KR102364090B1 - 곡관형 수소용기 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

곡관형 수소용기 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 지그재그 형태로 구부러진 라이너;
상기 라이너의 양 끝단 각각에 말단부가 삽입된 피팅;
상기 피팅의 말단부가 삽입된 상기 라이너의 외주면에 압착된 제1슬리브;
상기 피팅의 중간부, 상기 제1슬리브의 외주면, 상기 라이너의 외주면 전체를 감싸는 탄소섬유강화부; 및
상기 탄소섬유강화부 중에서 상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면을 감싸는 부분에 압착된 제2슬리브를 포함한다.
본 발명을 사용하면, 동일한 체적에 더 많은 수소를 저장할 수 있는 곡관형 수소용기를 만들 수 있다.

Description

곡관형 수소용기 및 이를 제조하는 방법{Bended tube type hydrogen container and method of manufacturing the same}
본 발명은 곡관형 수소용기 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수소용기는 원통이나 도넛 형상으로 만들어진다. 이로 인해, 많은 공간을 차지한다. 이를 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통이나 도넛 형상의 수소용기에 비해 가는 직경의 수소용기(HC)를 지그재그로 구부려, 동일한 공간에 더 많은 수소를 저장할 수 있는 수소용기를 만들었다. 이렇게 지그재그로 구부러진 형상을 가진 가는 직경을 가진 수소용기를 “곡관형 수소용기”라 칭한다.
도 1에서 F는 곡관형 수소용기를 잡아주는 프레임이고, C는 곡관형 수소용기가 수용되는 케이스다.
이러한 곡관형 수소용기는 수소가스의 높은 내압을 견디기 위해 내부에는 가스의 기밀성을 유지하는 라이너와, 라이너를 보강하게 라이너의 외주면을 감싸는 탄소섬유강화부와, 라이너의 양 끝단에 수소가 출입되는 배관이 연결될 수 있게 설치되는 피팅으로 구성된다.
이러한 곡관형 수소용기는, 보통 700bar 미만의 압력을 견디게 설계되어 있다. 따라서, 라이너의 양 끝단에 피팅을 삽입하고 접착하는 방식으로도, 피팅이 수소 압력을 충분히 견뎌 빠지지 않는다.
한편, 곡관형 수소용기에 더 많은 수소를 저장하기 위해, 저장되는 수소의 압력을 높이는 시도가 이루어지고 있다.
이를 위해, 곡관형 수소용기의 수소 압력을 700bar 이상으로 높이게 되면, 수소 압력을 견디지 못하고 피팅이 빠져 버리는 문제를 일으킨다. 이때, 피팅은 총알처럼 발사되어 매우 위험하다. 또한, 700bar 이상으로 수소 압력을 높이면, 피팅이 설치된 부위가 벌어져 수소가 새는 문제가 발생한다.
미국공개특허(2018-0111475)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 곡관형 수소용기 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 곡관형 수소용기는,
지그재그 형태로 구부러진 라이너;
상기 라이너의 양 끝단 각각에 말단부가 삽입된 피팅;
상기 피팅의 말단부가 삽입된 상기 라이너의 외주면에 압착된 제1슬리브;
상기 피팅의 중간부, 상기 제1슬리브의 외주면, 상기 라이너의 외주면 전체를 감싸는 탄소섬유강화부; 및
상기 탄소섬유강화부 중에서 상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면을 감싸는 부분에 압착된 제2슬리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
직선형의 라이너를 준비하는 제1단계;
상기 직선형의 라이너 양 끝단 각각에 피팅의 말단부를 삽입하는 제2단계;
상기 피팅의 말단부가 삽입된 상기 라이너의 외주면을 제1슬리브로 감싼 후 압착하는 제3단계;
상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면 및 상기 라이너의 외주면 전체에 수지가 함침된 탄소섬유를 와인딩하는 제4단계;
와인딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면에 수지가 함침된 탄소섬유를 브레이딩하는 제5단계;
상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면에 브레이딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면을 제2슬리브로 감싼 후 압착하는 제6단계;
직선형의 상기 라이너를 지그재그로 구부리는 제7단계; 및
와인딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유 및 브레이딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유를 경화시켜 탄소섬유강화부로 만드는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡관형 수소용기 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명은, 라이너의 외주면 전체를 감싸서 그 만큼의 넓은 접촉면적을 가진 탄소섬유강화부가 피팅을 단단하게 잡고 있어, 수소용기에 저장된 수소 압력을 고압인 2100bar까지 높여도, 고압으로 인해 피팅이 빠지지 않는다. 또한, 곡관형으로 라이너가 구부러져 있어, 굴곡진 탄소섬유강화부가 라이너로부터 빠지기 어려워, 피팅이 튀어나갈려는 힘을 충분히 견딜 수 있다.
본 발명은, 라이너의 외주면을 제1슬리브로 가압하고, 제1슬리브의 외주면을 탄소성유강화부로 가압하고, 탄소섬유강화부를 제2슬리브로 가압하므로, 수소용기에 저장된 수소 압력을 고압인 2100bar까지 높여도, 고압으로 인해 피팅과 라이너 사이가 벌어지지 않아 수소가 새지 않는다.
따라서, 본 발명을 사용하면, 동일한 체적에 더 많은 수소를 저장할 수 있는 곡관형 수소용기를 만들 수 있다.
도 1은 일반적인 곡관형 수소용기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관형 수소용기 중 피팅부가 설치된 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 피팅에 오링이 삽입된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 단면 4-4를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관형 수소용기 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제2단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 제3단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 제4단계 및 제5단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 5에 도시된 제6단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관형 수소용기를 자세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관형 수소용기는, 라이너(1), 피팅(2), 제1슬리브(3), 탄소섬유강화부(4), 제2슬리브(5)로 구성된다. 곡관형 수소용기의 외형은, 도 1에 도시된 종래 곡관형 수소용기와 동일하므로 따로 도시하지 않았다.
[라이너(1)]
라이너(1)는 HDPE, PA6와 같은 고밀도 폴리머 재질로 만들어진다.
라이너(1)는 속이 빈 기다란 원통이다. 라이너(1) 안에 수소가 저장된다. 라이너(1)는 직선형으로 만들어진 후, 지그재그 형태로 구부러진다.
[피팅(2)]
피팅(2)은 알루미늄 합금이나 스테인레스 304로 만들어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 피팅(2)은 라이너(1)의 양 끝단 각각에 설치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 피팅(2)의 중심부에는 수소가 출입하는 통로(P)가 형성된다.
피팅(2)은 전단부(2a), 중간부(2b), 말단부(2c)로 구성된다.
라이너(1)의 양 끝단 각각에 말단부(2c)가 삽입된다.
전단부(2a)의 전단에는 배관(미도시)이 연결된다. 배관을 통해 라이너(1)로 수소가 유입되거나, 라이너(1)로부터 수소가 유출된다.
전단부(2a)의 외주면을 따라 제1돌기(a1)가 형성된다.
중간부(2b)의 외주면을 따라 제2돌기(a2)와 제3돌기(a3)가 형성된다. 제2돌기(a2)와 제3돌기(a3)는 일정 간격 떨어진다. 제2돌기(a2)와 제3돌기(a3)의 높이는 동일하다.
말단부(2c)의 외주면을 따라 제4돌기(a4)가 형성된다. 제4돌기(a4)의 후측으로, 말단부(2c)의 외주면에는 일정간격으로 제1오링홈(o1), 제2오링홈(o2), 제3오링홈(o3), 제4오링홈(o4)이 외주면을 따라 차례로 형성된다. 물론, 오링홈의 개수는 더 많을 수 있다. 오링홈에는 오링(O)이 삽입된다. 오링(O)은 라이너(1)와 피팅(2) 사이에서 수소가 새는 것을 막아준다.
제1돌기(a1)와 제2돌기(a2)에 의해 제1돌기(a1)와 제2돌기(a2) 사이에는 제1홈(b1)이 형성된다. 제2돌기(a2)와 제3돌기(a3)에 의해 그 사이에는 제2홈(b2)이 형성된다. 제3돌기(a3)와 제4돌기(a4)에 의해 그 사이에는 제3홈(b3)이 형성된다.
[제1슬리브(3)]
제1슬리브(3)는 상하면이 뚫린 원통형상을 가진다.
제1슬리브(3)는 알루미늄 합금이나 스테인레스 304로 만들어진다.
제1슬리브(3)는 피팅(2)의 말단부(2c)가 삽입된 라이너(1)의 외주면을 감싼다. 제1슬리브(3)는 라이너(1)의 외주면에 압착되어, 라이너(1)와 피팅(2) 사이에 위치된 오링(O)들을 눌러준다. 오링(O)과 라이너(1) 사이 또는, 오링(O)과 피팅(2) 사이 틈에서 수소가 새는 것을 막아준다.
제1슬리브(3)의 전단에는 내주면을 향해 돌출된 제1턱(c1)이 형성된다. 제1턱(c1)은 제3홈(b3)에 삽입된다. 제1턱(c1)은 고압에서 피팅(2)이 라이너(1)로부터 빠지는 것을 1차적으로 막아준다.
제1슬리브(3)의 전단은 벌어지게 쉽게 제1턱(c1)에 슬릿(미도시)들이 형성될 수 있다. 이 밖에, 제1슬리브(3)의 형상은 상하 분리형 등 다양할 수 있다.
[탄소섬유강화부(4)]
도 8의 확대도를 참조하면, 탄소섬유강화부(4)는 와인딩된 탄소섬유(CF1) 및 열경화성 수지로 구성된 1층과, 브레이딩된 탄소섬유(CF2) 및 열경화성 수지로 구성된 2층으로 구성된다.
한편, 탄소섬유강화부(4)는 와인딩된 탄소섬유(CF1) 및 열경화성 수지로만 구성될 수도 있다.
한편, 탄소섬유강화부(4)는 브레이딩된 탄소섬유(CF2) 및 열경화성 수지로만 구성될 수도 있다.
탄소섬유강화부(4)는 피팅(2)의 중간부(2b), 제1슬리브(3)의 외주면, 라이너(1)의 외주면 전체를 감싼다. 탄소섬유강화부(4)의 일단 내측 안쪽에는 제2턱(c2)이 내주면을 따라 형성된다. 제2턱(c2)은 제2홈(b2)에 삽입되어, 고압에서 피팅(2)이 라이너(1)로부터 빠지는 것을 2차적으로 막아준다.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제2턱(c2)이 삽입되는 제2홈(b2)의 단면은, 충격이나 비틀림에 견딜 수 있게 다각(5각~10각) 형상을 가진다.
[제2슬리브(5)]
제2슬리브(5)는 알루미늄 합금이나 스테인레스 304로 만들어진다.
제2슬리브(5)는 상하면이 뚫린 원통형상을 가진다.
제2슬리브(5)는 탄소섬유강화부(4) 중 피팅(2)의 중간부(2b) 및 제1슬리브(3)를 감싸는 부분의 외주면에 압착된다.
제2슬리브(5)의 전단에는 내주면을 향해 돌출된 제3턱(c3)이 형성된다. 제3턱(c3)은 고압에서 피팅(2)이 라이너(1)로부터 빠지는 것을 3차적으로 막아준다.
제2슬리브(5)의 전단은 벌어지게 쉽게 제3턱(c3)에 슬릿(미도시)들이 형성될 수 있다. 이 밖에, 제2슬리브(5)의 형상은 상하 분리형 등 다양할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관형 수소용기 제조방법을 자세히 설명한다. 도 1 및 도 2를 기본적으로 참조한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관형 수소용기 제조방법은,
직선형의 라이너를 준비하는 제1단계(S11);
상기 직선형의 라이너 양 끝단 각각에 피팅을 삽입하는 제2단계(S12);
상기 피팅의 일단이 삽입된 상기 라이너의 외주면을 제1슬리브로 감싸는 제3단계(S13);
상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면 및 상기 라이너의 외주면 전체에 수지가 함침된 탄소섬유를 와인딩하는 제4단계(S14);
와인딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면에 수지가 함침된 탄소섬유를 브레이딩하는 제5단계(S15);
상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면에 브레이딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면을 제2슬리브로 감싼 후 압착하는 제6단계(S16);
직선형의 상기 라이너를 지그재그로 구부리는 제7단계(S17); 및
와인딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유 및 브레이딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유를 경화시켜 탄소섬유강화부로 만드는 제8단계(S18)로 구성된다.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.
직선형의 라이너(1)를 준비한다. 라이너(1)의 직경과 길이는 다양할 수 있다. 제8단계(S18)에서 라이너(1)가 쉽게 구부러지도록, 도 1에 도시된 바와 같이, 구부러질 부분(B)의 라이너(1) 직경은 다른 부분에 비해 작게 만들어진다.
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 오링홈(o1,o2,o3,o4)에 오링(O)을 삽입한 상태로, 직선형의 라이너(1) 양 끝단 각각에 피팅(2)의 말단부(2c)를 삽입한다.
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 피팅(2)의 말단부(2c)가 삽입된 라이너(1)의 외주면을 제1슬리브(3)로 감싼 후 압착한다. 제1슬리브(3)가 라이너(1)의 외주면에 단단히 결합된다.
이하, 제4단계(S14)를 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 피팅(2)의 중간부(2b) 및 제1슬리브(3)의 외주면 및 라이너(1)의 외주면 전체에 수지가 함침된 탄소섬유(CF1)를 와인딩한다.
“수지가 함침된 탄소섬유”란 반 경화 상태의 열경화성 수지로 적셔진 탄소섬유를 말한다. 와인딩 된 수지가 함침된 탄소섬유(CF1)는 수소용기에 가해지는 비틀림을 견딘다. 또한, 와인딩 된 수지가 함침된 탄소섬유는 제2홈(b2)에도 감기게 되어, 고압에도 피팅(2)이 라이너(1)로부터 빠져나가지 못하게 피팅(2)을 단단하게 잡아준다.
특히, 제2홈(b2), 제2돌기(a2), 제3돌기(a3) 부근에서 수지가 함침된 탄소섬유(CF1)의 와인딩 횟수를 늘려, 수지가 함침된 탄소섬유(CF1)가 피팅(2)이 라이너(1)로부터 빠져나가지 못하게 하는 결합력을 다른 곳 보다 더 증가시킬 수 있다.
이하, 제5단계(S15)를 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 와인딩된 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면에 수지가 함침된 탄소섬유(CF2)를 브레이딩((braiding)한다. 브레이딩 된 수지가 함침된 탄소섬유(CF2)는 수소용기에 가해지는 충격을 흡수한다.
이하, 제6단계(S16)를 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 피팅(2)의 중간부(2b) 및 제1슬리브(3)의 외주면에 브레이딩된 수지가 함침된 탄소섬유(CF2)의 외주면을 제2슬리브(5)로 감싼 후 압착한다. 제2슬리브(5)가 브레이딩된 수지가 함침된 탄소섬유(CF2)의 외주면에 단단히 결합된다.
이하, 제7단계(S17)를 설명한다.
직선형의 라이너(1)를 지그재그로 구부려, 도 1에 도시된 바와 같은 곡선형으로 만든다.
이하, 제8단계(S18)를 설명한다.
오븐에 라이너(1)를 넣고, 와인딩된 수지가 함침된 탄소섬유 및 브레이딩된 수지가 함침된 탄소섬유를 경화시킨다. 그러면, 수지가 함침된 탄소섬유 및 수지가 함침된 탄소섬유에 포함된 열경화성 수지가 경화되면서, 와인딩된 탄소섬유 및 열경화성 수지로 구성된 1층과, 브레이딩된 탄소섬유 및 열경화성 수지로 구성된 2층으로 구성된 탄소섬유강화부(4)가 만들어진다. 탄소섬유강화부(4)에서 1층은 수소용기에 가해지는 비틀림을 견디고, 2층은 수소용기에 가해지는 충격을 흡수하는 역할을 한다.
한편, 공정의 간소화를 위해, 제4단계(S14)를 없애고 제5단계(S15)만을 수행할 수도 있다. 이 경우, 탄소섬유강화부(4)는 브레이딩된 탄소섬유(CF2) 및 열경화성 수지로만 구성된다.
또는, 제5단계(S15)를 없애고 제4단계(S14)만을 수행할 수도 있다. 이 경우, 탄소섬유강화부(4)는 와인딩된 탄소섬유(CF1) 및 열경화성 수지로만 구성된다. 또한, 제2슬리브(5)는 피팅(2)의 중간부(2b) 및 제1슬리브(3)의 외주면에 와인딩된 수지가 함침된 탄소섬유(CF1)의 외주면을 감싸게 된다.
1: 라이너 2: 피팅
3: 제1슬리브 4: 탄소섬유강화부
5: 제2슬리브 HC: 곡관형 수소용기

Claims (6)

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  6. 직선형의 라이너를 준비하는 제1단계;
    상기 직선형의 라이너 양 끝단 각각에 피팅의 말단부를 삽입하는 제2단계;
    상기 피팅의 말단부가 삽입된 상기 라이너의 외주면을 제1슬리브로 감싼 후 압착하는 제3단계;
    상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면 및 상기 라이너의 외주면 전체에 수지가 함침된 탄소섬유를 와인딩하는 제4단계;
    와인딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면에 수지가 함침된 탄소섬유를 브레이딩하는 제5단계;
    상기 피팅의 중간부 및 상기 제1슬리브의 외주면에 브레이딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유의 외주면을 제2슬리브로 감싼 후 압착하는 제6단계;
    직선형의 상기 라이너를 지그재그로 구부리는 제7단계; 및
    와인딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유 및 브레이딩된 상기 수지가 함침된 탄소섬유를 경화시켜 탄소섬유강화부로 만드는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡관형 수소용기 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023229123A1 (ko) * 2022-05-24 2023-11-30 주식회사 글로비즈 스트레인 센서를 구비한 복합 소재 압력 용기 및 그 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101628522B1 (ko) * 2014-11-07 2016-06-21 현대자동차주식회사 부직포 삽입형 수소 탱크 및 그 제작 방법
US20180111475A1 (en) 2016-10-24 2018-04-26 Other Lab, Llc Fittings for compressed gas storage vessels
JP2018519480A (ja) * 2015-06-15 2018-07-19 アザー ラブ リミテッド ライアビリティ カンパニー 形状適合型圧力容器のためのシステムおよび方法
US10845005B2 (en) * 2017-03-31 2020-11-24 Other Lab, Llc Tank filling system and method
EP3246617B1 (en) * 2016-05-16 2020-12-02 Goodrich Corporation Conformable pressure vessel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101628522B1 (ko) * 2014-11-07 2016-06-21 현대자동차주식회사 부직포 삽입형 수소 탱크 및 그 제작 방법
JP2018519480A (ja) * 2015-06-15 2018-07-19 アザー ラブ リミテッド ライアビリティ カンパニー 形状適合型圧力容器のためのシステムおよび方法
EP3246617B1 (en) * 2016-05-16 2020-12-02 Goodrich Corporation Conformable pressure vessel
US20180111475A1 (en) 2016-10-24 2018-04-26 Other Lab, Llc Fittings for compressed gas storage vessels
US10845005B2 (en) * 2017-03-31 2020-11-24 Other Lab, Llc Tank filling system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023229123A1 (ko) * 2022-05-24 2023-11-30 주식회사 글로비즈 스트레인 센서를 구비한 복합 소재 압력 용기 및 그 제조 방법

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