KR20140128038A - High pressure vessel and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고압용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연가스 자동차의 연료탱크나 연료전지 자동차의 수소탱크와 같이 고압의 가스를 안전하게 저장할 수 있는 고압용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-pressure vessel, and more particularly, to a high-pressure vessel capable of safely storing a high-pressure gas such as a fuel tank of a natural gas vehicle or a hydrogen tank of a fuel cell vehicle, and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 천연가스 자동차의 연료탱크나 연료전지 자동차의 수소탱크와 같은 고압용기는 경량화를 위해 라이너(liner)를 합성수지으로 제작하고, 그 위에 카본섬유나 유리섬유를 에폭시수지와 같은 고분자수지에 적신 후 감아서 제작한다. 고압용기의 라이너로 사용되는 합성수지으로는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스텔 수지 등이 있다.Generally, in a high-pressure vessel such as a fuel tank of a natural gas vehicle or a hydrogen tank of a fuel cell vehicle, a liner is made of a synthetic resin for lightening, and a carbon fiber or glass fiber is dipped in a polymer resin such as an epoxy resin It is made by winding. The synthetic resin used as the liner of the high-pressure vessel includes high-density polyethylene, polypropylene, and polyester resin.
이러한 합성수지 라이너는 금속성 라이너에 비해 무게가 가볍고 내부식성이 크며, 반복적인 충전피로에 매우 강하다. 또한 금속성 라이너에 비해 충전시간을 단축할 수 있는 장점을 지니고 있다.These synthetic resin liners are lighter in weight than metal liners, have high corrosion resistance, and are very resistant to repetitive filling fatigue. It also has the advantage of shortening the charging time compared to the metallic liner.
이러한 장점에도 불구하고 합성수지 라이너를 사용하는 경우 금속성 라이너를 사용할 때 발생하지 않는 문제가 있다. 즉 고압용기의 제조 시 라이너의 끝단에 레귤레이터나 밸브 등을 연결하기 위한 금속성 노즐 보스를 결합하게 되는데, 합성수지 라이너를 사용하는 경우 금속성 노즐 보스와 합성수지 라이너의 연결부위가 견고하지 못하여 장시간 사용 시 고압가스가 새는 문제가 발생할 수 있다. 특히 사출성형이나 로터리몰딩(rotary molding)에 의해 라이너를 제작하는 경우 금속성 노즐을 삽입하여 성형하는데 이 경우 접착제의 사용이 어렵게 된다.Despite these advantages, there is a problem that does not occur when using a metallic liner when using a synthetic resin liner. That is, when manufacturing a high-pressure vessel, a metallic nozzle boss for connecting a regulator or a valve is connected to the end of the liner. When a synthetic resin liner is used, the connection part between the metallic nozzle boss and the synthetic resin liner is not firm. A problem may occur. Particularly, when a liner is manufactured by injection molding or rotary molding, a metallic nozzle is inserted and formed, which makes it difficult to use an adhesive.
합성수지 라이너와 금속성 노즐 보스 사이의 연결 구조를 개선하여 고압가스의 누출을 막을 수 있는 고압용기는 다양한 구조의 것이 제안된 바 있는데, 대한민국 등록특허공보 제1161229호(2012. 06. 25 등록)나 대한민국 공개특허공보 제2012-0036132호(2012. 04. 17 공개) 등에 그 예가 개시되어 있다.
A variety of structures have been proposed for the high-pressure vessel which can prevent leakage of high-pressure gas by improving the connection structure between the synthetic resin liner and the metallic nozzle boss, and Korean Patent Registration No. 1161229 (registered on June 25, 2012) And an example thereof is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-0036132 (published on Apr. 17, 2012).
현재, 상술한 고압용기 이외에 합성수지 라이너와 금속성 노즐 보스 사이의 결합 구조를 개선하여 고압가스의 누출 위험을 줄이고, 생산성을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.At present, various researches are being conducted to improve the bonding structure between the synthetic resin liner and the metallic nozzle boss in addition to the above-described high-pressure vessel, thereby reducing the risk of leakage of high-pressure gas and increasing productivity.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 합성수지 라이너와 금속성 노즐 보스 사이의 결합 구조가 개선되어 고압가스의 누출 위험이 작고 생산성이 향상될 수 있는 고압용기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-pressure vessel in which the bonding structure between a synthetic resin liner and a metallic nozzle boss is improved to reduce the risk of leakage of high-pressure gas and improve productivity, .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고압용기는, 내부에 저장공간을 갖는 메인 라이너와 상기 메인 라이너의 일단에 결합되고 중앙에 결합구멍이 형성된 제 1 결합 보스부가 구비된 반구형의 제 1 서브 라이너를 갖는 합성수지 라이너와, 상기 합성수지 라이너의 외면을 감싸는 보강층과, 상기 제 1 결합 보스부의 결합구멍에 삽입 결합되고 중앙에 유체의 유동을 위한 유로가 형성된 금속성의 노즐 보스와, 상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 1 내측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 1 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 제 1 내측 압축링을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a high-pressure vessel including a main liner having a storage space therein, a hemispherical first sub-liner having a first engaging boss formed at a center thereof and coupled to one end of the main liner, A reinforcing layer surrounding the outer surface of the synthetic resin liner, a metallic nozzle boss inserted into the fitting hole of the first fitting boss portion and having a flow path for fluid flow in the center, And a first inner compression ring which is fitted to the outer surface of the first inner protrusion protruded to the inner side of the first sub-liner and presses the first inner protrusion on the outer surface of the nozzle boss inserted into the first inner protrusion.
