KR20190006915A - 관 이음매 - Google Patents

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KR20190006915A
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마사히로 타케자와
유우키 테라소마
키요시 기무라
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가부시끼가이샤 다쓰노
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Abstract

충전 중에 차량이 이동하는 등의 긴급시에 계량기 측 부재와 차량 측 부재가 분리하여도 계량기 측 부재 혹은 차량 측 부재의 구성 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있는 관 이음매를 제공한다.
본 발명의 관 이음매(100)는 내부에 유로(1A)가 형성된 원통상의 플러그(10)와, 상기 플러그(10)가 삽입되면 차단밸브가 열리고(플러그 내 유로(1A)와) 연속하여 유로(소켓 내 유로(21A))가 형성되는 소켓(20)으로 구성되고, 소켓(20)에서 플러그(10)가 이탈하면 차단밸브가 닫히는 관 이음매(100)에 있어서, 상기 플러그 내 유로(1A)와 상기 소켓 내 유로(21A)(의 중심축)가 동일 직선상으로 배치되지 않으며, 상기 플러그(10) 또는 소켓(20) 중 어느 한쪽에 설치된 밸브대를 보호하는 커버(50)를 설치하고 있다.

Description

관 이음매{Pipe Connector}
본 발명은 예를 들면 연료로 사용되는 수소 가스 등의 기체를 충전하기 위한 충전장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 당해 충전장치에서 긴급 상황 시에 충전장치와 충전호스를 분리하는 관 이음매에 관한 것이다.
예를 들면 도 12에서 나타내는 바와 같이, 수소를 연료로 주행하는 차량(A)에 연료를 공급하는 경우, 수소 충전소에서 충전호스(201) 선단에 설치한 충전노즐 (202)과 차량 측 충전구(203)를 접속하여 수소 가스를 충전한다. 이 충전은 차량(A)에 탑재된 수소 탱크(204)의 최고 사용 압력에 근거하여 제어하면서 실행된다.
여기서, 예컨대 충전 중에 차량(A)이 이동하는 등의 이유로 충전호스(201)가 당겨지면 수소충전장치(200)를 쳐서 파손되어 수소 가스가 분출하고, 혹은 충전노즐(202), 충전호스(201) 등의 기기가 파손되어 수소 가스가 분출하여 위험한 상태가 된다. 이러한 사태를 방지하기 위해, 긴급이탈용 관 이음매(300)를 수소충전장치(200)와 충전호스(201) 사이의 영역에 설치하고, 일정 이상의 인장 하중이 작용된 경우에는 긴급이탈용 관 이음매(300)가 분리되도록 하여 수소충전장치(200)나 충전노즐 (202) 및 충전호스(201)등의 기기가 파손되는 사태를 방지하고 있다.
그러한 긴급이탈용 관 이음매로서 계량기 측(수소충전장치(200) 측)의 부재에서의 유로(계량기 측 호스에 연통하는 유로)와, 차량 측의 부재에서의 유로(충전노즐의 호스에 연통하는 유로)가 직교하여 배치된 관 이음매가 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
그러나, 이러한 긴급이탈용 관 이음매(특허문헌 1의 관 이음매)는 계량기 측의 부재 혹은 차량 측의 부재 모두 가늘고 긴 로드를 구비하고 있으며, 상기 이음매의 계량기 측 부재와 차량 측 부재가 분리되면, 상기 가늘고 긴 로드가 노출된다. 그래서, 상기 가늘고 긴 로드를 구비하는 부재가 낙하하거나 혹은 계량기나 차량과 충돌함으로써, 노출된 당해 로드가 파손될 우려가 존재한다.
여기서, 이러한 문제점을 해소하는 기술은 현시점에서는 아직 제안되어 있지 않다.
일본 특개2007-120717호 공보
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 충전 중에 차량이 이동하는 등의 긴급 상황 시에 계량기 측 부재(수소충전기 측 부재)와 차량 측 부재가 분리하여도, 계량기 측 부재 혹은 차량 측 부재의 구성부품이 파손되는 것을 방지할 수 있는 관 이음매의 제공을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 관 이음매(100:긴급이탈용 관 이음매)는 내부에 유로(1A:플러그 내 유로)가 형성된 원통상의 플러그(10)와, 상기 플러그(10)가 삽입되면 차단밸브가 열리고, (플러그 내 유로(1A)와) 연속하여 유로(소켓 내 유로(21A))가 형성되는 소켓(20)으로 구성되며, 소켓(20)에서 플러그(10)가 이탈하면 차단밸브가 닫히는 (긴급이탈용의) 관 이음매(100)에 있어서, 상기 플러그(10) 내의 유로(플러그 내 유로(1A))와 상기 소켓(20) 내의 유로(소켓 내 유로(21A))(의 중심축)가 동일 직선상으로 배치되지 않고, 직교를 포함하여 서로 교차하도록 배치되어 있으며, 상기 플러그(10) 또는 소켓(20) 중 어느 한쪽에 설치된 밸브대(예를 들면 플러그 측 로드(2))를 보호하는 커버(50)를 설치하는 것을 특징으로 한다.
여기서 커버(50)는 상기 밸브대(예를 들면 플러그 측 로드(2))보다 길이방향 치수가 길고, 상기 밸브대를 완전히 덮는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
또 본 발명의 관 이음매(100)는 계량기(수소 충전기) 근방의 위치에서 충전 노즐에 연통하는 호스의 기부(基部) 근방에 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 커버(50)는 상기 밸브대(2)가 설치되지 않은 측의 부재의 일부를 포위하고, 상기 플러그(10) 및 소켓(20)에 설치 가능한 형상을 갖는 것이 바람직하다.
여기서 "설치 가능"이란, 상기 커버가 충전 중에 차량이 이동하는 등의 긴급시에 계량기 측 부재(수소 충전기)와 차량 측 부재가 분리하는 것을 방해하지 않지만, 분리 후에 상기 커버가 계량기 측 부재 혹은 차량 측 부재에서 이격하는 것을 방지할 수 있는 정도의 결합인 것을 의미한다.
또 본 발명에서 금속제의 본체부(31)에 수소 가스 유로(31A)와 연통하는 탈압용 연통공(31B)을 형성하고, 상기 탈압용 연통공(31B)에 삽입 가능한 금속제의 탈압용 플러그(32)를 설치하며, 탈압용 연통공(31B)과 탈압용 플러그(32)에는 상보 형상의 테이퍼부(탈압용 플러그(32)의 핀 테이퍼부(32B), 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB))를 형성한 탈압기(30, 30A)를 상기 플러그(10) 또는 소켓(20) 중 어느 한쪽에 설치하는 것이 바람직하다.
이 경우, 충전 유체(예를 들면 수소 가스)가 유출되는 릴리프 회로(31C)를 형성하고, 릴리프 회로(31C)는 상기 탈압용 연통공(31B)에 연통하고 있으며, 릴리프 회로(31C)의 출구는 탈압용 플러그(32) 위쪽에서 떨어진 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
상기 탈압기(30)에서, 탈압용 플러그(32)의 수소 유로 측 선단부(32A: 핀 선단부)의 길이(L)와 탈압용 연통공(31B)의 수소 유로 측 선단부(31BA:소경부)의 길이(HL)가 긴 것이 바람직하다.
