JP6266293B2 - Pressure vessel and method for manufacturing the same - Google Patents
Pressure vessel and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6266293B2 JP6266293B2 JP2013211941A JP2013211941A JP6266293B2 JP 6266293 B2 JP6266293 B2 JP 6266293B2 JP 2013211941 A JP2013211941 A JP 2013211941A JP 2013211941 A JP2013211941 A JP 2013211941A JP 6266293 B2 JP6266293 B2 JP 6266293B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liner
- reinforcing
- reinforcing layer
- pressure vessel
- curing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 20
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 93
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 44
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 28
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 20
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 25
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 25
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
本発明は、ヘリウムや酸素など大気圧より高い圧力の流体を収容可能な圧力容器及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a pressure vessel that can contain a fluid having a pressure higher than atmospheric pressure, such as helium and oxygen, and a method for manufacturing the same.
高圧流体を収容可能な圧力容器は、一般的に、口金部を有して中空形状をなす金属製のライナの外周面に、繊維強化プラスチックなどの補強層が形成されて構成されている。この場合、補強層は、フィラメントワインディング法により形成される。このフィラメントワインディング法は、樹脂を含浸させた強化繊維を、ライナの表面に張力を付与しながら交差するように巻き付け、樹脂を硬化させて成形する方法である。 A pressure vessel that can contain a high-pressure fluid is generally configured by forming a reinforcing layer such as a fiber reinforced plastic on the outer peripheral surface of a metal liner having a base portion and having a hollow shape. In this case, the reinforcing layer is formed by a filament winding method. This filament winding method is a method in which reinforcing fibers impregnated with a resin are wound so as to intersect while applying tension to the surface of the liner, and the resin is cured and molded.
従来の圧力容器及びその製造方法としては、例えば、下記特許文献1〜3に記載されたものが提案されている。 As a conventional pressure vessel and its manufacturing method, what was described in the following patent documents 1-3 is proposed, for example.
ところで、圧力容器の形状としては、従来、円筒形状が一般的である。しかし、この圧力容器を搭載する機器が円柱形状であるとき、円筒形状をなす圧力容器よりも中心部が空洞となるドーナツ形状の圧力容器の方が搭載性に有利な場合がある。しかし、ドーナツ形状の圧力容器を製造する場合、ドーナツ形状をなすライナの表面に張力を付与しながら強化繊維を交差するように巻き付けることは困難である。 By the way, as a shape of the pressure vessel, a cylindrical shape has been generally used. However, when the device on which the pressure vessel is mounted is a columnar shape, a donut-shaped pressure vessel having a hollow center may be more advantageous for mounting than a cylindrical pressure vessel. However, when manufacturing a doughnut-shaped pressure vessel, it is difficult to wind reinforcing fibers so as to cross while applying tension to the surface of the liner having a donut shape.
本発明は上述した課題を解決するものであり、表面に強化繊維が交差してなる強化層を容易に形成可能な圧力容器及びその製造方法を提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the pressure vessel which can form easily the reinforcement layer which a reinforcement fiber cross | intersects on the surface, and its manufacturing method.
上記の目的を達成するための本発明の圧力容器は、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナと、前記ライナの周方向に連続する強化繊維が樹脂により硬化されて前記ライナの外側を被覆する第1強化層と、前記ライナの軸方向に連続する強化繊維が樹脂により硬化された複数のプリキュア部材として前記ライナの外側を被覆する第2強化層と、を備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a pressure vessel according to the present invention comprises a metal liner having a hollow donut shape and a reinforcing fiber continuous in the circumferential direction of the liner that is hardened by a resin to cover the outside of the liner. And a second reinforcing layer covering the outside of the liner as a plurality of precured members in which reinforcing fibers continuous in the axial direction of the liner are hardened by a resin.
従って、ライナの周方向に強化繊維を巻き付けて硬化させることで第1強化層を形成する一方、ライナの軸方向に連続する強化繊維が事前に硬化されてプリキュア部材を形成し、このプリキュア部材によりライナの外側を被覆することで第2強化層を形成することから、強化繊維が交差する2つの強化層を容易に形成することができる。 Accordingly, the first reinforcing layer is formed by winding and curing the reinforcing fibers in the circumferential direction of the liner, while the reinforcing fibers continuous in the axial direction of the liner are previously cured to form a pre-curing member. Since the second reinforcing layer is formed by covering the outside of the liner, two reinforcing layers intersecting with the reinforcing fibers can be easily formed.
本発明の圧力容器では、強化繊維の連続する方向で交差する複数の強化層が2層以上積層されることを特徴としている。 The pressure vessel of the present invention is characterized in that two or more reinforcing layers intersecting in the direction in which the reinforcing fibers are continuous are laminated.
従って、強化繊維が交差する2つ以上の強化層を形成することで、圧力容器の耐圧性を向上することができる。 Therefore, the pressure resistance of the pressure vessel can be improved by forming two or more reinforcing layers intersecting with the reinforcing fibers.
本発明の圧力容器では、前記第2強化層は、前記ライナの軸方向に連続するリング形状をなすと共に、前記周方向で分割される少なくとも2つのプリキュア部材からなることを特徴としている。 In the pressure vessel of the present invention, the second reinforcing layer has a ring shape continuous in the axial direction of the liner and is composed of at least two precure members divided in the circumferential direction.
従って、強化繊維がライナの周方向に連続する2つのプリキュア部材によりライナの表面を適正に被覆することができ、この場合、2つのプリキュア部材を用いることで、製作性及び組付性を向上することができる。 Therefore, the surface of the liner can be properly covered with two pre-curing members in which the reinforcing fibers are continuous in the circumferential direction of the liner. In this case, by using two pre-curing members, the manufacturability and the assembling property are improved. be able to.
また、本発明の圧力容器の製造方法は、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナの表面に該ライナの周方向に樹脂が含浸された強化繊維を連続して巻き付けた後に硬化させて第1強化層を形成する工程と、冶具に樹脂が含浸された強化繊維を巻き付けてから硬化させることで強化繊維が前記ライナの軸方向に連続する複数のプリキュア部材を製造する工程と、前記ライナの第1強化層の表面を前記複数のプリキュア部材により被覆してから硬化させることで第2強化層を形成する工程と、を有することを特徴とするものである。 In the method of manufacturing a pressure vessel according to the present invention, the reinforcing fiber impregnated with resin in the circumferential direction of the liner is continuously wound around the surface of a metal liner having a hollow donut shape, and then cured to be first strengthened. A step of forming a layer, a step of manufacturing a plurality of precured members in which reinforcing fibers are continuous in the axial direction of the liner by winding reinforcing fibers impregnated with resin on a jig, and then curing the reinforcing fibers; and first of the liner Forming a second reinforcing layer by covering the surface of the reinforcing layer with the plurality of pre-curing members and then curing the surface.
従って、ライナの周方向に強化繊維を巻き付けて硬化させることで第1強化層を形成する一方、ライナの軸方向に連続する強化繊維を事前に硬化されてプリキュア部材を形成し、このプリキュア部材によりライナの外側を被覆することで第2強化層を形成することから、強化繊維が交差する2つの強化層を容易に形成することができる。 Accordingly, the first reinforcing layer is formed by wrapping the reinforcing fiber in the circumferential direction of the liner and curing it, while the reinforcing fiber continuous in the axial direction of the liner is pre-cured to form a pre-curing member. Since the second reinforcing layer is formed by covering the outside of the liner, two reinforcing layers intersecting with the reinforcing fibers can be easily formed.
また、本発明の圧力容器の製造方法は、冶具に樹脂が含浸された強化繊維を巻き付けてから硬化させることで強化繊維が前記ライナの軸方向に連続する複数のプリキュア部材を製造する工程と、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナの表面を前記複数のプリキュア部材により被覆してから硬化させることで第2強化層を形成する工程と、前記ライナの第2強化層の表面に該ライナの周方向に樹脂が含浸された強化繊維を連続して巻き付けた後に硬化させて第1強化層を形成する工程と、を有することを特徴とするものである。 Further, the method of manufacturing a pressure vessel of the present invention includes a step of manufacturing a plurality of precure members in which the reinforcing fibers are continuous in the axial direction of the liner by winding the reinforcing fibers impregnated with the resin around the jig and then curing the reinforcing fibers. A step of forming a second reinforcing layer by coating a surface of a metal liner having a hollow donut shape with the plurality of precure members and then curing the surface; and a surface of the liner on the surface of the second reinforcing layer of the liner. A reinforcing fiber impregnated with a resin in a direction is continuously wound and then cured to form a first reinforcing layer.
従って、ライナの軸方向に連続する強化繊維が事前に硬化されてプリキュア部材を形成し、このプリキュア部材によりライナの外側を被覆することで第2強化層を形成する一方、ライナの周方向に強化繊維を巻き付けて硬化させることで第1強化層を形成することから、強化繊維が交差する2つの強化層を容易に形成することができる。 Therefore, the reinforcing fibers continuous in the axial direction of the liner are pre-cured to form a pre-curing member, and the second reinforcing layer is formed by covering the outside of the liner with this pre-curing member, while reinforcing in the circumferential direction of the liner. Since the first reinforcing layer is formed by winding and curing the fibers, it is possible to easily form two reinforcing layers where the reinforcing fibers intersect.
本発明の圧力容器及びその製造方法によれば、中空ドーナツ形状をなすライナの外側に強化繊維が交差する2つの強化層を容易に形成することができる。 According to the pressure vessel and the manufacturing method thereof of the present invention, two reinforcing layers in which reinforcing fibers intersect can be easily formed on the outside of a liner having a hollow donut shape.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る圧力容器及びその製造方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a pressure vessel and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の一実施例に係る圧力容器を表す一部切欠概略図、図2は、本実施例の圧力容器の製造方法の手順を表すフローチャート、図3乃至図7は、本実施例の圧力容器の製造方法を表す概略図である。 FIG. 1 is a partially cutaway schematic view showing a pressure vessel according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the pressure vessel manufacturing method of this embodiment, and FIGS. It is the schematic showing the manufacturing method of the pressure vessel of an example.
本実施例の圧力容器は、流体を充填するものであり、ドーナツ形状をなしている。この場合、ドーナツ形状をなす圧力容器は、中央部が空洞となっていることから、ここに各種機器を配置することができる。また、ドーナツ形状をなす圧力容器は、複数積層すると共に各容器を連通して使用することもできる。なお、圧力容器内に充填する流体としては、作動流体や燃料などとして利用可能なヘリウム、水素、酸素などがある。 The pressure vessel of the present embodiment is filled with fluid and has a donut shape. In this case, since the central part of the pressure vessel having a donut shape is hollow, various devices can be arranged here. In addition, a plurality of pressure vessels having a donut shape can be stacked and used in communication with each other. Note that the fluid filled in the pressure vessel includes helium, hydrogen, oxygen, and the like that can be used as a working fluid or fuel.
本実施例にて、図1に示すように、圧力容器10は、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナ11と、このライナ11の周方向Bに連続する強化繊維が樹脂により硬化されてライナ11の外側を被覆する第1強化層12と、ライナ11の軸方向Aに連続する強化繊維が樹脂により硬化された複数のプリキュア部材としてライナ11(第1強化層12)の外側を被覆する第2強化層13と、ライナ11の周方向Bに連続する強化繊維が樹脂により硬化されてライナ11(第2強化層13)の外側を被覆する第3強化層14とにより構成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
なお、上述した軸方向Aとは、圧力容器10が中央部に空洞部を有し、本体が周方向に連続するドーナツ形状(リング形状)をなすことから、その円周に沿った方向である。また、周方向Bとは、圧力容器10の軸方向Aに直交(交差)する断面がほぼ円形断面(子午面)をなすことから、この円形断面にて外周方向に沿った方向である。
In addition, the axial direction A mentioned above is a direction along the circumference since the
ライナ11は、チタンやアルミニウムなどの金属材料から構成され、上部に2つの孔部21,22が形成されている。この孔部21,22は、内部に流体を供給する供給口、または、内部の流体を排出する排出口として利用される。なお、孔部21,22は、1つでも、3つ以上であってもよい。
The
第1強化層12は、強化繊維としてのプリプレグをライナ11の外周面に周方向Bに沿って巻き付けた後、硬化することでこのライナ11の外側を被覆して強化するものである。ここで、プリプレグとは、炭素繊維(またはガラス繊維など)を同じ方向にそろえた帯状または短冊状の炭素繊維帯状物に、樹脂(エポキシ樹脂など)を含浸させ、半硬化させて成形したものである。
The first reinforcing
第2強化層13は、フィラメントワインディング法を用いて、強化繊維を所定の張力により冶具にライナ11の軸方向Aに沿って巻き付けた後、硬化させることで複数のプリキュア部材を形成し、各プリキュア部材により第1強化層12の外側を被覆してライナ11を強化するものである。本実施例にて、第2強化層13は、ライナ11の軸方向Aに連続するリング形状をなすと共に、周方向Bで4つに分割される4つのプリキュア部材からなる。
The second reinforcing
ここで、フィラメントワインディング法とは、ワイヤ状の炭素繊維を1〜数十本引き揃え、樹脂(エポキシ樹脂など)を含浸させながら、回転する冶具(金型/マンドレルなど)に巻き付けた後、硬化させてから脱型する成形法である。また、プリキュア部材とは、上述したフィラメントワインディング法による成形過程で、冶具に巻き付けた炭素繊維を樹脂により硬化させたものである。 Here, the filament winding method is a method in which one to several tens of wire-like carbon fibers are drawn, wound around a rotating jig (mold / mandrel, etc.) while impregnated with resin (epoxy resin, etc.), and then cured. This is a molding method in which the mold is removed after being removed. The pre-cure member is obtained by curing a carbon fiber wound around a jig with a resin in the above-described forming process by the filament winding method.
第3強化層14は、強化繊維としてのプリプレグを第2強化層13の外周面に周方向Bに沿って巻き付けた後、硬化することでこの第2強化層13の外側を被覆して強化するものである。ここで、第3強化層14は、第1強化層12と同じ強化繊維配列となっている。
The third reinforcing
ここで、本実施例の圧力容器の製造方法について、図2のフローチャート及び図3乃至図7の概略図を用いて説明する。 Here, the manufacturing method of the pressure vessel of a present Example is demonstrated using the flowchart of FIG. 2, and the schematic of FIG. 3 thru | or FIG.
本実施例の圧力容器の製造方法は、図2に示すように、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナ11を製造する工程(S11)と、このライナ11の表面にライナ11の周方向Bに樹脂が含浸されたプリプレグを連続して巻き付けた後に硬化させて第1強化層12を形成する工程(S12〜S14)と、冶具に樹脂が含浸された強化繊維を巻き付けてから硬化させることで強化繊維がライナ11の軸方向Aに連続する複数のプリキュア部材を製造する工程(S21〜S23,S31〜S33)と、ライナ11の第1強化層12の表面を複数のプリキュア部材により被覆してから硬化させることで第2強化層13を形成する工程(S41〜S42)と、ライナ11の第2強化層13の表面にライナ11の周方向Bに樹脂が含浸されたプリプレグを連続して巻き付けた後に硬化させて第3強化層14を形成する工程(S43〜S45)とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the pressure vessel manufacturing method of the present embodiment includes a step of manufacturing a
即ち、まず、工程(S11)にて、チタンや他の材料を用いて中空ドーナツ形状をなすライナ11を製造し、上部に2つの孔部21,22を形成する。次に、図3に示すように、工程(S12)にて、プリプレグ31を所定の幅にカット(切断)し、工程(S13)にて、所定幅のプリプレグ31をライナ11の外周面に周方向Bに沿って、実際には、隙間なくらせん方向に沿って巻き付ける。そして、工程(S14)にて、表面に全周に渡ってプリプレグ31の樹脂を硬化させることで、このライナ11の外側を被覆する第1強化層12を形成する。
That is, first, in step (S11), a
また、工程(S21)にて、図4に示すように、第1冶具41の円弧表面に炭素繊維トウ42を所定の張力をもってらせん状に巻き付け、工程(S22)にて、第1冶具41の表面に炭素繊維トウ42が巻き付けられたものを樹脂で硬化させ、工程(S23)にて、脱型してトリム/仕上げを行うことで、第2強化層13を構成する2つのプリキュア部材43a,43bを形成する。また、工程(S31)にて、図5に示すように、第2冶具44の円弧表面に炭素繊維トウ42を所定の張力をもってらせん状に巻き付け、工程(S32)にて、第2冶具44の表面に炭素繊維トウ42が巻き付けられたものを樹脂で硬化させ、工程(S33)にて、脱型してトリム/仕上げを行うことで、第2強化層13を構成する2つのプリキュア部材45a,45bを形成する。
In step (S21), as shown in FIG. 4, the
この場合、プリキュア部材43a,43bは、同形状をなすものであり、ライナ11の内周面側に対応して形成されたものである。一方、プリキュア部材45a,45bは、同形状をなすものであり、ライナ11の外周面側に対応して形成されたものである。即ち、4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bは、ライナ11の外側を被覆できるように、ライナ11の円弧方向Bに4分割されている。そのため、第1冶具41における炭素繊維トウ42の巻き付け面は、ライナ11の内周面と同様な湾曲面に形成され、第2冶具44における炭素繊維トウ42の巻き付け面は、ライナ11の外周面と同様な湾曲面に形成されている。
In this case, the
工程(S41)にて、図6に示すように、第1強化層12が形成されたライナ11の上方からプリキュア部材43a,45aを装着する一方、下方からプリキュア部材43b,45bを装着し、接着剤を用いて接着する。そして、工程(S42)にて、表面にプリキュア部材43a,43b,45a,45bが装着されたライナ11を接着剤で接着硬化させることで、このライナ11(第1強化層12)の外側を被覆する第2強化層13を形成する。
In step (S41), as shown in FIG. 6, the
工程(S43)にて、図7に示すように、所定幅のプリプレグ31をライナ11(第2強化層13)の外周面に周方向Bに沿って、実際には、隙間なくらせん方向に沿って巻き付ける。そして、工程(S44)にて、表面に全周に渡ってプリプレグ31が巻き付けられたライナ11を硬化させることで、このライナ11の外側を被覆する第3強化層14を形成する。その後、工程(S45)にて、仕上げ加工を行うことで、圧力容器10が製造される。
In the step (S43), as shown in FIG. 7, the
このように本実施例の圧力容器にあっては、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナ11と、このライナ11の周方向Bに沿うプリプレグ31が樹脂により硬化されてライナ11の外側を被覆する第1強化層12と、このライナ11の軸方向Aに沿う炭素繊維トウ42が樹脂により硬化された複数のプリキュア部材43a,43b,45a,45bとしてライナ11(第1強化層12)の外側を被覆する第2強化層13とを設けている。
As described above, in the pressure vessel according to the present embodiment, the
従って、ライナ11の周方向Bに沿ってプリプレグ31を巻き付けて第1強化層12を形成する一方、ライナ11の軸方向Aに沿って炭素繊維トウ42が事前に硬化されてプリキュア部材43a,43b,45a,45bを形成し、このプリキュア部材43a,43b,45a,45bによりライナ11の外側を被覆することで第2強化層13を形成することから、炭素繊維が交差する2つの強化層12,13を容易に形成することができる。
Accordingly, the
