JP2004316673A - Gas storage tank and its manufacturing method - Google Patents

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tank
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Masahiko Kanehara
雅彦 金原
Daigoro Mori
大五郎 森
Takehiro Nitou
丈裕 仁藤
Makoto Tsuzuki
誠 都築
Takashi Fuji
敬司 藤
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Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P90/45Hydrogen technologies in production processes

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas storage tank capable of efficiently discharging heat generated in an occlusion/adsorption material. <P>SOLUTION: The hydrogen storage tank 10 houses inside a hydrogen occlusion alloy 32. The hydrogen storage tank 10 is provided with heat transfer fins 30 along its inside wall face, contacting the inside wall face and the hydrogen occlusion alloy 32, and a retaining part 32 to retain the heat transfer fins 30 so that it contacts the inside wall face of a tank container 20. Heat generated in the hydrogen occlusion alloy 32 upon the hydrogen occlusion alloy 32 occluding hydrogen is transferred to the tank container 20 through the heat transfer fins 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスを貯蔵するためのガス貯蔵タンクおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガスを貯蔵するための種々のガス貯蔵タンクが提案されている。ガスを貯蔵する方法の一つとして、ガスを所定の吸蔵・吸着材に吸蔵・吸着させる方法が知られている。例えば、特許文献1では、より多くの水素を吸蔵可能となるように改良した水素吸蔵合金や、内部に水素吸蔵合金を備える水素貯蔵タンクが開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−53926号公報
【特許文献2】
特開平11−60201号公報
【特許文献3】
特開2002−161999号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、吸蔵・吸着材にガスを吸蔵・吸着させる際には、吸蔵・吸着の動作に伴って吸蔵・吸着材が発熱して昇温し、昇温に応じて吸蔵・吸着の効率が次第に低下する。そのため、吸蔵・吸着の動作を促進するためには、吸蔵・吸着材で生じた熱を効率よく放出する必要がある。このように、従来から、吸蔵・吸着材で生じた熱をより効率よく放出可能となるガス貯蔵タンクが望まれていた。
【0005】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、吸蔵・吸着材で生じた熱をより効率よく放出可能なガス貯蔵タンクを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、ガスを貯蔵するためのガス貯蔵タンクであって、
中空のタンク容器と、
前記タンク容器内に収納され、前記ガスを吸蔵および/または吸着する吸蔵・吸着材と、
前記タンク容器の内壁面に沿って配設され、該内壁面の少なくとも一部と前記吸蔵・吸着材とに接する伝熱フィンと、
前記伝熱フィンを、前記タンク容器の内壁面に接した状態で保持する保持部材と
を備えることを要旨とする。
【0007】
以上のように構成された本発明のガス貯蔵タンクによれば、ガス貯蔵タンクの内壁面に沿って、この内壁面の少なくとも一部と吸蔵・吸着材とに接するように、伝熱フィンを配設しているため、吸蔵・吸着材の熱を伝えるための接触面積を伝熱フィンによって充分に確保して、吸蔵・吸着材とタンク容器との間の伝熱の効率を向上させることができる。これにより、吸蔵・吸着材からの放熱の効率を向上させ、ガスを吸蔵および/または吸着する動作を効率よく行なうことが可能となる。ここで、伝熱フィンは保持部材によって保持されているため、ガス貯蔵タンクに振動が加わった場合にも、伝熱フィンとタンク容器内壁とが接触する状態を保つことができる。したがって、吸蔵・吸着材とタンク容器との間の熱交換効率が損なわれることがない。
【0008】
本発明のガス貯蔵タンクにおいて、前記保持部材は、該保持部材が有する弾性力によって、前記伝熱フィンを前記タンク容器内壁面に押しつけて、前記伝熱フィンを保持することとしても良い。あるいは、前記保持部材は、2つの端部を有し、その端部の内の少なくとも一端において、前記タンク容器内の所定の位置に固定されると共に、該固定された端部以外の部位で前記伝熱フィンを前記タンク容器内壁面に押しつけることとしても良い。このような構成とすれば、単純な構造によって容易に伝熱フィンを保持することができる。
【0009】
このようなガス貯蔵タンクにおいて、前記伝熱フィンは、複数の凹部と凸部とを有する薄板状部材であり、前記凸部において前記タンク容器の内壁面と接すると共に、該凸部の内側から前記保持部材によって前記タンク容器の内壁面に押しつけられていることとしても良い。伝熱フィンが上記複数の凹部および凸部を有することで、伝熱フィンにおいて吸蔵・吸着材との間の接触面積を充分に広く確保することが可能となる。また、上記凸部において保持部材によって押さえつけることで、伝熱フィンの保持を安定して行なうことができる。
【0010】
本発明のガス貯蔵タンクにおいて、前記伝熱フィンは、前記タンク容器の側面内壁において、前記吸蔵・吸着材が配設される高さを超える高さまでを覆うように設けられていることとしても良い。このように伝熱フィンを設ければ、吸蔵・吸着材で生じた熱を効率良くタンク容器に伝えることができる。
【0011】
本発明のガス貯蔵タンクにおいて、前記タンク容器は、略円柱状に形成されていることとしても良い。このような構成とすれば、伝熱フィンは、なめらかな曲面であるタンク容器内壁面に沿って取り付ければよく、取り付け動作を容易に行なうことができる。また、タンク容器を略円柱状に形成することで、ガス貯蔵タンクに対して、より高圧のガスを供給して貯蔵することが可能となる。
【0012】
本発明のガス貯蔵タンクにおいて、
前記タンク容器は、長手方向端部に形成される開口部付近において、横断面の面積がより小さくなる絞り部を有し、
前記タンク容器および伝熱フィンは、アルミニウムを含む金属により形成され、
前記保持部材はステンレス鋼によって形成されることとしても良い。
【0013】
このような構成とすれば、絞り部を設けてタンク容器の開口部の大きさを充分に小さくすることにより、内部に貯蔵するガスの圧力に耐えつつタンクの気密性を確保することが容易となる。また、伝熱フィンを、伝熱性が高いアルミニウムを含む金属によって形成しているため、吸蔵・吸着材とタンク容器との間の伝熱性をより高めることができる。さらに、アルミニウムを含む金属によってタンク容器を形成することにより、吸蔵・吸着材から伝熱フィンを介してタンク容器に伝えられる熱を、効率よくさらに外部に伝えることができる。なお、上記絞り部を形成するのに先立ってタンク容器内に伝熱フィンおよび保持部材を収納し、絞り部を形成した後にさらに熱処理を施す場合には、アルミニウムを含む金属によって形成される伝熱フィンは、熱処理時に強度が低下してしまう可能性がある。しかしながら、上記保持部材を備えることで、熱処理時および熱処理後においても、伝熱フィンとタンク容器との接触状態を良好に確保することができる。
【0014】
このような本発明のガス貯蔵タンクにおいて、
前記ガス貯蔵タンクは、水素を貯蔵するタンクであり、
前記吸蔵・吸着材は、少なくとも水素吸蔵合金を含むこととしても良い。
【0015】
アルミニウムは、熱伝導性に優れ、軽量であり、アルミニウム(アルミニウム合金)製の容器内に高圧の水素を貯蔵しても水素分子が外部に漏れ出すことが無く、水素貯蔵タンクを構成するタンク容器の材料として優れている。
【0016】
本発明のガス貯蔵タンクにおいて、さらに、前記タンク容器の外壁上に設けられ、前記タンク容器を構成する材料よりも熱容量の大きな材料によって形成された補強層を備えることとしても良い。
【0017】
このような構成とすれば、吸蔵・吸着材がガスを吸蔵および/または吸着する際に生じた熱を外部に伝える他に、熱の一部を補強層によって吸収することができるため、ガスを吸蔵および/または吸着する動作をより促進することができる。
【0018】
なお、本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、ガス貯蔵タンクの製造方法などの形態で実現することが可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.水素貯蔵タンク10の構造:
B.水素貯蔵タンク10の製造工程:
C.水素の吸蔵および放出の動作:
D.効果:
E.第1実施例の変形例:
F.第2実施例:
G.第3実施例:
H.変形例:
【0020】
A.水素貯蔵タンク10の構造:
図1は、本発明の第1実施例である水素貯蔵タンク10の構成の概略を表わす説明図である。ここで、図1(A)は、水素貯蔵タンク10の縦断面の様子を表わしており、図1(B)は、図1(A)におけるB−B断面(横断面)の様子を表わしている。水素貯蔵タンク10は、タンク容器20と、このタンク容器20内に収納される粉末状の水素吸蔵合金34と、タンク容器20の内壁に沿って配設された伝熱フィン30と、伝熱フィン30を保持するための保持部材32とを備えている。なお、図1(A)では、水素吸蔵合金34の記載は省略している。
【0021】
タンク容器20は、略円柱状に形成された中空の容器である。本実施例では、タンク容器20は、アルミニウム合金によって形成している。このタンク容器20は、その両端部が、それぞれ接続口21,22として開口しており、これら接続口21,22の近傍は、その横断面が、タンク容器20の中程の横断面に比べてより小さな略円形となるように形成されている。
【0022】
伝熱フィン30は、略円筒形状の部材であって、タンク容器20の側面内壁に沿ってこの内壁面に接するように配設されている。この伝熱フィン30は、タンク容器20の長手方向と略平行に形成された複数の凸部および凹部を備える波形状の薄板によって形成されており、上記凸部において、タンク容器20の内壁と接触している。タンク容器20内には水素吸蔵合金34が収納されており、伝熱フィン30は、この水素吸蔵合金34とタンク容器20内壁との両方と接することによって、タンク容器20と水素吸蔵合金34との間の伝熱を促進する。伝熱フィン30の具体的な形状の例を図1(B)に示しているが、このような伝熱フィン30の形状は、水素吸蔵合金34とタンク容器20内壁との双方に接触可能な凹凸を有していれば良い。本実施例のように、波形薄板によって伝熱フィン30を形成する場合には、例えば、その断面がU字、V字、コの字型等を成す凹凸を形成するものを用いることができる。なお、本実施例では、伝熱フィン30は、アルミニウム合金によって形成している。