단, 상기 탈압기(30A)에서 탈압용 플러그(32)의 수소 유로 측 선단부(32A: 핀 첨단부)의 길이(L)가 짧은 경우에는, 회전방지 핀 삽입공(31D)을 설치하는(육각봉 스패너(S)의 회전을 억제하는 회전방지 핀(P)을 삽입 가능하게 구성하는) 것도 가능하다.
상술한 구성을 구비하는 본 발명에 따르면, 상기 플러그(10) 혹은 소켓(20)중 어느 한쪽에 설치한 밸브대(예를 들면 플러그 측 로드(2))를 포위(보호)하는 커버(50)를 설치하고 있으므로, 충전 중에 차량이 이동하는 등의 긴급 상황 시에 계량기 측(충전기 측)부재와 차량 측 부재가 분리되어도, 상기 밸브대(예를 들면 플러그 측 로드(2))는 상기 커버(50)로 포위(보호)되어 있으므로, 상기 밸브대를 설치한 측의 부재(플러그(10) 혹은 소켓(20) 중 어느 한쪽)가 낙하했을 때나, 계량기나 차량과 충돌했을 때, 상기 밸브대는 상기 커버(50)로 덮여 있기 때문에 충격이 직접 가해지지 않는다. 그 때문에 상기 밸브대(예를 들면 플러그 측 로드(2))가 훼손되는 것이 방지된다.
여기서 본 발명의 관 이음매(100)를 충전노즐의 호스에 장착하면 본 발명의 관 이음매(100)만큼 호스의 중량이 커져서 충전 작업자가 호스의 처리에 불편함을 느낄 우려가 존재한다. 반면, 본 발명의 관 이음매(100)를 계량기(수소 충전기) 근방의 위치에서 충전노즐에 연통하는 호스의 기부 근방에 배치하면, 본 발명의 관 이음매(100)는 계량기에서 지지되기 때문에 호스의 중량이 증가하는 것이 방지되어 호스의 처리가 불편하게 될 우려도 없다.
본 발명에서 상기 플러그(10) 내의 유로(플러그 내 유로(1A))와 상기 소켓(20) 내의 유로(소켓 내 유로(21A))(의 중심축)가 동일 직선상으로 배치되지 않으므로(예를 들면 직교하여 배치되어 있으므로), 플러그(10) 내 밸브대(2:로드)와 소켓(20) 내 밸브대(22:로드)의 중심축도 일직선상에는 존재하지 않고, 플러그(10) 내 밸브대(2:로드)와 소켓(20)내 밸브대(22:로드)는 선단(핀 접속단부)끼리 부딪힌 상태(이른바" 충돌한" 상태)로 일직선에 배치되지 않으며, 서로 눌러 맞추는(서로 미는) 상태로도 되지 않는다.
그 때문에, 고압의 수소 가스를 공급해도 소켓 측 핀(소켓(20) 내 밸브대(22))과 플러그 측 핀(플러그(10) 내 밸브대(2))의 선단끼리가 눌러 맞추는 힘이 증가되는 일도 없고, 소켓(20)과 플러그(10)가 분리되는 일도 없다. 그리고 소켓 측 핀(소켓(20) 내 밸브대(22))과 플러그 측 핀(플러그(10) 내 밸브대(2)의 선단끼리가 눌러 맞추지 않고, 소켓(20)과 플러그(10)가 분리하는 방향과는 일치하지 않기 때문에 분리된 소켓(20)과 플러그(10)가 날아가는 일도 없다.
추가로, 소형, 경량화가 가능하게 되며 또한 예를 들면 고압의 수소 가스를 충전할 때에 충전호스의 조작성이 향상된다.
또 본 발명에서 탈압기(30, 30A)를, 상기 플러그(10) 또는 소켓(20) 중 어느 한쪽에 설치하면 예를 들어 상기 플러그(10)와 소켓(20)이 분단하여도 탈압기(30, 30A)를 개재하여 충전호스 내의 고압 수소 가스를 작은 유량으로 충전 호스 외(탈 압기 30, 30A 외)로 유출할 수 있다. 그 때문에 고압 수소 가스가 급격하게 분출하는 것이 방지되고, 수소 가스의 급격한 분출에 의해 충전호스가 제멋대로 돌아다니는(이른바 "날뛰는" 현상) 것이 방지된다.
여기서 상기 탈압기(30, 30A)에 있어서, 금속제의 본체부(31)에 수소 가스 유로(31A)와 연통하는 탈압용 연통공(31B)을 형성하고, 상기 탈압용 연통공(31B)에 삽입 가능한 금속제의 탈압용 플러그(32)를 설치하며, 탈압용 연통공(31B)과 탈압용 플러그(32)에는 상보형상의 테이퍼부(탈압용 플러그(32)에서의 핀 테이퍼부 (32B), 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB))를 형성하고 있으면, 탈압용 플러그(32)의 테이퍼부(32B:핀 테이퍼부)와 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)와의 당접 부분이 금속 밀봉 실을 구성하여 수소 가스 유로(31A)를 흐르는 고압의 수소 가스를 완전히 차단할 수 있다.
그리고 탈압 시에는 탈압용 플러그(32)에서의 테이퍼부(32B:핀 테이퍼부)와 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)의 당접을 해제하면, 탈압용 플러그(32)의 수소 유로 측 선단부(32A:핀 선단부, 지름치수 φ)의 외주와 탈압용 연통공(31B)의 수소 유로 측 선단부(31BA:소경부, 내경 d) 내주와의 사이에 형성되는 틈(단면적(π/4)(d2-φ2)의 원환상의 틈)이 오리피스로서 기능하고, 상기 오리피스를 통과하여 흐르는 고압의 수소 가스에 압력손실을 주기 때문에, 탈압기(30, 30A)에서 유출하는 수소 가스의 분사속도가 늦어지게 되어 탈압기(30, 30A)가 도중에 마련되어 있는 충전 호스가 제멋대로 돌아다니는(이른바 "날뛰는" 현상) 것이 방지된다.
또 수소 가스가 유출하는 릴리프 회로(31C)를 형성하고, 릴리프 회로(31C)의출구를 탈압용 플러그(32) 위쪽에서 떨어진 위치에 형성하면, 플러그(32) 위쪽의 육각구멍(32E:플러그 육각구멍)에 육각봉 스패너(S:육각 렌치)를 삽입하여 회전할 때에 금속끼리의 접촉에 의해 불꽃이 생기더라도 릴리프 회로(31C)에서 수소 가스가 유출하는 위치는 금속끼리의 접촉에 의해 불꽃이 생기는 위치에서 떨어져 있으므로, 수소 가스에 불꽃이 인화하는 위험성은 매우 적어지게 되어 안전성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 개요를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에서 플러그와 소켓이 결합된 상태를 나타내는 설명 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에서 플러그와 소켓이 분리된 상태를 나타내는 설명 단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B시시 단면도이다.
