KR20230106213A - 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수소용기를 포함하는 고압용기의 제작 시 용기라이너의 상단부를 회전구동장치부에 매우 용이하게 결합 및 결합해제시킬 수 있음과 아울러 결합 시 견고한 고정 상태를 유지할 수 있도록 하며, 용기라이너의 하단부를 안정적으로 회전지지할 수 있도록 하여 용기라이너에 섬유 강화 수지 또는 강화용 섬유(필라멘트)를 신뢰성있게 와인딩할 수 있고, 작업성 및 제작성을 향상시킬 수 있는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제작설비의 회전구동장치부에 용기라이너의 상단부를 결합 및 결합해제 가능하게 결합시키도록 구성되는 커플링 장치부; 및 상기 커플링 장치부의 대향 측에 구성되어 상기 용기라이너의 하단부를 회전 가능하게 지지하도록 결합되는 회전지지 장치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소용기를 포함하는 고압용기의 제작 시 용기라이너의 상단부를 회전구동장치부에 매우 용이하게 결합 및 결합해제시킬 수 있음과 아울러 결합 시 견고한 고정 상태를 유지할 수 있도록 하며, 용기라이너의 하단부를 안정적으로 회전지지할 수 있도록 하여 용기라이너에 섬유 강화 수지 또는 강화용 섬유(필라멘트)를 신뢰성있게 와인딩할 수 있고, 작업성 및 제작성을 향상시킬 수 있는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 건설 현장이나 산업현장에서 용접과 같은 작업에 필요한 산소, 질소, 아르곤과 같은 가스가 충전된 고압 가스용기가 널리 사용되고 있는데, 이와 같은 가스 외에도 최근에 수소가 친환경 에너지원으로 주목을 받고 있다.
수소는 우주에서 가장 흔한 원소이며, 가장 순수한 에너지 담체로써 공기중의 산소와 결합하면서 1g당 28,680cal의 열을 내게 된다. 수소에너지는 단위 무게당 에너지가 높고, 대량 저장이 가능한 에너지로서 연료전지와 같은 수소 사이클을 통해 전기를 만들 때 그 유일한 부산물이 열과 물 뿐인, 무공해 에너지 자원이다.
그러나 수소는 낮은 응결온도 및 작은 분자크기로 인한 높은 투과도로 인하여 저장이 쉽지 않다는 단점이 있으며, 이 때문에 많은 장점에도 불구하고 실용화에 걸림돌이 되어 왔다.
수소를 저장하는 형태로는 기체, 액체, 고체 3가지 형태로 저장이 가능하다. 현재 연구되고 있는 저장 기술로는 고압 수소기체저장, 저온 액체 수소저장, 수소저장합금을 이용한 저장, 탄소나노재료를 이용한 저장방법 등이 있다.
저온 액체수소 저장에서는 수소의 액화 온도인 -253℃까지 냉각시켜 저장하여야 하는데, 이러한 저온을 이루기 위해 수소가 가지고 있는 에너지의 절반가량이 소비되며, 수소의 공급시 상대적으로 공급 손실이 크고, 증발하지 않도록 단열시켜도 하루에 2 ~ 3 %정도의 액체 수소가 증발해 버리는 단점이 있다. 수소저장합금이나 탄소나노재료를 이용한 저장방식은 수소를 합금이나 탄소나노재료 등에 흡착시켜 저장하는 방식으로 고압을 사용하지 않는다는 점에서는 유리하나, 단위부피당의 저장능력이 상대적으로 작다는 단점이 있다.
고압 수소기체저장 방식은 물리적인 압력차를 통해 방전과 충전을 이용하는 방법으로 저장방법도 간단하고 응답성이 좋아 가장 선호되는 방식이나, 고압을 사용하므로 용기가 고압에서 견딜수 있는 용기를 사용하여야 하며, 이에 따라 고압의 수소가스를 안전하게 저장하는 용기가 개발되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1922103호, 제10-2018-0089956호 등에는 수소와 같은 고압가스를 저장하는 압력용기가 개시되어 있다. 개시된 압력용기는 고압의 가스를 저장하는 라이너와, 라이너의 내압성능을 보강하기 위하여 섬유 복합재로 이루어진 보강층이 구비된다.
이와 같은 압력용기는 상당한 단면적을 가지는 원통 형태로 이루어져, 저장능력이 커서 용기 내에 많은 부피의 수소 기체를 저장할 수 있다는 장점이 있으나, 저장된 상당한 부피의 수소 기체로 인한 상승된 내압에 의해 압력용기에 작용하는 응력이 상승하여 저장 안정성이 취약하다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위한 일환으로, 수소저장압력용기의 중량을 감소하는 방편으로서, 경금속의 일종인 알루미늄 합금제 라이너를 이용하고 있는데, 알루미늄 합금제 라이너의 외면에 섬유 강화 수지 또는 강화용 섬유(필라멘트)를 감은 복합 재료로 이루어지는 것이 주류이다.
