DE102017104410B4

DE102017104410B4 - Druckbehälter

Info

Publication number: DE102017104410B4
Application number: DE102017104410.8A
Authority: DE
Inventors: Kosuke KUSABA; Takashi Mitsuda; Kenji Kimura
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: DE102017104410A1; JP2017180581A; JP6575414B2; US10107453B2; US20170284601A1

Abstract

Druckbehälter (1) aufweisend:ein Mundstück (5), das einen Nabenbereich (51), der eine zylindrische Form hat, und einen Flanschbereich (52) aufweist, der in Richtung einer radialen äußeren Seite von dem Nabenbereich (51) vorsteht; undeine Auskleidung (2), die aus Harz hergestellt ist und mit dem Flanschbereich (52) des Mundstücks (5) integriert ist, so dass sie zusammen mit dem Mundstück (5) einen Innenraum (7) definiert, wobeider Flanschbereich (52) eine Innenfläche (53) aufweist, die auf den Innenraum (7) gerichtet ist,die Auskleidung (2) einen Abdeckungsbereich (21) aufweist, der mindestens einen Teil der Innenfläche (53) über einen gesamten Umfang der Innenfläche (53) des Flanschbereichs (52) abdeckt,ein abdeckender gegenüberliegender Bereich (57), der die Innenfläche (53) des Flanschbereichs (52) ist und mit dem Abdeckungsbereich (21) abgedeckt ist, eine Haltenut (32) undeine Dichtungsnut (33) aufweist, die auf einer radial weiter außen liegenden Seite des Flanschbereichs (52) als die Haltenut (32) vorgesehen ist,in einem axialen Querschnitt parallel zu einer Mittelachse des Nabenbereichs (51) die Haltenut (32) so vorgesehen ist, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die zu einer radial inneren Seite des Flanschbereichs (52) in Bezug auf eine Axialrichtung des Nabenbereichs (51) geneigt ist, und die Dichtungsnut (33) so vorgesehen ist, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung, in der sich die Haltenut (32) erstreckt, unterscheidet,der Abdeckungsbereich (21) eine Halterippe (22), die in die Haltenut (32) so eingesetzt ist, aufweist,dass sie innerhalb der Haltenut (32) vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und eine Dichtungsrippe (23), die in die Dichtungsnut (33) eingesetzt ist,der abdeckende gegenüberliegende Bereich (57) eine Vielzahl von Dichtungsnuten (33) aufweist,der abdeckende gegenüberliegende Bereich (57) zwei der Dichtungsnuten (33) aufweist, unddie zwei Dichtungsnuten im axialen Querschnitt des Nabenbereichs (51) so vorgesehen sind,dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutende in einer Richtung erstrecken, in der sie sich einander annähern.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckbehälter zum Füllen von unter Druck stehenden Stoffen.
Stand der Technik
Beispielsweise offenbaren die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2000 - 291 888 A und die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2014 - 167 346 A einen Druckbehälter zum Füllen von komprimiertem Gas, wie Wasserstoff und komprimiertem Erdgas (CNG). Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2000 - 291 888 A offenbart den Druckbehälter, in dem ein Metallmundstück integral an einer Öffnungsumfangskante einer zylindrischen Harzauskleidung angebracht ist, und eine Fläche der Auskleidung mit einer Verstärkungsschicht abgedeckt ist. Das Mundstück umfasst einen Nabenbereich, der eine zylindrische Form hat, und einen Flanschbereich, der von dem Nabenbereich zu einer radial äußeren Seite vorspringt. Gemäß der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2000 - 291 888 A ist eine Ringnut an einem Bodenbereich des Flanschbereichs vorgesehen und ein Teil der Auskleidung ist in die Ringnut eingesetzt, wodurch die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück und der Auskleidung erhöht wird.
Währenddessen offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2014 - 167 346 A den Druckbehälter, in dem ein Nutbereich an einem Bodenbereich eines Flanschbereichs eines Mundstücks vorgesehen ist, ein Öffnungsende der Auskleidung, ein Kragenteil und ein Dichtungsteil eines elastischen Körpers in dem Nutbereich angeordnet sind, und das Öffnungsende der Auskleidung sandwichartig zwischen einer Nutbereichswandfläche, dem Kragenteil und dem Dichtungsteil angeordnet ist, wodurch die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück und der Auskleidung verbessert wird.
Allerdings ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2000 - 291 888 A ein Teil der Auskleidung gleitfähig in der Ringnut angeordnet, zum Verringern der Spannungskonzentration zum Zeitpunkt der Expansion oder Kontraktion der Auskleidung. Da sich ein Teil der Auskleidung innerhalb der Ringnut bewegt, ist die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung und der Ringnutswandfläche ungenügend.
In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2014 - 167 346 A ist das Öffnungsende der Auskleidung in dem Nutbereich des Flanschbereichs des Mundstücks an dem Nutbereich befestigt, indem es sandwichartig zwischen dem Kragenteil und dem Dichtungsteil angeordnet wird. Das Auftreten einer Spannungskonzentration am Öffnungsende der Auskleidung durch die Expansion oder Kontraktion der Auskleidung wird ein Problem. Zusätzlich erhöht sich die Anzahl der Komponenten und die Befestigung ist mühsam, da das Kragenteil und das Dichtungsteil an der Innenseite des Nutbereichs angebracht werden müssen. Weitere Druckbehälter sind aus der US 6,227,402 B1 , der US 2014 / 0 144 866 A1 der DE 10 2015 111 591 A1 und der US 2008 / 0 251 520 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wird in Anbetracht der obigen Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Druckbehälter zu schaffen, bei dem die Dichtigkeit zwischen einem Mundstück und einer Auskleidung erhöht wird, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung sieht einen Druckbehälter vor mit einem Mundstück das einen Nabenbereich aufweist der eine zylindrische Form hat, und einen Flanschbereich, der zu einer radialen äußeren Seite von dem Nabenbereich vorsteht, und einer Auskleidung, die aus Harz hergestellt ist und mit dem Flanschbereich des Mundstücks integriert ist, so dass sie zusammen mit dem Mundstück einen Innenraum bildet. In dem Druckbehälter hat der Flanschbereich eine Innenfläche, die dem Innenraum gegenüberliegt, die Auskleidung umfasst einen Abdeckungsbereich, der mindestens einen Teil der Innenfläche über einen gesamten Umfang der Innenfläche des Flanschbereichs abdeckt, ein abdeckender gegenüberliegender Bereich, der die Innenfläche des Flanschbereichs ist und mit dem Abdeckungsbereich abgedeckt ist, umfasst eine Haltenut und eine Dichtungsnut, die auf einer radial weiter außen liegenden äußeren Seite des Flanschbereichs als die Haltenut, in einem axialen Querschnitt parallel zu einer Mittelachse des Nabenbereichs vorgesehen ist, die Haltenut ist so vorgesehen, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die zu einer radial inneren Seite des Flanschbereichs in Bezug auf eine Axialrichtung des Nabenbereichs geneigt ist, und die Dichtungsnut ist so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung, in der sich die Haltenut erstreckt, unterscheidet, und der Abdeckungsbereich umfasst eine Halterippe, die in die Haltenut so eingesetzt ist, dass sie innerhalb der Haltenut vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und eine Dichtungsrippe, die in die Dichtungsnut eingesetzt ist. Der abdeckende gegenüberliegende Bereich weist eine Vielzahl von Dichtungsnuten auf, und weist ferner zwei der Dichtungsnuten auf, die im axialen Querschnitt des Nabenbereichs so vorgesehen sind, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutende in einer Richtung erstrecken, in der sie sich einander annähern.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration sind in der Innenfläche des Flanschbereichs des Mundstücks die Haltenut und die Dichtungsnut an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich vorgesehen, der mit dem Abdeckungsbereich der Auskleidung abgedeckt ist. Wenn der Druckbehälter einer Temperaturänderung, einer Innendruckänderung des Innenraums oder einer äußeren Kraft von einer Außenseite des Druckbehälters ausgesetzt wird, zieht sich die Auskleidung zusammen oder dehnt sich aus.
Wenn sich die Auskleidung kontrahiert, versucht der Abdeckungsbereich, sich zu kontrahieren, und eine Spannung tritt an dem Abdeckungsbereich auf. Die Haltenut ist so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die zu einer radial inneren Seite in Bezug auf die axiale Richtung des Nabenbereichs geneigt ist, und die Halterippe ist in die Haltenut so eingesetzt, dass sie vorwärts und rückwärts beweglich ist. Die Halterippe gleitet in einer Richtung, in der die Halterippe aus der Haltenut gelangt, wodurch die Spannung des Abdeckungsbereichs verringert wird. Die Dichtungsrippe versucht auch, sich in einer Richtung zu bewegen, in der die Dichtungsrippe aus der Dichtungsnut gelangt, zum Verringern der Spannung des Abdeckungsbereichs. Die Dichtungsnut ist so vorgesehen, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die sich von der Richtung unterscheidet, in der sich die Haltenut erstreckt. Somit wird die Dichtungsrippe in der Dichtungsnut gezwungen, sich in der Richtung zu bewegen, die sich von der Richtung, in der die Halterippe aus der Haltenut gelangt, unterscheidet. Der Flächendruck der Dichtungsrippe in Bezug auf die Innenwand der Dichtungsnut nimmt lokal zu, wodurch die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung und dem Mundstück sichergestellt wird.
Wenn sich die Auskleidung ausdehnt, dehnt sich der Abdeckungsbereich entlang des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs des Mundstücks. Die Halterippe gleitet zur Nutrückseite der Haltenut und kommt in Druckkontakt mit der Innenwand der Haltenut. Die Dichtungsrippe bewegt sich zur Nutrückseite der Dichtungsnut und kommt in Druckkontakt mit der Innenwand der Dichtungsnut. Da die Dichtungsnut so vorgesehen ist, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die sich von der Richtung, in der sich die Haltenut erstreckt, unterscheidet, weist die Dichtungsrippe einen hohen Flächendruck an einem Bereich auf, der sich von einem Bereich unterscheidet, in dem die Halterippe einen hohen Flächendruck aufweist, und übt die Dichtungsleistung aus, die sich von der der Halterippe in Bezug auf die Nutinnenwand unterscheidet.
Somit kann die Dichtungsrippe, wenn sich die Auskleidung ausdehnt oder zusammenzieht, die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung und dem Mundstück zusammen mit der Halterippe erhöhen.
Zusätzlich wird der Abdeckungsbereich der Auskleidung, wenn der Innendruck des Innenraums hoch ist, durch den Innendruck geschoben und in Druckkontakt mit dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich des Mundstücks gebracht. Die Dichtigkeit zwischen dem Abdeckungsbereich und dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich wird groß. Wenn der Innendruck des Innenraums abnimmt, wirkt eine Kraft auf den Abdeckungsbereich der Auskleidung, die ihn zum Innenraum hin zieht, und der Abdeckungsbereich versucht, sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich zu trennen. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Halterippe in die Haltenut eingesetzt. Somit wird der Abdeckungsbereich daran gehindert, sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich zu trennen.
Somit kann durch das Vorsehen der Haltenut und der Dichtungsnut an der Innenfläche des Flanschbereichs des Mundstücks eine hohe Dichtigkeit zwischen der Auskleidung und dem Mundstück sichergestellt werden, wenn sich die Auskleidung zusammenzieht oder ausdehnt. Selbst wenn der Druckbehälter der Temperaturänderung, der Innendruckänderung des Innenraums oder der äußeren Kraft von der Außenseite des Druckbehälters ausgesetzt ist, kann der Druckbehälter eine hohe Dichtigkeit ausüben.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Druckbehälter vorgesehen werden, bei dem die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück und der Auskleidung erhöht wird, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
Figurenliste

1 ist eine teilweise geschnittene Querschnittsansicht eines Druckbehälters eines ersten Ausführungsbeispiels;
2 ist eine axiale Querschnittsansicht eines Umfangs eines Mundstücks des Druckbehälters des ersten Ausführungsbeispiels;
3 ist eine erläuternde Ansicht eines axialen Querschnitts einer Auskleidung in einer Umgebung einer Haltenut in dem Druckbehälter des ersten Ausführungsbeispiels;
4 ist eine erläuternde Ansicht eines axialen Querschnitts einer Auskleidung in einer Umgebung einer Dichtungsnut in dem Druckbehälter des ersten Ausführungsbeispiels;
5 ist eine erläuternde Ansicht (die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist) eines axialen Querschnitts einer Auskleidung in einer Umgebung eines Mundstücks zur Bezugnahme;
6 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Umgebung eines Mundstücks eines Druckbehälters eines zweiten Ausführungsbeispiels;
7 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Umgebung eines Mundstücks eines Druckbehälters eines dritten Ausführungsbeispiels (das nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist); und
8 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Umgebung eines Mundstücks eines Druckbehälters eines vierten Ausführungsbeispiels (das nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist).

Detaillierte Beschreibung
Ein Druckbehälter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
Der Druckbehälter der vorliegenden Erfindung umfasst ein Mundstück, das aus Metall besteht, und eine Auskleidung, die aus Harz besteht. Das Mundstück umfasst einen Nabenbereich, der eine zylindrische Form hat, und einen Flanschbereich, der zu einer radialen äußeren Seite von dem Nabenbereich vorsteht.
Die Auskleidung ist mit dem Flanschbereich des Mundstücks integriert, um einen Innenraum zusammen mit dem Mundstück zu bilden. Die Auskleidung fixiert das Mundstück integral an einem offenen Umfangsrand durch Spritzgießen. Der Flanschbereich umfasst eine Innenfläche, die auf den Innenraum gerichtet ist.
Die Auskleidung umfasst einen Abdeckungsbereich, der mindestens einen Teil der Innenfläche über einen gesamten Umfang der Innenfläche des Flanschbereichs abdeckt. Ein abdeckender gegenüberliegender Bereich, der die Innenfläche des Flanschbereichs ist und mit dem Abdeckungsbereich abgedeckt ist, umfasst eine Haltenut und eine Dichtungsnut, die auf einer radial weiter außen liegenden Seite des Flanschbereichs als die Haltenut vorgesehen ist.
An einem axialen Querschnitt des Nabenbereichs ist die Haltenut so vorgesehen, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die zu einer radial inneren Seite des Flanschbereichs in Bezug auf eine Axialrichtung parallel zu einer Mittelachse des Nabenbereichs geneigt ist. Die Dichtungsnut ist so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung, in der sich die Haltenut erstreckt, unterscheidet.
Der Abdeckungsbereich enthält eine Halterippe, die in die Haltenut so eingesetzt ist, dass sie innerhalb der Haltenut vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und eine Dichtungsrippe, die in die Dichtungsnut eingesetzt ist.
Eine Flächenrichtung der Innenfläche des Flanschbereichs des Mundstücks an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich kann sich ändern oder kann konstant sein. Zum Beispiel kann die Innenfläche des Flanschbereichs an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich einen Bodenbereich und einen Seitenbereich aufweisen, der auf der radial weiter außen liegenden Seite als der Bodenbereich vorgesehen ist und eine Flächenrichtung aufweist, die sich von der des Bodenbereichs unterscheidet.
Die Haltenut kann in der Nähe eines Innenumfangsrands auf der radial inneren Seite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs vorgesehen sein. In diesem Fall wird, wenn der Innendruck des Innenraums entspannt wird, der Innenumfangsrandbereich an der radial inneren Seite des Abdeckungsbereichs der Auskleidung an dem Flanschbereich des Mundstücks durch die Halterippe gehalten, die in die Haltenut eingesetzt ist. Die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück und der Auskleidung kann sichergestellt werden, ohne dass der Innenumfangsrandbereich sich von dem Flanschbereich trennt. Wenn die Innenfläche des Flanschbereichs des Mundstücks den unteren Abschnitt und den Seitenabschnitt am abdeckenden gegenüberliegenden Bereich aufweist, können die Haltenut und die Dichtungsnut an dem Bodenbereich vorgesehen sein oder die Haltenut und die Dichtungsnut können in dem Seitenbereich vorgesehen sein.
Eine Richtung von der Nutöffnung zu dem Nutboden in Bezug auf die Haltenut wird als eine Haltenutrichtung A bezeichnet, und eine Richtung von der Nutöffnung zu dem Nutboden mit Bezug auf die Dichtungsnut wird als Dichtungsnutrichtung B bezeichnet. Die Haltenutrichtung A ist eine Richtung, die zu der radialen Innenfläche des Flanschbereichs in Bezug auf die axiale Richtung des Nabenbereichs geneigt ist. Die Dichtungsnutrichtung B ist eine Richtung, die sich von der Haltenutrichtung A unterscheidet.
Die Haltenut und die Dichtungsnut können als einzelne Nuten oder als mehrere Nuten jeweils vorgesehen sein. Wenn mehrere Haltenuten vorgesehen sind, weisen die Haltenutrichtungen A der mehreren Haltenuten in Bezug auf die radial weiter innen liegende Seite Innenseite des Flanschbereichs den gleichen Winkel zueinander auf. In der vorliegenden Beschreibung, wenn zwei oder mehrere Nuten mit unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die radiale weiter innen liegende Seite des Flanschbereichs an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich der Innenfläche des Flanschbereichs vorgesehen sind, wird eine Nut, die an der am weitesten radial innen liegenden Seite an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich angeordnet ist, als eine Haltenut bezeichnet und eine Nut, die an der radial weiter außen liegenden Seite Innenseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs als die Haltenut vorgesehen ist, wird als Dichtungsnut bezeichnet.
Wenn mehrere Dichtungsnuten an der Innenfläche des Flanschbereichs vorgesehen sind, kann jede Dichtungsnutrichtung B der Mehrzahl der Dichtungsnuten denselben Winkel in Bezug aufeinander aufweisen oder die Dichtungsnuten können unterschiedliche Winkel in Bezug aufeinander umfassen. Jede Dichtungsnutrichtung B der Mehrzahl von Dichtnuten muss lediglich eine andere Richtung in Bezug auf die Haltenutrichtung A der Haltenut aufweisen.
