JP2009524777A

JP2009524777A - 加圧容器

Info

Publication number: JP2009524777A
Application number: JP2008551654A
Authority: JP
Inventors: ベバー，ノルベルト
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP5032503B2; WO2007085276A1; EP1977153B1; US20100258573A1; DE102006004121A1; EP1977153A1; ES2416335T3; CN101356400A; CN101356400B; US7959027B2

Abstract

本発明は、隣接する２つのプラスチックケーシング１２、１４を備える加圧容器に関する。本発明の目的は経済的に製造できる漏出防止容器または貯蔵配列体を製造することである。このために、ケーシング１２、１４間の間隙２４はケーシング１２、１４が同軸に配列される点まで伸び、楔形テーパー２８を備える外側支持リング２２は前記点まで伸び、前記外側支持リングは個別部品として具現されるかまたは少なくとも２つの金属のリング形の個別部品２８、３０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１プラスチックケーシング及び少なくとも部分的に第１プラスチックケーシングを取り囲む第２プラスチックケーシングを備える、少なくとも１つの流体媒体を保持するための加圧容器に関するものであり、第１プラスチックケーシングは少なくともその一方の端に媒体の送出用の開口を備えるカラー部を有し、カラー部及び第２プラスチックケーシングはその間に介在する外側支持リング上で支持され、支持リングは前記ケーシング間の間隙開口の方向に楔状に先細である。

ＥＰ１２４８９２９Ｂ１号は、圧力の下で液体及び（または）気体媒体を貯蔵するための内側プラスチックケーシングとしてファイバプラスチック複合材で強化されたプラスチックコア容器を開示している。コア容器はネック部及び（または）底部及び（または）円筒形容器部に１つまたはそれ以上の取付け部品を有し、そのうち少なくとも１つの取付け部品は、例えば弁または管路接続具など円筒形または円錐形ネジを持つネジ留め圧力供給ラインを保持するように作られている。プラスチックコア容器の接続シャンクにおいて、接続シャンクの周囲を囲むまたはその端を包む１つのカラー端を持つ円筒形挿入体がカラー部として取り付けられる。そして、少なくとも１つのシールが挿入体とプラスチックコア容器のプラスチック接続シャンクの内面との間に配置されかつ少なくとも１つの他のシールが挿入体と圧力管路供給口との間に配置されるように、少なくとも２つのシールが配置される。これは、極端な反復的な熱及び機械的作動応力の下でも取付け部品の長期的な高度の気密性を保証するためのものである。第１内側プラスチックケーシングはカラー部方向へ約９０度で急激に方向を変えるので、この急激な方向変化の結果として有害な応力ピークが生じることを防ぐことができない。また、外側プラスチックケーシングと内側プラスチックケーシングによって形成される間隙内部に配置される外側プラスチックケーシングと内側プラスチックケーシングの間の外側支持リングは円錐形にまたは楔状に外部に向かって先細であるが、その結果としての支持は前記の２つのプラスチックケーシングの基本的に水平の当接領域内でのみ生じ、その結果、装置の作動時にプラスチックを傷つける可能性がある相対的な動きがケーシング間の上記領域で生じる可能性がある。

ＤＥ１９７５１４１１Ｃ１号は、内側のすなわち第１プラスチックケーシングとしてプラスチックライナーを持ち、ネック部に配置される２つのネック部品を持ちかつ第２プラスチックケーシングとしてライナーを強化する繊維複合材料の巻きを持つ、圧力の下で気体媒体を貯蔵するための一般的複合加圧容器を開示している。ガス逆止弁を保持するネック部品の中に、このネック部品にねじ込むことができるクランプリングがある。クランプリングは、外側ケーシングにネジ部を有する。このネジ部に隣接してネジ無し円錐台形部がある。ガスケットを保持するためにネック部品の雌ネジ部間に配置される環状溝は、半径方向にネック部品の中へ及びそれぞれのネック部品の外面上で伸びる。カラーに隣接する領域において、この配列体は周囲全体に半径方向に外側へ伸びる少なくとも１つの縁部を備える。上述の解決法と同様、外側支持リングの楔形テーパーは水平面に沿ってネック部品の内周領域に沿ってしか伸びない。水平面はライナーによって形成され、かつこの点で鋭く直角に方向変化して媒体の送出口を取り囲むカラー部となる。従って、その実施のために非常に効果的に密閉するための解決法は数個のコンポーネントを用いるもので技術的に大きな努力を要する。

