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KR20200008555A - 폴캡 강화 압력용기 - Google Patents

폴캡 강화 압력용기 Download PDF

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KR20200008555A
KR20200008555A KR1020197033489A KR20197033489A KR20200008555A KR 20200008555 A KR20200008555 A KR 20200008555A KR 1020197033489 A KR1020197033489 A KR 1020197033489A KR 20197033489 A KR20197033489 A KR 20197033489A KR 20200008555 A KR20200008555 A KR 20200008555A
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pressure vessel
composite material
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KR1020197033489A
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미카엘 소넨
프랭크 오트렘바
토마스 바우머
크리스티안 미덴도르프
헤인즈-윌리 비켄도르프
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엔피록스 비브이
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Abstract

본 발명은 섬유 강화 폴캡(12)을 갖는 섬유 강화 압력 용기(1) 및 이들 폴캡 (12)을 갖는 상응하는 압력 용기(1)를 제조하는 방법(100)에 관한 것이다. 여기서 상기 방법은 권선 공정을 사용하여 적어도 하나의 단부(110)에서 폴캡의 형상을 갖는 제공된 권취체(100) 상에 섬유 복합 재료(FVM)를 적용하는 단계(220); 치수 안정화를 위해 섬유 복합 재료(FVM)를 중간 경화시키는 단계(230); 그러나, 상기 섬유 복합 재료(FVM)는 후속 가교를 위해 여전히 화학적으로 활성 상태로 남아 있고; 권취체로부터 분리되고(250) 압력 용기(1)의 라이너 밑깔개 상에 배치되는(260) 폴캡 강화층(32)을 제조하기 위한 섬유 복합 재료를 절단하는 단계(240), 이어서 폴캡 강화층(32)은 압력 용기 강화층(3)을 제조하기 위해 압력 용기의 섬유 복합 재료와 가교 결합된다.

Description

폴캡 강화 압력용기
본 발명은 섬유 강화 폴캡을 갖는 섬유 강화 압력 용기 및 이들 폴캡을 갖는 상응하는 압력 용기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
섬유 복합 재료로 만들어진 섬유 강화 압력 용기 시장은 지속적으로 성장하고 있다. 천연 가스 및 프랙킹 가스의 생산 증가는 특히 적절한 파이프 라인 시스템이 없는 국가에서는 가스를 압력 용기에 저장해야 하고, 또한, 연료 전지 차량의 개발에 크게 관여하는 자동차 산업은 연료가 고압의 기체 수소 형태로 압력 용기에 저장되어야 하며, 압력 용기의 운송과 관련하여 무거운 압력 용기를 운반하는 것은 불필요하게 많은 양의 에너지 소비와 관련되어 너무 높은 운송 비용을 야기하기 때문에 경량 용기이어야 하는 것이 바람직하다.
현재 사용되는 압력 용기는 중앙부를 폐쇄하기 위해 폴캡이 제공되는 양면에 원통형 중앙부를 갖고; 이러한 압력 용기는 예를 들면, 섬유 권취 방법을 사용하여 제조된다. 거기에서 라이너(압력 용기를 위한 내부 용기)가 사용되는데, 한편으로는 권취 코어로서 작용하는 반면에 용기의 견고성을 보장한다. 압력 용기를 제조하기 위해 이 라이너는 섬유 복합 재료로 오버 랩핑되어 섬유를 강화하는 결과 압력 용기가 안정성을 얻도록 보장한다. 타입 3 압력 용기에 사용되는 라이너는 금속, 예컨대 알루미늄 또는 강철로 제조되고, 타입 4 압력 용기를 위한 라이너는 플라스틱으로 제조된다. 거기에서 외부 층은 원주 층과 방사상 및 축 방향 모두에서 압력 강도를 제공하기 위해 소위 나선형 층 모두를 포함한다. 원주층 내의 섬유는 접선 섬유 방향을 가지며, 압력 용기의 원통형 부분에서 원주 방향으로 압력 강도를 제공하고, 나선형 층은 중앙 부분에서 압력 용기의 축 방향 압력 강도를 제공 할뿐만 아니라 이 영역에서 내부 압력을 흡수하기 위해 폴캡을 둘러싼다.
거기에서 압력 용기의 폴캡을 강화하기 위해 나선형 층에 의해 섬유를 권취하는 것은 원통형 중앙부를 축 방향으로 보강하는데 필요한 것보다 많은 섬유 재료를 필요로 한다. 그러나 연속 권취 공정은 나선형 층들을 폴캡들 및 중앙 부분 위에 연속적으로 배치하는 것을 포함하며, 이에 의해 중앙 부분에 많은 섬유 재료가 사용되어야 한다.
대안으로, 폴캡은 또한 완전한 압력 용기를 얇은 층 두께의 나선형 층으로 후속적으로 랩핑하는데 사용되는 사전 함침된 섬유 섹션(소위 프리프 레그)을 배치함으로써 강화될 수 있다. 그러나, 이 프로세스는 비용 및 시간면에서 복잡하므로 불리하다.
그러므로 압력 용기 및 압력 용기의 폴캡이 가능한 한 적은 양의 섬유 복합 재료를 사용하여 비용 효과적이고 시간에 유리하게 효과적으로 강화될 수 있는 압력 용기 및 그에 상응하는 제조 방법을 갖는 것이 바람직할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 적은 양의 가능한 섬유 복합재료를 사용하여 압력 용기의 폴캡이 비용 효율적이고 시간에 유리하게 강화될 수 있는 압력 용기 및 상기 압력 용기를 제조하는 상응하는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 원통형 중앙부 및 양 측면에서 상기 중앙부를 폐쇄하는 폴캡을 갖는 강화된 압력 용기를 제조하는 방법에 의해 달성되며, 라이너 밑받침 및 라이너 밑밭침 상에 압력 용기 보강층으로서 적용된 섬유 복합 재료를 포함한다.
상기 방법은: 상기 폴캡의 라이너 밑깔개(underlay)의 형상 및 원통형 중앙부 층에 대응하는 적어도 하나의 돔형 단부를 포함하는 제 1 권취체를 제공하는 단계;
권취 공정을 사용하여 섬유 복합 재료를 적어도 제 1 권취체의 단부 및 중앙 부 층 상에 적용하는 단계;
권취된 섬유 복합 재료의 형상을 안정화시키기 위해 적합한 중간 경화 공정을 사용하는 단계;
폴캡 강화층을 생성하기 위한 적절한 절단 공정을 사용하여 예컨대 말단에서 중앙부 층으로의 전이에서 적어도 섬유 복합 재료를 말단 및 중앙 부분 층 사이에서 절단하는 단계;
선택적으로, 이후의 오버래핑을 위한 접촉면을 확대하기 위해 절단 영역의 에지 영역을 가공하고, 이후의 압력 용기를 제조하는 동안 폴캡 보강재와 이후의 오버 랩핑 사이의 응력에 따른 하중 전달을 위한 접촉면의 대응 성형을 수행하는 단계;
제 1 권취체로부터 폴캡 강화층을 분리하고, 분리된 폴캡 강화층을 이후 압력 용기 폴캡의 각각의 라이너 밑깔개 상에 배치하는 단계;
권취 공정을 사용하여 별도로 제조된 폴캡 강화층으로 중첩된 라이너 상에 섬유 복합 재료를 도포하는 단계 및;
폴캡 강화층과 추가의 섬유 복합 재료를 가교시키는 단계를 포함한다.
