JP2019506574A

JP2019506574A - 圧力容器システム

Info

Publication number: JP2019506574A
Application number: JP2018532206A
Authority: JP
Inventors: ビョルン・クリエル; フランソワ・ドゥニエ
Original assignee: プラスチック・オムニウム・アドヴァンスド・イノベーション・アンド・リサーチ
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2019-03-07
Also published as: US10823333B2; CN108474518A; US20190024845A1; KR102645905B1; KR20180108715A; EP3408580B1; EP3196533A1; EP3408580A1; WO2017129597A1

Abstract

本発明は、加圧ガスを貯蔵するための圧力容器と、圧力容器の漏出の可能性がある接合部における１つ以上のガス検知部品であって、１つ以上のガス検知部品は、ガスが漏出の可能性がある接合部に沿って通過するときに変化するように構成されたおり、漏出の可能性がある接合部は、前記圧力容器内の接合部である、１つ以上のガス検知部品と、１つ以上のガス感知部の変化を検出するように構成された１つ以上の検出モジュールと、を備える圧力容器システムに関する。本発明は、また、気密連結を実現するように構成された第１の連結部及び第２の連結部と、第１の連結部と第２の連結部との間の連結接合部に配置された１つ以上のガス感知部と、１つ以上のガス感知部の変化を検出する１つ以上の検出モジュールと、備える連結アセンブリにも関する。

Description

本発明の分野は、圧力容器システム、特に車両に使用するための圧力容器システムに関する。特定の実施形態は、水素ガス、液体石油ガス（ＬＰＧ）、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、またはアンモニアを貯蔵するための圧力容器、及び圧力容器システムに使用するための連結アセンブリに関する。

流体が容器内に貯蔵される際、貯蔵された流体の損失をもたらす、貯蔵された流体の容器からの漏出を防止することが望ましい。さらに、流体の漏出は、例えば漏出が有毒ガスを大気中に放出することを可能にする場合には危険であり得る。

また、可燃性ガスが容器内に貯蔵されている場合、容器からの可燃性ガスの漏出は、破損を引き起こす爆発の原因となり得る。

したがって、容器からの流体の損失を検出するための手段を流体貯蔵容器に設けることが知られている。例えば、特許文献１には、気密外側容器によって取り囲まれたガス含有内側容器が記載されている。外側容器と内側容器との間には、内側容器から漏れたガスを受容するための中間空間が設けられており、この中間空間には、漏れたガスを検出するための少なくとも１つのガスセンサがある。

別のシステムでは、容器に貯蔵されたガスに付臭剤を添加し得る。このようなシステムでは、ガス漏れは、漏れたガスの臭いによって検出される。例えば、天然ガスは無臭で可燃性が高い。迅速に漏れを検出するために、メルカプタンのような付臭剤を天然ガスに添加することにより、臭気によってガス漏れを検出し得る。

同様に、特許文献２には、付臭剤が水素ガスと混合された水素供給装置が記載されている。この添加された付臭剤は、水素ガスの漏れを検出するために使用され得る。特許文献２では、水素ガスを貯蔵するガス貯蔵手段と、ガス貯蔵手段から供給された水素ガスに付臭剤を添加する付臭剤添加手段とが備えられている。他の既知のシステムでは、タンクからのガスの漏れは、タンク内の圧力及び温度を測定することによって検出することができる。例えば、このようなシステムでは、ガスが容器に最初に加えられた後、ガスが所定期間貯蔵された後に、圧力及び温度が測定され得る。容器内のガスの温度が両方の測定値で同じであるが圧力が低下している場合、ガス漏れがあると判断され得る。

しかしながら、ガス漏れを検出するこれらの既知のシステムの全てには欠点がある。

例えば、特許文献１に記載されているような二重壁タンクを使用することは、システムのコストと重量の両方を増加させる。

同様に、臭気物質がガスに添加されたシステムを有する場合、システムはまた、臭気物質を貯蔵して添加するための手段をも備える必要があり、これはまた、システムのコスト及び重量を増加させる可能性がある。さらに、既知の臭気物質システムでは、漏出の時に、臭いが検出されるようにシステムの近くに使用者がいる必要がある。

また、ガス漏れがあったかどうかを判断するために圧力と温度の測定を使用するシステムでは、大量のガスが漏れた後にこの漏出があったことをだれかに警告するだけかもしれません。

独国特許出願第１０２０１３２１９９６８号欧州特許出願第１９３５８４４号

"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｈｙｄｒｏｇｅｎｇａｓｓｅｎｓｏｒｕｔｉｌｉｚｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄｇｅｌｗｉｔｈｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄａｓｓｏｌｖｅｎｔ" ｂｙＴ．ＹａｍａｕｃｈｉｅｔａｌｐｕｂｌｉｓｈｅｄｉｎＥＣＳＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２０１２，ｖｏｌ．５０，Ｎ°１２，ｐｐ２３１−２３６）

本発明の実施形態は、従来技術から既知の漏出検出システムの１つ以上の欠点を有さない、圧力容器からのガス漏れを検出する手段を含むガスを貯蔵する圧力容器システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、圧力容器、１つ以上のガス感知部、及び、１つ以上の検出モジュールを備える圧力容器システムが提供される。圧力容器は、加圧ガスを貯蔵するように構成されている。１つ以上のガス感知部は、圧力容器の漏出の可能性のある接合部に配置され、ガスが漏出の可能性のある接合部に沿って通過するときに変化するに構成される。これらのガスに敏感な部品は、例えば、露出の可能性がある接合部に取り付けられる。「取り付けられている」とは、ガス敏感部品が、固定または可動に取り付けられて、漏出の可能性のある接合部に連結され得ることを意味する。漏出の可能性のある接合部は、圧力容器内に一体化された接合部である。例えば、圧力容器の任意の接合部は、ガスが接合部から容器圧力の外に逃げる可能性があるため、漏出の可能性のある接合部とみなすことができる。１つ以上の検出モジュールは、１つ以上のガス感知部の変化を検出するように構成される。換言すれば、本発明による圧力容器システムは、加圧ガスを貯蔵するための圧力容器と、圧力容器の漏出の可能性のある接合部において、ガスが露出の可能性がある接合部に沿って通過するときに変化するように構成された１つ以上のガス感知部であって、前記漏出の可能性のある接合部は、前記圧力容器内の接合部である、１つ以上のガス感知部と、１つ以上のガス感知部の変化を検出するように構成された１つ以上の検出モジュールと、を備える。一実施形態では、１つ以上の検出モジュールは、１つ以上のガス感知部とは異なる。実際、この実施形態では、１つ以上の検出モジュール及び１つ以上のガス感知部は、２つの部分からなるプロセスに関連する。少なくともガス感知部は、ガスの存在により単に変化し得る。次に、少なくとも検出モジュールは、少なくともガス感知部の変化を検出することができるだけである。換言すれば、この実施形態では、１つ以上の検出モジュールは、ガスが接合部に沿って通過するときの１つ以上のガス感知部の変化を検出する。

別の実施形態では、１つ以上の検出モジュール及び１つ以上のガス感知部は、単一の構成要素であり得る。この実施形態では、ガスが接合部を通過するときに、この単一の構成要素自体がガスを検出することができる。

本発明の実施形態は、改善された信頼性のある方法で圧力容器の漏出を検出することができ、圧力容器システムの大きな重量増加なしに、任意の漏出の可能性のある接合部における１つ以上のガス感知部のコンパクトな統合を可能にするという利点を有する。好ましい実施形態では、漏出の迅速な検出をもたらすために、ガス感知部が潜在的な漏出に可能な限り近接して一体化され得る。

本発明の文脈において、「漏出の可能性のある接合部」という用語は、圧力容器内に存在して形成され、かつ、ガスが容器の内部から逃げる可能性のある、露出がある際の経路である接合部、経路または通路である。１つ以上の漏出の可能性のある接合部は、通常、圧力容器の構造に固有のものである。これは、このような漏出の可能性のある接合部は、一般に、圧力容器の製造及び／または組立から生じることを意味する。実際には、圧力容器は、圧力容器本体または連結接合部の２つの層の間の接合部のような、漏出を起こしやすい多くの経路を有する。通常、このような接合部は、製造及び／または組立後に漏出の問題を有さないが、経年劣化、極端な温度影響、振動、材料の劣化などにより、時間とともに、例えば５年後または１０年後または１５年後に漏れ始める可能性がある。本発明の実施形態のように、時間とともに現れる漏出が、検出され得ることが有用である。漏出が検出されると、次に、特定の部品、例えば、シールを変更する必要があり、場合によっては全圧力容器システムを交換する必要があると判断され得る。

本発明の文脈において、「圧力容器」という用語は、少なくとも２バール、好ましくは少なくとも３バールの内圧に耐えることができる容器を指す。圧力容器は、圧力容器本体と、圧力容器本体の開口部に取り付けられた機能部のような圧力容器本体に組み込まれた任意の構成要素と、をさらに含む。圧力容器本体は、単層の本体であってもよいし、複層体であってもよい。

例示的な実施形態では、漏出の可能性のある接合部は次のいずれかである：互いに接触する、圧力容器の圧力容器本体の２つの層の間の接合部；圧力容器の２つの一体部品の間の連結接合部；圧力容器の一体化された部品と圧力容器本体の層との間の連結接合部。圧力容器の一体化された部品とは、圧力容器本体と接触している部品または圧力容器本体に取り付けられている部品を意味する。

一実施形態では、圧力容器は、圧力容器本体と、圧力容器本体の開口部に設けられた機能部と、を備え、シールが、開口部の縁部と機能部との間に配置され、かつ、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、開口部を流れるガス、換言すれば機能部と開口部との間のガス流を参照して、シールの下流に設けられる。容器本体は、開口部の上流にガスを含むことができる。機能部は、例えば、アダプタ部品、嵌合部品、バルブ部品、出口部品、閉塞部品、熱圧式リリーフバルブ、圧力センサ、温度センサ、過圧リリーフバルブ等のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、圧力容器本体は、２つの丸い端部を有する細長い略円筒形の本体であり得、機能部は、２つの端部のうちの１つの開口部に配置され得る。

圧力容器システムのいくつかの実施形態では、開口部は、圧力容器の略円筒形壁部によって画定され、機能部は、開口部に挿入された対応する略円筒形部分を含む。１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、機能部の略円筒形部分と略円筒形壁部の内側との間の接合部に配置され得る。

例示的な実施形態では、機能部の略円筒形部分には、シールが配置される円形の溝が設けられる。

例示的な実施形態では、略円筒形部分は、開口部に少なくとも部分的に挿入されたボス・アダプタの一部である。ボス・アダプタは、第１の略円筒形部分と第２の略円筒形部分とを含み、第１の部分は前記開口部に挿入され、第２の部分は開口部から外向きに延在する。

いくつかの実施形態では、略円筒形壁部が外向きに突出し、開口部を画定する略円筒形壁部の周りにボスが配置され得る。このような実施形態では、開口部は、ボスの内部円筒形壁によって少なくとも部分的に画定され得る。このボスは、機能部と係合可能な表面を形成し得る。１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、ボスの接合部に配置され得る。言い換えれば、開口部は、圧力容器の略円筒形壁部によって境界が画定され、この開口部を画定する略円筒形壁部の周りにボスが配置され、１つ以上のガス感知部がボスの接合部に配置されている。

開口部内に挿入された対応する略円筒形部分を備える機能部を含むシステムの実施形態では、略円筒形部分は、開口部内に少なくとも部分的に挿入されたボス・アダプタの一部であり得る。

例えば、機能部は、少なくとも部分的に、ボスの内壁と係合するように構成された円筒形のボス・アダプタから形成され得る。いくつかの実施形態では、ボス・アダプタがボスにねじ込まれ得る。対応する略円筒形部分を含む機能部を有する実施形態では、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、例えば、オーバーモールディングまたはコーティングによって、この略円筒状部分に形成される。代替え的にまたは追加的にこれに加えて、略円筒形部分には、シールが配置される円形の溝が設けられ得る。いくつかの実施形態では、略円筒形部分は金属を含む。他の実施形態では、１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つは、シールに取り付けられ得、または、シールと一体化され得る。さらに他の実施形態では、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、機能部に取り付けられてもよく、機能部に一体化されてもよい。

ボス・アダプタを含む圧力容器システムの実施形態では、このボス・アダプタは、第１の直径を有する第１の略円筒形部分と、第１の直径より大きな第２の直径を有する第２の略円筒形部分と、を備え、第１の部分は圧力容器の開口部内に挿入されており、第２の部分は開口部から外向きに延在している。圧力容器システムの実施形態では、圧力容器は、ライナーを備え、略円筒形壁部はライナーの一体部分であり得る。

圧力容器がライナーとボスとを備える実施形態では、開口部を画定する略円筒形壁部は、ボス上にオーバーモールドされ、ライナーの開口部の周りでライナーに溶接され得る。

いくつかの実施形態では、ボスは、開口部を画定する略円筒形壁部の周りに、及び、開口部に挿入されたボス・アダプタの第２の部分の周りに配置され得る。

機能部は、略円筒形部分に配置されたバルブを備えていてもよく、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、バルブと略円筒形部分との間に配置され得る。このバルブは、例えば、燃料電池への水素供給またはエンジンへのガス供給を実施する過圧リリーフバルブ、熱リリーフバルブ、常閉型の電磁バルブなどを含む。

本発明の実施形態では、圧力容器は、液体石油ガス（ＬＰＧ）、水素、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、アンモニア、通常、アンモニア水のいずれか１つを貯蔵するように構成され得、圧力容器は、０．２ＭＰａ（２バール）を超える圧力み耐えるように構成される。

実施形態では、ガス感知部の１つ以上を空気に露出するように配置され得る。例えば、ガス感知部は、周囲空気と連通するように構成された溝の隣に配置され得る。このような実施形態は、ガス感知部が空気に露出する際に検出モジュールがより良好に作動する場合に有利であり得る。圧力容器は、本発明のいくつかの実施形態において、０．３ＭＰａ（３バール）を超える圧力でガスを貯蔵するように構成され得る。

圧力容器が液体石油ガス（ＬＰＧ）を貯蔵するように構成されている場合、圧力容器は、この液体石油ガスを約０．５ＭＰａ〜１．５ＭＰａ（５〜１５バール）の圧力で貯蔵するように構成され得る。水素ガスを貯蔵するように構成された圧力容器の場合、圧力容器は、このガスを約７０ＭＰａ（７００バール）または３５ＭＰａ（旧標準３５０バール）の圧力で貯蔵し得る。圧力容器が圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を貯蔵するためのものである場合、圧力容器は、約２０ＭＰａ（２００ｂａｒ）でガスを貯蔵するように構成され得る。圧力容器がアンモニア、通常はアンモニア水を貯蔵するためのものである場合、圧力容器は、０．１ＭＰａ〜２ＭＰａの圧力でアンモニアを貯蔵するように構成され得る。

圧力容器は、本発明のいくつかの実施形態では、ライナーと、ライナーの周りに配置された補強層と、を備え得る。

そのような実施形態では、ライナーは、例えば、ブロー成形または射出成形によって熱可塑性材料から製造される。ライナーは、例えば、ＨＤＰＥ、ＰＡ、ＰＰＡ、または任意の他の適切な熱可塑性材料から成る。代替的には、ライナーは、共押出された構造、例えば、非常に低い水素透過性を有する層を含む共押出層から作られ得る。

補強層は複合材料から形成され得る。補強層は、カーボン、ガラス、アラミドなどの熱硬化性樹脂を含む補強繊維を備え得る。補強層は、複合構造は、フィラメント・ワインディング工程（ｆｉｌａｍｅｎｔｗｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）、編み工程（ｂｒａｉｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）、自動テープ配置工程（ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｔａｐｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ）、レーザー支援テープ配置工程（ａｌａｓｅｒａｓｓｉｓｔｅｄｔａｐｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ）、または任意の代替工程によって得ることができる。

さらに別の実施形態では、圧力容器はライナーを含まず、ガス封入機能は補強層によって実現され得る。次いで、シールを、仕上げまたは組立作業によって補強層内に、及び／または、ボス・アダプタ上に含め得る。

いくつかの実施形態では、ライナーは、開口部を画定する外向きに延在する円筒形壁部を備え得、ボスが円筒形壁部の周りに配置され、ボスは補強層によって部分的に覆われる。圧力容器システムの実施形態では、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、ボスと補強層との間に配置され得る。このような実施形態は、ライナーの漏出によって生じる漏出を検出することを可能にし、漏出の可能性のある接合部は、ライナー／ボスと補強層との間の接合部に沿って延在する。

好ましい実施形態では、ライナーは、開口部を画定する外向きに延在する円筒形壁部を備え得、ボスが円筒形壁部の周りに配置され得、ボスは補強層によって部分的に覆われ、ボスと補強層との間にガス感知部が配置され得る。

いくつかの実施形態では、ライナーは、圧力容器の内部に向かって内向きに突出する略円筒形壁部を備え、ボス・アダプタは、第１の略円筒形部分と第２の略円筒形部分とを含み、前記第１の部分は、開口部内に挿入されており、前記第２の部分は、前記開口部から外向きに延在しており、補強層は、第２の略円筒形部分を少なくとも部分的に覆う。このような実施形態では、ボス・アダプタはボスとしても機能する。このような実施形態では、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、第２の略円筒状形部分と補強層との間、及び／または、ライナーの内側に突出する略円筒形壁部とボス・アダプタとの間において、ライナーの内向きに突出する略円筒形壁部とボス・アダプタとの間のシールの下流に配置され得る。

いくつかの実施形態では、ライナーは、圧力容器の内部に向かって内向きに突出する略円筒形壁部を備え、ボス・アダプタは、第１の略円筒形部分と第２の略円筒形部分とを含み、前記第１の部分は、開口部内に挿入されており、前記第２の部分は、前記開口部から外向きに延在しており、補強層は、第２の略円筒形部分を少なくとも部分的に覆い、かつ、前記１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、前記第２の略円筒形部分と前記補強層との間に配置される。

いくつかの実施形態では、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つは、以下のいずれか１つを備える：
・カーボンナノチューブ、
・カーボンブラック、
・カーボンナノチューブまたはカーボンブラックを含む高分子材料、
・ナノチューブゲル（例えば、ゾル−ゲル法を用いて調製した、酸化スズマトリックス中のカーボンナノチューブの分散）、
・超吸収性ゲル、
・溶媒としてのイオン性液体を有する重合ゲル（非特許文献１で説明されるものなど）、
・触媒ビーズ「ペリスタ」、
・ロジウム、パラジウム、白金、ウラン、ランタニド及びレア土質材料から選択される１つ以上の金属。
圧力容器システムのいくつかの実施形態では、１つ以上のガス品部をパラジウムから形成することが好ましい。例えば、パラジウムは、システムの一部の表面上にコーティングとして配置され得る。

１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つは、電気特性、熱特性、化学特性、光学特性のうちの１つ以上を測定するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、検出モジュール及び／または１つ以上のガス感知材料は、以下のいずれか１つを含み得る。
・熱伝導率検出器、
・パラジウムの電界効果センサ、
・パラジウムベースの抵抗器、
・パラジウムでコーティングされた光ファイバセンサ、
・パラジウムメソワイヤー及びナノ粒子検出器、
・パラジウムナノクラスター／ナノチューブ／ナノ粒子／ナノワイヤ、
・金属酸化物及び触媒ビーズ水素検知技術、
・電気化学センサ（液体または固体電解質）、
・圧電ベースの水素検知技術、
・表面弾性波及び微小共振器ベースのセンサ、
・カーボンナノチューブなどのナノテクノロジーアプローチを備えたあらゆる種類のセンサ、
・ナノワイヤ、ナノウィスカ、金属ナノチューブ、金属酸化物ナノ構造、ナノクラスター、
・光ファイバベースのセンサまたはポリマーでコーティングされたプラスチック光ファイバ、
・赤外分光法ベースのセンサ。
例えば、適切な水素センサは、パラジウム抵抗器を備え得る。このパラジウム抵抗器は、２つの金属コンタクトの間に堆積されたパラジウム膜から形成される。パラジウム膜は、パラジウム中の相転移に起因する水素暴露時の導電率の変化を示す。このようなパラジウム抵抗器は、１つ以上のガス感知部の１つとして配置され得、検出モジュールは、例えば、電流を抵抗に通すことによって抵抗器の電気的特性を測定するように構成され得る。

代替的に、水素センサは、パラジウム電界効果トランジスタまたはキャパシタを備え得、または、センサは、水素濃度を光信号に変換する旋光性物質上にコーティングされたパラジウム層を含み得る。

好ましい実施形態によれば、圧力容器システムは、電気ワイヤまたは光学ワイヤを介して１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つに連結された１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つを備える。前記圧力容器内の第１の部分と、前記圧力容器の外の第２の部分と、を備え、前記第１の部分は、第２の部分と無線で通信するように構成されている。

１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つは、２つの電気ワイヤを介して１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つに連結され得る。旋光性物質の場合、検出モジュールは光ファイバによって１つ以上のガス感知部に連結され得る。

さらに別の実施形態では、１つ以上の検出モジュールは、圧力容器内の第１の部分と、圧力容器の外の第２の部分と、を備え得、第１の部分は、例えばＲＦＩＤを用いて第２の部分と無線通信するように構成されている。

