CN113677928A - 氢气供给装置和氢气供给方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方式的氢气供给装置的特征在于，具备：压缩机，其将氢气进行压缩，将压缩后的氢气供给至蓄积氢气的蓄压器侧；吸附塔，其配置于压缩机的喷出口与蓄压器之间，在所述吸附塔配置有用于吸附从压缩机喷出的氢气中的杂质的吸附剂；以及多个阀，所述多个阀配置于压缩机的喷出侧且吸附塔的气体出入口侧，所述多个阀能够使吸附塔密闭，其中，在压缩机暂停的情况下，使用多个阀来使吸附塔内的空间密闭，以使吸附塔内通过压缩后的氢气被维持为高压。

Description

氢气供给装置和氢气供给方法
技术领域
本申请主张2019年3月28日在日本申请的JP2019-064192(申请号)的优先权。JP2019-064192所记载的内容被引用到本申请中。
本发明涉及一种氢气供给装置和氢气供给方法，例如涉及一种配置于氢站的氢气供给装置和氢气供给方法。
背景技术
作为汽车的燃料，除了以往的以汽油为首的燃油以外，近年来氢燃料作为清洁能源受到关注。与此相伴，以氢燃料为动力源的燃料电池汽车(FCV：Fuel Cell Vehicle)的开发取得进展。FCV用的氢站具有作为氢制造基地的氢制造中心、现场氢站(以下称作现场ST)、以及通过氢制造基地(氢制造中心、现场ST等)接受氢并进行售卖的非现场氢站(以下称作非现场ST)。通过氢制造装置(HPU：Hydrogen Product Unit)等制造氢气。在氢站配置将氢气压缩为高压的压缩机以及蓄积通过该压缩机被压缩为高压的氢气的多个蓄压器(多级蓄压器)，以快速地向FCV填充氢气。在这样的氢站中，以使蓄压器内的压力与FCV的燃料罐的压力之间保持大的压差的方式一边适当地切换使用的蓄压器一边进行填充，由此从蓄压器向燃料罐快速地填充氢气。
在此，在通过压缩机对作为FCV燃料的高纯度地精制出的氢气进行压缩时，存在从压缩机的构成部件等产生的硫、卤等杂质混入氢气而使得氢气的质量不符合标准的问题。针对该问题，讨论在压缩机的下游侧配置装填有吸附剂的吸附塔来排除杂质。但是，由于压缩机在向蓄压器填充了规定量的氢后停止运转，并将压缩机内减压至吸入侧压力，因此存在被吸附于吸附剂的杂质脱离并扩散至压缩机侧(初级侧)的问题。
在此，公开了一种在氢制造的过程中使用吸附剂来吸附杂质的方法(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-167629号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的一个方式提供一种能够抑制配置于压缩机的下游侧的吸附剂所吸附的氢气的杂质扩散至压缩机侧的装置和方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式的氢气供给装置的特征在于，具备：
压缩机，其将氢气进行压缩；
蓄压器，其蓄积通过所述压缩机被压缩后的氢气；
吸附塔，其配置于所述压缩机与所述蓄压器之间，所述吸附塔具有用于吸附从所述压缩机喷出的氢气中混合的杂质的吸附剂；
第一阀，其配置于所述压缩机与所述吸附塔之间的第一气体供给配管；
第二阀，其配置于所述吸附塔与所述蓄压器之间的第二气体供给配管；以及
控制装置，其在所述压缩机停止运转时，进行控制以使所述第一阀和所述第二阀关闭。
另外，还具备：排出线路，其是从第一气体供给配管中的处于所述第一阀与所述吸附塔之间的位置进行分支出的；以及第三阀，其配置于所述排出线路，
所述控制装置在进行控制以使所述第一阀和所述第二阀关闭了的状态下，进行控制以使所述第三阀打开。
另外，还具备向压缩机供给氢气的氢制造装置，
所述控制装置在使所述第三阀打开并经过规定时间后，进行控制以使所述第一阀打开，将从所述氢制造装置供给的氢气经由处于运转停止的所述压缩机供给至所述吸附塔。
另外，吸附剂具有对硫和卤的吸附能力。
本发明的一个方式的氢气供给方法的特征在于，包括以下工序：
通过压缩机将氢气进行压缩；
将通过所述压缩机被压缩后的氢气蓄积于蓄压器；
使用配置于所述压缩机与所述蓄压器之间的具有吸附剂的吸附塔，使从所述压缩机喷出的氢气中混合的杂质吸附于所述吸附剂；以及
在所述压缩机停止运转时，进行控制以使配置于所述压缩机与所述吸附塔之间的第一气体供给配管的第一阀、以及配置于所述吸附塔与所述蓄压器之间的第二气体供给配管的第二阀关闭。
另外，在进行控制以使第一阀和所述第二阀关闭了的状态下，进行控制以使配置于从所述第一气体供给配管中的处于所述第一阀与所述吸附塔之间的位置分支出的排出线路的第三阀打开。
本发明的其它方式的氢气供给装置的特征在于，具备：
压缩机，其将氢气进行压缩，将压缩后的氢气供给至蓄积氢气的蓄压器侧；
吸附塔，其配置于压缩机的喷出口与蓄压器之间，在所述吸附塔配置有用于吸附从压缩机喷出的氢气中的杂质的吸附剂；以及
多个阀，所述多个阀配置于压缩机的喷出侧且吸附塔的气体出入口侧，所述多个阀能够使吸附塔密闭，
其中，在压缩机暂停的情况下，使用多个阀来使吸附塔内的空间密闭，以使吸附塔内通过压缩后的氢气被维持为高压。
另外，还具备排出线路，该排出线路是在多个阀中的配置于所述压缩机的喷出口与所述吸附塔的气体入口之间的第一阀同所述吸附塔的气体入口之间分支出的，
在所述排出线路的中途配置有所述多个阀中的第二阀，
在通过所述多个阀使所述吸附塔内的空间密闭的状态下，通过将所述第二阀打开来将所述吸附塔内从所述高压减压至低压，并且将从所述吸附剂脱离的杂质释放到所述排出线路。
另外，从氢制造装置向所述压缩机供给所述氢气，
在所述压缩机暂停且所述吸附塔内被减压至所述低压、并且将所述第一阀和第二阀打开的状态下，将从所述氢制造装置供给的氢气作为吹扫气体经由正暂停的所述压缩机导入所述吸附塔。
另外，杂质为在所述压缩机内混入的杂质。
本发明的其它方式的氢气供给方法的特征在于，包括以下工序：
通过压缩机将氢气进行压缩，将压缩后的氢气供给到蓄积氢气的蓄压器侧；
使用配置于压缩机的喷出口与蓄积氢气的蓄压器之间的配置有吸附剂的吸附塔，来使从压缩机喷出的氢气中的杂质吸附于吸附剂；以及
使用配置于压缩机的喷出侧且吸附塔的气体出入口侧、并且能够使吸附塔密闭的多个阀，在压缩机暂停的情况下使吸附塔内的空间密闭，以使吸附塔内通过压缩后的氢气被维持为高压。
使用在多个阀中的配置于所述压缩机的喷出口与所述吸附塔的气体入口之间的第一阀同所述吸附塔的气体入口之间进行分支的排出线路、以及配置于所述排出线路的中途的所述多个阀中的第二阀，在通过所述多个阀使所述吸附塔内密闭的空间的状态下，通过将所述第二阀打开来将所述吸附塔内从所述高压减压至低压，并且将从所述吸附剂脱离的杂质释放到所述排出线路。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够抑制配置于压缩机的下游侧的吸附剂所吸附的氢气的杂质扩散至压缩机侧。
附图说明
图1是表示实施方式1中的氢站的氢气供给***的结构的结构图的一例。
图2是表示实施方式1中的控制电路的内部结构的一例的结构图。
图3是表示实施方式1中的压缩机的内部结构的一例和吸附塔控制阀***的结构的一例的结构图。
图4是表示实施方式1中的氢气供给方法的一例的主要工序的流程图。
图5是用于说明使用实施方式1中的多级蓄压器进行氢燃料的压差填充的情况下的填充方式的图。
图6是用于说明实施方式1中的蓄压工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。
图7是用于说明实施方式1中的吸附塔密闭控制工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。
图8是表示实施方式1中的氢气供给方法的其它一例的主要工序的流程图。
图9是用于说明实施方式1中的吸附塔减压/再生工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。
图10是用于说明实施方式1中的吹扫控制工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。
具体实施方式
实施例1
图1是表示实施方式1中的氢站的氢气供给***的结构的结构图的一例。在图1中，氢气供给***500配置于氢站102内。氢气供给***500具备氢制造装置300、多级蓄压器101、分配器30(计量器)、压缩机40、吸附塔70、吸附塔控制阀***110以及控制电路100。通过压缩机40、吸附塔70、吸附塔控制阀***110以及将它们相连的配管等构成向多级蓄压器101和/或分配器30供给氢气的氢气供给装置的一例。在图1的例子中，示出了在氢站102内配置氢制造装置300的现场ST的一例。但是，并不限定于此。也可以是通过氢拖车将在其它场所制造出的高纯度的氢气运到氢站102内并暂时蓄积于未图示的气体贮存容器(日语：カードル)或中间蓄压器(非现场ST)。
多级蓄压器101由多个蓄压器10、12、14构成。在图1的例子中，由三个蓄压器10、12、14构成多级蓄压器101。在图1的例子中，例如蓄压器10作为使用下限压力低的第一组发挥作用。蓄压器12例如作为使用下限压力中等的第二组发挥作用。蓄压器14例如作为使用下限压力高的第三组发挥作用。但是，并不限于此。在第一组至第三组中使用的各蓄压器根据需要来替换。
另外，在图1中，压缩机40的吸入侧经由阀328而与氢制造装置300的喷出侧通过配管进行连接。
在压缩机40的喷出口与多级蓄压器101之间配置吸附塔70。在吸附塔70内配置用于吸附从压缩机40喷出的氢气中的杂质的吸附剂。作为吸附剂，优选为针对从压缩机40的构成部件等产生的硫和卤的吸附能力高的吸附剂，例如能够列举活性炭。吸附剂并不限于由一层构成，也可以由不同种类的多层构成。
在压缩机40的喷出侧且吸附塔70的气体出入口侧配置吸附塔控制阀***110。吸附塔控制阀***110由能够使吸附塔70密闭的多个阀71、72、73(多个阀)构成。压缩机40的喷出侧经由吸附塔控制阀***110中的切断阀71(第一阀)而与吸附塔70的气体入口侧通过配管76进行连接。吸附塔70的气体出口侧(下游侧)经由吸附塔控制阀***110中的切断阀72而与多级蓄压器101侧和/或分配器30侧通过配管进行连接。在配置于压缩机40的喷出口与吸附塔70的气体入口之间的切断阀71同吸附塔70的气体入口之间分支出排出线路90(排出配管)。在排出线路90的中途配置吸附塔控制阀***110中的切断阀73(第二阀)。
吸附塔70的下游侧经由切断阀72及阀21而与蓄压器10通过配管进行连接。同样地，吸附塔70的下游侧经由切断阀72及阀23而与蓄压器12通过配管进行连接。同样地，吸附塔70的下游侧经由切断阀72及阀25而与蓄压器14通过配管进行连接。同样地，吸附塔70的下游侧经由切断阀72及阀28而与分配器30通过配管进行连接。
另外，蓄压器10经由阀22而与分配器30通过配管进行连接。另外，蓄压器12经由阀24而与分配器30通过配管进行连接。另外，蓄压器14经由阀26而与分配器30通过配管进行连接。
另外，氢制造装置300的喷出压力由压力计318来测量。另外，蓄压器10内的压力由压力计11来测量。蓄压器12内的压力由压力计13来测量。蓄压器14内的压力由压力计15来测量。
另外，在分配器30内配置流量调整阀29、流量计27、冷却器32(预冷器)以及压力计17。通过流量计27来测量从多级蓄压器101或压缩机40供给的氢气的流量，并通过流量调整阀29来调整该流量。而且，通过冷却器32将氢气冷却为规定温度(例如-40℃)。因而，分配器30例如利用压差将冷却后的氢气填充至搭载于FCV 200的燃料罐202，该FCV 200是以氢气为动力源的燃料电池汽车。另外，通过压力计17来测量从分配器30向FCV 200填充的氢气的填充出口的出口压力(燃料填充出口压力)。另外，在分配器30内或附近配置控制电路34，使构成为能够与来到氢站102的FCV 200(以氢气为动力源的燃料电池汽车)内的车载器204进行通信。例如，构成为能够使用红外线进行无线通信。
在FCV 200中，从接受口(插孔)经由燃料通路向燃料罐202注入从分配器30供给的作为燃料的氢气。燃料罐202内的压力和温度由设置于燃料罐202内或燃料通路的压力计206和温度计205来测量。
通过氢制造装置300制造出的氢气以低压(例如0.6MPa)的状态被供给至压缩机40的吸入侧。因而，压缩机40的吸入侧的初级侧压力PIN在通常时为低压。压缩机40在控制电路100的控制下，一边将从氢制造装置300以低压供给的氢气进行压缩，一边将该氢气供给至多级蓄压器101的各蓄压器10、12、14。在从多级蓄压器101向FCV 200供给氢气时该供给量不足的情况下、或者多级蓄压器101处于压力恢复中的情况下，压缩机40有时还能够在控制电路100的控制下一边将从氢制造装置300以低压供给的氢气进行压缩一边经由分配器30直接向FCV 200供给氢气。
压缩机40将氢气进行压缩，向蓄积氢气的蓄压器侧供给被压缩后的氢气。具体地说，压缩机40进行压缩，直至多级蓄压器101的各蓄压器10、12、14内成为规定的高压(例如82MPa以上)为止。换言之，压缩机40进行压缩，直至喷出侧的次级侧压力POUT成为规定的高压(例如82MPa)为止。关于将压缩机40供给氢气的对象决定为蓄压器10、12、14以及分配器30中的哪一方，通过控制电路100控制在各个配管上配置的对应的阀21、23、25、28的开闭来决定出某一个对象即可。或者，也可以进行控制以向两个以上的蓄压器同时进行供给。
此外，在上述的例子中示出了向压缩机40的吸入侧供给氢气的压力PIN被控制为减压至规定的低压(例如0.6MPa)的情况，但并不限于此。也可以是，在比规定的低压(例如0.6MPa)高的压力的状态下向压缩机40的吸入侧进行供给并进行压缩。在该情况下，作为压缩机40，不采用在将吸入侧的压力PIN(初级侧压力)固定为固定的压力(例如0.6MPa)的情况下使用的往复压缩机，采用在吸入侧的压力PIN(初级侧压力)可变的情况下能够进行应对的类型的高压压缩机。例如，适合使用吸入侧的压力PIN(初级侧压力)例如为20MPa以下的增压多级升压型的压缩机。
多级蓄压器101中蓄积的氢气通过分配器30内的冷却器32被冷却，并从分配器30被供给至来到氢站102内的FCV 200。
图2是表示实施方式1中的控制电路100的内部结构的一例的结构图。控制电路100作为控制装置发挥功能。在图2中，在控制电路100内配置通信控制电路50、存储器51、接收部52、结束压力运算部54、流程计划部56、***控制部58、压力恢复控制部61、供给控制部63、压力接收部66、HPU控制部67以及磁盘装置等存储装置80、82、84。压力恢复控制部61具有阀控制部60和压缩机控制部62。供给控制部63具有分配器控制部64和阀控制部65。接收部52、结束压力运算部54、流程计划部56、***控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60、压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64、阀控制部65)、压力接收部66以及HPU控制部67等各部包括处理电路，该处理电路包括电路、计算机、处理器、电路基板或者半导体装置等。例如，作为处理电路，可以使用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)。另外，各部可以使用共同的处理电路(同一处理电路)。或者，也可以使用不同的处理电路(相分别的处理电路)。接收部52、结束压力运算部54、流程计划部56、***控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60、压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64、阀控制部65)、压力接收部66以及HPU控制部67内所需的输入数据或运算出的结果每次都被存储于存储器51。
另外，在存储装置80内保存转换表81，该转换表81表示FCV信息、氢气的剩余量以及填充信息的相关性，所述FCV信息例如为搭载于FCV 200的燃料罐202的压力、温度以及燃料罐202的容积，氢气的剩余量是根据FCV信息运算出来的，所述填充信息例如为应向燃料罐202进行填充的最终压力和最终温度。另外，在存储装置80内保存用于校正根据转换表81得到的结果的校正表83。
在氢气供给***500中，在通过压缩机40将通过氢制造装置300高纯度地精制出的氢气进行压缩时，即使从压缩机40的构成部件等产生的硫、卤等杂质混入了氢气，也能够通过配置于压缩机40的下游侧的吸附塔70来排除杂质，此外还能够使用吸附塔控制阀***110来抑制被吸附塔70内的吸附剂吸附的杂质脱离并扩散至压缩机40侧(初级侧)，因此能够抑制向FCV等供给的氢气的质量不符合标准(例如ISO标准)。
图3是表示实施方式1中的压缩机的内部结构的一例和吸附塔控制阀***的结构的一例的结构图。在图3中，省略关于从氢制造装置300到压缩机40的吸入口的结构以及从切断阀72到多级蓄压器101(以及分配器30)的结构的记载。在图3的例子中，作为压缩机40，示出具备五级压缩机构的多级压缩机。在压缩机40内的各级压缩机构之间分别配置用于将被压缩后的氢气进行冷却的冷却器。另外，在第一级压缩机构的吸入侧配置固定件。固定件作为用于缓和从氢制造装置300供给的氢气的脉动的蓄积罐(缓冲器)发挥功能。另外，在排出线路90(排出配管)的中途配置节流孔91(节流机构)。通过节流孔91，能够减小由于排出线路90打开而引起的急剧的压力变动。另外，在压缩机40内，经由流量调整阀41连接有将压缩机40的最后一级的压缩机构的喷出侧与第一级的压缩机构的吸入侧的固定件连接的减压配管42。
图4是表示实施方式1中的氢气供给方法的一例的主要工序的流程图。在图4中，实施方式1中的氢气供给方法实施FCV填充工序(102)、蓄压工序(S104)、吸附塔密闭控制工序(S120)、压缩机暂停和HPU怠速运转工序(S122)、压缩机内减压工序(S124)这一系列工序。作为蓄压工序(S104)的内部工序，实施压缩机运转和HPU额定运转工序(S106)、阀控制工序(S108)、吸附工序(S110)、判定工序(S112)这一系列工序。
作为FCV填充工序(102)，向FCV 200供给氢气，向FCV 200内的燃料罐202填充氢气。作为一例，具体地说，如以下那样进行动作。此外，在此，从在多级压缩机101中蓄积有规定压力(例如82MPa)的氢气的状态起进行说明。
当FCV 200来到氢站102时，氢站102的操作员或FCV 200的用户将分配器30的喷嘴44连接(嵌合)于FCV 200的燃料罐202的接受口(插孔)并进行固定。当FCV 200来到氢站102内并且用户或氢站102的操作员将分配器30的喷嘴44连接并固定于FCV 200的燃料罐202的接受口(插孔)时，车载器204与控制电路34(中继器)建立通信。
接着，当车载器204与控制电路34建立了通信时，从车载器204实时地输出(发送)燃料罐202的当前的压力、温度以及燃料罐202的容积等FCV信息。FCV信息在控制电路34进行中继并被发送至控制电路100。在控制电路100内，接收部52经由通信控制电路50来接收该FCV信息。在车载器204与控制电路34建立了通信的期间，始终或以规定的采样间隔(例如10m秒～几秒)监视FCV信息。将接收到的FCV信息与接收时刻的信息一同存储于存储装置80。
结束压力运算部54从存储装置80读出转换表81，运算并预测与接收到的燃料罐202的接收初始时的压力Pa、温度Ti、燃料罐202的容积V以及外部温度T’对应的最终压力PF。另外，结束压力运算部54从存储装置80中读出校正表83，根据需要来校正通过转换表81得到的数值。在仅通过转换表81的数据得到的结果的误差大的情况下，基于通过实验或模拟等得到的结果来设置校正表83即可。运算出的最终压力PF被输出至***控制部58。
接着，流程计划部56制作用于使用多级蓄压器101将氢气向FCV 200的燃料罐202进行压差供给(填充)的填充控制流程计划。流程计划部56制作包括对用于使燃料罐202的压力成为最终压力PF的蓄压器的选择(对蓄压器10、12、14的选择)和多级蓄压器101的切换定时的填充控制流程的计划。制作出的填充控制流程计划的控制数据被暂时保存于存储装置82。在进行填充控制流程的计划的情况下，流程计划部56根据外部温度来设定压力上升率，运算与该压力上升率对应的填充速度。并且，从填充中途起运算与根据该外部温度决定的压力上升率对应的填充速度，以抑制急剧的温度上升。根据外部温度决定的压力上升率被预先编入转换表81的数据中。按照这些条件来计划填充控制流程，能够得到达到最终压力PF的、从开始进行填充起的时间t(结束时间1)(达到时间)。
而且，按照制作出的填充控制流程，从分配器30(计量器)向被搭载于FCV200的燃料罐202填充氢气。具体地说，如以下那样进行动作。
图5是用于说明使用实施方式1中的多级蓄压器进行氢燃料的压差填充的情况下的填充方法的图。在图5中，纵轴表示压力，横轴表示时间。在向FCV 200进行氢燃料的压差填充的情况下，通常，预先将多级蓄压器101的各蓄压器10、12、14蓄压至相同压力P0(例如82MPa)。另一方面，来到氢站102的FCV 200的燃料罐202为压力Pa。说明在该状态下开始向FCV 200的燃料罐202进行填充的情况。
首先，开始从作为第一组的例如蓄压器10向燃料罐202进行填充。具体地说，如以下那样进行动作。供给控制部63在***控制部58的控制下控制供给部106，来使从蓄压器10向FCV 200的燃料罐202供给氢燃料。具体地说，***控制部58控制分配器控制部64和阀控制部65。分配器控制部64经由通信控制电路50来与分配器30的控制电路34进行通信，并控制分配器30的动作。具体地说，首先，控制电路43调整分配器30内的流量调整阀的开度，以使成为运算出的填充速度M。然后，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来控制各阀的开闭。具体地说，使阀22打开，使阀24、26维持关闭。由此，使从蓄压器10向燃料罐202供给氢燃料。利用蓄压器10与燃料罐202的压差来使蓄压器10内蓄积的氢燃料以调整后的填充速度向燃料罐202侧移动，燃料罐202的压力如虚线Pt所示那样逐渐上升。与此相伴，蓄压器10的压力(“第一组(1st)”所示的曲线图)逐渐减小。而且，在达到第一组的使用下限压力的、从开始进行填充起经过了时间T1的时间点，将使用的蓄压器从蓄压器10切换为作为第二组的例如蓄压器12。具体地说，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来控制各阀的开闭。具体地说，使阀22关闭，使阀24打开，使阀26维持关闭。由此，蓄压器12与燃料罐202的压差变大，因此能够维持填充速度快的状态。
然后，利用作为第二组的例如蓄压器12与燃料罐202的压差来使蓄压器12内蓄积的氢燃料以该调整后的填充速度向燃料罐202侧移动，燃料罐202的压力如虚线Pt所示那样进一步地逐渐上升。与此相伴，蓄压器12的压力(“第二组(2nd)”所示的曲线图)逐渐减少。而且，在达到第二组的使用下限压力的、从开始进行填充起经过了时间T2的时间点，将使用的蓄压器从蓄压器12切换为作为第三组的例如蓄压器14。具体地说，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来控制各阀的开闭。具体地说，使阀24关闭，将阀26打开，使阀22维持关闭，使阀22维持关闭。由此，蓄压器14与燃料罐202的压差变大，因此能够维持填充速度快的状态。
然后，利用作为第三组的例如蓄压器14与燃料罐202的压差来使蓄压器14内蓄积的氢燃料以调整后的填充速度向燃料罐202侧移动，燃料罐202的压力如虚线Pt所示的那样逐渐上升。与此相伴，蓄压器14的压力(“第三组(3rd)”所示的曲线图)逐渐减少。而且，通过作为第三组的蓄压器14来进行填充，直至燃料罐202的压力成为运算出的最终压力PF(例如65～81MPa)为止。
如以上那样，从第一组起依次向燃料罐202填充氢气。在上述的例子中，示出了来到氢站102的FCV 200的燃料罐202的压力P1为相比预先设定的作为低压组的蓄压器10的使用下限压力程度而言足够低的压力的情况。作为一例，示出满填充(满罐)时的例如1/2以下这样的非常低的状态的情况。在该情况下，为了将FCV 200的燃料罐202的压力快速地填充至最终压力PF，例如需要三个蓄压器10、12、14。但是，并不限于来到氢站102的FCV 200的燃料罐202的压力非常低的情况。在燃料罐202的压力比满填充时的例如1/2高的情况下，有时例如使用两个蓄压器10、12就足够了。并且，在燃料罐202的压力高的情况下，有时例如使用一个蓄压器10就足够了。在任何情况下都是，在蓄压器10、12、14之间切换使用的蓄压器。
当对FCV 200的燃料罐202进行的氢气的填充(供给)结束时，将分配器30的喷嘴44从FCV 200的燃料罐202的接受口(插孔)移除，用户例如支付与填充量相应的费用，从氢站102退出。
作为蓄压工序(S104)，通过压缩机40将氢气进行压缩，向蓄积氢气的蓄压器侧供给被压缩后的氢气。具体地说，如以下那样进行动作。
作为压缩机运转和HPU额定运转工序(S106)，在开始通过多级蓄压器101向FCV200进行氢填充且多级蓄压器101内的任一蓄压器内的压力下降了的情况下、以及/或者在通过多级蓄压器101进行氢供给时针对FCV 200的填充量不足的情况下，在HPU控制部67的控制下，氢制造装置300从怠速运转转变为额定运转(例如100％负荷运转)，以使氢气制造量增加。此时，阀控制电路60使开发阀319关闭，使阀328打开。而且，在压缩机控制部62的控制下，压缩机40开始运转，将从氢制造装置300供给的低压的氢气进行压缩并喷出。
作为阀控制工序(S108)，阀控制电路60控制吸附塔控制阀***110，以向蓄压器侧供给被压缩后的氢气。
图6是用于说明实施方式1中的蓄压工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。在图6中，阀控制电路60进行控制以使切断阀73关闭，进行控制以使切断阀71、72从关闭成为打开。
作为吸附工序(S110)，使用配置有吸附剂的吸附塔70来使从压缩机40喷出的氢气中的杂质吸附于吸附塔70内的吸附剂。而且，杂质被吸附，从吸附塔70的气体出口向多级蓄压器101侧供给成为高纯度的氢气。
另外，阀控制部60在阀21、22、23、24、25、26、28关闭的状态下例如使阀25打开。
而且，通过压缩机40的运转，从低压(例如0.6MPa)起进行压缩，将被吸附塔70内的吸附剂吸附了杂质后的氢气填充至蓄压器14中，直至蓄压器14的压力成为规定的压力P0(例如82MPa)为止，由此对蓄压器14进行蓄压(压力恢复)。
接着，阀控制部60使阀25关闭，取而代之地使将阀23打开。
而且，同样地，向蓄压器12填充氢气，直至蓄压器12的压力成为规定的压力P0(例如82MPa)为止，由此对蓄压器12进行蓄压(压力恢复)。
接着，阀控制部60使阀23关闭，取而代之地使阀21打开。
而且，同样地，向蓄压器10填充氢气，直至蓄压器10的压力成为规定的压力P0(例如82MPa)为止，由此对蓄压器10进行蓄压(压力恢复)。
作为判定工序(S112)，***控制部58判定多级蓄压器101的全部的蓄压器10、12、14是否已被蓄压至规定的压力P0(例如82MPa)。在尚未蓄压至规定的压力P0(例如82MPa)的情况下，继续进行蓄压。在已蓄压至规定的压力P0(例如82MPa)的情况下，进入下一个工序。在此，作为一例，示出了多级蓄压器101的全部的蓄压器10、12、14继续进行蓄压直至充分被蓄压为止的情况，但并不限于此。也可以在某一蓄压器10、12、14充分被蓄压的阶段结束蓄压工序(S104)。
通过以上工序，能够将蓄压器10、12、14蓄压至规定的压力P0(例如82MPa)。由此，预先做好通过多级蓄压器101对FCV 200进行压差填充的准备。
作为吸附塔密闭控制工序(S120)，将吸附塔70内的空间密闭，以使吸附塔70内通过压缩后的氢气被维持为高压。
图7是用于说明实施方式1中的吸附塔密闭控制工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。在图7中，阀控制部60进行控制以使构成吸附塔控制阀***110的全部的切断阀71、72、73关闭，并使吸附塔70内的空间密闭以使吸附塔70内通过压缩后的氢气被维持为高压。
作为压缩机暂停和HPU怠速运转工序(S122)，在HPU控制部67的控制下，使氢制造装置300从额定运转(例如100％负荷运转)转变为怠速运转(例如30％负荷运转)，来降低氢气制造量。阀控制电路60进行控制以使开放阀319从关闭成为打开，进行控制以使阀328从打开成为关闭，以停止向压缩机40供给氢气。通过使开放阀319打开，通过怠速运转制造出的少量的氢气被释放至大气中。而且，在压缩机控制部62的控制下，压缩机40暂停(停止)运转。因而，在压缩机40处于完全停止的状态即运转停止时，进行控制以使切断阀71、72关闭。
作为压缩机内减压工序(S124)，在压缩机控制部62的控制下，一边使流量调整阀41以规定的开度调整流量，一边经由减压配管42将压缩机40内减压至压缩机40的吸入侧的压力。像这样，能够一边调整流量一边进行减压，能够抑制急剧的压力变动，从而能够抑制吸附塔70等构成部件的损伤或者活性炭等吸附剂粉碎等。
在此，即使在压缩机40的喷出侧被减压了的情况下也是，由于使吸附塔70内密闭，因此能够防止被吸附剂吸附的杂质脱离。并且，能够防止或者抑制脱离的杂质扩散至压缩机40侧(初级侧)。
而且，在下一个FCV 200来到氢站102的情况下，返回FCV充填工序(102)，重复进行从FCV充填工序(102)至压缩机内减压工序(S124)的各工序。
如以上那样，在实施方式1中，在压缩机40的暂停(停止)期间，通过在压缩机40内减压前使吸附塔70内密闭，能够防止或者抑制从吸附剂脱离的杂质扩散至压缩机40侧(初级侧)。
在此，在上述的使用方法中，使杂质持续地吸附于吸附剂，因此任意吸附塔70内的吸附剂的吸附性能达到上限。因此，在实施方式1中，如以下那样追加再生工艺也是适合的。
