KR20240042771A - 압력 용기 - Google Patents

압력 용기 Download PDF

Info

Publication number
KR20240042771A
KR20240042771A KR1020220121461A KR20220121461A KR20240042771A KR 20240042771 A KR20240042771 A KR 20240042771A KR 1020220121461 A KR1020220121461 A KR 1020220121461A KR 20220121461 A KR20220121461 A KR 20220121461A KR 20240042771 A KR20240042771 A KR 20240042771A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
edge
liner
along
circumferential direction
curved
Prior art date
Application number
KR1020220121461A
Other languages
English (en)
Inventor
박상현
박상언
손성만
Original Assignee
주식회사 성우하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 성우하이텍 filed Critical 주식회사 성우하이텍
Priority to KR1020220121461A priority Critical patent/KR20240042771A/ko
Publication of KR20240042771A publication Critical patent/KR20240042771A/ko

Links

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
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
    • 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
    • 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2109—Moulding
    • F17C2209/2118—Moulding by injection
    • 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • 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
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/036—Avoiding leaks
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

실링성능이 개선되도록, 본 발명은 상부가 관통홀이 상하방향으로 연장된 보스부의 외곽에 인서트 사출되어 결합되되, 내부에 유체가 수용되는 제1수용공간이 형성되도록 상부로부터 원통형으로 하향 연장되며 하부 중앙이 개구되며, 하단부 테두리에 상부가 원주방향을 따라 인서트 사출되고 하단부 테두리로부터 하부가 하향 돌출되는 금속재질의 제1연장부가 구비되는 상부라이너부; 상기 상부라이너부의 하단부에 상단부가 대향 배치되고, 내부에 제1수용공간에 연통되는 제2수용공간이 형성되며, 상단부 테두리에 하부가 원주방향을 따라 인서트 사출되고 상단부 테두리로부터 상부가 상향 돌출되되 상기 제1연장부에 반경방향으로 중첩되는 금속재질의 제2연장부가 구비되는 하부라이너부; 및 상호 중첩된 상기 제1연장부 및 상기 제2연장부 사이에 원주방향을 따라 용융 결합되는 용융결합부를 포함하는 압력 용기를 제공한다.

Description

압력 용기{pressure vessel}
본 발명은 압력 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 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 라이너부(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.
상세히, 도 1은 종래의 압력 용기의 체결과정을 나타낸 예시도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 고밀도 폴리머 재질로 제조되는 압력 용기의 라이너부(1,2)는 압력 용기의 상부를 구성하는 상부측 라이너부(1)와, 하부를 구성하는 하부측 라이너부(2)가 개별 제조되어 각 단부(1a,1b)가 상호간 융착 결합된다.
그러나, 종래의 라이너는 융착 결합을 위해 상부측 라이너부(1) 및 하부측 라이너부(2)를 가압하는 과정중에 가압되는 외력에 의해 상부측 라이너부(1) 및 하부측 라이너부(2)가 일시적으로 원형 단면에서 타원형 단면으로 탄발 변형되는 문제점이 있었다. 이에 따라, 상부측 라이너부(1) 및 하부측 라이너부(2)의 각 단부(1a,1b) 사시에 상대적으로 면 매칭이 잘되는 부위가 형성되는 반면, 반대로 들뜸이 발생하는 구간이 형성됨으로 인해 접합할 수 있는 영역에 한계가 생기고 결합력이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 상부측 라이너부(1) 및 하부측 라이너부(2)의 각 단부(1a,1b)가 반경방향을 따라 상호 중첩되는 구조로, 각각의 단부(1a,1b)의 두께가 얇아지면 수소 투과를 차단하는 라이너의 기능이 저하되는 문제점이 있었다. 따라서, 라이너간의 접합력을 향상시키면서 수소 투과율을 보상할 수 있는 단면 구조가 요구되는 실정이다.
한국 등록특허 제10-1806643호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 실링성능이 개선되는 압력 용기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상부가 관통홀이 상하방향으로 연장된 보스부의 외곽에 인서트 사출되어 결합되되, 내부에 유체가 수용되는 제1수용공간이 형성되도록 상부로부터 원통형으로 하향 연장되며 하부 중앙이 개구되며, 하단부 테두리에 상부가 원주방향을 따라 인서트 사출되고 하단부 테두리로부터 하부가 하향 돌출되는 금속재질의 제1연장부가 구비되는 상부라이너부; 상기 상부라이너부의 하단부에 상단부가 대향 배치되고, 내부에 제1수용공간에 연통되는 제2수용공간이 형성되며, 상단부 테두리에 하부가 원주방향을 따라 인서트 사출되고 상단부 테두리로부터 상부가 상향 돌출되되 상기 제1연장부에 반경방향으로 중첩되는 금속재질의 제2연장부가 구비되는 하부라이너부; 및 상호 중첩된 상기 제1연장부 및 상기 제2연장부 사이에 원주방향을 따라 용융 결합되는 용융결합부를 포함하는 압력 용기를 제공한다.
한편, 본 발명은 상부가 관통홀이 상하방향으로 연장된 보스부의 외곽에 인서트 사출되어 결합되되, 내부에 유체가 수용되는 제1수용공간이 형성되도록 상부로부터 원통형으로 하향 연장되며 하부 중앙이 개구되며, 하단부 테두리 내측단으로부터 제1사출홈이 원주방향을 따라 상향 함몰 형성되되 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되는 상부라이너부; 상기 상부라이너부의 하단부에 상단부가 대향 배치되고, 상단부 테두리 외측단으로부터 제2사출홈이 원주방향을 따라 하향 함몰 형성되되 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되고, 내부에 제1수용공간에 연통되는 제2수용공간이 형성되는 하부라이너부; 상부에 상기 제1사출홈에 원주방향을 따라 인서트 사출되되 상기 제1사출홈에 형합 대응되도록 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되는 제1굴곡부가 형성되고, 하부에 상기 제1굴곡부와 일체로 형성되되 상기 상부라이너부의 하단부 테두리 내측단으로부터 기설정된 두께로 원주방향을 따라 하향 연장 돌출되는 제1형합부가 형성되는 제1연장부; 하부에 상기 제2사출홈에 원주방향을 따라 인서트 사출되되 상기 제2사출홈에 형합 대응되도록 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되는 제2굴곡부가 형성되고, 상부에 상기 제2굴곡부와 일체로 형성되되 상기 하부라이너부의 상단부 테두리 외측단으로부터 기설정된 두께로 원주방향을 따라 상향 연장 돌출되며 상기 제1형합부의 외주에 내주가 면접촉되며 중첩되는 제2형합부가 형성되는 제2연장부; 및 상기 제1형합부의 외주 및 상기 제2형합부의 내주 사이의 경계영역에 용융 결합되는 용융결합부를 포함하는 압력 용기.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 상호 대향된 상부라이너부의 하단부 테두리 및 하부라이너부의 상단부 테두리에 각각 원주방향을 따라 인서트 사출된 제1연장부 및 제2연장부가 상호간 반경방향으로 중첩되되 금속재질로 구비됨에 따라 면접촉되어 밀착된 상태가 유지되며 용융결합부가 용접되므로 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 제1연장부의 상부 및 제2연장부의 하부에는 상부라이너부의 하단부 테두리 및 하부라이너부의 상단부 테두리에 인서트 사출되는 제1굴곡부 및 제2굴곡부가 물결 형상으로 굴곡지게 형성되므로 용융결합부의 이탈을 방지함과 동시에 저장된 유체의 누출을 차단하여 내구성 및 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
셋째, 제1연장부의 제1형합부 및 제2연장부의 제2형합부가 상호간 원주방향을 따라 반경방향으로 중첩되어 용용결합부가 형성됨과 동시에 각 단부가 대향되는 하부라이너부 및 상부라이너부의 테두리에 대면 접촉되어 밀착되므로 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
도 1은 종래의 압력 용기의 체결과정을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기를 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 'A'부분 확대도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기에서 제1연장부 및 제2연장부의 결합과정을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 용기를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 'A'부분 확대도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기에서 제1연장부 및 제2연장부의 결합과정을 나타낸 예시도이다.
도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기(100)는 상부라이너부(10) 및 하부라이너부(20) 및 용융결합부(50)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.
한편, 상기 보스부(60)는 원통형으로 구비되어 중앙부에 상하방향을 따라 관통홀(61)이 관통 형성되는 보스연장부를 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 보스부(60)는 상기 보스연장부의 하부에 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 일체로 확장되며 반경방향 내측에 상기 관통홀(61)이 상하방향으로 연장되는 보스플랜지부를 포함함이 바람직하다.
여기서, 상기 보스연장부 및 상기 보스플랜지부는 상호 일체로 형성되며, 상기 보스연장부는 상기 보스부(60)의 상측에 형성되고 상기 보스플랜지부는 상기 보스부(60)의 하측에 형성됨으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 보스연장부의 외측면은 상단으로부터 하부의 상기 보스플랜지부와의 경계영역으로 갈수록 원주방향을 따라 반경방향 내측으로 함몰되며 라운드진 형태로 오목하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보스플랜지부의 상면은 상부의 상기 보스연장부와의 경계영역으로부터 하단으로 갈수록 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 확장되는 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 보스연장부 및 상기 보스플랜지부를 포함하는 상기 보스부(60)는 스틸 또는 알루미늄 등을 가공하여 제조될 수 있으며, 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 관통홀(61)은 상기 보스연장부 및 상기 보스플랜지부의 내부에 상하방향을 따라 관통 형성될 수 있으며, 상단이 외측으로 개구되며 하단이 상기 상부라이너부(10) 내부의 제1수용공간(11)에 연통됨이 바람직하다.
더욱이, 상기 관통홀(61)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 나사산이 형성될 수 있다. 이때, 상기 외부장치(미도시)는 상기 관통홀(61)에 체결되어 상기 압력 용기(100) 내부를 밀폐하는 밀폐장치(미도시)와, 상기 압력 용기(100) 내부에 수소와 같은 유체를 유입시키거나 배출시키는 밸브장치(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 상부라이너부(10)는 하부가 개구된 용기형으로 구비되어 내부에 유체가 수용되도록 상기 관통홀(61)에 연통되는 상기 제1수용공간(11)이 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 상부라이너부(10)는 상부가 상기 보스플랜지부의 하면을 따라 인서트 사출되어 밀폐 결합됨이 바람직하다.
그리고, 상기 하부라이너부(20)는 상부가 개구된 용기형으로 구비되어 내부에 유체가 수용되도록 상기 제1수용공간(11)에 연통되는 제2수용공간(21)이 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 하부라이너부(20)는 하부가 보스테일부(70)의 상면을 따라 인서트 사출되어 밀폐 결합됨이 바람직하다. 이때, 상기 보스테일부(70)는 상기 보스부(60)와 동일재질로서 구비될 수 있으며, 상기 압력 용기(100)의 하부를 밀폐하도록 구비될 수 있다. 물론, 상기 보스테일부(70)는 상기 보스부(60)와 실질적으로 동일한 재질로서 구비될 수 있으나, 각 재질 간의 미세한 첨가물 차이가 있을 수 있으며 이는 본 발명의 권리범위에 포함됨으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)는 상기 보스부(60) 및 상기 보스테일부(70)와 이종(異種) 재질인 합성수지 재질로 구비될 수 있다. 이때, 상기 상부라이너부(10)의 제조과정을 예로써 설명한다. 여기서, 상기 하부라이너부(20)의 제조과정은 상기 상부라이너부(10)의 제조과정과 실질적으로 동일함으로 이해함이 바람직하다. 예컨대, 상기 보스부(60)가 상부금형(미도시)과 하부금형(미도시) 사이에 삽입되고, 상기 상부금형(미도시)과 상기 하부금형(미도시) 사이에 상기 보스부(60)와 연통되는 이격공간(미도시)이 형성될 수 있다. 이어서, 합성수지가 상기 이격공간(미도시)으로 주입되어 경화됨에 따라 상기 상부라이너부(10)가 인서트 사출되어 제조될 수 있다.
그리고, 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)는 개별 제조되어 상호간 레이저 용접을 통해 상호 결합될 수 있다. 이때, 상기 상부라이너부(10)의 하단 테두리에 구비된 제1연장부(30)와 상기 하부라이너부(20)의 상단 테두리에 구비된 제2연장부(40)가 상호 중첩된 상태에서 반경방향 외측으로부터 조사되는 레이저 등의 용접수단에 의해 상호간 용융 결합될 수 있다.
상세히, 상기 상부라이너부(10)의 상부는 상기 관통홀(61)이 상하방향으로 연장된 상기 보스부(60)의 외곽에 인서트 사출되어 결합됨이 바람직하다. 그리고, 상기 상부라이너부(10)는 내부에 유체가 수용되는 상기 제1수용공간(11)이 형성되도록 상기 보스부(60)에 결합된 상부로부터 원통형으로 하향 연장되며 하부 중앙이 개구됨이 바람직하다. 이때, 상기 상부라이너부(10)의 반경방향 내측에는 상기 제1수용공간(11)이 형성된다.
한편, 상기 하부라이너부(20)는 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리에 상단부 테두리가 대향 배치됨이 바람직하다. 또한, 상기 하부라이너부(20)의 내부에는 제1수용공간(11)에 연통되는 상기 제2수용공간(21)이 형성됨이 바람직하다. 더불어, 상기 하부라이너부(20)의 하부는 상기 보스테일부(70)의 외곽에 인서트 사출되어 결합됨이 바람직하다.
그리고, 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)는 상호간 동일재질로서 구비됨이 바람직하며, 폴리아미드(polyamide)를 포함하는 합성수지 재질로서 구비됨이 가장 바람직하다.
한편, 상기 상부라이너부(10)에는 하단부 테두리에 상기 제1연장부(30)가 구비된다. 여기서, 상기 제1연장부(30)는 상부가 상기 상부라이너부(10)의 원주방향을 따라 인서트 사출되고, 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리로부터 하부가 하향 돌출됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1연장부(30)는 금속재질로 구비됨이 바람직하며, 가장 바람직하게는 스테인레스스틸 재질로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 하부라이너부(20)에는 상단부 테두리에 하부가 상기 하부라이너부(20)의 원주방향을 따라 인서트 사출되고, 상기 하부라이너부(20)의 상단부 테두리로부터 상부가 상향 돌출됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2연장부(40)는 상기 제1연장부(30)와 동일한 금속재질로 구비됨이 바람직하며, 가장 바람직하게는 스테인레스스틸 재질로 구비될 수 있다.
상세히, 상기 제1연장부(30)의 상부에는 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 연장 형성되는 제1굴곡부(31)가 형성되고, 상기 제2연장부(40)의 하부에는 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 연장 형성되는 제2굴곡부(41)가 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1굴곡부(31) 및 상기 제2굴곡부(41)의 형상이 상호간 동일하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상부라이너부(10)에는 하단부 테두리에 제1사출홈(12)이 원주방향을 따라 상향 함몰 형성됨이 바람직하다. 더불어, 상기 하부라이너부(20)에는 상단부 테두리에 제2사출홈(22)이 원주방향을 따라 하향 함몰 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 제1사출홈(12)은 상기 제1굴곡부(31)에 형합 대응되는 형상으로 함몰 형성됨이 바람직하며, 상기 제2사출홈(22)은 상기 제2굴곡부(41)에 각각 형합 대응되는 형상으로 함몰 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 제1굴곡부(31) 및 상기 제2굴곡부(41)는 상기 제1사출홈(12) 및 상기 제2사출홈(22)에 각각 인서트 사출되어 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 제1굴곡부(31) 및 상기 제2굴곡부(41)는 물결 형상으로 굴곡지게 형성되어 상기 제1사출홈(12) 및 상기 제2사출홈(22)에 각각 인서트 사출됨에 따라 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)로부터의 분리가 방지될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일실시예에서 상기 제1사출홈(12)은 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리 내측단으로부터 상향 함몰 형성되고, 상기 제2사출홈(22)은 상기 하부라이너부(10)의 상단부 테두리 외측단으로부터 상향 함몰 형성될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제1사출홈(12)은 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리 외측단으로부터 상향 함몰 형성되되 상기 제2사출홈(22)은 상기 하부라이너부(10)의 상단부 테두리 내측단으로부터 상향 함몰 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 제1연장부(30)의 하부가 상기 제2연장부(40)의 상부에 반경방향으로 중첩될 수 있다.
한편, 상기 제1연장부(30)의 하부가 상기 제2연장부(40)의 상부에 반경방향으로 중첩됨이 바람직하며, 상호 중첩된 상기 제1연장부(30)의 하부 및 상기 제2연장부(40)의 상부 사이에 원주방향을 따라 상기 용융결합부(50)가 용접되어 용융 결합됨이 바람직하다. 이때, 상기 용융결합부(50)는 상기 제1연장부(30)의 하부 및 상기 제2연장부(40)의 상부 사이가 용접에 의해 용융되어 상호 접합되는 영역을 의미한다.
상세히, 상기 제1연장부(30)의 하부에는 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리로부터 상기 상부라이너부(10)의 원주방향을 따라 일체로 하향 연장되는 제1형합부(32)가 형성됨이 바람직하다. 더불어, 상기 제2연장부(40)의 상부에는 상기 하부라이너부(20)의 상단부 테두리로부터 상기 하부라이너부(20)의 원주방향을 따라 일체로 상향 연장되되 상기 제1형합부(32)의 외주에 내주가 면접촉되며 중첩되는 제2형합부(42)가 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1굴곡부(31) 및 상기 제1형합부(32)가 상호 일체로 형성됨으로 이해함이 바람직하며, 상기 제2굴곡부(41) 및 상기 제2형합부(42)가 상호 일체로 형성됨으로 이해함이 바람직하다.
여기서, 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42)는 상호간 동일한 상하방향 연장길이를 갖도록 구비될 수 있으며, 상호간 동일한 반경방향 두께를 갖도록 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42)는 상기 용융결합부(50)가 형성되기 위한 기설정된 두께를 갖는 박판 형태로 각각 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42)의 각 두께는 상기 제2형합부(42)의 반경방향 외측으로부터 상기 제2형합부(42)에 레이저가 조사되어 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42) 사이가 용융 결합되도록 상기 제2형합부(42)의 외주 및 내주가 동시에 용융될 수 있는 두께로 설정될 수 있다.
그리고, 상기 제1형합부(32)의 반경방향 두께(w1) 및 상기 제2형합부(42)의 반경방향 두께(w2)의 합은 상기 상부라이너부(10)의 하단 테두리의 반경방향 두께(w3) 이하로 설정됨이 바람직하며, 상기 하부라이너부(20)의 상단 테두리의 반경방향 두께(w4) 이하로 설정됨이 바람직하다.
이때, 경우에 따라 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42) 중 반경방향 외측에 배치된 어느 하나의 외주가 상기 상부라이너부(10)의 하부 외주 및 상기 하부라이너부(20)의 하부 외주와 연속적인 외면 윤곽으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 복합커버부(80)의 권취가 안정적으로 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에서 상기 제1형합부(32)는 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리 내측단으로부터 일체로 하향 연장될 수 있으며, 상기 제2형합부(42)는 상기 하부라이너부(20)의 상단부 테두리 외측단으로부터 일체로 상향 연장될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1형합부(32)의 외주 및 상기 제2형합부(42)의 내주 사이가 상호간 면접촉되며 밀착될 수 있다. 그리고, 상기 용융결합부(50)는 상기 제1형합부(32)의 외주 및 상기 제2형합부(42)의 내주 사이의 경계영역에 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)의 원주방향을 따라 용융 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)의 원주방향을 따라 반경방향 외측으로부터 레이저를 조사하는 레이저 등의 용접수단의 레이저가 투과되어 상기 제1형합부(32)의 외주 및 상기 제2형합부(42) 간의 용접 결합이 수행될 수 있다. 이때, 상기 제1형합부(32)의 외주 및 상기 제2형합부(42)의 내주 사이의 경계영역이 용융된 후 경화됨에 따라 상기 용융결합부(50)가 형성될 수 있다.
이와 동시에, 상기 제1형합부(32)의 하단은 상기 하부라이너부(20)의 상단 테두리 내측단(23)에 대면 접촉되며 밀착될 수 있으며, 상기 제2형합부(42)의 상단은 상기 상부라이너부(10)의 하단 테두리 외측단(13)에 대면 접촉되며 밀착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1수용공간(11) 및 상기 제2수용공간(21) 내부에 저장된 유체의 외부로의 누출이 최소화될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 압력 용기(100)는 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)의 외주와, 상기 보스부(60)의 외측면, 상기 보스테일부(70) 및 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42) 중 반경방향 외측에 배치된 어느 하나의 외주를 동시에 감싸며 권취되어 밀폐 결합되는 상기 복합커버부(80)를 더 포함할 수 있다.
이러한 상기 복합커버부(80)는 카본섬유, 유리섬유 또는 합성 폴리아미드 섬유 등의 보강섬유를 에폭시수지 등의 수지에 함침시켜 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 복합커버부(80)가 상기 상부라이너부(10) 및 상기 하부라이너부(20)의 외주와, 상기 보스부(60)의 외측면, 상기 보스테일부(70) 및 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42) 중 반경방향 외측에 배치된 어느 하나의 외주에 기설정된 두께로 필라멘트 권취되거나 적층될 수 있다. 이를 통해, 상호 연통된 상기 제1수용공간(11) 및 상기 제2수용공간(21)의 내압성이 향상될 수 있다.
이처럼, 본 발명은 상호 대향된 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리 및 상기 하부라이너부(20)의 상단부 테두리에 각각 원주방향을 따라 인서트 사출된 상기 제1연장부(30) 및 상기 제2연장부(40)가 상호간 반경방향으로 중첩되되 금속재질로 구비됨에 따라 면접촉되어 밀착된 상태가 유지되며 상기 용융결합부(50)가 용접되므로 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 상기 제1연장부(30)의 상부 및 상기 제2연장부(40)의 하부에는 상기 상부라이너부(10)의 하단부 테두리 및 상기 하부라이너부(20)의 상단부 테두리에 인서트 사출되는 상기 제1굴곡부(31) 및 상기 제2굴곡부(41)가 물결 형상으로 굴곡지게 형성되므로 상기 상부라이너부(10) 하단부 테두리 및 상기 하부라이너부(20)의 상단부 테두리로부터 상기 제1연장부(30), 상기 제2연장부(40) 및 상기 용융결합부(50)의 이탈을 방지함과 동시에 저장된 유체의 누출을 차단하여 내구성 및 실링성능이 현저히 개선될 수 있다.
그리고, 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42)가 상호간 반경방향으로 중첩되어 상기 용용결합부(50)가 형성됨과 동시에 상기 제1형합부(32) 및 상기 제2형합부(42)의 각 단부가 대향되는 상기 하부라이너부(20) 및 상기 상부라이너부(10)의 테두리에 대면 접촉되어 밀착되므로 실링성능이 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: 상부라이너부 20:하부라이너부
30: 제1연장부 31: 제1굴곡부
32: 제1형합부 40: 제2연장부
41: 제2굴곡부 42: 제2형합부
50: 용융결합부 60: 보스부
70: 보스테일부 80: 복합커버부
100: 압력 용기

Claims (10)

  1. 상부가 관통홀이 상하방향으로 연장된 보스부의 외곽에 인서트 사출되어 결합되되, 내부에 유체가 수용되는 제1수용공간이 형성되도록 상부로부터 원통형으로 하향 연장되며 하부 중앙이 개구되며, 하단부 테두리에 상부가 원주방향을 따라 인서트 사출되고 하단부 테두리로부터 하부가 하향 돌출되는 금속재질의 제1연장부가 구비되는 상부라이너부;
    상기 상부라이너부의 하단부에 상단부가 대향 배치되고, 내부에 제1수용공간에 연통되는 제2수용공간이 형성되며, 상단부 테두리에 하부가 원주방향을 따라 인서트 사출되고 상단부 테두리로부터 상부가 상향 돌출되되 상기 제1연장부에 반경방향으로 중첩되는 금속재질의 제2연장부가 구비되는 하부라이너부; 및
    상호 중첩된 상기 제1연장부 및 상기 제2연장부 사이에 원주방향을 따라 용융 결합되는 용융결합부를 포함하는 압력 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1연장부의 상부 및 상기 제2연장부의 하부에는 상기 상부라이너부의 하단부 테두리 및 상기 하부라이너부의 상단부 테두리에 인서트 사출되는 제1굴곡부 및 제2굴곡부가 각각 형성되되,
    상기 제1굴곡부 및 상기 제2굴곡부는 상하방향을 따라 각각 물결 형상으로 굴곡지게 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부라이너부에는 하단부 테두리에 제1사출홈이 원주방향을 따라 상향 함몰 형성되며, 상기 하부라이너부에는 상단부 테두리에 제2사출홈이 원주방향을 따라 하향 함몰 형성되고,
    상기 제1사출홈 및 상기 제2사출홈은 상기 제1굴곡부 및 상기 제2굴곡부에 각각 형합 대응되는 형상으로 함몰 형성되며, 상기 제1굴곡부 및 상기 제2굴곡부는 상기 제1사출홈 및 상기 제2사출홈에 각각 인서트 사출되어 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1사출홈은 상기 상부라이너부의 하단부 테두리 내측단으로부터 상향 함몰 형성되고, 상기 제2사출홈은 상기 하부라이너부의 상단부 테두리 외측단으로부터 상향 함몰 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1연장부의 하부에는 상기 상부라이너부의 하단부 테두리로부터 원주방향을 따라 일체로 하향 연장되는 제1형합부가 형성되고,
    상기 제2연장부의 상부에는 상기 하부라이너부의 상단부 테두리로부터 원주방향을 따라 일체로 상향 연장되되 상기 제1형합부의 외주에 내주가 면접촉되며 중첩되는 제2형합부가 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1형합부는 상기 상부라이너부의 하단부 테두리 내측단으로부터 일체로 하향 연장되며, 상기 제2형합부는 상기 하부라이너부의 상단부 테두리 외측단으로부터 일체로 상향 연장됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1형합부의 하단은 상기 하부라이너부의 상단 테두리 내측단에 대면 접촉되며, 상기 제2형합부의 상단은 상기 상부라이너부의 하단 테두리 외측단에 대면 접촉됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 용융결합부는 상기 제1형합부의 외주 및 상기 제2형합부의 내주 사이의 경계영역에 원주방향을 따라 용융 형성됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1형합부 및 상기 제2형합부는 상기 용융결합부가 형성되기 위한 기설정된 두께로 구비되고,
    상기 제1형합부 및 상기 제2형합부의 반경방향 두께 합은 상기 상부라이너부의 하단 테두리 및 상기 하부라이너부의 상단 테두리의 각 두께 이하로 설정됨을 특징으로 하는 압력 용기.
  10. 상부가 관통홀이 상하방향으로 연장된 보스부의 외곽에 인서트 사출되어 결합되되, 내부에 유체가 수용되는 제1수용공간이 형성되도록 상부로부터 원통형으로 하향 연장되며 하부 중앙이 개구되며, 하단부 테두리 내측단으로부터 제1사출홈이 원주방향을 따라 상향 함몰 형성되되 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되는 상부라이너부;
    상기 상부라이너부의 하단부에 상단부가 대향 배치되고, 상단부 테두리 외측단으로부터 제2사출홈이 원주방향을 따라 하향 함몰 형성되되 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되고, 내부에 제1수용공간에 연통되는 제2수용공간이 형성되는 하부라이너부;
    상부에 상기 제1사출홈에 원주방향을 따라 인서트 사출되되 상기 제1사출홈에 형합 대응되도록 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되는 제1굴곡부가 형성되고, 하부에 상기 제1굴곡부와 일체로 형성되되 상기 상부라이너부의 하단부 테두리 내측단으로부터 기설정된 두께로 원주방향을 따라 하향 연장 돌출되는 제1형합부가 형성되는 제1연장부;
    하부에 상기 제2사출홈에 원주방향을 따라 인서트 사출되되 상기 제2사출홈에 형합 대응되도록 상하방향을 따라 물결 형상으로 굴곡지게 형성되는 제2굴곡부가 형성되고, 상부에 상기 제2굴곡부와 일체로 형성되되 상기 하부라이너부의 상단부 테두리 외측단으로부터 기설정된 두께로 원주방향을 따라 상향 연장 돌출되며 상기 제1형합부의 외주에 내주가 면접촉되며 중첩되는 제2형합부가 형성되는 제2연장부; 및
    상기 제1형합부의 외주 및 상기 제2형합부의 내주 사이의 경계영역에 용융 결합되는 용융결합부를 포함하는 압력 용기.
KR1020220121461A 2022-09-26 2022-09-26 압력 용기 KR20240042771A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220121461A KR20240042771A (ko) 2022-09-26 2022-09-26 압력 용기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220121461A KR20240042771A (ko) 2022-09-26 2022-09-26 압력 용기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240042771A true KR20240042771A (ko) 2024-04-02

Family

ID=90714887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220121461A KR20240042771A (ko) 2022-09-26 2022-09-26 압력 용기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240042771A (ko)

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

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8448808B2 (en) Pressure vessel having improved sealing arrangement
US20140312043A1 (en) Pressure vessel liner, molding die thereof, and pressure vessel
KR20190061607A (ko) 차량용 고압용기
KR20190061604A (ko) 차량용 고압용기
EP3889488B1 (en) Pressure vessel boss and pressure vessel having same
KR20240042771A (ko) 압력 용기
KR102602578B1 (ko) 압력 용기
KR20230040241A (ko) 고압 저장 용기 및 그 제조 방법
KR20240035033A (ko) 압력 용기
US11339923B1 (en) Pressure vessel
KR102645860B1 (ko) 고압 저장 용기 및 그 제조 방법
CN114719175B (zh) 压力容器
KR102672656B1 (ko) 고압 저장 용기 및 그 제조 방법
KR20230073427A (ko) 압력 용기
KR20190061605A (ko) 차량용 고압용기
KR102476329B1 (ko) 압력 용기
KR20220160149A (ko) 고압 저장 용기 및 그 제조 방법
CN114719177B (zh) 压力容器
KR101476615B1 (ko) 가스 탱크
KR20230095660A (ko) 소직경 장축 압력용기
KR20240081214A (ko) 라이너의 실린더부와 돔부 간 결합력을 강화시킨 압력용기
KR20230040243A (ko) 고압 저장 용기 및 그 제조 방법
KR20240020753A (ko) 고압 저장 용기 및 그 제조 방법