JPH06331032A - 圧力容器 - Google Patents
圧力容器Info
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- JPH06331032A JPH06331032A JP13918993A JP13918993A JPH06331032A JP H06331032 A JPH06331032 A JP H06331032A JP 13918993 A JP13918993 A JP 13918993A JP 13918993 A JP13918993 A JP 13918993A JP H06331032 A JPH06331032 A JP H06331032A
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- Japan
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- pressure vessel
- pressure
- reinforcing material
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＦＲＰ製の圧力容器の提供。
【構成】 金属製のライナー材１の外側に、樹脂被覆を
施した強化材１７ａ，１５ａ，１４ａを巻き付けて、繊
維強化プラスチック製の被覆層１７，１５，１４を形成
した圧力容器において、前記被覆層１７，１５，１４
を、強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの種類を異ならせて
２層以上に形成し、外径側の被覆層１５（１４）を内径
側の被覆層１７（１５）よりも引張弾性率を大きく設定
し、圧力容器に所定の内圧Ｐが作用した際、各被覆層１
７，１５，１４の内径部に作用する周方向の引張応力σ
ｔの大きさをほぼ合致させる。 【効果】 周方向の引張応力の勾配がほぼ平坦になり、
一様分布応力化する。その結果、ＦＲＰ製の各被覆層の
強度が有効活用されることとなり、高耐圧力が得られる
と共に、単位重量当たりの耐圧力が向上するので、安価
かつ軽量化が確保される。
施した強化材１７ａ，１５ａ，１４ａを巻き付けて、繊
維強化プラスチック製の被覆層１７，１５，１４を形成
した圧力容器において、前記被覆層１７，１５，１４
を、強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの種類を異ならせて
２層以上に形成し、外径側の被覆層１５（１４）を内径
側の被覆層１７（１５）よりも引張弾性率を大きく設定
し、圧力容器に所定の内圧Ｐが作用した際、各被覆層１
７，１５，１４の内径部に作用する周方向の引張応力σ
ｔの大きさをほぼ合致させる。 【効果】 周方向の引張応力の勾配がほぼ平坦になり、
一様分布応力化する。その結果、ＦＲＰ製の各被覆層の
強度が有効活用されることとなり、高耐圧力が得られる
と共に、単位重量当たりの耐圧力が向上するので、安価
かつ軽量化が確保される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力容器に関するもの
である。
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の空気ボンベにて代表される圧力容
器として、図６に示すようなものが知られている。すな
わち、金属製のライナー材５０の外側に、樹脂被覆した
単一の種類の強化材をフイラメントワインデイング法に
て巻き付けて、繊維強化プラスチック製（以下、「ＦＲ
Ｐ製」という。）の被覆層５１を形成してある。この種
の比較的厚肉の圧力容器において、所定の内圧Ｐが作用
して膨出変形すると、被覆層５１では、周方向の引張応
力σｔが内径側から外径側へと漸減し、厚さ方向に引張
応力σｔの連続する勾配を生ずる。これは、引張弾性率
が一定である単一種類の強化材において、引張応力σｔ
が周方向引張歪に応じて発生することに起因する。しか
して、被覆層５１の最内径面に最大歪ひいては最大引張
応力σｔ1を生ずるため、この最大引張応力σｔ1 がＦ
ＲＰ製の被覆層５１の破断応力（破断歪）に達すると、
圧力容器が破壊に至る。
器として、図６に示すようなものが知られている。すな
わち、金属製のライナー材５０の外側に、樹脂被覆した
単一の種類の強化材をフイラメントワインデイング法に
て巻き付けて、繊維強化プラスチック製（以下、「ＦＲ
Ｐ製」という。）の被覆層５１を形成してある。この種
の比較的厚肉の圧力容器において、所定の内圧Ｐが作用
して膨出変形すると、被覆層５１では、周方向の引張応
力σｔが内径側から外径側へと漸減し、厚さ方向に引張
応力σｔの連続する勾配を生ずる。これは、引張弾性率
が一定である単一種類の強化材において、引張応力σｔ
が周方向引張歪に応じて発生することに起因する。しか
して、被覆層５１の最内径面に最大歪ひいては最大引張
応力σｔ1を生ずるため、この最大引張応力σｔ1 がＦ
ＲＰ製の被覆層５１の破断応力（破断歪）に達すると、
圧力容器が破壊に至る。
【０００３】このように、従来の圧力容器にあつては、
単一種類の強化材を巻き付けてＦＲＰ製の被覆層５１を
形成してあるため、被覆層５１の最内径面に破断応力を
生じて圧力容器が破壊される際であつても、被覆層５１
の外径側では周方向の引張応力σｔ4 が充分に小さい状
態にある。従つて、ＦＲＰ製の被覆層５１の本来の強度
が有効活用されず、耐圧性に劣る。加えて、この傾向
は、ＦＲＰ製の被覆層５１の厚肉が厚くなるほど大きく
なるため、軽量化（圧力／重量）の妨げとなり、単一種
類の強化材の使用により、コスト面でも不利になる。
単一種類の強化材を巻き付けてＦＲＰ製の被覆層５１を
形成してあるため、被覆層５１の最内径面に破断応力を
生じて圧力容器が破壊される際であつても、被覆層５１
の外径側では周方向の引張応力σｔ4 が充分に小さい状
態にある。従つて、ＦＲＰ製の被覆層５１の本来の強度
が有効活用されず、耐圧性に劣る。加えて、この傾向
は、ＦＲＰ製の被覆層５１の厚肉が厚くなるほど大きく
なるため、軽量化（圧力／重量）の妨げとなり、単一種
類の強化材の使用により、コスト面でも不利になる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成
は、金属製のライナー材１の外側に、樹脂被覆を施した
強化材１７ａ，１５ａ，１４ａを巻き付けて、繊維強化
プラスチック製の被覆層１７，１５，１４を形成した圧
力容器において、前記被覆層１７，１５，１４を、強化
材１７ａ，１５ａ，１４ａの種類を異ならせて２層以上
に形成し、外径側の被覆層１５（１４）を内径側の被覆
層１７（１５）よりも引張弾性率を大きく設定し、圧力
容器に所定の内圧Ｐが作用した際、各被覆層１７，１
５，１４の内径部に作用する周方向の引張応力σｔの大
きさをほぼ合致させることを特徴とする圧力容器であ
る。
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成
は、金属製のライナー材１の外側に、樹脂被覆を施した
強化材１７ａ，１５ａ，１４ａを巻き付けて、繊維強化
プラスチック製の被覆層１７，１５，１４を形成した圧
力容器において、前記被覆層１７，１５，１４を、強化
材１７ａ，１５ａ，１４ａの種類を異ならせて２層以上
に形成し、外径側の被覆層１５（１４）を内径側の被覆
層１７（１５）よりも引張弾性率を大きく設定し、圧力
容器に所定の内圧Ｐが作用した際、各被覆層１７，１
５，１４の内径部に作用する周方向の引張応力σｔの大
きさをほぼ合致させることを特徴とする圧力容器であ
る。
【０００５】
【作用】このような圧力容器によれば、例えばライナー
材１の外側に、３層の被覆層１７，１５，１４を形成す
る。しかして、内部に圧力流体例えば圧力空気を封入す
れば、ライナー材１に所定の内圧Ｐが作用して膨出変形
を生ずる。これにより、ライナー材１及びライナー材１
の上の第１被覆層１７、第２被覆層１５及び第３被覆層
１４に、周方向の引張応力σｔが作用する。この周方向
の引張応力σｔは、各被覆層１７，１５，１４におい
て、内径側の大きな周方向引張歪を生ずる箇所に引張弾
性率の小さなガラス繊維からなる強化材１７ａを配設
し、外径側に向けて次第に周方向引張歪が小さくなる箇
所に、引張弾性率が次第に大きくなるように例えばケブ
ラー繊維からなる強化材１５ａ及び炭素繊維からなる強
化材１４ａを配設することにより、引張応力σｔの厚さ
