KR20040068484A - 고압탱크 - Google Patents

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KR20040068484A
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즈즈끼마꼬또
도게이지
구마노아끼꼬
모리다이고로
김바라마사히꼬
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

고압탱크는 통형상을 이루는 라이너와, 라이너의 외주면을 덮는 섬유강화 플라스틱을 갖는다. 적어도 상기 라이너의 일단이 분할가능하다. 라이너는 통형상을 이루는 본체와 덮개체를 구비한다. 라이너 본체와 덮개체 사이의 접합면에는 둘레방향에 걸쳐 O링이 개재된다. 접합면은 O링에 접촉하는 시일면을 갖는다. 라이너 본체 및 덮개체 중 일방은 시일면을 향하여 변형되는 변형가능부를 갖는다. 이 구성에 의해 고압탱크내가 고압상태일 때 라이너의 분할부분을 확실하게 시일할 수 있다.

Description

고압탱크{HIGH-PRESSURE TANK}
본 발명은 중공형상의 라이너와, 라이너의 외면을 덮는 섬유강화수지층을 구비하는 고압탱크에 관한 것이다.
최근 지구온난화를 억제하는 의식이 높아지고 있으며, 특히 차량으로부터 배출되는 이산화탄소의 저감을 목적으로 연료전지 전기자동차나 수소자동차 등의 개발이 활발하다. 이들 자동차에서는 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전력을 일으키고, 그 전력을 모터에 공급하여 구동력을 발생시키고 있다. 수소공급원으로서 수소탱크가 사용되고, 수소탱크에는 높은 압력으로 수소가 충전되어 있다.
도 16 은 일본 공개특허공보 2002-181295호에 개시된 고압탱크로서의 수소탱크 (51) 의 단면도이다. 수소탱크 (51) 는 중공의 통형상을 한 라이너 (52) 를 갖는다. 라이너 (52) 는 기밀성을 확보할 수 있는 재질 (예를 들어 고밀도 폴리에틸렌) 로 이루어진다. 라이너 (52) 의 전단 및 후단에는 열전도가 양호한 알루미늄 등을 재질로 한 전측돌기 (53) 와 후측돌기 (54) 가 각각 고착되어 있다. 전측돌기 (53) 및 후측돌기 (54) 는 일부분이 외부로 노출된 상태에서 장착되어 있다. 전측돌기 (53) 및 후측돌기 (54) 를 통해 수소탱크 (51) 의 내부와 외부 사이에서 열교환이 실행된다.
라이너 (52) 의 외면 전역에는 쉘 (55) 이 피복되어 있다. 쉘 (55) 은 내압성을 확보할 수 있는 재질 (예를 들어 Fiber Reinforced Plastics (FRP)) 로 이루어진다. 라이너 (52) 의 내부에는 복수의 핀 (fin ; 56) 과, 이들 핀 (56)을 지지하는 축재 (57) 를 포함하는 핀 어셈블리 (58) 가 수용되어 있다. 축재 (57) 의 양 단부가 전측돌기 (53) 및 후측돌기 (54) 에 각각 고착되어 있다. 핀 어셈블리 (58) 는 열전도가 양호한 알루미늄 등으로 이루어진다.
핀 어셈블리 (58) 를 수용한 라이너 (52) 를 일체형으로 제조하는 경우, 라이너 (52) 와 핀 어셈블리 (58) 의 접합부분은 진공 납땜하여 스피닝 가공에 의해 제조된다. 그러나 스피닝 가공에 의해 제조하면 라이너 (52) 에 열이 가해지므로, 강도가 내려가 균열되기 쉬워진다. 따라서 예를 들어 500도 정도에서 라이어 (52) 를 다시 열처리할 필요가 있다. 그러나 재열처리를 실행하면, 납땜부분이 벗겨지거나 국소적으로 배치된 시일에 문제점 등이 발생한다. 따라서 핀 어셈블리 (58) 를 라이너내에 내장하는 경우에는 분할가능한 라이너를 준비할 필요가 있다.
도 17(a) 및 도 17(b) 는 각각 분할식의 라이너 (152, 252) 를 사용한 수소탱크의 일부를 모식적으로 나타내는 부분단면도이다. 각 라이너 (152, 252) 는, 대략 통형상을 한 본체부 (59) 와, 그 본체부 (59) 의 개구부를 덮는 덮개부 (60) 를 구비하고 있다. 도 17(a) 의 라이너 (152) 의 경우, 본체부 (59) 와 덮개부 (60) 의 접합면 중 라이너 (152) 의 직경방향으로 연장되는 시일면 (61) 에 O링 (62) 이 배치되어 있다. 한편 도 17(b) 의 라이너 (252) 의 경우, 라이너 (252) 의 축방향으로 연장되는 시일면 (63) 에 O링 (62) 이 배치되어 있다.
그 내부가 고압으로 되는 수소탱크에서는, 가스압에 의해 라이너 (152, 252) 가 축방향 외측 또는 직경방향 외측으로 부풀어오른다. 따라서 도 17(a) 의 라이너 (152) 의 경우, 내부의 가스압에 의해 덮개부 (60) 가 축방향 외측으로 압출된 상태 (이점쇄선으로 나타낸 상태) 가 되면, O링 (62) 이 본체부 (59) 와 덮개부 (60) 사이를 시일할 수 없어 가스가 새게 된다. 한편 도 17(b) 의 라이너 (252) 의 경우, 가스압에 의해 본체부 (59) 가 직경방향 외측으로 부풀어오른 상태 (이점쇄선으로 나타내는 상태) 가 되면, O링 (62) 이 본체부 (59) 와 덮개부 (60) 사이를 시일할 수 없어 가스가 새게 된다.
또 수소탱크의 쉘은 수소탱크의 축방향 및 직경방향에서 응력을 받는다. 수소탱크 (51) 의 축방향 및 직경방향으로 작용하는 힘의 비율은 직경방향 (2) 에 대하여 축방향 (1) 이다. 따라서 쉘을 구성하는 강화섬유는 상기 축방향과 평행한 방향과 둘레방향을 따라 배열되는 것이 가장 바람직하다. 그러나 수소탱크의 축방향과 평행한 방향으로 강화섬유를 배열하기는 곤란하다. 따라서 종래 수소탱크의 축방향 양 단부의 각각에 대해서는 인플레인 감기 (평면감기) 또는 헬리컬 감기가 실행되고, 양 단벽 이외의 원통부 (몸통부) 에 대해서는 인플레인 감기 또는 헬리컬 감기와 후프 감기의 조합으로 강화섬유가 배열된다. 각 단부에서는 후프감기를 겹쳐 실행하기가 어렵기 때문에, 헬리컬 감기에 의해 직경방향의 강도를 확보하고 있다. 그러나 후프 감기에 비하여 헬리컬 감기에서는 직경방향으로의 힘에 대항하는 강도가 작기 때문에, 가스리크가 발생한다.
본 발명의 목적은 라이너의 분할부분을 확실하게 시일할 수 있는 고압탱크를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이하의 고압탱크를 제공한다. 고압탱크는 고압가스를 저장하는 금속제의 중공형상 라이너와, 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱을 구비한다. 라이너는 개구부를 갖는 라이너 본체와, 개구부를 폐색하도록 라이너 본체에 접합되는 덮개체를 포함한다. 라이너 본체 및 덮개체는 개구부의 둘레에서 서로 대향하는 접합면을 갖는다. 양 접합면 사이에는 개구부의 둘레를 따라 연장되는 시일 부재가 설치된다. 시일 부재와 접촉하는 양 접합면의 부분은 시일면으로서 기능한다. 라이너 본체 및 덮개체의 일방은 변형가능부를 갖는다. 변형가능부는 일방의 시일면을 타방의 시일면을 향하게 하도록 라이너내의 압력에 의해 변형가능하다.
본 발명은 또 다른 고압탱크를 제공한다. 고압탱크는 고압가스를 저장하는 중공형상 라이너와 상기 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱층을 구비한다. 라이너의 내부에 조립품이 수용된다. 라이너는 그 축방향의 적어도 일단에 개구부를 갖는 통형상의 라이너 본체와, 개구부를 폐색하도록 라이너 본체에 접합되는 덮개체를 포함한다. 조립품은 개구부를 통해 라이너 본체내에 삽입된다. 덮개체는 개구부에 끼워맞춰지는 볼록부와, 볼록부보다 직경이 큰 플랜지를 구비한다. 볼록부의 둘레면과 그 둘레면에 대향하는 라이너 본체 부분의 사이에는 시일 부재가 설치된다. 라이너 본체는 개구부와 대응하는 부분에 개구부를 포위하는 환형상 오목부를 갖는다. 그 오목부에는 개구부의 확대를 방지하기 위한 환형상 보강부가 설치된다.
본 발명은 또한 고압탱크의 제조방법을 제공한다. 고압탱크는 열교환기능을 갖는 조립품을 수용하는 중공형상 라이너와, 상기 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱층을 구비한다. 라이너는 그 축방향의 적어도 일단에 개구부를 갖는 통형상의 라이너 본체와, 개구부를 폐색하는 덮개체를 포함한다. 방법은 조립품을 개구부를 통해 라이너 본체내에 삽입하는 공정과, 덮개체에 형성된 볼록부의 둘레면과 그 둘레면에 대향하는 라이너 본체 부분의 사이에 시일 부재를 배치한 상태에서, 볼록부를 개구부에 끼워맞추는 공정과, 개구부와 대응하는 라이너 본체의 외주면의 부분에 형성된 환형상 오목부내에 수지 함침(含浸) 섬유다발을 감는 제1 권취공정과, 제1 권취공정후 라이너의 외면에 필라멘트 와인딩에 의해 수지함침 섬유다발을 감는 제2 권취공정으로, 수지가 경화됨으로써 섬유강화 플라스틱층이 라이너의 외면에 형성되는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 태양 및 이점은 본 발명의 원리의 예를 나타내는 도면과 함께 이하의 기재로부터 명확해진다.
본 발명의 신규인 것으로 생각되는 특징은 특히 첨부한 청구범위에서 명확해진다. 목적 및 이점을 수반하는 본 발명은 이하에 나타내는 현시점에서의 바람직한 실시태양의 설명을 첨부 도면을 참조함으로써 알 수 있다.
도 1 은 본 발명을 구체화한 제1 실시형태에서의 수소탱크의 모식단면도이다.
도 2 는 도 1 의 수소탱크의 기단측 덮개부에서의 접합부위의 부분단면도이다.
도 3 은 도 1 의 수소탱크의 선단측 덮개부에서의 접합부위의 부분단면도이다.
도 4 는 도 2 의 수소탱크의 작용을 설명하는 도면이다.
도 5 는 제2 실시형태에서의 수소탱크의 기단측 덮개부의 접합부위의 부분단면도이다.
도 6 은 도 5 의 수소탱크의 작용을 설명하는 도면이다.
도 7 은 제3 실시형태에서의 수소탱크의 단면도이다.
도 8 은 도 7 의 수소탱크의 부분확대도이다.
도 9 는 제4 실시형태에서의 수소탱크의 부분단면도이다.
도 10 은 다른 예에서의 수소탱크의 단면도이다.
도 11 은 다른 예에서의 수소탱크의 단면도이다.
도 12 는 다른 예에서의 수소탱크의 단면도이다.
도 13 은 다른 예에서의 수소탱크에서의 기단측 덮개부의 접합부위의 부분단면도이다.
도 14(a) 는 다른 예에서의 수소탱크의 부분단면도이다.
도 14(b) 는 다른 예에서의 수소탱크의 부분단면도이다.
도 15 는 다른 예에서의 수소탱크의 단면도이다.
도 16 은 종래의 수소탱크의 모식단면도이다.
도 17(a) 는 도 16 과는 다른 종래의 수소탱크의 라이너에서의 덮개부의 접합부분의 단면도이다.
도 17(b) 는 도 17(a) 와는 다른 종래의 수소탱크의 라이너에서의 덮개부의 접합부분의 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 ; 수소탱크 2 ; 수용실
3 ; 라이너 5 ; 본체부
6 ; 개구부 7 ; 제 1 덮개부
9 ; 제 2 덮개부 10 ; 밸브
11 ; 유닛 12 ; 열매관
13 ; 핀 16 ; 플랜지
18 ; 볼트 19 ; 삽입통과 구멍
바람직한 실시형태의 설명
이하 본 발명을 구체화한 제1 실시형태를 도 1∼도 4 에 의거하여 설명한다.
도 1 은 수소탱크 (1) 의 모식단면도이다. 고압탱크로서의 수소탱크 (1) 는 가늘고 긴 통형상을 이루고, 그 내부에 라이너 (3) 를 구비한다. 라이너(3) 의 내부에 수용실 (2) 이 구획되어 있다. 수용실 (2) 내에 가스로서의 수소가 고압상태에서 충전된다. 수용실 (2) 내를 비교적 고압으로 설정함으로써 많은 수소를 충전할 수 있다. 예를 들어 수용실 (2) 의 압력이 25㎫ 로 설정되는 경우, 대기중과 비교하여 약 250배의 수소가 충전가능하다. 수소탱크 (1) 의 양단부 중 수소가 출입하는 측이 선단부이고 (도 1 의 우측), 그 반대측이 기단부 (도 1 의 좌측) 이다.
수소탱크 (1) 는 대략 통형상을 이루는 라이너 (3) 와, 라이너 (3) 의 외주면의 대략 전역을 덮는 고강도 탄소섬유강화 플라스틱 (CFRP) 층 (4) 을 구비한다. 고강도 CFRP층 (4) 은 수지 (예를 들어 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시수지 등) 가 함침된 탄소섬유를, 헬리컬 감기층과 후프 감기층을 갖도록 라이너 (3) 에 감고, 수지를 열경화시킴으로써 형성된다. 고강도 CFRP층 (4) 은 수소탱크 (1) 의 내압성 (기계적 강도) 을 확보한다.
라이너 (3) 는 예를 들어 알루미늄합금으로 이루어지고, 수소탱크 (1) 의 기밀성을 확보하도록 기능한다. 라이너 (3) 는 분할식임과 동시에, 대략 통형상을 이루는 라이너 본체로서의 본체부 (5) 와, 본체부 (5) 의 기단측의 개구부 (6) 를 덮는 덮개체로서의 제1 덮개부 (7) 와, 본체부 (5) 의 선단측의 개구부 (6) 를 덮는 덮개체로서의 제2 덮개부 (9) 를 구비한다. 제2 덮개부 (9) 에는 수용실 (2) 과 외부를 연통하는 통기로 (9a) 의 끝에 밸브 (10) 가 장착되어 있다. 밸브 (10) 의 포트 전환에 따라 수소탱크 (1) 의 사용상태는 수소방출상태와 수소재충전상태 사이에서 전환된다.
수용실 (2) 내에 수소 흡장(吸藏)용 유닛 (11) 이 수용되어 있다. 수소흡장용 유닛 (11) 의 내부에는 수소탱크 (1) 의 축방향 (L) 을 따라 연장되고, 선단측에서 되접혀진 열매관 (12) 이 수용되어 있다. 제1 덮개부 (7) 에는 수소탱크 (1) 의 외부와 열매관 (12) 의 각 단부를 연통하는 2개의 제1 및 제2 통로관 (7a, 7b) 이 형성되어 있다. 열매관 (12) 내에는 냉수 또는 온수가 흐른다. 본 실시형태에서는 제1 통로관 (7a) 이 상류측에 배치되고, 제2 통로관 (7b) 이 하류측에 배치되어 있다.
열매관 (12) 에는 대략 원반형상을 이루는 복수의 핀 (12) 이 수소탱크 (1) 의 축방향 (L) 을 따라 등간격을 두고 고정되어 있다. 인접하는 핀 (13) 사이에는 분말형상의 수소흡장합금이 핀 (13) 과 접촉하는 상태에서 수용되어 있다. 수소흡장합금은 수소탱크 (1) 내의 수소의 충전량을 증대시키는 기능이 있어, 대기중에 비하여 100배 이상 1000배 이하 범위의 수소를 충전할 수 있게 한다. 핀 (13) 의 주위에는 모든 핀 (13) 을 덮은 상태에서 수소를 투과할 수 있는 필터 (14 ; 파선으로 나타냄) 가 장착되어 있다.
상기 수소흡장합금은 수소를 흡장할 때에 발열하고, 수소를 방출할 때에 흡열한다. 수소흡장시에는 양 통로관 (7a, 7b) 및 열매관 (12) 에 냉수가 흐르고, 이 냉수에 의해 열매관 (12) 및 핀 (13) 을 통해 수소흡장합금의 온도상승이 억제된다. 한편 수소방출시에는 양 통로관 (7a, 7b) 및 열매관 (12) 에 온수가 흐르고, 이 온수에 의해 열매관 (12) 및 핀 (13) 을 통해 수소흡장합금의 온도강하가 억제된다.
제1 덮개부 (7) 에는 수용실 (2) 에 개구되는 구멍부 (7c) 가 형성되어 있다. 본체부 (5) 의 내면 중, 수소탱크 (1) 의 축방향 (L) 의 선단측의 라이너 (3) 의 내면에는 둘레방향을 따라 연장되는 환형상 돌출부 (15) 가 형성되어 있다. 수소흡장용 유닛 (11) 의 기단측은 구멍부 (7c) 내에 끼워맞춰지고, 선단측은 상기 환형상 돌출부 (15) 에 의해 지지된 상태에서 수용실 (2) 내에 수용된다.
도 2 는 본체부 (5) 와 제1 덮개부 (7) 사이의 접합부위의 단면도이다. 제1 덮개부 (7) 의 외주면에는 둘레방향을 따라 연장되는 플랜지 (16) 가 형성된다. 제1 덮개부 (7) 의 내면에는 플랜지 (16) 에 대해 대략 수직방향으로 연장되는 대략 원주형상을 이루는 돌출부 (17) 가 형성되어 있다. 돌출부 (17) 의 외경은 플랜지 (16) 를 포함하는 제1 덮개부 (7) 의 외경에 비하여 작다. 상기 구멍부 (7c) 는 돌출부 (17) 에 형성되어 있다.
플랜지 (16) 에는 복수의 삽입통과 구멍 (19) 이 본체부 (5) 의 둘레방향을 따라 소정간격을 두고 형성되어 있다. 각 삽입통과 구멍 (19) 은 대응하는 볼트 (18) 의 삽통을 허용한다. 본체부 (5) 의 기단부 (20) 에는 복수의 암나사 (21) 가 형성되어 있다. 각 암나사 (21) 는 대응하는 삽입통과 구멍 (19) 과 대응하는 위치에 형성되어 있다. 볼트 (18) 를 플랜지 (16) 의 삽입통과 구멍 (19) 에 삽통한 상태에서, 볼트 (18) 의 축부 (18a) 를 암나사 (21) 에 나사부착함으로써, 제1 덮개부 (7) 는 본체부 (5) 에 고정되어 있다.
제1 덮개부 (7) 의 내면에는 본체부 (5) 의 둘레방향에 걸쳐 연장되는 환형상 홈 (22) 이 형성되어 있다. 환형상 홈 (22) 은 돌출부 (17) 보다도 직경방향 외측에 위치한다. 축방향 (L) 에서의 환형상 홈 (22) 의 깊이는, 홈의 바닥을 형성하는 부분 (박육부 (23)) 의 두께가 다른 부위에 비하여 얇아지는 위치까지 도달한다. 직경방향 (R) 에서의 환형상 홈 (22) 과 본체부 (5) 사이에는 가곡부 (可曲部 ; 24) 가 형성된다. 박육부 (23) 는 두께 (W1) 를 가짐과 동시에, 수소탱크 (1) 내의 고압시에 있어서 축방향 (L) 을 따라 변형가능하다. 본 실시형태에서는 박육부 (23) 및 가곡부 (24) 가 변형가능부를 구성한다.
가곡부 (24) 에는 제1 덮개부 (7) 의 둘레방향에 걸쳐 연장되는 수용홈 (25) 이 형성되어 있다. 수용홈 (25) 의 저부는 본체부 (5) 의 개구부 (6) 의 시일면 (29) 에 대향한다. 수용홈 (25) 은 축방향 (L) 에서의 가곡부 (24) 의 돌출길이 (K1) 의 중간점보다도 선단측 (도2 의 우측) 에 위치한다. 수용홈 (25) 내에는 시일 부재로서의 O링 (26) 이 설치된다. O링 (26) 은 그 시일부 (27) 에 의해 본체부 (5) 와 제1 덮개부 (7) 사이를 시일한다. 가곡부 (24) 는 직경방향 (R) 에서 두께 (W2) 를 가짐과 동시에, 수소탱크 (1) 내의 고압시에 있어서 변형가능하다. 가곡부 (24) 는 수용홈 (25) 과 대응하는 부분에서 박육부 (24a) 를 갖는다. 박육부 (24a) 의 두께 (W3) 는 박육부 (24a) 이외 부분의 상기 두께 (W2) 보다도 얇고, 이 박육부 (24a) 는 구부러지기 쉽게 되어 있다.
재1 덮개부 (7) 는 본체부 (5) 와의 장착상태에 있어서, 가곡부 (24) 가 본체부 (5) 의 기단측의 개구부 (6) 에 끼워맞춰지고, 플랜지 (16) 가 본체부 (5) 의 기단부 (20) 에 접촉한다. 개구부 (6) 및 가곡부 (24) 가 맞닿는 부분과 기단부 (20) 및 플랜지 (16) 가 맞닿는 부분이 본체부 (5) 의 접합면 (28) 에 상당한다. 한편 본체부 (5) 의 접합면 (28) 에 접촉하는 제1 덮개부 (7) 의 부분이 접합면 (28a) 에 상당한다. 즉, 본체부 (5) 및 제1 덮개부 (7) 는 상기 개구부 (6) 둘레에서 서로 대향하는 접합면 (28, 28a) 을 갖는다. 본체부 (5) 의 접합면 (28) 및 제1 덮개부 (7) 의 접합면 (28a) 증 개구부 (6) 및 가곡부 (24) 가 맞닿는 2개의 부분이 각각 시일면 (29, 29a) 으로서 기능한다. 양 시일면 (29, 29a) 은 라이너 (3) 의 축방향 (L) 을 따라 연장됨으로써, 시일면 (29, 29a) 을 포함하는 제1 덮개부 (7) 의 시일구조는 축 시일이다. 박육부 (23) 는 양 시일면 (29, 29a) 보다도 직경방향 (R) 의 내측 (도 2 의 하측) 에 위치한다.
도 3 은 본체부 (5) 와 제2 덮개부 (9) 의 접합부위의 단면도이다. 또한 본체부 (5) 와 제2 덮개부 (9) 의 접합부위 (형상, 치수 등) 의 주요부는, 도 2 의 제1 덮개부 (7) 와 본체부 (5) 의 접합부위와 대략 동일하기 때문에, 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대해 설명한다.
대략 주발형상을 이루는 제2 덮개부 (9) 의 내면에 있어서, 가곡부 (24) 의 밑동부위에는, 제2 덮개부 (9) 의 둘레방향에 걸쳐 연장되는 환형상 홈 (33) 이 형성되어 있다. 축방향 (L) 에 관한 환형상 홈 (33) 의 깊이는 동 방향에 관한 도 2 의 제1 덮개부 (7) 의 환형상 홈 (22) 의 깊이보다도 얕다. 환형상 홈 (33) 을 형성함으로써 제2 덮개부 (9) 에는 도 2 의 제1 덮개부 (7) 에 형성된 박육부 (23) 와 동일한 두께 (W1) 를 갖는 박육부 (23) 가 형성된다.
다음으로 상기와 같이 구성된 수소탱크 (1) 의 작용을 설명한다.
예를 들어 수소탱크 (1) 에 수소를 충전 혹은 재충전한 경우에는, 수용실(2) 의 내부가 고압상태로 되어 라이너 (3) 의 내면에 압력이 작용한다. 이 때문에 본체부 (5) 의 내면에는 직경방향 외측 (도 4 에 나타내는 화살표 A방향) 을 향하는 압력이 작용하여, 도 4 의 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 본체부 (5) 가 화살표 A 방향을 따라 직경방향 외측으로 부풀어오른 상태로 된다. 이 고압상태에서는 본체부 (5) 의 내면 외에 가곡부 (24) 의 내면에도 화살표 B 방향의 압력이 작용한다.
본체부 (5) 가 부풀어오르면 동시에 박육부 (23) 가 화살표 C 방향으로 연장되고, 가곡부 (24) 가 화살표 D 방향으로 구부러진 도 4 의 이점쇄선에 나타내는 상태로 된다. 특히 가곡부 (24) 는 상기 박육부 (24a) 에서 크게 구부러진 상태로 된다. 따라서 O링 (26) 의 시일부 (27) 가, 본체부 (5) 의 부풀어오름에 추종하여 수소탱크 (1) 의 내부가 고압상태로 되더라도 제1 덮개부 (7) 와 본체부 (5) 사이는 확실하게 시일된다. 또 제2 덮개부 (9) 에서도 동일하게 박육부 (23) 의 신장과 가곡부 (24) 의 구부러짐에 의해 시일부 (27) 가 본체부 (5) 의 부풀어오름에 추종하므로, 제2 덮개부 (9) 와 본체부 (5) 사이도 확실하게 시일되어 수용실 (2) 의 기밀성이 확보된다.
본 실시형태는 이하와 같은 이점을 갖는다.
제1 덮개부 (7) 에 환형상 홈 (22) 을 형성함으로써 박육부 (23) 및 가곡부 (24) 가 설치되고, 제2 덮개부 (9) 에 환형상 홈 (33) 을 형성함으로써 박육부 (23) 가 설치된다. 예를 들어 수소탱크 (1) 내의 압력에 의해 본체부 (5) 가 직경방향 외측으로 부풀어올랐을 때에도, 박육부 (23) 의 신장이나 가곡부 (24) 의구부러짐에 의해 시일부 (27) 가 본체부 (5) 의 부풀어오름에 추종할 수 있다. 따라서 분할식의 수소탱크 (1) 를 확실하게 시일할 수 있다.
종래 수소탱크의 수용실내의 압력은 매우 고압이 되므로, 필요내압이나 그 구조를 감안하여, 수소탱크의 수용실의 재료에는 철이나 스테인리스 등의 금속이 사용된다. 그러나 금속을 사용하면 수소탱크의 중량이 무거워진다. 이 때문에 경량화를 도모하기 위해 본 실시형태에서는 고강도 CFRP층 (4) 을 사용한 수소탱크 (1) 가 채용되고 있다. 그 수소탱크 (1) 에 본 실시형태의 시일구조를 사용하면 탱크를 분할식으로 해도 분할부분을 충분히 시일할 수 있다. 따라서 충분한 시일 기능을 유지하면서 경량화를 도모한 수소탱크 (1) 를 제공할 수 있다.
제1 덮개부 (7) 및 제2 덮개부 (9) 와 본체부 (5) 사이의 각 시일구조는 수소탱크 (1) 의 축방향에 관한 가스의 누설을 시일하도록 구성되어 있다. 이 때문에 수소탱크 (1) 의 직경방향에 관한 가스의 누설을 시일하는 구성을 필요로 하지 않고, 수소탱크 (1) 가 직경방향으로 대형화되는 것을 회피할 수 있다. 또 제1 덮개부 (7) 및 제2 덮개부 (9) 를 각각 본체부 (5) 에 대해 대응하는 볼트 (18) 에 의해 장착하는 경우, 그 볼트 (18) 는 라이너 (3) 의 축방향과 평행하게 배치된다. 본체부 (5) 의 각 단부에는 볼트 (18) 의 축부 (18a) 를 수용하기 위한 후육 부분이 존재한다. 이 부분이 시일면 (29) 으로 이용되므로, 시일면을 형성하기 위한 부분을 새로 확보할 필요가 없다.
박육부 (23) 나 가곡부 (24) 는 제1 덮개부 (7) 및 제2 덮개부 (9) 에 각각 환형상 홈 (22, 33) 을 형성함으로써 설치할 수 있으므로, 간단한 가공작업으로 박육부 (23) 및 가곡부 (24) 를 구성할 수 있다. 또 환형상 홈 (22, 33) 이면 제1 덮개부 (7) 나 제2 덮개부 (9) 의 두께경감부분이 비교적 적어도 되므로, 바람직한 라이너 (3) 의 강도를 유지할 수 있다.
라이너 (3) 의 양측이 분할가능하다. 따라서 라이너 (3) 의 양측으로부터 라이너 (3) 의 내부의 가공작업을 실행하기 쉽고, 예를 들어 본체부 (5) 내면의 선단측에 형성된 돌출부 (15) 의 가공작업을 실행하기 쉽다.
라이너 (3) 내면의 선단측에는 돌출부 (15) 가 형성된다. 따라서 수소흡장용 유닛 (11) 은 기단측이 제1 덮개부 (7) 의 구멍부 (7c) 에 끼워맞춰지고, 선단측이 돌출부 (15) 에 의해 걸린 상태에서 지지되므로, 축방향 (L) 에서 수소흡장용 유닛 (11) 은 복수 지점에서 지지된다. 따라서 수용실 (2) 내에서의 수소흡장용 유닛 (11) 의 진동이나 위치어긋남을 억제할 수 있다.
라이너 (3) 는 분할식이다. 따라서 수소흡장용 유닛 (11) 을 수용한 라이너 (3) 를 제조하는 경우에, 스피닝 가공을 이용하는 경우와 비교하여 간단하게 제조할 수 있다.
라이너 (3) 내가 고압일 때 제1 덮개부 (7) 및 제2 덮개부 (9) 에 가해지는 압력은 박육부 (23) 와 가곡부 (24) 의 양방에 작용한다. 따라서 본체부 (5) 에 추종하여 변형될 때에 가해지는 응력이 이 2 지점에서 분산되어 박육부 및 가곡부 (24) 의 내구성을 확보할 수 있다.
라이너 (3) 의 수용실 (2) 에 수소흡장용 유닛 (11) 이 내장되어 있다. 따라서 수소흡장용 유닛 (11) 이 구비되지 않은 경우와 비교하여 보다 많은 수소를수소탱크 (1) 의 수용실 (2) 내에 충전할 수 있다.
다음으로 제2 실시형태를 도 5 및 도 6 에 따라 설명한다. 본 실시형태에서는 도 1∼도 4 의 실시형태와 비교하여 시일 구조가 다르고, 다른 부분에 대해서는 동일한 구성이다. 이 때문에 동일 부분에는 동일 부호를 달아 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 5 는 본체부 (5) 와 제1 덮개부 (7) 와의 접합부위의 단면도이다. 본체부 (5) 의 개구부 (6) 에는 둘레방향에 걸쳐 연장되는 환형상 홈 (36) 이 형성되어 있다. 환형상 홈 (36) 은 본체부 (5) 의 축방향 (L) 의 단부부근에 위치한다. 환형상 홈 (36) 이 형성됨에 따라 환형상 홈 (36) 의 저부에는 박육부 (23) 가, 환형상 홈 (36) 과 플랜지 (16) 사이에는 가곡부 (24) 가 형성된다.
수소탱크 (1) 의 축방향 (L) 에 관해, 제1 덮개부 (7) 와 가곡부 (24) 사이에는 둘레방향에 걸쳐 연장되는 수용홈 (25) 이 제1 덮개부 (7) 에 형성되어 있다. 수용홈 (25) 은 볼트 (18) 의 삽입통과 구멍 (19) 보다도 직경방향 내측에 위치하고 있다. 수용홈 (25) 에는 O링 (26) 이 장착되어 있다. O링 (26) 의 시일부 (27) 에 의해 본체부 (5) 와 제1 덮개부 (7) 사이가 확실하게 시일된다.
본체부 (5) 의 개구부 (6) 가 돌출부 (17) 에 맞닿는 부분과, 기단부 (20 ; 가곡부 (24) 를 포함) 가 플랜지 (16) 에 맞닿는 부분이 본체부 (5) 의 접합면 (28) 에 상당한다. 한편 본체부 (5) 의 접합면 (28) 에 접촉하는 제1 덮개부 (7) 의 부분이 접합면 (28a) 에 상당한다. 본체부 (5) 의 접합면 (28) 및 제1 덮개부 (7) 의 접합면 (28a) 중 직경방향 (R) 과 대략 평행한 기단부 (20) 및 플랜지부 (16) 의 맞닿는 부분이 시일면 (29, 29a) 이다. 시일면 (29, 29a) 은 라이너 (3) 의 직경방향 (R) 으로 연장되기 때문에, 양 시일면 (29, 29a) 을 포함하는 제1 덮개부 (7) 의 시일구조는 면 시일이다. 박육부 (23) 는 시일면 (29, 29a) 보다도 축방향 내측에 위치한다. 또한 도시하지 않지만 본체부 (5) 와 제2 덮개부 (9) 의 접합구조 (형상, 치수, 시일 구조 등) 도 제1 덮개부 (7) 와 동일한 구조가 채용된다.
예를 들어 수소탱크 (1) 에 수소를 충전 혹은 재충전한 경우에는, 수용실 (2) 이 고압상태로 되어 라이너 (3) 의 내면에 압력이 작용한다. 이 때문에 제1 덮개부 (7) 의 내면에는 축방향 외측 (도 6 에 나타내는 화살표 E방향) 을 향하는 압력이 작용하여, 도 6 의 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 제1 덮개부 (7) 가 축방향 외측으로 부풀어오른 상태로 된다. 이 고압상태에서는 제1 덮개부 (7) 의 돌출부 (17) 와 본체부 (5) 의 개구부 (6) 사이의 간극을 지나 가곡부 (24) 의 내면에도 화살표 F 방향의 압력이 작용한다.
이 때, 제1 덮개부 (7) 가 축방향 외측으로 이동함과 동시에, 볼트 (18) 의 축부 (18a) 의 신장과 함께 박육부 (23) 가 축방향 (L) 과 평행한 화살표 C 방향으로 신장된다. 따라서 O링 (26) 의 시일부 (27) 가 제1 덮개부 (7) 의 이동에 추종하여, 수소탱크 (1) 의 내부가 고압상태로 되더라도 제1 덮개부 (7) 와 본체부 (5) 사이는 확실하게 시일된다. 또 제2 덮개부 (9) 에서도 동일하게 박육부 (23) 의 신장에 의해 시일부 (27) 가 제2 덮개부 (9) 의 이동에 추종하므로, 제2 덮개부 (9) 와 본체부 (5) 사이도 확실하게 시일되어 수용실 (2) 의 기밀성이 확보된다.
본 실시형태에서도 도1∼도4 의 실시형태와 대략 동일한 이점이 얻어지는 것 외에 다음의 이점이 얻어진다.
수소탱크 (1) 의 내부가 고압으로 되어 제1 덮개부 (7 ; 제2 덮개부 (9)) 가 축방향 (L) 을 따라 이동해도, 박육부 (23) 의 신장에 의해 시일부 (27) 가 제1 덮개부 (제2 덮개부 (9)) 의 이동에 추종하므로, 수소탱크 (1) 를 분할식으로 해도 확실하게 시일할 수 있다.
제1 덮개부 (7) 및 제2 덮개부 (9) 와 본체부 (5) 사이의 각 시일구조는 수소탱크 (1) 의 직경방향에 관한 가스의 누설을 시일하도록 구성되어 있다. 따라서 수소탱크 (1) 의 축방향에 관한 가스의 누설을 시일하기 위한 구성이 필요없어져, 수소탱크 (1) 가 축방향으로 대형화되는 것을 회피할 수 있다.
다음으로 제3 실시형태의 수소탱크 (111) 를 도 7 및 도 8 에 따라 설명한다. 본 실시형태에서는 도 1∼도 4 의 실시형태와 비교하여 라이너 (3) 의 일부의 구성과 시일구조가 다르고, 다른 부분에 대해서는 동일한 구성이다. 따라서 동일 부분에는 동일 부호를 달아 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 7 에 나타낸 바와 같이 라이너 (3) 는 양단이 분할식이고, 대략 통형상의 본체부 (40) 와, 본체부 (40) 의 기단측의 개구부 (40a) 를 덮는 제1 덮개부 (41) 와, 본체부 (40) 의 선단측의 개구부 (40b) 를 덮는 제2 덮개부 (42) 를 구비하고 있다. 기단측의 개구부 (40a) 는 단면이 원형이고, 그 구경은 수소흡장용 유닛(11) 의 통과를 하용하는 크기로 설정되어 있다.
도 7 및 도 8 에 나타낸 바와 같이 제1 덮개부 (41) 는 개구부 (40a) 에 삽입되는 볼록부 (43) 와, 볼록부 (43) 보다 직경이 큰 플랜지 (44) 를 구비한다. 볼록부 (43) 는 대략 원주형상을 이루고, 볼록부 (43) 둘레면과 개구부 (40a) 둘레면 사이에 O링 (26) 이 개재되어 있다. O링 (26) 은 볼록부 (43) 의 둘레면에 형성된 환형상의 수용홈 (43a) 내에 수용되어 있다. 수용홈 (43a) 의 저면과, 개구부 (40a) 의 둘레면에 의해 자신이 눌려 변형된 상태에서, O링 (26) 은 본체부 (40) 와 제1 덮개부 (41) 사이 즉 라이너 (3) 의 분할부분을 시일한다.
제1 덮개부 (41) 에는 수용실 (2) 에 개구되는 구멍부 (7c) 가 형성되어 있다. 수소흡장용 유닛 (11) 의 기단이 구멍부 (7c) 에 끼워맞춰져, 수소흡장용 유닛 (11) 의 선단이 본체부 (40) 의 선단부 (40d) 에 의해 지지된 상태에서 수용실 (2) 에 수용되어 있다.
라이너 (3) 의 외면에는 환형상 오목부로서의 환형상 홈 (46) 이 둘레방향을 따라 형성되어 있다. 환형상 홈 (46) 은 본체부 (40) 의 직경방향 외측을 향하여 개방되어 있다. 환형상 홈 (46) 은 암나사 (21) 의 위치보다도 직경방향 외측에 배치되어 있다. 환형상 홈 (46) 내에는 개구부 (40a) 의 확장방지용 환형상 보강부 (47) 가 형성되어 있다. 보강부 (47) 는 라이너 (3) 의 외면을 덮는 고강도 CFRP층 (4) 의 강화섬유다발에 사용된 것과 동일한 섬유강화수지로 구성되어 있다. 환형상 홈 (46) 의 깊이 및 폭은 수소탱크 (111) 내의 압력이 높은 상태에서 O링 (26) 이 제1 덮개부 (41) 와 본체부 (40) 사이를 확실하게 시일할 수있도록, 직경방향 (R) 에 관한 본체부 (40) 의 기단부 (40e) 의 팽창 (확장) 을 억제할 수 있는 범위내의 값으로 설정되어 있다. 또한 제2 덮개부 (42) 및 본체부 (40) 의 선단부 (40d) 에 형성되는 시일 구조는 제1 덮개부 (41) 및 본체부 (40) 의 기단부 (40e) 에 형성되는 시일 구조와 동일한 구성을 가지므로 그 설명을 생략한다.
다음으로 상기와 같이 구성된 수소탱크 (111) 의 제조방법을 설명한다. 수소탱크 (111) 를 제조할 때는, 먼저 제1 덮개부 (41) 에 수소흡장용 유닛 (11) 을 장착하고, 그 덮개부 (41) 를 본체부 (40) 의 기단측의 개구부 (40a) 를 막도록 볼트 (18) 에 의해 본체부 (40) 에 장착한다. 다음으로 제2 덮개부 (42) 를 타단측의 개구부 (40b) 를 막도록 볼트 (18) 에 의해 본체부 (40) 에 장착하여, 수소흡장용 유닛 (11) 이 수용된 라이너 (3) 를 준비한다. 라이너 (3) 를 도시하지 않은 필라멘트 와인딩 장치에 세팅하여, 제1 및 제2 덮개부 (41, 42) 의 양 환형상 홈 (46) 내에 수지함침 섬유다발을 미리 설정된 양만큼 감는다. 이 감는 양은 환형상 홈 (46) 내에 수용가능한 양이다. 각 환형상 홈 (46) 내에 감겨진 수지함침 섬유다발은 나중의 가열경화에 의해 상기 보강부 (47) 를 구성한다.
양 환형상 홈 (46) 으로의 수지함침 섬유다발의 권취 종료후, 계속해서 필라멘트 와인딩 장치에 의해, 필라멘트 와인딩을 실행하고, 라이너 (3) 의 외면에 수지함침 섬유다발을 헬리컬 감기층 및 후프 감기층이 소정 층수 형성될 때까지 감는다. 후프 감기층은 주로 라이너 (3) 의 통형상부 (몸통부) 에 형성된다. 다음에 수지함침 섬유다발이 감긴 라이너 (3) 를 필라멘트 와인딩 장치로부터 떼어내, 가열로에 넣고 수지를 가열경화시킨다. 다음에 버 (burr) 등을 제거한 후, 제2 덮개부 (42) 에 밸브 (10) 를 장착함으로써 수소탱크 (111) 가 완성된다.
다음으로 상기와 같이 구성된 수소탱크 (111) 의 작용을, 연료전지 탑재 전기자동차에 사용하는 경우를 예로 설명한다,
밸브 (10) 가 수소방출상태로 유지된 상태에서 연료극에서 수소가스가 사용되면, 밸브 (10) 를 통해 수소탱크 (111) 로부터 수소가스가 방출되어 연료극으로 공급된다. 수소탱크 (111) 내로부터 수소가스가 방출되면, 수소흡장합금으로부터 수소가스가 방출된다. 수소 방출은 흡열반응이므로, 수소의 방출에 필요한 열이 열매에 의해 공급되지 않으면, 수소흡장합금은 자체의 현열을 소비하여 수소를 방출한다. 따라서 수소흡장합금의 온도가 저하된다. 수소흡장합금의 온도가 저하되면 수소방출의 반응속도가 저하된다. 그러나 수소방출시에는 제1 및 제2 통로관 (7a, 7b) 을 통해 열매관 (12) 에 온수가 흐르고, 이 온수에 의해 열매관 (12) 및 핀 (13) 을 통해 수소흡장합금의 온도강하가 억제되어 수소방출의 반응이 원활하게 진행된다. 수소흡장합금으로부터 방출된 수소는 밸브 (10) 를 통해 수소탱크 (111) 의 외부로 방출되어 연료극으로 공급된다.
수소가 방출된 수소탱크 (111) 에 다시 수소가스를 충전, 즉 수소흡장합금에 수소가스를 흡장시키는 경우는, 밸브 (10) 를 수소충전상태로 전환하여 밸브 (10) 를 통해 수소탱크 (111) 내에 수소가스를 공급한다. 공급된 수소가스는 수소흡장합금과 반응하여 수소화물로 되어 수소흡장합금에 흡장된다. 수소의 흡장반응은 발열반응이므로, 수소의 흡장반응에서 발생된 열을 제거하지 않으면 흡장반응이 원활하게 진행되지 않는다. 그러나 수소가스를 충전할 때는, 양 통로관 (7a, 7b) 을 통해 열매관 (12) 에 냉수가 흐르고, 이 냉수에 의해 열매관 (12) 및 핀 (13) 을 통해 수소흡장합금의 온도상승이 억제되어, 수소가스의 흡장이 효율적으로 실행된다.
수소탱크 (111) 내의 압력이 외부 압력보다 높은 경우에는, 라이너 (3) 의 내면에 라이너 (3) 를 팽창시키는 압력이 가해진다. 그리고 수소가스의 충전 혹은 재충전 직후에는 수소탱크 (111) 내의 압력이 높고, 본체부 (40) 에는 각 개구부 (40a, 40b) 의 직경을 확장하도록, 즉 각 개구부 (40a, 40b) 를 직경방향에서 팽창시키는 힘이 본체부 (40) 에 작용한다. 이 힘에 고강도 CFRP층 (4) 에서만 대항하려고 해도, 개구부 (40a, 40b) 와 대응하는 위치에서의 고강도 CFRP층 (4) 의 부분에는 후프 감기층이 적기 때문에 팽창을 억제하기는 어렵다. 그러나 r각 개구부 (40a, 40b) 둘레면에 대응하는 본체부 (40) 의 외부면에 각각 보강부 (47) 가 존재함으로써, 개구부 (40a, 40b) 의 팽창이 억제되고, 덮개부 (41, 42) 볼록부 (43) 의 둘레면과 개구부 (40a, 40b) 둘레면 사이는 확실하게 O링 (26) 에 의해 시일되어 수용실 (2) 의 기밀성이 확보된다.
본 실시형태는 이하의 이점을 구비한다.
수소탱크 (111) 의 라이너 (3) 는, 조립품 (수소흡장용 유닛 (11)) 을 삽입가능한 개구부 (40a) 가 형성된 기단부 (40e) 와, 개구부 (40a) 를 덮는 제1 덮개부 (41) 로 분할된다. 제1 덮개부 (41) 볼록부 (43) 의 둘레면과 기단부 (40e) 둘레면 사이에 O링 (26) 이 개재되어 있다. 그리고 개구부 (40a) 와 대응하는라이너 (3) 의 외면에 개구부 (40a) 의 확장방지용 환형상의 보강부 (47) 가 형성되어 있다. 라이너 (3) 의 선단측도 대략 동일하게 구성되어 있다. 따라서 라이너 (3) 의 내부가 고압상태로 되어도, 각 개구부 (40a, 40b) 의 팽창이 대응하는 보강부 (47) 에 의해 억제되고, 또한 라이너 (3) 의 내부와 외부 사이는 O링 (26) 에 의해 확실하게 시일된다.
보강부 (47) 는 라이너 (3) 의 외면에 형성된 환형상 홈 (46) 내에 형성되어 있다. 따라서 보강부 (47) 는 라이너 (3) 의 돔부로부터 돌출되지 않고, 보강부 (47) 를 형성해도 고강도 CFRP층 (4) 을 구성하는 섬유다발의 배열에 악영향을 주지 않고, 바람직한 고강도 CFRP층 (4) 의 강도를 유지할 수 있다.
환형상 홈 (46) 은 직경방향으로 개방되고, 보강부 (47) 는 환형상으로 감긴 섬유다발을 강화섬유로 한 섬유강화수지로 구성되어 있다. 보강부 (47) 를 설치함으로써, 후프감기층을 개구부 (40a, 40b) 와 대응하는 부분으로 늘린 것과 동등한 효과가 얻어진다. 또 라이너 (3) 의 외면을 덮는 고강도 CFRP층 (4) 을 필라멘트 와인딩에 의해 형성하기에 앞서, 동일한 필라멘트 와인딩 장치를 사용하여 환형상 홈 (46) 내에 수지함침 섬유다발을 권취함으로써, 보강부 (47) 를 형성할 수 있게 된다.
보강부 (47) 는 라이너 (3) 의 외면을 덮는 고강도 CFRP층 (4) 의 강화섬유다발을 형성하는 섬유강화수지와 동일한 강화수지에 의해 구성되어 있다. 따라서 조립품 (수소흡장용 유닛 (11)) 이 수용된 라이너 (3) 의 외면에 고강도 CFRP층 (4) 을 형성하는 수지함침 섬유다발을 필라멘트 와인딩 장치로 감을 때, 고강도CFRP층 (4) 의 형성에 앞서 동일한 수지함침 섬유다발을 환형상 홈 (46) 에 감음으로써 형성할 수 있다. 그 결과 고강도 CFRP층 (4) 의 강화섬유다발과 다른 섬유다발을 강화섬유로서 사용하는 경우와 비교하여 보강부 (47) 의 형성이 간단해진다.
수소흡장용 유닛 (11) 의 기단측이 라이너 (3) 의 기단측에 형성된 제1 덮개부 (41) 에 고정되고, 수소흡장용 유닛 (11) 의 선단측이 라이너 (3) 의 선단부 (40d) 에 걸어맞춰진 상태로 지지된다. 따라서 수소탱크 (111) 가 진동해도 수용실 (2) 내에서 수소흡장용 유닛 (11) 이 라이너 (3) 에 대해 진동하거나 쉽게 위치가 어긋나지 않게 된다.
예를 들어 라이너의 일단측에만 개구부를 형성하고, 그 개구부를 덮개체에 의해 덮는 구성의 경우에는, 라이너의 타단측에 수소흡장용 유닛 (11) 의 선단부를 지지하는 지지부를 개구부로부터 도시하지 않은 절삭공구를 삽입하여 가공할 필요가 있어 작업성이 나쁘다. 한편 본 실시형태와 같이 라이너 (3) 의 양 단부에 각각 개구부 (40a, 40b) 를 형성함으로써, 본체부 (40) 단부의 가공작업을 쉽게 실시하게 된다.
다음으로 제4 실시형태의 수소탱크 (111) 를 도 9 에 의해 설명한다. 본 실시형태에서는, 보강부 (47) 를 라이너 (3) 의 축방향으로부터 끼워맞츨 수 있게 구성되어 있는 점이 도 7 및 도 8 의 실시형태와 다르고, 그 외의 구성은 도 7 및 도 8 의 실시형태와 동일하다. 도 7 및 도 8 의 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
도 9 에 나타낸 바와 같이 본체부 (40) 의 단면 (40c) 에는 환형상 오목부로서의 환형상 홈 (48) 이 둘레방향을 따라 형성되어 있다. 환형상 홈 (48) 은 볼트 (18) 위치에서 직경방향으로 외측에 배치된다. 환형상 홈 (48) 내에는 보강부 (147) 가 설치되어 있다. 보강부 (147) 재료의 강성은 라이너 (3) 재료의 강성보다 높고, 본 실시형태에서는 스테인리스강이 사용되고 있다. 보강부 (147) 는 스테인리스강의 판재를 프레스가공으로 펀칭하여 형성되어 있다. 보강부 (147) 의 두께 및 단면적은 수소탱크 (111) 내의 압력이 비교적 높은 상태에 있어서, 개구부 (40a) 의 팽창 (확장) 이 O링 (26) 에 의해 확실하게 시일되는 범위내의 값으로 설정되어 있다. 환형상 홈 (48) 의 깊이 및 폭은 상기 보강부 (147) 를 수용가능한 값으로 설정되어 있다. 보강부 (147) 는 내주면이 환형상 홈 (48) 에 끼워맞춰지는 상태에서 환형상 홈 (48) 내에 수용되어 있다. 환형상 홈 (48) 은 제1 덮개부 (41) 의 플랜지부 (44) 에 의해 덮여져 있다.
제2 덮개부 (42) 와 대응하는 본체부 (40) 의 선단부 (40d) 에도 제1 덮개부 (41) 측과 동일한 환형상 홈 (48) 이 형성되어 있다. 선단부 (40d) 의 환형상 홈 (48) 내에도 역시 보강부 (147) 가 수용되어 있다.
수소탱크 (111) 를 제조하는 경우, 양 덮개부 (41, 42) 를 본체부 (40) 에 고정하기 전에 양 보강부 (147) 가 대응하는 환형상 홈 (48) 내에 수용된다. 그리고 수소흡장용 유닛 (11) 을 내부에 수용한 라이너 (3) 에, 필라멘트 와인딩 장치에 의해 수지함침 섬유다발을 감은 후, 가열로에서 수지를 경화시켜 고강도 CFRP층 (4) 을 형성하고, 그 후 밸브 (10) 에 장착된다.
도 7 및 도 8 의 상기 실시형태에 나타낸 바와 같이 환형상 홈 (46) 내에 보강부 (47) 를 설치하는 경우는, 수지함침 섬유다발을 감은 후에 경화시키거나, 섬유다발을 감은 후 수지를 충전하여 경화시키거나, 금속선을 감아 보강부 (47) 를 형성할 필요가 있다. 즉 선재의 권취작업이 필요하게 된다. 따라서 라이너 (3) 로의 보강부 (47) 장착은 용이하지 않다. 이에 비해 도 9 의 실시형태에서는 금속제의 보강부 (147) 를 라이너 (3) 의 축방향으로부터 용이하게 본체부 (40) 에 장착할 수 있으므로 작업효율이 향상된다.
본 실시형태의 수소탱크 (111) 에서도, 라이너 (3) 의 내부가 고압상태로 되어도, 개구부 (40a, 40b) 의 팽창이 보강부 (147) 에 의해 억제된다.
본 실시형태는 도 7 및 도 8 의 상기 실시형태가 갖는 이점에 추가하여 다음의 이점을 갖는다.
환형상 홈 (48) 은 라이너 (3) 의 축방향 외측을 향하여 개방된다. 따라서 도 7 및 도 8 의 실시형태와 같이 라이너 (3) 의 직경방향 외측을 향하여 개방된 환형상 홈 (46) 을 형성한 경우와 달리, 보강부 (147) 를 환형상 홈 (48) 내에 용이하게 장착하는 것이 가능하다.
보강부 (147) 는 금속판을 프레스가공으로 펀칭하여 형성된다. 이 때문에, 보강섬유로서 섬유다발을 환형상으로 감은 섬유강화수지제의 것에 비교하여 제조가 간단하다.
보강부 (147) 의 재질로서 스테인리스강이 사용된다. 이 때문에 라이너 (3) 를 알루미늄합금제로 한 경우, 구리나 강 등의 다른 금속을 사용하여 보강부를형성한 경우와 달리 방청처리가 필요없게 된다.
또한 실시형태는 상기에 한정되지 않고, 예를 들어 다음과 같이 구체화되어도 된다.
도 1∼도 9 의 각 실시형태에 있어서, 라이너 (3) 는 양측이 분할식인 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 10 또는 도 15에 나타낸 바와 같이 라이너 (3) 의 선단부 (70) 를 일체형으로 하고, 기단부 (20) 만을 분할식으로 해도 된다. 도 15 는 도 7 및 도 8 의 변경예에 상당한다. 이 경우, 라이너 (3) 를 조립할 때에 볼트 (18) 를 나사부착하는 장착행정이 적어져 장착작업이 용이해진다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서, 라이너 (3) 내면의 선단측에 수소흡장용 유닛 (11) 의 선단부를 지지하는 돌출부 (15) 는 반드시 설치될 필요는 없고, 도 11 에 나타내는 바와 같이 생략되어도 된다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서, 수소흡장용 유닛 (11) 의 기단측의 지지방법은 돌출부 (17) 에 형성한 구멍부 (7c) 에 끼워맞추는 방법에 한정되지 않는다. 도 12 에 나타낸 바와 같이 대략 주발형상의 제1 덮개부 (7) 를 사용하고, 본체부 (5) 내면의 기단측에 돌출부 (145) 를 형성하고, 수소흡장용 유닛 (11) 을 양 돌출부 (15, 145) 에 의해 지지해도 된다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서 도 13 에 나타낸 바와 같이 본체부 (5) 의 측부로부터 직경방향 (R) 에 볼트 (18) 를 제1 덮개부 (7 ; 제2 덮개부 (9)) 에 나사부착하여 라이너 (3) 를 조립하는 구성으로 해도 된다. 이 경우 시일면 (29) 은 직경방향 (R) 을 따라 연장되고, 본체부 (5) 의 내면에 환형상 홈 (22) 을형성하여 박육부 (23) 와 가곡부 (24) 를 형성해도 된다. 또 이 구성에서 시일면 (29) 은 축방향 (L) 을 따라 연장되도록 배치되어도 된다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서 수소흡장용 유닛 (11) 과 돌출부 (15) 사이에 고무재가 설치되어도 된다. 이 경우 수용실 (2) 의 내부에서 위치결정된 수소흡장용 유닛 (11) 의 위치를 쉽게 어긋나지 않게 할 수 있다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서, 박육부 (23) 의 두께 (W1), 가곡부 (24) 의 두께 (W2, W3) 등은 적절하게 설정 변경되어도 된다. 또 선단측과 기단측에서 두께 (W1∼W3) 의 값은 다른 값으로 설정되어도 된다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서 O링 (26) 의 수용홈 (25) 은 제1 덮개부 (7 ; 제2 덮개부 (9)) 에 형성되는 것에 한정되지 않고, 예를 들어 본체부 (5) 에 형성되어도 된다.
도 1∼도 6 에 각 실시형태에 있어서, 박육부 (23) 및 가곡부 (24) 는 라이너 (3) 를 펀칭함으로써 형성되면 된다. 예를 들어 제1 덮개부 (7) 의 돌출부 (17) 에서 O링 (26) 이 위치하는 부위의 부근만을 남기고, 그 이외의 일체를 제거함으로써 박육부 (23) 및 가곡부 (24) 는 형성되어도 된다.
도 1∼도 6 의 각 실시형태에 있어서, 본체부 (5) 의 내면에 형성되는 돌기는, 수소흡장용 유닛 (11) 을 지지하는 돌출부 (15) 에 한정되지 않고, 다른 기능을 갖는 돌출부이어도 된다. 또 본체부 (5) 의 내면의 가공은 돌출부 (15) 를 설치하는 가공에 한정되지 않고, 오목부를 형성하는 등의 가공이어도 된다.
도 7 및 도 8 의 실시형태에 있어서, 보강부 (47) 를 라이너 (3) 의 외면을덮는 고강도 CFRP층 (4) 의 강화섬유다발보다도 고강도 섬유다발이 강화섬유로서 사용된 섬유강화수지로 구성되어도 된다. 이 경우, 보강부 (47) 를 구성하는 섬유다발이 라이너 (3) 의 외면을 덮는 고강도 CFRP층 (4) 의 강화섬유다발과 동일한 강도의 경우와 비교하여 섬유다발의 감김수를 적게 해도 동일한 강도가 얻어져, 각 개구부 (40a, 40b) 의 팽창을 억제하는데에 필요한 섬유다발의 양을 적게 할 수 있다. 따라서 양 덮개부 (41, 42) 와 본체부 (40) 를 연결하는 각 볼트 (18) 를 나사부착하는 암나사 (21) 를 형성하는 공간을 확보하기 쉬워진다.
도 7 및 도 8 의 실시형태에 있어서, 환형상 홈 (46) 의 깊이가 자체의 폭보다도 작아도 된다. 또 환형상 홈 (46) 의 저면이 환형상 홈 (46) 의 개방단과 평행인 형상이어도 된다. 환형상 홈은 단면이 V자형상이나 단면이 U자형상을 이루어도 된다.
도 7 및 도 8 의 실시형태에 있어서, 환형상 홈 (46) 내의 전체에 보강부 (47) 를 구성하는 수지함침 섬유다발이 충전되어 있을 필요는 없고, 수지함침 섬유다발이 환형상 홈 (46) 의 저부측에 충전됨과 동시에 환형상 홈 (46) 의 개방측에 공간이 형성되거나, 수지가 충전된 구성으로 해도 된다.
도 7 및 도 8 의 실시형태에 있어서, 보강부 (47) 는 고강도 CFRP층 (4) 를 형성하기 직전에 도시하지 않은 필라멘트 와인딩 장치로 감아 형성하는 방법에 한정하지 않고, 미리 보강부 (47) 가 환형상 홈 (46) 내에 형성된 본체부 (40) 를 제조하여 보관해 두어도 된다. 특히 보강부 (47) 를 구성하는 섬유다발과 고강도 CFRP층 (4) 를 구성하는 섬유다발이 다른 경우는, 미리 보강부 (47) 를 형성해 두는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 8 의 실시형태에 있어서, 보강부 (47) 는 섬유강화수지제에 한정되지 않는다. 예를 들어 금속의 선재를 감아 보강부 (47) 가 형성되어도 된다. 금속 선재의 양단을 서로 연결하여 권취상태가 쉽게 느슨해지지 않게 하는 것이 바람직하다.
보강부 (47) 를 고강도 CFRP층 (4) 의 형성에 앞서 필라멘트 와인딩 장치로 감는 경우, 도 14(a) 에 나타낸 바와 같이 환형상 홈 (46) 의 일방의 측벽이 제1 덮개부 (41) 의 플랜지 (44) 에 의해 구성되어도 된다. 즉, 환형상 홈 (46) 과 플랜지 (44) 사이에서 직경방향으로 연장되는 본체부 (40) 의 연장부분이 생략되어도 된다. 이 경우 축방향에서의 환형상 홈 (46) 의 폭을 크게 취할 수 있다.
도 9 의 실시형태에 있어서, 보강부 (147) 를 환형상 홈 (48) 에 수용하는 대신에, 도 14(b) 에 나타낸 바와 같이 본체부 (40) 의 단부에 환형상 오목부로서의 환형상 절결 (131) 을 형성하고, 환형상 절결 (131) 내에 보강부 (147) 가 수용되어도 된다. 이 경우 보강부 (147) 의 외주면은 고강도 CFRP층 (4) 의 곡면을 따르도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 9 의 실시형태 또는 도 14(b) 의 실시형태와 같이 보강부 (147) 가 라이너 (3) 의 축방향으로부터 환형상 홈 (48) 또는 환형상 절결 (131) 에 끼워맞춰지는 경우, 보강부 (147) 는 스테인리스강에 한정되지 않고, 스테인리스강 이외의 금속제이어도 된다. 또 금속제에 한정되지 않고, 섬유강화수지제, 금속기복합재 (Metal Matrix Composite (MMC)) 제로 해도 된다. 알루미늄합금을 매트릭스로하고, 탄화규소를 강화재로 한 상기 MMC 를 사용하면, 알루미늄합금과 동일한 정도의 무게로 강성이 주철 이상으로 된다.
도 7∼ 도 9, 도 14(a)∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 볼록부 (43) 에 수용홈 (43a) 을 형성하는 대신에, 수용홈 (43a) 을 각 개구부 (40a, 40b) 의 둘레면에 형성해도 된다.
도 7∼도 9 의 각 실시형태에 있어서, 양 덮개부 (41, 42) 의 볼록부 (43) 는, 라이너 (3) 의 축방향으로 평행하게 연장되는 원주형상에 한정하지 않고, 예를 들어 선단측을 향하여 직경이 축소되는 원추대형상이어도 된다.
O링 (26) 을 수용하는 수용홈을 볼록부 (43) 또는 개구부 (40a, 40b) 를 구획하는 부분의 둘레면에 형성하는 대신에, 개구부 (40a, 40b) 의 덮개부 (41, 42) 측단부 둘레가장자리에 모따기부 또는 절결을 형성해도 된다. 상기 모따기부 또는 절결과, 덮개부 (41, 42) 의 플랜지 (44) 의 단면과, 볼록부 (43) 의 기단 둘레면으로 둘러싸이는 공간에 O링 (26) 을 배치해도 된다.
열매관 (12) 은 U자형상이 아니라 복수회 굴곡된 형상이어도 된다.
섬유강화 플라스틱의 재질은 탄소섬유에 한정되지 않고, 유리섬유나 탄화규소계 세라믹 섬유나 아라미드 섬유 등의 일반적으로 고탄성ㆍ고강도로 불리는 기타 섬유가 사용되어도 된다.
라이너 (3) 의 재질은 알루미늄합금에 한정되지 않고, 수용실 (2) 의 기밀성을 확보할 수 있으면 기타 금속이 사용되어도 된다. 또 라이너 (3) 의 재질은 금속에 한정하지 않고 폴리아미드, 고밀도 폴리에틸렌 등의 합성수지이어도 된다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 덮개부와 대응하는 본체부 (5, 40) 와의 사이를 시일하는 시일부재는 시일 위치에 배치되지 않는 개방상태에서 그 단면형상이 원형에 한정되지 않고, 그 외의 형상이어도 된다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 수소탱크 (1, 111) 는 열교환기능을 갖는 조립품으로서 수소흡장용 유닛 (11) 을 내장하는 구성에 한정되지 않고, 도 16 의 종래의 수소탱크 (51) 와 같이 수소흡장합금을 내장시키지 않고 수소를 가압상태에서 저장 (충전) 하고, 내부에 충전된 수소와 열을 주고받는 열교환 핀 조립체를 내장해도 된다. 열교환 핀 조립체의 구성은 도 16 에 나타내는 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 상기 실시형태의 수소흡장용 유닛 (11) 과 같이 열매관 (12) 에 복수의 핀 (13) 이 설치된 구성으로 해도 된다. 또 조립품으로서 수소흡장합금을 지지하는 기능은 갖지만, 열매를 흘려보내는 기능을 구비하지 않은 지지부재를 수소탱크 (1, 111) 내에 수용해도 된다.
도 1∼ 도 15 에 각 실시형태에 있어서, 수소탱크 (1, 111) 의 수용실 (2) 에 내장되는 물체는 수소흡장용 유닛 (11) 에 한정되지 않고, 예를 들어 열교환기로서 기능하는 핀 어셈블리이어도 된다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 수소탱크 (1, 111) 는 수소흡장용 유닛 (11) 을 내장하지 않은 구성이어도 된다.
수소흡장용 유닛 (11) 은 양 단부에서 라이너 (3) 에 지지되는 구성에 한정되지 않고, 기단측에서 외팔보 상태에서 라이너 (3) 에 지지되는 구성이어도 된다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 수소탱크 (1, 111) 의 탑재대상은 연료전지 전기자동차나 수소자동차에 한정되지 않고, 예를 들어 가정용 전원의 연료전지에 사용되는 수소탱크이어도 되고, 탑재대상은 특별히 한정되지 않는다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 수소탱크 (1, 111) 내에 가스가 유통되기 위한 통로는 라이너 (3) 선단측의 제2 덮개부 (8, 42) 에 형성하는 대신에, 라이너 (3) 기단측의 제1 덮개부 (7, 41) 에 형성되어도 된다. 이 경우, 라이너 (3) 의 선단측에 수소가스의 통로를 형성할 필요가 없어 라이너 (3) 의 제조가 보다 간단해진다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, 본체부 (5) 와 제1 덮개부 (7 ; 제 2 덮개부 (9)) 사이, 혹은 개구부 (40a, 40b) 둘레면과 대응하는 덮개부 (41, 42) 의 볼록부 (43) 둘레면 사이에 개재된 O링 (26) 의 개수는 하나로 한정되지 않고 복수개이어도 된다.
도 1∼도 15 의 각 실시형태에 있어서, O링 (26) 은 예를 들어 니트릴고무, 스티롤고무, 규소고무, 아크릴고무, 불소고무 등을 사용해도 되고, 그 재질은 특별히 한정되지 않는다. 또 시일 부재에는 고무제의 O링 (26) 에 한정되지 않고, 금속 시일 등의 다른 부재가 사용되어도 된다.
수소를 저장하는 수소탱크에 한정되지 않고, 예를 들어 질소, 압축천연가스 등의 다른 가스를 저장하는 고압탱크에 본 발명에 적용되어도 된다.
본 발명의 실시형태를 도면에 관련지어 설명했는데, 본 발명은 상기에 한정되지 않고, 첨부한 청구범위 및 등가물로 변경되어도 된다.
본 발명은 라이너의 분할부분을 확실하게 시일할 수 있는 고압탱크를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 고압가스를 저장하는 금속제의 중공형상 라이너와,
    상기 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱층을 구비하고, 상기 라이너는 개구부를 갖는 라이너 본체와, 상기 개구부를 폐쇄하도록 라이너 본체에 접합되는 덮개체를 포함하고, 라이너 본체 및 덮개체는, 상기 개구부의 둘레에서 서로 대향하는 접합면을 갖고, 양 접합면 사이에는 개구부의 둘레를 연장하는 시일 부재가 설치되고, 시일 부재와 접촉하는 양 접합면의 부분은 시일면으로서 기능하고, 라이너 본체 및 덮개체의 일방은 변형가능부를 갖고, 이 변형가능부는, 일방의 시일면을 타방의 시일면에 향하게 하도록, 라이너내의 압력에 의해 변형가능한 고압탱크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변형가능부는 일방의 시일면을 갖는 고압탱크.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 라이너 본체는 통형상을 이루며 동시에, 축방향의 적어도 일단에 상기 개구부를 갖고, 상기 양 시일면은 상기 라이너 본체의 축방향을 따라 연장되고, 상기 변형가능부는 라이너내의 압력에 의해 라이너 본체의 직경방향을 향하여 변형가능한 고압탱크.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 변형가능부는, 라이너 본체의 직경방향에 관해 외측의 부분에 상기 시일면을 갖고, 변형가능부는 라이너내의 압력에 의해 신장변형가능한 박육부를 포함하고, 이 박육부는 라이너 본체의 직경방향에 관해 시일면보다도 내측에 위치하는 고압탱크.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 라이너 본체는 통형상을 이루며 동시에, 축방향의 적어도 일단에 상기 개구부를 갖고, 상기 양 시일면은 상기 라이너 본체의 직경방향을 따라 연장되고, 상기 변형가능부는, 라이너내의 압력에 의해 라이너 본체의 축방향을 향하여 변형가능한 고압탱크.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 변형가능부는, 라이너 본체의 축방향에 관해 외측의 부분에 상기 시일면을 갖고, 변형가능부는 라이너내의 압력에 의해 신장변형가능한 박육부를 포함하고, 이 박육부는 라이너 본체의 축방향에 관해 시일면보다도 내측에 위치하는 고압탱크.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있이서, 상기 변형가능부는 상기 라이너 본체 또는 상기 덮개체 내면 일부의 두께를 경감함으로써 형성되는 고압탱크.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형가능부는, 상기 라이너내의 압력에 의해 굽힘변형가능한 가곡부를 포함하고, 그 가곡부는, 상기 시일부재를 수용하기 위한 수용홈을 변형가능부에 형성함으로써 형성되는 고압탱크.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 라이너 본체는 통형상을 이루고, 상기 개구부는 라이너 본체의 축방향 양단에 형성된 2개의 개구부 중의 하나이며, 상기 덮개체는 이들 개구부에 각각 대응하는 2개의 덮개체 중의 하나인 고압탱크.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 라이너의 내부에는 가스흡장 유닛이 수용되는 고압탱크.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 라이너 본체는, 그 축방향의 적어도 일단의 내면에 돌기를 갖고, 이 돌기는 상기 라이너의 내부에서 가스흡장 유닛을 지지하는 고압탱크.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이너의 내부에는 가스흡장 유닛이 수용되는 고압탱크.
  13. 고압가스를 저장하는 중공형상 라이너로, 상기 라이너의 내부에 조립품이 수용되는 것과,
    상기 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱층을 구비하고, 상기 라이너는 그 축방향의 적어도 일단에 개구부를 갖는 통형상의 라이너 본체와, 상기 개구부를 폐색하도록 라이너 본체에 접합되는 덮개체를 포함하고, 상기 조립품은 상기 개구부를 통해 라이너 본체내에 삽입되고, 상기 덮개체는 상기 개구부에 끼워맞춰지는볼록부와, 상기 볼록부보다 직경이 큰 플랜지를 구비하고, 상기 볼록부의 둘레면과 그 둘레면에 대향하는 라이너 본체의 부분 사이에는 시일 부재가 설치되고, 상기 라이너 본체는, 상기 개구부와 대응하는 부분에, 개구부를 포위하는 환형상 오목부를 갖고, 상기 오목부에는 개구부의 확장개방을 방지하기 위한 환형상 보강부가 설치되는 고압탱크.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 환형상 오목부는 상기 라이너 본체의 적어도 직경방향 외측에 개방되고, 상기 보강부는 환형상 오목부내에 환형상으로 감긴 섬유다발을 함유하는 섬유강화 플라스틱으로 이루어지는 고압탱크.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 환형상 오목부는, 상기 라이너 본체의 적어도 축방향으로 향하여 개방되고, 상기 보강부는 상기 라이너 본체의 축방향으로부터 상기 환형상 오목부에 끼워맞춰지는 고압탱크.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 라이너 본체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금제이고, 상기 보강부는 스테인리스제인 고압탱크.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 보강부는, 상기 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱층의 섬유다발보다 고강도의 섬유다발을 함유하는 섬유강화 플라스틱으로 이루어지는 고압탱크.
  18. 고압탱크의 제조방법으로서, 고압탱크는 열교환기능을 갖는 조립품을 수용하는 중공형상 라이너와, 상기 라이너의 외면을 덮는 섬유강화 플라스틱층을 구비하고, 상기 라이너는 그 축방향의 적어도 일단에 개구부를 갖는 통형상의 라이너 본체와, 상기 개구부를 폐색하는 덮개체를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 조립품을 상기 개구부를 통해 라이너 본체내에 삽입하는 공정과,
    상기 덮개체에 설치된 볼록부의 둘레면과 그 둘레면에 대향하는 라이너 본체의 부분 사이에 시일 부재를 배치한 상태에서, 상기 볼록부를 상기 개구부에 끼워맞추는 공정과,
    상기 개구부와 대응하는 상기 라이너 본체의 외주면의 부분에 형성된 환형상 오목부내에, 수지함침(含浸)섬유다발을 감는 제1 권취공정과,
    상기 제1 권취공정후, 상기 라이너의 외면에 필라멘트 와인딩에 의해 수지함침 섬유다발을 감는 제2 권취공정으로, 수지가 경화됨으로써 상기 섬유강화 플라스틱층을 상기 라이너의 외면에 형성하는 것을 포함하는 고압탱크의 제조방법.
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