CN106439488A - 接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法 - Google Patents

接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106439488A
CN106439488A CN201610633564.8A CN201610633564A CN106439488A CN 106439488 A CN106439488 A CN 106439488A CN 201610633564 A CN201610633564 A CN 201610633564A CN 106439488 A CN106439488 A CN 106439488A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liner
corner
inclined plane
endless groove
radial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610633564.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106439488B (zh
Inventor
江森作马
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN106439488A publication Critical patent/CN106439488A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106439488B publication Critical patent/CN106439488B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/06Closures, e.g. cap, breakable member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/16Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04Protecting sheathings
    • F17C1/06Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/14Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of aluminium; constructed of non-magnetic steel
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/226Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/32Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0109Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03Orientation
    • F17C2201/032Orientation with substantially vertical main axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/058Size portable (<30 l)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/011Reinforcing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604Liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0614Single wall
    • F17C2203/0619Single wall with two layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • F17C2203/0639Steels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • F17C2203/0646Aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658Synthetics
    • F17C2203/066Plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658Synthetics
    • F17C2203/0663Synthetics in form of fibers or filaments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0305Bosses, e.g. boss collars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0311Closure means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21Shaping processes
    • F17C2209/2109Moulding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21Shaping processes
    • F17C2209/2109Moulding
    • F17C2209/2118Moulding by injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21Shaping processes
    • F17C2209/2181Metal working processes, e.g. deep drawing, stamping or cutting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22Assembling processes
    • F17C2209/221Welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22Assembling processes
    • F17C2209/227Assembling processes by adhesive means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23Manufacturing of particular parts or at special locations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23Manufacturing of particular parts or at special locations
    • F17C2209/234Manufacturing of particular parts or at special locations of closing end pieces, e.g. caps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03Dealing with losses
    • F17C2260/035Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/036Avoiding leaks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0178Cars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供一种接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法。在开口侧凸缘(120)的底面(140)侧设有倾斜面、角部、环状槽。倾斜面的锥面部是圆锥台的锥面,以径向外侧的端部接近开口侧的方式倾斜。角部是形成在倾斜面与环状槽之间的作为角的部位,作为与内衬(20)的密封面起作用。环状槽是将倾斜面与外表面部连接的部位,是与倾斜面相比向开口侧凹陷的部位。

Description

接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法
技术领域
