JP2714434B2 - 加圧流体貯蔵のための容器 - Google Patents

加圧流体貯蔵のための容器

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加圧流体貯蔵のための容器に関し、特に、
専用されるわけではないが、種々の産業分野において使
用される空気、酸素、窒素および炭酸ガスのような気体
の貯蔵のための“ボンベ”として知られる容器に係るも
のである。
［従来の技術］ 米国特許第3,508,677号明細書から、加圧気体の貯蔵
のための容器が存在することは既に知られており、該容
器は、１個の中央円筒状部分及び２個の凸状端部を有す
る内部ケーシングと、このケーシングを取り巻く硬化結
合剤で被覆される強化繊維の外装とを含んでいる。
［発明が解決しようとする課題］ この場合、ケーシングは、中央円筒状部分及び２個の
凸状端部に関して、一定の厚さを有している。
しかし、中央円筒状部分及び端部が受ける応力の相違
から、容器の有効な抵抗力を得るためには、このような
一定の厚さは中央円筒状部分が必要以上の厚さを有する
に違いないことを意味している。このような必要性が容
器の“余分の重量”をもたらし、殊に、このような容器
がスペースミサイルに用いられるる時や背中に背負って
運ばれる（例えばダイビング用ボンベ）時には不利であ
る。
本発明の目的は、このような欠点を解消し、加圧流体
貯蔵のための容器に関して可能な最高の重量／抵抗力比
を提供することである。
［課題を解決するための手段］ このような趣旨で、加圧流体を貯蔵するための容器
は、長軸（X,X′）の回りの回転によって形成される形
状を有すると共に、１個の中央円筒状部分及び２個の端
部を有し、該端部のうちの少なくとも１個が凸状に外方
へ膨出している内部ケーシングと、硬化結合剤で被覆さ
れて前記内部ケーシングを取り巻き、前記凸状の端部の
ところで前記長軸（X,X′）上に中心を持つ頭部を開放
している少なくとも１層の遊星巻を有する強化繊維の外
装とを備え、本発明によると該容器の特徴とするところ
は、前記内部ケーシングの前記凸状の端部が、長手方向
断面における外側輪郭が少なくともほぼ楕円状であっ
て、楕円形の一部を形成しており、該楕円形の長径に対
する短径の1/2の比Ｇが、 0.32≦Ｇ≦0.40 ……（Ｉ） で、前記長径は、前記内部ケーシングの前記中央円筒状
部分の外径と一致しており、前記内部ケーシングの前記
凸状の端部の肉厚eiは、前記頭部を除いて、次式、 に従って変化し、ここで、 Ri＝垂線が前記長軸（X,X′）と交わる点と、同垂線が
前記凸状の端部の前記外側輪郭と交わる点との間の距離
（前記肉厚eiは、前記垂線が前記凸状の端部の前記外側
輪郭と交わる前記点における接線に対して垂直な方向に
測定される値である。） ｅ＝前記長軸（X,X′）に対して垂直な方向に測定され
る前記内部ケーシングの前記中央円筒状部分の厚さ Ｒ＝前記内部ケーシングの前記中央円筒状部分の外側半
径 R1＝前記頭部の外周縁の半径、即ち該頭部の外周縁上の
点と、この点から降ろした垂線が前記長軸（X,X′）に
交わる点との間の距離 e1＝Ri＝R1の位置において肉厚eiと同様に測定される前
記内部ケーシングの前記凸状の端部の厚さ（なお、前記
頭部の厚さは少なくともe1に等しい。） である。
特に、前記比Ｇは 0.34≦Ｇ≦0.35 である。
有利には、ケーシングの凸状端部の内側輪郭は、長手
方向断面において、少なくとも殆ど楕円状である。
更に、本発明の特徴によれば、内部ケーシングの２個
の端部は、外方へ膨出され、前記端部の少なくとも１個
には充填用ネックが設けられる。
再び、本発明の他の特徴によれば、内部ケーシングの
１個の端部がネックを有し、少なくとも前記端部の周囲
においてその端部の外側輪郭が、長手方向断面におい
て、式（Ｉ）に従う少なくともほぼ楕円状をなし、少な
くともその周囲において、その端部の厚さが式（II）に
従って変化する。
有利には、少なくともネックを含む前記端部の周囲に
おいて、その端部の内側輪郭が、長手方向断面におい
て、少なくとも殆ど楕円状を有していることである。
容器に適当なネックが作られている場合に、前記外装
は前記ネック上に置かれる。
本発明の他の特徴によれば、前記外装は、ケーシング
の少なくとも中央円筒状部分に対応する前記遊星巻（pl
anetary winding）上の少なくとも１層の円周巻（circu
mferential winding）からなっている。
