KR102262344B1 - 보스 커넥터를 갖는 복합 압력 용기 - Google Patents

보스 커넥터를 갖는 복합 압력 용기 Download PDF

Info

Publication number
KR102262344B1
KR102262344B1 KR1020207035513A KR20207035513A KR102262344B1 KR 102262344 B1 KR102262344 B1 KR 102262344B1 KR 1020207035513 A KR1020207035513 A KR 1020207035513A KR 20207035513 A KR20207035513 A KR 20207035513A KR 102262344 B1 KR102262344 B1 KR 102262344B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure vessel
liner
boss connector
rib elements
composite laminate
Prior art date
Application number
KR1020207035513A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210006452A (ko
Inventor
엘스 마이유
헤르트 나우번
필리쁘 빌렘스
악셀 세이퍼르트
Original Assignee
플라스틱 옴니엄 어드벤스드 이노베이션 앤드 리서치
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 플라스틱 옴니엄 어드벤스드 이노베이션 앤드 리서치 filed Critical 플라스틱 옴니엄 어드벤스드 이노베이션 앤드 리서치
Publication of KR20210006452A publication Critical patent/KR20210006452A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102262344B1 publication Critical patent/KR102262344B1/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
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
    • 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
    • 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
    • F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • 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
    • F17C1/14—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of aluminium; constructed of non-magnetic steel
    • 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
    • F17C1/16—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
    • 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0646—Aluminium
    • 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • 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
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0305—Bosses, e.g. boss collars
    • 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 고압에서 유체를 저장하기 위한 압력 용기에 관한 것이다. 용기는 라이너 및 라이너의 외부 표면에 커플링된 복합 라미네이트 셸을 포함한다. 라이너는 캐비티의 내벽을 한정하는 내부 표면을 갖고, 캐비티는 중앙 개구를 갖는 돔형 영역을 포함한다. 캐비티에의 접근을 제공하기 위해 접근 채널이 복합 라미네이트 셸을 가로지른다. 중앙 개구는 접근 채널의 입구를 향하고 있다. 접근 채널 내에 위치된 또는 부분적으로 위치된 보스 커넥터가, 밸브 또는 플러그를 수용하도록 구성된 내부 보어부, 및 상기 라미네이트 셸 내의 압력 분포를 최적화하기 위해 복합 라미네이트 셸 내로 돌출하는 복수의 상호이격 리브 요소들을 포함하는 외부 목부를 포함한다.

Description

보스 커넥터를 갖는 복합 압력 용기
본 발명은 고압에서 유체를 저장하기 위한 압력 용기에 관한 것이다. 더 구체적으로는 라이너 및 라이너의 외부 표면에 커플링된 복합 라미네이트 셸을 포함하는 복합 용기에 관한 것이다.
고압에서 유체를 저장하기 위한, 예를 들어 수소 가스를 저장하기 위한 복합 압력 용기는 당업계에 잘 알려져 있다.
라이너 및 라이너의 외부 표면에 커플링된 복합 라미네이트 셸을 포함하는 압력 용기는 예를 들어 US2016/0348845A1 또는 US2017/0276294A1 에 기술되어 있다. 라이너의 내부 표면은 고압에서 유체를 담을 수 있는 캐비티의 내부 벽을 나타낸다. 용기는 가스로 캐비티를 충전하고 비우기 위해 캐비티에의 접근을 제공하기 위해 복합 라미네이트 셸을 가로지르는 접근 채널을 포함한다. 당업계에 공지되어 있는 압력 용기는 또한 이른바 보스 커넥터 (boss connector) 를 포함한다. 보스 커넥터는 일반적으로 밸브 또는 플러그를 수용하도록 구성된 원통형 보어부 및 캐비티 내부에 위치되며 라이너와 복합 라미네이트 셸 사이에 커플링되는 플랜지부를 포함한다. 라이너 및 보스 커넥터를 포함하는 임의의 압력 용기에서, "플랜지"부는 라이너와 축선방향 접촉하는 보스 커넥터의 부분으로서 정의될 수 있다. 플랜지는 용기가 고압 상태일 때 보스 커넥터를 고정된 채 유지할 수 있게 한다.
전형적으로, 복합 라미네이트 셸은 탄소, 유리 또는 아라미드와 같은 함침된 섬유를, 필라멘트 와인딩 프로세스를 사용하여 라이너의 외부 표면에 적용함으로써 형성된다.
이러한 복합 용기가 가압 수소를 저장하는 데 사용되는 경우, 고압은 예를 들어 30 MPa 내지 75 MPa 이다.
캐비티 (5) 를 한정하는 라이너 (2), 복합 라미네이트 셸 (3) 및 적어도 하나의 보스 커넥터 (6) 를 포함하는 당업계에 공지된 복합 압력 용기의 전형적인 예가 도 1 에 개략적으로 도시되어 있다. 복합 압력 용기 또는 간단히 CPV 라는 표현은 라이너를 둘러싸는 복합 셸을 갖는 압력 용기를 포함한다. 라이너는 일반적으로 플라스틱 재료로 구성되지만, 또한 금속으로 구성될 수도 있다.
전체 복합재 오버랩을 갖는 금속 라이너 또는 플라스틱을 특징으로 하는 복합 용기는 전체 금속 용기와 비교할 때 많은 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 복합 재료는 압력 용기의 내식성과 전반적인 안전성을 크게 향상시킨다. 또한, 복합 용기는 일반적으로 연장된 용기의 서비스 수명을 갖는다. 그러나, CPV 의 주된 장점은 그 중량이다. 실제로 CPV 는 전체 금속 압력 용기보다 적어도 3 배 더 가볍다.