일반적으로 섬유 복합 재료는 섬유 사이에 강한 결합을 생성하는 매트릭스 재료에 매립된 섬유인 2 개의 주요 성분으로 구성된다. 여기서 섬유 복합 재료는 하나의 섬유 또는 복수의 섬유로부터 권취될 수 있으며, 섬유(들)은 서로 접촉하여 서로 밀접하게 권취된다. 이는 섬유 층을 초래하고, 여기서 섬유 복합 재료는 원하는 두께를 가질 때까지 이 섬유 층에 추가 섬유 층으로 권취되고 이 두께를 갖는 상응하는 강화층을 나타낸다. 일 실시 예에서 압력 용기 강화 층은 복수의 섬유 층에서 제 1 및 추가의 섬유, 예를 들면 제 2 섬유를 포함한다. 복합재는 관련된 2 개의 개별 구성 요소 중 어느 하나가 제공할 수 있는 것보다 높은 강도와 같은 고품질의 섬유 복합재 특성을 제공하고, 섬유 방향으로의 섬유의 강화 효과는 길이 방향으로 섬유의 탄성 계수가 매트릭스 물질의 탄성 계수를 초과 할 때, 매트릭스 물질의 파단 신장률이 섬유의 파단 신장률을 초과하는 경우 및 섬유의 파단 강도가 매트릭스 물질의 파단 강도를 초과하는 경우에 달성되며, 사용될 수 있는 섬유는 임의 종류의 섬유, 예컨대 유리 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 강철 섬유, 천연 섬유 또는 합성 섬유일 수 있고, 사용되는 매트릭스 물질은 예컨대 듀로머( duromers), 엘라스토머(elastomer) 및 열가소성 물질 일 수 있다. 섬유 및 매트릭스 재료의 재료 특성은 당업자에게 공지되어 있으며, 그 결과 당업자는 특정 용도를 위한 섬유 복합 재료를 제조하기 위해 섬유 및 매트릭스 재료의 적합한 조합을 선택할 수 있고, 여기서 섬유 복합재 영역에서 개별 섬유층은 단일 섬유 또는 복수의 동일하거나 상이한 섬유를 포함 할 수 있다.
원통형 압력 용기는 중심 부분으로 지칭되는 원통형 부분을 포함하며, 이는 전형적으로 실린더 축에 수직인 원형 단면적을 갖는다. 가압 가스가 이 압력 용기에 저장 될 수 있도록 하기 위해 중앙부의 원통형 표면은 돔형 커버 표면, 즉 폴캡으로 폐쇄되고, 이러한 기하학적 고려는 내부 컨테이너, 소위 라이너 및 내부 컨테이너(라이너)를 강화하기 위해 내부 컨테이너(라이너), 소위 압력 용기 강화층 위에 감긴 외부층으로 구성된 압력 용기에 동일하게 적용되어 결과적으로 압력 용기의 안정성을 얻는다. 타입 3 압력 용기에 사용된 라이너는 금속, 예컨대 알루미늄 또는 스틸로 만들어지고, 타입 4 압력 용기에 사용된 라이너는 플라스틱으로 만들어진다. 압력 용기 강화층은 특히 플라스틱 라이너의 경우 압력 용기의 요구되는 안정성을 제공하기 위해 사용되고, 내부 용기는 압력 용기 강화층의 밑깔개( underlay)로 사용되므로 이하에서는 라이너 밑깔개(underlay)라고도 한다.
한편으로, 이러한 용기는 매우 낮은 중량을 가지며, 이는 예컨대 운송 수단에 적용하기에 중요하고, 다른 한편으로, 적합한 플라스틱은 수소 투과성이 매우 낮고 요구되는 강도는 섬유 복합 재료로 만들어진 압력 용기 강화층에 의해 제공되기 때문에 수소와 같은 가스는 저손실로 고압하에 저장 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 압력 용기는 돔형 커버 표면, 즉 폴캡, 바람직하게는 반구로부터 벗어난 형상을 갖는 내부 용기로서 라이너 밑깔개(underlay)를 포함하며, 내부 용기의 원통형 중앙부에 인접하는 에지 영역은 반구형 표면에 대해 더 큰 곡률을 갖는 반면, 폴캡의 중앙 영역은 반구형 표면에 대해 더 작은 곡률을 갖는다. 특히 적합한 이러한 폴캡은 이소텐소이드(isotensoid)의 형상을 갖는다.
폴캡 강화층으로서 섬유 복합 재료로 폴캡을 추가로 강화하기 위해 폴캡 강화층은 압력 용기 및 라이너 밑깔개(underlay)와 별도로 조립식으로 제조되고, 이러한 목적으로 사용되는 제 1권취체(그리고 중앙 부분 지지대의 반대쪽에 있는 추가 단부)는 본질적으로 권취체의 단부 만이 필수적으로부터 여기에 겹쳐지며, 권취체의 중앙부 지원은 결국 추가 오버랩을 위해 섬유 재료를 복귀시키기 위해서만 사용되기 때문에 원하는 기계적 특성 및 적은 재료 입력으로 폴캡 강화층을 제조할 수 있게 한다.
여기서, 용어 "제 1권취체"는 폴캡 강화층이 제조되는 권취체를 지칭하고, 제 2권취체는 폴캡 영역에 폴캡 강화층이 배치된 중앙부 라이너 밑깔개(underlay)를 지칭한다.
라이너 밑깔개(underlay) 상에 후속적으로 배치될 폴캡 강화층은 치수적으로 안정한 방식으로 제 1권취체로부터 그것을 분리할 수 있을 정도로만 조립식으로 만들어진다. 폴캡 강화층의 가교 능력은 중간 경화후에 유지될 수 있으며, 전체 압력 용기를 위한 최종 압력 용기 강화층을 생성하기 위해 압력 용기의 나중에 적용된 섬유 복합 재료와의 안정적인 가교를 가능하게 한다. 폴캡 강화층은 또한 제조되는 동안 구조 재료로 피복될 수 있으며, 상기 구조 재료는 이후에 적용되는 압력 용기의 섬유 복합 재료와의 양호한 결합을 허용하기 위해 중간 경화공정 후에 다시 제거된다. 이를 달성하기 위해, 중간 경화 공정은 매트릭스 물질에 적합한 온도 및 공정 지속시간으로 수행되고, 중간 경화 공정은 매트릭스 물질이 이어서 화학적으로 여전히 잔류하도록 수행될 수 있으며, 제 1권취체 상에 생성된 폴캡 강화층은 제 1권취체로부터 제거될 수 있도록 중간 경화공정 후에 절단된다. 여기서 폴캡 강화 층의 벽 두께는 기계 가공에 의해 절단면을 향하여 감소될 수 있으며, 이는 보강 영역과의 절단 영역의 더 큰 접촉 표면이 나중에 적용될 수 있게 하거나, 또는 피크 하중을 피할 수 있도록 라이너의 표면을 나중에 적절한 방식으로 감을 수 있다. 여기에서 절단은 예를 들어 쏘잉(sawing), 터닝(turning) 또는 워터젯(water jet) 절단에 의해 섬유 복합 재료를 절단하기에 적합한 임의의 절차로 달성될 수 있고, 여기서 권취될 수 있는 것은 권취체 상의 권취된 섬유 복합 재료 일 뿐이므로, 그 후에 권취체를 재사용 할 수 있다. 그러나 대안으로서 그 후에 권취체의 나머지로부터 생성된 폴캡 강화층을 후속적으로 분리하기 위해 그 위에 권취된 섬유 복합 재료를 포함하는 전체 권취체를 절단하는 것 또한 가능하다.
폴캡 강화층과 나중에 적용되는 보강층 사이의 나머지 절단 에지는 매트릭스 재료 또는 섬유 복합 재료로 채워지고 층이 생성된 공통 압력 용기 강화의 결과로 두 강화층의 매트릭스 재료의 최종 가교에 의해 제거된다. 여기서 최종 가교 공정은 매트릭스에 적합한 파라미터로 수행되고, 폴캡 강화층을 별도로 제조함으로써, 폴캡 강화층의 권취 공정 동안 폴캡 강화에 이상적인 섬유 런이 달성 될 수 있다.
폴캡 강화를 제공함으로써 나중에 적용되는 섬유 복합재 층의 나선형 층은 다른 경우에 압력 용기에 권취되어야 하는 것보다 중앙영역에서 더 얇아질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 가능한 적은 양의 섬유 복합 재료를 사용하여 압력 용기의 폴캡을 효율적이고 비용 효율적이며 시간에 유리하게 보강할 수 있는 압력 용기 제조 방법을 제공한다.
상기 방법의 일 실시예에서 섬유 복합 재료는 제 1 권취체 상에 적용되고 폴캡 강화층은 예를 들면 접선 방향으로 20도 미만의 섬유 재료의 섬유의 제 1 권취 방향을 갖는 제 1 섬유층을 포함하며, 각각의 경우 중앙 지지대의 실린더 축에 대해 20 내지 80도, 바람직하게는 65 내지 75 도 섬유의 제 2 권취 방향을 갖는 보스 및/또는 제 2 섬유층으로 내려 간다. 여기서 권취체의 실린더 축은 추후 압력 용기의 실린더 축에 대응하고, 제 1 섬유층에서의 섬유 방향은 폴캡의 중심 영역, 즉 실린더 축 주위에서 폴캡 강화층의 양호한 강화를 야기하며, 제 2 섬유층의 섬유 방향은 압력 용기의 중앙 부분에 인접한 폴캡의 가장자리 영역에서 폴캡 강화층의 양호한 강화를 야기한다. 압력 용기 내의 형태 및 압력 조건에 따라 폴캡 강화층은 예컨대 폴캡 강화층에서의 층 순서 교대로 배열될 수 있는 제 1 또는 제 2 섬유층 또는 제 1 및 제 2 섬유층의 조합으로만 구성 될 수 있다.
일 실시예에서 제 1 섬유층은 제 1 권취체의 단부 전체에 걸쳐 적용되어 폴캡의 에지 영역에서 중앙부 강화층과 잘 가교될 수 있는 폐쇄된 폴캡 강화층을 제공한다.
추가의 실시예에서 제 2 섬유층은 하나 이상의 제한된 영역에서만 제 1 권취체의 단부 위에 및 그 너머에 적용되고, 바람직하게는 상기 제한된 영역 중 적어도 하나는 상기 중앙 지지부 및 상기 중앙 지지부에 인접한 단부의 에지 구역을 커버하며, 연속 권취 절차를 위해 중앙 지지대를 덮어야 하고, 섬유 복합재 층이 절단된 후에 피복된 영역은 폴캡의 에지 영역에 배열되며, 여기서 제 2 섬유층의 섬유런은 최적 보강을 야기한다.
본 방법의 추가 실시예에서 섬유 재료를 적용하는 단계는 다음 단계를 포함한다:
- 하나 이상의 제 1 섬유층을 제 1 권취체 상에 적용하는 단계;
- 하나 이상의 제 2 섬유층을 제 1 섬유층 상에 적용하는 단계;
- 바람직하게는 선행하는 제 1 및/또는 제 2 섬유층을 하나 이상의 추가의 제 1 섬유층으로 오버 랩핑하는 단계. 이 층 순서는 중간에 있는 폴캡의 중앙 영역과 압력 용기의 중앙 부분에 인접한 가장자리 영역이 소량의 섬유 복합 재료를 사용하여 완벽하게 강화될 수 있도록 보장한다.
본 방법의 다른 실시예에서 폴캡의 라이너 밑깔개(underlay)에 대응하는 형상을 갖는 일단은 중앙 지지대의 양 측면에 배치되고, 양단을 서로 연결하는 권취체의 원통형 중앙 지지대는 실린더 축의 돔형 단부의 높이보다 작은 중앙 지지대의 실린더 축을 따른 길이를 구비하며, 폴캡 강화층을 형성하는 권취 된 섬유 복합 재료가 권취체로부터 분리하기 위해 절단된 후에 나머지 중앙 지지대 상에 소량의 섬유 복합 재료 폐기물이 있을 것이다. 바람직한 실시예에서 길이 (LW)는 높이(HP)보다 1배 작으며, 섬유 복합 재료를 적용하기 위한 권취 공정은 양단을 넘어서 수행되고, 중앙 지지대의 길이는 절단 중 절단 폭과 일치하고 압력 용기의 제조 동안 추가로 적용될 섬유 복합재 층으로의 더 나은 힘 전달을 위해 적합한 윤곽을 갖는 가능한 가공 공정 때문에 필요한 경우 낭비를 피할 수 있으며, 추가의 실시예에서 중앙 지지대의 길이는 섬유 복합 재료를 절단하는 단계가 내부에 폐기물을 생성하지 않고 2 개의 별개의 폴캡 강화층을 생성하도록 조정된다.
