專利名稱：氫氣儲(chǔ)存裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由內(nèi)部容納有氫吸留合金的多個(gè)罐組件構(gòu)成
的氬氣儲(chǔ)存裝置。
背景技術(shù)：
作為燃料電池搭載電動(dòng)汽車用氬供給源，例如，正在研究采用內(nèi)部容納有已變成粉末的氫吸留合金(以下稱MH)的氫氣儲(chǔ)存罐。該氫氣儲(chǔ)存罐通過(guò)使MH吸留并儲(chǔ)存氫以及從MH釋放氫而向氫供給源供給氫。作為這樣的氬氣儲(chǔ)存罐的一種，正在研究通過(guò)使熱媒流通的配管延伸通過(guò)內(nèi)部容納有MH的容納室而在MH與熱媒之間進(jìn)行熱交換的氫氣儲(chǔ)存罐。另外，專利文獻(xiàn)1中提出了一種利用氫吸留合金的熱利用系統(tǒng)，其具備分別構(gòu)成封裝有氫吸留合金的單元的多個(gè)棒狀管道，冷熱輸出用的熱J/某在該棒狀管道外側(cè)流動(dòng)，通過(guò)氫吸留合金的吸熱作用冷卻該熱i某。該熱利用系統(tǒng)中，在構(gòu)成熱々某流動(dòng)的熱々某通路的塊狀殼內(nèi)設(shè)置有將熱i某通路分隔成多個(gè)的分隔壁。上述多個(gè)單元貫通分隔壁并配置在熱々某通路內(nèi)。熱i某經(jīng)過(guò)多個(gè)單元的外面，于是，氫吸留合金/人熱々某吸熱。另外，專利文獻(xiàn)2中提出了一種構(gòu)成一個(gè)氫氣儲(chǔ)存裝置的技術(shù)，其中，將在內(nèi)部充填有金屬氫化物的扁平的多個(gè)容納容器疊置，且疊置的多個(gè)容納容器通過(guò)連接螺栓相互緊固固定。另外，專利文獻(xiàn)3中提出了一種利用氬吸留合金的熱利用系統(tǒng)，其中，通過(guò)其軸向上的第1固定盤及第2固定盤將封裝有氬吸留合金的多個(gè)棒狀單元夾在一起，并用螺栓相互緊固固定。
專利文獻(xiàn)1中記載的熱利用系統(tǒng)，例如，由于其目的不在于作為燃料電池搭載電動(dòng)汽車的氫供給源使用，所以棒狀的單元小型輕量。因此，該熱利用系統(tǒng)中，單元僅由設(shè)在塊狀殼內(nèi)的分隔壁支撐。然而，在將專利文獻(xiàn)1中記載的熱利用系統(tǒng)作為例如燃料電池搭載電動(dòng)汽車的氫供給源使用的情況下，由于需要在單元中充填大量的MH,所以單元的重量會(huì)增加，僅通過(guò)分隔壁支撐不能穩(wěn)定地固定單元。另外，專利文獻(xiàn)2中記載的氫氣儲(chǔ)存裝置具有用增強(qiáng)板夾持疊置的多個(gè)容納容器而固定的構(gòu)造。對(duì)于這樣的構(gòu)造，由于連4妻螺栓產(chǎn)生的緊固力分散在多個(gè)容納容器上，所以為了可靠地約束各容納容器需要在連接螺栓上施加大的緊固力。 專利文獻(xiàn)3中記載的熱利用系統(tǒng)具有通過(guò)其軸向上的笫1固定盤和第2固定盤夾持固定多個(gè)單元的構(gòu)造。因而，與上述專利文獻(xiàn)2相同，由于第1固定盤及第2固定盤施加在多個(gè)單元的約束力分散在各單元上，所以為了可靠地約束各單元需要在螺栓上施加大的緊固力。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2001-208444號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開昭60-29563號(hào)公才艮專利文獻(xiàn)3:日本特開2000-320921號(hào)^^艮

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種氬氣儲(chǔ)存裝置，即使不在聯(lián)接構(gòu)件上施加大的緊固力，也能夠?qū)θ菁{MH的多個(gè)罐組件施加所需的約束力。為達(dá)成上述目的，依據(jù)本發(fā)明，提供了一種氫氣儲(chǔ)存裝置，具備具有容納氫吸留合金的中空狀的金屬制外廓部和可與上述外廓部及上述氫吸留合金兩者進(jìn)行熱傳導(dǎo)的熱傳導(dǎo)構(gòu)件的多個(gè)罐組件、以通過(guò)聯(lián)接構(gòu)件將分割的多個(gè)保持器部件彼此聯(lián)接固定而構(gòu)成的至少一個(gè)罐保持器以及設(shè)置在上述多個(gè)保持器部件中的至少一個(gè)上 的、熱々某流通的熱纟某流路，上述多個(gè)保持器部件具有與上述罐組件的 側(cè)部形狀對(duì)應(yīng)的凹部，上述凹部逐個(gè)保持上述多個(gè)罐組件，在流通于 上述熱媒流路的熱媒與上述罐組件之間進(jìn)行熱交換。


