JP4193492B2

JP4193492B2 - Pressure vessel

Info

Publication number: JP4193492B2
Application number: JP2002381195A
Authority: JP
Inventors: 哲也鈴木; 稔駒田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004211783A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）等の各種圧縮ガス、ＬＮＧ（液化天然ガス），ＬＰＧ（液化石油ガス）等の各種液化ガス，その他の各種加圧物質を充填するための圧力容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種圧縮ガスや各種液化ガス等の種々の加圧物質を充填するための圧力容器としては、一般に、中空形状の樹脂製のライナー部に金属製の口金部を取付したものが用いられている。また一般に、圧力容器の耐圧性を確保するために、ライナー部および口金部の外周を所定の耐圧規格を満たす補強部で被覆することが為されている。
【０００３】
この場合、圧力容器内部を気密に保つために、金属製の口金部に、容器本体との接合部で容器本体の周方向に延びるフランジ部を形成するとともに、ライナー部のうちフランジ部と当接する部分に、フランジ部と当接してシールする自己シール部を設けることが一般的である。そして、近年では、この自己シール部とフランジ部との当接をより良好に保つ圧力容器の開発が為されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に示される従来の圧力容器のうちライナー部および口金部を表す要部拡大模式断面図を図１に示す。圧力容器１０１は、フランジ部１０２に肉厚方向に延びる溝１０３を設け、この溝１０３内部に自己シール部１０５の一部が入り込むように形成したものである。この構成によると、自己シール部１０５とフランジ部１０２との当接によって口金部１０６とライナー部１０７との当接部分は良好にシールされ、圧力容器内部１０８は気密に保たれる。さらに、自己シール部１０５の溝１０３内部に入り込んだアンカー部１１０が自己シール部１０５のアンカーとなり、加圧物質の充填によって容器本体１１１が膨張する場合にも、このアンカー部１１０のアンカー効果によって自己シール部１０５とフランジ部１０２との当接が維持され、自己シール部１０５のシール性能が確保される。
【０００５】
しかし、このような圧力容器においても、樹脂ライナーへの応力の集中が大きいため、ライナーの破損が懸念される等、シール性能は必ずしも充分なものではなく、よりシール性能の向上した信頼性の高い圧力容器の開発が要求されている。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５９７９６９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、自己シール部とフランジ部との当接を良好に保つ、シール性能の向上した圧力容器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の圧力容器は、中空の容器本体と、該容器本体の一部に開口する開口部の周縁を形成しその一端が該容器本体の外方に突出する口金部と、を有し、該容器本体の少なくとも内表面が樹脂製のライナー部で構成されている圧力容器であって、上記口金部は上記容器本体との接合部で上記容器本体の周方向に延びるフランジ部を有し、上記ライナー部は、上記容器本体の内表面を構成するライナー本体部と、該フランジ部と当接してシールする自己シール部と、を有し、該ライナー本体部は、該自己シール部よりも外周側に配置され該容器本体の外周に沿って延びるリング溝と、該リング溝の壁部の一部からなり該自己シール部に連続するとともに該自己シール部よりも該容器本体の中空内部側に配置され該自己シール部よりも伸び変形し易い易変位部と、を有し、該易変位部と該自己シール部とは、該ライナー部の軸方向において異なる位置に配置され、該易変位部は、該自己シール部と略平行に延びる部分を有し、該リング溝の内部には、上記ライナー部の外周に上記容器本体の膨張による上記ライナー部の拡径を規制するリング状の規制部材が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、圧力容器のうち自己シール部の外周側にはライナー部の外周にライナー部の拡径を規制する規制部材が設けられていることから、圧力容器内に加圧物質が充填され圧力容器が膨張する際にも、この規制部材によってライナー部の拡径が規制されることとなる。このため、ライナー部の拡径によって自己シール部が外周方向に引張されることが防止され、ライナー部とフランジ部との当接は良好に保たれ、ライナー部によるシール性能が良好に保たれることとなる。
【００１０】
また、上記易変位部は、上記ライナー部の他の部分よりも薄肉である構成とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる圧力容器は、内表面が樹脂製のライナー部で被覆されている中空の容器本体を有する。
【００１２】
中空の容器本体の内表面が樹脂製のライナー部で被覆されることで、圧力容器内部に充填された加圧物質の圧力容器外部への漏出が防止される。容器本体は、ライナー部のみで構成することもできるし、このライナー部の外表面を補強部によって被覆することもできる。ライナー部は、通常用いられている材料を適宜選択して用いることができ、例えば、ＣＮＧガスに対する透過性が低いポリエチレン等の材料により形成することができる。補強部もまた通常用いられている材料を適宜選択して用いることができ、例えば、カーボン繊維，ガラス繊維，アラミド繊維等の補強繊維をエポキシ樹脂等の樹脂に含浸させ、この樹脂を加熱硬化させてなるＦＲＰ等の材料により形成することができる。
【００１３】
上述した容器本体の一部には中空内部と連通し容器本体の外部に開口する開口部が形成されている。この開口部は加圧物質の充填・放出口となる。開口部の周縁は口金部によって形成され、周縁を形成する口金部の一端は容器本体の外方に突出している。この口金部は、加圧物質の透過性が低い材料であり、かつ、開口形状を維持可能な剛性の高い材料で形成することができ、例えば金属材料で形成することができる。
【００１４】
口金部は、容器本体との接合部で容器本体の周方向に延びるフランジ部を有する。フランジ部は後述するライナー部の自己シール部との当接部となる部位であり、容器本体の周方向に延びる形状により自己シール部との当接面積を確保している。
【００１５】
ライナー部はフランジ部と当接してシールする自己シール部を有する。この自己シール部は、ライナー部のうち容器本体の開口部側に位置し開口部の周縁を形成するフランジ部と当接する。自己シール部がフランジ部と当接してライナー部とフランジ部との当接面をシールすることによって、容器本体の内部の気密性が保たれる。
【００１６】
自己シール部の外周側には、ライナー部の外周に容器本体の膨張によるライナー部の拡径を規制するリング状の規制部材が設けられている。規制部材は、膨張による変形が少ない高剛性の材料で形成することができ、例えば、補強部と同様の材料で形成することができる。この規制部材は自己シール部の外周側に設けられいることから、圧力容器内部に加圧物質が充填され容器本体が膨張する場合にも、この規制部材よりも内周側に位置するライナー部の拡径は規制される。ライナー部の拡径が規制されると、自己シール部のライナー部による引張は防止あるいは低減されて、自己シール部によるシールは良好に保たれることとなる。また、この規制部材がライナー部の外周に設けられていることから、ライナー部による容器本体内表面の被覆を良好に保ちつつ、上述した規制部材によるライナー部の拡径の規制がおこなわれる。
【００１７】
規制部材は、自己シール部の外周側に設けられ、かつ、ライナー部の少なくとも一部の外周に設けられるものであれば良く、ライナー部と別体であっても良くいし、また、ライナー部に埋設されライナー部と一体化されたものであっても良い。また、容器本体に補強部を設ける場合は、規制部材は補強部と別体であっても良いし、また、補強部と一体化されたものであっても良い。
【００１８】
本発明の圧力容器において、ライナー部は自己シール部よりも外周側に配置されている易変位部を有する。
【００１９】
易変位部は、伸び変形しやすいように形成されたものであればよい。易変位部が形成されることで、ライナー部に多少の拡径が生じた場合においても、先ず易変位部がライナー部に引張され伸び変形するために、拡径による引張が易変位部により吸収される。したがって、この易変位部よりさらに周方向の内側にある自己シール部への引っ張りの伝達は抑制され、自己シール部とフランジ部との当接は良好に保たれることとなる。また、自己シール部の外周側には規制部材が設けられているため、易変位部から自己シール部への引っ張りの伝達はこの規制部材によっても抑制される。
【００２０】
また、上述したように、規制部材よりも内周側に位置するライナー部の拡径は規制部材によって規制されるため、易変位部の伸び変形は、規制部材の内周端よりも外周側の位置でより良好におこなわれる。したがって、易変位部の伸び変形量をより大きくするためには、規制部材の内周端よりも外周側に配置される易変位部の伸び変形可能な長さを長く設けることが有効である。例えば易変位部を、軸方向で自己シール部と異なる位置で自己シール部と略平行に延びるように形成することで、易変位部の長さを軸方向にも増大することができ、易変位部の伸び変形可能な長さを長く設けることもできる。また、易変位部を径方向に蛇腹状に形成することで易変位部の伸び変形可能な長さを長くすることもできる。さらに、易変位部の伸び変形量をより大きくするためには、例えば、易変位部をライナー部と同材料で薄肉に形成して伸び変形しやすいものとすることもできるし、あるいはライナー部よりも伸び変形し易い材料を用いてライナー部と一体的に易変位部を形成することもできる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を基にして説明する。
【００２２】
（実施例１）
本実施例１の圧力容器は、自己シール部の外周側かつライナー部の外周にリング状の規制部材が設けられ、さらに、ライナー部のうち自己シール部の周方向の外縁部に易変位部が設けられているものである。本実施例１の圧力容器の模式断面図を図２に示し、図２の要部拡大図を図３に示す。
【００２３】
本実施例１の圧力容器１は、容器本体２がライナー部３と補強部５とを有するものである。また、容器本体２のうちライナー部３は胴部中央６より２分割された同形状の分体７として形成され、後に熱板溶着されて一体化されたものである。
【００２４】
ライナー部３はＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）よりなり、容器本体２の内表面８を被覆するように形成されている。また、補強部５はカーボン繊維とエポキシ樹脂とを含むＦＲＰよりなり、ライナー部３の外表面１０を被覆するように形成されている。ここで、本実施例においてライナー部３はＰＰＳにより形成されているが、ＰＰＳに限らずポリエチレン又はナイロン等の既知の熱可塑性樹脂で形成することもできる。
【００２５】
ライナー部３のそれぞれの分体７は、軸方向の両端が開口し、そのうち片方の端部が縮径した略円筒状に形成されている。縮径した端部である開口部１８の周縁は金属製の口金部１１によって形成され、口金部１１は容器本体２の外端側に位置する端部１２が容器本体２の外方に突出している。さらに、口金部１１は容器本体２との接合部１３で容器本体２の周方向に延びるスカート状のフランジ部１５を形成している。フランジ部１５のうち容器本体２の中空内部１６側に位置する底部１７の開口部１８側の部分は略リング状に分割された分割部２０となっており、この分割部２０は開口部１８と連続するフランジ本体２１に対して螺子１９によって一体化されている。また、フランジ本体２１と分割部２０との間隙にはＯリング２２が配置され、フランジ本体２１と分割部２０との間隙への加圧物質の侵入を防止している。
【００２６】
ライナー部３のうちフランジ本体２１と当接する部位であるフランジ係合部２３は、フランジ本体２１の径方向の外縁部２５を被覆する薄肉形状に形成されている。フランジ係合部２３のうちフランジ本体２１の底部１７を被覆する自己シール部２６の一部は、フランジ本体２１と分割部２０との間隙に挟持されている。また、フランジ係合部２３のうちフランジ本体２１の上部２７を被覆する保持部２８は、補強部５とフランジ部１５との間隙に配置されている。
【００２７】
フランジ係合部２３の外周側３０に位置するライナー部３には、その外周３８の一部に容器本体２の外周に沿ってリング溝３１が形成されている。このリング溝３１の内部には、補強部５と同じＦＲＰを材料とするリング状の規制部材３２が配置されている。また、リング溝３１の内部は規制部材３２のさらに外周側がＰＰＳ製のカラー３３によって埋められ、リング溝３１の周縁に位置するライナー部３の外表面１０と滑らかに連続するようになっている。このため、ライナー部３の外表面１０を被覆する補強部５の形状を、剛性が良好に発揮される形状とすることができる。ここで、本実施例においてカラー３３はＰＰＳによって形成されているが、これに限らずナイロン等の熱可塑性樹脂，金属もしくはＦＲＰで形成することもできる。
