[发明专利]高压容器

说明书

本发明提供一种高压容器(10)。高压容器(10)的加强层(14)具有多层的低螺旋层(36)，在第i‑1层的低螺旋层(36)和第i层的低螺旋层(36)中的至少一方中带状纤维(26)的倾斜角度WA为第2角度(＜第1角度)以下的情况下，在第i‑1层的低螺旋层(36)的端部形成的开口(44)的直径(PDi‑1)与在第i层的低螺旋层(36)的端部形成的开口(44)的直径(PDi)的差在带状纤维(26)的宽度(BWi)以上。据此，能够抑制高压容器的耐用性能下降。

技术领域

本发明涉及一种在内胆(liner)的外壁上缠绕有带状纤维的高压容器。

背景技术

为了使燃料电池发电，需要向阳极供给氢气等燃料气体。因此，例如，在搭载有燃料电池的燃料电池车辆中搭载有填充有氢气的高压容器。该高压容器由作为容器主体的内胆和围绕内胆的外壁的加强层构成。内胆由聚酰胺、高密度聚乙烯等树脂材料构成。内胆具有主体部和位于主体部两端的收缩部。加强层例如由纤维增强树脂(FRP)构成。

加强层一般通过将含浸有树脂的带状的的增强纤维(称为带状纤维)在内胆的外壁上多次缠绕之后，通过加热使所述树脂硬化来形成。在此，通过改变带状纤维的缠绕方向来区别形成环向层(hoop layers)和螺旋层(helical layers)。从充分确保内胆的耐压强度的观点出发，对应该在加强层的怎样的部分形成环向层、螺旋层进行了各种研究。

在日本发明专利公开公报特开2020-70907号中示出一种高压容器，该高压容器具有被分为内侧层叠部、外侧层叠部和中间层部的加强层。内侧层叠部位于加强层的内侧(内胆侧)。外侧层叠部位于加强层的外侧。中间层部位于内侧层叠部与外侧层叠部之间。在内侧层叠部和外侧层叠部层叠低螺旋层。在中间层部交替层叠环向层和高螺旋层。低螺旋层和高螺旋层的带状纤维相对于高压容器的长度方向的倾斜角度不同。低螺旋层的带状纤维的倾斜角度在规定角度以下。高螺旋层的带状纤维的倾斜角度大于规定角度。环向层和高螺旋层无法覆盖内胆的收缩部。另一方面，低螺旋层能够充分覆盖内胆的收缩部。因此，确保了主体部和收缩部的耐压强度。

日本发明专利公开公报特开2020-70907号的高压容器具有以下那样的内侧层叠部和外侧层叠部。在内侧层叠部中，带状纤维的倾斜角度随着低螺旋层的层叠顺序号的增加而逐渐增大。在外侧层叠部中，带状纤维的倾斜角度随着低螺旋层的层叠顺序号的增加而逐渐减小。

发明内容

在低螺旋层的两端，为了使接口从加强层露出而形成开口。通常，开口的直径随着带状纤维的倾斜角度的增加而变大。在日本发明专利公开公报特开2020-70907号的内侧层叠部中，带状纤维的倾斜角度随着低螺旋层的层叠顺序号的增加而增大。因此，开口的直径逐渐变大。因此，内侧层叠部的厚度在最接近接口的部分最薄，随着远离接口而逐渐变厚。将内侧层叠部的厚度最薄的部分称为薄壁部。将内侧层叠部的厚度最厚的部分称为厚壁部。从高压容器的长度方向上的一侧观察高压容器，薄壁部和厚壁部均为环形。薄壁部位于高压容器的轴线与厚壁部之间。

在收缩部，外侧层叠部直接层叠于内侧层叠部。从高压容器的长度方向上的一侧观察高压容器，形成外侧层叠部的低螺旋层的带状纤维横穿内侧层叠部的厚壁部。该带状纤维成为与厚壁部的纤维层相接触而不与其内侧的薄壁部的纤维层接触而悬浮的状态。于是，在带状纤维悬浮的部分的下层侧形成空隙。在厚壁部与薄壁部的高低差大的情况下空隙变大。当空隙变大时加强层的强度降低。其结果，导致高压容器的耐用性能降低。

本发明的目的在于解决上述技术问题。

本发明的方式是一种高压容器，其具有内胆和纤维层，其中，

所述内胆具有主体部和位于所述主体部的两端的收缩部；

所述纤维层通过在所述内胆的外壁上多次缠绕带状纤维而形成，

多层的所述纤维层向远离所述内胆的方向层叠而形成加强层，