(57)【要約】【課題】液化石油ガス等の圧力容器に対し軽量化が求められ、一つの方策として樹脂製等のライナー上にガラス繊維等によるフィラメントワインディングを施すことが行われているが、さらに軽量化、コストダウンが求められる。【解決手段】複数の延伸ブロー成形によるボトルを結合金具で一体化することで、１個の圧力容器のように扱えることにより、軽量化をはかるとともにフィラメントワインディング工程を省くことによるコストダウンをはかる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個のガス容器用バルブと結合できるように３個以上からなる複数の延伸ブロー成形ボトルを結合金具により一体化した樹脂製圧力容器
【請求項２】
前記成形延伸ブローボトルがポリエチレンテレフタレートまたはポリ（エチレン−２，６ナフタレート）である請求項１記載の樹脂製圧力容器
【請求項３】
前記延伸成形ブローボトルが、ハイバリヤー性を付与した延伸ブローボトルである請求項１または請求項２記載の樹脂製圧力容器
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は液化石油ガス（ＬＰＧ）等比較的低圧のガスを充填するのに適した樹脂製圧力容器に関する。
【背景技術】
【０００２】  ＬＰＧ等比較的低圧のガスを充填する圧力容器には、主に鋼製容器が用いられている。鋼製容器は重く、運搬のエネルギー消費の観点からあるいは使用時の取り扱い易さの観点から軽量化が強く望まれていた。この解決法として、アルミ合金ライナーあるいはプラスチック製ライナーの外側をＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で補強した圧力容器が開発されてきた。軽量化には特にプラスチック製ライナーの使用が有効である。例えば特許文献１には、樹脂製ライナーの外周を補強繊維と樹脂からなる繊維強化プラスチック性のシェルで覆った圧力容器が開示されている。また特許文献２には圧力容器本体がプラスチック製内筒、薄葉金属膜および繊維強化プラスチックで構成されている圧力容器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４９２９４号  公報
【特許文献２】特開平１−１０５０９９号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  圧力容器の軽量化のために、プラスチック製ライナーの外側をＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で補強した圧力容器が既に知られており、一部実用化もされている。しかしながら、特にフィラメントワインディングによるＦＲＰ補強の材料費、加工費が高く、広く使用されるためにはさらなるコストダウンが必要となる。【０００５】  本発明は、ＦＲＰ補強の工程を除くことによりコストダウンをはかることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】    ＦＲＰ補強の工程を除くにはブロー成形または延伸ブロー成形により作成されたボトルが十分な耐圧強度を持てばよい。強度を得るには通常法のブロー成形よりは延伸ブロー成形が適しているが、大きな内容量を得るには直径を大きくする必要が有り、そうすると同じ肉厚の成形品でも耐圧強度は低下する。他方肉厚を厚くするには、ボトルを作成する前段階のプリフォームの厚みを増さなければならないが、非晶状態に保たないと延伸できないので、限界がある。【０００７】  本発明は、上記の耐圧と肉厚の関係による限界を解決するため、実現可能な肉厚を持ち、十分な耐圧を有するボトルを複数個結合して、一個のボトルのように扱えるようにすることによりＦＲＰ補強の工程を除き、使用可能な圧力容器を提供することを目的としている。
【発明の効果】
【０００８】  上述したように、  実現可能な肉厚を持ち、十分な耐圧を有するボトルを複数個結合して、一個のボトルのように扱えるようにすることによりＦＲＰ補強の工程を除き、使用可能な圧力容器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を示す一体化した樹脂製圧力容器の上面から見た平面図
【図２】同樹脂製圧力容器の図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】４本のボトルの配置図
【図４】７本のボトルの配置図
【図５】４本の正方形断面のボトルの配置図
【発明を実施するための形態】
【００１０】  本発明の一体化した樹脂製圧力容器の構成要素である個々のボトルは、延伸ブロー成形によるものが適している。これは通常のブロー成形ボトルと同じ材料使用量で比べると、強度において優っているからである。材料としては延伸ブロー成形が可能なものはいずれも候補となりうるが、コストおよび性能の点から、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリ（エチレン−２，６ナフタレート）（ＰＥＮ）が適している。実現できる厚みに限界があるので、補うために円筒状ポリエチレンテレフタレートシュリンクフィルムによる胴体部補強を併用することもできる。
【００１１】  ハイバリアー性を付与するために、多層延伸ブロー、金属蒸着、およびダイアモンドライクカーボン膜コーティングなどの手段を併用することもできる。
【００１２】  延伸ブロー成形は通常行われている方法で実施できる。一例をあげれば、射出成形により試験菅上のプリフォームを作り、これをブロー成形によりボトル状とする。
【００１３】    本発明の一体化した樹脂製圧力容器を形成するためには何本の延伸ブロー成形ボトルを必要とするかは次のようにして算定する。内圧がかかった場合のボトル壁にかかる応力は次の式により算出できることが知られている。
σ＝ＰＤ／２ｔ
ここでσはボトル壁にかかる応力で単位はＭＰａ、Ｐはボトルにかかる内圧（ＭＰａ）、Ｄはボトルの直径（ｍｍ）、ｔはボトルの壁肉厚（ｍｍ）である。具体的な数値をあてはめて可能なボトル直径を評価してみる。ＰＥＴの場合として、内圧Ｐを金属耐圧容器に適用される３．０ＭＰａ、円周方向の応力σを１４０ＭＰａ、成形可能な壁肉厚ｔを０．０６ｃｍとすると、Ｄは５．６ｃｍとなる。ＰＥＮの場合としてσを１７０ＭＰａ、ｔを０．１とすると、Ｄは１１．３ｃｍとなる。
【００１４】  上記のＰＥＴとＰＥＮの試算結果をもとに、１０，０００ｍＬ、２０，０００ｍＬ容量の一体化した圧力容器とするのに何本のボトルを一体化する必要があるかを求めてみる。必要な容量をＶｍＬとし、必要な本数をｎとし、ボトルの有効高さをＬｃｍとすると、ｎ≧４Ｖ／（３．１４Ｄ２Ｌ）であるから、前述の試算結果を適用し、Ｌ＝６０ｃｍとすると、ＰＥＴの場合１０，０００ｍＬの容器とすると、ｎ≧４×１０，０００／（３．１４×５．６２×６０）＝６．７７すなわち７本を束ねる必要がある。ＰＥＮの場合、２０，０００ｍＬの容器とすると、ｎ≧４×２０，００／（３．１４×１１．３２×６０）＝３．３２すなわち４本を束ねる必要がある。
【００１５】  本発明のボトルを一体化する金具は図１、図２に示すようにボトル３の雄ねじ部分と結合する複数個の雌ねじ４を有するパイプでボトルの空間と結合し、この複数のパイプは金具上板１と金具下板６のあいだの空間を介して、雌ねじ部５に連結しこの雌ねじがガス容器用バルブと結合して一体化を果たす。
【００１６】    ５の雌ねじを有するパイプは溶接またはねじ込みなどの結合手段により上板１と結合している。雌ねじを有するパイプ４は溶接またはねじ込みなどの結合手段により下板６と結合している。上板１と下板６は六角ボルト２とナット７により締め付け密着させるが、Ｏリングあるいはパッキングなどの手段によりガスの漏えい防止をはかる。
【００１７】  図２で示す結合方法では、ボトルのサイズと結合金具のサイズがほぼ対応して決まってしまうので、異なるボトルのサイズに適合できるようにボトルと雌ねじ部４の結合を銅パイプとリング玉（いわゆるそろばん玉）などのカップリング材を用いて行えばボトルサイズの選択幅が広げられる。
【００１８】  複数のボトルの配置の例は図３〜図５に示す。耐圧性の観点では円形断面が通常選ばれる、密に配置という意味では図５の正方形断面のものも使用できる。個数は３個以上任意に選べるが、空間がなるべく密に埋まっていることが望ましいので、円形断面にあっては、４本、７本、１３本、正方形断面にあっては４本、９本などが好ましい。
【実施例】
【実施例１】
【００１９】固有粘度０．７５のＰＥＴ樹脂を用いて、まず射出成形により試験管様のプリフォームを作り、そのプリフォームを縦２．５倍、横３．５倍に延伸ブロー成形することにより、内径５．４ｃｍ  有効長さ（未延伸部分を含まない）６０ｃｍ、肉厚０．４ｍｍのボトルを得た。これに収縮後０．２ｍｍ相当となる収縮性ＰＥＴチューブを胴にかぶせ、収縮操作を施したものを４本束ね、前述の一体化金具に装着し、一個のＬＰＧ充填用ボンベとして扱える樹脂製圧力容器を得た。
【実施例２】
【００２０】固有粘度０．９０のＰＥＮ樹脂を用いてまず射出成形により試験管様のプリフォームを作り、そのプリフォームを縦２．５倍、横３．５倍に延伸ブロー成形することにより、内径８．５ｃｍ  有効長さ（未延伸部分を含まない）６０ｃｍ、肉厚０．７ｍｍのボトルを得た。このボトル４本束ね、銅パイプとリング玉によるカップリングを用いて前述の一体化金具に装着し、一個のＬＰＧ充填用ボンベとして扱える樹脂製圧力容器を得た。
【実施例３】
【００２１】実施例１、２で得られた樹脂製圧力容器の耐圧試験を水圧試験機を用いて実施した。５０リットルのタンク、最高圧力８ＭＰａのハイドロポンプ、圧力計、当該樹脂製圧力容器、減圧ラインを配管により結合し、水による耐圧試験を実施した。実施例１および実施例２で得られた一体化した圧力容器はいずれも３ＭＰａの圧力で破壊、水の漏えいを起こさなかった。
【符号の説明】
【００２２】    １  上板
２  ６角ナット
３  ボトル
４  雌ねじつきパイプ
５  バルブ取り付け用雌ねじつきパイプ
６  下板
７  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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