JP2008014434A - Method of manufacturing hydrogen storage vessel - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen feeding device in which a considerably lightweight glass thin tube is used as a hydrogen storage vessel and which can efficiently discharge the hydrogen stored in the glass thin tube. <P>SOLUTION: Each glass thin tube is wrapped around a core while manufacturing hollow glass thin tubes (step S100). The inside of each glass thin tube is evacuated (step S110). The terminal part of each glass thin tube is sealed (step S120). Under a high-pressure hydrogen environment, infrared ray is emitted to a roll unit formed by wrapping the glass thin tube around the core, and the glass thin tube is filled with hydrogen (step S130). The roll unit and the infrared lamp are housed in a case (step S140). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、水素貯蔵容器の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a hydrogen storage container.

従来、水素供給装置には、水素の供給源として、水素を貯蔵するための水素貯蔵容器が備えられる。そして、この水素貯蔵容器としては、金属タンクや、水素吸蔵合金タンクや、カーボン繊維タンク等が用いられている。このような水素貯蔵容器は、比較的重量が重いため、軽量化が求められている。近年では、水素貯蔵容器の軽量化を図るため、上述した各種タンクの代わりに、ガラス細管を用いる技術が提案されている（下記非特許文献１，２参照）。   Conventionally, a hydrogen supply device is provided with a hydrogen storage container for storing hydrogen as a hydrogen supply source. As the hydrogen storage container, a metal tank, a hydrogen storage alloy tank, a carbon fiber tank, or the like is used. Since such a hydrogen storage container is relatively heavy, there is a demand for weight reduction. In recent years, in order to reduce the weight of the hydrogen storage container, a technique using a glass capillary instead of the above-described various tanks has been proposed (see Non-Patent Documents 1 and 2 below).

そして、例えば、下記非特許文献１には、複数のガラス細管を束状にしたものを筒状のケース内に収納し、これらの周囲から、ヒータによって各ガラス細管を加熱して、ガラス細管内に充填された水素を放出させる構成が記載されている。   For example, in Non-Patent Document 1 below, a bundle of a plurality of glass capillaries is stored in a cylindrical case, and each glass capillaries is heated by a heater from the periphery of the glass capillaries. A configuration for releasing hydrogen charged in the container is described.

A.F.Chabak "Developing Hydrogen Accumulation with High Capacity and Instant Supplying it to Fuel Cells" International Forum <Hydrogen Technologies for Energy Production> 6-10 February 2006 MoscowA.F.Chabak "Developing Hydrogen Accumulation with High Capacity and Instant Supplying it to Fuel Cells" International Forum <Hydrogen Technologies for Energy Production> 6-10 February 2006 Moscow Douglas B. Rapp,James E.Shelby "Photo-induced hydrogen outgassing of glass" Journal of Non-Crystalline Solids 349(2004) p.254-259Douglas B. Rapp, James E. Shelby "Photo-induced hydrogen outgassing of glass" Journal of Non-Crystalline Solids 349 (2004) p.254-259

しかし、上記非特許文献１に記載された構成では、ガラス細管の束の周囲から各ガラス細管を加熱するため、束の内部に配置されたガラス細管は加熱されにくく、すべてのガラス細管から効率よく水素を放出させることは困難だった。   However, in the configuration described in Non-Patent Document 1, the glass capillaries are heated from the periphery of the bundle of glass capillaries, so that the glass capillaries arranged inside the bundle are difficult to be heated and efficiently from all the glass capillaries. It was difficult to release hydrogen.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、水素貯蔵容器として、比較的軽量なガラス細管を用いるとともに、ガラス細管の内部に貯蔵された水素を効率よく放出可能な水素供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and uses a relatively lightweight glass capillary as a hydrogen storage container, and a hydrogen supply capable of efficiently releasing hydrogen stored in the glass capillary. An object is to provide an apparatus.

上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の水素供給装置の製造方法は、
所定波長を有する照射光が照射されることによって、水素が透過可能となるガラスからなる中空状のガラス細管を製造するガラス細管製造工程と、
前記ガラス細管を、所定の芯材に巻き取る巻き取り工程と、
前記ガラス細管の終端部から、前記ガラス細管内を真空引きする真空引き工程と、
前記ガラス細管内が真空引きされた状態で、前記ガラス細管の終端部を封止する終端部封止工程と、
前記終部端封止工程の後、高圧水素環境下で、前記ガラス細管に対して、前記照射光を照射することによって前記物質を共振させ、前記ガラス細管内に水素を充填する水素充填工程と、
を備えることを要旨とする。 In order to solve at least a part of the above-described problems, the present invention employs the following configuration.
The method for producing the hydrogen supply device of the present invention comprises:
A glass tube manufacturing process for manufacturing a hollow glass tube made of glass that allows hydrogen to pass through when irradiated with irradiation light having a predetermined wavelength;
A winding step of winding the glass thin tube around a predetermined core material;
A vacuuming step of evacuating the inside of the glass capillary from the terminal end of the glass capillary,
In a state where the inside of the glass thin tube is evacuated, a terminal end sealing step for sealing the terminal end of the glass thin tube;
A hydrogen filling step of resonating the substance by irradiating the glass thin tube with the irradiation light in a high-pressure hydrogen environment after the end-end sealing step, and filling the glass thin tube with hydrogen; ,
It is a summary to provide.

ここで、上記ガラス細管を構成するガラスには、例えば、所定波長を有する照射光が照射されることによって共振する所定の物質が含まれており、この物質に上記照射光が照射されたときに、物質が共振して分子間の距離が広がることによって、水素が透過可能となる。このような物質としては、例えば、鉄系材料（例えば、Ｆｅ3Ｏ4）が挙げられる。この場合、照射光としては、例えば、２〜３（μｍ）の波長を有する近赤外光を用いることができる。なお、上記所定波長、および、上記ガラスに含まれる物質の組み合わせは、適宜選択可能である。 Here, the glass constituting the glass thin tube includes, for example, a predetermined substance that resonates when irradiated with irradiation light having a predetermined wavelength, and when the irradiation light is irradiated to the substance. When the substance resonates and the distance between the molecules increases, hydrogen can permeate. An example of such a substance is an iron-based material (for example, Fe 3 O 4 ). In this case, as the irradiation light, for example, near infrared light having a wavelength of 2 to 3 (μm) can be used. The combination of the predetermined wavelength and the substance contained in the glass can be selected as appropriate.

芯材に巻き取られるガラス細管は、１本であってもよいし、複数であってもよい。ただし、いずれの場合も、ガラス細管は、芯材に、内側から外側に向けて渦巻き状に、あるいは、螺旋状に巻き取られる。芯材の形状は、任意に設定可能であるが、ガラス細管を巻き付けやすいように、ほぼ円筒形であることが好ましい。そして、上述したように、芯材に巻き付けられたガラス細管の内部に水素を充填した後、このガラス細管の内側、あるいは、外側から、上記照射光が照射される。このようにすることによって、ガラス細管の数が複数であっても、すべてのガラス細管に照射光を照射することが可能となり、ガラス細管の内部に貯蔵された水素を効率よく放出させることができる。   One or more glass capillaries may be wound around the core material. However, in any case, the glass thin tube is wound around the core material spirally or spirally from the inside to the outside. The shape of the core material can be arbitrarily set, but is preferably substantially cylindrical so that the glass thin tube can be easily wound. And as above-mentioned, after filling the inside of the glass thin tube wound around the core material with hydrogen, the said irradiation light is irradiated from the inner side or this outer side of this glass thin tube. By doing so, even if there are a plurality of glass capillaries, it becomes possible to irradiate all glass capillaries with irradiation light, and hydrogen stored in the glass capillaries can be efficiently released. .

本発明によって、水素貯蔵容器として、比較的軽量なガラス細管を用いるとともに、ガラス細管の内部に貯蔵された水素を効率よく放出可能な水素供給装置を製造することができる。   According to the present invention, it is possible to manufacture a hydrogen supply device that can use a relatively lightweight glass capillary as a hydrogen storage container and can efficiently release hydrogen stored in the glass capillary.

上記製造方法において、
前記終端部封止工程は、熱処理によって前記ガラス細管を溶着する工程を含むようにしてもよい。 In the above manufacturing method,
The terminal end sealing step may include a step of welding the glass capillary tube by heat treatment.

こうすることによって、終端部封止工程を容易に行うことができる。   By carrying out like this, a termination part sealing process can be performed easily.

また、本発明の製造方法において、
前記ガラス細管製造工程は、前記ガラス細管の始端部を封止する始端部封止工程を含むようにしてもよい。 In the production method of the present invention,
The glass thin tube manufacturing process may include a start end sealing step of sealing the start end of the glass thin tube.

こうすることによって、ガラス細管の製造時に、ガラス細管の始端部を確実に封止することができる。   By carrying out like this, the start-end part of a glass capillary can be reliably sealed at the time of manufacture of a glass capillary.

上記製造方法において、
前記始端部封止工程は、熱処理によって前記ガラス細管を溶着する工程を含むようにしてもよい。 In the above manufacturing method,
The start end sealing step may include a step of welding the glass capillary tube by heat treatment.

こうすることによって、始端部封止工程を容易に行うことができる。   By carrying out like this, a starting-end part sealing process can be performed easily.

上記いずれかの製造方法において、
前記巻き取り工程は、前記始端部を前記芯材に接着する始端部接着工程、および、前記終端部の近傍を既に巻き取られている前記ガラス細管に接着する終端部接着工程のうちの少なくとも一方を含むようにしてもよい。 In any of the above production methods,
The winding step includes at least one of a starting end portion bonding step for bonding the starting end portion to the core member, and a terminal end portion bonding step for bonding the vicinity of the terminal end portion to the glass capillary already wound. May be included.

こうすることによって、芯材に巻き取られたガラス細管を確実に固定し、ガラス細管がばらけるのを抑制することができる。   By carrying out like this, the glass thin tube wound up by the core material can be fixed reliably, and it can suppress that a glass thin tube separates.

上記いずれかにの製造方法において、
前記ガラス細管製造工程は、複数の前記ガラス細管を製造する工程を含み、
前記巻き取り工程は、前記複数のガラス細管を、前記芯材に巻き取る工程を含むようにしてもよい。 In any of the above production methods,
The glass thin tube manufacturing step includes a step of manufacturing a plurality of the glass thin tubes,
The winding step may include a step of winding the plurality of glass capillaries around the core material.

こうすることによって、いずれかのガラス細管に故障が生じても、他のガラス細管で補填することができる。   By doing so, even if a failure occurs in any one of the glass capillaries, it can be compensated with another glass capillaries.

上記製造方法において、
前記巻き取り工程は、前記複数のガラス細管を、前記芯材に、同時に巻き取る工程を含むようにすることが好ましい。 In the above manufacturing method,
The winding step preferably includes a step of winding the plurality of glass capillaries around the core material at the same time.

こうすることによって、水素貯蔵容器の生産性を向上させることができる。   By doing so, the productivity of the hydrogen storage container can be improved.

本発明は、上述した水素貯蔵容器を水素の供給源とした水素供給装置の製造方法の発明として構成することもできる。すなわち、
本発明の水素供給装置の製造方法は、
上述したいずれかの製造方法によって水素貯蔵容器を製造する工程と、
前記水素貯蔵容器の前記芯材の内部に、前記ガラス細管に前記照射光を照射するためのランプを配置する工程と、
を備えることを要旨とする。 The present invention can also be configured as an invention of a method for manufacturing a hydrogen supply apparatus using the hydrogen storage container described above as a hydrogen supply source. That is,
The method for producing the hydrogen supply device of the present invention comprises:
Producing a hydrogen storage container by any of the production methods described above;
Arranging a lamp for irradiating the glass thin tube with the irradiation light inside the core of the hydrogen storage container;
It is a summary to provide.

なお、芯材は、内部に配置されたランプからガラス細管への照射光ができるだけ遮光されないような形状である。本発明によって、芯材に巻き付けられたガラス細管の外部に上記ランプを配置するよりもコンパクトに水素供給装置を構成することができる。   In addition, the core material has a shape that prevents the irradiation light from the lamp disposed inside to the glass thin tube as much as possible. According to the present invention, the hydrogen supply device can be configured more compactly than when the lamp is arranged outside the glass thin tube wound around the core material.

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．水素供給装置の構成：
Ｂ．製造工程：
Ｃ．変形例： Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Configuration of hydrogen supply device:
B. Manufacturing process:
C. Variation:

Ａ．水素供給装置の構成：
図１は、本発明の一実施例としての水素供給装置１００の概略構成を示す分解斜視図である。この水素供給装置１００は、水素を貯蔵する水素貯蔵容器からの水素の放出量を調整することによって外部へ水素を供給する装置であり、図示するように、水素貯蔵容器としてのロールユニット１０と、赤外線ランプ３０と、ロールユニット１０および赤外線ランプ３０を収納するためのケース部材２０と、蓋部材４０と、ガスケット５０とを備えている。なお、本実施例では、ケース部材２０は、ほぼ四角柱形状であるものとしたが、円柱形等、他の形状であってもよい。 A. Configuration of hydrogen supply device:
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a hydrogen supply apparatus 100 as an embodiment of the present invention. This hydrogen supply device 100 is a device that supplies hydrogen to the outside by adjusting the amount of hydrogen released from a hydrogen storage container that stores hydrogen, and as illustrated, a roll unit 10 as a hydrogen storage container, An infrared lamp 30, a case member 20 for housing the roll unit 10 and the infrared lamp 30, a lid member 40, and a gasket 50 are provided. In the present embodiment, the case member 20 has a substantially quadrangular prism shape, but may have another shape such as a cylindrical shape.

ロールユニット１０は、後述するように、棒状のガラス細管１２を、概ね円筒形、かつ、中空の芯材１４に巻き付け、ガラス細管１２の内部に水素を充填したものであり、水素貯蔵容器として機能する。このロールユニット１０の内部の空隙には、赤外線ランプ３０が配置される。赤外線ランプ３０は、蓋部材４０に固定されている。蓋部材４０には、赤外線ランプ３０の電源端子４２が備えられている。ケース部材２０と蓋部材４０との間には、水素のリークを防止するためのガスケット５０が介装され、これらはボルト締めによって密閉される。なお、ケース部材２０には、水素を外部に供給するための水素供給口２２が設けられている。   As will be described later, the roll unit 10 has a rod-shaped glass thin tube 12 wound around a substantially cylindrical and hollow core member 14 and filled with hydrogen inside the glass thin tube 12, and functions as a hydrogen storage container. To do. An infrared lamp 30 is disposed in the gap inside the roll unit 10. The infrared lamp 30 is fixed to the lid member 40. The lid member 40 is provided with a power terminal 42 of the infrared lamp 30. A gasket 50 for preventing hydrogen leakage is interposed between the case member 20 and the lid member 40, and these are sealed by bolting. The case member 20 is provided with a hydrogen supply port 22 for supplying hydrogen to the outside.

この水素供給装置１００における水素の供給方法は、以下の通りである。ガラス細管１２は、二酸化珪素を主成分とし、鉄系材料（例えば、Ｆｅ3Ｏ4）を含むガラスからなり、後述するように、ガラス細管１２の内部には、水素が高圧充填されている。赤外線ランプ３０は、２〜３（μｍ）の波長を有する赤外線（近赤外光）を放射する。そして、ガラス細管１２に、赤外線ランプ３０からの照射光が照射されると、この照射光によって、ガラス細管１２を構成するガラスに含まれる鉄系材料が共振して、分子間の距離が広がり、水素が透過可能となる。ガラス細管１２を透過して放出された水素は、ケース部材２０に設けられた水素供給口２２から外部に供給される。なお、ガラス細管１２に赤外線ランプ３０からの照射光を照射して水素が透過可能になる作用は、ガラス細管１２を構成するガラスに含まれる鉄系材料が上記照射光によって共振することによるものであり、これは、ガラス細管１２を加熱することによってガラス細管１２に含まれる材料を共振させて水素が透過可能になる作用と物理的に等価である。 The hydrogen supply method in the hydrogen supply apparatus 100 is as follows. The glass capillary 12 is made of glass containing silicon dioxide as a main component and containing an iron-based material (for example, Fe 3 O 4 ). As will be described later, the glass capillary 12 is filled with hydrogen at a high pressure. The infrared lamp 30 emits infrared rays (near infrared light) having a wavelength of 2 to 3 (μm). And when the irradiation light from the infrared lamp 30 is irradiated to the glass thin tube 12, the iron-based material contained in the glass constituting the glass thin tube 12 resonates by this irradiation light, and the distance between molecules is widened. Hydrogen can permeate. Hydrogen released through the glass thin tube 12 is supplied to the outside from a hydrogen supply port 22 provided in the case member 20. In addition, the effect | action which irradiates the irradiation light from the infrared lamp 30 to the glass thin tube 12, and hydrogen can permeate | transmit is because the iron-type material contained in the glass which comprises the glass thin tube 12 resonates with the said irradiation light. Yes, this is physically equivalent to the action of heating the glass capillary 12 to resonate the material contained in the glass capillary 12 so that hydrogen can permeate.

Ｂ．製造工程：
図２は、水素供給装置１００の製造工程を示す説明図である。各工程の詳細については、図３から図８を参照して説明する。 B. Manufacturing process:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the hydrogen supply device 100. Details of each step will be described with reference to FIGS.

まず、ガラス細管１２を製造しつつ、ガラス細管１２を芯材１４に巻き取る（ステップＳ１００）。   First, the glass capillary 12 is wound around the core material 14 while the glass capillary 12 is manufactured (step S100).

図３は、ガラス細管１２の製造方法の一例を模式的に示す説明図である。図示するように、本実施例では、タンク２００に充填された溶融ガラス２４０を、ドーナツ型の開口部を有する溶融ガラス吐出口２１０から吐出するとともに、溶融ガラス吐出口２１０の内側に配置された空気吐出口２２０から空気を吐出することによって、中空のガラス細管１２を製造する。なお、本実施例では、後にガラス細管１２の内部を真空引きするため、始端部１２ｓが閉塞された状態のガラス細管１２を製造するものとした。この始端部１２ｓが閉塞された状態のガラス細管１２は、溶融ガラス吐出口２１０からの溶融ガラス２４０の吐出条件、および、空気吐出口２２０からの空気の吐出条件を調整することによって、製造可能である。   FIG. 3 is an explanatory view schematically showing an example of a method for manufacturing the glass thin tube 12. As shown in the drawing, in this embodiment, the molten glass 240 filled in the tank 200 is discharged from a molten glass discharge port 210 having a donut-shaped opening, and air disposed inside the molten glass discharge port 210. The hollow glass capillary 12 is manufactured by discharging air from the discharge port 220. In the present embodiment, in order to evacuate the inside of the glass thin tube 12 later, the glass thin tube 12 with the start end 12s closed is manufactured. The glass thin tube 12 in a state where the start end portion 12s is closed can be manufactured by adjusting the discharge condition of the molten glass 240 from the molten glass discharge port 210 and the discharge condition of air from the air discharge port 220. is there.

図４は、ガラス細管１２の芯材１４への巻き取りについて示す説明図である。図４（ａ）に、芯材１４の外観図を示した。また、図４（ｂ）に、芯材１４にガラス細管１２を巻き取るときの様子を示した。図４（ｂ）では、芯材１４の回転軸方向から見た様子を示している。また、図５は、複数のガラス細管１２が芯材１４に巻き取られた状態を示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing the winding of the glass thin tube 12 around the core member 14. FIG. 4A shows an external view of the core material 14. FIG. 4B shows a state where the glass thin tube 12 is wound around the core 14. FIG. 4B shows a state in which the core member 14 is viewed from the rotation axis direction. FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which a plurality of glass thin tubes 12 are wound around a core material 14.

図４（ａ）に示したように、芯材１４は、概ね円筒形のボビン形状を有しており、複数の棒状部材１４２の両端を、ドーナツ型の支持部材１４４によって支持することによって形成されている。なお、本実施例では、芯材１４は、ガラス細管１２を巻き取りやすいように、概ね円筒形としたが、他の形状であってもよい。   As shown in FIG. 4A, the core member 14 has a generally cylindrical bobbin shape, and is formed by supporting both ends of a plurality of rod-like members 142 with donut-shaped support members 144. ing. In the present embodiment, the core member 14 has a substantially cylindrical shape so that the glass thin tube 12 can be easily wound, but may have other shapes.

芯材１４にガラス細管１２を巻き取る工程では、生産性向上の観点から、複数のガラス細管１２を図３に示した方法によって並行して製造している。そして、図４（ｂ）に示したように、各ガラス細管１２の始端部１２ｓを、芯材１４の棒状部材１４２に接着し、芯材１４の内側に挿入された電磁石３００と、磁性体からなる押さえ部材３２０とによって挟んで、各ガラス細管１２を芯材１４に押さえつけつつ、芯材１４を図示しないモータによって回転させ、各ガラス細管１２を、内側から外側に向けて渦巻き状に巻き取る。なお、図示した例では、図示の都合上、１本のガラス細管１２を芯材１４に巻き取るように描かれている。   In the step of winding the glass thin tube 12 around the core material 14, a plurality of glass thin tubes 12 are manufactured in parallel by the method shown in FIG. 3 from the viewpoint of improving productivity. Then, as shown in FIG. 4B, the start end 12s of each glass tube 12 is bonded to the rod-like member 142 of the core member 14, and the electromagnet 300 inserted inside the core member 14 and the magnetic body The core member 14 is rotated by a motor (not shown) while being pressed by the pressing member 320 and the glass thin tubes 12 are pressed against the core member 14, and the glass thin tubes 12 are wound in a spiral shape from the inside to the outside. In the illustrated example, for convenience of illustration, one glass thin tube 12 is drawn around the core member 14.

そして、所望の長さのガラス細管１２を巻き取った後、各ガラス細管１２がばらけないように、各ガラス細管１２の終端部１２ｅ近傍を、既に巻き取られているガラス細管１２に接着し、後に溶着するための所定の長さを残して、各ガラス細管１２を切断する。このとき、各ガラス細管１２の終端部１２ｅの切断部は開口している。そして、これらの巻き取り工程を、芯材１４全体にガラス細管１２が巻き取られるまで、複数セットのガラス細管１２について繰り返し行う。   And after winding up the glass thin tube 12 of desired length, the end part 12e vicinity of each glass thin tube 12 is adhere | attached on the glass thin tube 12 already wound up so that each glass thin tube 12 may not fall. Each glass capillary 12 is cut leaving a predetermined length for subsequent welding. At this time, the cut portion of the end portion 12e of each glass capillary 12 is open. These winding processes are repeated for a plurality of sets of glass capillaries 12 until the glass capillaries 12 are wound around the entire core material 14.

図２のステップＳ１００の後、各ガラス細管１２の内部を真空引きし（ステップＳ１１０）、各ガラス細管１２の終端部１２ｅを封止する（ステップＳ１２０）。これは、後に、ガラス細管１２の内部に、高純度な水素を充填するためである。   After step S100 in FIG. 2, the inside of each glass capillary 12 is evacuated (step S110), and the end portion 12e of each glass capillary 12 is sealed (step S120). This is because high-purity hydrogen is filled in the glass capillary 12 later.

図６は、各ガラス細管１２の内部を真空引きし、各ガラス細管１２の終端部１２ｅを封止する様子を示す説明図である。図示するように、この工程では、図５に示した部材を真空チャンバ４００内に設置し、真空チャンバ４００に併設された真空ポンプ４１０を駆動するとともに、真空チャンバ４００に接続された配管４３０に配設されたバルブ４２０を開弁して、真空チャンバ４００内を真空引きすることによって、各ガラス細管１２の内部の真空引きを行う。そして、図示しない圧力計によって真空チャンバ４００内の圧力を測定し、所定の真空度以下になった後、真空チャンバ４００の内部に備えられたアイロン４４０を用いて、ガラス細管１２の終端部１２ｅを熱処理によって溶着し、封止する。そして、これを真空チャンバ４００から取り出し、ガラス細管１２の終端部１２ｅのまだ接着されていない残りの部分を、既に巻き取られているガラス細管１２に接着する。このようにして、ガラス細管１２内が真空状態のロールユニット１０が完成する。図７は、ロールユニット１０の外観図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the inside of each glass tube 12 is evacuated and the terminal end 12 e of each glass tube 12 is sealed. As shown in the figure, in this step, the members shown in FIG. 5 are installed in the vacuum chamber 400, the vacuum pump 410 provided in the vacuum chamber 400 is driven, and the pipe 430 connected to the vacuum chamber 400 is arranged. The inside of each glass tube 12 is evacuated by opening the provided valve 420 and evacuating the vacuum chamber 400. Then, the pressure in the vacuum chamber 400 is measured with a pressure gauge (not shown), and after the pressure becomes a predetermined vacuum level or less, the terminal portion 12e of the glass thin tube 12 is attached using the iron 440 provided in the vacuum chamber 400. Weld and seal by heat treatment. Then, this is taken out from the vacuum chamber 400, and the remaining unbonded portion of the end portion 12e of the glass capillary 12 is bonded to the glass capillary 12 that has already been wound. In this way, the roll unit 10 in which the inside of the glass thin tube 12 is in a vacuum state is completed. FIG. 7 is an external view of the roll unit 10.

図２のステップＳ１２０の後、高圧水素環境下でロールユニット１０に赤外線を照射し、ガラス細管１２内に水素を充填する（ステップＳ１３０）。   After step S120 of FIG. 2, the roll unit 10 is irradiated with infrared rays in a high-pressure hydrogen environment, and hydrogen is filled into the glass capillary 12 (step S130).

図８は、ロールユニット１０のガラス細管１２内に水素を充填する様子を示す説明図である。図示するように、この工程では、ロールユニット１０を高圧チャンバ５００内に設置し、高圧チャンバ５００に併設された高圧ポンプ５１０を駆動するとともに、高圧チャンバ５００に接続された配管５３０に配設されたバルブ５２０を開弁して、高圧チャンバ５００内に高圧水素を供給する。本実施例では、高圧チャンバ５００内の水素圧を１００（ＭＰａ）程度とした。そして、この高圧水素環境下で、高圧チャンバ５００内に備えられた赤外線ランプ５４０によってロールユニット１０のガラス細管１２に赤外線を照射し、ガラス細管１２内に高圧水素を充填する。なお、ガラス細管１２を透過してガラス細管１２内に水素が充填される原理は、先に説明したガラス細管１２を透過して水素が放出される原理と同じであり、各ガラス細管１２内には、高圧チャンバ５００内の圧力とほぼ同じ圧力の高圧水素が充填される。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state where hydrogen is filled in the glass thin tube 12 of the roll unit 10. As shown in the figure, in this process, the roll unit 10 is installed in the high-pressure chamber 500, the high-pressure pump 510 provided in the high-pressure chamber 500 is driven, and the roll unit 10 is disposed in the pipe 530 connected to the high-pressure chamber 500. The valve 520 is opened to supply high-pressure hydrogen into the high-pressure chamber 500. In this embodiment, the hydrogen pressure in the high-pressure chamber 500 is set to about 100 (MPa). And under this high-pressure hydrogen environment, infrared rays are irradiated to the glass capillary 12 of the roll unit 10 by the infrared lamp 540 provided in the high-pressure chamber 500, and the glass capillary 12 is filled with high-pressure hydrogen. The principle that hydrogen is filled into the glass capillaries 12 through the glass capillaries 12 is the same as the principle that hydrogen is released through the glass capillaries 12 described above. Is filled with high-pressure hydrogen having the same pressure as that in the high-pressure chamber 500.

以上の工程を経て、高圧水素が充填されたロールユニット１０を製造することができる。   The roll unit 10 filled with high-pressure hydrogen can be manufactured through the above steps.

図２のステップＳ１３０の後、ロールユニット１０、および、赤外線ランプ３０を、ケース部材２０に収納し（ステップＳ１４０）、ケース部材２０と、蓋部材４０と、ガスケット５０とをボルト締めする（図１参照）。   After step S130 of FIG. 2, roll unit 10 and infrared lamp 30 are housed in case member 20 (step S140), and case member 20, lid member 40, and gasket 50 are bolted (FIG. 1). reference).

以上の工程を経て、本実施例の水素供給装置１００を製造することができる。   Through the above steps, the hydrogen supply device 100 of this embodiment can be manufactured.

以上説明した本実施例の水素供給装置１００によれば、水素貯蔵容器として、比較的軽量なガラス細管１２を用いるので、水素供給装置１００の軽量化を図ることができる。また、ロールユニット１０において、ガラス細管１２が芯材１４に渦巻き状に巻き付けられており、芯材１４の内側からすべてのガラス細管１２に赤外線を照射することができるので、ガラス細管１２の内部に貯蔵された水素を効率よく放出することができる。   According to the hydrogen supply apparatus 100 of the present embodiment described above, since the relatively light glass thin tube 12 is used as the hydrogen storage container, the weight of the hydrogen supply apparatus 100 can be reduced. In the roll unit 10, the glass thin tube 12 is wound around the core material 14 in a spiral shape, and all the glass thin tubes 12 can be irradiated with infrared rays from the inside of the core material 14. The stored hydrogen can be released efficiently.

Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。 C. Variation:
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and implementation in various aspects is possible within the range which does not deviate from the summary. It is. For example, the following modifications are possible.

Ｃ１．変形例１：
上記実施例では、ガラス細管１２の製造時に、始端部１２ｓが閉塞されたガラス細管１２を製造するものとしたが、本発明は、これに限られない。始端部１２ｓが開口したガラス細管１２を製造し、始端部１２ｓを熱処理によって溶着して封止するものとしてもよい。始端部１２ｓの熱処理のよる溶着は、先に説明した終端部１２ｅの溶着と同様に、アイロンを用いて行うことができる。 C1. Modification 1:
In the said Example, although the glass capillary 12 with which 12 s of starting ends were obstruct | occluded was manufactured at the time of manufacture of the glass capillary 12, this invention is not limited to this. It is good also as what manufactures the glass thin tube 12 with which the start end part 12s opened, and welds and seals the start end part 12s by heat processing. The welding by the heat treatment of the start end portion 12s can be performed using an iron, similarly to the welding of the end portion 12e described above.

Ｃ２．変形例２：
上記実施例では、ガラス細管１２の終端部１２ｅを熱処理によって溶着し、封止するものとしたが、本発明は、これに限られない。ガラス細管１２の終端部１２ｅに、封止剤を充填する等、他の方法で封止するものとしてもよい。 C2. Modification 2:
In the said Example, although the terminal part 12e of the glass thin tube 12 shall be welded and sealed by heat processing, this invention is not limited to this. It is good also as what seals by the other methods, such as filling the termination | terminus part 12e of the glass thin tube 12 with a sealing agent.

Ｃ３．変形例３：
上記実施例では、ガラス細管１２を構成するガラスは、赤外線ランプ３０からの照射光によって共振する鉄系材料を含むものとしたが、本発明は、これに限られない。ガラス細管１２を構成するガラスは、一般に、照射装置から照射される所定波長を有する照射光が照射されることによって共振する所定の物質を含み、照射光が照射されたときに、上記物質が共振して分子間の距離が広がることによって、水素が透過可能となるガラスであればよく、所定波長、および、所定の物質の組み合わせは、適宜選択可能である。 C3. Modification 3:
In the said Example, although the glass which comprises the glass thin tube 12 shall contain the iron-type material resonated with the irradiation light from the infrared lamp 30, this invention is not limited to this. The glass constituting the glass capillary 12 generally includes a predetermined substance that resonates when irradiated with irradiation light having a predetermined wavelength irradiated from an irradiation device, and the substance resonates when irradiated with irradiation light. As long as the distance between the molecules is widened, any glass that allows hydrogen to permeate may be used, and the combination of the predetermined wavelength and the predetermined substance can be appropriately selected.

Ｃ４．変形例４：
上記実施例では、ロールユニット１０の芯材１４の内側に赤外線ランプ３０を配置するものとしたが、ロールユニット１０の外側に赤外線ランプ３０を配置するものとしてもよい。ただし、芯材１４の内側に赤外線ランプ３０を配置することによって、水素供給装置１００をコンパクトに構成することができる。 C4. Modification 4:
In the above embodiment, the infrared lamp 30 is arranged inside the core member 14 of the roll unit 10, but the infrared lamp 30 may be arranged outside the roll unit 10. However, the hydrogen supply device 100 can be made compact by disposing the infrared lamp 30 inside the core member 14.

本発明の一実施例としての水素供給装置１００の概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the hydrogen supply apparatus 100 as one Example of this invention. 水素供給装置１００の製造工程を示す説明図である。5 is an explanatory view showing a manufacturing process of the hydrogen supply device 100. FIG. ガラス細管１２の製造方法の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the glass thin tube 12 typically. ガラス細管１２の芯材１４への巻き取りについて示す説明図である。It is explanatory drawing shown about winding to the core material 14 of the glass thin tube 12. FIG. 複数のガラス細管１２が芯材１４に巻き取られた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state by which the some glass thin tube 12 was wound up by the core material 14. FIG. 各ガラス細管１２の内部を真空引きし各ガラス細管１２の終端部１２ｅを封止する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the inside of each glass tube 12 is evacuated and the terminal part 12e of each glass tube 12 is sealed. ロールユニット１０の外観図である。1 is an external view of a roll unit 10. FIG. ロールユニット１０のガラス細管１２内に水素を充填する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that hydrogen is filled in the glass thin tube 12 of the roll unit 10. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１００…水素供給装置
１０…ロールユニット
１２…ガラス細管
１２ｅ…終端部
１２ｓ…始端部
１４…芯材
１４２…棒状部材
１４４…支持部材
２０…ケース部材
２２…水素供給口
３０…赤外線ランプ
４０…蓋部材
４２…電源端子
５０…ガスケット
２００…タンク
２１０…溶融ガラス吐出口
２２０…空気吐出口
２４０…溶融ガラス
３００…電磁石
３２０…押さえ部材
４００…真空チャンバ
４１０…真空ポンプ
４２０…バルブ
４３０…配管
４４０…アイロン
５００…高圧チャンバ
５１０…高圧ポンプ
５２０…バルブ
５３０…配管
５４０…赤外線ランプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Hydrogen supply apparatus 10 ... Roll unit 12 ... Glass capillary 12e ... Termination part 12s ... Start end part 14 ... Core material 142 ... Rod-shaped member 144 ... Support member 20 ... Case member 22 ... Hydrogen supply port 30 ... Infrared lamp 40 ... Cover member DESCRIPTION OF SYMBOLS 42 ... Power supply terminal 50 ... Gasket 200 ... Tank 210 ... Molten glass discharge port 220 ... Air discharge port 240 ... Molten glass 300 ... Electromagnet 320 ... Holding member 400 ... Vacuum chamber 410 ... Vacuum pump 420 ... Valve 430 ... Pipe 440 ... Iron 500 ... High-pressure chamber 510 ... High-pressure pump 520 ... Valve 530 ... Piping 540 ... Infrared lamp

Claims (8)

水素貯蔵容器の製造方法であって、
所定波長を有する照射光が照射されることによって、水素が透過可能となるガラスからなる中空状のガラス細管を製造するガラス細管製造工程と、
前記ガラス細管を、所定の芯材に巻き取る巻き取り工程と、
前記ガラス細管の終端部から、前記ガラス細管内を真空引きする真空引き工程と、
前記ガラス細管内が真空引きされた状態で、前記ガラス細管の終端部を封止する終端部封止工程と、
前記終部端封止工程の後、高圧水素環境下で、前記ガラス細管に対して、前記照射光を照射することによって前記物質を共振させ、前記ガラス細管内に水素を充填する水素充填工程と、
を備える製造方法。 A method for producing a hydrogen storage container, comprising:
A glass tube manufacturing process for manufacturing a hollow glass tube made of glass that allows hydrogen to pass through when irradiated with irradiation light having a predetermined wavelength;
A winding step of winding the glass thin tube around a predetermined core material;
A vacuuming step of evacuating the inside of the glass capillary from the terminal end of the glass capillary,
In a state where the inside of the glass thin tube is evacuated, a terminal end sealing step for sealing the terminal end of the glass thin tube;
A hydrogen filling step of resonating the substance by irradiating the glass thin tube with the irradiation light in a high-pressure hydrogen environment after the end-end sealing step, and filling the glass thin tube with hydrogen; ,
A manufacturing method comprising: 請求項１記載の製造方法であって、
前記終端部封止工程は、熱処理によって前記ガラス細管を溶着する工程を含む、
製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The end portion sealing step includes a step of welding the glass capillary by heat treatment.
Production method. 請求項１記載の製造方法であって、
前記ガラス細管製造工程は、前記ガラス細管の始端部を封止する始端部封止工程を含む、
製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The glass thin tube manufacturing step includes a start end sealing step for sealing a start end of the glass thin tube,
Production method. 請求項３記載の製造方法であって、
前記始端部封止工程は、熱処理によって前記ガラス細管を溶着する工程を含む、
製造方法。 It is a manufacturing method of Claim 3, Comprising:
The starting end sealing step includes a step of welding the glass capillary by heat treatment.
Production method. 請求項１ないし４のいずれかに記載の製造方法であって、
前記巻き取り工程は、前記始端部を前記芯材に接着する始端部接着工程、および、前記終端部の近傍を既に巻き取られている前記ガラス細管に接着する終端部接着工程のうちの少なくとも一方を含む、
製造方法。 A manufacturing method according to any one of claims 1 to 4,
The winding step includes at least one of a starting end portion bonding step for bonding the starting end portion to the core member, and a terminal end portion bonding step for bonding the vicinity of the terminal end portion to the glass capillary already wound. including,
Production method. 請求項１ないし５のいずれかに記載の製造方法であって、
前記ガラス細管製造工程は、複数の前記ガラス細管を製造する工程を含み、
前記巻き取り工程は、前記複数のガラス細管を、前記芯材に巻き取る工程を含む、
製造方法。 A manufacturing method according to any one of claims 1 to 5,
The glass thin tube manufacturing step includes a step of manufacturing a plurality of the glass thin tubes,
The winding step includes a step of winding the plurality of glass capillaries around the core material,
Production method. 請求項６記載の製造方法であって、
前記巻き取り工程は、前記複数のガラス細管を、前記芯材に、同時に巻き取る工程を含む、
製造方法。 The manufacturing method according to claim 6,
The winding step includes a step of winding the plurality of glass capillaries around the core material at the same time.
Production method. 請求項１ないし７のいずれかに記載の製造方法であって、
前記ガラスは、鉄系材料を含み、
前記所定波長は、赤外線領域の波長である、
製造方法。 A manufacturing method according to any one of claims 1 to 7,
The glass includes an iron-based material,
The predetermined wavelength is a wavelength in an infrared region,
Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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