CN210771425U - 一种车用高压储氢气瓶 - Google Patents

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丛桂阳
吴正平
梅妲妲
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Abstract

本实用新型公开了一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，包括内胆、碳纤维缠绕层和树脂填充层，所述碳纤维缠绕层铺设在所述内胆的外表面，所述树脂填充层填充于所述碳纤维缠绕层的缝隙之间，所述内胆包括塑料瓶体和套设在所述塑料瓶体瓶口外围的第一金属连接件，所述塑料瓶体与第一金属连接件之间设置密封结构。本实用新型的有益效果是：采用吹塑工艺制作储气瓶的内胆主体部分，使储气瓶的质量和造价大大降低，可回收性也比传统的金属内胆储气瓶更佳；瓶口部分设置金属连接件，在与后续部件连接时，增加连接部分的强度；通过碳纤维缠绕层+树脂填充层，增强储气瓶的抗压能力，其工作压力可以达到70MPa。

Description

一种车用高压储氢气瓶
技术领域
本实用新型涉及氢气储存技术领域，特别是涉及一种车用高压储氢气瓶。
背景技术
能源紧缺和环境污染是当今世界的两大难题。氢能作为一种零碳能源，具有来源广、燃烧值高、无污染等优点，被视为本世纪最具发展潜力的清洁能源。因此，各国均在逐渐加大对氢能的研发投入。氢能的使用主要包括氢的生产、储存和运输、应用等方面，而决定氢能应用的关键是高效安全的氢能储运技术。氢气储存技术滞后，安全性无法得到保证，严重限制了氢能源的大规模应用，特别是在各类交通工具上的应用。
氢气的储存有高压气态储氢、低温液态储氢和金属氢化物储氢、碳纳米管吸附储氢、有机液体氢化物储氢等方法。目前，车用的储氢方法通常使用高压气态储存，储存压力一般为35~70MPa，采用的大多是金属内胆全缠绕的III型气瓶，较为常用的金属内胆有铝合金。金属内胆的储气瓶的缺点在于：重量较大、成本较高、可回收性较差。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种70MPa高压的车用吹塑内胆全缠绕储氢气瓶，具有质轻、成本低和可回收性好等优点。
为达到上述目的，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种车用高压储氢气瓶，包括内胆、碳纤维缠绕层和树脂填充层，所述碳纤维缠绕层铺设在所述内胆的外表面，所述树脂填充层填充于所述碳纤维缠绕层的缝隙之间，所述内胆包括塑料瓶体和套设在所述塑料瓶体瓶口外围的第一金属连接件，所述塑料瓶体与第一金属连接件之间设置密封结构。
优选的，所述第一金属连接件与所述塑料瓶体的瓶肩部分之间设置平面配合，所述第一金属连接件与所述塑料瓶体的瓶颈部分之间设置螺纹配合，所述塑料瓶体的瓶颈与第一金属连接件之间还设置有密封圈，所述塑料瓶体的瓶肩与第一金属连接件在外表面设置圆滑过渡。
优选的，所述塑料瓶体采用PA6材料吹塑而成。
优选的，所述塑料瓶体的厚度设置为2.5~4.0mm。
优选的，所述塑料瓶体的瓶底设置凸起，所述凸起外围套设第二金属连接件，所述第二金属连接件与所述塑料瓶体的瓶底部分之间设置平面配合，所述第二金属连接件与所述凸起之间设置螺纹配合，所述塑料瓶体的瓶底与第二金属连接件在外表面设置圆滑过渡。
优选的，所述碳纤维缠绕层的缠绕铺设具体为：以2层环向缠绕、2层螺旋缠绕交替的方式进行碳纤维层的铺设，最后以2层环向缠绕覆盖表面；所述螺旋缠绕的缠绕角度按照17-18°，每个缠绕层的壁厚按照1.5-2.0mm。
优选的，所述第一金属连接件和第二金属连接件由铝合金制成。
优选的，所述第一金属连接件和第二金属连接件在瓶颈的位置分别沿周向设置环形凹槽。
本实用新型的有益效果是：采用吹塑工艺制作储气瓶的内胆主体部分，使储气瓶的质量和造价大大降低，可回收性也比传统的金属内胆储气瓶更佳；瓶口部分设置金属连接件，在与后续部件连接时，增加连接部分的强度；通过碳纤维缠绕层+树脂填充层，增强储气瓶的抗压能力，其工作压力可以达到70MPa。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大视图；
图3是图1中B部分的局部放大视图；
图4是图1中C部分的局部放大视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图4，本实用新型实施例包括：
一种车用高压储氢气瓶，包括内胆、碳纤维缠绕层4和树脂填充层（图中未示出），所述碳纤维缠绕层4铺设在所述内胆的外表面，所述树脂填充层填充于所述碳纤维缠绕层4的缝隙之间，所述内胆包括塑料瓶体1，所述塑料瓶体1的瓶口外围套设第一金属连接件2，所述第一金属连接件2与所述塑料瓶体1的瓶肩部分之间设置第一平面配合101，所述第一金属连接件2与所述塑料瓶体1的瓶颈部分之间设置第一螺纹配合102，所述塑料瓶体1的瓶颈与第一金属连接件2之间还设置有密封圈5，所述塑料瓶体1的瓶肩与第一金属连接件2在外表面设置圆滑过渡，所述第一金属连接件2在瓶颈的位置沿周向设置第一环形凹槽201；所述塑料瓶体1的瓶底设置凸起103，所述凸起103的外围套设第二金属连接件3，所述第二金属连接件3与所述塑料瓶体1的瓶底部分之间设置第二平面配合104，所述第二金属连接件3与所述凸起103之间设置第二螺纹配合105，所述塑料瓶体1的瓶底与第二金属连接件3在外表面设置圆滑过渡，所述第二金属连接件3在瓶颈的位置沿周向设置第二环形凹槽301。
所述碳纤维缠绕层4的缠绕铺设方式为：首先进行2层环向缠绕，根据环向缠绕和螺旋缠绕交叉的原则，再进行2层螺旋缠绕，然后交替进行2层环向缠绕和2层螺旋查绕，最后为保证瓶子的外观光洁度2层环向缠绕；螺旋缠绕的角度按照17-18度，每个缠绕层的壁厚按照1.5-2.0mm，缠绕的总层数为18层。
所述塑料瓶体1采用PA6材料吹塑而成，所述第一金属连接件2和第二金属连接件3由铝合金制成。
所述第一金属连接件2用于储气瓶与后续部件连接，提高连接强度和密封可靠性；所述第二金属连接件3在储气瓶缠绕碳纤维缠绕层时起到装夹及平衡的作用；所述第一环形凹槽201和第二环形凹槽301的目的在于方便缠绕碳纤维缠绕层。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，包括内胆、碳纤维缠绕层和树脂填充层，所述碳纤维缠绕层铺设在所述内胆的外表面，所述树脂填充层填充于所述碳纤维缠绕层的缝隙之间，所述内胆包括塑料瓶体和套设在所述塑料瓶体瓶口外围的第一金属连接件，所述塑料瓶体与第一金属连接件之间设置密封结构。
2.根据权利要求1所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述第一金属连接件与所述塑料瓶体的瓶肩部分之间设置平面配合，所述第一金属连接件与所述塑料瓶体的瓶颈部分之间设置螺纹配合，所述塑料瓶体的瓶颈与第一金属连接件之间还设置有密封圈，所述塑料瓶体的瓶肩与第一金属连接件在外表面设置圆滑过渡。
3.根据权利要求1或2所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述塑料瓶体采用PA6材料吹塑而成。
4.根据权利要求1所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述塑料瓶体的厚度设置为2.5~4.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述塑料瓶体的瓶底设置凸起，所述凸起外围套设第二金属连接件，所述第二金属连接件与所述塑料瓶体的瓶底部分之间设置平面配合，所述第二金属连接件与所述凸起之间设置螺纹配合，所述塑料瓶体的瓶底与第二金属连接件在外表面设置圆滑过渡。
6.根据权利要求1所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述碳纤维缠绕层的缠绕铺设具体为：以2层环向缠绕、2层螺旋缠绕交替的方式进行碳纤维层的铺设，最后以2层环向缠绕覆盖表面；所述螺旋缠绕的缠绕角度按照17-18°，每个缠绕层的壁厚按照1.5-2.0mm。
7.根据权利要求5所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述第一金属连接件和第二金属连接件由铝合金制成。
8.根据权利要求5所述的一种车用高压储氢气瓶，其特征在于，所述第一金属连接件和第二金属连接件在瓶颈的位置分别沿周向设置环形凹槽。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112963721A (zh) * 2021-02-09 2021-06-15 山东山氢新能源科技有限公司 一种复合储氢容器及其加工方法
CN112963723A (zh) * 2021-03-10 2021-06-15 深圳烯湾科技有限公司 用于压力储气容器内胆的加热组件的制作方法、压力储气容器

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