(57)【要約】【課題】試験時間を短縮できるとともに、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができるタンクの試験方法を提供する。【解決手段】タンクの試験方法は、高圧タンク１０のバルブ側口金１３から高圧タンク１０内部に袋状のゴムシート２０を配置し、ゴムシート２０の内部に水を充填して膨張測定を行う第１ステップと、ゴムシート２０と高圧タンク１０の内壁との間の空間にヘリウムガスを充填して気密試験を行う第２ステップとを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の両端部に口金が設けられたタンクの試験方法であって、
前記タンクの一方の口金から前記タンクの内部に袋状のゴムシートを配置し、前記ゴムシートの内部に水を充填して膨張測定を行う第１ステップと、
前記ゴムシートと前記タンクの内壁との間の空間に乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第２ステップと、
を有することを特徴とするタンクの試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクの試験方法に関し、特に高圧タンクの試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車や水素自動車等に搭載される水素タンクなどの高圧タンクには、内部の圧力に耐えるために十分な強度を有することが求められている。このような高圧タンクとして、樹脂・金属等により形成されたタンク容器（以下、ライナーという）の外周に繊維強化樹脂層を形成したものが用いられている。
【０００３】
高圧タンクが十分な強度を有するかを検査する方法としては、製造された高圧タンクの内部にヘリウム等の不活性ガスを充填して気密試験を行うことが挙げられる（例えば特許文献１）。そして、気密試験の前に、高圧タンクの内部に水を充填して膨張測定を行うことがある（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２９７９号公報
【特許文献１】特開２０１４−１１９２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、気密試験の場合、法規の定めにより、乾燥した空気又は不活性ガスの使用が要求されている。上述のように気密試験の前に膨張測定を行うとすると、膨張測定の後にタンク内部の水を排出し、更にタンクの内部を乾燥する必要がある。そして、水の排出作業及びタンク内部の乾燥作業に時間を要するので、試験時間がかかる問題が生じる。また、内部乾燥に伴って乾燥炉等の設備も必要になるので、試験設備が大型化になるだけでなく、コストアップの問題も発生する。
【０００６】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、試験時間を短縮できるとともに、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができるタンクの試験方法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】
【０００７】
本発明に係るタンクの試験方法は、軸方向の両端部に口金が設けられたタンクの試験方法であって、前記タンクの一方の口金から前記タンクの内部に袋状のゴムシートを配置し、前記ゴムシートの内部に水を充填して膨張測定を行う第１ステップと、前記ゴムシートと前記タンクの内壁との間の空間に乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第２ステップと、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係るタンクの試験方法では、タンク内部に袋状のゴムシートを配置し、該ゴムシートに水を充填して膨張測定を行い、その後に該ゴムシートとタンクの内壁との間の空間に乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う。従って、膨張測定と気密試験との間におけるタンク内部の水の排出作業、及びタンク内部の乾燥作業が必要でなくなるので、試験時間を短縮することができる。また、乾燥炉等の設備も必要でなくなるので、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、試験時間を短縮できるとともに、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】高圧タンクの構成を示す概略断面図である。
【図２】タンクの試験方法の第１実施形態を説明するための模式図である。
【図３】タンクの試験方法の第２実施形態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係るタンクの試験方法の実施形態について説明するが、その前に試験対象である高圧タンクの構造を説明する。図１は高圧タンクの構成を示す概略断面図である。高圧タンク１０は、例えば、燃料電池車両に搭載され、内部に燃料電池に燃料ガスとして供給される高圧水素が貯留されている。この高圧タンク１０は、ライナー１１と、繊維強化樹脂層１２と、バルブ側口金１３と、エンド側口金１４と、バルブ１５とを備えている。
【００１２】
ライナー１１は、高圧タンク１０の本体部を構成するタンク容器であり、内部に高圧水素を貯留するための貯留空間を有する。このライナー１１は、水素ガスに対するガスバリア性を有しており、略円筒状のシリンダー部１１ａと、シリンダー部１１ａの両端部に位置する略半球状のドーム部１１ｂとからなる。２つのドーム部１１ｂの頂部には開口部がそれぞれ形成され、これらの開口部の一方にバルブ側口金１３、他方にエンド側口金１４が内挿されている。
【００１３】
ライナー１１は、例えば、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂部材を用いて回転・ブロー成形法によって形成されている。なお、ライナー１１は、樹脂部材に代えてアルミニウム等の軽金属によって構成されても良い。また、このライナー１１は、回転・ブロー成形法のような一体成形の製造方法に代えて、射出・押出成形等により複数に分割された部材を接合することにより形成されても良い。
【００１４】
繊維強化樹脂層１２は、ライナー１１の外表面を覆う補強層であり、ライナー１１の外表面に巻き付けられる炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）等の強化繊維と、その強化繊維同士を結着する熱硬化性樹脂とで構成されている。この繊維強化樹脂層１２は、例えばフィラメントワインディング方法により形成される。すなわち、まず、熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維を、いわゆるヘリカル巻きやフープ巻きなどの所定の巻き方でライナー１１の外表面に巻き付ける。次に、強化繊維が巻き付けられたライナー１１を恒温槽において、例えば８５℃程度の高温で加熱し、強化繊維中の熱硬化性樹脂を熱硬化させる。
【００１５】
バルブ側口金１３とエンド側口金１４とは、高圧タンク１０の軸方向の両端部に設けられている。バルブ側口金１３は、バルブ１５を取り付けるための接続部であり、高圧タンク１０の一方のドーム部１１ｂ（図１において、上側のドーム部１１ｂ）に取り付けられている。このバルブ側口金１３は、略円筒状の本体部１３ａと、ライナー１１と繊維強化樹脂層１２との間に嵌入された鍔部１３ｂとを有する。本体部１３ａの内壁面には、雌螺子部（図示せず）が設けられている。バルブ側口金１３は、ステンレスやアルミニウムなどの金属部材によって形成されても良く、又は強化プラスチック等の樹脂部材によって形成されても良い。
【００１６】
バルブ１５は略円柱状に形成されており、その下部の外壁面にはバルブ側口金１３の本体部１３ａの雌螺子部と螺合できる雄螺子部が設けられている。そして、バルブ１５は、雄螺子部とバルブ側口金１３の雌螺子部とを螺合することにより、バルブ側口金１３と締結されている。
【００１７】
一方、エンド側口金１４は、バルブ側口金１３とは反対側の高圧タンク１０のドーム部１１ｂ（図１において、下側のドーム部１１ｂ）に取り付けられている。このエンド側口金１４は、ライナー１１の開口部を密閉する略円柱状の本体部１４ａと、ライナー１１と繊維強化樹脂層１２との間に嵌入される鍔部１４ｂとを有する。エンド側口金１４は、ステンレスやアルミニウムなどの金属部材によって形成されても良く、又は強化プラスチックなどの樹脂部材によって形成されても良い。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図２はタンクの試験方法の第１実施形態を説明するための模式図である。なお、図示しないが、本実施形態に係る高圧タンク１０のバルブ１５には、水充填排出流路及びヘリウムガスの供給放出流路がそれぞれ設けられている。本実施形態に係るタンクの試験方法は、水を充填して膨張測定を行う第１ステップと、乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第２ステップとを有する。
【００１９】
具体的には、第１ステップでは、まず、袋状のゴムシート２０を用意する。ゴムシート２０の材料としては、例えば天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。続いて、高圧タンク１０のバルブ１５を取り外し、ゴムシート２０の開口がバルブ側口金１３側、底部がエンド側口金１４側に向くように、該袋状のゴムシート２０をバルブ側口金１３から高圧タンク１０の内部に配置し、その後にバルブ１５をバルブ側口金１３と螺合させる。次に、バルブ１５に設けられた水充填排出流路を介し、高圧タンク１０の内部に配置されたゴムシート２０の内部に水Ｗを充填して膨張測定を行う。
【００２０】
膨張測定では、ゴムシート２０の内部に水を加圧充填し、それに伴う高圧タンク１０の膨張の度合を測定する。例えば、ゴムシート２０の内部に所定量の水を充填することにより高圧タンク１０の内圧を増大させ、高圧タンク１０の内圧の変化に関連する高圧タンク１０の膨張量を測定する。
【００２１】
第１ステップに続く第２ステップでは、高圧タンク１０の内壁とゴムシート２０との間の空間に乾燥したヘリウム（Ｈｅ）ガスを充填して気密試験を行う。具体的には、膨張測定に用いた水Ｗをゴムシート２０の内部に残した状態で、高圧タンク１０の内壁とゴムシート２０との間の空間にヘリウムガスを充填して内圧を使用圧力（例えば７０ＭＰａ）まで高め、その状態でヘリウムガスの漏れがあるか否かを検査する。
【００２２】
本実施形態に係るタンクの試験方法では、高圧タンク１０の内部に袋状のゴムシート２０を配置し、配置したゴムシート２０に水を充填して膨張測定を行い、その後に該ゴムシート２０と高圧タンク１０の内壁との間の空間に乾燥したヘリウムガスを充填して気密試験を行う。従って、従来のように膨張測定と気密試験との間における高圧タンク１０内部の水の排出作業、及び高圧タンク１０内部の乾燥作業が必要でなくなるので、試験時間を大幅に短縮することができる。また、従来のような乾燥炉等の設備も必要でなくなるので、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。
【００２３】
更に、気密試験では、膨張測定に用いた水Ｗをゴムシート２０の内部に残した状態で、ゴムシート２０と高圧タンク１０の内壁との間の空間にヘリウムガスを充填して気密試験を行うので、該ゴムシート２０を用いずに高圧タンク１０の内部に全てヘリウムガスを充填する場合と比べて、ヘリウムガスの充填量を減らすことができる。このため、少量のヘリウムガスでも気密試験を行うことが可能になり、ヘリウムガス供給設備の小型化を図ることができるとともに、ヘリウムガスの充填及び放出の時間も短縮することができる。その結果、試験時間を更に短縮でき、試験設備の小型化及びコスト削減を更に図り易くなる。
【００２４】
＜第２実施形態＞
図３はタンクの試験方法の第２実施形態を説明するための模式図である。本実施形態に係るタンクの試験方法は、上述の第１実施形態と同様に、水を充填して膨張測定を行う第１ステップと、乾燥した空気又は不活性ガスを充填して気密試験を行う第２ステップとを有するが、ゴムシート２０を用いない点において第１実施形態と異なる。
【００２５】
第１ステップでは、高圧タンク１０の内部に水Ｗを直接充填して膨張測定を行う。
【００２６】
第２ステップでは、図３に示すように、膨張測定に用いた水Ｗを高圧タンク１０の内部に残しつつ、バルブ側口金１３が上側、エンド側口金１４が下側に向くように高圧タンク１０を縦置きした状態で、高圧タンク１０内部にヘリウムガスを充填する。このとき、ヘリウムガスが水Ｗの液面以上の空間に溜まるので、バルブ側口金１３側の気密試験を先に実施する。次に、バルブ側口金１３が下側、エンド側口金１４が上側に向くように、高圧タンク１０を上下反転した後に、エンド側口金１４側の気密試験を実施する。
【００２７】
本実施形態に係るタンクの試験方法では、膨張測定に用いた水Ｗを高圧タンク１０の内部に残した状態で高圧タンク１０内部にヘリウムガスを充填して気密試験を行うので、ヘリウムガスの充填量を低減することができる。このため、ヘリウムガスの供給設備の小型化を図ることができるとともに、ヘリウムガスの充填及び放出の時間を短縮することができる。その結果、試験時間を大幅に短縮でき、試験設備の小型化及びコスト削減を図ることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上述の実施形態では、ヘリウムガスを用いた例を説明したが、空気やアルゴンガス等の不活性ガスを用いても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１０    高圧タンク
１１    ライナー
１２    繊維強化樹脂層
１３    バルブ側口金
１３ａ    本体部
１３ｂ    鍔部
１４    エンド側口金
１４ａ    本体部
１４ｂ    鍔部
１５    バルブ
２０    ゴムシート
Ｗ    水
【図１】
2018105772.tif 000003
【図２】
2018105772.tif 000004
【図３】
2018105772.tif 000005