JP2018105772A - Tank testing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タンクの試験方法に関し、特に高圧タンクの試験方法に関する。 The present invention relates to a tank test method, and more particularly to a high-pressure tank test method.
燃料電池自動車や水素自動車等に搭載される水素タンクなどの高圧タンクには、内部の圧力に耐えるために十分な強度を有することが求められている。このような高圧タンクとして、樹脂・金属等により形成されたタンク容器(以下、ライナーという)の外周に繊維強化樹脂層を形成したものが用いられている。 High-pressure tanks such as hydrogen tanks mounted on fuel cell vehicles and hydrogen vehicles are required to have sufficient strength to withstand internal pressure. As such a high-pressure tank, a tank container (hereinafter referred to as a liner) formed of resin, metal or the like and having a fiber reinforced resin layer formed on the outer periphery thereof is used.
高圧タンクが十分な強度を有するかを検査する方法としては、製造された高圧タンクの内部にヘリウム等の不活性ガスを充填して気密試験を行うことが挙げられる(例えば特許文献1)。そして、気密試験の前に、高圧タンクの内部に水を充填して膨張測定を行うことがある(例えば特許文献2)。 As a method for inspecting whether the high-pressure tank has sufficient strength, an airtight test can be performed by filling the manufactured high-pressure tank with an inert gas such as helium (for example, Patent Document 1). And before an airtight test, the inside of a high-pressure tank may be filled with water and an expansion measurement may be performed (for example, patent document 2).
ところで、気密試験の場合、法規の定めにより、乾燥した空気又は不活性ガスの使用が要求されている。上述のように気密試験の前に膨張測定を行うとすると、膨張測定の後にタンク内部の水を排出し、更にタンクの内部を乾燥する必要がある。そして、水の排出作業及びタンク内部の乾燥作業に時間を要するので、試験時間がかかる問題が生じる。また、内部乾燥に伴って乾燥炉等の設備も必要になるので、試験設備が大型化になるだけでなく、コストアップの問題も発生する。 By the way, in the case of an airtight test, the use of dry air or inert gas is required according to the regulation. As described above, if the expansion measurement is performed before the airtight test, it is necessary to discharge the water inside the tank after the expansion measurement and further dry the inside of the tank. And since time is required for the operation | work of draining water and the drying operation inside a tank, the problem which requires test time arises. Moreover, since equipment such as a drying furnace is required along with internal drying, not only the test equipment is increased in size, but also a problem of cost increase occurs.
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、試験時間を短縮できるとともに、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができるタンクの試験方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a technical problem, and provides a tank test method capable of reducing the test time and reducing the size and cost of the test equipment. Objective.
本発明に係るタンクの試験方法は、軸方向の両端部に口金が設けられたタンクの試験方法であって、前記タンクの一方の口金から前記タンクの内部に袋状のゴムシートを配置し、前記ゴムシートの内部に水を充填して膨張測定を行う第1ステップと、前記ゴムシートと前記タンクの内壁との間の空間に乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第2ステップと、を有することを特徴としている。 The tank test method according to the present invention is a tank test method in which a base is provided at both ends in the axial direction, and a bag-shaped rubber sheet is disposed inside the tank from one base of the tank, A first step of filling the rubber sheet with water and measuring expansion; and a space between the rubber sheet and the inner wall of the tank is filled with dry air or inert gas to perform an airtight test. And 2 steps.
本発明に係るタンクの試験方法では、タンク内部に袋状のゴムシートを配置し、該ゴムシートに水を充填して膨張測定を行い、その後に該ゴムシートとタンクの内壁との間の空間に乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う。従って、膨張測定と気密試験との間におけるタンク内部の水の排出作業、及びタンク内部の乾燥作業が必要でなくなるので、試験時間を短縮することができる。また、乾燥炉等の設備も必要でなくなるので、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。 In the tank testing method according to the present invention, a bag-shaped rubber sheet is disposed inside the tank, the rubber sheet is filled with water to perform expansion measurement, and then the space between the rubber sheet and the inner wall of the tank. An air tightness test is performed by filling dry air or inert gas. Accordingly, it is not necessary to perform the operation of draining the water inside the tank and the operation of drying the inside of the tank between the expansion measurement and the airtight test, so that the test time can be shortened. In addition, since no equipment such as a drying furnace is required, the test equipment can be reduced in size and cost can be reduced.
本発明によれば、試験時間を短縮できるとともに、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。 According to the present invention, the test time can be shortened, and the test equipment can be reduced in size and cost.
以下、図面を参照して本発明に係るタンクの試験方法の実施形態について説明するが、その前に試験対象である高圧タンクの構造を説明する。図1は高圧タンクの構成を示す概略断面図である。高圧タンク10は、例えば、燃料電池車両に搭載され、内部に燃料電池に燃料ガスとして供給される高圧水素が貯留されている。この高圧タンク10は、ライナー11と、繊維強化樹脂層12と、バルブ側口金13と、エンド側口金14と、バルブ15とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a tank testing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. Before that, the structure of a high-pressure tank to be tested will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a high-pressure tank. The high-
ライナー11は、高圧タンク10の本体部を構成するタンク容器であり、内部に高圧水素を貯留するための貯留空間を有する。このライナー11は、水素ガスに対するガスバリア性を有しており、略円筒状のシリンダー部11aと、シリンダー部11aの両端部に位置する略半球状のドーム部11bとからなる。2つのドーム部11bの頂部には開口部がそれぞれ形成され、これらの開口部の一方にバルブ側口金13、他方にエンド側口金14が内挿されている。
The
ライナー11は、例えば、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂部材を用いて回転・ブロー成形法によって形成されている。なお、ライナー11は、樹脂部材に代えてアルミニウム等の軽金属によって構成されても良い。また、このライナー11は、回転・ブロー成形法のような一体成形の製造方法に代えて、射出・押出成形等により複数に分割された部材を接合することにより形成されても良い。
The
繊維強化樹脂層12は、ライナー11の外表面を覆う補強層であり、ライナー11の外表面に巻き付けられる炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)等の強化繊維と、その強化繊維同士を結着する熱硬化性樹脂とで構成されている。この繊維強化樹脂層12は、例えばフィラメントワインディング方法により形成される。すなわち、まず、熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維を、いわゆるヘリカル巻きやフープ巻きなどの所定の巻き方でライナー11の外表面に巻き付ける。次に、強化繊維が巻き付けられたライナー11を恒温槽において、例えば85℃程度の高温で加熱し、強化繊維中の熱硬化性樹脂を熱硬化させる。
The fiber reinforced
バルブ側口金13とエンド側口金14とは、高圧タンク10の軸方向の両端部に設けられている。バルブ側口金13は、バルブ15を取り付けるための接続部であり、高圧タンク10の一方のドーム部11b(図1において、上側のドーム部11b)に取り付けられている。このバルブ側口金13は、略円筒状の本体部13aと、ライナー11と繊維強化樹脂層12との間に嵌入された鍔部13bとを有する。本体部13aの内壁面には、雌螺子部(図示せず)が設けられている。バルブ側口金13は、ステンレスやアルミニウムなどの金属部材によって形成されても良く、又は強化プラスチック等の樹脂部材によって形成されても良い。
The
バルブ15は略円柱状に形成されており、その下部の外壁面にはバルブ側口金13の本体部13aの雌螺子部と螺合できる雄螺子部が設けられている。そして、バルブ15は、雄螺子部とバルブ側口金13の雌螺子部とを螺合することにより、バルブ側口金13と締結されている。
The
一方、エンド側口金14は、バルブ側口金13とは反対側の高圧タンク10のドーム部11b(図1において、下側のドーム部11b)に取り付けられている。このエンド側口金14は、ライナー11の開口部を密閉する略円柱状の本体部14aと、ライナー11と繊維強化樹脂層12との間に嵌入される鍔部14bとを有する。エンド側口金14は、ステンレスやアルミニウムなどの金属部材によって形成されても良く、又は強化プラスチックなどの樹脂部材によって形成されても良い。
On the other hand, the end-
<第1実施形態>
図2はタンクの試験方法の第1実施形態を説明するための模式図である。なお、図示しないが、本実施形態に係る高圧タンク10のバルブ15には、水充填排出流路及びヘリウムガスの供給放出流路がそれぞれ設けられている。本実施形態に係るタンクの試験方法は、水を充填して膨張測定を行う第1ステップと、乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第2ステップとを有する。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a first embodiment of a tank testing method. Although not shown, the
具体的には、第1ステップでは、まず、袋状のゴムシート20を用意する。ゴムシート20の材料としては、例えば天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。続いて、高圧タンク10のバルブ15を取り外し、ゴムシート20の開口がバルブ側口金13側、底部がエンド側口金14側に向くように、該袋状のゴムシート20をバルブ側口金13から高圧タンク10の内部に配置し、その後にバルブ15をバルブ側口金13と螺合させる。次に、バルブ15に設けられた水充填排出流路を介し、高圧タンク10の内部に配置されたゴムシート20の内部に水Wを充填して膨張測定を行う。
Specifically, in the first step, first, a bag-
膨張測定では、ゴムシート20の内部に水を加圧充填し、それに伴う高圧タンク10の膨張の度合を測定する。例えば、ゴムシート20の内部に所定量の水を充填することにより高圧タンク10の内圧を増大させ、高圧タンク10の内圧の変化に関連する高圧タンク10の膨張量を測定する。
In the expansion measurement, the
第1ステップに続く第2ステップでは、高圧タンク10の内壁とゴムシート20との間の空間に乾燥したヘリウム(He)ガスを充填して気密試験を行う。具体的には、膨張測定に用いた水Wをゴムシート20の内部に残した状態で、高圧タンク10の内壁とゴムシート20との間の空間にヘリウムガスを充填して内圧を使用圧力(例えば70MPa)まで高め、その状態でヘリウムガスの漏れがあるか否かを検査する。
In the second step subsequent to the first step, the space between the inner wall of the high-
本実施形態に係るタンクの試験方法では、高圧タンク10の内部に袋状のゴムシート20を配置し、配置したゴムシート20に水を充填して膨張測定を行い、その後に該ゴムシート20と高圧タンク10の内壁との間の空間に乾燥したヘリウムガスを充填して気密試験を行う。従って、従来のように膨張測定と気密試験との間における高圧タンク10内部の水の排出作業、及び高圧タンク10内部の乾燥作業が必要でなくなるので、試験時間を大幅に短縮することができる。また、従来のような乾燥炉等の設備も必要でなくなるので、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。
In the tank test method according to the present embodiment, a bag-
