燃料タンク

燃料タンク （ガソリンタンクまたはガスタンクとも呼ばれる）は、ガソリンやディーゼル燃料などの可燃性液体を安全に保管するための容器です。燃料貯蔵タンクはすべて燃料タンクと呼ばれますが、この用語は通常、燃料を貯蔵してエンジンに送り込む（燃料ポンプ）か、またはエンジンに放出する（加圧ガス）エンジンシステムの一部に適用されます。燃料タンクは、ブタンライターの小さなプラスチックタンクから、複数のチャンバーを備えた極低温のスペースシャトル外部タンクまで、サイズや複雑さがさまざまです。

通常、燃料タンクは次のことを許可または提供する必要があります。

• 燃料の貯蔵: システムには一定量の燃料が貯蔵され、漏れを防ぎ、蒸発ガスの排出を制限する必要があります。
• 充填: 燃料タンクは火花が出ない安全な方法で充填する必要があります。
• タンク内の燃料レベルを判定し、計測する方法を提供します（タンク内の燃料残量を測定または評価する必要があります）。
• 排気（過圧が許容されない場合は、燃料蒸気をバルブで管理する必要があります）。
• エンジンへの給油（ポンプ経由）。
• 損害の可能性を予測し、安全な生存の可能性を提供します。

燃料タンクの構造材料としてのプラスチック（高密度ポリエチレンHDPE）は、短期的には機能的に実行可能ですが、ディーゼルやガソリンなどの燃料が HDPE 材料に浸透するため、長期的には飽和状態になる可能性があります。

車両で輸送されるプラスチック タンク内の燃料の慣性と運動エネルギーを考慮すると、環境応力亀裂が発生する可能性は確実にあります。燃料の可燃性により、応力亀裂は壊滅的な故障の原因となる可能性があります。緊急事態は別として、HDPE プラスチックはディーゼル燃料やガソリンの短期保管に適しています。米国では、Underwriters Laboratories認定 (UL 142) タンクが設計上の最低限の考慮事項となります。

ほとんどのタンクは製造されていますが、一部の燃料タンクは今でも金属職人によって製造されており、ブラダー型タンクの場合は手作りされています。これには、自動車、航空機、オートバイ、ボート、さらにはトラクター用のカスタムタンクや修復用タンクが含まれます。燃料タンクの製作は、一連の特定の手順に従います。職人は通常、タンクの正確なサイズと形状を決定するために、通常は発泡ボードからモックアップを作成します。次に、タンクの構造に影響する設計上の問題（出口、排水口、液面計、継ぎ目、バッフルの位置など）に対処します。次に、職人はタンクの製造に使用するシートの厚さ、焼き入れ、合金を決定する必要があります。シートを必要な形状に切断した後、さまざまな部品を曲げて、タンクの基本的なシェルや端部、バッフルを作成します。多くの燃料タンクのバッフル（特に航空機やレーシングカー）には、軽量化のための穴があります。これらのフランジ穴には、タンクの重量を軽減すると同時にバッフルの強度を高めるという 2 つの目的があります。建設の終盤では、給油口、燃料ピックアップ、排出口、燃料レベル送信ユニット用の開口部が追加されます。これらの穴は平らなシェルに作られる場合もあれば、製造プロセスの最後に追加される場合もあります。バッフルと端部はリベットで固定できます。リベットの頭は、タンクの漏れを防ぐためにろう付けまたははんだ付けされることがよくあります。その後、端部を折り曲げてはんだ付けするか、フランジを付けてろう付けするか（および/またはエポキシタイプのシーラントで密封するか）、または端部をフランジを付けてから溶接することができます。はんだ付け、ろう付け、または溶接が完了すると、燃料タンクの漏れテストが行​​われます。^[1]

航空宇宙産業では、燃料タンクシーラントは高温一体型燃料タンクによく使用されています。これにより、水、アルコール、合成油、石油系油圧作動油などの液体に対する優れた耐性が得られます。^[2]

燃料タンクが大きいほど、燃料補給の合間の走行距離が長くなりますが、特に小型車では、大型タンクの重量とスペース要件は望ましくありません。自動車の平均的な燃料タンク容量は50～60リットル（12～16米ガロン）です。^[3]

燃料タンクの最も一般的な材料は金属またはプラスチックです。金属（鋼鉄またはアルミニウム）燃料タンクは通常、打ち抜かれた板金部品を溶接して製造されます。プラスチック燃料タンクは通常、ブロー成形を使用して製造され、より複雑な形状を使用できます。

一部の車両には、メインの燃料タンクが空になったときに使用する小型の予備タンクが搭載されています。他の車両、特に4WD車両には、車両の走行距離を延ばすために大型の二次タンク (または「サブタンク」) が搭載されています。

レーシング用燃料タンクは、衝突やその他の事故で車両に重大な損傷が発生した場合にパンクする可能性を最小限に抑えるために、硬い外殻と柔軟な内張りを備えています。タンクの空の部分で蒸気が爆発するのを防ぎ、競技中に車両のバランスを崩したり、モーターへの燃料供給不足（燃料不足）を引き起こす可能性のある燃料の揺れを最小限に抑えるために、オープンセルフォームコアで満たされています。^[4]