상기 방법의 다른 실시예에서 상기 방법은 제 1 권취체의 단부(들) 위의 중앙 지지대 위 및 그에 인접한 영역에서 섬유 복합 재료를 기계적으로 제거하는 추가 단계를 포함하고, 상기 추가 단계는 중간 경화 공정을 사용하는 단계와 적어도 섬유 복합 재료를 절단하는 단계 사이에서 수행되며, 상기 이후의 폴캡 강화층에는 제거를 받는 영역에서 실린더 축에 적어도 부분적으로 평행한 외층이 제공된다. 기계적 제거는 중앙 부분 보강층을 섬유 복합 재료로 오버 랩핑하는 단계를 위해 이후의 폴캡 강화층의 대응 영역을 이미 준비하고, 실린더 축에 평행한 제거에 의해 생성된 영역은 오버 랩핑된 섬유 복합 재료가 제자리에서 벗어날 위험 없이 오버 랩핑될 수 있으며, 제거된 영역에 감겨진 중앙부 강화층의 섬유 복합 재료의 섬유 방향은 접선 방향, 즉 압력 용기의 실린더 축에 대해 80도 이상의 섬유 각도를 갖는다. 따라서 이는 폴캡의 가장자리 영역을 위한 완벽한 강화층을 나타내고, 이러한 경우에 폴캡 강화층 자체는 압력 용기의 중앙 부분에 인접한 폴캡의 에지 영역에 제 2섬유층을 포함할 필요는 없다.
다른 실시예에서 상기 방법은 중앙 지지대 위 및 제 1 권취체의 단부(들)의 인접 영역에서 섬유 복합 재료를 기계적으로 제거하는 추가 단계를 포함하고, 상기 추가 단계는 중간 경화 공정을 사용하는 단계와 적어도 섬유 복합 재료를 절단하는 단계 사이에서 수행되며, 상기 이후의 폴캡 강화층에는 제거를 받는 영역에서 적어도 부분적으로 0도 보다 큰 각도, 예를 들면, 경사 또는 실린더 축에 수직인 외층이 제공된다.
추가의 구체예에서 상기 방법은 중심 부분에 인접한 폴캡 강화층의 영역에서 폴캡 강화 층을 오버 랩핑하는 추가 단계를 포함하며, 이는 섬유 방향에 대해 중심 부분의 실린더축에 관해 80도 이상의 섬유 방향으로 미끄럼 방지 오버 랩핑을 허용한다.
추가의 실시예에서 상기 방법은 추가의 섬유 복합 재료로 폴캡 강화층 및 중앙 부분을 오버 랩핑하는 추가 단계를 포함하고, 모든 섬유 각도는 여기에서 사용할 수 있다: 제 1 섬유층과 유사하게 폴캡 강화층의 전체 표면을 중첩시키는 작은 섬유 각도, 제 2 섬유층과 유사하게 폴캡 강화층의 전체 표면을 중첩시키지 않는 더 큰 섬유 각도 및 초과하는 원주층 중심 부분의 실린더 축에 대해 80도이며, 중심 부분 및 폴캡 강화층의 제한된 영역에 위치한다.
상기 방법의 다른 실시예에서 라이너 밑깔개(underlay)는 중앙부에서 폴캡으로의 전이에서 어깨(shoulder)를 가지며, 상기 어깨(shoulder)는 폴캡 강화 층이 위치될 스톱을 형성한 다음, 어깨(shoulder)의 스톱까지 배치된다. 따라서 폴캡 강화층은 쉽고 안정적인 방식으로 그리고 제자리에서 벗어날 위험 없이 라이너 밑깔개(underlay) 상에 배치될 수 있다.
본 발명은 또한 원통형 중앙부 및 양측에서 중앙부를 폐쇄하는 폴캡을 갖는 압력 용기에 관한 것으로, 라이너 밑깔개(underlay) 및 압력 용기 강화층으로서 라이너 밑깔개(underlay)에 적용된 섬유 복합 재료를 포함하고, 여기서 별도의 섬유 복합 재료로서 제조된 폴캡 강화층은 라이너 밑깔개(underlay) 상에 배치되고 폴캡 강화층은 압력 용기의 중앙 부분을 향한 절단 에지를 가지며, 이 때 폴캡 보강층은 폴캡 보강층과 기계적으로 접촉하여 압력 용기의 중앙 부분의 다른 섬유 복합 재료와 가교 결합되어 압력 용기 보강층을 형성한다. 절단 에지는 섬유 복합 재료가 권취체에서 절단된 절삭 에지에 대응하고, 거기에서 절단 에지는 폴캡 강화층과 중앙 부분 강화층의 우수한 가교를 달성하기 위해 압력 용기의 중앙 부분의 실린더 축에 대해 수직 또는 경사로 연장되며. 필요한 경우 강화 층들 사이의 특정 갭은 후속 적으로 절단 에지에서 완전한 가교를 보장하기 위해 매트릭스 재료로 채워질 수 있다.
일 실시예에서 폴캡 강화층은 폴캡에 대한 라이너 밑깔개(underlay)가 전체에 걸쳐 덮일 정도로 즉, 실린더에 대해 20 내지 80도, 바람직하게는 65 내지 75 도 섬유의 제 2 권취 방향을 갖는 표면, 예를 들면 20도 미만 및 예컨대 보스까지 접선으로 아래로 및/또는 제 2 섬유층 중심 부분의 축은 하나 이상의 제한된 영역에서만 폴캡에 대한 라이너 밑깔개(underlay)를 부분적으로 덮는 작은 중앙부의 실린더 축에 대해 소정 각도로 섬유의 제 1 권취 방향을 갖는 제 1 섬유층을 포함한다. 결과적으로 폴캡의 중앙 영역과 그 에지 영역 모두가 완벽하게 강화될 수 있다.
다른 실시예에서 제 2 섬유층은 적어도 폴캡의 영역에서 압력 용기의 중앙 부분에 인접하게 배열되고, 이에 의해 폴캡의 에지 영역이 완벽하게 강화된다.
추가의 실시예에서 폴캡 강화층은 폴캡의 라이너 하부층과 접촉하는 하나 이상의 제 1 섬유층 및 제 1 섬유층(들) 상의 하나 이상의 제 2 섬유층을 포함하고, 바람직한 실시예에서 선행하는 제 1 및/또는 제 2 섬유층은 하나 이상의 추가의 제 1 섬유층으로 오버 랩핑되며, 폴캡 강화층에서의 이러한 일련의 섬유층은 특히 완벽한 방식으로 폴캡을 강화시킨다.
추가의 실시예에서 라이너 밑깔개(underlay)는 중앙부에서 폴캡으로의 전이에서 어깨(shoulder)를 가지며, 이는 배치된 폴캡 강화층에 대한 정지부를 형성한다. 따라서 폴캡 강화층은 안정된 방식으로 배치되고 라이너 밑깔개(underlay) 상에 배치될 위험이 없다.
다른 실시예에서 폴캡 강화층 및 압력 용기의 중앙 부분은 추가의 섬유 복합 재료로 오버 랩핑된다. 여기서 모든 섬유 각도가 사용될 수 있다: 제 1 섬유 층과 유사하게 폴캡 강화층의 전체 표면을 덮는 작은 섬유 각도, 제 2 섬유와 유사하게 폴캡 강화층의 전체 표면을 덮지 않는 더 큰 섬유 각도 중심 부분 및 폴캡 강화층의 제한된 영역에 배치되는 중심 부분의 실린더 축에 대해 80도를 초과하는 원주층 및 섬유층을 포함한다.
다른 실시예에서 폴캡 강화층은 중앙 부분에 인접한 영역에 외부층을 가지며, 상기 외부층은 중앙 부분의 실린더 축에 평행하게 연장된다. 결과적으로, 일 실시예에서 폴캡 강화층은 미끄럼 방지 방식으로 및 중앙 부분에 인접한 폴캡 강화 영역에서 중심 부분의 실린더 축에 대해 80도 이상의 섬유 방향으로 오버 랩핑 될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 측면은 하기 도면을 참조로 상세하게 설명된다.
본 발명은 압력 용기 및 압력 용기의 폴캡이 가능한 한 적은 양의 섬유 복합 재료를 사용하여 비용 효과적이고 시간에 유리하게 효과적으로 강화 될 수 있는 압력 용기 및 그에 상응하는 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 개별 방법 단계에 대한 본 발명에 따른 방법의 실시예의 측 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 방법으로 얻어진 폴캡 강화층의 다양한 실시예 (a) 내지 (c)의 측 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 방법에 관한 폴캡 강화층의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 압력 용기의 실시예의 측 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 압력 용기의 다른 실시예의 측 단면도로서, 중앙부에 인접한 영역에 오버 랩핑된 폴캡 강화층을 도시한 도면,
도 6은 폴캡 강화캡을 위한 정지부로서 어깨(shoulder)를 갖는 본 발명에 따른 압력 용기의 다른 실시예의 측 단면도,
도 7은 예컨대 도 4에 따른 강화된 압력 용기를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예를 도시한 도면이다.
도 1은 개별 방법 단계에 대한 본 발명에 따른 방법의 실시예의 측 단면도이다. 도시된 예에서 제공된 제 1 권취체(100)는 양측 단부(110)에 의해 둘러싸인 원통형 중앙부 지지부(120)를 포함하고, 상기 단부(110)는 폴캡(12)의 라이너 밑깔개(2; underlay)의 형상을 구비하며, 두 단부(110)를 서로 연결하는 원통형 중앙 지지대(120)는 중앙 지지대의 실린더 축(ZA)을 따라 돔형 단부(110)의 높이(HP)보다 분명히 작은 길이(LW)를 갖는다. 그러나 명확성을 위해 길이(LW)는 도시된 예에서 높이(HP)보다 1 배 작은 것으로 도시되지 않았다. 여기서 중앙 지지대(120)에 인접한 단부(110)의 영역은 가장자리 영역(110r)으로 표시된다. 섬유 복합 재료(FVM)를 적용(220)하기 위한 권취 공정은 제 1 권취체(100)의 두 단부(110)를 넘어서 수행되고, 중간 경화 공정(도시된 예에 도시되지 않음)의 수단에 의해 치수가 안정화 되고 권취된 섬유 복합 재료(FVM)로 구성된 층[폴캡 강화층(32)]은 도시된 예에서 적절한 절단 방법을 사용하여 폴캡 강화층(32)을 제조하기 위해 절단단계(240) 동안 절단면(130)을 따라 중앙 지지대(120)를 통해 단부(110) 사이의 전이에서 절단된다(240). 이어서 2 개의 폴캡 중앙 강화층(31)을 제 1 권취체(100)로부터 폴캡 강화층 분리(250)함으로써 2 개의 별도의 폴캡 강화층(32)이 얻어지고, 상기 별도의 폴캡 강화층(32)은 라이너 밑깔개(2) 상에 배치되도록 준비된다. 제 1 권취체(100)의 형상으로 인해 섬유 복합 재료의 섬유는 연속 공정에서 최적의 섬유 방향으로 단부(110) 위에 권취될 수 있고, 이에 의해 작은 층 두께를 가지므로 폴캡 강화층(32)의 높은 안정성 및 강도가 얻어 질 수 있어 소량의 섬유 복합 재료(FVM)만을 소비하며, 중앙 지지대(120)의 길이가 짧기 때문에 절단 후에 섬유 복합 재료의 낭비가 거의 없거나 단지 없어서 폴캡(12)의 양호한 강화를 위해 사용될 재료의 양을 상당히 감소시킨다.
도 2는 본 발명에 따른 방법으로 얻어진 폴캡 강화층(32)의 다양한 실시예 (a) 내지 (c)의 측 단면도이다. 실시예 (a)에 따르면, 폴캡 강화층(32)은 섬유 재료(FVM)의 섬유의 제 1 권취 방향을 갖는 너무 작아서 제 1 권취체(100)의 단부 (110) 전체에 걸쳐 적용된 중앙 지지대(120)의 실린더 축(ZA)에 대한 각도로 제 1 섬유층(321)에 의해 형성된다. 실시예 (b)에 따르면, 중앙 지지대(120)의 실린더 축(ZA)에 대해 20 내지 80도 사이, 바람직하게는 65 내지 75도 사이의 섬유의 제 2 권취 방향을 갖는 제 2 섬유층(322)이 (a)에 이어서 제 1 섬유층(321) 상에 도포되었다. 도시된 예에서 이들 제 2 섬유층(322)은 3 개의 상이한 제한된 영역(32b)에서만 제 1 섬유층(321) 상에 적용된다. 예시된 예에서 구체적인 영역은 단지 예시의 목적으로 도시되어 있다. 여기서 권취 공정 동안 제한된 영역(32b) 중 적어도 하나가 단부(110)의 가장자리 영역(110r)을 덮는 것이 유리하다. 실시예 (c)에 따르면, 섬유층(321, 322)은 (b)에 이어서 추가의 제 1 섬유층(321)으로 추가로 오버 랩핑된다. 이러한 섬유층(321, 322, 321) 패키지는 특히 견고한 폴캡 강화층(32)을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 관한 폴캡 강화층(32)의 다른 실시예를 도시한 것으로, 여기서 섬유 복합 재료(FVM)는 중앙 지지대(120) 위의 제 1 권취체(100)의 단부(110) 위의 제한된 영역(32b)에서 기계적으로 제거된다(235). 제거는 예를 들면 분쇄에 의해 수행될 수 있다. 재료가 정확하게 제거될 수 있도록 하기 위해 이 단계는 중간 경화 공정(230)이 치수 안정성이 높은 섬유 복합 재료(FVM) 상에서 수행된 후에만 수행된다. 이에 의해 뒤의 폴캡 강화층(32)에는 도시된 예에서 제거가 수행된 폴캡 강화층의 제한된 영역(32b)에서 실린더 축(ZA)에 평행하게 연장되는 외부층(32a)이 제공된다.
도 4는 라이너 밑깔개(2) 및 압력 용기 강화층(3)으로서 라이너 밑깔개(2) 상에 채용된 섬유 복합재(FVM)를 포함하는 원통형 중앙부(11) 및 원통형 중앙부(11)를 양측에서 폐쇄하는 폴캡(12)을 갖는 본 발명에 따른 압력 용기(1)의 실시예의 측 단면도이다. 여기서 별도의 섬유 복합 재료(FVM)로서 생성된 폴캡 강화층(32)은 라이너 밑깔개(2) 상에 적용되고, 폴캡 강화층(32)은 압력 용기(2)의 원통형 중앙부(11)를 향하는 절단 모서리(15)를 가지며, 절단 모서리(15)에서 폴캡 강화층(32)은 압력 용기(1)의 원통형 중앙부(11)의 다른 섬유 복합 재료(FVM)와 가교되어 폴캡 강화층(32)과 기계적으로 접촉하여 압력 용기 강화층(3)을 형성한다. 폴캡 중 하나는 압력 용기를 충전 가스로 채우고 충전 가스를 차단하기 위한 밸브(13)를 추가로 갖는다.
거기에서 폴캡 강화층(32)은 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 대한 섬유의 제 1 권취 방향을 갖는 제 1 섬유층(321)을 포함하여 폴캡(12)에 대한 라이너 밑깔개(2)가 전체 표면에 걸쳐 덮일 수 있고, 섬유의 제 2 권취 방향이 20 내지 80도 사이, 바람직하게는 65 내지 75도인 표면 및/또는 제 2 섬유층(322)은 하나 이상의 제한된 영역(32b; 도시된 예에 상세하게 도시되지 않음)에만 있는 폴캡(12)에 대한 라이너 밑깔개(2)를 부분적으로 덮는다. 여기서 제 2 섬유층(322)은 적어도 폴캡 (12)의 영역(32b)에서 압력 용기(1)의 원통형 중앙부(11)에 인접하게 배열될 수 있다. 거기서 폴캡 강화층(32)은 도 2에 도시된 바와 같이 일련의 섬유 층을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 압력 용기(1)의 다른 실시예의 측 단면도로서, 원통형 중앙부(11)에 인접한 제한된 영역(32b)에 겹쳐진 폴캡 강화층(32)을 도시한다. 여기서, 폴캡 강화층(32)은 원통형 중앙부(11)에 인접한 제한된 영역(32b)에 외부층(32a)을 가지며, 상기 외부 층(32a)은 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 평행하게 연장된다. 이 평행 영역은 도 3에 기술된 바와 같이 제조되었다. 도시된 예에서 이들 영역(32b)의 압력 용기 강화층(3)에는 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 대해 섬유 방향이 80도를 초과하는 미끄럼 방지 오버랩(31b)이 제공되어 중앙부 강화층(31)과 폴캡 강화층 사이의 연결은 중앙부 강화층(31)의 가장자리 영역에 대한 추가 보강을 나타낸다.
도 6은 폴캡 강화층(32)의 정지부로서 어깨(14; shoulder)를 갖는 본 발명에 따른 압력 용기(1)의 다른 실시예의 측 단면도이다. 여기서, 라이너 밑깔개(2)는 원통형 중앙부(11)로부터 폴캡(12)으로의 전이시에 이 어깨(shoulder)를 갖는다. 그 안의 폴캡 강화층(32)은 어깨(14)에서 정지부까지에 배치된다(260). 폴캡 강화층(32)과의 양호한 가교를 보장하기 위해 폴캡 강화층(32)의 어깨(14)와 절단면 (32c)은 서로 평행하게 진행되어야 한다.
도 7은 본 발명에 따른 강화된 압력 용기(1)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법(200)의 실시예를 도시하며, 여기에는 제 1 권취체(100)를 제공하는 단계(210)와 권취 공정을 사용하여 적어도 제 1 권취체(100)의 단부(110) 및 중앙 부분 상에 섬유 복합 재료(FVM)를 적용하는 단계(220)를 포함한다.
이를 달성하기 위해, 권취체(100)는 원통형 중앙 지지대(120)를 통해 서로 연결된 중앙 지지대의 양 측면 각각에 폴캡(12)의 라이너 밑깔개(2)에 대응하는 형상을 갖는 단부(110)를 포함 할 수 있고, 상기 중앙 지지대(120)는 실린더 축(ZA)을 따라 돔형 단부(110)의 높이(HP)보다 작은 중앙 지지대(120)의 실린더 축(ZA)을 따라 길이(LW)를 갖는다. 바람직하게는 길이(LW)는 높이(HP)보다 1 배 작으며, 섬유 복합 재료(FVM)를 적용하기 위한 권취 공정(220)은 양단(110)을 넘어서 수행된다. 여기서 적용 단계(220)는 보스의 접선 방향으로 상기 제 1 권취체(100) 상의 중앙 지지대(120)의 원통형 축(ZA)에 대해 20도 미만의 섬유 재료(FVM)의 섬유의 제 1 권취 방향으로 하나 이상의 제 1 섬유층(321)을 적용하는 단계(222)와, 중앙 지지대(120)의 실린더 축(ZA)에 대해 20 내지 80도, 바람직하게는 65 내지 75도의 섬유의 제 2 권취 방향을 갖는 하나 이상의 제 2 섬유층(322)을 제 1 섬유층(321) 상에 적용하는 단계(224) 및, 이전의 제 1 및/또는 제 2 섬유층(321, 322)을 하나 이상의 추가의 제 1 섬유층(321)으로 오버 랩핑하는 단계(225)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 섬유층은 권취체(100)의 단부 전체에 적용될 수 있고, 제 2 섬유층(322)은 하나 이상의 제한된 영역(32b)에서만 제 1 권취체 (100)의 단부(110) 위에 적용될 수 있다. 여기서 제한된 영역(32b) 중 적어도 하나는 중앙 지지대(120) 및 중앙 지지대(120)에 인접한 단부(110)의 가장자리 영역(110r)을 덮을 수 있다. 섬유 복합재 층이 권취된 후, 적합한 중간 경화 공정 (230)이 권취된 섬유 복합재(FVM)의 치수를 안정화시키기 위해 사용되지만, 이후에 다른 섬유 복합재(31)와의 가교를 위해 여전히 화학적으로 활성이다.
이어서, 섬유 복합 재료(FVM)는 폴캡 강화층(32)을 생성하기 위한 적절한 절단 프로세스를 사용하여 적어도 단부(110)와 중앙 지지대(120) 사이의 천이에서 절단된다(240). 여기서 섬유 복합재료 절단(240)이 2 개의 별개의 폴캡 강화층(32)을 생성하도록 중앙 지지대(120)의 길이(LW)를 조정할 수 있다. 방법의 실시예에 따라 제 1 권취체(100)의 단부(110) 위의 중앙 지지대(120) 위 및 그에 제한된 영역 (32b)에서 섬유 복합 재료(FVM)를 기계적으로 제거하는 추가 단계는 여전히 사전에 수행 될 수 있다. 이에 의해 뒤의 폴캡 강화층(32)은 제한된 영역(32b)에서 실린더 축(ZA)에 대해 적어도 부분적으로 평행, 경사 또는 수직으로 연장되는 외층을 구비한다. 절단 단계 다음에 제 1 권취체(100)로부터 폴캡 강화층(31)을 분리 (250)하고 분리된 폴캡 강화층(32)을 압력 용기(1)의 폴캡(12)의 각각의 라이너 밑깔개(2) 상에 배치(260)하는 단계가 이어진다. 라이너 밑깔개(2)가 원통형 중앙부(11)로부터 폴캡(12)으로 전이할 때 어깨(14)를 갖는 경우, 상기 어깨(14)는 폴캡 강화층 (32)이 배치되는 정지부를 형성하며, 배치하는 단계(260)는 어깨(14)의 정지부에서 간단하게 수행 될 수 있다. 이어서 중앙부 강화층(31)으로서 폴캡 강화층(32)과 추가의 섬유 복합 재료(FVM)를 가교시키는 단계(270)가 수행된다. 가교 단계(270) 이전 또는 이후에 원통형 중앙부(11)에 인접한 폴캡 강화층(32)의 제한된 영역(32b)에서 중앙부 강화층(31)을 오버 랩핑하는 추가 단계(280)가 수행 될 수 있으며, 이는 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 대해 80도 이상의 섬유 방향으로 미끄럼 방지 오버 랩핑 (280)을 허용한다.
도시된 예에 도시된 실시예는 단지 본 발명의 예를 나타내므로 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자가 고려한 대안적인 실시예도 마찬가지로 본 발명의 보호 범위에 포함된다.
1: 압력 용기 11: 압력 용기의 원통형 중앙부
12: 압력 용기의 돔형 폴캡 13: 밸브
14: 중앙부에서 폴캡으로 전환할 때의 어깨
15: 중앙 부분을 향한 폴캡 강화층의 절단 모서리
2: 압력 용기의 라이너 밑깔개 3: 압력 용기 강화층
31: 중앙 강화층
31b: 폴캡 강화층의 미끄럼 방지 오버랩
32: 폴캡 강화층 32a: 폴캡 강화층의 외부층
32b: 폴캡 강화층의 제한된 영역 32c: 폴캡 강화층의 절단면
321: 제 1 섬유층 322: 제 2 섬유층
100: 폴캡 강화층용 제 1 권치체 110: 권취체의 양측 단부
110r: 단부의 가장자리 영역
120: 권취체의 원통형 중앙 지지대 130: 절단 단계 동안의 절단면
200: 강화 압력 용기의 제조방법 210: 제 1 권취체 제공
220 권취 공정을 사용하여 섬유 복합 재료를 제 1 권취체 상에 적용
222: 제 1 권취체에 제 1 섬유층 적용
224: 제 1 섬유층 상에 제 2 섬유층 적용
226: 제 1/제 2 섬유층을 추가의 제 1 섬유층으로 오버랩핑
230: 권취된 섬유 복합재료의 치수안정화를 위해 적절한 중간 경화공정
235: 중앙부 위와 주변의 섬유 복합 재료를 기계적으로 제거
240: 폴캡 보강층을 제조하기 위한 섬유 복합 재료 절단
250: 제 1 권취체에서 폴캡 강화층 분리
260: 분리된 폴캡 강화층을 압력 용기의 각각의 라이너 밑깔개에 배치
270 폴캡 강화층과 추가 섬유 복합 재료(FVM)의 가교
280: 추가 섬유 복합 재료를 사용하여 영역(32b)의 압력 용기 강화층의 미끄럼 방지 오버랩
추가 섬유 복합 재료로 압력 용기 보강층 및 압력 용기의 원통형 중앙 부분을 오버랩핑
FVM: 압력 용기 강화층의 섬유 복합 재료
HP: 실린더 축을 따라 돔형 단부의 높이
LW: 권취체의 중앙부 지지대의 길이
ZA: 압력 용기의 원통형 중앙부와 권취체의 중앙 지지대의 실린더 축

Claims (15)

  1. - 상기 폴캡(12)의 라이너 밑깔개(2)의 형상 및 인접하는 원통형 중앙 지지대 (120)에 대응하는 적어도 하나의 돔형 단부(110)를 포함하는 제 1 권취체(100)를 제공하는 단계(210)와;
    - 권취 공정을 사용하여 섬유 복합 재료(FVM)를 적어도 제 1 권취체(100)의 단부(110) 및 중앙 지지대(120) 상에 적용하는 단계(220)와;
    - 권취된 섬유 복합 재료(FVM)를 치수 안정화하기 위해 적합한 중간 경화 공정을 사용하는 단계(230)와;
    - 폴캡 강화층(32)을 생성하기 위한 적절한 절단 프로세스를 사용하여 적어도 단부(110)와 중앙 지지대(120) 사이에서 적어도 섬유 복합 재료(FVM)를 절단하는 단계(240)와;
    - 제 1 권취체(100)로부터 폴캡 강화층(32)을 분리하고(250), 분리된 폴캡 강화층(32)을 압력 용기(1)의 폴캡(12)의 각각의 라이너 밑깔개(2) 상에 배치하는 단계(260)와;
    - 권취 공정을 사용하여 별도로 제조된 폴캡 강화층(32)으로 중첩된 라이너 밑깔개(2) 상에 섬유 복합 재료(FVM)를 적용하는 단계 및;
    - 폴캡 강화층(32)과 추가의 섬유 복합 재료(FVM)를 가교 결합시키는 단계를 포함하는 방법으로, 라이너 밑깔개(2) 및 압력 용기 강화층(3)으로서 라이너 밑깔개(2) 상에 적용되는 섬유 복합 재료(FVM)를 포함하는 원통형 중앙부(11) 및 상기 중앙부(11)를 양측에서 폐쇄하는 폴캡(12)을 갖는 강화된 압력 용기(1)를 제조하는 방법(200).
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 권취체(100) 상에 섬유 복합 재료(FVM)를 적용하는 단계(220)는 폴캡 강화층(32)이 20도 미만의 섬유 재료(FVM)의 섬유의 제 1 권취 방향을 갖는 제 1 섬유층(321) 및/또는 각각의 경우 중앙 지지대(120)의 실린더 축 (ZA)에 대해 20 내지 80도, 바람직하게는 65 내지 75 도의 섬유의 제 2 권취 방향을 갖는 제 2 섬유층(322)을 포함하도록 수행되는 방법(200).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 섬유층(321)은 상기 제 1 권취체(100)의 단부 (110) 전체에 걸쳐 적용되며, 바람직하게는 상기 제한된 영역(32b) 중 적어도 하나는 중앙 지지대(120) 및 중앙 지지대(120)에 인접한 단부(110)의 가장자리 영역(110r)을 커버하는 방법(200).
  4. 제 2 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 섬유 재료(FVM)를 적용하는 단계(220)는 하나 이상의 제 1 섬유층(321)을 제 1 권취체(100) 상에 적용하는 단계(222)와;
    하나 이상의 제 2 섬유층(322)을 제 1 권취체(321) 상에 적용하는 단계(224)와;
    바람직하게는 선행하는 제 1 및/또는 제 2 섬유층(321, 322)을 하나 이상의 추가의 제 1 및/또는 제 2 섬유층(321)으로 오버 랩핑하는 단계(225)를 포함하는 방법(200).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴캡(12)의 밑깔개(2)에 대응하는 형상을 갖는 단부(110) 중 하나는 중앙 지지대(120) 및 원통형 중앙 지지대(120)의 양측에 각각 배치되어 두 단부(110)를 서로 연결하는 것은 실린더 축(ZA)을 따라 돔형 단부(110)의 높이(HP)보다 작은 길이(LW)를 가지며, 섬유 복합 재료(FVM)를 적용하기 위한 권취 공정(220)은 양단(110)을 넘어서 수행되며, 바람직하게는 중앙 지지대(120)의 길이(LW)는 섬유 복합 재료(FVM)를 절단하는 단계 (240)가 2 개의 별개의 폴캡 강화층(32)을 생성하도록 조정된 방법(200).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 권취체(100)의 단부(1, 10)에 걸쳐서 상기 추가 단계는 중간 경화 공정(230)을 사용하는 단계들과 적어도 섬유 복합 재료를 절단하는 단계(240) 사이에서 수행되고, 상기 뒤의 폴캡 강화층(32)에는 제한된 영역(32b)에서 실린더 축(ZA)과 적어도 부분적으로 평행한 외층(32a)이 제공되며, 바람직하게는 라이너 밑깔개(2)는 원통형 중앙부(11)에서 폴캡(12)으로의 전이시에 어깨(14)를 가지며, 상기 어깨(14)는 폴캡 강화층(32)에 대한 정지부를 형성하고, 상기 배치 단계(260)는 어깨(14)에서 정지부로 수행되거나, 또는 중앙 지지대(120) 위의 섬유 복합 재료(FVM)를 기계적으로 제거하는 단계(235) 및 제 1 권취체(100)의 단부(110) 위의 제한된 영역(32b)에서 상기 추가 단계는 중간 경화 공정을 사용하는 단계(230)와 적어도 절단 단계(240) 사이에서 수행되며, 중앙 지지대(120) 위와 그에 제한된 영역(32b)에서 섬유 복합 재료(FVM)를 기계적으로 제거하는 단계(235)를 추가로 포함하는 방법(200).
  7. 제 6 항에 있어서, 실린더 축 (ZA)에 대해 섬유 방향이 80도를 초과하는 미끄럼 방지 오버 랩핑 (280)을 허용하는 상기 원통형 중앙부(11)에 인접한 상기 폴캡 강화층(32)의 제한된 영역(32b)에서 상기 폴캡 강화층(32)을 오버 랩핑하는 단계(280)를 더 포함하는 방법(200).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 폴캡 강화층(32) 및 상기 원통형 중앙부(11)를 추가의 섬유 복합 재료(FVM)로 오버 랩핑하는 단계(290)를 더 포함하는 방법(200).
  9. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 권취체(100)로부터 폴캡 강화층(32)을 분리하는 단계(250) 전에, 절단 영역의 에지 영역은 나중에 오버 랩핑을 위한 접촉면을 확대하고 그에 상응하는 성형을 위해 기계 가공되고, 이후 압력 용기를 생산하는 동안 폴캡 보강재와 이후의 오버 랩핑 사이의 응력에 따른 하중 전달을 위한 접촉면을 성형하며, 상기 단부(110)와 상기 중앙 지지대(120) 사이에서 적어도 섬유 복합 재료(FVM)를 절단하는 단계(240)에 후속하는 방법(200).
  10. 라이너 밑깔개(2) 및 섬유 복합 재료(FVM)가 적용된 별도의 섬유 복합 재료(FVM)로서 생성된 폴캡 강화층(32)이 라이너 밑깔개(2) 및 폴캡 상에 배치되는 압력 용기 강화층(3)으로서의 라이너 밑깔개(2); 폴캡 강화층(32)은 압력 용기(1)의 원통형 중앙부(11)를 향한 절단 가장자리(15)를 가지며, 여기서 절단 가장자리(15)에서 폴캡 강화층(32)은 다른 섬유와 가교되고, 압력 용기(1)의 중앙 지지대(11)의 복합 재료(31, FVM)는 폴캡 강화층(32)과 기계적으로 접촉하여 압력 용기 강화층(3)을 형성하는 원통형 중앙부(11) 및 원통형 중앙부(11)를 폐쇄하는 폴캡(12)을 갖는 압력 용기(1).
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 폴캡 강화층(32)은 라이너 밑깔개(20) 미만을 덮는 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 대한 섬유의 제 1 권취 방향을 갖는 제 1 섬유층(321)을 포함하고; 전체 표면 위의 폴캡(12) 및/또는 중심 부분의 실린더 축 (ZA)에 대해 섬유의 제 2 권취 방향이 20 내지 80 도인 제 2 섬유층(322)의 경우 하나 이상의 제한된 영역(32b)에서만 폴캡(12)에 대한 라이너 밑깔개(2)를 부분적으로 덮고, 바람직하게는 제 2 섬유층(322)은 압력 용기(1)의 중앙부(11)에 인접한 폴캡(12)의 제한된 영역(32b) 적어도 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 용기(1).
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 폴캡 강화층(32)은 폴캡(12)의 라이너 밑깔개(2)와 접촉하는 하나 이상의 제 1 섬유층(321), 제 1 섬유 층상의 하나 이상의 제 2 섬유층(322)을 포함하고; 상기 제 1 및/또는 제 2 섬유층(321, 322)은 하나 이상의 추가의 제 1 섬유층(321)으로 오버 랩핑되는 것을 특징으로하는 압력 용기(1).
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라이너 언더 밑깔개(2)는 원통형 중앙부(11)로부터 폴캡(12)으로의 전이시에 어깨(14)를 가지며, 상기 어깨(14)는 배치된 폴캡 강화층(32)에 대한 정지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 용기(1).
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴캡 강화층(32) 및 원통형 중앙부(11)는 추가의 섬유 복합 재료(FVM)로 오버 랩핑되는 것을 특징으로 하는 압력 용기(1).
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴캡 강화층(32)은 원통형 중앙부(11)에 인접한 영역에 외부층(32a)을 가지며, 상기 외부층(32a)은 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 평행하게 연장되고, 또는 폴캡 강화층(32)은 원통형 중앙부(11)에 인접한 폴캡 강화층(32)의 제한된 영역(32b)에 오버 랩핑되며, 원통형 중앙부(11)의 실린더 축(ZA)에 대해 80도 이상으로 섬유 방향(FVM)이 더 많은 미끄럼 방지 오버 랩핑(31b)되는 것을 특징으로 하는 압력 용기(1).
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