本发明涉及接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检查方法。
背景技术
专利文献1公开的高压罐用的接口(轴套:boss)在内侧具有键槽,而且具有从键槽向径向外侧延伸的环状突出部(ring lip)。环状突出部的内侧的面是倾斜面。该倾斜面从径向的内侧的端部朝向外侧的端部而向末端侧倾斜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2012-514727号公报
发明内容
上述在先技术未考虑如下情况:储藏于高压罐的气体通过内衬与接口之间的微小间隙而蓄积于界面,或者由于透过内衬自身而蓄积于界面,尤其由于在低压时接口与内衬的密封性降低,而蓄积于内衬与接口的界面。
图17及图18是用于说明蓄积于上述的内衬与接口的界面的气体的图。需要说明的是,图17及图18所示的结构并不是公知的。图18是图17所示的区域16的放大图。
高压罐1000具备内衬1020和接口1100,在内部储藏高压气体。储藏的气体有时从内衬1020与接口1100的边界K进入内衬1020与接口1100的界面,在图18的情况下,在气体的急放出等罐内部压力从高压向低压急减压等的情况下,由于进入界面的气体返回至罐内部空间的时间延迟,而蓄积于界面的气体的压力大于罐内部压力,朝向内部空间的力施加于内衬1020,由此如图18所示以使内衬1020与接口1100剥离的方式进行作用。
尤其是在储藏于高压罐1000内的气体压小的情况下,由内压产生的界面的面压也变小。即,由于气体压而将内衬1020按压于接口1100的力变弱。这种情况下,难以确保密封性,气体变得容易进入界面。本发明立足于上述在先技术,以抑制内衬与接口的剥离并提高密封性为解决课题。
本发明是用于解决上述课题的发明,可以作为以下的方式实现。
(1)作为本发明的一方式,提供一种高压罐,该高压罐具备形成用于将流体密封的内部空间的内衬和安装于所述内衬的接口。在该高压罐中,所述接口具备:圆筒部,具有朝向外部开口的开口部;以及凸缘,与所述圆筒部连接,沿所述圆筒部的径向突出,所述凸缘的外周面包括以该凸缘的所述径向的外侧的端部为彼此的边界的上表面和底面,所述底面包括:内表面部,至少一部分露出在所述内部空间;环状槽,向所述开口部侧凹陷;倾斜面,将所述内表面部与所述环状槽连接;以及角部,形成在所述倾斜面与所述环状槽之间,所述倾斜面从该倾斜面的所述径向的内侧的端部朝向外侧的端部而向所述开口部侧倾斜,所述环状槽包括外侧面,该外侧面与在所述圆筒部的轴线方向上最凹陷的部位相比位于所述径向的外侧,所述角部与所述内衬之间的面压高于所述外侧面与所述内衬之间的面压。根据该方式,即使是在内部空间未产生压力的低压状态,在内衬与接口的角部的界面也产生较高的面压,因此即使是低压状态也能够确保密封性。而且,如上所述,在位于比环状槽靠径向内侧处的角部能够确保密封性,因此抑制储藏于内部空间的流体向环状槽进入。
(2)在上述方式中,优选的是,所述角部的最大高度为6.3μm以下。根据该方式,角部处的密封性提高。
(3)在上述方式中,可以的是,所述内衬粘接于所述倾斜面的至少一部分。根据该方式,内衬难以从倾斜面剥离。需要说明的是,本申请中的“粘接”是包括“紧贴”的概念。在此所说的紧贴是包括“机械性的紧贴”的概念。
(4)在上述方式中,可以的是,所述高压罐具备密封构件,该密封构件对所述内衬的所述径向的内侧的端部进行密封。根据该方式,流体难以从内衬的径向内侧的端部与接口的边界进入。
(5)在上述方式中,可以的是,所述内衬的所述径向的内侧的端部与从所述内表面部和所述倾斜面的连接位置向径向内侧离开规定的距离的位置相比位于径向外侧,以保持角部的面压。根据该方式,在从内侧的端部至角部之间,供流体进入内衬与接口之间的空间减小,因此容易确保作用于角部的面压,能够确保角部处的密封性。
(6)在上述方式中,可以的是,所述内衬的所述径向的内侧的端部位于所述倾斜面上。根据该方式,能够将内衬的径向的内侧的端部可靠地配置在比上述的规定位置靠径向外侧处。而且,即使流体从内衬与接口的边界进入,由于内衬朝向内部空间倾斜,因此更容易将蓄积的流体向内部空间放出。因此,由于蓄积的流体而以使内衬剥离的方式作用的力降低,能够确保密封性。
(7)在上述方式中,可以的是,所述底面在比所述环状槽靠径向内侧处具备向所述开口部侧凹陷的钩挂槽,所述钩挂槽在所述径向的外侧的面上具备朝向所述径向的内侧突出的钩挂角部,所述内衬与所述钩挂角部接触。根据该方式,在制造工序中,即使将内衬从接口剥离的那样的力进行作用,在环状槽的角部和钩挂角部中的至少任一处,产生与上述的力相对的抗力,由此也能减少制造不良。产生上述的抗力的原因是环状槽的角部和钩挂角部在径向上向不同的方向突出。前述的角部形成在倾斜面与环状槽之间,因此朝向径向的外侧突出。
(8)在上述方式中,可以的是,包括所述轴线的剖切面中的所述角部的角度为90度以下。根据该方式,角部处的密封性进一步提高。
(9)在上述方式中,可以的是,所述内衬填充所述环状槽。根据该方式,能够避免流体积存于环状槽。
(10)在上述方式中,可以的是,在所述内衬与所述环状槽之间存在间隙。根据该方式,通过间隙的有无能够容易地判断收缩成形的有无。
(11)在上述方式中,可以的是,所述内衬的在露出于所述内部空间的面中的在所述轴线方向上与所述环状槽对应的部位向所述开口部侧陷入。根据该方式,能够容易地判断形成的间隙是已填埋还是未填埋。
(12)作为另一方式,提供一种制造上述方式的高压罐的方法。在该制造方法中,可以包括:将树脂制的所述内衬向所述接口安装的工序;以及对于在所述安装的工序中产生的所述内衬与所述环状槽之间的间隙,通过将与所述内衬的内周面接触的流体的温度及压力分别保持为规定值以上,使所述内衬流动而填埋所述间隙的工序。根据该方式,利用树脂的蠕变变形,能够实现内衬对环状槽的填充。
(13)在上述方式中,可以的是,所述制造方法包括在所述保持之前形成覆盖所述内衬的加强层的工序。根据该方式,能够形成作为高压罐的一部分的加强层,并抑制由压力施加引起的内衬的变形。
(14)作为另一方式,提供一种制造上述方式的高压罐的方法。该制造方法包括通过嵌件成型而将所述内衬向所述接口安装的工序,在所述工序中,与比所述角部靠所述径向的内侧处相比,先对比所述角部靠所述径向的外侧处进行冷却,从而将所述内衬向所述角部按压。根据该方式,通过嵌件成型能够实现角部处的较高的面压。
(15)作为另一方式,提供一种使用具有树脂构件与金属构件的接触面的试件来检查所述接触面处的密封性的方法。在该方法中,所述金属构件具备环状槽、倾斜面以及角部作为所述接触面的至少一部分,所述环状槽向所述金属构件的内部侧凹陷,所述倾斜面在所述环状槽的径向的内侧与所述环状槽连接,所述角部形成在所述倾斜面与所述环状槽之间,所述金属构件还具备内表面部,该内表面部相对于所述倾斜面在所述径向的内侧与所述倾斜面连接,所述倾斜面从所述径向的内侧朝向外侧以接近与所述环状槽相切的假想平面的方式倾斜,所述树脂构件的所述径向的内侧的端部位于所述倾斜面上,作为所述检査,向在所述树脂构件的所述径向的内侧的端部与所述金属构件的边界存在的流体施加压力,测定从所述边界进入而通过所述倾斜面及所述角部的流体的量。根据该方式,对于作为上述方式的高压罐的密封性,能够使用试件而简便地检査。
(16)在上述方式中,可以的是,包括轴线的剖切面中的所述角部的角度为90度以下,所述轴线通过作为所述环状槽与所述假想平面的切线的圆的中心,且与所述假想平面正交。根据该方式,能够在角部的角度为90度以下的情况下进行检査。
(17)在上述方式中,可以的是,所述金属构件在比所述角部靠所述径向的外侧处具有使所述树脂构件露出的孔,所述孔的直径以在向存在于所述边界的流体施加压力的情况下所述树脂构件不进入所述孔的方式设定,所述测定以从所述孔流出的流体为对象来实施。根据该方式,通过了倾斜面及角部的流体的大部分通过孔,因此容易进行测定。
(18)在上述方式中,可以的是,将所述试件夹入两个单独构件之间,通过配置在同心圆上且轴力沿着与所述径向正交的正交方向作用的多个螺栓,将所述两个单独构件紧固连结。根据该方式,能够以近似于高压罐的状态进行检査。
(19)作为另一方式,提供一种接口。该接口具备:圆筒部,具有朝向外部开口的开口部;以及凸缘,与所述圆筒部连接,沿所述圆筒部的径向突出,所述凸缘的外周面包括以该凸缘的所述径向的外侧的端部为彼此的边界的上表面和底面,所述底面包括:内表面部;环状槽,向所述开口部侧凹陷;倾斜面,用于将所述内表面部与所述环状槽连接;以及角部,形成在所述倾斜面与所述环状槽之间,所述倾斜面从该倾斜面的所述径向的内侧的端部朝向外侧的端部而向所述开口部侧倾斜,所述环状槽包括外侧面,该外侧面与所述环状槽的在所述圆筒部的轴线方向上最凹陷的部位相比位于所述径向的外侧。
本发明能够以上述以外的各种方式实现。
附图说明
图1是高压罐的外观图及剖视图。
图2是接口附近的剖视图。
图3是图2中的区域3的放大图。
图4是轴套(boss)附近的剖视图。
图5是表示高压罐的制造方法的概略的流程图。
图6是表示嵌件成型中的树脂材料的流动的剖视图。
图7是表示开口侧分割内衬收缩后的情况的剖视图。
