KR20230009530A - 강화 요소를 가진 복합 압력 용기 - Google Patents

강화 요소를 가진 복합 압력 용기 Download PDF

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비외른 크리엘
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플라스틱 옴니엄 뉴 에너지스 프랑스
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Abstract

본 발명은 복합 압력 용기용 강화 요소에 관한 것으로서, 상기 강화 요소는 복합 압력 용기의 플라스틱 라이너의 중공 샤프트에 삽입되거나 이를 충전하도록 제공되고, 상기 중공 샤프트는 플라스틱 라이너의 대향 벽들을 연결하며, 상기 강화 요소는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들로 구성되는 중심 부분 및 2 개의 외부 부분들을 포함하고, 강화 요소의 중심 부분은 중공 샤프트의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지고 완전한 부분이며, 2 개의 외부 부분들이 펼쳐질 수 있고 라이너의 대향 벽들의 외부 표면에 고정될 수 있다. 본 발명은 또한 강화 요소를 포함하는 복합 압력 용기 및 상기 복합 압력 용기를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

강화 요소를 가진 복합 압력 용기
본 발명은, 압축 천연 가스 (CNG) 탱크, 압축 수소 가스 (CHG) 탱크, 액화 석유 가스 (LPG) 탱크 등으로서 일반적으로 사용되는 섬유 강화 중합체 쉘로 둘러싸인, 플라스틱으로 만들어진 내부 라이너를 포함하고 그리고 내부 공동을 형성하는 유형의 복합 압력 용기에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 복합 압력 용기는 특히 변형에 강하다. 본 발명은 또한 상기 복합 압력 용기용 강화 요소들, 상기 복합 압력 용기를 제조하는 방법 및 이들 중 적어도 하나를 포함하는 차량에 관한 것이다.
고압에서 유체를 저장하기 위한 복합 압력 용기들은 금속 압력 용기들에 비해 경량으로 유리하며, 특히 운송 분야 (자동차, 항공우주, 철도 등) 에서 압축된 유체를 연료로 저장하기 위한 압력 용기들과 같이 용기들이 이동가능한 경우에 유리하다. 복합 압력 용기는 통상적으로 중합체, 예를 들어 PA 또는 HDPE 로 만들어진 내부 라이너를 포함한다. 내부 라이너는, 내부 공동을 규정하고, 일반적으로 내부 공동을 폐쇄하는 돔 형상의 캡에 의해 양측에 플랭크된, 종축 (X1) 을 따라 연장되는 실질적으로 원통형 부분을 포함한다. 내부 공동 내외로 가압된 유체를 주입 및 추출하기 위해 대응하는 커넥터들이 장착된 적어도 하나의 개구가 제공된다. 구조물을 강화시키고 압력 용기를 가압 유체로 채울 때 내부 공동 내부의 고압에 대한 저항을 형성하도록, 내부 라이너는 섬유 강화 중합체 쉘로 둘러싸인다. 복합 압력 용기의 예는, 예를 들어 WO 2018007367 에 개시되어 있다. 불행하게도, 복합 압력 용기는 원통형 형상으로 인해 차량 구조물에 삽입하기 어렵다.
문헌 EP1067300 은, 예를 들어 현재의 석유 탱크 대신 차량에 더 쉽게 통합될 수 있는 원통형 이외의 형상을 갖는 복합 압력 용기를 개시한다. 복합 압력 용기는, 관형 요소들을 통과하고 상기 관형 요소들에 인접한 내부 엔벨로프의 면들에 연결된 강화 스트립들을 포함하는 복수의 관형 요소들을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 이러한 복합 압력 용기는 높은 전단 응력, 특히 압력 사이클 변화 동안 층간 전단 응력을 받고, 이는 복합 압력 용기의 조기 파손을 유발하고 파열 압력에 대한 저항을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 2 개의 상이한 관형 요소들을 통해 동일한 스트립을 위치시키는 것이 쉽지 않다.
따라서, 고압 변화를 지원하는 복합 압력 용기가 필요하며, 이는 차량에 더 쉽게 통합되고 제조가 용이하도록 원통형 이외의 형상을 가질 수 있다.
본 발명은 압력 사이클 변화 동안 유도된 복합 압력 용기의 전단 응력을 감소시키는 복합 압력 용기의 형상 제한 문제에 대한 방안을 제안한다.
특히, 본 발명은 복합 압력 용기용 강화 요소에 관한 것으로서, 상기 강화 요소는 복합 압력 용기의 플라스틱 라이너의 중공 샤프트에 삽입되거나 이를 충전하도록 제공되고, 상기 중공 샤프트는 중심 부분을 포함하고 플라스틱 라이너의 대향 벽들을 연결하며, 상기 강화 요소는 중심 부분 및 2 개의 외부 부분들을 포함하고, 강화 요소는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들로 구성되며, 강화 요소의 중심 부분은 중공 샤프트의 중심 부분의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지고 완전한 부분 (full part) 이며, 2 개의 외부 부분들이 펼쳐질 수 있고 라이너의 대향 벽들의 외부 표면에 고정될 수 있다. 바람직하게는 강화 요소의 중심 부분과 2 개의 외부 부분들은 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들로 구성되며 본질적으로 구성된다.
"연속 섬유들" 이라는 표현은 강화 요소의 섬유들이 라이너와 접촉하는 표면을 따라 모두 일편으로 되어 있고 라이너의 표면 프로파일에 평행한 것을 의도하며, 외부 부분들의 말단에서 섬유들의 길이는 펼쳐진 중공 샤프트의 외부 부분들을 충전하고 라이너의 외부 표면상에 함몰부를 형성하도록 한다. 즉, 펼쳐져 제공되는 외부 부분들의 말단들은 바람직하게는 라이너와의 접촉을 최대화하기 위해 베벨 형상을 가질 수 있다. "2 개의 외부 부분들이 펼쳐질 수 있는" 이라는 표현은, 강화 요소의 2 개의 외부 부분들에서, 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 중 모든 섬유들이 중공 샤프트의 외부 부분들의 윤곽에 일치하고 중공 샤프트의 외부 부분들의 윤곽에 인접한 대향 벽들의 외부 표면을 덮도록 펼쳐질 수 있도록 충분히 가요적임을 의미하도록 의도된다. 강화 요소의 2 개의 외부 부분들이 외부 부분들에 걸쳐 전개되고 펼쳐져 있는 것으로 이해된다. 이는 벗긴 바나나를 한 손에 쥐고 있는 것과 같고, 바나나 껍질은 파지하고 있는 엄지와 검지의 윤곽에 일치하고 파지하고 있는 엄지와 검지의 윤곽에 인접한 나머지 손을 덮도록 펼쳐져 있다. "완전한 부분인 것" 이라는 표현은 강화 요소의 중심 부분에서 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 중 섬유들이 펼쳐져 있지 않은 것을 의미하도록 의도된다.
"강화 요소의 중심 부분의 치수" 및 "중공 샤프트의 중심 부분의 치수" 는, 강화 요소 및 중공 샤프트의 각각의 횡단면에서 중심 부분의 치수를 의미하도록 의도된다. 이러한 횡단면은 강화 요소 및 중공 샤프트 각각의 종방향을 기준으로 주어지며, 이는 강화 요소 및 중공 샤프트 각각의 메인축의 방향으로 간주될 수 있다. 통상적으로, 강화 요소 및 중공 샤프트 각각의 종방향은 플라스틱 라이너의 대향 벽들 둘 다에 수직으로 연장된다. 예를 들어, 상기 치수는 중심 부분의 직경에 관한 것이다.
중심 부분과 2 개의 외부 부분들을 포함하는 강화 요소 전체는 강화 요소의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 복수의 연속 섬유들로 구성된다는 것도 이해된다.
연속 섬유들은 라이너의 상단 "수평" 표면에서 시작하여 플라스틱 라이너의 중공 샤프트를 통과하며 라이너의 대향 하단 "수평" 표면으로 올라간다. "수평 표면" 이라는 표현은, 바람직하게는 중공 샤프트의 메인축이 지면에 비해 수직이 되도록 복합 압력 용기가 배향될 때 수평인 플라스틱 라이너의 표면을 의미하도록 의도된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기용 강화 요소는, 라이너의 한 벽의 외부 표면에 고정되도록 제공된 강화 요소의 하나의 펼쳐진 외부 부분의 표면과 강화 요소의 중심 부분의 단면 사이의 비는 적어도 5 이상이 되도록 한다. 라이너의 하나의 벽의 외부 표면에 고정되도록 제공된 하나의 펼쳐진 외부 부분의 표면과 중심 부분의 단면 사이의 비가 적어도 5 이상이면, 유리하게는 복합 압력 용기의 구조물 상에 유도된 응력의 더 나은 분포를 허용하고, 전단을 감소시킨다. 더욱이, 상기 비는 특히 강화 요소와 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 사이의 연결을 형성하는 수지에서, 전단 응력을 감소시키도록 접촉 표면을 증가시키도록 한다. 이 비는 주어진 자동차 환경에 대해 제한된 체적 손실을 허용한다. 전단 응력은, 특히 UN 의 "바퀴 달린 차량, 이러한 바퀴 달린 차량에 장착 및/또는 사용할 수 있는 장비 및 부품에 대한 통일된 기술 규정 채택 및 이러한 규정에 근거하여 부여된 승인의 상호 승인 조건" 에 관하여, 부록 109: 2014년 6월 25일자의 규칙 제 110 및 부록 133: 2015년 6월 25일자의 규칙 제 134 에 규정된 바와 같이 복합 압력 용기에 대한 압력 순환 시험 중에 시험된다. 후속하여, 사용된 재료의 양 및 이에 따른 복합 압력 용기의 강화 요소 및 섬유 강화 중합체 쉘의 중량이 제한될 수 있다.
바람직하게는, 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘로 부하 전달을 위한 허용가능한 등가 연결 영역과 강화 요소의 중심 부분의 100 mm² 내지 300 mm² 의 제한된 크기 단면이고, 이 등가 연결 표면은 통상적으로 200 ~ 250 bar 의 공칭 작동 압력을 가진 CNG 용기에 대해 3000 ~ 15000 mm² 이다. "등가 연결 표면" 이라는 표현은 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 내부 표면과 접촉하도록 제공된 강화 요소의 펼쳐진 외부 부분의 외부 표면을 의미하도록 의도된다. 바람직하게는, "등가 연결 표면" 은 플라스틱 라이너의 외부 표면에서 중공 샤프트의 외부 단부 부분, 즉 중공 샤프트의 개구에 의해 규정된 표면과 동일하다.
바람직하게는, 플라스틱 라이너의 벽들의 외부 표면에 고정되도록 제공되는 강화 요소의 2 개의 펼쳐진 외부 부분들의 표면들은 동일하다. 이는 복합 압력 용기에 의해 유도된 응력의 양호한 균형을 얻도록 한다.
대상의 "외부 표면" 또는 "내부 표면" 이라는 표현은 복합 압력 용기의 내부 부분의 반대 방향에 있는 표면 및 복합 압력 용기의 내부 부분의 방향에 있는 표면을 각각 의미하도록 의도된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기용 강화 요소는 강화 요소의 중심 부분이 로드인 것이다. 이는 유리하게는 복합 압력 용기의 플라스틱 라이너의 중공 샤프트에 강화 요소를 가장 쉽게 삽입할 수 있도록 한다. 이 원형 단면은 강화 요소 전체 주위에 균일한 부하 분포를 허용하지만 정사각형, 직사각형, 다중 로브들과 같은 다른 단면도 가능하다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기용 강화 요소는 강화 요소의 중심 부분과 강화 요소의 2 개의 외부 부분들의 연속 섬유들이 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유 및 아라미드 섬유로 구성된 그룹에서 선택되도록 된다. 바람직하게는, 연속 섬유들을 함침하는 제 1 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지이다. 보다 바람직하게는, 제 1 수지는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지와 같은 중합체 수지이고, 이는 강화 요소의 중심 부분과 2 개의 외부 부분들의 연속 섬유들을 함침한다.
