用于储存高压气体的压力容器的制作方法

本发明涉及一种用于储存高压气体的压力容器，更加详细地，涉及一种用于储存高压气体的压力容器，通过将紧固连接部件螺丝结合于衬垫的外部来防止中空部的体积缩小，并通过将单独形成的螺旋环焊接于衬垫而形成螺丝部，据此，使得螺丝部的加工性和精密性提高，通过紧固连接部件加强衬垫的强度，通过将缠绕于衬垫的加固线的端部焊接于紧固连接部件并进行固定，可以防止衬垫劣化。

背景技术：

随着产业化急速发展，化石燃料的消耗成几何级数地增加，从而导致环境污染严重的社会问题加剧，世界各国为了减少作为环境污染的主要元凶的汽车尾气而付出了大量努力。

因此，作为用于代替现有的汽车燃料汽油和柴油的清洁燃料，开发了氢燃料。

氢燃料不仅是地球上仅次于碳和氮的最丰富的元素，而且是燃烧时产生极其微量的氮氧化物且根本不排出其他公害物质的干净能源，可以以地球上存在的几乎无限量的水为原料制造而成，使用后重新再循环为水，因此是也没有枯竭的担忧的最优选的能源。因此，氢燃料作为可以解决当前正在面对的资源枯竭、环境污染等许多问题的新一代燃料而备受瞩目，并且正在活跃地进行在汽车燃料及产业体或普通家庭中使用氢气的各种研究。

另外，为了将氢气常用化作能源资源，首先应该构筑氢气加气站，为此需要开发利用高压压缩氢气的压缩器和可以高效储存高压氢气的用于储存氢气的压力容器。

用于储存氢气的容器作为利用高压压缩氢气气体并进行储存的容器，是如下一种部件：当内部气体填充/释放时，暴露在-40℃和85℃的环境中，根据30年的目标寿命，确保最少10,000次的反复使用的耐久性。

就用于储存高压气体的压力容器而言，根据使用材料和复合材料强化方法，区分为type-1、type-2、type-3、type-4等4种方式，用作运输用管道拖车和氢气加气站、搭载氢动力车等。

type-3、4方式使用碳原料，从而具有更轻的特性，由于与燃料消耗直接相关的重量，所以适合用于车辆，但是具有生产费用高的缺点。

因此，在没有重量问题且需要大量储存的地上，主要利用type-1、2方式来解决储存问题，type-2方式是在金属材质的衬垫上缠绕将玻璃纤维或碳纤维含浸于树脂的加固材料，不仅可以提高储存压力，而且相比于金属材质的type-1方式重量轻，因而被多用作设置于地上的大容量压力容器。

另外，如上所述的用于储存高压气体的压力容器为了设置用于向内部填充高压气体或用于测量压力、测量剩余气体容量的计量器之类的各种附属装置等，在压力容器的衬垫内周面形成内螺纹部，使得形成有外螺纹部的盖子螺丝结合于所述内螺纹部，为了防止螺丝结合部的气体泄漏而嵌入有气密密封圈。

但是，现有的大容量压力容器以使得螺丝结合于在衬垫端部形成的内螺纹部的盖子投入于填充有气体的衬垫的中空部内的状态实现螺丝结合，据此，盖子占据中空部空间的相当一部分，从而具有使得用于存储气体的中空部体积减少的缺点。

另外，在为了提高通过盖子的螺丝结合导致的衬垫两端部的密封力而过度拧紧盖子的情况下，反而在通过盖子的拧紧压力使得衬垫的两端部内径扩大的同时使得衬垫的内螺纹和盖子的外螺纹部之间产生间隙，从而具有增加气体泄漏的可能性的缺点。

另外，大容量压力容器的情况下，长度达到数米长，容量大的情况下，长度非常长，有的甚至超过10m，为了在一端部内周面形成内螺纹部，也具有难以控制长度长的压力容器、难以精密加工内螺纹部的缺点。此外，type-2方式的压力容器为了加强强度，也在衬垫外部卷绕金属材料的加固线，为了固定如此卷绕的加固线的两端部，将加固线焊接于压力容器的衬垫而进行固定，据此，缺点在于，由于焊接过程中施加于压力容器的高温的加热，使得压力容器产生由劣化导致的损伤，提高了气体泄漏的危险。

先行技术文献

专利文献

(专利文献0001)登记专利公报第10-0804789号

技术实现要素：

本发明的用于储存高压气体的压力容器是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的在于，通过在衬垫的外周面形成外螺纹部来螺丝结合紧固连接部件，从而使得填充有气体的中空部的体积缩小最小化。

另外，其目的在于，通过将和衬垫分开形成的螺旋环焊接于衬垫而形成一体，据此，使得螺丝部的加工性和精密性提高。

另外，其目的在于，通过螺丝结合于衬垫的紧固连接部件来加强衬垫的强度。

另外，其目的在于，通过将缠绕于衬垫外周面的加固线的端部焊接于紧固连接部件来进行固定，可以防止衬垫劣化。

另外，其目的在于，使得卷绕于衬垫外周面的加固线通过螺丝结合于衬垫两端部的紧固连接部件得到支撑，从而稳定地保持加固线的卷绕状态。

本发明的用于储存高压气体的压力容器是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的在于，通过设置泄漏感知装置，从而在气体泄漏时可以迅速且简便地感知气体泄漏。

为了实现如上所述的发明的目的，本发明的用于储存高压气体的压力容器包括：

衬垫10，其由既定直径的管体构成，在两端部形成有外螺纹部102；

嵌件20，其外面形成有结合部201，中心部形成有贯通孔202，以使得内面紧贴于所述衬垫10的端部的形式对称地设置于衬垫10的两端部；

第一密封部件30，其设置于所述衬垫10的端部和嵌件20的内面之间，保持气密；

紧固连接部件40，其形成有螺丝结合于所述外螺纹部102的内螺纹部401，具备供所述结合部201插入的结合孔402，与所述外螺纹部102螺丝结合的同时使得所述嵌件20加压紧贴于衬垫10的端部；

加固线50，其以包围所述衬垫10的整个外周面的形式卷绕，两端部附着并固定于所述紧固连接部件40。

所述外螺纹部102形成于和所述衬垫10独立形成的螺旋环104的外周面，并且将螺旋环104焊接于衬垫10的端部而成为一体。

所述紧固连接部件40还包括环状的覆盖部403，覆盖部403从所述内螺纹部401向外侧以规定长度凸出形成，并包围所述衬垫10的外周面。

所述紧固连接部件40还包括插入槽404，所述加固线50的端部插入并焊接于所述插入槽404的内侧端部。

本发明的用于储存高压气体的压力容器还包括：第二密封部件31，其在所述衬垫10的端部和嵌件20的内面之间具有比所述第一密封部件30更大的直径。

所述嵌件20形成有从内面贯通至外面的泄漏引导孔205，泄漏引导孔205的内侧入口位于所述第一密封部件30和第二密封部件30之间，在泄漏引导孔205的外侧出口设置有气体泄漏感知装置60。

所述气体泄漏感知装置60包括：变色显示部601，其通过与通过所述泄漏引导孔205泄漏的气体发生反应来改变颜色。

所述气体泄漏感知装置60包括：压力感知部602，其感知通过所述泄漏引导孔205泄漏的气体的压力。

所述气体泄漏感知装置60包括：

气体感知部603，其感知通过所述泄漏引导孔205泄漏的气体；

无线传输部604，其传输根据所述气体感知部603的泄漏感知产生的警报信号；

无线接收部605，其接收从所述无线传输部604传输的信号；

警报部606，其根据所述无线接收部605接收到的信号输出至视听装置。

本发明的用于储存高压气体的压力容器通过在衬垫的外周面形成外螺纹部来螺丝结合紧固连接部件，从而效果在于，使得填充有气体的中空部的体积缩小最小化。

另外，其效果在于，通过将和衬垫分开形成的螺旋环焊接于衬垫而形成一体，据此，使得螺丝部的加工性和精密性提高。

另外，其效果在于，通过使得螺丝结合于衬垫的紧固连接部件成为包围衬垫两端部外周面的形态来加强衬垫的强度。

另外，其效果在于，通过将缠绕于衬垫外周面的加固线的端部焊接于紧固连接部件并进行固定，可以防止衬垫劣化。

另外，其效果在于，使得卷绕于衬垫外周面的加固线通过螺丝结合于衬垫两端部的紧固连接部件得到支撑，从而稳定地保持加固线的卷绕状态，据此稳定地保持由加固线增加的衬垫的强度。

另外，其效果在于，通过设置泄漏感知装置，从而在气体泄漏时可以迅速且简便地感知气体泄漏。

附图说明

图1是根据本发明的用于储存高压气体的压力容器的实施例的立体图。

图2是根据本发明的用于储存高压气体的压力容器的实施例的一端部截面图。

图3是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的螺丝部的另一实施例的一端部截面图。

图4是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的第一密封部件的又另一设置状态的一端部截面图。

图5是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的紧固连接部件的又另一实施例的一端部截面图。

图6是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的第二密封部件和泄漏引导孔以及气体泄漏感知装置的一端部截面图。

图7是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的第二密封部件和泄漏引导孔的又另一实施例的一端部截面图。

图8是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的气体泄漏感知装置的又另一实施例的一端部截面图。

标号说明

1：用于储存高压气体的压力容器10：衬垫

101：中空部102：外螺纹部

103：第一设置槽104：螺旋环

105：第三设置槽20：嵌件

201：结合部202：贯通孔

203：第二设置槽204：第四设置槽

205：泄漏引导孔30：第一密封部件

31：第二密封部件40：紧固连接部件

401：内螺纹部402：结合孔

403：覆盖部404：插入槽

50：加固线60：气体泄漏感知装置

601：变色显示部602：压力感知部

603：气体感知部604：无线传输部

605：无线接收部606：警告部

具体实施方式

以下，在对本发明的用于储存高压气体的压力容器进行详细说明时，以根据本发明的实施例为基准进行说明，并非意图将本发明的技术限定为本说明书中记载的实施例中所记载的实施形态，而应该理解为包括本发明的实施例的多种变更、均等物、及/或代替物。

而且，即使不在对本发明的实施例进行说明的同时对根据本发明的构成所起到的作用效果进行明确地记载和说明，当然也应该可以通过相应构成来认可能够预测的效果。

图1是根据本发明的用于储存高压气体的压力容器的实施例的立体图，图2是根据本发明的用于储存高压气体的压力容器的实施例的一端部截面图，图3是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的螺丝部的另一实施例的一端部截面图，图4是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的第一密封部件30的又另一设置状态的一端部截面图。

参照图1至图4进行说明。

本发明的用于储存高压气体的压力容器包括衬垫10、嵌件20、第一密封部件30、紧固连接部件40、加固线50。

优选地，所述衬垫10由既定直径的金属管体构成，内部形成有填充高压气体的中空部101，并且沿长度方向以相同的厚度和相同的直径形成。

在衬垫10的两端部外周面形成有外螺纹部102，从而使得所述紧固连接部件40螺丝结合。

所述衬垫10的外螺纹部102形成于和所述衬垫10独立形成的螺旋环104的外周面，可以将所述螺旋环104焊接至衬垫10的端部而形成为一体。

因此，不直接在长度达到数米长的衬垫10的两端部外周面加工外螺纹，而是在长度短的单独的螺旋环104外周面形成外螺纹部102后将其过盈配合至衬垫10的两端部后通过焊接而形成为一体，因此可以提高外螺纹部102的加工性和精密性。

所述嵌件20紧贴地、对称地设置于衬垫10的两端部，包括结合部201、贯通孔202。

嵌件20借助于所述紧固连接件部件40紧贴固定于所述衬垫10的两端部，从而衬垫10的中空部101被嵌件20密封。

所述结合部201从所述嵌件20的外面中央向外凸出形成并与所述紧固连接部件40结合。

所述贯通孔202形成于嵌件20的中心部，从嵌件20的内面贯通形成至所述结合部201的外面。此时，优选地，在所述贯通孔202的外侧出口形成有螺纹，以便能够连接用于将高压气体填充至所述衬垫10的中空部101的管道设备p。

所述第一密封部件30设置于所述衬垫10的端部和嵌件20的内面之间，保持所述中空部101的气密。

为了稳定地设置第一密封部件30，如图2所示，优选地，在所述衬垫10的端部的内周面角落形成凹陷的第一设置槽103，将所述第一密封部件30插入设置于所述第一设置槽103内部。

另外，如图4所示，也可以在嵌件20的内面形成凹陷的第二设置槽203，第一密封部件30插入设置于所述第二设置槽203内部。

如上所述设置的第一密封部件30以夹在所述衬垫10的端部和所述嵌件20的内面之间的形式设置为环状，通过弹性接触保持气密性，据此，可以防止从衬垫10的外面和嵌件20内面之间产生气体泄漏。

虽然所述第一密封部件30优选地使用用能够弹性变形的橡胶、合成橡胶材料制成的o形环，但是不限定于此，可以使用用金属材料制成的o形环。

所述紧固连接部件40包括内螺纹部410、结合孔402。

所述内螺纹部401螺丝结合于所述衬垫10的外螺纹部102。

所述嵌件20的结合部201插入至所述结合孔402。

因此，随着所述内螺纹部401螺丝结合于衬垫10的外螺纹部102，所述嵌件20的结合部201插入至紧固连接部件40的结合孔402，据此，与衬垫10螺丝结合的紧固连接部件40和嵌件20的中心、衬垫10的中心一致，同时所述嵌件20的内面加压紧贴于衬垫10的端部。

另外，随着拧紧紧固连接部件40，嵌件20向衬垫10方向加压紧贴的同时衬垫10的端部和嵌件20的内面之间的距离更靠近，从而夹在衬垫10和嵌件20之间的第一密封部件30更加紧密地紧贴，进而提高气密性。

此外，紧固连接部件40以从外部包围衬垫10的端部的形态实现螺丝结合，从而在紧固连接部件40的紧固连接过程中可以防止在衬垫10的端部向外展开或在衬垫10和紧固连接件部件40之间产生间隙的同时发生气体泄漏。

如上所述，紧固连接部件40和嵌件20独立制作，螺丝结合于衬垫10，从而可以提高紧固连接的便利。

所述紧固连接部件40还可以设置有环状的覆盖部403，覆盖部403从所述内螺纹部401向外侧凸出形成既定长度，并包围所述衬垫10的外周面。

因此，当所述紧固连接部件40的内螺纹部401螺丝结合于外螺纹部102时，所述覆盖部403与衬垫10的外螺纹部102内侧外周面接合的同时进行覆盖，以便防止外螺纹部102露出至外部，据此在加固线50卷绕于外螺纹部102的同时防止加固线50不均匀地叠层。

另外，所述内螺纹部401的长度形成得比所述外螺纹部102的长度更长，从而当紧固连接部件40螺丝结合衬垫10时，防止外螺纹部102露出于外部，据此在加固线50卷绕于外螺纹部102的同时防止加固线50不均匀地叠层。

此外，随着外螺纹部102的加工形成，紧固连接部件40的内螺纹部401螺丝结合于厚度变薄的同时强度变弱的衬垫10的外螺纹部102整体，从而紧固连接部件40加强衬垫10的外螺纹部102的强度。

紧固连接部件40的截面形状可以是圆形或多边形。

紧固连接部件40的截面形成为多边形时，即使配置在地面，也可以防止意想不到的滚动。

所述紧固连接部件40选择利用螺丝方式与所述衬垫10进行结合的结构，从而确保用于维护的充分的开口空间的同时也容易拆装，从而提高维护的方便性，不仅如此，而且利用一般的机床容易加工和制作，从而也可以提高制作的便利性。

所述加固线50以包围所述衬垫10的外周面整体的形式卷绕，并且加固线50的两端部附着于所述紧固连接部件40并被固定，从而加强衬垫10的强度。

换句话说，加固线50以包围衬垫10的外周面整体的形式卷绕是为了对利用填充至所述衬垫10的中空部101的高压气体向衬垫10施加的环向应力(hoopstress)进行支撑。

所述加固线50的材质优选使用金属材料形成，但是不限定于此，当然也可以使用碳纤维、玻璃纤维等制作。

另外，加固线50的直径不受限定，但是如果加固线50的直径较粗，则卷绕于衬垫10的加固线50之间的空隙变大，从而不能充分支撑内压，不仅如此，而且卷绕时需要相当大的动力。

因此，加固线50的直径较小在减小加固线50之间的空隙方面和卷绕动力方面有利。

优选地，加固线50的直径制作在0.005mm-2.5mm的范围。

此外，加固线50在与所述衬垫10的两端部螺丝结合的紧固连接部件40之间卷绕于衬垫10的外周面，且加固线50的两端部固定于所述紧固连接部件40，从而紧固连接部件40以保持卷绕于衬垫10的外周面的加固线50的卷绕结构的形式支撑加固线50的侧面。

因此，优选地，从所述紧固连接部件40的中心到紧固连接部件40的外周面的距离形成得比从衬垫10的中心到卷绕并层叠于衬垫10的最外廓加固线50的外侧表面的距离厚，从而可以防止由于加固线50和地面接触或和外部物体碰撞而导致的损伤。

另外，为了防止卷绕于衬垫10的加固线50松开，将加固线50的两端部附着固定于紧固连接部件40，根据加固线50的材质可以通过锡焊或焊接进行固定。

现有技术中将加固线50焊接于衬垫10，焊条和衬垫10暴露于高温的同时焊条和衬垫10同时熔化而实现焊接。此时，衬垫10的焊接部位受到热损伤而强度变弱。

因此，通过将加固线50的两端部附着固定于所述紧固连接部件40而可以使得直接施加于衬垫10的热损伤最小化。

图5是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的紧固连接部件的又另一实施例的一端部截面图。

参照图5进行说明。

在所述紧固连接部件40的内侧端部还可以设置有插入槽404，所述加固线50的端部插入并焊接于所述插入槽404。

此时，所述插入槽404可以形成为一条直线，或之字形，或直角形。

因此，以将加固线50的端部插入至所述插入槽404的状态进行锡焊或焊接，从而对加固线50进行固定，据此加固线50的固定更加坚固。

图6是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的第二密封部件和泄漏引导孔以及气体泄漏感知装置的一端部截面图，图7是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的第二密封部件和泄漏引导孔的又另一实施例的一端部截面图，图8是示出本发明的用于储存高压气体的压力容器的气体泄漏感知装置的又另一实施例的一端部截面图。

参照图6至图8进行说明。

在所述衬垫10的端部和嵌件20的内面之间还可以设置有具有比所述第一密封部件30的直径大的直径的第二密封部件31。

换句话说，优选地，在所述衬垫10的端部形成环状的第三设置槽105，所述第二密封部件31插入设置于所述第三设置槽105。

此外，也可以在嵌件20的内面形成环状的第四设置槽204，第二密封部件31插入设置于所述第四设置槽204内部。

所述第二密封部件31夹在衬垫10的端部和嵌件20的内面之间，并且直径比所述第一密封部件30大，因此，设置于第一密封部件30的外侧，保持从第一密封部件30泄漏的气体的气密。

第二密封部件31和所述第一密封部件30一样，优选地使用用能够弹性变形的橡胶、合成橡胶材料制成的o形环，但是不限定于此，也可以使用用金属材料制成的o形环。

所述嵌件20还设置有泄漏引导孔205。

所述泄漏引导孔205从所述内面向外面贯通形成，并且泄漏引导孔205的内侧入口位于所述第一密封部件30和第二密封部件31之间，气体泄漏感知装置60设置于泄漏引导孔205的外侧出口。

优选地，在所述泄漏引导孔205的外侧出口形成螺纹，以便容易设置所述气体泄漏感知装置60。

因此，如果气体从所述第一密封部件30泄漏，则泄漏出的气体因为第二密封部件31而不会从衬垫10的端部和嵌件20内面之间泄漏，而是通过所述泄漏引导孔205排出。

此时，利用设置于泄漏引导孔205的外侧端部的气体泄漏感知装置60立即感知气体泄漏，从而能够迅速处理气体泄漏。

而且，即使气体从所述第一密封部件30的某一处泄漏，泄漏出的气体因为第二密封部件31而被引导通过泄漏引导孔205排出，因此可以更加准确地感知泄漏。

如图6所示，所述气体泄漏感知装置60可以设置有变色显示部601，所述变色显示部601通过与从所述第一密封部件30泄漏的气体发生反应来改变颜色。

所述变色显示部601通过与泄漏的气体发生反应来改变颜色，从而通过确认是否变色能够迅速且简便地确认气体泄漏与否。

尤其，与高压填充的氢一样泄漏时有爆炸危险的危险气体的情况，管理人员在没有用于确认气体是否泄漏的另外的设备的情况下，也可以通过肉眼确认变色显示部601来确认气体泄漏与否，因此优点在于，在气体泄漏时，可以迅速地采取安全措施，例如换气、限制可燃性烟火的接近等。

另外，所述变色显示部601根据填充至本发明的用于储存高压气体的压力容器的气体的种类而选择性地构成发生化学变色的多种物质，从而可以应对多种种类的气体泄漏。

另外，如图7所示，所述气体泄漏感知装置60可以设置有压力感知部602，所述压力感知部602感知从所述第一密封部件30泄漏的气体的压力。

所述压力感知部602优选使用感知压力变化的压力传感器，但事先声明不限定于此。

使用压力传感器作为压力感知部602的情况，不仅可以通过感知根据微弱的气体泄漏产生的压力变化来迅速且简便地确认气体泄漏与否，而且压力传感器的价格非常低廉，因此具有在感知气体泄漏时经济性卓越的优点。

如图8所示，所述气体泄漏感知装置60可以包括气体感知部603、无线传输部604、无线接收部605、警告部606。

所述气体感知部603对通过所述泄漏引导孔205泄漏的气体进行感知。

此时，对泄漏出的气体进行感知的方法不受限定，但可使用根据气体的种类与气体反应而改变颜色的变色显示装置，或使用对气体泄漏时变化的压力进行感知的压力感知装置。

所述无线传输部604传输根据所述气体感知部603的泄漏感知产生的警报信号。此时，优选地，所述警报信号包括用于区分用于储存高压气体的压力容器的识别码。

另外，无线传输部604优选使用一般的近距离无线传输装置，当然，为了操作所述无线传输部604设置有能够替换的电池。

所述无线接收部605与本发明的用于储存高压气体的压力容器间隔既定距离设置，优选地，使用和所述无线通信部相同的通信标准，以便可以接收所述无线传输部604传输的无线信号。

所述警报部606根据所述无线接收部605接收到的信号输出至蜂鸣器、警灯等视听装置，从而使得管理人员及时认识到气体是否泄漏。