JPH10274392A

JPH10274392A - 耐外圧性に優れたｆｒｐ圧力容器

Info

Publication number: JPH10274392A
Application number: JP8064597A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Kataoka; 保人片岡
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ＦＷにおけるライナーへの繊維の巻き付け時
の外圧に対抗できる剛性を有し、かつ軽量となるライナ
ーで構成される、安価なプラスチック製ライナーＦＲＰ
圧力容器、特に、液化石油ガス用に用いられるプラスチ
ック製ライナーＦＲＰ圧力容器を提供する。【解決手段】圧力容器のライナーの外周面にライナー
の円周方向に耐座屈補強溝をリング状に形成し、軸方向
にＦＲＰ圧力容器の胴端部（円筒部と球面の境）を超え
て耐座屈補強溝を形成してなるＦＲＰ圧力容器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐外圧性に優れた
ＦＲＰ圧力容器に関するもので、特には、液化石油ガス
に用いられるプラスチック製ライナーを有する耐外圧性
に優れたＦＲＰ圧力容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧力容器は液化石油ガス（ＬＰＧ）、圧
縮天然ガス（ＣＮＧ）等の燃料用、及び空気呼吸器等の
医療・防災用に用いられている。これら圧力容器には、
主に鋼製圧力容器が用いられてきた。しかしながら、鋼
製圧力容器は重く、これら圧力容器はしばしば運搬して
使用されるために、その軽量化が強く望まれてきた。こ
の要望に対する解決策として、ＦＲＰ（繊維強化プラス
チック）圧力容器が開発された。最初のＦＲＰ圧力容器
として、アルミ合金ライナーの外側をＦＲＰで補強した
圧力容器が開発された。この圧力容器は、鋼製圧力容器
に比較して１／３〜１／２程度に軽量化されている。し
かし、アルミ合金ライナーを製作するためのコストが高
いことが問題であった。このため、最近になって、ライ
ナーを比較的安価に製作できるプラスチック製ライナー
ＦＲＰ圧力容器（ライナーの外面にＦＲＰ層が積層され
てなるＦＲＰ圧力容器）が開発されている。

【０００３】このプラスチック製ライナーＦＲＰ圧力容
器は、図１０に示すように、プラスチック製ライナー、
ＦＲＰヘリカル層、ＦＲＰフープ層で構成されている。
プラスチック製ライナーは通常、ブロー成型法、回転成
型法でつくられる。また、ＦＲＰヘリカル層、フープ層
はＦＷ法（フィラメント・ワインディング法）でつくら
れる。ＦＷ法は、繊維束（繊維を数千本束ねたもの）に
樹脂を含浸させ、張力を作用させながら繊維束をプラス
チック製ライナーに順次巻き付けていく成型法である。

【０００４】ヘリカル層では繊維束は主に圧力容器軸方
向（長手方向）に巻き付けられ、圧力容器軸方向の補強
を、フープ層では繊維束は圧力容器周方向に巻き付けら
れ、圧力容器周方向の補強を担うことになる。ＦＷ法で
は、繊維束に張力を作用させながら巻き付けていくた
め、ＦＷ終了後には、プラスチックライナーに外圧力が
作用することになる。繊維束に作用させる張力は、応力
換算で２９．４ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｍｍ²）程度であ
る。強化繊維には、剛性の高いガラス繊維、炭素繊維や
ケブラー繊維が用いられている。

【０００５】このように、プラスチック製ライナーＦＲ
Ｐ圧力容器は強化繊維で強化され、さらに円筒型形状で
あるので、内圧に対して強い構造になっている。このプ
ラスチック製ライナーＦＲＰ圧力容器は、アルミ合金ラ
イナーＦＲＰ圧力容器とほぼ同等の軽量性（鋼製圧力容
器重量の１／３〜１／２）を有しており、アルミ合金ラ
イナーＦＲＰ圧力容器よりも安価に製造可能である。こ
のため、液化石油ガス（ＬＰＧ）、圧縮天然ガス（ＣＮ
Ｇ）等の燃料用、及び空気呼吸器等の医療・防災用に用
いられつつある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧力容器の
軽量化の要求は大きい。特に、ＬＰＧ用圧力容器は、Ｌ
ＰＧの供給者と需要者との間で運搬されて使用するもの
であり、取扱いの面から軽量化の要求が大きい。また、
ＬＰＧを自動車の燃料として使用される場合には、ＬＰ
Ｇ用圧力容器は自動車に積載されるので、省エネルギー
の観点からの軽量化の要求が高い。このため、軽量化の
ために用いられているプラスチック製ライナーＦＲＰ圧
力容器のさらなる軽量化への要求が高まりつつある。

【０００７】プラスチック製ライナーＦＲＰ圧力容器の
さらなる軽量化は、アルミ製圧力容器や鋼製圧力容器に
比べて、肉厚の厚いプラスチック製ライナーの肉厚を薄
くすることである。しかし、これ以上のライナーの肉厚
を薄くすることは、ＦＷにおいて、ライナーへの繊維の
巻き付け時にライナーが、座屈して所定の形状が得られ
ない問題がある。座屈の状態について、図１１に示す。
なお、プラスチックはアルミや鋼等の金属材料に比べて
剛性が低く、ＦＷ時のライナーの座屈を防止するため
に、ライナーの肉厚は６ｍｍ程度まで厚くしているのが
現状である。

【０００８】このため、このプラスチック製ライナーの
肉厚を薄くしたい場合、（イ）ＦＷにおけるライナーへ
の繊維の巻き付け圧（外圧）による座屈を防止するため
に、この外圧に対抗する内圧をライナーの内部に作用さ
せてＦＷ成型を行う方法がある（特開平５−２６３９４
号公報参照）。また、（ロ）プラスチック製ライナーの
外周に補強繊維シートで覆うことにより、ＦＷ時に必要
な剛性を確保してＦＷ成型を行う方法がある（特公平５
−８８６６５号公報参照）。

【０００９】しかしながら、（イ）の、ライナーの内に
内圧を作用させる方法は、常にライナー内部への内圧の
負荷や除去、圧力の調節が煩雑であり、さらにはＦＷ装
置に、このライナー内部への内圧を作用させる装置を増
設することによるコストアップも生ずることとなる。一
方、（ロ）のライナーの外周に補強繊維シートを覆う方
法は、製造工程を複雑にしてコストアップになるととも
に、新たに補強繊維シートを使用するために軽量化にも
に限界がある。

【００１０】他に、ＦＷ時ではなく、内圧に対する圧力
容器の強化策として以下の圧力容器が提案されている。
（ハ）ライナーの円筒部を円周方向に波状に加工し、こ
こに補強繊維入りの樹脂を充填し、圧力容器の外構体全
体にわたって長手方向の引張荷重抵抗手段が設けられた
プラスチック製ライナーＦＲＰ圧力容器（特開平５−１
６４２９５号公報参照）や、（ニ）圧力容器の外壁面、
内壁面のいずれか一方に断面形状が波状の構造として耐
圧力を向上させる金属製圧力容器である（実開平１−９
４７００号公報参照）。いずれも、内圧に対するもので
あり、外圧に対しては圧力容器の軸方向の強化は期待で
きないものである。

【００１１】そこで、本発明は上述の問題点を改善すべ
くなしたもので、その目的は、ＦＷにおけるライナーへ
の繊維の巻き付け時の外圧に対抗できる剛性を有し、か
つ軽量となるライナーで構成される、安価なプラスチッ
ク製ライナーＦＲＰ圧力容器、特に、液化石油ガス用に
用いられるプラスチック製ライナーＦＲＰ圧力容器を提
供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、ライナ
ーの外面にＦＲＰ層が積層されてなるＦＲＰ圧力容器に
おいて、ライナーの外周面に前記ライナーの円周方向と
軸方向に耐座屈補強溝を設けてなることを特徴とするも
のである。ライナーの外周面に前記ライナーの円周方向
と軸方向に耐座屈補強溝を設けることによって、圧力容
器の外圧に対する剛性および強度が向上する。

【００１３】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明の構成のうち、円周方向の耐座屈補強溝がリング
状に形成され、軸方向の耐座屈補強溝がＦＲＰ圧力容器
の胴端部（円筒部と球面の境）を超えて形成されてなる
ものである。円周方向の耐座屈補強溝をリング状に形成
し、軸方向の耐座屈補強溝をＦＲＰ圧力容器の胴端部を
超えて設けることによって、圧力容器のの全面で、圧力
容器の外圧に対する剛性および強度が向上する。

【００１４】また請求項３記載の発明は、請求項１又は
２記載の発明の構成のうち、耐座屈補強溝の深さをライ
ナーの肉厚の１〜２．５倍の範囲にし、耐座屈補強溝の
幅をライナーの肉厚の５〜１５倍の範囲にするものであ
る。耐座屈補強溝の深さをライナーの肉厚の１〜２．５
倍の範囲にし、耐座屈補強溝の幅をライナーの肉厚の５
〜１５倍の範囲にすることによって、圧力容器の外圧に
対する剛性および強度がさらに向上する。ライナーの肉
厚が２．５から４．５ｍｍの範囲のＦＲＰ圧力容器に適
用することが好ましい。

【００１５】また請求項４記載の発明は、請求項１又は
２又は３記載の発明の構成うち、円周方向の耐座屈補強
溝の間隔をライナー半径の０．５〜１．０倍の範囲にあ
り、軸方向の耐座屈補強溝がライナーの円周に等間隔で
３本以上設けられることによって、より効果的に圧力容
器の外圧に対する剛性および強度を改善するもので圧力
容器の胴部の直径が２００〜４００ｍｍで、ライナーの
肉厚が２．５から４．５ｍｍの範囲のＦＲＰ圧力容器に
適用することが好ましい。

【００１６】また請求項５記載の発明は、請求項１乃至
４のいずれかに記載の発明をライナーがプラスチック製
である液化石油ガス用ＦＲＰ圧力容器に用いる。軽量で
製造コストが低いプラスチック製ライナーＦＲＰ圧力容
器の重量をさらに軽くすることができる。ライナーに用
いるプラスチックは、一般にはポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン６、ナイ
ロン６６等）、ポリオエフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ
カーボネイト、ＡＢＳ樹脂等より選ばれる。特に、液化
石油ガスの場合にはポリエチレンやナイロンを用いるこ
とが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】前述した目的を達成するために、
発明者らは、圧力容器の外圧に対する剛性および強度を
向上させるために鋭意研究を行い本発明を完成した。圧
力容器のライナーの外周面にライナーの円周方向に耐座
屈補強溝をリング状に形成し、軸方向にＦＲＰ圧力容器
の胴端部（円筒部と球面の境）を超えて耐座屈補強溝を
形成することにより、圧力容器の外圧に対する剛性およ
び強度を向上させることができ、この結果、ライナーの
肉厚を薄くすることが可能となり、圧力容器の軽量化が
できるという知見を得て本発明を完成した。

【００１８】図１に示すように、圧力容器のライナーの
円周方向に凹状の溝３ａを設けることにより、ライナー
の円周方向の変形を拘束することになり、補強リブのよ
うな働きをする。この結果、ライナーの円周方向の剛性
および強度を向上させるものである。また、圧力容器の
ライナーの軸方向に凹状の溝３ｂを設けることにより、
同様に、ライナーの軸方向の剛性および強度を向上させ
る。このようなライナーの円周方向及び軸方向の剛性の
増加により、ＦＷ時の外圧に対する座屈強度が上昇する
ことになり、凹状の溝は座屈補強溝として働くとにな
る。この座屈強度の増加により、従来プラスチック製ラ
イナーＦＲＰ圧力容器のライナーよりもライナーの肉厚
をさらに薄くすることが可能となり、結果として容器重
量を軽量化することができる。

【００１９】まず、本発明に至った過程について説明す
る。最初に、プラスチック製ライナーの肉厚とプラスチ
ック製ライナーの座屈圧力との関係と、プラスチック製
ライナーの肉厚とＦＷ後の巻き締め圧（ＦＷ後にライナ
ーに負荷される巻き締め圧）との関係を説明する。図４
はプラスチック製ライナーの肉厚と、プラスチック製ラ
イナーの座屈圧力およびＦＷ後の巻き締め圧との関係を
示す図である。ＦＷ時のライナーへの繊維の巻き付け
は、通常、２９．４ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｍｍ²）の張力
で行われる。このときのプラスチックはポリエステル、
ナイロン等が相当する。

【００２０】図４に示されるように、プラスチック製ラ
イナーの肉厚の増加とともに、ライナーの座屈圧力は急
激に向上する。一方、ＦＷ後の巻き締め圧もプラスチッ
ク製ライナーの肉厚の増加ととも増加する。ライナーの
座屈圧力がＦＷ後の巻き締め圧より低い場合は、すなわ
ち、ライナーの肉厚が５ｍｍ以下では、プラスチック製
ライナーに座屈が生じ、圧力容器の所定の形状が保てな
くなる。このため、通常、肉厚が６ｍｍのプラスチック
製ライナーが使用されている。本発明では、プラスチッ
ク製ライナーの肉厚が５ｍｍ以下の領域でも、プラスチ
ック製ライナーの座屈圧力をＦＷ後の巻き締め圧より高
くすることにより、ＦＲＰ圧力容器の軽量化を図るもの
である。

【００２１】次に、ＦＲＰ圧力容器に用いる、耐座屈補
強溝の形状について検討した結果を図２、５、６により
説明する。図２は本発明のＦＲＰ圧力容器のライナーを
軸方向に切断したときの耐座屈補強溝の形状を示す図で
ある。図５は座屈圧力と、耐座屈補強溝の深さＨとライ
ナーの肉厚ｔとの比（Ｈ／ｔ）との関係を示す図であ
り、図６は座屈圧力と，耐座屈補強溝の幅Ｂとライナー
の肉厚ｔとの比（Ｂ／ｔ）との関係を示す図である。こ
れらは、ＬＰＧ用圧力容器（５０リットル）ライナ−外
径３１０ｍｍ、肉厚３ｍｍ（従来の１／２）、容器高さ
約７５０ｍｍ、胴部長さ４８０ｍｍを想定したものであ
る。

【００２２】まず、図２に示すように、耐座屈補強溝の
幅Ｂ＝２５ｍｍ、軸方向の耐座屈補強溝間の間隔Ｌ＝１
００ｍｍ、ライナーの肉厚ｔ＝３ｍｍ一定として、耐座
屈補強溝の深さＨを変化させて、ＦＲＰ圧力容器の座屈
圧力を有限要素法により求めた。この結果を図５に示
す。

【００２３】図５に示されるように、ＦＲＰ圧力容器の
円周方向の座屈圧力は、Ｈ／ｔ比が増加するとともに増
加し、一方、軸方向の座屈圧力はＨ／ｔ比が増加すると
ともに減少している。これは、円周方向の座屈圧力の増
加は、耐座屈補強溝の深さＨが増加すると、円周方向の
曲げ剛性が増加するためである。一方、軸方向の座屈圧
力の減少は、耐座屈補強溝の深さＨが増加すると、軸方
向での曲げ変形が生じやすくなるためである。図５よ
り、プラスチック製のライナーの肉厚が３ｍｍの場合の
ＦＷ後の巻締め圧（図では一点鎖線）以上の領域になる
のは、Ｈ／ｔ比が１〜２．５であることが判明した。

【００２４】また、図２に示すように、耐座屈補強溝の
深さＨ＝５ｍｍ、軸方向の耐座屈補強溝間の間隔Ｌ＝１
００ｍｍ、ライナーの肉厚ｔ＝３ｍｍ一定として、耐座
屈補強溝の幅Ｂを変化させて、ＦＲＰ圧力容器の座屈圧
力を有限要素法により求めた。この結果を図６に示す。

【００２５】図６に示されるように、ＦＲＰ圧力容器の
座屈圧力は、Ｂ／ｔ比との関係で極大値を持つことが判
明した。これは、耐座屈補強溝の幅Ｂが小さいと、ライ
ナーの平坦部の比率が大きいので曲がりやすくなりな
り、曲げ剛性が低下する。そして、耐座屈補強溝の幅Ｂ
の増加とともに曲げ剛性が向上して座屈圧力が増加す
る。しかしながら、さらに耐座屈補強溝の幅Ｂが増加す
ると、耐座屈補強溝の深さＨに比べて耐座屈補強溝の幅
Ｂが大きくなることにより、耐座屈補強溝が補強材とし
ての役割を果たさなくなり、ライナーが変形しやすくな
ってくる。このため、耐座屈補強溝の深さＨと幅Ｂのと
間には最適な値が存在し、この値を超えると座屈圧力が
減少することになる。図６より、プラスチック製のライ
ナーの肉厚が３ｍｍの場合のＦＷ後の巻締め圧（図では
一点鎖線）以上の領域になるのは、Ｂ／ｔ比が５〜１５
であることが判明した。なお、図５、図６は円周方向に
設けられた耐座屈補強溝（図２）を説明したが、軸方向
に設けられ耐座屈補強溝（図３）についても同様の考え
かたが成り立つ。

【００２６】さらに、円周方向の耐座屈補強溝間の間隔
Ｌの影響について検討した結果を、図７〜９に示す。図
２に示すように、耐座屈補強溝の深さＨ＝５ｍｍ、耐座
屈補強溝の幅Ｂ＝２５ｍｍ、一定として、軸方向の耐座
屈補強溝間の間隔Ｌを変化させて、ライナーの肉厚が、
ｔ＝２，３、４ｍｍについてＦＲＰ圧力容器の座屈圧力
を有限要素法により求めた。この結果を図７〜９に示
す。

【００２７】図７〜９に示されるように、耐座屈補強溝
間の間隔Ｌの増加とともに、座屈圧力は減少している。
ＦＷ後の巻締め圧（図では一点鎖線）以上になる領域
は、ライナーの肉厚ｔが２ｍｍ（従来の１／３）場合は
約７５ｍｍ（ライナー半径の約０．５倍）、３ｍｍ（従
来の１／２）場合は約１５０ｍｍ（ライナー半径の約
１．０倍）、４ｍｍ（従来の２／３）の場合約２７０ｍ
ｍ（ライナー半径の約１．５倍）となることが判明し
た。

【００２８】また、軽量のためにライナ−の肉厚は薄い
程よいが、ライナーはガスの透過バリヤとしての肉厚だ
け必要である。プラスチックライナーを用いる場合は、
ＬＰＧ等の可燃性ガスでは、ライナ−の肉厚ｔは２．５
ｍｍ程度必要とすることを考慮すると、ライナーの肉厚
が２．５から４．５ｍｍの範囲にあれば円周方向の耐座
屈補強溝の間隔はライナー半径の０．５〜１．０倍の範
囲にあればよい。肉厚が４．５ｍｍを超えると軽量化の
効果がすくない。このとき、軸方向の耐座屈補強溝がラ
イナーの円周に等間隔で３本以上設けられておれば、所
定ＦＷ後の巻締め圧を超える座屈圧力を有することにな
る。

【００２９】なお、プラスチックライナーを用いる場合
は、ガスの透過バリヤ改善のため、低ガス透過率のプラ
スチックとの複層化、ブロー成形時にフッ素ガスによる
ライナー内面のフッ素化処理や、金属メッキをすること
ができる。さらに、ライナー外面をアルミニューム等の
金属箔で覆うこともできる。これにより、ライナーの肉
厚をさらに薄くでき、軽量化をさらに実施できる。

【００３０】

【実施例】さらに、本発明の実施例を、図示例とともに
説明する。図１は、本発明の実施例のＦＲＰ圧力容器の
外観およびとライナーとＦＲＰ層の構成を示す図であ
り、図２はＦＲＰ圧力容器のライナーを軸方向に切断し
たときの耐座屈補強溝の形状を示す図であり、図３は円
周方向に切断したときの耐座屈補強溝の形状を示す図で
ある。

【００３１】本発明の実施例は、対象容器は一般家庭用
のＬＰＧ用５０リットル圧力容器（外半径３１０ｍｍ、
高さ７５０ｍｍ）である。ライナーは高密度ポリエチレ
ンを素材として回転成形で成形した。ライナーの肉厚は
３ｍｍと４ｍｍとした。このとき、凹状の座屈補強溝に
対応する凸部をあらかじめ回転成型用金型に設けておい
た。比較例として、従来のＬＰＧ用プラスチックライナ
ーＦＲＰ圧力容器はライナーの肉厚を６ｍｍとし、同じ
く溝なしのライナーを回転成形で成形した。

【００３２】座屈補強溝の形状は、図２、３に示すよう
に、座屈補強溝の深さＨを５ｍｍ、幅Ｂを２５ｍｍとし
た。座屈補強溝の配設方法は、ライナーの肉厚が３ｍｍ
の場合は、円周方向の座屈補強溝を、座屈補強溝の間隔
Ｌを１００ｍｍ（ライナーの半径の０．６５倍）にリン
グ状に配設した。一方、軸方向の座屈補強溝はライナー
の軸方向に、ライナーの円周に９０°の等間隔で４本設
けた。ライナーの肉厚が４ｍｍの場合は、円周方向の座
屈補強溝を、座屈補強溝の間隔Ｌを１５０ｍｍ（ライナ
ーの半径の０．９９倍）にリング状に配設した。一方、
軸方向の座屈補強溝はライナーの軸方向に、ライナーの
円周に９０°の等間隔で４本設けた。なお、前記軸方向
座屈補強溝はいずれも、圧力容器の胴端部を超えて形成
している。また、軸方向の座屈補強溝と円周方向の座屈
補強溝は図１のように、交差した構成になっているが、
座屈補強溝の働きには特に悪影響を与えない。

【００３３】次に、破壊圧力６５気圧として設計して、
ライナー上にＦＲＰ層を図１０のよう、ガラス繊維で強
化されたされたＦＲＰヘリカル層（厚さ：０．６ｍｍ）
とＦＲＰフープ層（厚さ：１．０ｍｍ）を形成する。前
記実施例と比較例のライナ−にエポキシ樹脂を含浸した
ガラス繊維を巻込んで上記形状にＦＷ成形し、その後硬
化処理を行った。

【００３４】実施例と比較例のライナ−を用いたプラス
チック製ライナ−ＦＲＰ圧力容器はには、ＦＷ成形時、
ＦＷ成形後の両方で座屈等の変形は見られなかった。さ
らに、これらプラスチック製ライナ−ＦＲＰ圧力容器の
耐圧試験も実施したが、いずれの圧力容器も破壊圧力と
して、基準で定められた６．４ＭＰａ（６５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）以上を示し、本発明のライナーの凹状の座屈補強
溝が圧力容器の耐圧性能に悪影響を及ぼすことは無かっ
た。

【００３５】ＦＷ成型後、ライナー肉厚６ｍｍの従来容
器の重量を計測すると７ｋｇであった。これに対して、
本発明による容器の重量を計測したところ、ライナー肉
厚３ｍｍの容器は４ｋｇ、ライナー肉厚４ｍｍの容器は
５ｋｇであり、従来容器に比較して大幅な軽量化が可能
となった。

【００３６】ＦＷ成形時に、ライナーの凹状の座屈補強
溝が存在することにより、ヘリカル層の繊維束角度によ
っては繊維束が凹状角部に引っかかる場合がある。この
引っかかりを防止するためには、凹状座屈補強溝を予め
樹脂で埋めた後にＦＷ成型を実施することができる。

【００３７】以上の本発明の実施例は、プラスチック製
のライナーを用い、ＬＰＧ用圧力容器の実施例を中心に
説明したが、上述の実施例によって制限されるものでは
ない。すなわち、本発明は、金属製のライナーや、ＬＰ
Ｇ用圧力容器以外の圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の燃料
用、及び空気呼吸器等の医療・防災用の高圧（最高使用
圧力が１９．６Ｍａ（２００ｋｇｆ／ｃｍ²）程度の圧
力）の圧力容器に適用できるものである。なお、高圧タ
イプのＦＲＰ圧力容器では、容器の重量を約１０〜２０
％程度軽量化できる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明したように、ライナーに凹状
の座屈補強溝を設けることにより、従来の圧力容器のラ
イナーよりも薄い肉厚のライナーで、外圧に対して同等
の座屈強度を確保することができる。このためライナー
を薄くすることができ、従来のプラスチックライナー容
器に比較して、ライナーが薄くできるので容器を軽量化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＲＰ圧力容器の外観およびとライナ
ーとＦＲＰ層の構成を示す図である。

【図２】本発明のＦＲＰ圧力容器のライナーを軸方向に
切断したときの耐座屈補強溝の形状を示す図である。

【図３】本発明のＦＲＰ圧力容器のライナーを円周方向
に切断したときの耐座屈補強溝の形状を示す図である。

【図４】プラスチック製ライナーの肉厚と、プラスチッ
ク製ライナーの座屈圧力およびＦＷ後の巻き締め圧との
関係を示す図である。

【図５】座屈圧力と、耐座屈補強溝の深さＨとライナー
の肉厚ｔとの比（Ｈ／ｔ）との関係を示す図である。

【図６】座屈圧力と，耐座屈補強溝の幅Ｂとライナーの
肉厚ｔとの比（Ｂ／ｔ）との関係を示す図である。

【図７】座屈圧力と、耐座屈補強溝の間隔Ｌとの関係を
示す図である（ライナーの肉厚ｔが２ｍｍの場合）。

【図８】座屈圧力と、耐座屈補強溝の間隔Ｌとの関係を
示す図である（ライナーの肉厚ｔが３ｍｍの場合）。

【図９】座屈圧力と、耐座屈補強溝の間隔Ｌとの関係を
示す図である（ライナーの肉厚ｔが４ｍｍの場合）。

【図１０】従来のＦＲＰ圧力容器の断面の構成を示す図
である。

【図１１】円筒の座屈状態を示す図であり、図ａは横方
向からみた座屈状態を示し。図ｂは断面の座屈状態を示
し図である。

【符号の説明】

１：ＦＲＰ圧力容器２：圧力容器本体３：耐座屈補強溝３ａ：円周方向の耐座屈補強溝３ｂ：軸方向の耐座屈補強溝４：ＦＲＰ層５：プラスチック製ライナー６：頭部鏡部７：胴部８：底鏡部９：付属品取付け部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ライナーの外面にＦＲＰ層が積層されて
なるＦＲＰ圧力容器において、前記ライナーの外周面に前記ライナーの円周方向と軸方
向に耐座屈補強溝を設けてなることを特徴とする耐外圧
性に優れたＦＲＰ圧力容器。
【請求項２】前記円周方向の耐座屈補強溝はリング状
に形成され、前記軸方向の耐座屈補強溝はＦＲＰ圧力容
器の胴端部（円筒部と球面の境）を超えて形成されてな
る請求項１記載の耐外圧性に優れたＦＲＰ圧力容器。
【請求項３】前記耐座屈補強溝の深さがライナーの肉
厚の１〜２．５倍の範囲であり、前記耐座屈補強溝の幅
がライナーの肉厚の５〜１５倍の範囲である請求項１又
は２記載の耐外圧性に優れたＦＲＰ圧力容器。
【請求項４】前記円周方向の耐座屈補強溝の間隔がラ
イナー半径の０．５〜１．０倍の範囲にあり、前記軸方
向の耐座屈補強溝がライナーの円周に等間隔で３本以上
設けられてなる請求項１又は２又は３記載の耐外圧性に
優れたＦＲＰ圧力容器。
【請求項５】前記ライナーがプラスチック製である液
化石油ガス用の請求項１乃至４のいずれかに記載の耐外
圧性に優れたＦＲＰ圧力容器。