ボトル入り燃料タンクは、ドイツのラシュタットにあるTIオートモーティブ社が開発した製造設計で、ポンプ、制御電子機器、ほとんどのホースを含むすべての燃料供給部品がブロー成形プラスチック燃料タンク内に収められており、^{[5]伝統的な}ボトル入り機械パズルにちなんで名付けられています。この技術は、部分的ゼロ排出車両（PZEV）の要件に応じて燃料蒸気の排出を削減するために開発されました。^[6]

航空機では通常、一体型、硬質取り外し可能、ブラダー型の 3 種類の燃料タンクが使用されます。

• 一体型タンクは、航空機構造内の密閉された領域で、燃料を貯蔵できます。このタイプの例としては、大型航空機でよく使用される「ウェット ウィング」があります。これらのタンクは航空機構造の一部であるため、サービスや検査のために取り外すことはできません。タンクの内部検査、修理、および全体的なサービスが行えるように、検査パネルを用意する必要があります。ほとんどの大型輸送機はこのシステムを使用しており、燃料は航空機の翼、腹部、場合によっては尾部に貯蔵されます。
• 取り外し可能な硬質タンクは、タンクを収容するために設計された区画に設置されます。これらは通常金属製で、検査、交換、または修理のために取り外すことができます。航空機の構造的完全性はタンクに依存しません。これらのタンクは、セスナ 172などの小型の一般航空機によく見られます。
• ブラダータンク、または燃料電池^[7]は、航空機構造の一部に取り付けられた強化ゴム製の袋で、燃料の重量を収容できるように設計されています。ブラダーは巻き上げられ、燃料フィラーネックまたはアクセスパネルからコンパートメント内に取り付けられ、コンパートメント内の金属製のボタンまたはスナップで固定されます。多くの高性能軽飛行機、ヘリコプター、および一部の小型ターボプロップ機はブラダータンクを使用しています。このタイプのタンクの主な欠点の1つは、材料が長時間の使用で硬化し、脆くなって亀裂が生じる傾向があることです。^[要出典]主な利点の1つは、航空機の可能な限り多くの部分を燃料貯蔵に使用できることです。
• 戦闘機やヘリコプターでは一般的に自己密封型燃料タンクが使用されています。

燃料タンクは航空災害に関与しており、事故の原因となったり、事故を悪化させたりしている（燃料タンクの爆発）。^{[8] [検証に失敗した]}例えば：

• TWA 800 便の爆発とその後の墜落の公式の「推定原因」は、航空機の燃料タンクの 1 つに爆発性の燃料/空気混合物が存在したことです。配線の不具合によりタンク内に発火源が生じ、航空機が破壊されました。この事件の公式調査結果の正確性は依然として疑問視されていますが、同様の爆発は他の航空機でも発生しています。燃料タンクの不活性化システムやタンク内の消火泡によって、燃料タンクの爆発の可能性を減らすことは可能です。 ^[9]
• 燃えている燃料は、同じ飛行機や近くの物、人を爆発させたり、火災を引き起こしたりする可能性がある。1960年のミュンヘンコンベア340墜落事故では、輸送機が大通りに墜落した。燃えている燃料が路面電車に火をつけた。飛行機に乗っていた20人全員と路面電車の乗客32人が死亡した。^[10]

一部の地域では、航空機の燃料タンクは航空機燃料電池とも呼ばれます。

給水システムには、小型の「デイタンク」とはるかに大きなバルク貯蔵燃料タンクから供給されるディーゼル燃料発電機によって供給される主電源またはバックアップ電源があります。^{[11] [12]}

燃料タンクの適切な設計と構造は、タンクが含まれるシステムの安全性において重要な役割を果たします。ほとんどの場合、無傷の燃料タンクは非常に安全です。タンクは可燃性限界をはるかに超える燃料蒸気/空気混合物で満たされているため、発火源が存在しても燃えません (これはまれです)。

防護壁付き石油タンクは、家庭用暖房用石油やその他の危険物を安全に保管するために使用されます。 保険会社は、単層の石油貯蔵タンクではなく、防護壁付きタンクを要求していることがよくあります。

バトルジャケットやゴム製のブラダーなど、紛争地帯の軍用車両の燃料タンクを敵の攻撃による爆発から守るために開発され配備されているシステムがいくつかある。^[13]

固定式燃料タンクを極端な温度や車両衝突などの危険から守る経済的な方法は、タンクを地中に埋めることです。しかし、地中に埋められたタンクは漏れを監視するのが困難です。このため、地下貯蔵タンクの環境への危険性が懸念されています。

燃料タンクに燃料を補給する際、その付近で静電放電が発生すると火災や爆発を引き起こす可能性があります。このリスクは、燃料補給中に放出される可燃性蒸気の濃度を下げる蒸気回収システムによって軽減できます。また、燃料補給ステーションでの静電放電のリスクを軽減することでも軽減できます。^[14]

ウィキメディア・コモンズには、燃料タンクに関連するメディアがあります。

• 輸送機の燃料タンクの可燃性の低減（米国環境保護庁）。
• 燃料タンクの調和（航空規則制定諮問委員会）
• 米国運輸省、航空機燃料タンクに関する新規則を発表。
• 2005 フォード GT パワートレイン 2023年4月4日にWayback Machineにアーカイブされました