KR20060107126A - Manufacturing method and aluminum liner of the high pressure aluminum tank - Google Patents

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KR20060107126A KR1020050029148A KR20050029148A KR20060107126A KR 20060107126 A KR20060107126 A KR 20060107126A KR 1020050029148 A KR1020050029148 A KR 1020050029148A KR 20050029148 A KR20050029148 A KR 20050029148A KR 20060107126 A KR20060107126 A KR 20060107126A
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Abstract

맨드릴에 알루미늄 소재를 끼워 용기 형상의 알루미늄 라이너(110)를 절삭 가공에 의해 가공하되, 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 수평이 되도록 가공하는 과정과, Process the cutting of the container-shaped aluminum liner 110 by inserting an aluminum material on the mandrel, the horizontal side 111 of the aluminum liner 110 to be horizontal,

상기 과정을 거친 알루미늄 라이너(110)와 부합하여 용접 결합하도록 또 하나의 알루미늄 라이너(110)를 용기 형상으로 절삭 가공하되, 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 수평이 되도록 가공하는 과정과, The process of cutting another aluminum liner 110 in the shape of a container so as to be welded and bonded in accordance with the aluminum liner 110, the side 111 of the aluminum liner 110 is horizontal, and

상기 두 알루미늄 라이너(110)의 개방되는 부분에 형성된 종단(112)을 서로 부합하여 용접하는 과정과, Welding the ends 112 formed on the open portions of the two aluminum liners 110 to match each other;

상기 용접 과정에 의해 돌출된 용접부(113)가 돌출되지 않도록 용접부(113)의 좌우측에 섬유나 밴드 등의 채움재(140)로 와인딩하는 과정과, Winding the filling material 140 such as a fiber or a band on left and right sides of the welding part 113 such that the welding part 113 protruding by the welding process does not protrude;

상기 과정에 의해 제작된 알루미늄 라이너(110)의 강도를 보강하기 위해 외부에 탄소 섬유 복합재 등의 고강도사(120)를 와인딩하는 과정과, Winding a high strength yarn 120 such as a carbon fiber composite to the outside to reinforce the strength of the aluminum liner 110 produced by the above process;

상기 과정에 의해 고강도사(120)가 와인딩된 외면에 고강도사(120)를 보호하기 위해 필라멘트사(130)를 와인딩하는 과정으로 구성되는 통상적인 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법에 있어서,In the manufacturing method of a typical aluminum high pressure tank consisting of winding the filament yarn 130 to protect the high strength yarn 120 on the outer surface of the high strength yarn 120 is wound by the above process,

상기 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 개방된 부분의 종단(112)으로 갈 수록 낮아지도록 제작 방법을 개선하는 것과 상기 알루미늄 라이너(110)를 형성하는 것을 특징으로 한다.The side line 111 of the aluminum liner 110 is characterized in that to improve the manufacturing method to be lowered toward the end 112 of the open portion and to form the aluminum liner 110.

알루미늄 고압 탱크, 알루미늄 라이너, 액화 개스, 탄소 섬유 복합재 Aluminum high pressure tank, aluminum liner, liquefied gas, carbon fiber composite

Description

알루미늄 고압 탱크의 제작 방법 및 알루미늄 라이너 {Manufacturing method and aluminum liner of the high pressure aluminum tank}Manufacturing method and aluminum liner of the high pressure aluminum tank

도 1은 일반적인 알루미늄 고압 탱크를 도시한 사시도1 is a perspective view of a typical aluminum high pressure tank

도 2는 종래의 알루미늄 고압 탱크를 구성하는 알루미늄 라이너를 도시한 단면도2 is a cross-sectional view showing an aluminum liner constituting a conventional aluminum high pressure tank.

도 3은 종래의 알루미늄 고압 탱크를 도시한 단면도3 is a cross-sectional view showing a conventional aluminum high pressure tank.

도 4는 도 3의 a부를 도시한 것으로서 필라멘트사가 좌우로 밀리는 것을 도시한 단면도4 is a cross-sectional view showing part a of FIG. 3 showing that the filament yarn is pushed from side to side

도 5는 도 3의 a부를 도시한 것으로서 내압이 경사지게 작용하는 것을 도시한 단면도FIG. 5 is a sectional view showing part a of FIG. 3 showing that the internal pressure is inclined.

도 6은 본 발명의 기술이 적용되는 알루미늄 라이너를 도시한 단면도6 is a cross-sectional view showing an aluminum liner to which the technique of the present invention is applied.

도 7은 본 발명의 기술이 적용되는 알루미늄 고압 탱크를 도시한 단면도7 is a cross-sectional view showing an aluminum high pressure tank to which the technique of the present invention is applied.

도 8은 도 7의 b부를 도시한 확대도8 is an enlarged view of a part b of FIG. 7;

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명** Description of the symbols used in the main parts of the drawings *

110: 알루미늄 라이너 120: 고강도사110: aluminum liner 120: high strength yarn

130: 필라멘트사 111: 측면130: filament yarn 111: side

112: 종단 113: 용접부112: termination 113: weld

본 발명은 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법 및 알루미늄 라이너에 관한 것으로서 고강도사 및 필라멘트사의 와인딩이 용이하며, 견고하고 안전한 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법 및 알루미늄 라이너에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum high pressure tank and an aluminum liner, and to a method for manufacturing an aluminum high pressure tank and an aluminum liner, which is easy to wind, and secures high strength yarns and filament yarns.

도 1은 일반적인 알루미늄 고압 탱크를 도시한 사시도, 도 2는 종래의 알루미늄 고압 탱크를 구성하는 알루미늄 라이너를 도시한 단면도, 도 3은 종래의 알루미늄 고압 탱크를 도시한 단면도, 도 4는 도 3의 a부를 도시한 것으로서 필라멘트사가 좌우로 미끄러지는 것을 도시한 단면도, 도 5는 도 3의 a부를 도시한 것으로서 내압이 경사지게 작용하는 것을 도시한 단면도로서 함께 설명한다.1 is a perspective view showing a general aluminum high pressure tank, Figure 2 is a cross-sectional view showing an aluminum liner constituting a conventional aluminum high pressure tank, Figure 3 is a cross-sectional view showing a conventional aluminum high pressure tank, Figure 4 is a 5 is a cross-sectional view showing the filament yarn sliding left and right, as shown in the Figure, Figure 5 is a cross-sectional view showing that the internal pressure is inclined as shown in part a of FIG.

일반적으로 알루미늄 고압 탱크(1)는 고압의 액화 개스를 저장하는 데 사용하는 것으로서 내부에는 상기 고압의 액화 개스를 저장하는 알루미늄 라이너(10)가 구성되고, 상기 알루미늄 라이너(10) 외측에는 탄소 섬유 복합재 등으로 구비되는 고강도사(20)가 와인딩되며, 상기 고강도사(20)를 보호하기 위해 필라멘트사(30)가 외부에 와인딩되는 구성이다.In general, the aluminum high pressure tank 1 is used to store high pressure liquefied gas, and an inner liner 10 storing the high pressure liquefied gas is configured therein and a carbon fiber composite material outside the aluminum liner 10. The high-strength yarn 20 provided by the winding is wound, and the filament yarn 30 is wound to the outside to protect the high-strength yarn 20.

상기 구성의 알루미늄 고압 탱크(1)를 제작하는 종래의 방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the conventional method for producing the aluminum high pressure tank (1) of the above configuration.

맨드릴에 알루미늄 소재를 끼워 용기 형상의 알루미늄 라이너(10)를 절삭에 의해 가공하되, 알루미늄 라이너(10)의 측면(11)이 수평이 되도록 가공한다.The aluminum material is inserted into the mandrel, and the container-shaped aluminum liner 10 is processed by cutting, but the side line 11 of the aluminum liner 10 is processed to be horizontal.

상기 과정을 거친 알루미늄 라이너(10)와 부합하여 용접 결합하도록 또 하나의 알루미늄 라이너(10)를 용기 형상으로 절삭하되, 알루미늄 라이너(10)의 측면(11)이 수평이 되도록 가공한다.Another aluminum liner 10 is cut into a container shape so as to be welded to match the aluminum liner 10 which has been subjected to the above process, and the side line 11 of the aluminum liner 10 is processed to be horizontal.

상기 두 알루미늄 라이너(10)의 개방되는 부분에 형성된 종단(12)을 서로 부합하여 용접한 후, 상기 용접 과정에 의해 돌출된 용접부(13)의 좌우측에 섬유나 밴드 등으로 구비되는 채움재(40)를 와인딩하여 용접부(13)가 돌출되지 않도록 한다.After the end portions 12 formed on the open portions of the two aluminum liners 10 are welded to match each other, the filler 40 provided with fibers or bands on the left and right sides of the welded portion 13 protruding by the welding process. Winding so that the weld 13 does not protrude.

상기 과정에 의해 제작된 알루미늄 라이너(10)의 외부에 탄소 섬유 복합재 등의 고강도사(20)를 와인딩한 후, 필리멘트사(30)로 와인딩함으로써 제작은 완료되는 데, 상기 제작 방법과 알루미늄 라이너(10)의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.After winding the high-strength yarn 20, such as a carbon fiber composite material on the outside of the aluminum liner 10 produced by the above process, by winding the filament yarn 30, the production is completed, the production method and the aluminum liner The problem of (10) is as follows.

상기에서 용접부(13) 좌우측에 채움재(40)를 와인딩하게 되면 용접부(13), 채움재(40), 알루미늄 라이너(10)의 측면(11) 순으로 낮아지는 경사면이 좌우로 형성되어 고강도사(20)가 좌우 경사면(m)을 타고 미끄러짐으로써 와인딩이 용이하지 않게 된다.When the filling material 40 is wound on the left and right sides of the welding part 13, the inclined surface that is lowered in the order of the welding part 13, the filling material 40, and the side surfaces 11 of the aluminum liner 10 is formed to the left and the high strength yarn 20. ) Slides along the left and right slopes (m), so that the winding is not easy.

상기 과정에 의해 고강도사(20)를 와인딩하게 되면 좌우로 하향 경사지게 와인딩 되어, 필라멘트사(30)를 권취하게 되면 역시 경사면(n)을 타고 좌우측으로 미끄러지게 되어 필라멘트사(30)의 와인딩 작업이 용이하지 않게 된다.When the high-strength yarn 20 is wound by the above process, it is wound downwardly to the left and right, and when the filament yarn 30 is wound up, the winding work of the filament yarn 30 is also slid left and right by the inclined plane n. It is not easy.

상기 고강도사(20)는 알루미늄 라이너(10) 외부에 경사지게 와인딩됨으로써 도 5에서 보듯이 내압은 상기 고강도사(20)가 와인딩된 경사면(n)에 수직으로 작용 하게 되어 알루미늄 라이너(10)의 용접부(13)를 중심으로 좌우로 벌어지는 형태로 경사지게 작용하게 된다.As the high strength yarn 20 is wound inclined to the outside of the aluminum liner 10, as shown in FIG. (13) is inclined in a shape that opens to the left and right about the center.

상기 내압의 작용에 의해 용접부(13)에는 좌우로 인장력이 작용하게 되어 상기 내압이 지속적으로 작용할 경우, 알루미늄 라이너(10)는 파열되어 폭발 사고를 유발하게 된다.The tensile force is applied to the welding portion 13 from side to side by the action of the internal pressure, and when the internal pressure is continuously applied, the aluminum liner 10 is ruptured to cause an explosion accident.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법 및 알루미늄 라이너를 개선함으로써 고강도사 및 필라멘트사의 와인딩이 용이하며, 고강도사가 와인딩된 외면이 수평으로 형성됨으로써 알루미늄 라이너의 측면에 수직으로 내압이 작용하도록 하여 알루미늄 라이너의 파열을 방지하여 보다 견고하고 안전한 알루미늄 고압 탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is easy to wind the high-strength yarn and filament yarn by improving the manufacturing method and the aluminum liner of the aluminum high pressure tank to solve the above problems, and the internal pressure is vertically perpendicular to the side of the aluminum liner by forming the outer surface of the high-strength yarn wound horizontally To prevent bursting of the aluminum liner to provide a more robust and safe aluminum high pressure tank.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개선된 공정과 구조 및 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, look at the improved process, structure and embodiments of the present invention for achieving the above object.

도 6은 본 발명의 기술이 적용되는 알루미늄 라이너를 도시한 단면도, 도 7은 본 발명의 기술이 적용되는 알루미늄 고압 탱크를 도시한 단면도, 도 8은 도 7의 b부를 도시한 확대도로서 함께 설명한다.6 is a cross-sectional view showing an aluminum liner to which the technique of the present invention is applied, FIG. 7 is a cross-sectional view showing an aluminum high pressure tank to which the technique of the present invention is applied, and FIG. 8 is an enlarged view showing part b of FIG. do.

일반적으로 알루미늄 고압 탱크(101)는 고압의 액화 개스를 저장하는 데 사용하는 것으로서 내부에는 상기 고압의 액화 개스를 저장하는 알루미늄 라이너(110)가 구성되고, 상기 알루미늄 라이너(110) 외측에는 탄소 섬유 복합재 등으로 구비되는 고강도사(120)가 외인딩되며, 상기 고강도사(120)를 보호하기 위해 필라멘트사(130)가 외부에 와인딩되는 구성이다.In general, the aluminum high pressure tank 101 is used to store a high pressure liquefied gas, and an aluminum liner 110 configured to store the high pressure liquefied gas is formed therein, and a carbon fiber composite material outside the aluminum liner 110. The high-strength yarn 120 provided in the outside is wound, and the filament yarn 130 is wound to the outside to protect the high-strength yarn 120.

상기 일반적인 알루미늄 고압 탱크(101)를 제작하는 통상적인 방법을 살펴보면, 다음과 같다.Looking at the conventional method for manufacturing the general aluminum high pressure tank 101, as follows.

맨드릴에 알루미늄 소재를 끼워 용기 형상의 알루미늄 라이너(110)를 절삭 가공에 의해 형성하되, 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 수평이 되도록 가공하는 과정과, 상기 과정을 거친 알루미늄 라이너(110)와 부합하여 용접 결합하도록 또 하나의 알루미늄 라이너(110)를 용기 형상으로 절삭 가공하되, 알루미늄 라이너(110)의 측면이 수평이 되도록 가공하는 과정과, 상기 두 알루미늄 라이너(110)의 개방되는 부분에 형성된 종단(112)을 서로 부합하여 용접하는 과정과, 상기 용접 과정에 의해 돌출된 용접부(113)가 돌출되지 않도록 용접부(113)의 좌우측에 섬유나 밴드 등의 채움재(140)로 와인딩하는 과정과, 상기 과정에 의해 제작된 알루미늄 라이너(110)의 외부에 탄소 섬유 복합재 등의 고강도사(120)를 와인딩한 후, 용접부(113)가 돌출되지 않도록 하는 과정과, 상기 과정에 의해 고강도사(120)가 와인딩된 외면에 고강도사(120)를 보호하기 위해 필라멘트사(130)를 와인딩하는 과정으로 알루미늄 고압 탱크(101)가 제작된다.The aluminum material is inserted into the mandrel, and the container-shaped aluminum liner 110 is formed by cutting, and the side line 111 of the aluminum liner 110 is processed to be horizontal, and the aluminum liner 110 undergoes the above process. In addition, the cutting process of another aluminum liner 110 in the shape of a container to be welded in combination with the process, the side surface of the aluminum liner 110 to be horizontal, and the opening portion of the two aluminum liner 110 A process of welding the formed ends 112 in conformity with each other, and winding the filling material 140 such as a fiber or a band on the left and right sides of the weld part 113 such that the weld part 113 protruded by the welding process does not protrude; After winding the high-strength yarn 120 such as a carbon fiber composite material to the outside of the aluminum liner 110 manufactured by the above process, the process of preventing the weld portion 113 from protruding, The aluminum high pressure tank 101 is manufactured by winding the filament yarn 130 to protect the high strength yarn 120 on the outer surface of the high strength yarn 120 wound by the above process.

본 발명은 상기 제작 방법에서 도 6에서 처럼 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 개방된 쪽에 형성된 종단(112)으로 갈 수록 하향 경사지도록 형성함으로써, 2개의 알루미늄 라이너(110)를 부합하게 되면, 용접부(113)에서 좌우측으로 상향 경사면이 형성된다.According to the present invention, when the side 111 of the aluminum liner 110 is formed to be inclined downward toward the end 112 formed on the open side, as shown in FIG. In the welding portion 113, upwardly inclined surfaces are formed.

상기 가공에 의해 형성된 알루미늄 라이너(110)의 돌출된 용접부(113) 좌우측에 채움재(140)를 와인딩하게 되면, 용접부(113)와 채움재(140) 및 상기 채움재 (140) 양쪽 외측에 형성된 알루미늄 라이너(110)의 양쪽 측면(111)은 수평하게 된다.When the filling material 140 is wound on the right and left sides of the protruding welding portion 113 of the aluminum liner 110 formed by the processing, the welding portion 113 and the filling material 140 and the aluminum liner formed on both outer sides of the filling material 140 ( Both sides 111 of 110 are horizontal.

이 상태에서 고강도사(120)를 와인딩하게 되면 용이하게 수평으로 권취할 수 있으며, 상기 와인딩된 고강도사(120) 외면에 필라멘트사(130) 또한 용이하게 수평으로 와인딩할 수 있게 된다. Winding the high strength yarn 120 in this state can be easily wound horizontally, the filament yarn 130 can also be easily wound horizontally on the outer surface of the wound high strength yarn 120.

상기에서 권취된 고강도사(120)의 외측면은 수평이기에 내압은 상기 외측면에 수직으로 작용하게 됨으로써, 알루미늄 라이너(110)의 내면에도 수직으로 작용하게 되어, 용접부(113)에서 좌우로 인장하는 인장력이 작용하지 않게 되어 고강도의 내압을 견딜 수 있게 된다.Since the outer surface of the high-strength yarn wound 120 is horizontal, the internal pressure acts perpendicularly to the outer surface, thereby acting vertically on the inner surface of the aluminum liner 110, and tensioning from the welding part 113 to the left and right. Tensile force is not acted to withstand high strength internal pressure.

상기 발명에 의해 알루미늄 라이너의 측면이 종단으로 갈 수록 하향 경사지도록 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법과 알루미늄 라이너의 형상을 개선함으로써 고강도사 및 필라멘트사를 용이하게 와인딩할 수 있으며, 고강도사가 수평으로 와인딩됨으로써 알루미늄 라이너의 내측면에 수직으로 내압이 작용하게 되어 고압에도 견딜 수 있고, 안전한 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to easily wind the high strength yarn and the filament yarn by improving the manufacturing method of the aluminum high pressure tank and the shape of the aluminum liner so that the side of the aluminum liner is inclined downward toward the end, and the high strength yarn is wound horizontally so that the aluminum Since the internal pressure acts perpendicular to the inner surface of the liner, it can withstand high pressure and has a safe effect.

Claims (2)

맨드릴에 알루미늄 소재를 끼워 용기 형상의 알루미늄 라이너(110)를 절삭 가공에 의해 가공하되, 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 수평이 되도록 가공하는 과정과, Process the cutting of the container-shaped aluminum liner 110 by inserting an aluminum material on the mandrel, the horizontal side 111 of the aluminum liner 110 to be horizontal, 상기 과정을 거친 알루미늄 라이너(110)와 부합하여 용접 결합하도록 또 하나의 알루미늄 라이너(110)를 용기 형상으로 절삭 가공하되, 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 수평이 되도록 가공하는 과정과, The process of cutting another aluminum liner 110 in the shape of a container so as to be welded and bonded in accordance with the aluminum liner 110, the side 111 of the aluminum liner 110 is horizontal, and 상기 두 알루미늄 라이너(110)의 개방되는 부분에 형성된 종단(112)을 서로 부합하여 용접하는 과정과, Welding the ends 112 formed on the open portions of the two aluminum liners 110 to match each other; 상기 용접 과정에 의해 돌출된 용접부(113)가 돌출되지 않도록 용접부(113)의 좌우측에 채움재(140)로 와인딩하는 과정과, Winding the filling material 140 on the left and right sides of the welding part 113 such that the welding part 113 protruding by the welding process does not protrude; 상기 과정에 의해 제작된 알루미늄 라이너(110)의 강도를 보강하기 위해 외부에 고강도사(120)를 와인딩하는 과정과, Winding the high-strength yarn 120 to the outside to reinforce the strength of the aluminum liner 110 produced by the above process, 상기 과정에 의해 고강도사(120)가 와인딩된 외면에 고강도사(120)를 보호하기 위해 필라멘트사(130)를 와인딩하는 과정으로 구성되는 통상적인 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법에 있어서,In the manufacturing method of a typical aluminum high pressure tank consisting of winding the filament yarn 130 to protect the high strength yarn 120 on the outer surface of the high strength yarn 120 is wound by the above process, 상기 알루미늄 라이너(110)의 측면(111)이 개방된 부분의 종단(112)으로 갈 수록 낮아지도록 제작 방법을 개선하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고압 탱크의 제작 방법.Method of producing an aluminum high pressure tank, characterized in that for improving the manufacturing method so that the side (111) of the aluminum liner (110) is lowered toward the end (112) of the open portion. 알루미늄 고압 탱크(101)에 구성되는 알루미늄 라이너(110)의 측면이 수평으로 형성되고,The side of the aluminum liner 110 formed in the aluminum high pressure tank 101 is formed horizontally, 일측이 개방되는 용기 형상의 알루미늄 라이너(110)에 있어서,In the container-shaped aluminum liner 110 is open one side, 상기 측면(111)이 개방부로 갈 수록 낮아지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고압 탱크의 알루미늄 라이너.Aluminum side liner of the high pressure tank, characterized in that the side 111 is formed to be lowered toward the opening.
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