DE10360953A1

DE10360953A1 - Druckbehälter

Info

Publication number: DE10360953A1
Application number: DE10360953A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Suzuki; Minoru Komada; Kazuo Fujihara; Yoshiaki Kondo; Takashi Maeno; Isao Komatsu
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: US20040173618A1; US7549555B2; DE10360953B4

Abstract

Ein Flansch ist am Öffnungsmetall eines Druckbehälters vorgesehen und erstreckt sich in Richtung auf den Umfang des Behälterkörpers an seinem Verbindungsbereich, an dem er sich an den Behälterkörper anschließt. Die Auskleidung des Druckbehälters weist einen selbstdichtenden Teil auf, an dem sie gegen den Flansch stößt, damit diese zusammen abdichten. Auf der äußeren Umfangsseite des selbstdichtenden Teils ist ein ringförmiges Begrenzungselement in dem äußeren Umfang der Auskleidung vorgesehen, und das Begrenzungselement dient dazu, die Durchmesserexpansion der Auskleidung einzuschränken, die durch die Expansion des Behälterkörpers hervorgerufen wird. Die Auskleidung weist einen leicht verschiebbaren Teil, der unmittelbar dehnbar und deformierbar ist, an ihrem äußeren Umfang in der Radialrichtung des selbstdichtenden Teils auf.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckbehälter, die mit verschiedenartigen komprimierten Gasen befüllt sind, wie zum Beispiel mit CNG (komprimiertem natürlichem Gas), verschiedenartigen verflüssigten Gasen, wie zum Beispiel LNG (verflüssigtes natürliches Gas), LPG (verflüssigtes Petroleumgas), Hochdruckwasserstoffgase und andere verschiedenartige unter Druck gesetzte Substanzen.

Bei Druckbehältern, die mit verschiedenartigen unter Druck gesetzten Substanzen gefüllt sind, wie zum Beispiel mit verschiedenartigen komprimierten Gasen und verschiedenartigen verflüssigten Gasen, werden im allgemeinen solche eingesetzt, die eine hohle, harzartige Auskleidung und ein metallisches Öffnungsmetall, das daran angebracht ist, enthalten. Um den Druckwiderstand der Druckbehälter zu gewährleisten, sind im allgemeinen die Außenseiten der Auskleidung und des Öffnungsmetalls mit einem Verstärkungselement beschichtet, das vorgegebene Druckwiderstandsstandards erfüllt.

In diesem Fall ist das metallische Öffnungsmetall im allgemeinen derart bearbeitet, dass es einen Flansch aufweist, der sich an seinem Verbindungsbereich, an dem er mit dem Behälterkörper verbunden ist, zur Außenseite des Behälterkörpers erstreckt und ein Teil der Auskleidung, der an den Flansch anstößt, ist derart bearbeitet, dass er einen selbstdichtenden Teil aufweist, der an den Flansch stößt, so dass der Flansch und der Teil der Auskleidung zueinander abgedichtet sind, um die Luftdichtigkeit im Inneren der Druckbehälter zu gewährleisten. In letzter Zeit wurden einige Entwicklungen durchgeführt, um die Verbindung des selbstdichtenden Teils mit dem Flansch bei solchen Druckbehältern besser zu gewährleisten (siehe zum Beispiel U.S. Patent Nr.5,979,692).

1 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht, die die Auskleidung und das Öffnungsmetall des herkömmlichen Druckbehälters, der in U.S. Patent Nr. 5,979,692 dargestellt ist, zeigt. Der Behälter 101 ist derart konstruiert, dass sein Flansch 102 einen Kanal 103 aufweist, der sich in der Richtung der Wanddicke erstreckt, wobei ein Teil des selbstdichtenden Teils 105 in den Kanal 103 gelangt. Bei einer derartigen Konstruktion verbindet sich der selbstdichtende Teil 105 gut mit dem Flansch 102, und das Öffnungsmetall 106 und die Auskleidung 107 sind daher in ihrem Verbindungsgebiet gut zueinander abgedichtet, so dass die Luftdichtigkeit im Innengebiet 108 des Druckbehälters sichergestellt ist. Zusätzlich dient der Verankerungsteil 110 des selbstdichtenden Teils 105, der in den Kanal 103 gelangt, als Verankerung für den selbstdichtenden Teil 105. Wenn der Behälterkörper 111 mit einer Substanz unter Druck befüllt ist, und selbst wenn er dadurch gedehnt wird, wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 105 und dem Flansch 102 daher an sich nach wie vor aufgrund der Verankerungswirkung des Verankerungsteils 110 aufrechterhalten, und die Dichtbarkeit des selbstdichtenden Teils 105 wird daher sichergestellt.

Selbst bei solchen Druckbehältern ist jedoch die Spannungskonzentration in der harzartigen Auskleidung groß, und die Auskleidung kann daher brechen oder beschädigt werden. Außerdem ist die Dichtfähigkeit der Druckbehälter nicht immer zufriedenstellend, und es wird gewünscht, Druckbehälter zu entwickeln, die eine verbesserte Dichtfähigkeit und eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweisen.

Ferner wurden im Hinblick auf die Materialien bislang Eisenmaterialien oder Stähle für die Gasbehälter verwendet, in denen verschiedenartige Gase abgefüllt sind. Da jedoch Eisen eine hohe spezifische Dichte, 7,9, aufweist, sind Gasbehälter, die aus Eisen gebildet sind, dahingehend problematisch, dass ihr Gewicht groß ist. Wenn solche Gasbehälter beispielsweise mit Kraftstoffgas befüllt werden und auf Fahrzeugen montiert werden, ist es dahingehend problematisch, dass die Kraftstoffausgaben für die Fahrzeuge zunehmen. Beschränkt man sich nicht auf solche Fälle, ruft zusätzlich ein zunehmendes Behältergewicht verschiedenartige Probleme dahingehend hervor, dass die Behälter schwierig in der Handhabung sind und die Formen für die Behälter begrenzt sind, da die Gießbarkeit von Eisenmaterialien nicht gut ist. Daher sind Gasbehälter, die aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Aluminium oder Harz (Kunststoff), gebildet sind, heutzutage in Entwicklung.

Dabei erwartet man, dass Harz (Kunststoff) ein Material ist, mit dem Gasbehälter realisiert werden können, die leichtgewichtig sind und die eine große Gestaltungsfreiheit besitzen, da ihr Stoßwiderstand gut ist, sie leichtgewichtig sind und ihre Gießbarkeit ebenfalls gut ist. Wenn ein Harzmaterial zum Ausbilden von Gasbehältern verwendet wird, muß es eine Gasbarriereeigenschaft aufweisen, indem es einem Durchdringen von Gas durch das Material entgegen wirkt. Wenn ein solches Harzmaterial gewählt wird und zum Ausbilden von Gasbehältern verwendet wird, haben die gestalteten Gasbehälter im allgemeinen eine mehrschichtige Struktur, die eine Gasbarriereschicht als innere Schicht des hohlen Gasbehälterkörpers und eine FRP Schicht als die äußere Schicht zum Sicherstellen des Druckwiderstands des Körpers enthält. Dies dient dazu zu verhindern, dass das Harzmaterial zum Ausbilden der Gasbehälter aufgrund von wiederholter Dehnung und Kontraktion der Behälter ermüdet, wenn die Behälter einer wiederholten Befüllung und Entleerung von Druckgas in sie hinein und aus ihnen heraus ausgesetzt sind (siehe zum Beispiel Japanische Patentveröffentlichungen Nr. JP-A 8-1813 , JP-A 8-219392 ).

Die in der JP-A 8-1813 und der JP-A 8-219392 beschriebenen Gasbehälter enthalten eine Gasbarriereschicht, die aus einem Harzmaterial, wie zum Beispiel einem Polyethylenharz, einem Polypropylenharz, einem Polyamidharz, einem ABS Harz, einem Polybutylenterephthalatharz, einem Polyacetalharz oder einem Polycarbonatharz geformt ist, und eine FRP-Schicht, die durch Wickeln von mit geschmolzenem Harz durchsetzten Kohlenstoffasern oder Glasfasern um den Behälter als dessen äußere Schicht gebildet ist. Die erwähnten Harzmaterialien weisen eine gute Gasbarriereeigenschaft gegenüber Gasen auf, die ein hohes Molekulargewicht besitzen, und können daher beispielsweise für Gasbehälter verwendet werden, die mit CNG (komprimiertem natürlichem Gas) befüllt werden sollen.

Die oben erwähnten verschiedenen Harzmaterialien weisen gute Gasbarriereeigenschaften gegenüber Gasen auf, die ein hohes Molekulargewicht besitzen, können jedoch ihre Gasbarriereeigenschaft nicht gegenüber Gasen bieten, die ein kleines Molekulargewicht besitzen, wie zum Beispiel Wasserstoffgas. Damit die Behälter mit Gasen mit einem kleinen Molekulargewicht befüllt werden können, muß entsprechend eine zusätzliche Gasbarriereschicht aus einem Harzmaterial, zusätzlich zu den oben erwähnten, ausgebildet werden.

Andererseits wird Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymerharz (EVOH) als Harzmaterial verwendet, um eine Gasbarriereschicht auszubilden (siehe zum Beispiel Japanische Patentveröffentlichung Nr. JP-A 11-123768 ). Da EVOH eine gute Gasbarriereeigenschaft selbst gegenüber Gasen aufweist, die ein kleines Molekulargewicht haben, wird es für eine Gasbarriereschicht gegenüber beispielsweise Wasserstoffgas usw. bevorzugt. Andererseits ist jedoch sein Stoßwiderstand bei geringer Temperatur schlecht, und das Harz ist dahingehend problematisch, dass es möglicherweise keine ausreichende mechanische Festigkeit bei geringen Temperaturen aufweist, beispielsweise bei –30°C oder weniger.

Zusätzlich sind die herkömmlichen Gasbehälter, wie zum Beispiel diejenigen in der JP-A 8-1813 , der JP-A 8-219392 und der JP-A 11-123768 widerstandsfähig gegenüber Drücken von 35 MPa oder ähnlichem. Abhängig von ihrem Einsatzgebiet wird jedoch oftmals gewünscht, dass der Druckwiderstand der Gasbehälter weiter erhöht wird und Gase mit höherem Druck in sie eingefüllt werden. Insbesondere wenn Gase mit höherem Druck in Behälter eingefüllt werden könnten, könnte die Häufigkeit des Austauschs der Gasbehälter und die Häufigkeit des Befüllens von Gas in die Behälter verringert werden. Dies spart Arbeit auf Seite des Benutzers und ermöglicht eine Langzeitverwendung von mit Gas befüllten Behältern. Der Druckwiderstand der aus herkömmlichen Harzmaterialien gebildeten Gasbehälter ist jedoch nicht zufriedenstellend, wenn sie mit Hochdruckgasen befüllt werden. Im Hinblick auf diese Situation ist es wünschenswert, Gasbehälter aus Harzmaterialien zu entwickeln, die einen weiter erhöhten Druckwiderstand besitzen.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die beschriebene Situation getätigt, und es ist eine Aufgabe, einen Druckbehälter mit verbesserter Dichtfähigkeit vorzusehen, bei dem die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil und dem Flansch gut aufrechterhalten wird. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für einen entsprechenden Druckbehälter vorzusehen.

Diese Aufgabe wird durch einen Druckbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche angegeben.

Die vorliegende Erfindung dient dazu, einen harzartigen Behälter für Hochdruckgas vorzusehen, bei dem Vorteile darin liegen, dass er leichtgewichtig ist und bezüglich seiner Form eine große Gestaltungsfreiheit besitzt, eine zufriedenstellende und gute Gasbarriereeigenschaft selbst gegenüber Gasen, die ein kleines Molekulargewicht aufweisen, aufweist, wie zum Beispiel bei Wasserstoffgas, und dass er einen guten Stoßwiderstand bei niedriger Temperatur besitzt.

Der Druckbehälter der Erfindung, der die erwähnten Probleme löst, enthält einen hohlen Behälterkörper, dessen innere Oberfläche mit einer harzartigen Auskleidung beschichtet ist, und ein Öffnungsmetall, das den Umfangsrand der Öffnung bildet, die sich in einen Teil des Behälterkörpers öffnet, und von dem ein Ende nach außen aus dem Behälterkörper vorsteht, wobei das Öffnungsmetall einen Flansch aufweist, der sich in Richtung auf die Außenseite des Behälterkörpers an seinem Verbindungsbereich, an dem er sich an den Behälterkörper anschließt, erstreckt, wobei die Auskleidung einen selbstdichtenden Teil aufweist, an dem sie gegen den Flansch stößt, damit diese zueinander abdichten, und auf der Seite des äußeren Umfangs des selbstdichtenden Teils ein ringförmiges Begrenzungselement am äußeren Außenseite der Auskleidung vorgesehen ist, und wobei das Begrenzungselement dazu dient, die Durchmesserdehnung der Auskleidung, die durch die Expansion des Behälterkörpers hervorgerufen wird, zu begrenzen.

Durch diese Konstruktion ist der Druckbehälter mit dem Begrenzungselement in der äußeren Außenfläche der Auskleidung auf der äußeren Außenseite von deren selbstdichtendem Teil versehen, und das Begrenzungselement dient dazu, die Durchmesserausdehnung der Auskleidung einzuschränken. Wenn der Druckbehälter mit einer Substanz unter Druck befüllt wird, und selbst wenn er dadurch sich ausdehnt, wirkt daher das Begrenzungselement derart, dass es die Durchmesserexpansion der Auskleidung begrenzt. Folglich wird verhindert, dass sich der Durchmesser der Auskleidung aufweitet, und es wird folglich verhindert, dass das selbstdichtende Teil in Richtung auf seine äußere Außenfläche gezogen wird, und entsprechend wird die Verbindung zwischen der Auskleidung und dem Flansch stabil aufrecht erhalten und die Dichtfähigkeit der Auskleidung wird daher gut beigehalten.

Die Auskleidung kann derart bearbeitet werden, dass sie einen leicht verschiebbaren Teil, der unmittelbar verlängerbar und deformierbar ist, an ihrer äußeren Außenfläche in der Radialrichtung des selbstdichtenden Teils aufweist.

Der Druckbehälter der Erfindung weist einen hohlen Behälterkörper auf, dessen innere Oberfläche mit einer harzartigen Auskleidung beschichtet ist.

Da die innere Oberfläche des Behälterkörpers mit einer harzartigen Auskleidung beschichtet ist, wird verhindert, dass die Substanz unter Druck, die in den Druckbehälter eingefüllt ist, aus dem Druckbehälter ausleckt. Der Behälterkörper kann aus lediglich einer Auskleidung ausgebildet sein, oder die äußere Fläche der Auskleidung des Behälters kann mit einer Begrenzungsschicht beschichtet sein. Bezüglich der Auskleidung kann jedes gewöhnliche Material nach Bedarf ausgewählt werden. Beispielsweise kann sie aus Polyethylen oder ähnlichem geformt werden, dessen Durchlässigkeit für CNG Gas gering ist. Die Begrenzungsschicht kann ebenfalls aus jedem gewöhnlichen Material geformt sein. Beispielsweise werden verstärkende Fasern, wie zum Beispiel Carbonfasern, Glasfasern oder Aramidfasern, in ein Harz getaucht, wie zum Beispiel in Epoxyharz, und das resultierende Harz wird thermisch ausgehärtet, so dass FRP entsteht, und kann dann zum Ausbilden der Begrenzungsschicht verwendet werden.

Ein Teil des Behälterkörpers weist eine Öffnung auf, die mit dem hohlen Innenraum in Verbindung steht und sich zur Umgebung des Behälterkörpers öffnet. Durch diese Öffnung wird eine Substanz unter Druck in den Behälter eingeführt und aus dem Behälter entnommen. Der Umfangsrand der Öffnung ist aus einem Öffnungsmetall gebildet, und ein Ende des Öffnungsmetalls, das den Umfangsrand der Öffnung formt, steht zur Außenseite des Behälterkörpers vor. Das Öffnungsmetall ist aus einem Material geformt, dessen Durchlässigkeit für Substanzen unter Druck gering ist und das steif genug ist, um die Gestalt der Öffnung aufrechtzuhalten. Beispielsweise kann es aus einem metallischen Material geformt sein.

Das Öffnungsmetall weist einen Flansch auf, der sich in der Richtung hin zum Umfang des Behälterkörpers an seinem Verbindungsbereich, an dem er sich an den Behälterkörper anschließt, erstreckt. Der Flansch dient dazu, einen Ort zu bilden, an dem er gegen den selbst dichtenden Teil der Auskleidung stößt, der untenstehend erläutert wird, und seine Gestalt erstreckt sich in Richtung auf die Außenseite des Behälterkörpers, um dadurch das Verbindungsgebiet sicherzustellen, in dem er mit dem selbstdichtenden Teil verbunden ist.

Die Auskleidung weist einen selbstdichtenden Teil auf, in dem sie gegen den Flansch stößt, damit diese miteinander abdichten. Der selbstdichtende Teil der Auskleidung ist auf der Seite der Öffnung des Behälterkörpers angeordnet und stößt gegen den Flansch, der den Umfangsrand der Öffnung bildet. Der selbstdichtende Teil stößt gegen den Flansch, und das Verbindungsgebiet zwischen der Auskleidung und dem Flansch wird dadurch zur Sicherstellung der Luftdichtigkeit im Inneren des Behälterkörpers abgedichtet.

Auf der äußeren Außenseite des selbstdichtenden Teils ist ein ringförmiges Begrenzungselement in der äußeren Außenseite der Auskleidung vorgesehen, und das Begrenzungselement dient dazu, die Durchmesserexpansion der Auskleidung zu begrenzen, die durch die Expansion des Behälterkörpers hervorgerufen wird. Das Begrenzungselement kann aus einem hochsteifen Material gebildet werden, das sich durch Expansion wenig deformiert. Beispielsweise kann es aus dem gleichen Material wie demjenigen der Begrenzungsschicht geformt sein. Das Begrenzungselement ist auf der äußeren Umfangsseite des selbstdichtenden Teils vorgesehen. Wenn der Druckbehälter mit einer Substanz unter Druck befüllt ist und selbst wenn sich der Behälterkörper dabei ausdehnt, wird daher die Expansion des Durchmessers der Auskleidung, die innerhalb des Begrenzungselements positioniert ist, eingeschränkt. Wenn die Durchmesserexpansion der Auskleidung derart begrenzt ist, dann kann das Herausziehen des selbstdichtenden Teils durch die Auskleidung verhindert oder verringert werden, und die Dichtung wird am selbstdichtenden Teil gut gehalten. Da das Begrenzungselement an der äußeren Umfangsseite der Auskleidung vorgesehen ist, kann es zusätzlich die Durchmesserausdehnung der Auskleidung mit der Wirkung wie oben günstiger Weise einschränken, wobei der Zustand der inneren Oberfläche des mit der Auskleidung beschichteten Behälterkörpers gut beibehalten wird.

Soweit es auf der äußeren Außenseite des selbstdichtenden Teils und in zumindest einem Teil der äußeren Außenseite der Auskleidung vorgesehen ist, kann das Begrenzungselement ein anderes, getrenntes Element als die Auskleidung selbst sein, oder es kann in die Auskleidung eingebettet sein, so dass es in ihr integriert ist. In dem Fall, in dem eine Begrenzungsschicht in dem Behälterkörper vorgesehen ist, kann das Begrenzungselement bezüglich der Begrenzungsschicht ein unterschiedliches Element sein oder in ihr integriert sein.

Bei dem Druckbehälter der Erfindung kann die Auskleidung derart konstruiert sein, dass sie einen leicht verschiebbaren Teil an ihrem äußeren Umfang in der Radialrichtung des selbstdichtenden Teils aufweist, der unmittelbar verlängerbar und deformierbar ist.

Der leicht verschiebbare Teil kann ein Teil sein, der derart geformt ist, dass er unmittelbar verlängerbar und deformierbar ist. Selbst wenn sich der Durchmesser der Auskleidung etwas ausgedehnt hat, wird der leicht verschiebbare Teil, der auf die oben beschriebene Weise ausgebildet ist, zunächst durch die Auskleidung gezogen und wird dadurch verlängert und deformiert, weshalb die Spannung auf Grund der Durchmesserexpansion durch den leicht verschiebbaren Teil absorbiert werden kann. Entsprechend wird eine Spannungsübertragung an den selbstdichtenden Teil, der weiter innen als der leicht verschiebbare Teil in Radialrichtung liegt, verhindert, und die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil und dem Flansch wird daher gut beigehalten. Da das Begrenzungselement auf der äußeren Außenseite des selbstdichtenden Teils angebracht ist, wird zusätzlich die Spannungsübertragung von dem leicht verschiebbaren Teil zu dem selbstdichtenden Teil außerdem durch das Begrenzungselement verhindert.

Wie es obenstehend bereits erwähnt wurde, tritt eine größere Ausdehnung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils auf der äußeren Umfangsseite als auf der inneren Umfangsseite des Begrenzungselements auf, da die Durchmesserexpansion der Auskleidung, die auf der inneren Umfangsseite des Begrenzungselements angebracht ist, durch das Begrenzungselement eingeschränkt ist. Um das Maß der Ausdehnung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils weiter zu vergrößern, ist es entsprechend wirksam, die dehnbare und deformierbare Länge des leicht verschiebbaren Teils zu erhöhen, das auf der äußeren Umfangsseite des Begrenzungselements angebracht ist, anstatt diejenige auf dessen innerer Umfangsseite. Wenn der leicht verschiebbare Teil beispielsweise derart ausgebildet ist, dass er in einer anderen Position als derjenigen des selbstdichtenden Teils in der Axialrichtung des Behälterkörpers angebracht ist und sich nahezu parallel zu dem selbstdichtenden Teil in dieser Richtung erstreckt, dann kann die Länge des leicht verschiebbaren Teils in der Axialrichtung erhöht werden, wodurch die dehnbare und deformierbare Länge des leicht verschiebbaren Teils erhöht werden kann. Wenn andererseits der leicht verschiebbare Teil balgartig in der Radialrichtung ausgebildet ist, kann die dehnbare und deformierbare Länge des leicht verschiebbaren Teils ebenfalls erhöht werden. Um weiter das Maß der Verlängerung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils zu erhöhen, kann beispielsweise der leicht verschiebbare Teil zusätzlich verdünnt sein und aus dem gleichen Material wie demjenigen der Auskleidung gebildet sein, so dass er direkter dehnbar und deformierbar ist, oder der leicht verschiebbare Teil kann aus einem Material gebildet sein, das dehnbarer und deformierbarer als dasjenige der Auskleidung ist, und kann dann in der Auskleidung integriert werden.

Der Behälter für Hochdruckgas der Erfindung, die die erwähnten Probleme löst, enthält einen hohlen Behälterkörper aus Harz, der an seinem einen Ende offen ist und mit Hochdruckgas in seinem Hohlraum befüllt ist, und eine Begrenzungsschicht, die als äußere Schicht des Behälterkörpers gebildet ist, um die Expansion des Behälterkörpers einzuschränken, wobei der Behälterkörper eine mehrschichtige Struktur aufweist, die eine Gasbarriereschicht enthält, die aus EVOH ausgebildet ist, um das Durchdringen des in den Hohlraum eingefüllten Hochdruckgases zur Außenseite des Hohlraums hin zu verhindern, und eine Abdeckschicht aus Harz, die als die innere Schicht und/oder die äußere Schicht der Gasbarriereschicht ausgebildet ist, um den Stoßwiderstand des Behälterkörpers bei geringer Temperatur zu gewährleisten.

Der Behälterkörper kann durch Verbinden von mehreren getrennten Körpern, die getrennt geformt werden, ausgeführt sein, und der Verbindungsbereich der getrennten Körper kann aus nur der Gasbarriereschicht oder nur der Abdeckharzschicht ausgebildet sein.

Der Verbindungsbereich kann aus nur der Abdeckharzschicht gebildet sein, eine zweite Gasbarriereschicht kann auf zumindest den Verbindungsbereich als äußere Schicht des Bereichs laminiert sein, und die Begrenzungsschicht kann als die äußere Schicht des Behälterkörpers und die zweite Gasbarriereschicht ausgebildet sein.

Der Verbindungsbereich kann aus nur der Gasbarriereschicht geformt sein, eine zweite Abdeckharzschicht kann auf zumindest den Verbindungsbereich als die äußere Schicht des Be reichs laminiert sein, und die Begrenzungsschicht kann als die äußere Schicht des Behälterkörpers und die zweite Abdeckschicht aus Harz geformt sein.

Die äußere Schicht des Behälterkörpers kann mit einem ringförmigen Begrenzungselement versehen sein, das die Expansion des Behälterkörpers einschränkt.

Das Verfahren zum Erzeugen eines Behälters für Hochdruckgas der Erfindung, das die oben beschriebenen Problemen löst, dient dazu, einen Behälter für Hochdruckgas herzustellen, der einen hohlen Behälterkörper aus Harz, der an seinem einen Ende offen ist und in seinem Hohlraum mit einem Hochdruckgas befüllt ist, und eine Begrenzungsschicht enthält, die als die äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet ist, um die Expansion des Behälterkörpers zu begrenzen. Das Verfahren enthält einen Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers, um einen getrennten Teil eines Behälterkörpers auszubilden, wobei der getrennte Teil eine mehrschichtige Struktur besitzt, die eine Gasbarriereschicht, die aus EVOH ausgebildet ist, um das Durchdringen von Hochdruckgas, das in den Hohlraum gefüllt ist, in Richtung auf die Außenseite des Hohlraums zu verhindern, und eine Abdeckschicht aus Harz enthält, die als die innere Schicht und/oder die äußere Schicht der Gasbarriereschicht ausgebildet ist, um den Stoßwiderstand bei geringer Temperatur des Behälterkörpers zu gewährleisten. Das Ende des getrennten Teils ist aus nur der Gasbarriereschicht oder nur der Abdeckschicht gebildet. Das Verfahren beinhaltet ferner einen Schweißschritt zum Verschweißen der getrennten Körper, wobei ihre Enden aufeinander gerichtet sind, um den Behälterkörper auszubilden, und einen Schritt zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht, mit dem eine Begrenzungsschicht als die äußere Schicht des Behälterkörpers geformt wird.

Bei dem Verfahren zum Erzeugen eines Behälters für Hochdruckgas gemäß der Erfindung kann das Ende des getrennten Körpers aus nur der Abdeckharzschicht in dem Schritt zum Ausbilden des getrennten Körpers geformt werden, und dem Schweißschritt kann ein Gasbarrierelaminierschritt zum Laminieren einer zweiten Gasbarriereschicht auf zumindest den Verbindungsbereich, an dem die Enden der getrennten Körper miteinander verbunden sind, als äußere Schicht des Bereichs folgen.

Beim Verfahren zum Erzeugen eines Behälters für Hochdruckgas der Erfindung kann das Ende des getrennten Körpers aus nur der Gasbarriereschicht in dem Schritt zum Ausbilden des getrennten Körpers geformt werden, und dem Schweißschritt kann ein Schritt zum Laminieren eines Abdeckharzes für das Auflaminieren einer zweiten Abdeckschicht aus Harz auf zumindest den Verbindungsbereich, an dem die Enden der getrennten Körper miteinander verbunden sind, als äußere Schicht des Bereichs folgen.

Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Behälters für Hochdruckgas der Erfindung kann dem Schweißschritt ferner ein Schritt zum Ausbilden eines Begrenzungselements folgen, wobei ein ringförmiges Begrenzungselement in der äußeren Schicht des Behälterkörpers geformt wird.

Bei dem Behälter für Hochdruckgas gemäß der Erfindung wird die Gasbarriereschicht aus einem Material aus EVOH ausgebildet. Daher kann der Behälter ausreichende und gute Gasbarriereeigenschaften selbst gegenüber Gasen bieten, die ein geringes Molekulargewicht besitzen. Zusätzlich gewährleistet der Behälterkörper eine Stoßwiderstandsfähigkeit bei geringen Temperaturen, selbst bei geringen Temperaturen, beispielsweise bei –30°C oder weniger, da eine Abdeckschicht aus Harz als innere Schicht und/oder äußere Schicht der Gasbarriereschicht aus EVOH ausgebildet ist.

Da die Begrenzungsschicht als äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet ist, begrenzt sie zusätzlich die Expansion des Behälterkörpers und verbessert daher den Druckwiderstand des Behälters.

Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung ist der Behälterkörper hohl und ist an seinem einen Ende offen, und er ist mit einem Hochdruckgas in seinem Hohlraum befüllt. Der Behälter für Hochdruckgas der Erfindung kann als Gasbehälter verwendet werden, um Gase mit hohem Molekulargewicht, wie zum Beispiel CNG, und Gase mit niedrigem Molekulargewicht, wie zum Beispiel Wasserstoffgas, einzufüllen und auszugeben, und wird beispielsweise für Gaszylinder und Gastanks für Kraftstoffgas verwendet.

Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung weist der Behälterkörper eine mehrschichtige Struktur auf, die eine Gasbarriereschicht und eine Abdeckschicht aus Harz enthält. Die Gasbarriereschicht ist aus einem Material aus EVOH ausgebildet, und dies dient dazu, das Durchdringen des Hochdruckgases, das in den Hohlraum des Behälterkörpers eingefüllt ist, zur Außenseite des Hohlraums zu verhindern. Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung ist die Gasbarriereschicht aus einem Material aus EVOH gebildet. Daher bietet der Behälter seine Gasbarriereeigenschaft nicht nur gegenüber Gasen mit hohem Molekulargewicht, sondern auch sogar gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht, und er ermöglicht eine vollständige Abschirmung der Durchdringung von verschiedenartigen Gasen durch ihn.

Die Abdeckschicht aus Harz ist als die innere Schicht und/oder die äußere Schicht der Gasbarriereschicht ausgebildet, und dies dient dazu, den Stoßwiderstand des Behälterkörpers bei geringer Temperatur zu gewährleisten. Die Abdeckschicht aus Harz kann aus jedem bekannten Harzmaterial mit gutem Stoßwiderstand bei geringer Temperatur geformt sein, wie zum Beispiel Polyethylenharz, Polyamid, haftendem Polyolefin, usw. Unter diesen Gasen weisen Polyethylen und ähnliches gute Kompatibilität zu EVOH auf und wird stärker bevorzugt für die Abdeckschicht aus Harz, da die Gasbarriereschicht und die Abdeckschicht aus Harz direkt gleichzeitig ausgebildet werden können, beispielsweise bei einem Sandwichgußverfahren oder in einem Doppelzylindergußverfahren.

Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung kann die Abdeckschicht aus Harz als die innere Schicht der Gasbarriereschicht ausgebildet sein oder als deren äußere Schicht. Sie kann auch als sowohl die innere Schicht als auch die äußere Schicht der Gasbarriereschicht gebildet sein. In jedem Fall kann der Stoßwiderstand bei geringer Temperatur der Gasbarriereschicht durch die Abdeckschicht aus Harz sichergestellt werden. Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung kann die Abdeckharzschicht als sowohl die innere Schicht als auch die äußere Schicht der Gasbarriereschicht geformt sein, oder die Abdeckschicht aus Harz kann in Abhängigkeit von der Verwendung des Behälters dick ausgebildet sein, wodurch der Stoßwiderstand bei geringer Temperatur des Behälterkörpers weiter verbessert sein kann.

Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung weist der Behälterkörper eine mehrschichtige Struktur auf, die die Gasbarriereschicht und die Abdeckharzschicht enthält. Entsprechend verwirklicht der Behälter sowohl eine Gasbarriereeigenschaft gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht als auch eine Stoßwiderstandsfähigkeit bei geringer Temperatur.

Der Behälterkörper kann integral zu einer Zeit ausgebildet werden, oder es werden alternativ mehrere getrennte Teile gesondert ausgebildet und dann verbunden und in einen Körper auf eine bekannte Weise integriert. In dem Fall, in dem mehrere getrennte Teile zu einem Behälterkörper verbunden und integriert werden, ist es wünschenswert, dass der Verbindungsbereich der getrennten Teile entweder nur aus der Gasbarriereschicht oder nur der Abdeckharzschicht ausgebildet wird. Da der Verbindungsbereich aus einer einzigen Schicht geformt ist, kann in diesem Fall seine Ablösung verhindert werden. Zusätzlich kann eine feste Verbindung erzielt werden, insbesondere wenn sie durch Verschweißen hergestellt wird, da der Verbindungsbereich aus einem einzigen Material gefertigt ist. Entsprechend nimmt die Belastbarkeit des Behälterkörpers weiter zu.

Selbst wenn der Verbindungsbereich aus nur der Abdeckharzschicht ausgebildet ist, wird aufgrund der Gasbarriereschicht, die in der mehrschichtigen Struktur des Behälters vorhanden ist, die Gasbarriereeigenschaft des Behälters nach wie vor gut beibehalten. Da jedoch der Verbindungsbereich keine Gasbarriereschicht aufweist, kann das Hochdruckgas, das in dem Behälterkörper eingefüllt ist, möglicherweise aus dem Körper auslecken, und das Auslecken kann möglicherweise die Gasbarriereeigenschaft des Behälters an sich beeinträchtigen. In diesem Fall ist es daher wünschenswert, dass eine zweite Gasbarriereschicht zusätzlich als äußere Schicht des Verbindungsbereichs auflaminiert wird. Wenn eine solche zweite Gasbarriereschicht auf den Verbindungsbereich, der nur aus der Abdeckharzschicht ausgebildet ist, als die äußere Schicht des Bereichs laminiert wird, dann verhindert die zweite Gasbarriereschicht gut den Leckstrom von Hochdruckgas durch den Verbindungsbereich, und der Behälter gewährleistet seine guten Gasbarriereeigenschaften. Auch in diesem Fall kann die Begrenzungsschicht als die äußere Schicht des Behälterkörpers und die zweite Gasbarriereschicht ausgebildet werden.

In dem Fall, in dem der Verbindungsbereich nur aus der Gasbarriereschicht ausgebildet ist, ist die Gasbarriereeigenschaft des Behälters gut. Es ist jedoch darüber hinaus wünschenswert, dass der Verbindungsbereich der Gasbarriereschicht allein zusätzlich mit einer zweiten Abdeckschicht aus Harz als seine äußere Schicht beschichtet ist. Die zweite Abdeckschicht aus Harz, die so auf dem Verbindungsbereich der Gasbarriereschicht allein als deren äußere Schicht ausgebildet ist, verbessert den Stoßwiderstand bei geringer Temperatur des Verbin dungsbereichs. Auch in diesem Fall kann die Begrenzungsschicht als die äußere Schicht des Behälterkörpers und die zweite Abdeckschicht aus Harz wie oben ausgebildet sein. Die zweite Gasbarriereschicht und die zweite Abdeckschicht aus Harz können nur in dem Verbindungsbereich des Behälterkörpers als äußere Schicht davon beschichtet sein, oder sie können auf jedem anderen Teil des Behälterkörpers beschichtet sein. Der Bereich, in dem die zusätzliche Schicht beschichtet ist, kann nach Bedarf bestimmt werden, wobei die Einfachheit der Behälterherstellung und die Gasbarriereeigenschaft und der Stoßwiderstand bei geringer Temperatur der herzustellenden Behälter berücksichtigt werden.

Das Harzmaterial, das die zweite Gasbarriereschicht bildet, kann nach Bedarf aus den vorher erwähnten Materialien für die Gasbarriereschicht gewählt werden. Das Harzmaterial, das die zweite Abdeckschicht aus Harz bildet, kann ebenfalls nach Bedarf aus denjenigen Materialien gewählt werden, die vorher für die Abdeckschicht aus Harz beschrieben wurden. Die Gasbarriereschicht und die zweite Gasbarriereschicht können aus dem gleichen Material gefertigt sein oder nicht, und die Abdeckschicht aus Harz und die zweite Abdeckschicht aus Harz können aus dem gleichen Material geformt sein oder nicht.

Bei dem Behälter für Hochdruckgas der Erfindung ist eine Begrenzungsschicht als äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet und begrenzt die Expansion des Behälterkörpers. Die Begrenzungsschicht kann aus jedem Material gefertigt werden, das die Expansion des Behälterkörpers begrenzen kann, und sie kann beispielsweise aus jedem bekannten Material, wie zum Beispiel FRP, gebildet werden. In diesem Fall schränkt die Begrenzungsschicht die Expansion des Behälterkörpers ein und verbessert daher den Druckwiderstand des Behälters.

Die äußere Schicht des Behälterkörpers kann derart bearbeitet sein, dass sie ein ringförmiges Begrenzungselement aufweist, das die Expansion des Behälterkörpers begrenzt.

Das ringförmige Begrenzungselement, das derart in der äußeren Schicht des Behälterkörpers zusätzlich zu der oben beschriebenen Begrenzungsschicht ausgebildet ist, unterstützt das Begrenzen der Expansion des Behälterkörpers und verbessert daher den Druckwiderstand des Behälters weiter.

Wie die oben beschriebene Begrenzungsschicht kann das Begrenzungselement aus einem Material gefertigt werden, das die Expansion des Behälterkörpers einschränken kann, und ist beispielsweise aus einem bekannten Material, wie zum Beispiel FRP, gebildet. Das Begrenzungselement kann irgendwo in der äußeren Schicht des Behälterkörpers vorhanden sein, ist jedoch vorzugsweise im äußeren Umfang der Öffnung des Behälterkörpers ausgebildet, durch die der innenliegende Hohlraum des Behälterkörpers mit der Umgebung in Verbindung steht. In diesem Fall wird die Expansion des Behälterkörpers, der innerhalb des ringförmigen Begrenzungselements an der Öffnung liegt, das heißt die Expansion der Gasbarriereschicht und der Abdeckschicht aus Harz des Behälterkörpers, sicher durch das Begrenzungselement eingeschränkt. Selbst wenn der Behälter mit Hochdruckgas befüllt wird, wird entsprechend verhindert, dass sich seine Öffnung ausdehnt und damit eine Durchmesserexpansion des Behälterkörpers hervorruft, und wenn beispielsweise der Umfangsrand der Öffnung mit einem metallischen Öffnungsmetall versehen ist, wird die Verbindung zwischen der Gasbarriereschicht und der Abdeckschicht aus Harz und dem Öffnungsmetall besser eingehalten. Selbst wenn der Behälter mit Hochdruckgas befüllt ist, kann entsprechend sein Öffnungsmetall gut mit der Gasbarriereschicht und der Abdeckschicht aus Harz dichten.

Das Begrenzungselement kann im Inneren der Begrenzungsschicht oder außerhalb von ihr ausgebildet sein. Vorzugsweise ist es jedoch im Inneren der Begrenzungsschicht geformt. Das im Inneren der Begrenzungsschicht gebildete Begrenzungselement kann in direktem Kontakt zum Behälterkörper sein und kann die Expansion des Behälterkörpers auf günstigere Weise begrenzen.

Das Verfahren zum Erzeugen eines Behälters für Hochdruckgas der Erfindung dient dazu, den oben beschriebenen Behälter für Hochdruckgas der Erfindung herzustellen. Das Verfahren enthält einen Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers, einen Schweißschritt und einen Schritt zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht.

Der Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers dient dazu, ein getrenntes Teil für einen Behälterkörper auszubilden, das eine mehrschichtige Struktur aufweist, wobei das Ende des getrennten Körpers nur aus einer Gasbarriereschicht oder nur aus einer Abdeckschicht aus Harz ausgebildet ist. Wenn das Ende des getrennten Körpers nur aus einer Gasbarriereschicht oder nur aus einer Abdeckschicht aus Harz geformt ist, dann sind, wie es oben beschrieben wurde, die Enden der getrennten Körper, die in dem unten beschriebenen Schweißschritt zu verschweißen sind, aus dem gleichen, einzigen Material geformt, und als Folge wird der Verbindungsbereich, der durch Verschweißen der Enden der getrennten Körper gebildet wird, fest zu einem Körper zusammengefügt. Entsprechend wird die Belastbarkeit des derart konstruierten Behälterkörpers stärker verbessert. Das Ende des getrennten Körpers kann gleichzeitig mit der mehrschichtigen Struktur des Behälterkörpers ausgebildet werden, oder es kann getrennt von dieser ausgebildet werden und später mit ihr zusammengefügt werden. Zum Vereinfachen des Herstellungsvorgangs ist es jedoch wünschenswert, dass das Ende und die mehrschichtige Struktur zusammen und gleichzeitig ausgebildet werden.

Die mehrschichtige Struktur kann durch verschiedene bekannte Verfahren geformt werden. Beispielsweise sind für sie verschiedene Verfahren des Einsatzgießens, Sandwichgießens, Zweifarbgießens, Doppelzylindergießens, Film-in-Gießens, Filmtransfergießens, des Mehrschichtblasformens, des Mehrschichtschichtformens usw. einsetzbar. Alle diese Verfahren sind günstig, da sie eine einfache Ausbildung der mehrschichtigen Struktur vereinfachen, die eine Gasbarriereschicht und eine Abdeckschicht aus Harz enthält. Unabhängig von diesem Verfahren kann jedoch die Gasbarriereschicht oder die Abdeckharzschicht durch ein bekanntes Verfahren gebildet werden, und dann kann die andere Schicht in einem bekannten Nachbehandlungsverfahren, wie dem Tauchen, dem Sprühen, dem Sturzguß, der Beschichtung, der Schichtauskleidung oder ähnlichem geformt werden. In jedem Fall ist es wünschenswert, dass die Dicke der Gasbarriereschicht und der gebildeten Abdeckschicht aus Harz nahezu gleichmäßig und konstant ist. Das Öffnungsmetall des Behälters kann integral mit dem getrennten Teil des Behälterkörpers bei diesem Schritt zum Ausbilden des getrennten Körpers erzeugt werden, oder es kann mit dem Behälterkörper nach dem Schweißschritt zusammengefügt werden.

Der Schweißschritt dient dazu, die getrennten Körper zu verschweißen, die in dem Schritt zum Ausbilden der getrennten Körper geformt worden sind, wobei ihre Enden aufeinander gerichtet sind, um einen Behälterkörper zu bilden. Bei diesem Schweißschritt können die getrennten Körper mit jedem bekannten Schweißverfahren verschweißt werden, wie zum durch Beispiel Heißplattenschweißen, Ultraschallschweißen, Oszillationsschweißen usw.

Der Schritt zum Ausbilden der Begrenzungsschicht dient dazu, eine Begrenzungsschicht als äußere Schicht des Behälterkörpers zu bilden. Wie es bereits oben beschrieben wurde, kann die Begrenzungsschicht aus einem Material gebildet werden, das fähig ist, die Expansion des Behälterkörpers zu begrenzen. Wenn beispielsweise FRP als Material für die Begrenzungsschicht verwendet wird, können mit Epoxyharz getränkte Kohlenstoffasern derart gewickelt werden, dass sie die äußere Schicht des Behälterkörpers bedecken, und dann erwärmt werden, um das Epoxyharz auszuhärten, um dadurch die Begrenzungsschicht zu bilden.

Bei dem Verfahren zum Herstellen des Behälters für Hochdruckgas der Erfindung ist es wünschenswert, dass dem Schweißschritt ein Gasbarrierelaminierschritt folgt, wenn das Ende des getrennten Körpers aus nur einer Abdeckschicht aus Harz geformt ist. Der Schritt zum Laminieren der Gasbarriereschicht dient dazu, eine zweite Gasbarriereschicht als äußere Schicht des Verbindungsbereichs zu laminieren. Die Laminierung kann auf jede bekannte Weise durchgeführt werden. Für sie ist beispielsweise jedes bekannte Gußverfahren für Spritzguß oder ähnliches einsetzbar, oder jedes andere Bearbeitungsverfahren, wie zum Beispiel Tauchen, Sprühen, Sturzguß, Beschichten, Schichtauskleiden oder ähnliches. Wie es bereits oben erwähnt wurde, verbessert die zweite Gasbarriereschicht, die so auf den Verbindungsbereich laminiert ist, der nur aus einer Abdeckharzschicht geformt ist, die Gasbarriereeigenschaft des Behälters.

Wenn das Ende des getrennten Körpers nur aus einer Gasbarriereschicht gebildet ist, kann die Gasbarriereeigenschaft des Behälters vollständig verbessert werden. Um jedoch den Stoßwiderstand bei geringer Temperatur des Behälters weiter zu verbessern, ist es wünschenswert, dass dem Schweißschritt ein Abdeckharzlaminierschritt folgt. Der Abdeckharzlaminierschritt dient dazu, eine zweite Abdeckschicht aus Harz als äußere Schicht des Verbindungsbereichss zu laminieren. Wie bei dem Schritt zum Laminieren der Gasbarriere kann das Laminieren dafür in jedem bekannten Laminierverfahren durchgeführt werden.

Bei dem Verfahren zum Erzeugen des Behälters für Hochdruckgas gemäß der Erfindung kann dem Schweißschritt ferner ein Schritt zum Ausbilden eines Begrenzungselements folgen. Der Schritt dient dazu, ein ringförmiges Begrenzungselement in der äußeren Schicht des Behälterkörpers zu bilden. Das Begrenzungselement kann getrennt von dem Behälterkörper geformt werden und kann mit der äußeren Schicht des Behälterkörpers zusammengefügt werden, oder alternativ kann das Begrenzungselement in den Behälterkörper eingebettet werden und damit integriert werden. Wenn das Material des Begrenzungselements das gleiche wie dasjenige der Begrenzungsschicht ist, kann beispielsweise der Schritt zum Ausbilden des Begrenzungselements der gleiche sein wie der Schritt zum Ausbilden der Begrenzungsschicht.

1 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht, die das Auskleidungsteil und das Öffnungsmetall eines herkömmlichen Druckbehälters zeigt.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 1 der Erfindung.
3 ist eine vergrößerte Teilansicht des Behälters aus 2.
4 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 2 der Erfindung.
5 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 3 der Erfindung.
6 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 4 der Erfindung.
7 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 5 der Erfindung.
8 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 6 der Erfindung.
9 ist eine schematische Querschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 7 der Erfindung.
10 ist eine vergrößerte Teilansicht des Behälters aus 9.
11 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 7 der Erfindung zeigt.
12 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 7 der Erfindung zeigt.
13 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 7 der Erfindung zeigt.
14 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter in Ausführungsform 7 der Erfindung zeigt.
15 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 8 der Erfindung.
16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten bei einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 8 der Erfindung zeigt.
17 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 8 der Erfindung zeigt.
18 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 9 der Erfindung.
19 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 10 der Erfindung.
20 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 10 der Erfindung zeigt.
21 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 10 der Erfindung zeigt.
22 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 10 der Erfindung zeigt.
23 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Behälterkörper und die Produktionseinheiten in einem Herstellungsschritt für den Behälter von Ausführungsform 10 der Erfindung zeigt.
24 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 11 der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der Erfindung werden unten unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Ausführungsform 1 dient dazu, einen Druckbehälter zu zeigen, der ein ringförmiges Begrenzungselement um den selbstdichtenden Teil und in dem äußeren Umfang der Auskleidung aufweist und einen einfach verschiebbaren Teil auf dem äußeren Umfang des selbstdichtenden Teils der Auskleidung in deren Radialrichtung aufweist. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 1, und 3 ist eine vergrößerte Teilansicht von 2.
Bei dem Druckbehälter 1 von Ausführungsform 1 wird der Behälterkörper 2 aus einer Begrenzungsschicht 5 und einer Auskleidung 3, die an der inneren Oberfläche der Begrenzungsschicht 5 angebracht ist, gebildet. Die Auskleidung 3 des Behälterkörpers 2 ist aus zwei Teilen 7 mit gleicher Gestalt erzeugt, die im Zentrum 6 des Körpers getrennt sind und die zur Auskleidung 3 durch Heißsiegeln integriert sind.
Die Auskleidung 3 ist aus PPS (Polyphenylensulfid) gebildet und bedeckt die innere Oberfläche 8 des Behälterkörpers 2. Die Begrenzungsschicht 5 ist aus FRP gebildet, das Kohlenstoffasern und Epoxyharz enthält, und bedeckt die äußere Oberfläche 10 der Auskleidung 3. Bei dieser Ausführungsform ist die Auskleidung 3 aus PPS gebildet. Die Auskleidung 3 ist jedoch nicht auf PPS beschränkt und kann aus jedem anderen thermoplastischen Harz, wie zum Beispiel Polyethylen oder Nylon, gebildet werden.
Jeder getrennte Teil 7 der Auskleidung 3 ist an beiden Enden in seiner Axialrichtung offen, und eines der zwei Enden ist nahezu zylindrisch und weist einen verengten Durchmesser auf. Der Umfangsrand der Öffnung 18 an einem Ende des Teils 7, der einen verengten Durchmesser hat, ist aus einem Öffnungsmetall 11 aus Metall gebildet. Bei dem Öffnungsmetall 11 ist der Rand 12, der auf der Seite des äußeren Rands des Behälterkörpers 2 angebracht ist, zur Außenseite des Behälterkörpers 2 vorspringend. Ferner ist das Öffnungsmetall 11 derart bearbeitet, dass es einen kragenartigen Flansch 15 aufweist, der sich in der Radialrichtung des Behälterkörpers 2 an dem Verbindungsbereich 13, an dem das Öffnungsmetall 11 mit dem Behälterkörper 2 verbunden ist, erstreckt. Bei dem Flansch 15 bildet ein Teil des Bodens 17, der auf der Seite des hohlen Innenraums 16 des Behälterkörpers 2 und auf der Seite von dessen Öffnung 18 angebracht, ein nahezu ringartiges getrenntes Teil 20, und das getrennte Teil 20 ist mit dem Flanschkörper 21, der angrenzend an die Öffnung 18 ist, durch eine Schraube 19 zusammengefügt. In der Schnittstelle zwischen dem Flanschkörper 21 und dem getrennten Teil 20 ist ein O-Ring 22 angebracht, der derart wirkt, dass er verhindert, dass eine unter Druck stehende Substanz in die Schnittstelle zwischen dem Flanschkörper 21 und dem getrennten Teil 20 eindringt.
Bei der Auskleidung 3 ist der Kontaktteil 23 zum Flansch, an dem die Auskleidung 3 gegen den Flanschkörper 21 stößt, dünn gebildet und bedeckt den äußeren Umfang 25 des Flanschkörpers 21 in dessen Radialrichtung. Bei dem Teil 23, das in Kontakt mit dem Flansch ist, ist ein Teil des selbstdichtenden Teils 26, der den Boden 17 des Flanschkörpers 21 bedeckt, in den Raum zwischen dem Flanschkörper 21 und dem getrennten Teil 20 eingebracht, wobei er dazwischen gehalten wird. Bei dem Kontaktteil 23 zum Flansch ist der Halteteil 28, der den oberen Teil 27 des Flanschkörpers 21 bedeckt, in dem Raum zwischen der Begrenzungsschicht 5 und dem Flansch 15 angebracht.
Die Auskleidung 3, die auf der äußeren Umfangsseite 30 des Flanschkontaktteils 23 positioniert ist, ist derart bearbeitet, dass sie einen Ringkanal 31 in einem Teil ihres äußeren Umfangs 38 entlang des äußeren Umfangs des Behälterkörpers 2 aufweist. Im Inneren des Ringkanals 31 ist ein Begrenzungselement 32 angebracht, das aus dem gleichen Material, FRP, wie dem Material der Begrenzungsschicht 5 gebildet ist. Im Inneren des Ringkanals 31 ist das äußere Umfangsgebiet des Begrenzungselements 32 mit einem Bund 33 aus PPS befüllt, so dass es eine gleichmäßige Verbindung zur äußeren Oberfläche 10 der Auskleidung 3 bilden kann, die angrenzend an den Ringkanal 31 positioniert ist. Entsprechend kann die Begrenzungsschicht 5, die die äußere Oberfläche 10 der Auskleidung 3 bedeckt, derart gebildet werden, dass sie ihre Steifigkeit gut zum Einsatz bringt. Bei dieser Ausführungsform ist der Bund 33 aus PPS gefer tigt. Er kann jedoch aus jedem anderen thermoplastischen Harz, wie zum Beispiel Nylon, gefertigt sein, oder er kann aus Metall oder FRP gefertigt werden, und ist nicht auf PPS beschränkt.
Der äußere Umfangsteil 35 in der Radialrichtung des Kontaktteils 23 der Auskleidung 3 zum Flansch ist auf der Seite näher an dem hohlen Innenraum 16 als der selbstdichtende Teil 26 positioniert, damit ein Teil der Wand 36 des Ringkanals 31, der auf der Seite des hohlen Innenraums 16 positioniert ist, eine flache Fläche bilden kann, die parallel zu dem selbstdichtenden Teil 26 in einer anderen Position als der Position des selbstdichtenden Teils 26 in der Axialrichtung des Behälterkörpers ist.
Ein Verfahren zum Herstellen des Druckbehälters 1 von Ausführungsform 1 wird unten beschrieben.

1. Ein im voraus geformter Flanschkörper 21 wird in eine Form gelegt und eine PPS-Schmelze wird in die Form eingespritzt, um eine Auskleidung 3 zu bilden. Bei diesem Schritt wird ein Kontaktteil 23 zum Flansch in dem Gebiet um den äußeren Umfangsteil in der Radialrichtung des Flanschkörpers 21 geformt.
2. Der Flanschkörper 21 mit dem Flanschkontaktteil 23, das um ihn geformt ist, wird mit dem getrennten Teil 20 durch eine Schraube 19 zusammengefügt, so dass ein Öffnungsmetall 11 gebildet wird. In diesem Schritt wird der selbstdichtende Teil 26 des Flanschkontaktteils 23 in den Raum zwischen dem Flanschkörper 21 und dem getrennten Teil 20 gebracht, wobei er dazwischen gehalten wird.
3. Der in Schritt 2. ausgebildete getrennte Teil 7, der die Auskleidung 3 und das Öffnungsmetall 11 enthält, wird aus der Form genommen, und zwei getrennte Teile 7 werden derart aneinandergelegt, dass sie im Zentrum 6 des Körpers aufeinander gerichtet sind, und werden heißgesiegelt und miteinander zusammengefügt.
4. Um die in Schritt 3. zusammengefügten getrennten Teilen 7 werden mit Epoxyharz getränkte Kohlenstoffasern herumgewickelt, um das Innere des Ringkanals 31 der Aus kleidung 3 zu füllen, und die Teile werden dann erwärmt, um das Epoxyharz auszuhärten, wodurch ein Begrenzungselement 32 darin gebildet wird. Ferner wird das äußere Umfangsgebiet des Begrenzungselements 32 im Inneren des Ringkanals 31 mit einem Bund 33 gefüllt, um dadurch den Niveauunterschied auf der äußeren Oberfläche 10 der Auskleidung 3 zu dem darin gebildeten Ringkanal 31 aufzuheben, und die äußere Fläche 10 der Auskleidung 3 wird dadurch derart gefertigt, dass sie eine sich gleichmäßig fortsetzende Oberfläche besitzt.
5. Mit Epoxyharz getränkte Kohlenstoffasern werden um die äußere Oberfläche 10 der Auskleidung 3 gewickelt, um sie zu bedecken, und werden dann erwärmt, um das Epoxyharz auszuhärten, wodurch eine Begrenzungsschicht 5 gebildet wird. Eine Öffnung 18 ist mit einer (nicht dargestellten) Blindkappe verstopft. Das Verfahren, das die beschriebenen Schritte 1 bis 5 enthält, erzeugt den Druckbehälter 1 dieser Ausführungsform 1.

Bei dem Druckbehälter 1 von Ausführungsform 1 ist das Begrenzungselement 32 im äußeren Umfang 38 der Auskleidung 3 vorgesehen, die auf der äußeren Umfangsseite 30 des Flanschkontaktteils 23 angebracht ist. Wenn eine Substanz unter Druck in den hohlen Innenraum 16 des Druckbehälters 1 eingefüllt wird und selbst wenn sich der Druckbehälter 1 dadurch ausdehnt, wird daher die Durchmesserexpansion der Auskleidung 3, die auf der inneren Umfangsseite des Begrenzungselements 32 positioniert ist, begrenzt. Entsprechend wird ein Ziehen von dem selbstdichtenden Teil 26 durch die Durchmesserexpansion der Auskleidung 3 verhindert oder begrenzt, und die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 26 und dem Flansch wird gut eingehalten, und die Dichtfähigkeit des selbstdichtenden Teils 26 dabei verbessert.
Zusätzlich ist der leicht verschiebbare Teil 37 direkt verlängerbar und deformierbar, da er dünn ausgebildet ist. Da der leicht verschiebbare Teil 37 derart geformt ist, dass er eine flache Fläche ergibt, die parallel zu dem selbstdichtenden Teil 26 in einer anderen Position als der Position des selbstdichtenden Teils 26 in der Axialrichtung des Behälterkörpers ist, nimmt ferner die dehnbare und deformierbare Länge des leicht verschiebbaren Teils 37 sogar in der Axialrichtung zu, und das Maß der Dehnung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils 37 nimmt weiter zu. Entsprechend kann die Spannung des selbstdichtenden Teils 26 aufgrund der Durchmesserexpansion der Auskleidung 3 zuverlässig durch die Ausdehnung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils 37 absorbiert werden, und als Folge wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 26 und dem Flansch 15 gut beibehalten und die Dichtfähigkeit des selbstdichtenden Teils weiter verbessert.
Da das Öffnungsmetall 11 sich aus dem Flanschkörper 21 und dem getrennten Teil 20 zusammensetzt und da der Flanschkörper 21 mit dem getrennten Teil 20 zusammengefügt wird, nachdem der Kontaktteil 23 zum Flansch in einem Spritzgußvorgang ausgebildet ist, können ferner beim Ausbilden des dünnen, selbstdichtenden Teils 26 in dem Raum des Flansches 15 kurze Spritzgußvorgänge verhindert werden, und daher ist ein gutes und einfaches Gießen zum Ausbilden von ihm möglich. Bei dem Flanschkontaktteil 23 wird ein Teil des selbstdichtenden Teils 26 durch den Flanschkörper 21 und das getrennte Teil 20 gehalten, wobei es sandwichartig dazwischenliegt, und daher wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil und dem Flansch 15 weiter verbessert eingehalten.
Ausführungsform 2
Ausführungsform 2 dient dazu, einen Druckbehälter darzustellen, der auf die gleiche Weise wie derjenige von Ausführungsform 1 hergestellt ist, außer dass das Begrenzungselement in die Auskleidung eingebettet ist und in die Auskleidung integriert ist. 4 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 2.
Bei dem Druckbehälter 40 von Ausführungsform 2 ist das Begrenzungselement 41 in die Auskleidung 42 eingebettet und in die Auskleidung 42 integriert. Daher kann der Vorgang zum Herstellen des Druckbehälters bei dieser Ausführungsform vereinfacht werden. Zusätzlich weist der Druckbehälter dieser Ausführungsform wie bei Ausführungsform 1 ebenfalls das Begrenzungselement 41 und den leicht verschiebbaren Teil 43 auf, und daher wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 45 und dem Flansch 46 dabei ebenfalls gut beibehalten.
Ausführungsform 3
Ausführungsform 3 dient dazu, einen Druckbehälter darzustellen, der demjenigen von Ausführungsform 1 entspricht, außer dass das Begrenzungselement in die Begrenzungsschicht integriert ist und der Flansch nur der Flanschkörper ist. 5 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 3.
Bei dem Druckbehälter 47 von Ausführungsform 3 ist der Flansch 52 nur ein Flanschkörper 44, und der Flanschkörper 44 ist derart gefertigt, dass er einen Kanal 39 in seiner Umfangsrichtung besitzt. Bei dem Druckbehälter 47 dieser Ausführungsform 3 ist ein Teil des selbstdichtenden Teils 51 derart gebildet, dass er in das Innere des Kanals 39 gefüllt ist, und daher wird der selbstdichtende Teil 51 durch den Kanal 39 gehalten.
Bei dem Druckbehälter 47 von Ausführungsform 3 ist das Begrenzungselement 48 in die Begrenzungsschicht 49 integriert. Daher kann der Vorgang zum Herstellen des Druckbehälters in dieser Ausführungsform vereinfacht werden. Zusätzlich weist wie bei Ausführungsform 1 der Druckbehälter dieser Ausführungsform auch das Begrenzungselement 48 und den leicht verschiebbaren Teil 50 auf, und daher wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 51 und dem Flansch 52 dabei ebenfalls gut beibehalten.
Ausführungsform 4
Ausführungsform 4 dient dazu, einen Druckbehälter zu zeigen, der der gleiche wie derjenige von Ausführungsform 1 ist, außer dass der selbstdichtende Teil derart ausgebildet ist, dass er lediglich den Boden des Flanschkörpers bedeckt, und dass das Begrenzungselement angrenzend an den Ringkanal der Auskleidung und am äußeren Umfang des Flansches in dessen Radialrichtung vorgesehen ist. 6 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 4.
Bei dem Druckbehälter 53 von Ausführungsform 4 ist das Begrenzungselement 54 angrenzend an den Ringkanal 56 der Auskleidung 55 und am äußeren Umfang 58 des Flansches 57 in dessen Radialrichtung vorgesehen. Wie bei Ausführungsform 1 weist der Druckbehälter auch das Begrenzungselement 54 und den leicht verschiebbaren Bereich 60 auf, und daher wird eben falls die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 61 und dem Flansch 57 bei dieser Ausführungsform gut eingehalten.
Ausführungsform 5
Ausführungsform 5 dient dazu, einen Druckbehälter zu zeigen, der der gleiche wie derjenige von Ausführungsform 1 ist, außer dass der leicht verschiebbare Teil wie eine zweistufige Leiter ausgebildet ist, deren zwei Stufen sich nahezu parallel zu dem selbstdichtenden Teil in zwei unterschiedlichen Positionen erstrecken, die beide andere Positionen als die Position des selbstdichtenden Teils sind, und dass das Begrenzungselement entsprechend der Gestalt der zweistufigen Leiter des leicht verschiebbaren Teils gebildet ist. 7 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters von Ausführungsform 5.
Bei dem Druckbehälter 62 von Ausführungsform 5 ist der leicht verschiebbare Teil 63 wie eine zweistufige Leiter ausgebildet, deren zwei Stufen sich nahezu parallel zu dem selbstdichtenden Teil 65 in zwei unterschiedlichen Positionen erstrecken, die beide andere Positionen als die Position des selbstdichtenden Teils 65 sind, und daher nimmt die dehnbare und deformierbare Länge des leicht verschiebbaren Teils 63 weiter zu, und die Spannung des Flanschkontaktbereichs 64 auf Grund der Durchmesserexpansion der Auskleidung 66 kann günstiger durch die Verlängerung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils 63 absorbiert werden.
Ausführungsform 6
Ausführungsform 6 dient dazu, einen Druckbehälter zu zeigen, der gleich ist wie derjenige von Ausführungsform 1, außer dass der getrennte Bereich des Flansches den gesamten Boden des Flansches bedeckt, und dass der selbstdichtende Teil des Flanschkontaktteils vollständig sandwichartig zwischen dem getrennten Teil und dem Flanschkörper liegt. 8 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Druckbehälters nach Ausführungsform 6.
Bei dem Druckbehälter 67 nach Ausführungsform 6 liegt der selbstdichtende Teil 70 des Flanschkontaktteils 68 vollständig sandwichartig zwischen dem Flanschkörper 71 und dem getrennten Teil 72, und daher wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 68 und dem Flansch 73 gut gehalten, und die Dichtbarkeit des selbstdichtenden Teils ist weiter verbessert.
Wenn wie oben beschrieben der Druckbehälter der Erfindung mit einer Substanz unter Druck befüllt wird und selbst wenn er sich dabei ausdehnt, wirkt das am äußeren Umfang der Auskleidung vorgesehene Begrenzungselement, das um den selbstdichtenden Teil der Auskleidung vorgesehen ist, derart, dass es die Ausdehnung der Auskleidung in Durchmesserrichtung begrenzt, und folglich kann ein Ziehen des selbstdichtenden Teils, das durch die Durchmesserexpansion der Auskleidung hervorgerufen wird, verhindert oder eingeschränkt werden. Entsprechend wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil und dem Flansch gut gehalten, und die Dichtbarkeit des selbstdichtenden Teils wird dadurch verbessert.
Da der einfach verschiebbare Teil, der unmittelbar dehnbar und deformierbar ist, am äußeren Umfangsteil des selbstdichtenden Teils der Auskleidung in deren Radialrichtung vorgesehen ist, kann zusätzlich die Spannung des selbstdichtenden Teils aufgrund der Durchmesserexpansion der Auskleidung zuverlässig durch die Ausdehnung und Deformation des leicht verschiebbaren Teils absorbiert werden, und daher wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil und dem Flansch zusätzlich besser eingehalten, und die Abdichtbarkeit des selbstdichtenden Teils wird dadurch weiter verbessert.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 6 sind die Auskleidungen aus PPS gebildet. Die Auskleidungen können jedoch aus einer Laminatstruktur geformt sein, die eine Gasbarriereschicht aus EVOH oder ähnlichem und eine Abdeckschicht aus Harz aus Polyethylen oder ähnlichem enthält. Die detaillierte Struktur für solche Laminatstrukturen wird in den folgenden Ausführungsformen beschrieben.
Ausführungsform 7
Ausführungsform 7 dient dazu, einen Behälter für Hochdruckgas zu zeigen, der eine mehrschichtige Struktur aufweist, wobei eine Abdeckschicht aus Harz als innere Schicht und äußere Schicht der Gasbarriereschicht ausgebildet ist, und der eine Begrenzungsschicht aus FRP als äußere Schicht des Behälterkörpers besitzt. 9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Behälters für Hochdruckgas von Ausführungsform 7; und 10 ist eine vergrößerte Teilansicht von 9.
Der Behälterkörper 202 des Behälters 201 für Hochdruckgas dieser Ausführungsform 7 weist eine dreischichtige Struktur auf, die eine innere Abdeckschicht 203 aus Harz, eine Gasbarriereschicht 204 und eine äußere Abdeckschicht 206 aus Harz in dieser Reihenfolge von der Innenseite des Körpers ausgehend laminiert enthält, und eine Begrenzungsschicht 207 ist ferner als die äußere Schicht des Behälterkörpers 202 ausgebildet. Somit weist der Behälter 201 eine vierschichtige Struktur auf. Von diesen Schichten bildet der dreischichtige Teil, der die innere Abdeckschicht 203 aus Harz, die Gasbarriereschicht 204 und die äußere Abdeckschicht 206 aus Harz enthält, die mehrschichtige Struktur 214. Der Behälterkörper 202 ist zweistückig mit zwei Stücken 210 mit gleicher Gestalt ausgebildet, wobei die Trennstelle im Zentrum 208 des Körpers liegt, und die zwei Teile 210 heißgesiegelt und zu einem Körper am Verbindungsbereich 209 zusammengefügt sind.
Die zweischichtige Abdeckschicht 211 aus Harz, die die innere Abdeckschicht 202 aus Harz und die äußere Abdeckschicht 206 aus Harz enthält, ist aus einem Material aus Polyethylenharz geformt. Dabei dient die innere Abdeckschicht 203 aus Harz dazu, die innerste Schicht 212 des Behälterkörpers 202 zu bilden, und die äußere Abdeckschicht 206 aus Harz dient dazu, die äußerste Schicht 213 des Behälterkörpers 202 zu bilden. Die Gasbarriereschicht 204 ist aus einem Material aus EVOH geformt und liegt zwischen der inneren Abdeckharzschicht 203 und der äußeren Abdeckschicht 206 aus Harz. Die Abdeckschicht aus Harz ist derart gestaltet, dass sie eine Dicke von 0,1 bis 5 mm oder ähnlich aufweist, und die Gasbarriereschicht ist ebenfalls derart gestaltet, dass sie eine Dicke von etwa 0,1 bis 5 mm oder ähnlich besitzt.
Jeder getrennte Teil 210 des Behälterkörpers 202 ist in seiner Axialrichtung an beiden Enden offen, und ein Ende 215 der zwei Enden ist nahezu zylindrisch und weist einen verengten Durchmesser auf. Der Umfangsrand der Öffnung 216 an einem Ende 215 des getrennten Teils, das einen verengten Durchmesser besitzt, ist aus einem Öffnungsmetall 218 aus metallischem Werkstoff geformt. Bei dem Öffnungsmetall 218 ist der Rand 220, der auf der äußeren Randseite des Behälterkörpers 202 angebracht ist, nach außen aus dem Behälterkörper 202 vorspringend. Ferner ist das Öffnungsmetall 218 derart gefertigt, dass es einen bundartigen Flansch 223 aufweist, der sich in der Radialrichtung des Behälterkörpers 202, an dem Verbindungsbereich 222, an dem das Öffnungsmetall 218 eine Verbindung zu dem Behälterkörper 202 herstellt, erstreckt. Auf der äußeren Seite des Öffnungsmetalls 218 in dessen Radialrichtung ist ein ringförmiger Eingriffskanal 226 ausgebildet, der sich ungefähr in der Dickenrichtung des Öffnungsmetalls 218 erstreckt.
Ein Kontaktteil 228 zum Flansch, der den äußeren Umfang des Öffnungsmetalls 218 bedeckt, ist in dem Behälterkörper 202 in einem Gebiet ausgebildet, in dem das Öffnungsmetall 218 in Anlage gebracht ist. Bei dem Kontaktteil 228 zum Flansch wird ein Teil des selbstdichtenden Teils 231, der den Boden 230 des Flansches 223 bedeckt, im Inneren des Eingriffskanals 226 gehalten, der in dem Öffnungsmetall 218 geformt ist.
Auf einem Teil des Behälterkörpers 202, der auf der äußeren Umfangsseite des Kontaktteils 228 zum Flansch angebracht ist, ist ein Ringkanal 232 entlang des äußeren Umfangs des Behälterkörpers 202 geformt. In den Ringkanal 232 ist ein ringförmiges Begrenzungselement 233, das aus dem gleichen Material aus FRP wie die Begrenzungsschicht 207 ausgebildet ist, eingesetzt. Wenn ein Hochdruckgas in den hohlen Innenraum 235 des Behälterkörpers 202 eingefüllt wird, und selbst wenn der Hochdruckgasbehälter 201 dabei ausgedehnt wird, wird die Expansion des Behälterkörpers 202 begrenzt und daher ein Ziehen des selbstdichtenden Teils 231 durch die Expansion des Körpers begrenzt oder verhindert, und die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 231 und dem Flansch 223 wird gut eingehalten. Bei dem Ringkanal 232 ist ein Bund 236 aus PPS um das Begrenzungselement 233 gefüllt, so dass er gleichmäßig in die äußere Fläche des Behälterkörpers 202 übergeht, die angrenzend an den Ringkanal 232 angebracht ist. Entsprechend ist die Begrenzungsschicht 207, die die äußere Fläche des Behälterkörpers 202 bedeckt, derart geformt, dass der Behälter seinen Druckwiderstand gut zum Einsatz bringt.
Bei dem Behälterkörper 202 ist der Teil, der auf der äußeren Umfangsseite des Flanschkontaktteils 228 in dessen Radialrichtung angeordnet ist, dünn derart geformt, dass er ein einfach verschiebbarer Teil 237 ist, der unmittelbar dehnbar und deformierbar ist. Selbst wenn der Durchmesser des Behälterkörpers 202 sich ausdehnt, kann entsprechend die Spannung des selbstdichtenden Teils 231 durch die Elongation und Deformation des leicht verschiebbaren Teils 237 absorbiert werden, und als Folge wird die Verbindung zwischen dem selbstdichtenden Teil 231 und dem Flansch 223 besser eingehalten.
Bei dem Hochdruckgasbehälter 201 dieser Ausführungsform 7 wird ein Durchdringen von in den hohlen Innenraum 235 des Behälterkörpers 202 gefüllten Hochdruckgases zur Außenseite des Hohlraums durch die Gasbarriereschicht 204 unterbunden. Da die Gasbarriereschicht 204 aus einem Material aus EVOH ausgebildet ist, und da sie eine gute Gasbarriereeigenschaft selbst bei Gasen mit geringem Molekulargewicht, wie zum Beispiel Wasserstoffgas, aufweist, kann der Hochdruckgasbehälter 201 dieser Ausführungsform 7 günstig zum Einfüllen und Abgeben von nicht nur Gasen mit hohem Molekulargewicht, sondern auch von Gasen mit geringem Molekulargewicht in ihn hinein und aus ihm heraus eingesetzt werden. Zusätzlich ist die Abdeckschicht 211 aus Harz als die innere Schicht und die äußere Schicht der Gasbarriereschicht 204 ausgebildet, und die Abdeckschicht 211 aus Harz verstärkt die Gasbarriereschicht 204. Obwohl EVOH mit einem schlechten Stoßwiderstand bei geringer Temperatur als Material für die Gasbarriereschicht 204 verwendet wird, ist die mechanische Festigkeit des Gasbehälters noch gut, selbst bei geringen Temperaturen von beispielsweise –30°C oder weniger, und der Gasbehälter kann günstig selbst bei solchen geringen Temperaturen eingesetzt werden. Da die äußere Schicht des Behälterkörpers 202 nicht nur aus der Begrenzungsschicht 207 aus FRP ausgebildet ist, das die Expansion des Behälterkörpers 202 begrenzen kann, sondern auch mit dem ringförmigen Begrenzungselement 233 versehen ist, ist entsprechend der Druckwiderstand des Hochdruckgasbehälters 201 dieser Ausführungsform 7 stärker verbessert, und der Behälter 201 ist noch günstiger für Hochdruckgas.
Der Hochdruckgasbehälter 201 von Ausführungsform 7 wird gemäß dem Verfahren zum Erzeugen eines Behälters für Hochdruckgas der Erfindung hergestellt, und sein Behälterkörper 202 wird durch eine Art Doppelzylinderguß hergestellt. Bei Ausführungsform 7 werden zwei getrennte Teile 210 des Behälterkörpers 202 zunächst gefertigt, und die zwei Teile 210 werden an ihren Enden 239 verschweißt und dadurch zu einem Stück zusammengesetzt. Der Behälterkörper 202 von Ausführungsform 7 und die Einrichtung zum Erzeugen von ihm sind als schematische Querschnittsansichten in 11 bis 14 dargestellt, die die Herstellungsschritte getrennt zeigen. Das Verfahren zum Erzeugen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 7 wird unten beschrieben. Das Verfahren enthält einen Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers, einen Schweißschritt, einen Schritt zum Ausbilden eines Begrenzungselements und einen Schritt zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht.
1-1. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (vorbereitender Schritt):
Der Hochdruckgasbehälter 1 von Ausführungsform 7 wird in einer Art von Doppelzylinderguß hergestellt. Die Doppelzylindergießvorrichtung 240 enthält eine erste Einspritzeinheit 241 zum Ausbilden der Abdeckschicht 211 aus Harz und eine zweite Einspritzeinheit 242 zum Ausbilden der Gasbarriereschicht 204. Der Düsenkopf 243 der ersten Einspritzeinheit steht mit der Form 246 über einen Ventilkörper 245 in Verbindung, und der Düsenkopf 247 der zweiten Einspritzeinheit 242 steht mit der Form 246 über einen Ventilkörper 248 in Verbindung. Die zweite Einspritzeinheit 242 und der zweite Ventilkörper 248 sind mit einer (nicht dargestellten) Verzögerungstaktgebung verbunden, durch welche die Einspritzung und das Öffnen des Angusses für die zweite Einspritzeinheit bezüglich denjenigen für die erste Einspritzeinheit 241 und den ersten Ventilkörper 245 verzögert sind.
Bei diesem vorbereitendem Schritt ist ein Öffnungsmetall 218 (nicht dargestellt) auf der Formfläche 250 der Form 246 angebracht. Damit wird Polyethylenharz zum Ausbilden einer Abdeckschicht 211 aus Harz in die erste Einspritzeinheit 241 gebracht und darin auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt und geschmolzen, wobei der erste Ventilkörper 245, wie es in 11 gezeigt ist, geschlossen ist. Zusätzlich wird EVOH zum Ausbilden einer Gasbarriereschicht 204 in die zweite Einspritzeinheit 242 eingebracht und darin auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt und geschmolzen, wobei der zweite Ventilkörper 248 geschlossen ist.
1-2. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (erster Einspritzschritt):
Bei diesem ersten Einspritzschritt wird der erste Ventilkörper 245 geöffnet, während der zweite Ventilkörper 248 geschlossen bleibt, und die Polyethylenharzschmelze 252 wird in die Form 246 aus der Einspritzeinheit 241 eingespritzt, wie es in 12 gezeigt ist. In diesem Schritt bewegt sich die Polyethylenharzschmelze 252 weiter, so dass sie den Raum in der Richtung des Pfeils a füllt, und sie erreicht den Ort oberhalb des zweiten Ventilkörpers 248.
1-3. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (zweiter Einspritzschritt):
Bei diesem zweiten Einspritzschritt ist der erste Ventilkörper 245 geschlossen, und der zweite Ventilkörper 248 wird durch die Betätigung der Verzögerungstaktgebung geöffnet, und eine EVOH-Schmelze 253 wird in die Form 246 aus der zweiten Einspritzeinheit 242 eingespritzt, wie es in 13 gezeigt ist. Bei diesem Schritt läuft die EVOH-Schmelze 253 in der Richtung des Pfeils b in die Schicht aus der Polyethylenharzschmelze 252, die in dem ersten Einspritzschritt ausgebildet worden ist. Aufgrund des Einspritzdrucks der EVOH-Schmelze 253 in diesem Schritt wird die Polyethylenharzschmelze 252, die in die Form in dem ersten Einspritzschritt eingespritzt worden ist, weiter in der Richtung des Pfeils a aus ihrer Position gedrückt und erreicht das Ende 251 des Hohlraums der Form 246 weiter entfernt von dem Ventilkörper 248.
1-4. Schritt zu Ausbilden eines getrennten Körpers (Abkühlschritt):
Nachdem die EVOH-Schmelze 253 vollständig in die Form von der zweiten Einspritzeinheit 242 aus eingespritzt worden ist, wird anschließend der zweite Ventilkörper 248 geschlossen. In diesem Zustand ist die Form 246 mit der Polyethylenharzschmelze 252 gefüllt, um die innere Abdeckschicht 203 aus Harz und die äußere Abdeckschicht 206 aus Harz auszubilden, und ist mit der EVOH-Schmelze 253 gefüllt, um die Gasbarriereschicht 204 auszubilden, wie es in 14 gezeigt ist. Die EVOH-Schmelze 253 füllt den Raum in der zweischichtigen Polyethylenharzschmelze 252, wobei sie eine dünne Schicht mit einer nahezu gleichmäßigen Dicke darin bildet. Bei diesem Abkühlschritt wird die Form 246 gekühlt, um die innere Abdeckschicht 203 aus Harz, die äußere Abdeckschicht 206 aus Harz und die Gasbarriereschicht 4 zu verfestigen, wodurch das getrennte Teil 210 eines Behälterkörpers 202 geformt wird. In diesem Zustand ist das getrennte Teil 210 eines Behälterkörpers 202 mit einem Öffnungsmetall 218 (nicht dargestellt) zusammengefügt. Bei diesem Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers wird die mehrschichtige Struktur 214 geformt, die die innere Abdeckschicht 203 aus Harz, die äußere Abdeckschicht 206 aus Harz und die Gasbarriereschicht 204 enthält.
2. Schweißschritt:
Das getrennte Teil 210, das mit dem Öffnungsmetall 218 eines Behälterkörpers 202 integriert ist und in den Schritten 1-1 bis 1-4 ausgebildet worden ist, wird aus der Form 246 entnommen, und zwei getrennte Teile 210 werden thermisch an ihren Enden 239 verschweißt, um den Verbindungsbereich 209 zu bilden, und werden somit zu einem Behälterkörper 202 zusammengefügt.
3. Schritt zum Ausbilden des Begrenzungselements:
Bei dem integral ausgebildeten Behälterkörper 202 werden mit Epoxyharz getränkte Kohlenstoffasern aufgewickelt, um das Innere des Ringkanals 232 zu füllen, und werden dann erwärmt, um das Epoxyharz auszuhärten, wodurch ein Begrenzungselement 233 darin geformt wird. Ferner wird das äußere Umfangsgebiet des Begrenzungselements 233 im Inneren des Ringkanals 232 mit einem Bund 236 gefüllt, um dabei den Niveauunterschied auf der äußeren Fläche 213 des Behälterkörpers 202 zu dem darin ausgebildeten Ringkanal 232 auszugleichen, und die äußere Fläche 213 des Behälterkörpers 202 wird dabei derart bearbeitet, dass sie eine sich gleichmäßig fortsetzende Fläche besitzt.
4. Schritt zum Ausbilden der Begrenzungsschicht:
Mit Epoxyharz getränkte Kohlenstoffasern werden um die äußere Oberfläche 213 des Behälterkörpers 202 gewickelt, um diesen zu bedecken, und werden dann erwärmt, um das Epoxyharz auszuhärten und dadurch eine Begrenzungsschicht 207 zu bilden. Eine Öffnung 216 ist mit einer (nicht dargestellten) Blindkappe verstopft. Das Verfahren, das die oben beschriebenen Schritte 1 bis 4 umfaßt, erzeugt den Hochdruckgasbehälter 1 dieser Ausführungsform 7.
Gemäß dem Verfahren zum Erzeugen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 7 wird der Behälterkörper 202 in einer Art eines Doppelzylindergusses ausgebildet. Daher können die Gasbarriereschicht 204 und die Abdeckharzschicht 211 unmittelbar unter Verwendung einer bereits vorhandenen Gußmaschine ausgebildet werden, und zusätzlich sind keine anderen Arten von Formen als die Form 246 erforderlich. Entsprechend können die Kosten für die Form 246 verringert werden. Ferner ist es einfach, die Dicke der Gasbarriereschicht 204 nahezu gleichmäßig und konstant einzustellen.
Ausführungsform 8
Ausführungsform 8 dient dazu, einen Behälter für ein Hochdruckgas zu zeigen, der die gleiche Gestalt wie diejenige des Behälters von Ausführungsform 7 aufweist, außer dass die Abdeckschicht aus Harz nur als äußere Schicht der Gasbarriereschicht ausgebildet ist. 15 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 8.
Der Behälterkörper des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 8 weist eine zweischichtige Struktur auf, die eine Gasbarriereschicht 257 und eine Abdeckschicht 258 aus Harz enthält, und ferner ist eine Begrenzungsschicht 260 als die äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet. Somit weist der Behälter eine dreischichtige Struktur auf. Bei diesen Schichten bildet der zweischichtige Teil, der die Gasbarriereschicht 257 und die Abdeckschicht 258 aus Harz enthält, die mehrschichtige Struktur 259. Wie bei Ausführungsform 7 weist der Hochdruckgasbehälter dieser Ausführungsform 8 gute Gasbarriereeigenschaften nicht nur gegenüber Gasen mit hohem Molekulargewicht, sondern auch selbst gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht aufgrund seiner Gasbarriereschicht 257, die aus EVOH geformt ist, auf, und er wird daher günstig als Behälter zum Einfüllen und Entnehmen verschiedener Gase unabhängig von deren Molekulargewicht in ihn und aus ihm heraus eingesetzt. Da die Abdeckschicht 258 aus Harz aus Polyethylenharz mit einem guten Stoßwiderstand bei geringer Temperatur als äußere Schicht der Gasbarriereschicht 257 ausgebildet ist, ist zusätzlich die mechanische Festigkeit des Behälters selbst bei geringen Temperaturen gewährleistet, und der Behälter kann günstig selbst bei geringen Temperaturen eingesetzt werden. Da darüber hinaus das Begrenzungselement 233 aus FRP in der äußeren Schicht des Behälterkörpers 256 geformt ist, ist der Behälter dieser Ausführungsform zum Einfüllen und Ausgeben von Hochruckgas in ihn und aus ihm heraus einsetzbar, wie der Hochdruckgasbehälter 1 von Ausführungsform 7.
Der Behälterkörper des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 8 wird in einer Art von Einsatzgießvorgang geformt.
Der Behälterkörper von Ausführungsform 8 und die Vorrichtung zum Erzeugen von ihm sind als schematische Querschnittsansichten in 16 und 17 dargestellt, die getrennt die Herstellungsschritte zeigen, und das Verfahren zum Erzeugen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 8 wird unten beschrieben.
1-1. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (erster Gußschritt):
Der Hochdruckgasbehälter von Ausführungsform 8 wird in einer Art von Einsatzgießen hergestellt. In dem ersten Gußschritt von Ausführungsform 8 wird ein (nicht dargestelltes) Öffnungsmetall in der ersten Form 261 angeordnet, und eine wie bei Ausführungsform 7 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmte und geschmolzene EVOH-Schmelze wird in die erste Form 261 eingespritzt, dann abgekühlt und verfestigt, so dass sich ein erstes Gußobjekt 262 aus der Gasbarriereschicht 257, die mit dem Öffnungsmetall integriert ist, wie es in 16 dargestellt ist, ergibt.
1-2. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (zweiter Gußschritt):
Bei dem zweiten Gußschritt wird das erste Gußobjekt 262, das in dem ersten Gußschritt erzeugt wird, in einer zweiten Form 263 angebracht und darin einem Einsatzgußschritt unterworfen, um dabei eine Abdeckschicht aus Harz 258 als äußere Schicht der Gasbarriereschicht 257 auszubilden, in die das Öffnungsmetall integriert ist, wie es in 17 dargestellt ist. Die Abdeckschicht aus Harz 258 wird durch Einspritzen einer Polyethylenharzschmelze geformt, die wie bei Ausführungsform 7 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt und geschmolzen ist, gefolgt von einem Abkühlen und Verfestigen von ihr. Durch den ersten Gußschritt und den zweiten Gußschritt für den Schritt zum Ausbilden des getrennten Körpers wird ein getrenntes Teil eines Behälterkörpers, in das ein Öffnungsmetall integriert ist, ausgebildet. In dem zweiten Gußschritt wird das getrennte Teil eines Behälterkörpers geformt, der eine zweischichtige Struktur aus der Gasbarriereschicht 257 und der Abdeckschicht aus Harz 258 aufweist. Neben dieser Struktur kann jedoch auch eine dreischichtige Struktur für es eingesetzt werden, die eine innere Abdeckschicht aus Harz, eine Gasbarriereschicht und eine äußere Abdeckschicht aus Harz beispielsweise enthält, wie bei Ausführungsform 7. In diesem Fall ist beispielsweise das erste Gußobjekt 262 von der Formfläche der zweiten Form 236 beabstandet, indem es mit Stif ten oder ähnlichem fixiert wird, und eine Abdeckschicht aus Harz 258 wird als die innere und die äußere Schicht des ersten Gußobjekts 262 in diesen Zustand ausgebildet. Als Folge dessen wird ein getrennter Teil des Behälterkörpers 256 unmittelbar ausgebildet, der eine dreischichtige Struktur aufweist, die die Abdeckschicht aus Harz 258, die Gasbarriereschicht 257 und die Abdeckschicht aus Harz 258 enthält.
2. Schweißschritt:
Die getrennten Teile des in dem Schritt zum Ausbilden getrennter Körper enthaltenen Behälterkörpers werden auf die gleiche Weise wie bei Ausführungsform 7 verschweißt, um einen Behälterkörper zu bilden, in den ein Öffnungsmetall integriert ist.
Als nächstes wird dieser weiter in dem Schritt zum Ausbilden eines Begrenzungselements und dem Schritt zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht wie bei Ausführungsform 7 verarbeitet, um ein Begrenzungselement (nicht dargestellt) und eine Begrenzungsschicht 260 auszubilden, wodurch ein Hochdruckgasbehälter von Ausführungsform 8 fertiggestellt wird.
Ausführungsform 9
Ausführungsform 9 dient dazu, einen Behälter für Hochdruckgas zu zeigen, der die gleiche Gestalt wie diejenige des Behälters von Ausführungsform 7 aufweist, außer dass die Abdeckschicht aus Harz bezüglich der Gasbarriereschicht lediglich als innere Schicht ausgebildet ist. 18 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 9.
Der Behälterkörper des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 9 weist eine zweischichtige Struktur auf, die eine Abdeckschicht 267 aus Harz und eine Gasbarriereschicht 268 enthält, und ferner ist eine Begrenzungsschicht 270 als äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet. Somit weist der Behälter eine dreischichtige Struktur auf. Bei den Schichten bildet der zweischichtige Teil, der die Abdeckschicht 267 aus Harz und die Gasbarriereschicht 286 enthält, die mehrschichtige Struktur 269. Wie bei Ausführungsformen 7 und 8 bietet der Hochdruckgasbehälter dieser Ausführungsform 9 gute Gasbarriereeigenschaften nicht nur gegenüber Gasen mit hohem Molekulargewicht, sondern selbst gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht aufgrund seiner Gasbarriereschicht 268, die aus EVOH gebildet ist, und ist daher geeignet für den Einsatz als Behälter zum Einfüllen und Abgeben verschiedener Gase, unabhängig von deren Molekulargewicht, in und aus dem Behälter. Da die Abdeckschicht 267 aus Harz aus Polyethylenharz mit einem guten Stoßwiderstand bei geringer Temperatur gebildet ist, ist die mechanische Festigkeit des Behälters selbst bei geringen Temperaturen gewährleistet, und der Behälter ist zusätzlich für den Einsatz bei geringen Temperaturen geeignet. Da die Begrenzungsschicht 270 aus FRP als die äußere Schicht des Behälterkörpers 266 geformt ist, und da ein (nicht dargestelltes) Begrenzungselement ausgebildet ist, ist der Behälter dieser Ausführungsform ferner zum Einfüllen und Abgeben von Hochdruckgas in und aus ihm geeignet, wie die Hochdruckgasbehälter von Ausführungsformen 7 und 8.
Ausführungsform 10
Ausführungsform 10 dient dazu, einen Behälter für Hochdruckgas zu zeigen, der gleich wie der Behälter für Hochdruckgas von Ausführungsform 7 ist, außer dass der Verbindungsbereich nur aus einer Abdeckschicht aus Harz gebildet ist und eine zweite Gasbarriereschicht auf den Verbindungsbereich als äußere Schicht davon auflaminiert ist. Die getrennten Körper des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 10 werden in einer Art von Sandwichguß ausgebildet. 19 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 10.
