JP2004225772A - 圧力容器、燃料タンク及び車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】設置状態において周囲のデッドスペースをできる限り小さくすることができ、且つ、容易に製作することのできる圧力容器及びこれを搭載した車両を提供すること。
【課題手段】この発明の圧力容器Ｖ１は、被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体１０を備える。この容器本体１０は、複数個の孔１２を有し該孔１２が収容室とされた複数枚の板状多孔チューブ１１が、重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって、構成されたものである。この圧力容器Ｖ１は、例えば自動車（例えば水素自動車、燃料電池自動車及び天然ガス自動車）に搭載される燃料タンクとして特に好適に用いられる。
【選択図】 図３
【課題手段】この発明の圧力容器Ｖ１は、被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体１０を備える。この容器本体１０は、複数個の孔１２を有し該孔１２が収容室とされた複数枚の板状多孔チューブ１１が、重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって、構成されたものである。この圧力容器Ｖ１は、例えば自動車（例えば水素自動車、燃料電池自動車及び天然ガス自動車）に搭載される燃料タンクとして特に好適に用いられる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力容器、燃料タンク及び車両に関し、詳述すると、例えば、自動車や鉄道車両等の車両に搭載される燃料タンクとして好適に用いられる圧力容器、燃料タンク及びこれを搭載した車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば水素自動車、燃料電池自動車及び天然ガス自動車は、低公害車及び石油代替車として近年急速に普及が進んでいる。これらの自動車に搭載される燃料タンクは、一般に、自動車の天井の上、座席シートの下、リヤトランクの中などに設置されている。
【０００３】
しかしながら、この燃料タンクは、耐圧強度を確保すべく、専ら球状や円筒状に形成されているため、燃料タンクを自動車の所定場所に設置すると、燃料タンクの周囲にデッドスペースが生じてしまうという問題があった。
【０００４】
また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図り、また設置場所の選択の自由性を確保するために、燃料タンクを横断面四角形等の多角形状に構成したいという強う要望があった。
【０００５】
従来、横断面四角形状に形成された燃料タンクとしては、容器本体の内部に複数個の収容室を区画形成するとともに、互いに隣り合う収容室間の隔壁を容器本体に一体に形成した容器（水素吸蔵合金容器）（特許文献１参照。）や、容器本体の外周壁部をハニカムパネルで形成した容器（特許文献２参照。）等が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１５９５９７号公報（第２−４頁、第１−４図）
【０００７】
【特許文献２】
特開平２−１０２９７３号公報（第２−３頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した２種類の容器のうち前者の容器は、容器本体に隔壁が一体に形成されたものなので、その構造が複雑で製作が困難であるという難点があった。また同じく、後者の容器は、容器本体の外周壁部がハニカムパネルで形成されているので、その構造が複雑で製作が困難であるという難点があった。
【０００９】
この発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、設置状態において周囲のデッドスペースをできる限り小さくすることができ、且つ、容易に製作することのできる圧力容器、燃料タンク及びこれを搭載した車両を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の手段を提供する。
【００１１】
［１］被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体を備えるとともに、前記容器本体は、複数個の孔を有し、該孔が収容室とされた複数枚の板状多孔チューブが、重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって構成されてなることを特徴とする圧力容器。
【００１２】
［２］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置する孔が、容器本体の中央部に位置する孔よりも小寸に設定されている前項１記載の圧力容器。
【００１３】
［３］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が、容器本体の中央部に位置する孔とこれと隣り合う孔との間の肉厚よりも大寸に設定されている前項１又は２記載の圧力容器。
【００１４】
［４］前記多孔チューブが押出材から製作されている前項１〜３のいずれか１項記載の圧力容器。
【００１５】
［５］被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体を備えるとともに、前記容器本体は、該容器本体の外周壁部を形成する横断面多角形の角筒状の外ケース内に、孔が収容室とされた複数本の棒状チューブが、前記外ケースの軸線方向と平行な状態で挿入配置されることによって構成されてなることを特徴とする圧力容器。
【００１６】
［６］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの孔が、容器本体の中央部に位置するチューブの孔よりも小寸に設定されている前項５記載の圧力容器。
【００１７】
［７］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が、容器本体の中央部に位置するチューブの肉厚よりも大寸に設定されている前項５又は６記載の圧力容器。
【００１８】
［８］前記チューブが押出材から製作されている前項５〜７のいずれか１項記載の圧力容器。
【００１９】
［９］前項１〜８のいずれか１項記載の圧力容器からなることを特徴とする燃料タンク。
【００２０】
［１０］前項９記載の燃料タンクが搭載されていることを特徴とする車両。
【００２１】
次に、上記各項の発明を説明する。
【００２２】
［１］の発明では、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているので、圧力容器を所定場所に設置しても、当該圧力容器の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。また、圧力容器の設置スペースの狭小化を図ることができるし、圧力容器の設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００２３】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、複数枚の板状多孔チューブが重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって、構成されたものなので、容器本体を容易に製作することができる。
【００２４】
［２］の発明では、容器本体の外周面近傍における強度が向上し、そのため該容器本体の外周面に作用する圧力による変形が減少する。その結果、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００２５】
［３］の発明では、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が大寸なので、上記［２］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００２６】
［４］の発明では、多孔チューブが押出材から製作されていることにより、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【００２７】
［５］の発明では、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているので、上記［１］の発明と同じく、圧力容器を所定場所に設置しても、当該圧力容器の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。また、圧力容器の設置スペースの狭小化を図り得るようになるし、圧力タンクの設置場所ついての選択の自由度が増大する。
【００２８】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、外ケース内に複数本の棒状チューブが挿入配置されて構成されたものなので、上記［１］の発明と同じく、容器本体を容易に製作することができる。
【００２９】
なお、外ケースは、底付きの角筒状のものであっても良いし、底無しの角筒状のものであっても良い。
【００３０】
［６］の発明では、容器本体の外周面近傍における強度が向上し、そのため該容器本体の外周面に作用する応力による変形が減少する。その結果、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００３１】
［７］の発明では、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が大寸なので、上記［６］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００３２】
［８］の発明では、チューブが押出材から製作されていることにより、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【００３３】
而して、上記［１］〜［８］の発明では、いずれも、圧力容器の横断面形状としては、四角形状をはじめ、三角形状や六角形状等の多角形状が挙げられる。また、圧力容器はその用途に限定されるものではなく、例えば、後述するように車両（自動車、自動二輪車、鉄道車両など）に搭載される燃料タンク（水素吸蔵合金容器、水素容器、天然ガス容器など）として好適に用いることができる。また、容器本体は、その材質に限定されるものではなく、例えば金属製のものが用いられる。また、被収容物としては、その種類に限定されるものではなく、例えばガスや液体等の流体が挙げられる。
【００３４】
また、容器本体は、横断面凸多角形状に形成されていても良いし、横断面凹多角形状に形成されていても良い。これらの場合、容器本体の横断面において該容器本体の全ての角部の角度が直角（９０°）か三直角（２７０°）に形成されていることが特に望ましい。
【００３５】
［９］の発明では、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースが減少する。そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００３６】
なお、［９］の発明では、燃料タンクは、後述する車両に搭載されるものに限定されるものではなく、燃料タンクを必要とする様々な装置に用いられる。
【００３７】
［１０］の発明では、上記［９］の発明と同じく、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースが減少する。そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００３８】
なお、上記［１０］の発明では、車両はその種類に限定されるものではなく、車両として例えば水素自動車、燃料電池自動車（ＦＣＥＶ）及び天然ガス自動車（ＮＧＶ）が挙げられる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の好ましい幾つかの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４０】
図１〜３は、この発明の第１実施形態に係る圧力容器（Ｖ１）を示している。この圧力容器（Ｖ１）は、図４に示すように、自動車（例えば水素自動車）（４０）に燃料タンクとして搭載されるものであって、例えば、自動車（４０）の座席シートの下に設置されたり、リアトランクの中に設置されたり、天井の上に設置されたりするものである。
【００４１】
この圧力容器（Ｖ１）は、図１及び図２に示すように、角型の容器本体（１０）と、該容器本体（１０）の前端（一端）に設けられた前蓋体（２０）と、容器本体（１０）の後端（他端）に設けられた後蓋体（２５）とを備えている。この第１実施形態では、前記容器本体（１０）は略直方体形に形成されており、すなわち容器本体（１０）の横断面において容器本体（１０）の全ての角部の角度が直角（９０°）に形成されている。
【００４２】
この圧力容器（Ｖ１）は、その構成部材が所定形状に組み付けられたのち、炉内ろう付により相互に隣り合う構成部材同士が接合一体化されることによって、製作されたものである。
【００４３】
前記容器本体（１０）は、自動車（４０）の燃料（例えば水素ガスや液体水素）（３０）を収容するためのものであって、図３に示すように横断面四角形状（詳述すると横断面長方形状乃至正方形状）に形成されている。この容器本体（１０）は、多数枚（詳述すると７枚）の平板状多孔チューブ（１１）が重合せ状に配置され且つ相互にろう付一体化されることによって、構成されたものである。すなわち、互いに隣り合う多孔チューブ（１１）同士が、その孔（１２）の延びる方向が互いに同一方向となる態様で重合せ状に配置され、且つこの重合せ状態で多孔チューブ（１１）同士がろう付により接合されることによって、前記多数枚の多孔チューブ（１１）が一体化されている。
【００４４】
なお、この発明では、多孔チューブ（１１）の枚数は限定されるものではなく、２枚以上であれば良い。また、互いに隣り合う多孔チューブ（１１）同士を接合する手段は限定されるものではなく、例えば、これら多孔チューブ（１１）同士は上述したようにろう付により接合されていても良いし、溶接や摩擦撹拌接合により接合されていても良い。
【００４５】
前記各多孔チューブ（１１）は、金属押出材から製作されたものであって、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。）押出材から製作されたものである。この各多孔チューブ（１１）は多数個（詳述すると７個）の断面円形状の孔（１２）を有している。前記多数個の孔（１２）は、多孔チューブ（１１）の幅方向に所定間隔おきに並んだ状態で、多孔チューブ（１１）の長さ方向に多孔チューブ（１１）を貫通して延びている。この孔（１２）は燃料（被収容物）を収容する収容室となされている。なお、この発明では、多孔チューブ（１１）１枚当たりの孔（１２）の個数は限定されるものではなく、例えば２〜５００個であっても良い。
【００４６】
図１において、Ｗは容器本体（１０）の幅、Ｌは容器本体（１０）の長さ、Ｈは容器本体（１０）の高さをそれぞれ示している。この第１実施形態では、容器本体（１０）の幅Ｗは多孔チューブ（１１）の幅と一致しており、容器本体（１０）の長さＬは多孔チューブ（１１）の長さと一致している。また、容器本体（１０）の高さＨは、該容器本体（１０）を構成している多数枚の多孔チューブ（１１）の合計高さに一致している。
【００４７】
前記多数枚の多孔チューブ（１１）は、図３に示すように互いに同形同寸に形成されたものである。さらに、前記多数枚の多孔チューブ（１１）の孔（１２）は全て同形同寸に形成されている。
【００４８】
図３において、ｒ１は多孔チューブ（１１）の孔（１２）の半径を示している。ｔ１は、容器本体（１０）の外周面と該外周面に最も近い孔（１２−１）との間の肉厚を示している。
【００４９】
前記前蓋体（２０）は、図１及び図２に示すようにアルミニウム（その合金を含む。）製のものである。この前蓋体（２０）には燃料注入口（被収容物注入口）（２１）と燃料排出口（被収容物排出口）（２２）が設けられている。燃料注入口（２１）及び燃料排出口（２２）にはそれぞれバルブ（図示せず）が取り付けられている。そして、この前蓋体（２０）が容器本体（１０）の前端（一端）に当該前端面（一端面）全体を覆う態様でろう付により接合されている。さらに、図２に示すように、こうして前蓋体（２０）が接合された状態において、前蓋体（２０）の裏面と容器本体（１０）の前端面（一端面）との間には空洞部（２３）が形成されている。
【００５０】
前記後蓋体（２５）は、アルミニウム（その合金を含む。）製のものである。この後蓋体（２５）は板状のものであって、この後蓋体（２５）が容器本体（１０）の後端（他端）に当該後端面（他端面）全体を覆う態様でろう付により接合されている。こうして後蓋体（２５）が接合されることによって、容器本体（１０）の全ての孔（１２）の後端開口が該後蓋体（２５）で閉塞されている。
【００５１】
上記圧力容器（Ｖ１）においては、燃料（３０）は、所定の圧力で燃料注入口（２１）から注入され、そして前記空洞部（２３）を介して容器本体（１０）の全ての孔（１２）内に収容される。次いで、燃料注入口（２１）に設けられたバルブを閉じることによって、燃料（３０）が高圧で封入される。
【００５２】
一方、封入された燃料（３０）は、燃料排出口（２２）に設けられたバルブを開けることによって燃料排出口（２２）から排出される。そして、排出された燃料（３０）は自動車（４０）のエンジン（図示せず）に供給される。
【００５３】
而して、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）は、横断面四角形状の容器本体（１０）を備えているから、この圧力容器（Ｖ１）を燃料タンクとして自動車（４０）の所定場所（例えば座席シートの下、リアトランクの中、天井の上）に設置した場合であっても、当該圧力容器（燃料タンク）（Ｖ１）の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。そのため、圧力容器（Ｖ１）の周囲のスペースを有効に活用することができる。さらに、この圧力容器（Ｖ１）によれば、該圧力容器（Ｖ１）の設置スペースの狭小化を図ることができるし、その上、圧力容器（Ｖ１）の設置場所についての選択の自由度が増大する。そのため、この圧力容器（Ｖ１）はこれを燃料タンクとして自動車（４０）の車体の床面上に敷設することができる等、様々な場所に設置することができる。
【００５４】
さらに、この圧力容器（Ｖ１）においては、容器本体（１０）は、多数枚の多孔チューブ（１１）が重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって、構成されたものなので、容器本体（１０）を容易に製作することができ、ひいては圧力容器（Ｖ１）を容易に製作することができる。
【００５５】
その上、多孔チューブ（１１）が押出材から製作されたものなので、多孔チューブ（１１）を能率良く且つコスト的に有利に製作することができる。しかも、押出材としてアルミニウム押出材が用いられているので、容器本体（１０）は軽量になっている。このため、自動車（４０）の燃費を向上させることができる。
【００５６】
図５は、この発明の第２実施形態に係る圧力容器（Ｖ２）を示している。同図には、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）に対応する要素に同一の符号が付されている。以下、この第２実施形態の圧力容器（Ｖ２）を、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）との相違を中心に説明する。
【００５７】
この第２実施形態の圧力容器（Ｖ２）の容器本体（１０）では、同図に示すように、多数枚の多孔チューブ（１１）は互いに形状同寸に形成されたものではない。すなわち、容器本体（１０）の横断面において、前記多数枚の多孔チューブ（１１）の全ての孔（１２）のうち、容器本体（１０）の外周面近傍に位置する孔（１２−１）（その半径をｒ１とする。）が、容器本体（１０）の中央部に位置する孔（１２−２）（その半径をｒ２とする。）よりも小寸（つまりｒ１＜ｒ２）に設定されている。詳述すると、容器本体（１０）の外周面近傍に位置する孔（１２−１）の断面積が、容器本体（１０）の中央部に位置する孔（１２−２）の断面積よりも小に設定されている。したがって、この圧力容器（Ｖ２）では、容器本体（１０）の外周面近傍における強度が向上し、容器本体（１０）の外周面に作用する応力による変形が減少する。そのため、容器本体（１０）の耐圧強度が向上している。
【００５８】
さらに、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の外周面と該外周面に最も近い孔（１２−１）との間の肉厚ｔ１は、容器本体（１０）の中央部に位置する孔（１２−２）とこれと隣り合う孔（１２−２’）との間の肉厚ｔ２よりも大寸（つまりｔ１＞ｔ２）に設定されている。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度が更に向上している。
【００５９】
その上、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の多数個の孔（１２）は、容器本体（１０）の中央部から容器本体（１０）の外周面に接近するのに従って漸次小さくなるように分布している。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度はより一層向上している。
【００６０】
上記第２実施形態の圧力容器（Ｖ２）の他の構成及び使用方法は、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じであり、重複する記載を省略する。
【００６１】
図６は、この発明の第３実施形態に係る圧力容器（Ｖ３）を示している。同図には、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）に対応する要素に同一の符号が付されている。以下、この第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）を、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）との相違を中心に説明する。
【００６２】
この第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の容器本体（１０）は、該容器本体（１０）の外周壁部を形成する外ケース（１５）と、多数本の棒状チューブ（１６）とを備えている。
【００６３】
前記外ケース（１５）は、金属押出材から製作されたものであって、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。）押出材から製作されたものである。この外ケース（１５）は、横断面四角形（詳述すると横断面長方形乃至正方形）の、底無し角筒状に形成されている。さらに、この外ケース（１５）の後端に当該後端面全体を覆う態様で後蓋体（２５）（図２参照）がろう付により接合されている。
【００６４】
前記各チューブ（１６）は、金属押出材から製作されたものであって、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。）押出材から製作されたものである。このチューブ（１６）は１個の断面円形状の孔（１７）を有している。この孔（１７）はチューブ（１６）を貫通して形成されている。この孔（１７）は燃料を収容する収容室となされている。なお、本発明では、孔（１７）の断面形状は限定されるものではなく、断面円形状以外の形状に形成されていても良い。
【００６５】
前記多数本のチューブ（１６）は互いに同形同寸に形成されている。さらに、前記多数本のチューブ（１６）の孔（１７）は全て同形同寸に形成されている。
【００６６】
同図において、ｒ３はチューブ（１６）の孔（１７）の半径を示しており、ｔ３はチューブ（１６）の肉厚を示している。また、Ｓは外ケース（１５）の肉厚を示している。
【００６７】
前記容器本体（１０）は、前記外ケース（１５）内に前記多数本のチューブ（１６）が外ケース（１５）の軸線方向と平行な状態で挿入配置されることによって、構成されたものである。
【００６８】
また、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）同士は閉鎖状態に接合されるとともに、同じくチューブ（１６）と外ケース（１５）は閉鎖状態に接合されている。さらに、前記多数本のチューブ（１６）の後端は後蓋体（２５）に接合されており、これにより前記多数本のチューブ（１６）の後端開口が後蓋体（２５）で閉塞されている。
【００６９】
この圧力容器（Ｖ３）においては、燃料（被収容物）は、容器本体（１０）のチューブ（１６）の孔（１７）と、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）間に形成された隙間（ｇ１）と、チューブ（１６）と外ケース（１５）との間に形成された隙間（ｇ２）とに収容される。ここで、上述したように、前記多数本のチューブ（１６）の後端開口が後蓋体（２５）で閉塞されていることから、チューブ（１６）内に収容された燃料は、チューブ（１６）の後端開口を通って隙間（ｇ１）（ｇ２）内へと流入することはない。さらに、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）同士が閉鎖状態に接合されるとともに、チューブ（１６）と外ケース（１５）が閉鎖状態に接合されていることから、互いに隣り合う隙間（ｇ１）（ｇ２）内に収容された燃料は、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）間やチューブ（１６）と外ケース（１６）との間を通って相手の隙間へ流入することはない。
【００７０】
上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の他の構成及び使用方法は、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じであり、重複する記載を省略する。
【００７１】
而して、上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）は、横断面四角形状の容器本体（１０）を備えているから、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じく、この圧力容器（Ｖ３）を燃料タンクとして自動車（４０）の所定場所に設置しても、当該圧力容器（Ｖ３）の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。そのため、圧力容器（Ｖ３）の周囲のスペースを有効に活用することができる。さらに、この圧力容器（Ｖ３）によれば、該圧力容器（Ｖ３）の設置スペースの狭小化を図ることができるし、圧力容器（Ｖ３）の設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００７２】
さらに、この圧力容器（Ｖ３）の容器本体（１０）は、外ケース（１５）内に多数本の多孔チューブ（１６）が挿入配置されることによって構成されたものなので、容器本体（１０）を容易に製作することができ、ひいては圧力容器（Ｖ３）を容易に製作することができる。
【００７３】
その上、チューブ（１６）が押出材から製作されたものなので、チューブ（１６）を能率良く且つコスト的に有利に製作することができる。しかも、押出材としてアルミニウム押出材が用いられているので、容器本体（１０）は軽量になっている。このため、自動車（４０）の燃費を向上させることができる。
【００７４】
しかも、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）同士が接合されるとともに、チューブ（１６）と外ケース（１５）が接合されているから、容器本体（１０）の剛性が高くなっている。
【００７５】
図７は、この発明の第４実施形態に係る圧力容器（Ｖ４）を示している。同図には、上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）に対応する要素に同一の符号が付されている。以下、この第４実施形態の圧力容器（Ｖ４）を、上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）との相違を中心に説明する。
【００７６】
この第４実施形態の圧力容器（Ｖ４）の容器本体（１０）では、同図に示すように、多数本のチューブ（１６）は互いに同形同寸に形成されたものではない。すなわち、容器本体（１０）の横断面において、前記多数本の全てのチューブ（１６）のうち、容器本体（１０）の外周面近傍に位置するチューブ（１６）の孔（１７−１）（その半径をｒ４とする。）が、容器本体（１０）の中央部に位置するチューブ（１６）の孔（１７−２）（その半径をｒ５とする。）よりも小寸（つまりｒ４＜ｒ５）に設定されている。詳述すると、容器本体（１０）の外周面近傍に位置するチューブ（１６）の孔（１７−１）の断面積が、容器本体（１０）の中央部に位置するチューブ（１６）の孔（１７−２）の断面積よりも小に設定されている。したがって、この圧力容器（Ｖ４）では、容器本体（１０）の外周面近傍における強度が向上し、容器本体（１０）の外周面に作用する応力による変形が減少している。そのため、容器本体（１０）の耐圧強度が向上している。
【００７７】
さらに、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の外周面近傍に位置するチューブ（１６）の肉厚ｔ４が、容器本体（１０）の中央部に位置するチューブ（１６）の肉厚ｔ５よりも大寸（つまりｔ４＞ｔ５）に設定されている。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度は更に向上している。
【００７８】
その上、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の多数個のチューブ（１６）は、その孔（１７）が容器本体（１０）の中央部から容器本体（１０）の外周面に接近するのに従って漸次小寸になるように配置されている。且つ、容器本体（１０）の多数個のチューブ（１６）は、その肉厚が容器本体（１０）の中央部から容器本体（１０）の外周面に接近するのに従って漸次大寸になるように配置されている。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度はより一層向上している。
【００７９】
上記第４実施形態の圧力容器（Ｖ４）の他の構成及び使用方法は、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じであり、重複する記載を省略する。
【００８０】
以上でこの発明の好ましい幾つかの実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。
【００８１】
例えば、上記第１〜４実施形態の圧力容器（Ｖ１〜Ｖ４）において、この圧力容器が自動車に搭載される水素吸蔵合金容器として用いられる場合には、容器本体（１０）の孔（１２、１７）内には所定量の粉末状等の水素吸蔵合金（図示せず）が予め収容される。この場合には、燃料注入口（２１）から注入された燃料としての水素ガスは、水素吸蔵合金が熱媒体（図示せず）で冷却されることで、水素吸蔵合金に吸蔵される。一方、吸蔵された水素ガスを排出させる際には、水素吸蔵合金を熱媒体で加温することで、水素ガスが水素吸蔵合金から放出されて、該水素ガスが燃料排出口（２２）から排出されるものとなる。
【００８２】
また、上記第１〜４実施形態の圧力容器（Ｖ１〜Ｖ４）は、天然ガス自動車に搭載される燃料タンクとして用いられるものであっても良い。
【００８３】
また、上記第１〜４実施形態の圧力容器（Ｖ１〜Ｖ４）は、水素ガス又は液体水素を収容する自動車の燃料タンクとして用いられるものであっても良い、
また、上記第３及び第４実施形態の圧力容器（Ｖ３、Ｖ４）では、互いに隣り合うチューブ（１６）同士は接合されていなくても良いし、チューブ（１６）と外ケース（１５）は接合されていなくても良い。
【００８４】
また、板状多孔チューブ（１１）の孔（１２）や棒状チューブ（１６）の孔（１７）は、断面略楕円形状に形成されていても良い。
【００８５】
【実施例】
次に、この発明の具体的実施例及び比較例を示す。
【００８６】
＜実施例１〜３＞
この実施例１〜３では、図１〜図３に示した上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）の容器本体（１０）を製作した。ｔ１及びｒ１は表１のとおりである。また、容器本体（１０）を構成する多孔チューブ（１１）の枚数を１００枚とし、多孔チューブ（１１）１枚当たりの孔（１２）の個数を１００個とし、Ｗ＝１００ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｈ＝１００ｍｍとして、全ての孔（１２）の内容積（すなわち容器本体の内容積）を算出した。さらに、多孔チューブ（１１）の材質をアルミニウム合金Ａ３００３とし、その耐力値を用いて容器本体（１０）の耐圧強度を算出した。
【００８７】
＜実施例４〜６＞
この実施例４〜６では、図６に示した上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の容器本体（１０）を製作した。ｔ３及びｒ３は表１のとおりである。また、容器本体（１０）を構成するチューブ（１６）の本数を９６０４（＝９８×９８）本とし、Ｗ＝１００ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｈ＝１００ｍｍ、Ｓ＝１ｍｍとして、全ての孔（１７）の内容積（すなわち容器本体の内容積）を算出した。さらに、チューブ（１６）の材質をアルミニウム合金Ａ３００３とし、その耐力値を用いて容器本体（１０）の耐圧強度を算出した。
【００８８】
＜比較例１〜３＞
この比較例１〜３では、図６に示した上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の外ケース（１５）だけを製作した。この外ケース（１５）の寸法は、Ｗ＝１００ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｈ＝１００ｍｍであり、Ｓは表１のとおりである。容器本体（１０）はこの外ケース（１５）だけから構成されるものとして、この外ケース（１５）の内容積（すなわち容器本体の内容積）を算出した。さらに、外ケース（１５）の材質をアルミニウム合金Ａ３００３とし、その耐力値を用いて容器本体（１０）の耐圧強度を算出した。
【００８９】
以上の結果を表１にまとめて示す。
【００９０】
【表１】
【００９１】
同表に示すように、実施例１〜６の圧力容器の容器本体は、いずれも、内容量が大きく且つ高い耐圧強度を有していることを確認し得た。
【００９２】
【発明の効果】
上述の次第で、この発明は次の効果を奏する。
【００９３】
［１］の発明によれば、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているから、この圧力容器を所定場所に設置しても、該圧力容器の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。そのため、圧力容器の周囲のスペースを有効に活用することができる。また、圧力容器の設置スペースの狭小化を図ることができるし、圧力容器の設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００９４】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、複数枚の板状多孔チューブが重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって構成されたものなので、容器本体を容易に製作することができる。
【００９５】
［２］の発明によれば、容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置する孔が、容器本体の中央部に位置する孔よりも小寸に設定されているので、容器本体の外周面近傍における強度を向上させることができ、そのため容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【００９６】
［３］の発明によれば、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が大寸なので、上記［２］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【００９７】
［４］の発明によれば、多孔チューブが押出材から製作されているので、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【００９８】
［５］の発明によれば、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているので、上記［１］の発明と同様の効果を奏する。
【００９９】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、外ケース内に複数本の棒状チューブが挿入配置されることによって構成されたものなので、上記［１］の発明と同じく、容器本体を容易に製作することができる。
【０１００】
［６］の発明によれば、容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの孔が、容器本体の中央部に位置するチューブの孔よりも小寸に設定されているので、容器本体の外周面近傍における強度を向上させることができ、そのため容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【０１０１】
［７］の発明によれば、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が大寸なので、上記［６］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【０１０２】
［８］の発明のよれば、チューブが押出材から製作されているので、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【０１０３】
［９］の発明によれば、燃料タンクは上記圧力容器からなるので、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースを減少させることができ、そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【０１０４】
［１０］の発明によれば、上記燃料タンクが車両に搭載されているので、上記［９］の発明と同じく、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースを減少させることができ、そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る圧力容器を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ線横断面図である。
【図４】同圧力容器を燃料タンクとして自動車に搭載した状態を示す一部切欠き側面図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る圧力容器を示す、図３に対応する横断面図である。
【図６】この発明の第３実施形態に係る圧力容器を示す、図３に対応する横断面図である。
【図７】この発明の第４実施形態に係る圧力容器を示す、図３に対応する横断面図である。
【符号の説明】
Ｖ１〜Ｖ４…圧力容器（燃料タンク）
１０…容器本体
１１…板状多孔チューブ
１２…孔（収容室）
１５…外ケース
１６…棒状チューブ
１７…孔（収容室）
４０…自動車（車両）
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力容器、燃料タンク及び車両に関し、詳述すると、例えば、自動車や鉄道車両等の車両に搭載される燃料タンクとして好適に用いられる圧力容器、燃料タンク及びこれを搭載した車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば水素自動車、燃料電池自動車及び天然ガス自動車は、低公害車及び石油代替車として近年急速に普及が進んでいる。これらの自動車に搭載される燃料タンクは、一般に、自動車の天井の上、座席シートの下、リヤトランクの中などに設置されている。
【０００３】
しかしながら、この燃料タンクは、耐圧強度を確保すべく、専ら球状や円筒状に形成されているため、燃料タンクを自動車の所定場所に設置すると、燃料タンクの周囲にデッドスペースが生じてしまうという問題があった。
【０００４】
また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図り、また設置場所の選択の自由性を確保するために、燃料タンクを横断面四角形等の多角形状に構成したいという強う要望があった。
【０００５】
従来、横断面四角形状に形成された燃料タンクとしては、容器本体の内部に複数個の収容室を区画形成するとともに、互いに隣り合う収容室間の隔壁を容器本体に一体に形成した容器（水素吸蔵合金容器）（特許文献１参照。）や、容器本体の外周壁部をハニカムパネルで形成した容器（特許文献２参照。）等が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１５９５９７号公報（第２−４頁、第１−４図）
【０００７】
【特許文献２】
特開平２−１０２９７３号公報（第２−３頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した２種類の容器のうち前者の容器は、容器本体に隔壁が一体に形成されたものなので、その構造が複雑で製作が困難であるという難点があった。また同じく、後者の容器は、容器本体の外周壁部がハニカムパネルで形成されているので、その構造が複雑で製作が困難であるという難点があった。
【０００９】
この発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、設置状態において周囲のデッドスペースをできる限り小さくすることができ、且つ、容易に製作することのできる圧力容器、燃料タンク及びこれを搭載した車両を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の手段を提供する。
【００１１】
［１］被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体を備えるとともに、前記容器本体は、複数個の孔を有し、該孔が収容室とされた複数枚の板状多孔チューブが、重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって構成されてなることを特徴とする圧力容器。
【００１２】
［２］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置する孔が、容器本体の中央部に位置する孔よりも小寸に設定されている前項１記載の圧力容器。
【００１３】
［３］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が、容器本体の中央部に位置する孔とこれと隣り合う孔との間の肉厚よりも大寸に設定されている前項１又は２記載の圧力容器。
【００１４】
［４］前記多孔チューブが押出材から製作されている前項１〜３のいずれか１項記載の圧力容器。
【００１５】
［５］被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体を備えるとともに、前記容器本体は、該容器本体の外周壁部を形成する横断面多角形の角筒状の外ケース内に、孔が収容室とされた複数本の棒状チューブが、前記外ケースの軸線方向と平行な状態で挿入配置されることによって構成されてなることを特徴とする圧力容器。
【００１６】
［６］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの孔が、容器本体の中央部に位置するチューブの孔よりも小寸に設定されている前項５記載の圧力容器。
【００１７】
［７］前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が、容器本体の中央部に位置するチューブの肉厚よりも大寸に設定されている前項５又は６記載の圧力容器。
【００１８】
［８］前記チューブが押出材から製作されている前項５〜７のいずれか１項記載の圧力容器。
【００１９】
［９］前項１〜８のいずれか１項記載の圧力容器からなることを特徴とする燃料タンク。
【００２０】
［１０］前項９記載の燃料タンクが搭載されていることを特徴とする車両。
【００２１】
次に、上記各項の発明を説明する。
【００２２】
［１］の発明では、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているので、圧力容器を所定場所に設置しても、当該圧力容器の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。また、圧力容器の設置スペースの狭小化を図ることができるし、圧力容器の設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００２３】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、複数枚の板状多孔チューブが重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって、構成されたものなので、容器本体を容易に製作することができる。
【００２４】
［２］の発明では、容器本体の外周面近傍における強度が向上し、そのため該容器本体の外周面に作用する圧力による変形が減少する。その結果、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００２５】
［３］の発明では、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が大寸なので、上記［２］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００２６】
［４］の発明では、多孔チューブが押出材から製作されていることにより、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【００２７】
［５］の発明では、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているので、上記［１］の発明と同じく、圧力容器を所定場所に設置しても、当該圧力容器の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。また、圧力容器の設置スペースの狭小化を図り得るようになるし、圧力タンクの設置場所ついての選択の自由度が増大する。
【００２８】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、外ケース内に複数本の棒状チューブが挿入配置されて構成されたものなので、上記［１］の発明と同じく、容器本体を容易に製作することができる。
【００２９】
なお、外ケースは、底付きの角筒状のものであっても良いし、底無しの角筒状のものであっても良い。
【００３０】
［６］の発明では、容器本体の外周面近傍における強度が向上し、そのため該容器本体の外周面に作用する応力による変形が減少する。その結果、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００３１】
［７］の発明では、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が大寸なので、上記［６］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度が向上する。
【００３２】
［８］の発明では、チューブが押出材から製作されていることにより、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【００３３】
而して、上記［１］〜［８］の発明では、いずれも、圧力容器の横断面形状としては、四角形状をはじめ、三角形状や六角形状等の多角形状が挙げられる。また、圧力容器はその用途に限定されるものではなく、例えば、後述するように車両（自動車、自動二輪車、鉄道車両など）に搭載される燃料タンク（水素吸蔵合金容器、水素容器、天然ガス容器など）として好適に用いることができる。また、容器本体は、その材質に限定されるものではなく、例えば金属製のものが用いられる。また、被収容物としては、その種類に限定されるものではなく、例えばガスや液体等の流体が挙げられる。
【００３４】
また、容器本体は、横断面凸多角形状に形成されていても良いし、横断面凹多角形状に形成されていても良い。これらの場合、容器本体の横断面において該容器本体の全ての角部の角度が直角（９０°）か三直角（２７０°）に形成されていることが特に望ましい。
【００３５】
［９］の発明では、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースが減少する。そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００３６】
なお、［９］の発明では、燃料タンクは、後述する車両に搭載されるものに限定されるものではなく、燃料タンクを必要とする様々な装置に用いられる。
【００３７】
［１０］の発明では、上記［９］の発明と同じく、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースが減少する。そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００３８】
なお、上記［１０］の発明では、車両はその種類に限定されるものではなく、車両として例えば水素自動車、燃料電池自動車（ＦＣＥＶ）及び天然ガス自動車（ＮＧＶ）が挙げられる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の好ましい幾つかの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４０】
図１〜３は、この発明の第１実施形態に係る圧力容器（Ｖ１）を示している。この圧力容器（Ｖ１）は、図４に示すように、自動車（例えば水素自動車）（４０）に燃料タンクとして搭載されるものであって、例えば、自動車（４０）の座席シートの下に設置されたり、リアトランクの中に設置されたり、天井の上に設置されたりするものである。
【００４１】
この圧力容器（Ｖ１）は、図１及び図２に示すように、角型の容器本体（１０）と、該容器本体（１０）の前端（一端）に設けられた前蓋体（２０）と、容器本体（１０）の後端（他端）に設けられた後蓋体（２５）とを備えている。この第１実施形態では、前記容器本体（１０）は略直方体形に形成されており、すなわち容器本体（１０）の横断面において容器本体（１０）の全ての角部の角度が直角（９０°）に形成されている。
【００４２】
この圧力容器（Ｖ１）は、その構成部材が所定形状に組み付けられたのち、炉内ろう付により相互に隣り合う構成部材同士が接合一体化されることによって、製作されたものである。
【００４３】
前記容器本体（１０）は、自動車（４０）の燃料（例えば水素ガスや液体水素）（３０）を収容するためのものであって、図３に示すように横断面四角形状（詳述すると横断面長方形状乃至正方形状）に形成されている。この容器本体（１０）は、多数枚（詳述すると７枚）の平板状多孔チューブ（１１）が重合せ状に配置され且つ相互にろう付一体化されることによって、構成されたものである。すなわち、互いに隣り合う多孔チューブ（１１）同士が、その孔（１２）の延びる方向が互いに同一方向となる態様で重合せ状に配置され、且つこの重合せ状態で多孔チューブ（１１）同士がろう付により接合されることによって、前記多数枚の多孔チューブ（１１）が一体化されている。
【００４４】
なお、この発明では、多孔チューブ（１１）の枚数は限定されるものではなく、２枚以上であれば良い。また、互いに隣り合う多孔チューブ（１１）同士を接合する手段は限定されるものではなく、例えば、これら多孔チューブ（１１）同士は上述したようにろう付により接合されていても良いし、溶接や摩擦撹拌接合により接合されていても良い。
【００４５】
前記各多孔チューブ（１１）は、金属押出材から製作されたものであって、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。）押出材から製作されたものである。この各多孔チューブ（１１）は多数個（詳述すると７個）の断面円形状の孔（１２）を有している。前記多数個の孔（１２）は、多孔チューブ（１１）の幅方向に所定間隔おきに並んだ状態で、多孔チューブ（１１）の長さ方向に多孔チューブ（１１）を貫通して延びている。この孔（１２）は燃料（被収容物）を収容する収容室となされている。なお、この発明では、多孔チューブ（１１）１枚当たりの孔（１２）の個数は限定されるものではなく、例えば２〜５００個であっても良い。
【００４６】
図１において、Ｗは容器本体（１０）の幅、Ｌは容器本体（１０）の長さ、Ｈは容器本体（１０）の高さをそれぞれ示している。この第１実施形態では、容器本体（１０）の幅Ｗは多孔チューブ（１１）の幅と一致しており、容器本体（１０）の長さＬは多孔チューブ（１１）の長さと一致している。また、容器本体（１０）の高さＨは、該容器本体（１０）を構成している多数枚の多孔チューブ（１１）の合計高さに一致している。
【００４７】
前記多数枚の多孔チューブ（１１）は、図３に示すように互いに同形同寸に形成されたものである。さらに、前記多数枚の多孔チューブ（１１）の孔（１２）は全て同形同寸に形成されている。
【００４８】
図３において、ｒ１は多孔チューブ（１１）の孔（１２）の半径を示している。ｔ１は、容器本体（１０）の外周面と該外周面に最も近い孔（１２−１）との間の肉厚を示している。
【００４９】
前記前蓋体（２０）は、図１及び図２に示すようにアルミニウム（その合金を含む。）製のものである。この前蓋体（２０）には燃料注入口（被収容物注入口）（２１）と燃料排出口（被収容物排出口）（２２）が設けられている。燃料注入口（２１）及び燃料排出口（２２）にはそれぞれバルブ（図示せず）が取り付けられている。そして、この前蓋体（２０）が容器本体（１０）の前端（一端）に当該前端面（一端面）全体を覆う態様でろう付により接合されている。さらに、図２に示すように、こうして前蓋体（２０）が接合された状態において、前蓋体（２０）の裏面と容器本体（１０）の前端面（一端面）との間には空洞部（２３）が形成されている。
【００５０】
前記後蓋体（２５）は、アルミニウム（その合金を含む。）製のものである。この後蓋体（２５）は板状のものであって、この後蓋体（２５）が容器本体（１０）の後端（他端）に当該後端面（他端面）全体を覆う態様でろう付により接合されている。こうして後蓋体（２５）が接合されることによって、容器本体（１０）の全ての孔（１２）の後端開口が該後蓋体（２５）で閉塞されている。
【００５１】
上記圧力容器（Ｖ１）においては、燃料（３０）は、所定の圧力で燃料注入口（２１）から注入され、そして前記空洞部（２３）を介して容器本体（１０）の全ての孔（１２）内に収容される。次いで、燃料注入口（２１）に設けられたバルブを閉じることによって、燃料（３０）が高圧で封入される。
【００５２】
一方、封入された燃料（３０）は、燃料排出口（２２）に設けられたバルブを開けることによって燃料排出口（２２）から排出される。そして、排出された燃料（３０）は自動車（４０）のエンジン（図示せず）に供給される。
【００５３】
而して、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）は、横断面四角形状の容器本体（１０）を備えているから、この圧力容器（Ｖ１）を燃料タンクとして自動車（４０）の所定場所（例えば座席シートの下、リアトランクの中、天井の上）に設置した場合であっても、当該圧力容器（燃料タンク）（Ｖ１）の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。そのため、圧力容器（Ｖ１）の周囲のスペースを有効に活用することができる。さらに、この圧力容器（Ｖ１）によれば、該圧力容器（Ｖ１）の設置スペースの狭小化を図ることができるし、その上、圧力容器（Ｖ１）の設置場所についての選択の自由度が増大する。そのため、この圧力容器（Ｖ１）はこれを燃料タンクとして自動車（４０）の車体の床面上に敷設することができる等、様々な場所に設置することができる。
【００５４】
さらに、この圧力容器（Ｖ１）においては、容器本体（１０）は、多数枚の多孔チューブ（１１）が重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって、構成されたものなので、容器本体（１０）を容易に製作することができ、ひいては圧力容器（Ｖ１）を容易に製作することができる。
【００５５】
その上、多孔チューブ（１１）が押出材から製作されたものなので、多孔チューブ（１１）を能率良く且つコスト的に有利に製作することができる。しかも、押出材としてアルミニウム押出材が用いられているので、容器本体（１０）は軽量になっている。このため、自動車（４０）の燃費を向上させることができる。
【００５６】
図５は、この発明の第２実施形態に係る圧力容器（Ｖ２）を示している。同図には、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）に対応する要素に同一の符号が付されている。以下、この第２実施形態の圧力容器（Ｖ２）を、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）との相違を中心に説明する。
【００５７】
この第２実施形態の圧力容器（Ｖ２）の容器本体（１０）では、同図に示すように、多数枚の多孔チューブ（１１）は互いに形状同寸に形成されたものではない。すなわち、容器本体（１０）の横断面において、前記多数枚の多孔チューブ（１１）の全ての孔（１２）のうち、容器本体（１０）の外周面近傍に位置する孔（１２−１）（その半径をｒ１とする。）が、容器本体（１０）の中央部に位置する孔（１２−２）（その半径をｒ２とする。）よりも小寸（つまりｒ１＜ｒ２）に設定されている。詳述すると、容器本体（１０）の外周面近傍に位置する孔（１２−１）の断面積が、容器本体（１０）の中央部に位置する孔（１２−２）の断面積よりも小に設定されている。したがって、この圧力容器（Ｖ２）では、容器本体（１０）の外周面近傍における強度が向上し、容器本体（１０）の外周面に作用する応力による変形が減少する。そのため、容器本体（１０）の耐圧強度が向上している。
【００５８】
さらに、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の外周面と該外周面に最も近い孔（１２−１）との間の肉厚ｔ１は、容器本体（１０）の中央部に位置する孔（１２−２）とこれと隣り合う孔（１２−２’）との間の肉厚ｔ２よりも大寸（つまりｔ１＞ｔ２）に設定されている。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度が更に向上している。
【００５９】
その上、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の多数個の孔（１２）は、容器本体（１０）の中央部から容器本体（１０）の外周面に接近するのに従って漸次小さくなるように分布している。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度はより一層向上している。
【００６０】
上記第２実施形態の圧力容器（Ｖ２）の他の構成及び使用方法は、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じであり、重複する記載を省略する。
【００６１】
図６は、この発明の第３実施形態に係る圧力容器（Ｖ３）を示している。同図には、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）に対応する要素に同一の符号が付されている。以下、この第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）を、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）との相違を中心に説明する。
【００６２】
この第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の容器本体（１０）は、該容器本体（１０）の外周壁部を形成する外ケース（１５）と、多数本の棒状チューブ（１６）とを備えている。
【００６３】
前記外ケース（１５）は、金属押出材から製作されたものであって、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。）押出材から製作されたものである。この外ケース（１５）は、横断面四角形（詳述すると横断面長方形乃至正方形）の、底無し角筒状に形成されている。さらに、この外ケース（１５）の後端に当該後端面全体を覆う態様で後蓋体（２５）（図２参照）がろう付により接合されている。
【００６４】
前記各チューブ（１６）は、金属押出材から製作されたものであって、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。）押出材から製作されたものである。このチューブ（１６）は１個の断面円形状の孔（１７）を有している。この孔（１７）はチューブ（１６）を貫通して形成されている。この孔（１７）は燃料を収容する収容室となされている。なお、本発明では、孔（１７）の断面形状は限定されるものではなく、断面円形状以外の形状に形成されていても良い。
【００６５】
前記多数本のチューブ（１６）は互いに同形同寸に形成されている。さらに、前記多数本のチューブ（１６）の孔（１７）は全て同形同寸に形成されている。
【００６６】
同図において、ｒ３はチューブ（１６）の孔（１７）の半径を示しており、ｔ３はチューブ（１６）の肉厚を示している。また、Ｓは外ケース（１５）の肉厚を示している。
【００６７】
前記容器本体（１０）は、前記外ケース（１５）内に前記多数本のチューブ（１６）が外ケース（１５）の軸線方向と平行な状態で挿入配置されることによって、構成されたものである。
【００６８】
また、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）同士は閉鎖状態に接合されるとともに、同じくチューブ（１６）と外ケース（１５）は閉鎖状態に接合されている。さらに、前記多数本のチューブ（１６）の後端は後蓋体（２５）に接合されており、これにより前記多数本のチューブ（１６）の後端開口が後蓋体（２５）で閉塞されている。
【００６９】
この圧力容器（Ｖ３）においては、燃料（被収容物）は、容器本体（１０）のチューブ（１６）の孔（１７）と、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）間に形成された隙間（ｇ１）と、チューブ（１６）と外ケース（１５）との間に形成された隙間（ｇ２）とに収容される。ここで、上述したように、前記多数本のチューブ（１６）の後端開口が後蓋体（２５）で閉塞されていることから、チューブ（１６）内に収容された燃料は、チューブ（１６）の後端開口を通って隙間（ｇ１）（ｇ２）内へと流入することはない。さらに、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）同士が閉鎖状態に接合されるとともに、チューブ（１６）と外ケース（１５）が閉鎖状態に接合されていることから、互いに隣り合う隙間（ｇ１）（ｇ２）内に収容された燃料は、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）間やチューブ（１６）と外ケース（１６）との間を通って相手の隙間へ流入することはない。
【００７０】
上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の他の構成及び使用方法は、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じであり、重複する記載を省略する。
【００７１】
而して、上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）は、横断面四角形状の容器本体（１０）を備えているから、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じく、この圧力容器（Ｖ３）を燃料タンクとして自動車（４０）の所定場所に設置しても、当該圧力容器（Ｖ３）の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。そのため、圧力容器（Ｖ３）の周囲のスペースを有効に活用することができる。さらに、この圧力容器（Ｖ３）によれば、該圧力容器（Ｖ３）の設置スペースの狭小化を図ることができるし、圧力容器（Ｖ３）の設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００７２】
さらに、この圧力容器（Ｖ３）の容器本体（１０）は、外ケース（１５）内に多数本の多孔チューブ（１６）が挿入配置されることによって構成されたものなので、容器本体（１０）を容易に製作することができ、ひいては圧力容器（Ｖ３）を容易に製作することができる。
【００７３】
その上、チューブ（１６）が押出材から製作されたものなので、チューブ（１６）を能率良く且つコスト的に有利に製作することができる。しかも、押出材としてアルミニウム押出材が用いられているので、容器本体（１０）は軽量になっている。このため、自動車（４０）の燃費を向上させることができる。
【００７４】
しかも、互いに隣り合うチューブ（１６）（１６）同士が接合されるとともに、チューブ（１６）と外ケース（１５）が接合されているから、容器本体（１０）の剛性が高くなっている。
【００７５】
図７は、この発明の第４実施形態に係る圧力容器（Ｖ４）を示している。同図には、上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）に対応する要素に同一の符号が付されている。以下、この第４実施形態の圧力容器（Ｖ４）を、上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）との相違を中心に説明する。
【００７６】
この第４実施形態の圧力容器（Ｖ４）の容器本体（１０）では、同図に示すように、多数本のチューブ（１６）は互いに同形同寸に形成されたものではない。すなわち、容器本体（１０）の横断面において、前記多数本の全てのチューブ（１６）のうち、容器本体（１０）の外周面近傍に位置するチューブ（１６）の孔（１７−１）（その半径をｒ４とする。）が、容器本体（１０）の中央部に位置するチューブ（１６）の孔（１７−２）（その半径をｒ５とする。）よりも小寸（つまりｒ４＜ｒ５）に設定されている。詳述すると、容器本体（１０）の外周面近傍に位置するチューブ（１６）の孔（１７−１）の断面積が、容器本体（１０）の中央部に位置するチューブ（１６）の孔（１７−２）の断面積よりも小に設定されている。したがって、この圧力容器（Ｖ４）では、容器本体（１０）の外周面近傍における強度が向上し、容器本体（１０）の外周面に作用する応力による変形が減少している。そのため、容器本体（１０）の耐圧強度が向上している。
【００７７】
さらに、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の外周面近傍に位置するチューブ（１６）の肉厚ｔ４が、容器本体（１０）の中央部に位置するチューブ（１６）の肉厚ｔ５よりも大寸（つまりｔ４＞ｔ５）に設定されている。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度は更に向上している。
【００７８】
その上、容器本体（１０）の横断面において、容器本体（１０）の多数個のチューブ（１６）は、その孔（１７）が容器本体（１０）の中央部から容器本体（１０）の外周面に接近するのに従って漸次小寸になるように配置されている。且つ、容器本体（１０）の多数個のチューブ（１６）は、その肉厚が容器本体（１０）の中央部から容器本体（１０）の外周面に接近するのに従って漸次大寸になるように配置されている。したがって、容器本体（１０）の耐圧強度はより一層向上している。
【００７９】
上記第４実施形態の圧力容器（Ｖ４）の他の構成及び使用方法は、上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）と同じであり、重複する記載を省略する。
【００８０】
以上でこの発明の好ましい幾つかの実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。
【００８１】
例えば、上記第１〜４実施形態の圧力容器（Ｖ１〜Ｖ４）において、この圧力容器が自動車に搭載される水素吸蔵合金容器として用いられる場合には、容器本体（１０）の孔（１２、１７）内には所定量の粉末状等の水素吸蔵合金（図示せず）が予め収容される。この場合には、燃料注入口（２１）から注入された燃料としての水素ガスは、水素吸蔵合金が熱媒体（図示せず）で冷却されることで、水素吸蔵合金に吸蔵される。一方、吸蔵された水素ガスを排出させる際には、水素吸蔵合金を熱媒体で加温することで、水素ガスが水素吸蔵合金から放出されて、該水素ガスが燃料排出口（２２）から排出されるものとなる。
【００８２】
また、上記第１〜４実施形態の圧力容器（Ｖ１〜Ｖ４）は、天然ガス自動車に搭載される燃料タンクとして用いられるものであっても良い。
【００８３】
また、上記第１〜４実施形態の圧力容器（Ｖ１〜Ｖ４）は、水素ガス又は液体水素を収容する自動車の燃料タンクとして用いられるものであっても良い、
また、上記第３及び第４実施形態の圧力容器（Ｖ３、Ｖ４）では、互いに隣り合うチューブ（１６）同士は接合されていなくても良いし、チューブ（１６）と外ケース（１５）は接合されていなくても良い。
【００８４】
また、板状多孔チューブ（１１）の孔（１２）や棒状チューブ（１６）の孔（１７）は、断面略楕円形状に形成されていても良い。
【００８５】
【実施例】
次に、この発明の具体的実施例及び比較例を示す。
【００８６】
＜実施例１〜３＞
この実施例１〜３では、図１〜図３に示した上記第１実施形態の圧力容器（Ｖ１）の容器本体（１０）を製作した。ｔ１及びｒ１は表１のとおりである。また、容器本体（１０）を構成する多孔チューブ（１１）の枚数を１００枚とし、多孔チューブ（１１）１枚当たりの孔（１２）の個数を１００個とし、Ｗ＝１００ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｈ＝１００ｍｍとして、全ての孔（１２）の内容積（すなわち容器本体の内容積）を算出した。さらに、多孔チューブ（１１）の材質をアルミニウム合金Ａ３００３とし、その耐力値を用いて容器本体（１０）の耐圧強度を算出した。
【００８７】
＜実施例４〜６＞
この実施例４〜６では、図６に示した上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の容器本体（１０）を製作した。ｔ３及びｒ３は表１のとおりである。また、容器本体（１０）を構成するチューブ（１６）の本数を９６０４（＝９８×９８）本とし、Ｗ＝１００ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｈ＝１００ｍｍ、Ｓ＝１ｍｍとして、全ての孔（１７）の内容積（すなわち容器本体の内容積）を算出した。さらに、チューブ（１６）の材質をアルミニウム合金Ａ３００３とし、その耐力値を用いて容器本体（１０）の耐圧強度を算出した。
【００８８】
＜比較例１〜３＞
この比較例１〜３では、図６に示した上記第３実施形態の圧力容器（Ｖ３）の外ケース（１５）だけを製作した。この外ケース（１５）の寸法は、Ｗ＝１００ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｈ＝１００ｍｍであり、Ｓは表１のとおりである。容器本体（１０）はこの外ケース（１５）だけから構成されるものとして、この外ケース（１５）の内容積（すなわち容器本体の内容積）を算出した。さらに、外ケース（１５）の材質をアルミニウム合金Ａ３００３とし、その耐力値を用いて容器本体（１０）の耐圧強度を算出した。
【００８９】
以上の結果を表１にまとめて示す。
【００９０】
【表１】
同表に示すように、実施例１〜６の圧力容器の容器本体は、いずれも、内容量が大きく且つ高い耐圧強度を有していることを確認し得た。
【００９２】
【発明の効果】
上述の次第で、この発明は次の効果を奏する。
【００９３】
［１］の発明によれば、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているから、この圧力容器を所定場所に設置しても、該圧力容器の周囲にデッドスペースが生じ難くなる。そのため、圧力容器の周囲のスペースを有効に活用することができる。また、圧力容器の設置スペースの狭小化を図ることができるし、圧力容器の設置場所についての選択の自由度が増大する。
【００９４】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、複数枚の板状多孔チューブが重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって構成されたものなので、容器本体を容易に製作することができる。
【００９５】
［２］の発明によれば、容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置する孔が、容器本体の中央部に位置する孔よりも小寸に設定されているので、容器本体の外周面近傍における強度を向上させることができ、そのため容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【００９６】
［３］の発明によれば、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が大寸なので、上記［２］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【００９７】
［４］の発明によれば、多孔チューブが押出材から製作されているので、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【００９８】
［５］の発明によれば、圧力容器は横断面多角形状の容器本体を備えているので、上記［１］の発明と同様の効果を奏する。
【００９９】
さらに、この圧力容器では、容器本体は、外ケース内に複数本の棒状チューブが挿入配置されることによって構成されたものなので、上記［１］の発明と同じく、容器本体を容易に製作することができる。
【０１００】
［６］の発明によれば、容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの孔が、容器本体の中央部に位置するチューブの孔よりも小寸に設定されているので、容器本体の外周面近傍における強度を向上させることができ、そのため容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【０１０１】
［７］の発明によれば、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が大寸なので、上記［６］の発明と同じく、容器本体の耐圧強度を向上させることができる。
【０１０２】
［８］の発明のよれば、チューブが押出材から製作されているので、多孔チューブを能率良く且つコスト的に有利に製作することができ、そのため、容器本体をより一層容易に製作することができる。
【０１０３】
［９］の発明によれば、燃料タンクは上記圧力容器からなるので、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースを減少させることができ、そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【０１０４】
［１０］の発明によれば、上記燃料タンクが車両に搭載されているので、上記［９］の発明と同じく、燃料タンクの周囲に生じることのあるデッドスペースを減少させることができ、そのため、燃料タンクの周囲のスペースを有効に活用することができる。また、燃料タンクの設置スペースの狭小化を図ることができるし、燃料タンクの設置場所についての選択の自由度が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る圧力容器を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ線横断面図である。
【図４】同圧力容器を燃料タンクとして自動車に搭載した状態を示す一部切欠き側面図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る圧力容器を示す、図３に対応する横断面図である。
【図６】この発明の第３実施形態に係る圧力容器を示す、図３に対応する横断面図である。
【図７】この発明の第４実施形態に係る圧力容器を示す、図３に対応する横断面図である。
【符号の説明】
Ｖ１〜Ｖ４…圧力容器（燃料タンク）
１０…容器本体
１１…板状多孔チューブ
１２…孔（収容室）
１５…外ケース
１６…棒状チューブ
１７…孔（収容室）
４０…自動車（車両）
Claims (10)
- 被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体を備えるとともに、
前記容器本体は、複数個の孔を有し、該孔が収容室とされた複数枚の板状多孔チューブが、重合せ状に配置され且つ相互に接合一体化されることによって構成されてなることを特徴とする圧力容器。 - 前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置する孔が、容器本体の中央部に位置する孔よりも小寸に設定されている請求項１記載の圧力容器。
- 前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面と該外周面に最も近い孔との間の肉厚が、容器本体の中央部に位置する孔とこれと隣り合う孔との間の肉厚よりも大寸に設定されている請求項１又は２記載の圧力容器。
- 前記多孔チューブが押出材から製作されている請求項１〜３のいずれか１項記載の圧力容器。
- 被収容物を収容する横断面多角形状の容器本体を備えるとともに、
前記容器本体は、該容器本体の外周壁部を形成する横断面多角形の角筒状の外ケース内に、孔が収容室とされた複数本の棒状チューブが、前記外ケースの軸線方向と平行な状態で挿入配置されることによって構成されてなることを特徴とする圧力容器。 - 前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの孔が、容器本体の中央部に位置するチューブの孔よりも小寸に設定されている請求項５記載の圧力容器。
- 前記容器本体の横断面において、容器本体の外周面近傍に位置するチューブの肉厚が、容器本体の中央部に位置するチューブの肉厚よりも大寸に設定されている請求項５又は６記載の圧力容器。
- 前記チューブが押出材から製作されている請求項５〜７のいずれか１項記載の圧力容器。
- 請求項１〜８のいずれか１項記載の圧力容器からなることを特徴とする燃料タンク。
- 請求項９記載の燃料タンクが搭載されていることを特徴とする車両。
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- 2003-01-21 JP JP2003012766A patent/JP2004225772A/ja not_active Abandoned
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