KR102536814B1 - Boss for high pressure hydrogen gas storage tank and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 상하측으로 관통된 중공을 가지는 관 형태로 이루어지며, 하측에는 반경방향으로 연장되는 돌출부가 마련된 보스 베이스부재를 준비하는 단계, 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 보스 베이스부재의 중심축에 대해 동심원형으로 복수의 홈을 형성하는 단계, 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 피막 처리하는 단계, 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 사출성형으로 합성수지 라이너를 접합하는 단계를 포함하는 고압 수소저장용기용 보스 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention is made in the form of a tube having a hollow penetrating upward and downward, preparing a boss base member provided with a protrusion extending in a radial direction on the lower side, on the surface of the protrusion of the boss base member with respect to the central axis of the boss base member A boss for a high-pressure hydrogen storage container comprising the steps of forming a plurality of concentric grooves, coating the surface of the protruding part of the boss base member, and bonding a synthetic resin liner to the surface of the protruding part of the boss base member by injection molding. A manufacturing method is provided.
Description
본 발명은 고압의 수소가스를 보관하는 저장용기에 접합되는 고압 수소저장용기용 보스 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a boss for a high-pressure hydrogen storage container joined to a storage container for storing high-pressure hydrogen gas and a manufacturing method thereof.
일반적으로, 고압의 수소가스를 보관하기 위해서 사용되는 일반 금속재 수소저장용기는 700bar 이상으로 충전할 경우 가스와 직접 맞닿은 내부면에 부식이 발생되어 연료전지자동차의 저장용기로 장기간 사용이 어렵다.In general, when a general metal hydrogen storage container used to store high-pressure hydrogen gas is charged at 700 bar or more, corrosion occurs on the inner surface in direct contact with the gas, making it difficult to use it as a storage container for a fuel cell vehicle for a long time.
이러한 문제를 해결하기 위해, 합성수지(플라스틱)를 사용하여 저장용기의 내부에 장착되는 라이너를 별도로 제작하고, 외부는 유리 혹은 탄소섬유를 필라멘트 와인딩과 같은 방법으로 보강해서 고압에 대응한다. 이러한 복합재 고압용기에서 특히 플라스틱 라이너를 사용함으로써, 반복적인 가스의 충전/배출에 의한 압력 및 온도의 극심한 변화에 대처할 수 있게 된다.In order to solve this problem, a synthetic resin (plastic) is used to separately manufacture a liner mounted inside the storage container, and the outside is reinforced with glass or carbon fiber in a method such as filament winding to cope with high pressure. In such a composite high-pressure container, in particular, by using a plastic liner, it is possible to cope with extreme changes in pressure and temperature due to repetitive gas filling/discharging.
그러나, 플라스틱 라이너와 접합되는 보스는, 가스 압력측정기, 압력조절장치, 리셉터클(Receptacle: 가스 주입기) 등의 기기와 직접 체결되어야 하므로 금속 소재로 제조된다. 금속 소재의 보스와 플라스틱 라이너의 접합시 각각의 고유한 물리적, 화학적 재질 특성상 시간이 경과함에 따라 분리현상이 발생한다. 그리고, 고압가스 저장량에 따라 플라스틱 라이너의 크기가 결정되며, 대개 그 외형과 부피로 인해 플라스틱 라이너와 보스의 직접 접합이 실제적으로는 어렵게 된다.However, the boss bonded to the plastic liner is made of a metal material because it must be directly coupled to devices such as a gas pressure meter, a pressure regulator, and a receptacle (gas injector). When bonding a metal boss and a plastic liner, a separation phenomenon occurs over time due to the unique physical and chemical characteristics of each material. Also, the size of the plastic liner is determined according to the storage amount of the high-pressure gas, and direct bonding between the plastic liner and the boss is practically difficult due to its shape and volume.
따라서, 보스의 외면에 플라스틱 라이너와 동일한 재료를 사용해서 먼저 인서트 사출 성형방법으로 임의두께의 플라스틱 막을 형성하고, 그 후 보스의 하부면과 별도로 제작한 플라스틱 라이너의 상부면을 열융착방법으로 최종 접합시켜 플라스틱 라이너를 완성한다.Therefore, using the same material as the plastic liner on the outer surface of the boss, a plastic film of arbitrary thickness is first formed by the insert injection molding method, and then the lower surface of the boss and the upper surface of the separately manufactured plastic liner are finally bonded by the thermal fusion method. to complete the plastic liner.
그런데, 종래의 보스는, 장기간 사용시 고온 및 고압의 저장용기 환경에서 보스와 플라스틱 막 사이의 계면이 분리되면서 저장용기 내 기체나 유체의 누출이 발생되는 문제점이 있다.However, the conventional boss has a problem in that gas or fluid leaks in the storage container as the interface between the boss and the plastic membrane is separated in a high-temperature and high-pressure storage container environment during long-term use.
이러한, 고압용기용 보스에 대한 관련기술은, 대한민국 등록특허공보 제10-0469636호(2005.02.02)에 제시된다.A related technology for such a boss for a high-pressure container is presented in Korean Patent Registration No. 10-0469636 (February 2, 2005).
본 발명은, 장시간 반복되는 고온 및 고압 환경에서도 플라스틱 막과의 결합력을 안정적으로 유지하면서 기체나 유체의 누출을 방지할 수 있게 하는 고압 수소저장용기용 보스 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a boss for a high-pressure hydrogen storage container and a method for manufacturing the same, which can prevent leakage of gas or fluid while stably maintaining bonding force with a plastic film even in a high-temperature and high-pressure environment repeated for a long time.
본 발명은, 상하측으로 관통된 중공을 가지는 관 형태로 이루어지며, 하측에는 반경방향으로 연장되는 돌출부가 마련된 보스 베이스부재를 준비하는 단계, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 보스 베이스부재의 중심축에 대해 동심원형으로 복수의 홈을 형성하는 단계, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 피막 처리하는 단계, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 사출성형으로 합성수지 라이너를 접합하는 단계를 포함하는 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법을 제공한다.The present invention is made in the form of a tube having a hollow through the upper and lower sides, preparing a boss base member having a protrusion extending in a radial direction on the lower side, on the surface of the protrusion of the boss base member on the central axis of the boss base member For a high-pressure hydrogen storage container comprising the steps of forming a plurality of concentric grooves on the surface of the boss base member, coating the surface of the protruding portion of the boss base member, and bonding a synthetic resin liner to the surface of the protruding portion of the boss base member by injection molding. A method for manufacturing a boss is provided.
또한, 상기 상하측으로 관통된 중공을 가지는 관 형태로 이루어지며, 하측에는 반경방향으로 연장되는 돌출부가 마련된 보스 베이스부재를 준비하는 단계는, 상기 보스 베이스부재의 홈이 형성되는 돌출부 부분의 두께는 미리 설정된 설계값보다 홈 깊이의 30 ~ 50%정도 더 두껍도록 형성될 수 있다.In addition, in the step of preparing the boss base member having a tubular shape having a hollow through the upper and lower sides and having a protrusion extending in a radial direction on the lower side, the thickness of the protrusion portion in which the groove of the boss base member is formed is determined in advance. It can be formed to be thicker by 30 to 50% of the groove depth than the set design value.
또한, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 복수의 홈을 형성하는 단계는, 상기 홈의 중심축은 보스 베이스부재의 중심축과 15 ~ 30도의 경사진 각을 이루도록 형성되고, 서로 이웃하는 한 쌍의 홈은 경사각 방향이 서로 반대가 되도록 형성될 수 있다.In addition, in the step of forming a plurality of grooves on the surface of the protrusion of the boss base member, the central axis of the groove is formed to form an inclined angle of 15 to 30 degrees with the central axis of the boss base member, and a pair of adjacent grooves may be formed such that the inclination angle directions are opposite to each other.
또한, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면 양측에는 보스 베이스부재의 중심축에 대해 동심원형으로 벽부가 형성되게 하는 단계를 더 포함하며, 상기 벽부의 높이는 홈 깊이의 50 ~ 100%로 형성될 수 있다.In addition, the step of forming wall portions concentrically with respect to the central axis of the boss base member on both sides of the surface of the protruding portion of the boss base member, the height of the wall portion may be formed to 50 to 100% of the depth of the groove.
또한, 상기 홈을 중심으로 돌출부 표면 양측에 벽부가 마련되게 한 후에는, 상기 홈을 중심으로 서로 이웃하는 한 쌍의 벽부가 상호 인접하게 배치되도록 벽부를 가압하면서 휨 성형되게 할 수 있다.In addition, after the wall portions are provided on both sides of the surface of the protruding portion around the groove, a pair of adjacent wall portions may be bent while pressing the wall portion so that the wall portions are disposed adjacent to each other around the groove.
또한, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 피막 처리하는 단계는, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 산화피막 처리하는 단계, 산화피막 처리된 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 TTN(6-mercapto-1,3,5-triazine-2,4-dithiol) 계열 화합물로 피막처리하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of coating the surface of the protruding part of the boss base member is the step of treating the surface of the protruding part of the boss base member with an oxide film, and the surface of the protruding part of the boss base member treated with an oxide film is treated with TTN (6-mercapto-1, 3,5-triazine-2,4-dithiol) may include a step of film treatment with a compound.
또한, 상기 보스 베이스부재는 알루미늄합금 재질이며, 상기 합성수지 라이너는 PA(Polyamide) 또는 PPS(Polyphenylene sulfide) 재질일 수 있다.In addition, the boss base member may be made of aluminum alloy, and the synthetic resin liner may be made of polyamide (PA) or polyphenylene sulfide (PPS).
본 발명에 따른 고압 수소저장용기용 보스 및 그 제조방법은, 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 홈을 형성한 후, 돌출부의 표면에 대한 피막 처리를 수행한다. 이후, 돌출부 표면에 합성수지 라이너를 접합시 홈과 돌출부 표면의 피막 처리된 부분을 통해 합성수지 라이너와의 접합 면적 증대 및 물리적인 결합력이 증대되는 바, 고압가스 저장용기 내부에 설치된 상태에서 비주기적인 압력 및 온도 변화에도 합성수지 라이너의 분리를 방지하여 고압가스 저장용기 내 기체나 유체의 누출을 방지할 수 있게 한다.A boss for a high-pressure hydrogen storage container and a manufacturing method thereof according to the present invention, after forming grooves on the surface of the protruding portion of the boss base member, film treatment is performed on the surface of the protruding portion. Then, when bonding the synthetic resin liner to the surface of the protrusion, the bond area and physical bonding force with the synthetic resin liner is increased through the coated portion of the surface of the protrusion and the groove, and the non-periodic pressure in the state installed inside the high-pressure gas storage container And it is possible to prevent the leakage of gas or fluid in the high-pressure gas storage container by preventing separation of the synthetic resin liner even when the temperature changes.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 S100단계 및 S110단계를 통해 가공된 보스 베이스부재 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 S110 단계에 의해 가공된 보스 베이스부재의 홈의 형상을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 S120 단계를 통해 보스 베이스부재의 산화피막 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)으로 표면 촬영한 이미지이다.
도 5는 도 1에 나타낸 S120 단계를 통해 보스 베이스부재의 양극산화 처리 후 SEM 단면 촬영에 의한 피막의 두께를 측정한 이미지이다.
도 6은 도 1에 나타낸 S120 단계를 통해 보스 베이스부재의 표면을 HAADF-STEM (High-Angle Annular Dark-Field/Scanning Transmission Electron Microscope) 단면 촬영에 의해 산화피막 및 TTN 피막 두께를 측정한 이미지이다.
도 7은 도 1에 나타낸 S130 단계를 통해 보스 베이스부재에 합성수지 라이너가 접합된 상태도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법을 통해 제조된 보스의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법을 통해 제조된 보스의 고압 수소저장용기 설치상태도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of the boss base member processed through steps S100 and S110 shown in FIG. 1 .
Figure 3 is a cross-sectional view showing the shape of the groove of the boss base member processed by step S110 shown in Figure 1.
FIG. 4 is an image of a surface photographed with a scanning electron microscope (SEM) of the oxide film shape of the boss base member through step S120 shown in FIG. 1 .
FIG. 5 is an image obtained by measuring the film thickness by SEM cross-sectional imaging after anodizing the boss base member through step S120 shown in FIG. 1 .
FIG. 6 is an image obtained by measuring the oxide film and TTN film thickness by HAADF-STEM (High-Angle Annular Dark-Field/Scanning Transmission Electron Microscope) cross-section of the surface of the boss base member through step S120 shown in FIG. 1.
FIG. 7 is a state diagram in which a synthetic resin liner is bonded to a boss base member through step S130 shown in FIG. 1 .
8 is a perspective view of a boss manufactured through a method for manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing the installation state of the high-pressure hydrogen storage container of the boss manufactured through the manufacturing method of the boss for the high-pressure hydrogen storage container according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법은, 보스 베이스부재(100)을 준비하는 단계(S100), 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 복수의 홈(140)을 형성하는 단계(S110), 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 피막 처리하는 단계(S120), 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 합성수지 라이너(160)를 접합하는 단계(S130)를 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container according to an embodiment, a step of preparing a boss base member 100 (S100), a plurality of
먼저, 보스 베이스부재(100)를 준비하는 단계(S100)를 살펴보면, 도 2와 같이 원기둥형의 알루미늄 합금소재를 상온에서 단조성형을 하여, 상하측으로 관통된 중공(104)을 가지는 관 형태의 머리부(101)와, 머리부(101)의 하단 외주면에 반경방향으로 연장되게 돌출부(102)가 마련되도록 하면서 전체적으로 보스 형태를 가지게 한다. 여기서, 보스 베이스부재(100)는 6061계열의 알루미늄합금을 사용하며, 보다 상세하게는 6061-T6를 사용할 수 있다.First, looking at the step of preparing the boss base member 100 (S100), as shown in FIG. 2, a tubular head having a hollow 104 penetrated vertically by forging a cylindrical aluminum alloy material at room temperature While the
이때, 성형시 상기 보스 베이스부재(100)에 발생된 내부응력은 일반적으로 적용되는 열처리과정을 통해 제거될 수 있다. 그리고, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 두께, 보다 상세하게는 이후 홈(140)이 형성되는 돌출부(102)의 두께를 홈(140)이 형성되지 않는 돌출부(102) 부분의 두께보다 두껍게 형성한다. 즉, 보스 베이스부재(100)의 홈(140)이 형성되는 돌출부(102) 부분 두께는 도 3의 (a),(b)와 같이 최초 미리 설정된 돌출부(102)의 바닥면(103)에 대한 설계값보다 이후 형성될 홈(140) 깊이의 30 ~ 50%정도 두껍도록 형성시켜, 홈(140)을 형성시 벽부(142)가 안정적으로 형성되게 한다.At this time, the internal stress generated in the
이같이, 상기 보스 베이스부재(100)를 준비한 후에는, 도 2와 같이 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면, 보다 상세하게는 돌출부(102)의 바닥면(103)에 복수의 홈(140)을 형성한다(S110). 이러한, 홈(140)은 보스 베이스부재(100)의 돌출부(120) 바닥면(103)에 형성시, 보스 베이스부재(100)의 중심축에 대해 동심원형으로 상호 이격되게 복수개가 형성된다. 여기서, 홈(140)은 다축 CNC (Computer Numerical Control)와 같은 자동화 기계를 사용해서 형성시킬 수 있다.In this way, after preparing the
그리고, 도 3의 (c)와 같이 상기 홈(140)은 보스 베이스부재(100)에 마련된 돌출부(102)의 바닥면(103)에 형성시, 홈(140)의 중심축이 보스 베이스부재(100)의 중심축과 15 ~ 30도의 경사진 각을 이루도록 형성될 수 있다. 더불어, 서로 이웃하는 한 쌍의 홈(140)은 경사각 방향이 서로 반대가 되도록 형성되어, 이후 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 합성수지 라이너(160)를 접합시, 홈(140)으로 삽입된 합성수지 라이너(160)의 걸림 결합이 이루어지게 하면서 돌출부(102) 표면과 합성수지 라이너(160)의 접합 강도를 증대되게 한다.And, as shown in (c) of FIG. 3, when the
또한, 도 3의 (a)와 같이, 상기 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 복수의 홈(140)을 형성하는 단계에서, 홈(140)을 기준으로 돌출부(102) 표면 양측에는 보스 베이스부재(100)의 중심축에 대해 동심원형으로 벽부(142)를 추가적으로 형성시킬 수 있다. 여기서, 벽부(142)는 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 합성수지 라이너(160)를 접합시, 돌출부(102) 표면과 합성수지 라이너(160)의 접합 면적을 증대시키면서 돌출부(102) 표면과 합성수지 라이너(160)의 접합 강도를 증대되게 한다. 여기서, 벽부(142)의 높이(142a)는 홈(140) 깊이의 50 ~ 100%로 형성될 수 있다. 이때, 벽부(142)의 높이(142a)가 홈(140) 깊이의 50%미만으로 형성될 경우에는, 이후 벽부(142)를 가압하여 휨 성형시, 휨 성형이 안정적으로 이루어지기 어려움과 더불어 합성수지 라이너(160)의 접합 면적을 안정적으로 제공하는데 한계가 있게 된다. 반대로, 벽부(142)의 높이(142a)가 홈(140) 깊이 100%를 초과하게 형성될 경우에는, 벽부(142)를 가압하여 휨 성형시 벽부(142)의 파손이 발생될 수 있다. 이때, 벽부(142)는 홈(140)의 양측에 추가적으로 홈(140a)을 기계가공하여 형성되게 할 수 있다.In addition, as shown in (a) of FIG. 3, in the step of forming a plurality of
이같이, 상기 홈(140)을 기준으로 돌출부(102) 표면 양측에 벽부(142)가 마련되게 한 후에는, 도 3의 (b)와 같이 상기 홈(140)을 중심으로 서로 이웃하는 한 쌍의 벽부(142)가 상호 인접하게 배치되도록 벽부(142)를 가압하면서 휨 성형(144)되게 할 수 있다. 여기서, 서로 이웃하는 한 쌍의 벽부(142)가 상호 인접하게 배치될 경우, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 합성수지 라이너(160)를 접합시, 홈(140)으로 삽입된 합성수지 라이너(160)의 벽부(142) 걸림 결합이 이루어지게 하면서 돌출부(102) 표면과 합성수지 라이너(160)의 접합 강도를 증대되게 한다.In this way, after the
앞서 설명한 도 3 (a), (b)에서 벽부(142)를 형성한 후, 벽부(142)의 휨 성형은 프레스 혹은 롤러로 가압해서 벽부(142)의 높이를 가압상태로 낮아지게 하면서 서로 이웃하는 한 쌍의 벽부(142)가 상호 인접하게 배치되게 할 수 있으며, 다른 방법으로는 서로 이웃하는 한 쌍의 벽부(142)가 상호 인접하게 배치된 형상을 가지도록 CNC 같은 자동화 기계를 사용해서 홈(140,140a)이 형성되게 할 수도 있음은 물론이다. 여기서, 도면부호 103은 최초 설정된 설계값 두께에 따른 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 바닥면을 나타낸다.After forming the
이렇게, 상기 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 홈(140,140a)을 형성한 후에는, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 피막 처리한다. 이러한, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 대한 피막 처리는 이후 합성수지 라이너(160)와의 접합 면적을 증대시켜 합성수지 라이너(160)와 돌출부(102) 표면 사이의 접합 강도를 증대되게 한다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 대한 피막 처리는, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 양극 산화피막(150,150a,150b,150c,150d) 처리하는 단계, 양극 산화피막(150,150a,150b,150c,150d) 처리된 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 TTN(6-mercapto-1,3,5-triazine-2,4-dithiol) 계열 화합물로 피막처리(152)하는 단계를 포함한다. 여기서, 도 4는 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 양극산화 처리한 후 생성된 산화피막(150,150a,150b,150c,150d)의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)으로 표면 촬영한 이미지이며, 도 5는 보스 베이스부재(100)의 표면을 양극산화 처리 후 SEM 단면 촬영에 의한 피막의 두께를 측정한 이미지이고, 도 6은 알루미늄합금의 일반적인 양극산화피막 처리된 보스 베이스부재(100)의 표면에 TTN (6-mercapto-1,3,5-triazine-2,4-dithiol) 피막을 추가적으로 처리한 후의 HAADF-STEM (High-Angle Annular Dark-Field/Scanning Transmission Electron Microscope) 단면 촬영에 의한 산화피막 및 TTN 피막 두께를 측정한 이미지이다.In this way, after the
이때, 상기 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 양극 산화피막(150,150a,150b,150c,150d) 처리한 후, 양극 산화피막(150,150a,150b,150c,150d) 처리된 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면을 TTN(6-mercapto-1,3,5-triazine-2,4-dithiol) 계열 화합물로 피막처리(152)하는 방법은 TT(1,3,5-triazine-2,4,6-trithiol) 혹은 DB(6-dibutylamino-1,3,5-triazine-2,4-dithiol)를 일정온도에서 혼합한 아질산 수용액에 알루미늄과 SUS 전극을 이용해 전해중합 시키는 방법을 사용할 수 있다.At this time, after the surface of the
이같이, 상기 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 대한 피막 처리가 완료된 후에는, 도 7과 같이 사출성형으로 합성수지 라이너(160)를 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 접합되게 한다(S130). 이때, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 합성수지 라이너(160) 접합시키는 방법은, 합성수지 성형장비 내에서 용융된 합성수지가 고압의 사출을 통해 표면피막 처리된 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 일정 두께의 막으로 형성되게 한다. 이때, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 대한 피막의 성능저하를 최소화하기 위해 표면 피막처리 후 빠른 시간 내에 사출성형이 권장되는데, 최대 120시간을 경과하지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 합성수지 라이너(160)는 PA(Polyamide) 혹은 PPS(Polyphenylene sulfide) 재질을 사용할 수 있으며, 보다 상세하게는 PA6 나일론을 선택 사용할 수 있다.In this way, after the film treatment on the surface of the
이러한, 일 실시예의 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법을 통해 제조된 보스는, 도 8과 같이 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 홈(140) 형성 및 피막 처리된 상태에서 합성수지 라이너(160)가 접합된다. 그리고, 도 9와 같이 고압가스 저장용기(10)에 설치한 상태에서 고압가스 저장용기(10)에 접합되는 별도의 플라스틱 라이너와 결합이 이루어지게 된다.The boss manufactured through the manufacturing method of the boss for the high-pressure hydrogen storage container of one embodiment is synthetic resin in a state where
이와 같이, 일 실시예의 고압 수소저장용기용 보스 및 그 제조방법은, 보스 베이스부재(100)의 돌출부(102) 표면에 홈(140)을 형성한 후, 돌출부(102)의 표면에 대한 피막 처리를 수행한다. 이후, 돌출부(102) 표면에 합성수지 라이너(160)를 접합시, 홈(140)과 돌출부(102) 표면의 피막 처리된 부분을 통해 합성수지 라이너(160)와의 접합 면적 증대 및 물리적인 결합력을 증대되는 바, 고압가스 저장용기(10) 내부에 설치된 상태에서 비주기적인 압력 및 온도 변화에도 합성수지 라이너(160)의 분리를 방지하여 고압가스 저장용기(10) 내 기체나 유체의 누출을 방지할 수 있게 한다.As such, in the boss for a high-pressure hydrogen storage container and a manufacturing method thereof according to an embodiment, after forming
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 보스 베이스부재 101: 머리부
102: 돌출부 103: 바닥면
104: 중공 140,140a: 홈
142: 벽부 142a: 벽부 높이
150,150a,150b,150c,150d: 산화피막 152: TTN피막
160: 합성수지 라이너100: boss base member 101: head
102: protrusion 103: bottom surface
104: hollow 140, 140a: groove
142:
150, 150a, 150b, 150c, 150d: oxide film 152: TTN film
160: synthetic resin liner
Claims (8)
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 보스 베이스부재의 중심축에 대해 동심원형으로 복수의 홈을 형성하는 단계;
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 피막 처리하는 단계;
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 사출성형으로 합성수지 라이너를 접합하는 단계;를 포함하며,
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 복수의 홈을 형성하는 단계에서, 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면 양측에는 보스 베이스부재의 중심축에 대해 동심원형으로 벽부가 형성되게 하는 단계를 더 포함하며, 상기 벽부의 높이는 홈 깊이의 50 ~ 100%로 형성되고,
상기 홈을 중심으로 돌출부 표면 양측에 벽부가 형성되게 한 후에는, 상기 홈을 중심으로 서로 이웃하는 한 쌍의 벽부가 상호 인접하게 배치되도록 벽부를 가압하면서 휨 성형되게 하는 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법.preparing a boss base member formed in a tubular shape having a hollow penetrating upward and downward, and having a protrusion extending in a radial direction at a lower side;
Forming a plurality of concentric grooves on the surface of the protrusion of the boss base member with respect to the central axis of the boss base member;
coating the surface of the protrusion of the boss base member;
Bonding a synthetic resin liner to the surface of the protrusion of the boss base member by injection molding; includes,
In the step of forming a plurality of grooves on the surface of the protrusion of the boss base member, the step of forming wall portions concentrically with respect to the central axis of the boss base member on both sides of the surface of the protrusion of the boss base member, wherein the wall The height of the part is formed from 50 to 100% of the depth of the groove,
After the wall parts are formed on both sides of the surface of the protruding part around the groove, the boss for the high-pressure hydrogen storage container is bent while pressing the wall so that the pair of adjacent wall parts are disposed adjacent to each other around the groove. manufacturing method.
상기 상하측으로 관통된 중공을 가지는 관 형태로 이루어지며, 하측에는 반경방향으로 연장되는 돌출부가 마련된 보스 베이스부재를 준비하는 단계는,
상기 보스 베이스부재의 홈이 형성되는 돌출부 부분의 두께는 미리 설정된 설계값보다 홈 깊이의 30 ~ 50%정도 더 두껍도록 형성된 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법.The method of claim 1,
The step of preparing a boss base member having a tubular shape having a hollow penetrating upward and downward and having a protrusion extending in a radial direction on the lower side,
The method of manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container formed so that the thickness of the protruding portion where the groove of the boss base member is formed is about 30 to 50% thicker than the preset design value of the groove depth.
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면에 복수의 홈을 형성하는 단계는,
상기 홈의 중심축은 보스 베이스부재의 중심축과 15 ~ 30도의 경사진 각을 이루도록 형성되고,
서로 이웃하는 한 쌍의 홈은 경사각 방향이 서로 반대가 되도록 형성된 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법.The method of claim 1,
Forming a plurality of grooves on the surface of the protrusion of the boss base member,
The central axis of the groove is formed to form an inclined angle of 15 to 30 degrees with the central axis of the boss base member,
A method of manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container in which a pair of grooves adjacent to each other are formed so that the inclination angle directions are opposite to each other.
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 피막 처리하는 단계는,
상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 산화피막 처리하는 단계,
산화피막 처리된 상기 보스 베이스부재의 돌출부 표면을 TTN(6-mercapto-1,3,5-triazine-2,4-dithiol) 계열 화합물로 피막처리하는 단계를 포함하는 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법.The method of claim 1,
The step of coating the surface of the protrusion of the boss base member,
Oxidizing the surface of the protrusion of the boss base member;
Manufacture of a boss for a high pressure hydrogen storage container comprising the step of coating the surface of the protruding part of the boss base member treated with an oxide film with a TTN (6-mercapto-1,3,5-triazine-2,4-dithiol)-based compound method.
상기 보스 베이스부재는 알루미늄합금 재질이며,
상기 합성수지 라이너는 PA(Polyamide) 또는 PPS(Polyphenylene sulfide) 재질인 고압 수소저장용기용 보스의 제조방법.The method of claim 1,
The boss base member is made of aluminum alloy,
The synthetic resin liner is a method for manufacturing a boss for a high-pressure hydrogen storage container made of PA (Polyamide) or PPS (Polyphenylene sulfide) material.
A boss for a high-pressure hydrogen storage container manufactured by the manufacturing method of any one of claims 1 to 5.
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