氢贮藏用容器制造技术

氢贮藏用容器(10)具有：与导入到内部的氢气接触的内侧树脂层(14)；配置于内侧树脂层(14)的外侧来阻碍氢气的透过的阻挡层(16)；以及由树脂构成的外侧树脂层(18)。其中的内侧树脂层(14)由聚乙烯系树脂构成，在阻挡层(16)的厚度为Y且内侧树脂层(14)的厚度为X时，厚度X被设定为使下述的式(1)成立。需要说明的是，式(1)中的D为在50℃下通过差压法求出的聚乙烯系树脂的扩散系数。

Container for hydrogen storage

The container for hydrogen storage (10) has a medial resin layer (14) that is contacted with the hydrogen flowing into the interior (14); a barrier layer (16) arranged outside the inner resin layer (14) to hinder the hydrogen permeation; and a lateral resin layer (18) made of resin. The inner resin layer (14) is made up of polyethylene resin. When the thickness of the barrier layer (16) is Y and the thickness of the inner resin layer (14) is X, the thickness of X is set to make the following formula (1) set up. It is necessary to explain that the D in formula (1) is the diffusion coefficient of the polyethylene resin obtained by differential pressure at 50 C.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氢贮藏用容器
本专利技术涉及从容器的内侧依次具备内侧树脂层、阻挡层及外侧树脂层的氢贮藏用容器。
技术介绍
为了使燃料电池发电，众所周知需要向阳极供给氢气等燃料气体。因此，例如在搭载有燃料电池的燃料电池车中，搭载有填充了氢气的氢贮藏用容器。燃料电池车使供给到燃料电池的阴极的作为氧化剂气体的大气中的氧与从所述氢贮藏用容器供给的氢气反应来发电，并通过获得的电驱动驱动源来进行行驶。所述氢贮藏用容器通常由作为容器主体的内衬和围绕该内衬的壳体构成。内衬由聚萘二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯(HDPE)等树脂材料构成，壳体由纤维加强材料、例如FRP构成。即，氢贮藏用容器构成为通过FRP等碳纤维覆盖树脂制内衬。例如，在日本特开2000-220794号公报提出了一种氢贮藏用的高压容器，其具备由聚萘二甲酸乙二醇酯构成的内侧树脂层及外侧树脂层、以及夹设在所述内侧树脂层与所述外侧树脂层之间的中间层。即，在该高压容器中，收纳于内部的高压氢气与内侧树脂层接触。需要说明的是，所述中间层作为阻碍氢气透过的阻挡层而发挥功能，作为其材质，例示出使用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。另外，根据需要，在内侧树脂层与中间层之间、中间层与外侧树脂层之间分别形成粘接剂树脂层。在日本特开2000-220794号公报记载的技术中，在中间层(阻挡层)的内侧设置内侧树脂层的理由在于，为了确保氢贮藏用容器的耐压性。在此，形成内侧树脂层的聚萘二甲酸乙二醇酯与金属相比氢阻挡能力小。因此，通过设置作为中间层的阻挡层，能够防止氢气透过而向大气扩散的情况，换言之，能够防止氢贮藏用容器内的氢气压力降低。但是，在该情况下，担心会在开始氢贮藏用容器的使用后比较早的阶段在内侧树脂层产生裂纹而使该内侧树脂层劣化这样的不良情况。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种能够避免因以高压贮藏在容器内的氢气的分子而在内侧树脂层产生裂纹的氢贮藏用容器。根据本专利技术的一实施方式，提供一种氢贮藏用容器，其具备：内侧树脂层，其至少具有与导入到容器的内部的氢气接触的内层；阻挡层，其配置于所述内侧树脂层的外侧来阻碍氢气的透过；以及外侧树脂层，其配设于所述阻挡层的外侧，且由树脂构成，其中，所述内侧树脂层由聚乙烯系树脂构成，在所述内侧树脂层及所述阻挡层的各自的厚度分别为X、Y时，下述的式(1)成立，【数式1】在此，D为在50℃下通过差压法求出的聚乙烯系树脂的扩散系数。氢分子能够侵入形成内侧树脂层的聚乙烯系树脂。如上所述，这是因为聚乙烯系树脂的氢阻挡能力比较小的缘故。本专利技术的诸专利技术人鉴于这一点获得以下见解：由聚乙烯系树脂构成的内侧树脂层的比较早地劣化的理由在于，在为了使燃料电池运转而从容器内导出氢时，换言之，在对容器内进行减压时，氢分子侵入到内侧树脂层的状态被原状态维持。并且，获得如下见解：通过在阻挡层的厚度与内侧树脂层的厚度之间使规定的关系成立，阻挡层能够确保阻挡能力。基于以上的见解，在本专利技术中，将内侧树脂层的厚度X设定为满足上述式(1)的关系的范围。侵入到这样设定的厚度的内侧树脂层的氢分子在对容器内进行减压时能够在该内侧树脂层中扩散而脱离。换言之，侵入到内侧树脂层的氢分子不会滞留于内侧树脂层，从该内侧树脂层脱离并向氢贮藏用容器的内部放出。即，氢分子侵入到内侧树脂层的状态被消除，因此，其结果是，能够避免氢分子引起的内侧树脂层(例如，聚乙烯系树脂制)的劣化。而且，能够通过内侧树脂层及外侧树脂层获得充分的耐压性，并且，能够通过阻挡层防止氢气透过，换言之，能够防止氢气压力降低。需要说明的是，阻挡层的氢透过性当然比内侧树脂层和外侧树脂层的氢透过性小。如以上那样，通过采用上述的结构，能够获得兼具良好的耐压性及氢阻挡能力、以及优异的耐久性的氢贮藏用容器。作为构成内侧树脂层的聚乙烯系树脂的优选例，可举出高密度聚乙烯(HDPE)。在该情况下，能够低成本且容易地制作内侧树脂层。在50℃下通过差压法求出的HDPE的扩散系数D为4.62×10-10m/秒。基于该值和式(1)，优选将内侧树脂层的厚度设定为1.5mm以下。在现有技术的氢贮藏用容器中，内侧树脂层的厚度在大多数情况下为3mm以上。即，在本专利技术中，能够实现氢贮藏容器的薄壁化，能够相应地实现轻量化。构成内侧树脂层的聚乙烯系树脂也可以为低密度聚乙烯(LDPE)。需要说明的是，在50℃下通过差压法求出LDPE的扩散系数D时，为4.45×10-10m/秒。因此，在该情况下，基于该扩散系数的值和式(1)，优选将内侧树脂层的厚度设定为1.47mm以下。只要式(1)的关系成立，也可以将内侧树脂层的厚度设定为1.4mm以下。由此，能够实现氢贮藏容器的进一步的薄壁化及轻量化。也可以通过内层和粘接层构成内侧树脂层。在该情况下，内层经由粘接层与阻挡层粘接。因此，内层与阻挡层经由粘接层密接，从而能够防止氢分子乃至氢气残留于内层与阻挡层之间。作为阻挡层的材质，适合为氢透过系数小的树脂。作为这样的树脂的具体例，可举出乙烯-乙烯醇共聚物树脂。也可以在阻挡层与外侧树脂层之间设置用于将该阻挡层和该外侧树脂层粘接的粘接层。在该情况下，外侧树脂层经由粘接层与阻挡层粘接。即，阻挡层与外侧树脂层经由粘接层密接，因此即便氢气透过阻挡层，也能够阻止氢气残留于阻挡层与外侧树脂层之间。因此，能够防止在阻挡层与外侧树脂层之间产生剥离的情况。根据本专利技术，使由聚乙烯系树脂构成的内侧树脂层的厚度为基于该聚乙烯系树脂的50℃下的通过差压法求出的扩散系数而计算出的扩散距离以下。因此，侵入到内侧树脂层的氢分子在对容器内进行减压时能够在该内侧树脂层中扩散，并朝向氢贮藏用容器的内部脱离。由此，氢分子侵入到内侧树脂层的状态被消除，因此能够避免因氢分子引起的在内侧树脂层产生裂纹的情况，换言之，能够避免内侧树脂层劣化。即，能够提高氢贮藏用容器的耐久性。附图说明图1是本专利技术的实施方式的氢贮藏用容器的沿着长度方向的简要整体剖视图。图2是图1所示的氢贮藏用容器的沿着厚度方向的主要部分放大剖视图。图3是示出氢分子从构成图1所示的氢贮藏用容器的内层脱离了的状态的主要部分放大剖视图。图4是在加压氢氛围中配置之后的HDPE制试验片的沿着厚度方向的示意性剖视图。具体实施方式以下，举出优选的实施方式，并参照附图对本专利技术的氢贮藏用容器进行详细说明。图1是本实施方式的氢贮藏用容器10的沿着长度方向的简要整体剖视图。该氢贮藏用容器10是用于填充高压氢气的高压容器，例如搭载于机动车车身而构成燃料电池车。在氢贮藏用容器10的一端部形成有开口12，在该开口12设有管接头，该管接头连接有用于向燃料电池的阳极供给氢气或者用于从氢补给源补给氢气的配管。需要说明的是，燃料电池、氢补给源、配管及管接头均省略图示。氢贮藏用容器10将内侧树脂层14、阻挡层16及外侧树脂层18作为主体而构成。如图2放大示出的那样，内侧树脂层14由内层20和第一粘接层22这两层构成。另外，在阻挡层16与外侧树脂层18之间夹设有第二粘接层24。在本实施方式中，内层20及外侧树脂层18由高密度聚乙烯(HDPE)树脂构成，阻挡层16由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)树脂构成。需要说明的是，作为第一粘接层22及第二粘接层24，优选采用聚乙烯系树脂，尤其优选采用低密度聚乙烯(LDPE)树脂。在该情况下，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢贮藏用容器(10)，其具备：内侧树脂层(14)，其至少具有与导入到容器的内部的氢气接触的内层(20)；阻挡层(16)，其配置于所述内侧树脂层(14)的外侧来阻碍氢气的透过；以及外侧树脂层(18)，其配设于所述阻挡层(16)的外侧，且由树脂构成，所述氢贮藏用容器(10)的特征在于，所述内侧树脂层(14)由聚乙烯系树脂构成，在所述内侧树脂层(14)及所述阻挡层(16)的各自的厚度分别为X、Y时，下述的式(1)成立，【数式1】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.26 JP 2015-0636271.一种氢贮藏用容器(10)，其具备：内侧树脂层(14)，其至少具有与导入到容器的内部的氢气接触的内层(20)；阻挡层(16)，其配置于所述内侧树脂层(14)的外侧来阻碍氢气的透过；以及外侧树脂层(18)，其配设于所述阻挡层(16)的外侧，且由树脂构成，所述氢贮藏用容器(10)的特征在于，所述内侧树脂层(14)由聚乙烯系树脂构成，在所述内侧树脂层(14)及所述阻挡层(16)的各自的厚度分别为X、Y时，下述的式(1)成立，【数式1】在此，D为在50℃下通过差压法求出的聚乙烯系树脂的扩散系数。2.根据权利要求1所述的氢贮藏用容器(10)，其特征在于，构成所述内侧树脂层(14)的聚乙烯系树脂为高密度聚乙烯。3.根据权利要求2所述的氢贮藏用容器(10)，其特征在于，所述内侧树脂层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳泽有香，金崎俊彦，田中高太郎，中村忠久，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP