(57)【要約】【課題】  可燃性ガスを貯蔵するための装置を提供する。【解決手段】  可燃性ガスを貯蔵するための本発明による装置は、圧力貯蔵容器（２）、貯蔵容器と連通した、内部圧力が高過ぎる場合にガスを容器から逃がすための圧力逃がしバルブ（８）、及び圧力逃がしバルブ（８）と連通した、このバルブを出たガスを触媒燃焼することにより、環境に排出されるこのようなガスの量を減少するための触媒反応器（１０）を含む。
2005518515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性のガスを貯蔵するための装置であって、
所定圧力下で前記ガスを収容することができる、所定の最大許容圧力許容差を持つ圧力容器と、
前記容器と連通した、前記圧力許容差に達する前に前記ガスを大気中に逃がすための圧力逃がしバルブと、
前記圧力逃がしバルブと連通した、前記逃がしバルブを出るガスを空気で触媒燃焼することによって前記ガスが環境中に排出されないようにするための触媒反応器とを備えた、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記触媒反応器は、少なくとも一つの触媒バーナーと、該触媒バーナーを取り囲むハウジングとを備え、
（ａ）前記触媒バーナーは、微孔質本体と、前記微孔質本体の表面上の燃焼触媒と、前記ガスを前記微孔質本体に通して空気と前記触媒上で反応させるため、前記ガスを前記微孔質本体に入れるための第１の入口とを備え、
（ｂ）前記ハウジングは、空気を前記触媒バーナーに入れるための第２の入口と、燃焼ガスを環境に排出するための出口とを有する、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記少なくとも一つの触媒バーナーの下流側に設けられた第２触媒バーナーであって、前記少なくとも一つの触媒バーナーから出る排気ガスを受け入れ、前記排気ガス中に含まれる可能性のある未燃焼の前記可燃性ガスを触媒燃焼するための第２触媒バーナーを有する、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、
前記一つの触媒バーナーの下流に設けられた点火装置であって、最初に前記少なくとも一つの触媒バーナーを通過する未燃焼の前記ガスに点火して該触媒バーナーを加熱し、前記触媒をライトオフするための点火装置を有する、装置。
【請求項５】
請求項３に記載の装置において、
前記第２触媒バーナーの下流に設けられた点火装置であって、最初に前記第２触媒バーナーを通過する未燃焼の前記ガスに点火して、前記複数の触媒バーナーを加熱し、前記触媒をライトオフするための点火装置を有する、装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置において、
前記微孔質本体は、多孔質壁を持つチューブを有し、
前記第１の入口は、前記ガスを、前記多孔質壁を通って径方向に流すため、前記チューブの中心部に供給する、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、
前記第１の入口は、ガス分配パイプを含み、
前記ガス分配パイプは、前記可燃性のガスを前記多孔質壁に亘って実質的に一様に分配するため、前記チューブの長さ方向の中心部に沿って延びる、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器内の可燃性ガスの貯蔵に関し、更に詳細には、容器内に過度の圧力が発生しないようにすると同時に可燃性ガスが環境へ放出されないようにすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素やメタン等の可燃性ガスを圧力下で適当な圧力容器内に貯蔵することは公知である。場合によっては、ガスは中程度の高圧でガス状で貯蔵される。その他の場合では、ガスは高圧低温で液状で貯蔵できる。
【０００３】
圧力容器は、所定の最大圧力許容差を持ち、容器内のガス圧力は、容器が損なわれないようにするために（容器の一体性を保証するために）この圧力以下に保持されなければならない。容器内の圧力は、外部から容器内に伝達された熱の量に従って変化する。断熱材を使用してこのような熱伝導を最小にできるが、どうしても幾らかの熱が容器に伝達されてしまい、容器内の圧力を上昇させてしまう。定置の用途では、容器を、特別の材料（例えば金属又はファイバ強化プラスチック）で形成することにより、大きな犠牲を払わずに、圧力上昇に適応させることができ、また、容器に特別の強度を与えることができる。
【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、移動自在の用途（例えば燃料輸送車輛）では、必要以上の特別な材料は、更に多くの空間を専有し、車輛に更に大きな重量を加えてしまい、望ましくない。移動自在の用途では、以下のような場合には小型の軽量容器を使用できる。すなわち、容器内の圧力を軽量容器の最大圧力許容差以下に保持するように管理できる場合には、小型の軽量容器を使用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、（１）容器からガスを逃がし容器内の圧力を容器の最大許容圧力許容差以下又はそれよりも低く維持することによって、圧力容器内の可燃性ガスの圧力を管理すると同時に、（２）望ましからぬ可燃性ガスのエミッションが環境中に放出されないようにする。
【０００６】
更に詳細には、本発明は、可燃性のガスを貯蔵するための装置であって、
（ｉ）所定圧力下で前記可燃性の加圧ガスを収容するようになった、所定の最大圧力許容差を持つ圧力容器、
（ｉｉ）容器と連通した、圧力許容差に達する前に前記ガスを逃がすための圧力逃がしバルブ、及び
（ｉｉｉ）圧力逃がしバルブと連通した、圧力逃がしバルブを出る可燃性のガスを空気で触媒燃焼することによって可燃性ガスが環境中に排出されないようにするための触媒反応器を含む、装置を提供する。
【０００７】
触媒反応器は、好ましくは、少なくとも一つの触媒拡散バーナーと、このバーナーを取り囲むハウジングとを備え、
（ａ）前記触媒バーナーは、微孔質本体（微小孔構造の本体）と、この本体の表面上の燃焼触媒と、前記ガスを、前記微孔質本体を通して拡散し空気と触媒上で反応させるため、ガスを微孔質本体に通すための第１入口とを備え、
（ｂ）前記ハウジングは、空気を前記バーナーに通すための第２の入口と、燃焼ガスを環境に排出するための出口とを含む。
【０００８】
更に好ましくは、微孔質本体は、多孔質壁を持つチューブを備えており、前記入口は、可燃性のガスを、多孔質壁を通って半径方向に拡散するため、チューブの中心部又は中央部に供給する。前記微孔質チューブは、ガスを該微孔質チューブの長さに沿って実質的に一様に又は均等に分配する有孔ガス分配パイプを取り囲む。更に好ましくは、前記装置は、前記少なくとも一つの触媒バーナーの下流に配置された、該少なくとも一つの触媒バーナーから排気ガスを受け入れてこれに含まれる未燃焼可燃性ガスを触媒燃焼するための第２触媒バーナーを含む。最も好ましい実施例によれば、本装置は、更に、前記１つ又は複数の触媒バーナーを通過した未燃焼可燃性ガスに点火し、これにより、該触媒バーナーを加熱し、前記触媒を始動時にライトオフ（ｌｉｇｈｔ−ｏｆｆ）し、又は前記１つ又は複数の触媒バーナーからの燃焼ガス中に残る残留可燃性ガスに点火する点火装置を、前記１つ又は複数の触媒バーナーの下流に備えている。
【０００９】
本発明は、本発明の好ましい実施例の以下の詳細な説明を添付図面を参照して読むことにより更によく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１及び図２は、保護ドーム４を持つ圧力容器２を示す。保護ドーム４は、（ｉ）可燃性の気体／液体で容器を充填するための充填バルブ６と、（ｉｉ）容器２の内部圧力が、圧力逃がしバルブ８の逃がし圧力の設定値を越えたときに、容器２を通気（がす抜き）するための圧力逃がしバルブ８（リリーフ弁）とを覆っている。逃がしバルブ８を通って容器２から出るオフガスと触媒反応するための触媒反応器１０が、容器２から離して配置されている。圧力逃がしバルブ８は、容器２の最大許容圧力以下の所定圧力で開放するように設定された様々な従来の（例えばばね負荷された）バルブのうちの任意のバルブとすることができる。容器２内の圧力が、逃がしバルブ８の設定圧力を越えると、バルブ８が開放し、ガスを容器２から逃がし、容器内の圧力をバルブ８の設定圧力に又はこの圧力以下に維持する。バルブ８を通して通気されるガスは、環境（大気中）に直接通気されるのでなく、パイプ１２によって触媒反応器１０に案内され、ここで空気と反応してＨ2Ｏを発生し（バルブ８を通して通気されるガスがＨ2の場合）、又はメタン及び他の可燃性ガス状炭化水素の場合にはＨ2Ｏ＋ＣＯ2を発生する。
【００１１】
図３は、本発明による触媒反応器１０の好ましい実施例の分解斜視図を示す。図３は、ベース部分１４及びカバー部分１６を含むハウジングを示す。ベース部分１４及びカバー部分１６を接合して、触媒バーナー１８を収容することができる。触媒バーナー１８は、一つ又はそれ以上のチューブ状（管状）のバーナーエレメント２０を備えている。バーナーエレメント２０は、ガスを逃がしバルブ８からマニホールド２２を介して受け取る。マニホールドは、ユニオン（継手）２４によって、バーナーエレメント２０に連結されている。ガスは、チューブ状のバーナーエレメント２０に進入し、有孔ガス分配パイプ（孔のあいたガス分配管）２６を通る。この有孔ガス分配パイプ２６は、チューブ状のバーナーエレメント２０の長さに沿って、ガスを実質的に等しく分配する。バーナーエレメント２０は、ハウジングの一方のチャンバ（例えば下チャンバ）２８に収容されており、触媒スクリーン３２の形態の第２バーナーによって、カバー部分１６の第２チャンバ３０（図４参照）から分離されている。第２バーナー３２は、１つ又は複数のチューブ状のバーナーから排出されたガスを受け取り、このガス中に含まれる未反応の可燃性のガスを空気と反応させ、任意の可燃性の残留ガスからこのような排気ガスを除去するのに役立つ。空気を、ベース部分１４の壁３６に形成した孔３４を介して、また、ハウジングのベース部分１４とカバー部分２６との間の多孔質パッキング３８を通して、ハウジングに入れる。
【００１２】
バーナー２０及び３２を通って反応しなかった可燃性ガスに点火するため、点火装置（例えばスパークプラグ）４０がチャンバ３０内に突出している。点火装置４０は、バーナーが低温の、即ち触媒のライトオフ温度以下の触媒燃焼プロセスの開始時に特に有用である。触媒がライトオフ温度以下である場合には、可燃性ガスはバーナーを未反応のままで通過し、点火装置４０によって点火され、火炎として燃焼する。このようなガスの燃焼火炎が発生する熱が、バーナーを、触媒のライトオフ温度に達する点まで加熱し、ガスの触媒燃焼が始まる。次いで点火装置を消勢し、又は別態様では火花を出し続け、触媒バーナーによる触媒燃焼を逃れた残留可燃性ガスに点火する。
【００１３】
図４は、触媒反応器１０を示している。触媒反応器１０は、ハウジングカバー部分１４をハウジングベース部分１６に入れ子式に組み込み、多孔質パッキング材料３８によってハウジングカバー部分１４をハウジングベース部分１６に固定することにより構成されている。空気は、多孔質パッキング材料３８を通過して、一方のチャンバ２８に入れることができる。更に、一方のチャンバ２８を形成する壁３６には複数の孔３４が設けられており、これらの孔を通して空気を前記一方のチャンバ２８に入れることができる。１つ又は複数のチューブ状のバーナー２０は、複数の孔４２が設けられたガス分配パイプ２６を備えている。可燃性ガスがガス分配パイプ２６に進入し、適当な触媒を付着させた多孔質チューブ４４の長さに沿って孔４２を通って出る。水素又はメタンを燃焼するための適当な触媒は、貴金属（例えばＰｔ又はＰｄ）を備えており、Ｈ2についてのライトオフ温度は−３０℃近くであり、メタンについてのライトオフ温度は７００℃近くである。微孔質チューブ４４自体は、触媒支持材料の分野の当業者に周知の微孔質（例えば焼結）金属又はセラミック材料を含んでもよい。第２バーナーは、当業者に周知の微細なメッシュの触媒スクリーン３２を備えている。微細メッシュ触媒スクリーン３２は、一方のチャンバ２８を他方のチャンバ３０から分離しており、また、ガスの流れ方向でチューブ状のバーナー２０の下流に配置されている。十分な空気が、パッキング３８及び孔３４を通って一方のチャンバ２８に進入し、これによって、多孔質チューブ状バーナー２０及び微細メッシュ触媒スクリーン３２の両方での触媒燃焼を支持することができる。ハウジングカバー部分１６の孔４６により、燃焼ガス（即ち原理的にはＨ2Ｏ及びＣＯ2）を環境（大気中）に放出することができる。
【００１４】
本発明を主にその特定の実施例に関して説明したが、本発明をこれに限定しようとするものではなく、本発明は、特許請求の範囲に記載の範囲のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、可燃性ガスを気体又は液体のいずれかの状態で貯蔵するための圧力容器の側面図である。
【図２】図２は、図１の部分断面拡大部分図である。
【図３】図３は、本発明に係る好ましい触媒反応器の分解斜視図である。
【図４】図４は、図３の触媒反応器の図３の４−４線での側断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
２  圧力容器
４  保護ドーム
８  圧力逃がしバルブ
１０  触媒反応器
１４  ベース部分
１６  カバー部分
１８  触媒バーナー
２０  チューブ状バーナーエレメント
２２  マニホールド
２４  ユニオン
２６  有孔ガス分配パイプ
２８  下チャンバ
３０  第２チャンバ
３２  触媒スクリーン
３４  孔
３６  壁
３８  多孔質パッキング
４０  点火装置
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【国際調査報告】
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