Der Behälterkörper des Hochdruckgasbehälters dieser Ausführungsform 10 weist eine dreischichtige Struktur auf, die eine innere Abdeckschicht 273 aus Harz, eine Gasbarriereschicht 275 und eine äußere Abdeckschicht 276 aus Harz enthält, und ferner ist eine Begrenzungsschicht 277 als äußerste Schicht des Behälterkörpers ausgebildet. Somit weist der Behälter eine vierschichtige Struktur auf. Bei diesen Schichten bildet der dreischichtige Teil, der die innere Abdeckschicht 273 aus Harz, die Gasbarriereschicht 275 und die äußere Abdeckschicht 276 aus Harz enthält, die mehrschichtige Struktur 278. Der Verbindungsbereich 280, an dem die getrennten Körper 274 miteinander verbunden sind, ist nur durch die Abdeckschicht 281 aus Harz gebildet. Bei dem Behälterkörper ist der Verbindungsbereich 280 mit einer zweiten Gasbarriereschicht 282, die aus dem gleichen Material wie die Gasbarriereschicht 275 gebildet ist, als äußere Schicht des Bereichs laminiert. Der Hochdruckgasbehälter von Ausführungsform 10 bietet eine gute Gasbarriereeigenschaft nicht nur gegenüber Gasen mit hohem Molekulargewicht, sondern auch sogar gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht aufgrund seiner Gasbarriereschicht 275, wie diejenigen Behälter von Ausführungsformen 7 bis 9. Da die Abdeckschicht 281 aus Harz als die innere Schicht und die äußere Schicht der Gasbarriereschicht 275 gebildet ist, weist der Behälter ferner einen guten Stoßwiderstand bei geringer Temperatur auf. Ferner ist der Behälter dieser Ausführungsform zum Einfüllen und Entnehmen von Hochdruckgas in ihn und aus ihm wie die Behälter für Hochdruckgas von Ausführungsformen 7 bis 9 verwendbar, da ferner eine Begrenzungsschicht 277 als äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet ist und da zudem ein Begrenzungselement (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Da der Verbindungsbereich 280 nur aus der Abdeckschicht 281 aus Harz geformt ist, kann ferner das Verbinden der getrennten Körper auf feste Weise durch Schweißen erreicht werden, und die Belastbarkeit des derartig konstruierten Hochdruckgasbehälters dieser Ausführungsform ist weiter verbessert. Da die zweite Gasbarriereschicht 282 als die äußere Schicht der Abdeckschicht 281 aus Harz ausgebildet ist und aus dem gleichen Material wie demjenigen der Gasbarriereschicht 275 geformt ist, wirkt die zweite Gasbarriereschicht 282 derart, dass sie einen Leckstrom von Gas verhindert, selbst wenn Gas aus dem Behälterkörper durch die Abdeckschicht 281 aus Harz auslecken könnte, die den Verbindungsbereich 280 bildet. Entsprechend sind die Gasbarriereeigenschaften des Hochdruckgasbehälters dieser Ausführungsform gut.
Das Verfahren zum Herstellen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 10 beinhaltet den gleichen Schweißschritt, Schritt zum Ausbilden des Begrenzungselements und Schritt zum Ausbilden der Begrenzungsschicht wie das Verfahren zum Herstellen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 7, und ferner beinhaltet es einen Schritt zum Laminieren einer Gasbarriere. Der Behälterkörper von Ausführungsform 10 und die Vorrichtung zum Erzeugen von ihm sind als schematische Querschnittsansichten in 20 bis 23 gezeigt, die getrennt die Herstellungsschritte darstellen. Der Schritt zum Ausbilden des getrennten Körpers und der Schritt zum Laminieren der Gasbarriere bei dem Verfahren zum Herstellen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 10 werden nachfolgend beschrieben.
1-1. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (vorbereitender Schritt):
Der Hochdruckgasbehälter von Ausführungsform 10 wird in einer Art von Sandwichguß erzeugt. Die Vorrichtung 283 für den Sandwichguß enthält eine erste Einspritzeinheit 285 zum Ausbilden der Abdeckschicht 281 aus Harz und eine zweite Einspritzeinheit 286 zum Ausbilden der Gasbarriereschicht 275. Die erste Einspritzeinheit 285 und die zweite Einspritzeinheit 286 weisen einen Düsenkopf 287 auf, der für beide gemeinsam verwendet wird. Der Düsenkopf 287 steht mit der Form 288 in Verbindung. Die erste Einspritzeinheit 285 und die zweite Einspritzeinheit 286 werden durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert. Bei diesem vorbereitenden Schritt wird ein Öffnungsmetall (nicht dargestellt) auf der Formfläche 290 der Form 288 angebracht, und Polyethylenharz wird in die erste Einspritzeinheit 285 gebracht und auf 230°C erwärmt und geschmolzen, wobei der Düsenkopf 287 geschlossen ist. EVOH wird in die zweite Einspritzeinheit 286 gebracht und bei 220°C erwärmt und geschmolzen.
1-2. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (erster Einspritzschritt):
Bei diesem ersten Einspritzschritt wird der (nicht dargestellte) Einspritzzylinder der ersten Einspritzeinheit 285 auf die Seite, die vom Düsenkopf 287 beabstandet ist, um 450 mm zurückgezogen und die Polyethylenharzschmelze 291 wird dabei abgemessen. Der (nicht dargestellte) Einspritzzylinder der zweiten Einspritzeinheit 286 wird an den Ort, der vom Düsenkopf 287 beabstandet ist, um 200 mm zurückgezogen und die EVOH-Schmelze 292 wird dabei abgemessen. Als nächstes wird eine Verbindung zwischen der ersten Einspritzeinheit und dem Düsenkopf 287 durch die Steuerungseinheit (nicht dargestellt) hergestellt, so dass die Polyethylenharzschmelze 291 in die Form 288 eingespritzt wird, wie es in 20 gezeigt ist. In diesem Zustand sollte die Menge der Polyethylenharzschmelze 291, die in die Form einzuspritzen ist, der Menge entsprechen, um die der Einspritzzylinder der ersten Einspritzeinheit 285 400 mm vorwärts bewegt wird. Die weiteren Einspritzbedingungen sind wie folgt: Die Einspritzgeschwindigkeit liegt bei 100 mm/sec, der Einspritzdruck liegt bei 170 kg/cm² und die Einspritzzeit beträgt 15 Sekunden. Mittels des ersten Einspritzschritts wird die Polyethylenharzschmelze 91 in die Form 288 eingespritzt, wie es in 20 gezeigt ist.
1-3. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (zweiter Einspritzschritt):
Bei diesem zweiten Einspritzschritt wird der Einspritzzylinder der ersten Einspritzeinheit 285 in Richtung auf den Düsenkopf 287 bei 40 kg/cm² nach dem ersten Einspritzschritt gedrückt, um dadurch den Druckzustand zu halten. Dann wird eine Verbindung zwischen der zweiten Einspritzeinheit 286 und dem Düsenkopf 287 durch die (nicht dargestellte) Steuerungseinheit hergestellt, und eine EVOH-Schmelze 292 wird in die Form 288 eingespritzt, in der die vorher eingespritzte Polyethylenharzschmelze 291 vorhanden ist, wie es in 21 gezeigt ist. Bei diesem Schritt sollte die Menge der EVOH-Schmelze 292, die in die Form einzuspritzen ist, der Menge entsprechen, um die der Einspritzzylinder der zweiten Einspritzeinheit 286 um 190 mm vorwärts bewegt wird. Die weiteren Einspritzbedingungen sind wie folgt: Die Einspritzgeschwindigkeit liegt bei 100 mm/sec, der Einspritzdruck liegt bei 170 kg/cm² und die Einspritzzeit beträgt 15 Sekunden. Durch den zweiten Einspritzschritt wird die EVOH-Schmelze 292 in die Polyethylenharzschmelze 291 eingespritzt, die in dem ersten Einspritzschritt eingebracht worden ist, wie es in 21 gezeigt ist.
1-4. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (dritter Einspritzschritt):
Bei diesem dritten Einspritzschritt wird eine Verbindung zwischen der ersten Einspritzeinheit 285 und dem Düsenkopf 287 durch die Steuerungseinheit (nicht dargestellt) nach dem zweiten Einspritzschritt hergestellt, um dadurch weiter die Polyethylenharzschmelze 291 in die Form 288 einzuspritzen, die die bereits darin eingespritzte Polyethylenharzschmelze 291 und EVOH-Schmelze 292 aufweist. Bei diesem Schritt ist die Menge der in die Form einzuspritzenden Polyethylenharzschmelze 291 derart zu bemessen, dass sie der Menge entspricht, um die der Einspritzzylinder der ersten Einspritzeinheit 285 35 mm vorwärts bewegt wird. Die anderen Einspritzbedingungen sind gleich wie bei dem ersten Einspritzschritt. In diesem Schritt wird die Form 288 mit der Polyethylenschmelze 291 zum Ausbilden der inneren Abdeckschicht 273 aus Harz, mit der Polyethylenschmelze 291 zum Ausbilden der äußeren Abdeckschicht 276 aus Harz und mit der EVOH-Schmelze 292 zum Ausbilden der Gasbarriereschicht 275, wie es in 22 gezeigt ist, befüllt. Die EVOH-Schmelze 292 wird zwischen die zwei Schichten der Polyethylenharzschmelze 291 eingefüllt, um dazwischen eine Schicht auszubilden, die eine nahezu gleichmäßige und konstante Dicke aufweist.
1-5. Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers (Abkühlschritt):
Bei diesem Abkühlschritt wird die Form 288 abgekühlt, um dadurch die innere Abdeckschicht 273, die äußere Abdeckschicht 276 und die Gasbarriereschicht 275 zu verfestigen, und der Anguß 284 wird abgetrennt, so dass sich ein getrenntes Teil 274 eines Behälterkörpers ergibt. Bei dem Schritt zum Ausbilden des getrennten Körpers wird die Mehrschichtstruktur 278 geformt, die die innere Abdeckschicht 273, die äußere Abdeckschicht 276 und die Gasbarriereschicht 275 enthält. Das Ende 293 des getrennten Körpers 274 ist nur aus der Abdeckschicht 281 aus Harz gebildet, die aus Polyethylenharz geformt ist.
An den Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers schließt sich der gleiche Schweißschritt wie bei Ausführungsform 7 an, um einen Behälterkörper fertigzustellen. Bei Ausführungsform 10 folgt dem Schweißschritt ein Schritt zum Laminieren einer Gasbarriere.
2. Schritt zum Laminieren einer Gasbarriere:
Bei Ausführungsform 10 ist die zweite Gasbarriereschicht 282 aus dem gleichen Material, EVOH, wie demjenigen der Gasbarriereschicht 275 gebildet. Ein Band 295 aus EVOH wird bereitgestellt und wird um den Verbindungsbereich 280 des Behälterkörpers 296 gewickelt, um darauf eine äußere Schicht auszubilden, wie es in 23 dargestellt ist. Die derartig geformte äußere Schicht um den Verbindungsbereich 280 ist die zweite Gasbarriereschicht 282. Bei diesem Schritt wird das Band 295 um den Verbindungsbereich 280 gewickelt, wobei seine Fläche angrenzend an den Verbindungsbereich 280 mit einer Heizeinheit 294 erwärmt wird, und das somit gewickelte Band wird gegen den Behälterkörper durch die Wirkung der Walze 299 gedrückt, die darauf aufgebracht wird. Somit wird das Band 295 teilweise erwärmt, geschmolzen und mit sich verschweißt. Dem Schritt zum Laminieren der Gasbarriere folgt ein Schritt zum Ausbilden eines Begrenzungselements und ein Schritt zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht, bei dem mit Epoxyharz getränkte Kohlenstoffasern um den Behälterkörper gewickelt werden, um ihn zu bedecken, wobei das Band 295 weiter gegen den Behälterkörper gedrückt wird und, während das Epoxyharz ausgehärtet wird oder der beschichtete Behälterkörper erwärmt wird, wird das Band 295 weiter erwärmt und geschmolzen und dadurch mit dem Behälterkörper und auch mit dem Begrenzungselement und der Begrenzungsschicht zusammengefügt und integriert.
Gemäß dem Verfahren zum Erzeugen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 10 ist der getrennte Teil 274 des Behälterkörpers 296, dessen Ende 293 ausschließlich aus der Abdeckharzschicht 281 geformt ist, einfach zu konstruieren, und zusätzlich kann die zweite Gasbarriereschicht 282 direkt auf den Verbindungsbereich 280 des Behälterkörpers 96 laminiert werden, der durch Schweißen und Integrieren der getrennten Körper zu einem Körper gebildet wird. Daher vereinfacht das Verfahren die Herstellung des Hochdruckgasbehälters der Erfindung.
Ausführungsform 11
Ausführungsform 11 dient dazu, einen Behälter für Hochdruckgas zu zeigen, der der gleiche wie der Hochdruckgasbehälter von Ausführungsform 7 ist, außer dass der Verbindungsbereich nur aus einer Gasbarriereschicht gebildet ist und eine zweite Abdeckschicht aus Harz auf den Verbindungsbereich als dessen äußere Schicht auflaminiert ist. Die getrennten Körper des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 11 sind in einer Art von Sandwichgußverfahren wie bei Ausführungsform 10 gebildet. 24 ist eine vergrößerte, schematische Teilquerschnittsansicht des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 11.
Der Behälterkörper des Hochdruckgasbehälters dieser Ausführungsform 11 weist eine dreischichtige Struktur auf, die eine innere Abdeckschicht 297 aus Harz, eine Gasbarriereschicht 298 und eine äußere Abdeckschicht 300 aus Harz enthält, und eine Begrenzungsschicht 301 ist weiter als die äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet. Somit weist der Behälter eine vierschichtige Struktur auf. Bei diesen Schichten bildet der dreischichtige Teil, der die innere Abdeckschicht 297 aus Harz, die Gasbarriereschicht 298 und die äußere Abdeckschicht 300 aus Harz enthält, die mehrschichtige Struktur 302. Der Verbindungsbereich 305, an dem die getrennten Körper 303 miteinander verbunden sind, ist nur aus der Gasbarriereschicht 298 gebildet. Bei dem Behälterkörper ist der Verbindungsbereich 305 mit einer zweiten Abdeckschicht 307 aus Harz, die aus dem gleichen Material wie die Abdeckschicht 306 aus Harz gebildet ist, als äußere Schicht des Bereichs laminiert. Der Hochdruckgasbehälter von Ausführungsform 11 bietet nicht nur gegenüber Gasen mit hohem Molekulargewicht, sondern sogar gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht aufgrund seiner Gasbarriereschicht 298 gute Gasbarriereeigenschaften, ähnlich denjenigen von Ausführungsformen 7 bis 10. Da die Abdeckschicht 306 aus Harz als die innere Schicht und die äußere Schicht der Gasbarriereschicht 298 ausgebildet ist, weist der Behälter zusätzlich einen guten Stoßwiderstand bei geringer Temperatur auf. Da eine Begrenzungsschicht 301 als die äußere Schicht des Behälterkörpers ausgebildet ist, und da ein Begrenzungselement (nicht dargestellt) ebenfalls ausgebildet ist, ist der Behälter dieser Ausführungsform ferner zum Einfüllen und Abgeben von Hochdruckgas in und aus dem Behälter verwendbar, wie die Hochdruckgasbehälter von Ausführungsformen 7 bis 10. Da der Verbindungsbereich 305 nur aus der Gasbarriereschicht 298 gebildet ist, kann ferner ein Verbinden der getrennten Körper auf feste Weise durch Schweißen erreicht werden, und die Belastbarkeit der so gebildeten Hochdruckgasbehälter dieser Ausführungsform ist weiter verbessert. Da die zweite Abdeckschicht 307 aus Harz als äußere Schicht der Gasbarriereschicht 298 geformt ist und aus dem gleichen Material wie demjenigen der Abdeckschicht 306 aus Harz gebildet ist, ist ferner der Stoßwiderstand des Behälters bei geringer Temperatur im Verbindungsbereich 305 gut.
Der Hochdruckgasbehälter gemäß Ausführungsform 11 kann nach dem gleichen Verfahren wie bei Ausführungsform 10 hergestellt werden. Dabei werden die Menge der Harzschmelze, die aus der ersten Einspritzeinheit einzuspritzen ist, und die Menge aus der zweiten Einspritzeinheit nach Bedarf bestimmt, und ein getrennter Körper 303, dessen Ende nur aus der Gasbarriereschicht 298 gebildet ist, wird gebildet. Bei dem Schritt zum Laminieren des Abdeckharzes wird ein Band aus Polyethylenharz um den Verbindungsbereich 305 des Behälterkörpers auf die gleiche Weise wie für den Schritt zum Laminieren der Gasbarriere von Ausführungsform 10 gewickelt, und eine zweite Abdeckschicht 307 aus Harz wird somit auf den Verbindungsbereich 105 als dessen äußere Schicht laminiert.
Gemäß dem Verfahren zum Erzeugen des Hochdruckgasbehälters von Ausführungsform 11 ist der getrennte Teil 303 des Behälterkörpers, dessen Ende 308 nur aus der Gasbarriereschicht 298 gebildet ist, einfach herzustellen, und zusätzlich kann die zweite Abdeckschicht 307 aus Harz direkt auf den Verbindungsbereich 305 des Behälterkörpers laminiert werden, der durch Schweißen und Integrieren der getrennten Körper 303 zu einem Körper gebildet wird. Daher vereinfacht das Verfahren die Herstellung des Hochdruckgasbehälters der Erfindung.
Wie oben beschrieben ist der Behälter leichtgewichtig und weist einen großen Freiraum im Hinblick auf seine Gestaltung auf, da der Behälterkörper des Hochdruckgasbehälters der Erfindung aus einem Harzmaterial geformt ist. Da die Gasbarriereschicht bei dem Behälter aus EVOH gebildet ist, bietet der Behälter zusätzlich eine zufriedenstellende und gute Gasbarriereeigenschaft nicht nur gegenüber Gasen mit hohem Molekulargewicht, wie zum Beispiel CNG, sondern auch sogar gegenüber Gasen mit geringem Molekulargewicht, wie zum Beispiel Wasserstoffgas. Da ferner eine Abdeckschicht aus Harz als innere Schicht und/oder äußere Schicht der Gasbarriereschicht in dem Behälter ausgebildet ist, gewährleistet der Behälterkörper einen guten Stoßwiderstand bei geringer Temperatur. Wenn ferner ein Begrenzungselement in der äußeren Schicht des Behälterkörpers gebildet ist, zusätzlich zu der Begrenzungsschicht, die um den Behälterkörper geformt ist, wird die Expansion des Behälterkörpers stärker eingeschränkt, und der Druckwiderstand des Hochdruckgasbehälters wird weiter erhöht, und als Folge dessen kann der Behälter zum Einfüllen und Abgeben von Gasen mit höherem Druck als gewöhnlich in ihn und aus ihm heraus verwendet werden. Wenn der Behälterkörper ferner durch Verbinden von mehreren Einzelteilen zu einem Stück gebildet wird, kann sein Verbindungsbereich entweder nur als Gasbarriereschicht oder nur als Abdeckschicht aus Harz ausgebildet werden, und die Belastbarkeit des Hochdruckgasbehälters dieser Art ist weiter erhöht. Wenn der Verbindungsbereich des Behälterkörpers nur aus einer Abdeckschicht aus Harz gebildet wird, kann eine zweite Gasbarriereschicht zusätzlich darauf als äußere Schicht davon laminiert werden, und die Gasbarriereeigenschaft des Hochdruckgasbehälters können dadurch weiter verbessert werden. Wenn der Verbindungsbereich des Behälterkörpers nur aus einer Gasbarriereschicht gebildet wird, kann zusätzlich eine zweite Abdeckschicht aus Harz darauf als äußere Schicht davon laminiert werden, und der Stoßwiderstand bei geringer Temperatur des Hochdruckgasbehälters kann dadurch weiter erhöht werden. Bei dem Herstellungsverfahren der Erfindung kann ein Hochdruckgasbehälter der Erfindung unmittelbar erzeugt werden.

Claims

Druckbehälter (1, 40, 47,53, 62, 67), enthaltend: einen hohlen Behälterkörper (2), dessen innere Oberfläche (8) mit einer harzartigen Auskleidung (3, 42, 55) beschichtet ist, und der eine Öffnung an einem seiner Enden aufweist; und ein Öffnungsmetall (11), das an einem Umfangsrand der Öffnung derart angebracht ist, dass es von dem Behälterkörper vorsteht, wobei das Öffnungsmetall einen Flansch (15, 52, 57) aufweist, der sich in einer Radialrichtung des Behälterkörpers erstreckt; wobei die Auskleidung einen selbstdichtenden Teil (26, 70) aufweist, der an den Flansch zur Abdichtung stößt; und wobei ein ringförmiges Begrenzungselement (32, 41, 48, 54) um den selbstdichtenden Teil derart vorgesehen ist, dass es eine Expansion der Auskleidung begrenzt, die durch eine Expansion des Behälterkörpers hervorgerufen wird.
Druckbehälter nach Anspruch 1, wobei ein leicht verschiebbarer Teil (37, 60, 63), der leichter dehnbar und deformierbar als der verbleibende Bereich ist, auf einer äußeren Umfangsseite des selbstdichtenden Teils (26, 61, 65) in Radialrichtung geformt ist.
Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Behälterkörper (2) aus einem faserverstärkten Kunststoff als Begrenzungsschicht gebildet ist, auf die die Auskleidung (3, 42, 55) beschichtet ist, die aus einem thermoelastischen Harz gefertigt ist.
Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auskleidung (3, 42, 55) aus einer Laminatstruktur gebildet ist, die eine Gasbarriereschicht aus EVOH und eine Abdeckschicht aus Harz enthält.
Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Begrenzungselement (32, 41, 48, 54) aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
Druckbehälter (201) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auskleidung eine mehrschichtige Struktur (214, 259, 269, 278, 302) aufweist, die eine Gasbarriereschicht (204, 257, 268, 275, 298), die aus EVOH gebildet ist, um ein Durchdringen eines in den Behälterkörper eingefüllten Gases durch die Gasbarriereschicht zu verhindern, und eine Abdeckschicht (203, 206, 211, 258, 267, 273, 276, 297, 300) aus Harz enthält, die als zumindest entweder eine innere Schicht oder eine äußere Schicht der Gasbarriereschicht zum Gewährleisten eines Stoßwiderstands des Behälterkörpers bei geringer Temperatur ausgebildet ist.
Druckbehälter nach Anspruch 6, wobei die Auskleidung durch Verbinden mehrerer getrennter Einzelkörper (210, 274, 303) gebildet wird, die getrennt gefertigt werden, und ein Verbindungsbereich (209, 280, 305) aus nur entweder der Gasbarriereschicht oder der Abdeckschicht aus Harz gebildet ist.
Druckbehälter nach Anspruch 7, wobei der Verbindungsbereich der Auskleidung nur aus der Abdeckschicht aus Harz gebildet ist, und eine zweite Gasbarriereschicht (282) auf zumindest den Verbindungsbereich (280) als eine äußere Schicht des Verbindungsbereichs laminiert ist, und die Begrenzungsschicht als die äußere Schicht des Behälterkörpers und der zweiten Gasbarriereschicht gebildet ist.
Druckbehälter nach Anspruch 7, wobei der Verbindungsbereich der Auskleidung aus nur der Gasbarriereschicht gebildet ist und eine zweite Abdeckschicht (307) aus Harz auf zumindest den Verbindungsbereich (305) als die äußere Schicht des Bereichs auflaminiert ist, und die Begrenzungsschicht als die äußere Schicht des Behälterkörpers und der zweiten Abdeckschicht aus Harz gebildet ist.
Druckbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die äußere Schicht des Behälterkörpers mit einem ringförmigen Begrenzungselement (233) versehen ist, das eine Expansion des Behälterkörpers beschränkt.
Druckbehälter nach Anspruch 10, wobei das Begrenzungselement (233) aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
Druckbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Begrenzungsschicht (207, 270, 277, 301) aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters, der einen hohlen Behälterkörper, dessen innere Oberfläche mit einer harzartigen Auskleidung beschichtet ist und der eine Öffnung an einem seiner Enden aufweist, und eine Begrenzungsschicht enthält, die als eine äußere Schicht des Behälterkörpers gebildet ist, um eine Expansion der Auskleidung zu beschränken, wobei das Verfahren enthält: einen Schritt zum Ausbilden eines getrennten Körpers zum Herstellen von Einzelteilen des Behälterkörpers, von denen jedes eine mehrschichtige Struktur aufweist, die eine Gasbarriereschicht, die aus EVOH gebildet ist, zum Verhindern einer Durchdringung von Gas durch die Schicht und eine Abdeckschicht aus Harz, die als zumindest entweder die innere Schicht oder eine äußere Schicht der Gasbarriereschicht gebildet ist, zum Sicherstellen eines Stoßwiderstands bei niedriger Temperatur des Behälterkörpers enthält, und deren Ende jeweils aus lediglich der Gasbarriereschicht oder der Abdeckschicht aus Harz gebildet ist, einen Schweißschritt zum Verschweißen der getrennten Körper miteinander an ihren Enden, die aufeinander gerichtet sind, um dadurch den Behälterkörper vorzusehen, und einen Schritt zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht zum Ausbilden einer Begrenzungsschicht um einen Bereich des Behälterkörpers.
Verfahren zum Erzeugen eines Druckbehälters nach Anspruch 13, wobei ein Ende des getrennten Körpers an der Auskleidung aus lediglich der Abdeckschicht aus Harz bei dem Schritt zum Ausbilden getrennter Körper geformt wird und dem Schweißschritt ein Schritt zum Auflaminieren einer Gasbarriere folgt, bei dem eine zweite Gasbarriereschicht auf zumindest den Verbindungsbereich, an dem die Enden der getrennten Körper miteinander verbunden sind, als äußere Schicht des Bereichs laminiert wird.
Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters nach Anspruch 13, wobei ein Ende des getrennten Körpers an der Auskleidung aus nur der Gasbarriereschicht bei dem Schritt zum Ausbilden der getrennten Körper geformt wird und dem Schweißschritt ein Schritt zum Auflaminieren eines Abdeckharzes folgt, wobei eine zweite Abdeckschicht aus Harz auf zumindest den Verbindungsbereich, an dem die Enden der getrennten Körper miteinander verbunden sind, als die äußere Schicht des Bereichs laminiert wird.
Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei dem Schweißschritt weiter ein Schritt zum Ausbilden eines Begrenzungselements folgt, wobei ein ringförmiges Begrenzungselement in der äußeren Schicht des Behälterkörpers geformt wird.