CN110906163B - 内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法 - Google Patents

内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110906163B
CN110906163B CN201910865575.2A CN201910865575A CN110906163B CN 110906163 B CN110906163 B CN 110906163B CN 201910865575 A CN201910865575 A CN 201910865575A CN 110906163 B CN110906163 B CN 110906163B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liner
flange
blocking
open end
pressure tank
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.)
Active
Application number
CN201910865575.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110906163A (zh
Inventor
渡边秀夫
佐藤隆治
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN110906163A publication Critical patent/CN110906163A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110906163B publication Critical patent/CN110906163B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/16—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0123—Shape cylindrical with variable thickness or diameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0305—Bosses, e.g. boss collars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2109—Moulding
    • F17C2209/2127—Moulding by blowing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2154—Winding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F17C2209/221—Welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23—Manufacturing of particular parts or at special locations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23—Manufacturing of particular parts or at special locations
    • F17C2209/232—Manufacturing of particular parts or at special locations of walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/23—Manufacturing of particular parts or at special locations
    • F17C2209/234—Manufacturing of particular parts or at special locations of closing end pieces, e.g. caps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171—Trucks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0176—Buses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供一种内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法。构成内胆(10)的内胆构成部件(20、22)具有由树脂材料构成且两端开口的主体部(30)。即，主体部(30)的两端分别为第一开口端(32)、第二开口端(34)。在第一开口端(32)的附近设有由第一底部(40)和第一侧部(42)形成第一环状凹部(44)的第一凸缘部(36)。另一方面，在第二开口端(34)的附近设有由第二底部(46)和第二侧部(48)形成第二环状凹部(50)的第二凸缘部(38)。根据本发明，能够提供一种接合部显示优异的接合强度且能够得到可靠性充分的高压储罐的内胆构成部件、具有上述内胆构成部件的高压储罐、以及由所述内胆构成部件得到高压储罐的制造方法。

Description

内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法
技术领域
本发明涉及一种构成用于储存高压气体的高压储罐的内胆构成部件、具有包括该内胆构成部件的内胆(liner)的高压储罐及该高压储罐的制造方法。
背景技术
高压储罐例如被设置在车载用的燃料电池系统中，并储存被供给到阳极(anode)的氢气。这种高压储罐具有由热塑性树脂(thermoplastics)材料等构成的树脂内胆，其中该热塑性树脂材料具有氢阻隔性。现有技术中，树脂内胆是通过将大致相同形状的内胆构成部件彼此接合而制成的。
更具体而言，内胆构成部件由一端为开口端且另一端为以逐渐收缩的方式弯曲的堵塞端的半圆筒形状体构成。并且，如日本发明专利公开公报特开2013-119924号记载所示，所述开口端的端面彼此对接(抵接)，在该状态下，该端面彼此被接合。据此，能够得到树脂内胆。
