阅读说明：本技术 高压罐及制造高压罐的方法 (High-pressure tank and method for manufacturing high-pressure tank ) 是由 片野刚司 于 2020-01-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及高压罐及制造高压罐的方法。高压罐包括：衬里,该衬里用于存储流体；以及增强层,该增强层覆盖衬里的外表面并且包括缠绕在衬里上的纤维和树脂。增强层包括螺旋层组和大角度层,其中,该螺旋层组包括层叠的螺旋层,并且该大角度层与螺旋层组相邻地并且在衬里侧上设置。螺旋层组包括最内层、最外层和中间层,其中,该最内层最靠近衬里并且是分别具有最大纤维缠绕角度和第二最大纤维缠绕角度的第一螺旋层和第二螺旋层中的一个螺旋层,并且该最外层最靠近高压罐的外表面并且是第一螺旋层和第二螺旋层中的另一个螺旋层,并且中间层被布置在最内层和最外层之间并且包括缠绕角度小于最内层和最外层的螺旋层。(The present invention relates to a high-pressure tank and a method of manufacturing the high-pressure tank. The high-pressure tank includes: a liner for storing a fluid; and a reinforcing layer covering an outer surface of the liner and including fibers and resin wound around the liner. The reinforcement layer includes a spiral layer group including stacked spiral layers and a high angle layer provided adjacent to the spiral layer group and on the liner side. The spiral layer group includes an innermost layer, an outermost layer, and an intermediate layer, wherein the innermost layer is closest to the liner and is one of a first spiral layer and a second spiral layer having a maximum filament winding angle and a second maximum filament winding angle, respectively, and the outermost layer is closest to the outer surface of the high-pressure tank and is the other of the first spiral layer and the second spiral layer, and the intermediate layer is disposed between the innermost layer and the outermost layer and includes a spiral layer having a winding angle smaller than the innermost layer and the outermost layer.)

高压罐及制造高压罐的方法

技术领域

本发明涉及一种高压罐和一种制造高压罐的方法。

背景技术

被构造成以密封方式存储高压流体的罐的实例包括这样一种罐，该罐包括：限定在其中存储流体的空间的衬里；和增强层，该增强层被设置为使得衬里被增强层覆盖，由包括树脂和纤维的纤维增强塑料(FRP)制成，并且被构造成确保抵抗罐内压力的足够强度。日本未审专利申请特开第2005-106142号(JP 2005-106142A)描述了一种压力容器，该压力容器包括增强层，该增强层包括多个螺旋缠绕部，每个螺旋缠绕部均包括螺旋地缠绕在衬里上的纤维。在增强层中，螺旋缠绕部被布置成使得纤维缠绕角度从靠近衬里设置的内部螺旋缠绕部朝向外部螺旋缠绕部逐渐增加。

发明内容

在高压罐的增强层中，能够以各种顺序布置包括包括被螺旋地缠绕的纤维的螺旋层和包括被缠绕成环向图案的纤维的环向层的各种层。然而，还没有考虑到在增强层中的这些层之间的位置关系地对改善罐性能(诸如整个罐的耐久性)进行充分的研究。

本发明能够在以下方面中实现。

(1)本发明的一个方面涉及一种高压罐。该高压罐包括：衬里，所述衬里具有内部空间，所述内部空间用于存储流体；以及增强层，所述增强层包括缠绕在衬里上的纤维和树脂，并且被设置在衬里的外表面上，使得衬里的外表面被增强层覆盖。增强层包括：螺旋层组，所述螺旋层组包括层叠的螺旋层，在螺旋层中的每一个层中，纤维被螺旋地缠绕；以及大角度层，所述大角度层被设置在与螺旋层组相邻并且在靠近衬里的一侧上的位置处。大角度层在纤维缠绕角度方面大于螺旋层组的螺旋层中的任一个螺旋层。纤维缠绕角度是纤维相对于高压罐的轴线的方向的缠绕角度。螺旋层组包括最内层、最外层和中间层。最内层被布置成最靠近衬里。最内层是在螺旋层组的螺旋层中具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层和在螺旋层组的螺旋层中具有第二最大纤维缠绕角度的第二螺旋层中的一个螺旋层。最外层被布置成最靠近高压罐的外表面。最外层是第一螺旋层和第二螺旋层中的另一个螺旋层。中间层被布置在最内层和最外层之间。中间层包括具有比最内层的纤维缠绕角度和最外层的纤维缠绕角度中的每一个纤维缠绕角度都小的纤维缠绕角度的螺旋层。利用根据该方面的高压罐的构造，能够使得大角度层和螺旋层组之间的纤维缠绕角度差更小。因此，能够将在大角度层和螺旋层组之间产生的剪切应力保持为低，由此能够提高高压罐的耐久性。此外，容易适当地设定螺旋层组中的相邻层之间的纤维缠绕角度差。因此，在螺旋层组中纤维缠绕塌陷的发生能够受到约束。因此，可以容易地抑制由于纤维缠绕塌陷而导致的高压罐的强度和耐久性的降低。作为结果，能提高高压罐的性能。(2)在根据以上方面的高压罐中，在螺旋层组中彼此相邻地布置的螺旋层的纤维缠绕角度可以彼此不同。利用高压罐的这种构造，在螺旋层组中纤维缠绕塌陷的发生能够受到约束。因此，可以增强抑制由于纤维缠绕塌陷而导致的高压罐的强度和耐久性降低的效果。(3)在根据以上方面的高压罐中，最内层可以是第一螺旋层，并且最外层可以是第二螺旋层。利用高压罐的这种构造，可以减小在增强层中产生的应力。因此，可以增强改善高压罐的耐久性的效果。(4)在根据以上方面的高压罐中，螺旋层组的螺旋层可以被以被以如下的顺序层叠起来，即：使得在彼此相邻的所述螺旋层之间的纤维缠绕角度差的集合被用作对象总体的情况下的标准偏差最小化。利用高压罐的这种构造，通过减小在螺旋层组中的相邻螺旋层之间的纤维缠绕角度差的变化，使得使螺旋层组的层的物理性质更加均匀，并且因此能够减小在螺旋层组中应力的产生。除了以上方面之外，本发明可以在各个方面中实现。例如，本发明可以在与制造高压罐的方法有关的方面中实现。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是高压罐的概略截面视图；

图2是示意高压罐的外壁的一部分的放大概略截面视图；

图3是概略地示意纤维缠绕角度的图；

图4是示意螺旋层组的实例的图；

图5是示意制造高压罐的方法的概要的流程图；

图6是示意螺旋层组的实例的图；

图7是示意螺旋层组的实例的图；并且

图8是示意螺旋层组的实例的图。

具体实施方式

A.第一实施例

A-1.高压罐的总体构造

图1是根据本发明的第一实施例的高压罐100的概略截面视图。高压罐100被构造成存储高压流体。在本实施例中，高压罐100存储作为流体的被压缩的氢，并且被安装在例如是配备有氢罐的车辆的燃料电池车辆中。高压罐100包括衬里10、增强层70和帽21、22。注意图1和其他绘图(稍后描述)概略地示意根据本发明的高压罐100的各个部分，并且因此在绘图中示意的各个部分的尺寸不表示具体尺寸。

在衬里10中限定了其中存储高压气体的空间。衬里10包括筒形部16和两个圆顶部17、18，其中，筒形部16具有筒形形状并且在轴线O的方向上延伸，并且两个圆顶部17、18具有大致半球形状并且分别从筒形部16的相反端延伸。本实施例的衬里10由聚酰胺树脂制成。衬里10的聚酰胺树脂的实例包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11和尼龙12。在本实施例中，衬里10由尼龙6制成。

在本实施例中，通过将多个构件联接在一起来形成衬里10。具体地，衬里10包括衬里构件11、12、13，并且衬里构件11、12、13在轴线O的方向上按照该顺序布置。通过例如红外线焊接、激光焊接、热板焊接、振动焊接或超声波焊接，衬里构件11和衬里构件12可以被联接在一起，并且衬里构件12和衬里构件13可以被联接在一起。在衬里10中包括的构件的数目不限于三个，并且可以是等于或大于二的任何数目。衬里10可以通过除了将多个构件联接在一起的方法以外的方法来形成。例如，衬里10可以通过一体模制而整体地形成。此外，在衬里10的相反端处，帽21、22分别被布置在圆顶部17、18的顶部处。帽21、22例如通过嵌件成型被分别地联接到衬里构件11、13。

增强层70被设置成使得衬里10的外表面被增强层70覆盖。增强层70增强了衬里10，由此提高了高压罐100的强度(即，抵抗罐内部压力的强度)。增强层70由纤维增强塑料(FRP)制成，该纤维增强塑料包括缠绕在衬里10的外表面上的纤维和用于浸渍该纤维的树脂作为其构成元素。具体地，通过用细丝缠绕方法(在下文中，称为“FW方法”)将浸渍有树脂的长纤维缠绕在衬里10的外表面上并且然后固化树脂来形成增强层70。在典型的FW方法中，使用了用于覆盖衬里10的筒形部16的外表面的环向缠绕和用于覆盖圆顶部17、18的外表面的螺旋缠绕。增强层70包括纤维类型或纤维缠绕方式不同的多个层。

图2是示意高压罐100的外壁的一部分的放大概略截面视图。增强层70包括设置在衬里10上并且包含碳纤维增强塑料(CFRP)的碳纤维增强塑料层74(在下文中，也称为“CFRP层74”)以及设置在CFRP层上并且包含玻璃纤维增强塑料(GFRP)的玻璃纤维增强塑料层72(在下文中，也称为“GFRP层72”)。

CFRP层74包括每一个层均包括以环向图案缠绕的碳纤维的层(在下文中，也称为“环向层”)和每一个层均包括螺旋地缠绕的碳纤维的层(在下文中，也称为“螺旋层”)。“环向缠绕”是纤维的缠绕角度(在下文中，也称为“纤维缠绕角度”)相对于高压罐100的轴线O的方向基本上为直角(90度)的缠绕方式，而“螺旋缠绕”是该“螺旋缠绕”的纤维缠绕角度相对于高压罐100的轴线O的方向小于“环向层”的纤维缠绕角度的缠绕方式。本实施例的CFRP层74包括纤维缠绕角度不同的多个螺旋层。

图3是概略地示意纤维缠绕角度的图。纤维缠绕角度是相对于高压罐100的轴线O的方向的纤维缠绕角度。图3示意在垂直于轴线O的方向上看到的高压罐100，并且指示了纤维F的缠绕角度是角度θ。单个螺旋层和单个环向层中的每一个层均是通过在以相同的纤维缠绕角度连续地缠绕纤维、同时逐渐移位纤维的位置而形成的层。在单个螺旋层中，纤维的交叉部分在一些点处在衬里10的厚度方向上彼此重叠，但是纤维不具有在纤维缠绕方向上线性地在厚度方向上彼此重叠的部分。

“螺旋缠绕”可以被分类为“大角度螺旋缠绕”和“小角度螺旋缠绕”，其中，在所述“大角度螺旋缠绕”中，在纤维绕轴线O作出至少一次转弯之后，纤维缠绕方向在圆顶部处反转，并且纤维缠绕角度相对大，并且，在“小角度螺旋缠绕”中，在纤维围绕轴线O作出一次转弯之前，纤维缠绕方向在圆顶部处反转，并且纤维缠绕角度相对小。在纤维以环向图案缠绕的层(在下文中，也称为“环向层”)中的纤维缠绕角度可以例如在80°至90°的范围内，并且优选地等于或大于88°。在以大的纤维缠绕角度螺旋地缠绕纤维的层(在下文中，也称为“大角度螺旋层”)中的纤维缠绕角度可以例如等于或大于70°，并且优选地等于或大于78°。大角度螺旋层中的纤维缠绕角度可以等于或小于85°，并且优选地等于或小于81°。注意，环向层中的纤维缠绕角度大于大角度螺旋层中的纤维缠绕角度。在以小的纤维缠绕角度螺旋地缠绕纤维的层(在下文中，也称为“小角度螺旋层”)中的纤维缠绕角度需要超过0°，并且优选地等于或大于5°。小角度螺旋层中的纤维缠绕角度可以基于例如高压罐100的长度和帽21、22中的每一个的尺寸而被适当地设定，使得衬里10的外表面完全被小角度螺旋层覆盖。此外，小角度螺旋层中的纤维缠绕角度可以小于70°，可以等于或小于50°，可以等于或小于40°，并且可以等于或小于35°。

在图2中示意的CFRP层74包括从衬里10侧按照顺序层叠起来的第一环向层73、螺旋层组71、大角度螺旋层75和第二环向层76。螺旋层组71是通过层叠小角度螺旋层而形成的，每个小角度螺旋层均包括以小缠绕角度螺旋地缠绕的纤维。螺旋层组71包括三个或更多个小角度螺旋层。稍后将详细描述螺旋层组71。

在图2中示意的层叠的顺序仅是一个实例。只要包括以比螺旋层组71的螺旋层中的任一个螺旋层中的纤维缠绕角度大的纤维缠绕角度缠绕的纤维的大角度层被布置在与螺旋层组71相邻并且在靠近衬里10的一侧上的位置处，则CFRP层74的层数和层叠顺序可以根据需要改变。在本实施例中，如在图2中示意地，大角度层是环向层(第一环向层73)。然而，大角度层可以是大角度螺旋层。

在CFRP层74的层之间存在纤维缠绕角度改变的缠绕角度改变部。具体地，例如，在第一环向层73和螺旋层组71之间以及在螺旋层组71和大角度螺旋层75之间，分别存在纤维缠绕角度显著地改变的缠绕角度改变部。在如上所述纤维缠绕角度改变的每个缠绕角度改变部中，在纤维缠绕角度被不同地改变并且纤维的缠绕位置被移位到下一层的缠绕开始位置时，纤维被缠绕。

GFRP层72主要用于保护罐的内部不受从外部施加到罐表面的物理或化学刺激的影响。类似于CFRP层74，可以通过以任何给定的顺序层叠每一个包括浸渍有树脂并缠绕成环向图案的玻璃纤维的任何给定数目的环向层和每一个包括浸渍有树脂并被螺旋地缠绕的玻璃纤维的任何给定数目的螺旋层来形成GFRP层72。GFRP层72被设置成使得衬里10的外表面完全被GFRP层72覆盖。

在CFRP层74的每一个层和GFRP层72的每一个层中包括的树脂的实例包括热固性树脂(诸如环氧树脂)和热塑性树脂(诸如聚酯树脂和聚酰胺树脂)。在CFRP层74中包括的树脂和在GFRP层72中包括的树脂可以是相同类型或不同类型的。

A-2.螺旋层组

如上所述，通过层叠每一个包括被螺旋地缠绕的纤维的小角度螺旋层来形成螺旋层组71。如在图2中示意地，螺旋层组71包括在螺旋层组71的层中最靠近衬里10布置的最内层71a。最内层71a是在螺旋层组71的螺旋层中具有最大纤维缠绕角度的层(在下文中，也称为“第一螺旋层”)和具有第二最大纤维缠绕角度的层(在下文中，也称为“第二螺旋层”)中的一个层。此外，螺旋层组71包括在螺旋层组71的层中最靠近高压罐100的外表面布置的最外层71b。最外层71b是第一螺旋层和第二个螺旋层中的另一个层。此外，螺旋层组71包括被布置在最内层71a和最外层71b之间并且包括中间层71c，所述中间层71c具有比最内层71a和最外层71b的纤维缠绕角度小的纤维缠绕角度的螺旋层。在下文中，将更详细地描述具体实例。

图4是示意通过层叠十一个小角度螺旋层而形成的螺旋层组71的实例的图。在图4中示意的“层号”表示从最靠近衬里10的螺旋层到最靠近高压罐100的外表面的螺旋层以升序分配给螺旋层组71的螺旋层的编号。第1层是最内层71a，并且第11层是最外层71b。第2至第10层被包括在中间层71c中。图4示意螺旋层组71的螺旋层中的每一个的纤维缠绕角度。图4还示意相邻层之间的纤维缠绕角度差。

在图4中示意的螺旋层组71包括具有8°的纤维缠绕角度的两个螺旋层、具有10°的纤维缠绕角度的两个螺旋层、具有15°的纤维缠绕角度的两个螺旋层、具有17°的纤维缠绕角度的两个螺旋层，和具有20°的纤维缠绕角度的两个螺旋层。另外，螺旋层组71包括具有19°的纤维缠绕角度的一个螺旋层。

如上所述，在螺旋层组71中，具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层和具有第二最大纤维缠绕角度的第二螺旋层中的一个螺旋层层是最内层71a，并且第一螺旋层和第二螺旋层中的另一个螺旋层是最外层71b。当螺旋层以纤维缠绕角度的降序排列时，具有相同纤维缠绕角度的螺旋层被排列为不同的螺旋层。具体地，当螺旋层组71包括具有最大纤维缠绕角度的两个或更多个层时，具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层的纤维缠绕角度和具有第二最大纤维缠绕角度的第二螺旋层的纤维缠绕角度被认为是相同的，并且在这种情况下，最内层71a的纤维缠绕角度和最外层71b的纤维缠绕角度是相同的。在图4中的实例中，作为最内层71a的No.1层的纤维缠绕角度和作为最外层71b的第11层的纤维缠绕角度这两者均是20°。当螺旋层组71包括具有最大纤维缠绕角度的三个或更多个层时，在具有最大纤维缠绕角度的螺旋层中，除了最内层71a和最外层71b之外的任何层都被包括在中间层71c中。

在图4中示意的螺旋层组71的小角度螺旋层的数目仅是一个实例，并且可以适当地改变。此外，在图4中示意的小角度螺旋层中的每一个层的纤维缠绕角度仅是一个实例，并且可以适当地改变。螺旋层组71的层中的每一个层的纤维缠绕角度和每一个均具有其自身的纤维缠绕角度的螺旋层的数目可以基于要针对高压罐100实现的罐强度而适当地设定。在这种情况下，例如，当具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层的纤维缠绕角度和具有第二最大纤维缠绕角度的第二螺旋层的纤维缠绕角度彼此不同时，第一螺旋层和第二螺旋层中的一个螺旋层可以被用作最内层71a，并且第一螺旋层和第二螺旋层中的另一个螺旋层可以被用作最外层71b。

在高压罐100中，能够在对高压罐100进行干馏以使在增强层70中包括的树脂成分挥发并且使得纤维保留之后测量在螺旋层组71的层中的每一个中的纤维缠绕角度。

A-3.制造高压罐的方法

图5是示意制造高压罐100的方法的概要的流程图。为了制造高压罐100，首先，制备衬里10(步骤S100)。步骤S100如上所述包括将帽21、22分别联接到衬里构件11、13的嵌件成型过程以及将衬里构件11、12、13联接在一起的过程。然后，浸渍有树脂的纤维缠绕在在步骤S100中制备的衬里10上，以形成浸渍树脂的纤维层(在固化之前的增强层70)(步骤S110)。在步骤S110中，形成了增强层70。如在图2中示意地，增强层70包括从衬里10侧按照该顺序层叠的大角度层(第一环向层73)和螺旋层组71。然后，浸渍树脂的纤维层中的树脂被固化(步骤S120)，由此完成了高压罐100。树脂可以通过例如使用加热炉的加热或使用诱导高频感应加热的感应加热线圈的感应加热方法来固化。

在如此构造的本实施例的高压罐100的螺旋层组71中，与是大角度层的第一环向层73相邻的最内层71a是具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层或具有第二最大纤维缠绕角度的第二螺旋层。因此，能够使得大角度层和螺旋层组71之间的纤维缠绕角度差更小。当相邻层之间的纤维缠绕角度差小时，例如，即使流体到高压罐100中的填充和流体从高压罐100的排出反复地进行，也能够保持在相邻层之间产生的剪切应力是低的。当层的纤维缠绕角度不同时，层的物理性质彼此不同，并且层的伸缩方向不同。因此，随着相邻层之间的纤维缠绕角度差更大，在层之间的边界处产生的剪切应力更高。由于能够保持剪切应力是低的，因此能够提高增强层70的耐久性，作为结果，能够提高高压罐100整体的耐久性。

此外，在本实施例的高压罐100的螺旋层组71中，最靠近高压罐100的外表面布置的最外层71b是具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层或具有第二最大纤维缠绕角度的第二螺旋层。通过将最内层71a和最外层71b这两者的纤维缠绕角度设定为大的纤维缠绕角度，容易适当地设定在螺旋层组71中的相邻层之间的纤维缠绕角度差。

图6是以与图4中的类似的方式示意对照实例中的高压罐的螺旋层组71的构造的实例的图。在螺旋层组71中，螺旋层可以被布置成例如使得纤维缠绕角度从最内层71a到最外层71b逐渐减小或逐渐增加。图6示意螺旋层被布置成使得纤维缠绕角度从最内层71a到最外层71b逐渐减小的状态。在这种情况下，例如，当螺旋层组71如在图6中示意地包括具有相同纤维缠绕角度的两个或更多个螺旋层时，这些层被相继地布置。即使当螺旋层组71不包括具有相同纤维缠绕角度的螺旋层时，相邻层之间的纤维缠绕角度差也趋向于是相当小的。当一层的纤维缠绕角度和与该一层相邻的层(在下文中，称为“相邻层”)的纤维缠绕角度彼此相当接近时，该一层中的纤维和相邻层中的纤维在衬里10的厚度方向上彼此重叠，使得该一层中的纤维和相邻层中的纤维沿着纤维缠绕方向基本上线性地彼此对准。本申请的发明人等已经获得了新的发现，即，在这种情况下，在浸渍树脂的纤维缠绕在衬里10上之后并且在树脂固化之前，纤维缠绕塌陷趋向于发生。将缠绕在衬里10上的浸渍树脂的纤维通常包括通过将包括约20，000至约50，000根单纤维的丝束预浸料坯捆束在一起而形成的纤维束。因此，当纤维束在衬里10的厚度方向上彼此重叠使得纤维束沿着纤维缠绕方向基本上线性地彼此对准时，纤维束的束结构容易塌陷并且纤维容易变得错位。当发生这种纤维缠绕塌陷时，不能获得期望的纤维张力，并且固化的增强层70的强度和耐久性可能是低的。

根据本实施例，可以在整个螺旋层组71中约束相邻层之间的纤维缠绕角度差过小，从而使得易于适当地设定相邻层之间的纤维缠绕角度差。因此，能够约束纤维缠绕塌陷的发生。结果，可以抑制由于纤维缠绕塌陷而导致的高压罐100的强度和耐久性的降低。

在本实施例中，大角度螺旋层75被设置成被布置在与螺旋层组71相邻并且在靠近高压罐100的外表面的一侧上的位置处的层，但是可以采用另一种构造。例如，第二环向层76可以与螺旋层组71相邻地布置，而不在第二环向层76和螺旋层组71之间设置大角度螺旋层75。可替代地，可以采用这样的构造，其中这种大角度层不被设置在与螺旋层组71相邻并且在靠近高压罐100的外表面的一侧上的位置处。

当大角度层被布置在与螺旋层组71相邻并且在靠近高压罐100的外表面的一侧上的位置处时，能够使得在布置在与螺旋层组71相邻并且在靠近高压罐100的外表面的一侧上的位置处的大角度层和螺旋层组71的最外层71b之间的纤维缠绕角度差是小的，因为最外层71b是第一螺旋层或第二螺旋层，并且因此最外层71b的纤维缠绕角度是大的。作为结果，因为在相邻层之间的纤维缠绕角度差不再是大的，所以可以保持剪切应力是低的。此外，当提供了为了确保高压罐100的强度而必要的要求数目的环向层时，如在本实施例中那样，螺旋层组71介于环向层之间。以此方式，由于相继地层叠的环向层的数目不再是过多的数目，因此可以约束在环向层中发生纤维缠绕塌陷。当螺旋层组71介于环向层之间时，如在本实施例中那样，能够通过在螺旋层组71和环向层之间设置大角度螺旋层来防止纤维缠绕角度的急剧变化。

B.第二实施例

图7是以与图4中的类似的方式示意根据第二实施例的高压罐100的螺旋层组71的构造的实例的图。除了螺旋层组71的构造之外，第二实施例的高压罐100具有与第一实施例的高压罐100相同的结构。图7示意如在图4中示意的螺旋层组71中那样设置十一个小角度螺旋层的实例。在第二实施例中，螺旋层组71的螺旋层被以如下的顺序层叠起来，即：使得在相邻的螺旋层之间的纤维缠绕角度差的集合用作对象总体的情况的标准偏差更小(更具体地，使得标准偏差被最小化)。例如，在图7中示意的实例中，标准偏差为1.6。与此相对照，在图4中示意的实例中，标准偏差约为2.154。

利用该构造，通过减小在螺旋层组71中的相邻螺旋层之间的纤维缠绕角度差的变化，使得螺旋层组71的层的物理性质更加均匀，并且由此能够减小在螺旋层组71中的应力的产生。结果，能够进一步提高高压罐100的耐久性。

C.第三实施例

图8是以与图4中的类似的方式示意根据第三实施例的高压罐100的螺旋层组71的构造的实例的图。除了螺旋层组71的构造之外，第三实施例的高压罐100具有与第一实施例的高压罐100相同的结构。图8示意仅在最内层71a的纤维缠绕角度方面与图7的第二实施例的不同的螺旋层组71的实例。在第三实施例的螺旋层组71中，最内层71a是具有最大纤维缠绕角度的第一螺旋层。

利用该构造，与最外层71b是第一螺旋层并且最内层71a是第二螺旋层的情况相比，可以增强减小在增强层70中产生的应力的效果。在其中在螺旋层组介于该大角度层之间的情况下设置大角度层的增强层70中，布置在衬里10侧上的大角度层(第一环向层73)具有比布置在靠近高压罐100的外表面的一侧上的大角度层(大角度螺旋层75和第二环向层76)高的用于确保高压罐100的强度的载荷分担。推测起来，这是因为，介于大角度层之间的螺旋层组71比大角度层柔软，并且因此设置在螺旋层组71上的大角度层的载荷分担减少。与在具有较低的载荷分担的大角度层和小角度螺旋层之间的界面中相比，在具有较高的载荷分担的大角度层和小角度螺旋层之间的界面中更容易产生应力。因此，与具有较高的载荷分担的衬里10侧上的大角度层接触的最内层71a的纤维缠绕角度被设定为更大的纤维缠绕角度，以减小最内层71a和大角度层之间的纤维缠绕角度差。以此方式，可以减小在增强层70中产生的应力，由此增强增加高压罐100的耐久性的效果。

D.其他实施例

(D1)在图4、图7和图8中示意的前述实施例中，在螺旋层组71中的相邻螺旋层的纤维缠绕角度彼此不同。可替代地，可以存在具有相同纤维缠绕角度的螺旋层相继地布置的部分。即使在这种情况下，通过将与大角度层相邻的最内层71a和最外层71b设定为具有最大纤维缠绕角度的层和具有第二最大纤维缠绕角度的层，也能够获得上述效果。即，在整个螺旋层组中，更容易约束最内层71a和在衬里10侧上的大角度层之间的纤维缠绕角度差，并且适当地确保相邻层之间的纤维缠绕角度差。

(D2)在前述实施例中，螺旋层组71是由碳纤维增强塑料制成的CFRP层74的一部分。然而，可以采用另一种构造。例如，即使在使用除了碳纤维以外的纤维形成增强层70的情况下，当在螺旋层被层叠起来的螺旋层组中采用关于纤维缠绕角度与上述实施例中的任一个相同的构造时，也能够获得与前述实施例的效果相同的效果。

本发明不限于前述实施例，并且可以在所附权利要求的范围内以各种其他实施例来实现。例如，与在发明内容中描述的方面中的技术特征相对应的前述实施例的技术特征可以彼此替换或组合，以部分或完全解决技术问题或部分或完全呈现有利的效果。此外，可以在适当时删除在说明书中未被描述为必要技术特征的任何技术特征。