JP6922393B2 - 圧力容器 - Google Patents
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[1]円筒状の直胴部、及び前記直胴部の両端に設けられ、前記直胴部から離れるにつれて窄んだドーム部を有する容器本体と、
前記ドーム部の先端部に設けられた金属製の口金とを備え、
前記容器本体は、樹脂製のライナと、前記ライナの外側に設けられ、強化繊維及びマトリクス樹脂を含有する繊維強化樹脂材料からなる補強層とを含み、
前記ドーム部における前記補強層中の前記強化繊維の繊維体積含有率が45体積%以上55体積%以下であり、
前記直胴部における前記補強層中の前記強化繊維の繊維体積含有率が55体積%超65体積%以下である、圧力容器。
[2]前記マトリクス樹脂の電気抵抗が106〜1018Ωである、[1]に記載の圧力容器。
ドーム部16は、直胴部14の両端部を塞ぐように設けられており、アイソテンソイド(isotensoid)の形状が好ましい。ドーム部16の先端部は、直胴部14の中心軸上に位置している。
強化繊維の引張弾性率は、230GPa以上が好ましく、250GPa以上がさらに好ましい。なお、強化繊維の引張弾性率は、JIS R 7606「炭素繊維の引張特性の試験方法」に従って測定される。
なお、マトリクス樹脂の電気抵抗は、JIS C 2139「固体電気絶縁材料体積抵抗率及び表面抵抗率の測定方法」に基づき測定される。
ライナ18の成形法としては、例えば、回転成形法、ブロー成形法等が挙げられる。なかでも、生産性、成形後の樹脂の物性に優れ、また大きな圧力容器であっても複数の部材を接合する必要がなく、簡便で経済的に有利な点から、ブロー成形法が好ましい。
ライナ18の外面には、口金12や補強層20との接着性を高めるために、必要に応じて接着樹脂や反応剤を塗布したり、ガスバーナー等の炎による酸化処理を行ったりしてもよい。
ライナ18の直胴部18aを側面視したときのフープ層におけるライナ18の中心軸に対する強化繊維の巻き角度は、85〜90°が好ましい。
軸方向ヘリカル層は基本的に圧力容器における直胴部の中心軸方向の応力を受ける目的で設置する。そのため、軸方向ヘリカル層では、ドーム部16の先端部に設ける口金12を露出させつつ、繊維方向が極力軸方向に近づくように強化繊維を配向させる。
また、本発明では、口金の腐食を抑制するために口金にチタンを用いる必要がなく、口金表面に絶縁塗装や、酸化等の不動態化処理を行う必要もないため、コスト面でも有利である。
[実施例1]
図1に例示した圧力容器1と同形状の圧力容器を製造した。
具体的には、ライナの材料としては、密度0.945g/cm3の高密度ポリエチレン(HDPE、Lyondellbasell社製の4261AGBD)を用いた。ブロー成形により、直胴部の厚さが7mm、直胴部の外径が720mm、L/Dが2.7となるライナを得た。
口金の材料としては、アルミニウム合金A7075を用いた。口金におけるライナと接触する面には、アクリル系接着剤(3M社製のDP8005)を塗布した。
強化繊維の繊維束としては、Mitsubishi Rayon Carbon Fiber and Composites社製の37−800−WD 30K(引張強度:5520MPa、引張弾性率:255GPa、目付:1.675g/m)を用いた。マトリクス樹脂組成物としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、硬化促進剤のエポキシ樹脂組成物(Huntsman社製のLY1564/917/960−1)を用いた。
なお、表1における角度は、ライナの直胴部を側面視したときのライナの中心軸に対する強化繊維(炭素繊維、CF)の巻き角度である。
また、腐食試験後の圧力容器から、口金周辺のドーム部の補強層と、直胴部の補強層からそれぞれ試料片を8個ずつ切り出し、各々の試料片の密度から繊維体積含有率Vfを計算した。ドーム部における補強層のVfA、及び直胴部における補強層のVfBの測定結果を表2に示す。
Claims (2)
- 円筒状の直胴部、及び前記直胴部の両端に設けられ、前記直胴部から離れるにつれて窄んだドーム部を有する容器本体と、
前記ドーム部の先端部に設けられた金属製の口金とを備え、
前記容器本体は、樹脂製のライナと、前記ライナの外側に設けられ、強化繊維及びマトリクス樹脂を含有する繊維強化樹脂材料からなる補強層とを含み、
前記ドーム部における前記補強層中の前記強化繊維の繊維体積含有率が45体積%以上55体積%以下であり、
前記直胴部における前記補強層中の前記強化繊維の繊維体積含有率が55体積%超65体積%以下である、圧力容器。 - 前記マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂である、請求項1に記載の圧力容器。
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JP2017093083A JP6922393B2 (ja) | 2017-05-09 | 2017-05-09 | 圧力容器 |
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Family Applications (1)
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