JP2009121568A - 燃料ガス供給装置およびそれを備える移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】ダクトによって隔室とした場合に溶栓弁の応答性を向上する。
【解決手段】溶栓弁を内部に含むダクト５０のうちの第１のダクト部分５０ｃを良伝熱性材料により形成し、この第１のダクト部分５０ｃの内壁に溶栓弁４２を接触した状態で配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、高圧の燃料ガスを燃料電池等の供給先に供給する燃料ガス供給装置と、前記燃料ガス供給装置を備える移動体とに関する。

一般に、この種の燃料ガス供給装置では、高圧の燃料ガスを内部に貯蔵する高圧ガスタンクを備え、この高圧ガスタンクに貯蔵された燃料ガスを燃料ガス供給用配管により供給先に送るように構成されている。高圧ガスタンクでは、雰囲気温度が火災等の何らかの理由で異常上昇すると、高圧ガスタンク内の内圧上昇によって高圧ガスタンクの耐久性が低下するという不具合がある。

そこで、このような不具合を解消するために、従来、高圧ガスタンクにガスを逃すための高圧ガス放出用配管を設け、この高圧ガス放出用配管に雰囲気温度の上昇により開弁する溶栓弁を設けた構成が提案されている。溶栓弁は、雰囲気温度の異常上昇により過熱されると、溶栓が溶け出して高圧ガス放出用配管が開弁される構造になっており、例えば、特許文献１〜５に記載されている。

特開２００５−３１５２９４号公報 特開２００４−１１７６５号公報 特開２００４−１３６８２８号公報 特開２００６−１８８１６９号公報 特開２００７−１５５０２７号公報

上記従来の構成の燃料ガス供給装置を自動車に搭載しようとする場合には、高圧ガスタンクと燃料ガス供給用配管との接続部分や高圧ガス放出用配管等からの万が一のガス漏れを想定して、これらの回りをダクトにより囲って（隔室として）、車外に漏れガスを放出可能とすることが行われている。

かかる構成のダクトを備えた場合、溶栓弁もダクト内部に含まれることになる。このために、例えば、火炎等によって高圧ガスタンクが高温にさらされたとき、ダクトにより溶栓弁への伝熱が妨げられ、溶栓弁が開く前に高圧ガスタンクの内圧が許容圧を超えてしまうことがあった。すなわち、ダクトによって溶栓弁への伝熱が悪化し、溶栓弁の応答性が低下するという問題が発生した。

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、ダクトによって隔室とした場合に溶栓弁の応答性を向上することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
を備える燃料ガス供給装置において、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管と前記安全弁とを内部に含むダクトと
を備え、
前記安全弁は、
前記ダクトの内壁に接触した状態で配置され、
前記ダクトは、
当該ダクトのうちの前記安全弁と接触する部分を含む所定の範囲を、良伝熱性材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。

適用例１に記載の燃料ガス供給装置によれば、安全弁を内部に含むダクトのうちの所定の範囲が良伝熱性材料により形成され、この所定の範囲の内壁に安全弁は接触した状態で配置される。このために、安全弁は、例えダクトによって囲われていても、ダクトの前記所定の範囲の壁面から直接熱を受ける。したがって、ダクトにより安全弁への伝熱が悪化することがないことから、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

［適用例２］
適用例１に記載の燃料ガス供給装置であって、良伝熱性を有すると共に、前記安全弁の外周の少なくとも一部と前記ダクトの前記所定の範囲の内壁との間を連結する連結部材を備える燃料ガス供給装置。この構成によれば、安全弁は、ダクトとの間の接触を、直接接触した部分だけではなく連結部材を介して行うことができる。このために、ダクトからの熱をより効率よく受けることができる。したがって、安全弁の応答性をより向上することができる。

［適用例３］
適用例２に記載の燃料ガス供給装置であって、前記連結部材は、板形状であり、少なくとも片端が前記内壁に接合され、表面が前記安全弁の前記外周の一部に沿わして接触された構成である、燃料ガス供給装置。この構成によれば、板形状の連結部材の表面を安全弁の外周の一部に沿わして接触させることができることから、より大きな接触面積での接触が可能となる。したがって、安全弁の応答性をより一層向上することができる。

［適用例４］
適用例２に記載の燃料ガス供給装置であって、前記連結部材は、棒形状であり、一端が前記安全弁の外周に接続され、他端が前記ダクトの前記所定の範囲に接続された構成である、燃料ガス供給装置。この構成によれば、棒形状の連結部材で安全弁を支えながら、安全弁とダクトの間の伝熱を図ることができる。

［適用例５］
適用例１に記載の燃料ガス供給装置であって、前記ダクトは、前記所定の範囲を、前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で前記安全弁と接触面積を増大させ得る形状に変形する材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。この構成によれば、高圧ガスタンクが高温にさらされるとき、安全弁が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度の段階で、ダクトは変形して安全弁との間の接触面積が増大される。このために、この第２の温度の段階で安全弁へのダクトからの熱伝導性が向上することから、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

