KR20230078909A - Pressure boosting device for cryogenic liquid fuel tank - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초저온 액체 연료탱크용 승압장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 초저온 액체 연료탱크에 설치되어 내부압력이 낮아질 경우, 상기 초저온 액체 연료탱크 내의 연료를 이동시켜 기화시킨 후 다시 내부로 유입시켜 내부압력을 상승시키는 승압장치에 있어서, 상기 초저온 액체 연료탱크 내부의 연료가 유입되어 이동되는 제1 승압이동관; 상기 제1 승압이동관과 연결되어, 상기 제1 승압이동관으로부터 연료가 유입되고, 자석 슬라이더의 이동에 의해 연료를 이동시켜 기화가 이루어지도록 하는 승압모듈 및 상기 승압모듈과 상기 초저온 액체 연료탱크에 연결되고, 상기 승압모듈로부터 유입되는 연료가 이동되며 기화되어 상기 초저온 액체 연료탱크 내부로 유입되도록 하는 제2 승압이동관를 포함하는 승압장치를 제공할 수 있다.The present invention relates to a pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank. According to the present invention, when installed in the cryogenic liquid fuel tank and the internal pressure is lowered, the fuel in the cryogenic liquid fuel tank is moved, vaporized, and then introduced into the inside again. A booster device for increasing internal pressure, comprising: a first pressure-up transfer pipe through which the fuel inside the cryogenic liquid fuel tank is introduced and moved; It is connected to the first boosting pipe, fuel is introduced from the first boosting pipe, and the boost module moves the fuel by the movement of the magnet slider to vaporize, and the boost module is connected to the cryogenic liquid fuel tank. It is possible to provide a boosting device including a second boosting transfer pipe through which the fuel introduced from the boosting module is moved and vaporized to be introduced into the cryogenic liquid fuel tank.
Description
본 발명은 초저온 액체 연료탱크용 승압장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자석 슬라이더를 통해 연료탱크 내부의 연료를 외부로 강제 이동시켜 열교환 작용으로 기화 되도록 하여 연료를 기체 형태로 다시 내부로 주입시킴으로써, 빠른 시간에 내부압력을 상승시킬 수 있는 초저온 액체 연료탱크용 승압장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank, and more particularly, by forcibly moving fuel inside a fuel tank to the outside through a magnet slider to vaporize it through a heat exchange action and injecting the fuel back into the inside in the form of a gas, It relates to a pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank capable of increasing the internal pressure over time.
일반 산업용 초저온 탱크(예; 액체질소나 액체산소 등의 이동식 탱크)는 초저온 액체를 또 다른 용기에 옮겨 담을 때에 기화된 기체의 내부압력을 이용하게 되는데, 처음에는 압력이 높아 액체가 쉽게 빠져나오다 내부압력이 점차 낮아짐에 따라 속도가 떨어지게 된다. 이러한 현상때문에 압력이 상승하기를 기다렸다 다시 옮겨 담아야 하는 상황이 발생하게 된다.General industrial cryogenic tanks (e.g. mobile tanks for liquid nitrogen or liquid oxygen) use the internal pressure of vaporized gas to transfer cryogenic liquid to another container. As the pressure gradually decreases, the speed decreases. Because of this phenomenon, a situation arises in which the pressure must rise and then be transferred again.
이러한 상황에서 내부 압력상승을 촉진할 수 있도록, 열전달율이 높은 동관을 이용하여 액체를 내조에서부터 내외조사이를 거쳐 외조 바깥으로 끌어내어 자연기화 시킨 후 다시 내조까지 이어지는 장치를 설치하고 있다.In order to accelerate the internal pressure rise under this circumstance, a copper pipe with high heat transfer rate is used to draw the liquid from the inner tank through the inner and outer tubes to the outside of the outer tank, where it is naturally vaporized and then leads to the inner tank again.
이러한 장치가 없을 때 보다 빠른 속도로 액체를 다른 용기로 옮겨 담을 수는 있지만, 이러한 장치도 추가적인 자연기화장치로써의 한계가 있어 속도가 느려지는 구간이 생기는 문제를 가지고 있다. 또한 오히려 탱크의 단열성능을 떨어뜨리는 역효과를 가져올 수 있어 거의 사용하지 않고 있는 상황이다.When there is no such device, it is possible to transfer the liquid to another container at a faster rate, but this device also has a limitation as an additional natural vaporization device, so there is a problem in that the speed is slowed down. In addition, it can bring about the opposite effect of reducing the insulation performance of the tank, so it is rarely used.
또한 탱크 내부의 압력을 올리기 위해 펌프 형태의 강제이송 장치와 열교환기를 갖출 수는 있지만, 2,000kPa(20bar) 이상의 내부압력으로 인하여 복잡하고 부피가 큰 가스누설 방지장치 등이 요구되어 사실상 적용되기 쉽지 않다.In addition, it is possible to have a pump-type forced transfer device and a heat exchanger to increase the pressure inside the tank, but it is not easy to apply in practice because a complicated and bulky gas leakage prevention device is required due to the internal pressure of 2,000 kPa (20 bar) or more. .
따라서, 탱크의 단열성능을 떨어뜨리지 않고 빠른 시간 내에 압력 상승이 가능하며 간단한 구조를 가지는 승압장치에 대한 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a pressure boosting device having a simple structure and capable of increasing the pressure within a short time without deteriorating the insulation performance of the tank.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 자석 슬라이더를 통해 연료탱크 내부의 연료를 외부로 강제 이동시켜 열교환 작용으로 기화 되도록 하여 연료를 기체 형태로 다시 내부로 주입시킴으로써, 빠른 시간에 내부압력을 상승시킬 수 있는 초저온 액체 연료탱크용 승압장치를 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention forcibly moves the fuel inside the fuel tank to the outside through a magnet slider so that it is vaporized through a heat exchange action, and then injects the fuel back into the inside in the form of a gas, thereby quickly increasing the internal pressure. An object of the present invention is to provide a booster for a cryogenic liquid fuel tank capable of
상기와 같은 과제를 해결하고자, 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치는 초저온 액체 연료탱크에 설치되어 내부압력이 낮아질 경우, 상기 초저온 액체 연료탱크 내의 연료를 이동시켜 기화시킨 후 다시 내부로 유입시켜 내부압력을 상승시키는 승압장치에 있어서, 상기 초저온 액체 연료탱크 내부의 연료가 유입되어 이동되는 제1 승압이동관; 상기 제1 승압이동관과 연결되어, 상기 제1 승압이동관으로부터 연료가 유입되고, 자석 슬라이더의 이동에 의해 연료를 이동시켜 기화가 이루어지도록 하는 승압모듈 및 상기 승압모듈과 상기 초저온 액체 연료탱크에 연결되고, 상기 승압모듈로부터 유입되는 연료가 이동되며 기화되어 상기 초저온 액체 연료탱크 내부로 유입되도록 하는 제2 승압이동관를 포함하는 승압장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is installed in the cryogenic liquid fuel tank and, when the internal pressure is lowered, moves and vaporizes the fuel in the cryogenic liquid fuel tank, and then again 1. A pressure boosting device for increasing internal pressure by introducing fuel into the inside of the cryogenic liquid fuel tank, comprising: a first pressure rising pipe through which the fuel inside the cryogenic liquid fuel tank is introduced and moved; It is connected to the first boosting pipe, fuel is introduced from the first boosting pipe, and the boost module moves the fuel by the movement of the magnet slider to vaporize, and the boost module is connected to the cryogenic liquid fuel tank. It is possible to provide a boosting device including a second boosting transfer pipe through which the fuel introduced from the boosting module is moved and vaporized to be introduced into the cryogenic liquid fuel tank.
또한 상기 제1 승압이동관에 설치되어, 상기 초저온 액체 연료탱크의 내부압력에 따라 오픈 및 차단시킬 수 있는 전단 밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a front end valve installed in the first pressure-up moving pipe, which can be opened and closed according to the internal pressure of the cryogenic liquid fuel tank.
여기서, 상기 승압모듈은, 길이를 가지는 관통된 관 형상으로 형성되되 내부공간으로 상부에 위치하는 상부공간과 상기 상부공간과 연결되어 하부에 위치하는 하부공간이 형성되고, 하부와 상부에 각각 상기 제1 승압이동관과 제2 승압이동관이 연결되는 실린더부; 상기 실린더부 외부에 설치되어, 상기 실린더부를 따라 상하 이동될 수 있는 자석 슬라이더; 상기 상부공간에 설치되어, 상기 자석 슬라이더의 이동에 따라 상하 이동되는 플런저; 상기 상부공간에 설치되어 상기 플런저의 이동에 따라 상하 이동되고, 상하 이동에 따라 차단 및 오픈되는 상단이동밸브 및 상기 하부공간에 설치되어 상기 플런저의 이동에 따라 상하 이동되며, 상하 이동에 따라 오픈 및 차단되는 하단이동밸브를 포함할 수 있다.Here, the boosting module is formed in the shape of a through-pipe having a length, and an upper space located at the top as an internal space and a lower space connected to the upper space and located at the bottom are formed. a cylinder part to which a first boosting pipe and a second boosting pipe are connected; a magnet slider installed outside the cylinder and moving up and down along the cylinder; a plunger installed in the upper space and moved up and down according to the movement of the magnet slider; An upper moving valve that is installed in the upper space and moves up and down according to the movement of the plunger, and is blocked and opened according to the movement of the plunger, and is installed in the lower space and moves up and down according to the movement of the plunger, and is opened and closed according to the movement of the plunger. It may include a lower moving valve that is blocked.
또한 상기 승압모듈은, 상기 자석 슬라이더가 상측으로 이동될 경우, 상기 플런저가 상측으로 이동됨에 따라 상기 상단이동밸브가 차단되어 상기 상부공간의 연료가 상기 제1 승압이동관으로 이동되고, 상기 하단이동밸브가 오픈되어 상기 하부공간의 연료가 상기 상부공간의 상기 상단이동밸브 하측으로 이동되며, 상기 자석 슬라이더가 하측으로 이동될 경우, 상기 플런저가 하측으로 이동됨에 따라 상기 상단이동밸브가 오픈되어 상기 상단이동밸브 하측에 위치하는 연료가 상측으로 이동되고, 상기 하단이동밸브가 차단되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the boosting module, when the magnet slider moves upward, the upper moving valve is blocked as the plunger moves upward, so that the fuel in the upper space is moved to the first boosting moving pipe, and the lower moving valve is opened and the fuel in the lower space is moved to the lower side of the upper moving valve in the upper space, and when the magnet slider is moved downward, the upper moving valve is opened as the plunger is moved downward and the upper moving valve is moved to the lower side. It is characterized in that the fuel located at the lower side of the valve is moved upward, and the lower moving valve is closed.
또한 상기 실린더부는, 길이를 가지는 관 형상으로 형성되되 상기 상부공간과 하부공간이 형성된 실린더; 상기 실린더 하부에 삽입 고정되어, 상기 제1 승압이동관이 연결되며, 상기 하단이동밸브가 안착될 시 상기 하단이동밸브를 차단시키는 하단 플러그 및 상기 실린더 상부에 삽입 고정되어, 상기 제2 승압이동관이 연결되는 상단 플러그를 포함할 수 있다.In addition, the cylinder portion is formed in a tubular shape having a length, the cylinder having the upper space and the lower space formed; It is inserted and fixed to the bottom of the cylinder to connect the first boosting shift pipe, and is inserted and fixed to a bottom plug blocking the bottom shift valve when the bottom shift valve is seated and an upper part of the cylinder to connect the second boost shift pipe. A top plug may be included.
또한 상기 실린더는, 상기 상부공간과 하부공간 사이에 내면 둘레를 따라 내측으로 돌출되게 형성되어, 상기 하단이동밸브의 상측 이동을 제한하고, 상기 상단이동밸브의 하측 이동을 제한하는 공간분리돌출부 및 외면 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성되어, 상기 자석 슬라이더가 지지되고 이탈되지 않도록 하는 이탈방지돌출부를 포함할 수 있다.In addition, the cylinder is formed to protrude inward along the inner circumference between the upper space and the lower space, to limit the upward movement of the lower movement valve and to limit the lower movement of the upper movement valve. It may include a separation preventing protrusion formed to protrude outward along the circumference to support the magnet slider and prevent separation.
또한 상기 하단 플러그는, 상기 제1 승압이동관이 연결되는 하단 연결관; 상기 하단 연결관 상측으로 형성되는 하단 플러그몸체 및 상기 하단 플러그몸체 상측에 형성되어 상기 실린더에 삽입되고, 상기 하단이동밸브와 밀착되어 상기 하단이동밸브를 차단시킬 수 있는 하단 플러그삽입부를 포함할 수 있다.In addition, the lower plug may include a lower connecting pipe to which the first boosting moving pipe is connected; A lower plug body formed on the upper side of the lower connecting pipe and a lower plug insertion portion formed on the upper side of the lower plug body and inserted into the cylinder, and in close contact with the lower movement valve to block the lower movement valve. .
또한 상기 상단 플러그는, 상기 제2 승압이동관이 연결되는 상단 연결관; 상기 상단 연결관 하측으로 형성되는 상단 플러그몸체 및 상기 상단 플러그몸체 하측에 형성되어 상기 실린더에 삽입되는 상단 플러그삽입부를 포함할 수 있다.In addition, the upper plug may include: an upper connecting pipe to which the second boosting moving pipe is connected; An upper plug body formed below the upper connection pipe and an upper plug insertion portion formed below the upper plug body and inserted into the cylinder.
또한 상기 상단이동밸브는, 중공되되 상면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되고, 상기 플런저보다 긴 길이를 가지는 상단밸브몸체; 상기 상단밸브몸체 상측에 둘레를 따라 형성되어, 상기 플런저에 의해 상측으로 이동될 시 차단되고 하측으로 이동될 시 오픈되는 하나 이상의 상단밸브개방홀; 상기 상단밸브몸체 상단에 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성되어, 상기 플런저가 걸려 상측으로 같이 이동될 수 있도록 하는 상단걸림부 및 상기 상단밸브몸체 하단에 외측으로 돌출되게 형성되어, 상기 플런저가 걸려 하측으로 같이 이동될 수 있도록 하는 하단걸림부를 포함할 수 있다.In addition, the upper movable valve, the upper valve body is formed in a hollow tubular shape with an upper surface blocked, and has a longer length than the plunger; one or more upper valve opening holes formed along the circumference of the upper side of the upper valve body, blocked when moved upward by the plunger and opened when moved downward; An upper hanging part formed on the upper end of the upper valve body to protrude outward along the circumference so that the plunger can be caught and moved upward together, and formed to protrude outward at the lower end of the upper valve body, so that the plunger is caught and moved upward. It may include a lower hanging part to be moved together.
또한 상기 하단이동밸브는, 중공되어 상면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되는 제1 하단밸브몸체; 중공되어 하면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되어 상기 제1 하단밸브몸체 상측으로 일체형으로 형성되되, 상기 제1 하단밸브몸체보다 넓이가 크게 형성되는 제2 하단밸브몸체; 상기 제1 하단밸브몸체 상측에 둘레를 따라 형성되어, 상기 실린더부에 의해 하측으로 이동될 시 차단되고 상측으로 이동될 시 오픈되는 하나 이상의 제1 하단밸브개방홀 및 상기 제2 하단밸브몸체 둘레를 따라 형성되어, 상기 제1 하단밸브개방홀이 오픈되면 상기 하부공간으로 이동되는 연료가 상기 상부공간으로 이동될 수 있도록 하는 제2 하단밸브개방홀을 포함할 수 있다.In addition, the lower moving valve may include a first lower valve body formed in a hollow tubular shape with an upper surface blocked; A second lower valve body formed in a hollow tubular shape with a lower surface blocked and integrally formed above the first lower valve body and having a larger width than the first lower valve body; One or more first lower valve opening holes formed along the circumference on the upper side of the first lower valve body, blocked when moved downward by the cylinder part and opened when moved upward, and the circumference of the second lower valve body It may include a second lower valve opening hole that is formed according to the first lower valve opening hole and allows fuel moved to the lower space to move to the upper space when the first lower valve opening hole is opened.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치는 자석 슬라이더를 통해 연료탱크 내부의 연료를 외부로 강제 이동시켜 열교환 작용으로 기화 되도록 하여 연료를 기체 형태로 다시 내부로 주입시킴으로써, 빠른 시간에 내부압력을 상승시킬 수 있다.As described above, the booster for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention forcibly moves the fuel inside the fuel tank to the outside through a magnet slider, vaporizes it by heat exchange action, and injects the fuel back into the gas form, Internal pressure can be increased quickly.
또한 간단한 구조로 구현 가능하여 탱크 슈라우드 내에 설치 가능하고, 설치 용이성이 우수하며, 별도의 가스누설 방지장치 등의 설치를 최소화 시킬 수 있다.In addition, since it can be implemented with a simple structure, it can be installed in the tank shroud, has excellent installation ease, and can minimize the installation of a separate gas leakage prevention device.
또한 연료탱크의 단열성능 저하를 줄일 수 있다.In addition, the deterioration of the insulation performance of the fuel tank can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치가 연료탱크에 설치된 모습을 도시한 사용예시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 2에서 연료탱크의 일부 구성을 제거하여 초저온 액체 연료탱크용 승압장치만을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치의 승압모듈을 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 승압모듈을 도시한 단면도.
도 6은 도 4의 승압모듈을 분리하여 도시한 분해사시도.
도 7은 도 4의 승압모듈을 분리하여 도시한 단면분해사시도.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 6의 실린더를 도시한 사시도 및 단면도.
도 9의 (a) 및 (b)는 도 6의 하단 플러그를 도시한 사시도 및 단면도.
도 10의 (a) 및 (b)는 도 6의 상단이동밸브를 도시한 사시도 및 단면도.
도 11의 (a) 및 (b)는 도 6의 하단이동밸브를 도시한 사시도 및 단면도.
도 12의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치의 승압모듈의 자석 슬라이더가 상승될 시 작동 모습을 나타낸 작동예시도.
도 13의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치의 승압모듈의 자석 슬라이더가 하강될 시 작동 모습을 나타낸 작동예시도.1 is a use example showing a state in which a pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is installed in a fuel tank.
Figure 2 is a front view of Figure 1;
FIG. 3 is an exemplary view showing only a pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank by removing some components of the fuel tank in FIG. 2;
4 is a perspective view illustrating a boosting module of a boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view illustrating the boosting module of FIG. 4;
FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the boosting module of FIG. 4 after being separated;
FIG. 7 is an exploded cross-sectional perspective view illustrating the step-up module of FIG. 4 after being separated;
8 (a) and (b) are perspective and cross-sectional views of the cylinder of FIG. 6;
Figure 9 (a) and (b) is a perspective view and cross-sectional view showing the bottom plug of Figure 6.
Figure 10 (a) and (b) is a perspective view and cross-sectional view showing the upper moving valve of Figure 6.
Figure 11 (a) and (b) is a perspective view and cross-sectional view showing the lower moving valve of Figure 6.
12 (a) to (d) are operational examples of operation when a magnet slider of a boosting module of a boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is raised.
13(a) to (d) are operational examples of operation when a magnet slider of a boosting module of a boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is lowered.
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. Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수 의 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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that a combination of features, numbers, steps, components, etc. described in the specification exist, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of combinations of steps, components, etc. is not precluded.
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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
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.Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and detailed descriptions of configurations are omitted. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
이하, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도 1 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 13 for explaining an embodiment.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치가 연료탱크에 설치된 모습을 도시한 사용예시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이고, 도 3은 도 2에서 연료탱크의 일부 구성을 제거하여 초저온 액체 연료탱크용 승압장치만을 도시한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치의 승압모듈을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 승압모듈을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 4의 승압모듈을 분리하여 도시한 분해사시도이고, 도 7은 도 4의 승압모듈을 분리하여 도시한 단면분해사시도이고, 도 8의 (a) 및 (b)는 도 6의 실린더를 도시한 사시도 및 단면도고, 도 9의 (a) 및 (b)는 도 6의 하단 플러그를 도시한 사시도 및 단면도이고, 도 10의 (a) 및 (b)는 도 6의 상단이동밸브를 도시한 사시도 및 단면도이고, 도 11의 (a) 및 (b)는 도 6의 하단이동밸브를 도시한 사시도 및 단면도이고, 도 12의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치의 승압모듈의 자석 슬라이더가 상승될 시 작동 모습을 나타낸 작동예시도이며, 도 13의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치의 승압모듈의 자석 슬라이더가 하강될 시 작동 모습을 나타낸 작동예시도이다.1 is a use example showing a state in which a booster for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is installed in a fuel tank, FIG. 2 is a front view of FIG. 1, and FIG. 3 is a part of the fuel tank in FIG. It is an exemplary view showing only the booster device for a cryogenic liquid fuel tank by removing the configuration, FIG. 4 is a perspective view showing a booster module of the booster device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an exploded perspective view showing the boosting module of FIG. 4 with the boosting module separated, FIG. 7 is a cross-sectional exploded perspective view showing the boosting module of FIG. (b) is a perspective view and cross-sectional view of the cylinder of FIG. 6, (a) and (b) of FIG. 9 are a perspective view and cross-sectional view of the lower plug of FIG. 6, and (a) and (b) of FIG. is a perspective view and cross-sectional view showing the upper moving valve of FIG. 6, FIG. 11 (a) and (b) are a perspective view and cross-sectional view showing the lower moving valve of FIG. 6, and FIG. 12 (a) to (d) is an exemplary operation diagram showing the operation when the magnet slider of the boosting module of the boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is raised, and FIG. 13 (a) to (d) are examples of the present invention This is an exemplary operation diagram showing the operation when the magnet slider of the boosting module of the boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to is lowered.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초연료 액체 연료탱크용 승압장치(1, 이하 '승압장치'라 함)는 초저온 액체 연료탱크에 설치되어 내부압력이 낮아질 경우, 초저온 액체 연료탱크 내의 연료를 이동시켜 기화시킨 후 다시 내부로 유입시켜 내부압력을 상승시키는 장치이다.1 to 3, when the pressure boosting device (1, hereinafter referred to as 'pressure boosting device') for a super fuel liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention is installed in a cryogenic liquid fuel tank to lower the internal pressure, the cryogenic temperature It is a device that moves and vaporizes the fuel in the liquid fuel tank and then introduces it back into the tank to increase the internal pressure.
초저온 액체 연료탱크는 펌프 없이 연료 기화에 의해 내부압력을 올려 엔진에 연료를 공급하는 방법이 이용되고 있는데, 연료충전 후 탱크내부 압력이 엔진시동 연료분사 압력보다 낮으면 엔진 시동이 되지 않은 문제가 있다. 그리고 처음에는 내부압력이 높아 연료가 쉽게 빠져나올 수 있으나 엔진과부하가 지속될 경우, 엔진에 연료공급량이 많아져 내부압력이 점차 낮아짐에 따라 연료 공급 속도가 현저하게 떨어지는 문제가 있다. The cryogenic liquid fuel tank uses a method of supplying fuel to the engine by raising the internal pressure by vaporizing the fuel without a pump. However, if the pressure inside the tank after fuel is lower than the engine starting fuel injection pressure, the engine does not start. . At first, the internal pressure is high, so the fuel can easily escape. However, when the engine overload continues, the fuel supply rate decreases remarkably as the internal pressure gradually decreases as the amount of fuel supplied to the engine increases.
본 발명의 승압장치(1)는 상기와 같은 문제를 해결하고자 초저온 액체 연료탱크의 내부압력이 저하될 시 연료를 강제 이동시켜 기화의 발생으로 내부압력을 상승시킬 수 있도록 한 것이다.In order to solve the above problem, the
한편 초저온 액체 연료탱크는 크게 2가지의 연료 입출관이 형성되어 있는데, 연료를 충전하거나 엔진으로 연료를 공급하기 위한 연료관(F)과 연료 기화에 의해 내부압력이 일정압력 이상으로 상승하였을 경우 기체의 연료를 외부로 배출하기 위한 배출관(E)이 구성될 수 있다. 또한 연료관(F) 중간에 형성되어 승압장치(1)와 유사한 기능을 하는 레귤레이터(R)도 구성될 수 있는데, 레귤레이터(R)는 엔진에 이미 연료가 공급되고 있는 상태(차량 운행 상태)에서 압력 차이에 의해 자동으로 액상의 연료를 이동시켜 기화시킨 후 연료탱크 내부로 보내어 내부압력이 일정한 압력으로 유지되도록 하는 장치이다.On the other hand, the cryogenic liquid fuel tank has two fuel inlet and outlet pipes, a fuel pipe (F) for charging fuel or supplying fuel to the engine, and a gas pipe when the internal pressure rises above a certain pressure due to fuel vaporization. A discharge pipe (E) for discharging fuel to the outside may be configured. In addition, a regulator (R) formed in the middle of the fuel pipe (F) and having a function similar to that of the booster (1) may also be configured. It is a device that automatically moves and vaporizes liquid fuel according to the pressure difference and then sends it to the inside of the fuel tank so that the internal pressure is maintained at a constant pressure.
구체적으로, 승압장치(1)는 초저온 액체 연료탱크에 설치될 시, 연료관(F)과 연결되어 연료관(F)으로부터 연료탱크 내부의 액상의 연료가 유입될 수 있고, 연료탱크 내부로 연결되어 기상의 연료가 연료탱크 내부로 주입되도록 할 수 있다.Specifically, when the boosting
도 3을 참조하면, 승압장치(1)는 제1 승압이동관(10), 승압모듈(20), 제2 승압이동관(30) 및 전단 밸브(40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
제1 승압이동관(10)은 초저온 액체 연료탱크 내부의 액상의 연료가 유입되어 이동될 수 있는 관으로서, 일단이 초저온 액체 연료탱크의 연료관(F)과 연결되게 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 초저온 액체 연료탱크 내부와 직접적으로 연결되게 형성되는 등 다양하게 형성될 수 있다,The first pressure-up
또한 제1 승압이동관(10)의 타단이 승압모듈(20)의 하단, 즉 승압모듈(20)의 하단 플러그(211)와 연결되어, 초저온 액체 연료탱크 내부로부터 유입된 액상의 연료가 승압모듈(20)로 이동 가능하도록 할 수 있다.In addition, the other end of the
한편, 제1 승압이동관(10)은 전단 밸브(40)에 의해 차단되거나 개방될 수 있는데, 초저온 액체 연료탱크의 내부압력이 높을 경우 전단 밸브(40)에 의해 차단되어 승압장치(1)가 작동되지 않을 수 있으며, 내부압력이 낮을 경우 전단 밸브(40)가 오픈되어 개방되는 것으로 승압장치(1)가 작동될 수 있도록 한다.Meanwhile, the first
승압모듈(20)은 제1 승압이동관(10)과 연결되어, 자석 슬라이더의 상하 이동에 의해 제1 승압이동관(10)으로부터 연료가 유입되어 제2 승압이동관(30)으로 이동되도록 할 수 있다. 이에 제2 승압이동관(30)에서 연료가 기화가 이루어지고, 기상의 연료가 연료탱크 내부로 주입됨에 따라 내부압력이 상승되도록 할 수 있다. 즉, 승압모듈(20)은 펌프와 같은 기능을 할 수 있는데, 연료탱크 내부의 연료를 강제 이동시켜 빠르게 연료 기화가 이루어지도록 함으로써, 짧은 시간에 내부압력이 상승하도록 할 수 있는 것이다.The boosting
도 4 내지 도 7을 참조하면, 승압모듈(20)은 실린더부(21), 자석 슬라이더(22), 플런저(23), 상단이동밸브(24) 및 하단이동밸브(25)를 포함할 수 있다.4 to 7 , the boosting
실린더부(21)는 하부와 상부에 각각 제1 승압이동관(10)과 제2 승압이동관(30)이 연결되어 연료가 이동되는 경로와 같은 역할을 하며, 플런저(23), 상단이동밸브(24), 하단이동밸브(25)가 내부에 설치되어 이동 가능하도록 내부공간이 마련되게 형성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 실린더부(21)는 실린더(210), 하단 플러그(211) 및 상단 플러그(212)를 포함할 수 있다.More specifically, the
도 8을 참조하면, 실린더(210)는 길이를 가지는 관통된 관 형상으로 형성되어 내부공간을 가질 수 있는데, 내부공간으로 상부공간(210a)과 하부공간(210b)이 형성될 수 있다. 이때, 상부공간(210a)과 하부공간(210b)은 서로 연결되어 있어, 연료의 이동이 가능할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
상부공간(210a)에는 플런저(23), 상단이동밸브(24)가 설치될 수 있으며, 하부공간(210b)에는 하단이동밸브(25)가 설치될 수 있다.A
또한 실린더(210)는 공간분리돌출부(2100) 및 이탈방지돌출부(2101)를 포함할 수 있다.In addition, the
공간분리돌출부(2100)는 상부공간(210a)과 하부공간(210b)이 구분될 수 있도록 하는 것으로, 상부공간(210a)과 하부공간(210b) 사이에서 실린더(210) 내면 둘레를 따라 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다,The
이러한 공간분리돌출부(2100)는 하단이동밸브(25)의 상측 이동을 제한하고, 상단이동밸브(24)의 하측 이동을 제한할 수 있다. 즉, 하단이동밸브(25)가 상측 이동될 시 공간분리돌출부(2100)에 걸려 더 이상 상측으로 이동되지 않도록 할 수 있으며, 상단이동밸브(24)가 하측으로 이동됨에 따라 공간분리돌출부(2100)에 의해 받쳐지면 하측으로 더 이상 이동되지 않고 위치가 고정되도록 할 수 있는 것이다.The
이때 공간분리돌출부(2100)는 실린더(210) 내면 둘레를 따라 쭉 이어지게 형성되어 링 형상을 이루는 일 몸체로 구성되거나, 둘레를 따라 이격되게 배열되어 형성되는 복수 몸체로 구성될 수 있다.At this time, the
이탈방지돌출부(2101)는 실린더(210) 외면 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성되어 실린더(210) 외면에 설치되는 자석 슬라이더(22)가 지지되어 작동하지 않을 시에 실린더(210)에서 이탈되지 않도록 할 수 있다.The
이러한 이탈방지돌출부(2101)는 실린더(210) 하부측에 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.The
또한 실린더(210)는 상단과 하단에 상단 플러그(212)와 하단 플러그(211)가 각각 설치될 수 있고, 이에 제1 승압이동관(10)과 제2 승압이동관(30)과 연결될 수 있다.In addition, an
하단 플러그(211)는 실린더(210) 하부에 삽입 고정되고, 제1 승압이동관(10)이 연결될 수 있다. 또한 하단 플러그(211)는 하단이동밸브(25)가 하측으로 이동됨에 따라 안착되면 하단이동밸브(25)가 차단 상태가 되도록 할 수 있다.The
이를 위해, 도 9를 참조하면, 하단 플러그(211)는 하단 연결관(2110), 하단 플러그몸체(2111) 및 하단 플러그삽입부(2112)를 포함할 수 있다.To this end, referring to FIG. 9 , the
하단 연결관(2110)은 관통된 관 형상으로 형성되어 하단에 제1 승압이동관(10)이 연결될 수 있고, 상단에 하단 플러그몸체(2111)가 형성될 수 있다.The
하단 플러그몸체(2111)는 하단 연결관(2110) 상측으로 형성되되, 관통되게 형성되며, 횡단면 넓이가 실린더(210)의 횡단면 넓이 이상으로 형성되어, 하단 플러그(211)가 실린더(210)에 삽입될 시 실린더(210) 하단 하측에 위치될 수 있다.The
즉, 하단 플러그몸체(2111)는 하단 플러그(211)의 삽입 정도가 제한되도록 하며, 실린더(210)와의 기밀성이 보다 향상되도록 할 수 있다.That is, the
또한 하단 플러그몸체(2111)는 관통된 내부 홀 크기가 하단이동밸브(25)가 일부 삽입될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 이때, 삽입될 시 하단이동밸브(25)와 밀착될 수 있는 크기가 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the
하단 플러그삽입부(2112)는 하단 플러그몸체(2111) 상측에 형성되되, 관통되게 형성되어 실린더(210)에 삽입될 수 있다. 실린더(210)에 삽입될 시, 실린더(210) 하단을 패킹할 수 있도록 실린더(210) 내면과 밀착되게 접할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The lower
또한 하단 플러그삽입부(2112)는 내부로 하단이동밸브(25)가 안착됨에 따라 하단이동밸브(25)와 밀착되어 하단이동밸브(25)의 제1 하단밸브개방홀(252)을 차단하여, 하단이동밸브(25)가 차단 상태가 되도록 할 수 있다.In addition, the lower
또한 하단 플러그삽입부(2112)는 하단이동밸브(25)의 제1 하단밸브몸체(250)만 삽입될 수 있는데, 제2 하단밸브몸체(251)가 삽입되지 않고 상측에 안착되도록 상부에 내면을 따라 형성된 하단밸브안착홈을 포함할 수 있다.In addition, only the first
또한 하단 플러그삽입부(2112)는 실린더(210)와 보다 밀착되어 기밀성이 높아지도록 외면에 형성된 패킹돌출부를 더 포함할 수도 있다.In addition, the lower
상단 플러그(212)는 실린더(210) 상부에 삽입 고정되고, 제2 승압이동관(30)이 연결될 수 있다.The
이러한 상단 플러그(212)는 상기에서 설명한 하단 플러그(211)와 삽입되는 방향만 다르되 실질적으로 동일한 형태로 형성될 수 있어, 하단 연결관(2110), 하단 플러그몸체(2111) 및 하단 플러그삽입부(2112)에 대응되는 상단 연결관(2120), 상단 플러그몸체(2121) 및 상단 플러그삽입부(2122)를 포함할 수 있다.The
상단 연결관(2120)은 제2 승압이동관(30)이 연결될 수 있다.The
상단 플러그몸체(2121)는 상단 연결관(2120) 하측으로 형성될 수 있는데, 자세한 설명은 생략하며, 상단이동밸브(24)가 삽입되지는 않는다.The
상단 플러그삽입부(2122)는 상단 플러그몸체(2121) 하측에 형성되어 실린더에 삽입될 수 있는데, 자세한 설명은 생략하며, 상단 플러그몸체(2121)와 같이 상단이동밸브(24)가 삽입되지는 않으며, 상단밸브안착홈에는 상단이동밸브(24)의 상단측이 안착될 수 있다.The upper
다시 도 4 내지 도 7로 돌아가 살펴보면, 자석 슬라이더(22)는 실린더부(21) 외부에 설치되어, 실린더부(21)의 길이 방향을 따라 이동될 수 있는데, 상하 이동될 수 있다.Looking back to FIGS. 4 to 7 , the
이때, 자석 슬라이더(22)는 실린더부(21)의 외면을 감싸는 형태로, 링 형상으로 형성될 수 있으며, 높은 자성을 띠는 네오디움 자석으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.At this time, the
또한 자석 슬라이더(22)는 사용자에 의해 수동으로 제어되어 동작할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 구동장치가 다양한 형태로 적용될 수도 있다.In addition, the
이러한 자석 슬라이더(22)는 상하 이동됨에 따라 자성에 의해 플런저(23)가 같이 상하 이동되도록 할 수 있으며, 이에 상단이동밸브(24)와 하단이동밸브(25)의 상하 이동을 조절하여 차단 및 오픈에 대한 상태를 제어할 수 있다. As the
간단하게 설명하자면, 자석 슬라이더(22)가 상측으로 이동될 경우, 플런저(23)가 상측으로 이동됨에 따라 상단이동밸브(24)가 차단 상태가 되어 상부공간(210a)의 연료가 플런저(23)에 밀어 올려져 제1 승압이동관(10)으로 이동될 수 있다. 이때, 하단이동밸브(25)는 오픈 상태가 되어 하부공간(210b)의 연료가 상부공간(210a)의 상단이동밸브(24) 하측으로 이동될 수 있다.Briefly, when the
반대로, 자석 슬라이더(22)가 하측으로 이동될 경우, 플런저(23)가 하측으로 이동됨에 따라 상단이동밸브(24)가 오픈 상태가 되어 상단이동밸브(24) 하측에 위치하는 연료가 상측으로 이동될 수 있다. 이때 하단이동밸브(25)는 차단 상태가 될 수 있다.Conversely, when the
이러한 자석 슬라이더(22)에 의한 작동에 대해서는 하기에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The operation by the
플런저(23)는 상부공간(210a)에 설치되어, 자석 슬라이더(22)의 상하 이동에 따라 같이 상하 이동될 수 있다. 이를 위해, 플런저(23)는 철재질 또는 네오디움 자석으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 자석 슬라이더(22)와 자력을 가지도록 할 수 있는 소재라면 모두 적용될 수 있다.The
또한 플런저(23)는 상단이동밸브(24) 외면을 감싸는 링 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the
플런저(23)는 자석 슬라이더(22)에 의해 상하 이동됨에 따라 상단이동밸브(24)의 상하 이동과 차단/오픈 상태에 대해 제어할 수 있다. 또한 상단이동밸브(24)의 제어에 따라 압력에 의해 하단이동밸브(25)도 상하 이동되도록 하며, 차단/오픈 상태도 제어되도록 할 수 있다.As the
상단이동밸브(24)는 상부공간(210a)에 상하 이동가능하게 설치되어 플런저(23)의 이동에 따라 상하 이동되고, 상하 이동에 따라 차단 및 오픈 될 수 있다. 여기서 상단이동밸브(24)는 차단 상태로 상측으로 이동될 수 있으며, 오픈 상태로 하측으로 이동되며 하측에 위치하는 연료가 상측으로 이동되도록 할 수 있다.The upper moving
도 10을 참조하면, 상단이동밸브(24)는 상단밸브몸체(240), 상단밸브개방홀(241), 상단걸림부(242) 및 하단걸림부(243)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the upper moving
상단밸브몸체(240)는 중공되되 상면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되고, 플런저(23)에 의해 상단이동밸브(24)의 오픈과 차단이 제어될 수 있도록 플런저(23)보다 긴 길이를 가질 수 있다.The
이에 하부공간(210b)에서 상부공간(210a)으로 연료가 유입될 시, 상단밸브몸체(240) 내부로도 연료가 유입될 수 있다. 여기서 상단밸브몸체(240)에 형성된 상단밸브개방홀(241)이 오픈 또는 차단인지에 따라 상단밸브몸체(240) 내부로 유입된 연료가 상단밸브몸체(240) 외측으로 이동될 건지가 결정될 수 있다.Accordingly, when fuel flows from the
상기 상단밸브개방홀(241)은 상단밸브몸체(240) 상측에 둘레를 따라 하나 이상이 형성되어, 플런저(23)에 의해 상측으로 이동될 시 차단되고 하측으로 이동될 시 오픈 될 수 있다.One or more upper
이때, 상단밸브개방홀(241)은 둘레를 따라 일정간격 이격되어 복수개로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.At this time, it is preferable that the upper
상단걸림부(242)는 상단밸브몸체(240) 상단에 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 플런저(23)가 상측으로 이동하면서 상단걸림부(242)에 걸려 상단이동밸브(24)가 같이 이동될 수 있다.The
하단걸림부(243)는 상단밸브몸체(240) 하단에 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 하단걸림부(243)는 상단밸브몸체(240)에 탈부착 가능한 부재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상단밸브몸체(240)에 일체형으로 형성될 수도 있다.The
이에 플런저(23)가 하측으로 이동하게 되면, 하단걸림부(243)에 플런저(23)가 걸려 상단이동밸브(24)가 같이 이동될 수 있다.Accordingly, when the
하단이동밸브(25)는 하부공간(210b)에 상하 이동 가능하게 설치되어 플런저(23)의 이동에 따른 상단이동밸브(24)의 상하 이동에 의해 발생하는 압력에 의해 상하 이동될 수 있고, 상하 이동에 따라 오픈 및 차단될 수 있다. 즉, 하단이동밸브(25)는 상단이동밸브(24)의 상태(오픈 또는 차단)와 이동(상측 이동 또는 하측 이동)에 따라 이동과 상태가 같이 조절될 수 있다.The
도 11을 참조하면, 하단이동밸브(25)는 제1 하단밸브몸체(250), 제2 하단밸브몸체(251), 제1 하단밸브개방홀(252) 및 제2 하단밸브개방홀(253)을 포함할 수 있다.11, the lower moving
제1 하단밸브몸체(250)는 중공되어 상면이 막혀 있는 관 형상으로 형성될 수 있다.The first
제2 하단밸브몸체(251)는 중공되어 하면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되어 제1 하단밸브몸체(250) 상측으로 일체형으로 형성될 수 있다. 다만, 제2 하단밸브몸체(251)는 제1 하단밸브몸체(250)보다 횡단면 넓이가 크게 형성되어, 제1 하단밸브몸체(250)와 같이 하단 플러그(211)에 삽입되지 않도록 할 수 있다.The second
이에 제2 하단밸브몸체(251)는 하단밸브안착홈에 안착되는 것으로 하단 플러그(211)에 삽입되지 않을 수 있으며, 제1 하단밸브개방홀(252)을 통해 제2 하단밸브개방홀(253)로 연료가 이동되지 않도록 완전히 차단되도록 할 수 있다.Accordingly, the second
제1 하단밸브개방홀(252)는 제1 하단밸브몸체(250) 상측에 둘레를 따라 하나 이상이 형성될 수 있으며, 복수개가 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.One or more first lower valve opening holes 252 may be formed along the circumference of the upper side of the first
이 제1 하단밸브개방홀(252)은 하단이동밸브(25)가 하측으로 이동되어 실린더부(21)의 하단 플러그(211)에 삽입될 시, 하단 플러그(211)와 제1 하단밸브몸체(250)가 밀착됨에 따라 차단될 수 있다. The first lower
또한 하단이동밸브(25)가 상측으로 이동됨에 따라, 하단 플러그(211)에서 하단이동밸브(25)가 이탈되어 제1 하단밸브개방홀(252)이 오픈 될 수 있고, 이에 제1 승압이동관(10)으로부터 유입된 연료가 제1 하단밸브개방홀(252)을 통해 하부공간(210b), 제2 하단밸브개방홀(253)을 거쳐 상부공간(210a)으로 이동될 수 있다.In addition, as the lower moving
제2 하단밸브개방홀(253)은 제2 하단밸브몸체(251) 둘레를 따라 하나 이상이 형성될 수 있고, 복수개가 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.One or more second lower valve opening holes 253 may be formed along the circumference of the second
이러한 제2 하단밸브개방홀(253)은 제1 하단밸브개방홀(252)이 오픈 되면 하부공간(210b)으로 이동되는 연료가 상부공간(210a)으로 이동될 수 있도록 한다.The second lower
이와 같이 구성되는 승압모듈(20)의 작동에 대하여 도 12 및 도 13을 이용하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.The operation of the boosting
먼저, 도 12를 참조하면, 상단이동밸브(24)와 하단이동밸브(25)가 상부공간(210a)과 하부공간(210b)에서 각각 최하단에 위치하는 초기 상태(도 12의 (a))에서 자석 슬라이더(22)가 상측으로 이동될 경우, 플런저(23)가 상측 이동하여 상단이동밸브(24)의 상단밸브개방홀(241)을 막음에 따라 상단이동밸브(24)가 차단 상태가 될 수 있다. 이때 하단이동밸브(25)의 제1 하단밸브개방홀(252)이 실린더부(21)에 의해 막혀 있어, 하단이동밸브(25)가 차단 상태일 수 있다(도 12의 (b)). First, referring to FIG. 12, in the initial state (FIG. 12(a)) in which the upper shifting
그 다음, 자석 슬라이더(22)가 계속 상승함에 따라 플런저(23)가 차단 상태의 상단이동밸브(24)를 상측으로 이동시켜 상부공간(210a)에서 플런저(23)와 상단이동밸브(24) 상측에 위치하는 연료가 제2 승압이동관(30)으로 이동되도록 하고, 이때 압력에 의해 하단이동밸브(25)가 상측 이동되어 오픈 상태가 됨에 따라 제1 승압이동관(10)으로부터 유입된 연료가 제1 하단밸브개방홀(252), 하부공간(210b), 제2 하단밸브개방홀(253)을 통해 상부공간(210a)으로 이동될 수 있다(도 12의 (c)).Then, as the
그 다음, 자석 슬라이더(22)가 최상단까지 상승함에 따라 상단이동밸브(24)가 상부공간(210a) 상단까지 이동하여 상단 플러그(212)에 안착됨에 따라 상부공간(210a) 상측에 위치했던 연료를 모두 밀어낼 수 있고, 상단이동밸브(24) 내부까지 연료가 들어온 상태가 될 수 있다(도 12의 (d)).Then, as the
반면, 도 13을 참조하면, 상측 이동이 끝까지 이루어진 도 12의 (d)의 상태인 초기 상태(도 13의 (a))에서 자석 슬라이더(22)가 하측으로 이동될 경우, 플런저(23)가 하측 이동됨에 따라 상단이동밸브(24)의 상단밸브개방홀(241)을 열어 상단이동밸브(24)가 오픈 상태가 되도록 할 수 있다(도 13의 (b)).On the other hand, referring to FIG. 13, when the
상기 상태에서, 자석 슬라이더(22)가 계속 하강함에 따라 상단이동밸브(24) 내부에 위치한 연료가 상단밸브개방홀(241)을 통해 상측으로 이동될 수 있고, 이때 압력에 의해 하단이동밸브(25)가 하측 이동되어 차단 상태가 될 수 있다(도 13의 (c)).In the above state, as the
이후, 자석 슬라이더(22)가 최하단까지 하강함에 따라 상부공간(210a) 하측에 위치했던 연료가 상측으로 이동될 수 있다(도 13의 (d)).Thereafter, as the
제2 승압이동관(30)을 통해 연료가 기화될 수 있도록 승압모듈(20)은 상기와 같은 작동으로 연료를 상측에 연결되어 있는 제2 승압이동관(30)으로 이동시킬 수 있다.The
제2 승압이동관(30)은 일단과 타단이 승압모듈(20)과 초저온 액체 연료탱크에 각각 연결되고, 승압모듈(20)로부터 유입되는 연료가 이동되며 기화되어 초저온 액체 연료탱크 내부로 기상의 액체가 유입되도록 할 수 있다.The second boosting
여기서 제2 승압이동관(30)은 이동되는 연료의 기화기 이루어질 수 있도록 열전달율이 높은 동관으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the second boosting
전단 밸브(40)는 제1 승압이동관(10)에 설치되어, 초저온 액체 연료탱크의 내부압력에 따라 오픈 및 차단시켜, 제1 승압이동관(10)을 개방시키거나 차단시킬 수 있다. 이러한 전단 밸브(40)는 사용자에 의해 수동으로 제어될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 내부압력에 의해 기준압력에 따라 자동으로 제어될 수도 있다.The
이에 초저온 액체 연료탱크의 내부압력이 낮아져 승압장치(1)의 작동이 필요할 경우에 전단 밸브(40)가 오픈될 수 있고, 내부압력이 일정 수준 높아졌을 경우 전단 밸브(40)가 차단되어 승압장치(1)의 작동이 정지되도록 할 수 있다.Accordingly, when the internal pressure of the cryogenic liquid fuel tank is lowered and the operation of the
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초저온 액체 연료탱크용 승압장치는 자석 슬라이더를 통해 연료탱크 내부의 연료를 외부로 강제 이동시켜 열교환 작용으로 기화되도록 하여 연료를 기체 형태로 다시 내부로 주입시킴으로써, 빠른 시간에 내부압력을 상승시킬 수 있다.As described above, the pressure boosting device for a cryogenic liquid fuel tank according to an embodiment of the present invention forcibly moves the fuel inside the fuel tank to the outside through a magnet slider to vaporize the fuel through a heat exchange action, and returns the fuel to the inside in the form of a gas. By injecting, the internal pressure can be raised quickly.
또한 간단한 구조로 구현 가능하여 탱크 슈라우드 내에 설치 가능하고, 설치 용이성이 우수하며, 별도의 가스누설 방지장치 등의 설치를 최소화시킬 수 있다.In addition, since it can be implemented with a simple structure, it can be installed in the tank shroud, has excellent installation ease, and can minimize the installation of a separate gas leakage prevention device.
또한 연료탱크의 단열성능 저하를 줄일 수 있다.In addition, the deterioration of the insulation performance of the fuel tank can be reduced.
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.In the above, specific parts of the content of the present invention have been described in detail, and for those skilled in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. It will be clear. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
1: 승압장치
10: 제1 승압이동관
20: 승압모듈
21: 실린더부
210: 실린더
210a: 상부공간
210b: 하부공간
2100: 공간분리돌출부
2101: 이탈방지돌출부
211: 하단 플러그
2110: 하단 연결관
2111: 하단 플러그몸체
2112: 하단 플러그삽입부
212: 상단 플러그
2120: 상단 연결관
2121: 상단 플러그몸체
2122: 상단 플러그삽입부
22: 자석 슬라이더
23: 플런저
24: 상단이동밸브
240: 상단밸브몸체
241: 상단밸브개방홀
242: 상단걸림부
243: 하단걸림부
25: 하단이동밸브
250: 제1 하단밸브몸체
251: 제2 하단밸브몸체
252: 제1 하단밸브개방홀
253: 제2 하단밸브개방홀
30: 제2 승압이동관
40: 전단 밸브1: booster
10: 1st boosting tube
20: boost module
21: cylinder part
210: cylinder
210a: upper space
210b: lower space
2100: space separation protrusion
2101: departure prevention protrusion
211: lower plug
2110: bottom connector
2111: lower plug body
2112: lower plug insertion part
212: top plug
2120: top connector
2121: upper plug body
2122: top plug insert
22: magnet slider
23: plunger
24: upper moving valve
240: upper valve body
241: upper valve opening hole
242: upper hanging part
243: lower hanging part
25: lower moving valve
250: first lower valve body
251: second lower valve body
252: first lower valve opening hole
253: second lower valve opening hole
30: second boosting tube
40: shear valve
Claims (9)
상기 초저온 액체 연료탱크 내부의 연료가 유입되어 이동되는 제1 승압이동관;
상기 제1 승압이동관과 연결되어, 상기 제1 승압이동관으로부터 연료가 유입되고, 자석 슬라이더의 이동에 의해 연료를 이동시켜 기화가 이루어지도록 하는 승압모듈 및
상기 승압모듈과 상기 초저온 액체 연료탱크에 연결되고, 상기 승압모듈로부터 유입되는 연료가 이동되며 기화되어 상기 초저온 액체 연료탱크 내부로 유입되도록 하는 제2 승압이동관를 포함하는 승압장치.
A pressure boosting device installed in a cryogenic liquid fuel tank to increase the internal pressure by moving and vaporizing fuel in the cryogenic liquid fuel tank and then introducing the fuel into the cryogenic liquid fuel tank when the internal pressure is low,
a first pressure transfer pipe through which the fuel in the cryogenic liquid fuel tank is introduced and moved;
A boosting module connected to the first boosting pipe, through which fuel flows in, and moving the fuel by movement of a magnet slider to vaporize the fuel; and
and a second boosting transfer pipe connected to the boosting module and the cryogenic liquid fuel tank, and allowing the fuel introduced from the boosting module to be moved, vaporized, and introduced into the cryogenic liquid fuel tank.
상기 제1 승압이동관에 설치되어, 상기 초저온 액체 연료탱크의 내부압력에 따라 오픈 및 차단시킬 수 있는 전단 밸브를 더 포함하는 승압장치.
According to claim 1,
The booster device further comprises a front end valve installed in the first pressure booster tube and opened or closed according to the internal pressure of the cryogenic liquid fuel tank.
상기 승압모듈은,
길이를 가지는 관통된 관 형상으로 형성되되 내부공간으로 상부에 위치하는 상부공간과 상기 상부공간과 연결되어 하부에 위치하는 하부공간이 형성되고, 하부와 상부에 각각 상기 제1 승압이동관과 제2 승압이동관이 연결되는 실린더부;
상기 실린더부 외부에 설치되어, 상기 실린더부를 따라 상하 이동될 수 있는 자석 슬라이더;
상기 상부공간에 설치되어, 상기 자석 슬라이더의 이동에 따라 상하 이동되는 플런저;
상기 상부공간에 설치되어 상기 플런저의 이동에 따라 상하 이동되고, 상하 이동에 따라 차단 및 오픈되는 상단이동밸브 및
상기 하부공간에 설치되어 상기 플런저의 이동에 따라 상하 이동되며, 상하 이동에 따라 오픈 및 차단되는 하단이동밸브를 포함하는 승압장치.
According to claim 1,
The step-up module,
It is formed in the shape of a perforated tube having a length, and an upper space located at the top as an internal space and a lower space connected to the upper space and located at the bottom are formed, and the first boosting tube and the second boosting tube are formed at the bottom and top, respectively. A cylinder part to which the moving pipe is connected;
a magnet slider installed outside the cylinder and moving up and down along the cylinder;
a plunger installed in the upper space and moved up and down according to the movement of the magnet slider;
An upper movement valve installed in the upper space, moved up and down according to the movement of the plunger, and blocked and opened according to the movement up and down; and
and a lower movement valve installed in the lower space, moved up and down according to the movement of the plunger, and opened and closed according to the movement of the plunger.
상기 승압모듈은,
상기 자석 슬라이더가 상측으로 이동될 경우, 상기 플런저가 상측으로 이동됨에 따라 상기 상단이동밸브가 차단되어 상기 상부공간의 연료가 상기 제1 승압이동관으로 이동되고, 상기 하단이동밸브가 오픈되어 상기 하부공간의 연료가 상기 상부공간의 상기 상단이동밸브 하측으로 이동되며,
상기 자석 슬라이더가 하측으로 이동될 경우, 상기 플런저가 하측으로 이동됨에 따라 상기 상단이동밸브가 오픈되어 상기 상단이동밸브 하측에 위치하는 연료가 상측으로 이동되고, 상기 하단이동밸브가 차단되는 것을 특징으로 하는 승압장치.
According to claim 3,
The step-up module,
When the magnet slider is moved upward, the upper movement valve is blocked as the plunger is moved upward, so that the fuel in the upper space is moved to the first pressure-up movement pipe, and the lower movement valve is opened to the lower space. The fuel of is moved to the lower side of the upper moving valve in the upper space,
When the magnet slider is moved to the lower side, as the plunger is moved to the lower side, the upper movable valve is opened to move the fuel located below the upper movable valve to the upper side, and the lower movable valve is blocked. boosting device.
상기 실린더부는,
길이를 가지는 관 형상으로 형성되되 상기 상부공간과 하부공간이 형성된 실린더;
상기 실린더 하부에 삽입 고정되어, 상기 제1 승압이동관이 연결되며, 상기 하단이동밸브가 안착될 시 상기 하단이동밸브를 차단시키는 하단 플러그 및
상기 실린더 상부에 삽입 고정되어, 상기 제2 승압이동관이 연결되는 상단 플러그를 포함하는 승압장치.
According to claim 3,
The cylinder part,
A cylinder formed in a tubular shape having a length and having the upper space and the lower space formed therein;
A lower plug inserted and fixed to the bottom of the cylinder, connected to the first pressure-up moving pipe, and blocking the lower moving valve when the lower moving valve is seated; and
and a top plug inserted and fixed to an upper part of the cylinder, to which the second booster tube is connected.
상기 실린더는,
상기 상부공간과 하부공간 사이에 내면 둘레를 따라 내측으로 돌출되게 형성되어, 상기 하단이동밸브의 상측 이동을 제한하고, 상기 상단이동밸브의 하측 이동을 제한하는 공간분리돌출부 및
외면 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성되어, 상기 자석 슬라이더가 지지되고 이탈되지 않도록 하는 이탈방지돌출부를 포함하는 승압장치.
According to claim 5,
the cylinder,
A space separation protrusion formed between the upper space and the lower space to protrude inward along the inner circumference to limit the upward movement of the lower movement valve and to limit the lower movement of the upper movement valve; and
A boosting device comprising a separation prevention protrusion formed to protrude outward along an outer circumference to support the magnet slider and prevent separation.
상기 하단 플러그는,
상기 제1 승압이동관이 연결되는 하단 연결관;
상기 하단 연결관 상측으로 형성되는 하단 플러그몸체 및
상기 하단 플러그몸체 상측에 형성되어 상기 실린더에 삽입되고, 상기 하단이동밸브와 밀착되어 상기 하단이동밸브를 차단시킬 수 있는 하단 플러그삽입부를 포함하는 승압장치.
According to claim 5,
The lower plug,
a lower connecting pipe to which the first boosting pipe is connected;
A lower plug body formed on the upper side of the lower connector pipe and
and a lower plug insertion portion formed on the upper side of the lower plug body, inserted into the cylinder, and in close contact with the lower shift valve to block the lower shift valve.
상기 상단이동밸브는,
중공되되 상면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되고, 상기 플런저보다 긴 길이를 가지는 상단밸브몸체;
상기 상단밸브몸체 상측에 둘레를 따라 형성되어, 상기 플런저에 의해 상측으로 이동될 시 차단되고 하측으로 이동될 시 오픈되는 하나 이상의 상단밸브개방홀;
상기 상단밸브몸체 상단에 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성되어, 상기 플런저가 걸려 상측으로 같이 이동될 수 있도록 하는 상단걸림부 및
상기 상단밸브몸체 하단에 외측으로 돌출되게 형성되어, 상기 플런저가 걸려 하측으로 같이 이동될 수 있도록 하는 하단걸림부를 포함하는 승압장치.
According to claim 3,
The upper moving valve,
An upper valve body formed in a hollow tube shape with an upper surface blocked and having a longer length than the plunger;
one or more upper valve opening holes formed along the circumference of the upper side of the upper valve body, blocked when moved upward by the plunger and opened when moved downward;
An upper hanging part formed on the upper end of the upper valve body to protrude outward along the circumference so that the plunger can be caught and moved upward together; and
and a lower locking portion formed at a lower end of the upper valve body to protrude outward and allowing the plunger to be caught and moved downward together.
상기 하단이동밸브는,
중공되어 상면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되는 제1 하단밸브몸체;
중공되어 하면이 막혀 있는 관 형상으로 형성되어 상기 제1 하단밸브몸체 상측으로 일체형으로 형성되되, 상기 제1 하단밸브몸체보다 넓이가 크게 형성되는 제2 하단밸브몸체;
상기 제1 하단밸브몸체 상측에 둘레를 따라 형성되어, 상기 실린더부에 의해 하측으로 이동될 시 차단되고 상측으로 이동될 시 오픈되는 하나 이상의 제1 하단밸브개방홀 및
상기 제2 하단밸브몸체 둘레를 따라 형성되어, 상기 제1 하단밸브개방홀이 오픈되면 상기 하부공간으로 이동되는 연료가 상기 상부공간으로 이동될 수 있도록 하는 제2 하단밸브개방홀을 포함하는 승압장치.
According to claim 3,
The lower moving valve,
A first lower valve body that is hollow and formed in a tubular shape with an upper surface blocked;
A second lower valve body formed in a hollow tubular shape with a lower surface blocked and integrally formed above the first lower valve body and having a larger width than the first lower valve body;
One or more first lower valve opening holes formed along the circumference on the upper side of the first lower valve body, blocked when moved downward by the cylinder part and opened when moved upward; and
A pressure boosting device including a second lower valve opening hole formed along the circumference of the second lower valve body and allowing fuel moved to the lower space to be moved to the upper space when the first lower valve opening hole is opened. .
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Citations (4)
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JP3450347B2 (en) * | 1991-04-10 | 2003-09-22 | ミネソタ・バレー・エンジニアリング・インコーポレーテッド | Control valve device used in cryogenic storage tank |
KR20100082586A (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | A storage appratus of liquefied fuel for vehicle |
KR101591747B1 (en) * | 2016-01-14 | 2016-02-04 | 주식회사 제이에이치복합소재테크 | Liquid nature gas tank for vehicle |
KR102210854B1 (en) | 2019-09-18 | 2021-02-02 | 디앨 주식회사 | Fuel tank with fuel boosting module |
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2021
- 2021-11-26 KR KR1020210166130A patent/KR102614712B1/en active IP Right Grant
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KR102210854B1 (en) | 2019-09-18 | 2021-02-02 | 디앨 주식회사 | Fuel tank with fuel boosting module |
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