專利名稱：壓力容器單元及壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于貯存流體的壓力容器單元及壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
已知用于貯存液化的燃料氣體的金屬制的壓力容器。并且，近年來，已知有實現(xiàn)輕量化并提高了搬運性的樹脂制的壓力容器(復(fù)合容器)。復(fù)合容器例如由合成樹脂制的樹脂內(nèi)襯層和由FRP等形成的覆蓋該樹脂內(nèi)襯層的增強層構(gòu)成。并且，已知有利用樹脂制的護罩進一步覆蓋復(fù)合容器的外周來保護壓力容器使其免受外力的技術(shù)。貯存于壓力容器內(nèi)的液化氣在壓力容器內(nèi)氣化，并向壓力容器外部被取出需要的量而作為燃料來使用。此時的氣體產(chǎn)生量是通過由壓力容器內(nèi)的液化氣的潛熱與來自壓力容器的外部的輸入熱量的溫度差產(chǎn)生的熱平衡而進行的。當消耗液化氣時，由于奪走了液化氣的潛熱，因此氣體的產(chǎn)生量降低，但在壓力容器例如為鋼制的情況下能夠充分地獲得來自外部的輸入熱量，因此能夠防止液化氣的溫度降低，并輔助氣體的產(chǎn)生。由此，能夠有效地消耗壓力容器內(nèi)的液化氣。但是，由于復(fù)合容器由導(dǎo)熱性低的樹脂形成，因此無法充分獲得來自外部的輸入熱量，從而存在壓力容器內(nèi)的液化氣的利用效率低下的問題。因此，在專利文獻I中公開了如下技術(shù):在支承壓力容器的載置臺的內(nèi)部設(shè)置供工作液流動的管，并根據(jù)需要對壓力容器進行加熱。專利文獻I所述的壓力容器是固定于地面等的大型貯槽類型，而未考慮搬運性。專利文獻1:日本特開2010-156394號公報在專利文 獻1所述的壓力容器中，必須根據(jù)壓力容器內(nèi)的溫度來調(diào)節(jié)工作液的溫度，因此存在如下問題:加熱設(shè)備等附帶設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且溫度管理繁雜。另外，如果是固定于地面等的壓力容器，則能夠使工作液在配設(shè)于載置臺的管內(nèi)流動來進行溫度管理，但對于復(fù)合容器等具備搬運性的壓力容器，難以采用專利文獻I的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決這樣的課題而完成的，其課題在于提供壓力容器單元及壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)液化氣的利用效率的提高以及搬運性的提高，并且能夠容易地進行溫度管理。為了解決上述課題，本發(fā)明為一種壓力容器單元，所述壓力容器單元具有壓力容器和保護所述壓力容器的外周的護罩，其特征在于，所述壓力容器具有:中空的樹脂內(nèi)襯層，其用于貯存流體；樹脂制的增強層，其覆蓋所述樹脂內(nèi)襯層的外周；接口部件，其固定于所述樹脂內(nèi)襯層的一端側(cè)及另一端側(cè)；安裝部件，其固定于一端側(cè)的所述接口部件，成為所述流體的流路；以及導(dǎo)熱部件，其固定于另一端側(cè)的所述接口部件，所述導(dǎo)熱部件的一端側(cè)配置在所述樹脂內(nèi)襯層的中空部，所述導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)配置在所述壓力容器的外部且配置于所述護罩的收納部。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，能夠使導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)從外部空氣獲得的熱傳遞至壓力容器的內(nèi)部，因此能夠抑制液化氣的溫度降低。由此，即使在液化氣的殘余量少的情況下，也能夠提高液化氣的利用效率。另外，根據(jù)導(dǎo)熱部件，能夠利用壓力容器的內(nèi)部與外部空氣的溫度差而被動地獲得熱。因此，不需要如以往那樣的加熱設(shè)備等附帶設(shè)備等，從而能夠形成簡易的結(jié)構(gòu)。另外，導(dǎo)熱部件不會變成外部空氣溫度以上的溫度，因此不會對液化氣過度加熱。因此，壓力容器的溫度管理變得容易。