KR19990085513A - Lpg 저장용기 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LPG를 저장하고 있는 LPG 저장용기를 직경에 비해 높이가 낮은 수직 원통형으로 구성하여 일반 취사용기로 안정감 있게 사용할 수 있으며, 자동차 플로어의 하부에 장착함으로써 트렁크 공간을 충분히 활용할 수 있도록 고안한 LPG 저장용기 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 이 저장용기는 보강 플레이트(52)를 지닌 하부탱크(32)와, 백 플레이트(50)를 개재하여 상기 하부탱크(32)상에 결합된 다음, 용접홈(36)을 통해서 일체로 부착되는 것으로 보강 플레이트(54)를 지닌 상부탱크(34)로 구성하되, LPG 저장용기(30)의 직경(a)을 높이(b)보다 크게 형성하였다.

Description

ＬＰＧ 저장용기 및 그의 제조방법

본 발명은 LPG 저장용기 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LPG를 저장하고 있는 LPG 저장용기를 직경에 비해 높이가 낮은 수직 원통형으로 구성하여 일반 취사용기로 안정감 있게 사용할 수 있으며, 자동차 플로어의 하부에 장착함으로써 트렁크 공간을 충분히 활용할 수 있도록 고안한 LPG 저장용기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

통상, 자동차의 엔진으로 널리 이용하는 것으로는 휘발유를 연료로 사용하는 가솔린 기관을 비롯하여, 경유를 연료로 사용하는 디젤 기관이 있다. 이러한 엔진은 실린더 내에서 연료와 공기의 혼합기를 연소시켜 동력을 얻는 것으로서, 연소 후에 배출되는 배기가스 중에는 연소에 의한 질소산화물과 불완전연소로 인한 일산화탄소 및 탄화수소와 같은 유해물질이 다량 포함되어 있어 대기를 오염시킨다.

이와 같은 환경오염 문제 및 석유자원의 고갈로 인해 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas ;이하, LPG라 칭함)를 연료로 사용하는 LPG 엔진이 개발되었다. LPG 엔진의 경우에는 가격이 저렴하여 경제적이며 연료가 가스상태로 공기와 혼합되어 실린더로 공급되기 때문에, 이론 공연비에 가까운 값으로 혼합되어 완전연소를 유도할 수 있는 장점이 있다. 또한, 유해가스의 배출을 최대한 억제하여 환경오염을 방지할 수 있으므로, LPG엔진에 대한 연구가 끊임없이 진행되고 있다.

도 1은 일반적인 LPG 엔진의 연료계통을 개략적으로 보인 구성도이다. 여기에 도시된 LPG 연료장치는 개략적으로, LPG를 저장하고 있는 LPG 저장용기(2)와, LPG 스위치의 작동에 따라 액상 또는 기상밸브를 선택적으로 개방시키는 솔레노이드 및 휠터(4)와, 솔레노이드의 작동에 따라 LPG 저장용기(2)로부터 압송된 연료를 예열시키는 프리히터(6)와, 예열된 연료를 가압한 다음 기체상태로 기화시켜 적절한 압력으로 조절하는 베이퍼라이저(8)와, 이 베이퍼라이저(8)에서 감압 기화된 연료를 공기와 혼합하여 엔진(20)의 연소실로 공급하는 믹서(10)로 이루어져 있다.

LPG 저장용기(2)의 일측면에는 액체 및 기체 LPG송출밸브와 LPG충진밸브(12, 12")가 부착되어 있으며, 이들 LPG 밸브(12, 12")를 작동시키기 위한 밸브핸들(14, 14")이 일체로 결합되어 있다. 또한, LPG 저장용기 및 그의 제조방법(2)은 원형 단면을 지니고 있으며, 가로방향의 길이는 세로방향의 폭에 비해 2배 이상 길게 형성된 수평 원통체의 구조를 지니고 있다.

이러한 구성을 지닌 종래의 LPG 저장용기는 상기한 바와 같이, 원형 단면을 지니고 있기 때문에 차량의 트렁크에 배치하여 운행하고 있는 실정이다. 그로 인해서 트렁크 실의 내부공간이 협소하여 짐을 적재하기가 상당히 불편하며, 완전히 밀폐되지 않은 상태에서 가스의 누출이 발생하게 되면, 누출된 가스가 차실내 공간으로 유입될 우려가 있다. 또한, 원통형상의 중앙부와 양단의 측면부를 구성하는 3개의 단품(piece)을 용접하여 하나의 용기로 제작하므로, 단품수 증가에 따른 제조비용과 불량률의 상승을 초래하는 문제가 있다.

특히, 동남 아시아나 남미 지역의 가정이나 차량, 선박 등에서 취사용으로 사용하고 있는 LPG 저장용기의 경우에는 직경에 비하여 높이가 상대적으로 높기 때문에, 매우 불안정하며 바람이 많이 부는 지역에서 사용할 때에는 바람의 영향으로 불꽃이 새어나가 열손실이 증가됨으로써 많은 양의 가스가 소모되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 타원형 단면을 지님으로써 자동차 플로어의 하부에 장착할 수 있으며 취사용기의 경우에는 안정적으로 사용할 수 있는 LPG 저장용기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 3개의 단품으로 제조하던 종래의 방식에서 벗어나 2개의 단품으로 이루어진 상부탱크와 하부탱크를 백 플레이트를 사용하여 일체로 결합시켜 용접함으로써, 단품수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있는 LPG 저장용기의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 자동차용 LPG 저장용기가 장착된 연료장치를 보인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 LPG 저장용기의 구성을 보인 사시도,

도 3은 도 2에서 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 LPG 저장용기의 제조과정을 도시한 공정도,

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자동차용 LPG 저장용기의 구성을 보인 사시도,

도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자동차용 LPG 저장용기의 구성을 보인 사시도,

도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 취사용 LPG 저장용기의 사용 상태도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

30:LPG 저장용기 32:하부탱크

34:상부탱크 36:용접홈

38:플로우트 게이지 40, 42, 44:밸브

50:백 플레이트 52, 54:보강 플레이트

62:다면체 64:경사부

상술한 본 발명의 목적은 보강 플레이트를 지닌 하부탱크와, 백 플레이트를 개재하여 하부탱크 상에 결합된 다음, 용접홈을 통해서 일체로 부착되는 것으로 보강 플레이트를 지닌 상부탱크로 이루어진 것을 특징으로 하는 LPG 저장용기에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 철판을 잘라 상판 및 하판으로 블랭킹하는 단계(a)와, 원형으로 블랭킹된 상판과 하판을 상부탱크와 하부탱크로 드로잉하는 단계(b)와, 드로잉된 상부탱크에 게이지 장착홀 및 다수의 밸브 장착홀을 천공하고 하부탱크에 드레인홀을 천공하는 단계(c)와, 상부탱크 및 하부탱크가 결합되는 테두리 부분을 45°의 각도로 면취가공하여 용접홈부를 형성하는 단계(d)와, 하부탱크와 상부탱크에 각각, 보강 플레이트를 부착하는 한편, 상부 내측면에는 백 플레이트를 용접에 의해 고정하는 단계(e)와, 상부탱크 및 하부탱크를 겹쳐서 조립한 상태에서 용접홈부를 대고 용접하여 결합시키는 단계(f)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPG 저장용기의 제조방법에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LPG 저장용기 및 그의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 하며, 도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.

도 2는 본 발명에 따른 LPG 저장용기의 구성을 보인 사시도이고, 도 3은 도 2에서 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 LPG 저장용기의 제조과정을 도시한 공정도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 자동차의 플로어 하부에 LPG 저장용기를 장착하기 위한 방안으로, 종래의 수평 원통체 형상 대신에, 수직 원통체 형상으로 변경하였다. 이를 위해서, 3개의 단품으로 구성되어 있던 종래의 구조를 변경하여 2개의 단품으로 상부탱크(34)와 하부탱크(32)를 구성한 다음, 이들을 용접하여 하나의 용기로 결합하는 구성을 채용하였다. 상부탱크(34)에는 플로우트 형식의 게이지(38)가 부착되어 있으며, 통상의 액체밸브(40)를 비롯한 진공밸브(42)와 인렛-아웃렛밸브(44)가 장착되어 있다.

여기에서, 용접홈(36)의 결합에 의해서 하나의 수직 원통체로 결합되어 있는 상부탱크(34)와 하부탱크(32)의 직경(a)은 높이(b)에 비해 크게 형성되어 있다. 이때, 직경(a)과 높이(b)의 비는 한정하는 것은 아니지만 2:1정도의 비율로 형성하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 3:1이나 4:1 또는 그 이상의 정수비를 가질 수도 있다.

도 3은 도 2에서 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도로서, 상부탱크(34)와 하부탱크(32)의 결합상태를 보여준다. 도시한 바와 같이, 하부탱크(32)와 상부탱크(34)내에는 보강을 위한 보강 플레이트(52, 54)가 부착되어 있으며, 테두리의 내측면에는 원통형 백 플레이트(50)가 부착되어 있다. 이 백 플레이트(50)의 윗부분에는 상부탱크(34)가 부착된다. 또한, 상부탱크(34)와 하부탱크(32)가 만나는 테두리 부분은 각각, 45°로 경사지게 면취가공하여 용접홈(36)을 형성하였으며, 이 용접홈(36)을 맞대기 용접하여 이들 탱크를 결합시킨다. 그에 대한 제조공정은 다음의 도 4에서 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LPG 저장용기의 제조과정을 설명하기 위해 도시한 공정도로서, 단계(a∼f)별 공정은 도면번호와 동일하게 표시하였다. 상부탱크와 하부탱크를 2개의 단품으로 제조하여 용접에 의해 결합하기 위해, 제 1단계(a)에서는 사각형상의 철판을 필요한 크기로 절단한 다음, 블랭킹하여 원형의 상판과 하판으로 가공한다.

다음 단계(b)에서는 유압 프레스에 의해서 원형으로 블랭킹된 상판과 하판을 상부탱크(34)와 하부탱크(32)로 드로잉하고, 드로잉된 상부탱크(34)상에는 다음의 단계(c)에서 게이지 장착홀(46) 및 다수의 밸브 장착홀(48)을 천공한다. 그리고, 하부탱크(32)에는 플러그 장착용 드레인 홀(56)을 천공한다. 다음 단계(d)에서는 상부탱크(34) 및 하부탱크(32)가 결합되는 테두리 부분을 45°의 각도로 면취가공하여 용접홈부(32')를 형성하고, 단계(e)에서는 하부탱크(32)바닥에 보강 플레이트(52)를 부착하는 한편, 상부 내측면에는 백 플레이트(50)를 용접에 의해 고정시킨다.

마직막으로 단계(f)에서는 상부탱크(34) 및 하부탱크(32)를 겹쳐서 조립한 상태에서 용접홈부(32')를 맞대고 용접하여 결합시킨다. 이와 같이 용접에 의해 결합된 LPG 저장용기(30)의 상부탱크(34)에는 플로우트 게이지(38)를 비롯하여 다수의 밸브(40, 42, 44)들을 장착하고 하부탱크(32)에는 탱크 내부의 이물질 제거를 위해 형성한 드레인 홀(56)에 플러그를 장착하여 LPG 저장용기(30)를 완성한다.

다음에 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 LPG 저장용기의 구성을 보인 사시도이다. 본 실시예에서는 LPG 저장용기(30a)를 구성하는 상부탱크(34a)를 다면체(62)로 형성하였다. 이와 같이, 상부탱크(34a)를 다면체(62)로 구성함으로써 전체적인 강도를 증대시킬 수 있으며, 외관을 향상시킬 수 있다. 하부탱크(32a)는 도2에서 설명한 구조와 동일하다.

도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 LPG 저장용기의 구성을 보인 사시도로, 본 실시예에서는 LPG 저장용기(30b)를 구성하는 상부탱크(34b)의 일부에 경사부(64)를 형성하였다. 이와 같은 경사부(64)를 형성함으로써, 플로우트 게이지(38b)를 비롯한 각종 밸브(40b∼44b)들의 장착성을 향상시킬 수 있다. 하부탱크(32b)는 도 2에서 설명한 구조와 동일하다.

도 7은 본 발명에 따른 취사용 LPG 저장용기의 사용 상태도로, 여기에서는 가정이나 식당에서 음식을 만들 때 취사용으로 사용할 수 있는 LPG 저장용기(30c)를 도시하였다. LPG 저장용기(30c)의 하부에는 받침대(70 )가 부착되어 있으며, LPG 저장용기(30c)를 구성하고 있는 상부탱크(34c)와 하부탱크(32c)의 형상은 도 2에서 설명한 차량용 LPG 저장용기(30)와 대체로 유사하다.

취사용 LPG 저장용기(30c)의 직경(a)과 높이(b)의 비는 다양하게 구성할 수 있으나, 2:1정도의 비율을 갖는 것이 바람직하다. 상부탱크(34c)의 윗부분에는 지지대(74)를 개재하여 솥(76)등이 고정되어 있어, 상부탱크(30c)의 중앙 배출구(72)로부터 공급되는 가스의 점화에 의해 음식을 끓일 수 있게 된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, LPG를 저장하고 있는 LPG 저장용기의 단면을 타원형으로 만들어 자동차 플로어의 하부에 장착할 수 있기 때문에, 트렁크의 내부공간을 확대하여 충분히 넓게 활용할 수 있으며, 불완전한 밀폐로 인해서 누출된 가스가 차실내로 유입되는 것을 방지함으로써 질식사고 등을 예방할 수 있다. 또한, 상부탱크와 하부탱크 2개의 단품으로 구성됨으로써 부품수가 줄어들고 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 보강 플레이트(52)를 지닌 하부탱크(32)와,

   백 플레이트(50)를 개재하여 상기 하부탱크(32)상에 결합된 다음, 용접홈(36)을 통해서 일체로 부착되는 것으로 보강 플레이트(54)를 지닌 상부탱크(34)로 이루어진 것을 특징으로 하는 LPG 저장용기.
2. 제 1항에 있어서,

   상부탱크(34) 및 하부탱크(32)의 직경(a)이 높이(b)보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 LPG 저장용기.
3. 철판(60)을 잘라 상판 및 하판으로 블랭킹하는 단계(a)와,

   원형으로 블랭킹된 상판과 하판을 상부탱크(34)와 하부탱크(32)로 드로잉하는 단계(b)와,

   드로잉된 상부탱크(34)에 게이지 장착홀(46) 및 다수의 밸브 장착홀(48)을 천공하고 하부탱크(32)에 드레인홀(56)을 천공하는 단계(c)와,

   상기 상부탱크(34) 및 하부탱크(32)가 결합되는 테두리 부분을 45°의 각도로 면취가공하여 용접홈부를 형성하는 단계(d)와,

   상기 하부탱크(32)와 상부탱크(34)에 각각, 보강 플레이트(52, 54)를 부착하는 한편, 상부 내측면에는 백 플레이트(50)를 용접에 의해 고정하는 단계(e)와,

   상기 상부탱크(34) 및 하부탱크(32)를 겹쳐서 조립한 상태에서 용접홈부(32')를 대고 용접하여 결합시키는 단계(f)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPG 저장용기의 제조방법.