JPH10231998A - 圧力容器及びその製造方法 - Google Patents
圧力容器及びその製造方法Info
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- JPH10231998A JPH10231998A JP9056940A JP5694097A JPH10231998A JP H10231998 A JPH10231998 A JP H10231998A JP 9056940 A JP9056940 A JP 9056940A JP 5694097 A JP5694097 A JP 5694097A JP H10231998 A JPH10231998 A JP H10231998A
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Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＮＧ等の各種加圧物質を充填したときのラ
イナーの伸びを実質的に無くし、耐久性を高めた圧力容
器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 圧力容器１のライナー２をポリエチレン
樹脂により回転成形する。ライナー２の外面を覆うＦＲ
Ｐ補強層８を巻付形成する。ＦＲＰ補強層８の含浸樹脂
としてのエポキシ樹脂を加熱硬化させ、該加熱硬化後の
冷却により生じるライナー２とＦＲＰ補強層８との隙間
１９に、エラストマー材料若しくは液状硬化型樹脂を注
入して注入層１９を形成する。
イナーの伸びを実質的に無くし、耐久性を高めた圧力容
器及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 圧力容器１のライナー２をポリエチレン
樹脂により回転成形する。ライナー２の外面を覆うＦＲ
Ｐ補強層８を巻付形成する。ＦＲＰ補強層８の含浸樹脂
としてのエポキシ樹脂を加熱硬化させ、該加熱硬化後の
冷却により生じるライナー２とＦＲＰ補強層８との隙間
１９に、エラストマー材料若しくは液状硬化型樹脂を注
入して注入層１９を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＮＧ（圧縮天然
ガス）等の各種圧縮ガス、ＬＮＧ（液化天然ガス）、Ｌ
ＰＧ（液化石油ガス）等の各種液化ガス、その他の各種
加圧物質を充填するための圧力容器及びその製造方法に
関するものである。
ガス）等の各種圧縮ガス、ＬＮＧ（液化天然ガス）、Ｌ
ＰＧ（液化石油ガス）等の各種液化ガス、その他の各種
加圧物質を充填するための圧力容器及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＮＧ用の圧力容器６０として、
図９に示すように、ＣＮＧを透過させない合成樹脂製の
ライナー６１と、耐圧性を高めて６００ｋｇ／ｃｍ2 の
耐圧規格を満たす外層のＦＲＰ（繊維強化樹脂）補強層
６５とからなるものが考えられており、両層の役割分担
により軽量化が図られている。ライナー６１は、筒状の
周壁部６２とその両端を閉鎖する湾曲面状の端壁部６
３、６４とを合成樹脂により一体形成してなる。各々の
端壁部６３，６４の中心部には、金属製の口金７０，７
１が取付けられている。
図９に示すように、ＣＮＧを透過させない合成樹脂製の
ライナー６１と、耐圧性を高めて６００ｋｇ／ｃｍ2 の
耐圧規格を満たす外層のＦＲＰ（繊維強化樹脂）補強層
６５とからなるものが考えられており、両層の役割分担
により軽量化が図られている。ライナー６１は、筒状の
周壁部６２とその両端を閉鎖する湾曲面状の端壁部６
３、６４とを合成樹脂により一体形成してなる。各々の
端壁部６３，６４の中心部には、金属製の口金７０，７
１が取付けられている。
【０００３】前記圧力容器６０を製造するには、まず、
口金７０，７１を金型にセットし、回転成形法でライナ
ー６１を合成樹脂により成形する。その後に、ライナー
６１の外周に含浸樹脂としてのエポキシ樹脂を付着させ
たカーボン繊維をヘリカル巻き及びフープ巻きしてＦＲ
Ｐ補強層６５を巻付形成した後、該ライナー６１及びＦ
ＲＰ補強層６５を例えば約８５℃の恒温槽（図示略）に
入れ、該ＦＲＰ補強層６５のエポキシ樹脂を加熱硬化さ
せる、という方法をとっていた。
口金７０，７１を金型にセットし、回転成形法でライナ
ー６１を合成樹脂により成形する。その後に、ライナー
６１の外周に含浸樹脂としてのエポキシ樹脂を付着させ
たカーボン繊維をヘリカル巻き及びフープ巻きしてＦＲ
Ｐ補強層６５を巻付形成した後、該ライナー６１及びＦ
ＲＰ補強層６５を例えば約８５℃の恒温槽（図示略）に
入れ、該ＦＲＰ補強層６５のエポキシ樹脂を加熱硬化さ
せる、という方法をとっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記エポキシ樹脂の加
熱硬化時には、恒温層から与えられる熱と、エポキシ樹
脂の硬化反応による自己発熱とにより、ライナー６１も
１５０℃程度に付随的に加熱される。このとき、合成樹
脂製のライナー６１は熱膨張率が大きく、例えば内径２
２０ｍｍ、内法長９００ｍｍの場合、ライナー６１単独
ならば約８５℃の恒温槽で６ｍｍ伸びるところ、実際に
はＦＲＰ補強層６５があるため、ＦＲＰ補強層６５のカ
ーボン繊維に制止され、むしろカーボン繊維のマイナス
の線膨張係数（−０．３８×１０-6／℃）によって１５
０℃程度での硬化直後の全長はマイナス約４ｍｍとなっ
て、塑性成形された形となる。
熱硬化時には、恒温層から与えられる熱と、エポキシ樹
脂の硬化反応による自己発熱とにより、ライナー６１も
１５０℃程度に付随的に加熱される。このとき、合成樹
脂製のライナー６１は熱膨張率が大きく、例えば内径２
２０ｍｍ、内法長９００ｍｍの場合、ライナー６１単独
ならば約８５℃の恒温槽で６ｍｍ伸びるところ、実際に
はＦＲＰ補強層６５があるため、ＦＲＰ補強層６５のカ
ーボン繊維に制止され、むしろカーボン繊維のマイナス
の線膨張係数（−０．３８×１０-6／℃）によって１５
０℃程度での硬化直後の全長はマイナス約４ｍｍとなっ
て、塑性成形された形となる。
【０００５】その後、ライナー６１及びＦＲＰ補強層６
５が冷却するとき、合成樹脂製のライナー６１は熱膨張
率が大きいため大きく収縮する一方、ＦＲＰ補強層６５
はカーボン繊維のマイナスの線膨張係数によって約１ｍ
ｍ伸びる。この収縮差によりライナー６１とＦＲＰ補強
層６５との間には略全域にわたって隙間６６が生じる。
この収縮差はライナー６１の長手方向で大きく累積され
る一方、ライナー６１の口金７０，７１はテーパ面がＦ
ＲＰ補強層６５に係止した状態になるので、隙間６６
は、周壁部６２と端壁部６３、６４とのコーナーの頂点
部で特に大きくなる。
５が冷却するとき、合成樹脂製のライナー６１は熱膨張
率が大きいため大きく収縮する一方、ＦＲＰ補強層６５
はカーボン繊維のマイナスの線膨張係数によって約１ｍ
ｍ伸びる。この収縮差によりライナー６１とＦＲＰ補強
層６５との間には略全域にわたって隙間６６が生じる。
この収縮差はライナー６１の長手方向で大きく累積され
る一方、ライナー６１の口金７０，７１はテーパ面がＦ
ＲＰ補強層６５に係止した状態になるので、隙間６６
は、周壁部６２と端壁部６３、６４とのコーナーの頂点
部で特に大きくなる。
【０００６】このように隙間６６が生じた圧力容器６０
にＣＮＧを充填すると、ＣＮＧによる高い内圧によっ
て、合成樹脂製のライナー６１はＦＲＰ補強層６５に当
接するまで伸びることになり、特に口金７０，７１のフ
ランジ部７２，７３の外周縁に当接した部位は引張り、
曲げ、剪断の応力を受け、該ライナー６１の耐久性を低
下させていた。特に低温時には、合成樹脂製のライナー
６１は伸びが減少し、クラックが発生するおそれもあっ
た。
にＣＮＧを充填すると、ＣＮＧによる高い内圧によっ
て、合成樹脂製のライナー６１はＦＲＰ補強層６５に当
接するまで伸びることになり、特に口金７０，７１のフ
ランジ部７２，７３の外周縁に当接した部位は引張り、
曲げ、剪断の応力を受け、該ライナー６１の耐久性を低
下させていた。特に低温時には、合成樹脂製のライナー
６１は伸びが減少し、クラックが発生するおそれもあっ
た。
【０００７】本発明の目的は、上記課題を解決し、合成
樹脂製のライナーとＦＲＰ補強層との間に生じた隙間を
注入層で埋めることにより、ＣＮＧ等の各種加圧物質を
充填したときのライナーの伸びを実質的に無くすことが
でき、もってライナーの耐久性を高め、低温時でも問題
が起きないようにできる圧力容器及びその製造方法を提
供することにある。
樹脂製のライナーとＦＲＰ補強層との間に生じた隙間を
注入層で埋めることにより、ＣＮＧ等の各種加圧物質を
充填したときのライナーの伸びを実質的に無くすことが
でき、もってライナーの耐久性を高め、低温時でも問題
が起きないようにできる圧力容器及びその製造方法を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の圧力容器は、合成樹脂製のライナーと、ラ
イナーの外面を覆うＦＲＰ補強層と、ライナーとＦＲＰ
補強層との間に生じた隙間に注入材料を注入して形成さ
れた注入層とを備えている。
に、本発明の圧力容器は、合成樹脂製のライナーと、ラ
イナーの外面を覆うＦＲＰ補強層と、ライナーとＦＲＰ
補強層との間に生じた隙間に注入材料を注入して形成さ
れた注入層とを備えている。
【０００９】また、本発明の圧力容器の製造方法は、ラ
イナーを合成樹脂により成形する工程と、ライナーの外
面を覆うＦＲＰ補強層を巻付形成する工程と、ＦＲＰ補
強層の含浸樹脂を加熱硬化させ、加熱硬化後の冷却によ
りライナーとＦＲＰ補強層との間に隙間を生じさせる工
程と、隙間に注入材料を注入して注入層を形成する工程
とを含む圧力容器の製造方法。
イナーを合成樹脂により成形する工程と、ライナーの外
面を覆うＦＲＰ補強層を巻付形成する工程と、ＦＲＰ補
強層の含浸樹脂を加熱硬化させ、加熱硬化後の冷却によ
りライナーとＦＲＰ補強層との間に隙間を生じさせる工
程と、隙間に注入材料を注入して注入層を形成する工程
とを含む圧力容器の製造方法。
【００１０】これらの発明において、注入材料は注入後
も弾性を保つ材料であることが好ましい。その弾性を保
つ注入層が衝撃に対するクッションとして働き、保護機
能を付与することができるからである。このような材料
としては、各種エラストマー、各種ゴム、軟質接着剤等
を例示できる。
も弾性を保つ材料であることが好ましい。その弾性を保
つ注入層が衝撃に対するクッションとして働き、保護機
能を付与することができるからである。このような材料
としては、各種エラストマー、各種ゴム、軟質接着剤等
を例示できる。
【００１１】ライナーの成形方法は、特に限定されない
が、継目なしのライナーが要求される場合には、回転成
形又はブロー成形に限定される。ライナーを成形する合
成樹脂は、特に限定されないが、ポリエチレン、ナイロ
ン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、飽和ポリエステル、ポリ
アミド、ポリカーボネート等、又はこれらに強化繊維を
混合したものを例示できる。
が、継目なしのライナーが要求される場合には、回転成
形又はブロー成形に限定される。ライナーを成形する合
成樹脂は、特に限定されないが、ポリエチレン、ナイロ
ン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、飽和ポリエステル、ポリ
アミド、ポリカーボネート等、又はこれらに強化繊維を
混合したものを例示できる。
【００１２】ＦＲＰ用の繊維の材料は、補強性のあるも
のであれば、特定のものに限定されず、ガラス、カーボ
ン、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド、ナイロ
ン、ポリエチレン、ポリエステル等を例示できる。同繊
維の含浸固定用の合成樹脂としては、エポキシ、ビニル
エステル、不飽和ポリエステル等を例示できる。
のであれば、特定のものに限定されず、ガラス、カーボ
ン、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド、ナイロ
ン、ポリエチレン、ポリエステル等を例示できる。同繊
維の含浸固定用の合成樹脂としては、エポキシ、ビニル
エステル、不飽和ポリエステル等を例示できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明をＣＮＧ用の圧力容
器に実施した形態例について、図面を参照して説明す
る。
器に実施した形態例について、図面を参照して説明す
る。
【００１４】図１〜図６に示す第一実施形態の圧力容器
１は、図１に示すように、合成樹脂製のライナー２と、
ライナー２の両側の端壁部４，５に取付けられた口金
６，７と、ライナー２の外面全体を覆って補強するＦＲ
Ｐ補強層８と、ライナー２とＦＲＰ補強層８との間に生
じた隙間１９に注入材料を注入して形成された注入層９
とを備えている。
１は、図１に示すように、合成樹脂製のライナー２と、
ライナー２の両側の端壁部４，５に取付けられた口金
６，７と、ライナー２の外面全体を覆って補強するＦＲ
Ｐ補強層８と、ライナー２とＦＲＰ補強層８との間に生
じた隙間１９に注入材料を注入して形成された注入層９
とを備えている。
【００１５】圧力容器１の内層をなすライナー２は、図
１に示すように、円筒状の周壁部３とその両端を閉鎖す
る湾曲面状の端壁部４，５とがポリエチレン樹脂により
継目なしで一体成形されたものである。ライナー２の寸
法は、例えば、内径２２０ｍｍ、内法長９００ｍｍであ
る。
１に示すように、円筒状の周壁部３とその両端を閉鎖す
る湾曲面状の端壁部４，５とがポリエチレン樹脂により
継目なしで一体成形されたものである。ライナー２の寸
法は、例えば、内径２２０ｍｍ、内法長９００ｍｍであ
る。
【００１６】右側及び左側の端壁部４の中心部には金属
製の口金６，７が取付けられている。右側の口金６は、
ＣＮＧ配管の端部に取付けられたジョイント（図示略）
を外部から接続する側であり、左側の口金７は、該ジョ
イントを接続しない側である。
製の口金６，７が取付けられている。右側の口金６は、
ＣＮＧ配管の端部に取付けられたジョイント（図示略）
を外部から接続する側であり、左側の口金７は、該ジョ
イントを接続しない側である。
【００１７】右側の口金６は、ライナー２（端壁部４）
を貫通する円筒状のボス部１１及びボス部１１の内端側
外周に突設されてライナー２の内面に当接するフランジ
部１２を含む口金本体１０と、ボス部１１の外周に外挿
されてライナー２の外面に当接するリングプレート１３
と、ボス部１１の外端側外周に形成された雄ネジ部１４
に螺合されてリングプレート１３をライナー２を介して
フランジ部１２に締付けるロックナット１５とにより構
成されている。ボス部１１の内周はＣＮＧ通路１６とな
っており、外端側内周には前記ジョイントを接続するた
めの雌ネジ部１７が形成されている。また、フランジ部
１２のうちライナー２の内面との当接面には、耐熱・耐
ガス透過性ゴム製の弾性シール材１８が成形又はディッ
ピングにより付設されている。
を貫通する円筒状のボス部１１及びボス部１１の内端側
外周に突設されてライナー２の内面に当接するフランジ
部１２を含む口金本体１０と、ボス部１１の外周に外挿
されてライナー２の外面に当接するリングプレート１３
と、ボス部１１の外端側外周に形成された雄ネジ部１４
に螺合されてリングプレート１３をライナー２を介して
フランジ部１２に締付けるロックナット１５とにより構
成されている。ボス部１１の内周はＣＮＧ通路１６とな
っており、外端側内周には前記ジョイントを接続するた
めの雌ネジ部１７が形成されている。また、フランジ部
１２のうちライナー２の内面との当接面には、耐熱・耐
ガス透過性ゴム製の弾性シール材１８が成形又はディッ
ピングにより付設されている。
【００１８】そして、後述する成形時にライナー２をフ
ランジ部１２（弾性シール材１８）に接着することによ
り、ライナー２と口金本体１０との間の気密シールを図
っている。また、ロックナット１５をリングプレート１
３及びライナー２を介してフランジ部１２に締付け、ラ
イナー２とフランジ部１２との接着面を直接締め付ける
ことにより、気密シールの向上を図っている。なお、ロ
ックナット１５の外周面は、右端ほど拡径するテーパ面
となっている。
ランジ部１２（弾性シール材１８）に接着することによ
り、ライナー２と口金本体１０との間の気密シールを図
っている。また、ロックナット１５をリングプレート１
３及びライナー２を介してフランジ部１２に締付け、ラ
イナー２とフランジ部１２との接着面を直接締め付ける
ことにより、気密シールの向上を図っている。なお、ロ
ックナット１５の外周面は、右端ほど拡径するテーパ面
となっている。
【００１９】左側の口金７は、前記ジョイントを接続し
ないので、ライナー２を貫通させる必要が無い。従っ
て、ライナー２（端壁部５）を貫通しない有底円筒状の
ボス部２１と、ボス部２１の内端側外周に突設されてラ
イナー２の外面側に埋め込まれるフランジ部２２とによ
り構成されている（図５参照）。ボス部２１の内周には
後述する注入部材を接続するための雌ネジ部２３が形成
され、ボス部２１の筒壁の底部付近には注入口２４とエ
ア抜き孔２５とが貫設されている。フランジ部２２には
ライナー２のポリエチレン樹脂が進入することによりラ
イナー２の回り止めを図る複数の回り止め孔２６が設け
られ、該回り止め孔２６とフランジ部２２の外周縁と
は、後述するライナー２の収縮方向に対して抜けにくい
アンダーカット状のテーパ面又は曲面となっている。一
方、ボス部２１の外周面は、後述するライナー２の収縮
時に左側の口金７がＦＲＰ補強層８に対してずれ動ける
ように、ストレート面又は左端ほど縮径するテーパ面と
なっている。
ないので、ライナー２を貫通させる必要が無い。従っ
て、ライナー２（端壁部５）を貫通しない有底円筒状の
ボス部２１と、ボス部２１の内端側外周に突設されてラ
イナー２の外面側に埋め込まれるフランジ部２２とによ
り構成されている（図５参照）。ボス部２１の内周には
後述する注入部材を接続するための雌ネジ部２３が形成
され、ボス部２１の筒壁の底部付近には注入口２４とエ
ア抜き孔２５とが貫設されている。フランジ部２２には
ライナー２のポリエチレン樹脂が進入することによりラ
イナー２の回り止めを図る複数の回り止め孔２６が設け
られ、該回り止め孔２６とフランジ部２２の外周縁と
は、後述するライナー２の収縮方向に対して抜けにくい
アンダーカット状のテーパ面又は曲面となっている。一
方、ボス部２１の外周面は、後述するライナー２の収縮
時に左側の口金７がＦＲＰ補強層８に対してずれ動ける
ように、ストレート面又は左端ほど縮径するテーパ面と
なっている。
【００２０】ＦＲＰ補強層８は、例えば、含浸樹脂とし
てのエポキシ樹脂を付着させたカーボン繊維が両側の端
壁部４，５にかかるようにして略軸方向にヘリカル巻き
されたヘリカル巻き補強層と、該カーボン繊維が周壁部
３の周りに軸回り方向にフープ巻きされたフープ巻き補
強層とを含み、巻付後にエポキシ樹脂は加熱硬化されて
いる。
てのエポキシ樹脂を付着させたカーボン繊維が両側の端
壁部４，５にかかるようにして略軸方向にヘリカル巻き
されたヘリカル巻き補強層と、該カーボン繊維が周壁部
３の周りに軸回り方向にフープ巻きされたフープ巻き補
強層とを含み、巻付後にエポキシ樹脂は加熱硬化されて
いる。
【００２１】上記圧力容器１は、次の工程を経て製造さ
れる。 保持シャフト（図示略）で保持した口金本体１０及
び口金７を金型（図示略）の所定位置にセットし、金型
内にポリエチレン樹脂パウダーを投入する。金型を回転
させながら加熱し、ポリエチレン樹脂パウダーを金型の
内面に付着させて溶融させ、ライナー２を回転成形す
る。図２は脱型後のライナー２を示している。
れる。 保持シャフト（図示略）で保持した口金本体１０及
び口金７を金型（図示略）の所定位置にセットし、金型
内にポリエチレン樹脂パウダーを投入する。金型を回転
させながら加熱し、ポリエチレン樹脂パウダーを金型の
内面に付着させて溶融させ、ライナー２を回転成形す
る。図２は脱型後のライナー２を示している。
【００２２】なお、回転成形の初期には、フランジ部１
２がライナー２の内面から離間するように、口金本体１
０を配設しておき、ライナー２のポリエチレン樹脂が回
転成形時の温度から冷却してまだ溶融状態にあるとき
に、口金本体１０を変位させて、フランジ部１２の弾性
シール材１８をライナー２の内面に当接させ、接着させ
ることが好ましい。
２がライナー２の内面から離間するように、口金本体１
０を配設しておき、ライナー２のポリエチレン樹脂が回
転成形時の温度から冷却してまだ溶融状態にあるとき
に、口金本体１０を変位させて、フランジ部１２の弾性
シール材１８をライナー２の内面に当接させ、接着させ
ることが好ましい。
【００２３】 図３に示すように、右側の口金本体１
０において、リングプレート１３をボス部１１の外周に
外挿してライナー２の外面に当接させるとともに、ロッ
クナット１５をボス部１１の雄ネジ部１４に螺合し、リ
ングプレート１３及びライナー２を介してフランジ部１
２に強固に機械的に締付ける。
０において、リングプレート１３をボス部１１の外周に
外挿してライナー２の外面に当接させるとともに、ロッ
クナット１５をボス部１１の雄ネジ部１４に螺合し、リ
ングプレート１３及びライナー２を介してフランジ部１
２に強固に機械的に締付ける。
【００２４】 図３に示すように、ライナー２の外周
全体に、含浸樹脂としてのエポキシ樹脂を付着させたカ
ーボン繊維をヘリカル巻き及びフープ巻きし、エポキシ
樹脂が硬化していない状態のＦＲＰ補強層８を形成す
る。このとき、ライナー２とＦＲＰ補強層８との間は密
着しており、隙間は無い。なお、左側の口金７の注入口
２４及びエア抜き孔２５には、エポキシ樹脂が流入して
閉鎖するのを防ぐため、メクラ栓、フィルム等（図示
略）を取付けて塞いでおく。
全体に、含浸樹脂としてのエポキシ樹脂を付着させたカ
ーボン繊維をヘリカル巻き及びフープ巻きし、エポキシ
樹脂が硬化していない状態のＦＲＰ補強層８を形成す
る。このとき、ライナー２とＦＲＰ補強層８との間は密
着しており、隙間は無い。なお、左側の口金７の注入口
２４及びエア抜き孔２５には、エポキシ樹脂が流入して
閉鎖するのを防ぐため、メクラ栓、フィルム等（図示
略）を取付けて塞いでおく。
【００２５】 ライナー２及びＦＲＰ補強層８を例え
ば約８５℃の恒温槽（図示略）に入れ、該ＦＲＰ補強層
８のエポキシ樹脂を加熱硬化させる。このエポキシ樹脂
の加熱硬化時には、恒温層から与えられる熱と、エポキ
シ樹脂の硬化反応による自己発熱とにより、ライナー２
も１５０℃程度に付随的に加熱される。このとき、ポリ
エチレン樹脂製のライナー２は、線膨張係数が１．５×
１０-5／℃程度と大きい一方、エポキシ樹脂が硬化する
前のＦＲＰ補強層８のカーボン繊維によって、熱膨張が
制止されるため、１５０℃程度での硬化熱で塑性変形
（形状が賦形）された形となり、ライナー２とＦＲＰ補
強層８との間は、まだ密着している。
ば約８５℃の恒温槽（図示略）に入れ、該ＦＲＰ補強層
８のエポキシ樹脂を加熱硬化させる。このエポキシ樹脂
の加熱硬化時には、恒温層から与えられる熱と、エポキ
シ樹脂の硬化反応による自己発熱とにより、ライナー２
も１５０℃程度に付随的に加熱される。このとき、ポリ
エチレン樹脂製のライナー２は、線膨張係数が１．５×
１０-5／℃程度と大きい一方、エポキシ樹脂が硬化する
前のＦＲＰ補強層８のカーボン繊維によって、熱膨張が
制止されるため、１５０℃程度での硬化熱で塑性変形
（形状が賦形）された形となり、ライナー２とＦＲＰ補
強層８との間は、まだ密着している。
【００２６】その後、ライナー２及びＦＲＰ補強層８が
室温まで冷却するとき、前記の通り線膨張係数が大きい
ライナー２は大きく収縮する一方、カーボン繊維＋エポ
キシ樹脂製のＦＲＰ補強層８は、カーボン繊維のマイナ
スの線膨張係数に影響されて、冷却とともに全長が約４
ｍｍ伸びる。この収縮差によりライナー２とＦＲＰ補強
層８との間には、図４に示すように隙間１９が生じる。
室温まで冷却するとき、前記の通り線膨張係数が大きい
ライナー２は大きく収縮する一方、カーボン繊維＋エポ
キシ樹脂製のＦＲＰ補強層８は、カーボン繊維のマイナ
スの線膨張係数に影響されて、冷却とともに全長が約４
ｍｍ伸びる。この収縮差によりライナー２とＦＲＰ補強
層８との間には、図４に示すように隙間１９が生じる。
【００２７】この収縮差はライナー２の長手方向で大き
く累積されるから、隙間１９もこの長手方向で大きくな
る。本実施形態では、前記の通りロックナット１５の拡
径するテーパ面とＦＲＰ補強層８との間がアンダーカッ
ト部となって係止し、該ＦＲＰ補強層８に対してライナ
ー２が図４で左側へ引き込まれないため、右側の端壁部
４の中心部とＦＲＰ補強層８との間には隙間が生じず、
その分、左側の端壁部５とＦＲＰ補強層８との間に隙間
１９が片寄りして大きく生じるようになっている。ま
た、ライナー２が収縮するとき、左側の口金７はＦＲＰ
補強層８に対してずれ動き（ボス部２１の外周面が縮径
するテーパ面であれば非常にずれやすい。）、ずれ動い
た後は、注入口２４及びエア抜き孔２５がちょうど隙間
１９に開口して連通するように位置決めされている。
く累積されるから、隙間１９もこの長手方向で大きくな
る。本実施形態では、前記の通りロックナット１５の拡
径するテーパ面とＦＲＰ補強層８との間がアンダーカッ
ト部となって係止し、該ＦＲＰ補強層８に対してライナ
ー２が図４で左側へ引き込まれないため、右側の端壁部
４の中心部とＦＲＰ補強層８との間には隙間が生じず、
その分、左側の端壁部５とＦＲＰ補強層８との間に隙間
１９が片寄りして大きく生じるようになっている。ま
た、ライナー２が収縮するとき、左側の口金７はＦＲＰ
補強層８に対してずれ動き（ボス部２１の外周面が縮径
するテーパ面であれば非常にずれやすい。）、ずれ動い
た後は、注入口２４及びエア抜き孔２５がちょうど隙間
１９に開口して連通するように位置決めされている。
【００２８】 これらの注入口２４及びエア抜き孔２
５に取付けておいた前記メクラ栓、フィルム等（図示
略）を除去し、図６に示すように、口金７を上にすると
ともに注入口２４側にやや傾けるようにして、ライナー
２及びＦＲＰ補強層８を立てる。この口金７の雌ネジ部
２３に注入部材３０を螺合して接続する。注入部材３０
は、図５に示すように、口金７の内周に入り込むブッシ
ュ部３１と、口金７の端面に当接するフランジ部３２と
を備え、フランジ部３２の端面からブッシュ部３１をＬ
字状に貫いて注入口２４に連通し得る注入路３３と、フ
ランジ部３２の端面からブッシュ部３１をＬ字状に貫い
てエア抜き孔２５に連通し得るエア抜き路３４とが形成
されている。
５に取付けておいた前記メクラ栓、フィルム等（図示
略）を除去し、図６に示すように、口金７を上にすると
ともに注入口２４側にやや傾けるようにして、ライナー
２及びＦＲＰ補強層８を立てる。この口金７の雌ネジ部
２３に注入部材３０を螺合して接続する。注入部材３０
は、図５に示すように、口金７の内周に入り込むブッシ
ュ部３１と、口金７の端面に当接するフランジ部３２と
を備え、フランジ部３２の端面からブッシュ部３１をＬ
字状に貫いて注入口２４に連通し得る注入路３３と、フ
ランジ部３２の端面からブッシュ部３１をＬ字状に貫い
てエア抜き孔２５に連通し得るエア抜き路３４とが形成
されている。
【００２９】注入路３３に漏斗状の注入ホッパ３５を接
続し、エア抜き路３４にホース３６を介して真空ポンプ
３７を接続する。注入ホッパ３５に溶融状態のエラスト
マー材料３８を供給するとともに、真空ポンプ３７を作
動させてエア抜き路３４及びエア抜き孔２５を経て隙間
１９を減圧すると、エラストマー材料３８は注入路３３
及び注入口２４を経て隙間１９に注入・充填され、注入
層９が形成される。このとき、前記の通り隙間１９が端
壁部５とＦＲＰ補強層８との間に片寄りして大きくなっ
ているので、注入しやすい。この注入層９が冷却硬化す
れば、圧力容器１が完成する。
続し、エア抜き路３４にホース３６を介して真空ポンプ
３７を接続する。注入ホッパ３５に溶融状態のエラスト
マー材料３８を供給するとともに、真空ポンプ３７を作
動させてエア抜き路３４及びエア抜き孔２５を経て隙間
１９を減圧すると、エラストマー材料３８は注入路３３
及び注入口２４を経て隙間１９に注入・充填され、注入
層９が形成される。このとき、前記の通り隙間１９が端
壁部５とＦＲＰ補強層８との間に片寄りして大きくなっ
ているので、注入しやすい。この注入層９が冷却硬化す
れば、圧力容器１が完成する。
【００３０】本実施形態の圧力容器１によれば、合成樹
脂製のライナー２とＦＲＰ補強層８との間に生じた隙間
１９を注入層９で埋めることにより、ＣＮＧを充填した
ときのライナー２の伸びを実質的に無くすことができ、
もってライナー２の耐久性を高め、低温時でも問題が起
きないようにできる。しかも、注入層９が注入・硬化後
も弾性を保つエラストマーで形成されているので、注入
層９が衝撃に対するクッションとして働き、保護機能を
付与することができる。
脂製のライナー２とＦＲＰ補強層８との間に生じた隙間
１９を注入層９で埋めることにより、ＣＮＧを充填した
ときのライナー２の伸びを実質的に無くすことができ、
もってライナー２の耐久性を高め、低温時でも問題が起
きないようにできる。しかも、注入層９が注入・硬化後
も弾性を保つエラストマーで形成されているので、注入
層９が衝撃に対するクッションとして働き、保護機能を
付与することができる。
【００３１】次に、図７〜図８に一部を示す第二実施形
態の圧力容器４１は、左側の口金７の構造においてのみ
第一実施形態と相違するものである。この口金７のフラ
ンジ部２２の外周縁と、フランジ部２２の複数の回り止
め孔２６とは、ライナー２の収縮方向に対して抜けやす
い非アンダーカット状のテーパ面になっている。一方、
ボス部２１の外周面は、ＦＲＰ補強層８に対してアンダ
ーカット部となって係止するように、左端ほど拡径する
テーパ面となっている。ボス部２１の内底部には注入用
ネジ孔２７とエア抜き用ネジ孔２８とが貫設されてい
る。
態の圧力容器４１は、左側の口金７の構造においてのみ
第一実施形態と相違するものである。この口金７のフラ
ンジ部２２の外周縁と、フランジ部２２の複数の回り止
め孔２６とは、ライナー２の収縮方向に対して抜けやす
い非アンダーカット状のテーパ面になっている。一方、
ボス部２１の外周面は、ＦＲＰ補強層８に対してアンダ
ーカット部となって係止するように、左端ほど拡径する
テーパ面となっている。ボス部２１の内底部には注入用
ネジ孔２７とエア抜き用ネジ孔２８とが貫設されてい
る。
【００３２】本実施形態の圧力容器４１は、第一実施形
態における前記工程〜と基本的には同様の工程を経
て製造されるが、次の点において相違している。
態における前記工程〜と基本的には同様の工程を経
て製造されるが、次の点において相違している。
【００３３】前記工程〜工程においては、図７に示
すように、注入用ネジ孔２７とエア抜き用ネジ孔２８に
樹脂等が付着しないようメクラネジ２９を螺合してお
く。
すように、注入用ネジ孔２７とエア抜き用ネジ孔２８に
樹脂等が付着しないようメクラネジ２９を螺合してお
く。
【００３４】前記工程の冷却時にライナー２が収縮す
るとき、左側の口金７はボス部２１がＦＲＰ補強層８に
対してアンダーカット部となって係止するとともに、フ
ランジ部２２の外周縁とフランジ部２２の複数の回り止
め孔２６とは、ライナー２の収縮方向に対して抜けやす
いテーパ面になっているので、図８に示すように、口金
７とライナー２とは容易に離脱し、両者間に隙間１９が
生じる。
るとき、左側の口金７はボス部２１がＦＲＰ補強層８に
対してアンダーカット部となって係止するとともに、フ
ランジ部２２の外周縁とフランジ部２２の複数の回り止
め孔２６とは、ライナー２の収縮方向に対して抜けやす
いテーパ面になっているので、図８に示すように、口金
７とライナー２とは容易に離脱し、両者間に隙間１９が
生じる。
【００３５】前記工程のエラストマー材料３８の注入
・充填は、注入用ネジ孔２７及びエア抜き用ネジ孔２８
からメクラネジ２９を取り外し、注入用ネジ孔２７に注
入ホッパ３５を接続し、エア抜き用ネジ孔２８にホース
３６を介して真空ポンプ３７を接続し、その他は同様に
行う。注入部材３０は不要である。充填後に、注入用ネ
ジ孔２７及びエア抜き用ネジ孔２８にメクラネジ２９を
再度螺合する。
・充填は、注入用ネジ孔２７及びエア抜き用ネジ孔２８
からメクラネジ２９を取り外し、注入用ネジ孔２７に注
入ホッパ３５を接続し、エア抜き用ネジ孔２８にホース
３６を介して真空ポンプ３７を接続し、その他は同様に
行う。注入部材３０は不要である。充填後に、注入用ネ
ジ孔２７及びエア抜き用ネジ孔２８にメクラネジ２９を
再度螺合する。
【００３６】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）ライナー２をブロー成形により成形すること。 （２）ＣＮＧ以外の各種加圧物質の充填用の圧力容器と
して実施すること。例えば、ＬＮＧの場合、内圧は５０
ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、ＬＰＧの場合、内圧は３５ｋ
ｇ／ｃｍ2 程度であるから、前記実施形態より強度設計
は楽になり、容易に実施できる。
ものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 （１）ライナー２をブロー成形により成形すること。 （２）ＣＮＧ以外の各種加圧物質の充填用の圧力容器と
して実施すること。例えば、ＬＮＧの場合、内圧は５０
ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、ＬＰＧの場合、内圧は３５ｋ
ｇ／ｃｍ2 程度であるから、前記実施形態より強度設計
は楽になり、容易に実施できる。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の圧力容器及
びその製造方法によれば、加圧物質を充填したときのラ
イナーの伸びを実質的に無くすことができ、もってライ
ナーの耐久性を高め、低温時でも問題が起きないように
できる、という優れた効果を奏する。
びその製造方法によれば、加圧物質を充填したときのラ
イナーの伸びを実質的に無くすことができ、もってライ
ナーの耐久性を高め、低温時でも問題が起きないように
できる、という優れた効果を奏する。
【図１】本発明の第一実施形態に係る圧力容器の断面図
である。
である。
【図２】同圧力容器の回転成形されたライナーの断面図
である。
である。
【図３】同ライナーにＦＲＰ補強層を巻付形成した時の
断面図である。
断面図である。
【図４】同ＦＲＰ補強層を加熱硬化させてから、同ライ
ナー及びＦＲＰ補強層を冷却した時の断面図である。
ナー及びＦＲＰ補強層を冷却した時の断面図である。
【図５】同圧力容器の口金と注入部材とを示す斜視図で
ある。
ある。
【図６】同ライナーとＦＲＰ補強層との間の隙間に注入
層を形成する工程の斜視図である。
層を形成する工程の斜視図である。
【図７】第二実施形態に係る圧力容器のＦＲＰ補強層形
成時の左側の口金周辺を示す部分断面図である。
成時の左側の口金周辺を示す部分断面図である。
【図８】同圧力容器のライナー及びＦＲＰ補強層を冷却
した時の部分断面図である。
した時の部分断面図である。
【図９】従来の圧力容器の断面図である。
１ 圧力容器 ２ ライナー ７ 口金 ８ ＦＲＰ補強層 ９ 注入層 １９ 隙間 ２１ ボス部 ２２ フランジ部 ２３ 雌ネジ部 ２４ 注入口 ２５ エア抜き孔 ２７ 注入用ネジ孔 ２８ エア抜き用ネジ孔 ３０ 注入部材 ３１ ブッシュ部 ３２ フランジ部 ３３ 注入路 ３４ エア抜き路 ３５ 注入ホッパ ３６ ホース ３７ 真空ポンプ ３８ エラストマー材料
Claims (3)
- 【請求項１】 合成樹脂製のライナーと、前記ライナー
の外面を覆うＦＲＰ補強層と、前記ライナーとＦＲＰ補
強層との間に生じた隙間に注入材料を注入して形成され
た注入層とを備えた圧力容器。 - 【請求項２】 ライナーを合成樹脂により成形する工程
と、 前記ライナーの外面を覆うＦＲＰ補強層を巻付形成する
工程と、 前記ＦＲＰ補強層の含浸樹脂を加熱硬化させ、前記加熱
硬化後の冷却により前記ライナーとＦＲＰ補強層との間
に隙間を生じさせる工程と、 前記隙間に注入材料を注入して注入層を形成する工程と
を含む圧力容器の製造方法。 - 【請求項３】 前記注入材料が、注入後も弾性を保つ材
料である請求項１記載の圧力容器又は請求項２記載の圧
力容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9056940A JPH10231998A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 圧力容器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9056940A JPH10231998A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 圧力容器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231998A true JPH10231998A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=13041546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9056940A Withdrawn JPH10231998A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 圧力容器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10231998A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008164133A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Nippon Polyethylene Kk | 圧力容器及びその製造方法 |
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-
1997
- 1997-02-24 JP JP9056940A patent/JPH10231998A/ja not_active Withdrawn
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