(57)【要約】【課題】構成を簡易なものとしながらも、タンク内全体を乾燥させることが可能なタンク乾燥装置を提供する。【解決手段】タンク乾燥装置１は、乾燥用流体である空気を供給する温風供給装置２と、温風供給装置２が供給する空気を導くノズル３と、を備える。ノズル３は、温風供給装置２から第１軸線ＮＣ１に沿って延びる第１ノズル部３１と、第１ノズル部３１から、第１軸線ＮＣ１と交差する第２軸線ＮＣ２に沿って延び、空気を吹き出す吹出口３５が先端に開設された第２ノズル部３２と、を有する。吹出口３５は、第１軸線ＮＣ１及び第２軸線ＮＣ２と直交する第３軸線ＮＣ３に沿って空気を吹き出すように開設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内を乾燥させるタンク乾燥装置であって、
乾燥用流体を供給する乾燥用流体供給装置と、
前記乾燥用流体供給装置が供給する乾燥用流体を導くノズルと、を備え、
前記ノズルは、
前記乾燥用流体供給装置から第１軸線に沿って延びる第１ノズル部と、
前記第１ノズル部から、前記第１軸線と交差する第２軸線に沿って延び、乾燥用流体を吹き出す吹出口が先端に開設された第２ノズル部と、を有し、
前記吹出口は、前記第１軸線及び前記第２軸線と直交する第３軸線に沿って乾燥用流体を吹き出すように開設されていることを特徴とするタンク乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内を乾燥させるタンク乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載し、当該燃料電池が発生させる電力を用いて走行する燃料電池車両の開発が進められている。燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給を受け、電気化学反応を生じさせることによって電力を発生させる。また、燃料電池車両にはタンクが搭載されており、燃料ガスは当該タンクに貯蔵される。
【０００３】
燃料ガスは高圧の状態で貯蔵されるため、タンクには高い耐圧性能が求められる。このため、タンク成形後に膨張試験等を行い、タンクの耐圧性能が担保されていることを確認することが一般的となっている。膨張試験では、成形後のタンク内に水を注入するとともに、タンクの変形や水の漏洩等の異常の有無が確認される。
【０００４】
膨張試験を終えたタンクは、例えば特許文献１に記載されている乾燥装置によって乾燥処理が施される。当該乾燥処理では、タンク内に挿入されたノズルから温風が吹き出され、タンク内の残水がこの温風によって乾燥除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の乾燥装置は、ノズル先端の吹出口から、タンクの内壁面に向けて局所的に温風を吹き出すように構成されている。したがって、タンク内全体を乾燥させるためには、ノズルをタンク内で大きく移動させる必要がある。このため、乾燥装置の構成が複雑なものになったり、大型化したりするという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成を簡易なものとしながらも、タンク内全体を乾燥させることが可能なタンク乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るタンク乾燥装置は、タンク内を乾燥させるタンク乾燥装置であって、乾燥用流体を供給する乾燥用流体供給装置と、乾燥用流体供給装置が供給する乾燥用流体を導くノズルと、を備える。ノズルは、乾燥用流体供給装置から第１軸線に沿って延びる第１ノズル部と、第１ノズル部から、第１軸線と交差する第２軸線に沿って延び、乾燥用流体を吹き出す吹出口が先端に開設された第２ノズル部と、を有する。吹出口は、第１軸線及び第２軸線と直交する第３軸線に沿って乾燥用流体を吹き出すように開設されている。
【０００９】
この構成によれば、第１ノズルが沿って延びる第１軸線を、円筒形状のタンクの軸線に沿わせるように、ノズルをタンク内に挿入すると、第３軸線がタンクの内壁面の接線方向に沿うように配置される。これにより、乾燥用流体は、吹出口から当該接線方向に吹き出され、タンクの内壁面を旋回しながら流れる。この結果、ノズルを大きく移動させることなく、乾燥用流体をタンク内全体に行き渡らせて、タンク内を乾燥させることが可能になる。すなわち、タンク乾燥装置の構成を簡易なものとしながらも、タンク内全体を乾燥させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、構成を簡易なものとしながらも、タンク内全体を乾燥させることが可能なタンク乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るタンク乾燥装置を示す模式図である。
【図２】図１のタンクを示す断面図である。
【図３】図１のタンク乾燥装置による乾燥処理を説明する断面図である。
【図４】図１のタンク乾燥装置による乾燥処理を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１を参照しながら、実施形態に係るタンク乾燥装置１の概要について説明する。タンク乾燥装置１は、タンク９の製造工程において、タンク９内の乾燥を行う乾燥処理に用いられる。図１は、タンク乾燥装置１を示す模式図であり、タンク９内の一部を断面視で示している。
【００１４】
図１に示されるように、タンク乾燥装置１は、温風供給装置２と、ノズル３と、タンク支持台４と、を備えている。
【００１５】
温風供給装置２は、加熱した空気を供給する装置である。温風供給装置２は、不図示のブロワ及びヒータを有している。ブロワは電動の送風機であり、外部から空気を吸引するとともに、下流側に吹き出す。ヒータは、供給される電力によってジュール熱を発生させ、ブロワが下流側に吹き出した空気を加熱する加熱器である。ヒータによって加熱された空気は、昇温してノズル３に供給される。以下、ヒータによって加熱され、昇温した空気のことを「温風」とも称する。
【００１６】
ノズル３は、金属材料によって形成された管状の部材である。ノズル３は、水平方向に延びるように形成されており、その内部に、温風供給装置２から供給される温風を流す流路が形成されている。ノズル３は、その一端部３ａが温風供給装置２に接続され、その他端部３ｂに吹出口３５が開設されている。温風供給装置２から供給される温風は、一端部３ａから流入するとともに、その内部流路によって他端部３ｂに導かれ、吹出口３５から吹き出す。ノズル３の詳細な構成については、後述する。
【００１７】
尚、理解を容易にするため、図１に示されるように、ノズル３が延びる方向をＹ方向とし、鉛直上方向をＺ方向とし、Ｙ方向及びＺ方向に直交する方向をＸ方向とする直交座標を用いて説明する。図２以降においても、当該直交座標と対応する座標が用いられる。
【００１８】
タンク支持台４は、タンク乾燥装置１が乾燥させる対象であるタンク９を支持するための機器である。タンク支持台４は、Ｚ方向に延びる複数の支持脚４１を有している。タンク支持台４は、その支持脚４１においてタンク９を支持する。
【００１９】
次に、図２を参照しながら、タンク９の詳細な構成について説明する。タンク９は、中空の容器であり、不図示の燃料電池車両に搭載される。タンク９は、水素ガスをその内部に貯蔵する。当該水素ガスは、不図示の燃料電池において生じさせる電気化学反応に用いられる燃料ガスである。
【００２０】
タンク９は、ライナ９１と、樹脂層９２と、を有している。ライナ９１は、樹脂材料によって形成された中空の容器である。樹脂層９２は、ライナ９１の外側面に形成され、所定の厚みを有する層である。
【００２１】
樹脂層９２の形成には、例えばエポキシ等の熱硬化性樹脂を含浸したカーボン繊維が用いられる。当該カーボン繊維をフィラメントワインディング法によってライナ９１の外側面に捲回することにより、ライナ９１の外側面に層を形成することができる。捲回後、当該カーボン繊維に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させることにより、ライナ９１を樹脂層９２によって被覆・補強したタンク９が得られる。
【００２２】
また、タンク９は、その中央部にシリンダ部９ａを有している。シリンダ部９ａは、その断面形状がタンク軸線ＴＣを中心とする円形状であり、全体として円筒形状を呈している。さらに、タンク９は、シリンダ部９ａの両端部にドーム部９ｂ，９ｃを有している。ドーム部９ｂ，９ｃは、シリンダ部９ａからタンク軸線ＴＣに沿う方向に離間するのに伴って、その内径が小さくなるように形成されている。
【００２３】
また、タンク９は、口金９３，９４を有している。口金９３，９４は、いずれも、金属材料によって形成された部材であり、タンク軸線ＴＣ上で対向する位置に設けられている。口金９３はドーム部９ｂを貫通するように設けられ、口金９４はドーム部９ｃを貫通するように設けられる。
【００２４】
口金９３には、タンク９の内外を連通する孔であるタンク口９３ａが形成されている。水素ガスは、当該タンク口９３ａを介して、タンク９内に注入、及び、タンク９内から外部に排出される。
【００２５】
タンク９は、その成形後に膨張試験が行われる。膨張試験は、タンク９の耐圧性能が要求値を満足しているか否かを確認するために行われる。
【００２６】
膨張試験では、タンク口９３ａを介してタンク９内に水を注入することにより、タンク９の内壁面に所定の圧力を印加する。このときのタンク９の変形の程度や、水の漏洩の有無に基づいて、タンク９の耐圧性能や異常の有無が確認される。
【００２７】
前述したタンク乾燥装置１の製造工程における乾燥処理は、このような膨張試験後にタンク９内に残存している水を乾燥除去するために行われる。図１に示されるように、乾燥処理では、タンク支持台４は、口金９３を温風供給装置２側に向けるようにしてタンク９を支持する。このとき、タンク９は、そのタンク軸線ＴＣ（図２参照）がＹ軸に沿うように配置される。
【００２８】
タンク乾燥装置１のノズル３は、その他端部３ｂを、この口金９３のタンク口９３ａから挿入してタンク９内に配置される。この状態で温風供給装置２が供給する温風は、吹出口３５からタンク９の内壁面に向けて吹き出される。
【００２９】
タンク９の内壁面に付着している水は、この吹出口３５から吹き出される温風によって加熱される。当該水が昇温して蒸発し、水蒸気となってタンク９内から排出されることにより、タンク９内の乾燥が行われる。すなわち、タンク乾燥装置１は、乾燥用流体として高温の空気を用いている。
【００３０】
次に、図３及び図４を参照しながら、ノズル３の構成と、タンク乾燥装置１によるタンク９の乾燥処理について詳述する。図３及び図４は、タンク乾燥装置１による乾燥処理を説明する断面図である。図３は、Ｘ軸に垂直で、且つ、タンク軸線ＴＣ（図２参照）を通る平面におけるタンク９の断面を示している。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面におけるタンク９の断面を示している。図３及び図４は、タンク９の構成を簡略して図示している。
【００３１】
図３に示されるように、ノズル３は、第１ノズル部３１と、第２ノズル部３２と、を有している。第１ノズル部３１は、第１軸線ＮＣ１に沿って直線状に延びている。また、第２ノズル部３２は、第１ノズル部３１部の端部から、第２軸線ＮＣ１と交差する第２軸線ＮＣ２に沿って直線状に延びている。
【００３２】
また、図４に示されるように、ノズル３の他端部３ｂには、円形状の吹出口３５が開設されている。吹出口３５は、その法線方向が第３軸線ＮＣ３となるように形成されている。第３軸線ＮＣ３は、前述した第１軸線ＮＣ１及び第２軸線ＮＣ２と直交する直線である。
【００３３】
タンク９の乾燥処理において、ノズル３は、その第１軸線ＮＣ１を、タンク９のタンク軸線ＴＣに沿わせるようにして、タンク９内に配置される。図３及び図４に示される例では、ノズル３は、その第１軸線ＮＣ１が、タンク９のタンク軸線ＴＣと一致するように、タンク９内に配置されている。
【００３４】
ここで、図４に示されるように、ノズル３の第１軸線ＮＣ１から、ノズル３の第３軸線ＮＣ３までの距離をＬとし、タンク９内の半径をＲとした場合に、ノズル３は次式ｆ１に示される関係が成立するように形成されている。
【００３５】
（数１）
Ｒ／２≦Ｌ＜Ｒ  （ｆ１）
【００３６】
これにより、ノズル３の第２ノズル部３２は、第１ノズル部３１の端部からタンク９の内壁面に向かって延びるように配置される。また、ノズル３の吹出口３５が、タンク９の内壁面の近傍に配置される。さらに、ノズル３は、その吹出口３５の第３軸線ＮＣ３が、断面視で円形状を呈するタンク９の内壁面の接線方向に沿うように配置される。
【００３７】
これにより、吹出口３５は、図４に矢印Ｇ１で示されるように、タンク９の内壁面の接線方向に沿って温風を吹き出す。当該温風は、図３の矢印Ｇ２や図４の矢印Ｇ３で示されるように、タンク９の内壁面に沿って旋回しながら流れる。これにより、ノズル３をタンク９内で大きく移動させることなく、温風をタンク９内全体に行き渡らせて、乾燥させることが可能になる。したがって、タンク乾燥装置１の構成を簡易なものとしながらも、タンク９内全体を乾燥させることが可能になる。
【００３８】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００３９】
前述した実施形態は、乾燥用流体として高温の空気を供給する例を示している。しかしながら、本発明の範囲はこの形態に限定されるものではない。例えば、空気に代えて、高温の窒素ガスを供給する形態にも、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４０】
１：タンク乾燥装置
２：温風供給装置（乾燥用流体供給装置）
３：ノズル
９：タンク
３１：第１ノズル部
３２：第２ノズル部
３５：吹出口
ＮＣ１：第１軸線
ＮＣ２：第２軸線
ＮＣ３：第３軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017194204.tif 000006