KR20170028797A - Method of reinforcing neck of the composite material container - Google Patents

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KR20170028797A
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조상훈
김익수
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주식회사 엔케이
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Abstract

The present invention relates to a high pressure container with improved safety, and a method for manufacturing the same. According to one embodiment of the present invention, the high pressure container comprises: a metal liner having a metallic main liner having an inner storage space and having a semi-spherical first subliner having a central through-hole; and a reinforcement member surrounding an end of the first subliner disposed near the through-hole.

Description

복합재 용기의 네크의 보강 방법{Method of reinforcing neck of the composite material container}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of reinforcing a neck of a composite container,

본 발명은 고압 용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수소 탱크와 같이 고압의 가스를 안전하게 저장할 수 있는 고압용기 및 그 제조 방법에 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 hydrogen tank and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 천연가스를 저장하는 탱크 또는 수소를 저장하는 탱크와 같은 고압용기는 내구성이 강한 금속을 사용하며, 경량화를 위해 라이너(liner)를 알루미늄(Aluminium)과 같은 금속성의 재질로 제작하고, 그 위에 카본섬유나 유리섬유를 에폭시수지와 같은 고분자수지에 적신 후 감아서 제작한다. 고압용기의 라이너로 사용되는 금속으로는 알루미늄, 철, 크롬, 또는 니켈을 합금한 스테인레스와 같은 금속 또는 금속들의 합금을 사용할 수 있다. 이러한 금속 라이너는 플라스틱 라이너에 비해 고압의 조건 또는 고온의 조건에서의 내구성에 매우 강하다.In general, a high-pressure vessel such as a tank for storing natural gas or a tank for storing hydrogen uses a metal having high durability and a liner is made of a metallic material such as aluminum for light weight, A carbon fiber or a glass fiber is impregnated with a polymer resin such as an epoxy resin, and wound. As the metal used as the liner of the high-pressure vessel, a metal such as stainless steel alloyed with aluminum, iron, chromium, or nickel, or an alloy of metals may be used. These metal liners are very strong in terms of durability under high pressure or high temperature conditions compared to plastic liners.

이러한 장점에도 불구하고 금속 라이너를 사용하는 경우 발생되는 문제가 있다. 즉 고압용기의 제조 시 라이너의 끝단에 레귤레이터나 밸브 등을 연결하기 위한 금속성 노즐 보스를 결합하게 되는데, 금속 라이너를 사용하는 경우 금속 라이너의 표면과 합성수지 라이너의 표면이 완전히 결합되지 못하여 장시간 사용 시 끝단이 파손될 수 있다. 또한, 고압용기의 파손에 의해 고압가스가 새는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 고압용기는 안전성이 낮아질 수 있다.Despite these advantages, there are problems that arise when using metal liners. 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. In the case of using a metal liner, the surface of the metal liner and the surface of the synthetic resin liner are not completely joined, May be damaged. Further, the high-pressure gas may leak due to breakage of the high-pressure vessel. Therefore, the safety of the high-pressure vessel can be lowered.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 안전한 고압용기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a safe high-pressure vessel and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 금속 라이너의 표면과 합성수지 라이너의 표면의 결합 강도가 향상된 고압용기 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high-pressure vessel having improved bonding strength between a surface of a metal liner and a surface of a synthetic resin liner, and a method of manufacturing the same.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기는 내부에 저장 공간을 가지는 금속성의 메인 라이너 및 상기 메인 라이너의 일단과 결합되고, 중앙에 관통홀이 형성되는 반구형의 제 1 서브라이너를 포함하는 금속 라이너 및 상기 관통홀과 인접하게 배치된 상기 제 1 서브 라이너의 끝단을 둘러싸는 보강부재를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 보강부재는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a high-pressure vessel including a metallic main liner having a storage space therein, a hemispherical first sub-liner coupled to one end of the main liner, And a reinforcing member surrounding the end of the first sub-liner disposed adjacent to the through-hole. In one embodiment, the reinforcing member is any one selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb and Fe, . ≪ / RTI >

일 실시예에서, 상기 보강부재는 상기 제 1 서브 라이너의 끝단 위에 끼워지는 돌출부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 보강부재는 상기 제 1 서브라이너를 커버하며, 상기 관통홀과 인접하게 배치된 상기 제 1 서브라이너의 끝단을 둘러싸는 중앙부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 보강부재는 상기 중앙부로부터 연장된 보호부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the reinforcing member may include a protrusion that fits over the end of the first sub-liner. In one embodiment, the reinforcing member covers the first sub-liner and may include a central portion surrounding the end of the first sub-liner disposed adjacent the through-hole. In one embodiment, the reinforcing member may include a protector extending from the central portion.

일 실시예에서, 상기 금속 라이너는 상기 메인 라이너의 타단에 결합되고, 중앙에 관통홀이 형성되는 반구형의 제 2 서브라이너를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 라이너는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.In one embodiment, the metal liner may further include a hemispherical second subliner coupled to the other end of the main liner and having a through hole at the center. The metal liner may include any one selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb and Fe, .

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기의 제조 방법은 중앙에 유체의 유동을 위한 관통홀이 형성되는 반구형의 제 1 서브 라이너 및 금속성의 메인 라이너를 포함하는 금속 라이너를 준비할 수 있다. 상기 제 1 서브 라이너의 끝단과 금속성의 보강부재를 끼움 결합할 수 있다. 상기 보강부재가 결합된 상기 제 1 서브 라이너와 내부 저장 공간을 갖는 상기 메인 라이너의 일단에 결합하여 합성수지 라이너를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 합성수지 라이너의 외면에 보강층을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제 1 서브 라이너의 일 표면을 절삭할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high-pressure vessel, comprising: preparing a metal liner including a hemispherical first sub-liner and a metallic main liner having through- can do. The end of the first sub-liner and the metallic reinforcing member can be engaged with each other. The synthetic resin liner may be formed by bonding the first sub-liner with the reinforcing member coupled to one end of the main liner having the internal storage space. In one embodiment, a reinforcing layer may be formed on the outer surface of the synthetic resin liner. In one embodiment, one surface of the first sub-liner may be cut.

본 발명의 실시예에 따르면, 보강부재를 포함하는 고압용기에 의해 금속 라이너와 합성수지 라이너 사이의 결합력을 향상시켜 고압용기의 강도가 향상된다. 이로서 고압가스의 누출이 작아질 수 있다. 따라서 내구성이 향상된 고압용기 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the strength of the high-pressure vessel is improved by improving the bonding force between the metal liner and the synthetic resin liner by the high-pressure vessel including the reinforcing member. As a result, the leakage of the high-pressure gas can be reduced. Therefore, a high-pressure vessel having improved durability and a method of manufacturing the same can be provided.

또한, 보강부재를 포함하는 고압용기에 의해 금속 라이너의 표면과 합성수지 라이너의 표면의 결합 강도가 향상된 고압용기 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.Further, a high-pressure vessel in which the bonding strength between the surface of the metal liner and the surface of the synthetic resin liner is improved by the high-pressure vessel including the reinforcing member, and a manufacturing method thereof can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압용기를 나타내는 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention.
3A is a perspective view illustrating a reinforcing member according to an embodiment of the present invention.
3B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention.
4A is a perspective view illustrating a reinforcing member according to another embodiment of the present invention.
4B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention.
5A is a perspective view illustrating a reinforcing member according to another embodiment of the present invention.
5B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.　 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, The present invention is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.　 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다.　 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기를 나타내는 단면도이다. 고압용기(100)는 금속 라이너(10), 보강부재(30a) 및 보강부재(30a)를 커버하는 합성수지 라이너(20)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고압용기(100)는 합성수지 라이너(20)를 커버하는 보호층(50)이 더 배치될 수 있다.1 is a cross-sectional view illustrating a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention. The high pressure vessel 100 may include a metal liner 10, a reinforcing member 30a and a synthetic resin liner 20 covering the reinforcing member 30a. In one embodiment, the high-pressure vessel 100 may be further arranged with a protective layer 50 covering the synthetic resin liner 20.

금속 라이너(10)는 내부 저장 공간을 갖는 원통형의 메인 라이너(11), 메인 라이너(11)의 일단과 결합되는 반구형의 제 1 서브 라이너(12) 및 제 1 서브 라이너(12)로부터 연장되며 관통홀(TH1)을 형성하는 끝단(14)을 포함할 수 있다. 메인 라이너(11), 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)은 금속 재질을 포함할 수 있다. The metal liner 10 has a cylindrical main liner 11 having an internal storage space, a hemispherical first sub liner 12 joined to one end of the main liner 11, and a second sub liner 12 extending from the first sub liner 12, And a tip 14 forming a hole TH1. The main liner 11, the first sub-liner 12, and the end 14 may comprise a metal material.

일 실시예에서, 메인 라이너(11), 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)은 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 라이너(10)의 메인 라이너(11), 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 알루미늄은 금속 중에서 가벼운 성질을 가지며, 용접 효율에 적합하므로 금속성의 고압용기를 형성하기에 바람직하다.In one embodiment, the main liner 11, the first sub-liner 12, and the end 14 are formed of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Pb, and Fe, or an alloy thereof. For example, the main liner 11, the first sub-liner 12 and the end 14 of the metal liner 10 may comprise aluminum (Al). Aluminum is preferable for forming a high-pressure metallic container because it has a light property in metal and is suitable for welding efficiency.

보강부재(30a)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14) 위에 배치되는 돌출부(35), 제 1 서브 라이너의 끝단(14)을 둘러싸는 중앙부(34) 및 중앙부(34)로부터 연장된 보호부(32)를 포함할 수 있다. 보강부재(30a)의 자세한 설명은 도 3a 내지 도 3b에서 후술한다.The reinforcement member 30a includes a protrusion 35 disposed over the end 14 of the first sub-liner 12, a central portion 34 surrounding the end 14 of the first sub- And may include a protection portion 32. A detailed description of the reinforcing member 30a will be described later with reference to Figs. 3A to 3B.

합성수지 라이너(20)는 합성수지 라이너(20)는 제 1 라이너(21)와, 제 1 라이너(21)의 일단에 결합되어 제 1 서브 라이너(12)를 커버하는 제 2 라이너(22)와 제 2 라이너(22)의 일단에 결합되어 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)을 커버하는 제 3 라이너(24)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 라이너(21), 제 2 라이너(22) 및 제 3 라이너(24)는 상술한 것과 같은 합성수지로 각각 제조된 후 융착 등의 방법으로 결합된다.The synthetic resin liner 20 includes a first liner 21 and a second liner 22 coupled to one end of the first liner 21 to cover the first sub liner 12, And a third liner 24 coupled to one end of the liner 22 and covering an end 14 of the first sub liner 12. [ In one embodiment, the first liner 21, the second liner 22, and the third liner 24 are each made of a synthetic resin as described above, and then joined by fusion bonding or the like.

일 실시예에서, 고압용기(100)는 합성수지 라이너(20)의 외면에 보강층(50)을 더 형성할 수 있다. 보강층(50)은 카본섬유나 유리섬유를 에폭시수지와 같은 고분자수지에 적신 후 합성수지 라이너(20)의 외면에 감아서 형성할 수 있다.In one embodiment, the high-pressure vessel 100 may further comprise a reinforcing layer 50 on the exterior surface of the synthetic resin liner 20. [ The reinforcing layer 50 may be formed by winding carbon fibers or glass fibers on the outer surface of the synthetic resin liner 20 after impregnating the same with a polymer resin such as an epoxy resin.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압용기를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시된 고압용기(110)는 보강부재(40a)를 제외하고는 도 1에 도시된 고압용기(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.2 is a cross-sectional view illustrating a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention. The high-pressure vessel 110 shown in FIG. 2 is the same as the high-pressure vessel 100 shown in FIG. 1 except for the reinforcing member 40a, and a detailed description thereof will be omitted.

고압용기(110)는 금속 라이너(10), 보강부재(40a) 및 보강부재(40a)를 커버하는 합성수지 라이너(20)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고압용기(110)는 합성수지 라이너(20)를 커버하는 보호층(50)이 더 배치될 수 있다.The high pressure vessel 110 may include a metal liner 10, a reinforcing member 40a and a synthetic resin liner 20 covering the reinforcing member 40a. In one embodiment, the high-pressure vessel 110 may be further arranged with a protective layer 50 covering the synthetic resin liner 20.

금속 라이너(10)는 내부 저장 공간을 갖는 원통형의 메인 라이너(11), 메인 라이너(11)의 일단과 결합되는 반구형의 제 1 서브 라이너(12) 및 메인 라이너(11)의 타단과 결합되는 제 2 서브 라이너(16)를 포함할 수 있다. 금속 라이너(10)의 제 1 서브 라이너(12)는 제 1 서브 라이너(12)로부터 연장되며 관통홀(TH1)을 형성하는 끝단(14)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메인 라이너(11), 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 메인 라이너(11), 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)은 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인 라이너(11), 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 알루미늄은 금속 중에서 가벼운 성질을 가지며, 용접 효율에 적합하므로 금속성의 고압용기를 형성하기에 바람직하다.The metal liner 10 includes a cylindrical main liner 11 having an internal storage space, a hemispherical first sub liner 12 coupled with one end of the main liner 11, 2 sub liners 16, as shown in FIG. The first sub liner 12 of the metal liner 10 may include an end 14 extending from the first sub liner 12 and forming a through hole TH1. In one embodiment, the main liner 11, the first sub-liner 12, and the end 14 may comprise a metal material. The main liner 11, the first sub liner 12 and the end 14 are made of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, , Or an alloy thereof. For example, the main liner 11, the first sub-liner 12, and the end 14 may comprise aluminum (Al). Aluminum is preferable for forming a high-pressure metallic container because it has a light property in metal and is suitable for welding efficiency.

금속 라이너(10)의 제 2 서브 라이너(16)는 제 2 서브 라이너(16)로부터 연장되며 관통홀(TH2)을 형성하는 끝단(18)을 포함할 수 있다. 끝단(18)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 끝단(18)은 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 끝단(18)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 알루미늄은 금속 중에서 가벼운 성질을 가지며, 용접 효율에 적합하므로 금속성의 고압용기를 형성하기에 바람직하다.The second sub liner 16 of the metal liner 10 may include an end 18 extending from the second sub liner 16 and forming a through hole TH2. The ends 18 may comprise a metal material. In one embodiment, the end 18 is selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb and Fe, Alloys. For example, the tip 18 may comprise aluminum (Al). Aluminum is preferable for forming a high-pressure metallic container because it has a light property in metal and is suitable for welding efficiency.

보강부재(40a)는 제 1 서브 라이너(16)의 끝단(18) 위에 배치되는 돌출부(45), 제 1 서브 라이너(16)의 끝단(18)을 둘러싸는 중앙부(44) 및 중앙부(44)로부터 연장된 보호부(42)를 포함할 수 있다.The reinforcement member 40a includes a protrusion 45 disposed over the end 18 of the first sub-liner 16, a central portion 44 and a central portion 44 surrounding the end 18 of the first sub- And a protector 42 extending from the protector.

일 실시예에서, 고압용기(110)는 합성수지 라이너(20)의 외면에 보강층(50)을 더 형성할 수 있다. 보강층(50)은 카본섬유나 유리섬유를 에폭시수지와 같은 고분자수지에 적신 후 합성수지 라이너(20)의 외면에 감아서 형성할 수 있다.In one embodiment, the high-pressure vessel 110 may further comprise a stiffening layer 50 on the exterior surface of the synthetic resin liner 20. The reinforcing layer 50 may be formed by winding carbon fibers or glass fibers on the outer surface of the synthetic resin liner 20 after impregnating the same with a polymer resin such as an epoxy resin.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다. 보강부재(30a)는 제 1 서브 라이너의 끝단(14) 위에 배치되는 돌출부(35), 제 1 서브 라이너의 끝단(14)을 둘러싸는 중앙부(34) 및 중앙부(34)로부터 연장된 보호부(32)를 포함할 수 있다.3A is a perspective view illustrating a reinforcing member according to an embodiment of the present invention. 3B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention. The reinforcement member 30a includes a protrusion 35 disposed over the end 14 of the first sub-liner, a central portion 34 surrounding the end 14 of the first sub-liner and a protective portion extending from the central portion 34 32).

도 3a 및 도 3b를 함께 참조하면, 보강부재(30a)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)에 형성된 관통홀(TH1)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 보강부재(30a)는 제 1 서브 라이너(12) 및 끝단(14)을 커버할 수 있다. 보강부재(30a)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보강부재(30a)는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.3A and 3B, the reinforcing member 30a may be disposed adjacent to the through hole TH1 formed at the end 14 of the first sub-liner 12. [ Further, the reinforcing member 30a may cover the first sub-liner 12 and the end 14. The reinforcing member 30a may include a metal material. In one embodiment, the reinforcing member 30a is made of any one selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb, ≪ / RTI >