도 6은 실시형태의 탈압기의 단면도이다.
도 7은 도 6의 C-C선 단면도이다.
도 8은 탈압용 플러그가 상승하여 수소 가스 유로에서 릴리프 회로에 유출 가능하게 된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 6~도 8과는 다른 양태의 탈압기에서 탈압용 플러그가 상승하여, 수소 가스가 릴리프 회로에 유출가능하게 된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 탈압기의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 관한 커버를 나타내는 사시도이다.
도 12는 수소 충전소의 개요를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1에서 본 발명의 실시형태에 관련한 관 이음매(긴급이탈용 관 이음매)는 전체가 부호 100으로 나타나 있고, 관 이음매(100)는 원통상의 플러그(10)(도 1에서는 플러그(10)는 후술하는 커버(50)로 덮여 있다)와 소켓(20)을 구비하고 있으며, 소켓(20)은 플러그(10)과 결합하면(플러그(10)가 삽입되면) 차단밸브가 열리고 플러그 내 유로(1A)(도 2)와 연속하여 소켓 내 유로(21A)(도 2등을 참조)가 형성되도록 구성된다. 도 1에서 나타내는 상태에서는 플러그(10)와 소켓(20)은 결합하고 있다.
여기서 플러그(10)는 기본적으로 차량(도 1에서는 도시하지 않음) 측에 연결하고, 소켓(20)은 기본적으로 수소 충전기(혹은 디스펜서, 계량기:도 1에서는 도시하지 않음) 측에 연결된다. 단, 플러그(10)를 수소 충전기 측에 배치하고, 소켓(20)은 차량 측에 배치하는 것도 가능하다.
플러그(10) 내의 플러그 내 유로(1A)(도 2)와 소켓(20) 내의 소켓 내 유로 (21A)(도 2)의 중심축은 직교하여 배치되어 있고, 플러그 내 유로(1A)와 소켓 내 유로(21A)는 동일 직선상으로 배치되어 있지 않다.
플러그 내 유로(1A), 소켓 내 유로(21A) 등을 포함하는 플러그(10), 소켓(20)의 구성 및 기능(플러그(10)와 소켓(20)이 결합된 상태 및 분리된 상태의 구성 및 기능)에 대해서는 도 2~도 5를 참조하여 후술하지만, 도 1에서 플러그 내 유로(1A)의 중심축과 소켓 내 유로(21A)의 중심축은 각각 C1, C2로 나타내고 있다.
도 1에서 플러그 내 유로(1A)의 중심축(C1)의 차량 측(도 1에서 좌측)으로 연장된 영역에는 도시하지 않는 충전호스가 배치되고, 소켓 내 유로(21A)의 중심축(C2)의 수소 가스 도입구 측(도 1에서 상측)은 도시하지 않는 수소 충전기에 접속된다.
플러그(10)에 설치된 플러그 측 로드(2)(도 2~도 5)를 보호하기 위해 커버(50)가 설치되어 있고, 커버(50)는 플러그 측 로드(2)보다 길이방향치수가 길며, 플러그 측 로드(2)를 완전히 덮는 형상으로 구성된다.
도 1에서 커버(50)는 플러그 내 유로(1A)의 중심축(C1) 방향으로 플러그(10)의 양단 근방까지 포위하고 있고, 플러그(10) 내에 설치된 플러그 측 로드(2)를 완전히 포위하고 있다.
또, 커버(50)는 플러그(10)에 설치되어, 소켓(20)의 일부(도 1에서는 소켓( 20)의 아래쪽 부분)를 포위하고 있다. 여기서 커버(50)는 수소 충전 중에 차량이 이동하는 등의 긴급시에 플러그(10)와 소켓(20)이 분리하는 것을 방해하지 않지만, 분리 후에 커버(50)가 플러그(10)에서 떨어지지 않는 정도로 플러그(10)에 결합하고 있다.
또한 관 이음매(100)는 수소 충전기(200)(도 12) 근방의 위치에서 충전호스 (201) 기부 근방에 배치되어 있다.
도 1에서 커버(50)로 포위된 플러그(10)의 차량 측 단부(도 1의 좌측 단부)에는 탈압기(30)(혹은 30A)가 설치되어 있다. 탈압기(30)는 커버(50)로 포위되지 않고, 도 1에서는 탈압기(30)의 외측면에 형성된 탈압용 플러그를 삽입하는 플러그육각구멍(32E)이 노출되어 나타나 있다.
탈압기(30)의 반경방향 중심에는 수소 가스 유로(31A)(도 6~도 9)가 형성되어 있고, 수소 가스 유로(31A)는 플러그(10)의 플러그 내 유로(1A)(도 2~도 5)에 접속하고 있다. 탈압기(30)의 차량 측(도 1에서 좌측)에는 도시하지 않은 충전호스가 배치된다.
도 1의 부호 31F는 차량 측의 충전호스를 접속하기 위한 오목부를 나타내고, 부호 31C는 탈압기(30)의 릴리프 회로(의 외측면의 출구)를 나타내고 있다. 또한, 탈압기(30)(혹은 30A)는 도 6~도 10을 참조하여 후술한다.
도 2~도 5를 참조하여, 관 이음매(100)의 플러그(10) 및 소켓(20)에 대해서 설명한다. 여기서 도 1에서 설명한 커버부재(50)에 대해서는 도시의 간략화를 위해 도 3, 도 5에서는 점선으로 나타내고 있다. 또 도시의 복잡함을 회피하기 위해 도 2, 도 4에서는 커버부재(50)를 생략하여 나타낸다.
도 2에서 전체가 원통상의 플러그(10)는 플러그 본체(1)와 플러그 측 로드 수납 케이스(3)을 구비하고 있다.
플러그 본체(1)의 차량 측(도 2에서 우측) 단부의 중앙부(도 2의 상하방향 중앙부)에는 수소 가스 공급구(1B)가 설치되어 있다.
플러그 본체(1)에는 도 2의 좌우방향에 플러그 내 유로(1A)가 형성되어 있으며, 플러그 내 유로(1A)에는 확경부(擴俓部)인 플러그 측 밸브체 수용부(1C)가 설치되어 있다. 플러그 내 유로(1A)는 플러그 측 로드 수납 케이스(3) 내의 유로와 연통하고, 플러그 측 밸브체 수용부(1C) 내의 유로를 개재하여 수소 가스 공급구(1B)에 연통하고 있다.
플러그 내 유로(1A)에는 플러그 측 로드(2)가 수용되고 플러그 측 로드(2)의 소켓(20)에서 이격된 측(도 2에서 우측)의 선단에는 플러그 측 밸브체(6)가 설치되어 있다.
밸브체 수용부(1C) 내에 수용된 플러그 측 밸브체(6)의 차량 측(도 2에서 우측)에는 플러그 측 스프링(4)이 배치되어 있고, 플러그 측 밸브체(6)를 소켓(20) 측(도 2에서 좌측)에 힘을 가하고 있다. 그리고 플러그 측 밸브체(6)와 밸브 시트 (1F)에 의해 플러그 측 차단밸브(5)가 구성되고, 플러그 측 차단밸브(5)는 플러그 측 유로(1A)를 차단하거나 혹은 개방하는 기능을 가지고 있다.
