 사이에 개방되고, 이들 시일(33, 34)은 커넥터(30)의 주위에 위치된다. 따라서, 커넥터(30)에서 누출이 발생한 경우에 최적의 안정을 위해 누출 도관(32) 사이에 이중 실링 장벽이 제공된다.
피동 격리 게이트(4)는, 모터 부재(41)의 작동이 없는 경우에 폐쇄된 위치를 향해 게이트(40)를 편향시키는 편향 부재(42)의 상보적 작용으로, 인출 회로(2)를 폐쇄하기 위한 위치와 인출 회로를 개방하기 위한 위치 사이에서 모터 부재(41)에 의해 제어되는 게이트(40)를 포함한다.
도 20을 참조하면, 게이트(40)는 모터 부재(41)의 작용 하에서 변위가능한 피스톤(43)을 포함하며, 이 피스톤(43)은 시트(45)를 지지하는 격리 플랩(44)을 갖는다. 모터 부재(41)는 그 입구(46)와 그 출구(47) 사이의 게이트(40)의 개구부를 위하여 시트(45)로부터 격리 플랩(44)의 분리 방향으로 피스톤(43)의 변위를 제어한다. 특히 나선 스프링 유형의 편향 부재(42)는 그 부품에 대해 피스톤(43) 상에 힘을 가하여 격리 플랩(44)을 재압축시키는 방향으로 시트(45) 상에 피스톤을 편향시켜 게이트(40)를 폐쇄시킨다.
게이트(40)는 누출 회로(10)에 접속되어 격리 플랩(44)의 상류에 배치된 누출 도관(32)과 통합됨으로써 게이트(40)를 수용하는 보어의 레벨에서 그리고 또한 이동가능한 피스톤(43)의 레벨에서 임의의 누출을 누출 회로(10)를 향해 배출한다. 이 누출 도관(48)은 누출의 관리에서 이중 실링 장벽을 보증하는 시일(480, 481, 482)에 의해 둘러싸인다.
게이트(40)는 누출 회로(10)에 접속되어 격리 플랩(44)의 하류에 배치된 다른 누출 도관(49)(도 11에 도시됨)과 통합됨으로써 게이트(40)를 수용하는 보어의 레벨에서 그리고 또한 이동가능한 피스톤(43)의 레벨에서 임의의 누출을 누출 회로(10)를 향해 배출한다. 이 누출 도관(49)은 누출의 관리에서 이중 실링 장벽을 보증하는 시일(490, 491)에 의해 둘러싸인다.
모터 부재(41)는 본체(13)에 고정된 모터 케이싱(410) 내에 장착되고, 전기 소켓(411)이 모터 케이싱(410)의 외부에 제공된다. 휠(412)도 케이싱(410)의 외부에 제공되며, 이 휠(412)은 모터 부재(41)를 비활성하고 제거하는 것을 가능하게 하므로 편향 부재(42)만이 게이트(40)의 폐쇄 방향으로 작용한다.
아래에서 제 1 압력 조절기(5)를 도21 내지 도 23을 참조하여 설명하며, 이 제 1 압력 조절기(5)는 보어의 내부에 장착되고, 보어의 저부는 게이트(40)의 출구와 연통한다.
이 제 1 압력 조절기(5)는 외부로부터 액세스가능한 커버 또는 플러그를 형성하는 정적 하류 본체(static downstream body; 51)를 포함하고, 본체(13) 내에 나사조임에 의해 고정하기 위한 수나사산(510)을 구비하고, 이 하류 본체(51)는:
상면 상에서, 나사조임/나사풀림 공구를 위한 상부의 블라인드 홀(511),
외주 상에서, 수나사산(510) 아래의 2 개의 O 링 시일(512), 및
상면의 반대측의 하면 상에서, 제 1 압력 조절기(5)의 출구에서 저압 체임버(513)를 형성하는 공동부를 가지며, 이 저압 체임버(513)는 제 2 압력 조절기(6)이 입구에 접속된다.
본체(13)에 형성된 누출 도관(17)(도 10에서 볼 수 있음)은 누출 회로(10)에 접속되고, 2 개의 시일(512) 사이의 제 1 압력 조절기(5)의 보어 내로 개방되고, 또한 이중 실링 장벽을 제공한다.
이 제 1 압력 조절기(5)는 하류 본체(51)의 하면 상에 지지되는 형상의 이동가능한 피스톤(52)으로 형성된 조절 부품을 포함하고, 이 피스톤(52)은 외주에 O 링 시일(522)을 구비하고, 또 관통하는 내부 채널(520)을 가지며,
하류 본체(51)의 일측에서 저압 체임버(513)에 마주하고 배출 시트(521)를 형성하는 상단부, 및
중간 체임버(524) 상으로 개방되는 반대측의 하단부(523)를 갖는다.
이 제 1 압력 조절기(5)는 하부 부분(55)에 의해 연장되는 상부 부분(54)을 갖는 정적 상류 본체(53)을 포함하고, 상부 부분(54)은 피스톤(52)과 마주하므로 중간 체임버(524)는 피스톤(52)과 상류 본체(53)의 상부 부분(54) 사이에 형성된다. 중간 체임버(524)는 본체(13) 내에 형성된 도 17 및 도 18에서 볼 수 있는 배출 도관(14)을 통해 누출 회로(10) 또는 안전 회로(9)에 접속된다.
상부 부분(54)에는 이 상부 부분(54)이 시일(541)을 통해 보어의 내부 숄더 상에 맞닿을 때까지 본체(13) 내에 나사조임에 의해 고정하기 위한, 그리고 더 구체적으로는 대응하는 보어의 저부에 고정하기 위한 수나사산(540)이 제공되어 있다.
상류 본체(53)에는 보어의 저부와 함께 내부 숄더 아래에서 제 1 압력 조절기(5)의 입구에 고압 체임버(56)가 형성되며, 이 고압 체임버(56)는 게이트(40)의 출구에 접속된다.
상부 부분(54)에는 관통하는 내부 채널(542)이 있고, 중간 체임버(524) 상으로 개방되는 상단부 및 고압 체임버(56) 상으로 개방되는 하단부가 있다.
하부 부분(55)에는 고압 가스의 입구(EN)를 위한 보어의 저부 상에 지지되는 하부 돔(lower dome; 550)이 있고, 이 하부 돔(550)은 고압 체임버(56) 내로 개방되는 횡방향 구멍(551)을 구비한다.
하부 돔(550)은 내부 채널(542)의 하단부와 마주하는 상면을 가지며, 이 상면에는 확대 시트(552)를 형성하는 공동부가 형성되어 있다.
하부 부분(55)은 하부 돔(550)의 상면을 둘러싸는 원통형 벽(553)을 포함하며, 이 원통형 벽(553)은 고압 체임버(56) 내로 개방된 횡방향 구멍(554)을 구비한다.
따라서, 입구에서, 가스는, 도 21의 화살표 EN에 의해 도식적으로 도시한 바와 같이 하부 돔(550)의 내부로 들어가고, 다음에 이 가스는 횡방향 구멍(551)을 통해 고압 체임버(56)를 떠나고, 도 21의 화살표 CH에 의해 도식적으로 도시한 바와 같이 확대 시트(552)의 레벨에서 횡방향 구멍(554)을 통해 들어간다. 이 가스 흐름은 원하는 가스 팽창 기능에 유리하게 참여한다.
이 제 1 압력 조절기(5)는 내부 채널(570)을 구비한 튜브형 밸브 로드(57)를 포함하고, 이 밸브 로드(57)는 피스톤(52)의 내부 채널(520)과 상류 본체(53)의 상부 부분(54)의 내부 채널(542)의 둘 모두를 관통하므로 이 밸브 로드(57)는:
밸브 시트(521) 상(다시 말하면, 내부 채널(520)의 상단부 상)에 지지되기에 적합한 배출 플랩(571)를 형성하는 확개된 상단부; 및
확대 시트(552) 상에 지지되기에 적합한 조절 플랩(572)을 형성하는 하단부를 갖는다.
조절 플랩(572)은 다음의 두 위치 사이에서 확대 시트(552)에 대해 이동가능하다:
(내부 채널(570)을 통해) 저압 체임버(513)와 고압 체임버(56) 사이의 연통을 폐쇄하기 위한 상류 위치(여기서 조절 플랩(572)은 확대 시트(552) 상에 맞닿음); 및
(내부 채널(570)을 통해) 저압 체임버(513)와 고압 체임버(56) 사이의 연통을 개방하기 위한 하류 위치(여기서 조절 플랩(572)은 확대 시트(552)로부터 분리됨).
배출 플랩(571)은 다음의 두 위치 사이에서 배출 시트(521)에 대해 이동가능하다:
(내부 채널(520)을 통해) 저압 체임버(513)와 중간 체임버(524) 사이의 연통을 폐쇄하기 위한 상류 위치(여기서 조절 플랩(571)은 배출 시트(521) 상에 맞닿음); 및
(내부 채널(520)을 통해) 저압 체임버(513)와 중간 체임버(524) 사이의 연통을 개방하기 위한 하류 위치(여기서 조절 플랩(571)은 배출 시트(521)로부터 분리됨).
이 제 1 압력 조절기(5)는 또한 제 1 편향 부재(58), 여기서는 피스톤(52)과 상류 본체(53) 사이에서 압축되어 하류 본체(51)의 방향(다시 말하면, 하류 본체(51)에 대해 피스톤(52)을 누르는 방향)으로 피스톤(52)을 편향시키는 나선 스프링을 포함한다.
이 제 1 압력 조절기(5)는 또한 제 2 편향 부재(59), 여기서는 피스톤(52)과 밸브 로드(57)에 고정된 플레이트(573) 사이에서 압축된 나선 스프링을 포함한다. 이 제 2 편향 부재(59)는 제 1 편향 부재(58)의 내부로 연장되고, 플레이트(573)는, 예를 들면, 밸브 로드(57)의 주위에 체결된 서클립(circlip)으로 형성될 수 있다. 이 제 2 편향 부재(59)는 배출 시트(521)에 대해 배출 플랩(571)을 누르는 방향으로, 다시 말하면, 상류의 폐쇄된 위치를 향하는 배출 플랩(571)의 방향으로 밸브 로드(57)를 피스톤(52)에 대해 편향시킨다.
다음의 설명은 제 1 압력 조절기(5)의 작동에 관한 것이다.
도 21을 참조하면, 정지 구성에서, 즉 제 1 압력 조절기(5)의 입구(폐쇄된 게이트(40)) 및 출구에 압력이 없는 경우:
피스톤(52)은 제 1 편향 부재(58)의 작용 하에서 하류 본체(51)의 하면 상에 맞닿고,
배출 플랩(571)은 제 2 편향 부재(59)의 작용 하에서 상류의 폐쇄 위치에 있고,
조절 플랩(572)은 하류의 개방 위치에 있으므로 제 1 압력 조절기(5)는 개방된다.
도 21을 참조하면, 조절 구성에서, 즉 출구에 감압을 전달하도록 조절되는 입구(개방된 게이트(40)에 고압이 존재하는 경우:
조절 플랩(572)은 하류의 개방 위치에 있고, 팽창은 확대 시트(552)에서 일어나고, 밸브 로드(57)의 내부 채널(570)을 통과하는 가스는 저압 체임버(513)에 도달하고;
저압 체임버(513) 내의 압력은 하류 본체(51)로부터 분리되는 방향으로 피스톤(52)에 작용하고, 그 결과 조절이 제 1 압력 조절기(5)에서 확립되고;
배출 플랩(571)은 제 2 편향 부재(59)의 작용 하에서 상류의 폐쇄 위치에 있다.
도 22를 참조하면, 저압 체임버(513) 내의 과압의 경우, 즉 하류의 압력(또는 저압 체임버(513) 내의 압력)이 미리 정의된 제 1 임계 압력(이것은 가스 지지 표면 및 편향 부재(58, 59)의 스프링 계수에 의존함)을 초과하는 경우의 폐쇄된 배출 구성에서:
저압 체임버(513) 내의 과압은, 밸브 로드(57)를 밀어주는 제 2 편향 부재(59)의 영향 하에서, 조절 플랩(572)이 상류의 폐쇄 위치에 있기에 충분한 하류 본체(51)로부터 분리 방향으로 피스톤(52)에 작용하고;
밸브 로드(57)는 확대 시트(552)에 맞닿고, 피스톤(52)은 하류 본체(51)로부터 충분히 이격되고, 배출 플랩(571)은 배출 시트(521)로부터 분리되고, 이에 따라 하류의 개방 위치로 진행하여 저압 체임버(513)와 누출 회로(10)에 접속된 배출 도관(14) 사이의 연통을 허용하고, 이에 따라 누출 회로(10) 내에서 배출이 행해지고, 하류의 압력은 방출된다.
이 제 1 압력 조절기(5)에서, 배출 플랩(571) 및 제 2 편향 부재(59)는 함께 도 1을 참조하여 앞에서 설명한 배출 밸브(50)를 형성한다.
아래에서 제 2 압력 조절기(6)를 도 24 내지 도 28을 참조하여 설명하며, 이 제 2 압력 조절기(6)는 보어의 내부에 장착되고, 보어의 저부는 제 1 압력 조절기(5)의 출구와 연통한다.
이 제 2 압력 조절기(6)는 외부로부터 액세스 가능한 커버 또는 플러그를 형성하는 정적 하류 본체(61)를 포함하고, 본체(13)에 여러 개의 나사를 사용하여 고정하기 위한 주변 베어링(610)을 구비하고, 이 하류 본체(51)는:
외주 상에서, 주변 베어링(610) 아래의 2 개의 O 링 시일(612),
상면(또는 외면) 상에서, 인출 회로(2)의 하류 단부(22)에의 인출 커넥터(25)(암형 커넥터)를 형성하는 나사형 오리피스; 및
상면의 반대측의 하면 상에서, 제 2 압력 조절기(6)의 출구에서 저압 체임버(613)를 형성하는 공동부를 가지며, 이 저압 체임버(613)는 내부 도관(614)을 통해 인출 커넥터(25)에 접속된다.
본체(13)에 형성된 누출 도관(18)(도 10에서 볼 수 있음)은 누출 회로(10)에 접속되고, 2 개의 시일(612) 사이의 제 2 압력 조절기(6)의 보어 내로 개방되고, 또한 이중 실링 장벽을 제공한다.
이 제 2 압력 조절기(6)는 하류 본체(61)의 하면 상에 지지되는 형상의 이동가능한 피스톤(62)으로 형성된 조절 부품을 포함하고, 이 피스톤(62)은 외주에 O 링 시일(622)을 구비하고, 또 관통하는 내부 채널(620)을 가지며,
하류 본체(61)의 일측에서 저압 체임버(613)에 마주하고 배출 시트(621)를 형성하는 상단부, 및
중간 체임버(624) 상으로 개방되는 반대측의 하단부(623)를 갖는다.
이 제 2 압력 조절기(6)는 하부 부분(65)에 의해 연장되는 상부 부분(64)을 갖는 정적 상류 본체(63)을 포함하고, 상부 부분(64)은 피스톤(62)과 마주하므로 중간 체임버(624)는 피스톤(62)과 상류 본체(63)의 상부 부분(64) 사이에 형성된다. 중간 체임버(624)는 본체(13) 내에 형성된 도 16 및 도 18에서 볼 수 있는 배출 도관(15)을 통해 누출 회로(10) 또는 안전 회로(9)에 접속된다.
상부 부분(64)에는 이 상부 부분(64)이 시일(641)을 통해 보어의 내부 숄더 상에 맞닿을 때까지 본체(13) 내에 나사조임에 의해 고정하기 위한, 그리고 더 구체적으로는 대응하는 보어의 저부에 고정하기 위한 수나사산(640)이 제공되어 있다.
상류 본체(63)에는 보어의 저부와 함께 내부 숄더 아래에서 제 2 압력 조절기(6)의 입구에 고압 체임버(66)가 형성되며, 이 고압 체임버(66)는 제 1 압력 조절기(5)의 출구에, 다시 말하면 제 1 압력 조절기(5)의 저압 체임버(513)에 접속된다.
상부 부분(64)에는 관통하는 내부 채널(642)이 있고, 중간 체임버(624) 상으로 개방되는 상단부 및 고압 체임버(66) 내로 개방되는 하단부가 있다.
하부 부분(65)에는 고압 가스의 입구(EN)를 위한 보어의 저부 상에 지지되는 하부 돔(lower dome; 650)이 있고, 이 하부 돔(650)은 고압 체임버(66) 내로 개방되는 횡방향 구멍(651)을 구비한다.
하부 돔(650)은 내부 채널(642)의 하단부와 마주하는 상면을 가지며, 이 상면에는 확대 시트(652)를 형성하는 공동부가 형성되어 있다.
하부 부분(65)은 하부 돔(650)의 상면을 둘러싸는 원통형 벽(653)을 포함하며, 이 원통형 벽(653)은 고압 체임버(66) 내로 개방된 횡방향 구멍(654)을 구비한다.
따라서, 입구에서, 가스는 하부 돔(650)의 내부에 들어가며, 다음에 가스는 횡방향 구멍(651)을 통해 고압 체임버(66)를 떠나고, 확대 시트(652)의 레벨에서 횡방향 구멍(654)을 통해 들어간다. 이 가스 경로는 원하는 가스 팽창 기능에 유리하게 참여한다.
이 제 2 압력 조절기(6)는 내부 채널(670)을 구비한 튜브형 밸브 로드(67)를 포함하고, 이 밸브 로드(67)는 피스톤(62)의 내부 채널(620)과 상류 본체(63)의 상부 부분(64)의 내부 채널(642)의 둘 모두를 관통하므로 이 밸브 로드(67)는:
밸브 시트(621) 상(다시 말하면, 내부 채널(620)의 상단부 상)에 지지되기에 적합한 배출 플랩(671)를 형성하는 확개된 상단부; 및
확대 시트(652) 상에 지지되기에 적합한 조절 플랩(672)을 형성하는 하단부를 갖는다.
조절 플랩(672)은 다음의 두 위치 사이에서 압력 배출 시트(652)에 대해 이동가능하다:
(내부 채널(670)을 통해) 저압 체임버(613)와 고압 체임버(66) 사이의 연통을 폐쇄하기 위한 상류 위치(여기서 조절 플랩(672)은 확대 시트(652) 상에 맞닿음); 및
(내부 채널(670)을 통해) 저압 체임버(613)와 고압 체임버(66) 사이의 연통을 개방하기 위한 하류 위치(여기서 조절 플랩(672)은 확대 시트(652)로부터 분리됨).
배출 플랩(671)은 다음의 두 위치 사이에서 배출 시트(621)에 대해 이동가능하다:
(내부 채널(620)을 통해) 저압 체임버(613)와 중간 체임버(624) 사이의 연통을 폐쇄하기 위한 상류 위치(여기서 조절 플랩(671)은 배출 시트(621) 상에 맞닿음); 및
(내부 채널(620)을 통해) 저압 체임버(613)와 중간 체임버(624) 사이의 연통을 개방하기 위한 하류 위치(여기서 조절 플랩(671)은 배출 시트(621)로부터 분리됨).
이 제 2 압력 조절기(6)는 또한 제 1 편향 부재(68), 여기서는 피스톤(62)과 상류 본체(63) 사이에서 압축되어 하류 본체(61)를 향하여(다시 말하면, 하류 본체(61)에 대해 피스톤(62)을 누르는 방향으로) 피스톤(62)을 편향시키는 나선 스프링을 포함한다.
