JP2018150950A - 高圧タンク - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明による高圧タンクの第1の実施の形態を示す図であり、図1は、中心軸線に沿う方向での断面図、図2は中心軸線に直交する方向での断面図、すなわち、図1のb−b線に沿う断面図である。
図7は、高圧タンクの他の実施の形態を示している。図7は、第1の実施の形態である高圧タンク100の断面を示す図2に相当する断面図である。図7に示す高圧タンク200は、前記内容器50に形成した貫通穴54が、図1に示した第1の実施の形態である高圧タンク100のように内容器50の鉛直方向の最下部のみにではなく、高圧タンク200を横置きしたときでの内容器50の鉛直方向の中心線Pよりも下方の領域全体に分散して形成されている点で、第1の実施の形態である高圧タンク100と構成を異にしている。他の構成は第1の実施の形態である高圧タンク100と同じであり、同じ部材には同じ符号を付している。この形態の高圧タンク200は、図1および図2に示した第1の実施の形態の高圧タンク100と比較して、内容器50内へのガス充填時間を短縮できる利点がある。
図8は、第3の実施の形態の高圧タンク300を、その中心軸線Lに沿う方向での断面で示している。図8に示す高圧タンク300は、前記配管60を備えない点、前記内容器50に形成される貫通穴54は内容器50における前記バルブ装置20が取り付けられている端部とは反対側の端部領域、すなわち前記した第2のドーム部53に形成されている点、前記バルブ装置20には、逆止弁21を備えた第1の連通路22のガス放出口が、1つではなく、中心軸線Lの周囲に放射方向に2個以上形成されている点、で相違している。他の構成は第1の実施の形態である高圧タンク100と同じであり、同じ部材には同じ符号を付している。
図1および図2に示した第1の実施の形態の高圧タンク100において、配管60を互いに平行に2本以上、取り付けることもできる。
次に、図1および図2に示した第1の実施の形態の高圧タンク100の奏する効果について、本発明者らがガスの断熱圧縮による発熱および外部への放熱をベースとする充填シミュレーションを行った結果を以下に記載する。
ガスの充填条件は以下のように設定した。
外気温:40℃、タンク内での昇圧率:28.5MPa/分、充填時間:167秒(1MPa〜80MPaまで昇圧する時間)、容器(ライナー10および内容器50)種類:樹脂。
2−1.従来タンクの場合
従来タンク、すなわち、図1および図2に示した第1の実施の形態の高圧タンク100から内容器50および配管60を除去した高圧タンクの場合。
プレクール温度:−30℃の設定で、80MPaまで高圧充填したときのガス温度:85℃。
プレクール温度:−5℃の設定で、80MPaまで高圧充填したときのガス温度:109℃。
図1および図2に示した高圧タンク100の場合。具体的には、内容器50とライナー10の材料:高密度ポリエチレン、内容器50の板厚:2mm、隙間40の厚み:5mm、充填ガス:水素、水素ガスの物性値:熱伝導率:0.214W/mK、比熱:14486kg/m3、内容器50内での密度:36.7kg/m3(容器内圧力80MPaにおいて)。
2−2の結果からわかるように、本発明による高圧タンクの場合、容器の種類が樹脂(高密度ポリエチレン)でありながら、プレクール温度が−5℃であっても、隙間40でのガス温度を85℃以下(84℃)に維持できることがわかる。また、内容器50内では114℃となっているが、内容器50の周壁および隙間40が断熱材あるいは断熱層として機能するために、内容器50内の温度は大幅に緩和されてライナー10の壁面に伝熱されることがわかる。プレクール温度が−5℃であっても、樹脂製ライナー10の温度を規定値以下(85℃以下)に保持することが可能であり、タンクとしての容積効率の向上と水素ステーション側での低コスト化の双方をともに満足できることがわかる。
10…ライナー、
10a、10b…分割されたライナー、
11…ライナーの胴部、
12…ライナーの第1のドーム部、
13…ライナーの第2のドーム部、
20…バルブ装置、
22…バルブ装置の第1の連通路、
24…バルブ装置の第2の連通路、
30…繊維強化樹脂層、
30a…繊維強化樹脂、
40…ライナーの内周面と内容器の外周面との間に形成される隙間、
50…内容器、
51…内容器の胴部、
52…内容器の第1のドーム部、
53…内容器の第2のドーム部、
54…内容器の鉛直方向の最下部に形成された貫通穴、
60…隙間40に配置された配管、
61…配管に形成された貫通穴、
70a…第1の口金、
70b…第2の口金、
71…第1の口金の貫通穴、
72…第1の口金に形成した垂直穴。
Claims (7)
- 高圧タンクであって、
ガスの透過を抑制するライナーと、
前記ライナーの内部とタンク外部とを連通および遮断するバルブ装置と、
前記ライナーの内周面との間に隙間が形成されるようにしてライナー内部に配置される内容器と、
前記内容器に形成された貫通穴と、
を少なくとも有しており、
前記バルブ装置は、前記ライナーと前記内容器との間に形成される前記隙間と前記タンク外部とを連通し前記タンク外部から前記隙間にガスを供給する第1の連通路と、前記内容器内と前記タンク外部とを連通し前記内容器内からタンク外にガスを放出する第2の連通路と、を備えることを特徴とする高圧タンク。 - 請求項1に記載の高圧タンクであって、前記内容器に形成された貫通穴は、内容器の鉛直方向に対しての中心面よりも下方領域に形成されていることを特徴とする高圧タンク。
- 請求項1または2に記載の高圧タンクであって、前記バルブ装置の前記第1の連通路には前記ライナーと前記内容器との間に形成される前記隙間内に伸びる配管が接続しており、前記配管は複数個の穴を有していることを特徴とする高圧タンク。
- 請求項3に記載の高圧タンクであって、前記配管は前記ライナーの鉛直方向の頂部に位置していることを特徴とする高圧タンク。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の高圧タンクであって、前記ガスが水素ガスであることを特徴とする高圧タンク。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の高圧タンクであって、前記ライナーと前記内容器は同一素材からなることを特徴とする高圧タンク。
- 請求項6に記載の高圧タンクであって、前記同一素材が樹脂材料であることを特徴とする高圧タンク。
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