플러그 측 로드(2)에서 밸브체(6)와는 반대측(도 2에서 좌측)의 선단부는 계지부(2A)를 구성하고 있다.
도 2에서 플러그 본체(1)의 수소 가스 공급구(1B)의 반경방향 바깥쪽에는 플랜지부(1D)가 설치되어 있다. 플랜지부(1D)는 도시하지 않은 탈압기(30)(혹은 30A:도 1, 도 6~도 10 참조)와의 접속면이다. 그리고 플러그(10)와 소켓(20)을 접속할 때에 플랜지부(1D)의 탈압기(30)(도 1)와의 접속면과의 반대측 면(도 2에서 플랜지(1D)의 좌측의 면)이 플러그 수납용 하우징(26)과 당접한다.
플러그 본체(1) 외주면에는 결합홈(1E)이 설치되어 있으며, 플러그(10)와 소켓(20)을 결합하는 결합용 볼(40)이 감합한다.
플러그 측 로드 수납 케이스(3)는 플러그 본체(1)로부터 소켓(20) 측(도 2에서는 좌측)에 돌출하고 있다. 소켓(20) 측 단부에는 폐쇄된 중공 통상의 개구 부분 (21C)가 형성되어 있으며, 도 2, 도 3에서는 개구 부분(21C)의 내부공간에 플러그 측 로드(2)가 수납되어 있다.
플러그 측 로드 수납 케이스(3)의 외주의 소정위치(소켓 측 로드(22)의 하단부에 대응하는 위치)에는 유로접속용 개구(3A)가 형성되어 있다. 도 2의 상태에서는 플러그 측 로드 수납 케이스(3)는 소켓(20)(소켓 본체(21))의 개구 부분(21C)에 삽입되어 있고 플러그 내 유로(1A)와 소켓 내 유로(21A)는 개구(3A)를 개재하여 연통하고 있다.
도 3에서 플러그 측 로드 수납 케이스(3)의 소켓(20) 측의 선단 근방에 계지용 볼용 홈(3B)이 형성되어 있고, 계지용 볼용 홈(3B)에는 계지용 볼(7)이 지지되고 있다.
도 3에서 나타내는 것처러 플러그 측 로드(2)의 계지부(2A)의 테이퍼부에 의해 계지용 볼(7)은 반경방향 바깥쪽으로 눌려진다. 그러나 도 3에서 나타내는 상태에서는 소켓(20)의 개구 부분(21C)의 내벽면에 의해 계지용 볼(7)은 반경방향 바깥쪽으로는 이동할 수 없다.
한편, 도 5에서 나타내는 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)이 분리된 상태에서는 계지용 볼(7)의 반경방향 바깥쪽으로의 이동을 방해하는 부재는 존재하지 않으며, 계지용 볼(7)은 (플러그 측 로드 수납 케이스(3)의) 반경방향 바깥쪽에 위치하고 있다.
도 2에서 전체가 원통상의 소켓(20)은 소켓 본체(21)와 플러그 수납용 하우징(26)을 구비하고 있다.
소켓 본체(21)의 수소 충전기 측(도 2에서는 상방 측) 단부의 중앙부에는 수소 가스 도입구(21B)가 설치되어 있다.
소켓 본체(21)의 도 2의 좌우방향 중앙부에는 상하방향으로 연재하는 소켓 내 유로(21A)가 형성된다. 소켓 내 유로(21A)에서의 확경된 소켓 측 밸브체 수용부 (21D)에는 소켓 측 밸브체(25)가 수용되어 있다.
소켓 내 유로(21A)는 수소 가스 도입구(21B)로부터 소켓 측 밸브체 수용부 (21D), 소켓 측 로드(22)의 중공부를 개재하여 소켓 본체(21)의 개구 부분(21C)에 연통하고 있다. 여기서 개구 부분(21C)의 플러그(10)에서 격리되는 측(도 2의 좌측)의 단부는 개방되어 있다.
도 2, 도 3에서는 개구 부분(21C) 내에는 플러그 측 로드 수납 케이스(3)가 삽입되고, 소켓 내 유로(21A)는 소켓 측 로드(22) 내의 중공 부분과, 플러그 측 로드 수납 케이스(3)의 개구(3A)를 개재하여 플러그 내 유로(1A)에 연통하고 있다.
소켓 본체(21)의 개구 부분(21C)의 내주에는 O 링(SS1, SS2)이 각각 설치되어 있다.
소켓 측 밸브체(25)에는 중공의 소켓 측 로드(22)가 접속하고 있다. 소켓 측 밸브체(25)의 수소 가스 도입구(21B) 측(도 2에서 상측)에는 소켓 측 스프링(23)이 배치되어 있으며, 소켓 측 스프링(23)은 소켓 측 밸브체(25)를 밸브 시트(21E) 측(도 2에서는 하방)으로 힘을 가하고 있다. 그리고 밸브체(25)와 밸브 시트(21E)에 의해 소켓 측 차단밸브(24)가 구성되고, 소켓 측 유로(21A)를 차단하거나 혹은 개방하는 기능을 가지고 있다.
밸브체 수용부(21D)에 공급된 수소 가스는 소켓 측 로드(22)에 형성된 개구 (22A)를 경유하여 소켓 측 로드(22)의 중공부에 유입한다. 여기서 소켓 측 로드(22)의 중공부는 소켓 내 유로(21A)의 일부를 구성하고 있다.
단부가 개방된 중공 \형상의 플러그 수납용 하우징(26)은 소켓 본체(21)에서 플러그(10) 측(도 2에서 우측)으로 돌출하고 있다.
플러그 수납용 하우징(26)의 내주면에는 결합시 배치부(26A)와 이탈시 수용홈(26B)이 설치되어 있다. 결합시 배치부(26A)에는 플러그(10)와 소켓(20)의 결합시에 결합용 볼(40)이 배치된다. 이탈시 수용홈(26B)은 소켓(20)에서 플러그(10)가 이탈한 경우에 결합시 배치부(26A)에서 이동한 결합용 볼(40)이 수용된다.
결합시 배치부(26A)의 수평방향(도 2에서 좌우방향) 위치는 플러그 본체(1)의 플러그 측 결합홈(1E)에 대응하고 있다. 또 결합시 배치부(26A)의 소켓(20) 측(도 2에서 좌측)에는 결합시 배치부(26)보다 반경방향 안쪽에 돌출한 돌출 부분(α)이 마련되어 있다.
수소 가스 충전 시에는 플러그(10)의 본체(1)는 플러그 수납용 하우징(26) 내에 삽입되고, 결합용 볼(40)과 결합용 스프링(41)의 작용에 의해 플러그(10)와 소켓(20)은 일체적으로 결합된다.
도 2에서 나타내는 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)이 결합된 상태에서는 결합용 스프링(41)이 설치된 스프링 홀더(42)가 플러그 수납용 하우징(26)의 내주면과 플러그 본체(1)의 외주면 사이의 틈 내에 배치되어 있다.
결합용 볼(40)은 스프링 홀더(42)에 형성된 결합용 볼용 구멍(42A) 내에 감합되고 플러그 본체(1)의 플러그 측 결합홈(1E)에 감합하고 있다. 그 때, 결합용 볼(40)의 소켓(20) 측(도 1에서는 좌측)에는 돌출 부분(α)이 위치하고 있으며, 결합용 볼(40)의 반경방향 바깥쪽은 결합시 배치부(26A)로 되어 있다.
스프링 홀더(42)는 결합용 볼(40), 결합용 볼(40)이 감합하고 있는 플러그 측 결합홈(1E)을 개재하여 플러그(10)와 계합하고 있다.
그 때문에 플러그(10)와 소켓(20)을 결합하면, 플러그(10)와 소켓(20)은 스프링 홀더(42) 및 결합용 볼(40)을 끼워 놓도록 일체화된다.
도 2에서 플러그 10을 뽑는 힘(소켓(20)과 이격하도록 뽑는 힘:도 2에서는 우측으로 이동하려는 힘)이 작용하면, 결합용 볼(40)을 개재하여 스프링 홀더(42) 및 결합용 스프링(41)은 소켓(20)에서 이격하는 측(도 2에서는 우측)으로 이동하려고 한다.
소정값 이상의 플러그(10)를 뽑는 힘이 작용하면 결합용 볼(40)에는 도 2의 화살표(M)로 나타내는 방향의 힘이 작용해도 상기 힘은 결합용 스프링(41)의 탄성 반발력으로 감소하고, 결합용 볼(40)이 플러그 측 결합홈(1E)에 결합한 상태가 유지되어 플러그(10)와 소켓(20)의 결합은 해제되지 않는다.
한편, 소정값 이상의 플러그를 뽑는 힘이 작용한 경우에는 결합용 볼(40)은 플러그 측 결합홈(1E)에서 빠지고 화살표(M)로 나타내는 방향으로 이동하여 도 4에서 나타내는 것처럼 플러그 수납용 하우징(26)의 이탈시 수용홈(26B)(도 2)에 수용된다.
그리고 플러그(10)는 소켓(20)에서 빠지고, 도 4, 도 5에서 나타내는 결합 해제 상태가 된다. 여기서 상기 소정값(플러그(10)와 소켓(20)의 결합이 해제되는 경계값)은 수소충전장치, 충전호스 등의 사양에 의해 결정되며, 상기 결정된 소정값에 근거하여 플러그(10), 소켓(20)의 플러그 수납용 하우징(26), 결합용 볼(40), 결합용 스프링(41), 스프링 홀더(42)는 설계된다.
도 2에서 나타내는 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)이 결합된 상태에서는 소켓 측 로드(22)의 하방단부(도 2에서)는 플러그 측 로드 수납 케이스(3)에 당접하기 때문에, 소켓 측 로드(22)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 저항해서 밸브 시트(21E)보다 도 2에서 상방으로 위치하고 있으며 소켓 측 차단밸브(24)는 밸브열림 상태로 되어 있다.
또, 도 3에서 나타내는 것처럼 계지용 볼(7)보다 좌측으로 이동할 수 없는 플러그 측 로드(2)는 플러그 측 스프링(4)의 탄성 반발력에 저항해서 플러그 측 밸브체(6)를 플러그 측 밸브 시트(1F)로부터 이격하여 플러그 측 차단밸브(5)는 밸브열림 상태가 된다.
소켓(20) 내의 소켓 측 차단밸브(24)와 플러그(10) 내의 플러그 측 차단밸브 (5)가 동시에 밸브열림 상태이면, 소켓 내 유로(21A)(수소 가스 도입구(21B), 소켓 측 밸브체 수용부(21D), 소켓 측 로드(22)의 중공부, 소켓(20)의 개구 부분(21C))와 플러그 내 유로(1A)(플러그 측 로드 수용 케이스(3)의 중공 부분, 플러그 측 밸브체 수용부(1C))가 연통하여 수소충전장치 측(계량기 측)에서 차량 측으로 수소 가스가 공급된다.
수소 가스 충전 중에 차량이 발진하는 등의 긴급사태 시에는 충전호스에 소정값 이상의 과대한 인장력이 작용하고, 결합용 볼(40)이 플러그 측 결합홈(1E)에서 빠져서 플러그(10)와 소켓(20)은 분리된다.
플러그(10)와 소켓(20)이 분리되면 도 4에서 나타내는 것처럼 플러그(10)의 플러그 측 로드 수용 케이스(3)는 소켓(20)(소켓 본체(21))의 개구 부분(21C)에서 빠지고, 소켓 측 밸브체(25)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 의해 도 4의 하방으로 이동하여 소켓 측 밸브 시트(21E)에 좌착하고, 소켓 내 유로(21A)를 차단한다.
또 도 5에서 나타내는 것처럼 계지용 볼용 홈(3B)에서 계자용 볼(7)이 플러그 측 로드 수용 케이스(3)의 반경방향 바깥쪽으로 이동하고, 플러그 측 스프링(4)의 탄성 반발력에 의해 플러그 측 로드(2)의 계지부(2A)(도 2)는 계지용 볼(7)보다 좌측으로 이동한다. 그 결과, 플러그 측 밸브체(6)는 플러그 측 밸브 시트(1F)와 좌착하고, 플러그 내 유로(1A)를 차단한다.
플러그(10)와 소켓(20)이 분리되면 소켓 측 차단밸브(24) 및 플러그 측 차단밸브(5)가 각각 소켓 내 유로(21A), 플러그 내 유로(1A)를 폐쇄하기 때문에, 차량 측에서도 수소 충전기 측에서도 수소 가스가 누출되는 일은 없다.
도 1에서 설명한 것처럼, 플러그 측 로드(2)를 보호하기 위해 플러그(10) 및 소켓(20)의 일부를 포위하도록 커버(50)가 설치되어 있다. 커버(50)는 도 3 및 도 5에서 점선으로 나타나고 있다.
도 5에서 나타내는 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)이 분리되면 플러그(10) 측에 설치된 커버(50)는 소켓(20) 측에서 분리된다. 커버(50)의 플러그 측 로드(2)의 축방향 길이는 플러그 측 로드(2)보다 길고, 플러그 측 로드(2)를 완전히 덮도록 구성되어 있으므로, 플러그(10)와 소켓(20)이 분리했을 때에 플러그(10)가 낙하하거나 혹은 수소 충전기 등과 충돌하여도 플러그 측 로드(2)는 커버(50)에 의해 보호된다.
도 2~도 5에서 나타내는 관 이음매(100)(긴급이탈용 관 이음매)에서는 소켓 (20)(소켓 본체(21)에 있어서, 플러그 측 로드 수납 케이스(3)를 삽입하는 개구 부분(21)은 플러그 측과 반대편(도 2에서 좌측)의 단부가 개방되며 관통공으로 되어 있다.
반면, 개구 부분(21F)에서 플러그 측과 반대측(도 2에서 좌측)의 단부를 폐쇄하여, 이른바 "맹공"으로 하는 것도 가능하다. 그 경우, O 링(SS2)은 필요 없게 된다.
다음에, 도 6~도 10을 참조하여 탈압기(30)(혹은 30A)에 대해서 설명한다.
탈압기(30)(혹은 30A)는 예를 들면 도 1에서 나타내는 것처럼 관 이음매(100)의 플러그(10)에 설치되고 플러그(10)와 소켓(20)이 분리됐을 때에 플러그(10)(플러그 내 유로(1A), 도 2~도 5)보다 차량 측 영역의 고압 수소 가스를 탈 제압하는 기능을 구비한다.
플러그(10)와 소켓(20)이 분리됐을 때에 소켓(20)에서 수소 충전기 측 영역에 존재하는 고압의 수소 가스는 도시하지 않은 수소 충전기 측의 탈압기구에 의해 탈압된다.
도 6에서 탈압기(30)는 대략 직방체형 형상으로 금속제의 탈압기 본체부 (31)(이하, "본체부"라고 함)와, 금속제 탈압용 플러그(32)를 구비하고 있고, 탈압용 플러그(32)는 본체부(31)의 탈압용 연통공(31B)에 결합하도록 구성되어 있다.
본체부(31)의 좌측에는 돌출부(31E)가 설치되어 있으며, 돌출부(31E)는 관 이음매(100)의 플러그(10) 측에 접속된다. 한편, 본체부(31)의 우측에는 오목부(31F)가 설치되고, 오목부(31F)에는 차량 측 충전호스(도 12)가 접속된다. 단, 돌출부(31E)를 차량 측의 충전호스와 접속하고, 오목부(1F)를 관 이음매(100)의 플러그(10) 측에 접속하는 것도 가능하다.
도 6의 상하방향에 대해서 본체부(31)의 중앙부에는 수소 가스 유로(31A)가 형성되어 있다. 수소 가스 유로(31A)는 돌출부(31E)를 개재하여 플러그(10) 측의 플러그 내 유로(1A)에 연통하고, 오목부(31F)를 개재하여 차량 측의 충전호스에 연통하고 있다.
도 6에서 윗면(31G)으로부터 수소 가스 유로(31A)에 연통하는 탈압용 연통공(31B)이 도 6의 상하방향으로 연재하고 있으며, 탈압용 연통공(31B)에는 릴리프 회로(31C)(도 7, 도 8 참조:도 6에서는 도시하지 않음)가 연통하고 있다. 릴리프 회로(31C)의 단면적은 흐르는 수소 가스에 충분한 압력손실을 줄 수 있을 정도로 작게 설정되어 있다.
탈압용 연통공(31B)에는 탈압용 플러그(32)가 결합하고 있으며, 도 7에서 나타내는 것처럼 탈압용 플러그(32)가 탈압용 연통공(31B)에 결합함으로써, 릴리프 회로(31C)는 수소 가스 유로(31A)로부터 차단된다.
탈압용 연통공(31B)은 수소 가스 유로(31A)와 연통하고 있는 소경부(31B), 테이퍼부(31BB), 제 1 중경부(31BC), 제 2 중경부(31BD), 윗면(31G)에 연통하는 암나사부(31BE)를 구비하고 있다.
탈압용 플러그(32)는 하단부의 최소지름의 핀 선단부(32A), 핀 테이퍼부(32B), 핀 중경부(32C), 외주에 수나사를 형성한 수나사부(32D)를 구비하고 있다.
탈압용 연통공(31B)에 탈압용 플러그(32)를 결합할 때에는 탈압용 플러그(32)의 핀 선단부(32A)를 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA)에 삽입한다.
도 6에서 나타내는 것처럼 탈압용 플러그(32)의 핀 테이퍼부(32B)와 탈압용연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)는 상보형상이며, 핀 테이퍼부(32B)는 테이퍼부(31BB)에 당접한다. 여기서 탈압용 플러그(32) 및 본체부(31)는 함께 금속제이기 때문에, 핀 테이퍼부(32B)와 테이퍼부(31BB)가 당접하고 있는 부분은 이른바 "금속 밀봉 시일"을 구성하고 있다.
탈압용 플러그(32)의 핀 중경부(32C)와 탈압용 연통공(31B)의 제 2 중경부(31BD)와의 사이에는 O 링(31H)이 배치되고, O 링(31H)은 탈압용 플러그(32)가 탈압용 연통공(31B)에 대해 충분히 상대이동(도 6에서는 상승)한 경우(탈압용 플러그(32)와 본체부(31)의 계합을 해제한 상태:도 8 참조)에, 탈압용 플러그(32)와 탈압용 연통공(31B)의 틈에서 고압의 수소 가스가 위쪽으로 분출되는 것을 방지하는 기능을 구비하고 있다.
탈압용 연통공(31B)의 암나사부(31BE)에는 탈압용 플러그(32)의 수나사부(32D)의 외주에 형성된 수나사가 나사결합하고 있다.
탈압용 플러그(32)의 윗면에는 플러그 육각구멍(32E)이 형성되고 있으며, 탈압용 플러그(32)를 탈압용 연통공(31B)에 설치 혹은 뺄 때에는 도 10에서 나타내는 것처럼 육각봉 스패너(S)를 플러그 육각구멍(32E)에 삽입하여 육각봉 스패너(S)를 회전시킨다.
도 7, 도 8에서 나타내는 것처럼 탈압용 연통공(31B)은 테이퍼부(31BB)와 제 1 중경부(31BC)의 경계 근방의 영역에서 릴리프 회로(31C)에 연통하고 있다.
도 6, 도 7에서 나타내는 것처럼 탈압용 플러그(32)가 탈압용 연통공(31B)에 조여진 상태(관 이음매(100)가 분단하지 않고 수소 충전이 실시되고 있는 상태)에서는, 핀 테이퍼부(32B)와 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)가 당접하여 금속 밀봉 시일을 구성하기 때문에, 수소 가스 유로(31A)를 흐르는 고압의 수소 가스는 상기 금속 밀봉 시일로 완전히 차단되며 릴리프 회로(31C)를 흐르는 일은 없다.
한편, 관 이음매(100)가 분단된 경우 등에 있어서, 플러그(10)(플러그 내 유로(1A), 도 2~도 5)보다 차량 측 영역에 존재하는 고압 수소 가스를 탈압하는 경우는 육각봉 스패너(S)에 의해 탈압용 플러그(32)를 탈압방향으로 회전하고, 탈압용 연통공(31B)의 암나사부(31BE)와 플러그(32)의 수나사부(32D)와의 나사결합을 해제하여 핀 테이퍼부(32B)와 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)를 이격하고 금속 밀봉 시일을 해제한다.
금속 밀봉 시일을 해제한 상태가 도 8에 나타나 있다. 핀 선단부(32A)의 지름 치수(φ)는 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA)의 내경치수(d)보다 약간 작게 설정되어 있으며(φ<d), 핀 선단부(32A)의 외주와 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA)의 내주와의 사이에는 단면적(π/4)(d2-φ2)의 원환상의 틈이 형성되어 있다.
탈압시에는 상기 원환상의 틈을 개재하여 수소 가스 유로(31A)에 충전되어 있는 고압의 수소 가스는 릴리프 회로(31C)에 유입하고, 릴리프 회로(31C)를 통과하여 화살표 θ 방향을 따라 탈압기(30) 밖으로 유출한다.
여기서 릴리프 회로(31C)의 수소 가스의 출구는 플러그 육각구멍(32E)에서 떨어진 위치에 설치되어 있다.
도 6~도 8에 있어서 예를 들면 도 7에 나타내는 것처럼 플러그(32)가 탈압용 연통공(31B)에 조여진 상태에서는, 핀 선단부(32A)의 길이(L)(도 7의 상하방향 길이)와 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA)의 길이(HL)가 비교적 길며, 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA) 내에 핀 선단부(32A)가 삽입되어 있는 길이(LW)도 비교적 길다.
그 때문에, 플러그 육각구멍(32E)에 육각봉 스패너(S)를 삽입하여 회전할 때에 육각봉 스패너(S)를 많이 회전했더라도 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA)에서 핀 선단부(32A)가 완전히 빠지는 일은 없으며, 소경부(31BA)와 핀 선단부(32A) 사이의 직경 차이에 따라 형성되는 원환상의 틈(단면적(π/4)(d2-φ2)의 틈)을 개재하여 수소 가스가 류과하는 상태가 유지되어 고압의 수소 가스에 대해 압력손실을 주는 것이 가능하다.
도 9, 도 10에는 도 6~도 8과 다른 양태의 탈압기(30A)가 나타나 있다. 탈압기(30A)는 도 9에서 분명한 것처럼, 플러그(32)의 핀 선단부(32A)의 길이(L)(도 9의 상하방향 길이)가 도 7에 나타나는 탈압기(30)와 비교하면 확실하게 짧고, 소경부(31BA) 내에 핀 선단부(32A)가 삽입되어 있는 길이(LW)(도 7의 탈압기(30)의 경우를 참조)도 짧다.
그 때문에, 도 9에서 나타내는 탈압시에 플러그 육각구멍(32E)에 육각봉 스패너(S)를 삽입하여 육각봉 스패너(S)를 많이 회전해버리면 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA)에서 플러그(32)의 핀 선단부(32A)가 완전히 이격되어 탈압용 연통공( 31B)과 플러그(32)와의 틈 사이의 단면적이 커지게 되고, 오리피스으로서의 효과를 발휘하지 않게 되며 수소 가스가 릴리프 회로(31C)에서 유출하는 속도가 커질 우려가 존재한다.
그 때문에, 탈압기(30A)에서는 도 9, 도 10에서 나타내는 것처럼 본체부(31)의 윗면(31G)에 회전방지 핀 삽입공(31D)을 형성하며, 육각봉 스패너(S)의 회전을 억제하기 위한 회전방지 핀(P)을 삽입 가능하게 구성되어 있다. 그리고 회전방지 핀(P)에 의해 육각봉 스패너(S)가 많이 회전하는 것을 억제하고, 플러그(32)의 핀 선단부(32A)와 탈압용 연통공(31B)의 소경부(31BA) 사이에 원환상의 틈이 존재하는 상태가 유지되어 수소 가스에 압력손실을 발생하는 기능을 발휘한다. 또한 도 10에서 화살표(D)는 차량 측 충전호스를 나타내고, 화살표(E)는 관 이음매(100)의 플러그 (10) 측을 나타내고 있다.
또한 도 6~도 8의 탈압기(30)에서도 회전방지 핀(P)과 회전방지 핀 삽입공(31D)에 의한 육각봉 스패너(S)의 회전방지를 적용할 수 있다.
도 9, 도 10에서 도 6~도 8의 각 부재와 같은 부재에는 같은 부호를 붙이고, 중복설명을 생략한다. 그리고 도 9, 도 10의 탈압기(30A)에서 그 밖의 구성이나 작용효과는 탈압기(30)와 같다.
도 11에서 커버(50)는 금속제의 부재에 의해 일체로 형성되고, 중공원통상의 본체부(50A) 및 소켓 삽입부(50B)를 구비하고 있다.
도 1에서 나타내는 것처럼 커버(50)의 본체부(50A)는 플러그 본체(1) 및 소켓(20)의 플러그 수납용 하우징(26)(도 2등 참조)을 덮고, 소켓 삽입부(50B)는 플러그 측 로드 수납 케이스(3) 및 플러그 측 로드(2)(도 2~도 4)를 덮고 있다. 소켓 삽입부(50B)의 공간부(50C)는 소켓(20) 아래쪽에서의 플러그(10)와 소켓(20)의 결합부가 수납된다.
명확하게는 도시되지 않았지만, 커버(50)는 플러그(10)에 종래공지의 방법에 의해 설치된다. 커버(50)는 플러그(10)와 소켓(20)이 분리했을 때에 플러그 측 로드(2)를 보호할 목적으로 설치되어 있기 때문에 커버(50)는 소켓(20)과 플러그(10)의 분리를 방해하지 않는 정도로 소켓(20) 측을 포위하고 있다.
커버(50)의 본체부(50A)의 소켓 삽입부(50B)와 반대측(도 11의 좌측)의 단부는 개구(50D)를 구비하고 있다. 상술한 것처럼, 플러그 본체(1)는 탈압기(30)(혹은 30A)를 개재하여 차량 측에 접속되어 있다(도 1 참조).
도시의 실시형태에 관한 관 이음매(100)에 따르면, 플러그(10)에 설치된 플러그 측 로드(2)(밸브대)를 길이방향을 포함하여 완전히 포위하는 커버(50)를 설치하고 있으므로, 충전 중에 차량이 이동하는 등 긴급시에 플러그(10)와 소켓(20)이 분리하더라도, 플러그 측 로드(2) 및/또는 플러그 측 로드 수납 케이스(3)는 커버( 50)로 보호되고 있기 때문에 플러그(10)가 낙하하거나 혹은 수소 충전기나 차량과 충돌하여도 플러그 측 로드(2)에는 충격이 직접 작용하지 않아 파손하는 것이 방지된다.
또, 커버(50)는 플러그(10) 측에 강고하게 설치되고, 소켓(20) 측은 분리를 방해하지 않는 정도로 덮고 있기 때문에, 플러그(10)와 소켓(20)이 분리했을 때에 커버(50)가 플러그 측 로드(2)를 덮은 상태를 유지하여 소켓(20) 측에서 괴리한다.그 때문에 확실하게 플러그 측 로드(2)를 보호하는 것이 가능하다.
