DE112008001029T5

DE112008001029T5 - Wasserstoffgasspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE112008001029T5
Application number: DE112008001029T
Authority: DE
Inventors: Katsuyoshi Fujita; Hidehito Kubo; Daigoro Mori; Katsuhiko Hirose; Norihiko Haraikawa
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2010-02-04
Also published as: CN101675287B; JP2008303955A; US8287629B2; US20100219087A1; WO2008149897A1; JP5056181B2; CN101675287A

Abstract

Wasserstoffgasspeichervorrichtung mit:
einer Vielzahl von Tankmodulen, die jeweils einen hohlen Außenmantel und ein wärmeleitendes Bauteil haben, wobei der hohle Außenmantelabschnitt aus Metall ausgebildet ist und ein wasserstoffabsorbierendes Metall aufnimmt und das wärmeleitende Bauteil Wärme zu sowohl dem Außenmantelabschnitt als auch dem wasserstoffabsorbierenden Metall leiten kann;
wenigstens einem Tankhalter, der durch aneinander Befestigen und Fixieren einer Vielzahl von separaten Halterkomponenten unter Verwendung eines Befestigungsbauteils aufgebaut ist;
einem Wärmemediumdurchgang, der in wenigstens einer der Halterkomponenten ausgebildet ist, wobei ein Wärmemedium in dem Wärmemediumdurchgang strömt,
wobei die Halterkomponenten ausgesparte Abschnitte haben, die jeweils der Form eines Seitenabschnitts des entsprechenden Tankmoduls entsprechen, die ausgesparten Abschnitte die entsprechenden Tankmodule einzeln halten, und ein Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang strömt, und den Tankmodulen stattfindet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wasserstoffgasspeichervorrichtung, die aus einer Vielzahl von Tankmodulen gebildet ist, in denen ein Wasserstoffabsorbierendes Metall gehalten ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Verwendung eines Wasserstoffgasspeichertanks, der ein pulvriges Wasserstoff absorbierendes Metall (nachstehend als „MH” bezeichnet) hält, ist als eine Wasserstoffzufuhrquelle eines elektrischen Fahrzeugs mit einer Brennstoffzelle in Betracht gezogen worden. Der Wasserstoffgasspeichertank nimmt das MH auf, das Wasserstoff speichert, und führt Wasserstoff durch Freisetzen des Wasserstoffs von dem MH zu der Wasserstoffzufuhrquelle zu. Als eine Art eines derartigen Wasserstoffgasspeichertanks ist ein Wasserstoffspeichertank in Betracht gezogen worden, der eine Wärmemediumleitung hat, die sich durch eine Haltekammer erstreckt, die das MH hält. Ein Wärmeaustausch findet zwischen dem MH und dem Wärmemedium statt.
Des Weiteren schlägt Dokument 1 ein Wärmenutzungssystem vor, das ein Wasserstoff absorbierendes Metall verwendet und das eine Vielzahl von zusammenhängenden Rohren enthält, die jeweils eine gedichtete Zelle bilden, die ein Wasserstoff absorbierendes Metall hält. Ein Wärmemedium zum Abgeben einer kalten Energie strömt außerhalb von jedem der zusammenhängenden Rohre und wird durch den endothermischen Effekt des Wasserstoff absorbierenden Metalls gekühlt. In dem Wärmenutzungssystem ist eine Trennwand, die einen Wärmemediumdurchgang, in dem das Wärmemedium strömt, in eine Vielzahl von Abschnitten teilt, in einem Blockgehäuse angeordnet, das den Wärmemediumdurchgang bildet. Die zuvor genannten Zellen erstrecken sich durch die Trennwand und sind in dem Wärmemediumdurchgang angeordnet. Das Wasserstoff absorbierende Metall absorbiert Wärme von dem Wärmemedium, wenn das Wärmemedium an den Außenflächen der Zellen strömt.
Patentdokument 2 schlägt eine Technik vor, in der eine einzelne Wasserstoffgasspeichervorrichtung durch Stapeln einer Vielzahl von flachen Behältern, in denen ein Wasserstoff absorbierendes Metall aufgenommen ist, und aneinander Befestigen und Fixieren der gestapelten Behälter unter Verwendung von Ankerbolzen gebildet ist. Patentdokument 3 schlägt ein Wärmenutzungssystem vor, das ein Wasserstoff absorbierendes Metall verwendet, in dem eine Vielzahl von stabartigen Zellen, die ein Wasserstoff absorbierendes Metall in einem gedichteten Zustand aufnehmen, zwischen einer ersten Fixierungsplatte und einer zweiten Fixierungsplatte axial geklemmt sind und mit Hilfe von Bolzen aneinander befestigt und fixiert sind.
Es ist nicht beabsichtigt, dass das Wärmenutzungssystem, das in Patentdokument 1 beschrieben ist, als beispielsweise eine Wasserstoffzufuhrquelle eines elektrischen Fahrzeugs mit einer Brennstoffzelle verwendet wird. Die stabartigen Zellen sind somit klein und leichtgewichtig. Demzufolge sind in dem Wärmenutzungssystem die Zellen nur durch die Trennwand gestützt, die in dem Blockgehäuse angeordnet ist. Wenn jedoch das Wärmenutzungssystem, das in Patentdokument 1 beschrieben ist, beispielsweise als eine Wasserstoffzufuhrquelle eines elektrischen Fahrzeugs mit einer Brennstoffzelle verwendet wird, muss eine große Menge an MH in den Zellen gehalten werden, und das Gewicht jeder Zelle erhöht sich. Als eine Folge können die Zellen nicht stabil fixiert werden, falls die Zellen nur durch die Trennwand gestützt sind.
Die Wasserstoffgasspeichervorrichtung, die in Patentdokument 2 beschrieben ist, klemmt und fixiert die gestapelten Behälter aneinander zwischen Verstärkungsplatten. In diesem Aufbau wird die Befestigungskraft der Ankerbolzen auf die mehreren Behälter verteilt. Um die Behälter zuverlässig miteinander verbinden, muss demzufolge eine große Befestigungskraft auf die Ankerbolzen aufgebracht werden.
In dem Wärmenutzungssystem, das in Patentdokument 3 beschrieben ist, sind die mehreren Zellen zwischen der ersten Fixierungsplatte und der zweiten Fixierungsplatte in der Axialrichtung aneinander geklemmt und fixiert. Demzufolge wird wie in dem Fall von Patentdokument 2 die Verbindungskraft, die auf die Zellen durch die erste Fixierungsplatte und die zweite Fixierungsplatte aufgebracht wird, auf die Zellen verteilt. Es ist somit notwendig, eine große Befestigungskraft auf die Bolzen aufzubringen, um die Zellen zuverlässig miteinander zu verbinden.

