CN105529483A - 氢供给用配管及氢供给用配管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供氢供给用配管及氢供给用配管的制造方法，目的在于实现用于向燃料电池供给氢的氢供给用配管的隔音性能的提高。用于向燃料电池供给氢的氢供给用配管具备：流路管部件，内侧供氢流通；及管状的被覆部件，被覆流路管部件的外表面，被覆部件在氢供给用配管的管轴方向上被分割成多个分割片，各个分割片以相邻的其他分割片的端部与自身的端部重叠的方式沿管轴方向排列配置，并通过热收缩而紧贴于流路管部件的外表面。

Description

氢供给用配管及氢供给用配管的制造方法
本申请主张基于2014年10月15日提出的申请编号2014-210383号的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部内容通过参照而援引于本申请。
技术领域
本发明涉及用于向燃料电池供给氢的氢供给用配管及其制造方法。
背景技术
一直以来，已知有用于向燃料电池供给作为燃料气体的氢的配管即氢供给用配管(JP2007-42433A，JP2014-160541A)。氢供给用配管在经由喷射器而使氢罐内的氢流通时，内部的氢产生脉动，存在以该脉动为原因而产生放射音的情况。在燃料电池搭载车辆中，该放射音有时会传到车室内，存在商品性下降的问题。
本申请的发明者在为了解决该问题而采取方法之际，发现了产生以下的各种课题的情况。例如，作为用于解决该问题的一个方法，设想了利用热收缩管等被覆部件被覆内侧供氢流通的流路管部件的氢供给用配管。然而，由于以下说明的制造上的理由，增大被覆流路管部件的被覆部件的壁厚并不容易。即，通过被覆部件来确保氢供给用配管的隔音性并不容易。
为了制造通过被覆部件被覆流路管部件的氢供给用配管，首先，在弯折加工前的流路管部件上安装热收缩管，通过加热使热收缩管热收缩。然后，将热收缩管紧贴于外表面的流路管部件弯折加工成特定的形状。设为这样的次序是因为，对弯折加工后的流路管部件安装热收缩管并不容易。而且，这是因为，对安装有未紧贴于流路管部件的外表面的热收缩前的热收缩管的状态的流路管部件进行弯折加工并不容易。在这样的工序中，在增大热收缩后的被覆部件的壁厚的情况下，当对紧贴有被覆部件的流路管部件进行弯折加工时，被覆部件有时会破损。
发明内容
本发明为了解决上述的课题而作出，可以作为以下的方式来实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种用于向燃料电池供给氢的氢供给用配管。该氢供给用配管具备：流路管部件，内侧供所述氢流通；及管状的被覆部件，被覆上述流路管部件的外表面，上述被覆部件在上述氢供给用配管的管轴方向上被分割成多个分割片，各个上述分割片以相邻的其他上述分割片的端部与自身的端部重叠的方式沿上述管轴方向排列配置，并通过热收缩而紧贴于上述流路管部件的外表面。根据该结构，通过对被覆部件进行分割，能够对弯折加工后的流路管部件安装被覆部件，因此无需对紧贴了被覆部件之后的流路管部件进行弯折加工。由此，即使是热收缩后的壁厚大的被覆部件，也能够容易地紧贴于弯折加工后的流路管部件的外表面，因此能够实现氢供给用配管的隔音性能的提高。
(2)在上述方式的氢供给用配管中，可以是，关于各个上述分割片，在上述氢供给用配管的使用时的姿势下，彼此相邻的两个上述分割片中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的上述分割片的端部被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的上述分割片的端部。根据该结构，在氢供给用配管的使用时，附着于铅垂方向上方侧的分割片的水等液体即使向铅垂方向下方侧的分割片移动，也能够抑制液体从下方侧的分割片的端部向分割片的内侧浸入。
(3)在上述方式的氢供给用配管中，可以是，上述氢供给用配管具备弯曲部和与上述弯曲部连接的大致直线状的延伸部，彼此相邻的两个上述分割片各自的端部相互重叠的部分即重复部处于上述氢供给用配管的上述延伸部。根据该结构，能够更充分地确保相邻的两个分割片的端部之间的密封性。
(4)根据本发明的一方式，提供一种用于向燃料电池供给氢的氢供给用配管的制造方法。该制造方法具备以下工序：准备工序，准备内侧供上述氢流通的流路管部件；弯折工序，对上述流路管部件进行弯折加工；安装工序，对于进行了上述弯折加工后的上述流路管部件，依次安装对热收缩性的管状的被覆部件进行分割而形成的多个分割片；及收缩工序，使安装于上述流路管部件的上述多个分割片热收缩而紧贴于上述流路管部件的外表面。根据该结构，通过对被覆部件进行分割，能够对弯折加工后的流路管部件安装被覆部件，因此无需对紧贴了被覆部件之后的流路管部件进行弯折加工。由此，即使是热收缩后的壁厚大的被覆部件，也能够容易地紧贴于弯折加工后的流路管部件的外表面，因此能够实现氢供给用配管的隔音性能的提高。
(5)在上述方式的制造方法中，在上述安装工序中，对各个上述分割片进行安装，使得在所制造的上述氢供给用配管的使用时的姿势下，彼此相邻的两个上述分割片中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的上述分割片的端部被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的上述分割片的端部。根据该结构，在所制造的氢供给用配管的使用时，附着于铅垂方向上方侧的分割片的水等液体即使向铅垂方向下方侧的分割片移动，也能够抑制液体从下方侧的分割片的端部向分割片的内侧浸入。
另外，本发明能够以各种形态实现，例如，能够以包含氢供给用配管的燃料电池系统、燃料电池系统的制造方法、搭载有该燃料电池系统的燃料电池车辆等方式实现。
附图说明
图1是例示了具有第一实施方式的氢供给用配管的燃料电池车辆的图。
图2是例示了氢供给用配管部件的概略结构的立体图。
图3是氢供给用配管部件的管轴方向上的剖视图。
图4是用于说明氢供给用配管部件的制造方法的流程图。
图5是用于说明作为比较例的制造方法的流程图。
具体实施方式
图1是例示了具有第一实施方式的氢供给用配管100的燃料电池车辆10的说明图。燃料电池车辆10具备燃料电池20、氢罐30、氢供给用配管100及排气排水用配管40。燃料电池20配置在对车室11进行划分的下车身12的下方侧且位于前轮FW与后轮RW之间的车室地板下区域13。燃料电池20接受氢气和氧气的供给而进行发电，将发电电力向未图示的驱动用电动机供给。氢罐30横向地搭载于下车身12的下方侧且比燃料电池20靠后轮RW侧的位置。另外，燃料电池车辆10可以具备多个氢罐30。而且，燃料电池车辆10可以具备供用于对燃料电池20进行冷却的散热器、冷却介质流通用的配管等。
氢供给用配管100配置在氢罐30与燃料电池20之间，将填充于氢罐30内的氢向燃料电池20供给。本实施方式的氢供给用配管100具备通过连接部103将多个氢供给用配管部件101、102连接的结构。两个氢供给用配管部件101、102是同样的结构，关于详情在后文叙述。连接部103例如由连接器、连接管等连接部件构成。氢供给用配管100没有限定在氢罐30与燃料电池20之间，在燃料电池车辆10具备多个氢罐30的情况下，可以配置在多个氢罐30之间。而且，可以在氢供给用配管100上配置有减压阀、开闭阀、止回阀等阀、歧管等其他连接部件。
排气排水用配管40是用于将包含通过燃料电池20的电化学反应而产生的气体的废气、包含生成水的排水向外部排出的配管，一端部与燃料电池20连接，另一端部在燃料电池车辆10的后方侧向外部敞开。排气排水用配管40例如由树脂形成。
图2是例示了氢供给用配管部件101的概略结构的立体图。氢供给用配管部件101包括流路管部件110和被覆部件120。流路管部件110是内侧供氢流通的管部件，由铝形成。另外，流路管部件110可以由铁、碳钢、不锈钢、铜等除铝以外的金属形成。
