KR20230078885A - 초저온 연료탱크용 과충전방지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초저온 연료탱크용 과충전방지장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 연료탱크 내부에 설치되되, 상기 연료탱크의 연료충전튜브와 연결된 과충전방지장치에 있어서, 내부 공간을 가지는 박스 형태로 형성되어 상기 연료탱크 내부에 설치되는 어댑터하우징; 상기 어댑터하우징의 내부 공간에 형성되어, 상기 내부 공간을 연료주입공간과 뜨게부유공간으로 구획하는 구획벽; 상기 어댑터하우징 일면에 형성되되 상기 연료주입공간과 연결되게 형성되고, 상기 연료충전튜브가 연결되어 연료가 유입되는 제1 유입구; 상기 구획벽에 관통되게 형성되어 상기 제1 유입구로부터 유입된 연료가 상기 뜨게부유공간으로 유입되도록 하는 제2 유입구; 상기 어댑터하우징 타면에 형성되되 상기 뜨게부유공간과 연결되게 형성되어, 상기 제2 유입구로부터 유입되는 연료가 상기 연료탱크 내부로 유입되어 충전되도록 하는 제3 유입구; 상기 뜨게부유공간에 설치되는 부력을 가지는 뜨게 및 상기 어댑터하우징 하면에 형성되되 상기 뜨게부유공간과 연결되게 형성되고, 상기 뜨게부유공간으로 유입되는 연료를 상기 연료탱크 내부로 배출하거나 상기 연료탱크 내부의 연료가 유입되는 관통공을 포함하고, 상기 연료탱크 내부의 연료의 수위가 상기 뜨게 위치를 초과함에 따라 상기 뜨게부유공간으로 유입되는 연료에 의해 상기 뜨게가 상승하는 것으로 상기 제2 유입구와 제3 유입구를 막아 연료의 충전을 중지시키는 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 제공할 수 있다.

Description

초저온 연료탱크용 과충전방지장치{Overcharge prevention device for cryogenic fuel tank}
본 발명은 초저온 연료탱크용 과충전방지장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 연료탱크 내 연료의 수위와 뜨게의 부력을 이용하여 연료가 유입되는 구멍을 막는 것으로 연료 충전이 중지되도록 함으로써, 무게 및 제조비용 감소, 구조 단순화 및 충전효율 저감 방지 효과를 나타낼 수 있는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치에 관한 것이다.
액화천연가스자동차용 용기 제조의 시설, 기술, 검사 기준(KGS AC416)에 따르면 "용기는 가스의 용기 내용적의 90%를 넘어 충전되지 않도록 과충전방지장치 또는 적절한 감량공간(용기가 액체로 가득차지 않도록 구분한 용기내의 예비공간을 말한다)을 가지는 구조로 한다."고 규정되어 있다.
자동차용 초저온액체 연료탱크는 2중구조로 되어 있어 무게가 무겁고 크기가 제한될 뿐만 아니라 액체연료의 밀도가 낮기 때문에 1회 충전 시 연료를 최대한 많이 충전할 필요성이 있다.
그러나 상기에서 언급한 바와 같이 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)나 액화수소(Liquid Hydrogen)와 같은 초저온액체가 연료로 충전되는 연료저장 장치에서는 안전규정에 의해 연료를 충전공간 내에 100% 완전 충전할 수 없다. 만약 탱크 내부 충전공간에 100% 충전할 경우, 압력을 완충시킬 수 있는 공간(Pressure buffer)이 없어 연료의 기화로 인하여 탱크 내부압력이 급격하게 올라가고, 초저온액체가 외부로 배출되어 사고가 날 수 있기 때문이다.
기존의 과충전방지장치는 크게 초저온액체 연료탱크 내부에 별도의 탱크를 설치하여 연료가 가득 차지 않게 감량공간을 확보하거나, 연료충전 시 연료충전 레벨게이지가 90%에 도달하면 강제로 충전을 멈추게 하는 방법을 사용하고 있다.
