KR20190105185A - Small size cng storage tank - Google Patents

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KR20190105185A
KR20190105185A KR1020180022164A KR20180022164A KR20190105185A KR 20190105185 A KR20190105185 A KR 20190105185A KR 1020180022164 A KR1020180022164 A KR 1020180022164A KR 20180022164 A KR20180022164 A KR 20180022164A KR 20190105185 A KR20190105185 A KR 20190105185A
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KR
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tank body
cng
honeycomb structure
small
cng storage
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KR1020180022164A
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Korean (ko)
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서미영
이재익
송인호
Original Assignee
서미영
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Abstract

Disclosed is a structure of a small size CNG storage tank for storing and receiving low volume CNG. According to the present invention, the small size CNG storage tank comprises: a tank body of which an external shape is provided in the rectangular shape of a rectangular parallelepiped or a cube; and a honeycomb structure installed in the tank body to disperse stress applied to an external wall of the tank body with a hive structure. The tank body and the honeycomb structure are integrally manufactured to be lightened by using aluminum or an aluminum alloy material.

Description

소형 CNG 저장탱크 {SMALL SIZE CNG STORAGE TANK}Small CNG Storage Tank {SMALL SIZE CNG STORAGE TANK}

본 발명은 소형 CNG 저장탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압으로 압축된 CNG를 수용하기 위한 저장탱크의 외형을 각형으로 제작하되, 저장탱크 내부에 벌집 구조를 가지는 허니콤 구조체를 설치하여 저장탱크의 외벽에 가해지는 응력을 분산시키는 소형 CNG 저장탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a small CNG storage tank, and more particularly, to produce a rectangular shape of the storage tank for accommodating CNG compressed at high pressure, and to install a honeycomb structure having a honeycomb structure inside the storage tank. It relates to a small CNG storage tank for dispersing the stress on the outer wall of the tank.

압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)는 천연가스를 200~250kg/㎠의 고압으로 압축한 것으로서, 대기오염의 주범인 황산화물, 질소산화물 등의 배출이 거의 없고, 이산화탄소의 배출량도 휘발유나 경유, 액화석유가스(LPG)보다 적어 친환경 에너지 자원으로 주목받고 있다.Compressed Natural Gas (CNG) is a natural gas compressed at a high pressure of 200-250kg / ㎠, with almost no emissions of sulfur oxides and nitrogen oxides, which are the main causes of air pollution. It is attracting attention as an environmentally friendly energy resource because it is less than LPG.

이러한 CNG를 저장 및 수용하는 저장탱크는 높은 수준으로 압축된 CNG의 압력을 견딜 수 있도록 내압 성능을 갖는 압력용기여야 한다.The storage tank for storing and accommodating such CNG should be a pressure vessel having a pressure resistance capability to withstand the pressure of the CNG compressed to a high level.

도 1은 기존의 CNG 저장탱크를 도시한 도면이다.1 is a view showing a conventional CNG storage tank.

도 1을 참조하면, CNG를 저장 및 수용하기 위한 종래의 CNG 저장탱크(10)는 통상적으로 실린더형(또는 원통형)으로 제작된다.Referring to FIG. 1, a conventional CNG storage tank 10 for storing and receiving CNG is typically manufactured in a cylindrical shape (or cylindrical shape).

종래기술에 의한 CNG 저장탱크(10)는 단면이 원형으로 형성되어 있어, 낭비되는 공간이 발생하여 공간 활용도가 떨어지는 단점이 있다.CNG storage tank 10 according to the prior art is formed in a circular cross section, there is a disadvantage that the waste space is generated, the space utilization is lowered.

따라서 기존의 CNG 저장탱크(10)는 선박이나 자동차 등의 산업용 이동기기 등에서 사용하는데 형태상의 제한이 있을 수 있으며, 이에 따라 둥근 실린더 형태의 저장탱크보다는 단면이 사각형인 각형 저장탱크의 수요가 발생하고 있다.Therefore, the existing CNG storage tank 10 may be limited in shape to use in industrial mobile devices such as ships or automobiles, and accordingly, there is a demand for a rectangular storage tank having a rectangular cross section rather than a round cylinder storage tank. have.

그러나 현재 상용되고 있는 대부분의 CNG 저장탱크는 엔지니어링 플라스틱 계열(예를 들어, 폴리머)의 재질로 제작되는데, 엔지니어링 플라스틱 계열의 재질을 사용하는 경우, 재질의 기계적 강도의 한계로 인하여 각형 CNG 저장탱크의 제작이 아직 어려운 실정이다.However, most of the CNG storage tanks currently in use are made of materials of engineering plastics (for example, polymers). When using the materials of engineering plastics, the CNG storage tanks of the CNG storage tanks are limited due to the mechanical strength of the materials. Production is still difficult.

또한, CNG 저장탱크의 단면 형상을 원형이 아닌 사각 형상으로 마련한다면, 저장탱크의 중심으로부터 저장탱크의 외벽까지의 거리가 불균일하게 되고, 그에 따라 외벽에 작용하는 힘도 외벽의 위치에 따라 불균일하게 되어 응력이 집중되는 현상이 발생할 수 있으며, 저장탱크의 내압으로 인하여 저장탱크가 폭발하여 파손되는 등 안전사고의 발생 위험이 높아지는 문제점이 있으므로, 현재의 CNG 저장탱크들은 구조적으로 안정적인 실린더형 탱크로 제작되고 있다.In addition, if the cross-sectional shape of the CNG storage tank is provided in a rectangular shape rather than a circular shape, the distance from the center of the storage tank to the outer wall of the storage tank becomes nonuniform, and thus the force acting on the outer wall is nonuniform depending on the position of the outer wall. The stress concentration may occur, and there is a problem that the risk of a safety accident such as the storage tank is exploded or damaged due to the internal pressure of the storage tank increases. Therefore, the current CNG storage tanks are manufactured as structurally stable cylindrical tanks. It is becoming.

더불어 엔지니어링 플라스틱 소재를 사용하여 CNG 저장탱크를 제작하는 공정은 복잡하고 비용이 많이 발생한다.In addition, the process of manufacturing CNG storage tanks using engineering plastics is complex and expensive.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소형 CNG 저장탱크의 외형을 각형으로 제작하되, 저장탱크 내부에 구조적 강도를 보강하기 위한 허니콤 구조체를 설치하여, 구조적으로 안정적이면서도 최대한 많은 양의 CNG 수용이 가능한 소형 CNG 저장탱크를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to produce the shape of the small CNG storage tank in a rectangular shape, by installing a honeycomb structure for reinforcing the structural strength inside the storage tank, structurally stable and can accommodate a large amount of CNG as possible It is to provide a small CNG storage tank.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 직육면체 또는 정육면체의 각형 형상을 가지며 내부에 CNG의 수용 공간이 형성되는 탱크본체; 및 상기 탱크본체 내부에 설치되어 상기 탱크본체의 외벽에 가해지는 응력을 분산시키는 허니콤 구조체;를 포함하고, 상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 이루어지되, 상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체가 일체형으로 제작되며, 상기 탱크본체의 각 코너부는 응력이 집중되는 것을 방지하기 위하여 둥글게 마련되는 것을 특징으로 하는, 소형 CNG 저장탱크를 제공한다.The present invention is a tank body having a rectangular shape of a cuboid or a cube to achieve the above object, the receiving space of the CNG is formed therein; And a honeycomb structure installed inside the tank body to disperse the stress applied to the outer wall of the tank body, wherein the tank body and the honeycomb structure are made of aluminum or an aluminum alloy material. The honeycomb structure is integrally manufactured, and each corner portion of the tank body is provided in a round shape to prevent stress from being concentrated, and provides a compact CNG storage tank.

상기 허니콤 구조체는, 상기 탱크본체의 내부에 수직방향으로 배치되는 복수의 격벽; 및 상기 복수의 격벽에 의하여 구획되는 복수의 셀;을 포함하되, 상기 각각의 셀은 인접하는 복수의 격벽에 의하여 수평 단면이 육각 형상을 가지며, 상기 육각 형상의 셀이 다수개가 연속되어 벌집 구조(honeycomb structure)를 형성할 수 있다.The honeycomb structure, a plurality of partitions disposed in the vertical direction inside the tank body; And a plurality of cells partitioned by the plurality of partition walls, wherein each cell has a hexagonal shape in a horizontal cross section by a plurality of adjacent partition walls, and a plurality of cells of the hexagonal shape are continuous to form a honeycomb structure ( honeycomb structure).

상기 허니콤 구조체는, 각 셀을 이루는 복수의 격벽 간에 용접이 필요 없도록 일체의 구조물로 제작될 수 있다.The honeycomb structure may be manufactured as an integral structure such that welding is not required between a plurality of partition walls constituting each cell.

상기 격벽에는 서로 이웃하는 상기 셀을 상호 연통시키는 관통홀이 형성될 수 있다.The partition wall may be formed with a through hole for communicating the cells adjacent to each other.

상기 관통홀은, 상기 격벽의 상단부와 하단부 사이의 중단부에 적어도 하나 이상 형성되는 원 형상의 관통홀과, 상기 격벽의 상단부 및 하단부에 각각 형성되는 반원 형상의 관통홀을 포함할 수 있다.The through hole may include a circular through hole formed in at least one stop portion between the upper end portion and the lower end portion of the partition wall, and a semi-circular through hole formed in the upper end portion and the lower end portion of the partition wall, respectively.

본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크는, 상기 탱크본체 내부에 저장되는 CNG의 내압에 의하여 탱크가 폭발하는 것을 방지하기 위하여, 상기 탱크본체 내부의 압력을 측정하는 압력계; 및 상기 탱크본체 내부에 일정 압력 이상이 인가될 시, 상기 탱크본체 내부의 CNG를 일부 방출할 수 있도록 마련되는 압력 릴리프 밸브;를 더 포함할 수 있다.Small CNG storage tank according to the present invention, in order to prevent the tank from being exploded by the internal pressure of the CNG stored in the tank body, a pressure gauge for measuring the pressure inside the tank body; And a pressure relief valve provided to release part of the CNG in the tank body when a predetermined pressure or more is applied to the inside of the tank body.

상기 소형 CNG 저장탱크는 3D 프린터를 사용하여 전체 구성이 일체형으로 제작될 수 있다.The small CNG storage tank can be manufactured integrally with the whole configuration using a 3D printer.

상기 소형 CNG 저장탱크는 PBF(Powder Bed Fusion)방식에 의하여 제작될 수 있다.The small CNG storage tank may be manufactured by PBF (Powder Bed Fusion).

상기 CNG 저장탱크는 1 내지 10 리터의 용량으로 제작될 수 있다.The CNG storage tank can be produced in a capacity of 1 to 10 liters.

또한, 본 발명은 외형이 직육면체 또는 정육면체의 각형 형상으로 마련되는 탱크본체를 포함하는 소형 CNG 저장탱크에 있어서, 상기 탱크본체 내부에 벌집 구조의 허니콤 구조체를 설치하여 상기 탱크본체의 외벽에 가해지는 응력을 분산시키고, 상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체의 소재로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질을 이용하며, 3D 프린터를 이용하여 상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체를 일체형으로 제작하는 것을 특징으로 하는 소형 CNG 저장탱크를 제공한다.In addition, the present invention is a compact CNG storage tank including a tank main body having an outer shape having a rectangular shape of a cube or a cube, the honeycomb structure of the honeycomb structure is provided inside the tank main body is applied to the outer wall of the tank main body Small CNG storage, characterized in that the stress is dispersed, using the aluminum or aluminum alloy material as the material of the tank body and the honeycomb structure, and the tank body and the honeycomb structure is integrally manufactured using a 3D printer. Provide a tank.

본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크는 각형으로 마련됨으로써, 원형의 단면을 가지는 기존의 실린더형 탱크에 비하여 더 큰 단면적을 가지며, 이에 따라 낭비되는 공간 없이 최대한 많은 양의 CNG를 수용할 수 있다.Since the small CNG storage tank according to the present invention is provided in a square shape, the small CNG storage tank has a larger cross-sectional area than a conventional cylindrical tank having a circular cross section, and thus can accommodate a large amount of CNG without wasting space.

또한, 본 발명은 탱크본체의 내부에 설치되는 허니콤 구조체에 의하여 탱크본체의 외벽에 가해지는 응력을 분산시킴으로써, 구조적으로 안정적인 소형 CNG 저장탱크를 제공한다.In addition, the present invention provides a structurally stable small CNG storage tank by dispersing the stress applied to the outer wall of the tank body by a honeycomb structure installed inside the tank body.

또한, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크는, 용접 작업이 불필요하도록 일체형으로 제작되므로, 내압에 취약한 용접 접합부가 발생하지 않아 구조적으로 안정적이다.In addition, since the compact CNG storage tank according to the present invention is manufactured integrally so that welding operation is unnecessary, weld joints vulnerable to internal pressure do not occur and are structurally stable.

더불어, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크는, PBF(Powder Bed Fusion)과 같은 3D 프린터 기술을 이용하여 제작됨으로써, 저장탱크 내부의 복잡한 형상과 무관하게 제작이 용이하여 제조원가 및 작업시간을 단축할 수 있으므로 상업성을 크게 높일 수 있다.In addition, the small CNG storage tank according to the present invention is manufactured by using a 3D printer technology such as PBF (Powder Bed Fusion), thereby making it easy to manufacture regardless of the complicated shape of the storage tank, thereby reducing manufacturing cost and working time. As a result, it can greatly increase the commerciality.

또한, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크는 알루미늄 재질을 사용하여 제작됨에 따라 경량화가 가능하므로, CNG를 연료로 하는 소형 장비(예를 들어, 드론 등)에 바람직하게 적용될 수 있으며, 공해 문제와 온실가스 감축에도 일조할 것으로 보인다.In addition, since the compact CNG storage tank according to the present invention can be made lightweight by using an aluminum material, it can be preferably applied to small equipment (for example, drones, etc.) using CNG as fuel. It will also help reduce gas.

도 1은 기존의 CNG 저장탱크를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크의 상면과 측면의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 허니콤 구조체에서 복수의 격벽에 의해 형성되는 하나의 셀을 따로 도시한 도면이다.1 is a view showing a conventional CNG storage tank.
2 is a view schematically showing a small CNG storage tank according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the top and side surfaces of a small CNG storage tank according to the present invention.
4 is a view separately showing one cell formed by a plurality of partitions in the honeycomb structure.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 2는 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크의 상면과 측면의 단면을 나타낸 도면이며, 도 4는 허니콤 구조체에서 복수의 격벽에 의해 형성되는 하나의 셀을 따로 도시한 도면이다.2 is a view showing a small CNG storage tank according to the present invention, Figure 3 is a view showing a cross section of the upper and side surfaces of the small CNG storage tank according to the present invention, Figure 4 is a plurality of partitions in the honeycomb structure. One cell separately formed is shown.

본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)에서, '소형'의 의미는 약 1 ~ 10 리터 사이의 용량을 의미하는 것으로서, 이러한 저용량의 CNG 저장탱크가 상용화되면, 드론, 오토바이 또는 가정용이나 휴대용 소형 장비에도 CNG를 연료로 공급하는 것이 가능해져 CNG 연료의 적용 분야가 다양화될 수 있다.In the small CNG storage tank 100 according to the present invention, 'small' means a capacity between about 1 to 10 liters, and when such a low-capacity CNG storage tank is commercialized, a drone, a motorcycle or a household or portable small Equipment can also be supplied with CNG as fuel, which can diversify the application of CNG fuel.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는, 각형으로 제작되며 내부에 CNG의 수용 공간이 형성되는 탱크본체(110); 및 탱크본체(110) 내부에 설치되어 탱크본체(110)의 구조적 강도를 보강하는 허니콤 구조체(120);를 포함한다. 2 and 3, the small CNG storage tank 100 according to the present invention, the tank body 110 is formed in a rectangular shape and the receiving space of the CNG is formed therein; And a honeycomb structure 120 installed inside the tank body 110 to reinforce the structural strength of the tank body 110.

탱크본체(110)는 소형 CNG 저장탱크(100)의 외형을 이루는 구성으로써, 전체적으로 직육면체 또는 정육면체와 같이 각형 구조를 가진다.The tank body 110 is configured to form an external shape of the small CNG storage tank 100, and has a rectangular structure as a whole of a rectangular parallelepiped or a cube.

본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는 각형으로 마련됨으로써, 원형의 단면을 가지는 기존의 실린더형 탱크에 비하여 더 큰 단면적을 가지며, 이에 따라 낭비되는 공간 없이 최대한 많은 양의 CNG를 수용할 수 있다.The small CNG storage tank 100 according to the present invention has a larger cross-sectional area than a conventional cylindrical tank having a circular cross section, and thus can accommodate as much CNG as possible without wasting space. have.

이때 각형 구조를 가지는 CNG 저장탱크는 기존의 실린더형 또는 원통형의 저장탱크에 비하여 구조적으로 안정적이지 않을 수 있다. 따라서 CNG 저장탱크를 각형으로 제작하기 위해서는 약 200 기압으로 저장되는 CNG의 내압에 견딜수 있는 구조적 강도가 뒷받침되어야 한다.At this time, the CNG storage tank having a rectangular structure may not be structurally stable as compared to a conventional cylindrical or cylindrical storage tank. Therefore, in order to fabricate the CNG storage tank in square shape, the structural strength to withstand the internal pressure of CNG stored at about 200 atm should be supported.

그러나 전술한 바와 같이, 엔지니어링 플라스틱 계열의 재질로 CNG 저장탱크를 각형으로 제작하는 것은 기계적 강도의 문제로 어려운 실정이다.However, as described above, it is difficult to manufacture a CNG storage tank in a square shape using a material of engineering plastics, which is difficult due to mechanical strength.

또한, CNG 저장탱크를 각형으로 제작하기 위하여, 강도가 우수한 철 또는 스테인레스 스틸(Stainless steel) 등의 금속 재질을 이용하는 것을 생각해볼 수 있는데, 이는 저장탱크의 중량을 증가시키는 문제가 있다.In addition, in order to manufacture a CNG storage tank in a square, it is conceivable to use a metal material such as iron or stainless steel (excellent strength), which has a problem of increasing the weight of the storage tank.

