(57)【要約】【課題】気体貯蔵材料を複数のチャンバーに格納可能なスペーサー構造を有する貯蔵缶を提供する。【解決手段】  貯蔵缶１００は、缶体１、支持板２１、管状気体導入ユニット３およびスペーサー構造４を備える。缶体１は、底端１１、この底端１１に長軸方向に向き合う放出端１２、および内部空間１３を有する。缶体１の内部空間１３に長軸方向に沿って装着された支持板２１は、導通部２１１を有する。支持板２１の導通部２１１に差し込まれた管状気体導入ユニット３は、気体の導通に用いられる気体出入口３１を有する。スペーサー４１から形成された複数のチャンバー４２により構成されたスペーサー構造４は、支持板２１と交互に重なるように缶体１の内部空間１３に装着され、チャンバー４２に定量の気体貯蔵材料を格納可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底端、この底端に向き合う放出端、および内部空間を有し、底端と放出端とが長軸方向に向き合う缶体と、
導通部を有し、長軸方向に沿って缶体の内部空間に装着された支持板と、
気体の導通に用いられる気体出入口を有し、支持板の導通部に差し込まれた管状気体導入ユニットと、
スペーサーから形成された複数のチャンバーにより構成され、支持板と交互に重なるように缶体の内部空間に装着され、チャンバーに定量の気体貯蔵材料を格納可能なスペーサー構造と、を備えることを特徴とする貯蔵缶。
【請求項２】
支持板は、周縁、この周縁から縦方向に延びる周壁、および格納空間を有することで、ハウジングを構成することを特徴とする請求項１に記載の貯蔵缶。
【請求項３】
支持板の導通部に対応する部位に第一穿孔を有し、缶体の放出端に最も近いハウジングに装着されることでハウジング内に気体貯蔵材料を保持することの可能なカバーを備えることを特徴とする請求項２に記載の貯蔵缶。
【請求項４】
支持板の導通部に対応する部位に第二穿孔を有し、ハウジングの支持板とスペーサー構造との間に装着されたプレートを備え、
支持板はリブを有し、
プレートは支持板のリブによって支えられ、支持板とプレートとの間に所定距離が保たれることを特徴とする請求項２に記載の貯蔵缶。
【請求項５】
管状気体導入ユニットは、ハウジングの格納空間に対応する部位に気体導入孔を有し、外側にフィルターを有することを特徴とする請求項１に記載の貯蔵缶。
【請求項６】
支持板の導通部の孔壁から所定高度まで延びる気体導通区に設けられたフィルターを有することを特徴とする請求項１に記載の貯蔵缶。
【請求項７】
底端、この底端に向かい合う放出端、および内部空間を有し、底端と放出端とが長軸方向に向きあう缶体と、
気体導通区を有し、長軸方向に沿って缶体の内部空間に装着された支持板と、
スペーサーから形成された複数のチャンバーにより構成され、支持板と交互に重なるように缶体の内部空間に装着され、チャンバーに定量の気体貯蔵材料を格納可能なスペーサー構造と、を備えることを特徴とする貯蔵缶。
【請求項８】
支持板は、周縁、この周縁から縦方向に延びる周壁、および格納空間を有することで、ハウジングを構成することを特徴とする請求項７に記載の貯蔵缶。
【請求項９】
気体導通区は、支持板の周壁を格納空間側へ湾曲させて形成した陥没構造から構成され、
陥没構造は気体フィルターを有することを特徴とする請求項８に記載の貯蔵缶。
【請求項１０】
ハウジングの気体導通区に装着された管状気体導入ユニットを備え、
管状気体導入ユニットは、気体出入口、およびハウジングの格納空間に対応する部位に形成された気体導入孔を有し、
気体導入孔は気体の導通に用いられることを特徴とする請求項９に記載の貯蔵缶。
【請求項１１】
缶体の放出端に最も近いハウジングに装着されることでハウジング内に気体貯蔵材料を保持することの可能なカバーを備えることを特徴とする請求項８に記載の貯蔵缶。
【請求項１２】
ハウジングの支持板とスペーサー構造との間に装着されたプレートを備え、
支持板はリブを有し、
プレートは支持板のリブによって支えられ、支持板とプレートとの間に所定距離が保たれることを特徴とする請求項１１に記載の貯蔵缶。
【請求項１３】
支持板と周壁との接続箇所に形成される環状陥没辺縁部を有することを特徴とする請求項２または請求項８に記載の貯蔵缶。
【請求項１４】
スペーサー構造は、蜂巣状構造、三角形構造、方形構造、多辺形構造、不規則形構造または円形構造のいずれか一つであることを特徴とする請求項１または請求項７に記載の貯蔵缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵缶に関し、詳しくはスペーサー構造を有する貯蔵缶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池（Fuel Cell）は、電気化学反応によって水素含有燃料および空気を反応させて電気を生成する装置であり、一種の新エネルギーといえる。燃料電池に使用される水素燃料は、天然ガス、メタノール、エタノール（アルコール）、水の電気分解、メタンガスなどの任意の炭化水素化合物である。
【０００３】
水素は金属水素化物の気体貯蔵缶に充填され、金属水素化合物に吸着することによって保管される。使用方法は貯蔵缶を適切に加熱し、水素を放出し、そののち応用装置に供給することであるため、安定性および持続性のより高い気体貯蔵缶が燃料電池メーカに求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８４７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術に採用された気体貯蔵缶は、気体貯蔵材料（金属水素化物など）が缶体内に直接格納される。しかしながら、一般の気体貯蔵材料は粉末状であり、缶体内の単独の空間に格納され、気体貯蔵材料の体積を一定するため、安定を保ち、熱を均等に受けることができず、気体貯蔵材料が気体（例えば水素）を放出する効率を低下させてしまう。それに対し、多くのメーカは尽力し、気体貯蔵缶内の気体貯蔵材料にスペーサーを配置する方法を研究開発したが、顕著な効果はない。また気体貯蔵材料が加熱されて膨張するとスペーサーを変形させるため、気体貯蔵材料が別のスペーサーに漏れて堆積するか、加熱が平均しないなどの現象が原因で貯蔵缶の効果に影響を与えてしまう。
【０００６】
本発明は、気体貯蔵材料を複数のチャンバーに格納し、区切られたスペーサー構造を有する貯蔵缶を提供することを主な目的とする。
本発明は、気体貯蔵材料を支えるスペーサーによって緊密度および構造強度を増強する気体貯蔵材料の貯蔵缶を提供することをもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の貯蔵缶は、缶体に複数のハウジング、管状気体導入ユニットおよび複数のスペーサー構造を配置することである。缶体は底端、この底端に向かい合う放出端、および内部空間を有し、底端と放出端とが長軸方向に向き合う。
【０００８】
複数のハウジングは、缶体の長軸方向に沿って内部空間に配置され、支持板、周壁および気体導通区を有する。ハウジングは、周壁が支持板の周縁から縦方向に延びるので、格納空間を有する。支持板は導通部を有する。
【０００９】
管状気体導入ユニットは、気体出入口を有し、気体出入口によって水素をハウジング内の気体貯蔵材料に導入し、吸着させる。気体貯蔵材料から放出された気体は管状気体導入ユニットによって缶体の放出端へ誘導され、応用装置または燃料電池システムに導通する。
【００１０】
複数のスペーサー構造は、ハウジングの格納空間に配置され、スペーサーを組み合わせて形成した複数のチャンバーから構成される。チャンバーは定量の気体貯蔵材料の格納に用いられる。
【００１１】
本発明の貯蔵缶は、スペーサー構造のチャンバーに気体貯蔵材料を一定の分量で格納することによって気体貯蔵材料を区切るので、燃料電池システムが稼動する際、気体貯蔵缶は外部の受けた熱をそれぞれのスペーサー構造のチャンバーに均等に拡散させる。従って、本発明は、加熱段階において気体貯蔵材料の内側および外側の受けた熱が一致しないような現象を発生させず、気体を均等に放出することによって作動際の効率を向上させることができる。またスペーサー構造はハウジングの格納空間に配置され、スペーサーによってハウジングの構造強度を増強するため、本発明は作動をより安定させ、燃料電池システムの稼動効率をより良好にすることができる。また本発明はハウジングをモジュール化することによって生産、組み立ておよび応用の便をはかり、産業の利用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による貯蔵缶の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による貯蔵缶の側面断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による貯蔵缶のハウジングを示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による貯蔵缶のハウジングの底面を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による貯蔵缶の管状気体導入ユニットを示す側面断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による貯蔵缶の貯蔵カートリッジを示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態による貯蔵缶を示す分解斜視図である。
【図８】図７中の８−８線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による貯蔵缶の貯蔵カートリッジを示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による貯蔵缶貯蔵カートリッジを組み立てる際、管状気体導入ユニットがハウジングに差し込まれる状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０中の１１−１１線に沿った断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による貯蔵缶を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態による貯蔵缶の支持板を示す分解側面断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態による貯蔵缶の分解斜視図である。
【図１５】本発明の第５実施形態による貯蔵缶の貯蔵カートリッジを示す分解斜視図である。
【図１６】本発明の第６実施形態による貯蔵缶の分解斜視図である。
【図１７】本発明の第７実施形態による貯蔵缶の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による貯蔵缶を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態による貯蔵缶１００は、缶体１、複数のハウジング２、管状気体導入ユニット３および複数のスペーサー構造４を備える。缶体１は底端１１、底端１１に向かい合う放出端１２および内部空間１３を有する。缶体１の底端１１から放出端１２までの間は長軸方向Ｙに位置付けられる。
【００１４】
複数のハウジング２は、缶体１の長軸方向Ｙに沿って内部空間１３に重なるように配置され、支持板２１および周壁２２を有する。周壁２２は支持板２１の周縁から縦方向に延びて形成されるため、格納空間Ｐを有する。支持板２１は導通部２１１（貫通孔に形成されてもよい）を有する。本実施形態において、ハウジング２は導熱性材料から構成されるため、気体貯蔵材料に良好な加熱効果をもたらすことができる。
【００１５】
管状気体導入ユニット３は、単管式または多管式構造を採用してもよい。管状気体導入ユニット３はハウジング２の導通部２１１に差し込まれ、気体出入口３１を有する。気体は管状気体導入ユニット３によって導入され、ハウジング２内の気体貯蔵材料に吸着する。気体貯蔵材料から放出された気体は管状気体導入ユニット３によって缶体１の放出端１２へ誘導される。本実施形態において、管状気体導入ユニット３はハウジング２の格納空間Ｐに対応する気体導入孔３２を有する。
【００１６】
