KR20240035033A - 압력 용기 - Google Patents

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이정한
박상언
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Abstract

생산성 및 실링성능이 개선되도록, 본 발명은 원통형으로 구비되되 외주에 체결나사산이 형성되는 보스연장부와, 상기 보스연장부의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되는 보스플랜지부와, 상기 보스플랜지부의 내측단으로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되는 보스지지부를 포함하며, 중앙부에 길이방향을 따라 관통홀이 관통 형성되는 보스부; 및 상기 보스지지부의 일측 외면에 원주방향을 따라 감싸는 형태로 인서트 사출되는 용융결합부; 및 내부에 유체가 수용되는 수용공간이 형성되며 길이방향을 따라 연장되며 양측이 개구되되, 상기 보스플랜지부의 하단 외곽 테두리에 양단부가 밀착 결합되고, 상기 보스지지부의 외주에 양측 내주가 대향 이격되며 삽입되며, 상기 용융결합부와 동종재질로서 구비되어 양측 내주가 상기 용융결합부의 외주에 면접촉되며 용융 결합되는 라이너부를 포함하는 압력용기를 제공한다.

Description

압력 용기{pressure vessel}
본 발명은 압력 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생산성 및 실링성능이 개선되는 압력 용기에 관한 것이다.
일반적으로 수소, 질소, 천연가스 등 다양한 종류의 가스를 저장하고, 필요에 따라 저장된 가스를 배출하기 위하여 가스의 저장 용기가 필요하다. 특히, 가스는 용기 내 저장 밀도가 낮기 때문에 고압으로 저장될 필요가 있으며, 이러한 고압 환경에서 이용하기 압력 용기가 필수적이다.
예컨대, 연료전지자동차 또는 압축천연가스자동차를 포함하는 대체연료가스 차량은 연료 가스의 저장방식에 따라 저장시스템의 구조가 달라진다. 그리고, 현재에는 저장시스템의 단가, 무게 및 단순함을 고려하여 압축가스 형태의 저장방식이 각광받고 있다. 하지만, 기체 상태의 연료는 에너지 저장밀도가 낮아 더 많은 운행거리를 확보하려면 저장량을 늘리거나, 저장압력을 높여야 한다. 특히, 자동차의 경우 가스 저장시스템 탑재 공간이 한정되어 있어 저장탱크의 크기를 늘리는 것은 한계가 있으므로 보다 고압의 가스를 안전하게 저장하는 것이 탱크기술의 핵심이다.
그리고, 연료가스 저장탱크 중 복합재 탱크의 경우, 압축가스로 인한 내압을 감당하기 위해 비강도 및 비강성이 높은 섬유강화 복합재료로 외피를 보강하며, 내부에는 가스의 기밀성을 유지하는 라이너(Liner)가 삽입된다. 이때, 연료가스 저장 탱크는 라이너의 재질에 따라 형태가 나뉘며, 알루미늄과 같은 금속재질의 라이너가 삽입된 탱크를 타입 3으로, 고밀도 폴리머 라이너가 삽입된 탱크를 타입 4로 구분한다.
상세히, 상기 타입 3의 경우, 안정성은 상대적으로 높으나, 고가이고, 내피로특성이 떨어지는 단점이 있다. 반면, 상기 타입 4 탱크는 상기 타입 3에 비해 저렴하고 내피로특성은 우수하나, 수소의 누출(leakage) 및 내투과성능이 떨어지는 등 안전성의 문제가 있다. 특히, 외부 밸브 장착을 위해 적용되는 금속노즐과 몸통의 플라스틱 재료가 이종(異種)인 관계로 보스연장부위의 기밀 건전성이 중요하다.
여기서, 고밀도 폴리머 재질로 제조되는 라이너는 압력 용기의 상부를 구성하는 상부측 라이너와, 하부를 구성하는 하부측 라이너가 개별 제조되어 상호간 융착 결합된다.
그러나, 종래의 라이너는 융착 결합된 상기 상부측 라이너 및 상기 하부측 라이너 간에 형성되는 틈새로 압력 용기 내부에 저장된 수소 등의 기체가 누출되는 심각한 문제점이 있었다.
특히, 상기 상부측 라이너 및 상기 하부측 라이너 간의 융착 결합을 위한 레이저 용접시 상기 상부측 라이너 및 상기 하부측 라이너 간에 들뜸이 발생하여 갭이 형성되는 문제점이 있었다. 이에 따라, 상기 갭을 따라 압력 용기 내부에 저장된 유체가 누출되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해, 상기 상부측 라이너 및 상기 하부측 라이너 간의 레이저 용접시 상기 상부측 라이너 및 상기 하부측 라이너를 지지하는 별도의 지그가 요구되어 제조과정이 복잡해지며 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 상부측 라이너 및 상기 하부측 라이너가 상호 용접 결합된 이후에도 외부 압력에 의해 가압되는 경우 상호 간의 결합면이 변형되며 갭이 발생함에 따라 라이너 내부에 충진된 유체가 유출되는 문제점이 있었다.
따라서, 라이너 간의 접합력을 향상시켜 라이너 내부에 충진된 유체의 비이상적인 유출을 방지하도록 하는 연구가 시급한 실정이다
한국 등록특허 제10-1806643호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 생산성 및 실링성능이 개선되는 압력 용기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 원통형으로 구비되되 외주에 체결나사산이 형성되는 보스연장부와, 상기 보스연장부의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되는 보스플랜지부와, 상기 보스플랜지부의 내측단으로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되는 보스지지부를 포함하며, 중앙부에 길이방향을 따라 관통홀이 관통 형성되는 보스부; 상기 보스지지부의 일측 외면에 원주방향을 따라 감싸는 형태로 인서트 사출되는 용융결합부; 및 내부에 유체가 수용되는 수용공간이 형성되며 길이방향을 따라 연장되며 양측이 개구되되, 상기 보스플랜지부의 하단 외곽 테두리에 양단부가 밀착 결합되고, 상기 보스지지부의 외주에 양측 내주가 대향 이격되며 삽입되며, 상기 용융결합부와 동종재질로서 구비되어 양측 내주가 상기 용융결합부의 외주에 면접촉되며 용융 결합되는 라이너부를 포함하는 압력용기를 제공한다.
한편, 본 발명은 원통형으로 구비되되 외주에 체결나사산이 형성되는 보스연장부와, 상기 보스연장부의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되는 보스플랜지부와, 상기 보스플랜지부의 내측단으로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되는 보스지지부와, 상기 보스지지부로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되되 외주에 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 실링홈이 함몰 형성되는 실링결합부를 포함하며, 중앙부에 길이방향을 따라 관통홀이 관통 형성되는 보스부; 상기 보스지지부의 일측 외면에 원주방향을 따라 감싸는 형태로 인서트 사출되는 용융결합부; 내부에 유체가 수용되는 수용공간이 형성되며 길이방향을 따라 연장되며 양측이 개구되되, 상기 보스플랜지부의 하단 외곽 테두리에 양단부가 밀착 결합되고, 상기 보스지지부의 외주에 양측 내주가 대향 이격되며 삽입되며, 내주가 상기 실링결합부의 외주에 대향 이격되고, 상기 용융결합부와 동종재질로서 구비되어 양측 내주가 상기 용융결합부의 외주에 면접촉되며 용융 결합되는 라이너부; 링형으로 구비되어 내주가 상기 실링홈에 삽입되고 외주가 상기 라이너부의 내주에 실링 결합되는 실링부; 및 상기 라이너부의 외주와, 상기 보스연장부 및 상기 보스플랜지부의 외측면을 동시에 감싸며 밀폐 결합되는 복합커버부를 포함하는 압력용기를 제공한다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 보스지지부를 감싸며 인서트 사출된 용융결합부와 라이너부 간의 용융 결합시 용융결합부 내주가 보스플랜지부의 내측단으로부터 연장된 보스지지부에 의해 지지되므로 지지를 위한 별도의 지그가 요구되지 않아 생산성이 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 보스플랜지부 및 보스지지부 간의 경계영역에 단차지게 형성된 단차부에 라이너부의 양단부가 밀착 결합되어 연속적인 외면 윤곽이 형성되며 용융결합부가 보스지지부에 의해 지지되어 외력 작용시에도 라이너부 및 용융결합부 사이의 유체의 누출이 최소화되며 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
셋째, 라이너부가 분할되어 상호 용접 결합되던 종래와 달리, 라이너부의 양측 내주가 보스지지부를 감싸며 인서트 사출된 용융결합부의 외주에 용융 결합되므로 라이너부의 길이를 제한없이 다양한 길이로 제조가능하여 경제성이 현저히 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기에서 라이너부 및 보스부의 결합관계를 나타낸 단면예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기에서 보스부를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 용기를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기에서 라이너부 및 보스부의 결합관계를 나타낸 단면예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기에서 보스부를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기(100)는 라이너부(10), 보스부(20) 및 용융결합부(40)를 포함한다.
여기서, 상기 압력 용기(100)는 내부에 산소, 천연가스, 질소, 수소 등의 각종 유체를 보관하기 위해 사용되는 용기로, 반복적으로 상기 유체가 선택적으로 유입 및 배출되도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 유체는 700bar의 고압으로 상기 압력 용기(100) 내부에 저장될 수 있다.
그리고, 상기 라이너부(10)는 내부에 유체가 수용되는 수용공간(s)이 형성되도록 인서트 사출되거나 압출되어 길이방향을 따라 연장되며 양측이 개구됨이 바람직하다.
이때, 상기 라이너부(10)는 용기형으로 구비되며, 내부에 유체가 수용되도록 상기 보스부(20)에 관통 형성되는 관통홀(26)에 연통되는 상기 수용공간(s)이 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 라이너부(10)의 양단부에는 상기 보스부(20)가 각각 밀폐 결합될 수 있다. 이때, 상기 라이너부(10)는 후술되는 보스플랜지부(22)의 하단 외곽 테두리에 양단부가 밀착 결합됨이 바람직하다. 물론, 경우에 따라 상기 라이너부의 일단부는 용기 형상으로 밀폐되되, 상기 라이너부의 타단부는 개구되어 상기 보스부(20)가 밀폐 결합될 수도 있다. 또한, 상기 라이너부(10)는 폴리아미드(polyamide)를 포함하는 합성수지 재질로서 구비됨이 가장 바람직하다.
더욱이, 상기 라이너부(10)는 후술되는 보스지지부(23)의 외주에 양측 내주가 대향 이격되며 삽입되며, 상기 용융결합부(40)와 동종재질로서 구비되어 양측 내주가 상기 용융결합부(40)의 외주에 면접촉되며 용융 결합됨이 바람직하다.
한편, 상기 보스부(20)는 상호 일체로 형성된 보스연장부(21), 상기 보스플랜지부(22) 및 상기 보스지지부(23)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 보스부(20)는 스틸 또는 알루미늄 등을 가공하여 제조될 수 있으며, 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 보스부(20)에는 중앙부에 길이방향을 따라 상기 관통홀(26)이 관통 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 관통홀(26)은 상측이 상기 보스부(20)의 상측으로 개구되며 하측이 상기 보스부(20)의 하측으로 개구되어 상기 라이너부(10)의 수용공간(s)에 연통됨이 바람직하다. 더욱이, 상기 관통홀(26)에는 상기 압력 용기(100)로의 유체의 유입 및 상기 압력 용기(100)의 외부로의 유체의 배출시 외부장치(미도시)와 나사 체결되어 유체 유출이 방지되도록 상측 내주면에 나사산(26a)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(26)은 상측에서 하측으로 갈수록 내경이 협소화되며 형성될 수 있다. 이때, 도 2의 좌측에 도시된 부분이 상기 보스부(20) 및 상기 관통홀(26)의 상측으로 이해함이 바람직하며, 우측에 도시된 부분이 상기 보스부(20) 및 상기 관통홀(26)의 하측으로 이해함이 바람직하다.
그리고, 상기 보스연장부(21)는 원통형으로 구비되되 외주에 체결나사산(21a)이 형성되며, 중앙부에 상기 관통홀(26)이 관통 형성됨이 바람직하다.
더불어, 상기 보스플랜지부(22)는 상기 보스연장부(21)의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되되 하단 외곽 테두리에 상기 라이너부(10)의 양단부가 밀착 결합됨이 바람직하다. 이때, 상기 보스플랜지부(22)의 중앙부에 상기 관통홀(26)이 관통 형성됨으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 상기 보스연장부(21) 및 상기 보스플랜지부(22)는 상호 일체로 형성되며, 상기 보스연장부(21)는 상기 보스부(20)의 상측에 형성되고 상기 보스플랜지부(22)는 상기 보스부(20)의 하측에 형성됨으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 보스연장부(21)의 외측면은 상단으로부터 하부의 상기 보스플랜지부(22)와의 경계영역으로 갈수록 직선 형태로 연장 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보스플랜지부(22)의 상면은 상부의 상기 보스연장부(21)와의 경계영역으로부터 하단으로 갈수록 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 확장되는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 상기 보스지지부(23)는 상기 보스플랜지부(22)의 내측단으로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되며 상기 라이너부(20)의 양측 내주에 외주가 대향 이격되며 삽입됨이 바람직하다. 이때, 상기 보스지지부(23)의 중앙부에 상기 관통홀(26)이 관통 형성됨으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 상기 보스지지부(23)는 상기 보스플랜지부(22)의 상기 라이너부(10)에 평행하게 상기 보스플랜지부(22)의 내측단으로부터 레이저 조사방향으로부터 수직인 상기 라이너부(10)의 길이방향을 따라 일체로 연장됨이 바람직하다.
그리고, 상기 보스플랜지부(22) 및 상기 보스지지부(23) 간의 경계영역에는 단차부(22a)가 단차지게 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 라이너부(10)의 길이방향 양단부가 상기 단차부(22a)에 밀착 결합될 수 있다.
이때, 상기 단차부(22a)는 상기 보스플랜지부(22)의 하단 외곽 테두리를 따라 형성되며 반경방향 길이가 상기 라이너부(10)의 두께에 대응되어 설정될 수 있다. 이를 통해, 상기 라이너부(10) 및 상기 보스플랜지부(22)가 상호 연속적인 외면 윤곽으로 형성될 수 있다. 따라서, 후술되는 복합커버부(30)가 상기 라이너부(10)의 외주와, 상기 보스연장부(21) 및 상기 보스플랜지부(22)의 외측면을 연속적인 외면 윤곽으로 감싸며 밀폐 결합될 수 있다.
그리고, 상기 보스지지부(23)의 길이는 상기 용융결합부(40)의 길이를 초과하도록 설정됨이 바람직하다. 또한, 상기 보스지지부(23)의 하단부에는 상기 용융결합부(40)의 하단부가 걸림 결합되도록 상기 용융결합부(40)에 대응되는 두께로 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 걸림돌기부(23a)가 확장 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 단차부(22a) 및 상기 걸림돌기부(23a) 사이에 형성된 상기 보스지지부(23)의 외주면에는 수용홈(23b)이 상기 보스지지부(23)의 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 함몰 형성될 수 있다. 이때, 상기 수용홈(23b)의 길이가 상기 용융결합부(40)의 길이방향 길이에 대응되어 설정될 수 있다. 그리고, 상기 수용홈(23b)의 반경방향 함몰 깊이가 상기 용융결합부(40)의 반경방향 두께에 대응되어 설정될 수 있다. 또한, 상기 수용홈(23b)이 상기 용융결합부(40)의 내면 윤곽에 형합 대응되도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 용융결합부(40)가 상기 수용홈(23b)을 감싸며 구비되며 하단이 상기 걸림돌기부(23a)에 걸림 결합되어 레이저 용접시 안정적으로 고정되므로 용융 결합시 정밀도가 현저히 개선될 수 있다.
더욱이, 상기 보스지지부(23)에는 상기 수용홈(23b)의 외주로부터 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 함몰홈(23c)이 함몰 형성될 수도 있다.
더불어, 상기 용융결합부(40)는 링형으로 구비되되 상기 함몰홈(23c)에 형합되도록 내주로부터 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 형합돌기(41)가 돌설 형성될 수도 있다. 이때, 상기 형합돌기(41)는 상기 함몰홈(23c)의 윤곽에 대응되는 윤곽으로 형성됨이 바람직하다.
이에 따라, 상기 형합돌기(41)가 상기 함몰홈(23c)에 형합되어 상기 라이너부(10) 및 상기 용융결합부(40) 간의 용융 결합시 상기 용융결합부(40)가 상기 보스부(10)에 안정적으로 고정되므로 상호간의 결합력이 현저히 개선될 수 있다.
한편, 상기 보스부(20)는 상기 보스지지부(23)로부터 길이방향을 따라 일체로 연장되되 상기 라이너부(10)의 내주에 외주가 대향 이격되며 내부에 상기 관통홀(26)이 연통되는 실링결합부(24)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 실링결합부(24)의 내부 중앙부에 상기 관통홀(26)이 관통 형성됨으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 상기 실링결합부(24)의 외주에는 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 실링홈(24a)이 함몰 형성될 수 있다.
그리고, 상기 실링결합부(24)의 하단부에는 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 돌출되되 상기 라이너부(10)의 내주에 외주가 대향되는 실링단턱부(25)가 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 실링단턱부(25)는 상기 보스부(20)의 최하단에 형성됨으로 이해함이 바람직하며, 상기 실링단턱부(25)의 중앙부에 상기 관통홀(26)이 관통 형성됨으로 이해함이 바람직하다.
더불어, 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기(100)는 링형으로 구비되어 내주가 상기 실링홈(24a)에 삽입되고 외주가 상기 라이너부(10)의 내주에 실링 결합되는 실링부(50,51)를 더 포함함이 바람직하다.
이때, 상기 실링부(50,51)는 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 상기 실링부(50)의 반경방향 두께는 상기 라이너부(10)에 밀착되도록 상기 실링홈(24a)의 함몰 깊이를 미세하게 초과하도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 실링부(50,51)는 복수개 구비되는 경우, 상기 실링홈(24a)에 상기 실링결합부(24)의 길이방향을 따라 상호 밀착되며 실링 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 실링부(50,51)는 링형으로 구비되되 라운드진 외면 윤곽을 갖는 제1실링부(50)와, 사각 단면 형태의 링형으로 구비되는 제2실링부(51)를 포함할 수 있다. 이때, 각 상기 실링부(50,51)의 길이방향 두께의 합은 상기 실링홈(24a)의 길이에 대응되어 설정될 수 있다.
더욱이, 상기 실링부(50) 중 적어도 어느 하나의 외면에는 둘레를 따라 외측으로 연속적으로 돌출되는 실링돌기(미도시)가 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 실링돌기(미도시)는 상기 라이너부(10)의 내주에 실링 결합될 수 있다.
이에 따라, 상기 보스지지부(23)로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장된 상기 실링결합부(24)에 구비되는 상기 실링부(50,51)의 외주가 상기 라이너부(10)의 내주에 실링 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 라이너부(10)의 양측 내주에 상기 용접결합부(40)에 의한 용융 결합과 더불어 실링이 이중으로 형성되어 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 상기 실링부(50,51)의 하단이 상기 실링결합부(24)의 하단부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 돌출된 상기 실링단턱부(25)에 걸림 결합되므로 이탈이 방지되며 안정적인 실링성능을 제공할 수 있다.
한편, 상기 용융결합부(40)는 상기 보스지지부(23)의 일측 외면에 원주방향을 따라 감싸는 형태로 링형으로 인서트 사출되되 외주가 상기 라이너부(10)의 양측 내주에 면접촉되며 용융 결합됨이 바람직하다.
여기서, 상기 용융결합부(40)는 상기 라이너부(10)와 동종재질로서 구비되되, 상기 라이너부(10)는 상기 용융결합부(40)보다 높은 명도를 갖는 색상으로 구비될 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 라이너부(10)는 백색으로 구비되며, 상기 용융결합부(40)는 흑색으로 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 라이너부(10) 전체가 상기 용융결합부(40)보다 높은 명도를 갖는 색상으로 구비될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 라이너부(10)의 길이방향 양측만이 부분적으로 상기 용융결합부(40)보다 높은 명도를 갖는 색상으로 구비될 수도 있다.
예컨대, 상기 라이너부(10) 레이저가 투과되도록 색상이 백색으로 구비될 수 있으며, 상기 용융결합부(40)는 레이저가 조사되면 외면이 열을 흡수하여 가열 용융되도록 색상이 흑색으로 구비될 수 있다. 또는, 상기 라이너부(10) 색상이 투명색으로 구비되되 상기 용융결합부(40)는 색상이 흑색으로 구비될 수도 있다.
이를 통해, 상기 라이너부(10)의 길이방향 양측 내주와 상기 용융결합부(40)의 외주가 면접촉될 수 있다. 이어서, 상기 라이너부(10)의 원주방향을 따라 반경방향 외측으로부터 레이저를 조사하는 레이저조사장치(미도시)로부터 레이저가 투과되어 상기 용융결합부(40)에 도달되면 상호간의 용접 결합이 수행될 수 있다. 이때, 상기 라이너부(10)의 내주 및 상기 용융결합부(40)의 외주 사이의 경계영역이 용융된 후 경화됨에 따라 상기 라이너부(10)의 내주 및 상기 용융결합부(40)의 외주 사이의 경계영역에 용융결합면이 형성될 수 있다.
따라서, 상호 동종재질로서 구비되되 흑색으로 구비된 상기 용융결합부(40)보다 높은 명도를 갖는 백색 또는 투명색의 색상으로 구비된 상기 라이너부(10)가 반경방향을 따라 상기 용융결합부(40)에 각각 중첩된다.
이에 따라, 상호 면접촉된 상기 라이너부(10)의 길이방향 양측 내주와 상기 용융결합부(40)의 외주에 투과된 레이저가 흡수되어 상기 용융결합부(40)가 가열되면 용접 결합이 정밀하게 수행되므로 작업편의성이 현저히 개선될 수 있다.
여기서, 레이저 용접시 분할된 상부라이너부(미도시) 및 하부라이너부(미도시) 내부 경계영역을 지지하기 위한 지지롤러(미도시)가 요구되던 종래와 달리 금속재질의 단단한 상기 보스지지부(23)가 상기 용융결합부(40)를 지지한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기(100)는 상기 라이너부(10)의 외주와, 상기 보스연장부(21) 및 상기 보스플랜지부(22)의 외측면을 동시에 감싸며 밀폐 결합되는 상기 복합커버부(30)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 복합커버부(30)는 상기 라이너부(10)의 외주와, 상기 보스연장부(21) 및 상기 보스플랜지부(22)의 외측면을 감싸는 형태로 밀착 커버하도록 구비됨이 바람직하다.
이러한 상기 복합커버부(30)는 카본섬유, 유리섬유 또는 합성 폴리아미드 섬유 등의 보강섬유를 에폭시수지 등의 수지에 함침시켜 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 복합커버부(30)가 상기 라이너부(10)의 외주와, 상기 보스연장부(21) 및 상기 보스플랜지부(22)의 외측면에 기설정된 두께로 필라멘트 권취되거나 적층될 수 있다. 이를 통해, 상기 복합커버부(30)가 상기 라이너부(10)의 외주와, 상기 보스연장부(21) 및 상기 보스플랜지부(22)의 외측면에 권취되거나 적층됨에 따라 상기 라이너부(10) 내부에 형성된 상기 수용공간(s)의 내압성이 향상될 수 있다.
이처럼, 본 발명은 상기 보스지지부(23)를 감싸며 인서트 사출된 상기 용융결합부(40)와 상기 라이너부(10) 간의 용융 결합시 상기 용융결합부(40)가 상기 보스지지부(23)에 의해 지지된다. 따라서, 상기 용융결합부(40)와 상기 라이너부(10) 간의 용융 결합시 지지를 위한 별도의 지그(미도시)가 요구되지 않아 생산성이 현저히 개선될 수 있다.
그리고, 상기 보스플랜지부(22) 및 상기 보스지지부(23) 간의 경계영역에 단차지게 형성된 상기 단차부(22a)에 상기 라이너부(10)의 양단부가 밀착 결합될 수 있다. 이를 통해, 상기 라이너부(10) 및 상기 보스플랜지부(22)가 상호 연속적인 외면 윤곽이 형성될 수 있다. 더불어, 상기 용융결합부(40)가 상기 보스지지부(23)에 의해 지지되어 외력 작용시에도 상기 라이너부(10) 및 상기 용융결합부(40) 사이의 유체의 누출이 최소화되며 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
즉, 상기 보스플랜지부(22)의 하단 외곽 테두리에 상기 라이너부(10)의 양단부가 밀착 결합됨과 동시에 상기 용융결합부(40)가 상기 보스지지부(23)에 의해 지지된다. 따라서, 상기 라이너부(10)의 외측으로부터 외력 작용시에도 상기 라이너부(10)의 양측 내주가 상기 용융결합부(40)에 용융 결합된 상태가 유지되어 유체의 누출이 최소화되며 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 종래에는 라이너부가 분할되어 상호 용접 결합되었다. 반면에, 본 발명은 상기 라이너부(10)의 양측 내주가 상기 보스지지부(23)를 감싸며 인서트 사출된 상기 용융결합부(40)의 외주에 용융 결합된다. 따라서, 상기 라이너부(10)의 길이를 제한없이 다양한 길이로 제조가능하여 경제성이 현저히 개선될 수 있다.
이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10: 라이너부 20: 보스부
30: 복합커버부 40: 용융결합부
50: 실링부 100: 압력용기

Claims (10)

  1. 원통형으로 구비되되 외주에 체결나사산이 형성되는 보스연장부와, 상기 보스연장부의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되는 보스플랜지부와, 상기 보스플랜지부의 내측단으로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되는 보스지지부를 포함하며, 중앙부에 길이방향을 따라 관통홀이 관통 형성되는 보스부;
    상기 보스지지부의 일측 외면에 원주방향을 따라 감싸는 형태로 인서트 사출되는 용융결합부; 및
    내부에 유체가 수용되는 수용공간이 형성되며 길이방향을 따라 연장되며 양측이 개구되되, 상기 보스플랜지부의 하단 외곽 테두리에 양단부가 밀착 결합되고, 상기 보스지지부의 외주에 양측 내주가 대향 이격되며 삽입되며, 상기 용융결합부와 동종재질로서 구비되어 양측 내주가 상기 용융결합부의 외주에 면접촉되며 용융 결합되는 라이너부를 포함하는 압력용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스플랜지부 및 상기 보스지지부 간의 경계영역에는 단차부가 단차지게 형성되고,
    상기 보스지지부는 상기 보스플랜지부의 내측단으로부터 상기 라이너부에 평행하게 상기 라이너부의 길이방향을 따라 일체로 연장됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 라이너부 및 상기 보스플랜지부가 상호 연속적인 외면 윤곽으로 형성되도록 상기 보스플랜지부의 하단 외곽 테두리를 따라 형성되며 반경방향 길이가 상기 라이너부의 두께에 대응되어 설정됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스지지부에는 외주로부터 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 함몰홈이 함몰 형성되고,
    상기 용융결합부에는 상기 함몰홈에 형합되도록 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 형합돌기가 돌설 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스지지부의 길이는 상기 용융결합부의 길이를 초과하도록 설정되고,
    상기 보스지지부의 하단부에는 상기 용융결합부의 하단부가 걸림 결합되도록 상기 용융결합부에 대응되는 두께로 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 걸림돌기부가 확장 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스부는 상기 보스지지부로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되되 상기 라이너부의 내주에 외주가 대향 이격되며 내부에 상기 관통홀이 연통되는 실링결합부를 포함하며,
    상기 실링결합부의 외주에는 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 실링홈이 함몰 형성되고, 링형으로 구비되어 내주가 상기 실링홈에 삽입되고 외주가 상기 라이너부의 내주에 실링 결합되는 실링부를 더 포함함을 특징으로 하는 압력 용기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실링결합부의 하단부에는 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 돌출되되 상기 라이너부의 내주에 외주가 대향되는 실링단턱부가 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 실링부는 복수개 구비되어 상기 실링홈에 상기 실링결합부의 길이방향을 따라 상호 밀착되며 실링 결합되고, 각 상기 실링부의 길이방향 두께의 합은 상기 실링홈의 길이에 대응되어 설정됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이너부는 상기 용접결합부보다 높은 명도를 갖는 색상으로 구비됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  10. 원통형으로 구비되되 외주에 체결나사산이 형성되는 보스연장부와, 상기 보스연장부의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되는 보스플랜지부와, 상기 보스플랜지부의 내측단으로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되는 보스지지부와, 상기 보스지지부로부터 길이방향을 따라 일체로 하향 연장되되 외주에 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 실링홈이 함몰 형성되는 실링결합부를 포함하며, 중앙부에 길이방향을 따라 관통홀이 관통 형성되는 보스부;
    상기 보스지지부의 일측 외면에 원주방향을 따라 감싸는 형태로 인서트 사출되는 용융결합부;
    내부에 유체가 수용되는 수용공간이 형성되며 길이방향을 따라 연장되며 양측이 개구되되, 상기 보스플랜지부의 하단 외곽 테두리에 양단부가 밀착 결합되고, 상기 보스지지부의 외주에 양측 내주가 대향 이격되며 삽입되며, 내주가 상기 실링결합부의 외주에 대향 이격되고, 상기 용융결합부와 동종재질로서 구비되어 양측 내주가 상기 용융결합부의 외주에 면접촉되며 용융 결합되는 라이너부;
    링형으로 구비되어 내주가 상기 실링홈에 삽입되고 외주가 상기 라이너부의 내주에 실링 결합되는 실링부; 및
    상기 라이너부의 외주와, 상기 보스연장부 및 상기 보스플랜지부의 외측면을 동시에 감싸며 밀폐 결합되는 복합커버부를 포함하는 압력용기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101806643B1 (ko) 2015-12-16 2017-12-07 현대자동차주식회사 다중 실링 구조를 갖는 노즐 및 이를 포함하는 압력 용기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101806643B1 (ko) 2015-12-16 2017-12-07 현대자동차주식회사 다중 실링 구조를 갖는 노즐 및 이를 포함하는 압력 용기

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