또 도시의 실시형태에서는 관 이음매(100)를 수소 충전기(계량기) 근방의 위치에서 충전노즐에 연통하는 호스의 기부 근방에 배치했기 때문에 관 이음매(100)는 수소 충전기에서 지지되어 호스의 중량이 증가하는 일은 없다. 그 때문에 충전 작업자에게 호스의 처리가 불편하게 될 우려도 없다.
도시의 실시형태에서 플러그 내 유로(1A)와 소켓 내 유로(21A)의 중심축이 동일 직선상이 아니라 직교해서 배열되어 있으므로, 플러그 측 로드(2)와 소켓 측 로드(22)의 중심축도 일직선상에는 존재하지 않으며, 플러그 측 로드(2)와 소켓 측 로드(22)는 선단(핀 접속단부)끼리 부딪힌 상태에서 일직선으로 배치되지는 않고, 서로 미는 상태로도 되지 않는다.
그 때문에, 고압의 수소 가스를 공급해도, 소켓 측 로드(22)와 플러그 측 로드(2)의 선단이 서로 미는 힘이 증가하는 일이 없고, 소켓(20)과 플러그(10)가 분리하는 일도 없다. 그리고 소켓 측 로드(22)와 플러그 측 로드(2)의 선단끼리가 서로 밀지 않고, 소켓(20)과 플러그(10)가 분리하는 방향과는 일치하지 않으므로, 분리된 소켓(20)과 플러그(10)가 비산하는 일도 없다.
또한, 관 이음매(100)를 소형, 경량화하는 것이 가능하며, 수소 가스를 충전할 때에 조작성이 향상된다.
또 도시의 실시형태에서 플러그(10)와 소켓(20)이 원주방향의 복수 군데에 설치된 결합용 볼(40)(결합 부재)에 의해 연결되어 있으므로, 플러그(10)와 소켓(20)이 연결된 상태가 확실하게 유지된다.
그리고 결합용 볼(40)은 분리방향으로 소정값 이상의 외력이 가해질 때에 결합 해제가 되도록 구성되어 있으며, 플러그(10) 및 소켓(20)의 유로 내의 압력과는 관계없이, 충전호스에 작용하는 외력(예를 들면 충전 중에 차량이 이동한 경우 등에 충전호스에 작용하는 인장력)의 작용에 의해 플러그(10)와 소켓(20)이 분리된다.
도시의 실시형태에서 플러그(10)와 소켓(20)이 이탈했을 때에, 소켓 측 차 밸브(24)와 플러그 측 차단밸브(5)가 확실하게 폐쇄된다.
그 때문에, 플러그(10)와 소켓(20)이 이탈했을 때에, 수소 가스가 유출되는 것이 방지된다.
또 도시의 실시형태에서 탈압기(30, 30A)를 플러그(10)에 설치했기 때문에, 예를 들어 플러그(10)와 소켓(20)이 분단해도 탈압기(30, 30A)를 개재하여 충전호스 안의 고압 수소 가스를 적은 유량 또는 저압에서 충전호스 밖(탈압기(30, 30A)외)으로 유출할 수 있다. 그 때문에 고압 수소 가스가 급격하게 분출하는 것이 방지되고, 수소 가스의 급격한 분출에 의해 충전호스가 이리저리 돌아다니는(이른바 "날뛰는" 현상) 것이 방지된다.
도시의 실시형태에서의 탈압기(30, 30A)에서는 탈압용 플러그(32)의 테이퍼부(32B)와 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)의 당접 부분이 금속 밀봉 시일을 구성하여 수소 가스 유로(31A)를 흐르는 고압의 수소 가스를 완전히 차단하는 것이 가능하다.
그리고 탈압시에는 탈압용 플러그(32)의 테이퍼부(32B)와 탈압용 연통공(31B)의 테이퍼부(31BB)의 당접을 해제하면, 탈압용 플러그(32)의 수소 유로 측 선단부(32A: 핀 선단부, 지름치수(φ))의 경계와 탈압용 연통공(31B)의 수소 유로 측 선단부(31BA: 소경부, 내측 지름(d)) 내주와의 사이에 형성되는 틈(단면적(π/4)(d2-φ2)의 원환상의 틈)이 오리피스로서 기능하여 상기 오리피스를 통과하여 흐르는 고압의 수소 가스에 압력손실을 주기 때문에, 탈압기(30, 30A)에서 유출되는 수소 가스의 분사 속도가 느려진다.
또, 수소 가스가 유출되는 릴리프 회로(31C)를 형성하여 릴리프 회로(31C)의 출구를 탈압용 플러그(32) 위쪽에서 떨어진 위치에 형성했기 때문에, 플러그(32) 위쪽의 육각구멍(32E: 플러그 육각구멍)에 육각봉 스패너(S)를 삽입하여 회전할 때에 금속끼리의 접촉에 의해 불꽃이 생기더라도 수소 가스에 불꽃이 인화하는 위험성은 매우 적어지게 되어 안전성이 향상된다.
도시의 실시형태는 어디까지나 예시이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 취지의 기술이 아님을 부기한다.
1...플러그 본체
1A...플러그 내 유로
2...플러그 측 로드
10...플러그
20...소켓
21...소켓 본체
21A...소켓 내 유로
30,30A...탈압기
31...본체부(탈압기 본체부)
31A...수소 가스 통로
31B...탈압용 연통공
31BA...소경부(수소 통로 측 선단부)
31BB...테이퍼부
31C..릴리프 회로
31D...회전방지 핀 삽입공
32...탈압용 플러그
32A... 핀 선단부
32B... 핀 테이퍼링부
50...덮개
100...관 이음매(긴급이탈용 관 이음매)
HL...탈압용 연통공의 길이
L...소경부(수소 통로 측 선단부)의 길이
P...회전방지 핀
S...육각봉 스패너

Claims (4)

  1. 내부에 유로가 형성된 원통상의 플러그와, 상기 플러그가 삽입되면 차단밸브가 열려 연속하여 유로가 형성되는 소켓으로 구성되고, 소켓에서 플러그가 이탈하면 차단밸브가 닫히는 관 이음매에 있어서,
    상기 플러그 내의 유로와 상기 소켓 내의 유로의 축선이 동일 직선상으로 배치되지 않고, 직교를 포함하여 서로 교차하도록 배치되어 있으며,
    상기 플러그 혹은 소켓 중 어느 한쪽에 설치된 밸브대를 보호하는 커버를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 상기 밸브대가 설치되지 않은 측의 부재의 일부를 포위하고, 상기 플러그 및 소켓에 설치 가능한 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속제의 본체부에 수소 가스 유로와 연통하는 탈압용 연통공을 형성하고, 상기 탈압용 연통공에 삽입 가능한 금속제의 탈압용 플러그를 설치하며, 탈압용 연통공과 탈압용 플러그에는 상보형상의 테이퍼부를 형성한 탈압기를 상기 플러그 혹은 소켓 중 어느 한쪽에 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
  4. 제3항에 있어서,
    충전 유체가 유출하는 릴리프 회로를 형성하고, 릴리프 회로는 상기 탈압용 연통공에 연통하고 있으며, 릴리프 회로의 출구는 탈압용 플러그 위쪽에서 떨어진 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
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