KR100685014B1

KR100685014B1 - 가연성 기체 팽창기의 제공 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100685014B1
Application number: KR1020050042734A
Authority: KR
Inventors: 션 쥐. 라이언; 브라이언 티. 웨이드; 챨스 엠. 우즈
Original assignee: 델피 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2007-02-20
Also published as: DE602005025279D1; EP1598244B1; US7461860B2; CN100337859C; ATE491605T1; EP1598244A3; JP2005335689A; US20050258625A1; EP1598244A2; KR20060048051A; CN1699093A

Abstract

가연성 기체 팽창기 및 이를 채우고 밀폐시키는 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가압된 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 포함한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 팽창기는 제1 및 제2 부분을 갖고 상기 충진 구멍을 채우도록 구성된 밀폐 부재를 더 포함한다. 상기 상기 밀폐 부재의 제1 부분은 상기 제2 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키고 상기 제2 부분은 상기 제1 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시킨다. 상기 제1 부분은 가연성 기체를 상기 폐쇄 구조 내부에 밀폐시키고 상기 제2 부분은 상기 폐쇄 구조에 용접된다.

에어백, 가연성, 팽창기, 충진, 폐쇄

Description

가연성 기체 팽창기의 제공 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING COMBUSTIBLE GAS INFLATOR}

도 1은 에어백 모듈을 갖는 차량의 일부를 보여주는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 팽창기의 단면도이다.

도 3은 도 2의 팽창기의 분해도이다.

도 4는 도 2의 팽창기의 일부를 확대하여 보여주는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 확대하여 보여주는 단면도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예들에 사용되는 밀폐 부재의 사시도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법의 순서도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 시스템의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 시스템의 단면도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 시스템의 단면도이다.

도 11은 도 10의 시스템을 사용하여 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법의 순서도이다.

도 12는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 확대하여 보여주는 단면도이다.

도 13은 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 확대하여 보여주는 단면도이다.

본 발명은 가연성 기체 팽창기를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

에어백 모듈 또는 팽창형 쿠션은 최신 차량에 일반화되었다. 에어백 모듈은 일반적으로 적어도 하나의 팽창형 쿠션과 이 쿠션을 팽창하는 팽창기를 포함한다.

가연성 기체 팽창기는 가압된 가연성 기체를 유지하기 위한 폐쇄 구조(enclosure)를 갖는다. 일반적으로, 팽창기는 막(membrane)에 의해 팽창기의 내부로부터 분리된 기폭부 또는 뇌관(squib)을 포함하며, 활성화된 기폭부 또는 뇌관은 막을 찢고 가연성 기체와 유체 연결된다. 작동 중에, 가연성 기체는 기폭부 또는 뇌관에 의해 발화되어 최종적으로 팽창형 쿠션을 팽창시키는데 사용되는 팽창 기체 또는 팽창기 출력을 제공한다.

팽창기를 제조할 때, 가연성 기체를 다른 비활성 기체와 함께 폐쇄 구조 내부에 넣어 둔다. 이들 기체는 충진 구멍(fill aperture)을 통해 가압된 폐쇄 구조 에 제공된다. 그런 다음, 충진 구멍은 밀폐된다.

사용되는 기체의 가연성에 따라, 밀폐 작업 중의 가연성 기체의 의도하지 않은 연소를 방지하는 밀폐 방법이 요망된다. 따라서, 밀폐 작업 중에 가연성 기체의 의도하지 않은 연소를 방지할 밀폐 부재를 제공할 필요가 있다.

바람직한 실시예에 따른 가연성 기체 팽창기가 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가압된 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 포함한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 팽창기는 제1 및 제2 부분을 갖고 상기 충진 구멍을 채우도록 구성된 밀폐 부재를 더 포함한다. 상기 상기 밀폐 부재의 제1 부분은 상기 제2 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키고 상기 제2 부분은 상기 제1 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시킨다. 상기 제1 부분은 가연성 기체를 상기 폐쇄 구조 내부에 밀폐시키고 상기 제2 부분은 상기 폐쇄 구조에 용접된다.

다른 바람직한 실시예에 따른 가연성 기체 팽창기가 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 포함한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 제1, 제2 및 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 외면에 인접하고, 상기 제2 구멍 부분은 상기 내면에 인접하고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된다. 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 팽창기는 제1 및 제2 부분을 갖고 상기 충진 구멍을 밀폐하도록 구성된 밀폐 부재를 더 포함한다. 상기 제1 부분은 상기 제2 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키고, 상기 제2 부분은 상기 제3 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시킨다. 상기 제1 부분은 가연성 기체를 상기 폐쇄 구조 내부에 밀폐시킨다. 상기 제2 부분은 상기 폐쇄 구조에 용접된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따른 팽창기의 밀폐 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하며, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 밀폐 방법은 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조 내부에 보관된 후에 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분에 삽입하고, 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하도록 상기 제1 부분과 상기 제2 구멍 부분 사이에 압입 밀폐부를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 밀폐 방법은, 상기 폐쇄 구조의 외벽에 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 용접하여 상기 제2 부분과 상기 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 더 포함한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 팽창기의 밀폐 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면에 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면에 인접한 상기 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 팽창기의 밀폐 방법은 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조 내부에 보관된 후에 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하도록 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분에 삽입하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 팽창기의 밀폐 방법은 상기 제3 부분 근처의 상기 외벽에 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 용접하여 상기 제2 부분과 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 더 포함한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 방 법은 상기 팽창기를 기밀 용기 내부에 배치하는 단계를 포함하고, 가연성 기체를 상기 기밀 용기 안으로 펌핑하여 가연성 기체를 상기 충진 구멍을 통해 상기 팽창기의 내부로 밀어 넣는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계를 더 포함한다. 최종적으로, 상기 방법은 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 폐쇄 구조의 외면에 용접하여 상기 제2 부분과 외면 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따른 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면에 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면에 인접한 상기 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 방법은 상기 팽창기를 기밀 용기 내부에 배치하는 단계; 및 가연성 기체를 상기 기밀 용기 안으로 펌핑하여 가연성 기체를 상기 충진 구멍을 통해 상기 팽창기의 내부로 밀어 넣는 단계를 포함한다. 상기 방법은 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계를 더 포함한다. 최종적으로, 상기 방법은 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 제3 구멍 부분에 인접한 외벽에 용접하여 상기 제2 부분과 외벽 사이에 영구 밀폐 부를 형성하는 단계를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따른 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 방법은 빈 내부 영역이 있는 금속제 고정구를 상기 외벽의 외면에 대고 밀어 제1 밀폐 영역을 형성하고 상기 빈 내부 영역이 상기 충진 개구와 유체 연결되도록 하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 가연성 기체를 상기 금속제 고정구를 통해 연장된 제1 구멍 및 상기 충진 구멍을 통해 상기 폐쇄 구조의 내부로 펌핑하는 단계를 더 포함한다. 또한, 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계를 더 포함한다. 최종적으로, 상기 방법은 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 폐쇄 구조의 외면에 용접하여 상기 제2 부분과 외면 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따른 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법이 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면에 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면에 인접한 상기 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 방법은 빈 내부 영역이 있는 금속제 고정구를 상기 외벽의 외면에 대고 밀어 제1 밀폐 영역을 형성하고 상기 빈 내부 영역이 상기 충진 개구와 유체 연결되도록 하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 가연성 기체를 상기 금속제 고정구를 통해 연장된 제1 구멍 및 상기 충진 구멍을 통해 상기 폐쇄 구조의 내부로 펌핑하는 단계를 더 포함한다. 또한, 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계를 포함한다. 최종적으로, 상기 방법은 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 제3 구멍 부분에 인접한 외벽에 용접하여 상기 제2 부분과 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 가연성 기체 팽창기가 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가압된 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 포함한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 팽창기는 상기 제2 구멍 부분 안으로 압입되어 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하는 제1 밀폐부를 형성하는 제1 부분을 더 포함한다. 또한, 상기 팽창기는 상기 제1 구멍 부분에 인접한 상기 외벽에 용접되어 영구 밀폐부인 제2 밀폐부를 형성하는 제2 부분을 더 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따른 가연성 기체 팽창기가 제공된다. 상기 팽창기는 외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가압된 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 포함한다. 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있다. 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고 상기 제3 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크다. 상기 팽창기는 상기 제2 구멍 부분 안으로 압입되어 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하는 제1 밀폐부를 형성하는 제1 부분을 더 포함한다. 또한, 상기 팽창기는 상기 제1 구멍 부분에 인접한 상기 외벽에 용접되어 영구 밀폐부인 제2 밀폐부를 형성하는 제2 부분을 더 포함한다.

도 1을 참조하면, 차량(10)의 일부가 도시된다. 차량(10)의 내부 객실에는 좌석 구조(12) 및 이 좌석 구조(12)에 대해 선택된 공간적 관계로 배치된 에어백 모듈(14)이 포함된다. 에어백 모듈(14)은 하우징(16), 팽창기(18) 및 팽창형 쿠션(20)을 포함한다. 모듈(14)은 쿠션(20)이 하우징(16)으로부터 (예컨대 후방으로) 전개되도록 차량(10)에 배치된다. 팽창기(18)는 단일 양의 팽창 기체를 쿠션(20) 안으로 방출할 수 있는 단단 팽창기일 수 있다. 이와 달리, 팽창기(18)는 적어도 2 개 수준의 팽창 기체를 쿠션(20) 안으로 방출하는 이단(dual stage) 팽창기일 수 있다. 팽창기(18)는 팽창기 출력을 제공하도록 비활성 또는 비가연성 기체와 반응하는 가연성 기체를 발화시키는 가연성 기체 팽창기이다. 특히, 가연성 기체 팽창 기는 가연성 기체(예컨대 수소), 산화제(예컨대 산소) 및 비활성 기체(예컨대 아르곤 또는 헬륨)를 활용하여 팽창기 출력을 제공한다.

센서 또는 감지-진단 모듈(22)이 활성화를 검출하여 활성화 신호(24)를 팽창기(18)에 제공한다. 활성화 검출은 차량 여기저기에 배치된 하나 이상의 센서에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 모듈(22)은 활성화 신호(22)를 통해 에어백 모듈(14)의 활성화를 제어한다.

쿠션(20)은 접힌 또는 전개되지 않은 상태로 하우징(16)에 보관되고, 팽창기(18)와 유체 연결되어 있다. 감지-진단 모듈(22)에 의한 활성화 검출시, 팽창기(18)는 신호(24)에 의해 팽창 기체를 발생한다. 팽창 기체는 쿠션(20)이 가상선으로 도시한 것과 같이 하우징(16)으로부터 내부 객실로 팽창 및 확장되게 한다.

도 2를 참조하면, 팽창기(18)의 상세도가 도시된다. 팽창기(18)는 가연성 기체 또는 일부 용례에서는 이 가연성 기체와 반응하여 팽창기 출력을 제공하는 비활성 기체를 보관하는 내부 체적을 형성하는 폐쇄 구조(112)를 포함한다. 팽창기 출력은 팽창기(18)와 유체 연결된 팽창형 쿠션(20)을 팽창시키는 수단을 제공한다. 팽창기(18)는 구멍(aperture)을 통해 폐쇄 구조(112)에 가연성 기체가 채워진 후에 폐쇄 구조(112)의 구멍을 밀폐시키는 밀폐 부재 또는 밀폐 수단을 더 포함한다. 바람직한 실시예에서, 팽창기(18)는 밀폐 부재(113)에 의해 형성된 제1 및 제2 밀폐 부분에 의해 압축 기체의 90% 이상을 15년 이상 유지하도록 구성된다. 특히, 팽창기(18)는 밀폐 부재(113)에 의해 형성된 제1 및 제2 밀폐 부분에 의해 가연성 기체(예컨대 수소), 산화제(예컨대 산소) 및 비활성 기체(예컨대 아르곤 또는 헬 륨)를 15년 이상 보관한다.

바람직한 실시예에서, 폐쇄 구조(112)는 하우징부(114), 노즐부(116), 노즐 단부 캡(118), 터짐판(120), 기폭 단부 캡(122), 기폭부(124) 및 기폭부 슬리브(126)를 포함한다.

단부 캡(122)과 터짐판(120)으로 막히는 하우징부(114)는 그 안에 가연성 기체 및 일부 용례에서는 추가의 비활성 기체를 수용하도록 제공된다. 특히, 하우징부(114)는 제1 단부가 노즐 단부 캡(118)으로 막히고 제2 단부가 기폭 단부 캡(122)으로 둘러싸인다. 하우징부(114)는 강 또는 금속 합금으로 구성될 수 있고, 단부 캡(118, 122)은 저항용접 이음매를 사용하여 하우징부(114)의 제1 및 제2 단부에 용접될 수 있다.

노즐부(116)는 팽창 중인 기체를 폐쇄 구조(12)로부터 팽창형 쿠선(20) 안으로 향하게 하도록 제공된다. 노즐부(116)는 노즐 단부(118)에 작용 가능하게 결합되고, 강 또는 금속 합금으로 구성될 수 있다. 노즐부(116)는 단부 캡(118)에 용접된다.

터짐판(120)은 하우징부(114)의 제1 단부를 막도록 제공된다. 도시한 바와 같이, 터짐판(120)은 하우징부(114)의 단부(119)와 단부 캡(18) 사이에 작용 가능하게 결합된다. 터짐판(120)은 폐쇄 구조(112) 안의 압력이 미리 정해진 압력보다 클 때 깨지거나, 터지거나, 부서지도록 구성된다. 터짐판(120)이 깨지면, 폐쇄 구조(112)의 내부 체적은 노즐부(116)와 유체 연결되어, 확장되는 팽창 기체가 노즐부(116)로 빠져나가 팽창형 쿠션(20)을 채울 수 있다. 노즐 단부 캡(118)은 하우 징부(114)의 단부(119)에 용접되어 터짐판(120)을 하우징부(114)의 단부(119)에 대해 고정 유지한다.

기폭부(124)는 센서(22)에 의해 제공되는 전기적 제어 신호에 응답하여 예컨대 폐쇄 구조(112)에 보관된 수소와 같은 가연성 기체를 점화시키도록 제공된다. 기폭부(124)는 전기적 제어 신호에 응답하여 폐쇄 구조(112)에 보관된 가연성 기체를 점화시킬 수 있는 불꽃 점화(pyrotechnic) 장치 또는 다른 형태의 점화 장치일 수 있다. 기폭부(124)는 기폭부 슬리브(126)에 배치되며, 기폭부 슬리브(126)는 또한 단부 캡(122)을 통해 연장된 구멍(123)에 배치된다.

기폭부 슬리브(126)는 기폭부(124)의 일부가 폐쇄 구조(112)의 내부에 보관된 기체와 유체 연결되도록 기폭부(124)를 단부 캡(122) 안쪽에 수용하도록 제공된다. 슬리브(126)는 단부 캡(122)의 구멍(orifice)을 통해 연장되어 단부 캡(122)에 단단히 용접된다.

도 2와 4를 참조하면, 단부 캡(122)은 하우징부(114)의 제2 단부를 둘러싸도록 제공된다. 단부 캡(122)은 강, 금속 합금 또는 다른 전기 전도성 재료로 구성될 수 있는 벽(152)을 포함하며, 폐쇄 구조(112)의 단부(121)를 막도록 작용 가능하게 구성된다. 단부 캡(122)이 관형 폐쇄 구조(112)에 용접되고 밀폐 부재(113)의 일부가 단부 캡(122)의 “충진 구멍(154)”을 밀폐하기 위해 단부 캡(122)에 용접될 수 있도록, 단부 캡(122)을 금속으로 구성할 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, “충진 구멍(154)”은 벽(152)을 통해 연장된다. 구멍(154)은 가연성 기체와 비활성 기체가 처음에 폐쇄 구조(112)에 담길 수 있도 록 충진 구멍으로서 이용된다. 가연성 기체는 예컨대 수소 기체일 수 있다. 하지만, 다른 균등한 가연성 기체도 역시 본 발명의 범위 안에 있는 것으로 간주한다.

바람직한 실시예에서, 충진 개구(154)는 직경이 증가하는 복수의 단차진 구멍 부분들을 갖는다. 즉, 구멍 부분(156)은 D1의 직경을 갖고, 구멍 부분(158)은 D2의 직경을 갖고, 여기서 D2 > D1이고, 밀폐 부재(113)가 구멍(154) 안에서 용이하게 삽입 및 안내될 수 있도록 구멍 부분(156, 158) 사이에 모따기한 구멍 부분(165)이 있으며, 구멍 부분(160)은 D3의 직경(D3 > D2)을 갖는다.

도 4에 도시한 바와 같이, 내벽면(162)은 구멍 부분(156)을 형성한다. 내벽면(166)과 단차면(164)이 구멍 부분(158)을 형성한다. 내부 측면면(167)이 모따기한 구멍 부분(165)을 형성한다. 내부 측벽부(168)와 단차면(167)이 구멍 부분(160)을 형성한다. 밀폐 부재(113)가 충진 구멍 안으로 삽입되면, 밀폐 부재(113) 및 벽(152)과 접촉하는 제1 지점은 모따기면(167)에 위치한다. 따라서, 삽입 중에 밀폐 부재(113)로부터 플라스틱이 떨어지는 것은 모따기면(167)에서 발생하고 면(166, 167)에 의해 형성된 모서리에서는 발생하지 않게 되어, 용접 이음매(137)를 위한 말끔한 용접 위치를 제공한다.

충진 구멍(154)의 형상 또는 횡단면 형태는 폐쇄 구조의 원하는 밀폐 특징에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 바람직한 변형례에서, 충진 구멍이 원뿔형이거나 충진 구멍의 일부가 원뿔형일 수 있다. 다른 변형례에서, 충진 구멍은 밀폐 부재를 밀폐하기 위한 복수의 추가의 단차부를 포함할 수 있다.

도 4와 6을 참조하면, 폐쇄 구조(112)가 그 안에 가연성 기체를 보관할 수 있도록 기폭부 단부 캡(122)의 구멍(154)을 밀폐하는 밀폐 부재(113)가 제공된다. 도시한 바와 같이, 밀폐 부재(113)는 헤드 부분(128)과 밀폐 부분(130)를 포함한다. 밀폐 부재(113)의 크기와 형태 및 밀폐 부재(113)의 각각의 부분의 크기와 형태는 원하는 밀폐 특징 및 충진 구멍의 크기와 형태에 따라 달라질 수 있다.

바람직한 실시예에서, 헤드 부분(128)은 강, 다른 전기 전도성 금속 또는 금속 합금으로 구성되어, 용접 공정에 의해 전기 전도성 벽(152)에 용접 가능하게 밀폐될 수 있다. 하나의 실시예에서, 헤드 부분(128)은 컵형 상부(132), 테이퍼부(134), 확장부(136) 및 컵형 상부(132) 둘레에 배치된 상면(129)을 포함한다. 컵형 상부(132)는 (i) 밀폐 부재(113)를 구멍(154) 안으로 미는데 사용되는 전극(170)을 수용하고, (ii) 이 전극(170) 표면에서 밀폐 부재를 중심 조정하도록 제공된다. 상면(129)은 밀폐 부재(113)와 전극(170) 사이의 축방향 정렬을 제공한다. 단차면(167)과 내부 측벽면(166)에 의해 형성된 모서리와 접촉하여 헤드 부분(128)을 벽(152)에 용접하기 위한 예리한 계면을 제공함으로써 이들 사이에 형성되는 용접 이음매의 질을 개선하도록 테이퍼부(134)가 제공된다. 밀폐 용접부(137)는 헤드 부분(128)을 기폭부 단부 캡(122)에 밀폐하기 위해 이용되는데, 이에 대해서는 상세히 후술한다. 연장부(136)는 테이퍼부(134)로부터 연장되고, 밀폐 부분(130) 내부의 구멍 안쪽에 고정 수용된다.

밀폐 부분(130)은 구멍 부분(156) 안에서 압입 밀폐부를 형성하도록 제공된다. 밀폐 부분(130)은 플라스틱과 같은 전기 비전도성 재료로 구성될 수 있다. 이와 달리, 밀폐 부분(130)은 예컨대 전기 비전도성 세라믹으로 구성할 수도 있다. 모든 실시예에서, 밀폐 부분(130)은 충진 구멍의 더 작은 개구 안에 압입될 수 있는 전기 비전도성 부재이다. 일부 실시예에서, 밀폐 부분(130)은 헤드 부분(128)의 확장부(136)를 수용하기 위한 구멍(135)을 갖는 원통부(133)를 포함한다. 밀폐 부분(130)은 구멍(154) 안에서의 밀폐 부분(130)의 정렬을 보조하기 위하여 원통부(133)로부터 연장된 테이퍼부(131)를 더 포함한다. 밀폐 부분(130)의 직경(D4)은 압입 밀폐부를 형성하기 위해 구멍 부분(156)의 직경(D1)보다 조금 크다. 예컨대, 직경(D4)은 직경(D1)보다 0.25mm 클 수 있다. 하지만, 직경(D4)과 직경(D1) 사이의 차이는 0.24mm보다 크거나 작을 수 있다. 따라서, 밀폐 부분(130)은 삽입 중에 구멍 부분(156) 안쪽에 압입된다. 밀폐 부분(130)은 스냅 끼움 조인트나 압입 조인트를 사용하거나 헤드 부분(128)과 밀폐 부분(130)를 함께 인서트 성형함으로써 헤드 부분(128)에 결합될 수 있다.

따라서, 가연성 기체가 폐쇄 구조(112) 안에 저장된 후에, 밀폐 부분(130)은 제1 임시 밀폐부를 형성하여, 더욱 영구적인 밀폐부를 제공하도록 개별적인 용접 공정을 사용할 때 가연성 기체가 폐쇄 구조(112)로부터 탈출하는 것을 방지하여 가연성 기체의 의도되지 않은 점화를 방지한다. 그런 후에, 헤드 부분(128)은 가연성 기체를 점화시키지 않으면서 헤드 부분(128)과 벽(152) 사이에 영구 밀폐부를 형성하도록 벽에 용접될 수 있다. 더욱이, 제2 영구 밀폐부의 제공이 필요한 경우, 제1 임시 밀폐부에 의해 폐쇄 구조는 위치 변경 가능하다.

밀폐 부재(113)가 단부 캡(122)의 외면(169) 아래의 구멍 부분(160) 안쪽에 우묵 들어간 바람직한 실시예는 단부 캡의 외면 위쪽에 배치된 밀폐 부재(113)를 갖는 실시예들과 비교할 때 더 치밀한 폐쇄 구조(112)의 프로파일 제공할 것이다. 물론, 밀폐 부재(113)는 외면(169) 위쪽으로 돌출할 수 있다.

도 8을 참조하여, 팽창기(18)의 내부를 가연성 기체로 채우고 팽창기(18)의 구멍(154)을 밀폐하는 바람직한 실시예에 따른 시스템(210)과 방법에 대해 설명한다. 도시한 바와 같이, 시스템(210)은 기밀 용기(211), 용접용 전원(212), 전극(170)에 작용 가능하게 결합된 선형 액추에이터(213), 압축 기체 공급원(214), 도관(215) 및 밸브(216)를 포함한다.

기밀 용기(211)는 그 안에 팽창기(18)를 수용하도록 제공된다. 용기(211)는 문(217)을 포함하며, 문(217)은 경첩(218)을 중심으로 회전하여 닫힌 위치로부터 열린 위치로 이동할 수 있다. 따라서, 사용자는 문(217)을 열고 팽창기(18)를 용기(211)의 내부 챔버 안에 둘 수 있다. 용기(211)는 예컨대 수소와 같은 가연성 기체 및 비활성 기체를 압축 기체 공급원과 용기(211) 사이에 배치된 도관(215)을 통해 압축 기체 공급원(214)으로부터 공급받을 수 있다. 특히, 도관(215)에 배치된 밸브(216)가 열린 작동 위치일 때, 가연성 기체와 비활성 기체가 압축 기체 공급원(214)으로부터 용기(211)의 내부로 향한다. 이들 기체는 그런 다음 팽창기(18)의 구멍(154)으로 들어가 팽창기(18)의 내부를 채울 수 있다.

도시한 바와 같이, 선형 액추에이터(213)는 용기(211)의 내부에 배치될 수 있다. 선형 액추에이터(213)는 전극(170)을 직선 방향으로 이동시키도록 제공된다. 특히, 선형 액추에이터(213)는 밀폐 부재(113)를 팽창기(18)의 구멍(154) 안으로 이동시키기 위해 전극(170)( 및 이 전극(170)에 결합된 밀폐 부재(113))을 제 1 방향으로 이동시킬 수 있다.

용접용 전원(212)은 용접 전류를 전극(170)을 통해 밀폐 부재(113)의 헤드 부분(128)으로 보내도록 제공된다. 용접 전류를 헤드 부분(128)을 통해 보내면, 헤드 부분(128)은 팽창기(180)의 벽에 저항용접되어 충전 구멍(154)을 밀폐시킬 수 있다. 이는 더 상세히 후술된다. 전술한 시스템은 팽창기(18)를 채우기 위한 시스템의 하나의 예일 뿐이며, 압축된 가연성 기체를 갖는 다른 충진 수단을 이용할 수 있다.

도 4, 6 및 7을 참조하여, 팽창기(18)의 내부를 가연성 기체로 채우고 팽창기(18)의 충진 구멍(154)을 밀폐하기 위한 방법을 설명한다. 아래의 단계들은 예시일 뿐이며 한정적인 것은 아니다.

176 단계에서, 팽창기(18)를 기밀 용기(211)에 배치한다.

178 단계에서, 압축 기체 공급원(200)은 압축된 가연성 기체를 도관(215)을 통해 기밀 용기(211) 안으로 펌핑하여 가연성 기체를 팽창기(18)의 단부 캡(122)의 구멍(154)을 통해 흐르게 한다. 따라서, 가연성 기체는 용기(211)의 내부로부터 구멍(154)을 통해 팽창기(18)의 내부로 흐르게 된다.

180 단계에서, 전극(170)은 밀폐 부재(113)와 맞물려 이를 구멍(154) 쪽으로 제1 방향으로 이동시킨다. 특히, 전극(170)의 오목면(171)은 헤드 부분(128)의 볼록부(132)와 맞물린다. 전술한 바와 같이, 액추에이터(213)는 전극(170)과 밀폐 부재(113)를 제1 방향으로 움직인다.

182 단계에서, 전극(170)은 밀폐 부재(113)의 밀폐 부분(130)를 밀폐 부분 (130)의 직경(D4)보다 작은 직경(D1)을 갖는 구멍 부분(156) 안으로 제1 방향으로 밀어 밀폐 부분(130)을 구멍 부분(156)에 압입시킴으로써 제1 밀폐 부분 또는 밀폐 영역을 형성한다.

184 단계에서, 전극(170)은 밀폐 부재(113)의 헤드 부분(128)을 제1 방향으로 밀어 단부 캡(122)의 전기 전도성 벽(152)의 일부와 접촉하게 한다. 특히, 헤드 부분(128)의 테이퍼부(134)는 내부 측벽면(166)과 단차면(167)에 의해 형성되는 모서리와 접촉한다.

186 단계에서, 전극(170)은 단부 캡(122)이 전기 접지(도시 생략)에 결합된 동안 용접 전류를 헤드 부분(128) 안으로 보낸다. 특히, 용접용 전원(212)은 용접 전류를 전극(170)을 통해 헤드 부분(128)으로 흐르게 할 수 있다. 용접용 전원은 헤드 부분(128)을 벽(152)의 소정 위치 즉 헤드 부분(128)이 벽(152)과 접촉하는 위치에 용접하여 제2 밀폐 부분 또는 밀폐 영역을 형성한다. 특히, 용접 전류는 테이퍼부(134)의 가장자리 둘레에 용접 이음매(137)를 형성하여 헤드 부분(128)을 전기 전도성 벽(152)에 밀폐시킨다. 따라서, 팽창기(18)의 구멍을 밀폐하는 방법은 팽창기(18)의 충진 구멍을 밀폐하기 위한 2 개의 밀폐 부분(예컨대 압입 밀폐 부분 및 용접 밀폐 부분)을 형성한다. 압입 밀폐 부분은 번쩍임 또는 스파크를 일으킬 수 있는 용접 공정에 의해 형성되는 용접 밀폐 부분의 적용 중에 가연성 기체가 의도하지 않게 점화되는 것을 방지한다.

도 5를 참조하면, 팽창기(18)에 이용될 수 있는 다른 바람직한 기폭부 단부 캡 예컨대 단부 캡(190)이 도시된다. 단부 캡(190)과 단부 캡(122) 사이의 주요 차이점으로는, 단부 캡(190)이 두 개의 서로 다른 직경을 갖는 두 개의 구멍 부분이 있는 구멍 예컨대 구멍(194)을 갖는 반면, 단부 캡(122)은 세 개의 서로 다른 직경이 있는 세 개의 구멍 예컨대 구멍(154)을 갖는 것이다. 따라서, 단부 캡(190)은 헤드 부분(128)이 벽(192)의 상면(206) 위에 배치되도록 구성되지만, 단부 캡(122)은 헤드 부분(128)이 벽(152)의 상면(169) 아래에 배치되도록 구성된다.

도 5와 6을 참조하면, 단부 캡(190)은 하우징부(114)의 제2 단부를 둘러싸도록 제공된다. 단부 캡(190)은 강, 강 합금 또는 다른 전기 전도성 재료로 구성될 수 있고, 하우징부(114)의 단부(121)에 작용 가능하게 결합된다. 단부 캡(190)은 하우징부(114)의 단부(121)를 밀폐하도록 구성된 벽(192)을 포함한다. 벽(192)에는 구멍(194)이 연장되어 있다. 구멍(194)은 가연성 기체를 폐쇄 구조(112)의 내부로 펑핑하는 “충진 구멍”으로 이용된다. 구멍(194)은 직경이 증가하는 복수의 단차진 구멍 부분을 갖는다. 즉, 구멍 부분(196)은 D1의 직경을 갖고, 구멍 부분(198)은 D2의 직경을 가져, 예컨대 밀폐 부재(113)가 구멍(194)으로 삽입되는 동안 이를 정렬시킬 수 있다. 도시한 바와 같이, 내부 측벽면(200)은 구멍 부분(196)을 형성한다. 내부 측벽면(204)과 모따기면(202)은 구멍 부분(198)을 형성한다. 도시한 바와 같이, 헤드 부분(128)의 테이퍼부(134)는 측벽면(204)과 외면(206)에 의해 형성된 모서리와 접촉하도록 제공된다. 밀폐 부분(130)의 직경(D4)은 압입 밀폐 부분을 형성하기 위한 구멍 부분(196)의 직경(D1)보다 조금 더 크다. 예컨대, 직경(D4)는 직경(D1)보다 0.25mm 더 클 수 있다. 하지만, 직경(D4)과 직경(D1) 사이의 차이는 0.25mm보다 더 크거나 작을 수 있다. 따라서, 밀폐 부분(130)은 삽입 중에 구멍 부분(196) 내부에 압입된다.

충진 구멍(194)의 형상 또는 횡단면 형태는 폐쇄 구조의 원하는 밀폐 특징에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 변형례에서, 충진 구멍이 원뿔형이거나 충진 구멍의 일부가 원뿔형일 수 있다. 다른 변형례에서, 충진 구멍은 밀폐 부재를 밀폐하기 위한 복수의 추가의 단차부를 포함할 수 있다.

밀폐 부재(113)는 밀폐 단부 캡(122)의 조립체(130)에 대해 전술한 것과 실질적으로 비슷한 방식으로 단부 캡(190)를 밀폐하도록 사용될 수 있다. 다만, 조립체(130)의 헤드 부분(128)이 상면(206)과 내부 측벽면(204)에 의해 형성된 벽 모서리에서 용접되며, 밀폐 부재(113)의 일부가 단부 캡(190)의 표면(206) 위에 배치된다.

도 9를 참조하여, 팽창기(18)의 내부를 팽창 기체로 채우고 팽창기(180)의 구멍(194)을 밀폐하는 다른 바람직한 실시예에 따른 시스템(220)을 설명한다. 도시한 바와 같이, 시스템(220)은 금속제의 충진용 고정구(222), 액추에이터(224), 용접 전류원(226), 전극(228), 밀폐 부분(230), 압축 기체 공급원(232), 도관(234) 및 밸브(235)를 포함한다.