이 제 2 압력 조절기(6)는 또한 제 2 편향 부재(69), 여기서는 피스톤(62)과 밸브 로드(67)에 고정된 플레이트(673) 사이에서 압축된 나선 스프링을 포함한다. 이 제 2 편향 부재(69)는 제 1 편향 부재(68)의 내부로 연장되고, 플레이트(673)는, 예를 들면, 밸브 로드(67)의 주위에 체결된 서클립(circlip)으로 형성될 수 있다. 이 제 2 편향 부재(69)는 배출 시트(621)에 대해 배출 플랩(671)을 누르는 방향으로, 다시 말하면, 상류의 폐쇄된 위치를 향하는 배출 플랩(671)의 방향으로 밸브 로드(67)를 피스톤(62)에 대해 편향시킨다.
따라서, 이 제 2 압력 조절기(6)는 전술한 제 1 압력 조절기(5)에 비교적 근접하며, 제 2 압력 조절기(6)의 상류의 압력이 제 1 압력 조절기(5)의 하류의 압력, 즉 이 제 1 압력 조절기(5)에 의해 완화된 압력에 대응하므로 치수의 차이에 있는 제 1 차이를 갖는다.
제 1 압력 조절기(5)는 출구에서 특히 10 내지 30 bar 범위의 중간 압력을 전달하기 위해 특히 350 내지 700 bar 범위의 고압을 팽창시키는 기능을 가지며, 제 2 압력 조절기(6)는 출구에서 특히 0.5 내지 5 bar 범위의 저압을 전달하기 위해 특히 10 내지 30 bar 범위의 이 중간 압력을 팽창시키는 기능을 갖는다.
따라서, 제 2 압력 조절기(6)의 피스톤(62)은 면적이 제 1 압력 조절기(5)의 피스톤(52)의 상면의 면적보다 큰 상면을 갖는다. 편향 부재(68, 69)는 또한 편향 부재(58, 59)의 스프링 계수와는 상이한 스프링 계수를 갖는다.
제 2 차이는, 하류의 누출, 특히 인출 장치 내에서의 누출을 발생시키는, 제 2 압력 조절기(6)의 출구에서의 압력 강하(제 2 압력 조절기(6)의 출구에서의 오버플로우에 해당)의 경우에 수동 리셋을 수반하는 안전 시스템(601)을 포함하는 것이다.
이러한 안전 시스템(601)은 다음의 기능을 갖는다:
하류의 압력(저압 체임버(613) 내의 압력)이 저임계 압력(PSB)(또는 설정값) 미만으로 강하된 경우에 저압 체임버(613)와 고압 체임버(66) 사이의 연통을 차단하는 것;
압력 강하 장해(또는 인출 장치에서의 누출)가 해결되지 않은 동안에 제 2 압력 조절기(6)가 작동상태로 복귀되는 것을 금지하는 것;
압력 강하 장해(또는 인출 장치에서의 누출)이 해결되면 제 2 압력 조절기(6)가 수동 리셋에 의해서만 작동상태로 복귀되는 것을 허용하는 것.
저임계 압력(PSB)은 누출에 대응할 수 있는 인출 장치의 레벨에서의 오작동을 반영하므로 흐름에 대해 초과되지 않는 고임계값인 것으로 고려되는 제 2 압력 조절기(6)의 출구에서의 가스 흐름의 최대값(QM)을 고려함으로써 확립될 수 있다. 다음에 이 최대값(QM)이 제 2 압력 조절기(6)의 출구에서의 공칭 압력(이것은 인출 장치에 의한 작동 압력에 대응함)과 저임계 압력(PSB) 사이의 차이와 비교된다.
이 안전 시스템(601)은 밸브 로드(67)의 개방된 상단부의 반대측의 하류 본체(61) 내에 이동가능하게 장착된 셔터 핑거(shutter finger; 602)를 포함하고, 이 셔터 핑거(602)는 다음의 두 위치 사이에서 선택적으로 이동가능하다:
셔터 핑거(602)가 밸브 로드(67)의 개방된 상단부에 더 근접되고, 이에 따라 이 상단부를 폐색시킴으로써 저압 체임버(613)와 고압 체임버(66) 사이의 연통을 폐쇄시키는 하강된 위치(도 24 및 도 27에서 볼 수 있음)와
셔터 핑거(602)가 밸브 로드(67)의 개방된 상단부로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 상승된 위치(도 25 및 도 26에서 볼 수 있음).
이 셔터 핑거(602)는 2 개의 O 링 시일(616) 사이에 배치되도록 하류 본체(51)를 관통하여 형성된 오리피스(615) 내에 슬라이딩가능하게 장착되고, 누출 회로(10)에 접속되는 누출 도관(617)은 2 개의 시일(616) 사이의 오리피스(615) 내로 개방시킴으로써 하류 본체(61) 내에 형성된다.
이 안전 시스템(601)은 셔터 핑거(602) 위의 오리피스(615) 내에 제공된 나사산 내에 나사조임되는 조정 나사(603)를 포함하며, 이 조정 나사(603)는 외부로부터 액세스되어 셔터 핑거(602)에 맞닿게 되는 조정 나사(603)를 나사조임/나사풀림시켜 셔터 핑거(602)를 선택적으로 변위시킬 수 있다.
이 안전 시스템(601)은 정지 나사(604)를 포함하며, 이것은 조정 나사(603) 위의 오리피스(615) 내에 제공된 나사산과도 나사조임된다. 이 정지 나사(604)는 조정 나사(603)를 위한 적절한 공구가 액세스할 수 있도록 중공체이며, 이 정지 나사(604)는 조정 나사(603)를 위한 상부의 정지 접촉부를 형성하며, 조정 나사(603)를 위한 하부의 정지 접촉부는 오리피스(615) 내의 내부 숄더(605)에 의해 형성된다.
다음의 설명은 제 2 압력 조절기(6)의 작동에 관한 것이다.
도 24는 제 2 압력 조절기(6)를 위한 조절을 방지하는 로킹된 구성에 대응하는 초기 구성을 예시하며, 안전 시스템(601)은 폐쇄 모드에 있다. 이 초기 구성은 장치(1)가 스위치 온되었을 때(또는 기동되었을 때)의 구성에 대응하며, 또한 저임계 압력 미만으로의 하류의 압력 강하 후에 안전 시스템(601)이 자동적으로 폐쇄된 후의 구성에 대응한다.
이 초기 구성에서:
조정 나사(603)는 이것의 하부의 정지 접촉부(605) 상에 있으므로 셔터 핑거(602)는 하강된 위치에 있고;
피스톤(62)은 제 1 편향 부재(68)의 작용 하에서 하류 본체(61)의 하면의 방향으로 상승되고, 이에 따라 밸브 로드(67)를 상승시키므로 밸브 로드(67)의 개방된 상단부는 셔터 핑거(602)에 대해 지지되고, 이 셔터 핑거는 이 상단부에서 내부 채널(670)을 폐색시키고, 따라서 저압 체임버(613)와 고압 체임버(56; 66) 사이의 연통을 폐쇄한다.
이 초기 구성에서, 상류의 압력(제 2 압력 조절기(6)의 입구의 압력)이 존재하는 경우, 안전 시스템(601)은 폐쇄된 상태로 유지되며, 제 2 압력 조절기(6)는 폐쇄된 상태로 유지되며, 자동 리셋만이 제 2 압력 조절기(6)의 작동 상태로의 복귀를 가능하게 한다.
도 25는 제 1 리셋 단계에서 로킹 해제된 구성을 예시하며, 여기서:
조정 나사(603)는 정지 나사(604) 상에 맞닿게 되고;
피스톤(62)은 이것이 제 1 편향 부재(68)의 작용 하에서 하류 본체(61)의 하면에 맞닿을 때까지 상승되고, 따라서 상승된 위치를 향해 자유롭게 상승(완전히 그 상승된 위치에 반드시 도달하는 것은 아님)하는 셔터 핑거(602) 상에 추력을 가한다.
인출 커넥터(25)의 레벨에서 인출 장치와의 접속이 폐쇄되므로 하류의 압력(저압 체임버(613)에서의 압력)이 확립될 수 있다.
도 26는 제 2 리셋 단계에서 로킹 해제된 구성을 예시하며, 여기서:
상류의 압력(제 2 압력 조절기(6)의 입구의 압력 또는 고압 체임버(66)에서의 압력)이 (특히 게이트(40)의 개방 후에) 가해지고;
이 상류의 압력의 영향 하에서, 셔터 핑거(602)는 그 상승된 위치를 향해 밀리므로 셔터 핑거(602)는 더 이상 밸브 로드(67)의 개방된 상단부 상에 맞닿지 않으며, 저압 체임버(613)와 고압 체임버(66) 사이에 연통이 재확립된다.
조절 플랩(672)은 하류의 개방 위치에 있고, 팽창은 확대 시트(652)에서 일어나고, 밸브 로드(67)의 내부 채널(670)을 통과하는 가스는 저압 체임버(613)에 도달하고;
저압 체임버(613) 내의 압력은 하류 본체(61)로부터 분리되는 방향으로 피스톤(62)에 작용하고, 그 결과 조절이 제 2 압력 조절기(6)에서 확립되고;
배출 플랩(671)은 제 2 편향 부재(69)의 작용 하에서 상류의 폐쇄 위치에 있다.
도 27은 개방된 조절 구성을 예시하며, 여기서:
인출 커넥터(25)의 레벨에서 인출 장치와의 접속이 개방되고;
조정 나사(603)는 이것의 하부의 정지 접촉부(605) 상으로 하강되므로 셔터 핑거(602)는 하강된 위치로 이동되고;
하류의 압력(저압 체임버(613) 내의 압력)의 영향 하에서, 피스톤(62)은 하류 본체(61)로부터 충분히 이격되므로 셔터 핑거(602)는 밸브 로드(67)의 개방된 상단부 상에 맞닿지 않게 되며, 실제로 셔터 핑거(602)가 개방된 조절 구성에서 밸브 로드(67)의 이 개방된 상단부를 막지 않도록 조정 나사(603)의 스트로크와 피스톤(62)의 스트로크 사이의 간격 차이가 제공된다.
하류의 압력(저압 체임버(613) 내의 압력)이 저임계 압력(출구에서의 오버플로우 및 이에 따라 하류의 누출이 반영됨에 주의)을 하회하는 경우, 피스톤(62)은 (제 1 편향 부재(68)의 영향 하에서) 셔터 핑거(602)가 밸브 로드(67)의 개방된 상단부 상에 맞닿을 때까지 상승하고, 제 2 압력 조절기(6)는 도 24의 초기 구성으로 복귀한다.
하류의 압력(저압 체임버(613) 내의 압력)이 미리 정의된 제 2 임계 압력(이것은 가스 지지면 및 편향 부재(68, 69)의 스프링 계수에 의존함)을 초과하는 경우, 작동은 제 1 압력 조절기(5)의 작동과 유사하다, 즉:
저압 체임버(613) 내의 과압은, 밸브 로드(67)를 밀어주는 제 2 편향 부재(69)의 영향 하에서, 팽창 플랩(672)이 상류의 폐쇄 위치에 있기에 충분한 하류 본체(61)로부터 분리 방향으로 피스톤(62)에 작용하고;
밸브 로드(67)는 확대 시트(652)에 맞닿고, 피스톤(62)은 하류 본체(61)로부터 충분히 이격되고, 배출 플랩(671)은 배출 시트(621)로부터 분리되고, 이에 따라 하류의 개방 위치로 진행하여 저압 체임버(613)와 누출 회로(10)에 접속된 배출 도관(15) 사이의 연통을 가능하게 하고, 이에 따라 누출 회로(10) 내에서 배출이 행해지고, 하류의 압력은 방출된다.
이 제 2 압력 조절기(6)에서, 배출 플랩(671), 배출 시트(671) 및 제 2 편향 부재(69)는 함께 도 1을 참조하여 앞에서 설명한 배출 밸브(60)를 형성한다.
이하에서 도 8 및 도 9를 참조하여 충전 커넥터(8)를 설명한다.
이 충전 커넥터(8)는 외부로부터 액세스가능한 커버 또는 플러그를 형성하는 정적 중공 상류 본체(80)를 포함하고, 이 정적 중공 상류 본체(80)는 본체(13) 내에 나사조임에 의해 고정하기 위한 수나사산(800)을 구비하고, 이 중공 본체(80)는 중심 구멍(802)을 통해 연장된 암나사산(801)을 갖는다.
이 충전 커넥터(8)는 상류 본체(80)의 암나사산(801) 내에 나사조임되는 피스톤(81)을 포함하며, 이 피스톤의 내부에는 충전 덕트(82)가 있다.
이 피스톤(81)은 연속적으로 다음을 갖는다:
피스톤(81)을 나사조임/나사풀림시키기 위해 손으로 또는 적절한 공구로 파지할 수 있고, 내부에는 가스 소스(SO)의 수형 소켓과 접속되도록 충전 덕트(82)와 연통하는 암형 소켓(812)이 제공되어 있는 파지부(811);
상류 본체(80)의 암나사산(801) 내에 나사조임되는 나사형 부분(813);
평탄 부분(814); 및
스러스트 핑거(thrust finger)를 형성하는 단부 부분(815).
충전 덕트(82)는 평탄 부분(814)의 단부에서 단부 부분(813) 전에 주변 구멍(820)을 통해 개방된다.
이 평탄 부분(814)은 또한 주변 구멍(820)으로부터 거리를 두고 충전 덕트(82) 내로 횡방향으로 개방된 적어도 하나의 드레인 오리피스(816)를 갖는다.
이 충전 커넥터(8)는 이 하류 본체(83) 또는 보어의 내 부 숄더에 맞닿을 때까지 본체(13) 내에 나사조임에 의해 고정하기 위한, 그리고 더 구체적으로는 대응하는 보어의 저부에 고정하기 위한 수나사산(830)을 구비한 정적 하류 본체(83)를 포함한다.
이 하류 본체(83)는 다음을 연속적으로 갖는 내부 채널을 갖는다:
충전 덕트(82)가 주변 구멍(820)을 통해 그 내부에서 개방되는 확대된 상류 부품(831); 및
단부 부분(815)과 교차하고, 시트(833)를 형성하는 하류 단부를 갖는 좁은 하류 부품(832).
이 충전 커넥터(8)는 상류 본체(80)와 하류 본체(83) 사이에 삽입된 드레인 본체(84)를 포함하고, 이 드레인 본체는 본체(13) 내에 형성된 도 13에서 볼 수 있는 드레인 채널(16)을 통해 누출 회로(10) 또는 안전 회로(9)에 접속된 적어도 하나의 드레인 덕트(841)를 갖는다. 이 드레인 덕트(841)는 평탄 부분(814)의 주위에서 상류 본체(80)와 하류 본체(83)에 각각 장착된 2 개의 시일(817) 사이에서 피스톤(81)의 평탄 부분(814)의 주변에서 외부로 개방된다.
이 충전 커넥터(8)는 본체(13)의 보어의 내부에서 시트(833)에 대해 다음의 위치들 사이에서 이동가능한 격리 플랩(85)을 더 포함한다:
격리 플랩(85)이 시트(833) 상에 지지되므로 충전 덕트(82)와 충전 회로(7)의 상류 단부(72) 사이의 연통이 차단되는 충전 덕트(82)를 폐쇄하기 위한 상류 위치(도 9에서 볼 수 있음);
격리 플랩(85)이 시트(833)로부터 분리되어 충전 덕트(82)와 충전 회로(7)의 상류 단부(72) 사이의 연통이 확립되는 충전 덕트(82)를 개방하기 위한 하류 위치(도 8에서 볼 수 있음).
이 충전 커넥터(8)는 또한 격리 플랩(85)을 상류의 폐쇄된 위치를 향해 편향시키는 특히 나선 스프링 유형의 편향 부재(86)를 포함한다.
피스톤(81)은 개방된 위치(도 8에 도시됨)와 폐쇄된 위치(도 9에 도시됨) 사이에서 선택적으로 나사조임/나사풀림됨으로써 변위가능하다.
일반적으로, 피스톤(81)은 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이에서 피스톤의 병진 운동을 보장하는 임의의 기계적 작용에 의해 변위가능하며, 피스톤(81)은 상류 본체(80) 내에 시일링된 상태로 유지된다. 대안적인 실시례로서, 피스톤(81)은 1/4 선회 메커니즘 또는 기타 동등한 메커니즘을 사용하여 변위가능할 수 있다.
개방된 위치에서:
피스톤(81)은, 단부 부분(815)이 편향 부재(86)에 대하여 그 개방된 위치를 향해 격리 플랩(85) 상에 추력을 가하도록, 하류에서 나사조임되고;
피스톤(81) 상에 제공된 드레인 오리피스(816)는 드레인 본체(84) 상에 제공된 드레인 덕트(841)와 일치하지 않는다.
폐쇄된 위치에서:
피스톤(81)은, 단부 부분(815)이 편향 부재(86)에 의해 그 폐쇄된 이치를 향해 편향되는 격리 플랩(85)으로부터 멀어지는 방향으로 이동되도록, 상류에서 나사풀림되고;
피스톤(81) 상에 제공된 드레인 오리피스(816)는 드레인 본체(84) 상에 제공된 드레인 덕트(841)와 일치되어 충전 덕트(82)와 누출 회로(10) 또는 안전 회로(9) 사이에 연통을 확립한다.
따라서, 작동 시, 피스톤(81)은 그 폐쇄된 위치에 있고, 가스 소스(SO)는 소켓(812)에 접속되고, 다음에 피스톤(81)은 그 개방된 위치를 향해 나사조임되고, 가스 소스(SO)는 개방되어 저장 용기(RE)를 충전시킨다.
충전의 말기에, 가스 소스(SO)는 폐쇄되고, 피스톤(81)은 그 폐쇄된 위치를 향해 나사풀림되므로 충전 덕트(82)의 자동 감압이 드레인 오리피스(816)를 통해 누출 회로(10) 또는 안전 회로(9)를 향해 이루어지며, 마지막으로 가스 소스(SO)는 암형 소켓(812)으로부터 단절된다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 고압 안전 밸브(93)는 다음을 갖는다:
인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된, 다시 말하면 충전 커넥터(8)의 출구 및 저장 커넥터(3)의 주 도관(31)에 접속된 입구(930); 및
누출 회로(9)의 상류 단부(92)(또는 외부의 수집 지점)에 접속된 출구(931).
고압 안전 밸브(93)는 편향 부재(934)의 영향 하에서 입구에서 개방되어 있는 시트(933) 상에 지지되는 플랩(932)을 포함한다.
입구(930)의 압력이 저장 용기(RE)에 제공된 최대 압력보다 큰 임계값(예를 들면, 730 내지 780 bar 범위의 임계값)을 초과하는 경우, 플랩(932)은 이 고압의 영향 하에서 개방되고, 입구(930)와 출구(931)을 연통 상태로 배치한다. 따라서 이 고압 안전 밸브(93)는 장치(1)에 과도한 압력이 발생한 경우에 가스를 외부로 배출하는 기능을 갖는다.
도 31 및 도 32를 참조하면, 고온 안전 밸브(94)는 다음을 갖는다:
인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된, 다시 말하면 충전 커넥터(8)의 출구 및 저장 커넥터(3)의 주 도관(31)에 접속된 입구(940); 및
누출 회로(9)의 상류 단부(92)(또는 외부의 수집 지점)에 접속되고, 흐름을 제한하기 위한 교정된 오리피스를 형성하는 수축부를 구비하는 출구(931).
고온 안전 밸브(94)는 입구(940)와 출구(941) 사이의 연통을 차단하는 로드(943)를 구비한 피스톤(942), 및 자체적으로 소결된 금속 스크린(947) 상에 지지되는 열 융착 펠릿(945) 상에 지지되는 베이스(944)를 포함한다.
편향 부재(946)는 열 융착 펠릿(945)에 대해 피스톤(942)을 편향시키는 베이스(944) 상에 지지된다.
도 32에서 볼 수 있는 바와 같이, 온도가 임계값(예를 들면, 90 내지 120 ℃ 범위) 미만인 경우, 열 융착 펠릿(945)은 용융되지 않고, 로드(943)는 입구(940)와 출구(941) 사이의 연통을 차단하므로 고온 안전 밸브(94)는 폐쇄된다.
도 31에서 볼 수 있는 바와 같이, 온도가 임계값보다 높은 경우, 열 융착 펠릿(945)은 용융되고, 로드(943)는 입구(940)와 출구(941) 사이의 연통을 개방하는 방향으로 편향 부재(946)에 의해 및/또는 입력 압력(940)에 의해 편향되므로 고온 안전 밸브(94)는 개방된다.
도 19를 참조하면, 저압 안전 밸브(12)는 다음을 갖는다:
인출 회로(2)의 하류 단부(22)에 접속된 입구(120); 및
체크 밸브(11)의 상류의 누출 회로(10)에 접속된 배출구(121).
저압 안전 밸브(12)는 편향 부재(124)의 영향 하에서 입구(120)에서 개방되어 있는 시트(123) 상에 지지되는 플랩(122)을 포함한다. 입구(130)의 압력이 인출 장치에 제공된 최대 압력보다 큰 임계값(예를 들면, 2 내지 5 bar 범위의 임계값)을 초과하는 경우, 플랩(122)은 이 고압의 영향 하에서 개방되고, 입구(120)와 출구(121)를 접속시킨다. 따라서 이 저압 안전 밸브(12)는 인출 장치에 과도한 압력이 발생한 경우에 가스를 외부로 배출하는 기능을 갖는다.
장치(1)는 인출 장치 내에 통합된 안전 밸브와 중복되는 경우에 저압 안전 밸브(12)없이 실행될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 물론, 인출 장치가 그 자체의 안전 밸브를 갖는 경우, 저압 안전 밸브(12)는 여전히 장치(1) 내에 존재할 수 있다.
따라서 전술한 장치(1)는 다음과 같은 많은 이점을 갖는다:
2 단계의 확장을 가능하게 하는 직렬의 2 개의 압력 조절기(5, 6)의 덕분으로 확대의 품질 및 정밀도;
특히 압력 조절기(5, 6), 안전 시스템(601), 및 고압 안전 밸브(93) 및 고온 안전 밸브(94)를 갖는 기타 안전 시스템 내에 통합된 배출 밸브(50, 60)의 덕분에 오작동 또는 사고의 경우에의 안전성;
충전 커넥터와 가압 가스의 소스 사이의 단절 중에 자동 감압(또는 드레인) 기능을 통합하는 충전 커넥터(8)의 덕분에 충전 작업 중의 안전성;
장치(1)에서 외부, 상류 및 하류로의 누출이 없도록 보장하기 위해 특히 효과적인 이중 실링 장벽을 형성하는 2 개의 시일에 의해 체계적으로 둘러싸여 있는 누출물을 수집하는 누출 회로(10), 배출 덕트 및 드레인 덕트(14, 15, 16, 17, 18, 32)의 덕분으로 누출에 대한 안정성; 및
적절한 보어 내의 다수의 컴포넌트 및 다양한 회로(2, 7, 9, 10)의 다수의 채널 및 도관을 수용하기 위해 최적화된 본체(13)의 콤팩트성 및 경량.

Claims (11)

  1. 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치(1)로서,
    - 가압 가스의 저장 용기(RE)와 접속하도록 구성된 저장 커넥터(3)를 구비한 상류 단부(21), 및 감압 가스를 인출하기 위한 인출 장치와 접속하도록 구성된 인출 커넥터(25)를 구비한 하류 단부(22)를 포함하는 인출 회로(2) - 상기 인출 회로(2)는 적어도 하나의 피동 격리 게이트(4) 및 적어도 하나의 압력 조절기(5; 6)를 포함함 -; 및
    - 상기 저장 용기(RE)를 충전하기 위한 가압 가스(SO)의 소스와 접속하도록 구성된 충전 커넥터(8)를 구비한 상류 단부(71), 및 상기 인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된 하류 단부(72)를 포함하는 충전 회로(7)를 포함하고;
    상기 충전 커넥터(8)는 피스톤(81)을 포함하고, 상기 피스톤(81)은 내부에 충전 덕트(82)를 형성하고 상기 충전 덕트(82) 내로 횡방향으로 개방된 적어도 하나의 드레인 오리피스(816)를 가지며, 상기 피스톤(81)은 적어도 외부(EXT)에 접속된 누출 회로(10)에 접속된 드레인 덕트(841)를 구비한 드레인 본체(84)의 내부에서 이동가능하고, 상기 드레인 덕트(841)는 상기 피스톤(81)의 주위에 장착된 2 개의 시일(817) 사이의 상기 피스톤(81)의 주변에서 외측으로 개방되고, 상기 피스톤(81)은:
    - 상기 충전 덕트(82)와 상기 충전 회로(7)의 상류 단부(71) 사이의 연통을 확립하는 개방된 위치 - 여기서 상기 드레인 오리피스(816)는 상기 드레인 덕트(841)와 일치하지 않음 - 와
    - 상기 충전 덕트(82)와 상기 충전 회로(7)의 상류 단부(21) 사이의 연통을 차단하는 폐쇄된 위치 - 여기서 상기 드레인 오리피스(816)는 상기 충전 덕트(82)와 상기 누출 회로(10) 사이의 연통을 확립하도록 상기 드레인 덕트(841)와 일치함 - 사이에서 선택적으로 변위가능한, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 커넥터(8)는 상기 충전 덕트(82)를 폐쇄하기 위한 상류 위치와 상기 충전 덕트(82)를 개방하기 위한 하류 위치 사이에서 시트(833)에 대해 이동가능한 격리 플랩(isolation flap; 85)을 포함하고, 상기 피스톤(81)은:
    - 상기 피스톤(81)이 상기 격리 플랩(85) 상에 그 하류 위치를 향해 작용하는 개방된 위치와
    - 상기 피스톤(81)이 편향 부재(86)에 의해 그 상류 위치를 향해 편향되는 상기 격리 플랩(85) 상에 작용하지 않는 폐쇄된 위치 사이에서 선택적으로 변위가능한, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피스톤(81)은 나사조임/나사풀림(screwing/unscrewing)에 의해 변위가능한, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저장 커넥터(3)는 상기 인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된 주 도관(31) 및 상기 누출 회로(10)에 접속되고 2 개의 동심 시일(33, 34) 사이에 개방되는 누출 도관(32)을 포함하는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 압력 조절기(5; 6)는:
    - 입구의 고압 체임버(56; 66),
    - 출구의 저압 체임버(513; 613),
    - 상기 저압 체임버(513; 613)로부터의 가스가 일면 상에 지지되고 편향 부재(58; 68)가 타면 상에 지지되는 이동가능한 조절 부품(52; 62), 및
    - 상기 저압 체임버(513; 613)와 상기 고압 체임버(56; 66) 사이의 연통을 폐쇄하기 위한 상류 위치와 상기 저압 체임버(513; 613)와 상기 고압 체임버(56; 66) 사이의 연통을 개방하기 위한 하류 위치 사이에서 확대 시트(552; 652)에 대해 이동가능한 조절 플랩(572; 672)을 포함하고,
    상기 저압 체임버(513; 613) 내의 가스 압력이 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우, 상기 조절 플랩(572; 672)은 상기 상류 위치에 있고, 상기 저압 체임버(513; 613)는 상기 누출 회로(10)에 접속된 배출 도관(14; 15)과 연통되는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인출 회로(2)는 직렬의 2 개의 압력 조절기(5, 6)를 포함하고, 각각의 압력 조절기(5; 6)는 상기 누출 회로(10)에 접속된 그리고 상기 저압 체임버(513; 613) 내의 가스 압력이 각각의 압력 조절기(5, 6)에 고유한 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우에 대응하는 저압 체임버(513; 613)와 연통하도록 배치된 배출 도관(14; 15)을 갖는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 누출 회로(10)는 체크 밸브(11)를 포함하는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 누출 회로(10)는 상기 인출 회로(2)의 하류 단부(22)에 접속된 입구(120) 및 상기 누출 회로(10)에 접속된 배출구(121)를 갖는 저압 안전 밸브(12)를 포함하는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치는 인출 회로(2)의 상류 단부(21)에 접속된 상류 단부(91) 및 상기 외부(EXT)에 접속된 하류 단부(92)를 갖는 안전 회로(9)를 더 포함하고, 상기 안전 회로(9)는 고압 안전 밸브(93) 및/또는 고온 안전 밸브(94)로부터 선택되는 적어도 하나의 안전 밸브를 포함하는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안전 회로(9)는 유량 제한기를 구비한 드레인 탭(drain tap; 95)을 포함하고, 상기 드레인 탭은 상기 적어도 하나의 안전 밸브(93; 94)와 병렬로 배치되는, 가스를 충전 및 인출하기 위한 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 장치(1)를 사용하는 방법으로서,
