JP6928010B2 - テープベースの補強構造を有する圧力容器 - Google Patents

Description

本発明の技術分野は圧力容器に関する。特に、本発明は外側補強構造を設けられた圧力容器に関する。本発明はまた、そのような圧力容器を製造するためのプロセスに関する。

一般的に、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）タンク、ＣＨＧ（圧縮水素ガス）タンク、ＬＰＧ（液化石油ガス）タンク、ＬＮＧ（液化天然ガス）又はその種のガスのタンクは、本体及び本体外面上の補強構造を備える。

周方向フィラメントワインディングを使用することによって補強構造を得ることが知られている。フィラメントワインディング法は、トウ形状のプリプレグを準備するのに先立って補強繊維束（糸）が樹脂で含浸され、補強構造がこのトウ形状のプリプレグを本体上に巻き付けることによって形成される方法、又は所定の方向に供給される繊維束が、本体上に巻き付けられるように樹脂で含侵される方法である。

フィラメントワインディング技術によって作られた補強構造を設けられた容器では、大量の補強繊維が使用される。これは、連続繊維が容器上に巻き付けられることに起因しており、容器の重量、製造時間、及びコストを増加させる。

したがって、より軽く、費用効果が高く、製造するのに簡単な補強構造を有する圧力容器を提供することが望ましい。

本発明の目的は、本体及びこの本体上に配置されたテープベースの補強構造を備える圧力容器を提案することによって上述の課題を解決することであり、テープベースの補強構造は、
‐本体上に周状態様で配置された第１テープ；及び
‐本体上に非周状態様で配置された第２テープであって、第２テープの少なくとも一部が第１テープに貼りつけられている、第２テープ
を備える。

言い換えると、本発明の圧力容器は本体及びテープベースの補強構造を備える。

本出願書類における本体は、圧力容器のタイプ、例えばタイプＩＶの圧力容器及びタイプＶの圧力容器等に応じて、さまざまな方法で検討されなければならない。

特定の実施形態では、本体はライナーであるか、又はテープがその上に配置されるライナーである。

ライナーは、ガスを漏れない態様で貯蔵するとともに、テープ構成の（すなわちテープベースの）補強構造に対して支持することを可能にする中空の本体と理解されるべきである。

定義によれば、タイプＩＶの圧力容器は、その上にカーボンファイバ又はカーボンファイバ／ガラスファイバ混成複合材料が配置されるライナーを特徴とする構造体である。ライナーは、製造後には容器の一部として残る。

定義によれば、タイプＶの圧力容器は、カーボンファイバ又はカーボンファイバ／ガラスファイバ混成複合材料が崩壊性（ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ）又は可溶性（ｄｉｓｓｏｌｖａｂｌｅ）の支持体上に配置されることを特徴とするライナーの無い構造体である。

好ましくは、圧力容器本体はタイプＩＶである。ライナーは以下の材料：ポリアミド、高密度ポリエチレン、熱可塑性共押出構造から成る。ライナーもまた、カーボンファイバ又はカーボンファイバ／ガラスファイバ混成複合材料、熱可塑性マトリクス内のアラミド繊維又はガラス繊維のようなファイバ構成要素を備えることができる。

特定の実施形態では、ライナーはテープに溶着され得る材料から作られ、例えばライナー及びテープが同じ材料から成る。

用語「熱可塑性」は、熱可塑性エラストマ並びにそのブレンドを含むすべての熱可塑性ポリマを示す。用語「ポリマ」は、ホモポリマ及びコポリマ（特に二元共重合体又は三元共重合体）の両方を示す。そのようなコポリマの例は、それらに限定されるわけではないが、ランダムコポリマ、リニアブロックコポリマ、他のブロックコポリマ、及びグラフトコポリマである。使用されることが多い１つのポリマはポリエチレンである。高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び繊維強化型ポリマによって優れた結果が得られた。

他方で、圧力容器本体はタイプＶである。

この本体もまた、カーボンファイバ又はカーボンファイバ／ガラスファイバ混成複合材料、アラミド繊維又はガラス繊維及び熱可塑性材料のようなファイバ構成要素を備えることができる。

