KR20230112782A - 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법 - Google Patents
블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230112782A KR20230112782A KR1020220008518A KR20220008518A KR20230112782A KR 20230112782 A KR20230112782 A KR 20230112782A KR 1020220008518 A KR1020220008518 A KR 1020220008518A KR 20220008518 A KR20220008518 A KR 20220008518A KR 20230112782 A KR20230112782 A KR 20230112782A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- welding
- blow molding
- liner body
- liner
- support
- Prior art date
Links
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 6
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010102 injection blow moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
- F17C1/16—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0104—Shape cylindrical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/05—Size
- F17C2201/056—Small (<1 m3)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
- F17C2203/0604—Liners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
- F17C2203/0658—Synthetics
- F17C2203/066—Plastics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0305—Bosses, e.g. boss collars
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
- F17C2209/21—Shaping processes
- F17C2209/2109—Moulding
- F17C2209/2127—Moulding by blowing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
- F17C2209/22—Assembling processes
- F17C2209/221—Welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
- F17C2209/23—Manufacturing of particular parts or at special locations
- F17C2209/232—Manufacturing of particular parts or at special locations of walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
- F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
- F17C2260/013—Reducing manufacturing time or effort
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0184—Fuel cells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/07—Applications for household use
- F17C2270/0763—Fuel cells
Abstract
개시된 내용은 블로우성형에 의해 제조된 라이너바디의 상하 두께편차에도 불구하고 라이너바디에 대한 노즐부의 용접품질이 저하되지 않도록 함에 따라 생산성은 향상되고 제품불량률은 감소될 수 있도록 한 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법에 관한 것이다.
개시된 내용은 상단측에 제 1 관통부가 형성되고 하단측에 제 2 관통부가 형성된 라이너바디를 블로우성형을 통해 제조하는 블로우성형단계와, 용접지그가 포함된 용접장치에 용접지지대를 수직으로 장착하는 용접지지대장착단계와, 상기 블로우성형단계를 통해 제조된 라이너바디를 상기 용접지그에 거치하되 상기 용접지지대가 상기 제 2 관통부를 통해 삽입되어 상기 제 1 관통부의 둘레가 상기 용접지지대에 의해 지지되도록 하는 제 1 라이너바디거치단계와, 상기 용접지그에 장착된 라이너바디의 제 1 관통부 측에 대해 제 1 노즐부를 가압용접하여 일체로 접합시키는 제 1 노즐부접합단계를 포함하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법을 일 실시예로 제시한다.
개시된 내용은 상단측에 제 1 관통부가 형성되고 하단측에 제 2 관통부가 형성된 라이너바디를 블로우성형을 통해 제조하는 블로우성형단계와, 용접지그가 포함된 용접장치에 용접지지대를 수직으로 장착하는 용접지지대장착단계와, 상기 블로우성형단계를 통해 제조된 라이너바디를 상기 용접지그에 거치하되 상기 용접지지대가 상기 제 2 관통부를 통해 삽입되어 상기 제 1 관통부의 둘레가 상기 용접지지대에 의해 지지되도록 하는 제 1 라이너바디거치단계와, 상기 용접지그에 장착된 라이너바디의 제 1 관통부 측에 대해 제 1 노즐부를 가압용접하여 일체로 접합시키는 제 1 노즐부접합단계를 포함하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법을 일 실시예로 제시한다.
Description
개시된 내용은 예를 들어 차량용 연료탱크, 차량용 수소저장탱크 등에 적용가능한 라이너바디를 블로우성형을 통해 제조한 후 노즐부를 용접하여 고압탱크라이너를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시하지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
최근 이산화탄소의 배출량을 억제하기 위한 환경보호 측면에서 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차를 대체하기 위하여 예를 들어 전기 자동차, 수소 자동차와 같은 친환경 자동차에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
이러한 친환경 자동차는 차체에 탑재된 연료전지가 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 발생시킨 전기를 모터에 공급하여 구동력을 발생시킨다. 이러한 친환경 자동차에는 수소가 저장되는 고압탱크가 필수적으로 탑재됨에 따라 수소 등과 같은 연료의 저장을 위한 고압탱크에 대한 개발도 다양한 측면에서 이루어지고 있다.
