JP6677179B2

JP6677179B2 - tank

Info

Publication number: JP6677179B2
Application number: JP2017005338A
Authority: JP
Inventors: 英世大森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2037-01-16
Also published as: JP2018115682A

Description

本発明は、タンクに関する。 The present invention relates to a tank.

ガソリン自動車とは異なる新しい自動車として、燃料電池を搭載した燃料電池自動車（FCV : Fuel Cell Vehicle）が注目されている。ＦＣＶに搭載された燃料電池は、燃料の水素ガスと、空気中の酸素とを化学反応させることにより発電してモータを駆動する。 As a new vehicle different from a gasoline vehicle, a fuel cell vehicle (FCV) equipped with a fuel cell has attracted attention. The fuel cell mounted on the FCV generates electric power by chemically reacting hydrogen gas of fuel with oxygen in the air to drive a motor.

ＦＣＶには、燃料電池に供給される水素ガスを貯蔵する高圧水素タンクが搭載されている。高圧水素タンクには、タンク内部の温度を検出する温度センサが備えられており（例えば特許文献１−３参照）、水素ガスの充填時、温度センサで検出された温度から水素ガスの充填量が測定される。 The FCV has a high-pressure hydrogen tank for storing hydrogen gas supplied to the fuel cell. The high-pressure hydrogen tank is provided with a temperature sensor for detecting the temperature inside the tank (for example, see Patent Documents 1-3). When filling the hydrogen gas, the filling amount of the hydrogen gas is determined based on the temperature detected by the temperature sensor. Measured.

特開２０１２−９７８１５号公報JP 2012-97815 A 特開２０１０−２６６２０７号公報JP 2010-266207 A 特開２０１３−６４４４０号公報JP 2013-64440 A

例えば水素ステーションでは、ＦＣＶに搭載された高圧水素タンクに水素ガスを充填するとき、充填量を増やすため、例えば、プレクーラーにより約―４０℃まで冷却された水素ガスがノズルから高圧水素タンクの内部に噴出される。高圧水素タンクの内部において、ノズルは水素ガスにより冷却されるため、ノズルの周囲の冷たい水素（以下、「冷気」と表記）が対流により下方に移動する。 For example, in a hydrogen station, when filling a high-pressure hydrogen tank mounted on an FCV with hydrogen gas, in order to increase the filling amount, for example, hydrogen gas cooled to about −40 ° C. by a precooler is supplied from a nozzle to the inside of the high-pressure hydrogen tank. It is gushing. Since the nozzle is cooled by hydrogen gas inside the high-pressure hydrogen tank, cold hydrogen around the nozzle (hereinafter referred to as “cold air”) moves downward by convection.

このとき、温度センサは、ノズルの上方に位置している場合、冷気の影響を受けないが、ノズルの下方に位置している場合、冷気の影響を受けることにより正確な温度を測定することができないおそれがある。温度センサとノズルの位置関係は、ＦＣＶに搭載された高圧水素タンクの向きにより変化するため、搭載時の向きによっては高圧水素タンクの温度が正確に測定されないおそれがある。なお、この問題は、ＦＣＶに搭載される高圧水素タンクに限定されず、他の用途のタンクにも同様に存在する。 At this time, the temperature sensor is not affected by the cool air when located above the nozzle, but can be accurately measured by being affected by the cool air when located below the nozzle. It may not be possible. Since the positional relationship between the temperature sensor and the nozzle changes depending on the direction of the high-pressure hydrogen tank mounted on the FCV, the temperature of the high-pressure hydrogen tank may not be accurately measured depending on the mounting direction. This problem is not limited to the high-pressure hydrogen tank mounted on the FCV, but similarly exists in tanks for other uses.

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、搭載時の向きによらず、内部温度の正確な測定が可能なタンクを提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the tank which can measure the internal temperature correctly regardless of the orientation at the time of installation.

