CN111231374A - 制造高压容器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造高压容器的方法，包括：形成容器主体，所述容器主体包括具有圆筒状的主体部、具有半球状并且设置在所述主体部的端部的圆顶部以及从所述圆顶部起沿所述圆顶部的轴向方向延伸的颈部；将纤维缠绕在所述容器主体的外周面上，以形成沿所述容器主体的径向方向层叠的多个纤维层；以及将已经缠绕有所述纤维的所述容器主体放置在模具中，并且随后沿所述容器主体的轴向方向将树脂注入到所述颈部上，以使用所述树脂浸渍所述纤维。

Description

制造高压容器的方法
技术领域
本公开涉及一种制造高压容器的方法。
背景技术
日本未审查专利申请公开第2012-052588号(JP 2012-052588 A)公开了一种通过将纤维缠绕在容器主体上并且随后使用树脂浸渍纤维来制造压力容器的方法。根据JP2012-052588 A中公开的方法，增加了已经缠绕有纤维的容器主体的直径，并且在该状态下，容器主体被真空薄膜覆盖并且随后使用树脂浸渍纤维。
发明内容
在上述现有技术中，纤维被缠绕在容器主体的外周面上，使得多个纤维沿容器主体的径向方向层叠，以形成纤维层。因此，在使用树脂均匀地浸渍纤维方面依然存在改进的空间。
本公开提供一种制造高压容器的方法，所述方法允许使用树脂均匀地浸渍纤维。
本公开的方案涉及一种制造高压容器的方法。所述方法包括：形成容器主体，所述容器主体包括具有圆筒状的主体部、具有半球状并且设置在所述主体部的端部的圆顶部以及从所述圆顶部起沿所述圆顶部的轴向方向延伸的颈部；将纤维缠绕在所述容器主体的外周面上，以形成沿所述容器主体的径向方向层叠的多个纤维层；以及将已经缠绕有所述纤维的所述容器主体放置在模具中，并且随后沿所述容器主体的轴向方向将树脂注入到所述颈部上，以使用所述树脂浸渍所述纤维。
通过根据以上方案的制造高压容器的方法，纤维增强树脂层形成在容器主体的外周面上。结果，由纤维增强树脂层对容器主体进行加强。
沿容器主体的轴向方向将树脂注入到容器主体的颈部上。以这种方式，即使当多个纤维层形成为沿容器主体的径向方向层叠时，也能够使用树脂浸渍靠近容器主体设置的内层。
在以上方案中，所述纤维可以缠绕在所述容器主体的所述外周面上，使得所述多个纤维层在所述颈部上的总厚度大于在所述主体部和所述圆顶部中的每个上的总厚度。
因此，增加了高压容器的颈部的承压能力。而且，即使当多个纤维层的总厚度在颈部上增加时，也能够有效地使用树脂浸渍纤维。
根据以上方案的制造高压容器的方法可以包括将盖子组装至所述颈部，并且将连接构件组装至所述盖子，所述连接构件构造为将多个所述高压容器彼此连接。所述连接构件可以包括通孔，所述通孔在所述容器主体的所述轴向方向上延伸穿过所述连接构件，使得当所述连接构件已经组装至所述盖子时，在沿所述容器主体的所述轴向方向观看的情况下，所述通孔与所述多个纤维层重叠。可以通过所述连接构件的所述通孔注入所述树脂。
在通过通孔注入树脂的情况下，相比于模具本身包括用于树脂注入的通孔的情况，能够沿容器主体的轴向方向可靠地将树脂注入到纤维层中。例如，只通过改变通孔的形状或者孔径就能够调节待注入的树脂量。因此，不再需要改变模具的设计来调节待注入的树脂量。
在以上方案中，树脂注入单元可以布置在所述模具在所述容器主体的所述轴向方向上的一侧，而真空泵可以布置在所述模具在所述容器主体的所述轴向方向上的另一侧，并且所述真空泵可以连接至所述模具。而且，在所述树脂从所述树脂注入单元注入到所述模具中的同时，由所述真空泵对所述模具进行减压。
由真空泵对模具进行减压。因此，去除了树脂中的气泡。结果，能够减少空洞的产生。
如上所述，根据本公开的制造高压容器的方法允许使用树脂均匀地浸渍纤维。
附图说明
将在下文中参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、益处以及技术和工业方面的重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1为图示出根据实施例的缠绕步骤的整体构造图；
图2为根据实施例的高压容器的放大图；
图3为图示出根据实施例的注入步骤的整体构造图；以及
图4为高压容器的放大图，图示出根据实施例的注入步骤。
具体实施方式
首先，将参照附图描述根据实施例的高压容器10，并且随后将描述制造高压容器10的方法。注意到的是，图2至图4所示的点划线CL代表高压容器10的中心轴线。在接下来的描述中，“轴向方向”意味着沿着中心轴线CL的方向，而“径向方向”意味着沿着高压容器10的径向方向的方向，除非另有说明。注意到的是，将稍后描述的容器主体12的轴向方向与沿着中心轴线CL的方向一致。
高压容器的整体构造
如图2所示，本实施例的高压容器10为用作待安装在燃料电池车辆中的氢燃料箱的压力容器。高压容器10的主要部件包括容器主体12、纤维增强树脂层14、盖子16以及连接构件18。容器主体12包括主体部12A、圆顶部12B以及颈部12C。在本实施例中，容器主体12由铝合金制成，所述铝合金为容器主体12的材料的示例。然而，容器主体12的材料并不限于铝合金。例如，容器主体12可以由增强树脂制成。
