KR20060097030A - 과류 방지 장치 - Google Patents

Abstract

과류 방지 장치는 주요 밸브(10)와 보조 밸브(18)를 포함한다. 이것은 LPG 탱크와 같이 액체로 충전되는 탱크에 특히 적절하다. 소망하는 충전 레벨에 도달했을 때에 보조 밸브(18)에 근접하는 부동 장치(22)(도 2)가 있다. 주요 밸브(10)는 피스톤 또는 막(11)을 포함하는데, 이것은 일측면에는 유입구 압력이 인가되고, 타측면이 제한부(12)와 보조 밸브(18)를 통해 탱크의 내부에 연결된다. 보조 밸브(18)가 폐쇄될 때, 압력이 증가하고 주요 밸브 본체 양측면의 압력이 동일하며, 이로 인해 주요 밸브가 폐쇄된다. 본 발명에 따르면, 보조 밸브는 부동 장치에 부착된 로드(21)에 의해 폐쇄된다. 이러한 폐쇄 운동은 적극적인 인장 운동이다. 부동 장치에는 평형추(25)(도 2)가 마련된다.

Description

과류 방지 장치{OVERFILL PROTECTION DEVICE}

본 발명은 유입구와 주요 유출구를 구비하는 충전 채널을 포함하고, 이들 유입구와 주요 유출구 사이에 주요 밸브가 장착되며, 일측면이 제한부를 통해 충전 채널에 연결되고 타측면이 보조 유출구에 연결되는 보조 밸브뿐만 아니라 주요 밸브 본체 밸브의 일측면에 유입구 압력이 작용하고, 상기 제한부의 하류에 작용하는 압력은 상기 주요 밸브 본체의 타측면에 작용하는 압력이며, 상기 보조 밸브의 본체는 부동 장치에 연결되어 소망하는 충전 레벨에 도달하면 보조 유출구가 차단되고, 상기 주요 밸브는 주요 밸브 본체의 양측면에 인가되는 압력이 동일한 경우에 주요 유출구를 폐쇄하는 것인 과류 방지 장치에 관한 것이다.

그러한 과류 방지 장치는 특히 LPG 설비와 액체를 포함하는 탱크, 베셀 등의 과류를 자동으로 방지해야 하는 다른 구조물에서 사용된다. 이러한 관계에 있어서는, 과류 방지 장치의 폐쇄에 관하여 재현 가능한 결과를 획득하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 과류 방지 장치는 공래 기술에 개시되어 있다. 이 장치에서, 보조 밸브의 밸브 본체는 부동 장치의 피봇 장착부의 일부인 캠 플레이트를 가압한다. 이러한 예는 EP 0 955 496 A1과 US 6 138 709에서 확인된다.

부동 장치가 어떤 레벨에 도달하면, 보조 밸브 본체가 캠 플레이트에 있는 오목부 위에 위치하는데, 이는 곧 보조 밸브 본체가 더 이상 캠 플레이트에 의해 강제로 개방되지 않는다는 것을 의미한다. 보조 밸브 본체는 자동으로 압박되어 보조 유출구를 통해 흐르는 유체에 의해 폐쇄된다. 보조 밸브 본체가 폐쇄되는 결과로서, 보조 밸브 본체 상류의 압력이 증가한다. 보조 밸브 본체 상류의 압력은 주요 밸브의 일측면에 작용하는 압력이다. 충전 압력은 주요 밸브의 타측면에 작용한다. 압력이 동일해지면, 주요 밸브는 스프링에 의해 폐쇄된다. 다시 말해서, 주요 밸브도 또한 보조 밸브의 폐쇄 운동에 의해 폐쇄된다.

그러한 시스템은 액화 가스에 의해 작동되는 설비에 있어서 안전 장치로서 필수적이다. 그러나, 소망하는 액체 레벨에 도달했을 때에 주요 밸브가 실제적으로 차단되는 것도 또한 항상 보장할 수 없다는 것이 확인되었다. 다양한 환경으로 인해 주요 밸브는 비작동될 수 있거나, 또는 마찰 증가로 인해 주요 밸브가 나중에 폐쇄되거나 전혀 폐쇄되지 않을 수도 있다.

충분한 안정성이 있는 다양한 양태를 형성하기 위해서, 현기술에 있어서의 구조물은 대부분의 일반적인 조건하에서 폐쇄되는 것을 보장할 수 있도록 형성된다. 그러나, 이것은 최적(마찰이 없는 경우)이 아닌 조건하에서, 예컨대 오염된 연료, 상승된 연료 온도, 충전 스테이션과 탱크간의 낮은 압력차, 높은 프로판 함량 등의 결과로서, 폐쇄 기능을 보장할 수 없다는 것을 의미한다.

본 발명의 목적은 정확하고 재현 가능하게 기능하는 과류 방지 장치를 제공하는 것이다. 다시 말해서, 보조 밸브의 차단, 이에 따른 주요 밸브의 차단이, 단지 소망하는 충전 레벨에 도달한 후, 그리고 이보다 늦지 않게 일어나는 것을 항상 보장해야 한다.

이러한 목적은 보조 밸브 본체가 로드에 의해 상기 부동 장치에 영구적으로 연결되어 보조 밸브를 폐쇄하는 힘이 상기 부동 장치가 상승할 때에 상기 로드 상의 상기 부동 장치에 의해 인가되는 것인 전술한 과류 방지 장치에 의해 실현된다.

현기술과는 달리, 본 발명에 따르면, 보조 밸브 본체의 폐쇄는 보조 유출구를 통해 유체가 흐르는 것을 방지하지만, 다양한 양태가 보조 밸브 본체에 (당기는) 힘을 인가하는 것에 의해 강제적인 제어하에 있다. 이 (당기는) 힘은 부동 장치에 의해 생성된다. 따라서, 모든 환경하에서 정확한 폐쇄가 보장된다.

이제, 보조 밸브는 완전히 다른 구조일 수 있기 때문에, 보조 밸브가 지레 관계(lever relationship)의 보조에 의해, 폐쇄 순간을 매우 정확하게 결정하는 것도 또한 가능하다. 다시 말해서, 한편으로는 모든 환경하에서 소정의 충전 레벨에 도달할 때에 폐쇄를 보장할 수 있고, 다른 한편으로는 최적의 대량 유체를 유입시킬 수 있다는 것을 항상 보장할 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 부동 장치는 피봇팅 방식으로 장착되고, 부동 장치의 피봇부에는 풀 로드(pull rod)에 연결되는 보조 아암이 제공된다. 이 보조 아암은 부동 장치에 있는 피봇 디스크의 일부일 수 있다.

주요 밸브 본체는 당업계에 공지되어 있는 임의의 방법으로 구성될 수 있다. 주요 밸브 본체가 막으로 구성되면 특히 민감한 반응도를 달성할 수 있다. 더욱이, 이 막 또는 임의의 다른 구성의 주요 밸브 본체에는 제한부가 마련될 수도 있다.

유리한 실시예에 따르면, 부동 장치의 아암이 부동 장치의 반대측의 피봇부를 넘어 연장될 수 있고, 부동 장치 아암에는 부동 장치의 보다 정확한 반응을 위해 평형추가 제공되어 인가되는 견인력을 강화할 수 있다. 이것은 과류 방지 장치가 프로판, 부탄 및 이들의 혼합물과 같이 비교적 낮은 상대 밀도를 지닌 액체와 조합되어 사용되는 경우에 특히 중요하다.

본 발명에 있어서, 레버 아암의 보조에 의해 밸브 본체가 비교적 긴 경로에 걸쳐 이동될 수 있다. 15 mm 이상의 값이 예로서 언급된다.

본 발명에 따르면, 체크 밸브가 충전 채널에 장착되는 것이 바람직하다. 더욱이, 체크 밸브는 과류 방지 장치와, 전체가 압력 베셀에 장착 될 수 있는 지지판 상의 다른 구성품과 함께 장착될 수 있다. 그러한 다른 구성품은 연료 펌프, 압력 경감 안전 장치, 레벨 인디케이터 등이다.

본 발명은 특히 저장 탱크를 포함하는 차량용 LPG 설비와, 상기 차량의 내연 기관용 연료 주입 시스템에서 사용될 수 있다.

도면에 도시된 예시적인 실시예를 참고하여, 이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.

도 1은 차량의 LPG 설비용 탱크와 같이, 고압하에서 액화 가스 혼합물을 수용하는 저장 탱크를 개략적으로 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 과류 방지 장치의 세부 사항을 도시한 저면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 과류 방지 장치의 측단면도이다.

도 1에서, 예컨대 차량의 LPG 설비의 탱크는 1로 도시되어 있다. 다른 용례의 예는 고정식 저장 탱크이다. 본 발명은 어떤 액체가 충전될 때, 특정 액체 레벨에 도달하면 액체의 공급이 자동으로 중단되는 것이 보장되어야 하는 경우에 사용될 수 있다. 다시 말해서, 탱크가 반드시 가압 탱크일 필요도 없다.

부속판(3)을 수용하는, 소위 부속 하우징은 2로 표시한다. 그러한 하우징에는 릴리프 라인(도시하지 않음)이 제공되어, 누설이 발생하는 경우에 격실내로 바람직하지 않은 가스들이 유입되는 것을 방지한다. 그러한 부속 하우징은 차량에 있어서는 전형적이며, 다른 용례에서는 생략될 수 있다. 다양한 구성품이 부속판에 장착되며, 구성품 중 연료 펌프는 4로 표시한다. 다른 구성품은 레벨 측정 제어부, 압력 경감 안정 장치, 릴리프 라인 등일 수 있다. 본 발명에 있어서 특히 중요한 것은 충전 라인과, 이 충전 라인 내에 배치되는 과류 방지 장치이다. 도 3에서는 과류 방지 장치 전체를 5로 표시한다. 과류 방지 장치는 유입구(6)를 포함하며, 이 유입구를 통해 유체가 유입되어야 한다. 이 유입구는 체크 밸브(8)가 장착된 유입구 채널(7)에 연결된다. 과류 방지 장치는 유입구(6)를 통해서만 유체가 흘러 들어올 수 있고, 유입구 채널(7)을 통해 유체가 역방향으로 이동할 수 없도록 기능한다. 주요 밸브(10)는 체크 밸브(8)의 하류에 있는 유입구 채널(7)에 연결된다. 이 주요 밸브(10)는 주요 밸브 본체, 즉 막(11)과, 이와 상호 작용하는 시트 로 구성된다. 이 시트는 주요 유출구(9)로 개방된다. 도시된 상태에서는, 주요 유출구(9)가 상방으로 이동된 막(11)에 의해 폐쇄되었다. 막(11)에는 제한부 또는 개구(12)가 마련된다. 막(11)의 제1 챔버(14)에 의해 일측면의 경계가 정해지고, 제2 챔버(15)에 의해 타측면의 경계가 정해진다. 작은 바이어스로 막을 폐쇄 위치로 구동시키는 압축 스프링(16)이 제2 챔버(15) 내에 장착된다.

제2 챔버(15)는 제한부 또는 개구(12)에 의해 충전 채널(7)에 연결된다. 제2 챔버(15)의 타측면에는 보조 밸브(18)가 마련된다. 보조 밸브는 보조 유출구(28)에 연결된 시트(19)와, 타측면의 보조 밸브 본체(20)로 구성된다. 이 보조 밸브 본체는 풀 로드(21)를 구동시킴으로써 화살표(30)로 표시되는 거리에 걸쳐 전후로 이동될 수 있다. 풀 로드(21)는 27에서 부동 장치(22)의 피봇부(26)에 근접하게 장착된 디스크 또는 아암(29)에 부착된다. 부동 장치(22)는 또한 부표(23)와, 이 부표의 반대측에 배치된 평형추(25)를 구비한다(도 2 참조).

전술한 부동 장치는 다음과 같이 기능한다. 탱크(1)가 비어 있고 유체가 유입구 채널(7)을 통해 유입되며 체크 밸브(8)가 개방되어 있을 때, 막은 도 3의 위치에서부터 스프링(16)의 압력에 대항하여 하방으로 이동한다. 단지 적은 양의 유체만이 개구 또는 제한부(12)를 통해 제2 챔버로 이동하고, 보조 밸브(18)가 개방될 때에 제2 챔버로부터 간섭 없이 보조 유출구(28)를 통해 배출된다. 이러한 상태는 유입되는 유체의 과압으로 인해서 안정적이며, 다시 말해서 막(11)이 계속해서 하방으로 가압될 것이다. 부동 장치(22)의 부표는 탱크(1)에서의 레벨이 상승할 때에 상방으로 이동될 것이다. 그 결과, 풀 로드(21)에 견인력이 인가되고, 다 시 말해서 보조 밸브 본체(20)가 우측으로 이동될 것이다. 보조 밸브 시트(19)에 보조 밸브 본체(20)가 접함으로써 보조 밸브가 폐쇄될 때, 제2 챔버(15)의 제한부 또는 개구(12)를 통해 이동하는 유체는 더 이상 방출될 수 없을 것이다. 그 결과, 제2 챔버(15) 내의 압력이 충전 압력까지 (또는 그보다 높이) 급격히 상승할 것이다. 이러한 작용과 스프링(16)의 존재로 인하여, 막(11)이 상방으로 이동하여 시트(13) 상에서 지지되고, 이에 따라 주요 유출구(9)가 차단될 것이다.

본 발명에 의해, 보조 밸브 본체(20)가 확실하게 폐쇄된다. 결국, 풀 로드를 통해 견인력을 인가함으로써, 보조 밸브 본체의 차단이 더 이상 중력, 충전 압력 등에 의해 좌우되지 않는다. 평형추(25)의 존재로 인해서, 특히 낮은 상대 밀도를 지닌 유체의 경우에, 매우 효율적으로 반응하는 부동 장치를 획득할 수 있다.

바람직한 실시예를 참고하여 본 발명을 전술하였지만, 전술한 범위와 첨부된 청구 범위의 범위 내에서 변형이 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (11)

1. 유입구(6)와 주요 유출구(9)를 지닌 충전 채널(7)을 포함하고, 이들 유입구와 주요 유출구 사이에 주요 밸브(10)가 장착되며, 일측면이 제한부(12)를 통해 충전 채널(7)에 연결되고, 타측면이 보조 유출구(28)에 연결된 보조 밸브(18)뿐만 아니라 상기 주요 밸브 본체의 일측면(14) 상에 유입구 압력이 작용하며, 상기 제한부(12)의 하류에 작용하는 압력은 상기 주요 밸브 본체의 타측면(15)에 작용하는 압력이고, 상기 보조 밸브 본체(20)는 부동 장치(22)에 연결되어 소망하는 충전 레벨에 도달했을 때에 보조 유출구(28)를 차단시키고, 상기 주요 밸브는 주요 밸브 본체의 양측면에 인가되는 압력이 동일할 때에 주요 유출구를 폐쇄하도록 구성되는 것인 과류 방지 장치(1)에 있어서,

   상기 보조 밸브 본체는 로드(21)를 통해 상기 부동 장치에 영구적으로 연결되어, 상기 부동 장치가 상승할 때에 보조 밸브를 폐쇄하는 소정 힘이 상기 부동 장치에 의해 상기 로드에 인가되는 것을 특징으로 하는 과류 방지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 부동 장치는 피봇식으로 장착되며, 이 부동 장치의 피봇부(26)는 로드에 연결된 보조 아암(29)을 구비하는 것인 과류 방지 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로드(21)는 풀 로드(pull rod)인 것인 과류 방지 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부동 장치에는 평형추(25)가 마련되는 것인 과류 방지 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제한부(12)는 상기 주요 밸브 본체에 형성되는 것인 과류 방지 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 밸브 본체는 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 15 mm 이상의 거리를 이동하는 것인 과류 방지 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 채널(7) 내에, 상기 유입구(6)와 근접하게 체크 밸브(8)가 장착되는 것인 과류 방지 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 지지판(3)에 장착되는 것인 과류 방지 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 지지판은 연료 펌프와 압력 경감 안전 장치를 위한 고정부를 구비하는 것인 과류 방지 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주요 밸브 본체는 막(11)을 포함하는 것인 과류 방지 장치.
11. 저장 탱크와 연료 주입 시스템을 포함하는 차량용 LPG 설비로서,

    상기 저장 탱크는 제1항 내지 제9항에 따른 과류 방지 장치(5)를 구비하는 것인 차량용 LPG 설비.

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