KR20150105687A - 다원통형 압력 용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 다원통형 압력 용기는 원통형의 제1 측면부, 상기 제1 측면부에 연결되어 해당 용기의 외부 방향으로 볼록한 원형의 주름진 형태를 갖는 중간부 및 상기 중간부에 연결되는 원통형의 제2 측면부를 포함한다.

Description

다원통형 압력 용기{MULTI-CYLINDER PRESSURE TANK}
본 발명은 다원통형 압력 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 액체 연료의 저장 공간을 증가시켜 내부 응력을 분산시킬 수 있는 압력 용기에 관한 것이다.
한국등록특허 제10-1001200호는 액화 연료 저장장치에 관한 것으로, 연료가 저장되는 내부공간을 구비하는 저장탱크, 및 상기 저장탱크에 저장되는 액화 연료가 인입되도록 일단은 상기 저장탱크의 하단부에 연결되고 유입된 액화 연료가 기화된 후 상기 저장탱크의 상단부로 유입되도록 타단은 상기 저장탱크의 상단부에 연결되며, 저장탱크의 내부 압력에 따라 개폐되는 밸브부재를 구비하는 승압유닛을 포함하여, 승압유닛을 통해 저장탱크 내부 압력을 사용압력까지 즉각적으로 승압시킬 수 있으므로, 저장탱크 내부에 충진되는 연료의 압력에 관계없이 충전되는 연료를 즉시 사용할 수 있는 기술을 개시한다.
이러한 선행기술은 단순 원통형의 압력 용기에 액체 연료를 저장하여 저장 효율성을 높일 수 없는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1001200호
본 발명은 액체 연료 저장할 수 있는 다원통형 압력 용기를 제공하고자 한다.
본 발명은 해당 용기 내부에 제수격벽을 설치한 다원통형 압력 용기를 제공하고자 한다.
본 발명은 보강재 및 단열재를 통해 보강된 다원통형 압력 용기를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 다원통형 압력 용기는 원통형의 제1 측면부, 상기 제1 측면부에 연결되어 해당 용기의 외부 방향으로 볼록한 원형의 주름진 형태를 갖는 중간부 및 상기 중간부에 연결되는 원통형의 제2 측면부를 포함한다.
일 실시예에서, 다원통형 압력 용기는 해당 용기 내부에서 상기 제1 및 제2 측면부들 및 중간부를 구분하여 액체 유동을 억제하는 제수격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 측면부들 및 상기 중간부는 해당 용기의 내부 및 외부를 각각 둘러싸는 내판 및 외판으로 구현될 수 있고, 상기 내판 및 외판의 사이는 단열재를 포함하는 진공 형태로 구현될 수 있다.
상기 제1 및 제2 측면부들 및 상기 중간부는 상기 제1 측면부와 상기 중간부의 사이 및 상기 제2 측면부와 상기 중간부의 사이에 각각 내판 보강재 및 외판 보강재를 포함할 수 있다.
상기 내판 및 외판의 사이에는 해당 용기 하부에 비금속 내판 지지부재를 포함할 수 있다. 상기 내판 및 외판은 내판 보강재 및 외판 보강재를 각각 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 측면부들 및 상기 중간부는 해당 용기의 내부를 둘러싸는 단일판 및 해당 용기의 외부를 둘러싸는 단열재로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다원통형 압력 용기는 다원통형 구조를 통해 액체 연료 저장 공간 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다원통형 압력 용기는 해당 용기 내부에 제수격벽을 설치하여 액체 연료의 슬로싱 현상을 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다원통형 압력 용기는 보강재 및 단열재를 통해 보강되어 액체 연료의 저장 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다원통형 압력 용기를 설명하는 단면도 및 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대를 포함하는 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내판 보강재 및 외판 보강재를 포함하는 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일판에 의해 구현된 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 따른 다원통형 압력 용기를 설명하는 단면도 및 사시도이다.
도 1a를 참조하면, 다원통형 압력 용기(100)는 제1 및 제2 측면부들(110) 및 중간부(120)를 포함한다.
제1 및 제2 측면부들(110)은 다원통형 압력 용기(100)의 좌우 측면에 배치되며, 중앙의 중간부(120)에 의해 서로 연결된다. 제1 및 제2 측면부들(110) 및 중간부(120)는 형상 및 기능에 따라 분리한 것으로, 하나의 일체의 형상 및 재료에 의해 구현될 수 있다.
제1 및 제2 측면부들(110) 각각은 원통형의 형태로 구현될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 측면부들(110)은 원통형으로 구현되어 해당 용기 내부의 액체 연료에 의해 하중을 받을 때, 발생하는 응력이 원환 응력으로 치환될 수 있도록 할 수 있다. 여기에서, 원환 응력은 다원통형 압력 용기(100)의 하부 판 전체에 고르게 분포될 수 있는 특징을 갖는다.
제1 및 제2 측면부들(110)이 원환 응력을 받는 경우, 내압에 대한 응력이 불균일 하게 발생하는 보강된 평판(stiffened plate)에 비하여 내부 압력을 효율적으로 견딜 수 있다. 또한, 제1 및 제2 측면부들(110)은 원통형으로 구현되는 경우, 다원통형 압력 용기(100) 제작을 위한 재료의 양을 줄일 수 있다.
중간부(120)는 제1 및 제2 측면부들(110) 사이에 배치되어 해당 측면부들을 연결한다. 중간부(120)는 다원통형 압력 용기(100)의 외부 방향으로 볼록한 원형의 주름진 형태를 갖는다. 중간부(120)는 하나의 볼록한 원형을 포함하는 형태로 제작될 수 있고, 도 1b와 같이 복수의 볼록한 원형을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 다원통형 압력 용기(100)는 해당 용기 내부에서 상기 제1 및 제2 측면부들(110) 및 중간부(120)를 구분하여 액체 유동을 억제하는 제수격벽(130)을 더 포함할 수 있다.
다원통형 압력 용기(100)는 내부에 적당한 간격으로 설치된 재수 격벽을 통해 해당 용기가 내부 압력으로 인해 과도하게 변형되거나, 과도한 응력이 발생되는 것을 효율적으로 줄일 수 있으며, 액화 천연 가스(LNG)의 슬로싱 현상도 제어할 수 있다. 다만, 제수격벽(130)은 다원통형 압력 용기(100)의 강도를 고려하여 생략하거나 최소화 될 수 있다.
도 1b에서, 다원통형 압력 용기(100)는 전체적으로 복수개의 원통형 압력 용기를 나란하게 배열하여 결합한 형태에 해당할 수 있다. 제1 및 제2 측면부들(110) 양측면에 위치한 원통들에 해당하고, 중간부(120)는 제1 및 제2 측면부들(110) 사이에 위치한 원통(들)에 해당할 수 있다.
다원통형 압력 용기(100)는 복수개의 원통형을 연결시키되 각각 원통형의 모양을 유지하도록 하여, 내부 압력을 견디기에 효율적인 구조를 유지할 수 있다.
또한, 다원통형 압력 용기(100)는 다원통형 구조를 통해 단순 원통형 구조에서 발생하는 공간 활용의 비효율성을 보완할 수 있다.
단순 원통형 구조의 압력 용기는 사각형 형상의 용기보다 해당 용기를 설치하기 위한 공간을 더 많이 차지하여, 단순 원통형 구조의 압력 용기의 개수가 증가할수록 공간 활용성은 점차 저하될 수 있다.
반면, 다원통형 압력 용기(100)는 복수의 원통형 압력 용기들을 결합한 형태로 제작되어 원환 응력을 받는 원형의 장점과 공간 활용성을 높이는 장점을 모두 가질 수 있다.
일 실시예에서, 다원통형 압력 용기(100)는 지지대(140)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대를 포함하는 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
다원통형 압력 용기(100)의 제1 및 제2 측면부들(110) 및 중간부(120)는 2중 구조로 구현될 수 있다. 해당 2중 구조는 내판(210) 및 외판(220)을 포함할 수 있고, 내판(210) 및 외판(220) 사이의 공간은 진공상태를 유지할 수 있고, 단열재에 의해 충전될 수 있다. 다원통형 압력 용기(100) 내부의 액체 연료는 해당 진공 상태 및 단열재를 통해 외부와 단열될 수 있다.
다원통형 압력 용기(100)는 보강재(211 및 221), 외판 지지부재(231) 및 내판 지지부재(232)를 더 포함할 수 있다.
보강재(211 및 221)는 다원통형 압력 용기(100)가 지지대(140) 위에 놓이는 경우, 해당 지지대(140)와 인접한 부분에 발생하는 많은 하중을 견딜 수 있도록 하는 기능을 한다.
내판 보강재(211, Stiffener 또는 Web)는 해당 용기의 하부에서 내부 방향으로 설치될 수 있다.
반면, 외판 보강재(221)는 내판(210) 및 외판(220) 사이의 공간에 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 외판 지지부재(231)는 내판(210) 및 외판(220) 사이의 공간에 형성될 수 있다. 외판 지지부재(231)는 외판(220)의 보강을 위해 다원통형 압력 용기(100)의 상단에 설치될 수 있다. 외판 지지부재(231)는 내판(210) 및 외판(220) 사이의 공간이 진공상태로서 대기압의 외력을 견딜 수 있도록 한다. 외판 지지부재(231)는 제1 및 제2 측면부들(110) 및 중간부(120)의 사이 또는 중간부(120)의 각 주름 구조 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 외판 지지부재(231)는 단열 효과가 높은 폴리우드(Polywood), 목재(Wood) 등과 같은 비금속 구조물을 사용하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 내판 지지부재(232)는 내판(210) 및 외판(220) 사이의 공간에 설치될 수 있다. 내판 지지부재(232)는 다원통형 압력 용기(100)의 하부에서 내판(210)을 지지하여 지탱할 수 있는 기능을 한다. 내판 지지부재(232)는 단열 효과가 높은 폴리우드(Polywood), 목재(Wood) 등과 같은 비금속 구조물을 사용하여 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내판 보강재 및 외판 보강재를 포함하는 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
내판 보강재(310)는 다원통형 압력 용기(100) 내부 방향으로 설치될 수 있다. 내판 보강재(310)는 도 2와 달리, 내판(210) 전체에 도포되는 형태로 형성될 수 있다.
외판 보강재(320)는 다원통형 압력 용기(100) 외부 방향으로 설치될 수 있다. 외판 보강재(320)는 도 2와 달리, 외판(220) 전체에 도포되는 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 외판 보강재(320) 설치를 위한 공간 제약이 없고, 단열 효과를 높일 수 있는 장점이 있으나, 다원통형 압력 용기(100)가 차지하는 전체 공간이 늘어나는 단점이 있다.
다원통형 압력 용기(100)는 외판 보강재(320)가 외판(220) 전체에 도포되는 형태로 형성되는 경우, 별도의 외판 지지부재(231)를 구비하지 않을 수 있다.
결과적으로, 다원통형 압력 용기(100)는 구조 강도적 보강문제를 해결하기 위해, 해당 용기 내부에 제수격벽(130)을 설치하여 보강하고, 외판의 구조 강도는 외판 지지부재(231) 또는 외판 보강재(320)를 통해 보강할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일판에 의해 구현된 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
도 4에서, 다원통형 압력 용기(100)의 제1 및 제2 측면부들(110) 및 중간부(120)는 단일판 구조로 구현될 수 있다. 다원통형 압력 용기(100)는 단일판(410) 및 단열재(420)을 포함할 수 있다.
단일판 구조의 다원통형 압력 용기(100)는 진공이 아닌 단열재(420)를 통해 해당 용기를 외부와 단열하며, 여기에서 단열재(420)는 Form Insulation을 통해 구현될 수 있다. 단일판 구조의 다원통형 압력 용기(100)는 별도의 외판(220)을 필요로 하지 않는다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조 다원통형 압력 용기의 단면도이다.
도 5에서, 다층 구조의 다원통형 압력 용기(500)는 네 개의 모서리를 원통형의 측면부로 구현하고, 각각의 모서리를 연결하는 면을 원형의 주름진 중간부의 형태로 구현될 수 있다.
다층 구조의 다원통형 압력 용기(500)는 도 1 내지 도 4에서 살펴본 단층 구조의 다원통형 압력 용기(100)와 마찬가지로, 지지대(140), 외판 지지부재(231), 내판 지지부재(232), 내판 보강재(211), 외판 보강재(221) 등을 더 포함할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 다원통형 압력 용기
110: 제1 및 제2 측면부들 120: 중간부
130: 제수격벽 140: 지지대
210: 내판 211: 내판 보강재
220: 외판 221: 외판 보강재
231: 외판 지지부재 232: 내판 지지부재
310: 내판 보강재 320: 외판 보강재
410: 단일판 420: 단열재
500: 다층 구조 다원통형 압력 용기

Claims (8)

  1. 원통형의 제1 측면부;
    상기 제1 측면부에 연결되어 해당 용기의 외부 방향으로 볼록한 원형의 주름진 형태를 갖는 중간부; 및
    상기 중간부에 연결되는 원통형의 제2 측면부를 포함하는 다원통형 압력 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    해당 용기 내부에서 상기 제1 및 제2 측면부들 및 중간부를 구분하여 액체 유동을 억제하는 제수격벽을 더 포함하는 다원통형 압력 용기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면부들 및 상기 중간부는
    해당 용기의 내부 및 외부를 각각 둘러싸는 내판 및 외판으로 구현되는 것을 특징으로 하는 다원통형 압력 용기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 내판 및 외판의 사이는
    단열재를 포함하는 진공 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 다원통형 압력 용기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면부들 및 상기 중간부는
    상기 제1 측면부와 상기 중간부의 사이 및 상기 제2 측면부와 상기 중간부의 사이에 각각 내판 보강재 및 외판 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다원통형 압력 용기.
  6. 제3항에 있어서, 상기 내판 및 외판의 사이는
    해당 용기 하부에 비금속 내판 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다원통형 압력 용기.
  7. 제3항에 있어서, 상기 내판 및 외판은
    내판 보강재 및 외판 보강재를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다원통형 압력 용기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면부들 및 상기 중간부는
    해당 용기의 내부를 둘러싸는 단일판 및 해당 용기의 외부를 둘러싸는 단열재로 구현되는 것을 특징으로 하는 다원통형 압력 용기.
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