JP5667196B2 - 圧力容器 - Google Patents

Description

本発明は、液体或いはガスの媒体の保管のための圧力容器に関し、後者と共に１つのピースに接続されておらず、容器開口部の領域の容器ネックに配置されている、少なくとも１つのネック部と、少なくとも部分的にプラスチック内部容器とネック部を取り囲んでいる支持ジャケットと、を備えたプラスチック内部容器を備え、ネック部（neck piece）は接続取付具を受けるための手段を提供する。

そのような圧力容器は、例えば、DE 2 152 123により知られている。そこに記載されている圧縮ガス容器は、寸法安定性、回転式の左右対称のガスが詰まった内部容器、その中間領域において円筒状、内部容器の底の上に外側から同軸上に位置した２つのポール部或いはネック部を備え、そしてポール部をカバーするために、内部容器の上に傷を付ける外部ケーシング、から構成されており、連続的なネジ山及び硬化プラスチックから薄板が被せられ、内部容器のために支持ジャケットが形成される。ポール部或いはネック部は、例えばバルブの如く、連結金具の漏れ−密着接続のために役立つ。

このタイプの圧縮ガス容器は、例えば、３０ｂａｒ及び７００ｂａｒの間のガス圧力のために設計されてよいが、しかし、多くのプラスチックは高い圧力の下では流れはじめるので、プラスチック内部容器はそれらの内部において、必要とされる圧力安定性を保有していないことが知られている。それゆえに、導入部で言及した支持ジャケットを備えたタイプの圧縮ガス容器が提供されることが知られている。支持ジャケットは、通常は、プラスチックで作られた内部容器の周囲を傷つける合成樹脂で含浸されたネジ山から構成されている。プラスチック内部容器は、また一般にライナーとして設計されている。ポール部は、文献の中では、ネック部、及びボスパーツ或いは接続部としても知られているものの双方で設計されている。それらは、通常は金属で構成され、バルブその他の形式で接続金具を受けるための内部ネジ山が提供される。圧力容器において、規則として、安定性理由及び漏れ−密着理由の双方が必要とされる。

導入部で言及されたタイプの圧力容器は、また、例えばEP 0 753 700 B1により知られている。この圧力容器は、ネック領域に位置し、そのそれぞれは、閉ざされ、開口部を封じ込めるネック部が配置されている、２つの開口部を備えており、ネック部は、圧力容器に面する端領域において、ライナーにより内側が、支持ジャケットにより外側が取り囲まれるフラストコニカルカラー（frustoconical collar）と共に、提供される。

導入部で言及したタイプの殆ど全ての知られた圧力容器において、例えば、４５０ｂａｒのテスト圧力下で、容器が漏洩に関するライセンスの要求を満たすために、ネック部に関する或いはネック部の領域内で、内部容器或いはプラスチック内部容器の封じ込めは重要なパートを果たす。

DE 2 152 123に従った圧力容器において、内部容器の壁は、一体的に形成された略中空円筒状の軸方向外部へ方向付けられた容器ネックの中に融合され、取り付けられたポール部／ネック部は、容器底部、開口部及び容器ネックの間の転換領域の中の内部容器の外側輪郭に対してその内部輪郭を結果として支えるように設計されており、その結果、底部を支えているフランジ形状の部分は、成形された略中空円筒状のポール部ネックの中に融合され、容器ネックを取り囲む内壁は円錐状に外側に広がり、これに対して、容器壁は、放射状外側に変質させることにより、ポール部ネックに同軸上にネジ込まれた同様に円錐形状の接続ピースにより、密閉的且つ非正的にプレスされる。この配置の結果、容器ネックは、シーリング手段の介入と共に、ポール部ネックと接続ピースとの間に張力組み込みされ、接続は十分に密封される。この配置は、マルチパートポール部／ネック部を必要とし、その実装の点では、比較的複雑である。

EP 753 700 B1に従った圧力容器において、ライナーのネック領域は、一方では、ネック部の肩に関してシーリングリングの手段により封じ込められ、他方では、ネック部のストップフェイスとライナーのネック部のエンドフェイスの間のシーリングワッシャーの手段により、それらが協働して、封じ込まれるために、準備がある。

このタイプの封じ込みは、シーリングリングの挿入と共に、プラスチック内部容器ネックのエンドフェイスがネック部に対して支える領域において特に重要である。

内部容器或いはプラスチック内部容器が押出しブロー成形により生成されるとき、そのような封じ込みは特に現実の問題となるかもしれない。
類似の圧力容器は、例えば、DE 196 31 546 C1と同様に、EP 200 734 A2、US6,230,922B1 、DE 10 2006 057 422 B3により知られている。

それゆえに、本発明が基礎とされる目的は、導入部で言及したタイプの圧力容器を提供し、比較的簡素な構造的な測定の手段により効果的な封じ込みが成し遂げられる。

この目的は、液体或いはガスの媒体の保管のための圧力容器であって、後者と共に１つのピースに接続されておらず、容器開口部の領域の容器ネックに配置されている少なくとも１つのネック部と、少なくとも部分的にプラスチック内部容器とネック部を取り囲んでいる支持ジャケットと、を備えたプラスチック内部容器を備え、ネック部は接続取付具を受けるための手段を提供し、少なくとも容器ネックの部分に形成し、ネック部の中に挿入するために、接続取付具のためのシーリングシートを形成する少なくとも１つの挿入物（insert）を備えることを特徴とする圧力容器によって成し遂げられる。

それによって、接続金具を挿入物について直接的に封じ込むことは可能であり、ゆえにネック部についてプラスチック内部容器を封じ込めるための、或いはプラスチック内部容器についてネック部を封じ込めるために、複雑な測定は必要とされない。

挿入物は、プラスチック内部容器の壁を形成するスリーブ形状の円筒部を備え、容器ネックは前記後者の内部に落とし込まれる。

挿入物は、例えば、容器開口部の中に差し込まれ、好ましくはこれを貫通する、スリーブ形状の円筒部を備えてもよい。

本発明に従った圧力容器の特に好ましい変形では、容器内部圧力の効力により挿入物の中に接続金具の封じ込みを強化するために、容器内部圧力が外側から挿入物の上に作用するように、ある程度、挿入物のスリーブ形状の円筒部は、プラスチック内部容器の充填ボリュームの中を貫通するために提供される。

あるいは、挿入物は、容器開口部と同軸上に配置され、これに位置合わせされるスリーブ形状の円筒部を備えることにより提供されてよい。

本発明に従った圧力容器の変形では、挿入物は、プラスチック内部容器の壁に溶接及び／又は粘着して接着されるカラーを有することにより提供される。圧力容器の好ましい変形において、挿入物はプラスチック内部容器の外側の上に置かれる。或いは、挿入物は内部からプラスチック内部容器に取り付けられてよい。しかしながら、双方の変形はまた提供されてよい。挿入物は、例えば、プラスチック内部容器の押出しブロー成形の最中に導入される。容器開口部の寸法記入が適切ならば、それに続く挿入もまた可能である。

プラスチック内部容器の壁は容器開口部の領域に円錐形に引きこまれ、挿入物のカラーはこれを補完するように設計されているならば、特に有利である。

支持ジャケットが適用される前に、プラスチック内部容器についてネック部を集中し易くするために、挿入物はネック部に確実に接続されることによって提供されてよい。これは、また、接続金具の上のいくらかの横軸の圧力の下、ネック部、プラスチック内部容器及び支持ジャケットで構成された複合の組立品を安定化するのに寄与する。

好ましくは、挿入物は、比較的低い製造許容誤差で生産されることができ、それゆえに特に良好な封じ込み或いは実装を保証する、射出成型されたプラスチックからなる。あるいは、挿入物は、その後の拡張を伴うパイプ押し出しにより生成されてよい。挿入物は表面機械加工を受けている押出しブロー成形された構成要素として生成されてよい。最終的に、挿入物は、カッティングにより機械加工されているいくつかのプラスチック部品として生産されてよい。

便宜上、プラスチック内部容器は、押出しブロー成形により取得される。知られているように、押出しブロー成形では、壁厚さ変化は、製造が原因となって発生するかもしれない。射出成型された挿入物と押出しブロー成形されたプラスチック内部容器の組み合わせは、射出成型挿入物が、所望とされる寸法の正確さを満たす封じ込み表面及び適合表面を提供するのと同程度に、特に有利である。

もし、挿入物は、溶接性という点ではプラスチック内部容器と比較される材料からなるならば好都合である。プラスチック内部容器の壁に溶接される挿入物、或いは挿入物のカラーにより、十分な漏れ−緊張はこの領域で達成される。

ネック部は、好ましくは金属からなるが、接続金具の接続ネジ山を受けるために適した、比較的衝撃に強い及び寸法安定プラスチックから構成されてよいもい。

ＨＤＰＥ、ＰＰ、ＰＵＲ、ＰＯＭ、ＴＰＥ、ポリエステル、等のように、全ての商業的に利用可能な溶接できる熱可塑性物質は、ライナー或いはプラスチック内部容器のために考えられてよい。

プラスチック内部容器は、例えば、炭化水素、及び／又は酸素、及び／又は水素への透過性を削減するために、バリア層を備えた多層設計とされてよい。

接続金具は、例えば、接続バルブの形式で、例えば、１つ又はそれ以上のＯリングシールを介して円筒接続ピースにより、挿入物のスリーブ形状の円筒部の中に、或いは挿入物の中に、封じ込められてよい。

図１は、本発明に従った圧力容器の部分図を示す。 図２は、分解組立図として、図１に従った圧力容器を介して、その周囲の支持ジャケットなしで、縦方向の断面図を示す。 図３は、第１の例示的な実施形態に従った接続金具の接続領域において、本発明に従った圧縮容器の拡大断面図を示す。 図４は、本発明に従った圧力容器の第２の例示的な実施形態を示しており、図３のそれと対応する断面図である。 図５は、本発明の従った圧力容器の第３の例示的な実施形態を示しており、図３及び４のそれらと対応する断面図である。 図６は、本発明の従った圧力容器の第４の例示的な実施形態を示す。 図７は、本発明の従った圧力容器の第５の例示的な実施形態を示す。 図８は、本発明の従った圧力容器の第６の例示的な実施形態を示す。

本発明は、図示された例示的な実施形態により以下に説明される。

図１に示された圧力容器１は、好ましくは押出しブロー成形により取得され、繊維強化材からなる支持ジャケット３により取り囲まれているプラスチック内部容器２を備え、繊維強化材は、合成樹脂で構成された鋳型に嵌め込まれる。

好ましい模範的な実施形態に従ったプラスチック内部容器２は、押出しブロー成形により取得されているが、熱成形方法により、或いは回転焼結方法（スラッシュ成形）により取得されてもよい。プラスチック内部容器２のために考えられる材料は、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ＰＯＭ、ＴＰＥ、その他、である。

支持ジャケットは、カーボンファイバー、アラミド繊維、ガラス繊維、その他から構成されてよい。支持ジャケットは、好ましくは、プラスチック内部容器２の周りに樹脂が含浸されたファイバー／繊維を巻き付けることにより生成される。

図示の簡略化の為、支持ジャケット３は、いくつかの図でのみ表現されている。

図２から特に集約されるように、本発明に従った圧力容器１は、前述したプラスチック内部容器２、好ましくは金属で形成されているネック部４、及びネック部４とプラスチック内部容器２の間に配置される挿入物５を備えている。挿入物５は、ネック部４の中のネジ山通し穴７、及びプラスチック内部容器２の中の容器開口部８と、同軸上に配置されているスリーブ形状の円筒部６を備えている。

ネック部４、挿入物５、及び容器開口部８は、接続取付具９を受ける役目を果たす容器ネックを定義する。簡略化の為、ネック部４のネジ山通し穴７により、及び挿入物５の円筒部６により、受けられるその部分が正確となるように、接続取付具９の一部分だけが図示されている。この目的の為に、互いに補完的な締め付けネジ山１０は、いずれの場合にも、一方では、ネック部４に、他方では、接続取付具９に提供される。

従来技術に従った複合容器或いは圧縮容器として知られているのと対照的に、プラスチック内部容器２の壁１１は、容器開口部８の領域の中に円錐状に引き込まれ、容器内部１２の中に反対に引き込まれた接続ピース１３を形成する。

好ましくは同様に熱可塑性物質で構成されている、挿入物５は、同様に円錐状に設計されており、容器開口部８の領域の中のプラスチック内部容器２の壁１１の外形に相当するように形成されたカラー２０が提供される。

図２から６に図示された本発明に従った圧縮容器の模範的な実施形態において、組立状態において、挿入物５の円筒部６は容器開口部８を介して通過し、容器内部１２に突出することについて提供される。

挿入物５とプラスチック内部容器２の壁１１は、好ましくはカラー２０の領域で互いに溶接されており、挿入物５とプラスチック内部容器２の壁１１の間の分離面は、それ相応にガスが詰まっている。この目的のために、金属で構成された挿入物５は、溶接性の観点から、プラスチック内部容器２と相性がよい。もし、挿入物５がプラスチック内部容器２の壁１１に溶接することができないプラスチックで構成されているならば、前記挿入物は例えば壁１１に粘着して接着されてよい。

ネック部４、挿入物５、及び容器開口部８は、接続取付具９、或いは接続取付具９の管状のピースが密閉性をもって挿入され、それにより形成されるように、開口部に互いに集められる。この場合、挿入物５のスリーブ形状の円筒部６は、後者により範囲が定められる開口部の内部に、接続取付具９のシーリング手段１４のためのシーリングシートを形成する。本件では、Ｏリングシールが提供され、それは、接続取付具９の管状の外延のネジ溝に公知の方法で配置される。シーリングアクションを改善するために、接続取付具９の管状の外延が、互いに離れて配置された複数のネジ溝を有し、それらの中に配置されるＯリングシールをいずれの場合にも有することが提供されてよい。

図２から６に従った圧力容器１の模範的な実施形態において、挿入物５の円筒部６はそのように容器内部１２に突出しており、容器内部１２の中に貫通する円筒部６の領域において、接続取付具９により封鎖が起こるように大きさが規定されている場合がある。圧力容器１が内部圧力が作用される封じこみによる自己補強は、それによって有利な方法により成し遂げられる。圧力容器１の中に広く行き渡っている圧力は、挿入物５の円筒部６で放射状に作用し、それゆえに、圧力容器１を封じ込めるのに特に効果的に寄与する。

圧力容器１をマウントするために、挿入物５は、プラスチック内部容器の壁１１の円錐状の落とし込み領域の中に接着及び／又は溶接される。ネック部４は、その後、適切な位置に置かれ、集められる。図３及び４に図示されている断面図において、いずれの場合にも、粘着層／接着促進層は、それ以上詳細は設計されておらず、単なる指摘にすぎないが、挿入物５とプラスチック内部容器の壁１１の円錐状の落とし込み領域の間に、図示されている。

ネック部４は、ネック部４の肩領域１５が支持ジャケット３に隣接するように、圧力容器１の縦軸において鋭角に生じる、ファイバーにより傷付けられた支持ジャケット３により固定される。

少なくとも部分的に実装の間、ネック部４を集めるために、それは挿入物５の中に及び一種のゲージによりネック部４の中に一時的に固定されてよい。

圧力容器の変形において、図４に示されるように、挿入物５のカラー２０は、後者に関してセンタリングする目的の為に、ネック部４の収納部２１の中に挿入される。

図５に従った圧力容器１の選択的な実施形態によれば、ネック部４は、蟻形コネクタ１６を介して挿入物５に確実に接続される場合がある。この目的の為に、円孤の形の溝は、肩領域１５から向きがそれるネック部４のその表面で、それに挿入物５の対応する外形部分が係合する、蟻形外形を備えているかもしれない。

ネック部４が、回転動作の結果として、挿入物５に噛み合うに至ることができるように、蟻形コネクタ１６は差し込み締めの態様で配置され、或いは挿入物５はネック部４の方に向けられて一体的に形成されてよい。

圧力容器１のその他の変形例は、図６に図示されている。この変形によれば、挿入物５は、その縁において円筒部から面をそらし、ネック部４の肩領域１５を取り囲む周辺カラー１７と共に、提供される。

本発明に従った圧力容器の更なる変形は、図７に示される。挿入物５の円筒部６は、ネック部４に面する挿入物５のその表面に関して引き込まれ、或いは反対側に引き込まれ、ネック部４の内部ネジ山１９と協働するネジ山１８を提供する。この配置において、挿入物５の円筒部６は、容器開口部８を通過せず、しかし、その代わりに、同軸上に方向合わせされ、容器開口部８と一直線になっている。

本発明に従った圧力容器１の変形では、図８に示されるように、挿入物の円筒部６は、ネック部４と容器開口部８を介して完全に通過し、及び圧力容器１の充填ボリュームの中に突出するように、連続的な形をしている。ネック部４を通過する挿入物５のその領域において、後者はネジ山１８と共にその外周囲が提供される。接続取付具９は、挿入物５の中で、同軸方向に互いに離れている２つのシーリング手段１４を介して挿入物５の内壁について、封じ込められている。例えば、互いから少し離れて配置される２つのＯリングシールが、あるかもしれない。

１ 圧力容器
２ プラスチック内部容器
３ 支持ジャケット
４ ネック部
５ 挿入物
６ 円筒部
７ ネジ山通し穴
８ 容器開口部
９ 接続取付具
１０ 締め付けネジ山
１１ 壁
１２ 容器内部
１３ 接続ピース
１４ シーリング手段
１５ ネック部の肩領域
１６ 蟻形コネクタ
１７ カラー
１８ ネジ山
１９ 内部ネジ山
２０ カラー

Claims (11)

1. 液体あるいは気体の媒体の貯蔵のための圧力容器（１）であって、
   容器開口部領域の容器ネックに配置される少なくとも一つのネック部（４）を有し該ネック部とは一体とならないプラスチック内部容器（２）と、前記プラスチック内部容器（２）と前記ネック部（４）を少なくとも部分的に取り囲んでいる支持ジャケット（３）とを備え、
   前記ネック部（４）は接続取付具（９）を受ける手段を有し、
   前記ネック部（４）は、少なくとも前記容器ネックの一部を形成する少なくとも一つの挿入物（５）を有し、かつ前記接続取付具は前記ネック部に挿入するためのシーリングシートを形成し、
   前記挿入物（５）はスリーブ形状の円筒部（６）を有しており、
   前記挿入物（５）の前記スリーブ形状の円筒部（６）は、前記プラスチック内部容器（２）の壁と共に容器ネックを形成し、前記円筒部は当該容器ネックの内側に引き込まれ、
   前記プラスチック内部容器（２）の前記壁（１１）は、前記容器開口部(8)の領域に円錐形に引き込まれ、容器内部（１２）に逆向きに引き込まれる接続部を形成し、
   前記挿入物(5)は、前記プラスチック内部容器（２）の前記壁（１１）に溶着及び/又は粘着して接着されるカラー（２０）を有することを特徴とする圧力容器。
2. 前記挿入物（５）は、前記容器開口部（８）の中に差し込まれ、これを貫通する、スリーブ形状の円筒部（６）を備えることを特徴とする請求項１に従った圧力容器。
3. 前記挿入物（５）のスリーブ形状の円筒部（６）は、前記プラスチック内部容器（２）の充填ボリュームの中を貫通することを特徴とする請求項２に従った圧力容器。
4. 前記挿入物（５）は、前記容器開口部（８）と同軸上に配置され、これに位置合わせされるスリーブ形状の円筒部（６）を備えることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１つに従った圧力容器。
5. 前記プラスチック内部容器（２）の壁（１１）は前記容器開口部（８）の領域に円錐形に引きこまれ、前記挿入物（５）の前記カラー（２０）はこれを補完するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに従った圧力容器。
6. 前記ネック部は前記挿入物（５）に適合していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに従った圧力容器。
7. 前記挿入物（５）は、射出成形されたプラスチックから生成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに従った圧力容器。
8. 前記プラスチック内部容器（２）は、押出しブロー成形により取得されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに従った圧力容器。
9. 前記挿入物（５）は、溶接性という点ではプラスチック内部容器（２）と相性のよい材料からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに従った圧力容器。
10. 前記ネック部（４）は金属からなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに従った圧力容器。
11. 前記プラスチック内部容器（２）は多層設計とされており、前記プラスチック内部容器は低い浸透性の、或いは炭化水素、及び／又は酸素、及び／又は水素に不浸透性の材料からなる少なくとも１つのバリア層を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに従った圧力容器。

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