첫번째 방법의 과충전방지장치는 매우 간단하게 설치할 수 있는 장점이 있으나 별도의 탱크를 추가 제작하여 만들어야 하기 때문에 탱크 무게가 증가하고, 제조비용이 상승하며, 연료를 완전 충전해도 90%에 도달하지 못하여 충전효율이 감소하는 단점이 있다.
두번째 방법의 과충전방지장치는 충전 레벨게이지가 90%에 도달하면 밸브를 닫아 강제로 중지시키는 구조로, 충전효율을 높일 수 있는 장점이 있지만, 구조가 복잡해져 제조비용이 증가하는 단점이 있다.
따라서, 기존의 과충전방지장치가 가지고 있는 무게 증가, 제조비용 증가, 구조의 복잡성 등의 문제를 해결할 수 있는 과충전방지장치 개발이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-0927349호 LNG 연료용기의 과충전방지방법(2008.12.23)
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 연료탱크 내 연료의 수위와 뜨게의 부력을 이용하여 연료가 유입되는 구멍을 막는 것으로 연료 충전이 중지되도록 함으로써, 무게 및 제조비용 감소, 구조 단순화 및 충전효율 저감 방지 효과를 나타낼 수 있는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치는 연료탱크 내부에 설치되되, 상기 연료탱크의 연료충전튜브와 연결된 과충전방지장치에 있어서, 내부 공간을 가지는 박스 형태로 형성되어 상기 연료탱크 내부에 설치되는 어댑터하우징; 상기 어댑터하우징의 내부 공간에 형성되어, 상기 내부 공간을 연료주입공간과 뜨게부유공간으로 구획하는 구획벽; 상기 어댑터하우징 일면에 형성되되 상기 연료주입공간과 연결되게 형성되고, 상기 연료충전튜브가 연결되어 연료가 유입되는 제1 유입구; 상기 구획벽에 관통되게 형성되어 상기 제1 유입구로부터 유입된 연료가 상기 뜨게부유공간으로 유입되도록 하는 제2 유입구; 상기 어댑터하우징 타면에 형성되되 상기 뜨게부유공간과 연결되게 형성되어, 상기 제2 유입구로부터 유입되는 연료가 상기 연료탱크 내부로 유입되어 충전되도록 하는 제3 유입구; 상기 뜨게부유공간에 설치되는 부력을 가지는 뜨게 및 상기 어댑터하우징 하면에 형성되되 상기 뜨게부유공간과 연결되게 형성되고, 상기 뜨게부유공간으로 유입되는 연료를 상기 연료탱크 내부로 배출하거나 상기 연료탱크 내부의 연료가 유입되는 관통공을 포함하고, 상기 연료탱크 내부의 연료의 수위가 상기 뜨게 위치를 초과함에 따라 상기 뜨게부유공간으로 유입되는 연료에 의해 상기 뜨게가 상승하는 것으로 상기 제2 유입구와 제3 유입구를 막아 연료의 충전을 중지시키는 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 제공할 수 있다.
또한 상기 구획벽 하측에 관통되게 형성되어 상기 연료주입공간으로 유입된 연료가 상기 뜨게부유공간으로 유입되도록 하는 제4 유입구를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 어댑터하우징은, 상기 뜨게부유공간을 기준으로 상하방향으로 길이를 가지도록 형성된 이동가이드를 포함하고, 상기 뜨게는, 돌출되게 형성되어 상기 이동가이드를 따라 이동하는 뜨게돌기를 포함할 수 있다.
