KR20230109393A - 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터 - Google Patents

압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터 Download PDF

Info

Publication number
KR20230109393A
KR20230109393A KR1020220005310A KR20220005310A KR20230109393A KR 20230109393 A KR20230109393 A KR 20230109393A KR 1020220005310 A KR1020220005310 A KR 1020220005310A KR 20220005310 A KR20220005310 A KR 20220005310A KR 20230109393 A KR20230109393 A KR 20230109393A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protector
pressure vessel
hole
nozzle member
protector body
Prior art date
Application number
KR1020220005310A
Other languages
English (en)
Inventor
우명남
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020220005310A priority Critical patent/KR20230109393A/ko
Priority to US17/992,358 priority patent/US20230213145A1/en
Priority to DE202022106553.5U priority patent/DE202022106553U1/de
Priority to CN202223405795.3U priority patent/CN218839186U/zh
Publication of KR20230109393A publication Critical patent/KR20230109393A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/03006—Gas tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
    • F17C13/123—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures for gas bottles, cylinders or reservoirs for tank vehicles or for railway tank wagons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2109—Moulding
    • F17C2209/2118—Moulding by injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F17C2209/228—Assembling processes by screws, bolts or rivets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/011—Improving strength
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/042—Reducing risk of explosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

압력용기 어셈블리는, 실린더부, 및 실린더부의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부를 포함하는 압력용기; 사이드부에 마련되는 노즐부재; 및 사이드부의 외면을 감싸도록 노즐부재에 연결되는 프로텍터;를 포함하는 것에 의하여, 외부 충격에 의한 손상 및 파손을 억제하고, 안전성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터{PRESSURE VESSEL ASSEMBLY AND PRESSURE VESSEL PROTECTOR}
본 발명은 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터에 관한 것으로, 보다 구체적으로 압력용기의 손상 및 파손을 억제하고, 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터에 관한 것이다.
수소차(예를 들어, 승용차 또는 상용차)는 수소와 산소의 화학반응을 통해 자체적으로 전기를 생산하고 모터를 구동시켜 주행하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 수소차는 수소(H2)가 저장되는 압력용기, 수소와 산소(O2)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산하는 연료전지 스택, 생성된 물을 배수하기 위한 각종 장치, 연료전지 스택에서 생산된 전기를 저장하는 배터리, 생산된 전기를 변환 및 제어하는 컨트롤러, 구동력을 발생시키는 모터 등을 포함한다.
수소차의 압력용기로서는 TYPE 4의 압력용기가 사용될 수 있다. TYPE 4의 압력용기는 라이너(예를 들어, 비금속 재질), 및 라이너의 외표면에 탄소섬유 복합재료를 와인딩하여 형성되는 탄소섬유층을 포함할 수 있다.
그러나, 기존에는 압력용기의 양 사이드부가 돔(dome) 형상으로 형성됨에 따른 구조적인 특성상, 압력용기의 사이드부에 탄소섬유 복합재료를 충분한 두께로 와인딩하기 어려운 문제점이 있고, 이로 인해 압력용기의 사이드부의 구조적 강성을 충분하게 확보하기 어려운 문제점이 있다.
특히, 압력용기의 사이드부에 충격(예를 들어, 차량의 전복 사고로 인한 충격)이 가해질 시, 압력용기가 쉽게 파손되거나 손상되는 문제점이 있고, 이로 인해, 수소의 누설 위험성이 증가하고, 안전성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 압력용기의 구조적 강성을 보장하고, 안전성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 압력용기의 손상 및 파손을 억제하고, 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명의 실시예는 압력용기의 사이드부의 구조적 강성을 확보하고 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 사고 등으로 인한 충격 발생시 압력용기에 전달되는 충격을 저감시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력용기 어셈블리는, 실린더부, 및 실린더부의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부를 포함하는 압력용기; 사이드부에 마련되는 노즐부재; 및 사이드부의 외면을 감싸도록 노즐부재에 연결되는 프로텍터;를 포함한다.
이는, 압력용기에 가해지는 충격을 최소화하고, 안전성 및 신뢰성을 향상시키기 위함이다.
즉, 기존에는 압력용기의 양 사이드부가 돔(dome) 형상으로 형성됨에 따른 구조적인 특성상, 압력용기의 사이드부에 탄소섬유 복합재료를 충분한 두께로 와인딩하기 어려운 문제점이 있고, 이로 인해 압력용기의 사이드부의 구조적 강성을 충분하게 확보하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 압력용기의 사이드부에 충격(예를 들어, 차량의 전복 사고로 인한 충격)이 가해질 시, 압력용기가 쉽게 파손되거나 손상되는 문제점이 있고, 이로 인해, 수소의 누설 위험성이 증가하고, 안전성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명의 실시예는 사이드부의 외면을 덮도록 프로텍터를 마련하는 것에 의하여, 사이드부의 구조적 강성을 확보하고, 사고 등으로 인한 충격 발생시 압력용기에 전달되는 최소화하고, 압력용기의 손상 및 파손을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
프로텍터는 사이드부의 외면을 감쌀 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 바람직하게, 프로텍터는 사이드부에 대응하는 돔(dome) 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 프로텍터는, 사이드부의 외면을 덮도록 노즐부재에 연결되는 프로텍터 바디, 및 사이드부의 외면에 접촉 가능하게 프로텍터 바디에 마련되는 탄성층을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 프로텍터 바디에는 노출홀이 형성될 수 있고, 노즐부재는 노출홀을 통과한 후 프로텍터의 외부로 노출될 수 있다.
프로텍터 바디는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 노즐부재에 연결될 수 있다.
일 예로, 압력용기 어셈블리는, 노즐부재의 외주면에 형성되는 제1나사산부, 및 노출홀의 내벽면에 형성되며 제1나사산부에 나사 체결되는 제2나사산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 프로텍터 바디에는 체결공구의 체결을 위한 공구자리부가 마련될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 탄성층은 프로텍터 바디의 표면을 덮도록 프로텍터와 사출 성형에 의해 일체로 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력용기 어셈블리는, 노출홀에 인접하게 프로텍터 바디에 형성되는 제1관통홀을 포함할 수 있고, 제1관통홀은 탄성층의 외부로 노출될 수 있다.
이와 같이, 프로텍터 바디에 제1관통홀을 형성하는 것에 의하여, 프로텍터의 전체 중량을 저감시키는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력용기 어셈블리는, 제1관통홀과 이격되게 프로텍터 바디에 형성되는 제2관통홀을 포함할 수 있고, 탄성층은 제2관통홀을 메우도록 마련될 수 있다.
이와 같이, 프로텍터 바디에 제2관통홀을 형성하는 것에 의하여, 프로텍터의 전체 중량을 보다 저감시키는 것이 가능하다. 더욱이, 탄성층은 제2관통홀에 채워지는 구조로 프로텍터 바디의 내면 및 외면에 형성될 수 있으므로, 프로텍터 바디에 대한 탄성층의 배치 상태를 보다 견고하게 유지하고, 탄성층의 이탈 및 변형을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 실린더부, 상기 실린더부의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부, 및 상기 사이드부에 마련되는 노즐부재를 포함하는 압력용기를 보호하기 위한 프로텍터는, 사이드부의 외면을 감싸도록 노즐부재에 연결되는 프로텍터 바디, 및 사이드부의 외면에 접촉 가능하게 프로텍터 바디에 마련되는 탄성층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 탄성층은 프로텍터 바디의 표면을 덮도록 프로텍터와 사출 성형에 의해 일체로 제공된다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 압력용기 프로텍터는, 프로텍터 바디에 형성되는 노출홀을 포함할 수 있고, 노즐부재는 노출홀을 통과하도록 프로텍터의 외부로 노출된다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 압력용기 프로텍터는 노즐부재의 외주면에 형성되는 제1나사산부와 나사 체결 가능하게 노출홀의 내벽면에 형성되는 제2나사산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 프로텍터 바디에는 체결공구의 체결을 위한 공구자리부가 마련될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 압력용기 프로텍터는, 노출홀에 인접하게 프로텍터 바디에 형성되는 제1관통홀을 포함할 수 있고, 