JP7447875B2 - 圧力容器 - Google Patents
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Description
図1~図4を用いて、本発明の実施形態に係る車両および圧力容器ユニットの概略の構成について説明する。図1~図4に基づき説明する構成は、基本的に以降で説明する圧力容器の放出方向制御器の第1~第4実施形態に共通する。なお、各図に適宜記す矢印FR、矢印UP、矢印RHは、圧力容器が適用された車両100の車両前側、車両上側、車両右側をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車両幅方向の左右を示すものとする。
図1~図3に示されるように、本実施形態の圧力容器が適用された車両100は、駆動源となる図示しないモータを備えている。モータは、直接又は減速ギヤ列等の変速手段を介して間接的に車両100の駆動輪(前輪102及び後輪104の少なくとも一方)へ機械的に接続されている。これにより、モータから出力された駆動力が駆動輪へ伝わるようになっている。
車両100の下部には、前輪102と後輪104との間に圧力容器ユニット1が配置されている。より具体的には、圧力容器ユニット1は、車室床部を構成するフロアパネル(不図示)の下方側に適用されている。
図4に示されるように、圧力容器ユニット1のケース2の内部には、複数の圧力容器10が配置されている。それぞれの圧力容器10は、車両前後方向を軸方向として延在されており、略円筒状に形成されている。そして、これらの圧力容器10は、高圧ガスとしての水素ガスを収容できるように構成されている。
ここで、圧力容器10の軸方向の一端側(車両前方側)の端部に口金12が取り付けられており、口金12に配管としてのマニホールド14が接続されている。マニホールド14は、車両幅方向を長手方向としてケース2の前壁に沿って延在されており、複数の圧力容器10の内部空間を連通する一般流路14Aを備えている。また、マニホールド14の長手方向の中央部にはバルブ16が設けられており、圧力容器10とケース2の外部に設けられたバルブ16とが一般流路14Aで連通されている。このバルブ16は、圧力容器10の開閉を行う機能を備える開閉弁であり、パイプ等の接続手段を介して上述した燃料電池スタック(図示省略)へ接続されている。そして、バルブ16の開閉を調節することにより、圧力容器10から燃料電池スタックへ供給される水素ガスの供給量が調節されるように構成されている。
安全弁19は、予め定められた温度以上になったときに開弁する弁機構である。本実施形態では、安全弁19として、溶栓式の安全弁が備えられている。安全弁19は、火災等により圧力容器10が予め定められた温度以上になったときに、圧力容器10内の水素ガスを外部に放出することによって、圧力容器10の内圧が高くなりすぎることを防止する。通常は、排ガス流路14Bが安全弁19で閉塞される構成となっている。
ここで、上述した排ガス流路14Bから排出される高圧ガスを、ケース2の外側に放出するに当たって、図1~図3に示される放出規制範囲(R1、R2、R3、R4)へ放出せず、放出規制範囲以外の放出許可範囲のみに放出する必要がある。ここで、R4以外の放出規制範囲(R1、R2、R3)は、車両100に対して決まる範囲であるが、放出規制範囲(R4)は、車両100に対して決まる範囲ではなく、車両姿勢や周辺環境によって(例えば、車両100のロールやピッチによって)、車両100基準で見たときの範囲(方向)が変わり得ると考えられる。
図5~図10を用いて、圧力容器10のマニホールド14に設けられた放出方向制御器20の第1実施形態(以下、放出方向制御器20Aと表記する)の構成を説明する。
以上説明したように、本第1実施形態では、前記ガスを放出するための放出経路が複数本設けられた凸部30が前記圧力容器10(のマニホールド14)に設けられ、前記ガイド部材40は、前記凸部30に摺動可能に外装されるとともに、前記凸部30の外面に摺接する遮蔽壁44A、44Bと前記ガスを放出するための前記放出開口42A、42Bとを有し、前記圧力容器10の姿勢が変化したとき、前記凸部30に対して相対的に回動し、前記放出規制方向に向いた放出経路を前記遮蔽壁44A、44Bで閉塞するとともに、前記放出許可方向に向いた放出経路を前記放出開口42A、42Bで開放するようになっている。
図11~図16を用いて、圧力容器10のマニホールド14に設けられた放出方向制御器20の第2実施形態(以下、放出方向制御器20Bと表記する)の構成を説明する。
以上説明したように、本第2実施形態では、前記ガスを放出するための放出経路が少なくとも一本設けられた凸部50が前記圧力容器10(のマニホールド14)に設けられ、前記ガイド部材60は、前記凸部50に前記ガスを通過させ得る隙間をあけて外装されるとともに、前記凸部50の外面に対向する遮蔽壁64A、64Bと前記ガスを放出するための前記放出開口62A、62Bとを有し、前記圧力容器10の姿勢が変化したとき、前記凸部50に対して相対的に回動し、前記放出経路が前記放出規制方向に向いているときは、前記放出経路から前記放出規制方向に向けて放出される前記ガスを前記遮蔽壁64A、64Bで遮蔽するとともに、前記ガスを前記凸部50と前記遮蔽壁64A、64Bとで形成される前記隙間を通して前記放出開口62A、62Bから放出し、前記放出経路が前記放出許可方向に向いているときは、前記放出経路から前記放出許可方向に向けて放出される前記ガスを前記隙間を介せずに前記放出開口62A、62Bから放出するようにされている。
図17~図22を用いて、圧力容器10のマニホールド14に設けられた放出方向制御器20の第3実施形態(以下、放出方向制御器20Cと表記する)の構成を説明する。
以上説明したように、本第3実施形態では、前記圧力容器10に、開放空間72を介して外側に向けて開放した収納室79が形成された収納部(筐体部)70が設けられ、前記ガイド部材80は、前記収納部70の前記収納室79に回転可能に収納されるとともに、前記ガスを放出するための前記放出経路が複数本設けられ、前記圧力容器10の姿勢が変化したとき、前記収納部70に対して相対的に回動し、前記放出許可方向に向いた前記放出経路を前記開放空間72を介して開放するようになっている。
図23、図24を用いて、圧力容器10のマニホールド14に設けられた放出方向制御器20の第4実施形態(以下、放出方向制御器20Dと表記する)の構成を説明する。
以上説明したように、本第4実施形態では、前記圧力容器10の姿勢を検知する傾斜センサ91と、前記ガイド部材を回動させるためのモータ92と、前記ガイド部材を回動させるべく前記モータ92の動作制御を行うコントローラ90と、を備え、前記コントローラ90は、前記傾斜センサ91で検知した前記圧力容器10の姿勢に基づいて、前記圧力容器10の姿勢の変化を相殺するように(前記圧力容器10の姿勢の変化とは逆向きに前記圧力容器10に対して相対的に前記ガイド部材を回動させるように)、前記モータ92の動作制御を行う。
以上で説明した本実施形態の圧力容器10は、ガスを収容するとともに、予め定められた温度以上になったときに開弁する安全弁19と、前記安全弁19の開弁に伴って前記ガスを予め定められた方向に放出する放出方向制御器20とを備える圧力容器10であって、前記放出方向制御器20は、前記安全弁19の開弁に伴う前記ガスの放出方向を、前記圧力容器10に対して可変とし、前記圧力容器10の姿勢に依存せずに、前記安全弁19の開弁に伴って、前記圧力容器10に収容した前記ガスを、重力方向に対して予め設定された放出規制方向に放出せず、重力方向に対して予め設定された放出許可方向(のみ)に放出するようになっている。
2 ケース
10 圧力容器
12 口金
14 マニホールド(配管)
14A 一般流路
14B 排ガス流路
16 バルブ
19 安全弁
20、20A、20B、20C、20D 放出方向制御器
30 凸部
31 連通路
32A、32B、32C 放出経路
40 ガイド部材
42A、42B 放出開口
44A、44B 遮蔽壁
46 接続部
47 挿通穴
50 凸部
51 連通路
52 放出経路
60 ガイド部材
62A、62B 放出開口
64A、64B 遮蔽壁
66 接続部
67 挿通穴
68A、68B 突起
70 筐体部(収納部)
71 連通路
72 開放空間
79 収納室
80 ガイド部材
81 連通路
82A、82B 放出経路
90 コントローラ
91 傾斜センサ
92 モータ
100 車両
Claims (4)
- ガスを収容するとともに、
予め定められた温度以上になったときに開弁する安全弁と、前記安全弁の開弁に伴って前記ガスを予め定められた方向に放出する放出方向制御器とを備える圧力容器であって、
前記放出方向制御器は、
前記ガスを放出するための放出開口が複数個設けられるとともに、前記圧力容器に対して相対的に回動するガイド部材を有し、
前記圧力容器の姿勢が変化した場合でも前記ガイド部材の重力方向に対する姿勢が変化しないように、前記圧力容器の姿勢の変化に応じて前記ガイド部材を前記圧力容器に対して相対的に回動させ、前記安全弁の開弁に伴う前記ガスの放出方向を、前記圧力容器に対して可変とし、
前記圧力容器の姿勢に依存せずに、前記安全弁の開弁に伴って、前記圧力容器に収容した前記ガスを、重力方向に対して予め設定された放出規制方向に放出せず、重力方向に対して予め設定された放出許可方向に放出するようになっており、
前記ガスを放出するための放出経路が少なくとも一本設けられた凸部が前記圧力容器に設けられ、
前記ガイド部材は、
前記凸部に前記ガスを通過させ得る隙間をあけて外装されるとともに、前記凸部の外面に対向する遮蔽壁と前記ガスを放出するための前記複数個の放出開口とを有し、
前記圧力容器の姿勢が変化したとき、前記凸部に対して相対的に回動し、前記放出経路が前記放出規制方向に向いているときは、前記放出経路から前記放出規制方向に向けて放出される前記ガスを前記遮蔽壁で遮蔽するとともに、前記ガスを前記凸部と前記遮蔽壁とで形成される前記隙間を通して前記複数個の放出開口のうちの1個の放出開口から放出し、前記放出経路が前記放出許可方向に向いているときは、前記放出経路から前記放出許可方向に向けて放出される前記ガスを前記隙間を介せずに前記放出開口から放出するようにされており、
前記遮蔽壁に、前記放出経路から前記放出規制方向に向けて放出される前記ガスを前記凸部と前記遮蔽壁とで形成される前記隙間を通して前記複数個の放出開口のうちの1個の放出開口から放出させるための突起が前記凸部に向けて設けられており、
前記圧力容器は、
前記圧力容器の姿勢を検知する傾斜センサと、
前記ガイド部材を回動させるためのモータと、
前記ガイド部材を回動させるべく前記モータの動作制御を行うコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記傾斜センサで検知した前記圧力容器の姿勢に基づいて、前記モータの動作制御を行い、前記圧力容器の姿勢が変化した場合でも前記ガイド部材の重力方向に対する姿勢が変化しないように、前記ガイド部材を前記圧力容器に対して相対的に回動させるようになっていることを特徴とする圧力容器。 - ガスを収容するとともに、
予め定められた温度以上になったときに開弁する安全弁と、前記安全弁の開弁に伴って前記ガスを予め定められた方向に放出する放出方向制御器とを備える圧力容器であって、
前記放出方向制御器は、
前記ガスを放出するための放出開口が複数個設けられるとともに、前記圧力容器に対して相対的に回動するガイド部材を有し、
前記圧力容器の姿勢が変化した場合でも前記ガイド部材の重力方向に対する姿勢が変化しないように、前記圧力容器の姿勢の変化に応じて前記ガイド部材を前記圧力容器に対して相対的に回動させ、前記安全弁の開弁に伴う前記ガスの放出方向を、前記圧力容器に対して可変とし、
前記圧力容器の姿勢に依存せずに、前記安全弁の開弁に伴って、前記圧力容器に収容した前記ガスを、重力方向に対して予め設定された放出規制方向に放出せず、重力方向に対して予め設定された放出許可方向に放出するようになっており、
前記ガスを放出するための放出経路が少なくとも一本設けられた凸部が前記圧力容器に設けられ、
前記ガイド部材は、
前記凸部に前記ガスを通過させ得る隙間をあけて外装されるとともに、前記凸部の外面に対向する遮蔽壁と前記ガスを放出するための前記複数個の放出開口とを有し、
前記圧力容器の姿勢が変化したとき、前記凸部に対して相対的に回動し、前記放出経路が前記放出規制方向に向いているときは、前記放出経路から前記放出規制方向に向けて放出される前記ガスを前記遮蔽壁で遮蔽するとともに、前記ガスを前記凸部と前記遮蔽壁とで形成される前記隙間を通して前記複数個の放出開口のうちの1個の放出開口から放出し、前記放出経路が前記放出許可方向に向いているときは、前記放出経路から前記放出許可方向に向けて放出される前記ガスを前記隙間を介せずに前記放出開口から放出するようにされており、
前記遮蔽壁に、前記放出経路から前記放出規制方向に向けて放出される前記ガスを前記凸部と前記遮蔽壁とで形成される前記隙間を通して前記複数個の放出開口のうちの1個の放出開口から放出させるための突起が前記凸部に向けて設けられており、
前記ガイド部材は、重心が回転中心に対して偏心配置され、前記圧力容器の姿勢に依存せずに、重力によって重力方向に対する姿勢が変化しないようになっていることを特徴とする圧力容器。 - 請求項1に記載の圧力容器において、
前記ガイド部材は、重心が回転中心に対して偏心配置され、前記圧力容器の姿勢に依存せずに、重力によって重力方向に対する姿勢が変化しないようになっていることを特徴とする圧力容器。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の圧力容器において、
前記放出規制方向は、水平方向から所定の角度範囲内を含み、前記放出許可方向は、前記放出規制方向以外の、垂直方向から所定の角度範囲内を含むことを特徴とする圧力容器。
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