圖1為與本發(fā)明一實(shí)施方式相關(guān)的氫氣儲(chǔ)存裝置的概略 側(cè)面圖。
圖2(a)為圖1的MH罐組件的截面圖；圖2(b)為圖1的MH罐組 件的側(cè)截面圖。
圖3為沿圖1的氫氣儲(chǔ)存裝置的線3-3的截面圖。 圖4為圖1的氫氣儲(chǔ)存裝置的概略局部側(cè)截面圖。 圖5為與本發(fā)明的其它實(shí)施方式相關(guān)的氫氣儲(chǔ)存裝置的概略截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下依據(jù)圖1至圖4對(duì)將本發(fā)明具體化的一實(shí)施方式進(jìn) 行說(shuō)明。
如圖1及圖3所示，氫氣儲(chǔ)存裝置1具備在橫》丈堆疊的狀態(tài)下設(shè) 置的多個(gè)(本實(shí)施方式中為10個(gè))的MH罐組件2，多個(gè)MH罐組件2 由第1罐保持器10及第2罐保持器11約束。 如圖2(a)及圖2(b)所示，MH罐組件2形成為細(xì)長(zhǎng)且大致 圓柱狀，考慮到MH罐組件2的數(shù)目，其大小設(shè)定為能夠充分地向氫 供給目的地供給氫。MH罐組件2為金屬制(例如鋁合金制)，并具備 即使在灌滿的氫使內(nèi)部達(dá)到規(guī)定壓力(例如lOMPa)的情況下也具有能 夠充分抵抗壓力的強(qiáng)度的外廓部12。外廓部12呈中空狀且兩端部形 成為圓頂狀。外廓部12具備具有圓頂狀底部的筒狀胴部13和通過(guò)焊 接與胴部13的開口端部接合的圓頂體15。
圓頂體15設(shè)置有孔部14,并在其孔部14設(shè)置有閥16。 若切換閥16的閥口的狀態(tài)，則MH罐組件2在氫釋力丈狀態(tài)與氫充填 狀態(tài)之間切換。此外，在閥16與孔部14之間裝有未圖示的密封環(huán)。 如圖2(a)所示，在外廓部12內(nèi)的中心部分，沒(méi)置有由多 孔質(zhì)材料構(gòu)成并在外周面上形成有沿軸向延伸的多個(gè)槽17的氫流通 管18。在氫流通管18上，設(shè)置有沿其中心沿軸向延伸的、作為可供 氬流通的路徑的氫流通路徑19,氳能夠通過(guò)氬流通路徑19在MH罐 組件2的整個(gè)長(zhǎng)度方向上流通。多個(gè)槽17在氬流通管18的周向等間 隔地設(shè)置，并在氫流通管18的全長(zhǎng)的范圍內(nèi)延伸。 作為熱傳導(dǎo)構(gòu)件的翅片20,由金屬制(例如鋁合金制)的 板形成，且其第1端部21通過(guò)與槽17嵌合而安裝在氫流通管18的 外周上。翅片20的第2端部23抵接外廓部12的內(nèi)壁面。在多個(gè)翅 片20安裝在氫流通管18上的狀態(tài)下，通過(guò)多個(gè)翅片20、氫流通管 18以及外廓部12形成容納MH粉末P的多個(gè)容納室22。翅片20構(gòu) 成為可與MH粉末P及外廓部12進(jìn)行熱傳導(dǎo)。 如圖2(b)所示，在翅片20的長(zhǎng)度方向的兩端部，分別通 過(guò)焊接安裝有圓板狀的端板24a、 24b，端板24a、 24b閉塞容納室22 的長(zhǎng)度方向兩側(cè)的開口。此外，在一塊端板24a上，在與各容納室22 對(duì)應(yīng)的位置，設(shè)置有未圖示的注入孔和閉塞該注入孔的塞子，借助于 注入孔，可將MH粉末P充填至各容納室22。另外，在一塊端板24a 上，設(shè)置有氫流通管18可貫通的貫通孔24c。 本實(shí)施方式中，MH罐組件2具有50 ~ 100mm的直徑Tl 和800~ 1000mm的全長(zhǎng)。如圖1所示，第1罐保持器10約束多個(gè) MH罐組件2的第1端部，第2罐保持器11約束多個(gè)MH罐組件2 的第2端部。第1罐保持器10及第2罐保持器11由鑄件制成，并具 有比MH罐組件2的直徑T1大的寬度。第1罐保持器10約束多個(gè)MH罐組件2，使得這些MH 罐組件2處于堆疊成3層并且第1層和第2層分別排列4個(gè)、第3層靠一側(cè)排列2個(gè)的狀態(tài)。第1罐保持器10被分割成第1保持器部件
28、第2保持器部件29、第3保持器部件30及第4保持器部件31, 以便能夠逐個(gè)地保持層狀堆疊的多個(gè)MH罐組件2。第1罐保持器10 的底部由第1保持器部件28構(gòu)成，在第1保持器部件28的底面上設(shè) 置有未圖示的螺紋孔。各第1 ~第4保持器部件28-31在與鄰接的其它保持器 部件28~31之間的邊界部分均具備^皮聯(lián)接部28a-31a。在圖3中， 被聯(lián)接部28a 31a設(shè)置在第1 ~第4保持器部件28 ~ 31的左右兩側(cè)。 在鄰接的保持器部件的邊界部分， 一個(gè)保持器部件左右兩側(cè)的一皮聯(lián)接 部面向另一個(gè)保持器部件左右兩側(cè)的被聯(lián)接部。相向的2個(gè)被聯(lián)接部 中的一個(gè)上設(shè)置有2個(gè)螺紋孔，另一個(gè)上設(shè)置有2個(gè)插通孔。螺紋孔 用符號(hào)28b 31b表示，插通孔用符號(hào)28c-31c表示。 在第1~第4保持器部件28~31的第l側(cè)面28d 31d側(cè), 相向的祐」聯(lián)接部28a ~ 31a彼此通過(guò)作為聯(lián)接構(gòu)件的螺栓32從上方穿 過(guò)插通孔29c 31c并與螺紋孔28b-30b螺合而連結(jié)。另外，在笫1 -第4保持器部件28 ~ 31的第2側(cè)面28e ~ 31 e側(cè)，相向的^皮聯(lián)接部28a ~ 31a彼此通過(guò)作為聯(lián)接構(gòu)件的螺栓32從下方穿過(guò)插通孔28c ~ 30c并 與螺紋孔29b ~ 31b螺合而連結(jié)。通過(guò)相向的一皮聯(lián)接部28a~ 31a彼此 連結(jié)，分割的第1~第4保持器部件28~31相互聯(lián)接固定而一體化。 各第1 ~第4保持器部件28 ~ 31均具有由沿MH罐組件 2的周面的凹面構(gòu)成的多個(gè)凹部33。亦即，凹部33形成為與MH罐 組件2的側(cè)部形狀對(duì)應(yīng)的形狀。各保持器部件28 ~ 31的多個(gè)凹部33 等間隔地排列配置。設(shè)置在第2保持器部件29上的多個(gè)向上側(cè)的凹 部33,分別相對(duì)于設(shè)置在第2保持器部件29上的向下側(cè)的凹部33設(shè) 置為剛好偏離凹部33的配置間隔的1/2的狀態(tài)。設(shè)置在第2保持器部 件29上的向上側(cè)的各凹部33設(shè)置成和與所有設(shè)置在第2保持器部件 29上的向下側(cè)的多個(gè)凹部33相切的々i想平面相交。另外，同樣地， 設(shè)置在第3保持器部件30上的多個(gè)向上側(cè)的凹部33,分別相對(duì)于設(shè)置在第3保持器部件30上的向下側(cè)的凹部33設(shè)置為剛好偏離凹部33 的配置間隔的1/2的狀態(tài)。設(shè)置在笫3保持器部件30上的向上側(cè)的各 凹部33配置成和與所有設(shè)置在第3保持器部件30上的向下側(cè)的多個(gè) 凹部33相切的4i想平面相交。 鄰接的保持器部件28 ~ 31彼此在聯(lián)接固定的狀態(tài)下以鄰 接的保持器部件28-31的凹部33彼此相對(duì)的方式配置，且相對(duì)的各 對(duì)凹部33的整個(gè)凹面可與MH罐組件2的周面接觸。對(duì)于相對(duì)的各 對(duì)凹部33，從通過(guò)一個(gè)凹部33的開口的假想平面到該凹部33的最底 部位的距離T2與從通過(guò)另一個(gè)凹部33的開口的假想平面到該凹部33 的最底部位的距離T2之和比MH罐組件2的直徑T1小。換言之，相 對(duì)的各對(duì)凹部33各自深度T2之和比MH罐組件2的直徑T1小。在 鄰接的保持器部件28~31彼此聯(lián)接固定的狀態(tài)下，通過(guò)相對(duì)的凹部 33夾持MH罐組件2。
各第1 ~第4保持器部件28-31均設(shè)置有在與MH罐組 件2的軸向正交的方向上且沿凹部33的凹面延伸的熱i某流; 各28f~ 31f。熱媒流路28f 31f形成為使熱媒(水、油、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液等)可以 以不接觸MH罐組件2的方式流通。各熱媒流路28f ~ 31f為以從其第 1側(cè)面28d ~ 31d到位于第1側(cè)面28d ~ 31d的相反側(cè)的第2側(cè)面28e ~ 30e貫通對(duì)應(yīng)的保持器部件28 ~ 31的方式延伸的孑L。各熱:樣流路28f ~ 31f具有在第1側(cè)面28d 31d開口的流入口 28g-31g和在第2側(cè)面 28e-31e開口的排出口 28h-31h。設(shè)置在第2保持器部件29上的熱 々某流路29f位于第1層的MH罐組件2的排列和第2層的MH罐組件 2的排列之間。設(shè)置在第3保持器部件30上的熱i某流路30f的一部分 位于第2層的MH罐組件2的排列與第3層的MH罐組件2的排列之 間。熱媒流路28f-31f的形狀和/或大小以如下方式設(shè)計(jì)笫1 第4 保持器部件28 ~ 31具有即使夾持MH罐組件2也不會(huì)破損的強(qiáng)度。 具體而言，如圖4所示，熱i某流路28f 31f在與其延伸方向正交的方 向上的截面形狀形成為扁平形狀。流過(guò)各熱i某流路28f ~ 31 f的熱i某借
8助于對(duì)應(yīng)的保持器部件28-31與保持于各凹部33中的MH罐組件2 進(jìn)4亍熱交4灸。
流入口 28g-31g及排出口 28h-31h分別與連接于熱々某 罐的未圖示的管道連通。熱J 某從熱纟某罐通過(guò)流入口 28g 31g流入熱 媒流路28f-31f，之后從排出口 28h-31h排出，返回?zé)醝某罐。其中， 第2罐保持器11與第1罐保持器10同樣地構(gòu)成。
接下來(lái)，對(duì)氫氣儲(chǔ)存裝置1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，為了制作MH罐組件2，準(zhǔn)備胴部13,在氫流通管18上 安裝多個(gè)翅片20，進(jìn)而通過(guò)焊接將端板24a、 24b與翅片20的長(zhǎng)度方 向兩端部接合，在胴部13內(nèi)配設(shè)包含氫流通管18、翅片20及端板 24a、 24b的裝配體。然后，在借助于未圖示的注入孔將MH粉末P充 填到各容納室22后，塞住注入孔，密閉容納室22，其后，通過(guò)焊接 將設(shè)有閥16的圓頂體15與胴部13的開口端部接合。由此，制作了 MH罐組件2。這樣一來(lái)，制作所需數(shù)目的MH罐組件2后，轉(zhuǎn)而開 始進(jìn)行氫氣儲(chǔ)存裝置1的裝配操作。在氫氣儲(chǔ)存裝置1的裝配操作中，首先，置放兩罐保持 器10、 11的第l保持器部件28,并準(zhǔn)備多個(gè)MH罐組件2，在笫1 保持器部件28的4個(gè)凹部33上配置4個(gè)MH罐組件2。接著，將第 2保持器部件29配置在第1保持器部件28上并通過(guò)螺栓32將笫1保 持器部件28和笫2保持器部件29聯(lián)接固定，使得第2保持器部件29 的下側(cè)的各凹部33與第1保持器部件28上的各MH罐組件2卡合。 然后，在第2保持器部件29上側(cè)的凹部33上配置4個(gè) MH罐組件2。其后，將第3保持器部件30配置在第2保持器部件29 上并通過(guò)螺栓32將第2保持器部件29和第3保持器部件30聯(lián)接固 定，使得第3保持器部件30下側(cè)的各凹部33與第2保持器部件29 上的各MH罐組件2卡合。進(jìn)而，在第3保持器部件30上側(cè)的凹部 33上配置2個(gè)MH罐組件2，將第4保持器部件31配置在第3保持 器部件30上，使得第4保持器部件31的凹部33與第3保持器部件30上的MH罐組件2卡合。通過(guò)螺栓32將第3保持器部件30和第4 保持器部件31聯(lián)接固定，從而制作了氫氣儲(chǔ)存裝置1。
下面對(duì)以上述方式構(gòu)成的氫氣儲(chǔ)存裝置1的作用進(jìn)行說(shuō)明。
例如，作為直接使用作為燃料的氫的燃料電池搭載電動(dòng)汽車(以下 稱為電動(dòng)汽車)的氫供給源而使用氫氣儲(chǔ)存裝置1的情況下，在電動(dòng)汽 車上搭載氫氣儲(chǔ)存裝置1。為此，首先，將螺栓插入設(shè)置在電動(dòng)汽車 上的未圖示的支架的孔內(nèi)，使該螺栓與設(shè)置在第1保持器部件28上 的未圖示的螺紋孔螺合，由此使氬氣儲(chǔ)存裝置1相對(duì)于電動(dòng)汽車固定。 其后，將未圖示的管道分別與熱媒流路28f-31f的流入口 28g 31g 及排出口 28h 31h連接，通過(guò)管道將各熱媒流路28f 31f與未圖示 的熱媒罐連接。由此，氬氣儲(chǔ)存裝置1的搭載完成。 由于第1 ~第4保持器部件28 ~ 31逐個(gè)地夾持凹部33 中的多個(gè)MH罐組件2,所以由螺栓32施加的緊固力作為對(duì)多個(gè)MH 罐組件2的各個(gè)的約束力發(fā)揮作用。因而，由螺栓32施加的緊固力 作為對(duì)多個(gè)MH罐組件2的約束力而有效地發(fā)揮作用，能夠可靠地約 束MH罐組件2。因而，即使搭載氫氣儲(chǔ)存裝置1的電動(dòng)汽車行駛時(shí) 振動(dòng)，且即使該振動(dòng)傳遞到氫氣儲(chǔ)存裝置1上，也能夠可靠地維持多 個(gè)MH罐組件2的約束狀態(tài)。另外，從氫氣儲(chǔ)存裝置1向作為氫的供給目的地的燃料 電極供給氫時(shí)，閥16切換至氫釋放狀態(tài)。由此，允許從各MH罐組 件2釋放氫，通過(guò)未圖示的管道向燃料電極供給氬。若允許從各MH 罐組件2釋放氫，則MH粉末P的氫吸留反應(yīng)和氫釋放反應(yīng)的平衡向 釋放側(cè)移動(dòng)，從MH粉末P釋放氫。由于氫的釋放為吸熱反應(yīng)，所以 若熱媒未在釋放氫時(shí)提供所需的熱，則MH粉末P會(huì)消耗大量顯熱而 釋放氬，致使其溫度下降。但是，通過(guò)向分別設(shè)置在第1~第4保持 器部件28-31上的熱媒流路28f 31f供給規(guī)定溫度的熱媒并使其流 通，可以在各MH罐組件2的上下兩側(cè)進(jìn)行熱交換。因而，MH粉末P通過(guò)第1 ~第4保持器部件28 ~ 31 、外廓部12及翅片20被加熱至 預(yù)先設(shè)定的溫度，順利地進(jìn)行氫釋放反應(yīng)。其中，設(shè)置在第2保持器 部件29上的熱媒流路29f和設(shè)置在第3保持器部件30上的熱媒流路 30f的 一部分位于MH罐組件2之間。因此，流過(guò)熱々某流路29f及熱 媒流路30f的熱媒分別加熱將熱媒流路29f或熱媒流路30f夾在中間 的MH罐組件2。 容納于容納室22中的MH粉末P在MH罐組件2的整個(gè) 長(zhǎng)度方向上釋放氬。釋放的氫經(jīng)過(guò)氫流通管18的細(xì)孔到達(dá)氫流通路 徑19,并從閥16向氫氣儲(chǔ)存裝置1的外部釋放，向燃料電極進(jìn)行供 給。通過(guò)調(diào)節(jié)熱媒的溫度或流量，使MH粉末P的溫度保持在氫的釋 放反應(yīng)順利進(jìn)行的值，因此，以釋放與燃料電池所需氫量對(duì)應(yīng)的量的 氫的方式，高效率地進(jìn)行氫的釋力丈。另外，在再次向釋放氫的氫氣儲(chǔ)存裝置1充填氫(即在使 MH粉末P吸留氫)的情況下，閥16切換至氫充填狀態(tài)，并使氫從閥 16流入氫流通管18的氫流通路徑19。流入氫流通路徑19內(nèi)的氫在 MH罐組件2的整個(gè)長(zhǎng)度方向范圍內(nèi)流通并擴(kuò)散。于是，氫經(jīng)過(guò)氫流 通管18的細(xì)孔與容納室22內(nèi)的MH粉末P發(fā)生反應(yīng)，生成氬化物， 從而吸留于MH粉末P中。其中，向MH粉末P供給氫，直到各MH 罐組件2內(nèi)的壓力達(dá)到規(guī)定壓力(例如10MPa)。另外，由于氬流通管 18具有作為MH粉末P的過(guò)濾器的功能，所以即使MH粉末P因反 復(fù)進(jìn)行氫的吸留和釋放而變成微粉，也能夠抑制變成微粉的MH粉末 P泄漏到MH罐組件2的外部。 由于氫的吸留為》丈熱反應(yīng)，所以若不消除氫的吸留所產(chǎn) 生的熱，則吸留不能順利地進(jìn)行。但是，通過(guò)在充填氫時(shí)向各熱i某流 路28f ~ 31f供給低溫的熱媒并使其流通，能夠在MH罐組件2的上下 兩側(cè)進(jìn)行熱交換。因而，MH粉末P產(chǎn)生的熱通過(guò)第1~第4保持器 部件28~31、外廓部12及翅片20被熱媒吸收，并被輸送到氫氣儲(chǔ)存 裝置1外。因此，MH粉末P的溫度保持在氫的吸留順利進(jìn)行的值，氫的吸留高效率地進(jìn)行。其中，設(shè)置在笫2保持器部件29上的熱々某 流路29f和設(shè)置在第3保持器部件30上的熱媒流路30f的一部分位于 MH罐組件2之間。因而，流過(guò)熱媒流路29f及熱媒流路30f的熱媒 分別吸收將熱媒流路29f或熱媒流路30f夾在中間的MH罐組件2的熱。 本實(shí)施方式能夠獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
(l)氫氣儲(chǔ)存裝置1具備通過(guò)第1 ~第4保持器部件28-31彼此相 互聯(lián)接固定構(gòu)成的罐保持器，并通過(guò)罐保持器約束多個(gè)MH罐組件2。 因此，在緊湊配置的狀態(tài)下約束多個(gè)MH罐組件2，且在該狀態(tài)下將 罐保持器固定在設(shè)于電動(dòng)汽車上的支架上，因此能夠進(jìn)行氫氣儲(chǔ)存裝 置l的安裝才喿作。因而，在電動(dòng)汽車上安裝氫氣儲(chǔ)存裝置1的才喿作， 比逐個(gè)固定多個(gè)MH罐組件2的情況要簡(jiǎn)單。 (2)多個(gè)MH罐組件2由設(shè)置在第1罐保持器10及第2 罐保持器11上的凹部33逐個(gè)地保持。因此，由于能夠?qū)H罐組件 2逐個(gè)地施加約束力，所以即使不在螺栓32上施加大的緊固力，也能 夠?qū)Ω鱉H罐組件2施加所需的約束力。 (3)熱媒流路28f-31f形成為不與MH罐組件2接觸。因 此，在罐保持器的寬度相同的情況下，和形成與MH罐組件接觸的熱 汷某流路的情況相比，能夠確保凹部33與MH罐組件2接觸的區(qū)域更 大，所以能夠增大第1罐保持器10及第2罐保持器11所產(chǎn)生的對(duì) MH罐組件2的約束力。 (4)設(shè)置在第2保持器部件29上的熱^ 某流路29f和設(shè)置在 第3保持器部件30上的熱媒流路30f的一部分位于MH罐組件2之間。 于是，設(shè)置在MH罐組件2之間的熱媒流路29f及熱媒流路30f，通 過(guò)流過(guò)該熱媒流路29f、 30f的熱媒，能夠與將其本身夾在中間的至少 兩個(gè)MH罐組件2進(jìn)行熱交換。因此，與為每個(gè)MH罐組件2設(shè)置熱 媒流路的情況相比，能夠減少熱媒流路的數(shù)目。(》多個(gè)MH罐組件2通過(guò)其第l端部由第1罐保持器10約束且其第2端部由笫2罐保持器11約束而相互固定。因此，與例
如僅約束MH罐組件2的中央部的情況相比，能夠非常均4軒且可靠地約束MH罐組件2。另外，與采用寬度在MH罐組件2全長(zhǎng)范圍內(nèi)延伸而形成的單 一體的罐保持器的情況相比，能夠使罐保持器變得更輕。 (6)氫氣儲(chǔ)存裝置1作為燃料電池搭載電動(dòng)汽車的氫供給源使用。于是，氫氣儲(chǔ)存裝置1能夠在緊湊配置的狀態(tài)下約束多個(gè)MH罐組件2，因此，即使在像汽車那樣空間受限的情況下，也能夠容易地進(jìn)行搭載。 (7)凹部33的整個(gè)凹面支撐著MH罐組件2。因而，與將MH罐組件插入開孔的板并通過(guò)該板支撐MH罐組件的情況相比，MH罐組件2的耐振動(dòng)性提高。 (8)熱媒流路29f沿在第2保持器部件29上形成的向上側(cè)的凹部33及向下側(cè)的凹部33的凹面延伸。因此，由于將熱^某流路29f夾在中間的MH罐組件2能夠最大限度地靠近熱媒流路29f，所以能夠提高流過(guò)熱々某流路29f的熱纟某與MH罐組件2的熱交換效率。 (9)對(duì)于相對(duì)的各一對(duì)凹部33，從通過(guò)一個(gè)凹部33的開口的假想平面到該凹部33的最底部的距離T2與通過(guò)另一個(gè)凹部33的開口的假想平面到該凹部33的最底部的距離T2之和比MH罐組件2的直徑Tl小。因此，在第1 ~第4保持器部件28 ~ 31彼此聯(lián)接固定的情況下，即使凹部33的尺寸精度低，各一對(duì)凹部33的整個(gè)凹面也能夠構(gòu)成為與MH罐組件2的周面接觸。 實(shí)施方式不限于上述內(nèi)容，例如也可以如下方式進(jìn)行具體化。
熱々某流路28f-31f也可形成為與MH罐組件2接觸。例如，也可通過(guò)在各凹部33上分別形成槽并使這些槽相互連通而構(gòu)成熱媒流路，從而構(gòu)成與MH罐組件2接觸的熱i某流路28f-31f。該情況下，由于熱媒與MH罐組件2的外廓部12直接接觸，所以與通過(guò) 1 ~第4保持器部件28 ~ 31進(jìn)行熱媒與MH粉末P的熱交換的情況相比，能夠高效率地進(jìn)行熱媒與MH粉末P的熱交換。另夕卜，在熱媒流路28f-31f構(gòu)成為與MH罐組件2接觸的情況下，在熱々某流路28f內(nèi)流通的熱媒基本上不通過(guò)第1保持器部件28而直接與MH罐組件2進(jìn)行熱交換，另夕卜，在熱媒流路31f內(nèi)流通的熱媒基本上不通過(guò)第4保持器部件31而直接與MH罐組件2進(jìn)行熱交換。因此，在熱:樣流i 各28f ~31f構(gòu)成為與MH罐組件2接觸的情況下，第l保持器部件28及第4保持器部件31可由纖維增強(qiáng)塑料或樹脂構(gòu)成。 作為熱媒流通的熱媒流路，可以設(shè)置使熱媒從第1 ~第4保持器部件28-31的第1側(cè)面28d 31d向第2側(cè)面28e-31e的方向流動(dòng)的熱媒流路和使熱^/人第1 ~第4保持器部件28 ~ 31的第2側(cè)面28e-31e向第1側(cè)面28d 31d的方向流動(dòng)的熱:樣流^各。該情況下，例如，第1保持器部件 28及笫3保持器部件30分別在第2側(cè)面28e、30e設(shè)置流入口，并在第l側(cè)面28d、 30d設(shè)置排出口，第2保持器部件29及第4保持器部件31在第1側(cè)面29d、 31d設(shè)置流入口 ，并在第2側(cè)面29e、 31e設(shè)置排出口。于是，設(shè)置在第1保持器部件28及第3保持器部件30上的熱媒流路28f、 30f構(gòu)成為使熱媒從第2側(cè)面28e、 30e向第1側(cè)面28d、 30d的方向流動(dòng)，設(shè)置在第2保持器部件29及第4保持器部件31上的熱J/某流路29f、 31f構(gòu)成為使熱媒/人第1側(cè)面29d、 31d向笫2側(cè)面29e、 31e的方向流動(dòng)。若以這種方式構(gòu)成，則靠近笫1側(cè)面28d 30d的MH罐組件2和靠近第2側(cè)面28e~31e的MH罐組件2能夠與熱媒非常均衡地進(jìn)行熱交換。 對(duì)于熱々某流路28f 31f的形狀，只要能夠在第1~第4保持器部件28-31夾持各MH罐組件2的狀態(tài)下確保笫1 ~第4保持器部件28-31具有不破損的強(qiáng)度，便可對(duì)其進(jìn)行更改。例如，可將與熱媒流路28f 31f的延伸方向正交的方向上的截面形狀設(shè)為橢圓形狀。另外，也可在扁平形狀的熱i某流路28f-31f內(nèi)設(shè)置肋材，以提高第1 ~第4保持器部件28 ~ 31的強(qiáng)度。
可更改第1罐保持器10及第2罐保持器11上設(shè)置的熱媒流路28f ~ 31f的數(shù)目。可省略設(shè)置在第1保持器部件28上的熱媒流路28f,僅設(shè)置熱纟某流路29f 31f，也可省略設(shè)置在第4保持器部件31上的熱i某流路31f，僅設(shè)置熱媒流路28f 30f。但是，該情況下，需要在鄰接的保持器部件彼此相互接觸的狀態(tài)下聯(lián)接固定笫1~第4保持器部件28-31,以便能夠借助于保持器部件進(jìn)行熱交換。另外，在僅設(shè)置一條熱媒流路的情況下，例如，如圖5所示，以將熱媒流路定位于MH罐組件2之間的方式僅在第2保持器部件29上設(shè)置熱媒流路39。而且，在鄰接的保持器部件彼此相互接觸的狀態(tài)下聯(lián)接固定笫1 ~笫4保持器部件28 ~ 31,位于笫3層的二個(gè)MH罐組件2只要構(gòu)成為能夠借助于第3保持器部件30與熱媒進(jìn)行熱交換即可。若以這種方式構(gòu)成，則與通過(guò)僅在第1保持器部件28上設(shè)置熱媒流路使熱媒流路僅位于罐保持器的一側(cè)的情況下相比，流過(guò)熱媒流路的熱媒能夠與多個(gè)MH罐組件2整體地進(jìn)行熱交換。其中，在圖5中，以截面圖顯示第1 ~第4保持器部件28 31,以正面圖顯示MH罐組件2?？蓪⒌?罐保持器10及第2罐保持器11設(shè)為一個(gè)整體而使其作為一體的罐保持器。該情況下，將罐保持器的寬度設(shè)計(jì)成能夠充分約束多個(gè)MH罐組件2。 可在MH罐組件2的排列方向上將罐保持器分割成多個(gè)罐保持器部件，而不在堆疊的多個(gè)MH罐組件2的層方向上分割罐保持器。 可使用用于約束豎;^丈狀態(tài)的MH罐組件的罐保持器，而不使用用于約束橫放狀態(tài)的MH罐組件2的罐保持器。關(guān)于構(gòu)成外廓部12的材料，只要是能夠滿足所要求的熱傳導(dǎo)性的金屬即可，可以不由鋁合金制成。例如，外廓部12可以由銅構(gòu)成，也可以由4失構(gòu)成。 對(duì)容納室22的形狀沒(méi)有特別的限定。例如，可通過(guò)將多個(gè)翅片制成格子狀而劃分容納室22。
15對(duì)于構(gòu)成翅片20的材料，只要是能夠滿足所要求的熱傳導(dǎo)性的
金屬即可，例如，可由銅構(gòu)成，也可由^^構(gòu)成。
在MH罐組件2的內(nèi)部，可省略設(shè)置在胴部13的底部側(cè)的端板24b,并將氬流通管18延長(zhǎng)到其端面與胴部13的底部抵接，將MH粉末P充填到胴部13的底部。若以這種方式構(gòu)成，則能夠增加可充填到MH罐組件2中的氫的量。本發(fā)明不限于將氫氣儲(chǔ)存裝置1使用于燃料電池搭載電動(dòng)汽車上的情況，也可適用于氫發(fā)動(dòng)機(jī)的氫源或熱泵等。
在MH罐組件的制作方法中，可采用焊接以外的方法制作外廓部。例如，可通過(guò)對(duì)金屬制的管道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加工等塑性加工，制作兩端為圓頂形狀的外廓部。
權(quán)利要求
1.一種氫氣儲(chǔ)存裝置，具備具有容納氫吸留合金的中空狀的金屬制外廓部和可與所述外廓部及所述氫吸留合金兩者進(jìn)行熱傳導(dǎo)的熱傳導(dǎo)構(gòu)件的多個(gè)罐組件，以通過(guò)聯(lián)接構(gòu)件將分割的多個(gè)保持器部件彼此聯(lián)接固定而構(gòu)成的至少一個(gè)罐保持器，以及設(shè)置在所述多個(gè)保持器部件中的至少一個(gè)上的、熱媒流通的熱媒流路，所述多個(gè)保持器部件具有與所述罐組件的側(cè)部形狀對(duì)應(yīng)的凹部，所述凹部逐個(gè)保持所述多個(gè)罐組件，在流通于所述熱媒流路的熱媒與所述罐組件之間進(jìn)行熱交換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣儲(chǔ)存裝置，其特征在于，熱媒流路形成為流過(guò)所述熱^ 某流路的熱4某與所述罐組件不接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫氣儲(chǔ)存裝置，其特征在于，所述熱^某流路設(shè)置在所述罐組件之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的氫氣儲(chǔ)存裝置，其特征在于，所述罐保持器為多個(gè)罐保持器的中的一個(gè)，所述多個(gè)罐保持器至少包含約束所述罐組件的第1端部的第l罐保持器和約束所述罐組件的第2端部的第2罐保持器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣儲(chǔ)存裝置，其特征在于，熱媒流路形成為流過(guò)所述熱i某流路的熱i某與所述罐組件接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氫氣儲(chǔ)存裝置，其特征在于，在鄰接的保持器部件彼此聯(lián)接,固定的狀態(tài)下，所述鄰接的保持器部件的凹部彼此相對(duì)，且所述相對(duì)的一對(duì)凹部保持一個(gè)罐組件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的氫氣儲(chǔ)存裝置，其特征在于，所述氫氣儲(chǔ)存裝置用于燃料電池搭載電動(dòng)汽車。
全文摘要
MH罐組件(2)具備中空狀的金屬制外廓部(12)，外廓部(12)具有由多個(gè)翅片(20)劃分而成的多個(gè)MH粉末容納室(22)。多個(gè)MH罐組件(2)由第1罐保持器(10)及第2罐保持器(11)約束。各罐保持器(10，11)以通過(guò)螺栓(32)將分割的第1～第4保持器部件(28～31)彼此聯(lián)接固定而構(gòu)成。第1～第4保持器部件(28～31)分別具有熱媒流通的熱媒流路(28f～31f)，并具有與MH罐組件(2)的側(cè)部形狀對(duì)應(yīng)的凹部(33)。通過(guò)這些凹部(33)逐個(gè)保持多個(gè)MH罐組件(2)。
文檔編號(hào)F17C13/08GK101675287SQ200880014109
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者久保秀人, 廣瀨雄彥, 森大五郎, 秡川德彥, 藤田勝義 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī);豐田自動(dòng)車株式會(huì)社