(57)【要約】【課題】気体燃料の充填時に気体燃料に混入した水分やイオン等を含む様々な不純物の高圧タンクへの侵入を防止することができる車両を提供する。【解決手段】水素ガスが充填されるタンク本体２０を有する燃料電池車両において、タンク本体２０に接続され、外部の気体燃料供給ステーションから供給される水素ガスがタンク本体２０に向けて流通する充填配管３４を有し、充填配管３４には、水素ガス中に混入した不純物を吸着する第１〜３吸着装置が設けられていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料が充填される高圧タンクを有する車両において、
前記高圧タンクに接続され、外部の気体燃料供給ステーションから供給される前記気体燃料が流通する充填配管を有し、
前記充填配管には、前記気体燃料中に混入した不純物を吸着する吸着装置が設けられていることを特徴とする車両。
【請求項２】
前記気体燃料は、前記気体燃料供給ステーションに設けられた前記気体燃料を冷却するための前記冷却装置を介して前記高圧タンク内に充填されることを特徴とする請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記気体燃料は、燃料電池車両の前記高圧タンク内に充填される水素であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記吸着装置は、イオン吸着剤を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記吸着装置は、乾燥剤を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の車両。
【請求項６】
前記吸着装置はイオン吸着剤と乾燥剤とを備え、
前記吸着装置は前記充填配管上で直列に配列され、前記イオン吸着剤は前記乾燥剤より上流側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記充填配管には、前記充填配管内に混入した異物の流通を遮るフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の車両。
【請求項８】
前記吸着装置は、前記イオン吸着剤と前記乾燥剤とを備え、
前記イオン吸着剤及び前記乾燥剤は、前記フィルターとともにハウジング内に封入されていることを特徴とする請求項７記載の車両。
【請求項９】
前記イオン吸着剤及び前記乾燥剤は、前記ハウジング内で混在していることを特徴とする請求項８記載の車両。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記高圧タンク内に設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体燃料が充填される高圧タンクを備えた車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止等の観点から、水素等の気体燃料を燃料として用いる燃料電池車両の開発が進んでいる。この燃料電池車両は、気体燃料を充填するための高圧タンクを備えており、気体燃料供給ステーションから高圧タンクに気体燃料を補給することで、その気体燃料を燃料として走行できるようになっている。高圧タンクに気体燃料を供給するためには、まず高圧タンクの充填配管に気体燃料供給ステーションの供給ノズルを装着することで、この供給ノズルから充填配管に向けて気体燃料が供給される。そして、供給された気体燃料は、充填配管を経て高圧タンク内に充填される。
【０００３】
ところで、上述した高圧タンク内に気体燃料を充填する際に、高圧タンク内の圧力上昇に伴って高圧タンク内の温度（いわゆる、圧縮熱）が増加するという問題がある。
そこで、気体燃料が高温になるのを防ぐために、冷却装置を介して気体燃料を高圧タンク内に充填することで、予め気体燃料の温度を下げた状態で高圧タンク内に充填を行う、いわゆるプレクール充填が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７３８１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プレクール充填により気体燃料を充填する際には、気体燃料供給ステーションの供給ノズルに冷却された気体燃料が流通することにより、供給ノズルも冷却される。そして、気体燃料の充填が終了して高圧タンクの充填配管から供給ノズルを取り外し、供給ノズルが外気に露出すると、大気中の水分が結露して供給ノズルの周面に水分等が不純物として付着する。そして、供給ノズルに不純物が付着した状態で、再び気体燃料の充填を行うと、供給ノズルに付着した不純物が高圧タンクの充填配管を伝って気体燃料とともに高圧タンク内に侵入する虞がある。高圧タンク内に不純物が溜まると高圧タンクの内面が腐食する可能性がある。このように、プレクール充填に伴う水分等の混入は、供給ノズルの周囲に付着した水分によるものであるため、気体燃料供給ステーション側で対策することが望ましいが、車両側での対策例について検討したものである。
【０００５】
車両側での対策例としては、これまで高圧タンクの流入口の口金部と座面とが擦れたり、削れたりして生じた異物が高圧タンク内に侵入することを防止するために、高圧タンクの口金部と座面との間に異物侵入抑制用のシール部材が設けられているものはある（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、このシール部材は、高圧タンクの充填配管から侵入する水分等の不純物を防止するものではなく、上述したような問題に対処することができない。つまり、高圧タンク内に供給される気体燃料とともに不純物が混入される場合については、検討されていなかった。
【０００６】
また、燃料電池車両のインフラを整備するにあたって、気体燃料供給ステーションは様々な場所に設置されている必要がある。この場合、例えば気体燃料供給ステーションを海辺近くに設置した場合には、大気中の水分の結露により海水に含まれるイオン（例えば、Ｎａ＋，Ｍｇ２＋，Ｃｌ−等）が水分とともに供給ノズルに付着する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、気体燃料の充填時に気体燃料に混入した水分やイオン等を含む様々な不純物の高圧タンクへの侵入を防止することができる車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、気体燃料（例えば、実施形態における水素ガス）が充填される高圧タンク（例えば、実施形態における燃料ガスタンク９）を有する車両（例えば、実施形態における燃料電池車両１）において、前記高圧タンクに接続され、外部の気体燃料供給ステーションから供給される前記気体燃料が流通する充填配管（例えば、実施形態における充填配管３４）を有し、前記充填配管には、前記気体燃料中に混入した不純物を吸着する吸着装置（例えば、実施形態におけるイオン吸着剤１００、乾燥剤１０１）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、前記気体燃料は、前記気体燃料供給ステーションに設けられた前記気体燃料を冷却するための前記冷却装置を介して前記高圧タンク内に充填されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、前記気体燃料は、燃料電池車両（例えば、実施形態における燃料電池車両１）の前記高圧タンク内に充填される水素であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、前記吸着装置は、イオン吸着剤（例えば、実施形態におけるイオン吸着剤１００）を備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載した発明は、前記吸着装置は、乾燥剤（例えば、実施形態における乾燥剤１０１）を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明は、前記吸着装置はイオン吸着剤と乾燥剤とを備え、前記吸着装置は前記充填配管上で直列に配列され、前記イオン吸着剤は前記乾燥剤より上流側に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載した発明は、前記充填配管には、前記充填配管内に混入した異物の流通を遮るフィルター（例えば、実施形態における粒子フィルター１０２）が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載した発明は、前記吸着装置は、前記イオン吸着剤と前記乾燥剤とを備え、前記イオン吸着剤及び前記乾燥剤は、前記フィルターとともにハウジング（例えば、実施形態における一体型ハウジング１４１）内に封入されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載した発明は、前記イオン吸着剤及び前記乾燥剤は、前記ハウジング内で混在していることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載した発明は、前記ハウジングは、前記高圧タンク内に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載した発明によれば、高圧タンクの充填配管に吸着装置を設けることで、気体燃料供給ステーションから供給される気体燃料とともに充填配管を流通する不純物（水分やイオン等）が、高圧タンクに供給される前に吸着装置を通過することとなる。そして、吸着装置を通過する不純物は吸着装置により吸着され、不純物が除去された気体燃料のみが下流側へ流通する。これにより、気体燃料の充填時に気体燃料に混入した不純物が、高圧タンク内へ侵入することを防止することができ、高圧タンク内に高純度な気体燃料のみを供給することができる。
【００１９】
請求項２に記載した発明によれば、気体燃料が冷却装置を介して高圧タンク内に充填されることで、充填時における高圧タンク内の圧力増加に伴って、高圧タンク内に充填された気体燃料が高温になることを防ぐことができる。そして、上述したように高圧タンク内への不純物の侵入を防ぐことができるため、プレクール充填に伴う不純物の混入を防止することができる。
【００２０】
ところで、天然ガスを使用するＣＮＧエンジンに比べ燃料電池に使用する水素は高純度であることが求められる。
ここで、請求項３に記載した発明によれば、高圧タンク内への不純物の侵入を防止することができるため、気体燃料に水素を用いることで、高純度な水素により燃料電池車両を駆動させることができ、高性能な燃料電池車両を提供することができる。
【００２１】
請求項４に記載した発明によれば、気体燃料がイオン吸着剤を通過する際に、結露した水分中に含まれるイオンがイオン吸着剤により吸着されるため、イオン吸着剤より下流側へのイオンの流通を防ぐことができ、高圧タンクへのイオンの侵入を防ぐことができる。
【００２２】
請求項５に記載した発明によれば、気体燃料が乾燥剤を通過する際に、結露した水分等が乾燥剤により吸着されるため、乾燥剤より下流側への水分等の流通を防ぐことができ、高圧タンクへの水分等の侵入を防ぐことができる。
【００２３】
請求項６に記載した発明によれば、イオン吸着剤は、イオン吸着を行う際に水分を必要とするため、乾燥剤よりも上流側にイオン吸着剤を設けることで気体燃料中に混入したイオンを確実に除去することができる。
【００２４】
請求項７に記載した発明によれば、気体燃料がフィルターを通過する際に、気体燃料に混入されたコンタミ等のダストの流通を防ぐことができ、高圧タンクへのダストの侵入を防ぐことができる。
【００２５】
請求項８に記載した発明によれば、ハウジング内にフィルターとともにイオン吸着剤及び乾燥剤を封入することで、ハウジングをそれぞれ別々に設ける場合に比べて小型化が可能になる。また、メンテナンス時や交換時には、ハウジングを充填配管から取り外すことで全ての吸着装置（イオン吸着剤や乾燥剤）及び粒子フィルターを取り外すことができる。そのため、ハウジングをそれぞれ別々に取り外す場合に比べてメンテナンス・交換作業を容易に行うことができる。
【００２６】
請求項９に記載した発明によれば、ハウジング内にイオン吸着剤と乾燥剤とを混在して封入することで、イオン吸着剤と乾燥剤とを区画することなくまとめて封入することができる。これにより、イオン吸着剤と乾燥剤とを順に封入する場合に比べて、ハウジング内に封入されるイオン吸着剤及び乾燥剤の密度を小さくすることができるので、ハウジングの更なる小型化が可能になる。
【００２７】
請求項１０に記載した発明によれば、ハウジングを高圧タンク内に設けることで、充填配管における外部に露出している部位にハウジングを設ける必要がない。これにより、充填配管における高圧タンクから気体燃料の充填口までの間で、ハウジングの接続スペースを省略することができるため、充填配管を短縮することができ、高圧タンクの更なる小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では高圧タンクを燃料電池車両に搭載した場合について説明する。また、以下の説明における前後左右などの向きは、特に特記が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。
【００２９】
（第１実施形態）
（燃料電池車両）
図１は本実施形態における燃料電池車両の概略構成図（側面図）である。
図１に示すように、燃料電池車両（車両）１は、水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池スタック（以下、燃料電池という）２を車体のフロア下に搭載し、この燃料電池２で生じた電力によりモータ３を駆動して走行する。燃料電池２は、単位電池（単位セル）を例えば車両前後方向に沿って多数積層してなる。そして、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により電力および水を生成する。
【００３０】
モータ３は、燃料電池２のカソード側へ供給する空気を圧縮するコンプレッサ４とともに、フロントサブフレーム５に搭載された状態で、車体前部のモータルーム内に配置される。また、燃料電池２および燃料電池２のための補機６は、サブフレーム７に搭載された状態で、車体前後方向中間部のフロアパネル８の車室外側に配置される。さらに、燃料電池２のアノード側へ供給する水素ガスを蓄える燃料ガスタンク９は、モータ３からの回生電力を蓄電するバッテリ１１とともに、リアサブフレーム１２に搭載された状態で、車体後部のリアフロア１３の車室外側に配置されている。
【００３１】
なお、燃料電池２のための補機６とは、レギュレータやエゼクタなどの水素供給補機および加湿器や希釈ボックスなどの空気排出補機である。また、図１中符号１４，１５は燃料電池車両１の前後輪を、符号１６，１７は車室内の前後シートをそれぞれ示す。
【００３２】
（燃料ガスタンク）
次に、本実施形態の燃料ガスタンクについて説明する。図２は燃料ガスタンクの断面図である。
図２に示すように、燃料ガスタンク９は、充填圧力が例えば３５ＭＰａの高圧水素タンクであって、両端が半球状に形成された円筒ボンベ形状のタンク本体（高圧タンク）２０を備えている。タンク本体２０は、その長手方向（軸方向）と車幅方向とを一致させた状態で、車体前後方向中間部のフロアパネル８の車室外側に配置されている。タンク本体２０は、軸方向中央部に形成された円筒部２１と、軸方向両端部において円筒部２１を閉塞するように形成された鏡板部２２ａ，２２ｂとで構成されている。
【００３３】
また、タンク本体２０は、ライナー２３と、ライナー２３を覆うように設けられた補強層２４とを備えている。
ライナー２３は、アルミニウムや樹脂材料等からなる円筒ボンベ状のものであり、このライナー２３で囲まれた内側が水素ガスを貯蔵するためのガス貯蔵室２５となっている。補強層２４は、プラスチックとガラスやカーボン等との複合材料である繊維強化プラスチックからなるものであり、ライナー２３の外面に密着して形成されている。このように、タンク本体２０がライナー２３と補強層２４とから構成されることで、補強層２４によりライナー２３を補強することができるため、金属のみからなるタンク本体に比べ、軽量で、かつ耐圧特性に優れているという効果がある。
【００３４】
タンク本体２０における軸方向一端側（図３における左側）の鏡板部２２ａの中央には、ライナー２３及び補強層２４を貫通する貫通孔２６が形成されており、ここに筒状の口金２７が固定されている。口金２７の内側はねじ孔２８となっており、ねじ孔２８の一端はタンク本体２０の外部に開口し、他端はガス貯蔵室２５内に開口している。そして、口金２７の一端の外周面には、径方向外側に張り出すフランジ部２９が形成されており、このフランジ部２９と補強層２４の外面とが当接するようにして口金２７が固定されている。
【００３５】
口金２７のねじ孔２８には、ガス遮蔽性を有するプラグ３０が螺着されている。プラグ３０は、その外周面にねじ溝が形成され、口金２７のねじ孔２８に螺合されるねじ部３１と、ねじ部３１の一端側においてねじ部３１の外径より大きく形成された頭部３２とで構成されている。つまり、プラグ３０は、タンク本体２０のメンテナンス等、必要に応じて口金２７から取り外し、再び装着することができるようになっており、口金２７に対して着脱可能に構成されている。なお、プラグ３０の頭部３２と、口金２７のフランジ部２９との間には、Ｏリング等のシール部材３３が設けられており、口金２７とプラグ３０との間がシールされている。
【００３６】
プラグ３０には、ガス貯蔵室２５内への水素ガスの供給するための充填配管３４が接続されている。この充填配管３４は、ガス貯蔵室２５内に突出しており、その先端は他端側の鏡板部２２ｂに向けて指向している。一方、充填配管３４の基端側には、ガス充填口３５が設けられている。このガス充填口３５は、ガス貯蔵室２５内への水素ガスの充填を行う際に、気体燃料供給ステーションの供給ノズル（ともに不図示）が装着されるものであり、タンク本体２０より車体後部側であって、車体の高さ方向の中央部に配置されている。そして、充填配管３４は、タンク本体２０から下方に向けて延出し、車体下部を通ってガス充填口３５まで至っている（図１参照）。なお、図示しないがタンク本体２０にはガス貯蔵室２５内に充填された水素ガスを燃料電池２に供給するための燃料ガスラインも接続されている。
【００３７】
ところで、本実施形態の燃料ガスタンク９に水素ガスを供給するためには、まずガス充填口３５に気体燃料供給ステーションの供給ノズルを装着することで、この供給ノズルからガス充填口３５に向けて水素ガスが供給される。ガス充填口３５から供給された水素ガスは、充填配管３４を経てガス貯蔵室２５内に充填される。
ここで、気体燃料供給ステーションには、気体燃料供給ステーションのガス供給源から供給される水素ガスを冷却するための冷却装置が設けられている。そして、ガス供給源から供給される水素ガスは冷却装置を介して流通することで、例えば−５０〜０℃程度に冷却された状態で車体側（ガス充填口３５）に供給される（いわゆる、プレクール充填）。
【００３８】
しかしながら、プレクール充填により水素ガスを充填する際、水素ガスの充填後に供給ノズルをガス充填口３５から取り外すと、上述したように大気中の水分が結露して供給ノズルの周面に水分やダスト等の不純物が付着する可能性がある。また、例えば気体燃料供給ステーションが海辺近くに設置されている場合には、結露により海水に含まれるイオンが水分とともに供給ノズルに付着する虞がある。同様に、光化学スモッグが多く発生している地域に気体燃料供給ステーションが設置されている場合には、結露により光化学スモッグ中に含まれるイオンが水分とともに供給ノズルに付着する虞がある。
【００３９】
これら水分やダスト、イオン等の不純物が充填配管３４を流通してガス貯蔵室２５内に侵入して滞留すると、ライナー２３の内面が腐食する可能性がある。水素ガスの圧力が高いと、飽和水蒸気圧は下がる。このため、一度ガス貯蔵室２５内に侵入した水分を蒸発させることは難しい。
【００４０】
ここで、充填配管３４におけるタンク本体２０からガス充填口３５までの間、具体的には充填配管３４における車体下部で延出している部位には、上流側（ガス充填口側）から順に第１〜第３ハウジング４１〜４３（図１ではまとめて１つで示す）が設けられている。各ハウジング４１〜４３は、その外径が充填配管３４の外径より大きく形成された円筒形状のものであり、その軸方向と充填配管３４の軸方向とが一致した状態で接続されている。各ハウジング４１〜４３は、充填配管３４と着脱可能に構成されている。このように、各ハウジング４１〜４３は、車体の下部において、充填配管３４と着脱可能に構成されているため、メンテナンス等における交換作業を容易に行うことができる。
【００４１】
第１ハウジング４１内には、粒状のイオン吸着剤が封入されている。イオン吸着剤は、充填配管３４に流通する水素ガス中に万が一上述した不純物が混入している場合に、この不純物のうち主として水分に含まれるイオンを吸着して第１ハウジング４１より下流側（タンク本体２０側）へのイオンの流通を防ぐものである。イオン吸着剤に用いる材料としては、低コストで、かつ様々なイオンを吸着できる汎用性がある材料が好ましく、本実施形態ではイオン交換樹脂が好適に用いられる。イオン吸着剤にイオン交換樹脂を用いることで、低コストで汎用性があるため、様々な環境下（例えば、海辺等）で発生するイオンに対して高い吸着性を発揮させることができ、高性能なイオン吸着剤を提供することができる。なお、第１ハウジング４１とイオン吸着剤とにより、第１吸着装置が構成されている。
【００４２】
第２ハウジング４２内には、粒状の乾燥剤が封入されている。乾燥剤は、上述した不純物のうち主として水分を吸着して第２ハウジング４２より下流側への水分等の流通を防ぐものである。乾燥剤に用いる材料としては、本実施形態ではシリカゲルまたは活性炭が好適に用いられている。なお、乾燥剤の材料に酸化アルミニウム等を用いることも可能である。なお、第２ハウジング４２と乾燥剤とにより、第２吸着装置が構成されている。
【００４３】
第３ハウジング４３内には、粒子フィルターが設けられている。この粒子フィルターは、第１，２ハウジング４１，４２内から漏れたイオン吸着剤や乾燥剤の粉末や、または水素ガスの充填時に外部から充填配管３４に混入したコンタミ等のダストがタンク本体２０内に侵入することを防ぐためのものである。粒子フィルターは、線材が格子状に配列されたものであり、その格子間の隙間は、上述したイオン吸着剤や乾燥剤の粒経、ダストの粒径よりも狭く（小さく）形成されている。なお、第３ハウジング４３と粒子フィルターとにより、第３吸着装置が構成されている。
【００４４】
つまり、本実施形態では、充填配管３４上に上流側からイオン吸着剤が封入された第１吸着装置、乾燥剤が封入された第２吸着装置、粒子フィルターが設けられた第３吸着装置が直列に設けられており、上流側からイオン、水分、ダスト等の不純物が順次吸着されるようになっている。なお、イオン吸着剤は、イオン吸着を行う際に水分を必要とするため、第１ハウジング４１は必ず第２ハウジング４２よりも上流側に設けることが好ましい。
【００４５】
（燃料ガスタンクへの水素ガスの充填）
次に、作用を説明する。以下の説明では、結露等により供給ノズルに付着した水分やイオン等の不純物が、気体燃料供給ステーションから供給される水素ガス中に混入した場合について説明する。
まず、気体燃料供給ステーションから供給される水素ガスは、供給ノズルに付着した不純物とともにガス充填口３５を経て充填配管３４内に流通する。そして、充填配管３４内を流通する水素ガスは、第１ハウジング４１内を通過する。この時、第１ハウジング４１内では、イオン吸着剤により水素ガス中に混入したイオンが吸着されるため、第１ハウジング４１より下流側へのイオンの流通を防ぐことができる。
【００４６】
次に、第１ハウジング４１を経た水素ガスは、第２ハウジング４２内を通過する。この時、第２ハウジング４２内では、乾燥剤により水素ガス中に混入した水分が吸着されるため、第２ハウジング４２より下流側への水分の流通を防ぐことができる。
【００４７】
そして、第２ハウジング４２を経た水素ガスは、第３ハウジング４３内を通過する。この時、第３ハウジング４３内では、粒子フィルターを通過する際に水素ガス中に混入したイオン吸着剤や乾燥剤の粉末や、水素ガスの充填時に外部から混入したコンタミ等のダストの流通を遮って、水素ガスのみを下流側へ流通させることができる。
以上により、プレクール充填により水素ガス中に混入したイオン、水分、ダスト等の不純物が除去され、ガス貯蔵室２５内には高純度な水素のみを供給することができる。
【００４８】
このように、本実施形態では、燃料ガスタンク９の充填配管３４上に、イオン吸着剤が封入された第１吸着装置、乾燥剤が封入された第２吸着装置、粒子フィルターが設けられた第３吸着装置が設けられている構成とした。
この構成によれば、燃料ガスタンク９の充填配管３４に接続された第１〜３ハウジング４１〜４３内にそれぞれイオン吸着剤、乾燥剤、及び粒子フィルターを設けることで、気体燃料供給ステーションから充填される水素ガス中に混入した不純物が、ガス貯蔵室２５内に充填される前に第１〜３ハウジング４１〜４３を通過することとなる。そして、第１〜３ハウジング４１〜４３を通過する不純物は、第１〜３ハウジング４１〜４３でイオン吸着剤や乾燥剤、粒子フィルターにより吸着されるため、不純物が除去された水素ガスのみが下流側へ流通する。
これにより、プレクール充填時に生じる結露により水素ガス中に不純物が混入されてしまった場合であっても、水素ガスとともに充填配管３４に流通する不純物が、ガス貯蔵室２５内へ侵入することを防止することができる。よって、プレクール充填によりガス貯蔵室２５内に供給される水素ガスが高温になることを防いだ上で、ガス貯蔵室２５内に高純度な水素を供給することができる。
【００４９】
ところで、天然ガスを使用するＣＮＧエンジンに比べ燃料電池車両１に使用する水素は高純度であることが求められる。ここで、タンク本体２０内への不純物の侵入を防止することができるため、高純度な水素により燃料電池車両１を駆動させることができ、高性能な燃料電池車両１を提供することができる。
【００５０】
また、今後、燃料電池車両１に用いる気体燃料は、水素ガス以外の気体燃料、例えばＣＮＧやバイオエタノール等、多岐にわたる気体燃料を使用することが予想される。そのため、複数または全ての気体燃料を同一の供給ノズルにより切替制御を行いながら充填するような要請がある。この場合、気体燃料の充填時に、所望の気体燃料とは異なる種類の気体燃料が供給ノズルに残留している可能性がある。そして、供給ノズルに残留している気体燃料が不純ガスとなり、所望の気体燃料とともに燃料ガスタンク９に向けて充填される虞がある。
このような場合であっても、本実施形態によれば、不純ガスが所望の気体燃料とともに第１ハウジング４１や第２ハウジング４２を通過することで、ガス貯蔵室２５内に至るまでに不純ガスを除去することができるため、ガス貯蔵室２５内に所望の気体燃料のみを供給することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態にかかる燃料ガスタンクの断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ’線に相当する断面図である。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。本実施形態では、上述した第１〜第３ハウジングが一体化されている。
図３に示すように、本実施形態の燃料ガスタンク１０９は、充填配管３４におけるタンク本体２０からガス充填口３５までの間、具体的には充填配管３４における車体下部で延出している部位に、一体型ハウジング１４１が設けられている。この一体型ハウジング１４１は、その外径が充填配管３４の外径より大きく形成された円筒形状のものであり、その軸方向と充填配管３４の軸方向とが一致した状態で接続されている。
【００５２】
図４に示すように、一体型ハウジング１４１内には、上流側から順にイオン吸着剤１００、乾燥剤１０１が封入されており、乾燥剤１０１の下流側には粒子フィルター１０２が設けられている。イオン吸着剤１００は、一体型ハウジング１４１内の上流端側の開口部１４２から一体型ハウジング１４１の軸方向中途部まで封入されている。乾燥剤１０１は、一体型ハウジング１４１の軸方向中途部（イオン吸着剤１００の下流端）から一体型ハウジング１４１の下流側まで封入されている。そして、粒子フィルター１０２は、一体型ハウジング１４１の下流端であって、一体型ハウジング１４１の下流側の開口部１４３を覆うように設けられている。このように、一体型ハウジング１４１と一体型ハウジング１４１内に封入されたイオン吸着剤１００、乾燥剤１０１、及び粒子フィルター１０２とにより本実施形態の吸着装置が構成されている。
【００５３】
なお、イオン吸着剤１００や乾燥剤１０１は、上述した第１実施形態と同様の材料を用いることが可能である。また、イオン吸着剤１００と乾燥剤１０１との間に、イオン吸着剤１００の封入領域と乾燥剤１０１の封入領域とを区画するフィルター等を設けてもよい。さらに、一体型ハウジングの上流端、すなわち乾燥剤の封入領域の上流側で開口部１４２を覆うように粒子フィルターを設けるような構成にしてもよい。
【００５４】
本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏することに加え、一体型ハウジング１４１内に粒子フィルター１０２とともにイオン吸着剤１００及び乾燥剤１０１を封入することで、第１実施形態のように第１〜第３ハウジング４１〜４３（図２参照）をそれぞれ別々に設ける場合に比べて小型化が可能になる。また、メンテナンス時や交換時には、一体型ハウジング１４１を充填配管３４から取り外すことで全ての吸着剤（イオン吸着剤１００及び乾燥剤１０１）及び粒子フィルター１０２を取り外すことができる。そのため、第１〜第３ハウジング４１〜４３をそれぞれ別々に取り外す場合に比べてメンテナンス・交換作業を容易に行うことができる。
【００５５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態における充填配管の断面図である。なお、以下の説明では、上述した第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
図５に示すように、本実施形態の燃料ガスタンク２０９は、充填配管３４上に接続された一体型ハウジング１４１内にイオン吸着剤１００と乾燥剤１０１が混在した状態で封入されている。具体的には、一体型ハウジング１４１内の下流側の開口部１４３を覆うように粒子フィルター１０２が設けられているとともに、粒子フィルター１０２より上流側に上述した第１実施形態と同様のイオン吸着剤１００及及び乾燥剤１０１がまとめて封入されている。これにより、本実施形態の吸着装置が構成されている。
【００５６】
本実施形態によれば、上述した第２実施形態と同様の効果を奏することに加え、一体型ハウジング１４１内でイオン吸着剤１００と乾燥剤１０１とを混在して封入することで、イオン吸着剤１００と乾燥剤１０１とを区画することなくまとめて封入することができる。これにより、イオン吸着剤１００と乾燥剤１０１とを順に封入する場合に比べて、一体型ハウジング１４１内に封入されるイオン吸着剤１００及び乾燥剤１０１の密度を小さくすることができるので、一体型ハウジング１４１の更なる小型化が可能になる。
【００５７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図６は、第４実施形態における燃料ガスタンクの断面図である。なお、以下の説明では、上述した第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
図６に示すように、本実施形態の燃料ガスタンク３０９は、充填配管３４の先端側、具体的には、充填配管３４におけるガス貯蔵室２５内に突出した部位に上述した一体型ハウジング１４１が接続されている。これにより、充填配管３４を流通する水素ガスは、ガス貯蔵室２５内で一体型ハウジング１４１を通過することで水素ガス中に混入した不純物が除去され、ガス貯蔵室２５内に供給される。
【００５８】
本実施形態によれば、上述した第２実施形態と同様の効果を奏することに加え、一体型ハウジング１４１をガス貯蔵室２５内に設けることで、充填配管３４における外部に露出している部位（ガス充填口からタンク本体２０までの部位）に一体型ハウジング１４１を設ける必要がない。これにより、充填配管３４におけるタンク本体２０からガス充填口３５までの間で、一体型ハウジング１４１の接続スペースを省略することができるため、充填配管３４を短縮することができ、燃料ガスタンク３０９の更なる小型化が可能になる。
【００５９】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述の実施形態では、気体燃料を用いる車両として、燃料電池車両を例にして説明したが、燃料電池車両以外に天然ガス車両等にも本実施形態の構成を採用することが可能である。
また、上述の実施形態では、イオン吸着剤、乾燥剤、及び粒子フィルターをそれぞれ別々に設けた場合と、一体化した場合について説明したが、これに限らずイオン吸着剤及び乾燥剤のみを一体化して粒子フィルターを別体で設ける構成等、適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態における燃料電池車両を示す概略構成図（側面図）である。
【図２】第１実施形態における燃料ガスタンクの断面図である。
【図３】第２実施形態における燃料ガスタンクの断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５】第３実施形態における充填配管の断面図である。
【図６】第４実施形態における燃料ガスタンクの断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…燃料電池車両（燃料電池車）  ９…燃料ガスタンク（高圧タンク）  ３４…充填配管１００…イオン吸着剤  １０１…乾燥剤  １０２…粒子フィルター（フィルター）  １４１…一体型ハウジング（ハウジング）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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