JP2007333175A

JP2007333175A - 圧力容器

Info

Publication number: JP2007333175A
Application number: JP2006168622A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Otsubo; 弘和大坪
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】側面における温度変化に対応し、内部と外部との間を連通させる溶栓を備えた圧力容器を提供すること。
【解決手段】長尺の圧力容器１において、所定の温度に応じて溶解し、圧力容器１の内部と外部との間を連通させる溶栓５を側面に設ける。圧力容器１は、例えば、ライナ層１５と、ライナ層１５を被覆し、補強する補強層１６とを有する。溶栓５は、その一部が補強層１５と係合されて、圧力容器１に固定される。溶栓５は、例えば、圧力容器１の側面において、長手方向の略中央部分に備えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス等の流体を収容する圧力容器に関し、特に、所定の温度に応じて溶解し、容器の内部と外部との間を連通させる溶栓を備える圧力容器に関する。

水素等の流体を高圧状態で収容可能な圧力容器が知られている。この種の圧力容器は、内部の流体を外部へ放出し、外部から内部へ流体を充填する為のバルブを備える。このバルブを開閉操作することにより、圧力容器の内部と外部との間が連通される。

ところで、圧力容器は、火災等により加熱される場合がある。加熱されると、高圧状態で収容されていた流体が膨張し、圧力容器が破裂する場合がある。場合によっては、内部の流体に引火して、爆発を生じる恐れもある。

このような事態を回避する為に、この種の圧力容器は、上記バルブ以外に、内部と外部とを連通する手段である溶栓を備える。溶栓は、例えば、火災発生時、所定の高温条件下で溶解し、圧力容器の内部と外部との間を連通させ、容器内部のガスを外部へ放出する（例えば、特許文献１参照）。この種の圧力容器において、溶栓は、通常、取り付けが容易等の観点より、バルブに設けられる。略円筒状の圧力容器においては、バルブが、通常、略円筒状の圧力容器の端部に配置される為、溶栓も同様に、端部に配置される。

特開２００４−１３６８２８号公報

火災等により圧力容器に熱が加えられる個所は、必ずしも溶栓が配置される端部およびその近辺とは限らない。溶栓から離れた個所において、熱が局所的に加えられることも想定される。例えば、略円筒状の圧力容器においては、側面に熱が局所的に加えられる可能性がある。このような場合、溶栓が溶解する前に、圧力容器が破裂してしまう場合も考えられ、問題である。

本発明に係る圧力容器は、長手方向を有する圧力容器において、所定の温度に応じて溶解し、圧力容器の内部と外部との間を連通させる溶栓を側面に備えることを特徴とする。

また、本発明に係る圧力容器は、長尺の圧力容器において、所定の温度に応じて溶解し、圧力容器の内部と外部との間を連通させる溶栓を側面に備えることを特徴とする。

上記圧力容器において、前記溶栓は、圧力容器の側面であって、長手方向の略中央に備えられることを特徴とする。

上記圧力容器は、ライナ層と、ライナ層を被覆する補強層とを有し、前記溶栓の一部が、補強層と係合し、固定されることを特徴とする。

上記圧力容器において、前記補強層は、フィラメントワインディングからなり、前記溶栓の一部が、繊維で巻き付けられ、補強層に固定されることを特徴とする。

本発明によれば、圧力容器の側面が局所的に加熱された場合であっても、側面に備えられた溶栓が作動することにより、圧力容器の内部と外部との間を連通させることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、圧力容器１の概略構成図である。なお図１において、圧力容器１は、一部を切り欠いた状態で示されている。圧力容器１は、内部に水素、ヘリウム等の流体を充填し、保管する容器である。所謂、高圧タンクと称されるものである。圧力容器１は、略円筒状の胴体部１２と、胴体部１２の端部１７に配置するバルブ装置２２とを備える。本実施形態においては、圧力容器１として、特に水素を充填するものを例示する。圧力容器１は、例えば、水素を燃料とする車両に搭載される。

胴体部１２は、略円筒状の容器からなる。胴体部１２は、水素ガス等の流体を収容する収容部１３と、収容部１３の周りを囲う周壁部１４とを備える。周壁部１４は、２層からなり、ライナ層１５と、ライナ層１５を被覆し、補強する補強層１６を有する。周壁部１４において、ライナ層１５は、収容部１３側に配置し、そのライナ層１５上に補強層１６が形成される。ライナ層１５は、ポリアミド等の合成樹脂製ライナ等からなる。補強層１６は、繊維強化プラスチック（例えば、炭素繊維強化プラスチック）からなる。なお胴体部１２の外側に、耐衝撃性を向上させる等の目的で、更に、緩衝材からなる層（図示せず）を形成してもよい。

バルブ装置２２は、略円筒状の胴体部１２の一方の端部１７に設けられる。バルブ装置２２は、胴体部１２に直接、固定される口金部２３と、口金部２３に螺合して取り付けられるバルブ部２４とを備える。口金部２３は、貫通孔２５を有する。バルブ部２４は、頭部２６と、頭部２６と接続し、口金部２３の貫通孔２５に挿通される挿通部２７とを有する。バルブ部２４は、また、収容部１３内と、圧力容器１の外部との間を連通する排出口（図示せず）を備える。バルブ部２４の排出口は、開閉可能とされている。

圧力容器１は、胴体部１２に溶栓５を備える。ここで、図２を用いて溶栓５の構造を説明する。図２は、作動前の溶栓５の状態を示す説明図である。溶栓５は、圧力容器１の胴体部１２に固定されるボス本体部５１を備える。ボス本体部５１は、周囲に、固定用鍔部５３を有する。ボス本体部５１は、鉄、銅等の熱伝導性材料からなる。溶栓５は、この固定用鍔部５３を胴体部１２の周壁部１４のライナ層１５と、補強層１６との間に、介挿した状態で固定される。例えば、固定用鍔部５３は、フィラメントワインディングによって形成された補強層１６に、繊維で巻き付けられた状態で係合し、固定される。圧力容器１の収容部１３側に面したボス本体部５１の表面は、ライナ層１５により覆われている。

ボス本体部５１は、圧力容器１の収容部１３内と、外部との間を連通する連通孔５５を有する。圧力容器１の外側に位置する連通孔５５の一端には、所定温度で溶融する可溶性合金７９が備えられている。可溶性合金７９によって連通孔５５の一端は閉塞された状態にある。可溶性合金７９は、合金収容室８０内に収容され、充填されている。また、ボス本体部５１は、その表面にライナ層１５との間の密封性を確保するための円環状シール部材６４を備える。ライナ層１５の端部は、円環状締結部６６によってボス本体部５１に締着される。

ここで、溶栓５の作動原理を説明する。圧力容器１の胴体部１２等が火災により加熱されると、溶栓５に熱が伝わり、更に、合金収容室８０内の可溶性合金７９にも熱が伝わる。可溶性合金７９に熱が伝わり、温度が所定値を超えると、可溶性合金７９が溶融し始める。可溶性合金７９が溶融すると、合金収容室８０内に充填されていた可溶性合金７９が流動し、合金収容室８０内から流出して、可溶性合金７９が除去される。

図３は、作動後の溶栓５の状態を示す説明図である。図３に示されるように、可溶性合金７９が合金収容室８０から除去されると、連通孔５５は、圧力容器１の収容部１３内と、外部との間を連通するようになる。すると、収容部１３内のガスが外部へ向けて放出される（図３中の矢印の向きを参照）。このようにして、溶栓５は、圧力容器１の内部と外部とを連通させることができる。

なお上記のように圧力容器１の外部へ放出されたガスは、溶栓５の連通孔５５と接続する所定の配管３を通り、外部へ排出される。例えば、図４において示されるように、圧力容器１を車両２の床下に搭載した場合、床下に配置された所定の配管３内を通り、車両の後方６へ排出される。なお圧力容器１は、側面に備えられる溶栓５以外に、バルブ装置２２の頭部２６に溶栓７を備え、また圧力容器１の端部１８に溶栓８を備える。溶栓７および溶栓８は、この種の圧力容器１において用いられる公知の溶栓と同様である。

ところで、圧力容器１の丈が長い場合（長尺の場合）、図４において示されるように、圧力容器１の端部１７を、車両２の進行方向（前方４）に向けて搭載する場合がある。このような場合、圧力容器１の長手方向の略中央の部分において火災が発生し、略中央部分が局所的に加熱されることが想定される。しかし、本実施形態に係る圧力容器１は、側面に溶栓５を備える為、いち早く側面において熱を的確に感知し、圧力容器１の内部と外部との間を連通させることができる。

側面に溶栓を備えた圧力容器の概略構成図である。作動前の溶栓の状態を示す説明図である。作動後の溶栓の状態を示す説明図である。本実施形態に係る圧力容器を搭載した車両の説明図である。

符号の説明

１圧力容器、２車両、３配管、４車両の前方、５溶栓、６車両の後方、７，８他の溶栓、１２胴体部、１３収容部、１４周壁部、１５ライナ層、１６補強層、１７，１８端部、２２バルブ装置、２３口金部、２４バルブ部、２５貫通孔、２６頭部、２７挿通部、５１ボス本体部、５３固定用鍔部、５５連通孔、６４円環状シール部材、６６円環状締結部、７９可溶性合金、８０合金収容室。

Claims

長手方向を有する圧力容器において、
所定の温度に応じて溶解し、圧力容器の内部と外部との間を連通させる溶栓を側面に備えることを特徴とする圧力容器。
請求項１記載の圧力容器において、
前記圧力容器は、ライナ層と、ライナ層を被覆する補強層とを有し、
前記溶栓の一部が、補強層と係合し、固定されることを特徴とする圧力容器。