KR20070063326A - 자동차 고압가스탱크의 자동차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 고압가스탱크의 자동차단장치에 관한 것으로, 고압가스탱크(1) 솔레노이드밸브(2)의 주입관로(2d)를 차단하는 차단피스톤(16)을 구비하고, 이 차단피스톤(16)의 상기 주입관로(2d) 개방상태가 연료가스의 과도압력에 의해 작동되는 다이어프램(12)에 연결된 고정핀(18)에 의해 해지될 수 있도록 하여, 과도압력의 연료가스 충전시 상기 차단피스톤(16)에 의해 주입관로(2d)가 차단됨으로써 고압가스탱크(1)가 허용압력 이상으로 충전되는 것을 방지할 수 있도록 된 것이다.

따라서, 고압가스탱크(1)의 변형과 파손, 연료가스 누출로 인한 화재(폭발)사고를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

자동차 고압가스탱크의 자동차단장치{an auto cut off device of high pressure gas tank in a car}

도 1은 고압가스 연료공급장치의 모식도,

도 2는 도 1에서 솔레노이드밸브의 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 고압가스탱크 자동차단장치의 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 고압가스탱크, 2 : 솔레노이드밸브,

2a : 밸브부재, 2b : 유입관로,

2c : 배출관로, 2d : 주입관로,

10 : 케이스, 12 : 다이어프램,

14 : 스프링, 16 : 차단피스톤,

16a : 고정홈, 18 : 고정핀,

20 : 접촉단자, 22 : 접촉감지센서,

24 : 경보장치.

본 발명은 고압가스를 연료로 사용하는 자동차의 연료공급장치에 관한 것으로, 특히 고압가스가 과도하게 주입될 경우 연료의 주입경로를 자동으로 차단해 줄 수 있도록 된 자동차 고압가스탱크의 자동차단장치에 관한 것이다.

CNG(compressed natural gas; 압축천연가스)나 수소 또는 이들의 혼합가스를 연료로 사용하는 자동차는 연료탱크로서 상기 연료가스를 고압으로 저장해 두는 고압가스탱크를 구비한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고압가스탱크(1)는 솔레노이드밸브(2)를 구비하여 충전소(3)로부터 연료가스를 충전받을 때 이를 통해 연료가스가 유입되도록 되어 있으며, 엔진(4)으로 연료를 공급할 때는 감압장치(5)를 거치도록 되어 있어 연료가스의 압력이 사용압력으로 적절히 낮추어지도록 되어 있다.

그런데, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고압가스탱크(1)의 솔레노이드밸브(2)는 제어신호에 의해 밸브부재(2a)가 단순히 유입구(2b)와 배출구(2c)를 차단하는 것으로서, 단순한 관로 차단의 기능만을 가지고 있을 뿐이다.

한편, 고압가스 충전은 충전소(3)의 디스펜서를 통해서 진행되는 프로세스로 디스펜서가 고장났을 경우에는 잘못된 리셉터클 장착에 의해 차량이 연료탱크 즉, 상기 고압가스탱크(1)로 탱크의 허용압력 이상의 가스가 주입될 수 있다.

이와 같이 허용압력 이상의 과도한 압력으로 연료가스가 주입될 경우에는 고압가스탱크(1)가 파손되고 가스가 누출되어 화재(폭발) 사고가 발생할 위험성이 있게 된다. 즉, 차량 및 탑승자의 안전을 심각하게 위협하는 요소가 되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고압가스탱크로 설정압력 이상의 연료가스가 주입될 때, 자동으로 연료 주입 경로를 차단하여 과도한 연료의 충전을 방지함과 동시에 엔진으로 과도압력의 연료가스가 공급되는 것을 차단함으로써 고압가스탱크의 파손 및 가스 누출로 인한 화재(폭발)사고를 방지할 수 있도록 된 자동차 고압가스탱크의 자동차단장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

유입관로와 배출관로와 고압가스탱크로의 주입관로 및 상기 관로들을 차단하는 밸브부재를 갖추며 상기 고압가스탱크에 장착되는 확장된 케이스를 구비한 솔레노이드밸브;

