KR20030049972A - 차량의 씨앤지이 연료 용기의 안전밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 안전밸브장치의 가스배출통로를 밀봉하여 차단하고 있던 용전금속이 용융온도에 도달하여 녹아내려 가스배출통로를 열어주어 CNG가스를 외부로 배출할 때 용전금속이 재응고되더라도 가스배출에 지장을 주지 않도록 구조를 개선하므로써 작동의 안정성을 보장하여 사고의 위험성을 줄이게 되는 차량용 CNG 연료 용기의 안전밸브장치를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치에 있어서, 상기 고압 연료 용기측에 접속되는 밸브바디니플과;

상기 밸브바디니플내에 수용되어 가스배출통로를 차단하도록 상기 밸브바디니플의 협관부 내벽면에 끼워져 있으며, 협관부로부터 이탈하게 될때 가스배출통로를 개방하는 파핏과;

고체 상태에서 상기 파핏에 작용하는 고압의 가스압에 대항하여 상기 파핏이 협관부로부터 이탈하지 않도록 지지하며, 설정 온도에서는 녹아내려 가스압에 대한 상기 파핏에의 지지력을 상실하게 되는 용전금속;으로 이루어져 있다.

Description

차량의 씨앤지이 연료 용기의 안전밸브장치{Safety valve device of CNG fuel box}

본 발명은 천연가스 연료를 사용하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치에 관한 것이다.

천연가스 연료 차량은 천연가스(CNG)연료를 고압으로 압축하여 고압용기내에 수용하여 이를 감압시켜 엔진에 공급하여 연소시켜 동력을 얻게된다.

그런데 CNG 연료 용기내에는 고압으로 CNG연료가 충진되기 때문에 폭발의 위험성을 고려하여 도 4에 도시하는 것과 같이 안전밸브장치(Pressure relief valve device)를 구비하고 있다.

이 안전밸브장치(30)는 도 5에 도시하는 것과같이 고압측에 접속하는 밸브바디니플(31)과, 그 밸브바디니플(31)내에 수용되는 차단마개(32)로 구성되고, 그 차단마개(32)에는 나선형돌기(33)에 의해 나선형 가스배출통로(34)가 형성되어 있으며, 그 나선형가스배출통로(34)는 용전금속(35)으로 밀봉되어 있다.

이 용전금속(35)은 일정 온도에서 녹아내리게 되는 성질을 갖는 금속으로써 납화합물이 사용되고, 약 107℃에서 용융을 시작하는 금속이다.

이에따라 CNG연료용기 주변의 온도가 상승하는 경우 용기의 폭발 위험성을 사전에 제거하기 위하여 폭발의 위험에 도달하기 전에 용전금속(35)이 먼저 녹아내려 밑으로 흘러 밸브바디니플(31)의 외부로 방출되며, 용전금속(35)의 녹아내림에의해 나선형 가스배출통로(34)가 열려 고압(약 200bar)으로 압축되어 연료 용기속에 저장된 CNG 연료가 그 나선형 가스배출통로(34)를 통해 대기로 배출되도록 되어 있다.

그러나 상기한 안전밸브장치(30)의 구조에 의하면 차단마개(32)에 의해 형성된 좁은 포트(나선형 가스배출통로)를 막고 있던 용전금속(35)이 일정온도 도달시 용융되어 밑으로 흐르게 되나, 고압으로 압축된 가스가 대기중에 배출되는 순간 급속한 팽창을 일으키게 되면서 주변의 열을 흡수하여 주변의 온도가 급강하하게 되는 현상이 나타나게 될 때 용융되어 가스배출통로(34)를 열어주기 시작하던 용전금속의 용융물이 다시 응고되어 가스배출통로(34)를 차단하게 되는 일이 있어 안전밸브장치(30)의 작동의 확실성을 보장하지 못해 큰 사고를 초래할 수 있는 위험성이 존재해 왔다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 안전밸브장치의 가스배출통로를 밀봉하여 차단하고 있던 용전금속이 용융온도에 도달하여 녹아내려 가스배출통로를 열어주어 CNG가스를 외부로 배출할 때 용전금속이 재응고되더라도 가스배출에 지장을 주지 않도록 구조를 개선하므로써 작동의 안정성을 보장하여 사고의 위험성을 줄이게 되는 차량용 CNG 연료 용기의 안전밸브장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치에 있어서, 상기 고압 연료 용기측에 접속되는 밸브바디니플과;

상기 밸브바디니플내에 수용되어 가스배출통로를 차단하도록 상기 밸브바디니플의 협관부 내벽면에 끼워져 있으며, 협관부로부터 이탈하게 될때 가스배출통로를 개방하는 파핏과;

고체 상태에서 상기 파핏에 작용하는 고압의 가스압에 대항하여 상기 파핏이 협관부로부터 이탈하지 않도록 지지하며, 설정 온도에서는 녹아내려 가스압에 대한 상기 파핏에의 지지력을 상실하게 되는 용전금속;으로 이루어져 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치를 나타내는 반단면도

도 2는 본 발명에 의한 파핏부재의 형상을 나타내는 단면도

도 3은 본 발명에 의한 동상 안전밸브장치의 작동상태를 나타낸 도면

도 4와 도 5는 종래기술

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 안전밸브장치 2 : 밸브바디니플

3 : 파핏 4 : 용전금속

5 : 선단나사부 6 : 협관부

7 : 확관부 8 : 협관부

9 : 나사 10 : 0-링

11 : 내벽면 12 : 가스배출통로

13 : 대기측 14 : 선단마개부

15 : 내벽면 16 : 원통부

17 : 단차면 18 : 가스통과구멍

19 : 요홈공간 20 : 링형돌기

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치를 나타내는 반단면도이며, 도 2는 본 발명에 의한 파핏(Poppet)의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 동상 안전밸브장치의 작동 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 안전밸브장치(1)는 부호 1로 나타내었으며, CNG 연료 용기측에 접속되는 밸브바디니플(2)과 파핏(3) 및 용전금속(4)으로 구성된다.

상기 밸브바디니플(2)은 선단(상단)나사부(5)를 통해 CNG 연료 용기측에 접속되고, 협관부(6)와 확관부(7)를 구비하고 있으며, 확관부(7)의 후단(하단)은 다시 협관부(8)가 나사(9)로 체결되는 구조로 되어 있다.

상기 밸브바디니플(2)내에는 상기 파핏(3)이 내장되는데, 파핏(3, Poppet)은 0-링(10)을 개재하여 상기 협관부(6)의 내벽면(11)에 밀착하여 끼워져 가스배출통로(12)가 대기측(13)에 연통되는 것을 차단하는 선단 마개부(14)와, 그 선단 마개부(14)로부터 일체로 연장되며 상기 확관부(7)의 내벽면(15)에 끼워지는원통부(16)및 상기 선단마개부(14)와 원통부(16)를 연결하는 단차면(17)에 형성된 복수개의 가스통과구멍(18)을 구비하고 있다.

그리고 상기 용전금속(4)은 파이프체로서 상기 원통부(16)의 외주로 확관부(7)에 형성된 요홈공간(19)내에 수용되어, 그의 내측으로 돌기된 링형돌기(20)가 상기 파핏(3)의 원통부(16)의 하단부 또는 그의 외주면 몸체를 파고들어가 결합되어 있어, 파핏(3)이 CNG 연료 용기측의 고압(약 200bar)의 가스압에 의해 후단(아래쪽)으로 밀려나는 것이 방지된다.

이와같은 본 발명의 안전밸브장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

용전금속(4)은 납화합물로서 용융점이 107℃여서, 그 이하의 온도에서는 고체 성질을 가지므로 파핏(3)을 지지하여 가스압에 의해 파핏(3)이 협관부(6)로부터 이탈하는 것이 방지되도록 파핏(3)을 지지하고 있게 된다.

그러나 주변의 온도가 상승하여 107℃에 도달하게 되면, 용전금속(4)이 녹기 시작하며, 이에따라 파핏(3)에의 지지력이 상실되며, 녹은 용전금속(4)은 밸브바디니플(2)의 내벽면을 따라 흘러내리게 되며, 지지력을 상실한 파핏(3)의 선단마개부(14)는 고압의 가스압에 의해 축방향으로 힘을 받아 협관부(6)로부터 이탈하여 경사부(21)까지 낙하하게 된다.

이와같이 하여 가스배출통로(12)가 개방되며, CNG 연료 용기내의 고압의 가스는 가스통과구멍(18)을 통과하여 외부로 배출되는 것이며, 외부로 배출되면서 팽창하여 주변을 급랭시켜 용융되어 흘러내리던 용전금속(4)을 응고시키게 되더라도 원통부(16)의 중공부가 활짝 열려져 있기 때문에 재응고된 금속이 가스배출을 방해할 수 없게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 배출가스 통로를 막아 가스배출을 차단하고 있는 파핏을 용전금속이 지지토록 하여 용전금속이 녹게될 때 막고 있는 파핏이 가스압에 의해 가스배출통로로부터 이탈하여 통로를 활짝 개방하게 되는 것에 의해, 용융되어 밑으로 흐르던 용전금속이 재응고 되더라도 한번 개방된 가스배출통로를 막게 되는 일이 없어 원활하게 CNG 연료 용기내의 가스가 배출되어지게 되므로써 작동의 안정성이 확실하게 보장되는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치에 있어서, 상기 고압 연료 용기측에 접속되는 밸브바디니플과;

   상기 밸브바디니플내에 수용되어 가스배출통로를 차단하도록 상기 밸브바디니플의 협관부 내벽면에 끼워져 있으며, 협관부로부터 이탈하게 될때 가스배출통로를 개방하는 파핏과;

   고체 상태에서 상기 파핏에 작용하는 고압의 가스압에 대항하여 상기 파핏이 협관부로부터 이탈하지 않도록 지지하며, 설정 온도에서는 녹아내려 가스압에 대한 상기 파핏에의 지지력을 상실하게 되는 용전금속;으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브바디니플은 CNG 연료 용기측에 나사 체결되는 협관부와, 그 협관부보다 직경이 큰 확관부를 구비하고 있으며, 상기 파핏은 상기 협관부에 끼워져 가스배출을 차단하고 있는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 파핏은 상기 협관부에 끼워지는 선단마개부와, 그 선단마개부로부터 단차면을 통해 일체로 연장되어 상기 확관부에 밀착하는 원통부 및 상기 단차면에 형성된 가스배출구멍으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 선단마개부는 0-링을 개재하여 협관부에 밀봉되게 끼워지는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 가스배출구멍은 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 용전금속은 파이프체로 형성되어 상기 파핏의 원통부 외주를 감싸 지지하게 되는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 용전금속에는 상기 파핏이 가스압에 의해 후퇴하는 것을 저지토록 지지하는 링형돌기가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 밸브바디니플의 후단(하단)에는 나사로 협관부가 체결되는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 나사로 체결된 협관부의 선단(상단)은 상기 용전금속을 지지하는 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 용전금속은 납화합물인 것을 특징으로 하는 차량의 CNG 연료 용기의 안전밸브장치.