KR20130083432A - 충전 아웃렛, 충전 아웃렛의 용도 및 충전 방법 - Google Patents

Abstract

종축(A)을 중심으로 종방향으로 연장되는 적어도 하나의 클로(2)와, 전체적으로 원통형 형상의 충전 커넥터(1)를 수납하도록 의도된 하우징을 형성하는 것으로 하나 또는 복수의 클로(2)와 종축(A) 사이에 위치하는 중심 공간을 포함하는 충전 아웃렛으로, 중심 공간을 향하는 적어도 하나의 클로(2)의 내면은 전체적으로 편평한 형상을 취하고 소정 치수의 양각(12) 및/또는 리세스(22)를 가지며, 양각(12) 및/또는 리세스(22)는 충전 커넥터(1)의 외면에 형성되는 정합 요홈(11) 및/또는 양각(21)에 끼워지도록 소정 방식으로 서로 이격되며, 적어도 하나의 클로(2)는 커넥터(1)가 중심 공간에 도입되도록 하는 "개방" 위치로 지칭되는 위치와 클로(2)의 내면이 커넥터(1)의 외면에 결합되도록 하는 "폐쇄" 위치로 지칭되는 위치 사이에서 종축(A)에 대해 종방향으로 이동할 수 있으며, 상기 아웃렛은 폐쇄 위치에 클로(2)를 로킹하는 활성 위치와 클로(2)가 개방 위치로 이동되도록 하는 비활성 위치 사이에서 이동할 수 있는 로킹 부재(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 아웃렛.

Description

충전 아웃렛, 충전 아웃렛의 용도 및 충전 방법{FILLING OUTLET, ITS USE AND FILLING METHOD}

본 발명은 가압 가스 충전 노즐, 커넥터와 충전 노즐을 포함하는 유닛, 그 용도, 및 이에 대응하는 충전 방법에 관한 것이다.

보다 자세하게는, 본 발명은 가압 유체 수납부의 포셋(faucet)의 충전 커넥터와 결합되도록 구성되는 충전 노즐로서, 종축을 중심으로 종방향으로 연장되는 적어도 하나의 클로(claw)와, 전체적으로 원통형 형상인 충전 커넥터를 수납하도록 의도된 외장을 형성하는 것으로 하나 또는 복수의 클로와 종축 사이에 위치하는 중심 공간을 포함하는 충전 노즐에 관한 것이다.

본 발명은 특히 (예컨대 200 bar와 700 bar 사이의) 고압 가스 용기의 충전에 관한 것이다.

본 발명은 특히 상기 용기가 충전될 수 있도록 가스 용기의 커넥터에 충전 노즐(또는 클램프)을 신속하게 연결하는 메커니즘에 관한 것이다.

이런 장치는 대개 두 가지의 기능을 갖는다.

- 커넥터에 노즐을 로킹(locking)하는 기능(즉, 기계적 결합)

- 풀 프루프(fool-proofing) 시스템(즉, 위험한 연결을 방지하기 위해 특정 노즐만이 특정 유형의 커넥터에 연결될 수 있도록 하는 암/수(male/female) 시스템)

"풀 프루프" 기능을 보장하기 위해, 대부분의 제조업자는 충전 커넥터의 프로필에 러그(lug)를 사용한다.

그러나 이들 연결 시스템은 연결 작업, 특히 자동 연결 작업을 보다 어렵게 한다.

또 다른 공지된 시스템에 따르면, 충전 노즐의 조(jaw) 시스템이 나사산 커넥터의 나사산과 결합하여 유닛이 로킹될 수 있도록 한다. 이런 시스템의 단점은 본질적으로 안전성과 관계가 있는데, 이는 조작자가 로킹 품질을 제대로 점검할 수 없기 때문이다. 또한 나사산 커넥터의 나사산은 손상을 입기 쉬워서 기계적 연결의 품질에 악영향을 미친다.

문헌 FR2570469는 포셋의 가스 유입구에 대해 노즐의 가스 유입구를 밀봉되게 유지하기 위해 포셋의 본체를 선택적으로 파지하는 관절형 팩(peg)을 포함하는 충전 노즐을 설명한다.

그러나 이 유형의 결합과 밀봉은 특히 공업 등급으로 충전하는 경우에는 조작자가 실행하기 어렵고 안정성을 충분히 보장하지 못한다. 포셋에 대한 충전 노즐의 위치지정을 자동화하는 것도 어렵고 힘들다.

문헌 US 6,343,630과 DE 92 176 29는 고정형 외부 슬리브에 대해 종방향으로 이동 가능한 결합 조를 포함하는 고압 유체 전달용 시스템을 설명한다.

조와 내부 피스톤은 전달 시스템과 일체화된 연결부의 작동 하에서 종방향으로 이동될 수 있다.

문헌 EP 1 447 574 A1은 두 샤프트의 기계적 연결을 위한 시스템을 설명한다.

본 발명의 일 목적은 전술한 바와 같은 종래 기술의 단점 중 일부나 전부를 완화하는 것이다.