상기 케이스의 내부에 설치되고, 상기 유입관로에 연결되어 일정 압력 이상으로 연료가스가 공급되면 작동되는 다이어프램;

상기 케이스를 관통하여 설치되고, 상기 주입관로를 차단하는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링을 갖춘 차단피스톤;

상기 다이어프램에 연결되어 평소에는 단부가 상기 차단피스톤에 형성된 고정홈에 삽입되어 있다가 상기 다이어프램이 작동되면 후진하여 단부가 상기 고정홈으로부터 이탈되는 고정핀;

을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 케이스와 상기 차단피스톤에 각각 구비된 접촉단자들과, 이 접촉단자들의 접촉여부를 감지하는 접촉감지센서와, 이 접촉감지센서의 신호를 전달받아 경보신호를 발생하는 경보장치를 구비할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 구성도로서, 본 발명은 유입관로(2b)와 배출관로(2c)와 고압가스탱크(1)의 내부로 연결되는 주입관로(2d) 및 이들을 차단 및 개방하는 밸브부재(2a)를 갖춘 기존 솔레노이드밸브(2)의 케이스(10) 내부에 구성된다.

상기 케이스(10)는 본 발명의 구성부들이 내장될 수 있도록 솔레노이드밸브(2)의 기존 케이스가 확장된 것이다.

상기 케이스(10)의 내부에는 다이어프램(12)과 고정핀(18), 차단피스톤(16)과 스프링(14)이 구비된다.

상기 다이어프램(12)은 상기 유입관로(2b)에 연결되어 일정 압력 이상의 연료가스가 유입될 경우 이에 연결된 고정핀(18)을 후진시키는 역할을 한다.

상기 고정핀(18)의 단부는 다이어프램(12)의 외부로 돌출되어 상기 차단피스톤(16)의 외주에 형성된 고정홈(16a)에 삽입되어 있게 된다.

한편, 상기 차단피스톤(16)은 상기 케이스(10)의 외부에서 내부로 삽입된 것으로 외주에 상기 주입관로(2d)를 차단시키는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링(14)을 구비하고 있다.

상기 차단피스톤(16)은 상기와 같이 고정핀(18)이 고정홈(16a)에 삽입되어 있는 상태에서는 상기 주입관로(2d)를 개방하는 위치에 고정되어 있으며, 상기 고 정핀(18)에 의한 고정상태가 해지될 경우에는 상기 스프링(14)의 탄성력에 의해 상기 주입관로(2d)의 내부로 진입되어 이 주입관로(2d)를 차단하게 된다.

한편, 상기 차단피스톤(16)의 케이스(10) 외측부와 상기 케이스(10)의 차단피스톤(16) 관통공 주변에는 각각 접촉단자들(20)이 구비되는데, 케이스(10)에 설치된 접촉단자로부터 차단피스톤(16)에 설치된 접촉단자까지의 거리는 상기 고정핀(18)에 의한 고정상태가 해지되었을 때 상기 차단피스톤(16)이 스프링(14)에 의해 이동되는 거리와 동일하다.

즉, 차단피스톤(16)이 스프링(14)에 의해 주입관로(2d) 차단위치로 이동하였을 때 상기 두 접촉단자(20)는 상호 맞닿게 된다.

한편, 상기 접촉단자(20)들은 접촉감지센서(22)에 연결되어 있으며, 이 접촉감지센서(22)는 차량 실내에 설치된 경보장치(24)에 연결되어 있다.

상기 경보장치(24)는 상기 접촉감지센서(22)로부터 접촉단자(20)의 접촉신호가 전달되면 경보등, 경보스피커 등을 작동시켜 운전자에게 연료가스가 허용압력 이상으로 유입되어 자동차단기능이 실행되었음을 알려주도록 되어 있다.

이제, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명 장치의 작동 과정을 설명한다.

연료가스 충전시 솔레노이드밸브(2)는 기존의 제어유니트에 의해 작동되어 밸브부재(2a)가 유입관로(2b)로부터 주입관로(2d)로 통하는 경로를 개방하고 있는 상태로서, 이와 같은 상태에서 연료가스의 충전이 이루어지게 된다.

상기와 같이 정상적인 연료 충전이 이루어지다가 연료 충전압력이 연료가스 탱크(1)의 허용치에 근접하게 되면 상기 다이어프램(12)이 작동하게 된다.(다이어프램의 작동압은 연료가스탱크의 허용압력을 고려하여 설정되었음은 물론이다.)

상기 다이어프램(12)의 작동에 의해 이에 연결된 고정핀(12)이 후퇴하여, 이 고정핀(12)의 단부가 상기 차단피스톤(16)의 고정홈(16a)으로부터 이탈되어 차단피스톤(16)의 고정상태가 해지된다.

이에 압축 상태에 있는 스프링(14)의 복원력에 의하여 차단피스톤(16)이 주입관로(2d)의 내부로 밀려 들어가 이를 차단하게 된다.

따라서, 고압가스탱크(1)로의 연료 충전이 중지되게 되며, 이 상태에서는 고압가스탱크(1) 내의 연료가스가 외부로 배출되거나 배출관로(2c)를 통해 엔진으로 공급될 수 없게 된다.

따라서, 연료의 과도 충전으로 인한 고압가스탱크(1)의 변형, 파손이 발생하지 않으며, 이로 인한 가스 누출에 의해 화재나 폭발사고가 발생하지 않게 되어 차량 및 인명의 피해를 막을 수 있게 된다. 또한, 폭발사고가 발생하기 전의 단계에서라도 과도압력의 연료가스가 연료공급계통을 통해 엔진으로 공급되지 않으므로 연료공급장치 및 엔진의 손상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 차단피스톤(16)이 작동되면, 상기 두 접촉단자(20)들이 상호 맞닿게 되어 접촉감지센서(22)가 이를 감지하게 되는데, 그 감지신호가 경보장치(24)에 전달되어 최종적으로 운전자가 인지할 수 있는 경보신호가 발생됨으로써 운전자는 즉시 정비업체로 이동하여 대응 조치를 취할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 과도압 충전 차단상태로 작동된 본 발명 장치는, 고압가 스탱크(1)의 과도 충전상태가 해소되었을 경우, 상기 차단피스톤(16)을 케이스(10) 외측으로 당겨 고정핀(18)을 고정홈(16a)에 다시 삽입시키면 차단피스톤(16)이 주입관로(2d) 개방상태로 고정되는 초기상태로 복귀되어 재사용이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고압가스를 연료가스로 사용하는 자동차에 있어서 연료탱크인 고압가스탱크에 연료가 과도압으로 충전되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 고압가스탱크의 파손 및 가스 누출로 인한 화재(폭발)사고를 방지할 수 있게 되어 차량과 인명의 손상을 미연에 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 유입관로(2b)와 배출관로(2c)와 고압가스탱크(1)로의 주입관로(2d) 및 상기 관로들을 차단하는 밸브부재(2a)를 갖추며 상기 고압가스탱크(1)에 장착되는 확장된 케이스(10)를 구비한 솔레노이드밸브(2);

   상기 케이스(10)의 내부에 설치되고, 상기 유입관로(2b)에 연결되어 일정 압력 이상으로 연료가스가 공급되면 작동되는 다이어프램(12);

   상기 케이스(10)를 관통하여 설치되고, 상기 주입관로(2d)를 차단하는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링(14)을 갖춘 차단피스톤(16);

   상기 다이어프램(12)에 연결되어 평소에는 단부가 상기 차단피스톤(16)에 형성된 고정홈(16a)에 삽입되어 있다가 상기 다이어프램(12)이 작동되면 후진하여 단부가 상기 고정홈(16a)으로부터 이탈되는 고정핀(18);

   을 포함하여 구성되는 자동차 고압가스탱크의 자동차단장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 케이스(10)와 상기 차단피스톤(16)에 각각 구비된 접촉단자(20)들과, 이 접촉단자(20)들의 접촉여부를 감지하는 접촉감지센서(22)와, 이 접촉감지센서(22)의 신호를 전달받아 경보신호를 발생하는 경보장치(24)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 자동차 고압가스탱크의 자동차단장치.

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