压力容器及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压力容器。
【背景技术】
[0002]贮藏氢等的压力容器具备例如内衬、加强层、保护层。内衬的内部成为贮藏室。加强层由形成在内衬的外表面上的纤维强化塑料构成。保护层形成在加强层的外表面，在玻璃纤维与玻璃纤维之间夹设热发泡树脂层而成(例如专利文献I)。
[0003]【在先技术文献】
[0004]【专利文献】
[0005]【专利文献I】日本特开2012-2257号公报
【发明内容】
[0006]【发明要解决的课题】
[0007]上述在先技术具有的课题是压力容器的质量及体积由于保护层的存在而增大。此夕卜，希望其小型化、低成本化、省资源化、制造的容易化、使用容易度的提高等。
[0008]【用于解决课题的方案】
[0009]本发明用于解决上述课题的至少一部分，可以作为以下的方案来实现。
[0010](I) 一种压力容器，具备:容器本体，包括端面板部和壳体板部；及保护构件，包括如果发泡则变成绝热层的未发泡的热发泡材料，并覆盖于所述端面板部的外表面的一部分。根据该方案，在容器本体的最薄的部位存在于端面板部的情况下，通过热发泡材料的发泡，能够保护该部位免于遭受高温。而且，保护构件未覆盖于壳体板部，由此能避免覆盖的区域扩展引起的不良影响的扩大。该不良影响可列举例如压力容器的外径变大的情况、压力容器的质量增加的情况、压力容器的散热特性恶化的情况中的至少I个。
[0011](2)在上述方案中，所述保护构件包括:包括所述热发泡材料的层；及包括缓冲材料的层。根据该方案，能够使保护构件具有保护免于遭受冲击的功能，并能够廉价地生产保护构件。为了具有免于遭受冲击的保护功能，优选使保护构件具有一定程度的体积。当其体积整体包含热发泡材料时，保护构件的造价容易升高。因此，若以具有包括热发泡材料的层和包括缓冲材料的层的方式成形保护构件，则保护构件具有一定程度的体积，并能够减少热发泡材料的使用量。其结果是，能够得到上述的效果。
[0012](3)在上述方案中，包括所述缓冲材料的层相比包括所述热发泡材料的层配置在内侧。根据该方案，即使包括缓冲材料的层相对于高温较弱，通过包括热发泡材料的层也能够保护免于遭受高温。
[0013](4)在上述方案中，由所述保护构件保护的端面板部是未设置有高温时动作的安全塞的一方的端面板部。根据该方案，安全塞的正常的动作受到妨碍的可能性降低。这是因为，当在安全塞的附近配置保护构件时，由于热发泡材料的发泡而存在压力释放受妨碍的可能性。
[0014](5)在上述方案中，所述保护构件的外径为所述容器本体的外径以下。根据该方案，能够防止压力容器的外径增大的情况。
[0015](6)在上述方案中，所述保护构件所覆盖的部位包括所述端面板部中壁厚最薄的部位。根据该方案，能够对壁厚最薄的部位、即相对于高温最弱的部位进行保护。
[0016](7) 一种压力容器的生产方法，包括:生产包括端面板部和壳体板部的容器本体的工序；及使保护构件覆盖于所述端面板部的外表面的至少一部分而固定的工序，其中，所述保护构件包括如果发泡则变成绝热层的未发泡的热发泡材料。
[0017]本发明也可以通过上述以外的各种方案实现。例如，作为上述保护构件或该保护构件的生产方法，可以如下实现。
[0018](A) 一种保护构件，覆盖于包括端面板部和壳体板部的容器本体的外表面的至少一部分，由此对所述容器本体进行保护，其中，包括如果发泡则变成绝热层的未发泡的热发泡材料，并覆盖于所述端面板部的外表面的至少一部分。
[0019](B)上述方案的保护构件包括:包括所述热发泡材料的层；及包括缓冲材料的层。
[0020](C)在上述方案的保护构件中，包括所述缓冲材料的层相比包括所述热发泡材料的层配置在内侧。
[0021](D)上述方案的保护构件所保护的端面板部是未设置有高温时动作的安全塞的一方的端面板部。
[0022](E)上述方案的保护构件的外径为所述容器本体的外径以下。
[0023](F) 一种生产保护构件的方法，所述保护构件通过覆盖于容器本体的至少一部分的外表面而保护所述容器本体，该生产方法包括:通过模具成形来形成构成所述保护构件的第一层的第一工序；通过模具成形来形成构成所述保护构件并层叠于所述第一层的第二层的第二工序，所述第一层和所述第二层中的至少一方包括热发泡材料。根据该方案，能够简单地生产双层结构的保护构件。
[0024](G)在上述方案的生产方法中，所述热发泡材料仅包含在所述第一及第二层中的在保护压力容器时配置在外侧的一方。根据该方案，能够减少热发泡材料的材料费。优选在配置于外侧的一方包括热发泡材料，这正如前文所述。
[0025](H)在上述方案的生产方法中，在所述第二层中包括所述热发泡材料。根据该方案，能够简单地将第一层与第二层结合。其效果正如(F) (G) (H)记载那样，通过先形成不包括热发泡材料且配置于内侧的第一层，然后形成包括热发泡材料且配置于外侧的第二层来得到。
[0026]第一层及第二层优选相互结合。作为结合的种类，可列举例如机械结合。作为机械结合的方法，可列举例如“燕尾接合”。燕尾接合是接头的一种，是使用如燕尾那样根部中间变细的截面形状的“榫头”的方法。榫头是通过向设于另一构件的“榫眼”嵌入而用于使2个构件结合的突起。如上文所述当榫头的根部中间变细时，即使要将结合的2个构件剥离那样的力起作用，也不会简单地分离。需要说明的是，燕尾接合通常是以木材为对象的方法，但是在本申请中并不局限于木材。
[0027]如(F)记载那样使用模具成形的情况下，若通过第一工序成形具有榫头的层，然后，利用已经成形的层作为模具的一部分来成形具有榫眼的层，则不需要从榫眼拔出模具的工序。其结果是，能够比较容易地生产保护构件。
[0028]具有榫头的可以是第一层(内层)，也可以是第二层(外层)。另一方面，第二层为了保护第一层免于遭受高温，优选以将第一层包入的方式形成。若将第一层包入于第二层，则能够形成为第一层整体作为榫头发挥功能的形状。若为这样的形状，则第一层的形状和第二层的形状都变得简单，由此模具成形变得容易。这样，如上文所述，能够通过简易的方法使2个层结合。该结合在第二层发泡时也能发挥其效果。
[0029](I)在上述方案的生产方法中，所述第一及第二层包括聚氨脂。根据该方案，能够简单地加强2个层的结合。这是因为，若通过同种的高分子化合物的聚合来成形2个层，则第一层与第二层被化学结合。
[0030](J)在上述方案的生产方法中，所述热发泡材料是膨胀石墨。
【附图说明】
[0031]图1是高压氢罐的剖视图及仰视图。
[0032]图2是表示第二保护构件的生产工序中的第一工序的图。
[0033]图3是表示第二保护构件的生产工序中的第二工序的图。
【具体实施方式】
[0034]图1示出高压氢罐100。图1⑷是主视图的剖视图，图1⑶是仰视图。高压氢罐100用于向机动车用的燃料电池供给氢，并搭载于机动车。高压氢罐100具备树脂内衬10、加强层20、阀侧罐口 30、末端侧罐口 40、阀50、第一保护构件61、第二保护构件62。
[0035]树脂内衬10是用于形成填充氢用的空间的构件，通过树脂成形来生产。加强层20为了对树脂内衬10进行加强而将树脂内衬10的外周覆盖。加强层20的材料是CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics)。加强层 20 通过 FW(Filament Winding)法形成。树脂内衬10和加强层20构成罐本体。
[0036]如图1所示，罐本体由壳体板部80、第一端面板部91、第二端面板部92构成。壳体板部80是树脂内衬10和加强层20的一部分，且是截面形状为直线的部位。该直线的方向与图1所示的轴线O的方向一致。第一端面板部91及第二端面板部92是树脂内衬10和加强层20的一部分，是非壳体板部80的部位。即，截面形状是沿着罐的长轴方向的非直线的部位，具体而言是曲线的部位。
[0037]阀侧罐口 30为大致圆筒形状且具备从外周面突出的突缘部。阀侧罐口 30在第一端面板部91处，在树脂内衬10与加强层20之间夹入上述的突缘部而被固定。阀侧罐口 30的内周面作为氢的出入口发挥功能。阀50为了对基于阀侧罐口 30的氢的出入口进行开闭而发挥功能。阀50具备易恪塞(未图不)。易恪塞是安全阀的一种，具有在尚压氛鍾100成为规定温度以上的情况下将贮藏的气体的压力向外部释放的功能。在阀侧罐口 30的内周面形成内螺纹，在阀50的外周面形成外螺纹。通过将该螺纹紧固，而将树脂内衬10内部密封。
[0038]末端侧罐口 40以向罐的内部和外部这双方露出的方式配置于第二端面板部92。该配置用于将罐内部的热量向外部散热。为了提高散热的效率，末端侧罐口 40的材料采用铝等金属。
[0039]第一保护构件61覆盖于第一端面板部91的薄壁部及其周边(以下，也将2个一并称为“薄壁部等”)，由此保护薄壁部免于遭受冲击。第一端面板部91的薄壁部是第一端面板部91中的加强层20的壁厚最薄的部位，是第一端面板部91的中间部。中间部是从阀侧罐口 30和从壳体板部80都分离的部位。这样的薄壁部的出现是由于使用FW法形成加强层20的缘故。薄壁部与其他的部位相比