【００２８】
ライナー部３のうちフランジ係合部２３の周方向の外縁部３５は、リング溝３１の壁部３６のうち中空内部１６側に位置する部分が軸方向で自己シール部２６と異なる位置で自己シール部２６と平行な平面となるように、自己シール部２６よりも中空内部１６側の位置に形成されている。この部分は薄肉に形成されて、伸び変形しやすい易変位部３７となっている。
【００２９】
本実施例１の圧力容器１の製造方法を以下に説明する。
▲１▼予め成型したフランジ本体２１を金型内に配置し、この金型内に溶融したＰＰＳを射出してライナー部３を成形する。このとき、金型内部に配置されたフランジ本体２１の径方向の外縁部には、フランジ係合部２３が形成される。
▲２▼フランジ係合部２３が形成されたフランジ本体２１と分割部２０とを螺子１９によって一体化して口金部１１を形成する。このとき、フランジ係合部２３のうち自己シール部２６は、フランジ本体２１と分割部２０との間隙に挟持されることとなる。
▲３▼▲２▼で形成した、ライナー部３および口金部１１よりなる分体７を金型より取出し、２個の分体７を胴部中央６より対向させて、熱板溶着によって一体化する。
▲４▼▲３▼で一体化された分体７のうち、ライナー部３のリング溝３１内部にエポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維を巻付し、その後に加熱処理をおこなうことでエポキシ樹脂を硬化させて規制部材３２を形成する。さらに、リング溝３１内部の規制部材３２の外周側をカラー３３で埋めることで、リング溝３１によるライナー部３の外表面１０の段差をなくして滑らかに連続するものとする。
▲５▼ライナー部３の外表面１０に、エポキシ樹脂を含浸させたカーボン繊維を被覆するように巻付し、その後に加熱処理によってエポキシ樹脂を硬化させることで補強部５を形成する。また、片方の開口部１８を図示しないメクラ栓によって目詰めする。以上▲１▼〜▲５▼の工程で、本実施例１の圧力容器１が製造される。
【００３０】
本実施例１の圧力容器１によると、フランジ係合部２３の外周側３０に位置するライナー部３の外周３８に規制部材３２が設けられていることから、圧力容器１の中空内部１６に加圧物質が充填され、圧力容器１が膨張する場合にも、規制部材３２の内周側に位置するライナー部３の拡径は規制される。したがって、ライナー部３の拡径による自己シール部２６の引張は防止あるいは抑制されて自己シール部２６とフランジ部１５との当接は良好に保たれて、自己シール部２６のシール性能は向上する。
【００３１】
また、易変位部３７は薄肉に形成されているため伸び変形し易くなっている。さらに、易変位部３７は軸方向で自己シール部２６と異なる位置で自己シール部２６と平行な平面となるように形成されていることから、易変位部３７の伸び変形可能な長さは軸方向にも増大し、易変位部３７の伸び変形量がさらに大きなものとなる。したがって、ライナー部３の拡径による自己シール部２６の引張はこの易変位部３７の伸び変形によってより確実に吸収され、自己シール部２６とフランジ部１５との当接は良好に保たれて、自己シール部２６のシール性能はより向上する。
【００３２】
さらに、口金部１１がフランジ本体２１と分割部２０とから構成され、フランジ係合部２３が射出成形により形成された後にフランジ本体２１と分割部２０とが一体化されることで、フランジ部１５の間隙に形成される薄肉の自己シール部２６を成形する際にショートショットが発生することが防止されて、良好かつ容易な成形をおこなうことが可能となる。そして、フランジ係合部２３のうち自己シール部２６はその一部がフランジ本体２１と分割部２０とによって挟持されることから、自己シール部２６とフランジ部１５との当接はより良好に保たれる。
【００３３】
（参考例）
本参考例の圧力容器は、規制部材がライナー部に埋設されてライナー部と一体化している以外は実施例１と同様に形成されたものである。本参考例の圧力容器の要部拡大模式断面図を図４に示す。
【００３４】
本参考例の圧力容器４０では、規制部材４１がライナー部４２に埋設されてライナー４２部と一体化していることから、製造工数の低減が可能となる。また、実施例１と同様に規制部材４１および易変位部４３が設けられていることで、自己シール部４５とフランジ部４６との当接は良好に保たれる。
【００３５】
（実施例２）
本実施例２の圧力容器は、規制部材が補強部と一体に形成され、フランジ部がフランジ本体のみから構成されていること以外は実施例１の圧力容器と同じものである。本実施例２の圧力容器の要部拡大模式断面図を図５に示す。
【００３６】
本実施例２の圧力容器４７において、フランジ部５２はフランジ本体４４のみから構成され、フランジ本体４４の周方向には溝部３９が設けられている。本実施例２の圧力容器４７においては、自己シール部５１はその一部が溝部３９の内部に充填されて形成されるため、自己シール部５１は溝部３９によって保持されることとなる。
【００３７】
また、本実施例２の圧力容器４７では、規制部材４８が補強部４９と一体に形成されていることから、製造工数の低減が可能となる。そして、実施例１と同様に規制部材４８および易変位部５０が設けられていることで、自己シール部５１とフランジ部５２との当接は良好に保たれる。
【００３８】
（実施例３）
本実施例３の圧力容器は、自己シール部がフランジ本体の底部のみを覆うように形成され、規制部材がライナー部のリング溝およびフランジ部の周方向の外縁部と接するように設けられている以外は実施例１の圧力容器と同じものである。本実施例３の圧力容器の要部拡大模式断面図を図６に示す。
【００３９】
本実施例３の圧力容器５３は、規制部材５４がライナー部５５のリング溝５６およびフランジ部５７の周方向の外縁部５８と接するように設けられているものであるが、実施例１と同様に規制部材５４および易変位部６０が設けられていることで、自己シール部６１とフランジ部５７との当接は良好に保たれる。
【００４０】
（実施例４）
本実施例４の圧力容器は、易変位部が軸方向で内部シール部と異なる二位置で内部シール部と略平行に延びる二段段差状に形成され、規制部材がこの二段段差状に対応する形状に形成されている以外は実施例１の圧力容器と同じものである。本実施例４の圧力容器の要部拡大模式断面図を図７に示す。
【００４１】
