JP2004136828A

JP2004136828A - 高圧ガス貯蔵装置

Info

Publication number: JP2004136828A
Application number: JP2002305071A
Authority: JP
Inventors: Ayanori Yamanashi; 山梨　文徳
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】溶栓弁が開弁作動して高圧ガス貯蔵容器から放出するガスを、車両の姿勢に応じて想定した方向へ確実に放出できるようにする。
【解決手段】車両１に搭載した高圧ガス貯蔵容器３に、溶栓弁７を介して三方弁９を接続する。三方弁９は、ケーシング内にチェックボールを内蔵するとともに、ケーシングの上下に連通する上部ガス放出配管１３および下部ガス放出配管１５を備える。車両１が通常走行可能な姿勢においては、溶栓弁７が開弁作動したときに、上部ガス放出配管１３によってガスを放出する。車両１の上下が逆になって転覆した状態では、下部ガス放出配管１５によってガスを放出する。車両１が横転した状態では、上部ガス放出配管１３および下部ガス放出配管１５の双方からガスを放出する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体にガス貯蔵容器を搭載した高圧ガス貯蔵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高圧ガス貯蔵装置においては、ガス貯蔵容器を搭載した車両が、高温雰囲気に晒されたときに、ガス貯蔵容器内圧が過大となるのを防ぐため、溶栓弁が開弁作動してガス貯蔵容器内のガスを放出する。
【０００３】
一般に、上記したガス放出の際に、バスなどの背が高い車両は上方へ、背の低い乗用車などは下方へ、それぞれガスを放出するようガス放出配管を装着していることが多い。
【０００４】
また、特許文献１に示すように、燃料電池ユニットから漏洩した水素を、車両上方へ放出するガス排気通路を設けた車両構造が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２５８５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガス貯蔵容器内のガスを放出する必要があるときは、車両が正常な姿勢となっているとは限らず、ガス放出方向が必ずしも想定した方向に一致しない。
【０００７】
そこで、この発明は、溶栓弁が開弁作動して放出するガスを、移動体の姿勢に応じて想定した方向へ放出できるようにすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、移動体に搭載した高圧ガス貯蔵容器に溶栓弁を接続し、この溶栓弁が開弁作動したときに放出する前記高圧ガス貯蔵容器内のガスの放出方向を、前記移動体の姿勢によって制御するガス放出方向制御手段を設けた構成としてある。
【０００９】
【発明の効果】
この発明によれば、ガス放出方向制御手段が移動体の姿勢によってガス放出方向を制御するので、溶栓弁が開弁作動してガスを放出する際に、移動体の姿勢に応じて想定した方向へガスを放出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わるもので、高圧ガス貯蔵装置を搭載している移動体としての車両１の概要を示す側面図である。
【００１２】
上記した車両１の後部には、高圧ガス貯蔵容器３を搭載しており、高圧ガス貯蔵容器３に接続した配管５上には、所定温度以上で開弁作動する溶栓弁７を設け、配管５の下流側の端部には、ガス放出方向制御手段としての三方弁９を設けている。
【００１３】
三方弁９は、図２に詳細を示すように、ケーシング１１を備え、このケーシング１１の図中で右側部に、ガス導入口１１ａを設け、このガス導入口１１ａに前記した配管５の端部を接続する。
【００１４】
また、ケーシング１１の上端には上部ガス放出口１１ｂを設け、この上部ガス放出口１１ｂには上部ガス放出配管１３を接続する。上部ガス放出配管１３は、図１に示すように、車両１の後部に沿って上方に向けて配置し、その上端の上部ガス放出口１３ａが上方に向けて開口している。
【００１５】
一方、ケーシング１１の下端には下部ガス放出口１１ｃを設け、この下部ガス放出口１１ｃには下部ガス放出配管１５を接続する。下部ガス放出配管１５は、図１に示すように、車両１の後部に沿って下方に向けて配置し、その下端の下部ガス放出口１５ａが下方に向けて開口している。
【００１６】
上記した上部ガス放出配管１３と下部ガス放出配管１５とで分岐配管を構成している。
【００１７】
そして、ケーシング１１内にはチェックボール１７を移動可能に収容する。このチェックボール１７は、図２に示してあるように、車両１が通常走行可能な状態にあるときには、重力によりケーシング１１内の下方に位置し、下部ガス放出口１１ｃの周囲に形成してあるチェックボール収容部１１ｄ内に収容されて下部ガス放出口１１ｃを閉塞した状態となる。
【００１８】
一方、車両１が、図２の状態から上下が逆となって転覆した場合では、図２で示す三方弁９の上下も逆となり、したがってチェックボール１７は、重力により、上部ガス放出口１１ｂの周囲に形成してあるチェックボール収容部１１ｅ内に収容されて、下方に位置する上部ガス放出口１１ｂを閉塞した状態となる。
【００１９】
また、ケーシング１１のチェックボール収容部１１ｄとチェックボール収容部１１ｅとの間には、配管５を接続した図２中で右側部分を除く周囲に、チェックボール１７が重力によって入り込む凹部１１ｆを設けてある。チェックボール１７が上記した凹部１１ｆに入り込んだ状態では、上部ガス放出口１１ｂおよび下部ガス放出口１１ｃのいずれも開放状態となる。
【００２０】
上記した車両１は、例えば図示しないガス被供給部としての燃料電池を搭載しており、この燃料電池に高圧ガス貯蔵容器３内に貯蔵してある燃料となる水素を供給する。
【００２１】
図３は、上記した高圧ガスの供給系を示す全体構成図である。高圧ガス貯蔵容器３には、ガス充填配管１９を接続してあり、ガス充填配管１９の端部のガス充填口２１から、チェック弁２３，２５，２７を介して高圧ガスを充填する。ガス充填口２１の車体外部には、開閉リッド２９を設け、開閉リッド２９の開閉によりガスの充填が可能となる。
【００２２】
また、上記した高圧ガス貯蔵容器３には、ガス供給配管３１を接続してあり、ガス供給配管３１の端部は、図示しない燃料電池に接続してある。
【００２３】
ガス供給配管３１には、所定値以上のガス圧で開弁するリリーフ弁３３を設け、このリリーフ弁３３の開弁時には、ガスリリーフ配管３５を通してガスを放出する。
【００２４】
上記したリリーフ弁３３の燃料電池側のガス供給配管３１には、水素抜き配管３５を接続してある。水素抜き配管３５にはシャット弁３７を設け、メンテナンスなどで高圧ガス貯蔵容器３内のガスを抜く必要があるときに、このシャット弁３７を開く。
【００２５】
ガス供給配管３１には、さらに３つの開閉弁３９，４１，４３および圧力センサ４５をそれぞれ設けてある。
【００２６】
また、高圧ガス貯蔵容器３には、貯蔵するガスの圧力を検出する圧力センサ４７および、温度を検出する温度センサ４９を設けてある。
【００２７】
次に、作用を説明する。
【００２８】
車両１が図１に示す通常走行可能な状態では、三方弁９は、チェックボール１７が重力により下方のチェックボール収容部１１ｄ内に入り込んだ状態となる。
【００２９】
この状態で、車両１が高温に晒されて溶栓弁７が開弁作動すると、高圧ガス貯蔵容器３内のガスは、配管５を通って三方弁９に達する。三方弁９に達したガスは、そのケーシング１１内から上部ガス放出口１１ｂを経て上部ガス放出配管１３に流出し、図１に示してある上部ガス放出口１３ａから外部に放出される。
【００３０】
一方、車両１が、図２の状態に対して上下が逆となって転覆した状態では、チェックボール１７は、図２に対して上下が逆になったケーシング１１の下方に位置するチェックボール収容部１１ｅ内に、重力により入り込んだ状態となる。
【００３１】
この状態で、溶栓弁７が開弁作動して、高温ガス貯蔵容器３から三方弁９に達するガスは、ケーシング１１内から下部ガス放出口１１ｃを経て下部ガス放出配管１５に流出し、図１に示してある上部ガス放出口１５ａから外部に放出される。
【００３２】
また、車両１が、図１の状態に対して左右両側面のいずれかが下方となる横転した状態では、三方弁９の上部ガス放出口１１ｂおよび下部ガス放出口１１ｃがほぼ水平方向を向いた状態となる。したがって、このときチェックボール１７は、重力によりケーシング１１の凹部１１ｆに入り込み、上下の各ガス放出口１１ｂ，１１ｃの双方を開放する。
【００３３】
このため、このとき溶栓弁７が開弁作動して高圧ガス貯蔵容器３から三方弁９に達するガスは、ケーシング１１内から図２中で上下両側の上部ガス放出口１１ｂおよび下部ガス放出口１１ｃを経て、上部ガス放出配管１３および下部ガス放出配管１５にそれぞれ流出し、上部ガス放出口１３ａおよび下部ガス放出口１５ａからほぼ水平方向に向けて外部に放出されて、ガス放出の際の勢いが減少する。
【００３４】
上記した第１の実施形態によれば、車両１の姿勢に応じてチェックボール１７が重力により移動し、ガス放出方向を制御するので、溶栓弁７が開弁作動して高圧ガス貯蔵容器３内のガスを放出する際に、車両１の姿勢に応じて想定した方向（上方）へ確実にガスを放出することができる。
【００３５】
また、第１の実施形態によれば、三方弁９を、チェックボール１７を設けた機械式としているので、電源供給がなくても独立して作動させることが可能である。
【００３６】
図４は、この発明の第２の実施形態を示す車両１の概要を示す側面図である。この実施形態は、図１に示した第１の実施形態における機械式の三方弁９に代えて、電磁式の三方弁５１を設けている。この三方弁５１は、車両１の姿勢を検出する移動体姿勢検出手段としての車両姿勢センサ５３の検出信号を受けるコントロールユニット５５によって、作動制御される。上記した三方弁５１と車両姿勢センサ５３とにより、ガス放出方向制御手段を構成している。
【００３７】
電磁式三方弁５１は、上方に延びる上部ガス放出配管５７の上部ガス放出口５７ａからガスを放出する状態と、下方に延びる下部ガス配出配管５９の下部ガス放出口５９ａからガスを放出する状態と、上記した各上部ガス放出口５７ａおよび下部ガス放出口５９ａの双方からガスを放出する状態とに、それぞれ変位する。
【００３８】
その他の構成は、第１の実施形態と同様であり、高圧ガスの供給系についても図３に示した第１の実施形態と同様である。
【００３９】
次に、作用を説明する。
【００４０】
車両１が図４に示す通常走行可能な状態では、このときの車両姿勢を車両姿勢センサ５３が検出し、この検出信号を受けるコントロールユニット５５が、電磁式三方弁５１を、配管５と上部ガス放出配管５７とを接続する状態となるよう制御する。
【００４１】
この状態で、車両１が高温に晒されて、溶栓弁７が開弁作動すると、高圧ガス貯蔵容器３内のガスは、配管５を通って三方弁５１に達し、上部ガス放出配管５７に流出して上部ガス流出口５７ａから外部に放出される。
【００４２】
一方、車両１が、図４の状態から上下が逆となって転覆した状態では、この車両姿勢を上記と同様にして車両姿勢センサ５３が検出し、この検出信号を受けるコントロールユニット５５が、三方弁５１を、配管５と下部ガス放出配管５９とが接続する状態となるよう制御する。
【００４３】
したがって、この状態で、車両１が高温に晒されて、溶栓弁７が開弁作動すると、高圧ガス貯蔵容器３内のガスは、配管５を通って三方弁５１に達した後、上下が逆になった車両１の下部ガス放出配管５９に流出して下部ガス放出口５９ａから外部に放出される。
【００４４】
さらに、車両１が、図４の状態に対して左右両側面のいずれかが下方となって横転した状態では、この横転状態を上記と同様にして車両姿勢制御センサ５３が検出し、この検出信号を受けるコントロールユニット５５が、三方弁５１を、配管５と、上下各ガス放出配管５７，５９の双方とが接続する状態となるよう制御する。
【００４５】
このため、このとき高圧ガス貯蔵容器３から三方弁５１に達したガスは、図４中で上下両側の上部ガス放出配管５７および下部ガス放出配管５９にそれぞれ流出し、各ガス放出口５７ａおよび５９ａの双方から外部に放出されて、ガス放出の際の勢いが減少する。
【００４６】
上記した第２の実施形態によれば、車両姿勢を車両姿勢センサ５３で検出し、電磁式三方弁５１を切り替えることで、車両姿勢に応じて想定する方向へガスを確実に導くことができる。この場合、電源供給が必要にはなるが、電気コントロールをするので、ガス放出方向を設定する際の自由度が高くなる。
【００４７】
図５は、この発明の第３の実施形態を示す、高圧ガスの供給系を示す全体構成図である。この実施形態は、前記図３に示した第１の実施形態における高圧ガス供給系の構成に対し、ガスリリーフ配管３５を、溶栓弁７より下流側の配管５に接続している。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
すなわち、上記した第３の実施形態によれば、リリーフ弁３３が開弁作動したときに放出するガスについても、前記図２に示した機械式の三方弁９によって、車両姿勢に応じて想定する方向にガスを放出することができる。
【００４９】
なお、上記した第３の実施形態においては、第２の実施形態における電磁式の三方弁５１を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる高圧ガス貯蔵装置を搭載している車両の概要を示す側面図である。
【図２】第１の実施形態の高圧ガス貯蔵装置に使用する三方弁の断面図である。
【図３】第１の実施形態における高圧ガス供給系を示す全体構成図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係わる高圧ガス貯蔵装置を搭載している車両の概要を示す側面図である。
【図５】第２の実施形態における高圧ガス供給系を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１　車両（移動体）
３　高圧ガス貯蔵容器
７　溶栓弁
９　機械式の三方弁（ガス放出方向制御手段）
１１　ケーシング
１３　上部ガス放出配管（分岐配管）
１５　下部ガス放出配管（分岐配管）
１７　チェックボール
３３　リリーフ弁
５１　電磁式の三方弁（ガス放出方向制御手段）
５３　車両姿勢センサ（移動体姿勢検出手段，ガス放出方向制御手段）

Claims

移動体に搭載した高圧ガス貯蔵容器に溶栓弁を接続し、この溶栓弁が開弁作動したときに放出する前記高圧ガス貯蔵容器内のガスの放出方向を、前記移動体の姿勢によって制御するガス放出方向制御手段を設けたことを特徴とする高圧ガス貯蔵装置。
前記ガス放出方向制御手段に接続するガス放出配管は、前記移動体の上下方向に分岐する分岐配管で構成し、この分岐配管の分岐部にガスの放出方向を切り替える三方弁を設け、この三方弁は、ケーシングと、このケーシング内で移動可能なチェックボールとをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１記載の高圧ガス貯蔵装置。
前記ガス放出方向制御手段は、前記移動体の姿勢を検出する移動体姿勢検出手段と、この移動体姿勢検出手段の検出信号に基づいて、ガスの放出方向を制御する電磁式の三方弁とをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１記載の高圧ガス貯蔵装置。
前記高圧ガス貯蔵容器と、この高圧ガス貯蔵容器からガスの供給を受けるガス被供給部との間に、所定値以上のガス圧で開弁するリリーフ弁を設け、前記ガス放出方向制御手段は、前記リリーフ弁が開弁作動したときに放出するガスの放出方向を制御することを特徴とするガス請求項１ないし３のいずれかに記載の高圧ガス貯蔵装置。