또한 상기 뜨게는, 내압 30bar 이상의 티타늄 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치의 상기 뜨게는, 상단이 일측에서 타측으로 상향 경사지게 형성되고, 일측에 형성된 돌기홈을 포함하는 뜨게몸체; 상기 돌기홈에 설치되어 인입 및 인출되는 고정돌기 및 상기 돌기홈 내에 설치되어 상기 고정돌기에 연결되는 탄성부재를 포함하고, 상기 뜨게가 상승되어 상기 고정돌기가 상기 제2 유입구의 위치에 대응됨에 따라 상기 제2 유입구에 상기 고정돌기가 삽입되는 것으로 상기 뜨게가 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 연료탱크 내부의 연료의 수위가 상기 관통공의 높이 보다 낮아지고 연료 충전이 진행되면, 상기 고정돌기가 상기 연료충전튜브로 충전되는 연료의 충전압력에 의해 순간적으로 가압되어 상기 뜨게가 하강하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 제3 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치의 상기 뜨게는 종단면이 '∩'자 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 뜨게는, 내부에 둘레를 따라 일정간격 이격되어 형성된 복수의 뜨게날개를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치는 연료탱크 내 연료의 수위와 뜨게의 부력을 이용하여 연료가 유입되는 구멍을 막는 것으로 연료 충전이 중지되도록 함으로써, 별도의 공간을 확보하거나 별도의 장치 설치 없이 기존 연료탱크 형태에 설치가 가능하여, 기존의 과충전방지장치의 문제였던 무게 증가, 제조비용 증가, 구조 복잡성 등을 개선할 수 있다.
또한 연료탱크 내 충전된 연료 수위를 이용하는 구조로, 수위측정 센서와 같은 작동이 이루어져 충전효율이 우수하고 정확하게 충전을 중지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크에 설치된 모습을 도시한 설치예시도.
도 2는 도 1의 연료탱크 경통을 제거한 모습을 나타낸 설치예시도.
도 3은 도 1의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 도시한 단면도.
도 4의 (a) 내지 (c)는 연료탱크에 연료 충전이 이뤄짐에 따라 도 1의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 작동하는 모습을 나타낸 작동예시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 도시한 단면도.
도 6은 도 5의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크의 충전을 중지시키는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 도 6의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치의 고정이 해제 될 시 모습을 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 도시한 단면도.
도 9는 도 8의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크의 충전을 중지시키는 모습을 나타낸 예시도.
도 10은 도 8의 뜨게에 뜨게날개가 형성된 모습을 나타낸 저면사시도.
도 11은 도 10의 뜨게로 형성될 시 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크의 충전을 중지시키는 모습을 나타낸 예시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려 는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적 인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도 1 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크에 설치된 모습을 도시한 설치예시도이고, 도 2는 도 1의 연료탱크 경통을 제거한 모습을 나타낸 설치예시도이고, 도 3은 도 1의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 도시한 단면도이며, 도 4의 (a) 내지 (c)는 연료탱크에 연료 충전이 이뤄짐에 따라 도 1의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 작동하는 모습을 나타낸 작동예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치(100)는 연료탱크(1) 내부에 설치되고 연료충전튜브(12)가 연결되어, 연료충전튜브(12)와 연료탱크(1) 내부 사이의 어댑터 역할을 하여 연료탱크(1) 내부에 연료가 일정 수위까지 충전이 이루어지면 충전을 중지시킬 수 있다. 이에 과충전을 방지 시킬 수 있다.
한편, 연료탱크(1)는 내부 빈 공간을 가지는 연료탱크 경통(10)과 연료탱크 경통(10)에 결합되는 연료탱크 커버(11)로 이루어지고, 내부에 연료가 충전될 수 있도록 연료탱크 경통(10) 내에 위치되도록 설치된 연료충전튜브(12)와 연결된 충전리셉터클(13), 연료탱크 경통(10) 내에 위치되도록 설치되어 내부의 공기를 배출시킬 수 있는 벤트튜브(14)와 연결된 벤트리리셉터클(15), 내부에 충전되어 있는 연료를 배출하는 연료배출튜브(16)가 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 초저온 연료탱크용 과충전방지장치(100)는 어댑터하우징(110), 구획벽(120), 제1 유입구(130), 제2 유입구(140), 제3 유입구(150), 제4 유입구(160), 뜨게(170) 및 관통공(180)를 포함할 수 있다.
어댑터하우징(110)는 내부 공간을 가지는 박스 형태로 형성되어, 연료탱크(1) 내부에 설치될 수 있다.
또한 어댑터하우징(110)은 이동가이드(113)를 포함할 수 있다.
이동가이드(113)는 내부 공간에 형성되는 뜨게부유공간(112)을 기준으로 일측면과 타측면 또는 정면과 후면에 상하방향으로 길이를 가지도록 형성되어, 뜨게(170)의 뜨게돌기(171)가 설치되어 길이를 따라 이동될 수 있도록 한다.
이는 뜨게(170)가 연료에 의해 부유될 시 회전되거나 흔들리는 것을 방지하여 보다 바람직하게 부유가 이루어져 충전을 중지시킬 수 있도록 한다.
또한 어댑터하우징(110)은 플러그를 더 포함할 수 있는데, 플러그는 제4 유입구(160)의 형성에 의해 외부에 형성된 구멍을 막기 위한 것이다.
구획벽(120)은 어댑터하우징(110)의 내부 공간에 상하방향으로 형성되어 내부 공간을 구획할 수 있는데, 연료주입공간(111)과 뜨게부유공간(112)이 형성되게 할 수 있다.
제1 유입구(130)는 연료충전튜브(12)가 연결되는 구성으로, 어댑터하우징(110) 일면에 형성되되, 연료주입공간(111)과 연결되게 형성될 수 있다. 이에 제1 유입구(130)는 연료충전튜브(12)가 연결되어 연료가 유입되도록 할 수 있다.
이때, 제1 유입구(130)를 통해 유입된 연료는 충전되는 압력에 의해 제2 유입구(140)를 통과할 수 있고, 연료주입공간(111)으로도 유입될 수 있다.
또한 제1 유입구(130)는 어댑터하우징(110)에서 상측에 위치하는게 바람직할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제2 유입구(140)는 구획벽(120)에 관통되게 형성되어 제1 유입구(130)로부터 유입된 연료가 뜨게부유공간(112)을 통과하여 제3 유입구(150)로 유입되도록 할 수 있다.
이에 제2 유입구(140)는 제1 유입구(130)와 동일 선상, 즉 동일 높이에 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
제3 유입구(150)는 어댑터하우징(110) 타면에 형성되되, 뜨게부유공간(112)에 연결되게 형성될 수 있다. 이에 뜨게부유공간(112)으로 유입된 연료가 제3 유입구(150)를 지나 연료탱크(1) 내부로 주입되어 충전되도록 할 수 있다.
또한 제3 유입구(150)는 제2 유입구(140)와 마찬가지로 제1 유입구(130)와 동일 선상, 즉 동일 높이에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
이는 연료가 충전될 시 연료충전튜브(12)로부터 제1 유입구(130)로 연료가 유입될 때 충전되는 압력에 의해 그대로 제2 유입구(140)를 통과하여 제3 유입구(150)를 지나 연료탱크(1) 내부로 바로 유입되어 충전이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
제4 유입구(160)는 구획벽(120) 하측에 관통되게 형성되어 연료주입공간(111)과 뜨게부유공간(112)을 연결시킬 수 있는데, 이에 연료주입공간(111)으로 유입된 연료가 뜨게부유공간(112)으로 흘러 들어가도록 할 수 있다.
뜨게(170)는 부력을 가지는 것으로, 뜨게부유공간(112)에 설치되어 뜨게부유공간(112)에 연료가 유입됨에 따라 부유되어 제2 유입구(140)와 제3 유입구(150)를 막아 연료에 의한 연료탱크(1)의 충전을 중지시킬 수 있다.
이러한 뜨게(170)는 상하방향으로 길이를 가지는 장홀 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 내압 30bar 이상의 티타늄 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 연료탱크 설계 압력이 약 30bar 이상이기 때문에, 뜨게(170) 내압이 연료탱크 내부압력 보다 낮으면 뜨게(170)가 찌그러져 기능이 상실될 수 있기 때문이다.
또한 뜨게(170)는 뜨게돌기(171)를 포함할 수 있다.
뜨게돌기(171)는 뜨게(170) 일측과 타측 또는 정면과 후면에 돌출되게 형성되어 상승 또는 하강할 시 이동가이드(113)를 따라 이동 할 수 있다. 이에 뜨게(170)의 흔들림이 최소화 되도록 할 수 있다.
관통공(180)은 어댑터하우징(110) 하면에 형성되되 뜨게부유공간(112) 하단과 연결되게 형성될 수 있다. 이에 관통공(180)은 뜨게부유공간(112)으로 유입되는 연료를 연료탱크(1) 내부로 배출하거나, 연료탱크(1) 내부의 연료가 뜨게부유공간(112)으로 유입되도록 할 수 있다.
이때, 관통공(180)은 제1 내지 제3 유입구(130,140,150)의 직경보다 작게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기와 같이 구성된 초저온 연료탱크용 과충전방지장치(100)의 작동에 대해서 도 4를 이용하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 초저온 연료탱크용 과충전방지장치(100)는 연료충전튜브(12)를 통해 제1 유입구(130)로 연료가 유입됨에 따라, 연료가 제2 유입구(140), 제3 유입구(150)를 통과하여 연료탱크(1) 내부로 주입될 수 있다. 한편, 제1 유입구(130)로 유입된 연료는 압력에 의해 제2 유입구(140)로 통과될 수 있으나, 일부는 하측으로 떨어져 연료주입공간(111)을 통해 제4 유입구(160)를 지나 관통공(180)으로 배출되어 연료탱크(1) 내부로 주입될 수 있다(도 4의 (a)).
연료 충전이 계속 이루어짐에 따라, 연료탱크(1) 내부의 연료의 수위가 뜨게(170) 위치(높이)를 초과하면, 뜨게부유공간(112)으로 연료가 유입될 수 있는데, 이에 뜨게(170)가 점차 상승할 수 있다. 여기서 뜨게부유공간(112)의 연료 유입은 연료주입공간(111)을 통해 제4 유입구(160)를 지나 뜨게부유공간(112)로 유입되는 것과, 관통공(180)을 통해 연료탱크(1) 내부의 연료가 뜨게부유공간(112)으로 유입되는 것으로 이루어질 수 있다(도 4의 (b)).
도 4의 (b)의 상태가 계속 지속됨에 따라, 뜨게(170)가 상승하여 제2 유입구(140)와 제3 유입구(150)를 막게 되면, 제3 유입구(150)가 뜨게(170)에 의해, 관통공(180)이 연료에 의해 차단됨에 따라 어댑터하우징(110)의 내부 공간과 연료탱크(1)의 내부 공간이 분획되어 더 이상 연료의 충전이 이루어지지 않을 수 있다. 즉, 연료탱크(1) 내부 연료의 수위에 따라 연료 충전이 정지되어 과충전을 방지할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크의 충전을 중지시키는 모습을 나타낸 예시도이며, 도 7은 도 6의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치의 고정이 해제 될 시 모습을 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치(100)의 뜨게(170)는 뜨게몸체(172), 고정돌기(173) 및 탄성부재(174)를 포함할 수 있다.
여기서, 뜨게(170)를 제외하고 본 발명의 제2 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.
따라서, 뜨게(170)에 대해서만 설명하기로 한다.
뜨게(170)는 뜨게몸체(172), 고정돌기(173) 및 탄성부재(174)를 포함할 수 있다.
뜨게몸체(172)는 상단이 일측에서 타측으로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 이에 뜨게(170)가 연료에 의해 부유됨에 따라 제3 유입구(150)를 보다 확실하게 막을 수 있도록 한다.
또한 뜨게몸체(172)는 고정돌기(173)와 탄성부재(174)의 설치를 위해 돌기홈을 포함할 수 있다.
돌기홈은 뜨게몸체(172)의 일측에 홈 형태로 형성되어 내부에 탄성부재(174)가 설치될 수 있고, 탄성부재(174)에 고정돌기(173)가 연결됨에 따라 고정돌기(173) 인입 및 인출이 가능하도록 할 수 있다.
고정돌기(173)는 돌기홈에 탄성부재(174)와 연결되게 설치되되, 제2 유입구(140)의 직경과 대응되는 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
탄성부재(174)는 돌기홈 내에 설치되어 고정돌기(173)에 연결될 수 있고, 이에 고정돌기(173)가 돌기홈에서 인입 및 인출되도록 할 수 있다.
뜨게(170)가 상기와 같이 형성됨에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 뜨게부유공간(112)에 연료가 유입되어 뜨게(170)가 상승되고, 고정돌기(173)가 제2 유입구(140)의 위치에 도달하여 제2 유입구(140)에 삽입되는 것으로, 뜨게(170)가 고정될 수 있다.
이에 제2 유입구(140)를 완전히 차단함에 따라 뜨게(170)와 제2 유입구(140), 제3 유입구(150) 사이에 발생할 수 있는 틈에 의해 연료 유입이 완전히 차단되지 못하는 상황이 발생되지 않도록 할 수 있다.
충전이 뜨게(170)에 의해 중지된 이후, 연료 사용으로 연료의 수위가 낮아짐에도 불구하고, 상기와 같이 형성된 뜨게(170)는 하강하지 못할 수 있는데, 연료 충전이 다시 진행되면, 도 7과 같이, 고정돌기(173)가 연료충전튜브(12)로 유입되는 연료의 충전압력에 의해 순간적으로 가압되어 뜨게(170)가 하강할 수 있다. 이에 연료탱크(1)의 충전은 다시 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 도시한 단면도이고, 도 9는 도 8의 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크의 충전을 중지시키는 모습을 나타낸 예시도이고, 도 10은 도 8의 뜨게에 뜨게날개가 형성된 모습을 나타낸 저면사시도이며, 도 11은 도 10의 뜨게로 형성될 시 초저온 연료탱크용 과충전방지장치가 연료탱크의 충전을 중지시키는 모습을 나타낸 예시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치(100)는 뜨게(170)가 다른 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 뜨게(170)를 제외하고 본 발명의 제3 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.
따라서, 뜨게(170)에 대해서만 설명하기로 한다.
뜨게(170)는 종단면이 '∩'자 형상으로 형성되어, 뜨게부유공간(112)에 연료가 유입되어 뜨게(170)가 상승될 시 뜨게(170) 내부에 공기층이 형성됨에 따라 부력이 향상되어, 제2 유입구(140)와 제3 유입구(150)에 대한 차단력이 향상될 수 있다.
도 10을 참조하면, 뜨게(170)는 뜨게날개(175)를 포함할 수 있다.
뜨게날개(175)는 뜨게(170) 내부에 둘레를 따라 일정간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있다. 또한 하나의 뜨게날개(175)는 나선 형상을 가지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
이러한 뜨게날개(175)를 통해 뜨게(170)는, 도 11과 같이, 뜨게부유공간(112)에 연료가 유입되어 상승될 시 회전이 발생하여 뜨게부유공간(112) 내면에 연료가 고착화되지 않도록 할 수 있다.