［適用例６］
適用例１に記載の燃料ガス供給装置であって、前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で、前記所定の範囲を前記安全弁と接触面積を増大させ得る形状に変形させる加圧手段を備える燃料ガス供給装置。この構成によれば、高圧ガスタンクが高温にさらされるとき、安全弁が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度の段階で、ダクトは、加圧手段からの圧力を受けて変形し、安全弁との間の接触面積が増大される。このために、この第２の温度の段階で安全弁へのダクトからの熱伝導性が向上することから、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

［適用例７］
高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
を備える燃料ガス供給装置において、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管と前記安全弁とを内部に含むダクトと
を備え、
前記ダクトは、
当該ダクトのうちの所定の範囲を、良伝熱性を有すると共に、前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で前記安全弁と接触し得る形状に変形する良伝熱性・可変材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。

適用例７に記載の燃料ガス供給装置によれば、安全弁を内部に含むダクトのうちの所定の範囲が、良伝熱性を有すると共に、第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で安全弁と接触し得る形状に変形する良伝熱性・可変材料により形成されている。このために、高圧ガスタンクが高温にさらされるとき、安全弁が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度の段階で、ダクトは変形して安全弁との間の接触面積が増大される。したがって、この第２の温度の段階で安全弁へのダクトからの熱伝導性が向上することから、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

［適用例８］
前記良伝熱性・可変材料は、形状記憶合金である適用例７に記載の燃料ガス供給装置。この構成によれば、第２の温度以上の温度での変形を簡単な構成で実現することができる。

［適用例９］
高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
を備える燃料ガス供給装置において、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管と前記安全弁とを非接触の状態で内部に含むダクトと
を備え、
前記ダクトは、所定の範囲を良伝熱性材料により形成した構成であり、
前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で、前記所定の範囲を前記安全弁と接触し得る形状に変形させる加圧手段
をさらに備える燃料ガス供給装置。

適用例９に記載の燃料ガス供給装置によれば、高圧ガスタンクが高温にさらされるとき、安全弁が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度の段階で、ダクトは、加圧手段からの圧力を受けて変形し、安全弁との間の接触面積が増大される。したがって、この第２の温度の段階で安全弁へのダクトからの熱伝導性が向上することから、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

［適用例１０］
前記加圧手段は、前記ダクトの所定の範囲の周囲に配設した形状記憶合金である適用例９に記載の燃料ガス供給装置。この構成によれば、第２の温度以上の温度での変形を簡単な構成で実現することができる。

［適用例１１］
高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
を備える燃料ガス供給装置において、
前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管を内部に含むダクトと
を備え、
前記安全弁は、
前記ダクトの壁部に埋設され、
前記ダクトは、
当該ダクトのうちの前記安全弁が埋設された部分を含む所定の範囲を、良伝熱性材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。

適用例１１に記載の燃料ガス供給装置によれば、ダクトのうちの所定の範囲が良伝熱性材料により形成され、この所定の範囲の壁部に安全弁が埋設される。このために、安全弁は、ダクトの前記所定の範囲から直接熱を受ける。したがって、ダクトにより安全弁への伝熱が悪化することがないことから、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

［適用例１２］
適用例１ないし１１のいずれかに記載の燃料ガス供給装置であって、前記ダクトは、前記高圧ガスタンクに接続される側と反対の側の端部が大気に開放された構成である、燃料ガス供給装置。この構成によれば、高圧ガスタンクと高圧ガス放出用配管との接続箇所や、安全弁の接続箇所等から万が一漏れガスが発生した場合に、ダクトにより漏れガスを大気に開放することができる。

［適用例１３］
適用例１ないし１２のいずれかに記載の燃料ガス供給装置であって、前記燃料ガスは水素含有ガスであり、前記供給先は燃料電池である、燃料ガス供給装置。この構成によれば、燃料電池を動作させることができる。

［適用例１４］
適用例１ないし１３のいずれかに記載の燃料ガス供給装置であって、前記安全弁は、前記第１の温度以上の高温で溶けることにより開弁する溶栓弁である、燃料ガス供給装置。この構成によれば、安全弁を簡単な構成で確実に動作させることができる。

［適用例１５］
適用例１ないし１４のいずれかに記載の燃料ガス供給装置を備えた移動体。この構成によれば、移動体において、ダクトにより隔室を形成することができ、その上で、安全弁の応答性の向上を図ることができる。

