氢气蓄压器制造技术

提供一种能够抑制缸体发生氢致开裂的氢气蓄压器。在根据一种实施方式的氢气蓄压器中，在缸盖(20)螺入的缸体(10)的母螺纹部分(10a)与树脂密封件(30)之间设置将所述缸体(10)的内周面与所述缸盖(20)的外周面隔开的空隙部分(G)。所述缸体(10)中形成有将所述空隙部分(G)内的气体排放至泄放管(51)的第一通孔(41)以及将含氧气体引入所述空隙部分(G)内的第二通孔(42)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氢气蓄压器
本公开内容涉及一种氢气蓄压器，并例如涉及一种将缸盖螺入缸体的开口端的氢气蓄压器。
技术介绍
在加氢站等所用的高压氢气蓄压器中，已例如采用如专利文献1和非专利文献1中公开的将缸盖螺入缸体(筒形缸体)的开口端的结构。在该氢气蓄压器中，在将氢气充入缸体之后，通过在缸体的内周面和缸盖的外周面之间设置树脂密封件(例如，O形圈)而将缸体密封。如此，氢气难以到达形成于缸体的开口端的母螺纹，从而不容易发生自应力集中的螺纹根部开始的氢致开裂。此外，根据非专利文献2的公开内容，当氢气内含有低浓度氧气时，将会降低氢致开裂的裂纹扩展速率。此外，根据非专利文献3的公开内容，氧气将会吸附于氢致开裂的裂纹面上，从而防止氢气进入材料内部。从这些技术可知，氧气具有防止氢致开裂的作用。引用技术文献专利文献专利文献1：公开号为2015-158243的日本未审查专利申请非专利文献非专利文献1：超高压气体设备标准KHKS0220(2010)，2010年3月31日，日本高压气体安全协会，第26页非专利文献2：Fukuyama,S.及另两人，“AISI4340钢在室温高压氢气中的断裂韧性和疲劳裂纹扩展”，《压力容器技术》，第2卷，1989年，第1181～1188页非专利文献3：NelsonH.G.，“氢环境脆化测试：主要影响和次要影响”，《ASTM特殊技术出版物》，第543卷，1974年，第152～169页
技术实现思路
技术问题本专利技术人发现，在充有高压氢气的氢气蓄压器中，氢气能够扩散透过树脂密封件，尽管扩散透过树脂密封件的氢气量较小。因此，氢气有可能会到达形成于缸体的开口端的母螺纹，从而可能导致缸体发生自应力集中的螺纹根部开始的氢致开裂。根据下文的描述和附图，其他问题和新颖特征将变得明显。解决问题的手段在根据一种实施方式的氢气蓄压器中，在缸盖所螺入的缸体的母螺纹部分与树脂密封件之间设置将缸体的内周面与缸盖的外周面隔开的空隙部分，而且缸体包括形成于其中的将空隙部分内的气体排放至泄放管的第一通孔以及将含氧气体引入空隙部分内的第二通孔。专利技术的效果根据该实施方式，可以提供一种能够防止缸体发生氢致开裂的氢气蓄压器。附图说明图1为根据第一实施方式的氢气蓄压器的剖视图。图2为图1的区域II的放大图。图3为根据比较例的氢气蓄压器的剖视图。图4为根据第二实施方式的氢气蓄压器的剖视图。图5为根据第三实施方式的氢气蓄压器的剖视图。图6为根据第四实施方式的氢气蓄压器的剖视图。具体实施方式以下，参考附图，对具体实施方式进行详细描述。然而，本公开内容不限于以下实施方式。此外，出于清楚描述的目的，下文描述和附图在适当之处进行了精简。(第一实施方式)<氢气蓄压器的结构>以下，参考图1和图2，对根据第一实施方式的氢气蓄压器的结构进行描述。图1为根据第一实施方式的氢气蓄压器的剖视图。图2为图1中的区域II的放大图。如图1所示，第一实施方式的氢气蓄压器包括缸体10，缸盖20以及树脂密封件30。本实施方式的氢气蓄压器例如为加氢站的高压氢气蓄压器。该氢气蓄压器的设计压力例如约为80～120MPa。应该注意的是，各图所示的右手XYZ三维正交坐标系彼此一致，其仅出于方便描述部件之间位置关系的目的而示出。一般情况下，XY平面为水平面，Z轴正方向为垂直朝上的方向。在附图所示的示例中，氢气蓄压器的长度方向平行于X轴方向。因此，该氢气蓄压器通常水平放置。首先，参考图1，对氢气蓄压器的整体结构进行说明。如图1所示，缸盖20通过螺入充有氢气的缸体10的相应开口端而将缸体打开和/或封闭。缸体10的内周面以及两个缸盖20的内端面所围成的空间内充有高压氢气。缸体10的内部由设于缸体10的内周面和缸盖20的外周面之间的环形树脂密封件密封。受高压氢气应力作用的缸体10的内周面及缸盖20的内端面均称为抗压部分。此外，缸盖20包括盖体21和螺母22，以下将对此进行详细描述。虽然图1的示例中采用缸体10的两端均开放的结构，但是也可采用缸体10仅一端开放的结构。此外，缸体10的外周面可例如以碳纤维增强塑料层(未图示)增强。缸体10和缸盖20(盖体21和螺母22)均例如由锰钢、铬钼钢、镍铬钼钢等钢材制成。缸体10、盖体21以及螺母22既可由同种钢材制成，也可由不同种钢材制成。缸体10例如为通过锻造或挤压制成的无缝管筒。就缸体10的尺寸而言，例如，内部容积为约50～1000L，总长度为约1800～5000mm，内径D(见图2)为约200～400mm，厚度t(见图2)为约20～80mm。为了减少可引发氢致开裂的表面刮擦，缸体10的内周面可进行镜面抛光。例如，优选消除深度0.5mm以上且长度1.6mm以上的表面刮擦。接下来，参考图2，对缸体10的开口端进行详细描述。如图1所示，由于缸体10的两个开口端的结构彼此类似，因此图2仅对X轴正方向一侧的缸体10开口端的结构进行详细描述。如图2所示，在缸体10的开口端内径有所扩大，而且内周面形成螺纹。也就是说，缸体10的开口端内形成母螺纹部分10a。缸盖20的螺母22螺入缸体10的开口端。包含盖体21和螺母22的缸盖20的结构遵从日本高压气体安全协会的标准KHKS0220(非专利文献1)中规定的“螺合结构”要求。如图2所示，盖体21为具有台阶部分的筒形部件，所述台阶部分的中心轴线C与缸体10的中心轴线重合。盖体21包括凸缘部分21a。在盖体21中，直径较大且相对于凸缘部分21a位于X轴负方向的部分称为大直径部分，而直径较小且相对于凸缘部分21a位于X轴正方向的部分称为小直径部分。凸缘部分21a的直径大于缸体10的主体部分(除开口端之外的部分)的内径，但小于缸体10的开口端的内径。因此，盖体21可自缸体10的开口端插入缸体10内。凸缘部分21a与处于缸体10的主体部分和扩大的开口端之间的台阶部分10b接触。如图2所示，盖体21的大直径部分的直径基本上等于缸体10的主体部分的内径，而且盖体21装入缸体10的主体部分内。另一方面，盖体21的小直径部分的轴径基本上等于螺母22的内径，而且装入螺母22的通孔内。盖体21的小直径部分可与螺母22相对转动。此外，在图2的示例中，盖体21的小直径部分的长度基本上等于螺母22的高度(X轴方向上的长度)。螺母22为中心轴线C与缸体10的中心轴线重合的外螺纹螺母。也就是说，螺母22的外周面为螺纹表面。在螺母22螺入缸体10的开口端的同时，盖体21的小直径部分插入螺母22的通孔内，从而使得缸盖20固定于缸体10上。具体而言，在螺母22螺入缸体10的开口端时，螺母22朝X轴的负方向移动。当螺母22推动凸缘部分21a抵靠在缸体10的台阶部分10b上时，螺母22无法继续向前移动，从而使得盖体21和螺母22固定在缸体10上。由此可见，凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气蓄压器，其特征在于，包括：/n充有氢气的缸体；/n螺入形成于所述缸体开口端的母螺纹部分中的缸盖；以及/n设于所述缸体的内周面和所述缸盖的外周面之间的环形树脂密封件，其中，/n所述缸体的所述母螺纹部分和所述树脂密封件之间设置使所述缸体的所述内周面与所述缸盖的所述外周面隔开的空隙部分，而且/n所述缸体内形成将所述空隙部分内的气体排放至泄放管的第一通孔以及将含氧气体引入所述空隙部分内的第二通孔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181002 JP 2018-1871931.一种氢气蓄压器，其特征在于，包括：
充有氢气的缸体；
螺入形成于所述缸体开口端的母螺纹部分中的缸盖；以及
设于所述缸体的内周面和所述缸盖的外周面之间的环形树脂密封件，其中，
所述缸体的所述母螺纹部分和所述树脂密封件之间设置使所述缸体的所述内周面与所述缸盖的所述外周面隔开的空隙部分，而且
所述缸体内形成将所述空隙部分内的气体排放至泄放管的第一通孔以及将含氧气体引入所述空隙部分内的第二通孔。


2.根据权利要求1所述的氢气...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田洋流，细矢隆史，荒岛裕信，
申请(专利权)人：日本制钢所ME株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP