JP3717252B2 - 補強されたアクセス用開口を有するフィラメント巻圧力容器 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力容器に係わり、特には、熱塑性プラスチック製のライナを有するとともに、該ライナの内部へアクセスするための複数の開口が設けられ、ライナの表面に樹脂含浸フィラメント巻線の施された圧力容器に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
フィラメント巻圧力容器 (filament-wound pressure vessel) のための巻き型となるプラスチックライナは通常、回転成型 (rotational casting) 又はブロー成形技術を用いて製造される。通常のライナは、偏球長円形をした両端部を有した円筒形側壁を含んでおり、それら端部の少なくともその一つには、閉鎖部材又は垂下接続部に接続される軸方向固定部材が設けられている。タンクライナをブロー成形及び回転成型技術により製造することは利点もあるが欠点もある。従来技術によれば、上記成形中又は鋳造中に、補強されたアクセス用部材が前記ライナ内に設けられる。米国特許 No. 4,705,468 には、アクセス用部材が型に取り付けられ、回転成型中にアクセス用部材がライナ内に成形される回転成型技術が開示されている。米国特許 No. 5,356,589 には改善された回転成型技術が開示されている。回転成型は、アクセス用開口が、ライナのドーム部における軸方向開口に加えて、ライナの側壁にも形成できる利点がある。しかしながら、回転成型は手作業に頼るところが多い上に製造工程に要する時間も長いため、一般に高くつく。
【０００３】
ブロー成形は回転成型よりも経済的であるが、ブロー成形の特性上、アクセス用部材をパリソンの一端のみにしか設けることができない。タンクライナのための一体化された補強開口部の形成技術は米国特許 No. 4,589,563 に述べられている。この特許技術によれば、チューブ状のプラスチックパリソンが下方に押し出され、口が形成される。チューブ状パリソンが下方に移動する間に、該パリソンの開口は把持、伸張され、予め形成されたネック部上にガイドされる。このネック部は、パリソン押し出しヘッドと心合わせされた位置に、しかも中空成形部と協働して該パリソンから形成されるブロー成形部に固定され得る位置に位置している。この技術は商業的には成功しているが、上述の如く、ライナに補強開口を一つしか形成できない。さらに、そのアクセス用補強開口はライナ内部に位置している（すなわち、パリソンは予組されたアクセス部材に成形される）ため、圧力容器の内部が不用意に真空にさらされた場合には、該補強部材がライナの内部に吸い込まれる傾向がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、簡単なブロー成形技術によって形成され、かつライナの外表面に、予組されたアクセス用開口部補強部材を備えて成る、補強されたアクセス用開口を有したタンクライナを提供するものである。
【０００５】
本発明によれば、周知のブロー成形技術によってワンピース形ライナが得られる。このライナは、円筒形側壁及び偏球長円形 (oblate ellipsoidal) の両端部により規定される外表面を有している。このライナは、容器内部にアクセスする少なくとも一つの開口を有している。このアクセス用開口は、円筒形ネック部と、ネック部の開口末端から半径方向外方に延出したライナフランジとを有する。円筒形補強部材は、前記円筒形ネック部を囲むとともに、一端にライナフランジの環状面と係合する支持フランジを有し、かつ、他の端部において半径方向に延出してライナ外表面に接触する支持足部を有している。この補強部材は分割できる複数のアーチ状セグメントを有している。これらセグメントは前記アクセス用開口の円筒形ネック部の周囲に組み付けることができる。これらセグメントは、これらセグメントの互いに嵌まり合う舌片と溝孔面に挿通される複数のピンによって、組み付けられた状態に保持される。樹脂含浸フィラメントが前記ライナ及び前記補強部材の支持足部に巻かれ、加圧状態におけるライナのための構造的補強を提供するとともに、補強部材を組み付け位置に固定的に保持する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるフィラメント巻線をされた圧力容器の立面図；
図２は、図１における２−２線にそった部分の拡大断面図；
図３は、本発明による円筒形補強部材の斜視図；
図４は、圧力容器の円筒形側壁に設けられたアクセス用開口の部分断面図；
である。
【０００７】
図１には、補強されたアクセス用開口１２，１４を備えて成る、フィラメント巻線をされた圧力容器１０を示してある。この圧力容器１０は、円筒形側壁２０に接合された偏球長円形状の端部１６，１８を備えている。図２に最も明確に示すように、この圧力容器１０はさらにライナ２２を備えている。このライナは、周知の成型技術によりブロー成型あるいは回転成型によって形成することができる。このライナは、極点部開口２４を含み、また、円筒形側壁２６及び偏球長円上の両端部２８により規定される外表面を有している。この開口２４は、円筒形のネック部３０と、該ネック部３０の先端開口から半径方向外方に延出したライナフランジ３２とによって構成されている。
【０００８】
円筒形の補強部材１２がライナの円筒形ネック部３０を囲んでおり、また、この補強部材は、ライナフランジ３２の環状面３６と係合する一端に支持フランジ３４を有している。さらに、この補強部材１２は反対側に、放射方向に延在してライナの偏球外面と接触するた支持足部３８を含んでいる。
【０００９】
前記補強部材１２は、分割可能とされた複数のアーチ状セグメントを含んでいる。このアーチ状セグメントは、図示の実施形態では、半円形セグメント４０，４２を備えている。セグメント４０には一対のアーチ形舌片４４が設けられている。これら舌片は、セグメント４２に形成された一対のアーチ形溝孔４６内に入り込む。同様に、セグメント４２には、セグメント４０に形成された一対のアーチ形溝孔５０内に入り込む一対のアーチ形舌片４８が設けられている。これらセグメントは、前記舌片４４，４８が前記溝孔４６，５０内に入り込んだ状態で、ライナの円筒形ネック部３０の周囲に組み込まれる。この補強部材１２は、このように組み立てられた状態において、一対のピン５２，５４によって保持される。これらピンは、舌片４４，４８を貫通するようにボア５６，５８内に挿通されている。これらピン５２，５４はセグメント４０，４２がネック部３０の周囲に組み付けられた後に挿通されるべきものであるので、ライナフランジ３２の互いに対向する位置には、それらピン５２，５４を通すための孔７０が設けられている。
【００１０】
補強部材１２が適所に取り付けられた状態で、ライナ２２には周知の極巻技術 (polar-winding technique) により樹脂含浸連続フィラメントが巻線され、フィラメント補強外皮６０が得られる。図１に見られるように、補強部材１２，１４は圧力容器の両端部に設けられ、該圧力容器に、一対の同軸的なアクセス用開口を形成する。ただし、軸上の開口が一つしか必要でない場合には、補強部材１４は、米国特許 No. 4,785,956 及び No. 3,557,827 に開示されている如きブランク巻き取付け (blank winding mount) に取って代わることができる。
【００１１】
図４に示す如く側方アクセス用開口７０を設けることもできる。このアクセス用開口７０は、円筒形ネック部３０ａをライナ２２の側壁部にヒュージング (fusing) し、開口を形成すべく側壁２２を穿孔することにより形成される。円筒形補強部材１２ａは、前記補強部材１２について上記説明した方法でネック部３０ａの周囲に組み付けられる。ただし、この補強部材１２ａの有する放射方向に延出した支持足部３８ａは、ライナ２２の円筒形側壁に合致した形状となっている。ライナフランジ３２及び支持フランジ３４には、タンク閉塞蓋（図示せず）のボルトと協働する複数のボルト用開口７０が形成されている。
【００１２】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明及び添付のクレームの精神および範囲内でその他の変形例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるフィラメント巻線をされた圧力容器の立面図である。
【図２】 図１における２−２線にそった部分の拡大断面図である。
【図３】 本発明による円筒形補強部材の斜視図である。
【図４】 圧力容器の円筒形側壁に設けられたアクセス用開口の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 圧力容器
１２ 補強部材
２０ 円筒形側壁
２４ アクセス用開口
２６ ライナ
３０，３０ａ ネック部
３２ ライナフランジ
３４ 支持フランジ
４０，４２ 半円形セグメント
４４，４８ 舌片
４６，５０ 溝孔
５２，５４ ピン

Claims (5)

  1. 円筒形の側壁と偏球長円形の両端とから規定される外表面を有したブロー成型されたワンピース形ライナを備えて成り、該ライナは前記容器内部へのアクセス用開口を少なくとも一つ規定しており、該アクセス用開口は円筒形ネック部と、該ネック部の開口末端から半径方向外方に延出したライナフランジとを有し、さらに、一端に前記ライナフランジの環状面と係合する支持フランジを有した円筒形補強部材が前記円筒形ネック部を囲んでおり、該補強部材は、他の端部において半径方向に延出して前記ライナの外表面に接触する支持足部を有し、該補強部材はさらに、複数の分割されたアーチ状セグメントから成り、かつ、前記ライナ及び前記支持足部は樹脂含浸フィラメント巻線によりカバーされていることを特徴とする、補強されたアクセス用開口を有したフィラメント巻圧力容器。
  2. 請求項１記載のフィラメント巻圧力容器において、前記補強部材は二つの半円形のアーチ状セグメントに分割可能であることを特徴とするフィラメント巻圧力容器。
  3. 請求項２記載のフィラメント巻圧力容器において、各セグメントは、隣接するセグメントの溝孔内に入り込む舌片を有していることを特徴とするフィラメント巻圧力容器。
  4. 請求項３記載のフィラメント巻圧力容器において、前記二つのセグメントは、前記円筒形補強部材の軸線方向に延在して前記舌片を貫通するピンによって互いに保持されていることを特徴とするフィラメント巻圧力容器。
  5. 請求項１記載のフィラメント巻圧力容器において、前記アクセス用開口は前記ワンピース形ライナの前記円筒形の側壁に設けられていることを特徴とするフィラメント巻圧力容器。
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