KR20150088522A - 가스 용기의 밸브 유닛 및 그 밸브 유닛을 포함하는 가스 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임 포트에 밸브부재가 결합된 가스 용기의 밸브 유닛에 관한 것이다.
밸브유닛은, 상기 가스용기는 상기 프레임포트와 나사 결합을 위한 제1나사부를 가진 개구부를 구비하고, 상기 프레임 포트는 상기 가스 용기와 연통되도록 형성된 가스 통기공, 상기 가스용기 개구부의 제1나사부에 나사 결합하기 위한 제2나사부, 상기 프레임포트를 상기 가스용기에 결합 시의 기밀을 위한 실링부재 결합부, 및 상기 실링부재 결합부로부터 연장하는 연장단부를 구비하고, 상기 연장단부는 직경이 감소시키는 테이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 용기의 밸브 유닛 및 그 밸브 유닛을 포함하는 가스 용기{VALVE UNIT FOR GAS TANK AND GAS TANK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 예를 들어 액화석유가스(LPG) 등의 연료 가스를 충전하여 보급할 수 있는 가스 용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부의 가스 공급관과 연결되는 가스 용기의 밸브 유닛 및 이를 포함하는 가스 용기에 관한 것이다.

예컨대, 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 연료 가스는 일정한 용량의 가스 용기에 압축된 상태로 충전되어 가정용이나 공업용 또는 자동차용 연료로 널리 보급되고 있다. 이러한 보급용 가스 용기는 연료 가스가 저장되는 밀폐형 튜브 또는 통형 구조의 가스 용기 상부에 프레임 포트가 설치되며, 그 프레임 포트에 외부의 가스 공급관과 연결되는 밸브부재가 결합되도록 설치된다.

통상, 상기 가스 용기는 금속성 재료로 라이너를 만들고 경화성 고분자 수지에 적신 카본섬유나 유리섬유로 감아서 제작하였으나, 최근에는 경량화와 가스의 충전시간 단축을 위하여 고밀도 폴리에틸렌을 사용하여 플라스틱 라이너를 제작하고 있다.

상술한 바와 같은 보급용 가스 용기는 내부 공간에 대기압보다 높은 압력으로 압축한 가스를 저장하여 그 내부 압력에 의해 가스가 외부로 공급된다.

그런데, 이러한 가스 용기는 사용 기간이 늘어남에 따라 용기 내부에 반복적으로 작용하는 압력 사이클로 인하여 피로 균열이 발생하기도 한다. 이러한 피로 균열은 가스 폭발을 야기하게 되므로, 보급용 가스 용기의 경우 제작 완료시점에서 일정한 시간이 지난 후에는 안전 검사가 필수적이다.

실제로, 고압가스 안전관리법 시행규칙 제20조에 따르면, 가스 용기의 안전유지를 위하여 매 5년 마다 정기검사를 하여야 한다고 규정하고 있다.

상술한 바와 같은 가스 용기의 안전 검사는 스캐너 등과 같은 소정의 검사장비를 이용하여 용기 외부를 검사하고, 산업용 내시경 카메라 또는 조명기구 등을 이용하여 용기 내부의 이상 유무를 점검하게 된다.

그런데, 종래의 가스 용기는 내부 상태를 검사하기 위하여 검사자가 프레임 포트에 나사 결합된 밸브부재를 풀어서 제거하고, 가스 용기에 체결되어있는 프레임 포트를 제거하여야 한다. 이때 프레임 포트를 제거하면 가스 용기의 개구부가 노출되며 이를 통하여 용기 내부를 검사할 수 있게 된다.

또한, 검사를 완료하면 가스 용기의 누설 방지를 위해 새로운 프레임 포트가 가스 용기에 체결되게 된다.

따라서, 밸브부재와 프레임 포트의 해체 작업 및 새로운 프레임 포트로 교체하는 시간이 소요되고, 프레임 포트를 교체해야 하므로 검사 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

또한, 새로운 프레임포트를 사용하더라도 최초 프레임포트를 가스용기에 체결할 때 및 분리 시에 프레임포트에 의해 가스용기 체결부의 손상을 초래하여 가스 누출의 문제가 발생할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 가스 용기 및 그 밸브 유닛이 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보급용 가스 용기의 안전 검사를 보다 용이하고 효율적으로 수행할 수 있도록 구조 개선된 가스 용기의 밸브 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프레임포트를 가스용기에 체결할 때에 가스용기 체결부의 손상을 최소화하여 가스 누출을 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가스 용기의 안전 검사시 프레임 포트를 제거하지 않고 검사할 수 있는 구조로 개량하여 검사 시간을 절약할 수 있고, 새로운 프레임 포트로의 교체가 필요 없어 경제성을 대폭 향상시킨 가스 용기의 밸브 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 목적들을 달성하기 위한 밸브 유닛이 채용된 가스 용기를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프레임 포트에 밸브부재가 결합된 가스 용기의 밸브 유닛은, 상기 가스용기가 상기 프레임포트와 나사 결합을 위한 제1나사부를 가진 개구부를 구비하고, 상기 프레임 포트는 상기 가스 용기와 연통되도록 형성된 가스 통기공, 상기 가스용기 개구부의 제1나사부에 나사 결합하기 위한 제2나사부, 상기 프레임포트를 상기 가스용기에 결합 시의 기밀을 위한 실링부재 결합부, 및 상기 실링부재 결합부로부터 연장하는 연장단부를 구비하고, 상기 연장단부는 직경을 감소시키는 테이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실링부재 결합부는 적어도 하나의 'O'링부를 포함할 수 있다.

상기 가스통기공은 상기 연장부의 연장방향에 횡방향으로 형성될 수 있다.

상기 프레임포트는 상기 가스통기공 및 가스용기 내부에 연통하고, 상기 연장단부의 연장방향으로 형성된 검사용 통공을 포함할 수 있다.

상기 검사용 통공은 상기 프레임 포트에 착탈 가능한 상태로 결합되는 캡부재에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

상기 캡부재는, 상기 검사용 통공을 덮는 뚜껑부와; 상기 프레임 포트의 중공부에 착탈 가능하게 결합되는 홀더; 및 상기 뚜껑부와 홀더를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 캡부재는, 상기 검사용 통공에 삽입되도록 결합되는 중공형 몸체와;

상기 중공형 몸체의 끝단부에 형성되어 있는 가스 통기공과; 상기 프레임 포트에 지지되도록 상기 중공형 몸체의 일단부에 방사상으로 확장 형성된 플랜지부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 프레임포트를 가스용기에 결합할 때에 결합부의 손상을 최소화하여 가스누출의 위험을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 안전 검사시 가스 용기에 설치된 프레임 포트를 제거하여 교체하지 않아도 되므로 검사 시간 단축에 의해 검사의 용이성 및 효율성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 프레임포트를 가스용기에 체결할 때에 프레임포트의 삽입부(연장부) 직경이 좁아 삽입이 용이할 뿐만 아니라 삽입부(연장부)에 의한 가스용기 체결부의 손상을 최소화할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 안전 검사시 가스 용기에 설치된 프레임 포트를 교체하지 않아도 되므로 검사 비용을 절감할 수 있어 경제성을 대폭 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가스 용기의 밸브 유닛 및 이를 포함하는 가스 용기를 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 프레임포트와 가스용기 체결부를 발췌하여 나타낸 단면도,
도 3a는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 가스 용기의 밸브 유닛 요부를 발췌하여 도시해 보인 개략적 분리 사시도,
도 3b는 도 3a의 A-A선을 따라 절제하여 요부 결합상태를 도시해 보인 개략적 단면도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 발췌도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 요부 구성도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 가스 용기의 밸브 유닛 및 이를 포함하는 가스 용기에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 가스 용기(100)는, 액화석유가스(LPG) 등의 연료 가스가 충전되는 용기 본체(101)와, 상기 용기 본체(101)의 상부에 나사 결합되도록 설치되는 프레임 포트(200) 및 외부 가스 공급관(미도시)과 연결되도록 상기 프레임 포트(200)에 나사 결합되는 가스 밸브부재(400)를 포함하여 구성된다.

상기 용기 본체(101)는 통형의 구조체로서, 통상 금속 또는 플라스틱 라이너에 카본섬유나 유리섬유를 감은 복합재료로 성형 제작될 수 있으며, 일반적으로 5kg, 10kg 등의 규격화된 표준 용량 크기로 시판되고 있다.

상기 프레임 포트(200)는 상기 밸브부재(400)를 상기 용기 본체(101)에 용이하게 결합시켜 주기 위해 설치되는 것으로서, 내주면과 외주면에 각각 나사가 형성된 튜브형 몸체(201) 및 각형의 플랜지부(202)를 가진다.

