JPH081280B2 - 薄肉圧力容器の製造方法 - Google Patents

薄肉圧力容器の製造方法

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JPH081280B2
JPH081280B2 JP62004193A JP419387A JPH081280B2 JP H081280 B2 JPH081280 B2 JP H081280B2 JP 62004193 A JP62004193 A JP 62004193A JP 419387 A JP419387 A JP 419387A JP H081280 B2 JPH081280 B2 JP H081280B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は進歩した側壁構造を有する薄肉の圧力容器に
関し、より詳しくは容器の側壁の局部的領域の厚さを増
加させかつ取付具を取付けるための漏れのない取付穴
（以下単に穴と称す）を区画形成する少なくとも一つの
差込み体を用いて圧力容器を製造する方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
種々の腐食性及び非腐食性の高圧・高温流体を収容す
るのに使われる大部分の従来の圧力容器はどっしりとし
た金属製構造物である。これらの圧力容器は厚くて頑丈
な側壁を有するので、容易に穴を設けて該穴に漏れを生
ずることなく種々の取付具を取付けることができる。し
かしこれらの構造物は寸法及び重量が大きいので商業的
或は強力な産業上の利用にしか用いることができない。
その上製造が困難で価格が高い。
他の従来技術で、どっしりとした金属製圧力容器の欠
点を克服したものがある。これらの圧力容器は熱可塑性
樹脂を滲みこませたガラスフィラメントを連続状に巻い
て複合状に形成した外部胴と合成樹脂材料で形成した内
張りとを備える。これらの圧力容器の側壁は比較的薄肉
でかつ軽量であり、取扱い及び組立が容易である。
しかし、そのような薄肉の合成樹脂製容器の側壁に取
付具に設けるための穴を形成する場合には甚だしく困難
な問題が生ずる。第１に薄い側壁には適宜の螺切穴をあ
けるためには十分な肉厚部がないので、螺切取付具を直
接取付けることができない。取付具と側壁の穴の環状面
間の密封性が悪くて、取付具の外部に一寸ものが触った
だけでも簡単に破損し、或は亀裂を生ずる。さらに穴を
設けた部分の側壁自体が弱くて破砕又は破損を起し易
い。
過去に製造された薄肉圧力容器は容器の上部又は底部
のみに貫通した穴を備えたものであった。ある製品は上
部及び底部に金属製キャップを有する内張りを備えてい
るので、取付具を支持するのに十分な強度を有するこれ
らの金属製領域に如何なる穴でも形成可能であった。こ
の場合、これらのキャップを円筒状胴の両端に置き、両
キャップの縁部を胴の内張りと外部の複合材料層との間
にはさむことによって胴の側壁に連結する。しかしこれ
らの方法は複雑で価格が高くつき、しかも使用に便利な
位置即ち圧力容器の側壁に穴を設けることができなかっ
た。
従って本発明の主たる目的は局部的領域の厚さを増し
た薄肉の圧力容器を製造する方法を提供することであ
る。
より詳しく述べると、本発明の目的は外部胴と、熱可
塑性材料からなる内張りと少なくとも一つの差込み体を
有し、圧力容器の側壁に厚さの増加した領域を形成して
側壁の穴に取付具を収容できるようにした圧力容器の製
造方法を提供することである。
本発明の別の目的は、取付具を取付けるための穴を形
成することのできる厚さを増加させた少なくとも一つの
局部的領域を備えた薄肉の圧力容器を提供することであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の方法は上述した問題を除去するものである。
本発明によれば、外部胴の如何なる場所にでも取付具を
取付け得る貫通穴を備えた薄肉の圧力容器を製造するこ
とができる。
上記の目的を達成する本発明の方法は、内張りを形成
し、該内張りに少なくとも一つの差込み体を結合して容
器壁の厚さを増大させる工程と、内張りに位置指示用部
材を取付ける工程と、樹脂を滲ませたガラスフィラメン
トを差込み体と内張りの要部の周りに巻回して外部胴を
形成する工程と、位置指示用部材を囲んだ領域のフィラ
メント巻回部内又は表面に少なくとも一つの強化当物を
置く工程と、位置指示用部材によって示された巻込み体
の位置に存在する強化当物、外部胴のフィラメント及び
内張りを通して開口を開設して容器の内部に至る穴を形
成する工程とを含む。
本発明によれば、高温・高圧の流体を収容するのに使