このような実施形態では、圧力容器内の、ガス感知材料の変化を感知するセンサとＲＦＩＤチップとのアセンブリとして、一体化された検出モジュールの第１の部分が存在し、感知された信号は、圧力容器の外の検出モジュールの第２の部分にＲＦＩＤチップを介して通信され得る。言い換えれば、実際の検出は、圧力容器の内部で行われ、次いで、容器の外の検出モジュールの第２の部分に送られる。

本発明の例示的な実施形態では、１つ以上の検出モジュールの検出モジュールは、圧力容器の完全に外側に配置され得る。しかしながら、上述したように、検出モジュールは、圧力容器内に少なくとも部分的に一体化され、検出モジュールのさらなる部分は、圧力容器の外に配置され得る。いくつかの実施形態では、電気ワイヤまたは光ワイヤがボス・アダプタを貫通し得る。

追加的または代替的に、電気ワイヤまたは光学ワイヤはボスを貫通し得る。

追加的または代替的に、電気ワイヤまたは光学ワイヤは、ライナーと補強材との間、または、ボスと補強材との間を通過し得る。

システムの実施形態では、１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つは、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つの検出された変化に基づいて漏出があるかどうかを判定するように構成され得る。検出モジュールは、漏出があると判定された際に警告信号を生成するようにさらに構成され得る。警告信号は、圧力容器が車両に含まれている場合のドライバ通知、異常インジケータライト（ＭＩＬ）の起動信号、避難要求信号、ブザー信号などのうちのいずれか１つ以上であり得る。車両が外に駐車されている場合に緊急解除の開始などの他のアクションが取られ得る。検出モジュールは、検出された漏出に関する情報を外部装置、例えば燃料補給ステーションに通信するようにさらに構成され得、これにより、次の燃料補給が安全性及び環境上の理由により防止または禁止される。このような通信は、複数のガス感知部が設けられている場合の漏出の正確な位置をも含み得る。

いくつかの実施形態では、１つ以上の検出モジュールのうちの少なくとも１つは、検出精度を向上させるために、かつ、減速した漏れ流速で漏出があるかどうかを判定するために周囲温度及び／または大気圧を考慮するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、１つ以上のガス感知部の周囲に空洞が設けられ得、圧力容器から逃げる任意のガスがこの空洞に蓄積し得る。

別の態様によれば、前術の実施形態のいずれか１つの圧力容器システムを含む車両システムが提供される。圧力車両システムは、１つ以上のガス感知部を統合する連結アセンブリをさらに備え得る。より詳細には、連結アセンブリは、第１の連結部品及び第２の連結部品を備え得る。第１及び第２の連結部品は気密連結を実現するように構成されている。１つ以上のガス感知部は、第１の連結部品と第２の連結部品との間の連結接合部に配置され、１つ以上のガス感知部は、ガスが連結接合部に沿って通過するときに変化するように構成される。圧力容器システムの１つ以上の検出モジュールは、連結接合部において１つ以上のガス感知部の変化を検出するようにさらに構成され得る。通常は、第１の連結部品は、１つ以上のバルブ及び／またはパイプを介して圧力容器の内部に連結される。当業者であれば、圧力容器から燃料電池さらには燃料電池の内部までの水素ガス経路に沿って、圧力容器から内燃機関への圧縮天然ガス経路に沿って、または、圧力容器から内燃機関への液化ガソリンガス経路に沿って、漏出リスクがあるすべての連結点において、１つ以上のガス感知部が実装されることを理解する。連結点は、連結接合部を有するコネクタアセンブリ、例えば、クイックコネクタまたは継手を備える。この連結面の漏出の可能性がある経路に沿って、１つ以上のガス感知部が含まれ得る。また、このような実施形態では、検出モジュールは、検出された漏出についての情報を外部装置、例えば燃料補給ステーションに通信するようにさらに構成され得、これにより、次回の燃料補給が安全性及び環境上の理由により防止または禁止される。このような通信には、車両システム内の漏出の正確な位置も含まれ得る。

好ましい実施形態によれば、車両システムは、前術の実施形態のいずれか１つによる圧力容器システムと連結アセンブリとを備え、前記連結アセンブリは、
気密連結を実現するように構成されている第１の連結部と第２の連結部；及び
前記第１の連結部と前記第２の連結部との間の連結接合部に配置された１つ以上のガス感知部であって、前記１つ以上のガス感知部は、ガスが前記連結接合部に沿って通過するときに変化するように構成されており、前記圧力容器システムの前記１つ以上の検出モジュールは、前記連結接合部において前記１つ以上のガス感知部の変化を検出するようにさらに構成されている、１つ以上のガス感知部；
を備え、前記第１の連結部は、１つ以上のバルブ及び／またはパイプを介して前記圧力容器の内部に連結されている。

本発明のさらに別の態様によれば、連結アセンブリが提供され、前記連結アセンブリは、
気密連結を実現するように構成された第１の連結部及び第２の連結部；、
前記第１の連結部と前記第２の連結部との間の連結接合部に配置された１つ以上のガス感知部であって、ガスが前記連結接合部に沿って通過するときに変化するように構成された１つ以上のガス感知部；及び、
前記１つ以上のガス感知部の変化を検出するように構成された１つ以上の検出モジュール；を備えている。各ガス感知部は、連結接合部に取り付けられる。一実施形態によれば、連結アセンブリは、第１の連結部品と第２の連結部品との間に配置されたシールをさらに備える。

好ましくは、連結アセンブリは、シールの下流に設けられた１つ以上のガス感知部の少なくとも１つを備える。

一実施形態によれば、連結アセンブリは、シール上に配置された１つ以上のガス感知部の少なくとも１つを備える。

一実施形態によれば、本発明による連結アセンブリは、３バールを超える圧力のガスに対して気密なるように構成されている。

一実施形態によれば、連結アセンブリは、以下のいずれか１つを含む１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つを備える。
・カーボンナノチューブ、
・カーボンブラック、
・カーボンナノチューブまたはカーボンブラックを含む高分子材料、
・ナノチューブゲル、
・超吸収性ゲル、
・溶媒としてのイオン性液体を有する重合ゲル、
・触媒ビーズ「ペリスタ」、
・ロジウム、パラジウム、白金、ウラン、ランタニド及びレア土質材料から選択される１つ以上の金属。

一実施形態によれば、連結アセンブリは、電気特性、熱特性、化学特性、光学特性のうちの１つ以上を測定するように構成された、１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つを備える。

一実施形態によれば、連結アセンブリは、１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つに、電気ワイヤまたは光学ワイヤを介して連結された１つ以上の検出モジュールのうちの少なくとも１つを備え、かつ／または、１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つが、圧力容器内の第１の部分と、圧力容器の外の第２の部分と、を備え、前記第１の部分は、前記第２の部分と無線で通信するように構成されている。

一実施形態によれば、連結アセンブリは、１つ以上のガス感知部の少なくとも１つの検出された変化に基づいて漏出があるか否かを判定するように構成された１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つを備える。一実施形態によれば、連結アセンブリは、漏出があるか否かを判定するために、周囲温度及び／または大気圧を考慮に入れるように構成された１つ以上の検出モジュールのうちの少なくとも１つを備える。本発明のさらに別の態様によれば、前術の実施形態のいずれか１つによる連結アセンブリを備える車両システムが提供される。

本発明はまた、車両システムにおける前術の実施形態のいずれか１つによる連結アセンブリの使用に関する。

添付の図面は、本発明のデバイスの現在の好ましい非限定的な例示的実施形態を例示するために使用される。本発明の特徴及び目的の上記及び他の利点は、より明らかになるであろうし、本発明は、添付の図面と併せて読むと以下の詳細な説明からよりよく理解されるであろう。

本発明による圧力容器システムの第１の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第２の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第３の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第４の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第５の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第６の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第７の実施形態の概略断面図である。本発明による圧力容器システムの第８の実施形態の概略断面図である。圧力容器の例示的な実施形態及び本発明による連結アセンブリの例示的な実施形態を含む燃料電池システムの概略図である。

図１は、圧力容器システム１００の第１の例示的実施形態を示す。この圧力容器システム１００は、圧力下でガスを貯蔵するように構成された圧力容器１０１（その一部のみが図示されている）を備える。図１の圧力容器１０１は、複合補強材５で囲まれたライナー４によって形成されている。図１に示すシステムでは、圧力容器１０１のライナー４と補強材５は、細長い円筒形及び丸い端部１０３を有する容器を形成する。

図１のシステム１００には、圧力容器１０１の丸い端部１０３に開口部１０２がある。開口部１０２は、円筒形壁部１０４の形態の縁によって画定されている。この円筒形壁部１０４の周りにはボス１が設けられており、ボス・アダプタ２が、円筒形壁部１０４内に配置される。ボス・アダプタ２は、例えば、圧力リリーフバルブまたは多機能バルブなどのバルブ、電源、センサ、熱圧力リリーフセンサ、アダプタ部品、嵌合部品などのボス・アダプタ内に取り付けられる任意の構成部品と共に、開口部１０２内に密封するように取り付けられた機能部を形成する。別の実施形態では、ボス・アダプタ２は、閉鎖部品、すなわち中央通路を有さない部分であってもよいことに留意されたい。開口部１０２は、円筒状の壁部１０４と、ボス１の通路を画定する内面と、によって画定される。図１に示すシステムにおいて、ボス・アダプタ２は、第１の直径を有する第１の略円筒形部分１２０と、例えば第１の直径よりも大きい第２の直径を有する第２の略円筒形部分１２１と、を備え、第１の部分１２０は開口部１０２内に挿入されており、第２の部分１２１は開口部１０２から外向きに延在している。図１に示される圧力容器１０１のライナー４は、容器の丸い端部１０３に開口部１０２を画定する一体化された円筒形壁部１０４を有する。この円筒形壁部１０４は、ライナー４の外向きに突出する部分によって形成される。しかしながら、ライナー４は、機能部（例えば、ボス・アダプタ２を含む機能部）を保持するのに十分な強度を有する材料で作られていないことが多いため、このライナー４の外向きに突出した部分によって形成されている。開口部１０２内では、容器１０１には、通常、円筒形壁部１０４の周囲にボス１が設けられている。このボス１は、圧力容器内の圧力に耐える金属または他の任意の材料から形成され得る。言い換えれば、ボス１をライナー４の円筒形壁部１０４の周囲に配置することができ、補強材をライナー４の上に配置することができ、また、補強複合壁部５は、ボス１の周囲に配置することができる。ライナー４が、開口部１０２とボス１とを画定する外向きに延在する円筒形壁部１０４を備える圧力バルブシステム１００の実施形態では、ボス１は、円筒形壁部１０４の周りに配置され得る前記ボス１は、補強層５によって少なくとも部分的に覆われている。

図１から分かるように、円筒形壁部１０４とボス・アダプタ２との間の開口部１０２内に配置された球形シール３もある。この球形シール３は、貯蔵されたガスが圧力容器から漏れるのを防止するために円筒形壁部１０４とボス・アダプタ２の密封をもたらすように設計される。いくつかの実施形態では、ボス・アダプタ２は、その中にシール３を配置し得る円形の溝１６を備え得る。

しかし、ある状況（例えば、シール３の損傷、シール３の磨耗、またはシール材料の品質の低下など）により、シール３はもはや円筒形壁とボス・アダプタ２との間に気密な閉塞を形成せず、圧力容器１０１内に貯蔵されたガスの一部が漏れる可能性がある。

ライナー４は、ブロー成形または射出成形によって熱可塑性材料から製造され得る。ライナー４は、ＨＤＰＥ、ＰＡ、ＰＰＡなどに基づく単一材料から構成され得、または、非常に低い水素透過性を有する層を含む共押出構造から作られ得る。補強層５は、複合材料から作成されてもよく作られ得、例えば、カーボン、ガラス、アラミドなどの、熱硬化性樹脂または熱可塑性マトリクスに埋め込まれた補強繊維を備え得る。さらに別の実施形態では、圧力容器はライナーを含まず、ガス密封機能は複合構造によって直接管理される。しかしながら、後者の構成においても、シールがアセンブリに含まれることになる。複合構造は、フィラメント・ワインディング工程（ｆｉｌａｍｅｎｔｗｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）、編み工程（ｂｒａｉｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ）、自動テープ配置工程（ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｔａｐｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ）、レーザー支援テープ配置工程（ａｌａｓｅｒａｓｓｉｓｔｅｄｔａｐｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ）、または任意の代替工程によって得ることができる。

ボス１及びボス・アダプタ２の両方を備える実施形態では、ボス・アダプタ２は、ボス１にねじ込まれるように構成され得る。

圧力容器システムは、圧力容器１０１内に貯蔵されたガスが漏出の可能性があるインターフェースに沿って通過する際に変化するように構成された感知部７ａを備える。ガス感知部７ａは、機能部と容器１０１の開口部１０２の周囲との間の、シール３の下流に設けられている。特に、ガス感知部７ａは、ボス・アダプタ２及びガス感知部７ａは、ボス・アダプタ２と、開口部１０２を画定する略円筒形壁部１０４との間に配置されている。

第１のガス感知部７ａは、ライナー４の一部とボス・アダプタ２との間に設けられる。このような実施形態では、ガス感知部７ａは、ライナー４の略円筒形壁部１０４上に配置され得る。例えば、ガス感知部７ａは、ライナー４の突出部１０４上にコートされる、または、オーバーモールドされ得る。ある実施形態では、この略円筒形部１０４は、円筒形部品の補強のための金属を含み得る。別の実施形態では、ガス感知部７ａは、組み立て、敷設、固着、または、射出成形工程を使用してオーバーモールディングによってボス・アダプタ上に設けられる。

圧力容器システムは、ガス感知部７ａの変化を検出するように構成された検出モジュール６をさらに備える。検出モジュール６または検出モジュールに連結されたコントローラは、ガス感知部７ａの変化が検出された際に警告信号を出すようにさらに構成され得る。漏出が発生すると、ガス感知部はこのガス感知部７ａの物理的特性の変化を受け、これにより適合された検出モジュール、通常は電子モジュールによって漏出を検出することが可能になる。漏出が検出されると、圧力容器が車両に含まれている場合の運転者通知、異常インジケータライト（ＭＩＬ）、避難要求、ブザーなど異なる警告が出され得る。また、車両が外に駐車されている場合などでは、緊急放出の開始などの別の処置が取られ得る。

図１に関連して上述した特徴のうちのいくつかは、図２〜図８の例示的な実施形態にも存在するので、再度説明しない。

図２の例示的な実施形態では、ボス１の外縁と複合補強材５との間に別のガス感知部９が示されている。ライナー４が圧力容器１０１内の領域で損傷すると、貯蔵されたガスはライナー４から漏れて、ライナー４と補強材５との間の接合部に沿って移動し、次いで、補強材５とボス１との間を通過する。ガス感知部９は、この第２の位置に配置されてこのようなガス漏れを検出する。当業者であれば、ガス感知部９は、一方でライナー４／ボス・アダプタ２と、他方で補強材５と、の間のこの接合部に沿って、異なる位置に、または複数の位置に設けられ得ることを理解する。圧力容器システムは、ガス感知部９の変化を検出するように構成された検出モジュール８をさらに備える。

図３の例示的な実施形態では、ガス感知部７ｂは、ボス１内の通路を画定する内面とボス・アダプタ２の外面と、の間に配置される。圧力容器システムは、ガス感知部７ｂの変化を検出するように構成された検出モジュール６をさらに備える。

図４の例示的な実施形態では、ガス感知部７ａは、ライナーの壁部分１０４と、ボス・アダプタ２の外面と、の間に配置される。圧力容器システムは、ガス感知部７ａの変化を検出するように構成され、連結された検出モジュール６を備える。また、ボス１の外縁と複合補強材５との間にさらなるガス感知部９が示されている。圧力容器システムは、ガス感知部９の変化を検出するように構成された検出モジュール８をさらに備える。

図５の例示的な実施形態では、機能部は、ボス・アダプタ２内の略円筒形の通路１５内に配置されたバルブ１３を備える。より具体的には、システムは、ボス・アダプタ２内に多機能バルブ部品１３をさらに備える。ボス・アダプタ２と多機能バルブ部品１３との間に別のシール１２が設けられている。ライナー４とボス・アダプタ２との間の第の１シール３と同様に、この第２のシール１２は、ボス・アダプタ２と多機能バルブ部品１３との間の通路を介してガスが圧力容器から漏れないように設計されている。しかしながら、ガスがこの漏出の可能性がある境接合部を通って漏れてしまう場合には、図５の実施形態には、第３のガス感知部１１がボス・アダプタ２及び多機能バルブ部品１３との間に設けられる。第３のガス感知部１１は、第２のシール１２の下流に配置される。圧力容器システムは、ガス感知部１１の変化を検出するように構成された検出モジュール１０をさらに備える。ここでは示されていない別の実施形態では、検出モジュール６、８及び１０が、すべてのガス感知部７ａ、９、１１に連結された単一の検出モジュールに組み合わされ得る。

図１〜図５に示す圧力容器システム１００の実施形態では、圧力容器１０１の開口部１０２は、ライナー４の外向きに突出した略円筒形壁部１０４によって画定され、かつ、機能部は、開口部１０２に挿入された、対応する略円筒形部分（これらの実施形態ではボス・アダプタ２）を備える。略円筒形壁部１０４が外側に突出する実施形態では、開口部１０２を画定する略円筒形壁部１０４の周囲にボス１が配置され得る。

対照的に、図６では、開口部１０２は、ライナー４の内向きに突出した部分１０５（すなわち、圧力容器１０１の内部に向かって内向きに突出する略円筒形壁部１０５）によって画定される。ボス・アダプタ２よって部分的に形成される機能部は、ライナー４の壁部１０５内に挿入される。この実施形態では、ボス１は、第１の直径を有する第１の略円筒形部分１２０と、例えば第１の直径より大きい第２の直径を有する第２の略円筒形部分１２１と、を備え、前記第１の部分１２０は前記開口部１０２に挿入され、前記第２の部分１２１は前記開口部１０２から外向きに延在しており、補強層５は、第２の略円筒形部分１２１を少なくとも部分的に覆う。図６の例示的な実施形態では、ボス１及びボス・アダプタ２の代わりに、ライナー４の開口部１０２内に延在する１つの一体型のボス１が設けられている。

図７の例示的な実施形態では、ライナー４は、円筒形の開口部を形成しない。代替的に、円筒形壁部分は、ボス１上にオーバーモールドされ得る別個の円筒形構成要素１４によって形成される。この円筒形構成要素１４は、溶接可能な熱可塑性材料から形成され得る。図７の実施形態の構築中に、円筒形構成要素１４を最初にライナー４に溶接し、次に複合補強材５が貼り付けられ得る。

図８の圧力容器システム１００において、システム１００には、圧力容器１０１の開口部１０２に挿入された内部容器アダプタ１３０が設けられている。この内部容器アダプタ１３０は、圧力に耐える金属または任意の他の材料で作られ、かつ、ライナー４のブロー成形中に一体化され得る。図８の実施形態では、システム１００は、ボスまたはボス・アダプタを備えていない。シール３は、開口部１０２が適切にシールされるように、ライナー４の内周と内部容器アダプタ１３０との間に設けられる。このシール３の下流にガス感知部７ｃがこのシール３の下流に、また、ライナー４と内部容器アダプタ１３０の外壁との間にも、設けられている。圧力容器システムは、ガス感知部７ｃの変化を検出するように構成された検出モジュール６をさらに備える。

図面に示していない別の実施形態では、ライナー４と補強材５との間に１つ以上のガス感知部を有することも可能である。

本発明の図示の実施形態では、圧力容器１０１は、液体石油ガス（ＬＰＧ）、水素、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、アンモニアガスのいずれか１つを貯蔵するように構成され得る。

図１〜図８のシステム１００において、圧力容器１０１は、本発明のいくつかの実施形態にでは、０．３ＭＰａ（３バール）を超える圧力下でガスを貯蔵するように構成され得る。圧力容器１０１が液体石油ガス（ＬＰＧ）を貯蔵するように構成されている場合、圧力容器１０１は、この液体石油ガスを約０．５ＭＰａ〜１ＭＰａ（５バール〜１０バール）で貯蔵するように構成され得る。水素ガスを貯蔵するように構成された圧力容器１０１の場合、圧力容器１０１は、このガスを約７０ＭＰａ（７００バール）または約３５ＭＰａ（旧標準３５０バール）の圧力で貯蔵し得る。最後に、圧力容器１０１が圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を貯蔵している場合、圧力容器１０１は、約２０ＭＰａ（２００バール）でガスを貯蔵するように構成され得る。圧力容器がアンモニア、通常、アンモニア水を貯蔵するためのものである場合、圧力容器は、０．１ＭＰａ〜２ＭＰａの圧力でアンモニアを貯蔵するように構成され得る。

図示された実施形態では、１つ以上のガス感知部７ａ、７ｂ、７ｃ、９，１０は、以下のいずれか１つから形成されてもよい。
・カーボンナノチューブ、
・カーボンブラック、
・カーボンナノチューブまたはカーボンブラックを含む高分子材料、
・ナノチューブゲル（例えば、ゾル−ゲル法を用いて調製した、酸化スズマトリックス中のカーボンナノチューブの分散）、
・超吸収性ゲル、
・溶媒としてのイオン性液体を有する重合ゲル（非特許文献１で説明されるものなど）、
・触媒ビーズ「ペリスタ」、
・ロジウム、パラジウム、白金、ウラン、ランタニド及びレア土質材料から選択される１つ以上の金属。

図示された実施形態では、パラジウムからガス感知部７ａ、７ｂ、７ｃ、９、１１のうちの１つ以上を形成することが好ましい場合がある。例えば、パラジウムは、ライナー４及び／またはボス・アダプタ２及び／またはボス１の一部の表面上にコーティングとして配置され得る。

図１〜図８において、検出モジュール６、８、１０は、電気特性、熱特性、化学特性、光学特性のうちの１つ以上を測定するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、１つ以上のガス感知部７ａ、７ｂ、７ｃ、９及び１１と、１つ以上の検出モジュール６、８、１０と、の組み合わせは、以下の任意の１つを備え得る。
・熱伝導率検出器、
・パラジウムの電界効果センサ、
・パラジウムベースの抵抗器、
・パラジウムでコーティングされた光ファイバセンサ、
・パラジウムメソワイヤー及びナノ粒子検出器、
・パラジウムナノクラスター／ナノチューブ／ナノ粒子／ナノワイヤ、
・金属酸化物及び触媒ビーズ水素検知技術、
・電気化学センサ（液体または固体電解質）、
・圧電ベースの水素検知技術、
・表面弾性波及び微小共振器ベースのセンサ、
・カーボンナノチューブなどのナノテクノロジーアプローチを備えたあらゆる種類のセンサ、
・ナノワイヤ、ナノウィスカ、金属ナノチューブ、金属酸化物ナノ構造、ナノクラスター、
・光ファイバベースのセンサまたはポリマーでコーティングされたプラスチック光ファイバ、
・赤外分光法ベースのセンサ。

図１〜図８に示すシステム１００において、１つ以上の検出モジュール６、８、１０の少なくとも１つは、１つ以上のガス感知部７、９、１１の少なくとも１つに２つの電気または光学ワイヤ６ａ、６ｂ；８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂを介して連結され得る。いくつかの実施形態では、これらの電気または光学ワイヤ６ａ、６ｂ；８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂは、ボス・アダプタ１０２を通過し得る。追加的または代替的に、電気または光学ワイヤ６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ；１０ａ、１０ｂは、ボス１を通過し得る。あるいは、連結は、無線技術、例えばＲＦＩＤ技術によって行われ得る。

システム１００の実施形態では、１つ以上の検出モジュール６、８、１０は、検出した、少なくとも１つのガス感知部７、９、１１の変化に基づいて漏出があるか否かを決定するように構成され得る。

本発明の例示されたシステム１００の実施形態では、１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つは、圧力容器１０１からの漏出があるか否かを判断する際に、周囲温度及び／または大気圧を考慮するように構成され得る。

当業者であれば、圧力容器からの漏出があったかどうかを判断するステップは、プログラムされたコンピュータによって行うことができることを容易に認識するであろう。本明細書では、いくつかの実施形態は、機械またはコンピュータで読み取り可能であり、機械実行可能またはコンピュータ実行可能な命令のプログラムを符号化するプログラム記憶装置、たとえばデジタルデータ記憶媒体をもカバーすることを意図しており、前記命令は、漏出があったか否かを判断する。図９は、図１の容器と大体同じ圧力容器システム１００を備える燃料電池システムの例示的な実施形態を示す。この圧力容器システム１００は、圧力下でガスを貯蔵するように構成された圧力容器１０１を備える。圧力容器１０１は、複合補強材５で覆われたライナー４によって形成されている。圧力容器１０１は、第１の丸い端部１０３及び第２の丸い端部１０３’を有する細長い円筒形状を有する。圧力容器１０１には、丸みを帯びた端部１０３、１０３’にショックアブソーバ３８、３９が設けられ得る。さらに、圧力容器システム１００を車両に固定するために圧力容器１０１の円筒形部分の周りにストラップ３０、３１を設けられ得る。図９の圧力容器システム１００には、第１の丸い端部１０３に第１の開口部１０２があり、第２の丸い端部１０３’に第２の開口部１０２’がある。他の実施形態では、一方の端部１０３にのみ開口部が設けられ得る。多機能バルブ３２の形態の第１の機能部３２、例えば、水素多機能バルブが第１の開口部１０２内に配置されている。第２の機能部４７、例えば補助圧力リリーフバルブが、第２の開口部１０２’内に配置されている。第１のシール３は、第１の開口部１０２を画定する縁部と機能部３２との間に配置される。同様に、第２のシール３’は、第２の開口部１０２’を画定する縁部と機能部４７との間に配置される。

図９において、圧力容器１０１の構造及び機能部３２の取り付けの構造は、図１の実施形態のものと同じであるように示されており、すなわち、ライナー４の外向きに突出し、開口部１０２、１０２’を画定する円筒形壁部の周りに設けられたボス１、１’を使用する。

しかしながら、当業者であれば、図６〜図８のいずれの構造も可能であることを理解する。圧力容器システム１００は、圧力容器１０１内に貯蔵されたガスが露出の可能性がある接合部に沿って通過するときに変化を受けるように構成された第１の感知部７ａ及び第２の感知部７ｄを含む。ガス感知部７ａは、機能部３２と容器１０１の第１の開口部１０２の周囲との間のシール３の下流に設けられている。ガス感知部７ｄは、機能部４７と容器１０１の第２の開口部１０２’の周囲との間のシール３’の下流に設けられている。例えば、ガス感知部７ａ、７ｄは、ライナー４の突出部に、またはシール３、３’の側に、またはシール３、３’の側に取り付けられ得る。例えば、ガス感知部７ａ、７ｄは、例えば、コーティング、オーバーモールド、積層、粘着、溶着、化学的取り付け漏等によって、ライナー４の突出部に、または、シール３、３’の側面に、または、機能部３２に取り付けられ得る。または、それは、ライナー４の突出部に、または、シール３、３’の側面に、または、機能部３２に一体化され得る。構成部品をさらに限定するために、シール及びガス感知部を組み合わせて単一の構成部品にし得る。シールに取り付けられる、または、一体化される際、ガス感知部はシールの側面に配置されて、これにより、通常の作動条件（漏出なし）でガス感知材料が圧力容器内のガスと接触しないようにすることができる。

図９の燃料電池システムは、燃料補給管３５を介して多機能バルブ３２に連結される燃料補給インターフェース３７と、燃料電池供給パイプ４２を介して多機能バルブ３２に連結される燃料電池４５と、をさらに備える。このようなシステムでは、４つの連結接合部：燃料補給インターフェース３７と燃料補給管３５との間の連結接合部、燃料補給管３５と多機能バルブ３２との間の連結接合部、多機能バルブ３２と燃料電池供給パイプ４２との間の連結接合部、燃料電池供給パイプ４２と燃料電池４５との間の連結接合部が区別され得る。一つ以上のガス感知部が、これらの連結接合部のそれぞれに配置され得る。符号３４、３６、４１、４４を参照。圧力容器システムは、１つ以上のガス感知部７ａ、７ｄ、３４，４１，３６，４４の変化を検出するように構成されている検出モジュールとして機能する電子制御ユニット４６をさらに備える。電子制御ユニット４６は、ガス感知部７ａ、７ｄ、３４，４１，３６，４４のうちの１つの変化が検出された際に警告信号を出すようにさらに構成され得る。これにより、漏出の場所を正確に特定することができ、修理の範囲内で運転者または修理工場に指示を与えることができる。漏出が検出された際、このことは、例えば、燃料補給ステーションに通信され、次の燃料補給が、安全性及び環境上の理由から防止または禁止され得る。この通信は、漏出の正確な位置も含み得る。

同様の概念は、燃料電池システム（図示せず）内の１つ以上の連結部品において燃料電池システムに適用され得る。これにより、漏出位置をさらに識別することが可能になる。

より一般的には、圧力容器から燃料電池までの水素ガス経路に沿って、圧力容器からの圧縮された天然ガス経路に沿って、または、または圧力容器から内燃機関への液化ガソリンガス経路に沿って、漏出リスクがあるすべての連結点において、１つ以上のガス感知部が実装され得ることを当業者は理解する。内燃機関に供給される。これらの連結点は、１つ以上のクイックコネクタ、例えば「スウェーロック」タイプの１つ以上の継手を備え得る。このような継手は、シールの有無にかかわらず、一体化されたシール面を有し得る。このシール面の潜在的な漏出経路に沿って、１つ以上のガス感知部が含まれて得る。理想的には、ガス感知部はシール面の近くに配置され、連結アセンブリの内部に一体化されるべきである。本発明の原理は、特定の実施形態に関連して上記に示されているが、この説明は、添付の特許請求の範囲によって決定される保護の範囲を限定するものではなく、単なる例示であることを理解されたい。

１ボス
２ボス・アダプタ
３シール
４ライナー
５補強材
６検出モジュール
７ガス感知部
８検出モジュール
９ガス感知部
１０検出モジュール
１１ガス感知部
１２シール
１３バルブ
１４円筒形構成要素
１５通路
１６溝
３０ストラップ
３１ストラップ
３２機能部
３５燃料補給管
３７燃料補給インターフェース
３８ショックアブソーバ
３９ショックアブソーバ
４１符号
４２燃料電池供給パイプ
４４符号
４５燃料電池
４６電子制御ユニット
４７機能部
１００圧力容器システム
１０１圧力容器
１０２開口部
１０３端部
１０４突出部
１０４略円筒形壁部
１０５略円筒形壁部
１２０第１の略円筒形部分
１２１第２の略円筒形部分
１３０内部容器アダプタ

Claims

加圧ガスを貯蔵する圧力容器と、
圧力容器の漏出の可能性のある接合部において、ガスが前記漏出の可能性のある接合部に沿って通過する際に変化するように構成された１つ以上のガス感知部であって、前記漏出の可能性のある接合部は、前記圧力容器内の接合部分である、１つ以上のガス感知部と、
前記１つ以上のガス感知部の変化を検出するように構成された１つ以上の検出モジュールと、
を含むことを特徴とする圧力容器システム。
前記漏出の可能性のある接合部は：
互いに接触している前記圧力容器の圧力容器本体の２つの層間の接合部、
前記圧力容器の前記圧力容器本体の２つの一体化された部品間の連結接合部、
圧力容器の一体化された部品と圧力容器本体の層との間の連結接合部、
のうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器システム。
前記圧力容器は、圧力容器本体と、前記圧力容器本体の開口部に設けられた機能部と、を備え、前記開口部の縁部と前記機能部との間にシールが設けられており、前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つは、前記開口部を通るガス流を参照して、前記シールの下流に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力容器システム。
前記圧力容器本体は、２つの丸い端部を有する細長い略円筒形の本体であり、前記機能部は、前記端部の１つの開口部に配置されることを特徴とする請求項３に記載の圧力容器システム。
前記開口部は、前記圧力容器の略円筒形壁部によって画定さられており、前記機能部は、前記開口部に挿入された対応する略円筒形部分を備え、
前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つは、前記機能部の前記略円筒形部分と前記略円筒形壁部の内側との間の接合部に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力容器システム。
前記開口部は、前記圧力容器の外向きに突出する略円筒形壁部によって画定され、前記開口部を画定する前記略円筒形壁部の周囲にボスが配置されており、前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つは、ボスの接合部に配置されることを特徴とする請求項２、３または４に記載の圧力容器システム。
前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つが、前記シールに取り付けられるか、または前記シールに一体化されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の圧力容器システム。
前記圧力容器は、液体石油ガス（ＬＰＧ）、水素、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、アンモニアのうちのいずれか１つを貯蔵するように構成されており、前記圧力容器は、２バールより大きい圧力に耐えるように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧力容器システム。
前記圧力容器は、ライナーと、前記ライナーの周囲に配置された補強層と、を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧力容器システム。
前記ライナーは、開口部を画定する外向きに延びる円筒形壁部を備え、前記円筒形壁部の周りにボスが配置され、前記ボスは前記補強層によって部分的に覆われ、前記１つ以上のガス感知部の少なくとも１つが、前記ボスと前記補強層との間に配置されることを特徴とする請求項９に記載の圧力容器システム。
前記ライナーが、前記圧力容器の内部に向かって内向きに突出する略円筒形壁部を備え、ボス・アダプタが前記略円筒形壁部内に配置され、前記ボス・アダプタは、第１の略円筒形部分と第２の略円筒形部分とを備え、前記第１の略円筒形部分は、前記開口部に挿入されており、前記第２の略円筒形部分は、前記開口部から外向きに延在しており、
前記補強層は、第２の略円筒形部分を少なくとも部分的に覆い、前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つは、前記第２の略円筒形部分と前記補強層との間に配置されることを特徴とする請求項９に記載の圧力容器システム。
前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つが、
・カーボンナノチューブ、
・カーボンブラック、
・カーボンナノチューブまたはカーボンブラックを含む高分子材料、
・ナノチューブゲル、
・超吸収性ゲル、
・溶媒としてのイオン性液体を有する重合ゲル
・触媒ビーズ「ペリスタ」、
・ロジウム、パラジウム、白金、ウラン、ランタニド及びレア土質材料から選択される１つ以上の金属、
のうちのいずれか１つを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧力容器システム。
前記１つ以上の検出モジュールのうちの少なくとも１つが、前記１つ以上のガス感知部のうちの少なくとも１つに、電気ワイヤまたは光学ワイヤを介して連結されており、かつ／または、前記１つ以上の検出モジュールの少なくとも１つが、前記圧力容器内の第１の部分と、前記圧力容器の外の第２の部分と、を備え、前記第１の部分は、前記第２の部分と無線で通信するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の圧力容器システム。
請求項１から１３のいずれか一項に記載の圧力容器システムを備える車両システムであって、連結アセンブリが、
気密連結を実現するように構成されている第１の連結部と第２の連結部；及び
前記第１の連結部と前記第２の連結部との間の連結接合部に配置された１つ以上のガス感知部であって、前記１つ以上のガス感知部は、ガスが前記連結接合部に沿って通過するときに変化するように構成されており、前記圧力容器システムの前記１つ以上の検出モジュールは、前記連結接合部において前記１つ以上のガス感知部の変化を検出するようにさらに構成されている、１つ以上のガス感知部；
を備え、
前記第１の連結部は、１つ以上のバルブ及び／またはパイプを介して前記圧力容器の内部に連結されていることを特徴とする車両システム。
気密連結を実現するように構成された第１の連結部及び第２の連結部；、
前記第１の連結部と前記第２の連結部との間の連結接合部に配置された１つ以上のガス感知部であって、ガスが前記連結接合部に沿って通過するときに変化するように構成された１つ以上のガス感知部；及び、
前記１つ以上のガス感知部の変化を検出するように構成された１つ以上の検出モジュール；
を備えることを特徴とする連結アセンブリ。