(57)【要約】【課題】水素貯蔵タンクのタンク本体に収容された水素吸蔵材が酸化して劣化することを防止する。【解決手段】タンク本体１２内に水素吸蔵合金ＭＨを収容した水素貯蔵タンク１１に、水素ガスを供給及び放出する水素供給放出管２８と、該水素供給放出管２８とは別に不活性ガスを供給するガス供給管２４とを設ける。そして、水素供給放出管２８に接続された開閉用バルブ３０を交換する場合には、ガス供給管２４からタンク本体１２内に不活性ガスを供給し、該不活性ガスをタンク本体１２内で流通させながら開閉用バルブ３０を交換する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク本体内に水素吸蔵材を収容した水素貯蔵タンクにおいて、
水素ガスを供給及び放出する主管路と該主管路とは別に不活性ガスを供給する副管路とを設けたことを特徴とする水素貯蔵タンク。
【請求項２】
前記主管路と前記副管路には、各管路を開閉させる開閉用バルブが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の水素貯蔵タンク。
【請求項３】
前記主管路と前記副管路は、対向配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水素貯蔵タンク。
【請求項４】
前記主管路と前記副管路は、並列配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水素貯蔵タンク。
【請求項５】
前記タンク本体は、中空状のライナの外面に繊維強化樹脂層を形成して構成されており、
前記主管路と前記副管路は、前記繊維強化樹脂層の非形成部位に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の水素貯蔵タンク。
【請求項６】
タンク本体内に水素吸蔵材が収容された水素貯蔵タンクには水素ガスを供給及び放出する主管路が設けられ、該主管路を開閉させる開閉用バルブの交換方法であって、
前記水素貯蔵タンクに前記主管路とは別に不活性ガスを供給する副管路を設け、該副管路は常には該副管路を開閉させる開閉用バルブによって閉じられており、前記副管路を閉じた状態で前記タンク本体内に熱媒体を流通させると共に前記主管路を開けて前記タンク本体内の水素ガスを放出し、次に前記副管路を開けて前記タンク本体へ不活性ガスを供給し、該不活性ガスを前記タンク本体内で流通させながら前記主管路の開閉用バルブを交換し、次に前記主管路から前記タンク本体内の前記不活性ガスを放出し、その後に前記水素ガスを前記タンク本体に供給することを特徴とする開閉用バルブの交換方法。
【請求項７】
前記不活性ガスは、タンク内圧が大気圧以上となるように流通させることを特徴とする請求項６に記載の開閉用バルブの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク本体内に水素吸蔵材が収容された水素貯蔵タンクと、該水素貯蔵タンクに設けられた管路を開閉させる開閉用バルブの交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化を抑制する意識が高まり、特に車両から排出される二酸化炭素の低減を目的として燃料電池自動車や水素エンジン自動車等の水素を燃料とした水素自動車の開発が盛んに行われている。水素自動車には、水素ガスを貯蔵する水素貯蔵タンクが搭載されている。水素貯蔵タンクとしては、例えば、タンク本体に粉末状の水素吸蔵合金を収容したものが知られている。
【０００３】
この種の水素貯蔵タンクには、例えば、水素ステーションに設置された水素供給部からタンク本体に水素ガスを供給する管路と、タンク本体内の水素ガスを、例えば、燃料電池に放出する管路とが設けられている（例えば、特許文献１参照）。そして、各管路には、該管路を開閉させる開閉用バルブが設けられており、開閉用バルブを操作して各管路を開閉させることにより、タンク本体へ水素ガスを供給したり、タンク本体から水素ガスを放出したりしている。
【特許文献１】特開２００３−１３９２９８号公報（段落番号［００２２］，［００２３］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素吸蔵合金を収容した水素貯蔵タンクでは、水素ガスをタンク本体から放出する際に水素吸蔵合金が管路側に流出しないように管路にフィルタを取り付けている。しかしながら、ある種の水素吸蔵合金は微粉化（１μｍ程度）することから、フィルタのみでは流出を完全に防ぐことができない場合があり、管路側に流出した水素吸蔵合金は、開閉用バルブに堆積し、開閉用バルブの動作不良を引き起こすことがある。また、開閉用バルブは、電磁弁等が設置されることが多く、これらのバルブも電気的に断線等で故障する場合がある。これらのような場合、水素吸蔵合金を収容した水素貯蔵タンクでは開閉用バルブを交換する必要があった。
【０００５】
ところで、水素吸蔵合金は、空気に触れると酸化しやすい性質を持っている。このため、開閉用バルブを交換する場合、一般的には、タンク本体内の水素ガスを全て放出させた後、タンク本体に不活性ガスを供給して充満させ、その状態で開閉用バルブを交換する手法が採られている。しかしながら、この手法では、不活性ガスの供給後に開閉用バルブを取り外しているので、開閉用バルブを交換し終える迄の間、供給した不活性ガスがタンク本体から漏れることによってタンク本体に空気が流入する虞がある。従って、前述の手法では、開閉用バルブの交換時において空気がタンク本体に流入し、水素吸蔵合金が酸化して劣化する虞があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、タンク本体に収容された水素吸蔵材が酸化して劣化することを防止できる水素貯蔵タンク、及び開閉用バルブの交換方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、タンク本体内に水素吸蔵材を収容した水素貯蔵タンクにおいて、水素ガスを供給及び放出する主管路と該主管路とは別に不活性ガスを供給する副管路とを設けている。この発明では、水素貯蔵タンクに水素ガスを供給及び放出する主管路とは別に不活性ガスを供給する副管路とを設けることにより、タンク本体に不活性ガスを供給する場合（例えば、主管路の開閉用バルブの交換時）には副管路から不活性ガスが供給される。このため、副管路から不活性ガスを供給し続ければ、タンク本体内は不活性ガスで充満された状態に維持される。従って、主管路からの空気の流入が抑制されるので、タンク本体に収容された水素吸蔵材の酸化による劣化が防止される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水素貯蔵タンクにおいて、前記主管路と前記副管路には、各管路を開閉させる開閉用バルブが接続されている。この発明では、主管路に接続された開閉用バルブを交換する際、副管路から不活性ガスを供給し続けることで、タンク本体内は不活性ガスで充満された状態に維持される。従って、開閉用バルブの交換時には、主管路からの空気の流入が抑制されるので、タンク本体に収容された水素吸蔵材の酸化による劣化が防止される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の水素貯蔵タンクにおいて、前記主管路と前記副管路は、対向配置されている。この発明では、主管路と副管路を対向配置させることにより、主管路と副管路が離間状態で配置される。このため、水素ガスを放出する際には、該水素ガスと共に水素吸蔵材が主管路側に流れ易く、副管路側に流れ難くなる。従って、副管路に接続された開閉用バルブには、水素吸蔵材が堆積し難く、故障し難くなる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の水素貯蔵タンクにおいて、前記主管路と前記副管路は、並列配置されている。この発明では、主管路と副管路を並列配置しているので、主管路の近くに副管路が配置される。従って、タンク本体に不活性ガスを供給する場合（例えば、主管路の開閉用バルブの交換時）の作業性を向上し得る。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の水素貯蔵タンクにおいて、前記タンク本体は、中空状のライナの外面に繊維強化樹脂層を形成して構成されており、前記主管路と前記副管路は、前記繊維強化樹脂層の非形成部位に配置されている。この本発明では、主管路と副管路を繊維強化樹脂層の非形成部位に配置しているので、繊維強化樹脂層の補強効果を十分に得られる。即ち、繊維強化樹脂層に主管路や副管路を設けるための取付孔を形成する必要がないので、繊維強化樹脂層の補強効果を十分に得られる。従って、主管路に加えて副管路を新たに設けた場合であっても、水素貯蔵タンクの耐圧性を確保し得る。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、タンク本体内に水素吸蔵材が収容された水素貯蔵タンクには水素ガスを供給及び放出する主管路が設けられ、該主管路を開閉させる開閉用バルブの交換方法であって、前記水素貯蔵タンクに前記主管路とは別に不活性ガスを供給する副管路を設け、該副管路は常には該副管路を開閉させる開閉用バルブによって閉じられており、前記副管路を閉じた状態で前記タンク本体内に熱媒体を流通させると共に前記主管路を開けて前記タンク本体内の水素ガスを放出し、次に前記副管路を開けて前記タンク本体へ不活性ガスを供給し、該不活性ガスを前記タンク本体内で流通させながら前記主管路の開閉用バルブを交換し、次に前記主管路から前記タンク本体内の前記不活性ガスを放出し、その後に前記水素ガスを前記タンク本体に供給する。
【００１３】
この発明では、主管路の開閉用バルブを交換する際、副管路から不活性ガスを供給し続けることで、タンク本体内は不活性ガスで充満された状態に維持される。この状態で開閉用バルブを交換するので、開閉用バルブの交換時には、主管路からの空気の流入が抑制され、タンク本体に収容された水素吸蔵材の酸化による劣化が防止される。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の開閉用バルブの交換方法において、前記不活性ガスは、タンク内圧が大気圧以上となるように流通させる。この発明では、開閉用バルブの交換時に水素ガスが全て放出されても、不活性ガスの供給によってタンク本体のタンク内圧が大気圧以上に保持される。従って、タンク本体への空気の流入が確実に防止される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、タンク本体に収容された水素吸蔵材が酸化して劣化することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、水素貯蔵タンク１１は、筒状（本実施形態では円筒状）のタンク本体１２内に、熱交換器１３が内蔵されている。タンク本体１２は、中空状のライナ１４の外面に繊維強化樹脂層１５を形成して構成されている。繊維強化樹脂層１５は、ライナ１４の外面の略全域を覆うように形成されている。水素貯蔵タンク１１には、大気圧を越える圧力状態で水素ガスを貯蔵される。
【００１７】
ライナ１４は、例えば、アルミニウム合金を材質とし、水素貯蔵タンク１１の気密性を確保している。また、ライナ１４は、細長く成形されている。ライナ１４は、一端（基端、図１における左側端部）側が分割式となっており、略筒状の本体部１４ａと、本体部１４ａの基端側の開口部１６を覆う蓋部１７とを備えている。ライナ１４の他端（先端）側には、水素ガスの供給、放出用の口金２７（詳細は、後述する）を固定する開口部１８が設けられている。ライナ１４の本体部１４ａには、開口部１６（蓋部１７）と開口部１８（口金２７）が対向するように設けられている。即ち、本体部１４ａは、両端部（図１の左側端部と右側端部）が開口する中空筒状に成形されている。
【００１８】
繊維強化樹脂層１５は、本実施形態では炭素繊維を強化繊維としたＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）で構成され、水素貯蔵タンク１１の耐圧性（機械的強度）を確保している。繊維強化樹脂層１５は、樹脂（例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等）が含浸された炭素繊維束を、ヘリカル巻層及びフープ巻層を有するようにライナ１４に巻き付け、樹脂を熱硬化することによって形成されている。なお、本実施形態の水素貯蔵タンク１１では、蓋部１７の端部と口金２７の端部に繊維強化樹脂層１５が形成されておらず、これらの部位は繊維強化樹脂層１５の非形成部位となる。
【００１９】
熱交換器１３は、蓋部１７に組み付けられている。熱交換器１３は、水素貯蔵タンク１１の長手方向（図１の左右方向）に延び、略Ｕ字状に折り曲げられたパイプからなり、熱媒体が流通する熱媒管１９と、蓋部１７への取付け部となる円板形状のヘッダ部２０とを備えている。ヘッダ部２０は、蓋部１７との間にシール材を介装させた状態で蓋部１７にねじ止めされている。本実施形態において熱媒管１９は、１本のパイプによって構成されており、端部がロウ付けや溶接等によってヘッダ部２０に固着されている。熱媒管１９は、ヘッダ部２０に固着されることにより、タンク本体１２内で片持ち支持されている。また、熱媒管１９には、伝熱フィン２１がタンク本体１２内をタンクの長手方向に沿って接合されている。伝熱フィン２１は、熱媒管１９の延びる方向（タンク本体１２の長手方向）と直交する状態で配置されている。
【００２０】
また、タンク本体１２内には、水素吸蔵材としての水素吸蔵合金ＭＨが収容されている。水素吸蔵合金ＭＨは、粉末状とされている。なお、水素吸蔵合金ＭＨは、タンク本体１２内にぎっしり詰めた状態ではなく空間的にゆとりを持った状態で充填され、水素吸蔵合金ＭＨの膨張の作用力を吸収する。
【００２１】
また、蓋部１７は、開口部１６に嵌挿される凸部２２と、凸部２２より大径のフランジ部２３とを備えている。凸部２２は、円柱状に形成されている。また、蓋部１７には、凸部２２の端面側に形成されるとともにヘッダ部２０を嵌合する凹部２２ａが形成されている。そして、蓋部１７は、本体部１４ａとの間にシール材を介装させた状態で本体部１４ａにねじ止めされている。また、蓋部１７には、凹部２２ａに連通する通路１７ａ，１７ｂが形成されている。通路１７ａ，１７ｂには図示しない熱媒供給部に連通するパイプが接続され、熱媒管１９には熱媒供給部から熱媒体が供給可能に構成されている。本実施形態では、通路１７ａが上流側、通路１７ｂが下流側となっている。通路１７ａ，１７ｂはヘッダ部２０に形成された流路（図示せず）を介して各熱媒管１９の端部と連通されている。
【００２２】
また、蓋部１７には、タンク本体１２（ライナ１４）への不活性ガスの供給経路をなす副管路としてのガス供給管２４が設けられている。本実施形態では、１本のガス供給管２４が設けられている。ガス供給管２４には、該ガス供給管２４への水素吸蔵合金ＭＨの流出を防ぐフィルタ２５が取着されている。フィルタ２５は、タンク本体１２内に配設されている。また、ガス供給管２４には、該ガス供給管２４を開閉させる開閉用バルブ２６が接続されている。そして、ガス供給管２４は、開閉用バルブ２６を介して不活性ガスの供給源となるガス供給部に接続可能とされている。本実施形態では、不活性ガスとして、窒素ガスが供給されるようになっている。
【００２３】
また、開口部１８には、口金２７が固定されている。口金２７は、ライナ１４の端面との間にシール材を介装させた状態で開口部１８に螺合固定されている。また、口金２７には、タンク本体１２（ライナ１４）に対する水素ガスの供給経路及び水素ガスの放出経路をなす主管路としての水素供給放出管２８が設けられている。本実施形態では、１本の水素供給放出管２８が設けられている。本実施形態の水素供給放出管２８は、水素ガスをタンク本体１２へ供給するための水素供給管とタンク本体１２から水素ガスを放出するための水素放出管とを兼用している。
【００２４】
水素供給放出管２８には、該水素供給放出管２８への水素吸蔵合金ＭＨの流出を防ぐフィルタ２９が取着されている。また、水素供給放出管２８には、該水素供給放出管２８を開閉させる開閉用バルブ３０が接続されている。そして、水素供給放出管２８は、開閉用バルブ３０を介してタンク本体１２内の水素ガスの放出先となる水素放出部とタンク本体１２への水素ガスの供給源となる水素供給部に接続されている。なお、開閉用バルブ３０は、流路切替弁（図示しない）と接続されており、該流路切替弁には水素供給部に繋がるパイプ（管路）と水素放出部に繋がるパイプ（管路）とが接続されている。また、流路切替弁には、真空ポンプに繋がるパイプ（管路）が接続されている。各図には、前述した３本のパイプを図示していない。従って、水素ガスの流路は、流路切替弁を操作することにより、水素供給部側、水素放出部側又は真空ポンプ側に切り替えられる。
【００２５】
このように構成された本実施形態の水素貯蔵タンク１１では、蓋部１７に設けられたガス供給管２４と口金２７に設けられた水素供給放出管２８とが対向配置されている。また、ガス供給管２４と水素供給放出管２８とは、タンク本体１２（ライナ１４）の長手方向（図１の左右方向）の長さ分だけ離間配置されている。そして、水素ガス放出時には、タンク本体１２に収容された水素吸蔵合金ＭＨが水素供給放出管２８側に流れ易くなっている。
【００２６】
以下、本実施形態の水素貯蔵タンク１１の作用を燃料電池自動車に使用する場合を例に説明する。なお、ガス供給管２４は、常に閉じられた状態（不活性ガスをタンク本体１２へ供給していない状態）とされ、この状態で水素ガスの供給及び放出が行われる。
【００２７】
水素貯蔵タンク１１は、横置き状態で使用される。水素貯蔵タンク１１は通路１７ａ，１７ｂに熱媒供給部から供給される熱媒体（例えば、エチレングリコールを主成分とした不凍液、ロングライフクーラント）が流れるパイプが接続され、水素供給放出管２８が燃料電池の水素電極側に繋がるパイプ（図示しない）に接続された状態で使用される。熱媒体として、燃料電池の冷却に使用した後の熱媒体を、熱媒管１９に供給するようにしてもよい。
【００２８】
そして、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０が開放され、流路切替弁が水素放出部に切り替えられた状態で、燃料電池で水素ガスが使用されると、タンク本体１２内の水素ガスが水素供給放出管２８を介して水素貯蔵タンク１１から放出されて燃料電池に供給される。水素貯蔵タンク１１内の圧力が水素吸蔵合金ＭＨの平衡圧になるまでは、水素吸蔵合金ＭＨから水素ガスが放出されずに、タンク本体１２内の水素吸蔵合金ＭＨに吸蔵されていない水素ガスが水素供給放出管２８から放出される。水素貯蔵タンク１１内の圧力が水素吸蔵合金ＭＨの平衡圧以下になると、水素吸蔵合金ＭＨから水素ガスが放出される。水素ガスの放出は吸熱反応であるので、水素ガスの放出に必要な熱が熱媒体により供給されないと、水素吸蔵合金ＭＨは自身の熱を消費して水素ガスを放出するためその温度が低下する。水素吸蔵合金ＭＨの温度が低下すると水素ガス放出の反応速度が低下する。しかし、水素ガス放出時には通路１７ａ、熱媒管１９及び通路１７ｂを加熱された熱媒体が流れ、この熱媒体によって熱媒管１９及び伝熱フィン２１を介して水素吸蔵合金ＭＨの温度降下が抑制され、水素ガス放出の反応が円滑に進行する。水素吸蔵合金ＭＨから放出された水素ガスは、水素供給放出管２８を経て水素貯蔵タンク１１の外部に放出され、燃料電池へ供給される。
【００２９】
一方、水素ガスが放出された水素貯蔵タンク１１に再び水素ガスを充填、即ち水素吸蔵合金ＭＨに水素ガスを吸蔵させる場合は、流路切替弁を水素供給部に切り替えた状態で、水素供給放出管２８と水素供給部（水素カードル）とを接続して水素貯蔵タンク１１に水素ガスを供給する。水素貯蔵タンク１１内に供給された水素ガスは、水素吸蔵合金ＭＨと反応して水素化物となって水素吸蔵合金ＭＨに吸蔵される。水素ガスの吸蔵反応は発熱反応であるので、水素ガスの吸蔵反応で発生した熱を除去しないと吸蔵反応が円滑に進行しない。しかし、水素ガスを充填する際は、通路１７ａ、熱媒管１９及び通路１７ｂを冷却された熱媒体が流れ、この熱媒体によって熱媒管１９及び伝熱フィン２１を介して水素吸蔵合金ＭＨの温度上昇が抑制され、水素ガスの吸蔵が効率よく行われる。
【００３０】
以下、本実施形態の水素貯蔵タンク１１において、水素供給放出管２８に接続された開閉用バルブ３０の交換手順を図２に従って説明する。
最初に、ステップＳ１０の水素放出工程を行う。水素放出工程は、タンク本体１２内の水素ガス（水素吸蔵合金ＭＨに吸蔵されずに充填されている水素ガスと水素化物となって水素吸蔵合金ＭＨに吸蔵されている水素ガスを含む）をタンク本体１２外に放出する工程である。水素放出工程では、ガス供給管２４の開閉用バルブ２６を閉じた状態で、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０を操作して水素供給放出管２８を開け、水素ガスを放出させる。このとき、熱媒管１９に加熱した熱媒体を流通させて水素吸蔵合金ＭＨの水素ガス放出の反応を促進させる。さらに、流路切替弁を真空ポンプ側に切り替え、該真空ポンプの作動によってタンク本体１２から水素ガスを吸い出す。そして、タンク本体１２内を十分に脱気（水素ガスを抜き取る）させる。
【００３１】
次に、ステップＳ２０の不活性ガス供給工程を行う。不活性ガス供給工程は、水素ガスが抜き取られたタンク本体１２へ不活性ガス（本実施形態では窒素ガス）を供給し、充填させる工程である。不活性ガス供給工程では、ガス供給管２４がガス供給源と接続されている前提のもと、ガス供給管２４の開閉用バルブ２６を操作してガス供給管２４を開け、ガス供給源から不活性ガスをタンク本体１２へ供給し、不活性ガスをタンク本体１２内で流通させる。なお、不活性ガスは、タンク本体１２内を流通させることにより、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０にも流通される。また、不活性ガスは、タンク本体１２のタンク圧が大気圧以上（例えば、０．１５ＭＰａ〜０．２ＭＰａ）となるように流通させる。
【００３２】
次に、ステップＳ３０のバルブ交換工程を行う。バルブ交換工程は、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０を新たな開閉用バルブに交換する工程である。バルブ交換工程では、不活性ガスをタンク本体１２内で流通させた状態で、交換対象となる開閉用バルブ３０を水素供給放出管２８から脱着し、新たな開閉用バルブを装着する。バルブ交換工程中、タンク本体１２内は、不活性ガスが供給され続けるので、不活性ガスで充満された状態となる。即ち、開閉用バルブ３０の交換時にタンク本体１２から不活性ガスが漏れても、タンク本体１２内は常に不活性ガスで満たされた状態に維持される。
【００３３】
次に、ステップＳ４０の水素ガス供給工程を行う。水素供給工程は、開閉用バルブ３０の交換後、水素貯蔵タンク１１を再び水素ガスで充填された状態に戻す工程である。水素供給工程では、まず、ガス供給管２４の開閉用バルブ２６を操作してガス供給管２４を閉じた状態とする。即ち、不活性ガスの供給を停止状態とする。その一方で、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０（交換後の開閉用バルブ３０）を操作して水素供給放出管２８を開けた状態とする。この状態で、タンク本体１２内の不活性ガスを水素供給放出管２８から放出させる。不活性ガスの放出には、水素放出工程（ステップＳ１０）と同様に真空ポンプが用いられる。そして、タンク本体１２内を十分に脱気（不活性ガスを抜き取る）させる。その後、流路切替弁を水素供給側に切り替え、水素供給部から水素ガスをタンク本体１２へ供給させる。このとき、熱媒管１９に冷却した熱媒体を流通させれば、水素吸蔵合金ＭＨの水素ガス吸蔵の反応が促進され、充填を素早く行うことが可能となる。そして、タンク本体１２内に所定圧の水素ガスを充填させ、開閉用バルブ３０の交換作業を終了する。
【００３４】
従って、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）タンク本体１２に水素吸蔵合金ＭＨを収容した水素貯蔵タンク１１に、水素ガスを供給及び放出する水素供給放出管２８と該水素供給放出管２８とは別に不活性ガスを供給するガス供給管２４とを設けた。このため、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０の交換時には、ガス供給管２４から不活性ガスをタンク本体１２へ供給し続けることで、該タンク本体１２を不活性ガスで充満させた状態に維持できる。従って、開閉用バルブ３０の交換時には、水素供給放出管２８からの空気の流入が抑制されるので、タンク本体１２に収容された水素吸蔵材が酸化して劣化することを防止できる。
【００３５】
（２）水素供給放出管２８とガス供給管２４を対向配置させた。このため、水素供給放出管２８とガス供給管２４とは離間状態で配置され（本実施形態では、タンク本体１２の長手方向の長さ分だけ離間配置される）、水素ガスを放出する際には、該水素ガスと共に水素吸蔵合金ＭＨが水素供給放出管２８側に流れ易く、ガス供給管２４側に流れ難くなる。従って、ガス供給管２４に接続された開閉用バルブ２６には、水素吸蔵合金ＭＨが堆積し難く、故障し難くなる。
【００３６】
（３）水素供給放出管２８とガス供給管２４を繊維強化樹脂層１５の非形成部位に配置した。このため、繊維強化樹脂層１５にガス供給管２４等を設ける場合に比して、繊維強化樹脂層１５による補強効果を十分に得られる。従って、ガス供給管２４を新たに設けた場合であっても、水素貯蔵タンク１１の耐圧性を確保できる。
【００３７】
（４）開閉用バルブ３０の交換時、不活性ガスをタンク内圧が大気圧以上となるように流通させる（図２のバルブ交換工程）。このため、開閉用バルブ３０の交換時にタンク本体１２内の水素ガスが全て放出されても、不活性ガスの供給によってタンク本体１２のタンク内圧が大気圧以上に保持される。従って、タンク本体１２への空気の流入を確実に防止できる。
【００３８】
（５）タンク本体１２内には水素吸蔵合金（水素吸蔵材）ＭＨが収容されている。従って、タンク本体１２内に水素吸蔵合金ＭＨが収容されていない水素貯蔵タンクに比して、同じ充填圧力において２倍以上の水素ガスを充填することができ、車両に搭載する水素貯蔵タンクとして使用した場合、１回の充填で走行できる距離が長くなる。
【００３９】
（６）水素貯蔵タンク１１は熱交換器１３を内蔵し、熱交換器１３は、熱媒体が流通する熱媒管１９と、該熱媒管１９に接合された複数の伝熱フィン２１とを備えている。そして、水素吸蔵合金ＭＨは、タンク本体１２にゆとりを持って充填される。従って、水素ガスの吸蔵時における水素吸蔵合金ＭＨの膨張量が大きくなっても、水素吸蔵合金ＭＨの膨張時の作用力が吸収されて、熱交換器１３の変形、破損が抑制される。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図３に従って説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した実施形態と同様の構成に同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００４１】
本実施形態では、ガス供給管２４を、蓋部１７に代えて口金２７（繊維強化樹脂層の非形成部位）に設けている。即ち、口金２７には、水素供給放出管２８とガス供給管２４を並列配置させている。水素供給放出管２８とガス供給管２４を並列配置させることにより、各管２４，２８に接続された開閉用バルブ２６，３０も近くに配置される。なお、第２の実施形態の水素貯蔵タンク１１の作用と、水素供給放出管２８に接続された開閉用バルブ３０の交換手順は、第１の実施形態と同一であることから、その説明は省略する。
【００４２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１），（３）〜（６）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（７）水素供給放出管２８とガス供給管２４を、並列配置した。このため、ガス供給管２４は、水素供給放出管２８の近くに配置される。従って、水素供給放出管２８の開閉用バルブ３０を交換するときの作業性を向上させることができる。即ち、交換時に開閉用バルブ２６と開閉用バルブ３０とを操作する場合であっても、操作がし易い。
【００４３】
（８）また、繊維強化樹脂層１５が形成されていない口金２７に水素供給放出管２８とガス供給管２４とを設けたので、繊維強化樹脂層１５による補強効果が十分に得られ、水素貯蔵タンク１１の耐圧性を確保できる。
【００４４】
（９）さらに、口金２７に水素供給放出管２８とガス供給管２４を配置したので、水素供給放出管２８とガス供給管２４と別部材に設ける場合に比して、水素貯蔵タンク１１の製造が簡単になる。
【００４５】
（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した第３の実施形態を図４に従って説明する。
本実施形態の水素貯蔵タンク４０は、ライナ１４の外面に繊維強化樹脂層１５が形成されることなくライナ１４のみによって構成されている。そして、本実施形態の水素貯蔵タンク４０では、タンク本体１２（ライナ１４）に直接、ガス供給管２４を設けている。ガス供給管２４は、ライナ１４の外面に貫通形成された取付孔に挿通され、その挿通部位を溶接することによってタンク本体１２の気密性を確保した状態でライナ１４に固着されている。また、ガス供給管２４は、蓋部１７寄りのライナ１４外面に設けられており、水素供給放出管２８に対して離間配置されている。なお、第３の実施形態の水素貯蔵タンク４０の作用と、水素供給放出管２８に接続された開閉用バルブ３０の交換手順は、第１の実施形態と同一であることから、その説明は省略する。本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１），（２），（４）〜（６）と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、各実施形態は以下のように変更してもよい。
○  水素供給放出管２８を、水素ガスを供給する水素供給管と水素ガスを放出する水素放出管とに分けた構成としても良い。即ち、別体とした水素供給管と水素放出管によって主管路を構成しても良い。
【００４７】
○  第１，第２の実施形態の水素貯蔵タンク１１において、タンクの耐圧性を確保できれば、繊維強化樹脂層１５を貫通させてライナ１４に直接ガス供給管２４を設けても良い。また、第３の実施形態の水素貯蔵タンク４０において、ガス供給管２４を蓋部１７や口金２７に設けても良いし、ライナ１４の外面において任意の位置にガス供給管２４を設けても良い。例えば、ガス供給管２４を口金２７寄りのライナ１４外面に設けても良いし、ライナ１４の長手方向の中央付近（中央又は中央近傍）に設けても良い。
【００４８】
○  開閉用バルブ３０の交換時に供給する不活性ガスとは、化学的に不活性なガスを意味し、例えばヘリウム、アルゴン、ネオンなどの希ガスに加えて、窒素が含まれる。なお、供給する不活性ガスは、水素ガスよりも比重の大きいガスの方が好ましい。
【００４９】
○  ガス供給管２４の開閉用バルブ２６を交換する際に、図２で示した交換方法を採用しても良い。この場合、水素放出工程（ステップＳ１０）と不活性ガス供給工程（ステップＳ２０）で用いる管路を第１の実施形態のときと逆にすれば良い。詳しく言えば、水素放出工程では、ガス供給管２４から水素ガスを放出させ、不活性ガス供給工程では、水素供給放出管２８から不活性ガスを供給する。そして、バルブ交換工程では、水素供給放出管２８から不活性ガスを供給し続けた状態で開閉用バルブ２６を交換する。
【００５０】
○  熱交換器１３は、熱媒体が流通する熱媒管１９を有すればよく、伝熱フィンの形状を円板や波板状以外の形状としても良い。また、伝熱フィンを備えていなくても良い。
○  熱媒管１９はＵ字状に屈曲された構成に限らない。例えば、熱媒管１９を熱媒体がタンク本体１２の長手方向に沿って複数回往復するように屈曲した形状としたり、一対の直線状のパイプとし、一端（基端）をヘッダ部２０に固着し、他端（先端）を、流路を有するブロック材によって接続した構成としたりしても良い。
【００５１】
○  熱交換器１３は、蓋部１７にヘッダ部２０を介して固定される構成に限らず、蓋部１７に熱媒管１９の端部が固着された構成としても良い。
○  熱交換器１３が有する熱媒管１９の本数は１本に限らず、複数本（例えば２本、３本、４本以上等）であってもよく、その本数は特に限定されない。
【００５２】
○  熱交換器１３を、タンク本体１２内に設けた支持部材によって支持する構成としても良い。
○  水素貯蔵タンクは、熱交換器を内蔵しない構成であっても良い。しかし、熱交換器を内蔵する構成の方が、水素吸蔵材からの水素の放出時における水素吸蔵材の加熱、水素吸蔵材への水素の吸蔵時における水素吸蔵材の冷却を円滑に行うことができる。
【００５３】
○  ライナ１４は蓋部１７を有する分割式であることに限定されない。例えば、熱交換器１３をライナ１４の一端に組み付けた後、スピニング加工でライナ１４の他端側を絞るように加工しても良い。
【００５４】
○  熱媒体はエチレングリコールを主成分としたものに限らず、例えば、水を主成分としたものを用いても良い。
○  水素貯蔵タンク１１は燃料電池自動車の水素源として搭載されて使用するものに限らず、例えば、水素エンジンの水素源やヒートポンプ等に適用しても良い。また、家庭用電源の燃料電池の水素源として使用しても良い。
【００５５】
○  繊維強化樹脂の強化繊維は炭素繊維に限らず、ガラス繊維や炭化ケイ素系セラミック繊維やアラミド繊維等の一般に高弾性・高強度といわれるその他の繊維を強化繊維として使用しても良い。
【００５６】
○  ライナ１４の材質はアルミニウム合金に限らず、気密性を確保可能でアルミニウムと同程度の比重の金属や、金属に限らずポリアミド、高密度ポリエチレン等の合成樹脂であっても良い。
【００５７】
○  水素吸蔵材は水素吸蔵合金に限らない。例えば、単層カーボンナノチューブや活性炭素（activated carbon fiber）を水素吸蔵材としても良い。
○  水素ガス供給工程においてガス供給管２４を開けたまま水素供給放出管２８から水素ガスを供給させてもよい。このとき、ガス供給管２４から排出されるガスを回収しながら水素ガスを供給し、所定のタイミングでガス供給管２４を閉じれば、不活性ガスの濃度を下げながら水素ガスを充填できる。
【００５８】
以下、各実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）水素吸蔵材が収容されるタンク本体に固定される水素貯蔵タンクの口金であって、水素ガスを供給及び放出する主管路と該主管路とは別に不活性ガスを供給する副管路とを設けたことを特徴とする水素貯蔵タンクの口金。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態における水素貯蔵タンクの模式断面図。
【図２】開閉用バルブの交換手順を示すフローチャート。
【図３】第２の実施形態における水素貯蔵タンクの模式部分拡大断面図。
【図４】第３の実施形態における水素貯蔵タンクの模式断面図。
【符号の説明】
【００６０】
ＭＨ…水素吸蔵合金、１１，４０…水素貯蔵タンク、１２…タンク本体、１４…ライナ、１５…繊維強化樹脂層、２４…ガス供給管、２８…水素供給放出管、２６，３０…開閉用バルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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