예를 들어, 보강부재(30a)는 금속 라이너(10)와 동일한 금속을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 보강부재(30a)는 금속 라이너(10)와 다른 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보강부재(30a)는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 알루미늄은 금속 중에서 가벼운 성질을 가지며, 용접 효율에 적합하므로 금속성의 고압용기를 형성하기에 바람직하다.For example, the reinforcing member 30a may comprise the same metal as the metal liner 10. [ In another embodiment, the reinforcing member 30a may comprise a metal other than the metal liner 10. In one embodiment, the reinforcing member 30a may comprise aluminum (Al). Aluminum is preferable for forming a high-pressure metallic container because it has a light property in metal and is suitable for welding efficiency.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다. 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 고압용기의 보강부재(30b)를 제외하고는 도 1에 도시된 고압용기(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.4A is a perspective view illustrating a reinforcing member according to another embodiment of the present invention. 4B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention. Except for the reinforcing member 30b of the high-pressure vessel shown in Figs. 4A and 4B, the same as the high-pressure vessel 100 shown in Fig. 1, a detailed description thereof will be omitted.

도 4a 및 도 4b를 함께 참조하면, 금속 라이너(10)는 내부 저장 공간을 갖는 원통형의 메인 라이너(11), 메인 라이너(11)의 일단과 결합되는 반구형의 제 1 서브 라이너(12) 및 제 1 서브 라이너(12)로부터 연장되며 관통홀(TH1)을 형성하는 끝단(14) 및 제 1 서브 라이너(12)로부터 형성된 홈(GR)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 홈(GR)은 끝단(14)의 일 표면에 형성될 수 있다.4A and 4B, the metal liner 10 includes a cylindrical main liner 11 having an internal storage space, a hemispherical first sub liner 12 joined to one end of the main liner 11, 1 may include a groove 14 formed from an end 14 and a first sub-liner 12 extending from the sub-liner 12 and defining a through hole TH1. In one embodiment, the grooves GR may be formed on one surface of the end 14.

보강부재(30b)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14) 위에 배치되는 돌출부(35), 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)을 둘러싸는 중앙부(34) 돌출부(35)와 중앙부(34) 사이에 배치되며, 중앙부(34)로부터 연장되어 관통구(TH) 방향으로 돌출된 보조 돌출부(36) 및 중앙부(34)로부터 연장되며 소정의 경사를 갖는 보호부(32)를 포함할 수 있다. 보조 돌출부(36)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)의 일 표면에 형성된 홈(GR)에 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 금속 라이너(10)의 홈(GR)은 보강부재(30b)의 돌출부(35)의 아래에 배치될 수 있다.The reinforcing member 30b includes a projecting portion 35 disposed on the end 14 of the first sub-liner 12, a projecting portion 35 of the central portion 34 surrounding the end 14 of the first sub- An auxiliary protrusion 36 extending from the central portion 34 and protruding in the direction of the through hole TH and a protective portion 32 extending from the central portion 34 and having a predetermined inclination can do. The auxiliary projection 36 can be inserted into the groove GR formed on one surface of the end 14 of the first sub- In one embodiment, the grooves GR of the metal liner 10 may be disposed under the projections 35 of the reinforcing member 30b.

보강부재(30b)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)에 형성된 관통홀(TH1)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 보강부재(30b)는 제 1 서브 라이너(12), 끝단(14) 및 홈(GR)을 커버할 수 있다. 보강부재(30b)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보강부재(30b)는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The reinforcing member 30b may be disposed adjacent to the through hole TH1 formed at the end 14 of the first sub-liner 12. [ Further, the reinforcing member 30b may cover the first sub-liner 12, the end 14, and the groove GR. The reinforcing member 30b may include a metal material. In one embodiment, the reinforcing member 30b is made of any one selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb, ≪ / RTI >

예를 들어, 보강부재(30b)는 금속 라이너(10)와 동일한 금속을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 보강부재(30b)는 금속 라이너(10)와 다른 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보강부재(30b)는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 알루미늄은 금속 중에서 가벼운 성질을 가지며, 용접 효율에 적합하므로 금속성의 고압용기를 형성하기에 바람직하다. For example, the reinforcing member 30b may comprise the same metal as the metal liner 10. [ In another embodiment, the reinforcing member 30b may comprise a metal other than the metal liner 10. In one embodiment, the reinforcing member 30b may comprise aluminum (Al). Aluminum is preferable for forming a high-pressure metallic container because it has a light property in metal and is suitable for welding efficiency.

도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다. 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다. 도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강부재를 나타내는 사시도이다. 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압용기의 보강부재를 나타내는 단면도이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 고압용기의 보강부재(30c)를 제외하고는 도 1에 도시된 고압용기(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.5A is a perspective view illustrating a reinforcing member according to another embodiment of the present invention. 5B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention. 5A is a perspective view showing a reinforcing member according to another embodiment of the present invention. 5B is a cross-sectional view illustrating a reinforcing member of a high-pressure vessel according to another embodiment of the present invention. Except for the reinforcement member 30c of the high-pressure vessel shown in Figs. 5A and 5B, the same as the high-pressure vessel 100 shown in Fig. 1, detailed description will be omitted.

도 5a 및 도 5b를 함께 참조하면, 금속 라이너(10)는 내부 저장 공간을 갖는 원통형의 메인 라이너(11), 메인 라이너(11)의 일단과 결합되는 반구형의 제 1 서브 라이너(12) 및 제 1 서브 라이너(12)로부터 연장되며 관통홀(TH1)을 형성하는 끝단(14) 및 제 1 서브 라이너(12)로부터 형성된 홈(GR)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 홈(GR)은 끝단(14)의 일 표면에 형성될 수 있다.5A and 5B, the metal liner 10 includes a cylindrical main liner 11 having an internal storage space, a hemispherical first sub-liner 12 joined to one end of the main liner 11, 1 may include a groove 14 formed from an end 14 and a first sub-liner 12 extending from the sub-liner 12 and defining a through hole TH1. In one embodiment, the grooves GR may be formed on one surface of the end 14.

보강부재(30c)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14) 위에 배치되는 돌출부(35), 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)을 둘러싸는 중앙부(34) 돌출부(35)와 중앙부(34) 사이에 배치되며, 중앙부(34)로부터 형성된 개구(38) 및 중앙부(34)로부터 연장되며 소정의 경사를 갖는 보호부(32)를 포함할 수 있다. 개구(38)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)의 일 표면에 형성된 홈(GR)과 일 방향으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, 홈(GR)과 개구(38)를 일 방향으로 정렬하여 돌출 나사를 갖는 볼트(BO) 및 개구 나사를 가지며, 볼트(BO)와 조립되는 너트(NU)를 포함하는 나사(SC)가 삽입될 수 있다. 따라서, 금속 라이너(10)의 홈(GR)과 보강부재(30c)의 개구(38)의 표면이 나사(SC)에 의해 고정되어 금속 라이너(10)와 보강부재(30c) 사이의 결합을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에서, 금속 라이너(10)의 홈(GR)은 보강부재(30b)의 돌출부(35)의 아래에 배치될 수 있다.The reinforcing member 30c includes a projecting portion 35 disposed on the end 14 of the first sub-liner 12, a projecting portion 35 of the central portion 34 surrounding the end 14 of the first sub-liner 12, An opening 38 formed from the central portion 34 and a protective portion 32 extending from the central portion 34 and having a predetermined inclination. The opening 38 may be aligned in one direction with a groove GR formed in one surface of the end 14 of the first sub-liner 12. In one embodiment, a screw (not shown) having a bolt BO and an opening screw with a projecting screw, which aligns the groove GR and the opening 38 in one direction, and a nut NU to be assembled with the bolt BO SC) can be inserted. The groove GR of the metal liner 10 and the surface of the opening 38 of the reinforcing member 30c are fixed by the screws SC to improve the coupling between the metal liner 10 and the reinforcing member 30c . In one embodiment, the grooves GR of the metal liner 10 may be disposed under the projections 35 of the reinforcing member 30b.