图8是表示实施方式1中的氢气供给方法的其它一例的主要工序的流程图。在图8中，实施方式1中的氢气供给方法在图4的压缩机内减压工序(S124)之后追加了吸附塔减压/再生工序(S126)和吹扫控制工序(S128)，除了这一点以外与图4相同。因而，在图8中，实施方式1中的氢气供给方法实施FCV填充工序(S102)、蓄压工序(S104)、吸附塔密闭控制工序(S120)、压缩机停止和HPU怠速运转工序(S122)、压缩机内减压工序(S124)、吸附塔减压/再生工序(S126)以及吹扫控制工序(S128)这一系列工序。作为蓄压工序(S104)的内部工序，实施压缩机运转和HPU额定运转工序(S106)、阀控制工序(S108)、吸附工序(S110)以及判定工序(S112)这一系列工序。此外，无需每次都实施氢吹扫工序(S128)，例如对于图8的各工序的循环，针对多次循环实施一次氢吹扫工序即可。当然，也可以每次都实施。
压缩机内减压工序(S124)之前的各工序的内容如上述那样。
作为吸附塔减压/再生工序(S126)，在通过吸附塔控制阀***110的多个切断阀71、72、73使吸附塔70内的空间密闭了的状态下，通过使切断阀73打开来使吸附塔70内从高压减压至低压，并且将从吸附剂脱离的杂质释放到排出线路90。
图9是用于说明实施方式1中的吸附塔减压/再生工序时的吸附塔控制阀***的动作的一例的图。在图9中，阀控制部60在切断阀71、72、73关闭的状态下，使切断阀73打开。由此，经由排出线路90释放出被封闭在吸附塔70内的氢气。此时，由于在排出线路90中配置有节流孔91，因此能够抑制急剧的压力变动，从而能够抑制吸附塔70等的构成部件损伤或者活性炭等吸附剂粉碎等。通过使吸附塔70内减压，所吸附的杂质从吸附剂脱离。而且，该杂质乘着内部的氢气的流动经由排出线路90被排放。由此，能够使吸附剂再生(refresh)。因而，即使在将吸附塔70小型化且吸附剂的搭载量为少量的情况下，也能够延长吸附剂的吸附性能的寿命。
作为吹扫控制工序(S128)，控制装置100在使切断阀73打开且经过规定时间后，进行控制以使切断阀71打开，以将从氢制造装置300供给的氢气经由处于运转停止的压缩机40供给至吸附塔70。具体地说，在压缩机40暂停(停止)且吸附塔70内被减压至低压、并且将切断阀71、73打开的状态下，将从氢制造装置300供给的氢气作为吹扫气体经由处于停止的压缩机40导入吸附塔70。换言之，在从打开切断阀73起经过了直至吸附塔70内被减压至低压为止的时间后，向吸附塔70导入吹扫气体。
图10是用于说明实施方式1中的吹扫控制工序时的吸附塔控制阀***的动作的图。在处于怠速运转的氢制造装置300中，虽然制造量少，但能够连续制造高纯度的氢气。以往，由处于怠速运转的氢制造装置300制造出的氢气不被供给至压缩机40，而是经由开放阀319从排出线路被释放出来。因此，在图10的例子中，阀控制部60进行控制，以使切断阀71、73打开，并且使开放阀319关闭，使阀328打开。由此，由处于怠速运转的氢制造装置300制造出的氢气通过处于停止的压缩机40内并被供给至吸附塔70内，并且从排出线路90被释放出来。将该氢气用作吹扫气体并导入吸附塔70内，由此能够加速进行吸附剂的再生。假定硫、卤等杂质例如是由于压缩机40运转时的活塞的驱动而产生的活塞环等的滑动而产生。因而，认为在压缩机40暂停(停止)期间未产生硫、卤等杂质，能够将维持了高纯度的氢气用作吹扫气体。另外，通过将由处于怠速运转的氢制造装置300制造出的氢气用作吹扫气体，能够有效利用在以往被废弃的氢气。
而且，在下一个FCV 200来到氢站102的情况下，返回FCV填充工序(102)，重复进行从FCV填充工序(102)至吸附塔减压/再生工序(S126)(或吹扫控制工序(S128))的各工序。
如以上那样，根据实施方式1，能够抑制配置于压缩机40的下游侧的吸附剂所吸附的氢气的杂质扩散至压缩机40侧。并且，能够使吸附剂再生，从而能够使吸附剂的吸附性能长寿命化。因而，还能够使吸附塔70进一步小型化。
以上参照具体例对实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。本发明例如还能够应用于利用电解的氢制造装置中。
另外，关于装置结构、控制方法等对于本发明的说明而言并非直接需要的部分等省略了记载，但能够适当选择需要的装置结构、控制方法来进行使用。
此外，具备本发明的要素且本领域人员能够适当进行设计变更的全部的氢制造装置的运转方法和氢制造装置的控制装置包括在本发明的范围内。
产业上的可利用性
关于氢气供给装置和氢气供给方法，例如能够利用为配置于氢站的氢气供给装置和氢气供给方法。
附图标记说明
10、12、14：蓄压器；11、13、15、17、318：压力计；21、22、23、24、25、26、28、328：阀；27：流量计；29：流量调整阀；30：分配器；31：传感器；32：冷却器；34：控制电路；40：压缩机；41：流量调整阀；42：减压配管；44：喷嘴；50：通信控制电路；51：存储器；52：接收部；54：结束压力运算部；56：流程计划部；58：***控制部；60、65：阀控制部；61：压力恢复控制部；62：压缩机控制部；63：供给控制部；64：分配器控制部；66：压力接收部；67：HPU控制部；70：吸附塔；71、72、73：切断阀；76：配管；80、82、84：存储装置；81：转换表；83：校正表；90：排出线路；91：节流孔；100：控制电路；101：多级蓄压器；102：氢站；106：供给部；110：吸附塔控制阀***；200：FCV；202：燃料罐；204：车载器；205：温度计；206：压力计；300：氢制造装置；319：开放阀；500：氢气供给***。

Claims (12)

1.一种氢气供给装置，其特征在于，具备：
压缩机，其将氢气进行压缩；
蓄压器，其蓄积通过所述压缩机被压缩后的氢气；
吸附塔，其配置于所述压缩机与所述蓄压器之间，所述吸附塔具有用于吸附从所述压缩机喷出的氢气中混合的杂质的吸附剂；
第一阀，其配置于所述压缩机与所述吸附塔之间的第一气体供给配管；
第二阀，其配置于所述吸附塔与所述蓄压器之间的第二气体供给配管；以及
控制装置，其在所述压缩机停止运转时，进行控制以使所述第一阀和所述第二阀关闭。
2.根据权利要求1所述的氢气供给装置，其特征在于，
还具备：排出线路，其是从所述第一气体供给配管中的处于所述第一阀与所述吸附塔之间的位置分支出的；以及第三阀，其配置于所述排出线路，
所述控制装置在进行控制以使所述第一阀和所述第二阀关闭了的状态下，进行控制以使所述第三阀打开。
3.根据权利要求2所述的氢气供给装置，其特征在于，
还具备向所述压缩机供给氢气的氢制造装置，
所述控制装置在使所述第三阀打开并经过规定时间后，进行控制以使所述第一阀打开，将从所述氢制造装置供给的氢气经由处于运转停止的所述压缩机供给至所述吸附塔。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的氢气供给装置，其特征在于，
所述吸附剂具有对硫和卤的吸附能力。
5.一种氢气供给方法，其特征在于，包括以下工序：
通过压缩机将氢气进行压缩；
将通过所述压缩机被压缩后的氢气蓄积于蓄压器；
使用配置于所述压缩机与所述蓄压器之间的具有吸附剂的吸附塔，使从所述压缩机喷出的氢气中混合的杂质吸附于所述吸附剂；以及
在所述压缩机停止运转时，进行控制以使配置于所述压缩机与所述吸附塔之间的第一气体供给配管的第一阀、以及配置于所述吸附塔与所述蓄压器之间的第二气体供给配管的第二阀关闭。
6.根据权利要求5所述的氢气供给方法，其特征在于，
在进行控制以使所述第一阀和所述第二阀关闭了的状态下，进行控制以使配置于从所述第一气体供给配管中的处于所述第一阀与所述吸附塔之间的位置分支出的排出线路的第三阀打开。
7.一种氢气供给装置，其特征在于，具备：
压缩机，其将氢气进行压缩，将压缩后的氢气供给至蓄积氢气的蓄压器侧；
吸附塔，其配置于所述压缩机的喷出口与所述蓄压器之间，在所述吸附塔配置有用于吸附从所述压缩机喷出的氢气中的杂质的吸附剂；以及
多个阀，所述多个阀配置于所述压缩机的喷出侧且所述吸附塔的气体出入口侧，所述多个阀能够使所述吸附塔密闭，
其中，在所述压缩机暂停的情况下，使用所述多个阀来使所述吸附塔内的空间密闭，以使所述吸附塔内通过所述压缩后的氢气被维持为高压。
8.根据权利要求7所述的氢气供给装置，其特征在于，
还具备排出线路，该排出线路是在所述多个阀中的配置于所述压缩机的喷出口与所述吸附塔的气体入口之间的第一阀同所述吸附塔的气体入口之间分支出的，
在所述排出线路的中途配置有所述多个阀中的第二阀，
在通过所述多个阀使所述吸附塔内的空间密闭的状态下，通过将所述第二阀打开来将所述吸附塔内从所述高压减压至低压，并且将从所述吸附剂脱离的杂质释放到所述排出线路。
9.根据权利要求8所述的氢气供给装置，其特征在于，
从氢制造装置向所述压缩机供给所述氢气，
在所述压缩机暂停且所述吸附塔内被减压至所述低压、并且将所述第一阀和第二阀打开的状态下，将从所述氢制造装置供给的氢气作为吹扫气体经由正暂停的所述压缩机导入所述吸附塔。
10.根据权利要求7或8所述的氢气供给装置，其特征在于，
所述杂质为在所述压缩机内混入的杂质。
11.一种氢气供给方法，其特征在于，包括以下工序：
通过压缩机将氢气进行压缩，将压缩后的氢气供给到蓄积氢气的蓄压器侧；
使用配置于所述压缩机的喷出口与蓄积氢气的蓄压器之间的配置有吸附剂的吸附塔，来使从所述压缩机喷出的氢气中的杂质吸附于所述吸附剂；以及
使用配置于所述压缩机的喷出侧且所述吸附塔的气体出入口侧、并且能够使所述吸附塔密闭的多个阀，在所述压缩机暂停的情况下使所述吸附塔内的空间密闭，以使所述吸附塔内通过所述压缩后的氢气被维持为高压。
12.根据权利要求11所述的氢气供给方法，其特征在于，
使用在多个阀中的配置于所述压缩机的喷出口与所述吸附塔的气体入口之间的第一阀同所述吸附塔的气体入口之间分支出的排出线路、以及配置于所述排出线路的中途的所述多个阀中的第二阀，在通过所述多个阀使所述吸附塔内的空间密闭的状态下，通过将所述第二阀打开来将所述吸附塔内从所述高压减压至低压，并且将从所述吸附剂脱离的杂质释放到所述排出线路。
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