Dadurch, dass die Haltenutrichtung A und die Dichtungsnutrichtung B voneinander unterschiedliche Richtungen sind, werden die Halterippe und die Dichtungsrippe in einen starken Druckkontakt an einem beliebigen Bereich der Haltenutinnenwand und der Dichtungsnutinnenwand gebracht, und eine hohe Dichtigkeit wird an dem relevanten Bereich ausgeübt, selbst wenn sich die Auskleidung aufgrund des Innendrucks, der Temperatur, der äußeren Kraft und dergleichen des Druckbehälters ausdehnt oder zusammenzieht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform und den folgenden Ausführungsbeispielen stimmt die axiale Richtung parallel zu der Mittelachse des Nabenbereichs mit einer Mittelachse des Druckbehälters überein, und eine axiale Richtung, die parallel zu solchen Mittelachsen ist, wird im Folgenden als eine axiale Richtung bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Winkel α₁ der Haltenutrichtung A der Haltenut in Bezug auf die axiale Richtung vorzugsweise in dem Bereich von 10° bis 80° und am bevorzugtesten in dem Bereich von 40° bis 70°. Wenn der Winkel α₁ kleiner als 10° ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Halterippe innerhalb der Haltenut gleitet, wenn sich die Auskleidung ausdehnt oder zusammenzieht, und eine Spannung kann sich an einem Basisende in der Nähe der Nutöffnung der Haltenut in der Halterippe konzentrieren. Wenn der Winkel ₁ größer als 80° ist, wird die Haltenut schwierig zu bilden. Wenn der Winkel α₁ kleiner oder gleich als 70° ist, ist die Bearbeitung der Haltenut leichter auszuführen, und wenn der Winkel α₁ größer oder gleich als 40° ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Spannung sich an einem Basisende der Halterippe konzentriert.
Die Dichtungsnutrichtung B der Dichtungsnut ist eine Richtung, die sich von der Haltenutrichtung A der Haltenut unterscheidet. Ein Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B kann in Bezug auf die axiale Richtung kleiner oder größer als der Winkel α₁ der Haltenutrichtung A in Bezug auf die axiale Richtung sein. Ein Unterschied zwischen dem Winkel α₁ der Haltenutrichtung A in Bezug auf die axiale Richtung und dem Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B in Bezug auf die axiale Richtung ist bevorzugt in dem Bereich von 5° bis 150°, und noch weiter bevorzugt in dem Bereich von 10° bis 130°.
Wenn im axialen Querschnitt des Druckbehälters eine Richtung von einer äußeren Umfangskante zu einer inneren Umfangskante am abdeckenden gegenüberliegenden Bereich der Innenfläche des Flanschbereichs als eine Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs angenommen wird, ist ein Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs vorzugsweise größer als ein Winkel α₂ der Haltenutrichtung A in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs. In diesem Fall wird ein Flächendruck der Dichtungsrippe in Bezug auf die Dichtungsnuteninnenwand höher als ein Flächendruck der Halterippe in Bezug auf die Haltenutinnenwand und eine höhere Dichtungsleistung kann an der Dichtungsnut ausgeübt werden.
Im axialen Querschnitt des Druckbehälters ist die Dichtungsnut so vorgesehen, dass sie sich in einer senkrechten Richtung in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs erstreckt, oder sie ist so vorgesehen, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die zu der äußeren Umfangrandseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs in Bezug auf die senkrechte Richtung geneigt ist. Somit kommt ein äußerer Seitenbereich der Dichtungsrippe, insbesondere das Basisende des äußeren Seitenbereichs, zum Zeitpunkt der Kontraktion der Auskleidung in einen starken Druckkontakt mit dem Umfang der Nutöffnung der Dichtungsnut, wodurch eine hohe Dichtleistung ausgeübt wird.
Die Haltenut und die Dichtungsnut können Ringnuten sein, die zu einer Ringform geformt sind, die sich in der Umfangsrichtung zur Innenfläche des Flanschbereichs erstrecken, oder können eine Mehrzahl von Löchern oder Nuten sein, die in Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Haltenut und die Dichtungsnut sind vorzugsweise als Ringnuten geformt, so dass die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung und dem Mundstück erhöht wird.
Die Haltenut weist eine Form auf, die es ermöglicht, dass die Halterippe verschiebbar ist. Die Form der Haltenut kann beispielsweise so bemessen sein, dass im axialen Querschnitt des Druckbehälters eine Nutbreite von der Nutöffnung zum Nutboden konstant ist oder dass die Nutbreite allmählich von der Nutöffnung zum Nutboden kleiner wird.
Die Form der Halterippe ist eine Form, die in der Haltenut verschiebbar ist. Die Form der Haltenut kann beispielsweise so sein, dass im axialen Querschnitt des Druckbehälters eine Dicke vom Basisende zum distalen Ende konstant ist, oder so, dass die Dicke allmählich von dem Basisende zu dem distalen Ende dünner wird.
Die Dichtungsnut kann eine Form aufweisen, die es ermöglicht, dass die Dichtungsrippe verschiebbar ist, oder sie weist eine Form auf, durch die die Dichtungsrippe schwierig zu verschieben ist. Die Form der Dichtungsnut kann beispielsweise so sein, dass von der Nutöffnung zum Nutboden im axialen Querschnitt des Druckbehälters die Nutbreite konstant ist, oder dass die Nutbreite allmählich kleiner wird, oder es kann ein stufenartiger Bereich an der Innenwand ausgebildet sein.
Die Dichtungsrippe kann eine Form aufweisen, die es ermöglicht, dass die Dichtungsrippe in der Dichtungsnut verschiebbar ist, oder eine Form, durch die die Dichtungsrippe in der Dichtungsnut schwer zu verschieben ist. Die Form der Dichtungsnut kann beispielsweise so sein, dass von dem Basisende zum distalen Ende im axialen Querschnitt des Druckbehälters die Dicke konstant ist oder dass die Dicke allmählich kleiner wird. Die Dichtungsrippe kann einen stufenartigen Bereich umfassen.
Die Haltenut und die Dichtungsnut weisen vorzugsweise eine solche Tiefe auf, dass die Rippen auch dann nicht aus der jeweiligen Nut gelangen, wenn sich die Auskleidung zusammenzieht und die Halterippe und die Dichtungsrippe zur Nutöffnung hin verschoben werden. Die Tiefen der Haltenut und der Dichtungsnut liegen vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 mm.
Der abdeckende gegenüberliegende Bereich der Innenfläche des Flanschbereichs des Mundstücks kann eine Mehrzahl von Dichtungsnuten umfassen. Wenn der abdeckende gegenüberliegende Bereich zwei Dichtungsnuten aufweist, sind die zwei Dichtungsnuten vorzugsweise an dem axialen Querschnitt des Druckbehälters so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung in Richtung der Nut zurück in einer Richtung erstrecken, in der sie sich einander annähern. Zum Zeitpunkt des Ausdehnens oder des Zusammenziehens der Auskleidung führen die Dichtungsrippen in den zwei Dichtungsnuten voneinander unterschiedliche Bewegungen aus und sie haben einen hohen Flächendruck an verschiedenen Bereichen in den Dichtungsnuten. Die beiden Dichtungsrippen üben auch einen starken Verankerungseffekt aus. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass der Abdeckungsbereich zwischen den zwei Dichtungsnuten sich bewegt, oder es ist weniger wahrscheinlich, dass er sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich trennen wird. Somit verstärkt sich die Dichtungsleistung zwischen der Auskleidung und dem Mundstück an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich.
Im axialen Querschnitt des Druckbehälters sind die beiden Dichtungsnuten vorzugsweise symmetrisch zueinander bezüglich einer Normalen des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs und sind so angeordnet, dass sie sich in symmetrischen Richtungen zueinander erstrecken. Die Dichtungsnutrichtung B der beiden Dichtungsnuten ist eine Richtung, die sich von der Haltenutrichtung A unterscheidet. Die beiden Dichtungsnuten sind vorzugsweise so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer geneigten Richtung erstrecken, so dass sie sich einander annähern. In einem solchen Fall führen die Dichtungsrippen in den beiden Dichtungsnuten zum Zeitpunkt des Ausdehnens oder des Zusammenziehens der Auskleidung voneinander unterschiedliche Bewegungen aus und haben hohe Flächendrücke an verschiedenen Bereichen in der Dichtungsnut. Da die beiden Dichtungsrippen einen starken Verankerungseffekt ausüben, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Abdeckungsbereich bewegt, und es ist weniger wahrscheinlich, dass er sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich trennt. Somit kann der Abdeckungsbereich eine starke Dichtungsleistung ausüben.
Ein elastischer Beschichtungsfilm kann zwischen dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich der Innenfläche des Flanschbereichs des Mundstücks und dem Abdeckungsbereich der Auskleidung angeordnet sein. Der elastische Beschichtungsfilm ist zum Beispiel aus Gummi hergestellt und kann mit dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich vulkanisationsverbunden sein. Wenn der Innendruck des Innenraums hoch ist, wird der Abdeckungsbereich in Druckkontakt mit dem elastischen Beschichtungsfilm gebracht. Somit kann die Dichtigkeit zwischen dem Abdeckungsbereich und dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich weiter erhöht werden.
