(57)【要約】【課題】流通流路を流通する高圧ガスが一層高圧となっても、外部への漏洩を確実に防止する。【解決手段】高圧ガスの流出流路ａと接続する収装孔３６を本体８に穿設し、収装孔３６には栓体４６を収装する。栓体８と収装孔３６との間には、内側密封部材５６と、軸方向へ離間した外側密封部材５８とを有する。高圧ガスの流入流路ｂを本体８に穿設して一端を本体端面８ａに開口し、本体端面８ａにブロック部材１６の端面１６ａを当接し、両端面８ａ，１６ａの間には流入流路ｂの開口周囲に内側密封部材７６と、径方向外側に離間した外側密封部材８０とを有する。両内側密封部材５６，７６と両外側密封部材５８，８０との間を、高圧ガスより低圧で、かつ、大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路ｄを設け、接続流路ｄは、端面８ａ，１６ａに開口している。【選択図】  図２
2005240953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスの漏洩を防止する密封手段と、前記高圧ガスを減圧する減圧手段とを備えた高圧ガスタンクにおいて、
前記密封手段は内側密封部材と外側密封部材とからなる二重構造であり、前記内側密封部材と前記外側密封部材との間の空間を前記減圧手段で減圧されたガスの流路に接続する接続流路を備えたことを特徴とする高圧ガスタンク。
【請求項２】
高圧ガスの流通流路と接続して大気圧である外部に開口する収装孔を本体に穿設し、前記収装孔には前記流通流路と前記外部との間を遮断する栓体を収装し、前記栓体の外周面と前記収装孔の内周面との間には環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より前記外部への開口側に軸方向へ離間して環状からなる外側密封部材とを有し、前記内側密封部材と前記外側密封部材との間を、前記流通流路を流通する前記高圧ガスより低圧で、かつ、前記大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設けたことを特徴とする高圧ガスの密封装置。
【請求項３】
高圧ガスの流通流路を本体に穿設して一端を本体端面に開口し、前記本体端面にブロック部材の端面を当接し、前記本体の端面と前記ブロック部材の端面との間には、前記流通流路の開口周囲に環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より径方向外側に離間して環状からなる外側密封部材とを有し、前記内側密封部材と前記外側密封部材との間を、前記流通流路を流通する前記高圧ガスより低圧で、かつ、大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設けたことを特徴とする高圧ガスの密封装置。
【請求項４】
容器からの高圧ガスの流出流路と接続して大気圧である外部に開口する収装孔を本体に穿設し、前記収装孔には前記流出流路と前記外部との間を遮断する栓体を収装し、前記栓体の外周面と前記収装孔の内周面との間には環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より前記外部への開口側に軸方向へ離間して環状からなる外側密封部材とを有し、また、前記容器への高圧ガスの流入流路を本体に穿設して一端を本体端面に開口し、前記本体端面にブロック部材の端面を当接し、前記本体の端面と前記ブロック部材の端面との間には前記流入流路の開口周囲に環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より径方向外側に離間して環状からなる外側密封部材とを有し、前記両内側密封部材と前記両外側密封部材との間を、前記高圧ガスより低圧で、かつ、前記大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設け、該接続流路は、前記端面に設けられた前記内側密封部材と前記外側密封部材との間で、前記端面に開口していることを特徴とする高圧ガスの密封装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の高圧ガスの密封装置を備えた高圧ガスタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスタンク及び高圧ガスを密封する高圧ガスの密封装置に関し、特に、高圧の水素ガスを充填する燃料電池車の高圧ガスタンク及びこの高圧ガスタンクに備えて好適な高圧ガスの密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高圧ガスを充填する高圧ガスタンクには、高圧ガスが流通する流通通路を開閉する止め弁が備えられ、このような止め弁として、特許文献１（段落番号００２５〜００２６及び図３）にあるように、栓体としての弁体を本体の収装孔に収装し、回動操作により弁体を進退して弁座に着離し、高圧ガスが流通する流通流路を開閉制御している。そして、弁体の外周面と収装孔の内周面との間には流通流路を流通する高圧ガスが大気圧である外部に漏洩しないように環状で弾性材からなるＯリング等の密封部材を有している。
【特許文献１】特開平９−２１０２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、燃料電池車に備える高圧ガスタンクは、高圧ガスとして高圧水素ガスを充填し、この充填圧力を一層高圧とし、３５ＭＰａで充填していたものを、例えば７０ＭＰａの圧力で充填することが目指されている。しかしながら、前述した従来のものでは、密封する水素ガスを７０ＭＰａと一層高圧とした場合、流通流路を流通する水素ガスが密封部材より外部に漏洩する恐れがあった。
【０００４】
本発明の課題は、流通流路を流通する高圧ガスが一層高圧となっても、外部への漏洩を確実に防止し得る高圧ガスタンク及び高圧ガスの密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
高圧ガスの漏洩を防止する密封手段と、前記高圧ガスを減圧する減圧手段とを備えた高圧ガスタンクにおいて、
前記密封手段は内側密封部材と外側密封部材とからなる二重構造であり、前記内側密封部材と前記外側密封部材との間の空間を前記減圧手段で減圧されたガスの流路に接続する接続流路を備えたことを特徴とする高圧ガスタンクがそれである。
【０００６】
また、高圧ガスの流通流路と接続して大気圧である外部に開口する収装孔を本体に穿設し、前記収装孔には前記流通流路と前記外部との間を遮断する栓体を収装し、前記栓体の外周面と前記収装孔の内周面との間には環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より前記外部への開口側に軸方向へ離間して環状からなる外側密封部材とを有し、前記内側密封部材と前記外側密封部材との間を、前記流通流路を流通する前記高圧ガスより低圧で、かつ、前記大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設けたことを特徴とする高圧ガスの密封装置がそれである。
【０００７】
更に、高圧ガスの流通流路を本体に穿設して一端を本体端面に開口し、前記本体端面にブロック部材の端面を当接し、前記本体の端面と前記ブロック部材の端面との間には、前記流通流路の開口周囲に環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より径方向外側に離間して環状からなる外側密封部材とを有し、前記内側密封部材と前記外側密封部材との間を、前記流通流路を流通する前記高圧ガスより低圧で、かつ、大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設けたことを特徴とする高圧ガスの密封装置がそれである。
【０００８】
また、容器からの高圧ガスの流出流路と接続して大気圧である外部に開口する収装孔を本体に穿設し、前記収装孔には前記流出流路と前記外部との間を遮断する栓体を収装し、前記栓体の外周面と前記収装孔の内周面との間には環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より前記外部への開口側に軸方向へ離間して環状からなる外側密封部材とを有し、また、前記容器への高圧ガスの流入流路を本体に穿設して一端を本体端面に開口し、前記本体端面にブロック部材の端面を当接し、前記本体の端面と前記ブロック部材の端面との間には前記流入流路の開口周囲に環状からなり前記高圧ガスを密封する内側密封部材と、該内側密封部材より径方向外側に離間して環状からなる外側密封部材とを有し、前記両内側密封部材と前記両外側密封部材との間を、前記高圧ガスより低圧で、かつ、前記大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設け、該接続流路は、前記端面に設けられた前記内側密封部材と前記外側密封部材との間で、前記端面に開口していることを特徴とする高圧ガスの密封装置がそれである。高圧ガスタンクは、前述したいずれかの高圧ガスの密封装置を備えたものでもよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明における高圧ガスタンクは、高圧ガスが内側密封部材から漏洩したとしても、内側密封部材と外側密封部材との間の空間のガスの気圧は減圧手段で減圧されたガス以上には高くならない。よって、外側密封部材から外側にガスが漏洩することを防止することができる。つまり、密封部材を単に二重化しただけでは、内側密封部材から漏洩したガスが外側密封部材との間の空間に蓄積して徐々に高圧となり、外側密封部材の外部に漏洩するおそれがあるが、この空間を減圧されたガスの流路に接続することで、この空間の圧力が過度に上昇することを防止したのである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明における高圧ガスの密封装置は、流通流路を流通する高圧ガスが仮に内側密封部材より僅かに漏洩したとしても、この漏洩した高圧ガスは外側密封部材で密封されて外部へ漏洩することなく、高圧ガスより低圧で、かつ、大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に向けて流通する。このため、流通流路を流通する高圧ガスが一層高圧となっても、外部への漏洩を確実に防止することができる。また、軸方向に離間した内側密封部材と外側密封部材との間を、流通流路を流通する高圧ガスより低圧で、かつ、大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続しているため、流通流路を流通する高圧ガスが仮に内側密封部材より僅かに漏洩したとしても、この漏洩した高圧ガスを消費側で消費することができ、漏洩した高圧ガスを無駄にすることがない。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明における高圧ガスの密封装置は、請求項２に記載の発明と同様に、流通流路を流通する高圧ガスが仮に内側密封部材より僅かに漏洩したとしても、この漏洩した高圧ガスは外側密封部材で密封されて外部へ漏洩することなく、高圧ガスの消費側に向けて流通し、流通流路を流通する高圧ガスが一層高圧となっても、外部への漏洩を確実に防止することができる。また、径方向に離間した内側密封部材と外側密封部材との間を、高圧ガスの消費側に接続しているため、内側密封部材より僅かに漏洩した高圧ガスを消費側で消費することができ、漏洩した高圧ガスを無駄にすることがない。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明における高圧ガスの密封装置は、請求項２及び請求項３に記載の発明の効果に加えて、軸方向に離間した内側密封部材と外側密封部材との間を、高圧ガスより低圧で、かつ、大気圧より高圧である高圧ガスの消費側に接続する接続流路を設け、該接続流路を本体端面で径方向に離間した内側密封部材と外側密封部材との間に開口しているため、前記接続流路で両内側密封部材と両外側密封部材との間を高圧ガスの消費側に接続することができ、栓体の内側密封部材と外側密封部材との間を高圧ガスの消費側に接続するのと、端面の内側密封部材と外側密封部材との間を高圧ガスの消費側に接続するのとを、それぞれ別々の接続流路で行なうものと比べ、構成の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良の形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。図３は図２のＡＡ断面図である。
図１、図３に示すように、１は容器で、本実施形態では、高圧水素ガスが充填される。容器１には、口孔２が形成されており、口孔２は容器１の内部と外部とを連通するように貫通形成されている。口孔２には、雌ねじ部４が形成されると共に、雌ねじ部４に連接してストレート孔部６が形成されている。
【００１４】
口孔２には高圧ガスの密封装置が取り付けられており、口孔２には、容器１の外部から内部に向かって高圧ガスの密封装置の本体８が挿入されている。本体８には、雌ねじ部４に螺入される雄ねじ部１０が形成されると共に、ストレート孔部６に嵌入されるストレート軸部１２が形成されている。ストレート軸部１２には、Ｏリング１４が嵌着されて、漏れ止めが図られている。
【００１５】
本体８には、図２に示すように、略直方体形状のブロック部材１６が図示しないボルトにより装着され、ブロック部材１６は本体８の一部を成すもので、本体８とブロック部材１６とには、高圧ガスが流通する複数の流通流路が形成されている。本実施形態では、図１に示すように、流通流路として、消費側としての車両に搭載された燃料電池へ水素ガスを供給するための流出流路ａ、容器１内へ水素ガスを充填するための流入流路ｂが設けられている。
【００１６】
流出流路ａには、容器１側から消費側に向かって、順に、電磁開閉弁１８、過流防止弁２０、常時開弁されている止め弁２２が介装されており、流出流路ａの端には減圧手段としての減圧弁２４が接続されている。減圧弁２４の二次側には、本体８とブロック部材１６とに形成された供給流路ｃが接続されている。流入流路ｂには、チェック弁２６，２８、常時開弁されているガスタンク用止め弁３０が介装されている。本実施形態では、図３に示すように、ストレート軸部１２に過流防止弁２０、電磁開閉弁１８が取り付けられて、過流防止弁２０、電磁開閉弁１８の外径はストレート軸部１２とほぼ同じに形成され、容器１内部に挿入されている。
【００１７】
図２、図３に示すように、本体８には一端が過流防止弁２０、電磁開閉弁１８を介して容器１の内部に連通する第１流出孔３２が穿設されており、第１流出孔３２の他端側に連通して、第１流出孔３２と直交して穿設された収納孔３４が本体８に設けられている。また、本体８には、収納孔３４と同軸上に、一端が本体８の外部に開口し、本体８の外部から内部に向かって、収納孔３４に連通する収装孔３６が穿設されている。
【００１８】
収装孔３６に連通して、収納孔３４側の端側から、第２流出孔３８が形成されている。第２流出孔３８の端に連通して、挿入孔４０が穿設されており、更に、挿入孔４０に連通して第１供給孔４２が穿設されており、第１供給孔４２の端は、本体８の平坦な端面８ａに開口されている。
【００１９】
挿入孔４０には、減圧弁２４が挿入されており、第２流出孔３８を一次側、第１供給孔４２を二次側として、第２流出孔３８を流通する高圧ガスを減圧して、第１供給孔４２に減圧したガスを供給するように配置されている。尚、本実施形態では、第１流出孔３２、収納孔３４、第２流出孔３８が流通流路としての流出流路ａとして形成されている。
【００２０】
収装孔３６には、弁座部材４４が挿入されると共に、栓体４６が摺動可能に挿入されている。栓体４６が弁座部材４４に着座した際には、収装孔３６及び収納孔３４を介した第１流出孔３２と第２流出孔３８との連通を遮断するように構成されている。また、収納孔３４にはバネ４８が収納されており、バネ４８の付勢力により、栓体４６が弁座部材４４から離間する方向に付勢されている。
【００２１】
更に、収装孔３６と同軸上で、本体８に螺入されたねじ部材５０が、球体５２を介して栓体４６を押圧可能に形成されており、ねじ部材５０を回転させることにより、栓体４６を摺動させることができるように構成されている。本実施形態では、弁座部材４４、栓体４６、バネ４８、ねじ部材５０、球体５２により止め弁２２が構成されている。尚、ねじ部材５０には、ロックナット５４が螺着されている。
【００２２】
栓体４６には、その外周面に環状で弾性材からなる内側密封部材５６が、弁座部材４４側に装着されている。また、内側密封部材５６より外部への開口側に軸方向に離間して、環状で弾性材からなる外側密封部材５８が栓体４６の外周面に装着されている。尚、内側密封部材５６と外側密封部材５８とは、栓体４６の外周面に限らず、収装孔３６の内周面に装着してもよく、栓体４６の外周面と収装孔３６の内周面との間を密封するように配置すればよい。
【００２３】
本体８には、内側密封部材５６と外側密封部材５８との間の収装孔３６に一端側が開口し、他端側が本体８の端面８ａに開口する第１接続孔６０が穿設されている。本体８には、容器１内部に連通した第１流入孔６２が穿設されており、第１流入孔６２の一端は、本体８の端面８ａに開口されている。
【００２４】
本体８の端面８ａには、ブロック部材１６の端面１６ａが当接されており、本体８の端面８ａに開口した第１供給孔４２に連通する第２供給孔６４がブロック部材１６に形成されている。また、本体８の端面８ａには、第１供給孔４２と略同心状に円形溝６６が形成されており、円形溝にはＯリングを用いた密封部材６８が装着されている。
【００２５】
本体８の端面８ａに開口した第１接続孔６０に一端側が連通する第２接続孔７０が、ブロック部材１６に形成されており、第２接続孔７０の他端側は第２供給孔６４に接続されている。更に、本体８の端面８ａに開口した第１流入孔６２に連通して、ブロック部材１６には第２流入孔７２が形成されている。尚、本実施形態では、第１流入孔６２、第２流入孔７２が流通流路としての流入流路ｂとして構成されており、第１接続孔６０、第２接続孔７０が接続流路ｄとして構成されている。また、第１供給孔４２、第２供給孔６４が供給流路ｃとして構成され、第２供給孔６４が消費側としての図示しない燃料電池に接続されている。
【００２６】
本体８の端面８ａには、第１流入孔６２の開口の周囲に環状溝７４が形成されており、環状溝７４には環状で弾性材からなる内側密封部材７６が装着されている。また、本体８の端面８ａには、内側密封部材７６及び密封部材６８が内側となるように、環状溝７４から径方向に離間した別の環状溝７８が形成されている。環状溝７８には、環状で弾性材からなる外側密封部材８０が装着されている。尚、密封部材６８、内側密封部材７６、外側密封部材８０はブロック部材１６の端面１６ａに設けてもよい。
【００２７】
次に、前述した本実施形態の高圧ガスの密封装置を備えた高圧ガスタンクの作動について説明する。
まず、第２流入孔７２、止め弁３０、第１流入孔６２、チェック弁２８，２６を介して、容器１内に高圧の水素ガスが流入して充填される。その際、ブロック部材１６の第２流入孔７２から本体８の第１流入孔６２に高圧ガスが流通するが、本体８の端面８ａとブロック部材１６の端面１６ａとの間から、外部に高圧ガスが漏れ出ようとするが、内側密封部材７６により漏洩を抑制される。
【００２８】
高圧ガスであるので、内側密封部材７６を通って、僅かに漏れ出る場合もあり、その場合、径方向に離間した外側密封部材８０により外部への漏洩が防止され、内側密封部材７６と外側密封部材８０との間に漏れ出た高圧ガスは、ブロック部材１６の端面１６ａに開口した第２接続孔７０を通り、第２供給孔６４に流入し、供給流路ｃを通って消費側としての燃料電池で消費される。
【００２９】
一方、容器１内の高圧ガスは、電磁開閉弁１８、過流防止弁２０、第１流出孔３２、止め弁２２、第２流出孔３８を通り、減圧弁２４により減圧されて、第１供給孔４２及び第２供給孔６４から、消費側としての図示しない燃料電池に流出する。その際、止め弁２２では、流出孔３２、収納孔３４を通り、流出孔３８から減圧弁２４に高圧ガスが流通する。
【００３０】
そして、高圧ガスは、栓体４６の外周面と収装孔３６の内周面との間から外部に漏れ出ようとする。内側密封部材５６により漏れ止めされるが、高圧ガスであるので、内側密封部材５６を通って、僅かに漏れ出る場合がある。その場合、軸方向に離間した外側密封部材５８により外部への漏洩が防止され、漏れ出た高圧ガスは本体８の第１接続孔６０からブロック部材１６の第２接続孔７０を通り、第２供給孔６４に流入し、供給流路ｃを通って消費側としての燃料電池で消費される。
【００３１】
尚、本実施形態では、栓体４６を止め弁２２の弁体として用いているが、これに限らず、栓体４６を単なる栓として用い、収装孔３６を閉塞する栓体に内側密封部材５６と外側密封部材５８とを設けた場合でもよい。また、止め弁２２に限らず、絞り弁や流量制御弁でもよく、栓体４６は収装孔３６を軸方向に摺動する場合に限らず、収装孔３６に回動可能に挿入されたものでもよく、更に、固定されたものでもよい。更に、第２流入孔７２をブロック部材１６に設けることなく、本体８の第１流入孔６２の軸方向中間部に第２流入孔７２を略直交して連通するように設け、本体８の端面８ａに開口した第１流入孔６２の一端をブロック部材１６で閉塞したものでもよい。
【００３２】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態としての高圧ガスの密封装置を用いた高圧ガスタンクの回路図である。
【図２】本実施形態の高圧ガスの密封装置の断面図である。
【図３】図２のＡＡ断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…容器              ２…口孔
８…本体              ８ａ…端面
１６…ブロック部材    １６ａ…端面
１８…電磁開閉弁      ２０…過流防止弁
２２，３０…止め弁    ２４…減圧弁
２６，２８…チェック弁
３２…第１流出孔      ３６…収装孔
３８…第２流出孔      ４２…第１供給孔
４４…弁座部材        ４６…栓体
５６，７６…内側密封部材
５８，８０…外側密封部材
６０…第１接続孔      ６２…第１流入孔
６４…第２供給孔      ７０…第２接続孔
７２…第２流入孔      ａ…流出流路
ｂ…流入流路          ｃ…供給流路
ｄ…接続流路
【図１】
2005240953.tif 000003
【図２】
2005240953.tif 000004
【図３】
2005240953.tif 000005