JPH1182887A - Pressure vessel - Google Patents

Pressure vessel

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JPH1182887A
JPH1182887A JP26099597A JP26099597A JPH1182887A JP H1182887 A JPH1182887 A JP H1182887A JP 26099597 A JP26099597 A JP 26099597A JP 26099597 A JP26099597 A JP 26099597A JP H1182887 A JPH1182887 A JP H1182887A
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JP
Japan
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liner
pressure vessel
flange portion
sealing material
pressure valve
Prior art date
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Application number
JP26099597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Shimojima
伸吾 下島
Yasuhiro Nishimura
保宏 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten the reliability of an airtight seal between a synthetic resin liner and a metal mouthpiece in a pressure vessel. SOLUTION: In a pressure vessel provided with a synthetic resin liner 2 and a metal mouthpiece body 10, the mouthpiece body 10 is so disposed that a boss part 11 pierces the liner 2 and that a flange part 12 is positioned on the inner surface side of the liner 2. An air hole 19 with one end communicating with the inside of the liner 2 and with the other end opened to a liner facing face 12a of the flange part 12 is formed in the flange part 12. The liner facing face 12a is additionally provided with an air pressure valve 26 of annular plate shape so as to cover the other end opening of the air hole 19, and the liner facing face 12a is additionally provided with an elastic sealant 18 of annular plate shape so as to cover the air pressure valve 26. The elastic sealant 18 is pressed hard to the inner surface of the liner 2 by the internal pressure of charged compressed natural gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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に関するものであ
る。
The present invention relates to various compressed gases such as CNG (compressed natural gas), LNG (liquefied natural gas), and LNG.
The present invention relates to a pressure vessel for filling various liquefied gases such as PG (liquefied petroleum gas) and other various pressurized substances.

【0002】[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
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63
とを合成樹脂により一体形成してなる。ライナー61に
継目なしが要求される場合、ライナー成形方法は回転成
形又はブロー成形に限定される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a CNG pressure vessel 60,
As shown in FIG. 9, a liner 61 made of a synthetic resin that does not allow CNG to permeate, and an outer FRP (fiber reinforced resin) reinforcing layer 65 that enhances pressure resistance and satisfies a pressure resistance standard of 600 kg / cm 2 is considered. The weight is reduced by sharing the roles of both layers. The liner 61 has a cylindrical peripheral wall portion 62 and a curved end wall portion 63 closing both ends thereof.
Are integrally formed of a synthetic resin. When a seamless liner is required for the liner 61, the liner molding method is limited to rotational molding or blow molding.

【0003】一方の端壁部63の中心部には、配管接続
用のジョイント(図示略)を接続するための金属製の口
金70が取付けられている。口金70は、ライナー61
を貫通するボス部71と、ボス部71の内端側外周に突
設されたフランジ部72と、ボス部71の内周に螺合さ
れた締付部材73とからなる。ライナー61が口金70
に接着成形されることにより、両者61,70間の気密
シールを図っている。また、ボス部71の内周には段部
74があり、該段部74に回り込んだライナー61の端
部を締付部材73で締付けることにより、気密シールの
向上を図っている。
[0003] At the center of one end wall 63, a metal base 70 for connecting a joint (not shown) for pipe connection is attached. The base 70 has a liner 61.
, A flange 72 protruding from the inner periphery of the boss 71, and a fastening member 73 screwed to the inner periphery of the boss 71. Liner 61 is base 70
The airtight seal between the two 61 and 70 is achieved by being adhesively molded. Further, a step 74 is provided on the inner periphery of the boss 71, and the end of the liner 61 wrapping around the step 74 is fastened by a fastening member 73 to improve the airtight seal.

【0004】前記ライナー61を回転成形するには、ま
ず、図10に一部を示すように、金型66に口金70を
セットし、金型66を炉(図示略)により加熱する。6
8は口金70のメクラ栓である。金型66を回転させな
がらその内部にポリエチレン又はナイロンの合成樹脂パ
ウダーを投入し、該合成樹脂パウダーを金型66及びフ
ランジ部72の内面に付着させて溶融させ、ライナー6
1を回転成形する。ライナー61が冷却により硬化した
ら、口金70付きのライナー61を脱型して、図9に示
すように、段部74に回り込んだライナー61の端部を
精密に切削加工して仕上げた後、締付部材73で締付け
る。ライナー61の外周にガラス繊維をヘリカル巻き及
びフープ巻きし、エポキシ樹脂で含浸固定することによ
りFRP補強層65を形成すれば、圧力容器60が完成
する。
In order to rotationally mold the liner 61, first, as shown in FIG. 10, a die 70 is set in a mold 66, and the mold 66 is heated by a furnace (not shown). 6
Reference numeral 8 denotes a plug of the base 70. While rotating the mold 66, a polyethylene or nylon synthetic resin powder is charged into the inside thereof, and the synthetic resin powder is adhered to the mold 66 and the inner surface of the flange portion 72 to be melted.
1 is rotationally molded. When the liner 61 is hardened by cooling, the liner 61 with the base 70 is removed from the mold, and as shown in FIG. It is tightened by the tightening member 73. When the FRP reinforcing layer 65 is formed by helically winding and hoop winding glass fiber around the outer periphery of the liner 61 and impregnating and fixing the same with an epoxy resin, the pressure vessel 60 is completed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記圧力容器
60においては、ライナー61の回転成形時における合
成樹脂の圧力が小さいことや、該ライナー61に使用す
るポリエチレン又はナイロンが金属製の口金70との接
着性に欠け、後述する回転成形後の材料収縮差により接
着面が剥離するおそれがあることや、締付部材73によ
るライナー61の締付け部分がわずかしかなく締め代の
加減が難しいこと等により、ライナー61と口金70と
の間の気密シールの信頼性に欠けていた。
However, in the pressure vessel 60, the pressure of the synthetic resin during the rotational molding of the liner 61 is low, and the polyethylene or nylon used for the liner 61 is made of metal. Lack of adhesiveness, the adhesive surface may be peeled off due to a difference in material shrinkage after rotational molding described later, and the tightening portion of the liner 61 by the tightening member 73 is so small that it is difficult to adjust the interference. However, the reliability of the hermetic seal between the liner 61 and the base 70 was lacking.

【0006】また、合成樹脂製のライナー61の熱膨張
率は金属製の口金70の熱膨張率より一桁大きいため、
ライナー61のうちのフランジ部72に付着した部分に
は、回転成形後の冷却における大きな温度落差により、
フランジ部72との大きな材料収縮差が生じ、引張方向
の残留歪・残留応力が内在される。このため、圧力容器
60の使用時(特に低温での使用時)において、気温の
変化による温度差が繰返しかかると、図11に示すよう
に、ライナー61の同部分にクラック67が発生するお
それがあり、該クラック67は気密シールを実質的に失
わせるという問題があった。
Further, since the thermal expansion coefficient of the liner 61 made of synthetic resin is one order of magnitude larger than the thermal expansion coefficient of the metal base 70,
The part of the liner 61 attached to the flange part 72 has a large temperature drop in cooling after rotational molding,
A large difference in material shrinkage from the flange 72 occurs, and residual strain and residual stress in the tensile direction are inherent. For this reason, when the pressure vessel 60 is used (especially when used at a low temperature), if a temperature difference due to a change in air temperature is repeated, a crack 67 may be generated in the same portion of the liner 61 as shown in FIG. In some cases, the crack 67 has a problem that the hermetic seal is substantially lost.

【0007】また、回転成形時に段部74に回り込んだ
ライナー61の端部は、そのままでは形状精度が低く、
締付部材73で緊密に締付けられないので、該端部を精
密に切削加工する必要があった。また、その際の切削屑
はどうしてもライナー61内に入るため、面倒な除去作
業が必要になるという問題もあった。
Also, the end of the liner 61 that has wrapped around the step 74 during rotational molding has low shape accuracy as it is,
Since it is not tightly tightened by the tightening member 73, it is necessary to precisely cut the end. In addition, there is also a problem that since the cutting chips at that time always enter the liner 61, a troublesome removal operation is required.

【0008】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金属製の口金との間の気密シールの
信頼性を高めることができる圧力容器を提供することに
ある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a pressure vessel which can improve the reliability of an airtight seal between a synthetic resin liner and a metal base.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る圧力容器は、合成樹脂製のライナー
と、筒状のボス部及び該ボス部の外周に突設されたフラ
ンジ部を含む口金本体とを備え、ボス部がライナーを貫
通するとともにフランジ部がライナーの内面側に位置す
るように口金本体が配設される圧力容器であって、フラ
ンジ部に一端がライナーの内部に連通し他端がフランジ
部のライナー向き面に開口する通気孔を形成し、フラン
ジ部のライナー向き面に通気孔の他端開口を覆うように
環板状の気圧バルブを添設し、フランジ部のライナー向
き面に気圧バルブを覆うように環板状の弾性シール材を
付設し、弾性シール材をライナーの内面に当接させたこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a pressure vessel according to the present invention comprises a liner made of synthetic resin, a cylindrical boss portion, and a flange portion projecting from the outer periphery of the boss portion. A pressure vessel in which the base body is disposed so that the boss portion penetrates the liner and the flange portion is located on the inner surface side of the liner, and one end of the flange portion is inside the liner. A communication hole is formed at the other end of the communicating portion, the opening being formed on the liner-facing surface of the flange portion. An annular sealing material is provided on the surface facing the liner so as to cover the air pressure valve, and the elastic sealing material is brought into contact with the inner surface of the liner.

【0010】さらに、次の手段(1)〜(4)を加える
ことが好ましい。 (1)気圧バルブのフランジ部向き面に環状溝を設ける
こと。 (2)気圧バルブの弾性シール材向き面に環状突条を設
けること。 (3)弾性シール材の内外周を気圧バルブより一回り大
きく設け、該気圧バルブよりはみ出した該弾性シール材
の内外周縁部をフランジ部のライナー向き面に接合する
こと。 (4)ボス部の外周に外挿されてライナーの外面に当接
するリングプレートを設け、リングプレートをライナー
を介してフランジ部に締付けること。
Further, it is preferable to add the following means (1) to (4). (1) An annular groove is provided on the surface of the air pressure valve facing the flange. (2) An annular ridge is provided on the surface of the pneumatic valve facing the elastic sealing material. (3) The inner and outer peripheries of the elastic sealing material are provided one size larger than the air pressure valve, and the inner and outer peripheries of the elastic sealing material protruding from the air pressure valve are joined to the liner-facing surface of the flange portion. (4) A ring plate is provided on the outer periphery of the boss portion and is in contact with the outer surface of the liner, and the ring plate is fastened to the flange portion via the liner.

【0011】気圧バルブは、厚さ0.1〜0.5mm程
度の金属板で形成したものが好ましく、さらに不錆性の
ステンレス鋼板等で形成したものが好ましい。弾性シー
ル材としては、シリコンゴム、EPDMゴム、フッ素ゴ
ム等の耐熱・耐ガス透過性ゴムや、硬化後も弾力性があ
る接着剤等を例示できる。
The pneumatic valve is preferably formed of a metal plate having a thickness of about 0.1 to 0.5 mm, and more preferably formed of a non-rusting stainless steel plate. Examples of the elastic sealing material include heat-resistant and gas-permeable rubbers such as silicon rubber, EPDM rubber, and fluorine rubber, and adhesives that have elasticity even after being cured.

【0012】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
形又はブロー成形が採用される。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。
The method of forming the liner is not particularly limited, but when a seamless liner is required, rotational molding or blow molding is employed. The synthetic resin for forming the liner is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene, nylon, polypropylene, ABS, saturated polyester, polyamide, polycarbonate, and the like, or a mixture of these with reinforcing fibers.

【0013】ライナーは、その外面全体をFRP補強層
等の補強層で覆われて補強されることが好ましい。FR
P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。
The liner is preferably reinforced by covering the entire outer surface thereof with a reinforcing layer such as an FRP reinforcing layer. FR
The material of the fiber for P is not limited to a specific material as long as it has a reinforcing property. Glass, carbon, poly-p-phenylene terephthalamide, nylon, polyethylene,
Examples include polyester and the like. Examples of the synthetic resin for impregnating and fixing the fibers include epoxy, vinyl ester, unsaturated polyester and the like.

【0014】[0014]

【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1〜図8を参照して説
明する。本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FRP補強層8とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a CNG pressure vessel will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the pressure vessel 1 of the present embodiment covers a liner 2 made of synthetic resin, bases 6 and 7 attached to end walls 4 on both sides of the liner 2, and the entire outer surface of the liner 2. And an FRP reinforcing layer 8 that reinforces the FRP.

【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。
As shown in FIG. 1, a liner 2 which forms an inner layer of a pressure vessel 1 has a cylindrical peripheral wall portion 3 and a curved end wall portion 4 closing both ends thereof, which are integrally formed by a polyethylene resin without a seam. It is molded. The dimensions of the liner 2 are, for example, 220 mm in inner diameter and 900 mm in inner dimension.

【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。
At the center of the right and left end walls 4, metal bases 6, 7 are attached. The base 6 on the right is
Joint attached to the end of CNG piping (not shown)
Is connected to the outside, and the base 7 on the left side is a side to which the joint is not connected.

【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の内面側に位置するフラン
ジ部12を含む金属製の口金本体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
とを備えている。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。
The right base 6 is a liner 2 (end wall 4).
A metal base body 10 including a cylindrical boss portion 11 penetrating through and a flange portion 12 protruding from the inner end side outer periphery of the boss portion 11 and located on the inner surface side of the liner 2, and an outer periphery of the boss portion 11 A ring plate 13 which is externally inserted and abuts against the outer surface of the liner 2 and a male screw portion 14 formed on the outer periphery of the outer end side of the boss portion 11 are screwed to the ring plate 13 via the liner 2 to the flange portion 12. Lock nut 15 to be tightened
And The CNG passage 16 is formed on the inner periphery of the boss 11, and a female thread 17 for connecting the joint is formed on the inner periphery on the outer end side.

【0018】フランジ部12には、一端が口金本体10
の内周に開口してライナー2の内部に連通し、他端がフ
ランジ部12のライナー向き面12aに開口する通気孔
19が、例えば120度間隔で3つ形成されている。フ
ランジ部12のライナー向き面12aには、通気孔19
の他端開口を覆うように環板状の気圧バルブ26が添設
され、さらに気圧バルブ26を覆うように環板状の弾性
シール材18が型成形により付設され、弾性シール材1
8がライナー2の内面に当接している。
One end of the flange portion 12 is
There are formed three vent holes 19 which are open at the inner periphery of the liner 2 and communicate with the inside of the liner 2, and whose other ends are opened at the liner-facing surface 12 a of the flange portion 12 at intervals of, for example, 120 degrees. A vent hole 19 is formed in the liner facing surface 12a of the flange portion 12.
A ring-shaped pressure valve 26 is attached so as to cover the other end of the elastic seal material, and a ring-shaped elastic seal material 18 is further provided by molding to cover the pressure valve 26.
8 is in contact with the inner surface of the liner 2.

【0019】気圧バルブ26は、例えば厚さ約0.2m
mのステンレス鋼板よりなり、3つの環状湾曲部が同心
円状に小間隔をおいてプレス加工されることにより、フ
ランジ部向き面からみると3つの環状溝27が、弾性シ
ール材向き面からみると3つの環状突条28が、それぞ
れ同時に設けられている。
The pressure valve 26 has a thickness of about 0.2 m, for example.
m, and three annular curved portions are pressed concentrically at small intervals, so that the three annular grooves 27 are viewed from the surface facing the flange portion, and are viewed from the surface facing the elastic sealing material. Three annular ridges 28 are respectively provided at the same time.

【0020】弾性シール材18は、例えばフッ素ゴムよ
りなり、その内外周は気圧バルブ26より一回り大きく
設けられている。気圧バルブ26よりはみ出した弾性シ
ール材18の内周縁部18aは、フランジ部12のライ
ナー向き面12aからボス部11の外周面にかけて、同
じくはみ出した外周縁部18bは、ライナー向き面12
aの外周部に設けられた突部12bからフランジ部12
の外周面にかけて、それぞれ前記型成形時に加硫接着さ
れている。その接着力は非常に強いため、フランジ部1
2と弾性シール材18との間は、完全な気密シールが図
られている。
The elastic seal member 18 is made of, for example, fluorine rubber, and its inner and outer circumferences are provided one size larger than the atmospheric pressure valve 26. The inner peripheral edge portion 18a of the elastic sealing material 18 that has protruded from the air pressure valve 26 extends from the liner-facing surface 12a of the flange portion 12 to the outer peripheral surface of the boss portion 11, and the outer peripheral edge portion 18b that protrudes from the liner-facing surface 12a.
a from the protrusion 12b provided on the outer peripheral portion of the
Are vulcanized and bonded at the time of the molding. Since the adhesive strength is very strong, the flange 1
A perfect hermetic seal is provided between the elastic seal material 2 and the elastic seal material 18.

【0021】一方、ライナー2と弾性シール材18との
間は、次の作用イ,ロ,ハの組み合わせによって、必要
十分な気密シールが図られている。 イ; 後述するライナーの回転成形時に、ライナー2を
弾性シール材18に接着する。但し、その接着力は弱い
ため、接着のみでは気密シールできない。 ロ; ロックナット15の螺合により、リングプレート
13をライナー2に押し当て、ライナー2と弾性シール
材18との間を締付ける。 ハ; ライナー2の内部にCNGを充填すると、CNG
の内圧は、3つの通気孔19を経て気圧バルブ26のフ
ランジ部向き面の一部にかかり、さらに3つの環状溝2
7を経て気圧バルブ26のフランジ部向き面の全周に達
するため、気圧バルブ26を押し上げ、もって弾性シー
ル材18を押し上げる。弾性シール材18は、内外周縁
部18a,18bがフランジ部12に加硫接着している
ので、その内外周間の中央部が張り出すように押し上げ
られてライナー2に押し当てられる。その押当力は、図
2のS部から浸入してライナー2と弾性シール材18と
の間を矢印で示すように通過しようとするCNGの圧力
(通過抵抗で圧力低下する)よりも大きい。特に、気圧
バルブ26の環状突条28によって押し上げられる弾性
シール材18の一部は、ライナー2に強く押し当てられ
るため、同部の押当力はとりわけ大きくなる。従って、
このライナー2と弾性シール材18との押当部におい
て、CNGの通過を止めることができ、もって口金6か
らのCNGの漏れを遮断することができる。
On the other hand, between the liner 2 and the elastic sealing material 18, a necessary and sufficient airtight seal is achieved by the combination of the following operations (1), (2) and (3). B) The liner 2 is adhered to the elastic sealing material 18 at the time of rotational molding of the liner described later. However, since the adhesive strength is weak, an airtight seal cannot be obtained only by bonding. B) The ring plate 13 is pressed against the liner 2 by screwing the lock nut 15, and the space between the liner 2 and the elastic sealing material 18 is tightened. C; When CNG is filled in the liner 2, CNG
Internal pressure is applied to a part of the surface of the air pressure valve 26 facing the flange portion through the three vent holes 19, and the three annular grooves 2.
In order to reach the entire circumference of the surface of the air pressure valve 26 facing the flange portion via 7, the air pressure valve 26 is pushed up, and thus the elastic sealing material 18 is pushed up. Since the inner and outer peripheral edges 18a and 18b are vulcanized and bonded to the flange portion 12, the elastic sealing material 18 is pushed up so that the central portion between the inner and outer peripheries protrudes and is pressed against the liner 2. The pressing force is larger than the pressure of CNG (which decreases due to the passage resistance) to penetrate from the part S in FIG. 2 and pass between the liner 2 and the elastic sealing material 18 as shown by the arrow. In particular, since a part of the elastic sealing material 18 pushed up by the annular ridge 28 of the air pressure valve 26 is strongly pressed against the liner 2, the pressing force of the part is particularly large. Therefore,
The passage of CNG can be stopped at the pressing portion between the liner 2 and the elastic sealing material 18, so that leakage of CNG from the base 6 can be blocked.

【0022】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、気密シールは万全であり、ライナー2と口金7との
間のシール性は問題とならないので、構造の詳細は省略
する。
The left base 7 does not need to penetrate the liner 2 since the joint is not connected to the joint. Therefore, the hermetic seal is perfect, and the sealing property between the liner 2 and the base 7 does not matter, so that the details of the structure are omitted.

【0023】FRP補強層8は、例えば、カーボン繊維
が両側の端壁部4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、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、カーボン繊維はエポキシ樹脂で含浸
固定されている。
The FRP reinforcement layer 8 includes, for example, a helical winding reinforcement layer in which carbon fibers are wound helically in substantially an axial direction so as to cover both end walls 4, and a carbon fiber around the peripheral wall 3. And a hoop-wound reinforcing layer wound in a hoop direction, and the carbon fibers are impregnated and fixed with an epoxy resin.

【0024】上記圧力容器1は、次の工程を経て製造さ
れる。 図3及び図4に示すように、口金本体10のフラン
ジ部12のライナー向き面12aに気圧バルブ26を添
設し、両者をこの状態で型(図示略)にセットして弾性
シール材18を型成形により付設し、これら10,2
6,18をアッシー化する。
The pressure vessel 1 is manufactured through the following steps. As shown in FIGS. 3 and 4, an air pressure valve 26 is attached to the liner-facing surface 12 a of the flange portion 12 of the base body 10, and both are set in a mold (not shown) in this state to set the elastic sealing material 18. These are installed by molding,
Assemble 6,18.

【0025】 図5に示すように、後述するポリエチ
レン樹脂パウダーがボス部11の雌ネジ部17に付着し
たり外部に流失したりしないよう、メクラ栓20を螺合
させる。メクラ栓20の先端部にはフッ素樹脂製の補助
栓20aがネジにより取り付けられ、この補助栓20a
はポリエチレン樹脂パウダーが通気孔19の一端開口に
入り込むのを防止する。また、ボス部11の雄ネジ部1
4に保持シャフト21の先端部の雌ネジ22を螺合させ
ることにより、口金本体10を保持シャフト21で保持
する。他方の口金7についても、同様に保持シャフト
(図示略)で保持する。 こうして保持した口金本体10及び口金7(以下、
口金7に関しては省略する。)を金型23の所定位置に
セットし、金型23を炉(図示略)により約270℃に
加熱する。金型23を回転させながらその内部にポリエ
チレン樹脂パウダーを投入し、この状態を例えば23分
間維持し、該ポリエチレン樹脂パウダーを金型23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。
なお、金型23には、ライナー2に前記リングプレート
13を収めるための凹所29を形成するための凸所23
aが設けられている。
As shown in FIG. 5, the female plug 20 is screwed so that a polyethylene resin powder, which will be described later, does not adhere to the female screw portion 17 of the boss portion 11 or flow to the outside. An auxiliary plug 20a made of fluororesin is attached to the tip of the plug 20 by screws.
Prevents the polyethylene resin powder from entering the one end opening of the ventilation hole 19. The male screw 1 of the boss 11
The base body 10 is held by the holding shaft 21 by screwing the female screw 22 at the tip of the holding shaft 21 into the screw 4. Similarly, the other base 7 is held by a holding shaft (not shown). The base body 10 and the base 7 thus held (hereinafter, referred to as a base).
The cap 7 is omitted. ) Is set at a predetermined position of the mold 23, and the mold 23 is heated to about 270 ° C. by a furnace (not shown). While the mold 23 is being rotated, polyethylene resin powder is put into the inside thereof, and this state is maintained for, for example, 23 minutes.
The mold 23 has a projection 23 for forming a recess 29 for receiving the ring plate 13 in the liner 2.
a is provided.

【0026】その際に、フランジ部12がライナー2の
内面から離間するように、口金本体10は金型23の中
央側方向にやや寄せられて配設される。そして、その離
間距離を充分にとることで、ライナー2の端がボス部1
1の外周まで確実に形成されることを助ける効果があ
る。また、その離間により、ポリエチレン樹脂パウダー
の一部は、ボス部11及び保持シャフト21の外周やフ
ランジ部12(弾性シール材18)の表面にも付着して
溶融し、余剰部24となる。
At this time, the base body 10 is disposed slightly shifted toward the center of the mold 23 so that the flange portion 12 is separated from the inner surface of the liner 2. Then, by taking a sufficient distance, the end of the liner 2 is brought into contact with the boss 1.
This has the effect of helping to ensure that the outer periphery of the first is formed. Further, due to the separation, a part of the polyethylene resin powder adheres to the outer periphery of the boss portion 11 and the holding shaft 21 and the surface of the flange portion 12 (elastic sealing material 18) and is melted, thereby forming an excess portion 24.

【0027】 ライナー2及び余剰部24のポリエチ
レン樹脂が、回転成形時の温度(約270℃)から好ま
しくは融点より20〜30℃程高い温度にまで冷却して
(例えば約190℃にまで冷却して)まだ溶融状態にあ
るときに、図6に示すように、保持シャフト21を引
き、口金本体10を金型23の外側方向に変位させて、
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。この変位により、ボス部11
及び保持シャフト21の外周の余剰部24はしごかれて
まとまり、フランジ部12の余剰部24とともに、ライ
ナー2の一部として吸収される。なお、金型23とフラ
ンジ部12との間に挟まれるライナー2の肉厚を所定値
に規制するために、保持シャフト21に必要以上に変位
しないようなアジャスト用のネジ機構を設けることが好
ましい。
The polyethylene resin of the liner 2 and the surplus portion 24 is cooled from the temperature at the time of rotational molding (about 270 ° C.) to a temperature that is preferably about 20 to 30 ° C. higher than the melting point (for example, cooled to about 190 ° C.). D) While still in the molten state, as shown in FIG. 6, the holding shaft 21 is pulled, and the base body 10 is displaced in the outward direction of the mold 23,
The elastic sealing material 18 of the flange portion 12 is brought into contact with the inner surface of the liner 2 and adhered. This displacement causes the boss 11
The surplus portion 24 on the outer periphery of the holding shaft 21 is wrung and collected, and is absorbed as a part of the liner 2 together with the surplus portion 24 of the flange portion 12. In order to restrict the thickness of the liner 2 sandwiched between the mold 23 and the flange portion 12 to a predetermined value, it is preferable to provide a screw mechanism for adjustment so that the holding shaft 21 is not displaced more than necessary. .

【0028】 ライナー2のポリエチレン樹脂が充分
に冷却して硬化した後、図7に示すように、口金本体1
0付きのライナー2を脱型して、メクラ栓20と保持シ
ャフト21とを取外す。リングプレート13をボス部1
1の外周に外挿してライナー2の外面に形成された凹所
29に嵌合させるとともに、ロックナット15をボス部
11の雄ネジ部14に螺合し、図8に示すように、リン
グプレート13及びライナー2を介してフランジ部12
に強固に機械的に締付ける。なお、締付けにおいて応力
緩和しないよう、図2のC部に示すように、口金本体1
0及びリングプレート13には互いに当接するストッパ
ー部が設けられている。
After the polyethylene resin of the liner 2 is sufficiently cooled and hardened, as shown in FIG.
The liner 2 with 0 is removed from the mold, and the plug 20 and the holding shaft 21 are removed. The ring plate 13 is attached to the boss 1
1 and fitted into a concave portion 29 formed on the outer surface of the liner 2 and the lock nut 15 is screwed into the male screw portion 14 of the boss portion 11, and as shown in FIG. 13 and the flange portion 12 through the liner 2
Firmly and mechanically. In order to prevent stress relaxation during tightening, as shown in part C of FIG.
The 0 and the ring plate 13 are provided with stopper portions that come into contact with each other.

【0029】 ライナー2の外周全体にカーボン繊維
をヘリカル巻き及びフープ巻きし、エポキシ樹脂で含浸
固定することによりFRP補強層8を形成すれば、圧力
容器1が完成する。
When the FRP reinforcing layer 8 is formed by helically winding and hoop winding carbon fibers around the entire outer periphery of the liner 2 and impregnating and fixing the same with an epoxy resin, the pressure vessel 1 is completed.

【0030】本実施形態の圧力容器1によれば、ボス部
11の内端側外周に充分な面積を有するフランジ部12
を突設できることに加え、上記作用イ,ロ,ハを奏する
ので、ライナーと口金との接着のみに負っていた従来例
に比べて、ライナー2と口金6との間の気密シールの信
頼性を高めることができる。
According to the pressure vessel 1 of the present embodiment, the flange portion 12 having a sufficient area
In addition to the above, the above-mentioned functions (1), (2), and (3) are performed, so that the reliability of the hermetic seal between the liner 2 and the base 6 is improved as compared with the conventional example in which only the adhesion between the liner and the base is performed. Can be enhanced.

【0031】また、従来例と異なり、締付けるべきライ
ナー2の端部を切削加工する必要がないという利点もあ
り、従って切削屑がライナー2内に入ることもないた
め、面倒な除去作業も必要がない。
Also, unlike the conventional example, there is an advantage that it is not necessary to cut the end of the liner 2 to be tightened, and therefore no cutting waste enters the liner 2, so that a troublesome removal operation is also required. Absent.

【0032】また、本実施形態の圧力容器1の製造方法
によれば、ライナー2の回転成形時には、口金本体10
のフランジ部12をライナー2の内面から離間させてお
き、ライナー2のポリエチレン樹脂がある程度冷却して
まだ溶融状態にあるときに、はじめてフランジ部12を
ライナー2の内面に当接させるので、該当接後の冷却に
おける温度落差が従来より小さくなる。このため、ライ
ナー2のうちのフランジ部12に付着した部分に生じ
る、冷却によるフランジ部12との材料収縮差は従来よ
り小さくなり、残留歪・残留応力も小さくなる。このた
め、圧力容器1の使用時(特に低温での使用時)に、気
温の変化による温度差が繰返しかかっても、ライナー2
の同部分にクラックが発生するおそれはなく、気密シー
ルを維持できる。
Further, according to the method of manufacturing the pressure vessel 1 of the present embodiment, when the liner 2 is rotationally molded,
Is separated from the inner surface of the liner 2, and when the polyethylene resin of the liner 2 is cooled to some extent and is still in a molten state, the flange portion 12 is brought into contact with the inner surface of the liner 2 for the first time. The temperature difference in the subsequent cooling becomes smaller than before. For this reason, the difference in material shrinkage from the flange portion 12 due to cooling, which occurs in the portion of the liner 2 attached to the flange portion 12, becomes smaller than before, and the residual strain and residual stress also become smaller. For this reason, when the pressure vessel 1 is used (especially at a low temperature), even if the temperature difference due to the change of the air temperature is repeatedly applied, the liner 2 is not used.
There is no possibility that cracks will occur in the same part, and an airtight seal can be maintained.

【0033】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)リングプレート13及びロックナット15は、前
記実施形態では別体であったが、これらを別体形成して
から接合して一体化したり、当初から一体形成したりす
ることもできる。 (2)ライナー2をブロー成形により成形すること。 (3)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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied with appropriate modifications without departing from the spirit of the invention, for example, as described below. (1) Although the ring plate 13 and the lock nut 15 are separate bodies in the above-described embodiment, they may be formed separately and then joined to be integrated, or may be integrally formed from the beginning. (2) Forming the liner 2 by blow molding. (3) Implement as a pressure vessel for filling various pressurized substances other than CNG. For example, in the case of LNG, the internal pressure is 50
kg / cm 2 , and in the case of LPG, the internal pressure is 35 k
Since it is about g / cm 2 , the strength design becomes easier and easier to implement than in the above embodiment.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の圧力容器に
よれば、合成樹脂製のライナーと金属製の口金との間の
気密シールの信頼性を高めることができる、という優れ
た効果を奏する。
As described above in detail, according to the pressure vessel of the present invention, the excellent effect that the reliability of the hermetic seal between the synthetic resin liner and the metal base can be improved. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る圧力容器を中間省略し
て示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pressure vessel according to an embodiment of the present invention with a middle part omitted.

【図2】図1の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図3】同圧力容器の口金本体と気圧バルブとを示す斜
視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a base body and an air pressure valve of the pressure vessel.

【図4】同圧力容器の口金本体と気圧バルブとを示す断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a base body and a pneumatic valve of the pressure vessel.

【図5】同圧力容器のライナーの回転成形を示す要部断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing rotation molding of a liner of the pressure vessel.

【図6】同回転成形後の口金本体の変位を示す要部断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main part showing displacement of the base body after the rotation molding.

【図7】同口金本体にリングプレート及びロックナット
をあてがう時の要部断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a main part when a ring plate and a lock nut are applied to the base body.

【図8】同ロックナットを締付けた状態を示す要部断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view of a main part showing a state where the lock nut is tightened.

【図9】従来の圧力容器を中間省略して示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional pressure vessel with a middle part omitted.

【図10】同圧力容器のライナーの回転成形を示す要部
断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part showing rotation molding of the liner of the pressure vessel.

【図11】図9のXI−XI線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧力容器 2 ライナー 6 口金 10 口金本体 11 ボス部 12 フランジ部 12a ライナー向き面 13 リングプレート 15 ロックナット 18 弾性シール材 18a 内周縁部 18b 外周縁部 19 通気孔 26 気圧バルブ 27 環状溝 28 環状突条 Reference Signs List 1 pressure vessel 2 liner 6 base 10 base body 11 boss part 12 flange part 12a liner facing surface 13 ring plate 15 lock nut 18 elastic seal material 18a inner peripheral edge 18b outer peripheral edge 19 vent hole 26 atmospheric pressure valve 27 annular groove 28 annular protrusion Article

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 合成樹脂製のライナーと、筒状のボス部
及び該ボス部の外周に突設されたフランジ部を含む口金
本体とを備え、前記ボス部が前記ライナーを貫通すると
ともに前記フランジ部が前記ライナーの内面側に位置す
るように前記口金本体が配設される圧力容器であって、 前記フランジ部に一端が前記ライナーの内部に連通し他
端が前記フランジ部のライナー向き面に開口する通気孔
を形成し、前記フランジ部のライナー向き面に前記通気
孔の他端開口を覆うように環板状の気圧バルブを添設
し、前記フランジ部のライナー向き面に前記気圧バルブ
を覆うように環板状の弾性シール材を付設し、前記弾性
シール材を前記ライナーの内面に当接させたことを特徴
とする圧力容器。
1. A liner made of synthetic resin, a base body including a cylindrical boss portion and a flange portion protruding from an outer periphery of the boss portion, wherein the boss portion penetrates the liner and the flange is formed. A pressure vessel in which the base body is disposed so that a portion is located on the inner surface side of the liner, wherein one end of the flange portion communicates with the inside of the liner, and the other end faces a liner-facing surface of the flange portion. An air hole to be opened is formed, and a ring-shaped air pressure valve is attached to the liner-facing surface of the flange portion so as to cover the other end opening of the air hole, and the air pressure valve is provided to the liner-facing surface of the flange portion. A pressure vessel, wherein an annular sealing material is provided so as to cover the sealing material, and the elastic sealing material is brought into contact with an inner surface of the liner.
【請求項2】 前記気圧バルブの前記フランジ部向き面
に環状溝を設けた請求項1記載の圧力容器。
2. The pressure vessel according to claim 1, wherein an annular groove is provided on a surface of the air pressure valve facing the flange.
【請求項3】 前記気圧バルブの前記弾性シール材向き
面に環状突条を設けた請求項1又は2記載の圧力容器。
3. The pressure vessel according to claim 1, wherein an annular ridge is provided on a surface of the air pressure valve facing the elastic sealing material.
【請求項4】 前記弾性シール材の内外周を前記気圧バ
ルブより一回り大きく設け、該気圧バルブよりはみ出し
た該弾性シール材の内外周縁部を前記フランジ部のライ
ナー向き面に接合した請求項1、2又は3記載の圧力容
器。
4. An inner and outer periphery of said elastic sealing material is provided one size larger than said air pressure valve, and an inner and outer peripheral edge of said elastic sealing material protruding from said air pressure valve is joined to a liner facing surface of said flange portion. 4. The pressure vessel according to 2, 3 or 4.
【請求項5】 前記ボス部の外周に外挿されて前記ライ
ナーの外面に当接するリングプレートを設け、リングプ
レートを該ライナーを介してフランジ部に締付けた請求
項1、2、3又は4記載の圧力容器。
5. A ring plate which is inserted around the outer periphery of the boss portion and abuts against the outer surface of the liner, and the ring plate is fastened to the flange portion via the liner. Pressure vessel.
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