강으로 만들어진 강화 요소에 비해, 본 발명에 따른 강화 요소는 중량 및 체적 감소를 가능하게 한다. 더욱이, 연속 섬유들을 사용하면 강화 요소와 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 중량 및 체적 감소 뿐만 아니라 응력 집중의 감소로 이어지는 연결 또는 맞물림의 필요성을 피하도록 할 수 있다.
본 발명의 목적은 또한 다음을 포함하는 복합 압력 용기에 관한 것이다:
a) 대향 표면들의 쌍들을 포함하는 플라스틱 라이너로서, 이들 쌍들 중 적어도 하나의 대향 표면들은 단부들이 이들 표면들과 일편인 복수의 중공 샤프트들에 의해 연결되고, 플라스틱 라이너는 중공 샤프트들을 횡단하고 상기 중공 샤프트들의 중심 부분에 인접한 플라스틱 라이너의 외부 표면에 연결되는 강화 요소들을 더 포함하는, 상기 플라스틱 라이너,
b) 상기 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘로서, 상기 섬유 강화 중합체 쉘은 강화 섬유들과 제 2 수지 매트릭스를 포함하는, 연속 섬유 강화 복합 매트릭스로 제조되는, 상기 섬유 강화 중합체 쉘,
- 강화 요소는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들에 의해 구성된 중심 부분 및 2 개의 외부 부분들을 포함하고, 강화 요소의 중심 부분은 중공 샤프트의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지며 완전한 부분이고, 2 개의 외부 부분들이 펼쳐지고 플라스틱 라이너의 대향 벽들의 외부 표면에 고정되며,
- 강화 요소의 연속 섬유들은 라이너의 대향 벽들의 외부 표면 및 중공 샤프트의 표면과 평행하다.
본 발명에 따른 복합 압력 용기는 높은 압력 변화를 지원하고 차량에 더 쉽게 통합된다. 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 복수의 중공 샤프트들을 포함하는 플라스틱 라이너를 포함하고, 상기 플라스틱 라이너에서 중공 샤프트는 강화 요소에 의해 횡단되고, 강화 요소는 중공 샤프트에 인접한 플라스틱 라이너의 외부 표면들에 연결된다.
바람직하게는, 중공 샤프트들의 중심 부분은 관형 형상을 가진다.
플라스틱 라이너는 탱크를 충전 및 비우기 위한 적어도 하나의 개구를 포함한다. 이는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리프탈아미드, 폴리우레탄 또는 실리콘과 같은 열가소성 또는 열경화성 중합체 재료 ("열경화물 (thermoset)" 로 약칭함) 의 사출 또는 회전 성형 또는 압출-블로우 성형에 의해 제조된다. 유리하게는, 열가소성 중합체 재료는 강화 섬유들이 탑재되어 복합 재료를 구성한다. 강화 섬유들은, 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 중합체 섬유, 실리카 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 천연 섬유, 금속 섬유, 금속 합금 섬유 또는 세라믹 섬유이다. 이러한 섬유는 플라스틱 라이너의 변형에 대한 저항을 증가시킨다. 강화 섬유들이 탑재된 중합체 재료에 있어서, 상기 강화 섬유들 및 상기 중합체 재료는 서로 얽혀 일체의 재료를 형성한다. 이러한 복합 재료는, 본 출원인에 의해 2018년 11월 30일 출원된 프랑스 특허 출원 제 18 72197 호에 개시되어 있다.
대안적으로, 라이너는 필라멘트 권선에 의해 제조된다. 필라멘트 권선에 의해 용기를 제조하는 예가 특허 문헌 FR 1431135 A 에 기재되어 있다.
이 플라스틱 라이너는 탱크의 본체, 즉 탱크에 포함된 유체가 가하는 압력 ("내부 압력" 으로 약칭) 을 견딜 수 있어야 하는 탱크의 저항 구조물을 구성하는 섬유 강화 중합체 쉘로 덮여 있다. 섬유 강화 중합체 쉘은 일반적으로 탱크를 밀봉하는데 필요하지 않다.
이 섬유 강화 중합체 쉘은 다음으로 구성된다:
- 일반적으로 연속 섬유, 유리, 탄소, 현무암 또는 실리카 섬유 또는 심지어 식물 섬유와 같은 유사한 것으로 구성된 강화물,
- 섬유와 동시에 (필라멘트 권선 공정) 또는 엔벌로프가 제조된 후에 디포짓되어 건조 "예비성형체" 를 형성하는 제 2 수지. 이러한 건조 예비성형체는 그 후 필요한 강성을 부여하기 위해 압밀된다. 이러한 압밀은 제 2 수지의 주입을 사용하거나 상기 예비성형체를 통한 제 2 수지의 침투 (주입에 의한 공정) 를 사용하거나 심지어 진공 하에서 제 2 수지에 의한 예비성형체의 함침을 사용하여 수행된다.
강화 요소의 중심 부분과 2 개의 외부 부분들의 복수의 연속 섬유들을 함침시키는 제 1 수지는 열가소성수지 또는 열경화성수지이다. 보다 바람직하게는, 제 1 수지는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지와 같은 중합체 수지이다.
