JP2008151281A - Gas storage container - Google Patents

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Kenichi Murakami
顕一 村上
Toru Iwanari
亨 岩成
Yoshiaki Shinya
喜章 新矢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a temperature from locally rising when gas is filled into a gas storage container. <P>SOLUTION: In the container 12 comprising the gas storage container 10, long-sized gas exhaust pipes 16a to 16c extending longitudinally in the container 12 are arranged near the side inner wall. Exhaust ports 32a, 32b and 32c to exhaust the gas are opened to face adjoining gas exhaust pipes 16b, 16c and 16a. Thereby, the exhausted gas is directed to proceed to the adjoining gas exhausted pipes. The gas container 12 stores a gas occlusion and absorption material 14. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器に関する。   The present invention relates to a gas storage container in which a gas storage / adsorption material is accommodated in a long container.

燃料電池は、周知のように、アノードに水素等の燃料ガスが供給される一方でカソードに酸素等の酸化剤ガスが供給されて発電する。従って、例えば、燃料電池を搭載した燃料電池車では、水素を充填したガス貯蔵用容器が搭載される。燃料電池車は、酸化剤ガスとしての大気と、前記ガス貯蔵用容器から供給された水素とを反応ガスとして走行する。   As is well known, a fuel cell generates electricity by supplying a fuel gas such as hydrogen to the anode and an oxidant gas such as oxygen to the cathode. Therefore, for example, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell is equipped with a gas storage container filled with hydrogen. The fuel cell vehicle travels using the atmosphere as an oxidant gas and hydrogen supplied from the gas storage container as a reaction gas.

このことから諒解されるように、ガス貯蔵用容器の水素収容量が大きいほど燃料電池車を長距離にわたって走行させることができる。しかしながら、過度に大きなガス貯蔵用容器を搭載することは、燃料電池車の重量を大きくすることになり、結局、燃料電池の負荷が大きくなるという不具合を招く。この観点から、ガス貯蔵用容器の体積を小さく維持しながら水素収容量を向上させる様々な試みがなされている。その一手法としては、例えば、特許文献１に記載されるように、水素吸蔵合金をはじめとするガスを吸蔵ないし吸着する物質（以下、ガス吸蔵・吸着材という）を容器内に収容することが挙げられる。   As can be understood from this, the fuel cell vehicle can be run for a longer distance as the hydrogen storage capacity of the gas storage container increases. However, mounting an excessively large gas storage container increases the weight of the fuel cell vehicle, resulting in a problem that the load on the fuel cell increases. From this point of view, various attempts have been made to improve the hydrogen storage capacity while keeping the volume of the gas storage container small. As one of the techniques, for example, as described in Patent Document 1, a substance that absorbs or adsorbs a gas including a hydrogen storage alloy (hereinafter referred to as a gas storage / adsorption material) is accommodated in a container. Can be mentioned.

ところで、特許文献１に記載されたガス貯蔵用容器では、容器内に粉末状の水素吸蔵合金をそのまま収容するようにしている。一般に、ガス吸蔵・吸着材がガスを吸蔵ないし吸着する反応は発熱反応であり、しかも、ガスを容器内に充填する際には該ガスの断熱圧縮を伴う。従って、この種のガス貯蔵用容器に対して水素ガスを充填した場合、容器内の温度が過度に上昇すると、ガス吸蔵・吸着材へのガスの吸蔵ないし吸着が阻害されるようになる。勿論、このような状態が生じると、ガス収容量が小さくなる。   By the way, in the gas storage container described in Patent Document 1, the powdered hydrogen storage alloy is accommodated in the container as it is. In general, the reaction in which a gas storage / adsorption material absorbs or adsorbs a gas is an exothermic reaction, and it is accompanied by adiabatic compression of the gas when the gas is filled in the container. Therefore, when hydrogen gas is filled in this type of gas storage container, if the temperature in the container rises excessively, gas storage / adsorption on the gas storage / adsorption material is inhibited. Of course, when such a state occurs, the amount of gas contained becomes small.

そこで、特許文献１では、容器内の温度が上昇することを抑制するべく、該容器の略中心部に熱交換器を配設することも提案されている。   Therefore, in Patent Document 1, it has also been proposed to arrange a heat exchanger at a substantially central portion of the container in order to suppress the temperature inside the container from rising.

また、特許文献２には、−１０〜１００℃の温度範囲中で固相から液相に相変化を起こす熱緩衝物質、すなわち、潜熱蓄熱材を容器内に収容し、該潜熱蓄熱材にて熱を吸収することでガスの充填時の温度上昇を抑制することが提案されている。   In Patent Document 2, a heat buffer substance that causes a phase change from a solid phase to a liquid phase in a temperature range of −10 to 100 ° C., that is, a latent heat storage material is housed in a container, and the latent heat storage material It has been proposed to suppress a temperature rise during gas filling by absorbing heat.

特開２００４−１０８５７０号公報（特に段落［００１９］）JP 2004-108570 A (particularly paragraph [0019]) 特開平１０−１９４７０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-194701

特許文献１、２に記載されているように熱を吸収するための物体ないし物質を容器内に配設したとしても、内部に粉末状のガス吸蔵・吸着材が充填された容器に対し、該容器の上方に設けられた充填口からガスを導入すると、上方のガス吸蔵・吸着材からガスを吸蔵ないし吸着し始める。すなわち、容器内において局所的に高温となる部位が発生することを回避することができない。このような事態が生じると、容器に熱膨張量が互いに相違する部位が生じることもあり、場合によっては、容器を構成する外殻とライナとが剥離することが懸念される。   Even if an object or substance for absorbing heat is disposed in the container as described in Patent Documents 1 and 2, the container filled with a powdery gas storage / adsorption material is used for the container. When the gas is introduced from the filling port provided above the container, the gas starts to be occluded or adsorbed from the upper gas occlusion / adsorption material. That is, it cannot be avoided that a portion having a locally high temperature is generated in the container. When such a situation occurs, there may be a portion where the thermal expansion amounts are different from each other in the container, and in some cases, there is a concern that the outer shell and the liner constituting the container may be separated.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、容器内において局所的に高温となる部位が発生することを回避することが可能であり、このためにライナが剥離する懸念が払拭されるガス貯蔵用容器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to avoid the occurrence of a locally high temperature site in the container. For this reason, the concern that the liner peels away is eliminated. An object of the present invention is to provide a gas storage container.

前記の目的を達成するために、本発明は、長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器であって、
前記容器の側方内壁近傍に配設され、該容器の長手方向に沿って延在する３本以上のガス排出管を有し、
前記ガス排出管の長手方向に沿って、該ガス排出管に隣接する別のガス排出管に指向してガスが排出される位置に長尺な１本の排出口が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a gas storage container in which a gas storage / adsorption material is accommodated in a long container,
Having three or more gas discharge pipes disposed near the inner side wall of the container and extending along the longitudinal direction of the container;
A long discharge port is provided at a position where gas is discharged toward another gas discharge pipe adjacent to the gas discharge pipe along the longitudinal direction of the gas discharge pipe. And

以上のように構成された本発明においては、長尺なガス排出管が容器の長手方向に沿って延在するので、容器の長手方向に沿って略均等に温度を上昇させることができる。換言すれば、長手方向に沿う温度ムラが生じることを回避することができる。   In the present invention configured as described above, since the long gas discharge pipe extends along the longitudinal direction of the container, the temperature can be increased substantially evenly along the longitudinal direction of the container. In other words, it is possible to avoid the occurrence of temperature unevenness along the longitudinal direction.

また、ガス排出管を容器の側方内壁近傍に配設するとともに、該ガス排出管から排出されたガスを隣接するガス排出管に指向して進行させるようにしているので、ガスの充填時にガス吸蔵・吸着材の吸蔵ないし吸着による熱、及びガスの断熱圧縮によって発生した熱は、このガスの流れによって効率的に分散される。これによりガス貯蔵用容器が局所的に温度上昇を起こすことを回避することができるので、該ガス貯蔵用容器に熱膨張量が互いに異なる部位が生じることが回避され、このことに起因して歪が生じることも回避される。結局、ライナが剥離する懸念が払拭される。   In addition, the gas discharge pipe is disposed in the vicinity of the side inner wall of the container, and the gas discharged from the gas discharge pipe is advanced toward the adjacent gas discharge pipe. The heat generated by the occlusion / adsorption of the occlusion / adsorption material and the heat generated by the adiabatic compression of the gas are efficiently dispersed by this gas flow. As a result, it is possible to prevent the gas storage container from locally raising the temperature, and therefore, it is possible to avoid the occurrence of parts having different thermal expansion amounts in the gas storage container. Is also avoided. Eventually, concerns about the liner peeling off are eliminated.

本発明においては、容器の中心近傍の熱を吸収するべく、熱交換器又は蓄熱材を用いるようにしてもよい。すなわち、本発明は、長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器であって、
前記容器の側方内壁近傍に配設され、該容器の長手方向に沿って延在する３本以上のガス排出管と、
前記容器の内部に収容された前記ガス吸蔵・吸着材に埋設された熱交換器又は蓄熱材と、
を有し、
前記ガス排出管の長手方向に沿って、該ガス排出管に隣接する別のガス排出管に指向してガスが排出されるとともに前記蓄熱材又は前記熱交換器に指向してガスが排出される位置に、長尺な１本の排出口が設けられていることを特徴とする。 In the present invention, a heat exchanger or a heat storage material may be used to absorb heat near the center of the container. That is, the present invention is a gas storage container in which a gas storage / adsorption material is accommodated inside a long container,
Three or more gas discharge pipes disposed near the inner side wall of the container and extending along the longitudinal direction of the container;
A heat exchanger or a heat storage material embedded in the gas storage / adsorption material housed in the container;
Have
Along the longitudinal direction of the gas discharge pipe, gas is discharged toward another gas discharge pipe adjacent to the gas discharge pipe and gas is discharged toward the heat storage material or the heat exchanger. One long discharge port is provided at the position.

又は、隣接するガス排出管に向けてガスを排出するための排出口と、蓄熱材又は熱交換器に向けてガスを排出するための排出口とを個別に設けるようにしてもよい。すなわち、本発明は、長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器であって、
前記容器の側方内壁近傍に配設され、該容器の長手方向に沿って延在する３本以上のガス排出管と、
前記容器の内部に収容された前記ガス吸蔵・吸着材に埋設された蓄熱材又は熱交換器と、
を有し、
前記ガス排出管の長手方向に沿って、該ガス排出管に隣接する別のガス排出管に指向してガスが排出される位置と、前記蓄熱材又は前記熱交換器に指向してガスが排出される位置の各々に、長尺な排出口が個別に設けられていることを特徴とする。 Or you may make it provide separately the discharge port for discharging | emitting gas toward an adjacent gas discharge pipe, and the discharge port for discharging | emitting gas toward a thermal storage material or a heat exchanger. That is, the present invention is a gas storage container in which a gas storage / adsorption material is accommodated inside a long container,
Three or more gas discharge pipes disposed near the inner side wall of the container and extending along the longitudinal direction of the container;
A heat storage material or heat exchanger embedded in the gas storage / adsorption material housed in the container;
Have
A gas is discharged along a longitudinal direction of the gas discharge pipe toward a gas discharge pipe adjacent to the gas discharge pipe and toward the heat storage material or the heat exchanger. A long discharge port is individually provided at each of the positions.

いずれの場合においても、熱が熱交換器又は蓄熱材に速やかに伝達されるので、ガス吸蔵・吸着材の温度が上昇することが一層抑制される。ガス吸蔵・吸着材において、温度上昇が抑制された部位では、十分な量のガスを吸蔵ないし吸着することができる。このため、容器に充填可能なガス量、換言すれば、ガス収容量が大きくなる。   In any case, since heat is quickly transmitted to the heat exchanger or the heat storage material, the temperature of the gas storage / adsorption material is further suppressed from increasing. In the gas occlusion / adsorption material, a sufficient amount of gas can be occluded or adsorbed at a portion where the temperature rise is suppressed. For this reason, the amount of gas that can be filled in the container, in other words, the amount of gas accommodated becomes large.

本発明によれば、ガス排出管を容器の側方内壁近傍に配設するとともに、該ガス排出管から隣接するガス排出管に指向してガスを排出させるようにしているので、ガスの充填時にガス吸蔵・吸着材の吸蔵ないし吸着による熱、及びガスの断熱圧縮によって発生した熱は、このガスの流れによって効率的に分散される。このため、容器内の温度が局所的に上昇することを回避することができ、これにより、ライナが剥離する懸念が払拭される。   According to the present invention, the gas discharge pipe is disposed in the vicinity of the inner side wall of the container, and the gas is discharged from the gas discharge pipe toward the adjacent gas discharge pipe. The heat generated by the occlusion or adsorption of the gas storage / adsorption material and the heat generated by the adiabatic compression of the gas are efficiently dispersed by this gas flow. For this reason, it can avoid that the temperature in a container rises locally, and the concern that a liner peels is wiped away by this.

以下、本発明に係るガス貯蔵用容器につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a gas storage container according to the present invention will be described and described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施の形態に係るガス貯蔵用容器１０の長手方向に沿う全体概略断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。本実施の形態においては、ガス貯蔵用容器１０は、容器１２の内部にガス吸蔵・吸着材１４が充填されるとともに、３本のガス排出管１６ａ〜１６ｃが収容されることで構成されている。   FIG. 1 is an overall schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of a gas storage container 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. In the present embodiment, the gas storage container 10 is configured such that the gas storage / adsorption material 14 is filled in the container 12 and the three gas discharge pipes 16a to 16c are accommodated. .

この場合、容器１２は、断面が略真円形状である長尺体である（図２参照）。なお、両端部は緩やかに縮径されることで湾曲形成されている（図１参照）。   In this case, the container 12 is a long body having a substantially circular cross section (see FIG. 2). Both end portions are curved by being gradually reduced in diameter (see FIG. 1).

容器１２は、外殻１８と、該外殻１８の内壁に添着されたライナ２０とを有し、この中の外殻１８は、例えば、繊維強化樹脂からなる。一方のライナ２０の材質は、ポリエチレン等の樹脂材であってもよいが、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属であってもよい。このように熱伝導度が高い金属をライナ２０の材質とした場合、蓄熱材からの熱が速やかに外殻１８に伝達されるので、後述するガスの充填時に発生する熱を除去することが容易となるという利点がある。   The container 12 has an outer shell 18 and a liner 20 attached to the inner wall of the outer shell 18, and the outer shell 18 therein is made of, for example, a fiber reinforced resin. The material of one liner 20 may be a resin material such as polyethylene, but may be a metal such as aluminum or an aluminum alloy. When a metal having such a high thermal conductivity is used as the material of the liner 20, heat from the heat storage material is quickly transmitted to the outer shell 18, so that it is easy to remove heat generated during gas filling described later. There is an advantage that

容器１２の一端部には開口２２が形成されており、該開口２２は、閉塞部材２４によって閉塞されている。そして、この閉塞部材２４に設けられた貫通孔２６には、ガス供給管２８の一端部が通されている。その一方で、ガス供給管２８の他端部は、図示しないガス供給源に接続されている。   An opening 22 is formed at one end of the container 12, and the opening 22 is closed by a closing member 24. Then, one end of a gas supply pipe 28 is passed through the through hole 26 provided in the closing member 24. On the other hand, the other end of the gas supply pipe 28 is connected to a gas supply source (not shown).

さらに、ガス供給管２８は、容器１２の内部で互いに略６０°離間して放射状に広がるように３本に分岐され、各分岐管には、中空円筒体形状の前記ガス排出管１６ａ〜１６ｃが連結されている。図１及び図２から諒解されるように、これらガス排出管１６ａ〜１６ｃは容器１２の側方内壁近傍に該容器１２の長手方向に沿って配設されており、且つ該容器１２の略全域にわたって延在している（図１参照）。また、ガス排出管１６ａ〜１６ｃは、正三角形の頂点付近に位置するように配設されている。   Further, the gas supply pipe 28 is branched into three so as to spread radially at a distance of approximately 60 ° from each other inside the container 12, and the gas discharge pipes 16a to 16c each having a hollow cylindrical shape are provided in each branch pipe. It is connected. As can be understood from FIGS. 1 and 2, these gas discharge pipes 16 a to 16 c are disposed in the vicinity of the lateral inner wall of the container 12 along the longitudinal direction of the container 12, and substantially the entire area of the container 12. (See FIG. 1). Further, the gas discharge pipes 16a to 16c are arranged so as to be positioned near the apex of the equilateral triangle.

ガス排出管１６ａの側周壁において、隣接するガス排出管１６ｂに臨む部位には、図３に示すように、該ガス排出管１６ａの長手方向略全域にわたる長尺な排出口３２ａが開設されている。同様に、ガス排出管１６ｂの側周壁におけるガス排出管１６ｃに臨む部位、及びガス排出管１６ｃの側周壁におけるガス排出管１６ａに臨む部位にも前記排出口３２ａに準拠した排出口３２ｂ、３２ｃがそれぞれ設けられている。このため、ガス供給管２８を経てガス排出管１６ａ〜１６ｃの内部に到達したガスは、図１及び図２に矢印で示すように、隣接するガス排出管１６ａ〜１６ｃに指向して排出口３２ａ〜３２ｃから排出される。なお、ガス排出管１６ａ〜１６ｃの底部は閉塞されており、従って、ガスが容器１２の底部内壁側に指向して排出されることはない。   As shown in FIG. 3, a long discharge port 32 a is provided in the side wall of the gas discharge pipe 16 a that faces the adjacent gas discharge pipe 16 b as shown in FIG. 3. . Similarly, the discharge ports 32b and 32c based on the discharge port 32a are also provided in the portion facing the gas discharge tube 16c in the side peripheral wall of the gas discharge tube 16b and the portion facing the gas discharge tube 16a in the side peripheral wall of the gas discharge tube 16c. Each is provided. For this reason, the gas that has reached the inside of the gas discharge pipes 16a to 16c through the gas supply pipe 28 is directed to the adjacent gas discharge pipes 16a to 16c as shown by arrows in FIGS. To 32c. Note that the bottoms of the gas discharge pipes 16a to 16c are closed, so that the gas is not discharged toward the bottom inner wall side of the container 12.

このような構成のガス排出管１６ａ〜１６ｃは、例えば、図３に示すように、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属材を円筒形状としてその開口一端部に閉塞板を溶接等の所定の接合方法で接合して閉塞したり、又は、図４に示すように、セラミックスの中空焼結体の一端部にプラグ３３を充填したりすることで作製することができる。ガス排出管１６ａ〜１６ｃの材質は、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材であってもよい。   For example, as shown in FIG. 3, the gas discharge pipes 16 a to 16 c having such a configuration are formed in a predetermined joining method such as welding a closing plate at one end of an opening of a cylindrical metal material such as stainless steel or aluminum alloy. It can be produced by joining and closing with or filling one end of a ceramic hollow sintered body with a plug 33 as shown in FIG. The material of the gas discharge pipes 16a to 16c may be a resin material such as polytetrafluoroethylene.

前記ガス吸蔵・吸着材１４は、ガスを吸蔵ないし吸着可能な物質であれば如何なるものであってもよい。例えば、水素吸蔵合金であってもよいし、有機金属錯体であってもよい。なお、本実施の形態において、ガス吸蔵・吸着材１４は粉末である。   The gas storage / adsorption material 14 may be any material as long as it is a material capable of storing or adsorbing gas. For example, a hydrogen storage alloy or an organometallic complex may be used. In the present embodiment, the gas storage / adsorption material 14 is powder.

本実施の形態に係るガス貯蔵用容器１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係るガス充填方法との関係でその作用効果について説明する。   The gas storage container 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the function and effect will be described in relation to the gas filling method according to the present embodiment. .

前記ガス供給源から供給されたガスは、ガス供給管２８を経由した後にガス排出管１６ａ〜１６ｃの内部に到達し、該ガス排出管１６ａ〜１６ｃの側周壁に開設された排出口３２ａ〜３２ｃから排出される。この際、排出口３２ａ、３２ｂ、３２ｃが隣接するガス排出管１６ｂ、１６ｃ、１６ａにそれぞれ臨んでいるので、排出されたガスは、図１及び図２に矢印で示したように、隣接するガス排出管に指向して進行し、その最中に、容器１２内に充填されたガス吸蔵・吸着材１４によって順次吸蔵ないし吸着される。   The gas supplied from the gas supply source reaches the inside of the gas discharge pipes 16a to 16c after passing through the gas supply pipe 28, and discharge ports 32a to 32c opened in the side peripheral walls of the gas discharge pipes 16a to 16c. Discharged from. At this time, since the discharge ports 32a, 32b, and 32c face the adjacent gas discharge pipes 16b, 16c, and 16a, the discharged gas is the adjacent gas as shown by the arrows in FIGS. It proceeds toward the discharge pipe, and during that time, it is sequentially occluded or adsorbed by the gas occlusion / adsorption material 14 filled in the container 12.

この吸蔵ないし吸着に伴ってガス吸蔵・吸着材１４が発熱を起こすこと、及びガスが断熱圧縮を起こすことによって、容器１２内の温度が上昇する。上記したようにガス排出管１６ａ〜１６ｃが容器１２の長手方向の略全域にわたって延在するので、長手方向では、略均等に温度が上昇する。すなわち、容器１２の長手方向に沿って温度ムラが生じることが抑制される。   As the gas is absorbed or absorbed, the gas storage / adsorption material 14 generates heat and the gas undergoes adiabatic compression, whereby the temperature in the container 12 rises. As described above, since the gas discharge pipes 16a to 16c extend over substantially the entire region in the longitudinal direction of the container 12, the temperature rises substantially uniformly in the longitudinal direction. That is, the occurrence of temperature unevenness along the longitudinal direction of the container 12 is suppressed.

ガスの充填が進行すると、ガス吸蔵・吸着材１４の発熱及びガスの断熱圧縮による熱の発生が顕著となる。しかしながら、上記したように、ガス排出管１６ａ、１６ｂ、１６ｃから排出されたガスが隣接するガス排出管１６ｂ、１６ｃ、１６ａに指向して進行するため、これに追従して、発生した熱が効率よく分散される。従って、容器１２の内部の特定箇所で温度が過度に上昇することが回避される。   As the gas filling proceeds, heat generation due to the heat generation of the gas storage / adsorption material 14 and adiabatic compression of the gas becomes significant. However, as described above, the gas discharged from the gas discharge pipes 16a, 16b, and 16c travels toward the adjacent gas discharge pipes 16b, 16c, and 16a. Well distributed. Therefore, it is avoided that the temperature rises excessively at a specific location inside the container 12.

このように、任意のガス排出管から隣接するガス排出管に向かってガスを排出しながら充填を行うことによって、容器１２が局所的に温度上昇を起こすことを回避することができる。換言すれば、温度ムラが発生することを抑制することができ、その結果、ライナ２０が全体にわたって略均等に熱を受け取るようになるので、ライナ２０への熱伝達効率も向上する。   In this way, by performing filling while discharging gas from an arbitrary gas discharge pipe toward the adjacent gas discharge pipe, it is possible to avoid the container 12 from locally rising in temperature. In other words, it is possible to suppress the occurrence of temperature unevenness, and as a result, the liner 20 receives heat almost evenly throughout, so that the heat transfer efficiency to the liner 20 is also improved.

なお、図５に示すように、容器１２の中心に熱交換器４０を配設するようにしてもよい。この場合、ガス吸蔵・吸着材１４における容器１２の中心近傍の熱を熱交換器によって吸収することで、該部位の温度が上昇することを回避することもできる。   In addition, as shown in FIG. 5, you may make it arrange | position the heat exchanger 40 in the center of the container 12. FIG. In this case, the heat in the vicinity of the center of the container 12 in the gas storage / adsorption material 14 is absorbed by the heat exchanger, so that the temperature of the part can be prevented from rising.

この場合には、図５から諒解されるように、ガス排出管１６ａ、１６ｂ、１６ｃの各々に隣接するガス排出管１６ｂ、１６ｃ、１６ａに指向してガスが排出されるとともに、熱交換器４０に指向してガスが排出される位置に排出口３２ａ〜３２ｃを設ける。これにより、温度ムラが発生することを一層抑制することができる。   In this case, as understood from FIG. 5, the gas is discharged toward the gas discharge pipes 16b, 16c, 16a adjacent to the gas discharge pipes 16a, 16b, 16c, and the heat exchanger 40 Discharge ports 32a to 32c are provided at positions where gas is discharged toward Thereby, it is possible to further suppress the occurrence of temperature unevenness.

又は、熱交換器に代え、伸縮性膜材に収容された蓄熱材を配設するようにしてもよい。伸縮性膜材は、水素が流通可能な直径０．３〜１０μｍの孔が複数個設けられ、且つその厚みが３０〜３００μｍに設定されている。なお、伸縮性膜材の材質は特に限定されるものではないが、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、エポキシ、アセテート、四フッ化エチレン、ナイロン６，６、繊維状活性炭製の不織布又は織布、ガラス繊維製の不織布又は織布が好適な例として挙げられる。   Alternatively, instead of the heat exchanger, a heat storage material accommodated in the stretchable membrane material may be provided. The elastic membrane material is provided with a plurality of holes having a diameter of 0.3 to 10 μm through which hydrogen can flow, and the thickness thereof is set to 30 to 300 μm. The material of the stretchable membrane material is not particularly limited, but polyurethane, polyester, polypropylene, epoxy, acetate, tetrafluoroethylene, nylon 6,6, nonwoven fabric or woven fabric made of fibrous activated carbon, glass fiber A suitable example is a non-woven fabric or a woven fabric.

このような伸縮性膜材に収容される蓄熱材は、アルミナ、ムライト、ジルコニア、アルミニウム等の顕熱蓄熱材であってもよいが、より多くの熱量を吸収することが可能であることから、潜熱蓄熱材であることが好ましい。   The heat storage material accommodated in such a stretchable film material may be a sensible heat storage material such as alumina, mullite, zirconia, aluminum, etc., but because it can absorb more heat, It is preferably a latent heat storage material.

ここで、潜熱蓄熱材とは、所定量の熱を吸収して融解・凝固等の相変化を起こす物質を指称する。なお、ガス貯蔵用容器１０の一般的な使用温度（環境温度４０℃以下）よりも高温の４５〜８５℃の温度範囲で相変化を起こす物質を選定することが好ましい。具体的には、塩化ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物、硝酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物等の各種無機化合物の水和物や、テトラデカン、ペンタデカン、オクタデカン、エイコサン、ドコサン等の各種直鎖脂肪族炭化水素、又はパラフィンワックスや脂肪酸が例示される。容器１２内の温度が１００℃を超える場合には、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール等の潜熱蓄熱材を用いるようにすればよい。   Here, the latent heat storage material refers to a substance that absorbs a predetermined amount of heat and causes a phase change such as melting and solidification. In addition, it is preferable to select a substance that causes a phase change in a temperature range of 45 to 85 ° C., which is higher than a general use temperature of the gas storage container 10 (environmental temperature 40 ° C. or less). Specifically, hydrates of various inorganic compounds such as sodium chloride hydrate, calcium chloride hydrate, sodium nitrate hydrate, sodium sulfate hydrate, tetradecane, pentadecane, octadecane, eicosane, docosan, etc. Examples include various linear aliphatic hydrocarbons, paraffin waxes and fatty acids. When the temperature in the container 12 exceeds 100 ° C., a latent heat storage material such as erythritol, sorbitol, or xylitol may be used.

潜熱蓄熱材の相変化温度は、ガス貯蔵用容器１０の使用温度を超える温度で且つ可能な限り低温であることが好ましい。例えば、使用温度が４０℃である場合、５０〜７０℃で相変化を起こす物質を選定することが好ましい。その具体例としては、パラフィンワックスが挙げられる。   The phase change temperature of the latent heat storage material is preferably a temperature that exceeds the operating temperature of the gas storage container 10 and is as low as possible. For example, when the operating temperature is 40 ° C., it is preferable to select a substance that causes a phase change at 50 to 70 ° C. Specific examples thereof include paraffin wax.

上記したような潜熱蓄熱材を使用する場合には、潜熱蓄熱材をマイクロカプセル等に封入して伸縮性膜材に収容することが好ましい。吸熱によって潜熱蓄熱材が相変化を起こして融解した場合であってもマイクロカプセルから流出することがないので、例えば、潜熱蓄熱材がガス吸蔵・吸着材１４に浸透することを回避することができるようになるからである。なお、この種のマイクロカプセルは、コアセルベーション法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｅ法等の公知手法によって容易に作製することができる。   When using the latent heat storage material as described above, it is preferable to enclose the latent heat storage material in a microcapsule or the like and accommodate it in an elastic membrane material. Even when the latent heat storage material undergoes a phase change due to heat absorption and melts, it does not flow out of the microcapsule. For example, the latent heat storage material can be prevented from penetrating into the gas storage / adsorption material 14. Because it becomes like this. In addition, this kind of microcapsule can be easily produced by a known method such as a coacervation method, an interfacial polymerization method, an in-site method, or the like.

蓄熱材の使用量は、ガス吸蔵・吸着材１４のガス吸蔵ないし吸着量、蓄熱材の可能吸熱量、ガス貯蔵用容器１０の許容温度等を考慮して決定すればよい。   The amount of heat storage material used may be determined in consideration of the gas storage / adsorption amount of the gas storage / adsorption material 14, the possible heat absorption amount of the heat storage material, the allowable temperature of the gas storage container 10, and the like.

この場合、ガスの充填時、ガス吸蔵・吸着材１４における容器１２の中心側の部位がガスを吸蔵ないし吸着することに伴って発生した熱やガスの断熱圧縮によって発生した熱が、蓄熱材によって吸収される。すなわち、熱交換器４０を組み込んだ上記の場合と同様に、容器１２の中心近傍の温度が過度に上昇することが阻止される。   In this case, at the time of filling the gas, the heat generated by the gas storage / adsorption material 14 when the central portion of the container 12 stores or adsorbs the gas or the heat generated by the adiabatic compression of the gas is caused by the heat storage material. Absorbed. That is, the temperature in the vicinity of the center of the container 12 is prevented from excessively rising as in the case where the heat exchanger 40 is incorporated.

この効果は、４５〜８５℃で相変化を生じる潜熱蓄熱材を使用した場合に一層顕著となる。すなわち、潜熱蓄熱材が相変化を起こす際に大量の熱を吸収するので、温度上昇を一層抑制することができるようになるからである。   This effect becomes even more remarkable when a latent heat storage material that causes a phase change at 45 to 85 ° C. is used. That is, since the latent heat storage material absorbs a large amount of heat when causing a phase change, the temperature rise can be further suppressed.

なお、図２と同様に、ガス排出管１６ａ、１６ｂ、１６ｃの各々に隣接するガス排出管１６ｂ、１６ｃ、１６ａに指向してガスが排出されるとともに、熱交換器４０に指向してガスが排出される位置に排出口３２ａ〜３２ｃを設けるようにすることはいうまでもない。   As in FIG. 2, the gas is discharged toward the gas discharge pipes 16b, 16c, and 16a adjacent to the gas discharge pipes 16a, 16b, and 16c, and the gas is discharged toward the heat exchanger 40. Needless to say, the discharge ports 32a to 32c are provided at the discharge positions.

熱交換器４０又は蓄熱材を収容する実施形態においては、図６に示すように、ガス排出管１６ａ、１６ｂ、１６ｃの各々に隣接するガス排出管１６ｂ、１６ｃ、１６ａに指向してガスを排出可能な排出口４２ａ〜４２ｃと、熱交換器４０又は蓄熱材に指向してガスを排出可能な排出口４４ａ〜４４ｃを設けるようにしてもよい。この場合においても、温度ムラが生じることを容易に抑制することができる。   In the embodiment in which the heat exchanger 40 or the heat storage material is accommodated, as shown in FIG. 6, gas is discharged toward the gas discharge pipes 16b, 16c, 16a adjacent to the gas discharge pipes 16a, 16b, 16c. You may make it provide the possible exhaust ports 42a-42c and the exhaust ports 44a-44c which can discharge | emit gas toward the heat exchanger 40 or a thermal storage material. Even in this case, the occurrence of temperature unevenness can be easily suppressed.

なお、容器１２の断面形状は真円である必要はなく、楕円形であってもよいし、多角形形状であってもよい。さらに、ガス排出管１６ａ〜１６ｃも円筒形状である必要はなく、例えば、直方体形状等であってもよい。   The cross-sectional shape of the container 12 does not need to be a perfect circle, and may be an ellipse or a polygon. Furthermore, the gas discharge pipes 16a to 16c do not have to be cylindrical, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape.

さらにまた、ガス排出管の個数は３本である必要は特になく、４本であってもよいし、６本、８本であってもよい。いずれの場合においても、各ガス排出管が多角形の頂点に位置するように配置し、ガスを充填する際には、その中の１本のガス排出管から隣接するガス排出管に向けてガスを排出させればよい。   Furthermore, the number of gas exhaust pipes need not be three, and may be four, six, or eight. In any case, each gas discharge pipe is arranged so as to be positioned at the apex of the polygon, and when filling the gas, gas is directed from one gas discharge pipe to the adjacent gas discharge pipe. Can be discharged.

本実施の形態に係るガス貯蔵用容器の長手方向に沿う全体概略断面図である。It is the whole schematic sectional drawing in alignment with the longitudinal direction of the container for gas storage concerning this Embodiment. 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 図１のガス貯蔵用容器を構成するガス排出管の概略全体斜視図である。It is a schematic whole perspective view of the gas exhaust pipe which comprises the gas storage container of FIG. 別の形態のガス排出管の概略全体斜視図である。It is a general | schematic whole perspective view of the gas exhaust pipe of another form. 別の実施の形態に係るガス貯蔵用容器の長手方向に直交する方向の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the gas storage container which concerns on another embodiment. また別の形態のガス排出管の概略全体斜視図である。It is a general | schematic whole perspective view of the gas exhaust pipe of another form.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ガス貯蔵用容器 １２…容器
１４…ガス吸蔵・吸着材 １６ａ〜１６ｃ…ガス排出管
２０…ライナ ２８…ガス供給管
４０…熱交換器
３２ａ〜３２ｃ、４２ａ〜４２ｃ、４４ａ〜４４ｃ…排出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Container for gas storage 12 ... Container 14 ... Gas storage / adsorption material 16a-16c ... Gas exhaust pipe 20 ... Liner 28 ... Gas supply pipe 40 ... Heat exchanger 32a-32c, 42a-42c, 44a-44c ... Outlet

Claims (3)

長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器であって、
前記容器の側方内壁近傍に配設され、該容器の長手方向に沿って延在する３本以上のガス排出管を有し、
前記ガス排出管の長手方向に沿って、該ガス排出管に隣接する別のガス排出管に指向してガスが排出される位置に長尺な１本の排出口が設けられていることを特徴とするガス貯蔵用容器。 A gas storage container in which a gas storage / adsorption material is stored inside a long container,
Having three or more gas discharge pipes disposed near the inner side wall of the container and extending along the longitudinal direction of the container;
A long discharge port is provided at a position where gas is discharged toward another gas discharge pipe adjacent to the gas discharge pipe along the longitudinal direction of the gas discharge pipe. Gas storage container. 長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器であって、
前記容器の側方内壁近傍に配設され、該容器の長手方向に沿って延在する３本以上のガス排出管と、
前記容器の内部に収容された前記ガス吸蔵・吸着材に埋設された熱交換器又は蓄熱材と、
を有し、
前記ガス排出管の長手方向に沿って、該ガス排出管に隣接する別のガス排出管に指向してガスが排出されるとともに前記蓄熱材又は前記熱交換器に指向してガスが排出される位置に、長尺な１本の排出口が設けられていることを特徴とするガス貯蔵用容器。 A gas storage container in which a gas storage / adsorption material is stored inside a long container,
Three or more gas discharge pipes disposed near the inner side wall of the container and extending along the longitudinal direction of the container;
A heat exchanger or a heat storage material embedded in the gas storage / adsorption material housed in the container;
Have
Along the longitudinal direction of the gas discharge pipe, gas is discharged toward another gas discharge pipe adjacent to the gas discharge pipe and gas is discharged toward the heat storage material or the heat exchanger. A gas storage container, wherein a single long outlet is provided at a position. 長尺な容器の内部にガス吸蔵・吸着材が収容されたガス貯蔵用容器であって、
前記容器の側方内壁近傍に配設され、該容器の長手方向に沿って延在する３本以上のガス排出管と、
前記容器の内部に収容された前記ガス吸蔵・吸着材に埋設された熱交換器又は蓄熱材と、
を有し、
前記ガス排出管の長手方向に沿って、該ガス排出管に隣接する別のガス排出管に指向してガスが排出される位置と、前記蓄熱材又は前記熱交換器に指向してガスが排出される位置の各々に、長尺な排出口が個別に設けられていることを特徴とするガス貯蔵用容器。 A gas storage container in which a gas storage / adsorption material is stored inside a long container,
Three or more gas discharge pipes disposed near the inner side wall of the container and extending along the longitudinal direction of the container;
A heat exchanger or a heat storage material embedded in the gas storage / adsorption material housed in the container;
Have
A gas is discharged along a longitudinal direction of the gas discharge pipe toward a gas discharge pipe adjacent to the gas discharge pipe and toward the heat storage material or the heat exchanger. A gas storage container, wherein a long discharge port is individually provided at each of the positions.
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JP7031358B2 (en) 2018-02-19 2022-03-08 トヨタ自動車株式会社 High pressure container

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