제1관통홀은 탄성층의 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 압력용기 프로텍터는, 제1관통홀과 이격되게 프로텍터 바디에 형성되는 제2관통홀을 포함할 수 있고, 탄성층은 제2관통홀을 메우도록 마련된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 압력용기의 손상 및 파손을 억제하고, 안전성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면 압력용기의 사이드부의 구조적 강성을 확보하고 내구성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 사고 등으로 인한 충격 발생시 압력용기에 전달되는 충격을 저감시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 프로텍터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 프로텍터로서, 프로텍터 바디를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 프로텍터를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성요소가 두 개의 구성요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 어셈블리(10)는, 실린더부(112), 및 실린더부(112)의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부(114,116)를 포함하는 압력용기(110); 사이드부(114,116)에 마련되는 노즐부재(120); 및 사이드부(114,116)의 외면을 감싸도록 노즐부재(120)에 연결되는 프로텍터(200);를 포함한다.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 어셈블리(10)는, 고압의 유체(액상 또는 기상)를 저장하기 위해 사용될 수 있으며, 압력용기(110)에 저장되는 유체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 압력용기 어셈블리(10)가 연료전지 스택을 적용 가능한 다양한 연료전지 차량(예를 들어, 트럭) 또는 선박, 항공 등의 모빌리티에 적용되는 수소 저장 시스템의 수소탱크로서 사용되는 예를 들어 설명하기로 한다.
압력용기(110)의 내부에는 고압의 유체(예를 들어, 수소)가 저장될 수 있다.
일 예로, 압력용기(110)는, 라이너(미도시), 라이너의 외표면을 감싸도록 형성되는 탄소섬유층(미도시), 및 탄소섬유층의 외표면을 감싸도록 형성되는 유리섬유층(미도시)을 포함할 수 있으며, 압력용기(110)에 저장되는 수소의 압력에 따라 압력용기(110)는 선택적으로 팽창하거나 수축될 수 있다.
보다 구체적으로, 압력용기(110)는, 실린더부(112), 실린더부(112)의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부(114,116), 및 사이드부(114,116)에 마련되는 노즐부재(120)를 포함한다.
실린더부(112)는 대략 중공의 원통 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 실린더부(112)의 일단에는 돔(dome) 형상을 갖는 제1사이드부(114)가 일체로 마련되고, 실린더부(112)의 다른 일단에는 돔(dome) 형상을 갖는 제2사이드부(116)가 일체로 마련된다.
노즐부재(120)는 사이드부(114,116)(제1사이드부 및 제2사이드부)의 단부를 마감하도록 마련되며, 노즐부재(120)에는 밸브 및 배관 등과 같은 각종 부품을 연결하기 위한 노즐홀(미도시)이 형성될 수 있다.
노즐부재(120)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 재질로 형성될 수 있으며 노즐부재(120)의 재질에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 노즐부재(120)는 통상의 금속 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 압력용기(110)의 양단부에 각각 노즐부재(120)가 마련된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 압력용기의 양단부 중 어느 하나(제1사이드부 및 제2사이드부 중 어느 하나)에만 노즐부재를 마련하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력용기 어셈블리(10)는 피대상체에 대해 노즐부재(120)를 지지하는 지지부재(300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지부재(300)는 노즐부재(120)를 피대상체(예를 들어, 트럭의 차체)에 지지하기 위해 마련되며, 압력용기(110)의 길이 방향(도 1을 기준으로 좌우 방향)을 따라 노즐부재(120)의 외주면에 정의되는 비나사산부(124)에서 노즐부재(120)에 대해 상대 이동(직선 이동) 가능하도록 구성될 수 있다.
