罐和罐的制造方法技术

本公开涉及罐和罐的制造方法，本发明专利技术的罐具备：衬里，具有圆筒部和配置于圆筒部的两端的圆顶部；加强层，配置于衬里之上，由CFRP形成，并具有包含碳纤维而构成的螺旋层、和与螺旋层的外表面接触并包含碳纤维而构成且构成加强层的最外层的第1环形层；以及保护层，配置于加强层中的位于圆筒部上的部分上，由GFRP形成，具有与第1环形层接触并包含玻璃纤维而构成的第2环形层，而不具有包含玻璃纤维而构成的螺旋层。的螺旋层。的螺旋层。

【技术实现步骤摘要】
罐和罐的制造方法


[0001]本公开涉及罐和罐的制造方法。

技术介绍

[0002]作为用于储藏流体的罐，公知有以下罐，上述罐具备：衬里，形成储藏流体的空间；加强层，配置于衬里之上并由CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics：碳纤维强化树脂)形成；以及保护层，配置于加强层之上并由GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics：玻璃纤维强化树脂)形成。在日本特开2019
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219025中，作为上述保护层，形成以下层，上述层具有：螺旋层，由螺旋缠绕的玻璃纤维形成；和环形层，形成于上述的螺旋层上，由环形缠绕的玻璃纤维形成。
[0003]在由老化等导致在气体填充时在保护层表面产生多个裂痕并分别朝向内部伸展的情况下，可能产生保护层的卷起。例如，在具备具有日本特开2019
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219025的结构的保护层的罐中，各裂痕的延伸在由玻璃纤维形成的环形层与螺旋层的边界处停止，从而可能以各裂痕的前端为起点发生层间剥离。GFRP与CFRP比较，容易发生应力腐蚀破裂，因此存在上述的破裂与上述的层间剥离相互作用而保护层卷起的情况。因此，期望当在保护层表面产生了裂痕的情况下能够抑制保护层中的卷起的产生的技术。

技术实现思路

[0004]本公开能够作为以下的方式来实现。
[0005]根据本公开的一个方式，提供罐。该罐具备：衬里，具有圆筒部和配置于上述圆筒部的两端的圆顶部；加强层，配置于上述衬里之上，由CFRP形成，上述加强层具有包含碳纤维而构成的螺旋层和第1环形层，第1环形层与上述螺旋层的外表面接触并包含碳纤维而构成，并且构成上述加强层的最外层的第1环形层；以及保护层，配置于上述加强层中的位于上述圆筒部上的部分之上，由GFRP形成，具有与上述第1环形层接触并包含玻璃纤维而构成的第2环形层，而不具有包含玻璃纤维而构成的螺旋层。
[0006]根据该方式的罐，保护层不具有通过螺旋缠绕玻璃纤维而形成的螺旋层，另外，加强层的第1环形层和与第1环形层接触的保护层的第2环形层都通过环形缠绕而形成，因此使得在保护层表面产生的裂痕在第1环形层与第2环形层的边界、即保护层与加强层的边界处不会停止，而是能够促进其延伸至加强层中的第1环形层与螺旋层的边界。由此，能够抑制在保护层内产生以各裂痕的前端为起点的层间剥离，当在保护层表面产生了裂痕的情况下，能够在保护层抑制卷起的产生。另外，CFRP与GFRP相比，不易发生应力腐蚀破裂，因此即使当各裂痕的延伸直至加强层中的第1环形层与螺旋层的边界，并在上述的边界产生了层间剥离的情况下，也能够在加强层抑制卷起的产生。
[0007](2)也可以构成为：在上述方式的罐的基础上，还具备覆盖上述加强层中的配置于上述圆顶部之上的部分的保护件。根据该方式的罐，不具有包含玻璃纤维而构成的螺旋层，因此与具有上述的螺旋层的结构相比，实现玻璃纤维的减少和缠绕时间的缩短化。
[0008](3)也可以构成为：在上述方式的罐的基础上，上述加强层还具有位于比上述螺旋层靠内侧的位置并包含碳纤维而构成的第3环形层。根据该方式的罐，通过在周向应力较高的内侧具有第3环形层，能够提高罐强度。
[0009]本公开也能够通过罐以外的各种方式来实现。例如，能够通过搭载了罐的车辆、罐的制造方法等方式来实现。
[0010]以下参考附图，对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件
附图说明
[0011]图1是作为本公开的实施方式的罐的剖面示意图。
[0012]图2是配置于圆筒部上的加强层和保护层的剖面的放大图。
[0013]图3是表示罐的制造方法的工序图。
具体实施方式
[0014]A.实施方式：
[0015]A1.罐的整体结构：
[0016]图1是作为本公开的实施方式的罐100的剖面示意图。罐100是储藏流体的罐。在本实施方式中，罐100储藏压缩氢作为流体，例如搭载于作为氢罐搭载装置的燃料电池车辆。此外，图1和图2示意性地示出了本公开所涉及的罐100的各部的样子，因此图示的各部的尺寸并不表示具体的尺寸。
[0017]罐100具有罐圆筒部102、和一对罐圆顶部104作为其构成部分。罐圆筒部102具有大致圆筒状的形状。罐圆顶部104具有大致半球状的形状，该大致半球状的形状具有与罐圆筒部102的半径相同的半径。罐圆顶部104在罐圆筒部102的两端布置为它们的圆形的开口朝向罐圆筒部102侧。在图1中，用虚线表示罐圆筒部102与罐圆顶部104的边界。
[0018]罐100具备衬里10、加强层20、保护层25、接头30、接头40以及一对保护件50。
[0019]衬里10在罐100中构成最内侧的层。衬里10具有圆筒部12和圆顶部14。圆筒部12是罐圆筒部102的一部分。圆顶部14是罐圆顶部104的一部分，配置于圆筒部12的两端。衬里10例如能够由尼龙系树脂(聚酰胺系树脂)、聚乙烯系树脂等合成树脂、或铝合金等金属形成，在本实施方式中，由尼龙形成。衬里10具有以填充至衬里10的内部空间的氢等不向外部泄漏的方式隔断的性质(所谓的阻气性)。
[0020]接头30配置于衬里10中的与一对圆顶部14中的一方对应的部分的顶部。圆顶部14的“顶部”是指圆顶部14与罐100的中心轴CA的交点。接头30具有贯通孔。接头30的贯通孔将罐100的内部与外部连接。经由接头30，在罐100安装配管、阀。
[0021]接头40配置于衬里10中的与一对圆顶部14中的另一方对应的部分的顶部。接头30、40在形成加强层20和保护层25时也作为用于将衬里10向卷绕装置安装的安装部发挥功能。接头30、40例如通过嵌件模塑成型与衬里10接合。
[0022]保护件50覆盖后述的加强层20中的配置于圆顶部14之上的部分。通过湿气固化型粘合剂将上述的部分粘合。保护件50例如是聚氨酯材料，最厚部的厚度为30mm左右，平均外径为300mm左右。
[0023]加强层20形成为覆盖衬里10的外表面整体、和接头30的一部分及接头40的一部分。加强层20起到强化罐100的耐压性的功能。加强层20由作为环氧树脂与碳纤维的复合材料的CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics：碳纤维强化树脂)构成。CFRP与后述的GFRP相比，不易产生应力腐蚀破裂。
[0024]加强层20中的位于圆筒部12上的部分被与上述的部分的外表面接触的保护层覆盖。另一方面，加强层20中的配置于圆顶部14上的部分被与上述的部分的外表面接触的保护件50覆盖。
[0025]加强层20中的碳纤维的直径小于之后说明的保护层25的玻璃纤维的直径。通过为这样的结构，在加强层20中，能够比保护层25的玻璃纤维密集地布置碳纤维。因此，与加强层20中的纤维的直径为保护层25的直径以上的形态相比，能够进一步强化罐100的耐压性。
[0026]保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种罐，其中，所述罐具备：衬里，具有圆筒部和配置于所述圆筒部的两端的圆顶部；加强层，配置于所述衬里之上，由CFRP形成，所述加强层具有包含碳纤维而构成的螺旋层和第1环形层，所述第1环形层与所述螺旋层的外表面接触并包含碳纤维而构成，并且构成所述加强层的最外层；以及保护层，配置于所述加强层中的位于所述圆筒部上的部分之上，由GFRP形成，所述保护层具有与所述第1环形层接触并包含玻璃纤维而构成的第2环形层，而不具有包含玻璃纤维而构成的螺旋层。2.根据权利要求1所述的罐，其中，还具备覆盖所述加强层中的配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：金井大弥，古泽照宜，李相根，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：