本发明涉及一种用于储存高压气体的压力容器，更为详细地，涉及一种用于储存气体的压力容器，其用钢铁材料形成用于加强强度的线和压力容器主体部，从而最少化热应力的发生，同时，将用于加强强度的线以锡焊的方式固定于压力容器主体部或法兰，从而防止压力容器的劣化，将盖紧固结合于主体部两端，从而防止金属线损伤。
背景技术：
用于储存高压气体的压力容器的开发持续发展，但产业化以后随着化石燃料利用加速化引发全球变暖以及石油资源枯竭，因此，氢与新再生能源一起作为解决环境问题的未来能源资源而备受瞩目。
为了将氢作为能源资源进行普及，首先应该构建加氢站。为此需要高压压缩机和氢气储存用压力容器的开发。
储存氢气气体的压力容器有4种形态，通常，在地面使用的储存的方法有typei、ii，用于汽车的有typeiii、iv。
尤其，就typeii方式而言，作为加固材料将玻璃纤维或碳纤维含浸于树脂中并缠绕在压力容器主体，从而可以提高储存压力，因此，成为地面设置用压力容器的优先选择。
但是，就现有的typeii方式的压力容器而言，将金属线固定于压力容器主体部时，由于焊接的关系，焊接中由于向压力容器施加的高温加热使压力容器劣化。这增加了气体流出的危险。
另外，为了防止由于高温加热引发的压力容器的热损伤，尝试了将线作为带子固定于压力容器主体部的方法。但是这样的方法因为带子产生的固定力弱，因而在初期缠绕工艺中不能给予充分的张力，从而存在不能快速实现缠绕工作的缺点。
不仅如此，就作为压力容器的加强材料使用的金属线而言，为了减少缠绕的线之间的空隙，通常使用直径极为纤细的极细金属线。
但是，缠绕于压力容器的极细金属线在作业过程中受到损伤而断线的情况频频发生。其最终带来了增加压力容器的危险度的结果。
另外，为了确认压力容器的结构的安全性，通常进行耐压试验、常温反复加压试验、破裂试验等各种鉴定试验。
在执行所述各种鉴定试验时，向压力容器内部注入水来进行试验，如果此时在高压气体容器内部残留了水以外的空气的话，就会在试验过程中存在爆炸的危险。
因此，在进行压力容器的鉴定试验时，应该在向压力容器内部注水的同时，使压力容器内部的空气不残留地完全排出。
但是，现有技术的压力容器用盖因为底面平坦，所以存在即使向压力容器内部注满水之后在盖下部也会很容易残留空气的问题。
此外，进行将压力容器内侧表面扩张加工至屈服点以上，使压缩应力残留，增加压力容器的耐压性及疲劳寿命的自增强加工时，虽然需要通过水实现内侧面的一定的加工，但是，如果在压力容器内部残留了空气的话，自增强加工的效果同样不能传递至内侧面，从而也存在难以期待耐压性及疲劳寿命的增加的缺点。
因此，切实需求如下一种压力容器的开发：在制作工艺中防止压力容器的热损伤的同时，保障顺畅的线的缠绕，并且防止缠绕的线的损伤，能够快速且完全的排出内部残留空气。
先行技术文献
【专利文献】
韩国公开专利公报-0141839号
技术实现要素：
本发明是为了解决所述问题而提出的，目的在于，防止制作工艺中不必要的热损伤，并且增加压力容器的强度。
此外，本发明的目的在于，防止缠绕于压力容器的主体部的金属线的损伤。
此外，本发明的目的在于，防止缠绕的金属线的滑脱，提供稳定地对线进行支撑的压力容器结构。
此外，本发明的目的在于，向高压气体容器中注入水时，使内部的空气完全排出。
本发明提供一种用于储存气体的压力容器，其特征在于，包括：圆柱形状的主体部，其在内部形成中空部，沿着长度方向以相同的厚度形成；一对盖，其沿着长度方向贯通形成有注入孔，并在侧面形成螺纹，通过结合于所述主体部的两端来密封主体部；法兰，其结合于所述主体部的两端，并在中央形成中空部；以及金属线，其缠绕于所述主体部的外侧表面以增强所述主体部的强度，在与储存于所述主体部内部的流体相接触的所述盖的下部面形成有空气排出引导部，空气排出引导部引导压力容器内部的空气通过注入孔排出，所述金属线的一端锡焊并固定于所述主体部外侧表面上，所述金属线的另一端通过锡焊固定于缠绕在所述主体部的金属线上。
此外，本发明提供一种用于储存气体的压力容器,其特征在于，包括：圆柱形状的主体部，其在内部形成中空部，沿着长度方向以相同的厚度形成；一对盖，其沿着长度方向贯通形成有注入孔，并在侧面形成螺纹，通过结合于所述主体部的两端来密封主体部；法兰，其结合于所述主体部的两端，并在中央形成中空部；以及金属线，其缠绕于所述主体部的外侧表面以增强所述主体部的强度，在与储存于所述主体部内部的流体相接触的所述盖的下部面形成有空气排出引导部，空气排出引导部引导压力容器内部的空气通过注入孔排出，在所述盖的一端沿着半径方向形成法兰，在所述法兰上形成多个贯通孔，所述金属线的一端经由所述贯通孔而锡焊并固定于所述法兰的外侧面，所述金属线的另一端经由所述金属线的一端所不经过的另一个贯通孔而锡焊并固定于所述法兰的外侧面。
此外，本发明的特征在于，所述主体部和所述线由钢铁(steel)材料形成，从而使得热应力的发生最小化。
此外，本发明的特征在于，所述线的直径范围为0.005mm～2.5mm。
此外，本发明的特征在于，从所述法兰的内侧端到法兰最外围的距离比缠绕并叠层的金属线的厚度厚。
此外，本发明的特征在于，所述法兰的截面形状为圆形或多边形。
此外，本发明的特征在于，所述空气排出引导部以从所述盖的下部面向上方凹陷的形式形成，形成为上狭下广的形态。
此外，本发明的特征在于，所述空气排出引导部还包括低摩擦涂层，低摩擦涂层由特氟龙(teflon)系列的氟树脂形成。
根据本发明的用于储存气体的压力容器具有如下效果：防止制作工艺中热损伤，使得压力容器的强度增加。
此外，根据本发明的用于储存气体的压力容器具有防止缠绕的线的损伤的效果。
此外，根据本发明的用于储存气体的压力容器具有如下效果：防止缠绕的线的滑脱，并且稳定地对线进行支撑。
此外，通过在用于压力容器的鉴定试验的水的注入过程中使得压力容器内部的空气不残留于压力容器内部而完全排出，据此，具有如下效果：防止由鉴定试验时的残留空气产生的爆炸危险，并且可以安全且快速地执行鉴定试验。
以下，在说明用于实施发明的具体事项的同时一起说明如上所述效果和本发明的具体的效果。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的用于储存气体的压力容器的立体图。
图2是根据本发明的第一实施例的用于储存气体的压力容器的截面图。
图3是根据本发明的第二实施例的用于储存气体的压力容器的立体图。
图4是根据本发明的第二实施例的用于储存气体的压力容器的截面图。
图5是表示结合于通常的压力容器的现有技术的盖结构的正面截面图。
图6是根据本发明的第三实施例的结合于用于储存气体的压力容器的盖的分解立体图。
图7是根据本发明的第三实施例的结合于用于储存气体的压力容器的盖的设置状态截面图。
图8是根据本发明的第四实施例的结合于用于储存气体的压力容器的盖的设置状态截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本说明书的多个实施例进行记载。但是，本发明并非限定于对本说明书中记载的技术进行特定的实施形态，应理解为包括本说明书的实施例的多样的变更(modifications)、均等物(equivalents)及/或代替物(alternatives)。关于附图的说明，针对相似的构成要素可使用相似的参照标号。
此外，本说明书中所使用的“第一”、“第二”等表达可以对多样的构成要素进行无关顺序及/或重要性的修饰，只是为了将一个构成要素与其他的构成要素区分开而使用，并不对相关构成要素进行限定。例如，“第一部分”和“第二部分”可以无关顺序或重要性地表示各不相同的部分。例如，在不脱离本说明书中所记载的权利范围的同时可以将第一构成要素命名为第二构成要素，类似地，换过来，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。
此外，本说明书中所使用的术语仅仅用来说明特定的实施例，并非意图对其他实施例的范围进行限定。单数的表达只要文脉上未明确地表示不同的意思，就可以包含复数的表达。在此使用的包括技术性的或科学性的术语在内的术语，可以具有与在本说明书中所记载的技术领域中具有一般知识的人员所通常理解的意思相同的意思。本说明书中所使用的术语中，在字典里一般所定义的术语，可以解释为和相关技术文脉上所具备的意思相同或是相似的意思，只要在本说明书中没有被明确地定义的，就不能解释为理想的或过度形式上的意义。根据不同的情况，即使是本说明书中定义的术语也不能解释为排除本说明书的实施例。
图1是根据本发明的第一实施例的用于储存气体的压力容器的立体图，图2是根据本发明的第一实施例的用于储存气体的压力容器的截面图。
参照图1及图2来说明根据本发明的第一实施例的用于储存气体的压力容器。
根据本发明的压力容器包括：主体部100、一对盖200、线300。
主体部100形成有储存气体的空间。
在主体部100内部形成有中空部110，沿着长度方向以相同的厚度形成并形成圆柱形状。
主体部100因为储存于中空部110的高压气体而受到压力。为了支撑通过储存的高压氢气对主体部100施加的环向应力(hoopstress)，后面将要叙述的线300缠绕于主体部100外部表面上。
主体部100由钢铁(steel)材料形成。
一对盖200为了密封主体部100而结合于主体部100的两端。
在盖200的一端的中央形成有用于注入气体的注入孔230。
在盖200的侧面形成有螺纹240。
现有的压力容器由于压力容器两端的开口部窄窄地形成，因而很难维护内部。
尤其，在向压力容器注入氢气的情况下由于氢气在主体部100中引起氢脆而常常存在氢气泄漏的危险，因而需要进行周期性的检查。
对此在本发明中通过采用以螺丝方式紧固结合于压力容器的主体部100的盖200结构，在确保用于维护的充足的开口空间的同时也使场解吸容易，从而提高维护的便利性。
不仅如此，现有的压力容器的端部由圆顶(dome)形状形成，要求用于热拔的大型专用装备。
但是根据本发明的压力容器的两端由用盖200密封的结构形成，即使利用一般的机械工具也可以加工，从而也提高了制作的便宜性。
法兰210和盖200可以独立制成并结合于主体部100，但通过与盖200制成一体型而提高紧固结合的便利性，并且可以增加线300的缠绕面积。
为了使得缠绕于主体部100的外部表面的线300维持叠层结构，法兰210对线300的侧面进行支撑。
因此，从法兰210内侧端到法兰210最外围的距离以比缠绕并叠层的线300的厚度更厚的形式形成。
如上所述，法兰210的最外围以比缠绕并叠层的金属线300的厚度厚的形式形成，从而可以防止由于极细的金属线300与地面接触或者和外部物体的碰撞而引起的损伤。
法兰210的截面形状可以是圆形或多边形。
法兰210截面形成为多边形时，即使配置于地面上也可以防止意想不到的滚动运动。
图2(a)是示出首先将线300缠绕于主体部100的表面上一层的状态的图，图2(b)是示出在主体部100的表面完成线300的缠绕的状态的图。
在现有技术中，如果将线焊接于主体部，则焊条和主体部暴露于高温中，焊条和主体部同时熔化并实现焊接。此时主体部的焊接部位由于受到热损伤而在强度上变脆弱。
由此，在本发明中为了将线300固定于主体部100而进行锡焊400。如果将线300的一端锡焊400于主体部100表面上，由于铅相比于主体部100的材料熔点很低，所以以不熔化主体部100只熔化铅的形式进行锡焊400。使用于锡焊的锡焊用铅的熔点极低为摄氏400度以下，因而可最小化对主体部100施加的热损伤。
此外，金属线300是极细丝，所以通过锡焊400进行固定时可提供用于缠绕的充足的张力。因此，从初期开始可以实现快速的缠绕。
线300的另一端通过锡焊400而固定于缠绕在主体部100上的线300。换句话说，线300的两端都是通过锡焊400而进行固定的。
线300缠绕于主体部100的外侧表面，从而增强主体部100的强度。
如果将直径粗的金属线300缠绕于主体部100，则线300之间的空隙变大从而不能充分地支撑内压。不仅如此，粗的金属线300在缠绕时需要相对大的动力。因此，缠绕直径细的金属线300在减少线300之间的空隙方面和缠绕动力方面有利。
优选地，金属线300的直径以0.005mm～2.5mm的范围制成。
线300的材质由钢铁材料形成。由于使用钢铁材料形成线，因而与使用碳纤维制作相比可以节省制作费用。
由于储存于压力容器的气体在压缩时产生相当的热量，因此，使得主体部100和线300的材料由不同的材料形成时，由于热膨胀率的差异会导致发生热应力(thermalstress)。因此，为了最小化热应力，使得主体部100和线300的材料由钢铁材料形成。其结果将有助于提高压力容器的寿命。
另外，现有技术中通过在缠绕的线表面上涂覆树脂来固定线。但是，树脂随着时间的推移而改变物性，从而具有降低压力容器的构造上的稳定性的一面。
由此，在本发明中通过只缠绕钢铁材料的线并对线两端进行锡焊而解决了这样的问题。
图3是根据本发明的第二实施例的用于储存气体的压力容器的立体图，图4是根据本发明的第二实施例的用于储存气体的压力容器的截面图。
参照图3及图4进行说明。在对第二实施例进行说明时，不对全部构成进行说明，而是着重于对与第一实施例不同的部分进行说明。
在本发明的第二实施例中，与第一实施例不同的是，不将线300的一端锡焊400于主体部100的表面，而是经由形成于法兰210上的贯通孔220而锡焊于法兰210的外侧面上。
其防止由于锡焊导致的主体部将受到的热损伤，锡焊于与环向应力无关的法兰210的外侧面。
不仅是线的一端，线的另一端也不锡焊于叠层的线上，而是经由形成于法兰210上的贯通孔220而进行锡焊。
结果，法兰210兼备固定线的托架的作用和支撑线侧面的支架的作用。
图5是表示结合于通常的压力容器的现有技术的盖200的结构的正面截面图，图6是根据本发明的第三实施例的结合于用于储存气体的压力容器的盖200的分解立体图，图7是根据本发明的第三实施例的结合于用于储存气体的压力容器的盖200的设置状态截面图，图8是根据本发明的第四实施例的结合于用于储存气体的压力容器的盖200的设置状态截面图。
参照图5至图8进行说明。
参照图5，现有技术的压力容器用盖200因为底面平坦所以即使在向压力容器内部注满水后也很容易在盖200下部残留空气a。
根据本发明的第三实施例的用于储存气体的压力容器的盖200结合于压力容器主体部100的两端。
主体部100可包括内螺纹部520、卡住坎510。
所述内螺纹部520在所述主体部100的入口向下方形成规定的深度。
所述卡住坎510形成于所述内螺纹部520的下端部。
盖200结合于根据本发明的第三实施例的用于储存气体的压力容器，其包括：插入部270、外螺纹部260、六角头部250、贯通孔220、空气排出引导部230b、密封部件280a、280b。
所述插入部270形成为对应于所述主体部100的内径部的形状并插入于所述主体部100的内部。
所述外螺纹部260以向上方凸出的形式形成于所述插入部270上部。
所述六角头部250凸出形成于所述外螺纹部260的上部，从而利用扳手等工具松动或拧紧盖200的时候容易传递旋转扭矩。
所述注入孔230以贯通所述插入部270的底面和所述六角头部250的上面之间的形式沿着盖200的中心轴线沿着纵向方向形成。
在所述注入孔230的上层入口还可设置连接部230a。
鉴定试验或自增强处理时用于水的注入的供水线或阀门或计量器等多样的辅助设备b可拆卸地安装于所述连接部230a。
所述空气排出引导部230b形成于所述插入部270的下部，引导压力容器内部的空气a通过所述注入孔230排出。
所述空气排出引导部230b以从所述插入部270的底面向上方凹陷的形式形成，可以形成为上狭下广的形态。
因此，向压力容器内部注满水的时候，压力容器内部的空气a从下部越往上部越容易向内径变窄的空气排出引导部230b的内径变窄的上部中央方向聚集。
此时，通过在所述空气排出引导部230b的上部中央设置所述注入孔230的下侧开口部，压力容器内部的空气a通过所述注入孔230向外部快速排出。
此外，优选地，所述空气排出引导部230b以所述插入部270的底面为基准形成10到40度的截面角度c。
换句话说，为了所述压力容器的鉴定试验，在向压力容器内部注水的过程中压力容器的安放姿势以规定角度c倾斜，或者，为了空气a排出，检查者在调整摇晃压力容器等姿势时，压力容器的角度c最大可以倾斜为10度以内。
因此，如上所述，压力容器以10度以内的角度倾斜时，由于以如上所述的插入部270的底面为基准形成为10到40度的空气排出引导部230b的截面角度c来使得空气排出引导部230b的截面角度c维持向上方倾斜的状态，从而在向压力容器内部注水的过程中压力容器内部的空气a通过所述注入孔230被引导并快速排出外部。
此外，所述空气排出引导部230b还可以包括在表面以特氟龙系列的氟树脂形成的低摩擦涂层230c。
换句话说，空气排出引导部230b即使成为上狭下广的形态，在装满水的压力容器内部残留的空气a成为气泡形态，从而也可以附着于空气排出引导部230b的表面。
如上所述，气泡附着在空气排出引导部230b的表面依靠的是由空气排出引导部230b表面的干燥摩擦产生的摩擦力，摩擦力越高气泡的形成越容易，而且气泡的大小也很大，相反地，摩擦力越低气泡越不容易形成，而且气泡的大小也很小。
因此，利用所述特氟龙系列的氟树脂在空气排出引导部230b的表面以规定厚度形成低摩擦涂层230c的情况，因为低摩擦涂层230c导致空气排出引导部230b的表面摩擦力显著降低，据此，防止气泡附着在空气排出引导部230b的表面，从而使空气a的排出更加顺畅。
为了维持所述主体部100和盖200之间的气密，所述密封部件包括第一密封部件280a、第二密封部件280b。
所述第一密封部件280a介于所述卡住坎510上面和所述盖200底面之间并以环状设置，通过弹性接触来维持气密性，从而防止填充物从所述卡住坎510上面和盖200底面之间漏出。
优选地，所述第一密封部件280a使用由可以弹性变形的橡胶、合成橡胶材料形成的o形环，但事先声明并非限定于此。
并且，众所周知的是，利用所述第一密封部件280a来防止水及气体泄漏并非半永久性的，随着可弹性变形的材料在特性上的老化可能发生水及填充气体的泄漏。
所述第二密封部件280b以环状设置于形成于所述插入部270的外周面的环形槽270a内部，介于所述环形槽270a的垂直内面与所述主体部100的内面之间，通过弹性接触维持气密性，从而防止从第一密封部件280a漏出的填充物从所述插入部270的外周面和所述主体部100的内周面之间漏出。
此时，所述环形槽270a以向内凹陷的形式形成，从而防止在环形槽270a内以环状设置的第二密封部件280b的脱落。
优选地，第二密封部件280b与所述第一密封部件280a相同，使用由可以弹性变形的橡胶、合成橡胶材料形成的o形环，随着可弹性变形的材料在特性上的老化，可能发生水及填充气体的泄漏。
以上虽然针对本发明的优选实施例进行了图示及说明，但本发明并不限定于所述的特定实施例，当然，在不脱离权利要求中请求的本发明的要旨的情况下，在本发明所属的技术领域具有一般知识的技术人员可进行多样的变形实施，这样的变形实施例不能基于本发明的技术思想或前景进行个别理解。
标号说明
用于储存气体的压力容器10
主体部100
中空部110
盖200
法兰210
贯通孔220
注入孔230
连接部230a
空气排出引导部230b
低摩擦涂层230c
螺纹240
六角头部250
外螺纹部260
插入部270
环形槽270a
第一密封部件280a
第二密封部件280b
线300
锡焊400
卡住坎510
内螺纹部520
空气a
辅助设备b
角度c
技术特征：
1.一种用于储存气体的压力容器，其用于储存气体，其特征在于，包括：
圆柱形状的主体部，其在内部形成中空部，并沿着长度方向以相同的厚度形成；
一对盖，其沿着长度方向贯通形成有注入孔，并在侧面形成螺纹，通过结合于所述主体部的两端来密封主体部；
法兰，其结合于所述主体部的两端，并在中央形成中空部；以及
金属线，其缠绕于所述主体部的外侧表面以增强所述主体部的强度，
在与储存于所述主体部内部的流体相接触的所述盖的下部面形成有空气排出引导部，空气排出引导部引导压力容器内部的空气通过注入孔排出，
所述线的一端锡焊并固定于所述主体部外侧表面上，所述线的另一端通过锡焊固定于缠绕在所述主体部的线上。
2.一种用于储存气体的压力容器，其用于储存气体，其特征在于，包括：
圆柱形状的主体部，其在内部形成中空部，并沿着长度方向以相同的厚度形成；
一对盖，其沿着长度方向贯通形成有注入孔，并在侧面形成螺纹，通过结合于所述主体部的两端来密封主体部；
法兰，其结合于所述主体部的两端，并在中央形成中空部；以及
金属线，其缠绕于所述主体部的外侧表面以增强所述主体部的强度，
在与储存于所述主体部内部的流体相接触的所述盖的下部面形成有空气排出引导部，空气排出引导部引导压力容器内部的空气通过注入孔排出，
在所述法兰上形成多个贯通孔，
所述线的一端经由所述贯通孔而锡焊并固定于所述法兰的外侧面，所述金属线的另一端经由所述金属线的一端所不经过的另一个贯通孔而锡焊并固定于所述法兰的外侧面。
3.根据权利要求1或2所述的用于储存气体的压力容器，其特征在于，
所述主体部和所述金属线由相同的材料形成，从而使得热应力的发生最小化。
4.根据权利要求1或2所述的用于储存气体的压力容器，其特征在于，
所述金属线的直径范围为0.005mm～2.5mm。
5.根据权利要求1或2所述的用于储存气体的压力容器，其特征在于，
从所述法兰内侧端到法兰最外围的距离比缠绕并叠层的线的厚度厚。
6.根据权利要求1或2所述的用于储存气体的压力容器，其特征在于，
所述法兰的截面形状为圆形或多边形。
7.根据权利要求1或2所述的用于储存气体的压力容器，其特征在于，
所述空气排出引导部以从所述盖的下部面向上方凹陷的形式形成，形成为上狭下广的形态。
8.根据权利要求1或2所述的用于储存气体的压力容器，其特征在于，
所述空气排出引导部还包括由特氟龙系列的氟树脂形成的低摩擦涂层。
技术总结
公开一种用于储存气体的压力容器。所公开的用于储存气体的压力容器的特征在于，包括：圆柱形状的主体部，其在内部形成中空部，并沿着长度方向以相同的厚度形成；一对盖，其沿着长度方向贯通形成有注入孔，并在侧面形成螺纹，通过结合于主体部的两端来密封主体部；法兰，其结合于主体部的两端，并在中央形成中空部；金属线，其缠绕于主体部的外侧表面以增强主体部的强度，在与储存于主体部内部的流体相接触的所述盖的下部面形成有空气排出引导部，空气排出引导部引导压力容器内部的空气通过注入孔排出，在法兰上形成多个贯通孔，线的一端经由贯通孔而锡焊并固定于法兰的外侧面，金属线的另一端经由另一个贯通孔而锡焊并固定于法兰的外侧面。
技术研发人员：金起永
受保护的技术使用者：日星机械工业株式会社
技术研发日：.07.30
技术公布日：.02.11