图8是表示间隙消失后的情况的剖视图。
图9是表示基于试件的气密试验的顺序的流程图。
图10是将试件安设于内部的夹具(jig)的俯视图。
图11是图10的11-11剖视图。
图12是图11的部位11的放大图。
图13是表示粘贴了胶带的情况的剖视图。
图14是表示变形例的剖视图。
图15是变形例的放大图。
图16是表示比较例的图。
图17是表示储藏于高压罐的气体进入内衬与接口的界面的情况的剖视图。
图18是图17的放大图。
图19是接口附近的剖视图(变形例A)。
图20是接口附近的剖视图(变形例A)。
图21是表示嵌件成型的情况的剖视图(变形例A)。
图22是接口附近的剖视图(变形例B)。
图23是接口附近的剖视图(变形例B)。
图24是表示嵌件成型的情况的剖视图(变形例B)。
图25是表示嵌件成型的情况的剖视图(变形例B)。
标号说明
10…高压罐,20…内衬,21…开口侧分割内衬,21a…树脂构件,21b…开口侧分割内衬,22…末端侧分割内衬,24…树脂材料,25…浇口,30…加强层,40…胶带,100…接口,100a…金属构件,110…圆筒部,111…贯通孔,113…开口部,114…连接口,120…开口侧凸缘,130…上表面,140…底面,141…内表面部,143…倾斜面,143a…内表面连接部,143b…锥面部,145…角部,147…环状槽,147a…角部连接部,147b…半圆弧部,147b1…第一面,147b2…第二面,147c…内锥面部,147d…外表面连接部,147s…外侧面,149…外表面部,200…轴套,210…末端侧圆筒部,211…外侧孔,219…内侧孔,220…末端侧凸缘,230…下表面,240…顶面,241…内表面部,243…倾斜面,245…角部,247…环状槽,249…外表面部,500…试件,510…孔,600…夹具,700…上构件,720…O形圈,730…O形圈,740…出口流路,800…下构件,820…O形圈,830…O形圈,840…入口流路,850…排出流路,900…间隙,910…第一螺栓,920…第二螺栓,1000…高压罐,1020…内衬,1100…接口,2145…钩挂角部,2147…钩挂槽,3147…钩挂槽,3148…直线部,3149…扩宽部,3150…钩挂角部,3151…钩挂角部。
具体实施方式
对实施方式1进行说明。图1表示高压罐10。图1在轴线O的左半部分示出外观,在右半部分示出剖面。在本实施方式中说明的剖面都是包括轴线O的剖面。
高压罐10储藏压缩氢,搭载于燃料电池车。高压罐10具备内衬20、加强层30、接口100和轴套200。内衬20、加强层30、接口100及轴套200分别大致形成为以轴线O为中心的旋转对称。以下,将与轴线O正交的方向称为径向。
内衬20是尼龙(聚酰胺系合成纤维)等树脂制,与接口100及轴套200一起形成用于将流体密封的内部空间。以下,将为了填充氢而通过内衬20、接口100、轴套200形成的空间称为“罐内部”。而且,如图1所示,关于沿着轴线O的方向,将从轴套200向接口100的朝向称为开口侧,将相反朝向称为末端侧。
内衬20通过开口侧分割内衬21与末端侧分割内衬22的接合而形成。加强层30为了对内衬20进行加强而覆盖内衬20的外周。
接口100是铝等金属制,安装于开口侧的端部,形成氢的出入口。在接口100安装阀(未图示)。
轴套200安装于末端侧的端部,以露出在高压罐10的内部和外部这两方的方式配置。该配置用于将罐内部的热向外部散热。为了提高散热的效率,轴套200的材料采用铝等热导率高的金属。
图2是接口100附近的剖视图。图2表示包括圆筒部110的轴线O的剖切面。图2省略了加强层30的图示。接口100具备圆筒部110和开口侧凸缘120。圆筒部110具有贯通孔111。贯通孔111具有开口部113和连接口114,作为将高压罐10的外部与罐内部相连的流路起作用。开口部113是朝向高压罐10的外部开口的部位。连接口114是将贯通孔111与罐内部连接的部位。在贯通孔111的内周面上形成有用于安装阀的内螺纹。
开口侧凸缘120是朝向径向外侧以从圆筒部110溢出的方式突出的部位。开口侧凸缘120的外表面被分割成上表面130和底面140。上表面130与底面140的边界是开口侧凸缘120的最径向外侧的部位。如图2所示,底面140的径向内侧的部位(图3的内表面部141)未与内衬20接触,而在罐内部露出。
图3是图2中的区域3的放大图。图3省略了开口侧分割内衬21的图示。如图3所示,底面140包括内表面部141、倾斜面143、角部145、环状槽147、外表面部149。
内表面部141是与轴线O正交的平面,在作为剖视图的图3中表示为线段。倾斜面143、角部145、环状槽147及外表面部149与内表面部141不同,与开口侧分割内衬21接触。
倾斜面143包括内表面连接部143a和锥面部143b。内表面连接部143a是将内表面部141与锥面部143b平滑地连接的圆角形状(R-shaped)的部位,在图3中表示为圆弧。
锥面部143b是具有包含于圆锥台的锥面的形状的部位,在图3中用线段表示。该圆锥台的假想的顶点P(图2)位于比内表面部141靠末端侧处。在图3中,锥面部143b的径向外侧的端部比径向内侧的端部接近开口部113,所以能够掌握顶点P位于比内表面部141靠末端侧处。而且,若包含内表面连接部143a进行表现,则倾斜面143的径向外侧的端部比径向内侧的端部接近开口部113。这样的倾斜也可以表现为从径向的内侧的端部朝向外侧的端部而向开口部113侧倾斜。以下,将该倾斜简化表现为“向开口部113侧倾斜”。
角部145是作为形成在倾斜面143与环状槽147之间的角的部位,以从开口侧凸缘120的径向外侧向内侧折回的方式形成。角部145的剖面形状为圆角形状。角部145的圆角的大小为0.5mm。角部145的表面粗糙度以最大高度(Rz)计为6.3μm以下。最大高度被定义为基准长度内的最高的山顶高度与最深的谷底深度的合计。
环状槽147是将倾斜面143与外表面部149连接的部位,是向上表面130侧凹陷的凹部。外表面部149是比环状槽147靠径向外侧的部位,在径向外侧的端部处与上表面130相接。环状槽147包括角部连接部147a、半圆弧部147b、内锥面部147c和外表面连接部147d。
角部连接部147a是将角部145与半圆弧部147b连接的锥面的部位。在此,对剖面中的角部145的角度θ进行定义。本实施方式中的角部145的角度θ是倾斜面143与角部连接部147a构成的劣角(<180度)的角度。角度θ在本实施方式中为90度。将角度θ设定为90度是基于数值计算的结果。关于该数值计算在后文叙述。
如图3所示,半圆弧部147b包括第一面147b1和第二面147b2。第一面147b1与第二面147b2的边界是假想的圆,该圆在半圆弧部147b的最靠开口侧处与半圆弧部147b相切。该假想点在图3中表示为点Q。
如图3所示,半圆弧部147b是剖面形状为半圆弧的部位。如图3所示,将沿着半圆弧部147b的弦C的垂直二等分线的朝向即从弦C向半圆弧部147b的朝向定义为凹陷方向D。在本实施方式中,如图3所示,凹陷方向D具有径向内侧的成分。
内锥面部147c是在半圆弧部147b的径向外侧连接的部位,是圆锥台的内周面的部位。作为内锥面部147c的剖面形状表示的线段与角部连接部147a平行。外表面连接部147d是将内锥面部147c与外表面部149连接的圆角形状的部位。
角部145与内衬20之间的面压大于外侧面147s与内衬20之间的面压。如图3所示,外侧面147s是将第二面147b2、内锥面部147c、外表面连接部147d合在一起的部位。即,外侧面147s是指与环状槽147中在轴线O方向上最凹陷的部位(包括点Q的圆)相比位于径向的外侧的部位。
需要说明的是,对于外侧面147s与内衬20剥离的部位,定义为“外侧面147s与内衬20之间的面压”为零。在角部145处产生较大的面压的理由与图7等一起在后文叙述。
图4是轴套200附近的剖视图。图4省略了加强层30的图示。轴套200具备末端侧圆筒部210和末端侧凸缘220。
在末端侧圆筒部210设有外侧孔211和内侧孔219。外侧孔211及内侧孔219在实施FW(Filament Winding:纤维缠绕)法时被利用(后述的图5的S360)。
末端侧凸缘220与开口侧凸缘120一样,是向径向外侧以从末端侧圆筒部210溢出的方式突出的部位。末端侧凸缘220的外表面被分割成下表面230和顶面240。
顶面240包括内表面部241、倾斜面243、角部245、环状槽247、外表面部249。它们的形状除了外表面部249以外与底面140的形状大致相同,因此省略详细的说明。
而且,轴套200的顶面240具有与接口100的底面140大致相同的形状,因此通过底面140的形状而发挥的作用、效果对于顶面240也适用。以下,对于底面140与顶面240共通的作用、效果,仅对底面140进行说明。
图5是表示高压罐10的制造方法的概略的流程图。首先,通过锻造及切削来制作接口100和轴套200(S310)。接下来,向接口100安装开口侧分割内衬21(S320)。在本实施方式中,S320的安装使用嵌件成型。
图6是表示上述的嵌件成型中的树脂材料24的流动的剖视图。树脂材料24在嵌件成型时熔融,在冷却后,成为开口侧分割内衬21。树脂材料24从浇口25流入,并沿着接口100和模具(未图示)逐渐流入。以往,在接口的径向外侧开设多个贯通孔,从此注入树脂而形成内衬。这样与现有技术不同,如图6所示,本实施方式的浇口25配置在径向的中心部。因此,树脂材料与以往不同地从径向内侧朝向外侧流动。
在S320中,在浇口25处,将树脂材料24的温度保持为规定温度。该规定温度是树脂材料熔融的温度,比气氛温度高。因此,树脂材料24随着从浇口25分离,由接口100或模具冷却,固化进展。在充分地填充树脂材料24且成为开口侧分割内衬21的部位固化之后,对浇口25内的树脂进行冷却。然后,卸下模具,将固化的树脂材料24的一部分除去,由此S320完成。在本实施方式中除去的部位是比内表面部141靠末端侧的部位。即,沿着与内表面部141相同的平面,将固化的树脂材料24切断。
图7是表示在S320之后开口侧分割内衬21收缩后的情况的剖视图。开口侧分割内衬21如前所述在嵌件成型时固化,由此与金属制的接口100相比较大地收缩。该收缩主要产生从径向外侧向径向内侧的方向的力。沿该方向产生力是因为,如前所述,树脂材料24从离开浇口25的部位,换言之,从径向外侧的部位开始冷却并固化。先固化的部位从后固化的部位受到拉伸力,因此由于从径向外侧的部位开始固化而向径向内侧收缩。相对于此,在现有技术的情况下,如前所述,树脂材料向与本实施方式相反的方向流动,因此从径向内侧的部位开始冷却,向径向外侧收缩。
其结果是,如图7所示,在环状槽147(主要是内锥面部147c)中,开口侧分割内衬21从接口100剥离,形成间隙G。通过特意产生这样的剥离,能够降低因收缩而在树脂材料24产生的应力,进而能够减少制造不良。
此外,由于开口侧分割内衬21向径向内侧收缩,角部145与开口侧分割内衬21之间的面压上升,而外侧面147s(主要是内锥面部147c)的面压降低。即,开口侧分割内衬21陷入角部145。换言之,开口侧分割内衬21被按压于角部145。由此,角部145处的密封性提高。而且,角部145配置在比环状槽147靠径向内侧处,因此通过角部145的高密封性,能抑制气体向环状槽147的进入。相对于此,在比环状槽靠径向外侧处进行密封的现有技术的情况下,难以利用密封来防止气体向环状槽的进入。
需要说明的是,产生上述的按压的情况例如可以通过使用X线CT以非破坏的方式检査内衬20内部的状态来确定。或者可以实际上切断内衬20,使用超高频频谱分析仪(Vectron)等形状测定设备分别测定接口100和内衬20的尺寸,并测定间隙。基于产生间隙的部位,能够推定嵌件成型时的树脂材料24的收缩方向。
接下来,向轴套200安装末端侧分割内衬22(S330)。具体的手法与S320相同。
接下来,实施开口侧分割内衬21与接口100的粘接、以及末端侧分割内衬22与轴套200的粘接(S340)。在本实施方式中,S340的粘接使用热压接。热压接对于接触面的一部分实施。在本实施方式中,在开口侧分割内衬21与接口100的热压接的情况下,在倾斜面143处实施,在末端侧分割内衬22与轴套200的热压接的情况下,在倾斜面243处实施。为了良好地实施热压接,对于倾斜面143和倾斜面243预先实施蚀刻。
接下来,将开口侧分割内衬21与末端侧分割内衬22接合(S350)。在本实施方式中,S350的接合使用激光焊接。通过该接合,形成内衬20。
接下来,通过FW法卷缠加强层30(S360)。加强层30的材料是包含热固化树脂的CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics:碳纤维增强塑料)。在本实施方式中,使用环氧树脂作为热固化树脂。
作为FW法的准备,通过将第一旋转轴(未图示)经由贯通孔111插入罐内部,而插入内侧孔219。而且,将第二旋转轴(未图示)插入外侧孔211。通过第一及第二旋转轴,实现FW法中的罐主体的旋转。
接下来,使加强层30固化(S370)。具体而言,通过对加强层30进行加热来使加强层30热固化。
接下来,实施膨胀检査(S380)。具体而言,将液体封入罐内部,向该液体施加压力。此时,若加强层30的膨胀处于基准内,则合格。在检査合格的情况下,实施接下来的S390。
最后,一边将间隙G堵塞,一边实施气密检査(S390)。将堵塞间隙G及气密检査一起实施是因为通过高压气体的封入能够同时实现两者。
首先,对气密检査进行说明。为了良好地实施气密检査,使用氢气之后的分子量小的氦气作为封入的气体。封入的压力设定为70MPa。该压力是与储藏于高压罐10的氢的压力相同程度的值。在规定时间(在本实施方式中为10分钟)内,测定向外部泄漏的气体量,若处于基准内则合格。需要说明的是,即使在间隙G存在的状态下,通过如前所述角部145处的密封,也能确保气密。当气密检査合格时,高压罐10的制造工序结束。
接下来,说明堵塞间隙G的情况。图8是表示通过堵塞间隙G而间隙G消失后的情况的剖视图。开口侧分割内衬21为树脂制,因此由于温度及压力而发生蠕变变形。当从罐内部受到压力时,随着蠕变变形的进展而间隙G逐渐变小,不久之后如图8所示,环状槽147被开口侧分割内衬21填充,间隙G消失。
为了加快该蠕变变形的速度并在10分钟以内使间隙G消失,而将封入到罐内部的状态下的氦气的温度设定为60℃。该温度设定通过预冷却(预冷)的温度的调整来实现。预冷却是为了抵消由封入引起的温度上升而在封入前对氦进行冷却。由封入引起的温度上升是由于在封入时使压力上升为70MPa而产生。这样,对于由于嵌件成型中的冷却而产生的开口侧分割内衬21与环状槽147之间的间隙G,通过将与开口侧分割内衬21的内周面接触的流体的温度及压力分别保持为规定值以上,由此使开口侧分割内衬21流动而填埋间隙G。
这样,通过间隙G消失,避免罐内部的气体透过开口侧分割内衬21的内部而积存于间隙G。此外,通过使开口侧分割内衬21与环状槽147的整体接触,环状槽147附近的开口侧分割内衬21的应力分散。此外,当产生蠕变变形时,残留应力被释放。通过上述的作用,开口侧分割内衬21的耐久性提高。
如图8所示,开口侧分割内衬21的径向内侧的端部配置在倾斜面143上。更详细而言,开口侧分割内衬21的径向内侧的端部配置在内表面连接部143a与内表面部141的边界。在本申请中,该边界也包含在倾斜面143上。
开口侧分割内衬21的径向内侧的端部配置在倾斜面143上是指开口侧分割内衬21未配置在内表面部141上。因此,开口侧分割内衬21的径向内侧的端部与内表面部141上的比规定位置H(参照图14)相比配置在径向外侧。
在本实施方式中,为了可靠地避免配置在比规定位置H靠径向内侧处,而将开口侧分割内衬21的径向内侧的端部配置在倾斜面143上。此外,由于开口侧分割内衬21朝向罐内部倾斜,因此即使氢从开口侧分割内衬21与开口侧凸缘120的边界进入,该氢也更容易向罐内部排出。因此,由于蓄积的氢而以使开口侧分割内衬21剥离的方式进行作用的力降低,能够确保密封性。
而且,在本实施方式中,开口侧分割内衬21相对于内表面部141未向末端侧突出。即,开口侧分割内衬21与和内表面部141相切的假想平面V1相切,或者相比假想平面V1向开口侧陷入。开口侧分割内衬21具有这样的构造是由于产生与图8一起说明的蠕变变形而间隙G填埋的缘故。因此,开口侧分割内衬21向开口侧陷入的部位是露出于内部空间的部位中的轴线O方向上与环状槽147对应的部位。通过该构造,避免罐内部的压力(以下,称为内部压力)以将倾斜面143上的开口侧分割内衬21向径向外侧剥离的方式进行作用。
到此为止说明的用于确保密封性的构造通过以各种尺寸、形状为对象的数值计算及实验来得到。
在此,说明为了角度θ的决定而实施的数值计算。在产生内部压力时,若在开口侧分割内衬21与倾斜面143的接触面上产生比内部压力大的面压,则判定为合格,若未产生,则判定为不合格。其结果是,在120度的情况下,不合格。相对于此,在40度、60度、90度的情况下,都合格。无论在40度、60度、90度的哪种情况下,都至少在角部145处产生了比内部压力大的面压。因此,在本实施方式中,采用了90度。
如上所述,作为在角部145处产生比内部压力高的面压的理由之一,可列举凹陷方向D(图3、图8)具有径向内侧的成分。当内部压力进行作用时,开口侧分割内衬21在环状槽147附近产生沿着凹陷方向D的内部应力。该内部应力产生对于角部145的高的面压。该面压与制造时产生的面压(图7)相辅相成,能实现角部145处的高密封性。此外,通过使角部145位于比环状槽147靠径向内侧处,基于角部145的密封能防止氢向环状槽147的进入。
在前述的S340中,使倾斜面143热压接是为了抑制开口侧分割内衬21从倾斜面143剥离。当较高的面压作用于角部145时,产生引起上述剥离的内部应力。在本实施方式中,预见该内部应力,将开口侧分割内衬21与倾斜面143粘接。
另外,可考虑通过规定如上述那样产生较高的面压的角部145处的表面粗糙度而进一步提高密封性。因此,实施了用于规定表面粗糙度的气密试验。但是,为了准备1次的气密试验用的测试样品而执行S310~S390比较麻烦。因此,在本实施方式中,采用了用于省去该麻烦的试件的气密试验。
图9是表示基于试件500的气密试验的顺序的流程图。S410~S420与高压罐10的制造方法(图5)的S310~S320相同,因此省略说明。这样,通过与高压罐的制造方法同样地实施S410~S420,容易再现高压罐10中的密封性。
在S420之后,将开口侧分割内衬21和接口100的一部分切出(S450)。切出的部位是图2所示的部位8。
接下来,填埋贯通孔111(S460)。S460在气密试验(后述的S480)中为了防止气体从贯通孔111泄漏而实施。具体而言,使用螺纹机构或粘接剂等,通过金属材料填埋贯通孔111。
接下来,在试件500上开设孔510(参照图11、图12)(S470)。通过S470,试件500(图10)完成。关于孔510,与图12一起后述。
接下来,将试件500安设于夹具600(S480),实施气密试验(S490)。图10是将试件500安设于内部的夹具600的俯视图。图11是图10的11-11剖视图。图11表示包括轴线O的轴线的剖切面。轴线O通过圆VC的中心,且与假想切平面V2正交。圆VC是环状槽147与假想切平面V2的切线。
如图11所示,夹具600具备上构件700和下构件800。试件500向设于下构件800的矩形的凹处插入,以上表面与上构件700接触。
试件500由树脂构件21a和金属构件100a构成。树脂构件21a是作为开口侧分割内衬21成形的部位。金属构件100a是作为接口100成形的部位。
图12是图11的部位10的放大图。经由设于下构件800的入口流路840,使高压气体(具体而言是高压的氦)流入在上构件700与下构件800之间形成的间隙900,测定从设于上构件700的出口流路740流出的气体的量,由此实施气密检査。在本实施方式中,测定体积流量。
排出流路850在气密试验结束后,在松缓第一螺栓910及第二螺栓920(后述)时,作为高压气体的排出路径起作用。
为了实现上述的测定,如前所述设置孔510(S470)。孔510贯通金属构件100a,使树脂构件21a露出。露出的部位是外表面部149。即,比通过倾斜面143及角部145发挥密封功能的部位靠外侧处。在此所说的外侧是在图12所示的剖面中,沿着树脂构件21a与金属构件100a的边界线从树脂构件21a的内表面连接部143a离开的方向。若上述密封功能正常发挥,则流入孔510的气体的量为零或微量。
本实施方式中的孔510的内径设定为1mm。这是因为,当孔510的直径过大时,树脂构件21a受到来自间隙900的压力,以进入孔510的方式发生蠕变变形。为了防止上述情况,在本实施方式中,根据实验可知孔510的直径只要设定为1mm以下即可。但是,1mm以下这样的数值考虑为依赖于树脂构件21a的材质、与孔510相对的部位的厚度t,因此可以适当变更。
需要说明的是,树脂构件21a具有的倾斜面143的径向外侧的端部比径向内侧的端部接近假想切平面V2。即,倾斜面143从径向的内侧朝向外侧以接近假想切平面V2的方式倾斜。如图11、图12所示,假想切平面V2是与环状槽147相切的假想平面。径向外侧的端部比径向内侧的端部更接近与环状槽147相切的假想平面也适用于开口侧分割内衬21具有的倾斜面143。
如图10、图11所示,上构件700及下构件800通过8根第一螺栓910和8根第二螺栓920而紧固连结。第一螺栓910及第二螺栓920的轴线方向与轴线O平行。通过调整该紧固连结力或者调整上构件700的厚度,能够使在高压罐10中接口100从加强层30接受的力作为金属构件100a从上构件700接受的力而再现。
8根第一螺栓910配置在同心圆上。8根第二螺栓配置在直径比配置有第一螺栓910的圆大的同心圆上。通过这样在两个同心圆上配置有螺栓的构造,能够使上构件700与下构件800的紧固连结力的面内分布大致均匀。
而且,为了正常地执行上述气密检査,如图10所示,设有4个O形圈720、730、820、830。O形圈720、730防止气体从孔510与出口流路740的接合部位泄漏。O形圈820、830防止气体从试件500与下构件800之间泄漏。
通过使用了上述的试件500的气密试验,测定了使角部145的表面粗糙度变化的情况下的气体的泄漏量(ml/h)。在最大高度为2.8μm及7.6μm的情况下,泄漏量大致为零。相对于此,在最大高度为23μm的情况下,泄漏量为18ml/h。其结果是,若最大高度为7.6μm以下,则可认为气体泄漏量大致为零。在本实施方式中,按照JIS规格而规定为6.3μm以下。
对变形例进行说明。图13是表示以跨开口侧分割内衬21与接口100的边界的方式粘贴了胶带40的情况的剖视图。详细而言,胶带40以跨开口侧分割内衬21与内表面部141的边界的方式粘贴。
通过如上所述粘贴胶带40,将开口侧分割内衬21的径向内侧的端部密封。其结果是,氢难以从开口侧分割内衬21与接口100的边界进入。由此,密封性进一步提高。
胶带40的粘贴在高压罐10的制造方法中,可以在S340之后执行,也可以取代S340而执行。
胶带40的粘贴除了开口侧分割内衬21与接口100的边界之外,也可以粘贴于末端侧分割内衬22与轴套200的边界。或者,可以不粘贴于开口侧分割内衬21与接口100的边界,而粘贴于末端侧分割内衬22与轴套200的边界。
对另一变形例进行说明。图14是表示取代开口侧分割内衬21而具备开口侧分割内衬21b的结构的剖视图。如图14所示,底面140侧的开口侧分割内衬21b的径向内侧的端部位于比内表面连接部143a靠径向内侧处。因此,开口侧分割内衬21与内表面部141接触,内表面部141的一部分露出在罐内部。即使开口侧分割内衬21b为这样的形状,也如前述那样实现由角部145产生的高密封性。
图15是开口侧分割内衬21b的径向内侧的端部附近的放大图。在本变形例中,如图14、图15所示,开口侧分割内衬21b的径向内侧的端部配置在比与图8一起说明的规定位置H靠径向外侧处。因此,在开口侧分割内衬21b与接口100之间未积存气体。
图16是表示比较例的图。该比较例将开口侧分割内衬21b的径向内侧的端部配置在比规定位置H靠径向内侧处。当如前述那样开口侧分割内衬21b的径向内侧的端部配置在比规定位置H靠径向内侧处时,在从径向内侧的端部至角部145之间,流体进入内衬20与接口100之间的空间变大。因此,难以确保作用于角部145的面压。相对于此,当开口侧分割内衬21b的径向内侧的端部配置在比规定位置H靠径向外侧处时,在从径向内侧的端部至角部145之间,流体进入内衬20与接口100之间的空间变小,能保持角部145的面压。即,规定位置H是用于确保基于角部145的高密封性的临界位置。在本变形例中,规定位置H通过数值模拟来求出。当材料或外形等变化时,每次只要求出该范围即可。
对又一变形例进行说明。在开口侧分割内衬21和接口100的安装(S330)中,可以将开口侧分割内衬21与内锥面部147c粘接。若这样粘接,则在嵌件成型(S330)之后,难以产生间隙G(图7)。
作为上述的粘接的实现方法,例如,可以向内锥面部147c涂敷粘接剂。或者可以预先对内锥面部147c进行蚀刻,在嵌件成型(S330)之后,使开口侧分割内衬21与内锥面部147c热压接。
对再一变形例进行说明。轴套200可以不具有倾斜面243、角部245、环状槽247等的形状。这种情况下,例如,可以通过末端侧分割内衬22将轴套200的罐内部侧的外周面全部包覆。这样的话,能够防止氢从末端侧分割内衬22与轴套200的边界的泄漏。为了实现上述的包覆,可以将内侧孔219作废。
对再一变形例进行说明。图19及图20是该变形例(以下,称为变形例A)中的接口100附近的剖视图。图20省略了开口侧分割内衬21的图示。变形例A中的底面140具备钩挂槽2147。开口侧分割内衬21填充钩挂槽2147。
钩挂槽2147设置在比环状槽147靠径向内侧且比连接口114靠径向外侧的位置。钩挂槽2147形成为环状,具有以轴线O为中心而对称的形状。钩挂槽2147在径向的外侧的面上具备钩挂角部2145。开口侧分割内衬21与钩挂角部2145接触。
钩挂角部2145的剖面形状为圆角形状。钩挂角部2145突出的方向包含径向内侧的成分。具体而言,钩挂角部2145突出的方向包含径向内侧的成分和轴线O方向末端侧的成分。在本申请中,钩挂角部2145突出的方向包括径向内侧的成分也表现为“钩挂角部2145向径向内侧突出”。
图21是表示变形例A中的嵌件成型的情况的剖视图。图21表示树脂材料24在流入之后冷却而收缩的情况。如与图7一起说明的那样,树脂材料24的收缩多朝向径向内侧产生。然而,如图21所示树脂材料24的收缩有时也朝向径向外侧产生。在这样的情况下,在钩挂槽2147的径向内侧的部位及环状槽147的径向内侧的部位,树脂材料24从底面140分离。其结果是,树脂材料24在角部145处从底面140分离。
在树脂材料24的冷却后,如前述那样,将嵌件成型用的模具卸下。这样在拆卸模具时,由于负压的产生而向轴线O方向末端侧拉伸的力作用于树脂材料24。在这样的力作用的情况下,由于树脂材料24从角部145周边分离,因此未产生对于该力的抗力。
相对于此,在钩挂角部2145周边,由于上述的收缩而树脂材料24被以较强的面压按压,且钩挂角部2145向径向内侧突出,因此填充于钩挂槽2147内的开口侧分割内衬21钩挂于钩挂槽2147。其结果是,产生对于拉伸力的抗力。因此,能防止由拆卸模具引起的树脂材料24的剥离。在此所说的剥离是在比钩挂角部2145靠径向外侧处从底面140剥离的情况。需要说明的是,由于上述的收缩而产生的间隙通过作为S390说明的气密检査而消失。
另一方面,如与图6一起说明的那样,在树脂材料24的收缩为径向外侧的情况下,在角部145处产生与向轴线O方向末端侧拉伸的力相对的抗力。因此,无论向径向的哪一方向产生收缩,都能防止树脂材料24在比角部145靠径向外侧处从底面140剥离。
对再一变形例进行说明。图22及图23是该变形例(以下,称为变形例B)中的接口100附近的剖视图。图23省略了开口侧分割内衬21的图示。变形例B中的底面140具备钩挂槽3147。开口侧分割内衬21填充钩挂槽3147。
钩挂槽3147设置在比环状槽147靠径向内侧且比连接口114靠径向外侧的位置。钩挂槽3147形成为环状,具有以轴线O为中心而对称的形状。
钩挂槽3147具备直线部3148和扩宽部3149。在径向内侧的直线部3148与扩宽部3149的边界形成有钩挂角部3150。在径向外侧的直线部3148与扩宽部3149的边界形成有钩挂角部3151。开口侧分割内衬21与钩挂角部3150、3151接触。
直线部3148是从内表面部141沿着轴线O方向而向轴线O方向开口侧凹陷的部位。直线部3148的剖面形状为大致长方形。
扩宽部3149是相对于直线部3148在轴线O方向开口侧与直线部3148连接的部位。扩宽部3149的剖面形状大致为椭圆。但是,扩宽部3149的剖面中的轴线O方向开口侧的端部与径向平行。
扩宽部3149的径向内侧的端部位于比直线部3148的径向内侧的端部靠径向内侧处。因此,钩挂角部3150突出的方向包含径向外侧的成分。具体而言,钩挂角部3150突出的方向包含径向外侧的成分和轴线O方向开口侧的成分。在本申请中,钩挂角部3150突出的方向包含径向外侧的成分也表现为“钩挂角部3150向径向外侧突出”。
扩宽部3149的径向外侧的端部位于比直线部3148的径向外侧的端部靠径向外侧处。因此,钩挂角部3151突出的方向包含径向内侧的成分。具体而言,钩挂角部3151突出的方向包含径向内侧的成分和轴线O方向开口侧的成分。在本申请中,钩挂角部3151突出的方向包含径向内侧的成分也表现为“钩挂角部3151向径向内侧突出”。
图24是表示变形例B中的嵌件成型的情况的剖视图。图24与作为变形例A的说明的图21所示的情况一样,表示朝向径向外侧产生收缩的情况。在这样的情况下,与变形例A的情况一样,树脂材料24在钩挂槽3147的径向内侧的部位及环状槽147的径向内侧的部位从底面140分离。
在变形例B中,在拆卸模具时,产生对于拉伸力的抗力。该抗力至少在钩挂角部3151产生。在钩挂角部3151产生抗力是因为钩挂角部3151向径向内侧突出的缘故。
图25是表示朝向径向内侧产生收缩的情况作为变形例B中的嵌件成型的情况的剖视图。在这种情况下,在拆卸模具时,也产生对于拉伸力的抗力。该抗力至少在钩挂角部3150产生。在钩挂角部3150产生抗力是因为钩挂角部3150向径向外侧突出的缘故。并且,在朝向径向内侧产生收缩的情况下,与变形例A一样,在角部145处也产生对于拉伸力的抗力。
本发明并不局限于本说明书的实施方式、实施例、变形例,在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如,发明内容一栏记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征为了解决前述的课题的一部分或全部,或者为了实现前述的效果的一部分或全部,可以适当进行更换、组合。该技术特征在本说明书中只要不是作为必须的特征进行说明,就可以适当删除。例如,例示以下的情况。
储藏于高压罐的内部空间的可以不是氢,可以是任意的流体。内衬可以不是树脂制。例如,可以是金属制。内衬的径向内侧的端部作为倾斜面143上的配置,可以配置于锥面部143b,也可以配置在内表面连接部143a中的曲面上。角部的角度可以大于90度。
在高压罐的制造中,可以分别实施气密检査和基于开口侧分割内衬21的蠕变变形进行的环状槽147的填充。例如,基于开口侧分割内衬21的蠕变变形进行的环状槽147的填充可以在分割内衬彼此的接合前执行,也可以在分割内衬彼此的接合后且加强层30的形成前实施。
在完成的高压罐10中,也可以如图7所示的那样在内衬20(开口侧分割内衬21)与接口100(开口侧凸缘120)之间存在间隙。在该间隙存在的情况下,可以如图8所示内衬20在与环状槽147相对的部位陷入,也可以不陷入。需要说明的是,利用间隙的有无能够容易地判断收缩成形的有无。
如上述那样在分割内衬彼此的接合前或接合后执行的情况下,可以通过加强层30的形成以外的手法来抑制开口侧分割内衬21的径向的变形。作为加强层30的形成以外的手法,例如可以通过金属制的模具包围开口侧分割内衬21。在分割内衬彼此的接合前实施的情况下,开口侧分割内衬21在与接口100相反的一侧开放,因此为了将该开放端密封,例如可以将金属板焊接于开口侧分割内衬21的开放端。环状槽147的填充可以使用液体。
也可以不实施倾斜面143处的粘接。由于未实施该粘接,即使气体进入倾斜面143与开口侧分割内衬21之间,通过基于角部145的密封,气体也几乎不会向外部泄漏。此外,即使气体进入倾斜面143与开口侧分割内衬21之间,通过角部145及环状槽147的构造,开口侧分割内衬21也不会从接口100剥离。而且,由于倾斜面143向开口部113侧倾斜,因此在罐内部的压力降低的情况下,进入到倾斜面143与开口侧分割内衬21之间的气体会迅速地返回罐内部。因此,开口侧分割内衬21不会从倾斜面143较大地剥离。
也可以是如下的高压罐的制造方法:向在接口的底面凸缘设置的凹部配置内衬,在外周配置FRP层而进行了加强之后,使内衬升温至规定的温度而从高压罐的内侧进行加压。通过在加压时升温,内衬朝向凹部移动,能够填埋凹部的间隙。
基于试件500的检査使用的流体可以不是气体而是液体。试件500可以整体性地减小直径。这样的话,夹具600也能够减小,因此检査变得容易。为了减小试件500的直径,在S410中,可以利用专用设计来制造金属构件100a。而且,若金属构件100a为专用设计,则不需要在金属构件100a设置贯通孔111,因此可以省略S460。
可以在金属构件100a不设置孔510。这种情况下,可以将泄漏的气体利用其他的路径向外引导。例如,可以在树脂构件21a开设孔。在树脂构件21a开设的孔优选处于比O形圈820的密封面靠外侧处。或者,可以将O形圈全部作废,而测定从夹具600漏出的气体的量。为了该测定,可以将夹具600整体收纳于壳体,将壳体密封。
变形例A中的钩挂槽2147可以不形成为环状。即,可以设置成在钩挂槽2147的周方向上分散。例如,例如以轴线O为中心的角度为10度左右的钩挂槽2147在周方向上若设置四个左右,则可认为能得到前述的抗力的效果。对于变形例B中的钩挂槽3147,出于同样的理由,也可以不形成为环状。

Claims (19)

1.一种高压罐,具备形成用于将流体密封的内部空间的内衬和安装于所述内衬的接口,其中,
所述接口具备:
圆筒部,具有朝向外部开口的开口部;以及
凸缘,与所述圆筒部连接,沿所述圆筒部的径向突出,
所述凸缘的外周面包括以该凸缘的所述径向的外侧的端部为彼此的边界的上表面和底面,
所述底面包括:
内表面部,至少一部分露出在所述内部空间;
环状槽,向所述开口部侧凹陷;
倾斜面,将所述内表面部与所述环状槽连接;以及
角部,形成在所述倾斜面与所述环状槽之间,
所述倾斜面从该倾斜面的所述径向的内侧的端部朝向外侧的端部向所述开口部侧倾斜,
所述环状槽包括外侧面,该外侧面与该环状槽的在所述圆筒部的轴线方向上最凹陷的部位相比位于所述径向的外侧,
所述角部与所述内衬之间的面压高于所述外侧面与所述内衬之间的面压。
2.根据权利要求1所述的高压罐,其中,
所述角部的最大高度为6.3μm以下。
3.根据权利要求1~2中任一项所述的高压罐,其中,
所述内衬粘接于所述倾斜面的至少一部分。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的高压罐,其中,
所述高压罐具备密封构件,该密封构件对所述内衬的所述径向的内侧的端部进行密封。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的高压罐,其中,
所述内衬的所述径向的内侧的端部与从所述内表面部和所述倾斜面的连接位置向径向内侧离开规定的距离的位置相比位于径向外侧,以保持角部的面压。
6.根据权利要求5所述的高压罐,其中,
所述内衬的所述径向的内侧的端部位于所述倾斜面上。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的高压罐,其中,
所述底面在比所述环状槽靠径向内侧处具备向所述开口部侧凹陷的钩挂槽,
所述钩挂槽在所述径向的外侧的面上具备朝向所述径向的内侧突出的钩挂角部,
所述内衬与所述钩挂角部接触。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的高压罐,其中,
包括所述轴线的剖切面中的所述角部的角度为90度以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的高压罐,其中,
所述内衬填充所述环状槽。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的高压罐,其中,
在所述内衬与所述环状槽之间存在间隙。
11.根据权利要求1~9中任一项所述的高压罐,其中,
所述内衬的露出在所述内部空间的面中的在所述轴线方向上与所述环状槽对应的部位向所述开口部侧陷入。
12.一种高压罐的制造方法,是制造权利要求11所述的高压罐的方法,包括:
将树脂制的所述内衬向所述接口安装的工序;以及
对于在所述安装的工序中产生的所述内衬与所述环状槽之间的间隙,通过将与所述内衬的内周面接触的流体的温度及压力分别保持为规定值以上,来使所述内衬流动而填埋所述间隙的工序。
13.根据权利要求12所述的高压罐的制造方法,其中,
包括在所述保持之前形成覆盖所述内衬的加强层的工序。
14.一种高压罐的制造方法,是制造权利要求1~11中任一项所述的高压罐的方法,其中,
包括通过嵌件成型而将所述内衬向所述接口安装的工序,
在所述工序中,与比所述角部靠所述径向的内侧处相比,先对比所述角部靠所述径向的外侧处进行冷却,从而将所述内衬按压于所述角部。
15.一种密封性的检査方法,是使用具有树脂构件与金属构件之间的接触面的试件来检查所述接触面处的密封性的方法,其中,
所述金属构件具备环状槽、倾斜面以及角部作为所述接触面的至少一部分,所述环状槽向所述金属构件的内部侧凹陷,所述倾斜面在所述环状槽的径向的内侧与所述环状槽连接,所述角部形成在所述倾斜面与所述环状槽之间,
所述金属构件还具备内表面部,该内表面部相对于所述倾斜面在所述径向的内侧与所述倾斜面连接,
所述倾斜面从所述径向的内侧朝向外侧以接近与所述环状槽相切的假想平面的方式倾斜,
所述树脂构件的所述径向的内侧的端部位于所述倾斜面上,
作为所述检査,向在所述树脂构件的所述径向的内侧的端部与所述金属构件之间的边界存在的流体施加压力,测定从所述边界进入而通过了所述倾斜面及所述角部的流体的量。
16.根据权利要求15所述的密封性的检査方法,其中,
包括轴线的剖切面中的所述角部的角度为90度以下,
所述轴线通过作为所述环状槽与所述假想平面的切线的圆的中心,且与所述假想平面正交。
17.根据权利要求15~16中任一项所述的密封性的检査方法,其中,
所述金属构件在比所述角部靠所述径向的外侧处具有使所述树脂构件露出的孔,
所述孔的直径以在向存在于所述边界的流体施加了压力的情况下所述树脂构件不会进入所述孔的方式设定,
所述测定以从所述孔流出的流体为对象来实施。
18.根据权利要求15~17中任一项所述的密封性的检査方法,其中,
将所述试件夹入两个单独构件之间,通过配置在同心圆上且轴力沿着与所述径向正交的正交方向作用的多个螺栓,将所述两个单独构件紧固连结。
19.一种接口,具备:
圆筒部,具有朝向外部开口的开口部;以及
凸缘,与所述圆筒部连接,沿所述圆筒部的径向突出,
所述凸缘的外周面包括以该凸缘的所述径向的外侧的端部为彼此的边界的上表面和底面,
所述底面包括:
内表面部;
环状槽,向所述开口部侧凹陷;
倾斜面,用于将所述内表面部与所述环状槽连接;以及
角部,形成在所述倾斜面与所述环状槽之间,
所述倾斜面从该倾斜面的所述径向的内侧的端部朝向外侧的端部向所述开口部侧倾斜,
所述环状槽包括外侧面,该外侧面与该环状槽的在所述圆筒部的轴线方向上最凹陷的部位相比位于所述径向的外侧。
CN201610633564.8A 2015-08-06 2016-08-04 接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法 Active CN106439488B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155668 2015-08-06
JP2015-155668 2015-08-06
JP2016-028545 2016-02-18
JP2016028545 2016-02-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106439488A true CN106439488A (zh) 2017-02-22
CN106439488B CN106439488B (zh) 2018-10-26

Family

ID=56615865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610633564.8A Active CN106439488B (zh) 2015-08-06 2016-08-04 接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10317009B2 (zh)
EP (1) EP3128221B1 (zh)
JP (1) JP6384530B2 (zh)
KR (1) KR101911597B1 (zh)
CN (1) CN106439488B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111422077A (zh) * 2019-01-09 2020-07-17 丰田自动车株式会社 压力容器
CN112555679A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 未势能源科技有限公司 压力容器和车辆
CN113056634A (zh) * 2018-11-30 2021-06-29 乐天化学株式会社 高压罐的密封装置及包括该密封装置的高压罐
CN113614441A (zh) * 2019-03-22 2021-11-05 佛吉亚排气系统有限公司 用于加压气体的罐

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2800318C (en) * 2010-05-17 2018-04-24 Covess N.V. Method for producing a leak-tight vessel, and a leak-tight vessel
PL234103B1 (pl) * 2017-12-27 2020-01-31 Zakl Sprzetu Motoryzacyjnego Polmo Spolka Akcyjna Czasza dennicy zbiornika ciśnieniowego
JP6988657B2 (ja) 2018-04-06 2022-01-05 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク
DE102018206345A1 (de) * 2018-04-25 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh Schmelzsicherung, Gasbehälter und Verfahren zum Zusammenbauen einer Schmelzsicherung und zum Einbauen derselben in einen Gasbehälter
GB202013851D0 (en) 2020-09-03 2020-10-21 Rolls Royce Plc Composite gas storage tank
CN113217804B (zh) * 2021-04-30 2022-07-29 北京宇航系统工程研究所 一种复合材料气瓶液氧隔绝保护层及安装方法
KR102536814B1 (ko) * 2021-08-06 2023-05-26 울산과학기술원 고압 수소저장용기용 보스 및 그 제조방법
CN114923121A (zh) * 2022-06-17 2022-08-19 北京化工大学 一种复合材料储氢瓶瓶口结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074281A (zh) * 1992-01-10 1993-07-14 布伦瑞克公司 丝绕制压力容器改进的管口
US6227402B1 (en) * 1999-04-07 2001-05-08 Toyoda Gosei Co., Ltd Pressure container
US20060102866A1 (en) * 2004-02-27 2006-05-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sealing member
WO2010080948A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 Lincoln Composites Pressure vessel boss and liner interface
CN105423121A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 丰田自动车株式会社 高压罐

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476189A (en) * 1993-12-03 1995-12-19 Duvall; Paul F. Pressure vessel with damage mitigating system
JP2000291887A (ja) 1999-04-07 2000-10-20 Toyoda Gosei Co Ltd 圧力容器
JP4193492B2 (ja) 2002-12-27 2008-12-10 豊田合成株式会社 圧力容器
JP4392804B2 (ja) 2007-04-06 2010-01-06 豊田合成株式会社 圧力容器
RU2505741C2 (ru) 2009-02-18 2014-01-27 Хексагон Текнолоджи Ас Сдвигоустойчивый выступ сосуда высокого давления и элемент интерфейса оболочки
JP2014052030A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Sanko Gosei Ltd 耐圧容器及び耐圧容器の製造方法
JP6098270B2 (ja) * 2013-03-25 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 高圧ガスタンク
JP2015155736A (ja) * 2014-02-21 2015-08-27 Jfeコンテイナー株式会社 高圧容器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074281A (zh) * 1992-01-10 1993-07-14 布伦瑞克公司 丝绕制压力容器改进的管口
US6227402B1 (en) * 1999-04-07 2001-05-08 Toyoda Gosei Co., Ltd Pressure container
US20060102866A1 (en) * 2004-02-27 2006-05-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sealing member
WO2010080948A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 Lincoln Composites Pressure vessel boss and liner interface
CN105423121A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 丰田自动车株式会社 高压罐

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113056634A (zh) * 2018-11-30 2021-06-29 乐天化学株式会社 高压罐的密封装置及包括该密封装置的高压罐
US11598487B2 (en) 2018-11-30 2023-03-07 Lotte Chemical Corporation Sealing apparatus for high-pressure tank and high-pressure tank comprising same
CN111422077A (zh) * 2019-01-09 2020-07-17 丰田自动车株式会社 压力容器
CN111422077B (zh) * 2019-01-09 2023-02-17 丰田自动车株式会社 压力容器
CN113614441A (zh) * 2019-03-22 2021-11-05 佛吉亚排气系统有限公司 用于加压气体的罐
CN112555679A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 未势能源科技有限公司 压力容器和车辆
CN112555679B (zh) * 2019-09-26 2022-02-25 未势能源科技有限公司 压力容器和车辆
US11964552B2 (en) 2019-09-26 2024-04-23 Ftxt Energy Technology Co., Ltd. Pressure vessel and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017145959A (ja) 2017-08-24
US20170038006A1 (en) 2017-02-09
JP6384530B2 (ja) 2018-09-05
EP3128221A1 (en) 2017-02-08
KR20170017769A (ko) 2017-02-15
CN106439488B (zh) 2018-10-26
US10317009B2 (en) 2019-06-11
KR101911597B1 (ko) 2018-10-24
EP3128221B1 (en) 2019-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106439488A (zh) 接口、高压罐、高压罐的制造方法、密封性的检査方法
CN102192404B (zh) 用于压力容器的衬套和方法
CN207538971U (zh) 风电叶片的根部结构及风电叶片
JP5581295B2 (ja) 圧力容器
JP4775776B2 (ja) ガスタンクおよびその製造方法
EP3212387B1 (en) Manufacture of i-shaped shear web, method and apparatus
JP5902028B2 (ja) 圧力容器の製造方法
WO2012121059A1 (ja) 圧力容器の口金構造及び圧力容器の製造方法
CN106715092B (zh) 与风轮机叶片制造相关的改进
JP2007263290A (ja) 耐圧容器
US9347610B1 (en) Techniques for making pressure vessels as unitary structures of composite materials
CN106414882A (zh) 用于将紧固件嵌入开口蜂窝夹层结构中的方法
EP2726773A1 (en) Improved boss for composite container
US11745449B2 (en) Adhesive barrier design to ensure proper paste flow during blade close process
CN110848569A (zh) 一种非金属内胆纤维缠绕气瓶的瓶口连接部
CN211176305U (zh) 一种非金属内胆纤维缠绕气瓶的瓶口连接部
US8613113B1 (en) Compact protective hood with vulcanized neck dam interface
US8105518B2 (en) Method for joining first and second members to each other through a joint material
US20130205914A1 (en) Sensor arrangement and method for monitoring an infusion process
US20200023557A1 (en) Method and system for manufacturing a shear web for a wind turbine
CN210603864U (zh) 一种灌胶贯穿密封结构
US11077629B2 (en) Vacuum pressurized molding
CN207364657U (zh) 一种非金属内胆复合气瓶的端部阀座
CN219571604U (zh) 一种ⅳ型气瓶端部及转接头密封结构
CN107856327A (zh) 梁帽与叶片壳体一体灌注成型工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant