JP2021127784A - 燃料貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクからガスが放出されたときの他の燃料タンクへの影響を抑える。【解決手段】燃料貯蔵装置は、溶栓弁を備える複数の燃料タンクと、複数の燃料タンクの各々の長手方向を互いに平行にして複数の燃料タンクを支持する支持部と、溶栓弁から放出された燃料ガスの少なくとも一部を遮断する遮断部と、を備え、複数の燃料タンクは、第１方向に沿って並ぶ複数の燃料タンクを含むタンク群と並置タンクとを備え、遮断部は、タンク群と並置タンクとの間に配置され、タンク群に含まれる燃料タンクのうち、第１方向に連続する２以上の燃料タンクである被遮断タンクが備える溶栓弁の開口の向きは、遮断部に向けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、複数の燃料タンクを設置して用いる燃料貯蔵装置に関する。

従来、車両に燃料タンクを搭載する方法として、燃料タンクの長手方向を車両の左右方向にすると共に、燃料タンクにおけるガス燃料の出入り口としての弁構造体を車両の乗員の乗降口から離すように、燃料タンクを搭載する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、弁構造体からガス燃料が放出されたときの乗降口への影響を抑えている。

特開２００６−１８８１６９号公報

しかしながら、複数の燃料タンクを設置する場合に、各燃料タンクからガスが放出されたときの他の燃料タンクへの影響については、考慮がされていなかった。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、燃料貯蔵装置が提供される。この燃料貯蔵装置は、燃料ガスを貯蔵し、予め定めた高温条件下で前記燃料ガスを放出する溶栓弁を備える複数の燃料タンクと、前記複数の燃料タンクの各々の長手方向を互いに平行にすると共に、各々の前記燃料タンクに設けられた前記溶栓弁の開口の向きを予め定めた向きにして、前記複数の燃料タンクを支持する支持部と、前記溶栓弁から放出された前記燃料ガスの少なくとも一部を遮断する遮断部と、を備え、前記複数の燃料タンクは、前記長手方向に見たときに、前記長手方向に垂直な第１方向に沿って並ぶ複数の前記燃料タンクを含むタンク群と、前記タンク群に含まれるいずれかの燃料タンクに対して前記第１方向とは異なる第２方向に並んで配置される並置タンクと、を備え、前記遮断部は、前記タンク群と前記並置タンクとの間に配置され、前記タンク群に含まれる燃料タンクのうち、前記第１方向に連続する２以上の燃料タンクである被遮断タンクが備える前記溶栓弁の開口の向きは、前記遮断部に向けられている。
この形態の燃料貯蔵装置によれば、タンク群に含まれる被遮断タンクが備える溶栓弁の開口の向きは、上記タンク群と並置タンクとの間に配置された遮断部に向けられている。そのため、上記被遮断タンクが備える溶栓弁から燃料ガスが放出された場合であっても、放出された燃料ガスの少なくとも一部が遮断部に遮断されて、他の燃料タンクである並置タンクに到達することを抑えることができる。その結果、溶栓弁が開弁する高温環境下において、昇温した燃料タンクが燃料ガスに晒されることによる不都合を抑えることができる。
（２）上記形態の燃料貯蔵装置において、前記被遮断タンクは、前記タンク群に含まれるすべての燃料タンクであることとしてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、タンク群に含まれるすべての燃料タンクについて、溶栓弁から放出された燃料ガスが、この燃料タンクに隣り合って配置される他の燃料タンクに到達することを抑えることができる。
（３）上記形態の燃料貯蔵装置において、前記被遮断タンクは、前記タンク群に含まれる燃料タンクのうち、前記第１方向の少なくとも一方の端部に配置された燃料タンクを除く燃料タンクであることとしてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、被遮断タンクについては、溶栓弁の開口の向きを遮断部に向けることで、溶栓弁から放出された燃料ガスが他の燃料タンクに到達することを抑えることができる。
（４）上記形態の燃料貯蔵装置において、前記タンク群に含まれる燃料タンクのうち、前記被遮断タンク以外の燃料タンクが備える前記溶栓弁の開口の向きは、前記燃料貯蔵装置が備える前記複数の燃料タンクのいずれの燃料タンクも存在しない方向に向けられていることとしてもよい。この形態の燃料貯蔵装置によれば、遮断部を設けることによる構造の複雑化を抑えつつ、溶栓弁から放出された燃料ガスが他の燃料タンクに到達することを抑える効果を得ることができる。
（５）上記形態の燃料貯蔵装置において、前記遮断部は、前記第１方向に延びるように設けられ、前記遮断部は、前記第１方向に垂直であって前記長手方向とは異なる方向に見たときに、前記被遮断タンクの各々が備える前記溶栓弁のすべてと重なるように配置されていることとしてもよい。この形態の燃料貯蔵装置によれば、溶栓弁から燃料ガスが放出されるときには、放出された燃料ガスを、遮断部の表面に沿って遮断部の外周まで速やかに導いて、燃料貯蔵装置の外部に放出させることが可能となる。そのため、溶栓弁から燃料ガスが放出されるときに、燃料貯蔵装置内で燃料ガスの濃度が局所的に上昇することを抑え、安全性を高めることができる。
（６）上記形態の燃料貯蔵装置において、前記被遮断タンクの各々が備える前記溶栓弁の開口の向きは、いずれも、前記遮断部の表面に対して０°を超えて９０°未満の角度を成している、あるいは、いずれも、９０°を超えて１８０°未満の角度を成していることとしてもよい。この形態の燃料貯蔵装置によれば、タンク群内において、複数の燃料タンクの各々が備える溶栓弁の開口の向きが、遮断部の表面に垂直な方向に対して同じ側に傾くことになる。そのため、タンク群が備える複数の燃料タンクの各々から排出される燃料ガスは、互いに流れを妨げることなく、遮断部の表面に沿って一定の方向に流れることができる。
本開示は、燃料貯蔵装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料貯蔵装置と、燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、を搭載する燃料電池車両、あるいは、燃料貯蔵装置と、燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、を備える電源装置、等の形態で実現することができる。

燃料貯蔵装置の概略構成を示す説明図。 燃料貯蔵装置の一部を拡大して示す斜視図。 燃料貯蔵装置の概略構成を示す説明図。 燃料貯蔵装置の概略構成を示す説明図。 他の実施形態としての燃料貯蔵装置の概略構成を表す説明図。 燃料貯蔵装置を搭載する車両の概略構成を示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ−１）装置の全体構成：
図１は、本開示の第１実施形態としての燃料貯蔵装置１０の概略構成を示す説明図である。図２は、燃料貯蔵装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。図１および図２には、図１と図２との間の対応関係を示すために、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向を示す矢印が図示されている。Ｚ方向は上下方向とも呼ぶ。図１において、図２に対応する領域は、領域Ａとして一点鎖線で囲んで示している。以下では、図１および図２を参照して、燃料貯蔵装置１０の構成の詳細を説明する。本実施形態の燃料貯蔵装置１０は、図示しない燃料電池を備える定置型の電源装置において、燃料電池に対して燃料ガスとしての水素を供給するために設けられた装置である。定置型電源は、家庭用、あるいは工業用等、種々の用途に用いることが可能である。燃料貯蔵装置１０は、複数の燃料タンク２０と、燃料タンク２０を支持する支持部３０と、遮断部４０ａ〜４０ｄと、収納部１５と、を備える。

燃料タンク２０は、燃料ガスである水素を貯蔵するタンクである。本実施形態では、燃料貯蔵装置１０が備える複数の燃料タンク２０の各々は、いずれも同じ構造を有している。燃料タンク２０は、例えば、高圧の水素を蓄える容器である樹脂製ライナーの外表面上に、補強層として、熱硬化性樹脂を含有する繊維を巻回した繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層を有する樹脂製タンクとすることができる。ＦＲＰ層は、例えば、カーボン繊維強化プラスチック（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）を備える層を含むことができる。このようなＦＲＰ層は、フィラメント・ワインディング法によって形成することができる。

図２に示すように、各燃料タンク２０は、円筒状の部分の両端に略半球状の部分を設けた形状を有しており、各燃料タンク２０の長手方向（各燃料タンク２０の中心軸に沿った方向であり、図１および図２に示すＸ方向）の両端部には、口金部２２が設けられている。図２および図３では、一対の口金部２２のうちの一方のみが表われている。一方の口金部２２の内部には、燃料タンク２０に水素を充填する際に水素が流れる充填流路と、燃料タンク２０から燃料タンク２０の外部に水素を排出する際に水素が流れる排出流路と、これらの流路の流通状態を調節するバルブ機構と、が設けられている。このバルブ機構は、予め定めた高温条件下で開弁して燃料ガスを燃料タンク２０から放出する溶栓弁２３を含む。図１および図２では、一方の口金部２２における溶栓弁２３の位置が示されている。本実施形態の溶栓弁２３は、１１０℃に温度上昇すると水素を放出するが、異なる温度で水素を放出することとしてもよい。図１および図２において、上記バルブ機構に接続される燃料ガスの配管等については、記載を省略している。

支持部３０は、各々の燃料タンク２０の長手方向が互いに平行になる状態で、複数の燃料タンク２０を支持する。また、支持部３０は、各々の燃料タンク２０に設けられた溶栓弁２３の開口の向きを予め定めた向きにして、複数の燃料タンク２０を支持する。具体的には、各々の燃料タンク２０の溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向が、後述するように遮断部４０ａ〜４０ｄに向けられるように、複数の燃料タンク２０を支持する。「溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向」とは、口金部２２のバルブ機構において、溶栓弁２３の開口を含む燃料ガス流路の出口部における流路軸方向をいう。溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向は、溶栓弁２３から噴射される燃料ガス流れの中心軸の方向ということができる。

本実施形態では、長手方向に見たときに、長手方向に垂直な第１方向（Ｙ方向）に沿って並ぶ一群の燃料タンク２０が、長手方向に垂直であって第１方向とは異なる第２方向（Ｚ方向）に沿って複数積層されるように配置されて、支持部３０に支持される。図１では、Ｙ方向に４つの燃料タンク２０が並んで配置され、このような構造がＺ方向に４段積み上げられる様子が示されている。Ｙ方向およびＺ方向に並ぶ燃料タンク２０の数は、４以外の複数としてもよい。

支持部３０は、複数の枠体３６を備える。個々の枠体３６は、各々の燃料タンク２０を個別に収納する。各枠体３６は、内部に空間を形成する枠組み構造であり、枠体３６は、内部に燃料タンク２０を個別に収納する収納空間を形成している。より具体的には、枠体３６は、四角柱の各辺に対応する形状を有する部材によって構成される枠組み構造である。そして、各枠体３６は、Ｚ方向に見たときに、Ｚ方向に並ぶ各枠体３６が互いに一致して重なるように配置されると共に、Ｙ方向から見たときに、Ｙ方向に並ぶ各枠体３６が互いに一致して重なるように配置されている。各燃料タンク２０は、長手方向が枠体３６の長手方向に一致するように、対応する枠体３６内に収納される。これにより、燃料貯蔵装置１０が備える複数の燃料タンク２０の各々は、長手方向が互いに平行となるように配置される。ここで「長手方向が互いに平行」とは、１５°以下の角度の違いを許容するものとする。

枠体３６は、例えば、鉄製等の金属製の部材とすることができる。各枠体３６は、例えば、中実の多角柱状あるいは円柱状に形成された棒状部材や、中空の角柱状あるいは円柱状に形成されたパイプ状部材を組み合わせることによって構成することができる。枠体３６は、燃料タンク２０を支持するための十分な強度を有すると共に、溶栓弁２３が開弁する温度条件下であっても、燃料タンク２０を支持する構造を維持できる耐熱性を有している。

図２に示すように、本実施形態では、各燃料タンク２０の両端に設けられた一対の口金部２２において、各燃料タンク２０が枠体３６に固定されている。各枠体３６は、四角柱形状の側面のうちの、Ｘ−Ｚ平面に平行な側面の各々において、Ｘ方向に延びる母線に対応する形状の一対の第１梁３７ａを備える。そして、各枠体３６は、四角柱形状の側面のうちの、Ｙ−Ｚ平面に平行な側面の各々の近傍において、一対の第１梁３７ａの端部同士を結ぶ一対の第２梁３７ｂを備える。各第２梁３７ｂには、第１保持部材３７ｃが固定されている。第１保持部材３７ｃは、第２保持部材３７ｄと対になっており、第１保持部材３７ｃと第２保持部材３７ｄとは、これらを隣り合わせに並べたときに、口金部２２を挟むことができる空間を形成する形状を有している。そして、第１保持部材３７ｃおよび第２保持部材３７ｄによって口金部２２を挟み、ねじ３７ｅを用いて第１保持部材３７ｃと第２保持部材３７ｄとを締結することで、燃料タンク２０を、枠体３６に対して、任意の向きで固定することができる。本実施形態では、口金部２２の溶栓弁２３が、後述する特定の方向を向くように、燃料タンク２０が固定されている。燃料タンク２０を、枠体３６に対して所望の向きで固定する構成としては、図２に示すように口金部２２を固定する他、燃料タンク２０における円筒状の胴体部を固定するなど、異なる構成を採用してもよい。

隣り合って配置される枠体３６間の固定方法としては、ボルトを用いた締結や溶接等、種々の方法が採用可能である。なお、本実施形態の支持部３０は、四角柱状の複数の枠体３６を組み合わせて形成されているが、異なる構成としてもよい。例えば、支持部３０のＺ方向の高さと同じ長さを有してＺ方向に延びる複数の棒状部材と、支持部３０のＸ方向の長さと同じ長さを有してＸ方向に延びる複数の棒状部材と、支持部３０のＹ方向の長さと同じ長さを有してＹ方向に延びる複数の棒状部材と、を組み合わせて接合することにより、支持部３０の枠組み構造を形成してもよい。

遮断部４０ａ〜４０ｄの各々は、Ｙ方向を長手方向とする板状部材である。遮断部４０ａ〜４０ｄは、Ｙ方向に並んで配置される一群の４つの枠体３６ごとに１つずつ設けられており、互いに同じ形状を有している。＋Ｚ方向側（上方）から、遮断部４０ａ、遮断部４０ｂ、遮断部４０ｃ、遮断部４０ｄの順に配置されている。遮断部４０ａ〜４０ｄの各々を区別しないときには、単に「遮断部４０」とも呼ぶ。各遮断部４０は、各遮断部４０の最も広い面の一方が、各枠体３６の上面に各枠体３６の内側から接するように配置されると共に、各遮断部４０の長手方向に延びる側面が、各枠体３６の−Ｘ方向側の側面に各枠体３６の内側から接するように配置されている。各遮断部４０は、支持部３０のＹ方向の一端から他端まで延びるように設けられている。そのため、各々の遮断部４０は、Ｚ方向に見たときに、Ｙ方向に１列に並んで配置される一群の燃料タンク２０のうちの、Ｙ方向の一端の燃料タンク２０から他端の燃料タンク２０にわたって、一群の燃料タンクの各々に設けられた溶栓弁２３のすべてと重なるように配置されている。各遮断部４０には、＋Ｙ方向の端部において、＋Ｚ方向に折れ曲げられたガイド部４１が形成されている。ただしガイド部４１は必須ではなく、各遮断部４０の＋Ｙ方向の端部にはガイド部４１を設けないこととしてもよい。

なお、Ｙ方向に１列に並んで配置される４つの燃料タンク２０から成る一群の燃料タンクのうち、遮断部４０ａに対応するものをタンク群２５ａとも呼び、遮断部４０ｂに対応するものをタンク群２５ｂとも呼び、遮断部４０ｃに対応するものをタンク群２５ｃとも呼び、遮断部４０ｄに対応するものをタンク群２５ｄとも呼ぶ（図１参照）。タンク群２５ａ〜２５ｄの各々を区別しないときには、単に「タンク群２５」とも呼ぶ。遮断部４０ａ〜４０ｄのうち、遮断部４０ｂ〜４０ｄは、隣り合って積層される２つのタンク群２５間に設けられている。

遮断部４０は、燃料タンク２０の溶栓弁２３から燃料ガスが放出されたときに、放出された燃料ガスの少なくとも一部を遮断する。遮断部４０は、例えば、鉄、カーボン繊維、あるいはレンガにより形成することができる。既述したように、燃料タンク２０が備える溶栓弁２３の開口の向きは、燃料タンク２０が属するタンク群２５ごとに設けられた遮断部４０に向けられている。そして、上記燃料タンク２０が備える溶栓弁２３の開口と、上記燃料タンク２０が属するタンク群２５ごとに設けられた遮断部４０との間には、他の燃料タンク２０は配置されていない。そのため、燃料タンク２０の溶栓弁２３が開弁すると、燃料ガスは、上記対応する遮断部４０に向かって放出される。このとき遮断部４０は、放出された燃料ガスの少なくとも一部を遮断することにより、放出された燃料ガスが遮断部４０を超えることを抑える。図１では、溶栓弁２３の開弁時に溶栓弁２３から燃料ガスが放出される方向を実線の矢印によって示している。

収納部１５は、図１に示すように、複数（本実施形態では１６）の燃料タンク２０と、この複数の燃料タンク２０を支持する支持部３０と、支持部３０に取り付けられた遮断部４０ａ〜４０ｄと、を収納する箱状のケースである。収納部１５の上端部には、排気口１６ａ，１６ｂが設けられている。そのため、収納部１５内の燃料タンク２０の溶栓弁２３が開弁して溶栓弁２３から放出された燃料ガスや、収納部１５内の燃料タンク２０における溶栓弁２３以外の場所から漏れ出した燃料ガスは、排気口１６ａ，１６ｂから収納部１５の外部に排出されて、収納部１５内で燃料ガスの濃度が上昇することを抑えることができる。水素は空気よりも軽い気体であるため、本実施形態の排気口１６ａ，１６ｂは、収納部１５の上端に設けられている。収納部１５は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の樹脂により形成することができる。

（Ａ−２）水素放出時の動作：
以下では、燃料貯蔵装置１０の周囲の温度が上昇するなどにより溶栓弁２３が開弁して、燃料タンク２０から燃料ガスが放出される時の動作について説明する。高温環境下で溶栓弁２３が開弁すると、既述した図１に示す実線の矢印の方向に燃料ガスが噴出する。溶栓弁２３の開口の向きは、既述したように、燃料タンク２０が属するタンク群２５ごとに設けられた対応する遮断部４０に向けられている。そのため、溶栓弁２３から放出される燃料ガスは、遮断部４０ａ〜４０ｄによって流れの向きが変更されて、遮断部４０ａ〜４０ｄの表面に沿って流れるようになる。

本実施形態では、各々のタンク群を構成する一群の燃料タンクにおいて、各燃料タンク２０の溶栓弁２３の開口の向きは、ガスが流れる先に配置された遮断部４０ａ〜４０ｄの表面に垂直な方向に対して、Ｘ方向に見たときに同じ側に傾いている。そのため、一群の燃料タンクの各々から排出される燃料ガスは、共通する遮断部４０において同様の方向に流れの向きが変更されて、互いに流れを妨げることなく、遮断部４０に沿って流れる。図１では、各燃料タンク２０から放出された燃料ガスが、遮断部４０ａ〜４０ｄの表面で流れの向きが変更された後の様子を、破線の矢印によって示している。このように遮断部４０ａ〜４０ｄの表面に沿って流れた燃料ガスは、遮断部の端部に到達すると、ガイド部４１に沿って流れた後、収納部１５の内壁面と支持部３０との間の空間を上昇して、排気口（本実施形態では、主として排気口１６ａ）から、燃料貯蔵装置１０の外部へと排出される。

ただし、各タンク群２５が備える一群の燃料タンク２０のうち、遮断部４０上における燃料ガスの流れの方向の端部（図１では＋Ｙ方向の端部）に配置された燃料タンク２０においては、溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向は、対応する遮断部４０の＋Ｙ方向の端部よりも＋Ｙ方向側に向いていてもよい。すなわち、上記端部に配置された燃料タンク２０では、溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向は、遮断部４０の外周よりも外側に向かうこととしてもよい。このように、遮断部４０の外周よりも外側に向かって燃料ガスを放出する溶栓弁２３は、遮断部４０をＺ方向に見たときに、遮断部４０と重ならないように配置されていてもよい。

さらに、各タンク群２５が備える一群の燃料タンク２０のうち、上記した遮断部４０上における燃料ガスの流れの方向の端部とは異なる側の端部（図１では−Ｙ方向の端部）に配置された燃料タンク２０の溶栓弁２３が、遮断部４０をＺ方向に見たときに遮断部４０と重ならないように、遮断部４０を短く形成してもよい。この場合であっても、上記した−Ｙ方向の端部に配置された燃料タンク２０の溶栓弁の開口の向きが、遮断部４０に向けられていればよい。

なお、上記した溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向が遮断部の表面との間で成す角度は、各々のタンク群を構成する一群の燃料タンクにおいて同じである必要は無いが、遮断部の表面に垂直な方向に対して同じ側に傾いている（同じ角度範囲内の角度を成すように傾いている）ことが望ましい。すなわち、一群の燃料タンクの各々における燃料ガスの放出方向は、いずれも、対応する遮断部の表面に対して０°を超えて９０°未満の角度を成している、あるいは、いずれも、９０°を超えて１８０°未満の角度を成していることが望ましい。これにより、一群の燃料タンクの各々から排出される燃料ガスは、互いに流れを妨げることなく、遮断部に沿って一定の方向に流れることができる。

なお、燃料タンク２０の溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向が、同じタンク群内で隣り合う燃料タンク２０に向かわないようにしつつ、同じタンク群で隣り合う燃料タンク２０間の距離を抑えるためには、上記角度が０°を超えて９０°未満である場合の上記角度は、例えば２０°以上とすることが好ましく、３０°以上とすることがさらに好ましい。あるいは、上記角度が９０°を超えて１８０°未満である場合の上記角度は、１６０°未満とすることが好ましく、１５０°未満とすることがさらに好ましい。また、溶栓弁２３から燃料ガスを放出する燃料タンク２０自身が、放出した水素の影響を受けることを抑えるためには、上記角度が０°を超えて９０°未満である場合の上記角度は、例えば８０°未満とすることが好ましく、７０°未満とすることがさらに好ましい。あるいは、上記角度が９０°を超えて１８０°未満である場合の上記角度は、１００°以上とすることが好ましく、１１０°以上とすることがさらに好ましい。

各燃料タンク２０の溶栓弁２３が開弁すると、溶栓弁２３が開弁する高温に燃料タンク２０が晒されることにより昇温した燃料ガスが溶栓弁２３から放出されて、放出された燃料ガスの少なくとも一部は、遮断部４０によって遮断される。これにより、放出された燃料ガスが、遮断部４０を間に介して各々の燃料タンク２０の隣に配置された他の燃料タンク２０（隣接して積層された他のタンク群２５が備える燃料タンク２０であり、「並置タンク」とも呼ぶ）に到達することが妨げられる。遮断部４０は、既述したように、鉄、カーボン繊維、あるいはレンガ等により形成することができる。遮断部４０を介して隣り合う並置タンクに対して昇温した燃料ガスの熱が伝達されることを抑える断熱性を有すること、支持部３０への伝熱が抑えられること、等の観点から、遮断部４０は、特にカーボン繊維により形成することが望ましい。

以上のように構成された本実施形態の燃料貯蔵装置１０によれば、燃料タンク２０が備える溶栓弁２３の開口の向きが、各々の燃料タンク２０の隣の他の燃料タンク２０である並置タンクとの間に配置された遮断部４０に向けられている。そのため、溶栓弁２３が開弁する高温環境下において、溶栓弁２３から放出された燃料ガスが、上記並置タンクに到達することを抑えることができる。そのため、燃料タンクが燃料ガスに晒されることによる不都合、例えば、昇温した燃料ガス流れに晒されることに起因して生じる不都合を、抑えることができる。

本実施形態では、複数の燃料タンク２０が、燃料タンク２０の長手方向が互いに平行になるように配置されると共に、燃料タンク２０の長手方向に見たときに、長手方向に垂直な第１方向（Ｙ方向）に沿って並ぶ複数の燃料タンク２０を備えるタンク群２５が、長手方向に垂直であって第１方向とは異なる第２方向（Ｚ方向）に沿って複数積層されるように配置されている。このような配置にすると、燃料貯蔵装置１０が備える複数の燃料タンク２０の少なくとも一部においては、溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向を、隣り合う燃料タンク２０が存在しない方向に向けることが困難となり得る。しかし、隣り合う燃料タンク２０との間に遮断部４０を配置し、溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向を遮断部４０に向けることにより、上記した隣り合う他の燃料タンク２０が燃料ガスの流れに晒されることを抑える効果を、顕著に得ることができる。

本実施形態において、各々の遮断部４０は、Ｚ方向に見たときに、対応するタンク群を構成する燃料タンク２０のうちの、Ｙ方向の一端の燃料タンク２０からＹ方向の他端の燃料タンク２０にわたって、一群の燃料タンクの各々に設けられた溶栓弁２３のすべてと重なるように配置されている。このような構成とすることにより、溶栓弁２３から燃料ガスが放出されるときには、放出された燃料ガスを、遮断部４０の表面に沿って遮断部４０の外周まで速やかに導いて、燃料貯蔵装置の外部に放出させることが可能となる。そのため、溶栓弁２３から燃料ガスが放出されるときに、燃料貯蔵装置内で燃料ガスの濃度が局所的に上昇することを抑え、安全性を確保することが容易になる。

特に、本実施形態では、水素を貯蔵する燃料タンク２０として、樹脂製のタンクを用いている。樹脂材料は、例えば金属材料に比べて、高温に晒されたときに強度低下し易く損傷し易いが、本実施形態の遮断部４０を適用することにより、溶栓弁２３から昇温した水素が放出される場合には、溶栓弁の開口が向く方向に配置された燃料タンク２０が燃料ガスの影響を受けることを抑える効果を顕著に得ることができる。ただし、水素を貯蔵する燃料タンク２０として、樹脂製以外のタンクを用いてもよい。例えば、燃料タンク２０を構成する既述したライナーを、樹脂に代えてアルミニウム等の金属によって構成してもよい。あるいは、燃料タンク２０を、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属により形成してもよい。

Ｂ．第２実施形態：
図３は、本開示の第２実施形態としての燃料貯蔵装置１１０の概略構成を示す説明図である。第２実施形態の燃料貯蔵装置１１０は、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と同様にして用いられており、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と共通する部分には同じ参照番号を付す。

第２実施形態の燃料貯蔵装置１１０では、燃料タンク２０がＹ方向およびＺ方向に並んで配置される態様が、第１実施形態と異なっている。第２実施形態では、Ｙ方向に並んで配置される一群の燃料タンクから成るタンク群２５が、Ｚ方向に３段積み上げられるように配置されている。そして、下から１段目のタンク群２５ｃおよび下から３段目のタンク群２５ａは、Ｙ方向に４つの燃料タンク２０が配置されており、下から２段目のタンク群２５ｂはＹ方向に５個の燃料タンク２０が配置されている。そして、Ｙ方向に隣り合う枠体３６同士の境界位置は、Ｚ方向に隣接するタンク群２５同士で、Ｙ方向にずれている。

第２実施形態の燃料貯蔵装置１１０においても、第１実施形態と同様に、Ｙ方向に並んで配置される一群の燃料タンク２０から成るタンク群２５ごとに、遮断部４０（上から順に遮断部４０ａ，４０ｂ、４０ｃ）が配置されている。そして、各燃料タンク２０は、溶栓弁２３の開口の向き（燃料ガスの放出方向）が、対応する遮断部４０の表面に垂直な方向に対して、Ｘ方向に見たときにタンク群２５内で同じ側に傾くように配置されている。このような構成としても、遮断部４０を設けることにより、溶栓弁２３から燃料ガスが放出されたときには、第１実施形態と同様の効果が得られる。

Ｃ．第３実施形態：
図４は、本開示の第３実施形態としての燃料貯蔵装置２１０の概略構成を示す説明図である。第３実施形態の燃料貯蔵装置２１０は、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と同様にして用いられており、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と共通する部分には同じ参照番号を付す。

第３実施形態の燃料貯蔵装置２１０では、Ｚ方向に３つの燃料タンク２０が積み上げられて配置される一群の燃料タンク２０から成るタンク群２２５ａ〜２２５ｄが、Ｙ方向に４列に並んで配置されている。そして、燃料タンク２０および燃料タンク２０を収納する枠体３６は、Ｚ方向に加えてＹ方向にも重なるように配置されている。このような第３実施形態の燃料貯蔵装置２１０では、遮断部２４０ａ〜２４０ｄは、Ｚ方向に積み上げられた３つの燃料タンク２０から成るタンク群２２５ａ〜２２５ｄごとに設けられて、Ｚ方向が長手方向になるように配置されている。そして、溶栓弁２３の開口の向き（燃料ガスの放出方向）は、対応する遮断部２４０ａ〜２４０ｄの表面に垂直な方向に対して、Ｘ方向に見たときに、タンク群を構成する一群の燃料タンク２０のいずれにおいても同じ側に傾くように、配置されている。具体的には、溶栓弁２３から放出された燃料ガスが上方（＋Ｚ方向）に流れの向きが変更されるように、上記開口の向きは、遮断部２４０ａ〜２４０ｄの表面に対して傾けられている。このような燃料貯蔵装置２１０では、各燃料タンク２０の溶栓弁２３から対向する遮断部２４０ａ〜２４０ｄに向けて放出された燃料ガスは、遮断部２４０ａ〜２４０ｄの表面に沿って＋Ｚ方向（上方）に導かれて、収納部１５内の上端部に設けられた排気口１６ａ，１６ｂから放出される。

例えば、収納部１５が高温に晒されて溶融した場合には、溶栓弁２３から放出された後に遮断部の表面に導かれる燃料ガスが、第１実施形態のように遮断部の端部においてＸ方向やＹ方向（水平方向）に流出することが望ましくない場合があり得る。このような場合には、上記のように遮断部を配置する向きおよび溶栓弁２３の開口の向きを適宜設定することにより、一群の燃料タンク２０から放出された燃料ガスがまとまって遮断部の端部から流出する向きを、適宜設定することができる。このような構成としても、遮断部２４０ａ〜２４０ｄを設けることにより、溶栓弁２３から燃料ガスが放出されたときには、第１実施形態と同様の効果が得られる。

Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上記各実施形態では、一列に並んで配置される一群の燃料タンク２０から成るタンク群のすべてに対応して、遮断部４０を設けているが、異なる構成としてもよい。例えば、複数のタンク群のうち、最も外側に配置される最外タンク群（例えば、図１におけるタンク群２５ａ）については、対応する遮断部４０を設けないこととして、この最外タンク群を構成する各燃料タンク２０における溶栓弁２３の開口の向きは、燃料貯蔵装置が備える複数の燃料タンク２０のいずれの燃料タンク２０も存在しない方向としてもよい。具体的には、図１、図３、あるいは後述する図６の燃料貯蔵装置における遮断部４０ａや、図４の燃料貯蔵装置２１０における遮断部４０ａおよび遮断部４０ｄは、設けないこととしてもよい。

この場合には、上記最外タンク群が備える各燃料タンク２０では、溶栓弁２３が開弁したときには、燃料ガスは、遮断部４０に遮られることなく放出される。この場合であっても、上記最外タンク群が備える各燃料タンク２０では、放出された燃料ガスが隣の燃料タンク２０に向かうことがなく、燃料タンク２０が存在しない領域に向かうことになる。他方、上記最外タンク群以外のタンク群においては、遮断部４０を設けることにより、放出された燃料ガスが、隣り合う他の燃料タンク２０である並置タンクに到達することを抑えて、既述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。

燃料貯蔵装置が備える複数の燃料タンク２０のうちの一部であって、燃料タンク２０の長手方向に垂直な第１方向に沿って並ぶ複数の燃料タンク２０を含むタンク群と、並置タンクとの間に、遮断部４０が配置されており、上記タンク群に含まれる燃料タンク２０のうち、第１方向に連続する２以上の燃料タンク２０が備える溶栓弁２３における燃料ガスの放出方向が、対応する遮断部４０に向けられていればよい。上記タンク群に含まれる燃料タンク２０のうち、溶栓弁２３の開口の向きが上記遮断部４０に向けられている燃料タンク２０は、「被遮断タンク」とも呼ぶ。

（Ｄ２）上記各実施形態の燃料貯蔵装置では、長手方向に見たときに、長手方向に垂直な第１方向に沿って並ぶ複数の燃料タンク２０を含むタンク群を、長手方向に垂直であって第１方向とは異なる第２方向に沿って複数積層されるように配置し、隣り合うタンク群間に遮断部４０を配置しているが、異なる構成としてもよい。例えば、遮断部４０において、上記タンク群と対向する面の裏面側には、複数の燃料タンク２０を備える他のタンク群ではなく、単一の並置タンクを配置することとしてもよい。

図５は、このような他の実施形態としての燃料貯蔵装置３１０の概略構成を表す説明図である。図５に示す他の実施形態の燃料貯蔵装置３１０は、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と同様にして用いられている。図５では、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と共通する部分には同じ参照番号を付しており、図１と同様にして燃料ガスの流れを示している。また、図５では、支持部３０および収納部１５については記載を省略しており、各燃料タンク２０と、溶栓弁２３の向きと、遮断部４０との位置関係を示している。

燃料貯蔵装置３１０では、遮断部４０よりも−Ｚ方向に配置されたタンク群３２５は、溶栓弁２３の開口が遮断部４０に向けられた被遮断タンクとして、２つの燃料タンク２０ａを備えている。また、遮断部４０よりも＋Ｚ方向には、燃料タンク２０ａのいずれかに対して、第１方向（Ｙ方向）とは異なる第２方向に並んで配置される並置タンクとして、単一の燃料タンク２０ｂが設けられている。このような構成としても、遮断部４０を設けることにより、被遮断タンクである燃料タンク２０ａの溶栓弁２３から燃料ガスが放出されたときには、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（Ｄ３）上記各実施形態の燃料貯蔵装置では、一方向に１列に並んで配置される複数の燃料タンク２０から成るタンク群ごとに、個別に遮断部４０を設け、個々の遮断部４０は、一方の面においてのみ、放出された燃料ガスを受けることとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、隣接するタンク群２５間に配置される遮断部４０は、一方の面において、上記隣接するタンク群の一方から放出された燃料ガスを受け、他方の面において、上記隣接するタンク群の他方から放出された燃料ガスを受けることとしてもよい。ただし、燃料貯蔵装置内において局所的に燃料ガスの濃度が高めることを抑える観点からは、遮断部４０は、タンク群ごとに設けて、一方の面のみにおいて溶栓弁２３から放出された燃料ガスを受けることが望ましい。

（Ｄ４）上記各実施形態の燃料貯蔵装置は、収納部１５を備えることとしたが、収納部１５を設けないこととしてもよい。ただし、収納部１５を設ける方が、燃料貯蔵装置が備える燃料タンク２０から燃料ガスが漏れ出した場合に、漏れ出した燃料ガスが望ましくない方向に流出することを抑えることができるため望ましい。

（Ｄ５）上記各実施形態では、燃料貯蔵装置を、燃料電池を備える定置型電源の一部として設け、燃料電池に供給するための燃料ガスを蓄える燃料タンク２０を設置するために用いているが、異なる用途に用いてもよい。以下では、他の実施形態としての燃料貯蔵装置４１０を、車両４００に搭載する構成について説明する。

図６は、本開示の他の実施形態としての燃料貯蔵装置４１０を搭載する車両４００の概略構成を示す説明図である。燃料貯蔵装置４１０において、第１実施形態の燃料貯蔵装置１０と共通する部分には同じ参照番号を付す。燃料タンク２０をＹ方向およびＺ方向に並べる数は任意の複数に設定可能であり、既述した各実施形態のいずれの燃料貯蔵装置を用いることも可能であるが、図６の燃料貯蔵装置３１０では、Ｙ方向に２つ並んで配置される燃料タンク２０から成るタンク群２５ａ〜２５ｄが、Ｚ方向に４段積み上げられるように配置されている。また、タンク群２５ごとに、Ｙ方向を長手方向とする遮断部４０（上から順に遮断部４０ａ，４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）が配置されている。そして、第１実施形態と同様に、各燃料タンク２０は、溶栓弁２３の開口の向きが、対応する遮断部４０の表面に対して、タンク群２５ごとに共通する同じ向きに傾くように配置されている。溶栓弁２３が開弁するときには、溶栓弁２３から遮断部４０ａ〜４０ｄに向かって燃料ガスが放出され、遮断部４０ａ〜４０ｄに導かれた燃料ガスは、排気口４１６から収納部４１５外に放出される。

上記のように燃料貯蔵装置４１０を搭載する車両４００は、例えば、車両４００の駆動用電源として燃料電池を搭載する燃料電池車両とすることができる。この場合には、燃料貯蔵装置４１０は、上記燃料電池に供給するための燃料ガスを貯蔵する燃料タンク２０を、車両４００に搭載するために用いられる。あるいは、車両４００は、車両４００の駆動用電源としての燃料電池を搭載する車両とする他、車両４００の外部に対して、燃料電池が発電した電力を供給する電源車両としてもよい。

また、燃料貯蔵装置は、燃料電池等のエネルギ発生装置に併設して、エネルギ発生装置に供給する燃料ガスを蓄える燃料タンクを設置するために用いる以外の構成としてもよい。例えば、複数の燃料タンク２０を搭載して運搬するための運搬車両において、複数の燃料タンク２０を配置するために用いることとしてもよい。定置型の施設で用いる、あるいは、移動体に搭載して用いる等いずれであってもよく、複数の燃料タンクを配置するための種々の用途に適用可能である。

（Ｄ６）上記各実施形態では、燃料貯蔵装置が備える燃料タンク２０に貯蔵される燃料ガスとして水素を用いているが、異なる構成としてもよい。例えば、水素以外の種々の可燃性の燃料ガスを蓄えるタンクを設置する装置において、各実施形態に基づいて説明した遮断部を用いる構成を適用することができる。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０，１１０，２１０，３１０，４１０…燃料貯蔵装置、１５，４１５…収納部、１６ａ，１６ｂ，４１６…排気口、２０，２０ａ，２０ｂ…燃料タンク、２２…口金部、２３…溶栓弁、２５ａ〜２５ｄ，２２５ａ〜２２５ｄ，３２５…タンク群、３０…支持部、３６…枠体、３７ａ…第１梁、３７ｂ…第２梁、３７ｃ…第１保持部材、３７ｄ…第２保持部材、３７ｅ…ねじ、４０ａ〜４０ｄ，２４０ａ〜２４０ｄ…遮断部、４１…ガイド部、４００…車両

Claims (6)

1. 燃料貯蔵装置であって、
   燃料ガスを貯蔵し、予め定めた高温条件下で前記燃料ガスを放出する溶栓弁を備える複数の燃料タンクと、
   前記複数の燃料タンクの各々の長手方向を互いに平行にすると共に、各々の前記燃料タンクに設けられた前記溶栓弁の開口の向きを予め定めた向きにして、前記複数の燃料タンクを支持する支持部と、
   前記溶栓弁から放出された前記燃料ガスの少なくとも一部を遮断する遮断部と、
   を備え、
   前記複数の燃料タンクは、
   前記長手方向に見たときに、前記長手方向に垂直な第１方向に沿って並ぶ複数の前記燃料タンクを含むタンク群と、
   前記タンク群に含まれるいずれかの燃料タンクに対して前記第１方向とは異なる第２方向に並んで配置される並置タンクと、
   を備え、
   前記遮断部は、前記タンク群と前記並置タンクとの間に配置され、
   前記タンク群に含まれる燃料タンクのうち、前記第１方向に連続する２以上の燃料タンクである被遮断タンクが備える前記溶栓弁の開口の向きは、前記遮断部に向けられている
   燃料貯蔵装置。
2. 請求項１に記載の燃料貯蔵装置であって、
   前記被遮断タンクは、前記タンク群に含まれるすべての燃料タンクである
   燃料貯蔵装置。
3. 請求項１に記載の燃料貯蔵装置であって、
   前記被遮断タンクは、前記タンク群に含まれる燃料タンクのうち、前記第１方向の少なくとも一方の端部に配置された燃料タンクを除く燃料タンクである
   燃料貯蔵装置。
4. 請求項３に記載の燃料貯蔵装置であって、
   前記タンク群に含まれる燃料タンクのうち、前記被遮断タンク以外の燃料タンクが備える前記溶栓弁の開口の向きは、前記燃料貯蔵装置が備える前記複数の燃料タンクのいずれの燃料タンクも存在しない方向に向けられている
   燃料貯蔵装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料貯蔵装置であって、
   前記遮断部は、前記第１方向に延びるように設けられ、
   前記遮断部は、前記第１方向に垂直であって前記長手方向とは異なる方向に見たときに、前記被遮断タンクの各々が備える前記溶栓弁のすべてと重なるように配置されている
   燃料貯蔵装置。
6. 請求項５に記載の燃料貯蔵装置であって、
   前記被遮断タンクの各々が備える前記溶栓弁の開口の向きは、いずれも、前記遮断部の表面に対して０°を超えて９０°未満の角度を成している、あるいは、いずれも、９０°を超えて１８０°未満の角度を成している
   燃料貯蔵装置。

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