    상기 저장 커넥터(3)를 가압 수소 가스의 저장 용기(RE)에 접속하는 단계; 및
    상기 인출 커넥터(25)를 연료 전지 유형의 인출 장치에 접속하는 단계를 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116567A1 (de) * 2021-06-28 2022-12-29 Voith Patent Gmbh Kraftstoffsystem für einen Drucktank und für ein gasbetriebenes Fahrzeug
KR102632818B1 (ko) * 2021-11-23 2024-02-05 (주)모토닉 액화수소용 prv 모듈 장치
DE102022201955A1 (de) * 2022-02-25 2023-08-31 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Tankentlüftungsventil mit verbesserter Dichtfunktion
CN114707916B (zh) * 2022-06-07 2022-10-21 湖北氢枫能源技术有限公司 一种加氢站氢气泄漏安全事故定量评估方法
JP2024074464A (ja) * 2022-11-21 2024-05-31 トヨタ自動車株式会社 貯蔵モジュール

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101946114A (zh) 2008-02-14 2011-01-12 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 气体填充和分配装置、具有这种装置的容器和操作回路
WO2013135983A1 (fr) 2012-03-14 2013-09-19 L'air Liquide,Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Robinet pour récipient de stockage, récipient muni d'un tel robinet et utilisation correspondante
CN103703289A (zh) 2011-07-26 2014-04-02 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 填充连接器、容器、填充方法和填充喷嘴

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3066602B2 (ja) * 1989-09-29 2000-07-17 株式会社ネリキ ガスボンベ用ガス充填装置のアタッチメント
EP0588531B1 (en) * 1992-09-09 1995-07-26 Kabushiki Kaisha Neriki Valve assembly for gas cylinder
FR2749641B1 (fr) * 1996-06-05 1998-08-21 Taema Ensemble de commande et de distribution de gaz pour reservoir de gaz sous haute pression
GB9724168D0 (en) * 1997-11-14 1998-01-14 Air Prod & Chem Gas control device and method of supplying gas
US5980599A (en) * 1998-03-27 1999-11-09 Uop Llc In-tank purifier with bypass for filling
SG99928A1 (en) * 2000-08-18 2003-11-27 Air Prod & Chem Sub-atmospheric gas delivery method and apparatus
JP2005106197A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Hitachi Ltd 緊急離脱カプラ
FR2919038A1 (fr) * 2007-07-16 2009-01-23 Michelin Soc Tech Soupape de securite pour fluide sous pression.
FR2926871B1 (fr) * 2008-01-30 2010-04-02 Air Liquide Dispositif de remplissage et de distribution de gaz et ensemble comprenant un tel dispositif
FR2927979A1 (fr) * 2008-02-21 2009-08-28 Air Liquide Dispositif de remplissage et de distribution de gaz et procede de remplissage.
FR2958364B1 (fr) * 2010-04-02 2012-10-05 Peugeot Citroen Automobiles Sa Raccord implantable dans un circuit de refroidissement pour former une derivation vers un circuit externe
FR2962521B1 (fr) * 2010-07-09 2012-07-20 Air Liquide Raccord de remplissage, recipient et procede de remplissage
FR2974883B1 (fr) * 2011-05-04 2014-05-09 Michelin Soc Tech Vanne montee sur un reservoir contenant un gaz a haute pression
JP2016001455A (ja) 2014-05-21 2016-01-07 愛三工業株式会社 燃料供給システム及び減圧装置
US10564656B2 (en) * 2016-12-13 2020-02-18 Praxair Technology, Inc. Gas delivery valve and methods of use thereof
KR102624957B1 (ko) * 2018-10-18 2024-01-12 알크리스 플루이드-컨트롤 ＆ 써비씨즈 하류에서 과압이 발생한 경우에 압력을 해방하기 위한 내장 안전 밸브를 구비한 압력 조절기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101946114A (zh) 2008-02-14 2011-01-12 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 气体填充和分配装置、具有这种装置的容器和操作回路
CN103703289A (zh) 2011-07-26 2014-04-02 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 填充连接器、容器、填充方法和填充喷嘴
WO2013135983A1 (fr) 2012-03-14 2013-09-19 L'air Liquide,Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Robinet pour récipient de stockage, récipient muni d'un tel robinet et utilisation correspondante
US20150040985A1 (en) 2012-03-14 2015-02-12 L'Air Liquide, Société Anonyme pour I'Exploitation des Procédés Georges Claude Tap for a storage container, container provided with such a tap, and coresponding use

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