接着，在树脂内胆的堵塞端设置封头，并且，由在增强纤维中浸渍了树脂基材的纤维增强树脂(FRP：Fiber Reinforced Plastic)构成的加强层以覆盖树脂内胆和封头的一部分的方式设置。据此，能够得到高压储罐。
发明内容
在将燃料电池系统搭载于卡车或公共汽车等大型车辆的情况下，设想使高压储罐配合车身而成为长形的高压储罐。在此，内胆构成部件一般通过注塑成型制成。在得到大型的长形树脂制品的情况下，若使用注射力小的注塑成型装置，则难以使熔融树脂到达模具的成型腔的角落部，有可能在流动长度顶端发生填充不良(所谓的欠注(short))。另外，即使不至于发生欠注，也会因流动长度顶端无法获得足够的填充密度而导致难以获得熔接部位的尺寸精度、即平面度良好的内胆构成部件。因此，需要最大注射力极大的巨大且高额的注塑成型装置。而且，高精度地制作用于形成长形的型腔的模具会导致成本上升。
因此，可以想到将多个呈圆筒形状的内胆构成部件排列在同一轴线上来连接为树脂内胆的胆体部。在该情况下，虽然会将内胆构成部件的开口端彼此抵接而接合，但由于开口端为薄壁，因此有助于轻量化，但不容易对抵接部位施加充分的接合力。
本发明的主要目的在于提供一种内胆构成部件，该内胆构成部件的接合部显示优异的接合强度，且能够得到可靠性充分的高压储罐。
本发明的另一目的在于提供一种具有上述内胆构成部件的高压储罐。
本发明的又一目的在于提供一种由上述的内胆构成部件得到高压储罐的高压储罐的制造方法。
为了实现上述目的，根据本发明的一技术方案，提供一种内胆构成部件，其具有呈圆筒形状的主体部，该主体部由树脂材料构成且两端开口而形成为第一开口端、第二开口端，并且多个该内胆构成部件被连接在同一轴线上而构成高压储罐用内胆的胆体部，在所述第一开口端的附近设有第一凸缘部，该第一凸缘部具有朝径向外侧突出的第一底部和与该第一底部相连且以远离所述第一开口端的方式延伸的第一侧部，由所述第一底部和所述第一侧部形成第一环状凹部，在所述第二开口端的附近设有第二凸缘部，该第二凸缘部具有朝径向内侧突出的第二底部和与该第二底部相连且以远离所述第二开口端的方式延伸的第二侧部，由所述第二底部和所述第二侧部形成第二环状凹部。
根据本发明的另一技术方案，提供一种具有内胆的高压储罐，该内胆包括胆体部、第一堵塞部和第二堵塞部，其中，所述胆体部由树脂材料构成且呈圆筒形状；所述第一堵塞部和所述第二堵塞部与所述胆体部相连且端部为堵塞端，在所述胆体部的内表面具有朝径向内侧突出的突出部。
根据本发明的又一技术方案，提供一种具有内胆的高压储罐的制造方法，该内胆包括胆体部、第一堵塞部和第二堵塞部，其中，所述胆体部由树脂材料构成且呈圆筒形状；所述第一堵塞部和所述第二堵塞部与所述胆体部相连且端部为堵塞端，在通过将多个两端开口而形成为第一开口端、第二开口端的内胆构成部件连接在同一轴线上来得到所述胆体部时，使用在所述第一开口端的附近设有第一凸缘部，并且在所述第二开口端的附近设有第二凸缘部的部件作为所述内胆构成部件，其中，该第一凸缘部具有朝径向外侧突出的第一底部和与该第一底部相连且以远离所述第一开口端的方式延伸的第一侧部，由所述第一底部和所述第一侧部形成第一环状凹部；该第二凸缘部具有朝径向内侧突出的第二底部和与该第二底部相连且以远离所述第二开口端的方式延伸的第二侧部，由所述第二底部和所述第二侧部形成第二环状凹部，并且，将所述第一凸缘部的所述第一底部彼此接合，或者将所述第二凸缘部的所述第二底部彼此接合。
根据本发明，在呈圆筒形状的内胆构成部件的第一开口端、第二开口端分别设置第一凸缘部、第二凸缘部。由于当使该第一凸缘部彼此抵接或第二凸缘部彼此抵接时，抵接面积变大，因此，能够施加较大的推压力。因此，能够得到接合强度优异的接合部。
另外，由于接合多个内胆构成部件来得到内胆，因此能够将各个内胆构成部件制成比较短的部件。在该情况下，由于在注塑成型时熔融树脂被填充到成型腔的角落部，因此能够得到尺寸精度优异的内胆构成部件。在接合了这种内胆构成部件的情况下，不用担忧在内胆构成部件彼此之间形成因接合不良而导致的细微的空孔。
与以上情况相辅相成，能够得到耐压性优异且防止泄漏的高压储罐。另外，通过将多个内胆构成部件沿长度方向依次相连(接合)，能够容易地得到大型且长形的高压储罐。
除此之外，通过使内胆构成部件的形状如上述那样，能够使注塑成型装置的模具沿内胆构成部件的长度方向打开。即能够通过注塑成型来得到内胆构成部件。
上述目的、特征和优点通过参照附图说明的以下实施方式的说明能够容易地理解。
附图说明
图1是构成本发明的第一实施方式所涉及的高压储罐的树脂内胆的概略侧视剖视图。
图2是构成图1的树脂内胆的内胆构成部件的概略侧视剖视图。
图3是构成图1的树脂内胆的堵塞部件的概略侧视剖视图。
图4是表示为了得到构成树脂内胆的胆体部，而将内胆构成部件彼此接合的状态的概略侧视剖视图。
图5是表示接着图4，在胆体部的一方的开口端上接合有堵塞部件的状态的概略侧视剖视图。
图6是表示接着图5，在胆体部的剩余的一方的开口端上接合有堵塞部件的状态的概略侧视剖视图。
图7是构成本发明的第二实施方式所涉及的高压储罐的树脂内胆的概略侧视剖视图。
图8是表示在内胆构成部件的一方的开口端上接合有堵塞部件的状态的概略侧视剖视图。
图9是表示接着图8，将内胆构成部件彼此接合的状态的概略侧视剖视图。
图10是表示第一凸缘部的附近的主要部分放大剖视图，其中，该第一凸缘部设置于内径和外径相等的内胆构成部件，且具有以随着远离第一底部而远离主体部的外壁的方式倾斜的侧部。
具体实施方式
下面，对于本发明所涉及的高压储罐及其制造方法，以与用于得到该高压储罐的内胆构成部件的关系，列举优选的实施方式，参照附图进行详细说明。此外，以下的“圆筒体”包括内径和外径相等的圆筒体，和随着从一端朝向另一端内径或外径呈锥状缩径或扩径的圆筒体这两者。
图1是构成第一实施方式所涉及的高压储罐的树脂内胆(下面仅记为“内胆”)10的概略侧视剖视图。该内胆10具有胆体部12、以及堵塞该胆体部12的两端的第一堵塞部14和第二堵塞部16。
胆体部12通过接合第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22而构成。第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22是彼此形状大致相同的内胆构成部件，但为了明确区分两部件20、22，标注彼此不同的附图标记。
