DE102021114854A1

DE102021114854A1 - Hochdrucktank und Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks

Info

Publication number: DE102021114854A1
Application number: DE102021114854.5A
Authority: DE
Inventors: Koji Katano; Takashi Usui
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-02-03
Also published as: CN114060708B; JP7439687B2; US20230151927A1; US20220034451A1; JP2022026499A; CN114060708A

Abstract

Ein Hochdrucktank (100) umfasst eine Verstärkungsschicht (30) und eine Auskleidung (20), welche eine Gasbarriereeigenschaft besitzt und auf einer Innenfläche der Verstärkungsschicht (30) angeordnet ist. Die Verstärkungsschicht (30) umfasst ein zylindrisches Verstärkungsrohr (60; 60b; 60b2; 60c) mit einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrbildungsabschnitten (61, 62, 63; 61b, 62b, 63b; 61b2, 62b2; 61c, 62c, 63c; 64, 65, 66, 67, 68, 69), welche miteinander gekoppelt sind, und ein Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen (50), wobei einer aus dem Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen an einem ersten Ende des Verstärkungsrohrs (60; 60b; 60b2; 60c) angeordnet ist und der andere aus dem Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen (50) an einem zweiten Ende des Verstärkungsrohrs (60; 60b; 60b2; 60c) angeordnet ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochdrucktank und ein Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Es ist eine Technologie bekannt, die sich auf einen Tank bezieht, welcher Brenngas speichert. Bei dieser Technologie wird ein rohrförmiger Formabschnitt durch Wickeln einer blattförmigen faserverstärkten Harzschicht ausgebildet, und ein Tankkörper wird durch Anordnen des ausgebildeten rohrförmigen Formabschnitts um die Umfangsfläche einer Auskleidung ausgebildet (beispielsweise die japanischen Patentanmeldung mit der JP 2017- 94 491 A ).
Kurzfassung der Erfindung
Erforderliche Abmessungen von Tanks, die Gas speichern, können beispielsweise je nach Verwendungszweck und Installationsort der Tanks variieren. Zur Herstellung von Tanks mit unterschiedlichen Abmessungen sind im zugehörigen Stand der Technik eine Mehrzahl von Fertigungslinien notwendig, um Körper mit unterschiedlichen Abmessungen auszubilden. Daher besteht Bedarf an einer Technologie, die in der Lage ist, die Abmessungen von Tanks durch ein einfaches Verfahren zu ändern.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Hochdrucktank und ein Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks bereit.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Hochdrucktank. Der Hochdrucktank umfasst eine Verstärkungsschicht und eine Auskleidung, welche eine Gasbarriereeigenschaft besitzt und auf einer Innenfläche der Verstärkungsschicht angeordnet ist. Die Verstärkungsschicht umfasst ein zylindrisches Verstärkungsrohr mit einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrbildungsabschnitten, die an- bzw. miteinander gekoppelt sind, und ein Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen, wobei einer aus dem Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen an einem ersten Ende des Verstärkungsrohrs angeordnet ist und der andere aus dem Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen an einem zweiten Ende des Verstärkungsrohrs angeordnet ist.
Gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Verstärkungsschicht das zylindrische Verstärkungsrohr mit den zylindrischen Rohrbildungsabschnitten, welche miteinander gekoppelt sind. Die Dimension bzw. Abmessung des Verstärkungsrohrs kann durch Kombinieren und Verbinden einer beliebigen Anzahl von Rohrbildungsabschnitten mit beliebigen Längen beliebig angepasst werden. Daher kann die Abmessung des Hochdrucktanks durch ein einfaches Verfahren verändert werden.
Bei dem ersten Aspekt kann der Hochdrucktank ferner ein Verbindungsstück umfassen, welches in einer Aussparung bzw. Ausnehmung angeordnet ist, die zwischen den benachbarten Rohrbildungsabschnitten bereitgestellt ist, die aneinander anliegen bzw. aneinanderstoßen oder sich einander annähern, wobei das Verbindungsstück die benachbarten Rohrbildungsabschnitte verbindet.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur kann eine Abnahme der Verbindungsfestigkeit des Verstärkungsrohrs unterdrückt oder verhindert werden, indem die Rohrbildungsabschnitte an der Verbindungsposition, an welcher die Festigkeit wahrscheinlich abnimmt, durch das Verbindungsstück verbunden sind.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann ein Außendurchmesser des Verbindungsstücks größer sein als ein Außendurchmesser des Verstärkungsrohrs. Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur kann eine Abnahme der Festigkeit an der Verbindungsposition der Rohrbildungsabschnitte sicherer unterdrückt oder verhindert werden, indem das Verbindungsstück so angeordnet wird, dass dieses die Außenflächen an der Verbindungsposition der Rohrbildungsabschnitte, an welcher die Festigkeit wahrscheinlich abnimmt, bedeckt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann ein Innendurchmesser des Verbindungsstücks kleiner sein als ein Innendurchmesser des Verstärkungsrohrs. Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur kann die Abnahme der Festigkeit an der Verbindungsposition der Rohrbildungsabschnitte sicherer unterdrückt oder verhindert werden, indem das dicke Verbindungsstück an der Verbindungsposition der Rohrbildungsabschnitte angeordnet ist, an welcher die Festigkeit wahrscheinlich abnimmt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann ein Material für das Verbindungsstück eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz umfassen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur können die Rohrbildungsabschnitte auf einfache Art und Weise durch Thermokompressionsverbinden verbunden werden. Dadurch, dass das Faserbündel enthalten ist, kann die Festigkeit an der Verbindungsposition der Rohrbildungsabschnitte verbessert werden.
Bei dem ersten Aspekt kann zumindest ein Rohrbildungsabschnitt aus den Rohrbildungsabschnitten an einem axialen Ende des einen Rohrbildungsabschnitts einen Passabschnitt mit einer Gestalt umfassen, bei welcher der Passabschnitt hin zu einem anderen Rohrbildungsabschnitt benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt vorsteht. Der andere Rohrbildungsabschnitt benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt kann an einem axialen Ende des anderen Rohrbildungsabschnitts einen Passabschnitt mit einer vertieften Gestalt entsprechend der Gestalt des Passabschnitts umfassen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur wird eine axiale Verschiebung an der Verbindungsposition reduziert oder verhindert, während die Verbindungsfestigkeit der Rohrbildungsabschnitte verbessert wird. Daher kann eine Variation in der axialen Dimension des Verstärkungsrohrs reduziert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Verbindungsstück von einer Außenfläche des Verstärkungsrohrs hin zu einer Außenseite des Verstärkungsrohrs vorstehen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Verbindungsstück von einer Innenfläche des Verstärkungsrohrs hin zu einer Achsenmitte des Verstärkungsrohrs vorstehen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann zumindest ein Rohrbildungsabschnitt aus den Rohrbildungsabschnitten eine erste Anlagefläche an einem axialen Ende des einen Rohrbildungsabschnitts besitzen. Ein anderer Rohrbildungsabschnitt benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt kann eine zweite Anlagefläche besitzen. Die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche können aneinander anliegen.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hochdrucktanks. Das Verfahren umfasst ein Veranlassen, dass benachbarte zylindrische Rohrbildungsabschnitte aneinander stoßen bzw. anliegen, ein Anordnen eines Verbindungsstücks, welches aus einem Material hergestellt ist, das eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz umfasst, auf einer Außenfläche an einer Anlageposition der benachbarten Rohrbildungsabschnitte, ein Ausbilden eines zylindrischen Verstärkungsrohrs durch Erhitzen und thermokompressives Verbinden des Verbindungsstücks, um die Rohrbildungsabschnitte zu verbinden, und ein Ausbilden einer Auskleidung, die aus einem Harz hergestellt ist und eine Gasbarriereeigenschaft besitzt, auf einer Innenfläche des ausgebildeten Verstärkungsrohrs.
Gemäß dem zweiten Aspekt wird die Auskleidung nach dem Verbinden der Rohrbildungsabschnitte ausgebildet. Daher ist es möglich, ein solches Problem zu reduzieren oder zu verhindern, dass die Auskleidung in die Anlage- bzw. Stoßposition der Rohrbildungsabschnitte eindringt, wenn der Hochdrucktank mit Gas beladen wird.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hochdrucktanks. Das Verfahren umfasst ein Vorbereiten einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrbildungsabschnitten, ein Ausbilden, an einem Ende von zumindest einem Rohrbildungsabschnitt aus den Rohrbildungsabschnitten, eines Passabschnitts, der eine Gestalt besitzt, bei welcher der Passabschnitt hin zu einem anderen Rohrbildungsabschnitt benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt vorsteht, ein Ausbilden eines Passabschnitts mit einer vertieften Gestalt entsprechend der Gestalt des Passabschnitts an einem Ende des anderen Rohrbildungsabschnitts benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt, ein Ausbilden von Auskleidungen, die jeweils aus einem Harz hergestellt sind und eine Gasbarriereeigenschaft besitzen, auf Innenflächen der Rohrbildungsabschnitte, und ein Ausbilden eines zylindrischen Verstärkungsrohrs durch Erhitzen und thermokompressives Verbinden der Auskleidungen auf den Rohrbildungsabschnitten mit dem Passabschnitt und dem gepassten Abschnitt, die aneinander gepasst sind, um die Rohrbildungsabschnitte zu verbinden.
Gemäß dem dritten Aspekt können zumindest ein Rohrbildungsabschnitt und ein anderer Rohrbildungsabschnitt benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt ohne Verwendung eines Klebstoffes oder eines Verbindungsstücks verbunden werden, und daher kann die Anzahl an Komponenten reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen anderen Formen als dem Hochdrucktank und dem Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks implementiert sein. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen, wie einem Verstärkungsrohr, einem Verfahren zum Herstellen des Verstärkungsrohrs und einer Vorrichtung zum Herstellen des Hochdrucktanks implementiert sein.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 eine Schnittansicht ist, welche die Struktur eines Hochdrucktanks einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 eine erläuternde Abbildung ist, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten schematisch darstellt;
3 eine Prozessabbildung ist, welche ein Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks darstellt;
4 eine Prozessabbildung ist, welche ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungsrohrs darstellt;
5 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Beispiel für ein Verfahren zum Ausbilden der Rohrbildungsabschnitte zeigt;
6 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Rohrbildungsabschnitts und eines zweiten Rohrbildungsabschnitts schematisch darstellt;
7 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Beispiel für ein Verfahren zum Ausbilden von Verstärkungsdomen darstellt;
8 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Verfahren zum Ausbilden einer äußeren Helixschicht darstellt;
9 eine erläuternde Abbildung ist, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten als weiteren Aspekt 1 der ersten Ausführungsform darstellt;
10 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Verfahren zum Verbinden der Rohrbildungsabschnitte als weiteren Aspekt 1 der ersten Ausführungsform schematisch darstellt;
11 eine erläuternde Abbildung ist, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten als weiteren Aspekt 2 der ersten Ausführungsform schematisch darstellt;
12 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Verfahren zum Verbinden der Rohrbildungsabschnitte als weiteren Aspekt 2 der ersten Ausführungsform schematisch darstellt;
13 eine erläuternde Abbildung ist, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten gemäß einer zweiten Ausführungsform schematisch darstellt;
14 eine Prozessabbildung ist, welche ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungsrohrs gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
15 eine erläuternde Abbildung ist, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten als weiteren Aspekt der zweiten Ausführungsform schematisch darstellt;
16 eine erläuternde Abbildung ist, welche das Ende eines ersten Rohrbildungsabschnitts und das Ende eines zweiten Rohrbildungsabschnitts darstellt;
17 eine erläuternde Abbildung ist, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten gemäß einer dritten Ausführungsform schematisch darstellt;
18 eine Prozessabbildung ist, welche ein Verfahren zum Herstellen eines Hochdrucktanks der dritten Ausführungsform darstellt;
19 eine Prozessabbildung ist, welche einen Schritt zum Ausbilden eines Verstärkungsrohrs darstellt;
20 eine erläuternde Abbildung ist, welche einen ersten Rohrbildungsabschnitt und einen zweiten Rohrbildungsabschnitt darstellt;
21 eine erläuternde Abbildung ist, welche den ersten Rohrbildungsabschnitt und den zweiten Rohrbildungsabschnitt darstellt, auf denen Auskleidungen ausgebildet sind;
22 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Verfahren zum Verbinden des Verstärkungsrohrs mit einem Verstärkungsdom mit einer domseitigen Auskleidung darstellt; und
23 eine erläuternde Abbildung ist, welche ein Beispiel für Querschnittsgestaltungen von Rohrbildungsabschnitten gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
1 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur eines Hochdrucktanks 100 einer ersten Ausführungsform darstellt. 1 stellt eine Mittelachse AX des Hochdrucktanks 100 dar. Der Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform entspricht einem Speicherbehälter, welcher Gas, wie Wasserstoffgas, speichert. Der Hochdrucktank 100 wird beispielsweise zur Speicherung von Wasserstoff verwendet, der einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug oder einer stationären Brennstoffzelle zugeführt werden soll. Der Hochdrucktank 100 speichert beispielsweise ein Fluid mit einem hohen Druck von 10 bis 70 MPa. Der Hochdrucktank 100 kann nicht nur das Wasserstoffgas, sondern auch Sauerstoff, Erdgas oder dergleichen speichern.
Der Hochdrucktank 100 umfasst eine Verstärkungsschicht 30, einen Liner bzw. eine Auskleidung 20, einen ersten Aufsatz bzw. Verschluss 81 und einen zweiten Aufsatz 82. Die Auskleidung 20 besitzt eine Gasbarriereeigenschaft und ist auf der Innenfläche der Verstärkungsschicht 30 angeordnet. Der erste Aufsatz 81 und der zweite Aufsatz 82 sind an gegenüberliegenden Enden des Hochdrucktanks 100 angeordnet. Axialrichtungen der einzelnen Abschnitte stimmen mit der Mittelachse AX des Hochdrucktanks 100 überein. Der erste Aufsatz 81 besitzt ein Kommunikationsloch 81h, das einen Raum in der Auskleidung 20 mit einem äußeren Raum verbindet. In dem Kommunikationsloch 81h ist eine Verbindungsvorrichtung mit einem Ventil angeordnet. Der zweite Aufsatz 82 besitzt kein Kommunikationsloch, das mit dem äußeren Raum kommuniziert, kann jedoch ein Kommunikationsloch besitzen. Der zweite Aufsatz 82 kann weggelassen werden.
Die Auskleidung 20 ist aus einem Harz hergestellt, das eine Gasbarriereeigenschaft besitzt, um eine Permeation von Gas nach außen zu unterdrücken. Beispiele für das Harz der Auskleidung 20 umfassen ein gemischtes Harz aus Polyethylen hoher Dichte und einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerharz, sowie verschiedene Harze, die eine Gasbarriereeigenschaft besitzen, wie Nylon, Polyamid, Polypropylen, Epoxid und Polyester.
Die Verstärkungsschicht 30 entspricht einer faserverstärkten Harzschicht zur Verstärkung der Auskleidung 20 und umfasst einen gekoppelten Körper 40 und eine äußere Helixschicht 70. Der gekoppelte Körper 40 umfasst zwei Verstärkungsdome 50 und ein Verstärkungsrohr 60. Das Harz der Verstärkungsschicht 30 kann ein wärmehärtendes Harz sein, wie ein Phenolharz, ein Melaminharz, ein Harnstoffharz oder ein Epoxidharz, und ist unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Festigkeit oder dergleichen besonders bevorzugt ein Epoxidharz. Die Faser in der Verstärkungsschicht 30 kann beispielsweise eine Glasfaser, eine Aramidfaser, eine Borfaser, eine Kohlenstofffaser oder eine Kombination aus der Mehrzahl der Fasertypen sein. Die Faser in der Verstärkungsschicht 30 ist unter dem Gesichtspunkt eines geringeren Gewichts, der mechanischen Festigkeit oder dergleichen vorzugsweise eine Kohlenstofffaser.
Der Verstärkungsdom 50 besitzt eine sogenannte halbkugelförmige Gestalt mit einem Außendurchmesser, der von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende allmählich zunimmt. Das zweite Ende des Verstärkungsdoms 50 steht für ein Ende, das von den beiden Enden des Verstärkungsdoms 50 entlang einer axialen Richtung des Hochdrucktanks 100 näher an der Mitte des Hochdrucktanks 100 liegt. Der erste Aufsatz 81 ist an dem ersten Ende des Verstärkungsdoms 50 angeordnet. 1 stellt den halbkugelförmigen Verstärkungsdom 50 dar, der Verstärkungsdom 50 kann jedoch verschiedene andere Gestaltungen als die halbkugelförmige Gestalt besitzen, wie beispielsweise eine flache Plattenform und eine rechtwinklige Gestalt.
Das Verstärkungsrohr 60 besitzt eine im Wesentlichen zylindrische äußere Gestalt. Das Verstärkungsrohr 60 wird durch Koppeln einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrbildungsabschnitten ausgebildet. In dieser Ausführungsform umfasst das Verstärkungsrohr 60 drei Rohrbildungsabschnitte und Verbindungsstücke P1. Die Rohrbildungsabschnitte entsprechen einem ersten Rohrbildungsabschnitt 61, einem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62 und einem dritten Rohrbildungsabschnitt 63. In dieser Ausführungsform werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 durch Verbinden benachbarter Rohrbildungsabschnitte unter Verwendung der Verbindungsstücke P1 gekoppelt.
Das Verbindungsstück P1 ist aus einer harzimprägnierten Faser hergestellt und besitzt eine äußere Gestalt eines Rings. Die Faser in dem Verbindungsstück P1 kann beispielsweise eine Glasfaser, eine Aramidfaser, eine Borfaser oder eine Kohlenstofffaser sein, und ist unter dem Gesichtspunkt eines geringeren Gewichts, der mechanischen Festigkeit oder dergleichen besonders bevorzugt eine Kohlenstofffaser. Das Harz des Verbindungsstücks P1 kann ein thermoplastisches Harz, wie Polyamid, Polypropylen, Polyphenylensulfid, Polycarbonat oder thermoplastisches Polyurethan sein. Die Gestalt des Verbindungsstücks P1 kann nicht nur der Ringform entsprechen, sondern beispielsweise auch einer Bogengestalt oder einer flachen Plattengestalt, die der Außenumfangsgestalt des Verstärkungsrohrs 60 entspricht. In einem Fall, in dem das Verbindungsstück P1 die Bogengestalt oder die flache Plattengestalt besitzt, sind eine Mehrzahl von Verbindungsstücken P1 vorzugsweise an Außenumfängen von Verbindungspositionen der Rohrbildungsabschnitte 61, 62 und 63 angeordnet. Das Verbindungsstück P1 kann durch Wickeln eines Faserbündels um einen im Wesentlichen zylindrischen Dorn ausgebildet werden, ähnlich wie bei einem Verfahren zum Ausbilden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63, wie später beschrieben.
Der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 werden beispielsweise zum Erstrecken der axialen Länge des Verstärkungsrohrs 60 verwendet. Die Längen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 können beliebig eingestellt sein. Beispielsweise können die Längen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 gleich oder verschieden voneinander sein. Beispielsweise wird unter dem Gesichtspunkt einer Erhöhung der Fertigungseffizienz im Falle einer Herstellung von Hochdrucktanks mit einer Mehrzahl von Längen die Länge des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 vorzugsweise auf eine Länge eingestellt, die der Länge eines Verstärkungsrohrs eines Hochdrucktanks mit der kürzesten Dimension unter den Hochdrucktanks mit der Mehrzahl von Längen entspricht. Der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 sind vorzugsweise so eingestellt, dass diese Längen besitzen, die eine Differenz zwischen der Länge des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und der Länge eines Verstärkungsrohrs jedes der Hochdrucktanks mit der Mehrzahl von Längen kompensieren, das heißt, so eingestellt, dass diese Längen besitzen, welche den ersten Rohrbildungsabschnitt 61 erstrecken. Wie im Fall des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 sind die Längen der Rohrbildungsabschnitte, die zum Erstrecken des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 verwendet werden sollen, unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Produktivität vorzugsweise zueinander gleich eingestellt.
Der Verstärkungsdom 50 ist an jedem der beiden Enden des Verstärkungsrohrs 60 angeordnet, so dass die Innenflächen der Verstärkungsdome 50 mit der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60 in Kontakt kommen. Die äußere Helixschicht 70 wird durch helixförmiges Wickeln einer harzimprägnierten Faser um die Außenfläche des gekoppelten Körpers 40 einschließlich der Verstärkungsdome 50 und des Verstärkungsrohrs 60 ausgebildet. Die äußere Helixschicht 70 dient hauptsächlich dazu, ein Lösen der Verstärkungsdome 50 von dem Verstärkungsrohr 60 zu verhindern, wenn der Innendruck des Hochdrucktanks 100 zunimmt. Zur besseren Veranschaulichung sind in 1 die äußere Helixschicht 70, die Auskleidung 20 und die Verbindungsstücke P1 nicht schraffiert.
2 ist eine erläuternde Abbildung, welche die Struktur der Rohrbildungsabschnitte schematisch darstellt. 2 stellt ein Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, ein erstes Ende 62L und ein zweites Ende 62R des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und ein erstes Ende 63L und ein zweites 63R des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 dar. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61 ist durch das Verbindungsstück P1 in einem Zustand mit dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62 verbunden, in dem das Ende 61R gegen das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 stößt. Der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 ist durch das Verbindungsstück P1 in einem Zustand mit dem dritten Rohrbildungsabschnitt 63 verbunden, in dem das zweite Ende 62R des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 gegen das erste Ende 63L des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 stößt. Das andere Ende (nicht dargestellt) des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und das zweite Ende 63R des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 entsprechen den beiden Enden des Verstärkungsrohrs 60.
Ein im Durchmesser abnehmender Abschnitt 61 HR ist an einer Außenfläche in der Nähe des Endes 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 ausgebildet. Der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 61HR entspricht einem Abschnitt, an dem der Außendurchmesser des Verstärkungsrohrs 60 hin zu dem Ende 61R allmählich abnimmt, indem die Dicke der faserverstärkten Harzschicht hin zu dem Ende 61R allmählich verringert wird. Die Innendurchmesser des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 sind im Wesentlichen konstant. Das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 besitzt einen im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 62HL, bei dem der Durchmesser zum ersten Ende 62L hin abnimmt. Der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 61 HR und der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 62HL bilden eine nutförmige Aussparung H1 auf der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60, indem veranlasst wird, dass das Ende 61R und das erste Ende 62L aneinander anliegen. Gleichermaßen bilden ein im Durchmesser abnehmender Abschnitt 62HR des zweiten Endes 62R des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und ein im Durchmesser abnehmender Abschnitt 63HL des ersten Endes 63L des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 eine Aussparung H1 auf der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60. Das Verbindungsstück P1 ist in jeder Aussparung H1 angeordnet.
2 stellt einen Außendurchmesser Dn und eine Dicke Tn des Verstärkungsrohrs 60 dar. Der Außendurchmesser Dn ist gleich maximalen Durchmessern des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63. Die Dicke Tn steht für einen Maximalwert der Dicke des Verstärkungsrohrs 60. Wie in 2 dargestellt, ist ein Außendurchmesser D1 des Verbindungsstücks P1 größer als der Außendurchmesser Dn des Verstärkungsrohrs 60. Das Verbindungsstück P1 steht bzw. ragt von der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60 hin zu einer Außenseite des Verstärkungsrohrs 60 um einen Betrag entsprechend einer Dicke U1 vor. Die maximale Dicke des Verbindungsstücks P1 ist größer als die Dicke Tn.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 unter Bezugnahme auf 3 bis 8 beschrieben. 3 ist eine Prozessabbildung, welche das Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 darstellt. 4 ist eine Prozessabbildung, welche ein Verfahren zum Herstellen des Verstärkungsrohrs 60 darstellt. In Schritt S10 wird die Verstärkungsleitung 60 ausgebildet. In Schritt S12 von 4 werden eine Mehrzahl von Rohrbildungsabschnitten vorbereitet. Das heißt, der erste Rohrbildungsabschnitt 61, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 werden vorbereitet.
5 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Beispiel für ein Verfahren zum Ausbilden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 darstellt. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 können durch Wickeln eines Faserbündels FB um einen im Wesentlichen zylindrischen Dorn 58 durch ein Filamentwickelverfahren ausgebildet werden. Bei dem Filamentwickelverfahren wird das Faserbündel FB um den Dorn 58 gewickelt, indem eine Faserbündelführung 210 bewegt wird, während der Dorn 58 rotiert wird. 5 stellt eine axiale Breite Ln und eine Dicke Tn des um den Dorn 58 gewickelten Faserbündels FB dar. Die Breite Ln entspricht der axialen Länge jedes Abschnitts aus dem ersten Rohrbildungsabschnitt 61, dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62 und dem dritten Rohrbildungsabschnitt 63 und kann auf der Grundlage eines Bewegungsbetrags der Faserbündelführung 210 beliebig angepasst werden. Beispielsweise können der erste Rohrbildungsabschnitt 61, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63, die unterschiedliche Längen besitzen, ausgebildet werden, indem die Breite Ln auf die Länge jedes Abschnitts aus dem ersten Rohrbildungsabschnitt 61, dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62 und dem dritten Rohrbildungsabschnitt 63 eingestellt wird. Die Dicke Tn kann auf eine beliebige Dicke eingestellt werden, indem beispielsweise eine Drehzahl des Dorns 58, das heißt, die Anzahl der Windungen des Faserbündels FB, angepasst wird. Beispielsweise können die im Durchmesser abnehmenden Abschnitte 61HR, 62HL, 62HR und 63HL durch allmähliches Verringern der Anzahl an Windungen in einer Bewegungsrichtung der Faserbündelführung 210 ausgebildet werden. Rohrbildungsabschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern und Innengestaltungen können durch Ändern der Gestalt der Außenfläche des Dorns 58 ausgebildet werden, indem beispielsweise ein Vorsprung oder eine Aussparung in der Außenfläche des Dorns 58 bereitgestellt wird. Ein Rohrbildungsabschnitt kann unter Verwendung eines Dorns 58 ausgebildet werden. Alternativ kann eine Mehrzahl von Rohrbildungsabschnitten gleichzeitig um einen Dorn 58 ausgebildet werden. Beispielsweise können der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 gleichzeitig unter Verwendung eines Dorns 58 ausgebildet werden. In dem Beispiel von 5 wird das Faserbündel FB durch Umfangswickeln des Faserbündels FB gewickelt, das Faserbündel FB kann jedoch helixförmig bzw. schräg gewickelt werden. Das Filamentwickelverfahren (FW) kann einem der folgenden Verfahren Nass-FW und Trocken-FW entsprechen.
Im Allgemeinen gibt es die folgenden Verfahren als typische Verfahren zum Ausbilden eines Objekts aus einem faserverstärkten Harz.
Nass-FW
Nass-FW ist ein Verfahren, bei dem unmittelbar vor dem Wickeln des Faserbündels FB ein flüssiges Harz mit einer niedrigen Viskosität in das Faserbündel FB imprägniert bzw. getränkt wird und das harzgetränkte Faserbündel um den Dorn gewickelt wird.
Trocken-FW
Trocken-FW ist ein Verfahren, welches ein Vorbereiten eines Tow-Prepregs durch Trocknen eines mit einem Harz vorimprägnierten Faserbündels und ein Wickeln des Tow-Prepregs um den Dorn umfasst.
Resin-Transfer-Molding (RTM)
RTM ist ein Verfahren, welches ein Formen von Fasern durch Anordnen der Fasern in einem Paar einer Patrize und einer Matrize und ein Einspritzen eines Harzes durch einen Harzeinlass nach dem Befestigen der Formen, um das Harz in die Fasern zu imprägnieren, umfasst.
Zentrifugalwickeln (CW)
CW ist ein Verfahren, welches ein Ausbilden eines rohrförmigen Elements durch Anbringen einer Faserlage bzw. Faserschicht an der Innenfläche einer rotierenden zylindrischen Form umfasst. Die Faserschicht kann einer mit einem Harz vorimprägnierten Faserschicht entsprechen oder einer Faserschicht, welche nicht mit dem Harz imprägniert ist. Im letzteren Fall wird die Faserschicht zu einer rohrförmigen Gestalt gewickelt und dann wird das Harz in die Form eingespritzt und in die Faserschicht imprägniert.
In dem Beispiel von 5 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 durch das Filamentwickelverfahren ausgebildet, diese können jedoch durch ein anderes Verfahren, wie RTM, ausgebildet werden. Das Harz jedes Abschnitts des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 oder des Verstärkungsrohrs 60 kann in Schritt S10 oder Schritt S60 ausgehärtet werden.
In Schritt S14 von 4 werden die Verbindungsstücke P1 vorbereitet. Die Verbindungsstücke P1 können gleichzeitig zu Schritt S12 oder davor oder nach Schritt S12 vorbereitet werden. In dieser Ausführungsform werden zwei Verbindungsstücke P1 in Schritt S14 vorbereitet. Die Anzahl an vorzubereitenden Verbindungsstücken P1 ist zumindest gleich der Anzahl an Verbindungspunkten der Rohrbildungsabschnitte. In Schritt S16 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63 unter Verwendung der vorbereiteten Verbindungsstücke P1 verbunden.
6 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Verfahren zum Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 schematisch darstellt. Ein Verfahren zum Verbinden des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 ist dem Verfahren zum Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 ähnlich und die Beschreibung davon wird daher weggelassen. Wie in 6 dargestellt, besitzt das Verbindungsstück P1 eine Dicke Tl, die größer ist als die Dicke Tn des Verstärkungsrohrs 60, und besitzt den Außendurchmesser D1, der größer ist als der Außendurchmesser Dn des Verstärkungsrohrs 60. Der Innendurchmesser des Verbindungsstücks P1 ist größer als die Innendurchmesser des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62. Das Verbindungsstück P1 ist zwischen dem Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und dem ersten Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 angeordnet.
Wenn der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 hin zu dem Verbindungsstück P1 bewegt werden, wird die Aussparung H1 ausgebildet, indem das Ende 61R und das erste Ende 62L veranlasst werden, an der Innenfläche des Verbindungsstücks P1 aneinander anzuliegen. Das Verbindungsstück P1 ist in der ausgebildeten Aussparung H1 angeordnet. Das Verbindungsstück P1 kann in die Aussparung H1 eingepasst werden, indem das Ende eines des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62, die aneinander stoßen bzw. anliegen, in das Verbindungsstück P1 eingeführt wird. Das Verbindungsstück P1 wird thermokompressiv mit der Aussparung H1 verbunden, indem das in der Aussparung H1 angeordnete Verbindungsstück P1 auf eine Temperatur erhitzt wird, die gleich oder höher ist als ein Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes des Verbindungsstücks PI, wie 150 °C oder 200 °C. Daher werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 miteinander verbunden. Das Verstärkungsrohr 60, welches durch Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 ausgebildet wird, wird erhitzt, um das Harz auszuhärten. Das Thermokompressionsverbinden des Verbindungsstücks P1 kann gleichzeitig mit dem Aushärten des Harzes des Verstärkungsrohrs 60 durchgeführt werden.
In einem Fall, in dem das Harz des Verstärkungsrohrs 60 in Schritt S10 ausgehärtet wird, kann eine vollständige Härtung oder eine Vorhärtung, die hinter der vollständigen Härtung zurückbleibt, durchgeführt werden. Bei der vollständigen Härtung wird das Harz vollständig ausgehärtet, bis sich die Viskosität des Harzes stabil auf einem Wert befindet, der gleich oder größer als ein Sollwert davon ist. Wenn ein ungehärtetes wärmehärtendes Harz erwärmt wird, nimmt die Viskosität im Allgemeinen zunächst ab. Wenn das Harz kontinuierlich erwärmt wird, steigt die Viskosität. Wenn das Harz über eine ausreichende Zeit kontinuierlich erwärmt wird, liegt die Viskosität des Harzes stabil auf einem Wert, der gleich oder größer als der Sollwert davon ist. Unter der Prämisse dieses Übergangs entspricht die „Vorhärtung“ einem Prozess, bei dem die Härtung fortgesetzt wird, nachdem die Viskosität, die zunächst abgenommen und dann wieder zugenommen hat, die ursprüngliche Viskosität erreicht, und die Härtung zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Ende der vollständigen Härtung beendet wird. Wenn die Vorhärtung in Schritt S10 durchgeführt wird und die vollständige Härtung in dem später beschriebenen Schritt S60 durchgeführt wird, kann das Verstärkungsrohr 60 fester mit den Verstärkungsdomen 50 und der äußeren Helixschicht 70 verbunden werden.
In Schritt S20 von 3 werden die Verstärkungsdome 50 ausgebildet. 7 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Beispiel für ein Verfahren zum Ausbilden der Verstärkungsdome 50 in Schritt S20 zeigt. Die Verstärkungsdome 50 können durch Wickeln des Faserbündels FB um einen Dorn 56 durch ein Filamentwickelverfahren ausgebildet werden. Der Dorn 56 besitzt vorzugsweise eine äußere Gestalt, die einer Kombination von zwei Verstärkungsdomen 50 entspricht. Bei dem Filamentwickelverfahren wird das Faserbündel FB um den Dorn 56 gewickelt, indem die Faserbündelführung 210 bei gleichzeitiger Rotation des Dorns 56 bewegt wird. In dem Beispiel von 7 wird das Faserbündel FB helixförmig bzw. schräg gewickelt. Das Filamentwickelverfahren kann dem vorstehend beschriebenen Nass-WF oder dem Trocken-WF entsprechen. Zwei Verstärkungsdome 50 können durch Schneiden des gewickelten Faserbündels FB entlang einer Schnittlinie CL erhalten werden. Die Verstärkungsdome 50 können durch ein anderes Verfahren, wie RTM, ausgebildet werden.
In Schritt S30 von 3 wird der erste Aufsatz 81 oder der zweite Aufsatz 82 mit jedem Verstärkungsdom 50 verbunden. In Schritt S40 wird der gekoppelte Körper 40 durch Verbinden der Verstärkungsdome 50 mit den beiden Enden des Verstärkungsrohrs 60 ausgebildet. Das Verbinden in Schritt S30 und Schritt S40 kann beispielsweise unter Verwendung eines Klebstoffs oder eines druckempfindlichen Klebstoffs durchgeführt werden.
In Schritt S50 von 3 wird die äußere Helixschicht 70 um die Außenfläche des gekoppelten Körpers 40 ausgebildet. 8 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Verfahren zum Ausbilden der äußeren Helixschicht 70 in Schritt S50 darstellt. Die äußere Helixschicht 70 kann durch Wickeln des Faserbündels FB um die Außenfläche des gekoppelten Körpers 40 durch ein Filamentwickelverfahren ausgebildet werden. Bei dem Filamentwickelverfahren wird das Faserbündel FB um den gekoppelten Körper 40 gewickelt, indem die Faserbündelführung 210 bewegt wird, während der gekoppelte Körper 40 um die Mittelachse AX rotiert wird. Das Filamentwickelverfahren kann dem Nass-FW oder dem Trocken-FW entsprechen. Die äußere Helixschicht 70 hat hauptsächlich die Funktion, ein Ablösen des Verstärkungsdoms 50 von dem Verstärkungsrohr 60 zu verhindern, wenn der Innendruck des Hochdrucktanks 100 steigt. Um diese Funktion zu erreichen, ist ein Wickelwinkel α des Faserbündels FB vorzugsweise kleiner oder gleich 45°. Der Wickelwinkel α entspricht einem Winkel des Faserbündels FB mit Bezug auf die Mittelachse AX des gekoppelten Körpers 40.
In Schritt S60 der 3 wird das ungehärtete Harz der Verstärkungsschicht 30 ausgehärtet. Das Aushärten entspricht der vorstehend beschriebenen vollständigen Aushärtung. In Schritt S70 wird der Liner bzw. die Auskleidung 20 auf der Innenfläche der ausgehärteten Verstärkungsschicht 30 ausgebildet. In Schritt S70 kann die Auskleidung beispielsweise durch Einspritzen eines flüssigen Auskleidungsmaterials in die Verstärkungsschicht 30 mit Verschlüssen und Aushärten des Auskleidungsmaterials unter Rotation der Verstärkungsschicht 30 ausgebildet werden. Wenn die Bildung der Auskleidung 20 abgeschlossen ist, ist der in 1 dargestellte Hochdrucktank 100 fertiggestellt. Die Auskleidung 20 kann in einem anderen Schritt als Schritt S70 in 3 ausgebildet werden. Die Auskleidung 20 kann beispielsweise getrennt von den Verstärkungsdomen 50 und dem Verstärkungsrohr 60 ausgebildet werden, und dann können die Auskleidung 20, die beiden Verstärkungsdome 50, der erste Aufsatz 81 und der zweite Aufsatz 82 in Schritt S30 verbunden werden. Die Auskleidung 20 kann auf diese Art und Weise beispielsweise durch Spritzgießen ausgebildet werden. In diesem Fall kann die Auskleidung 20 so ausgebildet werden, dass zwei Segmente der Auskleidung 20, die durch eine Teilung der gesamten Auskleidung 20 im Wesentlichen in der Mitte erhalten werden, separat einem Spritzgießen unterzogen und nach dem Auswerfen aus einer Spritzgussform verbunden werden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst die Verstärkungsschicht 30 das zylindrische Verstärkungsrohr 60, welches durch Koppeln der zylindrischen Rohrbildungsabschnitte 61, 62 und 63 ausgebildet wird. Die axiale Dimension des Verstärkungsrohrs 60 kann beliebig angepasst werden, indem eine beliebige Anzahl von Rohrbildungsabschnitten 61, 62 und 63 mit beliebigen Längen kombiniert und verbunden werden. Somit kann die Dimension des Hochdrucktanks 100 durch ein einfaches Verfahren geändert werden, ohne dass eine Mehrzahl von Fertigungslinien zur Herstellung von Verstärkungsrohren 60 mit unterschiedlichen Längen bereitgestellt werden.
Der Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform umfasst das Verbindungsstück P1 zum Verbinden der benachbarten Rohrbildungsabschnitte 61 und 62. Das Verbindungsstück P1 ist in der Aussparung H1 angeordnet, welche dadurch ausgebildet wird, dass die im Durchmesser abnehmenden Abschnitte 61HR und 62HL der benachbarten ersten und zweiten Rohrbildungsabschnitte 61 und 62 aneinander anliegen. Durch Verbinden der Außenflächen durch das Verbindungsstück P1 an der Anlageposition der Rohrbildungsabschnitte 61 und 62, an welcher die Festigkeit wahrscheinlich abnimmt, kann eine Abnahme der Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60 unterdrückt oder verhindert werden. Durch das Bereitstellen der Aussparung an der Anordnungsposition des Verbindungsstücks P1 kann die Anordnungsposition des Verbindungsstücks P1 auf leicht vom Aussehen her erkannt werden. Somit kann das Verbindungsstück P1 auf einfache Art und Weise an der Anlageposition der Rohrbildungsabschnitte 61 und 62 angeordnet werden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform ist der Außendurchmesser D1 des Verbindungsstücks P1 größer als der Außendurchmesser Dn des Verstärkungsrohrs 60. Durch Anordnen des Verbindungsstücks PI, um die Außenflächen an der Verbindungsposition des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62, an welcher die Festigkeit wahrscheinlich abnimmt, zu bedecken, kann die Abnahme der Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60 sicherer unterdrückt oder verhindert werden. Das Verbindungsstück P1 ragt von der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60 um den Betrag entsprechend der Dicke U1 hin zu der Außenseite des Verstärkungsrohrs 60 vor. Indem die Dicke des Verbindungsstücks P1 größer eingestellt wird als die Dicke des Verstärkungsrohrs 60 kann die Festigkeit an der Verbindungsposition des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 verbessert werden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform wird das Material, das die Verstärkungsfaser und das thermoplastische Harz umfasst, für das Verbindungsstück P1 verwendet. Somit können der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 auf einfache Art und Weise durch Thermokompressionsverbinden verbunden werden. Durch die Aufnahme des Faserbündels kann die Festigkeit an der Verbindungsposition des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 verbessert werden.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 dieser Ausführungsform wird das Verstärkungsrohr 60 durch Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 durch die Verbindungsstücke P1 ausgebildet, und anschließend wird die Auskleidung 20 an der Innenfläche des ausgebildeten Verstärkungsrohrs 60 ausgebildet. Durch das Ausbilden der Auskleidung 20 nach dem Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 ist es möglich, ein solches Problem zu reduzieren oder zu verhindern, dass die Auskleidung 20 in die Anlagepositionen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63 eindringt, wenn der Hochdrucktank 100 mit Gas befüllt wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Auskleidungen 20 einzeln an dem ersten Rohrbildungsabschnitt 61, dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62 und dem dritten Rohrbildungsabschnitt 63 ausgebildet und dann miteinander verbunden werden.
Weiterer Aspekt 1 der ersten Ausführungsform
9 ist eine erläuternde Abbildung, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten als weiteren Aspekt 1 der ersten Ausführungsform schematisch darstellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 miteinander verbunden sind, während diese um einen Abstand S1 voneinander beabstandet sind, und ein Verbindungsstück P12 mit einer anderen Gestalt anstelle des Verbindungsstücks P1 bereitgestellt ist. Diese Ausführungsform ähnelt hinsichtlich der weiteren Struktur der ersten Ausführungsform. Wie in 9 dargestellt, ist das Verbindungsstück P12 in einer Aussparung H12 angeordnet, welche durch den im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 61 HR und den im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 62HL ausgebildet ist, ragt von der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60 um einen Betrag entsprechend einer Dicke U12 hin zu der Außenseite des Verstärkungsrohrs 60 vor, und ragt ferner von der Innenfläche des Verstärkungsrohrs 60 um einen Betrag entsprechend einer Dicke B12 hin zu einer Achsenmitte des Verstärkungsrohrs 60 vor.
10 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Verfahren zum Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 schematisch darstellt. Das Verbindungsstück P12 weist eine Dicke T12 auf, die größer ist als die Dicke Tn des Verstärkungsrohrs 60, und besitzt einen Außendurchmesser D121, der größer ist als der Außendurchmesser Dn des Verstärkungsrohrs 60. Die Dicke T12 ist größer als die Dicke T1 des Verbindungsstücks P1 der ersten Ausführungsform. Ein Innendurchmesser D122 des Verbindungsstücks P12 steht für einen Mindestwert des Innendurchmessers des Verbindungsstücks P12. Der Innendurchmesser D122 ist kleiner als die Innendurchmesser des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62. Die Breite des Verbindungsstücks P12 ist größer als der Abstand S1. Der Abstand S1 kann auf einen beliebigen Abstand eingestellt sein, ist jedoch vorzugsweise so klein, dass die Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60 nicht abnimmt.
Wenn der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 hin zu dem Verbindungsstück P12 bewegt werden, wird die Aussparung H12 ausgebildet, indem das Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts und das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts veranlasst werden, sich auf der Innenfläche des Verbindungsstücks P12 zu Positionen anzunähern, an denen der Abstand S1 sichergestellt ist. Das Verbindungsstück P12 ist in der Aussparung H12 angeordnet. Der Innendurchmesser D122 des Verbindungsstücks P12 ist kleiner als die Innendurchmesser des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62. Die Innenfläche des Verbindungsstücks P12 wird von einem Raum zwischen dem Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts und dem ersten Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts nach innen gedrückt und ragt hin zu Achsenmitten des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 vor, wie in 9 dargestellt. Das Verbindungsstück P12 wird durch Erwärmung thermokompressiv mit der Aussparung H12 verbunden. Somit werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 miteinander verbunden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform ist das Verbindungsstück P12 in der Aussparung H12 angeordnet, die in einem Zustand ausgebildet wird, in dem sich die im Durchmesser abnehmenden Abschnitte 61 HR und 62HL der benachbarten ersten und zweiten Rohrbildungsabschnitte 61 und 62 einander annähern. Der Außendurchmesser D121 des Verbindungsstücks P12 ist größer als der Außendurchmesser Dn des Verstärkungsrohrs 60. Der Innendurchmesser D122 des Verbindungsstücks P12 ist kleiner als der Innendurchmesser des Verstärkungsrohrs 60. Indem das Verbindungsstück P12 so ausgebildet wird, dass dieses die Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60 bedeckt und von der Innenfläche des Verstärkungsrohrs 60 hin zu der Achsenmitte des Verstärkungsrohrs 60 vorsteht, kann das Verbindungsstück P12 mit einer größeren Dicke als die Dicken Tn des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 an der Verbindungsposition des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 angeordnet werden, an welcher die Festigkeit wahrscheinlich abnimmt. Somit kann die Abnahme der Festigkeit an der Verbindungsposition des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 sicherer unterdrückt oder verhindert werden.
Weiterer Aspekt 2 der ersten Ausführungsform
11 ist eine erläuternde Abbildung, welche die Struktur der Rohrbildungsabschnitte als weiteren Aspekt 2 der ersten Ausführungsform schematisch darstellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Gestalt des im Durchmesser abnehmenden Abschnitts 61HR des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und die Gestalt des im Durchmesser abnehmenden Abschnitts 62HL des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 unterschiedlich sind, und dass ein Verbindungsstück P13 mit einer anderen Gestalt anstelle des Verbindungsstücks P1 bereitgestellt ist. Diese Ausführungsform ähnelt hinsichtlich der weiteren Struktur der ersten Ausführungsform. Wie in 11 dargestellt, ist das Verbindungsstück P13 in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Aussparung H13 angeordnet, welche durch den im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 61 HR und den im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 62HL ausgebildet ist, und ragt von der Außenfläche des Verstärkungsrohrs 60 um einen Betrag entsprechend einer Dicke U13 hin zu der Außenseite des Verstärkungsrohrs 60 vor.
12 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Verfahren zum Verbinden des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 schematisch darstellt. Das Verbindungsstück P13 besitzt eine im Wesentlichen rechtwinklige Querschnittsgestalt, besitzt eine Dicke T13, die gleich der Dicke Tn des Verstärkungsrohrs 60 ist, und besitzt einen Außendurchmesser D131, der größer als der Außendurchmesser Dn des Verstärkungsrohrs 60 ist. Ein Innendurchmesser D132 des Verbindungsstücks P13 entspricht dem Außendurchmesser der Aussparung H13, das heißt, den Außendurchmessern des im Durchmesser abnehmenden Abschnitts 61 HR und des im Durchmesser abnehmenden Abschnitts 62HL. Die Breite des Verbindungsstücks P13 entspricht der Breite der Aussparung H13.
Der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 61HR wird in einer rechtwinkligen Gestalt ausgebildet, indem eine Außenumfangsfläche in der Nähe des Endes 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 mit der Dicke Tn so getrimmt bzw. eingeschnitten wird, dass die Außenumfangsfläche beispielsweise eine Dicke Tn2 besitzt, die im Wesentlichen der Hälfte der Dicke Tn des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 entspricht. Durch Ausbilden des im Durchmesser abnehmenden Abschnitts 61HR wird in der Nähe des Endes 61R eine Stoß- bzw. Anlagefläche 61S mit der Dicke Tn2 ausgebildet. Die Dicke Tn2 ist nicht auf im Wesentlichen die Hälfte der Dicke Tn des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 beschränkt und kann in Abhängigkeit von der Dicke des Verbindungsstücks P13 oder der erforderlichen Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60 beliebig angepasst werden. Der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 62HL ist in der Nähe des ersten Endes 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 so bereitgestellt, dass der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 im Wesentlichen liniensymmetrisch zu dem ersten Rohrbildungsabschnitt 61 über das Verbindungsstück P13 ist. Der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 besitzt eine Anlagefläche 62S, die der Anlagefläche 61S zugewandt ist. Die Anlagefläche 61S und die Anlagefläche 62S stehen senkrecht zu einer axialen Richtung des Verstärkungsrohrs 60. Die Anlagefläche 61S und die Anlagefläche 62S können durch eine maschinelle Bearbeitung, wie Trimmen, Schleifen oder Schneiden, zusammen mit oder unabhängig von dem im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 61 HR und dem im Durchmesser abnehmenden Abschnitt 62HL ausgebildet werden. Wenn der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 hin zu dem Verbindungsstück P13 bewegt werden, stoßen die Anlagefläche 61S und die Anlagefläche 62S an der Innenfläche des Verbindungsstücks P13 aneinander. Das Verbindungsstück P13 ist an der Außenfläche der Aussparung H13 angeordnet, welche dadurch ausgebildet wird, dass der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 61 HR und der im Durchmesser abnehmende Abschnitt 62HL aneinanderstoßen bzw. aneinander anliegen.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsfonn besitzt das Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61 die Anlagefläche 61S, und das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62 besitzt die Anlagefläche 62S, welche an der Anlagefläche 61S anliegt. Indem der erste Rohrbildungsabschnitt 61 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62 an deren Verbindungsposition in Oberflächenkontakt miteinander gebracht werden, wird eine axiale Verschiebung reduziert oder verhindert. Dadurch kann eine Variation der axialen Dimension des Verstärkungsrohrs 60 reduziert werden.
Zweite Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 13 und 14 wird die Struktur eines Hochdrucktanks 100 einer zweiten Ausführungsform beschrieben. 13 ist eine erläuternde Abbildung, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten gemäß der zweiten Ausführungsform schematisch darstellt. Der Hochdrucktank 100 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Hochdrucktank 100 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass anstelle des Verstärkungsrohrs 60 ein Verstärkungsrohr 60b bereitgestellt ist und die Verbindungsstücke P1 nicht bereitgestellt sind. Das Verstärkungsrohr 60b unterscheidet sich von dem Verstärkungsrohr 60 der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Aussparungen H1 nicht bereitgestellt sind. Die weitere Struktur des Hochdrucktanks 100 der zweiten Ausführungsform ist ähnlich dieser der ersten Ausführungsform.
Das Verstärkungsrohr 60b umfasst einen ersten Rohrbildungsabschnitt 61b, einen zweiten Rohrbildungsabschnitt 62b und einen dritten Rohrbildungsabschnitt 63b. Ein Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b besitzt eine Anlagefläche 61bS (erste Anlagefläche). Ein erstes Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b besitzt eine Anlagefläche 62bS (zweite Anlagefläche). Ein zweites Ende 62R des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und ein erstes Ende 63L des dritten Rohrbildungsabschnitts 63b besitzen ebenfalls ähnliche Anlageflächen. Die Anlageflächen 61bS und 62bS stehen senkrecht zu einer axialen Richtung des Verstärkungsrohrs 60b. Die Dicken der Anlageflächen 61bS und 62bS sind gleich den Dicken Tn des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und sind größer als beispielsweise die in 12 dargestellte Dicke Tn2 der Anlagefläche 61S. In einem Zustand, in dem das Verstärkungsrohr 60b wie in 13 dargestellt ausgebildet ist, liegen die Anlagefläche 61bS des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b und die Anlagefläche 62bS des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b aneinander an.
In dieser Ausführungsform werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61b, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62b und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63b unter Verwendung von Klebstoffen Q1 verbunden. Anstelle des Klebstoffs Q1 kann ein druckempfindlicher Klebstoff verwendet werden. Die Klebstoffe Q1 werden aufgetragen, um Innenumfangsflächen an den Verbindungspositionen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63b zu bedecken. Der Klebstoff Q1 kann ein wärmehärtendes Harz sein, wie ein Phenolharz, ein Melaminharz, ein Harnstoffharz oder ein Epoxidharz, und ist unter dem Gesichtspunkt einer mechanischen Festigkeit oder dergleichen besonders bevorzugt ein Epoxidharz. Der Klebstoff Q1 kann unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60b ferner eine Verstärkungsfaser, wie beispielsweise eine Glasfaser, eine Aramidfaser, eine Borfaser oder eine Kohlenstofffaser, enthalten.
14 ist eine Prozessabbildung, welche ein Verfahren zum Herstellen des Verstärkungsrohrs 60b gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. In Schritt S12 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61b, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62b und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63b durch Wickeln des Faserbündels FB um den im Wesentlichen zylindrischen Dorn 58 durch das Filamentwickelverfahren ähnlich zu der ersten Ausführungsform ausgebildet. In Schritt S13 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61b, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62b und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63b, welche die Anlageflächen 61bS und 62bS besitzen, durch ein Verfahren, wie Schleifen, Trimmen oder Schneiden der Enden des ausgebildeten ersten Rohrbildungsabschnitts 61b, des ausgebildeten zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und des ausgebildeten dritten Rohrbildungsabschnitts 63b entlang Ebenen senkrecht zur axialen Richtung ausgebildet. In einem Fall, in dem die Anlageflächen 61bS und 62bS in Schritt S12 ausgebildet werden können, kann Schritt S13 weggelassen werden. In Schritt S15 werden die Anlageflächen benachbarter Rohrbildungsabschnitte, wie die Anlagefläche 61bS und die Anlagefläche 62bS, fixiert, während diese aneinander anliegen, und die Klebstoffe Q1 werden von einer Innenseite des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63b bei den Anlagepositionen aufgebracht. Um die Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60b zu verbessern, können die Klebstoffe Q1 zusammen mit oder anstelle der Innenumfangsflächen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63b auf die Anlageflächen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63b oder auf die Außenumfangsflächen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b, des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b und des dritten Rohrbildungsabschnitts 63b aufgebracht werden. In Schritt S17 werden die Klebstoffe Q1 thermisch gehärtet. Schritt S17 kann weggelassen werden und die Klebstoffe Q1 können gleichzeitig mit der vollständigen Härtung oder Vorhärtung des Verstärkungsrohrs 60b thermisch gehärtet werden. In einem Fall, in dem die Vorhärtung in Schritt S17 durchgeführt wird, können die Klebstoffe Q1 gleichzeitig mit der vollständigen Härtung der Verstärkungsschicht 30 in Schritt S60 gehärtet werden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform besitzen das Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b und das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b die Anlageflächen 61bS und 62bS, die im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung stehen und Dicken besitzen, die gleich den Dicken Tn des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b sind. Durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen den Rohrbildungsabschnitten 61b und 62b an deren Verbindungsposition wird eine axiale Verschiebung an der Verbindungsposition reduziert oder verhindert. Somit kann eine Variation der axialen Dimension des Verstärkungsrohrs 60b reduziert werden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform werden die Anlageflächen 61bS und 62bS durch Schneiden der Enden 61R und 62L der Rohrbildungsabschnitte 61b und 62b entlang der Ebenen senkrecht zur axialen Richtung ausgebildet. Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Anlageflächen 61bS und 62bS allein durch das Filamentwickelverfahren ausgebildet werden, können die Oberflächenrauigkeiten der Anlageflächen 61bS und 62bS reduziert werden und die axiale Verschiebung an der Verbindungsposition kann reduziert oder verhindert werden. Somit kann die Variation der axialen Dimension des Verstärkungsrohrs 60b reduziert werden.
Weiterer Aspekt der zweiten Ausführungsform
15 ist eine erläuternde Abbildung, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten als weiteren Aspekt der zweiten Ausführungsform schematisch darstellt. Ein Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem Hochdrucktank 100 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Verstärkungsrohr 60b2 bereitgestellt ist und die Verbindungsstücke P1 nicht bereitgestellt sind. Das Verstärkungsrohr 60b2 unterscheidet sich von dem Verstärkungsrohr 60 der ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle der Aussparung H1 ein Passabschnitt 61E und ein gepasster Abschnitt 62F bereitgestellt sind. Die weitere Struktur des Hochdrucktanks 100 ist ähnlich dieser der ersten Ausführungsform.
16 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Ende 61R eines ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 und ein erstes Ende 62L eines zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b2 darstellt. Bei dem Verstärkungsrohr 60b2 besitzen das Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 und das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b2 Anlageflächen 61E und 62F, deren Querschnittsgestaltungen sich von denen der Anlagefläche 61bS und der Anlagefläche 62bS der zweiten Ausführungsform unterscheiden. Die Anlagefläche 61E ist so gestaltet, dass diese hin zu dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62b2 vorsteht, und wird beispielsweise durch Schneiden, Trimmen oder Schleifen des Endes 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 in Schritt S13 von 14 ausgebildet. Die Anlagefläche 61E umfasst eine Außenumfangsfläche 61Ea und eine Innenumfangsfläche 61Eb und ist derart gestaltet, dass diese hin zu dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62b2 vorsteht, indem ein unterer Winkel als ein Winkel θ1 zwischen der Außenumfangsfläche 61Ea und der Innenumfangsfläche 61Eb gebildet ist. Die Anlagefläche 61E dient als der Passabschnitt 61E, welcher bei dem gepassten Abschnitt des benachbarten zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b2 gepasst werden soll.
Die Anlagefläche 62F besitzt eine vertiefte Gestalt, welche der vorstehenden Gestalt bzw. Vorsprungsgestalt der Anlagefläche 61E entspricht, und wird durch Schneiden oder Trimmen des ersten Endes 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b2 ausgebildet. Die Anlagefläche 62F umfasst eine erste Oberfläche 62Fa und eine zweite Oberfläche 62Fb. Die erste Oberfläche 62Fa liegt an der Außenumfangsfläche 61Ea des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 an. Die zweite Oberfläche 62Fb liegt an der Innenumfangsfläche 61Eb des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 an. Die Anlagefläche 62F dient als der gepasste Abschnitt 62F, an dem der Passabschnitt 61E des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 gepasst ist. In dieser Ausführungsform sind die Bereiche der Außenumfangsfläche 61Ea und der ersten Oberfläche 62Fa größer eingestellt als die Bereiche der Innenumfangsfläche 61Eb und der zweiten Oberfläche 62Fb. Diese Struktur verbessert die Festigkeit an einer Außenseite des Passabschnitts zwischen dem ersten Rohrbildungsabschnitt 61b2 und dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62b2. Das erste Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b2 kann den vorstehenden Passabschnitt besitzen, welcher hin zu dem ersten Rohrbildungsabschnitt 61b2 vorsteht, und das Ende 61R des ersten Rohrbildungsabschnitts 61b2 kann den gepassten Abschnitt besitzen.
Der Passabschnitt 61E wird an dem gepassten Abschnitt 62F gepasst, indem der erste Rohrbildungsabschnitt 61b2 hin zu dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62b2 bewegt wird, während deren Mittelachsen AX miteinander übereinstimmen. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61b2 und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62b2, die aneinander gepasst sind, können durch die vollständige Härtung oder Vorhärtung des Verstärkungsrohrs 60b thermokompressiv verbunden werden, oder diese können durch die thermische Härtung in Schritt S17 von 14 verbunden werden, indem der Klebstoff Q1 ähnlich diesem der zweiten Ausführungsform oder ein druckempfindlicher Klebstoff bei der Passposition aufgebracht wird. In einem Fall, in dem der Klebstoff Q1 aufgetragen wird, kann der Klebstoff Q1 nicht nur auf die Innenumfangsfläche oder die Außenumfangsfläche an der Passposition, sondern auch bei der Anlagefläche 62F oder der Anlagefläche 61E aufgetragen werden.
Gemäß dem Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform besitzt der erste Rohrbildungsabschnitt 61b2 den Passabschnitt 61E, welcher bei dem gepassten Abschnitt 62F des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62b2 gepasst werden soll. Daher wird eine axiale Verschiebung an der Verbindungsposition reduziert oder verhindert, während die Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60b2 verbessert wird. Somit kann eine Variation der axialen Dimension des Verstärkungsrohrs 60b2 reduziert werden.
Dritte Ausführungsform
Die Struktur eines Hochdrucktanks 100 einer dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 17 bis 22 beschrieben. 17 ist eine erläuternde Abbildung, welche die Struktur von Rohrbildungsabschnitten gemäß der dritten Ausführungsform schematisch darstellt. Der Hochdrucktank 100 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Hochdrucktank 100 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass anstelle des Verstärkungsrohrs 60 ein Verstärkungsrohr 60c bereitgestellt ist und die Verbindungsstücke P1 nicht bereitgestellt sind. Das Verstärkungsrohr 60c wird durch Verbinden eines ersten Rohrbildungsabschnitts 61c, eines zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c und eines dritten Rohrbildungsabschnitts 63c durch Thermokompressionsverbinden der Auskleidungen 20 ausgebildet. Die weitere Struktur des Hochdrucktanks 100 der dritten Ausführungsform ist ähnlich zu dieser der ersten Ausführungsform.
Wie in 17 dargestellt, umfasst das Verstärkungsrohr 60c den ersten Rohrbildungsabschnitt 61c, den zweiten Rohrbildungsabschnitt 62c und den dritten Rohrbildungsabschnitt 63c. 17 stellt die Querschnittsstruktur eines Teils des Verstärkungsrohrs 60c schematisch dar, um das Verständnis der Technologie zu erleichtern. Wie in 17 dargestellt, umfasst der erste Rohrbildungsabschnitt 61c einen Passabschnitt 61E, welcher bei einem gepassten Abschnitt 62F des benachbarten zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c gepasst werden soll. Der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c umfasst einen Passabschnitt 62E, welcher bei einem gepassten Abschnitt 63F des benachbarten dritten Rohrbildungsabschnitts 63c gepasst werden soll. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61c, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63c werden durch Passen der Passabschnitte 61E und 62E bei den gepassten Abschnitten 62F bzw. 63F gekoppelt. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61c, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63c, die miteinander gekoppelt sind, werden durch Thermokompressionsverbinden der Anlageflächen der Auskleidungen 20 verbunden.
18 ist eine Prozessabbildung, welche ein Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 der dritten Ausführungsform darstellt. Das Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 der ersten Ausführungsform dadurch, dass Schritt S10c zum Ausbilden des Verstärkungsrohrs 60c anstelle von Schritt S10 bereitgestellt ist, Schritt S32 bereitgestellt ist und Schritt S70 nicht bereitgestellt ist.
19 ist eine Prozessabbildung, welche den Schritt zum Ausbilden des Verstärkungsrohrs 60c in Schritt S10c darstellt. In Schritt S12 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61c, der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c und der dritte Rohrbildungsabschnitt 63c durch das Filamentwickelverfahren ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. In der folgenden Beschreibung ist das Verfahren zum Herstellen des dritten Rohrbildungsabschnitts 63c ähnlich zu dem Verfahren zum Herstellen des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c, und die Beschreibung davon wird daher weggelassen.
20 ist eine erläuternde Abbildung, welche den ersten Rohrbildungsabschnitt 61c und den zweiten Rohrbildungsabschnitt 62c darstellt, die in Schritt S12 hergestellt werden. In Schritt S13 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61c mit dem vorstehenden Passabschnitt 61E, welcher hin zu dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62c vorsteht, und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c mit dem vertieften gepassten Abschnitt 62F entsprechend der Gestalt des Passabschnitts 61E und dem Passabschnitt 62E, welcher hin zu dem dritten Rohrbildungsabschnitt 63c vorsteht, durch Trimmen oder Schleifen eines Endes 61R des in Schritt S12 vorbereiteten ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und eines ersten Endes 62L des in Schritt S12 vorbereiteten zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c ausgebildet. Die Innenfläche des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c umfasst eine Innenfläche 62FB in der Nähe des ersten Endes 62L und eine Innenfläche 62EB in der Nähe eines zweiten Endes 62R. Der Innendurchmesser der Innenfläche 62FB ist kleiner eingestellt als der Innendurchmesser der Innenfläche 62EB. Bei dieser Struktur weist die Innenfläche des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c eine Stufe zwischen der Innenfläche 62FB und der Innenfläche 62EB auf. Die Stufe, welche durch die Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Innenfläche 62FB am ersten Ende 62L des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c und dem Innendurchmesser der Innenfläche 62EB am zweiten Ende 62R des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c gebildet werden soll, kann unter Verwendung eines Dorns 58 ausgebildet werden, der eine gestufte Gestalt besitzt, welche den Gestaltungen der Innenfläche 62FB und der Innenfläche 62EB entspricht, wenn der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c in Schritt S12 ausgebildet wird.
Der gepasste Abschnitt 62F des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c besitzt eine Bodenfläche 62FS und Seitenwände 62FW. Die Bodenfläche 62FS liegt an dem Passabschnitt 61E des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c an. Die Seitenwände 62FW umgeben die Bodenfläche 62FS. Die Seitenwand 62FW an der Innenseite des Verstärkungsrohrs 60c umfasst eine erste Seitenwand 62FW1 und eine zweite Seitenwand 62FW2, um eine Stufe aufzuweisen. Die erste Seitenwand 62FW1 liegt an einer Innenfläche 61EB des Passabschnitts 61E an. Die zweite Seitenwand 62FW2 befindet sich an einer Position näher an der Innenfläche des Verstärkungsrohrs 60c als die erste Seitenwand 62FW1. Bei dieser Struktur besitzt die Seitenwand 62FW des gepassten Abschnitts 62F die Stufe zwischen der ersten Seitenwand 62FW1 und der zweiten Seitenwand 62FW2. Die Höhe der Stufe zwischen der ersten Seitenwand 62FW1 und der zweiten Seitenwand 62FW2 entspricht der Höhe einer Stufe zwischen der Innenfläche 61EB des Passabschnitts 61E und einer Innenfläche 21B einer ersten Auskleidung 21.
21 ist eine erläuternde Abbildung, welche den ersten Rohrbildungsabschnitt 61c und den zweiten Rohrbildungsabschnitt 62c darstellt, an denen die Auskleidungen 20 ausgebildet sind. In Schritt S18 von 19 werden die Auskleidungen 20 individuell an den Innenumfangsflächen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c ausgebildet. Insbesondere wird die erste Auskleidung 21 durch Aufbringen eines flüssigen Auskleidungsmaterials auf die Innenumfangsfläche des ausgebildeten ersten Rohrbildungsabschnitts 61c ausgebildet, und eine zweite Auskleidung 22 wird durch Aufbringen des flüssigen Auskleidungsmaterials auf die Innenumfangsfläche des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c ausgebildet.
In Bereichen, in denen die Auskleidungen 20 auf den Innenumfangsflächen des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c ausgebildet werden, können nicht beschichtete Bereiche ausgebildet werden, indem beispielsweise andere Bereiche als beschichtete Bereiche beim Aufbringen des Auskleidungsmaterials mit Abdeckbändern abgedeckt werden. Wie in 21 dargestellt, wird in dieser Ausführungsform ein nicht beschichteter Bereich der ersten Auskleidung 21 in der Nähe des Passabschnitts 61E des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c durch Abdecken der Innenfläche 61EB in der Nähe des Passabschnitts 61E ausgebildet. Somit entspricht die Gestalt in der Nähe des Passabschnitts 61E des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c mit der ersten Auskleidung 21 einer Querschnittsgestalt mit der Stufe entsprechend der ersten Seitenwand 62FW1 und der zweiten Seitenwand 62FW2 des gepassten Abschnitts 62F. Diese Struktur vergrößert die Anlagefläche zwischen der ersten Auskleidung 21 und dem zweiten Rohrbildungsabschnitt 62c, um die Verbindungsfestigkeit des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c zu verbessern. Dadurch kann die Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60c verbessert werden. Beispielsweise wird beim Aufbringen der Auskleidung ein Erstreckungs- bzw. Verlängerungselement (nicht dargestellt) vorübergehend an dem Rohrbildungsabschnitt 62c angebracht, um einen Auskleidungsvorsprung 22E von 21 auszubilden. Wie in diesem Beispiel können sich die Bereiche, in denen die Auskleidungen 20 ausgebildet sind, von den Außenkanten des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c erstrecken. Eine Außenfläche 22T des Auskleidungsvorsprungs 22E liegt an der Innenfläche 21B der ersten Auskleidung 21 an. Mit dem Auskleidungsvorsprung 22E des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c erhöht sich die Kontaktfläche zwischen der ersten Auskleidung 21 und der zweiten Auskleidung 22, um die Verbindungsfestigkeit des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c zu verbessern. Daher kann die Festigkeit des Verstärkungsrohrs 60c verbessert werden.
In Schritt S19 von 19 werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61c und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c miteinander verbunden. Insbesondere werden der erste Rohrbildungsabschnitt 61c und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c miteinander verbunden, indem der Passabschnitt 61E des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c mit der ersten Auskleidung 21 und der gepasste Abschnitt 62F des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c mit der zweiten Auskleidung 22 gepasst werden und durch thermokompressives Verbinden der ersten Auskleidung 21 und der zweiten Auskleidung 22 durch Erhitzen verbunden werden.
In Schritt S20 und Schritt S30 von 18 werden die Verstärkungsdome 50 ausgebildet, und der erste Aufsatz 81 wird mit einem der ausgebildeten Verstärkungsdome 50 verbunden. In Schritt S32 dieser Ausführungsform werden domseitige Auskleidungen 24 an den Innenflächen der Verstärkungsdome 50 ausgebildet. Die domseitigen Auskleidungen 24 werden insbesondere durch Aufbringen eines flüssigen Auskleidungsmaterials auf die Innenflächen der ausgebildeten Verstärkungsdome 50 ausgebildet.
22 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Verfahren zum Verbinden des Verstärkungsrohrs 60c mit dem Verstärkungsdom 50 mit der domseitigen Auskleidung 24 darstellt. In dieser Ausführungsform, wie in 22 dargestellt, wird eine Aussparung 50S, welche der Gestalt des Endes des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c entspricht, durch Bereitstellen eines Nicht-Ausbildungsbereichs mit einem Abdeckband oder dergleichen in der Nähe des anderen Endes des Verstärkungsdoms 50 ausgebildet, wenn die domseitige Auskleidung 24 in Schritt S32 ausgebildet wird. Wenn der gekoppelte Körper 40 durch Verbinden des Verstärkungsdoms 50 und des Verstärkungsrohrs 60c ausgebildet wird, wird das Ende des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c des Verstärkungsrohrs 60c mit der Aussparung 50S verbunden. In Schritt S50 von 18 wird die äußere Helixschicht 70 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform um die Außenfläche des gekoppelten Körpers 40 ausgebildet. In Schritt S60 wird das ungehärtete Harz der Verstärkungsschicht 30 vollständig ausgehärtet. Wenn die vollständige Härtung der Verstärkungsschicht 30 abgeschlossen ist, ist der Hochdrucktank 100 dieser Ausführungsform fertiggestellt.
Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Hochdrucktanks 100 dieser Ausführungsform werden die erste Auskleidung 21 und die zweite Auskleidung 22 auf der Innenfläche des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c bzw. der Innenfläche des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c ausgebildet. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61c und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c werden durch thermokompressives Verbinden der ersten Auskleidung 21 und der zweiten Auskleidung 22 durch Erhitzen in einem Zustand verbunden, in dem der Passabschnitt 61E des ersten Rohrbildungsabschnitts 61c und der gepasste Abschnitt 62F des zweiten Rohrbildungsabschnitts 62c aneinander gepasst sind. Somit wird das Verstärkungsrohr 60c ausgebildet. Der erste Rohrbildungsabschnitt 61c und der zweite Rohrbildungsabschnitt 62c können ohne Verwendung des Klebstoffs oder eines Verbindungsstücks verbunden werden, und daher kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden. Durch das Weglassen des Schrittes zum Aufbringen des Klebstoffs oder des Verbindungsstücks kann die Produktivität des Verstärkungsrohrs 60c erhöht werden.
Weitere Ausführungsformen
23 ist eine erläuternde Abbildung, welche ein Beispiel für Querschnittsgestaltungen von Rohrbildungsabschnitten gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch darstellt. Wie mit Rohrbildungsabschnitten 64 bis 69 von 23 gezeigt, können verschiedene Gestaltungen als die Querschnittsgestaltungen der Rohrbildungsabschnitte eingesetzt werden. Um die Festigkeit des Hochdrucktanks 100 zu erhalten, sind die Enden der Rohrbildungsabschnitte vorzugsweise so gestaltet, um den Bereich der Anlageflächen der Rohrbildungsabschnitte zu vergrößern.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf das Beispiel, bei dem das Verstärkungsrohr drei Rohrbildungsabschnitte besitzt. Die Anzahl an Rohrbildungsabschnitten ist nicht auf drei beschränkt und kann einer beliebigen Anzahl entsprechen, wie beispielsweise zwei, vier, oder mehr.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf das Beispiel, bei dem die Aussparung H1, H12 oder H13 an der Außenfläche des Verstärkungsrohrs ausgebildet wird, indem benachbarte Rohrbildungsabschnitte veranlasst werden, aneinander anzuliegen oder sich einander anzunähern. Die Aussparung kann an der Innenfläche des Verstärkungsrohrs ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Verbindungsstück in der Aussparung an der Innenfläche des Verstärkungsrohrs angeordnet sein, um die benachbarten Rohrbildungsabschnitte zu verbinden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann durch verschiedene Strukturen implementiert sein, ohne von dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale der Ausführungsformen entsprechend den technischen Merkmalen der im Abschnitt „Kurzfassung der Erfindung“ beschriebenen individuellen Aspekte in geeigneter Weise ersetzt oder kombiniert werden, um einen Teil oder die Gesamtheit der vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen oder einen Teil oder die Gesamtheit der vorstehend beschriebenen Effekte zu erzielen. Jedes technische Merkmal kann gegebenenfalls weggelassen werden, sofern dieses hierin nicht als wesentlich beschrieben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201794491 A [0002]

Claims

Hochdrucktank (100), aufweisend: eine Verstärkungsschicht (30); und eine Auskleidung (20), welche eine Gasbarriereeigenschaft besitzt und auf einer Innenfläche der Verstärkungsschicht (30) angeordnet ist, wobei die Verstärkungsschicht (30) umfasst: ein zylindrisches Verstärkungsrohr (60; 60b; 60b2; 60c) mit einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrbildungsabschnitten (61, 62, 63; 61b, 62b, 63b; 61b2, 62b2; 61c, 62c, 63c; 64, 65, 66, 67, 68, 69), die miteinander gekoppelt sind; und ein Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen (50), wobei einer aus dem Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen (50) an einem ersten Ende des Verstärkungsrohrs (60; 60b; 60b2; 60c) angeordnet ist und der andere aus dem Paar von halbkugelförmigen Verstärkungsdomen (50) an einem zweiten Ende des Verstärkungsrohrs (60; 60b; 60b2; 60c) angeordnet ist.
Hochdrucktank (100) nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Verbindungsstück (P1; P12; P13), welches in einer Aussparung angeordnet ist, die zwischen benachbarten Rohrbildungsabschnitten (61, 62, 63) bereitgestellt ist, die aneinander anliegen oder sich einander annähern, wobei das Verbindungsstück (P1; P12; P13) die benachbarten Rohrbildungsabschnitte (61, 62, 63) verbindet.
Hochdrucktank (100) nach Anspruch 2, wobei ein Außendurchmesser des Verbindungsstücks (P1; P12; P13) größer ist als ein Außendurchmesser des Verstärkungsrohrs (60).
Hochdrucktank (100) nach Anspruch 3, wobei ein Innendurchmesser des Verbindungsstücks (P1; P12; P13) kleiner ist als ein Innendurchmesser des Verstärkungsrohrs (60).
Hochdrucktank (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Material für das Verbindungsstück (P1; P12; P13) eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz beinhaltet.
Hochdrucktank (100) nach Anspruch 1, wobei: zumindest ein Rohrbildungsabschnitt (61b2; 61c) aus den Rohrbildungsabschnitten an einem axialen Ende des einen Rohrbildungsabschnitts einen Passabschnitt (61E) mit einer Gestalt umfasst, bei welcher der Passabschnitt (61E) hin zu einem anderen Rohrbildungsabschnitt (62b2; 62c) benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt (61b2; 61c) vorsteht; und der andere Rohrbildungsabschnitt (62b2; 62c) benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt (61b2; 61c) an einem axialen Ende des anderen Rohrbildungsabschnitts einen gepassten Abschnitt (62F) mit einer vertieften Gestalt entsprechend der Gestalt des Passabschnitts (61E) umfasst.
Hochdrucktank (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Verbindungsstück (P12; P13) von einer Außenfläche des Verstärkungsrohrs (60) hin zu einer Außenseite des Verstärkungsrohrs (60) vorsteht.
Hochdrucktank (100) nach Anspruch 7, wobei das Verbindungsstück (P12) von einer Innenfläche des Verstärkungsrohrs (60) hin zu einer Achsenmitte des Verstärkungsrohrs (60) vorsteht.
Hochdrucktank (100) nach Anspruch 1, wobei: zumindest ein Rohrbildungsabschnitt (61b) aus den Rohrbildungsabschnitten eine erste Anlagefläche (61bS) an einem axialen Ende des einen Rohrbildungsabschnitts besitzt; ein anderer Rohrbildungsabschnitt (62b) benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt (61b) eine zweite Anlagefläche (62bS) besitzt; und die erste Anlagefläche (61bS) und die zweite Anlagefläche (62bS) aneinander anliegen.
Verfahren zum Herstellen eines Hochdrucktanks (100), wobei das Verfahren aufweist: Veranlassen, dass benachbarte zylindrische Rohrbildungsabschnitte (61, 62, 63) aneinander anliegen; Anordnen eines Verbindungsstücks (P1; P12; P13), welches aus einem Material hergestellt ist, das eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz beinhaltet, auf einer Außenfläche an einer Anlageposition der benachbarten Rohrbildungsabschnitte (61, 62, 63); Ausbilden eines zylindrischen Verstärkungsrohrs (60) durch Erhitzen und thermokompressives Verbinden des Verbindungsstücks (P1; P12; P13), um die Rohrbildungsabschnitte (61, 62, 63) zu verbinden; und Ausbilden einer Auskleidung (20), die aus einem Harz hergestellt ist und eine Gasbarriereeigenschaft besitzt, auf einer Innenfläche des ausgebildeten Verstärkungsrohrs (60).
Verfahren zum Herstellen eines Hochdrucktanks (100), wobei das Verfahren aufweist: Vorbereiten einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrbildungsabschnitten; Ausbilden, an einem Ende zumindest eines Rohrbildungsabschnitts (61b2; 61c) aus den Rohrbildungsabschnitten, eines Passabschnitts (61E), der eine Gestalt besitzt, bei welcher der Passabschnitt (61E) hin zu einem anderen Rohrbildungsabschnitt (62b2; 62c) benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt (61b2; 61c) vorsteht; Ausbilden eines gepassten Abschnitts (62F) mit einer vertieften Gestalt entsprechend der Gestalt des Passabschnitts (6IE) an einem Ende des anderen Rohrbildungsabschnitts (62b2; 62c) benachbart zu dem zumindest einen Rohrbildungsabschnitt (61b2; 61c); Ausbilden von Auskleidungen (20), die jeweils aus einem Harz hergestellt sind und eine Gasbarriereeigenschaft besitzen, auf Innenflächen der Rohrbildungsabschnitte; und Ausbilden eines zylindrischen Verstärkungsrohrs (60b2; 60c) durch Erhitzen und thermokompressives Verbinden der Auskleidungen (20) auf den Rohrbildungsabschnitten mit dem Passabschnitt (61E) und dem gepassten Abschnitt (62F), die aneinander gepasst sind, um die Rohrbildungsabschnitte zu verbinden.