JP4817017B2 - Airtight test method and apparatus for high pressure tank - Google Patents
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Description
本発明は、高圧タンクの気密試験方法および気密試験用装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、高圧タンクの気密性を試験する際の技術の改良に関する。 The present invention relates to an airtight test method for a high-pressure tank and an airtight test apparatus. More specifically, the present invention relates to an improved technique for testing the tightness of high pressure tanks.
高圧タンク(例えば燃料電池に供給する水素ガスを充填した高圧水素タンクなど)の気密試験を実施する際、Heガスを充填して使用圧力(例えば70MPa)まで内圧を高めることが行われている(例えば特許文献1参照)。ただし、Heガス等をタンクに充填する際に断熱圧縮の影響で当該高圧タンクが例えば100℃前後の高温になるので、常温付近まで温度が下がるのをまって気密試験を開始することが一般的である。
しかしながら、例えば上述した高圧水素タンクであれば樹脂ライナやCFRPで構成されているものが多く、放熱量が少なく冷めにくい構造になっているため、いったん高温になった高圧タンクが冷えるまでの冷却時間として例えば1時間程度を要しているのが現状であり、冷却時間ひいては気密試験の工程時間を短縮したいという要請がある。その一方で、燃料電池車の航続距離を延ばすために高圧水素タンクの使用圧力は年々高くなる傾向にあるが、使用圧力が高いほど上記の温度上昇が大きくなり、加えてCFRPの板厚増によって放熱量がさらに少なくなっているという事情もあり、冷却時間の短縮が厳しくなっている面もある。 However, for example, the above-described high-pressure hydrogen tank is often composed of a resin liner or CFRP, and has a structure in which the amount of heat radiation is small and is difficult to cool down. For example, the current situation requires about one hour, and there is a demand for shortening the cooling time and thus the process time of the hermetic test. On the other hand, the working pressure of the high-pressure hydrogen tank tends to increase year by year in order to extend the cruising range of the fuel cell vehicle. However, the higher the working pressure, the larger the temperature rise, and in addition, the CFRP plate thickness increases. There is also a situation that the amount of heat radiation is further reduced, and there is also an aspect that shortening of the cooling time is severe.
そこで、本発明は、タンク冷却時間を短縮し、ひいては試験工程時間を短縮することが可能な高圧タンクの気密試験方法および気密試験用装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an airtight test method and an airtight test apparatus for a high-pressure tank capable of shortening the tank cooling time and thus shortening the test process time.
上述したように、気密試験を開始するにあたっては高温になった高圧タンクが冷えるまで待っているというのが現状である。このような現状に関し、高圧タンクの温度上昇を抑えることに着目した本発明者は、かかる観点からさらに検討を重ねた結果、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。 As described above, at the start of the hermetic test, the current situation is that the high-pressure tank that has become hot is waiting to cool. As a result of further studies from such a viewpoint, the present inventor who has focused on suppressing the temperature increase of the high-pressure tank has obtained new knowledge that leads to the solution of such problems.
本発明はかかる知見に基づくもので、高圧タンクの気密性を試験するための方法において、供試用の高圧タンクを複数用意し、これら複数の供試用高圧タンクのうち試験が終了した高圧タンク内の高圧ガスを、当該時点後に試験を受ける試験待機高圧タンクに送り込み、試験終了高圧タンクと試験待機高圧タンクの圧力が均衡した後、ガス蓄圧器から試験待機高圧タンクに対して所定圧力となるまでガスを供給し、当該ガスが供給された試験待機高圧タンクに対して気密試験を実施することを特徴としている。 The present invention is based on such knowledge. In the method for testing the airtightness of a high-pressure tank, a plurality of high-pressure tanks for test are prepared, and the test is completed among the plurality of high-pressure tanks for test. The high pressure gas is sent to the test standby high pressure tank to be tested after that point in time, and after the test is completed and the pressure of the test standby high pressure tank is balanced, the gas is accumulated from the gas accumulator to the test standby high pressure tank until a predetermined pressure is reached. And an airtight test is performed on the test standby high-pressure tank to which the gas is supplied.