本実施例４の圧力容器６２は、易変位部６３が自己シール部６５と異なる二位置で自己シール部６５と略平行に延びる二段段差状に形成されているものであるため、易変位部６３の伸び変形可能な長さがさらに増大し、ライナー部６６の拡径によるフランジ係合部６４の引張は、易変位部６３の伸び変形によってより良好に吸収される。
【００４２】
（実施例５）
本実施例５の圧力容器は、フランジ部の分割部がフランジ部の底面全体を構成するものであり、フランジ係合部のうち自己シール部の全体がこの分割部とフランジ本体とによって挟持される以外は実施例１の圧力容器と同じものである。本実施例５の圧力容器の要部拡大模式断面図を図８に示す。
【００４３】
本実施例５の圧力容器６７では、フランジ係合部６８のうち自己シール部７０の全体がフランジ本体７１と分割部７２とによって挟持されることから、自己シール部６８とフランジ部７３との当接はより良好に保たれ、自己シール部６８のシール性能はさらに良好なものとなる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明の圧力容器によると、圧力容器内部に加圧物質が充填されて圧力容器が膨張する場合にも、自己シール部の外周側に位置するライナー部の外周に設けられている規制部材によって、ライナー部の拡径が規制されるため、ライナー部の拡径による自己シール部の引張は防止あるいは抑制される。したがって自己シール部とフランジ部との当接は良好に保たれて、自己シール部のシール性能は向上する。
【００４５】
また、ライナー部のうち自己シール部の周方向の外縁部には、伸び変形しやすい易変位部が設けられているため、ライナー部の拡径による自己シール部の引張はこの易変位部の伸び変形によってより確実に吸収され、自己シール部とフランジ部との当接はより良好に保たれて、自己シール部のシール性能はより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の圧力容器のうちライナー部および口金部を示す要部拡大模式断面図である。
【図２】本発明の実施例１の圧力容器の模式断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】参考例の圧力容器の要部拡大模式断面図である。
【図５】本発明の実施例２の圧力容器の要部拡大模式断面図である。
【図６】本発明の実施例３の圧力容器の要部拡大模式断面図である。
【図７】本発明の実施例４の圧力容器の要部拡大模式断面図である。
【図８】本発明の実施例５の圧力容器の要部拡大模式断面図である。
【符号の説明】
１００：圧力容器１０１：ライナー部１０２：補強部１０３：容器本体１０５：開口部１０６：口金部１０７：接合部１０８：フランジ部１１０：自己シール部１１１：当接面１１２：隙間１１３：隙間
１：圧力容器２：容器本体３：ライナー部５：補強部６：胴部中央７：分体１１：口金部１２：端部１３：接合部１５：フランジ部１７：底部１８：開口部１９：螺子２０：分割部２１：フランジ本体２２：Ｏリング２３：フランジ係合部２６：自己シール部２８：保持部３１：リング溝３２：規制部材３３：カラー３６：リング溝３１の壁部３７：易変位部
４０：圧力容器４１：規制部材４２：ライナー部４３：易変位部４５：自己シール部４６：フランジ部
４７：圧力容器４８：規制部材４９：補強部５０：易変位部５１：自己シール部５２：フランジ部
５３：圧力容器５４：規制部材５５：ライナー部５６：リング溝５７：フランジ部６０：易変位部６１：自己シール部
６２：圧力容器６３：易変位部６４：フランジ係合部６５：自己シール部６６：ライナー部
６７：圧力容器６８：フランジ係合部７０：自己シール部７１：フランジ本体７２：分割部７３：フランジ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure vessel for filling various compressed gases such as CNG (compressed natural gas), various liquefied gases such as LNG (liquefied natural gas) and LPG (liquefied petroleum gas), and other various pressurized substances.
[0002]
[Prior art]
As a pressure vessel for filling various pressurized substances such as various compressed gases and various liquefied gases, generally, a hollow resin liner portion attached with a metal base portion is used. In general, in order to ensure the pressure resistance of the pressure vessel, the outer periphery of the liner portion and the base portion is covered with a reinforcing portion that satisfies a predetermined pressure resistance standard.
[0003]
In this case, in order to keep the inside of the pressure vessel airtight, a flange portion extending in the circumferential direction of the container main body at the joint portion with the container main body is formed in the metal base portion, and abuts against the flange portion of the liner portion. It is common to provide a self-sealing portion that seals the portion in contact with the flange portion. In recent years, pressure vessels have been developed that keep the contact between the self-sealing portion and the flange portion better (for example, Patent Document 1).
[0004]
FIG. 1 shows an enlarged schematic cross-sectional view of a main part showing a liner part and a base part of a conventional pressure vessel shown in Patent Document 1. The pressure vessel 101 is formed such that a groove 103 extending in the thickness direction is provided in the flange portion 102 and a part of the self-sealing portion 105 enters the groove 103. According to this configuration, the contact portion between the base portion 106 and the liner portion 107 is well sealed by the contact between the self-sealing portion 105 and the flange portion 102, and the pressure vessel interior 108 is kept airtight. Further, even when the anchor portion 110 that has entered the groove 103 of the self-sealing portion 105 becomes an anchor of the self-sealing portion 105 and the container main body 111 expands due to filling of the pressurized substance, the anchor effect of the anchor portion 110 causes the self-sealing effect. The contact between the seal portion 105 and the flange portion 102 is maintained, and the sealing performance of the self-sealing portion 105 is ensured.
[0005]
However, even in such a pressure vessel, since the stress concentration on the resin liner is large, the sealing performance is not always sufficient, such as fear of damage to the liner, and the sealing performance is improved and the reliability is high. Development of pressure vessels is required.
[0006]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,969,692 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure vessel with improved sealing performance that maintains good contact between the self-sealing portion and the flange portion.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The pressure vessel of the present invention that solves the above problems includes a hollow container body, a base part that forms a peripheral edge of an opening that opens in a part of the container body, and one end of which protrudes outward from the container body; A pressure vessel in which at least an inner surface of the container body is formed of a resin liner, and the base part is a flange part extending in a circumferential direction of the container body at a joint part with the container body The liner portion includes a liner main body portion constituting an inner surface of the container main body, and a self-sealing portion that contacts and seals with the flange portion , and the liner main body portion includes the self-sealing portion. A ring groove disposed on the outer peripheral side of the container and extending along the outer periphery of the container body, and a part of a wall part of the ring groove, which is continuous with the self-sealing part and more The self-sealing arranged on the hollow inner side Anda displacement facilitation portion easily deformed elongation than, the the easy displacement portion and the self-sealing unit, are arranged at different positions in the axial direction of the liner portion, the easy displacement portion, said self-sealing unit When having a portion extending substantially parallel to the inside of the ring groove, the ring-shaped regulating member for regulating the diameter of the liner part due to the expansion of the container body to the outer periphery of the liner portion is arranged It is characterized by.
[0009]
According to this configuration, the pressure vessel is filled with the pressurized substance because the regulating member for regulating the diameter of the liner portion is provided on the outer circumference of the liner portion on the outer circumference side of the self-sealing portion of the pressure vessel. Even when the pressure vessel expands, the diameter of the liner portion is restricted by the restricting member. For this reason, the self-sealing portion is prevented from being pulled in the outer circumferential direction due to the diameter expansion of the liner portion, the contact between the liner portion and the flange portion is kept good, and the sealing performance by the liner portion is kept good. It will be.
[0010]
Moreover, the said easily-displaceable part can be set as the structure thinner than the other part of the said liner part.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The pressure vessel according to the present invention has a hollow vessel body whose inner surface is covered with a resin liner.
[0012]
By covering the inner surface of the hollow container body with a resin liner, leakage of the pressurized substance filled inside the pressure container to the outside of the pressure container is prevented. A container main body can also be comprised only by a liner part, and can also coat | cover the outer surface of this liner part with a reinforcement part. For the liner portion, a commonly used material can be appropriately selected and used. For example, the liner portion can be formed of a material such as polyethylene having low permeability to CNG gas. The reinforcing part can also be used by appropriately selecting a commonly used material. For example, a reinforcing fiber such as carbon fiber, glass fiber or aramid fiber is impregnated in a resin such as an epoxy resin, and the resin is heated and cured. It can be formed of a material such as FRP.
[0013]
An opening that communicates with the hollow interior and opens to the outside of the container body is formed in a part of the container body described above. The opening serves as a filling / releasing port for the pressurized substance. The peripheral edge of the opening is formed by a base part, and one end of the base part that forms the peripheral edge protrudes outward from the container body. The base portion can be formed of a material having low permeability of the pressurized substance and having high rigidity capable of maintaining the opening shape, for example, a metal material.
[0014]
The base part has a flange part extending in the circumferential direction of the container main body at the joint with the container main body. The flange portion is a portion that becomes a contact portion with a self-sealing portion of a liner portion described later, and a contact area with the self-sealing portion is secured by a shape extending in a circumferential direction of the container body.
[0015]
The liner portion has a self-sealing portion that contacts and seals with the flange portion. This self-sealing part contacts the flange part which is located in the opening part side of a container main body among liner parts, and forms the periphery of an opening part. The self-sealing portion abuts on the flange portion and seals the abutting surface between the liner portion and the flange portion, whereby the airtightness inside the container body is maintained.
[0016]
On the outer peripheral side of the self-sealing portion, a ring-shaped restricting member is provided on the outer periphery of the liner portion to restrict the diameter of the liner portion due to the expansion of the container body. The restricting member can be formed of a highly rigid material with little deformation due to expansion. For example, the restricting member can be formed of the same material as the reinforcing portion. Since this regulating member is provided on the outer peripheral side of the self-sealing portion, even when the pressurized substance is filled inside the pressure vessel and the container body expands, the liner portion positioned on the inner circumferential side from this regulating member is also provided. Expansion is regulated. When the diameter expansion of the liner portion is restricted, the tension by the liner portion of the self-sealing portion is prevented or reduced, and the seal by the self-sealing portion is kept good. In addition, since the restriction member is provided on the outer periphery of the liner portion, the above-described restriction member restricts the diameter of the liner portion while maintaining good coating of the inner surface of the container body with the liner portion.
[0017]
The restricting member may be provided on the outer peripheral side of the self-sealing part and provided on the outer periphery of at least a part of the liner part, and may be separate from the liner part. It may be embedded and integrated with the liner portion. Moreover, when providing a reinforcement part in a container main body, a control member may be a different body from a reinforcement part, and may be integrated with a reinforcement part.
[0018]
In the pressure vessel of the present invention, the liner portion has an easily displacing portion disposed on the outer peripheral side of the self-sealing portion.
[0019]
The easy-displacement part should just be formed so that it may be extended and deformed easily. Even if some diameter expansion occurs in the liner part due to the formation of the easy-displacement part, the easy-displacement part is first pulled by the liner part and stretched and deformed. Is done. Therefore, the transmission of tension to the self-sealing portion located further inside than the easily-displaceable portion in the circumferential direction is suppressed, and the contact between the self-sealing portion and the flange portion is kept good. Further, since a regulating member is provided on the outer peripheral side of the self-sealing portion, the transmission of tension from the easily displaceable portion to the self-sealing portion is also suppressed by this regulating member.
[0020]
Further, as described above, since the diameter of the liner portion located on the inner peripheral side with respect to the restricting member is restricted by the restricting member, the expansion and deformation of the easily displaceable portion is more on the outer peripheral side than the inner peripheral end of the restricting member. Better done in position. Therefore, in order to further increase the amount of elongation deformation of the easily displaceable portion, it is effective to provide a length of the easily displaceable portion that is disposed on the outer peripheral side of the restricting member so that the deformable portion can be elongated. For example, by forming the easy-displacement part so as to extend substantially parallel to the self-seal part at a position different from the self-seal part in the axial direction, the length of the easy-displacement part can also be increased in the axial direction. It is also possible to provide a length that allows the portion to be stretched and deformed. Further, the length of the easily displaceable portion that can be stretched and deformed can be increased by forming the easily displaceable portion in a bellows shape in the radial direction. Further, in order to increase the amount of elongation deformation of the easily displaceable portion, for example, the easily displaceable portion can be made of the same material as that of the liner portion and made thin and easily deformed or more easily than the liner portion. Alternatively, the easily displaceable portion can be formed integrally with the liner portion using a material that is easily stretched and deformed.
[0021]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0022]
(Example 1)
In the pressure vessel according to the first embodiment, a ring-shaped regulating member is provided on the outer peripheral side of the self-sealing portion and on the outer periphery of the liner portion, and an easily displaceable portion is provided on the outer edge portion of the liner portion in the circumferential direction of the self-sealing portion. It is provided. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the pressure vessel of Example 1, and FIG. 3 shows an enlarged view of the main part of FIG.
[0023]
In the pressure vessel 1 of the first embodiment, the vessel body 2 has a liner portion 3 and a reinforcing portion 5. Further, the liner portion 3 of the container body 2 is formed as a split body 7 having the same shape divided into two from the center 6 of the trunk portion, and is later integrated by hot plate welding.
[0024]
The liner portion 3 is made of PPS (polyphenylene sulfide) and is formed so as to cover the inner surface 8 of the container body 2. The reinforcing portion 5 is made of FRP containing carbon fiber and epoxy resin, and is formed so as to cover the outer surface 10 of the liner portion 3. Here, in the present embodiment, the liner portion 3 is formed of PPS, but is not limited to PPS, and may be formed of a known thermoplastic resin such as polyethylene or nylon.
[0025]
Each of the segments 7 of the liner portion 3 is formed in a substantially cylindrical shape having both ends in the axial direction open, and one of the ends is reduced in diameter. The peripheral edge of the opening 18 which is the reduced diameter is formed by a metal base 11, and the base 11 has an end 12 located on the outer end side of the container body 2 protruding outward from the container body 2. Yes. Further, the base part 11 forms a skirt-like flange part 15 extending in the circumferential direction of the container body 2 at a joint part 13 with the container body 2. A portion of the flange portion 15 on the opening portion 18 side of the bottom portion 17 located on the hollow interior 16 side of the container body 2 is a divided portion 20 that is divided into a substantially ring shape. The continuous flange body 21 is integrated by a screw 19. In addition, an O-ring 22 is disposed in the gap between the flange main body 21 and the divided portion 20 to prevent the pressurized substance from entering the gap between the flange main body 21 and the divided portion 20.
[0026]
The flange engaging portion 23, which is a portion that contacts the flange main body 21 in the liner portion 3, is formed in a thin shape that covers the outer edge portion 25 in the radial direction of the flange main body 21. A part of the self-sealing portion 26 that covers the bottom portion 17 of the flange main body 21 in the flange engaging portion 23 is sandwiched between the flange main body 21 and the split portion 20. Further, the holding portion 28 that covers the upper portion 27 of the flange main body 21 in the flange engaging portion 23 is disposed in the gap between the reinforcing portion 5 and the flange portion 15.
[0027]
A ring groove 31 is formed along the outer periphery of the container body 2 in a part of the outer periphery 38 of the liner portion 3 located on the outer peripheral side 30 of the flange engaging portion 23. Inside the ring groove 31, a ring-shaped regulating member 32 made of the same FRP as that of the reinforcing portion 5 is disposed. Further, the inside of the ring groove 31 is filled with a PPS collar 33 on the outer peripheral side of the regulating member 32 so as to be smoothly continuous with the outer surface 10 of the liner portion 3 located at the periphery of the ring groove 31. For this reason, the shape of the reinforcement part 5 which coat | covers the outer surface 10 of the liner part 3 can be made into the shape where rigidity is exhibited favorably. Here, in the present embodiment, the collar 33 is formed of PPS. However, the present invention is not limited to this, and the collar 33 may be formed of a thermoplastic resin such as nylon, metal, or FRP.
[0028]
The outer edge portion 35 in the circumferential direction of the flange engaging portion 23 of the liner portion 3 is self-sealed at a position different from the self-sealing portion 26 in the axial direction in the portion of the wall portion 36 of the ring groove 31 located on the hollow interior 16 side. It is formed at a position closer to the hollow interior 16 than the self-sealing portion 26 so as to be a plane parallel to the portion 26. This portion is formed into a thin wall and forms an easily displaceable portion 37 that is easily stretched and deformed.
[0029]
A method for manufacturing the pressure vessel 1 of the first embodiment will be described below.
(1) The flange body 21 molded in advance is placed in the mold, and the melted PPS is injected into the mold to form the liner portion 3. At this time, the flange engaging part 23 is formed in the outer edge part of the radial direction of the flange main body 21 arrange | positioned inside a metal mold | die.
(2) The flange body 21 formed with the flange engaging portion 23 and the split portion 20 are integrated by the screw 19 to form the base portion 11. At this time, the self-sealing portion 26 of the flange engaging portion 23 is sandwiched between the flange main body 21 and the split portion 20.
(3) The part 7 formed of the liner part 3 and the base part 11 formed in (2) is taken out from the mold, and the two parts 7 are opposed to the center part 6 of the body, and are integrated by hot plate welding. To do.
(4) In the split 7 integrated in (3), the carbon fiber impregnated with the epoxy resin is wound around the ring groove 31 of the liner part 3, and then the heat treatment is performed to obtain the epoxy resin. The regulating member 32 is formed by curing. Further, the outer peripheral side of the regulating member 32 inside the ring groove 31 is filled with the collar 33, so that the step of the outer surface 10 of the liner portion 3 due to the ring groove 31 is eliminated and smoothly continues.
(5) The reinforcing portion 5 is formed by winding the outer surface 10 of the liner portion 3 so as to cover the carbon fiber impregnated with the epoxy resin, and then curing the epoxy resin by heat treatment. Further, one opening 18 is clogged with a non-illustrated plug. The pressure vessel 1 according to the first embodiment is manufactured through the steps (1) to (5).
[0030]
According to the pressure vessel 1 of the first embodiment, since the regulating member 32 is provided on the outer periphery 38 of the liner portion 3 located on the outer peripheral side 30 of the flange engaging portion 23, the pressure vessel 1 is added to the hollow interior 16 of the pressure vessel 1. Even when the pressure substance is filled and the pressure vessel 1 expands, the diameter expansion of the liner portion 3 located on the inner peripheral side of the restriction member 32 is restricted. Therefore, the tension of the self-sealing portion 26 due to the diameter expansion of the liner portion 3 is prevented or suppressed, and the contact between the self-sealing portion 26 and the flange portion 15 is kept good, and the sealing performance of the self-sealing portion 26 is improved. .
[0031]
Moreover, since the easy-displacement part 37 is formed thinly, it is easy to extend and deform. Furthermore, since the easy-displacement part 37 is formed in a plane parallel to the self-seal part 26 at a position different from the self-seal part 26 in the axial direction, the length of the easy-displacement part 37 that can be extended and deformed is the axis. The direction deformation also increases, and the amount of elongation deformation of the easily displaceable portion 37 becomes larger. Therefore, the tension of the self-sealing portion 26 due to the diameter expansion of the liner portion 3 is more reliably absorbed by the elongation deformation of the easily displacing portion 37, and the contact between the self-sealing portion 26 and the flange portion 15 is maintained well. The sealing performance of the self-sealing portion 26 is further improved.
[0032]
Further, the base 11 is composed of the flange main body 21 and the split part 20, and the flange main part 21 and the split part 20 are integrated after the flange engaging part 23 is formed by injection molding. When the thin self-sealing portion 26 formed in the gap is formed, short shots are prevented from occurring, and good and easy molding can be performed. A part of the self-sealing portion 26 of the flange engaging portion 23 is sandwiched between the flange main body 21 and the split portion 20, so that the abutment between the self-sealing portion 26 and the flange portion 15 is better maintained. Be drunk.
[0033]
( Reference example )
The pressure vessel of this reference example is formed in the same manner as in Example 1 except that the regulating member is embedded in the liner portion and integrated with the liner portion. FIG. 4 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the pressure vessel of this reference example .
[0034]
In the pressure vessel 40 of this reference example , since the regulating member 41 is embedded in the liner portion 42 and integrated with the liner 42 portion, the number of manufacturing steps can be reduced. In addition, since the regulating member 41 and the easy-displacement portion 43 are provided as in the first embodiment, the contact between the self-sealing portion 45 and the flange portion 46 is kept good.
[0035]
(Example 2 )
The pressure vessel according to the second embodiment is the same as the pressure vessel according to the first embodiment except that the regulating member is formed integrally with the reinforcing portion and the flange portion is constituted only by the flange main body. FIG. 5 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the pressure vessel of the second embodiment.
[0036]
In the pressure vessel 47 of the second embodiment, the flange portion 52 is constituted only by the flange main body 44, and a groove portion 39 is provided in the circumferential direction of the flange main body 44. In the pressure vessel 47 of the second embodiment, the self-sealing portion 51 is formed by partially filling the inside of the groove portion 39, so that the self-sealing portion 51 is held by the groove portion 39.
[0037]
Further, in the pressure vessel 47 of the second embodiment, since the regulating member 48 is formed integrally with the reinforcing portion 49, the number of manufacturing steps can be reduced. And since the regulating member 48 and the easy-displacement part 50 are provided like Example 1, the contact | abutting with the self-sealing part 51 and the flange part 52 is maintained favorable.
[0038]
(Example 3 )
The pressure vessel of the third embodiment is formed so that the self-sealing portion covers only the bottom portion of the flange main body, and the regulating member is provided so as to be in contact with the ring groove of the liner portion and the circumferential edge of the flange portion. Other than that is the same as the pressure vessel of Example 1. FIG. 6 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the pressure vessel of the third embodiment.
[0039]
The pressure vessel 53 according to the third embodiment is provided so that the regulating member 54 contacts the ring groove 56 of the liner portion 55 and the circumferential edge 58 of the flange portion 57. Since the restricting member 54 and the easy-displacement portion 60 are provided on each other, the contact between the self-sealing portion 61 and the flange portion 57 is kept good.
[0040]
(Example 4 )
The pressure vessel of the fourth embodiment is formed in a two-stage step shape in which the easily displaceable portion extends in substantially the same direction as the inner seal portion at two positions different from the inner seal portion in the axial direction, and the regulating member corresponds to the two-step step shape. It is the same as the pressure vessel of Example 1 except that it is formed in the shape to be. FIG. 7 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the pressure vessel of the fourth embodiment.
[0041]
In the pressure vessel 62 according to the fourth embodiment, the easily displaceable portion 63 is formed in a two-stage step shape extending substantially parallel to the self seal portion 65 at two positions different from the self seal portion 65. The stretchable length of 63 is further increased, and the tension of the flange engaging portion 64 due to the diameter expansion of the liner portion 66 is better absorbed by the elongation deformation of the easily displaceable portion 63.
[0042]
(Example 5 )
In the pressure vessel of the fifth embodiment, the divided portion of the flange portion constitutes the entire bottom surface of the flange portion, and the entire self-sealing portion of the flange engaging portion is sandwiched between the divided portion and the flange body. Other than that is the same as the pressure vessel of Example 1. The principal part expansion schematic cross section of the pressure vessel of the present Example 5 is shown in FIG.
[0043]
In the pressure vessel 67 of the fifth embodiment, since the entire self-sealing portion 70 of the flange engaging portion 68 is sandwiched between the flange main body 71 and the split portion 72, the contact between the self-sealing portion 68 and the flange portion 73 is avoided. The contact is kept better, and the sealing performance of the self-sealing portion 68 is further improved.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the pressure vessel of the present invention, the pressure vessel is provided on the outer periphery of the liner portion located on the outer peripheral side of the self-sealing portion even when the pressure vessel is filled and the pressure vessel expands. Since the diameter of the liner portion is restricted by the restriction member, the tension of the self-sealing portion due to the diameter increase of the liner portion is prevented or suppressed. Therefore, the contact between the self-sealing portion and the flange portion is kept good, and the sealing performance of the self-sealing portion is improved.
[0045]
In addition, since the peripheral edge of the self-sealing portion of the liner portion is provided with an easily displacing portion that easily stretches and deforms, the tensile force of the self-sealing portion due to the diameter expansion of the liner portion is increased. The deformation is more reliably absorbed, the contact between the self-sealing portion and the flange portion is kept better, and the sealing performance of the self-sealing portion is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part showing a liner part and a base part of a conventional pressure vessel.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a pressure vessel according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part of a pressure vessel of a reference example .
FIG. 5 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part of a pressure vessel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part of a pressure vessel according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part of a pressure vessel according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged schematic cross-sectional view of a relevant part of a pressure vessel according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Pressure vessel 101: Liner part 102: Reinforcement part 103: Container main body 105: Opening part 106: Base part 107: Joint part 108: Flange part 110: Self-sealing part 111: Contact surface 112: Gap 113: Gap 1: Pressure vessel 2: Container body 3: Liner portion 5: Reinforcement portion 6: Center of trunk portion 7: Separation 11: Base portion 12: End portion 13: Joint portion 15: Flange portion 17: Bottom portion 18: Opening portion 19: Screw 20 : Split part 21: Flange body 22: O-ring 23: Flange engaging part 26: Self-sealing part 28: Holding part 31: Ring groove 32: Restricting member 33: Collar 36: Wall part of ring groove 31 37: Easy displacement part 40: Pressure vessel 41: Restriction member 42: Liner portion 43: Easy displacement portion 45: Self-sealing portion 46: Flange portion 47: Pressure vessel 48: Restriction member 49: Reinforcement portion 5 : Easy displacement part 51: Self-sealing part 52: Flange part 53: Pressure vessel 54: Restriction member 55: Liner part 56: Ring groove 57: Flange part 60: Easy displacement part 61: Self-sealing part 62: Pressure vessel 63: Easy Displacement part 64: Flange engagement part 65: Self-seal part 66: Liner part 67: Pressure vessel 68: Flange engagement part 70: Self-seal part 71: Flange main body 72: Split part 73: Flange part

Claims

A hollow container body, and a base part that forms a peripheral edge of an opening that opens in a part of the container body, and has one end protruding outward of the container body, and at least an inner surface of the container body is A pressure vessel composed of a resin liner,
The base portion has a flange portion extending in a circumferential direction of the container body at a joint portion with the container body,
The liner part has a liner main body part that constitutes the inner surface of the container main body, and a self-seal part that contacts and seals the flange part ,
The liner main body portion is disposed on the outer peripheral side of the self-sealing portion and extends along the outer periphery of the container main body. The liner main body portion includes a part of a wall portion of the ring groove and is continuous with the self-sealing portion. An easy-displacement portion that is disposed on the hollow inner side of the container body from the self-sealing portion and is easier to stretch and deform than the self-sealing portion,
The easily displaceable portion and the self-sealing portion are arranged at different positions in the axial direction of the liner portion,
The easily displaceable portion has a portion extending substantially parallel to the self-sealing portion,
The inside of the ring groove, the pressure vessel, wherein a ring-shaped regulating member for regulating the diameter of the liner part due to the expansion of the container body to the outer periphery of the liner portion is disposed.

The pressure vessel according to claim 1, wherein the easy-displacement portion is thinner than other portions of the liner portion.