JP2016148398A - tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はタンクに関する。 The present invention relates to a tank.
従来のタンクとして、タンク本体が加熱されたときに、タンク本体に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路に設けられた常閉弁を、タンク本体の表面に取り付けられて加熱されたときに収縮する熱収縮部材の張力を利用して開弁するように構成されたものがある(特許文献1参照)。 As a conventional tank, when the tank body is heated, a normally closed valve provided in a discharge passage for discharging the fluid stored in the tank body to the outside is attached to the surface of the tank body and heated. Some are configured to open using the tension of a heat-shrinkable member that sometimes contracts (see Patent Document 1).
しかしながら、前述した従来のタンクでは、例えば衝突荷重などの外力がタンクに加わることによって熱収縮以外の要因で熱収縮部材に張力が生じたときに、常閉弁が誤って開弁してしまうという問題点があった。 However, in the above-described conventional tank, for example, when the external force such as a collision load is applied to the tank and the tension is generated in the heat contraction member due to a factor other than the heat contraction, the normally closed valve is erroneously opened. There was a problem.
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、外力がタンクに加わることによって熱収縮部材に張力が生じたときに、外力に起因する熱収縮部材の張力によって常閉弁が誤って開弁してしまうのを抑制することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and when the external force is applied to the tank and the heat shrink member is tensioned, the normally closed valve is caused by the tension of the heat shrink member caused by the external force. The purpose is to prevent the valve from opening accidentally.
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、流体を貯蔵するためのタンク本体と、タンク本体の内部と連通して当該タンク本体に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路と、放出通路に設けられる常閉弁と、雰囲気温度の異常上昇を感知したときに常閉弁を開弁させる弁駆動装置と、を備えるタンクにおいて、この弁駆動装置が、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が常閉弁に接続され、加熱されたときに収縮して常閉弁を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材と、タンクに外力が加わることにより熱収縮部材に張力が生じたときに熱収縮部材と接触して熱収縮部材を切断する切断器と、を備えるタンクが提供される。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a tank body for storing fluid, and a fluid stored in the tank body in communication with the inside of the tank body are discharged to the outside. In a tank comprising a discharge passage, a normally closed valve provided in the discharge passage, and a valve drive device that opens the normally closed valve when an abnormal increase in ambient temperature is detected, the valve drive device One end side is attached to an arbitrary place so that tension may not be detected, and the other end side is connected to a normally closed valve so that tension does not occur. A thread-like or tubular heat-shrinkable member that generates tension for opening the valve, and a cutter that contacts the heat-shrinkable member and cuts the heat-shrinkable member when tension is generated in the heat-shrinkable member due to external force applied to the tank And comprising Link is provided.
本発明のこの態様によれば、タンクに外力が加わることによって熱収縮部材に張力が生じたときは、切断器によって熱収縮部材を切断することができるので、外力に起因する熱収縮部材の張力によって常閉弁が誤って開弁してしまうのを抑制することができる。 According to this aspect of the present invention, when tension is generated in the heat shrinkable member due to external force applied to the tank, the heat shrinkable member can be cut by the cutter, so the tension of the heat shrinkable member caused by the external force Therefore, it is possible to suppress the normally closed valve from being erroneously opened.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.
図1は、本発明の一実施形態によるタンク100の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
タンク100は、タンク本体1と、タンク本体1の一端部に取り付けられたタンクバルブ2と、を備える。タンク100は、例えば車両などの移動体に搭載され、タンク100と共に移動体に搭載された例えば燃料電池スタックや内燃機関などの流体燃料使用機器に供給される流体燃料(例えば水素ガスや天然ガス)の燃料源として使用することができる。またタンク100は、定置式の流体燃料使用機器に供給される流体燃料の燃料源として使用することもできる。
The
タンク本体1は、内部に流体(気体又は液体)を貯蔵しておくことが可能な容器である。本実施形態では、タンク本体1を、内部圧力が大気圧よりも高い所定の定格圧力(例えば70MPa)になるまで流体を充填できる圧力容器としている。 The tank body 1 is a container capable of storing a fluid (gas or liquid) therein. In this embodiment, the tank body 1 is a pressure vessel that can be filled with fluid until the internal pressure reaches a predetermined rated pressure (for example, 70 MPa) higher than atmospheric pressure.
タンクバルブ2は、タンク本体1に流体を充填するための充填通路21と、タンク本体1に充填された流体を取り出すための取出通路22と、例えば火災などが発生してタンク本体1やタンク本体1の周囲が加熱されたときに、タンク本体1に充填された流体を外部に放出するための放出通路23と、を備える。
The
充填通路21は、一端が外部の流体源に貯蔵された流体を充填通路21に導入するための導入口21aとなっており、他端がタンク本体1の内部と連通している。充填通路21には、逆止弁3と、手動式の第1常開弁4と、が設けられる。
One end of the
逆止弁3は、導入口21aから充填通路21に導入された流体がタンク本体1へ流れることを許容し、タンク本体1に充填された流体が導入口21aへ向かって逆流することを防止する。
The check valve 3 allows the fluid introduced into the
手動式の第1常開弁4は、逆止弁3よりも下流の充填通路21に設けられる。第1常開弁4は、通常時は開弁されており、緊急時などに必要に応じて手動によって閉弁される。
The manually operated first normally open valve 4 is provided in the
取出通路22は、一端がタンク本体1の内部と連通しており、他端がタンク本体1に充填された流体をタンク本体1から取り出すための取出口22aとなっている。取出口22aから取り出された流体は、例えば取出口22aに接続された配管などを介して流体燃料使用機器に供給される。取出通路22には、手動式の第2常開弁5と、遮断弁6と、が設けられる。
One end of the take-out
手動式の第2常開弁5は、通常時は開弁されており、緊急時などに必要に応じて手動によって閉弁される。 The manual second normally open valve 5 is normally opened and is manually closed as necessary in an emergency or the like.
遮断弁6は、電気信号によって開閉される電磁弁であって、取出口22aから流体を取り出す必要があるときに開弁される。
The shutoff valve 6 is an electromagnetic valve that is opened and closed by an electric signal, and is opened when it is necessary to take out fluid from the
放出通路23は、一端が第1常開弁4よりも下流の充填通路21と連通しており、他端が大気と連通している。放出通路23には、常閉弁7が設けられる。
The
常閉弁7は、流体流入口7aと、流体流出口7bと、流体流入口7aと流体流出口7bとを連通する連通路71と、連通路71を封止する弁体としての封止体72と、を備え、通常時は封止体72によって連通路71が封止された閉弁状態となっている。封止体72は、外部荷重を加えることで破壊可能な素材で構成されたものであり、例えばガラス球である。封止体72は、外部荷重を受けることによって破壊され、連通路71を封止する機能を喪失する。すなわち常閉弁7は、封止体72が破壊されることで開弁する。
The normally closed valve 7 includes a
常閉弁7は、例えば火災などが発生してタンク本体1やタンク本体1の周囲が加熱されたときに、雰囲気温度の異常上昇を感知して常閉弁7を開弁させる熱作動式の弁駆動装置8によって開弁される。
The normally closed valve 7 is a heat-actuated type that opens the normally closed valve 7 by detecting an abnormal rise in ambient temperature when, for example, a fire occurs and the tank body 1 and the surroundings of the tank body 1 are heated. The
弁駆動装置8は、封止体72に外部荷重を加えて封止体72を破壊することで常閉弁7を開弁するための熱収縮部材81を備える。
The
熱収縮部材81は、加熱されて部材温度が上昇すると収縮する特性を有する材料からなり、収縮したときに全長が短くなるように糸状又は管状(中空状)に形成されている。本実施形態では、熱収縮部材81の材料として、部材自体の温度が80℃から100℃まで上昇したときに全長が2%から5%程度短くなるような材料、例えばポリオレフィンやフッ素系ポリマーなどを使用している。
The heat-
熱収縮部材81は、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、部材温度が例えば80℃未満のとき(雰囲気温度が正常と判断できる状態のとき)は張力が生じないように、弛んだ状態で一端が任意の場所に取り付けられ、他端が常閉弁7に接続されている。
The heat-
本実施形態では、図1に示すように、2本の熱収縮部材81、すなわち第1熱収縮部材81aと第2熱収縮部材81bとがタンク本体1に表面に沿って配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, two
各熱収縮部材81a,81bの他端は、部材温度が例えば80℃以上になって熱収縮部材81に張力が生じたときに、その張力によって封止体72に外部荷重を加えて破壊することができるように常閉弁7にそれぞれ接続されている。本実施形態では、図1に示すように、各熱収縮部材81の他端はそれぞれ封止体72に直接接続されており、張力によって封止体72を連通路71の壁面等に押し当てることで封止体72に外部荷重を加えて破壊するように弁駆動装置8が構成されている。別の実施形態では、図2に示すように、各熱収縮部材81の他端は、常閉弁7の内部に配置されたバネ73の一端に取り付けた押圧壁74に接続されており、張力によって押圧壁74を移動させて押圧壁74を封止体72に押し当てることで封止体72に外部荷重を加えて破壊するように弁駆動装置8が構成されている。
The other end of each of the
第1熱収縮部材81aは、その一端が、常閉弁7の取り付け側とは反対側となるタンク本体1の他端側の表面に取り付けられている。すなわち第1熱収縮部材81aは、タンク本体1の一端側から他端側に亘ってタンク本体1の表面に沿って配置されている。そのため、雰囲気温度の異常上昇がタンク本体1の一端側から他端側におけるいずれの箇所で生じたとしても、その雰囲気温度の異常上昇を感知して常閉弁7を開弁することができる。したがって、例えばタンク本体1の全長が1600mmを超えるようないわゆる長尺のタンク100であっても、タンク本体1の周囲の雰囲気温度の異常上昇を確実に感知して常閉弁7を開弁することができる。このように、タンク本体1の周囲の雰囲気温度が異常上昇したときに常閉弁7を開弁することで、タンク本体1の圧力が異常上昇してタンク本体1が変形等するのを抑制することができる。
One end of the first
第2熱収縮部材81bは、第1熱収縮部材81aよりも長さが短く、その一端がタンク本体1の中央付近の表面に取り付けられている。このように、第1熱収縮部材81aよりも長さが短い第2熱収縮部材81bを別途にタンク本体1の表面に沿って配置することで、第1熱収縮部材81aと第2熱収縮部材81bとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が上昇したときに、第2熱収縮部材81bの張力によって素早く常閉弁7を開弁することができる。すなわち、第2熱収縮部材81bは、第1熱収縮部材81aよりも長さが短い分、加熱されて収縮したときの張力が第1熱収縮部材81aよりも大きくなる。そのため、第1熱収縮部材81aと第2熱収縮部材81bとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が上昇したときに、第2熱収縮部材81bの張力によって素早く常閉弁7を開弁することができる。
The second
なお、図示はしないが、例えば熱収縮部材81の一端側を、タンク本体1から離れた任意の場所、例えば燃料電池車両にタンク100を搭載した場合であれば車両のフレーム等に取り付けても良い。このようにすれば、タンク本体1からある程度離れた場所で火災が生じたときなどに、タンク本体1に火が回る前に予め常閉弁7を開弁することができる。
Although not shown, for example, one end side of the
ところで本実施形態のように、熱収縮部材81が収縮したときの張力によって常閉弁7を開弁する場合、例えばタンク100(タンク本体1、タンクバルブ2、弁駆動装置8)に何らかの物体が衝突したときなど、タンク100に外力が加わったときに、弛んだ状態の熱収縮部材81が収縮方向とは異なる方向に引っ張られて熱収縮部材81に張力が生じ、常閉弁7が開弁してしまうおそれがある。すなわち、タンク100に何らかの外力が加わったときに、弁駆動装置8が常開弁を誤って開弁させてしまうおそれがある。
By the way, when the normally closed valve 7 is opened by the tension when the
そこで本実施形態による弁駆動装置8は、タンク100に何らかの外力が加わって、弛んだ状態の熱収縮部材81が収縮方向とは異なる方向に引っ張られて熱収縮部材81に張力が生じたときに、熱収縮部材81と接触して熱収縮部材81を切断する切断器82をさらに備える。
Therefore, the
切断器82は、各熱収縮部材81の一端側及び他端側に一つずつ設けられる。なお、切断器82の設置数はこれに限らず、たとえば各熱収縮部材81に対して1つでも良いし、3つ以上設けても良い。
One
切断器82は、熱収縮部材81が収縮方向とは異なる方向に引っ張られて熱収縮部材81に張力が生じたときに熱収縮部材81と接触して熱収縮部材81を切断する刃を、例えば熱収縮部材81と所定の間隔を空けて熱収縮部材81の周囲を取り囲むように配置したものである。これ以外にも、例えば刃を、熱収縮部材81と所定の間隔を空けて熱収縮部材81を挟むように対向させて配置しても良い。このような切断器82を設けることで、タンク100に何らかの外力が加わったときに、弁駆動装置8が常開弁を誤って開弁させてしまうのを抑制することができる。
The
以上説明した本実施形態によるタンク100は、流体を貯蔵するためのタンク本体1と、タンク本体1の内部と連通してタンク本体1に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路23と、放出通路23に設けられる常閉弁7と、雰囲気温度の異常上昇を感知したときに常閉弁7を開弁させる弁駆動装置8と、を備える。
The
そしてこの弁駆動装置8が、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が常閉弁7に接続され、加熱されたときに収縮して常閉弁7を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材81と、タンク100に外力が加わることにより熱収縮部材81に張力が生じたときに熱収縮部材81と接触して熱収縮部材81を切断する切断器82と、を備えるので、タンク100に外力が加わることによって熱収縮部材81に張力が生じたときに、切断器82によって熱収縮部材81を切断することができる。そのため、外力に起因する熱収縮部材81の張力によって常閉弁7が誤って開弁するのを抑制することができる。
And this
また本実施形態では、常閉弁7がタンク本体1の一端側に配置されており、弁駆動装置8が、一端側がタンク本体1の他端側の表面に取り付けられる第1熱収縮部材81aと、第1熱収縮部材81aよりも長さが短く、一端側が第1熱収縮部材81aの一端部よりも常閉弁7側の前記タンク本体1の表面に取り付けられる第2熱収縮部材81bと、の少なくとも2本の熱収縮部材81を備えている。
Moreover, in this embodiment, the normally closed valve 7 is arrange | positioned at the one end side of the tank main body 1, and the
このように本実施形態では、第1熱収縮部材81aが、タンク本体1の一端側から他端側に亘ってタンク本体1の表面に沿って配置されているので、雰囲気温度の異常上昇がタンク本体1の一端側から他端側におけるいずれの箇所で生じたとしても、その雰囲気温度の異常上昇を感知して常閉弁7を開弁することができる。したがって、例えばタンク本体1の全長が1600mmを超えるようないわゆる長尺のものであっても、タンク本体1の周囲の雰囲気温度の異常上昇を確実に感知して常閉弁7を開弁することができる。
Thus, in this embodiment, since the 1st
また第1熱収縮部材81aよりも長さが短い第2熱収縮部材81bが、第1熱収縮部材81aとは別途にタンク本体1の表面に沿って配置されているので、第1熱収縮部材81aと第2熱収縮部材81bとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が異常上昇したときに、第2熱収縮部材81bの張力によって素早く常閉弁7を開弁することができる。すなわち、第2熱収縮部材81bは、第1熱収縮部材81aよりも長さが短い分、加熱されて収縮したときの張力が第1熱収縮部材81aよりも大きいので、第1熱収縮部材81aと第2熱収縮部材81bとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が異常上昇したときに、第2熱収縮部材81bの張力によって素早く常閉弁7を開弁することができる。
Further, since the second
また、これ以外にも、熱収縮部材81の一端を、タンク本体1から離れた任意の場所に取り付ければ、タンク本体1からある程度離れた場所で火災が生じたときなどに、タンク本体1に火が回る前に予め常閉弁7を開弁することができる。
In addition to this, if one end of the
また本実施形態では、常閉弁7が、流体導入口21aと、流体排出口と、流体導入口21aと流体排出口とを連通する連通路71と、連通路71を封止する弁体としての封止体72と、を備え、熱収縮部材81が、収縮したときの張力によって封止体72に荷重を加えて封止体72を外部から破壊することができるように常閉弁7に接続されている。そのため、雰囲気温度が異常上昇したときに、熱収縮部材81を収縮させることにより張力を生じさせ、これにより封止体72に荷重を加えて封止体72を外部から破壊し、常閉弁7を開弁することができる。
Further, in the present embodiment, the normally closed valve 7 is a
また上記の実施形態において、常閉弁7を、加熱されたときに膨張して封止体72を内部から破壊するための液体を封止体72の内部に封入した溶栓弁とすれば、たとえば公知の種々の溶栓弁に対して微小な設計変更を行うのみで、封止体72を外部から破壊できるように変更することができる。そして、封止体72を外部から破壊できるような常閉弁7を、溶栓弁と別途に設ける必要もないので、コストの増加や部品数の増加、タンクバルブ2の大型化を抑制することができる。また、熱収縮部材81が配置された箇所の雰囲気温度よりも早期に常閉弁7近傍の雰囲気温度が異常上昇したときに、封止体72を内部から破壊して早期に常閉弁7を開弁することができる。
Further, in the above embodiment, if the normally closed valve 7 is a fusing valve in which a liquid for expanding and destroying the sealing
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
例えば上記の実施形態では2本の熱収縮部材81a,81bをタンク本体1の表面に沿って配置したが、少なくとも第1熱収縮部材81aが配置されていれば良く、熱収縮部材81を3本以上配置しても良い。
For example, in the above-described embodiment, the two
また、熱を伝えやすい材料(例えばSUS316)で構成された中空状のチューブの内部に熱収縮部材81を格納しても良い。このようにすれば、組み付け時や運搬時、タンク100を移動体に搭載した場合には走行時などに生じる外力等から熱収縮部材81を保護することができる。
Further, the
1 タンク本体
7 常閉弁
7a 流体流入口
7b 流体流出口
8 弁駆動装置
23 放出通路
71 連通路
72 封止体
81 熱収縮部材
81a 第1熱収縮部材
81b 第2熱収縮部材
82 切断器
100 タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tank main body 7 Normally closed
Claims (5)
前記タンク本体の内部と連通して当該タンク本体に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路と、
前記放出通路に設けられる常閉弁と、
雰囲気温度の異常上昇を感知したときに前記常閉弁を開弁させる弁駆動装置と、
を備えるタンクであって、
前記弁駆動装置は、
雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が前記常閉弁に接続され、加熱されたときに収縮して前記常閉弁を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材と、
前記タンクに外力が加わることにより前記熱収縮部材に張力が生じたときに、当該熱収縮部材と接触して当該熱収縮部材を切断する切断器と、
を備えることを特徴とするタンク。 A tank body for storing fluid;
A discharge passage for communicating with the inside of the tank body and discharging the fluid stored in the tank body to the outside;
A normally closed valve provided in the discharge passage;
A valve driving device for opening the normally closed valve when an abnormal rise in ambient temperature is detected;
A tank comprising:
The valve driving device includes:
One end side is attached to an arbitrary place so as to include a place where it is desired to detect an abnormal rise in ambient temperature, and the other end side is connected to the normally closed valve so that no tension is generated, and contracts when heated. A thread-like or tubular heat-shrink member that generates tension to open the normally closed valve;
A cutter for cutting the heat shrinkable member in contact with the heat shrinkable member when tension is generated in the heat shrinkable member by applying an external force to the tank;
A tank comprising:
前記弁駆動装置は、
一端側が前記タンク本体の他端側の表面に取り付けられる第1熱収縮部材と、
前記第1熱収縮部材よりも長さが短く、一端側が前記第1熱収縮部材の一端部よりも前記常閉弁側の前記タンク本体の表面に取り付けられる第2熱収縮部材と、
の少なくとも2本の前記熱収縮部材を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のタンク。 The normally closed valve is disposed on one end side of the tank body,
The valve driving device includes:
A first heat shrinkable member attached at one end to the surface of the other end of the tank body;
A second heat shrinkable member having a length shorter than that of the first heat shrinkable member and having one end side attached to the surface of the tank body on the normally closed valve side relative to one end of the first heat shrinkable member;
Comprising at least two of the heat shrinkable members
The tank according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のタンク。 One end side of the heat shrink member is attached to an arbitrary place away from the tank body,
The tank according to claim 1.
前記熱収縮部材は、収縮したときの張力によって前記封止体に荷重を加えて当該封止体を外部から破壊することができるように前記常閉弁に接続されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載のタンク。 The normally closed valve includes a fluid introduction port, a fluid discharge port, a communication path that communicates the fluid introduction port and the fluid discharge port, and a sealing body that serves as a valve body that seals the communication path. Prepared,
The heat-shrinkable member is connected to the normally closed valve so that the sealed body can be broken from the outside by applying a load to the sealed body by the tension when contracted,
The tank according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項4に記載のタンク。 The normally closed valve is a plug valve in which a liquid for expanding and destroying the sealing body from the inside is encapsulated inside the sealing body when heated.
The tank according to claim 4.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11933435B2 (en) | 2021-10-08 | 2024-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High-pressure gas tank connection structure |
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2015
- 2015-02-12 JP JP2015025449A patent/JP2016148398A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11933435B2 (en) | 2021-10-08 | 2024-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | High-pressure gas tank connection structure |
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