この先行技術に基づき、本発明の目的は、製造コストを下げて経済的に非常に信頼性の高い加圧容器を形成するように既知の解決法をさらに改良することである。この目的は請求項１の特徴を完全に持つ加圧容器によって達成される。

請求項１の特徴部分において示されるように、ケーシング間の間隙は同軸配列でケーシングが相互に当接する場所まで延びており、かつ１つの部品で作られるまたは少なくとも２つの個別の環状金属部品によって構成される外側支持リングの楔形テーパーがこの場所まで延びているので、低い製造コストで具現できる気密容器またはアキュムレータ配列体が形成される。本発明に係る加圧容器は複数の用途に使用でき、楔状に先細の外側支持リングによって２つのケーシングの外周領域まで支持が得られるので、プラスチックケーシング間に生じる相対的動きは外側支持リングによって吸収され、プラスチック材料間の直接的な有害な層間剥離プロセスによる損傷はこのようにして防止される。配列体の外周領域へ延びる外側支持リングの楔形案内によって急激な方向変化なしに相互に対面する第１プラスチックケーシングと第２プラスチックケーシングの輪郭面を実現することができる。これによって、特に上記のプラスチックケーシングに注意深く力を伝達することができる。力の伝達は、特に外側支持リングが１つの部品で作られる場合に有利であり、塑性変形可能プラスチック材料特にポリマー材料から成ることが好ましい。ただし、外側支持リングが剛性支持部材として少なくとも２つの個別部品例えば個別のリングから成る場合にも良好な結果を得ることができる。これは製造を単純化するので、製造コストを下げるのに役立つ。この点に関して外側支持リングが完全に、従って一体的にプラスチック材料で構成される場合、ケーシングのプラスチック材料が鋭いエッジの遷移部で傷つく可能性がさらに排除される。金属の個別のリング部品の場合、逆に、特に内側すなわち第１プラスチック材料としてのライナーのカラー部に関して高い剛性の容器配列体が得られる。

本発明に係る加圧容器の１つの望ましい実施形態において、外側支持リングの外部輪郭はさらに間隙開口の方向に凸状湾曲を有し、その反対側の内部輪郭は、間隙開口から発して直線的に傾斜することができる。直線傾斜はカラー部の入口で終結して容器の縦軸に対して平行な当接面となる。外部輪郭に凸状湾曲を持ち内側輪郭に平行平面形状を持つこのような外側支持リングの形状は外側支持リングへの内側ケーシングの荷重の特に有利な伝達をもたらし、この点で外側支持リングは外側プラスチックケーシングの巻きによってさらに支持される。

本発明に係る加圧容器のその他の有利な形態が他の従属請求項に示される。

本発明に係る加圧容器について、本発明に係る１つの実施形態を用いて下に詳しく説明する。唯一の図面は縦断面で略図的に加圧容器の重要部分を示しており、比例拡大縮小されていない。

図に示される加圧容器は、数１０^８Ｐａ（数千ｂａｒ）までの圧力を受ける可能性のある液体または気体媒体を貯蔵するために使用される。加圧容器は両端に媒体の送出のための接続開口１０を備え、これに圧力管路及び（または）弁（図示せず）を接続することができ、かつ用途に応じて加圧容器のために異なる形状及び寸法でこれを作ることができる。

加圧容器は第１プラスチックケーシング１２及び第１プラスチックケーシング１２を少なくとも部分的に取り囲む第２プラスチックケーシング１４を有する。この第１プラスチックケーシング１２は業界においてプラスチックコア容器またはライナーとも呼ばれる。これはポリアミドで構成されかつブロー成形または回転焼結によって製造されることが好ましい。これらの製造工程は従来のものなので、ここでは詳しく説明しない。上記のライナー１２は、その外周面が第２プラスチックケーシング１４として外側から巻かれた繊維の巻きによって強化される。例えば、強化巻きは炭素繊維、アラミド繊維、ガス繊維、ボロン繊維、ＡＬ₂Ｏ₃繊維またはこれらの混合物など繊維強化材から成る。繊維強化材はハイブリッド糸とも呼ばれ、ドゥロマー（ｄｕｒｏｍｅｒ）の基礎母材（熱硬化性樹脂）例えばエポキシまたはフェノール樹脂または例えばＰＡ１２、ＰＡ６、ＰＰなどの形の熱可塑性樹脂に埋め込まれる。支持ジャケットを形成する繊維複合材料は、プラスチック樹脂に埋め込まれ相互に交差しかつ基本的に長手及び周囲方向に伸びる繊維ストランドを含む。支持ジャケットを形成する繊維複合材料は、さらにまたはその代わりに、相互に交差し長手及び周囲方向に傾斜する繊維ストランドを含むこともでき、プラスチックコア容器の縦軸の有利な展開において鏡像的に相互に傾斜させることができる。このようにして加圧容器は長手（縦）及び周囲方向の力に最適に対応することができる。さらに、作動に悪影響を与えることなくプラスチックコア容器の内径に対する表面開口の開口断面の比率を少なくとも３０％に好ましくは少なくとも５０％に調整するための可能性を増大する。