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、本発明の燃料ガス供給装置を備える燃料電池システムの形態、本発明の移動体を車両とした形態等で実現することが可能である。また、請求項５に記載の燃料ガス供給装置において、請求項８の内容、すなわち、変形する材料は形状記憶合金である構成としてもよい。さらに、請求項６に記載の燃料ガス供給装置において、請求項１０の内容、すなわち、前記加圧手段は前記ダクトの所定の範囲の周囲に配設した形状記憶合金である構成としてもよい。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料ガス供給装置を搭載する自動車１の概略構成図である。自動車１は、車両前方部のエンジンルーム内に配置された燃料電池３と、燃料電池３に高圧の燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置１０とを備える。

燃料電池３は、水素を含んだ水素ガスと酸素を含んだ酸化剤ガス（例えば、空気）の供給を受けて、水素極と酸素極において、電気化学反応を起こし、電力を発生させている。

燃料ガス供給装置１０は、車両後方部のトランクルーム内に配置された高圧ガスタンク２０と、高圧ガスタンク２０に一端３０ａが接続され、他端３０ｂが燃料電池３に接続される燃料ガス供給用配管３０とを備える。高圧ガスタンク２０は、燃料ガスとしての水素ガスを高圧状態で貯蔵するタンクである。

図２は、燃料ガス供給用配管３０の上流側周辺を示す説明図である。図中の（ａ）には断面を示し、図中の（ｂ）には（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視の端面を示した。図示するように、燃料ガス供給用配管３０の上流、すなわち高圧ガスタンク２０と接続される一端３０ａ付近には、水素ガスの流れを止めるための主止弁３２と、ガス圧を一定にするためのレギュレータ３４とが設けられている。

高圧ガスタンク２０には、また、高圧ガスタンク内の燃料ガスを放出するための高圧ガス放出用配管４０が設けられている。高圧ガス放出用配管４０の一端４０ａは、高圧ガスタンク２０における前記燃料ガス供給用配管３０の一端３０ａが接続される面と同じ面（以下、「底面」と呼ぶ）２０ａに接続されている。高圧ガス放出用配管４０の他端４０ｂは、開放されている。

高圧ガス放出用配管４０には、溶栓弁４２が設けられている。溶栓弁４２は、所定の温度（以下、「第１の温度」と呼ぶ。例えば１１０℃）以上の高温で可溶合金４２ａが溶けることにより開口するものである。火災等により高温となったときに、溶栓弁４２が開口して、高圧ガス放出用配管４０から高圧ガスタンク２０内の水素ガスを放出する。なお、溶栓弁４２の外形は円柱形状となっている。

高圧ガスタンク２０には気体を流すための配管であるダクト５０が取り付けられている。詳細には、ダクト５０は、円筒形状であり、
（ｉ）ダクト５０の一端５０ａが、上記燃料ガス供給用配管３０や高圧ガス放出用配管４０が接続される底面２０ａに接続され、
（ii）燃料ガス供給用配管３０における所定の範囲と、高圧ガス放出用配管４０の全体と、溶栓弁４２とを一括して囲い、すなわち内部に含み、
（iii）ダクト５０の他端５０ｂ（図１）は、車外に開いた、すなわち、大気に開放された、
構成となっている。ここで、上記燃料ガス供給用配管３０における所定の範囲とは、燃料ガス供給用配管３０における主止弁３２とレギュレータ３４とを少なくとも含む範囲である。

ダクト５０は、上記（ｉ）〜（iii）の構成により、高圧ガスタンク２０と燃料ガス供給用配管３０との接続箇所や、燃料ガス供給用配管３０に設けられた主止弁３２やレギュレータ３４等の付加パーツの接続箇所や、溶栓弁４２の接続箇所や、高圧ガス放出用配管４０の開放端５０ｂ等のガス漏れの虞がある箇所を隔室とすることができ、万が一それらの箇所からガス漏れが生じた場合に、漏れた水素ガスを車外に放出することができる。

さらに本実施例では、溶栓弁４２は、ダクト５０の内壁に接触するように配置されている。すなわち、溶栓弁４２は、その溶栓弁４２の側面がダクト５０の内壁に接触するように、高圧ガス放出用配管４０の位置および溶栓弁４２のサイズ等が設計されている。なお、本実施例では、前述したように溶栓弁４２の外形は円柱形状であることから、溶栓弁４２とダクト５０の内壁との接触は線状となる。溶栓弁４２の外形は、円柱形状に替えて直方体形状としてもよく、この場合には、ダクト５０の内壁との接触を面状とすることができ、接触面積を増大させることができる。

ダクト５０は、上流側の第１のダクト部分５０ｃと下流側の第２のダクト部分５０ｄとに区分けされている。第１のダクト部分５０ｃは、溶栓弁４２との接触部分を少なくとも含む上記一端５０ａからの所定の範囲に対応するものである。第２のダクト部分５０ｄは第１のダクト部分５０ｃを除いた部分である。第１のダクト部分５０ｃは、例えば鉄、アルミニウム等の金属製であり、伝熱性に優れたものとなっている。第２のダクト部分５０ｄは、難燃性樹脂製である。

