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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Hochdrucktank, ein Verfahren
zur Herstellung des Hochdrucktanks und eine Fertigungsausrüstung
für den Hochdrucktank. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine Verbesserung der Struktur eines Hochdrucktanks, ein
geeignetes Verfahren zur Herstellung des Hochdrucktanks mit der
verbesserten Struktur, und eine Fertigungsausrüstung für
den Hochdrucktank mit der verbesserten Struktur.
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2. Beschreibung des einschlägigen
Stands der Technik
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Ein
zum Speichern oder Zuführen eines Wasserstoffs und dergleichen
verwendeter Hochdrucktank (Hochdruckgas-Speicherbehälter)
ist bekannt und beinhaltet: ein Tankgehäuse, das eine Auskleidung,
bei der die äußere Umfangsoberfläche mit
einem Harz imprägniert und z. B. mit einer CFRP- bzw. Carbon
Fibre Reinforced Plastics bzw. kohlefaserverstärkten Kunststoff-Schicht
verstärkt ist; und ein Verschlussstück aufweist,
das aus einer Legierung gefertigt ist und an der Öffnung
des Tankgehäuses angebracht ist. Eine Ventilanordnung (ein
Teil, der ein Hochdruckventil und ähnliches beinhaltet) kann
z. B. an dem Verschlussstück angebracht sein, die in einer
Tanköffnung vorgesehen ist. Des weiteren ist ein Hochdrucktank
mit einer Struktur offenbart, in der eine Metallschicht auf der
inneren Oberfläche einer Harzauskleidung so ausgebildet
ist, dass eine Menge eines in dieselbe eingedrungenen Wasserstoffs
reduziert wird (siehe z. B.
japanische
Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2006-316934 (
JP-A-2006-316934 )).
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Wenn
die Metallschicht, wie in dem vorstehend beschriebenen Hochdrucktank,
auf der inneren Oberfläche der Auskleidung ausgebildet
ist, besteht die Möglichkeit, dass sich die Metallschicht
unter hohem Druck ablöst.
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Zur
Lösung dieses Problems hat der Erfinder der vorliegenden
Erfindung verschiedene Überlegungen angestellt. In dem
Hochdrucktank mit einer Zweischichtstruktur, die aus der Auskleidung
und einer CFRP-Schicht ausgebildet ist, kann eine winzige Menge
Wasserstoff durch die Auskleidungsschicht dringen und sich zwischen
der Auskleidungsschicht und der CFRP-Schicht ansammeln. Weil ein
Raum zwischen der CFRP-Schicht und dem Verschlussstück
druckdicht ist, wenn der Innenraum des Tanks unter hohem Druck steht,
bleibt in diesem Fall das angesammelte Wasserstoffgas zwischen der
Auskleidungsschicht der CFRP-Schicht bestehen. Wenn jedoch der Innendruck
des Tanks während des Verbrauchs des Wasserstoffgases und
dergleichen abnimmt, kommt es zu einem Phänomen, bei dem
das Wasserstoffgas aus dem schlecht abgedichteten Raum zwischen
der CFRP-Schicht und dem Verschlussstück aus dem Tank herausströmt.
Nachdem der Erfinder ausführliche Überlegungen über
Hochdrucktanks angestellt hat, insbesondere über das Phänomen,
daß ein Wasserstoffgas die Auskleidungsschicht durchdringt,
ist er zu einer neuen Erkenntnis gelangt, die mit der Lösung
des Problems in Zusammenhang steht.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Hochdrucktank, in dem eine Wasserstoffmenge
reduziert wird, die eine Auskleidung durchdringt, ohne eine Struktur
zu verwenden, bei der eine Metallschicht auf der Innenoberfläche
der Auskleidung ausgebildet ist, und schafft zudem ein Verfahren
zur Herstellung des Hochdrucktanks und der Fertigungsausrüstung
für den Hochdrucktank.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Hochdrucktank,
der ein Verschlussstück, eine Auskleidung und eine Verstärkungsschicht
beinhaltet, die auf der Auskleidung angeordnet ist. Die Auskleidung
beinhaltet eine Gassperrschicht.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die Gassperrschicht auf der Außenoberfläche
der Auskleidung ausgebildet sein.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die Auskleidung eine erste Schicht beinhalten,
die aus einem anderen Material als dem der Gassperrschicht gebildet
ist.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die erste Schicht aus einem Polyethylenharz
oder aus einem Polypropylenharz gebildet sein.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die Gassperrschicht z. B. aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat-(EVOH-)Harzmaterial,
einem hochpolymeren Material, wie z. B. Vinylchlorid, oder einem
sehr dicht bzw. stark vernetzten Harz gebildet sein.
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Bei
dem EVOH, aus dem die Gassperrschicht gebildet ist, handelt es sich
beispielsweise um ein Harzmaterial, das sich einer Permeation von Gas
bzw. einem Gasdurchgang widersetzt. Daher kann gemäß dem
vorstehenden Aspekt eine Gaspermeation durch die Auskleidung in
dem Hochdrucktank verhindert werden. Es gibt jedoch auch den Fall, wo
ein Gemisch aus EVOH und dem Auskleidungsharz eine chemische Reaktion
hervorruft, wodurch die physikalischen Eigenschaften der Auskleidung verschlechtert
werden. Folglich kann die Festigkeit des Tanks nicht aufrecht erhalten
werden. Gemäß dem vorstehenden Aspekt jedoch ist
es unwahrscheinlich, dass eine chemische Reaktion zwischen dem EVOH
und dem Auskleidungsharz abläuft, wenn die Zweischichtstruktur
so hergestellt wird, dass die EVOH-Schicht auf der Harzauskleidung
(der ersten Schicht) ausgebildet wird. Darüber hinaus ereignet sich
keine Ablösung der Metallschicht unter hohem Druck, da
eine Gaspermeation verhindert werden kann, ohne eine Metallschicht
ausbilden zu müssen. Die Gassperrschicht, die auf der Außenoberfläche der
Auskleidung ausgebildet wird, ist zwischen der Harzauskleidung und
der z B. aus dem CFRP gebildeten Verstärkungsschicht angeordnet.
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Der
Hochdrucktank kann z. B. mit einem Wasserstoffgas für eine
Brennstoffzelle befüllt werden.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann es sich bei dem Hochdrucktank gemäß dem
vorstehenden Aspekt um einen als Kraftstoffzuführquelle
dienenden Wasserstofftank in einem Brennstoffzellensystem handeln.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung eines Hochdrucktanks. Das Verfahren zur Herstellung
des Hochdrucktanks beinhaltet folgende Schritte: Einspritzen eines
Harzes in ein Formwerkzeug, das eine männliche Form und
eine erste weibliche Form aufweist, und Ausbilden einer ersten Schicht
einer Auskleidung; Entfernen der ersten weiblichen Form und Austauschen
derselben durch eine zweite weibliche Form; Einspritzen eines Harzes
mit einer Gassperreigenschaft zum Ausbilden einer Gassperrschicht
auf der Außenoberfläche der ersten Schicht, so
dass eine Zweischichtstruktur erzeugt wird; Verschweißen der
Auskleidungen miteinander, nachdem die zweischichtige Auskleidung
aus der Form freigegeben worden ist; und Erwärmen und Aushärten
der verschweißten Auskleidungen nach einem Filament-Winding-
bzw. Fadenwicklungsvorgang.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann im Anschluss an das Ausbilden bzw. Erzeugen
der ersten Schicht der Auskleidung die Gassperrschicht ohne Freigeben
der ersten Schicht der Auskleidung aus der männlichen Form
erzeugt werden. Somit kann der Hochdrucktank, in dem eine Gaspermeation
durch die Auskleidung verhindert wird, hergestellt werden. Darüber
hinaus können durch ein zweimaliges Verwenden der männlichen
Form zum Ausbilden der zweischichtigen Auskleidung die Fertigungsschritte
vereinfacht, die Prozesszeit reduziert und der Kostenaufwand verringert
werden.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die zweite weibliche Form größer
sein als die erste weibliche Form.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die erste Schicht in der männlichen
Form verbleiben, wenn die erste weibliche Form entnommen und durch
die zweite weibliche Form ersetzt wird.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann das EVOH-Harzmaterial als das Harz mit
der Gassperreigenschaft verwendet werden.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann, wenn die erste weibliche Form entnommen
und durch die zweite weibliche Form ersetzt wird, das Harz mit der
Gassperreigenschaft eingespritzt werden, während die zweite
weibliche Form mit der männlichen Form kombiniert wird.
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Ein
dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung eines Hochdrucktanks. Das Verfahren zur Herstellung
des Hochdrucktanks beinhaltet folgende Schritte: im Voraus erfolgendes
Ausbilden bzw. Erzeugen eines Harzfilms, der aus einem Harzmaterial
mit einer Gassperreigenschaft besteht, zu einer spezifizierten bzw.
vorgegebenen Form; Einspritzen eines Harzes in ein Formwerkzeug,
das eine männliche Form und eine weibliche Form beinhaltet,
und Ausbilden bzw. Erzeugen einer ersten Schicht einer Auskleidung;
Plazieren des Harzfilms auf der Innenseite der weiblichen Form oder
der Außenoberfläche der ersten Schicht, nachdem
die männliche Form bzw. das männliche Formteil
und die weibliche Form bzw. das weibliche Formteil voneinander getrennt
worden sind; Ausbilden bzw. Erzeugen einer Gassperrschicht auf der
Außenoberfläche der ersten Schicht durch Film-Insert-Spritzgießen,
so dass eine Zweischichtstruktur entsteht; Verschweißen
der Auskleidungen miteinander, nachdem die zweischichtige bzw. Zweischicht-Auskleidung
aus der Form freigegeben worden ist; und Erwärmen und Aushärten
der verschweißten Auskleidungen nach einem Filament-Winding-
bzw. Fadenwicklungsvorgang.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann ein EVOH-Harzmaterial als das Harzmaterial
mit der Gassperrschicht verwendet werden.
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Wenn
der Harzfilm, der aus dem Harzmaterial mit der Gassperreigenschaft
besteht, zu der vorgegebenen Form ausgebildet wird, kann auf den
Harzfilm ein Bindemittel aufgetragen werden.
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Ein
vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Fertigungsausrüstung
für eine Auskleidung eines Hochdrucktanks. Die Fertigungsausrüstung
für die Auskleidung des Hochdrucktanks beinhaltet: eine
männliche Form zum Ausbilden der Auskleidung; eine erste
weibliche Form, die einen Raum zwischen der ersten weiblichen Form
und der männlichen Form zum Ausbilden einer ersten Schicht
der Auskleidung erzeugt; und eine zweite weibliche Form, durch die
die erste weibliche Form ersetzt wird, nachdem die erste Schicht
erzeugt worden ist, und die einen Raum zum Ausbilden bzw. Erzeugen
einer Gassperrschicht auf der Außenoberfläche
der ersten Schicht erzeugt.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die Gassperrschicht (z. B. eine EVOH-Schicht)
im Anschluss an den Schritt des Erzeugens der ersten Schicht der
Auskleidung ohne Entnehmen der ersten Schicht aus der männlichen
Form erzeugt werden. Somit ist die Erzeugung der Auskleidung möglich,
die eine Gaspermeation durch dieselbe verhindert. Indem die männliche
Form zweimal bzw. wiederholt während des Erzeugens der
zweischichtigen Auskleidung verwendet wird, kann zudem auch eine
Vereinfachung der Fertigungsschritte, eine Reduktion der Prozesszeit
sowie eine Minderung des Kostenaufwands erreicht werden.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die zweite weibliche Form einen Raum zwischen
der zweiten weiblichen Form und der männlichen Form erzeugen,
der größer ist als der Raum zwischen der ersten
weiblichen Form und der männlichen Form.
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In
diesem Fall wird ein Raum zum Ausbilden der EVOH-Schicht zwischen
der ersten Schicht der Auskleidung und der zweiten weiblichen Form
erzeugt, nachdem die erste Schicht der Auskleidung ausgebildet worden
ist.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt können die erste weibliche Form und
die zweite weibliche Form parallel nebeneinander angeordnet sein.
Die erste weibliche Form, die zweite weibliche Form und die männliche
Form sind in einer seitlichen bzw. lateralen Richtung relativ zueinander
beweglich.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt ermöglicht die relative Bewegung der
männlichen Form, die mit der ersten Schicht der Auskleidung
bedeckt ist, ein rasches Austauschen der ersten weiblichen Form durch
die zweite weibliche Form.
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Gemäß dem
vorstehenden Aspekt kann die erste weibliche Form mit einer Spritzgießeinheit
versehen sein, die ein Auskleidungsharz zum Ausbilden der ersten
Schicht einspritzt. Die zweite weibliche Form kann mit einer Extrusionsformeinheit
bzw. Strangpresseinheit versehen sein, die ein EVOH-Harz einspritzt,
um die Gassperrschicht zu erzeugen.
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Gemäß den
vorstehenden Aspekten kann die Menge des die Auskleidung durchdringenden Wasserstoffs
verringert werden, indem eine andere Struktur verwendet wird als
die Struktur, bei der eine Metallschicht auf der inneren Oberfläche
der Auskleidung ausgebildet ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die
vorstehend angeführten und weiteren Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die beigefügte Zeichnung näher erläutert,
wobei zur Darstellung identischer Elemente identische Bezugszeichen
verwendet werden. Es zeigen:
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1 ein
Konfigurationsbeispiel für ein Brennstoffzellensystem in
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittansicht, die Hauptkomponenten eines Hochdrucktanks gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 einen
Spritzgießvorgang für eine erste Schicht einer
Auskleidung in der Ausführungsform eines Verfahrens zur
Herstellung des Hochdrucktanks;
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4 einen
Zustand, in dem eine erste weibliche Form nach dem Spritzgießvorgang
geöffnet wird;
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5 einen
Extrusionsform- bzw. Strangpressvorgang einer EVOH-Schicht der Auskleidung in
der Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des
Hochdrucktanks;
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6 eine
Draufsicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Fertigungsausrüstung
der Auskleidung für den Hochdrucktank gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 einen
Zustand, in dem offene Endbereiche der beiden Harzauskleidungen
aneinander gefügt und miteinander verschweißt
werden;
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8 eine
perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für einen Hochdrucktank
nach dem FW- bzw. Fadenwicklungsvorgang zeigt;
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9 den
Spritzgießvorgang für die erste Schicht der Auskleidung
in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 einen
Zustand, in dem eine weibliche Form nach dem Spritzgießvorgang
geöffnet und geteilt wird;
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11 einen
Vorgang, in dem ein aus EVOH gefertigter Harzfilm auf der äußeren
Oberfläche der Harzauskleidung einem Druckformvorgang unterzogen
wird;
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12A eine allgemeine Ansicht des Hochdrucktanks;
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12B eine teilweise vergrößerte
Ansicht, die zum Beispiel einen Zustand zeigt, in dem sich ein Wasserstoffgas,
das die Harzauskleidung durchdrungen hat, zwischen der Harzauskleidung
und einer äußeren Verstärkungsschicht
(CFRP-Schicht) angesammelt hat;
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13 einen
Zustand, in dem z. B. die Harzauskleidung nach innen verformt wird,
wenn das Wasserstoffgas abgeführt wird; und
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14 einen
Zustand, in dem das Wasserstoffgas, das die Harzauskleidung durchdrungen
hat, sich zwischen der Harzauskleidung und der äußeren Verstärkungsschicht
(CFRP-Schicht) angesammelt hat.
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Ausführliche Beschreibung
einer Ausführungsform
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Die
Konstruktion der vorliegenden Erfindung wird nachstehend basierend
auf einer in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform näher
erläutert. 1 bis 14 zeigen
einen Hochdrucktank und ein Herstellungsverfahren für denselben
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Ein Hochdrucktank 1 beinhaltet ein Verschlussstück 11, eine
Harzauskleidung (Auskleidung) 20 und eine kohlefaserverstärkte
Kunststoff-(CFRP-)Schicht (Verstärkungsschicht) 21,
die auf dem äußeren Umfang der Harzauskleidung 20 angeordnet
ist. In der Beschreibung wird im Folgenden auf einen Fall eingegangen,
in dem der Hochdrucktank 1 gemäß der Ausführungsform
auf einen als eine Kraftstoffzuführquelle in einem Brennstoffzellensystem 100 dienenden
Hochdruck-Wasserstofftank angewendet wird.
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Zunächst
erfolgt eine Beschreibung der allgemeinen Konstruktion des Brennstoffzellensystems in
dieser Ausführungsform (siehe 1). Das
Brennstoffzellensystem 100 beinhaltet: eine Brennstoffzelle 2;
ein Oxidationsgas-Leitungssystem 30, das der Brennstoffzelle 2 Luft
(Sauerstoff) zuführt; ein Brenngasleitungssystem 40,
das der Brennstoffzelle 2 Wasserstoff zuführt;
und eine Steuerungseinheit 70, die das Gesamtsystem steuert.
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Die
Brennstoffzelle 2 ist aus einem Festpolyelektrolyten konstruiert
und weist einen Stapelaufbau auf, in dem eine Anzahl von Zelleneinheiten
aneinandergeschichtet sind. Die Zelleneinheiten der Brennstoffzelle 2 weisen
jeweils eine Luftkathode auf einer Oberfläche eines Elektrolyten,
der aus einer Ionenaustauschmembran gebildet ist, eine Brennstoffanode
auf der anderen Oberfläche des Elektrolyten und ein Paar
von Separatoren auf, die jeweils die Luftkathode und die Brennstoffanode
umgeben. Das Brenngas wird in eine in einem der Separatoren ausgebildete
Brenngasströmungsleitung eingeführt, während
das Oxidationsgas in eine in dem anderen der Separatoren ausgebildete
Oxidationsgasströmungsleitung eingeführt wird.
Anhand der zugeführten Gase erzeugt die Brennstoffzelle 2 Elektrizität.
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Das
Oxidationsgasleitungssystem 30 weist auf: eine Zuführleitung 17,
durch die das Oxidationsgas strömt, das der Brennstoffzelle 2 zugeführt
werden soll; und eine Abführleitung 12, durch
die ein Oxidations-Offgas bzw. Oxidationsgas-Abgas strömt, das
aus der Brennstoffzelle 2 abgeführt wird. Die
Zuführleitung 17 ist mit einem Kompressor 14 versehen, der
ein Oxidationsgas durch ein Filter 13 aufnimmt, und einer
Befeuchtungseinrichtung 15, die ein Oxidationsgas befeuchtet,
das durch den Kompressor 14 unter Zwang zugeführt
wird. Das Oxidationsgas, das durch die Abführleitung 12 strömt,
gelangt durch ein Gegendruckregulierventil 16 und wird
in der Befeuchtungseinrichtung 15 einem Feuchtigkeitsaustausch unterzogen,
bevor es als Abgas in die Atmosphäre außerhalb
des Systems abgeführt wird.
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Das
Brenngasleitungssystem 40 weist auf: den Hochdrucktank 1 als
eine Brennstoffzuführquelle, die mit einem Hochdruckwasserstoff
befüllt ist; eine Zuführleitung 22, durch
die das der Brennstoffzelle 2 zuzuführende Wasserstoffgas
aus dem Hochdrucktank 1 strömt; eine Zirkulations-
bzw. Umwälzleitung 23 zum Rückführen
eines Wasserstoff-Offgas bzw. Wasserstoff-Abgases (Brennstoffgases),
das aus der Brennstoffzelle 2 zu einem Zusammenströmungsbereich
A1 abgeführt wird; eine Pumpe 24, die das Wasserstoffabgas
in der Umwälzleitung 23 der Zuführleitung 22 unter
Zwang zuführt; und eine Abführleitung 25,
die mit der Zirkulationsleitung 23 verbunden ist und von
dieser abzweigt.
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Der
Hochdrucktank 1 wird bevorzugt als ein Brenngaszuführtank
für ein Brennstoffzellenfahrzeug verwendet. Wenngleich
nicht gezeigt, sind z. B. im hinteren Bereich des Fahrzeugs drei
Hochdrucktanks 1 installiert. Der Hochdrucktank 1 bildet
einen Teil des Brennstoffzellensystems 100 aus und führt
das Brenngas der Brennstoffzelle 2 durch das Brenngasleitungssystem 40 zu.
Das Brenngas, das in dem Hochdrucktank 1 gespeichert wird,
kann ein unter hohem Druck stehendes brennbares Gas, wie z. B. Wasserstoffgas
und komprimiertes Erdgas bzw. Druckerdgas, sein.
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Der
Hochdrucktank 1 ist in dieser Ausführungsform
so konstruiert, dass das Wasserstoffgas darin bei einem Druck von
z. B. 35 MPa gespeichert werden kann. Wenn ein Hauptsperrventil 26 des Hochdrucktanks 1 offen
ist, strömt das Wasserstoffgas in die Zuführleitung 22.
Nachdem die Strömungsrate und der Druck des Wasserstoffgases
durch eine Einspritzdüse 29 eingestellt bzw. angepasst
worden sind, wird der Druck des Wasserstoffgases schließlich
durch z. B. ein mechanisches Druckregulierventil 27 oder
das andere, stromabwärts der Einspritzdüse 29 befindliche
Druckreduzierventil auf näherungsweise 200 kPa reduziert.
Dann wird das Wasserstoffgas der Brennstoffzelle 2 zugeführt.
Das Hauptsperrventil 2 und die Einspritzdüse 29 sind
in eine Ventilanordnung 50 eingebettet, die in 1 in
einem gestrichelt umrandeten Kasten gezeigt ist.
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Ein
Sperrventil 28 ist stromauf der Zuführleitung 22 aus
dem Zusammenströmungsbereich A1 angeordnet. Ein Wasserstoffgas-Umwälzsystem
entsteht dadurch, dass eine Strömungsleitung stromabwärts
des Zusammenströmungsbereichs A1 in der Zuführleitung 22,
die Brenngasströmungsleitung, die in einem der Separatoren
der Brennstoffzelle 2 ausgebildet ist, und die Umwälzleitung 23 in
der jeweiligen Reihenfolge miteinander verbunden werden. Ein Ableitventil 33 auf
der Abgasleitung 25 wird während des Betriebs
des Brennstoffzellensystems 10 entsprechend geöffnet,
so dass Verunreinigungen im Wasserstoffabgas zusammen mit dem Wasserstoffabgas
in eine Wasserstoffverdünnungseinrichtung (nicht gezeigt)
abgeführt werden können. Wenn das Ableitventil 33 offen
ist, wird die Konzentration der Verunreinigungen im Wasserstoffabgas
reduziert, und die Konzentration des Wasserstoffs im Wasserstoffabgas,
das zu Zuführzwecken umgewälzt wird, wird in der
Umwälzleitung 23 erhöht.
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Die
Steuerungseinheit 70 ist als ein Mikrocomputer konstruiert,
der eine CPU, einen ROM und einen RAM beinhaltet. Die CPU führt
gemäß einem Steuerungspro gramm (Programm) eine
gewünschte Berechnung aus, und führt verschiedene
Verarbeitungs- und Steuerungsabläufe, wie z. B. eine Strömungsratensteuerung
der Einspritzdüse 29, aus. Im ROM sind das Steuerungsprogramm
und die durch die CPU verarbeiteten Steuerungsdaten gespeichert. Der
RAM wird vornehmlich als ein zu verschiedenen Zwecken genutzter
Arbeitsplatz zur Steuerungsverarbeitung verwendet. Die Steuerungseinheit 70 empfängt
verschiedene Erfassungssignale von einem Drucksensor, einem Temperatursensor
und dergleichen, die in den Gassystemen (30 und 40)
und einem Kühlsystem (nicht gezeigt) verwendet werden,
und überträgt die Signale jeweilige Komponenten.
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Als
nächstes erfolgt eine Beschreibung der Struktur des Hochdrucktanks 1.
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2 ist
eine Schnittansicht, die die Hauptkomponenten des Hochdrucktanks 1 zeigt.
Der Hochdrucktank 1 weist ein zylindrisches Tankgehäuse 10 mit
z. B. hemisphärischen bzw. halbkugelförmig ausgebildeten
Enden und dem Verschlussstück 11 auf, das an einem
axialen Ende des Tankgehäuses 10 angebracht ist.
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Das
Tankgehäuse 10 weist eine zweischichtige Wandstruktur
auf, in der die Auskleidung 20 die Innenwandschicht bildet,
und eine Harzfadenschicht (Verstärkungsschicht), wie z.
B. die CFRP-Schicht 21, die Außenwandschicht bildet.
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Die
Auskleidung 20 ist in näherungsweise der gleichen
Form wie das Tankgehäuse 10 ausgebildet. Die Auskleidung 20 ist
z. B. aus einem Polyethylenharz, einem Polypropylenharz oder einem
andern Hartharzmaterial gebildet (wobei die Auskleidung 20 nachstehend
als die Harzauskleidung 20 bezeichnet wird).
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Eine
vordere Seite der Harzauskleidung 20 mit dem Verschlussstück 11 ist
mit einem Faltbereich 30 ausgebildet, der nach innen gefaltet
werden kann. Der Faltbereich 30 ist zur Innenseite des
Tankgehäuses 10 gefaltet, so dass er von der CFRP-Schicht 21 getrennt
bzw. gelöst werden kann. Der Faltbereich 30 weist
auf: einen Radiusreduktionsbereich 30a, dessen Radius in
Richtung der vorderen Seite des Faltbe reichs 30 allmählich
abnimmt; und einen zylindrischen Bereich 30b, der einen
konstanten Radius aufweist und der mit einer vorderen Seite des
Radiusreduktionsbereichs 30a verbunden ist. Eine Öffnung der
Harzauskleidung 20 wird durch diesen zylindrischen Bereich 30b ausgebildet.
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Das
Verschlussstück 11 ist im allgemeinen zylindrisch
geformt und in die Öffnung der Harzauskleidung 20 eingepasst.
Das Verschlussstück 11 besteht beispielsweise
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und wird durch ein Druckgießverfahren
oder ähnliches zu einer vorgegebenen Form ausgebildet.
Das Verschlussstück 11 wird durch z. B. ein Insert-Spritzgießen
bzw. ein Insert-Gießverfahren, an der Harzauskleidung 20 angebracht.
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Das
Verschlussstück 11 wird mit einem Flansch 11a am äußeren
Ende (an der in der axialen Richtung verlaufenden Außenseite
des Hochdrucktanks 1) und einer ringförmigen Aussparung 11b in Bezug
auf die Achse des Hochdrucktanks 1 hinter dem Flansch 11a (an
der in der axialen Richtung verlaufenden Innenseite des Hochdrucktanks)
ausgebildet. Die Aussparung 11b ist gekrümmt ausgebildet und
steht zur axialen Seite vor. Ein Bereich nahe der Vorderseite der
CFRP-Schicht 21, der ebenfalls abgerundet ist, befindet
sich in luftdichtem Kontakt mit dieser Aussparung 11b.
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Auf
die Oberfläche der Aussparung 11b kann eine Beschichtung „C” aus
einem Festschmierstoff, wie z. B. einem fluorierten Harz, aufgetragen
werden. Somit verringert sich der Reibungskoeffizient zwischen der
CFRP-Schicht 21 und der Aussparung 11b.
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Die
weitere Rückseite der Aussparung 11b des Verschlussstücks 11 (die
in der axialen Richtung verlaufende Innenseite des Hochdrucktanks 1)
ist so ausgebildet, dass sie z. B. in die Form des Faltbereichs 30 der
Harzauskleidung 20 passt. Ein Vorsprung 11c, der
sich an die Aussparung 11b anschließt, ist in
bzw. mit einem großen Durchmesser ausgebildet, und ein
zylindrischer Bereich 11d des Verschlussstücks,
der einen konstanten Durchmesser aufweist, ist zur Rückseite
des Vorsprungs 11c ausgebildet. Der Radiusreduktionsbereich 30a im Faltbereich 30 der
Harzauskleidung 20 steht mit der Oberfläche des
Vorsprungs 11c in engem Kontakt, und der zylindrische Bereich 30b steht
mit der Oberfläche des zylindrischen Bereichs 11d des
Verschlussstücks in engem Kontakt. Dichtungselemente 40 und 41 sind
zwischen dem zylindrischen Bereich 30b und dem zylindrischen
Bereich 11d des Verschlussstücks angeordnet.
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Die
innere Umfangsoberfläche des Verschlussstücks 11 ist
mit einem Gewinde 42 ausgebildet, mit dem die Ventilanordnung 50 verschraubt
ist. Die Ventilanordnung 50 steuert die Zufuhr und Abfuhr des
Brenngases zwischen einer externen Gaszuführleitung (der
Zuführleitung 22) und der Innenseite des Hochdrucktanks.
Dichtungselemente 60 und 61 sind zwischen der äußeren
Umfangsoberfläche der Ventilanordnung 50 und der
inneren Umfangsoberfläche des Verschlussstücks 11 angeordnet.
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Die
CFRP-Schicht 21 wird durch z. B. einen Filament-Winding-
bzw. Fadenwicklungsvorgang (FW-Formvorgang) derart erzeugt, dass
eine Verstärkungsfaserschicht, die mit einem Harz imprägniert ist,
um die äußere Umfangsoberfläche der Harzauskleidung 20 und
die Aussparung 11b des Verschlussstücks gewickelt
wird und das Harz im Anschluss daran ausgehärtet wird.
Beispiele für das für die CFRP-Schicht 21 verwendete
Harz beinhalten z. B. ein Epoxidharz, ein modifiziertes Epoxidharz
und ein ungesättigtes Polyesterharz. Als die Verstärkungsfaser
kann eine Kohlefaser, eine Metallfaser oder ähnliches verwendet
werden.
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Eine
Harzauskleidung 20, aus der ein Hochdrucktank 1 in
dieser Ausführungsform besteht, weist eine Zweischichtstruktur
bzw. zweischichtige Struktur auf, in der eine Gassperrschicht, die
aus einem EVOH-Harz gebildet ist, auf der äußeren
Umfangsoberfläche (der Seite der CFRP-Schicht 21)
der Auskleidung ausgebildet ist (siehe 5). Weil
es sich bei EVOH um eine Harzmaterial handelt, das sich einer Gaspermeation
widersetzt, kann verhindert werden, dass das Wasserstoffgas im Hochdrucktank 1 die
Harzauskleidung 20 durchdringt.
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Im
Fall eines Hochdrucktanks, der nur aus der Harzausleidung 20 und
der CFRP-Schicht 21 besteht, sammelt sich im Gegensatz
dazu Wasserstoffgas, das die Harzauskleidung 20 durchdrungen
hat, in einem Raum zwischen der Harzauskleidung 20 und der äußeren
Verstärkungsschicht (der CFRP-Schicht 21 in dieser
Ausführungsform) an, wodurch bewirkt werden kann, dass
die Harzauskleidung 20 während der Abführung
des Wasserstoffgases zur Innenseite nachgibt bzw. ausbeult (siehe 12A und 12B).
Die Harzauskleidung 20, die sich während der Abführung
des Wasserstoffgases verformt hat, wie oben beschrieben wurde, nimmt wieder
ihre ursprüngliche Form an, wenn der Zylinder wieder mit
einem unter Druck stehenden Wasserstoffgas befüllt wird.
Wird dann das Wasserstoffgas erneut abgeführt, gibt die
Harzauskleidung 20 erneut nach innen nach. Das wiederholte
Nachgeben der Harzauskleidung 20 kann schließlich
zur Untauglichkeit der Harzauskleidung (ihren (siehe 13).
In dem Fall, dass sich in dem Raum zwischen der Harzauskleidung 20 und
der Verstärkungsschicht (CFRP-Schicht 21) Wasserstoffgas
angesammelt hat und dass der Innenraum des Hochdrucktanks 1 unter hohem
Druck steht, wird ein Raum zwischen der CFRP-Schicht 21 und
dem Verschlussstück 11 unter Druck gesetzt und
abgedichtet. Somit bleibt die Ansammlung von Wasserstoffgas bestehen.
Nimmt jedoch der Innendruck mit Verbrauch des Wasserstoffgases und
dergleichen ab, kann das Wasserstoffgas durch den schlecht abgedichteten
Raum zwischen der CFRP-Schicht 21 und dem Verschlussstück 11 aus
dem Tank ausströmen (siehe 14).
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In
dieser Ausführungsform, in der die EVOH-Schicht erzeugt
wird, um die zweischichtige Harzauskleidung 20 herzustellen,
wie vorstehend beschrieben wurde, kann dementsprechend verhindert werden,
dass Wasserstoffgas die Harzauskleidung 20 durchdringt.
Allgemein kann ein Gemisch aus EVOH und einem Auskleidungsharz eine
chemische Reaktion bewirken, in der sich eine physikalische Eigenschaft
der Auskleidung verschlechtern kann. Weil die EVOH-Schicht auf der
Außenoberfläche der Harzauskleidung, d. h. der
ersten Schicht, ausgebildet wird, um so die zweischichtige Struktur
der Ausführungsform zu realisieren, kommt es durch das
EVOH und das Auskleidungsharz zu keiner chemischen Reaktion. Abgesehen
davon findet unter den hohen Druckbedingungen keine Ablösung
der Metallschicht statt, weil eine Gaspermeation verhindert werden kann,
ohne dafür eine Metallschicht ausbilden zu müssen.
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Als
nächstes erfolgt eine Beschreibung von Beispielen für
die Formgebungsfertigungsschritte des Hochdrucktanks 1.
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<Erstes Beispiel
für die Formgebungsfertigungsschritte> Nachstehend erfolgt ein Überblick über
die Fertigungsausrüstung zur Herstellung der Harzauskleidung 20 für
den Hochdrucktank gemäß einem Beispiel für
die Formgebungsfertigungsschritte (siehe 6). Diese
Fertigungsausrüstung 80 beinhaltet: eine männliche
Form 81 zum Ausbilden der Auskleidung; eine erste weibliche
Form 82, die einen Raum zum Ausbilden der ersten Schicht 20a der
Harzauskleidung 20 zwischen der ersten weiblichen Form 82 und
der männlichen Form 81 erzeugt; und eine zweite
weibliche Form 83, durch die die erste weibliche Form 82 ersetzt
wird, nachdem die erste Schicht 20a ausgebildet worden
ist, und die einen Raum zum Erzeugen einer EVOH-Schicht 20b auf der äußeren
Oberfläche der ersten Schicht 20a erzeugt. Die
erste weibliche Form 82 ist mit einer Spritzgießeinheit 84 versehen,
die das Auskleidungsharz einspritzt. Die zweite weibliche Form 83 ist
mit einer Strangpresseinheit 85 zum Einspritzen des EVOH-Harzes
versehen. Die erste weibliche Form 82 und die zweite weibliche
Form 83 sind gesondert ausgeführte Formen.
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In
der Fertigungsausrüstung 80 ist die männliche
Form 81 so ausgebildet, dass sie eine bewegliche Platte
darstellt und in Längsrichtung der zweischichtigen Harzauskleidung 20,
die erzeugt werden soll, gleitet. Die erste weibliche Form 82 und
die zweite weibliche Form 83 sind in einer seitlichen Richtung angeordnet,
die senkrecht zur vorstehenden Längsrichtung ist, ferner
so ausgebildet, dass sie eine Einheit darstellen, und werden zudem
so verwendet, dass sie in seitlicher Richtung gleiten können
(siehe dicker Pfeil in 6). Auf eine ausführliche
Beschreibung eines Mechanismus zum Gleiten der männlichen
Form 81 und der weiblichen Formen 82 und 83 wird
verzichtet. Bei dem Mechanismus kann es sich um einen beliebigen
bekannten Mechanismus handeln, der einen Linearmotor, einen Lineartisch,
eine Kugelumlaufspindel, eine Linearführung, einen Positionssensor,
einen Schrittmotor, einen Servomotor oder dergleichen verwendet.
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Bei
der Fertigungsausrüstung 80 zur Herstellung der
Auskleidung für den Hochdrucktank, die vorstehend beschrieben
wurde, werden zunächst die männliche Form 81 und
die erste weibliche Form 82 miteinander kombiniert. Dabei
wird ein Raum einer vorgegebenen Dicke zum Erzeugen der ersten Schicht 20a der
Harzauskleidung 20 zwischen dieser männlichen
Form 81 und der weiblichen Form 82 erzeugt (siehe 3).
Ein Harzmaterial, aus dem die erste Schicht 20a besteht,
wird in dieser Fertigungsstufe durch die Spritzgießeinheit 84 in
den Raum eingespritzt.
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Die
erste weibliche Form 82 wird nach dem Spritzgießvorgang
geöffnet. Dabei wird die männliche Form 81 nach
hinten gezogen, während die erste Schicht 20a gleichzeitig
auf der Oberfläche der männlichen Form verbleibt.
Dann werden die weiblichen Formen 82 und 83 verschoben
(siehe 6), so dass die zweite weibliche Form 83 vor
der männlichen Form 81 platziert ist. Wird dann
anschließend die männliche Form 81 nach
vorne bewegt und mit der zweiten weiblichen Form 83 kombiniert
wird, entsteht zwischen der ersten Schicht 20a und der
zweiten weiblichen Form 83 ein Raum zum Erzeugen der EVOH-Schicht 20b (siehe 5).
Das heißt, dass die zweite weibliche Form 83 größer
ist als die erste weibliche Form 82. Die Größe
dieses Raums kann entsprechend einer gewünschten Dicke
der EVOH-Schicht 20b zweckmäßig verändert
werden.
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In
dieser Stufe des Fertigungsvorgangs wird das EVOH-Harzmaterial in
den Raum eingespritzt und somit ein Strangpressvorgang ausgeführt
(siehe 5). Dementsprechend wird die EVOH-Schicht 20b auf
der Außenoberfläche (Oberflächenschicht) der
ersten Schicht 20a ausgebildet, wodurch die zweischichtige
Harzauskleidung 20 gefertigt wird.
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In
diesem Fall kann das Formwerkzeug während des Einspritzens
des EVOH-Materials geschlossen sein. In anderen Worten ist es in
dem Fall, wo die zweite weibliche Form 83 geschlossen und
mit der männlichen Form 81 kombiniert wird, wenn
die zweite weibliche Form 83 während des Einspritzens
des EVOH-Harzmaterials geschlossen ist, wahrscheinlicher, dass sich
das Harz gleichmäßig auf der Oberflächenschicht
der ersten Schicht 20a verteilt.
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Nachdem
die EVOH-Schicht 20b ausgebildet bzw. erzeugt worden ist,
wird die zweite weibliche Form 83 geöffnet, so
dass die zweischichtige Harzauskleidung 20 frei gegeben
werden kann. Dann werden die Öffnungen der beiden Harzauskleidungen 20 aneinandergefügt
und miteinander verschweißt. Die Verschlussstücke 11 und 18 werden dabei
zusammengebaut (siehe 7), und der Fadenwicklungs-(FW-)Formvorgang
wird ausgeführt (siehe 8). Nach
dem Fadenwicklungs-Formvorgang wird der Hochdrucktank 1 einer
Wärmebehandlung unterzogen und ausgehärtet und
somit das Fertigprodukt erhalten.
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Gemäß diesem
Beispiel der Formgebungsfertigungsschritte kann der Hochdrucktank 1 erhalten werden,
der die zweischichtige Harzauskleidung 20 beinhaltet, in
der die EVOH-Schicht 20b auf der Außenoberfläche
(Oberflächenschicht) der ersten Schicht 20a ausgebildet
ist. Ein derartiger Hochdrucktank 1 weist eine hohe Antigaspermeationseigenschaft
auf und verhindert die Permeation von Wasserstoffgas durch die Harzauskleidung 20 und die
Ansammlung von Wasserstoffgas zwischen der Harzauskleidung 20 und
der CFRP-Schicht 21.
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In
diesem Beispiel für die Formgebungsfertigungsschritte wird
die erste Schicht 20a nicht aus der männlichen
Form 81 nach dem Spritzgießvorgang der ersten
Schicht 20a entnommen. Anschließend wird die männliche
Form 81 mit einem Strangpresswerkzeug (der zweiten weiblichen
Form 83) kombiniert, um die EVOH-Schicht 20 zu
bilden. Somit kann ein Formerzeugnis mit exakten Abmessungen und einer
verbesserten Abdichtungseigenschaft zwischen den Harzen erhalten
werden. Insbesondere wenn die erste Schicht 20a nach deren
Ausbilden schrumpft, kann die Form nur schwer wieder stabilisiert
werden. Gemäß dieser Ausführungsform,
in der die weiblichen Formen ausgetauscht werden, während
die männliche Form 81 zweimal bzw. wiederholt verwendet
wird, kann die EVOH-Schicht 20b in stabilisierter Form
mit einer gleichmäßigen Dicke auf der äußeren
Oberfläche (Oberflächenschicht) der ersten Schicht 20a erzeugt
bzw. ausgebildet werden. Darüber hinaus können
durch das zweimalige Verwenden der männlichen Form 1 die
Fertigungsschritte, die zum Erzeugen der Harzauskleidung 20 des
Hochdrucktanks 1 erforderlich sind, vereinfacht werden, die
Prozesszeit verkürzt und ferner der Kostenaufwand reduziert
werden.
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Die
Form der zweiten weiblichen Form 83, die verwendet wird,
um die EVOH-Schicht 20b zu erzeugen, kann zweckmäßig
verändert werden, so dass die EVOH-Schicht unter Berücksichtigung
eines Schrumpfungsgrads der ersten Schicht 20a und dergleichen
mit einer gewünschten Dicke erhalten wird. Daher kann mit
der Fertigungsausrüstung 80 gemäß dieser
Ausführungsform die Harzauskleidung 20 mit der
einheitlichen Dicke, Form und Qualität erzeugt werden.
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<Zweites Beispiel
für die Formgebungsfertigungsschritte> Eine männliche Form 181 und
eine weibliche Form 182 werden zunächst kombiniert,
und dann wird ein Harzmaterial, aus dem die erste Schicht 20a besteht,
durch eine Spritzgießeinheit 184 eingespritzt
(siehe 9). Nach dem Spritzgießvorgang wird die
weibliche Form 182 geöffnet und die männliche
Form 181, deren Oberfläche bestehen bleibt, damit
die erste Schicht 20a ausgebildet werden kann, wird vorübergehend
nach hinten bewegt bzw. gezogen. Der Harzfilm (oder eine Harzschicht) 20b,
der aus EVOH besteht und in der vorgegebenen Form durch Strangpressen
oder ähnliches erzeugt wird, wird in die weibliche Form 182 gelegt
(siehe 10). Dieser Harzfilm 20b kann
im voraus erzeugt werden, indem z. B. der Strangpressvorgang gesondert
ausgeführt wird. Der Harzfilm 20b kann im Voraus
bzw. vorab in die weibliche Form 182 gelegt werden. Abgesehen
davon muss dieser Harzfilm 20b aber nicht in die weibliche
Form 182 gelegt werden, sondern kann auf die Außenoberfläche
(Oberflächenschicht) der ersten Schicht 20a auf
der männlichen Form 181 gelegt werden. In diesem
Fall kann ein Bindemittel aus Epoxidharz und ähnliches
gegebenenfalls auf die Oberfläche der ersten Schicht 20a aufgetragen
werden.
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Als
nächstes wird die weibliche Form 182 erneut geschlossen,
um einen Druckformvorgang (eine Art von Film-Insert-Gießverfahren
bzw. Film-Insert-Spritzgießen) auszuführen (siehe 11).
Dementsprechend wird der aus EVOH bestehende Harzfilm 20b in
die Außenoberfläche (Oberflächenschicht)
der ersten Schicht 20a der Harzauskleidung 20 integriert.
Folglich kann die zweischichtige Harzauskleidung 20 erhalten
werden.
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Die
weibliche Form 182 wird geöffnet, um die Harzauskleidung 20 nach
dem Ausbilden des Harzfilms 20b freizugeben. Dann werden
die Öffnungen der beiden Harzauskleidungen 20 aneinandergefügt und
miteinander verschweißt. Das Verschlussstück 11 wird
montiert (siehe 7); und der Fadenwicklungs-Formvorgang
wird ausgeführt (siehe 8). Nach
dem FW-Formvorgang wird der Hochdrucktank 1 einer Wärmebehandlung
unterzogen und ausgehärtet und somit das Fertigprodukt
erhalten.
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Zudem
kann in diesem Beispiel für die Formgebungsfertigungsschritte
der Hochdrucktank 1 erhalten werden, der die zweischichtige
Harzauskleidung 20 beinhaltet, bei der die EVOH-Schicht 20b auf
der Außenoberfläche (Oberflächenschicht)
der ersten Schicht 20a ausgebildet ist. Dieser Hochdrucktank 1 weist
zudem eine hohe Antigaspermeationseigenschaft auf und verhindert
die Permeation von Wasserstoffgas durch die Harzauskleidung 20 und
die Ansammlung von Wasserstoffgases zwischen der Harzauskleidung 20 und
der CFRP-Schicht 21.
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In
dem zweiten Beispiel für die Formgebungsfertigungsschritte
kann der Harzfilm 20b z. B. auf die Innenseite der weiblichen
Form 182 gelegt werden, und der sogenannte Film-Insert-Formgießvorgang/Film-Insert-Spritzgießvorgang
zum Einspritzen und Ausbilden des Harzes kann ausgeführt
werden, um die zweischichtige Harzauskleidung 20 zu erhalten.
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Die
vorstehenden Beispiele sind Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung. Dementsprechend sind die vorstehenden Beispiele nicht
auf dieselben beschränkt. In jedem der Beispiele für
die vorstehenden Formgebungsfertigungsschritte wird z. B. die EVOH-Schicht 20b auf
der Außenoberfläche (Oberflächenschicht)
der ersten Schicht 20 der Auskleidung ausgebildet. Im Gegensatz
dazu kann diese EVOH-Schicht 20b jedoch auch auf der Innenoberfläche
(Innenseite) der ersten Schicht 20a ausgebildet werden.
Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann in dem vorstehenden
zweiten Beispiel der Formgebungsfertigungsschritte die erste Schicht 20a der
männlichen Form 182 vorübergehend entnommen
werden, und der Harzfilm (oder die harzhaltige Schicht) 20b,
der aus EVOH-Harz besteht, kann auf die Innenseite der ersten Schicht 20a gelegt
werden, so dass die zweischichtige Harzauskleidung 20 gebildet
wird, in der die EVOH- Schicht 20b auf der Innenseite positioniert
ist. Abgesehen davon kann die EVOH-Schicht 20b sowohl auf
der Außenoberfläche als auch auf der Innenoberfläche
der ersten Schicht 20a ausgebildet werden.
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In
dem vorstehenden ersten Beispiel für die Formgebungsfertigungsschritte
erfolgte die Beschreibung in Bezug auf einen Fall, in dem die erste Schicht 20a der
Harzauskleidung 20 durch den Spritzgießvorgang
ausgebildet wird und in dem die EVOH-Schicht 20b durch
den Strangpressvorgang ausgebildet wird. Dies sind jedoch lediglich
Beispiele, und die EVOH-Schicht 20b kann z. B. auch durch Spritzgießen
erzeugt werden.
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In
dem vorstehenden ersten Beispiel der Formgebungsfertigungsschritte
kann die männliche Form 81 in der Fertigungsausrüstung 80 zur
Herstellung der Auskleidung für den Hochdrucktank 1 in Längsrichtung
gleiten, während die weiblichen Formen 82 und 83 in
der Fertigungsausrüstung 80 in seitlicher Richtung
gleiten können. Die vorstehenden Formen können
jedoch Bewegungen in unterschiedlichen Richtungen vollziehen (z.
B. gleitet die männliche Form 81 in seitlicher
Richtung, während die weiblichen Formen 82 und 83 in
Längsrichtung gleiten, oder nur die männliche
Form 81 gleitet in zwei senkrechten Richtungen). Kurzum
muss die Fertigungsausrüstung 80 lediglich so
konstruiert sein, dass die männliche Form 81 und
die weiblichen Formen 82 und 83 eine relative
Bewegung zueinander ausführen können, so dass
ein Austauschen der ersten weiblichen Form 82 durch die
zweite weibliche Form 83 im Hinblick auf die männliche
Form ermöglicht wird.
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In
der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Hochdrucktank 1 zum
Speichern von Wasserstoff beschrieben, der in dem Brennstoffzellensystem 100 als
eine Brennstoffzuführquelle verwendet wird. Die Ausführungsform
dient jedoch lediglich als ein Beispiel für die vorliegende
Erfindung. Somit kann der Hochdrucktank 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung auch zum Speichern von anderen Gasen außer
Wasserstoffgas verwendet werden.
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In
der Beschreibung wurde bisher das mit dem Bezugszeichen 11 versehene
Bauteil beispielhaft als das Verschlussstück angeführt.
Das Verschlussstück in der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht
auf ein Verschlussstück beschränkt, das an der Ventilanordnung 50 angebracht
ist. Wenn in anderen Worten ein Vorsprung auf der der Ventilanordnung 50 gegenüberliegenden
Seite des Hochdrucktanks 1 angeordnet ist, kann auch ein
Verschlussstück, an dem der Vorsprung befestigt ist, als
das erfindungsgemäße Verschlussstück
in Betracht gezogen werden. In 7 und 12 ist das Verschlussstück, an
dem der Vorsprung angebracht ist, mit dem Bezugszeichen 18 versehen.
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In
den vorstehenden Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben,
in dem die Gassperrschicht, die aus der EVOH-Schicht 20b erzeugt
worden ist, auf der Außenoberfläche der ersten
Schicht 20a der Harzauskleidung 20 ausgebildet
ist. Das EVOH-Material ist jedoch lediglich als Beispiel angeführt.
Außer mit einem EVOH-Material kann die Gassperrschicht
auch noch aus einem Material mit einem vorgegebenen Grad eines Gaspermeationskoeffizienten
(Wasserstoffgas-Permeationskoeffizienten), wie z. B. einem hochpolymeren
Material, in dem z. B. Vinylchlorid polymerisiert wird, und einem
dicht bzw. stark vernetzten Harz (einem Harz mit einem höheren
Quervernetzungsgrad als ein standardmäßig vernetztes
Harz) erzeugt werden.
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Obgleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen
derselben beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass
die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt ist. Die Erfindung soll ganz im Gegenteil verschiedene
Modifizierungen und entsprechende Anordnungen umfassen. Obgleich darüber
hinaus die verschiedenen Elemente der offenbaren Erfindung in verschiedenen
beispielhaften Kombinationen und Konfigurationen offenbart sind, liegen
andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr Elemente, weniger
Elemente oder nur ein einziges Element beinhalten, ebenfalls im
Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-316934 [0002]
- - JP 2006-316934 A [0002]