CN1488056A - 高压容器的支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支撑结构,其用于支撑纵向两端设置有颈部(47、49)的容器(1),该支撑结构包括:一第一支撑部件(5),用于支撑容器(1)的其中一个颈部(47、49);一第二支撑部件(7),用于支撑容器的另一个颈部(47、49),并在容器(1)的纵向方向上弹性地顶压着容器(1);以及一构架(3),所述第一、第二支撑部件(5、7)固定在该构架(3)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种容器支撑结构,尤其涉及这样一种支撑结构:其用于支撑纵向两端带有颈部的高压容器。
背景技术
第2001-113962号日本专利申请公开文件中公开了一种支撑结构,用于将燃料筒安放到汽车地板上的一个凹陷中,在该凹陷中,通过绑带来固定燃料筒的主体。
随着燃料筒中的燃料量发生变化,燃料筒的内部压力就会发生改变,从而使燃料筒膨胀或收缩。具体来讲,筒体的外径会发生变化,使得绑带变得松懈,导致的结果是:对燃料筒的紧固失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于固定高压容器的支撑结构。
本发明的一个方面是一种支撑结构,其用于支撑纵向两端设置有颈部的容器,该支撑结构包括:一第一支撑部件,用于支撑容器的其中一个颈部;一第二支撑部件,用于支撑容器的另一个颈部,并在容器的纵向方向上弹性地顶压着容器;以及一构架,所述第一、第二支撑部件固定在该构架上。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行描述,在附图中:
图1是一个轴测图,表示了根据本发明一实施例的、用于高压容器的支撑结构;
图2中的侧视图表示了车体的后部,在该后车体中设置了图1所示的支撑结构;
图3是车体后部的俯视图,该后车体中设置有图1所示的支撑结构;
图4是图1所示支撑结构的轴测图,在图中,高压容器已被拆去;
图5是一个局部剖开的解释性视图,该视图是从车体的后侧进行观察而得到的,表示了一个高压容器的颈部,该高压容器被固定到图1所示支撑结构的一个支撑部件上;
图6是一个放大后的侧视图,表示了位于图1所示支撑结构中的高压容器的管线连接部分;以及
图7中的轴测图表示了用于支撑高压容器颈部的支撑部件的另一种
实施方式。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行解释,在附图中,同样的部件将用相同的字符指代。需要指出的是:图1到图3中的箭头Fr指示车体的前方。
如图1所示,两高压容器1被布置成相互平行,它们由设置在一方形构架3上的一对支撑部件5、7支撑着,然后再如图2所示那样:被储装到一汽车车体9中后排座11后方的后备厢20中。如图2和图3所示,构架3通过螺栓和螺帽15被固定到后备厢20中的地板13上。支撑部件5、7则通过螺栓以及分别对应的螺帽17、19固定到构架3上。
如图4所示,第一支撑部件5包括:一凸缘21,其作为一基础部分而被螺栓和螺帽17固定到构架3上;一支撑板23,在车辆的横向方向(X)上,该支撑板矗立在凸缘21的外侧,并在支撑板23的前侧和后侧制有延伸向第二支撑部件7的肋板25、27,沿车辆的纵向方向,在支撑板23的中央部位处制有一中央肋板29,其延伸向第二支撑部件7。所述的凸缘21、支撑板23以及肋板25、27和29例如是通过铸造工艺而整体成型的,从而形成一个刚性体。
在垂直于高压容器1纵向的方向上,支撑板23上形成了向上开口的U形接纳部分31、33,中央肋板29间置在这两个接纳部分之间,在接纳部分31和33的底部分别制有圆弧形的边沿31a和33a,以便于与下文将要描述的、高压容器1的第一颈部47的形状相适配。从底部边沿31a和33a分别延续地制出侧边沿31b和33b,用于对所述的颈部进行引导。在两相对侧边沿31b或33b之间的两个空间在向上的方向上扩展开(或者可以说:随着距离底部边沿31a、33a的距离越远,该空间变得越大),从而扩宽了侧边沿31b和33b的开口,使它们的开口宽度大于底部边沿31a和33b的宽度。从侧边沿31b和33b的上端部分别延续出上边沿31c和33c。两相对的上边沿31c或33c之间的空间在向上的方向上进一步地扩宽。
如图4所示,第二支撑部件7包括一作为基础部分的凸缘35,其通过螺栓和螺帽19被固定到构架3上,在车辆横向方向的外侧,从凸缘35向上竖立地形成支撑板37,凸缘35和支撑板37例如通过压制成型工艺而被制为一体,从而构成一弹性体。
支撑板37上制有一条狭缝39,其在车辆纵向方向上位于支撑板的中央部位,且从上端延伸向靠近凸缘35的位置处。
在垂直于高压容器1纵向的方向上,支撑板37上制有向上开口的U型接纳部分41和43,狭缝39被设置在两接纳部分之间。接纳部分41、43的底部边沿41a和43a被制成圆弧形,从而可与下文将要描述的、高压容器1第二颈部49的形状相适配。用于对该第二颈部进行引导的侧边沿41b和43b被制成与底部边沿41b、43b是连续的,在两相对侧边沿41b或43b之间的两个空间在向上的方向上扩张开(也可以说:随着距离底部边沿41a、43a的距离越远,该空间变得越大),从而扩宽了侧边沿41b和43b的开口,使它们的开口宽度大于底部边沿41a和43b的开口宽度。从侧边沿41b和43b的上端部分别延续出上边沿41c和43c。两相对的上边沿41c或43c之间的空间在向上的方向上进一步地扩宽。
两高压容器1中的每一个容器都具有第一颈部47和第二颈部49,它们分别位于燃料筒主体部分45的纵向两端附近。在第一、第二颈部47、49的端部处分别制有阳螺纹51、53。主体部分45以这样的方式安放在支撑部件5、7之间:两第一颈部47分别被插入到支撑部件5上的接纳部分31和33中,两第二颈部49则分别被插入到支撑部件5上的接纳部分41和43中。如图5所示,在上述的状态中,两螺帽55、57分别被旋紧到阳螺纹51和53上,由此将高压容器1固定到了两支撑部件5、7上。作为弹性体的支撑部件7将始终对颈部49的底部一侧施加顶压作用(将其顶向主体部分45或第一支撑部件5)。
在第一颈部47上阳螺纹51的端部处,高压容器1包括一管线连接部分59(见图3)。在该实施例中,高压容器1被设计成用于储存氢气,从而向安装在车体9上的燃料电池(图中未示出)输送氢气。如图6所示,管线连接部分59上连接了一条用于向燃料电池输送氢气的氢气输送管61、一条用于将氢气从外界充注到高压容器1中的氢气充注管63、以及一条用于在紧急情况下将氢气排放到大气中的排放管65,其中的紧急情况例如是高压容器1内部压力过高的情形。在图5中,为了简明起见,未表示出这些管线61、63、65。
下面,将对上述高压容器支撑结构的工作过程进行描述。
分别被支撑部件5、7支撑着的是高压容器1两端的第一颈部47和第二颈部49。因而,主体部分45外径随着高压容器1内部压力的变化而产生的变化并不会影响到支撑部件5、7的紧固效果,从而能稳固地固定着高压容器。
高压容器1由于内压变化而产生的纵向尺寸变化、或者各个成品在纵向尺寸上的偏差可被由弹性体制成的支撑部件7所吸收,支撑着第二颈部49的支撑部件始终顶压向燃料筒的底部一侧(即顶压向主体部分45或第一支撑部件)。因而,高压容器1能被稳固地固定着。这样就能避免由于要设置专用的弹性部件而使成本提高,其中的弹性部件例如为橡胶,设置该弹性部件是为了能吸收上述的纵向尺寸变化、以及各燃料筒成品之间的尺寸差异,本发明的设计还消除了支撑部件7的性能随时间恶化的可能性,从而可提高可靠性。
由于支撑部件7是用板件制成的,所以其在垂直于高压容器1纵向的方向上具有很高的刚性,从而肯定能支撑住很大的高压容器1荷重,同时还能柔性地应对高压容器1纵向尺寸的变化。在接纳部分41和47之间,支撑部件7上设置有一条狭缝39,从而使支撑部件7上用于支撑两高压容器1的两个部分77、79能相互独立地应对各个高压容器1的产品尺寸偏差以及纵向尺寸改变。
另外,支撑部件5、7上用于插入第一、第二颈部47和49的接纳部分31、33以及41、43被制成这样的结构:它们侧边沿31b和33b、以及41b和43b的上部入口宽度大于底部边沿31a和33a、以及41a和43a的口宽。因而,其颈部为各种尺寸的高压容器1都可被固定到支撑部件5、7上。在构架3被固定到车体9的地板13上之后,高压容器1可从车体的后侧装入。尤其对于后备厢20等的狭小空间,这样的装入方式尤其有利。
由于高压容器1上带有管线连接部分59的第一颈部47被由刚性体制成的支撑部件5支撑着,所以即使高压容器1的纵向尺寸发生了改变,管线连接部分59也不会产生移位,由此可固定各条连接管(即氢气输送管61、氢气充注管63以及排放管65。
图7中的轴测图表示了支撑部件70的另一种实施方式,该支撑部件用于支撑高压容器1的第二颈部49。如同对于上述支撑部件7的情况,该支撑部件70也包括:一凸缘71,其作为一基础部分而被螺栓和螺帽19固定到构架3上;一支撑板73,在车辆的横向方向上,该支撑板矗立在凸缘71的外侧。凸缘71和支撑板73例如是通过压制成型工艺而制成一体的,从而形成一个弹性体。
所述支撑板73在其中央部分沿车体的纵向方向配有一条从一上端部到靠近所述凸缘71的狭缝75。
在垂直于高压容器1纵向的方向上,支撑板73上制有向上开口的U型接纳部分77和79,狭缝75被设置在两接纳部分之间。接纳部分77、79的底部边沿77a和79a被制成圆弧形,从而可与下文将要描述的、高压容器1第二颈部49的形状相适配。用于对该第二颈部进行引导的侧边沿77b和79b被制成与底部边沿77b、79b是连续的,在两相对侧边沿77b或79b之间的两个空间是向上扩张开的(也可以说:随着距离底部边沿77a、79a的距离越远,该空间变得越大),从而扩宽了侧边沿77b和79b的开口,使它们的开口宽度大于底部边沿77a和79b的开口宽度。从侧边沿77b和79b的上端部分别延续出上边沿77c和79c。两相对的上边沿77c或79c之间的空间在向上的方向上进一步地扩宽。
在该实施例中,沿车辆的纵向方向,在凸缘71与两接纳部分77、79之间制有一弯曲部分73a,该弯曲部分的长度横贯支撑板73的全宽,并在车辆的横向方向上向外突出(即突出向背离高压容器1主体部分45的一侧)。支撑板70在设置有该弯曲部分73a的情况下,无须减薄板件的厚度,就可以具有更大的柔性,从而可应对高压容器1纵向尺寸的改变、或者各个产品之间的尺寸差异,同时还能保持在与高压容器1纵向相垂直的方向上的高刚度。
本发明所涉及的技术主题包含在2001年10月30日提交的第2001-332721号日本专利申请中,此专利申请所公开的内容被明确地结合到本文中,并在总体上作为参考资料。
在不悖离本发明设计思想和实质特征的前提下,可按照其它的方式来实践或实施本发明。例如,也可以不用螺栓、螺帽等紧固件来将支撑部件5、7固定到构架3上,而是采用焊接的方法。另外,高压容器1中也可灌注其它的高压燃料,而并非氢气。
因而,本文所描述的优选实施例仅是示例性的,而并非限定性的。本发明的保护范围应当由权利要求书来限定,本发明将涵盖权利要求含义范围内的所有变型形式。
如上所述,按照本发明的高压容器支撑结构,由于高压容器两端的颈部被支撑部件支撑着,所以高压容器外径的变化将不会影响其在支撑部件上的固定。高压容器由于内压变化而产生的纵向尺寸变化、或各个成品在纵向尺寸上的偏差可被支撑着高压容器其中一个颈部的支撑部件的弹性变形所吸收。这将解决了由于要设置橡胶等弹性部件作为变形吸收部件而使成本提高的问题,还消除了支撑结构中支撑部件的性能随时间恶化的可能性,从而可提高可靠性。因而,本发明的支撑结构适于作为高压容器的支撑结构。
Claims (12)
1.一种支撑结构,其用于支撑纵向两端设置有颈部的容器,该支撑结构包括:
一第一支撑部件,用于支撑容器的其中一个颈部;
一第二支撑部件,用于支撑容器的另一个颈部,并在容器的纵向方向上弹性地顶压着容器;以及
一构架,所述第一、第二支撑部件固定在该构架上。
2.根据权利要求1所述的支撑结构,其特征在于:第一支撑部件支撑着容器某一侧的颈部,容器的这一侧连接着管线。
3.根据权利要求1所述的支撑结构,其特征在于:第二支撑部件是由板材制成的。
4.根据权利要求1所述的支撑结构,其特征在于:第二支撑部件始终将容器顶压向第一支撑部件。
5.根据权利要求3所述的支撑结构,其特征在于:第二支撑部件支撑着多个平行布置的容器,并在各个容器的接纳部分之间制有一狭缝。
6.根据权利要求1所述的支撑结构,其特征在于:第一支撑部件和第二支撑部件具有U形的接纳部分,其入口处的宽度大于其底部的宽度,容器的颈部沿垂直于其自身纵向的方向插入到U形的接纳部分中。
7.根据权利要求3所述的支撑结构,其特征在于:第二支撑部件包括一基础部分,其被固定到构架上;并包括一接纳部分,用于容纳容器的颈部;以及一弯曲部分,其位于基础部分和接纳部分之间。
8.一种用于支撑某种容器的方法,此种容器的纵向两端上设置有颈部,该方法包括步骤:
通过一刚性体将容器的其中一个颈部支撑到一构架上,所述刚性体被固定到所述构架上;以及
通过一弹性体将容器的另一颈部支撑到构架上,并在纵向上对容器进行顶压,所述弹性体被固定到所述构架上。
9.根据权利要求8所述的支撑方法,其特征在于:管线被连接到由刚性体支撑的那一颈部上。
10.根据权利要求8所述的支撑结构,其特征在于:所述弹性体是由板材制成的,并始终将容器顶压向被刚性体支撑着的那一颈部。
11.根据权利要求10所述的支撑结构,其特征在于:所述弹性体包括一基础部分,其被固定到构架上;并包括一接纳部分,用于容纳容器的颈部;以及一弯曲部分,其位于基础部分和接纳部分之间。
12.一种用于支撑多个平行布置容器的方法,每个容器的纵向两端上都设置有颈部,该方法包括步骤:
利用一刚性体支撑各个容器的其中一个颈部;以及
利用一用板材制成的弹性体支撑各个容器的另一颈部,弹性体包括用于接纳容器颈部的接纳部分、以及制在各个接纳部分之间的狭缝,弹性体始终将容器顶压向被刚性体支撑着的那一颈部。
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