보강부재(30c)는 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)에 형성된 관통홀(TH1)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 보강부재(30c)는 제 1 서브 라이너(12), 끝단(14) 및 홈(GR)을 커버할 수 있다. 보강부재(30c)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보강부재(30c)는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The reinforcing member 30c may be disposed adjacent to the through hole TH1 formed at the end 14 of the first sub liner 12. [ Further, the reinforcing member 30c may cover the first sub liner 12, the end 14, and the groove GR. The reinforcing member 30c may include a metal material. In one embodiment, the reinforcing member 30c is made of any one selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb, ≪ / RTI >

예를 들어, 보강부재(30c)는 금속 라이너(10)와 동일한 금속을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 보강부재(30c)는 금속 라이너(10)와 다른 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보강부재(30c)는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 알루미늄은 금속 중에서 가벼운 성질을 가지며, 용접 효율에 적합하므로 금속성의 고압용기를 형성하기에 바람직하다. For example, the reinforcing member 30c may comprise the same metal as the metal liner 10. In another embodiment, the reinforcing member 30c may comprise a metal other than the metal liner 10. In one embodiment, the reinforcing member 30c may comprise aluminum (Al). Aluminum is preferable for forming a high-pressure metallic container because it has a light property in metal and is suitable for welding efficiency.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기의 제조 방법을 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 1의 보강 부재(30a)를 포함하는 고압용기(100)를 예시한다. 도 6에 도시된 제 1 서브 라이너(12)를 제외하고는 도 1에 도시된 고압용기(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a high-pressure vessel according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 illustrates a high-pressure vessel 100 including a reinforcing member 30a of FIG. Except for the first sub-liner 12 shown in Fig. 6, since it is the same as the high-pressure vessel 100 shown in Fig. 1, detailed description is omitted.

일 실시예에서, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기의 제조 방법은 중앙에 유체의 유동을 위한 관통홀(TH1)이 형성되는 반구형의 제 1 서브 라이너(12) 및 금속성의 메인 라이너(11)를 포함하는 금속 라이너(10)를 준비할 수 있다. 제 1 서브 라이너(12)의 끝단(14)에 금속성의 보강부재(30a)가 끼움 결합될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high-pressure vessel, comprising: a hemispherical first sub-liner (12) having a through hole (TH1) A metal liner 10 including a metallic main liner 11 can be prepared. A metallic reinforcing member 30a may be fitted to the end 14 of the first sub-liner 12.

일 실시예에서, 보강부재(30a)가 결합된 제 1 서브 라이너(12)와 내부 저장 공간을 갖는 메인 라이너(11)의 일단에 결합시킬 수 있다. 보강부재(30a)가 결합된 금속 라이너(10)의 표면에 합성수지 라이너(20)를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 합성수지 라이너(20)의 외면에 보강층(50)을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 서브 라이너(12)의 일 표면(12a)은 절삭될 수 있다.In one embodiment, the reinforcing member 30a can be coupled to one end of the main liner 11 having the first sub-liner 12 and the internal storage space. The synthetic resin liner 20 may be formed on the surface of the metal liner 10 to which the reinforcing member 30a is bonded. In one embodiment, the reinforcing layer 50 may be formed on the outer surface of the synthetic resin liner 20. [ In one embodiment, one surface 12a of the first sub-liner 12 may be cut.

일 실시예에서, 제 1 서브 라이너(12)의 일 표면이 절삭될 수 있다. 제 1 서브 라이너(12)의 일 면이 절삭되어 평평한 표면을 가지는 경우, 보강부재(30a)와 금속 라이너(10)의 마찰력이 더 향상될 수 있다.In one embodiment, one surface of the first sub-liner 12 may be cut. When one surface of the first sub-liner 12 is cut to have a flat surface, the frictional force between the reinforcing member 30a and the metal liner 10 can be further improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 보강부재를 포함하는 고압용기에 의해 금속 라이너와 합성수지 라이너 사이의 결합력을 향상시켜 고압용기의 강도가 향상된다. 이로서 고압 가스의 누출이 작아질 수 있다. 따라서 내구성이 향상된 고압용기 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the strength of the high-pressure vessel is improved by improving the bonding force between the metal liner and the synthetic resin liner by the high-pressure vessel including the reinforcing member. As a result, the leakage of the high-pressure gas can be reduced. Therefore, a high-pressure vessel having improved durability and a method of manufacturing the same can be provided.

또한, 보강부재를 포함하는 고압용기에 의해 금속 라이너의 표면과 합성수지 라이너의 표면의 결합 강도가 향상된 고압용기 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.Further, a high-pressure vessel in which the bonding strength between the surface of the metal liner and the surface of the synthetic resin liner is improved by the high-pressure vessel including the reinforcing member, and a manufacturing method thereof can be provided.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be clear to those who have knowledge.

100, 110; 고압용기 10; 금속 라이너
11; 메인 라이너 20; 합성수지 라이너
30a, 40a 30b, 30c; 보강부재 TH1; 관통홀
12, 42; 제 1 서브라이너 50; 보강층100, 110; High pressure vessel 10; Metal liner
11; A main liner 20; Synthetic resin liner
30a, 40a, 30b, 30c; Reinforcing member TH1; Through hole
12, 42; A first sub-liner 50; Reinforced layer

Claims (10)

내부에 저장 공간을 가지는 금속성의 메인 라이너 및 상기 메인 라이너의 일단과 결합되고, 중앙에 관통홀이 형성되는 반구형의 제 1 서브라이너를 포함하는 금속 라이너; 및
상기 관통홀과 인접하게 배치된 상기 제 1 서브 라이너의 끝단을 둘러싸는 보강부재를 포함하는 고압용기.A metallic liner comprising a metallic main liner having a storage space therein and a hemispherical first sub liner joined to one end of the main liner and having a through hole at the center thereof; And
And a reinforcing member surrounding the end of the first sub-liner disposed adjacent to the through-hole. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함하는 고압용기.The method of claim 1, wherein the reinforcing member is selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb and Fe, High pressure vessel containing alloy. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는 상기 제 1 서브 라이너의 끝단 위에 끼워지는 돌출부를 포함하는 고압용기2. The apparatus of claim 1, wherein the reinforcing member includes a protrusion that fits over an end of the first sub- 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는 상기 제 1 서브라이너를 커버하며, 상기 관통홀과 인접하게 배치된 상기 제 1 서브라이너의 끝단을 둘러싸는 중앙부를 포함하는 고압용기.
The high pressure vessel of claim 1, wherein the reinforcing member covers the first sub-liner and includes a central portion surrounding the end of the first sub-liner disposed adjacent the through-hole.
제 4 항에 있어서, 상기 보강부재는 상기 중앙부로부터 연장된 보호부를 포함하는 고압용기.The high-pressure vessel according to claim 4, wherein the reinforcing member includes a protector extending from the central portion. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 라이너는 상기 메인 라이너의 타단에 결합되고, 중앙에 관통홀이 형성되는 반구형의 제 2 서브라이너를 더 포함하는 고압용기.The high-pressure vessel according to claim 1, wherein the metal liner further comprises a hemispherical second sub-liner coupled to the other end of the main liner and having a through hole formed at the center thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 라이너는 Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb 및 Fe로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금을 포함하는 고압용기.The metal liner according to claim 1, wherein the metal liner is selected from the group consisting of Si, Sn, C, Sb, Zn, Ge, Al, Cu, Bi, Cd, Mg, As, Ga, Pb and Fe, High pressure vessel containing alloy. 중앙에 유체의 유동을 위한 관통홀이 형성되는 반구형의 제 1 서브 라이너 및 금속성의 메인 라이너를 포함하는 금속 라이너를 준비하는 단계;
상기 제 1 서브 라이너의 끝단과 금속성의 보강부재를 끼움 결합하는 단계; 및
상기 보강부재가 결합된 상기 제 1 서브 라이너와 내부 저장 공간을 갖는 상기 메인 라이너의 일단에 결합하여 합성수지 라이너를 형성하는 단계를 포함하는 고압용기의 제조방법.Preparing a metallic liner including a hemispherical first sub-liner and a metallic main liner having through-holes for fluid flow in the center;
Engaging an end of the first sub-liner with a metallic reinforcing member; And
And forming a synthetic resin liner by bonding to one end of the main liner having the internal sub-liner and the internal sub-liner to which the reinforcing member is coupled. 제 8 항에 있어서, 상기 합성수지 라이너의 외면에 보강층을 형성하는 단계를 더 포함하는 고압용기의 제조방법.The method of claim 8, further comprising forming a reinforcing layer on an outer surface of the synthetic resin liner. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 서브 라이너의 일 표면을 절삭하는 단계를 더 포함하는 고압용기의 제조 방법.9. The method of claim 8, further comprising cutting one surface of the first sub-liner.
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KR20200124913A (en) * 2019-04-25 2020-11-04 주식회사 엔케이 Tooling process for making carbon fiber composite containers
KR102244780B1 (en) * 2020-11-23 2021-04-27 한국가스안전공사 Chamber for hydrogen embrittlement test in high pressure hydrogen environment
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