JP2009243675A - Gas discharge volume control device stagnant gas discharging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas discharge volume control device capable of preventing a resin liner in a hydrogen tank from being deformed inward. <P>SOLUTION: The gas discharge control device detects the strain of the hydrogen tank 2, and determines whether or not compressive stress is applied to the hydrogen tank 2 based upon the strain. Then, when the compressive stress is determined to be applied on the hydrogen tank 2, an on/off-valve 15 of the hydrogen tank 2 is controlled to be closed to prevent hydrogen gas from being discharged from the hydrogen tank 2. The lowering of the internal pressure of the hydrogen tank 2 is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガス放出量制御装置に関し、特にライナの外面が繊維強化樹脂部材で覆われたガスタンクから放出させるガスの放出量を制御するガス放出量制御装置、及び、ライナと繊維強化樹脂部材との間に滞留した滞留ガスを外部に放出する滞留ガス放出装置に関する。   The present invention relates to a gas discharge amount control device, and more particularly, a gas discharge amount control device that controls a discharge amount of gas discharged from a gas tank whose outer surface of a liner is covered with a fiber reinforced resin member, and a liner, a fiber reinforced resin member, and the like. It is related with the staying gas discharge | release apparatus which discharge | releases the staying gas stagnated in between.

例えば、燃料電池電気自動車は、水素と空気中の酸素を電気化学的に反応させて発電する燃料電池を搭載しており、燃料電池が発電した電気をモータに供給して走行するようになっている。燃料電池電気自動車には、高圧の水素ガスが充填される水素タンクが搭載されており、その水素タンクは、軽量化及び強度向上を図るべく、樽状の樹脂ライナの外面が繊維強化樹脂部材で覆われた構成を有している。   For example, a fuel cell electric vehicle is equipped with a fuel cell that generates electricity by electrochemically reacting hydrogen and oxygen in the air, and the electric power generated by the fuel cell is supplied to a motor to run. Yes. A fuel cell electric vehicle is equipped with a hydrogen tank filled with high-pressure hydrogen gas, and the hydrogen tank has a fiber-reinforced resin member on the outer surface of a barrel-shaped resin liner to reduce weight and improve strength. It has a covered configuration.

水素タンクの樹脂ライナは、樹脂ライナの外面を覆う繊維強化樹脂部材と比較して水素の透過率が高く、樹脂ライナの内部に水素ガスが大量に充填されて高圧状態にあるときは、樹脂ライナを透過した水素ガスが樹脂ライナと繊維強化樹脂部材との間に高圧状態で滞留するおそれがある。   The resin liner of the hydrogen tank has a higher hydrogen permeability than the fiber reinforced resin member covering the outer surface of the resin liner. When the resin liner is filled with a large amount of hydrogen gas and is in a high pressure state, the resin liner There is a possibility that the hydrogen gas that has permeated the gas stays in a high-pressure state between the resin liner and the fiber-reinforced resin member.

かかる状態で、水素ガスを燃料電池に供給するために水素タンクから水素ガスを放出すると、その水素ガスを放出した分だけ樹脂ライナの内部圧力であるタンク内圧力が低下する。ここで、例えば急加速時のように水素タンクから大量の水素ガスが放出されると、タンク内圧力が急激に低下して、タンク内圧力と滞留ガスとの圧力差が大きくなる。従って、滞留ガスの圧力によって樹脂ライナが内方に凹状に変形し、樹脂ライナの疲労割れの原因となるおそれがある。   In this state, when hydrogen gas is released from the hydrogen tank in order to supply hydrogen gas to the fuel cell, the tank internal pressure, which is the internal pressure of the resin liner, decreases by the amount of the hydrogen gas released. Here, when a large amount of hydrogen gas is released from the hydrogen tank, for example, at the time of rapid acceleration, the pressure in the tank rapidly decreases, and the pressure difference between the tank pressure and the staying gas increases. Therefore, the resin liner is deformed inwardly by the pressure of the staying gas, which may cause fatigue cracking of the resin liner.

特許文献１には、容器本体の内面に水素バリア層を形成して、水素ガスが樹脂ライナを透過するのを防ぎ、滞留ガスによる樹脂ライナの変形を防止する技術が示されている。また、特許文献２には、ガス容器のライナとアウタシェルとの間に滞留した滞留ガスをガス容器の口金に設けたガス抜き孔から抜く技術が示されている。   Patent Document 1 discloses a technique in which a hydrogen barrier layer is formed on the inner surface of a container body to prevent hydrogen gas from permeating through the resin liner and to prevent deformation of the resin liner due to stagnant gas. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses a technique for removing a staying gas staying between a liner and an outer shell of a gas container from a gas vent hole provided in a base of the gas container.

特開２００２-１８８７９４号公報JP 2002-188794 A 特開平１１−２１０９８８号公報JP-A-11-210988

しかしながら、水素バリア層を、容器本体の内面全面に亘って漏れなく完全に形成するのは困難であり、水素バリア層に未形成の箇所があった場合や、劣化等により水素バリア層に穴が開いていた場合には、漏れ出た水素ガスが樹脂ライナと繊維強化樹脂部材との間に滞留して樹脂ライナを変形させるおそれがある。   However, it is difficult to completely form the hydrogen barrier layer without leakage over the entire inner surface of the container main body, and there are holes in the hydrogen barrier layer due to deterioration or the like when there are unformed portions in the hydrogen barrier layer. If it is open, the leaked hydrogen gas may stay between the resin liner and the fiber reinforced resin member and deform the resin liner.

上記の滞留ガスに起因した樹脂ライナの変形という課題は、水素タンクに限定されるものではなく、ガス透過性を有するライナの外面を繊維強化樹脂部材で覆う構成を有するガスタンク全般に当てはまるものである。また、特許文献２の場合、ライナを透過したガスが口金のガス抜き孔から外部に常時放出され、ガス容器内のガスが時経過とともに減少することが懸念される。   The problem of deformation of the resin liner due to the above stagnant gas is not limited to a hydrogen tank, but applies to all gas tanks having a configuration in which the outer surface of a gas permeable liner is covered with a fiber reinforced resin member. . Further, in the case of Patent Document 2, there is a concern that the gas that has permeated through the liner is always released to the outside from the vent hole of the die, and the gas in the gas container decreases with time.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、滞留ガスに起因したライナの内方への変形を防止することができるガス放出量制御装置又は滞留ガス放出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a gas discharge amount control device or a stagnant gas discharge capable of preventing the inward deformation of the liner due to the stagnant gas. Is to provide a device.

上記課題を解決するための本発明によるガス放出量制御装置は、ライナの外面が繊維強化樹脂部材で覆われたガスタンクから放出させるガスの放出量を制御するガス放出量制御装置において、ライナの歪に応じてガスの放出量を制御することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a gas emission amount control device according to the present invention provides a gas emission amount control device for controlling the gas emission amount to be released from a gas tank whose outer surface is covered with a fiber reinforced resin member. The amount of gas emission is controlled according to the above.

本発明によれば、例えばライナの歪に基づいてライナに圧縮応力が作用していると判断した場合にガスの放出を停止することができる。ライナに圧縮応力が作用している場合には、ライナが内方に凹状に変形するおそれがあるので、ガスの放出を停止して、ライナの内部圧力であるタンク内圧力の低下を防ぎ、ライナと繊維強化樹脂部材との間に滞留している滞留ガスの圧力とライナの内部圧力であるタンク内圧との圧力差が拡大するのを防ぐ。これにより、滞留ガスの圧力によってライナが内方に凹状に変形するのを防ぐことができ、ライナの疲労割れを防止できる。   According to the present invention, for example, when it is determined that a compressive stress is acting on the liner based on the strain of the liner, the release of gas can be stopped. When compressive stress is applied to the liner, the liner may be deformed inwardly, so that gas release is stopped to prevent a decrease in the tank internal pressure, which is the internal pressure of the liner. And a pressure difference between the pressure of the staying gas staying between the fiber reinforced resin member and the tank internal pressure, which is the internal pressure of the liner, is prevented from expanding. Accordingly, the liner can be prevented from being deformed inwardly by the pressure of the staying gas, and fatigue cracking of the liner can be prevented.

本発明によるガス放出量制御装置の好ましい実施の形態において、歪検出手段は、複数の歪ゲージを備え、これら複数の歪ゲージがライナの内表面に周方向及び軸方向に等間隔に配置された構成を有することを特徴とするものである。この構成によれば、ライナの局部的な歪を検出することができ、ライナに圧縮応力が作用しているか否かを正確に判断することができる。   In a preferred embodiment of the gas discharge control device according to the present invention, the strain detecting means includes a plurality of strain gauges, and the plurality of strain gauges are arranged on the inner surface of the liner at equal intervals in the circumferential direction and the axial direction. It has the structure. According to this configuration, the local strain of the liner can be detected, and it can be accurately determined whether or not a compressive stress is acting on the liner.

また、上記課題を解決するための本発明による滞留ガス放出装置は、ガスタンクのライナとライナの外面を覆う繊維強化樹脂部材との間に滞留している滞留ガスを外部に放出する滞留ガス放出装置であって、ライナと繊維強化樹脂部材との間に一端が連通し他端が外部に連通するリークパスと、そのリークパスを開閉するリリーフ弁と、ライナの歪を検出する歪検出手段と、歪検出手段により検出した歪に応じてリリーフ弁を開閉制御するリリーフ弁制御手段とを有することを特徴としている。   In addition, a stagnant gas discharge device according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a stagnant gas discharge device that discharges a stagnant gas staying between a liner of a gas tank and a fiber reinforced resin member covering the outer surface of the liner to the outside. A leak path in which one end communicates between the liner and the fiber reinforced resin member and the other end communicates with the outside, a relief valve that opens and closes the leak path, a strain detection means that detects strain of the liner, and strain detection And a relief valve control means for controlling the opening and closing of the relief valve in accordance with the strain detected by the means.

本発明の滞留ガス放出装置によれば、例えばライナの歪みに基づいてライナに圧縮応力が発生していると判断した場合にリリーフ弁を開いて、ライナと繊維強化樹脂部材の間の滞留ガスをリークパスを通過させて外部に放出させ、ライナと繊維強化樹脂部材の間の滞留ガスの圧力を低下させることができる。従って、ライナの内部圧力であるタンク内圧と滞留ガスとの圧力差を小さくすることができ、ライナが内方に凹状に変形するのを防ぐことができる。   According to the stagnant gas discharge device of the present invention, for example, when it is determined that a compressive stress is generated in the liner based on the strain of the liner, the relief valve is opened, and the stagnant gas between the liner and the fiber reinforced resin member is reduced. The leak path can be discharged to the outside, and the pressure of the staying gas between the liner and the fiber reinforced resin member can be reduced. Therefore, the pressure difference between the internal pressure of the tank, which is the internal pressure of the liner, and the staying gas can be reduced, and the liner can be prevented from deforming inwardly into a concave shape.

そして、ライナに圧縮応力が発生してない場合にはリリーフ弁を閉じることで、滞留ガスをライナと繊維強化樹脂部材との間に閉じ込めることができる。従って、ライナを透過したガスがリークパスを通過して外部に常時放出されて、ガスタンク内のガスが時経過とともに減少してしまうのを防ぐことができる。   When no compressive stress is generated in the liner, the staying gas can be confined between the liner and the fiber reinforced resin member by closing the relief valve. Therefore, it is possible to prevent the gas that has passed through the liner from passing through the leak path and being constantly released to the outside, and the gas in the gas tank from decreasing with time.

ガスタンクは、繊維強化樹脂部材を貫通してライナと繊維強化樹脂部材との間に一端が介在され他端が繊維強化樹脂部材から外部に露出するボス部材を有し、リークパスがボス部材に形成されている構成としてもよい。   The gas tank has a boss member penetrating the fiber reinforced resin member and having one end interposed between the liner and the fiber reinforced resin member and the other end exposed to the outside from the fiber reinforced resin member, and a leak path is formed in the boss member. It is good also as composition which has.

また、本発明の滞留ガス放出装置の具体的な構成の一例として、ガスタンクは、円筒状の胴部の両端が椀状の鏡部でそれぞれ閉塞された略樽状の外形を有し、歪検出手段は、複数の歪ゲージをライナの軸方向中央位置で且つライナの内表面に周方向に等間隔をおいて配置した構成としてもよい。   In addition, as an example of a specific configuration of the staying gas discharge device of the present invention, the gas tank has a substantially barrel-shaped outer shape in which both ends of a cylindrical body portion are respectively closed by bowl-shaped mirror portions, and distortion detection is performed. The means may be configured such that a plurality of strain gauges are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner surface of the liner at the center position in the axial direction of the liner.

本発明者は、複数回の実証実験を行い、鋭意研究の結果、略樽状の外形を有するガスタンクにおいて、ライナが内方に凹状に変形する場合に、変形が開始される箇所がライナの軸方向中央位置であることを見出した。   The inventor has conducted a plurality of demonstration experiments, and as a result of earnest research, in a gas tank having a substantially barrel-shaped outer shape, when the liner deforms inwardly, the location where the deformation starts is the axis of the liner. It was found that it was the central position in the direction.

従って、複数の歪みゲージを、ライナの軸方向中央位置でかつライナの内表面に周方向に等間隔をおいて配置することによって、ライナの圧縮応力を適切に検出することができ、ライナが内方に凹状に変形するのを防ぐことができる。   Therefore, by arranging a plurality of strain gauges at the center position in the axial direction of the liner and at equal intervals in the circumferential direction on the inner surface of the liner, the compressive stress of the liner can be detected appropriately, and the liner can be Can be prevented from being deformed into a concave shape.

また、具体的な構成の一例として、ライナは、樹脂材料によって構成されていることを特徴とする。樹脂ライナは、金属ライナと比較してガス透過性が高く、変形も容易であることから、上記構成によれば、ライナが内方に凹状に変形するのを特に効果的に防止することができる。   Moreover, as an example of a specific configuration, the liner is formed of a resin material. Since the resin liner has high gas permeability and is easily deformed compared to the metal liner, according to the above configuration, the liner can be particularly effectively prevented from being deformed inwardly. .

本発明のガス放出量制御装置によれば、ライナに変形が発生する限界まで、開閉弁を開状態にして水素タンクから水素ガスを放出させることができる。従って、例えば燃料電池電気自動車では、樹脂ライナの変形が始まる限界まで燃料電池に水素ガスを供給して、急加速を行うことができ、車両の動力性能を向上させることができる。   According to the gas discharge amount control device of the present invention, hydrogen gas can be released from the hydrogen tank by opening the on-off valve to the limit at which the liner is deformed. Therefore, for example, in a fuel cell electric vehicle, hydrogen gas can be supplied to the fuel cell up to the limit at which deformation of the resin liner begins, and rapid acceleration can be performed, and the power performance of the vehicle can be improved.

また、本発明の滞留ガス放出装置によれば、ライナに圧縮応力が発生している場合には、リリーフ弁を開いて、ライナと繊維強化樹脂部材の間の滞留ガスをリークパスを通過させて外部に放出させることができる。従って、滞留ガスの圧力が過度に上昇するのを抑制してライナが内方に凹状に変形するのを防ぐことができる。   Further, according to the stagnant gas discharge device of the present invention, when compressive stress is generated in the liner, the relief valve is opened, and the stagnant gas between the liner and the fiber reinforced resin member is allowed to pass through the leak path to be externally supplied. Can be released. Therefore, it is possible to prevent the liner gas from being deformed inwardly by suppressing an excessive increase in the pressure of the staying gas.

一方、ライナに圧縮応力が発生していない場合にはリリーフ弁を閉じることで、滞留ガスをライナと繊維強化樹脂部材との間に閉じ込めることができる。従って、ライナを透過したガスがリークパスを通過して外部に常時放出されて、ガスタンク内のガスが時経過とともに減少してしまうのを防ぐことができる。   On the other hand, when no compressive stress is generated in the liner, the staying gas can be confined between the liner and the fiber reinforced resin member by closing the relief valve. Therefore, it is possible to prevent the gas that has passed through the liner from passing through the leak path and being constantly released to the outside, and the gas in the gas tank from decreasing with time.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

［第１実施の形態］
図１は、第１実施の形態におけるガス放出量制御装置１が適用される燃料電池電気自動車Ｖの構成を示す図、図２は、水素タンク２の断面図である。なお、図２（ａ）は、水素タンク２の軸方向に沿った断面図、図２（ｂ）は、水素タンク２を図２（ａ）のＩ−Ｉ線方向から矢視した断面図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell electric vehicle V to which a gas emission amount control device 1 according to the first embodiment is applied, and FIG. 2A is a cross-sectional view along the axial direction of the hydrogen tank 2, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the hydrogen tank 2 as viewed from the direction of the line II in FIG. 2A. is there.

図１に示す燃料電池電気自動車Ｖは、水素タンク（ガスタンク）２を搭載しており、また、図示しない燃料電池と走行用モータを搭載している。燃料電池には、水素タンク２から水素ガス供給管１６（図２（ａ）を参照）を通じて水素が供給され、空気中の酸素と水素を電気化学的に反応させて発電する。発電した電力は走行用モータに供給されて、燃料電池電気自動車Ｖを走行させる。   A fuel cell electric vehicle V shown in FIG. 1 is equipped with a hydrogen tank (gas tank) 2 and a fuel cell and a travel motor (not shown). Hydrogen is supplied to the fuel cell from the hydrogen tank 2 through the hydrogen gas supply pipe 16 (see FIG. 2A), and electricity is generated by electrochemically reacting oxygen and hydrogen in the air. The generated electric power is supplied to a traveling motor to drive the fuel cell electric vehicle V.

水素タンク２は、高圧の水素ガスを充填して貯蔵するガス容器であり、図２に示すように、容器本体を構成する樹脂ライナ１１及びシェル１２を備えている。そして、容器本体の前端部には口金１３が取り付けられ、容器本体の後端部には、エンドボス１４が取り付けられている。   The hydrogen tank 2 is a gas container that stores high-pressure hydrogen gas filled therein, and includes a resin liner 11 and a shell 12 that constitute a container body, as shown in FIG. A base 13 is attached to the front end of the container body, and an end boss 14 is attached to the rear end of the container body.

樹脂ライナ１１は、高密度ポリエチレン等の樹脂材料によって作られており、円筒状の胴部１１Ｂと、胴部１１Ｂの両側を閉塞する椀状の前端部１１Ａ及び後端部１１Ｃとが一体に形成された略樽状の外形を有する。   The resin liner 11 is made of a resin material such as high-density polyethylene, and a cylindrical body portion 11B and a bowl-shaped front end portion 11A and a rear end portion 11C that close both sides of the body portion 11B are integrally formed. It has a generally barrel-shaped outer shape.

樹脂ライナ１１の内表面には、図２に示すように、樹脂ライナ１１の歪を検出する歪検出手段である歪ゲージ３が貼り付けられている。歪ゲージ３は、樹脂ライナ１１の局部的な歪も検出できるように、胴部１１Ｂの周方向及び軸方向にほぼ等間隔に配置されている。歪ゲージ３に接続された信号線Ｌ１は、エンドボス１４に設けられた端子（図示せず）に接続され、図１に示す電子制御装置４に接続されている。   As shown in FIG. 2, a strain gauge 3, which is a strain detecting means for detecting strain of the resin liner 11, is attached to the inner surface of the resin liner 11. The strain gauges 3 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction and the axial direction of the body portion 11B so that the local strain of the resin liner 11 can be detected. The signal line L1 connected to the strain gauge 3 is connected to a terminal (not shown) provided on the end boss 14, and is connected to the electronic control unit 4 shown in FIG.

なお、本実施の形態では、歪ゲージ３が樹脂ライナ１１の内表面に胴部１１Ｂの周方向及び軸方向にほぼ等間隔に配置された場合を例に説明したが、樹脂ライナ１１の歪を検出できればよく、例えば樹脂ライナ１１の外面に歪ゲージ３を貼り付けてもよい。また、歪ゲージ３の配置も等間隔に限定されるものではなく、歪が発生しやすい箇所や樹脂ライナ１の形状等に応じて適宜変更可能である。   In the present embodiment, the case where the strain gauges 3 are arranged on the inner surface of the resin liner 11 at substantially equal intervals in the circumferential direction and the axial direction of the trunk portion 11B has been described as an example. For example, the strain gauge 3 may be attached to the outer surface of the resin liner 11. Further, the arrangement of the strain gauges 3 is not limited to an equal interval, and can be appropriately changed according to the location where the strain is likely to occur or the shape of the resin liner 1.

シェル１２は、繊維強化樹脂によって構成されており、例えばエポキシ樹脂を付着させた炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を樹脂ライナ１１の外周に巻き付けた後に、エポキシ樹脂を硬化させることによって形成される。シェル１２は、樹脂ライナ１１の外面を覆い、樹脂ライナ１１の剛性及び耐圧性を強化している。   The shell 12 is made of a fiber reinforced resin, and is formed, for example, by winding a reinforcing fiber such as carbon fiber or glass fiber to which an epoxy resin is attached around the outer periphery of the resin liner 11 and then curing the epoxy resin. . The shell 12 covers the outer surface of the resin liner 11 and reinforces the rigidity and pressure resistance of the resin liner 11.

口金１３は、軽量で且つ機械的強度の高いアルミニウム合金等の金属材料を材質として構成されており、貫通孔１３ａを有する円筒形状を有し、その軸方向中央部分には環状のフランジ部１３ｂが形成されている。口金１３は、樹脂ライナ１１の前端部１１Ａの略中央に開口する開口部１１ａに一方端部が挿入され、フランジ部１３ｂを間に介在させて他方端部が樹脂ライナ１１の前端部１１Ａから前方に向かって突出するように固着されている。口金１３の貫通孔１３ａは、水素ガスの充填口と放出口を兼ねた流入出口の役割を有する。そして、貫通孔１３ａには開閉弁１５が装着されている。   The base 13 is made of a metal material such as an aluminum alloy that is lightweight and has high mechanical strength, has a cylindrical shape having a through hole 13a, and an annular flange portion 13b at the axial center portion thereof. Is formed. One end of the base 13 is inserted into an opening 11 a that opens substantially at the center of the front end 11 </ b> A of the resin liner 11, and the other end is forward of the front end 11 </ b> A of the resin liner 11 with a flange 13 b interposed therebetween. It is fixed so that it protrudes toward. The through-hole 13a of the base 13 serves as an inflow / outlet serving as a hydrogen gas filling port and a discharge port. An on-off valve 15 is mounted in the through hole 13a.

エンドボス１４は、口金１３と同様の金属性材料を材質として構成されており、円柱状の軸部１４ａを有し、その軸部１４ａの一端に環状のフランジ部１４ｂが形成されている。エンドボス１４は、樹脂ライナ１１の後端部１１Ｃの略中央に凹設されたボス穴に軸部１４ａが挿入された状態で後端部１１Ｃに固着される。   The end boss 14 is made of a metal material similar to that of the base 13 and has a cylindrical shaft portion 14a. An annular flange portion 14b is formed at one end of the shaft portion 14a. The end boss 14 is fixed to the rear end portion 11 </ b> C in a state where the shaft portion 14 a is inserted into a boss hole that is recessed substantially at the center of the rear end portion 11 </ b> C of the resin liner 11.

口金１３は、樹脂ライナ１１の外面をシェル１２で覆うことにより、樹脂ライナ１１とシェル１２との間にフランジ部１３ｂが配置され、口金１３の他方端部がその外周面にシェル１２が接合された状態でシェル１２から前方に向かって突出する。一方、エンドボス１４も、樹脂ライナ１１の外面をシェル１２で覆うことにより、樹脂ライナ１１とシェル１２との間にフランジ部１４ｂが配置される。   In the base 13, the outer surface of the resin liner 11 is covered with a shell 12, whereby a flange portion 13 b is disposed between the resin liner 11 and the shell 12, and the shell 12 is joined to the outer peripheral surface of the other end portion of the base 13. In this state, it protrudes forward from the shell 12. On the other hand, the end boss 14 also covers the outer surface of the resin liner 11 with the shell 12, so that the flange portion 14 b is disposed between the resin liner 11 and the shell 12.

開閉弁１５は、電磁弁によって構成されており、開閉弁１５の本体部に形成されたガス放出通路（図示せず）を、図１に示す電子制御装置４から信号線Ｌ２を通じて送信された制御信号に応じて励磁制御されて開閉動作し、開状態で水素タンク２から水素ガスを放出させ、閉状態で水素ガスの放出を停止させる。開閉弁１５の本体部には、ガス放出通路に連通するように水素ガス供給管１６が接続されており、この水素ガス供給管１６を通して燃料電池（図示せず）に水素ガスを供給できるようになっている。   The on-off valve 15 is constituted by an electromagnetic valve, and a control transmitted through a signal line L2 from the electronic control unit 4 shown in FIG. 1 through a gas discharge passage (not shown) formed in the main body of the on-off valve 15. Excitation control is performed in accordance with the signal to open and close, hydrogen gas is released from the hydrogen tank 2 in the open state, and hydrogen gas release is stopped in the closed state. A hydrogen gas supply pipe 16 is connected to the main body of the on-off valve 15 so as to communicate with the gas discharge passage, and hydrogen gas can be supplied to the fuel cell (not shown) through the hydrogen gas supply pipe 16. It has become.

なお、開閉弁１５には、本体部に形成されたガス充填通路（図示せず）を、通常時は閉状態とし、水素タンク２に水素ガスを充填する際に開状態として水素ガスの充填を可能にする逆止弁（図示せず）が設けられている。開閉弁１５の本体部には、ガス充填通路に連通するように水素ガス充填管１７が接続されており、この水素ガス充填管１７を通して水素タンク２に水素ガスを充填できるようになっている。   The on-off valve 15 is normally filled with a gas filling passage (not shown) formed in the main body, and is opened when the hydrogen tank 2 is filled with hydrogen gas. A check valve (not shown) is provided that enables it. A hydrogen gas filling pipe 17 is connected to the main body of the on-off valve 15 so as to communicate with the gas filling passage, and the hydrogen tank 2 can be filled with hydrogen gas through the hydrogen gas filling pipe 17.

電子制御装置４は、例えばＣＰＵ、メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、バックアップ電源などを主要部とするコンピュータで構成される。そして、電子制御装置４の入力側には、歪ゲージ３が接続され、出力側には、開閉弁１５が接続されている。電子制御装置４は、その内部機能として応力判断手段４ａと開閉弁制御手段４ｂが構成される。   The electronic control unit 4 is configured by a computer having, for example, a CPU, a memory, a ROM, a RAM, an I / O, a backup power source, and the like as main parts. And the strain gauge 3 is connected to the input side of the electronic control apparatus 4, and the on-off valve 15 is connected to the output side. The electronic control unit 4 includes a stress determination unit 4a and an on-off valve control unit 4b as its internal functions.

応力判断手段４ａは、歪ゲージ３によって検出した樹脂ライナ１１の歪に基づいて樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用しているか否かを判断する処理を行う。開閉弁制御手段４ｂは、応力判断手段４ａにより樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用していると判断された場合に開閉弁１５を閉状態に制御する処理を行う。   The stress determination unit 4 a performs a process of determining whether or not a compressive stress is acting on the resin liner 11 based on the strain of the resin liner 11 detected by the strain gauge 3. The on-off valve control means 4b performs a process of controlling the on-off valve 15 to a closed state when the stress judgment means 4a determines that a compressive stress is acting on the resin liner 11.

ガス放出量制御装置１は、上述の開閉弁１５、歪ゲージ３、応力判断手段４ａ、開閉弁制御手段４ｂによって構成される。そして、樹脂ライナ１１の歪に基づき樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用していると判断した場合には、開閉弁１５を閉状態とし、水素タンク２からの水素ガスの放出を直ちに停止させ、樹脂ライナ１１の内部圧力であるタンク内圧の低下を止める。これにより、樹脂ライナ１１とシェル１２との間に滞留している滞留ガスの圧力と樹脂ライナ１１の内部圧力であるタンク内圧との圧力差が拡大するのを防ぎ、滞留ガスの圧力によって樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形するのを防ぐ。   The gas discharge amount control device 1 includes the on-off valve 15, the strain gauge 3, the stress determination means 4a, and the on-off valve control means 4b. If it is determined that a compressive stress is acting on the resin liner 11 based on the strain of the resin liner 11, the on-off valve 15 is closed, and the release of hydrogen gas from the hydrogen tank 2 is immediately stopped, and the resin The drop in the tank internal pressure, which is the internal pressure of the liner 11, is stopped. This prevents the pressure difference between the pressure of the staying gas staying between the resin liner 11 and the shell 12 and the tank internal pressure, which is the internal pressure of the resin liner 11, from being increased. 11 is prevented from being deformed inwardly.

図３〜図５は、水素タンク２の圧力と応力の変化を示すグラフであり、図３は、通常走行時、図４は、急加速時にタンク内圧調整が行われなかった従来の場合、図５は、急加速時に本発明によってタンク内圧調整がなされた場合の変化を示すグラフである。   3 to 5 are graphs showing changes in the pressure and stress of the hydrogen tank 2. FIG. 3 shows a case in which the tank internal pressure is not adjusted during normal running, and FIG. 5 is a graph showing a change when the tank internal pressure is adjusted according to the present invention during rapid acceleration.

これらの図中で実線Ｐ１は樹脂ライナ１１のタンク内圧力、破線Ｐ２は樹脂ライナ１１を透過して樹脂ライナ１１とシェル１２との間に滞留した滞留ガスの圧力、二点差線σは、樹脂ライナ１１に作用する応力を示す。   In these figures, the solid line P1 is the pressure in the tank of the resin liner 11, the broken line P2 is the pressure of the staying gas that has passed through the resin liner 11 and stayed between the resin liner 11 and the shell 12, and the two-point difference line σ is the resin The stress acting on the liner 11 is shown.

例えば通常走行時は、急加速時と比較して燃料電池による水素ガスの消費量が少ない。従って、水素タンク２からの水素ガスの放出量も少なく、図３に実線Ｐ１で示されるように、タンク内圧力も緩やかに低下する。そして、図３に破線Ｐ２で示されるように、滞留ガスの圧力も、滞留ガスがシェル１２を透過し、また、口金１３とシェル１２との接合部分からリークすることによって緩やかに低下する。   For example, during normal travel, the amount of hydrogen gas consumed by the fuel cell is less than during rapid acceleration. Accordingly, the amount of hydrogen gas released from the hydrogen tank 2 is small, and the pressure in the tank gradually decreases as shown by the solid line P1 in FIG. Then, as indicated by a broken line P <b> 2 in FIG. 3, the pressure of the staying gas gradually decreases as the staying gas passes through the shell 12 and leaks from the joint portion between the base 13 and the shell 12.

従って、通常走行時におけるタンク内圧力と滞留ガスの圧力との圧力差は小さく、樹脂ライナ１１は、タンク内圧力によって膨張された状態を保つ。従って、図３に二点差線σで示されるように、歪ゲージ３は樹脂ライナ１１の膨張歪を検出し、応力判断手段４ａは樹脂ライナ１１に引張応力が作用していると判断する。   Accordingly, the pressure difference between the pressure in the tank and the pressure of the staying gas during normal traveling is small, and the resin liner 11 is kept in an expanded state due to the pressure in the tank. Therefore, as indicated by the two-dot difference line σ in FIG. 3, the strain gauge 3 detects the expansion strain of the resin liner 11, and the stress determination unit 4 a determines that a tensile stress is acting on the resin liner 11.

樹脂ライナ１１に引張応力が作用している場合、樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形することはなく、開閉弁制御手段４ｂは、開閉弁１５を閉状態とする制御を実行しない。すなわち、ガス放出量制御装置１によるタンク内圧力調整は行われない。   When tensile stress is applied to the resin liner 11, the resin liner 11 is not deformed inwardly, and the on-off valve control means 4 b does not execute control for closing the on-off valve 15. That is, the tank internal pressure adjustment by the gas discharge amount control device 1 is not performed.

一方、急加速時は、通常走行時よりも燃料電池による水素ガスの消費量が多い。従って、水素タンク２から多くの水素ガスが放出されて、図４に実線Ｐ１のａ部分で示されるように、タンク内圧力が急激に低下する。これに対して、滞留ガスの圧力が低下する速度は変化せず、図４に破線Ｐ２のｂ部分で示すように、緩やかに低下する。   On the other hand, during rapid acceleration, the amount of hydrogen gas consumed by the fuel cell is greater than during normal driving. Therefore, a large amount of hydrogen gas is released from the hydrogen tank 2, and the tank pressure rapidly decreases as shown by the a part of the solid line P1 in FIG. On the other hand, the rate at which the pressure of the staying gas does not change does not change, and gradually decreases as shown by the b part of the broken line P2 in FIG.

従って、従来の場合は、図４にａ部分とｂ部分で示されるように、タンク内圧力と残留ガスの圧力との圧力差が漸次広がり、滞留ガスの圧力によって樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形し、疲労割れを生ずるおそれがあった。   Therefore, in the conventional case, as shown by a part and b part in FIG. 4, the pressure difference between the pressure in the tank and the pressure of the residual gas gradually increases, and the resin liner 11 is indented inward by the pressure of the staying gas. There was a risk of fatigue cracking.

樹脂ライナ１１は、タンク内圧力の低下によってタンク内圧力と残留ガスの圧力との圧力差が所定値を超えると、滞留ガスの圧力によって圧縮され、図４に二点差線σで示されるように、引張応力が消滅して圧縮応力が作用し、内方に凹状に変形する。すなわち、内方に凹状に変形する際に、樹脂ライナ１１には圧縮応力が作用する。そして、図４に実線Ｐ１のａ部分と破線Ｐ２のｃ部分で示されるように、樹脂ライナ１１の変形によってタンク内圧力と残留ガスの圧力との圧力差が狭まると、樹脂ライナ１１に再び引張応力が作用する。   When the pressure difference between the pressure in the tank and the pressure of the residual gas exceeds a predetermined value due to a decrease in the pressure in the tank, the resin liner 11 is compressed by the pressure of the staying gas, and as shown by a two-dot difference line σ in FIG. Then, the tensile stress disappears and the compressive stress acts, and it is deformed inwardly. That is, when the resin liner 11 is deformed inwardly, a compressive stress acts on the resin liner 11. When the pressure difference between the tank internal pressure and the residual gas pressure is reduced due to the deformation of the resin liner 11 as shown by the a part of the solid line P1 and the c part of the broken line P2 in FIG. 4, the resin liner 11 is pulled again. Stress acts.

一方、本発明の場合は、歪ゲージ３の検出信号に基づいて樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用しているか否かを判断し、樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用していると判断した場合には開閉弁１５を閉状態に制御する処理を行う。なお、圧縮応力が作用しているか否かは予め設定された閾値に基づいて判断される。   On the other hand, in the case of the present invention, it is determined whether or not compressive stress is acting on the resin liner 11 based on the detection signal of the strain gauge 3, and when it is determined that compressive stress is acting on the resin liner 11. Performs a process of controlling the on-off valve 15 to a closed state. Whether or not compressive stress is acting is determined based on a preset threshold value.

従って、例えば図５に示すように、急加速によってタンク内圧力が急激に低下して樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用した場合には、開閉弁１５が閉状態とされ、水素タンク２から水素ガスの放出が直ちに停止され、タンク内圧の低下を止めることができる。従って、図５に実線Ｐ１と破線Ｐ２で示すように、タンク内圧力と滞留ガスの圧力との圧力差が拡大するのを防ぎ、滞留ガスの圧力によって樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形するのを防ぐことができる。従って、樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形して疲労割れの原因となるのを防ぐことができる。   Therefore, for example, as shown in FIG. 5, when the pressure in the tank suddenly decreases due to rapid acceleration and compressive stress acts on the resin liner 11, the on-off valve 15 is closed, and the hydrogen gas is discharged from the hydrogen tank 2. Is immediately stopped, and the decrease in tank internal pressure can be stopped. Therefore, as shown by a solid line P1 and a broken line P2 in FIG. 5, the pressure difference between the pressure in the tank and the pressure of the staying gas is prevented from expanding, and the resin liner 11 is deformed inwardly by the pressure of the staying gas. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the resin liner 11 from being deformed inwardly and causing fatigue cracks.

本発明によれば、タンク内圧力と滞留ガスの圧力との圧力差によって樹脂ライナ１１に変形が発生する限界まで、開閉弁１５を開状態にして水素タンク３から水素ガスを放出させることができる。従って、樹脂ライナ１１の変形が始まる限界まで燃料電池に水素ガスを供給して急加速を行うことができ、車両の動力性能を向上させることができる。   According to the present invention, the hydrogen gas can be released from the hydrogen tank 3 by opening the on-off valve 15 up to the limit at which the resin liner 11 is deformed by the pressure difference between the pressure in the tank and the pressure of the staying gas. . Accordingly, hydrogen gas can be supplied to the fuel cell to the limit at which deformation of the resin liner 11 starts, and rapid acceleration can be performed, and the power performance of the vehicle can be improved.

［第２実施の形態］
次に、本発明の第２実施の形態について図６を用いて以下に説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図６は、水素タンク２０の要部を拡大して断面で示す図である。なお、第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the hydrogen tank 20. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

水素タンク２０は、第１実施の形態と同様に、燃料電池電気自動車Ｖ（図１を参照）に搭載されている。そして、容器本体の前端部には口金１３（図２を参照）が取り付けられて開閉弁１５（図１及び図２を参照）が装着されており、容器本体の後端部には、エンドボス（ボス部材）２１が取り付けられている（図６を参照）。   The hydrogen tank 20 is mounted on the fuel cell electric vehicle V (see FIG. 1), as in the first embodiment. A base 13 (see FIG. 2) is attached to the front end of the container body, and an on-off valve 15 (see FIGS. 1 and 2) is mounted. An end boss ( A boss member 21 is attached (see FIG. 6).

樹脂ライナ１１の内表面には、図６に示すように、樹脂ライナ１１の歪を検出する歪検出手段である歪ゲージ３が貼り付けられている。歪ゲージ３は、胴部１１Ｂの軸方向中央位置で複数個が互いに等間隔をおいて周状に配置されている。各歪ゲージ３に接続された信号線Ｌ１は、エンドボス２１に設けられた端子（図示せず）に接続され、電子制御装置４に接続されている。   As shown in FIG. 6, a strain gauge 3, which is a strain detecting means for detecting strain of the resin liner 11, is attached to the inner surface of the resin liner 11. A plurality of strain gauges 3 are arranged circumferentially at equal intervals in the axial center position of the body portion 11B. The signal line L <b> 1 connected to each strain gauge 3 is connected to a terminal (not shown) provided on the end boss 21 and is connected to the electronic control device 4.

本発明者は、複数回の実証実験の結果、略樽状の外形を有する水素タンク２０において、樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形する場合に、変形が開始される箇所が常に樹脂ライナ１１の軸方向中央位置であることを見出した。従って、複数の歪ゲージ３を、樹脂ライナ１１の軸方向中央位置でかつ樹脂ライナ１１の内表面に周方向に等間隔をおいて配置することによって、樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形する際に生じる樹脂ライナ１１の圧縮応力を適切に検出することができる。   As a result of a plurality of demonstration experiments, the inventor has always found that the resin liner 11 in the hydrogen tank 20 having a substantially barrel-shaped outer shape is where the deformation starts when the resin liner 11 is deformed inwardly. It was found to be the axial center position. Accordingly, by arranging the plurality of strain gauges 3 at the axial center position of the resin liner 11 and at equal intervals in the circumferential direction on the inner surface of the resin liner 11, the resin liner 11 is deformed inwardly in a concave shape. It is possible to appropriately detect the compressive stress of the resin liner 11 generated at the time.

エンドボス２１は、口金１３（図２を参照）と同様の金属性材料を材質として構成されており、円柱状の軸部２１ａを有し、その軸部２１ａの軸方向中央位置に環状のフランジ部２１ｂが形成されている。   The end boss 21 is made of the same metallic material as the base 13 (see FIG. 2), has a cylindrical shaft portion 21a, and an annular flange portion at the axial center of the shaft portion 21a. 21b is formed.

そして、軸部２１ａの軸線に沿って貫通孔２１ｃが設けられている。貫通孔２１ｃは、後述するリリーフ弁２３を取り付けるためのものであり、リリーフ弁２３を取り付けることによって完全に閉塞される。   And the through-hole 21c is provided along the axis line of the axial part 21a. The through hole 21c is for attaching a relief valve 23 to be described later, and is completely closed by attaching the relief valve 23.

エンドボス２１は、樹脂ライナ１１の後端部１１Ｃの略中央に開口する開口部１１ｃに軸部２１ａの一方端部が挿入され、フランジ部２１ｂを間に介在させて他方端部が樹脂ライナ１１の後端部１１Ｃから後方に向かって突出するように固着されている。   The end boss 21 has one end portion of the shaft portion 21 a inserted into an opening portion 11 c that opens substantially at the center of the rear end portion 11 </ b> C of the resin liner 11, the flange portion 21 b interposed therebetween, and the other end portion of the resin liner 11. It is fixed so as to protrude rearward from the rear end portion 11C.

エンドボス２１は、樹脂ライナ１１の外面をシェル１２で覆うことにより、樹脂ライナ１１とシェル１２との間にフランジ部２１ｂが介在され、軸部２１ａの他方端部がシェル１２を貫通してその外周面にシェル１２が接合された状態で外部に露出するように設けられている。   The end boss 21 covers the outer surface of the resin liner 11 with the shell 12 so that a flange portion 21b is interposed between the resin liner 11 and the shell 12, and the other end portion of the shaft portion 21a passes through the shell 12 and has an outer periphery. It is provided so as to be exposed to the outside with the shell 12 bonded to the surface.

エンドボス２１には、樹脂ライナ１１とシェル１２との間に一端が連通し他端が外部に連通するリークパス２２が穿設されている。リークパス２２は、本実施の形態では、フランジ部２１ｂに一端が開口し、軸部２１ａを貫通して他端が貫通孔２１ｃに開口しており、副数本のリークパス２２が互いに所定間隔をおいて周状に配設されている。   The end boss 21 is provided with a leak path 22 between one end of the resin liner 11 and the shell 12 and the other end communicating with the outside. In the present embodiment, one end of the leak path 22 is opened in the flange portion 21b, the other end is opened in the through hole 21c through the shaft portion 21a, and the sub-number of leak paths 22 are spaced from each other at a predetermined interval. And arranged in a circumferential shape.

リリーフ弁２３は、電磁弁によって構成されており、電子制御装置４（図１を参照）内に、その内部機能として構成されたリリーフ弁制御手段４ｃから信号線Ｌ３を通じて送信された制御信号に応じて励磁制御されて開閉動作し、開状態でリークパス２２と外部との間を連通して、樹脂ライナ１１とシェル１２との間の滞留ガスを外部に放出させ、閉状態でリークパス２２を閉じて滞留ガスを樹脂ライナ１１とシェル１２との間に閉じ込めることができるようになっている。   The relief valve 23 is constituted by an electromagnetic valve, and responds to the control signal transmitted through the signal line L3 from the relief valve control means 4c configured as its internal function in the electronic control unit 4 (see FIG. 1). In the open state, the leakage path 22 communicates with the outside to release the staying gas between the resin liner 11 and the shell 12, and the leak path 22 is closed in the closed state. The staying gas can be confined between the resin liner 11 and the shell 12.

電子制御装置４のリリーフ弁制御手段４ｃは、応力判断手段４ａによって樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用していると判断された場合に、リリーフ弁２３を開状態に制御する制御信号を送信する処理を行う。   The relief valve control means 4c of the electronic control unit 4 transmits a control signal for controlling the relief valve 23 to open when the stress judgment means 4a determines that compressive stress is acting on the resin liner 11. I do.

滞留ガス放出装置５は、上述のリリーフ弁２３、歪みゲージ３、応力判断手段４ａ、リリーフ弁制御手段４ｃによって構成される。そして、樹脂ライナ１１の歪みに基づき樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用していると判断した場合には、リリーフ弁２３を開状態とし、樹脂ライナ１１とシェル１２との間の滞留ガスをリークパス２２を通過させて外部に放出させる。   The staying gas discharge device 5 includes the relief valve 23, the strain gauge 3, the stress determination unit 4a, and the relief valve control unit 4c. If it is determined that a compressive stress is acting on the resin liner 11 based on the distortion of the resin liner 11, the relief valve 23 is opened, and the stagnant gas between the resin liner 11 and the shell 12 is leaked through the leak path 22. And let go outside.

従って、樹脂ライナ１１とシェル１２との間の滞留ガスの圧力を低下させることができ、樹脂ライナ１１の内部圧力であるタンク内圧と滞留ガスとの圧力差を小さくすることができ、樹脂ライナ１１が内方に凹状に変形するのを防ぐことができる。   Accordingly, the pressure of the staying gas between the resin liner 11 and the shell 12 can be reduced, the pressure difference between the tank internal pressure and the staying gas, which is the internal pressure of the resin liner 11, can be reduced, and the resin liner 11 can be reduced. Can be prevented from deforming inwardly into a concave shape.

一方、樹脂ライナ１１に圧縮応力が作用していないと判断した場合には、リリーフ弁２３を閉状態とし、滞留ガスを樹脂ライナ１１とシェル１２との間に閉じ込める。これにより、樹脂ライナ１１を透過したガスがリークパス２２を通過して外部に常時放出されて、水素タンク２０内のガスが時経過とともに減少してしまうのを防ぐことができる。   On the other hand, when it is determined that the compression stress is not acting on the resin liner 11, the relief valve 23 is closed and the staying gas is confined between the resin liner 11 and the shell 12. As a result, it is possible to prevent the gas that has passed through the resin liner 11 from passing through the leak path 22 and constantly being released to the outside, and the gas in the hydrogen tank 20 to be reduced over time.

以上、第１及び第２実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   As described above, the first and second embodiments have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a scope that does not depart from the gist of the present invention. They are included in the present invention.

例えば、上述の各実施の形態では、燃料電池電気自動車の場合を例に説明したが、樹脂ライナ１１の外面が繊維強化樹脂製のシェル１２で覆われた水素タンク２から水素ガスを放出させるものであれば、本発明を適用することができる。   For example, in each of the above-described embodiments, the case of a fuel cell electric vehicle has been described as an example. However, hydrogen gas is released from the hydrogen tank 2 in which the outer surface of the resin liner 11 is covered with a shell 12 made of fiber reinforced resin. If so, the present invention can be applied.

また、上述の各実施の形態では、合成樹脂からなる樹脂ライナ１１の場合を例に説明したが、ガス透過性を有するものであればよく、その材質は合成樹脂に限定されるものではない。また、ガスも水素ガスの場合を例に説明したが、樹脂ライナ１１を透過してシェル１２との間に滞留するガスであればよく、例えば天然ガスなどの場合も同様に適用することができる。   In each of the above-described embodiments, the case of the resin liner 11 made of a synthetic resin has been described as an example. However, any material having gas permeability may be used, and the material is not limited to the synthetic resin. Further, although the case where the gas is also hydrogen gas has been described as an example, it may be any gas that permeates the resin liner 11 and stays between the shell 12 and can be similarly applied to, for example, natural gas. .

第１実施の形態におけるガス放出量制御装置が適用される燃料電池電気自動車の構成を示す図。The figure which shows the structure of the fuel cell electric vehicle to which the gas discharge | emission amount control apparatus in 1st Embodiment is applied. 水素タンクの断面図。Sectional drawing of a hydrogen tank. 通常走行時における水素タンクの圧力と応力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the pressure and stress of a hydrogen tank at the time of normal driving. 従来の急加速時の水素タンクの圧力と応力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the pressure and stress of the hydrogen tank at the time of the conventional rapid acceleration. 本発明による急加速時の水素タンクの圧力と応力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the pressure and stress of a hydrogen tank at the time of the rapid acceleration by this invention. 第２実施の形態におけるガスタンクの断面図。Sectional drawing of the gas tank in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ ガス放出量制御装置
２ 水素タンク
３ 歪ゲージ（歪検出手段）
５ 滞留ガス放出装置
４ａ 応力判断手段
４ｂ 開閉弁制御手段
２１ 滞留ガス放出装置 1 Gas emission control device 2 Hydrogen tank 3 Strain gauge (strain detection means)
5 Residual gas discharge device 4a Stress judgment means 4b On-off valve control means 21 Residual gas discharge device

Claims (11)

ライナの外面が繊維強化樹脂部材で覆われたガスタンクから放出させるガスの放出量を制御するガス放出量制御装置において、
前記ライナの歪に応じて前記ガスの放出量を制御することを特徴とするガス放出量制御装置。 In the gas discharge amount control device for controlling the discharge amount of the gas discharged from the gas tank whose outer surface of the liner is covered with the fiber reinforced resin member,
A gas discharge amount control device that controls the discharge amount of the gas in accordance with strain of the liner. 前記ライナの歪を検出する歪検出手段と、
前記ガスタンクからガスを放出させるガス放出通路を開閉する開閉弁と、
前記歪検出手段により検出した歪に応じて前記開閉弁を開閉制御する開閉弁制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のガス放出量制御装置。 Strain detecting means for detecting strain of the liner;
An on-off valve for opening and closing a gas discharge passage for discharging gas from the gas tank;
An on-off valve control means for opening / closing the on-off valve according to the strain detected by the strain detection means;
The gas emission amount control device according to claim 1, comprising: 前記歪検出手段により検出した歪に基づいて前記ガスタンクのライナに圧縮応力が作用しているか否かを判断する応力判断手段を有し、
前記開閉弁制御手段は、前記ライナに圧縮応力が作用していると前記応力判断手段が判断した場合に前記開閉弁を閉状態に制御することを特徴とする請求項２に記載のガス放出量制御装置。 Stress determining means for determining whether compressive stress is acting on the liner of the gas tank based on the strain detected by the strain detecting means;
The gas release amount according to claim 2, wherein the on-off valve control means controls the on-off valve to be closed when the stress judgment means judges that compressive stress is acting on the liner. Control device. 前記歪検出手段は、複数の歪ゲージを備え、
該複数の歪ゲージが前記ライナの内表面に周方向及び軸方向に等間隔に配置された構成を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のガス放出量制御装置。 The strain detection means includes a plurality of strain gauges,
The gas discharge amount control device according to claim 2 or 3, wherein the plurality of strain gauges are arranged on the inner surface of the liner at equal intervals in the circumferential direction and the axial direction. 前記ライナは、樹脂材料によって構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のガス放出量制御装置。   The gas release amount control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the liner is made of a resin material. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のガス放出量制御装置に用いられるガスタンク。   The gas tank used for the gas discharge | emission amount control apparatus as described in any one of Claims 1-5. ガスタンクのライナと該ライナの外面を覆う繊維強化樹脂部材との間に滞留している滞留ガスを外部に放出する滞留ガス放出装置であって、
前記ライナと前記繊維強化樹脂部材との間に一端が連通し他端が外部に連通するリークパスと、
該リークパスを開閉するリリーフ弁と、
前記ライナの歪を検出する歪検出手段と、
前記歪検出手段により検出した歪に応じて前記リリーフ弁を開閉制御するリリーフ弁制御手段と、
を有することを特徴とする滞留ガス放出装置。 A staying gas discharge device for discharging a staying gas staying between a liner of a gas tank and a fiber reinforced resin member covering the outer surface of the liner,
A leak path in which one end communicates between the liner and the fiber reinforced resin member and the other end communicates with the outside,
A relief valve for opening and closing the leak path;
Strain detecting means for detecting strain of the liner;
Relief valve control means for controlling the opening and closing of the relief valve according to the strain detected by the strain detection means;
A stagnant gas discharge device characterized by comprising: 前記歪検出手段により検出した歪に基づいて前記ライナに圧縮応力が作用しているか否かを判断する応力判断手段を有し、
前記リリーフ弁制御手段は、前記ライナに圧縮応力が作用していると前記応力判断手段によって判断された場合に前記リリーフ弁を開状態に制御することを特徴とする請求項７に記載の滞留ガス放出装置。 Stress determining means for determining whether compressive stress is acting on the liner based on the strain detected by the strain detecting means;
8. The stagnant gas according to claim 7, wherein the relief valve control means controls the relief valve to be opened when the stress judgment means judges that compressive stress is acting on the liner. Ejection device. 前記ガスタンクは、前記繊維強化樹脂部材を貫通して前記ライナと前記繊維強化樹脂部材との間に一端が介在され他端が繊維強化樹脂部材から外部に露出するボス部材を有し、
前記リークパスは、前記ボス部材に形成されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の滞留ガス放出装置。 The gas tank has a boss member penetrating the fiber reinforced resin member and having one end interposed between the liner and the fiber reinforced resin member and the other end exposed to the outside from the fiber reinforced resin member,
The stagnant gas discharge device according to claim 7 or 8, wherein the leak path is formed in the boss member. 前記ガスタンクは、円筒状の胴部の両端が椀状の鏡部でそれぞれ閉塞された略樽状の外形を有し、
前記歪検出手段は、複数の歪ゲージを前記ライナの軸方向中央位置で且つ前記ライナの内表面に周方向に等間隔をおいて配置した構成を有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一つに記載の滞留ガス放出装置。 The gas tank has a substantially barrel-shaped outer shape in which both ends of a cylindrical body part are respectively closed by a bowl-shaped mirror part,
The said strain detection means has the structure which has arrange | positioned the several strain gauge at the axial direction center position of the said liner, and the circumferential direction at equal intervals on the inner surface of the said liner. The stagnant gas discharge device according to any one of 9. 前記ライナは、樹脂材料によって構成されていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一つに記載の滞留ガス放出装置。   The said liner is comprised with the resin material, The staying gas discharge | release apparatus as described in any one of Claims 7-10 characterized by the above-mentioned.
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