Der Druckbehälter der vorliegenden Ausführungsform kann als Behälter zum Einfüllen von verschiedenen Druckgasen, wie z. B. Wasserstoff und komprimiertem Erdgas (CNG) und verflüssigtem Gas, wie verflüssigtem Erdgas (LNG) und verflüssigtem Erdölgas (LPG), verwendet werden.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel Ein Druckbehälter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Druckbehälter 1 des ersten Ausführungsbeispiels eine Auskleidung 2, die aus Harz hergestellt ist, ein Mundstück 5, das integral an einem axialen Ende der Auskleidung 2 befestigt ist, und eine Verstärkungsschicht 8, die die Auskleidung 2 abdeckt. Die Auskleidung 2 und das Mundstück 5 bilden einen Innenraum 7.
Die Auskleidung 2 weist eine zylindrische Form (hohle Form) auf. Die Auskleidung 2 weist an beiden Enden eine Öffnung 20 in deren axialer Richtung auf. Die Öffnungen 20 weisen jeweils einen Durchmesser auf, der kleiner ist als ein Durchmesser an einem zentralen Bereich der Auskleidung 2 in der axialen Richtung. Das Mundstück 5 und ein Mundstück 6 sind integral an jeweiligen Öffnungen 20 angebracht. Das Mundstück 5 ist zur Befestigung eines Rohrleitungsventils vorgesehen, und das Mundstück 6 ist ein Dichtstöpsel. Eine Befestigungsstruktur des Mundstücks 5 an der entsprechenden Öffnung 20 der Auskleidung 2 ist die gleiche wie die des Mundstücks 6, und somit wird das Mundstück 5 nachfolgend beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, ist das Mundstück 5 aus Metall, wie z.B. Aluminium, hergestellt. Das Mundstück 5 umfasst einen Nabenbereich 51, der eine zylindrische Form aufweist, und einen Flanschbereich 52, der radial von dem Nabenbereich 51 vorsteht.
Das Mundstück 5 ist mit der Auskleidung 2 an dem Flanschbereich 52 integriert. Der Flanschbereich 52 hat eine Innenfläche 53, die dem Innenraum 7 gegenüberliegt. Die Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 enthält beispielsweise einen Bodenbereich 55, der auf einer radialen Innenseite angeordnet ist, und einen Seitenbereich 56, der auf einer Seite radial weiter außen als der Bodenbereich 55 angeordnet ist. Der Bodenbereich 55 ist so vorgesehen, dass er sich kreisförmig etwa in der radialen Richtung des Druckbehälters 1 erstreckt. Der Seitenbereich 56 ist so vorgesehen, dass er sich ringförmig in der axialen Richtung des Druckbehälters 1 erstreckt.
Zum Beispiel wird ein Harzmaterial, das hervorragende Gasbarriereeigenschaften ausweist, für die Auskleidung 2 verwendet. Spezifische Beispiele des Materials der Auskleidung 2 umfassen PPS (Polyphenylensulfid), EVOH (Ethylenvinylalkohol), Polyethylen, Polyamid und dergleichen.
Die Auskleidung 2 fixiert das Mundstück 5 integral an einem Umfangsrand der entsprechenden Öffnung 20 durch ein Einsatzgussverfahren. Um das Mundstück 5 an der Auskleidung 2 zu befestigen, wird das Harzmaterial in eine Form eingespritzt, in der das Mundstück 5 angeordnet ist, so dass die Auskleidung 2 geformt wird.
Die Auskleidung 2 umfasst einen Abdeckungsbereich 21, der einen Teil der Innenfläche 53 über den gesamten Umfang der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 abdeckt. Der Abdeckungsbereich 21 deckt kontinuierlich den gesamten Seitenbereich 56 von dem radial äußeren Seitenbereich des Bodenbereichs 55 des Flanschbereichs 52 ab.
Die Vorderseite der Auskleidung 2 ist mit der Verstärkungsschicht 8 abgedeckt. Die Verstärkungsschicht 8 deckt die gesamte äußere Fläche der Auskleidung 2 und eine äußere Fläche 54 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 ab. Die Verstärkungsschicht 8 umfasst eine Verstärkungsfaser und ein Epoxidharz. Die Verstärkungsfaser wird um die äußere Fläche der Auskleidung 2 gewickelt, mit dem Epoxidharz imprägniert und einem Erhitzen und Härten unterworfen, wodurch die Verstärkungsschicht 8 gebildet wird. Beispiele für die Verstärkungsfaser umfassen Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern und dergleichen.
Die Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 enthält einen abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57, der mit dem Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 abgedeckt ist. Der abdeckende gegenüberliegende Bereich 57 enthält eine Haltenut 32 und eine Dichtungsnut 33, die auf einer Seite des Flanschbereichs 52 vorgesehen ist, die sich radial weiter außen befindet als die Haltenut 32. Eine Halterippe 22, die von dem Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 vorsteht, ist in die Haltenut 32 eingesetzt. Eine Dichtungsrippe 23, die von dem Abdeckungsbereich 21 vorsteht, ist in die Dichtungsnut 33 eingesetzt.
Die Haltenut 32 ist an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 im Bodenbereich 55 des Flanschbereichs 52 vorgesehen. Zwei Dichtungsnuten 33 sind an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 in dem Seitenbereich 56 des Flanschbereichs 52 vorgesehen. Wenn die beiden Dichtungsnuten 33 einzeln beschrieben werden, wird von den zwei Dichtungsnuten 33 die Dichtungsnut 33, die an der Innenumfangsrandseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 des Seitenbereichs 56 des Flanschbereichs 52 angeordnet ist, als eine erste Dichtungsnut 33a bezeichnet, und die Dichtungsnut 33, die an der äußeren Umfangsrandseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 angeordnet ist, wird als eine zweite Dichtungsnut 33b bezeichnet.
Die Haltenut 32 ist an dem inneren Umfangsrand des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 vorgesehen. Somit kann, wenn der Innendruck des Innenraums 7 herabgesetzt wird, die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück 5 und der Auskleidung 2 sichergestellt werden, ohne dass der innere Umfangsrand des Abdeckungsbereichs 21 der Auskleidung 2 vom Flanschbereich 52 aufschwimmt.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist eine Richtung von der Nutöffnung zu dem Nutboden in Bezug auf die Haltenut 32 eine Haltenutrichtung A, und eine Richtung von der Nutöffnung zu dem Nutboden in Bezug auf die Dichtungsnut 33 ist eine Dichtungsnutrichtung B. Die Haltenutrichtung A ist eine Richtung, die zu der radialen Innenseite des Flanschbereichs 52 geneigt ist. Die Dichtungsnutrichtung B ist eine Richtung, die sich von die Haltenutrichtung A unterscheidet.
Da die Haltenutrichtung A und die Dichtungsnutenrichtung B voneinander unterschiedliche Richtungen sind, werden die Halterippe 22 und die Dichtungsrippe 23 in einen starken Kontakt mit einem Bereich der Innenwand der Haltenut 32 bzw. der Innenwand der Dichtungsnut 33 gebracht, so dass sie eine hohe Dichtigkeit an dem Kontaktbereich ausüben, selbst wenn sich die Auskleidung 2 aufgrund des Innendrucks, der Temperatur, der äußeren Kraft und dergleichen in dem Druckbehälter 1 ausdehnt oder zusammenzieht.
Wie in 2 gezeigt ist wird, wenn sich z. B. die Auskleidung 2 kontrahiert, als Folge dessen, dass der Druckbehälter 1 einer Temperaturänderung, einer Innendruckänderung des Innenraums 7 oder einer äußeren Kraft von einer Außenseite des Druckbehälters 1 ausgesetzt wird, der Abdeckungsbereich 21 versuchen sich zusammenzuziehen, und die Spannung in dem Abdeckungsbereich 21 steigt. Die Haltenut 32 ist so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in der Richtung, die zu der radial inneren Seite des Flanschbereichs 52 in Bezug auf die axiale Richtung geneigt ist, erstreckt. Wie in 2 und 3 mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist, gleitet die Halterippe 22 in der Haltenut 32 in einer Richtung, in der die Halterippe 22 aus der Haltenut 32 gelangt, und mindert die Spannung des Abdeckungsbereichs 21. Wie in 2 und 4 mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist, versucht die Dichtungsrippe 23 auch, sich in der Richtung zu bewegen, in der die Dichtungsrippe 23 aus der Dichtungsnut 33 gelangt, um die Spannung des Abdeckungsbereichs 21 zu verringern. Die Dichtungsnut 33 ist so vorgesehen, dass sich in einer Richtung erstreckt, die sich von der Richtung unterscheidet, in der sich die Haltenut 32 erstreckt. Somit wird die Dichtungsrippe 23 in der Dichtungsnut 33 gezwungen, sich in der Richtung zu bewegen, die sich von der Richtung, in der die Halterippe 22 aus der Haltenut 32 gelangt, unterscheidet. Dann wird die Dichtungsrippe 23 in Druckkontakt mit der Wandfläche der Dichtungsnut 33 gebracht, wodurch eine Verformung verursacht wird. Dadurch nimmt der Flächendruck der Dichtungsrippe 23 in Bezug auf die Innenwand der Dichtungsnut 33 lokal zu. Insbesondere bildet die Dichtungsrippe 23 einen Druckkontakt mit einem äußeren Seitenbereich 33c der Innenwand der Dichtungsnut 33, insbesondere einem Basisende 33h der Nutöffnung des äußeren Seitenbereichs 33c, und weist eine hohe Dichtigkeit zwischen der Dichtungsrippe 23 und die Dichtungsnut 33 auf.
Wenn sich die Auskleidung 2 ausdehnt, nachdem der Druckbehälter der Temperaturänderung, der Innendruckänderung oder der äußeren Kraft ausgesetzt worden ist, dehnt sich der Abdeckungsbereich 21 entlang der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5. Die Halterippe 22 bewegt sich zur Nutrückseite der Haltenut 32 und kommt in Druckkontakt mit der Innenwand der Haltenut 32. Die Dichtungsrippe 23 bewegt sich zur Nutrückseite der Dichtungsnut 33 und kommt in Druckkontakt mit der Innenwand der Dichtungsnut 33. Da die Dichtungsnut 33 so vorgesehen ist, dass sie sich in der Richtung erstreckt, die sich von der Richtung, in der sich die Haltenut 32 erstreckt, unterscheidet, hat die Dichtungsrippe 23 einen hohen Flächendruck an einem Bereich, der sich von einem Bereich unterscheidet, in dem die Halterippe 22 einen hohen Flächendruck aufweist. Die Dichtungsrippe 23 übt die Dichtungsleistung bezüglich der Nutinnenwand aus, die sich von derjenigen der Halterippe 22 unterscheidet. Die Dichtungsrippe 23 kann die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung 2 und dem Mundstück 5 erhöhen, wobei die Dichtungsrippe 23 und die Halterippe 22 sich gegenseitig ergänzen.
Wenn der Innendruck des Innenraums 7 hoch ist, wird der Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 in Druckkontakt mit dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 des Mundstücks 5 gebracht, so dass eine hohe Dichtigkeit zwischen dem Abdeckungsbereich 21 und dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 vorliegt. Wenn der Innendruck des Innenraums 7 sinkt, wirkt eine Kraft auf den Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2, die ihn zu der Seite des Innenraums 7 zieht, und der Abdeckungsbereich 21 versucht, sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 zu trennen. Allerdings ist die Halterippe 22 in die Haltenut 32 eingesetzt. Somit wird der Abdeckungsbereich 21 daran gehindert, sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 zu trennen.
Somit kann durch die Bereitstellung der Haltenut 32 und der Dichtungsnut 33 an der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 eine hohe Dichtigkeit zwischen der Auskleidung 2 und dem Mundstück 5 sichergestellt werden, wenn sich die Auskleidung 2 zusammenzieht oder ausdehnt. Selbst wenn der Druckbehälter 1 der Temperaturänderung, der Innendruckänderung des Innenraums 7 oder der äußeren Kraft von der Außenseite des Druckbehälters 1 ausgesetzt ist, kann der Druckbehälter 1 eine hohe Dichtigkeit aufweisen.
Im Gegensatz dazu gleitet, wie in 5 gezeigt, die Dichtungsrippe 23, wenn die Halternutrichtung A und die Dichtungsnutrichtung B dieselbe Richtung haben, in der gleichen Richtung wie die Richtung, in der die Halterippe 22 gleitet, als Folge der Kontraktion des Abdeckungsbereichs 21. Die Dichtungsrippe 23 erzeugt lediglich die Spannung in gleichem Ausmaß wie die Halterippe 22. Die Dichtigkeit zwischen der Dichtungsrippe 23 und der Dichtungsnut 33 wird in gleichem Ausmaß niedriger wie die Dichtigkeit zwischen der Halterippe 22 und der Haltenut 32.
In dem ersten Ausführungsbeispiel beträgt ein Winkel α₁ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die axiale Richtung, wie in 3 und 4 gezeigt ist, 60°. Ein Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B der ersten Dichtungsnut 33a in Bezug auf die axiale Richtung beträgt 80°, während ein Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B der zweiten Dichtungsnut 33b in Bezug auf die axiale Richtung 100° beträgt.
Im axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 ist eine Richtung von der äußeren Umfangskante zu der inneren Umfangskante an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 eine Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 im Wesentlichen parallel zu der radial inneren Seite des Flanschbereichs 52 an dem Bodenbereich 55 der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52, und die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 ist im Wesentlichen parallel zu der axialen Richtung an dem Seitenbereich 56. In diesem Fall beträgt der Winkel α₂ der Halternutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 30°, der Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B der ersten Dichtungsnut 33a beträgt 80° und der Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B der Dichtungsnut 33b beträgt 100°.
Im axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 ist die erste Dichtungsnut 33a so vorgesehen, dass sich in einer Richtung erstreckt, die zu der äußeren Umfangsrandseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu der Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 geneigt ist. Somit kommt ein äußerer Seitenbereich 23c der Dichtungsrippe 23 in der ersten Dichtungsnut 33a, insbesondere ein Basisende 23h des äußeren Seitenbereichs 23c, in einen starken Druckkontakt mit dem Umfang der Nutöffnung der ersten Dichtungsnut 33a zum Zeitpunkt der Kontraktion der Auskleidung 2, wodurch eine hohe Dichtigkeit ausgeübt wird.
Die Haltenut 32 und die beiden Dichtungsnuten 33 sind alle Ringnuten, die in einer Ringform, die sich in Umfangsrichtung zur Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 erstreckt, geformt sind.
Die Haltenut 32 hat eine Form, die es ermöglicht, dass die Halterippe 22 verschiebbar ist. Die Haltenut 32 weist eine konstante Nutbreite von 3 mm von der Nutöffnung zu dem Nutboden an dem axialen Querschnitt auf. Die beiden Dichtungsnuten 33 weisen jeweils eine Form auf, die es ermöglicht, dass die Dichtungsrippe 23 verschiebbar ist. Die beiden Dichtungsnuten 33 weisen jeweils eine konstante Nutbreite von 2 mm von der Nutöffnung zu dem Nutboden an dem axialen Querschnitt auf.
Die Haltenut 32 hat eine Tiefe von 7 mm, und jede der beiden Dichtungsnuten 33 hat eine Tiefe von 8 mm. Jede der Nuten hat eine Tiefe, bei der die Halterippe 22 und die Dichtungsrippe 23 nicht aus den Nuten gelangen, auch wenn sich die Auskleidung 2 zusammenzieht und die Halterippe 22 und die Dichtungsrippe 23 zu der Nutöffnungsseite hin gleiten.
Im axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 sind die erste Dichtungsnut 33a und die zweite Dichtungsnut 33b symmetrisch zueinander in Bezug auf die Normale des Seitenbereichs 56, und sie sind so vorgesehen, dass sie sich in symmetrischen Richtungen zueinander erstrecken. Die Dichtungsnutrichtung B der ersten Dichtungsnut 33a und der zweiten Dichtungsnut 33b ist eine Richtung, die sich von der Haltenutrichtung A unterscheidet. Die erste Dichtungsnut 33a und die zweite Dichtungsnut 33b sind so vorgesehen, dass sie sich in geneigten Richtungen erstrecken, so dass sie sich einander in Richtung des Nutboden annähern. Somit führen die Dichtungsrippen 23 in den beiden Dichtungsnuten 33 zum Zeitpunkt der Expansion oder Kontraktion der Auskleidung 2 voneinander unterschiedliche Bewegungen durch, und die Oberflächendrücke der Dichtungsrippen 23 werden an verschiedenen Bereichen der Dichtungsnuten 33 hoch. Da die beiden Dichtungsrippen 23 einen starken Verankerungseffekt ausüben ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Abdeckungsbereich 21 zwischen den beiden Dichtungsnuten 33 bewegt, oder es ist weniger wahrscheinlich, dass er sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 trennt. Somit kann der Abdeckungsbereich 21 starke Dichtungsleistung ausüben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der abdeckende gegenüberliegende Bereich 57 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 die beiden Dichtungsnuten 33, aber er kann auch nur eine Dichtungsnut 33 umfassen.
Die Auskleidung 2 umfasst einen äußern Abdeckungsbereich 29, der den äußeren Umfangsrand der äußeren Fläche 54 des Flanschbereichs 52 abdeckt. Der äußere Abdeckungsbereich 29 ist integral mit einem Ende des Abdeckungsbereichs 21 verbunden. Der äußere Abdeckungsbereich 29 deckt den Flanschbereich 52 über die gesamte Umfangsrichtung ab, wie in dem Abdeckungsbereich 21. Die radial äußere Seite des Flanschbereichs 52 ist durch den Abdeckungsbereich 21 und den äußeren Abdeckungsbereich 29 der Auskleidung 2 abgedeckt, und er ist integral fest an der Auskleidung 2 angebracht. Wenn sich die Auskleidung 2 kontrahiert, kontrahiert sich auch der äußere Abdeckungsbereich 29 und versucht, sich von der äußeren Fläche 54 der Auskleidung 2 zu trennen. Eine gestrichelte Linie in 2 zeigt einen Zustand, in dem sich der äußere Abdeckungsbereich 29 von der äußeren Fläche 54 trennt. Selbst wenn sich der äußere Abdeckungsbereich 29 von der äußeren Fläche 54 trennt und somit ein Spalt zwischen dem äußeren Abdeckungsbereich 29 und der äußeren Fläche 54 des Flanschbereichs 52 geformt ist, kommt die Dichtungsrippe 23 (insbesondere das Basisende 23h an der äußeren Abdeckungsbereichsseite 29 der Dichtungsrippe 23) lokal in einen starken Druckkontakt mit der Innenwand der Dichtungsnut 33. Somit kann die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück 5 und der Auskleidung 2 zuverlässig sichergestellt werden.
Ein elastischer Beschichtungsfilm kann zwischen dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 und dem Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 angeordnet sein. Der elastische Beschichtungsfilm ist beispielsweise aus Gummi hergestellt und kann mit dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 vulkanisationsverbunden sein. Wenn der Innendruck des Innenraums 7 hoch ist, ist der Abdeckungsbereich 21 in Druckkontakt mit dem elastischen Beschichtungsfilm gebracht. Somit kann die Dichtigkeit zwischen dem Abdeckungsbereich 21 und dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 noch weiter erhöht werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Wie in 6 gezeigt ist, hat, an einem axialen Querschnitt eines Druckbehälters 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, der Druckbehälter 1 einen Seitenbereich 56 eines Flanschbereichs 52 einer Auskleidung 2, der so vorgesehen ist, dass er sich in einer Richtung erstreckt, die zu einer radialen äußeren Seite in Bezug auf eine axiale Richtung mit einem Winkel γ von 50° geneigt ist. Eine der zwei Dichtungsnuten 33, d.h. eine erste Dichtungsnut 33a, ist so vorgesehen, dass sie sich in der axialen Richtung erstreckt, und eine zweite Dichtungsnut 33b ist so vorgesehen, dass sie sich parallel zu der radial inneren Seite erstreckt.
Der Winkel α₁ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die axiale Richtung beträgt 60°. Der Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B der ersten Dichtungsnut 33a in Bezug auf die axiale Richtung beträgt 0°, und der Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B der zweiten Dichtungsnut 33b in Bezug auf die axiale Richtung beträgt 90° (siehe 3 und 4).
Der Winkel α₂ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 beträgt 30°, der Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B der ersten Dichtungsnut 33a beträgt 130° und der Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B der zweiten Dichtungsnut 33b beträgt 40° (siehe 3 und 4).
Die Dichtungsrippe 23 in der ersten Dichtungsnut 33a und die Dichtungsrippe 23 in der zweiten Dichtungsnut 33b haben unterschiedliche Flächendruckverteilungen zum Zeitpunkt der Expansion oder Kontraktion der Auskleidung 2, jede übt unterschiedliche Dichtungsleistungen aus und sie ergänzen sich gegenseitig. Daher wird, wenn der Druckbehälter 1 der Temperaturänderung, der Innendruckänderung oder der äußeren Kraftänderung ausgesetzt wird, in jedem Fall eine hohe Dichtigkeit ausgeübt.
Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind im axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 die zwei Dichtungsnuten 33 so vorgesehen, dass sie sich in einer sich allmählich aneinander annähernden Richtung in Richtung des Nutbodens erstrecken. Somit kann eine starke Dichtigkeitsleistung zwischen den beiden Dichtungsnuten 33 ausgeübt werden.
Der Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 deckt den Seitenbereich 56 von dem äußeren Umfangsrand des Bodenbereichs 55 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 ab. Der innere Umfangsrand des Abdeckungsbereichs 21 ist an dem äußeren Umfangsrand des Bodenbereichs 55 angeordnet. Die Haltenut 32 ist in der Nähe des äußeren Umfangsrands des Bodenbereichs 55 vorgesehen. Die Halterippe 22, die von dem inneren Umfangsrand des Abdeckungsbereichs 21 vorspringt, ist so in die Haltenut 32 eingesetzt, dass sie vorwärts und rückwärts bewegbar ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist im axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 die Länge von dem inneren Umfangsrand zu dem äußeren Umfangsrand des Abdeckungsbereichs 21, der die Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 abdeckt, kürzer als die Länge von dem inneren Umfangsrand zu dem äußeren Umfangsrand des Abdeckungsbereichs 21 des ersten Ausführungsbeispiels. Bei dem Druckbehälter 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein Ausleckweg der unter Druck stehenden Substanzen in dem Innenraum 7 zwischen dem inneren Umfangrand und dem äußeren Umfangrand des Abdeckungsbereichs 21gebildet, wobei der Ausleckweg des zweiten Ausführungsbeispiels kürzer als der Ausleckweg des ersten Ausführungsbeispiels ist. Jedoch sind in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Haltenut 32 und die zwei Dichtungsnuten 33 in dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 vorgesehen. Somit wird die Dichtigkeit zwischen dem Abdeckungsbereich 21 und dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 ausreichend sichergestellt. Der Druckbehälter 1 des zweiten Ausführungsbeispiels kann eine ausgezeichnete Dichtigkeit ausüben.
Drittes Ausführungsbeispiel
Wie in 7 gezeigt, unterscheidet sich ein Druckbehälter 1 des dritten Ausführungsbeispiels von dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass drei Dichtungsnuten 33 so vorgesehen sind, dass sie sich, in einem axialen Querschnitt des Druckbehälters 1, parallel zueinander erstrecken.
In einem axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 sind die drei Dichtungsnuten 33 so vorgesehen, dass sie sich parallel zueinander erstrecken, und sie sind alle so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstrecken, die zu einer radial inneren Seite in Bezug auf die axiale Richtung geneigt ist. Zusätzlich, wenn eine Richtung von dem äußeren Umfangsrand zu dem inneren Umfangsrand an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 als eine Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegen Bereichs 57 angenommen wird, betragen in einem axialen Querschnitt des Druckbehälter 1 die Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B der drei Dichtungsnuten 33 in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 jeweils 90°. In dem dritten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel γ in Bezug auf die axiale Richtung des Seitenbereichs 56 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel 50°, und somit betragen alle Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B der drei Dichtungsnuten 33 in Bezug auf die axiale Richtung 40°.
Auch in der dritten Ausführungsform beträgt, wie in dem zweiten Ausführungsform, der Winkel α₁ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die axiale Richtung 60°. Der Winkel α₂ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 beträgt 30° (siehe 3).
Wenn sich die Auskleidung 2 expandiert, wird der Abdeckungsbereich 21 zu der inneren Umfangskantenseite in der Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 bewegt und die Dichtungsrippen 23 in den drei Dichtungsnuten 33 werden mit den inneren Seitenbereichen 33e der Innenwände der Dichtungsnuten 33 in Druckkontakt gebracht. Wenn sich die Auskleidung 2 kontrahiert, wird der Abdeckungsbereich 21 zu der äu-ßeren Umfangsrandseite in der Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 bewegt und die Dichtungsrippen 23 werden mit äußeren Seitenbereichen 33c der Innenwände der Dichtungsnuten 33 in Druckkontakt gebracht. Die inneren Seitenbereiche 33e und die äußeren Seitenbereiche 33c sind so vorgesehen, dass sie sich in einer Richtung von im Wesentlichen 90° in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 erstrecken, und somit können die Dichtungsrippen 23, selbst wenn der Abdeckungsbereich 21 zu einer inneren Umfangsrandseite hin bewegt wird oder zu einer äußeren Umfangsrandseite in der Flächenrichtung bewegt wird, mit den Innenwänden der Dichtungsnut 33 mit den Flächendrücken, die in beiden Fällen gleich sind, in Druckkontakt gebracht werden. Somit kann die hohe Dichtungsleistung den Dichtungsnuten 33 zum Zeitpunkt der Expansion und zum Zeitpunkt der Kontraktion der Auskleidung 2 auf dem gleichen Niveau sichergestellt werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Wie in 8 gezeigt, unterscheidet sich ein Druckbehälter des vierten Ausführungsbeispiels von dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass ein stufenartiger Bereich 23d an der Dichtungsrippe 23 vorgesehen ist.
In dem vierten Ausführungsbeispiel sind eine Haltenut 32 und eine Dichtungsnut 33 an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 vorgesehen. Die Haltenut 32 des vierten Ausführungsbeispiels ist so vorgesehen, dass sie sich in der gleichen Richtung erstreckt, wie die Richtung, in der sich die Haltenut 32 des zweiten Ausführungsbeispiels erstreckt, und die Dichtungsnut 33 des vierten Ausführungsbeispiels ist so vorgesehen, dass sie sich in der gleichen Richtung erstreckt, wie die Richtung, in der sich die erste Dichtungsnut 33a des zweiten Ausführungsbeispiels erstreckt. Mit anderen Worten beträgt der Winkel α₁ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die axiale Richtung 60°, und der Winkel β₁ der Dichtungsnutrichtung B der Dichtungsnut 33 beträgt 0°. Auch in dem vierten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel γ, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel, in Bezug auf die axiale Richtung des Seitenbereichs 56 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 50°, und somit beträgt der Winkel α₂ der Haltenutrichtung A der Haltenut 32 in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 30°, und der Winkel β₂ der Dichtungsnutrichtung B der Dichtungsnut 33 in Bezug auf die Flächenrichtung des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 beträgt 130° (siehe 3 und 4). Die Länge von der Nutöffnung zu dem Nutboden der Dichtungsnut 33 beträgt 8 mm und ist länger als die Länge (7 mm) von der Nutöffnung zu dem Nutboden der Haltenut 32. Die Nutbreite der Dichtungsnut 33 ist größer als die Nutbreite der Haltenut 32.
An der Innenwand der Dichtungsnut 33 ist ein stufenförmiger Nutbereich 33d vorgesehen. Der stufenförmige Nutbereich 33d ist in der Nähe des Mittelbereichs zwischen der Nutöffnung und dem Nutboden des äußeren Seitenbereichs 33c der Dichtungsnut 33 vorgesehen. Der stufenförmige Nutbereich 33d ist so geformt, dass sich der Durchmesser von der Nutrückseite in Richtung der Nutöffnung vergrößert. Die Dichtungsrippe 23 mit einer Form, die der Innenwand der Dichtungsnut 33 entspricht, ist in die Dichtungsnut 33 eingesetzt. Der stufenförmige Rippenbereich 23d, der dem stufenförmigen Nutbereich 33d der Dichtungsnut 33 entspricht, ist an dem äußeren Seitenbereich 23c der Dichtungsrippe 23 vorgesehen. Der stufenförmige Rippenbereich 23d ist in Druckkontant mit dem stufenförmigen Nutbereich 33d gebracht und übt eine hohe Dichtigkeitsleistung aus. Insbesondere versucht die Dichtungsrippe 23 zum Zeitpunkt der Kontraktion der Auskleidung 2 sich in Richtung der radialen äußeren Seite zu bewegen, und der äußere Seitenbereich 23c der Dichtungsrippe 23 kommt in Druckkontakt mit dem äußeren Seitenbereich 33c der Innenwand der Dichtungsnut 33. Der äußere Seitenbereich 23c der Dichtungsrippe 23 hat in Bezug auf den äußeren Seitenbereich 33c der Dichtungsnut 33 an dem stufenförmigen Rippenbereich 23d einen höheren Flächendruck und übt hervorragende Dichtungsleistung aus.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist der stufenförmige Rippenbereich 23d an dem äußeren Seitenbereich 23c der Dichtungsrippe 23 vorgesehen, aber der stufenförmige Rippenbereich kann auch an dem inneren Seitenbereich 23e der Dichtungsrippe 23 vorgesehen sein. Ein stufenförmiger Nutbereich kann auch an der Haltenut 32 vorgesehen sein, solange die Halterippe 22 verschiebbar ist.
(1) Gemäß den Ausführungsbeispielen umfasst ein Druckbehälter 1 ein Mundstück 5, das einen Nabenbereich 51 aufweist, der eine zylindrische Form hat, und einen Flanschbereich 52, der zu einer radialen äußeren Seite von dem Nabenbereich 51 vorsteht; und eine Auskleidung 2, die aus Harz hergestellt ist und mit dem Flanschbereich 52 des Mundstücks 5 integriert ist, so dass sie zusammen mit dem Mundstück 5 einen Innenraum 7 bildet, wobei der Flanschbereich 52 eine Innenfläche 53 aufweist, die auf den Innenraum 7 gerichtet ist, die Auskleidung 2 einen Abdeckungsbereich 21 aufweist, der mindestens einen Teil der Innenfläche 53 über einen gesamten Umfang der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 abdeckt, ein abdeckender gegenüberliegender Bereich 57, der die Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 ist und mit dem Abdeckungsbereich 21 abgedeckt ist, eine Haltenut 32 und eine Dichtungsnut 33 aufweist, die auf einer radial weiter außen liegenden Seite des Flanschbereichs 52 vorgesehen ist als die Haltenut 32, in einem axialen Querschnitt parallel zu einer Mittelachse des Druckbehälters 1 die Haltenut 32 so vorgesehen ist, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die zu einer radial inneren Seite des Flanschbereichs 52 in Bezug auf eine Axialrichtung des Nabenbereichs 51 geneigt ist, und die Dichtungsnut 33 so vorgesehen ist, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung, in der sich die Haltenut 32 erstreckt, unterscheidet, und der Abdeckungsbereich 21 eine Halterippe 22, die in die Haltenut 32 so eingesetzt ist, dass sie innerhalb der Haltenut 32 vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und eine Dichtungsrippe 23, die in die Dichtungsnut 33 eingesetzt ist, aufweist.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration sind in der Innenfläche 53 des Flanschabschnitts 52 des Mundstücks 5 die Haltenut 32 und die Dichtungsnut 33 an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 vorgesehen, der mit dem Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 abgedeckt ist. Wenn beispielsweise der Druckbehälter 1 der Temperaturänderung, der Innendruckänderung des Innenraums 7 oder der äußeren Kraft von der Außenseite des Druckbehälters 1 ausgesetzt wird, zieht sich die Auskleidung 2 zusammen oder dehnt sich aus.
Wenn sich die Auskleidung 2 zusammenzieht, versucht der Abdeckungsbereich 21 sich zu ausdehnen, und eine Spannung wird an dem Abdeckungsbereich 21 erzeugt. Die Haltenut 32 ist so vorgesehen, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer radial inneren Seite des Flanschbereichs 52 erstreckt, und die Halterippe 22 ist in die Haltenut 32 so eingesetzt, dass sie vorwärts und rückwärts bewegbar ist. Die Halterippe 22 gleitet in der Haltenut 32 in einer Richtung, in der die Halterippe 22 aus der Haltenut 32 gelangt, wodurch die Spannung des Abdeckungsbereichs 21 verringert wird. Die Dichtungsrippe 23 versucht, sich in einer Richtung zu bewegen, in der die Dichtungsrippe 23 aus der Dichtungsnut 33 gelangt, um die Spannung des Abdeckungsbereichs 21 zu verringern. Die Dichtungsnut 33 ist so vorgesehen, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die sich von der Richtung, in der sich die Haltenut 32 erstreckt, unterscheidet. Somit wird die Dichtungsrippe 23 in der Dichtungsnut 33 gezwungen, sich in der Richtung zu bewegen, die sich von der Richtung, in der die Halterippe 22 aus der Haltenut 32 gelangt, unterscheidet. Der Flächendruck der Dichtungsrippe 23 in Bezug auf die Innenwand der Dichtungsnut 33 erhöht sich lokal, und die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung 2 und dem Mundstück 5 kann sichergestellt werden.
Wenn sich die Auskleidung 2 ausdehnt, dehnt sich der Abdeckungsbereich 21 aus und dehnt sich entlang des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 des Mundstücks 5. Die Halterippe 22 gleitet in Richtung der Nutrückseite der Haltenut 32 und kommt in Druckkontakt mit der Innenwand der Haltenut 32. Die Dichtungsrippe 23 bewegt sich in Richtung der Rückseite der Dichtungsnut 33 und kommt in Druckkontakt mit der Innenwand der Dichtungsnut 33. Da die Dichtungsnut 33 so vorgesehen ist, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die sich von der Richtung, in der sich die Haltenut 32 erstreckt, unterscheidet, hat die Dichtungsrippe 23 einen hohen Flächendruck an einem Bereich, der sich von einem Bereich unterscheidet, an dem die Halterippe 22 einen hohen Flächendruck aufweist, und übt in Bezug auf die Nutinnenwand eine Dichtungsleistung, die sich von der Dichtungsleistung der Halterippe 22 unterscheidet. Die Dichtungsrippe 23 kann die Dichtigkeit zwischen der Auskleidung 2 und dem Mundstück 5 erhöhen, während die Dichtungsrippe 23 und die Halterippe 22 sich gegenseitig ergänzen.
Zudem, wenn der Innendruck des Innenraums 7 hoch ist, wird der Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2 in Druckkontakt mit dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 des Mundstücks 5 gebracht, so dass eine hohe Dichtigkeit zwischen dem Abdeckungsbereich 21 und dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 ausgeübt wird. Wenn der Innendruck des Innenraums 7 sinkt, wirkt eine Kraft auf den Abdeckungsbereich 21 der Auskleidung 2, die ihn in Richtung des Innenraums 7 hin zieht, und der Abdeckungsbereich 21 versucht, sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 zu trennen. In der vorliegenden Erfindung ist die Halterippe 22 in die Haltenut 32 eingesetzt. Somit wird der Abdeckungsbereich 21 daran gehindert, sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 zu trennen.
Somit kann durch die Bereitstellung der Haltenut 32 und der Dichtungsnut 33 an der Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 eine hohe Dichtigkeit zwischen der Auskleidung 2 und dem Mundstück sichergestellt werden, wenn sich die Auskleidung 2 kontrahiert oder expandiert. Selbst wenn der Druckbehälter 1 der Temperaturänderung, der Innendruckänderung des Innenraums 7 oder der äußeren Kraft von der Außenseite des Druckbehälters 1 ausgesetzt ist, kann der Druckbehälter 1 eine hohe Dichtigkeit ausüben.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Druckbehälter 1 vorgesehen sein, bei dem die Dichtigkeit zwischen dem Mundstück 5 und der Auskleidung 2 erhöht ist, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
(2) Bei (1) umfasst die Innenfläche 53 des Flanschbereichs 52 des Mundstücks 5 an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 vorzugsweise einen Bodenbereich 55 und einen Seitenbereich 56, der an einer Seite des Flanschbereichs 52 angeordnet ist, die radial weiter außen ist als der Bodenbereich 55, und der sich in einer Richtung erstreckt, die den Bodenbereich 55 kreuzt, und der Bodenbereich 55 umfasst vorzugsweise die Haltenut 32 und der Seitenbereich 56 umfasst vorzugsweise die Dichtungsnut 33.
Gemäß der Konfiguration von (2) ist es, wenn der Innendruck des Innenraums 7 entspannt wird, weniger wahrscheinlich, dass sich der Abdeckungsbereich 21 von dem Flanschbereich 52 trennt, und die Dichtigkeit des Druckbehälters 1 kann sichergestellt werden. Weiterhin kann der Abdeckungsbereich 21 wirksam daran gehindert werden, sich von dem Seitenbereich 56 in der Dichtungsnut 33 zu trennen.
(3) Bei (1) oder (2) ist in einem axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 die Dichtungsnut 33 vorzugweise so vorgesehen, dass sie sich in einer senkrechten Richtung in Bezug auf den abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 erstreckt, oder sie ist so vorgesehen, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die zu einer äußeren Umfangsrandseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs 57 in Bezug auf die senkrechte Richtung geneigt ist.
Gemäß der Konfiguration von (3) kommt ein äußerer Seitenbereich 23c der Dichtungsrippe 23, insbesondere ein Basisende 23h des äußeren Seitenbereichs 23c der Dichtungsrippe 23, in einen starken Druckkontakt mit der Umgebung einer Nutöffnung der Dichtungsnut 33 zum Zeitpunkt der Kontraktion der Auskleidung 2, wodurch eine hohe Dichtungsleistung ausgeübt wird.
(4) Bei einem von (1) bis (3) umfasst der abdeckende gegenüberliegende Bereich 57 vorzugsweise eine Mehrzahl von Dichtungsnuten 33.
Gemäß der Konfiguration von (4) erhöht sich die Kontaktfläche der Innenwand der Dichtungsnut 33 und der Dichtungsrippe 23 durch die Anzahl der Dichtungsnuten 33, wodurch eine hohe Dichtungsleistung ausgeübt wird.
(5) Bei (4) umfasst der abdeckende gegenüberliegende Bereich 57 vorzugsweise zwei Dichtungsnuten 33, und im axialen Querschnitt des Druckbehälters 1 sind die zwei Dichtungsnuten 33 vorzugsweise in einer Richtung gerichtet, in der sie sich von der Nutöffnung zu der Nutrückseite einander annähern.
Gemäß der Konfiguration von (5) führen die beiden Dichtungsrippen 23 in den beiden Dichtnuten 33 voneinander unterschiedliche Bewegungen aus und kommen in Druckkontakt mit verschiedenen Bereichen in der Dichtungsnut 33, wenn sich die Auskleidung 2 ausdehnt oder zusammenzieht. Zudem ist es, da die beiden Dichtungsrippen 23 einen starken Verankerungseffekt ausüben, weniger wahrscheinlich, dass sich der Bereich des Abdeckungsbereichs 21 zwischen den beiden Dichtungsnuten 33 bewegt, und es ist weniger wahrscheinlich, dass er sich von dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich 57 trennt. Somit kann die starke Dichtungsleistung zwischen den beiden Dichtungsnuten 33 ausgeübt werden.
Die in (5) angegebenen zwei Dichtungsnuten 33 sind vorzugsweise auf dem Seitenbereich der Innenfläche des Flanschbereichs des in (2) angegebenen Mundstücks vorgesehen. In diesem Fall kann der Abdeckungsbereich der Auskleidung durch den Verankerungseffekt wirksam daran gehindert werden, sich von der Seitenbereichsseite des Flanschbereichs der Dichtungsnut 33 zu trennen, wenn die Auskleidung der Temperaturänderung, der Innendruckänderung oder der äußeren Kraft ausgesetzt wird.
(6) In jedem von (1) bis (5) weist die Dichtungsrippe 23 vorzugsweise einen stufenartigen Bereich 23d auf.
Gemäß der Konfiguration von (6) erhöht sich an dem stufenartigen Bereich 23d der Kontaktbereich der Dichtungsrippe 23 und der Innenwand der Dichtungsnut 33, wodurch eine ausgezeichnete Dichtigkeitsleistung ausgeübt wird.
Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Merkmale die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu gedacht sind, getrennt und unabhängig voneinander zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, offenbart zu werden. Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Gesamtheiten jeden möglichen Zwischenwert und jede Zwischengesamtheit zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren.

Claims

Druckbehälter (1) aufweisend: ein Mundstück (5), das einen Nabenbereich (51), der eine zylindrische Form hat, und einen Flanschbereich (52) aufweist, der in Richtung einer radialen äußeren Seite von dem Nabenbereich (51) vorsteht; und eine Auskleidung (2), die aus Harz hergestellt ist und mit dem Flanschbereich (52) des Mundstücks (5) integriert ist, so dass sie zusammen mit dem Mundstück (5) einen Innenraum (7) definiert, wobei der Flanschbereich (52) eine Innenfläche (53) aufweist, die auf den Innenraum (7) gerichtet ist, die Auskleidung (2) einen Abdeckungsbereich (21) aufweist, der mindestens einen Teil der Innenfläche (53) über einen gesamten Umfang der Innenfläche (53) des Flanschbereichs (52) abdeckt, ein abdeckender gegenüberliegender Bereich (57), der die Innenfläche (53) des Flanschbereichs (52) ist und mit dem Abdeckungsbereich (21) abgedeckt ist, eine Haltenut (32) und eine Dichtungsnut (33) aufweist, die auf einer radial weiter außen liegenden Seite des Flanschbereichs (52) als die Haltenut (32) vorgesehen ist, in einem axialen Querschnitt parallel zu einer Mittelachse des Nabenbereichs (51) die Haltenut (32) so vorgesehen ist, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die zu einer radial inneren Seite des Flanschbereichs (52) in Bezug auf eine Axialrichtung des Nabenbereichs (51) geneigt ist, und die Dichtungsnut (33) so vorgesehen ist, dass sie sich von der Nutöffnung zu dem Nutboden in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung, in der sich die Haltenut (32) erstreckt, unterscheidet, der Abdeckungsbereich (21) eine Halterippe (22), die in die Haltenut (32) so eingesetzt ist, aufweist, dass sie innerhalb der Haltenut (32) vorwärts und rückwärts bewegbar ist, und eine Dichtungsrippe (23), die in die Dichtungsnut (33) eingesetzt ist, der abdeckende gegenüberliegende Bereich (57) eine Vielzahl von Dichtungsnuten (33) aufweist, der abdeckende gegenüberliegende Bereich (57) zwei der Dichtungsnuten (33) aufweist, und die zwei Dichtungsnuten im axialen Querschnitt des Nabenbereichs (51) so vorgesehen sind, dass sie sich von einer Nutöffnung zu einem Nutende in einer Richtung erstrecken, in der sie sich einander annähern.
Druckbehälter nach Anspruch 1, wobei an dem abdeckenden gegenüberliegenden Bereich (57) die Innenfläche (53) des Flanschbereichs (52) des Mundstücks (5) einen Bodenbereich (55) und einen Seitenbereich (56) aufweist, der auf der Seite des Flanschbereichs (52) angeordnet ist, die radial weiter außen ist als der Bodenbereich (55), und sich in einer Richtung erstreckt, die den Bodenbereich (55) kreuzt, der Bodenbereich (55) die Haltenut (32) aufweist, und der Seitenbereich (56) die Dichtungsnut (33) aufweist.
Der Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei im axialen Querschnitt des Nabenbereichs (51) die Dichtungsnut (33) so vorgesehen ist, dass sie sich von der Nutöffnung in Richtung des Nutbodens in einer Richtung erstreckt, die in Bezug auf den abdeckenden gegenüberliegenden Bereich (57) senkrecht ist, oder so vorgesehen ist, dass sie sich von der Nutöffnung in Richtung des Nutbodens in einer Richtung erstreckt, die zu einer äußeren Umfangsrandseite des abdeckenden gegenüberliegenden Bereichs (57) in Bezug auf die senkrechte Richtung geneigt ist.
Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dichtungsrippe (23) einen stufenartigen Rippenbereich (23d) aufweist.