(57)【要約】【課題】ドーム部にＭＨを充填することができるとともに、ドーム部に充填されたＭＨが部分的に圧密化することを抑制する。【解決手段】水素貯蔵タンク１１は、タンク本体１２と、複数の仕切り部２５と、ＭＨ粉末Ｐが外部に放出されることを阻止するとともに、水素が流通可能なフィルタとしての水素流通管１３とを備えている。タンク本体１２は、両端が開口した中空形状の胴部１５を備え、胴部１５の開口端部１５ａには、ドーム部１６，１７が溶接によって接合されている。また、胴部１５内に複数の仕切り部２５が設けられることで、ＭＨ粉末Ｐを収容する複数の第１収容室２９が区画されている。また、ドーム部１６内には、ドーム部１６内の空間を複数の第２収容室３０ａ，３０ｂに区画するとともに、第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐを保持する第２仕切り部材としての延長部２６，２７が設けられている。【選択図】図１
2008303956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した中空形状の胴部を有するとともに、少なくともいずれか一方の端部がドーム部として形成された密閉可能なタンク本体と、
前記胴部内に設けられた第１仕切り部材と、
前記胴部内の空間が前記第１仕切り部材によって区画されることで形成され、水素吸蔵合金を収容した第１収容室と、
少なくとも一つの前記ドーム部内に設けられた第２仕切り部材と、
前記ドーム部内の空間が前記第２仕切り部材によって区画されることで形成され、水素吸蔵合金を収容した第２収容室と、
前記タンク本体内に設けられ、前記水素吸蔵合金が前記タンク本体の外部へ放出されることを阻止するとともに、水素が前記タンク本体の外部と流通可能な水素流通部と、を備えている水素貯蔵タンク。
【請求項２】
前記第２仕切り部材は、前記第１仕切り部材から前記ドーム部内に延長された延長部で形成されている請求項１に記載の水素貯蔵タンク。
【請求項３】
前記第２仕切り部材は、前記第１仕切り部材とは別部材であるとともにハニカム状に形成されている請求項１に記載の水素貯蔵タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素吸蔵合金を利用した水素貯蔵タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素貯蔵タンクとしては、粉末化された水素吸蔵合金（以下、ＭＨという）を内部に収容し、ＭＨに水素を吸蔵させて貯蔵を行うとともに、ＭＨから水素を放出させて利用するものが知られている。ところが、このような水素貯蔵タンクにおいて、ＭＨを内部で保持せずに収容するとＭＨは沈降して部分的に圧密化し、その状態でＭＨが水素を吸蔵して膨張するとタンクに局部的に過大な応力が発生して悪影響を及ぼすことがあった。
【０００３】
そこで、図４に示すように、タンク本体１を筒状の胴部２と、胴部２の両端にそれぞれ設けられ、胴部２の開口を覆うドーム部３とから構成し、胴部２内に胴部２内の空間を複数の収容室４に区画する複数の仕切り部材５が設けられた水素貯蔵タンク６が考えられている。この水素貯蔵タンク６では、ＭＨ７が複数の収容室４毎に別々に収容され、ＭＨ７は収容されている収容室４内で沈降するのみであるため、胴部２内におけるＭＨ７の部分的な圧密化は抑制される。
【０００４】
また、ＭＨの部分的な圧密化を防止する水素貯蔵タンクの一種として、内部にＭＨが充填されたハニカム構造体が挿入され、ハニカム構造体の上下端部には緩衝材を設けるとともに、水素貯蔵タンクの外部にはエロフィンが巻き付けられた水素吸蔵合金収容容器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この水素吸蔵合金収容容器では、ハニカム構造体に設けられた複数のセル内に水素吸蔵合金が充填され、この水素吸蔵合金が偏ることをハニカム構造体と緩衝材とによって抑制している。
【０００５】
また、その他に、筒状の第１ライナ構成部材と、第１ライナ構成部材の両端開口を閉鎖する一対の第２ライナ構成部材とにより構成され、一対の第２ライナ構成部材の周壁部内において互いに対応する位置に補強壁が設けられた圧力容器用ライナが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１００９２６号公報
【特許文献２】特開２００５−６１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水素貯蔵タンクを水素エンジンあるいは燃料電池自動車の燃料タンクとした場合、供給可能な水素量を維持したままコンパクトにする必要があるため、水素貯蔵タンクの単位体積当たりに充填可能な水素量を増やすことが要求される。そこで、図４に示すような筒状の胴部２の両側にドーム部３を有する形状に形成された水素貯蔵タンクでは、水素充填密度を高めるためにドーム部３内の空間ＳにＭＨを充填することも考えられる。しかし、この場合、ドーム部３内の空間Ｓに充填されたＭＨは沈降し、タンク本体１のドーム部３における下部でＭＨが部分的に圧密化し、ＭＨが膨張した際には局部的に過大な応力が発生するという不具合が生じることがある。
【０００７】
また、特許文献１に記載された水素吸蔵合金収納容器では、ハニカム構造体の上下端部に緩衝材を設けており、この緩衝材によって容器の端に合金が偏ることを防止しているが、容器の端において合金が充填されることはない。したがって、この水素吸蔵合金収納容器は、水素吸蔵合金の充填密度を高めるものではなく、ドーム部においてＭＨを充填することについての配慮はなされていない。
【０００８】
また、特許文献２に記載された圧力容器用ライナにおいて、第２ライナ構成部材の周壁部内に設けられた補強壁は圧力容器用ライナの長さ方向の力に対する耐圧強度を増大するために設けられた部材である。したがって、第２ライナ構成部材に設けられた補強壁は第２ライナ構成部材内の空間を区画することを目的として設けられたものではなく、この圧力容器用ライナでは第２ライナ構成部材内にＭＨを充填した際に、第２ライナ構成部材内のＭＨが沈降して部分的に圧密化した場合の問題について配慮していない。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ドーム部内にＭＨを充填することができるとともに、ドーム部内に充填されたＭＨが部分的に圧密化することを抑制できる水素貯蔵タンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、両端が開口した中空形状の胴部を有するとともに、少なくともいずれか一方の端部がドーム部として形成された密閉可能なタンク本体と、前記胴部内に設けられた第１仕切り部材と、前記胴部内の空間が前記第１仕切り部材によって区画されることで形成され、水素吸蔵合金を収容した第１収容室と、少なくとも一つの前記ドーム部内に設けられた第２仕切り部材と、前記ドーム部内の空間が前記第２仕切り部材によって区画されることで形成され、水素吸蔵合金を収容した第２収容室と、前記タンク本体内に設けられ、前記水素吸蔵合金が前記タンク本体の外部へ放出されることを阻止するとともに、水素が前記タンク本体の外部と流通可能な水素流通部とを備えていることを要旨とする。ここで、「密閉可能」とは、タンク本体にバルブ等を取り付けて、タンク本体内を密閉空間にできることをいう。
【００１１】
この発明では、ドーム部内に区画された第２収容室に水素吸蔵合金を充填することができ、第２収容室に水素吸蔵合金を充填した分だけ水素貯蔵タンク内における水素吸蔵合金の充填量を高密度にすることができる。
【００１２】
また、水素吸蔵合金による水素の吸蔵及び放出が繰り返し行われることで水素吸蔵合金が微粉末化しても、ドーム部内の水素吸蔵合金は収容されている第２収容室内で保持される。したがって、ドーム部内の水素吸蔵合金が沈降しても、ドーム部内における全ての水素吸蔵合金が一部分に集中することはないため、ドーム部内に収容された水素吸蔵合金が部分的に圧密化することは抑制される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２仕切り部材は、前記第１仕切り部材から前記ドーム部内に延長された延長部で形成されていることを要旨とする。
【００１４】
この発明では、第２仕切り部材は第１仕切り部材を延長することで構成されるため、第１仕切り部材と第２仕切り部材とを接合する作業や、ドーム部内に第２仕切り部材を取り付ける作業を行う必要がない。したがって、第２仕切り部材が第１仕切り部材とは別部材である場合に比べて、製造が容易である。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２仕切り部材は、前記第１仕切り部材とは別部材であるとともにハニカム状に形成されていることを要旨とする。
【００１６】
この発明では、容積が小さい第２収容室を容易に多数設けることができるため、水素吸蔵合金の部分的な圧密化をより抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ドーム部にＭＨを充填することができるとともに、ドーム部に充填されたＭＨが部分的に圧密化することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１にしたがって説明する。なお、図１（ａ）の右側ではＭＨ粉末Ｐが充填されていない状態の水素貯蔵タンクを図示し、図１（ａ）の左側ではＭＨ粉末Ｐが充填された状態の水素貯蔵タンクを図示する。
【００１９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、水素貯蔵タンク１１には、略円筒形状で、かつ両側がドーム形状であるタンク本体１２内に、タンク本体１２の長手方向略全体に亘って直線状に延びる水素流通管１３と、金属製（例えば、アルミニウム合金製）の板材からなり、熱伝導性を有するフィン１４とが設けられている。
【００２０】
タンク本体１２は金属製（例えば、アルミニウム製）であるとともに、水素が満充填されて内部が所定の圧力（例えば、１０ＭＰａ）となった場合でも十分耐えることができる強度を有している。図１（ａ）に示すように、タンク本体１２は円筒状の胴部１５と、胴部１５の開口端部１５ａに溶接によって接合され、胴部１５の両端に形成されている開口を覆う二つのドーム部１６，１７とを備えている。
【００２１】
ドーム部１６はタンク本体１２の第１端部を構成するとともに、その中心部分に図示しないねじ孔が設けられている。なお、ねじ孔には図示しないねじが螺合されている。ドーム部１６に対して胴部１５を間に挟んで相対するドーム部１７はタンク本体１２の第２端部を構成するとともに、外側に突出するように形成された装着部２２が設けられている。装着部２２にはドーム部１７内の空間と連通する孔部１８が設けられるとともに、バルブ１９が装着されている。
【００２２】
バルブ１９はその一部が孔部１８に挿入されるとともに、バルブ１９のポートが切り換えられることで水素貯蔵タンク１１の使用状態が水素放出状態と水素充填状態との間で切り換えられるように構成されている。バルブ１９のポートと水素流通管１３の水素流通経路２１とは連通している。なお、バルブ１９と孔部１８との間には図示しないシールリングが介装されている。
【００２３】
水素流通部としての水素流通管１３は多孔質材からなり水素が厚さ方向に流通（透過）可能な筒壁２０と、水素が流通可能な水素流通経路２１とから構成されている。水素流通管１３は、微粉末化したＭＨ粉末Ｐの通過を阻止するフィルタとしての機能を有するとともに、ドーム部１６からドーム部１７に亘って延びている。なお、水素流通管１３において、タンク本体１２の第１端部側に位置する端部は開口しておらず、ＭＨ粉末Ｐが水素流通経路２１内に流入しないようになっている。また、図１（ｂ）に示すように、水素流通管１３にはその外周面に水素流通管１３の周方向に等間隔に複数の溝２３が形成されている。溝２３は水素流通管１３の全長において直線状に延びるとともに、水素流通管１３の軸方向に沿って延びるフィン１４の第１端部２４が嵌着されている。
【００２４】
フィン１４はその全長が胴部１５（図１参照）の全長より長くなるように形成されるとともに、水素流通管１３の外周に取り付けられている。図１（ｃ）に示すように、フィン１４において、胴部１５内に存在する部位は第１仕切り部材としての仕切り部２５として構成されている。フィン１４において、仕切り部２５からドーム部１６側に延長された部位であり、かつ、胴部１５の開口端部１５ａよりドーム部１６側に存在する部位は第２仕切り部材としての延長部２６として構成されている。また、フィン１４において、仕切り部２５からドーム部１７側に延長された部位であり、かつ、胴部１５の開口端部１５ａよりドーム部１７側に存在する部位は第２仕切り部材としての延長部２７として構成されている。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、仕切り部２５は、略矩形状に形成されるとともに、その長手方向が水素流通管１３の軸方向と平行になるように延び、かつ、その短手方向が胴部１５の径方向と平行に延びている。そして、仕切り部２５の第２端部２８は胴部１５の内壁面に当接するとともに、複数の仕切り部２５と胴部１５とによってＭＨ粉末Ｐを収容する第１収容室２９を複数区画している。
【００２６】
複数の延長部２６，２７はドーム部１６，１７内の空間をドーム部１６，１７の周方向に均等に区画することで細分化して複数の第２収容室３０ａ，３０ｂを形成するとともに、第２収容室３０ａ，３０ｂ内に収容されたＭＨ粉末Ｐは延長部２６，２７と接している。延長部２６，２７は、円弧状の第２端部２６ａ，２７ａがドーム部１６，１７の内壁面と当接するとともに、ＭＨ粉末Ｐ及びタンク本体１２と熱伝導可能に構成されている。ドーム部１６内に配設された延長部２６は、ドーム部１６の径方向に沿って延びる端部とドーム部１６の内壁面との間に隙間３２が形成されるように延びている。隙間３２は各第２収容室３０ａと連通するとともに、図示しないねじ孔と連通している。なお、隙間３２を介して各第２収容室３０ａ同士は連通されるとともに、第１収容室２９と第２収容室３０ａ，３０ｂとは共通の室である。そして、水素流通管１３の軸方向と直交するとともに胴部１５の第１端部側の開口端部１５ａを通る仮想平面Ｔ１より隙間３２側の空間が第２収容室３０ａであり、水素流通管１３の軸方向と直交するとともに胴部１５の第２端部側の開口端部１５ａを通る仮想平面Ｔ２よりバルブ１９側の空間が第２収容室３０ｂである。
【００２７】
また、ドーム部１７内に設けられた延長部２７には、ドーム部１７の径方向に沿って延びる端部に第２収容室３０ｂにおけるバルブ１９側の開口を閉塞する端壁３３が溶接によって接合されている。なお、端壁３３に設けられた貫通孔３４には水素流通管１３が貫通されている。
【００２８】
次に、水素貯蔵タンク１１の製造方法について説明する。
まず、水素流通管１３に形成された全ての溝２３にそれぞれフィン１４の第１端部２４を嵌着することで水素流通管１３に対し複数のフィン１４を取り付ける。その後、水素流通管１３を端壁３３の貫通孔３４に貫通させたうえで、端壁３３を延長部２７のドーム部１７の径方向に沿って延びる端部に対して溶接によって取り付ける。
【００２９】
次に、胴部１５内に水素流通管１３及びフィン１４を挿通し、水素流通管１３の両端部及び延長部２６，２７が胴部１５の開口から外側に突出した状態に配置する。さらにドーム部１６を胴部１５の開口端部１５ａに溶接によって接合してドーム部１６内に複数の延長部２６を配置し、ドーム部１７を胴部１５の開口端部１５ａに溶接によって接合することでドーム部１７内に複数の延長部２７を配置する。
【００３０】
次に、ドーム部１７を下側にした状態で、ドーム部１６に形成された図示しないねじ孔に挿通される筒部を備えたロート状の充填用治具を使用して水素貯蔵タンク１１に対してＭＨ粉末Ｐの充填を行う。ねじ孔から隙間３２に向けて供給されたＭＨ粉末Ｐは、各第１収容室２９及び各第２収容室３０ａ，３０ｂに移動する。そして、全ての第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂにＭＨ粉末Ｐが充填された後、充填用治具が取り外され、ねじ孔に図示しないねじを螺合してＭＨ粉末Ｐの充填が完了する。そして、孔部１８にバルブ１９が取り付けられて、水素貯蔵タンク１１の製造が完了する。
【００３１】
次に、前記のように構成された水素貯蔵タンク１１の作用を燃料電池搭載電気自動車に使用する場合を例に説明する。
水素貯蔵タンク１１は図示しない筒状のハウジング内に横置き状態で配置される。ハウジングにはその内周面に熱媒（水、オイル、エンジンクーラント等）が流れる図示しない熱媒流路が形成され、ハウジング内に水素貯蔵タンク１１が配置されると熱媒流路を流れる熱媒がタンク本体１２の外周面と接するように構成されている。そして、内部に水素貯蔵タンク１１が配置されたハウジングを燃料電池搭載電気自動車に取り付けることで、水素貯蔵タンク１１は燃料電池自動車に搭載される。
【００３２】
ここで、水素貯蔵タンク１１から水素供給先としての燃料極に水素を供給する際には、バルブ１９が水素放出状態に切り換えられて水素貯蔵タンク１１から水素が放出される。水素貯蔵タンク１１から放出された水素は、バルブ１９と接続されている図示しないパイプを介して燃料極に供給される。水素貯蔵タンク１１から水素が放出されると、ＭＨ粉末Ｐの水素吸蔵・放出反応が放出側へ移動してＭＨ粉末Ｐから水素が放出される。ここで、水素の放出は吸熱反応であるので水素の放出に必要な熱が熱媒により供給されないと、ＭＨ粉末Ｐは顕熱を消費して水素を放出するためその温度が低下する。しかし、熱媒流路を所定温度の熱媒が流れることで、水素貯蔵タンク１１と熱交換が行われ、ＭＨ粉末Ｐはタンク本体１２及びフィン１４を介して予め設定された温度に加熱されて、水素放出の反応が円滑に進行する。
【００３３】
第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐが水素を放出する際、ＭＨ粉末Ｐは水素貯蔵タンク１１の長手方向全体において水素を放出する。放出された水素は筒壁２０の微細な孔を経て水素流通経路２１に至り、水素流通経路２１からバルブ１９を介して水素貯蔵タンク１１の外部へ放出され、燃料極へと供給される。ＭＨ粉末Ｐの温度は、熱媒の温度あるいは流量が調整されることで水素の放出反応が円滑に進行する温度に保持され、燃料電池で必要な水素量に対応した水素が放出されるように水素の放出が効率よく行われる。ここで、ＭＨ粉末Ｐは第１収容室２９内だけでなくドーム部１６，１７内の第２収容室３０ａ，３０ｂにも収容されているため、タンク本体の胴部内に形成された収容室だけでＭＨ粉末Ｐを収容する場合に比べて水素貯蔵タンク１１内におけるＭＨ粉末Ｐの充填密度は高くなり、単位体積当たりに充填可能な水素量も増加する。そのため、水素貯蔵タンク１１を搭載した燃料電池自動車が連続して走行した場合に、従来の水素貯蔵タンクでは、水素貯蔵タンクから燃料電池に必要な水素量を供給できなくなっていた距離より長い距離を走行しても、水素貯蔵タンク１１は燃料電池で必要な水素量に対応した水素を供給することができる。
【００３４】
また、水素を放出した水素貯蔵タンク１１に再び水素を充填、即ちＭＨ粉末Ｐに水素を吸蔵させる場合は、バルブ１９が水素充填状態に切り換えられて水素をバルブ１９から水素流通管１３の水素流通経路２１に流入させる。水素流通経路２１内に流入した水素は、水素貯蔵タンク１１の長手方向全体に亘って流通し、筒壁２０の微細な孔を経て第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに至り、その後、第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐと反応して水素化物となることでＭＨ粉末Ｐに吸蔵される。なお、ＭＨ粉末Ｐに対する水素の供給は、水素貯蔵タンク１１内が所定の圧力（例えば、１０ＭＰａ）となるまで行われ、第２収容室３０ａ，３０ｂでＭＨ粉末Ｐを収容する分だけ水素貯蔵タンク１１内における水素充填密度は高くなるため、より多くの水素をＭＨ粉末Ｐに吸蔵させることができる。
【００３５】
ここで、水素の吸蔵反応は発熱反応であるので、水素の吸蔵反応で発生した熱を除去しないと吸蔵反応は円滑に進行しない。しかし、水素を充填する際には熱媒流路に低温の熱媒が流れるため、熱媒と水素貯蔵タンク１１との熱交換が行われる。この時、ＭＨ粉末Ｐから発生した熱はタンク本体１２及びフィン１４を介して熱媒に吸熱され水素貯蔵タンク１１外に運搬される。したがって、ＭＨ粉末Ｐの温度は水素の吸蔵反応が円滑に進行する温度に保持され、水素の吸蔵が効率よく行われる。
【００３６】
また、ドーム部１６，１７内におけるＭＨ粉末Ｐは複数の第２収容室３０ａ，３０ｂにおいて別々に保持されているため、ＭＨ粉末Ｐが沈降しても各第２収容室３０ａ，３０ｂの下部に集まるだけであり、ドーム部１６，１７内に収容されたＭＨ粉末Ｐ全部がドーム部１６，１７の下部に集中して圧密化することはない。そのため、ＭＨ粉末Ｐが水素を吸蔵して膨張した場合でも、ドーム部１６，１７の下部において局部的に過大な応力が発生してドーム部１６，１７が損傷するという不具合が生じることは回避される。なお、水素流通管１３はＭＨ粉末Ｐに対するフィルタとしての機能を有しているため、第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されているＭＨ粉末Ｐが微粉化しても、ＭＨ粉末Ｐが水素貯蔵タンク１１の外部に漏れることは抑制される。また、各第１収容室２９に収容されているＭＨ粉末Ｐにおいて自身が収容されている収容室からその他の第１収容室２９及びその他の第１収容室２９と連通する第２収容室３０ａ，３０ｂに移動することは抑制される。同様に、各第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されているＭＨ粉末Ｐにおいて自身が収容されている収容室からその他の第２収容室３０ａ，３０ｂ及びその他の第２収容室３０ａ，３０ｂと連通する第１収容室２９に移動することは抑制される。
【００３７】
この実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１）水素貯蔵タンク１１には、ドーム部１６，１７内に第２仕切り部材としての複数の延長部２６，２７が設けられ、複数の延長部２６，２７はそれぞれドーム部１６，１７内の空間を複数の第２収容室３０ａ，３０ｂに区画している。したがって、ドーム部１６，１７内に形成された第２収容室３０ａ，３０ｂにＭＨ粉末Ｐを充填しても、ＭＨ粉末Ｐが沈降してドーム部１６，１７の下部で圧密化することを抑制できる。
【００３８】
（２）ドーム部１６，１７内に区画された第２収容室３０ａ，３０ｂにＭＨ粉末Ｐを充填することができる。したがって、第２収容室３０ａ，３０ｂにＭＨ粉末Ｐを充填した分だけ、水素貯蔵タンク１１内におけるＭＨ粉末Ｐの充填量を高密度にすることができ、単位体積当たりに充填可能な水素量を増加させることができる。
【００３９】
（３）第２仕切り部材としての延長部２７は、仕切り部２５からドーム部１６，１７内に延長されることで形成されている。したがって、胴部１５内に設けられた第１仕切り部材と、第２仕切り部材との接合や、第２仕切り部材をドーム部１６，１７内に取り付ける作業を行う必要がない。したがって、第１仕切り部材としての仕切り部２５とは別部材の第２仕切り部材を設ける場合に比べて、水素貯蔵タンクの製造が容易である。
【００４０】
（４）水素貯蔵タンク１１は熱媒流路を流れる熱媒と熱交換を行うことができる状態で使用される。したがって、水素貯蔵タンク１１を使用する際には、水素貯蔵タンク１１内に収容されたＭＨ粉末Ｐを熱媒によって加熱及び冷却することができるため、ＭＨ粉末Ｐによる水素の放出及び吸蔵を効率よく行わせることができる。
【００４１】
（５）水素流通管１３は多孔質材からなるとともに、水素が厚さ方向に流通可能な筒壁２０と、水素が流通可能な水素流通経路２１とから構成されている。そして、水素流通管１３の外周面は第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに面している。したがって、水素流通管１３はＭＨ粉末Ｐから放出された水素をバルブ１９のポートにまで流通させ、なおかつ、第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐが外部へ漏れることを阻止することができる。
【００４２】
（６）フィン１４によってタンク本体１２内の空間が周方向に区画されることで第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂは形成され、かつ、水素流通管１３の外周面は第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに面している。したがって、各第１収容室２９に収容されているＭＨ粉末Ｐにおいて、自身が収容されている収容室からその他の第１収容室２９及びその他の第１収容室２９と連通する第２収容室３０ａ，３０ｂに移動することを抑制できる。同様に、各第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されているＭＨ粉末Ｐにおいて、自身が収容されている収容室からその他の第２収容室３０ａ，３０ｂ及びその他の第２収容室３０ａ，３０ｂと連通する第１収容室２９に移動することを抑制できる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図２にしたがって説明する。なお、図２（ａ）の右側ではＭＨ粉末Ｐが充填されていない状態の水素貯蔵タンクを図示し、図２（ａ）の左側ではＭＨ粉末Ｐが充填された状態の水素貯蔵タンクを図示する。この実施形態は、タンク本体４０が金属製のライナ４１とライナ４１の外側に形成された繊維強化樹脂層４２とによって２層構造に形成された点と、タンク本体４０内に熱媒配管４３を設けた点とが主に前記第１実施形態と異なっている。第１実施形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、タンク本体４０は、細長い中空形状に形成されるとともに、両側がドーム形状に形成されたライナ４１と、ライナ４１の外面の略全域を覆う繊維強化樹脂層４２とを備えている。
【００４５】
ライナ４１は例えばアルミニウム合金を材質とし、水素貯蔵タンク４４の気密性を確保している。ライナ４１は、胴部１５と、胴部１５の開口端部１５ａに接合されているドーム部４５，４６とによって構成されている。
【００４６】
繊維強化樹脂層４２は、胴部１５及びドーム部４５，４６の外面を覆うように形成されるとともに、この実施形態では炭素繊維を強化繊維としたＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）で構成され、水素貯蔵タンク４４の耐圧性を確保している。繊維強化樹脂層４２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タンク本体４０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。
【００４７】
タンク本体４０の第１端部を構成するドーム部４５には、その中心部にＭＨ注入孔部４７が設けられるとともに、ＭＨ注入孔部４７にはねじ４８が螺合されている。タンク本体４０の第２端部を構成するドーム部４６には、その内側に円柱状に形成された凹部４９が設けられるとともに、外側に突出するように形成された装着部５０が設けられ、装着部５０には外部に開口する孔部５１が形成されている。
【００４８】
凹部４９には、熱媒が流通する熱媒配管４３をドーム部４６へ取り付けるための取り付け部となる略環形状のヘッダ部５２が嵌合固定されている。なお、凹部４９の周面とヘッダ部５２の外周面との間には、図示しないシールリングが介装されており、第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐがヘッダ部５２と凹部４９との間から漏れることは防止されている。
【００４９】
ヘッダ部５２には各熱媒配管４３の上流側端部と、装着部５０に形成された通路５３とを連通させる図示しない流路と、各熱媒配管４３の下流側端部と、装着部５０に形成された通路５４とを連通させる図示しない流路とが形成されている。また、ヘッダ部５２には水素流通管１３が貫通可能な孔５５が設けられるとともに、水素流通管１３は孔５５を貫通して第２端部側の水素通過口部１３ａが孔部５１に嵌着されている。なお、ヘッダ部５２の内周面と水素流通管１３の外周面との間には図示しないシールリングが介装されている。ヘッダ部５２には、ロウ付けや溶接等によって熱媒配管４３の端部が固着されることで、熱媒配管４３がヘッダ部５２に複数本（本実施形態では２本）設けられる。
【００５０】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、熱媒配管４３はタンク本体４０の第２端部側から第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂを通って、タンク本体４０の第１端部側にまで到達した後、略Ｕ字状に湾曲し、再び、タンク本体４０の第２端部側にまで到達するように延びている。熱媒配管４３は、タンク本体４０の長手方向略全体に亘って存在するとともに、第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂを区画するフィン１４と接している。すなわち、熱媒配管４３のうち、タンク本体４０の第２端部側からタンク本体４０の第１端部側に延びる部位及びタンク本体４０の第１端部側からタンク本体４０の第２端部側に延びる部位は、それぞれ第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂを区画する二つのフィン１４と接している。なお、タンク本体４０の第２端部側からタンク本体４０の第１端部側に延びる熱媒配管４３の部位が接するフィン１４と、タンク本体４０の第１端部側からタンク本体４０の第２端部側に延びる熱媒配管４３の部位が接するフィン１４とは異なっている。
【００５１】
図２（ａ）に示すように、装着部５０に形成された通路５３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、通路５４には図示しない熱媒排出部に連通するパイプが接続されている。熱媒配管４３には熱媒供給部から熱媒としての水（冷水又は加熱水）が通路５３を介して供給可能に構成されている。この実施の形態では通路５３が上流側、通路５４が下流側となっている。そして、通路５３から熱媒配管４３に加熱水が供給されると、熱媒配管４３自体が通過している第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐは熱媒配管４３によって直接加熱される。一方、熱媒配管４３が通過していない第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐは熱媒配管４３からフィン１４及びライナ４１を介して加熱される。また、通路５３から熱媒配管４３に冷水が供給されると、熱媒配管４３自体が通過している第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐは熱媒配管４３によって直接冷却される。一方、熱媒配管４３が通過していない第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに収容されたＭＨ粉末Ｐは熱媒配管４３からフィン１４及びライナ４１を介して冷却される。
【００５２】
次に、水素貯蔵タンク４４の製造方法について説明する。
水素貯蔵タンク４４を製造する際には、まず、ヘッダ部５２が嵌合固定されたドーム部４６を準備し、ヘッダ部５２に熱媒配管４３の端部をロウ付け又は溶接によって固着する。そして、孔５５に水素流通管１３を貫通させた後、孔部５１に嵌着する。次に、水素流通管１３の周りには複数のフィン１４を取り付け、その後、胴部１５内にフィン１４及び水素流通管１３が位置するようにして胴部１５の開口端部１５ａをドーム部４６に対して溶接によって接合し、さらに、もう一方の胴部１５の開口端部１５ａに対して溶接によってドーム部４５を接合する。
【００５３】
その後、フィン１４、水素流通管１３及び熱媒配管４３が内部に設けられたライナ４１をフィラメントワインディング装置（図示省略）にセットして、フィラメントワインディングを行い、ライナ４１の外面に樹脂含浸繊維束をヘリカル巻層及びフープ巻層が所定層数形成されるまで巻き付ける。次に、樹脂含浸繊維束層が巻き付けられたライナ４１をフィラメントワインディング装置から取り外し、加熱炉に入れて、樹脂を加熱硬化させることで、タンク本体４０を製作する。
【００５４】
その後、タンク本体４０の第２端部側を下側にした状態で、ＭＨ注入孔部４７に挿通される筒部を備えたロート状の充填用治具を使用してＭＨ粉末Ｐの充填を行う。ＭＨ注入孔部４７を介して供給されたＭＨ粉末Ｐは、各第１収容室２９及び各第２収容室３０ａ，３０ｂに移動し、全ての第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂにＭＨ粉末Ｐが充填された後、充填用治具が取り外され、ＭＨ注入孔部４７にねじ４８を螺合してＭＨ粉末Ｐの充填が完了する。そして、次に、孔部５１にバルブ１９が取り付けられて、水素貯蔵タンク４４の製造が完了する。
【００５５】
この実施形態では以下の効果を得ることができる。
（７）タンク本体は、金属製のライナ４１と、ライナ４１の外側に形成された繊維強化樹脂層４２と備え、２層構造に構成されている。したがって、同じ重量の場合に、外郭が金属製のタンク本体だけで構成された水素貯蔵タンクに比べて、水素貯蔵タンク４４の耐圧性を向上させることができる。そのため、水素貯蔵タンク４４内に高圧状態で水素を充填することができ、水素貯蔵タンク４４に充填可能な水素量を増やすことができる。
【００５６】
実施形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  第２実施形態において、仕切り部材の形状を変更してもよい。例えば、略円板状のフィンを第１仕切り部材及び第２仕切り部材として構成してもよい。そして、第１仕切り部材及び第２仕切り部材としてのフィンが水素流通管１３及び熱媒配管４３に対して水素流通管１３の軸方向に沿って等間隔に固着され、全てのフィンを覆う状態でフィンの径方向端部にＭＨ粉末の通過を阻止し水素を透過可能な円筒状のフィルタを設ける。なお、この場合、ドーム部４５内に配置される複数のフィンにおいては、ねじ４８に近づくにつれて径の小さいフィンを固着し、ドーム部４６内に配置される複数のフィンにおいては、バルブ１９に近づくにつれて径の小さいフィンを固着する。このように構成すれば、胴部内の空間を円板形状のフィンとフィルタとで第１収容室として区画し、ドーム部４５，４６内の空間を円板形状のフィンとフィルタとで第２収容室として区画することができる。ただし、各フィンの間隔が大きくなり第１収容室又は第２収容室の容積が大きくなると、多量のＭＨ粉末が下部に沈降して部分的に圧密化するおそれがあるため、各フィンの間隔は、ＭＨ粉末が下部に沈降しても部分的に圧密化しない程度に設定する必要がある。
【００５７】
○  第２実施形態において、繊維強化樹脂層４２を構成する強化繊維は炭素繊維に限らず、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よい。
【００５８】
○  第２実施形態において、タンク本体４０内に配設される熱媒配管４３の本数は２本に限らず、例えば、１本、又は３本以上等、その本数は特に限定されない。
○  ドーム部１６，１７内に設けられる第２仕切り部材の構成を変更してもよい。例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、仕切り部２５とは別部材としたうえで、ハニカム状に形成された第２仕切り部材５６を設けてもよい。そして、図３（ｃ）に示すように、ドーム部１７内に設けられた第２仕切り部材５６には水素流通管１３が通過可能な領域５７が確保されるとともに、水素流通管１３はその領域５７を通過した後、水素通過口部１３ａが孔部１８の付近まで延びるように構成する。そして、第２仕切り部材５６をハニカム状に形成すれば、容積が小さい第２収容室５８を容易に多数設けることができるため、ＭＨ粉末Ｐの圧密化をより抑制できる。また、第２収容室５８に収容されているＭＨ粉末Ｐが水素を放出した際には、水素は第１収容室２９を通過した後に水素流通管１３の水素流通経路２１に流入するように構成されている。
【００５９】
○  仕切り部２５からドーム部１６，１７内に延長された延長部２６，２７を第２仕切り部材として構成する代わりに、仕切り部２５と第２仕切り部材とを別体に構成してもよい。例えば、仕切り部２５とは別体であるとともに、水素流通管１３の外周面に形成された溝２３に嵌着可能で、かつ、ドーム部１６，１７内に配設可能な複数の板材を第２仕切り部材としてもよい。この場合、水素流通管１３に取り付けられた第２仕切り部材をドーム部１６，１７内に配置すれば、板材からなる第２仕切り部材によって複数の第２収容室が区画され、第２収容室にはＭＨ粉末Ｐが充填された状態で保持されることになる。
【００６０】
○  胴部１５に対してドーム部１６を溶接によって接合することでタンク本体１２を形成する代わりに、絞り加工によって両端部にドーム部１６を有する形状のタンク本体を形成してもよい。この場合、筒状のタンク本体を準備するとともに、水素流通管１３に対して胴部１５の全長と同じ全長のフィンを取り付けた後、ハニカム状の第２仕切り部材を水素流通管１３の軸方向におけるフィンの両側に装着する。そして、いずれか一方の第２仕切り部材に対し端壁３３を接合する。次に、タンク本体の片側を絞り加工した状態で、水素流通管１３，フィン１４，第２仕切り部材、端壁３３をタンク本体内に配置し、その後、タンク本体の他方の側を絞り加工する。その後、タンク本体の片側にねじ孔を形成するとともに、ねじ孔を介してＭＨ粉末Ｐを第１収容室２９及び第２収容室３０ａ，３０ｂに充填し、最後にタンク本体１２のもう一方の側に設けられた孔部１８にバルブ１９を取り付けることで水素貯蔵タンクの製造が完了する。
【００６１】
○  第１端部及び第２端部にそれぞれドーム部を備えたタンク本体１２において、第２仕切り部材をいずれか一方のドーム部内にだけ配設するように変更してもよい。例えば、第２端部を構成するドーム部１７内には水素貯蔵タンク１１の使用状態を切り換えるバルブが配設され第２仕切り部材を設けるスペースが存在しない場合には、第１端部を構成するドーム部１６内にだけ第２仕切り部材を設けるように変更してもよい。
【００６２】
○  胴部１５の形状を変更してもよい。胴部は、中空形状で、かつ両端が開口した形状であればよいため、例えば、胴部を外周面が湾曲した筒形状に形成してもよいし、四角筒状に形成してもよい。
【００６３】
○  タンク本体１２の形状を変更してもよい。例えば、タンク本体１２の第１端部側にドーム部を形成する代わりに、タンク本体１２の第１端部の形状を平坦な形状にして、タンク本体１２の第２端部側だけにドーム部が形成された形状にしてもよい。
【００６４】
○  タンク本体１２を構成する金属はアルミニウムに限らず、鉄や銅によって構成してもよい。
○  水素貯蔵タンク１１は燃料電池搭載電気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よい。また、家庭用電源の燃料電池の水素源として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）は第１実施形態における水素貯蔵タンクの模式断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はドーム部が胴部から分離した状態における水素貯蔵タンクの模式断面図。
【図２】（ａ）第２実施形態における水素貯蔵タンクの模式断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】（ａ）別の実施形態における水素貯蔵タンクの模式断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図，（ｃ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図４】従来の水素貯蔵タンクを説明する模式断面図。
【符号の説明】
【００６６】
Ｐ…ＭＨ粉末、１１，４４…水素貯蔵タンク、１２，４０…タンク本体、１３…水素流通部としての水素流通管、１５…胴部、１６，１７，４５，４６…ドーム部、２５…第１仕切り部材としての仕切り部、２６，２７…第２仕切り部材としての延長部、２９…第１収容室、３０ａ，３０ｂ，５８…第２収容室、５６…第２仕切り部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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