【0023】
保持部材32は、細長い金属製の薄板3枚から成る弾性部材であり、図1(B)に示すタンク容器20の横断面において略三角形を形成する。図2は、保持部材32の様子をさらに詳しく示す説明図である。保持部材32は、その両端部に略コの字を成すように曲げられた折り曲げ部31aを備える細板31を3枚用いて形成されており、折り曲げ部31aの近傍が、上記略三角形の頂点を形成するように、互いに接合されている。また、図2(A)に示すように、保持部材32は、上記略三角形の外接円の大きさが、タンク容器20の横断面よりも大きくなるように形成されている。そのため保持部材32は、弾性力を利用して縮められてタンク容器20内に収納されることで(図2(B)参照)、伝熱フィン30を保持するための押圧力を得ている。保持部材32は、上記略三角形の頂点の上記折り曲げ部31aにおいて、伝熱フィン30の凸部の内側から伝熱フィン30に接触し、伝熱フィン30をタンク容器20の壁面側に押しつけて保持している。このように、折り曲げ部31aにおいて伝熱フィン30と接触する場合には、伝熱フィン30との接触面積が広がり応力が集中するのを抑えることができて好ましい。しかしながら、保持部材32において折り曲げ部31aを形成しないこととしても差し支えない。なお、本実施例では、保持部材32をステンレス鋼によって形成した。
【0024】
タンク容器20の端部に設けられた既述した接続口21,22には、それぞれ、蓋部24,26がはめ込まれている(図1(A)参照)。蓋部24,26は、接続口21,22においてタンク容器20の気密性を確保するための構造であり、これによって、タンク容器20内部に貯蔵される水素ガスが外部に漏れるのを防いでいる。また、蓋部24には、タンク容器20内に対して水素ガスを給排するための水素給排口24aが、外部に開口して設けられている。
【0025】
さらに、水素貯蔵タンク10の内部には、上記水素給排口24aに接続されている細長い略円柱状のフィルタ25が、水素貯蔵タンク10の略中心部において水素貯蔵タンク10の長手方向に対して平行になるように配設されている(図1(A)参照)。フィルタ25は、焼結金属等によって形成されており、タンク容器20内に収納された水素吸蔵合金34の粒子が実質的にフィルタ25内部に進入することがないガス透過性の多孔質体である。このようなフィルタ25を用いて水素給排口24aを塞ぐことによって、水素吸蔵合金34をタンク容器20内に保持している。水素貯蔵タンク10において水素の給排を行なう際には、このフィルタ25を介して水素が出入りする。
【0026】
また、タンク容器20の外壁上には、補強層23が設けられている(図1参照)。この補強層23は、内部に高圧水素を貯蔵するタンク容器20の強度を向上させるためのものであり、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)によって形成されている。
【0027】
B.水素貯蔵タンク10の製造工程:
図3は、水素貯蔵タンク10の製造方法を表わす工程図である。水素貯蔵タンク10を製造する際には、まず、タンク容器20を形成するための、両端部が開放された略円筒形状の外壁部50内に、略円筒形状に形成された波形状薄板である伝熱フィン30が収納される(ステップS100)。図4は、外壁部50内に伝熱フィン30を収納した様子を表わす説明図である。
【0028】
その後、外壁部50に対する保持部材32の取り付けが行なわれて、外壁部50内に伝熱フィン30が固定される(ステップS110)。図5は、保持部材32を取り付ける際の手順を示す説明図である。図5に示すように、本実施例では、取り付け具40を用いて保持部材32の取り付けが行なわれる。取り付け具40は、中空の筒状部42と、操作部44と、3本の挟み棒46と、を備えている。操作部44は、筒状部42内に摺動可能に配設された棒状部材であって、一方の端部が筒状部42の一端からから突出している。挟み棒46は、操作部44の他方の端部に固着された可撓性を有する棒状部材であって、先端が外側に広がるように折り曲げられている。図5(A)は、取り付け具40を用いて保持部材32を取り付ける際の、取り付け具40の初期状態を示している。上記3本の挟み棒46は、この初期状態において、保持部材32を外側から挟み込むことができる。図5(B)は、3本の挟み棒46が、保持部材32を構成する3枚の細板31と1対1で接して保持部材32を挟み込む様子を示す説明図である。この初期状態から、筒状部42が、操作部44に対して挟み棒46側に摺動されると、挟み棒46の一部が筒状部42内に入り込むことによって、3本の挟み棒46同士の間隔が狭まる(図5(C)参照)。これによって、挟み棒46が挟み込んでいる保持部材32が中心部よりに撓み(図5(D)参照)、保持部材32は、外壁部50内に挿入可能な大きさとなる。その後、図5(C)のように取り付け具40によって挟み込まれた状態で、保持部材32は、伝熱フィン30を収納した外壁部50内の所望の位置に挿入される。このとき、操作部44が挟み棒46側とは反対側に摺動されると(図5(E)参照)、挟み棒46は筒状部42内に収納されて保持部材32からはずれる。挟み棒46がはずれると、保持部材32は、元の形に戻ろうとする力が働いて、折り曲げ部31aにおいて伝熱フィン30の凸部を外壁部50壁面に押しつけ、伝熱フィン30を外壁部50内で固定するようになる。なお、図5(E)では、伝熱フィン30の記載は省略している。
【0029】
次に、外壁部50の両端に絞り加工(口絞り加工)が施される(ステップS120)。すなわち、外壁部50の両端の開口部が、より小さな開口部である接続口21,22となるように、外壁部50が加工されて、タンク容器20が形成される。
【0030】
その後、タンク容器20に対して熱処理が施される(ステップS130)。この熱処理とは、タンク容器20および伝熱フィン30を構成するアルミニウム合金の疲労強度を向上させるための処理である。水素貯蔵タンク10においては、温度の上昇および下降に伴って構成部材が膨張・収縮を行なうと共に、水素の充填および放出に伴って内部の圧力が昇降する。このような構成部材の膨張・収縮や、内部圧力の昇降に伴って、タンク容器20の形状は、所定の割合でひずみを起こす。このようなひずみを繰り返し生じることで、タンク容器20を構成するアルミニウム合金は、次第に金属疲労を起こす。上記熱処理は、疲労に対する耐性を高めるものであり、本実施例では、アルミニウム合金に対して施される周知のT6処理を行なった。この熱処理においては、例えば515〜550℃に加熱されてアルミニウム合金の固溶化が行なわれ、その後水冷による急冷が行なわれる。
【0031】
熱処理の後、タンク容器20の内部に所定量の水素吸蔵合金34が収納される(ステップS140)。その後、タンク容器20の接続口21に対してフィルタ25を備える蓋部24が取り付けられ、接続口22に対しては蓋部26が取り付けられる(ステップS150)。さらに、タンク容器20では、その外周に補強層23が形成されて(ステップS160)、水素貯蔵タンク10が完成される。補強層23は、例えば、エポキシ樹脂などを含浸させた炭素繊維をタンク容器20の外周に巻き付けた後に、上記含浸させた樹脂を硬化させることにより形成する。
【0032】
C.水素の吸蔵および放出の動作:
水素貯蔵タンク10に対して水素を貯蔵する際には、水素給排口24aを介して水素貯蔵タンク10内に高圧の水素を導入する。水素給排口24aから導入された水素は、タンク容器20内に導かれ、水素吸蔵合金34に吸蔵される。水素吸蔵合金34における水素吸蔵量は、水素圧力と温度と水素吸蔵合金の種類とによって決まる。そして所定の圧力で水素を供給すると、水素吸蔵合金34は、所定の温度に達するまで、水素を吸蔵しつつ昇温する。水素吸蔵合金34が水素を吸蔵するのに伴って生じた熱は、伝熱フィン30を介してタンク容器20に伝わり、さらに補強層23に伝わる。このとき、伝熱フィン30は保持部材32によって保持されているため、伝熱フィン30がタンク容器20と接して熱を伝える状態が安定して保たれる。タンク容器20および補強層23に伝えられた熱の一部は、これらタンク容器20および補強層23に吸収される。特に、補強層23を構成する炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は、アルミニウム合金等の金属材料に比べて熱容量が大きいため、補強層23においてより多くの熱が吸収される。また、タンク容器20および補強層23に伝えられた熱の一部は、補強層23からさらに外部に放出される。このように、周囲の部材に吸収されたり放熱されることで熱が取り除かれることによって、水素吸蔵合金34による水素吸蔵の動作が促進される。なお、水素吸蔵合金34が所定の温度にまで昇温した後は、水素貯蔵タンク10に供給される水素圧に応じた圧力で、タンク容器20内の空間や水素吸蔵合金粉末間に形成される空隙に水素ガスが充填されて、水素貯蔵タンク10は、満充填状態となる。
【0033】
水素貯蔵タンク10から水素を取り出す際には、まず、水素吸蔵合金粉末間に形成される空隙を含む空間内の圧縮水素から放出され、その後さらに、水素吸蔵合金34に吸蔵された水素が放出される。
【0034】
D.効果:
以上のように構成された第1実施例の水素貯蔵タンク10によれば、水素貯蔵タンク10の側面内壁に沿って、この内壁面と水素吸蔵合金34とに接するように、凹凸形状を有する伝熱フィン30を配設しているため、水素吸蔵合金34と伝熱フィン30との接触面積をより大きくして、水素吸蔵合金34とタンク容器20との間の伝熱を充分に確保することができる。これにより、水素吸蔵合金34から熱を排出させる効率を向上させ、水素吸蔵の動作を効率良く行なうことが可能となる。ここで、伝熱フィン30を固定する保持部材32を設けているため、例えば水素貯蔵タンク10に振動が加わった場合にも、伝熱フィン30は保持部材32によって保持されて、伝熱フィン30とタンク容器20内壁とが接触する状態が保たれる。したがって、水素吸蔵合金34とタンク容器20との間の熱交換効率が損なわれることがない。特に、本実施例では、伝熱フィン30を、伝熱性が高いアルミニウム合金によって形成しているため、水素吸蔵合金34とタンク容器20との間の伝熱性をより高めることができる。
【0035】
また、本実施例では、保持部材32を、伝熱フィン30よりも耐熱性に優れた金属であるステンレス鋼によって形成しているため、熱処理に起因して伝熱フィン30とタンク容器20内壁との間の接触状態が損なわれるのを防止することができる。アルミニウム合金から成る伝熱フィン30が熱処理時に軟化して強度が低下すると、伝熱フィン30とタンク容器20内壁との間の接触状態が損なわれる可能性がある。しかしながら本実施例のように、より耐熱性に優れた材料によって形成される保持部材32によって伝熱フィン30を押さえつけることで、伝熱フィン30とタンク容器20内壁との間の接触状態を良好に保持することができる。
【0036】
また、本実施例では、タンク容器20を略円柱状としているため、所定の凹凸形状を有する伝熱フィン30は、なめらかな曲面であるタンク容器20内壁面に沿って取り付ければよく、取り付け動作を容易に行なうことが可能となる。また、本実施例では、タンク容器20は、略円柱状に形成すると共に、熱処理を施して疲労強度を向上させたアルミニウム合金によって形成しているため、水素貯蔵タンク10内に、より高圧の水素、例えば1MPa以上の圧力の水素を供給して貯蔵することができる。なお、アルミニウム合金は、このように高圧の水素を内部に貯蔵しても、水素分子が外部に漏れ出すことが無く、熱伝導性に優れ、軽量であり、タンク容器20の材料として優れている。
【0037】
さらに、本実施例では、補強層23を設けることで、さらに高圧の水素を貯蔵することができ、例えば25MPa以上、あるいはさらに35MPa以上の圧力の水素を貯蔵することも可能となる。このように優れた強度を有する水素貯蔵タンク10に高圧の水素を供給することで、水素吸蔵合金に水素を吸蔵させるだけでなく、水素吸蔵合金粉末間の空隙や水素貯蔵タンク10内の空間内にも、より多くの水素ガスを貯蔵することが可能となる。また、上記補強層23を、タンク容器20を構成する材料よりも熱容量の大きな材料によって構成することで、水素吸蔵合金が発熱しつつ水素を吸蔵する際に、より多くの熱を補強層23によって吸収することができ、水素吸蔵の効率を向上させることができる。