상기 튜브형 몸체(201)의 외주면에 구비된 나사(203)는 상기 용기 본체(101)의 상부에 형성된 개구부에 구비된 나사(미도시)와 상보적으로 결합된다. 그리고, 상기 튜브형 몸체(201)의 내주면에 구비된 나사(204)는 상기 밸브부재(400)와 상보적으로 결합된다. 여기서, 미설명 도면 부호 206은 기밀을 위한 실링부재 결합부를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 가스용기(100)는 프레임포트(200)를 결합하기 위한 프레임포트 결합부(110)를 포함하고 있다. 프레임포트 결합부(110)는 프레임포트(200)를 나사 결합하는 제1나사부(112), 프레임포트(200)를 수용하는 개공(116) 및 상기 개공을 형성하는 내벽(114)을 포함하고 있다.

한편, 도 2에 나타낸 바와 같이, 프레임포트(200)는 상기 가스 용기(100)와 연통되도록 형성된 가스 통기공(207), 상기 프레임포트 결합부(110)의 제1나사부(112)에 나사 결합하기 위한 제2나사부(203), 상기 프레임포트(200)를 상기 결합부(110)에 결합 시의 기밀을 위한 적어도 하나의 실링부재 결합부(도 3a의 206), 및 상기 실링부재 결합부(206)로부터 연장하는 연장단부(208)를 구비하고 있다. 실링부재(212)는 'O'링을 포함할 수 있다. 실링부재 결합부(206)는 'O'링을 삽입하기 위한 홈으로 형성된다.

상기 연장단부(208)는 상기 실링부재 결합부(206)로부터 단부까지 직경이 감소시키는 테이퍼부(211)을 포함할 수 있다. 즉, 연장단부(208)는 테이퍼부(211)에 의해 직경이 D1에서 D2로 감소될 수 있다. 따라서, 프레임포트(200)를 프레임포트 결합부(110)에 체결할 때에 프레임포트(200)가 여유있게 개공(116)에 삽입될 수 있다. 결과적으로, 프레임포트(200)는 삽입 시 제1나사부(112)나 내벽(114)을 손상시키는 것을 방지하는 것이 가능하다. 종래의 프레임포트(200)는 결합부(110)의 개공(116)에 꼭 맞도록 제조되었기 때문에 프레임포트(200)의 체결 시에 제1나사부(112)가 손상되거나 내벽(114)에 흠이 나는 경우가 있었으나, 본 발명에서는 연장단부(208)의 직경을 감소킴으로써 종래의 문제를 해결할 수 있었다.

또한, 연장단부(208)에는 가스용기(100)의 내부와 연통하면, 연장단부(208)의 연장방향에 횡방향으로 형성된 가스 통기공(207) 및 연장단부(208)의 연장방향과 동일 방향으로 형성된 검사용 통공(209)을 포함한다.

한편, 도 3a를 참조하면, 상기 프레임 포트(200)는 튜브형 몸체(201)의 끝단 중공부 측벽에 튜브형 몸체(201)를 관통하도록 가스 통기공(207)이 형성되어 있다. 상기 가스 통기공(207)이 프레임 포트(200)의 튜브형 몸체(201) 측벽으로 형성되는 것은 밸브부재(400)를 통해 가스 공급량을 정밀하게 제어 용이하도록 하기 위한 것이다.

그리고, 도 3b를 참조하면, 상기 프레임 포트(200)는 튜브형 몸체(201)의 끝단 중공부 바닥에 검사용 통공(209)이 형성되어 있어, 가스 용기(100)의 내부 검사시 검사 장비를 용이하게 가스 용기(100) 내부로 삽입할 수 있게 한다.

상기 검사용 통공(209)은 본 발명의 다른 특징점으로서, 가스 용기(100)를 정상적으로 사용하는 과정에서는 후술하는 캡부재(300)에 의해 밀폐된 상태를 유지하게 된다.

상기 캡부재(300)는, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 검사용 통공(209)을 덮는 뚜껑부(301)와, 상기 프레임 포트(200)의 중공부에 착탈 가능하게 결합되는 홀더(302) 및 상기 뚜껑부(301)와 홀더(302)를 연결하는 연결부(303)를 포함하여 구성된다.

상기 뚜껑부(301)는 고깔형이나 깔때기 등의 원추형 구조를 가지며, 그 상단부가 상기 연결부(303)와 이어지도록 성형 제작되는 것이 바람직하다.

상기 캡부재(300)는 금속재, 합성수지재 등으로 성형 제작될 수 있으며, 그 재질에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 상기 캡부재(300)의 뚜껑부(301) 저면에는 상기 검사용 통공(209)을 밀폐시켜 기밀성을 높여 주도록 돌출 형성된 씰링부재(미도시)가 구비될 수 있다.

상기 홀더(302)는 가스 용기의 검사시 검사자가 캡부재(300)를 효율적으로 제거하기 위해 용이하게 파지할 수 있도록 예를 들면, 파지홈이나 돌기부 또는 손잡이 등과 같은 파지수단을 구비하도록 제작되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 홀더(302)는 하단부가 상기 프레임 포트(200)의 내측에 단차지게 형성된 지지단(205)에 지지된다. 그리고, 이러한 지지구조에 더하여 상기 캡부재(300)는 홀더(302)의 상단부가 상기 밸브부재(400)의 체결에 의해 하방으로 압압되어 상기 프레임 포트(200)의 내부 중공부에 견고하게 지지된 상태로 결합될 수 있다.

또한, 상기 홀더(302)는 외측단으로 돌출 형성된 복수의 돌기부(304)를 가지며, 그 돌기부(304)가 상기 프레임 포트(200)의 중공부 내벽에 밀착된 상태로 견고하게 결합될 수 있다.

다른 한편으로는, 상기 홀더(302)의 돌기부(304)가 상기 프레임 포트(200)의 중공부 내벽에 형성된 키홈(미도시)에 상보적으로 결합되도록 변형된 구조를 가질 수도 있다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 이를 참조하면, 상기 프레임 포트(210)에는 튜브형 몸체(201)의 끝단 중공부 바닥에 상기 가스 용기(100)와 연통되는 단일의 검사용 통공(209)이 형성된 구성을 가진다.

여기서, 앞서 도시된 도면의 부호와 동일한 참조 부호는 동일 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 일측면에 따르면, 이 실시예에 의한 프레임 포트(210)에는 도 4a에 도시된 바와 같은 캡부재(310)가 조합되도록 결합된다.

도 4a를 참조하면, 상기 캡부재(310)는 중공형 몸체(311) 및 그 상단부에 방사상으로 확장 형성된 플랜지부(312)를 포함하여 구성된다.

상기 중공형 몸체(311)는 상기 검사용 통공(209)에 삽입되어 밀폐하도록 결합되고, 상기 플랜지부(312)는 상기 프레임 포트(210)의 중공부 내측에 단차지게 형성된 지지단(205)에 지지된다.

한편, 상기 중공형 몸체(311)의 끝단 중공부 측벽에는 중공부 내측과 연통될 수 있도록 중공형 몸체(311)를 관통하는 가스 통기공(313)이 형성되고, 그 가스 통기공(313)은 캡부재(310)가 프레임 포트(210)의 검사용 통공(209)에 삽입된 상태에서 용기 내부 공간으로 개구된 상태로 노출된다.

따라서, 상기 프레임 포트(210)에 캡부재(310)와 밸브부재(400)가 결합된 상태에서 상기 가스 통기공(313)은 가스 용기(100)의 내부 공간과 밸브부재(400)를 연통시키는 가스 통로를 형성하게 된다.

그리고, 상기 플랜지부(312)는 상기 밸브부재(400)가 상기 프레임 포트(200)에 체결될때 플랜지부(312)의 하단부는 상기 프레임 포트(210)의 중공부 내측에 단차지게 형성된 지지단(205)에 지지된다. 이와 동시에 상기 플랜지부(312)의 상단부는 상기 프레임 포트(210)에 나사 결합되도록 체결되는 밸브부재(400)에 의해 압압되도록 접촉됨으로써, 상기 캡부재(310)는 상기 프레임 포트(310)의 중공부에 고정된 상태로 결합된다.

도 5는 도 3a 및 도 3b에 의해 설명된 캡부재(300) 및 프레임 포트(200)의 변형된 실시예를 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다.

도 5에 예시된 실시예에 따르면, 상기 캡부재(300)를 상기 프레임 포트(200)에 정밀하게 결합하기 위한 수단으로, 상기 캡부재(300)의 저면과 상기 프레임 포트(200)의 중공부 바닥에 상보적인 결합수단(301a, 209a)을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

도 5를 참조하면, 상기한 상보적 결합수단은 프레임 포트(200)의 중공부 바닥면에 형성된 그루브(209a)와, 상기 그루브(209a)에 상보적으로 결합되도록 상기 캡부재(300)의 뚜껑부(301)의 저면에 형성된 원형돌기(301a)를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 상기 캡부재(300)를 프레임 포트(200)에 결합할 때 캡부재(300)의 뚜껑부(301)의 저면에 형성된 원형돌기(301a)가 프레임 포트(200)의 중공부 바닥면에 형성된 그루브(209a)에 들어맞도록 결합되어 밀폐성을 높여 줄 수 있도록 기능하게 된다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스 용기의 밸브 유닛 및 이를 포함하는 가스 용기의 기능 및 작용에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 가스 용기의 밸브 유닛 및 이를 포함하는 가스 용기에 따르면, 가스 용기(100)의 정기 검사시에 검사자가 프레임 포트(200)에 나사 결합된 밸브부재(400)를 풀어서 제거한다.

상기 밸브부재(400)가 제거되면 프레임 포트(200)의 중공부 내부가 개방됨으로써, 상기 프레임 포트(200)의 중공부에 설치되어 있는 캡부재(300)가 노출된다.

이에 따라, 검사자가 캡부재(300)의 홀더(302)를 파지하여 풀(PULL) 상태로 결합상태를 해제하여 제거한다.

상기 캡부재(300)가 제거되면 검사용 통공(209)이 노출되고, 이와 같이 노출된 검사용 통공(209)으로 검사자가 예를 들어 내시경 카메라 또는 조명기구 등을 가스 용기(100) 내부로 삽입하여 가스 용기(100)를 검사한다.

한편, 가스 용기(100)의 내부 검사가 끝나면 검사 기구를 빼고 프레임 포트(200)에 캡부재(300)를 삽입하여 검사용 통공(209)을 덮는다. 그리고 밸브부재(400)를 프레임 포트(200)에 나사 체결함으로써 가스 용기(100)에 가스를 재충전하여 사용할 수 있다. 여기서 신뢰성을 위하여 상기 캡부재(300)는 교체될 수도 있다.

본 발명은 이상에서 설명한 바와 같은 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 가스 용기 200 : 프레임 포트
201 : 튜브형 몸체 209 : 검사용 통공
300 : 캡부재 301 : 뚜껑부
302 : 홀더 303 : 연결부
310 : 캡부재 311 : 중공형 몸체

Claims (7)

1. 프레임 포트에 밸브부재가 결합된 가스 용기의 밸브 유닛에 있어서,
   상기 가스용기는 상기 프레임포트와 나사 결합을 위한 제1나사부를 가진 개구부를 구비하고,
   상기 프레임 포트는 상기 가스 용기와 연통되도록 형성된 가스 통기공, 상기 가스용기 개구부의 제1나사부에 나사 결합하기 위한 제2나사부, 상기 프레임포트를 상기 가스용기에 결합 시의 기밀을 위한 실링부재 결합부, 및 상기 실링부재 결합부로부터 연장하는 연장단부를 구비하고,
   상기 연장단부는 직경이 감소시키는 테이퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재 결합부는 적어도 하나의 'O'링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가스통기공은 상기 연장부의 연장방향에 횡방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 프레임포트는 상기 가스통기공 및 가스용기 내부에 연통하고, 상기 연장단부의 연장방향으로 형성된 검사용 통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 검사용 통공은 상기 프레임 포트에 착탈 가능한 상태로 결합되는 캡부재에 의해 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 캡부재는,
   상기 검사용 통공을 덮는 뚜껑부와;
   상기 프레임 포트의 중공부에 착탈 가능하게 결합되는 홀더; 및
   상기 뚜껑부와 홀더를 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
7. 제5항에 있어서,
   상기 캡부재는,
   상기 검사용 통공에 삽입되도록 결합되는 중공형 몸체와;
   상기 중공형 몸체의 끝단부에 형성되어 있는 가스 통기공과;
   상기 프레임 포트에 지지되도록 상기 중공형 몸체의 일단부에 방사상으로 확장 형성된 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 용기의 밸브 유닛.
   

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