Patentdokument 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-208444
Patentdokument 2: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 60-29563
Patentdokument 3: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-320921

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wasserstoffgasspeichervorrichtung vorzusehen, die eine notwendige Verbindungskraft auf eine Vielzahl von Tankmodulen aufbringen kann, von denen jedes ein MH hält, ohne dass eine große Befestigungskraft auf Befestigungsbauteile aufgebracht wird.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen und gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Wasserstoffgasspeichervorrichtung vorgesehen, die eine Vielzahl von Tankmodulen, wenigstens einen Tankhalter und einen Wärmemediumdurchgang hat. Jedes Tankmodul hat einen hohlen Außenmantel und ein Wärmeleitendes Bauteil. Der hohle Außenmantelabschnitt ist aus Metall ausgebildet und nimmt ein Wasserstoffabsorbierendes Metall auf, und das Wärmeleitende Bauteil kann Wärme zu sowohl dem Außenmantelabschnitt als auch dem Wasserstoffabsorbierenden Metall leiten. Der Tankhalter ist durch aneinander Befestigen und Fixieren einer Vielzahl von separaten Halterkomponenten unter Verwendung eines Befestigungsbauteils aufgebaut. Der Wärmemediumdurchgang ist in wenigstens einer der Halterkomponenten ausgebildet. Ein Wärmemedium strömt in dem Wärmemediumdurchgang. Die Halterkomponenten haben ausgesparte Abschnitte, die jeweils der Form eines Seitenabschnitts des entsprechenden Tankmoduls entsprechen. Die ausgesparten Abschnitte halten die entsprechenden Tankmodule einzeln bzw. individuell. Ein Wärmeaustausch findet zwischen dem Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang strömt, und den Tankmodulen statt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht, die schematisch eine Wasserstoffgasspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A ist eine Querschnittsansicht, die ein in 1 dargestelltes MH-Tankmodul zeigt;
2B ist eine Querschnittsseitenansicht, die das in 1 dargestellte MH-Tankmodul zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 3-3, die die in 1 gezeigte Wasserstoffgasspeichervorrichtung zeigt;
4 ist eine Querschnittsseitenansicht, die schematisch einen Abschnitt der in 1 dargestellten Wasserstoffgasspeichervorrichtung zeigt; und
5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Wasserstoffgasspeichervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESTE FORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
Wie in 1 und 3 gezeigt ist, hat eine Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 eine Vielzahl von MH-Tankmodulen 2 (zehn in der dargestellten Ausführungsform), die miteinander gestapelt sind, während sie horizontal angeordnet sind. Die MH-Tankmodule 2 sind durch einen ersten Tankhalter 10 und einen zweiten Tankhalter 11 miteinander verbunden.
Wie in 2A und 2B dargestellt ist, hat jedes der MH-Tankmodule 2 im Wesentlichen eine Form einer länglichen Säule. Jedes MH-Tankmodul 2 hat eine Größe, bei der die Anzahl der MH-Tankmodule 2 derart in Betracht gezogen worden ist, dass das MH-Tankmodul 2 eine ausreichende Menge an Wasserstoff zu einem Wasserstoffzufuhrziel zuführen kann. Das MH-Tankmodul 2 ist aus einem Metall (beispielsweise einer Aluminiumlegierung) gebildet und hat einen Außenmantelabschnitt 12, der eine derartige Festigkeit hat, dass der Außenmantelabschnitt 12 ausreichend widersteht, wenn das MH-Tankmodul 2 mit Wasserstoff gefüllt ist und der Druck in dem MH-Tankmodul 2 ein vorbestimmtes Niveau erreicht (das beispielsweise 10 MPa ist). Der Außenmantelabschnitt 12 ist hohl und hat entgegengesetzte kuppelförmige Enden. Der Außenmantelabschnitt 12 hat einen rohrförmigen Körperabschnitt 13 mit einer kuppelförmigen Unterseite und einem Kuppelkörper 15, der an ein Öffnungsende des Körperabschnitts 13 angefügt und geschweißt ist.
Der Kuppelkörper 15 hat ein Loch 14, und ein Ventil 16 ist in dem Loch 14 angeordnet. Wenn der Anschluss des Ventils 16 umgeschaltet wird, wird das MH-Tankmodul 2 zwischen einem Wasserstofffreisetzzustand und einem Wasserstofffüllzustand umgeschaltet. Ein nicht dargestellter Dichtungsring ist zwischen dem Ventil 16 und dem Loch 14 angeordnet.
Wie in 2A dargestellt ist, ist ein Wasserstoffströmungsrohr 18, das aus einem porösen Material ausgebildet ist und eine Vielzahl von axialen Nuten 17 hat, die in der Außenumfangsfläche des Wasserstoffströmungsrohrs 18 definiert sind, in der Mitte des Außenmantelabschnitts 12 angeordnet. Ein Wasserstoffdurchgang 19, der als ein Durchgang dient, in dem Wasserstoff strömt, ist in dem Wasserstoffströmungsrohr 18 vorgesehen. Der Wasserstoffdurchgang 19 erstreckt sich axial entlang der Achse des Wasserstoffströmungsrohrs 18. Wasserstoff strömt auf diese Weise in das MH-Tankmodul 2 entlang der gesamten Längsrichtung durch den Wasserstoffdurchgang 19 hindurch. Die Nuten 17 sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Wasserstoffströmungsrohrs 18 beabstandet und erstrecken sich entlang der gesamten Länge des Wasserstoffströmungsrohrs 18.
Rippen 20, die als Wärmeleitende Bauteile dienen, sind durch Metallplatten (die beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung geformt sind) ausgebildet und jeweils an dem Außenumfang des Wasserstoffströmungsrohrs 18 befestigt, indem ein erstes Ende 21 mit der entsprechenden Nut 17 eingreift. Ein zweites Ende 23 jeder Rippe 20 ist mit einem Innenwandabschnitt des Außenmantelabschnitts 12 in Kontakt gehalten. Wenn die Rippen 20 an dem Wasserstoffströmungsrohr 18 befestigt sind, bilden die Rippen 20, das Wasserstoffströmungsrohr 18 und der Außenmantelabschnitt 12 eine Vielzahl von Haltekammern 22, die das MH-Pulver P halten. Jede der Rippen 20 ist derart gestaltet, dass die Rippen 20 Wärme zu dem MH-Pulver P und dem Außenmantelabschnitt 12 leiten.
Wie in 2B dargestellt ist, sind scheibenförmige Endplatten 24a, 24b an entgegengesetzten Längsenden der Rippen 20 angeschweißt und gesichert. Die Endplatten 24a, 24b schließen Öffnungen der Haltekammern 22 an entgegengesetzten Längsseiten. Ein nicht dargestelltes Einlassloch und ein Stopper, der das Einlassloch schließt, sind in einer der Endplatten, die die Endplatte 24a ist, an Positionen angeordnet, die zu den Haltekammern 22 korrespondieren. Das MH-Pulver P ist über das Einlassloch in jede der Haltekammern 22 gefüllt. Ein Durchgangsloch 24c, durch das sich das Wasserstoffströmungsrohr 18 hindurch erstreckt, ist in der Endplatte 24a ausgebildet.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser T1 von jedem MH-Tankmodul 2 50 bis 100 mm und die gesamte Länge des MH-Tankmoduls 2 ist 800–1000 mm. Mit Bezug auf 1 verbindet der erste Tankhalter 10 erste Endabschnitte der MH-Tankmodule 2 miteinander, und der zweite Tankhalter 11 verbindet zweite Endabschnitte der MH-Tankmodule 2 miteinander. Der erste Tankhalter 10 und der zweite Tankhalter 11 sind durch Gießprodukte ausgebildet und haben jeweils eine Breite, die größer als der Durchmesser T1 des MH-Tankmoduls 2 ist.
Der erste Tankhalter 10 verbindet die MH-Tankmodule 2 in einem Zustand miteinander, in dem drei Lagen gestapelt sind. Vier MH-Tankmodule 2 sind jeweils in der ersten Lage und der zweiten Lage angeordnet. In der dritten Lage sind zwei MH-Tankmodule 2 an einer Seite angeordnet. Der erste Tankhalter 10 ist in eine erste Halterkomponente 28, eine zweite Halterkomponente 29, eine dritte Halterkomponente 30 und eine vierte Halterkomponente 31 in solch einer Weise geteilt, dass die MH-Tankmodule 2, die zusammen in Lagen gestapelt sind, individuell bzw. einzeln durch die entsprechenden Halterkomponenten 28, 29, 30, 31 gehalten sind. Die Unterseite des ersten Tankhalters 10 ist durch die erste Halterkomponente 28 aufgebaut, und ein nicht dargestelltes Gewindeloch ist in der Unterseitenfläche der ersten Halterkomponente 28 ausgebildet.
Jede der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 hat einen Befestigungsabschnitt 28a–31a, der an der Grenze zwischen der Halterkomponente 28–31 und der benachbarten Halterkomponente 28–31 angeordnet ist. In 3 sind die Befestigungsabschnitte 28a–31a an der linken und rechten Seite der entsprechenden von der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 vorgesehen. In dem Grenzbereich zwischen jedem benachbarten Paar der Halterkomponenten liegen die Befestigungsabschnitte an der linken und der rechten Seite von einer Halterkomponente den Befestigungsabschnitten an der linken und der rechten Seite der anderen Halterkomponente gegenüber. Zwei Gewindelöcher sind in dem entsprechenden von jedem gegenüberliegenden Paar der Befestigungsabschnitte ausgebildet. Zwei Einsatzlöcher sind in dem anderen der Befestigungsabschnitte ausgebildet. Die Gewindelöcher sind durch Bezugszeichen 28b–31b dargestellt und die Einsatzlöcher sind durch Bezugszeichen 28c–31c dargestellt.
An der Seite, die ersten Seitenflächen 28d–31d der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 entspricht, ist jedes gegenüberliegende Paar der Befestigungsabschnitte 28a–31a durch Einsetzen eines Bolzens 32, der als ein Befestigungsbauteil dient, durch das entsprechende der Einsatzlöcher 29c–31c von oben und Einschrauben des Bolzens 32 in das zugehörige der Gewindelöcher 28b–30b miteinander verbunden. An der Seite, die zweiten Seitenflächen 28e–31e der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 entspricht, ist jedes gegenüberliegende Paar der Befestigungsabschnitte 28a–31a durch Einsetzen eines Bolzens 32, der als ein Befestigungsbauteil dient, durch das entsprechende der Einsatzlöcher 28c–30c von unterhalb und Einschrauben des Bolzens 32 in das zugehörige der Gewindelöcher 29b–31b miteinander verbunden. Durch miteinander Verbinden jedes gegenüberliegenden Paars der Befestigungsabschnitte 28a–31a werden die ersten bis vierten Halterkomponenten 28–31, die separate Bauteile sind, als ein einstückiger Körper aneinander befestigt und fixiert.
Jede der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 hat eine Vielzahl von ausgesparten Abschnitten 33, von denen jeder durch eine ausgesparte Fläche gebildet ist, die sich entlang der Umfangsfläche des MH-Tankmoduls 2 erstreckt. Mit anderen Worten gesagt ist jeder ausgesparte Abschnitt 33 geformt, um zu der Form des Seitenabschnitts des MH-Tankmoduls 2 zu passen. In jeder Halterkomponente 28–31 sind die ausgesparten Abschnitte 33 in gleichen Abständen beabstandet. Diejenigen ausgesparten Abschnitte 33, die in der zweiten Halterkomponente 29 nach oben gewandt sind, sind in Bezug auf diejenigen ausgesparten Abschnitte 33, die in der zweiten Halterkomponente 29 nach unten gewandt sind, um den Betrag versetzt angeordnet, der einer Hälfte von jedem Abstand zwischen den ausgesparten Abschnitten 33 entspricht. Die ausgesparten Abschnitte 33, die in der zweiten Halterkomponente 29 nach oben gewandt sind, sind derart angeordnet, dass sie eine imaginäre Ebene schneiden, die alle ausgesparten Abschnitte 33 berührt, die in der zweiten Halterkomponente 29 nach unten gewandt sind. In gleicher Weise sind diejenigen ausgesparten Abschnitte 33, die in der dritten Halterkomponente 30 nach oben gewandt sind, in Bezug auf diejenigen ausgesparten Abschnitte 33, die in der dritten Halterkomponente 30 nach unten gewandt sind, um den Betrag versetzt angeordnet, der einer Hälfte von jedem Abstand zwischen den ausgesparten Abschnitten 33 entspricht. Die ausgesparten Abschnitte 33, die in der dritten Halterkomponente 30 nach oben gewandt sind, sind derart angeordnet, dass sie eine imaginäre Ebene schneiden, die alle ausgesparten Abschnitte 33 berührt, die in der dritten Halterkomponente 30 nach unten gewandt sind.
Wenn jedes benachbarte Paar der Halterkomponenten 28–31 aneinander befestigt und fixiert ist, sind die ausgesparten Abschnitte 33 der benachbarten der Halterkomponenten 28–31 angeordnet, um einander gegenüber zu liegen. Die gesamten ausgesparten Flächen von jedem gegenüberliegenden Paar der ausgesparten Abschnitte 33 können die Umfangsflächen der zugehörigen MH-Tankmodule 2 berühren. In jedem gegenüberliegenden Paar der ausgesparten Abschnitte 33 ist die Summe des Abstands T2 von der imaginären Ebene, die die Öffnung von einem der ausgesparten Abschnitte 33 enthält, bis zu dem untersten Abschnitt des ausgesparten Abschnitts 33 und der Abstand T2 von der imaginären Ebene, die die Öffnung von dem anderen der ausgesparten Abschnitte 33 enthält, zu dem untersten Abschnitt des ausgesparten Abschnitts 33 kleiner als der Durchmesser T1 von jedem MH-Tankmodul 2. Mit anderen Worten gesagt ist die Summe der Tiefe T2 von jedem benachbarten Paar der ausgesparten Abschnitte 33 kleiner als der Durchmesser T1 des MH-Tankmoduls 2. Wenn die benachbarten Paare der Halterkomponenten 28–31 aneinander befestigt und fixiert sind, wird jedes MH-Tankmodul 2 durch die gegenüberliegenden der ausgesparten Abschnitte 33 gehalten.
Wärmemediumdurchgänge 28f–31f sind entsprechend in der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 ausgebildet. Jeder der Wärmemediumdurchgänge 28f–31f erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung des entsprechenden MH-Tankmoduls 2 und entlang der ausgesparten Fläche des zugehörigen der ausgesparten Abschnitte 33. Die Wärmemediumdurchgänge 28f–31f sind in solch einer Weise gestaltet, um zu verhindern, dass die MH-Tankmodule 2 einem Wärmemedium (Wasser, Öl, Maschinenkältemittel oder dergleichen) ausgesetzt werden, wenn das Wärmemedium strömt. Jeder Wärmemediumdurchgang 28f–31f ist ein Loch, das sich durch die entsprechende Halterkomponente 28–31 von der ersten Seitenfläche 28d–31d zu der zweiten Seitenfläche 28e–31e erstreckt, die an der entgegengesetzten Seite zu der ersten Seitenfläche 28d–31d angeordnet ist. Der Wärmemediumdurchgang 28f–31f hat einen Einlassanschluss 28g–31g mit einer Öffnung in der ersten Seitenfläche 28d–31d und einen Auslassanschluss 28h–31h mit einer Öffnung in der zweiten Seitenfläche 28e–31e. Der Wärmemediumdurchgang 29f, der in der zweiten Halterkomponente 29 ausgebildet ist, ist zwischen der ersten Lage der MH-Tankmodule 2 und der zweiten Lage der MH-Tankmodule 2 angeordnet. Ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 30f, der in der dritten Halterkomponente 30 ausgebildet ist, ist zwischen der zweiten Lage der MH-Tankmodule 2 und der dritten Lage der MH-Tankmodule 2 angeordnet. Die Form und/oder die Größe von jedem Wärmemediumdurchgang 28f–31f ist/sind derart gestaltet, dass die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 eine derartige Festigkeit haben, dass verhindert wird, dass die Halterkomponenten 28–31 beschädigt werden, selbst wenn die MH-Tankmodule 2 gehalten werden. Im Speziellen hat, wie in 4 dargestellt ist, jeder Wärmemediumdurchgang 28f–31f einen flachen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Wärmemediumdurchgangs 28f– 31f. Das Wärmemedium, das in jedem Wärmemediumdurchgang 28f–31f strömt, tauscht über die zugehörigen Halterkomponenten 28–31 Wärme mit den entsprechenden MH-Tankmodulen 2 aus, die durch die ausgesparten Abschnitte 33 gehalten sind.
Die Einlassanschlüsse 28g–31g und die Auslassanschlüsse 28h–31h sind jeweils mit einem Rohr verbunden, das mit einem nicht dargestellten Wärmemediumtank verbunden ist. Das Wärmemedium strömt von dem Wärmemediumtank zu den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f durch die entsprechenden Einlassanschlüsse 28g–31g hindurch, und kehrt durch die Auslassanschlüsse 28h–31h zu dem Wärmemediumtank zurück. Der zweite Tankhalter 11 ist in der gleichen Weise wie der erste Tankhalter gestaltet.
Ein Verfahren zum Herstellen der Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 wird nachstehend erklärt.
Um jedes MH-Tankmodul 2 herzustellen wird zuerst der Körperabschnitt 13 bereitgestellt, und die Rippen 20 werden an dem Wasserstoffströmungsrohr 18 befestigt. Die Endplatten 24a, 24b werden dann an die entgegengesetzten Längsenden der Rippen 20 angeschweißt und angefügt bzw. mit diesen verbunden. Als nächstes wird ein zusammengebauter Körper, der das Wasserstoffströmungsrohr 18, die Rippen 20 und die Endplatten 24a, 24b aufweist, in dem Körperabschnitt 13 angeordnet. Anschließend wird, nachdem das MH-Pulver P in die Haltekammern 22 durch das nicht dargestellte Einlassloch eingefüllt worden ist, das Einlassloch mit Hilfe des Stoppers geschlossen, um die Haltekammern 22 abzudichten. Anschließend wird der Kuppelkörper 15 mit dem Ventil 16 an das offene Ende des Körperabschnitts 13 angeschweißt und an dieses angefügt.
Auf diese Weise wird das MH-Tankmodul 2 ausgebildet. Nachdem eine notwendige Anzahl von MH-Tankmodulen 2 in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden ist, wird die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 zusammengebaut.
Beim Zusammenbauen der Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 wird die erste Halterkomponente 28 von jedem Tankhalter 10, 11 angeordnet. Eine Vielzahl von MH-Tankmodulen 2 wird bereitgestellt, und vier der MH-Tankmodule 2 werden an den vier ausgesparten Abschnitten 33 der ersten Halterkomponente 28 montiert. Die zweite Halterkomponente 29 wird an der ersten Halterkomponente 28 derart angeordnet, dass die ausgesparten Abschnitte 33 in der unteren Seite der zweiten Halterkomponente 29 mit den MH-Tankmodulen 2 an der ersten Halterkomponente 28 eingreifen. Die erste Halterkomponente 28 und die zweite Halterkomponente 29 werden dann mit Hilfe der Bolzen 32 aneinander befestigt und fixiert.
Anschließend werden vier MH-Tankmodule 2 an den ausgesparten Abschnitten 33 in der oberen Seite der zweiten Halterkomponente 29 montiert. Die dritte Halterkomponente 30 wird an der zweiten Halterkomponente 29 derart montiert, dass die ausgesparten Abschnitte 33 in der unteren Seite der dritten Halterkomponente 33 mit den MH-Tankmodulen 2 an der zweiten Halterkomponente 29 eingreifen. Die zweite Halterkomponente 29 und die dritte Halterkomponente 30 werden dann mit Hilfe der Bolzen 32 aneinander befestigt und fixiert. Des Weiteren werden zwei MH-Tankmodule 2 in den ausgesparten Abschnitten 33 in der oberen Seite der dritten Halterkomponente 30 angeordnet. Die vierte Halterkomponente 31 wird dann an der dritten Halterkomponente 30 in solch einer Weise montiert, dass die ausgesparten Abschnitte 33 der vierten Halterkomponente 31 mit den MH-Tankmodulen 2 an der dritten Halterkomponente 30 eingreifen. Anschließend wird die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 durch aneinander Befestigen und Fixieren der dritten Halterkomponente 30 und der vierten Halterkomponente 31 mit Hilfe der Bolzen 32 fertiggestellt.
Ein Betrieb der Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird nachstehend beschrieben.
Wenn die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 als eine Wasserstoffzufuhrquelle eines elektrischen Fahrzeugs mit einer Brennstoffzelle (nachstehend als ein elektrisches Fahrzeug bezeichnet) verwendet wird, das Wasserstoff direkt als einen Brennstoff verwendet, ist die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 in dem elektrischen Fahrzeug montiert. Im Speziellen sind Bolzen durch nicht dargestellte Halterungslöcher durchgeführt, die in dem elektrischen Fahrzeug ausgebildet sind, und in nicht dargestellte Gewindelöcher eingeschraubt, die in der ersten Halterkomponente 28 ausgebildet sind. Dies fixiert die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 an dem elektrischen Fahrzeug. Dann werden durch Verbinden nicht dargestellter Leitungen mit den Einlassanschlüssen 28g–31g und den Auslassanschlüssen 28h–31h der Wärmemediumdurchgänge 28f–31f die Wärmemediumdurchgänge 28f–31f über die Leitungen mit dem nicht dargestellten Wärmemediumtank verbunden. Die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 ist somit vollständig installiert.
Die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 klemmt die entsprechenden MH-Tankmodule 2 individuell bzw. einzeln mittels der ausgesparten Abschnitte 33. Demzufolge wirkt eine Befestigungskraft, die auf jeden Bolzen 32 aufgebracht wird, als eine Verbindungskraft, die auf die jeweiligen der MH-Tankmodule 2 aufgebracht wird. Die Befestigungskraft, die auf die Bolzen 32 aufgebracht wird, wirkt somit effektiv als die Verbindungskraft, die auf die MH-Tankmodule 2 aufgebracht wird, und verbindet die MH-Tankmodule 2 zuverlässig miteinander. Als eine Folge wird der Verbindungszustand der MH-Tankmodule 2 zuverlässig aufrecht erhalten, selbst falls das elektrische Fahrzeug, das die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 hat, schwingt, während es fährt, und eine derartige Schwingung auf die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 übertragen wird.
Wenn die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 einen Wasserstoff zu einer Brennstoffelektrode zuführt, die als ein Wasserstoffzufuhrziel dient, wird das Ventil 16 zu einem Wasserstofffreisetzzustand umgeschaltet. Dies gestattet ein Freisetzen von Wasserstoff von den MH-Tankmodulen 2, und der Wasserstoff wird über eine nicht dargestellte Leitung zu der Brennstoffelektrode zugeführt. In diesem Zustand verschiebt sich das Gleichgewicht zwischen der Wasserstoffspeicherreaktion und der Wasserstofffreisetzreaktion des MH-Pulvers P zu der Freisetzseite, und der Wasserstoff wird von dem MH-Pulver P freigesetzt. Ein derartiges Freisetzen von Wasserstoff ist eine endothermische Reaktion. Falls Wärme, die für das Freisetzen von Wasserstoff notwendig ist, durch das Wärmemedium nicht zugeführt wird, setzt demzufolge das MH-Pulver den Wasserstoff durch Verbrauchen von Eigenwärme frei und die Temperatur des MH-Pulvers P nimmt ab. Jedoch wird ein Wärmeaustausch zwischen der oberen und der unteren Seite von jedem MH-Tankmodul 2 durch Zuführen eines Wärmemediums einer vorbestimmten Temperatur in die Wärmemediumdurchgänge 28f–31f, die in der entsprechenden ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 ausgebildet sind, und Gestatten, dass das Wärmemedium in den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f strömt, bewirkt. Dies erwärmt das MH-Pulver P über die erste bis vierte Halterkomponente 28–31, den Außenmantelabschnitt 12 und die Rippen 20 auf eine vorbestimmte Temperatur. Die Wasserstofffreisetzreaktion schreitet auf diese Weise gleichmäßig fort. Ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 29f, der in der zweiten Halterkomponente 29 ausgebildet ist, und ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 30f, der in der dritten Halterkomponente 30 ausgebildet ist, sind zwischen den entsprechenden MH-Tankmodulen 2 angeordnet. Dies bewirkt, dass das Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang 29f und dem Wärmemediumdurchgang 30f strömt, die MH-Tankmodulen 2 wärmt, zwischen denen der Wärmemediumdurchgang 29f oder der Wärmemediumdurchgang 30f angeordnet ist.
Das MH-Pulver, das in den Haltekammern 22 aufgenommen ist, setzt Wasserstoff entlang der gesamten Längsrichtung des MH-Tankmoduls 2 frei. Der freigesetzte Wasserstoff wird zu dem Wasserstoffdurchgang 19 durch feine Löcher des Wasserstoffströmungsrohrs 18 geliefert, von dem Ventil 16 zu der Außenseite der Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 freigesetzt und zu der Brennstoffelektrode zugeführt. Die Temperatur des MH-Pulvers P wird durch Einstellen der Temperatur oder der Strömungsrate des Wärmemediums bei einem derartigen Wert aufrecht erhalten, dass die Wasserstofffreisetzreaktion gleichmäßig fortschreitet. Als eine Folge wird das Freisetzen des Wasserstoffs effizient in einer solchen Weise ausgeführt, dass die Menge von Wasserstoff freigesetzt wird, die der für die Brennstoffzelle notwendigen Menge des Wasserstoffs entspricht.
Um die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 mit Wasserstoff wiederzubefüllen oder im Speziellen zu gestatten, dass das MH-Pulver P Wasserstoff speichert, nachdem die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 Wasserstoff freigesetzt hat, wird das Ventil 16 zu dem Wasserstofffüllzustand umgeschaltet und der Wasserstoff wird von dem Ventil 16 zu dem Wasserstoffdurchgang 19 des Wasserstoffströmungsrohrs 18 eingeleitet. Nachdem der Wasserstoff in den Wasserstoffdurchgang 19 geströmt ist, strömt der Wasserstoff entlang der gesamten Längsrichtung des MH-Tankmoduls 2, während er verteilt wird. In diesem Zustand geht der Wasserstoff durch die feinen Löcher des Wasserstoffströmungsrohrs 18 hindurch und reagiert mit dem MH-Pulver P in den Haltekammern 22, um ein Hydrid zu bilden. Auf diese Weise wird der Wasserstoff durch das MH-Pulver P gespeichert. Der Wasserstoff wird fortlaufend zu dem MH-Pulver P zugeführt, bis der Druck in jedem MH-Tankmodul 2 ein vorbestimmtes Niveau (beispielsweise 10 MPa) erreicht. Selbst nachdem das MH-Pulver P ein feines Pulver aufgrund der wiederholten Speicherung und Freisetzung des Wasserstoffs geworden ist, funktioniert das Wasserstoffströmungsrohr 18 als ein Filter in Bezug auf das MH-Pulver P. Dies verhindert, dass das feine MH-Pulver P zu der Außenseite des MH-Tankmoduls 2 entweicht.
Die Wasserstoffspeicherung, die eine exothermische Reaktion ist, kann nicht gleichmäßig ausgeführt werden, falls die Wärme, die durch eine solche Reaktion erzeugt wird, nicht entfernt wird. Wenn jedoch der Wasserstoff zugeführt wird, wird ein Wärmeaustausch zwischen der oberen und der unteren Seite von jedem MH-Tankmodul 2 durch Zuführen eines Wärmemediums mit einer niedrigen Temperatur zu den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f und Gestatten, dass das Wärmemedium in den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f strömt, bewirkt. Demzufolge wird die Wärme, die durch das MH-Pulver P erzeugt wird, über die erste bis vierte Halterkomponente 28–31, den Außenmantelabschnitt 12 und die Rippen 20 durch das Wärmemedium absorbiert und zu der Außenseite der Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 befördert. Dies hält die Temperatur des MH-Pulvers P bei einem solchen Niveau aufrecht, dass die Wasserstoffspeicherung gleichmäßig voranschreitet und die Wasserstoffspeicherung effizient ausgeführt wird. Ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 29f in der zweiten Halterkomponente 29 und ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 30f in der dritten Halterkomponente 30 sind zwischen den entsprechenden MH-Tankmodulen 2 angeordnet. Dies bewirkt, dass das Wärmemedium in dem Wärmemediumdurchgang 29f und dem Wärmemedium 30f strömt, um Wärme von den MH-Tankmodulen 2 zu absorbieren, zwischen denen der Wärmemediumdurchgang 29f oder Wärmemediumdurchgang 30f angeordnet ist.
Die dargestellte Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 hat die Tankhalter, die jeweils durch aneinander Befestigen und Fixieren der ersten bis vierten Halterkomponenten 28–31 gebildet sind. Jeder Tankhalter verbindet die mehreren MH-Tankmodule 2 miteinander. Demzufolge wird die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 durch Verbinden der MH-Tankmodule 2 in einem kompakt angeordneten Zustand und Fixieren der Tankhalter an der Halterung, die in dem elektrischen Fahrzeug ausgebildet ist, in diesem Zustand eingebaut. Dies vereinfacht einen Einbau der Wasserstoffgasspeichervorrichtung in dem elektrischen Fahrzeug im Vergleich zu einem Fall, in dem die MH-Tankmodule 2 jeweils einzeln fixiert werden.
(2) Die MH-Tankmodule 2 werden individuell durch die ausgesparten Abschnitte 33, die in dem ersten Tankhalter 10 ausgebildet sind, und die ausgesparten Abschnitte 33 gehalten, die in dem zweiten Tankhalter 11 ausgebildet sind. Die Verbindungskraft wird auf diese Weise auf die jeweiligen der MH-Tankmodule 2 aufgebracht. Demzufolge wird eine notwendige Verbindungskraft auf jedes der MH-Tankmodule 2 aufgebracht, ohne dass eine große Befestigungskraft auf die Bolzen 32 aufgebracht wird.
(3) Die Wärmemediumdurchgänge 28f–31f sind separat von den MH-Tankmodulen 2. Demzufolge werden die ausgesparten Abschnitte 33, wenn die Tankhalter gleiche Breiten haben, mit den entsprechenden MH-Tankmodulen 2 jeweils durch einen großen Bereich im Vergleich zu einem Fall in Kontakt gehalten, in dem die MH-Tankmodule zu den Wärmemediumdurchgängen freiliegen. Dies erhöht die Verbindungskraft des ersten Tankhalters 10 und des zweiten Tankhalters 11 in Bezug auf die MH-Tankmodule 2.
(4) Ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 29f, der in der zweiten Halterkomponente 29 ausgebildet ist, und ein Abschnitt des Wärmemediumdurchgangs 30f, der in der dritten Halterkomponente 30 angeordnet ist, sind zwischen den entsprechenden MH-Tankmodulen 2 angeordnet. Demzufolge tauscht in dem Wärmemediumdurchgang 29f und dem Wärmemediumdurchgang 30f, die zwischen den MH-Tankmodulen 2 angeordnet sind, das Wärmemedium, das in jedem Wärmemediumdurchgang 29f, 30f strömt, Wärme mit wenigstens zwei der MH-Tankmodule 2 aus, zwischen denen der Wärmemediumdurchgang 29f oder der Wärmemediumdurchgang 30f angeordnet ist. Dies verringert die Anzahl der notwendigen Wärmemediumdurchgänge im Vergleich zu einem Fall, in dem Wärmemediumdurchgänge für die jeweiligen MH-Tankmodule 2 angeordnet sind.
(5) Die MH-Tankmodule 2 sind durch Verbinden der ersten Endabschnitte der MH-Tankmodule 2 mit dem ersten Tankhalter 10 und Verbinden der zweiten Endabschnitte der MH-Tankmodule 2 mit dem zweiten Tankhalter 11 aneinander fixiert. Demzufolge sind im Vergleich zu beispielsweise einem Fall, in dem nur die mittleren Abschnitte der MH-Tankmodule 2 miteinander verbunden sind, die MH-Tankmodule 2 zuverlässig in einer gut ausbalancierten Weise miteinander verbunden. Des Weiteren ist im Vergleich zu einem Fall, bei dem ein Tankhalter verwendet wird, der durch einen einzelnen Körper mit einer Breite gestaltet ist, die die gesamte Länge von jedem MH-Tankmodul 2 bedeckt, jeder der Tankhalter leichtgewichtig.
(6) Die Wassergasspeichervorrichtung 1 wird als die Wasserstoffzufuhrquelle des elektrischen Fahrzeugs mit der Brennstoffzelle verwendet. Da die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 die MH-Tankmodule 2 in einem kompakt angeordneten Zustand miteinander verbindet, wird die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 leicht eingebaut, selbst wenn ein Einbauraum wie in dem Fall eines Automobils beschränkt ist.
(7) Jedes MH-Tankmodul 2 ist mittels den gesamten ausgesparten Flächen der entsprechenden ausgesparten Abschnitte 33 gestützt. Demzufolge ist im Vergleich zu einem Fall, in dem die MH-Tankmodule durch eine Platte mit Löchern eingesetzt sind und durch die Platte gestützt sind, ein Widerstand bezüglich einer Schwingung der MH-Tankmodule 2 verbessert.
(8) Der Wärmemediumdurchgang 29f erstreckt sich entlang der ausgesparten Flächen der nach oben gewandten ausgesparten Abschnitte 33 und der nach unten gewandten ausgesparten Abschnitte 33, die in der zweiten Halterkomponente 29 ausgebildet sind. Der Wärmemediumdurchgang 29f ist somit in maximaler Nähe zu denjenigen MH-Tankmodulen 2 angeordnet, zwischen denen der Wärmemediumdurchgang 29f angeordnet ist. Dies verbessert die Wirksamkeit des Wärmeaustauschs zwischen dem Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang 29f strömt, und den MH-Tankmodulen 2.
(9) In jedem gegenüberliegenden Paar der ausgesparten Abschnitte 33 ist die Summe des Abstands T2 von der imaginären Ebene, die die Öffnung von einem der ausgesparten Abschnitte 33 enthält, zu dem untersten Abschnitt des ausgesparten Abschnitts 33 und des Abstands T2 von der imaginären Ebene, die die Öffnung des anderen ausgesparten Abschnitts 33 enthält, zu dem untersten Abschnitt des ausgesparten Abschnitts 33 kleiner als der Durchmesser T1 von jedem MH-Tankmodul 2. Selbst falls die Dimensionsgenauigkeit der ausgesparten Abschnitte 33 klein ist, berühren demzufolge die gesamten ausgesparten Flächen von jedem Paar der ausgesparten Abschnitte 33 die Umfangsfläche des entsprechenden MH-Tankmoduls 2, wenn die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 aneinander befestigt und fixiert sind.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in den folgenden Formen ausgeführt werden.
Die Wärmemediumdurchgänge 28f–31f können in solch einer Weise angeordnet sein, dass die MH-Tankmodule 2 zu den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f freiliegen. Beispielsweise kann der Wärmemediumdurchgang 28f–31f, zu dem die MH-Tankmodule 2 freiliegen, durch Ausbilden einer Nut in jedem ausgesparten Abschnitt 33 und Gestatten einer Verbindung zwischen den Nuten in solch einer Weise aufgebaut sein, dass jede der Nuten einen Wärmemediumdurchgang bildet. In diesem Fall sind die Außenmantelabschnitte 12 der MH-Tankmodule 2 dem Wärmemedium direkt ausgesetzt. Dies verbessert die Wirksamkeit des Wärmeaustauschs zwischen dem Wärmemedium und dem MH-Pulver P im Vergleich zu einem Fall, in dem der Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium und dem MH-Pulver P über die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 geschieht. Wenn des Weiteren die MH-Tankmodule 2 zu den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f frei liegen, tauscht das Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang 28f strömt, Wärme direkt mit den MH-Tankmodulen 2 aus, ohne dass die erste Halterkomponente 28 dazwischen ist. Des Weiteren tauscht das Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang 31f strömt, Wärme direkt mit den MH-Tankmodulen 2 aus, ohne dass die vierte Halterkomponente 31 dazwischen ist. Falls die Wärmemediumdurchgänge 28f–31f in solch einer Weise angeordnet sind, dass die MH-Tankmodule 2 zu den Wärmemediumdurchgängen 28f–31f freiliegen, können demzufolge die erste Halterkomponente 28 und die vierte Halterkomponente 31 aus einem faserverstärkten Kunststoff oder Harz ausgebildet sein.
Als Wärmemediumdurchgänge, in denen ein Wärmemedium strömt, können Wärmemediumdurchgänge, die das Wärmemedium von den ersten Seitenflächen 28d–31d zu den zweiten Seitenflächen 28e–31e der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 befördern, und Wärmemediumdurchgänge vorgesehen sein, die das Wärmemedium von den zweiten Seitenflächen 28e–31e zu den ersten Seitenflächen 28d–31d der ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 einleiten. In diesem Fall können beispielsweise an der ersten Halterkomponente 28 und der dritten Halterkomponente 30 Einlassanschlüsse in den zweiten Seitenflächen 28e, 30e ausgebildet sein, und Auslassanschlüsse können in den ersten Seitenflächen 28d, 30d geordnet sein. Des Weiteren sind an der zweiten Halterkomponente 29 und der vierten Halterkomponente 31 Einlassanschlüsse in den ersten Seitenflächen 29d, 31d ausgebildet, und Auslassanschlüsse sind in den zweiten Seitenflächen 29e, 31e angeordnet. Der Wärmemediumdurchgang 28f und der Wärmemediumdurchgang 30f, die in der ersten Halterkomponente 28 bzw. der dritten Halterkomponente 30 ausgebildet sind, sind derart aufgebaut, dass das Wärmemedium von der zweiten Seitenfläche 28e, 30e zu der ersten Seitenfläche 28d, 30d strömt. Der Wärmemediumdurchgang 29f und der Wärmemediumdurchgang 31f, die in der zweiten Halterkomponente 29 bzw. der vierten Halterkomponente 31 ausgebildet sind, sind in solch einer Weise aufgebaut, dass das Wärmemedium von der ersten Seitenfläche 28d, 31d zu der zweiten Seitenfläche 29e, 31e strömt. Dieser Aufbau gewährleistet einen gut balancierten Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium und denjenigen der MH-Tankmodule 2, die näher an den ersten Seitenflächen 28d–31d angeordnet sind, und denjenigen der MH-Tankmodule 2, die näher an den zweiten Seitenflächen 28e–31e angeordnet sind.
Die Form von jedem Wärmemediumdurchgang 28f–31f kann modifiziert werden, solange die Festigkeit der entsprechendem ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 zu solch einen Ausmaß gewährleistet ist, dass verhindert wird, dass die Halterkomponente 28–31 beschädigt wird, wenn die Halterkomponente 28–31 die MH-Tankmodule 2 zusammenklemmt. Beispielsweise kann jeder Wärmemediumdurchgang 28f–31f einen ovalen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Wärmemediumdurchgangs 28f–31f haben. Alternativ können Rippen in jedem Wärmemediumdurchgang 28f–31f angeordnet sein, die in einer flachen Form ausgebildet sind, um die Festigkeit der entsprechenden ersten bis vierten Halterkomponente 28–31 zu verbessern.
Die Anzahl der Wärmemediumdurchgänge 28f–31f, die in dem ersten Tankhalter 10 und dem zweiten Tankhalter 11 ausgebildet sind, kann geändert sein. Der Wärmemediumdurchgang 28f kann von der ersten Halterkomponente 28 weggelassen sein, so dass nur die Wärmemediumdurchgänge 29f–31f ausgebildet sind. Alternativ kann der Wärmemediumdurchgang 31f von der vierten Halterkomponente 31 weggelassen sein, so dass nur die Wärmemediumdurchgänge 28f–30f vorgesehen sind. In diesen Fällen, um einen Wärmeaustausch über die Halterkomponenten durchzuführen, müssen die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 in einem Zustand aneinander befestigt und fixiert sein, in dem jedes benachbarte Paar der Halterkomponenten 28–31 in Kontakt miteinander gehalten ist. Wenn nur ein Wärmemediumdurchgang ausgebildet ist, ist des Weiteren ein Wärmemediumdurchgang 39 nur in der zweiten Halterkomponente 29 in solch einer Weise angeordnet, dass der Wärmemediumdurchgang zwischen den entsprechenden MH-Tankmodulen 2 angeordnet ist, wie beispielsweise in 5 dargestellt ist. Die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 sind in einem Zustand aneinander befestigt und fixiert, in dem jedes benachbarte Paar der Halterkomponenten in Kontakt miteinander gehalten ist. Die zwei der MH-Tankmodule 2, die in der dritten Lage angeordnet sind, sind in solch einer Weise gestaltet, dass ein Wärmeaustausch zwischen den MH-Tankmodulen 2 und dem Wärmemedium über die dritte Halterkomponente 3 stattfindet. Dieser Aufbau gestattet den Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang strömt, und den mehreren MH-Tankmodulen 2 als ein Ganzes, im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Wärmemediumdurchgang nur in der ersten Halterkomponente 28 und somit nur an einer Seite von jedem Tankhalter angeordnet ist. In 5 sind die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 in Querschnittsansichten gezeigt und die MH-Tankmodule 2 sind in Vorderansichten gezeigt.
Der erste Tankhalter 10 und der zweite Tankhalter 11 können als ein einstückiger Körper ausgebildet sein, um einen Tankhalter vorzusehen, der durch einen einzelnen Körper ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Breite des Tankhalters auf einen derartigen Wert festgelegt sein, dass die mehreren MH-Tankmodule 2 ausreichend miteinander verbunden sind.
Anstatt jeden Tankhalter in der Richtung der Lagen der gestapelten MH-Tankmodule 2 zu teilen, kann der Tankhalter in eine Vielzahl von Tankhalterkomponenten in der Richtung der Reihen der MH-Tankmodule 2 geteilt sein.
Anstatt die MH-Tankmodule 2 in einem horizontal angeordneten Zustand unter Verwendung der Tankhalter miteinander zu verbinden, können die Tankhalter die MH-Tankmodule in einem aufrechten Zustand miteinander verbinden.
Solange das Material, das den Außenmantelabschnitt 12 bildet, ein Metall ist, das eine notwendige Wärmeleitfähigkeit hat, muss das Material keine Aluminiumlegierung sein. Der Außenmantelabschnitt kann beispielsweise aus Kupfer oder Eisen ausgebildet sein.
Die Form von jeder Haltekammer 22 ist nicht besonders beschränkt. Die Haltekammern 22 können durch Montieren einer Vielzahl von Rippen in einer Gitterform definiert sein.
Solange das Material, das jede Rippe 20 bildet, ein Metall ist, das eine notwendige Wärmeleitfähigkeit hat, kann das Material beispielsweise Kupfer oder Eisen sein.
Die Endplatte 24b, die an der Seite ausgebildet ist, die der Unterseite des Körperabschnitts 13 in jedem MH-Tankmodul 2 entspricht, kann weggelassen werden. In diesem Fall ist das Wasserstoffströmungsrohr 18 in solch einer Weise verlängert, dass die Endfläche des Wasserstoffströmungsrohrs 18 die Unterseite des Körperabschnitts 13 berührt, und das Wasserstoffströmungsrohr 18 ist mit dem MH-Pulver P bis zu der Unterseite des Körperabschnitts 13 gefüllt. Dieser Aufbau erhöht die Menge des Wasserstoffs, die in jedem MH-Tankmodul 2 aufgenommen werden kann.
Die Wasserstoffgasspeichervorrichtung 1 ist nicht auf eine Verwendung in dem elektrischen Fahrzeug mit der Brennstoffzelle beschränkt, sondern kann in einer Wasserstoffzufuhrquelle einer Wasserstoffmaschine oder einer Wärmepumpe verwendet werden.
In dem Verfahren zum Herstellen jedes MH-Tankmoduls kann der Außenmantelabschnitt durch ein anderes Verfahren als Schweißen ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Außenmantelabschnitt mit entgegengesetzten kuppelförmigen Enden ausgebildet sein, indem ein Metallrohr einer plastischen Bearbeitung wie bspw. Drücken unterzogen wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein MH-Tankmodul 2 hat einen hohlen Außenmantelabschnitt 12, der aus Metall ausgebildet ist. Der Außenmantelabschnitt 12 hat eine Vielzahl von MH-Pulverhaltekammern 22, die durch eine Vielzahl von Rippen 20 definiert sind. Eine Vielzahl von MH-Tankmodulen 2 ist durch einen ersten Tankhalter 10 und einen zweiten Tankhalter 11 miteinander verbunden. Die ersten Tankhalter 10, 11 sind jeweils durch Befestigen und Fixieren einer ersten, zweiten, dritten und vierten Halterkomponente 28–31 gestaltet, die separat voneinander sind. Die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 haben jeweils einen Wärmemediumdurchgang 28f–31f. Die erste bis vierte Halterkomponente 28–31 haben jeweils ausgesparte Abschnitte 33, die jeweils der Form eines Seitenabschnitts von jedem MH-Tankmodul 2 entsprechen. Die MH-Tankmodule 2 werden durch die entsprechenden ausgesparten Abschnitte 33 einzeln gehalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-208444 [0007]
- JP 60-29563 [0007]
- JP 2000-320921 [0007]

Claims

Wasserstoffgasspeichervorrichtung mit: einer Vielzahl von Tankmodulen, die jeweils einen hohlen Außenmantel und ein wärmeleitendes Bauteil haben, wobei der hohle Außenmantelabschnitt aus Metall ausgebildet ist und ein wasserstoffabsorbierendes Metall aufnimmt und das wärmeleitende Bauteil Wärme zu sowohl dem Außenmantelabschnitt als auch dem wasserstoffabsorbierenden Metall leiten kann; wenigstens einem Tankhalter, der durch aneinander Befestigen und Fixieren einer Vielzahl von separaten Halterkomponenten unter Verwendung eines Befestigungsbauteils aufgebaut ist; einem Wärmemediumdurchgang, der in wenigstens einer der Halterkomponenten ausgebildet ist, wobei ein Wärmemedium in dem Wärmemediumdurchgang strömt, wobei die Halterkomponenten ausgesparte Abschnitte haben, die jeweils der Form eines Seitenabschnitts des entsprechenden Tankmoduls entsprechen, die ausgesparten Abschnitte die entsprechenden Tankmodule einzeln halten, und ein Wärmeaustausch zwischen dem Wärmemedium, das in dem Wärmemediumdurchgang strömt, und den Tankmodulen stattfindet.
Wasserstoffgasspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmemediumdurchgang in solch einer Weise ausgebildet ist, um zu verhindern, dass die Tankmodule dem Wärmemedium ausgesetzt sind, das in dem Wärmemediumdurchgang strömt.
Wasserstoffgasspeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmemediumdurchgang zwischen den entsprechenden der Tankmodule angeordnet ist.
Wasserstoffgasspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Tankhalter einer von einer Vielzahl von Tankhaltern ist und die Tankhalter wenigstens einen ersten Tankhalter, der erste Endabschnitte der Tankmodule miteinander verbindet, und einen zweiten Tankhalter umfassen, der zweite Endabschnitte der Tankmodule miteinander verbindet.
Wasserstoffgasspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmemediumdurchgang in solch einer Weise ausgebildet ist, dass die Tankmodule dem Wärmemedium ausgesetzt sind, das in dem Wärmemediumdurchgang strömt.
Wasserstoffgasspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn jedes benachbarte Paar der Halterkomponenten aneinander befestigt und fixiert ist, die Aussparungen von jedem benachbarten Paar der Halterkomponenten einander zugewandt sind und jedes zugewandte Paar der Aussparungen ein entsprechendes der Tankmodule hält.
Wasserstoffgasspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die in einem elektrischen Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle verwendet wird.