用する薄肉の圧力容器が提供される。
本発明の方法は熱可塑性プラスチック製の本体を有す
る差込み体を提供する工程を含む。該差込み体はその中
心部に開口を区画形成する。差込み体はまた該開口内に
配設されかつ開口壁に固着された取付具を備える。また
本発明は予め開口を形成していない或は予め取付具を嵌
めていない差込み体を使用することもできる。
さらに詳しく述べると、差込み体を形成した後に、長
い中間部分と半球状の両端部を有する容器を区画形成す
るために内張りを形成する。内張り形成中に差込み体に
対してブロー成型をして内張りの円筒状部分の湾曲した
外表面と差込み体の外表面とを面一にする。差込み体の
本体が内張り製造に使用する材料に類似の熱可塑性プラ
スチック材料なので、差込み体と内張りとが溶け合って
一体ユニットとなる。
又ブロー成型又は他の手段を用いて内張りに内方に突
出した凹所を形成してそれに差込み体を収容する。この
ようにして接着剤又は他の結合手段を用いて差込み体を
内張りに結合することができる。（内張を形成して該内
張りに差込み体を取付けるのに従来のブロー成型又は押
出成型を使用してもよく、これに引続いて所定位置にお
いて内張りに開口を形成し、該開口に差込み体を置い
て、該差込み体を内張りに結合する。） 次に差込み体に位置指示用部材を置く。続いて内張り
を芯金として使用して内張りと差込み体の周りにガラス
フィラメントを巻回して外部胴を形成する。フィラメン
ト巻回作業中又は作業後に、位置指示用部材で示された
穴の領域に当る外部胴のフィラメント内又は外表面に一
つ以上の強化当物を取付ける。次にフィラメントを巻回
した外部胴及び強化当物を通して開口を開設する。この
強化当物にフィラメントを巻いて外部胴を形成する時に
フィラメントがもどけるのを防止し又一部を切除した時
に切断されたフィラメントから切断されていないフィラ
メントに力を分散させる役目をする。次に位置指示用部
材を取除き内張りの一部を切除して圧力容器の側壁に貫
通穴を形成する。
本発明の他の目的、利益及び特徴は添付図面を参照し
て以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を詠めば明らか
になるであろう。
〔実施例〕
本発明を理解するために添付図面を参照した以下の実
施例について本発明の方法を詳細に説明する。以下本発
明の好ましい実施例について説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。
本発明の方法によって形成された薄肉の圧力容器10
は、フィラメントを巻回した外部胴によって被覆される
熱可塑性プラスチック製の薄い内張りと厚さを増加した
少なくとも一つの局部的領域とを備える。本発明の方法
は内張りを形成して該内張りに少なくとも一つの差込み
体を結合し、内張りと差込み体の少なくとも要部の周り
に樹脂又は他の適宜材料を滲ませたガラスフィラメント
を巻回し、差込み体の開口を捜し出して差込み体の位置
に当る外部胴の部分を強化し、外部胴の強化部分及び内
張りを貫通して開口を開設して容器壁を貫通した穴を形
成するものである。
本発明によって形成された圧力容器は第1B図に示す一
つ以上の差込み体11を含む。差込み体11は、その中心を
貫通した開口15を区画形成する熱可塑性プラスチック製
の本体13と、該開口15内に配設されかつ開口15になるよ
うに開口壁に固着された取付具17とを備える。予め位置
決めした取付具を用いないで圧力容器を製造した後に取
付具を挿入することもできる。本発明の方法は後述する
ように、内張り21の製造中には開口15を密封しているは
ぎとり栓19を備えることもできる。
内張り21の製造時に、所定の位置に差込み体11を置
き、ブロー成形又は他の手段を用いて差込み体に対して
内張りを形成する。差込み体の本体と内張りの形成に使
用する熱可塑性プラスチックは類似の材質なので、成型
時に差込み体は内張りと溶け合って一体のユニットとな
る。この内張りの形状は米国特許出願第822,921号明細
書に開示されているので参照されたい。内張りは長細い
円筒状の本体と略半球状の上下部分を有する。しかし上
下部分は必ずしも半球状でなくてもよい。
圧力容器はブロー成型又は押出し成型で作られた円筒
状の中間部とブロー成型又は他の手段で作られた半球状
の両端部とで形成された熱可塑性プラスチック製の内張
り21を備える。内張りの円筒状部分を押出し成型又は他
の手段で製造時に、差込み体11の外表面が内張りの外表
面と面一となるように該差込み体11を収容するのに適当
した形状寸法を有する凹所22を形成する。その場合、差
込み体11と内張り21とを互に溶着し、或は適宜の接着剤
を用いて互に固着し、或は他の適宜の結合手段を用いて
固着して差込み体を内張りに結合する。
又最初にブロー成型或は押出し成型によって内張りの
円筒状部分を形成し、次にその中間部分に開口を形成す
ることもできる。第1C図に示すように、この開口は差込
み体11aを収容するためのもので、接着剤又は他の適宜
の結合手段を用いて所定の場所に結合する。前述の差込
み体11と同様に、この差込み体11aは該差込み体を配置
した内張りの部分の厚さを増すものである。差込み体11
aは内張りの湾曲した内側表面に当接する湾曲した二つ
の肩部を備える。差込み体11aの中央部は、内張りの開
口に嵌込まれ該開口を充填すると共に内張りの外表面と
面一の略なめらかな外表面を有している。本発明のこれ
以後の工程は内張りに開口を開設することを除いて以下
の明細書に述べられている。
熱可塑性プラスチック製の内張りを製造する別の方法
を第1D図について述べると、最初に開口を有するか或は
内張りの凹所のない内張りの円筒状の中間部を形成す
る。次に接着剤又は適宜の結合手段を用いて差込み体11
bを所定の位置に結合する。尚、ブロー成型工程中に差
込み体11bを内張り21に結合してもよい。この差込み体1
1bも差込み体11と同様に該差込み体11bを配置した内張
り部分の厚さを増すものである。内張りに開口を開設し
て差込み体11bの開口に整合させる。差込み体11bに開口
が設けられていない場合には内張り21と差込み体11bを
通して開口を形成することができる。上記何れかの工程
が終わった後に上記開口に位置指示用部材を置いて外部
胴を形成するフィラメント巻回工程を開始する。事後の
工程は内張りに開口を開設すること以外は同一である。
変形例として、内張りに開口を開設することを止めて
外部胴を形成するフィラメント巻回工程を進めることが
できる。フィラメント巻回中に或は巻回完了後に一つ以
上の強化当物を厚さを増した領域に取付けることも可能
である。厚さを増した領域を捜し出して外部胴、内張り
及び（差込み体に開口が設けられていない場合には）差
込み体を通して開口を開設する。
差込み体と内張りとを一体的に固着した後には第３図
に示すように開口15からはぎとり栓19を取除き、第４図
に示す位置指示用部材即ち位置指示用栓23に置換える。
位置指示用栓23は外部胴24の製造中に開口15を密封する
ものである。位置指示用栓23は開口15付近の領域を捜し
出すためのスタッド25を含む。開口15に位置指示用栓23
を挿入した後に外部胴24を形成する。
内張り21を芯金として、樹脂を滲ませたガラスフィラ
メント又は他の適宜材料を内張り21、位置指示用栓23の
周囲上面とスタッド25の周囲に巻回する。フィラメント
を巻くために樹脂を滲ませたガラスフィラメントの連続
状の紐を所定の経路に沿って供給する図示せぬ機械を使
用する。ガラスフィラメントがブロー成型した内張りに
接触すると該ガラスフィラメントは内張りの形状になら
う。所定の厚さに巻き終ると圧力容器の外形を矯整す
る。
フィラメントの巻回工程中に位置指示用栓23のスタッ
ド25を基にして厚さを増した領域及び開口15の領域を捜
し出し、この領域上に強化当物27を配置してスタッド25
に当物27を突きさして仮止めし、その上にフィラメント
を巻回することによって該当物27を外部胴24に取付け
る。このようにして強化当物27はフィラメントを巻回し
た外部胴24と一体化される（第６図）。必要があれば上
記の開口15の外面にフィラメント巻回中に、外部胴を形
成するガラスフィラメント層の表面にさらに別の強化当
物を追加することができる。
変形例として、フィラメント巻回工程が完了した後に
外部胴の外面に強化当物27を取付けることも可能であ
る。この場合外部胴の表面に強化当物が係合するように
強化当物27をスタッド25に突きさし適宜の接着剤を用い
て強化当物を外部胴に結合する。この強化当物27はガラ
スフィラメントの弛み及びほどけを防止すると共に、圧
力容器壁を貫通した穴を形成するために外部胴の一部を
切除した時に、切断されたフィラメントから切断されて
いないフィラメントに力を分散させる。
次の工程において強化当物27と外部胴24とを通して一
部を切除して開口を形成し、位置指示用栓23を露出させ
る（第７図）。次に位置指示用栓23を取除き（第８
図）、開口15に面してブロー成型された内張りの部分を
切取る（第９図）。
このように本発明は、薄肉の熱可塑性プラスチック製
の内張りと、フィラメントを巻回した外部胴と、薄肉圧
力容器の側壁の厚さを増した局部的領域を形成する少な
くとも一つの差込み体とを備えて該側壁を通した穴の形
成を可能ならしめる圧力容器の製造方法を提供するもの
である。実施例は、圧力容器の円筒状側壁の中間部に一
つの差込み体を使用した方法について開示しているが、
二つ以上の差込み体を使用し、かつ任意のやり方でそれ
らの差込み体を容器に取付けることができる。本発明の
方法は簡単でしかも経済的である。本発明の方法は内張
りを形成して該内張りに少なくとも一つの差込み体を結
合する工程と、内張りの周りに樹脂を滲ませたガラスフ
ィラメントを巻回して外部胴を形成する工程と、差込み
体の開口の位置を捜し出した後に差込み体の開口位置に
相当する外部胴及び内張りの部分に開口を開設して容器
を貫通した穴を形成する工程とを含む。
本発明の好ましい実施例及び変形実施例を示したが、
前述の技術を参照して当業技術者が本発明の精神から外
れることなく変形態様及び他の実施例を為すことができ
るので、本発明は上記の実施例に限定されるべきもので
はない。例えば圧力容器の側壁を貫通した二つ以上の穴
が必要な場合には該圧力容器に二つ以上の厚さを増した
領域を設けることができる。又熱可塑性プラスチック材
料と同様の性質を有する材料で差込み体又は内張りを形
成することができる。さらに外部胴及び金属製の半球状
のキャップを米国特許出願第822,921号明細書に開示し
たような他の材料で形成することができる。最後に、開
口のない差込み体を形成し、外部胴及び内張りに開口を
開設する時に同時に差込み体に開口を形成した後に該開
口に取付具を位置決めして取付けることもできる。添付
した特許請求の範囲に示すように、上記の変形態様及び
他の実施例は本発明の必須要件を構成する要件に含まれ
るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法によって形成された薄肉の圧力容
器の側面図、第1A図は第１図の1A−1A線に沿って示した
断面図、第1B図は薄肉の圧力容器側壁の厚さを増した領
域形成に使用する差込み体と圧力容器の外部胴製造中に
差込み体の開口を密封するのに使用するはぎとり栓とを
示す斜視図、第1C図は変形差込み体と圧力容器の内張り
とを示す断面図、第1D図は他の変形差込み体と内張りと
を示す断面図、第２図は形成後の差込み体の領域におけ
る内張り部分を内側から見た斜視図、第３図は第２図に
示す側の反対側を示す斜視図ではぎとり栓を開口から抜
取りつつある状態を示し、第４図ははぎとり栓を抜取っ
た後に差込み体の開口に位置指示用栓を挿入する状態を
示す斜視図、第５図は外部胴の製造を示す斜視図で、該
製造は内張りと差込み体との周りに樹脂系材料を滲ませ
たガラスフィラメントを巻回するものであり、第６図は
圧力容器の開口の領域に接着又は他の手段で固着した補
強当物を固着した圧力容器を示す斜視図、第７図は複合
外部胴を通しての開口の開設を示した圧力容器の穴付近
を示す正面図、第８図は差込み体の開口から位置指示用
栓を抜出した状態を示す斜視図、第９図は熱可塑性プラ
スチック製内張りを切除して外部胴、差込み体及び内張
りを通した穴が形成される状態を示した斜視図である。 10…圧力容器、11,11a,11b…差込み体、15…開口、21…
内張り、22…凹所、23…位置指示用部材（位置指示用
栓） 24…外層（外部胴）、27…強化当物。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】局部的領域の壁厚が増加たれた薄肉の圧力
    容器（10）の製造方法において、開口（15）を有する熱
    可塑性プラスチック製の差込み体（11,11a,11b）を形成
    する工程と、略円筒状の中間部を有する熱可塑性プラス
    チック製の薄肉内張り（21）と、上記中間部に連結され
    た第１及び第２の端部分と、上記中間部に内方に向けて
    凹んだ凹所（22）とを形成する工程と、上記凹所を略ふ
    さぐように上記差込み体を凹所に固着して上記内張の外
    表面と面一つ滑らかな湾曲表面を形成する工程と、上記
    差込み体に位置指示用部材（23）を挿入する工程と、上
    記差込み体及び内張りを略被覆した外層を形成する工程
    と、上記位置指示用部材を被覆した外層（24）に強化当
    物（27）を固着する工程と、上記強化当物、外層及び内
    張りの部分を通して開口を形成して局部的領域の厚さが
    増加された壁に容器内部に至る貫通穴を形成する工程と
    の各工程からなることを特徴とする薄肉圧力容器の製造
    方法。
  2. 【請求項２】上記外層（24）の形成工程中に強化当物
    （27）を固着した特許請求の範囲第１項記載の製造方
    法。
  3. 【請求項３】上記内張り（21）の形成中に上記凹所（2
    2）内に上記差込み体（11）を固着した特許請求の範囲
    第１項記載の製造方法。
  4. 【請求項４】局部的領域の壁厚が増加された薄肉の圧力
    容器（10）の製造方法において、開口（15）を有する熱
    可塑性プラスチック製の差込み体（11）を形成する工程
    と、略円筒状の中間部を有する熱可塑性プラスチック製
    の内張り（21）と、上記中間部に連結された第１及び第
    ２の端部分と、上記中間部に内方に向けて凹んだ凹所
    （22）とを形成する工程と、上記凹所を略ふさぐように
    上記差込み体を凹所に固着し、上記内張りの外表面と面
    一の略滑らかな湾曲表面を形成して壁厚を増加した局部
    的領域を形成する工程と、上記差込み体と内張りとを略
    被覆した外層（24）を形成する工程と、上記外層と内張
    りとを貫通した開口を開設して容器の内部に向って上記
    差込み体を貫通した穴を完成する工程との各工程からな
    ることを特徴とする薄肉圧力容器の製造方法。
  5. 【請求項５】上記外層（24）を形成する前に、上記差込
    み体（11）の開口（15）内に位置指示用部材（23）を配
    置する工程を含んだ特許請求の範囲第４項記載の製造方
    法。
  6. 【請求項６】上記外層（24）の形成中に、壁厚を増加し
    た局部的領域上面の上記外層に強化当物（27）を固着す
    る工程を含んだ特許請求の範囲第４項に記載の製造方
    法。
  7. 【請求項７】上記外層（24）を形成した後に、壁厚を増
    加した局部的領域上面の上記外層に強化当物（27）を固
    着する工程を含んだ特許請求の範囲第６項に記載の製造
    方法。
  8. 【請求項８】局部的領域の壁厚が増加された薄肉の圧力
    容器（10）の製造方法であって、開口（15）を有する熱
    可塑性プラスチック製の差込み体（11）を形成する工程
    と、略円筒状の中間部を有する熱可塑性プラスチック製
    の内張り（21）と、上記中間部に連結された第１及び第
    ２の端部分と、上記中間部分を貫通した開口とを形成す
    る工程と、上記内張りの開口を略ふさぐように上記内張
    りに上記差込み体を固着し、上記内張りの外表面と面一
    の略滑らかな湾曲表面を形成して壁厚を増加した局部的
    領域を形成する工程と、上記差込み体と内張りとを略被
    覆した外層（24）を形成する工程と、上記外層を貫通し
    た開口を開設して容器の内部に向って壁厚を増加した局
    部的領域を貫通した穴を完成する工程との各工程からな
    ることを特徴とする薄肉圧力容器の製造方法。
  9. 【請求項９】上記外層（24）を形成する前に、上記差込
    み体（11）の開口（15）内に位置指示用部材（23）を配
    置する工程を含んだ特許請求の範囲第８項記載の製造方
    法。
  10. 【請求項１０】上記外層（24）の形成中に、上記位置指
    示用部材（23）上面の上記外層（24）に強化当物（27）
    を固着する工程を含んだ特許請求の範囲第９項記載の製
    造方法。
  11. 【請求項１１】上記外層（24）を形成した後に、上記位
    置指示用部材（23）上面の上記外層に強化当物（27）を
    固着する工程を含んだ特許請求の範囲第９項記載の製造
    方法。
  12. 【請求項１２】上記外層（24）の形成中に、壁厚を増加
    した局部的領域上面の上記外層に強化当物を固着する工
    程を含んだ特許請求の範囲第８項記載の製造方法。
  13. 【請求項１３】上記外層（24）を形成した後に、壁厚を
    増加した局部的領域上面の上記外層に強化当物（27）を
    固着した特許請求の範囲第８項記載の製造方法。
  14. 【請求項１４】局部的領域の壁厚が増加された薄肉の圧
    力容器（10）の製造方法において、熱可塑性プラスチッ
    ク製の差込み体（11）を形成する工程と、略円筒状の中
    間部を有する熱可塑性プラスチック製の薄肉内張り（2
    1）を形成する工程と、上記差込み体を上記内張りの内
    面に固着して壁厚を増加した局部的領域を形成する工程
    と、上記内張りを略被覆する外層（24）を形成する工程
    と、少なくとも上記外層を通して開口を開設して壁厚が
    増加された局部的領域を通して容器の内部に至る穴を形
    成する工程との各工程からなることを特徴とする薄肉圧
    力容器の製造方法。
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