상기 노즐 보스의 외면에는 상기 제 1 결합 보스부와의 결합력을 높이기 위한 돌출부가 외측으로 돌출 구비될 수 있다.The outer surface of the nozzle boss may have a protruding portion protruding outward to increase a coupling force with the first engaging boss portion.
상기 노즐 보스의 돌출부에는 삽입홈이 마련되고, 상기 삽입홈에는 실링부재가 상기 노즐 보스와 상기 제 1 결합 보스부 사이에 개재되도록 삽입될 수 있다.The protrusion of the nozzle boss may be provided with an insertion groove, and a sealing member may be inserted into the insertion groove such that the sealing member is interposed between the nozzle boss and the first engagement boss.
상기 노즐 보스는 인서트 사출을 통해 상기 제 1 결합 보스부에 결합되고, 상기 노즐 보스의 외면에는 날개부가 돌출 구비되되, 상기 날개부에는 상기 제 1 결합 보스부를 구성하는 합성수지가 유입되도록 관통구멍이 마련될 수 있다.The nozzle boss is coupled to the first engaging boss portion through an insert injection, the wing portion protrudes from an outer surface of the nozzle boss, and a through hole is formed in the wing portion such that synthetic resin constituting the first engaging boss portion flows into the nozzle boss. .
본 발명에 의한 고압용기는 상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 외측으로 돌출된 제 1 외측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 1 외측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 제 1 외측 압축링을 더 포함할 수 있다.The high-pressure vessel according to the present invention includes a first sub-liner and a second sub-liner. The high-pressure vessel includes a first sub-liner and a second sub- 1 < / RTI > outer compression.
본 발명에 의한 고압용기는, 중앙에 결합구멍이 형성된 제 2 결합 보스부를 구비하고 상기 메인 라이너의 타단에 결합되어 상기 메인 라이너 및 상기 제 1 서브 라이너와 함께 상기 합성수지 라이너를 구성하는 제 2 서브 라이너와, 상기 제 2 결합 보스부의 결합구멍에 삽입 결합되고 중앙에 고정홈이 형성된 금속성의 고정 보스와, 상기 제 2 결합 보스부의 상기 제 2 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 2 내측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 2 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 고정 보스의 외면에 압착시키는 제 2 내측 압축링을 더 포함할 수 있다.The high-pressure vessel according to the present invention is provided with a second engaging boss portion having a coupling hole at the center thereof. The high-pressure vessel is coupled to the other end of the main liner to form, together with the main liner and the first sub- A metallic fixing boss inserted into the coupling hole of the second coupling boss portion and having a fixing groove formed at the center thereof, and a second fixing protrusion formed on the outer surface of the second inner protrusion portion protruding inward of the second coupling boss portion of the second sub- And a second inner compression ring for pressing the second inner protrusion on an outer surface of the fixed boss inserted into the second inner compression ring.
상기 고정 보스의 외면에는 상기 제 2 결합 보스부와의 결합력을 높이기 위한 돌출부가 외측으로 돌출 구비되고, 상기 고정 보스의 돌출부에 형성된 삽입홈에는 실링부재가 상기 고정 보스와 상기 제 2 결합 보스부 사이에 개재되도록 삽입될 수 있다.Wherein a protruding portion for increasing a coupling force with the second engaging boss portion is protruded outward from the outer surface of the fixed boss, and a sealing member is formed in the insertion groove formed in the protruding portion of the fixed boss, between the fixed boss and the second engaging boss portion As shown in Fig.
본 발명에 의한 고압용기는 상기 제 2 결합 보스부의 상기 제 2 서브 라이너의 외측으로 돌출된 제 2 외측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 2 외측 돌출부를 이에 삽입된 상기 고정 보스의 외면에 압착시키는 제 2 외측 압축링을 더 포함할 수 있다.The high-pressure vessel according to the present invention includes a second sub-liner and a second sub-liner. The high-pressure vessel includes a second sub-liner and a second sub- 2 outer compression.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고압용기의 제조방법은, (a) 중앙에 유체의 유동을 위한 유로가 형성된 금속성의 노즐 보스를 준비하는 단계와, (b) 중앙에 결합구멍이 형성된 제 1 결합 보스부가 구비된 반구형의 제 1 서브 라이너를 상기 노즐 보스가 상기 결합구멍에 삽입 결합되도록 상기 노즐 보스와 함께 인서트 사출하여 형성하는 단계와, (c) 상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 1 내측 돌출부 외면에 제 1 내측 압축링을 끼움 결합하여 상기 제 1 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 단계와, (d) 상기 노즐 보스가 결합된 상기 제 1 서브 라이너를 내부에 저장공간을 갖는 메인 라이너의 일단에 결합하여 합성수지 라이너를 형성하는 단계와, (e) 상기 합성수지 라이너의 외면에 보강층을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high-pressure vessel, comprising the steps of: (a) preparing a metallic nozzle boss having a flow path for fluid flow in the center thereof; Forming a hemispherical first sub-liner with a first coupling boss formed thereon by insert injection with the nozzle boss such that the nozzle boss is inserted into the coupling hole; and (c) 1) fitting a first inner compression ring onto an outer surface of a first inner protrusion protruding inward of the sub-liner so as to press the first inner protrusion on an outer surface of the nozzle boss inserted therein, and (d) Forming a synthetic resin liner by joining the first sub-liner to one end of a main liner having a storage space therein; (e) To form a reinforcing layer.
