JP2022531611A - 加圧ガスのタンクのためのヘッド - Google Patents

Abstract

加圧ガスのタンクのためのヘッド（１）であって、ガスタンクが、構造体（２）を備え、開口部（３）を備え、ヘッド（１）が、開口部（３）に配置された基部（４）と、基部（４）に組み付けられたバルブ（５）とを備え、基部（４）が、タンクの外部に配置された突起部（６）、タンクの内部と開口接続されていない軸（Ａ）に沿った軸方向の部分（７）及び軸方向の部分（７）と合流するまで突起部（６）中に半径方向に貫通された少なくとも１つの半径方向の部分（８）を備える少なくとも１つの第一の導管を備え、バルブ（５）が、突起部（６）にかみ合わせることを可能とするために突起部（６）に対応する第一の穴と、少なくとも１つの第二の導管（９）とを備える略環状の形状を有し、少なくとも１つの第二の導管（９）の１つの端部が、少なくとも１つの半径方向の部分（８）と軸方向に整列して第一の穴（１６）に開口している、ヘッド。このようなヘッド（１）を備える、タンク。【選択図】図２

Description

本発明は、ガスのための、例えば水素のための加圧されたガスのタンクの分野に、より具体的にはタンクのヘッドに関する。

従来技術の実施態様を例示している図１を参照すれば、複合材料から製造される構造体３２を備え、かつ軸Ａの周りで略円形の開口部３３を備える、加圧されたガス、例えば水素のためのタンクを製造することは公知である。ヘッド３１は開口部３３を塞ぎ、タンクの充填及び引き抜きの機能を確実にする。この目的のために、ヘッド３１は、軸Ａに対して略円形である、かつ、開口部３３に、有利にはシールされる方式で、配置された基部３４と、基部３４に組み付けられたバルブ３５とを備える。従来技術によれば、基部３４は、実質的にＡに沿って軸方向である軸方向のねじ切りされた穴３７によって貫通されている。バルブ３５は、有利にはシールされる方式で、ねじ切りされた穴３７にねじ留めされるように適合されたねじ切りされた雄部３６を備える。バルブ３５は、タンクの外部で、少なくとも１つの接続具３９を受け入れるように成形される。バルブ３５は、ねじ切りされた雄部３６の端部を通じて、タンクの内部を少なくとも１つの接続具３９と流体的に接続する少なくとも１つの導管によって貫通されている。

このような実施態様は、ねじ切りされた穴３７が、タンクの内部と外部との間の圧力差によってバルブ３５に軸方向にかけられる負荷に耐えるために、大きい直径でなければならないため、大直径の基部３４を必要とする。加えて、ねじ切りされた穴３７とねじ切りされた雄部３６との組み付けは、機械加工するときに、それがシールを確実にするために注意深く行われなければならないため、コストがかかる。さらに、バルブ３５の配向は、それが、ねじ切りされた穴３７におけるねじ切りされた雄部３６の末端停止によって決定されるために、調節することができない。

現行の実行の方法に伴う問題が存在する。従って、これらの欠点を克服するタンクのヘッドのための現実的な要求が存在する。

先述の欠点のうち１つ又は複数を解決するために、本発明は、タンクのヘッドであって、タンクが、複合材料から製造される構造体を備え、かつ軸の周りで略円形の開口部を備える種類の、気体、例えば水素のための加圧されたガスのタンクであり、ヘッドが、開口部に配置された、軸の周りで略円形の基部と、基部に組み付けられたバルブとを備え、基部が、タンクの外部の軸に沿った略円柱状の突起部、タンクの内部と開口接続されていない軸に沿った軸方向の部分と、軸方向の部分と合流するまで突起部中に半径方向に貫通された少なくとも１つの半径方向の部分とを備える少なくとも１つの第一の導管を備え、バルブが、突起部にかみ合わせることを可能とするために突起部に対応する第一の穴と、少なくとも１つの第二の導管とを備える略環状の形状を有し、少なくとも１つの第二の導管の１つの端部が、少なくとも１つの半径方向の部分と軸方向に整列して第一の穴に開口している、タンクのヘッドに関する。

単独で、又は組み合わせて使用することができる特定の特徴又は実施態様は以下の通りである。
バルブ及び／又は突起部は、少なくとも１つの半径方向の部分又は少なくとも１つの第二の導管と略一直線である、軸に沿った少なくとも１つの環状のチャンバーを備える。
バルブ及び／又は突起部は、シールを受け入れるために適した、少なくとも１つの半径方向の部分又は少なくとも１つの第二の導管のいずれかの側に軸方向にそれぞれ配置された、軸に沿った２つの環状の溝を備える。
基部は、突起部の上流のショルダーと、ショルダーに対してバルブを締めつけるように適合された第一のねじ切りされたリングを受け入れるように適合された、突起部の下流のねじ切りされた部分とをさらに備える。
バルブは、その外側表面に、接続具を受け入れるために適した、少なくとも１つの第二の導管のうち１つに接続された少なくとも１つのオリフィスをさらに備える。
ヘッドは、軸に対して略ベル形状である、基部及びバルブをカバーする保護キャップであって、ねじ切りされた部分にかみ合わせることができるように、ねじ切りされた部分に対応する第二の穴と、第一のねじ切りされたリングに対してキャップを締めつけることができる第二のねじ切りされたリングとを備える、保護キャップをさらに備える。

第二の態様において、本発明は、このようなヘッドを備えるタンクに関する。

本発明は、単なる例として与えられる以下の説明を、添付の図面を参照して読むことによって、より良く理解される。

従来技術によるタンクのヘッドの側面図を示す。 本発明によるタンクのヘッドの側面図を示す。 図２のタンクのヘッドの、分解して示された断面図を示す。 図２のタンクのヘッドを、カバーとともに、側面断面図で示す。 幾つかの代替的な特徴を有するタンクのヘッドを、側面断面図で例示する。

図２及び３を参照すると、本発明によるタンクは、構造体２及びヘッド１を備える。構造体２は、複合材料から、典型的にはフィラメントワインディングによって製造される。この構造体２は、少なくとも１つの、軸Ａに対して略円形の開口部３を備える。本発明の主題であるタンクのヘッド１は、シールされる方式で、開口部３に配置されることが意図されている。このようなヘッド１は、タンク中に含有される加圧されたガスの使用に関する種々の機能：充填、引き抜き、圧力測定、安全弁又はヒューズなど、を果たすことが意図されている。この目的のために、ヘッド１は、基部４及びバルブ５を備える。基部４は、軸Ａに対して略回転対称であり、開口部３に配置される。従って、基部４は、タンクの壁を形成している構造体２を通過する。バルブ５は、タンクの外部で、基部４に組み付けられている。バルブ５は、種々の接続具１９の接続を可能とする。

本発明の重要な特徴によれば、基部４とのバルブ５の組み付けは、新規のかつ革新的な原理に従って行われる。基部４は突起部６を備え、バルブ５は突起部６に対して相補的な穴１６を備える。

突起部６は、軸Ａに沿って略円柱状であり、タンクの外部に配置される、基部４の部分に位置する。ガスを充填及び／又は引き抜きするために使用される少なくとも１つの第一の導管が、基部４を通して形成される。第一の導管は、２つの部分７、８からなる。軸Ａに沿った軸方向の部分７は、略円柱状に、好ましくは軸Ａに沿って、穴あけされる。この軸方向の部分７は、タンクの内部と接続される。対して、軸方向の部分７は、基部４がタンクを出ている側においては開口していない。第一の導管は少なくとも１つの半径方向の部分８をさらに備え、半径方向の部分８は、軸方向の部分７に合流するまで突起部６中に半径方向に穴あけされる。従って、第一の導管は、タンクの内部を突起部６の外側表面と流体的に接続する。代わりに、図５に示されるように、基部４は、１つより多くの第一の導管を備えることができる。図５は、それぞれ少なくとも１つの半径方向の部分８ａ、８ｂに接続することができる２つの軸方向の部分７ａ、７ｂを有する２つの第一の導管を備える実施態様を示している。