タイプＶの圧力容器を有することの利点は、重量を低減するとともに外部構造の体積を低減することである。本発明のテープベースの補強構造は、２つの主な種類のテープを備える。

第１の種類は、周状態様で配置される第１テープである。第１テープは、本体上に、本体全体の機械抵抗を増加させるように、連続的かつ周状に配置される補強テープである。

「機械抵抗」との用語は、それが高い圧耐性、耐衝撃／破裂性、耐火性、耐循環性（ｃｙｃｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）であると理解されるべきである。「本体上に周状態様で配置される」によって、第１テープが本体外周上に、本体の軸方向に対して１０〜１７０度の角度で平面に配置されることが理解される。

特定の実施形態では、第１テープは本体上に直接配置される。

２つのタイプの第１テープ（すなわち一方がフープ態様で、他方がらせん態様で配置される）を識別することができる。

フープ態様で配置される第１テープは、テープを本体の軸方向に対して８０〜１００度の角度で、より好ましくは８５〜９５度の角度で配置することによって形成される。そのような角度は、半径方向の力の良好な吸収を可能にするだろう。

らせん態様で配置される第１テープは、１０〜６０度の角度によって形成される。らせん態様で配置される第１テープは、典型的には本体の端部区画を補強するように使用される。テープの第２の種類は、本体上に非周状態様で配置される第２テープである。

「本体上に非周状態様で配置される」によって、第２テープが、本体上に配置されたテープの一部として定義される断続テープ（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ ｔａｐｅ）であることが理解される。言い換えると、表現「本体上に非周状に配置される」は、第２テープの長さが、前記テープが固定される本体の周囲より短いことを意味することが意図されている。好ましくは、第２テープの長さは、前記テープが固定される本体の円柱状区画の直径より短い。第２テープの長さは、前記第２テープが本体の軸方向に対して０〜８０度の角度を有する平面内で本体の周囲上に配置されるときに、本体の周囲全体上には存在しないような長さである。

これによって、本体上の所定部分を強化することができる。「所定部分」との用語により、本体の他の部分に比較して高い応力をかけられる本体の部分であると理解される。

特定の実施形態では、第２テープはらせん角度に沿って存在する切断されたテープであり、溶接による機械抵抗に関して最適化された場所に配置される。すなわち、第２テープは本体の所定部分を機械的に補強するように局所的に配置される。本発明による第２テープは、第１テープに貼り付けられる少なくとも１つの部分を備える。

言い換えると、本発明の第２テープは、第１テープに少なくとも部分的に貼り付けられるような態様で貼り付けられる。

特定の実施形態では、第２テープは、第１テープの上に存在するとともに本体それ自体の上にもまた存在するような態様で貼り付けられる。

また別の特定の実施形態では、第２テープは、第１テープに貼り付けられるような態様で貼り付けられる。この特定の実施形態は、前述の実施形態より容易に実施される。

第２テープの第１テープへの貼り付けは、４つの種類とすることができる。

第２テープは、少なくとも部分的に、本体上に既に配置された第１テープを覆って存在するような態様で貼り付けることができる。

また、第２テープは、第１テープが本体上に既に配置された第２テープを少なくとも部分的に覆うように存在する態様で貼り付けられてもよい。第２テープはまた、２つの第１テープ間に存在するような態様で貼り付けることができる。貼り付けのこの特定の実施形態は特に信頼性を有する。

また、第１テープは、２つの第２テープ間に存在するような態様で貼り付けることができる。

したがって、本発明の結果、周状の態様及びらせん状の態様で配置されたテープの数は制限されて、圧力容器の重量を軽減するのを可能にする。したがって、本発明によって提案されるテープベースの補強構造は、テープの消費と、したがって重量、コスト、及び製造時間の節約に関して有益である。

「テープ」との用語は、ポリマ樹脂中のすべての強化繊維の種類であると理解される。

強化繊維は、例えば炭素、ガラス、玄武岩、アラミド、ポリエチレン、又は他のすべての強化材から作ることができる。強化繊維は、繊維長の方向に沿った部分に強度及び剛性を付与する。繊維は好ましくは長さにおいて連続的又は略連続的であり、テープの長さ（又はテープの長手方向軸）に平行に整列するが、テープ内の特定の強化フォーマットが、実践される本発明に対して要求されることはない。

ポリマ樹脂は、ポリアミド又はポリフェニレンサルファイドのような熱可塑性又はエポキシ又は不飽和ポリエステルのような熱可塑性とすることができる。

殆どのポリマ複合材料の用途と同様に、使用される特定の樹脂及び繊維、並びに複合材料内のそれらの比率及びフォーマットは、製造される部品の特定の要求によって決定される。

熱可塑性のテープは、レーザ、ホットガス、ＩＲ、超音波、電子投射（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、又は他の当業者にはよく知られた方法によって本体上に配置される。熱可塑性材料は、熱及び圧力の適用によって本体上に配置された状態でその場で接合される。

テープは、バンド形状、波形状等、殆どすべての形状とすることができる。

好ましくは、テープはバンド形状である。

本発明の第１テープ及び第２テープは混在し、混在するテープを備える領域を形成する。すなわち、第１テープ及び第２テープは、上下に混在する。

第１テープと第２テープとの間の混在は、第２テープが１つの第１テープに貼り付けられるという条件の下で想定され得る。第１テープと混在する第２テープは、テープベースの補強構造全体を機械的に高度に補強するのに有利である。

補強の一例は以下とすることができる：１つの第１テープ／１つの第２テープ／１つの第１テープ。この特定の構成は、第２テープの縁部における応力を軽減することを可能にし、これによって圧力に対して抵抗するのに必要とされるカーボンファイバの量をさらに低減する。縁部は、配置作業中に切断されるテープの端部区画と理解される。

混在の他の例は、以下とすることができる：１つの第１テープ／１つの第２テープ。

混在の他の例は、以下とすることができる：１つの第２テープ／１つの第１テープ。

本発明の圧力容器本体は、細長い中空本体である。

細長い中空本体は、理論的には殆どすべての形状とすることができるが、円筒形状の区画から成る形状が好ましく採用される。また、中空本体の断面は、トロイド状、楕円形状、長方形状、等とすることができる。特定の実施形態では、圧力容器の本体は円筒状中央区画と２つの本体端部区画とを備える。

２つの本体端部区画は、理論的にはほとんどすべての形状とすることができるが、ドームの形状が好ましくは採用される。ドームの形は典型的にはジオデシックであるが、他のすべての形を本発明内で適用することができる。

特定の実施形態では、前記２つの本体の端部区画は対称である。

好ましい実施形態では、２つの端部区画はドーム状である。

別の特定の実施形態では、前記２つの本体の端部区画は非対称である。

細長い中空本体は、本体の円筒状中央区画のベースで始まる本体の円筒状区画の直径の少なくとも１０％から本体の円筒状中央区画の長さの半分まで最大で延びる、本体の長手方向に延びる第１ゾーンＺ１を備える。

円筒状中央区画のベースは、本体の円筒状中央区画の２つの端部の一方である。細長い中空本体は、本体の円筒状中央区画のベースで始まる１つの端部区画の最も遠い点から本体の円筒状中央区画の長さの半分まで最大で延びる、本体の長手方向に延びる第２ゾーンＺ２を備える。

すでに規定されているように、所定部分は強化されることを必要とする細長い中空本体の領域である。所定部分は、ゾーンＺ２を備え、ゾーンＺ１を除く細長い中空本体の表面である。本発明のテープベースの補強構造は、所定部分（Ｚ２−Ｚ１）以外の本体の他の部分に、これら部分へのカーボンファイバを軽減することを可能にする。テープベースの補強構造は、第２テープが、一方の端部区画を覆って配置された、ゾーンＺ１の少なくとも１点からゾーンＺ２の少なくとも１点まで、及び／又はゾーンＺ２の少なくとも１点からゾーンＺ１の少なくとも１点まで、本体に貼り付けられるようにされている。

第１ゾーンＺ１が、細長い中空本体の円筒状中央区画のベースにおいて始まる細長い中空本体の円筒状中央区画の直径の１０％未満から本体の長手方向に延びる場合、圧力容器は、強度の観点で良好な結果を呈しない。

第１ゾーンＺ１が、本体の円筒状中央区画の長さの半分より長く本体の長手方向に延びる場合、及び／又は第２ゾーンＺ２が本体の円筒状中央区画の長さの半分より長く本体の長手方向に延びる場合、圧力容器は、重量及びコスト節約の観点で良好な結果を呈しない。

したがって、このようなテープベースの補強構造は、高い機械抵抗を有する、軽い圧力容器を有する利点を提供する。

好ましい実施形態では、表面は、本体の長手方向における本体の直径の１０％以上の長さまで延在する混在テープを備える。この値未満では、混在は十分な機械的強度を提供しない。本体はブロー成形或いは回転成形によって一体に作ることができ、又は、本体は回転成形或いは射出成形、及び成形後に共に溶着することによって２部分に作ることができる。本発明の圧力容器は、圧縮天然ガス、圧縮水素ガス、液化石油ガス、液化天然ガスの貯蔵のために使用される。

本発明の第２の特徴によれば、本発明の圧力容器を製造するための方法が提供される。

方法は以下のステップを備える。
‐１つ又は複数のテープをテープ配置機器にロードし、ライナーを機器中にロードする。
‐第１テープを、過圧手段と組み合わされた加熱手段を使用することによって、周状態様でライナー上に配置する。これによって、テープとライナーとの間の界面が、材料の少なくとも溶融温度に加熱される。溶融した界面は、次いで規定された圧力でともにプレスされる。
‐第１テープを切断手段によって切断し、切断された第１テープの端部を超えて圧力の適用を終了する。
‐第２テープを、本体（この段階で、本体は第１テープと組み合わされたライナーを備える）上に周状態様で配置する。本発明に記載されるように、この第２テープは円筒状中央区画に亘って延びるか、又は端部区画に限定することができる。
‐第２テープを切断手段によって切断し、切断された第２テープの端部を超えて圧力の適用を終了する。
‐次いで、第２テープの配置を、必要な表面が本体上でカバーされるまで繰り返すことができる。
‐第１テープ及び第２テープの配置及び切断は、補強構造が要求された破裂圧力に抵抗するのに十分強くなるまで繰り返すことができる。

当業者であれば、上述の順序はまた、非周状態様に配置された１つのテープ又は複数のテープで開始することができ、続いて１つのテープ又は複数のテープが周状態様で行われることを理解することができる。

加熱手段は、レーザ源、ホットガス、ＩＲ照射、超音波源、電子投射、又は当業者に既知であるいずれかの他の熱源によって行うことができる。

加圧は、統合ローラ（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｒｏｌｌｅｒ）、又はテープを本体上に押し付けることを可能にするいずれかの他の手段によって行うことができる。

熱可塑性材料から成るテープは、それらが熱及び圧力の適用によって本体上に配置されている間にその場で接合することができる。このその場での統合は、圧力容器の安定した、迅速な製造を可能にする。

切断ステップは、カッターブレードのような切断手段によって、又はテープの加熱を大幅に上昇させることによって行うことができる。例えばレーザ加熱手段の場合には、レーザ出力が大幅に増加される。

添付の図面は、現在好ましい、本発明の装置の限定することの無い、例示の実施形態を図示するように使用されている。本発明の特徴及び目的の上述及び他の利点がより明白となり、本発明は、添付の図面と共に読まれるときに、以下の詳細な説明からより良く理解されるだろう。

テープ配置前の圧力容器を示す図である。 本発明の第１実施形態による圧力容器を示す図である。 １８０℃だけ回転させられた図２Ａの圧力容器を示す図である。 本発明の第２実施形態による圧力容器を示す図である。 １８０℃だけ回転させられた図３Ａの圧力容器を示す図である。 本発明の第３実施形態による圧力容器を示す図である。 １８０℃だけ回転させられた図４Ａの圧力容器を示す図である。 本発明の第４実施形態による圧力容器を示す図である。 １８０℃だけ回転させられた図５Ａの圧力容器を示す図である。 本発明の第５実施形態による圧力容器を示す図である。 １８０℃だけ回転させられた図６Ａの圧力容器を示す図である。 １つの第１テープと１つの第２テープとの混ざり合いを示す図である。

図全体を通じて、同様の参照符号は、同様の特徴を示すために使用されている。

図２〜６のすべては、上側のテープが、第２テープの位置を強調するように表示されないような限定範囲で記載されている。

実際、混在のすべての組み合わせを、第２テープが１つの第１テープに貼り付けられているとの条件の下で、第１テープと第２テープとの間で予想することができる。

図２Ａ〜６Ａ及び図２Ｂ〜６Ｂは、本発明の特定の一実施形態における圧力容器を図示している。図２Ｂ〜６Ｂは、１８０度だけ回転された図２Ａ〜６Ａの圧力容器の対応する図である。

図２〜６は、本体２０と、この本体２０上に配置されたテープベースの補強構造３０と、を備える圧力容器１０を図示している。

図１はテープの配置の前の圧力容器を図示している。圧力容器は、本体２０を備え、この本体２０上に配置されたテープベースの補強構造は備えていない。本体２０は、ポリアミドのような高圧ガスバリア特性を有する熱可塑性材料から作られている。また、本体２０は、カーボンファイバ又はカーボンファイバ／ガラスファイバ混成複合体のようなファイバ構成要素を備えることができる。

本体２０は、円筒状中央区画２１と、ドームを形成する２つの対称な端部区画２２、２２’とを備える細長い中空本体である。

本体２０は、本体の円筒状中央区画のベース２３で始まる本体の円筒状中央区画の直径の少なくとも１０％から、本体の円筒状中央区画の長さの多くとも半分まで、本体の長手方向に延びる第１ゾーンＺ１、及び本体の円筒状中央区画のベース２３’で始まる本体の円筒状中央区画の直径の少なくとも１０％から本体の円筒状中央区画の長さの多くとも半分まで、本体の長手方向に延びる第２ゾーンＺ１’を備える。

本体はまた、ベース２３、２３’で始まる一方の端部区画２２、２２’の最も遠い点から本体の円筒状中央区画の長さの多くとも半分まで延びる、本体の長手方向に延びる２つの第２ゾーンＺ２、Ｚ２’をも備える。

本体２０は、本体の他の部分に比べて高い機械的応力にかけられる所定部分を備える。これら所定部分は、ゾーンＺ２を備えるとともにゾーンＺ１を除く、及び／又はゾーンＺ２’を備えるとともにゾーンＺ１’を除く、本体２０の表面に対応する。それらは、所定の補強を必要とする。

図２〜６は、図１の本体２０及びこの本体２０上に配置されたテープベースの補強構造３０を備える。

本発明のテープベースの補強構造３０は、本体２０上に周状態様で配置された少なくとも１つの第１テープ３１と、本体２０上に非周状態様で配置された少なくとも第２テープ３２と、を備える。第２テープ３２は、少なくとも１つの第１テープ３１に貼り付けられた少なくとも１つの部分を備える。

「テープ」は、すべての種類の熱可塑性樹脂の補強繊維であると理解されるべきである。これらすべての実施形態において、テープはバンド形状にある。第１テープ３１は、フープ態様で配置された少なくとも１つのテープ３３及びらせん態様で配置された少なくとも１つのテープ３４を備える。

テープ３３は、本体の長手方向に対して９０度の配置角度で、フープ態様にテープを配置することによって形成される。配置角度が本体の長手方向に対して８０〜１００度を備えることを条件として、他の配置角度を使用することができる。そのような配置角度は、半径方向力の良好な吸収を可能にする。

らせん状に配置されたテープ３４に対しては、配置角度は１０〜６０度であり、一方の端部区画を覆って配置される。

第２テープ３２は、本体２０の所定部分上にらせん態様で配置されたテープの部分である。言い換えると、第２テープ３２はらせん角度に沿って位置する切断されたテープである。第２テープ３２は、少なくとも部分的に第１テープを覆う態様で、本体上に既に配置された第１テープに貼り付けられる。

第２テープ３２は、本体の所定の部分を機械的に補強するために局所的に使用される。

したがって、本発明の結果として、らせん状及び周状態様で配置される第１テープの数が、圧力容器の重量の利点に対して制限される。言い換えると、本体上に所定の方法で配置された第２テープは、圧力容器を重くすること無く、機械抵抗を改善するのに十分である。

第２テープ３２は、熱及び圧力の適用によって本体上にその場で接合される。

テープベースの補強構造は、第２テープが、ゾーンＺ１又はゾーンＺ１’から、対応するドーム２２又は２２’を覆って配置されるゾーンＺ２又はＺ２’までの本体に貼り付けられたものである。

第１テープ及び第２テープは混在する。図２の圧力容器は、フープ態様で配置されたテープ３３、らせん態様で配置されたテープ３４、及び第２テープ３２を備えるテープベースの補強構造を備える。テープ３３は、本体２０上に直接、フープ状及び周状態様で配置されている。テープ３４は、本体上及び既にフープ状態様で配置されたテープ３３上に、らせん状及び周状に配置されている。第２テープ３２は、本体２０の所定部分上にらせん状及び非周状態様で配置された切断されたテープであり、配置は第１テープの配置上において、図２ＡにおけるゾーンＺ２から始まり、本体の長手方向にドーム２２を覆って配置された図２ＢにおけるゾーンＺ１まで延びる。より正確には、第２テープ３２の配置は、円筒状の中央区画２１から始まり、本体の長手方向に図２ＢにおけるゾーンＺ１へ延び、ドーム２２上に配置される。第２テープは、本体上に既に配置された第１テープと混在し、本体の長手方向において本体の円筒状の中央区画の直径の４０％の長さまで延びる混在表面を形成する。

図３の圧力容器は、フープ態様で配置されたテープ３３、らせん態様で配置されたテープ３４、及び第２テープ３２を備えるテープベースの補強構造を備える。テープ３４は、本体２０にらせん状かつ周状に配置される。テープ３３は、本体上に既に配置されたテープ３４上にフープ状に配置される。第２テープ３２は、本体２０の所定の部分上に非周状かつらせん状態様で配置され、この配置は既に配置された第１テープ上に始まり、図３ＡのゾーンＺ１から、図３ＢにおけるゾーンＺ１へと本体の長手方向に延び、ドーム２２を覆って配置される。より正確には、第２テープ３２の配置は、本体のベース２３において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約４８％から始まり、本体のベース２３において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約４８％へと、本体の長手方向に延びる。第２テープは、本体上に既に配置された第１テープと混在し、したがって、本体の長手方向に、本体の円筒状中央区画の直径の約４８％の長さまで延びる混在した２つの表面を形成する。図４の圧力容器は、本体上にらせん状に配置された１つのテープ３４及び第２テープ３２を備える、テープベースの補強構造を備える。第２テープ３２は、本体２０の所定部分上にらせん状かつ非周状態様で配置された切断されたテープであり、配置はテープ３４上に図４ＡにおけるゾーンＺ１から、それを覆って配置された図４Ｂにおけるドーム２２まで本体の長手方向に延びる。より正確には、第２テープ３２の配置は、本体のベース２３において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約２０％から始まり、それを覆って配置された後、ドーム２２へと本体の長手方向に延びる。第２テープ３２は、テープ３４と混在し、したがって、本体の長手方向に、本体の円筒状中央の直径の約２０％の長さを延びる混在した１つの表面を形成する。図５の圧力容器は、フープ状かつ周状態様で配置された１つのテープ３３と、２つの第２テープ３２、３２’と、を備えるテープベースの補強構造を備える。２つの第２テープ３２、３２’はそれぞれ、本体２０の所定の部分上にらせん状に配置された切断されたテープである。

第２テープ３２の配置は、フープ状に既に配置されたテープ３３上で、図５ＡにおけるゾーンＺ１から始まり、それを覆って配置された後、図５Ｂにおけるドーム２２まで本体の長手方向に延びる。より正確には、第１の第２テープ３２の配置は、本体のベース２３において始まる本体の周状中央区画の直径の約２０％から始まり、ドーム２２まで本体の長手方向に延びる。

第１の第２テープ３２はフープ態様で既に配置されている第１テープと混在し、したがって、本体の長手方向に、本体の周状中央区画の直径の約２０％まで延在する混在する１つの表面を形成する。

第２の第２テープ３２’の配置は、既に配置されている第１テープ３３上において図５ＡにおけるゾーンＺ１’から始まり、図５Ｂにおけるドーム２２’を覆って配置されたゾーンＺ１’及びＺ２’まで、本体の長手方向に延びる。より正確には、第２の第２テープ３２’の配置は、本体のベース２３’において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約４８％から始まり、本体のベース２３’において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約４８％まで、本体の長手方向に延びる。第２テープは、既に配置されている第１テープと混在し、したがって、本体の長手方向に、本体の円筒状中央区画の直径の約４８％の長さまで両方が延びる混在する２つの表面を形成する。

図６の圧力容器は、フープ態様で配置されたテープ３３、らせん状に配置された２つのテープ３４、３４’、及び４つの第２テープ３２、３２’、３２”、３２’”を備えるテープベースの補強構造を備える。テープ３３は、周状態様で本体２０に直接配置される。２つのテープ３４、３４’は、周状かつらせん状態様で本体及び本体上に既に配置されているテープ３３上に配置される。４つの第２テープ３２、３２’、３２”、３２’”はそれぞれ、既に配置されたテープ上、特に本体２０の所定の部分上に、らせん状に配置されている。

第１の第２テープ３２の配置は、第１テープ３３、３４、３４’上に、図６ＡにおけるゾーンＺ１から始まり、それを覆って配置された後、本体の長手方向に図６Ｂのドーム２２まで延びる。より正確には、第１の第２テープ３２の配置は、本体のベース２３において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約３５％から始まり、本体の円筒状中央区画の長手方向にドーム２２まで延びる。

第１の第２テープ３２は第１テープ３３、３４、３４’と混在し、したがって、本体の周状中央区画の直径の約３５％の長さまで、本体の長手方向に延びる混在する１つの表面を形成する。

第２の第２テープ３２’の配置は、既に配置されているテープ３３、３４、３４’上に始まり、ドーム２２を覆って配置された図６ＢのゾーンＺ１及びＺ２まで、本体２０の長手方向に延びる。より正確には、第２テープ３２’の配置は、本体のベース２３において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約２０％から始まり、本体のベース２３において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約３０％まで、本体の円筒状中央区画の長手方向に延びる。第２テープはすでにらせん状に配置されたテープと混在し、したがって、それぞれが、本体の円筒状中央区画の直径の２０％及び３０％の長さまで本体の長手方向に延びる２つの混在する表面を形成する。

第３の第２テープ３２”の配置は、それに配置されている第１テープ３３、３４、３４’上に、図６ＡにおけるゾーンＺ１’から始まり、ドーム２２’を覆って配置された、図６ＢにおけるゾーンＺ１’及びＺ２’まで、本体の長手方向に延びる。より正確には、第２テープ３２”の配置は、本体のベース２３’において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約３５％から始まり、本体のベース２３’において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約１５％まで、本体の長手方向に延びる。第２テープ３２”は既にらせん状に配置されているテープと混在し、したがって、本体の円筒状中央区画の直径の約３５％及び１５％の長さまで、本体の長手方向に両方がそれぞれ延びる、混在する２つの表面を形成する。

第４の第２テープ３２”’の配置は、既に配置されている第１テープ３３、３４、３４’上に図６ＡにおけるゾーンＺ１’から始まり、ドーム２２’を覆って配置された、図６ＢにおけるゾーンＺ１’及びＺ２’まで、本体の長手方向に延びる。より正確には、第２テープ３２”’の配置は、本体のベース２３’において始まる約３５％から始まり、本体のベース２３’において始まる本体の円筒状中央区画の直径の約３５％まで、本体の長手方向に延びる。第２テープはらせん状に配置されたテープと混在し、したがって、本体の長手方向における本体の円筒状中央区画の直径の約３５％の長さまで両方が延びる、２つの混在表面を形成する。図７は、第２テープと、第１テープと、の間の混在の拡大図である。

本発明の圧力容器の本体上には、第２テープが第１テープと混在し、本体の長手方向における本体の円筒状中央区画の直径（Ｄ）の厳密に１０％より長く、厳密に５０％より短い長さ（Ｌ）（０．１Ｄ＜Ｌ＜０．５Ｄ）まで延びる混在表面を形成する。この特定の混在表面は、第２テープの第１テープ上への良好な貼り付けを可能にする。したがって、第２テープは、機械的拘束を均一な方法で分散することによる、補強要素の役割を果たすことができる。このような混在は、軽い容器を得るという利点を提供するとともに、高い機械抵抗を提供する。当業者は、本発明の他の変形が特許請求の範囲に記載の発明内にある場合があることを理解するだろう。

２０ 本体
２１ 円筒状中央区画
２２、２２’ 端部区画、ドーム
２３、２３’ ベース
Ｚ１ 第１ゾーン
Ｚ１’、Ｚ２、Ｚ２’ 第２ゾーン
３０ 補強構造
３１ 第１テープ
３２、３２’、３２”、３２’” 第２テープ
３３、３４、３４’ テープ

Claims (14)

1. 本体及び該本体上に配置されたテープベースの補強構造を備える圧力容器であって、
   前記テープベースの補強構造が、
   ‐前記本体上に周状態様で配置された第１テープ；
   ‐前記本体上に非周状態様で配置された第２テープであって、前記第２テープの少なくとも一部が前記第１テープに取り付けられている、第２テープ
   を備え、
   前記本体が円筒状中央区画と、２つの本体端部区画と、を備え、前記第２テープが、部分的に前記本体端部区画上に配置されている、圧力容器。
2. 前記第２テープの前記少なくとも一部が、前記第１テープに貼り付けられる態様で取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
3. 前記本体が細長い中空本体であることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
4. 前記本体が、前記本体の前記円筒状中央区画のベースにおいて始まる前記本体の前記円筒状中央区画の直径の少なくとも１０％から、前記本体の長さの多くとも半分まで延びる、前記本体の長手方向に延びる第１ゾーンＺ１を備えることを特徴とする請求項３に記載の圧力容器。
5. 前記本体は、前記本体の前記円筒状中央区画の前記ベースにおいて始まる一方の端部区画の最も遠い点から、多くとも前記本体の前記長さの半分まで前記本体の長手方向に延びる第２ゾーンＺ２を備えることを特徴とする請求項４に記載の圧力容器。
6. 前記第２テープが前記本体に、前記第１ゾーンＺ１の少なくとも１つの点から一方の端部区画に亘って配置された第２ゾーンＺ２の少なくとも１つの点までにおいて取り付けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の圧力容器。
7. 前記第１テープ及び前記第２テープは混在し、混在したテープを備える表面を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧力容器。
8. 前記混在したテープを備える表面は、前記本体の前記円筒状中央区画の直径の１０％以上の長さまで前記本体の長手方向に延びることを特徴とする請求項７に記載の圧力容器。
9. 前記第１テープ及び前記第２テープは、補強繊維及びポリマ樹脂から成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力容器。
10. 前記補強繊維は、カーボン、ガラス、玄武岩、アラミド、ポリエチレン、又はいずれかの他の補強材料から作られることを特徴とする請求項９に記載の圧力容器。
11. 前記第１テープ及び前記第２テープは、レーザ、ホットガス、ＩＲ、超音波、電子投射、又は当業者には既知である他の方法によって前記本体上に配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の圧力容器。
12. 前記本体端部区画は対称であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の圧力容器。
13. 前記本体端部区画はドームであることを特徴とする請求項１２に記載の圧力容器。
14. 圧縮天然ガス、圧縮水素ガス、液化石油ガス、液化天然ガスの貯蔵のために使用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の圧力容器。

Images