[发明专利]高压气体用容器及其制造方法

说明书

具备金属制容器的高压气体用容器中，缓和作用于螺纹部的应力，防止疲劳破坏。上述具备金属制容器的高压气体用容器中，上述金属制容器具备：金属圆筒，设置于上述金属圆筒的至少一个端部的内周面的内螺纹部，以及，在外周面具有与上述内螺纹部拧接的外螺纹部的盖子；上述内螺纹部和上述外螺纹部的多个螺纹底部的，从上述螺纹底部在深度方向0.4mm的位置的残余压缩应力的最大值为100MPa以上且上述金属圆筒的材料的拉伸强度以下且为上述盖子的材料的拉伸强度以下。

技术领域

本发明涉及高压气体用容器及其制造方法。

背景技术

作为未来的新型汽车，期待解决CO₂排出问题并且能够解决能源问题的燃料电池汽车。用于供给该燃料电池汽车氢的加氢站设置以80MPa以上的压力储存氢的高压气体用容器(也称为蓄压器)。

这样的高压气体用容器大致有两种形状。一种是以气瓶为代表的对管的端部实施拉深加工制成镜部(dome part)的圆筒型容器，另一种是在直线的管的两端加盖子的直型容器。

圆筒型容器具有向容器内的截面积向气体的出口即长边方向端部减少的形状，该端部称为“镜部”。在上述镜部的前端设置有供气体进出的吹嘴，上述吹嘴用具有螺纹的挡块密封。上述挡块的面积与该圆筒型容器的圆筒部的截面积相比足够小，因此施加于吹嘴的螺纹部的应力减少，因此，没有压力的密封方面的问题。但是，加氢站用等高压气体用容器需要在开始使用后定期进行内表面检查，而圆筒型容器存在不易进行其容器的内表面的检查的问题。

另外，使用金属制容器制成高压气体用容器的情况下，通常，为了提高强度而对金属制容器实施热处理。上述热处理中，通常在加热金属制容器后实施通过冷却水进行快速冷却的淬火，但圆筒型容器的情况下，由于冷却水进出容器内部都花费时间，因此热处理时的冷却速度变慢，钢组织的差别增大。

并且，通过上述热处理在金属制容器的表面产生氧化皮、脱碳层，但圆筒型容器的情况下，很难除去容器内表面形成的氧化皮、脱碳层。因此，由于以内表面进行热处理后直接使用，导致金属制容器的疲劳特性劣化。

因此，为了避免如上所述的问题，考虑使用直型的容器。如果是对直的管加盖子的结构，则管的开口部大，因此热处理时的冷却变得容易，能够精密地控制钢材的组织。另外，可以容易地通过机械加工除去热处理时生成的脱碳层、氧化皮。并且，取下盖子也便于使用后检查容器的内表面。而且，直型容器中没有经拉深加工的镜部，因此也几乎没有由加工导致的差别，能够制造均匀的容器。作为这样的高压气体用容器，例如，专利文献1、2记载的容器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015－158243号公报

专利文献2:日本特开2017－141919号公报

发明内容

但是，使用直线形状的容器的情况下，容器截面是一定的，因此内部的压力全部由盖子承受。因此，对于使用直线形状的容器的高压气体用容器，要求其盖子结构能够耐受极高的压力。

作为直型容器的盖子结构，有在直线形状的容器的端部设凸缘并使用该凸缘将盖子螺栓固定的结构或者将盖子与容器螺纹紧固的结构等。

但是，使用凸缘的盖子结构中，存在为了设置凸缘而使容器尺寸增大、成本变高的问题。因此，为了满足容器尺寸的小型化、低成本化的要求，优选采用螺纹紧固的盖子结构。

但是，螺纹紧固的盖子结构中，虽然能够避免使用凸缘时的问题，但是螺纹部所负荷的应力高，可能以螺纹部为起点产生疲劳破坏。

本发明是鉴于上述情况而进行的，目的在于具备金属制容器的高压气体用容器中，缓和作用于螺纹部的应力，防止疲劳破坏。

本发明人等为了解决上述课题进行研究，结果得到以下见解。