バルブ５は、略環状の形状を有する。バルブ５は、突起部６に対応する穴１６を有する。このようにして、バルブ５は、その穴１６を介して、突起部６にかみ合わせることができる。バルブ５は、少なくとも１つの第二の導管９をさらに備える。この第二の導管は、少なくとも１つの半径方向の部分８、８ａ、８ｂと軸方向に実質的に整列して、バルブ５の穴１６に開口している端部を有する。

穴６と穴１６との間の寸法公差は、有利には道具を用いない、単純な組み付け及び取り外しを可能とし、一方で同時に、必要な場合には少なくとも１つのシーリング手段によって、例えばシールによって、気密のシールを達成することを可能とするように、調節される。

本発明は、基部３４に対するバルブ３５の軸方向の取り付けを、基部４に対するバルブ５の半径方向の取り付けで置き換えることによって、バルブ３５を基部３４から引き出す傾向の、ガスによって及ぼされる圧力負荷を除去する。バルブ５の環状の形状、及び基部４の突起部６の周りのバルブ５の配置は、負荷のバランスのとれた分配を確実にする。

加えて、圧力負荷に耐えるために従来技術においては必要であった、ねじ切りされた雄部３６及び対応するねじ切りされた穴３７の、大きい半径方向の寸法は、もはや必要でない。本発明による、基部４のネックのレベルにおける基部４の半径方向の寸法は、単に、少なくとも１つの軸方向の部分７、７ａ、７ｂの寸法を決定する、少なくとも１つの第一の導管についての所望される流量によって決定される。従って、従来技術によるネックの開口部３３のサイズは、本発明によるネックの開口部３のサイズに、大きく減少させることができるということになる。従って、構造体２を、軸Ａの近くに延在させることができる。従って、基部４は、構造体２との基部４の接触部において、より窪んでいることができる。単独で圧力負荷を吸収する基部４はまた、より良く圧力負荷に耐えることができる。加えて、本発明は、より単純な、従ってより高価でない機械加工の手段によって行うことができる。

本発明の別の特徴によれば、有利には、軸Ａの少なくとも１つの環状のチャンバー１３が、基部４の突起部６とバルブ５の穴１６との間の接触部に設けられる。有利には、このような環状のチャンバー１３は、少なくとも１つの半径方向の部分８と少なくとも１つの第二の導管９との流体接続を可能とする。典型的には、環状のチャンバー１３は、軸Ａの環状の溝を、基部４の突起部６の外側表面に、バルブ５の穴１６の内側表面に、又はその両方に切ることによって形成される。この環状のチャンバー１３は、軸方向に、半径方向の部分８及び第二のダクト９と略一直線に配置され、必要な場合には、半径方向の部分８のうち幾つか又は全てと、及び第二のダクト９のうち幾つか又は全てと流体連通するように、十分な幅を有する。

このことは、第二の導管９と少なくとも１つの半径方向の部分８とが半径方向に並んでいない場合であっても、及び適用可能な場合には、それらが軸方向に完全には並んでいない場合であっても、第二の導管９が少なくとも１つの半径方向の部分８に接続されることを可能とする。さらに、このことは、異なる数の半径方向の部分８と第二の導管９とが、角度的に並んでいること、又は角度的に並んでいないことを許容する。さらにより有利なことには、この特徴は、軸Ａの周りの、基部４に対するバルブ５の配向について気にすることなく、バルブ５を基部４に取り付けることを可能とする。次いで、この配向は、例えば接続具１９の配置に従って、任意に調節することができる。さらに、このことは、基部４を変更することなく、異なる数の第二の導管９を含むようにバルブ５が変更されることを可能とする。

半径方向の部分８と、第二の導管９と、場合によっては環状のチャンバー１３との周りの空密を確実にするために、有利には、基部４の突起部６とバルブ５の穴１６との間の接触部はシール１５を備える。これらのシール１５、例えばＯリングは、軸Ａの２つの環状の溝１４に配置され、２つの環状の溝のそれぞれは、少なくとも１つのこのようなシール１５を受け入れることができる。これらの溝１４のそれぞれは、バルブ５の穴１６に、基部４の突起部６に、又はその両方に配置される。少なくとも１つのこのような溝１４は、軸方向に、半径方向の部分８及び第二の導管９のいずれかの側に配置されて、それらを全体として封入する。

突起部６に対して、バルブ５をある位置に保持するために、基部４は、突起部６より大きい半径方向の寸法を有し、軸方向の停止部を形成するショルダー１０をさらに備える。ショルダー１０は、軸方向に、突起部６の上流に、すなわち突起部６と構造体２との間に、位置する。基部４は、突起部６の下流に、すなわち基部４の末端端部に、有利には突起部６の半径方向の寸法より小さい半径方向の寸法を有するねじ切りされた部分１１をさらに備える。基部４は、ねじ切りされた部分１１にねじ留めするために適した、かつ穴１６よりも大きい半径方向の外側寸法である第一のねじ切りされたリング１２をさらに備える。従って、ねじ切りされたリング１２は、バルブ５が、ショルダー１０に対して締められることを可能とする。有利には、バルブ５の軸方向の長さは、突起部６の軸方向の長さよりわずかに大きい。従って、ねじ切りされたリング１２にねじ留めすることによって、バルブ５を拘束することができ、それゆえに、締めつけることによって、軸方向に、及び半径方向にも固定することができる。従来技術と対照的に、ねじ切りされたリング１２を締めることによるバルブ５の固定化がバルブ５の配向から独立しているために、バルブ５の配向は、締める前の突起部６の周りの回転によって自由に調節することができ、バルブ５の配向は、締める前に、突起部６の周りの回転によって自由に変更することができる。

第二の導管９は、バルブ５の穴１６に開口している第一の端部を有することが、先に記載されている。第二の導管９の他方の端部は、バルブ５の外側表面１７で開口している。ここで、外側表面１７は、穴１６を除いた、バルブ５の全ての表面をいう。従って、第二の導管９は、図面の実施態様に示されるように、半径方向に、描かれている表面に開口していてよいが、軸方向に、２つの側部のうち１つにもまた開口していてよい。有利には、この開口部は、接続具１９を受け入れるように成形されたオリフィス１８に作られる。この構成は、ねじ切りされたホールを備えることができる。接続具１９は、充填／引き抜きライン接続部、センサー、ヒューズなどを備えることができる。

図４においてより具体的に例示される、さらなる特徴において、ヘッド１は、保護カバー２０をさらに備えることができる。有利には、このようなカバー２０は、基部４及びバルブ５をカバーするように、軸Ａに対して略円形のベル形状を有する。有利には、ベルの底部は構造体２と接触する。カバー２０は、突き出た接続具１９が存在するときに、ベルをかみ合わせる軸方向のノッチをさらに備えることができる。カバー２０は、ねじ切りされた部分１１に対応する、ベルの頂部にある第二の穴２２を有し、第二の穴２２は、ねじ切りされた部分１１とかみ合わせることができる。次いで、ねじ切りされた部分１１にねじ留めすることができる第二のねじ切りされたリング２１が、穴２２を介してねじ切りされた部分１１にかみ合わせられるカバー２０を、第一のねじ切りされたリング１２に対して締めつける。

従って、有利には、カバー２０は、基部４に直接取り付けられる。

代わりに、単一のねじ切りされたリング１２、２１を使用して、バルブ５とカバー２０とを同時に締めることができる。

さらに、本発明は、このようなヘッド１を備えるタンクに関する。

本発明は、図面及び前述の説明において、詳細に例示及び説明された。これは、例示として、及び例として考えられるべきであり、本発明をこの説明のみに限定するものとして考えられるべきではない。多くの異なる設計が可能である。

