KR20060003899A

KR20060003899A - 튜브형 금속 본체 및 그 제조 방법 그리고 압력 용기를위한 라이너 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060003899A
Application number: KR1020057020152A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 오사메
Original assignee: 쇼와 덴코 가부시키가이샤; 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2006-01-11
Also published as: US20060260376A1; KR101067033B1; US7430888B2; WO2004096459A1

Abstract

본 발명의 튜브형 금속 본체(1)는 포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분(2a)으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소로 구성되는 튜브(2)를 포함한다. 각각의 조인트 부분(2a) 내의 압출 튜브(2)의 기부 재료 금속에는 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 개질 처리가 적용된다. 압출 튜브(2)를 위한 개질 처리는 바람직하게는 마찰 교반 접합 공구(6)의 프로브(8)를 사용하여 각각의 조인트 부분을 마찰 교반시킴으로써 수행된다. 튜브형 금속 본체(1)는 큰 크기의 증가된 길이로써 이용 가능하고 높은 압력 저항을 갖는다.

튜브형 금속 본체, 튜브, 기부 재료 금속, 개질 처리, 복수개의 구성 요소

Description

튜브형 금속 본체 및 그 제조 방법 그리고 압력 용기를 위한 라이너 및 그 제조 방법{TUBULAR METAL BODY, METHOD OF PRODUCING SAME, LINER FOR PRESSURE VESSEL AND METHOD OF PRODUCING SAME}

본 발명은 예컨대 동력 발생을 위한 연료로서 역할하는 고압의 연료 수소 가스 또는 천연 가스를 통과시키는 자동차, 가옥, 운송 기계 등을 위한 고압 배관에서 사용되는 튜브형 금속 본체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 예컨대 자동차, 가옥, 운송 기계 등에서 동력 발생을 위한 연료로서 역할하는 수소 가스 또는 천연 가스를 저장하는 압력 용기 또는 산소 가스 공급 시스템 내에 산소를 저장하는 압력 용기에서 사용되는 라이너 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

롤 성형에 의해 금속 시트를 튜브 형태로 형성하고 고주파 용접에 의해 서로에 대해 돌출된 그 부분을 접합시킴으로써 제조되는 전기-저항-용접 튜브가 튜브형 금속 본체로서 널리 사용된다.

전기-저항-용접 튜브의 용접은 열적으로 영향을 받음으로써 감소된 강도를 가지므로, 용접은 응력 집중으로 인한 피로 파괴에 민감하다. 고압 가스를 통과시키는 압력 배관 시스템에서의 전기-저항-용접 튜브의 사용은 현재 양호한 것으로 인정되지 않는다.

따라서, 맨드럴의 사용으로써 압출된 튜브(이하, "맨드럴-압출 튜브") 또는 포트홀 다이를 통해 압출된 튜브(이하, "포트홀 다이-압출 튜브" 또는 "다이-압출 튜브")가 압력 배관 시스템을 위해 유용한 것으로 보인다.

그러나, 맨드럴-압출 튜브는 평탄하지 않은 벽 두께를 갖기 쉽고 더욱이 이들 튜브가 큰 직경 및/또는 큰 길이에서 이용 가능하지 않다는 문제점을 갖는다. 만나게 되는 또 다른 문제점은 이들이 복잡한 단면 형상을 가지면 얻어질 수 없다는 것이다. 이들 문제점은 다이-압출 튜브로써 극복될 수 있지만, 반면에 이들 튜브는 다음의 문제점을 갖는다. 다이-압출 튜브는 포트홀 다이의 포트 부분에서 빌릿으로부터의 금속 재료의 유동을 부분들로 일시적으로 분리시키고 챔버 부분에서 다시 분리된 금속 재료를 접합시킴으로써 제조된다. 튜브는 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합될 때의 복수개의 구성 요소를 포함한다. 조인트 부분은 강도 및 신장 등의 기계적 성질에서 튜브 구성 요소보다 열등하므로, 튜브는 압력 배관에서 사용될 때 응력 집중으로 인해 조인트 부분에서 파괴되기 쉽다.

다이-압출 튜브는 조인트 부분의 성질이 개질될 때 압력 배관 시스템을 위해 사용 가능하게 제조될 수 있는 것으로 생각된다. 포트홀 다이-압출 튜브의 조인트 부분의 부식 저항을 개선시키기 위해 압출을 위해 사용될 빌릿을 위한 다양한 열처리가 공지되어 있다(일본 특허 출원 공개 제1999-172387호 참조).

그러나, 조인트 부분의 기계적 성질을 개선시키는 방법은 여전히 개발 중이 며, 다이-압출 튜브는 압력 배관 시스템을 위한 용도로 인정되지 않는다.

반면에, 전술된 것과 같은 압력 용기 내에 담길 고압 가스는 일반적으로 현재 약 20 내지 약 35 ㎫의 압력을 가지며, 반면에 압력은 아마도 미래에 약 70 ㎫까지 상승될 것이다.

이러한 압력 용기에서 사용되는 것으로 이미 공지된 라이너는 중공 원통형 트렁크의 각각의 대향 단부에서 헤드 판 부분을 제조하도록 유동 성형에 의해 그 축 방향으로 블랭크의 본체를 아이어닝하고 트렁크보다 헤드 판 부분에 큰 벽 두께를 제공하도록 헤드 판 부분들 중 적어도 1개를 폐쇄시키고 헤드 판 부분의 중심 방향으로 제공된 폐쇄 부분에서 마우스피스 장착 보어를 형성함으로써 알루미늄의 컵형 블랭크로부터 제조된다(일본 특허 출원 공개 제1999-104762호의 청구항 제1항 참조).

그러나, 이러한 압력 용기 라이너는 번거로운 기계 가공 작업을 요구하고 증가된 길이 및 큰 크기를 갖지 못하는 문제점을 갖는다.

또한, 알루미늄의 압출 튜브형 본체 그리고 본체의 각각의 대향 단부에 용접된 헤드 판을 포함하는 압력 용기를 위한 라이너가 공지되어 있다(일본 특허 출원 공개 제1999-104762호의 도7 참조). 맨드럴-압출 튜브, 포트홀 다이-압출 튜브 등이 압출 튜브형 알루미늄 본체로서 유용하다.

그럼에도 불구하고, 맨드럴-압출 튜브 또는 다이-압출 튜브는 압력 배관과 관련하여 설명된 문제점을 가지며, 다이-압출 튜브는 압력 용기를 위한 라이너의 트렁크로서의 용도로 인정되지 않는다.

전술된 상황의 관점에서 달성된 본 발명의 목적은 증가된 길이 및 큰 크기일 수 있고 우수한 압력 저항을 갖는 튜브형 금속 본체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 증가된 길이 및 큰 크기일 수 있고 우수한 압력 저항을 갖는 압력 용기 라이너 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소로 구성되는 튜브를 포함하며, 각각의 조인트 부분 내의 압출 튜브의 기부 재료 금속에는 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 개질 처리가 적용되는 튜브형 금속 본체를 제공한다.

이와 같이, 본 발명의 튜브형 금속 본체는 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소로 구성된 포트홀 다이-압출 튜브를 포함한다. 각각의 조인트 부분 내의 그 기부 재료로서의 튜브의 금속에는 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 개질 처리가 적용된다. 따라서, 조인트 부분은 강도 및 신장 등의 기계적 성질 및 부식 저항이 개선되어, 튜브형 금속 본체에 높은 압력 저항을 제공한다. 금속 본체가 예컨대 그를 통해 고압 가스를 통과시키는 압력 배관에서 압력 튜브로서 사용되더라도, 조인트 부분은 파괴가 방지된다. 튜브형 금속 본체는 벽 두께가 균일하고 증가된 길이 또는 큰 크기가 제공될 수 있다. 나아가, 튜브형 본체는 복잡한 단면 형상일 수 있다.

본 발명의 튜브형 금속 본체와 관련하여, 압출 튜브를 위한 개질 처리는 바람직하게는 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 사용하여 각각의 조인트 부분을 마찰 교반시킴으로써 수행된다.