なお、第２のダクト部分５０ｄは、難燃性樹脂製に替えて金属製としてもよい。また、第２のダクト部分５０ｄは、第２のダクト部分５０ｄと同一の材料として、ダクト５０は第１のダクト部分５０ｃと第２のダクト部分５０ｄとに区分けされていない構成としてもよい。また、第１のダクト部分５０ｃについても必ずしも金属製である必要はなく、良伝熱性の材料であれば樹脂製としてもよい。すなわち、第１のダクト部分５０ｃは、良伝熱性の材料であればどのような材料により形成してもよい。

以上のように構成された燃料ガス供給装置１０によれば、溶栓弁を内部に含むダクト５０のうちの第１のダクト部分５０ｃが良伝熱性材料により形成され、この第１のダクト部分５０ｃの内壁に溶栓弁４２は接触した状態で配置される。このために、溶栓弁４２は、例えダクト５０によって囲われていても、ダクト５０の第１のダクト部分５０ｃの壁面から直接熱を受ける。したがって、ダクト５０により溶栓弁４２への伝熱が悪化することがないことから、溶栓弁４２の応答性の向上を図ることができる。

Ｂ．第２実施例：
図３は、本発明の第２実施例としての燃料ガス供給装置１１０を説明するための説明図である。図中の（ａ）には断面を示し、図中の（ｂ）には（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視の端面を示した。本実施例の燃料ガス供給装置１１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と比較して、同一の構成を備え、その上で後述する金属板１４４が付加されただけのものである。なお、第１実施例と同一の部分には第１実施例と同じ符号で以下説明する。この燃料ガス供給装置１１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と同様に、自動車に搭載され、燃料電池に燃料ガスを供給する。

図示するように、ダクト５０の第１のダクト部分５０ｃの内壁に接触して配置された溶栓弁４２の外周（外周を外側の１周とすると、厳密には外周の一部）に沿わすように、金属板１４４が配置されている。すなわち、金属板１４４は、４角形の板形状であり、溶栓弁４２の少なくとも半周に沿わすことができるように湾曲している。金属板１４４は、第１のダクト部分５０ｃと同一の材料、すなわち、鉄、アルミニウム等の金属製であり、伝熱性に優れたものとなっている。金属板１４４は、溶栓弁４２を挟んだ状態（包み込んだ状態）で両端が第１のダクト部分５０ｃの内壁に接合されており、溶栓弁４２の前記接触部分の反対側の外周に対して密に接触している。

上記構成の第２実施例によれば、溶栓弁４２は、ダクト５０との間の接触を、直接接触した部分だけではなく、金属板１４４を介して行うことができる。このために、ダクト５０からの熱を効率よく受けることができる。特に本実施例では、金属板１４４の表面を溶栓弁４２の外周の一部に沿わして接触させることができることから、接触面積を増大させることができる。このため、ダクト５０からの熱をより効率よく受けることができる。したがって、溶栓弁４２の応答性をより向上することができる。

なお、金属板１４４は、必ずしも第１のダクト部分５０ｃと同一の材料により形成する必要はなく、他の金属材料により形成する構成としてもよい。さらに、金属板１４４に替えて、良伝熱性の材料であれば樹脂製の板材を使用してもよい。すなわち、良伝熱性の材料により形成したものであれば、どのような材料によって形成してもよい。また、金属板１４４はその両端が第１のダクト部分５０ｃの内壁に接合された構成であるが、これに換えて片端だけが接合された構成としてもよい。

Ｃ．第３実施例：
図４は、本発明の第３実施例としての燃料ガス供給装置２１０を説明するための説明図である。図中の（ａ）には断面を示し、図中の（ｂ）には（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視の端面を示した。本実施例の燃料ガス供給装置２１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と比較して、同一の構成を備え、その上で後述する支柱が付加されただけのものである。なお、第１実施例と同一の部分には第１実施例と同じ符号で以下説明する。この燃料ガス供給装置２１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と同様に、自動車に搭載され、燃料電池に燃料ガスを供給する。

図示するように、ダクト５０の第１のダクト部分５０ｃの内壁に接触して配置された溶栓弁４２の周面に、複数（図示の例では４つ）の支柱２４２、２４４，２４６，２４８が配置されている。複数の支柱２４２〜２４８のそれぞれは、断面円形の棒形状であり、第１のダクト部分５０ｃと同一の材料、すなわち、鉄、アルミニウム等の金属製であり、伝熱性に優れたものとなっている。支柱２４２〜２４８のそれぞれは、一端が第１のダクト部分５０ｃの内壁に接続され、他端が溶栓弁４２の外周に接続されている。

