特許 6180894 水素貯蔵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6180894

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】水素貯蔵装置

(51)【国際特許分類】

   F17C 11/00 20060101AFI20170807BHJP

   C01B 3/00 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   F17C11/00 C

   C01B3/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-236475(P2013-236475)

(22)【出願日】2013年11月15日

(65)【公開番号】特開2015-96745(P2015-96745A)

(43)【公開日】2015年5月21日

【審査請求日】2016年7月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】竹内 亨

(72)【発明者】

【氏名】中村 善也

【審査官】 秋山 誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３０３９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４２９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１８８４０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ １１／００

Ｃ０１Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素ガスを貯蔵する水素貯蔵装置であって、
水素ガスを貯蔵可能な水素貯蔵物質と、
外部から水素ガスが給排され、前記水素貯蔵物質を収容する水素貯蔵物質収容室と、
前記水素貯蔵物質収容室に収容され、外部から給排される熱媒が流れる熱交換チューブと、
前記水素貯蔵物質収容室に前記熱交換チューブに沿って延びるように収容され、前記水素貯蔵物質より熱伝導率が高い材料によって形成される熱伝導体と、を備えることを特徴とする水素貯蔵装置。

【請求項2】

前記水素貯蔵物質収容室を画成し、両端部のそれぞれに開口部を有する中空状のタンクと、
前記タンクの各開口部を塞ぐ第１蓋体及び第２蓋体と、をさらに備え、
前記熱伝導体は、前記第１蓋体と第２蓋体とを連結するロッド部を有することを特徴とする請求項１に記載の水素貯蔵装置。

【請求項3】

前記熱伝導体は、前記ロッド部から突出する放熱フィンを有することを特徴とする請求項２に記載の水素貯蔵装置。

【請求項4】

前記熱伝導体は、前記タンクの中心軸と同軸上に延び、複数の前記熱交換チューブに等しい距離をもつように配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の水素貯蔵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水素ガスを貯蔵する水素貯蔵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池自動車等には、燃料となる水素ガスの供給源として、水素貯蔵装置が搭載されている。

【0003】

特許文献１には、水素ガスが給排される容器と、容器に収容される水素吸蔵体と、を備える水素貯蔵装置が開示されている。水素吸蔵体は、水素を吸蔵する水素吸蔵合金と、水素吸蔵合金を担持した多孔質炭素材料と、を備える。

【0004】

上記多孔質炭素材料は、水素吸蔵合金と比較して高い熱伝導率を有する。水素吸蔵合金が水素を吸蔵する際には、水素吸蔵合金に生ずる熱の放出が多孔質炭素材料によって促される。水素吸蔵合金が水素を放出する際には、水素吸蔵合金が失う熱の吸収が多孔質炭素材料によって促される。

【0005】

特許文献２には、水素ガスが導かれる一対の開口部を有する中空状のライナと、ライナの内側に配置されて水素貯蔵合金を収容する水素吸蔵ユニットと、水素吸蔵ユニットの内部に設けられる熱媒管と、を備える圧力容器が開示されている。

【0006】

上記圧力容器への水素ガス充填時には、ライナ内に高圧の水素ガスが供給されるとともに、熱媒管に低温の熱媒（冷却媒体）が供給される。これにより、水素貯蔵合金が冷却され、水素貯蔵合金に水素ガスが貯蔵される。一方、ライナ内から水素ガスが取り出されるときには、熱媒管に高温の熱媒が供給される。これにより、水素貯蔵合金が加熱され、水素貯蔵合金から水素ガスが放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３−１７２４９９号公報

【特許文献2】特開２００４−２７０８６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の水素貯蔵装置にあっては、容器内を冷却し、加熱する熱交換器が設けられていないため、水素ガスの充填、取り出しに時間がかかるという問題点がある。

【0009】

また、特許文献２に記載の圧力容器にあっては、ライナ内に水素貯蔵合金を冷却、加熱する熱媒管が設けられている。しかしながら、熱媒管内を循環する熱媒と水素貯蔵合金との間で熱交換が行われることによって、熱媒管内を流れる熱媒の温度が次第に上昇または下降する。このため、熱媒管に沿って水素貯蔵合金の温度分布が不均一になり、水素貯蔵合金と熱媒との熱交換効率を十分に高められないという問題があった。

【0010】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、水素貯蔵装置において、水素貯蔵物質と熱媒との熱交換効率を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、水素ガスを貯蔵する水素貯蔵装置であって、水素ガスを貯蔵可能な水素貯蔵物質と、外部から水素ガスが給排され、前記水素貯蔵物質を収容する水素貯蔵物質収容室と、水素貯蔵物質収容室に収容され、外部から給排される熱媒が流れる熱交換チューブと、水素貯蔵物質収容室に熱交換チューブに沿って延びるように収容され、水素貯蔵物質より熱伝導率が高い材料によって形成される熱伝導体と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明では、熱伝導体は、水素貯蔵物質と比較して高い熱伝導率を有することにより、熱伝導体の熱伝導によって水素貯蔵物質どうしで行われる熱交換が促される。熱伝導体が熱交換チューブに沿って延びるため、熱交換チューブに沿って生じる水素貯蔵物質の温度差が熱伝導体の熱伝導によって有効に解消される。これにより、水素貯蔵物質の温度分布が熱交換チューブに沿って均一化され、水素貯蔵物質と熱媒との熱交換効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る水素貯蔵装置の断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

図１に示す水素貯蔵装置１は、例えば水素ガスを燃料とする車両に搭載されるものであり、高圧の水素ガスを貯蔵する水素貯蔵室２を有する。

【0016】

水素貯蔵装置１は、水素貯蔵室２を画成する圧力容器として、中空状のライナ（メインタンク）１０と、ライナ１０の後端部に取り付けられるエンドフランジ７０と、ライナ１０の前端部に取り付けられるベースフランジ３０と、を備える。

【0017】

ライナ１０の内部には、水素貯蔵物質９を収容する水素貯蔵物質収容室８を画成する容器として、中空状のタンク（サブタンク）６０が設けられる。なお、図１にはタンク６０に収容される水素貯蔵物質９の一部が示されており、水素貯蔵物質９はタンク６０内の全域に収容される。

【0018】

水素貯蔵物質９は、例えば粉末状の水素吸蔵合金が用いられる。水素吸蔵合金は、水素を吸蔵または吸着する性質のあるものを合金化したものである。水素貯蔵物質９には、大気中に比べて数１００倍以上の水素ガスが貯蔵される。なお、水素貯蔵物質９は、水素吸蔵合金に限らず、水素を取り込む性質のある他の物質を用いてもよい。

【0019】

エンドフランジ７０には、水素ガスを給排する水素ガス給排通路７１が設けられる。水素ガス給排通路７１は、エンドフランジ７０に接続される配管（図示省略）を介して水素ガスの供給源（図示省略）と、水素ガスの供給先（図示省略）に連通される。

【0020】

タンク６０の内部には、水素貯蔵物質９を冷却または加熱する３本の熱交換チューブ８０が設けられる。熱交換チューブ８０の外面は、水素貯蔵物質９に包囲される。

【0021】

３本の熱交換チューブ８０は、それぞれの前端部がチューブフランジ６５を介してベースフランジ３０に支持される。チューブフランジ６５は、複数のボルト８４を介してベースフランジ３０に締結される。

【0022】

熱交換チューブ８０は、ベースフランジ３０から中心軸Ｏ方向に延びる入口側の管部８１と、同じくベースフランジ３０から中心軸Ｏ方向に延びる出口側の管部８３と、管部８１と管部８３の後端どうしを結んでＵ字状に延びる管部８２と、が互いに一体形成される。なお、熱交換チューブ８０は、上述した構成に限らず、中心軸Ｏ方向に延びる一対の管部と、これらの管部の後端どうしを結ぶ管部と、が互いに別体で形成される構成としてもよい。

【0023】

熱交換チューブ８０の内部には、熱媒（熱交換媒体）を循環させる熱媒循環通路５が設けられる。

【0024】

ベースフランジ３０の内部には、各熱媒循環通路５に熱媒を給排する熱媒給排通路４が設けられる。熱媒給排通路４は、ベースフランジ３０の各ポート５６、５７に接続される２本の配管（図示省略）を介して熱媒の供給源（図示省略）に連通される。

【0025】

各熱媒循環通路５を循環する熱媒は、熱交換チューブ８０を介して水素貯蔵物質９との間で熱交換を行う。熱媒は、例えば水またはオイルが用いられる。なお、熱媒は、これに限らず、他の液体または気体を用いてもよい。

【0026】

水素貯蔵室２への水素ガス充填時には、外部の供給源から高圧の水素ガスがエンドフランジ７０の水素ガス給排通路７１を通じてライナ１０内の水素貯蔵室２に供給される。そして、外部の供給源からベースフランジ３０の熱媒給排通路４を通じて各熱媒循環通路５に低温の熱媒（冷却媒体）が供給される。熱媒循環通路５を循環する熱媒によって水素貯蔵物質９が冷却されることにより、水素ガスが水素貯蔵物質９に貯蔵される。

【0027】

一方、水素貯蔵室２から水素ガスが取り出されるときには、外部の供給源からベースフランジ３０の熱媒給排通路４を通じて各熱媒循環通路５に高温の熱媒が供給される。熱媒循環通路５を循環する熱媒によって水素貯蔵物質９が加熱されることにより、水素貯蔵物質９から放出される水素ガスがエンドフランジ７０の水素ガス給排通路７１を通じて取り出される。

【0028】

次に、水素貯蔵装置１の具体的な構造を説明する。なお、図１上において中心軸Ｏが略水平前後方向に延びるものとして説明する。また、水素貯蔵装置１は図１に示す姿勢に限らず、中心軸Ｏが鉛直方向に延びる姿勢、または他の姿勢をとってもよい。

【0029】

ライナ１０は、中心軸Ｏ方向に延びる円筒状のライナ胴部１１と、ライナ胴部１１の前端に開口するライナ開口部１２と、ライナ胴部１１の後端部をドーム状に絞るライナ底部１３と、ライナ底部１３の後端に開口するライナ開口部１４と、を有する。

【0030】

ライナ１０は、例えばアルミニウム合金を材質として形成される。これにより、ライナ１０は、その内面が水素ガスに晒されても脆化することが防止され、耐食性が確保される。

【0031】

水素貯蔵装置１には、ライナ１０の外面を包囲する補強チューブ２０が設けられる。補強チューブ２０は、ライナ１０より引っ張り強度が高く、熱膨張率が小さい金属として、例えば高張力鋼を材質とする。

【0032】

補強チューブ２０は、ライナ胴部１１の外周面に嵌合する円筒状のチューブ胴部２１と、ライナ開口部１２より前方（図１において右方向）に突出するチューブ胴部２１に開口するチューブ開口部２２と、チューブ胴部２１の後端部を絞るチューブ屈曲端部（肩部）２３と、チューブ屈曲端部２３の後端に開口するチューブ開口部２４と、を有する。

【0033】

ライナ１０のライナ開口部１２はベースフランジ３０によって塞がれる。チューブ胴部２１のライナ開口部１２より前方に突出する部位の内周には、内周ネジ部２５が形成される。ベースフランジ３０の外周ネジ部３９が補強チューブ２０の内周ネジ部２５に螺合することにより、補強チューブ２０のチューブ屈曲端部２３とベースフランジ３０との間にライナ１０が挟持される。

【0034】

水素ガス充填時には、水素貯蔵室２の圧力が高まってライナ１０が膨張するが、ライナ１０を囲む補強チューブ２０によってライナ１０の膨張が抑えられ、ライナ１０に生じる内部応力が低減される。

【0035】

ベースフランジ３０の前端に開口する凹部３２には、第１プレート４０及び第２プレート５０が積層して固定される。第１プレート４０と第２プレート５０は、複数本のボルト９７を介してベースフランジ３０に締結される。ボルト９７は、第１プレート４０の孔及び第２プレート５０の孔を貫通し、ベースフランジ３０のネジ穴に螺合する。

【0036】

円筒状のタンク６０は、その前端に開口するタンク開口部（開口部）６２と、その後端に開口するタンク開口部（開口部）６３と、を有する。タンク６０のタンク開口部６２を塞ぐ第１蓋体として、ベースフランジ３０が設けられる。タンク６０のタンク開口部６３を塞ぐ第２蓋体として、インナプレート７５が設けられる。タンク６０、ベースフランジ３０、及びインナプレート７５によって水素貯蔵物質収容室８が画成される。

【0037】

ベースフランジ３０は、タンク６０の前端のタンク開口部６２に嵌合する第１嵌合部３６と、ライナ１０のライナ開口部１２に嵌合する第２嵌合部３５と、補強チューブ２０の内周ネジ部２５に螺合する外周ネジ部３９と、を有する。第１嵌合部３６とタンク６０の間には、シールリング９２が介装される。第２嵌合部３５とライナ１０の間には、シールリング９１が介装される。水素貯蔵室２は、外部に対してシールリング９１によって密封される。

【0038】

タンク６０の後端のタンク開口部６３には円盤状のインナプレート７５が取り付けられる。インナプレート７５は、タンク６０の内周に嵌合する嵌合部７６を有する。嵌合部７６とタンク６０の間には、シールリング８９が介装される。

【0039】

インナプレート７５には、複数の通孔６７が開口され、通孔６７の開口部を覆うメッシュ６６が介装される。粉末状の水素貯蔵物質９は、メッシュ６６によってタンク６０の内部に閉じ込められる。

【0040】

水素貯蔵物質収容室８には、水素貯蔵物質９と共に熱伝導体９０が収容される。熱伝導体９０は、水素貯蔵物質９より熱伝導率が高い材料として、アルミニウム合金によって形成される。水素貯蔵物質９の熱伝導率は１W/(m・K)であり、アルミニウム合金の熱伝導率は２３６W/(m・K)である。熱伝導体９０は、アルミニウム合金によって形成されることにより、水素ガスに晒されても脆化することが防止され、耐食性が確保される。なお、熱伝導体９０は、これに限らず、耐食性が確保されるステンレス鋼や他の金属によって形成してもよい。

【0041】

図２に示すように、熱伝導体９０は、中心軸Ｏと同軸上に延び、３本の熱交換チューブ８０に囲まれるように配置される。熱伝導体９０は、各熱交換チューブ８０入口側の管部８１及び出口側の管部８３に等しい距離をもって近接するように配置される。

【0042】

熱伝導体９０は、円柱状のロッド部９４と、ロッド部９４の外周から突出する複数の放熱フィン９５と、を有する。

【0043】

放熱フィン９５は、中心軸Ｏを中心とする放射状に突出し、中心軸Ｏと平行に延びる板状に形成される。

【0044】

ロッド部９４は、その前後端部に外周ネジ部９４Ａ、９４Ｂが形成される。ロッド部９４の前端部に形成される外周ネジ部９４Ａは、ベースフランジ３０のネジ穴３７に螺合される。ロッド部９４の後端部に形成される外周ネジ部９４Ｂは、インナプレート７５の孔７７を貫通し、ナット８６が螺合される。ナット８６の締結力により、インナプレート７５がタンク６０のタンク開口部６３に押圧される。

【0045】

これにより、ロッド部９４は、ベースフランジ３０とインナプレート７５とを連結する構造部材として機能する。タンク６０は、ロッド部９４によってインナプレート７５とベースフランジ３０との間で挟持され、その前端がベースフランジ３０に片持ち支持される。水素貯蔵装置１の製造時には、水素貯蔵物質９及び熱交換チューブ８０がタンク６０、ベースフランジ３０、インナプレート７５、及びロッド部９４を介して一体に組み付けられたサブアッシが設けられる。

【0046】

エンドフランジ７０、ライナ１０、補強チューブ２０、タンク６０、インナプレート７５、熱伝導体９０、及びベースフランジ３０等は、中心軸Ｏと同軸上に配置される。タンク６０及びインナプレート７５は、ライナ１０の内面との間に間隙を持って配置される。

【0047】

ライナ１０の後端部には、内周ネジ部１９が形成される。エンドフランジ７０は、ライナ１０の内周ネジ部１９に螺合して取り付けられ、ライナ開口部１４を閉塞する。エンドフランジ７０とライナ１０の間には、シールリング８８が介装される。水素貯蔵室２は、外部に対してシールリング８８によって密封される。

【0048】

エンドフランジ７０の前端部には、中心軸Ｏ方向に延びる円柱状のガイド凸部７９が水素貯蔵室２内に突出するように形成される。一方、インナプレート７５の中央部には、ガイド凸部７９を摺動自在に挿入させるガイド凹部７８が形成される。

【0049】

インナプレート７５のガイド凹部７８がエンドフランジ７０のガイド凸部７９に嵌合することにより、タンク６０の後端部が中心軸Ｏに直交する方向に変位することが規制される。

【0050】

インナプレート７５のガイド凹部７８がエンドフランジ７０のガイド凸部７９に対して中心軸Ｏ方向に摺動することにより、タンク６０とライナ１０の間に生じる中心軸Ｏ方向の熱膨張差が吸収される。

【0051】

エンドフランジ７０に設けられる水素ガス給排通路７１は、図１に矢印で示すように水素ガスを給排する配管（図示省略）が接続されるポート７２と、ポート７２から中心軸Ｏ方向に延びる通孔７３と、通孔７３と交差して延びる通孔７４と、を備える。

【0052】

水素ガス給排通路７１を通じて水素貯蔵室２内に充填された水素ガスは、インナプレート７５に開口した複数の通孔６７を通じてタンク６０内に流入し、水素貯蔵物質９に貯蔵される。一方、水素貯蔵室２から水素ガスが取り出されるときには、水素貯蔵物質９から放出される水素ガスがインナプレート７５の通孔６７を通じてライナ１０内に流出し、ライナ１０内から水素ガス給排通路７１を通じて取り出される。

【0053】

ベースフランジ３０と第１プレート４０の間には、供給源から供給される熱媒を各熱媒循環通路５に分配する分配室５９が層状に画成される。第１プレート４０と第２プレート５０の間には、各熱媒循環通路５を循環した熱媒を集める集合室５８が層状に画成される。第２プレート５０は、供給源から供給される熱媒を導く配管（図示省略）が接続される供給ポート５７と、供給源に熱媒を戻す配管（図示省略）が接続される排出ポート５６と、を有する。熱媒給排通路４は、供給ポート５７、分配室５９、集合室５８、及び排出ポート５６等によって構成される。

【0054】

供給源から供給される熱媒は、配管（図示省略）、供給ポート５７を通じて分配室５９に流入し、分配室５９から３つの熱媒循環通路５の入口に分配される。

【0055】

各熱媒循環通路５に流入した熱媒は、各熱交換チューブ８０にて入口側の管部８１、Ｕ字状の管部８２、出口側の管部８３を通じて各熱媒循環通路５を流れ、水素貯蔵物質９との間で熱交換を行う。

【0056】

各熱交換チューブ８０にて熱交換を行った熱媒は、集合室５８に流入する。集合室５８に集められた熱媒は、排出ポート５６、配管（図示省略）を通じて供給源へと戻される。

【0057】

水素貯蔵室２への水素ガス充填時には、熱交換チューブ８０内に低温の熱媒（冷却媒体）が流れる。水素貯蔵物質９が水素を貯蔵する際に生ずる熱は、熱交換チューブ８０内を流れる熱媒によって持ち去られる。こうして水素貯蔵物質９が冷却されることにより、水素ガスが水素貯蔵物質９に貯蔵されることが促される。

【0058】

熱交換チューブ８０内を流れる熱媒は水素貯蔵物質９の熱を吸収するのに伴ってその温度が次第に上昇し、水素貯蔵物質９を冷却する効果が次第に低下する。このため、水素貯蔵物質９では熱交換チューブ８０に沿って上昇する温度分布となる。これ対処して、熱交換チューブ８０に沿って延びる熱伝導体９０が熱交換チューブ８０と平行に設けられているため、熱伝導体９０の熱伝導によって水素貯蔵物質９の温度分布が熱交換チューブ８０に沿って均一化され、水素貯蔵物質９の急激な温度変化を抑える保温効果が得られる。

【0059】

上記水素ガス充填時に、熱交換チューブ８０において、入口側の管部８１の温度は後方（図１において左方向に）に向けて次第に上昇し、続く出口側の管部８３の温度は前方（図１において右方向に）に向けて次第に上昇する。熱伝導体９０は、低温となる入口側の管部８１と高温となる出口側の管部８３とに対して等しい距離をもって近接しているため、入口側の管部８１と出口側の管部８３の近傍に介在する水素貯蔵物質９に生じる温度差を有効に解消することができる。

【0060】

これにより、水素貯蔵物質９が効率よく冷却され、水素貯蔵物質９に水素ガスを速やかに貯蔵することができ、水素貯蔵物質９を冷却する熱制御性を高められる。さらに、水素貯蔵物質９の局部的な温度上昇が抑えられ、水素貯蔵物質９の劣化を防止できる。

【0061】

一方、水素貯蔵室２から水素ガスが取り出されるときには、熱交換チューブ８０内に高温の熱媒が供給される。水素貯蔵物質９が水素を放出する際に失う熱は、熱交換チューブ８０内を流れる熱媒によって持ち込まれる。こうして熱媒循環通路５を循環する熱媒によって水素貯蔵物質９が加熱されることにより、水素貯蔵物質９から水素ガスが放出されることが促される。

【0062】

熱交換チューブ８０内を流れる熱媒は水素貯蔵物質９に熱を与えるのに伴ってその温度が次第に下降し、水素貯蔵物質９を加熱する効果が次第に低下する。このため、水素貯蔵物質９では熱交換チューブ８０に沿って下降する温度分布となる。これに対処して、熱交換チューブ８０に沿って延びる熱伝導体９０が熱交換チューブ８０と平行に設けられているため、熱伝導体９０の熱伝導によって水素貯蔵物質９の温度分布が熱交換チューブ８０に沿って均一化され、水素貯蔵物質９の急激な温度変化を抑える保温効果が得られる。

【0063】

上記水素ガスが取り出し時に、熱交換チューブ８０において、入口側の管部８１の温度は後方（図１において左方向に）に向けて次第に低下し、続く出口側の管部８３の温度は前方（図１において右方向に）に向けて次第に低下する。熱伝導体９０は、高温となる入口側の管部８１と低温となる出口側の管部８３とに等しい距離をもって近接しているため、入口側の管部８１と出口側の管部８３の近傍に介在する水素貯蔵物質９に生じる温度差を有効に解消することができる。

【0064】

これにより、水素貯蔵物質９が効率よく加熱され、水素貯蔵物質９から水素ガスを速やかに放出することができ、水素貯蔵物質９を加熱する熱制御性を高められる。

【0065】

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0066】

〔１〕水素貯蔵装置１は、水素ガスを貯蔵可能な水素貯蔵物質９と、外部から水素ガスが給排され、水素貯蔵物質９を収容する水素貯蔵物質収容室８と、水素貯蔵物質収容室８に収容され、外部から給排される熱媒が流れる熱交換チューブ８０と、水素貯蔵物質収容室８に熱交換チューブ８０に沿って延びるように収容され、水素貯蔵物質９より熱伝導率が高い材料によって形成される熱伝導体９０と、を備える構成とした。

【0067】

上記構成に基づき、熱伝導体９０は、水素貯蔵物質９と比較して高い熱伝導率を有することにより、熱伝導体９０の熱伝導によって水素貯蔵物質９どうしで行われる熱交換が促される。熱伝導体９０が熱交換チューブ８０に沿って延びるため、熱交換チューブ８０に沿って生じる水素貯蔵物質９の温度差が熱伝導体９０の熱伝導によって有効に解消される。これにより、水素貯蔵物質９の温度分布が熱交換チューブ８０に沿って均一化され、水素貯蔵物質９と熱媒との熱交換効率を高めることができる。さらに、水素貯蔵物質９の局部的な温度上昇が抑えられ、水素貯蔵物質９の劣化を防止できる。

【0068】

〔２〕水素貯蔵装置１は、水素貯蔵物質収容室８を画成し、両端部のそれぞれにタンク開口部６２、６３を有する中空状のタンク６０と、タンク６０の各タンク開口部６２、６３を塞ぐベースフランジ３０（第１蓋体）及びインナプレート７５（第２蓋体）と、をさらに備える。そして、熱伝導体９０は、ベースフランジ３０とインナプレート７５とを連結するロッド部９４を有する構成とした。

【0069】

上記構成に基づき、熱伝導体９０は、水素貯蔵物質９どうしで行われる熱交換を促す機能と、ベースフランジ３０とインナプレート７５をタンク６０の各タンク開口部６２、６３に連結する構造体の機能と、の両方を果たす。熱伝導体９０を設けることによって、ベースフランジ３０とインナプレート７５を連結する部材をタンク６０内に設ける必要がない。このため、熱伝導体９０の介装スペースによって水素貯蔵物質９の収容量が削減されることを抑えられる。

【0070】

〔３〕熱伝導体９０は、ロッド部９４から突出する放熱フィン９５を有する構成とした。

【0071】

上記構成に基づき、熱伝導体９０は放熱フィン９５によって水素貯蔵物質９との接触面積が十分に確保される。放熱フィン９５の熱伝導によって水素貯蔵物質９どうしで行われる熱交換が促される。これにより、水素貯蔵物質９の温度分布が均一化され、水素貯蔵物質９と熱媒との熱交換効率を高めることができる。

【0072】

〔４〕熱伝導体９０は、タンク６０の中心軸Ｏと同軸上に延び、３本の熱交換チューブ８０に等しい距離をもつように配置される構成とした。

【0073】

上記構成に基づき、熱伝導体９０は放熱フィン９５の熱伝導によって熱交換チューブ８０まわりに設けられる水素貯蔵物質９どうしで行われる熱交換が促される。これにより、水素貯蔵物質９の温度分布が均一化され、水素貯蔵物質９と熱媒との熱交換効率を高めることができる。

【0074】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0075】

例えば、上記実施形態では、熱伝導体９０は、ベースフランジ３０とインナプレート７５とを連結するものであった。熱伝導体は、この機能を有さずに、ベースフランジ３０及びインナプレート７５と離して設けられる構成としてもよい。

【0076】

さらに、上記実施形態では、水素貯蔵装置１は、１本の熱伝導体９０が複数本の熱交換チューブ８０に囲まれるように設けられていた。水素貯蔵装置は、これに限らず、複数本の熱伝導体が熱交換チューブ８０を囲むように設けられる構成としてもよい。

【0077】

さらに、上記実施形態では、熱伝導体９０は、放熱フィン９５を有するものであった。熱伝導体は、これに限らず、その表面に形成される凹凸部を有し、水素貯蔵物質９との接触面積が確保される構成としてもよい。

【符号の説明】

【0078】

１ 水素貯蔵装置
８ 水素貯蔵物質収容室
９ 水素貯蔵物質
３０ ベースフランジ（第１蓋体）
６０ タンク
６２、６３ 開口部
７５ インナプレート（第２蓋体）
８０ 熱交換チューブ
９０ 熱伝導体
９４ ロッド部
９５ 放熱フィン

【図1】

【図2】