JPH10299993A - 可搬式兼取替式燃料ガスタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容器内に多量の燃料ガスを吸蔵充填でき、容易
に設置でき且つ容易に取り替えることができる可搬式兼
取替式燃料ガスタンクを得る。 【解決手段】容器中に収容した多孔質材料に対して、ホ
ストとなる化合物の共存下、燃料ガスを吸着、充填させ
てなることを特徴とする可搬式兼取替式燃料ガスタン
ク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタン、エタン、
エチレン、プロパン、ブタンその他の低級炭化水素、天
然ガス或いは都市ガスなどの各種燃料ガスの可搬式兼取
替式燃料ガスタンクに関し、より詳しくはそれらの燃料
ガスを多孔質材料に簡易且つ多量に吸蔵、充填させるこ
とができる可搬式兼取替式の燃料ガスタンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスは気体の状態のままでは非常に大き
い体積を有し且つ比重が小さい。このためガスの貯蔵や
輸送に際して、その貯蔵効率や輸送効率を上げるために
ガスの体積を小さくし密度を上げる手法が求められてい
る。この手法としては（１）高圧ガスボンベなどにおい
てみられるように気体のままで高圧に圧縮する方法、
（２）液体窒素、液体酸素、或いは液化天然ガスなどの
ようにガスを冷却液化する方法のほか、以下（３）〜
（６）のような各種方法も提案されている。

【０００３】（３）シリカゲル、活性炭など固体吸着剤
の表面に吸着させる方法（特開昭４９ー１０４２１３
号、特開平６ー５５０６７号等）、（４）水素等の吸蔵
合金を用いる方法、或いは水素吸蔵合金と吸着剤を組み
合わせた方法（特開平４ー１３１５９８号）、（５）メ
タンの分解を伴う固体表面の化学反応を利用した方法
（特開昭５９ー１９７６９９号）、（６）メタン又はエ
タンを主成分とする炭化水素ガスを脂肪族アミンの存在
下に水に接触させ、ガスの水和物を利用する方法（特開
昭５４ー１３５７０８号）。

【０００４】しかし、これら諸方法のうち、（１）の方
法では、貯蔵容器に十分な耐圧強度が要求されるため、
容器の重量が貯蔵しようとするガスの重量に比ベて非常
に大きくなる欠点があり、特にガスの圧力が１０．６８
気圧（ゲージ圧で１０ｋｇ／ｃｍ² ）を超える場合に
は、高圧ガス取締法で規定された仕様を満たす材料、装
置、配管などが要求され、そのための費用が大きくな
る。また（２）による液化法は、ガスを圧縮し、冷却し
て液化する必要があり、このためのコストが非常に大き
いだけでなく、得られた液化ガスを保冷するために別途
特殊な設備が必要となる。しかもこの方法による場合、
上記（１）の場合と同じく法的規制の対象とされてい
る。このため、この液化法を適用してもなお経済的に成
り立つのは、ヘリウムなど価値が高いガスやスケールメ
リットの大きい液化天然ガス（ＬＮＧ）などの場合に限
られる。

【０００５】また、（３）の方法の場合は、固体表面へ
のガスの物理吸着による吸蔵であるが、この方法は圧力
との平衡現象を利用するものであるため吸着速度が遅
く、しかも十分な吸蔵量を得るには相当の加圧が必要と
なる。この方法によれば前述高圧ボンベによる方法に比
べれば低圧でガス貯蔵が可能であるが、それでも通常１
０．６８気圧（ゲージ圧で１０ｋｇ／ｃｍ² ）以上の圧
力が要求される。

【０００６】また（４）の方法では、例えば対象ガスが
水素の場合、その吸蔵材料がパラジウムやその合金とい
うように、貯蔵対象ガスと必要な材料とがほぼ一対一の
特定の関係にあるものに限定され、しかも吸蔵材料その
ものが特殊であるため高価である。さらに反復使用時に
起こる材料脆化の問題などもあり、取り扱いがはなはだ
難しい。さらに（５）の方法についても、（４）の場合
と同様に対象ガスが限定され、必要な材料が特殊かつ高
価であるという問題がある。また（６）の場合において
はそれが気液接触型の方式であるため、その効率は気液
の接触効率に大幅に左右され、実際上のガス貯蔵量が理
論的に期待される貯蔵量よりもかなり低いという問題が
ある。

【０００７】従来のガス貯蔵方法や輸送方法においては
以上の諸問題があり、このため例えば天然ガス等のガス
燃料を動力源とする自動車では、燃料タンクを高圧とす
る必要があるため高圧容器を必要とするなどの問題があ
る。また暖房用のガスファンヒータは、速暖性に優れ、
軽量で運搬可能であるなどの利点があるため、ガス暖房
の主力となってきている。ところがこれを用いる場合に
は燃料であるガスを供給する必要があるため別途ガスコ
ードが必要であるが、このためガス栓のない部屋では使
用できない。この点ガスコンロについても同様である。
また石油ファンヒータや石油コンロ等においては燃料供
給上の問題や臭いの問題がある。

【０００８】ところで、本発明者等は、活性炭やセラミ
ックス等の多孔質材料に対して、それらの細孔内部でホ
ストとなる化合物と貯蔵しようとするガスとを低温、常
温又はこれら温度に近い温度、低圧、常圧又はこれら圧
力に近い圧力という穏和な条件で接触させることによ
り、きわめて短時間で、しかも例えば多孔質材料の単位
体積あたり１８０倍（標準状態に換算）以上もの体積に
相当する多量のガスを貯蔵し、また輸送することができ
るガス貯蔵方法及び輸送方法を先に開発している（特願
平８ー３７５２６号）。

【０００９】図１は、上記多孔質材料の特性を裏付ける
実験例を示すものである。ここでは比表面積１７６５ｍ
2 ／ｇ、平均細孔径が１．１３ｎｍ（ナノメートル）、
細孔容積０．９７１ｃｃ／ｇ、真比重２．１３ｇ／ｃ
ｃ、見かけ比重０．６９４ｇ／ｃｃであるピッチ系の活
性炭０．０３２０ｇ（０．０４６１ｃｃ）に対して、ま
ず水０．００８３ｇを吸着させた後、温度３０℃におい
て０．２気圧のメタンガスを導入した。また比較のた
め、水を吸着させない点を除き、同じ条件でメタンガス
を導入した場合についても実施した。図１にはこのとき
の活性炭１ｇ当りに吸着したメタン重量の経時変化を示
している。図１中活性炭に水を予め吸着させてからメタ
ンを吸着させた場合の重量変化は○（白丸）印でプロッ
トし、また活性炭に直接メタンを吸着させた場合を●
（黒丸）印でプロットしている。

【００１０】図１のとおり、活性炭に対してまず水を吸
着させ、次いでメタンガスを導入した場合には、活性炭
はメタン導入時以降急速にメタンを吸収し始め、０．２
時間（ｈ）経過後のメタン吸着量は活性炭１ｇ当り１５
ミリモルを超え、０．５時間経過時には１７ミリモル前
後にも至り、以降この吸蔵量を維持している。この時点
での導入メタンガスの圧力が０．２気圧（温度３０℃）
である点を考慮するとメタンの吸着速度及び吸着量は従
来の吸着剤に比べて卓越していると云える。

【００１１】これに対して、従来のように活性炭に対し
て水を吸着させることなく、メタンガスを導入した場合
には、メタンを僅かに吸着するだけで、上記と同じ雰囲
気で時間が経過してもその吸着量には何の変化も現われ
ていない。この点、例えば特開昭４９ー１０４２１３号
の方法によれば、圧力タンク内に珪酸ゲル、モレキュラ
ーシーブ、活性炭などを収容し、約６８気圧（１０００
ｐｓｉａ）もの圧力をかけてメタンを貯蔵しているが、
この技術においてはそのように同じ吸着剤を使用したに
しても、そのような高圧の加圧操作を必要不可欠として
いる。

【００１２】

【表 １】

【００１３】表１は、図１に示した活性炭１ｇ当たりの
吸着メタンの量を比較したものである。表１のとおり例
えば０．２時間経過後の時点で、同じ活性炭にメタンを
直接吸着させた場合のメタン吸着量は僅かに０．１８ミ
リモルであったのに対して、水を予め共存させた場合に
は１２．０８ミリモルとなり、その比は６７倍であっ
た。また０．９時間経過した時点では、活性炭への直接
吸着の場合は同じく０．１８ミリモルであるのに対し、
水を共存させた場合のメタン吸着量は１６．４６ミリモ
ルとなり、その比は９１倍である。

【００１４】さらに、活性炭の見掛けの体積１ｃｃを基
準として、水を共存させた場合におけるメタン吸着量を
０℃、１気圧の標準状態に換算すると１８３ｃｃとな
る。この結果によれば、僅かに０．２気圧の圧力におい
て、標準状態換算で活性炭の単位体積当たり、正に１８
３倍もの体積のメタンが吸着されたことを示すものであ
る。なお、その後（０．９時間経過後）吸着量は僅かに
減少はするが、最終的には１１．７７ミリモルで平衡に
達し、それ以降は変化はない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガスファン
ヒータやガスコンロや天然ガス自動車、或いは石油ファ
ンヒータや石油コンロ等における前記のような諸問題点
に鑑み、多孔質物質について従来の技術、認識からは全
く予想できない図１及び表１に示すような事実に着目
し、この事実をガスファンヒータや天然ガス自動車やガ
スコンロ等における小型、中型、大型の燃料タンク用と
して応用、適用し、或いは従来の石油ファンヒータにお
ける液体燃料タンクや家庭、屋台（移動式ファーストフ
ード店）等におけるコンロ用のＬＰＧタンクに替えて適
用できるようにしたものである。

【００１６】すなわち本発明は、多孔質材料を水やアル
コール類等のホストとなる化合物と共に用いることで、
低温、常温又はその近辺の温度において、また減圧下で
も、常圧ないし１０．６８気圧（ゲージ圧で１０ｋｇ／
ｃｍ² ）以下という低圧力下においても多量のガスを貯
蔵して運搬できるとともに、容易に設置、取り替えがで
き、また使用時に燃料ガスとして放出することができる
可搬式兼取替式燃料ガスタンクを提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、容器中に収容
した多孔質材料に対して、ホストとなる化合物の共存
下、燃料ガスを吸着、充填させてなることを特徴とする
可搬式兼取替式燃料ガスタンクを提供するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明における、上記多孔質材料
としては、細孔を有する多孔性の材料であれば特に限定
はなく、好ましくはその比表面積が１００ｍ² ／ｇ以上
の多孔性材料が使用できる。また水やアルコール類或い
はこれと同等の機能を有するホストとなる化合物に対し
て反応したり、溶解してしまうものでない限り（すなわ
ち、実質上溶解、反応などの悪影響を及ぼさないもので
ある限り）、その材質、製法、形状如何を問わず使用で
き、さらには細孔の形状や細孔の径の分布について均一
性も必要としない。

【００１９】本発明における上記多孔質材料としては、
それらの性質を有する多孔性材料であれば何れも使用で
きるが、中でも、活性炭（含：多孔質カーボン）やセラ
ミックスが特に好適に用いられる。例えばこれら活性炭
やセラミックスは安価でしかも容易に入手可能であるた
め、本発明はこの点でもきわめて有利である。また本発
明におけるホスト（ｈｏｓｔ）となる化合物の例として
は水、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコ
ール類、蟻酸、酢酸等の有機酸類、ベンゾキノン等のキ
ノン類などが挙げられる。その中でも特に好ましくは水
やアルコール類が使用される。

【００２０】本発明によれば、活性炭やセラミックスな
どの多孔質材料に対し、その細孔内部でホストとなる化
合物と吸蔵させようとする燃料ガスとを常温、常圧又は
これら温度や圧力に近い穏和な条件で接触させる。これ
によりきわめて短時間で、しかも例えば多孔質材料の単
位体積あたり１８０倍（標準状態に換算）以上もの体積
に相当する多量の燃料ガスを吸蔵させることができる。
本発明で吸蔵され用いられる燃料ガスとしてはメタン、
エタン、プロパン、ブタン等の低級炭化水素又はそれら
の２種以上の混合ガス、天然ガス、都市ガスなどが挙げ
られる。

【００２１】それら燃料ガスのタンクへの貯蔵操作時の
圧力としては、常圧ないし１０．６８気圧（ゲージ圧で
１０ｋｇ／ｃｍ² ）以下という低圧力下とは限らず、例
えば０．２気圧というような減圧下においても貯蔵する
ことができ、また１０．６８気圧（ゲージ圧で１０ｋｇ
／ｃｍ² ）を超える圧力下でも、圧力に対応してさらに
多量のガスをタンク中に貯蔵することができる。このよ
うに本発明における可搬式燃料ガスタンクにおいては、
別途特殊な冷却装置等を何も必要とせず、また特殊な圧
力設備も必要としないため、実用上もきわめて有効であ
る。

【００２２】図２及び図３は本発明で用いる多孔質材料
の特性を示している。前記図１及び表１の結果を得たも
のと同じ活性炭０．０３２０ｇ（０．０４６１ｃｃ）に
対して、まず水０．００８３ｇを吸着させた後、温度３
０℃において、それぞれ０気圧から２０気圧までのメタ
ンガスを導入し、これら各圧力において平衡に達した後
の吸着量を測定した。図２は、図３における圧力０気圧
から２０気圧までのうち、０気圧から１．５気圧までに
おける推移を横軸方向に拡大して示している。また両図
中、活性炭に水を予め吸着させてからメタンを吸着させ
た場合の重量変化は○（白丸）印でプロットし、また活
性炭に直接メタンを吸着させた場合を●（黒丸）印でプ
ロットしている。

【００２３】図２のとおり、活性炭に対して水を吸着さ
せた後、メタンガスを導入した場合には、メタンは圧力
がきわめて低圧であっても、導入時以降急速に吸蔵され
る。これを１気圧の場合についてみると１２ミリモル前
後の吸着量を示している。また活性炭に直接メタンを吸
着させた場合には１．５気圧で活性炭１ｇ当り１ミリモ
ル程度であるのに対して、活性炭に対して水を吸着させ
た後にメタンガスを導入した場合には同じ１．５気圧で
１３ミリモルものメタンを吸蔵している。

【００２４】表２は、図２に示した活性炭１ｇ当たりの
吸着メタンの量を比較したものである。表２のとおり例
えば０．２気圧で吸着平衡に達したメタンの量を比較し
た場合、水が共存する場合では、その吸着量１１．７７
ミリモルであるのに対して、活性炭に直接吸着させた場
合には僅かに０．１８ミリモルであり、その比は６５倍
であった。また１．５気圧で吸着平衡に達したメタンの
量を比較した場合、水が共存する場合には１３．０８ミ
リモルであるのに対して、活性炭に直接吸着させた場合
では０．８８ミリモルに過ぎず、その比は１５倍であっ
た。

【００２５】

【表 ２】

【００２６】図３は、活性炭に対して図２に示した圧力
条件よりさらに高圧下でメタンを接触させた場合の測定
結果であり、図２に示す１．５気圧までのデータも併わ
せてプロットしている。図３から明らかなとおり、水が
共存する場合にはメタン圧力１．５気圧以降、その吸蔵
量は圧力上昇とともに漸次増加して行き、メタン圧力２
０気圧では活性炭１ｇ当り２１ミリモルものメタンを吸
蔵している。

【００２７】これに対して活性炭に直接メタンを吸着さ
せた場合には、メタン吸着量は圧力上昇とともに僅かず
つ増加するだけであり、２０気圧の段階ですら僅かに５
ミリモル程度であるに過ぎない。また活性炭に水を共存
させた場合には僅か１気圧程度のメタン圧力で活性炭１
ｇ当り１２ミリモルものメタンを吸着するが、これは水
を共存させずに、活性炭に直接メタンを接着させた場合
の２０気圧における吸着量（約５ミリモル）の２倍以上
もの吸着量に相当している。

【００２８】また、図３に基づき、活性炭に水を吸着さ
せた後にメタンを吸着させた場合について、活性炭１ｃ
ｃを基準にして各圧力下で吸着されたメタン量を標準状
態における体積に換算すると、それぞれ、０．７気圧で
１９１ｃｃ、１．５気圧で２０３ｃｃ、５．０気圧で２
７１ｃｃ、１０気圧で２９０ｃｃ、２０気圧で３２６ｃ
ｃとなる。このように本発明によれば、減圧下や常圧な
いし５気圧というような低圧下における優れた吸着、吸
蔵作用に加え、１０気圧、或いは２０気圧ないしそれ以
上というような加圧下においてもさらに有効な吸蔵効果
が得られることを示している。

【００２９】■例えば活性炭の場合、粉末状、粒状、繊
維状その他の各種形状で、各種の細孔径と大きい比表面
積を有するものが容易に入手可能であり、またその細孔
径分布と比表面積は、液体窒素温度における窒素吸着量
及び吸着等温線測定により容易に確認することができ
る。この活性炭材料は比表面積がきわめて大きく、この
ためその表面に非常に多くの分子（燃料ガス）を吸着す
ることができる。そこに吸着された分子は、吸着量を制
御することにより、その殆んどが細孔内の表面に露出し
た状態にすることができる。

【００３０】これらの材料は、その細孔径が例えば数ナ
ノメートル乃至数十ナノメートルというように十分に小
さいため、その細孔表面に吸着された分子は高圧条件下
にあるような挙動を示すが、この挙動自体は擬高圧効果
と呼ばれる現象として知られている現象である。このよ
うに通常は高圧でのみ起こるような相変化や反応など
が、細孔を有する多孔質材料を用いることにより、より
低圧、低温という穏和な条件で起ることがあるが、本発
明における吸蔵効果には、その理由は詳細には不明であ
るが、恐らくこのような現象も関与しているものと推認
される。

【００３１】一方、本発明におけるホストとなる化合物
としては、幾つかの分子が集まったときに水素結合を介
してある構造をとり得る化合物であれば特に限定はな
く、前述のとおりその例としては水、アルコール類、有
機酸類、その他キノン類などが挙げられ、その中でも特
に水やアルコール類が好適に用いられる。なお、ホスト
となる化合物としては、硫化水素や尿素等も使用し得る
が、燃料としての燃焼時に亜硫酸ガスや窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）等を生じるため、硫化水素や尿素等は当該問題が
解決された上で使用される。

【００３２】これまで知られた技術知識によれば、これ
らのホストとなる化合物はある範囲の大きさをもつガス
分子〔ゲスト（ｇｕｅｓｔ）分子と呼ばれる〕と共存し
たときに包接化合物を形成することにより、ガス分子同
志が非常に近い位置で結晶化し、安定化する。この現象
はホストとなる化合物とゲストとなるガス分子とがある
圧力、温度条件において共存すると、ホストとなる化合
物が水素結合を介してゲストとなるガス分子とともに或
る一定の立体構造、たとえばホストがゲストを取り囲む
ようなかご状の構造などを構成する現象であり、この包
接化合物は通常低温、高圧の条件で生成する。

【００３３】これに対して、本発明においては、細孔を
有する多孔質材料の高い吸着能力及び細孔内の上記擬高
圧効果と、ガスの包接化合物形成という特性とを組み合
わせて利用することにより、そのような高圧を必要とせ
ずに、穏和な条件で、しかも多量のガスを迅速に吸蔵す
ることができる。本発明の方法で利用するガス吸蔵能力
は、これまで知られている包接化合物におけるゲスト対
ホストの分子の数の比を大きく上回っており、そのよう
な既知の包接化合物形成の原理のみによってこの現象を
説明することはできない。本発明においては細孔材料と
包接化合物との組み合わせによる何らかの相乗効果、す
なわち新規且つ有用な何らかの原理により有効な優れた
ガス吸蔵作用が生起しているものと思われる。

【００３４】本発明に係る可搬式兼取替式燃料ガスタン
クにおいて、タンク中に燃料ガスを貯蔵させる態様とし
ては、（１）タンク容器内に多孔質材料を収容した後、
ホストとなる化合物を供給して吸着させ、次いで燃料ガ
スを導入する、（２）タンク容器内にホストとなる化合
物を吸収させた多孔質材料を収容した後、貯蔵ガスを導
入する、（３）タンク容器内に多孔質材料を収容した
後、ホストとなる化合物と貯蔵ガスを同時に導入する、
（４）タンク容器内に多孔質材料を収容した後、燃料ガ
スを導入し、次いでホストとなる化合物を供給する、
（５）、（１）〜（４）の態様の２種以上を併用する、
その他各種手法により行うことができる。

【００３５】この場合、それらの何れの態様においても
燃料ガスを低圧でも吸着させ吸蔵することができるた
め、その容器として高圧容器を必要としない。その際、
勿論高圧容器を用いても差し支えなく、また本発明の可
搬式兼取替式燃料ガスタンクによれば、例えば１０．６
８気圧（ゲージ圧で１０ｋｇ／ｃｍ² ）を超える圧力で
も同様に貯蔵できるが、この場合にはそれに耐え得る高
圧容器が使用される。

【００３６】次に、可搬式兼取替式燃料ガスタンクの外
部形状としては、従来、例えば屋台やキャンプ等での煮
炊用に用いられているＬＰＧコンロや石油コンロ、或い
は石油ファンヒータや天然ガス自動車などで用いられて
いる燃料タンクのように円筒状、球状、立方体状、直方
体状その他適宜の形状とすることができる。タンク容器
の構成材料としては特に限定はなく、ステンレス鋼製
等、炭化水素系燃料用として使用し得る材料であれば使
用される。

【００３７】またそのタンクの内部には、多孔質材料が
充填される。充填の態様としては、多孔質材料をそのま
ま充填する場合のほか、１層又は２層以上の層状とする
等適宜の仕方で行うことができる。タンクには吸蔵、充
填燃料ガスの導入管及び放出導管を設けるが、両導管を
別個に設ける態様のほか、両者を兼用する一個の導管と
してもよい。該タンクに燃料ガスを吸蔵、充填した後、
運搬出荷し、ガスファンヒータやガスコンロ、或いはガ
ス燃料自動車用等のタンクとしての配置箇所に設置し、
燃料供給管にコネクタを介して連結するが、上記導管の
端部は使用コネクタに対応した構造とされる。

【００３８】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明がこれら実施例により限定されない
ことは勿論である。

【００３９】図４は本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタ
ンクの態様の一例を示す断面図である。図４（ａ）は多
孔質材料をタンク中にそのまま充填する場合の態様であ
り、図４（ｂ）は多孔質材料をタンク中に層状に充填す
る場合の態様である。図４（ｂ）は２層の場合を示して
いるが、３層以上としてもよい。この点、以下に述べる
多層態様の場合についても同様である。

【００４０】図４中、符号１はタンク容器、２は多孔質
材料、３はホストとなる化合物と燃料ガスの導入管兼導
出管であり、導管３の容器内開口はタンク容器の上部空
間５に臨ませてある。図４中４は開閉弁であり、図４
（ｂ）中６は上下両層２間の中間空間である。図４
（ａ）における多孔質材料の上面、図４（ｂ）における
多孔質材料の上面及び下面には多孔板、網目体等の部材
が配置されるが、この点以下の態様についても同様であ
る。

【００４１】図５は可搬式兼取替式燃料ガスタンクの別
の態様例の断面図を示している。図５（ａ）は層状に配
置された多孔質材料の層を上下方向に貫通して開孔を設
けたもので、図５（ａ）中７はその貫通孔、８は下部空
間である。貫通孔７は、例えば筒状網目体や多数の孔を
穿設した筒状体等で構成される。貫通孔７は図示の態様
では１個設けてあるが、必要に応じて間隔を置いて２個
以上設けることもできる。タンク容器の上部空間に臨ま
せてある導管３の容器内開口から導入されるホストとな
る化合物と燃料ガスは、多孔質材料層の上面、下面に加
え、貫通孔７の壁からも侵入し、より均等に多孔質材料
へ吸着され、吸蔵される。

【００４２】吸蔵燃料ガスは、加熱等による放出時には
吸着、吸蔵時とは逆方向に向い、導管３から燃焼機器へ
供給される。この点、図４及び以下の態様においても同
様である。図５（ｂ）は図５（ａ）の変形態様であり、
導管３の容器内開口をタンク容器の下部空間に臨ませた
態様である。この場合にも、導管３の容器内開口から導
入されるホストとなる化合物と燃料ガスは多孔質材料層
の上面、下面に加え、貫通孔５の壁からも侵入し、より
均等に多孔質材料へ吸着され、吸蔵される。

【００４３】図５（ｃ）は、多孔質材料の層を２個設
け、上下方向に貫通して開孔を設けたもので、図中９は
その貫通孔、１０は両層間の中間空間である。図５
（ｃ）では２層設けているが、３層以上設けることがで
きる。貫通孔９は、例えば筒状網目体や多数の孔を穿設
した筒状体等で構成される。図示の態様では上部層及び
下部層に貫通孔９を各１個設けてあるが、必要に応じて
間隔を置いて２個以上設けることもできる。この場合上
部層と下部層とで、そこに設ける貫通孔の数を変えても
よい。タンク容器の上部空間に臨ませてある導管３の容
器内開口から導入されるホストとなる化合物と燃料ガス
は、各多孔質材料層の上面、下面に加え、貫通孔５の壁
からも侵入し、より均等に多孔質材料へ吸着され、貯留
される。

【００４４】図５（ｄ）は、図５（ｃ）の変形態様であ
り、導管３の容器内開口をタンク容器の下部空間に臨ま
せた態様である。この場合にも、導管３の容器内開口か
ら導入されるホストとなる化合物と燃料ガスは各多孔質
材料層の上面、下面に加え、貫通孔５の壁からも侵入
し、より均等に多孔質材料へ吸着され、吸蔵される。導
管３の容器内開口は、そのように下部空間に加えて、導
管３からの枝管を設けてその開口を上部空間６及び／又
は該中間空間１０にも臨ませてもよい。

【００４５】図５（ｅ）はさらに別の態様例の断面図で
ある。この場合は、多孔質材料の充填層に上下方向に貫
通孔１１を設け、貫通孔１１から放射状に複数の枝管１
２が設けられている。この場合、充填層の下部にも空間
を設けるようにしても差し支えない。貫通孔１１と同じ
く放射状枝管１２も筒状網目体や多数の孔を穿設した筒
状体等で構成される。導管３の容器内開口から導入され
るホストとなる化合物と燃料ガスは多孔質材料層の上面
に加え、貫通孔１１の壁及び放射状枝管１２の壁からも
侵入し、より均等に多孔質材料へ吸着され、吸蔵され
る。

【００４６】図６は、図５（ｅ）の変形態様である。図
６（ａ）は導管３を貫通孔１１から放射状に設けた複数
の枝管１２へ延長させ、その端部開口を各枝管１２に臨
ませた態様である。この場合にも、導管３の容器内開口
から導入されるホストとなる化合物と燃料ガスは多孔質
材料層の上面、下面に加え、各枝管１２の壁からも侵入
し、より均等に多孔質材料へ吸着され、吸蔵される。図
６（ｂ）は充填層の下部にも空間８を設けた態様であ
る。その際、図６（ａ）の場合と同じく放射状枝管１２
に対応させて、導管３に枝管を設け、その各開口を放射
状枝管１２に臨ませることもできる。また枝管１２は、
気管支から通じる人間の肺のような構造としてもよい。

【００４７】次に、図７は可搬式兼取替式燃料ガスタン
クへの燃料ガスの吸着、充填の態様例を示すものであ
る。図７中、１３は都市ガス等の燃料ガス導管であり、
例えば燃料ガス供給基地等におけるガス貯槽等に連なっ
ている。１４は水蒸気を発生させる機構、１５は可搬式
兼取替式燃料ガスタンクであり、燃料ガスタンク１５に
は活性炭やセラミックス等の多孔質材料が充填されてい
る。燃料ガスの吸着吸蔵操作時には、例えば弁１６を
閉、弁１７、１８を開とし、水蒸気発生機構１４により
水蒸気を発生させて導管１９、２０を経てタンク１５に
導入させる。次いで弁１６を開とし燃料ガスをタンク１
５に導入させる。なお、水蒸気は導管２０とは別個の導
管により容器１５へ導入させるようにしてもよい。しか
しこの場合には、容器１５に設ける導管が増えることに
なり、また可搬式兼取替式タンクとしての利便性の面か
らも、好ましくは導管２０のように両者を兼用させて実
施される。

【００４８】上記のような操作によって、燃料ガスは水
蒸気又は凝縮水のホスト作用により多孔質材料に急速に
吸着され、しかも多孔質材料容積の１８０倍以上という
ように多量吸着され、吸蔵される。上記操作例では予め
水蒸気を発生させて多孔質材料に導入した後に燃料ガス
を導入しているが、燃料ガスを水蒸気と同時に導入する
ようにしてもよことは勿論である。なお、この場合に
は、例えば燃料ガスの流速、温度等を調整し、或いは導
管（図７で云えば２０）の内径に工夫を加えること等に
より、水蒸気の凝縮や固化などによる不都合が起こらな
いよう配慮することが必要である。

【００４９】例えばガスファンヒータの燃料ガスとして
は通常都市ガスが用いられるが、図８はブンゼン燃焼を
利用するその一例を示す図である。図８中２１はフィル
タ、２２はファン、２３は燃焼室、２４はバーナであ
る。バーナ２４には燃料ガス供給導管２５が配置され、
燃料ガス供給導管２５は都市ガス等のガス栓に連結され
る。なお図８中矢印（→）は空気及び燃焼ガスの流動方
向を示している。本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタン
クは、例えばこのようなガスファンヒータにおける燃料
ガス供給導管２５に取り替え自在に連結されて使用され
るものである。

【００５０】図９はその連結態様例を示したもので、図
中２６は本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンク、２７
はコネクタである。コネクタ２７としては好ましくはワ
ンタッチコネクタが用いられる。可搬式兼取替式燃料ガ
スタンク２６をコネクタ２７を介して燃料ガス供給導管
２５に連結して使用される。本発明に係る可搬式兼取替
式燃料ガスタンクは大量の燃料ガスを充填できるため、
長期間にわたって使用することができるが、その中の燃
料ガスが消費され尽した時点又はその直前等の時点でワ
ンタッチコネクタ等のコネクタ２７を介して容易に取り
替えられる。またガス燃料自動車用等の場合や石油ファ
ンヒータにおける液体燃料タンク、或いは従来家庭、キ
ャンプ地、屋台（移動式ファーストフード店）等で使用
されているコンロ用のＬＰＧタンクや石油コンロに替え
て適用する場合にも以上と同様にして行うことができ
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンク
は、安価に入手可能な多孔質材料及びホストとなる化合
物を使用して、大量の燃料ガスを容易に充填することが
でき、その際、特に冷却装置や加圧装置等を必要としな
い。また低圧において多孔質材料容量の１８０倍以上と
いうような大量のガスを充填できるため、タンクそれ自
体の大きさもコンパクト化でき、従来のように高圧タン
クとする必要がない。このためタンクとしての取り扱も
容易であり、実用上もきわめて有利である。

【００５２】また常温又はそれら近辺の温度で、減圧下
や常圧下、或いは１０．６８気圧（ゲージ圧で１０ｋｇ
／ｃｍ² ）以下というような低圧において短時間に大量
の燃料ガスを充填できる。さらに１５気圧とか、２０気
圧ないしそれ以上というような加圧下においても有効な
吸着、吸蔵できるだけでなく、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン等の低級炭化水素又はそれらの２種以上の混
合ガスや天然ガス、或いは都市ガスなどの燃料ガスの充
填に適用でき、また加熱等により放出し、供給すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】活性炭１ｇ当りに吸着したメタン量の経時変化
について、水を共存させた場合と直接メタンに接触させ
た場合とで比較した図（温度３０℃、圧力０．２気
圧）。

【図２】活性炭１ｇ当りに吸着したメタン量の圧力に伴
う変化を、水を共存させた場合と直接メタンに接触させ
た場合とで比較した図（温度３０℃）。

【図３】活性炭１ｇ当りに吸着したメタン量の圧力に伴
う変化を、水を共存させた場合と直接メタンに接触させ
た場合とで比較した図（温度３０℃）。

【図４】本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンクの態様
の一例を示す断面図。

【図５】本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンクの別の
態様の断面図。

【図６】本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンクの別の
態様の断面図。

【図７】可搬式兼取替式燃料ガスタンクへの燃料ガスの
吸着、充填の態様例を示す図。

【図８】本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンクが使用
される例えばガスファンヒータの一例を示す図。

【図９】本発明の可搬式兼取替式燃料ガスタンクの、燃
料ガス供給導管への連結態様例を示した図。

【符号の説明】

１ タンク容器 ２ 多孔質材料 ３ ホストとなる化合物と燃料ガスの導入管兼導出管 ４ 開閉弁 ５ タンク容器の上部空間 ６ 上下両層２間の中間空間 ７ 貫通孔 ８ 下部空間 ９ 貫通孔 １０ 中間空間 １１ 貫通孔 １２ 貫通孔１１からの放射状枝管 １３ 都市ガス等の燃料ガス導管 １４ 水蒸気を発生させる機構 １５ 可搬式兼取替式燃料ガスタンク １６〜１８ 弁 １９ 水蒸気導管 ２０ 導管 ２１ フィルタ ２２ ファン ２３ 燃焼室 ２４ バーナ ２５ 燃料ガス供給導管 ２６ 可搬式兼取替式燃料ガスタンク ２７ コネクタ

【手続補正書】

【提出日】平成９年５月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 １】

【図 ２】

【図 ３】

【図 ４】

【図 ６】

【図 ７】

【図 ９】

【図 ５】

【図 ８】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器中に収容した多孔質材料に対して、ホ
   ストとなる化合物の共存下、燃料ガスを吸着、充填させ
   てなることを特徴とする可搬式兼取替式燃料ガスタン
   ク。
2. 【請求項２】上記多孔質材料が活性炭又はセラミックス
   であり、上記ホストとなる化合物が水、アルコール類、
   有機酸類又はキノン類である請求項１記載の可搬式兼取
   替式燃料ガスタンク。
3. 【請求項３】上記充填される燃料ガスがメタン、エタ
   ン、エチレン、プロパン、ブタン等の低級炭化水素又は
   それらの２種以上の混合ガスである請求項１記載の可搬
   式兼取替式燃料ガスタンク。
4. 【請求項４】上記吸着、充填される燃料ガスが都市ガス
   である請求項１記載の可搬式兼取替式燃料ガスタンク。
5. 【請求項５】上記可搬式兼取替式燃料ガスタンクがガス
   ファンヒータ、ガスコンロ又はガス燃料自動車用のもの
   である請求項１記載の可搬式兼取替式燃料ガスタンク。
6. 【請求項６】請求項１記載の可搬式兼取替式燃料ガスタ
   ンクにおいて、該多孔質材料が該容器内に１層又は２層
   以上の層状に収容されてなることを特徴とする可搬式兼
   取替式燃料ガスタンク。
7. 【請求項７】請求項６記載の可搬式兼取替式燃料ガスタ
   ンクにおいて、該容器内に収容された多孔質材料の層に
   ホストとなる化合物及び燃料ガス用の通路を設けてなる
   ことを特徴とする可搬式兼取替式燃料ガスタンク。
8. 【請求項８】請求項７記載の可搬式兼取替式燃料ガスタ
   ンクにおいて、該通路が放射状に設けられてなることを
   特徴とする可搬式兼取替式燃料ガスタンク。
9. 【請求項９】請求項８記載の可搬式兼取替式燃料ガスタ
   ンクにおいて、放射状に設けられた該通路にホストとな
   る化合物及び燃料ガス用導管を放射状に配置してなるこ
   とを特徴とする可搬式兼取替式燃料ガスタンク。