JP6767509B2 - ナノテクスチャー化表面を介した圧力容器ライナー通気 - Google Patents
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Description
圧力容器は、一般に、例えば水素、酸素、天然ガス、窒素、プロパン、メタン及び他の燃料を貯蔵すること等、圧力下で種々の流体を収容するために使用される。好適なコンテナシェル材料は、巻回式ガラス繊維フィラメント、又は熱硬化性又は熱可塑性樹脂によって共に接合される他の合成フィラメントの積層を含む。ポリマー又は他の非金属弾性ライナー又はブラダーは、複合シェル内にしばしば配設されて、容器を密閉し、内部流体が複合材料に接触することを防止する。容器の複合構造は、軽量であること、腐食、疲労、及び深刻な損傷に対する耐性があること等、多くの利点を提供する。これらの特性は、少なくとも部分的には、圧力容器の構造における主要な力の方向に通常配向される強化繊維又はフィラメントの高い比強度に要因がある。
[概要]
1. 第1のボスを備える第1の端部を有する圧力容器であって、前記第1のボスは第1の外側表面を有し、前記圧力容器は、
第2の外側表面を有するライナーと、
前記第2の外側表面を覆って配設されるシェルと、
前記第1の外側表面の少なくとも一部分及び前記第2の外側表面の少なくとも一部分の上に形成された第1のベントと、を含み、前記第1のベントは、テクスチャーであって、テクスチャーを欠く前記ライナー及び前記シェルの境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流を前記第1のベントを通して提供する、テクスチャーを含む、圧力容器。
2. 前記第1のベントは前記第1の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含み、前記第1のベントは前記第2の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含む、項目1に記載の圧力容器。
3. 前記第1のベントは細長い、項目1から2のいずれか1項に記載の圧力容器。
4. 前記第1のベントは、圧力容器の長手方向軸に実質的に平行に整列する、項目3に記載の圧力容器。
5. 円筒部分を有し、前記第1のベントは、少なくとも前記円筒部分から前記第1のボスまで延在する、項目1から4のいずれか1項に記載の圧力容器。
6. 前記第1のベントは、少なくとも圧力容器の長手方向中間点まで延在する、項目5に記載の圧力容器。
7. 前記第1のベントの端部は、前記第1のボスのネック部に配設される、項目1から6のいずれか1項に記載の圧力容器。
8. 前記端部は、大気に対して開口している、項目7に記載の圧力容器。
9. 前記テクスチャーは、複数の山部及び谷部を含み、隣接する山部間の距離は、好ましくは約5マイクロメートルから約20マイクロメートルまでの間の範囲内にあるが、隣接する山部間の前記距離は、それより長くても又は短くてもよい、項目1から8のいずれか1項に記載の圧力容器。
10. 第1の外側表面を有する第1のボスを備える第1の端部を有する圧力容器であって、前記圧力容器は第2の外側表面を有する第2のボスを備える第2の端部を有し、前記圧力容器は、
第3の外側表面を有するライナーと、
第3の外側表面を覆って配設されたシェルと、
複数の第1の長手方向ベントであって、前記第1の長手方向ベントのそれぞれは、前記第1の外側表面の一部分及び前記第3の外側表面の一部分の上に形成され、前記第1の長手方向ベントのそれぞれは、テクスチャーであって、テクスチャーを欠く前記ライナー及び前記シェルの境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流を前記第1の長手方向ベントを通して提供する、テクスチャーを含む、複数の第1の長手方向ベントと、
複数の第2の長手方向ベントであって、前記第2の長手方向ベントのそれぞれは、前記第2の外側表面の一部分及び前記第3の表面の一部分の上に形成され、第2の長手方向ベントのそれぞれは、テクスチャーであって、テクスチャーを欠く前記境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流を前記第2の長手方向ベントを通して提供する、テクスチャーを含む、複数の第2の長手方向ベントと、を含み、
第1の長手方向ベントの少なくとも1つは、前記第2の長手方向ベントの少なくとも1つから圧力容器の周りに円周方向にオフセットする、圧力容器。
11. 前記長手方向ベントの少なくとも1つは、圧力容器の長手方向軸に実質的に平行に整列する、項目10に記載の圧力容器。
12. 前記第1の長手方向ベント及び前記第2の長手方向ベントの少なくとも1つは、前記第3の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含む、項目10から11のいずれか1項に記載の圧力容器。
13. 円筒部分を有し、前記第1の長手方向ベントの少なくとも1つの長手方向ベントは、少なくとも前記円筒部分から前記第1のボスまで延在する、項目10から12のいずれか1項に記載の圧力容器。
14. 前記第1の長手方向ベントの少なくとも1つにおける端部は、前記第1のボスのネック部に配設される、項目10から12のいずれか1項に記載の圧力容器。
15. 前記端部は、大気に対して開口している、項目14に記載の圧力容器。
16. 前記長手方向ベントの少なくとも1つは、少なくとも圧力容器の長手方向中間点まで延在する、項目10から15のいずれか1項に記載の圧力容器。
17. 前記テクスチャーは、複数の山部及び谷部を含み、隣接する山部間の距離は、好ましくは約5マイクロメートルから約20マイクロメートルまでの間の範囲内にあるが、隣接する山部間の前記距離は、それより長くても又は短くてもよい、項目10から16のいずれか1項に記載の圧力容器。
18. 圧力容器を形成するための方法であって、
第1の外側表面を有するボスを設けること、
前記ボスと接触状態にあるライナーであって第2の外側表面を有する、ライナーを形成すること、及び、
前記第1の外側表面の少なくとも一部分及び前記第2の外側表面の少なくとも一部分上にナノテクスチャーを付与することによって前記ボス及び前記ライナー上にベントを形成することを含む、方法。
19. 前記ナノテクスチャーを付与することはレーザエッチングすることを含む、項目18に記載の方法。
20. 前記ナノテクスチャーを付与することは化学エッチングすることを含む、項目18に記載の方法。
図は一定比例尺で描かれていない場合がある。特に、一部の特徴は、明確にするために、他の特徴に対して拡大される場合がある。更に、上方(above)、下方(below)、上(over)、下(under)、トップ(top)、ボトム(bottom)、サイド(side)、右(right)、左(left) 等の用語が使用される場合、それらが説明の理解を容易にするためにのみ使用されることが理解される。構造が別様に配向する場合があることが企図される。
[詳細な説明]
’の少なくともボス16a’又は16b’から円筒主本体セクション18の中心30に近いポイント又は中心を通過したポイントまで延在する。円筒主本体セクション18の中心30は、通常、容器10’の最も柔軟な(すなわち、同じ強度であるが、エッジの支持が少ない)部分であり、したがって、ガス蓄積のために容器ライナー20の内方への突出又は座屈を示す最も可能性の高いエリアである。例示的な実施形態において、ボス16a’からの長手方向ベント22の少なくとも1つ及びボス16b’からの長手方向ベント22の少なくとも1つは、中心30に近接する圧力容器10’の中間部分まで及び/又は中間部分を超えて延在する。そのため、図5に示すベント22の配置構成は、端セクション14a’、14b’に近接するベントの数と比較して、中心30に近接するベント22の約2倍の数のベントを設置する。
Claims (18)
- 第1のボスを備える第1の端部を有する圧力容器であって、前記第1のボスは第1の外側表面を有し、前記圧力容器は、
第2の外側表面を有するライナーと、
前記第2の外側表面を覆って配設されるシェルと、
前記第1の外側表面の少なくとも一部分及び前記第2の外側表面の少なくとも一部分の上に形成された第1のベントと、を含み、前記第1のベントは、粗面であって、粗面を欠く前記ライナー及び前記シェルの境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流を前記第1のベントを通して提供する、粗面を含み、
前記第1のベントは前記第1の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含み、前記第1のベントは前記第2の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含む、圧力容器。 - 前記第1のベントは細長い、請求項1に記載の圧力容器。
- 前記第1のベントは、前記圧力容器の長手方向軸に実質的に平行に整列する、請求項1又は2に記載の圧力容器。
- 円筒部分を有し、前記第1のベントは、少なくとも前記円筒部分から前記第1のボスまで延在する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 前記第1のベントは、少なくとも前記圧力容器の長手方向中間点まで延在する、請求項4に記載の圧力容器。
- 前記第1のベントの端部は、前記第1のボスのネック部に配設される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 前記端部は、大気に対して開口している、請求項6に記載の圧力容器。
- 前記テクスチャーは、複数の山部及び谷部を含み、隣接する山部間の距離は、約5マイクロメートルから約20マイクロメートルまでの間の範囲内にある、請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 第1の外側表面を有する第1のボスを備える第1の端部を有する圧力容器であって、前記圧力容器は、第2の外側表面を有する第2のボスを備える第2の端部を有し、前記圧力容器は、
第3の外側表面を有するライナーと、
第3の外側表面を覆って配設されたシェルと、
複数の第1の長手方向ベントであって、前記第1の長手方向ベントのそれぞれは、前記第1の外側表面の一部分及び前記第3の外側表面の一部分の上に形成され、前記第1の長手方向ベントのそれぞれは、粗面であって、粗面を欠く前記ライナー及び前記シェルの境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流を前記第1の長手方向ベントを通して提供する、粗面を含む、複数の第1の長手方向ベントと、
複数の第2の長手方向ベントであって、前記第2の長手方向ベントのそれぞれは、前記第2の外側表面の一部分及び前記第3の外側表面の一部分の上に形成され、前記第2の長手方向ベントそれぞれは、粗面であって、粗面を欠く前記ライナー及び前記シェルの前記境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流を前記第2の長手方向ベントを通して提供する、粗面を含む、複数の第2の長手方向ベントと、を含み、
前記第1の長手方向ベントの少なくとも1つは、前記第2の長手方向ベントの少なくとも1つから前記圧力容器の周りに円周方向にオフセットし、
前記第1の長手方向ベント及び前記第2の長手方向ベントの少なくとも1つは、前記第3の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含む、圧力容器。 - 前記長手方向ベントの少なくとも1つは、前記圧力容器の長手方向軸に実質的に平行に整列する、請求項9に記載の圧力容器。
- 円筒部分を有し、前記第1の長手方向ベントの少なくとも1つの長手方向ベントは、少なくとも前記円筒部分から前記第1のボスまで延在する、請求項9又は10に記載の圧力容器。
- 前記第1の長手方向ベントの少なくとも1つにおける端部は、前記第1のボスのネック部に配設される、請求項9〜11のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 前記端部は、大気に対して開口している、請求項12に記載の圧力容器。
- 前記長手方向ベントの少なくとも1つは、少なくとも前記圧力容器の長手方向中間点まで延在する、請求項9〜13のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 前記テクスチャーは、複数の山部及び谷部を含み、隣接する山部間の距離は、約5マイクロメートルから約20マイクロメートルまでの間の範囲内にある、請求項9〜14のいずれか1項に記載の圧力容器。
- 圧力容器を形成するための方法であって、
前記圧力容器の端部に第1の外側表面を有するボスを設けること、
前記ボスと接触状態にあるライナーであって第2の外側表面を有する、ライナーを形成すること、
前記第2の外側表面を覆って配設されるシェルを形成すること、及び、
粗面を欠く前記ライナー及び前記シェルの前記境界の一部分を通すよりも高いレートのガス流をベントを通して提供する、粗面を形成することによって、前記第1の外側表面の少なくとも一部分及び前記第2の外側表面の少なくとも一部分上にベントを形成することを含み、
前記ベントは前記第1の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含み、前記ベントは前記第2の外側表面におけるナノテクスチャー化部分を含む、方法。 - 前記粗面を形成することはレーザエッチングすることを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記粗面を形成することは化学エッチングすることを含む、請求項16に記載の方法。
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