JP6658497B2 - High pressure tank - Google Patents
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Description
本発明は、高圧タンクに関する。 The present invention relates to a high-pressure tank.
下記特許文献１には、圧力容器に関する発明が開示されている。この圧力容器では、口金のフランジ部に、この圧力容器の内側から見て環状に形成された環状溝が設けられており、この環状溝には、圧力容器を構成するライナーの内周部が嵌入されている。そして、この環状溝は、嵌入されたライナーの内周部が、ライナーの径方向外側に向かってスライド移動可能な構成とされている。 Patent Document 1 listed below discloses an invention relating to a pressure vessel. In this pressure vessel, an annular groove formed annularly when viewed from the inside of the pressure vessel is provided in a flange portion of the base, and an inner peripheral portion of a liner constituting the pressure vessel is fitted into the annular groove. Have been. The annular groove is configured such that the inner peripheral portion of the fitted liner is slidable radially outward of the liner.
このため、下記特許文献１に記載された先行技術では、温度変化等によってライナーが収縮すると、その内周部が口金に形成された環状溝から抜ける方向にスライド移動し、ライナーに温度変化等による応力がかかることが抑制される。しかも、内周部は、スライド移動後も環状溝との嵌合状態が維持されるので、口金とライナーとのシール性を確保することができる。 For this reason, in the prior art described in Patent Literature 1 below, when the liner contracts due to a temperature change or the like, the inner peripheral portion slides in a direction to come out of an annular groove formed in the base, and the liner is caused by a temperature change or the like. The application of stress is suppressed. In addition, since the inner peripheral portion is kept in the fitted state with the annular groove even after the sliding movement, it is possible to ensure the sealing performance between the base and the liner.
しかしながら、上記先行技術では、低温状態のライナーに高圧のガスが充填されると、ライナーの内周部は、環状溝で規制されるまでライナーの膨張変形によってスライド移動することとなり、ライナーの内周部にガスの圧力による応力が発生することが考えられる。つまり、上記先行技術は、口金とライナーとのシール性を確保しつつ、低温状態のライナーにガスを充填するときにライナーにガスの圧力による応力が発生するのを抑制するという点においては改善の余地がある。 However, in the above prior art, when the liner in a low temperature state is filled with a high-pressure gas, the inner peripheral portion of the liner slides due to the expansion deformation of the liner until it is regulated by the annular groove, and the inner peripheral portion of the liner is moved. It is conceivable that stress due to the gas pressure is generated in the portion. In other words, the prior art described above is an improvement over the point that it suppresses the generation of stress due to gas pressure in the liner when filling the liner in a low temperature state with gas while ensuring the sealing performance between the base and the liner. There is room.
本発明は上記事実を考慮し、口金とライナーとのシール性を確保しつつ、低温状態のライナーにガスを充填するときにライナーにガスの圧力による応力が発生するのを抑制することができる高圧タンクを得ることが目的である。 In consideration of the above facts, the present invention can maintain the sealing performance between the base and the liner while suppressing the generation of stress due to the gas pressure in the liner when filling the liner in a low temperature state with the gas. The aim is to get a tank.
請求項１に記載の本発明に係る高圧タンクは、壁部と当該壁部と一体に形成された開口部とが端部に設けられた筒状とされていると共に樹脂で構成されたライナーと、前記開口部に直接又は部材を介して摺接可能とされた状態で当該開口部から前記ライナーの内側に挿入された挿入部と、前記壁部と対向しかつ所定の間隔をあけて当該ライナーの外側に配置された鍔部と、を備え、当該ライナーの内側と外側とを連通する貫通部が形成された口金と、前記鍔部及び前記ライナーを覆う繊維強化樹脂製の補強層と、前記壁部と前記鍔部との間に介在し当該壁部によって当該壁部から当該鍔部に向かう方向に押圧されることで当該壁部を当該鍔部から当該壁部に向かう方向に付勢する金属製の付勢部材と、を有している。 A high-pressure tank according to the present invention according to claim 1, wherein a wall and an opening integrally formed with the wall have a cylindrical shape provided at an end and a liner made of resin. An insertion portion inserted into the inside of the liner from the opening in a state in which the liner can be slidably contacted directly or via a member, and the liner facing the wall portion and at a predetermined interval. A collar provided with a flange portion disposed outside of the liner, a base formed with a penetrating portion communicating between the inside and the outside of the liner, a reinforcing layer made of a fiber-reinforced resin covering the flange portion and the liner, It is interposed between the wall and the flange, and is pressed by the wall in the direction from the wall to the flange to urge the wall in the direction from the flange to the wall. A metal urging member.
請求項１に記載の本発明によれば、樹脂で構成されたライナーと、口金と、繊維強化樹脂製の補強層と、を含んで高圧タンクが構成されている。ライナーは、壁部と当該壁部と一体に形成された開口部とが端部に設けられた筒状とされており、当該開口部には、口金の挿入部が直接又は部材を介して摺接可能とされた状態で、当該開口部からライナーの内側に挿入されている。そして、口金には、貫通部が形成されており、当該貫通部によってライナーの内側と外側とが連通されている。 According to the first aspect of the present invention, a high-pressure tank includes a liner made of a resin, a die, and a reinforcing layer made of a fiber-reinforced resin. The liner is formed in a tubular shape having a wall portion and an opening formed integrally with the wall portion provided at an end portion, and an insertion portion of a base is slid directly or through a member in the opening portion. It is inserted into the liner from the opening in a state where it can be contacted. The base has a penetrating portion, and the penetrating portion communicates the inside and the outside of the liner.
一方、口金は、鍔部を備えており、当該鍔部は、ライナーの壁部と対向しかつ所定の間隔をあけて当該ライナーの外側に配置されており、当該鍔部及びライナーは、補強層によって覆われている。このため、本発明では、口金の貫通部から高圧のガスを充填して、ライナーの内側に貯蔵することができる。しかも、温度変化等によってライナーが収縮しても、当該ライナーの開口部は、口金の挿入部に対して摺動するため、当該ライナーに温度変化等による応力がかかることが抑制される。さらに、ライナーの開口部には、ライナーに充填されたガスからの圧力がかかり、当該開口部は、口金の挿入部に向かって押圧されるため、口金とライナーとのシール性を確保することができる。 On the other hand, the base has a flange portion, and the flange portion is disposed outside the liner at a predetermined interval facing the wall portion of the liner, and the flange portion and the liner are provided with a reinforcing layer. Covered by Therefore, in the present invention, high-pressure gas can be filled from the through portion of the base and stored inside the liner. Moreover, even if the liner shrinks due to a temperature change or the like, the opening of the liner slides with respect to the insertion portion of the base, so that stress due to a temperature change or the like is applied to the liner. Furthermore, pressure from the gas filled in the liner is applied to the opening of the liner, and the opening is pressed toward the insertion portion of the base, so that the sealing performance between the base and the liner can be ensured. it can.
ところで、低温状態のライナーに高圧のガスが充填されると、ライナーの壁部における開口部並びにその周辺部は、口金の挿入部に沿って摺動することとなり、ライナーに当該ガスの圧力による応力が発生することが考えられる。 By the way, when the high-pressure gas is filled in the liner in a low temperature state, the opening in the wall of the liner and its peripheral portion slide along the insertion portion of the base, and the liner is stressed by the pressure of the gas. May occur.
ここで、本発明では、ライナーの端部に設けられた壁部と口金の鍔部との間に金属製の付勢部材が介在している。この付勢部材は、ライナーの壁部によって当該壁部から口金の鍔部に向かう方向に押圧されることで当該壁部を当該鍔部から当該壁部に向かう方向に付勢するようになっている。このため、ライナーにガスを充填すると、当該ガスの圧力で当該ライナーの壁部は、口金の鍔部側に押圧されるものの、付勢部材からの付勢力によって、当該ガスによる壁部への押圧力が相殺される。 Here, in the present invention, a metal urging member is interposed between the wall provided at the end of the liner and the collar of the base. The urging member is urged by the liner wall in the direction from the wall to the collar of the base, thereby urging the wall in the direction from the flange to the wall. I have. For this reason, when gas is filled in the liner, the wall of the liner is pressed against the flange of the base by the pressure of the gas, but the gas is pressed against the wall by the urging force from the urging member. Pressure offsets.
以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る高圧タンクは、口金とライナーとのシール性を確保しつつ、低温状態のライナーにガスを充填するときにライナーにガスの圧力による応力が発生するのを抑制することができるという優れた効果を有する。 As described above, the high-pressure tank according to the first aspect of the present invention ensures that the liner in the low temperature state is filled with gas while maintaining the sealing performance between the base and the liner. Has an excellent effect of suppressing generation of pits.
以下、図１及び図２を用いて、本発明に係る高圧タンクの実施形態の一例について説明する。本実施形態に係る「高圧タンク１０」は、燃料電池車に搭載されていると共に、燃料電池スタックに供給される高圧の水素ガスが貯蔵されている。なお、高圧タンク１０は、その長手方向を車両幅方向とされた状態で車両に搭載されている。 Hereinafter, an example of an embodiment of a high-pressure tank according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The “high-pressure tank 10” according to the present embodiment is mounted on a fuel cell vehicle and stores high-pressure hydrogen gas supplied to the fuel cell stack. The high-pressure tank 10 is mounted on the vehicle with its longitudinal direction being the vehicle width direction.
この高圧タンク１０は、その内殻を構成する「ライナー１２」と、ライナー１２に取り付けられた一対の「口金１４」と、当該口金１４の一部及びライナー１２を覆う「補強層１６」を含んで構成されている。 The high-pressure tank 10 includes a “liner 12” constituting an inner shell thereof, a pair of “bases 14” attached to the liner 12, and a “reinforcing layer 16” covering a part of the base 14 and the liner 12. It is composed of
ライナー１２は、樹脂製（一例としてポリアミド６樹脂製）とされていると共に、その主な部分を構成する円筒状の円筒部１２Ａと、当該円筒部１２Ａの長手方向両側の周縁部にそれぞれ設けられたドーム部１２Ｂと、を含んで構成されている。 The liner 12 is made of resin (for example, made of polyamide 6 resin), and is provided on a cylindrical portion 12A that forms a main portion thereof and peripheral portions on both longitudinal sides of the cylindrical portion 12A. Dome portion 12B.
詳しくは、ドーム部１２Ｂは、ライナー１２の端部を構成する壁部としての「側壁部１２Ｂ１」と、当該側壁部１２Ｂ１の中央部に当該側壁部１２Ｂ１と一体に設けられた「開口部１２Ｂ２」と、当該側壁部１２Ｂ１と円筒部１２Ａとを繋ぐ湾曲壁部１２Ｂ３と、を含んで構成されている。 More specifically, the dome portion 12B has a “side wall portion 12B1” as a wall portion forming an end of the liner 12, and an “opening portion 12B2” provided integrally with the side wall portion 12B1 at the center of the side wall portion 12B1. And a curved wall portion 12B3 connecting the side wall portion 12B1 and the cylindrical portion 12A.
側壁部１２Ｂ１は、板厚方向を高圧タンク１０の長手方向とされて配置されていると共に高圧タンク１０の長手方向から見て円板状に形成されている。一方、湾曲壁部１２Ｂ３は、側壁部１２Ｂ１の周縁部から円筒部１２Ａの径方向外側に向かって延びており、当該円筒部１２Ａの径方向から見て当該円筒部１２Ａの中央側を曲率中心とする円弧に沿うように形成されている。そして、開口部１２Ｂ２は、側壁部１２Ｂ１からライナー１２の内側に向かって延びる円筒状に形成されている。 The side wall portion 12B1 is arranged so that the thickness direction is the longitudinal direction of the high-pressure tank 10, and is formed in a disk shape when viewed from the longitudinal direction of the high-pressure tank 10. On the other hand, the curved wall portion 12B3 extends from the peripheral edge of the side wall portion 12B1 outward in the radial direction of the cylindrical portion 12A, and the center of the cylindrical portion 12A as a center of curvature is viewed from the radial direction of the cylindrical portion 12A. It is formed so as to follow a circular arc. The opening 12B2 is formed in a cylindrical shape extending from the side wall 12B1 toward the inside of the liner 12.
