專利名稱：一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種儲氫瓶，尤其是涉及一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶。
背景技術(shù)：
氫是自然界最普遍存在的元素，可作為能源載體，具有以下特點(1)它是一種清潔能源氫氣對人體無害，燃燒后生成水和少量的氮化氫，稍加處理后不會污染環(huán)境；(2)是一種高熱值能源氫的單位重量的發(fā)熱量為28900千卡/kg，是汽油熱值的 3倍、煤熱值的4倍。除核燃料外，氫的燃燒熱值是所有礦物燃料、生物燃料和化工燃料中最高的。多年來，科學(xué)家們一直致力研究氫能的大規(guī)模制取、儲存和應(yīng)用的技術(shù)，以便用這 種優(yōu)質(zhì)潔凈的能源載體替代礦物燃料，特別是替代日益緊缺的油氣資源。近年來，在全球范 圍內(nèi)，加快研究氫能的規(guī)模應(yīng)用呼聲日高，以至出現(xiàn)“氫能經(jīng)濟(Hydrogen Economy) ”的專 門詞匯。高壓儲氫具有儲氫容器結(jié)構(gòu)簡單、壓縮氫氣制備的能耗較少、灌裝速度快等優(yōu)點， 已經(jīng)成為氫能儲運的主要方式。但是現(xiàn)有的高壓儲氫瓶具有以下缺點1、現(xiàn)有純金屬材料壓力容器由于金屬材料密度較大，容器質(zhì)量大，單位質(zhì)量儲氫 密度較低。2、更大的問題是當壓力容器失效的情況下會以碎片的形式爆炸，容易造成人身傷
害，安全性較差。3、而且由于金屬強度有限，為提高容器工作壓力，只能增加容器厚度。但這會增加 容器的制造難度，且容易造成加工缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種重量輕、承 載能力高、安全性好的鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫 瓶，其特征在于，該儲氫瓶包括金屬內(nèi)襯、加強層和保護層，所述的加強層設(shè)置在金屬內(nèi)襯 和保護層之間。所述的金屬內(nèi)襯為鋁合金內(nèi)襯。所述的加強層為碳纖維復(fù)合材料層，該碳纖維復(fù)合材料層是在金屬內(nèi)襯的筒體上 交替纏繞縱向螺旋纏繞纖維層和環(huán)向纏繞纖維層，兩端封頭部分纏繞螺旋纏繞纖維層構(gòu)成 的。所述的保護層為玻璃纖維復(fù)合材料層，該玻璃纖維復(fù)合材料層是在加強層外采用 玻璃纖維全纏繞構(gòu)成的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點[0016]1、由于纖維強度大大高于普通金屬，且比重小，可以減輕容器的質(zhì)量，提高容器承 載能力，大大提高單位質(zhì)量儲氫率。 2、未爆先漏，氫氣屬易燃易爆介質(zhì)，且燃料電池汽車多在人口密集處行駛，如果氫 氣瓶發(fā)生爆炸危害是非常大的。因此，必須將未爆先漏作為一個重要的設(shè)計準則。具體來 講，氣瓶的破壞應(yīng)首先發(fā)生在金屬內(nèi)襯，內(nèi)襯發(fā)生破壞后，氣體穿過內(nèi)襯迅速地擠壓纖維樹 脂復(fù)合層，發(fā)生泄漏，但不導(dǎo)致氣瓶的整體爆破，該結(jié)構(gòu)容器的安全性大大提高。3、鋁合金具有優(yōu)良的抗氫脆性能，內(nèi)襯選用鋁合金材料使容器具備很好的抗氫脆 性能。4、容器壁內(nèi)的應(yīng)力分布是不均勻的，各向同性的金屬材料制造壓力容器并沒有發(fā) 揮金屬材料所有的潛能。復(fù)合材料的各向異性正好可以彌補這個不足，纖維方向強度最高， 用以承受周向應(yīng)力，其它方向強度較低，則正好承受其它低應(yīng)力，可以充分發(fā)揮材料的潛 能，很容易將容器的工作壓力提高到普通金屬容器很難達到的水平，且制造工藝穩(wěn)定，不易 產(chǎn)生缺陷。

圖1為本實用新型儲氫瓶的半剖圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例 一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶，該儲氫瓶包括金屬內(nèi)襯1、加強層2和保護層3，所 述的加強層2設(shè)置在金屬內(nèi)襯1和保護層3之間。所述的金屬內(nèi)襯為鋁合金內(nèi)襯。所述的 加強層為碳纖維復(fù)合材料層，該碳纖維復(fù)合材料層是在金屬內(nèi)襯的筒體上交替纏繞縱向螺 旋纏繞纖維層和環(huán)向纏繞纖維層，兩端封頭部分纏繞螺旋纏繞纖維層構(gòu)成的。所述的保護 層為玻璃纖維復(fù)合材料層，該玻璃纖維復(fù)合材料層是在加強層外采用玻璃纖維全纏繞構(gòu)成 的。
權(quán)利要求一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶，其特征在于，該儲氫瓶包括金屬內(nèi)襯、加強層和保護層，所述的加強層設(shè)置在金屬內(nèi)襯和保護層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶，其特征在于，所述的金屬內(nèi) 襯為鋁合金內(nèi)襯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶，其特征在于，所述的加強層 為碳纖維復(fù)合材料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶，其特征在于，所述的保護層 為玻璃纖維復(fù)合材料層。
專利摘要本實用新型涉及一種鋁內(nèi)膽纖維全纏繞儲氫瓶，該儲氫瓶包括金屬內(nèi)襯、加強層和保護層，所述的加強層設(shè)置在金屬內(nèi)襯和保護層之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有重量輕、承載能力高、安全性好等優(yōu)點。
文檔編號F17C1/08GK201561265SQ20092021474
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者朱豪吉 申請人:上?？蛋唾愄乜萍及l(fā)展有限公司