本明細書に記載のタンクは、ガスが充填されるタンクにおいて、先端から前記タンクの内部に前記ガスを噴出する噴出部と、前記タンクの内部の温度を測定する測定部と、前記噴出部と前記測定部を互いに隔てるように前記噴出部を前記ガスの噴出方向に沿って囲む筒状の隔壁とを有し、前記隔壁の先端は、前記噴出部からの前記ガスの噴出時に前記隔壁と前記噴出部の隙間内の前記ガスが前記タンクの内部に移動するように、前記噴出部の先端より前記ガスの噴出方向に延び、前記隔壁は、前記噴出部を挟んで前記測定部とは反対側に、前記噴出部からの前記ガスの噴出時に前記隔壁の外側から前記ガスを前記隔壁と前記噴出部の隙間に取り込む開口を有する。
The tank described in the present specification, in a tank filled with gas, an ejection unit that ejects the gas from the tip to the inside of the tank, a measurement unit that measures the temperature inside the tank, and the ejection unit. the ejection portions so as to separate the measuring unit together and a cylindrical partition wall surrounding along the ejection direction of the gas, the tip of the partition, the said partition wall when ejection of the gas from the ejection part As the gas in the gap of the ejection part moves into the tank, it extends from the tip of the ejection part in the ejection direction of the gas , and the partition wall is on the opposite side of the ejection part from the measurement part. An opening for introducing the gas into the gap between the partition and the ejection portion from outside the partition when the gas is ejected from the ejection portion .

本発明によれば、搭載時の向きによらず、タンクの内部温度の正確な測定が可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the accurate measurement of the internal temperature of a tank becomes possible regardless of the orientation at the time of installation.

搭載時の向きが通常である高圧水素タンクの比較例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the comparative example of the high-pressure hydrogen tank whose orientation at the time of installation is normal. 搭載時の向きが反対である高圧水素タンクの比較例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the comparative example of the high-pressure hydrogen tank from which the direction at the time of mounting is opposite. 搭載時の向きが通常である高圧水素タンクと搭載時の向きが反対である高圧水素タンクの水素ガスの充填時の温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change at the time of the filling of the hydrogen gas of the high pressure hydrogen tank which the orientation at the time of installation is normal, and the orientation at the time of installation is opposite. 高圧水素タンクの実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the Example of a high pressure hydrogen tank. ノズル及び隔壁の一例を示す正面図である。It is a front view showing an example of a nozzle and a partition. 高圧水素タンクの他の実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another Example of a high pressure hydrogen tank. ノズル及び隔壁の他の例を示す正面図である。It is a front view showing other examples of a nozzle and a partition.

図１は、搭載時の向きが通常である高圧水素タンクの比較例を示す断面図である。高圧水素タンク１ａは、タンクの一例であり、圧縮された状態の水素ガスを貯蔵する。高圧水素タンク１ａ内の水素ガスの圧力は、例えば２（ＭＰａ）〜８５（ＭＰａ）である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a comparative example of a high-pressure hydrogen tank in which the orientation at the time of mounting is normal. The high-pressure hydrogen tank 1a is an example of a tank and stores compressed hydrogen gas. The pressure of the hydrogen gas in the high-pressure hydrogen tank 1a is, for example, 2 (MPa) to 85 (MPa).

なお、本例では、高圧水素タンク１ａとしてＦＣＶに搭載されるものを挙げるが、これに限定されず、以下に述べる構成は他の用途のタンクにも適用することができる。また、本例では、ガスの一例として水素ガスを挙げるが、これに限定されず、例えばプロパンガスなどの他のガスであってもよい。 In this example, a high-pressure hydrogen tank 1a mounted on an FCV is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the configuration described below can be applied to tanks for other uses. Further, in this example, a hydrogen gas is given as an example of the gas, but the gas is not limited to this, and another gas such as propane gas may be used.

高圧水素タンク１ａは、補強層１０と、ライナ１１と、口金１３と、バルブアセンブリ２ａとを有する。また、高圧水素タンク１ａは、バルブアセンブリ２ａを介して、ガス供給管路９２とガス充填管路９１にそれぞれ接続されている。 The high-pressure hydrogen tank 1a has a reinforcing layer 10, a liner 11, a base 13, and a valve assembly 2a. The high-pressure hydrogen tank 1a is connected to a gas supply pipe 92 and a gas filling pipe 91 via a valve assembly 2a.

高圧水素タンク１ａは、内部の水素ガスをガス供給管路９２からレギュレータ９３を介してＦＣＶの燃料電池（不図示）に水素ガスを供給する。また、高圧水素タンク１ａは、例えば水素ステーションのガス充填装置（不図示）がガス充填管路９１のレセプタクル９０に接続されたとき、ガス充填装置から内部に水素ガスが充填される。 The high-pressure hydrogen tank 1a supplies hydrogen gas from a gas supply pipe 92 to a FCV fuel cell (not shown) via a regulator 93. The high-pressure hydrogen tank 1a is filled with hydrogen gas from the gas filling device when, for example, a gas filling device (not shown) of the hydrogen station is connected to the receptacle 90 of the gas filling pipe 91.

ライナ１１は、水素ガスを貯蔵するための樹脂製の容器であり、例えば略円筒形の外形を有する。ライナ１１の一端には開口部１１ｐが設けられており、開口部１１ｐには口金１３とバルブアセンブリ２ａが取付けられている。ライナ１１は、例えば、ポリアミド、ナイロン、エチレンビニルアルコール共重合体（EVOH: Ethylene Vinylalcohol copolymer）、ポリエチレンなどの樹脂により形成されるが、これに限定されず、例えばアルミニウム合金などの金属により形成されてもよい。 The liner 11 is a resin container for storing hydrogen gas, and has, for example, a substantially cylindrical outer shape. An opening 11p is provided at one end of the liner 11, and a base 13 and a valve assembly 2a are attached to the opening 11p. The liner 11 is formed of, for example, a resin such as polyamide, nylon, ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH: Ethylene Vinyl alcohol copolymer), or polyethylene, but is not limited thereto. For example, the liner 11 may be formed of a metal such as an aluminum alloy. Is also good.

補強層１０は、高圧水素タンク１ａの耐圧殻であり、ライナ１１の外周面上に形成されている。補強層１０は、例えば炭素繊維強化プラスチック（CFRP: Carbon-Fiber-Reinforced Plastic ）により形成される。 The reinforcing layer 10 is a pressure-resistant shell of the high-pressure hydrogen tank 1 a and is formed on the outer peripheral surface of the liner 11. The reinforcing layer 10 is formed of, for example, carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

補強層１０には、ライナ１１の開口部１１ｐに該当する位置に開口部１０ｐが設けられている。ライナ１１の開口部１１ｐと補強層１０の開口部１０ｐは、口金１３の鍔部１３ｐをその両側から挟み込んだ状態で鍔部１３ｐと密着している。このため、口金１３とライナ１１の接合部分からの水素ガスの漏れが防止される。 The reinforcing layer 10 is provided with an opening 10 p at a position corresponding to the opening 11 p of the liner 11. The opening 11p of the liner 11 and the opening 10p of the reinforcing layer 10 are in close contact with the flange 13p with the flange 13p of the base 13 sandwiched from both sides. Therefore, leakage of hydrogen gas from the joint between the base 13 and the liner 11 is prevented.

口金１３は、例えば、ステンレスやアルミニウムなどの金属により形成され、略円筒形の外形を有する。口金１３の外周には鍔部１３ｐが設けられている。口金１３は、ライナ１１の開口部１１ｐに挿入されている。また、口金１３の内周面には、バルブアセンブリ２ａと螺合するための螺子１３ｓが設けられている。 The base 13 is formed of a metal such as stainless steel or aluminum, for example, and has a substantially cylindrical outer shape. A flange 13p is provided on the outer periphery of the base 13. The base 13 is inserted into the opening 11 p of the liner 11. A screw 13s for screwing with the valve assembly 2a is provided on the inner peripheral surface of the base 13.

バルブアセンブリ２ａには、高圧水素タンク１ａの内部との間で水素ガスの出し入れを行う経路や弁などが設けられている。バルブアセンブリ２ａは、高圧水素タンク１ａの内部に水素ガスを噴出するノズル２０と、高圧水素タンク１ａの内部の温度を測定する温度センサ３０と、温度センサ３０をバルブアセンブリ２ａに固定するブラケット３１とが設けられている。なお、ノズル２０は噴出部の一例であり、温度センサ３０は測定部の一例である。 The valve assembly 2a is provided with a path, a valve, and the like for transferring hydrogen gas into and out of the high-pressure hydrogen tank 1a. The valve assembly 2a includes a nozzle 20 for ejecting hydrogen gas into the high-pressure hydrogen tank 1a, a temperature sensor 30 for measuring the temperature inside the high-pressure hydrogen tank 1a, and a bracket 31 for fixing the temperature sensor 30 to the valve assembly 2a. Is provided. Note that the nozzle 20 is an example of an ejection unit, and the temperature sensor 30 is an example of a measurement unit.

