KR102374973B1 - 고압 배관의 제조 방법 - Google Patents

고압 배관의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102374973B1
KR102374973B1 KR1020210121876A KR20210121876A KR102374973B1 KR 102374973 B1 KR102374973 B1 KR 102374973B1 KR 1020210121876 A KR1020210121876 A KR 1020210121876A KR 20210121876 A KR20210121876 A KR 20210121876A KR 102374973 B1 KR102374973 B1 KR 102374973B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure pipe
connection end
end portion
manufacturing
heat treatment
Prior art date
Application number
KR1020210121876A
Other languages
English (en)
Inventor
조형주
박환성
박균범
정갑진
이승준
Original Assignee
주식회사 화영
주식회사 동희산업
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 주식회사 화영, 주식회사 동희산업 filed Critical 주식회사 화영
Priority to KR1020210121876A priority Critical patent/KR102374973B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102374973B1 publication Critical patent/KR102374973B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085—Cooling or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/32—Soft annealing, e.g. spheroidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Joints With Pressure Members (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예는 고압 배관의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소공급용 연결부재에 연결되는 연결 엔드(END)부를 포함하는 고압 배관의 제조 방법으로서, 상기 고압 배관의 적어도 일부의 외주면 상에 열수축 튜브를 형성하는 단계; 상기 고압 배관의 일단에 너트를 배치하는 단계; 상기 고압 배관의 상기 일단에 상기 연결 엔드부를 성형하는 단계; 및 상기 연결 엔드부에 열처리를 행하는 단계;를 포함하는, 고압 배관의 제조 방법이 제공된다.

Description

고압 배관의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF HIGH PRESSURE PIPE}
본 발명의 실시예는 우수한 기밀성을 제공하면서 체결부위의 변형을 방지할 수 있는 고압 배관의 제조 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료 전지 시스템이 탑재된 연료 전지 차량에서는 연료로 사용되는 수소를 연료 전지 스택에 공급하여 전기를 생산하며, 연료 전지 스택에 의해 생산된 전기로 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.
여기서, 연료 전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료 전지 스택 내에서 전기 화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.
이러한 연료 전지 시스템은 고순도의 수소가 수소 저장 탱크로부터 연료 전지의 연료극(anode)으로 운전 중 공급되고, 공기 블로워와 같은 공기 공급 장치를 이용하여 대기 중의 공기가 직접 연료 전지의 공기극(cathode)으로 공급된다.
이에, 연료 전지 스택으로 공급된 수소가 연료극(anode)의 촉매에서 수소 이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소 이온은 고분자 전해질 막을 통해 공기극(cathode)으로 넘어가게 되며, 공기극에 공급된 산소는 외부 도선을 통해 공기극으로 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시킨다.
일반적으로 연료 전지 차량은 스택에서 수소와 산소를 반응하여 생성되는 전기를 이용하여 모터를 구동시키는 방식으로 차량의 구동 동력을 획득한다. 이를 위하여 스택에서 요구하는 적절한 압력을 가진 수소를 공급하는 것이 필요하다.
또한, 연료 전지 차량의 항속거리를 증대시키기 위하여 보다 많은 양의 수소를 저장할 필요가 있으므로 연료 전지 차량에서는 수백 기압의 압력을 가지는 고압의 수소탱크를 수소 저장 수단으로서 사용한다.
따라서, 수소 탱크와 스택 사이에는 수소를 감압하여 공급하기 위한 다수의 밸브 및 레귤레이터가 존재하며, 해당 부품을 연결하기 위하여 다수의 고압 배관 및 매니폴드와 같은 수소공급용 연결부재가 사용되고 있다.
이하, 종래 수소 탱크로부터 스택으로 수소를 감압하여 공급하기 위한 고압 배관의 연결 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 수소공급용 연결부재와 고압 배관의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이며, 도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 수소공급용 연결부재와 고압 배관의 주요 부분을 확대하여 나타낸 단면도로서, 도 2a는 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 체결되기 전 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2b는 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 체결된 후 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 3a는 수소공급용 연결부재의 배관 체결부의 체결 전 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프이고, 도 3b는 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 반복 체결된 후 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프이다.
도 1을 참조하면, 수소 탱크로부터 방출되는 수소는 수소 탱크의 방출 배관과 연결된 수소공급용 연결부재(10)로 공급되고 상기 수소공급용 연결부재(10)에 너트(30)를 매개로 체결된 고압 배관(20)을 통해 스택으로 공급될 수 있다.
여기서, 도 2a 및 도 2b를 더 참조하면, 상기 수소공급용 연결부재(10)에는 상기 고압 배관(20)과 연결되는 체결부(11)가 형성된다. 그리고, 상기 체결부(11)의 내주면에는 상기 고압 배관(20)과 실링(sealing)을 위한 콘(cone) 형태의 접촉면(11a)이 형성된다. 또한, 상기 체결부(11)의 외주면에는 수나사산이 형성되어 상기 너트(30)의 내주면(30a)에 형성된 암나사산과 나사 방식으로 체결된다.
그리고, 상기 고압 배관(20)은 배관 몸체(21)의 단부에 상기 접촉면(11a)과 대응되는 구형의 실링부(22)가 형성된다. 이때, 상기 실링부(22)는, 구형의 실링면(22a)과 연결면(22b) 및 걸림면(22c)으로 구성된다. 상기 실링면(22a)은 상기 체결부(11)에 너트(30)를 매개로 상기 고압 배관(20)이 체결될 시 상기 접촉면(11a)에 접촉하여 실질적인 기밀 유지 즉 실링을 하는 역할을 수행한다. 그리고 상기 걸림면(22c)은 상기 너트(30)의 내주면(30a)에 형성된 받침면(30b)에 접촉하여 상기 고압 배관(20)이 상기 너트(30) 외부로 빠지는 것을 방지한다. 또한, 상기 연결면(22b)은 상기 실링면(22a)과 상기 걸림면(22c)을 연결하며, 상기 연결면(22b)에 의해 상기 너트(30)가 상기 체결부(11)와 체결시 실질적으로 상기 고압 배관(20)이 상기 접촉면(11a)으로 진입하여 실링을 견고하게 유지할 수 있는 체결 범위를 형성할 수 있다.
그러나, 종래 수소공급용 연결부재(10)와 고압 배관(20)의 연결 구조는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래 상기 너트(30)를 매개로 상기 고압 배관(20)을 상기 체결부(11)에 체결할 경우, 상기 구형의 실링면(22a)이 상기 접촉면(11a)의 입구측에서 점접촉하여 기밀 유지 즉 실링된다.
여기서, 도 2a에서와 같이 상기 구형의 실링면(22a)에 의해 상기 접촉면(11a)으로 전달되는 체결 응력이 분산되는 형태로 나타난다. 이때, 상기 수소공급용 연결부재(10)의 경도(비커스 경도 기준)는 대략 249(Hv)이고 상기 고압 배관(20)의 경도는 대략 334(Hv)로 수소공급을 위한 시스템 상 상기 고압 배관(20)의 경도가 높을 수 밖에 없다. 따라서, 도 2b에서와 같이 상기 분산되는 체결 응력에 의해 상기 접촉면(11a)의 입구측이 구형으로 변형되는 문제점이 있었다.
특히, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 수소 연료 전기차의 정비 등 상기 고압 배관(20)을 분리하고 체결하는 작업이 반복될수록, 상기 접촉면(11a)의 변형 뿐만 아니라 상기 접촉면(11a)이 벌어지면서 접촉면(11a)의 구배(각도)가 더 커지면서 실링 즉 기밀성이 떨어지며, 상기 체결부(11)의 입구측 외주면 사이즈가 커져서 재조립이 불가능한 문제점이 있었다.
그리고, 종래 상기 고압 배관(20)의 중심축과 상기 체결부(11) 즉, 상기 접촉면(11a)의 중심축이 일치하지 않은 상태에서 상기 너트(30)를 상기 체결부(11)에 체결할 경우 상기 고압 배관(20)과 상기 체결부(11) 간 중심축의 동심이 어긋나 기밀성이 저하되고 접촉면(11a)의 변형이 심화되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 너트(30)와 상기 체결부(11) 사이의 체결력이 떨어지며 이로 인해 심할 경우 체결 부위의 누설 및 폭발로 인한 사고를 유발하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1610126호 (2016.04.01.)
본 발명의 실시예는 체결부 변형을 방지하여 기밀성을 높일 수 있고 반복적인 재작업이 가능한 수소공급용 연결부재에 대한 고압 배관의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예는 수소공급용 연결부재의 수명을 늘이고 수소공급용 연결부재의 교체 비용을 줄일 수 있는 고압 배관의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소공급용 연결부재에 연결되는 연결 엔드(END)부를 포함하는 고압 배관의 제조 방법으로서, 상기 고압 배관의 일단에 너트를 배치하는 단계; 상기 고압 배관의 상기 일단에 상기 연결 엔드부를 성형하는 단계; 상기 연결 엔드부에 열처리를 행하는 단계; 및 상기 열처리가 행해진 상기 연결 엔드부에 냉각을 행하는 단계;를 포함하고, 상기 열처리 및 냉각에 의해 상기 연결 엔드부의 경도를 기 결정된 정도 이하로 낮추는, 고압 배관의 제조 방법이 제공된다.
상기 열처리는 고주파 열처리일 수 있다.
상기 고주파 열처리는 유도 가열 방식일 수 있다.
상기 유도 가열 방식을 행하는 전력은 150kW 출력의 60~70% 일 수 있다.
상기 열처리 이후 0.5 초 이내의 자연 냉각이 행해질 수 있다.
상기 자연 냉각 이후에 냉각수 분사에 의한 냉각이 행해질 수 있다.
상기 연결 엔드부의 상기 경도는 248 HV 이하일 수 있다.
상기 연결 엔드부의 형상은 구형 형상일 수 있다.
상기 연결 엔드부의 형상은 원뿔(cone) 형상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고압 배관이 너트를 매개로 수소공급용 연결부재에 체결시 수소공급용 연결부재의 체결부에 대한 체결 응력의 발생을 최소화함으로써, 체결부의 변형을 최소화하여 기밀성을 높일 수 있고 고압 배관의 반복적 재작업이 가능하여 작업성 및 유지비용 절감을 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 수소공급용 연결부재와 고압 배관의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 수소공급용 연결부재와 고압 배관의 주요 부분을 확대하여 나타낸 단면도로서,
도 2a는 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 체결되기 전 상태를 개략적으로 나타낸 단면도
도 2b는 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 체결된 후 상태를 개략적으로 나타낸 단면도
도 3a는 수소공급용 연결부재의 배관 체결부의 체결 전 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프
도 3b는 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 반복 체결된 후 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 주요 부분을 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 연결 엔드부를 나타내는 도면
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소공급용 연결부재의 배관 체결부의 체결 전 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 반복 체결된 후 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 제조 방법을 나타내는 순서도
도 8은 고압 배관의 연결 엔드부에 대한 열처리 및 냉각을 행하는 단계를 나타내는 사시도
도 9는 도 8의 단면도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 개시되는 실시예들은 이에 제한되지 않는다.
실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 개시되는 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 개시되는 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 주요 부분을 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 연결 엔드부를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관(200)은 배관 몸체(210) 및 배관 몸체(210)의 일단에 형성되는 연결 엔드부(220)를 포함할 수 있다. 도 4에서 연결 엔드부(220)는 너트(250) 내에 위치하여 도시되지 않은 상태이다.
연결 엔드부(220)는 고압 배관(200)이 연결되는 수소공급용 연결부재의 체결부에 결합되고, 체결부의 내주면에 형성되는 암실링면에 연결 엔드부(220)의 일부가 접할 수 있다.
배관 몸체(210)의 적어도 일부는 열수축 튜브(230)에 의해 싸여질 수 있다. 열수축 튜브(230)를 통해 배관 몸체(210)를 보호할 수 있으며, 열수축 튜브(230)에는 인쇄가 가능하여, 열 수축 튜브(230)에 배관 몸체(210)에서의 수소 가스 흐름 방향, 사용 압력 및 배관 규격 등의 정보를 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 연결 엔드부(220)가 형성되는 부위에 대하여 열처리를 행하여 연결 엔드부(220)의 경도를 낮출 수 있다. 연결 엔드부(220)의 경도를 낮춤으로써, 연결 엔드부(220)가 수소공급용 연결부재의 체결부 측에 가하는 응력의 정도를 낮출 수 있고, 이를 통해 수소공급용 연결부재의 체결부의 손상 및 변형을 최소화할 수 있다.
도 5에서 나타나는 바와 같이, 연결 엔드부(220)에 의해 정의되는 열처리 구간(S)에 대하여 열처리를 행함으로써 연결 엔드부(220)의 경도를 낮출 수 있다. 연결 엔드부(220)의 경도는 비커스 경도 기준 248(HV)인 것이 바람직하다. 여기에서, 연결 엔드부(220)에 가해지는 열처리는 고주파 열처리일 수 있다. 고주파 열처리는 연결 엔드부(220)에 행함으로써 원하는 정도로 연결 엔드부(220)의 경도를 낮추어서 수소공급용 연결부재의 체결부 손상 및 변형을 최소화할 수 있다.
고주파 열처리의 경우에는 국소부위에 대한 처리가 가능하기 때문에 너트(250)가 배치된 연결 엔드부(220)에 대해서만 처리를 행하는 것이 가능하다. 만약 열수축 튜브(230)가 배관 몸체(210)의 외주면 상에 형성되기 전에 연결 엔드부(220)를 성형하고 이에 대하여 열처리를 행하면, 연결 엔드부(220)의 형상 때문에 너트(250)를 배치하는 것이 불가능하다. 그리고, 고압 배관(200) 전체에 대하여 열처리를 행하게 되면 열수축 튜브(230)가 변형되어 열수축 튜브(230)의 기능이 저하될 수 있다. 따라서, 열수축 튜브(230)를 배관 몸체(210) 상에 성형하고 너트(250)를 배관 몸체(210)의 일단에 위치시킨 이후에 연결 엔드부(220)를 성형하고 연결 엔드부(220)에 고주파 열처리를 행하는 순서가 중요할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소공급용 연결부재의 배관 체결부의 체결 전 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소공급용 연결부재에 고압 배관이 반복 체결된 후 상태를 개략적으로 나타낸 형상 그래프이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 고압 배관(200)의 재작업을 위해 체결부(110)로부터 너트(250)를 분리하고 체결하는 작업을 반복하더라도 체결부(110)에 대한 응력이 감소됨으로써, 체결부(110)의 내부면(111)의 선형 구배 각도가 더 벌어지지 않으며 이에 상기 체결부(110)의 전체 변형을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 제조 방법을 나타내는 순서도이고, 도 8은 고압 배관의 연결 엔드부에 대한 열처리 및 냉각을 행하는 단계를 나타내는 사시도이며, 도 9는 도 8의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 고압 배관의 제조 방법은 다음과 같은 순서에 의해 진행될 수 있다.
우선, 고압 배관(200)의 배관 몸체(210)의 적어도 일부의 외주면 상에 열수축 튜브(230)를 형성할 수 있다(S10). 다만, 열수축 튜브(230)를 반드시 가장 앞서서 할 필요는 없고, 가능한 경우에는 연결 엔드부(220)의 성형 및 연결 엔드부(220)에 대한 열처리 이후에 열수축 튜브(230)를 배관 몸체(210)에 형성하는 것도 가능하다.
그리고, 고압 배관(200)의 배관 몸체(210)의 일단 측에 너트(250)를 배치하고(S20), 그 상태로 배관 몸체(210)의 일단에 연결 엔드부(220)를 성형할 수 있다(S30). 너트(250)를 배치하기 전에 연결 엔드부(220)를 성형하게 되면 성형된 연결 엔드부(220)에 걸려서 너트(250)가 원래 위치에 배치되지 못하게 될 수 있다.
연결 엔드부(220)의 성형은 단조(forging)에 의할 수 있다. 단조가 행해진 부위에 대해서는 경도가 올라가게 되고, 경도가 올라간 연결 엔드부(220)는 수소공급용 연결부재(10)의 체결부(11)의 경도보다 높게 되어서 체결부(11)가 연결 엔드부(220)에 접하여 실링되는 부위에서 체결부(11)가 손상될 수 있다. 따라서, 단조에 의해 올라간 연결 엔드부(220)의 경도를 열처리를 통해 낮추는 단계가 필요하다. 본 발명의 일 실시예에서는, 연결 엔드부(220)에 고주파 열처리를 행하여 연결 엔드부(220)의 경도를 낮출 수 있다.
연결 엔드부(220)에 행하는 고주파 열처리는 유도 가열 방식의 고주파 열처리일 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 유도 가열 방식의 고주파 열처리 장치(300)는 전류가 흐르면 그 내부의 도전체(도 7 및 도 8의 연결 엔드부(220))에 유도 전류가 흐르게 하여 발열시키는 유도 가열 링(310), 유도 가열 링(310)에 전력이 흐르도록 하는 전력 공급선(320) 및 전원(330)을 포함할 수 있다. 전원(330)에서 발생한 전력이 전력 공급선(320)을 통해 유도 가열 링(310)에 공급되면 유도 가열 링(310)의 내부에 위치하는 연결 엔드부(220)에 유도 전류가 흘러서 저항열에 의해 연결 엔드부(220)가 유도 가열될 수 있다. 여기에서 전원(330)에서의 가열 전력 출력은 150 kW이되, 해당 출력의 60~70 %에 해당하는 전력이 유도 가열 링(310)에 전달될 수 있다. 연결 엔드부(220)의 가열을 위해서 연결 엔드부(220)의 끝단이 유도 가열 링(310)에서 약 10 mm 깊이로 들어갈 수 있다.
열처리된 연결 엔드부(220)에 대해서 냉각을 하여 최종적으로 연결 엔드부(220)의 경도를 낮출 수 있다. 다만, 일반적인 급속 냉각의 경우에는 연결 엔드부(220)의 경도를 낮추는 것이 아니고 오히려 경도를 높일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예서와 같이 경도를 낮추기 위해서는 특정 조건에 따라서 냉각을 행할 필요가 있다. 냉각은 크게 2단계로 이루어질 수 있다.
우선 상온에서 냉각을 행할 수 있다. 이를 소입지연시간이라고 할 수 있으며, 0.5초 이내의 시간일 수 있다. 소입지연시간이 지나면 연결 엔드부(220)에 냉각수를 분사할 수 있다. 냉각수를 분사하기 위하여, 유도 가열 링(310) 측에 냉각수 분사부(410)가 형성될 수 있고, 냉각수 분사부(410)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급라인(420)이 형성될 수 있다. 냉각수 분사는 2초 동안 행할 수 있고, 분사되는 냉각수 압력은 39.5 kgf/cm2 일 수 있다.
그리고, 성형에 의한 연결 엔드부(220)의 형상은 기존과 같이 구형 형상일 수 있지만, 원뿔(cone) 형상일 수도 있다. 이 경우, 연결 엔드부(220)의 선형 구배는 수소공급용 연결부재의 체결부(110)의 내부면(110)의 선형 구배보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고압 배관의 제조 방법에 따르면, 수소공급용 연결부재의 체결부와 연결되는 연결 엔드부의 경도를 낮춤으로써 연결 엔드부에 의해 체결부가 손상 및 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 수소공급용 연결부재에 연결되는 너트의 체결 및 해제가 반복되더라도 수소공급용 연결부재의 수명을 늘릴 수 있어서 수소공급용 연결부재의 교체비용을 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 체결부
111 : 암실링면
200 : 고압 배관
210 : 배관 몸체
220 : 실링부
230 : 수실링면
300 : 너트

Claims (9)

  1. 수소공급용 연결부재에 연결되는 연결 엔드(END)부를 포함하는 고압 배관의 제조 방법으로서,
    상기 고압 배관의 일단에 너트를 배치하는 단계;
    상기 고압 배관의 상기 일단에 상기 연결 엔드부를 성형하는 단계; 및
    상기 연결 엔드부에 열처리를 행하는 단계; 및
    상기 열처리가 행해진 상기 연결 엔드부에 냉각을 행하는 단계;를 포함하고,
    상기 열처리 및 냉각에 의해 상기 연결 엔드부의 경도를 기 결정된 정도 이하로 낮추는, 고압 배관의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열처리는 고주파 열처리인, 고압 배관의 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고주파 열처리는 유도 가열 방식인, 고압 배관의 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유도 가열 방식을 행하는 전력은 150kW의 60~70% 출력인, 고압 배관의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열처리 이후 0.5 초 이내의 자연 냉각이 행해지는, 고압 배관의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 자연 냉각 이후에 냉각수 분사에 의한 냉각이 행해지는, 고압 배관의 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 엔드부의 상기 경도는 248 HV 이하인, 고압 배관의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 엔드부의 형상은 구형 형상인, 고압 배관의 제조 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 엔드부의 형상은 원뿔(cone) 형상인, 고압 배관의 제조 방법.
KR1020210121876A 2021-09-13 2021-09-13 고압 배관의 제조 방법 KR102374973B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210121876A KR102374973B1 (ko) 2021-09-13 2021-09-13 고압 배관의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210121876A KR102374973B1 (ko) 2021-09-13 2021-09-13 고압 배관의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102374973B1 true KR102374973B1 (ko) 2022-03-16

Family

ID=80937619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210121876A KR102374973B1 (ko) 2021-09-13 2021-09-13 고압 배관의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102374973B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05306789A (ja) * 1992-08-18 1993-11-19 Usui Internatl Ind Co Ltd 高圧燃料噴射管の接続頭部構造
KR20010098382A (ko) * 2000-04-26 2001-11-08 하기와라 시로 크랭크샤프트의 고주파 템퍼링방법 및 장치
KR101610126B1 (ko) 2014-10-22 2016-04-08 현대자동차 주식회사 수소 공급 매니폴드를 구비한 연료전지 시스템
JP5968427B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-10 三菱電機株式会社 管継手、空気調和機、接続管、及び接続方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05306789A (ja) * 1992-08-18 1993-11-19 Usui Internatl Ind Co Ltd 高圧燃料噴射管の接続頭部構造
KR20010098382A (ko) * 2000-04-26 2001-11-08 하기와라 시로 크랭크샤프트의 고주파 템퍼링방법 및 장치
JP5968427B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-10 三菱電機株式会社 管継手、空気調和機、接続管、及び接続方法
KR101610126B1 (ko) 2014-10-22 2016-04-08 현대자동차 주식회사 수소 공급 매니폴드를 구비한 연료전지 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101610126B1 (ko) 수소 공급 매니폴드를 구비한 연료전지 시스템
KR101610457B1 (ko) 이젝터 기능을 가지는 연료전지 스택 매니폴드
US8043759B2 (en) Hydrogen chamber enclosed fuel cell stack and related fuel cell shutdown operation
CN106463736A (zh) 燃料电池堆构造
US7413585B2 (en) Closed pressure-keeping system for liquid hydrogen storage
JP2006294492A (ja) 燃料電池とその製造方法
CN113178598B (zh) 一种氢氧燃料电池活化测试的辅助启停装置和启停方法
KR102374973B1 (ko) 고압 배관의 제조 방법
US10090551B2 (en) Structure for mounting fuel cell stack
CN111900433B (zh) 一种质子交换膜燃料电池氢气加热系统及方法
US9711810B2 (en) Exhaust drain valve for fuel cell
US7008715B2 (en) Thermal and vibrational break for high-temperature gas tubes in a solid-oxide fuel cell
US10069155B2 (en) Process control for integrated hydrogen storage in fuel cell energy storage system
US10363830B2 (en) Fuel cell vehicle
CN114830387A (zh) 燃料电池模块组件和使用该燃料电池模块组件的系统
CN215371157U (zh) 一种减压阀
US20040265659A1 (en) Pressure control system for fuel cell gas spring
US7282287B2 (en) Purging water with reactant air pump powered by operational fuel cell system during shutdown
US6786254B1 (en) Retractable air supply connector system for a fuel cell assembly
CN211792197U (zh) 等离子体发生装置
KR102335981B1 (ko) 라디에이터 및 이를 포함하는 연료전지 차량용 열 관리 시스템
CN211792195U (zh) 等离子体发生装置
KR100981320B1 (ko) 연료전지의 결합수단
US10707640B2 (en) Laser-heated cavity system
JP2019079680A (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant