(57)【要約】【課題】溶栓弁から離れたところで火災などが発生したような場合にも内部の流体を迅速に放出できるタンク。【解決手段】タンク１は、溶融することでタンク本体２内からの流体の放出を許容する溶栓弁４と、タンク本体２の周囲に存在し得る発熱源を検出する検出部１２と、発熱源とは別に存在し、溶栓弁４を加熱するための加熱手段１０と、検出部１２から発熱源を検出した旨の信号を受信した場合に、加熱手段１０に対して溶栓弁４を加熱する旨の信号を出力する制御部１４と、を備える。【選択図】図１
2011085167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融することでタンク本体内からの流体の放出を許容する溶栓弁を備えたタンクにおいて、
前記タンク本体の周囲に存在し得る発熱源を検出する検出部と、
前記発熱源とは別に存在し、前記溶栓弁を加熱するための加熱手段と、
前記検出部から前記発熱源を検出した旨の信号を受信した場合に、前記加熱手段に対して前記溶栓弁を加熱する旨の信号を出力する制御部と、を備えたタンク。
【請求項２】
前記検出部は、炎検出器である、請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
前記炎検出器は、前記発熱源としての炎から発せられる可視光線又は不可視光線を検出することで、炎の存在を検出するものである、請求項２に記載のタンク。
【請求項４】
前記炎検出器は、前記発熱源としての炎を撮影しその画像解析を行うことで、炎の存在を検出するものである、請求項２に記載のタンク。
【請求項５】
当該タンクは、バックモニタ装置を有する移動体に搭載されており、
前記炎検出器は、前記炎を撮影するカメラを有し、
前記カメラは、前記移動体の後方に設けられたバックモニタ用カメラを兼用する、請求項４に記載のタンク。
【請求項６】
前記制御部は、炎の大きさ及び場所の少なくとも一つに応じて、前記加熱手段に対して前記溶栓弁を加熱する旨の信号を出力するか否かを決定する、請求項２ないし５のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項７】
前記検出部は、温度センサである、請求項１に記載のタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融することでタンク本体内からの流体の放出を許容する溶栓弁を備えたタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の溶栓弁付き水素タンクを搭載した燃料電池車両が知られている（例えば特許文献１及び２参照。）。このような水素タンクでは、車両事故等による火災の発生時に、火災の熱により溶栓弁のバルブ部分を溶融することで、水素タンク内の水素ガスを強制的に外部に放出し、タンク本体のバーストを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９１８９１号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、水素タンクが複数搭載されている場合や、水素タンクの容量が大きい場合などにおいては、発生した火災と溶栓弁との距離が大きくなり、バルブ部分に熱が十分に伝わらず迅速に溶けない場合がある。
また、特許文献２のように、タンク本体の周囲に配置した遮蔽板で火災の熱を溶栓弁に伝達する構造をとると、タンク本体と遮蔽板との間に隙間を設けるため、搭載スペースが制限されてしまう。加えて、局部火災に対しては溶栓弁までの伝熱経路が長くなり、迅速なガス放出とならない場合がある。
【０００５】
本発明は、溶栓弁から離れたところで火災が発生したような場合にも内部の流体を迅速に放出できるタンク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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のタンクは、溶融することでタンク本体内からの流体の放出を許容する溶栓弁と、タンク本体の周囲に存在し得る発熱源を検出する検出部と、発熱源とは別に存在して溶栓弁を加熱するための加熱手段と、検出部から発熱源を検出した旨の信号を受信した場合に、加熱手段に対して溶栓弁を加熱する旨の信号を出力する制御部と、を備えたものである。
【０００７】
本発明によれば、タンク本体の周囲に火災が発生した場合、それを直接検出して加熱手段で溶栓弁を加熱する。これにより、溶栓弁から離れたところで発生した火災に対しても、火災から溶栓弁への熱伝達を待たずに溶栓弁を溶融できるため、タンク本体内の流体を外部に迅速に放出できる。
【０００８】
好ましくは、検出部は、温度センサ又は炎検出器であるとよい。例えば、温度センサによってタンク本体の周囲の温度変化を監視することで、発熱源としての火災の発生の有無を検出することができる。
【０００９】
より好ましくは、炎検出器は、発熱源としての炎から発せられる可視光線又は不可視光線を検出することで、炎の存在を検出するものであるとよい。この構成によれば、炎に物理的に接触しない位置に炎検出器を配置しておきながら、炎の発生の有無を検出することができる。不可視光線の代表例は、赤外線及び紫外線である。
【００１０】
また、別の好ましい一態様によれば、炎検出器は、発熱源としての炎を撮影しその画像解析を行うことで、炎の存在を検出するものであるとよい。この構成によれば、上記同様に炎に対して炎検出器を非接触の位置に配置しておくことができる。
【００１１】
この場合、タンクは、バックモニタ装置を有する移動体に搭載され、炎を撮影する炎検出器のカメラは、移動体の後方に設けられたバックモニタ用カメラを兼用することが好ましい。この構成によれば、炎検出器のカメラを移動体のバックモニタ用カメラとして有効に活用することができる。
【００１２】
好ましくは、制御部は、炎の大きさ及び場所の少なくとも一つに応じて、加熱手段に対して溶栓弁を加熱する旨の信号を出力するか否かを決定するとよい。こうすることで、例えば運転手が煙草のためにライターを着火したに過ぎないような、比較的小さい炎の場合に溶栓弁を加熱手段で加熱しなくて済む。これにより、タンク本体のバーストに至らないような炎の場合に不要な流体放出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るタンクの側面図である。
【図２】実施形態の変形例に係るタンクを搭載した車両の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るタンクについて説明する。このタンクは、例えば燃料電池システムにおける燃料ガスタンクとして用いることができ、車両などの移動体に搭載することができる。燃料ガスは、可燃性の高圧ガスであり、例えば圧縮天然ガス又は水素ガスである。移動体は、船舶、飛行機、ロボットなど各種のものが含まれる。以下では、水素ガスタンクを例に説明する。
【００１５】
図１に示すように、タンク１は、内部に水素ガスを貯留するためのタンク本体２と、タンク本体２の一端にバルブアッセンブリ３と、備える。タンク本体２は、全体として密閉円筒状からなり、その内部が、水素ガスを常圧よりも高い圧力、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａの高圧で貯留する貯留空間を構成する。タンク本体２は、例えば、ガスバリア性を有するライナーの外周側を、炭素繊維などからなる繊維強化層で補強して構成される。バルブアッセンブリ３は、例えば遮断弁、調圧弁及び手動弁などの弁が一以上組み込まれたものであり、ライナーの一端に設けられた口金にねじ込み接続される。バルブアッセンブリ３には、例えば燃料電池や充填口につながる配管が接続されており、このバルブアッセンブリ３を介して貯留空間と外部のガス系統（供給系統や充填系統）との間で水素ガスの給排がなされる。
【００１６】
溶栓弁４は、バルブアッセンブリ３に組み込まれる弁の一つとして、バルブアッセンブリ３に形成されたガス放出通路上に設けることができる。ただし、他の実施態様によっては、溶栓弁４をライナーの他端あるいは配管上に設けるなど、溶栓弁４をバルブアッセンブリ３とは別に設けることもできる。溶栓弁４の構造としては、可溶合金を備えた公知の構造を用いることができる。例えば、溶栓弁４は、通常の温度環境下では可溶合金が溶けず、上記のガス放出通路を閉塞する。一方で、火災の発生等によってタンク周辺温度が上昇して所定温度（例えば１１０℃）に達すると、溶栓弁４は、可溶合金が軟化溶融してガス放出通路を開放する。その結果、タンク本体２内がガス放出通路を介して外部に連通した状態となり、タンク本体２内の水素ガスがガス放出通路から外部に放出される。
【００１７】
本実施形態のタンク１は、上記した構成に加えて、溶栓弁４を加熱するための加熱機構１０と、タンク本体２の周囲に存在し得る火災等の発熱源を検出する検出部１２と、検出部１２の検出結果に基づいて加熱機構１０を加熱するように制御する制御部１４と、を備える。
【００１８】
加熱機構１０は、溶栓弁４の可溶合金をその融解温度まで加熱することが可能な加熱手段であれば、その種類を限定されるものではなく、例えば、電熱線又はガスバーナーを用いることができる。電熱線を用いた場合、ニクロム線などの発熱体を、可溶合金に接触して設けるか、あるいは可溶合金の近傍の位置にて熱伝達可能に溶栓弁４のバルブボディに設ければよい。そして、電熱線の両端にはリード線を接続し、このリード線に電気を供給することで、電熱線を発熱させて、可溶合金を加熱すればよい。一方、ガスバーナーを用いた場合には、可溶合金又はその近傍部分に面するようにガスバーナーを設ければよい。
【００１９】
検出部１２は、加熱機構１０とは異なる発熱源の有無を検出するものであり、そのような検出が可能なものであれば特に種類を限定されるものではない。例えば、温度センサ又は炎検出器を用いることができる。温度センサの場合には、タンク本体２の周辺の温度変化を電気信号で出力できるものであればよく、例えば熱電対やサーミスタで構成することができる。温度センサは、タンク本体２の外面又はこれから離間した周辺に１以上設けることができ、その設置箇所及び個数は特に限定されるものではない。ただし、発熱源の局所的な発生などに対処するべく、複数の温度センサをタンク本体２の長手方向の各所に分散して設けるとよい。
【００２０】
炎検出器の場合には、タンク本体２の周辺で起きる炎による物理的変化（ただし、温度変化を除く。）を電気信号で出力できるものであればよい。例えば、火災による炎から発せられる可視光線又は不可視光線を検出する方式や、炎を撮影しその画像解析を行う方式を用いることができる。前者の検出方式による光学式炎検出器は、炎に非接触な状態で炎の有無を検出することができる。このため、炎が接触する可能性があるタンク本体２の外面に光学式炎検出器を設置するのではなく、炎に接触しないような位置に設置することが望ましい。なお、検出される不可視光線は、赤外線又は紫外線であるとよい。
【００２１】
一方、後者の画像解析型の炎検出器としては、炎を撮影するカメラと、その撮影した炎の画像を解析して炎の存在を検出する解析ユニットと、を備えるものを用いることができる。この場合も、炎に非接触な状態で炎の有無を検出することができる。このため、炎に接触しないような位置にカメラを設置することが望ましい。解析ユニットは、制御部１４の機能に組み込むことが可能である。
【００２２】
制御部１４は、内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。制御部１４は、加熱機構１０及び検出部１２に電気的に接続され、検出部１２からの検出信号に基づいて加熱機構１０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。具体的には、タンク本体２の周囲で火災が発生すると、検出部１２から発熱源としての災を検出した旨の信号が制御部１４に入力される。この入力を受けて、制御部１４は、加熱機構１０に対して溶栓弁４を加熱する旨の信号を出力する。加熱機構１０により溶栓弁４の可溶合金が融解すると、タンク本体２内の水素ガスが外部に放出され、タンク本体２の内圧上昇が抑制される。なお、制御部１４と加熱機構１０及び検出部１２とをつなぐ制御線は、保護管などによって炎の影響を受けないようにガードするか、炎がおよばない位置に配置するとよい。
【００２３】
以上説明した本実施形態のタンク１によれば、タンク本体２の周囲に火災が発生した場合、それを検出部１２で検出し加熱機構１０で溶栓弁４を加熱することができる。これにより、発生した火災から溶栓弁４への熱伝達を待たずに、溶栓弁４を加熱することができる。よって、溶栓弁４から離れたところの火災や小規模な火災が起きた場合であっても、溶栓弁４を迅速に作動させることができ、火災によるタンクバーストといった二次災害を抑制することができる。また、溶栓弁４を制御信号で電気的に加熱できるため、従来のような熱伝達のための遮蔽板を設ける必要もなく、搭載スペースを確保するのにも有用となる。
【００２４】
次に、本実施形態に係るタンク１の複数の変形例について、相違点を中心に説明する。
【００２５】
＜変形例１＞
検出部１２が上記した炎検出器である場合、制御部１４は、炎検出器によって検出される炎の大きさ（レベル）、場所及び時間の一つ以上に応じて、溶栓弁４を加熱機構１０で加熱するか否かを決定してもよい。
【００２６】
例えば、炎検出器が炎の存在を検出した場合であっても、その炎が、タンク本体２の周辺で人がタバコのためにライナーを着火したに過ぎないような、タンク本体２のバーストに至らない比較的小さい炎であるか、あるいは短時間で失火する炎である場合もある。このような場合には、制御部１４は加熱機構１０をＯＦＦしたままとし、溶栓弁４を強制的に加熱しないようにするとよい。また、炎検出器が炎の存在を検出した場合であっても、炎がタンク本体２又はバルブアッセンブリ３の一部にかかったことを検出するまでは、制御部１４は加熱機構１０をＯＦＦしたままとし、溶栓弁４を強制的に加熱しないようにしてもよい。以上のような制御を行うことで、タンク本体２のバーストに至らない炎が検出部１２で検出されたに過ぎない場合に、水素ガスをタンク本体２から放出することを防止できる。
【００２７】
＜変形例２＞
図２に示すように、車両２０に搭載するタンク１は複数本あってもよい。この場合、複数のタンク１で検出部１２及び制御部１４を共通化し、全部で各一つの検出部１２及び制御部１４を用いることによって、炎検出時の溶栓弁４への加熱制御を行ってもよい。こうすることで、部品点数を減らすことができ、搭載スペースを広く確保することができる。なお、検出部１２のタイプによっては、検出部１２を車内やボンネットの内部に配置することが可能である。
【００２８】
また、バックモニタ装置２２を備える車両２０の場合には、バックモニタ用カメラを炎検出器１２のカメラ２４で兼用してもよい。バックモニタ装置２２は、例えば、車両２０の後方部に据え付けられたカメラと、車内に設置したモニター２６と、を備え、カメラによって捉え得る映像をモニター２６に表示させる。上記した画像解析型の炎検出器１２のカメラ２４がこのバックモニタ装置２２のカメラの機能を備えることで、炎検出器１２のカメラ２４を他の用途にも有効に活用することができる。なお、バックモニタ装置２２を例にとりあげたが、他の装置のカメラの機能を炎検出器１２のカメラ２４で兼用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本実施形態のタンク１は、水素ガスのみならず、液化ガス又は流体を貯留するものであってもよい。また、車両２０の駐車場所である家屋又は建築物に備え付けられている火災報知機と、タンク１の制御部１４とを連動させることも可能である。例えば両者を有線又は無線で通信させ、タンク１の周辺で生じた火災の場合には溶栓弁４を加熱制御する一方で、制御部１４から火災報知機に火災発生の情報を知らせて、火災報知機を作動させることも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１…タンク、２…タンク本体、４…溶栓弁、１０…加熱機構、１２…検出部、１４…制御部、２０…車両（移動体）、２２…バックモニタ装置、２４…カメラ
【図１】
2011085167.tif 000003
【図２】
2011085167.tif 000004