容器主体12的主体部12A具有大致的圆筒状，并且沿轴向方向延伸。即，容器主体12的主体部12A的纵向方向与轴向方向一致。圆顶部12B分别设置在主体部12A的在轴向方向上的相反的端部，使得圆顶部12B与主体部12A一体化。每个圆顶部12B具有大致的半球状。
颈部12C沿圆顶部12B的轴向方向从圆顶部12B的端部延伸出。圆顶部12B的延伸有颈部12C的端部位于圆顶部12B的与主体部12A相反的侧。圆顶部12B的轴向方向与沿着中心轴线CL的方向一致。颈部12C的直径小于主体部12A。颈部12C延伸使得颈部12C的直径在轴向方向上不变。
纤维增强树脂层14布置在容器主体12的外周面上。换言之，容器主体12被纤维增强树脂层14覆盖，使得通过纤维增强树脂层14加强容器主体12。
纤维增强树脂层14包括覆盖主体部12A的外周面的第一加强层14A、覆盖圆顶部12B的外周面的第二加强层14B以及覆盖颈部12C的外周面的第三加强层14C。本实施例的纤维增强树脂层14由碳纤维增强塑料(CFRP)制成。第三加强层14C沿径向方向的厚度大于第一加强层14A沿径向方向的厚度。第二加强层14B沿径向方向的厚度在从第一加强层14A朝向第三加强层14C的方向上逐渐增加。
盖子16布置在容器主体12的颈部12C的径向外侧。盖子16具有大致圆筒的形状。盖子16被组装至颈部12C。盖子16的外周面用作包括螺纹沟槽(未图示)的接合部16A。盖子16的接合部16A与设置在连接构件18中的被接合部18A接合。
连接构件18具有附接至盖子16由此封闭容器主体12的开口的形状。凹陷部设置在连接构件18在轴向方向上的一个端部中。凹陷部的内周面用作与盖子16的接合部16A接合的被接合部18A。被接合部18A例如为内螺纹。被接合部18A可以构造为使得：当用作盖子16的接合部16A的外螺纹被拧入到被接合部18A中时，被接合部18A与接合部16A接合。
插入部从设置在连接构件18中的凹陷部的底部的中央朝向容器主体12突出。插入部在连接构件18组装至盖子16的情况下插入到容器主体12中。插入部包括通道18B。
本实施例的连接构件18沿垂直于容器主体12的轴向方向的方向延伸。即，连接构件18的纵向方向与垂直于容器主体12的轴向方向的方向一致。本实施例的连接构件18构造为使得多个容器主体12能够彼此连接。即，连接构件18包括沿连接构件18的纵向方向布置的多个被接合部18A。连接构件18构造为使得分别组装至容器主体12的盖子16的接合部16A与被接合部18A接合。
通道18B沿连接构件18的纵向方向延伸。通道18B提供多个容器主体12的内部空间之间的连通。而且，阀(未图示)附接至连接构件18。
多个通孔18C设置在连接构件18的轴向方向的另一端部中。每个通孔18C沿容器主体12的轴向方向延伸穿过连接构件18，并且具有锥形，使得通孔18C的直径沿朝向容器主体12的方向逐渐减小。
每个通孔18C设置在当从轴向方向观看时通孔18C与第三加强层14C重叠的位置。在本实施例中，多个通孔18C沿连接构件18的周向具有间隔地设置(在图2中只图示出两个通孔18C)。
制造高压容器的方法
接下来，将描述制造本实施例的高压容器10的方法。
首先，例如通过挤压成型(容器成型步骤)形成容器主体12。在容器成型步骤的一个示例中，将两个金属板挤压成半圆筒状构件，并且将两个半圆筒状构件接合在一起而形成容器主体12。
随后，将纤维缠绕在容器主体12的外周面上(缠绕步骤)。如图1所示，使用细丝缠绕装置30(在下文中适当地称作“FW装置30”)执行本实施例的缠绕步骤。FW装置30为构造为以高速供给纤维束36并且将其缠绕在容器主体12上的装置。
FW装置30包括线轴32、退绕辊子34、捆扎辊子(binding roller)38、活动跳针(active dancer)40、供给辊子42、44、46以及末端辊子单元48。
多个线轴32(在本实施例中，四个线轴32)布置在FW装置30的最上游侧。纤维束36缠绕在每个线轴32上。纤维束36为没有使用树脂浸渍的所谓的干碳纤维束。
退绕辊子34分别布置在线轴32上方。换言之，在本实施例中布置四个退绕辊子34。从线轴32退绕的纤维束36被分别悬挂在退绕辊子34上。纤维束36被从退绕辊子34供给至捆扎辊子38。
捆扎辊子38使从线轴32退绕的纤维束36对齐，并且随后将对齐的纤维束36供给至活动跳针40。活动跳针40上下移动，由此调节纤维束36的张力。具有调节后的张力的纤维束36经由供给辊子42、44、46供给至末端辊子单元48。
四个纤维束36在末端辊子单元48处聚集，其中适当的压力被施加至纤维束36以调节纤维束36的形状。在通过末端辊子单元48调节纤维束36的形状之后，纤维束36缠绕在容器主体12上。以这种方式，如图2所示，纤维层形成在容器主体12的外周面上。虽然未在图中示出，但在容器主体12上形成多个纤维层以便沿容器主体12的径向方向层叠。
此时，纤维束36缠绕在容器主体12上，使得多个纤维层在颈部12C上的总厚度大于在主体部12A和圆顶部12B中的每个上的总厚度(参见第一加强层14A、第二加强层14B以及第三加强层14C)。
在纤维束36在缠绕步骤中缠绕在容器主体12上之后，盖子16和连接构件18组装至容器主体12(组装步骤)。具体地，盖子16组装至容器主体12的颈部12C。随后，连接构件18组装至盖子16。结果，连接构件18经由盖子16组装至容器主体12。
如图3所示，将已经组装有盖子16和连接构件18的容器主体12放置在模具50中。随后，将树脂注入到模具50中以使用树脂浸渍纤维束36，凭此形成纤维增强树脂层14(注入步骤)。
在注入步骤中，将容器主体12放置在模具50的下模具的预定位置处。随后，使上模具54下降。在本实施例中，树脂注入单元56放置在上模具54的在容器主体12的轴向方向上的一侧，并且树脂注入单元56和上模具54经由管子60彼此连接。而且，真空泵58布置在上模具54的在容器主体12的轴向方向上的另一侧，并且真空泵58和上模具54经由管子62彼此连接。
当上模具54已经下降时，从树脂注入单元56延伸出的管子60的远侧端位于对应于图4所示的连接构件18的位置。在注入步骤中，树脂通过管子60被从树脂注入单元56沿轴向方向注入到容器主体12的颈部12C上。具体地，如图4中的箭头所指示的，树脂从连接构件18的多个通孔18C沿轴向方向注入到对应于第三加强层14C的纤维层的部分中。
如图3所示，在注入步骤中，在树脂被注入到纤维层中的同时操作真空泵58来通过管子62使模具50减压。换言之，在本实施例的注入步骤中，实施真空辅助树脂转送成型(VaRTM)方法以形成纤维增强树脂层14。通过该方法，使用树脂浸渍覆盖容器主体12的纤维层，凭此形成纤维增强树脂层14。
接下来，将描述本实施例的操作。
根据本实施例的制造高压容器10的方法，在注入步骤中，将容器主体12放置在模具50中并且随后注入树脂以使用树脂浸渍纤维。结果，如图4所示，纤维增强树脂层14形成在容器主体12的外周面上。因此，由纤维增强树脂层14对容器主体12进行加强。
在注入步骤中，树脂被沿轴向方向注入到容器主体12的颈部12C上。即使当在缠绕步骤中多个树脂层形成在容器主体12上以便沿容器主体12的径向方向层叠时，也能够使用树脂浸渍靠近容器主体12布置的内纤维层。即，能够使用树脂均匀地浸渍纤维。
在本实施例中，如在图4的区域N中所指示的，设置在颈部12C上的第三加强层14C比第一加强层14A和第二加强层14B中的每个厚。这增加了高压容器10的颈部12C的承压能力。即使当设置在颈部12C上的纤维层厚时，也能够通过将树脂沿轴向方向注入到对应于第三加强层14C的纤维层的部分中而使用树脂有效地浸渍设置在颈部12C上的纤维层。
在本实施例中，连接构件18包括通孔18C，并且通过通孔18C注入树脂。在该情况下，相比于模具50本身包括用于树脂注入的通孔的情况，能够沿轴向方向可靠地将树脂注入到纤维层中。例如，只通过改变每个通孔18C的形状或者孔径就能够调节待注入的树脂量。因此，不再需要改变模具50的设计来调节待注入的树脂量。
在本实施例中，如图3所示，在注入步骤期间通过真空泵58对模具50进行减压。这使树脂中的气泡膨胀，并且通过真空处理去除这些膨胀的气泡。以这种方式，能够去除树脂中的气泡。因此，能够减少纤维增强树脂层14中的空洞的产生。
虽然以上已经描述了示例实施例，但在本发明的技术范围内可以对前述实施例做出各种改变和变型。例如，前述实施例中的容器主体12包括两个圆顶部12B和两个颈部12C，所述两个圆顶部12B和所述两个颈部12C设置为使得一个圆顶部12B和一个颈部12C设置在容器主体12在轴向方向上的两端中的每端处。或者，容器主体12可以包括只设置在容器主体12在轴向方向上的一端处的圆顶部12B和颈部12C。在该情况下，容器主体12在轴向方向上的另一端可以具有封闭的圆顶状。
在本实施例中，细丝缠绕装置30被用于将纤维束36缠绕在容器主体12的外周面上。这是缠绕步骤的示例。然而，缠绕纤维束的方法并不限于此。即，可以采用将纤维缠绕在容器主体12上以便形成沿容器主体12的径向方向层叠的多个纤维层的任何方法。

Claims (4)

1.一种制造高压容器的方法，所述方法的特征在于包括：
形成容器主体，所述容器主体包括具有圆筒状的主体部、具有半球状并且设置在所述主体部的端部的圆顶部以及从所述圆顶部起沿所述圆顶部的轴向方向延伸的颈部；
将纤维缠绕在所述容器主体的外周面上，以形成沿所述容器主体的径向方向层叠的多个纤维层；以及
将已经缠绕有所述纤维的所述容器主体放置在模具中，并且随后沿所述容器主体的轴向方向将树脂注入到所述颈部上，以使用所述树脂浸渍所述纤维。
2.根据权利要求1所述的制造高压容器的方法，其特征在于，所述纤维缠绕在所述容器主体的所述外周面上，使得所述多个纤维层在所述颈部上的总厚度大于在所述主体部和所述圆顶部中的每个上的总厚度。
3.根据权利要求1或2所述的制造高压容器的方法，所述方法还包括：
将盖子组装至所述颈部并且将连接构件组装至所述盖子，所述连接构件构造为将多个所述高压容器彼此连接，其中
所述连接构件包括通孔，所述通孔在所述容器主体的所述轴向方向上延伸穿过所述连接构件，使得当所述连接构件已经组装至所述盖子时，在沿所述容器主体的所述轴向方向观看的情况下，所述通孔与所述多个纤维层重叠，并且
所述树脂通过所述连接构件的所述通孔被注入。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造高压容器的方法，其特征在于
树脂注入单元布置在所述模具在所述容器主体的所述轴向方向上的一侧，而真空泵布置在所述模具在所述容器主体的所述轴向方向上的另一侧，并且所述真空泵连接至所述模具，并且
在所述树脂从所述树脂注入单元被注入到所述模具中的同时，由所述真空泵对所述模具进行减压。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7472819B2 (ja) * 2021-02-15 2024-04-23 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク
JP7439805B2 (ja) 2021-08-17 2024-02-28 トヨタ自動車株式会社 圧力容器の製造方法
JP7517283B2 (ja) 2021-08-18 2024-07-17 トヨタ自動車株式会社 圧力容器の製造方法、圧力容器、及び圧力容器用の口金
JP7501471B2 (ja) 2021-08-26 2024-06-18 トヨタ自動車株式会社 タンクの製造方法および製造装置
JP7533399B2 (ja) 2021-08-26 2024-08-14 トヨタ自動車株式会社 タンクおよびその製造方法
JP7544003B2 (ja) 2021-08-26 2024-09-03 トヨタ自動車株式会社 タンクの製造方法
KR20230167198A (ko) 2022-05-30 2023-12-08 현대제철 주식회사 복합재 압력 용기의 제조 방법

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1463343A (zh) * 2001-05-16 2003-12-24 日产自动车株式会社 用于高压气体容器的安装结构和安装方法
JP2004174776A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 繊維強化プラスチックの製造装置
CN1609500A (zh) * 2003-10-22 2005-04-27 丰田自动车株式会社 高压容器及其制造方法
TW200640658A (en) * 2005-05-19 2006-12-01 China Inst Technology Structure of pressure container and method for manufacturing the same
JP2007125844A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Murata Mach Ltd Ｆｒｐ補強タンクの成形装置
US20080264551A1 (en) * 2007-03-12 2008-10-30 Profile Composites Inc. Process for the rapid fabrication of composite gas cylinders and related shapes
CN101382235A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 八千代工业株式会社 高压容器的密封结构
JP2012052588A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Universal Shipbuilding Corp 圧力容器の製造法および圧力容器
CN103687708A (zh) * 2011-07-21 2014-03-26 三菱重工业株式会社 制造至少两个具有纤维强化树脂的产品的方法及装置
CN105209801A (zh) * 2014-01-28 2015-12-30 八千代工业株式会社 压力容器
KR20170007883A (ko) * 2015-07-13 2017-01-23 주식회사 티포엘 중공 타입 복합재의 성형용 몰드 및 중공 타입 복합재의 성형 방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3480498A (en) * 1966-09-12 1969-11-25 Hercules Inc Method of making filament wound articles
DE4107882C2 (de) 1991-03-12 1994-08-18 Eugen Ehs Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Druckbehältern sowie Druckbehälter
US6190481B1 (en) 1995-12-04 2001-02-20 Toray Industries, Inc. Pressure vessel and process for producing the same
SE523936C2 (sv) 2001-12-19 2004-06-01 Tetra Laval Holdings & Finance Formsprutningsverktyg samt sätt att formspruta
CA2507872C (en) 2002-12-02 2008-05-06 Hidehiro Takemoto Pressure vessel and method for producing the same
FR2923575A1 (fr) 2007-11-13 2009-05-15 Michelin Soc Tech Reservoir de fluide sous pression, methode et appareil pour la fabrication d'un tel reservoir.
JP2009255472A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Sekisui Chem Co Ltd インフュージョン成形用成形型及びこのインフュージョン成形用成形型を用いた筒型繊維強化樹脂成形品の製造方法
DE102012013937A1 (de) 2012-07-16 2014-01-16 Elkamet Kunststofftechnik Gmbh Druckbehälter und Verfahren zur Herstellung dieses Behälters
EP2929228B1 (en) * 2012-12-05 2019-08-07 Blue Wave Co S.A. Pressure vessel with high tension winding to reduce fatigue
DE102014009341B4 (de) 2014-06-27 2017-02-16 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Druckbehälter
JP6381563B2 (ja) 2016-03-01 2018-08-29 株式会社日本製鋼所 圧力容器およびフープラップ複合圧力容器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1463343A (zh) * 2001-05-16 2003-12-24 日产自动车株式会社 用于高压气体容器的安装结构和安装方法
JP2004174776A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 繊維強化プラスチックの製造装置
CN1609500A (zh) * 2003-10-22 2005-04-27 丰田自动车株式会社 高压容器及其制造方法
TW200640658A (en) * 2005-05-19 2006-12-01 China Inst Technology Structure of pressure container and method for manufacturing the same
JP2007125844A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Murata Mach Ltd Ｆｒｐ補強タンクの成形装置
US20080264551A1 (en) * 2007-03-12 2008-10-30 Profile Composites Inc. Process for the rapid fabrication of composite gas cylinders and related shapes
CN101382235A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 八千代工业株式会社 高压容器的密封结构
JP2012052588A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Universal Shipbuilding Corp 圧力容器の製造法および圧力容器
CN103687708A (zh) * 2011-07-21 2014-03-26 三菱重工业株式会社 制造至少两个具有纤维强化树脂的产品的方法及装置
CN105209801A (zh) * 2014-01-28 2015-12-30 八千代工业株式会社 压力容器
KR20170007883A (ko) * 2015-07-13 2017-01-23 주식회사 티포엘 중공 타입 복합재의 성형용 몰드 및 중공 타입 복합재의 성형 방법

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Publication number Publication date
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