被覆部件120是用于被覆流路管部件110的外表面的管状的部件，在此，构成为热收缩管。被覆部件120因加热而主要沿径向收缩，紧贴于在内侧配置的流路管部件110的外表面111。本实施方式的被覆部件120由聚乙烯形成，但也可以由聚烯烃、氟系聚合物、热塑性弹性体等比流路管部件110的隔音性能高的其他材料形成。被覆部件120中，虽然热收缩前的壁厚相同但是内径越大，则在收缩后被覆流路管部件110的壁厚越增大。被覆部件120在收缩后被覆流路管部件110的壁厚越大，则隔音性能越提高。被覆部件120除了隔音性能之外，还具备保护流路管部件110免于遭受水等液体的防水保护性能。通过利用被覆部件120被覆流路管部件110，能够实现氢供给用配管部件101的耐蚀性和隔音性的提高。具体而言，通过被覆部件120，能够抑制附着于氢供给用配管部件101的外周的水等液体与流路管部件110接触。由此，能够抑制流路管部件110的腐蚀。而且，通过被覆部件120，能够减少在流路管部件110的内侧产生的脉动音等噪音。
被覆部件120在氢供给用配管部件101的管轴方向上被分割成多个分割片120d。在此，被覆部件120被分割成4个分割片120d(第一分割片120d1、第二分割片120d2、第三分割片120d3、第四分割片120d4)，但是关于分割数没有特别限定。各分割片120d1～120d4以相邻的其他分割片120d的端部dpe与自身的管轴方向的两侧的端部(开口端部)dpe中的至少一方重叠的方式，沿氢供给用配管部件101的管轴方向排列配置。在此，将相邻的两个分割片120d各自的端部dpe相互重叠的部分也称为“重复部PO”。通过设置重复部PO，能够确保相邻的两个分割片120d的端部dpe之间的密封性。即，通过设置重复部PO，能够抑制水等液体从相邻的两个分割片120d的端部dpe之间向分割片120d的内侧浸入。分割片120d通过热收缩而紧贴于流路管部件110的外表面111。由此，能确保分割片120d与流路管部件110之间的密封性。另外，分割片120d可以在内侧涂敷粘接剂。在这种情况下，在使分割片120d紧贴于流路管部件110的外表面111时，能够在分割片120d与流路管部件110之间形成粘接层。由此，能够进一步提高分割片120d与流路管部件110之间的密封性。
图3是氢供给用配管部件101的管轴方向上的剖视图。氢供给用配管部件101以成为与在燃料电池车辆10(图1)中使用氢供给用配管部件101的场所对应的形状的方式具备多个弯曲部CP。而且，氢供给用配管部件101在两个弯曲部CP之间及弯曲部CP与氢供给用配管部件101的端部EP之间的至少一方具备大致直线状的延伸部SP。此时，相邻的两个分割片120d的重复部PO配置在氢供给用配管部件101的弯曲部CP以外的位置。即，重复部PO配置于氢供给用配管部件101的延伸部SP。由此，能够更充分地确保相邻的两个分割片120d的端部dpe之间的密封性。具体而言，在氢供给用配管部件101的使用时由于振动等而在氢供给用配管部件101产生了应力时，在延伸部SP产生的变形的程度比弯曲部CP小。因此，通过将重复部PO设于延伸部SP，在氢供给用配管部件101产生了应力时，能够抑制相邻的两个分割片120d的端部dpe之间的密封脱落。
重复部PO构成为，在氢供给用配管100的使用时的姿势下，相邻的两个分割片120d中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的分割片120d的端部dpe被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的分割片120d的端部dpe。具体而言，在图3的上下方向是氢供给用配管部件101的使用时的姿势下的铅垂方向的情况下，第二分割片120d2与分别相邻的第一分割片120d1及第三分割片120d3相比相对地处于铅垂方向上方侧。因此，第二分割片120d2的一方的端部dpe2a被覆第一分割片120d1的一方的端部dpe1b，第二分割片120d2的另一方的端部dpe2b被覆第三分割片120d3的一方的端部dpe3a。而且，第三分割片120d3与相邻的第四分割片120d4相比相对地处于铅垂方向下方侧。因此，第三分割片120d3的另一方的端部dpe3b位于第四分割片120d4的一方的端部dpe4a的内侧。由此，能够进一步充分地确保相邻的两个分割片120d的端部dpe之间的密封性。具体而言，在氢供给用配管部件101的使用时，附着于铅垂方向上方侧的分割片120d的水等液体即使向铅垂方向下方侧的分割片120d移动，也能够进一步抑制液体从下方侧的分割片120d的端部dpe向分割片120d的内侧浸入。
图4是用于说明第一实施方式的氢供给用配管部件101的制造方法的流程图。首先，如图4(a)所示，准备未实施弯折加工的流路管部件110。如图4(b)所示，对准备好的流路管部件110进行弯折加工。通过该弯折加工，形成弯曲部CP，制造后的氢供给用配管部件101成为与使用氢供给用配管部件101的场所对应的形状。
如图4(c)所示，对进行了弯折加工的流路管部件110依次安装被覆部件120的分割片120d1～120d4。此时，重复部PO形成为，在制造后的氢供给用配管部件101的使用时的姿势下，相邻的两个分割片120d中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的分割片120d的端部dpe被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的分割片120d的端部dpe。而且，重复部PO形成在弯曲部CP以外的位置。然后，如图4(d)所示，对安装于流路管部件110的分割片120d进行加热而使其热收缩，紧贴于流路管部件110的外表面111。由此，制造出氢供给用配管部件101。这样一来，在本实施方式的制造方法中，将被覆部件120分割成多个分割片120d，因此即使在对流路管部件110进行了弯折加工之后也能够安装被覆部件120。因此，根据本实施方式的制造方法，无需对紧贴了被覆部件120之后的流路管部件110进行弯折加工。由此，即便是热收缩后的壁厚大的被覆部件120，也能够容易地紧贴于弯折加工后的流路管部件110的外表面111，因此能够实现氢供给用配管部件101的隔音性能的提高。
图5是用于说明作为比较例的氢供给用配管的制造方法的流程图。如图5(a)所示，准备未实施弯折加工的直线状的流路管部件110。如图5(b)所示，对准备好的流路管部件110安装与流路管部件110相同程度的长度的被覆部件120。在对流路管部件110进行弯折加工之前安装被覆部件120是因为向弯折加工后的流路管部件110安装被覆部件120较为困难。即，这是因为，在要向弯折加工后的流路管部件110安装被覆部件120的情况下，长条状的被覆部件120卡挂于流路管部件110的弯曲部CP，无法完全地安装被覆部件120。
在流路管部件110上安装了被覆部件120之后，如图5(c)所示，对被覆部件120进行加热而使其热收缩，紧贴于流路管部件110的外表面111。在使被覆部件120紧贴于流路管部件110之后，如图5(d)所示，对流路管部件110进行用于形成为特定的形状的弯折加工。在热收缩后进行弯折加工是因为，若从热收缩前的被覆部件120的外侧对被覆部件120的内侧的流路管部件110施加力，则被覆部件120相对于流路管部件110进行移动，无法实现想要的弯折加工。在这样的比较例的制造方法中，在使用了热收缩后的壁厚大的被覆部件120的情况下，当对紧贴了被覆部件120之后的流路管部件110进行弯折加工时，被覆部件120有时会破损。因此，在比较例的制造方法中，仅能够使用热收缩后的壁厚比较薄的被覆部件120。然而，热收缩后的壁厚较薄的被覆部件120虽然具备防水保护性能，但是不具备充分的隔音性能。因此，在比较例的制造方法中，无法制造具有充分的隔音性能的氢供给用配管部件。
根据以上说明的本实施方式的氢供给用配管100，通过对被覆部件120进行分割，能够对弯折加工后的流路管部件110安装被覆部件120，因此无需对紧贴了被覆部件120之后的流路管部件110进行弯折加工。由此，即使在被覆部件120的壁厚较厚的情况下，在弯折加工时也能够抑制被覆部件发生破损。因此，不仅能够确保防水性能而且也能够充分地确保隔音性能。
·变形例：
另外，本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施，例如也可以进行如下的变形。
·变形例1：
本实施方式的重复部PO构成为，在氢供给用配管部件101的使用时的姿势下，两个分割片120d中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的分割片120d的端部dpe被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的分割片120d的端部dpe。然而，重复部PO也可以构成为，相对地处于铅垂方向下方侧的分割片120d的端部dpe被覆相对地处于铅垂方向上方侧的分割片120d的端部dpe。即使在这种情况下，也能够充分地确保相邻的两个分割片120d的端部dpe之间的密封性。另外，重复部PO构成为相对地处于铅垂方向上方侧的分割片120d的端部dpe被覆相对地处于铅垂方向下方侧的分割片120d的端部dpe这一情况能够更充分地确保密封性，因此更优选。
本实施方式的重复部PO配置在氢供给用配管部件101的弯曲部CP以外的位置。然而，重复部PO也可以配置在氢供给用配管部件101的弯曲部CP。即使在这种情况下，也能够充分地确保相邻的两个分割片120d的端部dpe之间的密封性。另外，重复部PO配置在氢供给用配管部件101的弯曲部CP以外的位置这一情况能够更充分地确保密封性，因此更优选。
·变形例2：
本实施方式所示的部件的分割数、构成的部件数是例示，没有限定为上述的数目。例如，本实施方式的氢供给用配管100具备通过连接部103将多个氢供给用配管部件101、102连接的结构。然而，氢供给用配管100可以由1个氢供给用配管部件构成，也可以包含3个以上的氢供给用配管部件。而且，可以不具备连接部103。
本实施方式的氢供给用配管100搭载于燃料电池车辆10，但是也可以在燃料电池车辆10以外的场所使用。即使在这种情况下，也能够实现氢供给用配管的隔音性能的提高。
附图标记说明
10…燃料电池车辆
11…车室
12…下车身
13…车室地板下区域
20…燃料电池
30…氢罐
40…排气排水用配管
100…氢供给用配管
101…氢供给用配管部件
103…连接部
110…流路管部件
111…外表面
120…被覆部件
120d…分割片
120d1…第一分割片
120d2…第二分割片
120d3…第三分割片
120d4…第四分割片
PO…重复部
CP…弯曲部
SP…延伸部
FW…前轮
RW…后轮

Claims (5)

1.一种氢供给用配管，用于向燃料电池供给氢，所述氢供给用配管具备：
流路管部件，内侧供所述氢流通；及
管状的被覆部件，被覆所述流路管部件的外表面，
所述被覆部件在所述氢供给用配管的管轴方向上被分割成多个分割片，各个所述分割片以相邻的其他所述分割片的端部与自身的端部重叠的方式沿所述管轴方向排列配置，并通过热收缩而紧贴于所述流路管部件的外表面。
2.根据权利要求1所述的氢供给用配管，其中，
关于各个所述分割片，在所述氢供给用配管的使用时的姿势下，彼此相邻的两个所述分割片中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的所述分割片的端部被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的所述分割片的端部。
3.根据权利要求1或2所述的氢供给用配管，其中，
所述氢供给用配管具备弯曲部和与所述弯曲部连接的大致直线状的延伸部，
彼此相邻的两个所述分割片各自的端部相互重叠的部分即重复部处于所述氢供给用配管的所述延伸部。
4.一种制造方法，是用于向燃料电池供给氢的氢供给用配管的制造方法，所述制造方法具备以下工序：
准备工序，准备内侧供所述氢流通的流路管部件；
弯折工序，对所述流路管部件进行弯折加工；
安装工序，对于进行所述弯折加工后的所述流路管部件，依次安装对热收缩性的管状的被覆部件进行分割而形成的多个分割片；及
收缩工序，使安装于所述流路管部件的所述多个分割片热收缩而紧贴于所述流路管部件的外表面。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，
在所述安装工序中，对各个所述分割片进行安装，使得在所制造的所述氢供给用配管的使用时的姿势下，彼此相邻的两个所述分割片中的、相对地处于铅垂方向上方侧的一方的所述分割片的端部被覆相对地处于铅垂方向下方侧的另一方的所述分割片的端部。
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