이에 본 출원인은 CNG 저장탱크를 각형으로 제작함에 있어서, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 재질을 이용하여 경량화가 가능하게 하면서, 탱크본체(110) 내부에 벌집 구조(honeycomb structure)를 가진 허니콤 구조체(120)를 설치하여 CNG의 내압에 대한 구조적 강도까지 만족시킬 수 있는 소형 CNG 저장탱크(100)를 제공하고자 한다.Accordingly, the present applicant has a honeycomb structure (honeycomb structure) having a honeycomb structure (tank) inside the tank main body 110, while making it possible to reduce the weight by using aluminum (Al) or aluminum alloy material in the manufacturing of the CNG storage tank in a square. 120) to provide a compact CNG storage tank 100 that can satisfy the structural strength to the internal pressure of the CNG.

탱크본체(110)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 제작되며, 각 면간에 용접이 필요하지 않도록 일체형으로 제작될 수 있다. 탱크본체(110)의 각 코너부(111)는 응력이 집중되는 것을 방지하기 위하여 둥글게 제작될 수 있다.Tank body 110 is made of aluminum or aluminum alloy material, it can be made integrally so that no welding is required between each surface. Each corner 111 of the tank body 110 may be rounded to prevent the concentration of stress.

허니콤 구조체(120)는 벌집 구조가 연속된 구조물로써, 약 200 기압으로 압축된 CNG의 높은 압력에 의하여 탱크본체(110)의 외벽에 가해지는 응력을 분산시킴으로써, CNG의 내압에 의해 탱크본체(110)의 외벽에 응력이 집중되는 현상을 방지한다.Honeycomb structure 120 is a structure in which the honeycomb structure is continuous, by dispersing the stress applied to the outer wall of the tank body 110 by the high pressure of the CNG compressed to about 200 atm, by the internal pressure of the CNG tank ( This prevents the concentration of stress on the outer wall of the 110).

허니콤 구조체(120)는 탱크본체(110) 내부에 수직방향으로 배치되는 복수의 격벽(121)으로 구성될 수 있으며, 복수의 격벽(121)에 의해 구획된 복수의 셀(122)을 포함할 수 있다.The honeycomb structure 120 may be composed of a plurality of partition walls 121 disposed in the vertical direction inside the tank body 110, and may include a plurality of cells 122 partitioned by the plurality of partition walls 121. Can be.

각각의 셀(122)은 인접하는 복수의 격벽(121)에 의해 수평 단면이 육각 형상을 가지도록 분할된 공간을 의미하며, 육각 형상의 셀(122)이 다수개가 반복되어 벌집 구조의 허니콤 구조체(120)를 형성한다.Each cell 122 refers to a space divided by a plurality of adjacent partition walls 121 so that a horizontal cross section has a hexagonal shape, and a plurality of hexagonal cells 122 are repeated to form a honeycomb honeycomb structure. Form 120.

허니콤 구조체(120)는 각 셀을 이루는 벽체 간에 어떠한 용접이나 볼트에 의한 연결이 필요가 없도록 일체의 구조물로 제작될 수 있으며, 탱크본체(110)와 동일하게 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 제작되는 것이 바람직하다.The honeycomb structure 120 may be made of an integral structure so that no welding or bolting is required between the walls constituting each cell, and the honeycomb structure 120 may be made of aluminum or an aluminum alloy material in the same manner as the tank body 110. desirable.

격벽(121)은 CNG의 유동 통로를 형성하는 관통홀(123)을 포함할 수 있다. 격벽(121)에 형성되는 관통홀(123)은 서로 이웃하는 셀(122)을 상호 연통시키는 역할을 한다. 즉, 탱크본체(110) 내부에서 복수의 셀(122)로 구획된 각각의 공간에 수용되는 CNG는, 격벽(121)에 형성된 관통홀(123)에 의해 인접하는 셀(122) 중 어디로든 자유롭게 유동할 수 있다.The partition wall 121 may include a through hole 123 forming a flow passage of the CNG. The through holes 123 formed in the barrier rib 121 serve to communicate the neighboring cells 122 with each other. That is, the CNG accommodated in each space partitioned into the plurality of cells 122 in the tank body 110 may be freely moved to any of the adjacent cells 122 by the through holes 123 formed in the partition wall 121. It can flow.

관통홀(123)은 각각의 격벽(121)에 다수개가 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 격벽(121)의 중단부에는 원 형상의 관통홀(123b)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 격벽(121)의 상단 및 하단에는 반원 형상의 관통홀(123a)이 각각 형성될 수 있다. 여기서 중단부란 격벽(121)에서 정확히 중앙 부분을 의미하는 것이 아니라 격벽(121)에서 상단부와 하단부 사이에 형성되는 모든 부분을 의미할 수 있다.A plurality of through holes 123 may be formed in each partition wall 121. As shown in FIG. 4, at least one circular through hole 123b may be formed in the stop portion of the partition wall 121, and semi-circular through holes 123a may be formed at upper and lower ends of the partition wall 121. These may each be formed. Here, the interruption portion may not mean exactly a central portion of the partition wall 121 but may mean all portions formed between the upper end portion and the lower end portion of the partition wall 121.

