專利名稱：壓力容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及各種壓力容器、特別是適用于裝在汽車上的壓力容器。
背景技術(shù)：
近年來，在美國及其他國家，都在關(guān)注作為低公害車的以天然氣為燃料的汽車。在這樣的汽車上一般裝有作為燃料罐的叫做CNG儲氣罐(Compressed Natural Gas Tank)的壓力容器。
這樣的汽車用壓力容器，傳統(tǒng)上是采用鋼或鋁合金等金屬制成，但金屬制的產(chǎn)品重，所以，使供給汽車的單位重量燃料的汽車行駛距離縮短。并且，單位重量天然氣的發(fā)熱量不到汽油的一半，所以，在無補給的情況下，能夠行駛的距離要與汽油車相同，則必須裝載大約兩倍汽油量的天然氣量，這樣還會增加汽車的總重量，所以，上述的汽車行駛距離還會縮短。因此，增加該汽車行駛距離的一個方法是使壓力容器的輕量化。
在特公平5-88665號公報上，記載了一種由具有耐壓性的FRP(增強纖維塑料)外殼包住具有隔氣性的塑料內(nèi)殼而形成的壓力容器。由于該壓力容器實際上是由塑料構(gòu)成的，所以，與金屬制品相比要輕得多，如果將其作為汽車用的天然(氣)壓力容器，則可望增加上述的汽車行駛距離。但是，一方面，F(xiàn)RP與金屬相比脆性大，所以，在發(fā)生沖撞事故或因其它原因受到?jīng)_擊時，擔(dān)心會發(fā)生瞬時破裂，碎片傷害人體、天然氣泄漏而產(chǎn)生火災(zāi)。并且，如果觀察沖撞事故等中汽車破壞的發(fā)展?fàn)顩r，可以多次看到隨著破壞的發(fā)展、在同一部分受到幾次沖擊時，即使最初的沖擊不會導(dǎo)致破裂，但在同一部位受到二次沖擊時，即使是比較低的沖擊能量，也能輕易使FRP的壓力容器破裂，結(jié)果是出現(xiàn)了與1次沖擊就造成破裂的情況相同的狀況，這樣，壓力容器，特別是汽車用的燃料壓力容器，當(dāng)然要求受到1次沖擊時不破裂，還要求在受到反復(fù)沖擊時也能繼續(xù)保持其耐壓性能。該破裂的防止和耐壓性能保持，當(dāng)然可用提高安全系數(shù)的方法解決。但是，這樣一來，重量增加，破壞了作為FRP化的最大優(yōu)點，即輕量化的優(yōu)點，使得制造成本上升。
另外，在美國專利第5,253,778號、美國專利第4,925,044號上記載了這樣一種壓力容器在塑料內(nèi)殼開口部用粘接劑結(jié)合金屬接頭，金屬接頭緣部以埋入塑料內(nèi)殼的形狀進行連接，再外包耐壓性的FRP外殼。
該壓力容器與金屬制品相比也相當(dāng)輕，如果用作汽車用壓力容器，可望增加汽車行駛距離。但是，這樣的金屬接頭與塑料內(nèi)殼的結(jié)合不是機械式連接的，所以，當(dāng)金屬接頭或其周邊受到?jīng)_擊時，可能會破壞金屬接頭與塑料內(nèi)殼的密接狀態(tài)，使壓力容器內(nèi)部的氣體漏出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種壓力容器，它解決了傳統(tǒng)壓力容器的上述缺點，當(dāng)然是質(zhì)量輕的產(chǎn)品，并且，即使在受到反復(fù)沖擊時也具有良好的耐壓性能，是一種可靠性高的壓力容器。
本發(fā)明的另一目的是提供這種壓力容器的制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的壓力容器設(shè)有內(nèi)殼和外殼，其中，內(nèi)殼具有隔氣性，而外殼具有耐壓性、并將內(nèi)殼包?。黄涮卣髟谟谠撏鈿び珊鰪娎w維和樹脂的FRP構(gòu)成，且拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上。
另外，本發(fā)明提供一種壓力容器的制造方法作為這種壓力容器的制造方法。其特征在于在具有隔氣性的內(nèi)殼上，用長絲卷纏法或帶卷纏法形成具有耐壓形的外殼，該外殼由含增強纖維和樹脂的FRP構(gòu)成，且拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上。
本發(fā)明的壓力容器，設(shè)有由含增強纖維和樹脂的FRP構(gòu)成的、且拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上的外殼，并將具有隔氣性的內(nèi)殼包住，所以，即使在受到反復(fù)沖擊時也具有良好的耐壓性能、可靠性高、且重量輕。因此，本發(fā)明的壓力容器，特別適合作為要求重量輕、且可靠性特別高的汽車用CNG儲氣罐。
利用本發(fā)明的壓力容器的制造方法，可以低成本制造具有良好的耐壓性能、可靠性高、且重量輕的壓力容器。
圖面的簡單說明

圖1本發(fā)明壓力容器的一實施形式的概要縱斷面圖。
圖2本發(fā)明壓力容器的又一實施形式的主要部分縱斷面圖。
圖3圖2所示壓力容器的C部分放大斷面圖。
圖4本發(fā)明一例壓力容器制造方法的概要流程圖。
圖5用于本發(fā)明一例壓力容器制造方法中的一例直輥的概要斷面圖。
圖6用于本發(fā)明一例壓力容器制造方法中的又一例直輥的概要斷面圖。
圖7本發(fā)明的又一例壓力容器制造方法的概要流程圖。
圖8增強纖維束一例的斷面圖。
圖9本發(fā)明壓力容器又一實施形式的外殼截面的局部縱斷面圖。
圖10本發(fā)明又一例壓力容器制造方法的概要流程圖。
圖11本發(fā)明壓力容器又一實施形式的一方肩部的局部縱斷面圖。
圖12本發(fā)明壓力容器又一實施形式的另一方肩部的局部縱斷面圖。
圖13本發(fā)明壓力容器又一實施形式的一方肩部的局部縱斷面圖。
圖14、圖16、圖17、圖22.圖28～圖35本發(fā)明壓力容器又一實施形式的各種接頭部周邊的局部縱斷面圖。
圖15圖14所示構(gòu)造的變形例中壓力容器的放大部分縱斷面圖。
圖18～圖20所示為密封環(huán)斷面形狀的例子、是密封環(huán)的局部斷面圖。
圖21圖14所示構(gòu)造的又一變形例中壓力容器的放大部分縱斷面圖。
圖23～圖27所示為圖22中接頭的凹凸構(gòu)造的各種例子、是接頭的部分透視圖。
另外，圖中符號代表如下1、壓力容器。2、內(nèi)殼。3、外殼。4、噴嘴安裝用接頭。5、噴嘴。6、凸起部。A、筒體部。B、封頭部。E、增強層。101、筒子架。102、繞線筒。103、增強纖維絲。104、增強纖維束(浸漬樹脂前的)。105、增強纖維用導(dǎo)輥。106a、106b、107a、107b、108、分離輥。109、樹脂浸漬槽。110、樹脂。111a、111b、111c、輥子。112、樹脂浸漬增強纖維束。113、113a、113b、113c、導(dǎo)輥。114、114a、114b、喂料輥。115、樹脂擠壓用橡膠圈。116、托架。117、紡車支架。118、滾筒。118a、中空部。119、內(nèi)殼。119a芯子的轉(zhuǎn)動軸。120、轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置。121、外殼。
發(fā)明實施的最佳形式參照其中一個實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明，在圖1中，壓力容器1設(shè)有具隔氣性的內(nèi)殼2和具耐壓性的FRP質(zhì)外殼3，并使外殼3覆蓋該內(nèi)殼2。該壓力容器1，整體上設(shè)有筒體部A、連接筒體部A的封頭部B、安裝噴嘴用的接頭4以及安裝在其上的噴嘴5、設(shè)在相反側(cè)的凸起部6。
根據(jù)以上的敘述，內(nèi)殼具有防止漏氣的作用。并且，如后面敘述的那樣，還可作為具耐壓性的外殼形成時的芯體。
內(nèi)殼，可采用例如鋁合金或鎂合金等輕質(zhì)合金等金屬、或者聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酰胺樹脂、ABS樹脂、聚丁烯對苯二甲酸鹽樹脂、聚縮醛樹脂、聚碳酸脂樹脂等樹脂造。在耐沖擊性優(yōu)良方面，ABS樹脂最好。這類樹脂制造的內(nèi)殼，例如可用吹塑成型法制造。另外，也可采用復(fù)合吹塑成型法形成多層結(jié)構(gòu)在剛性好的例如高密度聚乙烯樹脂層中間夾一層氣密性好的例如聚酰胺樹脂層。再有，內(nèi)殼也可用FRP制造。這類FRP制造的內(nèi)殼，例如可采用后面所述的含有由增強纖維構(gòu)成的纖維長度為2～10mm的短纖維的樹脂呈放射狀形成。
為了提高內(nèi)殼的防止漏氣的性能，可最好采用在內(nèi)表面和/或外表面形成隔氣層的形式。例如，在吹塑成型時，如果用含氟的氮氣作為吹入氣體，就可在內(nèi)殼的內(nèi)表面上形成由氟樹脂膜構(gòu)成的隔氣層。另外，在外表面上，可形成銅、鎳、鉻等金屬的鍍膜作為隔氣層。金屬鍍膜的形成，可采用電解鍍膜法和非電解鍍膜法。利用復(fù)合吹塑成型法制造內(nèi)殼的時候，也可在內(nèi)側(cè)設(shè)置隔氣性好的聚酰胺樹脂層、在外側(cè)設(shè)置容易鍍膜的例如ABS樹脂層以利于形成金屬鍍膜。
另外，內(nèi)殼上，可在其內(nèi)面或外面以2.5～5cm的間隔設(shè)計沿圓周方向延伸的環(huán)狀肋。這樣的內(nèi)殼可以用例如下面的方法得到，即，先制作帶肋的、并由塑料制成的豎分為兩半的內(nèi)殼，再將它們接合在起來成為一體。該肋可提高內(nèi)殼的強度，防止在形成后面所述的外殼時內(nèi)殼變形，并有利于防止由于增強纖維的彎曲或偏置而造成的外殼強度下降或強度參差、從而導(dǎo)致的耐壓性能降低。
再次參照圖1，在內(nèi)殼的筒體部A上，設(shè)有一層后面所述的由增強纖維絲構(gòu)成的環(huán)圈等，并配置由這種增強纖維絲的織物等和樹脂復(fù)合制成的FRP的加強層E。該加強層E，也可延續(xù)至封頭部B的一部分。不過，在本發(fā)明中也可不設(shè)加強層。
外殼，是由含有增強纖維和樹脂的FRP制作的，其拉伸彈性模量在35Gpa以上，拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上。通過構(gòu)成由FRP制作的且拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上的外殼，壓力容器，即使面對反復(fù)的沖擊，也能保持具有良好的耐壓性能，并成為可靠性高的產(chǎn)品。拉伸彈性模量應(yīng)該在37Gpa以上，40Gpa以上更好。拉伸彈性模量不到35Gpa時，在受到?jīng)_擊的時候變形量過大，可能導(dǎo)致內(nèi)殼破損，氣體泄漏。并且，在反復(fù)的沖擊下(強度)減弱。而拉伸斷裂應(yīng)變方面，最少必須1.5％，應(yīng)該在1.7％以上，2.0％以上更好。如果不到1.5％，在受到?jīng)_擊的時候增強纖維的損傷、斷裂明顯，受到反復(fù)沖擊的時候，即使最初的沖擊所導(dǎo)致的損傷很小，但在同一部位再次受到?jīng)_擊時，可能導(dǎo)致氣體泄漏和破裂。
這樣的外殼，例如，可將上述內(nèi)殼作為旋轉(zhuǎn)筒，在其圓周上采用眾所周知的長絲卷纏法或長帶卷繞法形成含有樹脂的增強纖維絲的卷層，再成形而成。
以下，對由長絲卷纏法制造外殼的具體方法的一例進行說明。即，從筒子架101的各繞線筒102紡出的增強纖維103，集一定的根數(shù)形成增強纖維束104，送往導(dǎo)輥105。導(dǎo)輥105，在本實施例中，由實際上沿水平方向延伸的一對自由轉(zhuǎn)動輥106a、106b，在其下游側(cè)的、實際上沿上下方向延伸的一對自由轉(zhuǎn)動輥107a、107b，以及實際上沿水平方向延伸的自由轉(zhuǎn)動輥108構(gòu)成。利用該導(dǎo)輥105，集結(jié)成大致所定斷面形狀的增強纖維束104被導(dǎo)入樹脂浸漬槽109。
增強纖維束104在樹脂浸漬槽109內(nèi)浸滲樹脂110，可在將浸滲了該樹脂的增強纖維束112以所定角度繞在轉(zhuǎn)動的內(nèi)殼119上制成外殼121。在增強纖維束104上浸滲樹脂的方法，可采用圖4所示的浸滲法，或者采用托輥方式。另外，在內(nèi)殼與外殼之間設(shè)計加強層的時候，如果將也包含其表面在內(nèi)的內(nèi)殼的外表面形成平均粗糙值為10μm～200μm的粗糙面，可防止在繞絲時增強纖維絲打滑，可減少增強纖維分布的紊亂。
在該長絲卷纏法中，通常在樹脂浸漬槽109與內(nèi)殼119之間，設(shè)有引導(dǎo)浸含樹脂的增強纖維束112的例如導(dǎo)輥113的導(dǎo)引裝置、以及在內(nèi)殼正前方內(nèi)殼的所定位置上以所定角度卷繞浸含樹脂的增強纖維束的喂料輥114。
導(dǎo)輥105、113由轉(zhuǎn)動輥或固定輥構(gòu)成。另外，還可采用梨皮輥、電鍍過的輥等作為導(dǎo)輥，如果使用如這些輥子那樣摩擦系數(shù)小的輥子，可以幾乎完全消除對增強纖維束的損傷。
雖然通常為了使被引導(dǎo)的增強纖維束不會從輥子表面脫落，喂料輥是由兩端設(shè)有凸緣的直輥構(gòu)成，但為了使被引導(dǎo)的增強纖維束的寬度一定，也可在喂料輥上，設(shè)計如圖5所示那樣的有一定間隔的溝槽，或者設(shè)置如圖6所示那樣的有一定寬度的凹部。
這樣，將浸漬樹脂的增強纖維束112在內(nèi)殼119的表面上積層后所得到的成形體，根據(jù)樹脂的硬化條件進行一定時間的加熱硬化。并且，在硬化期間，最好將成形體橫置，并在圓周方向上轉(zhuǎn)動，可減少樹脂的硬化不均勻現(xiàn)象。
另外，如果在短時間內(nèi)在最終硬化溫度下對成形物進行處理，則外殼121內(nèi)部的硬化發(fā)熱量高而在外殼內(nèi)層產(chǎn)生裂縫，又由于樹脂急速地大量擠出，在外殼內(nèi)層容易產(chǎn)生空隙，所以，硬化溫度最好按下面的方法進行控制。即，最好根據(jù)使用樹脂的不同，一般在硬化初期階段，以50℃～90℃的溫度區(qū)域進行長時間的前期硬化處理，這樣，既可防止伴隨外殼內(nèi)層的發(fā)熱作用而產(chǎn)生的裂縫，又可使樹脂慢慢擠出，減少空隙，之后，再升溫到最終硬化溫度進行硬化。
增強纖維絲，可采用碳素纖維絲、玻璃纖維絲、或者例如聚芳族聚酰胺纖維等有機高彈性纖維絲等高強度、高彈性纖維絲。這些增強纖維絲，彎曲時的應(yīng)力集中小，空隙的產(chǎn)生少，從這個意義上講，開纖性良好的無捻纖維長絲最好。另外，也可將這些增強纖維絲混合使用。其中，即使是將彈性模量低的玻璃纖維絲和碳素纖維絲混合使用，也可望降低制造成本。作為并用的方法，也可在外殼上，螺旋層用玻璃纖維、環(huán)箍層用碳素纖維絲，還可將玻璃纖維和碳素纖維絲的混合物浸漬樹脂進行纏繞。
即使在這樣的增強纖維絲中，相對強度(強度與比重之比)和相對彈性率優(yōu)良、纏繞時幾乎不會發(fā)生斷絲或毛粒、生產(chǎn)性能提高是根本，可防止由于絲的接頭或毛粒的混入而引起強度特性的下降或耐沖擊性能的下降，應(yīng)該是股線拉伸強度在4.5Gpa以上、更好一些是在5.5Gpa以上，股線拉伸斷裂應(yīng)變在2％以上、更好一些是在2.2％以上的碳素纖維絲。這里所說的拉伸強度是由JIS-R7601測定的值，而拉伸斷裂應(yīng)變是用JIS-R7601測定的股線拉伸彈性模量除以拉伸強度后所得到的值。
另外，采用這種碳素纖維絲更好，即，在上述股線拉伸強度和拉伸斷裂應(yīng)變特性的基礎(chǔ)上，表面相對氧濃度(O/C)在0.30以下、表面相對氮濃度(N/C)在0.02以下的碳素纖維絲。這里所說的表面相對氧濃度及表面相對氮濃度，是由如以下所述那樣的X線光電分光法測定的值。
表面相對氧濃度(O/C)，首先，對在溶劑中除掉表面處理劑后的碳素纖維絲進行切割，并在不銹鋼質(zhì)的試樣支撐臺上擴大排列后，將光電束射出角度定為90°，用MgKα1.2作為X光源，保持試樣內(nèi)腔有1×10-8Torr的真空度。作為伴隨測定時的帶電的峰值修正，首先C1S的主峰的結(jié)合能量值與284.6eV相符。C1S峰值面積，通過在282～296eV的范圍作一條直線的基準(zhǔn)線來求得；O1S峰值面積，通過在528～540eV的范圍作一條直線的基準(zhǔn)線來求得。表面相對氧濃度(O/C)，是用將上述O1S峰值面積和C1S峰值面積的比、除以裝置固有的靈敏度修正值算出的原子數(shù)比表示的。另外，在后面所述的實施例2中的值，是由島津制作所(株)制造的ESCA-750得到的，上述裝置的固有靈敏度修正值是2.85。
表面相對氮濃度(N/C)，首先，對在溶劑中除掉表面處理劑后的碳素纖維絲進行切割，并在不銹鋼質(zhì)的試樣支撐臺上擴大排列后，將光電束射出角度定為90°，用MgKα1.2作為X光源，保持試樣內(nèi)腔有1×10-8Torr的真空度。作為伴隨測定時的帶電的峰值修正，首先C1S的主峰的結(jié)合能量值與284.6eV相符。C1S峰值面積，通過在282～296eV的范圍作一條直線的基準(zhǔn)線來求得；N1S峰值面積，通過在398～410eV的范圍作一條直線的基準(zhǔn)線來求得。表面相對氮濃度(N/C)，是用將上述N1S峰值面積和C1S峰值面積的比、除以裝置固有的靈敏度修正值算出的原子數(shù)比表示的。另外，在后面所述的實施例2中的值，是由島津制作所(株)制造的ESCA-750得到的，上述裝置的固有靈敏度修正值是1.7。
表面相對氧濃度(O/C)在0.30以下、表面相對氮濃度(N/C)在0.02以上的碳素纖維絲是由于提高了構(gòu)成外殼的樹脂及碳素纖維絲的反應(yīng)性而可望提高外殼的耐壓強度的纖維絲。因此，由這種碳素纖維絲構(gòu)成外殼的時候，壓力容器成為重量輕、且具有極其優(yōu)良的耐沖擊性能、可靠性高的壓力容器。
將由如上所述那樣的X線光電分光法測定的表面相對氧濃度(O/C)及表面相對氮濃度(N/C)設(shè)在上述范圍的碳素纖維絲，可通過進行電解氧化處理、氣相或液相的氧化處理等得到。以下，對用電解氧化處理方法制造的方法進行說明。
這時，可采用酸性及堿性水溶液中任何一種溶液，酸性水溶液的電解質(zhì)，具體可采用硫酸、硝酸、鹽酸等。應(yīng)該是含有氨離子的作為堿性水溶液的水溶液，具體可采用碳酸氫氨、碳酸氨、氫化四烷氨鹽等或者它們的混合物等。應(yīng)該是可特別增加表面相對氮濃度(N/C)的碳酸氫氨、碳酸氨。
處理電量，應(yīng)該是適合被處理的碳素纖維絲的碳化度，但從防止碳素纖維絲基質(zhì)的拉伸強度下降、且降低表層結(jié)晶性的觀點出發(fā)，電解處理最好采用小電量多次反復(fù)處理的方法。具體地說，每1g碳素纖維絲每1個電解槽的通電量[庫侖數(shù)]應(yīng)該是在1[庫侖/g·槽]以上、40[庫侖/g·槽]以下。
作為通電方法，可以采用碳素纖維絲直接與電極棍接觸的直接通電、或者碳素纖維絲與電極棍之間通過電解液通電的間接通電中任何一種，但為了得到高的拉伸強度，最好采用能抑制電解處理時毛茸豎起和電子火花等的間接通電。
另外，電解處理后，最好進行水洗，然后干燥。這時，為了提高與后面所述的樹脂的親合性或粘結(jié)性等，使存在于碳素纖維絲最表面的官能團不會熱分解，希望能用盡可能低的溫度進行干燥，具體地說，希望干燥溫度在250℃以下、更好一些在210℃以下進行干燥。
然后是構(gòu)成本發(fā)明壓力容器外殼的樹脂，可采用環(huán)氧樹脂、不飽和聚脂樹脂、乙烯脂樹脂、碳酸樹脂等熱硬化性樹脂，或聚酰胺樹脂、聚丁烯對苯二甲酸鹽樹脂、ABS樹脂、聚醚酮樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚-4-甲基苯-1樹脂、聚丙烯樹脂等熱可塑性樹脂。特別是為了增大變形時的沖擊吸收能量，最好采用拉伸斷裂應(yīng)變大的樹脂，即拉伸斷裂應(yīng)變應(yīng)該在3％以上、更好一些在5％以上的樹脂。
而由內(nèi)壓所產(chǎn)生的壓力容器在軸向的拉伸張力與在圓周方向的拉伸張力之比大致為1∶2。因此，為了達(dá)到既輕量化而又能提高強度或拉伸彈性模量、改善耐壓性能，則增強纖維采用這樣的構(gòu)成更好在外殼上，從內(nèi)側(cè)依次設(shè)有相對壓力容器軸向0°～±15°、最好是0°～±5°的角度配置的增強纖維層，以±75°～±105°、最好是±85°～±100°的角度配置的增強纖維層，以及±30°～±60°、最好是±40°～±50°的角度配置的增強纖維層。并且，以0°～±15°的角度配置的增強纖維層和以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層以及以±30°～±60°的角度配置的增強纖維層的增強纖維體積比可設(shè)在1∶1.5～2.5∶0.2～1.2的范圍。主要以0°～±15°和±75°～±105°層提高耐壓性能，以±30°～±60°層提高耐沖擊性能。即，為了提高受到?jīng)_擊后的殘存強度，最好將±30°～±60°層配置在外側(cè)。
另外，為了防止壓力容器受到?jīng)_擊而瞬間出現(xiàn)孔時發(fā)生破裂，在外殼上增強纖維最好采用下面的構(gòu)成，以提高面內(nèi)各向同性性，即，從內(nèi)側(cè)依次設(shè)有相對壓力容器軸向以±5°～±50°、應(yīng)該是25°～±40°的角度配置的增強纖維層，和以±75°～±105°、應(yīng)該是±85°～±100°的角度配置的增強纖維層。并且，±5°～±50°的角度配置的增強纖維層和±75°～±105°的角度配置的增強纖維層的增強纖維體積比最好設(shè)在1.0∶1.0～2.0的范圍。
另外，由于筒體部與封頭部的交界部分受到內(nèi)壓引起彎曲應(yīng)力的作用，最好設(shè)計得稍微厚些。并且，在各層的層間設(shè)有上述樹脂的罩面或者由無紡布和樹脂構(gòu)成的FRP層，如果用同樣的FRP層形成最外層，則可以分散沖擊能量，進一步提高耐沖擊性能。同樣，也可用耐沖擊性能好的玻璃纖維或者由有機纖維和樹脂構(gòu)成的FRP層形成最外層，還可用聚乙烯樹脂、聚酰胺樹脂、氨基甲酸乙脂樹脂等構(gòu)成的樹脂層形成最外層。
裝在本發(fā)明的壓力容器內(nèi)的氣體，沒有特別的限制，除上述的天然氣以外，還有氮氣和氧氣、氦氣等。
本發(fā)明的壓力容器，壓力容器筒體部的外殼具有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)，并且，在全厚度T(mm)與層數(shù)N之間的關(guān)系滿足0.5≤T/N≤6的條件時，可大幅度提高筒體部的耐壓性和相對來自外部沖擊力的強度。在該筒體部上，更好的方法是將帶增強纖維環(huán)箍卷層的層、以及帶增強纖維螺旋卷層的層，沿外殼厚度方向交替配置。
這樣的壓力容器，當(dāng)在具有隔氣性的內(nèi)殼的圓周上、用長絲卷纏法形成具有耐壓性的FRP外殼而制造壓力容器時，可采用壓力容器外殼的筒體部形成具有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)、且全厚度T(mm)與層數(shù)N之間的關(guān)系滿足0.5≤T/N≤6條件的方式制造。
在這種制造方法中，例如當(dāng)利用長絲卷纏法形成外殼的時候，增強纖維最好采用樹脂浸漬前的絲幅D與厚度t的比D/t在5以上的無捻增強纖維束。
該實施形式所涉及的壓力容器中，F(xiàn)RP的外殼3是如圖2及圖3所示那樣形成的。即，外殼3，其筒體部形成具有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)。本實施形式中，外殼3，在筒體部上合計由10層構(gòu)成。各層基本上以相鄰層間相互不同的增強纖維配置角度來加以區(qū)分。但是，成±配置角度的層，例如成±30°、±45°、±75°、±85°的纖維配置角度的層是以±θ°層為1層。
外殼3的封頭部，在本實施形式中雖由5層構(gòu)成，也不必有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)。筒體部可以有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)。
外殼3的筒體部上，配置帶增強纖維螺旋卷層的層7a作為最內(nèi)層，其上配置帶增強纖維環(huán)箍卷層的層8a，然后在其上交替配置帶增強纖維螺旋卷層的層7b、7c、7d、7e和帶增強纖維環(huán)箍卷層的層8b、8c、8d、8e。有關(guān)該各層的配置，也可以是最內(nèi)層為帶增強纖維環(huán)箍卷層的層，其上配置帶增強纖維螺旋卷層的層，然后在其上依次交替配置環(huán)箍卷層和螺旋卷層。
環(huán)箍卷層，在以儲氣罐軸向為0°時，則增強纖維實際上是沿圓周方向卷纏的的層，90°當(dāng)然是在±75°～±105°的范圍發(fā)揮環(huán)箍卷層的功能。螺旋卷層是環(huán)箍卷層以外范圍中的卷層。
本實施形式中，如圖3所示那樣，各帶環(huán)箍卷層的層8a～8e延伸至外殼3筒體部的終端部，外殼3的封頭部，是由帶螺旋卷層的層7a～7e從筒體部延伸而形成的。上述帶環(huán)箍卷層的層8a～8e也可延伸至封頭部。
本實施形式中，設(shè)外殼3筒體部的全厚度為T(mm)、該筒體部構(gòu)成外殼3的層7a～7e及8a～8e的總數(shù)為N，則(T和N之間)滿足0.5≤T/N≤6，這時，各層的厚度小，并且，也可使外殼3的全厚度較小，同時，可確保5層以上的多層構(gòu)造。
通過將外殼3、特別是筒體部設(shè)計為這樣的多層構(gòu)造，可獲得以下的作用和效果。
首先，即使在受到來自外部大的沖擊力而使比如局部出現(xiàn)損傷時，該損傷也會被控制在最外層8e或其近鄰的層，而保護住內(nèi)側(cè)層，使整體上沒有致命的損傷。即，通過設(shè)計成多層構(gòu)造，可分散由在局部受到?jīng)_擊負(fù)荷時所引起的應(yīng)力，防止內(nèi)側(cè)層出現(xiàn)損傷。該應(yīng)力的分散，除了可以防止內(nèi)側(cè)層的損傷外，還可以起到吸收沖擊能量的作用，所以，與單由一層構(gòu)成、或由少數(shù)層構(gòu)成的時候相比，最外層部分自身的損傷也可減輕。
特別是如本實施形式這樣，將帶環(huán)箍卷層的層分割成如層8a～8e這樣的多層配置，使層間不易發(fā)生斷裂，對外部的沖擊可保持極高的強度。
另外，上述多層構(gòu)造使外殼3整體的纖維體積含有率上升而空隙率下降。例如，外殼3由長絲卷纏法形成時，是利用依次疊在一起的各層使其下一層依次卷纏的，所以，下一層的樹脂依次擠出，使纖維體積含有率增大，并且，將空隙壓出而低空隙率化。由于其高纖維體積含有率和低空隙率化，使外殼3整體的強度大幅度提高，品質(zhì)也得到大幅度改善。
具有上述那樣5層以上構(gòu)成且T/N在0.5以上、6以下范圍的外殼3，可由例如圖7所示的方法形成。
圖7示出了在預(yù)先形成的內(nèi)殼上用長絲卷纏法形成外殼的方法。從各集束架211拉出的增強纖維絲212(例如碳素纖維絲)，被匯集為增強纖維束213，在樹脂浴(槽)214中浸含樹脂后，用一對壓輥215整理為扁平形狀，之后卷纏到內(nèi)殼220上。通過控制其卷纏角度，分別依次形成環(huán)箍卷層和螺旋卷層。
外殼，如前所述，雖然有必要做成薄層的多層構(gòu)造，但在本發(fā)明中規(guī)定的薄層，例如圖8所示那樣，可采用樹脂浸漬前絲幅D與厚度t的比D/t在5以上的無捻增強纖維束216(例如，無捻碳素纖維束)形成。而為了促進扁平化，最好具有良好的開纖性，那種良好的開纖性可用例如特公平5-29688號公報所示的方法得到，即，在增強纖維束上，含有以聚縮水甘油醚類、環(huán)狀樹脂族聚環(huán)氧化物類、或者它們的混合物為主要成分的表面處理劑，并且，滿足上述D/t的條件。表面處理劑，例如可利用如圖7所示那樣的表面處理劑施加裝置施以表面處理劑，用加熱板218或加熱輥、熱風(fēng)干燥室等干燥裝置進行干燥、固定。
在滿足這樣條件的增強纖維束216上浸含樹脂，用壓輥215整形為所定的扁平形狀后，卷纏到內(nèi)殼220的周面上，從而實現(xiàn)本發(fā)明的多層構(gòu)造。
這種方法，只需附加表面處理劑施加裝置和壓輥215等極簡單的裝置，而主要使用現(xiàn)有的長絲卷纏裝置，所以，可極容易地且低成本得到所希望的多層構(gòu)造。
在本發(fā)明的壓力容器上，作為構(gòu)成要素，外殼含有增強纖維束[X]、熱硬化性樹脂[Y]、合成樹脂及/或熱可塑性樹脂[Z]，并且，如果將構(gòu)成要素[Z]設(shè)置在外殼截面上出現(xiàn)的構(gòu)成要素[X]的外周上，可使外殼具有韌性、保持高耐壓性，并且，可控制裂縫或增強纖維損傷的擴大，提高耐沖擊性、耐疲勞性。
并且，該實施形式的壓力容器，可利用預(yù)浸線料形成壓力容器的外殼。而預(yù)浸線料含有上述構(gòu)成要素[X]、[Y]、[Z]，并在構(gòu)成要素[X]上浸含構(gòu)成要素[Y]，且其表面附近有構(gòu)成要素[Z]。
在該實施形式中，外殼，如圖9所示那樣，由構(gòu)成要素[X]、[Y]、[Z]構(gòu)成。
構(gòu)成作為構(gòu)成要素[X]的增強纖維束的單纖維根數(shù)應(yīng)該在1,000～500,000單纖維、更好一些在3,000～50,000單纖維的范圍內(nèi)。并且，為了得到粗的纖維束，也可將多束纖束合在一起；相反，要想得到細(xì)的纖維束，也可將粗纖維束進行分纖。
作為構(gòu)成要素[Y]的熱硬化性樹脂，特別可例舉出環(huán)氧樹脂，一般是將硬化劑與硬化催化劑配合使用。其中特別是以氨基類、酚類、含碳-碳二重結(jié)構(gòu)的化合物為前軀體的環(huán)氧樹脂最好。具體說，作為以氨基類為前軀體的環(huán)氧樹脂，可舉出四-縮水甘油基二氨基二苯甲烷、三-縮水甘油基-p-氨基酚、三-縮水甘油基-m-氨基酚、三-縮水甘油基甲基苯酚等；作為以酚類為前軀體的環(huán)氧樹脂，可舉出二聯(lián)酚A型環(huán)氧樹脂、二聯(lián)酚F型環(huán)氧樹脂、二聯(lián)酚S型環(huán)氧樹脂、線形酚醛型環(huán)氧樹脂、甲基苯酚酚醛型環(huán)氧樹脂等；作為以含碳-碳二重結(jié)構(gòu)的化合物為前軀體的環(huán)氧樹脂，可舉出環(huán)脂型環(huán)氧樹脂等。但也不限于這些。另外，還可以用這些環(huán)氧樹脂溴化后的溴化環(huán)氧樹脂。
硬化劑，可使用酸酐(無水甲苯納西克酸)、氨基系列硬化劑(偏苯二胺、甲二氫化萘、乙基甲基咪唑、異佛爾酮二胺等)、聚氨基酰胺系列硬化劑、酚系列硬化劑(二對羥基苯砜)聚硫醇系列硬化劑、潛在性系列硬化劑(雙氰胺等)。另外，也可將這些硬化劑與所謂硬化催化劑的三氟化硼胺絡(luò)合物或咪唑化合物并用。還可以與由異氰酸脂和二甲胺的附加反應(yīng)得到的尿素化和物并用另外，作為構(gòu)成要素[Y]，還可使用馬來亞胺樹脂、有乙炔末端的樹脂、有酸末端的樹脂、有氰酸脂的樹脂、有乙烯樹脂末端的樹脂、有丙烯基末端的樹脂。這些樹脂還可適于與環(huán)氧樹脂或其它樹脂混合使用。另外，也可用反應(yīng)性稀釋劑，混合熱可塑性樹脂或高彈體等的改性劑至耐熱性降低不大的程度使用。
進而，作為構(gòu)成要素[Y]，還可用酚樹脂、間苯二酚樹脂、不飽和聚乙烯樹脂、乙烯脂樹脂這些在工業(yè)界廣泛認(rèn)知的熱硬化性樹脂。
構(gòu)成要素[Z]是高彈體及/或熱可塑性樹脂。
作為熱可塑性樹脂，具有代表的是主鏈為酯酰胺結(jié)合、酰亞胺結(jié)合、酯結(jié)合、醚結(jié)合、碳酸酯結(jié)合、氨基甲酸乙酯結(jié)合、硫醚結(jié)合、砜結(jié)合、咪唑結(jié)合、羥基結(jié)合中的結(jié)合的熱可塑性樹。特別是由于聚酸乙酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚次苯基氧化物、聚次苯基硫化物、聚芳酯、聚酯、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚醚乙醚酮、聚芳族聚酰胺、聚苯并咪唑、聚乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、耐沖擊性好，所以，適于作為本發(fā)明的熱可塑性樹。其中，聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚砜具有高韌性且耐熱性良好，所以，特別適用于本發(fā)明。其中，還以聚酰胺的韌性特別優(yōu)良而最適用于本發(fā)明。
作為高彈體，也可使用合成橡膠等各種材料，但熱可塑性高彈體特別適用于本發(fā)明。熱可塑性高彈體，可舉出例如聚苯乙烯系列、聚烯烴系列、聚脂系列、聚酰胺系列等熱可塑性高彈體。
在使用環(huán)氧樹脂作為構(gòu)成要素[Y]的時候，聚苯乙烯系列或聚烯烴系列的熱可塑性高彈體對于環(huán)氧樹脂的溶解度低，而聚脂系列及聚酰胺系列對于所需的樹脂溶解度高，所以，構(gòu)成要素[Y]與構(gòu)成要素[Z]的接合具有充分的強度，應(yīng)力產(chǎn)生時兩者不會分離，可得到良好的復(fù)合材料，非常適用。
在此，所謂聚酯系列或聚酰胺系列的熱可塑性高彈體，是由硬鏈段部分和軟鏈段部分構(gòu)成的嵌段共聚物型的熱可塑性高彈體，其中，硬段鏈部分是由聚脂或聚酰胺制成的。
本實施形式中，構(gòu)成要素[X]、[Y]、[Z]在外殼的截面上如圖9所示那樣。
即，在由與構(gòu)成要素[Y]一體成形的增強纖維束構(gòu)成的構(gòu)成要素[X]的外周是構(gòu)成要素[Z]，在相鄰的構(gòu)成要素[X]間，明確示出實際上只是由不含增強纖維的樹脂構(gòu)成的部分。
在這樣的截面上，設(shè)連接相鄰的2個構(gòu)成要素[X]幾何中心的直線長為L1，與該直線連接的相鄰2個構(gòu)成要素[X]間存在的構(gòu)成要素[Z]、即實際上只含樹脂構(gòu)成的部分的長為L2時，希望其比值L2/L1滿足1/100≤L2/L1≤1/2應(yīng)該是1/50≤L2/L1≤1/4當(dāng)L2/L1小于1/100時，不能起到防止裂縫擴大的作用；而當(dāng)L2/L1大于1/2時，樹脂量增加，使儲氣罐重量增大。
圖9所示的構(gòu)成要素[X]部分，是熱硬化性樹脂的硬化物，即，與構(gòu)成要素[Y]一體成形的，在這樣]一體成形的部分周圍，明確示出構(gòu)成要素[Z]的只是由樹脂構(gòu)成的部分。
在這樣的斷面構(gòu)造中，由構(gòu)成要素[Z]構(gòu)成的部分，因為是由以高彈體及/或熱可塑性樹脂為主體的樹脂構(gòu)成的，所以，與構(gòu)成要素[X]及構(gòu)成要素[Y]一體成形部分相比，顯示出高的韌性。因此，可利用這部分阻止裂縫增加或增強纖維損傷增加，從而防止它們擴大。這樣，可抑制因裂縫或增強纖維損傷而導(dǎo)致外廓耐壓性、強度下降，使外殼整體維持良好的耐壓性和強度。
并且，由于上述高韌性部分自身具有優(yōu)良的吸收沖擊能量的功能，所以，大幅度提高了外殼的耐沖擊性進而提高了壓力容器的耐沖擊性。
而且，即使在外殼的同一部位受到反復(fù)沖擊的時候，由于可防止增強纖維損傷或裂縫增加、擴大，所以，不會發(fā)展為致命的損傷。
上述那樣的壓力容器的外殼3，是在預(yù)先形成的具有隔氣性的內(nèi)殼周圍、用預(yù)浸線料以例如長絲卷纏法形成的，預(yù)浸線料含有構(gòu)成要素[X]、[Y]、[Z]、在構(gòu)成要素[X]上浸含構(gòu)成要素[Y]、并使構(gòu)成要素[Z]在表面附近。在此，構(gòu)成要素[Y]是固化前的材料。
該預(yù)浸線料構(gòu)成要素[Z]，應(yīng)該是將上述那樣的材料形成粒子狀的物體。
作為粒子，其形狀不限于球狀。不用說，球狀雖好，但也可以使用將樹脂塊粉碎后的細(xì)粉狀體、或采用以噴霧干燥法、再沉淀法得到的各種如微粒形狀的材料也無防。另外，也可用軟纖維、還有針狀、單晶纖維。特別是在使用球狀粒子的時候，可直接使用由懸浮聚合法得到的制品。
粒子的大小由粒徑來表示，這時的粒徑是用離心沉降速度法等求得的體積平均粒徑。
本發(fā)明中使用的粒子的粒徑適于在2μm～150μm的范圍，更好一些是在5μm～100μm的范圍。比2μm小時，將粒子配置在增強纖維束的外周，這時，粒子也與構(gòu)成要素[Y]一起滲入增強纖維單纖維間的間隙里，因此，粒子不只存在于預(yù)浸線料的表面上。而在2μm以上時，含有粒子的基體樹脂往增強纖維束內(nèi)滲透，這時，粒子從增強纖維單纖維間的間隙排出，即，被增強纖維過濾，所以，只存在于預(yù)浸線料的表面上。
但是，粒子的形狀，如軟纖維、針狀、單晶纖維那樣各向異性程度大的時候，即使粒徑小也難以浸入纖絲之間，從而有被排除在預(yù)浸線料的表面上的傾向。并且，即使是粒徑比2μm小的粒子，由于與構(gòu)成要素[Y]混合，構(gòu)成要素[Y]浸入粒子中使其膨脹，外形的粒徑變大，這時，上述的粒徑概念適用于外形的粒徑。
粒徑超過150μm的時候，增強纖維的排列紊亂、使成形得到的FRP外殼上的纖維束彼此之間的間隔或?qū)娱g厚度在有必要厚度以上，所以，有時會使FRP的外殼的物性下降。但是，即使具有超過150μm粒徑的粒子，也有這樣的材料，即，由于成形中部分溶解在構(gòu)成要素[Y]中而變小的材料的粒子、或者成形中由于加熱而變形，使纖絲間或FRP外殼的層間有比成形前窄的材料，也適用于這種情況使用。
另外，有關(guān)粒徑的最佳值，有時會因所使用的增強纖維單纖維的外徑或單纖維的根數(shù)不同而有所不同。
并且，也可用形成纖維狀的材料作為構(gòu)成要素[Z]。作為纖維，可以是長纖維，也可以是短纖維。在此，所謂長纖維是指長度在5cm以上的纖維，短纖維是指長度在5cm以下的纖維。當(dāng)構(gòu)成要素[Z]是纖維的時候，其單纖維纖度如果過大，由于FRP外殼上的纖維束彼此之間的間隔或?qū)娱g沒有構(gòu)成要素[X]的部分具有不必要的厚度、增強纖維[X]的排列紊亂，有時會使成形體的物性降低，所以，應(yīng)該在15旦尼爾以下，在5旦尼爾以下更好。
另外，當(dāng)構(gòu)成要素[Z]是纖維的時候，由于要進行延伸等操作，該纖維的結(jié)晶度應(yīng)該在40％以上。如果結(jié)晶度低，有時會使耐濕熱性下降。
而構(gòu)成要素[Z]，保持成形后原來的形狀也可以，形狀消失也沒有關(guān)系。
本實施形式中的預(yù)浸線料，其縱向的垂直斷面最好為扁平形，這樣，可容易得到如圖9所示的那樣的截面構(gòu)造，進而容易得到符合輕量化要求的、厚度小的外殼。這樣的扁平斷面形狀其長軸的長度最好在2mm以上5mm以下。
在本實施形式的壓力容器外殼上，構(gòu)成要素[Z]最好在成群的構(gòu)成要素[X]周圍的基體樹脂中。不滿足這樣條件的情況下，例如在構(gòu)成要素[X]的內(nèi)部深處存有大量構(gòu)成要素[Z]，這時，在邊界區(qū)域的能量吸收不充分，構(gòu)成外殼的FRP的耐沖擊性、耐破壞韌性的提高效果不明顯，并且，增強纖維的排列紊亂，增強纖維附近基體樹脂的分布率下降，存在強度和耐熱性受損的危險。
出于這樣的觀點，成形前預(yù)浸線料中的構(gòu)成要素[Z]的分布情況最好是這樣，即，構(gòu)成要素[Z]的大部分最好分布在預(yù)浸線料的表面附近。由這樣的預(yù)浸線料形成外殼的時候，由于構(gòu)成要素[Z]存在于預(yù)浸線料間的區(qū)域內(nèi)，所以，可得到耐沖擊性良好的FRP。在此，所謂分布在表面附近，具體說，是指構(gòu)成要素[Z]的90％以上分布在從預(yù)浸線料的外周面到預(yù)浸線料最小厚度的30％的部位。構(gòu)成要素[Z]的90％以上分布在從預(yù)浸線料的外周面到預(yù)浸線料最小厚度的30％部位的時候，本發(fā)明的效果更加顯著，所以更好。
采用這樣的預(yù)浸線料，本發(fā)明所涉及的壓力容器的外殼可用例如圖10所示的方法成形。
在如圖10所示的方法中，從多個集束架311抽出的增強纖維絲312被集合成增強纖維束313，該增強纖維束313通過第1樹脂浴池314中，被浸漬由熱硬化性樹脂構(gòu)成的基體樹脂315。該樹脂浸漬增強纖維束316接著通過裝有粒子狀或粉末狀構(gòu)成要素[Z]317的槽318中，以樹脂浸漬增強纖維束316為主體在表面附近附著構(gòu)成要素[Z]317。然后，附著了構(gòu)成要素[Z]317的增強纖維束319，通過第2樹脂浴池320中，由熱硬化性樹脂構(gòu)成的基體樹脂321附著在表面上，或者從表面浸入。另外，也可以省去第2樹脂浴池320。
從第2樹脂浴池320出來的、表面附近附著有構(gòu)成要素[Z]的樹脂浸漬增強纖維束322，在內(nèi)殼2的周圍用長絲卷纏法、以所定卷纏角度卷纏，形成外殼302。卷纏后，通過將樹脂加熱硬化，形成所要的外殼302。
在這樣的制造方法中，由于可以省去第2樹脂浴池320，所以，實際上只要在傳統(tǒng)的長絲卷纏裝置上添加構(gòu)成要素[Z]的附著裝置即可，可形成以簡單且成本低為目標(biāo)的耐壓性優(yōu)良的外殼。
另外，在本發(fā)明的壓力容器上，上述外殼肩部的最內(nèi)層是帶增強纖維的環(huán)箍卷層時，可充分提高肩部的耐壓性。
該壓力容器，可通過這樣的方法制造在具有隔氣性的內(nèi)殼的肩部外周面上，配置帶增強纖維環(huán)箍卷層的、由增強纖維和樹脂構(gòu)成的增強層，在該增強層及內(nèi)殼的周圍，形成具有耐壓性的FRP外殼。
在這種形式的壓力容器上，在外殼的肩部設(shè)有最內(nèi)層，該最內(nèi)層帶增強纖維環(huán)箍卷層，而該增強纖維具有增強層的功能。該作為增強層的最內(nèi)層，可利用長絲卷纏法，或者配置單向預(yù)成型料形成。特別是在利用長絲卷纏法形成的時候，如果在內(nèi)殼的肩部外周面上形成沿圓周方向延伸且在軸向有段落的階梯形狀，則可防止卷纏在圓周方向的增強纖維絲、或樹脂浸漬增強纖維絲滑動。
如圖11所示那樣，外殼3肩部3a的最內(nèi)層9a形成帶增強纖維環(huán)箍卷層的層。在本實施形式中，最內(nèi)層9a由利用長絲卷纏法成形的FRP層構(gòu)成。本實施形式中，由于在內(nèi)殼2的筒體部外周上設(shè)有增強層E，所以，上述最內(nèi)層9a正好從增強層E的端部開始到封頭部B的中部為止而形成。該最內(nèi)層9a的環(huán)箍卷層的形成，可以是在利用長絲卷纏法形成增強層E的時候，作為其延長層的形式形成，也可以單獨形成。該最內(nèi)層9a還具有肩部增強層的功能、即可在圓周方向發(fā)揮高張力、而對徑向內(nèi)壓可發(fā)揮高耐壓性的增強層的功能。
在本實施形式中，在內(nèi)殼2的肩部外周面上形成沿圓周方向延伸且在軸向有段落的階梯狀部分10a。該階梯狀部分10a，可以在對應(yīng)上述最內(nèi)層9a的位置形成。對于各階梯形狀的段落a和寬度b，例如a適于在0.5～2mm的范圍、b適于在1～5mm的范圍。
通過設(shè)計這樣的階梯狀部分10a，在利用長絲卷纏法形成最內(nèi)層9a的時候，可防止增強纖維絲或樹脂浸漬增強纖維絲的滑動，使所要的環(huán)箍卷層能精確地在所希望的位置形成。在該最內(nèi)層9a的上面，形成外殼3的除最內(nèi)層9a在外的其他部分。該外殼3也希望用FRP形成。
在本實施形式中，凸起部6側(cè)的肩部3b實際上也有同樣的構(gòu)成形式。即，如圖12所示那樣，設(shè)計帶增強纖維環(huán)箍卷層的層9b作為外殼3的最內(nèi)層9b，在其上面形成外殼3的其他部分。在內(nèi)殼2的肩部上形成上述同樣的階梯狀部分10b。
在本實施形式所涉及的壓力容器的制造方法中，例如內(nèi)殼2由塑料制成的情況下，首先，在內(nèi)殼2吹塑成形時，就使成形的內(nèi)殼2和接頭6結(jié)合成一體。內(nèi)殼2成形后，再形成具有耐壓性的外殼3，將內(nèi)殼2包??；但首先要形成作為肩部增強層的最內(nèi)層9a、9b，或者在它們上面形成筒體部增強層E。該最內(nèi)層9a、9b，可以內(nèi)殼2為芯體形成，即，利用長絲卷纏法或帶卷纏法形成。特別是在利用長絲卷纏法形成的時候，可利用設(shè)在內(nèi)殼2肩部外周面上的階梯狀部分10a、10b，防止卷纏上去的增強纖維絲、或者樹脂浸漬增強纖維絲的滑動。
最內(nèi)層9a、9b形成后，形成外殼3的剩余部分。在外殼3由FRP構(gòu)成的情況下，剩余部分也可以利用長絲卷纏法或帶卷纏法形成。
這樣成形的外殼3，在其肩部上，因為其最內(nèi)層是由帶增強纖維環(huán)箍卷層的層構(gòu)成的，所以，在肩部也能使圓周方向的高張力有效發(fā)揮、并能有效地提高針對徑向內(nèi)壓的耐壓性。
圖13所示為另一實施形式。并且，圖13中只畫出了接頭4側(cè)的肩部，凸起部6側(cè)的肩部也采用同樣的構(gòu)造。在本實施形式中，外殼3肩部的最內(nèi)層9c由單向預(yù)成型料形成，即，將單向預(yù)成型料配置在肩部的所定位置、并使增強纖維絲的排列方向與圓周方向一致，在臨時固定的狀態(tài)下，在其上形成外殼3的剩余部分，由于配置了預(yù)先成形的罩面狀單向預(yù)成型料，所以，可以不需要如圖11或圖12所示那樣的內(nèi)殼肩部的階梯狀部分。即使是這樣的構(gòu)成形式，由于最內(nèi)層9c帶增強纖維環(huán)箍卷層，所以，可有效地提高外殼3肩部、乃至壓力容器肩部的針對徑向內(nèi)壓的耐壓性。并且，因為只可將預(yù)先成形的單向預(yù)成型料配置在所定位置，所以，作為外殼整體很容易形成。
在本發(fā)明的壓力容器上，設(shè)有裝在上述內(nèi)殼頭部的噴嘴安裝用接頭，在該頭部的端面上而噴嘴安裝用接頭處嵌裝密封環(huán)，并且，在設(shè)有將該密封環(huán)向該頭部的端面方向壓入的壓入裝置時，可充分提高內(nèi)殼與嘴安裝用接頭結(jié)合部的氣密性。
這樣的壓力容器可以通過下面的方法制造將具有隔氣性的內(nèi)殼和嘴安裝用接頭結(jié)合在一起，在該內(nèi)殼的周圍形成具有耐壓性的外殼，在形成外殼之前，在該內(nèi)殼頭部端面的接頭上嵌裝密封環(huán)，并且，設(shè)有將該密封環(huán)向該頭部的端面方向壓入的壓入裝置，利用該壓入裝置使該密封環(huán)產(chǎn)生彈性變形，將變形后的密封環(huán)至少與頭部的端面及接頭的外周面緊密連接。
在本實施例中，如圖14所示那樣，接頭4設(shè)有結(jié)合部4a，該結(jié)合部4a向其軸向底部擴展成喇叭狀；內(nèi)殼2的頭部2a從結(jié)合部4a延伸至接頭4的外周部分。內(nèi)殼2的、含頭部2a在內(nèi)的部位的內(nèi)周面、與接頭4的外周面結(jié)合在一起。在接頭4由例如金屬制成、而內(nèi)殼2由例如塑料制成的時候，在內(nèi)殼2吹塑成形時，可將接頭4與內(nèi)殼2結(jié)合成一體。
在接頭4的內(nèi)側(cè)，形成氣體通路的同時，形成噴嘴連接用螺紋4c；在接頭4的外周面上，形成環(huán)狀延伸的突起4d。
該接頭4與內(nèi)殼2的結(jié)合面15，更具體地說，是接頭4結(jié)合部4a的外周面與內(nèi)殼2頭部2a的內(nèi)周面的結(jié)合面，是分別將兩面結(jié)合成一體的面，所以，本來就具有相當(dāng)高的氣密性。但是，如汽車裝載的CNG儲罐那樣，要求具有承受超過200kg/cm2高壓氣體的氣密性時，內(nèi)部氣體就有從該結(jié)合面漏出的危險。
采用本實施形式，可有效防止氣體從該結(jié)合面漏出。
在內(nèi)殼2的端面、更準(zhǔn)確些是內(nèi)殼2頭部2a的端面(上端面)2b，且是接頭4的外周上，配置受壓后產(chǎn)生彈性變形的密封環(huán)11。密封環(huán)11的材質(zhì)，可以是例如天然橡膠、硅酮橡膠、氟橡膠、4氟化乙烯、聚酰胺、聚乙烯、聚脂等樹脂，進而還可使用不銹鋼、鋁、銅、鈦等金屬。
另外，密封環(huán)11的斷面形狀(厚度方向的斷面形狀)，可以是圖18所示的實心圓形形狀、圖19所示的中空圓形形狀、圖20所示的平板形狀等。采用如圖14所示的實施形式，可以用具有圖19所示的中空圓形形狀的合成橡膠O形環(huán)作為密封環(huán)11。
與密封環(huán)11鄰接處配置壓緊件12，該壓緊件12構(gòu)成將密封環(huán)11向內(nèi)殼2端面2b方向壓入的壓入裝置的一部分。在本實施形式中，壓緊件12位于密封環(huán)11的徑向外側(cè)，由延伸至內(nèi)殼2頭部2a的外周圍、嵌合在其上的筒狀部12a和將密封環(huán)11直接壓入的緣部12b構(gòu)成。
在壓緊件12緣部12b的上面設(shè)有座13，其上再設(shè)置連接件14(例如，連接螺母)，該連接件14擰在接頭4的外周上、通過座13將壓緊件12向密封環(huán)壓入方向移動。在上述座13，也可以具有密封功能，防止外部的異物侵入及內(nèi)側(cè)的氣體泄漏。
在如上所述的氣體密封機構(gòu)中，例如內(nèi)殼2由塑料制成、接頭4由由金屬制成的情況下，內(nèi)殼2吹塑成形時，可將成形的內(nèi)殼2與接頭4結(jié)合成一體，在形成外殼3前進行所定的密封。
在內(nèi)殼2的端面上及接頭4的外周上配置密封環(huán)11，其上覆蓋壓緊件12。配置座13后，裝上連接件14，通過座13、壓緊件12的緣部12b壓入密封環(huán)11，使其產(chǎn)生彈性變形。通過這樣的壓緊、彈性變形，使密封環(huán)11與內(nèi)殼2的端面2b及壓緊件12的緣部12b緊密接合，將這些面與密封環(huán)11之間密封，同時，由于密封環(huán)11在徑向也產(chǎn)生彈性變形，所以，也緊密接合在接頭4的外周面上，將該外周面與密封環(huán)11之間密封。設(shè)定的安裝完成以后，用從所周知的長絲卷纏法或長帶卷纏法形成FRP構(gòu)成的外殼3，該外殼3形成至覆蓋壓緊件12外周面的位置。
進行如上所述的密封后，即使儲氣罐中的氣體可能從結(jié)合面15漏出，但漏出的氣體首先應(yīng)該穿過密封環(huán)11與內(nèi)殼2的端面2b之間以及密封環(huán)11與接頭4的外周面之間，所以，由于將這些部位做了上述那樣的密封，因而，實際上可完全防止氣體泄漏。
這樣的氣體密封，在密封環(huán)11與內(nèi)殼2的端面2b之間以及密封環(huán)11與接頭4的外周面之間特別有效，所以，壓緊件21的形狀也可以不設(shè)筒狀部12a，可以是環(huán)形平板狀。但是，從限制密封環(huán)11向徑向外側(cè)的變形量、使密封環(huán)11與接頭4的外周面之間的密封力更強，以及外殼3成形后可由外殼3強力固定壓緊件的觀點出發(fā)，最好是采用本實施形式這樣的設(shè)有筒狀部12a的壓緊件。
在此，將筒狀部12a設(shè)計成如圖21所示那樣的階梯狀的情況下，用安裝件14安裝壓緊件12時，可容易且切實地保證密封環(huán)的必要壓縮量M。
為了進一步提高密封面的密封強度，例如圖15所示那樣，可在內(nèi)殼2頭部2a的端面2b上設(shè)計環(huán)狀延伸的溝槽2c，將壓迫變形后的密封環(huán)11嵌入該溝槽2c中。這種環(huán)狀溝槽也可設(shè)在壓緊件12緣部12b的下表面上。溝槽的斷面形狀沒有特別的限定，但從強化密封性能方面上講，適合采用圖示那樣的圓弧狀溝槽。
在圖16、圖17所示為本實施形式壓力容器內(nèi)殼與接頭結(jié)合部的氣體密封構(gòu)造的又一形式。
在如圖16所示的實施形式中，沒有設(shè)計如圖14所示的連接件14，而是在壓緊件21緣部21a的內(nèi)周面上設(shè)計螺紋，該壓緊件21直接螺紋連接在接頭22外周面的螺紋上。在這樣的構(gòu)成中，也如圖14所示構(gòu)造相同，密封環(huán)11被壓迫而彈性變形，使可能從內(nèi)殼2與接頭22結(jié)合面15漏出的氣體完全被密封。
另外，在如圖16所示的實施形式中，外殼23最好以覆蓋整個壓緊件21的形式形成。這樣，可進一步增加壓緊件21的固定強度，也可完全阻止壓緊件21的轉(zhuǎn)動。
如圖17所示的實施形式中，在內(nèi)殼31頭部31a的外周面上設(shè)置螺紋，在壓緊件32筒狀部32a的內(nèi)周面上也設(shè)有螺紋，將壓緊件32螺紋連接在頭部31a外周上。密封環(huán)11壓在壓緊件32的緣部32b與內(nèi)殼31頭部31a的端面之間，產(chǎn)生彈性變形。即使在這樣的構(gòu)成中，可從內(nèi)殼31與接頭33的結(jié)合面15漏出的氣體，被密封環(huán)11的配置部完全密封。另外，在這樣的情況下，外殼34最好以完全覆蓋壓緊件32的形式形成。
并且，如果采用使用了該實施形式中的密封環(huán)的密封機構(gòu)，則可充分保持內(nèi)殼與接頭結(jié)合部的氣體密封性能，但為了更加安全，最好在各密封面、例如上述壓緊件的內(nèi)周面與內(nèi)殼口部的外周面之間、和密封環(huán)與壓入該密封環(huán)的面之間涂抹上粘接劑，也可強化密封性能。該粘接劑有例如環(huán)氧系列、丙烯系列、聚氨基甲酸乙脂系列、聚脂系列等熱硬化性粘接劑，其中，作為活性丙烯系列粘接劑的厭氣性粘接劑最好。這樣的厭氣性粘接劑有聚醚型和脂型，聚醚型的代表有二甲基丙烯酸四甘醇脂，脂型的代表有三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷、丁二醇1，4-二甲基丙烯酸脂、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二甲基丙烯酸脂、聚脂丙烯酸脂等。
并且，本發(fā)明的壓力容器，構(gòu)成中設(shè)有裝在上述內(nèi)殼頭部內(nèi)的噴嘴安裝用接頭，在與該噴嘴安裝用接頭的該頭部的結(jié)合面上形成凹凸的情況下，可充分提高內(nèi)殼與噴嘴安裝用接頭結(jié)合部的氣密性。
或者，本發(fā)明的壓力容器，構(gòu)成中設(shè)有裝在上述內(nèi)殼頭部內(nèi)的噴嘴安裝用接頭，在與該噴嘴安裝用接頭的該頭部的結(jié)合面上形成向圓周方向延伸的突條的情況下，也可充分提高內(nèi)殼與噴嘴安裝用接頭結(jié)合部的氣密性。
這樣的壓力容器，例如，在形成具體隔氣性的內(nèi)殼時，將該內(nèi)殼的頭部與噴嘴安裝用接頭的外周面結(jié)合成一體，以結(jié)合在頭部的上述接頭為轉(zhuǎn)動軸，可使成形的外殼一邊轉(zhuǎn)動，一邊形成外殼，并使其將該內(nèi)殼覆蓋。
在本實施形式中，如圖22所示那樣，接頭4設(shè)有結(jié)合部4a，該結(jié)合部4a向其軸向底部擴展成喇叭狀；內(nèi)殼2的頭部2a從結(jié)合部4a延伸至接頭4的外周部分。內(nèi)殼2的、含頭部2a在內(nèi)的部位的內(nèi)周面、與接頭4的外周面結(jié)合在一起。在接頭4由例如金屬制成、而內(nèi)殼2由例如塑料制成的時候，在內(nèi)殼2吹塑成形時，可將接頭4與內(nèi)殼2結(jié)合成一體。在接頭4的內(nèi)側(cè)，形成氣體通路的同時，形成噴嘴連接用螺紋4c。該接頭4的材質(zhì)雖然沒有特別的限定，但從擰合噴嘴7方面講，最好采用金屬制品，例如，鐵、鋁、不銹鋼、鈦。
該接頭4外周面上與內(nèi)殼2的結(jié)合面15，更具體地說，是接頭筒體部4d外周面上與內(nèi)殼2頭部2a內(nèi)周面的結(jié)合面上，沿接頭筒體部4d整個周面形成凹凸41。凹凸41是在接頭筒體部4d的軸心方向、使該筒體部4d兩端有少許露出沿大致全長形成的。
在本實施形式中，凹凸41是用如圖23所示那樣的滾花刀41a加工形成的。不過，該凹凸不限于滾花刀加工，但至少在接頭筒體部4d外周面圓周方向有凹凸形狀，希望是最好軸心方向也同時有凹凸形狀。因此，也可采用如圖24所示那樣設(shè)有沿軸心方向延伸的多條溝槽或空槽形狀41b、如圖25所示那樣設(shè)有沿軸心方向延伸的多條花鍵形狀41c、如圖26所示那樣設(shè)有前端形成大致平面的多個突起形狀41d、如圖27所示那樣設(shè)有前端為球狀的多個突起形狀41e。
通過設(shè)計這樣的凹凸41，特別在接頭4與內(nèi)殼2之間受到相向的反轉(zhuǎn)扭矩作用時，由于具有大的阻力而使兩者間不會發(fā)生轉(zhuǎn)動。即，在受到這樣扭矩作用的情況下，可切實防止接頭4相對內(nèi)殼2在圓周方向松動。
另外，當(dāng)凹凸41是如圖23、如圖26、如圖27所示那樣的形狀時，相對上述扭矩具有大的阻力，并且，相對接頭4軸心方向的軸向推力也具有大的阻力，所以，在接頭4受到軸向外力作用時，也可切實防止接頭4相對內(nèi)殼2在軸向的相對位移。例如，在接頭4受到來自圖22上方的沖擊力作用時，也不會使接頭4從內(nèi)殼2頭部2a向下拔出。
當(dāng)然，圖24、圖25所示那樣的凹凸形狀，與內(nèi)殼2之間的接合面積增大，所以，相對上述那樣軸向力方向的外力的阻力也增大。
這樣，利用凹凸41的形成，接頭4對于內(nèi)殼2的結(jié)合強度顯著提高。該結(jié)合強度的提高，首先第1，在外殼3成形時很有效。
即，本實施形式的壓力容器可這樣制造例如內(nèi)殼2由塑料制成、接頭4由金屬制成的情況下，首先，在內(nèi)殼2吹塑成形時，可將成形的內(nèi)殼2與接頭4結(jié)合成一體。由于在接頭4的外周面上形成凹凸41，所以，在內(nèi)殼2與接頭4結(jié)合成一體的狀態(tài)下，接頭4相對內(nèi)殼2特別是在圓周方向具有高的結(jié)合強度，同時，也提高了兩者間的在軸向(即，接頭4受到軸向推力作用的方向)的結(jié)合強度。
這種狀態(tài)下，在內(nèi)殼2上形成覆蓋內(nèi)殼2有耐壓性的外殼3。當(dāng)外殼3由FRP形成時，將內(nèi)殼2作為芯體、即所謂心軸，用長絲卷纏法或帶卷纏法形成外殼3。這時，一邊轉(zhuǎn)動內(nèi)殼2，一邊形成含有如前所述樹脂的增強纖維絲卷層，但為了使內(nèi)殼2轉(zhuǎn)動，所以，可將接頭4作為轉(zhuǎn)動軸(轉(zhuǎn)動軸體)使用。例如在如圖1所示那樣的結(jié)構(gòu)中，是夾緊底部側(cè)的凸起部6使其轉(zhuǎn)動，在接頭4側(cè)，將工具擰在噴嘴安裝用螺紋孔4c內(nèi)，能夠方便地在內(nèi)殼2的兩端采用轉(zhuǎn)動軸支撐構(gòu)造。
當(dāng)進行這樣的轉(zhuǎn)動動作時，接頭4與內(nèi)殼2的結(jié)合面15，受到大的反轉(zhuǎn)扭矩作用的同時，也受到將接頭4拔向儲氣罐內(nèi)的方向的軸向推力的作用。
但是，在本實施形式中，由于形成了如前所述的凹凸41，接頭4與內(nèi)殼2的結(jié)合面上的結(jié)合強度無論在扭矩方向還是軸向推力方向都有顯著的提高，所以，可切實防止接頭4相對內(nèi)殼2松動和拔出(或者，向拔出方向產(chǎn)生位移)。
另外，上述結(jié)合強度的提高，在壓力容器完成后也能發(fā)揮作用。特別是在受到軸向推力方向的外力、沖擊性外力作用時，可有效防止接頭4從內(nèi)殼2拔出脫落，或相對內(nèi)殼2產(chǎn)生軸向位移。
圖28所示為本發(fā)明又一實施形式壓力容器的接頭周邊部分構(gòu)造示意圖。
在本實施形式中，接頭51由設(shè)有接頭筒體部51a和連接部51b的構(gòu)件構(gòu)成，其中，連接部51b設(shè)在接頭筒體部51a下端部、并呈喇叭狀擴徑。而在接頭筒體部51a外周面與內(nèi)殼52的結(jié)合面53上，形成向圓周方向延伸的、在本實施形式中沿圓周方向延伸覆蓋整個圓周的突條54。該突條54是在接頭筒體部51a外周面上形成，明確區(qū)別于在接頭51下端部形成的緣狀接合部51b。
這樣的突條54，可大幅度提高接頭51與內(nèi)殼52間的結(jié)合強度，特別是相對加在接頭51上的軸向推力的結(jié)合強度。因此，可切實防止由于外殼成形時的推力、或壓力容器完成后加在接頭51上的沖擊推力而導(dǎo)致接頭51向儲氣罐內(nèi)拔出方向移動或脫落。
當(dāng)然，由于設(shè)計了突條54，使接頭51與內(nèi)殼52的接合面積增大，所以，也提高了阻止接頭51在圓周方向松動的結(jié)合強度。
沿圓周方向延伸突條，可以如圖29所示那樣形成2條(突條61a、61b)，也可3條以上。隨著數(shù)量的增加，內(nèi)殼62與接頭61的結(jié)合強度有增大的傾向。
另外，圖22或圖28所示的構(gòu)造也可任意組合使用。
例如，如圖30所示那樣，可在接頭71筒體部71a的外周面下部形成沿圓周方向延伸的突條72，在其上部形成凹凸73(例如，圖23所示那樣的滾花加工的凹凸)。
這樣，通過將突條72與凹凸73和在一起分別在突條72上主要產(chǎn)生反抗軸向推力的阻力、在凹凸73上產(chǎn)生主要阻止圓周方向移動的阻力，對于防止接頭71向拔出方向的移動和松動也有極高的強度。即，可顯著提高內(nèi)殼74與接頭71之間在所有方向上的結(jié)合強度。
并且，設(shè)有本發(fā)明中的凹凸和突條的接頭構(gòu)造，利用內(nèi)殼與接頭的結(jié)合構(gòu)造還可發(fā)揮上述以外的作用和效果。
例如，在圖31所示構(gòu)造中，為了完全防止氣體從接頭81與內(nèi)殼82的結(jié)合面泄漏，在內(nèi)殼82的端面上配置可產(chǎn)生彈性變形的密封環(huán)83，通過壓緊件84將其用連接件85(例如連接螺母)進行安裝連接，通過壓迫而使其產(chǎn)生彈性變形，緊密連接在接頭81的外周面和內(nèi)殼82的端面等面上，可使這些部位完全密封。
在這樣的構(gòu)造中，通過在接頭81的筒體部外周上形成凹凸86和/或突條87，可顯著提高前面所述的結(jié)合強度，所以，可切實防止接頭81在安裝連接連接件85是由于一起轉(zhuǎn)動等而產(chǎn)生的松動。
并且，在圖31所示構(gòu)造中，也想提高連接件85的固定強度時，或者同時想進一步提高氣體密封功能時，也可在壓緊件84的內(nèi)周面與內(nèi)殼82的外周面之間、和由密封環(huán)83密封的個密封面上涂抹粘接劑。作為粘接劑，可采用前面所述的產(chǎn)品。
進而，在本發(fā)明的壓力容器中，其構(gòu)造是在上述內(nèi)殼的頭部內(nèi)裝有噴嘴安裝用接頭，在上述頭部的外側(cè)設(shè)有筒狀構(gòu)件，該筒狀構(gòu)件設(shè)有緣部、接在該緣部上的筒狀部以及從該筒狀部外周面向上述外殼中延伸的突緣部，這時，也可充分提高內(nèi)殼與噴嘴安裝用接頭結(jié)合部的氣體密封形。
在本實施形式中，如圖32所示那樣，接頭4設(shè)有結(jié)合部4a，該結(jié)合部4a向其軸向底部擴展成喇叭狀；內(nèi)殼92的頭部92a從結(jié)合部4a延伸至接頭4的外周部分。該內(nèi)殼92的、含頭部92a在內(nèi)的部位的內(nèi)周面，與接頭4的外周面結(jié)合成一體。在接頭4由例如金屬制成、而內(nèi)殼92由例如塑料制成的時候，在內(nèi)殼92吹塑成形時，可將接頭4與內(nèi)殼92結(jié)合成一體。在接頭4的內(nèi)側(cè)，在形成氣體通路4b的同時，可形成噴嘴連接用螺紋4c。并在接頭4的外周面上形成環(huán)狀延伸的突起4d。
該接頭4的材質(zhì)雖然沒有特別的限定，但因為要擰上噴嘴5，所以，最好采用金屬制品，例如，鐵、鋁、不銹鋼、鈦。
在頭部4的外周側(cè)、及內(nèi)殼92頭部92a的外側(cè)設(shè)有筒狀構(gòu)件90，該筒狀構(gòu)件由向內(nèi)側(cè)并沿環(huán)狀延伸的緣部90a、延伸至將內(nèi)殼92的頭部92a外周覆蓋的筒狀部90b、以及從該筒狀部90b外周面向上述外殼3中延伸的環(huán)狀突緣部90c構(gòu)成。雖然在本實施形式中，突緣部90c是從筒狀部90b的外周面垂直豎起的，但也可向圖32中上下方向的任何一方有少許傾斜。另外，突緣部90c的前端部形狀，除圖中所示那樣的平坦形狀外，也可以是尖銳、球形形狀等。并且，雖然在本實施形式中，突緣部90c是在整個圓周方向環(huán)狀連續(xù)延伸的，但也可以在圓周方向斷續(xù)配置，即，也可以采用在圓周方向上配置多個呈圓弧形延伸的突起狀突緣的構(gòu)造形式。
在筒狀構(gòu)件90緣部90a的軸向外側(cè)設(shè)置擰在接頭4外周面上的連接件91(例如連接螺母)。利用該連接件91的連接，筒狀構(gòu)件90的緣部90a被擠壓固定在連接件91與內(nèi)殼頭部92a的端面之間。因此，固定的筒狀構(gòu)件90緣部90a實際上是通過擰合在接頭4上的連接件91接合在接頭6外周面上的。
在如上所述的壓力容器的制造中，例如內(nèi)殼92由塑料制成、接頭4由金屬制成的情況下，在內(nèi)殼92吹塑成形時，可將成形的內(nèi)殼92與接頭4結(jié)合成一體，吹塑成形后，在殼92的頭部92a上裝上筒狀構(gòu)件90，通過在其上安裝連接件91，將筒狀構(gòu)件90固定在所定位置。在這種狀態(tài)下，將噴嘴安裝用接頭4和底部側(cè)的凸起部6作為轉(zhuǎn)動軸，以內(nèi)殼92為芯體，形成外殼3，并使外殼3將內(nèi)殼92包住。外殼3可用長絲卷纏法或帶卷纏法在內(nèi)殼92的周圍形成。這時，至少將筒狀構(gòu)件90的突緣部90c埋設(shè)在外殼3中形成外殼3。
在如上那樣構(gòu)成的壓力容器中，當(dāng)接頭4上受到來自外部、例如沖擊力等的負(fù)荷時，該負(fù)荷當(dāng)然加在接頭4與內(nèi)殼頭部92a之間的結(jié)合面上，并通過擰合在接頭4上的連接件91加在筒狀構(gòu)件90上。因為筒狀構(gòu)件90的突緣部90c埋設(shè)在外殼3中，且外殼3由耐壓性材料制成，所以，在外殼3與筒狀構(gòu)件90的共同作用下，使上述負(fù)荷中的大部分由筒狀構(gòu)件90承受。即，筒狀構(gòu)件90起了支柱的作用。結(jié)果，加在接頭4自身的負(fù)荷成分大幅度減少，可切實防止接頭4從內(nèi)殼92頭部92a向儲氣罐內(nèi)方向脫落。即，大幅度提高了接頭4與內(nèi)殼92的結(jié)合強度。
在如圖33所示的實施形式中，為了提高接頭4與內(nèi)殼92結(jié)合部的氣密性，在內(nèi)殼92頭部92a的端面及接頭的外周面上，嵌裝會因受壓而產(chǎn)生彈性變形的上述環(huán)形密封環(huán)11。在這樣的構(gòu)成中，由于筒狀構(gòu)件90的突緣部90c受到外殼3的固定支撐，所以，加在接頭4上的外來負(fù)荷的大部分通過連接件91由筒狀構(gòu)件90承受。因此，可切實防止接頭4的拔落。
圖34所示為又一實施形式，在本實施形式中，筒狀構(gòu)件95設(shè)有緣部95a、筒狀部95b、以及突緣部95c，筒狀構(gòu)件95緣部95a的內(nèi)周面直接螺紋連接在接頭4的外周面上。因此，不用設(shè)計如圖33所示那樣的連接件91。其它的構(gòu)成與圖33所示的構(gòu)成相同。但是，在本實施形式中，外殼3最好形成至將筒狀構(gòu)件95完全覆蓋的部位。
在這樣的構(gòu)成中，由于筒狀構(gòu)件95的突緣部95c受到外殼3的固定支撐，所以，加在接頭4上的外來負(fù)荷的大部分，也直接由筒狀構(gòu)件95承受?？汕袑嵎乐菇宇^4的拔落等。并且，也提高了內(nèi)殼與筒狀構(gòu)件的結(jié)合強度，為了進一步增加筒狀構(gòu)件的固定強度，也可在筒狀構(gòu)件與內(nèi)殼頭部的外周面之間、以及密封環(huán)與該密封環(huán)壓著的面之間涂抹粘接劑，也可增加接合強度。作為粘接劑，可采用前面所述的產(chǎn)品。
另一方面，本發(fā)明的壓力容器，其構(gòu)造中設(shè)有裝在上述內(nèi)殼頭部內(nèi)的噴嘴安裝用接頭，該噴嘴安裝用接頭突緣部的外徑比該噴嘴安裝用接頭筒體部外徑大20mm～25mm，且該噴嘴安裝用接頭筒體部外徑與上述內(nèi)殼頭部的接觸面設(shè)計成錐形，在這種情況下，也可充分提高內(nèi)殼與噴嘴安裝用接頭結(jié)合部的氣密性。
即，通過將噴嘴安裝用接頭設(shè)計成如圖35所示那樣的形狀，利用內(nèi)殼所受的壓力作用使接頭壓向內(nèi)殼，可使其緊固，防止壓力容器內(nèi)的氣體泄漏。實施例實施例1將吹塑成形的高密度聚乙烯樹脂的內(nèi)殼(外徑200mm、除去噴嘴安裝部的全長1,000mm、壁厚2mm)作為所謂心軸，在該內(nèi)殼上，用長絲卷纏法形成外殼。用長絲卷纏法的時候，將浸含環(huán)氧樹脂(拉伸斷裂應(yīng)變4％)的碳素纖維絲(單纖維直徑7μm、單纖維數(shù)量12,00根、拉伸強度4.6Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變2.2％)，相對壓力容器的軸向，依次形成±3°的層、88°的層、±45°的層，±3°的層、88°的層、±45°的層的碳素纖維絲體積比為1∶2∶2進行卷繞，在烘箱中以130℃加熱6小時，制成壓力容器的本體。這樣得到的外殼，用ノルリング實驗法測出拉伸彈性模量47Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變2.0％。本體的外徑為216mm、容積約為30升。另外，拉伸彈性模量及拉伸斷裂應(yīng)變，用ノルリング實驗法測定從壓力容器筒體部環(huán)形切下的樣品得到的。
然后，用落錘實驗機，以頭部前端曲率半徑為8mm、重量為2kg的撞錘在2m/sec的速度下撞擊上述本體中央同一部位50次，然后用超聲波探傷機測出損傷面積(在垂直方向的投影面積)為1.0cm2。并且，經(jīng)過以水作為加壓源的加壓實驗前后的耐壓比是1.00，可以認(rèn)為經(jīng)過反復(fù)沖擊后的耐壓性能沒有降低。比較例1除了將碳素纖維絲變成單纖維直徑為7μm、單纖維數(shù)量為12,000根、拉伸強度為3.0Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變?yōu)?.3％以外，在其它與實施例1相同的情況下得到本體。外殼的拉伸彈性模量為51Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變?yōu)?.2％。
對該本體進行與實施例相同的實驗，測出的損傷面積為7.2cm2、沖擊前后的耐壓比為0.55。比較例2使用單纖維直徑為7μm、單纖維數(shù)量為12,000根、拉伸強度為2.4Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變?yōu)?.6％的碳素纖維絲，以及單纖維直徑為9μm、拉伸強度為3.5Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變?yōu)?.8％的E玻璃纖維絲，相對壓力容器的軸向，依次以碳素纖維絲形成±3°的層、以碳素纖維絲和E玻璃纖維絲混合形成88°的層、以碳素纖維絲形成±45°的層，且±3°的層、88°的層、±45°的層的纖維體積比為碳素纖維絲∶{碳素纖維絲∶E玻璃纖維絲}∶碳素纖維絲＝1∶{1∶1}∶2進行卷繞，除此以外，與實施例1一樣形成壓力容器的本體。這樣得到的外殼，用ノルリング實驗法測出拉伸彈性模量30Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變1.6％。
對該本體進行與實施例1相同的實驗，測出的損傷面積為6.5cm2、沖擊前后的耐壓比為0.62。實施例2
由重量百分比為99.5％的丙烯晴、重量百分比為0.5％的甲叉丁二酸組成的丙烯系共聚合物的20％二甲亞砜溶液(45℃時的溶液粘度為600泊的聚合物)，通過噴絲頭一旦噴入空氣中，經(jīng)過3mm的空間后，導(dǎo)入裝有二甲亞砜為3％、溫度為5℃的凝固浴液的靜置式凝固浴池中，得到凝固纖維。然后進行水洗，在熱水中進行拉伸，涂上氨基變性硅酮油，干燥加密后在加壓暖汽中再進行拉伸，拉伸至全放大率為10倍后進行卷繞，得到單纖維度為1.0旦尼爾、單纖維數(shù)量為12,000根的前體(涂抹油的重量百分比為1.55％)。然后，繼續(xù)引到具有溫度限制(231/260℃)的空氣中進行耐火處理，之后，導(dǎo)入最高溫度為1,300℃的碳化爐內(nèi)，在氮氣中以下面的條件進行碳化處理得到碳素纖維絲，該條件即是于300℃～700℃的溫度區(qū)域以大約300℃/分的速度升溫、于1,000℃～1,200℃的溫度區(qū)域以大約400℃/分的速度升溫。以上的耐火處理和碳化處理是在用過濾器濾去粉塵后的氣氛中進行的。在將濃度為0.05摩爾/升的硫酸水溶液作為電解液的電解槽中，在通電量為5庫侖/克(每槽的電量為1.25庫侖/g·槽)的條件下進行1分鐘的電解處理，再進行水洗，并在150℃的溫度下進行干燥，得到單纖維直徑為7μm、單纖維數(shù)量為12,000根、拉伸強度為5.8Gpa、拉伸彈性模量為254Gpa、比重為1.80、表面相對氧濃度O/C為0.18、表面相對氮濃度N/C為0.04的碳素纖維絲。在上述纖維上通過樹脂槽及滾柱導(dǎo)向一邊浸漬環(huán)氧樹脂(雙酚型環(huán)氧樹脂，硬化劑為酸酐，催化劑為2E4MZ系列)，一邊用長絲卷纏法、將由吹塑成形的由高密度聚乙烯樹脂制成的內(nèi)殼(外徑為300mm、除噴嘴安裝部以外的部分全長為500mm、壁厚為5mm)作為所謂芯軸，在該內(nèi)殼上進行卷繞，卷繞的形式為外殼的軸向與圓周方向(正確地說是θ＝±3°和90°)的纖維量為1∶2；然后在烘箱中以130℃的溫度加熱6小時得到壓力容器的本體。這樣得到的外殼，用ノルリング實驗法測出拉伸彈性模量80Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變2.3％。本體的外徑和重量分別為310mm和9kg。
然后，用落錘實驗機，以頭部前端曲率半徑為8mm、重量為2kg的撞錘在2m/sec的速度下撞擊上述本體中央同一部位50次，然后用超聲波探傷機測出損傷面積(在垂直方向的投影面積)為1.0cm2。并且，經(jīng)過以水作為加壓源的加壓實驗前后的耐壓比是1.00，可以認(rèn)為經(jīng)過反復(fù)沖擊后的耐壓性能沒有降低。
實施例3以圖1、圖14所示的構(gòu)成，與實施例1一樣之成壓力容器。在該壓力容器內(nèi)充入壓力為20MPa的氦氣，再將該壓力容器放入密封容器中1小時，之后用氣相色譜儀測密封容器內(nèi)的氦氣量，測得的氣體量為0。即從壓力容器漏出的氣體量為0。
實施例4以圖1、圖32所示的構(gòu)成，與實施例1一樣之成壓力容器。采用設(shè)有突緣部90c的筒狀構(gòu)件90。在接頭4上施加外部軸向靜壓負(fù)荷，并慢慢加大該外部負(fù)荷，可以承受至1噸的負(fù)荷。實施例5將吹塑成形的由高密度聚乙烯樹脂制成的內(nèi)殼(外徑100mm、除去噴嘴安裝部的全長300mm、壁厚1mm)作為心軸，在該內(nèi)殼上，用長絲卷纏法形成外殼。用長絲卷纏法的時候，將浸含環(huán)氧樹脂(拉伸斷裂應(yīng)變4％)的碳素纖維絲(單纖維直徑7μm、單纖維數(shù)量12,000根、拉伸強度5.0Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變2.2％)，相對壓力容器的軸向依次形成±30°的層、88°的層，且±3°的層、88°的層的碳素纖維絲體積比為1∶1.5進行卷繞，在烘箱中以130℃加熱6小時，制成壓力容器的本體。這樣得到的外殼的拉伸彈性模量73Gpa、拉伸斷裂應(yīng)變2.0％。本體的外徑為104mm。另外，拉伸彈性模量及拉伸斷裂應(yīng)變，是用ノルリング實驗法測定從壓力容器筒體部環(huán)形切下的樣品得到的。
然后，在上述本體內(nèi)用水壓實驗機以30MPa的水壓進行負(fù)荷實驗，之后，用落錘實驗機，以頭部前端曲率半徑為3mm、重量為20kg的撞錘在7m/sec的速度下撞擊上述本體，只在頭部前端撞擊的位置出現(xiàn)孔，未見壓力容器整體受到破壞。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的壓力容器，雖然可有各種用途，但特別適于作為要求重量輕且可靠性強的汽車用CNG儲氣罐。
權(quán)利要求
1.一種壓力容器。其特征在于設(shè)有內(nèi)殼和外殼，其中，內(nèi)殼具有隔氣性，而外殼具有耐壓性、并將內(nèi)殼包?。辉撏鈿び珊鰪娎w維和樹脂的FRP構(gòu)成，且拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼由金屬、樹脂或FRP構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于在上述內(nèi)殼的內(nèi)表面及/或外表面形成隔氣層。
4.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼設(shè)有筒體部，并在該筒體部上形成FRP增強層。
5.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述外殼的拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.7％以上。
6.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述外殼的拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在2.0％以上。
7.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述增強纖維含有股線拉伸強度在4.5Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在2.0％以上的碳素纖維。
8.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述增強纖維含有股線拉伸強度在5.5Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在2.0％以上的碳素纖維。
9.如權(quán)利要求7或8所述的壓力容器。其特征在于上述增強纖維含有表面相對氧濃度在0.30以下、表面相對氮濃度在0.02以上的碳素纖維。
10.如權(quán)利要求1、5或6所述的壓力容器。其特征在于上述外殼含有相對壓力容器軸向以±5°～±50°的角度配置的增強纖維層、和以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層。
11.如權(quán)利要求1、5或6所述的壓力容器。其特征在于上述外殼含有相對壓力容器軸向以±0°～15°的角度配置的增強纖維層、以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層、以及以±30°～±60°的角度配置的增強纖維層。
12.如權(quán)利要求10所述的壓力容器。其特征在于相對壓力容器軸向以±5°～±50°的角度配置的增強纖維層、和以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層的增強纖維體積比設(shè)在1.0∶1.0～2.0的范圍。
13.如權(quán)利要求11所述的壓力容器。其特征在于相對壓力容器軸向以±0°～±15°的角度配置的增強纖維層、以±30°～±60°的角度配置的增強纖維層、以及以±30°～±60°的角度配置的增強纖維層的增強纖維體積比設(shè)在1∶1.5～2.5∶0.2～1.2的范圍。
14.一種壓力容器的制造方法。其特征在于在具有隔氣性的內(nèi)殼上，用長絲卷纏法或帶卷纏法形成具有耐壓形的外殼，該外殼由含增強纖維和樹脂的FRP構(gòu)成，且拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.5％以上。
15.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于在長絲卷纏或帶卷纏之前，在上述內(nèi)殼的表面形成粗糙面。
16.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于上述外殼由相對壓力容器軸向以±5°～±50°的角度配置的增強纖維層、和以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層形成。
17.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于上述外殼由相對壓力容器軸向以±0°～15°的角度配置的增強纖維層、以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層、以及以±30°～±60°的角度配置的增強纖維層形成。
18.如權(quán)利要求16所述的壓力容器的制造方法。其特征在于相對壓力容器軸向以±5°～±50°的角度配置的增強纖維層、和以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層的增強纖維體積比設(shè)在1.0∶1.0～2.0的范圍。
19.如權(quán)利要求17所述的壓力容器的制造方法。其特征在于相對壓力容器軸向以±0°～15°的角度配置的增強纖維層、以±75°～±105°的角度配置的增強纖維層、以及以±30°～±60°的角度配置的增強纖維層的增強纖維體積比設(shè)在1∶1.5～2.5∶0.2～1.2的范圍。
20.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于形成拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1.7％以上的具有耐壓形的外殼。
21.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于形成拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在2.0％以上的具有耐壓形的外殼。
22.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于增強纖維使用股線拉伸強度在4.5Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在2.0％以上的碳素纖維。
23.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于增強纖維使用股線拉伸強度在5.5Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在2.0％以上的碳素纖維。
24.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于壓力容器設(shè)有筒體部，外殼在該筒體部具有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)，并且，全厚度T(mm)與層數(shù)N之間的關(guān)系滿足0.5≤T/N≤6。
25.如權(quán)利要求24所述的壓力容器。其特征在于在上述筒體部，沿外殼厚度方向，交替配置帶增強纖維環(huán)箍卷層的層、以及帶增強纖維螺旋卷層的層。
26.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于在設(shè)有筒體部的內(nèi)殼的該筒體部外周，形成具有5層以上的層狀結(jié)構(gòu)、且全厚度T(mm)與層數(shù)N之間的關(guān)系滿足0.5≤T/N≤6的上述外殼。
27.如權(quán)利要求26所述的壓力容器的制造方法。其特征在于在上述筒體部，沿外殼厚度方向，交替配置帶增強纖維環(huán)箍卷層的層、以及帶增強纖維螺旋卷層的層。
28.如權(quán)利要求26所述的壓力容器的制造方法。其特征在于作為增強纖維，可采用樹脂浸漬前絲幅D與厚度t的比D/t在5以上的無捻增強纖維束。
29.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述外殼含有下面所述的構(gòu)成要素[X]、[Y]、[Z]，而且，在上述外殼的截面上顯示的構(gòu)成要素[X]的外周填有構(gòu)成要素[Z]。[X]增強纖維束[Y]熱硬化性樹脂[Z]高彈體和/或熱可塑性樹脂
30.如權(quán)利要求29所述的壓力容器。其特征在于連接相鄰2個構(gòu)成要素[X]幾何中心的直線長度L1和橫切該直線連接的相鄰2個構(gòu)成要素[X]間存在的構(gòu)成要素[Z]的長度L2之比值L2/L1滿足1/100≤L2/L1≤1/2
31.如權(quán)利要求29所述的壓力容器。其特征在于構(gòu)成要素[Z]是從以下材料中選出的任何一種聚醋酸乙脂、聚酰胺、聚碳酸脂、聚縮醛、聚次苯基氧化物、聚次苯基硫化物、聚芳脂、聚脂、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚醚乙醚酮、聚芳族聚酰胺、聚苯并咪唑、聚乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、酪酚纖維素、聚酯系列熱可塑高彈物或聚酰胺系列熱可塑高彈物。
32.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于用含有下述構(gòu)成要素[X]、[Y]、[Z]并在構(gòu)成要素[X]上浸含構(gòu)成要素[Y]、且其表面附近有構(gòu)成要素[Z]的預(yù)浸線料形成耐壓性的外殼。[X]增強纖維束[Y]熱硬化性樹脂[Z]高彈體和/或熱可塑性樹脂
33.如權(quán)利要求32所述的壓力容器的制造方法。其特征在于采用在含有構(gòu)成要素[Y]的構(gòu)成要素[X]上附著粒子狀構(gòu)成要素[Z]的預(yù)浸線料。
34.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述外殼設(shè)有肩部，該肩部上的最內(nèi)層含有增強纖維的環(huán)箍卷層。
35.如權(quán)利要求34所述的壓力容器。其特征在于上述最內(nèi)層用長絲卷纏法形成。
36.如權(quán)利要求34所述的壓力容器。其特征在于上述外殼肩部的外周面形成沿圓周方向延伸且在軸向有臺階的階梯形狀。
37.如權(quán)利要求14所述的壓力容器的制造方法。其特征在于在設(shè)有筒體部和肩部的內(nèi)殼的該肩部外周面上，配置帶增強纖維環(huán)箍卷層的、由增強纖維和樹脂構(gòu)成的增強層，在該增強層與上述內(nèi)殼的外周形成耐壓性外殼。
38.如權(quán)利要求37所述的壓力容器的制造方法。其特征在于用長絲卷纏法形成上述增強層。
39.如權(quán)利要求37所述的壓力容器的制造方法。其特征在于上述增強層，用長絲卷纏法在內(nèi)殼筒體部外周面上形成為外殼最內(nèi)層的延長層。
40.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼設(shè)有頭部，該頭部內(nèi)裝有噴嘴安裝用接頭，在該頭部的端面及噴嘴安裝用接頭處嵌裝密封環(huán)，并且，設(shè)有將該密封環(huán)向該頭部的端面方向壓緊的壓緊裝置。
41.如權(quán)利要求40所述的壓力容器。其特征在于上述壓緊裝置包括上述密封環(huán)的壓緊件和該壓緊件的連接件。
42.如權(quán)利要求40所述的壓力容器。其特征在于上述壓緊裝置設(shè)有螺紋連接在上述噴嘴安裝用接頭上的壓緊件。
43.如權(quán)利要求40所述的壓力容器。其特征在于上述壓緊裝置包括壓緊件，該壓緊件設(shè)有螺紋連接在上述頭部的筒狀部和與上述密封環(huán)相接的緣部。
44.如權(quán)利要求40所述的壓力容器。其特征在于上述噴嘴安裝用接頭設(shè)有突緣部，上述壓緊裝置的外徑比上述突緣部外徑小1～10mm。
45.如權(quán)利要求40所述的壓力容器。其特征在于在上述頭部的端面上，設(shè)有嵌入上述密封環(huán)的環(huán)狀槽。
46.如權(quán)利要求42所述的壓力容器。其特征在于上述外殼延伸至將上述壓緊件覆蓋的位置。
47.如權(quán)利要求43所述的壓力容器。其特征在于上述筒狀部是階梯形狀的。
48.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼設(shè)有頭部，該頭部內(nèi)裝有噴嘴安裝用接頭，在該噴嘴安裝用接頭與該頭部的結(jié)合面上形成凹凸。
49.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼設(shè)有頭部，該頭部內(nèi)裝有噴嘴安裝用接頭，在該噴嘴安裝用接頭與該頭部的結(jié)合面上形成沿圓周方向延伸的突條。
50.如權(quán)利要求49所述的壓力容器。其特征在于在上述結(jié)合面上還形成凹凸。
51.如權(quán)利要求48或49所述的壓力容器。其特征在于在上述頭部的端面上，于上述噴嘴安裝用接頭處嵌裝密封環(huán)，同時，設(shè)有壓緊裝置將該密封環(huán)壓向上述頭部的端面方向。
52.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼設(shè)有頭部，該頭部內(nèi)裝有噴嘴安裝用接頭，在上述頭部的外側(cè)設(shè)有筒狀構(gòu)件，該筒狀構(gòu)件設(shè)有緣部、與該緣部相連的筒狀部、以及從該筒狀部的外周向上述外殼中延伸的突緣部。
53.如權(quán)利要求52所述的壓力容器。其特征在于上述突緣部成環(huán)狀延伸。
54.如權(quán)利要求52所述的壓力容器。其特征在于在上述頭部的端面上、于上述噴嘴安裝用接頭處嵌裝密封環(huán)，上述緣部將該密封環(huán)壓向上述頭部的端面方向。
55.如權(quán)利要求52所述的壓力容器。其特征在于在筒狀構(gòu)件緣部的外側(cè)，設(shè)有螺紋連接在上述噴嘴安裝用接頭上的上述筒狀構(gòu)件的連接件。
56.如權(quán)利要求52所述的壓力容器。其特征在于上述緣部螺紋連接在上述噴嘴安裝用接頭上。
57.如權(quán)利要求1所述的壓力容器。其特征在于上述內(nèi)殼設(shè)有頭部，該頭部內(nèi)裝有帶突緣部和筒狀部的噴嘴安裝用接頭，該突緣部的外徑比該筒狀部的外徑大20mm～25mm，并且，在該筒狀部與上述頭部的接觸面上有斜度。
全文摘要
設(shè)有具有隔氣性的內(nèi)殼和覆蓋內(nèi)殼的耐壓性的外殼的壓力容器,其特征在于該外殼由含增強纖維和樹脂的FRP構(gòu)成,拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1·5%以上。提供一種重量輕、對反復(fù)沖擊也具有良好耐壓性能、可靠性高的壓力容器。本發(fā)明壓力容器的制造方法,其特征在于在有隔氣性的內(nèi)殼上,用長絲卷纏法或帶卷纏法形成耐壓的外殼,該外殼由含增強纖維和樹脂的FRP構(gòu)成,拉伸彈性模量在35Gpa以上、拉伸斷裂應(yīng)變在1·5%以上?？傻统杀局圃斐鲇辛己媚蛪盒阅?、可靠性高、重量輕的壓力容器。
文檔編號F17C1/02GK1182385SQ95197549
公開日1998年5月20日 申請日期1995年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月4日
發(fā)明者飯?zhí)锞? 北野彰彥, 山極昌好, 小林正信, 野口健一 申請人:東麗株式會社