이 목적을 위해, 전제부에 제시된 일반적 정의와 일치하는 본 발명에 따른 충전 노즐은, 중심 공간을 향하는 적어도 하나의 클로의 내면은 전체적으로 편평한 형상을 취하고 소정 치수의 양각(relief) 및/또는 리세스를 구비하며, 양각 및/또는 리세스는 충전 커넥터의 외면에 형성되는 정합(matching) 요홈(groove) 및/또는 양각에 끼워지도록 소정 방식으로 서로에 대해 이격되며, 적어도 하나의 클로는 커넥터가 중심 공간에 삽입될 수 있는 "개방" 위치와 클로의 내면이 커넥터의 외면에 끼워질 수 있는 "폐쇄 위치" 사이에서 종축에 대해 횡방향으로 이동 가능하며, 상기 노즐은 폐쇄 위치의 클로를 로킹하는 활성 위치에서 클로가 개방 위치로 이동할 수 있는 비활성 위치 사이에서 이동 가능한 로킹 부재를 포함하는 것을 본질적인 특징으로 한다.

간단하고 저렴한 메커니즘을 사용하여 본 발명은 다음의 기능을 수행한다.

- 커넥터에 대한 충전 노즐의 양호한 로킹을 보장하는 결합 기능.

- 충전 노즐이 결합 대상 커넥터에 끼워지도록(또는 커넥터가 충전 노즐에 끼워지도록) 보장하는 풀 프루프 기능.

또한 본 발명의 실시예는 다음 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다.

- 노즐은 종축을 중심으로 서로 이격되는 여러 개의 클로를 포함한다.

- 노즐은 관절축을 중심으로 한 피봇 운동에 의해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있는 적어도 하나의 클로를 포함한다.

- 로킹 부재는 적어도 하나의 클로를 중심으로 배열되는 전체적으로 관 형상인 슬리브를 포함한다.

- 슬리브는 종축에 평행한 방향으로 병진 이동 가능하다.

- 로킹 부재는 복귀 부재에 의해 활성 위치를 향해 자동으로 가압된다.

- 적어도 하나의 클로가 개방 위치에 있을 때에는, 로킹 부재가 비활성 위치에서 활성 위치로 이동되는 것이 멈춤부에 의해 방지되고, 적어도 하나의 클로가 폐쇄 위치에 있을 때에는, 로킹 부재가 활성 위치에서 비활성 위치로 이동되는 것이 멈춤부에 의해 방지되지 않는다.

- 노즐은 클로를 선택적으로 개방하기 위한 가동 부재를 포함하되, 상기 개방 부재는 클로가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동되는 것을 막는 "작업" 위치와 클로가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동할 수 있는 "대기" 위치 사이에서 이동 가능하다.

- 개방 부재는 복귀 부재에 의해 작업 위치를 향해 자동으로 가압된다.

- 개방 부재는 적어도 하나의 클로와 종축 사이에 배치되는 중심 공간 내로 개방되며, 충전 커넥터가 충전 노즐의 중심 공간에 삽입될 때 개방 부재는 충전 커넥터의 직접 또는 간접적인 기계적 작동 하에서 작업 위치에서 대기 위치로 이동 가능하다.

- 노즐은 충전 커넥터의 적어도 하나의 내부 밸브의 개구를 가동하기 위해 중심 공간에서 선택적으로 이동 가능한 밸브 액츄에이터를 포함한다.

- 클로는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 병진 이동 가능하다.

- 노즐은 클로의 "상류" 말단에 배치되는 베이스에 대해 고정되는 관절축을 중심으로 한 절곡(bending) 및/또는 피봇 운동을 통해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 클로를 포함하며, 즉, 관절축은 노즐 내의 충전 가스의 유동 방향으로 노즐의 상류측에 위치한 클로의 말단에 배치된다.

- 충전 노즐은 종축을 중심으로 배열되는 세 개 또는 네 개의 클로를 포함한다.

- 로킹 부재가 비활성 위치에서 활성 위치로 이동하는 것을 선택적으로 막는 멈춤부는 적어도 하나의 클로에 형성되는 적어도 하나의 견부(shoulder)를 포함한다.

- 개방 부재는 적어도 하나의 클로에 대한 개방 부재의 위치의 함수로서 적어도 하나의 클로의 접근을 막는 선택적 멈춤부를 형성하는 표면을 포함한다.

- 개방 부재는 종축에 대해 상기 적어도 하나의 클로의 개구를 한정하기 위해, 그 외면이 적어도 하나의 클로를 수납하고 안내하도록 의도된 경사형 프로필을 갖는 전체적으로 관 형상인 본체를 포함한다.

- 개방 부재는 종축에 평행한 방향으로 병진 이동 가능하다.

- 충전 노즐의 밸브 액츄에이터는 적어도 하나의 클로의 위치 및 로킹 부재의 위치와 무관하게 병진 이동 가능하다.

- 개방 부재를 가압하는 복귀 부재는 적어도 가압 스프링이나 견인 스프링 중 어느 하나를 포함한다.

- 노즐은, 충전 노즐이 압력 하에 있을 때, 즉 노즐이 가압 유체를 분사하고 있을 때, 활성 위치의 로킹 부재를 선택적으로 로킹하기 위해 충전 노즐의 내부 압력에 민감한 가동부를 포함한다.

- 커넥터는 수직으로 배향되며, 즉, 충전 노즐은 상부에서 저부까지 수직으로 상기 커넥터에 기계적으로 연결된다.

본 발명은 또한 충전 커넥터와 충전 노즐을 포함하는 유닛에 관한 것으로, 충전 노즐은 전술하거나 후술하는 특징들 중 어느 하나를 가지며, 충전 커넥터는 종축을 따라 연장되는 전체적으로 원통형 형상의 본체를 포함하되, 본체의 외면은 커넥터의 종축에 수직하게 배향되는 소정 치수의 횡방향 요홈 및/또는 양각을 포함하며, 요홈 및/또는 양각은 커넥터의 종방향으로 소정 방식으로 이격되며, 적어도 하나의 클로의 양각 및/또는 리세스는 커넥터 본체에 클로가 선택적으로 결합될 수 있도록 커넥터의 상기 요홈 및/또는 양각에 정합된다.

다른 가능한 특징들에 따르면,

- 적어도 하나의 클로가 커넥터의 종축을 중심으로 한 적어도 하나의 클로의 각방향 위치(angular position)와 무관하게 커넥터 본체에 결합될 수 있도록, 횡방향 요홈 및/또는 양각 중 적어도 일부는 커넥터 본체의 원주에 형성된다.

따라서, 풀 프루프 기능(즉, 충전 노즐과 커넥터 간의 정확한 기하구조적 정합)으로 인해, 종축을 중심으로 일 부분에 대한 각방향 인덱싱(angular indexing)이 필요 없다. 이는 연결, 특히 커넥터에 대한 노즐의 잠재적 자동 연결을 용이하게 한다.

다른 가능한 특징들에 따르면,

- 충전 노즐은 커넥터를 지탱하는 포셋의 본체에 기계적으로 부착되지 않고 하나 또는 복수의 클로를 통해 충전 커넥터에 기계적으로 연결된다.

- 충전 커넥터는 충전 노즐에 연결되는 하나의 상류 말단과 수납부를 연결하는 하나의 하류 말단 사이에서 내부 충전 순환로를 형성하는 본체를 포함하고, 커넥터는 순환로의 상류 폐쇄 위치와 순환로의 하류 개방 위치 사이에서 시트(seat)에 대해 이동 가능한 차단 밸브를 포함하되, 상기 차단 밸브는 복귀 부재에 의해 상류 위치를 향해 가압되고, 커넥터는 또한 차단 밸브의 상류에 배열되는 더스트(dust) 밸브를 포함하되, 상기 더스트 밸브는 순환로 상류 말단의 상류 폐쇄 위치와 상류 순환로 말단의 하류 개방 위치 사이에서 본체에 대해 이동 가능하고, 상기 더스트 밸브는 복귀 부재에 의해 상류 위치를 향해 가압된다.

- 더스트 밸브는 순환로의 상류 말단과 하류 말단 사이를 이동하는 유체의 적어도 일부의 경로에 개재되는 필터를 구비하되, 필터는 더스트 밸브와 함께 이동 가능하다.

- 더스트 밸브는 하류 말단을 포함하며, 상기 더스트 밸브가 순환로의 상류 말단을 개방하는 소정 "접촉" 하류 위치에 있을 때 더스트 밸브의 하류 말단은 하류 개방 순환(open-circuit) 위치를 향해 차단 밸브를 이동시키기 위해 이동식 차단 밸브의 상류 말단을 가압한다.

본 발명은, 또한 가압 유체 수납부, 특히 가압 가스 용기를 충전하기 위해 전술하거나 후술하는 특징들 중 어느 하나에 따른 충전 노즐 또는 전술하거나 후술하는 특징들 중 어느 하나에 따른 유닛의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 또한 가압 유체로 수납부를 충전하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 수납부는 그 외면이 커넥터의 종축에 수직으로 배향되는 소정 치수의 횡방향 요홈 및/또는 양각을 포함하는 것으로 종축을 따라 연장되는 전체적으로 원통 형상의 본체를 구비한 충전 커넥터를 갖춘 포셋을 가지며, 커넥터는 적어도 하나의 내부 밸브를 포함하되, 상기 방법은 전술하거나 후술하는 특징들 중 어느 하나에 따른 충전 노즐에 커넥터가 기계적으로 연결되는 단계를 포함하며, 충전 노즐의 적어도 하나의 내면은 커넥터의 외부 형상에 정합된다.

다른 가능한 특징들에 따르면,

- 충전 방법은, 충전 노즐이 압력 하에 있고 그리고/또는 충전 커넥터의 적어도 하나의 밸브가 개방될 때 로킹 부재가 활성 위치에 로킹되는 단계를 포함한다.

- 본 방법은 충전 커넥터의 적어도 하나의 밸브가 선택적으로 개방되는 단계를 포함하되, 적어도 하나의 밸브가 선택적으로 개방되는 단계는 충전 노즐이 커넥터에 기계적으로 연결되는 단계와는 무관하게 수행되고, 특히 적어도 하나의 밸브가 개방되는 단계는 충전 노즐이 커넥터에 기계적으로 연결되는 단계 후에 수행된다.

본 발명은 또한 전술하거나 후술하는 특징의 임의의 조합을 포함하는 임의의 대안적인 장치나 방법에 관한 것이다.

다른 특징과 이점은 도면을 참조하여 이루어지는 이하의 설명에서 제시된다.
도 1은 커넥터에 연결되는 충전 노즐의 세부 항목을 도시하는 부분 사시도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 가능한 예시적 실시예에 따른 것으로 커넥터에 충전 노즐을 결합하는 방법의 두 개의 연속적인 상태를 도시하는 부분 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 가능한 예시적 실시예에 따른 충전 노즐을 도시하는 단면도이다.
도 5는 충전 커넥터에 연결되는 도 4의 충전 노즐을 도시하는 것으로, 충전 노즐은 충전 노즐의 내부 밸브를 개방하기 위한 과정을 시작한다.
도 6은 수납부에 장착된 도 5의 충전 노즐의 개략도로, 충전 노즐은 충전 커넥터의 두 개의 내부 밸브를 개방한다.

도 1에 도시된 충전 노즐은 종축(A)을 중심으로 종방향으로 연장되는 세 개의 클로(2)를 포함한다. 클로(2)는 전체적으로 원통형 형상인 충전 커넥터(1)를 수납하도록 의도된 외장을 형성하는 것으로 종축(A)을 중심으로 배치되는 중심 공간을 한정한다(도 1 참조).

설명된 예에서는, 충전 노즐이 축(2)을 중심으로 배열되는 세 개의 클로(2)를 포함하지만, 하나, 두 개 또는 네 개 이상의 클로(2)를 갖는 노즐도 가능할 것이다.

클로(2)는 예컨대 축(A)을 중심으로 대칭되게(서로 120°간격으로) 배열된다.

클로(2)의 내면(즉, 중심 공간과 축(A)을 향한 클로(2)의 면)은 바람직하게는 편평하고, 소정 치수(축(A)에 횡방향으로 수직하게 한정되는 치수)를 갖는 양각(12)과 리세스(22)를 포함한다.

또한 양각(12)과 리세스(22)는 충전 커넥터(1)의 외면에 배치되는 정합 요홈(11)과 양각(21)에 끼워지도록 소정 방식으로 서로 종방향으로 이격되며(도 1과 도 4 참조). 즉, 양각(12)과 리세스(22)는 클로가 이 축(A)에 평행할 때 축(A)에 평행한 방향으로 소정 위치에 있게 된다.

따라서 노즐은 호환가능한 적용례에 대해서만 기계적으로 연결될 수 있도록(예컨대 가스 유형 및 충전 압력의 호환성을 보장하도록) 일정한 커넥터 기하구조에만 끼워짐으로써, 특정 유형의 커넥터에만 연결이 가능하게 된다.

클로(2) 중의 적어도 하나 그리고 바람직하게는 그 전부는 커넥터(1)가 중심 공간에 삽입될 수 있는 "개방" 위치(도 2 참조)와 클로(2)의 내면이 커넥터(1)의 외면에 끼워질 수 있는 "폐쇄 위치"(도 5 참조) 사이에서 종축(A)을 기준으로 횡방향으로 이동 가능하다.

예컨대 하나 또는 복수의 클로(2)는 관절축(20)을 중심으로 한 피봇 운동에 의해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 클로(2)의 관절축은 클로(2)의 "상류" 말단, 즉 (노즐이 충전 커넥터를 충전하고 있을 때) 상류에서 하류를 향한 노즐 내의 충전 가스의 유동 방향으로 노즐의 상류측에 위치하는 클로(2)의 말단에 위치한다.

물론, 클로(2)의 절곡 운동 및/또는 병진 운동에 의해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 오가는 클로(2)의 이동은 변형 또는 조합으로서 가능하다.

노즐은 또한 폐쇄 위치에 클로(2)를 로킹하는 활성 위치와 개방 위치로 클로(2)를 이동시킬 수 있는 비활성 위치 사이에서 이동 가능한 로킹 부재(3)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 로킹 부재(3)는 클로(2)를 중심으로 배열되는 전체적으로 관 형상인 슬리브(3)를 포함할 수 있다. 슬리브(3)는 비활성 위치(상류, 도 2, 도 3, 도 4 참조)와 활성 위치(하류, 도 5와 도 6 참조) 사이에서 종축(A)에 평행한 방향으로 클로(2)에 대해 선택적으로 병진 이동가능하다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 슬리브(3)의 상류 말단은 하부 베이스(15)와 외부 케이스(16) 사이에 활주식으로 장착될 수 있다. 예컨대 베이스(15)는 나사(17)와 같은 하나 이상의 부착 부재에 의해 케이스(16)에 장착된다. 베이스(15)는 예컨대 전체적으로 관 형상이며, 바람직하게는 이동 가능한 밸브 액츄에이터(111)를 내장한다.

(하류 말단을 향한) 활성 위치에서 슬리브(3)는 폐쇄 위치, 즉 하류 위치에 클로(2)를 파지하고, 슬리브(3)는 클로(2)가 개방되는 것을 막는 기계적 멈춤부를 형성한다. (노즐의 상류 말단을 향한) 비활성 위치에서(도 2, 3, 4 참조) 슬리브(3)는 클로(2)가 개방 위치로 이동될 수 있도록 한다.

예컨대 클로(2) 외면의 하류 말단은 슬리브를 파지하여 슬리브(3)의 활성 위치와 비활성 위치를 한정하도록 의도된 멈춤부(32)를 형성하는 견부를 포함한다. 또한 이들 멈춤부(32)는 비활성 위치로부터 활성 위치로의 슬리브(3)의 이동을 선택적으로 차단하거나 허용할 수 있다. 클로(2)의 폐쇄 위치에서는, 비활성 위치에서 활성 위치를 향한 (하류 방향으로 활주하는) 슬리브(3)의 이동이 멈춤부(32)에 의해 방지되지 않는다.

슬리브(3)는 바람직하게는 가압 스프링과 같은 복귀 부재(60)에 의해 (하류 말단을 향해) 활성 위치를 향해 자동으로 가압된다.

예컨대 스프링(60)의 상류 말단은 베이스(15)에 지지된다.

노즐은 또한 바람직하게는 클로(2)를 선택적으로 개방하기 위한 가동 부재(4)를 포함한다. 이러한 개방 부재(4)는 예컨대 관 형상이고 이동식 밸브 액츄에이터(111)를 중심으로 베이스(15)에 장착된다. 개방 부재(4)는 바람직하게는 종축(A)을 따라 병진 이동 가능하다. 개방 부재(4)는 클로(2)가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하는 것을 막는 "작업" 위치와 클로(2)가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동될 수 있도록 하는 "대기" 위치 사이에서 이동 가능하다.

개방 부재(4)는 클로(2)에 대한 개방 부재(4)의 종방향 위치의 함수로서 클로(2)의 접근을 막거나 허용하는 선택적 멈춤부를 형성하는 외면을 포함한다.

예컨대, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 개방 부재(4)는 그 외면이 적어도 하나의 클로(2)를 안내하는 경사형 프로필(40)을 갖는 전체적으로 관 형상인 본체를 포함한다. 예컨대 적어도 하나의 클로(2)의 내면의 양각(12)은 경사형 프로필(40)과의 접촉에 의해 안내된다. 그러므로 경사형 프로필(40)로 인해 적어도 하나의 클로(2)가 종축(A)에 대해 개방된다.

개방 부재(4)는 바람직하게는 가압 스프링과 같은 복귀 부재(5)에 의해 작업 위치(하류)를 향해 자동으로 가압된다. 개방 부재(4)의 스프링(5)은 예컨대 밸브 액츄에이터(111)를 중심으로 장착되고 해당 밸브 액츄에이터에 의해 지지된다.

이하 충전 커넥터(1)에 대한 이런 충전 노즐의 예시적인 연결을 설명한다.

도 4는 분리 위치의 충전 노즐을 도시한다. 클로(2)는 상대적으로 개방 위치에 있다. 로킹 슬리브(3)는 클로(2)에 의해 비활성 위치(상류)에 로킹된다. 개방 부재(4)는 작업 위치(하류)에 있다.

충전 노즐이 종축을 따라(도 2에서는 우측에서 좌측으로) 충전 커넥터(1) 상에 배치될 때, 클로(2)는 충전 노즐의 중심 공간에 커넥터(1)가 삽입될 수 있도록 필요에 따라 개방된다. 이어서 커넥터(1)의 말단은 개방 부재(4)의 말단과 접촉한다. 이어서 커넥터(1)의 말단은 스프링(5)의 힘을 거슬러 충전 노즐의 상류 말단을 향해 개방 부재(4)를 가압한다. (노즐의 상류 말단을 향한) 개방 부재(4)의 후진 이동으로 인해 클로(2)는 (경사형 프로필(40)을 통해) 종축(A)에 접근할 수 있다. 클로(2)의 양각(12)과 리세스(22)는 커넥터(1) 외면의 리세스(11)와 양각(21)과 결합된다(도 3, 도 5 참조).

클로(2)는 피봇되어 커넥터(1) 상으로 접근한다. 이런 결합은 클로(2)와 커넥터(1)의 외부 프로필 사이에서 양호한 기하구조적 정합이 존재하는 경우에만 가능하다.

바람직하게는 횡방향 요홈(11) 및/또는 양각(21)은 커넥터(1) 본체의 전체 원주 둘레에 형성된다. 따라서 클로(2)는 커넥터(1)의 종축을 중심으로 하는 클로(2)(및 충전 노즐)의 각방향 위치(angular position)와 무관하게 커넥터(1)의 본체와 결합될 수 있다.

클로(2)의 접근으로 인해 슬리브(3)는 클로(2)의 개방을 막기 위해 클로 전방의 하류로 (스프링(60)에 의해) 자동으로 활주할 수 있게 된다(도 5 참조).

따라서 로킹 해제가 방지되고 노즐은 커넥터(1)에 맞물린 상태로 유지된다. 연결을 해제하기 위해서는, 클로(2)가 개방될 수 있도록 먼저 슬리브(3)가 비활성 위치로(상류 말단을 향해) 이동되어야 한다. 비활성 위치를 향한 이런 슬리브의 이동은 수동 및/또는 자동으로 수행된다.

