WO2024035070A1 - 고압 저장 용기 및 그 제조 방법 - Google Patents

고압 저장 용기 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2024035070A1
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boss
pressure storage
storage container
protrusion
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임미소
백병운
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코오롱글로텍 주식회사
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    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention relates to a high-pressure storage container and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a high-pressure storage container for transporting or storing fluids such as hydrogen and a method of manufacturing the same.
  • High-pressure storage vessels are generally used to store pressurized fluids such as hydrogen, natural gas, and oxygen inside.
  • High-pressure storage containers (high-pressure tanks) can be classified according to the materials used, etc.
  • the Type-4 high-pressure storage container which is made by winding a composite material such as tow prepreg onto a resin liner, is light and has excellent performance, so it is being used as a fuel tank for hydrogen vehicles.
  • the boss that forms the injection port in the high-pressure storage container is coupled with an external valve when fluid is injected. Since the valve is made of a metal material, most of the bosses are also made of a metal material to ensure a firm connection between the boss and the external valve. However, in the case of type-4 high-pressure storage containers, a resin liner is applied, so securing the bonding strength between the metal boss and the liner of a different material (resin material) is an important task. This is because the bonding surface between dissimilar materials has a high risk of delamination, which may reduce the airtightness and durability of the high-pressure storage container.
  • the conventional Type-4 high pressure storage container was manufactured through injection molding.
  • the liner forming the storage space is usually divided into two bodies, injected, and then heat-sealed to each other.
  • the production speed is reduced in the process of injection molding two liner bodies, and the heat fusion area between the two bodies is large, causing a deviation in fusion strength.
  • Patent Document 1 Publication of Patent No. 10-2018-0035592, “Polymer film for hydrogen tank liner,” published on April 6, 2018
  • the present invention is intended to solve the problems of the prior art described above.
  • the purpose of the present invention is to provide a high-pressure storage container having a structure with improved bonding strength between a metal boss and a resin liner and a method of manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to overcome the problems of the conventional injection molding method and to provide a high-pressure storage container with excellent manufacturing efficiency and performance, and a manufacturing method thereof, since the liner forming the internal storage space can be molded all at once without separately molding. It is provided.
  • a boss made of metal having a tubular head portion, a tubular body portion extending from the head portion and connected to one side of the head portion and having a protrusion protruding in a radial direction compared to the head portion; a first liner made of resin disposed to cover at least an area of the outer surface of the body portion between the protruding end of the protrusion and the head portion; and a second liner made of a resin material that provides an internal space in which fluid can be stored and whose inner surface is in contact with the first liner so that the internal space can communicate with the outside through the boss.
  • the boss may have a first step portion at the boundary between the head portion and the body portion, where the head portion protrudes radially outward compared to the body portion.
  • the protruding end of the protrusion may protrude further in the radial direction compared to the first step portion.
  • first liner may be disposed to entirely cover the outer surface of the body portion.
  • first liner may be disposed to additionally cover the inner peripheral surface of the boss from one end of the body portion to a predetermined position along a direction toward the head portion.
  • the boss may have an inner diameter of a section where the first liner is not disposed than an inner diameter of a section where the first liner is disposed, and may have a second step formed on the inner circumferential surface.
  • the body portion further includes a through hole penetrating one side and the other side of the protrusion with respect to the protruding end, the first liner is disposed to cover the inner peripheral surface of the through hole, and the second liner is located in the through hole. It may fill at least a portion and be combined in contact with the first liner.
  • first liner may have a liner protrusion on an outer surface that protrudes outward, and the liner protrusion may be disposed to be recessed into the inner surface of the second liner.
  • the liner protrusion may be arranged in a ring shape surrounding the outer surface of the first liner.
  • At least two or more liner protrusions may be disposed on the outer surface of the body portion in an area between the protruding end of the protrusion and the head portion.
  • the first liner may be disposed to cover the protruding end of the protrusion and one area of the protruding end of the outer surface of the body portion.
  • the boss has a first step at the boundary between the head portion and the body portion, where the head portion protrudes radially outward compared to the body portion, and a radially inner portion at one end of the body portion compared to the radially outer portion.
  • the boss may have a second step protruding from one side in the longitudinal direction.
  • the second step is not covered by the first liner and has a protruding portion on one side in the longitudinal direction of the boss, and the high pressure storage container seals the boundary between the second step and the first liner.
  • a ring-shaped sealing member coupled to the second step portion; and a reinforcing ring that presses the sealing member to the other side of the boss in the longitudinal direction and is coupled to the second step portion.
  • the boss may have an oxide film surface with nanopores formed.
  • a first liner made of resin into a boss made of metal; and forming a second liner made of resin to be in contact with the first liner, which provides an internal space in which fluid can be stored and communicated with the outside through the boss.
  • the high-pressure storage container manufacturing method may further include forming a shell on the outer surface of the second liner.
  • the second liner may be molded using a blow molding method.
  • the method of manufacturing a high-pressure storage container may further include forming an oxide film surface having nanopores on the surface of the boss.
  • the high-pressure storage container and its manufacturing method according to the present invention allow a first liner made of resin disposed to cover the outer surface of a metal boss to be joined to a second liner made of resin that provides an internal space for storing fluid. Improves bonding strength between boss and liner.
  • the airtightness of the high-pressure storage container is improved by injecting a first liner made of resin into a metal boss and molding a second liner made of resin that provides a storage space for the fluid to be coupled to the first liner. , durability and manufacturing efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a high-pressure storage container according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cut-away perspective view of the boss and first liner of the high-pressure storage vessel according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the boss and first liner of a high-pressure storage vessel according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view of a boss and a first liner of a high-pressure storage vessel according to another modification of the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a cut-away perspective view of the boss and first liner of a high-pressure storage container according to another modification of the first embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the boss and first liner of a high-pressure storage container according to another modification of the first embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a high-pressure storage container according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a high-pressure storage container according to a modified example of the second embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a flowchart of a method for manufacturing a high-pressure storage vessel according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a flowchart of a method for manufacturing a high-pressure storage container according to another embodiment of the present invention.
  • spatially relative terms such as “one side,” “the other side,” “outside,” or “inside,” may be used to describe the correlation with the components shown in the drawings. These are shown in the drawings. These are relative terms determined based on the orientation, and the positional relationship may be interpreted in the opposite way depending on the orientation. Additionally, when a component is "connected" to another component, it means that they are not only directly connected to each other but also indirectly, unless there are special circumstances. This also includes cases where they are connected to each other.
  • Figure 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a high-pressure storage container according to a first embodiment of the present invention. Additionally, Figure 2 is a cut-away perspective view of the boss and first liner of the high-pressure storage vessel according to the first embodiment of the present invention.
  • the high-pressure storage container according to the first embodiment of the present invention is used to store fluid, such as hydrogen, therein at high pressure.
  • the high-pressure storage container according to the first embodiment of the present invention may be a type-4 high-pressure tank made by winding a composite material on a resin liner.
  • the high-pressure storage container includes a boss 110, a first liner 120, a second liner 130, and a shell 140.
  • Boss 110 is an injection port for injecting fluid into a high-pressure storage container.
  • the boss 110 may include a tubular head portion 111 and a tubular body portion 112.
  • the body portion 112 extends the head portion 111 and is connected to one side of the head portion 111 and has a protrusion 112a that protrudes in the radial direction compared to the head portion 111.
  • Boss 110 may be made of a metal material.
  • the head portion 111 and the body portion 112 may be made integrally from a single metal material.
  • the boss 110 may be made of aluminum.
  • the boss 110 may have an oxide film surface with nanopores formed.
  • oxidation surface treatment may be performed by applying a current to the surface treatment solution and placing the boss 110 into the surface treatment solution. Oxidation surface treatment can be performed so that the oxide film has a thickness of tens of nanometers to tens of microns, and pores can be formed of several nanometers to tens of nanometers.
  • the first liner 120 is disposed to cover at least the area between the protruding end of the protruding portion 112a and the head portion 111 of the outer surface of the body portion 112.
  • the first liner 120 may be made of a resin material.
  • the first liner 120 may be made of a polymer material.
  • the first liner 120 may be made of a polyamide-based material, and more preferably, may be made of a polyamide 6-based material.
  • the first liner 120 is disposed to entirely cover the outer surface of the body portion 112. Additionally, the first liner 120 is disposed to additionally cover the inner peripheral surface of the boss 110 from one end of the body portion 112 to a predetermined position along the direction toward the head portion 111.
  • the first liner 120 is arranged to cover at least a portion of the outer surface of the body portion 112 and the inner peripheral surface of the boss 110, so that the first liner 120 covers the body portion 112 of the boss 110. It can secure high interfacial bonding strength by wrapping around it. Therefore, the first liner 120 made of a resin material can be stably coupled to the boss 110 made of a different material (metal material) while securing a wide contact area. Additionally, even if the first liner 120 shrinks or expands during use of the high-pressure storage tank, the first liner 120 can maintain a stable connection with the boss 110.
  • the boss 110 is formed at the boundary between the head portion 111 and the body portion 112, with the head portion 111 protruding radially outward compared to the body portion 112. It may have a first step portion 113. At this time, the protruding end of the protrusion 112a may protrude further in the radial direction compared to the first step 113.
  • the boss 110 may have an inner diameter of a section where the first liner 120 is not disposed, and may have a second step 114 formed on the inner peripheral surface. .
  • the first liner 120 may be coupled to the boss 110 through injection molding (insert injection), and the first step 113 and the second step 114 are located in the placement area of the first liner 120. It can play a role in defining the (injection area). Accordingly, the first liner 120 can be stably disposed while covering a certain area of the boss 110.
  • the first liner 120 may have a liner protrusion 120a protruding outward on its outer surface.
  • the liner protrusion 120a increases the contact area between the second liner 130 and the first liner 120. Accordingly, the bonding force between the first liner 120 and the second liner 130 may be increased.
  • the liner protrusion 120a may be arranged in a ring shape surrounding the outer surface of the first liner 120. Additionally, at least two liner protrusions 120a may be disposed on the outer surface of the body portion 112 in an area between the protruding end of the protrusion 112a and the head portion 111.
  • the second liner 130 provides an internal space in which fluid can be stored, and its inner surface is in contact with the first liner 120 so that the internal space can communicate with the outside through the boss 110. More specifically, the second liner 130 may be disposed in contact with the first liner 120 around the opening of the internal space.
  • the second liner 130 may be made of the same material as the first liner 120.
  • the second liner 130 may be made of a polymer material.
  • the second liner 130 may be made of polyamide 6.
  • the liner protrusion 120a may be disposed to be recessed into the inner surface of the second liner 130.
  • the second liner 130 may be coupled to the first liner 120 through blow molding, and the liner protrusion 120a ) is embedded in the inner surface of the second liner 130, the contact area between the first liner 120 and the second liner 130 increases, thereby increasing the fastening force between the first liner 120 and the second liner 130. can be increased.
  • the shell 140 may be disposed to cover the outer surface of the second liner 130.
  • the shell 140 may be disposed to cover the exposed surface of the second liner 130 and a portion of the head portion 111 of the boss 110.
  • the shell 140 is disposed to surround the outer surface of the second liner 130 to provide pressure resistance performance.
  • the first liner 120 and the second liner 130 may provide internal space and hydrogen tightness, and the shell 140 may provide pressure resistance performance.
  • the shell 140 may be formed by winding the outer surface of the second liner 130.
  • the shell 140 may be wound longitudinally or transversely on the exposed surface of the second liner 130.
  • the shell 140 may be made of a composite material.
  • the shell 140 may be made of carbon fiber composite, glass fiber composite, etc.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the boss and first liner of a high-pressure storage vessel according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the high-pressure storage container has a fixing groove 115 radially recessed outward in the section covered by the first liner 120 of the inner peripheral surface of the boss 110. ) is additionally included.
  • the fixing groove 115 provides fixing force so that the first liner 120 can be more stably fixed to the boss 110. That is, the first liner 120 can be more stably fixed to the inner peripheral surface of the boss 110 by filling the fixation groove 115. Accordingly, according to the modified example of the first embodiment of the present invention, the fastening force between the first liner 120 and the boss 110 can be increased.
  • the anchoring grooves 115 may be formed radially in multiple numbers intermittently or may be formed singly in a continuous form.
  • the anchoring groove 115 may be formed in a ring shape along the inner peripheral surface of the boss 110.
  • Figure 4 is a perspective view of a boss and a first liner of a high-pressure storage vessel according to another modification of the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a cut-away perspective view of the boss and the first liner of a high-pressure storage container according to another modification of the first embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a cut-away perspective view of the high-pressure storage container according to another modification of the first embodiment of the present invention. This is a cross-sectional view of the boss and first liner.
  • the body portion 112 penetrates one side and the other side of the protrusion 112a with respect to the protruding end. It may further include a hole 116.
  • the first liner 120 is disposed to cover the inner peripheral surface of the through hole 116.
  • the second liner 120 may fill at least a portion of the through hole 116 and be coupled to the first liner 120 in contact with the first liner 120 .
  • the through hole 116 can improve the fastening force between the first liner 120 and the second liner 130.
  • a portion of the second liner 130 that fills at least a portion of the through hole 116 may function as an anchor to increase the fixing force of the second liner 130.
  • the contact area between the first liner 120 and the second liner 130 is increased through contact between the first liner 120 and the second liner 130 disposed to cover the inner peripheral surface of the through hole 116. can do. Accordingly, according to another modification of the first embodiment of the present invention, the fastening force between the first liner 120 and the second liner 130 can be increased.
  • a plurality of through holes 116 may be formed at regular intervals radially.
  • four through holes 116 may be formed at 90-degree intervals based on the longitudinal central axis of the boss 110.
  • the shape and number of through holes 116 can be selected in various ways as needed.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a high-pressure storage container according to a second embodiment of the present invention.
  • the high-pressure storage container according to the second embodiment of the present invention is used to store fluid, such as hydrogen, therein at high pressure.
  • the high-pressure storage container according to the second embodiment of the present invention may be a type-4 high-pressure tank made by winding a composite material on a resin liner.
  • the high-pressure storage container includes a boss 210, a first liner 220, a second liner 230, and a shell 240.
  • Boss 210 is an injection port for injecting fluid into a high-pressure storage container.
  • the boss 210 may include a tubular head portion 211 and a tubular body portion 212.
  • the body portion 212 extends the head portion 211 and is connected to one side of the head portion 211 and has a protrusion 212a that protrudes in the radial direction compared to the head portion 211.
  • Boss 210 may be made of a metal material.
  • the head portion 211 and the body portion 212 may be made integrally from a single metal material.
  • the boss 210 may be made of aluminum.
  • the boss 210 may have an oxide film surface with nanopores formed.
  • the first liner 220 includes an area between the protruding end of the protrusion 212a and the head 211 on the outer surface of the body 212, the protruding end of the protrusion 212a on the outer surface of the body 212, and the protruding end of the protrusion 212a on the outer surface of the body 212. It is arranged to cover one area of the protruding end.
  • the area on one side of the protruding end means the lower part of the protrusion 212a with reference to FIG. 7 .
  • the first liner 220 may be made of a resin material (eg, polyamide-based material).
  • the first liner 220 made of a resin material is disposed to entirely cover the outer surface of the body portion 212, so that high interfacial bonding force can be secured. That is, the first liner 220 made of a resin material can be stably coupled to the boss 210 made of a different material while securing a wide contact area.
  • the boss 210 is formed at the boundary between the head portion 211 and the body portion 212, with the head portion 211 protruding radially outward compared to the body portion 212. It may have a first step portion 213. At this time, the protruding end of the protrusion 212a may protrude further in the radial direction compared to the first step 213. Additionally, the boss 210 may have a second stepped portion 214 at one end of the body portion 212 that protrudes to one side along the longitudinal direction of the boss 210 compared to the radially outer portion.
  • the first liner 220 may be coupled to the boss 210 through injection molding (insert injection), and the first step 213 and the second step 214 are located in the placement area of the first liner 220. It can play a role in defining the (injection area). Accordingly, the first liner 220 can be stably disposed while covering a certain area of the boss 210.
  • the first liner 220 may have a liner protrusion 220a protruding outward on its outer surface.
  • the liner protrusion 220a increases the contact area between the second liner 230 and the first liner 220.
  • the liner protrusion 220a may be arranged in a ring shape surrounding the outer surface of the first liner 220.
  • the second liner 230 provides an internal space in which fluid can be stored, and its inner surface is in contact with the first liner 220 so that the internal space can communicate with the outside through the boss 210. More specifically, the second liner 230 may be disposed in contact with the first liner 220 around the opening of the internal space.
  • the second liner 230 may be made of the same resin material as the first liner 220.
  • the second liner 130 may be made of polyamide 6.
  • the shell 240 is disposed to cover the outer surface of the second liner 230.
  • the shell 240 is disposed to surround the outer surface of the second liner 230 and provides pressure resistance performance.
  • Shell 240 may be made of composite material.
  • the shell 240 may be made of carbon fiber composite, glass fiber composite, etc.
  • Figure 8 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a high-pressure storage container according to a modified example of the second embodiment of the present invention.
  • the second step portion 214 is not covered by the first liner 220 and extends to one side in the longitudinal direction of the boss 210. It has a protruding part.
  • the high-pressure storage container 200 according to a modified example of the second embodiment of the present invention seals the boundary between the second step 214 and the first liner 220 and is coupled to the second step 214. It further includes a ring-shaped sealing member 250 and a reinforcing ring 260 that presses the sealing member 250 to the other side in the longitudinal direction of the boss 210 and is coupled to the second step portion 214.
  • the sealing member 250 improves airtightness by sealing the boundary between the outer surface of the boss 210 and the first liner 220.
  • the sealing member 250 may be an O-ring.
  • the reinforcing ring 260 presses and supports the sealing member 250 so that the sealing member 250 can be stably positioned and provide sealing force.
  • the reinforcement ring 260 may be screwed to the outer peripheral surface of the second step portion 214.
  • the reinforcement ring 260 may be made of the same material (eg, aluminum) as the boss 210.
  • Figure 9 is a flowchart of a method for manufacturing a high-pressure storage vessel according to an embodiment of the present invention.
  • the high-pressure storage container manufacturing method includes the steps of injecting the first liners 120 and 220 into the bosses 110 and 210 (S110), the second liner 130, 230) may be formed into contact with the first liners 120 and 220 (S120) and forming shells 140 and 240 on the outer surfaces of the second liners 130 and 230 (S130). .
  • each step of the high-pressure storage container manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the first liners 120 and 220 made of resin are injected into the bosses 110 and 210 made of metal (S110).
  • the first liners 120 and 220 may be coupled to the bosses 110 and 210 through insert injection molding.
  • the bosses 110 and 210 may be made of aluminum, and the first liners 120 and 220 may be made of a polymer material.
  • Bosses 110 and 210 may include tubular head portions 111 and 211 and tubular body portions 211 and 212.
  • the body parts 211 and 212 extend the head parts 111 and 211 and are connected to one side of the head parts 111 and 211, and have protrusions 112a and 212a that protrude in the radial direction compared to the head parts 111 and 211.
  • has The first liners 120 and 220 are disposed to cover at least an area between the protruding ends of the protruding portions 112a and 212a and the head portions 111 and 211 among the outer surfaces of the body portions 112 and 212.
  • the first liners 120 and 220 may be disposed to entirely cover the outer surfaces of the body portions 112 and 212.
  • the second liners 130, 230 made of resin, which provide an internal space in which fluid can be stored and communicated with the outside through the bosses 110, 210, are molded to contact the first liners 120, 220. Do it (S120).
  • the second liners 130 and 230 may be made of the same resin material as the first liners 120 and 220.
  • the second liners 130 and 230 may be made of a polymer material.
  • the second liners 130 and 230 provide an internal space in which fluid can be stored, and have an inner surface with the first liners 120 and 220 so that the internal space communicates with the outside through the bosses 110 and 210. are joined by contact. More specifically, the second liners 130 and 230 may be disposed in contact with the first liners 120 and 220 around the opening of the internal space.
  • the second liners 130 and 230 may be molded through blow molding. Accordingly, the second liners 130 and 230 can be molded as a single body at once, and thus the manufacturing efficiency, airtightness, and durability of the high-pressure storage container can be increased.
  • the bosses 110 and 210 into which the first liners 120 and 220 are injected may be placed in a mold for blow molding, and the second liners 130 and 230 may be molded through blow molding.
  • the second liners 130 and 230 may be combined with the first liners 120 and 220 through thermal bonding (thermal fusion), laser bonding, bonding using a heterogeneous adhesive, etc.
  • the liner forming the storage space is divided into two bodies and injection molded, and the two injection molded bodies are heat-sealed to form a storage space inside them.
  • the way to do this has been used for a long time.
  • production speed is slowed because two bodies must be injected, and a large-area heat-sealed area is created between the two bodies, causing a problem of variation in heat-seal strength.
  • the second liners 130 and 230 having an internal space can be molded into a single body. Additionally, the second liners 130 and 230 may be heat-sealed to the first liners 120 and 220 injected into the bosses 110 and 210. Therefore, heat fusion areas do not occur in the liner portion that forms the storage space, and the production efficiency of high-pressure storage containers can be improved.
  • shells 140 and 240 are formed on the outer surfaces of the second liners 130 and 230 (S130).
  • the shells 140 and 220 may be disposed to cover a portion of the bosses 110 and 210 along with the second liners 130 and 230.
  • the shells 140 and 240 may be formed by winding.
  • the shells 140 and 240 may be wound longitudinally or transversely on the exposed surfaces of the second liners 130 and 230.
  • the shells 140 and 240 may be made of composite materials.
  • the shells 140 and 240 may be made of carbon fiber composite, glass fiber composite, etc.
  • Figure 10 is a flowchart of a method for manufacturing a high-pressure storage container according to another embodiment of the present invention.
  • the step of injecting the first liners 120 and 220 made of resin into the bosses 110 and 210 made of metal (S210), fluid can be stored. and forming the second liners (130, 230) made of resin, which provide an internal space communicating with the outside through the bosses (110, 210), to be in contact with the first liners (120, 220) (S220) and the second
  • the step (S230) of forming the shells 140 and 240 on the outer surfaces of the liners 130 and 230 is the same as described in the method of manufacturing a high pressure storage container according to an embodiment of the present invention.
  • the high-pressure storage container manufacturing method includes forming an oxide film surface having nanopores on the surfaces of the bosses 110 and 210 before the step of injecting the first liner (S210) ( The difference is that it further includes S205).
  • the step of forming an oxide film surface may be performed through an oxidation surface treatment method in which current is applied to the surface treatment solution and the bosses 110 and 210 are placed in the surface treatment solution. At this time, oxidation surface treatment can be performed so that the oxide film has a thickness of tens of nanometers to tens of microns, and pores are formed in the thickness of several nanometers to tens of nanometers.

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Abstract

고압 저장 용기 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 저장 용기는, 관형의 헤드부, 상기 헤드부를 연장하면서 상기 헤드부의 일측에 연결되고 상기 헤드부에 비해 반경 방향으로 돌출된 돌출부를 가지는 관형의 바디부를 구비하는 금속 재질의 보스; 상기 바디부의 외면 중 적어도 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 헤드부 사이의 영역을 덮으며 배치되는 수지 재질의 제 1 라이너; 및 유체가 저장될 수 있는 내부 공간을 제공하고, 상기 보스를 통해 상기 내부 공간이 외부와 연통될 수 있도록 내면이 상기 제 1 라이너와 접하여 결합되는 수지 재질의 제 2 라이너;를 포함할 수 있다.

Description

고압 저장 용기 및 그 제조 방법
본 발명은 고압 저장 용기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소 등의 유체를 운송 또는 보관하기 위한 고압 저장 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
고압 저장 용기는 일반적으로 내부에 수소, 천연 가스, 산소 등의 가압 유체를 저장하기 위해 사용된다. 고압 저장 용기(고압 탱크)는 사용 재료 등에 따라 분류될 수 있다. 이 가운데, 수지 재질의 라이너에 토우 프리프레그와 같은 복합 소재를 와인딩하여 만들어지는 타입-4의 고압 저장 용기는 가벼우면서도 성능이 우수하여 수소 자동차의 연료 탱크로 채택되고 있다.
고압 저장 용기에서 주입구를 형성하는 보스는 유체의 주입 시 외부의 밸브와 결합된다. 밸브는 금속 재질로 이루어지므로, 보스와 외부의 밸브 사이의 견고한 결합을 위해 보스 역시 대부분 금속 재질로 이루어진다. 그런데 타입-4의 고압 저장 용기의 경우 수지 재질의 라이너가 적용되므로, 금속 재질의 보스와 이종 재질(수지 재질)의 라이너 사이의 접합력 확보가 중요한 과제이다. 이종 재질 사이의 접합면은 박리될 위험이 높으며, 이에 따라 고압 저장 용기의 기밀성 및 내구성 등이 저하될 수 있기 때문이다.
한편, 종래 타입-4의 고압 저장 용기는 사출 성형을 통해 제조되었다. 이때, 저장 공간을 형성하는 라이너는 2개의 바디(body)로 나누어 사출된 후 서로 열융착되는 것이 일반적이다. 이로 인하여 2개의 라이너 바디를 사출하는 과정에서 생산 속도가 저하되고, 2개의 바디 사이의 열융착 면적이 넓어 융착 강도 편차가 발생하는 것이 문제로 지적되고 있다.
(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2018-0035592호, "수소 탱크 라이너용 고분자 필름", 2018.04.06 공개
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 금속 재질의 보스와 수지 재질의 라이너 사이의 접합력이 향상된 구조를 가지는 고압 저장 용기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래 사출 성형 방식의 문제를 극복하고, 내부 저장 공간을 형성하는 라이너를 분리하여 성형하지 않고 한번에 일체로 성형할 수 있어 제조 효율 및 성능이 우수한 고압 저장 용기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 관형의 헤드부, 상기 헤드부를 연장하면서 상기 헤드부의 일측에 연결되고 상기 헤드부에 비해 반경 방향으로 돌출된 돌출부를 가지는 관형의 바디부를 구비하는 금속 재질의 보스; 상기 바디부의 외면 중 적어도 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 헤드부 사이의 영역을 덮으며 배치되는 수지 재질의 제 1 라이너; 및 유체가 저장될 수 있는 내부 공간을 제공하고, 상기 보스를 통해 상기 내부 공간이 외부와 연통될 수 있도록 내면이 상기 제 1 라이너와 접하여 결합되는 수지 재질의 제 2 라이너;를 포함하는 고압 저장 용기가 제공된다.
이때, 상기 보스는 상기 헤드부와 상기 바디부의 경계에서 상기 헤드부가 상기 바디부에 비하여 반경 방향 외측으로 돌출된 제 1 단턱부를 가질 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 돌출 단부는 상기 제 1 단턱부에 비하여 반경 방향으로 더 돌출될 수 있다.
또한, 상기 제 1 라이너는 상기 바디부의 외면을 전체적으로 덮으며 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 라이너는 상기 바디부의 일측 단부에서 상기 헤드부를 향한 방향을 따라 소정 위치까지 상기 보스의 내주면을 추가적으로 덮으며 배치될 수 있다.
또한, 상기 보스는 상기 제 1 라이너가 배치되지 않는 구간의 내경이 상기 제 1 라이너가 배치되는 구간의 내경보다 작아지며 상기 내주면에 형성된 제 2 단턱부를 가질 수 있다.
또한, 상기 바디부는 상기 돌출 단부를 기준으로 상기 돌출부의 일측과 타측을 관통하는 관통홀을 더 포함하고, 상기 제 1 라이너는 상기 관통홀의 내주면도 덮으며 배치되며, 상기 제 2 라이너는 상기 관통홀의 적어도 일부분을 채우며 상기 제 1 라이너와 접하여 결합될 수 있다.
또한, 상기 제 1 라이너는 외면에 외측으로 돌출된 라이너 돌출부를 가지고, 상기 라이너 돌출부는 상기 제 2 라이너의 내면에 함입되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 라이너 돌출부는 링형으로 상기 제 1 라이너의 외면을 둘러싸며 배치될 수 있다.
또한, 상기 라이너 돌출부는 상기 바디부의 외면 중 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 헤드부 사이의 영역에 적어도 2개 이상 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 라이너는 상기 바디부의 외면 중 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 돌출 단부의 일측 영역도 덮으며 배치될 수 있다.
또한, 상기 보스는 상기 헤드부와 상기 바디부의 경계에서 상기 헤드부가 상기 바디부에 비하여 반경 방향 외측으로 돌출된 제 1 단턱부와, 상기 바디부의 일측 단부에 반경 방향 외측 부분에 비하여 반경 방향 내측에서 상기 보스의 길이 방향 일측으로 돌출된 제 2 단턱부를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 단턱부는 상기 제 1 라이너에 의해 덮히지 않고 상기 보스의 길이 방향 일측으로 돌출된 부분을 가지고, 상기 고압 저장 용기는, 상기 제 2 단턱부와 상기 제 1 라이너 사이의 경계를 밀봉하며 상기 제 2 단턱부에 결합되는 링형의 밀봉 부재; 및 상기 밀봉 부재를 상기 보스의 길이 방향 타측으로 가압하며 상기 제 2 단턱부에 결합되는 보강 링;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보스는 나노 기공이 형성된 산화막 표면을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 금속 재질의 보스에 수지 재질의 제 1 라이너를 사출하는 단계; 및 유체가 저장될 수 있으며 상기 보스를 통해 외부와 연통되는 내부 공간을 제공하는 수지 재질의 제 2 라이너를 상기 제 1 라이너와 접하도록 성형하는 단계;를 포함하는 고압 저장 용기 제조 방법이 제공된다.
이때, 상기 고압 저장 용기 제조 방법은, 상기 제 2 라이너의 외면에 쉘을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 라이너를 상기 제 1 라이너와 접하도록 성형하는 단계에서, 상기 제 2 라이너는 블로우 몰딩 공법으로 성형될 수 있다.
또한, 상기 제 1 라이너를 사출하는 단계 이전에, 상기 고압 저장 용기 제조 방법은, 상기 보스의 표면에 나노 기공을 가지는 산화막 표면을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고압 저장 용기 및 그 제조 방법은 금속 재질의 보스의 외면을 덮으며 배치되는 수지 재질의 제 1 라이너가 유체의 저장을 위한 내부 공간을 제공하는 수지 재질의 제 2 라이너와 접합되도록 함으로써 보스와 라이너 사이의 접합력을 향상시킨다.
본 발명의 실시예에 따르면, 금속 재질의 보스에 수지 재질의 제 1 라이너를 사출하고, 유체의 저장 공간을 제공하는 수지 재질의 제 2 라이너를 제 1 라이너에 결합되도록 성형함으로써 고압 저장 용기의 기밀성, 내구성 및 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 절개 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고압 저장 용기의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법의 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 도면에 도시된 구성 요소들과의 상관 관계를 설명하기 위해 공간적으로 상대적인 용어인 "일측", “타측", "외측" 또는 "내측" 등이 사용될 수 있다. 이들은 도면 상 도시된 것을 기준으로 정하여진 상대적인 용어들로서 배향에 따라 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 절개 사시도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기는 내부에 수소 등의 유체를 고압 상태로 저장하기 위해 사용된다. 예를 들면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기는 수지 재질의 라이너에 복합 소재를 와인딩하여 만들어지는 타입-4의 고압 탱크가 될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고압 저장 용기는 보스(110), 제 1 라이너(120), 제 2 라이너(130) 및 쉘(140)을 포함한다.
보스(110)는 고압 저장 용기 내에 유체를 주입하는 주입구이다. 보스(110)는 관형의 헤드부(111) 및 관형의 바디부(112)를 포함할 수 있다. 바디부(112)는 헤드부(111)를 연장하면서 헤드부(111)의 일측에 연결되고 헤드부(111)에 비해 반경 방향으로 돌출된 돌출부(112a)를 가진다.
보스(110)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 헤드부(111) 및 바디부(112)는 단일한 금속 재질로 일체로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 보스(110)는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 보스(110)는 나노 기공이 형성된 산화막 표면을 가질 수 있다. 다시 말하면, 보스(110)의 바디부 외주면에 산화 처리를 통해 표면의 나노 사이즈의 기공을 형성시킴으로써 후술되는 제 1 라이너(120)와 더 높은 접착력을 가지도록 할 수 있다. 예를 들어, 표면 처리액에 전류를 인가하고 보스(110)를 표면 처리액에 넣는 방식으로 산화 표면 처리가 수행될 수 있다. 산화 표면 처리는 산화막이 수십나노에서 수십마이크론 수준의 두께를 가지고, 기공은 수나노에서 수십나노 수준으로 형성되도록 이루어질 수 있다.
제 1 라이너(120)는 바디부(112)의 외면 중 적어도 돌출부(112a)의 돌출 단부와 헤드부(111) 사이의 영역을 덮으며 배치된다. 제 1 라이너(120)는 수지 재질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제 1 라이너(120)는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제 1 라이너(120)는 폴리아마이드계 소재로 이루어질수 있으며, 더 바람직하게는 폴리아마이드6계 소재로 이루어질수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 제 1 라이너(120)는 바디부(112)의 외면을 전체적으로 덮으며 배치된다. 또한, 제 1 라이너(120)는 바디부(112)의 일측 단부에서 헤드부(111)를 향한 방향을 따라 소정 위치까지 보스(110)의 내주면을 추가적으로 덮으며 배치된다.
이와 같이, 제 1 라이너(120)가 바디부(112)의 외면 및 보스(110)의 내주면의 적어도 일부분을 덮도록 배치됨으로써 제 1 라이너(120)는 보스(110)의 바디부(112)를 감싸며 높은 계면 접합력을 확보할 수 있다. 따라서 수지 재질의 제 1 라이너(120)는 이종 재질(금속 재질)의 보스(110)와 광범위한 접촉 면적을 확보하며 안정적으로 결합될 수 있다. 또한, 고압 저장 탱크의 사용 과정에서 제 1 라이너(120)의 수축 또는 팽창이 발생하더라도 제 1 라이너(120)는 보스(110)와 안정적인 결합 상태를 유지할 수 있다.
제 1 라이너(120)의 배치와 관련하여, 보스(110)는 헤드부(111)와 바디부(112)의 경계에서 헤드부(111)가 바디부(112)에 비하여 반경 방향 외측으로 돌출된 제 1 단턱부(113)를 가질 수 있다. 이때, 돌출부(112a)의 돌출 단부는 제 1 단턱부(113)에 비하여 반경 방향으로 더 돌출될 수 있다. 또한, 보스(110)는 제 1 라이너(120)가 배치되지 않는 구간의 내경이 제 1 라이너(120)가 배치되는 구간의 내경보다 작아지며 내주면에 형성된 제 2 단턱부(114)를 가질 수 있다.
제 1 라이너(120)는 사출 성형(인서트 사출)을 통해 보스(110)에 결합될 수 있는데, 제 1 단턱부(113) 및 제 2 단턱부(114)는 제 1 라이너(120)의 배치 영역(사출 영역)을 규정하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라 제 1 라이너(120)가 보스(110)의 일정 영역을 덮으며 안정적으로 배치될 수 있다.
한편, 제 1 라이너(120)는 외면에 외측으로 돌출된 라이너 돌출부(120a)를 가질 수 있다. 라이너 돌출부(120a)는 제 2 라이너(130)와 제 1 라이너(120) 사이의 접촉 면적을 증가시켜준다. 이에 따라 제 1 라이너(120)와 제 2 라이너(130) 사이의 결합력이 증가될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 라이너 돌출부(120a)는 링형으로 제 1 라이너(120)의 외면을 둘러싸며 배치될 수 있다. 또한, 라이너 돌출부(120a)는 바디부(112)의 외면 중 돌출부(112a)의 돌출 단부와 헤드부(111) 사이의 영역에 적어도 2개 이상 배치될 수 있다.
제 2 라이너(130)는 유체가 저장될 수 있는 내부 공간을 제공하고, 보스(110)를 통해 상기 내부 공간이 외부와 연통될 수 있도록 내면이 제 1 라이너(120)와 접하여 결합된다. 더욱 상세하게, 제 2 라이너(130)는 상기 내부 공간의 개구 주위가 제 1 라이너(120)와 접하며 배치될 수 있다.
제 2 라이너(130)는 제 1 라이너(120)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 다시 말하면, 제 2 라이너(130)는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제 2 라이너(130)는 폴리아마이드 6로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 라이너(120)가 외면에 외측으로 돌출된 라이너 돌출부(120a)를 가질 때, 라이너 돌출부(120a)는 제 2 라이너(130)의 내면에 함입되어 배치될 수 있다. 제 1 라이너(120)가 보스(110)에 사출되어 결합된 상태에서, 제 2 라이너(130)는 블로우 몰딩(blow molding)을 통해 제 1 라이너(120)와 결합될 수 있는데, 라이너 돌출부(120a)가 제 2 라이너(130)의 내면에 함입되면서 제 1 라이너(120)와 제 2 라이너(130) 사이의 접촉 면적이 증대됨으로써 제 1 라이너(120)와 제 2 라이너(130) 사이의 체결력이 증가될 수 있다.
쉘(140)은 제 2 라이너(130)의 외면을 덮으며 배치될 수 있다. 예를 들면, 쉘(140)은 제 2 라이너(130)의 노출면과 보스(110)의 헤드부(111)의 일부를 덮으며 배치될 수 있다. 쉘(140)은 제 2 라이너(130)의 외부면을 감싸며 배치되어 내압 성능을 제공한다. 다시 말하면, 고압 저장 용기에서 제 1 라이너(120) 및 제 2 라이너(130)는 내부 공간 및 수소 기밀성을 제공하고, 쉘(140)은 내압 성능을 제공할 수 있다.
쉘(140)은 제 2 라이너(130)의 외부면에 와인딩되어 형성될 수 있다. 쉘(140)은 제 2 라이너(130)의 노출면에 종방향 또는 횡방향으로 와인딩될 수 있다.
한편, 쉘(140)은 복합 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 쉘(140)은 탄소 섬유 복합재, 유리 섬유 복합재 등으로 만들어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기는 보스(110)의 내주면 중 제 1 라이너(120)에 의해 덮여지는 구간에 반경 방향 외측으로 함입된 정착홈(115)을 추가적으로 포함한다. 정착홈(115)은 제 1 라이너(120)가 보스(110)에 더욱 안정적으로 정착할 수 있도록 정착력을 제공한다. 즉, 제 1 라이너(120)는 정착홈(115)을 채우며 배치됨으로써 보스(110)의 내주면에 더욱 안정적으로 고정될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 의할 경우 제 1 라이너(120)와 보스(110) 사이의 체결력이 증가할 수 있다.
정착홈(115)은 방사상으로 다수개가 단속적으로 형성되거나 연속된 형태의 단일하게 형성될 수도 있다. 예를 들면, 정착홈(115)은 보스(110)의 내주면을 따라 링 형상으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 절개 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기의 보스 및 제 1 라이너의 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 따른 고압 저장 용기에서, 바디부(112)는 상기 돌출 단부를 기준으로 돌출부(112a)의 일측과 타측을 관통하는 관통홀(116)을 더 포함할 수 있다. 이때, 제 1 라이너(120)는 관통홀(116)의 내주면도 덮으며 배치된다. 또한, 제 2 라이너(120)는 관통홀(116)의 적어도 일부분을 채우며 제 1 라이너(120)와 접하여 결합될 수 있다.
관통홀(116)은 제 1 라이너(120)와 제 2 라이너(130) 사이의 체결력을 향상시켜줄 수 있다. 제 2 라이너(130) 중 관통홀(116)의 적어도 일부를 채우며 배치된 부분은 앵커로 기능하여 제 2 라이너(130)의 정착력을 증가시킬 수 있다. 또한, 관통홀(116)의 내주면을 덮으며 배치된 제 1 라이너(120)와 제 2 라이너(130)의 접촉을 통해 제 1 라이너(120)와 제 2 라이너(130) 사이의 접촉 면적도 증가할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 제 1 실시예의 다른 변형예에 의할 경우 제 2 라이너(130)의 제 1 라이너(120) 사이의 체결력이 증가할 수 있다.
관통홀(116)은 방사상으로 일정 간격 이격되어 복수개 형성될 수 있다. 예를 들면, 관통홀(116)은 보스(110)의 길이 방향 중심축을 기준으로 90도 간격으로 4개가 형성될 수 있다. 이밖에도 관통홀(116)의 형태 및 개수는 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고압 저장 용기의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 고압 저장 용기는 내부에 수소 등의 유체를 고압 상태로 저장하기 위해 사용된다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고압 저장 용기는 수지 재질의 라이너에 복합 소재를 와인딩하여 만들어지는 타입-4의 고압 탱크가 될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고압 저장 용기는 보스(210), 제 1 라이너(220), 제 2 라이너(230) 및 쉘(240)을 포함한다.
보스(210)는 고압 저장 용기 내에 유체를 주입하는 주입구이다. 보스(210)는 관형의 헤드부(211) 및 관형의 바디부(212)를 포함할 수 있다. 바디부(212)는 헤드부(211)를 연장하면서 헤드부(211)의 일측에 연결되고 헤드부(211)에 비해 반경 방향으로 돌출된 돌출부(212a)를 가진다.
보스(210)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 헤드부(211) 및 바디부(212)는 단일한 금속 재질로 일체로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 보스(210)는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 보스(210)는 나노 기공이 형성된 산화막 표면을 가질 수 있다.
제 1 라이너(220)는 바디부(212)의 외면 중 돌출부(212a)의 돌출 단부와 헤드부(211) 사이의 영역과, 바디부(212)의 외면 중 돌출부(212a)의 돌출 단부와 상기 돌출 단부의 일측 영역도 덮으며 배치된다. 여기서, 상기 돌출 단부의 일측 영역은 도 7을 기준으로 돌출부(212a)의 하부를 의미한다. 제 1 라이너(220)는 수지 재질(예를 들면, 폴리아마이드계 소재)로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 수지 재질의 제 1 라이너(220)가 바디부(212)의 외면을 전체적으로 감싸며 배치됨으로써 높은 계면 접합력이 확보될 수 있다. 즉, 수지 재질의 제 1 라이너(220)는 이종 재질의 보스(210)와 광범위한 접촉 면적을 확보하며 안정적으로 결합될 수 있다.
제 1 라이너(220)의 배치와 관련하여, 보스(210)는 헤드부(211)와 바디부(212)의 경계에서 헤드부(211)가 바디부(212)에 비하여 반경 방향 외측으로 돌출된 제 1 단턱부(213)를 가질 수 있다. 이때, 돌출부(212a)의 돌출 단부는 제 1 단턱부(213)에 비하여 반경 방향으로 더 돌출될 수 있다. 또한, 보스(210)는 바디부(212)의 일측 단부에 반경 방향 외측 부분에 비하여 보스(210)의 길이 방향을 따라 일측으로 돌출된 제 2 단턱부(214)를 가질 수 있다.
제 1 라이너(220)는 사출 성형(인서트 사출)을 통해 보스(210)에 결합될 수 있는데, 제 1 단턱부(213) 및 제 2 단턱부(214)는 제 1 라이너(220)의 배치 영역(사출 영역)을 규정하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라 제 1 라이너(220)가 보스(210)의 일정 영역을 덮으며 안정적으로 배치될 수 있다.
한편, 제 1 라이너(220)는 외면에 외측으로 돌출된 라이너 돌출부(220a)를 가질 수 있다. 라이너 돌출부(220a)는 제 2 라이너(230)와 제 1 라이너(220) 사이의 접촉 면적을 증가시켜준다. 본 발명의 제 2 실시예에서, 라이너 돌출부(220a)는 링형으로 제 1 라이너(220)의 외면을 둘러싸며 배치될 수 있다.
제 2 라이너(230)는 유체가 저장될 수 있는 내부 공간을 제공하고, 보스(210)를 통해 상기 내부 공간이 외부와 연통될 수 있도록 내면이 제 1 라이너(220)와 접하여 결합된다. 더욱 상세하게, 제 2 라이너(230)는 상기 내부 공간의 개구 주위가 제 1 라이너(220)와 접하며 배치될 수 있다.
제 2 라이너(230)는 제 1 라이너(220)와 동일한 수지 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제 2 라이너(130)는 폴리아마이드6로 이루어질 수 있다.
쉘(240)은 제 2 라이너(230)의 외면을 덮으며 배치된다. 쉘(240)은 제 2 라이너(230)의 외부면을 감싸며 배치되어 내압 성능을 제공한다. 쉘(240)은 복합 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 쉘(240)은 탄소 섬유 복합재, 유리 섬유 복합재 등으로 만들어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기에서, 제 2 단턱부(214)는 제 1 라이너(220)에 의해 덮히지 않고 보스(210)의 길이 방향 일측으로 돌출된 부분을 가진다. 또한, 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따른 고압 저장 용기(200)는, 제 2 단턱부(214)와 제 1 라이너(220) 사이의 경계를 밀봉하며 제 2 단턱부(214)에 결합되는 링형의 밀봉 부재(250) 및 밀봉 부재(250)를 보스(210)의 길이 방향 타측으로 가압하며 제 2 단턱부(214)에 결합되는 보강 링(260)을 더 포함한다.
밀봉 부재(250)는 보스(210)의 외면과 제 1 라이너(220) 사이의 경계를 밀봉하여 기밀성을 높여준다. 예를 들면, 밀봉 부재(250)는 오링(O-ring)이 될 수 있다. 또한, 보강 링(260)은 밀봉 부재(250)가 밀봉력을 제공하며 안정적으로 위치할 수 있도록 밀봉 부재(250)를 가압 지지한다. 예를 들면, 보강 링(260)은 제 2 단턱부(214)의 외주면에 나사 결합될 수 있다. 또한, 보강 링(260)은 보스(210)와 동일한 재질(예를 들면, 알루미늄)로 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법의 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법은, 보스(110, 210)에 제 1 라이너(120, 220)를 사출하는 단계(S110), 제 2 라이너(130, 230)를 제 1 라이너(120, 220)와 접하도록 성형하는 단계(S120) 및 제 2 라이너(130, 230)의 외면에 쉘(140, 240)을 형성하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법의 각 단계를 상세하게 살펴본다.
우선, 금속 재질의 보스(110, 210)에 수지 재질의 제 1 라이너(120, 220)를 사출한다(S110). 제 1 라이너(120, 220)는 인서트 사출을 통해 보스(110, 210)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 보스(110, 210)는 알루미늄 재질로 이루어지고, 제 1 라이너(120, 220)는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다.
보스(110, 210)는 관형의 헤드부(111, 211) 및 관형의 바디부(211, 212)를 포함할 수 있다. 바디부(211, 212)는 헤드부(111, 211)를 연장하면서 헤드부(111, 211)의 일측에 연결되고 헤드부(111, 211)에 비해 반경 방향으로 돌출된 돌출부(112a, 212a)를 가진다. 제 1 라이너(120, 220)는 바디부(112, 212)의 외면 중 적어도 돌출부(112a, 212a)의 돌출 단부와 헤드부(111, 211) 사이의 영역을 덮으며 배치된다. 더 나아가, 제 1 라이너(120, 220)는 바디부(112, 212)의 외면을 전체적으로 덮으며 배치될 수 있다. 이러한 구조를 통해 이종 재질인 보스(110, 210)와 제 1 라이너(120, 220) 사이에 안정적인 체결이 유지될 수 있다.
다음으로, 유체가 저장될 수 있으며 보스(110, 210)를 통해 외부와 연통되는 내부 공간을 제공하는 수지 재질의 제 2 라이너(130, 230)를 제 1 라이너(120, 220)와 접하도록 성형한다(S120). 제 2 라이너(130, 230)는 제 1 라이너(120, 220)와 동일한 수지 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제 2 라이너(130, 230)는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다.
제 2 라이너(130, 230)는 유체가 저장될 수 있는 내부 공간을 제공하고, 보스(110, 210)를 통해 상기 내부 공간이 외부와 연통될 수 있도록 내면이 제 1 라이너(120, 220)와 접하여 결합된다. 더욱 상세하게, 제 2 라이너(130, 230)는 상기 내부 공간의 개구 주위가 제 1 라이너(120, 220)와 접하며 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 2 라이너(130, 230)는 블로우 몰딩(blow molding)을 통해 성형될 수 있다. 따라서 제 2 라이너(130, 230)는 단일한 하나의 몸체로 한번에 성형될 수 있으며, 이에 따라 고압 저장 용기의 제조 효율, 기밀성 및 내구성 등이 증대될 수 있다. 더욱 상세하게, 제 1 라이너(120, 220)가 사출된 보스(110, 210)를 블로우 몰딩을 위한 금형 내에 배치하고, 제 2 라이너(130, 230)를 블로우 몰딩을 통해 성형할 수 있다.
한편, 제 2 라이너(130, 230)를 블로우 몰딩을 통해 성형하고, 제 1 라이너(120, 220)와 제 2 라이너(130, 230)를 접합시키는 것도 고려될 수 있다. 예를 들면, 제 2 라이너(130, 230)는 열접합(열융착), 레이저 접합, 이종접착제를 이용한 접합 등을 통해 제 1 라이너(120, 220)와 결합될 수 있다.
종래에는 타입-4의 고압 탱크를 제조할 때, 저장 공간을 형성하는 라이너를 2개의 바디(body)로 나누어 사출 성형하고, 사출 성형된 2개의 바디를 열융착시켜 그 내부에 저장 공간이 형성되도록 하는 방식이 널이 쓰여왔다. 그러나 이러한 방식에 의할 경우 2개의 바디를 사출하여야 하므로 생산 속도가 저하되고, 2개의 바디 사이에 대면적으로 열융착 부위가 생겨 열융착 강도에 편차가 발생하는 문제가 생긴다.
그러나 본 발명에 의할 경우 내부 공간을 구비하는 제 2 라이너(130, 230)가 단일한 하나의 몸체로 성형될 수 있다. 또한, 제 2 라이너(130, 230)는 보스(110, 210)에 사출된 제 1 라이너(120, 220)와 열융착될 수 있다. 따라서 저장 공간을 형성하는 라이너 부분에 열융착 부위가 생기지 않으며, 고압 저장 용기의 생산 효율도 향상될 수 있다.
마지막으로, 제 2 라이너(130, 230)의 외면에 쉘(140, 240)을 형성한다(S130). 쉘(140, 220)은 제 2 라이너(130, 230)와 함께 보스(110, 210)의 일부분도 덮으며 배치될 수 있다. 예를 들면, 쉘(140, 240)은 와인딩되어 형성될 수 있다. 쉘(140, 240)은 제 2 라이너(130, 230)의 노출면에 종방향 또는 횡방향으로 와인딩될 수 있다.
한편, 쉘(140, 240)은 복합 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 쉘(140, 240)은 탄소 섬유 복합재, 유리 섬유 복합재 등으로 만들어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법의 순서도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법에서, 금속 재질의 보스(110, 210)에 수지 재질의 제 1 라이너(120, 220)를 사출하는 단계(S210), 유체가 저장될 수 있으며 보스(110, 210)를 통해 외부와 연통되는 내부 공간을 제공하는 수지 재질의 제 2 라이너(130, 230)를 제 1 라이너(120, 220)와 접하도록 성형하는 단계(S220) 및 제 2 라이너(130, 230)의 외면에 쉘(140, 240)을 형성하는 단계(S230)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법에서 설명한 바와 동일하다. 다만, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고압 저장 용기 제조 방법은 제 1 라이너를 사출하는 단계(S210) 이전에, 보스(110, 210)의 표면에 나노 기공을 가지는 산화막 표면을 형성시키는 단계(S205)를 더 포함하고 있다는 점에서 차이가 있다.
보스(110, 210)의 바디부 외주면에 산화 처리를 통해 표면의 나노 사이즈의 기공을 형성시킴으로써 후술되는 제 1 라이너(120, 120)와 더 높은 접착력을 가지도록 할 수 있다. 산화막 표면을 형성시키는 단계(S205)는 표면 처리액에 전류를 인가하고 보스(110, 210)를 표면 처리액에 넣는 산화 표면 처리 방식을 통해 수행될 수 있다. 이때, 산화 표면 처리는 산화막이 수십나노에서 수십마이크론 수준의 두께를 가지고, 기공은 수나노에서 수십나노 수준으로 형성되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러나 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. 관형의 헤드부, 상기 헤드부를 연장하면서 상기 헤드부의 일측에 연결되고 상기 헤드부에 비해 반경 방향으로 돌출된 돌출부를 가지는 관형의 바디부를 구비하는 금속 재질의 보스;
    상기 바디부의 외면 중 적어도 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 헤드부 사이의 영역을 덮으며 배치되는 수지 재질의 제 1 라이너; 및
    유체가 저장될 수 있는 내부 공간을 제공하고, 상기 보스를 통해 상기 내부 공간이 외부와 연통될 수 있도록 내면이 상기 제 1 라이너와 접하여 결합되는 수지 재질의 제 2 라이너;를 포함하는 고압 저장 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스는 상기 헤드부와 상기 바디부의 경계에서 상기 헤드부가 상기 바디부에 비하여 반경 방향 외측으로 돌출된 제 1 단턱부를 가지는 고압 저장 용기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌출부의 돌출 단부는 상기 제 1 단턱부에 비하여 반경 방향으로 더 돌출되는 고압 저장 용기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너는 상기 바디부의 외면을 전체적으로 덮으며 배치되는 고압 저장 용기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너는 상기 바디부의 일측 단부에서 상기 헤드부를 향한 방향을 따라 소정 위치까지 상기 보스의 내주면을 추가적으로 덮으며 배치되는 고압 저장 용기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보스는 상기 제 1 라이너가 배치되지 않는 구간의 내경이 상기 제 1 라이너가 배치되는 구간의 내경보다 작아지며 상기 내주면에 형성된 제 2 단턱부를 가지는 고압 저장 용기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 바디부는 상기 돌출 단부를 기준으로 상기 돌출부의 일측과 타측을 관통하는 관통홀을 더 포함하고,
    상기 제 1 라이너는 상기 관통홀의 내주면도 덮으며 배치되며,
    상기 제 2 라이너는 상기 관통홀의 적어도 일부분을 채우며 상기 제 1 라이너와 접하여 결합되는 고압 저장 용기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너는 외면에 외측으로 돌출된 라이너 돌출부를 가지고, 상기 라이너 돌출부는 상기 제 2 라이너의 내면에 함입되어 배치되는 고압 저장 용기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 라이너 돌출부는 링형으로 상기 제 1 라이너의 외면을 둘러싸며 배치되는 고압 저장 용기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 라이너 돌출부는 상기 바디부의 외면 중 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 헤드부 사이의 영역에 적어도 2개 이상 배치되는 고압 저장 용기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너는 상기 바디부의 외면 중 상기 돌출부의 돌출 단부와 상기 돌출 단부의 일측 영역도 덮으며 배치되는 고압 저장 용기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보스는 상기 헤드부와 상기 바디부의 경계에서 상기 헤드부가 상기 바디부에 비하여 반경 방향 외측으로 돌출된 제 1 단턱부와, 상기 바디부의 일측 단부에 반경 방향 외측 부분에 비하여 반경 방향 내측에서 상기 보스의 길이 방향 일측으로 돌출된 제 2 단턱부를 가지는 고압 저장 용기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 단턱부는 상기 제 1 라이너에 의해 덮히지 않고 상기 보스의 길이 방향 일측으로 돌출된 부분을 가지고,
    상기 제 2 단턱부와 상기 제 1 라이너 사이의 경계를 밀봉하며 상기 제 2 단턱부에 결합되는 링형의 밀봉 부재; 및
    상기 밀봉 부재를 상기 보스의 길이 방향 타측으로 가압하며 상기 제 2 단턱부에 결합되는 보강 링;을 더 포함하는 고압 저장 용기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보스는 나노 기공이 형성된 산화막 표면을 가지는 고압 저장 용기.
  15. 금속 재질의 보스에 수지 재질의 제 1 라이너를 사출하는 단계; 및
    유체가 저장될 수 있으며 상기 보스를 통해 외부와 연통되는 내부 공간을 제공하는 수지 재질의 제 2 라이너를 상기 제 1 라이너와 접하도록 성형하는 단계;를 포함하는 고압 저장 용기 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 라이너의 외면에 쉘을 형성하는 단계;를 더 포함하는 고압 저장 용기 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 라이너를 상기 제 1 라이너와 접하도록 성형하는 단계에서, 상기 제 2 라이너는 블로우 몰딩 공법으로 성형되는 고압 저장 용기 제조 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너를 사출하는 단계 이전에,
    상기 보스의 표면에 나노 기공을 가지는 산화막 표면을 형성시키는 단계를 더 포함하는 고압 저장 용기 제조 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10332082A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Mitsubishi Chem Corp 耐圧容器
KR200315902Y1 (ko) * 2003-02-17 2003-06-12 주식회사 케이시알 복합재료 고압용기용 날개형 금속성 노즐보스
KR101487757B1 (ko) * 2013-04-26 2015-01-29 주식회사 대연 고압용기 및 그 제조방법
CN208237467U (zh) * 2018-05-07 2018-12-14 安徽绿动能源有限公司 纤维全缠绕式复合气瓶的塑料内胆的瓶口结构
KR20190041457A (ko) * 2016-06-28 2019-04-22 파버 인더스트리 에스.피.에이. 압력 수용기

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102493982B1 (ko) 2016-09-29 2023-01-30 코오롱인더스트리 주식회사 수소 탱크 라이너용 고분자 필름

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10332082A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Mitsubishi Chem Corp 耐圧容器
KR200315902Y1 (ko) * 2003-02-17 2003-06-12 주식회사 케이시알 복합재료 고압용기용 날개형 금속성 노즐보스
KR101487757B1 (ko) * 2013-04-26 2015-01-29 주식회사 대연 고압용기 및 그 제조방법
KR20190041457A (ko) * 2016-06-28 2019-04-22 파버 인더스트리 에스.피.에이. 압력 수용기
CN208237467U (zh) * 2018-05-07 2018-12-14 安徽绿动能源有限公司 纤维全缠绕式复合气瓶的塑料内胆的瓶口结构

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