상기 (a) 단계에서는 상기 노즐 보스의 외면에 상기 제 1 결합 보스부와의 결합력을 높이기 위한 돌출부를 형성할 수 있다.In the step (a), the outer surface of the nozzle boss may be provided with a protrusion for increasing the coupling force with the first engaging boss.
상기 (b) 단계에서 상기 돌출부의 외면에 실링부재를 결합한 상태에서 상기 노즐 보스와 상기 제 1 서브 라이너를 인서트 사출할 수 있다.In the step (b), the nozzle boss and the first sub-liner may be insert-injected while a sealing member is coupled to the outer surface of the protrusion.
상기 (c) 단계에서 상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 외측으로 돌출된 제 1 외측 돌출부 외면에 제 1 외측 압축링을 끼움 결합하여 상기 제 1 외측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시킬 수 있다.The first outer compression ring may be inserted into the outer surface of the first outer protrusion protruded to the outside of the first sub-liner of the first coupling boss unit in the step (c) so that the first outer protrusion is inserted into the outer surface of the nozzle boss .
상기 (d) 단계 이전에, (ⅰ) 금속성의 고정 보스를 준비하는 단계와, (ⅱ) 중앙에 결합구멍이 형성된 제 2 결합 보스부가 구비된 반구형의 제 2 서브 라이너를 상기 고정 보스가 상기 고정 보스의 결합구멍에 삽입 결합되도록 상기 고정 보스와 함께 인서트 사출하여 형성하는 단계와, (ⅲ) 상기 제 2 결합 보스부의 상기 제 2 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 2 내측 돌출부 외면에 제 2 내측 압축링을 끼움 결합하여 상기 제 2 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 고정 보스의 외면에 압착시키는 단계를 더 포함하고, 상기 (d) 단계에서 상기 고정 보스가 결합된 상기 제 2 서브 라이너를 상기 메인 라이너의 타단에 결합하여 상기 합성수지 라이너를 형성할 수 있다.
The method of any one of the preceding claims, further comprising the steps of: (i) preparing a metallic fixing boss; and (ii) attaching a hemispherical second sub-liner with a second coupling boss portion (Iii) forming a second inner compression ring on an outer surface of a second inner protrusion protruding inward of the second sub-liner of the second coupling boss, And pressing the second inner protrusion to the outer surface of the fixed boss inserted therein, wherein in the step (d), the second sub liner to which the fixing boss is coupled is attached to the other end of the main liner To form the synthetic resin liner.
본 발명에 의한 고압용기는 합성수지 라이너를 구성하는 합성수지재의 제 1 서브 라이너와 금속성의 노즐 보스가 인서트 사출된 후, 제 1 서브 라이너에 제 1 내부 압축링 및 제 1 외부 압축링이 결합됨으로써 제 1 서브 라이너와 노즐 보스 사이의 결합력이 향상되고, 제 1 서브 라이너의 강도가 향상된다. 또한 합성수지 라이너를 구성하는 합성수지재의 제 2 서브 라이너와 금속성의 고정 보스가 인서트 사출된 후, 제 2 서브 라이너에 제 2 내부 압축링 및 제 2 외부 압축링이 결합됨으로써 제 2 서브 라이너와 고정 보스 사이의 결합력이 향상되고, 제 2 서브 라이너의 강도가 향상된다. 따라서, 고압가스의 누출 위험이 작고, 내구성이 우수하다.
In the high-pressure vessel according to the present invention, after the first sub-liner of the synthetic resin material and the metallic nozzle boss which constitute the synthetic resin liner are insert-injected, the first sub-liner and the first sub- And the strength of the first sub-liner is improved. The second sub liner of the synthetic resin liner and the metallic fixing boss are insert-injected, and then the second inner liner and the second external compression ring are combined with each other to thereby form a coupling force between the second sub liner and the fixing boss And the strength of the second sub-liner is improved. Therefore, the risk of leakage of the high-pressure gas is small and the durability is excellent.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기의 노즐 보스 및 그 주위의 구성 요소를 발췌하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기의 제조 과정 중 일부 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기의 고정 보스 및 그 주위의 구성 요소를 발췌하여 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing showing a nozzle boss of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention and components surrounding the nozzle boss.
FIG. 3 illustrates a process of manufacturing a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an excerpt of a fixing boss of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention and surrounding components thereof.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 고압용기 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a high-pressure vessel and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기의 노즐 보스 및 그 주위의 구성 요소를 발췌하여 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기의 제조 과정 중 일부 과정을 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기의 고정 보스 및 그 주위의 구성 요소를 발췌하여 나타낸 것이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a nozzle boss of a high- FIG. 4 is a view illustrating a fixing boss of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention and components surrounding the high-pressure vessel. FIG.
도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 고압용기(10)는 천연가스 자동차의 연료탱크나 연료전지 자동차의 수소탱크와 같이 고압의 가스를 저장하기 위한 것으로, 내부에 저장공간이 형성된 합성수지 라이너(20)와, 합성수지 라이너(20)의 외면을 감싸는 보강층(35)과, 합성수지 라이너(20)의 일단에 구비되는 노즐 보스(40)와, 합성수지 라이너(20)의 타단에 구비되는 고정 보스(60)를 포함한다. 여기에서, 합성수지 라이너(20)는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스텔 수지 등으로 이루어질 수 있고, 보강층(35)은 카본섬유나 유리섬유를 에폭시수지와 같은 고분자수지에 적신 후 합성수지 라이너(20)의 외면에 감아서 형성할 수 있다.1 to 3, the high-
합성수지 라이너(20)는 내부에 저장공간이 형성된 원통형의 메인 라이너(21)와, 메인 라이너(21)의 일단에 결합되어 메인 라이너(21)의 일단을 덮는 제 1 서브 라이너(22)와, 메인 라이너(21)의 타단에 결합되어 메인 라이너(21)의 타단을 덮는 제 2 서브 라이너(28)를 포함한다. 메인 라이너(21)와 제 1 서브 라이너(22) 및 제 2 서브 라이너(28)는 상술한 것과 같은 합성수지로 각각 제조된 후 융착 등의 방법으로 결합된다.The
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 제 1 서브 라이너(22)의 중앙에는 결합구멍(24)이 형성된 제 1 결합 보스부(23)가 구비되고, 제 1 결합 보스부(23)의 결합구멍(24)에는 레귤레이터나 밸브 등의 장치를 결합하기 위한 금속성의 노즐 보스(40)가 삽입 결합된다. 노즐 보스(40)는 중앙에 유체의 유동을 위한 유로(42)가 형성된 노즐 바디(41)와, 노즐 바디(41)의 외면에 돌출 구비된 복수의 돌출부(43)와, 노즐 바디(41)의 중간에 외측으로 돌출 구비되는 날개부(44)를 포함한다. 노즐 바디(41)의 유로(42) 안쪽에는 레귤레이터나 밸브 등의 나사 결합을 위한 나사부가 구비될 수 있다.1 and 2, the
이러한 노즐 보스(40)는 인서트 사출을 통해 합성수지재의 제 1 서브 라이너(22)와 일체를 이룬다. 노즐 바디(41)의 외측으로 돌출 구비된 복수의 돌출부(43)와 날개부(44)는 노즐 보스(40)가 제 1 서브 라이너(22)와 인서트 사출될 때 제 1 서브 라이너(22)와의 결합력을 높여 준다. 돌출부(43)와 날개부(44)는 노즐 바디(41)의 외면 둘레를 감싸는 링형상 또는 톱니 형상 등 다양한 형태로 구비될 수 있다. 또한 날개부(44)에는 관통구멍(45)이 마련되는데, 관통구멍(45)은 인서트 사출 시 제 1 결합 보스부(23)를 구성하는 합성수지가 그 안쪽으로 유입됨으로써 노즐 보스(40)와 제 1 서브 라이너(22)의 결합력을 높여주는 역할을 한다.The
돌출부(43)에는 실링부재(47)의 결합을 위한 삽입홈(46)이 구비된다. 실링부재(47)는 그 내측 일부가 삽입홈(46)에 삽입됨으로써 돌출부(43)에 안정적으로 결합될 수 있다. 실링부재(47)는 돌출부(43)에 결합된 상태로 제 1 서브 라이너(22)와 인서트 사출된다. 실링부재(47)로는 인서트 사출 시 고온의 합성수지 용융물과 접하여 녹거나 변형되지 않도록 합성수지보다 용융점이 높은 다양한 소재의 것이 이용될 수 있다. 복수의 돌출부(43)에 결합되어 제 1 서브 라이너(22)와 노즐 보스(40) 사이에 개재되는 복수의 실링부재(47)는 제 1 서브 라이너(22)와 노즐 보스(40) 사이의 밀폐력을 향상시켜준다.The projecting
도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 제 1 서브 라이너(22)가 노즐 보스(40)와 함께 인서트 사출된 후, 제 1 서브 라이너(22)의 제 1 결합 보스부(23)에는 제 1 내부 압축링(50)과 제 1 외부 압축링(55)이 결합되어 제 1 서브 라이너(22)와 노즐 보스(40)의 결합력을 높여준다. 제 1 내부 압축링(50)은 제 1 결합 보스부(23)의 제 1 서브 라이너(22)의 내측으로 돌출된 제 1 내측 돌출부(25) 외면에 끼움 결합되어 제 1 내측 돌출부(25)를 이에 삽입된 노즐 보스(40)의 외면에 압착시킨다. 그리고 제 1 외부 압축링(55)은 제 1 결합 보스부(23)의 제 1 서브 라이너(22)의 외측으로 돌출된 제 1 외측 돌출부(26) 외면에 끼움 결합되어 제 1 외측 돌출부(26)를 이에 삽입된 노즐 보스(40)의 외면에 압착시킨다. 제 1 내부 압축링(50)의 일단 안쪽 부분에는 제 1 결합 보스부(23)에 원활하게 끼움 결합될 수 있도록 곡면형의 면취부가 구비되고, 제 1 외부 압축링(55)의 일단 안쪽 부분에도 제 1 결합 보스부(23)에 원활하게 끼움 결합될 수 있도록 곡면형의 면취부가 구비된다.2 and 3, after the