另外，由于由樹脂內(nèi)襯層及樹脂制的增強層構(gòu)成壓力容器，所以能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化，并提高搬運性。另外，由于導(dǎo)熱部件中的配置于壓力容器的外部的部位配置于護罩的收納部，所以能夠保護導(dǎo)熱部件而使其免受外力。另外，優(yōu)選的是，所述護罩具有:裙部，其形成于所述壓力容器的另一端側(cè)；以及側(cè)壁部，其形成為相對于所述裙部裝卸自如，并覆蓋所述壓力容器的側(cè)部，所述收納部形成于所述裙部。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，收納部形成于所述裙部，并且裙部和側(cè)壁部裝卸自如，因此能夠容易地進行導(dǎo)熱部件的更換及維護。另外，優(yōu)選的是，所述導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)形成為，其每單位高度的表面積比所述導(dǎo)熱部件的一端側(cè)的每單位高度的表面積大。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，能夠有效地從外部空氣獲得熱。另外，本發(fā)明涉及一種壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法，所述壓力容器具有中空的樹脂內(nèi)襯層、和覆蓋所述樹脂內(nèi)襯層的外周的樹脂制的增強層，其特征在于，具有導(dǎo)熱部件，所述導(dǎo)熱部件的一端側(cè)配置于所述樹脂內(nèi)襯層的中空部，另一端側(cè)配置于所述壓力容器的外部，使所述導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)從外部空氣獲得的熱傳遞至所述壓力容器的內(nèi)部。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，能夠使導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)從外部空氣獲得的熱傳遞至壓力容器的內(nèi)部，因此能夠抑制液化氣的溫度降低。由此，即使在液化氣的殘余量少的情況下，也能夠提高液化氣的利用效率。另外， 根據(jù)導(dǎo)熱部件，能夠利用壓力容器的內(nèi)部與外部空氣的溫度差而被動地獲得熱。因此，不需要如以往那樣的加熱設(shè)備等附帶設(shè)備等，從而能夠形成簡易的結(jié)構(gòu)。另外，導(dǎo)熱部件不會變成外部空氣溫度以上的溫度，因此不會對液化氣過度加熱。因此，壓力容器的溫度管理變得容易。另外，由于由樹脂內(nèi)襯層及樹脂制的增強層構(gòu)成壓力容器，所以能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化，并提高搬運性。根據(jù)本發(fā)明的壓力容器單元及壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)液化氣的利用效率的提高及搬運性的提高，并且能夠容易地進行溫度管理。


圖1是示出本發(fā)明的實施方式的壓力容器單元的側(cè)剖視圖。圖2A和圖2B是示出本發(fā)明的變形例的主要部分的側(cè)剖視圖，圖2A示出第一變形例，圖2B示出第二變形例。標號說明I壓力容器單元2壓力容器
3 護罩4樹脂內(nèi)襯層5增強層6第一接口部件7安裝部件8第二接口部件9導(dǎo)熱部件10輔助部件31 裙部31a收納部32側(cè)壁部33把持部42 翅片52渦旋部
具體實施例方式參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細地進行說明。如圖1所示，本實施方式的壓力容器單元I由壓力容器2和對壓力容器2的外周進行保護的護罩3構(gòu)成。壓力容器(復(fù)合容器)2主要由樹脂內(nèi)襯層4、增強層5、第一接口部件6、安裝部件
7、第二接口部件8以及導(dǎo)熱部件9構(gòu)成。壓力容器2是用于貯存通過作用高壓力而液化的燃料氣體的容器。樹脂內(nèi)襯層4為樹脂制的，在內(nèi)部具備中空部。樹脂內(nèi)襯層4的材料不特別限定，但根據(jù)貯存的流體的種類及用途，可采用例如聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰胺、聚酮、聚苯硫醚(PPS)、尼龍、氟樹脂等熱塑性樹脂等。另外，也可以在樹脂內(nèi)襯層4設(shè)置由乙烯-乙烯醇共聚樹脂(EVOH)等形成的阻隔層而形成多層結(jié)構(gòu)。通過利用樹脂形成樹脂內(nèi)襯層4，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化。在本實施方式中，樹脂內(nèi)襯層4包括:呈筒狀的主體部4a ;從主體部4a的兩端部延伸設(shè)置的肩部4b、4b ;以及從肩部4b向中心軸線C方向延伸設(shè)置的端部4c、4c。樹脂內(nèi)襯層4的形狀不特別限定，例如也可以是球形。增強層5由纖維強化樹脂(FRP)形成，并覆蓋樹脂內(nèi)襯層4的外周。增強層5以如下方式形成:例如將玻璃纖維或碳纖維等增強纖維浸潰于由乙烯酯、環(huán)氧樹脂等主劑和硬化劑混合而形成的熱固化樹脂中。在本實施方式中，增強層5包括:呈筒狀的主體部5a ；從主體部5a的兩端部延伸設(shè)置的肩部5b、5b ;以及從肩部5b向中心軸線C方向延伸設(shè)置的端部5c、5c。 第一接口部件6是在樹脂內(nèi)襯層4及增強層5的上端的開口部分固定的部件。第一接口部件6是金屬制的，包括:環(huán)狀的內(nèi)部凸緣部11 ;從內(nèi)部凸緣部11突出的圓筒部12 ；形成于圓筒部12的上端的環(huán)狀的外部凸緣部13 ;以及連通孔14。樹脂內(nèi)襯層4的端部4c及增強層5的端部5c抵接于圓筒部12的外周面。連通孔14沿上下方向貫通，并在內(nèi)部形成有螺紋槽。連通孔14形成為隨著朝向下方而縮徑的錐狀。而且，第一接口部件6不限于上述形狀。安裝部件7是成為燃料氣體的流路的部件。在本實施方式中，安裝部件7采用閥門。安裝部件7形成為相對于第一接口部件6裝卸自如。安裝部件7采用閥門或各種連接部件等。第二接口部件8是在樹脂內(nèi)襯層4及增強層5的下端的開口部分固定的部件。第二接口部件8是金屬制的，包括:環(huán)狀的內(nèi)部凸緣部21 ;從內(nèi)部凸緣部21突出的圓筒部22 ；形成于圓筒部22的下端的環(huán)狀的外部凸緣23 ；以及連通孔24。樹脂內(nèi)襯層4的端部4c及增強層5的端部5c抵接于圓筒部22的外周面。連通孔24沿上下方向貫通，并在內(nèi)部形成有螺紋槽(內(nèi)螺紋)。連通孔24形成為隨著朝向上方而縮徑的錐狀。第二接口部件8不限于上述形狀。導(dǎo)熱部件9是金屬制的棒狀部件，是將從外部空氣獲得的熱傳遞至壓力容器2的內(nèi)部的部件。導(dǎo)熱部件9的一端側(cè)(上端側(cè))配置于樹脂內(nèi)襯層4的中空部，另一端側(cè)(下端偵D配置在壓力容器2的外部。在本實施方式中，導(dǎo)熱部件9經(jīng)由輔助部件10固定于第二接口部件8。輔助部件10呈大致圓錐狀，并與導(dǎo)熱部件9形成為一體。在輔助部件10的外周形成有螺紋槽(外螺紋)，并螺合于連通孔24。導(dǎo)熱部件9中的露出于樹脂內(nèi)襯層4側(cè)的部分的長度和接觸外部空氣的部分的長度根據(jù)壓力容器2的大小和貯存的燃料氣體的種類適當?shù)剡M行變更即可。在本實施方式中，導(dǎo)熱部件9采用吸液芯(wick)式熱管。熱管由銅制的中空密閉管、和封入該中空密閉管的內(nèi)部的工作液(水或沸點低的有機介質(zhì))構(gòu)成。在熱管中，借助來自外部空氣的輸入熱量在一端部(加熱部)使工作液蒸發(fā)，該蒸氣移動至另一端部(低溫部)而凝結(jié)。進而，從中空密閉管的側(cè)面向壓力容器2內(nèi)放熱從而輔助液化氣的氣化。放熱后的工作液通過毛細管結(jié) 構(gòu)(吸液芯)回流到一端部(加熱部)。熱管由于導(dǎo)熱性及熱響應(yīng)性高且重量輕，因此適合作為導(dǎo)熱部件9。而且，只要能夠?qū)耐獠靠諝猥@得的熱傳遞至壓力容器2的內(nèi)部，則導(dǎo)熱部件9可以采用任何材料及結(jié)構(gòu)。導(dǎo)熱部件9也可以是例如由銅或?qū)崧矢叩钠渌饘傩纬傻慕饘侔?。另外，在本實施方式中，?dǎo)熱部件9借助輔助部件10而固定，但也可以直接焊接于第二接口部件8，也可以通過螺紋或鉚接直接固定。 接著，對壓力容器的制造方法進行說明。首先，通過吹塑成型、旋壓成型或者注射成型來對中空的樹脂內(nèi)襯層4進行成型。第一接口部件6及第二接口部件8在樹脂內(nèi)襯層4的成型時被嵌件成型，但也可以通過成型方法而在后續(xù)工序中利用粘著劑等將第一接口部件6及第二接口部件8固定于樹脂內(nèi)襯層4。樹脂內(nèi)襯層4、第一接口部件6和第二接口部件8根據(jù)需要由O型環(huán)等密封部件等密封。而且，對于由樹脂內(nèi)襯層4、第一接口部件6和第二接口部件8構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)物，利用纖維纏繞法等纏繞上熱固化樹脂后，實施熱處理而形成增強層5。最后，固定安裝部件7和導(dǎo)熱部件9，完成壓力容器2。另外，壓力容器2的制造方法不限于該制造方法。護罩3是樹脂制的，是用于保護壓力容器2的外周的部件。護罩3由形成于壓力容器2的下端的裙部31、和從裙部31向上方延伸設(shè)置的側(cè)壁部32構(gòu)成。通過設(shè)置護罩3，能夠保護壓力容器2而使其免受外力，并且能夠使壓力容器2立起。裙部31呈環(huán)狀。在裙部31的中心部形成有成為圓柱狀的內(nèi)部空間的收納部31a。導(dǎo)熱部件9的另一端側(cè)露出于收納部31a的內(nèi)部。另外，在本實施方式中，第二接口部件8的外部凸緣23配置于收納部31a。收納部31a的長度形成為比導(dǎo)熱部件9中的從第二接口部件8露出的部分長。裙部31的內(nèi)部(除收納部31a之外的部分)可以是中空的，也可以是實心的。另外，也可以在裙部31設(shè)置重錘等以使壓力容器單元I難以傾倒。另外，也可以沿裙部31的半徑方向設(shè)置與收納部31a連通的貫通孔。側(cè)壁部32呈圓筒狀，并與增強層5的主體部5a、下側(cè)的肩部5b以及端部5c接觸。在側(cè)壁部32的上端側(cè)形成有沿徑向貫通的把持部33、33。通過將手或器具等鉤掛在把持部33上，能夠容易地進行搬運。側(cè)壁部32和裙部31也可以形成為一體，但優(yōu)選如本實施方式那樣例如通過螺紋的形式形成為裝卸自如。另外，在本實施方式中，護罩3的上方開放，因此壓力容器2相對于3的設(shè)置或取出變得容易。接著，對壓力容器單元I的作用效果進行說明。在壓力容器2的內(nèi)部貯存有例如液化的丙 烷(沸點約_42°C)。當壓力容器2內(nèi)的液化氣氣化時，液化氣的潛熱被奪走從而液化氣的溫度降低。通常，當液化氣的溫度降低至大約-30°C -20°C時，壓力容器2內(nèi)的壓力也降低，因此存在難以供給需要量的氣體的情況。但是，在本實施方式中，由于能夠使導(dǎo)熱部件9的另一端側(cè)從外部空氣獲得的熱傳遞至壓力容器2的內(nèi)部，因此能夠抑制液化氣的溫度降低。由此，即使在液化氣的殘余量少的情況下，也能夠提高液化氣的利用效率。另外，根據(jù)導(dǎo)熱部件9，能夠利用壓力容器2的內(nèi)部與外部空氣的溫度差而被動地獲得熱。具體地講，在將壓力容器單元I載置于外部空氣溫度為20°C的場所的情況下，如果液化氣的溫度例如為_20°C，則外部空氣與壓力容器2內(nèi)的溫度差為40°C，因此能夠?qū)⑼獠靠諝獾臒嵊行У貍鬟f至壓力容器2的內(nèi)部。并且，導(dǎo)熱部件9不會變成外部空氣溫度以上的溫度，因此不會對液化氣過度加熱。另外，在壓力容器2的內(nèi)部與外部空氣的溫度差小的情況下，熱不會經(jīng)由導(dǎo)熱部件9傳遞至壓力容器2的內(nèi)部。這樣，在本實施方式中，僅通過導(dǎo)熱部件9對壓力容器2內(nèi)的溫度進行管理，因此溫度管理變得容易。另外，由于只將導(dǎo)熱部件9配置于壓力容器2即可，所以不需要加熱設(shè)備等附帶設(shè)備等，從而能夠形成為簡易的結(jié)構(gòu)。另外，由樹脂內(nèi)襯層4和樹脂制的增強層5構(gòu)成壓力容器2，并且護罩3也為樹脂制的，因此能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化，并提高搬運性。另外，導(dǎo)熱部件9中的露出于壓力容器2的外部的部位配置于在護罩3的裙部31形成的收納部31a，因此能夠可靠地保護導(dǎo)熱部件9。另外，由于護罩3的裙部31形成為相對于側(cè)壁部32裝卸自如，所以能夠容易地進行導(dǎo)熱部件9的更換及維護。圖2A和圖2B是示出本發(fā)明的變形例的圖，圖2A示出第一變形例，圖2B示出第二變形例。在圖2A所示的第一變形例中，在導(dǎo)熱部件9A形成有多個翅片42，這一點與上述實施方式不同。導(dǎo)熱部件9A由本體部41和多個翅片42構(gòu)成。翅片42在本體部41的下端側(cè)相互之間隔開間隔形成。在圖2B所示的第二變形例中，在導(dǎo)熱部件9B形成有渦旋部52，這一點與上述實施方式不同。導(dǎo)熱部件9B由本體部51和渦旋部52構(gòu)成。渦旋部52連接在本體部51的下端并卷繞成螺旋狀。如第一變形例及第二變形例所示，通過設(shè)置翅片42或渦旋部52等，與導(dǎo)熱部件9的一端側(cè)(配置在樹脂內(nèi)襯層4的內(nèi)部的部位)相比，能夠增大每單位高度的表面積。由此，能夠更有效地獲 得來自外部空氣的熱。
權(quán)利要求
1.一種壓力容器單元，所述壓力容器單元具有壓力容器、和保護所述壓力容器的外周的護罩，其特征在于， 所述壓力容器具有 中空的樹脂內(nèi)襯層，其用于貯存流體； 樹脂制的增強層，其覆蓋所述樹脂內(nèi)襯層的外周； 接口部件，其固定于所述樹脂內(nèi)襯層的一端側(cè)及另一端側(cè)； 安裝部件，其固定于一端側(cè)的所述接口部件，成為所述流體的流路；以及 導(dǎo)熱部件，其固定于另一端側(cè)的所述接口部件， 所述導(dǎo)熱部件的一端側(cè)配置在所述樹脂內(nèi)襯層的中空部，所述導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)配置在所述壓力容器的外部且配置于所述護罩的收納部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓力容器單元，其特征在于， 所述護罩具有 裙部，其形成于所述壓力容器的另一端側(cè)；以及 側(cè)壁部，其形成為相對于所述裙部裝卸自如，并覆蓋所述壓力容器的側(cè)部， 所述收納部形成于所述裙部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的壓力容器單元，其特征在于， 所述導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)形成為，其每單位高度的表面積比所述導(dǎo)熱部件的一端側(cè)的每單位高度的表面積大。
4.一種壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法，所述壓力容器具有中空的樹脂內(nèi)襯層、和覆蓋所述樹脂內(nèi)襯層的外周的樹脂制的增強層，其特征在于， 具有導(dǎo)熱部件，所述導(dǎo)熱部件的一端側(cè)配置于所述樹脂內(nèi)襯層的中空部，另一端側(cè)配置于所述壓力容器的外部， 使所述導(dǎo)熱部件的另一端側(cè)從外部空氣獲得的熱傳遞至所述壓力容器的內(nèi)部。
全文摘要
提供壓力容器單元及壓力容器的溫度調(diào)節(jié)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)液化氣的利用效率的提高及搬運性的提高且能夠容易進行溫度管理。壓力容器單元(1)具有壓力容器(2)和保護壓力容器(2)外周的護罩(3)，其特征在于，壓力容器(2)具有貯存流體的中空的樹脂內(nèi)襯層(4)；覆蓋樹脂內(nèi)襯層(4)外周的樹脂制的增強層(5)；固定于樹脂內(nèi)襯層(4)的一端側(cè)及另一端側(cè)的接口部件(6、8)；固定于一端側(cè)的接口部件(6)并成為所述流體的流路的安裝部件(7)；及固定于另一端側(cè)的接口部件(8)的導(dǎo)熱部件(9)，導(dǎo)熱部件(9)的一端側(cè)配置在樹脂內(nèi)襯層(4)的中空部，另一端側(cè)配置在壓力容器(2)的外部且配置于護罩(3)的收納部(31a)。
文檔編號F17C1/16GK103256476SQ20131005079
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者竹花立美, 佐藤莊司 申請人:高壓氣體保安協(xié)會, 八千代工業(yè)株式會社