JP2009210026A - 複合圧力容器 - Google Patents

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啓介 山田
Takaomi Inada
貴臣 稲田
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Abstract

【課題】
複合圧力容器内部の圧力が所定以上に上昇した場合に、内部圧力を開放して複合圧力容器の破裂を防止する。
【解決手段】
両端にボス部を有し、一方のボス部４に容器弁２１を具備する複合圧力容器であって、前記容器弁が前記ボス部に螺合され、前記複合圧力容器の内圧が該複合圧力容器の破裂強度に達する前に螺合部８，２３が剪断破壊する様、前記ボス部と前記容器弁の噛合い長さを設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄肉の金属製ライナを繊維強化プラスチック層で強化した複合圧力容器に関するものである。
近年、自動車の燃料として圧縮天然ガスが用いられ、或は自動車の動力源として燃料電池が用いられており、圧縮天然ガスを収納するタンク、燃料電池の燃料を収納するタンクとして複合圧力容器が用いられる。複合圧力容器は、薄肉の金属製ライナを繊維強化プラスチック層で強化した構造を有し、高強度、軽量、低コストであるという利点を有している。
従来の複合圧力容器について図４により説明する。
図４中、１は複合圧力容器、２は金属製、例えばアルミ製のライナであり、該ライナ２の外側には繊維強化プラスチック層３が形成された２層構造となっている。
前記ライナ２は薄肉板厚の円筒体の両端部を絞り加工、例えばスピニングで加工した円筒形状をしており、前記ライナ２の外面に合成樹脂を含浸した強化繊維が張力を付加した状態で巻設され、前記繊維強化プラスチック層３が形成される。
前記ライナ２の両端部は絞り加工で成形される為、両端中心部には小径円筒形のボス部４，５が形成される。一方のボス部４には容器弁６が設けられ、該容器弁６を介して図示しない配管に接続される。又他方のボス部５にはプラグ７が螺着され、該プラグ７によって前記ボス部５が気密に封止される。
図５に於いて、従来の前記容器弁６について説明する。尚、図Ｂ中、前記繊維強化プラスチック層３は図示を省略している。
前記ボス部４の内面には螺子部８が刻設され、該螺子部８を介して弁プラグ９が螺合されている。前記ボス部４の端面と前記弁プラグ９のフランジ部との間にはＯリング１１が挾設され、前記弁プラグ９は前記ボス部４に気密に装着されている。
前記弁プラグ９の内部にはガス流路１２，１３がＴ字状に穿設され、該ガス流路１２は前記弁プラグ９の軸心上に穿設され、一端が前記ライナ２の内部に連通し、他端は前記ガス流路１３に連通している。
該ガス流路１３は前記弁プラグ９のフランジ部を半径方向に貫通しており、前記ガス流路１３の一端に溶融式安全弁１４が気密に装着され、他端はガス配管（図示せず）が接続される。又、前記ガス流路１３の他端近傍には、電磁弁の流量調整弁１５が設けられ、前記ガス配管に供給されるガスのＯＮ／ＯＦＦを行っている。
前記溶融式安全弁１４は、内部に低融点の金属、例えばハンダが封止栓１６として充填されている。従って、前記容器弁６が所定の温度以上となると、前記封止栓１６が溶融して流出し、前記ライナ２の内部が前記ボス部４を介して外部に連通され、内部のガスが放出される様になっている。
上記した様に従来の前記容器弁６では、火災等が発生した場合で、前記複合圧力容器１、特に前記容器弁６部分の温度上昇があった場合の対応については考慮されている。
然し乍ら、火災発生の位置、容器の形状、長さ等によっては、前記容器弁６の温度が前記封止栓１６の溶融点に達する前に、前記ライナ２内の圧力が上昇し、前記複合圧力容器１が破裂する場合も考えられる。
特開２００５−９５９１号公報
本発明は斯かる実情に鑑み、複合圧力容器内部の圧力が所定以上に上昇した場合に、内部圧力を開放して複合圧力容器の破裂を防止するものである。
本発明は、両端にボス部を有し、一方のボス部に容器弁を具備する複合圧力容器であって、前記容器弁が前記ボス部に螺合され、前記複合圧力容器の内圧が該複合圧力容器の破裂強度に達する前に螺合部が剪断破壊する様、前記ボス部と前記容器弁の噛合い長さを設定した複合圧力容器に係るものである。
又本発明は、前記容器弁が前記ボス部と螺合する螺子部と、該螺子部から前記複合圧力容器内部迄突出する軸部と該軸部の先端に形成した係合部を有し、前記ボス部には前記係合部がスライド自在な溝を刻設した複合圧力容器に係り、又前記容器弁に前記係合部の位置を示す刻印、前記ボス部に前記溝を示す刻印を設けた複合圧力容器に係るものである。
本発明によれば、両端にボス部を有し、一方のボス部に容器弁を具備する複合圧力容器であって、前記容器弁が前記ボス部に螺合され、前記複合圧力容器の内圧が該複合圧力容器の破裂強度に達する前に螺合部が剪断破壊する様、前記ボス部と前記容器弁の噛合い長さを設定したので、内圧の所定以上の上昇によって前記容器弁が抜脱し、前記複合圧力容器が破裂することを防止できる。
又本発明によれば、前記容器弁が前記ボス部と螺合する螺子部と、該螺子部から前記複合圧力容器内部迄突出する軸部と該軸部の先端に形成した係合部を有し、前記ボス部には前記係合部がスライド自在な溝を刻設したので、前記容器弁の前記係合部を前記溝でスライドさせた後、前記螺子部を前記ボス部に螺合でき、前記螺子部が破壊した場合には前記係合部が前記ボス部に係合して前記容器弁の飛出しが防止される。
又本発明によれば、前記容器弁に前記係合部の位置を示す刻印、前記ボス部に前記溝を示す刻印を設けたので、前記容器弁の装着状態で前記係合部と前記溝との位置がずれていることを確認することができるという優れた効果を発揮する。
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
図１〜図３に於いて、本発明に係る複合圧力容器に実施された容器弁について説明する。尚、複合圧力容器の概略については、図４で示した複合圧力容器１と同様であるので、説明を省略する。又、図１中、図５中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
ボス部４に螺着される容器弁２１は、フランジ部２２、螺子部２３、該螺子部２３から同軸心上に延出する軸部２４の先端に半径方向に突設した係合部２５を有している。
前記容器弁２１の内部には、ガス流路１２、ガス流路１３がＴ字状に穿設され、前記ガス流路１２の先端はライナ２の内部に開口され、他端は前記ガス流路１３に連通している。又、該ガス流路１３の一端には従来と同様溶融式安全弁１４、他端には流量調整弁１５が設けられている。
前記螺子部２３と前記螺子部８の噛合い長さＬは、前記複合圧力容器１が破裂強度に達する内圧より、小さい圧力で前記螺子部８、又は前記螺子部２３が剪断破壊を起し、前記容器弁２１が前記ボス部４より抜脱する様に設定してある。
前記軸部２４の外径は、前記螺子部８の内径より小さくなっており、前記軸部２４の長さは、該軸部２４が前記ボス部４を超え、前記ライナ２の内部に達する長さとする。又、前記係合部２５の外寸Ｍは、少なくとも前記螺子部８の内径よりも大きく設定されている（図３参照）。
又、前記ボス部４には、図２に示される様に、内面に軸心と平行に溝２６、図示では対向する位置に２本の該溝２６が刻設されている。該溝２６は、前記係合部２５が嵌合し、又自在にスライドできる大きさとなっている。
先ず、本発明に於いて、前記容器弁２１を前記ボス部４に装着する場合を説明する。
前記係合部２５を前記溝２６に嵌合させ、前記容器弁２１を挿入する。前記螺子部２３が前記螺子部８に螺合する状態では、前記係合部２５は前記螺子部８を脱しており、前記容器弁２１が回転可能となる。
更に、該容器弁２１を回転させることで、前記螺子部８、前記係合部２５が螺合する。前記容器弁２１を締込むと、該容器弁２１が前記ボス部４に装着される。尚、前記フランジ部２２と前記ボス部４の端面間にはＯリング１１が挾設され、気密とされる。
前記容器弁２１を装着状態で、前記複合圧力容器１の内圧が上昇し、前記螺子部８の剪断破強度を超えると、前記容器弁２１が抜脱する。
前記係合部２５は前記螺子部８の内径よりも大きいので、前記係合部２５が前記ボス部４に引掛かり、前記容器弁２１が飛出すことはない。前記係合部２５が前記ボス部４に引掛かった状態では前記軸部２４が前記ボス部４の位置にあり、前記軸部２４と前記螺子部８との間には隙間があるので、該隙間から内部の気体が噴出して前記複合圧力容器１内部の圧力が開放される。
而して、前記容器弁２１の温度が、前記封止栓１６の溶融する温度迄上昇しない状態でも、前記複合圧力容器１の内部圧力が上昇した場合は、該内部圧力が開放されるので、前記複合圧力容器１が破裂する事態が避けられる。
尚、前記フランジ部２２の外周面に前記係合部２５が設けられている位置を刻印し、又前記ボス部４の端面等視認できる場所に、前記溝２６が設けられている位置を刻印等し、前記容器弁２１の装着状態で、前記係合部２５と前記溝２６の位置が合致しない様に前記係合部２５の螺合状態を調整してもよい。
尚、該係合部２５、前記溝２６の形状、位置、数は適宜選択可能である。
本発明の実施の形態の要部を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ矢視図である。 従来の複合圧力容器の概略を示す断面図である。 該従来の複合圧力容器の容器弁を示す断面図である。
符号の説明
１ 複合圧力容器
６ 容器弁
８ 螺子部
１４ 溶融式安全弁
１５ 流量調整弁
２１ 容器弁
２２ フランジ部
２３ 螺子部
２４ 軸部
２５ 係合部
２６ 溝

Claims (3)

  1. 両端にボス部を有し、一方のボス部に容器弁を具備する複合圧力容器であって、前記容器弁が前記ボス部に螺合され、前記複合圧力容器の内圧が該複合圧力容器の破裂強度に達する前に螺合部が剪断破壊する様、前記ボス部と前記容器弁の噛合い長さを設定したことを特徴とする複合圧力容器。
  2. 前記容器弁が前記ボス部と螺合する螺子部と、該螺子部から前記複合圧力容器内部迄突出する軸部と該軸部の先端に形成した係合部を有し、前記ボス部には前記係合部がスライド自在な溝を刻設した請求項１の複合圧力容器。
  3. 前記容器弁に前記係合部の位置を示す刻印、前記ボス部に前記溝を示す刻印を設けた請求項２の複合圧力容器。
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