JP2005325936A - Contents support method of pressure vessel and pressure vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は圧力容器の内蔵物支持方法及び圧力容器に係り、詳しくは内部に熱交換器等の組立品が内蔵物として収容されている圧力容器の内蔵物支持方法及び圧力容器に関する。 The present invention relates to a pressure vessel built-in material support method and a pressure vessel, and more particularly to a pressure vessel built-in material support method and a pressure vessel in which an assembly such as a heat exchanger is housed as a built-in material.
水素エネルギーは太陽熱エネルギーと並んでクリーンエネルギーとして注目されている。水素の貯蔵、輸送の方法として、ある温度、圧力の条件のもとで水素を吸蔵して水素化物になり、必要時に別の温度、圧力の条件のもとで水素を放出する「水素吸蔵合金(以下、MHという)」といわれる金属の利用が着目されている。そして、水素の供給をMHを使用して行う水素エンジンや燃料電池電気自動車、あるいはMHが水素を吸蔵・放出するときの発熱・吸熱を利用するヒートポンプ等の研究が行われている。 Hydrogen energy is attracting attention as clean energy along with solar thermal energy. As a method of storing and transporting hydrogen, a hydrogen storage alloy that stores hydrogen under certain temperature and pressure conditions to form a hydride, and releases hydrogen when necessary under different temperature and pressure conditions. (Hereinafter referred to as MH) "is attracting attention. Research has been conducted on hydrogen engines and fuel cell electric vehicles that use MH to supply hydrogen, or heat pumps that use heat generation and heat absorption when MH absorbs and releases hydrogen.
そして、MHを充填した圧力容器(タンク)では、MHによる水素の吸蔵・放出を円滑に行うため、タンク内に熱交換器が内蔵されている。(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、熱交換器の周囲を水素吸蔵合金とともに断熱性のケースで囲み、該断熱ケースを圧力容器の内面に点状又は線状に接触する支持部材で支持した圧力容器が開示されている。 In the pressure vessel (tank) filled with MH, a heat exchanger is built in the tank in order to smoothly absorb and release hydrogen by MH. (For example, refer to Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a pressure vessel in which a heat exchanger is surrounded by a heat-insulating case together with a hydrogen storage alloy, and the heat-insulating case is supported by a support member that contacts the inner surface of the pressure vessel in a dotted or linear manner. ing.
また、特許文献1には、図5に示す構成の圧力容器51も開示されている。即ち、ステンレス鋼製の圧力容器51内には、多数の小孔52aが形成された収納ケース52が内装され、収納ケース52内にMHの粉末とともに熱交換器53が収納されている。圧力容器51の内面と収納ケース52の外面との間にはグラスウールのように通気性の有る断熱材54が充填されている。熱交換器53は熱媒体(熱媒)を流す熱媒管55に複数のフィン56が設けられた構造である。そして、熱媒管55が収納ケース52及び圧力容器51の両端を貫通した状態で圧力容器51に支持されることにより、収納ケース52及び水素吸蔵合金が熱媒管55を介して圧力容器51に支持されている。
水素エンジンや燃料電池電気自動車の燃料の供給源として水素貯蔵タンクを自動車に搭載する場合は、水素貯蔵タンクの軽量化が重要になる。圧力容器内にMHを充填した場合は、同じ圧力及び同じ容積における水素の貯蔵量を多くできる。しかし、MHは水素吸蔵時に膨張するため、圧力容器内全部にMHを充填した場合は、MHの膨張の圧力が圧力容器に直接加わる。従って、圧力容器を内圧及びMHの膨張力の両方に対向する強度とする必要があり、MHの重量増加分だけでなく圧力容器の強度を高めるための重量増加分との双方の影響で、圧力容器全体の重量が重くなりすぎるという問題がある。 When a hydrogen storage tank is mounted on a vehicle as a fuel supply source for a hydrogen engine or a fuel cell electric vehicle, it is important to reduce the weight of the hydrogen storage tank. When MH is filled in the pressure vessel, the amount of hydrogen stored at the same pressure and the same volume can be increased. However, since MH expands at the time of storing hydrogen, when the entire pressure vessel is filled with MH, the pressure of MH expansion is directly applied to the pressure vessel. Therefore, it is necessary to make the pressure vessel have a strength opposite to both the internal pressure and the expansion force of MH. The pressure vessel is affected not only by the weight increase of MH but also by the weight increase to increase the strength of the pressure vessel. There is a problem that the weight of the entire container becomes too heavy.
前記の問題を解消するため、圧力容器内に水素吸蔵合金が充填され、かつ熱交換機能を有する水素吸蔵用ユニットを、圧力容器の内面と水素吸蔵用ユニットの外面との間に空間を設けた状態で収容することが考えられる。この構成では、圧力容器の内圧を調整することで、圧力容器と水素吸蔵用ユニットとの間に貯蔵される水素量が調整され、圧力容器全体の重量当たりの水素貯蔵量を多くすることができる。 In order to solve the above problem, a hydrogen storage unit filled with a hydrogen storage alloy in a pressure vessel and having a heat exchange function is provided with a space between the inner surface of the pressure vessel and the outer surface of the hydrogen storage unit. It can be considered to be housed in a state. In this configuration, by adjusting the internal pressure of the pressure vessel, the amount of hydrogen stored between the pressure vessel and the hydrogen storage unit is adjusted, and the amount of hydrogen stored per weight of the entire pressure vessel can be increased. .
しかし、圧力容器の内面と水素吸蔵用ユニットの外面との間に空間を設けた状態で水素吸蔵用ユニットを収容すると、水素吸蔵用ユニットを片持ち状態あるいは、図5に示すように水素吸蔵用ユニットをその両端で支持する構成となる。水素吸蔵用ユニットを片持ち状態で支持する構成では、支持部に大きな力が加わるため、支持部を頑丈に製作する必要があり、水素貯蔵タンクの軽量化が難しくなる。また、両端で支持する構成であっても、図5に示すように、熱交換器53が細い熱媒管55において圧力容器51に支持される構成では、熱媒管55の支持部に応力が集中するため耐久性が悪くなる。熱交換器以外の内蔵物を備えた圧力容器においても同様な問題がある。
However, if the hydrogen storage unit is accommodated in a state where a space is provided between the inner surface of the pressure vessel and the outer surface of the hydrogen storage unit, the hydrogen storage unit cantilevered or as shown in FIG. The unit is supported at both ends. In the configuration in which the hydrogen storage unit is supported in a cantilevered state, a large force is applied to the support portion. Therefore, it is necessary to make the support portion sturdy and it is difficult to reduce the weight of the hydrogen storage tank. Further, even in a configuration in which both ends are supported, as shown in FIG. 5, in a configuration in which the
この問題を解消する方法として、熱交換器53の収納ケース52の外面と圧力容器51の内面との間にOリングのようなゴム体を介在させて、熱交換器53を収納ケース52とともに圧力容器の内面で支持する方法が考えられる。この場合、収納ケース52の外面と圧力容器51の内面との隙間に合わせてつぶし代を設計する。しかし、収納ケース52の中心線が圧力容器51の中心線に対して偏心したり、傾斜したりしている場合、圧力容器51と収納ケース52との隙間にバラツキが生じ、つぶし代が大きくなり過ぎる部分が生じて、組み付けられなくなるか組付けが非常に困難になる。
As a method for solving this problem, a rubber body such as an O-ring is interposed between the outer surface of the
本発明の目的は、内部に熱交換器等の組立品が内蔵物として収容されている圧力容器において、内蔵物の中心線が圧力容器の中心線に対して偏心したり、傾斜したりしても支障無く内蔵物を圧力容器に組み付けることができるとともに、内蔵物を圧力容器の内面で支持することができる圧力容器の内蔵物支持方法及び圧力容器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pressure vessel in which an assembly such as a heat exchanger is accommodated as a built-in object, and the center line of the built-in object is eccentric or inclined with respect to the center line of the pressure vessel. Another object of the present invention is to provide a built-in material support method for a pressure vessel and a pressure vessel that can assemble the built-in material to the pressure vessel without any trouble and can support the built-in material on the inner surface of the pressure vessel.
前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、筒状の圧力容器に外形が筒状の内蔵物が少なくとも一端で支持された状態で収容される圧力容器の内蔵物支持方法である。前記内蔵物を一端が開放された状態の容器本体に対して、前記内蔵物の周面と前記容器本体の内周面との間に隙間を有する状態で開放端と反対側の端部において支持する。そして、その状態で袋状又はチューブ状の補助支持部材を前記隙間に配置し、その補助支持部材内に加圧しながら充填物を充填して前記補助支持部材を前記内蔵物の周面と前記容器本体の内周面とに圧接した状態にし、前記内蔵物を支持する。ここで「外形が筒状」とは外形を筒状の部材(例えば断面が円の円筒部材や断面が四角の筒部材)で構成されていることのみを意味するのではなく、内蔵物が組みあがった状態で外形が筒状の形状であればよい。例えば、同じ大きさの円盤を間隔を空けて並べることで形成される外形(円筒状)や、同じ大きさの四角の板を間隔を空けて並べることで形成される外形(四角の筒状)といった筒状の部材がない場合をも含む。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a method for supporting a built-in object of a pressure vessel in which a cylindrical built-in object is accommodated in a state where the cylindrical built-in object is supported at least at one end. is there. The built-in object is supported at the end opposite to the open end with a gap between the peripheral surface of the built-in object and the inner peripheral surface of the container body with respect to the container body with one end open. To do. Then, in this state, a bag-like or tube-like auxiliary support member is disposed in the gap, and the auxiliary support member is filled while filling the auxiliary support member while pressurizing the auxiliary support member. The internal structure is pressed against the inner peripheral surface of the main body to support the built-in object. Here, “the outer shape is cylindrical” does not only mean that the outer shape is constituted by a cylindrical member (for example, a cylindrical member having a circular cross section or a cylindrical member having a square cross section). The outer shape may be a cylindrical shape in the raised state. For example, an outer shape (cylindrical shape) formed by arranging disks of the same size at intervals, or an outer shape formed by arranging square plates of the same size at intervals (square cylindrical shapes) This includes the case where there is no cylindrical member.
従って、この発明では、容器本体の内面と内蔵物の周面との間に配置されて内蔵物を容器本体に支持する補助支持部材は、充填物が充填されていない状態で前記隙間に配置され、その後、充填物が加圧されながら充填される。従って、組み付け誤差等により、内蔵物の中心線が容器本体の中心線に対して偏心したり、傾斜したりして前記隙間にバラツキが生じても、補助支持部材は設定された位置に容易に配置されるとともに、内蔵物の周面と前記容器本体の内周面とに圧接した状態に支持される。その結果、圧力容器に径方向の振動が加わっても、内蔵物を端部で支持する支持部に大きな曲げ応力が作用するのが回避され、耐久性が向上する。 Therefore, in the present invention, the auxiliary support member that is disposed between the inner surface of the container main body and the peripheral surface of the built-in object and supports the built-in object on the container main body is disposed in the gap in a state in which the filler is not filled. Thereafter, the filling is filled while being pressurized. Therefore, even if the center line of the built-in object is decentered or inclined with respect to the center line of the container body due to an assembly error or the like, the auxiliary support member can be easily placed at the set position. It arrange | positions and it is supported in the state press-contacted to the surrounding surface of the built-in thing, and the internal peripheral surface of the said container main body. As a result, even when a radial vibration is applied to the pressure vessel, it is possible to avoid a large bending stress from acting on the support portion that supports the built-in object at the end portion, thereby improving durability.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記補助支持部材及び前記充填物の少なくとも一方が弾性体で構成されている。この発明では、圧力容器に径方向の振動が加わった際、補助支持部材及び充填物の両方が非弾性体の構成に比較して、内蔵物に加わる衝撃が小さくなり耐久性が向上する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one of the auxiliary support member and the filler is made of an elastic body. In the present invention, when the vibration in the radial direction is applied to the pressure vessel, the impact applied to the built-in object is reduced and the durability is improved as compared with the configuration in which both the auxiliary support member and the filler are inelastic.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記補助支持部材が弾性体であり、前記充填物の充填時に前記弾性体が前記容器本体の膨張代を有するように加圧される。ここで、「容器本体の膨張代を有する」とは、充填物の充填後、容器本体が熱膨張あるいは圧力容器に貯蔵される気体の圧力により膨張した状態においても、その膨張に追随して変形し、補助支持部材の内蔵物の周面と容器本体の内周面とに対する圧接状態を確保可能であることを意味する。従って、この発明では、圧力容器に気体が高圧で貯蔵されて容器本体が膨張しても、補助支持部材による内蔵物の支持が確保される。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the auxiliary support member is an elastic body, and the elastic body is pressurized so as to have an expansion allowance of the container body when the filling is filled. Is done. Here, “having an expansion allowance of the container body” means that the container body is deformed following the expansion even when the container body is expanded due to thermal expansion or the pressure of the gas stored in the pressure container after filling. This means that it is possible to ensure a pressure contact state between the peripheral surface of the built-in auxiliary support member and the inner peripheral surface of the container body. Therefore, in the present invention, even if the gas is stored in the pressure vessel at a high pressure and the container main body expands, the support of the built-in object by the auxiliary support member is ensured.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記充填物の充填後、前記補助支持部材に対して前記圧力容器の軸方向に押付力を加えて前記弾性体が前記容器本体の膨張代を有するように支持する。この発明では、前記膨張代の確保が、充填物を充填する際の充填圧力ではなく、充填物の充填後、補助支持部材を押付けることにより補助支持部材及び充填物を変形させることにより行われる。従って、充填物の充填時に大きな圧力を加える必要がない。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, after the filling, the elastic body is applied to the auxiliary support member by applying a pressing force in the axial direction of the pressure vessel. It supports so that it may have the expansion allowance of a main body. In this invention, securing of the expansion allowance is performed by deforming the auxiliary support member and the filling material by pressing the auxiliary support member after filling the filling material, not the filling pressure at the time of filling the filling material. . Therefore, it is not necessary to apply a large pressure when filling the filling.
請求項5に記載の発明は、外形が筒状の内蔵物が少なくとも一端で支持された状態で収容された筒状の圧力容器である。前記内蔵物は前記圧力容器の容器本体の内周面との間に隙間が存在する状態で容器本体に対して支持され、袋状又はチューブ状で充填物を充填可能な補助支持部材が前記隙間に配置されている。そして、その補助支持部材内に充填物が加圧された状態で充填されて前記補助支持部材が前記内蔵物の周面と前記容器本体の内周面とに圧接した状態で前記内蔵物が支持されている。また、前記補助支持部材及び充填物の少なくとも一方が弾性体で構成されている。 The invention according to claim 5 is a cylindrical pressure vessel in which a built-in object having a cylindrical outer shape is accommodated in a state where it is supported at least at one end. The built-in object is supported with respect to the container body in a state where there is a gap between the inner peripheral surface of the container body of the pressure vessel, and an auxiliary support member that can be filled with a filling material in a bag shape or a tube shape. Is arranged. The auxiliary support member is filled in a pressurized state, and the auxiliary support member is supported by the auxiliary support member in pressure contact with the peripheral surface of the internal component and the inner peripheral surface of the container body. Has been. Further, at least one of the auxiliary support member and the filler is made of an elastic body.
この発明では、圧力容器に径方向の振動が加わっても、内蔵物を端部で支持する支持部に大きな曲げ応力が作用するのが回避され、耐久性が向上する。また、補助支持部材及び充填物の両方が非弾性体の構成に比較して、内蔵物に加わる衝撃が小さくなり耐久性がより向上する。 In this invention, even if radial vibration is applied to the pressure vessel, it is possible to avoid a large bending stress from acting on the support portion that supports the built-in object at the end portion, thereby improving durability. In addition, the impact applied to the built-in object is reduced and the durability is further improved as compared with the configuration in which the auxiliary support member and the filler are both inelastic.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記充填物は前記弾性体が前記容器本体の膨張代を有するように加圧されている。この発明では、圧力容器に気体が高圧で貯蔵されて容器本体が膨張しても、補助支持部材による内蔵物の支持が確保される。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the filler is pressurized so that the elastic body has an expansion allowance of the container body. In this invention, even if gas is stored in the pressure vessel at a high pressure and the container body expands, the support of the built-in object by the auxiliary support member is ensured.
請求項7に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載の発明において、前記補助支持部材は直線状のチューブ状に形成され、前記隙間に前記容器本体の軸方向に延びるように配置されている。この発明では、内蔵物をその長手方向の端部及び中間部の一部と対応する位置で補助支持部材により支持する際、環状の補助支持部材を使用する場合に比較して、組み付けが容易になる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to the fifth or sixth aspect, the auxiliary support member is formed in a straight tube shape, and is disposed so as to extend in the axial direction of the container body in the gap. Has been. In the present invention, when the built-in object is supported by the auxiliary support member at a position corresponding to the end portion in the longitudinal direction and a part of the intermediate portion, it is easier to assemble than when the annular auxiliary support member is used. Become.
請求項8に記載の発明は、請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載の発明において、前記内蔵物は、水素吸蔵物質が充填された水素吸蔵用ユニットである。この発明では、圧力容器を水素貯蔵タンクとして好適に使用できる。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 5 to 7, wherein the built-in material is a hydrogen storage unit filled with a hydrogen storage material. In the present invention, the pressure vessel can be suitably used as a hydrogen storage tank.
本発明によれば、内部に熱交換器等の組立品が内蔵物として収容されている圧力容器において、内蔵物の中心線が圧力容器の中心線に対して偏心したり、傾斜したりしても支障無く内蔵物を圧力容器に組み付けることができるとともに、内蔵物を圧力容器の内面で支持することができる。 According to the present invention, in a pressure vessel in which an assembly such as a heat exchanger is accommodated as a built-in item, the center line of the built-in item is eccentric or inclined with respect to the center line of the pressure vessel. However, the built-in object can be assembled to the pressure vessel without hindrance, and the built-in object can be supported by the inner surface of the pressure vessel.
(第1の実施形態)
以下、本発明を圧力容器としての水素貯蔵タンク(以下、単に水素タンクと称す)に具体化した第1の実施形態を図1及び図2に従って説明する。図1(a)は水素タンクの模式断面図、図1(b)は図1(a)の鎖線で囲んだ部分の拡大図、図2(a)〜(c)は補助支持部材の組み付け手順を示す模式断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in a hydrogen storage tank (hereinafter simply referred to as a hydrogen tank) as a pressure vessel will be described below with reference to FIGS. 1A is a schematic cross-sectional view of a hydrogen tank, FIG. 1B is an enlarged view of a portion surrounded by a chain line in FIG. 1A, and FIGS. 2A to 2C are procedures for assembling an auxiliary support member. It is a schematic cross section which shows.
図1(a)に示すように、水素タンク11は、筒状(この実施形態では円筒状)の容器本体12内に、内蔵物としての水素吸蔵用ユニット13が収容されている。
容器本体12は、細長い中空状のライナ14と、ライナ14の外面の略全域を覆う繊維強化樹脂層15とを備えている。ライナ14は例えばアルミニウム合金を材質とし、水素タンク11の気密性を確保している。ライナ14は円筒状の胴部14aと、その両端に形成されたドーム部14bとを備えている。ライナ14は両端が分割式となっており、胴部14aの一端側(図1(a)における左端側)の開口部16aを覆う蓋部17aと、他端側の開口部16bを覆う蓋部17bとを備えており、蓋部17a,17bがドーム部14bを構成している。蓋部17aには、水素吸蔵用ユニット13が組み付けられている。
As shown in FIG. 1A, the
The
繊維強化樹脂層15は、この実施形態では炭素繊維を強化繊維としたCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics )で構成され、水素タンク11の耐圧性(機械的強度)を確保している。繊維強化樹脂層15は、樹脂(例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等)が含浸された炭素繊維束を、ヘリカル巻層及びフープ巻層を有するようにライナ14に巻き付け、樹脂を熱硬化することによって形成されている。
In this embodiment, the fiber reinforced
水素吸蔵用ユニット13は熱交換器19を備えており、熱交換器19は水素タンク11の長手方向(図1(a)の左右方向)に延びるとともに、略U字状に折り曲げられたパイプからなり、熱媒が流通する熱媒管20と、蓋部17aへの取付け部となる略円板形状のヘッダ部21とを備えている。この実施形態では熱媒管20は複数本設けられ、端部がロウ付けや溶接等によってヘッダ部21に固着されている。ヘッダ部21には各熱媒管20の上流側端部と、蓋部17aに形成された後記する通路26aとを連通させる流路(図示せず)と、各熱媒管20の下流側端部と、蓋部17aに形成された後記する通路26bとを連通させる流路(図示せず)とが形成されている。
The
熱媒管20には略円板状のフィン22がライナ14の軸方向に沿って等間隔に複数固着されている。フィン22の間には水素吸蔵物質としての粉末状のMH(図示せず)がフィン22と接触する状態で収容されている。フィン22の径方向端部には全てのフィン22を覆う状態で、MHの通過を阻止し水素を透過可能な円筒状のフィルタ23が設けられている。この実施形態では、フィルタ23は多数の孔(図示せず)が形成された金属製の円筒で形成されている。水素吸蔵用ユニット13はその外周面(即ち、フィルタ23の外周面)と、ライナ14の内周面との間に隙間Δが存在するように外径が設定されている。容器本体12の径が200mm程度の場合で、隙間Δの大きさきはmmのオーダーである。
A plurality of substantially disc-shaped
蓋部17aはヘッダ部21が嵌合固定される凹部24と、開口部16a、即ち胴部14aの端部に嵌合される嵌合部25とを備えている。嵌合部25は段差部25aを有し、その段差部25aにおいて胴部14aの端部に嵌合され、胴部14aの端面が段差部25aの端面に当接することにより、胴部14aの長手方向に対する蓋部17a,17bの位置決めがなされるようになっている。凹部24は円柱状に形成され、その周面と、ヘッダ部21の周面との間にシールリング(図示せず)が介装されている。また、嵌合部25の周面と開口部16aの内面との間に、ライナ14の分割部分のシール性(気密性)を確保するためのシールリング(図示せず)が介装されている。蓋部17aには通路26a,26bが形成され、通路26a,26bには図示しない熱媒供給部に連通するパイプが接続され、熱媒管20には熱媒供給部から熱媒としての水(冷水又は加熱水)が通路26a,26bを介して供給可能に構成されている。この実施の形態では通路26aが上流側、通路26bが下流側となっている。
The
水素吸蔵用ユニット13はヘッダ部21(基端)が凹部24に嵌合された状態で、蓋部17aに組み付けられている。そして、通路26aから熱媒管20に加熱水が供給されると水素吸蔵用ユニット13を構成するMHが加熱され、通路26aから熱媒管20に冷水が供給されるとMHが冷却されるようになっている。
The
蓋部17bも蓋部17aと同様に開口部16bに嵌合される嵌合部25を備え、嵌合部25が開口部16bに嵌合されている。蓋部17bには水素の導入、排出用の気体通路用開口部18が設けられ、気体通路用開口部18にはバルブ27が螺合されている。バルブ27はレギュレータを内蔵するとともに、水素タンク11の使用状態が水素放出状態と水素充填状態とに切換可能となっている。水素放出状態とは、水素タンク11内の水素をバルブ27を介して外部へ放出可能、かつ外部から水素タンク11内への水素の供給が不能な状態を意味する。また、水素充填状態とは、水素タンク11内の水素をバルブ27を介して外部へ放出不能、かつ外部から水素タンク11内への水素の供給が可能な状態を意味する。バルブ27と蓋部17bの端面との間にはシールリング(図示せず)が介装されている。
Similarly to the
フィルタ23の長手方向の両端部と対応する位置には、周方向に沿って延びる環状の収容溝28が形成されている。収容溝28内には、弾性体製(この実施形態ではゴム製)で環状のチューブ状の補助支持部材29が配置されている。補助支持部材29は充填物30が充填可能に構成され、補助支持部材29内には充填物30が加圧された状態で充填されており、補助支持部材29はフィルタ23の周面と容器本体12の内周面とに圧接した状態に支持されている。この実施形態では補助支持部材29は、水素吸蔵用ユニット13の基端側(図1(a)の左側)では蓋部17aの嵌合部25の内周面に、水素吸蔵用ユニット13の先端側では胴部14aの内周面にそれぞれ圧接されている。水素吸蔵用ユニット13の先端側に配置された補助支持部材29は、水素吸蔵用ユニット13の基端側に配置された補助支持部材29より大きく形成されている。また、この実施形態では充填物30として液状のゴムが使用されている。即ち、水素吸蔵用ユニット13は、熱媒管20を介して蓋部17aに片持ち状態で支持されるとともに、フィルタ23の周面と容器本体12の内周面との隙間Δに配置されたチューブ状の補助支持部材29によっても支持されている。
An
なお、補助支持部材29には一部にボールの空気導入部と同様な材質で形成された針挿入部を備えており、充填物30を充填する際は、針挿入部に挿入された針から液状ゴムが充填される。
The
充填物30は、補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように加圧されている。容器本体12の膨張代とは、充填物30の充填後、容器本体12が熱膨張あるいは水素圧力により膨張した状態においても、補助支持部材29及び充填物30がその膨張に追随して変形し、フィルタ23の周面と容器本体12の内周面とに対する補助支持部材29の圧接状態を確保可能であることを意味する。膨張代は、水素タンク11の使用条件に合わせて試験又は計算により求められ、その値を満足するように充填物30の充填量及び加圧状態が設定される。
The filling 30 is pressurized so that the
次に前記のように構成された水素タンク11の製造方法を説明する。水素タンク11を製造する際は、周りに複数のフィン22が固着された熱媒管20を有し、その外周を覆うフィルタ23に囲まれるとともに、内部に水素吸蔵合金が収容された熱交換器19を用意する。そして、図2(a)に示すように、充填物30が充填されていない状態の補助支持部材29を、両収容溝28内に配置する。なお、図2(a)〜(c)は、フィルタ23の蓋部17a側端部の一部のみを表している。そして、熱媒管20の端部(上流側端部及び下流側端部)を、ロウ付け又は溶接によってヘッダ部21に固着して、熱交換器19とヘッダ部21とが一体化された水素吸蔵用ユニット13を製造する。
Next, a method for manufacturing the
続いて、蓋部17aの内面とヘッダ部21との間にシール材が介装され、ヘッダ部21が凹部24に嵌合される状態で、熱交換器19を蓋部17aに組み付ける。この状態では水素吸蔵用ユニット13は、フィルタ23の周面と容器本体12の内周面を構成する嵌合部25の内周面との間に隙間Δを有する状態で支持されている。そして、図2(b)に示すように、収容溝28内に収容された補助支持部材29は、容器本体12の内周面と対応する位置に配置される。その状態で補助支持部材29内の針挿入部へ針を挿入して充填物30の充填が行われる。充填物30の充填は、加圧しながら充填物30(液状ゴム)を充填(注入)することにより行われる。そして、図2(c)に示すように、補助支持部材29をフィルタ23の周面と容器本体12の内周面とに圧接した状態に支持する。充填物30の充填時に補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように加圧される。充填物30の充填後、針が抜かれても、針の抜き跡は自然に塞がれる。
Subsequently, a seal material is interposed between the inner surface of the
充填物30の充填は、充填物30を充填する前の状態において、補助支持部材29内に空気が殆どない状態から行うのが好ましい。補助支持部材29内に空気が多量に存在する場合は、充填物30を充填する際に補助支持部材29内から余分の空気を抜く必要があるため、作業が面倒である。図2(a),(b)において、図示の都合上、充填物30が充填される前の補助支持部材29内に多量の空気が存在する状態で描いているが、実際は補助支持部材29内に空気が殆どない状態である。補助支持部材29内の空気を抜く方法としては、例えば、針を補助支持部材29に刺した状態でポンプで補助支持部材29内の空気を抜く方法がある。
The filling of the filling
次に、水素吸蔵用ユニット13を胴部14aの内部に収容する。フィルタ23の周面と胴部14aの内周面との間にも隙間Δが生じる。収容溝28内に収容された補助支持部材29は、容器本体12の胴部14a内周面と対応する位置に配置される。その状態で先ほどと同様に補助支持部材29内への充填物30の充填が行われ、補助支持部材29をフィルタ23の周面と胴部14aの内周面とに圧接した状態に支持する。充填物30の充填時に補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように加圧される。充填物30の充填後、針が抜かれても、針の抜き跡は自然に塞がれる。
Next, the
次に蓋部17bを胴部14aに、蓋部17aと同様に嵌合部25において嵌合固定する。この作業により分割式のライナ14が一体化される。
次に、一体化されたライナ14をフィラメントワインディング装置(図示省略)にセットして、フィラメントワインディングを行い、ライナ14の外面に樹脂含浸繊維束をヘリカル巻層及びフープ巻層が所定層数形成されるまで巻き付ける。フープ巻層は主にライナ14の胴部14aに形成される。次に、樹脂含浸繊維束が巻き付けられたライナ14をフィラメントワインディング装置から取り外し、加熱炉に入れて、樹脂を加熱硬化させる。次にバリ等の除去を行った後、蓋部17bの気体通路用開口部18の雌ねじ部にバルブ27が螺合されて水素タンク11の製造が完了する。
Next, the
Next, the
次に、前記のように構成された水素タンク11の作用を、燃料電池搭載電気自動車に使用する場合を例に説明する。
水素タンク11は通路26a,26bに熱媒供給部から供給される熱媒としての水(冷水又は加熱水)が流れるパイプが接続され、バルブ27が燃料電池に繋がるパイプ(図示せず)に接続された状態で使用される。容器本体12内には高圧状態で水素が充填されている。
Next, the case where the operation of the
The
バルブ27が水素放出状態に保持された状態において燃料極で水素ガスが使用されると、バルブ27を介して水素タンク11から水素ガスが放出されて燃料極に供給される。水素タンク11内から水素ガスが放出されると、MHの水素吸蔵・放出反応が放出側へ移動してMHから水素ガスが放出される。
When hydrogen gas is used at the fuel electrode while the
水素が放出された水素タンク11に再び水素ガスを充填、即ちMHに水素ガスを吸蔵させる場合は、バルブ27を水素充填状態に切り換えてバルブ27から水素タンク11に水素ガスを供給する。水素タンク11内に供給された水素ガスは、MHと反応して水素化物となってMHに吸蔵される。
When the
水素吸蔵用ユニット13は熱媒管20の両端がヘッダ部21に固着された状態でライナ14に片持ち状態で支持されるとともに、フィルタ23の長手方向両端周面が補助支持部材29を介して容器本体12に支持されている。従って、水素タンク11に振動が加わっても、水素吸蔵用ユニット13は水素タンク11と共に全体が振動する状態となり、補助支持部材29が存在しない構成と異なり、熱媒管20の基端にのみ局所的に曲げ応力が加わる状態を回避することができ、耐久性が向上する。
The
補助支持部材29内に気体を充填した場合は、水素タンク11内が高圧(数十MPa)になると、補助支持部材29がその圧力で圧縮されてフィルタ23の周面と容器本体12の内周面との間に隙間が生じて支持部材の役割を果たさなくなる。しかし、補助支持部材29は内部に気体以外の充填物30が充填されているため、水素タンク11内が高圧(数十MPa)になっても、補助支持部材29はフィルタ23の周面と容器本体12の内周面とに圧接された状態に支持され、支持部材の役割を果たす。従って、熱媒管20の支持部をさほど頑丈に形成する必要はない。
When the gas is filled in the
この実施の形態では以下の効果を有する。
(1)外形が筒状の水素吸蔵用ユニット13は、容器本体12内に、容器本体12の内面との間に隙間Δが存在する状態で容器本体12内に収容され、熱媒管20の一端において容器本体12に対して支持されている。そして、チューブ状で充填物30を充填可能な補助支持部材29が前記隙間Δに配置され、その補助支持部材29内に充填物30が加圧された状態で充填されて補助支持部材29が水素吸蔵用ユニット13の周面と容器本体12の内周面とに圧接した状態に支持されている。従って、水素タンク11に径方向の振動が加わっても、水素吸蔵用ユニット13を端部で支持する熱媒管20に大きな曲げ応力が作用するのが回避され、耐久性が向上する。
This embodiment has the following effects.