본 발명의 튜브형 금속 본체와 관련하여, 압출 튜브에는 압출 튜브의 내측을 복수개의 공간으로 분할하도록 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부가 그 내측에 고정되어 제공되는 것이 양호하다. 보강 구획부는 적어도 2개의 조인트 부분에서 마찰 교반에 의해 압출 튜브에 접합되거나, 압출 튜브의 구성 요소가 일체로 제공된다. 튜브가 그 내에 제공되고 그 내부를 복수개의 공간으로 분할하도록 그 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 고정적으로 가질 때, 튜브형 금속 본체에는 추가로 개선된 압력 저항이 제공된다.

본 발명은 포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법을 제공한다.

튜브형 금속 본체는 본 발명의 방법에 의해 비교적 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명의 튜브형 금속 본체 제조 방법에서, 압출기로부터 압출될 때의 튜브의 기부 재료 금속은 압출 직후에 조인트 부분 내에서 마찰 교반되는 것이 양호하다. 그러면, 튜브형 금속 본체는 냉간 가공 수준까지 저하된 그 온도를 갖는 포트홀 다이-압출 튜브가 사용될 때보다 높은 제조 효율을 달성하도록 고속으로 제조될 수 있다. 이는 냉간 가공 수준까지 저하된 그 온도를 갖는 다이-압출 튜브의 기부 재료 금속이 마찰 교반되는 경우에 프로브의 회전에 의해 발생된 마찰열이 조인트 부분 및 그 부근에서 튜브를 연화시키는 데 시간을 소요하기 때문이다. 나아가, 압출기로부터 압출될 때의 튜브의 기부 재료 금속이 압출 직후에 마찰 교반될 때, 안정화된 기계적 성질을 가져오도록 제조된 튜브형 금속 본체에 균일한 용액 열처리를 적용하는 것이 가능해진다. 냉간 가공 온도까지 냉각될 때의 다이-압출 튜브의 기부 재료 금속이 마찰 교반되는 경우에, 튜브의 온도는 조인트 부분 및 그 부근에서 국부적으로 상승하여 제조된 튜브형 본체에 불균일한 용액 열처리가 적용될 가능성을 수반한다. 추가로, 압출기로부터 압출될 때의 튜브의 기부 재료 금속이 압출 직후에 마찰 교반되는 경우에, 이러한 작업은 압출의 초기 단계에서 튜브의 구성 요소들 사이에서 발생될 잘못된 조인트를 제거시킨다.

본 발명의 튜브형 금속 본체 제조 방법과 관련하여, 압출 튜브는 그 내에 놓이고 그 내측을 복수개의 공간으로 분할하도록 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가질 수 있다. 그 각각의 조인트 부분 내에서 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시킬 때, 그러면 프로브의 전방 단부는 마찰 교반에 의해 압출 튜브에 구획부를 접합시키도록 조인트 부분들 중 각각의 적어도 2개를 통해 구획부 내로 놓인다. 압출 튜브는 그 구성 요소들 중 적어도 2개를 상호 연결하고 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가질 수 있다. 다음에, 보강 구획부는 튜브와 일체로 압출된다.

본 발명은 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크와, 트렁크의 각각의 대향 단부에 접합되고 트렁크의 단부 개구를 폐쇄시키는 헤드 판을 포함하며, 트렁크는 개질된 조인트 부분을 갖고 본 발명의 튜브형 금속 본체를 구성하는 압출 튜브를 포함하는 압력 용기를 위한 제1 라이너를 제공한다.

본 발명은 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크와, 트렁크의 단부 개구를 폐쇄시키도록 트렁크의 일단부와 일체형이고 마우스피스 장착 부분을 갖는 헤드 판 부분과, 트렁크의 타단부에 접합되고 트렁크의 타단부 개구를 폐쇄시키는 헤드 판을 포함하며, 트렁크 및 헤드 판 부분은 개질된 조인트 부분을 갖고 본 발명의 튜브형 금속 본체를 구성하는 압출 튜브의 일단부 부분을 기계 가공함으로써 제공되는 압력 용기를 위한 제2 라이너를 제공한다.

압력 용기에서 사용되는 각각의 제1 및 제2 라이너와 관련하여, 높은 압력 저항이 트렁크 그리고 그에 따라 전체 라이너에 제공되며, 라이너는 조인트 부분에서의 파괴가 방지된다. 트렁크는 다이-압출 튜브로부터 제조되므로, 벽 두께가 균일하고 증가된 길이 또는 큰 크기의 라이너를 제공한다.

압력 용기에서 사용되는 본 발명의 2개의 라이너와 관련하여, 헤드 판은 마찰 교반에 의해 트렁크에 접합될 수 있다.

본 발명의 2개의 압력 용기 라이너와 관련하여, 트렁크에는 트렁크의 길이 방향으로 연장하고 트렁크의 내측을 복수개의 공간으로 분할하는 보강 구획부가 그 내측에 고정되어 제공된다. 보강 구획부는 트렁크를 구성하는 압출 튜브의 개질된 조인트 부분들 중 적어도 2개에서 마찰 교반에 의해 트렁크에 접합되거나, 트렁크를 구성하는 압출 튜브의 구성 요소와 일체로 압출된다. 트렁크에 트렁크의 길이 방향으로 연장하고 트렁크의 내측을 복수개의 공간으로 분할하는 보강 구획부가 그 내측에 고정되어 제공될 때, 추가로 개선된 압력 저항이 트렁크 그리고 그에 따라 전체 압력 용기 라이너에 제공될 수 있다.

트렁크가 그 내에 보강 구획부를 고정적으로 갖는 압력 용기 라이너와 관련하여, 보강 구획부는 바람직하게는 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부를 향해 위치되고 트렁크로부터 외향으로 돌출하는 단부 부분을 가지며, 헤드 판은 돌출 부분 주위에 끼워지고 트렁크에 접합된다. 트렁크 및 헤드 판은 이러한 경우에 내측으로부터 구획부에 의해 지지되므로, 부품들은 마찰 교반에 의해 접합될 때 트렁크 및 헤드 판이 내향으로 변형하는 것이 방지될 수 있으면서 개선된 작업 효율로써 접합될 수 있다.

본 발명은 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크와, 단부 개구를 폐쇄시키도록 트렁크의 각각의 대향 단부와 일체로 형성되고 마우스피스 장착 부분을 각각 갖는 2개의 헤드 판 부분을 포함하며, 트렁크 및 2개의 헤드 판 부분은 개질된 조인트 부분을 갖고 본 발명의 튜브형 금속 본체를 구성하는 압출 튜브의 대향 단부 부분을 기계 가공함으로써 제공되는 압력 용기를 위한 제3 라이너를 제공한다.

본 발명의 제3 압력 용기 라이너와 관련하여, 고압 저항이 트렁크 그리고 그에 따라 전체 라이너에 제공되며, 라이너는 조인트 부분에서의 파괴가 방지된다. 트렁크는 다이-압출 튜브로부터 제조되므로, 벽 두께가 균일하고 증가된 길이 또는 큰 크기의 라이너를 제공한다. 나아가, 복잡한 단면의 라이너가 제공될 수 있다.

본 발명의 제1 내지 제3 압력 용기 라이너와 관련하여, 트렁크를 구성하는 압출 튜브의 조인트 부분은 바람직하게는 마찰 교반 접합 공구의 프로브로써 각각의 조인트 부분을 마찰 교반시킴으로써 개질된다.

본 발명은 연료 수소 가스 압력 용기와, 그를 통해 압력 용기로부터 연료 전지로 연료 수소 가스를 운반하는 연료 전지 및 압력 배관을 포함하며, 압력 용기는 전술된 제1 내지 제3 라이너들 중 하나를 갖는 연료 전지 시스템을 제공한다.

본 발명은 천연 가스 압력 용기와, 압력 용기로부터 천연 가스를 분배하는 압력 배관을 포함하며, 압력 용기는 전술된 제1 내지 제3 라이너들 중 하나를 갖는 천연 가스 공급 시스템을 제공한다.

본 발명은 포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키고 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크를 얻도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계와, 후속적으로 트렁크의 각각의 단부에 헤드 판을 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 제1 방법을 제공한다.

본 발명은 포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키고 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크를 얻도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계와, 후속적으로 그와 일체로 트렁크의 일단부 부분에서 마우스피스 장착 부분을 갖고 트렁크의 타단부 부분에 헤드 판을 추가로 접합시키는 헤드 판 부분을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 제2 방법을 제공한다.

제1 및 제2 압력 용기 라이너는 본 발명의 제1 및 제2 제조 방법에 의해 각각 비교적 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명의 제1 및 제2 라이너 제조 방법에서, 압출기로부터 압출될 때의 튜브의 기부 재료 금속은 압출 직후에 각각의 조인트 부분 내에서 마찰 교반되는 것이 양호하다. 그러면, 전술된 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법의 경우에서와 같이, 라이너는 냉간 가공 수준까지 저하된 그 온도를 갖는 포트홀 다이-압출 튜브가 사용될 때보다 높은 제조 효율을 달성하도록 고속으로 제조될 수 있다. 나아가, 안정화된 기계적 성질을 가져오도록 제조된 라이너에 균일한 용액 열처리를 적용하는 것이 가능해진다. 전술된 작업은 압출의 초기 단계에서 튜브의 구성 요소들 사이에서 발생될 잘못된 조인트를 제거시킨다.

본 발명의 제1 및 제2 라이너 제조 방법에서, 압출 튜브는 그 내에 놓이고 그 내측을 복수개의 공간으로 분할하도록 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 갖는다. 그 각각의 조인트 부분 내에서 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시킬 때, 프로브의 전방 단부는 마찰 교반에 의해 압출 튜브에 구획부를 접합시키도록 그리고 동시에 트렁크를 형성시키고 트렁크에 구획부를 고정시키도록 조인트 부분들 중 각각의 적어도 2개를 통해 구획부 내로 놓인다. 그러면, 이러한 방법은 트렁크 그리고 그에 따라 전체 압력 용기 라이너에 추가로 개선된 압력 저항을 제공한다.

동시에 트렁크를 형성시키고 트렁크에 보강 구획부를 고정시키는 방법에서, 보강 구획부는 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부 부분을 향해 위치되고 트렁크로부터 외향으로 돌출하는 단부 부분을 가지며, 헤드 판은 돌출 부분 주위에 끼워지고 트렁크에 접합된다. 트렁크 및 헤드 판은 이러한 경우에 내측으로부터 구획부에 의해 지지되므로, 부품들은 예컨대 마찰 교반에 의해 접합될 때 트렁크 및 헤드 판이 내향으로 변형하는 것이 방지될 수 있으면서 개선된 작업 효율로써 접합될 수 있다.

본 발명의 제1 및 제2 라이너 제조 방법에서, 압출 튜브는 그 구성 요소들 중 적어도 2개를 상호 연결하고 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가질 수 있다. 다음에, 보강 구획부는 튜브와 일체로 압출된다. 이러한 방법은 트렁크 그리고 그에 따라 전체 라이너에 추가로 개선된 압력 저항을 제공한다.

튜브 그리고 그와 일체로 그 내의 보강 구획부를 압출시키는 방법에서, 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부 부분은 보강 구획부가 트렁크로부터 외향으로 돌출하게 하도록 절결되며, 헤드 판은 돌출 부분 주위에 끼워지고 트렁크에 접합된다. 트렁크 및 헤드 판은 이러한 경우에도 내측으로부터 구획부에 의해 지지되므로, 부품들은 예컨대 마찰 교반에 의해 접합될 때 트렁크 및 헤드 판이 내향으로 변형하는 것이 방지될 수 있으면서 개선된 작업 효율로써 접합될 수 있다.

본 발명의 제1 및 제2 라이너 제조 방법에서, 헤드 판은 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부 부분에 대해 돌출되며, 다음에 마찰 교반 접합 공구의 프로브는 트렁크 및 헤드 판 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 트렁크 및 헤드 판의 돌출 부분 내로 위치되며, 그 후 트렁크 및 헤드 판은 그 전체 원주에 걸쳐 돌출 부분을 따라 프로브를 이동시키고 마찰 교반에 의해 트렁크에 헤드 판을 접합시키도록 프로브에 대해 이동된다.

본 발명은 포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키고 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크를 얻도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계와, 후속적으로 그와 일체로 트렁크의 각각의 대향 단부 부분에서 마우스피스 장착 부분을 갖는 헤드 판 부분을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법을 제공한다.

전술된 제3 압력 용기 라이너는 본 발명의 제3 제조 방법에 의해 비교적 용이하게 제조될 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예 1에 따른 튜브형 금속 본체를 도시하는 부분 사시도이다.

도2는 실시예 1의 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법을 도시하는 부분 사시도이다.

도3은 실시예 1의 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법을 도시하는 부분 확대 단면도이다.

도4는 본 발명의 실시예 2에 따른 튜브형 금속 본체를 도시하는 단편 사시도이다.

도5는 실시예 2의 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법을 도시하는 단편 사시도이다.

도6은 실시예 2의 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법을 도시하는 부분 확대 단면도이다.

도7은 본 발명의 실시예 3에 따른 튜브형 금속 본체를 도시하는 단면도이다.

도8은 본 발명의 실시예 4에 따른 튜브형 금속 본체를 도시하는 부분 사시도이다.

도9는 본 발명의 실시예 5에 따른 압력 용기 라이너를 도시하는 사시도이다.

도10은 실시예 5의 라이너가 사용되는 고압 용기의 길이 방향 단면도이다.

도11은 실시예 5의 압력 용기 라이너를 제조하는 방법을 도시하는 사시도이다.

도12는 본 발명의 실시예 6에 따른 압력 용기 라이너를 도시하는 부분 절결 사시도이다.

도13은 실시예 6의 압력 용기 라이너를 제조하는 방법을 도시하는 사시도이다.

도14는 본 발명의 실시예 7에 따른 압력 용기 라이너를 도시하는 부분 절결 사시도이다.

도15는 실시예 7의 압력 용기 라이너를 제조하는 방법을 도시하는 사시도이다.

도16은 본 발명의 실시예 8에 따른 압력 용기 라이너를 도시하는 사시도이다.

도17은 실시예 8의 압력 용기 라이너를 제조하는 방법을 도시하는 사시도이다.

도18은 본 발명의 실시예 9에 따른 압력 용기 라이너를 도시하는 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도면 전체에 걸쳐, 동일한 부품은 동일한 도면 부호에 의해 지정될 것이고 반복적으로 설명되지 않을 것이다.

다음의 설명에서, 용어 "알루미늄"은 순수한 알루미늄에 추가하여 알루미늄 합금을 포함한다.

실시예 1

본 실시예는 도1 내지 도3에 도시되어 있다.

도1은 실시예 1에 따른 튜브형 금속 본체를 도시하고 있으며, 도2 및 도3은 그 제조 방법을 도시하고 있다.

도1을 참조하면, 튜브형 금속 본체(1)는 원형 단면을 갖고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개(즉, 4개)의 조인트 부분(2a)으로써 서로에 접합되는 복수개(구체적으로, 4개)의 구성 요소(2b)를 포함하는 포트홀 다이-압출 튜브(2)를 포함한다. 압출 튜브(2)의 기부 재료로서 역할하는 금속에는 특정 폭을 갖고 조인트 부분(2a)을 포함하는 스트립형 부분으로 미세한 결정 입자를 생성시키도록 각각의 조인트 부분(2a)에서 개질 처리가 적용된다. 개질된 부분은 3에서 지시되어 있다.

다이 압출 튜브(2)는 예컨대 JIS A2000 합금, JIS A5000 합금, JIS A6000 합금 및 JIS A7000 합금 중 하나로부터 제조된다.

기부 금속은 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 사용하여 마찰 교반에 의해 개질된다.

부수적으로, 다이-압출 튜브의 단면 형상은 원형으로 제한되지 않고 타원형(수학적으로 정의된 타원 형태로 제한되지 않고 거의 타원형인 형태 예컨대 장방형을 포함함)의 형태일 수 있거나 다르게 성형될 수 있다.

튜브형 금속 본체(1)는 도2 및 도3을 참조하여 후술될 방법에 의해 제조된다.

우선, 포트홀 다이를 갖추고 있는 압출기(5)가 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분(2a)으로써 서로에 접합되는 복수개의 구성 요소(2a)를 포함하는 튜브(2)를 압출시키는 데 사용된다. 압출기(5)의 출구 외측에 조인트 부분(2a)과 대응 관계로 압출 및 위치되도록 튜브(2)의 조인트 부분(2a)의 개수와 동일한 마찰 교반 접합 공구(6)가 배열된다. 각각의 공구(6)는 그 전방 단부에서 그와 일체로 제공되고 그 사이에 제공된 테이퍼형 부분과 더불어 그 축 방향으로 로우터로부터 연장하는 작은 직경 부분(7a)을 갖는 중실 원통형 로우터(7), 그리고 그 축 방향으로 그리고 그와 일체로 로우터 작은 직경 부분(7a)의 단부로부터 연장하고 부분(7a)보다 작은 직경을 갖는 핀형 프로브(8)를 포함한다(도3 참조). 로우터(7) 및 프로브(8)는 다이-압출 튜브(2)보다 경질이고 접합 중 발생될 마찰열을 견디는 열 저항을 갖는 재료로 제조된다.

튜브(2)의 압출이 일시적으로 정지된 상태에서, 각각의 마찰 교반 접합 공구(6)는 조인트 부분(2a)의 대향 측면에서의 튜브 구성 요소(2b) 내에 부분적으로 위 치되도록 압출 직후에 압출기(5)의 외부로 가압될 때 외측으로부터 튜브(2)의 대응 조인트 부분(2a)의 단부 내로 놓인 그 프로브(8)를 가지며, 프로브(8) 주위에서 공구(6)의 작은 직경 부분(7a)의 견부는 다이-압출 튜브(2)의 외주연 표면에 대해 압박된 상태에 있다(도3 참조). 이 때, 프로브(8)의 전방 단부는 바람직하게는 튜브(2)의 내주연으로부터 적어도 0.1 ㎜ 내지 튜브(2)의 벽 두께의 1/2 이하의 거리에 위치된다. 이러한 거리가 0.1 ㎜ 미만이면, V자형 홈이 후술될 프로브(8)에 의한 교반 혼합 작업 중 그 길이 방향으로 튜브(2)의 내주연 내에 형성되기 쉽다. 대신에, 거리가 튜브 벽 두께의 1/2을 초과하면, 튜브의 전체 벽 두께의 개질될 부분은 두께가 작아서 강도, 신장 등의 조인트 부분(2a)의 기계적 성질이 완전히 개선될 수 없기 때문에 충분한 압력 저항이 이용 가능하지 않을 가능성을 수반한다. 압출 직후의 압출기(5)로부터 압출될 때의 튜브(2)는 높은 작업 온도를 보유한다. 튜브 외주연과 압박 접촉 상태의 작은 직경 부분(7a)의 견부는 후술될 교반의 시작 및 교반 중 연질 금속 부분이 흩어지는 것을 방지함으로써 만족스러운 교반을 보증하여, 튜브(2) 상에서의 견부의 활주 이동에 의해 마찰열을 발생시키고 튜브(2)의 외주연 상에서의 플래시 등의 불규칙부의 형성을 방지하면서 큰 정도까지 프로브(8)와 접촉 상태의 튜브(2)의 부분 그리고 이러한 부분의 부근을 연화시킨다.

다음에, 튜브(2)의 압출은 서로에 대해 압출 튜브(20) 및 각각의 마찰 교반 접합 공구(6)를 이동시키도록 재시작되어 튜브(2)의 길이 방향으로 조인트 부분(2a)을 따라 프로브(8)를 이동시킨다. 프로브(8)의 회전에 의해 발생된 마찰열 그리고 서로에 대한 압출 튜브(2) 및 견부의 활주 이동에 의해 발생된 마찰열은 조인 트 부분(2a) 및 그 부근(즉, 도3에서 쇄선 A에 의해 지시된 영역)에서 튜브(2)의 기부 재료 금속을 연화시키며, 연화된 부분은 프로브(8)의 회전력이 적용됨으로써 교반 및 혼합되며, 프로브(8)의 통과에 의해 남겨진 홈을 충전하도록 추가로 소성적으로 유동하며, 그 후 마찰열을 급속하게 손실하여 냉각시 응고된다. 이들 현상은 조인트 부분(2a) 및 그 부근에서 기부 금속 재료를 마찰 교반, 혼합 및 개질시키도록 프로브(8)의 이동과 더불어 반복되어, 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시킨다. 이러한 방식으로, 튜브형 금속 본체(1)가 연속적으로 제조된다.

전술된 튜브형 금속 본체(1)는 튜브(2)를 연속적으로 압출시키고 특정 길이로 튜브를 절단함으로써 제조된다. 최종적으로 제조된 튜브형 금속 본체(1)는 프로브(8)가 인출되는 위치에서 형성된 보어를 가져서, 이들 보어를 갖는 부분은 절단된다. 최종의 금속 본체(1)를 제조할 때, 접촉 부재는 조인트 부분(2a)에 대응하는 위치에서 압출기의 외부로 완전히 가압될 때 튜브(2)의 단부 표면에서 배치되며, 프로브(8)는 접촉 부재의 위치로 가져온 후 제거된다. 이는 프로브(8)를 인출함으로써 금속 튜브(1) 내에 생성될 보어를 제거시킨다.

실시예 1에 따르면, 마찰 교반 접합 공구(6)의 프로브(8)는 튜브가 높은 작업 온도를 보유하면서 압출 직후에 다이-압출 튜브(2)의 조인트 부분(2a)을 개질시키는 데 사용된다. 그러나, 이러한 모드의 개질 처리는 제한적이지 않으며; 다이-압출 튜브(2)의 조인트 부분(2a)은 튜브가 압출된 후 개질되고 후속적으로 자연 냉각될 수 있다.

실시예 2

도4는 실시예 2에 따른 튜브형 금속 본체를 도시하고 있으며, 도5 및 도6은 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법을 도시하고 있다.

도4를 참조하면, 튜브형 금속 본체(10)는 그 전체 길이에 걸쳐 연장하고 본체(10)의 내부를 복수개의 공간으로 분할하는 보강 구획부(11)가 그 내측에 고정되어 제공되는 포트홀 다이-압출 튜브(2)를 포함한다. 튜브(2) 및 구획부(11)는 동일한 길이를 갖고 동일한 위치에서 그 대응 단부를 갖는다. 보강 구획부(11)는 튜브(2)의 중심선으로부터 반경 방향으로 연장하고 조인트 부분(2a)의 개수와 동일한 4개의 일체형 구획벽(11a)을 포함하며, 단면이 십자가의 형태이다. 각각의 구획벽(11a)은 조인트 부분(2a)에서 튜브(2)에 마찰 교반에 의해 접합된 외부 단부를 갖는다. 보강 구획부(11)는 예컨대 JIS A2000 합금, JIS A5000 합금, JIS A6000 합금 및 JIS A7000 합금 중 하나로부터 제조된다.

다이-압출 튜브(2) 및 보강 구획부(11)는 동일한 재료 또는 상이한 재료로부터 제조될 수 있다.

도4에 도시된 구획부(11)는 튜브(2)의 조인트 부분(2a)의 개수와 동일하고 모든 조인트 부분(2a)에서 튜브(2)에 접합되는 구획벽(11a)을 포함하지만, 구획부는 이러한 구조로 제한되지 않는다. 구획벽(11a)의 개수는 튜브(2)의 내부가 벽에 의해 복수개의 공간으로 분할될 수 있으면 조인트 부분(2a)보다 작을 수 있다. 이러한 경우에, 구획벽(11a)은 벽(11a)에 대향되어 위치되고 모든 조인트 부분(2a) 중에서 포함되는 조인트 부분(2a)에서 튜브(2)에 접합된다.

튜브형 금속 본체(10)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 1의 튜브형 금속 본 체와 동일하다.

튜브형 금속 본체(10)는 도5 및 도6을 참조하여 후술될 방법에 의해 제조된다.

우선, 포트홀 다이는 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분(2a)으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소(2b)를 포함한다. 튜브(2)는 특정 길이로 절단된다. 보강 구획부(11)도 압출되고 튜브(2)와 동일한 길이로 절단된다.

절단된 구획부(11)는 절단된 압출 튜브(2) 내로 삽입되며, 구획벽(11a)의 외부 단부는 각각의 조인트 부분(2a)과 정렬 상태로 위치된다(도5 참조). 이 때, 구획벽(11a)의 외부 단부는 압출 튜브(2)의 내주연 표면과 밀접 상태가 된다.

후속적으로, 마찰 교반 접합 공구(6)를 회전시키면서, 각각의 공구(6)는 조인트 부분(2a)의 대향 단부에서 튜브 구성 요소(2b) 내에 부분적으로 위치되도록 외측으로부터 튜브(2)의 대응 조인트 부분(2a)의 단부 부분 내로 놓인 그 프로브(8)를 가지며, 프로브(8) 주위에서 공구(6)의 작은 직경부(7a)의 견부는 다이-압출 튜브(2)의 외주연 표면에 대해 압박된다. 이 때, 프로브(8)는 프로브 단부가 보강 구획부(11)의 구획벽(11a) 내로 오도록 조인트 부분(2a) 내로 놓인다(도6 참조). 튜브(2)의 외주연 표면에 대해 압박된 견부는 실시예 1을 참조하여 전술된 것과 동일한 효과를 발생시킨다.

다음에, 압출 튜브(2) 및 각각의 마찰 교반 접합 공구(6)는 튜브(2)의 길이 방향으로 조인트 부분(2a)을 따라 프로브(8)를 이동시키도록 서로에 대해 이동되 어, 기부 재료 금속은 실시예 1의 경우에서와 같이 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 튜브(2)의 조인트 부분(2) 및 그 부근(즉, 도6에서 쇄선 B에 의해 지시된 영역)에서 마찰 교반, 혼합 및 개질된다. 동시에, 기부 재료 금속은 프로브(8)의 회전에 의해 발생된 마찰열로써 구획벽(11a)의 외부 단부(즉, 도6에서 쇄선에 의해 지시된 영역)에서 연화되며, 연화된 부분은 프로브(8)의 회전력이 적용됨으로써 교반 및 혼합되며, 프로브(8)의 통과에 의해 남겨진 홈을 충전하도록 추가로 소성적으로 유동하며, 그 후 마찰열을 급속하게 손실하여 냉각시 응고된다. 이들 현상은 구획벽(11a)에 튜브(2)를 접합시키도록 프로브(8)의 이동과 더불어 반복된다. 이러한 방식으로, 튜브형 금속 본체(1)가 연속적으로 제조된다.

튜브형 금속 본체(10)를 제조할 때, 프로브(8)를 인출함으로써 본체 내에 형성될 보어는 조인트 부분(2a)에 대응하는 위치의 튜브(2)의 대향 단부 표면에서 접촉 부재를 배열하고 조인트 부분(2a)을 개질시켜 구획벽(11a)을 접합시키도록 접촉 부재들 중 하나 내로 프로브(8)를 놓고 그 후 다른 접촉 부재의 위치로 프로브(8)를 이동시키고 프로브를 인출함으로써 제거될 수 있다. 그 내에 놓일 프로브(8)를 위한 접촉 부재는 항상 필요한 것은 아니다.

실시예 3

도7은 본 실시예를 도시하고 있다.

도7을 참조하면, 본 실시예 즉 튜브형 금속 본체(15)는 단면이 타원형인 포트홀 다이-압출 튜브(2)를 포함한다. 금속 본체(15)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 2의 금속 본체(10)와 동일한 구조를 갖고 실시예 2의 금속 본체(10)와 동일한 방법에 의해 제조된다.

실시예 4

본 실시예는 도8에 도시되어 있다.

도8은 본 실시예에 따른 튜브형 금속 본체(20)를 도시하고 있다. 본체(20)는 튜브(2)의 전체 길이에 걸쳐 연장하고 튜브(2)의 내부를 복수개의 공간으로 분할하도록 그와 일체로 형성되는 보강 구획부(21)가 그 내측에 제공되는 포트홀 다이-압출 튜브를 포함한다. 보강 구획부(21)는 단면이 십자가의 형태이며, 튜브(2)의 각각의 구성 요소(2b)와 일체형이고 튜브(2)의 중심선을 향해 연장하고 중심선 상에서 접합되는 복수개의 구획벽(21a)을 포함한다. 구획부(21)는 튜브(2)와 일체로 압출되며, 구획벽(21a)은 각각의 구성 요소(2b)와 일체형이고 튜브(2)의 중심선 상에서 서로에 접합된다. 이러한 조인트 부분은 22에서 지시되어 있다.

금속 본체(20)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 1의 튜브형 금속 본체(1)와 동일한 구조를 가지며, 실시예 1의 금속 본체(1)와 동일한 방법에 의해 제조된다.

실시예 1 내지 실시예 4의 튜브형 금속 본체(1, 10, 15, 20)는 연료 수소 가스를 위한 압력 용기, 연료 전지 그리고 압력 배관에서 사용되는 압력 용기로부터 연료 전지로 연료 수소 가스를 운반하는 압력 배관을 포함하는 연료 전지 시스템에서 유용하다. 이러한 연료 전지 시스템은 연료 전지 자동차 내에 설치되거나 열병합 발전 시스템에서 사용된다.

튜브형 금속 본체(1, 10, 15, 20)는 천연 가스 공급 시스템, 발전기 및 발전기 구동 장치를 포함하는 열병합 발전 시스템을 위해 유용하며, 천연 가스 시스템 은 천연 가스 압력 용기 그리고 압력 용기로부터 발전기 구동 장치로 천연 가스를 운반하는 압력 배관에서 사용되는 용기로부터 천연 가스를 분배하는 압력 배관을 포함한다.

튜브형 금속 본체(1, 10, 15, 20)는 천연 가스 공급 시스템 그리고 연료로서 천연 가스와 더불어 사용되는 엔진을 포함하는 천연 가스 자동차를 위해 유용하며, 가스 공급 시스템은 천연 가스 압력 용기 그리고 압력 용기로부터 엔진으로 천연 가스를 운반하는 압력 배관을 포함한다.

튜브형 금속 본체(1, 10, 15, 20)는 산소 가스 압력 용기 그리고 압력 용기에서 사용되는 압력 용기로부터 산소 가스를 분배하는 압력 배관을 포함하는 산소 가스 공급 시스템을 위해 유용하다.

그러나, 본 발명의 튜브형 금속 본체는 이러한 압력 배관 시스템에서의 사용으로 제한되지 않는다.

실시예 5

본 실시예는 도9 내지 도11에 도시되어 있다.

도9는 압력 용기에서 사용되는 본 실시예의 라이너를 도시하고 있으며, 도10은 라이너가 사용되는 고압 수소 탱크를 도시하고 있다. 도11은 압력 용기 라이너를 제조하는 방법을 도시하고 있다.

도9를 참조하면, 압력 용기 라이너(30)는 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 중공 원통형 트렁크(31) 그리고 트렁크(31)의 각각의 단부에 접합되고 단부 개구를 폐쇄시키는 알루미늄 헤드 판(32, 33)을 포함한다.

트렁크(31)는 실시예 1의 튜브형 금속 본체(1)의 형태이고 모든 조인트 부분(2a) 및 그 부근에서의 튜브의 기부 재료가 개질되는 포트홀 다이-압출 튜브(2)를 포함한다.

2개의 헤드 판(32, 33)은 절삭 가공 또는 단조 가공에 의해 제조된다. 헤드 판(32, 33)들 중 하나에는 마우스피스 장착 부분(32a)이 일체로 제공된다. 2개의 헤드 판(32, 33)은 예컨대 JIS A2000 합금, JIS A5000 합금, JIS A6000 합금 및 JIS A7000 합금 중 하나로부터 각각 제조된다.

트렁크(31) 및 2개의 헤드 판(32, 33)을 제공하는 튜브(2)는 모두 동일한 재료로부터 제조될 수 있거나, 이들 중 적어도 2개가 상이한 재료로부터 제조될 수 있다.

트렁크(31)는 적절한 방법에 의해 헤드 판(32, 33)에 금속적으로 접합된다. 본 실시예에 따르면, 트렁크(31) 및 헤드 판(32, 33)은 그 전체 원주에 걸쳐 마찰 교반에 의해 돌출 부분에서 접합된다. 최종의 조인트의 비드는 34에서 지시되어 있다.

도10을 참조하면, 라이너(30)에는 예컨대 고압 용기(36)로서의 사용을 위해 마우스피스 장착 부분(32a)을 제외하면 그 전체 주연에 걸쳐 탄소 섬유가 보강된 수치의 섬유-보강 수지층(35)이 덮인다.

압력 용기에서 사용되는 라이너(30)는 도11을 참조하여 후술될 방법에 의해 제조된다.

우선, 트렁크(31)는 미세하게 분할된 결정 입자를 개질 및 생성시키도록 실 시예 1을 참조하여 설명된 방법에 의해 즉 모든 조인트 부분(2a) 및 그 부근에서 그 기부 재료의 마찰 교반 혼합에 의해 포트홀 다이-압출 튜브(2)로부터 제조된다. 트렁크(31)는 실시예 1의 튜브형 금속 본체(1)와 동일하다.

반면에, 마우스피스 장착 부분(32a)을 갖는 헤드 판(32) 그리고 어떠한 장착 부분도 갖지 않는 헤드 판(33)이 단조 가공 또는 절삭 가공에 의해 제조된다.

다음에, 헤드 판(32)의 큰 단부는 트렁크(31)의 일단부에 대해 돌출된다. 이들 단부는 평탄-표면이며, 표면-대-표면 접촉 상태로 서로에 대해 돌출된다. 트렁크(31) 및 헤드 판(32)은 돌출 부분에서 벽 두께가 동일하다. 후속적으로, 회전하는 마찰 교반 접합 공구(6)는 그 원주의 일부분에서 트렁크(31) 및 헤드 판(32)의 돌출 부분 내로 놓인 그 프로브(8)를 갖는다. 공구(6)의 로우터(7) 및 프로브(8)는 트렁크(31) 및 헤드 판(32, 33)보다 경질이고 접합 중 발생될 마찰열을 견디는 열 저항을 갖는 재료로 제조된다.

이 때, 프로브(8) 주위의 공구(6)의 작은 직경 부분(7a)의 견부는 트렁크(31) 및 헤드 판(32)에 대해 압박된다. 작업부와 압박 접촉 상태의 견부는 접합의 시작 및 접합 중 연질 금속 부분이 흩어지는 것을 방지함으로써 만족스러운 접합을 생성시켜, 조인트의 표면 상에서의 플래시 등의 불규칙부의 형성을 방지하면서 큰 정도까지 프로브(8) 및 그 부근과 접촉 상태의 트렁크(31) 및 헤드 판(32)의 부분을 연화시키도록 트렁크(31) 및 헤드 판(32) 상에서의 견부의 활주 이동에 의해 마찰열을 추가로 발생시킨다.

다음에, 트렁크(31) 및 헤드 판(32)은 돌출 부분의 원주 방향으로 프로브(8) 를 이동시키도록 마찰 교반 접합 공구(6)에 대해 이동된다. 프로브(8)의 회전에 의해 발생된 마찰열 그리고 견부에 대한 트렁크(31) 및 판(32)의 활주 이동에 의해 발생된 마찰열은 돌출 부분의 부근에서 트렁크(31) 및 헤드 판(32)의 기부 재료 금속을 연화시키며, 연화된 부분은 프로브(8)의 회전력이 적용됨으로써 교반 및 혼합되며, 프로브(8)의 통과에 의해 남겨진 홈을 충전하도록 추가로 소성적으로 유동하며, 그 후 마찰열을 급속하게 손실하여 냉각시 응고된다. 이들 현상은 헤드 판(32)에 트렁크(31)를 접합시키도록 프로브(8)의 이동과 더불어 반복된다. 프로브(8)는 돌출 부분의 전체 원주를 따라 이동한 후 처음으로 놓이는 위치로 복귀되며, 그에 의해 트렁크(31)는 전체 원주에 걸쳐 헤드 판(32)에 접합된다. 이 때, 비드가 제조된다.

프로브(8)가 돌출 부분 내로 우선 놓이는 위치로 복귀된 후 또는 이러한 위치를 지나 이동한 후, 프로브(8)는 인출되는 트렁크(31) 및 헤드 판(32)의 돌출 부분에서 배치된 접촉 부재의 위치로 이동된다. 다른 헤드 판(33)도 전술된 것과 동일한 방식으로 트렁크(31)에 접합된다. 이러한 방식으로, 압력 용기에서 사용되는 라이너(30)가 제조된다.

고압 용기(36)는 마우스피스 장착 부분(32a)을 제외하면 그 전체 주연에 걸쳐 섬유-보강 수지층(35)을 라이너(30)에 덮음으로써 라이너(30)의 사용과 더불어 제조된다.

실시예 6

본 실시예는 도12 및 도13에 도시되어 있다.

도12는 트렁크(31)가 트렁크(31)의 내부를 복수개의 공간으로 분할하도록 그 내측에 고정되어 제공된 보강 구획부(11)를 갖는 본 실시예의 라이너(40)를 도시하고 있다. 구획부(11)는 트렁크(31)보다 큰 길이를 갖고, 구획부(11)의 대향 단부는 트렁크(31)의 대향 단부를 넘어 외향으로 돌출한다. 2개의 헤드 판(32, 33)은 구획부(11)의 각각의 돌출 단부 주위에 끼워지고 트렁크(31)에 접합된다. 라이너(40)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 5의 라이너(30)와 동일한 구조를 갖는다.

구체적으로 말하자면, 트렁크(31) 및 보강 구획부(11)는 그 포트홀 다이-압출 튜브(2)보다 실시예 2의 튜브형 금속 본체(10) 내의 구획부(11)에 큰 길이를 제공하고 구획부(11)의 대향 단부가 압출 튜브(2)의 각각의 단부를 넘어 외향으로 돌출하게 함으로써 제조된다.

압력 용기 라이너(40)는 도13을 참조하여 후술될 방법에 의해 제조된다.

포트홀 다이-압출 튜브(2)보다 보강 구획부(11)에 큰 길이를 제공하고 구획부(11)의 대향 단부가 튜브(2)의 각각의 단부를 넘어 외향으로 돌출하게 하는 것을 제외하면 실시예 2의 튜브형 금속 본체(10)를 제조하는 방법에서와 동일한 방식으로, 트렁크(31)가 형성되고 보강 구획부(11)가 동시에 마찰 교반에 의해 트렁크(31)에 접합된다.

반면에, 마우스피스 장착 부분(32a)을 갖는 헤드 판(32) 그리고 어떠한 장착 부분도 갖지 않는 헤드 판(33)은 단조 가공 또는 절삭 가공에 의해 제조된다.

후속적으로, 헤드 판(32, 33)은 구획부(11)의 각각의 돌출 단부 주위에 끼워지고 트렁크(31)의 단부에 대해 돌출된다. 그 후, 2개의 헤드 판(32, 33)은 실시 예 5의 경우에서와 동일한 방식으로 트렁크(31)에 마찰 교반에 의해 접합된다. 트렁크(31) 및 헤드 판(32, 33)은 접합 중 보강 구획부(11)에 의해 내측으로부터 지지되므로, 트렁크(31) 및 헤드 판(32, 33)은 내향으로 변형하는 것이 방지된다.

본 실시예에 따르면, 트렁크(31) 및 보강 구획부(11)는 다음의 방식으로 제조될 수 있다. 다이-압출 튜브(2) 내로 삽입될 구획부(11)는 튜브(2)와 동일한 길이를 갖도록 제조된다. 튜브(2)의 조인트 부분(2a)은 개질되고 구획부(11)는 전술된 것과 동일한 방식으로 동시에 튜브(2)에 접합되며, 그 후 특정 길이의 대향 단부 부분이 튜브(2)로부터 절단되어, 트렁크(31) 및 구획부(11)는 제조된다.

실시예 7

본 실시예는 도14 및 도15에 도시되어 있다.

도14는 트렁크(31)가 트렁크(31)의 내부를 복수개의 공간으로 분할하도록 그와 일체로 그 내측에 제공된 보강 구획부(11)를 갖는 본 실시예의 압력 용기 라이너(50)를 도시하고 있다. 구획부(11)는 트렁크(31)보다 큰 길이를 가지며, 구획부(11)의 대향 단부는 트렁크(31)의 대향 단부를 넘어 외향으로 돌출한다. 2개의 헤드 판(32, 33)은 구획부(11)의 각각의 돌출 단부 주위에 끼워지고 트렁크(31)에 접합된다. 라이너(50)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 5의 라이너(30)와 동일한 구조를 갖는다.

구체적으로 말하자면, 트렁크(31) 및 보강 구획부(11)는 특정 길이에 걸쳐 튜브(2)의 대향 단부 부분을 절단함으로써 실시예 4의 튜브형 금속 본체(20)의 포트홀 다이-압출 튜브(2)로부터 제조된다.

압력 용기 라이너(50)는 실시예 4의 튜브형 금속 본체(20)를 제조하는 방법에서와 동일한 방식으로 트렁크(31) 및 보강 구획부(21)를 형성하고 그 후 특정 길이에 걸쳐 다이-압출 튜브(2)의 대향 단부 부분을 절단하고 후속적으로 실시예 6의 경우에서와 동일한 방식으로 마찰 교반에 의해 트렁크(31)의 대향 단부에 2개의 헤드 판(32, 33)을 접합시킴으로써 제조된다(도15 참조).

실시예 8

본 실시예는 도16 및 도17에 도시되어 있다

도16은 트렁크(31)가 그 일단부와 일체로 형성되고 마우스피스 장착 부분(61a)을 갖는 헤드 판 부분(61)을 갖는 본 실시예의 압력 용기 라이너(60)를 도시하고 있다. 트렁크(31)의 1개의 개구는 이러한 헤드 판 부분(61)으로써 폐쇄된다. 보강 구획부(11)의 어떠한 부분도 헤드 판 부분(11)의 내부 내로 연장하지 않는다. 라이너(60)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 6의 라이너(40)와 동일한 구조를 갖는다.

구체적으로 말하자면, 트렁크(31) 및 보강 구획부(11)는 그 포트홀 다이-압출 튜브(2)의 일단부의 내향으로 실시예 2의 튜브형 금속 본체(10)의 보강 구획부(11)의 일단부를 위치시키고 구획부(11)의 타단부가 튜브(2)의 타단부를 넘어 외향으로 돌출하게 함으로써 제조된다.

압력 용기 라이너(60)는 다음의 방법에 의해 제조된다.

포트홀 다이-압출 튜브(2)의 일단부의 내향으로 구획부(11)의 일단부를 위치시키는 것을 제외하면 실시예 6과 동일한 방법에 의해, 트렁크(31)가 제조되며, 보 강 구획부(11)가 동시에 마찰 교반에 의해 트렁크(21)에 접합되며(도17 참조), 그 후 마우스피스 장착 부분(61a)을 갖는 헤드 판 부분(61)이 트렁크(31)의 돌출 단부를 스핀 가공, 단조 가공 또는 프레스 가공함으로써 형성된다. 헤드 판(33)은 후속적으로 실시예 6의 경우에서와 동일한 방식으로 트렁크(31)의 타단부에 접합된다. 이러한 방식으로, 압력 용기 라이너(60)가 제조된다.

전술된 방법과 관련하여, 트렁크(31)를 제공하는 다이-압출 튜브(2)의 조인트 부분(2a)은 기부 재료 금속의 결정 입자를 미세하게 분할하도록 개질되며, 그 결과 조인트 부분(2a)은 신장, 강도 등의 기계적 성질이 개선된다. 따라서, 트렁크(31)에는 크랙이 조인트 부분(2a)에서 나타나지 않게 스핀 가공, 프레스 가공 또는 단조 가공될 수 있다. 포트홀 다이-압출 튜브(2)의 조인트 부분(2a)이 개질되지 않으면, 스핀 가공, 단조 가공 또는 프레스 가공은 조인트 부분(2a)이 크랙을 나타나게 하기 쉽다.

실시예 9

본 실시예는 도18에 도시되어 있다.

트렁크(31)가 그 각각의 대향 단부와 일체형이고 마우스피스 장착 부분(71a)을 갖는 헤드 판 부분(71)을 갖는 본 실시예의 압력 용기 라이너(70)를 도시하고 있다. 헤드 판 부분(71)은 트렁크(31)의 각각의 단부에서 개구를 폐쇄시킨다. 라이너(70)는 전술된 특징을 제외하면 실시예 5의 라이너(30)와 동일한 구조를 갖는다.

구체적으로 말하자면, 트렁크(31)는 실시예 1의 경우에서와 동일한 방식으로 제조되며, 트렁크(31)의 대향 단부 부분은 마우스피스 장착 부분(71a)을 각각 갖는 각각의 헤드 판 부분(71)을 제공하도록 스핀 가공, 단조 가공 또는 프레스 가공에 의해 가공된다. 이러한 방식으로, 라이너(70)는 압력 용기에서 사용되도록 제조된다.

이러한 방법에 의해 트렁크(31)를 스핀 가공할 때, 어떠한 크랙도 실시예 8의 경우에서와 같이 트렁크(31)를 구성하는 다이-압출 튜브(2)의 조인트 부분(2a)에서 나타나지 않을 것이다.

실시예 5 내지 실시예 9와 관련하여, 다이-압출 튜브(2)의 단면 형상은 원형으로 제한되지 않고 타원형(수학적으로 정의된 타원 형태로 제한되지 않고 거의 타원형인 형태 예컨대 장방형을 포함함)의 형태일 수 있거나 다르게 성형될 수 있다.

실시예 5의 경우에서와 같이, 실시예 6 내지 실시예 9의 라이너(40, 50, 60, 70)에는 고압 용기로서의 사용을 위해 마우스피스 장착 부분(32a, 61a 또는 71a)을 제외하면 그 전체 주연에 걸쳐 예컨대 탄소 섬유가 보강된 수지의 섬유-보강 수지층이 각각 덮인다.

전술된 실시예의 라이너(30, 40, 50, 60, 70)들 중 어떤 하나를 갖는 고압 용기는 연료 수소 가스 압력 용기, 연료 전지 그리고 그를 통해 수소 가스 압력 용기로서의 압력 용기로부터 연료 전지로 연료 수소 가스를 운반하는 압력 배관을 포함하는 연료 전지 시스템에서 사용된다. 연료 전지 시스템은 연료 전지 자동차 내에 설치된다. 연료 전지 시스템은 열병합 발전 시스템을 위해서도 유용하다.

나아가, 고압 용기는 천연 가스 압력 용기 그리고 천연 가스 압력 용기로서 의 압력 용기로부터 천연 가스를 분배하는 압력 배관을 포함하는 천연 가스 공급 시스템에서 사용된다. 천연 가스 공급 시스템은 열병합 발전 시스템에서 발전기 및 발전기 구동 장치와 더불어 사용된다. 천연 가스 공급 시스템은 연료로서의 천연 가스와 사용되는 엔진을 포함하는 천연 가스 자동차에서도 사용된다.

고압 용기는 산소 가스 압력 용기 그리고 산소 가스 압력 용기로서의 압력 용기로부터 산소 가스를 분배하는 압력 배관을 포함하는 산소 가스 공급 시스템에서도 사용된다.

본 발명은 예컨대 동력 발생을 위한 연료로서 역할하는 고압의 연료 수소 가스 또는 천연 가스를 통과시키는 자동차, 가옥, 운송 기계 등을 위한 고압 배관에서 사용되는 튜브형 금속 본체를 제공한다. 이러한 튜브형 금속 본체는 자동차, 가옥 및 운송 기계에서 수소 가스, 천연 가스 또는 산소 가스를 저장하는 압력 용기를 위한 라이너의 탱크를 제공하는 데 사용된다.

Claims

포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소로 구성되는 튜브를 포함하며, 각각의 조인트 부분 내의 압출 튜브의 기부 재료 금속에는 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 개질 처리가 적용되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체.
제1항에 있어서, 압출 튜브를 위한 개질 처리는 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 사용하여 각각의 조인트 부분을 마찰 교반시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체.
제1항에 있어서, 압출 튜브에는 압출 튜브의 내측을 복수개의 공간으로 분할하도록 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부가 그 내측에 고정되어 제공되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체.
제3항에 있어서, 보강 구획부는 적어도 2개의 조인트 부분에서 마찰 교반에 의해 압출 튜브에 접합되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체.
제3항에 있어서, 보강 구획부에는 압출 튜브의 구성 요소가 일체로 제공되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체.
포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법.
제6항에 있어서, 압출기로부터 압출될 때의 튜브의 기부 재료 금속은 압출 직후에 조인트 부분 내에서 마찰 교반되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법.
제6항에 있어서, 압출 튜브는 그 내에 놓이고 그 내측을 복수개의 공간으로 분할하도록 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가지며, 그 각각의 조인트 부분 내에서 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시킬 때, 프로브의 전방 단부는 마찰 교반에 의해 압출 튜브에 구획부를 접합시키도록 조인트 부분들 중 각각의 적어도 2개를 통해 구획부 내로 놓이는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체 를 제조하는 방법.
제6항에 있어서, 압출 튜브는 그 구성 요소들 중 적어도 2개를 상호 연결하고 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가지며, 보강 구획부는 튜브와 일체로 압출되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속 본체를 제조하는 방법.
그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크와, 트렁크의 각각의 대향 단부에 접합되고 트렁크의 단부 개구를 폐쇄시키는 헤드 판을 포함하며, 트렁크는 개질된 조인트 부분을 갖고 청구항 제1항에 따른 튜브형 금속 본체를 구성하는 압출 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크와, 트렁크의 단부 개구를 폐쇄시키도록 트렁크의 일단부와 일체형이고 마우스피스 장착 부분을 갖는 헤드 판 부분과, 트렁크의 타단부에 접합되고 트렁크의 타단부 개구를 폐쇄시키는 헤드 판을 포함하며, 트렁크 및 헤드 판 부분은 개질된 조인트 부분을 갖고 청구항 제1항에 따른 튜브형 금속 본체를 구성하는 압출 튜브의 일단부 부분을 기계 가공함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
제10항 또는 제11항에 있어서, 헤드 판은 마찰 교반에 의해 트렁크에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
제10항 또는 제11항에 있어서, 트렁크에는 트렁크의 길이 방향으로 연장하고 트렁크의 내측을 복수개의 공간으로 분할하는 보강 구획부가 그 내측에 고정되어 제공되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
제13항에 있어서, 보강 구획부는 트렁크를 구성하는 압출 튜브의 개질된 조인트 부분들 중 적어도 2개에서 마찰 교반에 의해 트렁크에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
제13항에 있어서, 보강 구획부에는 트렁크를 구성하는 압출 튜브의 구성 요소와 일체로 압출되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
제13항에 있어서, 보강 구획부는 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부를 향해 위치되고 트렁크로부터 외향으로 돌출하는 단부 부분을 가지며, 헤드 판은 돌출 부분 주위에 끼워지고 트렁크에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크와, 단부 개구를 폐쇄시키도록 트렁크의 각각의 대향 단부와 일체로 형성되고 마우스피스 장착 부분을 각각 갖는 2개의 헤드 판 부분을 포함하며, 트렁크 및 2개의 헤드 판 부분은 개질된 조인트 부분을 갖고 청구항 제1항에 따른 튜브형 금속 본체를 구성하는 압출 튜브의 대향 단부 부분을 기계 가공함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
제10항, 제11항 또는 제17항에 있어서, 트렁크를 구성하는 압출 튜브의 조인트 부분은 마찰 교반 접합 공구의 프로브로써 각각의 조인트 부분을 마찰 교반시킴으로써 개질되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너.
연료 수소 가스 압력 용기와, 그를 통해 압력 용기로부터 연료 전지로 연료 수소 가스를 운반하는 연료 전지 및 압력 배관을 포함하며, 압력 용기는 청구항 제10항, 제11항 또는 제17항에 따른 압력 용기 라이너를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
천연 가스 압력 용기와, 압력 용기로부터 천연 가스를 분배하는 압력 배관을 포함하며, 압력 용기는 청구항 제10항, 제11항 또는 제17항에 따른 압력 용기 라이너를 갖는 것을 특징으로 하는 천연 가스 공급 시스템.
포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키고 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크를 얻도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계와, 후속적으로 트렁크의 각각의 단부에 헤드 판을 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키고 그 각각의 대향 단부에서 개구를 갖는 트렁크를 얻도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계와, 후속적으로 그와 일체로 트렁크의 일단부 부분에서 마우스피스 장착 부분을 갖고 트렁크의 타단부 부분에 헤드 판을 추가로 접합시키는 헤드 판 부분을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 압출기로부터 압출될 때의 튜브의 기부 재료 금속은 압출 직후에 각각의 조인트 부분 내에서 마찰 교반되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 압출 튜브는 그 내에 놓이고 그 내측을 복수개의 공간으로 분할하도록 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가지며, 그 각각의 조인트 부분 내에서 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시킬 때, 프로브의 전방 단부는 마찰 교반에 의해 압출 튜브에 구획부를 접합시키도록 그리고 동시에 트렁크를 형성시키고 트렁크에 구획부를 고정시키도록 조인트 부분들 중 각각의 적어도 2개를 통해 구획부 내로 놓이는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
제24항에 있어서, 보강 구획부는 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부 부분을 향해 위치되고 트렁크로부터 외향으로 돌출하는 단부 부분을 가지며, 헤드 판은 돌출 부분 주위에 끼워지고 트렁크에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 압출 튜브는 그 구성 요소들 중 적어도 2개를 상호 연결하고 튜브의 길이 방향으로 연장하는 보강 구획부를 가지며, 보강 구획부는 튜브와 일체로 압출되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하 는 방법.
제26항에 있어서, 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부 부분은 보강 구획부가 트렁크로부터 외향으로 돌출하게 하도록 절결되며, 헤드 판은 돌출 부분 주위에 끼워지고 트렁크에 접합되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 헤드 판은 헤드 판이 접합되어야 하는 트렁크 단부 부분에 대해 돌출되며, 다음에 마찰 교반 접합 공구의 프로브는 트렁크 및 헤드 판 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 트렁크 및 헤드 판의 돌출 부분 내로 위치되며, 그 후 트렁크 및 헤드 판은 그 전체 원주에 걸쳐 돌출 부분을 따라 프로브를 이동시키고 마찰 교반에 의해 트렁크에 헤드 판을 접합시키도록 프로브에 대해 이동되는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.
포트홀 다이를 통해 압출되고 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 복수개의 조인트 부분으로써 서로에 접합된 복수개의 구성 요소를 포함하는 튜브를 준비하는 단계와, 조인트 부분의 대향 측면 상의 튜브 구성 요소 내에 부분적으로 프로브를 위치시키도록 외측으로부터 압출 튜브의 각각의 조인트 부분 내로 마찰 교반 접합 공구의 프로브를 놓는 단계와, 그 후 개질 처리를 위해 압출 튜브의 기부 재료 금속을 마찰 교반시켜 미세하게 분할된 결정 입자를 생성시키고 그 각각의 대향 단부 에서 개구를 갖는 트렁크를 얻도록 튜브의 길이 방향으로 서로에 대해 압출 튜브 및 프로브를 이동시키는 단계와, 후속적으로 그와 일체로 트렁크의 각각의 대향 단부 부분에서 마우스피스 장착 부분을 갖는 헤드 판 부분을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 용기를 위한 라이너를 제조하는 방법.