(57)【要約】【課題】常閉弁が誤って開弁されてしまうことを抑制する。【解決手段】流体を貯蔵するためのタンク本体１と、タンク本体１の内部と連通して当該タンク本体１に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路２３と、放出通路２３に設けられる常閉弁７と、雰囲気温度の異常上昇を感知したときに常閉弁７を開弁させる弁駆動装置８と、を備えるタンク１００において、弁駆動装置８が、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が常閉弁７に接続され、加熱されたときに収縮して常閉弁７を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材８１と、タンク１００に外力が加わることにより熱収縮部材８１に張力が生じたときに、熱収縮部材８１と接触して熱収縮部材８１を切断する切断器８２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を貯蔵するためのタンク本体と、
前記タンク本体の内部と連通して当該タンク本体に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路と、
前記放出通路に設けられる常閉弁と、
雰囲気温度の異常上昇を感知したときに前記常閉弁を開弁させる弁駆動装置と、
を備えるタンクであって、
前記弁駆動装置は、
雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が前記常閉弁に接続され、加熱されたときに収縮して前記常閉弁を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材と、
前記タンクに外力が加わることにより前記熱収縮部材に張力が生じたときに、当該熱収縮部材と接触して当該熱収縮部材を切断する切断器と、
を備えることを特徴とするタンク。
【請求項２】
前記常閉弁は前記タンク本体の一端側に配置されており、
前記弁駆動装置は、
一端側が前記タンク本体の他端側の表面に取り付けられる第１熱収縮部材と、
前記第１熱収縮部材よりも長さが短く、一端側が前記第１熱収縮部材の一端部よりも前記常閉弁側の前記タンク本体の表面に取り付けられる第２熱収縮部材と、
の少なくとも２本の前記熱収縮部材を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
前記熱収縮部材の一端側は、前記タンク本体から離れた任意の場所に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のタンク。
【請求項４】
前記常閉弁は、流体導入口と、流体排出口と、前記流体導入口と前記流体排出口とを連通する連通路と、前記連通路を封止する弁体としての封止体と、を備え、
前記熱収縮部材は、収縮したときの張力によって前記封止体に荷重を加えて当該封止体を外部から破壊することができるように前記常閉弁に接続されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のタンク。
【請求項５】
前記常閉弁は、前記封止体の内部に、加熱されたときに膨張して当該封止体を内部から破壊するための液体が封入された溶栓弁である、
ことを特徴とする請求項４に記載のタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタンクとして、タンク本体が加熱されたときに、タンク本体に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路に設けられた常閉弁を、タンク本体の表面に取り付けられて加熱されたときに収縮する熱収縮部材の張力を利用して開弁するように構成されたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０３２６３３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来のタンクでは、例えば衝突荷重などの外力がタンクに加わることによって熱収縮以外の要因で熱収縮部材に張力が生じたときに、常閉弁が誤って開弁してしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、外力がタンクに加わることによって熱収縮部材に張力が生じたときに、外力に起因する熱収縮部材の張力によって常閉弁が誤って開弁してしまうのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、流体を貯蔵するためのタンク本体と、タンク本体の内部と連通して当該タンク本体に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路と、放出通路に設けられる常閉弁と、雰囲気温度の異常上昇を感知したときに常閉弁を開弁させる弁駆動装置と、を備えるタンクにおいて、この弁駆動装置が、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が常閉弁に接続され、加熱されたときに収縮して常閉弁を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