更に、気密試験では、膨張測定に用いた水Wをゴムシート20の内部に残した状態で、ゴムシート20と高圧タンク10の内壁との間の空間にヘリウムガスを充填して気密試験を行うので、該ゴムシート20を用いずに高圧タンク10の内部に全てヘリウムガスを充填する場合と比べて、ヘリウムガスの充填量を減らすことができる。このため、少量のヘリウムガスでも気密試験を行うことが可能になり、ヘリウムガス供給設備の小型化を図ることができるとともに、ヘリウムガスの充填及び放出の時間も短縮することができる。その結果、試験時間を更に短縮でき、試験設備の小型化及びコスト削減を更に図り易くなる。
Further, in the airtight test, the water W used for the expansion measurement is left inside the
<第2実施形態>
図3はタンクの試験方法の第2実施形態を説明するための模式図である。本実施形態に係るタンクの試験方法は、上述の第1実施形態と同様に、水を充填して膨張測定を行う第1ステップと、乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第2ステップとを有するが、ゴムシート20を用いない点において第1実施形態と異なる。
Second Embodiment
FIG. 3 is a schematic view for explaining a second embodiment of the tank test method. The tank testing method according to the present embodiment performs a first step of performing expansion measurement by filling with water, and performing an airtight test by filling with dry air or inert gas, as in the first embodiment described above. The second step is different from the first embodiment in that the
第1ステップでは、高圧タンク10の内部に水Wを直接充填して膨張測定を行う。
In the first step, the inside of the high-
第2ステップでは、図3に示すように、膨張測定に用いた水Wを高圧タンク10の内部に残しつつ、バルブ側口金13が上側、エンド側口金14が下側に向くように高圧タンク10を縦置きした状態で、高圧タンク10内部にヘリウムガスを充填する。このとき、ヘリウムガスが水Wの液面以上の空間に溜まるので、バルブ側口金13側の気密試験を先に実施する。次に、バルブ側口金13が下側、エンド側口金14が上側に向くように、高圧タンク10を上下反転した後に、エンド側口金14側の気密試験を実施する。
In the second step, as shown in FIG. 3, while the water W used for the expansion measurement is left inside the high-
本実施形態に係るタンクの試験方法では、膨張測定に用いた水Wを高圧タンク10の内部に残した状態で高圧タンク10内部にヘリウムガスを充填して気密試験を行うので、ヘリウムガスの充填量を低減することができる。このため、ヘリウムガスの供給設備の小型化を図ることができるとともに、ヘリウムガスの充填及び放出の時間を短縮することができる。その結果、試験時間を大幅に短縮でき、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。
In the tank testing method according to the present embodiment, the air tightness test is performed by filling the inside of the high-
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上述の実施形態では、ヘリウムガスを用いた例を説明したが、空気やアルゴンガス等の不活性ガスを用いても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, in the above-described embodiment, an example using helium gas has been described. However, an inert gas such as air or argon gas may be used.
10 高圧タンク
11 ライナー
12 繊維強化樹脂層
13 バルブ側口金
13a 本体部
13b 鍔部
14 エンド側口金
14a 本体部
14b 鍔部
15 バルブ
20 ゴムシート
W 水
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記タンクの一方の口金から前記タンクの内部に袋状のゴムシートを配置し、前記ゴムシートの内部に水を充填して膨張測定を行う第1ステップと、
前記ゴムシートと前記タンクの内壁との間の空間に乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第2ステップと、
を有することを特徴とするタンクの試験方法。 A test method for a tank provided with caps at both ends in the axial direction,
A first step of disposing a bag-like rubber sheet inside the tank from one of the caps of the tank, and filling the water inside the rubber sheet to measure expansion;
A second step of performing an airtight test by filling a space between the rubber sheet and the inner wall of the tank with dry air or an inert gas;
A method for testing a tank, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016253662A JP2018105772A (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Tank testing method |
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Publications (1)
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110702186A (en) * | 2019-09-03 | 2020-01-17 | 河南牛帕力学工程研究院 | Pit digging volume detection device and method for detecting roadbed compactness by pit digging and water filling method |
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2016
- 2016-12-27 JP JP2016253662A patent/JP2018105772A/en active Pending
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