플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 제 2 수지도 열가소성 수지 또는 열경화성 수지이다. 보다 바람직하게는, 제 1 수지는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지와 같은 중합체 수지이다. 바람직하게는, 제 1 수지 및 제 2 수지는 동일한 재료로 제조된다. 강화 요소의 중심 부분과 2 개의 외부 부분들의 연속 섬유들은 유리 섬유들, 현무암 섬유들, 탄소 섬유들 및 아라미드 섬유들로 구성된 그룹에서 선택된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 내부 표면과 강화 요소의 외부 부분들의 외부 표면이 직접 접촉하도록 되어 있다. 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 내부 표면과 강화 요소의 외부 부분들의 외부 표면 사이에 틈이 없기 때문에 복합 압력 용기의 구조물에서 라이너 균열 위험 또는 취약 지점의 존재를 감소시킨다. 마지막으로, 틈이 없기 때문에 섬유 강화 중합체 쉘의 필라멘트 권선을 위한 평평한 표면을 가지도록 한다.
특정 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 라이너와 접촉하는 강화 요소의 표면이 라이너의 표면에 부착되도록 한다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 펼쳐진 외부 부분의 중심에 인서트가 위치하도록 되어 있다. 바람직하게는, 인서트는 금속 인서트 및 섬유 강화 페이스트 인서트의 그룹으로부터 선택된다. 섬유 강화 페이스트 인서트의 섬유들은 연속 섬유, 긴 절단 섬유, 짧은 절단 섬유, 분쇄 섬유 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된다. 유리하게는, 강화 요소의 제 1 수지 및/또는 섬유 강화 중합체 쉘의 제 2 수지와 화합가능한 재료로 만들어진 인서트는, UN 의 "바퀴 달린 차량, 이러한 바퀴 달린 차량에 장착 및/또는 사용할 수 있는 장비 및 부품에 대한 통일된 기술 규정 채택 및 이러한 규정에 근거하여 부여된 승인의 상호 승인 조건" 에 관하여, 부록 109: 2014년 6월 25일자의 규칙 제 110 및 부록 133: 2015년 6월 25일자의 규칙 제 134 에 따라서 압력 순환 시험에 대한 증가된 저항을 허용한다. 더욱이, 페이스트에서 탄소 섬유의 탑재 함량이 높으면, 압축 저항이 높은 매우 단단한 구성요소가 이 인서트의 조기 균열 또는 조기 파손을 유발할 수 있다. 섬유 페이스트의 하나의 다른 이점은 디포지션 동안 모든 표면 불규칙성을 수용할 수 있고 이에 의해 페이스트와 강화 요소 사이 또는 페이스트와 섬유 강화 중합체 쉘 사이에 임의의 다공성이 존재하는 것을 방지할 수 있다는 것이다.
페이스트 내측에 통합된 섬유들은 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유 또는 실리카 섬유 또는 식물성 섬유와 같은 유사한 것일 수 있다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 인서트 위에 위치된 차단 수단을 포함한다. 상기 차단 수단은 바람직하게는 제 3 수지로 함침된 섬유 디스크이다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 플라스틱 라이너와 중간 강화 요소의 펼쳐진 외부 부분 사이에 위치된 중간 강화 수단을 포함한다. 중간 강화 수단은 강화 요소들의 부하를 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘로 더 잘 전달하여 전단 응력을 감소시킨다. 중간 강화 수단은 더 낮은 "등가 연결 영역" 을 허용하고 따라서 더 쉬운 통합을 허용하여 중량 및 체적 증가로 이어진다. 바람직하게는, 중간 강화 수단은 수지 함침 매트이다. 강 또는 알루미늄 등의 금속으로 형성된 중간 강화 수단에 비해, 수지 함침 매트로 형성된 중간 강화 수단은 중량 증가를 허용한다. 바람직하게는, 중간 강화 수단은 강화 요소 및/또는 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘과 동일한 재료로 제조된다. 강화 요소 및/또는 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘과 유사한 재료로 형성된 중간 강화 수단은, 중간 강화 수단, 강화 요소 및 플라스틱 라이너를 둘러싸는 강화 중합체 쉘 사이의 양호한 접착을 유도하는 복합 압력 용기에 더 잘 통합되도록 한다. 중간 강화 수단, 강화 요소 및 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘은 균질화된 복합 구조물을 유도하는 복합 압력 용기의 나머지 부분과 동시에 경화될 수 있다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 적어도 2 개의 인접한 강화 요소들의 펼쳐진 외부 부분들의 연속 섬유가 얽히도록 되어 있다. 적어도 2 개의 인접한 강화 요소들의 펼쳐진 외부 부분들의 얽힌 섬유들은, 특히 UN 의 "바퀴 달린 차량, 이러한 바퀴 달린 차량에 장착 및/또는 사용할 수 있는 장비 및 부품에 대한 통일된 기술 규정 채택 및 이러한 규정에 근거하여 부여된 승인의 상호 승인 조건" 에 관하여, 부록 109: 2014년 6월 25일자의 규칙 제 110 및 부록 133: 2015년 6월 25일자의 규칙 제 134 에 따른 복합 압력 용기의 압력 순환 저항을 증가시키는 보다 양호한 하중 분포를 허용한다. 더욱이, 이 방안은 강화 요소들이 서로 근접하게 있어야 하는 경우에 특히 선호된다.
특정 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 중공 샤프트의 외부 부분들이 펼쳐지고 중공 샤프트의 중심 부분에 인접한 플라스틱 라이너의 외부 표면에 함몰부를 형성하도록 되어 있다. 라이너 형상의 함몰부는, 유리하게는 강화 요소의 위치결정 후에, 바람직하게는 평평한 표면을 갖는 함몰부가 존재하면 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 하강 권선을 허용하도록 한다.
다른 특정 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기는 가스 입력부 또는 출력부가 중공 샤프트에 위치되도록 한다.
본 발명의 다른 목적은 하기의 단계를 포함하는 복합 압력 용기를 제조하는 방법을 제공하는 것이다:
ㆍ키스 지점들을 가진 플라스틱 라이너를 성형하는 단계,
ㆍ키스 지점들을 잘라내어 중공 샤프트를 형성하는 단계,
ㆍ제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들로 구성된 중심 부분 및 2 개의 외부 부분들을 포함하는 강화 요소를 중공 샤프트에 삽입하는 단계,
ㆍ강화 요소의 외부 부분들을 펼치는 단계,
ㆍ강화 요소의 외부 부분들을 플라스틱 라이너의 외부 표면에 적용하는 단계,
ㆍ플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘을 감는 단계로서, 바람직하게는 쉘의 섬유는 감기 전, 감는 동안 또는 감은 후에 제 2 수지로 함침되는 단계,
ㆍ복합 압력 용기의 경화하는 단계.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법은, 강화 요소의 경화 단계, 바람직하게는 강화 요소의 부분 경화 단계를 포함한다. 강화 요소의 경화 단계, 바람직하게는 강화 요소의 부분 경화 단계는 바람직하게는 강화 요소의 중심 부분에서 수행된다. 강화 요소의 상기 경화 단계, 바람직하게는 강화 요소의 상기 부분 경화 단계는 국부적인 가열 (IR) 또는 UV 경화에 의해 수행된다. 경화 단계 전에 제 2 수지에 의해 쉘의 섬유를 함침시키는 단계가 수행된다.
특정 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법은 강화 요소의 펼쳐진 외부 부분, 바람직하게는 강화 요소의 펼쳐진 외부 부분의 중심에 인서트를 삽입하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 인서트를 삽입하는 단계 후에 인서트 위에 위치되는 차단 수단을 위치시키는 단계가 수행된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법은 라이너와 강화 요소의 펼쳐진 외부 부분 사이에 위치된 중간 강화 수단을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 단계는 강화 요소의 외부 부분들을 펼치는 단계 전에 수행된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법은, 강화 요소의 중심 부분을 경화하는 단계를 포함하고, 상기 경화하는 단계는 중합체로 함침된 복수의 연속 섬유들로 구성된 중심 부분 및 2 개의 외부 부분들을 포함하는 강화 요소를 중공 샤프트들내에 삽입하는 단계 이전에 수행된다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 포함하는 차량을 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한 특성들 및 다른 특성들, 특징들 및 장점들은 예로서 본 발명의 원리를 예시하는 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 이 설명은 본 발명의 범위를 제한하지 않고서 단지 예시를 위해 제공된다. 하기에 인용된 참조 도면들은 첨부된 도면들을 지칭한다.
도 1 은 복합 압력 용기에 삽입된 본 발명에 따른 강화 요소의 제 1 실시형태의 수직 단면도이다.
도 2 는 복합 압력 용기에 삽입된 본 발명에 따른 강화 요소의 제 2 실시형태의 수직 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기의 제 1 실시형태의 부분 수직 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 복합 압력 용기의 제 1 실시형태에 대한 중간 강화 수단의 고정 단계를 도시하는 위에서 본 도면이다.
도 5 는 펼쳐진 외부 부분에 의해 덮인 표면을 도시한다.
도 6 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기의 제 2 실시형태의 수직 단면도이다.
도 7 은 중공 샤프트에 위치한 가스 입력부 또는 출력부를 포함하는 본 발명에 따른 복합 압력 용기의 수직 단면도이다.
도 8 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법 중 키스 지점들을 갖는 플라스틱 라이너를 성형하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 9 는 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법 중 키스 지점들을 잘라냄으로써 중공 샤프트들을 성형하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 10 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법 중 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들에 의해 구성된 중심 부분 및 적어도 2 개의 외부 부분들을 포함하는 강화 요소를 중공 샤프트에 삽입하는 단계를 설명하는 수직 단면도이다.
도 11 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법 중 강화 요소의 외부 부분들을 펼쳐서 플라스틱 라이너의 외부 표면에 강화 요소의 외부 부분들을 적용하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 12 는 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법 중 강화 요소의 펼쳐진 외부 부분들 사이에 인서트를 삽입하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 13 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기를 제조하는 방법 중 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘을 감는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 14 의 a) 및 b) 는 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘의 가능한 감기 패턴을 도시한다.
도 15 는 섬유 강화 중합체 쉘을 감기 위한 고정 지점으로 사용되는 보스의 가능한 위치를 도시한다.
도 16 은 복합 압력 용기에서 가스 입력부 또는 출력부의 가능한 위치를 도시한다.
상이한 도면들에서, 동일한 도면 부호들은 동일하거나 유사한 요소들을 지칭한다.
본 발명은 특정 실시형태들에 관하여 그리고 소정의 도면들을 참조하여 설명될 것이지만 발명은 이에 제한되는 것이 아니라 청구항들에 의해서만 제한된다. 설명된 도면들은 단지 개략적이고 비제한적이다. 도면들에서, 일부 요소들의 사이즈는 예시적인 목적들을 위해 과장되며 비율대로 도시되지 않는다. 치수들 및 상대적 치수들은 발명을 실시하기 위한 실제 축소들에 대응하지 않는다.
청구항들에 사용된 "포함하는" 이라는 용어는 그 이후에 열거된 수단으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되고; 이는 다른 요소들이나 단계들을 제외하지 않는다. 따라서, 이는 언급된 특징들, 정수들, 단계들 또는 구성요소들의 존재를 특정하는 것으로 해석되어야 하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들 또는 구성요소들, 또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다. 따라서, "수단 A 및 B 를 포함하는 디바이스" 라는 표현의 범위는 구성요소들 A 및 B 로만 이루어진 디바이스들로 제한되지 않아야 한다. 이는 본 발명과 관련하여, 디바이스의 관련 구성요소들만이 A 및 B 인 것을 의미한다.
도 1 은 복합 압력 용기 (2) 에 삽입된 본 발명에 따른 강화 요소 (1) 의 제 1 실시형태의 수직 단면도이다. 강화 요소 (1) 는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 로 구성된 중심 부분 (10) 및 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 포함한다. 섬유들 (13) 은 라이너 (20) 와 접촉하는 표면을 따라 모두 일체로 되어 있고 라이너 (20) 의 표면 프로파일과 평행하며, 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들에서 섬유들 (13) 의 길이는 펼쳐져 있는 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들 (2000) 을 충전하고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면상에 함몰부를 형성하도록 한다. 펼쳐진 상태로 제공되는 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들은 바람직하게는 라이너 (20) 와의 접촉을 최대화하기 위해 베벨형 형상을 가질 수 있다. 강화 요소 (1) 는 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 의 중공 샤프트 (200) 를 충전하고, 상기 중공 샤프트 (200) 는 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들을 연결한다. 강화 요소 (1) 의 중심 부분 (10) 은 중공 샤프트 (200) 의 중심 부분 (2001) 의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지며 완전한 부분이며, 강화 요소의 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 은 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면에 펼쳐지고 고정될 수 있다. 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 는 플라스틱 라이너 (1) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 포함하고, 상기 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 은 강화 섬유들 (2100) 및 제 2 수지 매트릭스를 포함하는 연속 섬유 강화 복합 매트릭스 (210) 로 형성된다. 강화 요소 (1) 는 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 에서 인서트들 (14) 을 포함한다. 상기 인서트들 (14) 은 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 중심에 위치된다. 바람직하게는, 인서트들 (14) 은 금속 인서트 및 절단된 탄소 섬유 페이스트 인서트의 그룹으로부터 선택된다. 유리하게는, 인서트들은 강화 요소의 제 1 수지 및/또는 섬유 강화 중합체 쉘 외부 복합재의 제 2 수지와 화합가능한 재료로 제조된다.
도 2 는 복합 압력 용기 (2) 에 삽입된 본 발명에 따른 강화 요소 (1) 의 제 2 실시형태의 수직 단면도이다. 강화 요소 (1) 는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 로 구성된 중심 부분 (10) 및 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 포함한다. 섬유들 (13) 은 라이너 (20) 와 접촉하는 표면을 따라 모두 일체로 되어 있고 라이너 (20) 의 표면 프로파일과 평행하며, 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들에서 섬유들 (13) 의 길이는 펼쳐져 있는 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들 (2000) 을 충전하고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면상에 함몰부를 형성하도록 한다. 펼쳐진 상태로 제공되는 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들은 바람직하게는 라이너 (20) 와의 접촉을 최대화하기 위해 베벨형 형상을 가질 수 있다. 강화 요소 (1) 는 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 의 중공 샤프트 (200) 를 충전하고, 상기 중공 샤프트 (200) 는 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들을 연결한다. 강화 요소 (1) 의 중심 부분 (10) 은 중공 샤프트 (200) 의 중심 부분 (2001) 의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지며 완전한 부분이며, 강화 요소의 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 은 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면에 펼쳐지고 고정될 수 있다. 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 는 플라스틱 라이너 (1) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 포함하고, 상기 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 은 강화 섬유들 (2100) 및 제 2 수지 매트릭스를 포함하는 연속 섬유 강화 복합 매트릭스 (210) 로 형성된다. 강화 요소 (1) 는 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 에서 인서트들 (14) 을 포함한다. 상기 인서트들 (14) 은 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 중심에 위치된다. 바람직하게는, 인서트들 (14) 은 금속 인서트 및 절단된 탄소 섬유 페이스트 인서트의 그룹으로부터 선택된다. 유리하게는, 인서트들은 강화 요소의 제 1 수지 및/또는 섬유 강화 중합체 쉘 외부 복합재의 제 2 수지와 화합가능한 재료로 제조된다. 강화 요소 (1) 는 인서트 (14) 위에 위치한 차단 수단 (15) 을 포함한다. 상기 차단 수단은 바람직하게는 제 3 수지로 함침된 섬유 디스크이다.
도 3 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 의 제 1 실시형태의 부분 수직 단면도이다. 복합 압력 용기 (2) 는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 로 구성된 중심 부분 (10) 및 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 가진 2 개의 강화 요소 (1) 를 포함한다. 섬유들 (13) 은 라이너 (20) 와 접촉하는 표면을 따라 모두 일체로 되어 있고 라이너 (20) 의 표면 프로파일과 평행하며, 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들에서 섬유들 (13) 의 길이는 펼쳐져 있는 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들 (2000) 을 충전하고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면상에 함몰부를 형성하도록 한다. 펼쳐진 상태로 제공되는 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들은 바람직하게는 라이너 (20) 와의 접촉을 최대화하기 위해 베벨형 형상을 가질 수 있다. 강화 요소 (1) 는 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 의 중공 샤프트 (200) 를 충전하고, 상기 중공 샤프트 (200) 는 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들을 연결한다. 강화 요소 (1) 의 중심 부분 (10) 은 중공 샤프트 (200) 의 중심 부분 (2001) 의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지며 완전한 부분이며, 강화 요소의 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 은 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면에 펼쳐지고 고정될 수 있다. 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들은 펼쳐지고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면에 함몰부를 형성한다. 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 는 플라스틱 라이너 (1) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 포함하고, 상기 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 은 강화 섬유들 (2100) 및 제 2 수지 매트릭스를 포함하는 연속 섬유 강화 복합 매트릭스 (210) 로 형성된다. 강화 요소 (1) 는 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 에서 인서트들 (14) 을 포함한다. 상기 인서트들 (14) 은 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 중심에 위치된다. 바람직하게는, 인서트들 (14) 은 금속 인서트 및 절단된 탄소 섬유 페이스트 인서트의 그룹으로부터 선택된다. 유리하게는, 인서트들은 강화 요소의 제 1 수지 및/또는 섬유 강화 중합체 쉘 외부 복합재의 제 2 수지와 화합가능한 재료로 제조된다. 복합 압력 용기는 강화 요소 (1) 의 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 과 플라스틱 라이너 (20) 사이에 위치한 중간 강화 수단 (16) 을 포함한다. 유리하게는, 중간 강화 수단은 수지 함침 매트이다. 중간 강화 수단 (16) 은 이 경우에 여러 개의 중공 샤프트들을 덮을 수 있고, 중간 강화 수단 (16) 에는 중공 샤프트들 (200) 에 강화 요소들 (1) 을 삽입하도록 하는 개구가 제공된다.
도 4 는 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 의 제 1 실시형태에 대한 중간 강화 수단 (16) 의 고정 단계를 도시하는 위에서 본 도면이다. 중간 강화 수단 (16) 은 복수의 개구들 (161) 을 포함한다. 중간 강화 수단의 각각의 개구 (161) 는 중공 샤프트들의 개구 단부의 상단에 배치된다. 강화 요소는 각각의 중공 샤프트에 삽입되고 강화 요소의 외부 부분들 (11, 12) 은 펼쳐진다. 인서트 (14) 는 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 중심에 삽입된다.
도 5 는 펼쳐진 외부 부분 (11, 12) 에 의해 덮인 표면을 도시한다.
도 6 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 의 제 2 실시형태의 수직 단면도이다. 복합 압력 용기 (2) 는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 로 구성된 중심 부분 (10) 및 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 가진 2 개의 강화 요소 (1) 를 포함한다. 섬유들 (13) 은 라이너 (20) 와 접촉하는 표면을 따라 모두 일체로 되어 있고 라이너 (20) 의 표면 프로파일과 평행하며, 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들에서 섬유들 (13) 의 길이는 펼쳐져 있는 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들 (2000) 을 충전하고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면상에 함몰부를 형성하도록 한다. 펼쳐진 상태로 제공되는 외부 부분들 (11, 12) 의 말단들은 바람직하게는 라이너 (20) 와의 접촉을 최대화하기 위해 베벨형 형상을 가질 수 있다. 강화 요소 (1) 는 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 의 중공 샤프트 (200) 를 충전하고, 상기 중공 샤프트 (200) 는 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들을 연결한다. 강화 요소 (1) 의 중심 부분 (10) 은 중공 샤프트 (200) 의 중심 부분 (2001) 의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지며 완전한 부분이며, 강화 요소의 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 은 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면에 펼쳐지고 고정될 수 있다. 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들은 펼쳐지고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면에 함몰부를 형성한다. 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 는 플라스틱 라이너 (1) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 포함하고, 상기 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 은 강화 섬유들 및 제 2 수지 매트릭스를 포함하는 연속 섬유 강화 복합 매트릭스 (210) 로 형성된다. 강화 요소 (1) 는 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 에서 인서트들 (14) 을 포함한다. 상기 인서트들 (14) 은 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 중심에 위치된다. 바람직하게는, 인서트들 (14) 은 금속 인서트 및 절단된 탄소 섬유 페이스트 인서트의 그룹으로부터 선택된다. 유리하게는, 인서트들은 강화 요소의 제 1 수지 및/또는 섬유 강화 중합체 쉘 외부 복합재의 제 2 수지와 화합가능한 재료로 제조된다. 적어도 2 개의 인접한 강화 요소들 (1) 의 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 연속 섬유들 (13) 이 얽혀 있다.
도 7 은 중공 샤프트 (200) 에 위치한 가스 입력부 또는 출력부 (17) 를 포함하는 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 도시한다.
도 8 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법 중 키스 지점들 (22) 을 갖는 플라스틱 라이너 (20) 를 성형하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다. 중공 샤프트들 (200) 은 중심 부분 (2001) 및 펼쳐지고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면에 함몰부를 형성하는 외부 부분들 (2000) 을 포함한다. 키스 지점 (22) 은 여전히 존재한다.
도 9 는 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법 중 키스 지점들 (22) 을 잘라냄으로써 중공 샤프트들 (200) 을 성형하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다. 중공 샤프트 (200) 는 중심 부분 (2001) 및 펼쳐지고 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면에 함몰부를 형성하는 외부 부분들 (2000) 을 포함한다. 중공 샤프트들의 중심 부분은 바람직하게는 관형이다.
도 10 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법 중 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들에 의해 구성된 중심 부분 (10) 및 적어도 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 포함하는 강화 요소 (1) 를 중공 샤프트 (200) 에 삽입하는 단계를 설명하는 수직 단면도이다.
도 11 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법 중 강화 요소 (1) 의 외부 부분들 (11, 12) 을 펼쳐서 플라스틱 라이너 (2) 의 외부 표면에 강화 요소 (1) 의 외부 부분들 (11, 12) 을 적용하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 12 는 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법 중 강화 요소 (1) 의 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 사이에 인서트 (14) 를 삽입하는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 13 은 본 발명에 따른 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법 중 플라스틱 라이너 (20) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 감는 단계를 도시하는 수직 단면도이다.
도 14 의 a) 및 b) 는 플라스틱 라이너를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 의 가능한 감기 패턴을 도시한다.
도 15 는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 감기 위한 고정 지점으로 사용되는 보스의 가능한 위치를 도시한다. 상기 고정 지점은 일측 보스 (18) 및 "블라인드" 보스, 즉 복합 압력 용기의 대향측에 위치한 개구가 없는 보스이다.
도 16 은 가스 입력부 또는 출력부 (30, 31, 32) 의 가능한 위치들을 도시한다.

Claims (16)

  1. 복합 압력 용기 (2) 용 강화 요소 (1) 로서,
    상기 강화 요소 (1) 는 상기 복합 압력 용기 (2) 의 플라스틱 라이너 (20) 의 중공 샤프트 (200) 에 삽입되거나 이를 충전하도록 제공되고,
    상기 중공 샤프트 (200) 는 상기 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들을 연결하며,
    상기 강화 요소 (1) 는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 로 구성되는 중심 부분 (10) 및 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 포함하고,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 중심 부분 (10) 은 상기 중공 샤프트 (200) 의 중심 부분 (2001) 의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지고 완전한 부분 (full part) 이며,
    상기 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 은 펼쳐질 수 있고 상기 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면에 고정될 수 있는, 복합 압력 용기 (2) 용 강화 요소 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 라이너 (20) 의 하나의 벽의 외부 표면에 고정되도록 제공되는 상기 강화 요소의 펼쳐진 하나의 외부 부분 (11, 12) 의 표면과 상기 강화 요소 (1) 의 상기 중심 부분 (10) 의 단면 사이의 비는 적어도 5 이상인, 복합 압력 용기 (2) 용 강화 요소 (1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 중심 부분 (10) 과 상기 강화 요소 (1) 의 상기 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 의 연속 섬유들 (13) 은 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유 및 아라미드 섬유로 구성된 그룹에서 선택되는, 복합 압력 용기 (2) 용 강화 요소 (1).
  4. 복합 압력 용기 (2) 로서,
    a) 대향 표면들의 쌍들을 포함하는 플라스틱 라이너 (1) 로서, 이들 쌍들 중 적어도 하나의 대향 표면들은 단부들이 이들 표면들과 일편인 복수의 중공 샤프트들 (200) 에 의해 연결되고, 상기 플라스틱 라이너 (20) 는 상기 중공 샤프트들 (200) 을 횡단하고 상기 중공 샤프트들 (200) 의 중심 부분 (2001) 에 인접한 상기 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면들 (2000) 에 연결되는 강화 요소들 (1) 을 더 포함하는, 상기 플라스틱 라이너,
    b) 상기 플라스틱 라이너 (1) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 로서, 상기 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 은 강화 섬유들 (2100) 과 제 2 수지 매트릭스를 포함하는, 연속 섬유 강화 복합 매트릭스 (210) 로 제조되는, 상기 섬유 강화 중합체 쉘
    을 포함하고,
    상기 강화 요소 (1) 는 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 에 의해 구성된 중심 부분 (10) 및 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 포함하고,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 중심 부분 (10) 은 상기 중공 샤프트 (200) 의 중심 부분 (2001) 의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 가지며 완전한 부분이고,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 은 펼쳐져 있고 상기 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면에 고정되며,
    상기 강화 요소 (1) 의 연속 섬유들 (13) 은 상기 플라스틱 라이너 (20) 의 대향 벽들의 외부 표면 및 상기 중공 샤프트 (200) 의 표면과 평행한, 복합 압력 용기 (2).
  5. 제 4 항에 있어서,
    펼쳐진 외부 부분 (11, 12) 의 중심에 인서트 (14) 가 위치되는, 복합 압력 용기 (2).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인서트 (14) 는 금속 인서트 및 섬유 강화 페이스트 인서트의 그룹으로부터 선택되는, 복합 압력 용기 (2).
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 압력 용기는 상기 강화 요소 (1) 의 펼쳐진 상기 외부 부분들 (11, 12) 과 상기 플라스틱 라이너 (20) 사이에 위치한 중간 강화 수단 (16) 을 포함하는, 복합 압력 용기 (2).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중간 강화 수단 (16) 은 수지 함침 매트인, 복합 압력 용기 (2).
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2 개의 인접한 강화 요소들 (1) 의 펼쳐진 외부 부분들 (11, 12) 의 연속 섬유들 (13) 은 얽혀 있는, 복합 압력 용기 (2).
  10. 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 샤프트 (200) 의 외부 부분들은 펼쳐지고 상기 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면에 함몰부를 형성하는, 복합 압력 용기 (2).
  11. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스 입력부 또는 출력부 (17) 가 중공 샤프트 (200) 에 위치되는, 복합 압력 용기 (2).
  12. 복합 압력 용기 (2) 를 제조하는 방법으로서,
    키스 지점들 (22) 을 가진 플라스틱 라이너 (20) 를 성형하는 단계,
    상기 키스 지점들 (22) 을 잘라내어 중공 샤프트들 (200) 를 형성하는 단계,
    제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들 (13) 로 구성된 중심 부분 (10) 및 적어도 2 개의 외부 부분들 (11, 12) 을 포함하는 강화 요소 (1) 를 상기 중공 샤프트들 (22) 에 삽입하는 단계,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 외부 부분들 (11, 12) 을 펼치는 단계,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 외부 부분들 (11, 12) 을 상기 플라스틱 라이너 (20) 의 외부 표면에 적용하는 단계,
    상기 플라스틱 라이너 (20) 를 둘러싸는 섬유 강화 중합체 쉘 (21) 을 감는 단계,
    상기 복합 압력 용기 (2) 를 경화하는 단계
    를 포함하는, 복합 압력 용기를 제조하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 강화 요소 (1) 의 펼쳐진 외부 부분 (11, 12) 에 인서트 (14) 를 삽입하는 단계를 포함하는, 복합 압력 용기를 제조하는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 에 있어서,
    상기 방법은 상기 라이너 (20) 와 상기 강화 요소 (1) 의 펼쳐진 외부 부분 (11, 12) 사이에 위치한 중간 강화 수단을 적용하는 단계를 포함하고, 상기 적용하는 단계는 상기 강화 요소의 외부 부분들을 펼치는 단계 전에 수행되는, 복합 압력 용기를 제조하는 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 요소 (1) 의 상기 중심 부분 (10) 을 경화하는 단계는, 제 1 수지로 함침된 복수의 연속 섬유들로 구성된 중심 부분 및 2 개의 외부 부분들을 포함하는 강화 요소 (1) 를 상기 중공 샤프트들 (22) 에 삽입하는 단계 전에 수행되는, 복합 압력 용기를 제조하는 방법.
  16. 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 복합 압력 용기를 포함하는 차량.
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