首先，对第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22进行说明。图2是接合前的第一胆体部构成部件20的概略侧视剖视图。第一胆体部构成部件20是锥状圆筒体，该锥状圆筒体在主体部30的两端开口而分别形成第一开口端32、第二开口端34，并且随着从第一开口端32朝向第二开口端34，内径和外径呈锥状缩径。并且，在第一开口端32的附近形成有指向直径方向外侧突出的第一凸缘部36，另一方面，在第二开口端34的附近形成有指向直径方向内侧突出的第二凸缘部38。
第一凸缘部36具有：第一底部40，其朝直径方向外侧突出；和环状的第一侧部42，其以从该第一底部40向第二开口端34侧(远离第一开口端32)的方式弯折并相连。通过这些第一底部40和第二侧部42划分出第一环状凹部44。即，第一环状凹部44是形成于主体部30和第一凸缘部36的第一侧部42之间的空间。第一环状凹部44从第二开口端34指向第一开口端32凹陷。
主体部30的侧壁呈锥状倾斜，与此相对，第一侧部42沿水平方向延伸。因此，第一侧部42以随着远离第一底部40而相对于主体部30的侧壁相对地向直径方向外侧远离的方式倾斜。
一方的第二凸缘部38具有：第二底部46，其朝直径方向内侧突出；和环状的第二侧部48，其以从该第二底部46向第一开口端32侧(远离第二开口端34)的方式弯折并相连。通过这些第二底部46和第二侧部48，划分出作为形成于主体部30的侧壁和第二凸缘部38的第二侧部48之间的空间的第二环状凹部50。第二环状凹部50从第一开口端32指向第二开口端34凹陷。
第二侧部48沿水平方向延伸。因此，第二侧部48以随着远离第二底部46而相对于主体部30的侧壁相对地向直径方向内侧远离的方式倾斜。
如上所述，第二胆体部构成部件22以第一胆体部构成部件20为基准构成。因此，对与第一胆体部构成部件20的结构要素相同的结构要素标注相同的标记，并省略其详细说明。此外，由图1所知，第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22以各自的第二凸缘部38、38彼此相向的方式接合在一起。因此，内胆10的胆体部12随着靠近第一堵塞部14侧和第二堵塞部16侧而呈锥状扩径。
在胆体部12的内表面，在与第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的接合部位相对应的部位，以朝向直径方向内侧的方式突出(参照图1)有一个圆环状突部52a。如后所述，圆环状突部52a是通过将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的第二凸缘部38、38彼此接合而形成的突出部。因此，圆环状突部52a具有：底部，其由第二底部46、46彼此接合而构成；第一堵塞部侧周壁部，其由第一胆体部构成部件20的第二侧部48构成并向第一堵塞部14延伸；和第二堵塞部侧周壁部，其由第二胆体部构成部件22的第二侧部48构成并向第二堵塞部16延伸。
在圆环状突部52a上，由底部和第一堵塞部侧周壁部(第一胆体部构成部件20的第二侧部48)划分出作为环状凹部的第二环状凹部50，并且由底部和第二堵塞部侧周壁部(第二胆体部构成部件22的第二侧部48)划分出作为另一环状凹部的第二环状凹部50。第二环状凹部50、50彼此处于彼此位于背面的关系。
第一堵塞部14被设置于第一胆体部构成部件20的第一开口端32侧，第二堵塞部16被设置于第二胆体部构成部件22的第一开口端32侧。接着，对这些第一堵塞部14和第二堵塞部16进行说明。
第一堵塞部件14由图3所示的单个的第一堵塞部件56构成。第一堵塞部件56的一端是开口的第三开口端58，另一端是呈圆顶形状收缩的堵塞端60。第一堵塞部件56随着从第三开口端58向堵塞端60而呈锥状缩径。
另外，在该第三开口端58的附近设有向直径方向外侧突出的第三凸缘部62。即，第三凸缘部62具有：第三底部64，其向直径方向外侧突出；和环状的第三侧部66，其以从该第三底部64向堵塞端60侧(远离第三开口端58)的方式弯折并相连。通过这些第三底部64和第三侧部66划分出第三环状凹部68。第三环状凹部68从堵塞端60侧指向第三开口端58侧凹陷。
在堵塞端60的顶面设有向远离第三开口端58侧突出并延伸的凸起部70。
第二堵塞部16由单个的第二堵塞部件72构成。第二堵塞部件72和第一堵塞部件56结构相同，因此，对相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略其说明。
接着，对经过基于上述那样构成的第一胆体部构成部件20、第二胆体部构成部件22、第一堵塞部件56和第二堵塞部件72而得到图1所示的内胆10的过程来制造高压储罐的制造方法进行说明。
第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22例如通过由未图示的注塑成型装置进行使用了熔融树脂材料的注塑成型而制成。另外，第一堵塞部件56和第二堵塞部件72可以使用与用于得到第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的模具不同的模具，由相同的注塑成型装置来制成。当然，也可以使用其他的注塑成型装置。
作为树脂材料的优选例子，能够列举具有氢阻隔性的热塑性树脂，即高密度聚乙烯(HDPE)树脂等。此外，当然第一凸缘部36和第二凸缘部38与主体部30一体地成型。
由于第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22彼此为相同形状，因此能够由相同的模具来制成。由于第一堵塞部件56和第二堵塞部件72彼此也为相同形状，因此能够由相同的模具来制成。因此，不需要分别制作多个用于得到胆体部12的模具、用于得到堵塞部的模具，从而能够实现模具费的低廉化。
而且，在该情况下，能够将构成内胆10的部件20、22、56、72分别制成较短的部件。因此，在注塑成型中，容易使熔融树脂到达模具的成型腔的角落部，其结果，能够得到尺寸精度良好的部件20、22、56、72。
接着，将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22接合。下面，例示进行振动熔接的情况，此时，使第一胆体部构成部件20的第二开口端34和第二胆体部构成部件22的第二开口端34以规定距离相离的方式相向。