試験終了高圧タンクからの排出ガスは、当該高圧タンクから排出される際に断熱膨張して温度が低下する。この気密試験方法においてはこのように温度が低下したガスを試験待機高圧タンクに送り込むこととしているから、当該試験待機高圧タンクの温度上昇を抑えることが可能である。これによれば、外部から冷熱を投入することなく高圧タンク(試験待機高圧タンク)の温度上昇を抑えることが可能であり、当該高圧タンクが常温となるまでの冷却時間を短縮することができる。したがって、気密試験に要する工程時間を短縮することができる。 When the exhaust gas from the high-pressure tank at the end of the test is exhausted from the high-pressure tank, the temperature is lowered due to adiabatic expansion. In this airtight test method, the gas whose temperature has been lowered is sent to the test standby high-pressure tank, so that the temperature increase of the test standby high-pressure tank can be suppressed. According to this, it is possible to suppress the temperature rise of the high-pressure tank (test standby high-pressure tank) without supplying cold from outside, and the cooling time until the high-pressure tank reaches room temperature can be shortened. Therefore, the process time required for the airtight test can be shortened.
また、本発明においては、試験終了高圧タンク内における残りのガスを回収器により回収し、当該試験終了高圧タンクを次の試験対象たる供試用高圧タンクと入れ替えることとしている。こうした場合、入れ替え後の供試用高圧タンクが次なる試験待機高圧タンクとなり、試験終了高圧タンク(それまで試験待機高圧タンクだったもの)の排出ガスを今度はこの次なる試験待機高圧タンクに送り込むことができる。このような試験方法によれば、高圧タンクを片方ずつ順次入れ替えるという手順を繰り返すことにより、工程時間を短縮して気密試験をより効率的に実施することが可能である。 In the present invention, the remaining gas in the high-pressure tank at the end of the test is recovered by a recovery device, and the high-pressure tank at the end of the test is replaced with a high-pressure tank for test that is the next test target. In such a case, the high-pressure tank for the test after the replacement becomes the next high-pressure tank for the test standby, and the exhaust gas from the high-pressure tank for which the test has been completed (the previous high-pressure tank for the test) is sent to the next high-pressure tank for the next test standby. Can do. According to such a test method, by repeating the procedure of sequentially replacing the high-pressure tank one by one, it is possible to shorten the process time and perform the airtight test more efficiently.
また、本発明は、高圧タンクの気密性を試験するための方法において、供試用の高圧タンクを複数用意しておき、これら複数の供試用高圧タンクのうち試験が終了した高圧タンクから排出されるガスと、当該時点後に試験を受ける試験待機高圧タンクにガス蓄圧器から供給される加圧ガスとの間で熱交換を行い、所定圧力となるまで当該ガスが供給された試験待機高圧タンクに対して気密試験を実施することを特徴としている。 Further, the present invention provides a method for testing the hermeticity of a high-pressure tank. A plurality of high-pressure tanks for testing are prepared, and the plurality of high-pressure tanks for testing are discharged from the high-pressure tank for which testing has been completed. Heat exchange is performed between the gas and the pressurized gas supplied from the gas accumulator to the test standby high-pressure tank to be tested after that time, and the test standby high-pressure tank to which the gas is supplied until a predetermined pressure is reached. It is characterized by conducting an airtight test.
この場合、試験終了高圧タンクからの排出ガスは試験待機高圧タンクに送り込まれるのではなく、当該試験待機高圧タンクに供給される加圧ガスとの熱交換に利用される。上述のように、試験終了高圧タンクから排出されるガスは排出の際の断熱膨張によって温度が低下しているから、熱交換時に加圧ガスの熱を吸収し、試験待機高圧タンクの温度上昇を抑える。これによれば、外部から冷熱を投入することなく高圧タンク(試験待機高圧タンク)の温度上昇を抑えることが可能であり、当該高圧タンクが常温となるまでの冷却時間を短縮することができる。 In this case, the exhaust gas from the test high-pressure tank is not sent to the test standby high-pressure tank but is used for heat exchange with the pressurized gas supplied to the test standby high-pressure tank. As described above, the temperature of the gas discharged from the high-pressure tank at the end of the test has decreased due to adiabatic expansion at the time of discharge, so the heat of the pressurized gas is absorbed during heat exchange, and the temperature of the high-pressure tank waiting for the test is increased. suppress. According to this, it is possible to suppress the temperature rise of the high-pressure tank (test standby high-pressure tank) without supplying cold from outside, and the cooling time until the high-pressure tank reaches room temperature can be shortened.
また、本発明は、高圧タンクの気密性を試験するための装置において、供試用高圧タンクが設置される第1の試験バッチと、別の供試用高圧タンクが設置される第2の試験バッチと、第1の試験バッチの供試用高圧タンクと第2の試験バッチの供試用高圧タンクとを接続する高圧タンク接続用配管と、該接続用配管に設置されたバルブと、第1の試験バッチまたは第2の試験バッチの試験待機高圧タンクに所定圧力となるまでガスを供給するガス蓄圧器と、を備えるものである。 The present invention also relates to an apparatus for testing the airtightness of a high-pressure tank, a first test batch in which a high-pressure tank for test is installed, and a second test batch in which another high-pressure tank for test is installed. , A high-pressure tank connection pipe for connecting the test high-pressure tank of the first test batch and the test high-pressure tank of the second test batch, a valve installed in the connection pipe, the first test batch or A gas pressure accumulator that supplies gas to the test standby high-pressure tank of the second test batch until a predetermined pressure is reached.