수소 등과 같은 연료의 저장을 위한 종래의 고압탱크는 라이너에 해당하는 내부탱크와 외부탱크를 포함하는 2중 구조로 형성되는데, 이 중 내부탱크는 증발에 따른 수소 배출을 막는 역할을 하고, 외부탱크는 수소 저장에 필수인 높은 내압특성을 제공한다. 최근에는 수소 등과 같은 연료의 저장을 위한 고압탱크로 라이너에 해당하는 내부탱크만 사용되기도 한다.
예를 들어 알루미늄 등과 같은 금속을 이용한 수소탱크의 경우에는 내부의 수소 손실방지에는 유리하지만, 저온화로 인한 취성파괴가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 고밀도 폴리에틸렌(PE)을 이용한 수소탱크의 경우에는 분자량이 작은 수소에 대해서는 기밀성이 떨어져 내부의 수소가 손실되는 문제점이 있다. 통상 합성수지를 이용한 저장탱크의 경우에는 성형에 유리한 연성이 높은 반면에, 강도가 떨어지거나 기체투과율이 높아 내부 가스의 손실이 발생할 가능성이 높다.
그러나, 수소 등과 같은 연료의 저장을 위한 고압탱크의 경우에는 내부의 기체가 새어나가지 않도록 하는 기밀성이 요구될 뿐만 아니라 고압의 수소가 충전되기 때문에 높은 내압특성을 가지는 재질을 필요로 한다.
따라서, 수소 등과 같은 연료의 저장을 위한 고압탱크의 내부탱크(라이너)는 기밀성이 높아 수소의 투과를 최소화하는 예를 들어 나일론수지와 같은 폴리아미드 합성수지로 제조되는 경우가 많다. 또한, 외부탱크는 700bar의 높은 압력을 유지하는 20 내지 25mm 두께의 탄소섬유 강화 플라스틱(탄소섬유 및 에폭시 소재)로 제조된다.
통상 합성수지로 제조되는 고압탱크라이너는 사출성형에 의해 제조된다. 이러한 선행기술의 일 예로, 대한민국 특허공개 제10-2021-0037456호(2021.04.06. 공개)에는 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체와, 내충격제를 포함한 수소 탱크 라이너용 플라스틱 사출 성형품이 개시된다.
그러나 통상의 사출성형을 통해 고압탱크라이너를 제조하기 위해서는 국제공개 제2019-131737호(2019.07.04. 공개)에 개시된 바와 같이 서로 대향되도록 플랜지가 구비된 2개의 탱크라이너 반부를 사출성형한 후 플랜지의 용접을 통해 접합시킨 다음 서로 접합된 플랜지를 제거해야만 하는 후속 공정이 요구됨에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해소하기 위한 방안의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-327015호(2021.11.17. 공고)에는 PA6 및 MXD-6을 혼합한 혼합물에 대하여 인젝션 블로우 성형방법에 의해 성형되는 고압탱크라이너가 개시된다.
이와 같이 블로우 성형을 통해 고압탱크라이너를 성형하는 경우에는 블로우 성형을 위해 금형 내에 투입된 합성수재재가 자중에 의해 하부로 유동됨에 따라 하부는 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 후육부(thick side)로 형성되는 반면에 상부는 상대적으로 얇은 두께를 가지는 박육부(thin side)로 형성된다.
따라서 블로우 성형을 통해 성형된 라이너바디에 노즐부를 예를 들어 적외선 용접 등을 통해 접합함에 있어서 용접품질의 향상을 위해 용접압력(welding pressure)을 가할 경우에, 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 후육부는 용접압력을 버틸 수 있는 반면에 상대적으로 얇은 두께를 가지는 박육부는 용접압력을 버티지 못함에 따라 해당 노즐부의 용접품질이 저하되고 이로 인해 제품 불량률이 증대되는 문제점이 있었다.
