JP2008298188A - Pressure vessel and method of manufacturing pressure vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力容器に関し、特に、内側層部分を形成するライナの外周部分を繊維強化樹脂層により被覆し、耐圧性を向上させた圧力容器に関する。 The present invention relates to a pressure vessel, and more particularly, to a pressure vessel in which an outer peripheral portion of a liner forming an inner layer portion is covered with a fiber reinforced resin layer to improve pressure resistance.
酸素や窒素など、常温常圧状態における容積の大きな気体を高密度、小容量にて貯蔵するための容器として、所定の圧力により圧縮させて貯蔵する、圧力容器が使用されている。このような圧力容器として、従来、耐圧性を有する鋼鉄製その他の金属製圧力容器が使用されてきたが、近年、天然ガスや水素ガスなどを貯蔵した圧力容器を車両などの移動体に搭載し、燃料として使用する技術に適用するため、圧力容器に対して要求される性能として、高密度化可能な耐圧性、耐久性はもちろんのこと、容器の軽量化も重要な課題となっていた。 As a container for storing a gas having a large volume in a normal temperature and normal pressure state, such as oxygen and nitrogen, at a high density and a small capacity, a pressure container that is compressed and stored at a predetermined pressure is used. Conventionally, pressure-resistant steel and other metal pressure vessels have been used as such pressure vessels, but in recent years, pressure vessels that store natural gas, hydrogen gas, etc. have been mounted on moving bodies such as vehicles. In order to be applied to a technology used as a fuel, as a performance required for a pressure vessel, not only pressure resistance and durability that can be increased in density, but also weight reduction of the vessel has been an important issue.
一方、例えば炭素繊維強化プラスティック（ＣＦＲＰ）などの繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）を用いた圧力容器が知られている。ＦＲＰ製の圧力容器は一般に、金属製圧力容器よりも軽量であるため移動体への搭載には有利であり、また、水素用圧力容器として使用する場合における、従来の鋼鉄製容器の課題であった水素脆化その他の懸念も少ないため、特に注目されている。 On the other hand, pressure vessels using fiber reinforced plastic (FRP) such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are known. An FRP pressure vessel is generally lighter than a metal pressure vessel and is therefore advantageous for mounting on a moving body, and is a problem with conventional steel vessels when used as a hydrogen pressure vessel. In particular, it has attracted attention because there are few other concerns such as hydrogen embrittlement.
例えば、特許文献１には、ＣＦＲＰ層の間にフィルム状の樹脂を挿入した圧力容器について記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a pressure vessel in which a film-like resin is inserted between CFRP layers.
一方、図５は、従来のＦＲＰ製圧力容器の構成の概略を示す図である。図５に示す圧力容器２００は、中空形状のライナ３０と、ライナ３０の外周部分を被覆する繊維強化樹脂層３２とを備え、構成されている。 On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional FRP pressure vessel. A pressure vessel 200 shown in FIG. 5 includes a hollow liner 30 and a fiber reinforced resin layer 32 that covers an outer peripheral portion of the liner 30.
図６は、図５に示すＢ−Ｂ’断面の構成の概略を示す拡大図である。図６に示すように、繊維強化樹脂層３２は、複数の繊維３４の間に熱硬化性樹脂３６が挟み込まれたような構成を有しており、熱硬化性樹脂３６のみからなる被覆層と比較して、高強度化されたものである。 FIG. 6 is an enlarged view showing a schematic configuration of the B-B ′ cross section shown in FIG. 5. As shown in FIG. 6, the fiber reinforced resin layer 32 has a configuration in which a thermosetting resin 36 is sandwiched between a plurality of fibers 34, and a coating layer made of only the thermosetting resin 36. In comparison, the strength is increased.
図５に示すような圧力容器２００は、例えば以下に示すような、いわゆるフィラメントワインディング法（ＦＷ法とも称する）を用いて作製される。まず、所定の容積と強度を有するライナ３０を準備する。このライナ３０に対し、熱硬化性樹脂３６を含浸させた繊維（ＣＦＲＰでは、炭素繊維３４）を複数回、層状に巻きつけ、その後、この熱硬化性樹脂３６を硬化させることにより作製することができる。このとき、例えば、ライナ３０の外周部分に対する繊維３４の巻き数を多くし、繊維強化樹脂層３２の厚みをより厚くすると、圧力容器２００の設計圧力を高くすることができることが知られている。 The pressure vessel 200 as shown in FIG. 5 is manufactured by using a so-called filament winding method (also referred to as FW method) as shown below, for example. First, a liner 30 having a predetermined volume and strength is prepared. The liner 30 can be manufactured by winding a fiber impregnated with a thermosetting resin 36 (carbon fiber 34 in the case of CFRP) in a layered manner a plurality of times, and then curing the thermosetting resin 36. it can. At this time, for example, it is known that the design pressure of the pressure vessel 200 can be increased by increasing the number of windings of the fibers 34 around the outer peripheral portion of the liner 30 and increasing the thickness of the fiber reinforced resin layer 32.
ところで、上述のようなＦＷ法を用いて図５に示す圧力容器２００を作製する場合には、熱硬化性樹脂３６を含浸させた繊維３４をライナに巻き取る際、この繊維３４には所定の張力がかかる。特に、ライナ３０の外周部分に、複数回にわたり繊維３４を巻くことにより、ライナ３０表面に対し繊維３４が積層していくと、積層が進むにつれて繊維３４に含浸させた熱硬化性樹脂３６が、この張力による巻き締め効果により染み出す場合がある。このような場合には、ライナ３０側に近い内側部分において、樹脂含有量が小さくなり、繊維体積含有率Ｖｆが大きくなる傾向にある。特に、繊維３４の巻き数が多くなるにしたがい、繊維強化樹脂層３２の内側部分のＶｆの上昇がより顕著になり、繊維量に対する樹脂量の体積割合が低下する。繊維強化樹脂層３２の内側部分におけるＶｆの上昇に伴い、熱硬化性樹脂３６による応力緩衝機能が十分に発揮されなくなると、継続的な応力負荷により繊維３４が疲労し、機械的強度が低下してしまう場合がある。 By the way, when the pressure vessel 200 shown in FIG. 5 is manufactured using the FW method as described above, when the fiber 34 impregnated with the thermosetting resin 36 is wound around the liner, the fiber 34 has a predetermined width. Tension is applied. In particular, by winding the fiber 34 around the outer periphery of the liner 30 a plurality of times, when the fiber 34 is laminated on the surface of the liner 30, the thermosetting resin 36 impregnated in the fiber 34 as the lamination progresses, There is a case where it oozes out due to the winding effect of this tension. In such a case, the resin content tends to decrease and the fiber volume content Vf tends to increase in the inner portion close to the liner 30 side. In particular, as the number of windings of the fibers 34 increases, the increase in Vf in the inner portion of the fiber reinforced resin layer 32 becomes more significant, and the volume ratio of the resin amount to the fiber amount decreases. If the stress buffering function by the thermosetting resin 36 is not sufficiently exhibited along with the increase of Vf in the inner part of the fiber reinforced resin layer 32, the fiber 34 is fatigued by continuous stress load, and the mechanical strength is reduced. May end up.
これに対し、熱硬化性樹脂３６の内側部分において、繊維３４にかかる張力を緩和させるため、Ｖｆの上昇を抑えようとすると、繊維量に対する樹脂量の体積割合が大きくなり、圧力容器２００全体としての体格、特に外径が大きくなることが想定される。圧力容器２００の体格の増大は、自動車用タンクなど、特に搭載スペースに制限のある用途においては不向きである。 On the other hand, in order to relieve the tension applied to the fibers 34 in the inner portion of the thermosetting resin 36, if the increase in Vf is to be suppressed, the volume ratio of the resin amount to the fiber amount becomes large, and the pressure vessel 200 as a whole. It is assumed that the physique, especially the outer diameter of the garment will increase. The increase in the physique of the pressure vessel 200 is unsuitable for an application having a limited mounting space, such as an automobile tank.
本発明は、圧力容器において、耐久性を向上させることを目的とする。 An object of this invention is to improve durability in a pressure vessel.
本発明の構成は以下のとおりである。 The configuration of the present invention is as follows.
（１）中空形状のライナと、前記ライナの外周部分を被覆する繊維強化樹脂層と、を備え、前記ライナと、前記繊維強化樹脂層との境界部分に、複数の樹脂溜り部を有する、圧力容器。 (1) A pressure comprising a hollow liner and a fiber reinforced resin layer covering an outer peripheral portion of the liner, and having a plurality of resin reservoirs at a boundary portion between the liner and the fiber reinforced resin layer container.
（２）上記（１）に記載の圧力容器において、前記樹脂溜り部が、前記ライナの、面一形状の外側表面に形成された窪みからなる、圧力容器。 (2) The pressure vessel according to (1), wherein the resin reservoir portion is formed by a depression formed in a flush outer surface of the liner.
（３）上記（１）または（２）に記載の圧力容器において、前記繊維強化樹脂層が、繊維に含浸させた熱硬化性樹脂を硬化させてなる、圧力容器。 (3) The pressure vessel according to (1) or (2), wherein the fiber reinforced resin layer is obtained by curing a thermosetting resin impregnated in a fiber.
（４）外側表面に複数の樹脂溜り部を有する、中空形状のライナを作製する工程と、前記ライナの外周部分に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻きつける工程と、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記ライナを被覆する繊維強化樹脂層を形成する工程と、を含む、圧力容器の製造方法。 (4) A step of producing a hollow liner having a plurality of resin reservoirs on the outer surface, a step of winding a fiber impregnated with a thermosetting resin around the outer periphery of the liner, and the thermosetting resin And a step of forming a fiber reinforced resin layer covering the liner.
本発明によれば、繊維強化樹脂層の劣化を抑制し、圧力容器の耐久性を向上させることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress deterioration of a fiber reinforced resin layer and to improve the durability of a pressure vessel.
本発明の実施の形態について、以下、図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施の形態における圧力容器の構成の概略を示す図である。図１に示す圧力容器１００は、中空形状のライナ１０と、ライナ１０の外周部分を被覆する繊維強化樹脂層１２とを備え、構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a pressure vessel in an embodiment of the present invention. A pressure vessel 100 shown in FIG. 1 includes a hollow liner 10 and a fiber reinforced resin layer 12 that covers an outer peripheral portion of the liner 10.
図２は、図１に示すＡ−Ａ’断面の構成の概略を示す拡大図である。図２に示すライナ１０は、その外側表面に複数の樹脂溜り部１８が設けられていることを除き、図５に示す従来の圧力容器２００におけるライナ３０とほぼ同様の構成を有している。 FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of the A-A ′ cross section shown in FIG. 1. The liner 10 shown in FIG. 2 has substantially the same configuration as the liner 30 in the conventional pressure vessel 200 shown in FIG. 5 except that a plurality of resin reservoirs 18 are provided on the outer surface thereof.
一方、繊維強化樹脂層１２は、複数の繊維１４の間に熱硬化性樹脂１６が挟み込まれたような構成を有しており、図５に示す従来の圧力容器２００における繊維強化樹脂層３２とほぼ同様の構成を有している。 On the other hand, the fiber reinforced resin layer 12 has a configuration in which a thermosetting resin 16 is sandwiched between a plurality of fibers 14, and the fiber reinforced resin layer 32 in the conventional pressure vessel 200 shown in FIG. The configuration is almost the same.
図１に示す圧力容器１００は、例えば図３に示すような方法により作製することができる。つまり、圧力容器１００は、外側表面に複数の樹脂溜り部を有する、中空形状のライナを作製する工程（ステップＳ１０２）と、ライナの外周部分に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻きつける工程（ステップＳ１０４）と、熱硬化性樹脂を硬化させ、ライナを被覆する繊維強化樹脂層を形成する工程（ステップＳ１０６）と、を含む方法により製造することができる。 The pressure vessel 100 shown in FIG. 1 can be manufactured, for example, by a method as shown in FIG. That is, the pressure vessel 100 includes a step of producing a hollow liner having a plurality of resin reservoirs on the outer surface (step S102), and a step of winding a fiber impregnated with a thermosetting resin around the outer periphery of the liner. (Step S104) and a method of curing a thermosetting resin and forming a fiber reinforced resin layer covering the liner (Step S106).
ステップＳ１０２において、図１，２に示すライナ１０の材料としては、圧力容器のライナとして用いられるものであればいかなるものであっても良いが、例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）などを挙げることができる。また、ライナ１０に用いられる材料の特性に応じて、公知のいかなる方法により作製されても良く、例えば、射出成形法、ブロー成形法、押し出し成形法などが好適に用いられるが、これに限定されない。 In step S102, the liner 10 shown in FIGS. 1 and 2 may be made of any material as long as it can be used as a liner for a pressure vessel. For example, polyamide 6 (PA6), polyamide 66 (PA66) And ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH). Further, it may be produced by any known method according to the characteristics of the material used for the liner 10, and for example, an injection molding method, a blow molding method, an extrusion molding method, etc. are preferably used, but not limited thereto. .
また、図２において、ライナ１０の外側表面に形成される樹脂溜り部１８は、ライナ１０全体として一体に成形しても良いし、また一旦図５，６に示すような従来のライナ３０を用意した後に加工を施しても良いが、成形が比較的容易な一体成形が好適である。なお、ライナ１０の内側表面の形状は、図１，２に示すような面一状でなくても良く、例えば圧力容器の耐圧性等、機械的強度に影響を及ぼすものでなければいかなる形状であってもよく、例えば樹脂溜り部１８の形状に応じた内側表面形状を有するものであっても良い。 In FIG. 2, the resin reservoir 18 formed on the outer surface of the liner 10 may be integrally molded as the entire liner 10, or a conventional liner 30 as shown in FIGS. However, it may be processed, but it is preferable to perform integral molding which is relatively easy to mold. The shape of the inner surface of the liner 10 does not have to be flush as shown in FIGS. 1 and 2, and may be any shape as long as it does not affect the mechanical strength such as the pressure resistance of the pressure vessel. For example, it may have an inner surface shape corresponding to the shape of the resin reservoir 18.
なお、ステップＳ１０２において、図１に示す口金２０部分は、ライナ１０と一体に成形しても良く、場合によっては、所望の構成を有する口金２０とライナ１０とを個別に作製し、接合することが含まれても良い。 In step S102, the base 20 portion shown in FIG. 1 may be formed integrally with the liner 10. In some cases, the base 20 and the liner 10 having a desired configuration are individually manufactured and bonded. May be included.
次に、ステップＳ１０４において、ライナ１０の外周部分に熱硬化性樹脂１６を含浸させた繊維１４を巻きつける、フィラメントワインディングが行なわれる（図２参照のこと）。繊維１４に対する熱硬化性樹脂１６の含浸には、例えば浸漬法など、いかなる方法を用いることも可能であり、特に限定されない。 Next, in step S104, filament winding is performed in which the fiber 14 impregnated with the thermosetting resin 16 is wound around the outer peripheral portion of the liner 10 (see FIG. 2). For impregnation of the thermosetting resin 16 into the fiber 14, any method such as a dipping method can be used, and there is no particular limitation.
本実施の形態において、図２に示す繊維１４の材料としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、ケブラ繊維などを用いることが可能であり、特に比強度、比剛性の観点から炭素繊維が好適に用いられる。より具体的には、Ｔ８００繊維（東レ社製）、テナックスＩＭ６００（商品名）（東邦テナックス社製）などを挙げることができるが、これらに限定されない。また、繊維１４の機械的強度として、引張り強度が１ＧＰａ程度のものが好ましいが、これに限定されない。 In the present embodiment, for example, glass fiber, carbon fiber, Kevlar fiber or the like can be used as the material of the fiber 14 shown in FIG. 2, and carbon fiber is particularly preferably used from the viewpoint of specific strength and specific rigidity. It is done. More specifically, T800 fiber (manufactured by Toray Industries, Inc.), Tenax IM600 (trade name) (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.) and the like can be mentioned, but are not limited thereto. Further, the mechanical strength of the fiber 14 is preferably about 1 GPa in tensile strength, but is not limited thereto.
また、繊維１４の線径は、使用する材料の強度に応じて適宜選択することが可能である。具体的には、１０μｍ程度の線径（直径）のものが好適に用いられるが、これに限定されるものではない。 Moreover, the wire diameter of the fiber 14 can be appropriately selected according to the strength of the material to be used. Specifically, those having a wire diameter (diameter) of about 10 μm are preferably used, but are not limited thereto.
一方、図２に示すように、繊維１４に含浸される熱硬化性樹脂１６として、いかなる熱硬化性樹脂材料を用いることができ、要求される性能に応じて適宜選択することが可能である。具体的には、例えば、エポキシ樹脂などを使用することができるが、これに限定されない。 On the other hand, as shown in FIG. 2, any thermosetting resin material can be used as the thermosetting resin 16 impregnated in the fibers 14, and can be appropriately selected according to required performance. Specifically, for example, an epoxy resin or the like can be used, but is not limited thereto.
このようにして得られた、熱硬化性樹脂１６を含浸させた繊維１４をライナ１０の外周部分に巻きつける。通常、数回から数十回程度、熱硬化性樹脂１６を含浸させた繊維１４が巻きつけられて、繊維１４と熱硬化性樹脂１６とによる積層構造を有する繊維強化樹脂層１２が形成されている。本実施の形態において、繊維強化樹脂層１２は、ライナ１０の全体にわたり被覆するように形成されても良く、ライナ１０の一部、例えば、ライナ１０の断面径の大きな胴部分にのみ形成されても良い。 The fiber 14 impregnated with the thermosetting resin 16 thus obtained is wound around the outer peripheral portion of the liner 10. Usually, the fiber 14 impregnated with the thermosetting resin 16 is wound several times to several tens of times to form the fiber reinforced resin layer 12 having a laminated structure of the fiber 14 and the thermosetting resin 16. Yes. In the present embodiment, the fiber reinforced resin layer 12 may be formed so as to cover the entire liner 10, and is formed only on a part of the liner 10, for example, only on a trunk portion having a large cross-sectional diameter of the liner 10. Also good.
ステップＳ１０４において、この熱硬化性樹脂１６を硬化させ、ライナ１０を被覆する繊維強化樹脂層１２を形成する（図２参照のこと）。熱硬化性樹脂１６の硬化条件は、用いる熱硬化性樹脂材料に応じて、適宜設定することが可能である。また、繊維強化樹脂層１２の厚さは、概ね５〜３０ｍｍ程度が好適であるがこれに限定されるものではなく、圧力容器１００本体の体格、用い得る流体の種類、設定圧力等により適宜設定することが可能である。 In step S104, the thermosetting resin 16 is cured to form a fiber reinforced resin layer 12 that covers the liner 10 (see FIG. 2). The curing conditions of the thermosetting resin 16 can be set as appropriate according to the thermosetting resin material used. The thickness of the fiber reinforced resin layer 12 is preferably about 5 to 30 mm, but is not limited to this, and is appropriately set depending on the physique of the pressure vessel 100 main body, the type of fluid that can be used, the set pressure, and the like. Is possible.
図４は、前述のステップＳ１０２（図３参照）における、熱硬化性樹脂と繊維との積層状態を説明する概念図である。図４に示すように、図１，２に示す繊維強化樹脂層１２に相当する、繊維１４が巻きつけられている部分１２ａにおいて、ライナ１０側に近い内側部分では、繊維１４から熱硬化性樹脂が染み出すことにより、樹脂含有量が少なくなる傾向にある（つまり、Ｖｆ分布は高い）。これに対し、繊維１４が巻きつけられている部分１２ａにおいて、ライナ１０側から離れた外側部分に進むにしたがい、内側部分で見られるような染み出し現象は次第に起こりにくくなるため、樹脂含有量が多くなる傾向にある（つまり、Ｖｆ分布は低い）。 FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a laminated state of the thermosetting resin and the fibers in the above-described step S102 (see FIG. 3). As shown in FIG. 4, in a portion 12a around which the fiber 14 is wound, corresponding to the fiber reinforced resin layer 12 shown in FIGS. As a result, the resin content tends to decrease (that is, the Vf distribution is high). On the other hand, in the portion 12a around which the fibers 14 are wound, the bleeding phenomenon as seen in the inner portion becomes gradually less likely to progress as it goes to the outer portion away from the liner 10 side. There is a tendency to increase (that is, the Vf distribution is low).
一方、図４において、繊維１４は、ライナ１０の外周部分に巻きつけられる際には、撓まないように所定の張力がかけられ、樹脂溜り部１８には繊維１４が入り込まないように調整されている。このとき、繊維強化樹脂層１２の内側部分において、繊維１４から染み出した熱硬化性樹脂が、樹脂溜り部１８に優先して流入することにより、内側部分におけるＶｆの上昇を抑制する。このため、特に内側部分における繊維１４に対する外力負荷を緩和させ、耐久性を向上させることが可能となる。一方、外側部分においては、Ｖｆは従来の圧力容器と比較してもほとんど変化していないため、全体として優れた耐久性を有する圧力容器を作製することができる。 On the other hand, in FIG. 4, when the fiber 14 is wound around the outer peripheral portion of the liner 10, a predetermined tension is applied so as not to bend and the fiber 14 is adjusted so that the fiber 14 does not enter the resin reservoir 18. ing. At this time, in the inner part of the fiber reinforced resin layer 12, the thermosetting resin that has exuded from the fibers 14 flows in preference to the resin reservoir 18, thereby suppressing the increase in Vf in the inner part. For this reason, it becomes possible to relieve the external force load with respect to the fiber 14 in an inside part especially, and to improve durability. On the other hand, in the outer portion, Vf hardly changes even when compared with the conventional pressure vessel, so that a pressure vessel having excellent durability as a whole can be produced.
