CN113586939A - 高压储氢瓶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压储氢瓶，包括：内胆和缠绕层，内胆的外侧面上设有凹槽，凹槽中填充有编织层；缠绕层缠绕于内胆的外壁上，且将编织层包裹在内。本发明的高压储氢瓶的容重比、爆破压力高，使用寿命长，且能够显著降低生产成本，提高生产效率。

Description

高压储氢瓶
技术领域
本发明属于储氢技术领域，更具体地，涉及一种高压储氢瓶。
背景技术
在高压下(15.2～70.9兆帕)氢气可以装盛在气体瓶中运输，并通过减压阀的调节直接释放氢气，其方便可靠，是最普通和最直接的储氢方式。随着材料科学的发展，已开发出碳纤维与铝复合材料的高压气瓶，大大降低气瓶自身质量，提高容量装载效率，使高压储氢成为较有竞争优势的车载储氢方式。在现有技术中，高压储氢瓶需要单件生产且缠绕层数较多，时间耗费长，同时为了保证整体爆破能力，在直筒段设置缠绕冗余，内胆重量及纤维用量较大，整体重量较大。
因此，期待研发一种高压储氢瓶，降低内胆重量及纤维用量，并提高高压储氢瓶的爆破压力及容重比。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压储氢瓶，降低内胆的质量及缠绕层厚度，并提高承载能力。
为了实现上述目的，本发明提供一种高压储氢瓶，包括：内胆和缠绕层，所述内胆的外侧面上设有凹槽，所述凹槽中填充有编织层；所述缠绕层缠绕于所述内胆的外壁上，且将所述编织层包裹在内。
可选地，所述内胆包括直筒段以及分别封闭于所述直筒段两端的封盖，所述凹槽设置于所述直筒段的外侧表面上。
可选地，所述封盖呈圆弧状，所述封盖与所述直筒段的端部无缝连接且连接处采用圆弧过渡。
可选地，所述凹槽呈环状，沿所述直筒段的周向设置于所述直筒段的外侧面上，且所述凹槽的宽度与所述直筒段的长度相等。
可选地，所述凹槽包括底面及设置于所述底面两侧的侧面，所述侧面为圆弧面，且与所述底面通过圆弧过渡连接。
可选地，所述编织层的厚度与所述凹槽的深度相等。
可选地，所述内胆为金属内胆或塑料内胆。
可选地，所述缠绕层为碳纤维缠绕层。
可选地，所述编织层包括碳纤维编织布。
可选地，所述内胆的长度方向的两端分别设有开口，所述开口上设有接头，所述接头向外延伸且穿过所述缠绕层。
本发明的有益效果在于：高压储氢瓶内胆只占承压的10-15％，主要起到定型和密封的作用，因此在内胆的外侧面上设有凹槽并在凹槽中铺设编织层，不仅能减轻内胆重量，还提高了该部位的承压能力，及高压储氢瓶的容重比；通过增设编织层减少了缠绕层厚度，提高了单个高压储氢瓶的生产速度，缩短了生产周期。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的高压储氢瓶的示意性结构图。
附图标记说明
1、缠绕层；2、编织层；3、内胆。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了一种高压储氢瓶，包括：内胆和缠绕层，内胆的外侧面上设有凹槽，凹槽中填充有编织层；缠绕层缠绕于内胆的外壁上，且将编织层包裹在内。
具体地，高压储氢瓶内胆只占承压的10-15％，主要起到定型和密封的作用，因此在内胆的外侧面上设有凹槽并在凹槽中铺设编织层，不仅能减轻内胆重量，还提高了该部位的承压能力，及高压储氢瓶的容重比；通过增设编织层减少了缠绕层厚度，提高了单个高压储氢瓶的生产速度，缩短了生产周期。
作为可选方案，内胆包括直筒段以及分别封闭于直筒段两端的封盖，凹槽设置于直筒段的外侧表面上。
具体地，在直筒段设置凹槽，以实现直筒段的减薄处理，降低内胆的重量；
进一步地，凹槽可以通过模具在加工过程中直接成型，也可以在后期通过机加工进行加工处理。
作为可选方案，封盖呈圆弧状，封盖与直筒段的端部无缝连接且连接处采用圆弧过渡。
具体地，通过圆弧过渡连接没能够避免尖角，以避免在尖角处产生应力集中，影响使用寿命。
作为可选方案，凹槽呈环状，沿直筒段的周向设置于直筒段的外侧面上，且凹槽的宽度与直筒段的长度相等。
具体地，凹槽覆盖整个直筒段的外侧，即整个直筒段都进行了减薄处理，使直筒段的厚度均匀。
作为可选方案，凹槽包括底面及设置于底面两侧的侧面，侧面为圆弧面，且与底面通过圆弧过渡连接。
具体地，通过圆弧过渡连接没能够避免尖角，以避免在尖角处产生应力集中，影响使用寿命。
作为可选方案，编织层的厚度与凹槽的深度相等。
具体地，编织层能够完全填补于凹槽中，并能够与缠绕层完全贴合。
作为可选方案，内胆为金属内胆或塑料内胆。
具体体，内胆的材质可以根据实际使用需求选择，不限于金属和塑料。
作为可选方案，缠绕层为碳纤维缠绕层。
作为可选方案，编织层包括碳纤维编织布。
具体地，缠绕层与编织材质相同，能够更好地结合。
作为可选方案，内胆的长度方向的两端分别设有开口，开口上设有接头，接头向外延伸且穿过缠绕层。
实施例
图1示出了本实施例的高压储氢瓶的示意性结构图。
如图1所示，内胆3包括直筒段以及分别封闭于直筒段两端的封盖，封盖呈圆弧状，封盖与直筒段的端部无缝连接且连接处采用圆弧过渡；凹槽沿直筒段的周向设置于直筒段的外侧面上，且凹槽的宽度与直筒段的长度相等；编织层2铺设于凹槽中，且将凹槽充分填充；缠绕层1缠绕于内胆3的外壁上，且将编织层2包裹在内。其中，内胆3为金属内胆或塑料内胆，编织层2采用碳纤维编织布且编织层2的厚度与凹槽的深度相等，缠绕层1为碳纤维缠绕而成。
在内胆3的长度方向的两端分别设有开口，开口上设有接头，接头向外延伸且穿过缠绕层1。
本实施例的高压储氢瓶通过在内胆3的外侧面上设有凹槽并在凹槽中铺设编织层2，以减轻内胆3重量并提高内胆3该部位的承压能力，提高了高压储氢瓶的容重比；通过增设编织层2减少了缠绕层1厚度，提高了单个高压储氢瓶的生产速度，缩短了生产周期。
内胆3在直筒段做减薄处理，可以通过模具在加工过程中直接成型，也可以在后期通过机加工对内胆直筒段进行处理，碳纤维编织层2采用编织好的碳纤维直接铺在内胆3直筒段凹槽中，碳纤维编织层2采用预浸料，后期直接固化即可，碳纤维编织层2铺好后，进行缠绕层的缠绕工序，以形成碳纤维缠绕层1，采用碳纤维湿法缠绕工艺，将编织层与缠绕层结合。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种高压储氢瓶，其特征在于，包括：内胆和缠绕层，所述内胆的外侧面上设有凹槽，所述凹槽中填充有编织层；所述缠绕层缠绕于所述内胆的外壁上，且将所述编织层包裹在内。
2.根据权利要求1所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述内胆包括直筒段以及分别封闭于所述直筒段两端的封盖，所述凹槽设置于所述直筒段的外侧表面上。
3.根据权利要求2所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述封盖呈圆弧状，所述封盖与所述直筒段的端部无缝连接且连接处采用圆弧过渡。
4.根据权利要求2所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述凹槽呈环状，沿所述直筒段的周向设置于所述直筒段的外侧面上，且所述凹槽的宽度与所述直筒段的长度相等。
5.根据权利要求4所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述凹槽包括底面及设置于所述底面两侧的侧面，所述侧面为圆弧面，且与所述底面通过圆弧过渡连接。
6.根据权利要求1所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述编织层的厚度与所述凹槽的深度相等。
7.根据权利要求1所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述内胆为金属内胆或塑料内胆。
8.根据权利要求1所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述缠绕层为碳纤维缠绕层。
9.根据权利要求1所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述编织层包括碳纤维编织布。
10.根据权利要求1所述的高压储氢瓶，其特征在于，所述内胆的长度方向的两端分别设有开口，所述开口上设有接头，所述接头向外延伸且穿过所述缠绕层。
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