바람직하게는 충전 노즐은 노즐이 압력 하에 있을 때(즉, 가스를 충전하고 있을 때) 로킹 해제(상류를 향한 슬리브(3)의 이동)를 방지할 수 있는 추가 안전 시스템(미도시)을 포함할 수 있다.

기계적 결합이 이루어지면(도 5 참조), 충전 노즐은 가압 가스를 공급하기 위해 커넥터(1) 내부의 밸브(들)가 개방되도록 명령할 수 있다.

바람직하게는 커넥터(1)에 대한 노즐의 (기계적) 결합은 커넥터의 밸브의 개방 및 가스의 통과와 무관하게 이루어진다.

예컨대 충전 노즐은 전자기계식 및/또는 유압식 및/또는 공압식 수단에 의해 그리고/또는 수동 또는 자동 제어 레버(204)를 사용하여 병진 이동 가능한 밸브 액츄에이터(111)를 포함할 수 있다.

레버(204)는 예컨대 피봇됨으로써 예컨대 회전 운동을 종축(A)을 따라 이루어지는 밸브 액츄에이터(111)의 선택적 운동으로 변환한다(도 5와 도 6 참조).

비한정적인 방식으로 도시된 바와 같이, 밸브 액츄에이터(111)는 (가압 충전 가스가 그 내부의 채널을 통과하는) 관 모양일 수 있다. 밸브 액츄에이터(111)의 하류 말단은 충전 커넥터(1)의 오리피스 내로(즉, 커넥터 내부로) 밸브 액츄에이터를 밀봉 연결하는 밀봉 시스템을 포함할 수 있다.

도 5와 도 6에 도시된 바람직하지만 비한정적인 실시예에서, 충전 커넥터(1)는 충전 노즐에 연결되는 상류 말단(300)과 수납부(13)를 연결하는 하류 말단(400)을 잇는 내부 충전 순환로(600)를 형성하는 본체(200)를 포함한다(도 6 참조). 커넥터(1)는 바람직하게는 릴리프 밸브를 선택적으로 구비하는 포셋(112)에 장착된다.

커넥터(1)는 순환로의 상류 폐쇄 위치와 순환로의 하류 개방 위치 사이에서 시트(8)에 대해 이동 가능한 차단 밸브(7)를 포함한다. 차단 밸브(7)는 가압 스프링과 같은 복귀 부재(9)에 의해 상류 위치를 향해 자동으로 가압된다.

커넥터(1)는 또한 차단 밸브(7)의 상류에 배치되는 더스트 밸브(10)를 포함한다. 더스트 밸브(10)는 순환로(6)의 상류 말단(3)의 상류 폐쇄 위치와 상류 순환로 말단(3)의 하류 개방 위치 사이에서 본체(2)에 대해 이동 가능하다.

더스트 밸브(10)는 가압 스프링과 같은 복귀 부재(14)에 의해 상류 위치를 향해 가압된다.

이에 한정되지는 않지만, 바람직하게는 더스트 밸브(10)는 순환로(6)의 상류 말단(3)과 하류 말단(4) 사이를 통과하는 유체의 적어도 일부의 경로에 개재되는 필터(102)를 포함할 수 있으며, 필터(102)는 더스트 밸브(10)와 함께 이동 가능하다.

필터(또는 해당되는 경우에는 필터들)는 예컨대 (필요에 따라) 0.05 mm보다 크거나, 0.1 mm보다 크거나, 1 mm보다 크거나, 2 mm보다 큰 고체 입자를 걸러 내는 금속 구조 또는 이와 유사한 구조를 가진다.

유리한 특징에 따르면, 더스트 밸브(10)는 하류 말단을 포함하며, 상기 더스트 밸브(10)가 순환로(6)의 상류 말단(3)을 개방하는 소정 "접촉" 하류 위치에 있을 때 더스트 밸브(10)의 하류 말단은 하류 개방 순환로 위치로 차단 밸브(7)를 이동시키기 위해 이동식 차단 밸브(7)의 상류 말단을 가압한다.

도시된 바와 같이, 더스트 밸브(10)(및 필터(102))는 밸브 액츄에이터(111)의 기계적 접촉에 의해 하류 말단을 향해 이동될 수 있다(대안으로서, 충전 노즐로부터 분출되는 가압 가스는 하류 말단 쪽으로 밸브(10)를 이동시킬 수 있다.)

따라서 상류 더스트 밸브(10)는 하류 차단 밸브(7)를 위한 액츄에이터로서 기능할 수 있으며, 즉, 더스트 밸브(10)는 충전 노즐에 의해 발생한 힘을 하류 차단 밸브(7)에 간접적으로 전달할 수 있다. 물론 대안으로서 하류 차단 밸브(7)는 충전 노즐에 의해 전달되는 가스의 압력에 의해 이동될 수도 있다.

대안으로서 차단 밸브(7)는 차단 밸브(7)가 (더스트 밸브(10)에 의한) 기계적 접촉 이외의 다른 원인에 의해 개방되는 것을 막는 역류방지 밸브를 포함할 수 있다.

위에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 그 구조가 간단하면서 커넥터에 충전 노즐을 연결하기 위한 매우 안전한 시스템을 제공한다.

충전 노즐과 커넥터를 기하 구조적으로 정합시키는 시스템(커넥터의 요홈(들) 및 양각(들)과 노즐의 클로(2))은 충전 노즐이 해당 충전 노즐에 부적절한(충전 조건이나 유체가 부적절한) 수납부의 커넥터에 잘못 연결되는 것을 막을 수 있도록 한다.

이 전용 연결 시스템은 유사하지만 서로 다른 복수의 충전 노즐/커넥터 짝을 포함한다.

예컨대 종방향으로 오프셋되는 상이한 위치의 커넥터(1)에 두 개의 요홈(11)과 두 개의 양각(21)을 마련함으로써 (예컨대 30 개가 넘는) 복수의 상이한 접촉 영역을 마련할 수 있다.

또한 이 시스템에 의해, (예컨대 산화제가 들어있는 용기가 연료를 공급하는 충전 노즐에 연결되는 것을 방지함으로써) 보다 안전하게 대응 용기를 충전할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 구조에 의해, 충전을 책임지는 조작자 및 이런 커넥터가 설치되는 가스 용기와 포셋의 최종 소비자의 안전 면에서 특히 효율적인 충전 절차를 구현할 수 있다.

따라서 예컨대 도 5를 참조하면, 이동식 더스트 밸브(10)는 안전한 충전을 가능하게 하는 적어도 두 개의 밀폐 위치를 이동 중에 채택할 수 있다.

제1 밀폐 위치에서, 더스트 밸브(10)는 하류 말단을 향해 이동하여 차단 밸브(7)가 개방되지 않은 상태에서 커넥터의 상류 유입구(300)을 개방한다(도 5 참조). 이 위치에서, 상류 밸브(10)가 개방되고 하류 밸브(7)가 폐쇄된 상태에서, 차단 밸브(7)의 상류에 배치되는 챔버는 예비충전 시험을 수행하기 위해 충전 도구를 사용하여 (소정 저압으로) 진공 상태로 될 수 있다. 이 배열에서는 차단 밸브(7)에서 유래하는 임의의 누출을 효과적으로 측정할 수 있다.

또 다른 밀폐 위치에서(도 6 참조), 차단 밸브(7)는 충전을 수행하고/하거나 충전에 앞서 커넥터 및 용기의 순환로를 정화하기 위해 개방될 수도 있다.

충전이 완료되면, 전술한 예비충전 시험과 같은 필수적인 임의의 충전후(post-filling) 시험을 수행하기 위해 차단 밸브(7)는 재차 폐쇄되고 더스트 밸브(10)는 개방된 채로 유지될 수 있다(도 5 참조).

따라서 더스트 밸브(10)에 이동식 필터가 존재하는지 여부와는 상관없이(해당 필터는 없어도 무방하다), 본 발명에 따른 충전 방법은 전술한 이중 연속 밸브 메커니즘을 사용함으로써 충전 안전성을 향상시키는 데 도움이 된다.

충전 커넥터는 필요하다면 가스 추출 커넥터일 수도 있다.

특히 전술한 메커니즘을 사용함으로써, 특히 연결을 위해 충전 커넥터와 충전 노즐 간의 각방향 인덱싱이 필요로 하지 않을 경우에는 충전이 자동화될 수 있다.

Claims (15)

1. 가압 유체 수납부의 포셋(faucet)의 충전 커넥터(1)와 결합되도록 설계된 충전 노즐 - 상기 충전 노즐은, 베이스(15, 16)와, 종축(A)을 중심으로 종방향으로 연장되는 적어도 하나의 클로(claw; 2)를 포함하되, 상기 클로 또는 복수의 상기 클로(2)와 상기 종축(A) 사이에 배치되는 중심 공간은 전체적으로 원통 형상인 충전 커넥터(1)를 수납하도록 의도된 외장을 형성하며, 상기 중심 공간을 향해 배치되는 상기 적어도 하나의 클로(2)의 내면은 전체적으로 편평한 형상이고 소정 치수의 양각(relief; 12) 및/또는 리세스(22)를 구비하며, 상기 양각(12) 및/또는 상기 리세스(22)는 상기 충전 커넥터(1)의 외면에 형성된 정합 요홈(groove; 11) 및/또는 양각(21)에 끼워지도록 소정 방식으로 서로 이격되며, 상기 적어도 하나의 클로(2)는, 커넥터(1)가 상기 중심 공간에 삽입될 수 있는 "개방" 위치와 상기 클로(2)의 내면이 커넥터(1)의 외면에 끼워질 수 있는 "폐쇄" 위치 사이에서 상기 종축(A)에 대해 횡방향으로 상기 베이스(15, 16)에 대해 이동 가능하며, 상기 노즐은, 상기 클로(2)를 상기 폐쇄 위치에 로킹하는 활성 위치와 상기 클로(2)가 상기 개방 위치로 이동할 수 있는 비활성 위치 사이에서 상기 베이스(15, 16) 및 상기 적어도 하나의 클로(2)에 대해 이동 가능한 로킹 부재(locking member; 3)를 포함함 - 로서,
   상기 로킹 부재(3)는 복귀 부재(60)에 의해 상기 활성 위치를 향해 자동으로 가압되고, 상기 노즐은 충전 커넥터(1)의 적어도 하나의 내부 밸브의 개구를 가동하기 위해 상기 중심 공간에서 선택적으로 이동 가능한 밸브 액츄에이터(111)를 포함하고, 상기 충전 노즐의 상기 밸브 액츄에이터(111)는 상기 적어도 하나의 클로(2)의 위치와 상기 로킹 부재(3)의 위치와 무관하게 병진 이동 가능한 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 종축(A)을 중심으로 서로 이격되는 여러 개의 클로(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 관절축(20)을 중심으로 한 피봇 운동에 의해 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있는 적어도 하나의 클로(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로킹 부재는 상기 적어도 하나의 클로(2)를 중심으로 배열되는 전체적으로 관 형상의 슬리브(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
5. 제4항에 있어서, 상기 슬리브(3)는 상기 종축(A)에 평행한 방향으로 병진 이동 가능한 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 클로(2)가 상기 개방 위치에 있을 때, 멈춤부(32)는 상기 로킹 부재(3)가 상기 비활성 위치에서 상기 활성 위치로 이동하는 것을 방지하고, 상기 적어도 하나의 클로(2)가 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 로킹 부재(3)가 상기 비활성 위치에서 상기 활성 위치로 이동하는 것이 상기 멈춤부(32)에 의해 방지되지 않는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클로를 선택적으로 개방하기 위한 가동 부재(4)를 포함하되, 상기 개방 부재(4)는 상기 클로(2)가 상기 개방 위치에서 상기 폐쇄 위치로 이동하는 것을 방지하는 "작업" 위치와 상기 클로(2)가 상기 개방 위치에서 상기 폐쇄 위치로 이동할 수 있는 "대기" 위치 사이에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
8. 제7항에 있어서, 상기 개방 부재(4)는 복귀 부재(5)에 의해 작업 위치를 향해 자동으로 가압되는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 개방 부재(4)는 상기 적어도 하나의 클로(2)와 상기 종축(A) 사이에 배치되는 상기 중심 공간 내로 개방되고, 상기 충전 커넥터가 상기 충전 노즐의 중심 공간에 삽입될 때 상기 개방 부재(4)는 상기 충전 커넥터(1)의 직접적 또는 간접적인 기계적 작동 하에서 상기 작업 위치에서 상기 대기 위치로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클로(2)의 "상류" 말단에 배치되는 상기 베이스(15, 16)에 대해 고정되는 관절축(20), 즉 상기 노즐 내의 충전 가스의 유동의 방향으로 상기 노즐의 상류측에 위치한 상기 클로(2)의 말단에 배치되는 관절축(20)을 중심으로 한 절곡 및/또는 피봇 운동을 통해 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 클로(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종축을 중심으로 배열되는 세 개 또는 네 개의 클로(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 노즐.
12. 충전 커넥터(1)와 충전 노즐을 포함하는 유닛으로서,
    상기 충전 노즐은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 것이며, 상기 충전 커넥터(1)는 종축을 따라 연장되는 전체적으로 원통 형상의 본체를 포함하되, 상기 본체의 외면에는 상기 커넥터(1)의 종축에 수직으로 배향되는 소정 치수의 횡방향 요홈(11) 및/또는 양각(21)이 구비되고, 상기 요홈 및/또는 상기 양각(21)은 상기 커넥터(1)의 종방향으로 소정 방식으로 이격되며, 상기 클로(2)가 상기 커넥터(1)의 본체에 선택적으로 결합될 수 있도록 상기 적어도 하나의 클로(2)의 상기 양각(12) 및/또는 상기 리세스(22)는 상기 커넥터(1)의 상기 요홈 및/또는 상기 양각(21)에 정합되는 것을 특징으로 하는 유닛.
13. 제12항에 있어서, 상기 커넥터(1)의 종축(A)을 중심으로 한 상기 적어도 하나의 클로(2)의 각방향 위치와 무관하게 상기 적어도 하나의 클로(2)가 상기 커넥터(1)의 본체에 결합될 수 있도록, 상기 횡방향 요홈(11) 및/또는 상기 양각(21) 중 적어도 일부는 상기 커넥터(1)의 본체의 원주에 형성되는 것을 특징으로 하는 유닛.
14. 가압 유체의 수납부, 특히 가압 가스 용기를 충전하기 위한, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 충전 노즐 또는 제12항 또는 제13항에 따른 유닛의 용도.
15. 가압 유체로 수납부(13) - 상기 수납부는 종축을 따라 연장되는 전체적으로 원통 형상의 본체를 구비한 충전 커넥터(1)를 갖춘 포셋(112)을 포함하고, 상기 본체의 외면은 상기 커넥터(1)의 종축에 수직으로 배향되는 소정 치수의 횡방향 요홈(11) 및/또는 양각(21)을 포함하고, 상기 커넥터(1)는 적어도 하나의 내부 밸브(7, 10)를 포함함 - 를 충전하기 위한 방법으로서,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 충전 노즐에 상기 커넥터(1)가 기계적으로 연결되는 단계를 포함하되, 상기 충전 노즐의 상기 적어도 하나의 클로(2)의 내면은 상기 커넥터(1)의 외부 형상에 정합되는 것을 특징으로 하는 충전 방법.

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