本発明の実施の形態において、樹脂溜り部１８は、繊維強化樹脂層１２の内側部分から染み出した熱硬化性樹脂１６を流入させ、Ｖｆの上昇を抑えることが可能な構成であればいかなるものであっても良い。例えば、ライナ１０の外側表面に突起および／または窪みを設けることにより、ライナ１０と、繊維強化樹脂層１２との境界部分に間隙部分が形成されるため、これを樹脂溜り部１８とすることも可能である。 In the embodiment of the present invention, the resin reservoir 18 may have any structure as long as the thermosetting resin 16 that has exuded from the inner portion of the fiber reinforced resin layer 12 can flow in and the rise in Vf can be suppressed. It may be. For example, by providing protrusions and / or depressions on the outer surface of the liner 10, a gap is formed at the boundary between the liner 10 and the fiber reinforced resin layer 12, and this may be used as the resin reservoir 18. Is possible.
一方、樹脂溜り部１８によるＶｆ上昇の抑制を効果的に行なうためには、樹脂溜り部１８内に繊維１４が入り込まない構成とすることが好ましい。特に限定されるものではないが、例えば、図１，２に示すように、面一形状の外側表面を有する従来のライナ（図５，６参照のこと）に、複数の窪みを形成させた構成に相当するライナ１０を適用し、さらに繊維１４巻きつけ時の張力を適宜調整することにより、樹脂溜り部１８内への繊維１４の入り込みを容易に防止することが可能となる。本実施の形態によれば、ライナ１０表面に突起を設けた構成と比較して、ライナ１０表面に対し均等に繊維１４を巻きつけることが可能となるため、好適である。 On the other hand, in order to effectively suppress the increase in Vf by the resin reservoir 18, it is preferable that the fiber 14 does not enter the resin reservoir 18. Although not particularly limited, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, a conventional liner having a flush outer surface (see FIGS. 5 and 6) is formed with a plurality of depressions. It is possible to easily prevent the fibers 14 from entering the resin reservoir 18 by applying the liner 10 corresponding to the above and further adjusting the tension when the fibers 14 are wound. According to the present embodiment, it is possible to wrap the fibers 14 evenly around the surface of the liner 10 as compared with a configuration in which protrusions are provided on the surface of the liner 10.
本発明の実施の形態において、樹脂溜り部１８の断面形状は、図２に示すような楕円弧状や、円弧状、矩形状、楔形状等、いかなるものであってもよい。また、本実施の形態において、樹脂溜り部１８の深さは、例えば１〜５ｍｍ程度とすることが可能である。ただし、樹脂溜り部１８の大きさや、繊維１４から染み出す熱硬化性樹脂１６の量などに応じて適宜設定することが可能であり、特に制限されるものではなく、ライナ１０や圧力容器１００の強度に対する影響がなければいかなる深さであっても良い。 In the embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the resin reservoir 18 may be any shape such as an elliptical arc shape, an arc shape, a rectangular shape, or a wedge shape as shown in FIG. Moreover, in this Embodiment, the depth of the resin reservoir part 18 can be about 1-5 mm, for example. However, it can be set as appropriate according to the size of the resin reservoir 18 and the amount of the thermosetting resin 16 that oozes out from the fibers 14, and is not particularly limited. Any depth is possible as long as there is no influence on the strength.
また、本発明の実施の形態において、樹脂溜り部１８の、繊維強化樹脂層１２に対面する形状は、ライナ１０や圧力容器１００の強度に対する影響がなければいかなる形状のものであっても良い。例えば円形、楕円形、三角形、四角形などの角形、正方形や正六角形などの正多角形などを挙げることが可能であるが、これに限定されない。また、本実施の形態において、樹脂溜り部１８の大きさは、最大の外寸（円形であれば、直径に相当）を、例えば１〜１０ｍｍ程度とすることが可能である。ただし、繊維１４から染み出す熱硬化性樹脂１６の量などに応じて適宜設定することが可能であり、特に制限されるものではなく、ライナ１０や圧力容器１００の強度に対する影響がなければいかなる大きさであっても良い。 In the embodiment of the present invention, the shape of the resin reservoir 18 facing the fiber reinforced resin layer 12 may be any shape as long as it does not affect the strength of the liner 10 or the pressure vessel 100. For example, a square such as a circle, an ellipse, a triangle, and a quadrangle, and a regular polygon such as a square and a regular hexagon can be used, but the present invention is not limited thereto. Moreover, in this Embodiment, the magnitude | size of the resin reservoir part 18 can set the largest outer dimension (it is equivalent to a diameter if it is circular) to about 1-10 mm, for example. However, it can be set as appropriate according to the amount of the thermosetting resin 16 that oozes out from the fiber 14, and is not particularly limited, and may be any size as long as it does not affect the strength of the liner 10 or the pressure vessel 100. It may be.
また、本発明の実施の形態において、ライナ１０の、面一形状の外側表面に設けられる樹脂溜り部１８の密度については、特に制限されるものではなく、適宜設定することが可能である。ただし、ライナ１０や圧力容器１００のライナ１０と、繊維強化樹脂層１２との境界部分で染み出す熱硬化性樹脂を均等に流入させるよう、ライナ１０表面に均等に設けられることが好ましい。 Further, in the embodiment of the present invention, the density of the resin reservoir 18 provided on the outer surface of the flush surface of the liner 10 is not particularly limited and can be set as appropriate. However, it is preferable that the thermosetting resin that exudes at the boundary between the liner 10 or the liner 10 of the pressure vessel 100 and the fiber reinforced resin layer 12 is evenly provided on the surface of the liner 10.
このように、ライナ１０と、繊維強化樹脂層１２との境界部分に、適当な樹脂溜り部１８を有する圧力容器を作製することにより、繊維強化樹脂層１２の内側部分における、Ｖｆの上昇を抑え、耐久性を向上させることが可能となる。 Thus, by producing a pressure vessel having an appropriate resin reservoir 18 at the boundary portion between the liner 10 and the fiber reinforced resin layer 12, an increase in Vf in the inner portion of the fiber reinforced resin layer 12 is suppressed. , Durability can be improved.
本発明は、移動体に搭載する圧力容器に限らず、あらゆる圧力容器において利用することが可能である。 The present invention is not limited to a pressure vessel mounted on a moving body, and can be used in any pressure vessel.
１０，３０ ライナ、１２，３２ 繊維強化樹脂層、１４，３４ 繊維、１６，３６ 熱硬化性樹脂、１８ 樹脂溜り部、２０ 口金、１００，２００ 圧力容器。 10, 30 liner, 12, 32 Fiber reinforced resin layer, 14, 34 Fiber, 16, 36 Thermosetting resin, 18 Resin reservoir, 20 Base, 100, 200 Pressure vessel.
Claims (4)
前記ライナの外周部分を被覆する繊維強化樹脂層と、
を備え、
前記ライナと、前記繊維強化樹脂層との境界部分に、複数の樹脂溜り部を有することを特徴とする圧力容器。 A hollow liner,
A fiber reinforced resin layer covering the outer periphery of the liner;
With
A pressure vessel comprising a plurality of resin reservoirs at a boundary portion between the liner and the fiber reinforced resin layer.
前記樹脂溜り部が、前記ライナの、面一形状の外側表面に形成された窪みからなることを特徴とする圧力容器。 The pressure vessel according to claim 1,
The pressure vessel, wherein the resin reservoir portion is formed by a depression formed in a flush outer surface of the liner.
前記繊維強化樹脂層が、繊維に含浸させた熱硬化性樹脂を硬化させてなることを特徴とする圧力容器。 The pressure vessel according to claim 1 or 2,
The pressure vessel, wherein the fiber reinforced resin layer is formed by curing a thermosetting resin impregnated in a fiber.
前記ライナの外周部分に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を巻きつける工程と、
前記熱硬化性樹脂を硬化させ、前記ライナを被覆する繊維強化樹脂層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、圧力容器の製造方法。 Producing a hollow liner having a plurality of resin reservoirs on the outer surface;
Winding the fiber impregnated with thermosetting resin around the outer periphery of the liner;
Curing the thermosetting resin and forming a fiber reinforced resin layer covering the liner; and
A method for manufacturing a pressure vessel, comprising:
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