KR20150121730A - 연료가스 저장탱크 및 제조방법 - Google Patents

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KR20150121730A
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fuel gas
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Abstract

본 발명은 고압의 기체상태 연료를 안전하게 저장하는 탱크 및 이 탱크를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 폴리머 라이너 몸통부 사출/압출성형 시 금속 코일과 일체 성형을 하여 라이너 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 강화시킨 새로운 타입의 연료가스 저장탱크를 구현함으로써, 복합재료와 폴리머 라이너 사이에 공간이 발생되지 않도록 할 수 있고, 투과된 연료가스의 가압에 의한 좌굴현상을 방지할 수 있는 한편, 복합재료와 폴리머 라이너 사이의 계면에 가스확산층 등과 같은 다공층을 조성함으로써, 투과된 가스를 임시로 저장할 수 있음과 더불어 투과된 가스가 다공층 내 기포 사이를 통해 자연스럽게 이동 및 방출시킬 수 있는 등 종전과 같은 순간 방출로 인한 폭발소음 발생을 배제할 수 있는 연료가스 저장탱크 및 제조방법을 제공한다.

Description

연료가스 저장탱크 및 제조방법{Fuel gas tank and manufacturing method its}
본 발명은 연료가스 저장탱크 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압의 기체상태 연료를 안전하게 저장하는 탱크와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 차량이나 압축천연가스 차량 등과 같은 대체 연료가스 차량은 연료가스의 저장방식에 따라 저장시스템의 구조가 달라진다.
현재에는 저장시스템의 단가, 무게 및 단순함을 고려하여 압축가스 형태의 저장방식이 각광받고 있다.
그러나, 기체상태의 연료는 에너지 저장밀도가 낮아 더 많은 운행거리를 확보하려면 저장량을 늘리거나 저장압력을 높여야 한다.
차량의 경우, 가스 저장시스템 탑재 공간이 한정되어 있기 때문에 저장탱크의 크기를 눌리는 것은 한계가 있으므로, 보다 고압의 가스를 안전하게 저장하는 것이 탱크기술의 핵심이다.
연료가스 저장탱크 중 복합재 탱크의 경우, 압축가스로 인한 내압을 감당하기 위해 비강도 및 비강성이 높은 섬유강화 복합재료로 외피를 보강하며, 내부에는 가스의 기밀성을 유지하는 라이너(Liner)가 삽입된다.
그리고, 연료가스 저장탱크는 라이너의 재질에 따라 형태가 나누어지며, 알루미늄과 같은 금속재질의 라이너가 삽입되어 있는 타입, 고밀도 폴리머 라이너가 삽입되어 있는 타입 등으로 구분된다.
여기서, 금속재질의 라이너가 삽입된 타입의 경우 안전성을 상대적으로 높으나, 고가이고 내피로 특성이 떨어지는 단점이 있다.
도 5에서는 종래의 고밀도 폴리머 라이너가 삽입된 타입의 연료가스 저장탱크를 보여주고 있으며, 도면부호 100은 복합재료를 나타내고 도면부호 110은 폴리머 라이너를 나타낸다.
이러한 고밀도 폴리머 라이너가 삽입된 타입의 경우 가격이 상대적으로 저렴하고 내피로특성이 우수하나, 수소의 내투과성능이 떨어지는 등 안전성의 문제가 있다.
특히, 도 5에 도시한 바와 같이, 투과된 가스가 폴리머 라이너(110)와 복합재료(100) 사이의 계면에 머물러 있다가 가스 소모로 인한 탱크 압력 저하 시 복합재료 층과 폴리머 라이너 층을 분리시키며, 이렇게 분리된 계면을 타고 탱크 보스로 순간 방출되면서 운전자에게 공포감을 조성하거나, 복합재료 내 유로를 거쳐 탱크 외부로 가스가 누출되기도 한다.