금속제의 충진용 고정구(222)는 팽창기(18)를 예컨대 수소와 같은 가연성 기체로 채우도록 제공된다. 도시한 바와 같이, 고정구(222)는 단부 캡(190)의 외면(206)과 접촉하여 구멍(194) 둘레에 금속간 밀폐 부분을 형성하도록 제공된 측벽(236)을 포함한다. 도시한 바와 같이, 고정구(222)는 측벽(236)의 가장자리 둘레로 연장된 측벽(236)의 단부에 뾰족한 밀폐용 말단(238)이 있다. 뾰족한 밀폐용 말단(238)은 고정구(222)가 단부 캡(190) 안으로 하향 이동할 때 단부 캡(190)의 표면(206)을 관통하도록 구성된다. 밸브(235)가 열린 작동 위치에 있을 때 도관(234)은 압축된 가연성 기체를 압축 기체 공급원(232)으로부터 구멍(237)을 통해 내부 영역(239)으로 향하게 한다. 내부 영역(239)은 측벽(236), 밀폐 부분(230) 및 단부 캡(190)에 의해 정해진 영역에 의해 형성된다. 그런 다음, 내부 영역(239)에 들어가면, 기체는 충진 구멍(194)을 통해 폐쇄 구조의 내부로 흐른다.

금속제의 충진용 고정구(222)를 단부 캡(190)을 밀폐시키도록 단부 캡(190) 쪽으로 또는 고정구(222)를 단부 캡(190)으로부터 축방향으로 이동시키도록 선형 액추에이터(224)가 제공된다. 또한, 선형 액추에이터(224)는 밀폐 부재(113)를 유지하는 전극(228)을 단부 캡(190) 쪽으로 또는 그로부터 이동시키도록 제공된다.

용접용 전원(226)은 용접 전류를 전극(228)을 통해 밀폐 부재(113)의 헤드 부분(128)로 보내도록 제공된다. 헤드 부분(128)을 통해 용접 전류가 흐르게 하면, 헤드 부분(128)은 팽창기(18)의 벽에 용접되어 충진 구멍(194)을 밀폐시킨다.

밀폐부(230)는 고정구(222)의 측벽과 전극(228) 사이에 기밀된 밀폐 부분을 형성하도록 제공된다. 또한, 밀폐부(230)는 전극(228)이 밀폐부(230)에 의해 형성된 구멍을 축방향으로 통과하게 해준다.

도 11을 참조하여, 팽창기(18)의 내부를 팽창 기체로 채우고 팽창기(18)의 충진 구멍(194)을 시스템(220)을 이용해 밀폐시키는 방법에 대해 설명한다. 아래의 단계들은 예시적인 것이며 한정적인 것은 아니다.

250 단계에서, 액추에이터(224)는 빈 내부 영역(239)이 있는 금속제의 충진 용 고정구(222)를 단부 캡(190)의 표면(206)에 대고 밀어 제1 밀폐 영역을 얻는다. 도시한 바와 같이, 내부 영역(239)은 충진 구멍(194)과 유체 연결된다.

252 단계에서, 압축 기체 공급원(232)은 팽창 기체를 도관(234)과 구멍(237) 및 충진 구멍(194)을 통해 폐쇄 구조(112)의 내부로 펌핑한다.

254 단계에서, 액추에이터(224)는 밀폐 부재(113)를 유지하는 전극(228)을 단부 캡(190) 쪽으로 이동시켜 밀폐 부분(130)을 충진 구멍(194)의 구멍 부분(196)에 압입시킴으로써 제2 밀폐부를 얻는다.

256 단계에서, 액추에이터(224)는 전극(228)과 헤드 부분(128)을 단부 캡(190) 쪽으로 더 이동시켜 헤드 부분(128)을 충진 구멍(194)의 구멍 부분(198)에 인접한 외벽(190)에 대고 민다.

258 단계에서, 전극(228)은 용접 전류를 헤드 부분(128)으로 흘려보내 헤드 부분(128)을 구멍 부분(198)에 인접한 단부 캡(190)의 외벽에 용접하여 충진 구멍(194)을 밀폐시킨다.

이하, 도 10을 참조하여, 팽창기(18)의 내부를 팽창 기체로 채우고 팽창기(18)의 구멍을 밀폐하기 위한 다른 바람직한 실시예에 따른 시스템(270)을 설명한다. 도시한 바와 같이, 시스템(270)은 금속제의 충진용 고정구(272), 액추에이터(224), 용접 전원(226), 전극(228), 밀폐부(230), 압축 기체 공급원(232), 도관(234) 및 밸브(235)를 포함한다. 이 시스템(270)과 전술한 시스템(220) 사이의 주요 차이점은 금속제의 충진용 고정구(222) 대신 금속제의 충진용 고정구(272)를 이용한다는 것이다.

금속제의 충진용 고정구(272)는 팽창기(18)를 팽창 기체로 채우도록 제공된다. 도시한 바와 같이, 고정구(272)는 단부 캡(122)의 외면(169)과 접촉하여 단부 캡(122)과 접촉 밀페부를 형성하도록 제공된다. 테이퍼진 밀폐용 말단(276)은 고정구(272)가 단부 캡(122)을 향해 아래로 이동하면 외면(169)과 구멍(154)에 의해 형성된 모서리와 접촉하도록 구성된다. 구멍(275)이 측벽(274)을 통해 연장되어 도관(234)과 결합된다. 밸브(235)가 열린 작동 위치일 때, 도관(234)은 압축 기체를 압축 기체 공급원(232)으로부터 구멍(275)을 통해 내부 영역(277)으로 보낸다. 내부 영역(277)은 측벽(274), 밀폐부(230) 및 단부 캡(122)에 의해 형성된다. 내부 영역(277)에 들어간 다음, 기체는 충진 구멍(154)을 통해 폐쇄 구조 내부로 흘러간다.

시스템(270)을 이용한 팽창기(18)의 밀폐 및 충진 방법은 시스템(220)을 사용한 팽창기(18)의 밀폐 및 충진 방법과 비슷하다. 시스템(270)이 테이퍼진 밀폐용 말단(276)을 이용하여 충진 구멍에 의해 형성된 모서리를 밀폐하는 반면, 시스템(220)은 뾰족한 밀폐용 말단(238)을 이용하여 충진 구멍 둘레의 단부 캡에 금속간 밀폐 부분을 얻는다는 점이 주요 차이점이다.

도 12를 참조하면, 팽창기(18)에 이용될 수 있는 다른 바람직한 기폭부 단부 캡(예컨대 305)이 도시된다. 단부 캡(305)은 하우징부(114)의 제2 단부를 둘러싸 막도록 제공된다. 단부 캡(305)은 하우징부(114)의 제2 단부를 막도록 제공된다. 단부 캡(305)은 강, 금속 합금 또는 다른 전기 전도성 재료로 구성될 수 있는 벽(307)을 포함하며, 폐쇄 구조(112)의 단부(121)를 밀폐시키도록 구성된다. 도시한 바와 같이, 충진 구멍(309)이 벽(307)을 통해 연장된다. 충진 개구(309)에 의해 가연성 기체와 비활성 기체가 폐쇄 구조(12)에 보관될 수 있다.

충진 개구(309)는 직경이 증가하는 여러 개의 단차진 구멍 부분을 갖는다. 즉, 구멍 부분(311)은 D5의 직경을 갖고, 구멍 부분(313)은 D6의 직경을 갖고, 여기서 D6 > D5이다. 모따기된 구멍 부분(315)이 있고, 구멍 부분(317)은 D7의 직경을 갖고, 여기서 D7 > D6이다. 구멍 부분(319)은 D8의 직경을 갖고, 여기서 D8 > D7이다. 도시한 바와 같이, 내부 측벽면(321)은 구멍 부분(311)을 형성하고, 내부 측벽면(323)은 구멍 부분(313)을 형성하고, 내부 측벽면(325)은 구멍 부분(315)을 형성하고, 내부 측벽면(327)은 구멍 부분(317)을 형성하며, 내부 측벽면(330)은 구멍 부분(319)을 형성한다. 구멍 부분(311)의 직경(D5)은 밀폐 부분(130)의 직경보다 조금 작다. 따라서, 밀폐 부분(130)의 테이퍼부(131)는 표면(311, 313)에 의해 형성된 모서리(322)에 압입되어 가연성 기체가 폐쇄 구조(12)로부터 탈출하지 못하게 하는 임시 밀폐부를 형성한다. 구멍 부분(313)의 직경(D6)은 밀폐 부분(130)의 직경보다 조금 더 커서, 밀폐 부분(130)은 구멍 부분(313)을 통해 쉽게 활주할 수 있다. 테이퍼진 구멍 부분(315)은 밀폐 부분(130)을 구멍 부분(313) 안으로 안내하도록 제공된다. 도시한 바와 같이, 표면(327, 330)은 모서리(332)를 형성한다. 헤드 부분(113)의 테이퍼부(134)는 모서리(332)에 용접되어 구멍(309)의 영구적인 밀폐부를 형성한다.

도 13을 참조하면, 바람직한 변형례에서, 폐쇄 구조(12)의 충진 구멍을 밀폐하는 밀폐 부재는 (예컨대 헤드 부분(300)과 밀폐 부분(302)과 같은) 두 개의 별개 부분을 구비할 수 있다. 도시한 바와 같이, 밀폐 부분(302)은 구멍 부분(196) 안에 압입되어, 개별적인 용접 공정에 의해 더욱 영구적인 밀폐부를 형성할 때, 가연성 기체가 폐쇄 구조(12)로부터 탈출하지 못하도록 제1 임시 밀폐부를 형성하여 가연성 기체의 의도하지 않은 점화를 방지한다. 밀폐 부분(302)이 구멍 부분(196)에 배치된 다음, 헤드 부분(300)은 단부 캡(192)에 용접되어 충진 구멍을 영구히 밀폐시킨다. 본 명세서에 개시된 모든 실시예에 따른 헤드 부분(30)과 밀폐 부분(302)을 사용하여 충진 구멍을 밀폐시킬 수 있다.

본 발명의 팽창기와 이 팽창기의 충진 및 밀폐 방법은 공지된 팽창기와 방법보다 우수한 실질적인 장점이 있다. 팽창기는 충진 구멍에 제1 및 제2 밀폐부를 각각 형성하는 밀폐 부분 및 헤드 부분을 갖는 밀폐 부재를 이용한다. 제1 밀폐부는 가연성 기체가 팽창기로부터 탈출하는 것을 방지한다. 특히, 제1 밀폐부는 제2 밀폐부를 형성하도록 헤드 부분을 팽창기에 용접할 때 가연성 기체가 팽창기로부터 탈출하여 의도하지 않게 점화되는 것을 방지한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 특정한 상태 또는 재료를 본 발명의 본질적인 범위에서 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 맞게 고친 다수의 수정물을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위해 개시된 특정한 실시예로 한정되지 않으며, 첨부한 특허청구범위에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 간주해야 한다. 더욱이, 제1, 제2 등의 용어의 사용은 어떠한 순서나 중요성을 표시하는 것은 아니며, 오히려 제1, 제2 등의 용어는 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하도록 사용된다. 또한, 하나라는 용어는 양의 한정을 표시하는 것은 아니며, 오히려 참조한 목록이 하나 이상 존재한다는 것을 나타낸다.

Claims

외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가압된 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조; 및

제1 및 제2 부분을 갖고 상기 충진 구멍을 채우도록 구성된 밀폐 부재를 포함하며,

상기 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크며,

상기 제1 부분은 상기 제2 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키고 상기 제2 부분은 상기 제1 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키며, 상기 제1 부분은 가연성 기체를 상기 폐쇄 구조 내부에 밀폐시키고 상기 제2 부분은 상기 폐쇄 구조에 용접되는 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제1 부분은 전기 절연성 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제2항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 전기 전도성 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제3항에 있어서, 상기 폐쇄 구조는 전기 전도성 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 폐쇄 구조 및 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 동일한 종류의 전기 전도성 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 용접 밀폐부를 형성하도록 상기 폐쇄 구조에 용접되며, 상기 밀폐 부재는 상기 용접 밀폐부를 형성하는 때에 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 제1 부분의 가장자리는 상기 제2 구멍 부분의 가장자리보다 더 큰 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 용접 전극을 수용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 제2 부분은 축선을 따라 연장되고, 상기 제2 부분은 상기 축선으로부터 외측으로 테이퍼진 테이퍼부를 더 포함하며, 상기 폐쇄 구조는 상기 제1 구멍 부분을 형성하는 제1면을 갖고, 상기 테이퍼부는 상기 제1면과 상기 외벽 외면에 의해 형성된 모서리와 접하는 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 용접은 저항용접인 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제1항에 있어서, 상기 폐쇄 구조는 단부 캡을 더 포함하며, 상기 충진 구멍은 상기 단부 캡을 통해 연장되고, 상기 밀폐 부재의 제1 부분은 전기 절연성 재료로 구성되고 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 전기 전도성 재료로 구성되며, 상기 용접은 저항용접인 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조; 및

제1 및 제2 부분을 갖고 상기 충진 구멍을 밀폐하도록 구성된 밀폐 부재를 포함하며,

상기 충진 구멍은 제1, 제2 및 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 외면에 인접하고, 상기 제2 구멍 부분은 상기 내면에 인접하고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치되며, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분은 상기 제2 구멍 부분보다 크며,

상기 제1 부분은 상기 제2 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키고, 상기 제2 부분은 상기 제3 구멍 부분의 일부와 맞물려 밀폐시키며, 상기 제1 부분은 가연성 기체를 상기 폐쇄 구조 내부에 밀폐시키고, 상기 제2 부분은 상기 폐쇄 구조에 용접되는 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
제12항에 있어서, 상기 제2 부분은 축선을 따라 연장되고, 상기 제2 부분은 상기 축선으로부터 외측으로 테이퍼진 테이퍼부를 포함하며, 상기 폐쇄 구조는 상 기 제1 구멍 부분을 형성하는 제1면 및 상기 제3 구멍 부분을 형성하는 제2면을 갖고, 상기 테이퍼부는 상기 제1면과 제2면에 의해 형성된 모서리와 맞물려 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하며, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성된 팽창기를 밀폐하는 방법에 있어서,

가연성 기체가 상기 폐쇄 구조 내부에 보관된 후에 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분에 삽입하고, 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하도록 상기 제1 부분과 상기 제2 구멍 부분 사이에 압입 밀폐부를 형성하는 단계; 및

상기 폐쇄 구조의 외벽에 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 용접하여 상기 제2 부분과 상기 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 구멍 부분보다 직경이 큰 상기 제1 부분을 상기 제2 구멍 부분 안으로 압입시켜 상기 압입 밀폐부를 형성하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
제14항에 있어서,

전극에 의해 상기 제2 부분을 상기 제1 구멍 부분 근처에서 상기 폐쇄 구조에 대고 밀어 상기 제2 부분과 접촉시키는 단계; 및

상기 전극과 상기 제2 부분을 통해 전류를 인가하여 상기 제2 부분을 상기 폐쇄 구조에 용접하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
제14항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제1 부분은 전기 절연 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
제17항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 전기 전도성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
제18항에 있어서, 상기 폐쇄 구조는 전기 전도성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
제14항에 있어서, 상기 밀폐 부재의 제2 부분은 용접 전극을 수용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하고, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면에 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면에 인접한 상기 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성된 팽창기를 밀폐하는 방법에 있어서,

가연성 기체가 상기 폐쇄 구조 내부에 보관된 후에 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하도록 밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분에 삽입하는 단계; 및

상기 제3 부분 근처의 상기 외벽에 상기 밀폐 부재의 제2 부분을 용접하여 상기 제2 부분과 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 밀폐 방법.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하며, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성된 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법에 있어서,

상기 팽창기를 기밀 용기 내부에 배치하는 단계;

가연성 기체를 상기 기밀 용기 안으로 펌핑하여 가연성 기체를 상기 충진 구멍을 통해 상기 팽창기의 내부로 밀어 넣는 단계;

밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계; 및

상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 폐쇄 구조의 외면에 용접하여 상기 제2 부분과 외면 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 충진 및 밀폐 방법.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하고, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면에 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면에 인접한 상기 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분이 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성된 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법에 있어서,

상기 팽창기를 기밀 용기 내부에 배치하는 단계;

가연성 기체를 상기 기밀 용기 안으로 펌핑하여 가연성 기체를 상기 충진 구멍을 통해 상기 팽창기의 내부로 밀어 넣는 단계;

밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계; 및

상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 제3 구멍 부분에 인접한 외벽에 용접하여 상기 제2 부분과 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 충진 및 밀폐 방법.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하며, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성된 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법에 있어서,

빈 내부 영역이 있는 금속제 고정구를 상기 외벽의 외면에 대고 밀어 제1 밀폐 영역을 형성하고 상기 빈 내부 영역이 상기 충진 개구와 유체 연결되도록 하는 단계;

가연성 기체를 상기 금속제 고정구를 통해 연장된 제1 구멍 및 상기 충진 구멍을 통해 상기 폐쇄 구조의 내부로 펌핑하는 단계;

밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계; 및

상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 폐쇄 구조의 외면에 용접하여 상기 제2 부분과 외면 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 충진 및 밀폐 방법.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성된 폐쇄 구조를 구비하고, 상기 폐쇄 구조의 충진 구멍은 상기 외면에 인접한 제1 구멍 부분, 상기 내면에 인접한 상기 제2 구멍 부분 및 상기 제1 및 제2 구멍 부분 사이에 배치된 제3 구멍 부분이 있고, 상기 제1 구멍 부분은 상기 제2 및 제3 구멍 부분보다 크고, 상기 제3 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성된 팽창기를 가연성 기체로 채우고 밀폐하는 방법에 있어서,

빈 내부 영역이 있는 금속제 고정구를 상기 외벽의 외면에 대고 밀어 제1 밀폐 영역을 형성하고 상기 빈 내부 영역이 상기 충진 개구와 유체 연결되도록 하는 단계;

가연성 기체를 상기 금속제 고정구를 통해 연장된 제1 구멍 및 상기 충진 구멍을 통해 상기 폐쇄 구조의 내부로 펌핑하는 단계;

밀폐 부재의 제1 부분을 상기 충진 구멍의 제2 구멍 부분 안으로 삽입하여 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하게 하는 단계; 및

상기 밀폐 부재의 제2 부분을 상기 제3 구멍 부분에 인접한 외벽에 용접하여 상기 제2 부분과 외벽 사이에 영구 밀폐부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기의 충진 및 밀폐 방법.
외면, 내면 및 이들을 통해 연장된 충진 구멍이 있는 외벽을 갖고 가압된 가연성 기체를 수용 및 보관하도록 구성되고, 상기 충진 구멍은 상기 외면과 인접한 제1 구멍 부분 및 상기 내면과 인접한 제2 구멍 부분을 포함하도록 형성되며, 상기 제1 구멍 부분이 상기 제2 구멍 부분보다 크게 형성되는 폐쇄 구조;

상기 제2 구멍 부분 안으로 압입되어 가연성 기체가 상기 폐쇄 구조로부터 탈출하는 것을 방지하는 제1 밀폐부를 형성하는 제1 부분; 및

상기 제1 구멍 부분에 인접한 상기 외벽에 용접되어 영구 밀폐부인 제2 밀폐부를 형성하는 제2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 기체 팽창기.