特に、前記外装は遊星巻と円周巻との交互巻回によっ
て構成されている。
更に、前記ケーシングは、例えばアルミニウムである
金属から作られている。
［作 用］ 従って、本発明による容器は、ケーシングの中央円筒
状部分に余分の厚さを含まないので、最高の重量／抵抗
力比を提供することができる。更に、凸状の端部の楕円
形は、半球形のものに比較して、容器の与えられた長
さ、すなわち容器の必要空間を対してより大きな容積を
得ることを可能にしている。また、楕円形は遊星巻に対
する改良されたベース板を提供することになる。
［実施例］ 添付の図面は本発明の実施例を明確に示している。な
お、図面における同一の参照符号は類似の要素を示す。
特に第１図において、加圧流体貯蔵のための容器１
は、例えばアルミニウムから作られ、長軸X,X′の回り
に回転した形を有し、中央円筒状部分2aと外方へ膨出し
た２個の端部2bとを有する内部ケーシング２を含んでい
る。第１図の右側に示される端部2bの１つは容器へ流体
を充填するための開口３すなわちネックを有している。
加えて、容器１は、硬化結合剤で被覆され、ケーシング
を取り巻く強化繊維（例えば、ガラス、ケブラー（登録
商標名）、カーボン、ボロン）から作られた外装４を有
している。図の明確化のために、第１図および第２図に
示される外装４は、端部2bにおいて長軸X,X′に中心を
置いた頭部６を開けて残した一重の遊星巻５からなって
いる。
しかしながら、第３図に示されるように、外装４は、
有利には通常遊星巻５と円周巻７とを交互にすることに
よって構成される。円周巻７のそれぞれは、ケーシング
２の中央円筒状部分2aに対応して直接下層の遊星巻５上
に適用される。
本発明によれば、既に述べたように、第２図により詳
しく参照されるごとく、ケーシング２の凸状の端部2bの
外側輪郭は、長手方向断面において少なくともほぼ楕円
状であって、楕円形の一部を形成しており、その楕円形
の長径に対する短径の1/2の比Ｇは 0.32≦Ｇ≦0.40 ……（Ｉ） である。
ここで、長径はケーシング２の中央円筒状部分2aの外
径に一致しており、ケーシング２の各凸状の端部2bの厚
さeiは、前記頭部６を除外して、次式、 に従って変化し、ここで、 Ri＝垂線が前記長軸（X,X′）と交わる点と、同垂線が
前記凸状の端部の前記外側輪郭と交わる点との間の距離
（前記肉厚eiは、前記垂線が前記凸状の端部の前記外側
輪郭と交わる前記点における接線に対して垂直な方向に
測定される値である。） ｅ＝前記長軸（X,X′）に対して垂直な方向に測定され
る前記内部ケーシングの前記中央円筒状部分の厚さ Ｒ＝前記内部ケーシングの前記中央円筒状部分の外側半
径 R1＝前記頭部の外周縁の半径、即ち該頭部の外周縁上の
点と、この点から降ろした垂線が前記長軸（X,X′）に
交わる点との間の距離 e1＝Ri＝R1の位置において肉厚eiと同様に測定される前
記内部ケーシングの前記凸状の端部の厚さ（なお、前記
頭部の厚さは少なくともe1に等しい。） である。
さらに、詳しくは、前記比Ｇは、 0.34≦Ｇ≦0.35 である。
また、さらに、ケーシング２の各凸状の端部2bの内側
輪郭９は、長手方向断面において、少なくとも殆ど楕円
状を有している。
第４図は本発明に適合する容器１の他の実施例を示
し、１個の外方へ膨出した端部2bはネック10を有し、外
装４の遊星巻５はネック10上に置かれている。
この場合においても、前記端部2bの周囲11における前
記端部の外側輪郭12は、長手方向断面において、式
（Ｉ）に従う少なくとも殆ど楕円形を有し、そして、少
なくとも前記周囲11において、前記端部2bの厚さは式
（II）に従って変化する。
さらに、ネック10を含む前記端部2bの周囲11におい
て、前記端部2bの内側輪郭13は、長手方向断面におい
て、少なくともほぼ楕円形を有している。
既に指摘したように、本発明は、特に、次の分野にお
いて、空気、酸素、窒素および炭酸ガスのような気体の
貯蔵のための高性能ボンベとして適用される。
・ 救命集団（消防隊、自衛団、病院・・・） ・ 公共サービス、オイルタンカー、大型の化学および
冶金工場などの産業上の安全部門、 ・ 潜水活動、アマチュアやプロのダイバー、潜水夫、
坑夫 ・ 輸送、船積みされるボンベ ［発明の効果］ 本発明によれば、容器はケーシングの中央円筒状部分
に余分の厚さを含まないので、最高の重量／抵抗力比を
得ることができる。
さらに、凸状の端部を楕円形の一分としたので、容器
の必要空間に対し、最大の容積を可能としたものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に適合する容器の縦断面図、第２図
は、第１図の容器の１個の凸状の端部を示す拡大縦断面
図、第３図は、遊星巻と円周巻の交互巻回を示す第２図
と同様な縦断面図、第４図は、ネックを有して本発明に
適合する容器の第１図と同様の縦断面図である。 １……容器、２……内部ケーシング、2a……中央円筒状
部分、2b……端部、３……開口（充填用開口）、４……
外装、５……遊星巻、６……頭部、７……円周巻、8,12
……外側輪郭、9,13……内側輪郭、10……ネック（充填
用開口）、11……端部の周囲。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加圧流体を貯蔵するための容器であって、
    長軸（X,X′）の回りの回転によって形成される形状を
    有すると共に、１個の中央円筒状部分及び２個の端部を
    有し、該端部のうちの少なくとも１個が凸状に外方へ膨
    出している内部ケーシングと、硬化結合剤で被覆されて
    前記内部ケーシングを取り巻き、前記凸状の端部のとこ
    ろで前記長軸（X,X′）上に中心を持つ頭部を開放して
    いる少なくとも１層の遊星巻を有する硬化繊維の外装と
    を備え、前記内部ケーシングの前記凸状の端部は、長手
    方向断面における外側輪郭が少なくともほぼ楕円状であ
    って、楕円形の一部を形成しており、該楕円形の長径に
    対する短径の1/2の比Ｇが、 0.32≦Ｇ≦0.40 ……（Ｉ） で、前記長径は、前記内部ケーシングの前記中央円筒状
    部分の外径と一致しており、前記内部ケーシングの前記
    凸状の端部の肉厚eiは、前記頭部を除いて、次式、 に従って変化し、ここで、 Ri＝垂線が前記長軸（X,X′）と交わる点と、同垂線が
    前記凸状の端部の前記外側輪郭と交わる点との間の距離
    （前記肉厚eiは、前記垂線が前記凸状の端部の前記外側
    輪郭と交わる前記点における接線に対して垂直な方向に
    測定される値である。） ｅ＝前記長軸（X,X′）に対して垂直な方向に測定され
    る前記内部ケーシングの前記中央円筒状部分の厚さ Ｒ＝前記内部ケーシングの前記中央円筒状部分の外側半
    径 R1＝前記頭部の外周縁の半径、即ち該頭部の外周縁上の
    点と、この点から降ろした垂線が前記長軸（X,X′）に
    交わる点との間の距離 e1＝Ri＝R1の位置において肉厚eiと同様に測定される前
    記内部ケーシングの前記凸状の端部の厚さ（なお、前記
    頭部の厚さは少なくともe1に等しい。） である、加圧流体貯蔵のための容器。
  2. 【請求項２】前記比Ｇが 0.34≦Ｇ≦0.35 である請求項１記載の容器。
  3. 【請求項３】前記内部ケーシングの前記凸状の端部は、
    長手方向断面における内側輪郭が少なくともほぼ楕円状
    である請求項１記載の容器。
  4. 【請求項４】前記２個の端部が外方へ膨出し、該２個の
    端部のうち少なくとも１つが充填用開口を備えている請
    求項１記載の容器。
  5. 【請求項５】前記内部ケーシングの１個の端部がネック
    を有し、前記１個の端部は、その少なくとも周囲におい
    て、長手方向断面における外側輪郭が前記式（Ｉ）に従
    った少なくともほぼ楕円状をなすと共に、前記１個の端
    部の厚さが式（II）に従って変化をする請求項４記載の
    容器。
  6. 【請求項６】前記ネックを含む前記１個の端部の少なく
    とも周囲において、該１個の端部の内側輪郭が、長手方
    向断面において、少なくともほぼ楕円状をなす請求項５
    記載の容器。
  7. 【請求項７】前記外装は、前記ネック上に載置されてい
    る請求項５記載の容器。
  8. 【請求項８】前記外装は、前記内部ケーシングの少なく
    とも前記中央円筒状部分と対応する前記遊星巻上にある
    少なくとも１層の円周巻を備える請求項１記載の容器。
  9. 【請求項９】前記外装は、遊星巻と円周巻との交互巻回
    によって構成されている請求項８記載の容器。
  10. 【請求項１０】前記ケーシングは、アルミニウムのよう
    な金属で作られている請求項１記載の容器。
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