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KR20210038786A - Boss for pressure vessel - Google Patents

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KR20210038786A
KR20210038786A KR1020190121048A KR20190121048A KR20210038786A KR 20210038786 A KR20210038786 A KR 20210038786A KR 1020190121048 A KR1020190121048 A KR 1020190121048A KR 20190121048 A KR20190121048 A KR 20190121048A KR 20210038786 A KR20210038786 A KR 20210038786A
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고영관
김대근
이유정
박대규
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롯데케미칼 주식회사
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Abstract

본 발명은 압력 용기용 보스에 관한 것으로서, 원통형으로 돌출된 입구의 외주면이 형성된 라이너의 내주면을 따라 삽입 고정되는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 길이방향으로 연장되어 있는 제2 영역을 구비한, 중공의 내부 금속 보스; 및 상기 라이너의 외주면에 접촉되는 제3 영역과 상기 내부 금속 보스의 제2 영역의 외주면에 내주면이 접촉되는 제4 영역을 구비한 원통형의 외부 금속 보스를 포함하는 압력 용기용 보스를 제공한다.The present invention relates to a boss for a pressure vessel, comprising a first region inserted and fixed along an inner circumferential surface of a liner in which an outer circumferential surface of an inlet protruding in a cylindrical shape is formed, and a second region extending in a longitudinal direction of the first region. , Hollow inner metal boss; And a cylindrical outer metal boss having a third area contacting the outer circumferential surface of the liner and a fourth area contacting the inner circumferential surface of the second area of the inner metal boss.

Description

압력 용기용 보스{Boss for pressure vessel}Boss for pressure vessel

본 발명은 압력 용기용 보스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업 분야 전반에 걸쳐 사용되는 복합재료 압력 용기에 기체 연료가 누출되지 않고 안정적인 상태로 저장될 수 있도록 하는 압력 용기용 보스에 관한 것이다. The present invention relates to a boss for a pressure vessel, and more particularly, to a boss for a pressure vessel that allows gaseous fuel to be stored in a stable state without leaking into a composite pressure vessel used throughout the industry.

일반적으로 천연가스 차량이나 수소 연료전지 차량에는 기체 상태의 연료를 고압으로 압축하여 저장하는 압력 용기가 설치된다. In general, a pressure vessel for compressing and storing gaseous fuel at high pressure is installed in a natural gas vehicle or a hydrogen fuel cell vehicle.

압력 용기는 경량화를 위해 플라스틱으로 이루어진 라이너(liner)와, 라이너의 외피 위에 둘러싸는 열경화성 섬유복합재와, 금속성의 보스(boss)를 포함하여 구성된다. The pressure vessel includes a liner made of plastic for weight reduction, a thermosetting fiber composite material surrounding the outer shell of the liner, and a metallic boss.

라이너의 경량화를 위한 소재는 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지와 같은 플라스틱 재질로 제작되고, 복합 재료층은 강도유지를 위해 카본섬유 또는 유리섬유가 에폭시수지와 같은 고분자수지와 혼합되어서 라이너의 표면에 감싸여지도록 결합되며, 노즐 형태의 보스는 금속재질로 제작된 레귤레이터 또는 밸브(이하, 밸브로 통일해서 기재함)와의 견고한 결합을 위해 금속성 재질로 제작된다.The material for reducing the weight of the liner is made of plastic material such as polyolefin resin and polyamide resin, and the composite material layer is made of carbon fiber or glass fiber mixed with a polymer resin such as epoxy resin to maintain strength. It is coupled so as to be enclosed, and the nozzle-shaped boss is made of a metallic material for solid coupling with a regulator or valve made of a metal material (hereinafter, referred to as a valve).

이러한 압력 용기에는 수소 등으로 이루어진 기체 연료의 출입이 가능한 입구가 형성되며, 이러한 입구에 금속성 보스를 삽입하게 되는데, 플라스틱 라이너와 금속성 보스는 이종 재질이어서 결합성에 문제가 있으며, 연료의 지속적인 충전 시 반복적인 피로 하중에 의해 내부 가스의 누출 위험이 항상 존재하게 된다. In these pressure vessels, an inlet through which gaseous fuel made of hydrogen, etc. can enter and exit is formed, and a metallic boss is inserted into this inlet.Since the plastic liner and the metallic boss are of different materials, there is a problem of bonding. There is always a risk of internal gas leakage due to the phosphorus fatigue load.

따라서, 플라스틱 라이너와 금속성 보스 사이에서 가스가 누출되지 않도록 외기류를 체결하는 보스에는 고강도의 금속 재질을 적용해야 하며, 플라스틱 라이너와 금속성 보스의 계면 결합이 제품의 성능을 좌우하게 되는데, 종래에는 플라스틱 라이너와 금속성 보스의 계면에 단순 구조 결합만이 적용되고 있어 장시간 충/방전 시 해당 계면을 통한 누출의 위험성이 상존하는 문제점이 있었다. Therefore, a high-strength metal material should be applied to the boss that connects the external airflow so that gas does not leak between the plastic liner and the metallic boss, and the interfacial bonding between the plastic liner and the metallic boss determines the performance of the product. Since only simple structural bonding is applied to the interface between the liner and the metallic boss, there is a problem that there is a risk of leakage through the interface when charging/discharging for a long time.

압력 용기의 내부 가스에 대한 누출 방지책으로는 보스에 나사선을 도입하거나 조임 및 삽입부재를 활용하는 물리적인 결합 구조가 개시되어 있으며, 열 융착 및 접착제 등을 활용하는 화학적인 결합 구조가 개시되어 있다.As a countermeasure for preventing leakage of gas inside the pressure vessel, a physical coupling structure using a screw thread or fastening and inserting member is disclosed in a boss, and a chemical coupling structure utilizing thermal fusion and adhesives is disclosed.

그런데, 종래의 라이너와 보스에 대한 물리적인 결합 구조는 보스의 형상을 복잡하게 하여 중량, 제조비용을 증가시키고 복잡한 작업 공수를 가지는 단점이 있을 뿐만 아니라 연료 충전과 같은 반복적인 피로하중에 취약한 구조를 가지는 문제점이 있었다. However, the conventional physical coupling structure between the liner and the boss complicates the shape of the boss, thereby increasing the weight and manufacturing cost, and has the disadvantage of having a complex workmanship, as well as a structure that is vulnerable to repetitive fatigue loads such as fuel filling. Eggplant had a problem.

또한, 장시간 사용 중 실링 부품의 노후화로 인한 가스 누출 발생 시 사용 수명이 남아 있는 용기 전체를 폐기해야 하는 경제적인 손실을 야기하는 문제점을 가지고 있었다. In addition, when gas leakage occurs due to deterioration of sealing parts during long-term use, there is a problem in that the entire container having a remaining service life must be disposed of, resulting in economic loss.

일본공표특허공보 제2017-525902호(2017.09.07)Japanese Patent Publication No. 2017-525902 (2017.09.07)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 이중 금속 보스를 이용하여 플라스틱 재질의 용기와 밀폐를 확보하고, 실링 부품의 노후 시 실링 부품을 포함한 보스부만을 분리하여 노후화된 부품을 손쉽게 교체할 수 있는 압력 용기용 보스를 제공하는 데 있다. Accordingly, the present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to secure a container and seal made of plastic by using a double metal boss, and the boss portion including the sealing component when the sealing component is deteriorated. It is to provide a boss for a pressure vessel that can easily replace obsolete parts by separating the bay.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원통형으로 돌출된 입구의 외주면이 형성된 라이너의 내주면을 따라 삽입 고정되는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 길이방향으로 연장되어 있는 제2 영역을 구비한, 중공의 내부 금속 보스; 및 상기 라이너의 외주면에 접촉되는 제3 영역과 상기 내부 금속 보스의 제2 영역의 외주면에 내주면이 접촉되는 제4 영역을 구비한 원통형의 외부 금속 보스를 포함하는 압력 용기용 보스를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a first region inserted and fixed along the inner circumferential surface of the liner in which the outer circumferential surface of the inlet protruding in a cylindrical shape is formed, and a second region extending in the longitudinal direction of the first region. One, hollow inner metal boss; And a cylindrical outer metal boss having a third area contacting the outer circumferential surface of the liner and a fourth area contacting the inner circumferential surface of the second area of the inner metal boss.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 내부 금속 보스의 제2 영역의 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 외부 금속 보스의 제4 영역의 내주면에 대응나사산이 형성되어, 상기 내부 금속 보스의 제2 영역과 상기 외부 금속 보스의 제4 영역은 나사 체결 방식으로 접촉된다. According to an embodiment of the present invention, a thread is formed on the outer circumferential surface of the second region of the inner metal boss, and a corresponding screw thread is formed on the inner circumferential surface of the fourth region of the outer metal boss, so that the second region of the inner metal boss and The fourth region of the external metal boss is in contact with a screw fastening method.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 영역의 내경은 복수의 단차면을 구비하고 내경이 입구로 갈수록 확장되며, 상기 내부 금속 보스의 제1영역의 외주면에는 상기 라이너의 내주면 단차면에 대응되는 외주면 단차면을 구비하되, 상기 라이너의 내주면 단차면 및 상기 내부 금속 보스의 제1 영역의 외주면 단차면 사이에 복수의 실링용 링이 구비된다. According to an embodiment of the present invention, the inner diameter of the first region has a plurality of stepped surfaces and the inner diameter expands toward the inlet, and the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss corresponds to the stepped surface of the inner circumferential surface of the liner. The outer circumferential stepped surface is provided, and a plurality of sealing rings are provided between the stepped surface of the inner circumferential surface of the liner and the stepped surface of the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 실링용 링은, 상기 내부 금속 보스의 제1 영역의 외주면의 단차면에 형성된 단턱에 끼워져 밀착된 상태를 유지하는 제1 실링용 링과, 상기 내부 금속 보스의 제1 영역의 외주면의 단차면의 내측 홈에 삽입된 상태로 끼워져 밀착된 상태를 유지하는 제2 실링용 링을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the sealing ring includes a first sealing ring that is fitted to a stepped step formed on a stepped surface of an outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss to maintain a close contact state, and the inner metal boss. And a second sealing ring that is inserted into the inner groove of the stepped surface of the outer circumferential surface of the first region and maintained in close contact.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2 실링용 링에 작용하는 압력에 의한 변형 발생을 방지하기 위해 압력이 작용하는 상기 제2 실링용 링의 맞은 편에는 백업 링이 설치된다. According to an embodiment of the present invention, a backup ring is installed opposite the second sealing ring to which pressure acts to prevent deformation due to pressure acting on the second sealing ring.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 외부 금속보스의 외주면 단부에 인접하여 외주면에 환형의 스톱퍼가 구비된다. According to an embodiment of the present invention, an annular stopper is provided on the outer circumferential surface adjacent to the end of the outer circumferential surface of the external metal boss.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 압력 용기용 보스에 의하면, 이중 금속 보스를 이용하여 플라스틱 재질의 용기와 밀폐를 확보하고, 실링 부품의 노후 시 보스부만을 분리하여 노후화된 부품을 손쉽게 교체할 수 있는 효과가 있다. According to the pressure vessel boss according to the present invention having the configuration as described above, a plastic container and seal are secured by using a double metal boss, and when the sealing component is deteriorated, only the boss portion is separated to easily replace the obsolete component. There is an effect that can be.

도 1은 본 발명에 따른 압력 용기를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압력 용기의 입구 측의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분 확대도이다. 1 is a block diagram showing a pressure vessel according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the configuration of the inlet side of the pressure vessel according to the present invention.
3 is an enlarged view of part A of FIG. 2.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention will be described in detail in the text, since various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 압력 용기를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압력 용기의 입구 측의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 A부분 확대도이다. 1 is a configuration diagram showing a pressure vessel according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an inlet side of a pressure vessel according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2.

도시한 바와 같이, 본 발명은 자동차의 기체 연료를 저장하기 위한 압력 용기(100)에 관한 것으로, 압력 용기(100)는, 내부가 빈 원통 형상의 실린더로 이루어지며 둘레에 기체 연료의 기밀을 유지하는 라이너(110)가 형성된다.As shown, the present invention relates to a pressure vessel 100 for storing gaseous fuel of a vehicle, and the pressure vessel 100 is made of a cylindrical cylinder with an empty inside and maintains airtightness of gaseous fuel around the periphery. The liner 110 is formed.

라이너(110)의 내부 공간에는 고압의 기체 연료가 저장된다. 라이너(110)는 경량화를 위해 폴리아미드계 수지와 같은 플라스틱 소재를 이용하고, 블로우 성형이나 회전 성형 등을 통해 제조된다. High-pressure gaseous fuel is stored in the inner space of the liner 110. The liner 110 is made of a plastic material such as polyamide resin for weight reduction, and is manufactured through blow molding or rotational molding.

또한, 압력 용기(100)의 외부 둘레를 감싸며, 라이너(110)의 외피에는 기체 연료의 높은 내압을 견디기 위해 구조적인 강도 및 강성이 높은 섬유강화 복합재료로 이루어진 보강층(미도시)이 형성될 수 있다. In addition, a reinforcing layer (not shown) made of a fiber-reinforced composite material having high structural strength and rigidity to withstand the high internal pressure of gaseous fuel may be formed on the outer periphery of the pressure vessel 100 and on the outer skin of the liner 110. have.

이와 같은 압력 용기(100)는 액화 석유가스(LPG), 압축 천연가스(CNG), 경질 탄화수소(메탄, 프로판, 부탄) 및 수소가스를 포함하는 각종 유체들을 압축하여 안전하게 저장할 수 있는 용기로서, 현재 자동차 등에 적용하고 있다. Such a pressure vessel 100 is a vessel capable of safely storing various fluids including liquefied petroleum gas (LPG), compressed natural gas (CNG), light hydrocarbons (methane, propane, butane) and hydrogen gas. It is applied to automobiles.

또한, 압력 용기(100)는 상하부 중 적어도 일측에 원통 형상의 입구(120)가 구비되며, 입구(120) 측의 외주면에는 체결을 위한 나사산이 형성된 라이너(110)를 포함한다. 이때, 라이너(110)의 외주면에 형성된 나사산은 최소 14 ~ 최대 30개로 구성될 수 있으며, 14개 이상이 바람직하다.In addition, the pressure vessel 100 includes a cylindrical inlet 120 on at least one side of the upper and lower portions, and a liner 110 having a threaded thread for fastening on the outer circumferential surface of the inlet 120 side. At this time, the number of threads formed on the outer circumferential surface of the liner 110 may consist of a minimum of 14 to a maximum of 30, and 14 or more are preferable.

라이너(110)는 내주면의 내경에 복수의 단차면(111)이 형성되고, 외부로 내경이 확장되도록 형성된다. The liner 110 is formed such that a plurality of stepped surfaces 111 are formed on the inner diameter of the inner circumferential surface, and the inner diameter is expanded to the outside.

라이너(110)의 입구(120)는 개방된 상부측이 넓고 하부측이 상대적으로 좁은 테이퍼 형상의 중공으로 이루어져 있다. 즉, 라이너(110)의 입구(120)로 갈수록 내경이 확장되는 형상으로 이루어진다. The inlet 120 of the liner 110 is formed of a tapered hollow having a wide open upper side and a relatively narrow lower side. That is, the inner diameter of the liner 110 increases toward the inlet 120.

압력 용기(100)의 라이너(110)의 입구(120)에는 기체 연료의 유입과 유출을 단속하기 위한 금속성 연결체인 별도의 보스부(200)가 결합되고, 보스부(200)에는 자동차 측에 위치한 밸브 등이 결합 가능하게 구성된다. A separate boss part 200, which is a metallic connection for controlling the inflow and outflow of gaseous fuel, is coupled to the inlet 120 of the liner 110 of the pressure vessel 100, and the boss part 200 is located on the vehicle side. A valve or the like is configured to be combinable.

밸브는 나사체결 방식, 기계적 조립 등의 결합 방식을 통해 보스부(200)에 결합될 수 있다. The valve may be coupled to the boss portion 200 through a coupling method such as a screw fastening method or mechanical assembly.

보스부(200)는 플라스틱 라이너(110)와 이종 재질인 금속재질로서, 금속으로 제조되는 밸브 등과의 견고한 결합을 위해 같은 동종 재질인 금속으로 제조될 수 있다. The boss part 200 is a metal material of a different material to the plastic liner 110, and may be made of a metal of the same material for solid coupling with a valve made of metal.

보스부(200)는 원통형으로 돌출된 입구(120)의 외주면이 형성된 라이너(110)의 내주면을 따라 삽입 고정되는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 길이방향으로 연장되어 있는 제2 영역을 구비한 중공(211)의 내부 금속 보스(210)를 포함한다. The boss part 200 includes a first region inserted and fixed along the inner circumferential surface of the liner 110 on which the outer circumferential surface of the inlet 120 protruding in a cylindrical shape is formed, and a second region extending in the longitudinal direction of the first region. It includes an inner metal boss 210 of one hollow 211.

내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 내경은 복수의 단차면을 구비하고 내경이 입구(120)로 갈수록 확장되며, 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 외주면에 라이너(110)의 내주면의 단차면(111)에 대응되는 외주면 단차면(212)이 형성된다. 이때, 라이너(110)의 내주면의 단차면(111)과 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 외주면 단차면(212)은 적어도 하나 이상이 적용될 수 있다. The inner diameter of the first region of the inner metal boss 210 has a plurality of stepped surfaces and the inner diameter expands toward the inlet 120, and the inner peripheral surface of the liner 110 on the outer peripheral surface of the first region of the inner metal boss 210 The outer circumferential stepped surface 212 corresponding to the stepped surface 111 of is formed. In this case, at least one stepped surface 111 of the inner circumferential surface of the liner 110 and the stepped surface 212 of the outer circumferential surface 212 of the first region of the inner metal boss 210 may be applied.

라이너(110)의 내주면의 단차면(111) 및 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 외주면의 단차면(212) 사이에는 복수의 실링용 링(300)이 구비된다. A plurality of sealing rings 300 are provided between the stepped surface 111 of the inner circumferential surface of the liner 110 and the stepped surface 212 of the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss 210.

한편, 내부 금속 보스(210)의 제2 영역의 외주면에는 후술하는 외부 금속 보스(220)의 제4 영역의 내주면과 체결 가능하도록 나사산이 형성된다.Meanwhile, a thread is formed on the outer circumferential surface of the second region of the inner metal boss 210 so as to be fastened to the inner circumferential surface of the fourth region of the outer metal boss 220 to be described later.

또한, 보스부(200)는 라이너(110)의 외주면에 나사산에 대응되는 대응 나사산이 내주면에 형성되며 라이너(110)의 외주면에 접촉되는 제3 영역과, 내부 금속 보스(210)의 제2 영역의 외주면에 내주면이 접촉되는 제4 영역을 구비한 원통형의 외부 금속 보스(220)를 포함한다. In addition, the boss part 200 includes a third region in which a corresponding thread corresponding to the thread is formed on the outer circumferential surface of the liner 110 and in contact with the outer circumferential surface of the liner 110, and a second region of the inner metal boss 210 It includes a cylindrical outer metal boss 220 having a fourth region in which the inner circumferential surface is in contact with the outer circumferential surface of.

외부 금속 보스(220)의 제4 영역의 내주면에는 내부 금속 보스(210)의 제2 영역의 외주면에 형성된 나사산에 체결되는 대응 나사산이 형성된다. Corresponding threads are formed on the inner circumferential surface of the fourth region of the external metal boss 220 to be fastened to the threads formed on the outer circumferential surface of the second region of the internal metal boss 210.

따라서, 라이너(110)의 외주면과 외부 금속 보스(220)의 제3 영역 및, 내부 금속 보스(210)의 제2 영역과 외부 금속 보스(220)의 제4 영역은 서로 나사 체결 방식으로 견고하게 접촉 가능하게 된다. Therefore, the outer circumferential surface of the liner 110 and the third area of the outer metal boss 220, and the second area of the inner metal boss 210 and the fourth area of the outer metal boss 220 are firmly screwed to each other. Contact becomes possible.

외부 금속 보스(220)는 원통형으로 외주면 단부에 인접하여 외주면에 환형의 스톱퍼(250)가 구비된다.The outer metal boss 220 has a cylindrical shape and is adjacent to the end of the outer circumferential surface, and an annular stopper 250 is provided on the outer circumferential surface.

스톱퍼(250)는 고리 형태의 부품으로 외부 금속 보스(220)의 외주면에 일체로 형성되거나 별도로 형성되어 보스부(200)의 팽창을 억제하게 된다. 즉, 스톱퍼(250)에 자동차 차체에 고정되는 별도의 밸브 등이 결합되어 보스부(200)의 팽창 압력을 억제하면서 기밀을 가능하게 한다. The stopper 250 is a ring-shaped part and is integrally formed on the outer circumferential surface of the external metal boss 220 or is formed separately to suppress the expansion of the boss part 200. That is, a separate valve fixed to the vehicle body is coupled to the stopper 250 to enable airtightness while suppressing the expansion pressure of the boss unit 200.

또한, 외부 금속 보스(220)의 하부는 라이너(110)의 입구(120)의 하부를 적어도 부분적으로 접촉하도록 형성된다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 라이너(110)의 입구(120)의 하부의 일부 구간이 완만하게 굴곡 형성되어 있는데, 외부 금속 보스(220)의 하부가 이와 긴밀하게 맞닿아 일치되도록 완만하게 굴곡 형성될 수 있다. 이와 같이 라이너(110)의 입구(120)의 하부 형상대로 외부 금속 보스(220)의 하부가 일치되게 형성될 경우 라이너(110)의 입구(120)와 외부 금속 보스(220) 간의 결합성이 향상될 수 있다. In addition, the lower portion of the external metal boss 220 is formed to at least partially contact the lower portion of the inlet 120 of the liner 110. In other words, in the embodiment of the present invention, a portion of the lower portion of the inlet 120 of the liner 110 is gently bent, and the lower portion of the external metal boss 220 is in close contact with and formed gently bent. Can be. In this way, when the lower portion of the outer metal boss 220 is formed to match the lower shape of the inlet 120 of the liner 110, the coupling between the inlet 120 of the liner 110 and the outer metal boss 220 is improved. Can be.

한편, 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 외주면의 단차면(212)에 구비된 복수의 실링용 링(300)은 라이너(110)의 입구(120)를 통한 기체 연료의 누출을 방지할 수 있도록 라이너(110)의 내주면의 단차면(111)에 접하여 기밀을 유지하게 된다. 이때, 단차면(111,212)이 복수개로 이루어져 있어, 압력 용기(100)의 내측에 인접한 단차면(111,212)의 하부측에서 기체 연료의 누출 시에 압력 용기(100)의 외측에 인접한 단차면(111,212)의 상부측에서 추가적으로 기밀을 유지할 수 있다. On the other hand, the plurality of sealing rings 300 provided on the stepped surface 212 of the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss 210 prevent leakage of gaseous fuel through the inlet 120 of the liner 110. It is in contact with the stepped surface 111 of the inner circumferential surface of the liner 110 to maintain airtightness. At this time, since the stepped surfaces 111 and 212 are formed in a plurality, the stepped surfaces 111 and 212 adjacent to the outside of the pressure vessel 100 when gaseous fuel leaks from the lower side of the stepped surfaces 111 and 212 adjacent to the inside of the pressure vessel 100 ), it can additionally maintain airtightness on the upper side.

실링용 링(300)은 고무 재질로서, 내부 금속 보스(210)과 외부 금속 보스(220) 사이의 틈새를 통해서 내부의 고압 기체 연료가 누출되는 것을 방지할 수 있으며, 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 외주면의 단차면(212)에 형성된 단턱(212a)에 끼워져 밀착된 상태를 유지하는 제1 실링용 링(301)과, 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 외주면의 단차면(212)의 내측에 형성된 내측 홈(310)에 삽입된 상태로 끼워져 밀착된 상태를 유지하는 제2 실링용 링(302)을 포함한다.The sealing ring 300 is made of rubber, and can prevent leakage of internal high-pressure gaseous fuel through the gap between the internal metal boss 210 and the external metal boss 220. The first sealing ring 301 that is fitted in the step 212a formed on the stepped surface 212 of the outer circumferential surface of the first region to keep in close contact, and the stepped surface of the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss 210 It includes a second sealing ring 302 that is inserted into the inner groove 310 formed on the inside of 212 to maintain a close contact state.

제1 실링용 링(301)은 라이너(110) 입구(120)의 방사 방향의 팽창에 따른 기체 연료의 누출을 방지하고, 제2 실링용 링(302)은 라이너(110) 입구(120)의 수직 방향의 팽창에 따른 기체 연료의 누출을 방지하는 기능을 하게 된다.The first sealing ring 301 prevents leakage of gaseous fuel due to expansion of the inlet 120 of the liner 110 in the radial direction, and the second sealing ring 302 is formed of the inlet 120 of the liner 110. It functions to prevent leakage of gaseous fuel due to vertical expansion.

한편, 라이너(110)의 내주면의 단차면(111)과 내부 금속 보스(210)의 제1 영역의 단차면(212) 사이에 위치하는 제2 실링용 링(302)에 작용하는 압력에 의한 변형 발생 시 이를 방지하고자 압력이 작용하는 제2 실링용 링(302)의 맞은 편에 백업 링(303)이 설치된다.Meanwhile, deformation due to pressure acting on the second sealing ring 302 positioned between the stepped surface 111 of the inner circumferential surface of the liner 110 and the stepped surface 212 of the first region of the inner metal boss 210 In order to prevent this from occurring, a backup ring 303 is installed opposite the second sealing ring 302 to which pressure acts.

백업 링(303)은 PEEK(Poly Ether Ether Keton; 폴리에테르에테르케톤) 재질로서, 제2 실링용 링(302) 등의 밀폐력을 높이거나 제2 실링용 링(302)의 파손을 방지하기 위한 보조 부재로 사용된다. The backup ring 303 is made of PEEK (Poly Ether Ether Keton; polyether ether keton), and is used to increase the sealing force of the second sealing ring 302 or to prevent damage to the second sealing ring 302. It is used as an absent.

본 발명에 따르면, 연료를 고압으로 주입하여 저장한 상태에서, 이중 금속 보스를 통해 입구(120)를 실링한 압력 용기(100)는 밸브 등에 의해 결합되어 고정될 수 있다.According to the present invention, in a state in which fuel is injected and stored at high pressure, the pressure vessel 100 having the inlet 120 sealed through the double metal boss may be coupled and fixed by a valve or the like.

이와 같이 내부 금속 보스(210)와 외부 금속 보스(220)로 이루어진 보스부(200)가 장착된 압력 용기(100)를 자동차 차체의 밸브 등에 기밀 결합할 경우, 압력 용기(100)가 파열되지 않는 것은 물론 외부로부터 충격을 받더라도 내압 성능을 지속적으로 유지할 수 있다. In this way, when the pressure vessel 100 equipped with the boss portion 200 consisting of the inner metal boss 210 and the outer metal boss 220 is hermetically coupled to a valve of a vehicle body, the pressure vessel 100 is not ruptured. Of course, even if it receives an external shock, it can maintain the pressure resistance performance continuously.

따라서, 본 발명은 이중 보스 구조를 이용하여 고압의 기체 연료의 외부 누출을 완벽하게 차단하게 된다. Accordingly, the present invention completely blocks external leakage of high-pressure gaseous fuel by using a double boss structure.

하지만, 입구(120)를 통해 기체 연료를 충전하게 될 경우 압력 용기(100)의 내압에 의해 압력 용기(100)가 길이방향 및 폭방향으로 팽창하게 되는데, 이때 압력 용기(100)의 입구(120)도 동시에 폭방향으로 팽창하게 되므로 라이너(110)의 입구(120)의 외주면에 나사 체결된 외부 금속 보스(220)도 팽창하면서 벌어질 수 있게 된다. 이에, 외부 금속 보스(220)에 설치된 스톱퍼(250)에 의해 외부 금속 보스(220)의 팽창 압력이 억제되면서 기밀 성능이 증대될 수 있다. However, when gaseous fuel is charged through the inlet 120, the pressure vessel 100 expands in the longitudinal direction and the width direction due to the internal pressure of the pressure vessel 100. At this time, the inlet 120 of the pressure vessel 100 ) Is also expanded in the width direction at the same time, so that the external metal boss 220 screwed to the outer circumferential surface of the inlet 120 of the liner 110 may also expand and open. Accordingly, as the expansion pressure of the external metal boss 220 is suppressed by the stopper 250 installed on the external metal boss 220, the airtight performance may be increased.

또한, 본 발명은, 이중 보스 구조를 이용한 밀폐력 향상으로 인해 기체 연료의 충전과 같은 반복적인 피로하중에도 충분한 기밀 성능을 유지할 수 있음은 물론, 실링 부품, 예컨대 실링용 링(300) 등의 노후화 시 실링 부품을 포함한 보스부(200)만을 분리하여 노후화된 부품을 손쉽게 교체할 수 있다. In addition, the present invention is capable of maintaining sufficient airtight performance even under repetitive fatigue loads such as filling of gaseous fuel due to improved sealing force using a double boss structure, as well as when sealing parts such as sealing rings 300 are deteriorated. By separating only the boss part 200 including the sealing part, it is possible to easily replace the aging parts.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it is possible to easily transform it into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 압력 용기 110 : 라이너
111 : 단차면 120 : 입구
200 : 보스부 210 : 내부 금속 보스
212 : 단차면 212a : 단턱
220 : 외부 금속 보스 250 : 스톱퍼
300 : 실링용 링 301 : 제1 실링용 링
302 : 제2 실링용 링 303 : 백업 링100: pressure vessel 110: liner
111: step surface 120: entrance
200: boss part 210: internal metal boss
212: stepped surface 212a: stepped
220: external metal boss 250: stopper
300: sealing ring 301: first sealing ring
302: second sealing ring 303: backup ring

Claims (6)

원통형으로 돌출된 입구의 외주면이 형성된 라이너의 내주면을 따라 삽입 고정되는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 길이방향으로 연장되어 있는 제2 영역을 구비한, 중공의 내부 금속 보스; 및
상기 라이너의 외주면에 접촉되는 제3 영역과 상기 내부 금속 보스의 제2 영역의 외주면에 내주면이 접촉되는 제4 영역을 구비한 원통형의 외부 금속 보스를 포함하는 압력 용기용 보스.
A hollow inner metal boss having a first region inserted and fixed along an inner circumferential surface of the liner on which an outer circumferential surface of the inlet protruding in a cylindrical shape is formed, and a second region extending in a longitudinal direction of the first region; And
Boss for a pressure vessel comprising a cylindrical outer metal boss having a third area in contact with the outer circumferential surface of the liner and a fourth area in which the inner circumferential surface is in contact with the outer circumferential surface of the second area of the inner metal boss.
 제1항에 있어서,
상기 내부 금속 보스의 제2 영역의 외주면에 나사산이 형성되고,
상기 외부 금속 보스의 제4 영역의 내주면에 대응나사산이 형성되어,
상기 내부 금속 보스의 제2영역과 상기 외부 금속 보스의 제4 영역은 나사 체결 방식으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 압력 용기용 보스.
The method of claim 1,
A thread is formed on the outer circumferential surface of the second region of the internal metal boss,
A corresponding screw thread is formed on the inner circumferential surface of the fourth region of the external metal boss,
The boss for a pressure vessel, characterized in that the second region of the inner metal boss and the fourth region of the outer metal boss are in contact with each other through a screw fastening method.
 제1항에 있어서,
상기 제1 영역의 내경은 복수의 단차면을 구비하고 내경이 입구로 갈수록 확장되며,
상기 내부 금속 보스의 제1영역의 외주면에는 상기 라이너의 내주면 단차면에 대응되는 외주면 단차면을 구비하되,
상기 라이너의 내주면 단차면 및 상기 내부 금속 보스의 제1 영역의 외주면 단차면 사이에 복수의 실링용 링이 구비된 것을 특징으로 하는 압력 용기용 보스.
The method of claim 1,
The inner diameter of the first region has a plurality of stepped surfaces and the inner diameter expands toward the entrance,
An outer circumferential stepped surface corresponding to the stepped surface of the inner circumferential surface of the liner is provided on the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss,
A boss for a pressure vessel, characterized in that a plurality of sealing rings are provided between the stepped surface of the inner circumferential surface of the liner and the stepped surface of the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss.
 제3항에 있어서,
상기 실링용 링은,
상기 내부 금속 보스의 제1 영역의 외주면의 단차면에 형성된 단턱에 끼워져 밀착된 상태를 유지하는 제1 실링용 링과, 상기 내부 금속 보스의 제1 영역의 외주면의 단차면의 내측 홈에 삽입된 상태로 끼워져 밀착된 상태를 유지하는 제2 실링용 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기용 보스.
The method of claim 3,
The sealing ring,
A first sealing ring that is inserted into a stepped step formed on the stepped surface of the outer circumferential surface of the inner metal boss to keep in close contact, and inserted into the inner groove of the stepped surface of the outer circumferential surface of the first region of the inner metal boss. Boss for a pressure vessel, characterized in that it comprises a second sealing ring that is fitted in a state and maintains an intimate state.
 제4항에 있어서,
상기 제2 실링용 링에 작용하는 압력에 의한 변형 발생을 방지하기 위해 압력이 작용하는 상기 제2 실링용 링의 맞은 편에는 백업 링이 설치된 것을 특징으로 하는 압력 용기용 보스.
The method of claim 4,
A pressure vessel boss, characterized in that a backup ring is installed opposite the second sealing ring to which pressure acts to prevent deformation due to pressure acting on the second sealing ring.
 제1항에 있어서,
상기 외부 금속보스의 외주면 단부에 인접하여 외주면에 환형의 스톱퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 압력 용기용 보스.The method of claim 1,
Boss for a pressure vessel, characterized in that the annular stopper is provided on the outer circumferential surface adjacent to an end of the outer circumferential surface of the external metal boss.
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