상기에서 본 발명의 실시예에 따른 초저온 연료탱크용 과충전방지장치를 제1 내지 제3 실시예로 나누어서 설명하였으나, 이는 설명의 편의성 및 이해가 쉽도록 하기 위해 실시예를 나눠 설명한 것으로, 각 실시예에 한정되는 것이 아니며, 실시예의 구성은 설계 변경하여 서로 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100: 과충전방지장치
110: 어댑터하우징
111: 연료주입공간
112: 뜨게부유공간
113: 이동가이드
120: 구획벽
130: 제1 유입구
140: 제2 유입구
150: 제3 유입구
160: 제4 유입구
170: 뜨게
171: 뜨게돌기
172: 뜨게몸체
173: 고정돌기
174: 탄성부재
175: 뜨게날개
180: 관통공

Claims (8)

  1. 연료탱크 내부에 설치되되, 상기 연료탱크의 연료충전튜브와 연결된 과충전방지장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 박스 형태로 형성되어 상기 연료탱크 내부에 설치되는 어댑터하우징;
    상기 어댑터하우징의 내부 공간에 형성되어, 상기 내부 공간을 연료주입공간과 뜨게부유공간으로 구획하는 구획벽;
    상기 어댑터하우징 일면에 형성되되 상기 연료주입공간과 연결되게 형성되고, 상기 연료충전튜브가 연결되어 연료가 유입되는 제1 유입구;
    상기 구획벽에 관통되게 형성되어 상기 제1 유입구로부터 유입된 연료가 상기 뜨게부유공간으로 유입되도록 하는 제2 유입구;
    상기 어댑터하우징 타면에 형성되되 상기 뜨게부유공간과 연결되게 형성되어, 상기 제2 유입구로부터 유입되는 연료가 상기 연료탱크 내부로 유입되어 충전되도록 하는 제3 유입구;
    상기 뜨게부유공간에 설치되는 부력을 가지는 뜨게 및
    상기 어댑터하우징 하면에 형성되되 상기 뜨게부유공간과 연결되게 형성되고, 상기 뜨게부유공간으로 유입되는 연료를 상기 연료탱크 내부로 배출하거나 상기 연료탱크 내부의 연료가 유입되는 관통공을 포함하고,
    상기 연료탱크 내부의 연료의 수위가 상기 뜨게 위치를 초과함에 따라 상기 뜨게부유공간으로 유입되는 연료에 의해 상기 뜨게가 상승하는 것으로 상기 제2 유입구와 제3 유입구를 막아 연료의 충전을 중지시키는 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구획벽 하측에 관통되게 형성되어 상기 연료주입공간으로 유입된 연료가 상기 뜨게부유공간으로 유입되도록 하는 제4 유입구를 더 포함하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터하우징은,
    상기 뜨게부유공간을 기준으로 상하방향으로 길이를 가지도록 형성된 이동가이드를 포함하고,
    상기 뜨게는,
    돌출되게 형성되어 상기 이동가이드를 따라 이동하는 뜨게돌기를 포함하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 뜨게는,
    내압 30bar 이상의 티타늄 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 뜨게는,
    상단이 일측에서 타측으로 상향 경사지게 형성되고, 일측에 형성된 돌기홈을 포함하는 뜨게몸체;
    상기 돌기홈에 설치되어 인입 및 인출되는 고정돌기 및
    상기 돌기홈 내에 설치되어 상기 고정돌기에 연결되는 탄성부재를 포함하고,
    상기 뜨게가 상승되어 상기 고정돌기가 상기 제2 유입구의 위치에 대응됨에 따라 상기 제2 유입구에 상기 고정돌기가 삽입되는 것으로 상기 뜨게가 고정되는 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연료탱크 내부의 연료의 수위가 상기 관통공의 높이 보다 낮아지고 연료 충전이 진행되면, 상기 고정돌기가 상기 연료충전튜브로 충전되는 연료의 충전압력에 의해 순간적으로 가압되어 상기 뜨게가 하강하는 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 뜨게는,
    종단면이 '∩'자 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 뜨게는,
    내부에 둘레를 따라 일정간격 이격되어 형성된 복수의 뜨게날개를 포함하는 초저온 연료탱크용 과충전방지장치.
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