JP6475077B2 - Manufacturing method of pressure vessel liner - Google Patents
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Description
本発明は、圧力容器のライナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liner for a pressure vessel.
各種天然ガスや各種液化ガス等の種々の加圧物質を充填して保存するための容器に圧力容器がある。圧力容器のひとつに、中空形状の樹脂製のライナーに金属製の口金を取り付けた構成をした容器がある。 There is a pressure vessel as a container for filling and storing various pressurized substances such as various natural gases and various liquefied gases. As one of the pressure vessels, there is a vessel having a configuration in which a metal base is attached to a hollow resin liner.
この種のライナーとして、略円筒状部材の一対のライナー構成部材(ライナー分体とも称する)をポリエチレン等の熱可塑性樹脂で形成しておき、この一対のライナー構成部材の端部同士を熱板溶着することで接合したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As this type of liner, a pair of substantially cylindrical members (also referred to as liner segments) is formed of a thermoplastic resin such as polyethylene, and the ends of the pair of liner components are welded to each other by hot plate welding. What was joined by doing is known (for example, refer to patent documents 1).
ところで、ライナー構成部材同士を熱板溶着する接合方法では、接合部(溶着部)に溶着バリ(以下「バリ」とも称する)が発生し易い。溶着部に生じたバリのうちライナー内面側(タンク内面側)に露出したバリは、タンク内への水素充填時に脱落して異物となり、水素ガス放出の際の妨げとなるおそれがあった。このライナー内面側に生じたバリは、ライナー構成部材同士の溶着後に除去することが困難であり、水素充填時にこのバリの脱落に起因する商品性低下を抑えることが求められていた。 By the way, in the joining method in which the liner constituent members are welded to each other by heat plate, welding burrs (hereinafter, also referred to as “burrs”) are likely to occur at the joining portion (welding portion). Of the burrs generated in the welded portion, the burrs exposed on the liner inner surface side (tank inner surface side) fall off when filling the tank with hydrogen and become foreign matters, which may hinder the release of hydrogen gas. The burrs generated on the inner surface side of the liner are difficult to remove after welding of the liner constituting members, and it has been required to suppress the reduction in commercial quality due to the removal of the burrs during hydrogen filling.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶着部に生じるバリがライナー内面側に露出することを抑え、商品性が低下することを抑制することができる圧力容器のライナーの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a pressure vessel that can suppress burrs generated in the welded portion from being exposed to the inner surface of the liner, and can suppress a decrease in merchantability. It is in providing the manufacturing method of the liner of this.
上記課題を解決するために本発明に係る圧力容器のライナーの製造方法は、溶着される端部をもつ一対のライナー分体を対向させて溶着する圧力容器のライナーの製造方法であって、一方のライナー分体の厚みは、他方のライナー分体の厚みよりも厚く、前記一方のライナー分体の端部におけるライナー内面側にリブを設け、前記溶着される端部に生じる前記ライナー内面側のバリが、前記リブによって前記ライナー内面側から覆われるように、前記ライナー分体同士が溶着されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a liner for a pressure vessel according to the present invention is a method for manufacturing a liner for a pressure vessel in which a pair of liner segments having end portions to be welded are opposed to each other, The liner segment is thicker than the other liner segment, and a rib is provided on the liner inner surface at the end of the one liner segment, and the liner inner surface generated at the welded end is The liner segments are welded together so that burrs are covered from the inner surface of the liner by the ribs.
本発明に係る圧力容器のライナーの製造方法では、ライナー分体同士が溶着される際に、溶着された部分に生じるライナー内面側のバリが、リブによってライナー内面側から覆われる。これにより、ライナー内面側にバリが露出することを抑えることができる。その結果、溶着後、圧力容器に水素を充填する際に、水素充填時のジェット流によりライナー内面側に生じたバリの脱落を抑えることができ、商品性が低下することを抑制することができる。 In the method for manufacturing a liner for a pressure vessel according to the present invention, when liner segments are welded together, burrs on the inner surface of the liner generated in the welded portions are covered from the inner surface of the liner by the ribs. Thereby, it can suppress that a burr | flash exposes to the liner inner surface side. As a result, when the pressure vessel is filled with hydrogen after welding, it is possible to suppress the burr from falling off on the inner surface of the liner due to the jet flow at the time of hydrogen filling, and it is possible to suppress the deterioration of commercial properties. .
本発明によれば、溶着部に発生するバリがライナー内面側に露出することを抑え、商品性が低下することを抑制することができる圧力容器のライナーの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the liner of the pressure vessel which can suppress that the burr | flash generate | occur | produced in a welding part is exposed to the liner inner surface side, and can suppress merchantability fall can be provided.
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely an example, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
まず、図1を参照して、圧力容器の構成について説明する。図1は、圧力容器を軸方向に切断した様子を模式的に表す断面図である。 First, the configuration of the pressure vessel will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a state where a pressure vessel is cut in an axial direction.
図1に示すように、圧力容器1は、全体として密閉円筒状の容器本体2と、容器本体2の長手方向の両端部に取り付けられた口金3、3とを具備している。
As shown in FIG. 1, the
容器本体2の内部は、各種のガスを貯留する貯留空間5となっている。圧力容器1は、常圧のガスを充填することもできるし、常圧に比して圧力が高められたガスを充填することもできる。例えば、燃料電池システムでは、高圧の状態で用意された燃料ガスを減圧して、燃料電池の発電に供している。圧力容器1は、高圧の燃料ガスを貯留するのに適用することができ、燃料ガスとしての水素や、原燃料の圧縮天然ガス(CNGガス)などを貯留することができる。
The inside of the
容器本体2は、ライナー11(内殻)と補強部12(外殻)とを持つ。ライナー11は、ガスバリア性に優れる樹脂材料からなる。補強部12は、カーボン繊維とエポキシ樹脂とを含む繊維強化プラスチック(所謂FRP)からなり、ライナー11の外周に巻回形成されている。すなわちライナー11は、補強部12の内周面を覆っている。
The
口金3、3は、例えばステンレスなどの金属で形成され、容器本体2の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。口金3、3の開口部の内周面には、めねじ(図示省略)が刻設されており、配管やバルブアッセンブリ14などの機能部品が、このめねじを介して口金3、3にねじ込み接続可能となっている。なお、図1では、口金3、3の一方にのみバルブアッセンブリ14を設けた例を二点鎖線で示した。
The caps 3 and 3 are made of a metal such as stainless steel, and are provided at the center of the hemispherical end wall portion of the
例えば、燃料電池システム上の圧力容器1は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリ14を介して、貯留空間5と図示省略した外部のガス流路との間が接続され、貯留空間5に水素が充填されると共に貯留空間5から水素が放出される。なお、圧力容器1の製造過程においては、口金3に配管が接続されて、貯留空間5内の圧力が調整される。なお、圧力容器1の両端部に口金3、3を設けたが、勿論片方の端部にのみ口金3を設けてもよい。
For example, the
ライナー11は、長手方向の中央で二分割されたライナー構成部材21、22(ライナー分体)を、例えば近赤外線溶着により溶着してなるものである。すなわち、半割り中空体のライナー構成部材21、22同士を近赤外線溶着により接合することで、中空のライナー11が構成されている。なお、本実施形態では近赤外線溶着によりライナー構成部材21、22を溶着するが、この溶着方法に限定されず、例えば熱板溶着等その他の溶着手法を適宜選択することが可能である。
The
一対のライナー構成部材21、22は、ライナー11の軸方向に所定の長さ延在する胴部31、41をそれぞれ有している。各胴部31、41の軸方向の両端側は、開口している。
The pair of
ライナー構成部材21は、胴部31の一端側の縮径された端部に形成された返し部32と、返し部32の中央部に開口した連通部33と、胴部31の他端側の略円筒状の端部に形成された溶着部34と、を有している。
The
ライナー構成部材22は、胴部41の一端側の縮径された端部に形成された返し部42と、返し部42の中央部に開口した連通部43と、胴部41の他端側の略円筒状の端部に形成された溶着部44と、を有している。
The
各返し部32、42は、各ライナー構成部材21、22の強度を確保するのに機能する。各返し部32、42の外周面と補強部12の端部との間に口金3、3が位置している。なお、口金3が片方の端部にのみ設けられる場合には、一対のライナー構成部材21、22の一方については、返し部32、42および連通部33、43が形成されず、胴部31および胴部41の一方の一端側が閉塞端で形成される。
Each
ここで、本明細書では、ライナー構成部材21、22とは、分割構造のライナー11を構成する部材(ライナー分体)をいい、上述のように、少なくとも一端側(一部)が中空円筒状の形状を有するものをいう。したがって、ライナー構成部材21、22の形状には、その全体の形状が円筒状、環状、お碗状、ドーム状等であることが含まれる。
Here, in this specification, the
図2は、溶着部34、44まわりを拡大して示す断面図である。なお、図2において補強部12は省略している。図2(A)は、溶着前の状態を示す拡大断面図であり、図2(B)は、溶着後の状態を示す拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view around the
図2(A)に示すように、ライナー構成部材21は溶着される端部(溶着部34)を有し、ライナー構成部材22は溶着される端部(溶着部44)を有する。ライナー構成部材21、22が溶着部34、44で溶着されることにより中空円筒状のライナー11が形成される。
As shown in FIG. 2A, the
ライナー構成部材21の溶着部34は、ライナー11の軸方向(図2では左右方向)に略垂直な平面で形成される溶着端面341を有している。
The
ライナー構成部材22の溶着部44は、ライナー11の軸方向に略垂直な平面の溶着端面441と、当該溶着端面441からライナー11の軸方向に突出するリブ442とを有している。本実施形態では、溶着部44の厚みD2(ライナー11の軸方向に垂直な方向の厚み)は、溶着部34の厚みD1よりも厚く形成されている。溶着部44に設けられるリブ442は、ライナー構成部材21、22同士が溶着されるときに、ライナー構成部材21の内面よりも内側にくるように溶着端面441の内側(ライナー内面側(図2では溶着端面441の下側))に設けられている。
The
図2(B)は溶着後の状態を示している。同図に示すように、ライナー構成部材21、22同士を突き合わせると、溶着部34の溶着端面341と、溶着部44の溶着端面441とは、両者の間に赤外線ランプ90を介して溶着される。この溶着される際には、溶着部44に設けられるリブ442は、ライナー構成部材21の内側(ライナー内面側)にまで延びた状態で溶着される。つまり、リブ442の外側(図2(B)ではリブ442の上面側)とライナー構成部材21の内側とが、溶着されることとなる。このようなリブ442を設けることにより、ライナー構成部材21、22同士(溶着部34、44同士)の溶着面積を大きくすることができ、リブ442を設けない場合と比較して溶着強度を向上させることができる。
FIG. 2B shows a state after welding. As shown in the figure, when the
また図2(B)に示すように、溶着部34、44におけるライナー11内面側に生じたバリ91(図2(B)では下側のバリ91)を覆うように、リブ442が溶着されている。ライナー内面側に生じたバリ91は、溶着後に除去することが困難であるが、このようにリブ442によってライナー内面側のバリ91が覆われるので、ライナー内面側にバリ91が露出することを抑えることができる。その結果、溶着後、容器本体2内(タンク内)に水素を充填する際に、水素充填時のジェット流によりバリ91が脱落することを抑えることができ、バリ91の脱落に起因する商品性低下を抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 2B, the
以上、図2(A)、(B)に示すようにライナー構成部材21、22同士が溶着される。具体的には、溶着される溶着部34をもつライナー構成部材21と、当該溶着部34に溶着される溶着部44をもつライナー構成部材22とを有する圧力容器1のライナー11の製造方法であって、ライナー構成部材22の厚みD2は、ライナー構成部材21の厚みD1よりも厚く、溶着部44の溶着端面441におけるライナー内面側にリブ442を設け、溶着部34、44に生じるライナー内面側のバリ91が、リブ442によってライナー内面側から覆われるように、ライナー構成部材21、22同士が溶着される。
As described above, the
従来では、図3(A)、(B)に示すように、溶着後において、ライナー内面側(図3(B)では下側)にバリ91が露出した状態であったため、圧力容器内に水素を充填する際に、ライナー内面側のバリ91が脱落して異物となるおそれがあった。これに対し本実施形態では、図2(A)、(B)に示すようにライナー構成部材22に設けられたリブ442により、溶着部34、44に生じるバリ91が、ライナー内面側に露出することを抑えることができる。その結果、水素充填時にバリ91が脱落して異物となることを回避することができる。
Conventionally, as shown in FIGS. 3A and 3B, after welding, the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ライナー構成部材22にリブ442を設けた例を説明したが、ライナー構成部材21にリブ442を設けてもよい。つまり、ライナー構成部材21、22のうち少なくとも片方のライナー構成部材にリブ442を設ければよい。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, in the above embodiment, the example in which the
1:圧力容器
2:容器本体
3:口金
5:貯留空間
11:ライナー
12:補強部
21:ライナー構成部材(他方のライナー分体)
22:ライナー構成部材(一方のライナー分体)
34、44:溶着部
341、441:溶着端面
442:リブ
1: Pressure vessel 2: Container body 3: Base 5: Reservation space 11: Liner 12: Reinforcement part 21: Liner component (other liner division)
22: Liner component (one liner segment)
34, 44: welding
Claims (2)
一方のライナー分体の溶着端面は、該溶着端面に溶着される、他方のライナー分体の溶着端面よりもその面積が大きく、
前記一方のライナー分体の溶着端面におけるライナー内面側にリブを設け、
前記一方のライナー分体の溶着端面と前記他方のライナー分体の溶着端面とを溶着する際に生じる前記ライナー内面側のバリが、前記リブによって前記ライナー内面側から覆われるように、前記リブの外側と前記他方のライナー分体の内側とを溶着することを特徴とする圧力容器のライナーの製造方法。 A method for producing a liner for a pressure vessel in which a pair of liner segments having ends to be welded are opposed to each other,
Welding end surface of one of the liner component body is welded to the welding end face, the area is larger than the welding end surface of the other liner chromatid,
A rib is provided on the inner surface of the liner at the welding end surface of the one liner body,
The burrs on the inner surface of the liner generated when the welding end surface of the one liner segment and the welding end surface of the other liner segment are welded are covered from the inner surface of the liner by the rib. A method for producing a liner for a pressure vessel, comprising welding an outer side and an inner side of the other liner segment.
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