이에 따라 수소용기를 제작하는 제작 설비에서 필라멘트가 와인딩되는 용기를 제작 설비에 용이하게 고정시키고 고정해제시키는 고정 장치(또는 용기 커플러)가 구성되는데, 용기라이너를 용이하게 결합 및 결합해제할 수 있으면서 견고하게 고정시키며, 센터링을 정확하게 유지할 수 있도록 하여 필라멘트를 보다 신뢰성 있게 와인딩할 수 있는 장치에 대한 연구와 개발이 요구되며, 본 발명은 이러한 관점에서 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치를 제안하는 것이다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 수소용기를 포함하는 고압용기의 제작 시 용기라이너의 상단부를 회전구동장치부에 매우 용이하게 결합 및 결합해제시킬 수 있음과 아울러 결합 시 견고한 고정 상태를 유지할 수 있도록 하며, 용기라이너의 하단부를 안정적으로 회전지지할 수 있도록 하여 용기라이너에 섬유 강화 수지 또는 강화용 섬유(필라멘트)를 신뢰성있게 와인딩할 수 있고, 작업성 및 제작성을 향상시킬 수 있는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 용기라이너가 회전구동장치부에 커플링되어 있는 상태를 견고히 하여, 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간의 회전 구동을 신뢰성있게 확보할 수 있고, 와인딩 작업 시 용기라이너의 센터링을 안정적으로 유지시킬 수 있도록 하여, 필라멘트의 와인딩을 신뢰성있게 행할 수 있으며, 작동 소음과 장치 손상을 방지할 수 있는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 수소용기를 포함하는 고압용기에 필라멘트를 구성하기 위하여 용기라이너를 회전가능하게 지지 및 고정시키도록 구성되는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치로서, 제작설비의 회전구동장치부에 용기라이너의 상단부를 결합 및 결합해제 가능하게 결합시키도록 구성되는 커플링 장치부; 및 상기 커플링 장치부의 대향 측에 구성되어 상기 용기라이너의 하단부를 회전 가능하게 지지하도록 결합되는 회전지지 장치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 커플링 장치부는 회전 구동샤프트 부재; 하기 커플링-릴리즈 수단을 통해 상기 회전 구동샤프트 부재에 결합 및 결합해제 가능하게 구비되는 용기 고정샤프트 부재; 및 상기 회전 구동샤프트 부재와 상기 용기 고정샤프트 부재 간에 구비되고, 일 구성부의 전후진 이동으로 상기 회전 구동샤프트 부재와 용기 고정샤프트 부재 간을 결합 및 결합해제시키도록 구성되는 커플링-릴리즈 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 회전 구동샤프트 부재는, 제작설비의 회전구동장치부에 결합되는 동력전달 결합부, 및 상기 동력전달 결합부의 하단에 형성되는 통 형상의 커플링 하우징부를 포함하고, 상기 커플링 하우징부는 하기 대경 하우징부보다 상대적으로 내경이 작게 형성되는 소경 하우징부, 및 상기 소경 하우징부의 하단부에 형성되며, 상기 소경 하우징부보다 내경이 크게 형성되는 대경 하우징부로 이루어지며, 상기 용기 고정샤프트 부재는 회동구동력을 전달받는 샤프트 자체로 구성되거나, 회동구동력을 전달받기 위한 종동 구동부에 결합되는 결합 샤프트로 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 커플링-릴리즈 수단은, 상기 회전 구동샤프트 부재의 내부에 구비되는 결합 하우징; 일단부는 상기 회전 구동샤프트 부재의 하단부 외측으로 노출되고, 상기 회전 구동샤프트 부재와 결합 하우징 사이에서 선형이동 가능하게 구비되는 슬리이딩 이동 부재; 상기 회전 구동샤프트 부재 내부에 구비되어 상기 슬라이딩 이동 부재를 외부 측으로 편향시키는 탄성력을 인가하도록 구성되는 탄성 부재; 상기 슬라이딩 이동 부재가 내부 측으로 이동되고 상기 용기 고정샤프트 부재가 결합 하우징 내측에 삽입된 상태에서 상기 용기 고정샤프트 부재와 슬라이딩 이동 부재 간을 가고정시키도록 구성되는 가 고정 수단; 및 상기 슬라이딩 이동 부재에 형성되어 그 슬라이딩 이동 부재의 내부측으로의 이동으로 상기 가 고정 수단에 의해 상기 용기 고정샤프트 부재와 슬라이딩 이동 부재 간이 가고정 상태가 되도록 하고, 상기 탄성 부재의 탄성력으로 상기 슬라이딩 이동 부재가 외부 측으로 이동하는 경우, 상기 가 고정 수단에 의해 상기 용기 고정샤프트 부재와 슬라이딩 이동 부재 간이 완전 고정 상태가 되도록 하는 고정 구동 수단;을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 결합 하우징은, 상기 소경 하우징부의 내벽에 접하는 대경 결합하우징부, 및 상기 대경 결합하우징부의 하단에 일체로 형성되는 소경 결합하우징부로 이루어지며, 상기 슬라이딩 이동 부재는, 통 형상의 바디부, 및 상기 바디부의 하단에서 외측으로 연장되어 상기 커플링 하우징부의 하단에 걸림되는 플랜지부로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가 고정 수단은 상기 결합 하우징의 하단부에 둘레 방향으로 간격을 갖고 형성되는 복수의 볼 수용구멍; 상기 볼 수용구멍에 구름 가능하게 수용되며, 양측이 그 볼 수용구멍의 양측으로 노출되는 고정 볼; 및 상기 용기 고정샤프트 부재가 결합 하우징 내로 삽입 완료될 시 상기 고정 볼의 일측이 안착되게 상기 용기 고정샤프트 부재에 형성되는 환형홈;을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고정 구동 수단은 상기 슬라이딩 이동 부재의 내측면에서 둘레 전체에 걸쳐 방사상으로 돌출 형성되되, 돌출된 단면이 하단에서 상단으로 갈수록 증가하게 경사지게 형성되는 돌기로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고정 구동 수단은 상기 슬라이딩 이동 부재의 내면에서 둘레 전체에 걸쳐 돌출되되, 단면 역 직각삼각형 형태로 돌출되는 돌기로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 회전 구동샤프트 부재와 용기 고정샤프트 부재 간에 구성되어 상기 용기 고정샤프트 부재가 회전 구동샤프트 부재에 결합된 상태에서 회전방향으로의 결합력을 유지하도록 구성되는 회전방향 결합 유지 수단;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 회전방향 결합 유지 수단은 상기 결합 하우징의 상단부에서 그 결합 하우징의 종방향 센터라인과 직교하는 방향으로 구비되는 고정 로드; 및 상기 용기 고정샤프트 부재의 상단부에 형성되어 그 용기 고정샤프트 부재가 상기 결합 하우징에 삽입될 시 상기 고정 로드가 끼움 결합되거나 안착 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.
상기 회전지지 장치부는 길이방향이 상기 용기라이너의 길이방향과 평행하는 한 쌍의 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 유닛; 상기 슬라이딩 유닛을 초기 위치로 복원시키는 탄성력을 갖도록 구비되는 제1 탄성 부재; 하단부가 상기 슬라이딩 유닛에 구비되고, 타단부는 용기라이너 측으로 연장되는 센터링 부재; 상기 센터링 부재의 상단부에 구비되는 받침 부재; 상기 센터링 부재의 상단부에서 상기 받침 부재에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합구; 및 일단부는 용기라이너의 하단부에 고정되고 타단부는 상기 받침 부재에 안착 고정되는 용기라이너 고정 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 슬라이딩 유닛은 상기 가이드 부재 각각에 상하 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 슬라이딩 블록, 및 양단부가 양측의 슬라이딩 블록에 결합되는 이동 프레임 부재를 포함하고, 상기 센터링 부재는 로드 형태로 형성되고, 상기 받침 부재는 상단부에 장착홈을 갖는 "U"자형으로 형성되며, 상기 회전 결합구는 볼 베어링으로 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 받침 부재의 장착홈의 바닥부와 상기 용기라이너 고정 부재의 하단면 중 하나에는 렌치 돌기가 형성되며, 상기 받침 부재의 장착홈의 바닥부와 상기 용기라이너 고정 부재의 하단면 중 다른 하나에는 상기 렌치 돌기에 대응하는 형상의 렌치홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 센터링 부재는 상기 슬라이딩 유닛의 이동 프레임 부재에 상하 슬라이딩 가능하게 구비되며, 상기 센터링 부재의 하단부를 탄성 지지하는 탄성 지지 유닛;을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성 지지 유닛은 상기 이동 프레임 부재의 중심에 구비되어 상기 센터링 부재가 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 볼 부싱; 상기 센터링 부재의 하단에 결합되는 결합 플레이트; 및 일단부는 상기 이동 프레임 부재의 하면에 고정되고, 타단부는 상기 결합 플레이트에 고정되는 하나 이상의 제2 탄성 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간의 결합 및 결합해제를 매우 용이하고 확실하게 행할 수 있어 제품경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간이 결합된 상태에서 결합 방향으로의 결합 상태뿐만 아니라 회전 방향으로의 결합 상태도 확실하게 유지하여 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간의 회전 구동을 더욱 신뢰성있게 행할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 용기라이너의 하단부를 안정적으로 회전가능하게 지지함과 동시에 정확한 센터링이 유지될 수 있도록 하여 균질한 필라멘트 와인딩을 도모하고, 작업성과 제작성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치가 채용된 고압용기 제작설비를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부에 용기라이너가 결합되어 최초 위치(좌)와 하강된 위치(우)의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 절단하여 나타내는 사시도로서, 슬라이딩 고정 부재가 슬라이딩 이동 전의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 절단하여 나타내는 사시도로서, 슬라이딩 고정 부재가 슬라이딩 이동하여 종동축 부재가 결합되기 위한 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부의 결합 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부에 용기라이너의 하단부가 결합된 상태에서 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부의 받침 부재를 나타내는 도면이다.
도 10은 용기라이너 제작설비의 일측에 구성되어 본 발명에 따른 고압용기 제작설비용 커플링 장치에 의해 필라멘트가 와인딩 된 용기라이너에 대하여 필라멘트를 컷팅하는 컷팅 장치부를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부에 용기라이너가 결합되어 최초 위치(좌)와 하강된 위치(우)의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 절단하여 나타내는 사시도로서, 슬라이딩 고정 부재가 슬라이딩 이동 전의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 절단하여 나타내는 사시도로서, 슬라이딩 고정 부재가 슬라이딩 이동하여 종동축 부재가 결합되기 위한 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부의 결합 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부에 용기라이너의 하단부가 결합된 상태에서 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부의 받침 부재를 나타내는 도면이다.
도 10은 용기라이너 제작설비의 일측에 구성되어 본 발명에 따른 고압용기 제작설비용 커플링 장치에 의해 필라멘트가 와인딩 된 용기라이너에 대하여 필라멘트를 컷팅하는 컷팅 장치부를 나타내는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래 설명에서 용기라이너의 의미는 고압용기인 수소용기를 구성하며, 필라멘트가 권선되는 용기를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치가 채용된 고압용기 제작설비를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부에 용기라이너가 결합되어 최초 위치(좌)와 하강된 위치(우)의 상태를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 절단하여 나타내는 사시도로서, 슬라이딩 고정 부재가 슬라이딩 이동 전의 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부를 절단하여 나타내는 사시도로서, 슬라이딩 고정 부재가 슬라이딩 이동하여 종동축 부재가 결합되기 위한 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 커플링 장치부의 결합 과정을 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부에 용기라이너의 하단부가 결합된 상태에서 일부를 확대하여 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 포함되는 회전지지 장치부의 받침 부재를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치는, 도 1 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 크게 커플링 장치부(1000), 및 회전지지 장치부(2000)를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치는, 수소용기를 포함하는 고압용기의 제작을 위하여 용기라이너를 회전가능하게 지지 및 고정시키도록 구성되는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치로서, 도 1 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 제작설비의 상부 측에 구성되는 회전구동장치부에 용기라이너의 상단부를 결합 및 결합해제 가능하게 결합시키도록 구성되는 커플링 장치부(1000); 및 고압용기 제작설비의 하부 측에 구성되어 상기 용기라이너의 하단부를 회전 가능하게 지지하면서 결합되도록 구성되는 회전지지 장치부(2000);를 포함한다.
상기 각 구성부에 대하여 보다 상세히 설명한다.
커플링 장치부(1000)
상기 커플링 장치부(1000)는 제작설비의 상부 측에 구성되는 회전구동장치부의 회전샤프트에 용기라이너의 상단부를 결합 및 결합해제 가능하게 결합시키도록 구성되는 장치부이다.
구체적으로, 상기 커플링 장치부(1000)는 크게 회전 구동샤프트 부재(1100); 용기 고정샤프트 부재(1200); 및 커플링-릴리즈 수단(coupling-release means)(1300);을 포함하며, 회전방향 결합 유지 수단(1400)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 커플링 장치부(1000)는 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 제작설비에 구성되는 회전구동장치부의 회전동력 전달부에 결합되는 회전 구동샤프트 부재(1100); 필라멘트가 와인딩될 용기라이너에 상단에 결합되고, 하기 커플링-릴리즈 수단(1300)을 통해 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)에 결합 및 결합해제 가능하게 구비되고, 결합 시 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 함께 회전하는 용기 고정샤프트 부재(1200); 및 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 상기 용기 고정샤프트 부재(1200) 간에 구비되어 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 용기 고정샤프트 부재(1200) 간을 결합(coupling) 및 결합해제(release)시키도록 구성되는 커플링-릴리즈 수단(1300);을 포함한다. 또한, 본 발명의 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치는 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 용기 고정샤프트 부재(1200) 간에 구비되어 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)가 회전 구동샤프트 부재(1100)에 결합된 상태에서 회전방향으로의 결합력을 유지하도록 구성되는 회전방향 결합 유지 수단(1400);을 더 포함한다.
상기 회전 구동샤프트 부재(1100)는 일측 단부가 회전구동장치부의 회전동력 전달부인 회전샤프트에 결합되거나 일체로 구성되어 상기 커플링-릴리즈 수단(1300)에 의해 결합되는 용기 고정샤프트 부재(1200)가 함께 회전되도록 하는 구성부이다.
일 예로, 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)는 회전구동장치부에 결합되는 봉 또는 로드 형태의 동력전달 결합부(1110), 및 상기 동력전달 결합부(1110)의 하단부에 일체로 형성되는 통 형상의 커플링 하우징부(1120)를 포함한다.
상기 동력전달 결합부(1110)의 상단에는 회전구동장치부에 축 결합되기 위한 렌치홈과 같은 결합홈(1111)이 형성될 수 있다.
상기 커플링 하우징부(1120)는 상부 측에 형성되고 상대적으로 직경(내경)이 작게 형성되는 소경 하우징부(1121), 및 상기 소경 하우징부(1121)의 하단부에 일체로 형성되며, 상대적으로 직경(내경)이 크게 형성되는 대경 하우징부(1122)로 이루어진다.
상기와 같은 커플링 하우징부(1120)의 내측에는 소경 하우징부(1121)와 대경 하우징부(1122) 간의 단차면에 형성되는 축방향 공간부는 아래에서 상세히 설명될 슬라이딩 고정 부재가 위치되고 슬라이딩 이동할 수 있는 공간을 형성한다.
계속해서, 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)는 필라멘트가 와인딩될 용기라이너의 상단(길이방향 상단)에 고정되고, 하기 커플링-릴리즈 수단(1300)을 통해 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)에 결합 및 결합해제 가능하게 구비되고, 결합 시 상기 커플링-릴리즈 수단(1300)을 통해 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 함께 회전하는 구성부이다.
구체적으로, 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)는 회동구동력을 전달받는 샤프트 자체로 구성되거나, 회동구동력을 전달받기 위한 종동 구동부에 결합되는 결합 샤프트로 구성되되, 도면에 나타낸 바와 같이, 하기 커플링-릴리즈 수단(1300)의 볼이 안착 및 탈락되게 상단부에 안착홈 또는 안착구멍을 갖는 관형부(1210) 또는 로드(rod) 형태로 형성된다.
다음으로, 상기 커플링-릴리즈 수단(1300)은 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 상기 용기 고정샤프트 부재(1200) 간에 구비되어 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 용기 고정샤프트 부재(1200) 간을 결합(coupling) 및 결합해제(release)시키도록 구성되는 구성부이다.
구체적으로, 상기 커플링-릴리즈 수단(1300)은 외벽이 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)의 내벽(구체적으로는, 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)의 커플링 하우징부(1120)의 내벽)과 간격을 가지며 그 회전 구동샤프트 부재(1100) 내부에 구비되는 결합 하우징(1310)과, 일단부(하단부)는 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)의 하단부 외측으로 노출되고, 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 결합 하우징(1310) 사이에서 상하이동 가능하게(선형이동 가능하게) 구비되는 슬리이딩 이동 부재(1320)와, 상기 회전 구동샤프트 부재(1100) 내부에 구비되어 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)를 외부 측으로 편향시키는 탄성력을 인가하도록 구성되는 탄성 부재(1330)와, 상기 결합 하우징(1310)과 상기 용기 고정샤프트 부재(1200) 간에 형성되어, 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)가 내부 측으로 이동되고(즉, 탄성 부재(1330)가 압축된 상태가 되도록 이동되고) 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)가 결합 하우징(1310) 내측에 삽입된 상태에서 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)와 슬라이딩 이동 부재(1320)를 가고정시키도록 구성되는 가 고정 수단(1340), 및 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)에 형성되어 그 슬라이딩 이동 부재(1320)의 내부 측 이동으로 상기 가 고정 수단(1340)이 가고정 상태가 되도록 하고, 상기 탄성 부재(1330)의 탄성력으로 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)가 외부 측으로 이동하는 경우, 상기 가 고정 수단(1340)가 완전 고정상태가 되도록 하는 고정 구동 수단(1350)을 포함한다.
상기 결합 하우징(1310)은 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)의 커플링 하우징부(1120)의 소경 하우징부(1121)의 내벽에 접하는 대경 결합하우징부(1311), 및 상기 대경 결합하우징부(1311)의 하단에 일체로 형성되는 소경 결합하우징부(1312)로 이루어진다.
상기 결합 하우징(1310)의 하단부, 즉 상기 소경 결합하우징부(1312)의 하단부에는 아래에서 설명되는 가 고정 수단(1340)의 일 구성요소가 형성된다.
상기 슬라이딩 이동 부재(1320)는, 일단부(하단부)는 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)의 하단부 외측으로 노출되고, 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 결합 하우징(1310) 사이에서 상하이동 가능하게(선형이동 가능하게) 구비되는 구성부로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 일 실시 형태로 통 형상의 바디부(1321), 및 상기 바디부(1321)의 하단에서 외측으로 연장되어 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)의 커플링 하우징부(1120)의 하단에 걸림되는 걸림턱부로서의 플랜지부(1322)로 이루어진다.
상기 탄성 부재(1330)는 상기 회전 구동샤프트 부재(1100) 내부에 구비되어 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)를 외부 측으로 편향시키는 탄성력을 인가하도록 구성되는 구성부로서, 상기 결합 하우징(1310)의 소경 결합하우징부(1312)의 외측을 감싸는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.
계속해서, 상기 가 고정 수단(1340)은 상기 결합 하우징(1310)과 상기 용기 고정샤프트 부재(1200) 간에 형성되어, 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)가 내부 측으로 이동되고(즉, 탄성 부재(1330)가 압축된 상태가 되도록 이동되고) 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)가 결합 하우징(1310) 내측에 삽입된 상태에서 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)와 슬라이딩 이동 부재(1320)를 가고정시키도록 구성되는 구성부이다.
구체적으로, 상기 가 고정 수단(1340)은 결합 하우징(1310)의 하단부, 즉 결합 하우징(1310)의 소경 결합하우징부(1312)의 하단부에 둘레 방향으로 간격을 갖고 형성되는 볼 수용구멍(1341)과, 상기 볼 수용구멍(1341)에 구름 가능하게 수용되며, 양측이 그 볼 수용구멍(1341)의 양측으로 노출되는 고정 볼(1342), 및 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)의 외면에 형성되어 그 용기 고정샤프트 부재(1200)가 결합 하우징(1310) 내로 삽입 완료될 시 상기 고정 볼(1342)의 일측이 안착되는 환형홈(1343)을 포함한다.