이러한 제 1 내부 압축링(50) 및 제 1 외부 압축링(55)의 작용으로 제 1 서브 라이너(22)의 제 1 결합 보스부(23)가 노즐 보스(40) 쪽으로 조여져 제 1 서브 라이너(22)와 노즐 보스(40) 사이 결합력이 향상된다. 제 1 내부 압축링(50)과 제 1 외부 압축링(55)은 제 1 서브 라이너(22)의 제 1 결합 보스부(23)를 압착시킬 수 있도록 금속 등 제 1 결합 보스부(23)보다 고강도의 소재로 이루어질 수 있다. 제 1 내부 압축링(50) 및 제 1 외부 압축링(55)은 제 1 서브 라이너(22)와 노즐 보스(40) 사이 결합력을 향상시킴과 동시에, 제 1 결합 보스부(23)의 외면을 감쌈으로써 제 1 서브 라이너(22)의 강도를 보강해주는 보강재의 역할도 하게 된다.The first engaging
한편, 노즐 보스(40)와 제 1 내부 압축링(50) 및 제 1 외부 압축링(55)이 결합된 제 1 서브 라이너(22)는 메인 라이너(21)의 일단에 결합된다. 제 1 서브 라이너(22)와 메인 라이너(21)의 결합은 융착 등 합성수지 구성물을 결합하는 다양한 공지 기술이 이용될 수 있다.The
도 1 및 도 4에 도시된 것과 같이, 메인 라이너(21)의 타단에 결합되는 제 2 서브 라이너(28)의 중앙에는 결합구멍(30)이 형성된 제 2 결합 보스부(29)가 구비되고, 제 2 결합 보스부(29)의 결합구멍(30)에는 금속성의 고정 보스(60)가 삽입 결합된다. 고정 보스(60)는 중앙에 고정홈(62)이 형성된 노즐 바디(61)와, 노즐 바디(61)의 외면에 돌출 구비된 복수의 돌출부(63)와, 노즐 바디(61)의 중간에 외측으로 돌출 구비되는 날개부(64)를 포함한다. 이러한 고정 보스(60)는 고압용기(10)를 고정하기 위한 고정장치 등의 결합을 위한 것으로, 노즐 바디(61)의 고정홈(62) 안쪽에는 고정장치와의 나사 결합을 위한 나사부가 구비될 수 있다.1 and 4, the
이러한 고정 보스(60)는 제 2 서브 라이너(28)와 인서트 사출을 통해 일체형으로 제조된다. 노즐 바디(61)의 외측으로 돌출 구비된 복수의 돌출부(63)와 날개부(64)는 고정 보스(60)가 제 2 서브 라이너(28)와 인서트 사출될 때 제 2 서브 라이너(28)와의 결합력을 높여 준다. 돌출부(63)와 날개부(64)는 노즐 바디(61)의 외면 둘레를 감싸는 링형상 또는 톱니 형상 등 다양한 형태로 구비될 수 있다. 또한 날개부(64)에는 관통구멍(65)이 마련되는데, 관통구멍(65)은 인서트 사출 시 제 2 결합 보스부(29)를 구성하는 합성수지가 그 안쪽으로 유입됨으로써 고정 보스(60)와 제 2 서브 라이너(28)의 결합력을 높여주는 역할을 한다.The fixing
돌출부(63)에는 실링부재(67)의 결합을 위한 삽입홈(66)이 구비된다. 실링부재(67)는 그 내측 일부가 삽입홈(66)에 삽입됨으로써 돌출부(63)에 안정적으로 결합될 수 있다. 실링부재(67)는 돌출부(63)에 결합된 상태로 제 2 서브 라이너(28)와 인서트 사출된다. 실링부재(67)로는 인서트 사출 시 고온의 합성수지 용융물과 접하여 녹거나 변형되지 않도록 합성수지보다 용융점이 높은 다양한 소재의 것이 이용될 수 있다. 복수의 돌출부(63)에 결합되어 제 2 서브 라이너(28)와 고정 보스(60) 사이에 개재되는 복수의 실링부재(67)는 제 2 서브 라이너(28)와 고정 보스(60) 사이의 밀폐력을 향상시켜준다.The projecting portion 63 is provided with an insertion groove 66 for engagement of the sealing member 67. The sealing member 67 can be stably engaged with the projection 63 by inserting an inner part of the sealing member 67 into the insertion groove 66. [ The sealing member 67 is insert-injected with the