【0038】
E.第1実施例の変形例:
上記第1実施例では、保持部材32は、3枚の細板31が各々1辺を構成する略三角形状としたが、異なる形状としても良い。図6ないし図8は、保持部材32の代わりに用いることが可能な、第1実施例の変形例としての保持部材の構成を表わす説明図である。
【0039】
図6(A)に示す第1実施例の第1の変形例としての保持部材132は、ステンレス鋼等の金属製の細板によって略四角形状に形成されている。この保持部材132は、1枚の細板を所定の位置で折り曲げると共に、接合部132aにおいて細板の両端部を接合することによって、全体として略四角形状に成形されている。このような構成としても、保持部材132が有する弾性力を利用して、上記四角形状の頂点部において伝熱フィン30を押圧し、第1実施例と同様の効果を得ることができる。なお、図6(A)のように保持部材を略四角形状とする場合に、4枚の細板を用い、各細板が各々の辺を形成するようにこれらの細板を接合することによって、保持部材を形成することとしても良い。
【0040】
図6(B)に示す第1実施例の第2の変形例としての保持部材232は、水素貯蔵タンクの長手方向に延びると共に波形に折り曲げられた金属ワイヤによって構成されている。このような保持部材232は、波形に折り曲げられたワイヤの有する弾性力を利用して、上記波形の頂点部において伝熱フィン30を押圧し、第1実施例と同様の効果を得ている。このように保持部材232を金属ワイヤによって形成する場合には、複数の金属ワイヤを用いることで、より安定して伝熱フィン30を保持することができる。図6(B)では、2本の金属ワイヤから成る保持部材232を示している。例えば、互いに180°ずつずらして2本の金属ワイヤを配設したり、互いに60°ずつずらして3本の金属ワイヤを配設することで、安定して伝熱フィン30を保持することができる。
【0041】
図7に示す第1実施例の第3の変形例としての保持部材332は、水素貯蔵タンクの長手方向に延びると共に、所定の位置で折り曲げられた4本の金属ワイヤによって形成されている。保持部材332を構成する1本の金属ワイヤ332aは、横断面が略円形を成すタンク容器20内壁に対して、鉛直方向上端部(図7中にUと示す)と、水平方向右端部(図7中にRと示す)とにおいて、所定の間隔で交互に接するように折り曲げられている。保持部材332を構成する他の金属ワイヤ332bは、同様にタンク容器20内壁に対して、鉛直方向下端部(図7中にDと示す)と、水平方向右端部とにおいて、上記所定の間隔で交互に接するように折り曲げられている。また、保持部材332を構成するさらに他の金属ワイヤ332cは、同様にタンク容器20内壁に対して、鉛直方向上端部と、水平方向左端部(図7中にLと示す)とにおいて、上記所定の間隔で交互に接するように折り曲げられている。また、保持部材332を構成するさらに他の金属ワイヤ332dは、同様にタンク容器20内壁に対して、鉛直方向下端部と、水平方向左端部とにおいて、上記所定の間隔で交互に接するように折り曲げられている。このような保持部材332は、上記タンク容器20内壁と接触する部位では、隣接する金属ワイヤ同士が接合されると共に、この接合部位において伝熱フィン30を押圧し、第1実施例と同様の効果を得ている。
【0042】
なお、上記保持部材232あるいは保持部材332は、水素貯蔵タンクの側壁面を押圧する弾性力を有すると共に、水素貯蔵タンクの長手方向にも伸縮可能な構造となっている。そのため、水素貯蔵タンクの製造時に外壁部50内に保持部材を収納する際には、保持部材を長手方向に引っ張って、外壁部50の開口部から内部に挿入可能な大きさとすることができる。
【0043】
図8に示す第1実施例の第4の変形例としての保持部材432は、所定の間隔で凸部32bを形成するように折り曲げられた金属製の細板によって形成されている。この保持部材432は、タンク容器20の長手方向に対して垂直になるように、タンク容器20の側壁面の内周に沿って、この内壁を丁度1周するように配設される。保持部材432を配設する際には、保持部材432が備える各凸部32bが、伝熱フィン30が有する凸部のうち、所定の間隔をおいて設けられた凸部に係合するように配設する。保持部材432は、その両端において、上記凸部32bが形成される側とは反対側に曲げられた折り曲げ部32aを有するが、タンク容器20の内周を1周するように配設されることで、両端に設けられた折り曲げ部32aは互いに当接する。このように保持部材432を配設することで、保持部材432は、伝熱フィン30の凸部の内側から伝熱フィン30をタンク容器20内壁側に押圧し、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
【0044】
F.第2実施例:
上記第1実施例では、伝熱フィン30は、タンク容器20の側面内壁を1周して覆うように設けたが、より少ない範囲を覆うように伝熱フィンを設けることとしても良い。図9は、第2実施例の水素貯蔵タンク110の構成を表わす断面図である。第2実施例の水素貯蔵タンク110は、第1実施例の水素貯蔵タンク10と類似する構成を有しているため、共通する構成要素には同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。
【0045】
図9に示すように、第2実施例の水素貯蔵タンク110は、伝熱フィン30に代えて伝熱フィン130を備えている。この伝熱フィン130は、伝熱フィン30と同様の凹凸形状を有するが、伝熱フィン30とは異なり、タンク容器20の側面内壁のうち、下方略半分の領域を覆うように設けられている。本実施例では、タンク容器20内の略3分の1の高さとなる量の水素吸蔵合金34が、タンク容器20内に収納されており、タンク容器20内壁において水素吸蔵合金34が接する領域は、伝熱フィン130によって覆われている。
【0046】
このように、タンク容器20内壁と接する伝熱フィンは、収納される水素吸蔵合金34の高さ以上にわたって設けられていれば、両者の間の伝熱を充分に促進する効果が得られる。
【0047】
G.第3実施例:
図10は、第3実施例の水素貯蔵タンク210の様子を表わす説明図である。図10(A)は、水素貯蔵タンク210の縦断面において水素貯蔵タンク210の内部の様子を表わしており、図10(B)は、図10(A)のB−B断面(横断面)における水素貯蔵タンク210の様子を表わしている。第3実施例の水素貯蔵タンク210は、第1実施例の水素貯蔵タンク10と類似する構成を有するため、共通する構成要素には同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。
【0048】
水素貯蔵タンク210は、伝熱フィンを保持する保持部材として、保持部材32に代えて押さえ棒60を備えている。また、水素貯蔵タンク210は、第2実施例の水素貯蔵タンク210と同様に、タンク容器20の側面内壁のうち下方の領域を覆うように設けられた伝熱フィン130を備えている。また、水素貯蔵タンク210は、接続口22を塞ぐために、蓋部26に代えて蓋部126を備えている。なお、図10(A)では、水素吸蔵合金34の記載は省略している。
【0049】
押さえ棒60は、中実あるいは両端を塞いだ中空の棒状部材であって、その一端が、上記蓋部126に固定されている。また、押さえ棒60の他端は、蓋部24に取り付けられたフィルタ25を嵌め込んで固定したリング部27に固定されている。また、押さえ棒60は、その中ほどの部位において、所定の長さにわたって、伝熱フィン130をタンク容器20内壁に押しつけて保持するように折り曲げられている。ここで、伝熱フィン130は、タンク容器20の長手方向と略平行に形成された複数の凸部の内の一つにおいて、この凸部の内側から上記押さえ棒60によって押さえられている。このような押さえ棒60は、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼によって形成することができる。
【0050】
以上のように構成された第3実施例の水素貯蔵タンク210によれば、押さえ棒60によって伝熱フィン130を保持することで、第1および第2実施例と同様に、水素吸蔵合金34とタンク容器20との間の伝熱を充分に確保する効果が得られる。これにより、水素吸蔵合金34の冷却の効率を向上させ、水素吸蔵の動作を効率良く行なうことが可能となる。水素貯蔵タンク210に振動が加わった場合にも、伝熱フィン130とタンク容器20内壁とが接触する状態が保たれ、水素吸蔵合金34とタンク容器20との間の熱交換効率が損なわれることがない。
【0051】
なお、本実施例では、伝熱フィン130は、タンク容器20内の下方にのみ配設されるため、伝熱フィン130を押さえつけることなく熱処理を行なっても、重力によって伝熱フィン130を保持することができる。そのため、伝熱フィン130を押さえつけることなく熱処理を行なっても、伝熱フィン130とタンク容器20内壁との間の接触状態が損なわれることがなく、押さえ棒60の取り付けは、タンク容器20の熱処理後に行なうことができる。
【0052】
また、本実施例では、押さえ棒60は、その両端において、蓋部24および蓋部126に固定することとしたが、一方の端部のみを固定することとしても良い。押さえ棒60は、伝熱フィン130の凸部に係合して、伝熱フィン130をタンク容器20側に押しつけて保持することができればよいからである。また、本実施例では、押さえ棒60は、蓋部126の略中心部において固定しているため、押さえ棒60と蓋部126との固定を容易に行なうことが可能となっている。すなわち、組み立ての際には、押さえ棒60をタンク容器20内で所定の状態に配設した後に、タンク容器20を動かすことなくボルト等を用いた締め付けを行なって、押さえ棒60と蓋部126とを容易に固定することができる。
【0053】
なお、第3実施例では、押さえ棒60は、1本の棒状部材としたが、複数の棒状部材を用いることとしても良い。図11は、第3実施例の変形例としての押さえ棒160の構成の概略を表わす説明図である。押さえ棒160は、第3実施例の水素貯蔵タンク210において押さえ棒60に代えて用いられるものであり、伝熱フィン130と接触する領域が3本に分岐している。分岐した各棒は、伝熱フィン130が備えるそれぞれ異なる凸部と係合し、この凸部において伝熱フィン130をタンク容器20内壁側に押しつけて保持する。このように、3本に限らず複数に分岐する押さえ棒を用いれば、より安定して伝熱フィンを保持することができる。そのため、タンク容器20内壁面のより広い範囲を覆う伝熱フィンを用いる場合にも、タンク容器20内壁との間の接触状態を良好に保つことができる。
【0054】
E.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0055】
H1.変形例1:
第1実施例では、円筒形状の外壁部50に対して絞り加工と熱処理を施してタンク容器20を形成したが、異なる方法でタンク容器を形成することとしても良い。例えば、タンク容器を形成するための複数の部材を、熱処理の後に貼り合わせて、タンク容器を作製することとしても良い。この場合には、複数の部材を貼り合わせる際に伝熱フィンを収納すれば良く、伝熱フィンを収納してから熱処理を施す必要がない。したがって、熱処理時に外壁部(タンク容器)内で伝熱フィンを保持する必要はないが、保持部材を設けることで、水素貯蔵タンク使用時に伝熱フィンが移動するのを防止するという同様の効果を得ることができる。
【0056】
H2.変形例2:
第1ないし第3実施例では、保持部材によって伝熱フィンをタンク容器内壁側に押しつけて保持したが、異なる構成としても良い。例えば、伝熱フィンを、表面に低融点アルミニウムを備えるクラッド材によって形成し、表面の低融点アルミニウムを溶融させることによって伝熱フィンとタンク容器内壁面とを固着させることとしても良い。このように、低融点金属を溶融させることによって、伝熱フィンを固着させて保持するための保持部材を形成することができる。
【0057】
このような場合には、既述した熱処理と同時に、あるいはタンク容器内に伝熱フィンを収納して別途行なう加熱処理によって、固着の動作を行なえばよい。特に、第2あるいは第3実施例の伝熱フィン130のように、タンク容器の側面内壁のうち下方領域を覆う伝熱フィンを用いる場合には、熱処理時に伝熱フィンをタンク容器内壁面に接するように保持するための特別な構成を不要にすることが可能である。例えば、タンク容器内の下方領域を覆うように伝熱フィンを配設して真空加熱を行なうことで、容易に伝熱フィンをタンク容器内に固着させることができる。
【0058】
H3.変形例3:
第1ないし第3実施例では、水素の吸蔵時に発生する熱は伝熱フィンを用いてタンク容器に伝えて排出し、冷媒流路は設けないこととしたが、水素貯蔵タンク内にさらに冷媒流路を形成し、冷媒を用いて熱を排出する動作をさらに行なうこととしても良い。
【0059】
H4.変形例4:
また、第1ないし第3実施例では、タンク容器20内に水素吸蔵合金を充填することとしたが、他種の吸蔵・吸着材を用いることとしても良い。あるいは、他種の吸蔵・吸着材をさらに備えることとしても良い。例えば、水素吸蔵合金に加えて、活性炭やカーボンナノチューブをさらに備えることとしても良い。
【0060】
H5.変形例5:
また、既述した実施例では、アルミニウム合金で形成された伝熱フィンを用いたが、異なる材料によって伝熱フィンを形成することとしても良い。充分な伝熱性を有する金属部材であれば、水素吸蔵合金で発生した熱をタンク容器に伝えて熱を排出することができ、加熱時に強度が低下する場合にも、保持部材を設けることで伝熱フィンとタンク容器内壁面との接触状態を良好に保つことができる。
【0061】
H6.変形例6:
また、第1ないし第3実施例では、水素を貯蔵する水素貯蔵タンクとしたが、水素以外のガス貯蔵タンクにおいても、本発明を適用することによって同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である水素貯蔵タンク10の構成の概略を表わす説明図である。
【図2】保持部材32の様子をさらに詳しく示す説明図である。
【図3】図3は、水素貯蔵タンク10の製造方法を表わす工程図である。
【図4】外壁部50内に伝熱フィン30を収納した様子を表わす説明図である。
【図5】保持部材32を取り付ける際の手順を示す説明図である。
【図6】第1実施例の変形例としての保持部材の構成を表わす説明図である。
【図7】第1実施例の変形例としての保持部材の構成を表わす説明図である。
【図8】第1実施例の変形例としての保持部材の構成を表わす説明図である。
【図9】第2実施例の水素貯蔵タンク110の構成を表わす断面図である。
【図10】第3実施例の水素貯蔵タンク210の構成を表わす説明図である。
【図11】第3実施例の変形例としての押さえ棒160の構成の概略を表わす説明図である。
【符号の説明】
10,110,210…水素貯蔵タンク
20…タンク容器
21,22…接続口
23…補強層
24,26,126…蓋部
24a…水素給排口
25…フィルタ
27…リング部
30,130…伝熱フィン
31…細板
31a…折り曲げ部
32,132,232,332,432…保持部材
32a…折り曲げ部
32b…凸部
34…水素吸蔵合金
40…取り付け具
42…筒状部
44…操作部
46…挟み棒
50…外壁部
60,160…押さえ棒
132a…接合部
332a〜332d…金属ワイヤ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas storage tank for storing gas and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various gas storage tanks for storing gas have been proposed. As one of the methods of storing gas, a method of storing and adsorbing gas in a predetermined storage / adsorption material is known. For example, Patent Literature 1 discloses a hydrogen storage alloy improved so as to be able to store more hydrogen, and a hydrogen storage tank including a hydrogen storage alloy therein.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-53926 A
[Patent Document 2]
JP-A-11-60201
[Patent Document 3]
JP-A-2002-161999
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, when occluding and adsorbing gas to the occlusion / adsorption material, the occlusion / adsorption material generates heat and rises in temperature with the occlusion / adsorption operation, and the efficiency of occlusion / adsorption gradually increases in accordance with the temperature increase. descend. Therefore, in order to promote the operation of occlusion / adsorption, it is necessary to efficiently release the heat generated by the occlusion / adsorption material. As described above, there has been a demand for a gas storage tank that can more efficiently release the heat generated by the storage / adsorption material.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a gas storage tank capable of more efficiently releasing heat generated by an occlusion / adsorption material.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
To achieve the above object, the present invention provides a gas storage tank for storing gas,
A hollow tank container,
An occlusion and / or adsorbent that is housed in the tank container and occludes and / or adsorbs the gas;
A heat transfer fin disposed along an inner wall surface of the tank container and in contact with at least a part of the inner wall surface and the occlusion / adsorption material,
A holding member for holding the heat transfer fins in contact with the inner wall surface of the tank container;
The gist is to provide
[0007]
According to the gas storage tank of the present invention configured as described above, the heat transfer fins are arranged along the inner wall surface of the gas storage tank so as to contact at least a part of the inner wall surface and the occlusion / adsorption material. The heat transfer fins ensure a sufficient contact area for transferring the heat of the occlusion / adsorption material, thereby improving the efficiency of heat transfer between the occlusion / adsorption material and the tank container. . This makes it possible to improve the efficiency of heat radiation from the occlusion / adsorption material and to efficiently perform the operation of occluding and / or adsorbing gas. Here, since the heat transfer fins are held by the holding member, even when vibration is applied to the gas storage tank, the heat transfer fins can be kept in contact with the inner wall of the tank container. Therefore, the heat exchange efficiency between the storage / adsorption material and the tank container is not impaired.
[0008]
In the gas storage tank of the present invention, the holding member may hold the heat transfer fin by pressing the heat transfer fin against the inner wall surface of the tank container by an elastic force of the holding member. Alternatively, the holding member has two ends, and at least one of the ends is fixed to a predetermined position in the tank container, and the holding member has a portion other than the fixed end. The heat transfer fins may be pressed against the inner wall surface of the tank container. With such a configuration, the heat transfer fins can be easily held by a simple structure.
[0009]
In such a gas storage tank, the heat transfer fin is a thin plate-shaped member having a plurality of concave portions and convex portions, and is in contact with an inner wall surface of the tank container at the convex portions, and from the inside of the convex portions. The holding member may be pressed against the inner wall surface of the tank container. When the heat transfer fin has the plurality of recesses and protrusions, it is possible to ensure a sufficiently large contact area between the heat transfer fin and the occlusion / adsorption material. Further, by holding down the convex portion by the holding member, the heat transfer fin can be stably held.
[0010]
In the gas storage tank of the present invention, the heat transfer fins may be provided on the inner side wall of the tank container so as to cover up to a height exceeding a height at which the occlusion / adsorption material is provided. . By providing the heat transfer fins as described above, the heat generated by the occlusion / adsorption material can be efficiently transmitted to the tank container.
[0011]
In the gas storage tank of the present invention, the tank container may be formed in a substantially cylindrical shape. With such a configuration, the heat transfer fins may be mounted along the inner wall surface of the tank container, which is a smooth curved surface, and the mounting operation can be easily performed. Further, by forming the tank container in a substantially columnar shape, it becomes possible to supply and store a higher-pressure gas to the gas storage tank.
[0012]
In the gas storage tank of the present invention,
In the vicinity of the opening formed at the longitudinal end, the tank container has a narrowed portion having a smaller cross-sectional area,
The tank container and the heat transfer fins are formed of a metal including aluminum,
The holding member may be formed of stainless steel.
[0013]
With such a configuration, it is easy to secure the airtightness of the tank while enduring the pressure of the gas stored therein by providing the throttle portion and sufficiently reducing the size of the opening of the tank container. Become. In addition, since the heat transfer fins are formed of a metal including aluminum having high heat conductivity, the heat transfer between the storage / adsorption material and the tank container can be further improved. Further, by forming the tank container with a metal including aluminum, the heat transmitted from the occlusion / adsorption material to the tank container via the heat transfer fins can be efficiently transmitted to the outside. When the heat transfer fins and the holding member are housed in the tank container prior to forming the narrowed portion, and the heat treatment is further performed after forming the narrowed portion, the heat transfer fin and the holding member may be formed by a metal including aluminum. Fins may have reduced strength during heat treatment. However, by providing the holding member, the contact state between the heat transfer fins and the tank container can be favorably ensured during and after the heat treatment.
[0014]
In such a gas storage tank of the present invention,
The gas storage tank is a tank that stores hydrogen,
The storage / adsorption material may include at least a hydrogen storage alloy.
[0015]
Aluminum has excellent thermal conductivity and is lightweight. Even if high-pressure hydrogen is stored in a container made of aluminum (aluminum alloy), hydrogen molecules do not leak out, and a tank container that constitutes a hydrogen storage tank Excellent as a material.
[0016]
The gas storage tank of the present invention may further include a reinforcing layer provided on an outer wall of the tank container and formed of a material having a larger heat capacity than a material forming the tank container.
[0017]
With such a configuration, in addition to transmitting the heat generated when the occlusion / adsorption material occludes and / or adsorbs the gas to the outside, a part of the heat can be absorbed by the reinforcing layer. The occlusion and / or adsorption operation can be further promoted.
[0018]
The present invention can be realized in various forms other than the above. For example, the present invention can be realized in a form such as a method for manufacturing a gas storage tank.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Structure of hydrogen storage tank 10:
B. Manufacturing process of the hydrogen storage tank 10:
C. Behavior of hydrogen storage and release:
D. effect:
E. FIG. Modification of the first embodiment:
F. Second embodiment:
G. FIG. Third embodiment:
H. Modification:
[0020]
A. Structure of hydrogen storage tank 10:
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a hydrogen storage tank 10 according to a first embodiment of the present invention. Here, FIG. 1A shows a state of a longitudinal section of the hydrogen storage tank 10, and FIG. 1B shows a state of a BB section (transverse section) in FIG. 1A. I have. The hydrogen storage tank 10 includes a tank container 20, a powdery hydrogen storage alloy 34 stored in the tank container 20, a heat transfer fin 30 disposed along an inner wall of the tank container 20, and a heat transfer fin 30. And a holding member 32 for holding the holding member 30. In FIG. 1A, the description of the hydrogen storage alloy 34 is omitted.
[0021]
The tank container 20 is a hollow container formed in a substantially columnar shape. In this embodiment, the tank container 20 is formed of an aluminum alloy. Both ends of the tank container 20 are opened as connection ports 21 and 22, respectively. The cross section of the vicinity of the connection ports 21 and 22 is smaller than that of the middle of the tank container 20. It is formed so as to be smaller and substantially circular.
[0022]
The heat transfer fins 30 are substantially cylindrical members, and are arranged along the inner side wall of the tank container 20 so as to be in contact with the inner wall surface. The heat transfer fins 30 are formed by a corrugated thin plate having a plurality of convex portions and concave portions formed substantially parallel to the longitudinal direction of the tank container 20, and the heat transfer fins 30 contact the inner wall of the tank container 20 at the convex portions. are doing. A hydrogen storage alloy 34 is stored in the tank container 20, and the heat transfer fins 30 contact both the hydrogen storage alloy 34 and the inner wall of the tank container 20, so that the heat transfer fins 30 Promotes heat transfer between. An example of a specific shape of the heat transfer fin 30 is shown in FIG. 1 (B), but such a shape of the heat transfer fin 30 can contact both the hydrogen storage alloy 34 and the inner wall of the tank container 20. What is necessary is just to have unevenness. When the heat transfer fins 30 are formed of a corrugated thin plate as in this embodiment, for example, a heat transfer fin having a cross section of a U-shape, V-shape, U-shape or the like can be used. In this embodiment, the heat transfer fins 30 are formed of an aluminum alloy.
[0023]
The holding member 32 is an elastic member made of three thin and thin metal plates, and forms a substantially triangular shape in the cross section of the tank container 20 shown in FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the state of the holding member 32 in more detail. The holding member 32 is formed by using three thin plates 31 each having a bent portion 31a bent to form a substantially U-shape at both ends thereof. Are joined together to form As shown in FIG. 2A, the holding member 32 is formed such that the size of the substantially triangular circumscribed circle is larger than the cross section of the tank container 20. Therefore, the holding member 32 is compressed by utilizing the elastic force and is housed in the tank container 20 (see FIG. 2B), thereby obtaining a pressing force for holding the heat transfer fin 30. The holding member 32 contacts the heat transfer fin 30 from the inside of the convex portion of the heat transfer fin 30 at the bent portion 31 a at the vertex of the substantially triangle, and presses and holds the heat transfer fin 30 against the wall surface side of the tank container 20. are doing. As described above, when the bent portion 31a comes into contact with the heat transfer fins 30, the contact area with the heat transfer fins 30 is increased and the concentration of stress is preferably suppressed. However, the bent portion 31a may not be formed in the holding member 32. In this embodiment, the holding member 32 is formed of stainless steel.
[0024]
Lids 24 and 26 are fitted into the above-described connection ports 21 and 22 provided at the end of the tank container 20, respectively (see FIG. 1A). The lids 24 and 26 have a structure for ensuring the airtightness of the tank container 20 at the connection ports 21 and 22, thereby preventing the hydrogen gas stored in the tank container 20 from leaking to the outside. . Further, a hydrogen supply / discharge port 24 a for supplying / discharging hydrogen gas to / from the tank container 20 is provided in the lid portion 24 so as to open to the outside.
[0025]
Further, inside the hydrogen storage tank 10, an elongated substantially cylindrical filter 25 connected to the hydrogen supply / discharge port 24 a is provided at a substantially central portion of the hydrogen storage tank 10 with respect to the longitudinal direction of the hydrogen storage tank 10. They are arranged so as to be parallel (see FIG. 1A). The filter 25 is formed of a sintered metal or the like, and is a gas-permeable porous body in which particles of the hydrogen storage alloy 34 contained in the tank container 20 do not substantially enter the inside of the filter 25. . The hydrogen storage alloy 34 is held in the tank container 20 by closing the hydrogen supply / discharge port 24 a using such a filter 25. When supplying and discharging hydrogen in the hydrogen storage tank 10, hydrogen flows in and out through the filter 25.
[0026]
A reinforcing layer 23 is provided on the outer wall of the tank container 20 (see FIG. 1). The reinforcing layer 23 is for improving the strength of the tank container 20 for storing high-pressure hydrogen therein, and is made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
[0027]
B. Manufacturing process of the hydrogen storage tank 10:
FIG. 3 is a process chart illustrating a method for manufacturing the hydrogen storage tank 10. When manufacturing the hydrogen storage tank 10, first, a corrugated thin plate formed in a substantially cylindrical shape in a substantially cylindrical outer wall portion 50 having both open ends for forming the tank container 20. The heat transfer fins 30 are stored (step S100). FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a state in which the heat transfer fins 30 are stored in the outer wall portion 50.
[0028]
Thereafter, the holding member 32 is attached to the outer wall 50, and the heat transfer fins 30 are fixed in the outer wall 50 (Step S110). FIG. 5 is an explanatory diagram showing a procedure when the holding member 32 is attached. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the holding member 32 is mounted using the mounting tool 40. The attachment 40 includes a hollow cylindrical portion 42, an operation portion 44, and three pinching bars 46. The operation unit 44 is a rod-shaped member slidably disposed in the tubular portion 42, and has one end protruding from one end of the tubular portion 42. The pinch bar 46 is a flexible rod-shaped member fixed to the other end of the operation unit 44, and is bent so that its tip is spread outward. FIG. 5A shows an initial state of the attachment 40 when attaching the holding member 32 using the attachment 40. In the initial state, the three pinch bars 46 can pinch the holding member 32 from outside. FIG. 5B is an explanatory view showing a state in which three pinching bars 46 are in one-to-one contact with the three thin plates 31 constituting the holding member 32 and pinch the holding member 32. From this initial state, when the cylindrical portion 42 is slid toward the pinch 46 with respect to the operation portion 44, a part of the pinch bar 46 enters the cylindrical portion 42, and the three pinch bars The interval between the 46 becomes narrower (see FIG. 5C). As a result, the holding member 32 sandwiched by the sandwiching bar 46 is bent from the center (see FIG. 5D), and the holding member 32 has a size that can be inserted into the outer wall 50. After that, the holding member 32 is inserted into a desired position in the outer wall portion 50 in which the heat transfer fins 30 are housed while being sandwiched by the fixture 40 as shown in FIG. At this time, when the operation portion 44 is slid to the opposite side to the pinch bar 46 side (see FIG. 5E), the pinch bar 46 is housed in the tubular portion 42 and detaches from the holding member 32. When the pinch bar 46 comes off, the holding member 32 exerts a force to return to the original shape, and presses the convex portion of the heat transfer fin 30 against the wall surface of the outer wall portion 50 at the bent portion 31a, thereby pressing the heat transfer fin 30 to the outer wall portion. It becomes fixed within 50. In FIG. 5E, the illustration of the heat transfer fins 30 is omitted.
[0029]
Next, drawing (mouth drawing) is performed on both ends of the outer wall 50 (step S120). That is, the outer wall portion 50 is processed so that the openings at both ends of the outer wall portion 50 become the connection ports 21 and 22 which are smaller openings, and the tank container 20 is formed.
[0030]
Thereafter, heat treatment is performed on the tank container 20 (Step S130). This heat treatment is a treatment for improving the fatigue strength of the aluminum alloy constituting the tank container 20 and the heat transfer fins 30. In the hydrogen storage tank 10, the constituent members expand and contract as the temperature rises and falls, and the internal pressure rises and falls as the hydrogen is charged and released. The shape of the tank container 20 is distorted at a predetermined ratio with the expansion and contraction of the constituent members and the rise and fall of the internal pressure. By repeatedly generating such strain, the aluminum alloy constituting the tank container 20 gradually causes metal fatigue. The heat treatment improves the resistance to fatigue, and in this embodiment, the well-known T6 treatment applied to the aluminum alloy was performed. In this heat treatment, the aluminum alloy is heated to, for example, 515 to 550 ° C. to form a solution, and then quenched by water cooling.
[0031]
After the heat treatment, a predetermined amount of the hydrogen storage alloy 34 is stored in the tank container 20 (Step S140). Thereafter, the lid 24 having the filter 25 is attached to the connection port 21 of the tank container 20, and the lid 26 is attached to the connection port 22 (Step S150). Further, the reinforcing layer 23 is formed on the outer periphery of the tank container 20 (Step S160), and the hydrogen storage tank 10 is completed. The reinforcing layer 23 is formed, for example, by winding carbon fibers impregnated with an epoxy resin or the like around the outer periphery of the tank container 20 and then curing the impregnated resin.
[0032]
C. Behavior of hydrogen storage and release:
When storing hydrogen in the hydrogen storage tank 10, high-pressure hydrogen is introduced into the hydrogen storage tank 10 through the hydrogen supply / discharge port 24a. Hydrogen introduced from the hydrogen supply / discharge port 24 a is guided into the tank container 20 and stored in the hydrogen storage alloy 34. The amount of hydrogen storage in the hydrogen storage alloy 34 is determined by the hydrogen pressure, the temperature, and the type of the hydrogen storage alloy. Then, when hydrogen is supplied at a predetermined pressure, the hydrogen storage alloy 34 increases its temperature while storing hydrogen until it reaches a predetermined temperature. Heat generated as the hydrogen storage alloy 34 stores hydrogen is transmitted to the tank container 20 via the heat transfer fins 30 and further transmitted to the reinforcing layer 23. At this time, since the heat transfer fins 30 are held by the holding member 32, the state in which the heat transfer fins 30 are in contact with the tank container 20 and transfer heat is stably maintained. Part of the heat transmitted to the tank container 20 and the reinforcing layer 23 is absorbed by the tank container 20 and the reinforcing layer 23. In particular, the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) constituting the reinforcing layer 23 has a larger heat capacity than a metal material such as an aluminum alloy, so that more heat is absorbed in the reinforcing layer 23. Further, part of the heat transmitted to the tank container 20 and the reinforcing layer 23 is further released from the reinforcing layer 23 to the outside. As described above, the heat is removed by being absorbed or dissipated by the surrounding members, whereby the operation of hydrogen storage by the hydrogen storage alloy 34 is promoted. After the temperature of the hydrogen storage alloy 34 is raised to a predetermined temperature, the hydrogen storage alloy is formed between the space in the tank container 20 and the hydrogen storage alloy powder at a pressure corresponding to the hydrogen pressure supplied to the hydrogen storage tank 10. The void is filled with hydrogen gas, and the hydrogen storage tank 10 is fully charged.
[0033]
When extracting hydrogen from the hydrogen storage tank 10, first, hydrogen is released from compressed hydrogen in a space including a void formed between the hydrogen storage alloy powders, and then hydrogen stored in the hydrogen storage alloy 34 is further released. You.
[0034]
D. effect:
According to the hydrogen storage tank 10 of the first embodiment configured as described above, along the inner wall of the side surface of the hydrogen storage tank 10, the transmission having an uneven shape is in contact with the inner wall surface and the hydrogen storage alloy 34. Since the heat fins 30 are provided, the contact area between the hydrogen storage alloy 34 and the heat transfer fins 30 is increased to ensure sufficient heat transfer between the hydrogen storage alloy 34 and the tank container 20. Can be. Thus, the efficiency of discharging heat from the hydrogen storage alloy 34 is improved, and the hydrogen storage operation can be performed efficiently. Here, since the holding member 32 for fixing the heat transfer fin 30 is provided, the heat transfer fin 30 is held by the holding member 32 even when vibration is applied to the hydrogen storage tank 10, for example. And the state where the inner wall of the tank container 20 is in contact. Therefore, the heat exchange efficiency between the hydrogen storage alloy 34 and the tank container 20 is not impaired. In particular, in this embodiment, since the heat transfer fins 30 are formed of an aluminum alloy having a high heat transfer, the heat transfer between the hydrogen storage alloy 34 and the tank container 20 can be further improved.
[0035]
Further, in the present embodiment, since the holding member 32 is formed of stainless steel, which is a metal having higher heat resistance than the heat transfer fins 30, the heat transfer fins 30 and the inner wall of the tank container 20 are caused by the heat treatment. Can be prevented from being damaged. If the heat transfer fins 30 made of an aluminum alloy are softened during the heat treatment to reduce the strength, the contact state between the heat transfer fins 30 and the inner wall of the tank container 20 may be impaired. However, as in the present embodiment, the contact between the heat transfer fin 30 and the inner wall of the tank container 20 can be improved by pressing the heat transfer fin 30 with the holding member 32 formed of a material having higher heat resistance. Can be held.
[0036]
Further, in this embodiment, since the tank container 20 has a substantially cylindrical shape, the heat transfer fins 30 having a predetermined uneven shape may be attached along the inner wall surface of the tank container 20 which is a smooth curved surface. This can be easily performed. In the present embodiment, the tank container 20 is formed in an approximately columnar shape and is formed of an aluminum alloy that has been subjected to a heat treatment to improve fatigue strength. For example, hydrogen at a pressure of 1 MPa or more can be supplied and stored. The aluminum alloy does not leak hydrogen molecules to the outside even when such high-pressure hydrogen is stored therein, has excellent heat conductivity, is lightweight, and is excellent as a material of the tank container 20. .
[0037]
Further, in this embodiment, by providing the reinforcing layer 23, hydrogen at a higher pressure can be stored, and for example, hydrogen at a pressure of 25 MPa or more, or even 35 MPa or more can be stored. By supplying high-pressure hydrogen to the hydrogen storage tank 10 having such excellent strength, not only is the hydrogen storage alloy occluded with hydrogen, but also the space between the hydrogen storage alloy powders and the space in the hydrogen storage tank 10 In addition, more hydrogen gas can be stored. Further, by forming the reinforcing layer 23 from a material having a larger heat capacity than the material forming the tank container 20, more heat is absorbed by the reinforcing layer 23 when the hydrogen storage alloy absorbs hydrogen while generating heat. Can be absorbed, and the efficiency of hydrogen storage can be improved.
[0038]
E. FIG. Modification of the first embodiment:
In the first embodiment, the holding member 32 has a substantially triangular shape in which each of the three thin plates 31 constitutes one side, but may have a different shape. FIGS. 6 to 8 are explanatory views showing the configuration of a holding member as a modification of the first embodiment, which can be used in place of the holding member 32.
[0039]
A holding member 132 as a first modification of the first embodiment shown in FIG. 6A is formed in a substantially square shape by a thin metal plate such as stainless steel. The holding member 132 is formed into a substantially square shape as a whole by bending a single thin plate at a predetermined position and joining both ends of the thin plate at a joining portion 132a. Even with such a configuration, the heat transfer fins 30 are pressed at the apexes of the rectangular shape by using the elastic force of the holding member 132, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. When the holding member is formed in a substantially square shape as shown in FIG. 6A, four thin plates are used, and these thin plates are joined so that each thin plate forms each side. Alternatively, a holding member may be formed.
[0040]
A holding member 232 as a second modification of the first embodiment shown in FIG. 6B is formed of a metal wire that extends in the longitudinal direction of the hydrogen storage tank and is bent in a waveform. The holding member 232 presses the heat transfer fins 30 at the apex of the waveform by using the elastic force of the wire bent in a waveform, and obtains the same effect as that of the first embodiment. When the holding member 232 is formed of a metal wire as described above, the heat transfer fin 30 can be held more stably by using a plurality of metal wires. FIG. 6B shows a holding member 232 made of two metal wires. For example, the heat transfer fins 30 can be stably held by disposing two metal wires shifted from each other by 180 ° or disposing three metal wires shifted from each other by 60 °. .
[0041]
A holding member 332 as a third modification of the first embodiment shown in FIG. 7 is formed of four metal wires that extend in the longitudinal direction of the hydrogen storage tank and are bent at predetermined positions. One metal wire 332a constituting the holding member 332 has a vertically upper end (shown as U in FIG. 7) and a horizontal right end (see FIG. 7) with respect to the inner wall of the tank container 20 having a substantially circular cross section. 7 (indicated by R in FIG. 7) so as to alternately contact at predetermined intervals. The other metal wire 332b constituting the holding member 332 is similarly spaced from the inner wall of the tank container 20 at the above-described predetermined distance at the lower end in the vertical direction (indicated by D in FIG. 7) and the right end in the horizontal direction. It is bent so that it contacts alternately. Further, the other metal wire 332c constituting the holding member 332 is similarly provided at the upper end in the vertical direction and the left end in the horizontal direction (shown as L in FIG. 7) with respect to the inner wall of the tank container 20. It is bent so that it contacts alternately at intervals of. Further, another metal wire 332d constituting the holding member 332 is similarly bent so as to alternately contact the inner wall of the tank 20 at the lower end in the vertical direction and the left end in the horizontal direction at the predetermined interval. Have been. In such a holding member 332, adjacent metal wires are joined to each other at a portion in contact with the inner wall of the tank container 20, and the holding member 332 presses the heat transfer fins 30 at this joined portion, thereby providing the same effect as in the first embodiment. Have gained.
[0042]
The holding member 232 or the holding member 332 has an elastic force for pressing the side wall surface of the hydrogen storage tank, and has a structure capable of expanding and contracting in the longitudinal direction of the hydrogen storage tank. Therefore, when the holding member is housed in the outer wall portion 50 at the time of manufacturing the hydrogen storage tank, the holding member can be pulled in the longitudinal direction to have a size that can be inserted into the inside from the opening of the outer wall portion 50.
[0043]
A holding member 432 as a fourth modification of the first embodiment shown in FIG. 8 is formed by a thin metal plate bent so as to form the convex portions 32b at predetermined intervals. The holding member 432 is arranged along the inner periphery of the side wall surface of the tank container 20 so as to make one round around the inner wall so as to be perpendicular to the longitudinal direction of the tank container 20. When disposing the holding member 432, the protrusions 32 b of the holding member 432 are engaged with the protrusions of the heat transfer fins 30 that are provided at predetermined intervals. Arrange. The holding member 432 has, at both ends, a bent portion 32a which is bent to a side opposite to the side on which the convex portion 32b is formed, but is disposed so as to make one round of the inner circumference of the tank container 20. Thus, the bent portions 32a provided at both ends come into contact with each other. By arranging the holding member 432 in this manner, the holding member 432 presses the heat transfer fin 30 toward the inner wall of the tank container 20 from the inside of the convex portion of the heat transfer fin 30, and the same effect as in the first embodiment. Can be obtained.
[0044]
F. Second embodiment:
In the first embodiment, the heat transfer fins 30 are provided so as to cover the inner wall of the side surface of the tank container 20 once, but the heat transfer fins may be provided so as to cover a smaller area. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the hydrogen storage tank 110 according to the second embodiment. Since the hydrogen storage tank 110 of the second embodiment has a configuration similar to that of the hydrogen storage tank 10 of the first embodiment, common components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
[0045]
As shown in FIG. 9, the hydrogen storage tank 110 according to the second embodiment includes heat transfer fins 130 instead of the heat transfer fins 30. The heat transfer fins 130 have the same concavo-convex shape as the heat transfer fins 30, but, unlike the heat transfer fins 30, are provided so as to cover a substantially lower half area of the inner side wall of the tank container 20. . In this embodiment, an amount of the hydrogen storage alloy 34 that is approximately one third of the height in the tank container 20 is stored in the tank container 20, and the region where the hydrogen storage alloy 34 contacts the inner wall of the tank container 20 is , And the heat transfer fins 130.
[0046]
Thus, if the heat transfer fins in contact with the inner wall of the tank container 20 are provided over the height of the stored hydrogen storage alloy 34, the effect of sufficiently promoting the heat transfer between the two can be obtained.
[0047]
G. FIG. Third embodiment:
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state of the hydrogen storage tank 210 according to the third embodiment. FIG. 10A shows a state inside the hydrogen storage tank 210 in a longitudinal section of the hydrogen storage tank 210, and FIG. 10B is a sectional view taken along a line BB (cross section) in FIG. The state of the hydrogen storage tank 210 is shown. Since the hydrogen storage tank 210 of the third embodiment has a configuration similar to that of the hydrogen storage tank 10 of the first embodiment, common components are denoted by the same reference numerals and will not be described in detail.
[0048]
The hydrogen storage tank 210 includes a holding bar 60 instead of the holding member 32 as a holding member for holding the heat transfer fin. Further, the hydrogen storage tank 210 is provided with the heat transfer fins 130 provided so as to cover a lower region of the inner side wall of the tank container 20, similarly to the hydrogen storage tank 210 of the second embodiment. Further, the hydrogen storage tank 210 is provided with a lid 126 instead of the lid 26 for closing the connection port 22. In FIG. 10A, the description of the hydrogen storage alloy 34 is omitted.
[0049]
The holding rod 60 is a solid or hollow rod-shaped member whose both ends are closed, and one end thereof is fixed to the lid 126. Further, the other end of the holding bar 60 is fixed to a ring portion 27 in which the filter 25 attached to the lid portion 24 is fitted and fixed. Further, the holding rod 60 is bent at a middle portion thereof so as to press and hold the heat transfer fin 130 against the inner wall of the tank container 20 over a predetermined length. Here, the heat transfer fins 130 are pressed by one of the plurality of protrusions formed substantially parallel to the longitudinal direction of the tank container 20 from the inside of the protrusions by the pressing bar 60. Such a holding bar 60 can be formed of, for example, an aluminum alloy or stainless steel.
[0050]
According to the hydrogen storage tank 210 of the third embodiment configured as described above, by holding the heat transfer fins 130 with the presser bar 60, the hydrogen storage alloy 34 and the hydrogen storage alloy 34 are held in the same manner as in the first and second embodiments. The effect of sufficiently securing the heat transfer between the tank container 20 is obtained. Thereby, the efficiency of cooling the hydrogen storage alloy 34 can be improved, and the hydrogen storage operation can be performed efficiently. Even when vibration is applied to the hydrogen storage tank 210, the state in which the heat transfer fins 130 and the inner wall of the tank container 20 are in contact is maintained, and the heat exchange efficiency between the hydrogen storage alloy 34 and the tank container 20 is impaired. There is no.
[0051]
In this embodiment, since the heat transfer fins 130 are provided only below the inside of the tank container 20, even if heat treatment is performed without pressing the heat transfer fins 130, the heat transfer fins 130 are held by gravity. be able to. Therefore, even if heat treatment is performed without pressing the heat transfer fins 130, the contact state between the heat transfer fins 130 and the inner wall of the tank container 20 is not impaired, and the holding rod 60 is attached to the heat treatment It can be done later.
[0052]
In the present embodiment, the holding bar 60 is fixed to the lid 24 and the lid 126 at both ends, but may be fixed to only one end. This is because the holding bar 60 only needs to be able to engage with the convex portion of the heat transfer fin 130 and press and hold the heat transfer fin 130 against the tank container 20 side. Further, in the present embodiment, since the holding bar 60 is fixed substantially at the center of the lid 126, the holding bar 60 and the lid 126 can be easily fixed. That is, at the time of assembling, after the holding rod 60 is disposed in a predetermined state in the tank container 20, the holding rod 60 and the lid 126 are tightened using a bolt or the like without moving the tank container 20. And can be easily fixed.
[0053]
In the third embodiment, the pressing rod 60 is a single rod-shaped member. However, a plurality of rod-shaped members may be used. FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a presser bar 160 as a modification of the third embodiment. The presser bar 160 is used in place of the presser bar 60 in the hydrogen storage tank 210 of the third embodiment, and the region in contact with the heat transfer fins 130 is branched into three. Each of the branched rods engages with a different projection provided on the heat transfer fin 130, and presses and holds the heat transfer fin 130 against the inner wall side of the tank container 20 at this projection. As described above, the use of a plurality of holding rods, not limited to three, can more stably hold the heat transfer fins. Therefore, even when the heat transfer fins covering a wider area of the inner wall surface of the tank container 20 are used, the contact state between the inner wall surface of the tank container 20 and the heat transfer fins can be favorably maintained.
[0054]
E. FIG. Modification:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist of the invention, and for example, the following modifications are possible.
[0055]
H1. Modification 1
In the first embodiment, the tank container 20 is formed by performing drawing and heat treatment on the cylindrical outer wall portion 50. However, the tank container may be formed by a different method. For example, a plurality of members for forming a tank container may be attached to each other after the heat treatment to produce a tank container. In this case, the heat transfer fins may be stored when a plurality of members are bonded, and there is no need to perform heat treatment after storing the heat transfer fins. Therefore, it is not necessary to hold the heat transfer fins in the outer wall portion (tank container) during the heat treatment, but by providing the holding member, the same effect of preventing the heat transfer fins from moving when the hydrogen storage tank is used is provided. Obtainable.
[0056]
H2. Modified example 2:
In the first to third embodiments, the heat transfer fins are pressed and held against the inner wall side of the tank container by the holding members, but may be configured differently. For example, the heat transfer fins may be formed of a clad material having low melting point aluminum on the surface, and the heat transfer fins and the inner wall surface of the tank container may be fixed by melting the low melting point aluminum on the surface. In this way, by melting the low melting point metal, a holding member for fixing and holding the heat transfer fins can be formed.
[0057]
In such a case, the fixing operation may be performed at the same time as the heat treatment described above or by a heat treatment separately performed by housing the heat transfer fins in the tank container. In particular, when a heat transfer fin that covers the lower region of the inner side wall of the tank container is used as in the heat transfer fin 130 of the second or third embodiment, the heat transfer fin contacts the inner wall surface of the tank container during heat treatment. It is possible to obviate the need for a special configuration for holding the battery. For example, by disposing the heat transfer fins so as to cover the lower region in the tank container and performing vacuum heating, the heat transfer fins can be easily fixed in the tank container.
[0058]
H3. Modification 3:
In the first to third embodiments, the heat generated at the time of storing hydrogen is transmitted to the tank container using the heat transfer fins and discharged, and the refrigerant flow path is not provided. An operation of forming a path and discharging heat using a refrigerant may be further performed.
[0059]
H4. Modification 4:
Further, in the first to third embodiments, the tank container 20 is filled with the hydrogen storage alloy. However, other types of storage / adsorption materials may be used. Alternatively, another type of storage / adsorption material may be further provided. For example, activated carbon or carbon nanotubes may be further provided in addition to the hydrogen storage alloy.
[0060]
H5. Modification 5:
Although the heat transfer fins made of an aluminum alloy are used in the above-described embodiments, the heat transfer fins may be formed of a different material. If the metal member has a sufficient heat conductivity, the heat generated by the hydrogen storage alloy can be transmitted to the tank container to discharge the heat. The contact state between the heat fin and the inner wall surface of the tank container can be kept good.
[0061]
H6. Modification 6:
Further, in the first to third embodiments, the hydrogen storage tank for storing hydrogen is used. However, the same effect can be obtained by applying the present invention to a gas storage tank other than hydrogen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a hydrogen storage tank 10 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing the state of a holding member 32 in more detail.
FIG. 3 is a process chart illustrating a method of manufacturing the hydrogen storage tank 10.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which heat transfer fins 30 are stored in outer wall portion 50.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a procedure for attaching the holding member 32.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a holding member as a modification of the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a holding member as a modification of the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a holding member as a modification of the first embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a hydrogen storage tank 110 according to a second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a hydrogen storage tank 210 according to a third embodiment.
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a configuration of a presser bar 160 as a modification of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10,110,210 ... hydrogen storage tank
20 ... Tank container
21, 22, ... connection port
23 ... reinforcement layer
24, 26, 126 ... lid
24a: Hydrogen supply / discharge port
25 ... Filter
27… Ring part
30, 130 ... heat transfer fins
31 ... thin plate
31a ... bending part
32, 132, 232, 332, 432 ... holding member
32a ... bending part
32b ... convex part
34 ... Hydrogen storage alloy
40 ... Mounting tool
42 ... cylindrical part
44 ... Operation unit
46 ... pincer
50 ... outer wall
60,160… Holding stick
132a ... joint
332a to 332d: metal wire

Claims (11)

ガスを貯蔵するためのガス貯蔵タンクであって、
中空のタンク容器と、
前記タンク容器内に収納され、前記ガスを吸蔵および/または吸着する吸蔵・吸着材と、
前記タンク容器の内壁面に沿って配設され、該内壁面の少なくとも一部と前記吸蔵・吸着材とに接する伝熱フィンと、
前記伝熱フィンを、前記タンク容器の内壁面に接した状態で保持する保持部材と
を備えるガス貯蔵タンク。
A gas storage tank for storing gas,
A hollow tank container,
An occlusion and / or adsorbent that is housed in the tank container and occludes and / or adsorbs the gas;
A heat transfer fin disposed along an inner wall surface of the tank container and in contact with at least a part of the inner wall surface and the occlusion / adsorption material,
A holding member for holding the heat transfer fin in contact with an inner wall surface of the tank container.
請求項1記載のガス貯蔵タンクであって、
前記保持部材は、該保持部材が有する弾性力によって、前記伝熱フィンを前記タンク容器内壁面に押しつけて、前記伝熱フィンを保持する
ガス貯蔵タンク。
The gas storage tank according to claim 1, wherein
A gas storage tank in which the holding member presses the heat transfer fin against the inner wall surface of the tank container by an elastic force of the holding member to hold the heat transfer fin.
請求項1記載のガス貯蔵タンクであって、
前記保持部材は、2つの端部を有し、その端部の内の少なくとも一端において、前記タンク容器内の所定の位置に固定されると共に、該固定された端部以外の部位で前記伝熱フィンを前記タンク容器内壁面に押しつける
ガス貯蔵タンク。
The gas storage tank according to claim 1, wherein
The holding member has two ends, and at least one of the ends is fixed at a predetermined position in the tank container, and the heat transfer is performed at a portion other than the fixed end. A gas storage tank for pressing a fin against the inner wall surface of the tank container.
請求項2または3記載のガス貯蔵タンクであって、
前記伝熱フィンは、複数の凹部と凸部とを有する薄板状部材であり、前記凸部において前記タンク容器の内壁面と接すると共に、該凸部の内側から前記保持部材によって前記タンク容器の内壁面に押しつけられている
ガス貯蔵タンク。
The gas storage tank according to claim 2 or 3, wherein
The heat transfer fin is a thin plate-shaped member having a plurality of concave portions and convex portions, and is in contact with an inner wall surface of the tank container at the convex portions, and inside the tank container by the holding member from inside the convex portions. Gas storage tank pressed against the wall.
請求項1ないし4いずれか記載のガス貯蔵タンクであって、
前記伝熱フィンは、前記タンク容器の側面内壁において、前記吸蔵・吸着材が配設される高さを超える高さまでを覆うように設けられている
ガス貯蔵タンク。
The gas storage tank according to any one of claims 1 to 4, wherein
The gas storage tank, wherein the heat transfer fins are provided so as to cover up to a height exceeding a height at which the occlusion / adsorption material is provided on an inner side wall of the tank container.
請求項1ないし5いずれか記載のガス貯蔵タンクであって、
前記タンク容器は、略円柱状に形成されている
ガス貯蔵タンク。
It is a gas storage tank in any one of Claims 1 thru | or 5, Comprising:
The tank container is a gas storage tank formed in a substantially columnar shape.
請求項1ないし6いずれか記載のガス貯蔵タンクであって、
前記タンク容器は、長手方向端部に形成される開口部付近において、横断面の面積がより小さくなる絞り部を有し、
前記タンク容器および伝熱フィンは、アルミニウムを含む金属により形成され、
前記保持部材はステンレス鋼によって形成される
ガス貯蔵タンク。
The gas storage tank according to any one of claims 1 to 6, wherein
In the vicinity of the opening formed at the longitudinal end, the tank container has a narrowed portion having a smaller cross-sectional area,
The tank container and the heat transfer fins are formed of a metal including aluminum,
The holding member is a gas storage tank formed of stainless steel.
請求項7記載のガス貯蔵タンクであって、
前記ガス貯蔵タンクは、水素を貯蔵するタンクであり、
前記吸蔵・吸着材は、少なくとも水素吸蔵合金を含む
ガス貯蔵タンク。
It is a gas storage tank of Claim 7, Comprising:
The gas storage tank is a tank that stores hydrogen,
A gas storage tank, wherein the storage / adsorption material contains at least a hydrogen storage alloy.
請求項1ないし8いずれか記載のガス貯蔵タンクであって、さらに、
前記タンク容器の外壁上に設けられ、前記タンク容器を構成する材料よりも熱容量の大きな材料によって形成された補強層を備える
ガス貯蔵タンク。
The gas storage tank according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A gas storage tank provided on an outer wall of the tank container and having a reinforcing layer formed of a material having a larger heat capacity than a material forming the tank container.
ガスを貯蔵するためのガス貯蔵タンクの製造方法であって、
(a)中空の外壁材を用意する工程と、
(b)前記外壁材の内壁面に沿って、該内壁面の少なくとも一部と接するように、伝熱フィンを配設する工程と、
(c)前記伝熱フィンが前記外壁材の内壁面に接する状態を保つように該伝熱フィンを保持する保持部材を、前記外壁材内に配設する工程と、
(d)前記伝熱フィンおよび前記保持部材を収納した前記外壁材の開口部近傍を絞り加工する工程と、
(e)前記(d)工程で絞り加工した前記外壁材に対して熱処理を施す工程と、
(f)前記(e)工程の後、前記外壁材内に、前記外壁材と前記伝熱フィンとの両方と接するように、前記ガスを吸蔵および/または吸着する吸蔵・吸着材を収納する工程と
を備えるガス貯蔵タンクの製造方法。
A method of manufacturing a gas storage tank for storing gas,
(A) preparing a hollow outer wall material;
(B) disposing a heat transfer fin along the inner wall surface of the outer wall material so as to contact at least a part of the inner wall surface;
(C) disposing a holding member for holding the heat transfer fins in the outer wall material so as to keep the heat transfer fins in contact with the inner wall surface of the outer wall material;
(D) a step of drawing near the opening of the outer wall material containing the heat transfer fins and the holding member;
(E) performing a heat treatment on the outer wall material drawn in the step (d);
(F) After the step (e), storing a storage / adsorption material for storing and / or adsorbing the gas in the outer wall material so as to be in contact with both the outer wall material and the heat transfer fins. A method for manufacturing a gas storage tank comprising:
請求項10記載のガス貯蔵タンクの製造方法であって、
前記外壁材および伝熱フィンは、アルミニウムを含む金属により形成され、
前記保持部材はステンレス鋼によって形成される
ガス貯蔵タンクの製造方法。
It is a manufacturing method of the gas storage tank according to claim 10,
The outer wall material and the heat transfer fins are formed of a metal including aluminum,
The method for manufacturing a gas storage tank, wherein the holding member is formed of stainless steel.
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CN111879156A (en) * 2020-06-19 2020-11-03 浙江大学 Full-multilayer steel high-pressure hydrogen storage container heat exchange structure and heat exchange method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837973B1 (en) 2007-05-22 2008-06-13 현대자동차주식회사 Metal hydride hydrogen storage tank with filter for micronized metal hydride powder
CN111879156A (en) * 2020-06-19 2020-11-03 浙江大学 Full-multilayer steel high-pressure hydrogen storage container heat exchange structure and heat exchange method
CN111879156B (en) * 2020-06-19 2021-09-10 浙江大学 Heat exchange method based on heat exchange structure of full-multilayer steel high-pressure hydrogen storage container

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