接着，如图4所示，使振动熔接用夹具80a从第一胆体部构成部件20的第一开口端32进入，并插入到第一胆体部构成部件20的第二环状凹部50中。同样，使振动熔接用夹具80b从第二胆体部构成部件22的第一开口端32进入，并插入到第二胆体部构成部件22的第二环状凹部50中。此外，振动熔接用夹具80a、80b也能够作为进行加热熔接的情况下的夹具发挥作用。
在该情况下，使振动熔接用夹具80a、80b位移，并向箭头X方向推压第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的各第二凸缘部38。据此，第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22彼此接近，第二开口端34彼此抵接(对接)。即，进行抵接工序而形成抵接部位。此外，振动熔接用夹具80a、80b的顶端侧向内侧弯折。在图4中夸张地示出了该弯折。
接着，进行接合工序。即，如图4中的箭头Y所示，例如使振动熔接用夹具80a沿着第一胆体部构成部件20的直径方向振动。据此，在抵接部位产生摩擦热，其结果，该抵接部位软化或熔融。由于第二环状凹部50内的振动熔接用夹具80a、80b将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22向彼此接近的方向推压，因此软化或熔融的树脂材料向内周壁侧或外周壁侧漏出。
另外，也可以使振动熔接用夹具80b沿着第二胆体部构成部件22的直径方向振动。另外，只要能够使振动熔接用夹具80a、80b沿着第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的圆周方向振动或旋转，则也可以采用这种方式。
经过规定时间后，停止施加振动，使振动熔接用夹具80a、80b位移，来脱离第二环状凹部50。由于主体部30的侧壁(内壁)随着朝向第一开口端32侧而相对地远离第二侧部48，因此，此时能够使振动熔接用夹具80a、80b容易地脱离第二环状凹部50。并且，通过软化或熔融的树脂材料被冷却固化，第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的第二凸缘部38、38彼此接合。
第二凸缘部38通过第二底部46彼此抵接而接合。通过该接合，在胆体部12有内表面形成圆环状突部52a，该圆环状突部52a具有朝直径方向内侧突出的底部。由于各第二凸缘部38具有第二侧部48，因此，由第一胆体部构成部件20的第二侧部48构成第一堵塞部侧周壁部，并且由第二胆体部构成部件22的第二侧部48构成第二堵塞部侧周壁部。第一堵塞部侧周壁部朝第一堵塞部14延伸，另一方面，第二堵塞部侧周壁部朝第二堵塞部16延伸。
接着，将第一堵塞部件56接合在第一胆体部构成部件20上。此时，使第一胆体部构成部件20的第一开口端32和第一堵塞部件56的第三开口端58以离开规定距离的方式相向。然后，如图5所示，将振动熔接用夹具80a插入到第一堵塞部件56的第三环状凹部68，另一方面，将振动熔接用夹具80b插入到第一胆体部构成部件20的第一环状凹部44。或者，也可以将振动熔接用夹具80a插入到第一胆体部构成部件20的第一环状凹部44，另一方面，将振动熔接用夹具80b插入到第一堵塞部件56的第三环状凹部68。由于振动熔接用夹具80b为弯折的，因此，避免了该振动熔接用夹具80b干涉第二胆体部构成部件22。
此外，作为接合第一胆体部构成部件20和第一堵塞部件56的振动熔接用夹具，也可以使用与接合第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的振动熔接用夹具80a、80b不同的夹具。在后述的第二实施方式中也同样，下面例示使用相同的振动熔接用夹具80a、80b的情况进行说明。
后面与上述同样来进行振动熔接。即，使振动熔接用夹具80a、80b位移来将第一堵塞部件56的第三凸缘部62和第一胆体部构成部件20的第一凸缘部36向彼此接近的方向推压。据此，第一堵塞部件56的第三开口端58和第一胆体部构成部件20的第一开口端32抵接而形成抵接部位。然后，使振动熔接用夹具80a、80b的至少一方沿着第一堵塞部件56或第一胆体部构成部件20的直径方向振动。
通过该振动产生的摩擦热，抵接部位软化或熔融。在经过规定时间后，停止施加振动，使振动熔接用夹具80a、80b位移，来分别脱离第三环状凹部68、第一环状凹部44。在此，在第一胆体部构成部件20中，主体部30的侧壁(内壁)随着朝向第二开口端34侧而相对地远离第一侧部42。第一堵塞部件56的第三侧部66也同样，随着朝向堵塞端60侧而相对地远离侧壁。因此，容易地使振动熔接用夹具80a、80b脱离第三环状凹部68、第一环状凹部44。
然后，通过软化或熔融的的树脂材料冷却并固化，由此使第一堵塞部件56和第一胆体部构成部件20接合，从而得到第一堵塞部14。
接着，如图6所示，将第二堵塞部件72接合于第二胆体部构成部件22。即，使第二胆体部构成部件22的第一开口端32与第二堵塞部件72的第三开口端58以离开规定距离的方式相向。然后，与上述同样，将振动熔接用夹具80a插入到第一胆体部构成部件20的第一环状凹部44，另一方面，将振动熔接用夹具80b插入到第二堵塞部件72的第三环状凹部68后，进行振动熔接。此外，也可以将振动熔接用夹具80a插入到第二堵塞部件72的第三环状凹部68，另一方面，将振动熔接用夹具80b插入到第一胆体部构成部件20的第一环状凹部44。
在经过规定时间后，停止施加振动，使振动熔接用夹具80a、80b位移，来分别脱离第一环状凹部44、第三环状凹部68。由于上述原因，容易地使振动熔接用夹具80a、80b脱离第一环状凹部44、第三环状凹部68。
然后，通过软化或熔融的树脂材料冷却并固化，由此接合第二堵塞部件72和第二胆体部构成部件22，从而得到第二堵塞部16。
接着，进行切割彼此紧贴的第一凸缘部36和第三凸缘部62这两者的切割工序。可以将第一凸缘部36和第三凸缘部62全部去除，也可以使第一底部40和第三底部64残留少许。这是因为在该情况下，第一开口端32和第三开口端58的接合面的面积变大，相应地接合强度也变大。但是，若残留突出量(与主体部30的侧壁的阶梯差)过大，则在形成加强层时，残留的第一底部40和第三底部64钩挂于加强层，从而应力作用于加强层。为避免该情况，优选将第一底部40和第三底部64的残留突出量设为在形成加强层时的卷绕(winding)时所容许的阶梯差以下。
伴随着上述的切割，第一侧部42、第一底部40和第三底部64的一部分或全部被切除，从而得到图1所示的内胆10。此外，在保留第一底部40和第三底部64的一部分的情况下，优选通过对残留的第一底部40和第三底部64的角落部进行倒角加工来形成R部。即，优选使第一底部40和第三底部64的角落部弯曲。并且，也可以保留少许第一侧部42。
并且，通过在凸起部70上安装阈部后，设置包覆内胆10和阈部的加强层，由此制造高压储罐。此时，若第一底部40和第三底部64的残留突出量为所述容许阶梯差以下，则从残留的第一底部40和第三底部64作用于加强层所包括的纤维材料(碳纤维等)的应力为容许范围以下。另外，若残留的第一底部40和第三底部64的角落部为角部，则纤维材料(碳纤维等)钩挂于角部而被局部地延伸，从而存在纤维材料损伤的担忧，但在如上述那样形成了R部的情况下，消除了该担忧。
如上所述，能够得到长形的高压储罐。该高压储罐例如适于作为搭载于卡车或公共汽车等车身长的大型车辆(燃料电池汽车)的燃料电池系统中的氢气储存容器。这是因为，由于为长形的，因此能够大量地储存高压的氢气，从而，即使是大型车辆，也能够延长其可行驶距离。此外，为了将高压储罐搭载于一般车辆，例如只要在所谓的中央通道(centertunnel)配置高压储罐即可。
由于部件20、22、56、72的尺寸精度优异，因此，消除了由于接合不良而在接合部位形成细微的空孔的担忧。另外，由于第一堵塞部件56和第一胆体部构成部件20、第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22、第二胆体部构成部件22和第二堵塞部件72经由凸缘部而抵接，因此，抵接面的面积变大。由于在该状态下进行熔接，因此在部件间显现充分的接合强度。因此，高压储罐的接合部相对于填充压力显示出充分的耐压性。即，能够得到显示出充分的可靠性的高压储罐。
此外，可以将第二凸缘部38、38切除到圆环状突部52a的第二底部46、46被保留少许的程序。相应地高压储罐内的容积增加。即，能够进一步大量地储存氢气等储存物。此外，在该情况下，被保留的第二底部46、46成为向直径方向内侧突出的突出部。
接着，对第二实施方式所涉及的高压储罐进行说明。此外，对与图1～图6所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
图7是构成第二实施方式所涉及的高压储罐的内胆90(树脂内胆)的概略侧视剖视图。内胆90具有胆体部92和堵塞该胆体部92的两端的第一堵塞部14和第二堵塞部16。
在第二实施方式中，第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22以各自的第一凸缘部36、36彼此(第一开口端32、32彼此)相向的方式而接合。因此，高压储罐的胆体部92随着接近第一堵塞部14侧、第二堵塞部16侧而呈锥状缩径。
在胆体部92的内表面，在与第一堵塞部件56和第一胆体部构成部件20的接合部位以及第二胆体部构成部件22和第二堵塞部件72的接合部位相对应的部位，以朝向直径方向内侧的方式分别突出有圆环状突部52b、52c(突出部)。圆环状突部52b、52c分别由第一胆体部构成部件20、第二胆体部构成部件22的各第二凸缘部38构成。因此，接近第一堵塞部14的圆环状突部52b具有：底部，其由第一胆体部构成部件20的第二底部46构成；和第一堵塞部侧周壁部，其由第一胆体部构成部件20的第二侧部48构成并向第二堵塞部16延伸。在圆环状突部52b上，由底部(第一胆体部构成部件20的第二底部)和第一堵塞部侧周壁部(第一胆体部构成部件20的第二侧部48)划分出作为环状凹部的第二环状凹部50。
另一方面，接近第二堵塞部16的圆环状突部52c具有：底部，其由第二胆体部构成部件22的第二底部46构成；和第二堵塞部侧周壁部，其由第二胆体部构成部件22的第二侧部48构成并向第一堵塞部14延伸。在圆环状突部52c上，由底部(第二胆体部构成部件22的第二底部46)和第二堵塞部侧周壁部(第二胆体部构成部件22的第二侧部48)划分出作为另一环状凹部的第二环状凹部50。
在第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的各第二开口端34上分别接合有第一堵塞部件56和第二堵塞部件72，据此，设置有第一堵塞部14、第二堵塞部16。此外，实际上，为了避免形成加强层时该加强层钩挂第一堵塞部件56、第二堵塞部件72的各第三凸缘部62，而将第一堵塞部件56、第二堵塞部件72的各第三凸缘部62切除，但在图7中，为能够明确地把握第三凸缘部62的位置关系，而示出了切除前的状态。
接着，对经过由第一胆体部构成部件20、第二胆体部构成部件22、第一堵塞部件56和第二堵塞部件72而得到图8所示的内胆90的过程来制造高压储罐的制造方法进行说明。
首先，与第一实施方式同样地制成部件20、22、56、72。在该情况下，由于与上述同样的理由，因此能够实现模具费的低廉化，并且能够得到尺寸精度良好的部件20、22、56、72。
接着，如图8所示，将第一堵塞部件56接合在第一胆体部构成部件20上。此时，使第一胆体部构成部件20的第二开口端34和第一堵塞部件56的第三开口端58以离开规定距离的方式相向。然后，将振动熔接用夹具80a插入到第一堵塞部件56的第三环状凹部68，另一方面，将从第一胆体部构成部件20的第一开口端32进入的振动熔接用夹具80b插入到第一胆体部构成部件20的第二环状凹部50。
并且，使振动熔接用夹具80a、80b位移，将第一堵塞部件56的第三凸缘部62和第一胆体部构成部件20的第二凸缘部38向彼此接近的方向推压。据此，第一堵塞部件56的第三开口端58和第一胆体部构成部件20的第二开口端34抵接而形成抵接部位。此时，第三凸缘部62比第一胆体部构成部件20向直径方向外侧突出。另外，振动熔接用夹具80a、80b的至少一方沿着第一堵塞部件56或第一胆体部构成部件20的直径方向振动。
通过该振动产生的摩擦热，抵接部位软化或熔融。在经过规定时间后，停止施加振动，使振动熔接用夹具80a、80b位移，从而分别脱离第三环状凹部68、第二环状凹部50。在第一胆体部构成部件20中，主体部30的侧壁(内壁)随着朝向第一开口端32侧而相对地远离第二侧部48。第一堵塞部件56的第三侧部66也同样，随着朝向堵塞端60侧而相对地远离外壁。因此，容易使振动熔接用夹具80a、80b脱离第三环状凹部68、第二环状凹部50。
然后，通过软化或熔融的树脂材料冷却或固化，由此接合第一堵塞部件56和第一胆体部构成部件20，从而得到第一堵塞部14。第一堵塞部件56的第三凸缘部62以使残留突出量为形成加强层时的卷绕时所容许的阶梯差以下的方式被切除。
