Abstract
This paper presents the FEM analysis results on the strength safety of a gas valve for a LPG cylinder. Based on the FEM analysis, the maximum von Mises stress on the boundary zone between a safety valve and the upper area of the thread is 99.2 MPa for the supplied gas pressure of 3.5 MPa in which the gas valve is fully opened. The maximum von Mises stress of 99.2 MPa is considered as safety value, because that value is lower than the yield stress of a brass material. In this case, the maximum deformation at the upper right part of the pressure regulator is 0.002mm. The maximum deformation zone is not a meaning part of the sealing part such as an O-ring or a diaphragm of a gas valve and a pressure regulator. The proposed hybrid gas valve model in which is integrated with a conventional cut-off valve and a pressure regulator is recommended as a gas leakage free mechanism and minimized compact size for a LPG cylinder.
본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 강도안전성에 대한 FEM 해석결과를 제시하고 있다. FEM 해석결과에 의하면, 가스밸브가 완전히 열린 상태에서 3.5 MPa의 공급압력을 적용하였을 때, 안전밸브와 나사의 상단부사이의 경계 지역에서 발생한 von Mises 최고응력은 99.2 MPa로 나타났다. 99.2 MPa라는 von Mises 최고응력은 황동소재의 항복강도에 비해 낮은 값으로 충분히 안전한 결과이다. 이 경우에, 압력조정기의 상측 오른쪽에서는 최대 변위량 0.002mm가 발생하였다. 최대로 변형된 이 지역은 가스밸브에 설치된 오링이나 다이어프램과 같은 밀봉 부분이 아니므로 의미를 부여할 필요는 없다. 기존의 개폐식 밸브와 압력 조정기를 일체형으로 형성하여 제시한 하이브리드형의 가스밸브 모델은 LPG 용기용으로 가스누출이 없는 메커니즘과 최소로 단순화시킨 크기의 가스모델로 추천된다.