JP2019516936A - 吸着剤を保持する内側隔壁を有するガス貯蔵装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書中に開示された数値範囲は、上限値と下限値から、それらの値を含めて、全ての値を含む。明示された値(例えば、1、または2、または3から5、または6、または7)を含む範囲について、任意の2つの明示された値間の任意の部分範囲(例えば、1から2、2から6、5から7、3から7、5から6など)が含まれる。
本開示は、ガス貯蔵装置を提供する。一実施形態では、ガス貯蔵装置は、両端部を有する筒体を備える。エンドキャップは、各筒体端部に取り付けられる。筒体およびエンドキャップは、エンクロージャを形成する。各エンドキャップは、コネクタを備える。環状側壁を有する隔壁は、エンクロージャ内に位置する。ガス貯蔵装置は、側壁の内面によって画定された内側チャンバを備える。この装置は、筒体の内側表面と隔壁側壁の外面の間に貯蔵空間も備える。金属水素化物組成物は、貯蔵空間内に位置する。
ガス貯蔵装置は、両端部を有する筒体を備える。一実施形態では、図1A、図1B、および図2に示すように、ガス貯蔵装置10が提供され、筒体12を備える。筒体12は、環状構造、または中空構造である。筒体12は、両端部を有する。筒体の断面形状は、円形、楕円形、または多角形であり得る。筒体の内径は、均一とすることができ、または筒体の内径は、筒体の長さに沿って変動してもよい。
筒体の各端部には、それぞれのエンドキャップがある。少なくとも1つのエンドキャップは、そのそれぞれの筒体端部に解除可能に取り付けられ、筒体内部へのアクセスを可能にする。一実施形態では、一方のエンドキャップは、一方の筒体端部に解除可能に取り付け可能であり、他方のエンドキャップは、他方の筒体端部に恒久的に固着される、または別の形でこれに一体である。筒体およびエンドキャップは、図7、図8、および図9に示された内部エンクロージャまたはエンクロージャ20を形成する。
この装置は、隔壁を備える。隔壁は、環状側壁および対向した開放端を有する管状構造である。側壁は、溝付きであってもなくてもよい。隔壁は、その長さに沿って均一な直径を有しても有さなくてもよい。隔壁は、可撓性かつ弾力のある材料で作製される。隔壁に適した材料の非限定の例には、ポリマー材料および金属が挙げられる。隔壁は、例えば、水素ガスなどのガスを透過できてもできなくてもよい。隔壁は、エンクロージャ内に位置し、この側壁は、エンクロージャの長さだけ延びており、隔壁は、内側チャンバおよび貯蔵空間を画定する。
寸法A
本装置は、貯蔵空間内に位置する金属合金を備える。金属合金は、金属水素化物組成物である。したがって、この装置は、貯蔵空間内に位置する金属水素化物組成物を備える。金属水素化物組成物は、筒体の内面に接触し、隔壁の外面にも接触する。金属水素化物組成物と筒体内面の間の直接接触は、特に水素チャージ中に、装置の放熱能力に有利に貢献する。
AB5+X
を有し、ただし、
「A」は、希土類金属、イットリウム、ミッシュメタル、またはそれらの組み合わせから選択される元素であり、
「B」は、ニッケルおよびスズ、またはニッケルおよびスズおよび少なくとも第3の元素であって、周期表の4族の元素、アルミニウム、マンガン、鉄、コバルト、銅、チタン、アンチモン、またはそれらの組み合わせから選択される第3の要素である。Xの値が0である、または0よりも大きくおよび約2.0以下である。
一実施形態では、図2、図4、図4A、および図7に示すように、ガスケット38は、筒体端部とエンドキャップ16、17の間で気密封止を確実にするために、各フランジ32に置かれる。各ガスケット38は、複数の開放座部40を備え、各座部40は、図2、図4、および図4Aに示すように、それぞれの半透性障壁を保持するように構成されている。一実施形態では、ガスケット38は、各それぞれのエンドキャップ16、17の溝付きリム22に適合するまたは別の形でそれと対をなす溝付き内側リング42を備える。座部40は、溝付き内側リング42の周囲の周りに離間した形で配置される。座部40は、間隔をおいて配置されるとともに、エンドキャップのそれぞれのポート24と位置合わせされるように構成される。
図8、図8A、および図8Bは、装置10のガスチャージングを示す。一方または両方のコネクタを通じて導入される水素ガスは、金属水素化物組成物によって吸収および吸着される。金属水素化物組成物による水素原子の組み合わされた吸収および吸着は、以下、「水素収容能力」と呼ばれる。圧力下の水素ガスは、図8の矢印Cによって示された雄コネクタ19などのコネクタによって内側チャンバに導入される。加圧された水素ガスは、コネクタを通じて流れ、多孔質セラミック材料(半透膜)のディスク44bを通じて、内側チャンバ34の中に流れ込む。内側チャンバ34から、ガスは、ポート24を通り、ディスク44aを通って、貯蔵空間36の中に流れ込む。
ガスで装置10をチャージするプロセスは、以下の技法、すなわち水素ガスを装置に振動装填すること、および/または水素ガスを装置に衝撃装填することの1つ、一部、または全部を含むことができる。
チャージされると、装置10は、水素ガスを送り届ける準備ができる。コネクタの一方または両方は、ガス出口に接続され得る。図9、図9A、および図9Bを参照すると、コネクタ18は、ガス出口に接続されている。コネクタ19は、同様のやり方でガス出口に接続することができると理解される。ガス出口が開いているとき、矢印Gの外向きのガスの流れによって示される水素ガスは、貯蔵チャンバ36からディスク44aを通じて、ポート24を通じて、内側チャンバ34を通じてコネクタ18を通じて、装置10から外へ流れる。ガス出口が開いているとき、矢印Hによって示されるように、隔壁28の曲げられた側壁は、その休止位置の方へ(外向きに)収縮し、金属水素化物組成物37のベッドに作用する。隔壁28の収縮する側壁によって及ぼされる力は、金属水素化物組成物37からディスク44aを通じてポート24を通じて内側チャンバ34の中へ、そしてコネクタ18から外への水素ガスの加圧された流れを続けさせる。
図10および図10Aを参照すると、2つ以上の装置10が、相互接続され得る。相互接続は、(i)ガスチャージ、(ii)ガス放出、および(iii)(i)と(ii)の両方の最中に行うことができる。一実施形態では、装置10bの雌コネクタ18は、雄雌接続で装置10aの雄コネクタ19のコネクタに取り付けられ装置10bのエンクロージャ20を装置10aのエンクロージャ20との流体連通に置く。
一実施形態では、図11に示すように、本ガス貯蔵装置は、水素チャージングステーションの構成要素である。「水素チャージングステーション」は、水素を貯蔵する組立体であり、水素駆動式車両を充填するために水素を送り届けることができる。水素チャージングステーションは、(従来のガスステーションまたはその一部と同様に)道路に沿って、(ii)産業用地において、および(iii)(i)と(ii)の組み合わせで設けることができる。「水素駆動式車両」は、エネルギー源として水素ガスを使用する車両である。車両におけるエネルギー源としての水素ガスは、(i)燃焼機関などにおける水素ガスの燃焼、(ii)燃料電池による水素ガスの電気への変換(「水素燃料電池車」としても知られている)、および(iii)(i)と(ii)の組み合わせの形態であり得る。水素によって動力が供給できる、したがって水素駆動式車両であり得る車両の非限定の例には、自動車、トラック、オートバイ、スクータ、フォークリフト、車いす、列車、飛行機、ボート、ドローン、ヘリコプタ、ロケット、ミサイル、宇宙船、船舶、潜水艦、魚雷、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
本開示は、水素駆動式車両を提供するものであり、本ガス貯蔵装置は、水素駆動式車両にパワーを供給する。言い換えれば、本ガス貯蔵装置は、車両の一構成要素である。本ガス貯蔵装置によって動力が供給される車両は、上で開示されたような任意の水素駆動式車両であり得る。本ガス貯蔵装置によって車両へ供給されるパワーは、(i)水素燃焼、(ii)(水素燃料電池による)電力、および(iii)(i)と(ii)の組み合わせであり得る。
本開示は、電源パックを提供する。一実施形態では、電源パックは、燃料電池に動作可能に接続される本ガス貯蔵装置の1つまたは複数を備える。電源パックは、電源パックを電気負荷に動作可能に接続する(例えば、電線などの)コネクタも備える。このようにして、電源パックは、発電機であり、無数の電気負荷に電力を供給するようになされ得る。
10a 装置
10b 装置
12 筒体、内側表面
14 溝付き内側表面、溝付き表面
16 エンドキャップ
17 エンドキャップ
18 コネクタ
19 コネクタ
20 内部エンクロージャまたはエンクロージャ、エンクロージャ
22 溝付きリム、リム
23 圧力逃し弁
24 ポート
25 脚部
26 ボルト
28 隔壁
30 溝付き側壁、隔壁側壁
32 フランジ
34 内側チャンバ
36 貯蔵空間、貯蔵チャンバ
37 金属水素化物組成物
38 ガスケット
40 開放座部、座部
42 溝付き内側リング
44a ディスク
44b ディスク
46 コラム
60 管状フィルタ、管状構造
62 Oリング
116 エンドキャップ
117 エンドキャップ
118 コネクタ
119 コネクタ
122 リム
123 圧力逃し弁
124 ポート
126 構造
128 隔壁
130 溝付き側壁、隔壁
132 フランジ
140 開放座部、座部
144a ディスク
144b ディスク
200 マニホールド
202 管類