그러나, 현재 복합 압력 용기의 문제점들 중 하나는 보스 커넥터의 플랜지부가 이상적인 측지-이소텐소이드 (geodesic-isotensoid) 형상을 따르지 않는 복합 라미네이트에의 압력 분포를 생성한다는 것이다. 이는 보스 커넥터 주위의 복합 라미네이트의 강화 작용의 효율을 감소시킨다. 이로 인해, 용기에 압력이 가해질 때 보스 커넥터를 고정된 채 유지하기 위해 보스 커넥터 주위에 추가 복합 보강재를 설치할 필요가 있다. 일반적으로 이 문제는 추가 나선형 복합 라미네이트 층을 적용함으로써 완화되지만, 이는 복합 라미네이트 셸의 두께와 중량을 증가시킨다.
현재 복합 용기의 또 다른 문제점은 금속으로 구성된 보스 커넥터가 무겁다는 것이다.
압력 용기의 중량은 예컨대 자동차 산업에서 사용되는 압력 용기의 경우 중요한 역할을 하며, 더 낮은 중량이 연비를 향상시키고 전체 차량 중량을 줄일 것이다.
따라서, 현존하는 복합 압력 용기를 개선할 여지가 존재한다.
본 발명의 목적은, 기존 복합 압력 용기에 비해 감소된 중량을 가지며 특히 보스 커넥터 영역에서 보강 요소로서 작용하는 복합 라미네이트의 효율이 향상된 복합 압력 용기를 제공하는 것이다.
본 발명은 첨부된 독립 청구항들에서 규정된다. 바람직한 실시형태들은 종속 청구항들에서 규정된다.
본 발명에 따른 고압에서 유체를 저장하기 위한 압력 용기는 라이너 및 라이너의 외부 표면에 커플링된 복합 라미네이트 셸을 포함한다. 라이너는 캐비티의 내벽을 한정하는 내부 표면을 갖는다. 캐비티는 중앙 개구를 갖는 돔형 영역을 포함한다. 캐비티에의 접근을 제공하기 위해, 접근 채널이 복합 라미네이트 셸을 가로지르며, 중앙 개구는 접근 채널을 향하고 있다.
본 발명에 따른 압력 용기는 압력 용기가 접근 채널 내에 위치된 또는 부분적으로 위치된 보스 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 보스 커넥터는, 축선방향 축선 (X) 을 따라 연장되며 밸브 또는 플러그를 수용하도록 구성된 내부 보어부를 포함한다. 보스 커넥터는 라미네이트 셸 내의 압력 분포를 최적화하기 위한 복수의 상호이격 (interspaced) 리브 요소들을 포함하는 외부 목부를 더 포함한다. 리브 요소들은 축선방향 축선에 대해 반경방향으로 복합 라미네이트 셸 내로 돌출한다. 보스 커넥터는 라이너와 복합 라미네이트 셸 사이에 위치되는 플랜지부를 포함한다. 플랜지부는 반경방향 외경 (DFL) 을 갖는다. 복수의 상호이격 리브 요소들 중 적어도 하나가 DRM ≥ DFL 인 반경방향 외경 (DRM) 을 갖는다.
복합 라미네이트 셸 내로 돌출하는 복수의 상호이격 리브 요소들을 포함하는 외부 목부를 제공하는 이점은, 복합 라미네이트 셸이 더 효율적으로 작용한다는 것, 즉 라이너의 내벽에 유체에 의해 가해지는 압력에 대항하여 작용하도록 라미네이트 셸의 전체 두께가 사용된다는 것이다. 결과적으로, 선행 기술의 압력 용기와 비교할 때, 위에서 논의된 바와 같은 선행 기술의 용기에 사용된, 보스 커넥터 주위의 추가 복합 보강재 층들이 필요하지 않다.
복수의 상호이격 리브 요소들을 사용하는 추가적인 이점은 추가 플랜지부의 크기가 선행 기술의 플랜지와 비교할 때 크게 감소될 수 있다는 것이다. 따라서, 그것이 복수의 상호이격 리브 요소들 중 적어도 하나의 리브 요소가 DRM ≥ DFL 인 반경방향 외경 (DRM) 을 갖는 이유이다. 즉, 플랜지부의 외경 (DFL) 이상인 외경 (DRM) 을 갖는 적어도 하나의 리브 요소가 존재한다. 따라서, 보스 커넥터의 전체 중량이 감소된다.
유리하게는, 단지 작은 크기의 플랜지들, 즉 리브 요소의 외경 이하의 외경을 갖는 플랜지들을 사용함으로써, 캐비티의 돔형 영역에서 캐비티의 형상이 덜 교란되며, 이는 위에서 논의된 바와 같이, 압력 분포에 긍정적인 영향을 미친다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 압력 용기의 보스 커넥터는 축선방향 축선 (X) 에 직교하는 평면에서 측정된 반경방향 외경 (Dx) 을 가지며, 이 반경방향 외경은 축선방향 축선 (X) 을 따라 변하고, 외경 (Dx) 은 상기 복수의 상호이격 리브 요소들 중 적어도 하나의 리브 요소의 반경방향 외경에 대응하는 최대값 (DMax) 을 갖는다. 즉, 보스 커넥터의 전체 반경방향 치수를 결정하는 것이 리브 요소의 반경방향 외경이다. 보스 커넥터가 예를 들어 플랜지부 또는 튜브 연장부를 포함하는 경우, 이 부분들의 외경들은 항상 리브 요소들 중 적어도 하나의 리브 요소의 외경 이하일 것이다.
반경방향 외경 (Dx) 은 직교 평면에서 보스 커넥터 주위에 원형 윤곽을 만드는 데 필요한 원의 최소 직경으로 해석되어야 한다. 실제로 보스 커넥터의 반경방향 주변부는 원일 필요는 없으며, 예를 들어 타원형 또는 임의의 다른 형상일 수 있다.
예로써 그리고 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 이러한 양태 및 다른 양태를 더 상세하게 설명한다.
도 1 은 선행기술의 복합 압력 용기의 단면도이다.
도 2a 는 본 발명에 따른 압력 용기의 일부의 단면도이다.
도 2b 는 라이너의 일부, 보스 커넥터 및 복합 라미네이트 셸의 일부의 확대도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 압력 용기의 실시형태의 일부의 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 압력 용기의 대안적인 실시형태의 일부의 단면도이다.
도 5 는 보스 커넥터가 작은 플랜지를 포함하는 본 발명에 따른 압력 용기의 일부의 단면도이다.
도 6a 는 튜브 연장부를 포함하는 보스 커넥터의 투영도이다.
도 6b 는 플랜지가 없는 보스 커넥터의 투영도이다.
도 6c 는 튜브 연장부와 작은 플랜지를 포함하는 보스 커넥터의 투영도이다.
도 6d 는 작은 플랜지를 포함하는 보스 커넥터의 투영도이다.
도 6e 는 도 6c 의 보스 커넥터의 반경방향 외경 Dx 의 변화를 보여준다.
도 7 은 도 2a 에 도시된 보스 커넥터의 Y-Z 평면을 따른 단면도이다.
도 8 은 본 발명에 따른 압력 용기의 압력 분포를 개략적으로 보여준다.
도 9a 는 본 발명에 따른 제 1 보스 커넥터의 개략 단면도이다.
도 9b 는 본 발명에 따른 제 2 보스 커넥터의 개략 단면도이다.
도 9c 는 본 발명에 따른 제 3 보스 커넥터의 개략 단면도이다.
도 9d 는 본 발명에 따른 제 4 보스 커넥터의 개략 단면도이다.
도 10a 는 본 발명에 따른 보스 커넥터의 일례의 개략 단면도이다.
도 10b 는 본 발명에 따른 보스 커넥터의 다른 예의 개략 단면도이다.
도 11a 는 보스 커넥터에 대한 시일의 제공을 개략적으로 도시한다.
도 11b 는 보스 커넥터에 대한 시일의 제공의 추가 예를 개략적으로 도시한다.
도면들이 일정 비율로 도시된 것은 아니다. 일반적으로, 동일한 구성요소들은 도면들에서 동일한 도면 부호로 표시된다.
고압에서 유체를 저장하기 위한 압력 용기는 라이너 (2), 여러 복합 라미네이트 층들로 이루어진 복합 라미네이트 셸 (3) 및 보스 커넥터 (6) 를 포함한다. 압력 용기의 이 구성요소들은 당업계에 일반적으로 알려져 있고, 도 1 에는 선행 기술의 압력 용기가 도시되어 있다.
라이너 (2) 는 캐비티 (5) 의 내벽을 한정하는 내부 표면을 갖는다. 라이너는 압력 용기의 캐비티에 포함되어 있는 유체의 누출을 방지하도록 설계되어 있다. 라이너 (2) 는 일반적으로 폴리머와 같은 플라스틱 재료로 만들어진다. 다른 실시형태에서, 라이너는 금속, 예를 들어 알루미늄일 수 있다.
복합 라미네이트 셸 (3) 은 라이너의 외부 표면에 커플링된다. 이 복합 라미네이트 셸은 용기를 팽창시키는 내부 압력 부하를 견디도록 설계된다. 복합 라미네이트 셸은 팽창을 제한하고, 압력 부하에 의해 야기되는 내부 응력을 흡수한다.
복합 라미네이트 셸 (3) 은 전형적으로 폴리머 매트릭스에 매립된 탄소 섬유를 포함한다. 예를 들어 복합 라미네이트 셸의 제조에 필라멘트 와인딩 기술이 사용된다.
본 발명에 따른 압력 용기의 다양한 실시형태가 도 2a 내지 도 6d 에 개략적으로 도시되어 있다.
유체로 캐비티를 충전하고 비우기 위해 캐비티에의 접근을 제공하기 위해, 복합 라미네이트 셸 (3) 을 가로지르는 접근 채널 (22) 이 제공된다. 이는 본 발명에 따른 라이너의 일부, 보스 커넥터 및 복합 라미네이트 셸의 일부의 확대도가 도시된 도 2b 에 개략적으로 도시되어 있다.
도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압력 용기의 캐비티 (5) 는 중앙 개구 (21) 를 갖는 돔형 영역 (5a) 을 포함한다. 중앙 개구 (21) 는 돔형 영역 (5a) 의 오큘러스 (oculus) 로서 해석될 수 있다. 중앙 개구 (21) 는 접근 채널 (22) 을 향하고 있다. 실제로, 라이너 (2) 에 의해 한정된 캐비티는 폐쇄 캐비티가 아니며, 유체로 공동을 충전하고 비우기 위한 적어도 하나의 개구가 존재한다. 이 개구는 캐비티의 돔형 부분의 중앙 개구에 해당한다. 일반적으로 돔형 영역은 측지 돔 형상 또는 측지-이소텐소이드 형상에 해당한다.
본 발명에 따른 압력 용기 (1) 는 접근 채널 (22) 내에 위치되거나 부분적으로 위치되는 보스 커넥터 (6) 를 포함한다. 실시형태에서, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 보스 커넥터는 복합 라미네이트 셸의 접근 채널 내에 전체적으로 위치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 도 2a 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 보스 커넥터 (6) 는 복합 라미네이트 셸 (3) 의 접근 채널 내에 부분적으로 위치되고, 복합 라미네이트 셸 (3) 외부로 부분적으로 연장된다.
도 6a 내지 도 6d 에 추가로 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보스 커넥터 (6) 는 내부 보어부 (6a) 및 외부 목부 (6b) 를 포함한다. 내부 보어부 (6a) 는 축선방향 축선 (X) 을 따라 연장되고, 밸브 또는 플러그를 수용하도록 구성된다. 보어부 (6a) 는 일반적으로 중공 실린더의 형상을 갖는다.
실시형태들에서, 내부 보어부 (6a) 는 예를 들어 밸브 또는 플러그 (40) 를 보스 커넥터 (6) 의 내부 보어부 (6a) 에 나사 결합시킬 수 있게 하는 스레드를 포함한다.
외부 목부 (6b) 는 복합 라미네이트 셸 (3) 내로 돌출하는 복수의 상호이격 (interspaced) 리브 요소들 (9) 을 포함한다. 이러한 방식에서, 보스 커넥터 (6) 는 복합 라미네이트 셸 (3) 과 커플링된다. 도 2a 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 리브 요소들 (9) 은 축선방향 축선 (X) 에 대해 반경방향으로 복합 라미네이트 셸 내로 돌출한다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 의 리브 요소들 (9) 은 라이너 (2) 를 향해 회전된 제 1 축선방향 접촉 표면들 (9a) 및 제 1 축선방향 접촉 표면들 (9a) 에 대향하는 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 을 갖는다. 제 1 축선방향 접촉 표면들 (9a) 및 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 은 각각 축선방향 축선 (X) 에 대해 축선 방향으로 복합 라미네이트 셸 (3) 의 층들과 접촉한다. 내부 압력 부하를 견디는 복합 라미네이트 셸의 층들을 지탱 (carry) 하는 것은 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 의 리브 요소들 (9) 의 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 이다.
제 1 축선방향 접촉 표면 (9a) 과 제 2 축선방향 접촉 표면 (9b) 을 갖는 리브 요소 (9) 의 두께가 제 1 축선방향 접촉 표면 (9a) 과 제 2 축선방향 접촉 표면 (9b) 사이의 거리라는 것에 주목한다.
본 발명에 따른 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 은 라미네이트 셸에서 압력 분포를 최적화하는 데 적합하다. 실제로, 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 로 인해, 보스 커넥터와 복합 라미네이트 사이의 인터페이스 표면이 증가된다. 도 8 에서 화살표 (23) 로 개략적으로 도시된 바와 같은, 그리고 캐비티 내부의 유체의 압력에 의해 야기되는, 보스 커넥터 (6) 근처에서 라이너 (2) 내부 표면에서의 압력은, 도 8 에서 검은색 화살표 (24) 로 도시된 복합 라미네이트 셸로부터의 반대작용 압력과 동일해야 한다. 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 로 인해, 복합 라미네이트 셸이 이제 복합 라미네이트 셸의 전체 단면에 걸쳐 완전히 효율적이므로, 캐비티의 내벽에 대한 압력에 반대 작용하기 위한 복합 라미네이트 셸의 효율이 향상된다. 다른 한편으로, 선행 기술의 복합 용기의 경우, 주로 라이너 용기에 가까운 복합 라미네이트 셸의 층들은 캐비티의 내부 압력에 반대 작용하는 데 효율적이다.
보스 커넥터 (6) 는 축선방향 축선 (X) 에 직교하는 평면에서 측정된 반경방향 외경 (Dx) 을 가지며, 이 반경방향 외경 (Dx) 은 축선방향 축선 (X) 을 따라 변한다. 반경방향 외경의 이러한 변화는 도 6c 에 도시된 예시적인 보스 커넥터에 대해 도 6e 에 개략적으로 도시되어 있다. 외경 (Dx) 은 상기 복수의 상호이격 리브 요소들 중 적어도 하나의 리브 요소의 반경방향 외경에 대응하는 최대값 (DMax) 을 갖는다. 즉, 보스 커넥터의 외부 반경방향 직경의 최대값 (DMax) 은 복수의 상호이격 리브 요소들 중 적어도 하나에 의해 결정된다. 따라서, 외경 (Dx) 은 직교 평면이 복수의 상호이격 리브 요소들 중 하나를 가로지르는 위치에서 최대값 (DMax) 을 갖는다. 실제로, 도 6a 내지 도 6d 에 도시된 실시형태들로 도시된 바와 같이, 보스 커넥터 (6) 의 최대 반경방향 외경은 항상 리브 요소의 외경에 의해 결정된다.
보스 커넥터의 반경방향 주변부는 원일 필요는 없으며, 예를 들어 타원 또는 예컨대 리브 요소의 위치에서 예시적인 보스 커넥터의 반경방향 둘레부를 보여주는 도 7 에 도시된 바와 같은 임의의 다른 형상일 수 있다는 것에 주목한다. 따라서, 반경방향 외경 (Dx) 은 직교 평면에서 보스 커넥터 주위에 원형 윤곽을 만드는 데 필요한 최소 원형 직경으로서 해석되어야 한다. 외부 직경 (Dx) 을 결정하기 위한 이러한 최소 외부 원이 도 7 에 점선으로 도시되어 있다.
본 발명에 따른 실시형태들에서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 보스 커넥터 (6) 는 라이너 (2) 와 복합 라미네이트 셸 (3) 사이에 위치된 플랜지부 (6c) 를 포함한다. 플랜지부 (6c) 는 축선방향 축선 (X) 에 대해 축선방향으로 라이너 (2) 와 접촉하는 축선방향 접촉 표면을 포함한다. 플랜지부 (6c) 의 축선방향 접촉 표면은 튜브형 단부 (2a) 의 외부에 있다. 플랜지부는 반경방향 외경 (DFL) 을 가지며, 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 중 적어도 하나는 DRM ≥ DFL 인 반경방향 외경 (DRM) 을 갖는다. 즉, 플랜지부 (6c) 의 외경 이상인 반경방향 외경을 갖는 리브 요소가 항상 존재한다. 플랜지부의 직경 및 플랜지부의 직경의 측정은 전술한 바와 같은 외경 (Dx) 및 외경 (Dx) 의 측정과 동일한 방식으로 해석되어야 한다.
도 6a 내지 도 6d 에 도시된 보스 커넥터들은 축선방향을 따라 측정된 길이 (L) 를 갖는다.
도 6a 에 도시된 예에서, 보스 커넥터의 외부 목부 (6b) 는 3 개의 상호이격 리브 요소들 (9) 을 포함한다. 이 예시적인 보스 커넥터 (6) 는 또한 도 2a 에 도시된 바와 같이 캐비티에 들어가기 위한 튜브 연장부 (6d) 를 포함한다. 튜브 연장부는 축선방향 축선 (X) 을 따라 측정된 길이 (Lin) 및 외경 (Din) 을 갖는다. 그러나, 도 6a 에 도시된 보스 커넥터는 플랜지부를 포함하지 않는다. 도 6a 에 도시된 바와 같이, 보스 커넥터의 최대 반경방향 외경 (DMax) 은 3 개 리브 요소들 (9) 중 하나를 가로지르는 평면에서 측정된 외경 (DRM) 에 해당한다. 이 예에서, 3 개의 리브 요소들은 동일한 외경을 갖는다.
도 6b 에는, 플랜지부를 포함하지 않는 본 발명에 따른 보스 커넥터 (6) 의 추가 실시형태가 도시되어 있다. 이 예시적인 보스 커넥터는 튜브 연장부를 포함하지 않으며, 전체 보스 커넥터는 도 3 에 도시된 바와 같이 복합 라미네이트 셸 (3) 내에 위치될 수 있다. 이 예에서, 보스 커넥터의 최대 반경방향 외경 (DMax) 은 3 개 리브 요소들 중 하나를 가로지르는 평면에서 측정된 외경 (DRM) 에 해당한다.
도 6c 에는, 작은 플랜지부 (6c), 3 개의 리브 요소들 (9) 및 튜브 연장부 (6d) 를 포함하는 본 발명에 따른 보스 커넥터 (6) 가 도시되어 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 플랜지부 (6c) 는 라이너 (2) 와 복합 라미네이트 셸 사이에 위치되는 부분이다. 도 6d 에 도시된 바와 같이, 이 예에서, 플랜지부 (6c) 의 외경은 3 개의 리브 요소들 각각의 외경보다 더 작다. 반경방향 외경 (D) 의 최대값 (DMax) 은 3 개의 리브 요소 전부 중 가장 큰 외경을 갖는 중간 리브 요소의 위치에서 얻어진다.
플랜지부 (6c) 를 포함하는 본 발명에 따른 보스 커넥터 (6) 의 다른 예가 도 6d 에 도시되어 있다. 도 6d 에 도시된 바와 같이, 플랜지부 (6c) 의 외경은 이 예에서 3 개의 리브 요소들 중 하나의 리브 요소, 즉 중간 리브 요소의 외경과 동일하다. 이 예에서, 보스 커넥터의 반경방향 외경에서의 최대값 (DMax) 은 중간 리브 요소의 반경방향 외경에 해당하고, 또한 플랜지부의 반경방향 외경에 해당한다.
예를 들어 도 1 에 도시된 선행 기술의 복합 용기와 비교할 때 본 발명에 따른 압력 용기의 또 다른 장점은 보스 커넥터 (6) 부근에서의 압력 분포가 향상된다는 것이다. 실제로, 위에서 논의된 바와 같이, 큰 플랜지부를 갖는 선행 기술의 보스 커넥터를 사용할 때, 복합 라미네이트에 작용하는 압력 분포는 이상적인 측지-이소텐소이드 형상을 따르지 않는다. 이는 복합 라미네이트 셸의 보강 효율을 더 감소시킨다. 반면, 본 발명에 따른 압력 용기의 경우, 플랜지부가 없거나 플랜지부가 매우 작고, 즉, 적어도 하나의 리브 요소의 외경보다 더 작다. 따라서, 압력 분포의 동요가 최소화된다. 바람직하게는, 플랜지부 (6c) 의 축선방향 접촉 표면은 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 의 리브 요소들 (9) 의 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 의 합보다 낮다. 이는 내부 압력 부하가 "응력 테이크업" 수단 (도 8 참조) 으로서 작용하는 상호이격 리브 요소들 (9) 덕분에 복합 라미네이트 셸 (3) 의 층들로 더 잘 전달되고 분배된다는 사실에 의해 달성된다.
일부 실시형태들에서, 위에서 논의되고 예를 들어 도 6d 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 보스 커넥터 (6) 는 캐비티의 돔형 영역의 중앙 개구 (21) 내로 돌출하는 튜브 연장부 (6d) 를 포함한다. 이 실시형태에서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 라이너는 보스 커넥터 (6) 의 튜브 연장부 (6d) 를 둘러싸는 내부 목부 (2b) 를 갖는다.
실시형태들에서, 돔형 영역 (5a) 은 바람직하게는 볼록한 영역이다. 도 3 및 도 4 에, 본 발명에 따른 압력 용기의 예가 도시되어 있는데, 돔형 영역 (5a) 이 볼록하다.
바람직한 실시형태들에서, 보스 커넥터 (6) 는 복합 라미네이트 셸에 대한 보스 커넥터의 회전 운동을 감소시키기 위한 회전 방지 부재를 포함한다.
회전 방지 부재를 형성하기 위한 다양한 수단이 존재한다. 일부 실시형태들에서, 회전 방지 부재는 외부 목부 (6b) 에 커플링된 하나 이상의 추가 요소에 의해 형성된다.
바람직한 실시형태들에서, 회전 방지 부재는 회전에 대항하여 작용하기에 최적화된 형상을 갖는 복수의 상호이격 리브 요소들의 하나 이상의 리브 요소를 제공함으로써 얻어진다. 리브 요소와 축선방향 축선 (X) 에 직교하는 평면 사이에 단면을 만들 때, 리브 요소의 상세한 실시형태에 따라 다양한 타입의 주변부가 관찰될 수 있다. 예를 들어, 이러한 주변부는 원형, 타원형, 다각형, 요철형 (serrated) 또는 톱니형 (indented) 일 수 있다. 다른 실시형태들에서, 주변부는 위에서 언급한 형상들의 조합에 의해 형성되는 형상을 가질 수 있다.
도 7 에는, 만입부를 포함하는 리브 요소의 단면도가 도시되어 있다. 이 예에서, 리브 요소 (9) 는 복수의 주변 만입부 (41) 를 포함한다. 이 예에서는, 9 개의 만입부가 보인다. 복합 라미네이트 셸을 형성하도록 라이너와 보스 커넥터 주위에 섬유가 적용되는 때, 일부 섬유는 만입부를 채우고 복합 라미네이트 셸에 대한 보스 커넥터의 회전 운동에 대한 정지부로서 작용할 것이다.
실시형태들에서, 리브 요소들 (9) 는 링 형상을 갖는다. 즉, 각각의 리브 요소는 360°의 각도에 걸쳐 복합 라미네이트 셸에 침입한다.
도 9a 내지 도 9d 에, 본 발명에 따른 다양한 타입의 보스 커넥터 (6) 의 다수의 실시형태가 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 리브 요소 (9) 의 돌출 길이 (PL) 는 보스 커넥터 (6) 의 외부 목부 (6b) 의 각각의 리브 요소에 대해 동일할 필요는 없다. 일부 실시형태들에서, 도 9b, 도 9c 및 도 9d 에 도시된 바와 같이, 리브 요소 (9) 는 다양한 돌출 길이 (PL1, PL2, PL3, PL4) 를 갖는다.
리브 요소는 라미네이트 셸에서 돌출하기 위한 다양한 타입의 에지를 포함할 수 있으며, 예를 들어 리브 요소는 둥근 돌출 에지 또는 챔퍼 돌출 에지를 포함할 수 있다. 도 10a 및 도 10b 에, 리브 요소 (9) 가 삼각형 돌출 에지를 갖는 보스 커넥터 (6) 의 예가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 외부 목부 (6b) 는 상호이격 리브 요소들 (9) 의 수에 의해 제한되지 않는다. 바람직한 실시형태에서, 상호이격 리브 요소들 (9) 의 수는 2 개 내지 10 개, 바람직하게는 3 개 내지 8 개이다.
실시형태들에서, 도 3, 도 4 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 라이너 (2) 는 축선방향 축선 (X) 을 따라 연장되는 튜브형 단부 (2a) 를 포함하고, 보스 커넥터 (6) 는 튜브형 단부 (2a) 를 수용하기 위한 리세스를 포함한다. 이런 식으로, 라이너의 튜브형 단부 (2a) 는 보스 커넥터 내에서 돌출한다.
본 발명은 압력 용기가 포함할 수 있는 보스 커넥터의 수에 제한되지 않는다. 전형적으로, 압력 용기는 축선방향 축선 (X) 을 따라 정렬된 2 개의 보스 커넥터를 포함한다.
보스 커넥터는 예를 들어 알루미늄 또는 강과 같은 금속으로 제조되며, 표준 금속가공 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어 라미네이트와의 접착력을 개선하고/하거나 수소 부식을 방지하기 위해, 보스 커넥터에 선택적인 표면 처리가 적용될 수 있다.
복합 라미네이트 셸을 형성하는 탄소 섬유가 라이너와 보스 커넥터에 감겨지기 전에, 라이너와 보스 커넥터가 먼저 함께 부착된다. 전형적으로, 라이너와 보스 커넥터 사이의 부착은 접착제를 사용하거나 또는 라이너와 보스 커넥터에 스레드를 제공하거나 또는 클릭타입 또는 다른 기계적 연결 타입을 사용하여 이루어진다.
압력 용기의 기밀성을 보장하기 위해, 예컨대 O링과 같은 시일이 라이너와 보스 커넥터 사이에 배치된다. 시일을 배치하는 위치는 보스 커넥터의 특정 실시형태에 따라 다르다. 예를 들어, 위에서 논의되고 도 6a 에 도시된 보스 커넥터의 경우, 시일 (16) 이 다른 위치에서 라이너와 보스 커넥터 사이에 배치될 수 있다. 이는 도 11a 및 도 1b 에 도시되어 있으며, 여기서 시일 (16) 을 위치 결정하기 위한 2 개의 예시적인 위치가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 라이너와 보스 커넥터 사이에 시일 (16) 을 위치시키고 배치하는 것은 당업자에게 알려져 있다.
또한 당업계에 알려진 바와 같이, 밸브 또는 플러그를 보스 커넥터의 보어부에 배치할 때, 도 11a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이 추가 시일 (17) 이 사용된다.
본 발명은 특정 실시형태에 관하여 설명되었지만, 특정 실시형태는 본 발명을 보여주기 위한 것이며, 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명이 위에서 구체적으로 보여지고/지거나 설명된 것에 의해 제한되지 않는다는 것과, 본 개시의 전체적인 교시에 비추어 대안 또는 수정 실시형태가 전개될 수 있다는 것을, 당업자는 인식할 것이다. "포함한다" 는 동사 및 개별 활용형의 사용은 언급한 요소 이외의 요소의 존재를 배제하지 않는다. 단수 요소의 사용은 복수의 그 요소의 존재를 배제하지 않는다.

Claims (15)

  1. 고압에서 유체를 저장하기 위한 압력 용기 (1) 로서,
    Figure 112020133702743-pct00001
    캐비티 (5) 의 내벽을 한정하는 내부 표면을 갖는 라이너 (2) 로서, 상기 캐비티 (5) 는 중앙 개구 (21) 를 갖는 돔형 영역 (5a) 을 포함하는, 상기 라이너 (2),
    Figure 112020133702743-pct00002
    상기 라이너 (2) 의 외부 표면에 커플링된 복합 라미네이트 셸 (3),
    Figure 112020133702743-pct00003
    상기 캐비티에의 접근을 제공하기 위해 상기 복합 라미네이트 셸 (3) 을 가로지르는 접근 채널 (22) 로서, 상기 중앙 개구 (21) 는 상기 접근 채널 (22) 을 향하고 있는, 상기 접근 채널 (22)
    을 포함하고,
    상기 압력 용기 (1) 는 상기 접근 채널 (22) 내에 위치된 또는 부분적으로 위치된 보스 커넥터 (6) 를 포함하고, 상기 보스 커넥터 (6) 는
    Figure 112020133702743-pct00004
    축선방향 축선 (X) 을 따라 연장되며 밸브 또는 플러그를 수용하도록 구성된 내부 보어부 (6a),
    Figure 112020133702743-pct00005
    상기 라미네이트 셸 내의 압력 분포를 최적화하기 위한 복수의 상호이격 (interspaced) 리브 요소들 (9) 을 포함하는 외부 목부 (6b) 로서, 상기 리브 요소들 (9) 은 상기 축선방향 축선 (X) 에 대해 반경방향으로 상기 복합 라미네이트 셸 (3) 내로 돌출하는, 상기 외부 목부 (6b), 및
    Figure 112020133702743-pct00006
    반경방향 외경 (DFL) 을 가지며 상기 라이너 (2) 와 상기 복합 라미네이트 셸 (3) 사이에 위치되는 플랜지부 (6c) 로서, 상기 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 중 적어도 하나가 DRM ≥ DFL 인 반경방향 외경 (DRM) 을 갖는, 상기 플랜지부 (6c)
    를 포함하는, 압력 용기 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스 커넥터 (6) 는 상기 축선방향 축선 (X) 에 직교하는 평면에서 측정된 반경방향 외경 (Dx) 을 갖고, 상기 반경방향 외경 (Dx) 은 상기 축선방향 축선 (X) 을 따라 변하며, 상기 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 중 적어도 하나의 리브 요소의 반경방향 외경에 대응하는 최대값 (DMax) 을 갖는, 압력 용기 (1).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스 커넥터 (6) 는 상기 중앙 개구 (21) 내로 돌출하는 튜브 연장부 (6d) 를 포함하는, 압력 용기 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 돔형 영역 (5a) 은 볼록한 영역인, 압력 용기 (1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스 커넥터 (6) 는 상기 복합 라미네이트 셸 (3) 에 대한 상기 보스 커넥터 (6) 의 회전 운동을 감소시키기 위한 회전 방지 부재를 포함하는, 압력 용기 (1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 리브 요소들 (9) 중 하나와 상기 축선방향 축선 (X) 에 직교하는 평면 사이의 단면이 원형, 타원형, 다각형, 요철형 (serrated), 톱니형 (indented) 또는 이 형상들의 임의의 조합인 주변부를 갖는, 압력 용기 (1).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리브 요소들 (9) 중 하나 이상이 둥근 돌출 에지, 챔퍼 돌출 에지, 삼각형 돌출 에지 또는 임의의 다각형 타입 형상의 돌출 에지를 포함하는, 압력 용기 (1).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 리브 요소들 (9) 은 다양한 돌출 길이 (PL1, PL2, PL3, PL4) 를 갖는, 압력 용기 (1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 목부 (6b) 는 2 내지 10 개의 상기 상호이격 리브 요소들 (9) 을 포함하는, 압력 용기 (1).
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이너 (2) 는 폴리머와 같은 플라스틱 재료로 제조되거나 또는 상기 라이너 (2) 는 금속으로 제조되는, 압력 용기 (1).
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 라미네이트 셸 (3) 은 폴리머 매트릭스에 매립된 탄소 섬유를 포함하는, 압력 용기 (1).
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보스 커넥터 (6) 는 알루미늄과 같은 금속으로 제조되는, 압력 용기 (1).
  13. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이너 (2) 는 상기 축선방향 축선 (X) 을 따라 연장되는 튜브형 단부 (2a) 를 포함하고, 상기 보스 커넥터 (6) 는 상기 튜브형 단부 (2a) 를 수용하기 위한 리세스를 포함하는, 압력 용기 (1).
  14. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축선방향 축선 (X) 을 따라 정렬된 추가 보스 커넥터를 포함하는, 압력 용기 (1).
  15. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지부 (6c) 는 상기 축선방향 축선 (X) 에 대해 축선 방향으로 상기 라이너 (2) 와 접촉하는 축선방향 접촉 표면을 포함하고,
    상기 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 의 리브 요소들 (9) 은 상기 라이너 (2) 를 향해 회전된 제 1 축선방향 접촉 표면들 (9a) 및 상기 제 1 축선방향 접촉 표면들 (9a) 에 대향하는 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 을 가지며,
    상기 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 은 상기 축선방향 축선 (X) 에 대해 축선 방향으로 상기 복합 라미네이트 셸 (3) 의 층들과 접촉하고,
    상기 플랜지부 (6c) 의 상기 축선방향 접촉 표면은 상기 복수의 상호이격 리브 요소들 (9) 의 리브 요소들 (9) 의 상기 제 2 축선방향 접촉 표면들 (9b) 의 합 (sum) 보다 낮은, 압력 용기 (1).
KR1020207035513A 2018-06-26 2019-06-26 보스 커넥터를 갖는 복합 압력 용기 KR102262344B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18179930.5 2018-06-26
EP18179930 2018-06-26
PCT/EP2019/067071 WO2020002467A1 (en) 2018-06-26 2019-06-26 Composite pressure vessel with boss connector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210006452A KR20210006452A (ko) 2021-01-18
KR102262344B1 true KR102262344B1 (ko) 2021-06-09

Family

ID=62791640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207035513A KR102262344B1 (ko) 2018-06-26 2019-06-26 보스 커넥터를 갖는 복합 압력 용기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11015762B2 (ko)
EP (1) EP3814674B1 (ko)
JP (1) JP7023443B2 (ko)
KR (1) KR102262344B1 (ko)
CN (1) CN112204297B (ko)
WO (1) WO2020002467A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7036042B2 (ja) 2019-01-09 2022-03-15 トヨタ自動車株式会社 圧力容器
US11440399B2 (en) 2019-03-22 2022-09-13 Agility Fuel Systems Llc Fuel system mountable to a vehicle frame
US20200347992A1 (en) 2019-05-02 2020-11-05 Agility Fuel Systems Llc Polymeric liner based gas cylinder with reduced permeability
CN114341532A (zh) 2019-06-28 2022-04-12 莱纳玛公司 用于iv类压力容器的端部凸台
JP2021076174A (ja) * 2019-11-07 2021-05-20 トヨタ自動車株式会社 圧力容器
GB202013851D0 (en) 2020-09-03 2020-10-21 Rolls Royce Plc Composite gas storage tank
FR3116322B1 (fr) * 2020-11-13 2023-06-16 Faurecia Systemes Dechappement Réservoir de gaz sous pression
KR20220146265A (ko) * 2021-04-23 2022-11-01 현대자동차주식회사 압력용기 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110210516A1 (en) 2010-02-26 2011-09-01 Dynetek Industries Ltd. Anti-extrusion sealing system for the outlet of a plastic-lined compressed gas cylinder
CN203023786U (zh) 2012-12-12 2013-06-26 沈阳斯林达安科新技术有限公司 一种瓶嘴增强钢套及带有其的铝合金内胆纤维缠绕气瓶
JP2017094518A (ja) 2015-11-19 2017-06-01 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2097713A1 (en) * 1990-12-10 1992-06-11 John W. Rilett (Deceased) Fluid container
US5253778A (en) * 1992-01-28 1993-10-19 Edo Canada Ltd. Fluid pressure vessel boss-liner attachment system
DE69721966T2 (de) * 1997-02-07 2004-05-19 Composites Aquitaine Druckflüssigkeitsbehälter aus Verbundwerkstoff und sein Herstellungsverfahren
DE19751411C1 (de) 1997-11-14 1999-01-14 Mannesmann Ag Composite-Druckbehälter zur Speicherung von gasförmigen Medien unter Druck mit einem Liner aus Kunststoff
US8038029B2 (en) * 2008-06-13 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Activation of a pressure relief device
JP2010266029A (ja) 2009-05-15 2010-11-25 Toyota Motor Corp 高圧ガスタンク
US9316357B2 (en) * 2012-11-23 2016-04-19 ILJIN Composites Co., Ltd. Pressure vessel
US9683700B2 (en) * 2014-05-20 2017-06-20 Steelhead Composites, Llc. Metallic liner pressure vessel comprising polar boss
US10088104B2 (en) * 2014-07-28 2018-10-02 Quantum Fuel Systems Llc Composite pressure tank boss mounting with pressure relief
US10928009B2 (en) 2015-05-29 2021-02-23 eZcomply, LLC Pressure vessel boss and boss assembly apparatus and method
KR101755927B1 (ko) * 2015-12-10 2017-07-07 현대자동차주식회사 차량의 비실린더형 복합재 압력 용기
WO2017165364A1 (en) 2016-03-23 2017-09-28 Worthington Industries, Inc. Boss and liner interface for a pressure vessel
JP6575414B2 (ja) * 2016-03-29 2019-09-18 豊田合成株式会社 圧力容器
KR102463415B1 (ko) * 2016-12-20 2022-11-03 현대자동차주식회사 보스부가 강화된 구조를 가지는 고압용기
CN108131556B (zh) * 2017-12-31 2023-06-30 亚普汽车部件股份有限公司 一种设置有密封结构的高压复合容器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110210516A1 (en) 2010-02-26 2011-09-01 Dynetek Industries Ltd. Anti-extrusion sealing system for the outlet of a plastic-lined compressed gas cylinder
CN203023786U (zh) 2012-12-12 2013-06-26 沈阳斯林达安科新技术有限公司 一种瓶嘴增强钢套及带有其的铝合金内胆纤维缠绕气瓶
JP2017094518A (ja) 2015-11-19 2017-06-01 トヨタ自動車株式会社 高圧タンクの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210006452A (ko) 2021-01-18
WO2020002467A9 (en) 2020-04-09
EP3814674A1 (en) 2021-05-05
CN112204297B (zh) 2022-08-19
US20210102665A1 (en) 2021-04-08
WO2020002467A1 (en) 2020-01-02
EP3814674B1 (en) 2023-06-28
US11015762B2 (en) 2021-05-25
CN112204297A (zh) 2021-01-08
JP7023443B2 (ja) 2022-02-22
JP2021522457A (ja) 2021-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102262344B1 (ko) 보스 커넥터를 갖는 복합 압력 용기
JP4392804B2 (ja) 圧力容器
US7412956B2 (en) Reinforcing structure of cylinder barrel
US8640910B2 (en) Pressure container
US5653358A (en) Multilayer composite pressure vessel with a fitting incorporated in a stem portion thereof
CN109386612B (zh) 高压容器
US9423076B2 (en) Pressure vessel
US10781973B2 (en) Pressure vessels
KR20170130651A (ko) 내충격 부재를 구비한 압력 용기
CN112930457B (zh) 压力容器
CN110185918B (zh) 高压复合容器
RU2358187C2 (ru) Композиционный баллон высокого давления
WO2020049751A1 (ja) ガス容器用の口金、及び口金付きのガス容器
KR102429178B1 (ko) 곡면 형상 라이너를 포함하는 고압용기
KR102440677B1 (ko) 버클링 방지형 고압 용기
CN214198140U (zh) 一种高压氢气瓶阀座结构
WO2012144929A1 (ru) Баллон высокого давления из композиционных материалов
US20230134258A1 (en) High-pressure tank
RU2482380C2 (ru) Баллон высокого давления из композиционных материалов
KR102459298B1 (ko) 압력용기
US11635168B2 (en) High-pressure tank
US20240093834A1 (en) Tank
JP2023056411A (ja) 高圧ガス容器
KR20230071821A (ko) 고압 저장 용기
KR20230085996A (ko) 복합 금속 고압실린더

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant