專利名稱：高壓罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓罐。更詳細而言，本發(fā)明涉及充填氫氣等的高壓罐的閥周邊的構(gòu)造的改良。
背景技術(shù)：
作為用于氫等氣體貯藏的高壓罐，利用在設(shè)置于高壓罐主體的開口部的接頭上安裝閥組件(內(nèi)置高壓閥等的零件)的構(gòu)造的高壓罐。另外，在接頭上安裝閥組件時，多利用在接頭的陰螺紋部分螺合閥組件的陽螺紋部分的單純的螺紋構(gòu)造。以往，作為這種高壓罐，公開有一種例如具有接頭和氣壓閥的高壓容器，在接頭的凸緣部的襯里面向面(凸緣部中面向構(gòu)成罐殼體的襯里一方的面)具有一端開口的通氣孔等(例如參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開平11_0擬887號公報但是，在上述的構(gòu)造的高壓罐的情況下，不能將積存于接頭和密封塞(盲塞)之間的間隙的氣體排出到外部。另一方面，提案有能夠?qū)⑦@樣積存于罐內(nèi)的間隙的氣體排出到罐外的構(gòu)造的高壓罐，但根據(jù)情況有時需要大的成本。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于，提供一種抑制閥和接頭之間的空間等中的氣體積存并可以實現(xiàn)低成本的構(gòu)造的高壓罐。為了解決這樣的課題，本發(fā)明者進行了各種探討。為了以高壓罐內(nèi)的高壓氣體不會泄漏到外部等的方式進行密封，而多在閥的罐主體側(cè)的端部等使用橡膠密封。另外，為了使透過了橡膠密封的氣體不會積存于設(shè)備內(nèi)而加工該氣體的排出孔(排氣孔)。另外，該情況下，為了避免水從排氣孔的外側(cè)浸入(逆浸入)罐內(nèi)，而在排氣孔設(shè)置具備防水性和透氣性的防水透濕性材料(例如戈爾(注冊商標))的密封等。但是，如果這樣，則橡膠密封及排氣孔加工等耗費成本，另外，如果排氣孔及戈爾(注冊商標)密封為多個，則相應地需要加工費用及組裝時間。著眼于這一點，對抑制氣體積存并可以實現(xiàn)低成本的構(gòu)造進行重復探討的本發(fā)明者得到用于解決這種課題的新的見解。本發(fā)明的高壓罐基于該見解，該高壓罐具備接頭和設(shè)置于該接頭的閥，形成有連通孔，將形成于接頭和閥之間或該閥內(nèi)的空間彼此連通，其中，所述空間可能積存從罐側(cè)透過的氣體；及排氣孔，從空間中的任意一個空間貫穿到罐外。在設(shè)置為可能積存從罐側(cè)透過的氣體的空間(例如形成于接頭和閥之間的氣體積存空間、形成于閥的中心附近的氣體積存空間等)彼此獨立的構(gòu)造的情況下，對于各空間需要從該空間排出氣體的排氣孔、及設(shè)于該排氣孔的出口的戈爾(注冊商標)密封等部件。在這一點上，在使空間之間連通(旁通)的構(gòu)造的高壓罐中，由于可將積存于某空間的氣體經(jīng)由連通孔從其它空間排出到罐外，所以只要對于連通的多個空間設(shè)置至少一個排氣孔和戈爾(注冊商標)密封即可。因此，以往可省略每個空間所需的排氣孔及戈爾(注冊商標)密封的一部分。在這樣的高壓罐中，優(yōu)選形成從形成于接頭和閥之間的空間沿與接頭和閥的接觸面交叉的方向連通的排氣孔。這種情況下，可以不損傷通過面接觸而密封的接頭和閥的接觸面而將積存于空間的氣體通過該排氣孔排出。上述的連通孔例如將為了收容配線而形成于閥內(nèi)的空間和形成于接頭及閥之間的空間連通。該情況下，積存于未形成排氣孔的空間內(nèi)的氣體經(jīng)由連通孔從其它空間被排出到罐外。另外，連通孔優(yōu)選設(shè)置于比閥的螺紋部更靠近罐中心處。如果避開螺紋部設(shè)置連通孔，則與設(shè)于該螺紋部的情況相比，連通孔的加工容易進行。另外，連通孔也優(yōu)選將可能積存從罐側(cè)透過的氣體的三個以上的空間中的至少兩個空間連通。在空間有三個以上的情況下，通過連通孔將其中的兩個空間、更優(yōu)選全部的空間連通，由此，可更多地省略每個空間所需的排氣孔及戈爾(注冊商標)密封。另外，連通孔優(yōu)選在沿閥的徑方向直線狀延伸。該情況下，可以使該連通孔的長度最短。另外，在排氣孔的向罐外的開口部設(shè)置具備防水性和透氣性的防水透濕性材料。根據(jù)本發(fā)明，可以形成抑制閥和接頭之間的空間等中的氣體積存并可實現(xiàn)低成本的構(gòu)造。


圖1是本發(fā)明一實施方式的高壓罐的剖面圖；圖2是表示高壓罐的主要部分的剖面圖。標號說明1…高壓罐、11···接頭、50…閥組件(閥)、51…連通孔、52···排氣孔、5 …開口部、 53…螺紋部、64···配線、66···戈爾(GORE-TEX)密封(防水透濕性材料)、70…筒狀空間(可能積存從罐側(cè)透過的氣體的空間)、80…配線用空間(可能積存從罐側(cè)透過的氣體的空間)
具體實施例方式下面，基于附圖所示的實施方式之一例詳細說明本發(fā)明的構(gòu)成。圖1、圖2表示本發(fā)明的高壓罐1的實施方式。高壓罐1優(yōu)選作為例如燃料電池車的燃料氣體供給用的罐等。以下，對將本發(fā)明的高壓罐1應用于作為燃料電池系統(tǒng)中的燃料供給源的高壓的氫罐的情況進行說明(參照圖1等)。高壓罐1沒有特別圖示，但例如將三個罐搭載于燃料電池車輛的后部等使用。高壓罐1構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)的一部分，通過燃料氣體配管系統(tǒng)對燃料電池供給燃料氣體。向高壓罐1充填的燃料氣體例如為氫氣，但此外也可以充填壓縮天然氣之類的可燃性的高壓氣體等。本實施方式的高壓罐1構(gòu)成為能夠以例如35MI^這樣的壓力充填氫氣。特別的未圖示，但當打開高壓罐1的主截至閥時，氫氣流向供給通路。然后，氫氣在通過噴射器調(diào)整了流量及壓力后，進一步在下游通過機械式的調(diào)壓閥等減壓閥最終減壓至例如2001tfa左右，從而向燃料電池供給。圖1表示高壓罐1的概略構(gòu)成。高壓罐1具有例如兩端為大致半球狀的圓筒形狀
4的罐主體10、及安裝于該罐主體10的長度方向的一端部的接頭部11、18。罐主體10例如具有雙層構(gòu)造的壁層，且具有作為內(nèi)壁層的樹脂襯里20和作為其外側(cè)的外壁層的樹脂纖維層(加強層)的例如CFRP層21。形成為與罐主體10大致相同形狀的樹脂襯里20例如由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、或其它硬質(zhì)樹脂等形成。本實施方式中，預先成形與以罐軸方向的大致中心分割相同形狀的兩種分割樹脂襯里，通過將它們?nèi)鄯?，得到兩端為大致半球狀的圓筒形狀的樹脂襯里20。閥組件50在外部的氣體供給線(供給通路2 和高壓罐1的內(nèi)部之間控制燃料氣體的供給排出。在閥組件50的外周面和接頭部11的內(nèi)周面之間夾設(shè)有密封部件60、61。在樹脂襯里20的具有接頭11的前端側(cè)形成有向內(nèi)側(cè)彎曲的折回部30(參照圖 2)。折回部30以從外側(cè)的CFRP層21離開的方式朝向高壓罐主體10的內(nèi)側(cè)折回。折回部 30具有例如隨著接近折回的前端而直徑逐漸減小的縮徑部30a、和連接于該縮徑部30a的前端且直徑一定的圓筒部30b。通過該圓筒部30b形成樹脂襯里20的開口部。接頭11具有大致圓筒形狀，被嵌入樹脂襯里20的開口部。接頭11例如由鋁或鋁合金構(gòu)成，例如通過壓鑄法等制造成規(guī)定形狀，例如通過嵌件成形安裝于樹脂襯里20。在接頭11的內(nèi)周面形成有用于旋入連接閥組件50的陰螺紋部42。閥組件50在外部的氣體供給線(供給通路2 和高壓罐1的內(nèi)部之間控制燃料氣體的供給排出。在該閥組件50的軸部分形成有與接頭11的陰螺紋部42螺合的螺紋部 53。另外，圖2中，為了容易理解地表示后述的筒狀空間70，而以不使螺紋部53與陰螺紋部 42嚙合的與實際不同的狀態(tài)圖示。另外，在閥組件50的外周面和接頭部11的內(nèi)周面之間夾設(shè)有密封部件60、61。另外，接頭11在例如前端側(cè)(高壓罐1的軸方向外側(cè))形成有鍔部11a，例如在該鍔部Ila的后方側(cè)(高壓罐1的軸方向內(nèi)側(cè))形成有凹部llb(參照圖2)。CFRP層21的前端部附近與該凹部lib氣密地接觸。另外，在與CFRP層21接觸的凹部lib的表面實施例如氟系樹脂等固體潤滑涂敷。由此，降低CFRP層21和凹部lib之間的摩擦系數(shù)。接頭11的凹部lib的更后方側(cè)例如形成為適合樹脂襯里20的折回部30的形狀， 例如與凹部lib連接而形成直徑大的突出部11c，從該突出部Ilc朝向后方形成有一定直徑的接頭圓筒部lid。上述樹脂襯里20的折回部30的縮徑部30a密接于突出部Ilc的表面，圓筒部30b密接于接頭圓筒部Ild的表面。雖未特別圖示，但在圓筒部30b和接頭圓筒部Ild之間夾設(shè)有0形環(huán)等密封部件。另外，在接頭11的外側(cè)端面和閥組件50的頭部背面接觸的部分形成有用于彼此氣密地接觸的金屬密封90 (參照圖2、。因此，當設(shè)為在接頭11上連接閥組件50的狀態(tài)時， 彼此的接觸面以使它們之間不透過氣體的方式密封。例如在本實施方式的高壓罐1的情況下，至少在比筒狀空間70更靠近徑方向外側(cè)的部分形成有金屬密封90，為該筒狀空間70和罐外之間被密封的狀態(tài)。閥組件(本說明書中也簡稱為閥)50在外部的氣體供給線和高壓罐1的內(nèi)部之間控制燃料氣體的供給排出。在閥組件50的外周面和接頭11的內(nèi)周面之間設(shè)置有作為密封部件的0形環(huán)60 (參照圖2)。另外，在閥組件50的靠近罐主體的端部設(shè)置有電磁閥62及饋通63(參照圖2)。 電磁閥62根據(jù)電信號進行開閉，以對燃料電池系統(tǒng)在規(guī)定時間供給規(guī)定量的燃料氣體的方式進行控制。饋通63是用于將與電磁閥62連接的配線64從罐外送入高壓的罐內(nèi)的設(shè)備。本實施方式的饋通63以氣密地覆蓋配線64的一部分的狀態(tài)設(shè)置于在閥組件50的端部形成的凹部內(nèi)。在凹部和饋通63之間設(shè)置有作為密封部件的0形環(huán)61 (參照圖2)。配線64利用形成于閥組件50內(nèi)的配線用空間80進行配線。該配線用空間80為以沿罐軸方向貫通閥組件50內(nèi)的方式形成的細長的空間，該配線用空間80的一端連接到罐外(參照圖2)。在該一端，在配線用空間80的內(nèi)周面和配線64之間設(shè)置有保護配線64 的金屬封油環(huán)65。通過該金屬封油環(huán)65及0形環(huán)61將兩端密封的配線用空間80是可能積存透過了該密封(具體而言為0形環(huán)61)的情況下的氫氣的空間。另外，在上述的接頭11和閥組件50之間形成由大致筒狀的間隙構(gòu)成的筒狀空間 70(參照圖2)。該筒狀空間70由于一端側(cè)由上述的金屬密封90密封、另一端側(cè)由0形環(huán) 60密封，所以是可能積存透過了該密封(具體而言為0形環(huán)60)的情況下的氫氣的空間。在此，在本實施方式中，在閥組件50上設(shè)有將上述的配線用空間80和筒狀空間70 連通的連通孔51 (參照圖幻。具體而言，該連通孔51由以從閥組件50的外周面連接到配線用空間80的方式形成的細孔構(gòu)成。連通孔51的直徑只要是能夠排出積存于空間70、80 的氣體，則就沒有特別限定，但如果過細，則可能對加工帶來影響，故而可以鑒于諸多情況適宜設(shè)定。另外，在本實施方式中，僅相對于筒狀空間70設(shè)置有用于將從高壓罐1內(nèi)透過的氣體排出到罐外的排氣孔52(參照圖2、。為了避免水等從該排氣孔52的外側(cè)侵入(反侵入)罐內(nèi)，在該排氣孔52的開口部5 設(shè)置有具備防水性和透氣性的戈爾(注冊商標)密封66 (參照圖2)。這樣，在使可能積存從罐側(cè)透過的氣體的空間(本實施方式的情況下為形成于接頭11和閥組件50之間的筒狀空間70、形成于閥組件50的中心附近的配線用空間80)彼此旁通的構(gòu)造的高壓罐1中，可以將例如積存于配線用空間80的氣體經(jīng)由連通孔51從其他空間(筒狀空間70)通過排氣孔52排出到罐外。因此，在本實施方式的高壓罐1中，可以省略現(xiàn)有必要的排氣孔及戈爾(注冊商標)密封的一部分。具體表示時，在本實施方式的高壓罐1中省略以往的與配線用空間80對應設(shè)置的排氣孔152及戈爾(注冊商標)密封 166(參照圖2中的雙點劃線)。另外，在本實施方式中，以從筒狀空間70向使接頭11和閥組件50的接觸面交叉的方向連通的方式形成上述的排氣孔52 (參照圖2、。即，以相對于形成有金屬密封90的接頭11和閥組件50的接觸面大致正交的方式形成排氣孔52 (參照圖2、。這種情況下，不會損傷由金屬彼此的面接觸而被密封的接頭11和閥組件50的接觸面，可以通過該排氣孔52 排出積存于空間70、80的氣體。另外，本實施方式中，將上述的連通孔51設(shè)置于比閥組件50的螺紋部53更靠近罐中心處(參照圖幻。這樣，在避開螺紋部53而設(shè)置連通孔51的本實施方式的情況下，相比在該螺紋部53設(shè)置連通孔51的情況更容易進行該連通孔51的加工。此外，本實施方式中設(shè)為向閥組件50的徑方向直線狀延伸的連通孔51 (參照圖2)。這種情況下，可以將該連通孔51的長度設(shè)為最短(參照圖2)。如上所述，在本實施方式中使用0形環(huán)(密封部件)60、61密封內(nèi)部氣體，在需要用于將透過了這些0形環(huán)60、61的氣體排出到罐外的多個排氣孔52且為了回避水等液體
6的浸入而也需要戈爾(注冊商標)密封66的構(gòu)成的高壓罐1中，可通過利用連通孔51而省略排氣孔(15 及戈爾(注冊商標)密封66的一部分。通常，在接頭11和閥組件50之間存在空間(空間70)，另外也有時存在配線用空間80等其它空間，如果排氣孔52及戈爾 (注冊商標)密封66的數(shù)量增加，則加工及組裝的成本、材料的成本相應增加。本實施方式中，通過設(shè)為可省略這些排氣孔52及戈爾(注冊商標)密封66的一部分的構(gòu)造，實現(xiàn)這樣的成本的削減。另外，上述的實施方式為本發(fā)明的最佳實施之一例，但不限于此，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以進行各種變形實施。例如在上述的各實施方式中，對省略了與配線用空間80連接的排氣孔152及戈爾(注冊商標)密封166的情況進行了說明(參照圖2)， 當然，與之相反，也可以省略與筒狀空間70連接的排氣孔52及戈爾(注冊商標)密封66。 但是，如圖2所例示的高壓罐1，在相比排氣孔52，排氣孔152 —方變長的情況下，從通氣容易度的觀點考慮，省略該變長的排氣孔152是有利的。另外，在上述的實施方式中，在排氣孔52的開口部5 設(shè)置有戈爾(注冊商標) 密封66，但這只不過是具備防水性和透氣性的防水透濕性材料的優(yōu)選的一例。即使是這以外的部件，只要能夠避免水從排氣孔52的外側(cè)浸入罐內(nèi)，則就可以加以利用。另外，在上述的實施方式中，作為可能積存從罐側(cè)透過的氣體的空間，示例了筒狀空間70和配線用空間80這兩空間，但在存在三個以上這種空間的情況下，當然也可以應用本發(fā)明。該情況下，也可以僅通過連通孔51使存在三個以上的空間中的兩個連通，但從省略排氣孔52及戈爾(注冊商標)密封66的觀點來看，更優(yōu)選使所有的空間連通。存在三個以上的空間的情況例如是在上述的電磁閥62的基礎(chǔ)上同時設(shè)置傳感器等其它零件，增加配線用的空間的情況。另外，在上述的實施方式中，對高壓罐1為作為燃料電池系統(tǒng)的燃料供給源的氫高壓罐的情況進行了說明，但這也只不過是本發(fā)明的優(yōu)選的方式的例子?？傊峭ㄟ^0形環(huán)等密封高壓氣體的閥構(gòu)造，具有使透過了該密封的氣體排出到罐外并且不希望液體從外部浸入的排氣孔，且可將本發(fā)明應用于可能積存氣體的空間為兩個以上的高壓罐。產(chǎn)業(yè)實用性本發(fā)明優(yōu)選適用于充填氫氣等的高壓罐等、使閥與接頭連接的構(gòu)造的各種高壓
權(quán)利要求
1.一種高壓罐，具備接頭和設(shè)置于該接頭的閥，其中，形成有連通孔，將形成于所述接頭和所述閥之間或該閥內(nèi)的空間彼此連通，其中，所述空間中可能積存從罐側(cè)透過的氣體；及排氣孔，從所述空間中的任意一個空間貫穿到罐外。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓罐，其中，形成有從形成于所述接頭和所述閥之間的所述空間沿與所述接頭和所述閥的接觸面交叉的方向連通的所述排氣孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高壓罐，其中，所述連通孔將為了收容配線而形成于所述閥內(nèi)的所述空間、及形成于所述接頭及所述閥之間的空間連通。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓罐，其中，所述連通孔設(shè)置于比所述閥的螺紋部更靠近罐中心處。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的高壓罐，其中，所述連通孔將可能積存從所述罐側(cè)透過的氣體的三個以上的空間中的至少兩個空間連通。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的高壓罐，其中， 所述連通孔沿所述閥的徑方向直線狀延伸。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的高壓罐，其中，在所述排氣孔的向罐外的開口部設(shè)置具備防水性和透氣性的防水透濕性材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓罐(1)，抑制閥(50)和接頭(11)之間的空間(70)等中的氣體積存，并且可實現(xiàn)低成本。為了實現(xiàn)上述情況，本發(fā)明提供一種高壓罐(1)，具備接頭(11)和設(shè)置于接頭(11)的閥(50)，其中，形成有連通孔(51)，將形成于接頭(11)和閥(50)之間或該閥(50)內(nèi)的空間(70、80)彼此連通，其中，所述空間中可能積存從罐側(cè)透過的氣體；及排氣孔(52)，從空間(70、80)中的任意一個空間貫穿到罐外。連通孔(51)優(yōu)選設(shè)置于比閥(50)的螺紋部(53)更靠近罐中心處。另外，還優(yōu)選形成有從形成于接頭(11)和閥(50)之間的空間(70)沿與接頭(11)和閥(50)的接觸面交叉的方向連通的排氣孔(52)。
文檔編號F17C1/02GK102216666SQ20088013203
公開日2011年10月12日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者內(nèi)村治弘 申請人:豐田自動車株式會社