ライナ11の表面に炭素繊維が交差する少なくとも2つの強化層12,13を形成する場合、帯状の炭素繊維は、ライナ11の周方向Bに沿って巻き付けられるものの、ライナ11の軸方向Aに沿って巻き付けることは困難である。即ち、ライナ11の外周側には、所定の張力で軸方向Aに沿って炭素繊維を巻き付けることはできるものの、ライナ11の内周側には、所定の張力で軸方向Aに沿って炭素繊維を巻き付けることはできない。本実施例では、プリキュア部材43a,43b,45a,45bを用いることで、ライナ11の表面に炭素繊維が軸方向Aと周方向Bとに交差する少なくとも2つの強化層12,13を形成することができる。
When forming at least two reinforcing
また、本実施例の圧力容器では、ライナ11の表面に第1強化層12,13を設け、第1強化層12の表面に第2強化層13を設け、第2強化層13の表面に第1強化層12と同じ炭素繊維配列を有する第3強化層14を設けている。従って、炭素繊維が交差する3つの強化層12,13,14を形成することで、圧力容器10の耐圧性を向上することができる。
In the pressure vessel of the present embodiment, the first reinforcing
また、本実施例の圧力容器では、第2強化層13として、ライナ11の軸方向Aに連続するリング形状をなすと共に、周方向Bで分割される4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bを設けている。従って、炭素繊維がライナ11の軸方向Aに連続する4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bによりライナ11の表面を適正に被覆することができ、この4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bを用いることで、製作性及び組付性を向上することができる。
In the pressure vessel of the present embodiment, the second reinforcing
また、本実施例の圧力容器の製造方法にあっては、中空ドーナツ形状をなす金属製のライナ11を製造する工程(S11)と、ライナ11の表面に周方向Bにプリプレグ31を連続して巻き付けた後に硬化させて第1強化層12を形成する工程(S12〜S14)と、第1冶具41に炭素繊維トウ42を巻き付けてから硬化させることでこの炭素繊維トウ42が軸方向Aに連続する複数のプリキュア部材43a,43b,45a,45bを製造する工程(S21〜S23,S31〜S33)と、ライナ11の第1強化層12の表面を複数のプリキュア部材43a,43b,45a,45bにより被覆してから硬化させることで第2強化層13を形成する工程(S41〜S42)と、ライナ11の第2強化層13の表面に周方向Bにプリプレグ31を連続して巻き付けた後に硬化させて第3強化層14を形成する工程(S43〜S45)とから構成している。
In the pressure vessel manufacturing method of the present embodiment, the step (S11) of manufacturing a
従って、ライナ11の周方向Bに炭素繊維トウ42を巻き付けて硬化させることで第1強化層12を形成する一方、ライナ11の軸方向Aに炭素繊維トウ42を事前に硬化してプリキュア部材43a,43b,45a,45bを形成し、このプリキュア部材43a,43b,45a,45bによりライナ11の外側を被覆することで第2強化層13を形成することから、炭素繊維が交差する2つの強化層12,13を容易に形成することができ、製造工程の簡略化を可能とすることができる。
Therefore, the first reinforcing
なお、上述した実施例では、ライナ11の外側に3つの強化層12,13,14を形成したが、この数に限定されるものではなく、強化繊維が交差する方向に配列された2つの強化層があればよく、2層でも、4層以上でもよいものである。
In the above-described embodiment, the three reinforcing
また、上述した実施例では、第2強化層13として、ライナ11の軸方向Aに連続するリング形状をなすと共に、周方向Bで分割される4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bを設けたが、各プリキュア部材の分割位置、分割数は実施例に限定されるものではない。また、成形型を用いてライナ11の外側を被覆可能な同形状をなすプリキュア部材を一体形成し、その後分割して分割してもよい。
In the above-described embodiment, the second reinforcing
また、上述した実施例では、ライナ11の表面に周方向Bにプリプレグ31を巻き付けてから硬化させて第1強化層12を形成し、その外側に4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bを装着してから硬化させて第2強化層13を形成し、その外側に周方向Bにプリプレグ31を巻き付けてから硬化させて第3強化層14を形成したが、この順番に限定されるものではない。例えば、ライナ11の表面に4つのプリキュア部材43a,43b,45a,45bを装着してから硬化させて第2強化層を形成し、外側に周方向Bにプリプレグ31を巻き付けてから硬化させて第1強化層を形成してもよい。
In the above-described embodiment, the
本発明に係る圧力容器及びその製造方法は、ライナの外側に強化繊維が交差する方向に配列された複数の強化層を容易に設けることが可能なものであり、いずれの圧力容器にも適用することができる。 The pressure vessel and the manufacturing method thereof according to the present invention can be easily provided with a plurality of reinforcing layers arranged in the direction in which the reinforcing fibers intersect on the outside of the liner, and can be applied to any pressure vessel. be able to.
10 圧力容器
11 ライナ
12 第1強化層
13 第2強化層
14 第3強化層
31 プリプレグ(強化繊維)
42 炭素繊維トウ(強化繊維)
43a,43b,45a,45b プリキュア部材
DESCRIPTION OF
42 Carbon fiber tow (reinforced fiber)
43a, 43b, 45a, 45b Precure member
Claims (5)
前記ライナの周方向に連続する強化繊維が樹脂により硬化されて前記ライナの外側を被覆する第1強化層と、
前記ライナの軸方向に連続する強化繊維が樹脂により硬化された複数のプリキュア部材として前記ライナの外側を被覆する第2強化層と、
を備えることを特徴とする圧力容器。 A metal liner in the shape of a hollow donut,
A first reinforcing layer in which reinforcing fibers continuous in the circumferential direction of the liner are cured by a resin and coat the outside of the liner;
A second reinforcing layer that covers the outer side of the liner as a plurality of precured members in which reinforcing fibers continuous in the axial direction of the liner are cured by a resin;
A pressure vessel comprising:
冶具に樹脂が含浸された強化繊維を巻き付けてから硬化させることで強化繊維が
前記ライナの軸方向に連続する複数のプリキュア部材を製造する工程と、
前記ライナの第1強化層の表面を前記複数のプリキュア部材により被覆してから硬化させることで第2強化層を形成する工程と、
を有することを特徴とする圧力容器の製造方法。 Forming a first reinforcing layer by continuously winding a reinforcing fiber impregnated with resin in the circumferential direction of the liner on the surface of a metal liner having a hollow donut shape;
A step of producing a plurality of precure members in which the reinforcing fibers are continuous in the axial direction of the liner by winding the reinforcing fibers impregnated with the resin around the jig and curing them;
Forming a second reinforcing layer by coating the surface of the first reinforcing layer of the liner with the plurality of precure members and then curing the surface;
A method for producing a pressure vessel, comprising:
前記ライナの表面を前記複数のプリキュア部材により被覆してから硬化させることで第2強化層を形成する工程と、
前記ライナの第2強化層の表面に該ライナの周方向に樹脂が含浸された強化繊維を連続して巻き付けた後に硬化させて第1強化層を形成する工程と、
を有することを特徴とする圧力容器の製造方法。 A step of manufacturing a plurality of precure members in which the reinforcing fibers are continuous in the axial direction of a metal liner having a hollow donut shape by winding the reinforcing fibers impregnated with the resin around the jig and curing them;
Forming a second reinforcing layer by coating the surface of the liner with the plurality of pre-curing members and then curing the surface;
A step of continuously winding reinforcing fibers impregnated with resin in the circumferential direction of the liner on the surface of the second reinforcing layer of the liner and then curing the reinforcing fibers to form a first reinforcing layer;
A method for producing a pressure vessel, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013211941A JP6266293B2 (en) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Pressure vessel and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013211941A JP6266293B2 (en) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Pressure vessel and method for manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015075172A JP2015075172A (en) | 2015-04-20 |
JP6266293B2 true JP6266293B2 (en) | 2018-01-24 |
Family
ID=53000181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013211941A Active JP6266293B2 (en) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Pressure vessel and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6266293B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101595863B1 (en) * | 2015-05-26 | 2016-02-22 | 주식회사 카본티씨지 | Apparatus for making donut type gas tank and donut type gas tank made by the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9523089D0 (en) * | 1995-09-23 | 1996-01-10 | Secr Defence | Gas containment apparatus |
JP5220811B2 (en) * | 2010-07-30 | 2013-06-26 | 三菱重工業株式会社 | Pressure vessel and method for manufacturing the same |
JP5697506B2 (en) * | 2011-03-25 | 2015-04-08 | シキボウ株式会社 | Dry preform, annular structure made of composite material, and manufacturing method thereof |
-
2013
- 2013-10-09 JP JP2013211941A patent/JP6266293B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015075172A (en) | 2015-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6241450B2 (en) | Tank manufacturing method | |
JP5238577B2 (en) | Composite container and method for manufacturing composite container | |
US20150192251A1 (en) | High pressure carbon composite pressure vessel | |
CN103620291B (en) | High-pressure gas tank and manufacturing method of the high-pressure gas tank | |
JP6077489B2 (en) | Pressure vessel and filament winding method | |
JP2020520828A (en) | Polar cap reinforced pressure vessel | |
WO2014065281A1 (en) | Cylindrical case and process for producing cylindrical case | |
JP2008143029A (en) | Manufacturing method of molded body, molded body and tank | |
JP6515793B2 (en) | High pressure gas tank | |
JP2018149737A (en) | Method of manufacturing reinforcing layer | |
JP2008309219A (en) | Tank and its manufacturing method | |
US9981428B2 (en) | Method of manufacturing rim of wheel | |
JP6266293B2 (en) | Pressure vessel and method for manufacturing the same | |
EP2412514B1 (en) | Toroidal pressure vessel and method of manufacturing the same | |
JP2021076194A (en) | Pressure container and manufacturing method thereof | |
JP6726408B2 (en) | High pressure tank manufacturing method and high pressure tank | |
JP6223108B2 (en) | Pressure vessel and method for manufacturing the same | |
JP2017140809A (en) | Method for manufacturing tank | |
JP2008249021A (en) | Pressure vessel and its manufacturing method | |
US20140216204A1 (en) | Composite dome connectors for flywheel rim to shaft attachment | |
JP2008238491A (en) | Frp molded body, its manufacturing method, and gas tank | |
JP2005106227A (en) | Pressure proof container manufacturing method | |
JP2007320193A (en) | Container and its manufacturing method and manufacturing equipment | |
TWI694013B (en) | Composite wheel rim and method to manufacture composite wheel rim | |
JP2017096371A (en) | Pressure container |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160706 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170530 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170713 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6266293 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |