[发明专利]高压容器和高压容器的制造方法

说明书

提供具有更高的耐压强度的高压容器和该高压容器的制造方法，所述高压容器是具备能够密闭的中空容器(12)和覆盖所述中空容器(12)的外表面的加强层(14)的高压容器(10)，其特征在于，所述加强层(14)具备层叠多层的复合碳纤维束(16)，所述复合碳纤维束(16)缠绕在所述中空容器(12)的外表面，通过热固化性树脂的固化物而固定，在一方复合碳纤维束(16)中所含的碳纤维(18a)与另一方复合碳纤维束(16)中所含的碳纤维之间设有应力缓和部(26)，所述应力缓和部(26)包含所述热固化性树脂的固化物(22)和多个碳纳米管(20a)。

技术领域

本发明涉及高压容器和高压容器的制造方法。

背景技术

近年来，正在开发通过燃料气体的燃烧能、由燃料气体的电化学反应生成的电能来驱动的车辆。氢气、天然气等燃料气体以高于常压的压力存储在具备能够密闭的中空容器(内衬)的高压容器内。中空容器的外表面由浸渗有树脂的纤维缠绕而形成的加强层(纤维增强树脂层)被覆(例如专利文献1、2)。

填充于高压容器的燃料气体的压力(填充压力)越高，填充量越增加，能够增加车辆的可行驶距离，因此燃料气体的填充压力越高越好。为了进一步提高燃料气体的填充压力，需求高压容器具有更高的耐压强度。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2013-173304号公报

专利文献2：日本特开2007-260973号公报

发明内容

为了提高高压容器的耐压强度，例如需要增加加强层中所含的纤维的量。纤维的量的增加，会引起高压容器的制造成本、质量、体积的增加之类的问题。因此，期望在不增加形成加强层的纤维的量的情况下，提高高压容器的耐压强度。

因此，本发明的目的是提供具有更高的耐压强度的高压容器以及该高压容器的制造方法。

本发明涉及的高压容器，具备能够密闭的中空容器和覆盖所述中空容器的外表面的加强层，其特征在于，所述加强层具备层叠多层的复合碳纤维束，所述复合碳纤维束缠绕在所述中空容器的外表面，通过热固化性树脂的固化物而固定，在一方复合碳纤维束中所含的碳纤维与另一方复合碳纤维束中所含的碳纤维之间设有应力缓和部，所述应力缓和部包含所述热固化性树脂的固化物和多个碳纳米管。

本发明涉及的高压容器的制造方法，是制造在能够密闭的中空容器的外表面具有加强层的高压容器的方法，其特征在于，包括：将浸渗有热固化性树脂的复合碳纤维束在施加拉伸载荷的状态下缠绕于所述中空容器的外表面的工序；和使所述热固化性树脂固化而形成所述加强层的工序，所述复合碳纤维束包含表面形成有结构体的多个连续的碳纤维，所述结构体包含多个碳纳米管，且直接附着在所述多个连续的碳纤维各自的表面。

根据本发明，高压容器具备包含被热固化性树脂的固化物固定的多层复合碳纤维束的加强层。在一方复合碳纤维束中所含的碳纤维与另一方复合碳纤维束中所含的碳纤维之间形成包含热固化性树脂的固化物的应力缓和部，因此韧性提高。其结果，形成强度高的加强层，得到具有更高的耐压强度的高压容器。

本发明的高压容器的制造方法中，加强层的制造所使用的是包含表面附着有多个碳纳米管(以下称为CNT)的多个连续的碳纤维的复合碳纤维束。通过使复合碳纤维束浸渗热固化性树脂，并在施加拉伸载荷的状态下缠绕于中空容器的外表面，从而在复合碳纤维束彼此之间形成应力缓和部，因此得到强度高的加强层。这样，能够制造耐压强度更高的高压容器。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的高压容器的立体图。

图2是本实施方式涉及的高压容器的长度方向的局部剖视图。

图3是图2中的区域X的放大图。