(1) The
(2)補助支持部材29は、水素タンク11の製造時に、水素吸蔵用ユニット13が片側が開放された状態のライナ14に固定され、水素吸蔵用ユニット13の周面と容器本体12の周面との隙間Δに配置された状態で充填物30を充填することが可能である。従って、水素吸蔵用ユニット13の中心線が水素タンク11の中心線に対して偏心したり、傾斜したりしても支障無く水素吸蔵用ユニット13を水素タンク11内面で支持することができる。
(2) When the
(3)補助支持部材29及び充填物30が弾性体で構成されている。従って、補助支持部材29及び充填物30の両方が非弾性体の構成に比較して、水素吸蔵用ユニット13に加わる衝撃が小さくなり耐久性がより向上する。その結果、燃料電池自動車や水素エンジン自動車等に搭載されて使用される燃料タンクとして好適に使用できる。
(3) The
(4)充填物30は、補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように加圧されている。従って、水素タンク11の使用時に容器本体12が水素ガスの圧力で膨張したり、あるいは熱膨張で膨張したりしても、その膨張に補助支持部材29及び充填物30が追随して変形でき、補助支持部材29が常に水素吸蔵用ユニット13の周面と容器本体12の周面とに圧接された状態に支持される。その結果、水素タンク11が膨張した場合でも、補助支持部材29による支持力が確保される。
(4) The filling 30 is pressurized so that the
(5)補助支持部材29は環状に形成され、水素吸蔵用ユニット13の周方向全体にわたって接触しているため、水素タンク11に径方向の振動が加わっても、水素吸蔵用ユニット13が良好に支持される。従って、自動車に搭載した場合等、水素タンク11に径方向の振動が加わる状態での使用においても、水素吸蔵用ユニット13がより安定した状態で支持される。
(5) Since the
(6)容器本体12を構成するライナ14が分割式に構成され、胴部14aに水素吸蔵用ユニット13を挿入可能な開口部16aが設けられ、開口部16aを覆う蓋部17aに水素吸蔵用ユニット13が一体に組み付けられている。従って、水素吸蔵用ユニット13を蓋部17aに固定した後、ドーム部14bを構成する蓋部17aをライナ14の胴部14aに組み付けることで、水素吸蔵用ユニット13をライナ14に収容した状態に組み付けることができるため、胴部14a及びドーム部14bが分割不能な構成に比較して組み付けが容易になる。
(6) The
(7)容器本体12はライナ14と繊維強化樹脂層15との二重構造のため、全体を金属で構成した場合に比較して、軽量化を図ることができる。
(8)ライナ14の他端側に水素の導入、排出用の通路としての気体通路用開口部18が設けられているため、熱媒の供給及び排出と、水素の導入及び排出とを同じ側から行う構成に比較して、構造が簡単になる。
(7) Since the container
(8) Since the gas passage opening 18 is provided on the other end side of the
(第2の実施形態)
次に第2の実施形態を図3(a),(b)に従って説明する。図3(a)は水素タンク11の模式断面図、(b)は水素タンク11の中心線と直交する面で切断した場合の拡大部分断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the
この実施形態ではフィルタ23の周面と容器本体12の内周面との隙間Δに配置されて水素吸蔵用ユニット13を支持する補助支持部材29が直線状のチューブ状に形成されている点が前記第1の実施形態に比較して大きく異なっている。補助支持部材29は一端に針挿入部が形成されている。補助支持部材29は、隙間Δに容器本体12の軸方向に延びるように、かつ針挿入部が蓋部17b側の端部に位置するように配置されている。補助支持部材29は蓋部17a,17bと干渉しない範囲においてフィルタ23のほぼ全長にわたって延びるように配置されている。補助支持部材29は、複数本(好ましくは3本以上)がフィルタ23の周方向にほぼ等間隔で配置されている。
In this embodiment, the
この水素タンク11を製造する場合も第1の実施形態の場合と同様に、先ず水素吸蔵用ユニット13を製造し、次にその水素吸蔵用ユニット13を蓋部17aに組み付ける。次に補助支持部材29をフィルタ23の周面に、その長手方向に沿って延び、かつ針挿入部が熱交換器19のヘッダ部21と反対側の端部寄りに位置する状態で所定位置に粘着テープ等などで仮止めする。この仮止めは水素吸蔵用ユニット13を胴部14aに挿通する際、補助支持部材29が胴部14aと干渉せずに所定位置に支持するために行う。次に水素吸蔵用ユニット13を胴部14aに挿通するとともに蓋部17aを嵌合部25において胴部14aの一端に固定する。この状態では水素吸蔵用ユニット13は、フィルタ23の周面と容器本体12の内周面(即ち、胴部14aの内周面)との間に隙間Δを有する状態でライナ14の一端(蓋部17a)に片持ち状態で支持されている。また、蓋部17bはまだ胴部14aに固定されていない。
When the
その状態で各補助支持部材29内への充填物30の充填が行われる。充填物30の充填は、蓋部17aが固定された側と反対側の胴部14aとフィルタ23との隙間から針を挿入して補助支持部材29の針挿入部に刺し、加圧しながら充填物30(液状ゴム)を充填(注入)することにより行われる。そして、図3(b)に示すように、補助支持部材29をフィルタ23の周面と容器本体12の内周面とに圧接した状態に支持する。充填物30の充填時に補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように加圧される。充填物30の充填後、針が抜かれても、針の抜き跡は自然に塞がれる。
In this state, each
各補助支持部材29への充填物30の充填が完了後、開口部16bを覆う状態で蓋部17bを胴部14aに固定し、分割式のライナ14を一体化する。次に、一体化されたライナ14をフィラメントワインディング装置(図示省略)にセットして、前記第1の実施形態と同様に繊維強化樹脂層15を形成し、蓋部17bにバルブ27が螺合されて水素タンク11の製造が完了する。
After the filling of the filling
この実施形態においては、前記第1の実施形態の(1)〜(4),(6)〜(8)と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
(9)補助支持部材29は直線状のチューブ状に形成され、隙間Δに容器本体12の軸方向に延びるように配置されている。従って、水素吸蔵用ユニット13をその長手方向の端部及び中間と対応する位置で補助支持部材29により支持する際、環状の補助支持部材29を使用する場合に比較して、組み付けが容易になる。
In this embodiment, in addition to the same effects as (1) to (4) and (6) to (8) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(9) The
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
〇 環状の補助支持部材29を使用する場合、補助支持部材29をフィルタ23の他端側、即ち蓋部17b寄りの端部にのみ設けてもよい。補助支持部材29をフィルタ23の他端側に設ける場合、補助支持部材29を収容溝28に収容する構成に代えて、例えば、図4(a)に示すように、フィルタ23は、他端に段差部32及び雄ねじ部33が連続して設けられた構成とする。そして、段差部32に、充填物30が充填された補助支持部材29が配置されるとともに、雄ねじ部33に螺合するナット34により、補助支持部材29に押付力が加えられた状態で支持する構成とする。ナット34は端面に凹部34aが複数(例えば2個)形成されている。凹部34aはナット34をフィルタ23の雄ねじ部33に螺合させるときに使用する図示しない工具の係止部を係止させるためのものである。
The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
In the case where the annular
この実施形態の構成では、蓋部17bが胴部14aに固定される前の状態で、充填物30が充填される前の補助支持部材29が段差部32に配置され、充填物30の充填後、ナット34が雄ねじ部33に螺合される。そして、補助支持部材29に対して水素タンク11の軸方向に押付力が加えられて、補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように変形された状態で支持される。その後、蓋部17bが胴部14aに固定され、前記実施形態と同様にして、フィラメントワインディング等の後行程が行われる。即ち、容器本体12の膨張代の確保が、充填物30を充填する際の充填圧力ではなく、充填物30の充填後、補助支持部材29を容器本体12の軸方向に押付けて、補助支持部材29及び充填物30を変形させることにより行われる。従って、充填物30の充填時に大きな圧力を加える必要がない。なお、ナット34をフィルタ23の雄ねじ部33に螺合させるときに使用する工具の係止部を係止させるための構成は凹部34aに限らず、溝、凸部、凸条であってもよい。それらの形状に合った係止部を備えた工具がナット34の螺合に使用される。
In the configuration of this embodiment, the
○ 補助支持部材29に対する充填物30の充填後、補助支持部材29に対して圧力容器の軸方向に押付力を加えて補助支持部材29及び充填物30を構成する弾性体が容器本体12の膨張代を有するように支持する構成は次のようにしてもよい。図4(b)に示すように、フィルタ23の端部に段差部32を設け、雄ねじ部33は設けない。充填物30が充填された後、補助支持部材29をナット34で押付ける代わりに、蓋部17bに補助支持部材29を押圧する環状部35を設ける。また、胴部14aの他端には雌ねじ部36を設け、蓋部17bにはその雌ねじ部36に螺合する雄ねじ部37を設ける。そして、蓋部17bを胴部14aに螺合することにより、充填物30の充填された補助支持部材29に対して圧力容器の軸方向に押付力を加えた状態に支持する。蓋部17bは繊維強化樹脂層15により被覆されるため、ナット34による押付の場合に比較して、長期使用後にも押付力が弛み難い。
After the filling
○ 直線状の補助支持部材29を使用する場合でも、補助支持部材29をフィルタ23の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって延びる長さのものを使用する代わりに、短い直線状の補助支持部材29を周方向にほぼ等間隔で配置する構成としてもよい。また、円弧状のチューブ状の補助支持部材29を周方向に沿って間隔を開けて配置してもよい。これら場合も、水素タンク11に径方向の振動が加わっても、水素タンク11が良好に支持される。
Even when the linear
○ 補助支持部材29の配置位置は特に限定されないが、フィルタ23の他端側で水素吸蔵用ユニット13を支持する部分を設ける方が好ましい。
○ 補助支持部材29及び充填物30の両者が弾性体で構成される必要はない。例えば、充填物30の充填後、補助支持部材29に対して押付力を加えて容器本体12の膨張代を有するようにする構成では、少なくともどちらか一方が弾性体で構成されていればよい。補助支持部材29のみ弾性体の場合は、押付力によって補助支持部材29の肉厚分変形して膨張代となる。一方、充填物30のみ弾性体の場合は、押付力によって充填物30が変形し(補助支持部材29はその変形に追従した形となり)膨張代となる。また、充填物30の充填時に容器本体12の膨張代を有するようにする構成では、少なくとも補助支持部材29を弾性体で構成してもよい。補助支持部材29のみ弾性体の場合は、充填物30の加圧充填により補助支持部材29の肉厚分変形して膨張代となる。これらの構成においても、水素タンク11が膨張した場合でも、補助支持部材29による支持力が確保される。
The arrangement position of the
○ It is not necessary that both the
○ 充填物30として使用する弾性体は液状ゴムに限らない。弾性体は少なくとも充填時において液状であればよく、充填後は固体となってもよい。例えば、充填物30として補助支持部材29に悪影響を与えない温度で溶融する弾性体を使用し、加熱溶融状態で充填してもよい。
O The elastic body used as the
○ 補助支持部材29には必ずしも、針の抜き跡が自然に塞がる針挿入部を備えていなくてもよい。
○ 圧力容器の用途によっては容器本体12の膨張代を有する構成とする必要はない。例えば、高圧気体が貯蔵された状態においても膨張し難い剛体で圧力容器が構成され、温度変化が少ない環境で使用される場合は、膨張代を有する必要はない。この場合、補助支持部材29及び充填物30を非弾性体で構成してもよい。補助支持部材29及び充填物30を非弾性体とする構成としては、補助支持部材29をフィルム製のチューブとし、充填物30として液体あるいは充填後に硬化可能な樹脂を使用する。この場合も、組み付け誤差等により、水素吸蔵用ユニット13の中心線が容器本体12の中心線に対して偏心したり、傾斜したりして隙間Δにバラツキが生じても、補助支持部材29は設定された位置に容易に配置される。また、充填物30が充填された状態では、水素吸蔵用ユニット13の周面と容器本体12の内周面とに圧接した状態に支持される。その結果、水素タンク11に径方向の振動が加わっても、水素吸蔵用ユニット13を端部で支持する熱媒管20に大きな曲げ応力が作用するのが回避され、耐久性が向上する。
The
O It is not necessary to make the structure which has the expansion allowance of the container
○ 直線状の補助支持部材29を使用する場合、充填物30として充填する際から固体状態のものを充填してもよい。例えば、弾性体製の補助支持部材29に棒状体を充填物30として挿入してもよい。
When using the linear
○ 補助支持部材29はチューブ状に限らず袋状であってもよい。
○ 環状の補助支持部材29を配置する収容溝28あるいは段差部32は、フィルタ23側ではなく、蓋部17a,17b側あるいは胴部14a側に設けてもよい。この場合は水素吸蔵用ユニット13を胴部14aに挿入する際に、補助支持部材29が水素吸蔵用ユニット13と干渉しないように胴部14a側に仮止めした状態で行う。
The
The receiving
○ 補助支持部材29は全て同一の材質に限らない。例えば、収容溝28或いは段差部32に対応する部分と圧接する部分を別の材質として、収容溝28或いは段差部32に対応する部分を変形しにくい材質としても良い。この場合充填物30の充填前の状態でも補助支持部材29が収容溝28或いは段差部32から外れにくく、ライナ14を組み立てやすい。また補助支持部材29の断面も円形に限らない。
○ All the
○ ライナ14は水素吸蔵用ユニット13が固定される側のみ蓋部17aを有する構成としてもよい。例えば、蓋部17aが設けられる側と反対側は、補助支持部材29の配置及び充填物30の充填終了後、ライナ14の絞り加工を行ってドーム部14bを構成してもよい。また、ライナ14を、一方のドーム部14bを構成する蓋部17aと、他方のドーム部14bが一体に形成された胴部14aとで構成してもよい。
(Circle) the
○ ライナ14は蓋部を備えず、両側とも絞り加工で形成する構成としてもよい。例えば、ライナの一方の側を絞り加工した状態で水素吸蔵用ユニット13を組み付けた後、補助支持部材29への充填物30の充填を行い、その後、ライナの他方の側を絞り加工する。その後、フィラメントワインディング及び加熱硬化により繊維強化樹脂層15を形成する。
The
○ 熱交換器19は熱媒管20を介して片持ち状態でライナ14に支持される構成に限らず、従来技術のように熱媒管が容器本体12を貫通するとともに、熱媒管の両端で容器本体12に支持される構成のものであってもよい。
The
○ 水素吸蔵用ユニット13の形状はほぼ円筒状に限らず、例えば、断面多角形状であってもよい。熱媒管20に固着されるフィン22の形状を、四角形にすれば四角形の筒状となり、六角形とすれば六角形の筒状となる。
The shape of the
○ 水素吸蔵用ユニット13は、熱媒管20にフィン22を備えずに、単に熱媒を流す構成とし、フィルタ23で囲まれた収容空間に、MH粉末を充填したり、水素吸蔵合金成形体を収容したりする構成としてもよい。
○ The
○ 水素吸蔵用ユニット13として、フィラメントワインディング及び加熱硬化により繊維強化樹脂層15が形成された後、バルブ27を取り付ける前に、フィルタ23で囲まれた収容空間にMH粉末を充填する構成としてもよい。
The
○ 水素タンク11は燃料電池搭載電気自動車の水素源として搭載されて使用するものに限らず、例えば、水素エンジンの水素源やヒートポンプ等に適用してもよい。また、家庭用電源の燃料電池の水素源として使用してもよい。
The
○ 圧力容器として水素を貯蔵する水素タンクに限らず、例えば窒素、圧縮天然ガス等の他のガスを貯蔵する圧力容器に適用してもよい。
○ 繊維強化樹脂の強化繊維は炭素繊維に限らず、ガラス繊維や炭化ケイ素系セラミック繊維やアラミド繊維等の一般に高弾性・高強度といわれるその他の繊維を強化繊維として使用してもよい。
O It may apply not only to the hydrogen tank which stores hydrogen as a pressure vessel but to a pressure vessel which stores other gas, such as nitrogen and compressed natural gas, for example.
The reinforcing fiber of the fiber reinforced resin is not limited to the carbon fiber, and other fibers generally called high elasticity and high strength such as glass fiber, silicon carbide ceramic fiber, and aramid fiber may be used as the reinforcing fiber.
○ ライナ14の材質はアルミニウム合金に限らず、気密性を確保可能でアルミニウムと同程度の比重の金属や、金属に限らずポリアミド、高密度ポリエチレン等の合成樹脂であってもよい。
The material of the
〇 容器本体12はライナ14と繊維強化樹脂層15との複層構造に限らず、全体が金属製であってもよい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施の形態から把握できる。
The
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
(1)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記補助支持部材は環状のチューブ状に形成され、少なくとも前記内蔵物の他端寄りに配置される。
(2)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記補助支持部材は直線状のチューブ状に形成され、前記隙間に前記容器本体の軸方向に延びるように配置される。
(1) In the invention according to any one of claims 1 to 3, the auxiliary support member is formed in an annular tube shape, and is disposed at least near the other end of the built-in object.
(2) In the invention according to any one of claims 1 to 3, the auxiliary support member is formed in a straight tube shape, and is arranged to extend in the axial direction of the container body in the gap. The
(3)請求項1〜請求項8及び技術的思想(1),(2)のいずれか一項に記載の発明において、前記充填物は少なくとも充填時に液状のゴムである。
(4)請求項1〜請求項8及び技術的思想(1)〜(3)のいずれか一項に記載の発明において、前記圧力容器は水素を燃料とする自動車の燃料タンクとして使用される。
(3) In the invention according to any one of claims 1 to 8 and technical ideas (1) and (2), the filler is a liquid rubber at least at the time of filling.
(4) In the invention according to any one of claims 1 to 8 and technical ideas (1) to (3), the pressure vessel is used as a fuel tank of an automobile using hydrogen as fuel.
(5)請求項1〜請求項8及び前記技術的思想(1)〜(4)のいずれか一項に記載の発明において、前記圧力容器の容器本体は、中空状のライナと、該ライナの外面を覆う繊維強化樹脂層とを備え、前記ライナは他端側が開口部と蓋部とに分割されている。 (5) In the invention according to any one of claims 1 to 8 and the technical ideas (1) to (4), the container body of the pressure vessel includes a hollow liner, and the liner A fiber reinforced resin layer covering an outer surface, and the other end of the liner is divided into an opening and a lid.
(6)請求項8に記載の発明において、前記水素吸蔵ユニットは熱交換器を備え、該熱交換器の熱媒管への熱媒の導入、排出が前記容器本体の一端側から行われる。 (6) In the invention described in claim 8, the hydrogen storage unit includes a heat exchanger, and introduction and discharge of the heat medium to and from the heat medium pipe of the heat exchanger are performed from one end side of the container body.
Δ…隙間、11…圧力容器としての水素タンク、12…容器本体、13…内蔵物としての水素吸蔵用ユニット、29…補助支持部材、30…充填物。 Δ ... gap, 11 ... hydrogen tank as pressure vessel, 12 ... container body, 13 ... hydrogen storage unit as built-in material, 29 ... auxiliary support member, 30 ... filling.
Claims (8)
前記内蔵物を一端が開放された状態の容器本体に対して、前記内蔵物の周面と前記容器本体の内周面との間に隙間を有する状態で開放端と反対側の端部において支持し、その状態で袋状又はチューブ状の補助支持部材を前記隙間に配置し、その補助支持部材内に加圧しながら充填物を充填して前記補助支持部材を前記内蔵物の周面と前記容器本体の内周面とに圧接した状態にし、前記内蔵物を支持する圧力容器の内蔵物支持方法。 A built-in object support method for a pressure vessel that is accommodated in a state in which a cylindrical built-in object is supported at least at one end in a cylindrical pressure container,
The built-in object is supported at the end opposite to the open end with a gap between the peripheral surface of the built-in object and the inner peripheral surface of the container body with respect to the container body with one end open. In this state, a bag-like or tube-like auxiliary support member is arranged in the gap, and the auxiliary support member is filled with a filling while being pressurized, and the auxiliary support member is placed in the peripheral surface of the built-in object and the container. A built-in object support method for a pressure vessel, which is in pressure contact with an inner peripheral surface of a main body and supports the built-in object.
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