노즐 보스(40)와 제 1 서브 라이너(22)의 결합 과정과 마찬가지로, 제 2 서브 라이너(28)가 고정 보스(60)와 함께 인서트 사출된 후, 제 2 서브 라이너(28)의 제 2 결합 보스부(29)에는 제 2 내부 압축링(70)과 제 2 외부 압축링(75)이 결합되어 제 2 서브 라이너(28)와 고정 보스(60)의 결합력을 높여준다. 제 2 내부 압축링(70)은 제 2 결합 보스부(29)의 제 2 서브 라이너(28)의 내측으로 돌출된 제 2 내측 돌출부(31) 외면에 끼움 결합되어 제 2 내측 돌출부(31)를 이에 삽입된 고정 보스(60)의 외면에 압착시킨다. 그리고 제 2 외부 압축링(75)은 제 2 결합 보스부(29)의 제 2 서브 라이너(28)의 외측으로 돌출된 제 2 외측 돌출부(32) 외면에 끼움 결합되어 제 2 외측 돌출부(32)를 이에 삽입된 고정 보스(60)의 외면에 압착시킨다. 제 2 내부 압축링(70)의 일단 안쪽 부분에는 제 2 결합 보스부(29)에 원활하게 끼움 결합될 수 있도록 곡면형의 면취부가 구비되고, 제 2 외부 압축링(75)의 일단 안쪽 부분에도 제 2 결합 보스부(29)에 원활하게 끼움 결합될 수 있도록 곡면형의 면취부가 구비된다.The
이러한 제 2 내부 압축링(70) 및 제 2 외부 압축링(75)의 작용으로 제 2 서브 라이너(28)의 제 2 결합 보스부(29)가 고정 보스(60) 쪽으로 조여져 제 2 서브 라이너(28)와 고정 보스(60) 사이 결합력이 향상된다. 제 2 내부 압축링(70)과 제 2 외부 압축링(75)은 제 2 서브 라이너(28)의 제 2 결합 보스부(29)를 압착시킬 수 있도록 금속 등 제 2 결합 보스부(29)보다 고강도의 소재로 이루어질 수 있다. 제 2 내부 압축링(70) 및 제 2 외부 압축링(75)은 제 2 서브 라이너(28)와 고정 보스(60) 사이 결합력을 향상시킴과 동시에, 제 2 결합 보스부(29)의 외면을 감쌈으로써 제 2 서브 라이너(28)의 강도를 보강해주는 보강재의 역할도 하게 된다.The second engaging boss portion 29 of the
한편, 고정 보스(60)와 제 2 내부 압축링(70) 및 제 2 외부 압축링(75)이 결합된 제 2 서브 라이너(28)는 메인 라이너(21)의 타단에 결합된다. 제 2 서브 라이너(28)와 메인 라이너(21)의 결합은 융착 등 합성수지 구성물을 결합하는 다양한 공지 기술이 이용될 수 있다.The
메인 라이너(21)의 일단 및 타단에 제 1 서브 라이너(22) 및 제 2 서브 라이너(28)가 결합됨으로써, 양쪽 단부에 노즐 보스(40) 및 고정 보스(60)가 구비된 합성수지 라이너(20)가 완성된다. 그리고 이렇게 합성수지 라이너(20)가 완성되면 합성수지 라이너(20)의 외면에 카본섬유나 유리섬유를 에폭시수지와 같은 고분자수지에 적신 후 합성수지 라이너(20)의 외면에 감아 보강층()을 형성함으로써 고압용기(10)를 완성할 수 있다. 보강층(35)의 제 1 서브 라이너(22)가 위치한 부분과 제 2 서브 라이너(28)가 위치한 부분에는 보조 보강층(80)이 구비될 수 있다.The
이와 같이, 본 발명에 의한 고압용기(10)는 합성수지재의 제 1 서브 라이너(22)와 금속성의 노즐 보스(40)가 인서트 사출된 후, 제 1 서브 라이너(22)에 제 1 내부 압축링(50) 및 제 1 외부 압축링(55)이 결합됨으로써 제 1 서브 라이너(22)와 노즐 보스(40) 사이의 결합력이 향상되고, 제 1 서브 라이너(22)의 강도가 향상된다. 또한 합성수지재의 제 2 서브 라이너(28)와 금속성의 고정 보스(60)가 인서트 사출된 후, 제 2 서브 라이너(28)에 제 2 내부 압축링(70) 및 제 2 외부 압축링(75)이 결합됨으로써 제 2 서브 라이너(28)와 고정 보스(60) 사이의 결합력이 향상되고, 제 2 서브 라이너(28)의 강도가 향상된다. 따라서, 고압가스의 누출 위험이 작고, 내구성이 우수하다.The
본 발명에 있어서, 제 1 서브 라이너(22)의 제 1 결합 보스부(23)에는 제 1 내측 압축링(50) 또는 제 1 외측 압축링(55) 하나만 결합되어 제 1 결합 보스부(23)와 노즐 보스(40) 사이의 결합력을 높일 수 있다. 그리고 제 2 서브 라이너(28)의 제 2 결합 보스부(29)에는 제 2 내측 압축링(70) 또는 제 2 외측 압축링(75) 하나만 결합되어 제 2 결합 보스부(29)와 고정 보스(60) 사이의 결합력을 높일 수 있다. 또한 고정 보스(60)나 제 2 서브 라이너(28)는 생략될 수 있다. 즉 합성수지 라이너(20)가 일단은 개방되고 타단은 밀폐된 메인 라이너와, 메인 라이너의 일단에 결합되어 메인 라이너의 일단을 덮으며 중앙에 노즐 보스(40)가 결합된 제 1 서브 라이너(22)로 이루어질 수도 있다. 그리고 Only one of the first
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.
10 : 고압용기 20 : 합성수지 라이너
21 : 메인 라이너 22, 28 : 제 1, 2 서브 라이너
23, 29 : 제 1, 2 결합 보스부 25, 31 : 제 1, 2 내측 돌출부
26, 32 : 제 1, 2 외측 돌출부 35 : 보강층
40 : 노즐 보스 41, 61 : 보스 바디
42 : 유로 43, 63 : 돌출부
44, 64 : 날개부 47, 67 : 실링부재
50, 70 : 제 1, 2 내측 압축링 55, 75 : 제 1, 2 외측 압축링
60 : 고정 보스10: high-pressure vessel 20: synthetic resin liner
21:
23, 29: first and second engaging
26, 32: first and second outer projections 35: reinforcing layer
40:
42: flow
44, 64:
50, 70: first and second inner compression rings 55, 75: first and second outer compression rings
60: Fixed boss
Claims (13)
상기 합성수지 라이너의 외면을 감싸는 보강층;
상기 제 1 결합 보스부의 결합구멍에 삽입 결합되고, 중앙에 유체의 유동을 위한 유로가 형성된 금속성의 노즐 보스; 및
상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 1 내측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 1 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 제 1 내측 압축링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기.
A synthetic resin liner having a hemispherical first sub liner having a main liner having a storage space therein and a first engaging boss portion coupled to one end of the main liner and having an engaging hole at the center;
A reinforcing layer surrounding the outer surface of the synthetic resin liner;
A metallic nozzle boss inserted into an engaging hole of the first engaging boss portion and having a flow path for fluid flow in the center thereof; And
And a first inner compression ring which is fitted on the outer surface of the first inner protrusion protruded to the inner side of the first sub-liner of the first fitting boss unit and presses the first inner protrusion on the outer surface of the nozzle boss inserted therein Lt; / RTI >
상기 노즐 보스의 외면에는 상기 제 1 결합 보스부와의 결합력을 높이기 위한 돌출부가 외측으로 돌출 구비되는 것을 특징으로 하는 고압용기.
The method according to claim 1,
Wherein a protruding portion for protruding outwardly is provided on an outer surface of the nozzle boss for increasing a coupling force with the first engaging boss portion.
상기 노즐 보스의 돌출부에는 삽입홈이 마련되고, 상기 삽입홈에는 실링부재가 상기 노즐 보스와 상기 제 1 결합 보스부 사이에 개재되도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 고압용기.
3. The method of claim 2,
Wherein a protruding portion of the nozzle boss is provided with an insertion groove, and a sealing member is inserted into the insertion groove such that the sealing member is interposed between the nozzle boss and the first engagement boss portion.
상기 노즐 보스는 인서트 사출을 통해 상기 제 1 결합 보스부에 결합되고, 상기 노즐 보스의 외면에는 날개부가 돌출 구비되되, 상기 날개부에는 상기 제 1 결합 보스부를 구성하는 합성수지가 유입되도록 관통구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 고압용기.
The method according to claim 1,
The nozzle boss is coupled to the first engaging boss portion through an insert injection, the wing portion protrudes from an outer surface of the nozzle boss, and a through hole is formed in the wing portion such that synthetic resin constituting the first engaging boss portion flows into the nozzle boss. Pressure vessel.
상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 외측으로 돌출된 제 1 외측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 1 외측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 제 1 외측 압축링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기.
The method according to claim 1,
And a first outer compression ring fitted to the outer surface of the first outer protrusion protruded to the outside of the first sub-liner of the first coupling boss unit to press the first outer protrusion on the outer surface of the nozzle boss inserted therein Lt; / RTI >
중앙에 결합구멍이 형성된 제 2 결합 보스부를 구비하고, 상기 메인 라이너의 타단에 결합되어 상기 메인 라이너 및 상기 제 1 서브 라이너와 함께 상기 합성수지 라이너를 구성하는 제 2 서브 라이너;
상기 제 2 결합 보스부의 결합구멍에 삽입 결합되고, 중앙에 고정홈이 형성된 금속성의 고정 보스; 및
상기 제 2 결합 보스부의 상기 제 2 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 2 내측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 2 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 고정 보스의 외면에 압착시키는 제 2 내측 압축링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기.
The method according to claim 1,
A second sub liner having a second engaging boss portion having a central engaging hole formed therein, the second sub liner being coupled to the other end of the main liner and constituting the synthetic resin liner together with the main liner and the first sub liner;
A metallic fixing boss inserted into the coupling hole of the second coupling boss portion and having a fixing groove formed at the center thereof; And
And a second inner compression ring fitted to the outer surface of the second inner protrusion protruding inward of the second sub-liner of the second coupling boss portion to press the second inner protrusion on the outer surface of the fixed boss inserted therein Pressure vessel.
상기 고정 보스의 외면에는 상기 제 2 결합 보스부와의 결합력을 높이기 위한 돌출부가 외측으로 돌출 구비되고, 상기 고정 보스의 돌출부에 형성된 삽입홈에는 실링부재가 상기 고정 보스와 상기 제 2 결합 보스부 사이에 개재되도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 고압용기.
