(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンクであって、
前記混合ガスの導入口と、
前記導入口を介して供給された前期混合ガスのうち、より分子量の大きな重質成分を主として吸着するための第１の吸着部と、
前記導入口と前記第１の吸着部とを通過したより分子量の小さな軽質成分を主として吸着するための第２の吸着部と、
前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間に配設され、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部とを隔てると共に、前記第２の吸着部で貯蔵される前記軽質成分を通過させる隔離部と
を備え、
前記第１および第２の吸着部は、各々が略円筒形に形成されており、横断面が略同心円を形成するように、前記第１の吸着部の外側に、前記第２の吸着部が配設されている
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項２】
請求項１記載の混合ガス貯蔵タンクであって、
前記隔離部は、前記第１の吸着部の側面全体を覆って形成されている
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項３】
請求項１記載の混合ガス貯蔵タンクであって、
前記第１の吸着部は、その一方の底面側より、前記混合ガスの供給を受け、
前記隔離部は、前記第１の吸着部の他方の底面に形成されている
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の混合ガス貯蔵タンクであって、
前記第１の吸着部および前記第２の吸着部を加熱あるいは冷却するための熱媒が流通する熱媒流路をさらに備え、
前記熱媒流路は、扁平な管状構造として形成され、内部を通過する前記熱媒の流れの方向が略逆向きとなる折れ曲がり部を有し、前記折れ曲がり部よりも上流側は、前記第１の吸着部と隣接し、前記折れ曲がり部よりも下流側は、前記第２の吸着部と隣接するように配設されている
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項５】
複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンクであって、
前記混合ガスの導入口と、
前記導入口を介して供給された前期混合ガスのうち、より分子量の大きな重質成分を主として吸着するための第１の吸着部と、
前記導入口と前記第１の吸着部とを通過したより分子量の小さな軽質成分を主として吸着するための第２の吸着部と、
前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間に配設され、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部とを隔てると共に、前記第２の吸着部で貯蔵される前記軽質成分を通過させる隔離部と、
前記第１の吸着部および前記第２の吸着部内に配設されて、前記第１の吸着部および前記第２の吸着部を加熱あるいは冷却するための熱媒を、前記第１の吸着部から前記第２の吸着部へと導く熱媒流路と
を備え、
前記熱媒流路は、前記第１の吸着部内に設けられた第１の螺旋形状部と、前記第２の吸着部内に設けられた第２の螺旋形状部と、を有しており、
前記第１の螺旋形状部は、前記第２の螺旋形状部に比べて巻き状態の密度が高くなるように形成されている
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項６】
複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンクであって、
前記混合ガスの導入口と、
前記導入口を介して供給された前期混合ガスのうち、より分子量の大きな重質成分を主として吸着するための第１の吸着部と、
前記導入口と前記第１の吸着部とを通過したより分子量の小さな軽質成分を主として吸着するための第２の吸着部と、
前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間に配設され、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部とを隔てると共に、前記第２の吸着部で貯蔵される前記軽質成分を通過させる隔離部と、
前記第１の吸着部を加熱あるいは冷却するための第１の熱媒が流通する第１の熱媒流路と、
前記第１の熱媒流路とは別個に設けられ、前記第２の吸着部を加熱あるいは冷却するための第２の熱媒が流通する第２の熱媒流路と、
前記混合ガス貯蔵タンクからガスを取り出す際に、前記第１と第２の熱媒の流量を制御することによって、取り出されるガスの組成を、前記混合ガス貯蔵タンクに貯蔵した前記混合ガスの組成に近づける熱媒制御部と
を備える混合ガス貯蔵タンク。
【請求項７】
複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンクであって、
前記混合ガスの導入口と、
前記導入口を介して供給された前期混合ガスのうち、より分子量の大きな重質成分を主として吸着するための第１の吸着部と、
前記導入口と前記第１の吸着部とを通過したより分子量の小さな軽質成分を主として吸着するための第２の吸着部と、
前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間に配設され、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部とを隔てると共に、前記第２の吸着部で貯蔵される前記軽質成分を通過させる隔離部と、
前記第１の吸着部から放出されるガスを外部に導く第１のガス放出流路と、
前記第２の吸着部から放出されるガスを外部に導く第２のガス放出流路と、
前記第１のガス放出路から放出されるガス量を調節する第１のバルブと、
前記第２のガス放出路から放出されるガス量を調節する第２のバルブと、
前記第１および第２のバルブの開度を制御することによって、前記混合ガス貯蔵タンクから取り出されるガス全体の組成を、前記混合ガス貯蔵タンクに貯蔵した前記混合ガスの組成に近づけるバルブ制御部と
を備える混合ガス貯蔵タンク。
【請求項８】
請求項６記載の混合ガス貯蔵タンクであって、
前記熱媒制御部は、前記第１および第２の吸着部のそれぞれにおける温度および／または圧力に基づいて、前記制御を行なう
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項９】
請求項７記載の混合ガス貯蔵タンクであって、
前記バルブ制御部は、前記第１および第２の吸着部のそれぞれにおける温度および／または圧力に基づいて、前記制御を行なう
混合ガス貯蔵タンク。
【請求項１０】
複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵すると共に、貯蔵したガスを取り出して、所定のガス消費装置に供給するガス貯蔵・供給装置であって、
請求項１ないし６いずれか記載の混合ガス貯蔵タンクと、
該混合ガス貯蔵タンクから取り出したガスを、前記ガス消費装置に供給するのに先立って一旦貯蔵する複数のサブタンクと、
前記混合ガス貯蔵タンクと前記複数のサブタンクとを接続する第１のガス流路と、
前記複数のサブタンクから取り出されるガスを前記ガス消費装置側に導くための第２のガス流路と、
前記複数のサブタンクと前記第１および第２のガス流路との接続状態を切り替えることによって、前記混合ガス貯蔵タンクから取り出したガスの貯蔵を行なうサブタンクと、貯蔵したガスを前記ガス消費装置に供給するサブタンクとを選択する切り替え部と
を備えるガス貯蔵・供給装置。
【請求項１１】
複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵すると共に、貯蔵したガスを取り出して、所定のガス消費装置に供給するガス貯蔵・供給装置であって、
請求項１ないし９いずれか記載の混合ガス貯蔵タンクと、
前記混合ガス貯蔵タンクに貯蔵するための前記混合ガスが流れるガス導入路と、
前記ガス導入路に接続して、前記混合ガスを前記混合ガス貯蔵タンクに貯蔵するのに先立って、前記混合ガス中に存在する所定の成分を、吸着によって除去する除去部と、
前記除去部と前記混合ガス貯蔵タンクとを接続する接続流路と、
前記混合ガス貯蔵タンクから取り出したガスを、前記除去部を経由することなく前記ガス消費装置に導く第１のガス供給路と、
前記ガス導入路から分岐して設けられ、前記除去部と前記ガス消費装置とを連通させる第２のガス供給路と、
前記貯蔵タンクから取り出したガスを前記ガス消費装置に供給する際には、前記混合ガス貯蔵タンクと前記除去部との間のガスの流通を、前記接続流路において遮断する遮断部と
を備えるガス貯蔵・供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガスを貯蔵する方法としては、液化天然ガス（ＬＮＧ）や圧縮天然ガス（ＣＮＧ）として貯蔵する方法、あるいは、活性炭などの吸着剤を用いて吸着・貯蔵する方法が知られている。吸着剤を用いる方法は、ＬＮＧを用いる場合のような低温条件を必要とせず、ＣＮＧを用いる場合に比べて低い圧力で天然ガスを貯蔵することができるという利点を有している。
【０００３】
天然ガスは、主成分であるメタンを始めとして、分子量の異なる種々の炭化水素を含有している。このような天然ガスを、吸着剤を用いて貯蔵する方法としては、予め低分子量のガスを吸着剤に吸着させた後に、天然ガスを吸着させる方法が提案されている（例えば、特開２０００−１０４８９６号公報など）。一般に吸着剤は、分子量の大きな分子ほど吸着し易く、また解離し難いという性質を有している。上記公報に公開された構成とすることによって、天然ガスを吸着貯蔵する際に生じる種々の不都合を軽減することができる。例えば、吸着剤からガスを取り出す際に、吸着剤から解離され難い性質を有する分子量の大きな分子が、吸着剤から解離するのを促すことができる。また、これによって、より分子量の大きな分子が吸着剤の細孔を塞いでしまうのを防止できるため、吸着剤全体の吸着量が低下してしまうのを抑えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように吸着剤に予め低分子量のガスを吸着させた場合にも、天然ガスの吸着と放出とを繰り返したときには、高分子量の分子が吸着剤に徐々に蓄積されて、吸着剤全体の吸着量が次第に低下してしまうおそれがあった。このような課題は、天然ガスに限らず、複数の成分を含有する混合ガスを吸着剤に吸着貯蔵する際に共通する課題であった。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、複数の成分を含有する混合ガスの吸着貯蔵および放出を、繰り返し安定して行なうことができる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の成分を含有する混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵タンクであって、
前記混合ガスの導入口と、
前記導入口を介して供給された前期混合ガスのうち、より分子量の大きな重質成分を主として吸着するための第１の吸着部と、
前記導入口と前記第１の吸着部とを通過したより分子量の小さな軽質成分を主として吸着するための第２の吸着部と、
前記第１の吸着部と前記第２の吸着部との間に配設され、前記第１の吸着部と前記第２の吸着部とを隔てると共に、前記第２の吸着部で貯蔵される前記軽質成分を通過させる隔離部と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
以上のように構成された本発明の混合ガス貯蔵タンクでは、混合ガスを構成する成分のうち、より分子量の大きな重質成分は、主として第１の吸着部に吸着される。また、より分子量の小さな軽質成分は、主として第２の吸着部に吸着される。第１の吸着部と第２の吸着部との間には、両者を隔てる隔離部が設けられるため、第１の吸着部に吸着された重質成分は、タンク内に貯蔵されている間に第２の吸着部に移動して、第２の吸着部に吸着されてしまうことがない。したがって、貯蔵タンクからガスの取り出しを行なう際には、第１の吸着部からは重質成分が、第２の吸着部からは軽質成分が、支障なく放出される。そのため、このような貯蔵タンクを用いることで、混合ガスの吸着と放出とを、繰り返し良好に行なうことができる。
【０００８】
本発明の混合ガス貯蔵タンクにおいて、
前記第１の吸着部は、第１の吸着剤を備え、
前記第２の吸着部は、第２の吸着剤を備え、
前記第１の吸着剤は、前記第２の吸着剤に比べて、より分子量の大きなガス分子を優先的に吸着することとしても良い。
【０００９】
このような貯蔵タンクを用いれば、第１の吸着部側から混合ガスを供給すると、重質成分は、第１の吸着剤に優先的に吸着される。残りのガス成分である主として軽質成分は、隔離部を通過して、第２の吸着剤に吸着される。
【００１０】
このような本発明の混合ガス貯蔵タンクにおいて、
前記混合ガスは天然ガスであり、
前記第１の吸着剤は、メタンよりも分子量の大きな分子を優先的に吸着することとしても良い。
【００１１】
また、このような本発明の混合ガス貯蔵タンクにおいて、
前記第１および第２の吸着剤は、該吸着剤が有する細孔径の大きさおよび／または前記吸着剤がその表面に有する官能基の種類が、互いに異なることとしても良い。
【００１２】
本発明の混合ガス貯蔵タンクにおいて、
前記隔離部は、少なくとも前記軽質成分を通過させる多孔質部材によって形成されていることとしても良い。
【００１３】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、混合ガス貯蔵タンクを備えるガス貯蔵・供給装置や、混合ガス貯蔵タンクから供給されるガスを燃料として用いる内燃機関を備える移動体などの形態で実現することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置の全体構成：
Ｂ．貯蔵タンク１０の構成：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．第３実施例：
Ｅ．第４実施例：
Ｆ．第５実施例：
Ｇ．第６実施例：
Ｈ．第７実施例：
Ｉ．第８実施例：
Ｊ．第９実施例：
Ｋ．変形例：
【００１５】
Ａ．装置の全体構成：
図１は、本発明の第１実施例である貯蔵タンク１０を備える車両２０の要部の構成を表わすブロック図である。車両２０は、エンジン２２と、外部から供給される天然ガスを貯蔵タンク２２に貯蔵する際に用いるコネクタ２７と、天然ガスの流路と３１〜３３、熱媒の流路３４〜３９と、制御部２３とを備えている。貯蔵タンク１０は、吸着剤に天然ガスを吸着することによって天然ガスの貯蔵を行なうタンクである。貯蔵タンク１０の詳しい構造については後に説明する。エンジン２２は、貯蔵タンク２２に貯蔵した天然ガスを燃料として供給されて、車両の駆動力を発生する。
【００１６】
上記天然ガスの流路３１〜３３は、貯蔵タンク１０、エンジン２２、コネクタ２７のそれぞれと連通している。また、これら３つの天然ガスの流路３１〜３３の接続部においては、天然ガスの流れを切り替えるためのバルブ２４（三方弁）が設けられている。
【００１７】
上記熱媒の流路３４〜３９は、貯蔵タンク１０に対して熱媒の給排を行なう流路である。吸着剤に天然ガスを吸着させる際には、吸着に伴って吸着熱が発生する。そのため、吸着効率を向上させる目的で、貯蔵タンク１０内に冷却水を供給して貯蔵タンク１０内の冷却を行なう。また、吸着させた天然ガスを効率よく取り出すためには、貯蔵タンク１０内を所定の温度に加熱する必要がある。そのため、貯蔵タンク１０から天然ガスを取り出す際には、貯蔵タンク１０内に高温の温水を供給して内部の加熱を行なう。このような冷却や加熱に用いる冷却水および温水を、ここでは熱媒と呼ぶ。
【００１８】
コネクタ２７と貯蔵タンク１０との間には、第１の熱媒流路３４が設けられている。第２の熱媒流路３５は、エンジン２２から排出されたエンジン冷却水を上記第１の熱媒流路３４に導くための流路である。第３の熱媒流路３６は、第１の熱媒流路３４を介して貯蔵タンク１０内に供給された熱媒が、貯蔵タンク１０から排出される際に通過する流路である。この第３の熱媒流路３６は、２つの熱媒排出路３７、３８に分岐する。このように、第３の熱媒流路３６が分岐する分岐部には、熱媒の流れを切り替えるためのバルブ２５が設けられている。熱媒排出路３７は、コネクタ２７に連通している。また、第２の熱媒流路３５から分岐して、熱媒分岐路３９が設けられている。この分岐部には、エンジン冷却水の流れを切り替えるためのバルブ２６が設けられている。熱媒分岐路３９は、エンジン２２から排出されるエンジン冷却水を、第１の熱媒流路３４に導くことなく熱媒排出路３８に導く。
【００１９】
コネクタ２７には、外部から天然ガスを供給する天然ガス供給装置に設けられたコネクタ２８を接続することができる。このコネクタ２８は、天然ガスを吐出可能な接続流路３０の端部構造である。天然ガス供給装置は、例えば、車両に燃料としての天然ガスを供給するために設置されたガススタンドとすることができる。なお、天然ガス供給装置が備える接続流路３０は、天然ガスを供給する流路と共に冷却水を給排する流路（図示せず）を備えている。そのため、コネクタ２８をコネクタ２７に接続することによって、天然ガス供給装置から車両２０の熱媒流路に対して、天然ガスに加えて冷却水が給排可能となる。コネクタ２８をコネクタ２７に接続すると、接続流路３０が備える天然ガスを供給する流路とガス流路３１との間が接続され、また、接続流路３０が備える冷却水を供給する流路と第１の熱媒流路３４との間と、接続流路３０が備える冷却水を外部に導く流路と熱媒排出路３７との間も、それぞれ接続される。
【００２０】
制御部２３は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵと、制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭと、各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭと、各種センサからの検出信号を入力すると共にＣＰＵでの演算結果に応じて信号を出力する入出力ポート等を備える。この制御部２３は、コネクタ２７が備える所定のセンサ（図示せず）からの信号を受け取って、コネクタ２７とコネクタ２８との結合状態を検知する。また、バルブ２４に対して、天然ガスの流路を切り替えるための駆動信号を出力し、バルブ２５に対して、熱媒の流路を切り替えるための駆動信号を出力し、バルブ２６に対して、エンジン冷却水の流路を切り替えるための駆動信号を出力する。なお、車両２０では、ガス充填の動作の開始を、上記のようにコネクタ２７のセンサによって、コネクタ２７、２８の結合状態として検出することとしたが、使用者により制御部に対してガス充填の動作の開始を外部から入力することとしても良い。
【００２１】
貯蔵タンク１０に天然ガスを貯蔵する際に、コネクタ２７とコネクタ２８との接続が制御部２３によって検知されると、制御部２３は、バルブ２４の開閉状態を調節する駆動信号をバルブ２４に対して出力する。これによって、ガス流路３１とガス流路３２とが連通すると共にガス流路３３側へのガスの流通が遮断され、天然ガス供給装置から供給される天然ガスを、貯蔵タンク１０に供給することが可能となる。また、このとき、制御部２３によってバルブ２５の開閉状態が制御される。これによって、第３の熱媒流路３６と熱媒排出路３７とが連通すると共に、熱媒排出路３８側への冷却水の流通が遮断される。貯蔵タンク１０に天然ガスを貯蔵する動作を行なう際には、コネクタ２７および第１の熱媒流路３４を介して貯蔵タンク１０に供給された冷却水は、貯蔵タンク１０の内部で熱交換を行なうことによって昇温し、第３の熱媒流路３６に排出される。排出された高温の冷却水は、熱媒排出路３７およびコネクタ２７を介して天然ガス供給装置側に排出される。
【００２２】
貯蔵タンク１０に天然ガスを貯蔵した後、コネクタ２７と３２とを解離させると、これが制御部２３によって検知され、制御部２３は、バルブ２４の開閉状態を調節する駆動信号を出力する。これによって、ガス流路３２とガス流路３３とが連通すると共にガス流路３１側へのガスの流通が遮断され、貯蔵タンク１０から取り出した天然ガスを、エンジン２２に供給することが可能となる。また、このとき、第２の熱媒流路３５を流れるエンジン冷却水が、熱媒分岐路３９側ではなく、第１の熱媒流路３４側に流れるように、制御部によってバルブ２６の開閉状態が制御される。これによって、熱媒流路３５、３４を介してエンジン２２から排出される高温のエンジン冷却水が、貯蔵タンク１０内を加熱するようになる。さらに、このとき、第３の熱媒流路３６と熱媒排出路３８とが連通し、熱媒排出路３７側には熱媒が流れないように、制御部２３によってバルブ２５の開閉状態が制御される。高温のエンジン冷却水は、貯蔵タンク１０内で熱交換して、貯蔵タンク１０内を加熱することによって降温し、第３の熱媒流路３６に排出される。第３の熱媒流路３６に排出されたエンジン冷却水は、上記のようにバルブ２５を制御することによって、熱媒排出路３８に排出される。熱媒排出路３８に排出されたエンジン冷却水は、所定のラジエータ（図示せず）でさらに冷却された後、再びエンジン２２を冷却するために用いられる。あるいは、この熱媒排出路３８に排出されたエンジン冷却水は、車両２０を暖房するために用いることとしても良い。
【００２３】
Ｂ．貯蔵タンク１０の構成：
図２は、貯蔵タンク１０の縦断面の様子を表わす説明図である。貯蔵タンク１０は、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２と、さらに、これら２つの吸着部間に配設された隔離部４４と、熱媒が流通する熱交換部４６とを備えている。
【００２４】
第１の吸着部４０および第２の吸着部４２は、天然ガスの成分を吸着可能な吸着剤の粒子を内部に充填している。第１の吸着部４０および第２の吸着部４２内に充填する吸着剤としては、活性炭やゼオライト、あるいはシリカゲル等を用いることができる。これらの吸着剤は、粒子状、粉末状、ペレット状など、種々の形状とすることができ、ガスを吸着するために充分な表面積が確保できればよい。また、これらの吸着剤は、所定の大きさの細孔を有する多孔質体であり、細孔の大きさ（細孔径）によって、吸着しやすい、あるいは放出しやすい分子の大きさが定まる。一般に、細孔径が大きいほど、分子量の大きな分子を吸着しやすく放出しやすい。また、吸着剤がその表面に有する官能基の種類によっても、吸着あるいは放出しやすい分子の大きさが変わる。本実施例では、第１の吸着部４０が備える吸着剤としては、天然ガスの成分のうち、メタンよりも分子量の大きな分子（例えば、天然ガスが１３Ａガスであればエタン、プロパン、ブタン。以下、重質成分と言う）を優先的に吸着および放出するものを選択している。また、第２の吸着部４２が備える吸着剤としては、第１の吸着部４０が備える吸着剤よりも細孔径が小さく、メタンの吸着量が充分に大きいものを選択している。
【００２５】
隔離部４４は、第１の吸着部４０が備える吸着剤と第２の吸着部４２が備える吸着剤とを隔てるための部材である。本実施例では、隔離部４４は、ポリプロピレン製のメッシュによって形成した。
【００２６】
隔離部４４によって間を隔てられた第１の吸着部４０および第２の吸着部４２は、層状の形状を有する複数の吸着層４５を形成している。この複数の吸着層４５は、扁平な複数の流路として形成される熱交換部４６と交互に積層されている。天然ガス供給装置からガス流路３２を介して天然ガスが供給されると、供給された天然ガスは各吸着層４５に分配される。各吸着層４５に分配された天然ガスは、まず第１の吸着部４０内を通過する。このとき、天然ガスを構成する成分のうち、メタンよりも分子量の大きな分子の大部分は、第１の吸着部４０が備える吸着剤に吸着される。第１の吸着部４０内を通過したガスは、隔離部４４を経由して第２の吸着部４２内に流入する。この第２の吸着部４２内を通過しつつ、天然ガスの残りの成分（主としてメタン）は、第２の吸着部４２が備える吸着剤に吸着される。
【００２７】
このように天然ガスの吸着を行なう際には、天然ガス供給装置側から第１の熱媒流路３４を介して供給された冷却水が、各熱交換部４６に分配される。各熱交換部４６では、冷却水は、第１の吸着部４０と接する側から第２の吸着部４２と接する側に向かって流れる。このように熱交換部４６内を流れる間に、冷却水は、第１の吸着部４０および第２の吸着部４２と熱交換してこれらを冷却する。第２の吸着部４２と接する側の端部に到達して各熱交換部４６から排出された冷却水は、合流して第３の熱媒流路３６に排出される。
【００２８】
貯蔵タンク１０から天然ガスを取り出す際には、エンジン２２側から第２の熱媒流路３５を介して供給されたエンジン冷却水が、各熱交換部４６に分配される。エンジン冷却水も、上記既述した冷却水と同じ方向に流れ、合流して第３の熱媒流路３６に排出される。このように熱交換部４６内を流れる間に、エンジン冷却水は、第１の吸着部４０および第２の吸着部４２と熱交換してこれらを加熱し、吸着剤からガスが解離するのを促す。第２の吸着部４２が備える吸着剤から解離したガス（主としてメタン）は、隔離部４４を経由して第１の吸着部４０側に移動し、第１の吸着部４０が備える吸着剤から解離したガス（主としてエタン、プロパン、ブタン）と合流する。これらのガスは、ガス流路３２、３５を介してエンジン２２に供給される。なお、貯蔵タンク１０から取り出す天然ガスの量は、各熱交換部４６内を通過するエンジン冷却水の流量を調節して、加熱の程度を調節することによって制御可能である。
【００２９】
以上のように構成された第１実施例の貯蔵タンク１０によれば、より分子量の大きな成分（重質成分）を吸着する第１の吸着部４０と、分子量の小さなメタンを吸着する第２の吸着部４２との間に隔離部４４を設けているため、種々の分子量の分子を含む混合ガスである天然ガスの吸着および放出の動作を、良好に繰り返すことができる。上記のように第１の吸着部４０と第２の吸着部４２とを物理的に隔離すると、貯蔵タンク１０内に天然ガスを貯蔵した状態で放置しても、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２のそれぞれが備える吸着剤において、メタンと重質成分とが混じり合うのを防止することができる。両方の吸着部が備える吸着剤同士が接触していると、吸着されるガス成分の混合が起こり、第２の吸着部４２が備える吸着剤に重質成分が吸着されるようになるおそれがある。このようなことが起こると、その後ガスの放出を行なう際に、第２の吸着部４２に吸着される重質成分が放出され難くなり、ガスの放出量が不十分とるおそれがある。さらに、このように重質成分が充分に放出されないと、再びガスの吸着を行なう際に、第２の吸着部４２において、メタンの吸着量が不十分となってしまう。本実施例のように隔離部４４を設けて、吸着された重質成分とメタンとが混じり合うのを防止することで、それぞれの吸着部において、主として重質成分あるいは主としてメタンを、吸着し放出する動作を良好に行なうことができる。
【００３０】
さらに、本実施例の貯蔵タンク１０では、熱交換部４６において、第１の吸着部４０と接する側から第２の吸着部４２と接する側に向かって熱媒を流すため、天然ガスを吸着あるいは放出する動作の効率を、より向上させることができる。すなわち、吸着剤にガスを吸着させる際の発熱量や、吸着剤からガスを解離させる際の吸熱量は、重質成分を吸着する第１の吸着部４０の方が大きくなる。そのため、天然ガスの吸着時には、供給された冷却水が、発熱量の大きな第１の吸着部４０を先に冷却するため、重質成分の吸着を充分に促進することができ、貯蔵タンク１０全体の吸着の効率を向上させることができる。また、天然ガスの放出時には、供給された高温のエンジン冷却水が、吸熱量の大きな第１の吸着部４０を先に加熱するため、重質成分の放出を充分に促進することができ、貯蔵タンク１０全体のガス放出の効率を向上させることができる。
【００３１】
なお、本実施例の貯蔵タンク１０のように、吸着剤に吸着させることによってガスを貯蔵する場合には、ガスの取り出しを開始する際に、特別に加熱を行なうことなくある程度の量のガスを取り出すことが可能である。すなわち、充分量のガスが吸着されている場合には、貯蔵タンク１０内の圧力が高くなっており、熱交換部４６に対して高温のエンジン冷却水を供給することなくガスの取り出しを行なうことができる。加熱を行なわない場合には、バルブ２６を切り替えて、エンジン２２から排出されるエンジン冷却水を、熱媒分岐路３９を介して熱媒排出路３８に導けばよい（図１参照）。このような構成とすれば、熱媒排出路３８に導かれたエンジン冷却水を用いて車両の暖房を行なう場合には、暖房効率を向上させることができる。また、このときエンジンの暖機が不十分であれば、エンジン冷却水を循環させるためのポンプを駆動することで消費するエネルギを削減することができる。なお、ガスの取り出しの開始時に貯蔵タンク１０の加熱を行なわない場合には、貯蔵タンク１０内の圧力を検出するための圧力センサを設けておき、検出される圧力が所定の値以下になったときに、熱交換部４６に対するエンジン冷却水の供給を開始すればよい。
【００３２】
Ｃ．第２実施例：
図３は、第２実施例の貯蔵タンク１１０の構成の概略を表わす説明図である。貯蔵タンク１１０は、図１に示した車両２０と同様の車両において、貯蔵タンク１０に代えて用いられるものであり、以下の説明では、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付した。
【００３３】
貯蔵タンク１１０は、貯蔵タンク１０と同様に、主として重質成分を吸着する第１の吸着部４０と、主としてメタンを吸着する第２の吸着部４２と、これらの間に配設される隔離部４４とを備える。貯蔵タンク１１０が備える第１の吸着部４０および第２の吸着部４２は、いずれも、所定の空間内に第１実施例と同様の吸着剤がそれぞれ均一に充填されている。天然ガスの吸着および放出を行なう動作は第１実施例と同様であり、第１の吸着部４０が備える吸着剤には主として重質成分が吸着され、第２の吸着部４２が備える吸着剤には主としてメタンが吸着される。なお、図３では、天然ガスの給排に関わる流路については記載を省略したが、第１実施例と同様に、第１の吸着部４０側の端部より天然ガスの給排が行なわれる。
【００３４】
また、貯蔵タンク１１０は、熱媒の流路である熱交換部１４６を備えている。熱交換部１４６は、第１実施例の熱交換部４６と同様に、第１の熱媒流路３４から熱媒の供給を受け、第１の吸着部４０側から第２の吸着部４２側に向かって熱媒を通過させ、第３の熱媒流路３６に熱媒を排出する。この熱交換部１４６は、螺旋状に形成されており、螺旋形状の巻き状態は、第１の吸着部４０内に設けられた部分の方が、第２の吸着部４２内に設けられた部分よりも密度が高くなるように形成されている。
【００３５】
以上のように構成された第２実施例の貯蔵タンク１１０によれば、主として重質成分を吸着する第１の吸着部４０と、主としてメタンを吸着する第２の吸着部４２との間に、隔離部４４を備えることにより、第１実施例の貯蔵タンク１０と同様の効果を得ることができる。さらに、熱交換部１４６の螺旋形状の巻き状態を、第１の吸着部４０側の密度がより高くなるように形成することで、貯蔵タンク１１０に天然ガスを吸着あるいは放出させる動作の効率を向上させることができる。すなわち、天然ガスの吸着時には、吸着時の発熱量がより大きい第１の吸着部４０を効果的に冷却するため、貯蔵タンク１０全体の吸着の効率を向上させることができる。また、天然ガスの放出時には、放出時の吸熱量がより大きい第１の吸着部４０を効果的に加熱するため、貯蔵タンク１０全体のガス放出の効率を向上させることができる。
【００３６】
また、第２実施例の貯蔵タンク１１０では、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２において、共通する熱交換部１４６を用いて加熱および冷却を行なっている。したがって、貯蔵タンク１１０全体の構成をより簡素化することができる。
【００３７】
Ｄ．第３実施例：
図４は、第３実施例の貯蔵タンク２１０の構成の概略を表わす説明図である。貯蔵タンク２１０は、図１に示した車両２０と同様の車両において、貯蔵タンク１０に代えて用いられるものであり、以下の説明では、第１実施例と共通する部分には同じ参照番号を付した。
【００３８】
貯蔵タンク２１０は、第２実施例の貯蔵タンク１１０と同様の、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２と隔離部４４とを備える。さらに、貯蔵タンク２１０は、既述した熱媒の流路である熱交換部２４６および２４７を備えている。熱交換部２４６および２４７は、いずれも螺旋形状を有しており、熱交換部２４６は第１の吸着部４０内に、熱交換部２４７は第２の吸着部４２内に配設されている。熱交換部２４６および２４７は、いずれも、第１の熱媒流路３４から熱媒の供給を受け、第３の熱媒流路３６に熱媒を放出する。また、熱交換部２４６にはバルブ５２が、熱交換部２４７にはバルブ５４が設けられている。これらのバルブ５２、５４は、制御部２３からの駆動信号によって開度が調節され、これによって、熱交換部２４６、２４７のそれぞれを流れる熱媒の流量が制御される。
【００３９】
さらに、貯蔵タンク２１０は、ガス流路３２から第１の吸着部４０に天然ガスを給排する入口部付近に、ガス成分センサ５０を有している。また、第１の吸着部４０は、その内部温度を検出する温度センサ５６を、第２の吸着部４２は、その内部温度を検出する温度センサ５８を備えている。これらのガス成分センサ５０および温度センサ５６、５８の検出信号は、制御部２３に入力される。
【００４０】
図５は、貯蔵タンク２１０から天然ガスを取り出す際に制御部２３で実行される放出時熱媒制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、車両２０において、コネクタ２７とコネクタ２８との接続が検出され、バルブ２４およびバルブ２５の切り替えが行なわれると実行される。なお、このとき、各バルブが切り替えられることで、天然ガスの貯蔵タンク２１０への供給が開始されると共に、高温のエンジン冷却水の熱交換部２４６、２４７への供給が開始される。
【００４１】
本ルーチンが実行されると、まず、ガス成分センサ５０による検出信号を読み込む（ステップＳ１００）。次に、この検出信号に基づいて、ガス流路３２側に取り出されるガスの成分を判断する（ステップＳ１１０）。すなわち、取り出されるガスの成分を、天然ガスの組成と比較する。
【００４２】
取り出されるガスの組成が、天然ガスに比べてメタンリッチである場合には、バルブ５２の開度が増加すると共に、バルブ５４の開度が減少するように、各バルブに駆動信号を出力して、本ルーチンを終了する（ステップ１２０）。バルブ５２の開度を増加させると、熱交換部２４６を流れる熱媒の流量が増加することによって第１の吸着部４０の加熱が促進されて、第１の吸着部４０からの重質成分の放出が促される。また、バルブ５４の開度を減少させると、熱交換部２４７を流れる熱媒の流量が減少することによって第２の吸着部４２の加熱が抑えられて、第２の吸着部４２からのメタンの放出が抑制される。したがって、放出されるガスが、より重質成分リッチとなる。
【００４３】
取り出されるガスの組成が、天然ガスに比べて重質成分リッチである場合には、バルブ５２の開度が減少すると共に、バルブ５４の開度が増加するように、各バルブに駆動信号を出力して、本ルーチンを終了する（ステップ１３０）。バルブ５２、５４をこのように制御することで、第１の吸着部４０の加熱が抑えられて第１の吸着部４０からの重質成分の放出が抑制されると共に、第２の吸着部４２の加熱が促進されて、第２の吸着部４２からのメタンの放出が促される。したがって、放出されるガスが、よりメタンリッチとなる。
【００４４】
取り出されるガスの組成が、天然ガスの組成に充分に充分に近い組成として、予め定めた値（の範囲）にある場合には、バルブ５２および５４の開度をそのまま維持して、本ルーチンを終了する（ステップ１４０）。
【００４５】
以上のように構成された第３実施例の貯蔵タンク２１０によれば、主として重質成分を吸着する第１の吸着部４０と、主としてメタンを吸着する第２の吸着部４２との間に、隔離部４４を備えることにより、既述した実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２とのそれぞれに、別個に熱交換部を設けることにより、ガスを取り出す際に、重質成分の放出量とエタンの放出量とを別々に制御することが可能となる。したがって、貯蔵タンク２１０から取り出すガスの組成を、一定の天然ガスの組成により近づけることができ、取り出したガスを燃料とするエンジンの動作を安定化することができる。また、貯蔵した天然ガスの組成に近い組成のガスを取り出すことで、特定の成分が貯蔵タンク２１０に残留するのを抑え、天然ガスの貯蔵と放出の動作を効率よく繰り返すことが可能となる。
【００４６】
また、第３実施例の貯蔵タンク２１０によれば、吸着部ごとに熱交換部を備えているため、天然ガスを吸着する際にも、各吸着部の内部温度が、重質成分あるいはメタンのそれぞれが吸着を行なうのに望ましい温度となるように制御することができる。すなわち、温度センサ５６の検出する第１の吸着部４０の温度に基づいてバルブ５２の開度を制御し、温度センサ５８の検出する第２の吸着部４２の温度に基づいてバルブ５４の開度を制御することができる。したがって、貯蔵タンク２１０全体で、吸着の効率を向上させることが可能となる。
【００４７】
なお、図４に示した貯蔵タンク２１０において、ガス成分センサ５０に代えて圧力センサを設けることとしても、貯蔵タンクから取り出すガスの組成を同様に制御することができる。各吸着剤から解離するガスの量は、吸着部内の温度と圧力とによって定まる。そのため、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２のそれぞれについて、温度および圧力と、放出されるガス量との関係を予めマップとして記憶しておけばよい。ガスを取り出す際には、上記圧力センサの検出結果と温度センサ５６、５８の検出結果とに基づいて、上記マップを参照して各吸着部から放出されるガス量、および取り出されるガス全体の組成を求める。これを用いて、図５に示したステップＳ１１０以下の処理を行なえばよい。
【００４８】
Ｅ．第４実施例：
図６は、第４実施例の貯蔵タンク３１０の構成の概略を表わす説明図である。貯蔵タンク３１０は、図１に示した車両２０と同様の車両において、貯蔵タンク１０に代えて用いられるものであり、以下の説明では、既述した実施例と共通する部分には同じ参照番号を付した。
【００４９】
貯蔵タンク３１０は、第３実施例の貯蔵タンク２１０と同様の、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２と隔離部４４とを備える。さらに、貯蔵タンク３１０は、第３実施例と同様の熱交換部２４６および２４７を備えており、熱交換部２４６にはバルブ５２が、熱交換部２４７にはバルブ５４が設けられている。
【００５０】
また、貯蔵タンク３１０は、第１の吸着部４０において、その内部温度を検出する温度センサ５６と内部圧力を検出する圧力センサ６４を、第２の吸着部４２において、温度センサ５８と圧力センサ６６を備えている。これらの温度センサ５６、５８および圧力センサ６４、６６の検出信号は、制御部２３に入力される。
【００５１】
さらに貯蔵タンク３１０は、ガス流路３２から分岐するガス分岐路３３２を備えている。ガス流路３２は、既述した実施例の貯蔵タンクが備えるガス流路３２と同様に、第１の吸着部４０において、ガスが出入りする側の端部付近で開口する。これに対して、ガス分岐路３３２は、第２の吸着部４２において、ガスが出入りする側の端部付近で開口する。したがって、貯蔵タンク３１０からガスの取り出しを行なう際には、第１の吸着部４０から放出される主として重質成分からなるガスは、上記ガス流路３２の開口部を介して貯蔵タンク３１０から排出される。また、第２の吸着部４２から放出される主としてメタンからなるガスは、主として上記ガス分岐路３３２の開口部を介して貯蔵タンク３１０から排出され、ガス流路３２に合流する。
【００５２】
図７は、貯蔵タンク３１０から天然ガスを取り出す際に制御部２３で実行される放出時熱媒制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、図５に示した放出時熱媒制御処理ルーチンと同様に、車両２０において、コネクタ２７とコネクタ２８との接続が検出され、バルブ２４およびバルブ２５の切り替えが行なわれると実行される。
【００５３】
本ルーチンが実行されると、まず、温度センサ５６、５８および圧力センサ６４、６６の検出信号を読み込む（ステップＳ２００）。次に、この検出信号に基づいて、第１の吸着部４０から取り出されるガス量と、第２の吸着部４２から取り出されるガス量とを求める（ステップＳ２０５）。
【００５４】
各吸着部から放出されるガス量は、各放出部における温度と圧力によって定まる。図８は、吸着部内の温度と圧力と放出されるガス量との関係を表わす説明図である。図８中、Ｔ1 と示した曲線は、温度Ｔ1 における圧力と放出ガス量との関係を表わし、Ｔ2 と示した曲線は、温度Ｔ2 における圧力と放出ガス量との関係を表わす。なお、温度Ｔ1 は温度Ｔ2 よりも高い温度である。図８に示すように、放出ガス量は、吸着部の内部圧力が高いほど、また、内部温度が高いほど多くなる。このような吸着部内の温度と圧力と放出されるガス量との関係が、マップとして制御部２３内に記憶されている。ステップＳ２０５では、このマップを参照することで、第１の吸着部４０から放出されるガス量と第２の吸着部４２から放出されるガス量とが求められる。
【００５５】
次に、ステップＳ２０５で求めた放出ガス量に基づいて、ガス流路３２側に取り出されるガスの成分を判断する（ステップＳ２１０）。すなわち、第１の吸着部４０から放出されるのは重質成分ガス、第２の吸着部４２から放出されるのはメタンガスとして、これらの合計として取り出されるガスの成分を、天然ガスの組成と比較する。
【００５６】
その後、ステップＳ２１０以下の処理として、図５におけるステップＳ１１０以下と同様の処理を行なって、本ルーチンを終了する。これによって、貯蔵タンク３１０から取り出されるガスの成分を、天然ガス成分に近づける。例えば、ガス成分がメタンリッチであると判断されてステップＳ２２０でバルブ５２の開度を増加させたときに、第１の吸着部４０内の圧力がＰ1 であって、内部温度がＴ2 からＴ1 に上昇すると、放出される重量成分ガス量はΔＱだけ増加する（図８参照）。このとき、同様にバルブ５４の開度が減少されて第２の吸着部４２の内部温度が低下することで、放出されるメタンガス量が、温度低下分に対応する量だけ減少する。これによって、取り出されるガス成分は、より重質成分リッチになるように変化する。
【００５７】
以上のように構成された第４実施例の貯蔵タンク３１０によれば、主として重質成分を吸着する第１の吸着部４０と、主としてメタンを吸着する第２の吸着部４２との間に、隔離部４４を備えることにより、既述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２とのそれぞれに、別個に熱交換部を設けることにより、第３実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２とのそれぞれにガスの取り出し口を設けたことにより、ガスの取り出し時に重質成分ガスとメタンガスとが混じり合うことがなく、取り出すガスの組成を天然ガスに近づける動作を、より精度良く行なうことができる。
【００５８】
また、第４実施例の貯蔵タンク３１０では、ガス流路３２において、ガス分岐路３３２との分岐部よりも貯蔵タンク３１０側にバルブ６０が設けられており、ガス分岐路３３２にはバルブ６２が設けられている。これらのバルブ６０、６２の開度を調節することによって、第１の吸着部４０から放出されるガス量と第２の吸着部４２から放出されるガス量とを、調節することができる。また、これらのバルブの開度を調節することによって、第１および第２の吸着部の内部の圧力を調節することもできる。したがって、バルブ６０、６２の開度の調節を組み合わせることで、所望の組成のガスを、所望の流量で得る制御の精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、貯蔵タンク３１０に天然ガスを貯蔵する際には、バルブ６２を閉じる。これによって、貯蔵タンク３１０への天然ガスの供給は、ガス流路３２の端部開口部だけから行なわれる。
【００６０】
また、貯蔵タンク３１０において、第３実施例と同様にガス成分センサを設け、その検出結果に基づいて、バルブ５２、５４の開度を調節することとしても良い。このような場合にも、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２とで、別々にガスの取り出し口を設けたことによる既述した効果を得ることができる。
【００６１】
Ｆ．第５実施例：
図９は、第５実施例の貯蔵タンク４１０の構成の概略を表わす説明図である。貯蔵タンク４１０は、図１に示した車両２０と同様の車両において、貯蔵タンク１０に代えて用いられるものであり、以下の説明では、既述した実施例と共通する部分には同じ参照番号を付した。
【００６２】
図９（ａ）は貯蔵タンク４１０の縦断面、図９（ｂ）は貯蔵タンク４１０の横断面の様子を表わす。図９（ｂ）におけるａ−ａ断面が、図９（ａ）に相当する。図９に示すように、貯蔵タンク４１０は、略円筒形状を有している。この貯蔵タンク４１０は、既述した実施例と同様の、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２と隔離部４４とを備える。さらに、貯蔵タンク４１０は、上記各吸着部を加熱あるいは冷却するための熱交換部４４６を備えている。
【００６３】
貯蔵タンク４１０は、ガス流路３２に連続して貯蔵タンク４１０内に形成される流路であるガス流路４４１を備えている。ガス流路４４１は、貯蔵タンク４１０内において、その中心部をガスの流れ方向に貫通して設けられている。このガス流路４４１の外周を覆って、略円筒形状の第１の吸着部４０が配設されている。また、この第１の吸着部４０の外周を覆って、同じく略円筒形状の第２の吸着部４２が配設されている。さらに、上記第１の吸着部４０と第２の吸着部４２とが接する面において、隔離部４４が配設されている。図９（ｂ）に示す貯蔵タンク４１０の横断面では、ガス流路４４１、第１の吸着部４０、第２の吸着部４２、隔離部４４それぞれの外周は、略同心円を形成している。
【００６４】
図１０は、天然ガス充填時の貯蔵タンク４１０におけるガスの流れの様子を表わす説明図である。図１０では、ガスが流れる様子を、白い矢印で示した。なお、図１０においては、冷媒流路である熱交換部４４６の記載は省略した。ガス流路３２を介してガス流路４４１内に供給された天然ガスは、ガス流路４４１の壁面全体から、第１の吸着部４０内に流入する。第１の吸着部４０では、その内部を天然ガスが通過する間に、第１の吸着部４０が備える吸着剤への主として重質成分の吸着が進行する。残りのガス（主としてメタン）は、隔離部４４を介して第２の吸着部４２内に導かれ、第２の吸着部４２が備える吸着剤に吸着される。なお、貯蔵タンクからガスの取り出しを行なう際には、第２の吸着部４２から放出されたガスが第１の吸着部４０に流れ、第１の吸着部４０から放出されたガスと混合されて、ガス流路４４１を介してガス流路３２に排出される。
【００６５】
熱交換部４４６は、扁平な管状構造を有しており、貯蔵タンク４１０がガス流路３２と接続する側とは反対側の端部に屈曲部を有するＵ字形の形状を有している。本実施例の貯蔵タンク４１０は、このような扁平Ｕ字管状の熱交換部４４６を、８個備えている。８個の熱交換部４４６は、ガス流路４４１を中心として、略均等な間隔で放射状に配設されている（図９（ｂ）参照）。各熱交換部４４６において、Ｕ字の端部の中心部側（ガス流路４４１と隣接する側）は、第１の熱媒流路３４と連通しており、Ｕ字の端部の外周側は、第３の熱媒流路３６と連通している。第１の熱媒流路３４から供給された熱媒は、熱交換部４４６と隣接する第１の吸着部４０との間で熱交換を行ない、上記屈曲部で流れの向きを変える。その後、熱媒は、熱交換部４４６と隣接する第２の吸着部４２との間で熱交換を行なって、第３の熱媒流路３６に排出される。なお、図９（ａ）は、熱交換部４４６を通過する断面の様子を表わしており、熱媒の流れの様子を、図中に矢印で示した。
【００６６】
以上のように構成された第５実施例の貯蔵タンク４１０によれば、第１の吸着部４０と第２の吸着部４２との間に隔離部４４を備えることにより、既述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、熱交換部４４６において、第１の吸着部４０と接する側から第２の吸着部４２と接する側に向かって熱媒を流すことにより、第１および第２実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、貯蔵タンク４１０を略円筒形状に形成して、円筒の中心部からガスが放射状に流れる形状としたことにより、ガスの拡散効率が向上し、天然ガスの充填に要する時間をより短縮することができる。
【００６７】
また、貯蔵タンク４１０では、熱交換部４４６を扁平Ｕ字管状に形成することにより、隣接する吸着部との接触面積がより広く確保され、熱交換効率を向上させている。このような扁平Ｕ字管状の熱交換部４４６は、例えばアルミニウムを材料として、押し出し成形により製造することができる。なお、熱交換部４４６をＵ字形状とすることで、貯蔵タンク４１０において、ガス流路３２と接続する側とは反対の端部側では、配管の接続構造を設ける必要がなくなる。したがって、この反対の端部側の面を構成する部材を、容易に着脱可能とすることができる。これによって、各吸着部が備える吸着剤が劣化したときには、吸着剤の交換を容易に行なうことが可能となる。
【００６８】
Ｇ．第６実施例：
図１１は、第６実施例の貯蔵タンク５１０の構成の概略を表わす説明図である。貯蔵タンク５１０は、図１に示した車両２０と同様の車両において、貯蔵タンク１０に代えて用いられる。また、略円筒形状に形成された貯蔵タンク５１０は、各吸着部の配置の順序以外は、第５実施例の貯蔵タンク４１０と同様の構成を有するため、熱交換部に関する記載は省略する。
【００６９】
貯蔵タンク５１０は、貯蔵タンク４１０と同様に、外周が略円筒形状を成す第１の吸着部４０および第２の吸着部４２を備えるが、それらの積層の順序が異なっている。すなわち、貯蔵タンク５１０では、中心部に第２の吸着部４２が、その外周を覆って第１の吸着部４０が、さらにその外周を覆ってガス流路５４１が形成されている。貯蔵タンク５１０に天然ガスを充填する際には、ガス流路３２から供給される天然ガスは、貯蔵タンク５１０の外壁内側に形成されるガス流路５４１に流入する。この天然ガスは、ガス流路５４１から第１の吸着部４０へ、さらに、隔離部４４を経由して第２の吸着部４２へと流れる。図１１では、このようなガスの流れの様子を矢印で示した。貯蔵タンク５１０からガスを取り出す際には、これとは逆の方向にガスが流れる。
【００７０】
以上のように構成された第６実施例の貯蔵タンク５１０によれば、第５実施例の貯蔵タンク４１０と同様の効果に加えて、さらに天然ガスの充填時間を短縮可能となる効果を得ることができる。これは、第１の吸着部４０を第２の吸着部４２の外側に配設することにより、ガス流路５４１から第１の吸着部４０にガスが流入可能となる面積がより広く確保されることによる。さらに、ガス吸着時の発熱量がより多い第１の吸着部４０を、第２の吸着部４２よりも外側に配設することで、ガス吸着時における放熱をより促進し、ガスの吸着を促すことができる。
【００７１】
なお、貯蔵タンク５１０が、貯蔵タンク４１０と同様のＵ字管形状を有する熱交換部を備えるときには、熱媒が流れる向きを、貯蔵タンク４１０の場合とは逆向きにすることが望ましい。すなわち、ガス吸着時の発熱量およびガス放出時の吸熱量がより多い第１の吸着部４０を、熱媒が先に通過する構成とするのが望ましい。
【００７２】
Ｈ．第７実施例：
図１２は、第７実施例の貯蔵タンク６１０の構成の概略を表わす説明図である。貯蔵タンク６１０は、図１に示した車両２０と同様の車両において、貯蔵タンク１０に代えて用いられる。また、貯蔵タンク６１０は、第５実施例の貯蔵タンク４１０と同様に略円筒形状に形成されると共に、同様の熱交換部を備えており、図１２においては、その記載を省略している。
【００７３】
貯蔵タンク６１０は、内側に第１の吸着部４０を、外側に第２の吸着部４２を配設している。天然ガスの充填時には、ガス流路３２から供給される天然ガスは、第１の吸着部４０の一方の端部側から第１の吸着部４０内に流入する。この第１の吸着部４０の他方の端部には、隔離部４４が配設されている。第１の吸着部４０に導かれた天然ガスは、上記一方の端部側から上記他方の端部側に向かって流れるが、その際、主として重質成分が、第１の吸着部４０の備える吸着剤に吸着される。第１の吸着部４０における上記他方の端部に到達した残りのガス（主としてメタン）は、この端部に配設される隔離部４４を経由して第２の吸着部４２内に流入する。第２の吸着部４２では、上記残りのガスは、隔離部４４が配設される他方の端部側から、上記一方の端部側に向かって流れつつ、第２の吸着部４２が備える吸着部に吸着される。貯蔵タンク６１０からガスを取り出す際には、各吸着部から放出されるガスが、上記説明とは逆方向に流れ、ガス流路３２に排出される。
【００７４】
以上のように構成された第７実施例の貯蔵タンク６１０によれば、第５実施例の貯蔵タンク４１０と同様の効果に加えて、さらに、第２の吸着部４２に吸着されるガスにおけるメタンの純度が向上するという効果が得られる。これは、貯蔵タンク６１０では、第１の吸着部４０内をガスが通過する際の流路長が長くなるため、第１の吸着部４０を通過する間に、より充分に、重質成分の吸着を行なうことができことによる。したがって、第２の吸着部４２において、残存する重質成分が吸着することによる不都合が生じるのを抑えることができる。
【００７５】
なお、第５ないし第７実施例のように、略円筒状の貯蔵タンクを用いる際には、熱交換部は、第５実施例のように放射状に形成された扁平Ｕ字管状とするほか、種々の形状が可能である、例えば、実施例３、４のように、第１の吸着部４０と熱交換する熱交換部と、第２の吸着部４２と熱交換する熱交換部とを、別々に設けることとしても良い。
【００７６】
Ｉ．第８実施例：
図１３は、第８実施例のガス貯蔵・供給装置１２の構成を表わす説明図である。ガス貯蔵・供給装置１２は、第１実施例と同様の車両２０に搭載されている。図１３では、ガス貯蔵・供給装置１２は、第１実施例と同様の貯蔵タンク１０を備えることとしたが、既述した実施例に示したいずれの貯蔵タンクを備えることとしても良い。以下の説明では、既述した実施例と共通する部分には同じ参照番号を付した。なお、ガス貯蔵・供給装置１２は、図１における貯蔵タンク１０とガス流路３２とを含み、これらの間に設けられた構造を指す。
【００７７】
ガス貯蔵・供給装置１２では、第１実施例とは異なり、貯蔵タンク１０とバルブ２４とを接続するガス流路３２において、ガスの流路を切り替える装置であるサブタンク切り替え部７２を備えている。サブタンク切り替え部７２には、サブタンク７０およびサブタンク７１が接続可能となっている。サブタンク切り替え部７２によって、貯蔵タンク１０とサブタンク７１とが連通すると共にサブタンク７０とガス流路３２とが連通する第１の状態と、貯蔵タンク１０とサブタンク７０とが連通すると共にサブタンク７１とガス流路３２とが連通する第２の状態とを切り替えることができる。図１３は、第１の状態を表わす。また、図中矢印で示した向きにサブタンク切り替え部７２を回転させることで、第２の状態とすることができる。制御部２３がサブタンク切り替え部７２に対して駆動信号を出力することにより、上記第１および第２の状態の切り替えが行なわれる。
【００７８】
貯蔵タンク１０とサブタンク切り替え部７２とを接続する流路には、制御部２３によって駆動される流量調整バルブ７５が設けられている。また、貯蔵タンク１０と流量調整バルブ７５とを接続する流路には、貯蔵タンク１０の内部圧力を検出するための圧力センサ７６が設けられており、圧力センサ７６の検出信号は制御部２３に送られる。
【００７９】
サブタンク７０、７１は、貯蔵タンク１０から取り出されたガスを、気体の状態で一旦貯蔵するタンクである。図１３に示した第１の状態では、貯蔵タンク１０から取り出されたガスは、サブタンク７１に一旦貯蔵され、エンジン２２に対しては、サブタンク７０がガスを供給する。これに対して第２の状態では、貯蔵タンク１０から取り出されたガスは、サブタンク７０に一旦貯蔵され、エンジン２２に対しては、サブタンク７１がガスを供給する。なお、サブタンク７０は圧力センサ７３を、サブタンク７１は圧力センサ７４をそれぞれ備えており、検出された内部圧力に関する情報は、制御部２３に送られる。
【００８０】
サブタンク切り替え部７２の切り替えの動作は、サブタンク７０および７１の内部圧力に基づいて行なわれる。エンジン２２に対してガスを供給しているサブタンクの内部の圧力が所定値を下回って、サブタンク内の残留ガス量が所定量を下回ったと判断されると、サブタンク切り替え部７２の切り替えが行なわれる。
【００８１】
また、いずれかのサブタンクに貯蔵タンク１０から取り出したガスを貯蔵する際には、そのサブタンクが備える圧力センサの検出値と、圧力センサ７６の検出値とに基づいて、流量調整バルブ７５の開度の調節が行なわれる。すなわち、貯蔵タンク１０の内部圧力と、貯蔵タンク１０からガスの供給を受けるサブタンクの内部圧力との差が、充分に確保されるように流量調整バルブ７５が制御される。
【００８２】
以上のように構成された第８実施例のガス貯蔵・供給装置１２によれば、貯蔵タンク１０から取り出したガスを一旦サブタンクに蓄えることにより、ガスの取り出しの際に圧力差を利用することが可能となる。そのため、貯蔵タンク１０とサブタンクとの間で充分な圧力差を確保して、吸着剤から解離しにくい重質成分の放出を促すことが可能となるという効果が得られる。このように、重質成分の放出を促進できることにより、重質成分とメタンとを異なる吸着部に吸着させる貯蔵タンクから取り出すガスの組成を、天然ガスの組成に近づける制御を、より容易に行なうことが可能となる。このように、貯蔵タンクと外部との圧力差を利用したガスの取り出しの動作は、複数のサブタンクを設けることで可能となる。
【００８３】
Ｊ．第９実施例：
図１４は、第９実施例のガス貯蔵・供給装置１４の構成を表わす説明図である。ガス貯蔵・供給装置１４は、第１実施例と同様の車両２０に搭載されている。図１４では、ガス貯蔵・供給装置１４は、第１実施例と同様の貯蔵タンク１０を備えることとしたが、既述した実施例に示したいずれの貯蔵タンクを備えることとしても良い。以下の説明では、既述した実施例と共通する部分には同じ参照番号を付した。なお、ガス貯蔵・供給装置１４は、図１における貯蔵タンク１０とガス流路３１とガス流路３３とを含み、これらの間に設けられた構造を指す。
【００８４】
ガス貯蔵・供給装置１４は、ガス流路３２において、付臭剤除去部６８およびバルブ６７を備えている。付臭剤除去部６８は、天然ガスに配合される付臭剤（ｔ−ブチルメルカプタンやメチルサルファイド等の硫黄系付臭剤）を除去するための吸着剤が充填されている。付臭剤は、貯蔵タンク１０が備える吸着剤に吸着しやすく、また放出され難いため、貯蔵タンク１０のガス吸着能を確保する目的で、付臭剤除去部６８を設けている。バルブ６７は、ガス流路３２に設けられており、ガス流路３２は、バルブ６７においてガス分岐路６９に分岐している。バルブ６７は、制御部２３からの信号によって駆動され、貯蔵タンク１０と付臭剤除去部６８とが連通する状態と、貯蔵タンク１０とガス分岐路６９とが連通する状態とを切り替える。ガス分岐路６９は、エンジン２２にガスを供給するためのガス流路３３と合流する。
【００８５】
ガス貯蔵・供給装置１４において、天然ガスの充填を行なう際には、付臭剤除去部６８と貯蔵タンク１０とが連通するようにバルブ６７が駆動される。これによって、外部からガス流路３１を介して供給される天然ガスは、付臭剤除去部６８において付臭剤が除去された後に、貯蔵タンク１０内に貯蔵される。
【００８６】
ガス貯蔵・供給装置１４からエンジン２２にガスの供給を行なう際には、ガス流路３２とガス分岐路６９とが連通すると共に、ガス流路３２から付臭剤除去部６８へのガスの流通が遮断されるように、バルブ６７が制御される。これによって、貯蔵タンク１０から取り出されたガスは、付臭剤除去部６８を経由することなく、エンジン２２に供給される。また、このとき、付臭剤除去部６８とガス流路３３とが連通すると共に、付臭剤除去部６８とガス流路３１との間のガスの流通が遮断されるように、バルブ２４が制御される。バルブ６７、２４がこのような状態となり、エンジン２２でガスが消費されることによって、付臭剤除去部６８内は負圧となる。付臭剤除去部６８内が負圧になると、付臭剤除去部６８が備える吸着剤から、吸着していた付臭剤が解離する。解離した付臭剤は、ガス流路３３を介してエンジン２２に供給され、エンジン２２において燃料として利用される。
【００８７】
以上のように構成された第９実施例のガス貯蔵・供給装置１４によれば、既述した実施例の貯蔵タンクに貯蔵する天然ガスに付臭剤が添加されているときに、付臭剤が貯蔵タンク内の吸着剤に吸着するのを防止することができる。また、貯蔵タンクからエンジン２２にガスを供給する際に、付臭剤除去部６８内の吸着剤の再生を行なうことができる。
【００８８】
Ｋ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８９】
Ｋ１．変形例１：
既述した実施例では、第１の吸着部４０は主としてメタンよりも分子量の大きな成分を吸着し、第２の吸着部４２は主としてメタンを吸着することとしたが、異なる構成とすることも可能である。主として分子量のより大きなガス成分（重質成分）を吸着する吸着部と、主として分子量のより小さなガス成分（軽質成分）を吸着する吸着部とを備えていれば、同様の効果を得ることができる。
【００９０】
Ｋ２．変形例２：
また、既述した実施例では、貯蔵タンク内に吸着部を２つ設けることとしたが、３つ以上としても良い。主として吸着するガス成分の分子量が異なる吸着部を複数個設けることとすればよい。
【００９１】
Ｋ３．変形例３：
また、実施例では、隔離部４４は、ポリプロピレン製のメッシュとしたが、異なる部材によって形成しても良く、他種の樹脂や、金属によって形成することとしても良い。形状は、多孔質体など、メッシュ形状とは異なる形状としても良く、第１の吸着部４０側から第２の吸着部４２側に、ガスを充分に通過させることができればよい。隔離部４４を構成する部材は、天然ガスを構成する分子の吸着が許容できる程度に充分に小さく、それぞれの吸着部が備える吸着剤間を、物理的に隔離できれば良い。
【００９２】
なお、隔離部４４は、上記のようにメッシュなどのガスを透過する部材によって構成する他に、吸着剤間に設けた所定の空間として構成することとしても良い。隣接する吸着剤間を、物理的に隔離できればよい。
【００９３】
また、隔離部４４が、分子量がより小さいガス成分を選択的に透過する性質を有する構成も好適である。これによって、第２の吸着部４２側に重質成分が流入するのを抑え、第２の吸着部４２が備える吸着剤に重質成分が吸着することによる不都合が生じるのを防止することができる。
【００９４】
Ｋ４．変形例４：
より分子量の大きな重質成分を吸着する吸着部と、より分子量の小さな軽質成分を吸着する吸着部とは、それぞれ別体として設けることとしても良い。図１５は、変形例としての貯蔵タンク７１０の構成を表わす説明図である。貯蔵タンク７１０は、重質成分を吸着するための第１の吸着部７４０と、軽質成分を吸着するための第２の吸着部７４２とを、それぞれ独立して備えている。図１５では、ガスを貯蔵する際のガスの流れの方向を矢印で示している。第１の吸着部７４０に対しては、ガス流路３２を介して天然ガスが供給される。第１の吸着部７４０で重質成分の吸着が行なわれた残りのガスは、接続部７４４を介して第２の吸着部７４２に供給される。このような貯蔵タンク７１０において、第１の吸着部７４０と第２の吸着部７４２との間（例えば接続部７４４）に、既述した隔離部４４を設けることで、実施例と同様の効果が得られる。
【００９５】
なお、貯蔵タンク７１０では、第１の吸着部７４０および第２の吸着部７４２は、いずれも、略円筒形状に形成されている。これら２つの吸着部は、その長手方向の長さはほぼ等しくなっているが、略円形である横断面の直径は、第１の吸着部７４０の方が、第２の吸着部７４２よりも小さく形成されている。また、これら第１の吸着部７４０および第２の吸着部７４２は、互いに隣接するように配設されている。略円筒形状の部材は、車両２０内に配設する際に、周囲にデッドスペースが生じてしまうが、横断面の直径の大きな円筒形状部材に隣接して、横断面の直径の小さな円筒形状部材を配設することで、このようなデッドスペースを有効に利用することが可能となる。したがって、貯蔵タンクを搭載するために実質的に必要な容積を大きくすることなく、吸着部全体の容積を大きくすることができ、貯蔵可能なガス量を増加させることができる。また、複数の吸着部を別体とすることで、ガスの吸着および放出の際に、それぞれの吸着部の温度を最適化する制御がより容易になる。
【００９６】
なお、図１５に示した貯蔵タンク７１０では、重質成分を吸着する第１の吸着部７４０を、第２の吸着部７４２に比べて小さく形成したが、異なる構成としても良い。貯蔵したいガス成分と用いる吸着剤の種類によって、一方の吸着部を大きく、他方を小さく形成すれば、同様の配置を行なうことで、同様の効果を得ることができる。
【００９７】
Ｋ５．変形例５：
また、既述した実施例では、ガス充填時の冷却およびガス放出時の加熱のために、貯蔵タンク内に熱媒流路を設けたが、異なる構成としてもよく、必要に応じて適切な加熱および冷却を行なうことができればよい
【００９８】
Ｋ６．変形例６：
また、天然ガス以外の混合ガスを貯蔵することとしても良い。複数の成分を備える混合ガスを吸着剤に吸着させて貯蔵する際に、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である貯蔵タンク１０を備える車両２０の要部の構成を表わすブロック図である。
【図２】第１実施例の貯蔵タンク１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図３】第２実施例の貯蔵タンク１１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図４】第３実施例の貯蔵タンク２１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図５】放出時熱媒制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図６】第４実施例の貯蔵タンク３１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図７】放出時熱媒制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図８】吸着部内の温度と圧力と放出されるガス量との関係を表わす図である。
【図９】第５実施例の貯蔵タンク４１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図１０】貯蔵タンク４１０におけるガスの流れの様子を表わす説明図である。
【図１１】第６実施例の貯蔵タンク５１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図１２】第７実施例の貯蔵タンク６１０の構成の概略を表わす説明図である。
【図１３】第８実施例のガス貯蔵・供給装置１２の構成を表わす説明図である。
【図１４】第９実施例のガス貯蔵・供給装置１４の構成を表わす説明図である。
【図１５】変形例としての貯蔵タンク７１０の構成を表わす説明図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０…貯蔵タンク
１２，１４…供給装置
２０…車両
２２…エンジン
２２…貯蔵タンク
２３…制御部
２４，２５，２６…バルブ
２７，２８…コネクタ
３０…接続流路
３１，３２，３３…ガス流路
３４，３５，３６…熱媒流路
３７，３８…熱媒排出路
３９…熱媒分岐路
４０，７４０…第１の吸着部
４２，７４２…第２の吸着部
４４…隔離部
４５…吸着層
４６，１４６，４４６…熱交換部
５０…ガス成分センサ
５２，５４…バルブ
５６，５８…温度センサ
６０，６２…バルブ
６４，６６…圧力センサ
６７…バルブ
６８…付臭剤除去部
６９…ガス分岐路
７０，７１…サブタンク
７２…サブタンク切り替え部
７３，７４…圧力センサ
７５…流量調整バルブ
７６…圧力センサ
２４６，２４７…熱交換部
３１０，４１０，５１０，６１０，７１０…貯蔵タンク
３３２…ガス分岐路
４４１，５４１…ガス流路
７４４…接続部
【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】
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【図１２】
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【図１３】
0004329295.tif 000014
【図１４】
0004329295.tif 000015
【図１５】
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