[发明专利]高压罐和高压罐的制造方法

说明书

本发明涉及高压罐和高压罐的制造方法。所述高压罐包括：螺旋层，该螺旋层包含第一纤维和第一树脂，第一纤维被以螺旋图案卷绕，第一树脂固定第一纤维；环形层，该环形层位于高压罐中的螺旋层的外侧并且包含第二纤维和第二树脂，第二纤维被以环形图案卷绕，第二树脂固定第二纤维；和中间层，该中间层位于螺旋层和环形层之间并且包含第三纤维和第三树脂，第三纤维比至少第一纤维或第二纤维细，第三树脂固定第三纤维、螺旋层的第一纤维和环形层的第二纤维。

技术领域

本公开涉及高压罐和高压罐的制造方法。

背景技术

传统的高压罐填充有压缩氢气(日本专利申请特开No.2018-100768；下文称为JP2018-100768 A)。JP 2018-100768 A的高压罐包括衬里、增强层、保护层和插塞。衬里具有阻止填充衬里的内部空间的氢气等向外泄漏的性质(所谓的阻气性)。增强层被形成为覆盖衬里的整个外表面和每个插塞的一部分。增强层由碳纤维增强塑料(CFRP)制成并具有耐压性。保护层被形成在增强层上。保护层由玻璃纤维增强塑料(GFRP)制成，并且具有比增强层高的抗冲击性。

发明内容

本申请的发明人已经发现，在高温、高湿环境中在JP2018-100768A中描述的高压罐的反复充气和排空会导致保护层部分剥离和翻起(turning up)。本申请的发明人还发现，这种剥离发生在保护层的、其中玻璃纤维被以螺旋图案卷绕的层和保护层的、其中玻璃纤维被以环形图案卷绕的层之间。

本公开能够以下面的实施方式实现。

作为本公开的一种实施方式提供了高压罐。该高压罐包括：螺旋层，所述螺旋层包含第一纤维和第一树脂，所述第一纤维被以螺旋图案卷绕，所述第一树脂固定第一纤维；环形层，所述环形层位于高压罐中的螺旋层的外侧，并且包含第二纤维和第二树脂，所述第二纤维被以环形图案卷绕，所述第二树脂固定第二纤维；和中间层，所述中间层位于螺旋层和环形层之间，并且包含第三纤维和第三树脂，所述第三纤维比至少第一纤维或第二纤维细，所述第三树脂固定第三纤维、螺旋层的第一纤维和环形层的第二纤维。

这个方面允许在形成螺旋层的最外层的第一纤维和形成环形层的最内层的第二纤维之间的间隙由于比至少第一纤维或第二纤维细的第三纤维而减小。因此，在形成螺旋层的最外层的第一纤维和形成环形层的最内层的第二纤维之间的间隙能够被填充，由此减少在固定这些第一纤维和第二纤维的第三树脂中的裂纹的形成。作为结果，能够降低环形层从螺旋层剥离的可能性。

在以上实施方式的高压罐中，第一纤维可以浸渍有第一树脂，并且第一树脂可以将第一纤维的不同纤维部分彼此固定；并且第二纤维可以浸渍有第二树脂，并且第二树脂可以将第二纤维的不同纤维部分彼此固定。

在以上实施方式的高压罐中，第三纤维可以浸渍有第三树脂，并且可以在第一方向和与第一方向不同的第二方向上布置第三纤维，以便形成片材。

这个方面允许在螺旋层的、其中第一纤维在不同方向上布置的最外层和环形层的最内层的第二纤维之间的间隙被第三纤维减小，而不管在螺旋层的最外层中的第一纤维的方向如何。

以上实施方式的高压罐可以进一步包括衬里，所述衬里具有圆筒部和圆顶部，在圆筒部的每个端部处布置一个圆顶部，其中螺旋层被形成为围绕衬里，并且第三纤维可以形成被布置成围绕圆筒部的单片片材。

这个方面允许环形层和螺旋层围绕圆筒部被均匀地联接在一起。

作为本公开的另一种实施方式提供了一种高压罐的制造方法。这种高压罐的制造方法包括：通过在高压罐的半成品上以螺旋图案卷绕浸渍有第一树脂的第一纤维来形成螺旋层；通过在螺旋层上布置浸渍有第三树脂的第三纤维来形成中间层；并且通过在中间层上以环形图案卷绕浸渍有第二树脂的第二纤维来形成环形层。中间层的第三纤维比至少螺旋层的第一纤维或环形层的第二纤维细。