(57)【要約】【課題】容器内のガス充填スペースを減少させることなく、燃料ガスがもつ熱の放熱効果を充分なものとする。【解決手段】高圧燃料ガスを収容する高圧燃料ガス貯蔵容器１におけるネック部５の端面５ａに、吸熱部材７を取り付ける。吸熱部材７は、燃料ガスを充填する際に高温となる高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガス熱を吸熱して温度上昇を抑える一方、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガスを放出する際に低温となる燃料ガス熱を吸熱して温度低下を抑える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容する高圧燃料ガスの熱を吸熱する吸熱部材を、外表面に接触させた状態で取り付けたことを特徴とする高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項２】
端部に、外方に向けて突出しかつ燃料ガスが入り込むネック部を設け、このネック部に前記吸熱部材を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項３】
前記吸熱部材を、前記ネック部の端面に取り付けたことを特徴とする請求項２記載の高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項４】
前記吸熱部材を、前記ネック部の周面に取り付けたことを特徴とする請求項２記載の高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項５】
前記吸熱部材を、複数積層して取り付けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項６】
前記吸熱部材は、ペルチェ素子を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項７】
前記吸熱部材は、前記高圧燃料ガス貯蔵容器を車両に搭載する際に発生するデッドスペースに位置することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の高圧燃料ガス貯蔵容器。
【請求項８】
高圧燃料ガス貯蔵容器を車両に搭載する際に発生するデッドスペースに、前記高圧燃料ガス貯蔵容器内の燃料ガスの熱を吸熱する吸熱部材を配置することを特徴とする高圧燃料ガス貯蔵容器の車両搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧燃料ガスを貯蔵する高圧燃料ガス貯蔵容器およびその車両搭載構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素などの燃料ガスを高圧で急速に容器に充填する際に、容器内のガス温度が上昇する。充填終了時に、開始時よりも容器内の燃料温度が上昇している場合は、高温となった燃料ガスが、周辺に対し徐々に放熱することにより、充填開始時温度付近まで温度低下し、これとともに容器内の燃料ガス圧力が低下することになる。
【０００３】
このため、容器内の圧力上限値で燃料ガスの充填制御を行う場合、充填時に温度上昇がない場合に比べると、充填できる燃料ガス量が減少することになる。
【０００４】
充填する燃料ガス量を少しでも多くするためには、燃料ガス温度および容器温度上昇が発生しないように、充填速度を遅くし、非常に長い時間をかけて充填を行う必要がある。
【０００５】
また、充填した燃料ガスの温度が上昇し容器温度も上昇すると、高圧容器の耐圧強度を補強するために設定する例えばＦＲＰの等価温度が上昇することにより、容器寿命が短くなる。
【０００６】
一方、高圧燃料ガス貯蔵容器を車両に搭載する場合には、原動機や燃料電池に容器内部から燃料ガスを供給する際に、燃料ガスの温度が急激に低下する。そのため、燃料ガスの温度を上昇させるため、特別なヒータを追加設定し原動機や燃料電池へ供給する燃料ガスの温度制御を行う必要がある。
【０００７】
また、燃料ガス温度の低下により、燃料ガス供給系配管やコネクタ部の温度が、飽和水蒸気温度以下まで低下した際には、周辺空気温度も低下することにより、結露して水滴が発生する。この水滴が燃料ガス供給系配管やコネクタ部に付着することで、これら部品が錆びることになり、これを防止するために、防錆を目的とした表面処理を施すなどコスト高を招くものとなる。
【０００８】
上記したような各種の問題を解決するために、例えば特許文献１には、燃料ガス充填時に発生する熱を放熱するためのフィンを備えた高圧燃料ガス貯蔵容器が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１８１２９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した特許文献１に記載のものは、熱交換用のフィンを容器内外に取り付けているが、容器とその周囲との温度差を利用した熱交換であることから、充分な放熱作用を発揮させるためには、フィンを大型化させる必要があり、容器内の燃料ガス充填スペースが減少することになる。
【００１１】
そこで、この発明は、容器内の燃料ガス充填スペースを減少させることなく、燃料ガスがもつ熱の放熱効果を充分なものとすることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、収容する高圧燃料ガスの熱を吸熱する吸熱部材を、高圧燃料ガス貯蔵容器の外表面に接触させた状態で取り付けた構成としてある。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、高圧燃料ガス貯蔵容器の外表面に吸熱部材を取り付けるという簡単な構造で、燃料ガスの充填に伴い発生する燃料ガスの熱エネルギを、吸熱部材が吸収するので、容器内の燃料ガス充填スペースを減少させることなく、燃料ガスの温度変化を抑制し、燃料ガスがもつ熱の放熱効果が充分なものとなり、熱疲労による部品寿命を延ばすことができる。また、放熱効果が充分なことから、燃料ガスの充填速度を高めることができ、充填効率が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器１の一部を示す斜視図である。この高圧燃料ガス貯蔵容器１は、高圧燃料ガス、例えば高圧の水素を収容するもので、円筒状の容器本体３の両端部に、外方に向けて突出しかる燃料ガスが入り込むネック部５を備えている。このネック部５は、図１に示されている一方側に、燃料ガスの充填および放出を行うための図示しないバルブユニットを備えるものとする。
【００１６】
このネック部５の端面５ａに、円盤状の蓄熱材からなる吸熱部材７を接触させて取り付ける。すなわち、この吸熱部材７は、高圧燃料ガス貯蔵容器１の外表面に接触させた状態で取り付けてある。なお、上記した吸熱部材７は、図示していない他方側のネック部に取り付けてもよい。
【００１７】
上記した高圧燃料ガス貯蔵容器１に、水素などの燃料ガスを、特に高速で充填する際には、容器内のガス温度が、内圧上昇により上昇する。この温度上昇する燃料ガスの熱を吸熱部材７が吸熱し、大気に放熱する。これにより、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガス温度の上昇を、確実に抑えることができる。
【００１８】
燃料ガス温度の上昇を確実に抑えることができるので、高圧燃料ガス貯蔵容器１への燃料の高速での充填が可能となり、充填作業効率が向上する。
【００１９】
一方、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガスを使用する際のガス放出時には、容器内の温度は、内圧低下により低下していく。この温度低下する燃料ガスの熱を吸熱部材７が吸熱し、大気に放熱する。これにより、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガス温度の低下を、ヒータなどの加熱手段を設けることなく、確実に抑えることができる。
【００２０】
このように、高圧燃料ガス貯蔵容器１の外表面に吸熱部材７を取り付けるという簡素な構造によって、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の熱を大気に放出して急激な温度変化を抑制することができ、容器内の燃料ガス充填スペースを減少させることもなく、熱疲労による部品寿命も延ばすことができる。
【００２１】
また、吸熱部材７を、容器内の最も熱を外部に放出しやすいネック部５の、しかもその端面５ａに設けたので、容器内の燃料ガスの放熱が効率よくなされる。
【００２２】
図２は、この発明の第２の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器１の一部を示す斜視図である。この実施形態は、前記図１に示した第１の実施形態における吸熱部材７を、複数（ここでは３個）積層して構成した吸熱部材積層体９として、ネック部５の端面５ａに取り付ける。
【００２３】
上記した第２の実施形態によれば、吸熱部材７を複数積層することで、燃料ガスに対する吸熱作用が高まり、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の温度変化の抑制効果をより高めることができる。また、容器サイズに合わせて吸熱部材７の積層数を調整することができ、吸熱可能な熱容量を容易に制御することができる。
【００２４】
図３は、この発明の第３の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器に取り付ける吸熱部材７Ａの斜視図である。この吸熱部材７Ａも、前記図１に示した高圧燃料ガス貯蔵容器１におけるネック部５の端面５ａに取り付けるものとする。
【００２５】
上記図３に示した吸熱部材７Ａは、ペルチェ素子１１を内蔵している。このペルチェ素子１１は、蓄熱材を充填したブロックによって両側面から挟み、かつペルチェ素子自身の外周にも蓄熱材を設ける。
【００２６】
これにより、吸熱部材７Ａが吸熱した高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガス熱を、ペルチェ素子１１がさらに吸熱するため、燃料ガスの放熱効果をより一層高めることができる。
【００２７】
図４は、この発明の第４の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器１の一部を示す斜視図である。この実施形態は、両端が開口した円筒状の吸熱部材７Ｂを使用している。この吸熱部材７Ｂを、高圧燃料ガス貯蔵容器１のネック部５に嵌め込む。このとき、吸熱部材７Ｂの内周面とネック部５の外周面とが互いに接触した状態となる。すなわち、吸熱部材７Ｂの円筒部分がネック部５の周囲を覆うことになる。
【００２８】
この実施形態は、ネック部５の周囲から燃料ガス熱を放熱できるので、端面５ａから放熱させる第１の実施形態に比べ放熱効果が高まる。また、吸熱部材７Ｂを円筒状とすることで、ネック部５の端面５ａに通常設定されるバルブや配管類が邪魔になることなく取り付けが可能となり、取り付け作業が容易となる。
【００２９】
図５は、この発明の第５の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器に取り付ける吸熱部材７Ｃの斜視図である。この実施形態は、前記図４に示した円筒状の吸熱部材７Ｂの一方の端面に、前記図２に示した吸熱部材積層体９を取り付けたものである。
【００３０】
これにより、図４のものに比べてさらに放熱効果を高めることができる。
【００３１】
図６は、この発明の第６の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器１の一部を示す斜視図である。この実施形態は、図４に示した円筒状の吸熱部材７Ｂのさらに外周に、吸熱部材７Ｂより大きな円筒状の吸熱部材７Ｄを被せたものである。
【００３２】
この実施形態では、吸熱部材を複数積層する際に、前記図５の積層例に比べ、容量を増加しやすく、また、ネック部５の端面５ａに設定されるバルブや配管類が邪魔になることなく取り付けが可能となり、積層作業が容易となる。
【００３３】
図７は、この発明の第７の実施形態に係わる高圧燃料ガス貯蔵容器１を車両に搭載した状態の車両要部の概略を示す平面図である。車両の骨格部材であるサイドメンバ１３の例えば後端部における相互間に、高圧燃料ガス貯蔵容器１を、両端のネック部５が車幅方向（図７中で上下方向）両側となるように配置する。
【００３４】
そして、この高圧燃料ガス貯蔵容器１の容器本体３における円筒部３ａ両側のネック部５を含むドーム部３ｂを覆うように吸熱部材７Ｅを設ける。この吸熱部材７Ｅは、高圧燃料ガス貯蔵容器１を車両に搭載したときに、サイドメンバ３など車両側との間に形成されるデッドスペースを埋めるように充填し、かつ衝撃吸収機能を備えている。
【００３５】
上記した第７の実施形態によれば、ドーム部３ｂを覆うように接触して取り付ける吸熱部材７Ｅにより、高圧燃料ガス貯蔵容器１内の燃料ガス熱を、効率よく吸熱できるほか、以下の効果を有する。
【００３６】
高圧燃料ガス貯蔵容器１を車両に搭載した際に発生するデッドスペースを有効に活用することができ、かつ車両と容器との間のスペーサを兼ねた容器マウンタとして使用することが可能となる。
【００３７】
吸熱部材７Ｅが、車両衝突時の衝撃吸収部材として作用することで、高圧燃料ガス貯蔵容器１の破損や接続配管折損などを防止し、高圧燃料ガスの漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器の一部を示す斜視図である。
【図２】この発明の第２の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器の一部を示す斜視図である。
【図３】この発明の第３の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器に取り付ける吸熱部材の斜視図である。
【図４】この発明の第４の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器の一部を示す斜視図である。
【図５】この発明の第５の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器に取り付ける吸熱部材の斜視図である。
【図６】この発明の第６の実施形態を示す高圧燃料ガス貯蔵容器の一部を示す斜視図である。
【図７】この発明の第７の実施形態に係わるす高圧燃料ガス貯蔵容器を車両に搭載した状態の車両要部の概略を示す平面図である。
【符号の説明】
１  高圧燃料ガス貯蔵容器
５  ネック部
５ａ  ネック部の端面
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ  吸熱部材
９  吸熱部材積層体
１１  ペルチェ素子
【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】
2004183770.tif 000008
【図７】
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