The method according to claim 6,
Wherein a protruding portion for increasing a coupling force with the second engaging boss portion is protruded outward from the outer surface of the fixed boss, and a sealing member is formed in the insertion groove formed in the protruding portion of the fixed boss, between the fixed boss and the second engaging boss portion Is inserted so as to be interposed therebetween.
상기 제 2 결합 보스부의 상기 제 2 서브 라이너의 외측으로 돌출된 제 2 외측 돌출부 외면에 끼움 결합되어 상기 제 2 외측 돌출부를 이에 삽입된 상기 고정 보스의 외면에 압착시키는 제 2 외측 압축링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기.
The method according to claim 6,
And a second outer compression ring fitted to the outer surface of the second outer protrusion protruded to the outside of the second sub-liner of the second coupling boss unit to press the second outer protrusion on the outer surface of the fixed boss inserted therein Lt; / RTI >
(b) 중앙에 결합구멍이 형성된 제 1 결합 보스부가 구비된 반구형의 제 1 서브 라이너를 상기 노즐 보스가 상기 결합구멍에 삽입 결합되도록 상기 노즐 보스와 함께 인서트 사출하여 형성하는 단계;
(c) 상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 1 내측 돌출부 외면에 제 1 내측 압축링을 끼움 결합하여 상기 제 1 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 단계;
(d) 상기 노즐 보스가 결합된 상기 제 1 서브 라이너를 내부에 저장공간을 갖는 메인 라이너의 일단에 결합하여 합성수지 라이너를 형성하는 단계; 및
(e) 상기 합성수지 라이너의 외면에 보강층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기의 제조방법.
(a) preparing a metallic nozzle boss in which a flow path for fluid flow is formed in the center;
(b) insert-injecting a hemispherical first sub-liner having a first engaging boss portion formed with a coupling hole at the center with the nozzle boss so that the nozzle boss is inserted into the engaging hole;
(c) a first inner compression ring is fitted to an outer surface of a first inner protrusion protruding inward of the first sub-liner of the first coupling boss portion to press-fit the first inner protrusion to an outer surface of the nozzle boss inserted therein step;
(d) forming the synthetic resin liner by coupling the first sub-liner having the nozzle boss coupled thereto to one end of a main liner having a storage space therein; And
(e) forming a reinforcing layer on the outer surface of the synthetic resin liner.
상기 (a) 단계에서 상기 노즐 보스의 외면에 상기 제 1 결합 보스부와의 결합력을 높이기 위한 돌출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압용기의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein a protrusion is formed on an outer surface of the nozzle boss to increase a coupling force with the first coupling boss portion in the step (a).
상기 (b) 단계에서 상기 돌출부의 외면에 실링부재를 결합한 상태에서 상기 노즐 보스와 상기 제 1 서브 라이너를 인서트 사출하는 것을 특징으로 하는 고압용기의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the nozzle boss and the first sub-liner are insert-injected in a state where the sealing member is engaged with the outer surface of the protrusion in the step (b).
상기 (c) 단계에서 상기 제 1 결합 보스부의 상기 제 1 서브 라이너의 외측으로 돌출된 제 1 외측 돌출부 외면에 제 1 외측 압축링을 끼움 결합하여 상기 제 1 외측 돌출부를 이에 삽입된 상기 노즐 보스의 외면에 압착시키는 것을 특징으로 하는 고압용기의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The first outer compression ring may be inserted into the outer surface of the first outer protrusion protruded to the outside of the first sub-liner of the first coupling boss unit in the step (c) so that the first outer protrusion is inserted into the outer surface of the nozzle boss Pressure vessel.
상기 (d) 단계 이전에,
(ⅰ) 금속성의 고정 보스를 준비하는 단계;
(ⅱ) 중앙에 결합구멍이 형성된 제 2 결합 보스부가 구비된 반구형의 제 2 서브 라이너를 상기 고정 보스가 상기 고정 보스의 결합구멍에 삽입 결합되도록 상기 고정 보스와 함께 인서트 사출하여 형성하는 단계; 및
(ⅲ) 상기 제 2 결합 보스부의 상기 제 2 서브 라이너의 내측으로 돌출된 제 2 내측 돌출부 외면에 제 2 내측 압축링을 끼움 결합하여 상기 제 2 내측 돌출부를 이에 삽입된 상기 고정 보스의 외면에 압착시키는 단계;를 더 수행하고,
상기 (d) 단계에서 상기 고정 보스가 결합된 상기 제 2 서브 라이너를 상기 메인 라이너의 타단에 결합하여 상기 합성수지 라이너를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압용기의 제조방법.10. The method of claim 9,
Prior to step (d)
(I) preparing a metallic fixing boss;
(Ii) insert-injecting a semi-spherical second sub-liner having a second engaging boss portion formed with a coupling hole at the center with the fixing boss so that the fixing boss is inserted into the engaging hole of the fixing boss; And
(Iii) a second inner compression ring is fitted to an outer surface of a second inner protrusion protruding inward of the second sub-liner of the second coupling boss portion to press the second inner protrusion on the outer surface of the fixed boss inserted therein Further comprising:
Wherein the synthetic resin liner is formed by joining the second sub liner with the fixed boss in the step (d) to the other end of the main liner.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR20130046665A KR101487757B1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | High pressure vessel and method for manufacturing the same |
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