ノズル２０は、高圧水素タンク１ａの内部に延びており、その内部には、ガス充填管路９１から供給された水素ガスが充填時に通過する充填流路２００を有する。充填流路２００はガス充填管路９１と高圧水素タンク１ａの内部と流通している。水素ガスは、符号Ｄａで示されるように、充填流路２００内を高圧水素タンク１ａの内部に向かって流れる。 The nozzle 20 extends inside the high-pressure hydrogen tank 1a, and has a filling flow path 200 through which the hydrogen gas supplied from the gas filling pipe 91 passes during filling. The filling channel 200 is in communication with the gas filling pipe 91 and the inside of the high-pressure hydrogen tank 1a. The hydrogen gas flows in the filling channel 200 toward the inside of the high-pressure hydrogen tank 1a, as indicated by reference numeral Da.

本例において、高圧水素タンク１ａは、温度センサ３０がノズル２０の上方に位置する向きでＦＣＶに搭載されている。つまり、温度センサ３０は、鉛直方向において、ノズル２０の上側に位置する。 In this example, the high-pressure hydrogen tank 1a is mounted on the FCV in a direction in which the temperature sensor 30 is located above the nozzle 20. That is, the temperature sensor 30 is located above the nozzle 20 in the vertical direction.

例えば水素ステーションでは、ＦＣＶに搭載された高圧水素タンク１ａに水素ガスを充填するとき、充填量を増やすため、例えば、プレクーラーにより約―４０℃まで冷却された水素ガスがノズル２０から高圧水素タンク１ａの内部に噴出される。ノズル２０は水素ガスにより冷却されるため、ノズル２０の周囲の冷気Ｘが対流により下方に移動する。 For example, in the hydrogen station, when filling the high-pressure hydrogen tank 1a mounted on the FCV with hydrogen gas, in order to increase the filling amount, for example, hydrogen gas cooled to about −40 ° C. by a precooler is supplied from the nozzle 20 to the high-pressure hydrogen tank. It is jetted into 1a. Since the nozzle 20 is cooled by the hydrogen gas, the cool air X around the nozzle 20 moves downward by convection.

しかし、温度センサ３０は、ノズル２０の上方に位置しているため、冷気Ｘの影響を受けない。なお、温度センサ３０で測定された高圧水素タンク１ａの内部の温度はバルブアセンブリ２ａ内の配線を介して外部に出力され、水素ガスの充填量の測定に用いられる。 However, since the temperature sensor 30 is located above the nozzle 20, it is not affected by the cool air X. Note that the temperature inside the high-pressure hydrogen tank 1a measured by the temperature sensor 30 is output to the outside via wiring in the valve assembly 2a, and is used for measuring the filling amount of hydrogen gas.

図２は、搭載時の向きが反対である高圧水素タンク１ａの比較例を示す断面図である。図２において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。本例では、高圧水素タンク１ａの搭載の向きが上記の例とは反対である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a comparative example of the high-pressure hydrogen tank 1a whose mounting direction is opposite. 2, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and the description will be omitted. In this example, the mounting direction of the high-pressure hydrogen tank 1a is opposite to that in the above example.

高圧水素タンク１ａは、温度センサ３０がノズル２０の下方に位置する向きでＦＣＶに搭載されている。つまり、温度センサ３０は、鉛直方向において、ノズル２０の下側に位置する。このため、ノズル２０の周囲の冷気Ｘが対流により温度センサ３０の近傍に移動する。 The high-pressure hydrogen tank 1a is mounted on the FCV so that the temperature sensor 30 is positioned below the nozzle 20. That is, the temperature sensor 30 is located below the nozzle 20 in the vertical direction. Therefore, the cool air X around the nozzle 20 moves to the vicinity of the temperature sensor 30 by convection.

このように、温度センサ３０は、ノズル２０の下方に位置しているため、冷気Ｘの影響を受けることにより正確な温度を測定することができないおそれがある。 As described above, since the temperature sensor 30 is located below the nozzle 20, there is a possibility that an accurate temperature cannot be measured due to the influence of the cool air X.

図３は、搭載時の向きが通常である高圧水素タンク１ａと搭載時の向きが反対である高圧水素タンク１ａの水素ガスの充填時の温度変化を示す図である。符号Ｇ１は、通常の向きに高圧水素タンク１ａを搭載した場合（図１参照）の充填時間に対する温度（℃）の変化を示し、符号Ｇ２は、通常の向きとは反対の向きに高圧水素タンク１ａを搭載した場合（図２参照）の充填時間に対する温度（℃）の変化を示す。 FIG. 3 is a diagram showing a temperature change when filling the hydrogen gas into the high-pressure hydrogen tank 1a whose mounting direction is normal and the high-pressure hydrogen tank 1a whose mounting direction is opposite. Symbol G1 indicates a change in temperature (° C.) with respect to the filling time when the high-pressure hydrogen tank 1a is mounted in a normal direction (see FIG. 1), and symbol G2 indicates a high-pressure hydrogen tank in a direction opposite to the normal direction. The change in temperature (° C.) with respect to the filling time when the device 1a is mounted (see FIG. 2) is shown.

通常の向きに高圧水素タンク１ａを搭載した場合、温度センサ３０は、ノズル２０の上方に位置しているため、冷気Ｘの影響を受けない。したがって、温度は、ほとんど上下に変動することなく、徐々に増加している。 When the high-pressure hydrogen tank 1a is mounted in the normal direction, the temperature sensor 30 is located above the nozzle 20 and is not affected by the cool air X. Thus, the temperature is gradually increasing with little up and down.

また、通常の向きとは反対の向きに高圧水素タンク１ａを搭載した場合、温度センサ３０は、ノズル２０の下方に位置しているため、冷気Ｘの影響を受ける。したがって、温度は、頻繁に上下に変動しており、正確ではない。 When the high-pressure hydrogen tank 1a is mounted in a direction opposite to the normal direction, the temperature sensor 30 is affected by the cool air X because it is located below the nozzle 20. Therefore, the temperature fluctuates frequently up and down and is not accurate.

このように、本例の高圧水素タンク１ａでは、ＦＣＶへの搭載時の向きによっては温度が正確に測定されないおそれがある。 Thus, in the high-pressure hydrogen tank 1a of this example, the temperature may not be accurately measured depending on the orientation at the time of mounting on the FCV.

そこで、実施例の高圧水素タンクでは、ノズル２０を筒状の隔壁で覆うことによって対流による冷気Ｘの移動を防止する。また、隔壁の先端をノズル２０の先端より水素ガスの噴出方向に延ばすことによりノズル２０と隔壁で構成される吸引管構造を設ける。これにより、ノズル２０と隔壁の隙間にある冷気が、充填流路２００を流れる水素ガスの流れにより高圧水素タンクの内部に向かって移動する。さらに、温度センサ３０とは反対側の隔壁に開口を設けることにより、開口からは冷気より暖かい水素ガスがノズル２０と隔壁の隙間に流れ込む。このため、対流により冷気が温度センサ３０の近傍に移動することが抑制される。 Therefore, in the high-pressure hydrogen tank of the embodiment, the movement of the cool air X due to convection is prevented by covering the nozzle 20 with a cylindrical partition wall. Further, a suction pipe structure composed of the nozzle 20 and the partition is provided by extending the tip of the partition from the tip of the nozzle 20 in the direction in which hydrogen gas is ejected. Thereby, the cool air in the gap between the nozzle 20 and the partition moves toward the inside of the high-pressure hydrogen tank by the flow of the hydrogen gas flowing through the filling channel 200. Further, by providing an opening in the partition opposite to the temperature sensor 30, hydrogen gas warmer than cold air flows from the opening into the gap between the nozzle 20 and the partition. Therefore, the movement of the cool air to the vicinity of the temperature sensor 30 due to the convection is suppressed.

図４は、高圧水素タンクの実施例を示す断面図であり、図５は、ノズル及び隔壁の一例を示す正面図である。図４において、図２と共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the high-pressure hydrogen tank, and FIG. 5 is a front view showing an example of the nozzle and the partition. 4, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

高圧水素タンク１は、補強層１０と、ライナ１１と、口金１３と、バルブアセンブリ２とを有する。また、高圧水素タンク１は、バルブアセンブリ２を介して、ガス供給管路９２とガス充填管路９１にそれぞれ接続されている。 The high-pressure hydrogen tank 1 has a reinforcing layer 10, a liner 11, a base 13, and a valve assembly 2. The high-pressure hydrogen tank 1 is connected to a gas supply pipe 92 and a gas filling pipe 91 via the valve assembly 2.

バルブアセンブリ２には、高圧水素タンク１の内部との間で水素ガスの出し入れを行う経路や弁などが設けられている。バルブアセンブリ２は、高圧水素タンク１の内部に水素ガスを噴出するノズル２０と、筒状の隔壁２１と、高圧水素タンク１の内部の温度を測定する温度センサ３０と、温度センサ３０をバルブアセンブリ２に固定するブラケット３１とが設けられている。 The valve assembly 2 is provided with a path, a valve, and the like for transferring hydrogen gas into and out of the high-pressure hydrogen tank 1. The valve assembly 2 includes a nozzle 20 for ejecting hydrogen gas into the high-pressure hydrogen tank 1, a cylindrical partition wall 21, a temperature sensor 30 for measuring the temperature inside the high-pressure hydrogen tank 1, and a temperature sensor 30. 2 is provided.

筒状の隔壁２１は、ノズル２０と温度センサ３０を互いに隔てるようにノズル２０を水素ガスの噴出方向（符号Ｄａ参照）に沿って囲む。このため、水素ガスの充填時、冷却されたノズル２０の周辺の冷気が、対流により温度センサ３０の近傍に移動することが防止される。隔壁２１は、一例として円筒形状を有するが、これに限定されない。 The cylindrical partition wall 21 surrounds the nozzle 20 along the hydrogen gas ejection direction (see reference numeral Da) so as to separate the nozzle 20 and the temperature sensor 30 from each other. For this reason, at the time of filling with hydrogen gas, the cool air around the cooled nozzle 20 is prevented from moving to the vicinity of the temperature sensor 30 by convection. The partition 21 has a cylindrical shape as an example, but is not limited thereto.

また、隔壁２１は、先端２１２がノズル２０の先端２０１より水素ガスの噴出方向に延びている。このため、ノズル２０と隔壁２１により吸引管構造が構成されるため、水素ガスの充填時、ノズル２０と隔壁２１の隙間２１０にある冷気が、符号Ｄｂで示されるように、充填流路２００を流れる水素ガスの流れにより高圧水素タンク１の内部に向かって移動する。 The partition wall 21 has a tip 212 extending from the tip 201 of the nozzle 20 in the direction in which hydrogen gas is ejected. For this reason, since the suction pipe structure is constituted by the nozzle 20 and the partition 21, when filling with hydrogen gas, the cool air in the gap 210 between the nozzle 20 and the partition 21 is filled with the filling flow path 200 as shown by the symbol Db. The hydrogen gas moves toward the inside of the high-pressure hydrogen tank 1 by the flow of the flowing hydrogen gas.

充填流路２００を流れる水素ガスの流れ（符号Ｄａ参照）は、ノズル２０と隔壁２１の隙間２１０にある水素ガスの流れ（符号Ｄｂ参照）を誘引する。そして、ノズル２０の出口において、２つの水素ガスの流れが合流して混合された状態で高圧水素タンク１の内部に向かい噴出する。 The flow of hydrogen gas (see reference numeral Da) flowing through the filling channel 200 induces the flow of hydrogen gas (see reference numeral Db) in the gap 210 between the nozzle 20 and the partition 21. Then, at the outlet of the nozzle 20, the two hydrogen gas flows are jetted toward the inside of the high-pressure hydrogen tank 1 in a state where they are merged and mixed.

また、隔壁２１は、ノズル２０を挟んで温度センサ３０とは反対側に開口２１１を有する。より具体的には、開口２１１は、隔壁２１の上部において隔壁２１の先端２１２より口金１３側に設けられている。開口２１１からは、符号Ｄｃで示されるように、冷気より暖かい水素ガスがノズル２０と隔壁２１の隙間２１０に流れ込み、上記の誘引作用により高圧水素タンク１の内部に向かい噴出する。このため、対流により冷気が温度センサ３０の近傍に移動することが抑制される。 The partition 21 has an opening 211 on the opposite side of the nozzle 20 from the temperature sensor 30. More specifically, the opening 211 is provided above the partition 21 on the base 13 side from the tip 212 of the partition 21. From the opening 211, as indicated by reference numeral Dc, hydrogen gas warmer than cold air flows into the gap 210 between the nozzle 20 and the partition wall 21, and is ejected toward the inside of the high-pressure hydrogen tank 1 by the above-described attraction. Therefore, the movement of the cool air to the vicinity of the temperature sensor 30 due to the convection is suppressed.

したがって、温度センサ３０は、水素ガスの充填時、冷却されたノズル２０の周囲の冷気から受ける影響が抑制される。よって、本実施例の高圧水素タンク１は、搭載時の向きによらず、高圧水素タンク１の内部温度の正確な測定が可能となる。 Therefore, the temperature sensor 30 is suppressed from being affected by the cool air around the cooled nozzle 20 when the hydrogen gas is charged. Therefore, the internal temperature of the high-pressure hydrogen tank 1 of the high-pressure hydrogen tank 1 of the present embodiment can be accurately measured regardless of the orientation at the time of mounting.

また、実施例の高圧水素タンク１は、上記の形態に限定されない。以下の実施例のように、例えば、充填流路２００に仕切り板を設けてもよいし、隔壁２１の開口の周囲に外縁壁を設けてもよい。さらに、ノズル２０は、水素ガスの噴出方向における先端より手前に水素ガスの流通孔を有してもよく、ノズル２０の先端２０１と隔壁２１の先端２１２との間に、隙間２１０を封止する封止部が設けられてもよい。 Further, the high-pressure hydrogen tank 1 of the embodiment is not limited to the above-described embodiment. As in the following embodiments, for example, a partition plate may be provided in the filling channel 200, or an outer edge wall may be provided around the opening of the partition 21. Further, the nozzle 20 may have a hydrogen gas flow hole before the tip in the hydrogen gas ejection direction, and seals the gap 210 between the tip 201 of the nozzle 20 and the tip 212 of the partition 21. A sealing portion may be provided.

図６は、高圧水素タンク１の他の実施例を示す断面図であり、図７は、ノズル２０ａ及び隔壁２１ａの他の例を示す正面図である。なお、図６及び図７において、図４及び図５と共通する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。 FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the high-pressure hydrogen tank 1, and FIG. 7 is a front view showing another example of the nozzle 20a and the partition 21a. 6 and 7, the same components as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本例のノズル２０ａは、充填流路２００内の仕切り板２２が設けられている点、及び水素ガスの流通孔２０９が設けられている点において上記のノズル２０とは異なる。また、本例の隔壁２１ａは、開口２１１の周囲に外縁壁２１３が設けられている点において上記の隔壁２１とは異なる。なお、本例において、水素ガスの噴出方向（符号Ｄａ’）において、ノズル２０ａの先端２０１と隔壁２１ａの先端２１２の各位置は同じであるが、これに限定されない。 The nozzle 20a of this example is different from the above-described nozzle 20 in that a partition plate 22 in the filling channel 200 is provided and a hydrogen gas flow hole 209 is provided. The partition 21 a of the present example is different from the above-described partition 21 in that an outer edge wall 213 is provided around the opening 211. In the present example, the positions of the tip 201 of the nozzle 20a and the tip 212 of the partition 21a are the same in the direction in which the hydrogen gas is ejected (symbol Da '), but are not limited thereto.

開口２１１からは、外縁壁２１３によって、上記の実施例よりもノズル２０ａから離れた位置の水素ガスが、符号Ｄｃ’で示されるようにノズル２０ａと隔壁２１の隙間２１０に流れ込む。このため、上記の実施例よりも暖かい水素ガスをノズル２０ａと隔壁２１の隙間２１０に取り込むことができる。 From the opening 211, the outer edge wall 213 allows hydrogen gas at a position farther from the nozzle 20a than in the above-described embodiment to flow into the gap 210 between the nozzle 20a and the partition wall 21 as indicated by reference numeral Dc '. For this reason, hydrogen gas warmer than the above embodiment can be taken into the gap 210 between the nozzle 20a and the partition 21.

また、流通孔２０９は、水素ガスの噴出方向においてノズル２０ａの先端２０１の手前に設けられている。このため、隙間２１０に取り込まれた暖かい水素ガスは、流通孔２０９を通って充填流路２００に流入することができる。したがって、温度センサ３０は、冷却されたノズル２０の周囲の冷気から受ける影響が、より効果的に抑制される。 The flow hole 209 is provided in front of the tip 201 of the nozzle 20a in the hydrogen gas ejection direction. Therefore, the warm hydrogen gas taken into the gap 210 can flow into the filling channel 200 through the flow hole 209. Therefore, the temperature sensor 30 is more effectively suppressed from being affected by the cool air around the cooled nozzle 20.

さらに、ノズル２０ａの先端２０１と隔壁２１ａの先端２１２の間には、隙間２１０を封止する封止壁２９が設けられている。このため、各先端２０１，２１２において隙間２１０が高圧水素タンク１の内部から遮断されることにより、隙間２１０から多くの水素ガスが流通孔２０９を通って充填流路２００に流れ込む。 Further, a sealing wall 29 that seals the gap 210 is provided between the tip 201 of the nozzle 20a and the tip 212 of the partition 21a. Therefore, the gap 210 is cut off from the inside of the high-pressure hydrogen tank 1 at each of the tips 201 and 212, so that a large amount of hydrogen gas flows from the gap 210 into the filling channel 200 through the circulation hole 209.

また、充填流路２００は、仕切り板２２により一部の断面積が小さくなるため、ベンチュリ効果により下流側の流路２００ａが上流側の流路２００ｂより低圧化する。このため開口２１１から水素ガスを十分に隙間２１０に取り込むことができ、さらに、取り込んだ水素ガスを、符号Ｄｄで示されるように充填流路２００から隙間２１０に吸引することができる。 In addition, since a partial cross-sectional area of the filling channel 200 is reduced by the partition plate 22, the downstream channel 200a has a lower pressure than the upstream channel 200b due to the Venturi effect. For this reason, hydrogen gas can be sufficiently taken into the gap 210 from the opening 211, and the taken-in hydrogen gas can be sucked into the gap 210 from the filling channel 200 as indicated by the symbol Dd.

したがって、ノズル２０の周囲の冷気が対流により温度センサ３０の近傍に移動することが、より効果的に抑制される。 Therefore, the movement of the cool air around the nozzle 20 to the vicinity of the temperature sensor 30 due to the convection is more effectively suppressed.

本例において、隔壁２１ａの先端２０１は、水素ガスの噴出方向におけるノズル２０の先端２１２の手前に設けられた水素ガスの流通孔２０９より水素ガスの噴出方向に延びている。このため、開口２１１から隙間２１０に取り込んだ暖かい水素ガスと、ノズル２０の周囲の冷気とを、流通孔２０９からノズル２０ａの充填流路２００に取り込むことができる。したがって、暖かい水素ガスによりノズル２０ａ自体の冷却を抑制するとともに、ノズル２０の周囲の冷気が対流により温度センサ３０の近傍に移動することが抑制される。 In this example, the tip 201 of the partition wall 21a extends in the hydrogen gas ejection direction from the hydrogen gas flow hole 209 provided in front of the tip 212 of the nozzle 20 in the hydrogen gas ejection direction. Therefore, the warm hydrogen gas taken into the gap 210 from the opening 211 and the cool air around the nozzle 20 can be taken into the filling channel 200 of the nozzle 20a from the circulation hole 209. Therefore, the cooling of the nozzle 20a itself is suppressed by the warm hydrogen gas, and the cool air around the nozzle 20 is suppressed from moving to the vicinity of the temperature sensor 30 by convection.

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１，１ａ高圧水素タンク
２０，２０ａノズル
２１，２１ａ隔壁
２０１，２１２先端
２０９流通孔
２１１開口
３０温度センサ 1,1a High-pressure hydrogen tank 20,20a Nozzle 21,21a Partition wall 201,212 Tip 209 Flow hole 211 Opening 30 Temperature sensor

Claims

In the tank filled with gas,
An ejection portion for ejecting the gas from the tip into the tank,
A measuring unit for measuring the temperature inside the tank,
A cylindrical partition wall surrounding the ejection section along the ejection direction of the gas so as to separate the ejection section and the measurement section from each other,
The gas ejection direction from the tip of the ejection part is such that the gas in the gap between the partition and the ejection part moves into the tank when the gas is ejected from the ejection part. Extends to
The partition has an opening on the opposite side to the measurement unit with respect to the ejection unit, for taking the gas into the gap between the partition and the ejection unit from outside the partition when the gas is ejected from the ejection unit. ,tank.

In the tank filled with gas,
An ejection portion for ejecting the gas from the tip into the tank,
A measuring unit for measuring the temperature inside the tank,
A cylindrical partition wall surrounding the ejection section along the ejection direction of the gas so as to separate the ejection section and the measurement section from each other,
The partition has an opening on the opposite side of the ejection unit from the measurement unit to take in the gas from outside the partition into the gap between the partition and the ejection unit when the gas is ejected from the ejection unit. And
The ejection section has a flow path through which the gas ejected into the tank flows, and a gas flow hole in the flow path.
The circulation hole is provided in front of a tip of the ejection portion in the ejection direction of the gas,
The tip of the partition, the gas taken into the gap of the jet portion from said opening so as to flow into the flow path from the flow hole, and extends in the ejection direction of the gas from the flow hole, the tank.