対向する端部において、第１プラスチックケーシング１２は１つの円筒形カラー部１６で終結し、ここでは詳述されない実施形態として、第１プラスチックケーシング１２の一端を閉じて１つだけカラー部１６を配置することも考えられる。加圧容器は基本的に回転対称に作られ、その中央周囲部１８に沿って伸び、その縦軸２０に沿って２つのケーシング１２、１４は同軸に配列される。この縦軸２０の方向で見ると、第２プラスチックケーシング１４の自由端は第１プラスチックケーシング１２のカラー部１６の上方で終結する。これは、容器の作動時に力が伝達されるために有利であることが立証されている。第１プラスチックケーシング１２のカラー部１６及び第２プラスチックケーシング１４はその間に在る外側支持リング２２で支持される。外側支持リング２２は前記ケーシング１２、１４間の間隙開口２４の方向に楔状に先細である。本発明によれば、ケーシング１２、１４間の前記間隙２４がアキュムレータの縦軸２０に同軸に配列されるケーシング１２、１４が相互に当接する場所まで延び、外部支持リングの楔形テーパー２６がこの場所まで延びるように、構成される。外側支持リングは、図示されていない１つの部品で作られるか、または図示されるように少なくとも２つの金属の環状個別部品２８、３０によって構成される。

さらに図に示すように、外側支持リング２２の外側輪郭３２は間隙開口２４の方向に凸状湾曲を有する。その反対側の内側輪郭３４は間隙開口２４から発して直線的に傾斜し、直線傾斜はカラー部１６の入口で終結して容器の縦軸２０に対して平行な当接面となる。外側輪郭３２の湾曲は第２プラスチックケーシング１４の自由端の方向に向かって増加する。外側支持リング２２のこのような内側及び外側輪郭の形状は、外側支持リング２２の領域における前記プラスチックケーシング１２、１４の良好な力の伝達及びさらに確実な結合を保証する。図示されるように、外側支持リング２２が個別の金属部品から成る場合、２つの個別部品のうち少なくとも１つ２８または３０は、境界側領域において他方の個別部品の境界側半径方向窪みに重なる突起を持つことができる。このようにして、２つの個別部品が相互に特にしっかりと付着することが可能である。従って、断面図で見ると、１つの個別部品は楔状に作られ、他方の個別部品２８はそれぞれのカラー部１６の自由端まで平行四辺形に作られる。

第１ケーシング１２のカラー部１６は内周面において内側支持リング３６の別の当接面上で支持される。内側支持リングは同様に剛性の金属リングとして作られる。図示するように、内側支持リング３６は加圧容器の２つの端部において同一に作られる必要はない。しかし、それぞれの内側支持リング３６がその外周面に沿ってそれぞれ媒体の送出を密封するために使用されるＯリング３８を保持するための環状溝を持つことが特徴的である。さらに、媒体の送出のための共通の境界壁が形成されるように内側支持リング３６が外側支持リング２２の中に支持されることが特徴的である。図示される内側支持リング３６は、加圧容器の内部の方向に、外側支持リング２２の内側輪郭３４の斜面の傾斜と適合し特にこれに一致する傾斜を持つ当接斜面を有する。さらに、外側支持リング２２の外側輪郭３２はリング形の凹部を備え、この中で、第２プラスチックケーシング１４の割当て可能な端が当接して終結する。

第２プラスチックケーシング１４は、中央周囲部１８の両側に、少なくとも１つの付加的巻き層４２を有する。この層は一方で破裂圧力を増大するのに役立ち、他方で破裂の際に加圧容器またはアキュムレータの固体内蔵部品が外に放出されず付加的巻き４２によって保持されるようにする。アキュムレータの全長に応じて、この付加的巻き４２を１ヵ所だけに配置するかまたは相互に分離して繰り返し配置することができる。前記の外側支持リング２２は発生する圧力ピークを圧力緩衝材として均等に分布させて、これを２つのプラスチックケーシング１２、１４へ伝達することができる。このようにして、加圧容器の膨張が効果的に防止される。同軸領域におけるスライド運動としてプラスチックケーシング１２、１４の相対する面の間で生じる可能性がある相対的層間剥離運動は非常に小さいので、この点に関して外側支持リング２２によって端部囲い込み領域における層または２つのケーシング１２、１４の相互の支持及び分離を保証すれば充分である。図示された外側支持リング２２の楔形断面は、これが前記の相対的変位に効果的に対抗する限り有利である。内側輪郭３４と異なる外側輪郭３２の形状は、この変位に対して同時に協力的に作用する。上述の加圧容器設計のために特に内側支持リング３６及び外側支持リング２２に関して滑らかな表面しか使用されない状況にもかかわらず、このようにしてカラー部１６において高強度で堅固な接続部が構造的に単純に得られることは驚くべきことである。

本発明に係る加圧容器の縦断面であり、略図的に加圧容器の重要部分を示している。

Claims

第１プラスチックケーシング（１２）と該第１プラスチックケーシング（１２）を少なくとも部分的に取り囲む第２プラスチックケーシング（１４）とを有し、前記第１プラスチックケーシング（１２）が少なくともその一端にカラー部（１６）を有し、該カラー部が少なくとも１つの流体媒体送出用の開口（１０）を備え、かつ前記カラー部（１６）及び前記第２プラスチックケーシング（１４）がその間に介在する外側支持リング（２２）上で支持され、該外側支持リングが前記ケーシング（１２、１４）間の間隙開口（２４）の方向に楔状に先細であり、
前記ケーシング（１２、１４）間の前記間隙開口（２４）が、前記ケーシング（１２、１４）が同軸配列で相互に当接する場所まで延び、かつ１つの部品で作られるまたは少なくとも２つの個別の環状金属部品（２８、３０）によって構成される前記外側支持リング（２２）の楔形テーパー（２６）が前記場所まで延びることを特徴とする、少なくとも１つの流体媒体を保持するため加圧容器。
前記外側支持リング（２２）の外側輪郭（３２）が前記間隙開口（２４）の方向に凸状湾曲を有し、その反対側の内側輪郭（３４）が前記間隙開口（２４）から発して直線的に傾斜し、前記直線傾斜が前記カラー部（１６）入口で終結して該容器の縦軸（２０）に対して平行な当接面となることを特徴とする、請求項１に記載の加圧容器。
前記第１ケーシングの前記カラー部（１６）が内周面において内側支持リング（３６）の別の当接面で支持され、前記内側支持リングが同様に剛性金属リングとして作られることを特徴とする、請求項１または２に記載の加圧容器。
前記内側支持リング（３６）が前記媒体送出用の共通境界壁が形成されるように前記外側支持リング（２２）の中で支持されることを特徴とする、請求項３に記載の加圧容器。
前記内側支持リング（３６）が前記加圧容器の内部の方向に当接斜面を有し、該当接斜面が前記外側支持リング（２２）の前記内側輪郭（３４）の斜面の傾斜に一致する傾斜を有することを特徴とする、請求項３または４に記載の加圧容器。
前記外側支持リング（２２）の前記外側輪郭（３２）がリング形凹部（４６）を備え、その中で前記第２プラスチックケーシング（１４）の割当て可能な端が当接して終結することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の加圧容器。
前記第１プラスチックケーシング（１２）がブロー成形または回転または熱加工によって製造されるプラスチックライナーであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の加圧容器。
前記第２プラスチックケーシング（１４）が少なくとも１つの形式の繊維の巻きから成り、前記巻きが各囲繞場所において前記第１プラスチックケーシング（１２）のための繊維強化を形成することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の加圧容器。
前記第２プラスチックケーシング（１４）がその外周に沿って相互に間隔を置いて付加的巻き（４２）を有することを特徴とする、請求項８に記載の加圧容器。