(57)【要約】【課題】  耐圧性を備えた配管系において漏洩に対する改良を図る。【解決手段】  高圧配管１００は、管路部１０２との両端に接続金具１１０を有する。接続金具１１０は、弁体１２０を摺動孔１３０で摺動自在に備える。弁体１２０は、スプリング１３１の付勢力と、タンク内の流体が有底孔１２４に流れ込むことで受けるガス圧による力とを受け、そのバランスで摺動する。大径貫通孔１２５と小径貫通孔１２３は、径が相違することから差圧を発生させ、ガス漏洩等によりその差圧が増すと、弁体１２０は、摺動して小径貫通孔１２３を管路ハウジング１１２の内周壁で閉鎖し、過剰流量でのガス流出を防止する。こうした流出防止を管路部両端で図る。【選択図】  図１
2005188538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧性を備えた配管であって、
配管の装着対象物との接続金具を両端に備え、
該接続金具は、
前記装着対象物から流れ込む流体の流れに伴って接続金具上流と下流に差圧を発生させ、該差圧に応じて流路を開閉する弁体を有し、該弁体が流路を閉鎖することで前記接続対象物からの過剰な流体流出を防止する過剰流量防止機構を備える
配管。
【請求項２】
請求項１記載の配管であって、
流路途中から分岐した分岐配管を備え、該分岐配管の末端にも前記接続金具を有する配管。
【請求項３】
耐圧性を備えた配管であって、
請求項１または請求項２記載の配管を複数用いて前記接続対象物からの流体の流路を複数に分流し、前記複数の配管で集合配管を形成し、該集合配管における前記複数の配管が配管端部に有する前記接続金具を一体化させた配管。
【請求項４】
複数の独立した高圧タンクを備え、各高圧タンク内の流体の流路に耐圧性を備えた配管を用いたタンク装置であって、
前記配管は、
前記高圧タンクとの接続金具を両端に備え、
該接続金具は、
前記高圧タンクから流れ込む流体の流れに伴って接続金具上流と下流に差圧を発生させ、該差圧に応じて流路を開閉する弁体を有し、該弁体が流路を閉鎖することで前記高圧タンクからの過剰な流体流出を防止する過剰流量防止機構を備えると共に、
前記高圧タンクとタンク内流体の供給先である流体供給先との間の流体流路と、前記高圧タンクに流体を充填する流体充填元と前記高圧タンクとの間の流体流路の少なくとも一方を形成する
タンク装置。
【請求項５】
請求項４記載のタンク装置であって、
前記高圧タンク同士を連通する流路を備え、該流路を前記耐圧性の配管で形成したタンク装置。
【請求項６】
複数の独立した高圧タンクを備え、各高圧タンク内の流体の流路に耐圧性を備えた配管を用いたタンク装置であって、
前記配管は、
前記高圧タンクとの接続金具を両端に備え、
該接続金具は、
前記高圧タンクから流れ込む流体の流れに伴って接続金具上流と下流に差圧を発生させ、該差圧に応じて流路を開閉する弁体を有し、該弁体が流路を閉鎖することで前記高圧タンクからの過剰な流体流出を防止する過剰流量防止機構を備えると共に、
前記高圧タンク同士を連通する流路を備え、該流路を前記耐圧性の配管で形成した
タンク装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６いずれか記載のタンク装置であって、
前記高圧タンクは、燃料電池システムに燃料ガスとして供給する水素を貯留するタンクであるタンク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐圧性を備えた配管と、複数の独立した高圧タンク内の流体の流路に耐圧性を備えた配管を用いたタンク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐圧性を備えた配管、いわゆる高圧配管は、タンク内に高圧で充填した流体の流路となる都合上、剛性が高くされている。また、例えば、水素ガスと酸素ガスとの反応で起電力を得る燃料電池システムでは、燃料ガスとしての水素ガスを複数個の高圧タンクに貯留し、貯留済み水素ガスを比較的大流量で送るようにされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７０５５０号公報
【０００４】
こうした燃料電池システムでは、高圧配管の剛性が高いため、大流量での高圧水素ガスの供給に適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献における燃料電池システムは、車両搭載である都合上、例えば車両の振動や衝撃等が起きると、大きな外力を受ける。こうした事態に至ると、配管自体は高剛性であるために損傷を受け難いものの、配管の繋ぎ部分と高圧タンクとの接続部に外力によるダメージが起き易く、これら箇所からのガスの漏洩が起きると云った事態を招くこともあり得る。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされ、耐圧性を備えた配管系において漏洩に対する改良を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の配管では、耐圧性を備えた配管をその装着対象物を接続するに当たり、配管両端の接続金具を過剰流量防止機構を備えるものとした。こうした本発明の配管を有する配管系に漏洩が起きるような事態となると、過剰流量防止機構を通過しようとする流体の流量は漏洩前に比して増す。よって、過剰流量防止機構においては、装着対象物から配管側に流れ込む流体の流れに伴って接続金具上流と下流に発生する差圧は大きくなるので、弁体は差圧に応じて流路を閉鎖する。このため、本発明の配管によれば、耐圧性を有するがゆえに高圧かつ大流量での流体を送ることができると共に、過剰な流量の流体が漏洩するような場合には、弁体による流路閉鎖を通して、こうした過剰な流体流出を配管両端において防止することがきる。この場合、接続金具を配管両端に有する配管での接続は、配管一方端の接続対象物が高圧タンクと他方端の流体の供給先装置或いはタンクへの流体充填装置との接続等を例示できる。
【０００８】
こうした本発明の配管は、流路途中から分岐した分岐配管の末端にも接続金具を有するものとすることができる。こうすれば、配管両端の接続対象物同士の接続に際して、上記したような過剰な流体流出を配管が有するそれぞれの接続金具において個別に防止できる。この場合、分岐配管を有する配管での接続は、複数の高圧タンクと一つの流体の供給先装置或いはタンクへの流体充填装置との接続、高圧タンク同士の接続等を例示できる。
【０００９】
この他、上記したいずれかの構成の配管を複数用いて接続対象物からの流体の流路を複数に分流し、これら複数の配管で集合配管を形成する。そして、集合配管における複数の配管が配管端部に有する接続金具を一体化させることもできる。こうすれば、次の利点がある。
【００１０】
まず、複数の配管全体では、集合配管として流体流路面積を確保して全体としての流体流量を維持した上で、配管ごとの流体の流路径を細くできる。一つの配管の流路面積を複数個の小径の配管に分割した場合、小径の分割配管の剛性は、大径の一つの配管に必要とされる剛性より小さくて済むことが知られている。このため、集合配管を形成する個々の配管については、可撓性を有するものとできるので、これら複数の配管の集合配管であっても、可撓性を発揮できる。そして、こうした可撓性を持った集合配管は、個々の配管が配管端部に有する接続金具を一体化したものであるので、この集合配管をあたかも一つの配管として使用できる。よって、配管施工に際し、従来は高剛性であるために他の部材との干渉を避けるための配管経路の詳細な設計が必要であったが、可撓性を持った集合配管の施工でよいことから、経路設計や施工作業の簡便化を図ることができる。また、外力が加わった場合でも、力を吸収して配管および接続金具へのダメージを低減できる。
【００１１】
また、上記した課題の少なくとも一部を解決するため、本発明のタンク装置では、複数の独立した高圧タンクの各高圧タンクからタンク内流体を流体供給先に送り込むに当たり、既述した構成の配管を、高圧タンクのそれぞれから流体供給先までの配管とする。このため、タンク内流体の供給系において、過剰な流量の流体が漏洩するような場合には、弁体による流路閉鎖を通して、こうした過剰な流体流出を防止することがきる。
【００１２】
また、本発明の別のタンク装置は、複数の独立した高圧タンクの各高圧タンクからタンク内流体を流体供給先に送り込むに当たり、既述した構成の配管で、高圧タンク同士を連通する。このため、次の利点がある。
高圧タンクからそれぞれ流体供給先に流体が送り込まれるので、個々の高圧タンクでは、流体供給量（タンクから見れば消費量）は不均等となり勝ちである。このため、こうした消費量の不均等によりタンク装置では、残量に差ができ、残量の多いタンクと残量の少ないタンクが混在することになる。一般に、タンク内圧は残量が少なくなるほど低くなるので、残量に差がでると内圧の高いタンクと低いタンクが混在することになる。こうした状況となっても、本発明のタンク装置では、残量が多く内圧の高いタンクと残量が少なく内圧が低いタンクを連通するので、その配管系を経て、残量の多くタンクから残量の少ないタンクへの流体移動を起こしてタンク残量の差を減少させる。このため、高圧タンク間の流体消費量の均等化を図ることができる。
【００１３】
しかも、こうした各タンクでの流体消費量の均等化を図りつつ、タンク同士を連通する配管系（連通配管系）において、過剰な流量の流体が漏洩するような場合には、弁体による流路閉鎖を通して、こうした過剰な流体流出を連通配管系において防止することがきる。
【００１４】
この場合、上記した供給系と連通配管系を共に備え、各系の配管を既述した構成の配管とすることもできる。こうすれば、供給系と連通配管系のそれぞれで、過剰な流体流出を防止することがきる。
【００１５】
更に、本発明のまた別のタンク装置では、複数の独立した高圧タンクに流体を高圧充填するに当たり、上記した構成の配管で、高圧タンクのそれぞれに流体を充填するものとした。こうすれば、高圧タンク個々への流体の充填系において、過剰な流体流出を防止することがきる。特に、充填系に漏洩等が起きれば、高圧タンクの側で流体流出を防止できることはもちろん、タンクより多量の流体を貯留等する流体の充填源においても流出防止が図られ、好ましい。
【００１６】
この場合、上記したタンク装置の高圧タンクは、燃料電池システムに燃料ガスとして供給する水素を貯留するタンクとすることができる。なお、燃料電池システムを搭載した車両に適用することができる他、天然ガスを燃料とする内燃機関を搭載した車両にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明に係る配管の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は本発明の高圧配管１００を説明する説明図である。
図示するように、この高圧配管１００は、流体の流路を形成する管路部１０２と、その両端の接続金具１１０とを有する。管路部１０２は、約２０ＭＰａ以上の高圧タンク等との接続に備え、こうした高圧の流体（ガス）の流路としての耐圧性を有する。管路部１０２としては、鋼管を例示することができる。
【００１８】
接続金具１１０は、高圧配管１００の装着対象物、例えば水素ガスを燃料電池への燃料ガスとして約１００ＭＰaの高圧で貯留する図示しない高圧タンクと管路部１０２を連結するものであり、当該タンクから管路部１０２への所定値流量以上の流れを防止する過剰流量防止機構を構成する。この接続金具１１０は、管路部１０２の端部に溶接・接合される管路ハウジング１１２と、その先端に装着される弁体ハウジング１１４と、図示しないタンク口金と気密に螺合するナットハウジング１１６とを有する。弁体ハウジング１１４は、管路ハウジング１１２に溶接・固定され、弁体収納室１１８を形成する。ナットハウジング１１６は、弁体ハウジング１１４の外周において回転自在とされており、タンク口金に螺合することで、接続金具１１０を、弁体ハウジング１１４のフランジ部１１５を介して高圧タンクに接続・固定する。
【００１９】
管路ハウジング１１２は、弁体収納室１１８に組み込まれる弁体１２０が摺動する摺動孔１３０を備え、当該摺動孔に、弁体１２０を付勢するスプリング１３１を収納する。なお、摺動孔１３０は、管路部１０２の流路に続くハウジング管路１３２と連通している。
【００２０】
弁体ハウジング１１４は、フランジ部１１５から突出した端部突起１３３を備え、その中央の貫通孔１３４から、高圧タンク内のガス（例えば、高圧の水素ガス）を弁体収納室１１８、延いては管路部１０２に通過させる。なお、弁体ハウジング１１４は、端部突起１３３の端面から環状に隆起したリップ１３５にて、タンク口金との気密性を確保している。
【００２１】
弁体１２０は、弁体収納室１１８内において端部突起１３３の側に位置する円筒状の弁体部位１２１と、摺動孔１３０にてその周壁で案内される円筒状のスリーブ部位１２２とを、接合して備える。スリーブ部位１２２は、摺動孔１３０の内部で摺動自在に形成され、弁体部位１２１との接合箇所の周壁に、小径貫通孔１２３を等ピッチで有する。弁体部位１２１は、その中央に有底孔１２４を備え、孔周壁に、小径貫通孔１２３より径が大きな大径貫通孔１２５を等ピッチで有する。この大径貫通孔１２５と小径貫通孔１２３は、弁体１２０回りの弁体収納室１１８を介して連通し、管路部１０２に至る流体の流路一部を形成する。この場合、小径貫通孔１２３は、大径貫通孔１２５との径の相違から、通過する流体の絞りとして機能する。
【００２２】
ここで、上記した構成の接続金具１１０の作動の様子について説明する。
今、高圧配管１００は、内部圧力が相違する二つの高圧タンクに装着されており、その圧力差により適宜な流量で高圧側のタンクから低圧側のタンクに流体が流れているとする。この状態では、接続金具１１０（例えば、図における上の金具）の弁体１２０は、スプリング１３１の付勢力と、タンク内の流体が有底孔１２４に流れ込むことで受けるガス圧による力とを受けるが、スプリング付勢力がガス圧による力に勝るため、図示するように端部突起１３３に当接した初期位置をとる。この初期位置では、大径貫通孔１２５と小径貫通孔１２３は連通しているので、有底孔１２４で遮られた流体は、大径貫通孔１２５を通過した後に小径貫通孔１２３に至り、当該貫通孔から摺動孔１３０、ハウジング管路１３２を経て管路部１０２に流れ込む（この流れの方向を順方向と呼ぶ）。このとき、他方の接続金具１１０（例えば、図における上の金具）では、スプリング付勢力と管路部１０２からのガスのガス圧による力が同じ向きに作用するので、弁体１２０は、端部突起１３３に当接した初期位置である。このため、他方の接続金具１１０に達した流体は、この他方の接続金具１１０において上記の順方向とは逆に、摺動孔１３０、小径貫通孔１２３、大径貫通孔１２５の順にこれら孔を通過し、タンク内に入り込む。
【００２３】
ところで、上記した順方向の流体の流れが起きている接続金具１１０では、この順方向の流れの過程で、弁体１２０は、既述したスプリング付勢力とガス圧による力のバランスで初期位置にあるが、この際、この順方向にそった大径貫通孔１２５と小径貫通孔１２３の径の相違に基づく小径貫通孔１２３での絞り作用により、接続金具１１０の上流側（即ち、有底孔１２４）と下流側（即ち、摺動孔１３０）では差圧が発生する。この差圧は、下流側で低くなることから、弁体１２０をスプリング１３１の付勢方向に抗した方向に作用する。スプリング１３１は、その付勢力が管路部１０２へ流れる流体の流量が所定流量以下である場合（通常状態と呼ぶ）の差圧と上記したガス圧による力の合力にも勝るよう、設計されている。このため、この通常状態では、弁体１２０は、端部突起１３３に当接したままであり、小径貫通孔１２３の解放を維持するので、上記した順方向での流体流出は継続される。
【００２４】
ところが、前記の状態で管路部１０２に異常が発生し、管路部１０２へ流れる流体の流量が所定流量以上、すなわち、通常状態よりも流量を増加する状況（過剰流量状況と呼ぶ）となると、摺動孔１３０の側での圧力低下により上記した差圧は大きくなる。この過剰流量状況としては、例えば、管路部１０２内部が急激に大気圧に低下する場合などをその一例として上げることができる。こうした状況となると、差圧増大に基づく力がスプリング１３１の付勢力に勝ると、弁体１２０は、スリーブ部位１２２が摺動孔１３０の内部に入り込むように摺動し、弁体部位１２１を管路ハウジング１１２の端面に当接させる。これにより、小径貫通孔１２３は管路ハウジング１１２の内周壁で閉鎖されるので、上記した順方向の流れを起こしていた接続金具１１０では、流体の流出が停止することになる。
【００２５】
こうした過剰流量状況となる以前において順方向の逆の方向での流体の流れを起こしていた接続金具１１０にあっても、摺動孔１３０の側での圧力低下が起きるので、やはり、差圧が大きくなって、弁体摺動をお越し、小径貫通孔１２３を閉鎖する。つまり、過剰流量状況となると、管路部１０２の両端の接続金具１１０において流体流出が停止されることになる。
【００２６】
以上説明したように、本実施例の高圧配管１００によれば、耐圧性を有する管路部１０２を用いているので、既存の配管と同様、高圧かつ大流量で流体を送ることができる。その一方、接続金具１１０を配管両端に有するので、漏洩等により管路部１０２内部が急激に大気圧に低下するといった事態が起きた場合には、差圧の増大により弁体１２０の摺動を起こして流路を閉鎖し、配管両端において過剰な流体流出を防止することがきる。
【００２７】
このように配管両端で流出防止を図ることと、接続金具１１０を配管の一端側にだけ設けて流出防止を図ることでは、次の相違がある。配管の一端側で流出防止を行ったとしても、配管他端側では、流出防止が行われないので、管路部１０２からの流体の漏洩は、配管他端側の装着対象物（例えば、高圧タンク）の貯留流体がなくなるまで継続される。ところが、本実施例のように、配管両端での流出防止を行えば、配管両端の高圧タンクから流体を流出させないようにできる。
【００２８】
なお、上記実施例では、高圧配管１００にて、内部圧力が相違する二つの高圧タンクを連通する場合を例に挙げて説明したが、高圧配管１００は、高圧タンクと当該タンクに流体を高圧充填する装置とを連通する場合にも適用できる。この他、高圧配管１００は、高圧タンクから、その貯留流体である水素ガスを燃料電池に供給するシステムにおける高圧タンク・燃料電池間の配管に適用することもできる。
【００２９】
上記した高圧配管１００は、二つの配管装着対象物を連通するほか、次のように変形することができる。図２は高圧配管１００の変形例を示す説明図である。
【００３０】
図示するように、この変形例の高圧配管１００は、流路途中から分岐した分岐配管１０１を備え、この配管末端にも接続金具１１０を有する。この変形例の接続金具１１０は、例えば、流体充填装置と二つの高圧タンクを接続するような場合に、過剰な流体流出をそれぞれの接続金具１１０において個別に防止できる。なお、二つの高圧タンクから、一つの流体供給先、例えば、二つの水素貯留の高圧タンクから燃料電池に水素ガスを供給するような場合にも適用できる。
【００３１】
次に、他の実施例について説明する。第２実施例は、小径の配管を複数用いて集合配管を形成した点に特徴がある。図３は第２実施例の高圧配管１５０を示す説明図、図４は図３における４−４線断面図、図５は図４におけるＸ方向矢視図である。
【００３２】
図示するように、高圧配管１５０は、７本の管路部１５１〜１５７を備え、これら各管路部を捻り合うようにして集合配管１５８を形成する。高圧配管１５０は、配管両端にナットハウジング１５９を備え、このナットハウジング１５９はタンク口金ＴＫに螺合することで、弁体ハウジング１６０をそのフランジ部１６１を介して高圧タンクＴに接続・固定する。
【００３３】
本実施例では、それぞれの管路部１５１〜１５７が、上記した接続金具１１０と同一の過剰流量防止機構を構成する。管路部１５１を例に取り説明する。管路部１５１は、その両端に管路ハウジング１１２を溶接して備え、この管路ハウジング１１２をこのナットハウジング１５９のハウジング孔１６２に気密に固定する。なお、この固定に際しては、嵌合、接合の他、螺合等の手法をとることができる。
【００３４】
こうして管路ハウジング１１２を固定した管路部１５１は、ナットハウジング１５９と協働して弁体収納室１１８を形成し、既述したようにこの収納室に弁体１２０を摺動自在に収納させている。よって、弁体１２０を挟んだ差圧に応じて高圧タンクＴからの過剰流量の流体流出は、管路部１５１の末端で行われることになる。他の管路部についても同様である。このため、本実施例の高圧配管１５０は、７本の管路部１５１〜１５７を用いて高圧タンクＴからの流体の流路を７つに分流し、その分流した個々の管路部で過剰流量の流体流出を防止できる。また、管路部１５１〜１５７で集合配管１５８を形成して、集合配管１５８における一つのナットハウジング１５９で管路部１５１〜１５７の接続金具を一体化させている。
【００３５】
以上説明した第２実施例の高圧配管１５０によれば、高圧タンクＴからの流体の流路を７つに分流するものの、管路部全体の集合配管１５８としては、流体流路面積を確保できる。よって、高圧タンクＴからの流体流量を維持した上で、管路部１５１〜１５７の個々をその流路径が細いものとできる。一つの配管の流路面積を複数個の小径の配管に分割した場合、小径の分割配管の剛性は、大径の一つの配管に必要とされる剛性より小さくて済むので、集合配管１５８を形成する個々の管路部１５１〜１５７については、可撓性を有するものとできる。このため、これら管路部１５１〜１５７の集合配管１５８としても可撓性を発揮できる。この結果、ナットハウジング１５９にて個々の管路部の一体に接続するようにした集合配管１５８は、あたかも一つの配管として高圧タンクＴ等との接続に支障なく使用できると共に、可撓性を有するがゆえに、配管施工の簡略化や他の部材との干渉回避が容易となる。しかも、干渉回避が容易であることから、こうした干渉回避のための配管経路の詳細設計が簡便となるので、経路設計の簡便化も図ることができる。また、高圧タンクＴに接続済みの状態で配管系に外力が加わった場合でも、力を吸収して集合配管１５８は勿論、個々の管路部１５１〜１５７においても接続金具へのダメージを低減できる。
【００３６】
この高圧配管１５０は、両端でナットハウジング１５９により一体化することもできるが、配管一端側でのみナットハウジング１５９で一体化させて状態で用いることもできる。図６は高圧配管１５０の他の用途を説明する説明図である。
図示するように、この高圧配管１５０は、ナットハウジング１５９で一体化させた側で流体充填装置１６５と接続し、他端側では、個々の高圧タンクＴに管路部１５１〜１５７を個別に接続するようにすることもできる。この場合、個々の管路部１５１〜１５７は、高圧タンクＴのタンク口金ＴＫとの接続に際して図１で示した接続金具１１０を用いる。
【００３７】
次に、上記した高圧配管を適用したタンク装置について説明する。図７は実施例のタンク装置２００を搭載した車両の燃料電池システムの燃料供給系を示す概略構成図である。この燃料電池システムは、水素と酸素との電気化学反応により発電するシステムであり、燃料電池による発電した電力を車両の動力源としている。
【００３８】
図示するように、タンク装置２００は、複数（４本）の独立した高圧タンク２０１〜２０４を備え、各高圧タンクは燃料電池２１０の燃料ガスである水素ガスを高圧貯留する。高圧タンク２０１〜２０４は、高圧水素ガスの図示しない充填装置と接合される充填金具２１２から、個別に配管され、高圧水素ガスの充填を受ける。本実施例では、この充填金具２１２からの充填配管２２１〜２２４に、図１で示した高圧配管１００や図３で示した高圧配管１５０を用いている。
【００３９】
また、高圧タンク２０１〜２０４からは、１次減圧弁２１４と２次減圧弁２１６を経て燃料電池２１０に水素ガスが供給される。１次減圧弁２１４は、タンクからの高圧の水素ガス圧力が下流の２次減圧弁２１６での減圧を受け得るよう、予め減圧する。２次減圧弁２１６は、燃料電池２１０に送り込む水素ガスの圧力に適した圧力まで減圧する。そして、高圧タンク２０１〜２０１から１次減圧弁２１４に至る供給配管２３１〜２３４に、図１で示した高圧配管１００や図３で示した高圧配管１５０を用いている。
【００４０】
このように、タンク装置２００は、高圧タンク２０１〜２０４が貯留する高圧の水素ガスを、１次減圧弁２１４と２次減圧弁２１６で２段階に減圧して燃料電池２１０に供給する。こうすることで、高圧タンク２０１〜２０４の直後の供給配管２３１〜２３４を流れる水素ガスを比較的、低圧とすることができると共に、１段で減圧する場合に比して、減圧能力の低い、すなわち小型の減圧弁を用いることができる。
【００４１】
このタンク装置２００によれば、車両の振動、衝撃等により充填配管２２１〜２２４や供給配管２３１〜２３４にダメージが起き水素ガス流出というような事態が起きると、充填金具２１２との接続箇所、各高圧タンクでの接続箇所および１次減圧弁２１４での接続箇所のそれぞれにおいて、過剰な水素ガス流出を防止することがきる。
【００４２】
図８は高圧タンク回りの配管に図６に示した高圧配管１５０を用いたタンク装置２００Ａを説明する説明図である。図示するように、このタンク装置２００Ａにあっても、水素ガスを高圧貯留する４本の独立した高圧タンク２０１〜２０４を備え、各タンクへの水素充填と燃料電池２１０への水素供給を行う。
【００４３】
このタンク装置２００Ａでは、図６に示した高圧配管１５０の集合配管１５８は、２８本の小径の管路部の集合とされ、ナットハウジング１５９で一体化された側が、充填金具２１２に接続され、７本の小径の管路部を一単位として、高圧タンク２０１〜２０４に接続されている。こうしたタンクへの接続に際しては、７本の小径の管路部を一本ずつ高圧タンクに接続するよう構成することも、この７本の小径の管路部をナットハウジングで一体化した上で、高圧タンクに接続するように構成することもできる。各タンクと１次減圧弁２１４との接続も同様であり、この場合は、１次減圧弁２１４にナットハウジング１５９で一体化された集合配管１５８が接続される。
【００４４】
このタンク装置２００Ａにあっても、車両の振動、衝撃等により充填金具２１２からの充填配管系である集合配管１５８や燃料電池２１０への燃料供給系である集合配管１５８にダメージが起き水素ガス流出というような事態が起きると、充填金具２１２との接続箇所、各高圧タンクでの接続箇所および１次減圧弁２１４での接続箇所のそれぞれにおいて、過剰な水素ガス流出を防止することがきる。
【００４５】
次に、また別のタンク装置２００Ｂについて説明する。このタンク装置２００Ｂは、タンク回りの配管構成の簡略化を図った点に特徴がある。図９はタンク装置２００Ｂを搭載した車両の燃料電池システムの燃料供給系を示す概略構成図である。
【００４６】
図示するように、タンク装置２００Ｂにあっても、水素ガスを高圧貯留する４本の独立した高圧タンク２０１〜２０４を備え、各タンクへの水素充填と燃料電池２１０への水素供給を行う。そして、このタンク装置２００Ｂは、１次減圧弁２１４の手前に配管接続ブロック２１５を備え、この配管接続ブロック２１５と充填金具２１２との間の充填配管２３５に、図１で示した高圧配管１００や図３で示した高圧配管１５０を用いる。また、各タンクから配管接続ブロック２１５に至る供給充填共有配管２４１〜２４４にも、図１で示した高圧配管１００や図３で示した高圧配管１５０を用いる。
【００４７】
配管接続ブロック２１５は、内部にガス室を備え、当該ガス室と充填配管２３５との接続箇所に、管路を開閉する開閉弁２１５ａを備え、１次減圧弁２１４との接続箇所にも、管路を開閉する開閉弁２１５ｂを備える。この配管接続ブロック２１５は、高圧タンク２０１〜２０４に高圧水素を充填する際には、図示しない電子制御装置の制御信号を受けて、開閉弁２１５ａを開弁し、開閉弁２１５ｂを閉弁する。これにより、充填金具２１２は、配管接続ブロック２１５のガス室を経て高圧タンク２０１〜２０４に連通することになる。よって、こうした状況下で、高圧タンク２０１〜２０４の各タンクには、充填金具２１２から配管接続ブロック２１５を経て高圧の水素ガスが充填される。
【００４８】
一方、燃料電池２１０に水素ガスを供給する際には、その制御信号を受けて、開閉弁２１５ａを閉弁し、開閉弁２１５ｂを開弁する。これにより、高圧タンク２０１〜２０４の各タンクは、配管接続ブロック２１５のガス室を経て１次減圧弁２１４と連通することになる。よって、こうした状況下で、高圧タンク２０１〜２０４の各タンクからは、配管接続ブロック２１５に高圧の水素ガスが入り込み、この水素ガスは、１次減圧弁２１４と２次減圧弁２１４による減圧を受けて、燃料電池２１０に供給される。
【００４９】
上記したタンク装置２００Ｂにあっても、既述したタンク装置と同様、車両の振動、衝撃等により充填配管２３５や供給充填共有配管２４１〜２４４にダメージが起き水素ガス流出というような事態が起きると、充填金具２１２との接続箇所、各高圧タンクでの接続箇所および配管接続ブロック２１５での接続箇所のそれぞれにおいて、過剰な水素ガス流出を防止することがきる。
【００５０】
また、このタンク装置２００Ｂでは、高圧水素ガス充填と水素ガス供給を配管接続ブロック２１５を介して行うので、高圧タンク２０１〜２０４の各タンクには一つの配管（供給充填共有配管２４１〜２４４）を接続すれば足りる。よって、配管本数の低減を図ることができ、配管接続の信頼性向上や、組み付け工数低減、コスト低減を図ることができる。
【００５１】
次に、他のタンク装置２００Ｃについて説明する。このタンク装置２００Ｃは、高圧タンク同士の連通を図った点に特徴がある。図１０はタンク装置２００Ｃを搭載した車両の燃料電池システムの燃料供給系を示す概略構成図である。
【００５２】
図示するように、タンク装置２００Ｃにあっても、水素ガスを高圧貯留する４本の独立した高圧タンク２０１〜２０４を備え、各タンクへの水素充填と燃料電池２１０への水素供給を行う。そして、このタンク装置２００Ｃでは、高圧タンク２０１〜２０４は、配管接続箇所に１次減圧弁２１４をそれぞれ備え、充填系は、この弁を経ずに直接タンクから充填配管２５０にて充填金具２１２と接続されている。ガス供給系については、１次減圧弁２１４を経て供給配管２５２にて２次減圧弁２１６と接続されている。この場合、充填配管２５０と供給配管２５２は、図２に示したような分岐配管１０１を有する高圧配管１００を用いる。また、このタンク装置２００Ｃは、高圧タンク２０１〜２０４のそれぞれを、連通配管２６１〜２６４で円環状に連通する。この連通配管２６１には、図１に示した高圧配管１００や図３で示した高圧配管１５０を用いた。なお、充填配管２５０と供給配管２５２を図７や図８で示したように管路構成することもできる。
【００５３】
上記構成のタンク装置２００Ｃによれば次の利点がある。
２次減圧弁２１６を経て、燃料電池２１０へ供給された水素ガスは、燃料電池での電気化学反応で消費される。この消費と共に高圧タンク２０１〜２０４の各タンクから順次、水素ガスの放出が行なわれ、高圧タンク２０１〜２０４内の水素ガスの残量、つまり、タンク内圧は減少する。
【００５４】
一般に、こうしたタンク内圧の減少速度は、高圧タンク２０１〜２０４のタンクごとに異なる。高圧タンク２０１〜２０４にそれぞれ設けた１次減圧弁２１４の二次圧力の設定値を完全に同一にすることは困難であり、１次減圧弁２１４の設定二次圧力には僅かながら誤差が生じる。高圧タンク２０１〜２０４の各タンクから放出される水素ガスは、この二次圧力の設定値が高いタンクから優先的に放出されることとなる。特に、燃料電池２１０での電気化学反応に必要な水素ガスが少量である場合には、ほとんど二次圧力の設定値が高い特定のタンクのみからの放出が行なわれる。その結果、特定のタンクの減少速度が速くなり、４本の高圧タンク間で圧力差が生じる。
【００５５】
本実施例では、こうした１次減圧弁２１４の設定誤差により高圧タンク２０１〜２０４のタンク間を過剰流量防止機構を有する高圧配管１００の連通配管２６１〜２６４で連通している。よって、圧力の高いタンクから圧力の低いタンクへの水素ガス流通（移動）を起こす。このため、高圧タンク２０１〜２０４の各高圧タンク間での圧力差は是正され、高圧タンク２０１〜２０４における水素ガスの消費量を均等にすることができる。
【００５６】
更に、特定のタンクのみが早期に空になるシステムでは、燃料電池２１０にて必要となる水素ガスの最大流量をＱとすると、タンクごとの１次減圧弁２１４の放出流量ｑが最大流量Ｑ以上（ｑ≧Ｑ）の能力であるものを選択する必要がある。こうした従来のシステムでは、最後に残った１本のタンクからでも最大流量Ｑの供給を可能としておく必要があるが、本実施例では、連通配管２６１〜２６４の作用により特定のタンクのみが早期に空の状態となることがなく、燃料電池２１０へ供給する水素ガスは、常に４本の高圧タンク２０１〜２０４でほぼ均等に負担することができる。したがって、タンクごとの１次減圧弁２１４の放出流量ｑを最大流量Ｑ以下（ｑ≦Ｑ）とすることができ、従来のシステムの減圧弁に比べて、小型の１次減圧弁２１４を使用することができる。
【００５７】
加えて、連通配管２６１〜２６４に既述した過剰流量流出防止機構を有する高圧配管１００を用いた。よって、これら連通配管２６１〜２６４において水素ガスの漏洩が起きるような事態となると、連通配管２６１〜２６４の両端のタンク接続箇所にて、過剰流量のガス流出を確実に防止することができる。つまり、このタンク装置２００Ｃによれば、充填配管２５０や供給配管２５２の配管系のみならず、タンク連通を図る配管系においても、過剰流量のガス流出を確実に防止することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【００５９】
例えば、タンク装置２００Ｃにおいて、各タンク間の連通を連通配管２６１〜２６４にて円環状に連通したが、次のようにすることもできる。図１１はタンク装置２００Ｃのタンク連通の変形例を示す説明図、図１２はタンク装置２００Ｃのタンク連通のまた別の変形例を示す説明図である。
【００６０】
これら図面に示すように、高圧タンク２０１〜２０４を、３本の連通配管２６１〜２６３でシリーズ配管し、各タンク間の連通を図るようにすることもできる。こうすれば、配管がシンプルとなる。また、高圧タンク２０１から残りの三つの各タンクまでを、３本の連通配管２６１〜２６３で連通し、他のタンクについても連通路２６４〜２６６で三つのタンクに連通するようにすることもできる。こうすれば、タンク間の圧力均等化をより確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の高圧配管１００を説明する説明図である。
【図２】高圧配管１００の変形例を示す説明図である。
【図３】第２実施例の高圧配管１５０を示す説明図である。
【図４】図３における４−４線断面図である。
【図５】図４におけるＸ方向矢視図である。
【図６】高圧配管１５０の他の用途を説明する説明図である。
【図７】実施例のタンク装置２００を搭載した車両の燃料電池システムの燃料供給系を示す概略構成図である。
【図８】高圧タンク回りの配管に図６に示した高圧配管１５０を用いたタンク装置２００Ａを説明する説明図である。
【図９】タンク装置２００Ｂを搭載した車両の燃料電池システムの燃料供給系を示す概略構成図である。
【図１０】タンク装置２００Ｃを搭載した車両の燃料電池システムの燃料供給系を示す概略構成図である。
【図１１】タンク装置２００Ｃのタンク連通の変形例を示す説明図である。
【図１２】タンク装置２００Ｃのタンク連通のまた別の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００...高圧配管
１０１...分岐配管
１０２...管路部
１１０...接続金具
１１２...管路ハウジング
１１４...弁体ハウジング
１１５...フランジ部
１１６...ナットハウジング
１１８...弁体収納室
１２０...弁体
１２１...弁体部位
１２２...スリーブ部位
１２３...小径貫通孔
１２４...有底孔
１２５...大径貫通孔
１３０...摺動孔
１３１...スプリング
１３２...ハウジング管路
１３３...端部突起
１３４...貫通孔
１３５...リップ
１５０...高圧配管
１５１...管路部
１５８...集合配管
１５９...ナットハウジング
１６０...弁体ハウジング
１６１...フランジ部
１６２...ハウジング孔
１６５...流体充填装置
２００...タンク装置
２００Ａ...タンク装置
２００Ｂ...タンク装置
２００Ｃ...タンク装置
２０１〜２０４...高圧タンク
２１０...燃料電池
２１２...充填金具
２１５...配管接続ブロック
２１５ａ...開閉弁
２１５ｂ...開閉弁
２２１〜２２４...充填配管
２３１〜２３４...供給配管
２３５...充填配管
２４１〜２４４...供給充填共有配管
２５０...充填配管
２５２...供給配管
２６１〜２６６...連通配管
２６４...連通路
Ｔ...高圧タンク
ＴＫ...タンク口金
【図１】
2005188538.tif 000003
【図２】
2005188538.tif 000004
【図３】
2005188538.tif 000005
【図４】
2005188538.tif 000006
【図５】
2005188538.tif 000007
【図６】
2005188538.tif 000008
【図７】
2005188538.tif 000009
【図８】
2005188538.tif 000010
【図９】
2005188538.tif 000011
【図１０】
2005188538.tif 000012
【図１１】
2005188538.tif 000013
【図１２】
2005188538.tif 000014