JP7069597B2

JP7069597B2 - 高圧容器

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Publication number: JP7069597B2
Application number: JP2017155793A
Authority: JP
Inventors: 統澤井
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Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2022-05-18
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Description

本発明は、流体を高圧状態で収容する高圧容器に関する。

良熱伝導手段の接続端が安全弁と共にタンク本体の一側端部に固定された高圧タンクがある（一例として、下記特許文献１を参照）。良熱伝導手段の接続端とは反対側の開放端側は、タンク本体に沿ってタンク本体の他側へ延びている。タンク本体の他側部分の近傍の熱源によってタンク本体の他側部分及び良熱伝導手段が加熱されると、熱源から付与された良熱伝導手段へ付与された熱が、良熱伝導手段を介して安全弁に伝わる。これによって、安全弁が開放されると、タンク本体内の高圧水素等の燃料ガスが安全弁からタンク本体の外部へ放出される。

しかしながら、タンク本体を複数備える構成の場合には、タンク本体毎に良熱伝導手段が設けられることによって部品点数の増加の抑制が難しい。

特開２００５－３１５２９４号

本発明は、上記事実を考慮して、部品点数の増加を抑制できる高圧容器を得ることが目的である。

請求項１に記載の高圧容器は、流体が高圧状態で収容され、放出部から前記流体を放出可能な容器本体と、複数の前記容器本体に繋げられ、所定の開放温度以上で開放されて前記容器本体内の前記流体を放出する開放手段と、前記容器本体の側方に設けられ、前記容器本体側と前記容器本体とは反対側とを仕切ると共に、複数の前記容器本体が内側に収容され、熱伝導率が前記容器本体の表面側での熱伝導率よりも高く、耐熱温度が前記開放温度以上にされ、前記開放手段に繋げられ、前記開放手段への熱の伝達が可能なカバー部材と、を備え、複数の前記容器本体が前記放出部を介して連通される連通手段が、前記カバー部材の内側に収容され、前記連通手段に接続され、前記開放手段が設けられる中間熱伝達手段が、前記カバー部材の外側に設けられている。

請求項１に記載の高圧容器では、熱がカバー部材によって開放手段へ伝えられ、これによって、開放手段に付与される熱が開放温度以上になると、開放手段が開放されて複数の容器本体内の流体が放出される。

ここで、容器本体側と容器本体とは反対側とを仕切るカバー部材によって熱を開放手段へ伝えるため、熱を開放手段へ伝えるためだけの特別な部材が不要である。
また、カバー部材の熱伝導率は、容器本体の表面側での熱伝導率よりも高いため、カバー部材によって熱を早く開放手段へ伝えることができる。
また、カバー部材には、複数の容器本体が内側に収容されているため、容器本体側から開放手段へ熱を伝えるための手段を、複数の容器本体の各々に個別に設けなくて済む。そのため、部品点数の増加を抑制した高圧容器とすることができる。

請求項２に記載の高圧容器は、請求項１に記載の高圧容器において、複数の前記容器本体が前記カバー部材の側方に設けられ、複数の前記容器本体は、連通手段によって繋がれて連通されている。

請求項２に記載の高圧容器によれば、複数の容器本体は、連通手段によって繋がれて連通される。このため、例えば、容器本体の耐圧等を考慮したうえでの本高圧容器の全体の形状の設計の自由度等が向上される。

請求項３に記載の高圧容器は、請求項２に記載の高圧容器において、前記連通手段は、全ての前記容器本体に繋がって前記容器本体から出た前記流体が通過する１つの通過部を備え、前記開放手段は、前記通過部に設けられている。

請求項３に記載の高圧容器では、連通手段は、１つの通過部を備えており、この通過部は、全ての容器本体に繋がって容器本体から出た流体が通過する。ここで、開放手段は、連通手段の通過部に設けられるため、開放手段が開放されることによって全ての容器本体内の流体を放出できる。

請求項４に記載の高圧容器は、流体が高圧状態で収容され、放出部から前記流体を放出可能な容器本体と、前記容器本体に繋げられ、所定の開放温度以上で開放されて前記容器本体内の前記流体を放出する開放手段と、前記容器本体の側方に設けられ、前記容器本体側と前記容器本体とは反対側とを仕切ると共に、熱伝導率が前記容器本体の表面側での熱伝導率よりも高く、耐熱温度が前記開放温度以上にされ、前記開放手段に繋げられ、前記開放手段への熱の伝達が可能なカバー部材と、を備え、複数の前記容器本体が前記放出部を介して連通される連通手段が、前記カバー部材の内側に収容され、複数の前記容器本体が前記カバー部材の側方に設けられ、複数の前記容器本体の各々の前記放出部に対応して前記開放手段が設けられ、前記開放手段は、前記容器本体の長手方向の両端側に設けられている。

請求項４に記載の高圧容器によれば、熱がカバー部材によって開放手段へ伝えられ、これによって、開放手段に付与される熱が開放温度以上になると、開放手段が開放されて複数の容器本体内の流体が放出される。ここで、容器本体側と容器本体とは反対側とを仕切るカバー部材によって熱を開放手段へ伝えるため、熱を開放手段へ伝えるためだけの特別な部材が不要である。また、複数の容器本体の放出部の各々に開放手段が設けられる。これによって、開放温度に熱せられた開放手段から容器本体内の流体を放出できる。
さらに、開放手段は、容器本体の長手方向の両端側に設けられていることで、カバー部材が加熱された場合に、熱源の位置がカバー部材に対して偏っていたとしても、熱源から近い方の開放手段に熱がより早く伝えられる。そのため、容器本体に収容された流体をより早く外部に放出することができる。
また、複数の容器本体の各々の放出部に対応して開放手段が設けられ、複数の容器本体が放出部を介して連通される連通手段が、カバー部材の内側に収容されることで、全ての容器本端の流体が、連通手段を介して、熱源から伝えられた熱によって最も早く開放された開放手段から放出される。そのため、カバー部材が加熱された場合に、複数の容器本体に収容された流体をより早く外部に放出することができる。

請求項５に記載の高圧容器は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の高圧容器において、前記カバー部材は、前記カバー部材と前記容器本体との対向方向に見て前記容器本体よりも大きくされている。

請求項５に記載の高圧容器によれば、カバー部材は、カバー部材と容器本体との対向方向に見て複数の容器本体よりも大きいため、カバー部材の容器本体とは反対側に熱源が存在する場合に、複数の容器本体が熱源によって直接加熱されることを抑制できる。

請求項６に記載の高圧容器は、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の高圧容器において、前記カバー部材は、前記容器本体を覆う。

請求項６に記載の高圧容器によれば、複数の容器本体がカバー部材によって覆われるため、容器本体をカバー部材によって保護できる。

請求項７に記載の高圧容器は、請求項１から請求項６の何れか１項に記載の高圧容器において、前記カバー部材と前記容器本体との間に設けられ、前記カバー部材よりも熱伝導率が低い低熱伝導層を備えている。

請求項７に記載の高圧容器では、カバー部材と複数の容器本体との間に設けられる低熱伝導層は、カバー部材よりも熱伝導率が低いため、カバー部材が複数の容器本体とは反対側から加熱された場合に、容器本体へ熱が伝わることを抑制できる。

請求項８に記載の高圧容器は、請求項７に記載の高圧容器において、前記低熱伝導層は、空気の層とされている。

請求項８に記載の高圧容器では、低熱伝導層は、空気の層とされている。このため、容器本体がカバー部材から離れて配置されることによって容器本体とカバー部材との間に低熱伝導層を設けることができる。

請求項９に記載の高圧容器は、請求項８に記載の高圧容器において、前記容器本体が前記カバー部材の底部から離れた状態で取り付けられる取付ブラケットを備えている。

請求項９に記載の高圧容器では、容器本体は、取付ブラケットによってカバー部材の底部から離れた状態で取り付けられる。これによって、容器本体とカバー部材の底部との間に空気の層が形成される。

以上、説明したように、請求項１及び請求項４に記載の高圧容器では、熱を開放手段へ伝えるためだけの特別な部材が不要である。また、カバー部材によって熱を早く開放手段へ伝えることができる。

請求項１０に記載の高圧容器では、複数の容器本体は、車両の床部の車両下側で車幅方向側又は車両前後方向側に一列に並んで配置され、カバー部材は、複数の容器本体の少なくとも下側に設けられる。このため、複数の容器本体がカバー部材の車両下側から加熱された場合に、容器本体毎の加熱状態等の容器本体毎での条件の差異が大きくなることを抑制できる。

以上、説明したように、請求項１に記載の高圧容器では、部品点数の増加を抑制できる。

請求項２に記載の高圧容器では、容器本体の耐圧等を考慮したうえでの本高圧容器の全体の形状の設計の自由度等が向上される。

請求項３に記載の高圧容器では、開放手段が開放されることによって全ての容器本体内の流体を放出できる。

請求項４に記載の高圧容器では、部品点数の増加を抑制できる。

請求項５に記載の高圧容器では、カバー部材の容器本体とは反対側に熱源が存在する場合に、複数の容器本体が熱源によって直接加熱されることを抑制できる。

請求項６に記載の高圧容器では、容器本体をカバー部材によって保護できる。

請求項７に記載の高圧容器では、カバー部材が複数の容器本体とは反対側から加熱された場合に、容器本体へ熱が伝わることを抑制できる。

請求項８に記載の高圧容器では、容器本体がカバー部材から離れて配置されることによって容器本体とカバー部材との間に低熱伝導層を設けることができる。

請求項９に記載の高圧容器では、容器本体は、取付ブラケットによってカバー部材の底部から離れた状態で取り付けられことで、容器本体とカバー部材の底部との間に空気の層を形成することができる。

請求項１０に記載の高圧容器では、複数の容器本体がカバー部材の車両下側から加熱された場合に、容器本体毎の加熱状態等の容器本体毎での条件の差異が大きくなることを抑制できる。

第１の実施の形態に係る高圧タンクが適用される燃料電池車両を示す概略的な側面図である。第１の実施の形態に係る高圧タンクの分解斜視図である。第１の実施の形態に係る高圧タンクの車幅方向略中央よりも車両左側を示す平断面図である。第１の実施の形態に係る高圧タンクの車両前側部分及び車両後側部分を示す側面断面図である。第２の実施の形態に係る高圧タンクの車両前側部分及び車両後側部分を示す側面断面図である。

次に、図１から図５の各図に基づいて本発明の各実施の形態について説明する。なお、各図において矢印ＦＲは、高圧容器としての高圧タンク１０が適用された車両としての燃料電池車両１２（以下、適宜「車両１２」と称する。）の前側を示し、矢印ＯＵＴは、車幅方向外側を示し、矢印ＵＰは、車両上側を示す。また、各実施の形態を説明するに際して、説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。

＜第１の実施の形態の構成＞
（燃料電池車両１２の概略）
本高圧タンク１０が適用された車両１２は、駆動手段としての駆動モータ１４を備えている。駆動モータ１４は、例えば、車両１２の車両後側部分に配置されている。また、駆動モータ１４は、直接又は減速ギヤ列等の変速手段を介して間接的に車両１２の駆動輪としての後輪１６へ機械的に接続されており、駆動モータ１４から出力された駆動力は、後輪１６へ伝わるようになっている。

また、車両前部には電源としての燃料電池スタック１８が設けられている。燃料電池スタック１８は、構成単位である単セルが複数積層されたスタック構造とされており、高電圧電源として機能する。燃料電池スタック１８は、高圧タンク１０及びエアコンプレッサに接続されている。燃料電池スタック１８を構成する各単セルは、高圧タンク１０から供給される流体又は燃料ガスとしての水素ガスと、図示しないエアコンプレッサから供給される圧縮空気の酸素との電気化学反応により発電を行う。

また、車両１２には図示しない蓄電池が設けられている。蓄電池は、放充電可能な二次電池であり、ニッケル水素二次電池やリチウム水素二次電池などが用いられている。上述した駆動モータ１４は、蓄電池から供給される電力によって駆動され、また、車両１２の制動時には、駆動モータ１４にて生じた回生電力が蓄電池によって回収されて充電される。

（高圧タンク１０の構成）
一方、図１に示されるように、高圧タンク１０は、車両１２における車両前後方向中間部における車両１２の床部又は車体としてのフロアパネル２０の車両下側に設けられている。図２から図４の各図に示されるように、高圧タンク１０は、複数の容器本体としてのタンク本体２２を備えている。これらのタンク本体２２は、略円筒形状にされており、タンク本体２２の長手方向（中心軸方向）は、車両前後方向とされている。また、これらのタンク本体２２は、車幅方向に一列（一層）に並んで設けられている。しかも、これらのタンク本体２２は、車幅方向に互いに接近された状態で敷詰められており、車幅方向に隣合うタンク本体２２の間隔は、タンク本体２２の外周部の直径寸法よりも充分に狭くされている。これによって、複数のタンク本体２２は、全体的に車両上下方向に薄い扁平状となるように配置されている。

また、タンク本体２２は、胴体部２４を備えている。胴体部２４は、例えば、アルミニウム合金等によって形成されている。胴体部２４は、車両前後方向に長い円筒形状とされ、胴体部２４の車両前後方向両側端は、開口されている。胴体部２４の車両前後方向両端の各々には放出部としての口金２６が設けられている。口金２６は、筒状に形成されている。また、胴体部２４の車両前側の口金２６の外径寸法及び内径寸法は、車両前側へ向けて小さくされ、胴体部２４の車両後側の口金２６の外径寸法及び内径寸法は、車両後側へ向けて小さくされている。

さらに、胴体部２４の外側面には、第１補強層２８が設けられている。第１補強層２８は、所謂「炭素繊維強化樹脂（CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastic）」によって形成されている。すなわち、第１補強層２８は、シート材（図示省略）を備えている。シート材は、炭素繊維を含んで構成されており、第１補強層２８のシート材の炭素繊維の繊維方向（炭素繊維の長手方向）は、胴体部２４の周方向とされている。また、シート材には、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が含浸されており、第１補強層２８のシート材は、胴体部２４の外側面に巻かれた状態で加熱される。これによって、第１補強層２８が胴体部２４の外側面に形成される。

また、第１補強層２８の外側面には、第２補強層３０が設けられている。第２補強層３０は、炭素繊維強化樹脂によって形成されている。第２補強層３０は、長尺紐状のフィラメントを備えている。フィラメントは、炭素繊維を束ねることによって形成されており、フィラメントには、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が含浸されている。フィラメントは、胴体部２４の中心軸方向（車両前後方向）に対して胴体部２４の径方向側へ所定角度傾いた状態で第１補強層２８の外側面及び口金２６の外側面に巻付けられており、この状態でフィラメントが加熱されることによって第２補強層３０が形成されている。

一方、これらの複数のタンク本体２２の車両後側には、連通手段としての第１マニホールド３２が設けられており、複数のタンク本体２２の車両前側には、連通手段及び中間熱伝達手段としての第２マニホールド３８が設けられている。これらの第１マニホールド３２及び第２マニホールド３８は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属によって形成されており、第１マニホールド３２及び第２マニホールド３８の熱伝導率は、タンク本体２２の第１補強層２８を構成する炭素繊維強化樹脂、第２補強層３０を構成する炭素繊維強化樹脂の熱伝導率よりも高く、更には、空気の熱伝導率よりも高くされている。

第１マニホールド３２は、複数の第１接続部３４を備えている。これらの第１接続部３４は、タンク本体２２の車両後側の口金２６の車両後側端部へ接続されており、第１接続部３４の内側と、車両後側の口金２６の内側（すなわち、タンク本体２２の内側）とが繋げられている。また、第１マニホールド３２は、第１管部３６を備えており、車幅方向に互いに隣合う第１接続部３４は、第１管部３６によって連結されている。第１管部３６は、管状とされ、第１管部３６の内側は、第１接続部３４の内側に繋がっている。このため、複数のタンク本体２２の各々内側は、第１マニホールド３２によって互いに繋がっている。

これに対して、第２マニホールド３８は、複数の第２接続部４０を備えている。これらの第２接続部４０は、タンク本体２２の車両前側の口金２６の車両前側端部へ接続されており、第２接続部４０の内側と、車両前側の口金２６の内側（すなわち、タンク本体２２の内側）とが繋げられている。また、第２マニホールド３８は、第２管部４２を備えており、車幅方向に互いに隣合う第２接続部４０は、第２管部４２によって連結されている。第２管部４２は、管状とされ、第２管部４２の内側は、第２接続部４０の内側に繋がっている。このため、複数のタンク本体２２の各々内側は、第２マニホールド３８によって互いに繋がっている。

さらに、第２マニホールド３８は、第３管部４４を備えている。第３管部４４は、車両前後方向に貫通された円筒状にされている。第３管部４４の車両後端は、複数の第２接続部４０のうち車幅方向中央側に配置された第２接続部４０に連結されており、第３管部４４の内側と、車幅方向中央側の第２接続部４０の内側とが繋がっている。このため、各タンク本体２２の内部の流体としての高圧の水素ガスが、タンク本体２２の内部から第２マニホールド３８の第２接続部４０へ放出されると、水素ガスは、第２マニホールド３８の第３管部４４へ流れるようになっている。

この第２マニホールド３８の第３管部４４の車両前側には、流量調節手段及び中間熱伝達手段としてのバルブ４６が設けられている。バルブ４６は、管状の連結部（図示省略）を備えており、連結部の外周面には、雄ねじが形成されている。バルブ４６の連結部は、第２マニホールド３８の第３管部４４の車両前側端から第３管部４４の内側へ入っており、第３管部４４の内周面に形成された雌ねじに螺合されている。これによって、バルブ４６は、第２マニホールド３８の第３管部４４へ連結されている。また、バルブ４６は、パイプ等の接続手段を介して上述した蓄電池（図示省略）へ接続されており、第２マニホールド３８の第３管部４４及びバルブ４６を通った水素ガスが蓄電池へ供給されるようになっている。

バルブ４６には、開放手段としての溶栓弁５０が設けられている。溶栓弁５０は、略円筒形状の筒体５２を備えている。筒体５２の一端側の外周面には、雄ねじが形成されており、筒体５２の一端側部分は、バルブ４６に形成された雌ねじ孔部へ螺合されている。筒体５２は、バルブ４６に設けられた弁体（図示省略）よりも上流側（第２マニホールド３８側）でバルブ４６の内側に繋がっている。

また、筒体５２の内側には、栓５４が設けられている。栓５４は、例えば、鉛、錫等の低融点金属等によって形成されており、筒体５２は、栓５４によって塞がれている。このため、通常の状態では、第２マニホールド３８の第３管部４４からバルブ４６へ流れた水素ガスが、溶栓弁５０の筒体５２を通って外部へ放出されることはない。これに対して、溶栓弁５０の筒体５２が加熱され、筒体５２の温度が所定の開放温度（すなわち、栓５４の溶融温度）以上になると、栓５４が溶融され、筒体５２の内側が開放される。この状態では、第２マニホールド３８の第３管部４４からバルブ４６へ流れた水素ガスを溶栓弁５０の筒体５２から外部へ放出できる。

一方、本高圧タンク１０は、カバー部材としてのケース６０を備えている。ケース６０は、底壁部６２を備えている。底壁部６２は、平面視で略矩形状の板状とされている。底壁部６２は、複数のタンク本体２２を車幅方向に並べた状態で底壁部６２上に配置できる大きさとされている（すなわち、平面視での底壁部６２の形状は、複数のタンク本体２２が車幅方向に並んだ状態での複数のタンク本体２２全体の平面視の形状よりも大きくされている）。底壁部６２上に複数のタンク本体２２が配置された状態では、底壁部６２が複数のタンク本体２２を跨いでいる。底壁部６２の車両前側端部の車両上側には、周壁６４を構成する前壁部６６が設けられており、底壁部６２の車両後側端部の車両上側には、周壁６４を構成する後壁部６８が設けられている。前壁部６６及び後壁部６８の各々の車両下側端部は、底壁部６２へ固定されている。

前壁部６６及び後壁部６８は、第１外板７０を備えている。また、前壁部６６の第１外板７０の車両後側及び後壁部６８の第１外板７０の車両前側には、第１内板７２が設けられている。第１外板７０及び第１内板７２の各々は、平板状に形成され、第１外板７０及び第１内板７２の各々の長手方向は、車幅方向に沿っており、第１外板７０及び第１内板７２の各々の幅方向は、車両上下方向に沿っている。前壁部６６の第１内板７２は、前壁部６６の第１外板７０の車両後側で前壁部６６の第１外板７０と対向されており、後壁部６８の第１内板７２は、後壁部６８の第１外板７０の車両前側で後壁部６８の第１外板７０と対向されている。

前壁部６６の第１外板７０と第１内板７２との間及び後壁部６８の第１外板７０と第１内板７２との間の各々には、第１横板７４が設けられている。第１横板７４は、平板状に形成され、第１横板７４の長手方向は、車幅方向に沿っており、第１横板７４の幅方向は、車幅方向に沿っている。第１横板７４は、第１外板７０及び第１内板７２の車両上下方向中間部（例えば、車両上下方向中央部）に配置されており。第１外板７０と第１内板７２とは、第１横板７４によって一体に繋がっている。

一方、ケース６０は、底壁部６２の車幅方向左側端部の車両上側には、周壁６４を構成する左壁部７６が設けられており、底壁部６２の車幅方向右側端部の車両上側には、周壁６４を構成する右壁部７８が設けられている。左壁部７６及び右壁部７８は、各々の車両下側端部は、底壁部６２へ固定されている。

左壁部７６及び右壁部７８は、第２外板８０を備えている。また、左壁部７６の第２外板８０の車両後側及び右壁部７８の第２外板８０の車両前側には、第２内板８２が設けられている。第２外板８０及び第２内板８２の各々は、平板状に形成され、第２外板８０及び第２内板８２の各々の長手方向は、車両前後方向に沿っており、第２外板８０及び第２内板８２の各々の幅方向は、車両上下方向に沿っている。左壁部７６の第２内板８２は、左壁部７６の第２外板８０の車幅方向右側で左壁部７６の第２外板８０と対向されており、右壁部７８の第２内板８２は、右壁部７８の第２外板８０の車幅方向左側で右壁部７８の第２外板８０と対向されている。

左壁部７６の第２外板８０と第２内板８２との間及び右壁部７８の第２外板８０と第２内板８２との間の各々には、第２横板８４が設けられている。第２横板８４は、平板状に形成され、第２横板８４の長手方向は、車両前後方向に沿っており、第２横板８４の幅方向は、車両前後方向に沿っている。第２横板８４は、第２外板８０及び第２内板８２の車両上下方向中間部（例えば、車両上下方向中央部）に配置されており。第２外板８０と第２内板８２とは、第２横板８４によって一体に繋がっている。以上の構成の前壁部６６、後壁部６８、左壁部７６、右壁部７８は、例えば、押出成形によって形成されている。

前壁部６６、後壁部６８、左壁部７６、右壁部７８によって構成される周壁６４は全体的に平面視略矩形の枠状とされ、周壁６４の内側空間の車両前後方向寸法及び車幅方向寸法は、複数のタンク本体２２が車幅方向に並んだ状態での全体的な車幅方向寸法車両前後方向寸法よりも大きくされている。また、周壁６４の車両上下方向寸法は、タンク本体２２の車両前後方向中間部における最大車両上下方向寸法（タンク本体２２の外周部の最大直径寸法）よりも大きくされている。

周壁６４の内側には、複数のタンク本体２２、第１マニホールド３２、第２マニホールド３８の第２接続部４０、第２マニホールド３８の第２管部４２が、周壁６４から離れた状態で収容されている。また、周壁６４の前壁部６６の車幅方向略中央部には、孔部８６が形成されている。孔部８６は、前壁部６６を車両前後方向に貫通されている。孔部８６には、第２マニホールド３８の第３管部４４が貫通した状態で設けられている。第３管部４４の外周面は、孔部８６の内側で前壁部６６の第１外板７０、第１内板７２、第１横板７４の少なくとも１つの更に少なくとも一部へ接触されており、第３管部４４と前壁部６６との間で熱の伝達が可能にされている。

一方、ケース６０の底壁部６２には、複数の第１取付ブラケット８８が設けられている。これらの第１取付ブラケット８８は、底壁部６２の車両後側端部における後壁部６８の車両前側で車幅方向に所定間隔をおいて配置されている。第１取付ブラケット８８は、第１支持部９０を備えている。第１支持部９０の車両前後側両端及び車幅方向両側端の各々からは、第１脚部９２が車両下側へ向けて延びており、各第１脚部９２の車両下側端部は、底壁部６２へ固定されている。これらの第１取付ブラケット８８に対応して、上述した第１マニホールド３２の所定の第１管部３６には第１取付片９４が設けられており、第１取付片９４は、第１取付ブラケット８８の第１支持部９０にボルト等の締結手段によって固定されている。

また、ケース６０の底壁部６２には、複数の第２取付ブラケット９６が設けられている。これらの第２取付ブラケット９６は、底壁部６２の車両前側端部における前壁部６６の車両後側で車幅方向に所定間隔をおいて配置されている。第２取付ブラケット９６は、第２支持部９８を備えている。第２支持部９８の車両後側端及び車幅方向両側端からは、第２脚部１００が車両下側へ向けて延びており、各第２脚部１００の車両下側端部は、底壁部６２へ固定されている。

また、第２支持部９８の車両前側端からは、延出部１０２が車両上側へ延びており、延出部１０２が車両上側端部は、前壁部６６の第１内板７２へ固定されている。これらの第２取付ブラケット９６に対応して、上述した第２マニホールド３８の所定の第２管部４２には第２取付片１０４が設けられており、第２取付片１０４は、第２取付ブラケット９６の第２支持部９８にボルト等の締結手段によって固定されている。これによって、タンク本体２２は、底壁部６２に対して車両上側へ離れて配置される。

一方、ケース６０の周壁６４の車両上側には、底壁部６２及び周壁６４と共にケース６０を構成する蓋１０６が設けられている。蓋１０６は、平面視で略矩形状の板状とされている。蓋１０６は、タンク本体２２に対して車両上側へ離れて配置されており。蓋１０６の外周側部分は、周壁６４の車両上側端部へ固定されている。

ここで、上記のように、ケース６０を構成する底壁部６２、周壁６４（すなわち、前壁部６６、後壁部６８、左壁部７６、右壁部７８）、蓋１０６は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属によって形成されている。ケース６０を構成する底壁部６２、周壁６４、蓋１０６の耐熱温度は、溶栓弁５０の栓５４の溶融温度（すなわち、溶栓弁５０の開放温度）よりも高くされ。更に、ケース６０の熱伝導率は、タンク本体２２の第１補強層２８を構成する炭素繊維強化樹脂、第２補強層３０を構成する炭素繊維強化樹脂の熱伝導率よりも高く、更には、空気の熱伝導率よりも高くされている。

さらに、上記のように、タンク本体２２は、ケース６０の内側でケース６０を構成する底壁部６２、周壁６４、蓋１０６の何れからも離れて配置されている。このため、ケース６０の底壁部６２、周壁６４、蓋１０６とタンク本体２２との間には、隙間が形成される。この隙間には、ケース６０の底壁部６２、周壁６４、蓋１０６を形成する金属よりも熱伝導率が低い空気が存在している。これによって、ケース６０の底壁部６２、周壁６４、蓋１０６と、タンク本体２２との間には、低熱伝導層としての空気層１０８が設けられる。

＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本高圧タンク１０では、ケース６０の車両後側部分が火等の熱源１１０によって車両下側から加熱されると、熱源１１０からケース６０の底壁部６２へ付与された熱Ｑは、底壁部６２車両後側部分から底壁部６２車両前側部分を介してケース６０の前壁部６６へ伝わる。前壁部６６の孔部８６には、中間熱伝達手段としての第２マニホールド３８の第３管部４４が貫通した状態で設けられており、孔部８６の内側で第３管部４４の外周面は、前壁部６６の第１外板７０、第１内板７２、第１横板７４の少なくとも１つの更に少なくとも一部へ接触され、第３管部４４と前壁部６６との間で熱の伝達が可能にされている。

このため、前壁部６６へ伝わった熱Ｑは、第２マニホールド３８の第３管部４４へ伝わる。さらに、第２マニホールド３８の第３管部４４には、中間熱伝達手段としてのバルブ４６が連結されている。このため、第２マニホールド３８に伝わった熱Ｑは、バルブ４６へ伝わり、更に、熱Ｑは、バルブ４６を介して溶栓弁５０の筒体５２に伝わる。

このようにして溶栓弁５０の筒体５２に熱Ｑが伝わり、これによって、筒体５２の温度が、所定の開放温度（すなわち、栓５４の溶融温度）以上になると、筒体５２の内側の栓５４が溶融される。これによって、溶融された栓５４が筒体５２の外へ流れると、筒体５２の内側が開放される。この状態では、筒体５２の内側が、バルブ４６、第２マニホールド３８を介して各タンク本体２２の内側に繋がる。これによって、各タンク本体２２内の水素ガスは、第２マニホールド３８、バルブ４６、筒体５２を通ってケース６０の外側へ放出される。

ここで、本実施の形態では、熱源１１０によって車両下側から加熱されるケース６０の底壁部６２は、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成されており、底壁部６２の熱伝導率は、タンク本体２２の第１補強層２８を構成する炭素繊維強化樹脂、第２補強層３０を構成する炭素繊維強化樹脂の熱伝導率よりも高い。このため、タンク本体２２の車両後側部分が熱源１１０によって直接加熱された場合に比べて、熱Ｑを早く溶栓弁５０の筒体５２へ伝えて各タンク本体２２内の水素ガスを早く放出できる。

また、上記のように、タンク本体２２を収容するケース６０の底壁部６２によって、タンク本体２２の車両後側部分が熱源１１０によって直接加熱された場合よりも熱Ｑを早く溶栓弁５０の筒体５２へ伝える。このため、熱源１１０の熱Ｑを溶栓弁５０の筒体５２へ伝えるためだけの特別な構成（部材）をタンク本体２２毎に設けなくてもよい。このため、本高圧タンク１０の構成部品の増加を抑制できる。

さらに、ケース６０は、複数のタンク本体２２の全てを内側に収容できる。すなわち、周壁６４の内側の形状、底壁部６２及び蓋１０６の各々の平面視での形状は、配置状態での複数のタンク本体２２の全体的な形状よりも大きい。このため、タンク本体２２が熱源１１０の炎や熱風等に晒されることを防止又は効果的に抑制でき、タンク本体２２が加熱されることを抑制できる。

しかも、複数のタンク本体２２は、ケース６０の底壁部６２、周壁６４、蓋１０６とは離れて配置され、これによって、複数のタンク本体２２と、ケース６０の底壁部６２、周壁６４、蓋１０６との間には空気層１０８が形成される。ここで、空気は、底壁部６２、周壁６４、蓋１０６を形成する金属よりも熱伝導率が低い。このため、例えば、複数のタンク本体２２が底壁部６２へ接触した状態で配置される場合に比べて、底壁部６２の熱は、各タンク本体２２へ伝わり難い。このため、上記のように、ケース６０がケース６０の外側の熱源１１０によって加熱された場合に、タンク本体２２が加熱されてタンク本体２２の温度が高くなることを抑制できる。これによって、このような場合に、タンク本体２２が高温状態になるよりも早く溶栓弁５０の栓５４を溶融させることができる。

また、複数のタンク本体２２は、ケース６０の底壁部６２上で車幅方向に一列（一層）に並んで設けられ、しかも、これらのタンク本体２２は、車幅方向に互いに接近された状態で敷詰められている。このため、ケース６０の底壁部６２が熱源１１０によって車両下側から加熱された場合に、各タンク本体２２の温度上昇等の条件の差異が大きくなることを抑制できる。

さらに、本実施の形態では、第２マニホールド３８を形成する金属の熱伝導率が、タンク本体２２の第１補強層２８を構成する炭素繊維強化樹脂、第２補強層３０を構成する炭素繊維強化樹脂の熱伝導率よりも高く、更には、空気の熱伝導率よりも高くされている。このため、ケース６０の前壁部６６に伝わった熱Ｑを早く第２マニホールド３８の第３管部４４へ伝えることができ、更に、第３管部４４へ伝わった熱Ｑを早く溶栓弁５０の筒体５２へ伝えることができる。

また、本実施の形態では、バルブ４６に設けられた溶栓弁５０は、ケース６０の外側に配置される。このため、溶栓弁５０の栓５４が溶融された場合には、タンク本体２２内の水素ガスをケース６０の外側へ放出できる。

さらに、溶栓弁５０の筒体５２は、全てのタンク本体２２に繋がっている。このため、溶栓弁５０の栓５４が溶融されることによって、全てのタンク本体２２内の水素ガスを放出できる。

また、本実施の形態では、全てのタンク本体２２は、ケース６０の内側に収容されるため、ケース６０によって外部からの衝撃等に対してタンク本体２２を保護でき、耐衝撃性を向上できる。

さらに、本実施の形態では、タンク本体２２は、車両前後方向に長くされ、複数のタンク本体２２は、車幅方向に並んで配置されている。これによって、全てのタンク本体２２の合計の容積を大きくしても、タンク本体２２の各々の内圧に対する耐圧性を確保できる。これによって、例えば、高圧タンク１０全体の車両上下方向の薄型化が可能になる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。

図５に示されるように、本実施の形態では、溶栓弁５０がバルブ４６に設けられていない。また、本実施の形態では、第１マニホールド３２の複数の第１接続部３４の全てに溶栓弁５０が設けられていると共に、第２マニホールド３８の複数の第２接続部４０の全てに溶栓弁５０が設けられている。これらの溶栓弁５０の筒体５２の内側は、取付けられた第１接続部３４又は第２接続部４０の内側と繋がっている。

これらの溶栓弁５０の筒体５２は、第１接続部３４又は第２接続部４０との連結部分から略車両下側へ延びており、このため、筒体５２の車両下側端は、第１接続部３４又は第２接続部４０との連結部分よりもケース６０の底壁部６２へ接近されている。このため、ケース６０の底壁部６２の車両下側に熱源１１０（図５では図示省略）がある場合には、熱源１１０から底壁部６２へ伝わった熱Ｑを、タンク本体２２よりも溶栓弁５０の筒体５２へ早く伝えることができる。これによって、タンク本体２２が高温状態になるよりも早く溶栓弁５０の栓５４を溶融させることができる。

このような構成の本実施の形態では、全ての溶栓弁５０のうち、最も早く栓５４が溶融された溶栓弁５０の筒体５２から全てのタンク本体２２の水素ガスが放出される。これによって、例えば、熱源１１０の位置がケース６０に対して車両前後方向、車幅方向等に偏っていても、タンク本体２２の水素ガスを早く放出できる。

なお、本第２の実施の形態では、第１マニホールド３２の複数の第１接続部３４の全てに溶栓弁５０が設けられ、第２マニホールド３８の複数の第２接続部４０の全てに溶栓弁５０が設けられた構成であった。しかしながら、溶栓弁５０は、第１マニホールド３２の第１接続部３４にのみ設けられる構成であってもよいし、第２マニホールド３８の第２接続部４０にのみ設けられる構成であってもよい。また、溶栓弁５０は、第１マニホールド３２の複数の第１接続部３４のうちの何れかに設けられる構成であってもよいし、溶栓弁５０は、第２マニホールド３８の複数の第２接続部４０のうちの何れかに設けられる構成であってもよい。

また、上記の各実施の形態では、ケース６０がアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成された構成であった。しかしながら、ケース６０の材質は、アルミニウム又はアルミニウム合金とは異なる金属又は合金、更には、金属以外の材質であってもよい。すなわち、ケース６０の材質は、タンク本体２２の第１補強層２８、第２補強層３０、空気よりも熱伝導性が高く、耐熱温度が溶栓弁５０の栓５４の溶融温度よりも高ければよい。

さらに、上記の実施の形態では、ケース６０がカバー部材とされていたが、例えば、周壁６４及び蓋１０６を備えず、カバー部材を底壁部６２のみで構成してもよく、また、タンク本体２２における車両前後方向中間部で複数のタンク本体２２がカバー部材に覆われる構成であってもよい。すなわち、カバー部材は、各々が容器本体としての複数のタンク本体２２を跨いで設けられる構成であればよく、タンク本体２２がカバー部材の内側に収容される構成や全てのタンク本体２２がカバー部材に覆われる構成でなくてもよい。

また、上記の実施の形態では、低熱伝導層は、空気層１０８とされていた。しかしながら、低熱伝導層は、ケース６０よりも熱伝導率が低ければよい。空気に代わってケース６０の材質よりも熱伝導率が低い材質の部材をケース６０とタンク本体２２との間に設けてもよいし、ケース６０の内側を真空とし、ケース６０とタンク本体２２との間の真空の層を低熱伝導層としてもよい。

さらに、上記の実施の形態では、タンク本体２２は、ケース６０の底壁部６２の車両上側で底壁部６２から離れて配置された構成であった。しかしながら、タンク本体２２は、底壁部６２へ当接された状態で底壁部６２上に配置されてもよい。

また、前記第１の実施の形態では、熱源１１０からケース６０に伝わった熱Ｑは、中間熱伝達部材としての第２マニホールド３８及びバルブ４６によって溶栓弁５０の筒体５２へ伝えられる構成であった。しかしながら、カバー部材と開放手段との間に介在されてカバー部材から開放手段へ熱を伝達するための中間熱伝達部材の構成は、第２マニホールド３８又はバルブ４６に限定されるものではなく、第２マニホールド３８又はバルブ４６以外の部材を介してケース６０から溶栓弁５０の筒体５２へ熱Ｑを伝える構成としてもよい。

さらに、前記第１の実施の形態では、ケース６０の前壁部６６の孔部８６の内側で第２マニホールド３８の第３管部４４の外周面が前壁部６６の第１外板７０、第１内板７２、第１横板７４の少なくとも１つの更に少なくとも一部へ接触される構成であった。しかしながら、例えば、前壁部６６の孔部８６の内周部と、第３管部４４の外周面との間の隙間にアルミニウム又はアルミニウムの合金等の熱的接続部材を設けることによって、前壁部６６から第３管部４４へ熱Ｑを伝える構成としてもよい。

また、上記の各実施の形態では、バルブ４６の連結部の外周面に雄ねじが形成され、第２マニホールド３８の第３管部４４の内周面に雌ねじが形成され、バルブ４６の連結部が第３管部４４の内側に入ってバルブ４６の連結部の雄ねじが第３管部４４の雌ねじに螺合される構成であった。しかしながら、例えば、第３管部４４の外周面に雄ねじが形成され、バルブ４６の連結部の内周面に雌ねじが形成され、第３管部４４がバルブ４６の連結部の内側に入って第３管部４４の雄ねじがバルブ４６の連結部の雌ねじに螺合される構成であってもよい。すなわち、第３管部４４とバルブ４６の連結部とを連結するための構成は、第３管部４４の内側とバルブ４６の連結部の内側とが連通された状態で第３管部４４とバルブ４６の連結部とを連結できればよい。

さらに、上記の実施の形態では、複数のタンク本体２２が車幅方向に一列（一層）に配置された構成であった。しかしながら、例えば、タンク本体２２の長手方向を車幅方向とし、複数のタンク本体２２を車両前後に一列に並べて配置してもよい。

また、上記の実施の形態では、複数のタンク本体２２が車幅方向に一列（一層）に配置された構成であった。タンク本体２２の列が、車両上下方向に複数設けられる構成であってもよい。

さらに、上記の実施の形態では、車幅方向に隣合うタンク本体２２との間には、タンク本体２２の外周部の直径未満の隙間が設けられる構成であったが、車幅方向に隣合うタンク本体２２が互いに接する構成であってもよいし、車幅方向に隣合うタンク本体２２の隙間の間隔がタンク本体２２の外周部の直径以上であってもよい。

１０高圧タンク（高圧容器）
１２車両
２０フロアパネル（床部）
２２タンク本体（容器本体）
２６口金（放出部）
３２第１マニホールド（連通手段）
３８第２マニホールド（連通手段）
４４第３管部（通過部）
５０溶栓弁（開放手段）
６０ケース（カバー部材）
１０８空気層（低熱伝導層）

Claims

流体が高圧状態で収容され、放出部から前記流体を放出可能な容器本体と、
前記容器本体に繋げられ、所定の開放温度以上で開放されて前記容器本体内の前記流体を放出する開放手段と、
複数の前記容器本体の側方に設けられ、前記容器本体側と前記容器本体とは反対側とを仕切ると共に、複数の前記容器本体が内側に収容され、熱伝導率が前記容器本体の表面側での熱伝導率よりも高く、耐熱温度が前記開放温度以上にされ、前記開放手段に繋げられ、前記開放手段への熱の伝達が可能なカバー部材と、
を備え、
複数の前記容器本体が前記放出部を介して連通される連通手段が、前記カバー部材の内側に収容され、
前記連通手段に接続され、前記開放手段が設けられる中間熱伝達手段が、前記カバー部材の外側に設けられる高圧容器。
複数の前記容器本体が前記カバー部材の側方に設けられ、複数の前記容器本体は、連通手段によって繋がれて連通される請求項１に記載の高圧容器。
前記連通手段は、全ての前記容器本体に繋がって前記容器本体から出た前記流体が通過する１つの通過部を備え、前記開放手段は、前記通過部に設けられる請求項２に記載の高圧容器。
流体が高圧状態で収容され、放出部から前記流体を放出可能な容器本体と、
前記容器本体に繋げられ、所定の開放温度以上で開放されて前記容器本体内の前記流体を放出する開放手段と、
前記容器本体の側方に設けられ、前記容器本体側と前記容器本体とは反対側とを仕切ると共に、熱伝導率が前記容器本体の表面側での熱伝導率よりも高く、耐熱温度が前記開放温度以上にされ、前記開放手段に繋げられ、前記開放手段への熱の伝達が可能なカバー部材と、
を備え、
複数の前記容器本体が前記放出部を介して連通される連通手段が、前記カバー部材の内側に収容され、
複数の前記容器本体が前記カバー部材の側方に設けられ、複数の前記容器本体の各々の前記放出部に対応して前記開放手段が設けられ、
前記開放手段は、前記容器本体の長手方向の両端側に設けられている高圧容器。
前記カバー部材は、前記カバー部材と前記容器本体との対向方向に見て前記容器本体よりも大きい請求項１から請求項４の何れか１項に記載の高圧容器。
前記カバー部材は、前記容器本体を覆う請求項１から請求項５の何れか１項に記載の高圧容器。
前記カバー部材と前記容器本体との間に設けられ、前記カバー部材よりも熱伝導率が低い低熱伝導層を備える請求項１から請求項６の何れか１項に記載の高圧容器。
前記低熱伝導層は、空気の層とされた請求項７に記載の高圧容器。
前記容器本体が前記カバー部材の底部から離れた状態で取り付けられる取付ブラケットを備える請求項８に記載の高圧容器。
複数の容器本体が車両の床部の車両下側で車幅方向側又は車両前後方向側に一列に並んで配置され、前記カバー部材は、前記複数の容器本体の少なくとも下側に設けられる請求項１から請求項９の何れか１項に記載の高圧容器。