材と、タンクに外力が加わることにより熱収縮部材に張力が生じたときに熱収縮部材と接触して熱収縮部材を切断する切断器と、を備えるタンクが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のこの態様によれば、タンクに外力が加わることによって熱収縮部材に張力が生じたときは、切断器によって熱収縮部材を切断することができるので、外力に起因する熱収縮部材の張力によって常閉弁が誤って開弁してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるタンクの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態によるタンクの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態によるタンク１００の概略構成図である。
【００１１】
タンク１００は、タンク本体１と、タンク本体１の一端部に取り付けられたタンクバルブ２と、を備える。タンク１００は、例えば車両などの移動体に搭載され、タンク１００と共に移動体に搭載された例えば燃料電池スタックや内燃機関などの流体燃料使用機器に供給される流体燃料（例えば水素ガスや天然ガス）の燃料源として使用することができる。またタンク１００は、定置式の流体燃料使用機器に供給される流体燃料の燃料源として使用することもできる。
【００１２】
タンク本体１は、内部に流体（気体又は液体）を貯蔵しておくことが可能な容器である。本実施形態では、タンク本体１を、内部圧力が大気圧よりも高い所定の定格圧力（例えば７０ＭＰａ）になるまで流体を充填できる圧力容器としている。
【００１３】
タンクバルブ２は、タンク本体１に流体を充填するための充填通路２１と、タンク本体１に充填された流体を取り出すための取出通路２２と、例えば火災などが発生してタンク本体１やタンク本体１の周囲が加熱されたときに、タンク本体１に充填された流体を外部に放出するための放出通路２３と、を備える。
【００１４】
充填通路２１は、一端が外部の流体源に貯蔵された流体を充填通路２１に導入するための導入口２１ａとなっており、他端がタンク本体１の内部と連通している。充填通路２１には、逆止弁３と、手動式の第１常開弁４と、が設けられる。
【００１５】
逆止弁３は、導入口２１ａから充填通路２１に導入された流体がタンク本体１へ流れることを許容し、タンク本体１に充填された流体が導入口２１ａへ向かって逆流することを防止する。
【００１６】
手動式の第１常開弁４は、逆止弁３よりも下流の充填通路２１に設けられる。第１常開弁４は、通常時は開弁されており、緊急時などに必要に応じて手動によって閉弁される。
【００１７】
取出通路２２は、一端がタンク本体１の内部と連通しており、他端がタンク本体１に充填された流体をタンク本体１から取り出すための取出口２２ａとなっている。取出口２２ａから取り出された流体は、例えば取出口２２ａに接続された配管などを介して流体燃料使用機器に供給される。取出通路２２には、手動式の第２常開弁５と、遮断弁６と、が設けられる。
【００１８】
手動式の第２常開弁５は、通常時は開弁されており、緊急時などに必要に応じて手動によって閉弁される。
【００１９】
遮断弁６は、電気信号によって開閉される電磁弁であって、取出口２２ａから流体を取り出す必要があるときに開弁される。
【００２０】
放出通路２３は、一端が第１常開弁４よりも下流の充填通路２１と連通しており、他端が大気と連通している。放出通路２３には、常閉弁７が設けられる。
【００２１】
常閉弁７は、流体流入口７ａと、流体流出口７ｂと、流体流入口７ａと流体流出口７ｂとを連通する連通路７１と、連通路７１を封止する弁体としての封止体７２と、を備え、通常時は封止体７２によって連通路７１が封止された閉弁状態となっている。封止体７２は、外部荷重を加えることで破壊可能な素材で構成されたものであり、例えばガラス球である。封止体７２は、外部荷重を受けることによって破壊され、連通路７１を封止する機能を喪失する。すなわち常閉弁７は、封止体７２が破壊されることで開弁する。
【００２２】
常閉弁７は、例えば火災などが発生してタンク本体１やタンク本体１の周囲が加熱されたときに、雰囲気温度の異常上昇を感知して常閉弁７を開弁させる熱作動式の弁駆動装置８によって開弁される。
【００２３】
弁駆動装置８は、封止体７２に外部荷重を加えて封止体７２を破壊することで常閉弁７を開弁するための熱収縮部材８１を備える。
【００２４】
熱収縮部材８１は、加熱されて部材温度が上昇すると収縮する特性を有する材料からなり、収縮したときに全長が短くなるように糸状又は管状（中空状）に形成されている。本実施形態では、熱収縮部材８１の材料として、部材自体の温度が８０℃から１００℃まで上昇したときに全長が２％から５％程度短くなるような材料、例えばポリオレフィンやフッ素系ポリマーなどを使用している。
【００２５】
熱収縮部材８１は、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、部材温度が例えば８０℃未満のとき（雰囲気温度が正常と判断できる状態のとき）は張力が生じないように、弛んだ状態で一端が任意の場所に取り付けられ、他端が常閉弁７に接続されている。
【００２６】
本実施形態では、図１に示すように、２本の熱収縮部材８１、すなわち第１熱収縮部材８１ａと第２熱収縮部材８１ｂとがタンク本体１に表面に沿って配置されている。
【００２７】
各熱収縮部材８１ａ，８１ｂの他端は、部材温度が例えば８０℃以上になって熱収縮部材８１に張力が生じたときに、その張力によって封止体７２に外部荷重を加えて破壊することができるように常閉弁７にそれぞれ接続されている。本実施形態では、図１に示すように、各熱収縮部材８１の他端はそれぞれ封止体７２に直接接続されており、張力によって封止体７２を連通路７１の壁面等に押し当てることで封止体７２に外部荷重を加えて破壊するように弁駆動装置８が構成されている。別の実施形態では、図２に示すように、各熱収縮部材８１の他端は、常閉弁７の内部に配置されたバネ７３の一端に取り付けた押圧壁７４に接続されており、張力によって押圧壁７４を移動させて押圧壁７４を封止体７２に押し当てることで封止体７２に外部荷重を加えて破壊するように弁駆動装置８が構成されている。
【００２８】
第１熱収縮部材８１ａは、その一端が、常閉弁７の取り付け側とは反対側となるタンク本体１の他端側の表面に取り付けられている。すなわち第１熱収縮部材８１ａは、タンク本体１の一端側から他端側に亘ってタンク本体１の表面に沿って配置されている。そのため、雰囲気温度の異常上昇がタンク本体１の一端側から他端側におけるいずれの箇所で生じたとしても、その雰囲気温度の異常上昇を感知して常閉弁７を開弁することができる。したがって、例えばタンク本体１の全長が１６００ｍｍを超えるようないわゆる長尺のタンク１００であっても、タンク本体１の周囲の雰囲気温度の異常上昇を確実に感知して常閉弁７を開弁することができる。このように、タンク本体１の周囲の雰囲気温度が異常上昇したときに常閉弁７を開弁することで、タンク本体１の圧力が異常上昇してタンク本体１が変形等するのを抑制することができる。
【００２９】
第２熱収縮部材８１ｂは、第１熱収縮部材８１ａよりも長さが短く、その一端がタンク本体１の中央付近の表面に取り付けられている。このように、第１熱収縮部材８１ａよりも長さが短い第２熱収縮部材８１ｂを別途にタンク本体１の表面に沿って配置することで、第１熱収縮部材８１ａと第２熱収縮部材８１ｂとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が上昇したときに、第２熱収縮部材８１ｂの張力によって素早く常閉弁７を開弁することができる。すなわち、第２熱収縮部材８１ｂは、第１熱収縮部材８１ａよりも長さが短い分、加熱されて収縮したときの張力が第１熱収縮部材８１ａよりも大きくなる。そのため、第１熱収縮部材８１ａと第２熱収縮部材８１ｂとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が上昇したときに、第２熱収縮部材８１ｂの張力によって素早く常閉弁７を開弁することができる。
【００３０】
なお、図示はしないが、例えば熱収縮部材８１の一端側を、タンク本体１から離れた任意の場所、例えば燃料電池車両にタンク１００を搭載した場合であれば車両のフレーム等に取り付けても良い。このようにすれば、タンク本体１からある程度離れた場所で火災が生じたときなどに、タンク本体１に火が回る前に予め常閉弁７を開弁することができる。
【００３１】
ところで本実施形態のように、熱収縮部材８１が収縮したときの張力によって常閉弁７を開弁する場合、例えばタンク１００（タンク本体１、タンクバルブ２、弁駆動装置８）に何らかの物体が衝突したときなど、タンク１００に外力が加わったときに、弛んだ状態の熱収縮部材８１が収縮方向とは異なる方向に引っ張られて熱収縮部材８１に張力が生じ、常閉弁７が開弁してしまうおそれがある。すなわち、タンク１００に何らかの外力が加わったときに、弁駆動装置８が常開弁を誤って開弁させてしまうおそれがある。
【００３２】
そこで本実施形態による弁駆動装置８は、タンク１００に何らかの外力が加わって、弛んだ状態の熱収縮部材８１が収縮方向とは異なる方向に引っ張られて熱収縮部材８１に張力が生じたときに、熱収縮部材８１と接触して熱収縮部材８１を切断する切断器８２をさらに備える。
【００３３】
切断器８２は、各熱収縮部材８１の一端側及び他端側に一つずつ設けられる。なお、切断器８２の設置数はこれに限らず、たとえば各熱収縮部材８１に対して１つでも良いし、３つ以上設けても良い。
【００３４】
切断器８２は、熱収縮部材８１が収縮方向とは異なる方向に引っ張られて熱収縮部材８１に張力が生じたときに熱収縮部材８１と接触して熱収縮部材８１を切断する刃を、例えば熱収縮部材８１と所定の間隔を空けて熱収縮部材８１の周囲を取り囲むように配置したものである。これ以外にも、例えば刃を、熱収縮部材８１と所定の間隔を空けて熱収縮部材８１を挟むように対向させて配置しても良い。このような切断器８２を設けることで、タンク１００に何らかの外力が加わったときに、弁駆動装置８が常開弁を誤って開弁させてしまうのを抑制することができる。
【００３５】
以上説明した本実施形態によるタンク１００は、流体を貯蔵するためのタンク本体１と、タンク本体１の内部と連通してタンク本体１に貯蔵された流体を外部に放出するための放出通路２３と、放出通路２３に設けられる常閉弁７と、雰囲気温度の異常上昇を感知したときに常閉弁７を開弁させる弁駆動装置８と、を備える。
【００３６】
そしてこの弁駆動装置８が、雰囲気温度の異常上昇を感知したい箇所が含まれるように、かつ、張力が生じないように一端側が任意の場所に取り付けられると共に他端側が常閉弁７に接続され、加熱されたときに収縮して常閉弁７を開弁させるための張力が生じる糸状又は管状の熱収縮部材８１と、タンク１００に外力が加わることにより熱収縮部材８１に張力が生じたときに熱収縮部材８１と接触して熱収縮部材８１を切断する切断器８２と、を備えるので、タンク１００に外力が加わることによって熱収縮部材８１に張力が生じたときに、切断器８２によって熱収縮部材８１を切断することができる。そのため、外力に起因する熱収縮部材８１の張力によって常閉弁７が誤って開弁するのを抑制することができる。
【００３７】
また本実施形態では、常閉弁７がタンク本体１の一端側に配置されており、弁駆動装置８が、一端側がタンク本体１の他端側の表面に取り付けられる第１熱収縮部材８１ａと、第１熱収縮部材８１ａよりも長さが短く、一端側が第１熱収縮部材８１ａの一端部よりも常閉弁７側の前記タンク本体１の表面に取り付けられる第２熱収縮部材８１ｂと、の少なくとも２本の熱収縮部材８１を備えている。
【００３８】
このように本実施形態では、第１熱収縮部材８１ａが、タンク本体１の一端側から他端側に亘ってタンク本体１の表面に沿って配置されているので、雰囲気温度の異常上昇がタンク本体１の一端側から他端側におけるいずれの箇所で生じたとしても、その雰囲気温度の異常上昇を感知して常閉弁７を開弁することができる。したがって、例えばタンク本体１の全長が１６００ｍｍを超えるようないわゆる長尺のものであっても、タンク本体１の周囲の雰囲気温度の異常上昇を確実に感知して常閉弁７を開弁することができる。
【００３９】
また第１熱収縮部材８１ａよりも長さが短い第２熱収縮部材８１ｂが、第１熱収縮部材８１ａとは別途にタンク本体１の表面に沿って配置されているので、第１熱収縮部材８１ａと第２熱収縮部材８１ｂとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が異常上昇したときに、第２熱収縮部材８１ｂの張力によって素早く常閉弁７を開弁することができる。すなわち、第２熱収縮部材８１ｂは、第１熱収縮部材８１ａよりも長さが短い分、加熱されて収縮したときの張力が第１熱収縮部材８１ａよりも大きいので、第１熱収縮部材８１ａと第２熱収縮部材８１ｂとが互いに配置された箇所で雰囲気温度が異常上昇したときに、第２熱収縮部材８１ｂの張力によって素早く常閉弁７を開弁することができる。
【００４０】
また、これ以外にも、熱収縮部材８１の一端を、タンク本体１から離れた任意の場所に取り付ければ、タンク本体１からある程度離れた場所で火災が生じたときなどに、タンク本体１に火が回る前に予め常閉弁７を開弁することができる。
【００４１】
また本実施形態では、常閉弁７が、流体導入口２１ａと、流体排出口と、流体導入口２１ａと流体排出口とを連通する連通路７１と、連通路７１を封止する弁体としての封止体７２と、を備え、熱収縮部材８１が、収縮したときの張力によって封止体７２に荷重を加えて封止体７２を外部から破壊することができるように常閉弁７に接続されている。そのため、雰囲気温度が異常上昇したときに、熱収縮部材８１を収縮させることにより張力を生じさせ、これにより封止体７２に荷重を加えて封止体７２を外部から破壊し、常閉弁７を開弁することができる。
【００４２】
また上記の実施形態において、常閉弁７を、加熱されたときに膨張して封止体７２を内部から破壊するための液体を封止体７２の内部に封入した溶栓弁とすれば、たとえば公知の種々の溶栓弁に対して微小な設計変更を行うのみで、封止体７２を外部から破壊できるように変更することができる。そして、封止体７２を外部から破壊できるような常閉弁７を、溶栓弁と別途に設ける必要もないので、コストの増加や部品数の増加、タンクバルブ２の大型化を抑制することができる。また、熱収縮部材８１が配置された箇所の雰囲気温度よりも早期に常閉弁７近傍の雰囲気温度が異常上昇したときに、封止体７２を内部から破壊して早期に常閉弁７を開弁することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４４】
例えば上記の実施形態では２本の熱収縮部材８１ａ，８１ｂをタンク本体１の表面に沿って配置したが、少なくとも第１熱収縮部材８１ａが配置されていれば良く、熱収縮部材８１を３本以上配置しても良い。
【００４５】
また、熱を伝えやすい材料（例えばＳＵＳ３１６）で構成された中空状のチューブの内部に熱収縮部材８１を格納しても良い。このようにすれば、組み付け時や運搬時、タンク１００を移動体に搭載した場合には走行時などに生じる外力等から熱収縮部材８１を保護することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    タンク本体
７    常閉弁
７ａ    流体流入口
７ｂ    流体流出口
８    弁駆動装置
２３    放出通路
７１    連通路
７２    封止体
８１    熱収縮部材
８１ａ    第１熱収縮部材
８１ｂ    第２熱収縮部材
８２    切断器
１００    タンク
【図１】
2016148398.tif 000003
【図２】
2016148398.tif 000004