方向の勾配が、各被覆層１７，１５，１４にて不連続に
発生するようになる。
材１の外側に、３層の被覆層１７，１５，１４を形成す
る。しかして、内部に圧力流体例えば圧力空気を封入す
れば、ライナー材１に所定の内圧Ｐが作用して膨出変形
を生ずる。これにより、ライナー材１及びライナー材１
の上の第１被覆層１７、第２被覆層１５及び第３被覆層
１４に、周方向の引張応力σｔが作用する。この周方向
の引張応力σｔは、各被覆層１７，１５，１４におい
て、内径側の大きな周方向引張歪を生ずる箇所に引張弾
性率の小さなガラス繊維からなる強化材１７ａを配設
し、外径側に向けて次第に周方向引張歪が小さくなる箇
所に、引張弾性率が次第に大きくなるように例えばケブ
ラー繊維からなる強化材１５ａ及び炭素繊維からなる強
化材１４ａを配設することにより、引張応力σｔの厚さ
方向の勾配が、各被覆層１７，１５，１４にて不連続に
発生するようになる。
【０００６】しかして、各被覆層１７，１５，１４にお
いて、極大歪を生ずる各内径部の極大応力σｔ2 がほぼ
等しくなるようにすれば、極小応力σｔ3 も近似してく
るので、引張応力σｔが各被覆層１７，１５，１４に分
散して負担される。従つて、被覆層１７，１５，１４全
体の最内径面に作用する最大応力にのみ依存して、圧力
容器が比較的低い内圧によつて破断応力（破断歪）に達
し、破断されることが解消する。炭素繊維は、耐亀裂性
に優れるが、厚肉になると破断し易くなるので、炭素繊
維を最外径層である第３被覆層１４の強化材１４ａとし
て使用することにより、第１被覆層１７及び第２被覆層
１５の保護を図ることと、炭素繊維を強化材１４ａとす
る第３被覆層１４の厚さを減少させて破断を防止するこ
ととが両立する。また、ケブラーは、軽いが耐光性に劣
るといわれているので、第２被覆層１５の強化材１５ａ
として使用し、第３被覆層１４によつて覆うことによ
り、軽量化と耐久性とが向上する。
いて、極大歪を生ずる各内径部の極大応力σｔ2 がほぼ
等しくなるようにすれば、極小応力σｔ3 も近似してく
るので、引張応力σｔが各被覆層１７，１５，１４に分
散して負担される。従つて、被覆層１７，１５，１４全
体の最内径面に作用する最大応力にのみ依存して、圧力
容器が比較的低い内圧によつて破断応力（破断歪）に達
し、破断されることが解消する。炭素繊維は、耐亀裂性
に優れるが、厚肉になると破断し易くなるので、炭素繊
維を最外径層である第３被覆層１４の強化材１４ａとし
て使用することにより、第１被覆層１７及び第２被覆層
１５の保護を図ることと、炭素繊維を強化材１４ａとす
る第３被覆層１４の厚さを減少させて破断を防止するこ
ととが両立する。また、ケブラーは、軽いが耐光性に劣
るといわれているので、第２被覆層１５の強化材１５ａ
として使用し、第３被覆層１４によつて覆うことによ
り、軽量化と耐久性とが向上する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１〜図５は、本発明の１実施例に係る圧
力容器を示す。図中において符号１は金属製（アルミニ
ウム，スチール等）のライナー材を示し、ライナー材１
は、円筒状胴部１ａ及び円筒状胴部１ａの両端のドーム
部１ｂ，１ｃによつて内部空間１ｅを区画し、一方のド
ーム部１ｂには口ねじ部１ｄを有している。このライナ
ー材１の円筒状胴部１ｂには、樹脂被覆した３種類の異
なる強化材１４ａ，１５ａ，１７ａをフイラメントワイ
ンデイング法にて巻き付けて、３層の被覆層１４，１
５，１７を形成してある。
て説明する。図１〜図５は、本発明の１実施例に係る圧
力容器を示す。図中において符号１は金属製（アルミニ
ウム，スチール等）のライナー材を示し、ライナー材１
は、円筒状胴部１ａ及び円筒状胴部１ａの両端のドーム
部１ｂ，１ｃによつて内部空間１ｅを区画し、一方のド
ーム部１ｂには口ねじ部１ｄを有している。このライナ
ー材１の円筒状胴部１ｂには、樹脂被覆した３種類の異
なる強化材１４ａ，１５ａ，１７ａをフイラメントワイ
ンデイング法にて巻き付けて、３層の被覆層１４，１
５，１７を形成してある。
【０００８】すなわち、図３に示すようにライナー材１
をマンドレルとして、回転駆動可能にフイラメントワイ
ンデイング成形装置に取付け、ライナー材１に回転駆動
を与えながらライナー材１の円筒状胴部１ａの上にガラ
ス繊維からなる強化材１７ａをフープ巻きにて周方向に
巻き付けて図２に示す第１被覆層１７を形成する。図３
に示すように強化材１７ａは、案内ロール１８にて導い
て樹脂槽１９中の例えば熱可塑性の溶融樹脂に浸漬さ
せ、一対のロール２０を通過させてライナー材１の上に
所定の張力にて巻き付け、第１被覆層１７となす。強化
材１７ａに適度の張力を付与しながら巻き付けることに
より、押し付け力を充分に作用させた状態で強化材１７
ａが緊密に巻き付き、ライナー材１との間及び強化材１
７ａ相互間に空隙の存在しない第１被覆層１７を形成す
ることができる。
をマンドレルとして、回転駆動可能にフイラメントワイ
ンデイング成形装置に取付け、ライナー材１に回転駆動
を与えながらライナー材１の円筒状胴部１ａの上にガラ
ス繊維からなる強化材１７ａをフープ巻きにて周方向に
巻き付けて図２に示す第１被覆層１７を形成する。図３
に示すように強化材１７ａは、案内ロール１８にて導い
て樹脂槽１９中の例えば熱可塑性の溶融樹脂に浸漬さ
せ、一対のロール２０を通過させてライナー材１の上に
所定の張力にて巻き付け、第１被覆層１７となす。強化
材１７ａに適度の張力を付与しながら巻き付けることに
より、押し付け力を充分に作用させた状態で強化材１７
ａが緊密に巻き付き、ライナー材１との間及び強化材１
７ａ相互間に空隙の存在しない第１被覆層１７を形成す
ることができる。
【０００９】第１被覆層１７が所定の厚さにて形成され
たなら、同様のフイラメントワインデイング成形装置を
使用し、第１被覆層１７の上にケブラー繊維（例えばケ
ブラー２９繊維）からなる強化材１５ａを同じくフープ
巻きにて周方向に巻き付けて図２に示す第２被覆層１５
を形成する。
たなら、同様のフイラメントワインデイング成形装置を
使用し、第１被覆層１７の上にケブラー繊維（例えばケ
ブラー２９繊維）からなる強化材１５ａを同じくフープ
巻きにて周方向に巻き付けて図２に示す第２被覆層１５
を形成する。
【００１０】更に、第２被覆層１５が所定の厚さにて形
成されたなら、同様のフイラメントワインデイング成形
装置を使用し、第２被覆層１５の上に炭素繊維からなる
強化材１４ａを同じくフープ巻きにて周方向に巻き付け
て図２に示す第３被覆層１４を形成する。このようにし
て、ライナー材１の円筒状胴部１ａがフープ巻きにて補
強され、ドーム部１ｂ，１ｃの強度がライナー材１のみ
によつて与えられるフープラップ型の圧力容器が得られ
る。
成されたなら、同様のフイラメントワインデイング成形
装置を使用し、第２被覆層１５の上に炭素繊維からなる
強化材１４ａを同じくフープ巻きにて周方向に巻き付け
て図２に示す第３被覆層１４を形成する。このようにし
て、ライナー材１の円筒状胴部１ａがフープ巻きにて補
強され、ドーム部１ｂ，１ｃの強度がライナー材１のみ
によつて与えられるフープラップ型の圧力容器が得られ
る。
【００１１】このような３層の被覆層１７，１５，１４
は、それぞれの強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの種類を
異ならせ、引張弾性率（Ｋｇ／ｍｍ2 ）が内径側から次
第に大きくなつている。具体的には、第１被覆層１７の
強化材１７ａであるガラス繊維の引張弾性率は４７００
Ｋｇ／ｍｍ2 程度であり、第２被覆層１５の強化材１５
ａであるケブラー繊維の引張弾性率は６５００Ｋｇ／ｍ
ｍ2 程度であり、また、第３被覆層１４の強化材１４ａ
である炭素繊維の引張弾性率は７７００Ｋｇ／ｍｍ2 程
度である。なお、各強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの引
張強さは、いずれも１４０Ｋｇ／ｍｍ2 程度で、ほぼ同
一である。
は、それぞれの強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの種類を
異ならせ、引張弾性率（Ｋｇ／ｍｍ2 ）が内径側から次
第に大きくなつている。具体的には、第１被覆層１７の
強化材１７ａであるガラス繊維の引張弾性率は４７００
Ｋｇ／ｍｍ2 程度であり、第２被覆層１５の強化材１５
ａであるケブラー繊維の引張弾性率は６５００Ｋｇ／ｍ
ｍ2 程度であり、また、第３被覆層１４の強化材１４ａ
である炭素繊維の引張弾性率は７７００Ｋｇ／ｍｍ2 程
度である。なお、各強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの引
張強さは、いずれも１４０Ｋｇ／ｍｍ2 程度で、ほぼ同
一である。
【００１２】次に、上記実施例の作用について説明す
る。このような圧力容器の内部空間１ｅに圧力流体例え
ば圧力空気を封入すれば、ライナー材１に所定の内圧Ｐ
が作用して膨出変形を生ずる。ライナー材１は、圧力流
体の漏洩を防止する機能を有する。これにより、ライナ
ー材１及びライナー材１の上の第１被覆層１７、第２被
覆層１５及び第３被覆層１４に、ライナー材１の中心軸
線方向よりも大きな周方向の引張応力σｔが作用する。
この周方向の引張応力σｔは、引張応力＝周方向引張歪
×引張弾性率にて得られる。そして、被覆層１７，１
５，１４の全体において、内径側の大きな周方向引張歪
を生ずる箇所に引張弾性率の小さなガラス繊維からなる
強化材１７ａを配設し、外径側に向けて次第に周方向引
張歪が小さくなる箇所に、引張弾性率が次第に大きくな
るようにケブラー繊維からなる強化材１５ａ及び炭素繊
維からなる強化材１４ａをそれぞれ配設したことによ
り、引張応力σｔの厚さ方向の勾配が、各被覆層１７，
１５，１４にて不連続に発生する。しかも引張応力σｔ
の極大値は、各被覆層１７，１５，１４の内径部におい
て発生し、図４に示すように引張応力σｔがのこ刃状に
得られる。
る。このような圧力容器の内部空間１ｅに圧力流体例え
ば圧力空気を封入すれば、ライナー材１に所定の内圧Ｐ
が作用して膨出変形を生ずる。ライナー材１は、圧力流
体の漏洩を防止する機能を有する。これにより、ライナ
ー材１及びライナー材１の上の第１被覆層１７、第２被
覆層１５及び第３被覆層１４に、ライナー材１の中心軸
線方向よりも大きな周方向の引張応力σｔが作用する。
この周方向の引張応力σｔは、引張応力＝周方向引張歪
×引張弾性率にて得られる。そして、被覆層１７，１
５，１４の全体において、内径側の大きな周方向引張歪
を生ずる箇所に引張弾性率の小さなガラス繊維からなる
強化材１７ａを配設し、外径側に向けて次第に周方向引
張歪が小さくなる箇所に、引張弾性率が次第に大きくな
るようにケブラー繊維からなる強化材１５ａ及び炭素繊
維からなる強化材１４ａをそれぞれ配設したことによ
り、引張応力σｔの厚さ方向の勾配が、各被覆層１７，
１５，１４にて不連続に発生する。しかも引張応力σｔ
の極大値は、各被覆層１７，１５，１４の内径部におい
て発生し、図４に示すように引張応力σｔがのこ刃状に
得られる。
【００１３】しかして、極大歪を生ずる各被覆層１７，
１５，１４の内径面に生ずる極大応力σｔ2 及び各被覆
層１７，１５，１４の外径面に生ずる極小応力σｔ3 が
ほぼ等しく、かつ、極大応力σｔ2 と極小応力σｔ3 と
の差が所定の範囲に存在するように、各被覆層１７，１
５，１４の厚さ及び強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの種
類を調節することにより、引張応力σｔが各被覆層１
７，１５，１４に分散してかつほぼ均一に負担される。
従つて、被覆層１７，１５，１４全体の内径面に作用す
る最大応力にのみ依存して、圧力容器が破断応力（破断
歪）に達し、破断されることが解消する。更に、炭素繊
維は、亀裂に対して強いが、厚さが増大すると歪が小さ
い場合であつても破断し易くなるので、炭素繊維を最外
径層である第３被覆層１４の強化材１４ａとして使用す
ることにより、第１被覆層１７及び第２被覆層１５の保
護を図ることと、炭素繊維を強化材１４ａとする第３被
覆層１４の厚さを減少させて破断を防止することとを両
立できる。また、ケブラーは、軽いが光による変質を受
け易いといわれているので、第２被覆層１５の強化材１
５ａとして使用し、第３被覆層１４によつて覆うことは
軽量化及び耐久性を確保する上で好ましい。
１５，１４の内径面に生ずる極大応力σｔ2 及び各被覆
層１７，１５，１４の外径面に生ずる極小応力σｔ3 が
ほぼ等しく、かつ、極大応力σｔ2 と極小応力σｔ3 と
の差が所定の範囲に存在するように、各被覆層１７，１
５，１４の厚さ及び強化材１７ａ，１５ａ，１４ａの種
類を調節することにより、引張応力σｔが各被覆層１
７，１５，１４に分散してかつほぼ均一に負担される。
従つて、被覆層１７，１５，１４全体の内径面に作用す
る最大応力にのみ依存して、圧力容器が破断応力（破断
歪）に達し、破断されることが解消する。更に、炭素繊
維は、亀裂に対して強いが、厚さが増大すると歪が小さ
い場合であつても破断し易くなるので、炭素繊維を最外
径層である第３被覆層１４の強化材１４ａとして使用す
ることにより、第１被覆層１７及び第２被覆層１５の保
護を図ることと、炭素繊維を強化材１４ａとする第３被
覆層１４の厚さを減少させて破断を防止することとを両
立できる。また、ケブラーは、軽いが光による変質を受
け易いといわれているので、第２被覆層１５の強化材１
５ａとして使用し、第３被覆層１４によつて覆うことは
軽量化及び耐久性を確保する上で好ましい。
【００１４】図５には他の構造例を示す。上記の実施例
にあつては、各被覆層１７，１５，１４をフープ巻きの
みにて形成したが、この構造例にあつては、ライナー材
１の中心軸線方向を補強するヘリカル又はポーラ巻きと
周方向を補強するフープ巻きとを施し、ライナー材１の
全体にＦＲＰを巻き付けてある。その際、最内層となる
第１被覆層１７をヘリカル又はポーラ巻きにて形成し、
最外層となる第３被覆層１４をフープ巻きにて形成し、
中間層となる第２被覆層１５は、任意の巻き方にて形成
する。これにより、ライナー材１の中心軸線方向を補強
するヘリカル巻き又はポーラ巻きと、周方向を補強する
フープ巻きとを有し、ライナー材１の全体にＦＲＰを巻
付けたフルラップ型の圧力容器が得られる。この構造例
によつても、被覆層１７，１５，１４が３層をなすライ
ナー材１の円筒状胴部１ａに関し、前記実施例とほぼ同
様の作用を得ることができる。
にあつては、各被覆層１７，１５，１４をフープ巻きの
みにて形成したが、この構造例にあつては、ライナー材
１の中心軸線方向を補強するヘリカル又はポーラ巻きと
周方向を補強するフープ巻きとを施し、ライナー材１の
全体にＦＲＰを巻き付けてある。その際、最内層となる
第１被覆層１７をヘリカル又はポーラ巻きにて形成し、
最外層となる第３被覆層１４をフープ巻きにて形成し、
中間層となる第２被覆層１５は、任意の巻き方にて形成
する。これにより、ライナー材１の中心軸線方向を補強
するヘリカル巻き又はポーラ巻きと、周方向を補強する
フープ巻きとを有し、ライナー材１の全体にＦＲＰを巻
付けたフルラップ型の圧力容器が得られる。この構造例
によつても、被覆層１７，１５，１４が３層をなすライ
ナー材１の円筒状胴部１ａに関し、前記実施例とほぼ同
様の作用を得ることができる。
【００１５】また、上記の実施例にあつては、各被覆層
１７，１５，１４の強化材１７ａ，１５ａ，１４ａをそ
れぞれガラス繊維、ケブラー繊維又は炭素繊維の単体と
したが、これらの強化材１７ａ，１５ａ，１４ａを複合
材とし、混合率を変更することにより、各被覆層１７，
１５，１４の内径部に作用する周方向の極大応力σｔ2
をそれぞれほぼ合致させることも可能である。また、被
覆層１７，１５，１４を２層以上とすれば、ほぼ同様の
作用を得ることができる。勿論、強化材１７ａ，１５
ａ，１４ａとしては、各種の無機繊維や有機繊維を使用
することが可能である。
１７，１５，１４の強化材１７ａ，１５ａ，１４ａをそ
れぞれガラス繊維、ケブラー繊維又は炭素繊維の単体と
したが、これらの強化材１７ａ，１５ａ，１４ａを複合
材とし、混合率を変更することにより、各被覆層１７，
１５，１４の内径部に作用する周方向の極大応力σｔ2
をそれぞれほぼ合致させることも可能である。また、被
覆層１７，１５，１４を２層以上とすれば、ほぼ同様の
作用を得ることができる。勿論、強化材１７ａ，１５
ａ，１４ａとしては、各種の無機繊維や有機繊維を使用
することが可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明に係る圧力容器によれば、ＦＲＰ製の被覆層の内
径側から外径側に向けて引張弾性率が大きくなるように
したので、周方向の引張応力の勾配が従来例に比してほ
ぼ平坦となり、一様分布応力化する。その結果、単一の
ＦＲＰ製の被覆層からなる圧力容器と比較して、ＦＲＰ
製の各被覆層の強度が有効活用されることとなり、高耐
圧力が得られると共に、単位重量当たりの耐圧力が向上
するので、安価かつ軽量化が確保される。
本発明に係る圧力容器によれば、ＦＲＰ製の被覆層の内
径側から外径側に向けて引張弾性率が大きくなるように
したので、周方向の引張応力の勾配が従来例に比してほ
ぼ平坦となり、一様分布応力化する。その結果、単一の
ＦＲＰ製の被覆層からなる圧力容器と比較して、ＦＲＰ
製の各被覆層の強度が有効活用されることとなり、高耐
圧力が得られると共に、単位重量当たりの耐圧力が向上
するので、安価かつ軽量化が確保される。
【図１】 本発明の１実施例に係る圧力容器を示す半部
断面図。
断面図。
【図２】 同じく要部を示す断面図。
【図３】 同じくフイラメントワインデイング成形装置
を示す図。
を示す図。
【図４】 同じく作用説明図。
【図５】 他の構造例に係る圧力容器を示す半部断面
図。
図。
【図６】 従来例の作用説明図。
１：ライナー材、１ａ：円筒状胴部、１ｂ，１ｃ：ドー
ム部、１ｅ：内部空間、１４：第３被覆層、１４ａ：強
化材、１５：第２被覆層、１５ａ：強化材、１７：第１
被覆層、１７ａ：強化材、１８：案内ロール、１９：樹
脂槽、２０：ロール、Ｐ：内圧。
ム部、１ｅ：内部空間、１４：第３被覆層、１４ａ：強
化材、１５：第２被覆層、１５ａ：強化材、１７：第１
被覆層、１７ａ：強化材、１８：案内ロール、１９：樹
脂槽、２０：ロール、Ｐ：内圧。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属製のライナー材の外側に、樹脂被覆
を施した強化材を巻き付けて、繊維強化プラスチック製
の被覆層を形成した圧力容器において、前記被覆層を、
強化材の種類を異ならせて２層以上に形成し、外径側の
被覆層を内径側の被覆層よりも引張弾性率を大きく設定
し、所定の内圧が作用した際、各被覆層の内径部に作用
する周方向の引張応力の大きさをほぼ合致させることを
特徴とする圧力容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13918993A JPH06331032A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 圧力容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13918993A JPH06331032A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 圧力容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331032A true JPH06331032A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=15239633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13918993A Pending JPH06331032A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 圧力容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331032A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19952611A1 (de) * | 1999-11-02 | 2001-05-23 | Eberhard Haack | Hochdruckbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung |
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-
1993
- 1993-05-19 JP JP13918993A patent/JPH06331032A/ja active Pending
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