接着与图8同样地将第二堵塞部件72接合于第二胆体部构成部件22。即，使第二胆体部构成部件22的第二开口端34和第二堵塞部件72的第三开口端58以离开规定距离的方式相向。然后，与上述同样地将振动熔接用夹具80a插入到第二堵塞部件72的第三环状凹部68(或第一胆体部构成部件20的第二环状凹部50)，另一方面，使振动熔接用夹具80b插入到第二胆体部构成部件22的第二环状凹部50(或第二堵塞部件72的第三环状凹部68)，然后进行振动熔接。此时，第三凸缘部62比第二胆体部构成部件22向直径方向外侧突出。
在经过规定时间后，停加施加振动，使振动熔接用夹具80a、80b位移，来分别脱离第二环状凹部50、第三环状凹部68。由于上述原因，容易使振动熔接用夹具80a、80b从第二环状凹部50、第三环状凹部68脱离。
然后，通过软化或熔融的树脂材料冷却或固化，由此第二堵塞部件72和第二胆体部构成部件22被接合，从而得到第二堵塞部16。第二堵塞部件72的第三凸缘部62以使残留突出量为形成加强层时的卷绕时容许的阶梯差以下的方式被切除。
接着，如图9所示，将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22接合。在进行振动熔接时，使第一胆体部构成部件20的第一开口端32和第二胆体部构成部件22的第一开口端32以离开规定距离的方式相向。然后，将振动熔接用夹具80a插入到第一胆体部构成部件20的第一环状凹部44。同样，将振动熔接用夹具80b插入到第二胆体部构成部件22的第一环状凹部44。
在该状态下，使振动熔接用夹具80a、80b位移，将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的各第一凸缘部36向彼此接近的方向推压。据此，第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22彼此接近，第一开口端32、32彼此抵接(对接)。即，进行抵接工序，而形成抵接部位。
接着，例如使振动熔接用夹具80a沿着第一胆体部构成部件20的直径方向振动。据此，在抵接部位产生摩擦热，其结果，该抵接部位软化或熔融。由于第一环状凹部44内的振动熔接用夹具80a、80b将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22向彼此接近的方向推压，因此，软化或熔融的树脂材料向内周壁侧或外周壁侧漏出。
此外，也可以使振动熔接用夹具80a沿着第二胆体部构成部件22的直径方向振动。另外，只要能够使振动熔接用夹具80a、80b沿着第一胆体部构成部件20、第二胆体部构成部件22的圆周方向振动或旋转，则也可以采用这种方式。
经过规定时间后，停止施加振动，使振动熔接用夹具80a、80b位移，来从第一环状凹部44脱离。由于主体部30的侧壁(外壁)随着朝向第二开口端34侧而相对地远离第一侧部42，因此，此时能够使振动熔接用夹具80a、80b容易地脱离第一环状凹部44。并且，软化或熔融的树脂材料冷却并固化，由此第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22的第一凸缘部36、36彼此接合。
接着，进行切割彼此紧贴的第一凸缘部36、36彼此的切割工序。此时，可以将第一凸缘部36全部去除，但为增大第一开口端32、32彼此的接合面的面积而得到较强的接合强度，也可以使第一底部40残留少许。在该情况下，优选将第一底部40的残留突出量设为形成加强层时的卷绕时所容许的阶梯差以下。并且，优选对残留的第一底部40的角落部进行倒角加工，而在该角落部形成R部。
另一方面，胆体部92的内表面上的第二凸缘部38被保留。因此，在胆体部92的内表面，由第一胆体部构成部件20的第二凸缘部38构成的圆环状突部52b和由第二胆体部构成部件22的第二凸缘部38构成的圆环状突部52c分别朝直径方向内侧突出而成为突出部。圆环状突部52b接近第一堵塞部14，圆环状突部52c接近第二堵塞部16。
如上所述，圆环状突部52b具有：底部，其由第一胆体部构成部件20的第二底部46构成；和第一堵塞部侧周壁部，其由第一胆体部构成部件20的第二侧部48构成且向第二堵塞部16延伸，通过所述底部和所述第一堵塞部侧周壁部划分出由第二环状凹部50构成的环状凹部。同样，圆环状突部52c具有：底部，其由第二胆体部构成部件22的第二底部46构成；和第二堵塞部侧周壁部，其由第二胆体部构成部件22的第二侧部48构成且朝第一堵塞部14延伸，通过所述底部和所述第二堵塞部侧周壁部划分出由第二环状凹部50构成的另一环状凹部。
如上述那样而制成内胆90。并且，通过在凸起部70安装阀部后，设置包覆内胆90和阀部的加强层，由此制造高压储罐。此时，若第一底部40的残留突出量为所述容许阶梯差以下，则从残留的第一底部40作用于加强层所包括的纤维材料(碳纤维等)的应力为容许范围以下。另外，若残留的第一底部40的角落部为R部，则消除了纤维材料(碳纤维等)的局部延伸而损伤纤维材料的担忧。
其结果，能够得到长形的高压储罐。在该高压储罐中，也能够得到与上述同样的效果。
在第二实施方式中，为增加高压储罐内的容积，也可以切除第二凸缘部38、38为圆环状突部52b的第二底部46、圆环状突部52c的第二底部46被保留少许的程度。在该情况下，被保留的第二底部46、46成为朝直径方向内侧突出的突出部。
本发明并不特别限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。
例如，也可以将第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22在同一轴线上进一步进行连接，以得到更长形的内胆。
另外，也可以使第一胆体部构成部件20和第二胆体部构成部件22构成为内径和外径相等的部件。在该情况下，如图10所示，优选使第一侧部42和第二侧部48分别以随着分别远离第一底部40、第二底部46而向直径方向外侧远离的方式倾斜。对于第一堵塞部件56和第二堵塞部件72而言，也同样地优选使第三侧部66以随着远离各第三底部64而向直径方向外侧远离的方式倾斜。此外，在图10中例示了倾斜的第一侧部42。
并且，也可以进行红外线加热熔接来代替振动熔接，也可以将振动熔接和红外线熔接组合。在进行红外线加热熔接的情况下，将红外线加热熔接用工具插入到第一环状凹部44、第二环状凹部50、第三环状凹部68即可。或者，也可以进行热板熔接。

Claims (12)