口金１４は、金属製（一例としてアルミニウム合金製）とされていると共に、円筒状の本体部１４Ａと、当該本体部１４Ａの長手方向中央部においてその外周面から当該本体部１４Ａの径方向外側に延出された円盤状の「鍔部１４Ｂ」と、を含んで構成されている。そして、本体部１４Ａにおける長手方向一方側の部分には、水素供給用のバルブ等が取り付け可能とされており、（以下、この部分を取付部１４Ａ１と称する）、当該本体部１４Ａにおける長手方向他方側の部分は、ライナー１２の開口部１２Ｂ２に挿入されている（以下、この部分を「挿入部１４Ａ２」と称する）。つまり、口金１４がライナー１２に取り付けられた状態において、鍔部１４Ｂは、ライナー１２の側壁部１２Ｂ１と対向しかつ所定の間隔をあけて当該ライナー１２の外側に配置されている。 The base 14 is made of metal (for example, made of aluminum alloy), and has a cylindrical main body 14A and a radially outer portion of the main body 14A from an outer peripheral surface of the main body 14A at a central portion in the longitudinal direction. And an extended disk-shaped “flange portion 14B”. A valve or the like for supplying hydrogen can be attached to one side in the longitudinal direction of the main body portion 14A (hereinafter, this portion is referred to as an attaching portion 14A1). The side portion is inserted into the opening 12B2 of the liner 12 (hereinafter, this portion is referred to as “insertion portion 14A2”). That is, in a state where the base 14 is attached to the liner 12, the flange portion 14B faces the side wall portion 12B1 of the liner 12 and is arranged outside the liner 12 at a predetermined interval.
また、本体部１４Ａには、その軸線に沿って「貫通部１８」が形成されており、当該貫通部１８によってライナー１２の内側と外側とが連通されている。さらに、本体部１４Ａにおける挿入部１４Ａ２の先端部側（ライナー１２における開口部１２Ｂ２の先端部側）には、当該本体部１４Ａの周方向に沿って溝部２０が形成されており、当該溝部２０には、部材としての「Ｏ−リング２２（シール部材）」が嵌入されている。そして、挿入部１４Ａ２は、開口部１２Ｂ２にＯ−リング２２を介して摺接可能とされた状態となっている。なお、本実施形態では、高圧タンク１０に口金１４が二つ設けられているが、車両の構成に応じて、高圧タンク１０に口金１４が一つだけ設けられている構成であってもよい。また、挿入部１４Ａ２や開口部１２Ｂ２に表面処理等を施すことで、挿入部１４Ａ２を開口部１２Ｂ２に直接摺接可能とさせる構成としてもよい。 In addition, a “penetration portion 18” is formed in the main body portion 14 </ b> A along the axis thereof, and the inside and outside of the liner 12 communicate with each other by the penetration portion 18. Further, a groove 20 is formed along the circumferential direction of the main body 14A on the distal end side of the insertion portion 14A2 in the main body 14A (the distal end side of the opening 12B2 in the liner 12). Is fitted with an “O-ring 22 (seal member)” as a member. The insertion portion 14A2 is in a state where the insertion portion 14A2 can slide on the opening 12B2 via the O-ring 22. In addition, in this embodiment, although two bases 14 are provided in the high-pressure tank 10, a configuration in which only one base 14 is provided in the high-pressure tank 10 may be provided depending on the configuration of the vehicle. Further, the insertion portion 14A2 and the opening 12B2 may be subjected to a surface treatment or the like, so that the insertion portion 14A2 can be directly slidably contacted with the opening 12B2.
補強層１６は、繊維強化樹脂製（一例として、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）製）とされており、口金１４の鍔部１４Ｂ及びライナー１２を覆っている。具体的には、補強層１６におけるライナー１２の円筒部１２Ａを覆っている部分は、主に炭素繊維がフープ巻きされることで構成されており、当該補強層１６における鍔部１４Ｂを覆っている部分は、炭素繊維がヘリカル巻きされることで構成されている。なお、補強層１６の形成方法に関しては、詳しく後述することとする。また、補強層１６は、ガラス繊維強化プラスチックで一部又は全部が構成されていてもよい。 The reinforcing layer 16 is made of a fiber reinforced resin (for example, made of carbon fiber reinforced resin (CFRP)), and covers the flange 14 </ b> B of the base 14 and the liner 12. Specifically, the portion of the reinforcing layer 16 covering the cylindrical portion 12A of the liner 12 is mainly configured by hoop winding carbon fibers, and covers the flange portion 14B of the reinforcing layer 16. The portion is formed by helically winding carbon fibers. The method for forming the reinforcing layer 16 will be described later in detail. Further, the reinforcing layer 16 may be partially or entirely made of glass fiber reinforced plastic.
ここで、本実施形態では、ライナー１２の側壁部１２Ｂ１と口金１４の鍔部１４Ｂとの間に、付勢部材としての鋼製の「ウェーブスプリング２４」が一つ配置されている点に特徴がある。以下、本実施形態の要部を構成するウェーブスプリング２４の構成について詳細に説明していくこととする。 Here, the present embodiment is characterized in that one steel “wave spring 24” as an urging member is disposed between the side wall portion 12B1 of the liner 12 and the flange portion 14B of the base 14. is there. Hereinafter, the configuration of the wave spring 24 constituting a main part of the present embodiment will be described in detail.
ウェーブスプリング２４は、その外形が円筒状に構成されており、その軸方向を口金１４の本体部１４Ａの長手方向とされた状態で当該本体部１４Ａにおける挿入部１４Ａ２の基端部側に装着されている。このウェーブスプリング２４は、その軸方向に弾性変形可能な弾性部材であり、口金１４がライナー１２に取り付けられた状態において、ライナー１２の側壁部１２Ｂ１に付勢力を付与することが可能となっている。 The wave spring 24 has a cylindrical outer shape, and is mounted on the base end side of the insertion portion 14A2 in the main body 14A with its axial direction being the longitudinal direction of the main body 14A of the base 14. ing. The wave spring 24 is an elastic member that can be elastically deformed in the axial direction, and can apply an urging force to the side wall portion 12B1 of the liner 12 when the base 14 is attached to the liner 12. .
より詳しくは、ウェーブスプリング２４は、側壁部１２Ｂ１によって当該側壁部１２Ｂ１から鍔部１４Ｂに向かう方向に押圧されることで側壁部１２Ｂ１を鍔部１４Ｂから側壁部１２Ｂ１に向かう方向に付勢するようになっている。また、ライナー１２が低温（−６０[℃]）の状態において、側壁部１２Ｂ１に作用する水素ガスの圧力の和をＦ１[Ｎ]とし、開口部１２Ｂ２に作用する当該圧力の和と開口部１２Ｂ２及びＯ−リング２２の弾性力との和をＦ２[Ｎ]とし、Ｏ−リング２２と挿入部１４Ａ２との動摩擦係数をμ[−]とし、水素ガスに押圧されることで許容応力が発生している状態における側壁部１２Ｂ１の変位量（変形ストローク）をｄＬ[ｍｍ]とし、ウェーブスプリング２４のばね定数をＫ[Ｎ／ｍｍ]とすると、これらの間には、Ｆ１≦μＦ２＋ＫｄＬの関係が成立している。なお、μは、Ｏ−リング２２の潰れ量を変更することで調整することが可能となっている。また、ウェーブスプリング２４の代わりにコイルスプリングを用いる構成とすることも可能である。 More specifically, the wave spring 24 is pressed by the side wall portion 12B1 in the direction from the side wall portion 12B1 toward the flange portion 14B, so as to urge the side wall portion 12B1 in the direction from the flange portion 14B toward the side wall portion 12B1. Has become. When the liner 12 is at a low temperature (−60 ° C.), the sum of the pressures of the hydrogen gas acting on the side walls 12B1 is defined as F1 [N], and the sum of the pressure acting on the opening 12B2 and the opening 12B2 The sum of the elastic force of the O-ring 22 and the elastic force of the O-ring 22 is F2 [N], the coefficient of kinetic friction between the O-ring 22 and the insertion portion 14A2 is μ [-], and an allowable stress is generated by being pressed by the hydrogen gas. Assuming that the displacement (deformation stroke) of the side wall portion 12B1 is dL [mm] and the spring constant of the wave spring 24 is K [N / mm], the relationship of F1 ≦ μF2 + KdL is established between them. are doing. Note that μ can be adjusted by changing the amount of collapse of the O-ring 22. Further, a configuration using a coil spring instead of the wave spring 24 is also possible.
また、本実施形態では、上述したように、高圧タンク１０に補強層１６が設けられているが、最初の工程でライナー１２の円筒部１２Ａに炭素繊維をフープ巻きしようとするとライナー１２と口金１４との隙間に炭素繊維が食い込むことが考えられる。このため、補強層１６の少なくとも一層目の炭素繊維を巻き付けるときには、ライナー１２と口金１４との隙間を跨ぐようにしてヘリカル巻きが行われる。そして、本実施形態では、ヘリカル巻きによる補強層１６の形成方法が、ウェーブスプリング２４のばね定数Ｋの大きさによって異なっている。以下、ばね定数Ｋに応じた補強層１６の形成方法について説明していくこととする。 In the present embodiment, as described above, the reinforcing layer 16 is provided on the high-pressure tank 10. However, if carbon fibers are to be hoop-wrapped around the cylindrical portion 12A of the liner 12 in the first step, the liner 12 and the base 14 It is conceivable that the carbon fiber penetrates into the gap between them. For this reason, when winding at least the first carbon fiber of the reinforcing layer 16, helical winding is performed so as to straddle the gap between the liner 12 and the base 14. In the present embodiment, the method of forming the reinforcing layer 16 by helical winding differs depending on the magnitude of the spring constant K of the wave spring 24. Hereinafter, a method of forming the reinforcing layer 16 according to the spring constant K will be described.
まず、ばね定数Ｋが所定の値より大きい場合について説明する。この場合には、炭素繊維をヘリカル巻きするときの張力に対してウェーブスプリング２４の反力を十分に確保することが可能であるため、ライナー１２と口金１４との隙間を確保しつつ炭素繊維を巻き付けることができる。したがって、ウェーブスプリング２４が装着された状態の口金１４をライナー１２に取り付け、この状態で炭素繊維がヘリカル巻きされるようになっている。 First, a case where the spring constant K is larger than a predetermined value will be described. In this case, it is possible to sufficiently secure the reaction force of the wave spring 24 with respect to the tension at the time of helically winding the carbon fiber, so that the carbon fiber is wound while securing the gap between the liner 12 and the base 14. Can be wound. Therefore, the base 14 to which the wave spring 24 is attached is attached to the liner 12, and in this state, the carbon fibers are helically wound.
一方、ばね定数Ｋが所定の値以下である場合には、炭素繊維をヘリカル巻きするときの張力に対してウェーブスプリング２４の反力を十分に確保することが困難であるため、棒状の治具が用いられる。詳しくは、ウェーブスプリング２４が装着された口金１４、ライナー１２に治具を挿通させ、当該治具とライナー１２の両端部に配置された口金１４とを締結する。そして、ライナー１２と口金１４との隙間に、一例としてパンタグラフ構造とされた可変機構を有する支持具を挿入する。そして、この状態で炭素繊維がヘリカル巻きされるようになっている。 On the other hand, if the spring constant K is equal to or less than a predetermined value, it is difficult to sufficiently secure the reaction force of the wave spring 24 with respect to the tension generated when the carbon fiber is helically wound. Is used. Specifically, a jig is inserted through the base 14 on which the wave spring 24 is mounted and the liner 12, and the jig is fastened to the bases 14 arranged at both ends of the liner 12. Then, a support having a variable mechanism having a pantograph structure as an example is inserted into a gap between the liner 12 and the base 14. In this state, the carbon fibers are wound helically.
（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
(Operation and effect of the present embodiment)
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
本実施形態では、樹脂で構成されたライナー１２と、口金１４と、繊維強化樹脂製の補強層１６と、を含んで高圧タンク１０が構成されている。ライナー１２は、側壁部１２Ｂ１と当該側壁部１２Ｂ１と一体に形成された開口部１２Ｂ２とが端部に設けられた筒状とされており、開口部１２Ｂ２には、口金１４の挿入部１４Ａ２がＯ−リング２２を介して摺接可能とされた状態で、開口部１２Ｂ２からライナー１２の内側に挿入されている。そして、口金１４には、貫通部１８が形成されており、当該貫通部１８によってライナー１２の内側と外側とが連通されている。 In the present embodiment, the high-pressure tank 10 includes the liner 12 made of a resin, the base 14, and the reinforcing layer 16 made of a fiber-reinforced resin. The liner 12 has a cylindrical shape with a side wall portion 12B1 and an opening 12B2 formed integrally with the side wall portion 12B1 provided at an end. The insertion portion 14A2 of the base 14 is inserted into the opening 12B2. -Inserted into the liner 12 through the opening 12B2 in a state where the sliding contact is possible via the ring 22. The base 14 is formed with a penetrating portion 18, and the penetrating portion 18 connects the inside and the outside of the liner 12.
一方、口金１４は、鍔部１４Ｂを備えており、当該鍔部１４Ｂは、ライナー１２の側壁部１２Ｂ１と対向しかつ所定の間隔をあけて当該ライナー１２の外側に配置されており、鍔部１４Ｂ及びライナー１２は、補強層１６によって覆われている。このため、本実施形態では、口金１４の取付部１４Ａ１に取り付けられた水素供給用のバルブ等から貫通部１８を介して高圧のガスを充填して、ライナー１２の内側に貯蔵することができる。しかも、温度変化等によってライナー１２が収縮しても、ライナー１２の開口部１２Ｂ２は、口金１４の挿入部１４Ａ２に対して摺動するため、ライナー１２に温度変化等による応力がかかることが抑制される。さらに、ライナー１２の開口部１２Ｂ２には、ライナー１２に充填されたガスからの圧力がかかり、開口部１２Ｂ２は、口金１４の挿入部１４Ａ２に向かって押圧されるため、口金１４とライナー１２とのシール性を確保することができる。 On the other hand, the base 14 is provided with a flange portion 14B, and the flange portion 14B faces the side wall portion 12B1 of the liner 12 and is disposed outside the liner 12 at a predetermined interval. And the liner 12 is covered with the reinforcing layer 16. For this reason, in the present embodiment, high-pressure gas can be filled from the hydrogen supply valve or the like attached to the attachment portion 14A1 of the base 14 through the through portion 18 and stored inside the liner 12. In addition, even if the liner 12 contracts due to a temperature change or the like, the opening 12B2 of the liner 12 slides with respect to the insertion portion 14A2 of the base 14, so that stress applied to the liner 12 due to a temperature change or the like is suppressed. You. Further, pressure from the gas filled in the liner 12 is applied to the opening 12B2 of the liner 12, and the opening 12B2 is pressed toward the insertion portion 14A2 of the base 14, so that the opening 12B2 Sealing property can be ensured.
ところで、図２に示されるように、低温低圧状態のライナー１２（図２（Ａ）参照）に高圧のガスが充填されると、ライナー１２の側壁部１２Ｂ１における開口部１２Ｂ２並びにその周辺部は、口金１４の挿入部１４Ａ２に沿って摺動する（図２（Ｂ）参照）。その結果、ライナー１２にガスの圧力による応力が発生することが考えられる。なお、図２（Ｂ）では、低温低圧状態のライナー１２における側壁部１２Ｂ１を二点鎖線で示している。 As shown in FIG. 2, when the high-pressure gas is filled in the liner 12 (see FIG. 2A) in the low-temperature and low-pressure state, the opening 12B2 in the side wall 12B1 of the liner 12 and the peripheral portion thereof become: The base 14 slides along the insertion portion 14A2 (see FIG. 2B). As a result, it is conceivable that a stress due to the gas pressure is generated in the liner 12. In FIG. 2B, the side wall portion 12B1 of the liner 12 in the low-temperature and low-pressure state is indicated by a two-dot chain line.
ここで、本実施形態では、ライナー１２の側壁部１２Ｂ１と口金１４の鍔部１４Ｂとの間に金属製のウェーブスプリング２４が介在している。このウェーブスプリング２４は、側壁部１２Ｂ１によって当該側壁部１２Ｂ１から鍔部１４Ｂに向かう方向に押圧されることで当該側壁部１２Ｂ１を当該鍔部１４Ｂから当該側壁部１２Ｂ１に向かう方向に付勢するようになっている。このため、ライナー１２にガスを充填すると、当該ガスの圧力で側壁部１２Ｂ１は鍔部１４Ｂ側に押圧されるものの、ウェーブスプリング２４からの付勢力によって、当該ガスによる側壁部１２Ｂ１への押圧力が相殺される。 Here, in the present embodiment, a metal wave spring 24 is interposed between the side wall portion 12B1 of the liner 12 and the flange portion 14B of the base 14. The wave spring 24 is pressed by the side wall portion 12B1 in the direction from the side wall portion 12B1 toward the flange portion 14B so as to urge the side wall portion 12B1 in the direction from the flange portion 14B toward the side wall portion 12B1. Has become. Therefore, when the liner 12 is filled with a gas, the side wall portion 12B1 is pressed toward the flange portion 14B side by the pressure of the gas, but the urging force from the wave spring 24 reduces the pressing force on the side wall portion 12B1 by the gas. Offset.
したがって、本実施形態では、口金１４とライナー１２とのシール性を確保しつつ、低温状態のライナー１２にガスを充填するときにライナー１２にガスの圧力による応力が発生するのを抑制することができる。 Therefore, in the present embodiment, it is possible to suppress the generation of stress due to the gas pressure in the liner 12 when filling the liner 12 in a low temperature state with the gas while ensuring the sealing performance between the base 14 and the liner 12. it can.
１０ 高圧タンク
１２ ライナー
１２Ｂ１ 側壁部（壁部）
１２Ｂ２ 開口部
１４ 口金
１４Ａ２ 挿入部
１４Ｂ 鍔部
１６ 補強層
１８ 貫通部
２２ Ｏ−リング（部材）
２４ ウェーブスプリング（付勢部材）
10 High pressure tank 12 Liner 12B1 Side wall (wall)
12B2 Opening part 14 Base 14A2 Insertion part 14B Flange part 16 Reinforcement layer 18 Penetration part 22 O-ring (member)
24 Wave spring (biasing member)
Claims (1)
前記開口部に直接又は部材を介して摺接可能とされた状態で当該開口部から前記ライナーの内側に挿入された挿入部と、前記壁部と対向しかつ所定の間隔をあけて当該ライナーの外側に配置された鍔部と、を備え、当該ライナーの内側と外側とを連通する貫通部が形成された口金と、
前記鍔部及び前記ライナーを覆う繊維強化樹脂製の補強層と、
前記壁部と前記鍔部との間に介在し当該壁部によって当該壁部から当該鍔部に向かう方向に押圧されることで当該壁部を当該鍔部から当該壁部に向かう方向に付勢する金属製の付勢部材と、
を有する高圧タンク。 A wall portion and an opening formed integrally with the wall portion have a cylindrical shape provided at an end portion and a liner made of resin,
An insertion portion inserted into the liner from the opening in a state in which the liner can be slidably contacted directly or via a member, and the liner is opposed to the wall portion and at a predetermined interval with the wall portion. A collar provided with a flange portion arranged outside, and a base formed with a through portion communicating the inside and outside of the liner,
A reinforcing layer made of a fiber-reinforced resin covering the flange portion and the liner,
The wall is interposed between the wall and the flange, and is pressed by the wall in a direction from the wall to the flange to urge the wall in the direction from the flange to the wall. A metal biasing member,
High pressure tank with.
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