210 制御ユニット
212 電灯
300a 相互接続された装置
300b 相互接続された装置
300c 相互接続された装置
300d 相互接続された装置
302 建物
400 水素チャージングステーション、水素チャージステーション
402 高圧タンク
404 圧力変換器ユニット、変換器ユニット
410 ガス貯蔵装置、装置
412 配管
414 ホース
416 水素駆動車
418 車両高圧タンク
420 入口
500 燃焼機関
502 管類
504 燃料電池
510 ガス貯蔵装置、装置
510a 完全にチャージされた装置
550 水素駆動式自動車
I 流路
O Oリング
Claims (20)
- 両端部を有する筒体および各端部におけるエンドキャップを備え、前記筒体および前記エンドキャップがエンクロージャを形成しており、
各エンドキャップがコネクタを備え、さらに、
環状側壁を備える、前記エンクロージャ内の隔壁と、
前記側壁の内面によって画定される内側チャンバと、
前記筒体の内側表面と前記側壁の外面の間の貯蔵空間と、
前記貯蔵空間内に位置する金属水素化物組成物と
を備えるガス貯蔵装置。 - 前記エンクロージャ内に水素ガスを含む、請求項1に記載のガス貯蔵装置。
- 前記内側チャンバは水素ガスからなる、請求項2に記載のガス貯蔵装置。
- 前記隔壁側壁は、両端部を備え、
フランジが、各側壁端部に位置し、
各フランジは、それぞれの筒体端部とそれぞれのエンドキャップの間に挟まれている、請求項1に記載の装置。 - 各エンドキャップの内面は、複数のポートを備え、
ガスケットが、各エンドキャップと各筒体端部の間に位置し、
前記ガスケットは複数の座部を備え、各座部は半透膜を保持し、各半透膜はそれぞれのエンドキャップポートと位置合わせされ、
前記ポートおよび前記半透膜は、前記内側チャンバと前記貯蔵空間の間に流体連通をもたらす、請求項4に記載の装置。 - 各エンドキャップの内面は、複数のポートを備え、
各フランジが複数の座部を備え、各座部は半透膜を保持し、各半透膜はそれぞれのエンドキャップポートと位置合わせされ、
前記ポートおよび前記半透膜は、前記内側チャンバと前記貯蔵空間の間に流体連通をもたらす、請求項4に記載の装置。 - 各コネクタに動作可能に接続された半透膜を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記コネクタは、前記装置を通る中心縦軸を画定する、請求項1に記載の装置。
- 前記筒体は溝付き内側表面を備え、前記隔壁は溝付き側壁を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記溝付き内側表面の山および谷は、前記溝付き側壁のそれぞれの山および谷と対をなす、請求項9に記載の装置。
- 前記筒体の前記溝付き内側表面および前記隔壁の前記溝付き側壁は、前記貯蔵空間内に複数のコラムを形成する、請求項10に記載の装置。
- 前記貯蔵空間は、0.4から0.8までの表面積(単位cm2)と貯蔵空間体積の比(単位cc)を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記貯蔵空間とエンクロージャの体積比(単位cc)は、0.3から0.8までである、請求項1に記載の装置。
- 前記貯蔵空間と内側チャンバの体積比は、0.5から1.0までである、請求項1に記載の装置。
- 前記内側チャンバとエンクロージャの体積比は、0.5から0.8までである(単位cc)、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つのエンドキャップは、振動装置を備える、請求項1に記載の装置。
- 第1のガス貯蔵装置および第2のガス貯蔵装置を備えたガス貯蔵組立体であって、各装置は、
両端部を有する筒体および各端部におけるエンドキャップを備え、前記筒体および前記エンドキャップがエンクロージャを形成しており、
各エンドキャップがコネクタを備え、さらに、
環状側壁を備える、前記エンクロージャ内の隔壁と、
前記側壁の内面によって画定される内側チャンバと、
前記筒体の内面と前記側壁の外面の間の貯蔵空間と、
各貯蔵空間内に位置する金属水素化物組成物と、
前記第2の装置のコネクタに取り付けられる前記第1の装置のコネクタであって、取り付けられた前記コネクタは、前記第1の装置の前記エンクロージャと前記第2の装置の前記エンクロージャの間で流体連通をもたらすコネクタと、を備えるガス貯蔵組立体。 - 請求項1に記載のガス貯蔵装置を備える水素チャージングステーション。
- 請求項17に記載のガス貯蔵組立体を備える水素チャージングステーション。
- 請求項1に記載のガス貯蔵装置を備える水素駆動式車両。
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