一方の試験バッチにおける試験終了高圧タンクからの排出ガスは、当該高圧タンクから排出される際に断熱膨張して温度が低下する。この気密試験用装置においては、このように温度が低下したガスを高圧タンク接続用配管を介して他方の試験バッチにおける試験待機高圧タンクに送り込むことにより、当該試験待機高圧タンクの温度上昇を抑えるようにしている。これによれば、外部から冷熱を投入することなく高圧タンク(試験待機高圧タンク)の温度上昇を抑えることが可能であり、当該高圧タンクが常温となるまでの冷却時間を短縮することができる。 The exhaust gas from the test-finished high-pressure tank in one test batch undergoes adiabatic expansion when the gas is discharged from the high-pressure tank, and the temperature decreases. In this airtight test apparatus, the temperature drop of the test standby high-pressure tank is suppressed by sending the gas thus lowered in temperature to the test standby high-pressure tank in the other test batch via the high-pressure tank connection pipe. I have to. According to this, it is possible to suppress the temperature rise of the high-pressure tank (test standby high-pressure tank) without supplying cold from outside, and the cooling time until the high-pressure tank reaches room temperature can be shortened.
さらに、本発明は、高圧タンクの気密性を試験するための装置において、供試用高圧タンクが設置される第1の試験バッチと、別の供試用高圧タンクが設置される第2の試験バッチと、第1の試験バッチまたは第2の試験バッチの試験待機高圧タンクに所定圧力となるまでガスを供給するガス蓄圧器と、該ガス蓄圧器と第1の試験バッチまたは第2の試験バッチの供試用高圧タンクとを接続するガス供給用配管と、第2の試験バッチまたは第1の試験バッチの試験終了高圧タンクのガスを排出するためのガス排出用配管と、該ガス排出用配管を流れる排出ガスとガス供給用配管を流れる供給ガスとの間で熱交換させる熱交換器と、を備えるものである。 Furthermore, the present invention provides an apparatus for testing the airtightness of a high-pressure tank, a first test batch in which a high-pressure tank for test is installed, and a second test batch in which another high-pressure tank for test is installed. A gas pressure accumulator for supplying gas to the test standby high-pressure tank of the first test batch or the second test batch until a predetermined pressure is reached, and supply of the gas pressure accumulator and the first test batch or the second test batch A gas supply pipe connecting the trial high-pressure tank, a test end of the second test batch or the first test batch, a gas discharge pipe for discharging the gas from the high-pressure tank, and a discharge flowing through the gas discharge pipe A heat exchanger for exchanging heat between the gas and the supply gas flowing through the gas supply pipe.
この気密試験用装置においては、試験終了高圧タンクからの排出ガスを試験待機高圧タンクに送り込むのではなく、当該試験待機高圧タンクに供給される加圧ガスとの熱交換のために利用する。上述のように、試験終了高圧タンクから排出されるガスは排出の際の断熱膨張によって温度が低下しているから、熱交換時に加圧ガスの熱を吸収して試験待機高圧タンクの温度上昇を抑える。これによれば、外部から冷熱を投入することなく高圧タンク(試験待機高圧タンク)の温度上昇を抑えることが可能であり、当該高圧タンクが常温となるまでの冷却時間を短縮することができる。 In this airtight test apparatus, the exhaust gas from the test-finished high-pressure tank is not sent to the test standby high-pressure tank but is used for heat exchange with the pressurized gas supplied to the test standby high-pressure tank. As described above, the temperature of the gas discharged from the high-pressure tank at the end of the test is lowered due to adiabatic expansion during discharge, so the heat of the pressurized gas is absorbed during heat exchange to increase the temperature of the high-pressure tank waiting for the test. suppress. According to this, it is possible to suppress the temperature rise of the high-pressure tank (test standby high-pressure tank) without supplying cold from outside, and the cooling time until the high-pressure tank reaches room temperature can be shortened.
本発明によれば、タンク冷却時間を短縮し、ひいては試験工程時間を短縮することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to shorten the tank cooling time and hence the test process time.
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.
図1〜図8に本発明の実施形態を示す。本発明にかかる気密試験用装置1は高圧タンク2の気密性を試験するための装置であり、例えば燃料電池用の高圧水素タンクの気密性を試験する装置として好適なものである。また、本発明にかかる気密試験用装置1は、試験対象たる供試用高圧タンク2の温度上昇を抑えてタンク冷却時間の短縮を図り、試験工程時間を短縮することを可能としている。
1 to 8 show an embodiment of the present invention. The
<第1の実施形態>
本実施形態における気密試験用装置1は、供試用高圧タンク2が設置される第1の試験バッチ11と、別の供試用高圧タンク2が設置される第2の試験バッチ12と、高圧タンク接続用配管3と、接続用配管開閉バルブ8と、ガス蓄圧器6とを備えた装置として構成されている(図1参照)。
<First Embodiment>
The
試験バッチは少なくとも1本の高圧タンク2を設置可能なひとまとまりの処理群ないしは設置スペースのことであり、例えば本実施形態は第1の試験バッチ11および第2の試験バッチ12の2つを設けている(図1参照)。なお、図1では高圧タンク2が3本ずつ接続可能な試験バッチ11,12を示しているがこれは一例に過ぎず、それぞれの試験バッチ11,12に接続されうる高圧タンク2の数は適宜変更することが可能である。
The test batch refers to a group of processing groups or installation spaces in which at least one high-
高圧タンク接続用配管3は、上述した第1の第1の試験バッチ11の供試用高圧タンク2と第2の試験バッチ12の供試用高圧タンク2とを接続するための配管である(図1参照)。本実施形態の気密試験用装置1においては、この高圧タンク接続用配管3を利用することにより、試験が終了した高圧タンク2中の高圧ガスを当該時点後に試験される高圧タンク(試験待機中の高圧タンク)2へと直接送り込むことが可能となっている。
The high-pressure
この高圧タンク接続用配管3上には接続用配管開閉バルブ8が設置されている(図1参照)。この接続用配管開閉バルブ8は高圧タンク接続用配管8を開閉するためのもので、例えばこの接続用配管開閉バルブ8を開けた状態としておけば、高圧タンク接続用配管3の一端に接続されている高圧タンク2の内圧と、当該時点後に試験される高圧タンク(試験待機中の高圧タンク)2の内圧とが等しくなるまでガスを流通させることができる。
On this high pressure
ガス蓄圧器6は、第1の試験バッチ11または第2の試験バッチ12における当該時点後に試験される高圧タンク(試験待機中の高圧タンク)2に対し所定圧力となるまでガスを供給するためのガス供給源である。なお、本実施形態においてはこのようなガス蓄圧器6として並列に配置された3本の高圧ガスボンベを例示しているが(図1参照)これは一例に過ぎず、その本数や形態が特に限定されることはない。
The
ガス供給用配管4は、このガス蓄圧器6と各試験バッチ11,12の高圧タンク2とを接続するための配管である(図1参照)。このガス配給用配管4上には、当該配管を開閉するための供給用配管開閉バルブ9が設置されている。
The gas supply pipe 4 is a pipe for connecting the
ガス排出用配管5は、気密試験が終了した供試高圧タンク(試験終了高圧タンク)2のガスを排出するための配管である(図1参照)。このガス排出用配管5上には、当該配管を開閉するための排出用配管開閉バルブ10が設置されている。
The
回収塔13は、試験終了高圧タンク2から排出されたガスの少なくとも一部を回収するための回収器である。この回収塔13には上述したガス排出用配管5の一端が接続されている(図1参照)。
The
コンプレッサ14は、気密試験用のガスを蓄圧器6に充填する装置である。例えば本実施形態では、このコンプレッサ14を回収塔13と蓄圧器6との間に設置し、回収したガスを再び蓄圧器6へと送り込むことのできる構成としている(図1参照)。
The
以上のような本実施形態の気密試験用装置1を用いた気密試験について以下に説明する。
An airtight test using the
まず、第1の試験バッチ11と第2の試験バッチ12にはそれぞれ供試用高圧タンク2が例えば本実施形態の場合には3本ずつ配置されている(図1参照)。ただし、一方の試験バッチ(例えば第1の試験バッチ11)における高圧タンク2は気密試験が終了したものであり、他方の試験バッチ(第2の試験バッチ12)における高圧タンク2は当該時点後に気密試験を受けるべく待機しているものである。なお、以下、気密試験が終了した高圧タンク2側の試験バッチを「試験終了バッチ」、試験待機中の高圧タンク2側の試験バッチを「試験待機バッチ」ともいう。現時点での試験終了バッチは第1の試験バッチ11であり、試験待機バッチは第2の試験バッチ12である。
First, for each of the
ここで、供給用配管開閉バルブ9および排出用配管開閉バルブ10は閉じた状態のままで接続用配管開閉バルブ8を開ける(図1参照)。こうすることにより、試験終了バッチ11の高圧タンク2から試験待機バッチ12の高圧タンク2へと、試験終了後の高圧ガスが高圧タンク接続用配管3を通じて直接的に送り込まれる(図1参照)。しかも、このとき、試験終了バッチ11の高圧タンク(試験終了高圧タンク)2から排出されるガスは、当該高圧タンク2から排出される際に断熱膨張して温度が低下する。本実施形態では、このように温度が低下した冷たいガスを試験待機バッチ12の高圧タンク(試験待機高圧タンク)2に直接的に送り込むから、気密試験用装置1の外部から冷熱を投入しなくても当該試験待機高圧タンク2の温度上昇を抑えることができる。これによれば、当該高圧タンク2が常温となるまでの冷却時間を短縮することができるから気密試験に要する工程時間を短縮することが可能となる。
Here, the connection pipe on / off
このように試験終了高圧タンク2の排ガスを試験待機高圧タンク2に送り込み、両高圧タンク2の圧力が均衡したら接続用配管開閉バルブ8を閉じる。ちなみに、ここで各装置における圧力値を一例として示せば、蓄圧器6の内圧が90MPa、試験終了高圧タンク2のガス圧変化が70→35MPa、試験待機高圧タンク2のガス圧変化が0→35MPaである。さらに、回収塔13における圧力は例えば0.8MPa程度である。
In this way, the exhaust gas from the
なお、本実施形態では、圧力が均衡した後の試験終了タンク2内における残りのガスを回収塔13により回収することとしている。この場合、排出用配管開閉バルブ10を開け、ガス排出用配管5を通じて残りのガスを回収する(図1参照)。
In the present embodiment, the remaining gas in the
また、供給用配管開閉バルブ9を開け、ガス供給用配管4を通じてガス蓄圧器6から試験待機高圧タンク2へとガスを供給する(図1参照)。試験待機高圧タンク2の内圧が所定値に達したらガス供給を止め、当該試験待機高圧タンク2に対する気密試験の実施に移行する。以上の一連の手順によれば、試験待機高圧タンク2が常温となるまでの冷却時間を短縮して気密試験に移行することが可能である。
Further, the supply pipe opening / closing valve 9 is opened, and gas is supplied from the
さらに、本実施形態では、(試験終了バッチ11の)試験終了高圧タンク2内における残りのガスを回収塔13により回収した後、当該試験終了高圧タンク2が常圧程度にまで下がったら次の試験対象たる他の供試用高圧タンク2と入れ替えることとしている。こうした場合、入れ替え後の供試用高圧タンク2が次なる試験待機高圧タンク2となり、試験終了高圧タンク2(それまで試験待機していた試験待機バッチ12の高圧タンク2)の排出ガスを今度はこの次なる試験待機高圧タンク2に送り込むことができる。このように、高圧タンク2を片方ずつ順次入れ替えるという手順を繰り返すこととすれば、各工程において冷却時間を短縮することができるから合計の工程時間を大きく短縮して気密試験をより効率的に実施することが可能である。この手順においては、2つのバッチ11,12の間において試験終了バッチと試験待機バッチとが交互に入れ替わることになる。
Further, in the present embodiment, after the remaining gas in the test end high-pressure tank 2 (of the test end batch 11) is recovered by the
ここまで説明したように、本実施形態の気密試験用装置1は、気密試験の2バッチ化(複数バッチ化)により試験終了タンク2のガス排出と試験待機タンク2への冷たいガス供給とを同時に行いうる構成としている。これによれば、高圧タンク2の温度上昇を抑えることが可能であり、常温となるまでの冷却時間を短縮できるからそのぶん試験工程時間を短縮することができる(図2参照)。
As described so far, the
<第2の実施形態>
続いて本発明の第2の実施形態を説明する(図3参照)。本実施形態における気密試験用装置1は、供試用高圧タンク(試験終了タンク)2が設置される第1の試験バッチ(試験終了バッチ)11と、別の供試用高圧タンク(試験待機タンク)2が設置される第2の試験バッチ(試験待機バッチ)12と、ガス供給用配管4と、ガス排出用配管5と、ガス蓄圧器6と、熱交換器7とを備えた装置として構成されている。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described (see FIG. 3). The
ガス供給用配管4は、ガス蓄圧器6と第1の試験バッチ11または第2の試験バッチ12の供試用高圧タンク2とを接続している配管である。また、ガス排出用配管5は、第2の試験バッチ12または第1の試験バッチ11の試験終了高圧タンク2のガスを排出するための配管であり、回収塔13に接続されている(図3参照)。
The gas supply pipe 4 is a pipe connecting the
熱交換器7は、ガス排出用配管5を流れる排出ガスとガス供給用配管4を流れる供給ガスとの間で熱交換させるための熱交換装置である。本実施形態の熱交換器7は、ガス供給用配管4およびガス排出用配管5が当該熱交換器7を通過するように配置されている(図3参照)。
The
ガス供給用配管4とガス排出用配管5とを接続している配管上には接続用配管開閉バルブ8’が設置されている。また、ガス配給用配管4上には当該配管を開閉するための供給用配管開閉バルブ9が設置されている。さらに、ガス排出用配管5上には当該配管を開閉するための排出用配管開閉バルブ10が設置されている(図3参照)。
On the pipe connecting the gas supply pipe 4 and the
以上のような構成の気密試験用装置1を用いた気密試験について以下に説明する。
An airtight test using the
第1の試験バッチ11と第2の試験バッチ12にはそれぞれ供試用高圧タンク2が例えば3本ずつ配置されているのは上述した実施形態と同様である(図3参照)。この場合、一方の試験バッチ(第1の試験バッチ11)における高圧タンク2は気密試験が終了したものであり、他方の試験バッチ(第2の試験バッチ12)における高圧タンク2は当該時点後に気密試験を受けるべく待機しているものである。
In the
ここで、接続用配管開閉バルブ8’を閉じたまま供給用配管開閉バルブ9を開け、蓄圧器6から試験待機タンク2へとガスを供給する。また、同時に排出用配管開閉バルブ10を開き、試験終了高圧タンク2内のガスを排出する(図3参照)。この際、ガスは断熱膨張して温度が低下する。ここで、熱交換器7を備える本実施形態の気密試験用装置1においては、このように温度が低下する排出ガスと試験待機タンク2に供給されて温度が上昇する供給ガスとの間で熱交換させ、供給途中で供給ガスの温度を低下させることとしている。このため、気密試験用装置1の外部から冷熱を投入しなくても試験待機高圧タンク2の温度上昇を抑えることができるから、当該高圧タンク2が常温となるまでの冷却時間を短縮して気密試験に要する工程時間を短縮することが可能である。
Here, the supply pipe on / off valve 9 is opened with the connection pipe on / off
なお、試験待機高圧タンク2に対する気密試験を終えた段階(あるいはその前の段階)で、(試験終了バッチ11の)試験終了高圧タンク2を次の試験対象たる他の供試用高圧タンク2と入れ替えることとしてもよい。こうした場合、入れ替え後の供試用高圧タンク2が次なる試験待機高圧タンク2となり、該高圧タンク2に供給されるガスと、試験終了高圧タンク2(それまで試験待機していた試験待機バッチ12の高圧タンク2)の排出ガスとの間で熱交換を実施することが可能である。このように、高圧タンク2を片方ずつ順次入れ替えるという手順を繰り返すこととすれば、各工程において冷却時間を短縮することができるから合計の工程時間を大きく短縮して気密試験をより効率的に実施することが可能である。この手順においては、2つのバッチ11,12の間において試験終了バッチと試験待機バッチとが交互に入れ替わることになる。
At the stage where the airtight test for the test standby high-
ここまで説明したように、本実施形態の気密試験用装置1は、気密試験の2バッチ化(複数バッチ化)を構築し、試験終了タンク2の排出ガスと試験待機タンク2への供給ガスとの間で熱交換がされうる構成としている。これによれば、高圧タンク2の温度上昇を抑えることが可能であり、常温となるまでの冷却時間を短縮できるから試験工程時間を短縮することが可能となる(図4参照)。
As described so far, the
<第3の実施形態>
上述した第1の実施形態の試験工程と第2の実施形態の試験工程を組み合わせて実施することもできる。以下、本発明の第3の実施形態として説明する(図5〜図8参照)。なお、図5〜図7では各装置における圧力値の一例も併せて記しておく。
<Third Embodiment>
The test process of the first embodiment described above and the test process of the second embodiment can also be implemented in combination. Hereinafter, it demonstrates as the 3rd Embodiment of this invention (refer FIGS. 5-8). In addition, in FIGS. 5-7, an example of the pressure value in each apparatus is also described collectively.
本実施形態における気密試験用装置1は、第2の実施形態における装置と同様、供試用高圧タンク(試験終了タンク)2が設置される第1の試験バッチ(試験終了バッチ)11と、別の供試用高圧タンク(試験待機タンク)2が設置される第2の試験バッチ(試験待機バッチ)12と、ガス供給用配管4と、ガス排出用配管5と、ガス蓄圧器6と、熱交換器7とを備えている(図5等参照)。
The
この気密試験工程においては、まず、接続用配管開閉バルブ8、供給用配管開閉バルブ9、排出用配管開閉バルブ10のいずれとも閉じた状態としておく(図5参照)。この時点での各装置における圧力値(一例)は、蓄圧器6が90MPa、試験終了高圧タンク2が70MPa、試験待機高圧タンク2が0MPa、回収塔13が0.8MPaである。
In this airtightness test step, first, all of the connection pipe on / off
次に、供給用配管開閉バルブ9および排出用配管開閉バルブ10は閉じた状態のままで接続用配管開閉バルブ8を開ける(図6参照)。こうすることにより、試験終了バッチ11の高圧タンク2から試験待機バッチ12の高圧タンク2へと試験終了後の高圧ガスが直接的に送り込まれる(図6中の太線参照)。このとき、試験終了高圧タンク2から排出されるガスは断熱膨張して温度が低下するから、気密試験用装置1の外部から冷熱を投入しなくても当該試験待機高圧タンク2の温度上昇を抑えることができる。この工程は、試験終了高圧タンク2と試験待機高圧タンク2の圧力が例えば35MPaで均衡するまで実施する(図6参照)。
Next, the connection pipe on / off
両高圧タンク2の圧力が均衡したら、接続用配管開閉バルブ8を閉じ、供給用配管開閉バルブ9および排出用配管開閉バルブ10を開ける(図7参照)。こうした場合、試験終了高圧タンク2内のガスはガス排出用配管5を介して回収塔13へと排出される。また、蓄圧器6からはガス供給用配管4を介して試験待機高圧タンク2へとガスが供給される。この際、断熱膨張により温度が低下する排出ガスと試験待機タンク2に供給されて温度が上昇する供給ガスとの間で熱交換器7により熱交換させ、供給途中で供給ガスの温度を低下させる(図7参照)。したがって、試験待機高圧タンク2の温度上昇を抑えることができる。
When the pressures of the two high-
上述した手順によれば、排出ガスを試験待機高圧タンク2へと直接送り込む工程、および試験終了高圧タンク2の残りのガスとの間で熱交換させる工程の両方において試験待機高圧タンク2の温度上昇を抑えることができる。このようにいわば2段階にて試験待機高圧タンク2の温度上昇を抑える本実施形態の場合には、上述した実施形態よりもさらに冷却時間を短縮して気密試験に要する工程時間を短縮することが可能となる(図8中の太線のグラフ参照)。
According to the above-described procedure, the temperature of the test standby high-
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるが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において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では気密試験の2バッチ化を図った気密試験用装置1について説明したが、バッチ数をこれよりも多くすることももちろん可能である。要は、従来にはなかった複数バッチ化を実現して高圧タンクの温度上昇を抑えることができれば冷却ひいては試験工程に要する時間を短縮することが可能である。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the
また、上述した実施形態では原則として必要最小限の配管構造を示すにとどまったが、例えば上述したように試験終了バッチと試験待機バッチとが交互に入れ替わる手順にて気密試験を実施する場合、必要となるその他の配管は適宜構成すればよい。 In the above-described embodiment, the minimum required piping structure is shown in principle. However, for example, as described above, it is necessary when the airtight test is performed by the procedure in which the test end batch and the test standby batch are alternately switched. What is necessary is just to comprise suitably other piping used.
また、上述した気密試験は、例えば燃料電池用の高圧水素タンクを試験対象とする場合であればHeガスを用いて実施することができるが、このHeガスは一例にすぎずその他のガスを用いることも可能である。さらに、ここで例示した高圧水素タンクは試験対象たる高圧タンク2の一例にすぎず、その他の高圧タンクについても当然に試験を実施することが可能である。
In addition, the above-described airtight test can be performed using He gas, for example, when a high-pressure hydrogen tank for a fuel cell is used as a test target. However, this He gas is only an example, and other gases are used. It is also possible. Furthermore, the high-pressure hydrogen tank illustrated here is only an example of the high-
1…高圧タンクの気密試験用装置、2…高圧タンク、3…高圧タンク接続用配管、4…ガス供給用配管、5…ガス排出用配管、6…ガス蓄圧器、7…熱交換器、8…接続用配管開閉バルブ(接続用配管に設置されたバルブ)、11…試験終了バッチ(第1の試験バッチ)、12…試験待機バッチ(第2の試験バッチ)、13…回収塔(回収器)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
供試用の高圧タンクを複数用意し、
これら複数の供試用高圧タンクのうち試験が終了した高圧タンク内の高圧ガスを、当該時点後に試験を受ける試験待機高圧タンクに送り込み、
前記試験終了高圧タンクと前記試験待機高圧タンクの圧力が均衡した後、
ガス蓄圧器から前記試験待機高圧タンクに対して所定圧力となるまでガスを供給し、
当該ガスが供給された前記試験待機高圧タンクに対して気密試験を実施する
ことを特徴とする高圧タンクの気密試験方法。 In a method for testing the tightness of a high pressure tank,
Prepare several high-pressure tanks for testing,
Of these multiple high-pressure tanks for testing, the high-pressure gas in the high-pressure tank that has been tested is sent to the test standby high-pressure tank to be tested after that time,
After the pressure of the test high pressure tank and the test standby high pressure tank are balanced,
Gas is supplied from the gas accumulator to the test standby high-pressure tank until a predetermined pressure is reached,
An airtight test is performed on the test standby high-pressure tank supplied with the gas.
供試用の高圧タンクを複数用意しておき、
これら複数の供試用高圧タンクのうち試験が終了した高圧タンクから排出されるガスと、当該時点後に試験を受ける試験待機高圧タンクにガス蓄圧器から供給される加圧ガスとの間で熱交換を行い、
所定圧力となるまで当該ガスが供給された前記試験待機高圧タンクに対して気密試験を実施する
ことを特徴とする高圧タンクの気密試験方法。 In a method for testing the tightness of a high pressure tank,
Prepare several high-pressure tanks for testing,
Heat exchange is performed between the gas discharged from the high-pressure tank for which the test has been completed and the pressurized gas supplied from the gas accumulator to the test standby high-pressure tank to be tested after that time. Done
An airtight test method for a high-pressure tank, comprising performing an airtight test on the test standby high-pressure tank supplied with the gas until a predetermined pressure is reached.
供試用高圧タンクが設置される第1の試験バッチと、
別の供試用高圧タンクが設置される第2の試験バッチと、
前記第1の試験バッチの供試用高圧タンクと前記第2の試験バッチの供試用高圧タンクとを接続する高圧タンク接続用配管と、
該接続用配管に設置されたバルブと、
前記第1の試験バッチまたは第2の試験バッチの試験待機高圧タンクに所定圧力となるまでガスを供給するガス蓄圧器と、
を備えることを特徴とする高圧タンクの気密試験用装置。 In an apparatus for testing the tightness of a high-pressure tank,
A first test batch in which a high-pressure tank for testing is installed;
A second test batch in which a separate high-pressure tank for testing is installed;
A high-pressure tank connection pipe connecting the test high-pressure tank of the first test batch and the test high-pressure tank of the second test batch;
A valve installed in the connecting pipe;
A gas pressure accumulator for supplying gas to the test standby high-pressure tank of the first test batch or the second test batch until a predetermined pressure is reached;
A device for airtight testing of a high-pressure tank, comprising:
供試用高圧タンクが設置される第1の試験バッチと、
別の供試用高圧タンクが設置される第2の試験バッチと、
前記第1の試験バッチまたは第2の試験バッチの試験待機高圧タンクに所定圧力となるまでガスを供給するガス蓄圧器と、
該ガス蓄圧器と前記第1の試験バッチまたは第2の試験バッチの供試用高圧タンクとを接続するガス供給用配管と、
前記第2の試験バッチまたは第1の試験バッチの試験終了高圧タンクのガスを排出するためのガス排出用配管と、
該ガス排出用配管を流れる排出ガスと前記ガス供給用配管を流れる供給ガスとの間で熱交換させる熱交換器と、
を備えることを特徴とする高圧タンクの気密試験用装置。 In an apparatus for testing the tightness of a high-pressure tank,
A first test batch in which a high-pressure tank for testing is installed;
A second test batch in which a separate high-pressure tank for testing is installed;
A gas pressure accumulator for supplying gas to the test standby high-pressure tank of the first test batch or the second test batch until a predetermined pressure is reached;
A gas supply pipe connecting the gas accumulator and the test high-pressure tank of the first test batch or the second test batch;
A gas exhaust pipe for discharging the gas from the high-pressure tank at the end of the test of the second test batch or the first test batch;
A heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas flowing through the gas exhaust pipe and the supply gas flowing through the gas supply pipe;
A device for airtight testing of a high-pressure tank, comprising:
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