高压罐及高压罐的制造方法技术

本发明专利技术涉及高压罐及高压罐的制造方法。高压罐包括：衬里，该衬里包括圆筒形状的本体和一对圆顶部分，所述一对圆顶部分中的每一个被设置在本体的在轴向方向上的相应的端部处；和增强层，该增强层被设置在衬里的外周面上。增强层包括：一对树脂环，所述一对树脂环中的每一个被设置成环绕本体的外周面的相应的端部部分；环向层，该环向层覆盖本体的外周面的在树脂环之间的一部分；和螺旋层，该螺旋层覆盖树脂环、环向层和圆顶部分。树脂环被配置为从本体和圆顶部分之间的边界部分起覆盖本体的一部分，并且从边界部分朝向本体的中央，树脂环的厚度增加。环的厚度增加。环的厚度增加。

【技术实现步骤摘要】
高压罐及高压罐的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种高压罐及一种高压罐的制造方法。

技术介绍

[0002]已知一种高压罐，诸如氢气罐等，其包括具有圆筒形状的本体和设置在本体的轴向方向上的两端处的一对圆顶部分的衬里，以及设置在衬里的外周面上并且具有环向层和螺旋层的增强层。以如下方式制造具有这种结构的高压罐：使用其中纤维用树脂浸渍的纤维增强树脂，在衬里的本体的外周面上形成环向层，随后形成覆盖环向层和圆顶部分的螺旋层(例如，参见日本未审查专利申请公报No.2014
‑
133304(JP2014
‑
133304A))。

技术实现思路

[0003]在环向层中，用树脂浸渍的纤维以基本正交于衬里的轴向方向的角度沿着周向定向，即，在高压罐的周向方向上定向。在另一方面，在螺旋层中，用树脂浸渍的纤维不在高压罐的周向方向上定向，而是在与高压罐的周向方向交叉的各种方向上定向。由于环向层和螺旋层中的纤维的定向方向以此方式不同，在本体和圆顶部分之间的边界部分附近，存在分层将在环向层和螺旋层之间的界面处发生的可能性。
[0004]本专利技术提供一种高压罐，其中，在本体和圆顶部分之间的边界部分附近环向层和螺旋层的分层能够受到抑制，并且本专利技术还提供一种用于制造该高压罐的方法。
[0005]根据本专利技术的一个方面的一种高压罐包括：衬里，该衬里包括圆筒形状的本体和一对圆顶部分，所述一对圆顶部分中的每一个被设置在本体的在轴向方向上的相应的端部处；和增强层，该增强层被设置在衬里的外周面上。增强层包括：一对树脂部件，所述一对树脂部件中的每一个被设置成环绕本体的外周面的相应的端部部分；环向层，该环向层覆盖本体的外周面的在树脂部件之间的一部分；和螺旋层，该螺旋层覆盖树脂部件、环向层和圆顶部分。树脂部件被配置为从本体和圆顶部分之间的边界部分起覆盖本体的一部分，并且从边界部分朝向本体的中央，树脂部件的厚度增加。
[0006]在根据本专利技术的高压罐中，在衬里的本体和圆顶部分之间的边界部分附近使用树脂部件和螺旋层的结构，而不是环向层和螺旋层的传统结构。这消除了如在传统布置中那样在边界部分附近由具有不同定向方向的纤维构成的界面，并且因此在本体和圆顶部分之间的边界部分附近环向层和螺旋层的分层能够受到抑制。
[0007]在根据以上方面的高压罐中，树脂部件可以由环状的尼龙制成。尼龙与衬里几乎没有刚度差异，并且相应地能够填充在衬里、环向层和螺旋层之间的间隙。而且，尼龙是相对廉价的，并且相应地高压罐的制造成本能够降低。
[0008]在根据以上方面的高压罐中，螺旋层可以包括沿着圆顶部分的形状的弯曲部分，并且树脂部件可以设置成在本体的轴向方向上从边界部分到本体的与弯曲部分的弯曲部末端对应的部分。在环向层和螺旋层的传统结构中，从边界部分到本体的与弯曲部分的弯曲部末端对应的部分的区域是其中环向层的厚度改变的区域。通过在厚度改变的区域中设
置树脂部件，能够充分地确保抑制分层的效果，并且由于设置树脂部件而对增强层的强度的影响能够受到抑制。
[0009]根据本专利技术的另一个方面的一种制造方法是一种高压罐的制造方法，该高压罐包括：衬里，该衬里包括圆筒形状的本体和一对圆顶部分，所述一对圆顶部分中的每一个被设置在本体的在轴向方向上的相应的端部处；和增强层，该增强层被设置在衬里的外周面上，并且包括一对树脂部件、环向层和螺旋层。该制造方法包括：树脂部件制造步骤：制造树脂部件，使得在树脂部件被设置成环绕本体的外周面的状态中，树脂部件的厚度从本体和圆顶部分之间的边界部分朝向本体的中央逐渐地增加；环向层形成步骤：在本体的外周面上形成环向层，使得外周面的一部分被覆盖；树脂部件设置步骤：将在树脂部件制造步骤中制造出来的树脂部件中的每一个设置到环向层的相应的端部部分上使得树脂部件的最厚的端部部分抵靠在环向层形成步骤中形成的环向层的端部部分；和螺旋层形成步骤：形成覆盖环向层、设置在环向层的相应的端部处的树脂部件和圆顶部分的螺旋层。
[0010]根据本专利技术的制造方法包括：树脂部件制造步骤：制造树脂部件使得树脂部件的厚度从在本体和圆顶部分之间的边界部分朝向本体的中央逐渐地增加；环向层形成步骤：在本体的外周面上形成环向层，使得外周面的一部分被覆盖；树脂部件设置步骤：将树脂部件中的每一个设置到环向层的相应的端部部分上使得树脂部件的最厚的端部部分抵靠环向层的端部部分；和螺旋层形成步骤：形成覆盖环向层、树脂部件和圆顶部分的螺旋层。在以此方式制造的高压罐中，没有如在传统布置中那样在边界部分附近由具有不同定向方向的纤维构成的界面，并且相应地在本体和圆顶部分之间的边界部分附近在环向层和螺旋层之间的分层能够受到抑制。
[0011]在根据以上方面的制造方法中，环向层形成步骤可以是其中衬里被插入环向层缠绕本体中的步骤，该环向层缠绕本体是圆筒形状的并且被预先制造和硬化。因此，环向层能够易于形成。
[0012]根据本专利技术，在本体和圆顶部分之间的边界部分附近在环向层和螺旋层之间的分层能够受到抑制。
附图说明
[0013]将在下面参考附图描述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，其中类似的符号表示类似的元件，并且其中：
[0014]图1是根据一个实施例的高压罐的截面视图；
[0015]图2是图1中的部分II的放大视图；
[0016]图3是示出制造根据该实施例的高压罐的方法的流程图；
[0017]图4A是示意制造根据该实施例的高压罐的方法的概略视图；
[0018]图4B是示意制造根据该实施例的高压罐的方法的另一个概略视图；
[0019]图4C是示意制造根据该实施例的高压罐的方法的另一个概略视图；并且
[0020]图4D是示意制造根据该实施例的高压罐的方法的另一个概略视图。
具体实施方式
[0021]将在下面参考绘图描述根据本专利技术的高压罐及其制造方法的实施例。在以下描述
中，将描述一个示例，其中高压罐1被安设在燃料电池电动车辆中并且在其中填充有高压氢气，但是高压罐1同样可以被应用于其它用途。而且，高压罐1能够填充的气体不限于高压氢气，并且其其它示例包括各种类型的压缩气体诸如压缩天然气(CNG)、各种液化气体诸如液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG)和其它气体。
[0022]高压罐
[0023]首先，将参考图1和图2描述高压罐。图1是根据该实施例的高压罐的截面视图，并且图2是示意图1中的部分II的放大视图。如在图1中示意地，根据本实施例的高压罐1是一种高压气体存储容器，其是基本圆筒形状，并且在两端上是圆化的圆顶形的，并且该高压罐1包括具有气体屏障性质的衬里2、覆盖衬里2的外面的增强层3和附接到高压罐1的一个端部的颈部4。
[0024]衬里2是具有用于存储高压氢气的存储空间5的中空容器，并且由相对于氢气具有气体屏障性质的树脂材料等形成。衬里2具有圆筒形状的本体21和一对圆顶部分22，圆顶部分22中的每一个被设置在本体21在轴向方向(即，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压罐，其特征在于包括：衬里，所述衬里包括圆筒形状的本体和一对圆顶部分，所述一对圆顶部分中的每一个圆顶部分被设置在所述本体的在轴向方向上的相应的端部处；和增强层，所述增强层被设置在所述衬里的外周面上，其中：所述增强层包括：一对树脂部件，所述一对树脂部件中的每一个树脂部件被设置成环绕所述本体的外周面的相应的端部部分，环向层，所述环向层覆盖所述本体的外周面的在所述树脂部件之间的一部分，和螺旋层，所述螺旋层覆盖所述树脂部件、所述环向层和所述圆顶部分；并且所述树脂部件被配置成从所述本体和所述圆顶部分之间的边界部分起覆盖所述本体的一部分，并且从所述边界部分朝向所述本体的中央，所述树脂部件的厚度增加。2.根据权利要求1所述的高压罐，其特征在于，所述树脂部件由尼龙以环状制成。3.根据权利要求1或2所述的高压罐，其特征在于：所述螺旋层包括沿着所述圆顶部分的形状的弯曲部分，并且所述树脂部件被设置成在所述本体的所述轴向方向上从所述边界部分到所述本体的与所述弯曲部分的弯曲部末端对应的部分。4.一种高压罐的制造方法，所述高压罐包括：衬里，所述衬里包括圆筒形状的本...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林拓矢，片野刚司，石川武史，里屋大辅，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：