上記構成の第３実施例によれば、溶栓弁４２は、ダクト５０との間の接触を、直接接触した部分だけではなく、複数の支柱２４２〜２４８を介して行うことができる。このために、ダクト５０からの熱を効率よく受けることができる。特に本実施例では、複数の支柱２４２〜２４８により接触させることができることから、接触面積を増大させることができる。このため、ダクト５０からの熱をより効率よく受けることができる。したがって、溶栓弁４２の応答性をより向上することができる。また、支柱２４２〜２４８により溶栓弁４２を第１のダクト部分５０ｃに押し付けた状態で支持することもできる。

なお、支柱２４２〜２４８は、必ずしも第１のダクト部分５０ｃと同一の材料により形成する必要はなく、他の金属材料により形成する構成としてもよい。さらに、良伝熱性の材料であれば樹脂製の棒材を使用してもよい。すなわち、良伝熱性の材料により形成したものであれば、どのような材料によって形成してもよい。また、支柱２４２〜２４８は、丸棒でなく必要はなく、角棒であってもよい。さらに、支柱は４本である必要もなくいずれの本数でもよい。

Ｄ．第４実施例：
図５は、本発明の第４実施例としての燃料ガス供給装置３１０に備えられるダクト３５０の一部を破断した斜視図である。本実施例の燃料ガス供給装置３１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と比較して、ダクト３５０と溶栓弁３４２の構成が相違し、その他の構成である燃料ガス供給用配管３０と高圧ガス放出用配管４０の構成は同一である。なお、第１実施例と同一の部分には第１実施例と同じ符号で以下説明する。この燃料ガス供給装置３１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と同様に、自動車に搭載され、燃料電池に燃料ガスを供給する。

図示するように、本実施例では、溶栓弁３４２は金属板３４４と一体となった形状となっている。すなわち、溶栓弁３４２は、金属板３４４を構成する２枚の金属片３４４ａ、３４４ｂを両翼として持つ形状となっている。金属板３４４は、例えば鉄、アルミニウム等の金属製であり、伝熱性に優れたものとなっている。

その上で、その金属板３４４がダクト３５０の周壁の一部となるようにダクト３５０を構成した。この構成により、溶栓弁３４２は、ダクト３５０の壁部の一部に溶栓弁３４２が埋設されている。なお、溶栓弁３４２に連結される高圧ガス放出用配管４０は適当なところで、ダクト３５０の壁部からダクト３５０の内側に突出し、第１実施例と同様に一端は高圧ガスタンク２０に接続され、他端は開放されている。ダクト３５０の金属板３４４以外の部分は、難燃性樹脂性である。なお、この部分は、難燃性樹脂性に換えて金属製としてもよく、金属板３４４との接合性に優れていれば、いずれの材料としてもよい。もちろん、金属板３４４と同一の材料により形成してもよい。

上記構成の第４実施例によれば、ダクト３５０のうちの金属板３４４部分が良伝熱性材料により形成され、この金属板３４４に溶栓弁３４２が埋設される。このために、溶栓弁３４２は、ダクト３５０の金属板３４４部分から直接熱を受ける。したがって、ダクト３５０により溶栓弁３４２への伝熱が悪化することがないことから、溶栓弁３４２の応答性の向上を図ることができる。

なお、金属板３４４は、良伝熱性を持つ樹脂製の板としてもよい。また、良伝熱性を持つ材料であれば、金属、樹脂以外の材料により形成されたものとしてもよい。さらに、溶栓弁は必ずしも金属板と一体となった形状でなくてもよく、筒状のダクトの壁部に直接埋め込まれた構成としてもよい。なお、第４実施例では、溶栓弁３４２は、その一部分がダクト３５０の壁部から露出した構成となっているが、これに換えて、溶栓弁の全体がダクトの内部に埋まった構成としてもよい。

Ｅ．第５実施例：
図６は、本発明の第５実施例としての燃料ガス供給装置４１０に備えられるダクト４５０の作用を示す説明図である。本実施例の燃料ガス供給装置４１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と比較して、ダクト４５０の第１のダクト部分４５０ｃの材料が相違するだけで、第１のダクト部分４５０ｃ以外の構成要素については同一である。なお、第１実施例と同一の部分には第１実施例と同じ符号で以下説明する。この燃料ガス供給装置１１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と同様に、自動車に搭載され、燃料電池に燃料ガスを供給する。

本実施例における第１のダクト部分４５０ｃは、形状記憶合金により形成されている。形状記憶合金は、所定の温度以上に加熱すると、覚えさせられた（記憶している）元の形に復元してしまう性質を持つ金属材料であり、本実施例では、チタンとニッケルの合金が使用されている。ここで、復元する所定の温度は、溶栓弁４２が開弁する第１の温度（１１０℃）よりも低い所定の温度（以下、「第２の温度」と呼ぶ）、例えば１００℃となるよう定められている。なお、チタンとニッケルの合金は、伝熱性にも優れた材料である。形状記憶合金は、チタンとニッケルの合金に換えて、鉄-マンガン-ケイ素合金等の他の種類のものとしてもよい。

図６は、第１のダクト部分４５０ｃの断面を示しており、図中の（ａ）が第２の温度よりも低い温度であるときのものである。図中の（ａ）に示すように、第２の温度よりも低い温度であるとき、第１のダクト部分４５０ｃは、第１実施例と同じ断面形状をもつ。なお、溶栓弁４２は、第１実施例と同様に、第１のダクト部分４５０ｃの内壁に接触した状態で配置される。

図６中の（ｂ）が、第１のダクト部分４５０ｃの形状記憶合金が記憶している元の形である。第１のダクト部分４５０ｃの温度が、第２の温度よりも低い温度から第２の温度以上に変化したとき、図中の（ａ）から（ｂ）に示すように、第１のダクト部分４５０ｃは変形して、溶栓弁４２は狭小な空間に挟まれる。このとき、第１のダクト部分４５０ｃと溶栓弁４２との間の接触面積が増大する。

上記構成の第５実施例によれば、第１実施例と同様に、溶栓弁４２を内部に含むダクト４５０のうちの第１のダクト部分４５０ｃが良伝熱性材料により形成され、この所定の範囲の内壁に溶栓弁４２は接触した状態で配置される。このために、第１実施例と同様に、溶栓弁４２の応答性の向上を図ることができる。さらに、本実施例では、溶栓弁４２が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度の段階で、ダクト４５０の第１のダクト部分４５０ｃは変形して溶栓弁４２との間の接触面積が増大される。したがって、この第２の温度の段階で溶栓弁４２へのダクト４５０からの熱伝導性が向上することから、溶栓弁４２の応答性の向上をより一層図ることができる。

なお、第１のダクト部分４５０ｃは第２のダクト部分４５０ｄと接合されているため、第１のダクト部分４５０ｃは図６中の（ｂ）に示すように十分に変形しない虞がある。このため、第１のダクト部分４５０ｃは、溶栓弁４２を覆う部分だけではなく、より広い範囲とすることが望ましい。さらに、ダクト４５０の全体を形状記憶合金により形成してもよい。また、第１のダクト部分４５０ｃは、必ずしも形状記憶合金により形成したものでなくてもよく、形状記憶樹脂等の他の形状記憶材料に換えることもできる。なお、このとき形状記憶材料は良伝熱性である必要はある。

さらに、本実施例では、溶栓弁４２は、もともと第１のダクト部分４５０ｃの内壁に接触した状態で配置されていたが、これに換えて、図７に示すように、溶栓弁４２ｘは、第１のダクト部分４５０ｃの内壁から離れて配置された構成としてもよい。この構成によれば、第１のダクト部分４５０ｃが第２の温度よりも低い温度であるときは、図７の（ａ）に示すように、溶栓弁４２ｘは第１のダクト部分４５０ｃの内壁に対して非接触となっており、第２の温度以上となったときに、第１のダクト部分４５０ｃは変形し溶栓弁４２ｘと接触状態となる。この構成によっても、溶栓弁４２ｘの応答性の向上を図ることができる。

Ｆ．第６実施例：
図８は、本発明の第６実施例としての燃料ガス供給装置５１０に備えられるダクト５０の上流側周辺を示す説明図である。本実施例の燃料ガス供給装置５１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と比較して、同一の構成を備え、その上で後述するコイル５６０が付加されただけのものである。なお、第１実施例と同一の部分には第１実施例と同じ符号で以下説明する。この燃料ガス供給装置５１０は、第１実施例の燃料ガス供給装置１０と同様に、自動車に搭載され、燃料電池に燃料ガスを供給する。

図示するように、ダクト５０の第１のダクト部分５０ｃの周面には、コイル５６０が設けられている。コイル５６０は、形状記憶合金により形成されたもので、第１のダクト部分５０ｃの周面に巻回されている。形状記憶合金は、第１実施例と同様に、チタンとニッケルの合金が使用されている。復元する所定の温度は、第１実施例と同様に、溶栓弁４２が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度（例えば１００℃）となるよう定められている。形状記憶合金の記憶している元の形は、コイル５６０の径が縮小される形である。

図９は、第１のダクト部分５０ｃ周辺の断面を示しており、図中の（ａ）が第２の温度よりも低い温度であるときのものである。図中の（ａ）に示すように、第２の温度よりも低い温度であるとき、第１のダクト部分５０ｃは、第１実施例と同じ断面形状をもち、その周面をコイル５６０が巻回されている。なお、溶栓弁４２は、第１実施例と同様に、第１のダクト部分５０ｃの内壁に接触した状態で配置される。

図９中の（ｂ）が、第２の温度以上の温度であるときのものである。第１のダクト部分４５０ｃの温度が、第２の温度よりも低い温度から第２の温度以上に変化したとき、図中の（ａ）から（ｂ）に示すように、形状記憶合金製のコイル５６０の径が縮小される。これに伴い、第１のダクト部分５０ｃは変形して（押し潰されて）、溶栓弁４２は狭小な空間に挟まれる。このとき、第１のダクト部分５０ｃと溶栓弁４２との間の接触面積が増大する。

上記構成の第６実施例によれば、高圧ガスタンクが高温にさらされるとき、溶栓弁４２が開弁する第１の温度よりも低い第２の温度の段階で、第１のダクト部分４５０ｃは、形状記憶合金製のコイル５６０が変形する際の圧力を受けて変形し、溶栓弁４２との間の接触面積が増大される。したがって、第５実施例と同様に、この第２の温度の段階で溶栓弁４２への第１のダクト部分５０ｃからの熱伝導性が向上することから、溶栓弁４２の応答性の向上をより一層図ることができる。

なお、第１のダクト部分４５０ｃは、コイル５６０が変形する際の圧力により十分変形可能な強度であることが好ましい。コイル５６０は、必ずしも何周も巻回された構成である必要もなく、第１のダクト部分４５０ｃを変形することで溶栓弁４２との間の接触面積を増大させることができれば、一巻き（すなわちリング）としてもよい。さらには、コイル形状である必要もなく、第１のダクト部分４５０ｃを変形することで溶栓弁４２との間の接触面積を増大させることができれば、どのような形状の形状記憶材料に換えることもできる。

また、第１のダクト部分４５０ｃの周面にゴム製のチューブを巻いて、ポンプによりそのチューブ内に空気を吐出することにより、第１のダクト部分４５０ｃを変形させる構成に換えてもよい。要は、第１のダクト部分４５０ｃを溶栓弁４２と接触面積を増大させ得る形状に変形させることができる加圧手段であれば、いずれの構成としてもよい。

Ｇ．他の実施形態：
なお、本発明は上記した第１ないし第６実施例やそれらの変形例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て実施することが可能である。

（１）変形例１：
第２実施例では、溶栓弁４２の外周に沿わして配置された金属板１４４を、溶栓弁の外周の少なくとも一部とダクトの前記所定の範囲の内壁との間を連結する連結部材とし、第３実施例では、支柱２４２〜２４８を前記連結部材としていたが、連結部材はこうした板形状や棒形状に限る必要はなく、例えば網形状等の他の形状としてもよい。

（２）変形例２：
第１ないし第６実施例では、高圧ガスタンクに貯蔵される高圧の燃料ガスは、水素ガスであり、燃料ガスの供給先は燃料電池であったが、これに換えて、燃料ガスは、ガス燃料自動車の燃料であるＬＰＧ（液化石油）ガス、ＣＮＧ（圧縮天然）ガスとして、燃料ガスの供給先はそれらのエンジンとしてもよい。

（３）変形例３：
第１、２，３，５，６実施例では、ダクトは、燃料ガス供給用配管のうちの所定の範囲と高圧ガス放出用配管と溶栓弁とを内部に含む構成であったが、これに替えて、燃料ガス供給用配管は除いて、高圧ガス放出用配管と溶栓弁とを内部に含む構成としてもよい。また、第４実施例では、ダクトは、燃料ガス供給用配管のうちの所定の範囲と高圧ガス放出用配管とを内部に含む（溶栓弁はダクトの壁部に埋設されている）構成であったが、これに替えて、燃料ガス供給用配管は除いて、高圧ガス放出用配管を内部に含む（溶栓弁はダクトの壁部に埋設されている）構成としてもよい。

（４）変形例４：
第１ないし第６実施例では、第１の温度以上の高温で溶けることにより開弁する溶栓弁を本発明の「安全弁」としたが、安全弁は溶栓弁に限る必要はなく、高温で開弁するものであればよい。

（５）変形例５：
上記第１ないし第６実施例では、燃料ガス供給装置を備える移動体は、自動車であったが、これに換えて、電車等の自動車以外の車両としてもよい。また、車両にも限る必要はなく、船舶、飛行機等の他の移動体としてもよい。

本発明の第１実施例としての燃料ガス供給装置を搭載する自動車１の概略構成図である。 燃料ガス供給用配管３０の上流側周辺を示す説明図である。 本発明の第２実施例としての燃料ガス供給装置１１０を説明するための説明図である。 本発明の第３実施例としての燃料ガス供給装置２１０を説明するための説明図である。 本発明の第４実施例としての燃料ガス供給装置３１０に備えられるダクト３５０の一部を破断した斜視図である。 本発明の第５実施例としての燃料ガス供給装置４１０に備えられるダクト４５０の作用を示す説明図である。 本発明の第５実施例の変形例を示す説明図である。 本発明の第６実施例としての燃料ガス供給装置５１０に備えられるダクト５０の上流側周辺を示す説明図である。 ダクト５０に巻回されたコイル５６０の作用を示す説明図である。

符号の説明

１…自動車
３…燃料電池
１０…燃料ガス供給装置
２０…高圧ガスタンク
３０…燃料ガス供給用配管
３２…主止弁
３４…レギュレータ
４０…高圧ガス放出用配管
５０…ダクト
５０ａ…一端
５０ｂ…他端
５０ｃ…第１のダクト部分
５０ｄ…第２のダクト部分
１１０…燃料ガス供給装置
１４４…金属板
２１０…燃料ガス供給装置
２４２，２４４，２４６，２４８…支柱
３１０…燃料ガス供給装置
３４２…溶栓弁
３４４…金属板
３４４ａ，３４４ｂ…金属片
３５０…ダクト
４１０…燃料ガス供給装置
４５０…ダクト
４５０ｃ…第１のダクト部分
４５０ｄ…第２のダクト部分
５１０…燃料ガス供給装置
５６０…コイル

Claims (15)

1. 高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
   前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
   を備える燃料ガス供給装置において、
   前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
   前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
   前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管と前記安全弁とを内部に含むダクトと
   を備え、
   前記安全弁は、
   前記ダクトの内壁に接触した状態で配置され、
   前記ダクトは、
   当該ダクトのうちの前記安全弁と接触する部分を含む所定の範囲を、良伝熱性材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。
2. 請求項１に記載の燃料ガス供給装置であって、
   良伝熱性を有すると共に、前記安全弁の外周の少なくとも一部と前記ダクトの前記所定の範囲の内壁との間を連結する連結部材
   を備える燃料ガス供給装置。
3. 請求項２に記載の燃料ガス供給装置であって、
   前記連結部材は、
   板形状であり、少なくとも片端が前記内壁に接合され、表面が前記安全弁の前記外周の一部に沿わして接触された構成である、燃料ガス供給装置。
4. 請求項２に記載の燃料ガス供給装置であって、
   前記連結部材は、
   棒形状であり、一端が前記安全弁の外周に接続され、他端が前記ダクトの前記所定の範囲に接続された構成である、燃料ガス供給装置。
5. 請求項１に記載の燃料ガス供給装置であって、
   前記ダクトは、
   前記所定の範囲を、前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で前記安全弁と接触面積を増大させ得る形状に変形する材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。
6. 請求項１に記載の燃料ガス供給装置であって、
   前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で、前記所定の範囲を前記安全弁と接触面積を増大させ得る形状に変形させる加圧手段
   を備える燃料ガス供給装置。
7. 高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
   前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
   を備える燃料ガス供給装置において、
   前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
   前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
   前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管と前記安全弁とを内部に含むダクトと
   を備え、
   前記ダクトは、
   当該ダクトのうちの所定の範囲を、良伝熱性を有すると共に、前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で前記安全弁と接触し得る形状に変形する良伝熱性・可変材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。
8. 前記良伝熱性・可変材料は、形状記憶合金である請求項７に記載の燃料ガス供給装置。
9. 高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
   前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
   を備える燃料ガス供給装置において、
   前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
   前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
   前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管と前記安全弁とを非接触の状態で内部に含むダクトと
   を備え、
   前記ダクトは、所定の範囲を良伝熱性材料により形成した構成であり、
   前記第１の温度よりも低い第２の温度以上の温度で、前記所定の範囲を前記安全弁と接触し得る形状に変形させる加圧手段
   をさらに備える燃料ガス供給装置。
10. 前記加圧手段は、前記ダクトの所定の範囲の周囲に配設した形状記憶合金である請求項９に記載の燃料ガス供給装置。
11. 高圧の燃料ガスを貯蔵する高圧ガスタンクと、
    前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が前記燃料ガスの供給先に接続される燃料ガス供給用配管と
    を備える燃料ガス供給装置において、
    前記高圧ガスタンクに一端が接続され、他端が開放される高圧ガス放出用配管と、
    前記高圧放出用配管に設けられ、周囲温度が第１の温度以上となったときに開弁する安全弁と、
    前記高圧ガスタンクに取り付けられ、少なくとも前記高圧ガス放出用配管を内部に含むダクトと
    を備え、
    前記安全弁は、
    前記ダクトの壁部に埋設され、
    前記ダクトは、
    当該ダクトのうちの前記安全弁が埋設された部分を含む所定の範囲を、良伝熱性材料により形成した構成である、燃料ガス供給装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の燃料ガス供給装置であって、
    前記ダクトは、
    前記高圧ガスタンクに接続される側と反対の側の端部が大気に開放された構成である、燃料ガス供給装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の燃料ガス供給装置であって、
    前記燃料ガスは水素含有ガスであり、
    前記供給先は燃料電池である、燃料ガス供給装置。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の燃料ガス供給装置であって、
    前記安全弁は、前記第１の温度以上の高温で溶けることにより開弁する溶栓弁である、燃料ガス供給装置。
15. 請求項１ないし１４のいずれかに記載の燃料ガス供給装置を備えた移動体。

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