또한, 계면에 머물러 있던 투과가스가 폴리머 라이너(110)를 안쪽 방향으로 가압하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 좌굴(Buckling)시키는 사례가 발생한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 일본공개특허 2005-273724호, 한국공개특허 2013-0032186호, 일본공개특허 2004-347042호에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 폴리머 라이너 몸통부 사출/압출성형 시 금속 코일과 일체 성형을 하여 라이너 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 강화시킨 새로운 타입의 연료가스 저장탱크를 구현함으로써, 복합재료와 폴리머 라이너 사이에 공간이 발생되지 않도록 할 수 있고, 투과된 연료가스의 가압에 의한 좌굴현상을 방지할 수 있는 연료가스 저장탱크 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 복합재료와 폴리머 라이너 사이의 계면에 가스확산층 등과 같은 다공층을 조성함으로써, 투과된 가스를 임시로 저장할 수 있음과 더불어 투과된 가스가 다공층 내 기포 사이를 통해 자연스럽게 이동 및 방출시킬 수 있는 등 종전과 같은 순간 방출로 인한 폭발소음 발생을 배제할 수 있는 연료가스 저장탱크 및 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 연료가스 저장탱크는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 연료가스 저장탱크는 탱크 외피를 이루는 복합재와, 상기 복합재의 내부에 삽입되는 라이너를 포함하며, 상기 라이너의 내부에는 금속 코일이 일체 성형되어 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 높일 수 있는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 연료가스 저장탱크는 내장형의 금속 코일 일체형 구조를 통해 라이너 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 높일 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 라이너에 일체 성형되는 금속 코일은 라이너 사출성형 또는 사출성형 시 인서트되어 함께 일체형으로 성형될 수 있도록 된 것이며, 이때의 라이너에 일체 성형되는 금속 코일은 라이너 몸통부에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 연료가스 저장탱크는 복합재와 라이너 사이의 계면에 형성되어 가스의 자연스러운 확산 및 이동이 이루어지면서 외부로 방출될 수 있도록 해주는 가스확산층을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 연료가스 저장탱크의 제조방법은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 연료가스 저장탱크의 제조방법은 사출 또는 압출 몰드를 이용하여 금속 코일이 내장되어 있는 금속 코일 일체형의 라이너를 성형하는 단계와, 필라멘트 와인딩 장비를 이용하여 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계 전(前) 단계에서는 발포 몰드를 이용하여 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 다공층 재료를 발포 성형하여 가스확산층을 형성하는 과정을 실시할 수 있다.
그리고, 상기 금속 코일 일체형의 라이너를 성형하는 단계는 사출 또는 압출 몰드를 이용하여 금속 코일이 내장되어 있는 금속 코일 일체형의 라이너 몸통부를 성형하는 과정 및 금속 보스가 내장되어 있는 금속 보스 일체형의 라이너 돔부를 성형하는 과정과, 상기 라이너 몸통부와 라이너 돔부를 융착하여 접합하는 과정으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계 후(後) 단계에서는 자긴처리(Autofrettage)를 통해 복합재와 라이너 간의 잔류응력을 형성시키는 과정을 실시하는 것이 바람직하고, 또 상기 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계에서는 복합재 성형 시 라이너 양쪽 끝의 보스부를 완전히 덮지 않도록 하는 과정을 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 연료가스 저장탱크 및 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
1) 라이너의 강성 증대
- 금속재 코일과 복합재층의 상호 잔류응력에 의해 기존의 문제점인 라이너-복합재 사이의 박리 공간을 제거함으로써, 라이너를 투과하여 박리공간 내 머물게 되는 연료가스의 트랩을 방지할 수 있다.
- 라이너의 원주방향 강성보강을 통해 라이너-복합재 박리공간 내 트랩된 가스에 의한 라이너 좌굴을 방지할 수 있다.
2) 투과된 연료가스의 배출
- 라이너-복합재 계면에 다공층 재료로 구성된 가스확산층을 조성함으로써, 라이너 벽을 투과한 연료가스는 가스확산층 내 기공과 기공 사이의 유로를 통해 탱크 양쪽 끝 보스로 자연스럽게 이동하여, 대기 중으로 방출될 수 있다.
- 라이너-복합재 박리공간에 머물던 투과가스가 보스로 순간 방출되어 폭발음이 발생되거나, 복합재 유로를 통해 방출되면서 탱크 표면으로 누기되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크에서 복합재층과 폴리머 라이너 간의 응력곡선 및 밀착구조를 나타내는 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크에서 투과가스 배출상태를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크의 제조방법을 나타내는 개략도
도 5는 종래의 연료가스 저장탱크를 나타내는 단면도
도 6은 종래의 연료가스 저장탱크의 좌굴현상을 나타내는 사진
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 연료가스 저장탱크는 폴리머 라이너의 몸통부에 코일 형태의 금속보강부재를 일체 내장하여 강성을 강화함으로써, 튜브 형태와 같은 이종(異種) 재료 계면 사이의 박리를 막을 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 상기 연료가스 저장탱크는 탱크의 외피를 이루는 복합재(10)와 상기 복합재(10)의 내부에 삽입되는 폴리머 재질의 라이너(11)를 포함한다.
여기서, 상기 복합재(10)와 라이너(11)는 외측과 내측에서 서로 두 겹으로 접합되어 하나의 탱크 형상을 이루면서 고압의 연료가스를 안전하게 저장할 수 있는 공간을 제공하게 된다.
특히, 상기 라이너(11)의 내부에는 금속 코일(12), 예를 들면 금속 재질의 코일 스프링 형태로 이루어진 금속 코일(12)이 내장되어 라이너(11)의 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 높여줄 수 있게 된다.
이때의 금속 코일(12)은 알루미늄, 스테일레스 스틸 등 연신율과 항복강도를 고려한 다양한 재질을 사용할 수 있게 된다.
이러한 금속 코일(12)은 라이너(11)의 사출성형 또는 사출성형 시 함께 인서트되어 일체형으로 성형될 수 있게 되며, 이렇게 일체 인서트되어 성형되는 금속 코일(12)은 라이너(11)의 라이너 몸통부(11a)에 동심원상으로 배치되면서 외부 노출없이 몸통부 내에 완전히 파뭍힌 형태로 일체 내장될 수 있게 된다.
그리고, 상기 라이너(11)의 경우 라이너 몸통부(11a)와 라이너 돔부(11b)의 일체형 구조로 이루어지게 되며, 이때의 라이너 몸통부(11a)와 라이너 돔부(11b)는 각각 사출 또는 압출 성형된 후에 서로 융착 접합되는 형태로 일체의 라이너를 이룰 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 라이너(11)에 금속 코일(12)이 일체 내장되므로서, 라이너(11)의 원주 방향 및 반지름 방향의 강성이 향상될 수 있게 된다.
한편, 상기 금속 코일(12)을 대신하여 튜브 형태의 박막 금속을 삽입하여 샌드위치 형태로 제작이 가능하나, 이럴 경우 재료 간의 투과도 차이로 인해 폴리머와 금속층 사이의 박리가 발생할 수 있게 된다.
하지만, 본 발명에서 적용하는 금속 코일(12)의 경우, 강성은 보완하되 투과된 수소는 코일 사이, 즉 폴리머 모재(母材) 사이로 자연스럽게 빠져나가도록 유도할 수 있게 된다.
따라서, 튜브 형태와 같은 이종 재료 계면 사이의 대규모 박리는 발생하지 않게 된다.
또한, 상기 복합재(10)와 라이너(11) 사이의 계면에는 가스확산층(13)이 형성되며, 이때의 가스확산층(13)은 라이너(11)를 투과한 가스가 자연스러운 확산 및 이동이 이루어지도록 하면서 외부로 방출될 수 있도록 해주는 역할을 하게 된다.
예를 들면, 상기 복합재(10)와 라이너(11)의 계면에는 폴리우레탄폼 등의 다공층 재질로 이루어진 가스확산층(13)이 형성되고, 이때의 가스확산층(13)으로 들어온 가스, 즉 라이너(11)를 투과하여 나온 가스는 가스확산층(12)의 다공층 내에 임시로 저장됨과 더불어 다공층 내 기공을 통해 자연스럽게 확산, 이동되면서 외부로 방출될 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크에서 복합재층과 폴리머 라이너 간의 응력곡선 및 밀착구조를 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 폴리머 라이너(11)의 몸통부(11a)에 사출/압출 시 금속 코일(12)을 일체 성형하여 라이너 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 높이는 한편, 라이너(11)의 전면에 대해 복합재 보강(Filament winding) 후, 즉 라이너(11)와 복합재(10)를 내외층으로 형성한 후, 자긴처리(Autofrettage)를 통해 복합재(10)와 라이너(11) 간의 잔류응력을 생성시키게 된다.
이렇게 하면 복합재(10)는 인장응력이, 라이너(11)는 압축응력이 발생되며, 두 층은 상호 반발하는 응력이 작용하고 있어 계면에 공간이 발생되지 않게 된다.
또한, 압축응력 상태의 금속 코일(12)은 충전 시 연신되어도 응력이 (-) 상태에서 증대됨으로 최대 응력은 항복강도 이내로 제어할 수 있어 내구성능이 증대된다.
이때의 삽입되는 코일의 경우, 연신율과 항복강도를 고려하여 다양한 금속재질을 사용하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크에서 투과가스 배출상태를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 연료가스 저장탱크의 층 구조를 보여주며, 내측에서부터 외측으로 폴리머 라이너층, 가스확산층, 복합재층이 배치되는 구조를 보여준다.
연료가스의 내압에 의해 연료가스는 폴리머 라이너층을 투과하여, 가스확산층으로 유입되고, 이렇게 가스확산층 내에 임시로 모인 연료가스는 가스확산층의 다공층 내 기포 사이사이를 통과하여 확산되면서 양쪽의 보스 방향(라이너 돔부에 있는 보스 방향)으로 자연스럽게 이동하여 외부로 방출될 수 있게 된다.
이렇게 투과된 연료가스가 연속적으로 방출되므로서 순간 방출에 의한 폭발소음이 발생하지 않게 되고, 이와 더불어 복합재층을 타고 탱크 외부로 방출되지 않아 가스 누기라는 오해를 피할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 저장탱크의 제조방법을 나타내는 개략도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 연료가스 저장탱크를 이루는 금속 코일 일체형 라이너와 복합재를 성형하는 방법을 보여준다.
여기서, 금속 코일 일체형의 라이너(11) 성형은 사출 방식 또는 압출 방식을, 가스확산층(13)의 성형은 발포 방식을, 복합재(10)의 성형은 필라멘트 와인딩 방식을 적용할 수 있으며, 이때의 사출 방식 또는 압출 방식, 발포 방식, 필라멘트 와인딩 방식에 사용되는 사출/압출 몰드(14), 사출/압출기(15), 발포 몰드(17), 필라멘트 와인딩 장비(16) 등은 각 방식에 사용되는 통상적인 구조이므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 사출 또는 압출 몰드(14)와 사출/압출기(15)를 이용하여 금속 코일(12)이 내장되어 있는 금속 코일 일체형의 라이너(11)를 성형하는 단계를 수행한다.
즉, 라이너(11)의 성형 시 몰드 내에 금속 코일(12)을 인서트한 상태에서 함께 성형하여 금속 코일(12)이 내장되어 있는 일체형의 라이너(11)를 성형한다.
이때의 금속 코일 일체형의 라이너를 성형하는 단계는 사출 또는 압출 몰드(14)를 이용하여 금속 코일(12)이 내장되어 있는 금속 코일 일체형의 라이너 몸통부(11a)를 성형하고, 이와 더불어 사출 또는 압출 몰드(14)를 이용하여 금속 보스(미도시)가 내장되어 있는 금속 보스 일체형의 라이너 돔부(11b)를 성형한 다음, 이러게 성형한 라이너 몸통부(11a)의 양단부에 라이너 돔부(11b)를 각각 융착하여 접합하는 과정을 포함한다.
다음, 후술하는 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재(10)를 성형하는 단계를 수행하기 전(前) 단계로서 발포 몰드(17)를 이용하여 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 다공층 재료를 발포 성형하여 가스확산층(13)을 형성하는 과정을 수행한다.
즉, 라이너 성형 후 외면 전체에 다공층 재료를 도포하여 가스를 다공층 내 임시로 저장할 수 있고, 다공층 내 기공을 통해 자연스럽게 확산, 이동되도록 하기 위하여, 가스확산층(13)의 두께만큼의 공간을 가지는 발포 몰드에 라이너를 넣고 폴리우레탄폼 등의 재료를 발포한다.
이후 복합재료 성형 시 필라멘트 와인딩 장력에 의해 가스확산층이 압축되어 가스 유로가 막힐 수 있으므로, 와인딩 장력을 고려하여 다공층 재료에 적절한 보강재, 예를 들면 유리섬유 등을 혼입하여 강성을 보강할 수 있다.
그리고, 이 단계에서는 복합재 성형 시 라이너 양쪽 끝의 보스부를 완전히 덮지 않도록 하는 과정을 실시할 수 있다.
즉, 가스확산층은 탱크 양쪽 끝의 보스부까지 완벽히 발포되어야 하며, 가스확산층 외면에 복합재 성형 시 수지가 양쪽 보스부를 완전히 덮지 않도록 해야 이동된 투과 가스가 방출될 수 있다.
여기서, 가스확산층 적용으로 인한 탱크 보온효과로 충전 시 상승되는 탱크온도는 프리쿨링(Pre-cooling) 충전으로 감소시킬 수 있다.
다음, 필라멘트 와인딩 장비(16)를 이용하여 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재(10)를 성형하는 단계를 수행한다.
즉, 필라멘트 와인딩 장비(16)를 사용하여 가스확산층(13)의 바깥둘레면에 수지 함침 보강섬유를 와인딩함으로써 복합재를 성형할 수 있다.
이렇게 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계 후(後)에는 자긴처리(Autofrettage)를 실시하여 복합재와 라이너 간의 잔류응력을 형성시키는 과정을 실시한다.
따라서, 위와 같은 제조방법에 의해 제조되는 연료가스 저장탱크는 일체형 금속 코일을 통해 라이너 강성을 보완할 수 있고, 라이너 외면 확산층을 통해 자연스러운 가스 배출을 이룰 수 있다.
예를 들면, 기존에는 금속재 및 폴리머 등 한가지 재질로만 라이너를 제작하였으나, 본 발명은 금속재와 폴리머의 장점을 혼합한 하이브리드(Hybrid) 라이너를 제공한다.
즉, 모재로 폴리머를 사용하고, 보강재로 금속 코일을 사용함으로써, 부족한 금속 라이너의 내피로 특성은 폴리머 모재로 보완할 수 있고, 상대저그로 부족한 폴리머 라이너의 강성은 금속재 코일로 보완할 수 있다.
또, 기존 폴리머 라이너가 삽입된 라이너의 경우, 라이너와 복합재 사이의 박리를 방지하고자 양 층을 접착하는 시도를 하였으나, 피로로 인한 접착층 분리 및 분리된 계면으로 연료가스가 침투하여 계면분리 전파가 더욱 급속하게 확산되는 문제점이 있었다.
이러한 기존 기술의 문제점을 방지하기 위해 금속재 코일을 라이너와 일체 성형하고, 자긴처리 기법을 도입하여 계면박리를 방지할 수 있다.
이때의 삽입되는 금속 보강재의 경우, 금속재 튜브형상과는 다른 코일형상으로서, 모재가 되는 폴리머층을 통해 연료가스가 투과됨으로 가스로 인한 이종재료 간의 대규모 박리를 피할 수 있다.
또한, 기존 폴리머 라이너를 가지는 탱크의 경우, 폴리머 라이너와 복합재 사이의 계면이 이종재료 간의 접합성 문제로 평소 박리가 되어 있고, 폴리머 라이너 두께방향으로 투과된 연료가스는 이러한 박리공간에 머물러 있다가 탱크 보스로 순간 빠져나가면서 폭발소음을 내거나, 복합재 유로 사이로 빠져 나와 가스누출로 오인을 받는다.
이를 방지하기 위해 성형 시 라이너 표면에 접착제를 도포하여 복합재와의 접합을 시도하여 연료가스의 트랩을 방지하거나, 라이너와 복합재 층 사이에 국부적으로 이형물질을 삽입하여 유로를 생성시켜서 투과된 연료가스가 생성된 유로를 타고 양쪽 보스쪽으로 배출되도록 유도하는 방법도 있지만, 접착제 처리의 경우에는 충방전으로 인한 피로로 접착층이 쉽게 파괴되는 단점이 있고, 유로를 형성하는 경우에는 유로의 수가 한정적이고, 유로의 파괴 시 박리의 시발점을 제공할 수 있다는 단점이 있다.
본 발명에서는 라이너와 복합재 사이에 가스확산층을 형성하여 투과된 가스를 확산층 내 기공과 기공을 통해 빠르게 확산되도록 하며, 확산된 가스가 탱크 양쪽 끝 보스로 빠져나가도록 할 수 있다.
이때, 투과된 가스는 계면 사이에 머물러 있지 않고 확산층 내 기공 사이를 통해 지속적으로 빠져나가므로 폭발소음이 발생되지 않으며, 미처 복합재 유로로 가스가 빠져나가기 전에 확산층을 통해 가스가 배출됨으로써 탱크 표면으로 가스누출이 되지 않아 탱크 누기로 오인받지 않도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 라이너 내 금속 코일 및 복합재와의 계면에 가스확산층을 조성함으로써, 라이너 강성 보강을 통한 박리층 제거 및 좌굴을 방지할 수 있고, 가스확산층에 의한 투과 연료가스를 이동시켜 보스측을 통해 외부로 자연스럽게 배출시킬 수 있다.
10 : 복합재
11 : 라이너
11a : 라이너 몸통부
11b : 라이너 돔부
12 : 금속 코일
13 : 가스확산층
14 : 사출/압출 몰드
15 : 사출/압출기
16 : 필라멘트 와인딩 장비
17 : 발포 몰드

Claims (9)

  1. 탱크 외피를 이루는 복합재와, 상기 복합재의 내부에 삽입되는 라이너를 포함하는 연료가스 저장탱크에 있어서,
    상기 라이너의 내부에는 금속 코일이 일체 성형되어 원주 방향 및 반지름 방향에 대한 강성을 높일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이너에 일체 성형되는 금속 코일은 라이너 사출성형 또는 사출성형 시 인서트되어 함께 일체형으로 성형될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 라이너에 일체 성형되는 금속 코일은 라이너 몸통부에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복합재와 라이너 사이의 계면에 형성되어 가스의 자연스러운 확산 및 이동이 이루어지면서 외부로 방출될 수 있도록 해주는 가스확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크.
  5. 연료가스 저장탱크의 제조방법에 있어서,
    사출 또는 압출 몰드를 이용하여 금속 코일이 내장되어 있는 금속 코일 일체형의 라이너를 성형하는 단계;
    필라멘트 와인딩 장비를 이용하여 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계 전(前) 단계에서는 발포 몰드를 이용하여 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 다공층 재료를 발포 성형하여 가스확산층을 형성하는 과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속 코일 일체형의 라이너를 성형하는 단계는 사출 또는 압출 몰드를 이용하여 금속 코일이 내장되어 있는 금속 코일 일체형의 라이너 몸통부를 성형하는 과정 및 금속 보스가 내장되어 있는 금속 보스 일체형의 라이너 돔부를 성형하는 과정과, 상기 라이너 몸통부와 라이너 돔부를 융착하여 접합하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크의 제조방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계 후(後) 단계에서는 자긴처리(Autofrettage)를 통해 복합재와 라이너 간의 잔류응력을 형성시키는 과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크의 제조방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속 코일 일체형의 라이너 표면에 복합재를 성형하는 단계에서는 복합재 성형 시 라이너 양쪽 끝의 보스부를 완전히 덮지 않도록 하는 과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 연료가스 저장탱크의 제조방법.
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