지지부재(300)는 노즐부재(120)에 대해 상대 이동 가능하도록 노즐부재(120)를 지지할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 지지부재(300)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 지지부재(300)는, 노즐부재(120)의 외주면 일부 구간을 감싸도록 마련되는 제1브라켓블록(미도시), 노즐부재(120)의 외주면 다른 일부 구간을 감싸도록 마련되며 제1브라켓블록과 상호 협조적으로 노즐부재(120)를 지지하는 제2브라켓블록(미도시)을 포함할 수 있고, 제1브라켓블록과 제2브라켓블록의 사이에 마련되는 수용홀(미도시)에는 노즐부재(120)가 직선 이동 가능하게 수용될 수 있다.
프로텍터(200)는 사이드부(114,116)의 외면을 덮도록 노즐부재(120)에 연결된다.
이는, 압력용기(110)의 양 사이드부(114,116)가 돔(dome) 형상으로 형성됨에 따른 구조적인 특성상, 압력용기(110)의 사이드부(114,116)에 탄소섬유 복합재료를 충분한 두께로 와인딩하기 어렵고, 이로 인해 압력용기(110)의 사이드부(114,116)의 구조적 강성을 충분하게 확보하기 어렵다는 것에 기인한 것으로, 사이드부(114,116)의 외면을 덮도록 프로텍터(200)를 마련하는 것에 의하여, 사이드부(114,116)의 구조적 강성을 확보하고, 사고 등으로 인한 충격 발생시 압력용기(110)에 전달되는 최소화하고, 압력용기(110)의 손상 및 파손을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
프로텍터(200)는 사이드부(114,116)의 외면을 감쌀 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 프로텍터(200)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 프로텍터(200)는 사이드부(114,116)에 대응하는 돔(dome) 형상을 갖도록 형성되어, 사이드부(114,116)의 외면을 전체적으로 감싸도록 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 프로텍터가 사이드부의 외면을 부분적으로 감싸도록 구성하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 프로텍터(200)는, 사이드부(114,116)의 외면을 덮도록 노즐부재(120)에 연결되는 프로텍터 바디(210), 및 사이드부(114,116)의 외면에 접촉 가능하게 프로텍터 바디(210)에 마련되는 탄성층(220)을 포함할 수 있다.
프로텍터 바디(210)는 압력용기(110)에 가해질 수 있는 충격을 1차적으로 제한(저지)하기 위해 마련된다.
일 예로, 프로텍터 바디(210)는 사이드부(114,116)에 대응하는 돔 형상을 갖도록 형성되어 사이드부(114,116)의 외면을 감싸도록 제공될 수 있다.
바람직하게, 프로텍터 바디(210)는 압력용기(110)보다 상대적으로 높은 강성(강도)을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프로텍터 바디(210)는 스틸 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 프로텍터 바디(210)의 대략 중앙부에는 노출홀(212)(예를 들어, 원형홀)이 관통되게 형성될 수 있고, 노즐부재(120)는 노출홀(212)을 통과한 후 프로텍터(200)의 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상호 협조적으로 노즐부재의 둘레를 감싸도록 결합(조립)되는 2개 이상의 프로텍터 부재(미도시)를 이용하여 프로텍터 바디를 구성하는 것도 가능하다.
프로텍터 바디(210)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 노즐부재(120)에 연결될 수 있다.
일 예로, 압력용기 어셈블리(10)는, 노즐부재(120)의 외주면에 형성되는 제1나사산부(122), 및 노출홀(212)의 내벽면에 형성되며 제1나사산부(122)에 나사 체결되는 제2나사산부(218)를 포함할 수 있고, 제1나사산부(122)에 제2나사산부(218)를 나사 체결함으로써, 프로텍터 바디(210)를 노즐부재(120)에 고정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1나사산부(122)는 실린더부(112)에 인접한 노즐부재(120)의 단부에 부분적으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1나사산부(122)를 실린더부(112)에 인접한 노즐부재(120)의 단부에 부분적으로 형성하고, 노즐부재(120)의 나머지 구간은 비나사산부(124)로 형성하는 것에 의하여, 노즐부재(120)에 대한 지지부재(300)의 직선 이동을 보장(노즐부재(120)의 비나사산부(124) 구간에서만 노즐부재(120)에 대한 지지부재(300)의 직선 이동이 허용)하면서, 노즐부재(120)에 프로텍터 바디(210)를 체결하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 노즐부재의 길이 방향을 따라 노즐부재에 전체적으로 제1나사산부를 형성하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 프로텍터 바디(210)에는 체결공구의 체결을 위한 공구자리부(216)가 마련될 수 있다.
공구자리부(216)는 체결공구(예를 들어, 렌치)의 슬립을 억제하고, 프로텍터 바디(210)의 원활한 회전(체결공구에 의한 회전) 보장하기 위해 마련될 수 있다.
일 예로, 공구자리부(216)는 프로텍터 바디(210)의 대략 중앙부에 마련된 보스부(미도시)의 외주면에 복수개의 평탄면을 형성함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 공구자리부(216)는 보스부의 외주면을 부분적으로 제거(예를 들어, 절삭 가공)하여 대략 육각 단면 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
탄성층(220)은 사이드부(114,116)의 외면에 접촉 가능하게 프로텍터 바디(210)에 마련되며, 프로텍터 바디(210)와 함께 외부 충격으로부터 압력용기(110)(압력용기의 사이드부)를 보호하도록 구성된다.
탄성층(220)은 사이드부(114,116)의 외면에 접촉 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 탄성층(220)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 탄성층(220)은 프로텍터 바디(210)의 표면을 덮도록 프로텍터(200)와 사출(이중 사출) 성형에 의해 일체로 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로텍터 바디의 표면에 탄성층을 부착 또는 결합하는 것도 가능하다.
여기서, 탄성층(220)이 프로텍터 바디(210)의 표면을 덮는다 함은, 사이드부(114,116)의 외면을 마주하는 프로텍터 바디(210)의 내면 및 프로텍터 바디(210)의 외면 중 적어도 어느 하나에 탄성층(220)이 형성되는 것으로 이해될 수 있다. 이하에서는 탄성층(220)이 프로텍터 바디(210)의 내면 및 외면에 모두 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.
탄성층(220)은 프로텍터(200)에 가해지는 충격을 흡수(응력 집중 완화)할 수 있는 다양한 소재로 형성될 수 있으며, 탄성층(220)의 재질 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 탄성층(220)은 고무, 실리콘, 우레탄으로 형성될 수 있다. 다르게는 충격 흡수 가능한 합성수재 재질로 탄성층(220)을 형성하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력용기 어셈블리(10)는, 노출홀(212)에 인접하게 프로텍터 바디(210)에 형성되는 제1관통홀(214)을 포함할 수 있고, 제1관통홀(214)은 탄성층(220)의 외부로 노출될 수 있다.
제1관통홀(214)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조 및 형태로 형성될 수 있으며, 제1관통홀(214)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제1관통홀(214)은 폭보다 긴 길이를 갖는 장공 형태로 형성될 수 있고, 제1관통홀(214)은 노출홀(212)을 기준으로 방사상으로 배치되도록 복수개가 이격되게 마련될 수 있다.
이와 같이, 프로텍터 바디(210)에 제1관통홀(214)을 형성하는 것에 의하여, 프로텍터(200)의 전체 중량을 저감시키는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력용기 어셈블리(10)는, 제1관통홀(214)과 이격되게 프로텍터 바디(210)에 형성되는 제2관통홀(215)을 포함할 수 있고, 탄성층(220)은 제2관통홀(215)을 메우도록 마련될 수 있다.
