一种制造具有坚固隔板的非柱形压力容器的方法技术

本申请涉及一种制造压力容器的方法、一种压力容器以及一种包括压力容器的车辆，其中，所述方法包括：吹塑模制衬里容器，该衬里容器为具有至少一个隔板以及两个或更多个分隔空间并且在分隔空间之间插入隔板加强板的形状。该方法进一步包括在衬里容器外部上形成包含玻璃纤维或玻璃纤维-碳纤维复合材料的外层，以及形成构造成将隔板加强板耦接至外层的至少一个锚固部位。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及制造具有坚固隔板(hardybulkhead)的非柱形的压力容器(pressurevessel，加压罐)的方法。更具体地，本公开涉及一种制造新型压力容器的方法，该方法通过在形成非柱形压力容器的隔板时将热塑性碳纤维复合材料板插入到具有分隔空间的衬里形状中，而以简单和经济的方式使得压力容器能够形成坚固隔板而同时具有高的刚性。
技术介绍
通常，使用具有隔板的压力容器充注高压下的气体，已开发和使用装配成形(fabricated-shaped)或柱形的压力容器，并且近来，已有积极推动非柱形压力容器的个别相关研究。在装配的(fabricated)压力容器的情况下，由于工作压力为高压，在连接部位的接合或密封位置会出现问题，因此优选的是应用整体式结构。具体地，由于多数的现有压力容器的形状是基于金属材料构造的，因此将它们应用于客车(对于客车来说轻质是重要的)是不理想的。此外，尽管车辆需要安装具有恒定或更大体积的压力容器以确保续航距离，然而由于安装空间有限，只能将两个或更多个小容量压力容器用作柱形的压力容器，这存在这样的问题，即，由于安装这样两个或更多个柱体时会出现不必要的空间，从而降低了安装效率。因此，相比于常规已知的柱形的压力容器，非柱形的压力容器具有以下优点：具有良好的空间利用率；通过整体成形而解决上述的柱形压力容器的问题，从而在接合和密封方面不存在问题；并且通过减少阀和配件(fitting)可减轻重量并降低成本。关于压力容器的现有技术，美国专利公开第2009/0050635号的压力容器具有整体式形状，并且其保持既有的柱形的形状，且具有存在不必要空间的问题。美国专利RE41,142E(2010)公开了彼此呈不同形状的压力容器，但存在的问题是消耗大量的生产成本且压力容器被制造为高重量级别。除此之外，在工作压力为150bar或更大的高压力的情况下，存在的问题为，连接部位的接合和密封状态不能确保装配成形的压力容器的安全性。考虑已常规开发的非柱形的压力容器，ThiokolPropulsion的容器由碳纤维环氧树脂复合材料和塑料衬里构成，并通过使用连续纤维执行纤维缠绕来制造外部，相比于使用多个柱形形状的情况而言，其提出了提供高空间效率结构的压力容器，并且提出了通过内部结构的改变来保证最大负载容量的技术。另外，近来，在2009-2013SAGANEProject[FrenchGov.(法国政府)]中，已由法国工业-大学合作开发部(Frenchindustry-universitycooperationdevelopment)尝试开发构造成矩形安装形状的压力容器，该压力容器通过借助吹塑模制形成衬里并使用玻璃纤维材料和增强材料(比如环氧树脂)形成压力容器外部。通过采用衬里雕刻凸起(linerengravingprojection)分散压力，而在分散性方面对所设计的容器进行改进。然而，尽管这样的现有压力壁的容器在一定程度上表现出开发的成功，然而它们仍未曾投入实际应用，并且由于制造工艺是不经济的，未来大规模生产的可能性似乎较小。根据材料和结构，这样的压力容器通常分为四种形式。也即，它们分为以下形式：仅使用现有金属材料的形式(类型1)，在金属材料衬里中使用玻璃纤维材料选择性地仅加强柱体部分的形式(类型2)，在由金属材料(诸如铝)制成的衬里中使用玻璃纤维和碳纤维复合材料加强整个外层的容器形式(类型3)，以及在由聚合物材料制成的衬里中使用玻璃纤维和碳纤维复合材料加强整个外层的形式(类型4)。尽管成本最低且最常用的类型1已普遍和广泛使用，然而由于最近根据重量减轻和稳定性问题已积极开发类型4的相关技术，因此现有的趋势是类型4的使用已显著增加。作为与此相关的现有技术，美国专利第8732929号涉及一种用于制造重量减轻的车辆高压气罐的方法，并提出了这样一种容器，在该容器中，内部由聚酰胺6树脂形成，外周表面通过加强纤维层的纤维缠绕而形成。韩国专利公开第2014-0041868号提出一种通过以下步骤制造压力容器的技术：由聚酰胺树脂而非金属材料形成中空容器、使用纤维材料在表面进行纤维缠绕模制，以及进行紫外线辐射。然而，该容器具有单个柱形的结构，在该柱形的结构的内部具有隔板。此外，对于具有内部隔板的压力容器，日本专利公开第1997-0042594号提出了一种制造廉价且轻质的压力容器的方法，并且提出了在内部形成隔板并在外部周缘安装FRP加强层以便加强衬里的构造。进一步地，日本专利公开第2001-0254894提出了一种作为液化气储存隔离容器的非柱形压力容器，通过在内部形成多个加强肋而可根据容量调节该压力容器。然而，这些压力容器的问题在于，由于隔板不够坚固而使得隔板因高压力而被推动，因此它们不是很实用，并且它们不能恰当地解决常规问题。在该
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术
技术介绍
的理解，并且因此其可能包含在该国家对于本领域普通技术人员而言不构成已知的现有技术的信息。
技术实现思路
经过努力提出本专利技术以解决与现有技术相关的上述问题。在一个方面，特别地，本专利技术的实施方式提供一种作为类型4的压力容器的具有隔板的非柱形的压力容器，能够简单并经济地制造该压力容器，同时该压力容器具有坚固的隔板。在一些实施方式中，本专利技术提供一种以简单和经济的方式制造具有坚固的隔板的非柱形的压力容器的方法。在一些实施方式中，本专利技术提供一种非柱形的压力容器，由于该压力容器由类型4材料形成并具有对于高压压力同样稳固的高刚性的隔板，该压力容器具有优良的空间利用性且适用于机动车辆。为了解决上述问题，用于制造压力容器的方法包括：吹塑模制衬里容器，衬里容器为具有至少一个隔板以及两个或更多个分隔空间的形状；在分隔空间之间插入隔板加强板；在衬里容器的外部上形成包含玻璃纤维或玻璃纤维-碳纤维复合材料的外层；以及形成至少一个锚固部位，该锚固部位构造成用于将隔板加强板耦接至外层。在一些实施方式中，隔板加强板可由热塑性碳纤维复合材料制成。在一些实施方式中，形成外层的步骤可包括应用纤维缠绕。在一些实施方式中，衬里容器可包含具有低透气度的聚酰胺6材料。在一些实施方式中，隔板加强板可构造为被分隔成左侧和右侧或者上侧和下侧，并且从左侧和右侧或者从上侧和下侧紧固至衬里容器的至少一个隔板。在一些实施方式中，在形成至少一个锚固部位的步骤中，锚固部位可与隔板加强板相分离地制造。...

【技术保护点】
一种制造压力容器的方法，所述方法包括：吹塑模制衬里容器，所述衬里容器为具有至少一个隔板并具有两个或更多个分隔空间的形状；在所述分隔空间之间插入隔板加强板；在所述衬里容器的外部上形成外层，所述外层包含玻璃纤维或玻璃纤维‑碳纤维复合材料；以及形成至少一个锚固部位，所述锚固部位构造为将所述隔板加强板耦接至所述外层。

【技术特征摘要】
2014.12.03 KR 10-2014-01725031.一种制造压力容器的方法，所述方法包括：
吹塑模制衬里容器，所述衬里容器为具有至少一个隔板并具有
两个或更多个分隔空间的形状；
在所述分隔空间之间插入隔板加强板；
在所述衬里容器的外部上形成外层，所述外层包含玻璃纤维或
玻璃纤维-碳纤维复合材料；以及
形成至少一个锚固部位，所述锚固部位构造为将所述隔板加强
板耦接至所述外层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述隔板加强板由热塑性碳纤
维复合材料制成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述外层的步骤包括应用
纤维缠绕。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬里容器包含具有低透气
性的聚酰胺6材料。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述隔板加强板构造为被分隔
成左侧和右侧或者被分隔成上侧和下侧，并且所述隔板加强板从所
述左侧和所述右侧或者从所述上侧和所述下侧紧固至所述衬里容器
的所述至少一个隔板。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成所述至少一个锚固部位
的步骤中，所述至少一个锚固部位以与所述隔板加强板分离的方式
制造。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成所述至少一个锚固部位
的步骤中，所述至少一个锚固部位与所述隔板加强板整体形成。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个锚固部位为突出
式模制的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜铉旻，吴昇贞，庆宇敏，张埈豪，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR