(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ライナーブローアーマシンを利用してライナーを生産する段階；
ｂ）前記生産したライナーのネジの山部に接着剤を塗布する段階；
ｃ）前記ライナーのネジの山部にブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）を締結する段階；
ｄ）前記ｃ）段階を経たライナーを、常温で３０分ないし２時間放置し前記接着剤を自然硬化する段階；
ｅ）前記ライナーの外部表面をプラズマで熱処理するライナーフレーミング段階；
ｆ）前記ライナーにシャフトを締結する段階；
ｇ）複数のガラス繊維ストランドを、樹脂および硬化剤と混合した後、前記ライナーの外部表面に巻くワインディング段階；
ｈ）前記ワインディング段階を経た複合材料容器を７０℃ないし９０℃で７０分ないし９０分乾燥する乾燥硬化段階；
ｉ）前記乾燥硬化段階を経た前記複合材料容器の表面温度を３５℃以下に下げるため、前記複合材料容器を常温で１５分ないし４０分放置するクーリング段階；
ｊ）前記複合材料容器から前記シャフトを分離する段階；
ｋ）前記複合材料容器に設置された前記ブッシングにバルブを組み立てる段階；および、
ｌ）前記複合材料容器を含むガス容器の状態を検査する検査段階；
を含み、
前記ａ）段階は、
前記ライナーブローアーマシン（ｌｉｎｅｒ  ｂｌｏｗｅｒ  ｍａｃｈｉｎｅ）でライナーを製造する段階；
前記ライナーブローアーマシンからライナー取出ロボットにより前記ライナーを取り出す段階；
前記ライナーの表面上のスクラップを除去する段階；
前記ライナーを、常温で４時間ないし６時間放置して乾燥させる段階；および、
前記ライナーの寸法を検査する段階；
を含み、
前記ｌ）段階は、
前記複合材料容器の内圧を、２ＭＰａないし４ＭＰａの圧力で一定時間維持し、前記複合材料容器の耐圧を検査する耐圧検査段階；および、
前記ガス容器の内圧を１ＭＰａないし２ＭＰａの圧力に維持した後、石鹸泡沫水槽に入水させた後、前記ガス容器の気密を検査する気密検査段階；
を含むことを特徴とするガス容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス容器の製造方法に関し、より詳細には、強度の高いガス容器の生産が可能で、生産性が向上したガス容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス容器は、ＬＰＧ、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）、バイオガス、酸素、水素などの高圧ガスを保存し、充電することに使用される。特に、ガス容器は、高圧のガスを保存し、長期間保管しつつ使用することができるように、十分な強度を持たなければならない。
【０００３】
従来のガス容器は、樹脂ライナー（Ｌｉｎｅｒ）をライナーブローアーマシン（Ｌｉｎｅｒ  ｂｌｏｗｅｒ  ｍａｃｈｉｎｅ）で生産し熟成した後、樹脂ライナーの外殻の周りをＦＲＰや繊維で囲んで強度を補強して製造してきた。
【０００４】
しかし、このように、常温で手作業にてＦＲＰや繊維材をライナーの外周面の周りに囲んで厚さを補強するだけでは、様々な高圧ガスに耐えられる十分な強度を確保しにくく、さりとて、より多くの補強層をライナーの外周面に増加させることはガス容器の厚さおよび体積が大きくなるという問題があった。
【０００５】
また、従来技術のガス容器の製造方法では、製品の不良率が増え、これによって高まる生産性の低下の問題点があり、これを解決するために、製造工程を改善しようとする努力が続けられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−１９９９−００８５５１３号公報
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２００７−００９９６８８号公報
【特許文献３】韓国特許第１０−０７４６２４８号公報
【特許文献４】韓国公開特許第１０−２０１０−００９０７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来技術の問題点を解決するための本発明の目的は、信頼性があり、強度が向上したガス容器の生産が可能で、不良率が減り、生産性の向上が期待できるガス容器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した本発明の目的に応じたガス容器の製造方法は、ａ）ライナーブローアーマシンを利用してライナーを生産する段階；ｂ）前記生産したライナーのネジの山部に接着剤を塗布する段階；ｃ）前記ライナーのネジの山部にブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）を締結する段階；ｄ）前記ｃ）段階を経たライナーを、常温で３０分ないし２時間放置し前記接着剤を自然硬化する段階；ｅ）前記ライナーの外部表面をプラズマで熱処理するライナーフレーミング段階；ｆ）前記ライナーにシャフトを締結する段階；ｇ）複数のガラス繊維ストランドを、樹脂および硬化剤と混合した後、前記ライナーの外部表面に巻くワインディング段階；ｈ）前記ワインディング段階を経た複合材料容器を７０℃ないし９０℃で７０分ないし９０分乾燥する乾燥硬化段階；ｉ）前記乾燥硬化段階を経た前記複合材料容器の表面温度を３５℃以下に下げるため、前記複合材料容器を常温で１５分ないし４０分放置するクーリング段階；ｊ）前記複合材料容器から前記シャフトを分離する段階；ｋ）前記複合材料容器に設置された前記ブッシングにバルブを組み立てる段階；および、ｌ）前記複合材料容器を含むガス容器の状態を検査する検査段階；を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記ａ）段階は、前記ライナーブローアーマシン（ｌｉｎｅｒ  ｂｌｏｗｅｒ  ｍａｃｈｉｎｅ）でライナーを製造する段階；前記ライナーブローアーマシンからライナー取出ロボットにより前記ライナーを取り出す段階；前記ライナーの表面上のスクラップを除去する段階；前記ライナーを常温で４時間ないし６時間放置して乾燥させる段階；および、前記ライナーの寸法を検査する段階；を含むことができる。
【００１０】
前記ｌ）段階は、前記複合材料容器の内圧を、２ＭＰａないし４ＭＰａの圧力で一定時間維持し、前記複合材料容器の耐圧を検査する耐圧検査段階；および、前記ガス容器の内圧を１ＭＰａないし２ＭＰａの圧力に維持した後、石鹸泡沫水槽に入水させた後、前記ガス容器の気密を検査する気密検査段階；を含むことが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
前記のような本発明のガス容器の製造方法は、ライナーフレーミング段階を経た後、ガラス繊維に樹脂および硬化剤を混合した異種材料をワインディングして複合材料容器を作り、乾燥およびクーリング段階を経ることで、ガス容器の強度を従来のガス容器よりもはるかに向上させることができる効果がある。
【００１２】
また、本発明のガス容器の製造方法は、接着剤を用いてブッシングを締結した後、その内部にバルブを固定する製造方法であって、気密性が向上され、目視検査のほか、耐圧や気密検査を経て、不良率が著しく減り、これにより全体的な生産性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施例によるガス容器の製造方法を説明するための製造段階を示すフローチャートである。
【図２】図２は、図１に図示されたライナー生産段階を段階別に示すフローチャートである。
【図３】図３は、複合材料容器に結合される部品を説明するためのガス容器の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の実施例を有することができるが、特定の実施例を図面に例示し、発明を実施するための具体的な内容に対し詳細に説明する。
しかし、これは、本発明を特定の実施形態により限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。
【００１５】
各図面を説明しながら、類似の参照符号を類似する構成要素に対して使用した。
「第１、第２、Ａ、Ｂ」などの用語は、多様な構成要素を説明するために使用し得るが、前記の構成要素は、前記の用語により限定されてはいけない。前記の用語は、一つの構成要素を別の構成要素と区別する目的にのみ使用する。
【００１６】
例えば、本発明の権利範囲を逸脱せず、第１の構成要素は、第２の構成要素として名付けることができ、同様に第２の構成要素も第１の構成要素として名付けることができる。「および／または」という用語は、複数の関連する記載の項目の組合わせ、または複数の関連する記載の項目のうち、いずれかの項目を含む。
【００１７】
どの構成要素が別の構成要素に「接続」されているとか、「接続」されていると言及した場合には、その別の構成要素に直接的に連結されている、あるいは接続されていると理解することもできるが、中間に別の構成要素が存在し得ると理解されるべきである。
【００１８】
一方で、どの構成要素が別の構成要素に「直接連結」されているとか、「直接接続」されていると言及した場合には、中間に別の構成要素が存在しないと理解されるべきである。