１、３１ ヘッド
２、３２ 構造体
３、３３ 開口部
４、３４ 基部
５、３５ バルブ
６ 突起部
７ 軸方向の部分
８ 半径方向の部分
９ 第二の導管
１０ ショルダー
１１ ねじ切りされた部分
１２ 第一のねじ切りされたリング
１３ 環状のチャンバー
１４ 環状の溝
１５ シール
１６ 第一の穴
１７ 外側表面
１８ オリフィス
１９、３９ 接続具
２０ カバー
２１ 第二のねじ切りされたリング
２２ 第二の穴
２３、３８ エンベロープ
３６ ねじ切りされた雄部
３７ ねじ切りされた穴

Claims (7)

1. タンクのヘッド（１）であって、前記タンクが、複合材料から製造される構造体（２）を備え、かつ軸（Ａ）の周りで略円形の開口部（３）を備える種類の、加圧されたガス、例えば水素のためのタンクであり、前記ヘッド（１）が、前記開口部（３）に配置された、前記軸（Ａ）に対して略円形の基部（４）と、前記基部（４）に組み付けられたバルブ（５）とを備え、前記基部（４）が、前記タンクの外部の前記軸（Ａ）に沿った略円柱状の突起部（６）、前記タンクの内部と開口接続されていない前記軸（Ａ）に沿った軸方向の部分（７、７ａ、７ｂ）と、前記軸方向の部分（７、７ａ、７ｂ）と合流するまで前記突起部（６）中に半径方向に貫通された少なくとも１つの半径方向の部分（８、８ａ、８ｂ）とを備える少なくとも１つの第一の導管を備えること、並びに前記バルブ（５）が、前記突起部（６）にかみ合わせることを可能とするために前記突起部（６）に対応する第一の穴（１６）と、少なくとも１つの第二の導管（９）とを備える略環状の形状を有し、前記少なくとも１つの第二の導管（９）の１つの端部が、前記少なくとも１つの半径方向の部分（８、８ａ、８ｂ）と軸方向に整列して前記第一の穴（１６）に開口していることを特徴とする、ヘッド（１）。
2. 前記バルブ（５）及び／又は前記突起部（６）が、前記少なくとも１つの半径方向の部分（８、８ａ、８ｂ）又は前記少なくとも１つの第二の導管（９）と略一直線である、前記軸（Ａ）に沿った少なくとも１つの環状のチャンバー（１３）を備える、請求項１に記載のヘッド（１）。
3. 前記バルブ（５）及び／又は前記突起部（６）が、シール（１５）を受け入れることができる、前記少なくとも１つの半径方向の部分（８、８ａ、８ｂ）又は前記少なくとも１つの第二の導管（９）のいずれかの側に軸方向にそれぞれ配置された、前記軸（Ａ）に沿った２つの環状の溝（１４）を備える、請求項１又は２に記載のヘッド（１）。
4. 前記基部（４）が、前記突起部（６）の上流のショルダー（１０）と、前記ショルダー（１０）に対して前記バルブ（５）を締めつけるように適合された第一のねじ切りされたリング（１２）を受け入れるように適合された、前記突起部（６）の下流のねじ切りされた部分（１１）とをさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のヘッド（１）。
5. 前記バルブ（５）が、その外側表面（１７）に、接続具（１９）を受け入れるために適した、前記少なくとも１つの第二の導管（９）のうち１つに接続された少なくとも１つのオリフィス（１８）をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のヘッド（１）。
6. 前記軸（Ａ）に対して略ベル形状である、前記基部（４）及び前記バルブ（５）をカバーする保護カバー（２０）であって、前記ねじ切りされた部分（１１）にかみ合わせることができるように前記ねじ切りされた部分（１１）に対応する第二の穴（２２）と、前記第一のねじ切りされたリング（１２）に対してカバー（２０）を締めつけることができる第二のねじ切りされたリング（２１）とを備える保護カバー（２０）をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載のヘッド（１）。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のヘッド（１）を備える、タンク。

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