제2관통홀(215)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조 및 형태로 형성될 수 있으며, 제2관통홀(215)의 구조 및 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 제2관통홀(215)은 폭보다 긴 길이를 갖는 장공 형태로 형성될 수 있고, 제2관통홀(215)은 노출홀(212)을 기준으로 방사상으로 배치되도록 복수개가 이격되게 마련될 수 있다.
이와 같이, 프로텍터 바디(210)에 제2관통홀(215)을 형성하는 것에 의하여, 프로텍터(200)의 전체 중량을 보다 저감시키는 것이 가능하다.
더욱이, 탄성층(220)은 제2관통홀(215)에 채워지는 구조로 프로텍터 바디(210)의 내면 및 외면에 형성될 수 있으므로(제2관통홀에 채워지는 연결 탄성층 부위를 매개로 프로텍터 바디의 내면에 형성되는 내면 탄성층 부위 및 프로텍터 바디의 외면에 형성되는 외면 탄성층 부위가 일체로 연결될 수 있으므로), 프로텍터 바디(210)에 대한 탄성층(220)의 배치 상태를 보다 견고하게 유지하고, 탄성층(220)의 이탈 및 변형을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 압력용기 어셈블리
110 : 압력용기
112 : 실린더부
114 : 제1사이드부
116 : 제2사이드부
120 : 노즐부재
122 : 제1나사산부
124 : 비나사산부
200 : 프로텍터
210 : 프로텍터 바디
212 : 노출홀
214 : 제1관통홀
215 : 제2관통홀
216 : 공구자리부
218 : 제2나사산부
220 : 탄성층
300 : 지지부재

Claims (17)

  1. 실린더부, 상기 실린더부의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부, 및 상기 사이드부에 마련되는 노즐부재를 포함하는 압력용기; 및
    상기 사이드부의 외면을 감싸도록 상기 노즐부재에 연결되는 프로텍터;
    를 포함하는 압력용기 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로텍터는 상기 사이드부에 대응하는 돔 형상을 갖도록 마련되는 압력용기 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로텍터는,
    상기 사이드부의 외면을 덮도록 상기 노즐부재에 연결되는 프로텍터 바디; 및
    상기 사이드부의 외면에 접촉 가능하게 상기 프로텍터 바디에 마련되는 탄성층;
    을 포함하는 압력용기 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성층은 상기 프로텍터 바디의 표면을 덮도록 상기 프로텍터와 사출 성형에 의해 일체로 제공되는 압력용기 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로텍터 바디에 형성되는 노출홀을 포함하고,
    상기 노즐부재는 상기 노출홀을 통과하도록 상기 프로텍터의 외부로 노출되는 압력용기 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐부재의 외주면에 형성되는 제1나사산부; 및
    상기 노출홀의 내벽면에 형성되며, 상기 제1나사산부에 나사 체결되는 제2나사산부;
    를 포함하는 압력용기 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 노즐부재의 외주면에 정의되는 비나사산부를 따라 직선 이동 가능하게 마련되며, 피대상체에 대해 상기 노즐부재를 지지하는 지지부재를 포함하는 압력용기 어셈블리.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 프로텍터 바디에는 체결공구의 체결을 위한 공구자리부가 마련되는 압력용기 어셈블리.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 노출홀에 인접하게 상기 프로텍터 바디에 형성되는 제1관통홀을 포함하고,
    상기 제1관통홀은 상기 탄성층의 외부로 노출되는 압력용기 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1관통홀과 이격되게 상기 프로텍터 바디에 형성되는 제2관통홀을 포함하고,
    상기 탄성층은 상기 제2관통홀을 메우도록 마련되는 압력용기 어셈블리.
  11. 실린더부, 상기 실린더부의 양단에 형성되는 돔 형상의 사이드부, 및 상기 사이드부에 마련되는 노즐부재를 포함하는 압력용기를 보호하기 위한 프로텍터로서,
    상기 사이드부의 외면을 감싸도록 상기 노즐부재에 연결되는 프로텍터 바디; 및
    상기 사이드부의 외면에 접촉 가능하게 상기 프로텍터 바디에 마련되는 탄성층;
    을 포함하는 압력용기 프로텍터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탄성층은 상기 프로텍터 바디의 표면을 덮도록 상기 프로텍터와 사출 성형에 의해 일체로 제공되는 압력용기 프로텍터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프로텍터 바디에 형성되는 노출홀을 포함하고,
    상기 노즐부재는 상기 노출홀을 통과하도록 상기 프로텍터의 외부로 노출되는 압력용기 프로텍터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 노즐부재의 외주면에 형성되는 제1나사산부와 나사 체결 가능하게 상기 노출홀의 내벽면에 형성되는 제2나사산부를 포함하는 압력용기 프로텍터.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프로텍터 바디에는 체결공구의 체결을 위한 공구자리부가 마련되는 압력용기 프로텍터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 노출홀에 인접하게 상기 프로텍터 바디에 형성되는 제1관통홀을 포함하고,
    상기 제1관통홀은 상기 탄성층의 외부로 노출되는 압력용기 프로텍터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1관통홀과 이격되게 상기 프로텍터 바디에 형성되는 제2관통홀을 포함하고,
    상기 탄성층은 상기 제2관통홀을 메우도록 마련되는 압력용기 프로텍터.
KR1020220005310A 2022-01-05 2022-01-13 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터 KR20230109393A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220005310A KR20230109393A (ko) 2022-01-13 2022-01-13 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터
US17/992,358 US20230213145A1 (en) 2022-01-05 2022-11-22 Pressure vessel assembly and pressure vessel protector
DE202022106553.5U DE202022106553U1 (de) 2022-01-05 2022-11-23 Druckbehälterbaugruppe und Druckbehälterschutz
CN202223405795.3U CN218839186U (zh) 2022-01-05 2022-12-14 压力容器组件和压力容器保护器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220005310A KR20230109393A (ko) 2022-01-13 2022-01-13 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230109393A true KR20230109393A (ko) 2023-07-20

Family

ID=87426404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220005310A KR20230109393A (ko) 2022-01-05 2022-01-13 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230109393A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7422202B2 (ja) 薄型シリンダ取付具
US7744127B2 (en) Fuel tank mount
US6536722B2 (en) Pressure vessel mounting system
CN109835178B (zh) 罐的安装结构和车辆
JP2008049961A (ja) タンクの搭載構造
KR101646462B1 (ko) 차량용 압력용기 고정장치 및 압력용기 시스템
KR102569417B1 (ko) 고압 수소 용기
US20220203826A1 (en) Tank device
US20230332750A1 (en) Pressure Vessel, Pressure Vessel System, and Motor Vehicle Having Fuel Rail
JP5438016B2 (ja) 区画内に流体を含有するためのタンク
WO2013083162A1 (en) Pressure vessels and apparatus for supporting them onboard of ships
KR20230109393A (ko) 압력용기 어셈블리 및 압력용기 프로텍터
KR20180116010A (ko) 실린더부가 보강된 압력 용기
CN114787551B (zh) 具有用于保护引导燃料的连接元件的硬壳的机动车
CN218839186U (zh) 压力容器组件和压力容器保护器
US20230003342A1 (en) Tank holding device
US20240051383A1 (en) Pressure Container System Having a Load-Distributing Base Layer
JP6277554B2 (ja) 運搬船
KR20230108080A (ko) 압력용기 고정장치 및 압력용기 어셈블리
KR20230089812A (ko) 압력용기 고정장치 및 압력용기 어셈블리
US20240262423A1 (en) Vehicle provided with a shock-absorbing device for a gas tank
JP7433589B2 (ja) タンク集合装置
KR20230106021A (ko) 압력용기 고정장치 및 압력용기 어셈블리
EP4023926A1 (en) Pressure vessel
JP2008057632A (ja) 流体貯蔵タンク