【００１９】
本出願で使用する用語は、単に特定の実施例を説明するために使用したものであって、本発明を限定することは意図していない。単数の表現は、文脈上、明らかに別の意味でない限り、複数の表現を含む。
【００２０】
本出願における「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在、または付加可能性を予め排除しないものとして理解されるべきである。
【００２１】
別に定義しない限り、技術的または科学的な用語を含め、ここで使用する全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により一般に理解されるものと同じ意味を有している。
【００２２】
一般に使用される辞書で定義されているものと同じ用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味として解釈されない。
【００２３】
以下、本発明に係る望ましい実施例を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例によるガス容器の製造方法を説明するためのフローチャートであり、図２は、図１に図示されたライナー生産段階を段階別に示すフローチャートであり、図３は、ライナーに結合された部品を説明するためのガス容器１０の分解斜視図である。
【００２４】
図１ないし図３を参照すれば、本発明の一実施例によるガス容器の製造方法は、次のとおりである。
本発明の特徴は、ガス容器の製造方法にあり、各段階別に移動するコンベアなどの移送手段や製造装置に関するものではないので、移送手段や製造装置に対する詳細な説明は省略する。
【００２５】
まず、ライナーブローアーマシン（ｌｉｎｅｒ  ｂｌｏｗｅｒ  ｍａｃｈｉｎｅ、図示せず）でライナー（図示せず）を生産する（Ｓ１）。ライナーは、図３の複合材料容器１２と同じ形状で円筒状であるが、本明細書においてライナーは、後述するワインディング段階（Ｓ７）を経る前の円筒を意味し、ワインディング段階（Ｓ７）を経た後の円筒は、複合材料容器１２と称する。ライナーおよびライナーブローアーマシンは、公知の技術であるので、詳細な説明を省略する。また、図３の参照符号１２は、ライナーがワインディング段階（Ｓ７）を経た後の複合材料容器を図示したものであるが、ライナーの形状も同じであるので、以下では、ライナーを説明する際にも説明の便宜のため、図３の複合材料容器１２を参照して説明する。ライナーと複合材料容器１２は、図３のように、一方端部に入口１１が形成され、入口１１の内面には、ネジの山部１３が形成されている。
【００２６】
図２を参照して、ライナーの生産段階を詳細に説明する。ライナーブローアーマシンでライナーが生産されると（Ｓ１０１）、ライナー取出ロボット（図示せず）により、ライナーがライナーブローアーマシンの外部に取り出される（Ｓ１０２）。
【００２７】
外部に取出されたライナーは、コンベアにより移送された後、ライナーの外部表面に生じた傷やスクラップを除去する工程を経る（Ｓ１０３）。スクラップ除去工程は、手作業で行うこともでき、スクラップ除去装置を用いて除去することもできる。スクラップが除去されたライナーは、さらにコンベアによりライナー熟成場所に移動され、ここでライナーが４時間ないし６時間常温で放置される。一定の時間常温に置くことで、樹脂で製作されたライナーは、乾燥され堅固になる（Ｓ１０４）。
【００２８】
熟成段階を経たライナーの寸法を検査する。つまり全長および外径を測定し、これをコンピュータに入力する（Ｓ１０５）。
その後、ライナーの入口に形成された図３の複合材料容器１２の形状を参照すれば、ネジの山部１３に接着剤を塗布し（Ｓ２）、接着剤が塗布されたネジの山部１３にブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）１４を締結する（Ｓ３）。ブッシング１４は、以降シャフト１６を締結する際にシャフト１６と結合され、シャフト１６が除去された後、最終的にガス充填および排出口を提供するバルブ２０と結合され、バルブを堅固に固定させる役割をする。ブッシング１４が締結されたライナーは、常温で３０分ないし２時間放置され、このとき、ブッシング１４とライナーのネジの山部１３を接着する接着剤が自然に硬化される（Ｓ４）。
【００２９】
その後、ライナーの外部表面をプラズマで熱処理するライナーフレーミング段階を経る（Ｓ５）。ライナーの外側表面は、強度補強のためガラス繊維でワインディング（ｗｉｎｄｉｎｇ）されるが、そのため酸素プラズマを利用してライナー１２の外部表面を熱処理する。酸素プラズマを利用してライナーの外部表面を熱処理すれば、樹脂材質のライナー表面に酸素ラジカルや原子、分子が高エネルギーで照射され、ライナーの外部表面が活性化されて電荷を帯び、後述するワインディング段階（Ｓ７）でガラス繊維と強く結合できる活性状態になる。
【００３０】
その後、ライナーにシャフト１６を締結する（Ｓ６）。シャフト１６は、臨時的にライナーの入口のブッシング１４に締結され、後述するワインディング作業および乾燥炉での硬化作業時に治具の役割をする。シャフト１６は、シャフト軸１５に固定されたベアリング１７がブッシング１４の内面と噛み合うように結合される。
【００３１】
その後、複数のガラス繊維ストランドを樹脂および硬化剤と混合した後、混合したガラス繊維を前記ライナーの外部表面に巻く（Ｓ７）。プラズマで熱処理されたライナーの表面は、硬化剤および樹脂と混合されたガラス繊維と容易に結合されて一体化され、このように強度が強化された円筒を複合材料容器１２と称する。ワインディング段階を経ると、複合材料容器１２が製造されるが、複合材料容器１２は、原材料であるライナーと外形は同じであるが、ライナーとは異なり、高圧ガスの内圧に耐えるに十分な強度を持つようになる。
【００３２】
その後、前記ガラス繊維のワインディング段階を経た複合材料容器１２を前記シャフト１６と結合された移動手段により乾燥炉に移動させる。乾燥炉（図示せず）は、ヒータおよびファンによる間接ヒーティング方式により７０℃ないし９０℃の温度範囲で一定の温度に維持し、前記の移動手段は、複合材料容器１２を乾燥炉の内部で移送および搬送を繰り返しながら、７０分ないし９０分間、複合材料容器１２を乾燥する。また、前記の移動手段は、複合材料容器１２の外部表面に巻かれたガラス繊維および樹脂が一方に偏らないように、複合材料容器１２を回転させながら移動および搬送を繰り返す。
【００３３】
その後、複合材料容器１２は、常温で１５分ないし４０分間クーリング段階を経る（Ｓ９）。乾燥した複合材料容器１２の表面温度を３５℃以下に下げるために、常温で１５分ないし４０分間、複合材料容器１２を放置する。
【００３４】
その後、複合材料容器１２からシャフト１６を分離する（Ｓ１０）。分離したシャフト１６は、コンベアにより上述した工程であるシャフト締結工程の場所に移動された後、再び使用される。
【００３５】
その後、複合材料容器１２は、目視検査と、耐圧検査および乾燥段階を経る（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）。目視検査は、検査者の目視で複合材料容器１２の不良状態の有無を確認することであり、耐圧検査は、複合材料容器１２の内耐を２ＭＰａないし４ＭＰａの一定の圧力に維持した後、水槽に向かって下降させて一定の時間維持する。これは、２ＭＰａないし４ＭＰａの内圧を耐えられるかどうかを検査することであり、内圧に耐えられない場合、水槽に気泡が生じる。２ＭＰａよりも低ければ、圧力が低くて耐圧検査の意味がなく、４ＭＰａ以上であれば内圧が高すぎて、ガス容器が損傷することがあるので、この範囲の圧力で試験を行うことが重要である。
【００３６】
その後、複合材料容器１２に設置されたブッシング１４にバルブ２０を組み立てる（Ｓ１４）。図３を参照すれば、複合材料容器１２にブッシング１４、シャフト１６、バルブ２０が締結される構造がよく分かり、バルブ２０は、ガス容器の内部にガスを充填したり、ガスを排出したりする入口および出口の役割をする。
【００３７】
バルブ２０さえ組み立てた後、複合材料容器１２の内圧を１ＭＰａないし２ＭＰａの一定圧力に維持した後、バルブ２０などが組み立てられたガス容器１０を石鹸泡沫水槽に入水させ気密を検査する（Ｓ１５）。気密検査の場合、耐圧検査とは異なり、圧力を高くする必要はなく、気密検査に必要な圧力を与えることだけで十分であり、その圧力は、１ＭＰａないし２ＭＰａが適当である。気密検査のため石鹸泡沫水槽にガス容器１０を浸水させた後、泡沫が生成するかどうかを検査する。ガス容器１０は、ワインディング段階を経た複合材料容器１２にブッシング１４とバルブ２０が締結された状態を指す。
【００３８】
以上、実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正および変更することができるのを理解し得るはずである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、ガス容器の製造産業に広く利用することができる。
【図３】
0005912004.tif 000002
【図１】
0005912004.tif 000003
【図２】
0005912004.tif 000004