그리고 상기 고정 구동 수단(1350)은 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)에 형성되어 그 슬라이딩 이동 부재(1320)의 내부측 이동으로 상기 가 고정 수단(1340)에 의해 용기 고정샤프트 부재(1200)와 슬라이딩 이동 부재(1320) 간이 가고정 상태가 되도록 하고, 상기 탄성 부재(1330)의 탄성력으로 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)가 외부 측으로 이동하는 경우, 상기 가 고정 수단(1340)에 의해 용기 고정샤프트 부재(1200)와 슬라이딩 이동 부재(1320) 간이 완전 고정 상태가 되도록 하는 구성부이다.
구체적으로, 상기 고정 구동 수단(1350)은 상기 슬라이딩 이동 부재(1320)의 내측면에서 둘레 전체에 걸쳐 방사상으로 돌출 형성되되, 돌출된 끝면이 하단에서 상단으로 갈수록 증가하게 경사진(테이퍼(taper)진) 돌기(1351)로 형성된다. 즉, 상기 고정 구동 수단(1350)은 슬라이딩 이동 부재(1320)의 내면에서 돌출되되, 단면 역 직각삼각형 형태로 돌출되는 돌기(1351)로 형성된다. 상기 돌기(1351)의 경사면은 라운드지게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치는 상기 회전 구동샤프트 부재(1100)와 용기 고정샤프트 부재(1200) 간에 구비되어 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)가 회전 구동샤프트 부재(1100)에 결합된 상태에서 회전방향으로의 결합력을 유지하도록 구성되는 회전방향 결합 유지 수단(1400)을 더 포함할 수 있다.
상기 회전방향 결합 유지 수단(1400)은 상기 결합 하우징(1310)의 내부 상단부에서 그 결합 하우징(1310)의 종방향 센터라인과 직교하는 방향으로 구비되는 고정 로드(1410), 및 상기 용기 고정샤프트 부재(1200)의 상단부에 형성되어 그 용기 고정샤프트 부재(1200)가 상기 결합 하우징(1310)에 삽입될 시 상기 고정 로드(1410)가 끼움 결합되거나 안착 결합되는 결합홈(1420)을 포함한다.
상기와 같이 구성되는 커플링 장치(1000)의 결합 동작(커플링 동작)을 도 6을 설명하면, 도 6의 (A)와 같이 용기 고정샤프트 부재(1200)가 회전 구동샤프트 부재(1100)에 결합되기 전의 상태에서, 도 6의 (B)와 같이 슬라이딩 이동 부재(1320)를 실린더 등과 같은 구동 수단(제작설비의 일측에 구성됨)으로 이동시키게 되면, 슬라이딩 이동 부재(1320)는 탄성 부재(1330)를 압축시키면서 내부 측으로 이동하게 되고, 이동이 완료된 상태에서 슬라이딩 이동 부재(1320)에 형성된 돌기(1351)는 감소 경사부 측이 위치되게 된다.
이러한 상태에서 도 6의 (C)와 같이 용기 고정샤프트 부재(1200)를 결합 하우징(1310) 내측으로 삽입하고, 도 6의 (D)와 같이 용기 고정샤프트 부재(1200)의 삽입이 완료되면, 실린더의 누름력을 해제하고, 이에 따라 탄성 부재(1330)에 의해 슬라이딩 이동 부재(1320)는 원위치로 이동(즉, 외부측으로 이동)하게 되고, 이때 슬라이딩 이동 부재(1320)가 이동하면서 돌기(341)는 증가된 경사면이 고정 볼(1342)을 용기 고정샤프트 부재(1200) 측으로 가압하여 회전 구동샤프트 부재(1100)와 용기 고정샤프트 부재(1200)가 견고하게 고정되도록 한다.
또한, 이러한 상태에서 회전 구동샤프트 부재(1100)와 용기 고정샤프트 부재(1200)는 결합 하우징(1310)의 고정 로드(1410)에 용기 고정샤프트 부재(1200)의 결합홈(1420)이 끼움 결합 또는 안착 결합됨으로써 회전 방향으로 구속되어 회전력을 보다 확실하게 전달할 수 있게 된다.
회전지지 장치부(2000)
상기 회전지지 장치부(2000)는 상기 커플링 장치부(1000)의 대향하는 측인 고압용기 제작설비의 하부 측에 구성되어 상기 용기라이너의 하단부를 회전 가능하게 지지하면서 결합되도록 구성되는 장치부이다.
상기 회전지지 장치부(2000)는 도 1 및 도 2, 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 크게 가이드 부재(2100)와, 슬라이딩 유닛(2200)과, 탄성 부재(2300)와, 센터링 부재(2400)와, 받침 부재(2500)와, 회전 결합구(2600), 및 고정 부재(2700)를 포함한다.
구체적으로, 상기 회전지지 장치부(2000)는 평행하게 기립 설치되는 한 쌍의 가이드 부재(2100); 양단부가 상기 가이드 부재(2100)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 유닛(2200); 일단부는 제작설비의 프레임에 결합되고 타단부는 상기 슬라이딩 유닛(2200)에 결합되어 슬라이딩 유닛(2200)이 초기 위치로 복원되도록 하는 탄성력(인장력)을 갖도록 구비되는 탄성 부재(2300); 하단부가 상기 슬라이딩 유닛(2200)의 중심에 구비되고, 타단부는 용기라이너 측으로 연장되는 센터링 부재(2400); 상기 센터링 부재(2400)의 상단부에 구비되어 하기 용기라이너 고정 부재(2700)가 안착되는 받침 부재(2500); 상기 센터링 부재(2400)의 상단부와 받침 부재(2500)의 하단부 간에 구비되어 상기 받침 부재(2500)가 회전 가능하게 결합되는 회전 결합구(2600); 및 일단부는 용기라이너의 하단부에 고정되고 타단부는 상기 받침 부재(2500)에 안착 고정되는 용기라이너 고정 부재(2700);를 포함한다.
상기 한 쌍의 가이드 부재(2100)는 상기 상기 회전지지 장치부(2000)는 평행하게 기립 설치되는 구성부로서, 길이방향이 상기 용기라이너의 길이방향과 평행하는 한 쌍의 가이드 부재(2100)의 대칭되는 중심라인은 용기라이너의 센터라인(S) 상에 있도록 설치된다.
상기 한 쌍의 가이드 부재(2100)는 각각 일단부(하단부)가 제작설비의 바닥 프레임에 고정되고, 타단부(상단부)는 제작설비의 가로 프레임에 고정되어 설치될 수 있다.
계속해서, 상기 슬라이딩 유닛(2200)은 양단부가 상기 가이드 부재(2100)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 구성부이다.
상기 슬라이딩 유닛(2200)은 각각 상기 가이드 부재(2100)에 상하 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 한 쌍의 슬라이딩 블록(2210), 및 양단부가 상기 한 쌍의 슬라이딩 블록(2210)에 결합되는 이동 프레임 부재(2220)을 포함한다.
상기 슬라이딩 블록(2210)은 볼 부싱(ball bushing)으로 구성될 수 있다.
이러한 슬라이딩 유닛(2200)은 용기라이너에 대한 필라멘트의 와인딩 작업 시 용기라이너가 하방으로 이동되면서 필라멘트가 와인딩되는데 슬라이딩 유닛(2200)이 가이드 부재(2100)를 따라 아래로 이동함으로써 용기라이너가 하방으로 이동할 수 있도록 하며, 받침 부재(2500)에 장착된 용기라이너가 하방으로 이동하면서 필라멘트가 와인딩될 때 용기라이너를 흔들림없이 안정적으로 지지하게 된다.
계속해서, 상기 탄성 부재(2300)는 일단부가 제작설비의 프레임에 결합되고 타단부는 상기 슬라이딩 유닛(2200)에 결합되어 슬라이딩 유닛(2200)이 초기 위치로 복원되도록 하는 탄성력(인장력)을 갖도록 구비되는 구성부로서, 코일 스프링으로 구성될 수 있다.
상기 센터링 부재(2400)는 하단부가 상기 슬라이딩 유닛(2200)의 중심에 구비되고, 타단부는 용기라이너 측으로 연장되는 구성부로서, 로드(rod) 형태의 프레임으로 형성될 수 있다.
여기에서, 상기 센터링 부재(2400)의 길이방향 중심라인은 용기라이너의 센터라인(S) 상에 있도록 상기 슬라이딩 유닛(2210)의 이동 프레임 부재(2220)에 구비된다.
다음으로, 상기 받침 부재(2500)는 상기 센터링 부재(2400)의 상단부에 구비되어 용기라이너 고정 부재(2700)가 안착되는 구성부이다.
본 발명에서 상기 받침 부재(2500)는 하단부가 회전 결합구(2600)에 결합(고정)되고, 상단부는 용기라이너 고정 부재(2700)가 안착되는 장착홈(2510)을 갖는 "U"자형의 상단부로 구성된다.
여기에서, 상기 장착홈(2510)의 바닥면에는 용기라이너 고정 부재(2700)와 요홈 결합되어 결합부가 구비되어 용기라이너 고정 부재(2700)와 함께 일체로 회전되도록 이루어진다.
상기 결합부는 일 예로 렌치 돌기(2520)로 형성될 수 있고, 상기 용기라이너 고정 부재(2700)의 하단에는 상기 렌치 돌기에 대응하는 렌치홈(2710)이 형성될 수 있으며, 그 반대로 구성될 수도 있다.
상기 회전 결합구(2600)는 상기 센터링 부재(2400)의 상단부와 받침 부재(2500)의 하단부 간에 구비되어 상기 받침 부재(2500)가 회전 가능하게 결합되는 구성부로서, 상기 회전 결합구(2600)는 볼 베어링으로 구성될 수 있다.
상기 회전 결합구(2600)에는 상기 받침 부재(2500)의 하단부가 회전가능하게 결합된다.
그리고 상기 용기라이너 고정 부재(2700)는 일단부가 용기라이너의 하단부에 고정되고 타단부는 상기 받침 부재(2500)에 안착 고정되어 상기 받침 부재(2500)에 안착 고정되는 구성부이다.
상기 용기라이너 고정 부재(2700)는 로드 형태 또는 샤프트 형태로 형성되며, 그 하단부에는 앞서 언급한 바와 같이 받침 부재(2500)의 장착홈(2510)의 바닥부에 구비되는 결합부(예를 들면, 렌치 돌기)에 요홈 결합되는 결합부(예를 들면, 렌치홈(2710)이 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에서 상기한 회전지지 장치부(2000)는 용기라이너의 상하 슬라이딩 이동을 상기 탄성 부재(2300)에 더하여 2단으로 지지할 수 있게 구성될 수 있다.
즉, 상기 회전지지 장치부(2000)에서 상기 센터링 부재(2400)는 상기 슬라이딩 유닛(2000)의 이동 프레임 부재(2220)에 상하 이동가능하면서 탄성 지지되게 구비되며, 하기 구체적인 설명에서 상기한 실시 예와 다른 구성부들에 대해서만 설명한다.
구체적으로, 상기 회전지지 장치부(2000)는 평행하게 기립 설치되는 한 쌍의 가이드 부재(2100); 양단부가 상기 가이드 부재(2100)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 유닛(2200); 일단부는 제작설비의 프레임에 결합되고 타단부는 상기 슬라이딩 유닛(2200)에 결합되어 슬라이딩 유닛(2200)이 초기 위치로 복원되도록 하는 탄성력(인장력)을 갖도록 구비되는 탄성 부재(2300); 하단부가 상기 슬라이딩 유닛(2200)의 중심에서 상하 슬라이딩 이동 구비되고, 타단부는 용기라이너 측으로 연장되는 센터링 부재(2400); 상기 슬라이딩 유닛(2200)에서 센터링 부재(2400)의 하단부를 탄성 지지하는 탄성 지지 유닛(2800); 상기 센터링 부재(2400)의 상단부에 구비되어 하기 용기라이너 고정 부재(2700)가 안착되는 받침 부재(2500); 상기 센터링 부재(2400)의 상단부와 받침 부재(2500)의 하단부 간에 구비되어 상기 받침 부재(2500)가 회전 가능하게 결합되는 회전 결합구(2600); 및 일단부는 용기라이너의 하단부에 고정되고 타단부는 상기 받침 부재(2500)에 안착 고정되는 용기라이너 고정 부재(2700);를 포함한다.
상기 슬라이딩 유닛(2200)은 각각 상기 가이드 부재(2100)에 상하 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 한 쌍의 슬라이딩 블록(2210), 및 양단부가 상기 한 쌍의 슬라이딩 블록(2210)에 결합되는 이동 프레임 부재(2220)을 포함한다.
상기 탄성 지지 유닛(2800)은 상기 이동 프레임 부재(2220)의 중심부에 구비되어 센터링 부재(2400)가 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 볼 부싱(2810)과, 상기 센터링 부재(2400)의 하단에 결합되는 결합 플레이트(2820), 일단부는 상기 이동 프레임 부재(2220)의 하면에 고정되고, 타단부는 상기 결합 플레이트(2820)에 고정되는 하나 이상의 탄성 부재(2830)을 포함한다.
상기 탄성 부재(2830)는 코일 스프링으로 이루어지며, 복수(도면에서는 2개)로 구성되는 것이 바람직하다.
이러한 탄성 지지 유닛(2800)은 용기라이너의 상하 슬라이딩 이동 시 상기 탄성 부재(제1 탄성 부재)(2300)에 의해 탄성 지지되는 것에 더하여(1단), 탄성 부재(제2 탄성 부재)(2830)에 의해 탄성 지지(2단)됨으로써 용기라이너가 회전 시 정확한 센터링 상태에서 회전하고, 흔들림없이 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.
한편, 도 10은 용기라이너 제작설비의 일측에 구성되어 본 발명에 따른 고압용기 제작설비용 커플링 장치에 의해 필라멘트가 와인딩 된 용기라이너에 대하여 필라멘트를 컷팅하는 컷팅 장치부를 나타내는 도면으로, 고압용기 라이너에 필라멘트의 와인딩이 완료되면, 도 10에 나타낸 바와 같은 컷팅장치부로 필라멘트를 컷팅하고, 본 발명에 따른 회전지지 및 커플링 장치에서 결합해제하여 용기라이너를 분리하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치에 의하면, 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간의 결합 및 결합해제를 매우 용이하고 확실하게 행할 수 있어 제품경쟁력을 향상시킬 수 있으며, 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간이 결합된 상태에서 결합 방향으로의 결합 상태뿐만 아니라 회전 방향으로의 결합 상태도 확실하게 유지하여 회전 구동 샤프트와 용기 고정 샤프트 간의 회전 구동을 더욱 신뢰성있게 행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 용기라이너의 하단부를 안정적으로 회전가능하게 지지함과 동시에 정확한 센터링이 유지될 수 있도록 하여 균질한 필라멘트 와인딩을 도모하고, 작업성과 제작성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S: 용기라이너 센터라인
1000: 커플링 장치부
1100: 회전 구동샤프트 부재
1110: 동력전달 결합부
1111: 결합홈
1120: 커플링 하우징부
1121: 소경 하우징부
1122: 대경 하우징부
1200: 용기 고정샤프트 부재
1210: 관형부
1300: 커플링-릴리즈 수단
1310: 결합 하우징
1311: 대경 결합하우징부
1312: 소경 결합하우징부
1320: 슬리이딩 이동 부재
1321: 바디부
1322: 플랜지부
1330: 탄성 부재
1340: 가 고정 수단
1341: 볼 수용구멍
1342: 고정 볼
1343: 환형홈
1350: 고정 구동 수단
1351: 돌기
1400: 회전방향 결합 유지 수단
1410: 고정 로드
1420: 결합홈
2000: 회전지지 장치부
2100: 가이드 부재
2200: 슬라이딩 유닛
2210: 슬라이딩 블록
2220: 이동 프레임 부재
2300: 탄성 부재(제1 탄성 부재)
2400: 센터링 부재
2500: 받침 부재
2510: 장착홈
2520: 렌치 돌기
2600: 회전 결합구
2700: 고정 부재
2710: 렌치홈
2800: 탄성 지지 유닛
2810: 볼 부싱
2820: 결합 플레이트
2830: 탄성 부재(제2 탄성 부재)
1000: 커플링 장치부
1100: 회전 구동샤프트 부재
1110: 동력전달 결합부
1111: 결합홈
1120: 커플링 하우징부
1121: 소경 하우징부
1122: 대경 하우징부
1200: 용기 고정샤프트 부재
1210: 관형부
1300: 커플링-릴리즈 수단
1310: 결합 하우징
1311: 대경 결합하우징부
1312: 소경 결합하우징부
1320: 슬리이딩 이동 부재
1321: 바디부
1322: 플랜지부
1330: 탄성 부재
1340: 가 고정 수단
1341: 볼 수용구멍
1342: 고정 볼
1343: 환형홈
1350: 고정 구동 수단
1351: 돌기
1400: 회전방향 결합 유지 수단
1410: 고정 로드
1420: 결합홈
2000: 회전지지 장치부
2100: 가이드 부재
2200: 슬라이딩 유닛
2210: 슬라이딩 블록
2220: 이동 프레임 부재
2300: 탄성 부재(제1 탄성 부재)
2400: 센터링 부재
2500: 받침 부재
2510: 장착홈
2520: 렌치 돌기
2600: 회전 결합구
2700: 고정 부재
2710: 렌치홈
2800: 탄성 지지 유닛
2810: 볼 부싱
2820: 결합 플레이트
2830: 탄성 부재(제2 탄성 부재)
Claims (15)
- 수소용기를 포함하는 고압용기에 필라멘트를 구성하기 위하여 용기라이너를 회전가능하게 지지 및 고정시키도록 구성되는 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치로서,
제작설비의 회전구동장치부에 용기라이너의 상단부를 결합 및 결합해제 가능하게 결합시키도록 구성되는 커플링 장치부; 및
상기 커플링 장치부의 대향 측에 구성되어 상기 용기라이너의 하단부를 회전 가능하게 지지하도록 결합되는 회전지지 장치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 커플링 장치부는,
상기 회전구동장치부에 구비되는 회전 구동샤프트 부재;
하기 커플링-릴리즈 수단을 통해 상기 회전 구동샤프트 부재에 결합 및 결합해제 가능하게 구비되는 용기 고정샤프트 부재; 및
상기 회전 구동샤프트 부재와 상기 용기 고정샤프트 부재 간에 구비되고, 일 구성부의 전후진 이동으로 상기 회전 구동샤프트 부재와 용기 고정샤프트 부재 간을 결합 및 결합해제시키도록 구성되는 커플링-릴리즈 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 회전 구동샤프트 부재는, 상기 회전구동장치부에 결합되는 동력전달 결합부, 및 상기 동력전달 결합부의 하단에 형성되는 통 형상의 커플링 하우징부를 포함하고,
상기 커플링 하우징부는 하기 대경 하우징부보다 상대적으로 내경이 작게 형성되는 소경 하우징부, 및 상기 소경 하우징부의 하단부에 형성되며, 상기 소경 하우징부보다 내경이 크게 형성되는 대경 하우징부로 이루어지며,
상기 용기 고정샤프트 부재는 회동구동력을 전달받는 샤프트 자체로 구성되거나, 회동구동력을 전달받기 위한 종동 구동부에 결합되는 결합 샤프트로 구성되는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 커플링-릴리즈 수단은,
상기 회전 구동샤프트 부재의 내부에 구비되는 결합 하우징;
일단부는 상기 회전 구동샤프트 부재의 하단부 외측으로 노출되고, 상기 회전 구동샤프트 부재와 결합 하우징 사이에서 선형이동 가능하게 구비되는 상기 일 구성부로서의 슬리이딩 이동 부재;
상기 회전 구동샤프트 부재 내부에 구비되어 상기 슬라이딩 이동 부재를 외부 측으로 편향시키는 탄성력을 인가하도록 구성되는 탄성 부재;
상기 슬라이딩 이동 부재가 내부 측으로 이동되고 상기 용기 고정샤프트 부재가 결합 하우징 내측에 삽입된 상태에서 상기 용기 고정샤프트 부재와 슬라이딩 이동 부재 간을 가고정시키도록 구성되는 가 고정 수단; 및
상기 슬라이딩 이동 부재에 형성되어 그 슬라이딩 이동 부재의 내부측으로의 이동으로 상기 가 고정 수단에 의해 상기 용기 고정샤프트 부재와 슬라이딩 이동 부재 간이 가고정 상태가 되도록 하고, 상기 탄성 부재의 탄성력으로 상기 슬라이딩 이동 부재가 외부 측으로 이동하는 경우, 상기 가 고정 수단에 의해 상기 용기 고정샤프트 부재와 슬라이딩 이동 부재 간이 완전 고정 상태가 되도록 하는 고정 구동 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 결합 하우징은, 상기 소경 하우징부의 내벽에 접하는 대경 결합하우징부, 및 상기 대경 결합하우징부의 하단에 일체로 형성되는 소경 결합하우징부로 이루어지며,
상기 슬라이딩 이동 부재는, 통 형상의 바디부, 및 상기 바디부의 하단에서 외측으로 연장되어 상기 커플링 하우징부의 하단에 걸림되는 플랜지부로 이루어지는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 가 고정 수단은,
상기 결합 하우징의 하단부에 둘레 방향으로 간격을 갖고 형성되는 복수의 볼 수용구멍;
상기 볼 수용구멍에 구름 가능하게 수용되며, 양측이 그 볼 수용구멍의 양측으로 노출되는 고정 볼; 및
상기 용기 고정샤프트 부재가 결합 하우징 내로 삽입 완료될 시 상기 고정 볼의 일측이 안착되게 상기 용기 고정샤프트 부재에 형성되는 환형홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 고정 구동 수단은,
상기 슬라이딩 이동 부재의 내측면에서 둘레 전체에 걸쳐 방사상으로 돌출 형성되되, 돌출된 단면이 하단에서 상단으로 갈수록 증가하게 경사지게 형성되는 돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 고정 구동 수단은,
상기 슬라이딩 이동 부재의 내면에서 둘레 전체에 걸쳐 돌출되되, 단면 역 직각삼각형 형태로 돌출되는 돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 회전 구동샤프트 부재와 용기 고정샤프트 부재 간에 구성되어 상기 용기 고정샤프트 부재가 회전 구동샤프트 부재에 결합된 상태에서 회전방향으로의 결합력을 유지하도록 구성되는 회전방향 결합 유지 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 회전방향 결합 유지 수단은,
상기 결합 하우징의 상단부에서 그 결합 하우징의 종방향 센터라인과 직교하는 방향으로 구비되는 고정 로드; 및
상기 용기 고정샤프트 부재의 상단부에 형성되어 그 용기 고정샤프트 부재가 상기 결합 하우징에 삽입될 시 상기 고정 로드가 끼움 결합되거나 안착 결합되는 결합홈을 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 회전지지 장치부는,
길이방향이 상기 용기라이너의 길이방향과 평행하는 한 쌍의 가이드 부재;
상기 가이드 부재에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 유닛;
상기 슬라이딩 유닛을 초기 위치로 복원시키는 탄성력을 갖도록 구비되는 제1 탄성 부재;
하단부가 상기 슬라이딩 유닛에 구비되고, 타단부는 용기라이너 측으로 연장되는 센터링 부재;
상기 센터링 부재의 상단부에 구비되는 받침 부재;
상기 센터링 부재의 상단부에서 상기 받침 부재에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합구; 및
일단부는 용기라이너의 하단부에 고정되고 타단부는 상기 받침 부재에 안착 고정되는 용기라이너 고정 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 슬라이딩 유닛은 상기 가이드 부재 각각에 상하 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 슬라이딩 블록, 및 양단부가 양측의 슬라이딩 블록에 결합되는 이동 프레임 부재를 포함하고,
상기 센터링 부재는 로드 형태로 형성되고,
상기 받침 부재는 상단부에 장착홈을 갖는 "U"자형으로 형성되며,
상기 회전 결합구는 볼 베어링으로 구성되는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 받침 부재의 장착홈의 바닥부와 상기 용기라이너 고정 부재의 하단면 중 하나에는 렌치 돌기가 형성되며,
상기 받침 부재의 장착홈의 바닥부와 상기 용기라이너 고정 부재의 하단면 중 다른 하나에는 상기 렌치 돌기에 대응하는 형상의 렌치홈이 형성되는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 센터링 부재는 상기 슬라이딩 유닛의 이동 프레임 부재에 상하 슬라이딩 가능하게 구비되며,
상기 센터링 부재의 하단부를 탄성 지지하는 탄성 지지 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 탄성 지지 유닛은,
상기 이동 프레임 부재의 중심에 구비되어 상기 센터링 부재가 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 볼 부싱;
상기 센터링 부재의 하단에 결합되는 결합 플레이트; 및
일단부는 상기 이동 프레임 부재의 하면에 고정되고, 타단부는 상기 결합 플레이트에 고정되는 하나 이상의 제2 탄성 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는
고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220001782A KR20230106213A (ko) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220001782A KR20230106213A (ko) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 고압용기 제작설비의 용기라이너 회전지지 및 커플링 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230106213A true KR20230106213A (ko) | 2023-07-13 |
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