CN210241163U

CN210241163U - 高压罐

Info

Publication number: CN210241163U
Application number: CN201920932582.5U
Authority: CN
Inventors: Makoto Kojima; 小岛实; Shusuke Inagi; 稻木秀介; Omi Kanai; 金井大弥; Fumishige Shizuku; 雫文成
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2029-06-20

Abstract

本实用新型提供一种高压罐。该高压罐包括具有圆筒状筒体部、和形成在筒体部的轴向端部的近似半球形的拱顶部的罐体；及嵌套在拱顶部的下部区域并与拱顶部的下部区域的外表面通过粘结剂而固定接合的拱顶保护构件，在拱顶保护构件的外侧，形成有倾斜于罐体的中心轴线的平坦面，该平坦面是将拱顶保护构件固定接合在拱顶部上时与所使用的施压工具的施压面相抵接的受压面。基于该结构，能确保拱顶保护构件被固定接合在拱顶部上的规定部位。

Description

高压罐

技术领域

本实用新型涉及一种高压罐，特别是在拱顶部的外表面固定粘结有拱顶保护构件的高压罐。

背景技术

近年，出现了各种用由燃气燃烧获得的燃烧能量或由燃气的电化学反应获得的电能作为驱动源的车辆。在这样的车辆中，大都装设有用于容纳燃气(例如天然气、氢气等)的高压罐。

图3是表示现有技术例中的高压罐70的轴向端部的截面图。构成高压罐70的罐体71具有在其轴向端部半球状地拱起的拱顶部72。由于制造工序的原因，该拱顶部72的下部区域被构成为比罐体71的其它部分壁薄，因而强度较弱。因此，在拱顶部72的下部区域的外表面上固定粘结有拱顶保护构件73，以对该区域进行加固。从而，在高压罐70受到碰撞等外力作用时，拱顶部72不容易损坏。

通常，拱顶保护构件73的内表面被构成为，具有能与罐体71的拱顶部72的下部区域的外表面相贴合的形状，该内表面通过粘合剂74与拱顶部72的外表面固定粘接。通常，将拱顶保护构件73固定连接在拱顶部72上时，是用治具J(施压工具)将内表面上涂敷有粘合剂74的拱顶保护构件73推压到拱顶部72上。

然而，现有技术例的高压罐70中，有时会出现拱顶保护构件73与拱顶部72固定接合的部位偏离了设计上的接合部位的情况。详细而言，高压罐70通常是通过FW法(纤维缠绕法)制造的，用该制造方法制造的罐体71的表面容易产生凸凹。因而，为了使拱顶保护构件73的内表面与拱顶部72的外表面紧密接合，需要用治具J将拱顶保护构件73强压到拱顶部72上。如图3所示，拱顶保护构件73的外表面为曲面形状，而治具J的施压面为平坦面。因而，用治具J推压拱顶保护构件73时，治具J与拱顶保护构件73之间相互接触的面积较小，拱顶保护构件73容易因所受的推压力的方向变化而产生位置偏移，从而拱顶保护构件73的固定接合部位有时会偏离设计上的固定接合部位。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种能确保拱顶保护构件被固定接合在拱顶部上的规定部位的高压罐。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种高压罐，该高压罐包括，具有圆筒状筒体部、和形成在该筒体部的轴向端部的近似半球形的拱顶部的罐体；及嵌套在所述拱顶部的下部区域并与所述拱顶部的所述下部区域的外表面通过粘结剂而固定接合的拱顶保护构件，其特征在于：在所述拱顶保护构件的外侧，形成有倾斜于所述罐体的中心轴线的平坦面，该平坦面是将所述拱顶保护构件固定接合在所述拱顶部上时与所使用的施压工具的施压面相抵接的受压面。

本实用新型的上述高压罐的优点在于，由于在拱顶保护构件的外侧形成有平坦面，该平坦面是将拱顶保护构件固定接合在拱顶部上时与施压工具的施压面相抵接的受压面，所以，用治具J等施压工具将拱顶保护构件推压到拱顶部上时，能沿着规定的方向对拱顶保护构件均等地施加压力，从而能确保拱顶保护构件被固定接合在拱顶部上的规定部位。

另外，本实用新型的上述高压罐中，较佳为，所述拱顶保护构件的所述受压面被构成为，越远离所述筒体部越靠近所述罐体的中心轴线地倾斜。基于该结构，易于用施压工具沿着罐体的轴向对拱顶保护构件的受压面施加压力，使拱顶保护构件准确地接合在拱顶部上。

另外，本实用新型的上述高压罐中，较佳为，所述拱顶保护构件被构成为内表面的形状与所述拱顶部的所述下部区域的外表面的形状相一致的圆筒状，所述拱顶保护构件的最小内径R2与最大内径R1之比R2/R1在0.6以下。基于该结构，拱顶保护构件的内表面与拱顶部的下部区域的外表面能相互贴合，并且，由于拱顶保护构件的最小内径R2与最大内径R1之比R2/R1在0.6以下，所以嵌套在拱顶部上的拱顶保护构件不易松动。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式的高压罐的轴向端部的截面图。

图2是将图1中的拱顶保护构件及其周围的一部分放大表示的局部放大截面图。

图3是表示现有技术例的高压罐的轴向端部的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的高压罐10的轴向端部的截面图。如图1所示，高压罐10具备罐体1、罐口部2、阀门3、及拱顶保护构件4。本实施方式中，以设置有阀门3的一端的高压罐10的轴向端部为例进行说明。

罐体1是容纳燃气用的容器。如图1所示，该罐体1具有外形为圆筒状的筒体部11、及形成在该筒体部11的轴向端部的近似半球状的拱顶部12。具有这样的结构的罐体1是通过FW工法制造的。详细而言，罐体1是通过在将树脂成型而获得的树脂衬里5的外表面缠绕多层碳纤维以形成加固层6而制成的。采用该FW制造法，加固层6在拱顶部12的下部区域的壁厚比筒体部11的壁厚薄。

罐口部2被用作燃气流动的通道。如图1所示，该罐口部2包括，外形为近似圆筒状的主体部21、形成在该主体部21的内表面上的内螺纹部(未图示)、及从主体部21的轴向的中间部分朝着径向外侧突出的凸缘部22。具有这样的结构的罐口部2以其凸缘部22夹在树脂衬里5与加固层6之间的方式安装在罐体1的轴向端部，即，拱顶部12的顶部的中心部位。

阀门3用于关闭或开通由罐口部2形成的燃气通道。该阀门3的一部分是由熔点较低的金属构成的可溶栓，其外表面上形成有外螺纹部(未图示)。通过使该外螺纹部与罐口部2的内螺纹部相螺合，阀门3被安装在罐口部2的内部。采用具有该结构的阀门3，当燃气的温度上升到规定温度以上时，熔点较低的金属部分熔化而使阀门3开孔，从而使燃气经由阀门3上的孔排放到外部。由此，能防止罐体1因压力过大而破裂的情况发生，并能使用户注意到罐体1的异常。

拱顶保护构件4用于对加固层6中壁厚较薄的部位，即，拱顶部12的下部区域(即，从拱顶部12与筒体部11相连的部位起向拱顶部12的顶部方向延伸至大约拱顶部12的中部为止的区域)进行加固，以防止拱顶部12在受到外力冲击时破损。拱顶保护构件4由泡沫树脂，详细而言是通过施加大约600kPa的静载荷而使体积压缩到大约50％后获得的泡沫树脂构成。拱顶保护构件4被构成为大致圆筒状。

图2是将图1中的拱顶保护构件4及其周围放大表示的局部放大截面图。如图1及图2所示，拱顶保护构件4具有形成在其内部的罐嵌入孔41、及形成在其外表面的受压面42。

罐嵌入孔41被构成为，能使罐体1的轴向端部嵌入到该罐嵌入孔41中。详细而言，如图2所示，罐嵌入孔41被构成为沿拱顶保护构件4的轴向将该拱顶保护构件4贯通，在拱顶保护构件4的前端面43上，罐嵌入孔41的开口直径最小(即，具有最小内径R2)，从该处朝着拱顶保护构件4的后端面44的方向直径逐渐增大到最大值(即，最大内径R1)。并且，拱顶保护构件4的内表面的形状与拱顶部12的下部区域的外表面的形状一致，以使拱顶保护构件4的内表面能与拱顶部12的下部区域的外表面相贴合。

拱顶保护构件4的外形为短直的圆筒状，圆筒的前端面43与圆筒的侧面大致垂直地相交，在该相交之处形成有受压面42。

受压面42是用治具J(施压工具)将拱顶保护构件4固定接合在拱顶部12上时与治具J的施压面相抵接的部位。如图2所示，该平坦面42被构成为，越离开罐体1的筒体部11越靠近罐体1的中心轴线C地倾斜于罐体1的中心轴线C(参照图1)。即，受压面42被构成为与治具J的施压面大致平行的平坦面。本实施方式中，受压面42在倾斜方向上的长度被设定为大约10mm。

另外，如图1和图2所示，拱顶保护构件4被构成为，其前端面43上的罐嵌入孔41的直径R2(最小内径R2)与其后端面44上的罐嵌入孔41的直径R1(最大内径R1)之比R2/R1在0.6以下。本实施方式中，最大内径R1与罐体1的筒体部11的外径大致相等。如此，嵌套在拱顶部12上的拱顶保护构件4不容易松动，能与拱顶部12紧密地嵌合。

将罐体1的轴向端部从拱顶保护构件4的后端插入到罐嵌入孔41内，并用治具J抵接着拱顶保护构件4的受压面42地沿箭头方向推压拱顶保护构件4，使拱顶部12的外表面与拱顶保护构件4的内表面通过涂敷在拱顶保护构件4的内表面上的粘合剂7而粘结接合，便能如图1及图2所示那样将拱顶保护构件4固定接合在罐体1上。

＜有益效果＞

如上所述那样，本实施方式的高压罐10中，在拱顶保护构件4的外侧设置有平坦的受压面42。由此，在将内表面涂敷有粘合剂7的拱顶保护构件4用治具J推压嵌套在拱顶部12上时，由于与治具J的施压面接触的受压面42是平坦面，所以两者相接触的面积较大，能确保朝着规定的方向以均等的推压力推压拱顶保护构件4。因而，即便是用较大的推压力将拱顶保护构件4推压向拱顶部12，也不容易出现拱顶保护构件4在拱顶部12上的固定位置偏离的情况，从而能将拱顶保护构件4准确地固定接合在拱顶部12的设计的固定位置上。

另外，本实施方式的高压罐10中，拱顶保护构件4被构成为，拱顶保护构件4的最小内径R2与最大内径R1之比R2/R1在0.6以下。由此，能防止嵌套在拱顶部12的下部区域的拱顶保护构件4发生松动。

另外，本实施方式的高压罐10中，拱顶保护构件4由通过施加大约600kPa的静载荷使体积压缩到大约50％而获得的泡沫树脂构成，因而，拱顶保护构件4较容易变形，当用较大的推压力将拱顶保护构件4推压到拱顶部12上时，拱顶保护构件4容易相应于拱顶部12的表面形状变形。从而，拱顶保护构件4的内表面能与拱顶部12的外表面更紧密地贴合在一起。

＜变形例＞

本实用新型的技术范围不局限于上述实施方式中记载的内容，在不超过权利要求书记载的范围内可以进行各种变更。例如，作为本实用新型的实施方式，也可以采用以下的变形例。

上述实施方式中，拱顶保护构件4是由泡沫树脂构成的，但拱顶保护构件4的材质不受限定，例如可以采用聚氨酯橡胶或硅橡胶等合成橡胶。

另外，上述实施方式中，拱顶保护构件4的外形为圆筒状，但拱顶保护构件4的外形也可以是外径在轴向上变化的圆锥形或梯形。

另外，上述实施方式中，将拱顶保护构件4的最大内径R1设定为与罐体1的筒体部11的外径大致相等，但也可以相应于拱顶保护构件4的形状和设置位置来确定最大外径R1。

另外，上述实施方式中，将拱顶保护构件4的前端面43上的罐嵌入孔41的直径作为拱顶保护构件4的最小内径R2。但也可以相应于拱顶保护构件4的形状和设置位置来确定最小内径R2。

另外，上述实施方式中，拱顶保护构件4的受压面42的倾斜方向上的长度被设定为大约10mm。但受压面42的倾斜方向上的长度可以相应于治具J的施压面的形状等来设定。

Claims

1.一种高压罐，包括具有圆筒状筒体部、和形成在所述筒体部的轴向端部的近似半球形的拱顶部的罐体；及嵌套在所述拱顶部的下部区域并与所述拱顶部的所述下部区域的外表面通过粘结剂而固定接合的拱顶保护构件，其特征在于：

在所述拱顶保护构件的外侧，形成有倾斜于所述罐体的中心轴线的平坦面，该平坦面是将所述拱顶保护构件固定接合在所述拱顶部上时与所使用的施压工具的施压面相抵接的受压面。

2.如权利要求1所述的高压罐，其特征在于：

所述拱顶保护构件的所述受压面被构成为，越远离所述筒体部越靠近所述罐体的中心轴线地倾斜。

3.如权利要求1或2所述的高压罐，其特征在于：

所述拱顶保护构件被构成为内表面的形状与所述拱顶部的所述下部区域的外表面的形状相一致的圆筒状，

所述圆筒状的拱顶保护构件的最小内径R2与最大内径R1之比R2/R1在0.6以下。