複数のスペーサー構造４は、ハウジング２の格納空間Ｐに配置され、支持板２１に垂直のスペーサー４１を組み合わせて形成した複数のチャンバー４２から構成される（これに限らず、スペーサーに平行する方式を採用してもよい）。チャンバー４２は定量の気体貯蔵材料の格納に用いられる。スペーサー４１は導熱性材料から構成されるため、気体貯蔵材料に良好な加熱効果をもたらすことができる。本実施形態において、スペーサー構造４は蜂巣状の構造に形成される（これに限らず、三角形、方形、多辺形、不規則形状または円形などの別の形の構造を採用してもよい）ため、ハウジング２の構造強度を増強することができるだけでなく、気体貯蔵材料が膨張する際、ハウジング２を変形させないことができる。
【００１７】
貯蔵缶１００は、さらにカバー５を備える。カバー５は、ハウジング２の導通部２１１に対応する部位に第一穿孔５１を有する。カバー５は缶体１の放出端１２に最も近いハウジング２に配置され、ハウジング２内に気体貯蔵材料を保持することができる。
【００１８】
図１、図２、図３および図４に示すように、缶体１は内径Ｄ１を有するのに対し、ハウジング２は外径Ｄ２を有する。缶体１の内径Ｄ１がほぼハウジング２の外径Ｄ２に等しい。缶体１の内部空間１３にハウジング２が装着される際、ハウジング２の周壁２２と缶体１の内壁とは相互に接触する。ハウジング２の支持板２１と周壁２２との接続箇所には環状陥没辺縁部２３が形成される。缶体１の内部空間１３にハウジング２が装着される際、ハウジング２は周壁２２と環状陥没辺縁部２３とが相互に結合することによって相互の位置関係および緊密度を増強する。
【００１９】
ハウジング２は、支持板２１とスペーサー構造４との間にプレート６を有する。プレート６はハウジング２の導通部２１１に対応する部位に第二穿孔６１を有する。ハウジング２の支持板２１は複数のリブ２１２を有する。プレート６はリブ２１２によって支えられ、ハウジング２の支持板２１に所定距離を保つ。ハウジング２内に装着されたプレート６およびスペーサー構造４の作用によってハウジング２の構造強度および緊密度を増強することができる。またプレート６は金属材料から構成されるため、気体貯蔵材料への熱伝導を平均し、本発明の作動をより安定させることができる。
【００２０】
図５に示すように、管状気体導入ユニット３は外側に被さって気体のみを流通するフィルター７を有する。気体貯蔵材料から放出または吸収された気体が管状気体導入ユニット３の気体導入孔３２によって導通する際、気体導入孔３２にフィルター７を被せ、隔離およびろ過効果を果たすことによって気体貯蔵材料が管状気体導入ユニット３の気体導入孔３２から漏れることを防止することができる。
【００２１】
図６に示すように、スペーサー構造を有する貯蔵カートリッジ２００は、ハウジング２、スペーサー構造４およびカバー５を有する。ハウジング２は支持板２１および周壁２２を有する。周壁２２は支持板２１の周縁から縦方向に延びて形成される。ハウジング２の支持板２１は導通部２１１を有する。カバー５はハウジング２の周壁２２の内側辺縁の上端に装着され、ハウジング２との間に格納空間Ｐが形成される。カバー５はハウジング２の導通部２１１に対応する部位に第一穿孔５１を有する。スペーサー構造４は、カバー５とハウジング２との間の格納空間Ｐに配置され、スペーサー４１を組み合わせて形成した複数のチャンバー４２から構成される。チャンバー４２は定量の気体貯蔵材料の格納に用いられる。本実施形態において、スペーサー構造４は蜂巣状に形成されるため、ハウジング２の構造強度を増強することができるだけでなく、気体貯蔵材料が熱を受けて膨張する際、ハウジング２を変形させないことができる。
【００２２】
ハウジング２とカバー５とは嵌合ユニット８によって結合する。嵌合ユニット８はスリーブ８１および締付ユニット８２を有する。スリーブ８１は気体導入孔８１１および拡張部８１２を有する。締付ユニット８２は拡張部８２１を有する。貯蔵カートリッジ２００を組み立てる際、スリーブ８１を下から支持板２１の導通部２１１に差し込み、スリープ８１にフィルター８３を被せて気体導通区を形成し、続いてハウジング２の格納空間Ｐにスペーサー構造４を装着する。このときスペーサー構造４のシャンバー４２に適量の気体貯蔵材料を充填し、カバー５を被せ、そののち上方のカバー５の第一穿孔５１から締付ユニット８２をスリープ８１に嵌め込めば貯蔵カートリッジ２００の組み立てが完了する。
【００２３】
（第２実施形態）
図７および図８に示したのは図１に示した第１実施形態をもとに変化を加えた第２実施形態である。第２実施形態による貯蔵缶１００ａは、ハウジング２を採用せず、支持板２１とスペーサー構造４とが交互に重なる方式によって構成される。
【００２４】
（第３実施形態）
図９および図１０に示すように、第３実施形態および第１実施形態は組み立て及び作用原理がほぼ同じである。そのほかの違いは次の通りである。第３実施形態において、貯蔵カートリッジ２００ａはハウジング２ａの導通部２１１の孔壁から上方の所定高度Ｌまで縦方向に延びて形成された気体導通区２４を有する。管状気体導入ユニット３は気体導通区２４に差し込まれる。所定高度Ｌはハウジング２の周壁２２の高度にほぼ等しいため、気体導通区２４はハウジング２ａの導通部２１１を遮蔽し、気体貯蔵材料が導通部２１１から別のハウジング２ａに漏れることを防止することができる。貯蔵缶１００を組み立てる前、プレート６およびスペーサー構造４が装着してあるハウジング２ａに気体貯蔵材料を予め充填し、それぞれのチャンバー４２を満杯にし、そののちカバー５を被せればモジュール化の効果を達成し、生産、組み立ておよび応用の便をはかることができる。また管状気体導入ユニット３は必要な部品ではないため、本実施形態は管状気体導入ユニット３を省略してもハウジング２ａに形成された気体導通区２４によって気体を導通させ、気体の充填または放出を進める効果を達成することができる。また本実施形態は上下のハウジング２ａの間の重なる部位に凸凹形状を形成して結合させる固定または係合方式によって位置決めの目的を達成することができる。
【００２５】
図１１に示すように、気体導通区２４は管状部２４１およびフィルター２４２を有する。管状部２４１はハウジング２の導通部２１１の孔壁から上方の所定高度Ｌまで縦方向に延びて形成され、気体導通に用いる孔２４３を有する。フィルター２４２は気体貯蔵材料が孔２４３から別のハウジング２に漏れることを防止するため管状部２４１の外側に被さる。本実施形態において、所定高度Ｌはハウジング２ａの支持板２１からカバー５までの距離にほぼ等しいため、気体導通区２４はハウジング２の導通部２１１およびカバー５の第一穿孔５１を遮蔽し、気体貯蔵材料がハウジング２ａの外部に漏れることを防止することができる。気体導通区２４は硬度および密度の高いろ過材料から構成された気体フィルターを採用できる。
【００２６】
（第４実施形態）
図１２および図１３に示す第４実施形態は、第３実施形態をもとに変化を加えた実施形態である。貯蔵缶１００ｂは、気体導通区２４を有する支持板２１とスペーサー構造４とが交互に重なる方式を採用し、支持板２１の導通部２１１と気体導通区２４との間に係合部２４４ａ、２４４ｂを設けることによって支持板２１を固定し、気体導通区２４を連続して気体導入通路を構成することによって気体を導通させることができる。また本実施形態において、気体導通区２４のフィルター２４２は口部を密封する方式によって気体貯蔵材料が漏れることを防止することができる。
【００２７】
（第５実施形態）
図１４に示すように、本発明の第５実施形態および第１実施形態は組み立て及び作用原がほぼ同じである。その特徴は次の通りである。貯蔵缶１００ｃにおいて、ハウジング２ｂは周壁２２に気体導通区２５を有する。気体導通区２５は支持板２１を周壁２２の頂部から格納空間Ｐへ湾曲させて形成した陥没構造２５１から構成される。陥没構造２５１は硬度および密度の高いろ過材料から構成された気体フィルターである。管状気体導入ユニット３はハウジング２ｂの気体導通区２５に装着され、気体をハウジング２ｂのスペーサー構造４内の気体貯蔵材料に導入し、吸着させる。気体貯蔵材料から放出された気体は気体導通区２５および管状気体導入ユニット３によって缶体１の放出端１２へ誘導される。また管状気体導入ユニット３は必要な部品ではないため、本実施形態は管状気体導入ユニット３を省略してもハウジング２ｂに形成された気体導通区２５によって気体を導通させ、気体の充填または放出を進める効果を達成することができる。また本実施形態は上下のハウジング２ｂの間の重なる部位に凸凹形状を形成して結合させる固定または係合方式によって位置決めの目的を達成することができる。
【００２８】
図１５に示すように、第５実施形態による貯蔵カートリッジ２００ｂにおいて、ハウジング２ｂは周壁２２に形成された気体導通区２５を有する。気体導通区２５は気体をハウジング２ｂ内の気体貯蔵材料に導入し、吸着させるか、気体貯蔵材料から放出された気体を缶体の放出端へ誘導する。本実施形態において、カバー５ａはハウジング２ｂの気体導通区２５に対応する部位に第一窪み５２を有する。貯蔵カートリッジ２００ｂを組み立てる際、第一窪み５２によって気体を導通させることができる。またカバー５ａは周縁の下方に縦方向に延びて形成された所定高度を置くことによってハウジング２ｂとの結合の便をはかることができる。貯蔵カートリッジ２００ｂはさらにプレート６ａを有する。プレート６ａはハウジング２ｂの気体導通区２５に対応する部位に第二窪み６２を有する。ハウジング２ｂの支持板２１、カバー５ａおよびプレート６ａには別の導通部または窪みが配置されないため、気体貯蔵材料が漏れるという問題が発生しない。また貯蔵缶１００ｄを組み立てる前、プレート６ａおよびスペーサー構造４が装着してあるハウジング２ｂに気体貯蔵材料を予め充填し、それぞれのチャンバー４２を満杯にし、そののちカバー５ａを被せればモジュール化の効果を達成し、生産、組み立ておよび応用の便をはかることができる。
【００２９】
（第６実施形態）
図１６に示すように、第５実施形態をもとに変化を加えた第６実施形態において、貯蔵缶１００ｄは管状気体導入ユニット３を採用せず、ハウジング２ｂの気体導通区２５を連続して気体通路を構成することによって気体を導通させることができる。ハウジング２ｂの間の環状陥没辺縁部２３は周りに点状突起部を分布させ、周壁２２に対応する部位に陥没状辺縁部を形成する位置決め構造（図中未表示）を採用することができる。
【００３０】
（第７実施形態）
図１７に示すように、本発明の第７実施形態による貯蔵缶１００ｅの特徴は、支持板２１とスペーサー構造４とが交互に重なる方式を採用し、気体導通区２５が支持板２１の周りの導通部（窪みに形成されてよい）から構成され、管状気体導入ユニット３が支持板２１の気体導通区２５に装着されることである。支持板２１またはスペーサー構造４は硬度および密度の高いろ過材料から構成された気体フィルターを採用してもよいため、本実施形態を実施し、本発明の気体導入機能を増強することができる。
【００３１】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ：貯蔵缶、
２００、２００ａ、２００ｂ：貯蔵カートリッジ、  
１：缶体、  
１１：底端、  
１２：放出端、  
１３：内部空間、  
２、２ａ、２ｂ：ハウジング、
２１：支持板、
２１１：導通部、
２１２：リブ、
２２：周壁、
２３：環状陥没辺縁部
２４：気体導通区、
２４１：管状部、
２４２：フィルター
２４３：孔、
２４４ａ、２４４ｂ：係合部、
２５：気体導通区、
２５１：陥没構造、
３：管状気体導入ユニット、
３１：気体出入口、
３２：気体導入孔、
４：スペーサー構造、
４１：スペーサー、
４２：チャンバー、
５、５ａ：カバー、
５１：第一穿孔、
５２：第一窪み、
６、６ａ：プレート、
６１：第二穿孔、
６２：第二窪み、
７：フィルター、
８：嵌合ユニット、
８１：スリーブ、
８１１：気体導入孔、
８１２：拡張部、
８２：締付ユニット、
８２１：拡張部、
８３：フィルター、
Ｄ１：内径、
Ｄ２：外径、
Ｌ：高度、
Ｐ：格納空間、
Ｙ：長軸方向。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
2012132562.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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