그러나 관통홀(123a, 123b)의 형상이 도 4에 도시된 구성에 제한되거나 한정되는 것은 아니며, 내부에 저장된 CNG가 인접한 셀(122) 사이를 용이하게 유동할 수 있도록 통로를 형성할 수 있는 것이라면 어떠한 형상이라도 무방하다.However, the shape of the through-holes 123a and 123b is not limited or limited to the configuration shown in FIG. 4, and the passage holes may be formed so that the CNG stored therein may easily flow between adjacent cells 122. Any shape may be sufficient.

본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는, 탱크본체(110)의 내부에 저장되는 CNG의 내압에 의하여 탱크가 폭발하는 것을 방지하기 위하여, 탱크본체(110) 내부의 압력을 측정하는 압력계(미도시)와, 일정 압력 이상이 인가될 시에는 탱크본체(110) 내부의 CNG를 일부 방출할 수 있도록 하는 압력 릴리프 밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.Small CNG storage tank 100 according to the present invention, the pressure gauge for measuring the pressure in the tank body 110 in order to prevent the tank from exploding by the internal pressure of the CNG stored in the tank body 110 ( And a pressure relief valve (not shown) for releasing a part of the CNG inside the tank body 110 when a predetermined pressure or more is applied.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는 소량(약 1 ~ 10 리터)의 CNG를 저장하기 위하여 소형으로 제작되는 것이다.As described above, the small CNG storage tank 100 according to the present invention is manufactured in a small size to store a small amount (about 1 to 10 liters) of CNG.

이러한 소형의 저장탱크는 탱크 내부로 작업자가 접근할 수 없어서 용접, 조립 등의 작업이 용이하지 않다. 또한 만약 저장탱크의 각 면이 용접에 의해 접합된다면, 많은 접합부가 발생함으로써 저장탱크의 내압에 대하여 구조적으로 취약한 부분이 발생할 수 있다.Such a small storage tank is not easy for the operator to access the inside of the tank is not easy to work, such as welding, assembly. In addition, if each side of the storage tank is joined by welding, a large number of joints may occur, resulting in a structurally weak portion with respect to the internal pressure of the storage tank.

따라서 본 발명은 용접 작업이 필요하지 않으며, 이에 따라 내압에 취약한 용접 접합부가 발생하지 않도록, 일체형으로 제작되는 소형 CNG 저장탱크(100)를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention does not require a welding operation, and thus it is intended to provide a compact CNG storage tank 100 that is integrally manufactured so that a weld joint that is vulnerable to internal pressure does not occur.

본 발명에서 탱크본체(110)와 허니콤 구조체(120) 각각은 용접이 필요 없도록 일체형으로 제작될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 탱크본체(110)와 허니콤 구조체(120)가 함께 일체형으로 제작될 수 있다. 즉, 소형 CNG 저장탱크(100)를 이루는 구성 전체가 일체형으로 제작되는 것이다.In the present invention, each of the tank body 110 and the honeycomb structure 120 may be manufactured integrally so that welding is not required, and more preferably, the tank body 110 and the honeycomb structure 120 may be integrally manufactured together. Can be. That is, the entire configuration constituting the small CNG storage tank 100 is to be manufactured in one piece.

이렇게 소형 CNG 저장탱크(100)의 전체 구성을 일체형으로 제작하는 것은, 3D 프린터를 사용하는 방법으로 구현될 수 있다.In this way, the entire configuration of the compact CNG storage tank 100 may be integrally manufactured using a 3D printer.

일례로 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)의 제작에 있어, 분말 형태의 소재를 분말 베드 위에 일정한 두께로 이송한 후 레이저 또는 다른 에너지 빔을 조사하여 분말을 국부적으로 용융 또는 소결시키는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식이 이용될 수 있다.For example, in the production of a small CNG storage tank 100 according to the present invention, the PBF for locally melting or sintering the powder by transferring a material in the form of powder to a certain thickness on the powder bed and irradiating a laser or other energy beam ( Powder Bed Fusion) method may be used.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 제작될 수 있다고 하였으므로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 가루를 바닥에서부터 조금씩 쌓은 후, 레이저 등으로 용융 접합하는 방식으로 소형 CNG 저장탱크(100)의 전체적인 형상을 만들어 갈 수 있다.As described above, since the small CNG storage tank 100 according to the present invention may be made of aluminum or an aluminum alloy material, the small CNG is piled up little by little from the bottom and then melt-bonded by laser or the like. The overall shape of the storage tank 100 can be made.

상기와 같은 방법으로 제작된 소형 CNG 저장탱크(100)는, 탱크본체(110)에서 각 면이 이어지는 부위, 또는 허니콤 구조체(120)를 이루는 격벽(121)들이 이어지는 부위에 용접에 의한 접합부가 발생하지 않으며, 탱크본체(110)와 허니콤 구조체(120)가 일체형으로 제작되므로, 소형 CNG 저장탱크(100)의 어느 부분에도 용접 또는 볼트에 의한 연결은 필요 없다.Small CNG storage tank 100 produced in the above manner, the joint portion by welding to the portion of the tank body 110, each side is continued, or the portion where the partition wall 121 forming the honeycomb structure 120 is continued. It does not occur, since the tank body 110 and the honeycomb structure 120 is made in one piece, it is not necessary to weld or bolt to any part of the small CNG storage tank 100.

또한, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는 복잡한 내부 형상을 가지기 때문에 용접에 의한 접합으로는 작업이 매우 어려울 수 밖에 없는데, 3D 프린터를 이용하면 복잡한 형상과 무관하게 제작이 용이하여 제조원가 및 작업시간을 단축할 수 있으므로 상업성을 크게 높일 수 있다.In addition, since the compact CNG storage tank 100 according to the present invention has a complicated internal shape, the operation by welding is very difficult, but using a 3D printer is easy to manufacture irrespective of the complicated shape and thus the manufacturing cost and The working time can be shortened, which can greatly increase the commerciality.

청정 연료인 CNG는 향후 큰 장비 뿐만 아니라 작은 장비에도 활발하게 적용될 것으로 보이는데, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는 알루미늄 재질을 사용하여 제작됨에 따라 경량화가 가능하므로, CNG를 연료로 하는 소형 장비에 바람직하게 적용될 수 있을 것이다.CNG, which is a clean fuel, is expected to be actively applied to not only large equipment but also small equipment in the future. Since the small CNG storage tank 100 according to the present invention can be made lightweight by using aluminum material, the small size of CNG as fuel It may be preferably applied to the equipment.

예를 들어, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)를 드론(drone)에 적용할 수 있다. 기존의 드론은 동력원으로써 배터리와 모터를 사용하는 방식이 일반적이었는데, 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)의 개발로 인하여 CNG를 연료로 사용하는 드론의 개발이 가능하며, 무거운 배터리 대신 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)를 드론에 장착함으로써 드론의 무게가 획기적으로 줄어듦에 따라 드론의 체공시간 및 비행시간을 늘릴 수 있으므로, 드론의 활용성 및 적용 분야가 다양화될 수 있다.For example, the small CNG storage tank 100 according to the present invention can be applied to a drone. Conventional drones have generally used a method of using a battery and a motor as a power source. Due to the development of a small CNG storage tank 100 according to the present invention, it is possible to develop a drone using CNG as a fuel, and instead of a heavy battery. By mounting the small CNG storage tank 100 according to the drone can drastically reduce the weight and flight time of the drone as the weight of the drone drastically, the utilization and application field of the drone can be diversified.

따라서 본 발명에 따른 소형 CNG 저장탱크(100)는, 앞으로 CNG를 연료로 하는 다양한 소형 장비에도 적용될 수 있으며, 이에 따라 공해 문제와 온실가스 감축에도 일조할 것으로 보인다.Therefore, the small CNG storage tank 100 according to the present invention can be applied to a variety of small equipment using CNG as a fuel in the future, and thus will contribute to pollution problems and greenhouse gas reduction.

이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.Such a present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

100 : 소형 CNG 저장탱크 110 : 탱크본체
120 : 허니콤 구조체 121 : 격벽
122 : 셀 123 : 관통홀100: small CNG storage tank 110: tank body
120: honeycomb structure 121: partition
122: cell 123: through hole

Claims (10)

직육면체 또는 정육면체의 각형 형상을 가지며 내부에 CNG의 수용 공간이 형성되는 탱크본체; 및
상기 탱크본체 내부에 설치되어 상기 탱크본체의 외벽에 가해지는 응력을 분산시키는 허니콤 구조체;를 포함하고,
상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 이루어지되, 상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체가 일체형으로 제작되며,
상기 탱크본체의 각 코너부는 응력이 집중되는 것을 방지하기 위하여 둥글게 마련되는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
A tank body having a rectangular shape of a cuboid or a cube and having an accommodation space for CNG therein; And
And a honeycomb structure installed inside the tank body to disperse the stress applied to the outer wall of the tank body.
The tank body and the honeycomb structure is made of aluminum or aluminum alloy material, the tank body and the honeycomb structure is made in one piece,
Each corner portion of the tank body is characterized in that it is provided in a round to prevent the concentration of stress,
Small CNG Storage Tanks.
청구항 1에 있어서,
상기 허니콤 구조체는,
상기 탱크본체의 내부에 수직방향으로 배치되는 복수의 격벽; 및
상기 복수의 격벽에 의하여 구획되는 복수의 셀;을 포함하되,
상기 각각의 셀은 인접하는 복수의 격벽에 의하여 수평 단면이 육각 형상을 가지며, 상기 육각 형상의 셀이 다수개가 연속되어 벌집 구조(honeycomb structure)를 형성하는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 1,
The honeycomb structure,
A plurality of partition walls disposed in the vertical direction in the tank body; And
Including a plurality of cells partitioned by the plurality of partitions,
Each cell has a hexagonal shape in a horizontal cross section by a plurality of adjacent partitions, and a plurality of the hexagonal cells are continuous to form a honeycomb structure.
Small CNG Storage Tanks.
청구항 2에 있어서,
상기 허니콤 구조체는, 각 셀을 이루는 복수의 격벽 간에 용접이 필요 없도록 일체의 구조물로 제작되는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 2,
The honeycomb structure is characterized in that it is manufactured as an integral structure so that welding is not required between a plurality of partitions constituting each cell,
Small CNG Storage Tanks.
청구항 3에 있어서,
상기 격벽에는 서로 이웃하는 상기 셀을 상호 연통시키는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 3,
The partition wall is characterized in that the through-hole is formed to communicate with each other neighboring cells,
Small CNG Storage Tanks.
청구항 4에 있어서,
상기 관통홀은,
상기 격벽의 상단부와 하단부 사이의 중단부에 적어도 하나 이상 형성되는 원 형상의 관통홀과,
상기 격벽의 상단부 및 하단부에 각각 형성되는 반원 형상의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 4,
The through hole,
A circular through hole formed at least one stop portion between an upper end portion and a lower end portion of the partition wall;
Characterized in that it comprises a semi-circular through hole formed in the upper end and the lower end of the partition,
Small CNG Storage Tanks.
청구항 5에 있어서,
상기 탱크본체 내부에 저장되는 CNG의 내압에 의하여 탱크가 폭발하는 것을 방지하기 위하여, 상기 탱크본체 내부의 압력을 측정하는 압력계; 및
상기 탱크본체 내부에 일정 압력 이상이 인가될 시, 상기 탱크본체 내부의 CNG를 일부 방출할 수 있도록 마련되는 압력 릴리프 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 5,
A pressure gauge for measuring a pressure inside the tank body to prevent the tank from being exploded by the internal pressure of the CNG stored inside the tank body; And
And a pressure relief valve provided to release a part of the CNG in the tank body when a predetermined pressure or more is applied to the inside of the tank body.
Small CNG Storage Tanks.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소형 CNG 저장탱크는 3D 프린터를 사용하여 전체 구성이 일체형으로 제작되는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The small CNG storage tank is characterized in that the entire configuration is made in one piece using a 3D printer,
Small CNG Storage Tanks.
청구항 7에 있어서,
상기 소형 CNG 탱크는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식에 의하여 제작되는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 7,
The small CNG tank is characterized in that produced by PBF (Powder Bed Fusion) method,
Small CNG Storage Tanks.
청구항 7에 있어서,
상기 CNG 저장탱크는 1 내지 10 리터의 용량으로 제작되는 것을 특징으로 하는,
소형 CNG 저장탱크.
The method according to claim 7,
The CNG storage tank is characterized in that produced in a capacity of 1 to 10 liters,
Small CNG Storage Tanks.
외형이 직육면체 또는 정육면체의 각형 형상으로 마련되는 탱크본체를 포함하는 소형 CNG 저장탱크에 있어서, 상기 탱크본체 내부에 벌집 구조의 허니콤 구조체를 설치하여 상기 탱크본체의 외벽에 가해지는 응력을 분산시키고,
상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체의 소재로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질을 이용하며, 3D 프린터를 이용하여 상기 탱크본체 및 상기 허니콤 구조체를 일체형으로 제작하는 것을 특징으로 하는 소형 CNG 저장탱크.In a small CNG storage tank including a tank body having an outer shape having a rectangular shape of a cube or a cube, a honeycomb structure having a honeycomb structure is provided inside the tank body to disperse the stress applied to the outer wall of the tank body,
A compact CNG storage tank using aluminum or an aluminum alloy as a material of the tank body and the honeycomb structure, and integrally manufacturing the tank body and the honeycomb structure using a 3D printer.
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