1.一种内胆构成部件(20、22)，其具有呈圆筒形状的主体部(30)，该主体部(30)由树脂材料构成且两端开口而形成第一开口端(32)、第二开口端(34)，并且，多个该内胆构成部件被连接在同一轴线上而构成高压储罐用内胆(10)的胆体部，其特征在于，
在所述第一开口端的附近设有第一凸缘部(36)，该第一凸缘部(36)具有朝径向外侧突出的第一底部(40)和与该第一底部相连且以远离所述第一开口端的方式延伸的第一侧部(42)，由所述第一底部和所述第一侧部形成第一环状凹部(44)，
在所述第二开口端的附近设有第二凸缘部(38)，该第二凸缘部(38)具有朝径向内侧突出的第二底部(46)和与该第二底部相连且以远离所述第二开口端的方式延伸的第二侧部(48)，由所述第二底部和所述第二侧部形成第二环状凹部(50)。
2.根据权利要求1所述的内胆构成部件，其特征在于，
所述第一侧部以随着远离所述第一底部而相对于所述主体部相对地向径向外侧远离的方式倾斜，并且所述第二侧部以随着远离所述第二底部而相对于所述主体部相对地向径向内侧远离的方式倾斜。
3.根据权利要求2所述的内胆构成部件，其特征在于，
所述主体部随着从所述第一凸缘部朝向所述第二凸缘部而呈锥状缩径。
4.一种高压储罐，其具有内胆(10)，该内胆(10)包括胆体部(12)、第一堵塞部(14)和第二堵塞部(16)，其中，所述胆体部由树脂材料构成且呈圆筒形状；所述第一堵塞部和所述第二堵塞部同所述胆体部相连且端部为堵塞端，所述高压储罐的特征在于，
在所述胆体部的内表面具有朝径向内侧突出的突出部(52a～52c)，
所述突出部为凸缘部(38)，该凸缘部(38)具有：底部，其向径向内侧突出；第一堵塞部侧周壁部，其与所述底部相连且向所述第一堵塞部延伸；和第二堵塞部侧周壁部，其与所述底部相连且向所述第二堵塞部延伸，并且，由所述底部和所述第一堵塞部侧周壁部形成环状凹部(50)，由所述底部和所述第二堵塞部侧周壁部形成另外的环状凹部(50)。
5.根据权利要求4所述的高压储罐，其特征在于，
所述胆体部随着接近所述第一堵塞部和所述第二堵塞部而呈锥状扩径。
6.根据权利要求4所述的高压储罐，其特征在于，
所述突出部为凸缘部(38)和另外的凸缘部(38)，其中，所述凸缘部(38)具有：第一底部，其朝径向内侧突出；和第一堵塞部侧周壁部，其与所述第一底部相连且向所述第二堵塞部延伸，所述另外的凸缘部(38)具有：第二底部，其朝径向内侧突出；和第二堵塞部侧周壁部，其与所述第二底部相连且向所述第一堵塞部延伸，
由所述第一底部和所述第一堵塞部侧周壁部形成环状凹部(50)，并且由所述第二底部和所述第二堵塞部侧周壁部形成另外的环状凹部(50)。
7.根据权利要求6所述的高压储罐，其特征在于，
所述胆体部随着接近所述第一堵塞部和所述第二堵塞部而呈锥状缩径。
8.根据权利要求4所述的高压储罐，其特征在于，
在所述高压储罐的内部填充高压氢。
9.根据权利要求4所述的高压储罐，其特征在于，
所述高压储罐被搭载于燃料电池汽车。
10.一种高压储罐的制造方法，所述高压储罐具有内胆(10)，该内胆(10)包括胆体部(12)、第一堵塞部(14)和第二堵塞部(16)，其中，所述胆体部由树脂材料构成且呈圆筒形状；所述第一堵塞部和所述第二堵塞部同所述胆体部相连且端部为堵塞端，所述高压储罐的制造方法的特征在于，
在通过将多个两端开口而形成第一开口端(32)、第二开口端(34)的内胆构成部件(20)连接在同一轴线上来得到所述胆体部时，使用在所述第一开口端的附近设有第一凸缘部(36)，并且在所述第二开口端的附近设有第二凸缘部(38)的部件作为所述内胆构成部件，其中，该第一凸缘部(36)具有朝径向外侧突出的第一底部(40)和与该第一底部相连且以远离所述第一开口端的方式延伸的第一侧部(42)，由所述第一底部和所述第一侧部形成第一环状凹部(44)；该第二凸缘部(38)具有朝径向内侧突出的第二底部(46)和与该第二底部相连且以远离所述第二开口端的方式延伸的第二侧部(48)，由所述第二底部和所述第二侧部形成第二环状凹部(50)，
并且，将所述第一凸缘部的所述第一底部彼此接合，或者将所述第二凸缘部的所述第二底部彼此接合。
11.根据权利要求10所述的高压储罐的制造方法，其特征在于，
通过振动熔接、红外线加热熔接、热板熔接或者将振动熔接和红外线加热熔接的组合来将所述第一凸缘部的所述第一底部彼此、或者所述第二凸缘部的所述第二底部彼此接合。
12.根据权利要求10所述的高压储罐的制造方法，其特征在于，
在将所述第一凸缘部的所述第一底部彼此接合时，之后至少将所述第一侧部的全部或一部分去除。
CN201910865575.2A 2018-09-14 2019-09-12 内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法 Active CN110906163B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-172376 2018-09-14
JP2018172376A JP6783277B2 (ja) 2018-09-14 2018-09-14 ライナ構成部材、高圧タンク及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110906163A CN110906163A (zh) 2020-03-24
CN110906163B true CN110906163B (zh) 2021-08-31

Family

ID=69772395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910865575.2A Active CN110906163B (zh) 2018-09-14 2019-09-12 内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11473726B2 (zh)
JP (1) JP6783277B2 (zh)
CN (1) CN110906163B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3125856A1 (fr) * 2021-07-29 2023-02-03 Airbus Operations Cuve, en particulier pour un réservoir à hydrogène liquide, pourvue d’au moins un dôme fixé par une soudure externe.
KR102630143B1 (ko) * 2022-01-20 2024-01-30 한국브렌슨 주식회사 고압탱크라이너의 가압용접용 지지대
KR102630142B1 (ko) * 2022-01-20 2024-01-30 한국브렌슨 주식회사 블로우성형을 이용한 고압탱크라이너의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19957855A1 (de) * 1999-12-01 2001-06-07 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Herstellung eines Druckluftbehälters
CN2578744Y (zh) * 2002-11-07 2003-10-08 任永林 太阳能热水器塑料贮水内胆
WO2005015074A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-17 Honda Motor Co., Ltd. Liner for pressure vessels and process for producing same
JP2006153176A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Toyoda Gosei Co Ltd 圧力容器およびそのライナーの製造方法
CN102066827A (zh) * 2008-07-09 2011-05-18 丰田自动车株式会社 贮气罐和贮气罐的制造方法
JP2013119924A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Toyota Motor Corp 高圧タンクの製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454179A (en) * 1967-04-10 1969-07-08 Raymond W Kerr Hollow resinous articles
DE3630274A1 (de) * 1986-09-05 1988-03-17 Krupp Koppers Gmbh Mit einer innenauskleidung versehener behaelter
JP4445791B2 (ja) * 2003-04-25 2010-04-07 昭和電工株式会社 圧力容器用ライナおよびその製造方法
DE20307555U1 (de) * 2003-05-14 2004-10-21 Volkmann Gmbh Mehretagiger Behälter aus stirnseitig nach außen gebördeltem Metallblech
EP1850058A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-31 Inergy Automotive Systems Research (SA) Storage tank
JP5071351B2 (ja) * 2008-11-07 2012-11-14 トヨタ自動車株式会社 樹脂ライナの製造方法および流体貯留容器の製造方法
US9151447B2 (en) * 2010-03-10 2015-10-06 GM Global Technology Operations LLC Liner for a pressure vessel and method
JP6468174B2 (ja) * 2015-12-09 2019-02-13 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク
JP2017144657A (ja) * 2016-02-18 2017-08-24 トヨタ自動車株式会社 ライナーの製造方法
US10054266B2 (en) * 2016-03-09 2018-08-21 Amtrol Licensing Inc. Pressure vessel with dome supported diaphragm
US11359766B2 (en) * 2016-10-05 2022-06-14 Plastic Omnium New Energies France Composite pressure vessel with a monolayer liner
US10641431B2 (en) * 2016-12-22 2020-05-05 Steelhead Composites, Llc Lightweight composite overwrapped pressure vessels with sectioned liners
US11746956B2 (en) * 2017-12-26 2023-09-05 Honda Motor Co., Ltd. High-pressure tank liner and method of manufacturing same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19957855A1 (de) * 1999-12-01 2001-06-07 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Herstellung eines Druckluftbehälters
CN2578744Y (zh) * 2002-11-07 2003-10-08 任永林 太阳能热水器塑料贮水内胆
WO2005015074A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-17 Honda Motor Co., Ltd. Liner for pressure vessels and process for producing same
JP2006153176A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Toyoda Gosei Co Ltd 圧力容器およびそのライナーの製造方法
CN102066827A (zh) * 2008-07-09 2011-05-18 丰田自动车株式会社 贮气罐和贮气罐的制造方法
JP2013119924A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Toyota Motor Corp 高圧タンクの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LNG出租车储液瓶供气系统的研制开发;李沁榆;《科技创新与生产力》;20151110(第11期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP6783277B2 (ja) 2020-11-11
JP2020045916A (ja) 2020-03-26
US20200088351A1 (en) 2020-03-19
US11473726B2 (en) 2022-10-18
CN110906163A (zh) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110906163B (zh) 内胆构成部件、高压储罐和高压储罐的制造方法
CN111527339B (zh) 高压储罐用内胆及其制造方法
KR101487757B1 (ko) 고압용기 및 그 제조방법
JP5026265B2 (ja) 付属品をプラスチック製燃料タンクに結合させる方法
CN102062211A (zh) 具有改进的密封结构的压力容器
WO2011145300A1 (ja) 圧力容器の口金部材とブローピンとの係合構造並びにこれを有する圧力容器の口金構造および圧力容器の製造方法
KR20190061607A (ko) 차량용 고압용기
WO2010073650A1 (ja) プラスチック容器及びその製造方法
KR20190061604A (ko) 차량용 고압용기
JP2008155587A (ja) 中空樹脂成形品の製造方法
JP2007010004A (ja) ガス容器およびその製造方法
JP2015058715A (ja) 自動車用燃料タンク
JP7190040B2 (ja) 圧力容器用ボスおよびこれを具備した圧力容器
JP2017144657A (ja) ライナーの製造方法
JP2014052030A (ja) 耐圧容器及び耐圧容器の製造方法
KR101774191B1 (ko) 플라스틱탱크
JP2020076490A (ja) 高圧タンク
KR20190061605A (ko) 차량용 고압용기
JP2018013176A (ja) タンクの製造方法
US11142061B2 (en) System for a motor vehicle
JP2015030117A (ja) ブロー成形品のインサート部材の取付構造
KR101774088B1 (ko) 플라스틱탱크, 플라스틱탱크 열융착 시스템 및 방법
CN114719176B (zh) 压力容器
US11598482B2 (en) High-pressure vessel
EP3577386B1 (en) High pressure sealing

Legal Events

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