블로우성형에 의해 제조된 라이너바디의 상하 두께편차에도 불구하고 라이너바디에 대한 노즐부의 용접품질이 저하되지 않도록 함에 따라 생산성은 향상되고 제품불량률은 감소될 수 있도록 한 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
개시된 내용은 상단측에 제 1 관통부가 형성되고 하단측에 제 2 관통부가 형성된 라이너바디를 블로우성형을 통해 제조하는 블로우성형단계와, 용접지그가 포함된 용접장치에 용접지지대를 수직으로 장착하는 용접지지대장착단계와, 상기 블로우성형단계를 통해 제조된 라이너바디를 상기 용접지그에 거치하되 상기 용접지지대가 상기 제 2 관통부를 통해 삽입되어 상기 제 1 관통부의 둘레가 상기 용접지지대에 의해 지지되도록 하는 제 1 라이너바디거치단계와, 상기 용접지그에 장착된 라이너바디의 제 1 관통부 측에 대해 제 1 노즐부를 가압용접하여 일체로 접합시키는 제 1 노즐부접합단계를 포함하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법을 일 실시예로 제시한다.
개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 노즐부가 접합된 라이너바디를 상하반전시켜 용접장치의 용접지그에 거치하는 제 2 라이너바디거치단계와, 상기 용접지그에 장착된 라이너바디의 제 2 관통부 측에 대해 제 2 노즐부를 가압용접하여 일체로 접합시키는 제 2 노즐부접합단계를 더 포함할 수 있다.
개시된 내용의 일 실시예에 따른 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법에 의하면, 상단측에 제 1 관통부가 형성되고 하단측에 제 2 관통부가 형성된 라이너바디가 블로우성형을 통해 제조됨에 따라 제 2 관통부가 형성된 하단측은 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 반면에 제 1 관통부가 형성된 상단측은 상대적으로 얇은 두께를 가지게 되더라도, 제 1 관통부 측에 제 1 노즐부를 가압용접할 때 용접지지대에 의해 가압용접부위가 지지됨에 따라 라이너바디에 대한 노즐부의 용접품질이 저하되지 않게 되고, 이로 인해 생산성은 향상되고 제품불량률은 감소될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법의 플로우챠트.
도 2는 블로우성형단계에 의해 제조되는 라이너바디의 사시도.
도 3은 용접지지대장착단계에 의해 용접장치에 장착되는 용접지지대의 사시도.
도 4는 제 1 노즐부접합단계에서 용접지지대의 가압블럭에 의해 제 1 관통부 측이 지지되는 라이너바디의 투시도.
도 5는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법에 의해 제조된 고압탱크라이너의 사시도.
도 2는 블로우성형단계에 의해 제조되는 라이너바디의 사시도.
도 3은 용접지지대장착단계에 의해 용접장치에 장착되는 용접지지대의 사시도.
도 4는 제 1 노즐부접합단계에서 용접지지대의 가압블럭에 의해 제 1 관통부 측이 지지되는 라이너바디의 투시도.
도 5는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법에 의해 제조된 고압탱크라이너의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.
개시된 내용의 일 실시예에 따른 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법은 도 1에 도시되는 바와 같이, 블로우성형단계(S1)와, 용접지지대장착단계(S2)와, 제 1 라이너바디거치단계(S3)와, 제 1 노즐부접합단계(S4)를 포함한다.
여기서, 블로우성형단계(S1)는 예를 들어 나일론수지를 포함하는 합성수지재를 이용하여 예를 들어 차량용 연료탱크, 차량용 수소저장탱크 등에 적용가능한 라이너바디(10)를 공지의 블로우성형을 통해 제조하는 단계이다.
블로우성형단계(S1)를 통해 제조되는 라이너바디(10)는 도 2에 도시되는 바와 같이 상단측에 제 1 관통부(11)가 형성되고 하단측에 제 2 관통부(13)가 형성되는 형태를 가진다. 이 때 제 2 관통부(13)는 제 1 관통부(11)보다 더 큰 직경을 가질 수 있다.
블로우성형단계(S1) 시에는 합성수지재가 자중에 의해 하향유동되면서 제 2 관통부(13)가 형성되는 라이너바디(10)의 하단측은 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 반면에 제 1 관통부(11)가 형성되는 라이너바디(10)의 상단측은 상대적으로 얇은 두께를 가진다. 블로우성형에 의해 제조되는 라이너바디(10)의 상하단측 두께편차의 일 예로, 제 2 관통부(13)가 형성되는 라이너바디(10)의 하단측은 8 mm의 두께로 형성되는 반면에 제 1 관통부(11)가 형성되는 라이너바디(10)의 상단측은 5 mm의 두께로 형성될 수 있다.
전술한 블로우성형단계(S1) 이후에는 용접지지대장착단계(S2)가 행해진다. 용접지지대장착단계(S2)는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11)에 제 1 노즐부(30)를 가압용접하기에 앞서 두께가 상대적으로 얇게 형성된 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11) 둘레를 하부에서 지지하기 위한 용접지지대(20)를 용접장치(100) 측에 장착하는 단계이다.
이러한 용접지지대(20)는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 라이너바디(10)의 제 2 관통부(13)를 통해 라이너바디(10) 내로 끼워질 수 있도록 수직로드 형상으로 형성된다. 또한 용접지지대(20)의 하단에는 용접장치(100)에 착탈 가능하게 체결고정되는 체결브래킷(21)이 구비되고 용접지지대(20)의 상단에는 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11) 둘레를 하부에서 지지하는 지지블럭(23)이 구비된다.
체결브래킷(21)은 용접지지대(20)의 하단에 일체로 구비될 수도 있고, 예를 들어 볼트와 같은 체결구에 의해 용접지지대(20)의 하단에 체결될 수도 있다. 이러한 체결브래킷(21)은 용접장치(100)의 설치면에 따라 다양한 형상으로 형성 가능하다.
또한 지지블럭(23)은 도 3에 도시되는 바와 같이 스페이서블럭(25)의 개재하에 열십자 형태로 교차되어 체결되는 2개의 선형지지블럭으로 형성될 수도 있다. 이 경우에 지지블럭(23)과 스페이서블럭(25)은 용접지지대(20)의 상단으로부터 돌출되는 고정핀에 동시에 관통결합되거나 또는 지지블럭(23)과 스페이서블럭(25)을 차례로 관통되는 예를 들어 볼트와 같은 체결구에 의해 용접지지대(20)의 상단에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한 도면에 도시되지는 않았지만 지지블럭(23)은 용접지지대(20)의 상단에 직접 결합되는 원형블럭체로도 형성 가능하며, 그 외 다양한 형상으로 형성 가능하다. 전자의 경우에 지지블럭(23)은 용접지지대(20)의 상단으로부터 돌출되는 고정핀에 관통결합되거나 또는 예를 들어 볼트와 같은 체결구에 의해 용접지지대(20)의 상단에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
전술한 용접지지대장착단계(S2) 이후에는 제 1 라이너바디거치단계(S3)가 행해진다. 제 1 라이너바디거치단계(S3)는 블로우성형단계(S1)를 통해 제조된 라이너바디(10)를 용접장치(100)의 용접지그(미도시)에 거치하는 단계이다.
제 1 라이너바디거치단계(S3)에서는 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11)에 제 1 노즐부(30)를 가압용접하기에 앞서 두께가 상대적으로 얇게 형성된 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11) 둘레가 용접지지대(20)에 의해 하부에서 지지될 수 있도록, 라이너바디(10)의 거치시에 용접지지대장착단계(S2)를 통해 설치된 용접지지대(20)가 라이너바디(10)의 제 2 관통부(13)를 통해 삽입되면서 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11)의 둘레가 지지블럭(23)에 의해 지지될 수 있도록 한다.
전술한 제 1 라이너바디거치단계(S3) 이후에는 제 1 노즐부접합단계(S4)가 행해진다. 제 1 노즐부접합단계(S4)는 용접지지대(20)의 지지블럭(23)에 의해 하부가 지지되는 라이너바디(10)의 제 1 관통부(11) 측에 대해 제 1 노즐부(30)를 가압용접하여 일체로 접합시키는 단계이다.
제 1 노즐부(30)는 라이너바디(10) 내에 수용되는 예를 들어 수소와 같은 매체의 유입구 또는 배출구를 형성하는 것으로, 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.
라이너바디(10)의 제 1 관통부(11) 측에 대한 제 1 노즐부(30)의 가압용접은 예를 들어 적외선용접, 레이저용접 또는 초음파용접 등과 같이 공지의 다양한 용접방법에 의해 이루어지며, 제 1 노즐부접합단계(S4)가 실행되는 용접장치(100)는 적외선용접기, 레이저용접기 및 초음파용접기 중 하나로 형성 가능하다.
전술한 제 1 노즐부접합단계(S4) 이후에는 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 제 2 라이너바디거치단계(S5)와 제 2 노즐부접합단계(S6)가 순차적으로 행해질 수 있다.
제 2 라이너바디거치단계(S5)는 제 1 노즐부접합단계(S4)를 통해 제 1 노즐부(30)가 접합된 라이너바디(10)를 상하반전시켜 제 2 관통부(13)가 상부에 위치되도록 상태로 라이너바디(10)를 용접장치(100)의 용접지그에 거치하는 단계이다.
제 2 라이너바디거치단계(S5)는 제 1 라이너바디거치단계(S3)와 제 1 노즐부접합단계(S4)가 행해진 용접장치(100) 상에서 용접지지대(20)가 제거된 상태에서 행해질 수도 있고, 실시예에 따라서는 제 1 노즐부접합단계(S4)가 행해진 용접장치(100)와는 다른 별개의 용접장치 상으로 이동되어 행해질 수도 있다.
제 2 노즐부접합단계(S6)는 용접지그(미도시)에 장착된 라이너바디(10)의 제 2 관통부(13) 측에 대해 제 2 노즐부(40)를 가압용접하여 일체로 접합시키는 단계이다.
제 2 노즐부(40)는 라이너바디(10) 내에 수용되는 예를 들어 수소와 같은 매체의 배출구 또는 유입구를 형성하는 것으로, 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.
라이너바디(10)의 제 2 관통부(13) 측에 대한 제 2 노즐부(40)의 가압용접은 예를 들어 적외선용접, 레이저용접 또는 초음파용접 등과 같이 공지의 다양한 용접방법에 의해 이루어지며, 제 2 노즐부접합단계(S6)가 실행되는 용접장치는 적외선용접기, 레이저용접기 및 초음파용접기 중 하나로 형성 가능하다.
개시된 내용의 일 실시예에 따른 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법을 통해 도 5에 도시되는 바와 같은 고압탱크라이너를 제조할 경우에, 상단측에 제 1 관통부(11)가 형성되고 하단측에 제 2 관통부(12)가 형성된 라이너바디(10)가 블로우성형을 통해 제조됨에 따라 제 2 관통부(13)가 형성된 하단측은 상대적으로 두꺼운 두께를 가지는 반면에 제 1 관통부(11)가 형성된 상단측은 상대적으로 얇은 두께를 가지게 되더라도, 제 1 관통부(11) 측에 제 1 노즐부(30)를 가압용접할 때 용접지지대(20), 특히 지지블럭(23)에 의해 가압용접부위에 해당하는 제 1 관통부(11) 둘레가 하부에서 지지됨에 따라 라이너바디(10)에 대한 제 1 노즐부(0)의 용접품질이 저하되지 않게 되고, 이로 인해 생산성은 향상되고 제품불량률은 감소될 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 라이너바디
11 : 제 1 관통부
13 : 제 2 관통부
20 : 용접지지대
21 : 체결브래킷
23 : 지지블럭
30 : 제 1 노즐부
40 : 제 2 노즐부
S1 : 블로우성형단계
S2 : 용접지지대장착단계
S3 : 제 1 라이너바디거치단계
S4 : 제 1 노즐부접합단계
S5 : 제 2 라이너바디거치단계
S6 : 제 2 노즐부접합단계
11 : 제 1 관통부
13 : 제 2 관통부
20 : 용접지지대
21 : 체결브래킷
23 : 지지블럭
30 : 제 1 노즐부
40 : 제 2 노즐부
S1 : 블로우성형단계
S2 : 용접지지대장착단계
S3 : 제 1 라이너바디거치단계
S4 : 제 1 노즐부접합단계
S5 : 제 2 라이너바디거치단계
S6 : 제 2 노즐부접합단계
Claims (6)
- 상단측에 제 1 관통부가 형성되고 하단측에 제 2 관통부가 형성된 라이너바디를 블로우성형을 통해 제조하는 블로우성형단계;
용접지그가 포함된 용접장치에 용접지지대를 수직으로 장착하는 용접지지대장착단계;
상기 블로우성형단계를 통해 제조된 라이너바디를 상기 용접지그에 거치하되 상기 용접지지대가 상기 제 2 관통부를 통해 삽입되어 상기 제 1 관통부의 둘레가 상기 용접지지대에 의해 지지되도록 하는 제 1 라이너바디거치단계;
상기 용접지그에 장착된 라이너바디의 제 1 관통부 측에 대해 제 1 노즐부를 가압용접하여 일체로 접합시키는 제 1 노즐부접합단계;를 포함하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 노즐부가 접합된 라이너바디를 상하반전시켜 용접장치의 용접지그에 거치하는 제 2 라이너바디거치단계; 및
상기 용접지그에 장착된 라이너바디의 제 2 관통부 측에 대해 제 2 노즐부를 가압용접하여 일체로 접합시키는 제 2 노즐부접합단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 제 2 라이너바디거치단계는 상기 용접장치 상에서 상기 용접지지대가 제거된 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 제 2 라이너바디거치단계는 상기 용접장치와 다른 별개의 용접장치로 이동되어 행해지는 것을 특징으로 하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 용접지지대는 수직로드 형상으로 형성되되 하단에는 상기 용접장치에 체결고정되는 체결브래킷이 구비되고 상단에는 지지블럭이 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 용접장치는 적외선용접기, 레이저용접기 및 초음파용접기 중 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220008518A KR102630142B1 (ko) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220008518A KR102630142B1 (ko) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230112782A true KR20230112782A (ko) | 2023-07-28 |
| KR102630142B1 KR102630142B1 (ko) | 2024-01-30 |
Family
ID=87427417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220008518A KR102630142B1 (ko) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102630142B1 (ko) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101634447B1 (ko) * | 2014-09-12 | 2016-06-28 | 한국브렌슨 주식회사 | 적외선 용착 장치 |
| JP2017133693A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 株式会社旭製作所 | 継目無容器、その製造方法、複合容器、及びその製造方法 |
| KR101981419B1 (ko) * | 2015-03-17 | 2019-05-22 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 고압 가스 용기 및 고압 가스 용기의 제조 방법 |
| KR20190099315A (ko) * | 2016-12-29 | 2019-08-26 | 압둘 아미아 샤바 | 개선된 정전기 방지 압력 탱크 |
| KR20190131737A (ko) | 2018-05-17 | 2019-11-27 | 삼성전자주식회사 | 외부 객체에 대한 접촉 상태에 기반한 가이드 정보를 제공하는 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법 |
| JP2020045916A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 本田技研工業株式会社 | ライナ構成部材、高圧タンク及びその製造方法 |
| KR20210037456A (ko) | 2019-09-27 | 2021-04-06 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 수소 탱크 라이너용 사출 성형품 |
-
2022
- 2022-01-20 KR KR1020220008518A patent/KR102630142B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101634447B1 (ko) * | 2014-09-12 | 2016-06-28 | 한국브렌슨 주식회사 | 적외선 용착 장치 |
| KR101981419B1 (ko) * | 2015-03-17 | 2019-05-22 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 고압 가스 용기 및 고압 가스 용기의 제조 방법 |
| JP2017133693A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 株式会社旭製作所 | 継目無容器、その製造方法、複合容器、及びその製造方法 |
| KR20190099315A (ko) * | 2016-12-29 | 2019-08-26 | 압둘 아미아 샤바 | 개선된 정전기 방지 압력 탱크 |
| KR20190131737A (ko) | 2018-05-17 | 2019-11-27 | 삼성전자주식회사 | 외부 객체에 대한 접촉 상태에 기반한 가이드 정보를 제공하는 웨어러블 전자 장치 및 그 동작 방법 |
| JP2020045916A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 本田技研工業株式会社 | ライナ構成部材、高圧タンク及びその製造方法 |
| KR20210037456A (ko) | 2019-09-27 | 2021-04-06 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 수소 탱크 라이너용 사출 성형품 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102630142B1 (ko) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104955670B (zh) | 燃料箱的车身安装结构以及燃料箱的防变形件 | |
| CN103534076B (zh) | 用于制造塑料燃料储箱的方法 | |
| US8584339B2 (en) | Method for fastening a component inside a fuel tank | |
| JP5456889B2 (ja) | 圧力容器の口金部材とブローピンとの係合構造並びにこれを有する圧力容器の口金構造および圧力容器の製造方法 | |
| CN102802992B (zh) | 用于增强刚性塑料燃料储箱的方法 | |
| JP2008524054A (ja) | クリープ強さを向上させたプラスチック製燃料タンクの製造方法 | |
| JP2010276059A (ja) | 高圧ガスタンクとこれを搭載した車両 | |
| JP5624979B2 (ja) | 貯蔵タンクの製造方法 | |
| WO2005108144A2 (en) | Device for attaching a component to a hollow body and fuel system for motor vehicles using the device | |
| KR20130006645A (ko) | 연료 탱크 제조 방법 및 하이브리드 차량에서의 사용 | |
| US10766358B2 (en) | Tank reinforcement with integrated baffle | |
| KR20230112782A (ko) | 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법 | |
| KR20230112783A (ko) | 고압탱크라이너의 가압용접용 지지대 | |
| JP7190040B2 (ja) | 圧力容器用ボスおよびこれを具備した圧力容器 | |
| JPH10141594A (ja) | 高圧容器用ライナー成形品 | |
| KR20230151113A (ko) | 수소탱크를 이루는 보스와 라이너의 체결 구조 및 이의 성형 방법 | |
| KR100899079B1 (ko) | 차량용 액화석유가스 연료탱크 및 그의 제조방법 | |
| US11339923B1 (en) | Pressure vessel | |
| KR20230164262A (ko) | 밀봉재 및 캡을 이용한 보스와 라이너의 체결 구조 및 이의 성형 방법 | |
| KR101187545B1 (ko) | 차량용 액화석유가스 연료탱크의 제조방법 | |
| CN209756794U (zh) | 一种将塑料注油管固定到车身上的金属固定支架 | |
| KR101845439B1 (ko) | 단면을 갖는 스틸이 삽입된 복합소재 구조물의 제조방법 | |
| JP2019098762A (ja) | 自動車用の燃料タンクの取付部構造 | |
| CN117662968A (zh) | 压力容器 | |
| KR20220156707A (ko) | 고압 저장 용기 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |