(57)【要約】【課題】  圧力センサが機械的に破損して、圧力センサからタンク内の流体が外部に流出する状態となったときに、タンク内の流体の流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすること。【解決手段】  タンク１９の開口部２０に形成されている開口２０ａが密封されるバルブブロック２２と、タンク１９内の圧力を検出するための圧力センサ２７と、バルブブロック２２に設けられ、圧力センサ２７にタンク１９内の圧力を導くための圧力検出ライン２３と、圧力検出ライン２３の圧力センサ２７の上流側に設けられる過流防止装置２８とを備え、過流防止装置２８は、当該過流防止装置２８におけるタンク１９の内部空間１９ａ側の入口圧力と圧力センサ２７側の出口圧力との差圧が、設定差圧以上になったときに、圧力検出ライン２３を開状態から閉状態に切換わるように作動する構成。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの開口部に形成されている開口が密封されるバルブブロックと、
タンク内の圧力を検出するための圧力センサと、
前記バルブブロックに設けられ、前記圧力センサにタンク内の圧力を導くための圧力検出ラインと、
前記圧力検出ラインの前記圧力センサの上流側に設けられる過流防止装置とを備え、
前記過流防止装置は、当該過流防止装置における前記タンク側の入口圧力と前記圧力センサ側の圧力との差圧が、予め定める設定差圧以上になったときに、前記圧力検出ラインを開放する開状態から前記圧力検出ラインを閉塞する閉状態に切換わるように作動するタンク内圧力計測用回路。
【請求項２】
前記バルブブロックに設けられ、前記タンクの内部空間に流体を充填するための充填ラインを備え、
前記充填ラインから分岐する前記圧力検出ラインが設けられ、
前記圧力検出ラインの上流側から順に、前記過流防止装置及び前記圧力センサが設けられている請求項１記載のタンク内圧力計測用回路。
【請求項３】
前記バルブブロックに設けられ、前記タンクの内部空間に充填されている流体を放出するための放出ラインと、
この放出ラインに設けられ、タンク内の圧力が規定圧力以上になったときに、又はタンク温度が規定温度以上になったときに、前記放出ラインを閉塞する閉状態から前記放出ラインを開放する開状態に切換わるように作動する安全弁とを備え、
前記放出ラインの前記安全弁よりも上流側から分岐する前記圧力検出ラインが設けられ、
前記圧力検出ラインの上流側から順に、前記過流防止装置及び前記圧力センサが設けられている請求項１記載のタンク内圧力計測用回路。
【請求項４】
前記バルブブロックに設けられ、前記タンクの内部空間に充填されている流体を流出させるための出力ラインと、
この出力ラインの上流側から順に設けられた開閉弁及び減圧弁とを備え、
前記出力ラインの前記開閉弁と前記減圧弁との間から分岐する前記圧力検出ラインが設けられ、
前記圧力検出ラインの上流側から順に、前記過流防止装置及び前記圧力センサが設けられている請求項１記載のタンク内圧力計測用回路。
【請求項５】
前記圧力センサが、金属製ダイアフラム式である請求項１乃至４のいずれかに記載のタンク内圧力計測用回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のタンク内圧力計測用回路が、燃料電池車、水素エンジン車又は圧縮天然ガス車用の前記タンクの開口部に取り付けられ、前記タンク内に水素ガス又は天然ガスの流体が充填されるタンク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池車、水素エンジン車および圧縮天然ガス車などに搭載されるタンクに設けられるタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１に示すように、燃料電池車用の水素タンク１の開口部２に直接取り付けられる、いわゆる容器元弁タイプのバルブユニット３においては、一般的に、出力ライン４、充填ライン５、放出ライン６、及び圧力検出ライン７を備えており、これらのライン（通路）は、バルブブロック８に設けられている。
【０００３】
出力ライン４は、水素タンク１内の水素ガスを外部に出力して、図示しない燃料電池に供給するときに使用されるラインであり、フィルタ９、開閉弁１０及び減圧弁１１が設けられている。
【０００４】
充填ライン５は、水素ガスを外部から水素タンク１内に充填するときに使用されるラインであり、逆止弁１２が設けられている。
【０００５】
放出ライン６には、安全弁１３が設けられ、水素タンク１内の圧力が規定圧力以上になったときに、又は水素タンク１の温度が規定温度以上になったときに、この安全弁１３が作動して、水素タンク１内の水素ガスを外部に安全に放出することができるラインである。
【０００６】
圧力検出ライン７には、圧力センサ１４が設けられ、この圧力センサ１４によって水素タンク１内の圧力を検出することができる。この圧力センサ１４によって検出された圧力検出信号は、図示しない圧力表示部に出力されて水素タンク１内の圧力が表示される。
【０００７】
この圧力センサ１４として、例えばダイアフラム式のものが使用されている。このダイアフラム式圧力センサ１４は、例えば金属製の板としてのダイアフラムを有し、このダイアフラムに歪みゲージを設けたものであり、ダイアフラムのタンク内圧力による変形を圧力検出信号に変換して、水素タンク１内の圧力を検出できるものである。
【０００８】
しかし、図１１に示すように、圧力センサ１４と水素タンク１の内部空間１ａとを圧力検出ライン７を介して直接に連通させる構成とすると、圧力センサ１４が例えば破損した場合に、水素タンク１内の高圧水素ガスの全てがこの圧力検出ライン７を通って外部へ放出され、周囲環境に影響を及ぼすことがある。
【０００９】
なお、圧力センサ１４は、バルブブロック８の外表面に露出した状態で取り付けるものが一般的であるので、機械的衝撃を受けて破損することがある。
【００１０】
そこで、その対策として、図１２に示すタンク内圧力計測用回路１５がある。この回路１５は、出力ライン４の開閉弁１０と減圧弁１１との間の分岐部１６から圧力検出ライン７を分岐させて、この圧力検出ライン７に圧力センサ１４を設けるようにしたものである（例えば、特許文献１参照。）。このようにすると、圧力センサ１４が破損した場合でも、開閉弁１０が閉状態であるときは、水素タンク１内の水素ガスがタンク１の外部に放出されることを防止することができる。
【００１１】
また、他の従来のタンク内圧力計測用回路として、図には示さないが、複数の水素タンクのそれぞれの出入口に分岐管を設け、各分岐管に圧力センサを取り付けて、これら複数の圧力センサによって検出されるそれぞれのタンク内の圧力が、許容される範囲内にあるか否かを判定することによって、異常のある圧力センサを検知することができるものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−３５４４５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図１２に示す特許文献１のタンク内圧力計測用回路１５であっても、開閉弁１０が開状態であるときは、水素タンク１内の水素ガスがタンク１の外部に放出されてしまう。また開閉弁１０が閉状態であっても、出力ライン４内の水素ガスは外部に放出されてしまう。
【００１４】
そして、特許文献２のタンク内圧力計測用回路であっても、圧力センサが破損した場合、その破損箇所からの水素ガスの流出を阻止することはできない。
また、圧力センサの破損原因は、機械的衝撃だけでなく、圧力センサの検知対象が水素ガスである場合には水素ガスによる脆性破壊が考えられる。しかし、特許文献１、２は、脆性破壊による圧力センサの破損については考慮されていない。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧力センサが機械的に破損して、この圧力センサからタンク内の流体が外部に流出する状態となったときに、タンク内の流体の流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすることができるタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るタンク内圧力計測用回路は、タンクの開口部に形成されている開口が密封されるバルブブロックと、タンク内の圧力を検出するための圧力センサと、前記バルブブロックに設けられ、前記圧力センサにタンク内の圧力を導くための圧力検出ラインと、前記圧力検出ラインの前記圧力センサの上流側に設けられる過流防止装置とを備え、前記過流防止装置は、当該過流防止装置における前記タンク側の入口圧力と前記圧力センサ側の圧力との差圧が、予め定める設定差圧以上になったときに、前記圧力検出ラインを開放する開状態から前記圧力検出ラインを閉塞する閉状態に切換わるように作動するものである。
【００１７】
本発明に係るタンク内圧力計測用回路によると、流体が充填されているタンク内の圧力は、圧力検出ラインを通って圧力センサに導かれ、圧力センサによって検出することができ、この圧力センサの出力によって、タンク内の圧力を知ることができる。
【００１８】
そして、過流防止装置によると、例えば圧力センサが機械的に破損して、この圧力センサからタンク内の流体が外部に流出する状態となった場合であって、この過流防止装置におけるタンク側の入口圧力と圧力センサ側の圧力との差圧が、予め定める設定差圧以上になったときに、この圧力検出ラインを開放する開状態から圧力検出ラインを閉塞する閉状態に切換わるように作動することができる。これによって、タンク内の流体が圧力検出ラインを通って流出することを止めることができる。
【００１９】
この発明に係るタンク内圧力計測用回路において、前記バルブブロックに設けられ、前記タンクの内部空間に流体を充填するための充填ラインを備え、前記充填ラインから分岐する前記圧力検出ラインが設けられ、前記圧力検出ラインの上流側から順に、前記過流防止装置及び前記圧力センサが設けられているものとすることができる。
【００２０】
このように、充填ライン及び圧力検出ラインがラインの一部を共用すると、この発明のタンク内圧力計測用回路の構造を簡単でコンパクトにすることができ、加工費の低減を図ることができる。そして、充填ライン及び圧力検出ラインがラインの一部を共用することによって、バルブブロックに空いたスペースを確保することができる。よって、このバルブブロックに設けられるタンク内圧力計測用回路、及びその他の回路の設計の自由度を拡げることができる。また、充填ラインにおいて、圧力検出ラインが分岐する分岐部から下流側（タンクの内部空間側）のラインは、タンクの内部空間と常時連通させることができるので、圧力センサによって、タンク内の圧力を常時検出することができる。
【００２１】
この発明に係るタンク内圧力計測用回路において、前記バルブブロックに設けられ、前記タンクの内部空間に充填されている流体を放出するための放出ラインと、この放出ラインに設けられ、タンク内の圧力が規定圧力以上になったときに、又はタンク温度が規定温度以上になったときに、前記放出ラインを閉塞する閉状態から前記放出ラインを開放する開状態に切換わるように作動する安全弁とを備え、前記放出ラインの前記安全弁よりも上流側から分岐する前記圧力検出ラインが設けられ、前記圧力検出ラインの上流側から順に、前記過流防止装置及び前記圧力センサが設けられているものとすることができる。
【００２２】
この安全弁が設けられている放出ラインによると、例えば火災等によってタンク内の圧力が規定圧力以上になったときに、又はタンク温度が規定温度以上になったときに、この安全弁が作動して、放出ラインを閉塞する閉状態から放出ラインを開放する開状態に切換わり、タンク内の流体を外部に安全に放出することができる。
【００２３】
そして、このように放出ライン及び圧力検出ラインがラインの一部を共用すると、この発明のタンク内圧力計測用回路の構造を簡単でコンパクトにすることができ、加工費の低減を図ることができる。そして、放出ライン及び圧力検出ラインがラインの一部を共用することによって、バルブブロックに空いたスペースを確保することができる。よって、このバルブブロックに設けられるタンク内圧力計測用回路、及びその他の回路の設計の自由度を拡げることができる。また、放出ラインにおいて、圧力検出ラインが分岐する分岐部から上流側（タンクの内部空間側）のラインは、タンクの内部空間と常時連通させることができるので、圧力センサによって、タンク内の圧力を常時検出することができる。
【００２４】
この発明に係るタンク内圧力計測用回路において、前記バルブブロックに設けられ、前記タンクの内部空間に充填されている流体を流出させるための出力ラインと、この出力ラインの上流側から順に設けられた開閉弁及び減圧弁とを備え、前記出力ラインの前記開閉弁と前記減圧弁との間から分岐する前記圧力検出ラインが設けられ、前記圧力検出ラインの上流側から順に、前記過流防止装置及び前記圧力センサが設けられているものとすることができる。
【００２５】
この開閉弁及び減圧弁が設けられている出力ラインによると、開閉弁を開閉することによって、タンク内の流体を流出させることができるし、タンク内に封じ込めることができる。そして、減圧弁によって、タンク内の流体を減圧して流出させることができる。
【００２６】
そして、このように出力ライン及び圧力検出ラインがラインの一部を共用すると、この発明のタンク内圧力計測用回路の構造を簡単でコンパクトにすることができ、加工費の低減を図ることができる。そして、出力ライン及び圧力検出ラインがラインの一部を共用することによって、バルブブロックに空いたスペースを確保することができる。よって、このバルブブロックに設けられるタンク内圧力計測用回路、及びその他の回路の設計の自由度を拡げることができる。また、出力ラインにおいて、圧力検出ラインが分岐する分岐部から上流側のラインには、開閉弁が設けられているので、開閉弁が開状態のときに、タンク内の圧力を圧力センサによって検出することができる。
【００２７】
この発明に係るタンク内圧力計測用回路において、前記圧力センサが、金属製ダイアフラム式であるものとすることができる。
【００２８】
この圧力センサによると、金属製ダイアフラムに設けられている例えば歪みゲージが、この金属製ダイアフラムのタンク内圧力による変形を圧力検出信号に変換してタンク内の圧力を検出することができる。そして、金属製のダイアフラムを使用するのは、ダイアフラムの強度が高いためであり、これによってタンク内の高圧力を検出することができる。また、例えばタンク内に充填される流体によって、金属製ダイアフラムが脆化又は腐食することによって破損したとしても、過流防止装置によってタンク内の流体の流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすることができる。
【００２９】
本発明に係るタンク装置は、本発明のタンク内圧力計測用回路が、燃料電池車、水素エンジン車又は圧縮天然ガス車用の前記タンクの開口部に取り付けられ、前記タンク内に水素ガス又は天然ガスの流体が充填されるものである。
【００３０】
本発明に係るタンク装置によると、本発明のタンク内圧力計測用回路を備えているので、上記と同様に、圧力センサが破損することがあったとしても、過流防止装置によってタンク内の流体の流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすることができる。その結果、流体の流出による周囲環境に対する影響を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るタンク内圧力計測用回路によると、圧力センサが機械的に破損して、この圧力センサからタンク内の流体が外部に流出する状態となったときに、過流防止装置によってタンク内の流体の流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすることができる。これによって、タンク内の流体の流出による損失を低減することができ、その流体の流出が周囲環境に影響を及ぼすものである場合は、周囲環境に対する影響を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の第１実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図２】同第１実施形態に係るタンク内圧力計測用回路に使用されている圧力センサの要部拡大断面図である。
【図３】同第１実施形態に係るタンク内圧力計測用回路に使用されている過流防止装置を示す拡大縦断面図である。
【図４】同発明の第２実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図５】同発明の第３実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図６】同発明の第４実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図７】同発明の第５実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図８】同発明の第６実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図９】同発明の第７実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図１０】同発明の第８実施形態に係るタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図１１】従来のタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【図１２】従来の他のタンク内圧力計測用回路を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第１実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。このタンク内圧力計測用回路１７を備えるタンク装置１８は、例えば燃料電池車、水素エンジン車や圧縮天然ガス車に搭載されて、燃料タンク装置として使用することができるものである。このタンク装置１８は、図１に示すように、タンク１９と、このタンク１９の開口部２０に設けられている容器元弁タイプのバルブユニット２１とを備えている。
【００３４】
タンク１９は、水素ガスや天然ガス等の流体を高圧で充填及び貯留することができる有底円筒状の容器であり、図示しないタンク本体を有している。そして、このタンク１９には、開口部２０が形成され、この開口部２０が形成する開口２０ａは、タンク本体の内部空間１９ａと連通している。
【００３５】
この図１に示す開口部２０は、略円筒状であって、タンク本体よりも小さい直径であり、内周面に雌ねじ部が形成されている。この開口部２０は、口金部とも呼ばれるものである。
【００３６】
バルブユニット２１は、図１に示すように、例えば金属製のバルブブロック２２を有し、このバルブブロック２２は、タンク１９の開口部２０の内側に螺合して装着されている。つまり、この図１に示すバルブブロック２２の下部に小径部２２ａが形成され、この小径部２２ａの外周面に形成されている雄ねじ部が、開口部２０の内周面に形成されている雌ねじ部に螺合している。そして、このタンク１９の開口部２０の内周面と、バルブブロック２２の外周面との隙間は、図示しないシール構造によって密封されている。
【００３７】
また、このバルブユニット２１は、図１に示すように、圧力検出ライン２３、充填ライン２４、出力ライン２５、及び放出ライン２６を備えており、各ラインは、孔で形成された通路である。
【００３８】
圧力検出ライン２３は、図１に示すように、バルブブロック２２に設けられ、同図に示す圧力センサ２７にタンク１９内の圧力を導くためのラインである。この圧力検出ライン２３の入口２３ａは、バルブブロック２２の下部に形成されている小径部２２ａの下面で開口し、タンク１９内に向かっている。そして、圧力検出ライン２３の出口２３ｂは、バルブブロック２２の上部に形成されている大径部２２ｂの上面で開口し、外部に向かっている。
【００３９】
そして、図１に示すように、この圧力検出ライン２３の出口２３ｂに圧力センサ２７が取り付けられている。更に、圧力検出ライン２３の途中に過流防止装置２８が設けられている。この過流防止装置２８は、圧力センサ２７の上流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に配置され、かつ、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の外側（オンタンク）に設けられている。
【００４０】
圧力センサ２７は、図１に示すように、タンク１９内の圧力を検出するためのものであって、図２に示すように、ダイアフラム式のものである。この圧力センサ２７が備えるダイアフラム２９は、例えば金属製であり、センサケース３０に取り付けられ、ダイアフラム２９の内側表面には、複数の歪みゲージ３１が取り付けられている。
【００４１】
また、圧力センサ２７は、図２に示すように、センサケース３０の下部の外周面に雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部は、図１に示す圧力検出ライン２３の出口２３ｂに形成されている雌ねじ部に螺合して取り付けられている。
【００４２】
この圧力センサ２７によると、金属製ダイアフラム２９に設けられている歪みゲージ３１が、この金属製ダイアフラム２９のタンク内圧力による変形を圧力検出信号に変換してタンク１９内の圧力を検出することができる。そして、この圧力センサ２７によって出力された圧力検出信号は、リード線３２を介して図示しない圧力表示部に出力されてタンク１９内の圧力が表示される。なお、金属製のダイアフラム２９を使用するのは、ダイアフラム２９の強度が高いためであり、これによってタンク１９内の高圧力（例えば３５ＭＰａ、７０ＭＰａ）を検出することができる。
【００４３】
過流防止装置２８は、例えば図３に示すものであって、この過流防止装置２８におけるタンク１９の内部空間１９ａ側の入口圧力Ｐ１と圧力センサ２７側の圧力Ｐ２との差圧ＰＳ（＝Ｐ１−Ｐ２）が、予め定める設定差圧ＰＴ以上になったときに、圧力検出ライン２３を開放する開状態から圧力検出ライン２３を閉塞する閉状態に切換わるように作動するものである。
【００４４】
この過流防止装置２８は、図３に示すように、バルブブロック２２内に弁体３３が所定の軸線方向に沿って摺動可能に設けられ、弁体３３が一方のＷ１方向に変位することによって、圧力検出ライン２３を開放する開状態から閉塞する閉状態に切換わることができる。そして、弁体３３が他方のＷ２方向に変位することによって、圧力検出ライン２３を閉塞する閉状態から開放する開状態に切換わることができる。
【００４５】
この弁体３３は、逆カップ状に形成され、側壁に孔３３ａが形成されている。この過流防止装置２８は、開状態において、入口２８ａから流入した流体は、矢印３４で示すように、弁体３３の入口２８ａ側の開口を通って弁体３３の内空間に流入し、孔３３ａを通って出口２８ｂから流出するように構成されている。
【００４６】
そして、弁体３３の孔３３ａが形成される部分は、流体の圧力を損失させる固定絞りとして機能する。従って、入口２８ａから流入する流体の圧力である入口圧力Ｐ１よりも、出口２８ｂから流出する流体の圧力である出口圧力Ｐ２が低くなって、入口圧力Ｐ１と出口圧力Ｐ２との間に差圧ＰＳ（＝Ｐ１−Ｐ２）が生じる。この差圧ＰＳによって、弁体３３は、Ｗ１方向への駆動力を受ける。また、バルブブロック２２内には、ばね部材３５が配置されており、弁体３３は、このばね部材３５によって、Ｗ２方向への駆動力を受ける。
【００４７】
この図３に示す過流防止装置２８によると、入口２８ａから流入する流体の流量が予め定める設定流量以上になると、差圧ＰＳが予め定める設定差圧ＰＴ以上になり、差圧ＰＳに基づくＷ１方向（閉弁方向）への駆動力が、ばね部材３５によるＷ２方向（開弁方向）への駆動力に打ち勝つこととなる。これによって弁体３３は、Ｗ１方向へ変位し、孔３３ａがこの弁体３３及びバルブブロック２２に形成された弁座３６によって塞がれ、過流防止装置２８は、閉状態に切換わることができる。
【００４８】
次に、上記のように構成されたタンク内圧力計測用回路１７、及びそれを備えるタンク装置１８によると、図１に示すように、流体が充填されているタンク１９内の圧力は、圧力検出ライン２３を通って圧力センサ２７に導かれ、圧力センサ２７によって検出することができる。この圧力センサ２７によって出力された圧力検出信号は、図示しない圧力表示部に出力されてタンク１９内の圧力が表示される。
【００４９】
そして、過流防止装置２８によると、例えば図１に示す圧力センサ２７が機械的に破損して、この圧力センサ２７からタンク１９内の流体が外部に流出する状態となった場合であって、この過流防止装置２８におけるタンク１９の内部空間１９ａ側の入口圧力Ｐ１と圧力センサ２７側の圧力Ｐ２との差圧ＰＳが、予め定める設定差圧ＰＴ以上になったときに、この圧力検出ライン２３を開放する開状態から圧力検出ライン２３を閉塞する閉状態に切換わるように作動することができる。これによって、タンク１９内の流体が圧力検出ライン２３を通って外部（大気中）に流出することを止めることができる。
【００５０】
このように、過流防止装置２８は、タンク１９内の流体の外部への流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすることができる。その結果、タンク１９内の流体の流出による損失を低減することができ、その流体の流出が周囲環境に影響を及ぼすものである場合は、周囲環境に対する影響を防ぐことができる。
【００５１】
なお、圧力センサ２７が破損する原因として、例えば金属製ダイアフラム２９が、タンク１９内に充填されている水素ガス等の流体によって脆性破壊したり、腐食性流体によって腐蝕破壊することが考えられる。また、図１に示すように、既製の圧力センサ２７は、バルブブロック２２の外表面に露出した状態で取り付けるものが一般的であるので、機械的衝撃を受けて破損することもある。
【００５２】
次に、図１に示す充填ライン２４、出力ライン２５、及び放出ライン２６、並びに各ラインに設けられている開閉弁３７、減圧弁３８、フィルタ３９、安全弁４０、及び逆止弁４１を説明する。
【００５３】
充填ライン２４は、図１に示すように、バルブブロック２２に設けられ、水素ガス等の流体を外部からタンク１９の内部空間１９ａに充填するときに使用されるラインである。この充填ライン２４の入口２４ａは、バルブブロック２２の上部に形成されている大径部２２ｂの外周面で開口し、外部に向かっている。そして、充填ライン２４の出口２４ｂは、バルブブロック２２の下部に形成されている小径部２２ａの下面で開口し、タンク１９内に向かっている。そして、この充填ライン２４の途中であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に逆止弁４１が設けられている。
【００５４】
この逆止弁４１は、流体を、充填ライン２４を通じてタンク１９内に充填するときには、開状態となり、流体をタンク１９内に充填することができる。そして、タンク１９内に流体が充填された状態では、閉状態となり、タンク１９内に充填された流体が充填ライン２４を通じて外部に流出しないようにすることができる。
【００５５】
出力ライン２５は、図１に示すように、バルブブロック２２に設けられ、タンク１９の内部空間１９ａに充填されている流体を外部に出力して、図示しない例えば燃料電池に供給するときに使用されるラインである。この出力ライン２５の入口２５ａは、バルブブロック２２の小径部２２ａの下面で開口し、タンク１９内に向かっている。そして、出力ライン２５の出口２５ｂは、バルブブロック２２の大径部２２ｂの外周面で開口し、外部に向かっている。そして、この出力ライン２５の途中に上流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）から順に、フィルタ３９、開閉弁３７及び減圧弁３８が設けられている。
【００５６】
ただし、フィルタ３９及び開閉弁３７は、図１に示すように、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けられている。減圧弁３８は、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の外側（オンタンク）であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に設けられている。
【００５７】
フィルタ３９は、タンク１９内の流体が出力ライン２５を通って流出するときに、その流体に含まれる異物等を除去するためのものである。
【００５８】
開閉弁３７は、例えば電磁弁で構成され、開閉動作することによって、出力ライン２５を開状態にしたり、閉状態にすることができるものである。開閉弁３７が開状態のときは、タンク１９内の流体を出力ライン２５に通して外部に流出させることができる。そして、開閉弁３７が閉状態のときは、タンク１９内の流体をタンク１９内に封じ込めることができる。
【００５９】
減圧弁３８は、タンク１９内の流体を出力ライン２５に通して外部に減圧した状態で流出させることができるものである。
【００６０】
放出ライン２６は、図１に示すように、バルブブロック２２に設けられ、タンク１９の内部空間１９ａに充填されている流体を外部に放出するためのラインである。この放出ライン２６の入口２６ａは、バルブブロック２２の小径部２２ａの下面で開口し、タンク１９内に向かっている。そして、放出ライン２６の出口２６ｂは、バルブブロック２２の大径部２２ｂの外周面で開口し、外部に向かっている。そして、この放出ライン２６の途中であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に安全弁４０が設けられている。
【００６１】
安全弁４０は、タンク１９内の圧力が規定圧力以上になったときに、又はタンク温度が規定温度以上になったときに、放出ライン２６を閉塞する閉状態から放出ライン２６を開放する開状態に切換わるように作動するものである。
【００６２】
この安全弁４０が設けられている放出ライン２６によると、例えば火災等によってタンク１９内の圧力が規定圧力以上になったときに、又はタンク温度が規定温度以上になったときに、この安全弁４０が作動して、放出ライン２６を閉塞する閉状態から放出ライン２６を開放する開状態に切換わり、タンク１９内の流体を外部に安全に放出することができる。
【００６３】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第２実施形態を、図４を参照して説明する。この図４に示す第２実施形態のタンク装置４３と、図１に示す第１実施形態のタンク装置１８とが相違するところは、図１に示す第１実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の外側（オンタンク）であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に設けたのに対して、図４に示す第２実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたところである。
【００６４】
これ以外は、第１実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００６５】
このようにすると、タンク１９の開口部２０を含むタンク１９自体によって、過流防止装置２８が外部から受ける衝撃等の外的要因によって損傷することを防止できる。これによって、圧力センサ２７が破損した場合に、タンク１９内の流体が圧力検出ライン２３を通って外部に放出されることを確実に防止することができる。
【００６６】
また、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側に配置することによって、過流防止装置２８がタンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりも外側に露出しないので、使用者等の要望に応じてコンパクトなタンク内圧力計測用回路４４（バルブユニット４５）及びタンク装置４３を提供することができる。
【００６７】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第３実施形態を、図５を参照して説明する。この図５に示す第３実施形態のタンク装置４７と、図１に示す第１実施形態のタンク装置１８とが相違するところは、図１に示す第１実施形態では、充填ライン２４と圧力検出ライン２３とが、互いに結合することなくそれぞれ別々に形成されているのに対して、図５に示す第３実施形態では、圧力検出ライン２３が、充填ライン２４における逆止弁４１の下流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）の分岐部４８から分岐するように設けられ、この圧力検出ライン２３の上流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）から順に、過流防止装置２８及び圧力センサ２７が設けられているところである。
【００６８】
これ以外は、第１実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００６９】
このように、充填ライン２４及び圧力検出ライン２３がラインの一部を共用すると、このタンク内圧力計測用回路４９（バルブユニット５０）及びタンク装置４７の構造を簡単でコンパクトにすることができ、加工費の低減を図ることができる。そして、充填ライン２４及び圧力検出ライン２３がラインの一部を共用することによって、バルブブロック２２に空いたスペースを確保することができる。よって、このバルブブロック２２に設けられるタンク内圧力計測用回路４９、及びその他の回路（バルブユニット５０）の設計の自由度を拡げることができる。また、充填ライン２４において、圧力検出ライン２３が分岐する分岐部４８から下流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）のラインは、タンク１９の内部空間１９ａと常時連通しているので、圧力センサ２７によって、タンク１９内の圧力を常時検出することができる。
【００７０】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第４実施形態を、図６を参照して説明する。この図６に示す第４実施形態のタンク装置５２と、図５に示す第３実施形態のタンク装置４７とが相違するところは、図５に示す第３実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の外側（オンタンク）であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に設けたのに対して、図６に示す第４実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたところである。
【００７１】
これ以外は、第３実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００７２】
このように過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンクの内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたことによって奏する作用及び効果は、図４に示す第２実施形態で説明したことと同様であるので、それらの説明を省略する。
【００７３】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第５実施形態を、図７を参照して説明する。この図７に示す第５実施形態のタンク装置５４と、図１に示す第１実施形態のタンク装置１８とが相違するところは、図１に示す第１実施形態では、放出ライン２６と圧力検出ライン２３とが、互いに結合することなくそれぞれ別々に形成されているのに対して、図７に示す第５実施形態では、圧力検出ライン２３が、放出ライン２６における安全弁４０の上流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）の分岐部５５から分岐するように設けられ、この圧力検出ライン２３の上流側（タンク１９の内部空間１９ａ側）から順に、過流防止装置２８及び圧力センサ２７が設けられているところである。
【００７４】
これ以外は、第１実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００７５】
このように、放出ライン２６及び圧力検出ライン２３がラインの一部を共用することによって、図５に示す第３実施形態と同様に、このタンク内圧力計測用回路５６（バルブユニット５７）及びタンク装置５４の構造を簡単でコンパクトにすることができ、加工費の低減を図ることができる等の作用及び効果を奏するので、それら説明を省略する。
【００７６】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第６実施形態を、図８を参照して説明する。この図８に示す第６実施形態のタンク装置５９と、図７に示す第５実施形態のタンク装置５４とが相違するところは、図７に示す第５実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の外側（オンタンク）であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に設けたのに対して、図８に示す第６実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたところである。
【００７７】
これ以外は、第５実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００７８】
このように過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたことによって奏する作用及び効果は、図４に示す第２実施形態で説明したことと同様であるので、それらの説明を省略する。
【００７９】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第７実施形態を、図９を参照して説明する。この図９に示す第７実施形態のタンク装置６２と、図１に示す第１実施形態のタンク装置１８とが相違するところは、図１に示す第１実施形態では、出力ライン２５と圧力検出ライン２３とが、互いに結合することなくそれぞれ別々に形成されているのに対して、図９に示す第７実施形態では、圧力検出ライン２３が、出力ライン２５の開閉弁３７と減圧弁３８との間の分岐部６３から分岐するように設けられ、この圧力検出ライン２３の上流側（タンクの内部空間１９ａ側）から順に、過流防止装置２８及び圧力センサ２７が設けられているところである。
【００８０】
これ以外は、第１実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００８１】
このように、出力ライン２５及び圧力検出ライン２３がラインの一部を共用することによって、図５に示す第３実施形態と同様に、このタンク内圧力計測用回路６４（バルブユニット６５）及びタンク装置６２の構造を簡単でコンパクトにすることができ、加工費の低減を図ることができる等の作用及び効果を奏するので、それら説明を省略する。
【００８２】
ただし、出力ライン２５において、圧力検出ライン２３が分岐する分岐部６３から上流側のラインには、開閉弁３７が設けられているので、開閉弁３７が開状態のときに、タンク１９内の圧力を圧力センサ２７によって検出することができる。
【００８３】
次に、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置の第８実施形態を、図１０を参照して説明する。この図１０に示す第８実施形態のタンク装置６７と、図９に示す第７実施形態のタンク装置６２とが相違するところは、図９に示す第７実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の外側（オンタンク）であって、バルブブロック２２の大径部２２ｂ内に設けたのに対して、図１０に示す第８実施形態では、過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたところである。
【００８４】
これ以外は、第７実施形態と同等であり、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００８５】
このように過流防止装置２８を、タンク１９の開口部２０の先端縁部２０ｂよりもタンク１９の内部空間１９ａ側（インタンク）であって、バルブブロック２２の小径部２２ａ内に設けたことによって奏する作用及び効果は、図４に示す第２実施形態で説明したことと同様であるので、それらの説明を省略する。
【００８６】
ただし、上記各実施形態では、タンク１９内に水素ガスが充填される例を挙げて説明したが、これ以外に、圧力センサ２７のダイアフラム２９を脆化させたり、腐食させることがある流体（気体又は液体）をタンク１９に充填することができる。そして、この場合にも、上記各実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００８７】
そして、上記各実施形態では、例えば図１に示すように、過流防止装置２８がバルブブロック２２に内蔵されている構成としたが、これに代えて、過流防止装置２８をバルブブロック２２の外表面から露出するように配置して、この過流防止装置２８を、配管を介してバルブブロック２２の外表面に設けた構成としてもよい。そして、この過流防止装置２８の流体出口に圧力センサ２７を接続するようにする。
【００８８】
また、上記と同様に、図１等に示す逆止弁４１、安全弁４０、フィルタ３９、開閉弁３７、及び減圧弁３８を、配管を介してバルブブロック２２の外表面に設けた構成としてもよい。
【００８９】
そして、図１等に示すバルブブロック２２に形成された出力ライン２５、充填ライン２４、放出ライン２６、及び圧力検出ライン２３は、孔で形成された通路としたが、これに代えて、バルブブロック２２の内部に流路を形成することによって各ラインを形成してもよい。
【００９０】
また、上記各実施形態のタンク装置は、例えば燃料電池車、水素エンジン車や圧縮天然ガス車に搭載されて、燃料タンク装置として使用するものを例に挙げたが、これ以外にも、酸素ボンベやアセチレンガスが充填されるボンベ等にも適用することができ、更に、液体を所望の圧力で充填されるタンク装置にも適用することができる。
【００９１】
更に、上記各実施形態では、圧力センサ２７として金属製ダイアフラム式のものを例に挙げて説明したが、金属以外の材質のダイアフラムを使用してもよいし、ダイアフラム式以外の方式の圧力センサとしてもよい。また、電気式の圧力センサ２７を例に挙げたが、測定圧力に応じてこれ以外の例えばブルドン管式の圧力計を採用してもよい。
【００９２】
そして、上記各実施形態では、図３に示す過流防止装置２８を例に挙げて説明したが、これ以外の構成の過流防止装置を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明に係るタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置は、圧力センサが機械的に破損して、この圧力センサからタンク内の流体が外部に流出する状態となったときに、タンク内の流体の流出を短時間で確実に止めることができ、少ない流出量となるようにすることができる優れた効果を有し、このようなタンク内圧力計測用回路及びそれを備えるタンク装置に適用するのに適している。
【符号の説明】
【００９４】
１７、４４、４９、５６、６４  タンク内圧力計測用回路
１８、４３、４７、５２、５４、５９、６２、６７  タンク装置
１９  タンク
１９ａ  内部空間
２０  開口部
２０ａ  開口
２０ｂ  先端縁部
２１、４５、５０、５７、６５  バルブユニット
２２  バルブブロック
２２ａ  小径部
２２ｂ  大径部
２３  圧力検出ライン
２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２８ａ  入口
２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２８ｂ  出口
２４  充填ライン
２５  出力ライン
２６  放出ライン
２７  圧力センサ
２８  過流防止装置
２９  ダイアフラム
３０  センサケース
３１  歪みゲージ
３２  リード線
３３  弁体
３３ａ  孔
３４  矢印
３５  ばね部材
３６  弁座
３７  開閉弁
３８  減圧弁
３９  フィルタ
４０  安全弁
４１  逆止弁
４８、５５、６３  分岐部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011179528.tif 000011
【図１０】
2011179528.tif 000012
【図１１】
2011179528.tif 000013
【図１２】
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