JP2010174951A - Gas filling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば圧縮された水素ガスを被ガス供給体に充填する際のガス充填装置に関する。 The present invention relates to a gas filling device when filling a gas supply body with, for example, compressed hydrogen gas.
近年、水素ガスを燃料にして走行する自動車の開発や、水素ガスを原料として生成された電気により走行する燃料電池車の開発が進められている。これに伴って、高圧に圧縮された水素ガスを自動車の燃料タンク（被ガス供給体）に充填するガス充填装置の実用化も進められている。
この種のガス充填装置では、圧縮されたガスをガス蓄圧器に貯蔵しておき、充填ノズルを自動車側のレセプタクルに接続し、充填ホースの先端部に連通された三方弁を切り替え操作することによりガス蓄圧器に貯蔵されたガスを自動車の燃料タンクに充填するように構成されている。
In recent years, development of automobiles that run on hydrogen gas as fuel and fuel cell vehicles that run on electricity generated using hydrogen gas as a raw material have been promoted. In connection with this, the practical use of the gas filling apparatus which fills the fuel tank (gas supply body) of the motor vehicle with the hydrogen gas compressed to high pressure is also advanced.
In this type of gas filling device, the compressed gas is stored in a gas accumulator, the filling nozzle is connected to the receptacle on the automobile side, and the three-way valve communicated with the tip of the filling hose is switched and operated. The fuel stored in the gas accumulator is filled in the fuel tank of the automobile.
また、上述したガス充填装置では、充填開始当初は、可変圧ガス蓄圧器側の元弁が開かれて、可変圧ガス蓄圧器から燃料タンクへガス充填が行われる。その後、供給中の流量や制御弁の開度等による蓄圧器の切替条件（例えば、制御弁の弁開度が所定の開度以上となったにもかかわらず供給中の流量が所定流量以下に低下している場合）が成立すると、ガス供給元のガス蓄圧器を可変圧ガス蓄圧器から高圧ガス蓄圧器に切り替えて供給されるようになる。これにより、燃料タンクへのガス供給元を、ガス圧の低下してきた可変圧ガス蓄圧器から高圧ガス蓄圧器に切り換えることにより、可変圧ガス蓄圧器のガスのみを使用して、燃料タンク内に目標圧力に達するまでガス充填を行う形態に比べてその充填時間を短縮することができるようになっている（特許文献１参照）。 In the gas filling device described above, at the beginning of filling, the main valve on the variable pressure gas accumulator side is opened, and gas is filled from the variable pressure gas accumulator to the fuel tank. After that, the accumulator switching condition based on the flow rate being supplied, the opening degree of the control valve, etc. If it is lower), the gas accumulator of the gas supply source is switched from the variable pressure gas accumulator to the high pressure gas accumulator and supplied. As a result, by switching the gas supply source to the fuel tank from the variable pressure gas accumulator whose gas pressure has decreased to the high pressure gas accumulator, only the gas of the variable pressure gas accumulator is used, The filling time can be shortened as compared with the case where gas filling is performed until the target pressure is reached (see Patent Document 1).
しかしながら、上述したガス充填装置では、被ガス供給体にガスを供給するガス供給元を、可変圧ガス蓄圧器から高圧ガス蓄圧器に切り替えた際、ガス供給経路内のガス圧力が急激に上昇するため、ガス供給経路の途中に配置された流量計への急加圧によるダメージを及ぼすことが懸念される。 However, in the gas filling device described above, when the gas supply source that supplies the gas to the gas supply body is switched from the variable pressure gas accumulator to the high pressure gas accumulator, the gas pressure in the gas supply path rapidly increases. Therefore, there is a concern that damage may be caused by rapid pressurization on the flow meter disposed in the middle of the gas supply path.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、被ガス供給体へのガス供給元を、一方のガス蓄圧器のガス圧低下により該一方のガス蓄圧器から高圧の他方のガス蓄圧器に切り替えた際の機器へのダメージを抑制するガス充填装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and the gas supply source to the gas supply body is changed from the one gas accumulator to the other gas accumulator having a high pressure by the gas pressure drop of the one gas accumulator. It aims at providing the gas filling apparatus which suppresses the damage to the apparatus at the time of switching.
上記課題を解決するための手段として、本発明のうち請求項１に記載したガス充填装置の発明は、コンプレッサにより圧縮されたガスが貯蔵された複数のガス蓄圧器のうち、いずれか一つのガス蓄圧器からガス供給経路を介して被ガス供給体にガスを供給するガス充填装置であって、前記ガス供給経路に備えられ、該ガス供給経路を流動するガスの流量を測定する流量測定部と、前記複数のガス蓄圧器のうち、一方のガス蓄圧器のガス圧低下により該一方のガス蓄圧器から高圧の他方のガス蓄圧器へガス供給元を切り替える蓄圧器切替手段と、前記流量測定部よりも上流側の前記ガス供給経路に設けられ、該ガス供給経路から分岐して再び該ガス供給経路に合流し、前記ガス供給経路よりもガスの流動抵抗が大きくなるように設定されたガス供給副経路と、前記蓄圧器切換手段により前記他方のガス蓄圧器に切り替わった際、該ガス蓄圧器からのガスを前記ガス供給副経路に流動させるガス経路切替手段と、を備えたことを特徴とするものである。 As a means for solving the above-mentioned problems, the gas filling device according to claim 1 of the present invention is characterized in that any one gas among a plurality of gas accumulators storing gas compressed by a compressor. A gas filling device for supplying gas from a pressure accumulator to a gas supply body through a gas supply path, the flow rate measuring unit being provided in the gas supply path and measuring the flow rate of the gas flowing in the gas supply path; A pressure accumulator switching means for switching a gas supply source from the one gas accumulator to the other gas accumulator having a high pressure when the gas pressure of one of the gas accumulators is reduced, and the flow rate measuring unit. A gas that is provided in the gas supply path on the upstream side, is branched from the gas supply path, merges with the gas supply path again, and has a gas flow resistance larger than that of the gas supply path And a gas path switching means for causing the gas from the gas accumulator to flow into the gas supply sub-path when switched to the other gas pressure accumulator by the pressure accumulator switching means. It is what.
本発明のガス充填装置によれば、被ガス供給体へのガス供給元を、一方のガス蓄圧器のガス圧低下により該一方のガス蓄圧器から高圧の他方のガス蓄圧器に切り替えた際の機器へのダメージを抑制することができる。 According to the gas filling device of the present invention, when the gas supply source to the gas supply body is switched from the one gas pressure accumulator to the high pressure gas accumulator due to the gas pressure drop of one gas pressure accumulator. Damage to the device can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に基いて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るガス充填装置１は、例えば自動車の燃料タンク２（被ガス供給体）に圧縮したガス（本実施の形態では、水素ガス）を充填するものであり、ガス供給ステーションなどに設置されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a gas filling apparatus 1 according to an embodiment of the present invention fills a compressed gas (hydrogen gas in the present embodiment) into a fuel tank 2 (gas supply body) of an automobile, for example. It is installed in gas supply stations.
本発明の実施の形態に係るガス充填装置１を図１に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係るガス充填装置１は、高圧に圧縮されたガスを貯蔵するガス貯蔵部３と、ガス貯蔵部３からのガスを燃料タンク２に充填するためのディスペンサユニット４と、ディスペンサユニット４内に備えられ、各機器を制御する制御装置５とから概略構成されている。
ガス貯蔵部３は、圧力源として可変圧ガス蓄圧器（一方のガス蓄圧器）７及び高圧ガス蓄圧器（他方のガス蓄圧器）８を備えている。可変圧ガス蓄圧器７及び高圧ガス蓄圧器８には、コンプレッサ９より高圧のガスが供給され貯蔵される。なお、可変圧ガス蓄圧器７及び高圧ガス蓄圧器８には、燃料タンク２の目標充填圧力よりも高圧のガスが蓄圧される。
A gas filling apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
A gas filling device 1 according to an embodiment of the present invention includes a gas storage unit 3 that stores gas compressed to a high pressure, a dispenser unit 4 that fills the fuel tank 2 with gas from the gas storage unit 3, A control unit 5 is provided in the dispenser unit 4 and controls each device.
The gas storage unit 3 includes a variable pressure gas accumulator (one gas accumulator) 7 and a high pressure gas accumulator (the other gas accumulator) 8 as pressure sources. The variable pressure gas accumulator 7 and the high pressure gas accumulator 8 are supplied with high pressure gas from the compressor 9 and stored therein. The variable pressure gas accumulator 7 and the high pressure gas accumulator 8 accumulate gas having a pressure higher than the target filling pressure of the fuel tank 2.
具体的には、これら可変圧ガス蓄圧器７及び高圧ガス蓄圧器８は、コンプレッサ９により圧縮された高圧のガスを蓄圧する容器であり、コンプレッサ９に連通されたガス供給経路１０、１１を介して圧縮されたガスが供給される。ガス供給経路１０、１１には、それぞれ、エア駆動式で開閉する開閉弁１２、１３と、該開閉弁１２、１３への逆流を防止する逆止弁１４、１５とが備えられている。
なお、本実施の形態において使用されている弁は、上述の開閉弁１２、１３を含め、圧縮空気の圧力を利用して開閉或いはその弁開度が調整される所謂エア駆動式の弁が使用されているが、本発明に使用される弁としてはエア駆動式に限るものではなく、例えば、電動で開閉する電動式の弁を使用してよいのは勿論である。
コンプレッサ９は、多段圧縮方式の圧縮機であり、吸い込み経路１６を介してガスを貯蔵するガスタンクあるいはガスを生成する水素生成設備と連通する中圧配管１７に連通されている。そして、コンプレッサ９により圧縮されたガスは、開閉弁１２、１３のうち開弁された方のガス供給経路１０または１１を介して可変圧ガス蓄圧器７または高圧ガス蓄圧器８の何れか一方に供給される。
また、可変圧ガス蓄圧器７から下流側のガス供給経路２０には、元弁２２と、該元弁２２への逆流を防止する逆止弁２３とが備えられる。一方、高圧ガス蓄圧器８から下流側のガス供給経路２１には元弁２４が備えられる。
Specifically, the variable pressure gas accumulator 7 and the high pressure gas accumulator 8 are containers for accumulating high pressure gas compressed by the compressor 9, and pass through gas supply paths 10 and 11 communicated with the compressor 9. The compressed gas is supplied. The gas supply paths 10 and 11 are provided with on / off valves 12 and 13 that open and close by air drive, and check valves 14 and 15 that prevent backflow to the on / off valves 12 and 13, respectively.
The valves used in the present embodiment include so-called air-driven valves that use the pressure of compressed air, including the above-described on-off valves 12 and 13, and that are opened / closed or whose valve opening degree is adjusted. However, the valve used in the present invention is not limited to the air drive type. For example, an electric type valve that is opened and closed electrically can be used.
The compressor 9 is a multi-stage compressor, and is connected via a suction path 16 to a medium pressure pipe 17 that communicates with a gas tank that stores gas or a hydrogen generation facility that generates gas. The gas compressed by the compressor 9 is transferred to either the variable pressure gas pressure accumulator 7 or the high pressure gas pressure accumulator 8 through the gas supply path 10 or 11 of the on-off valves 12 and 13 which is opened. Supplied.
Further, the gas supply path 20 on the downstream side from the variable pressure gas accumulator 7 is provided with a main valve 22 and a check valve 23 for preventing a back flow to the main valve 22. On the other hand, a gas supply path 21 downstream from the high-pressure gas accumulator 8 is provided with a main valve 24.
ディスペンサユニット４には、ガス貯蔵部３（可変圧ガス蓄圧器７及び高圧ガス蓄圧器８）に連通されたガス供給経路２５が備えられる。なお、ガス供給経路２５の下流端にはディスペンサユニット４の外部に延びる充填ホース２６が緊急離脱カップリング２７を介して接続されている。充填ホース２６の先端には、燃料タンク２の充填口２ａに連結される充填ノズル２８が備えられる。燃料タンク２と充填口２ａとの間には、充填口２ａへの逆流を防止する逆止弁２９が備えられる。 The dispenser unit 4 includes a gas supply path 25 that communicates with the gas storage unit 3 (the variable pressure gas accumulator 7 and the high pressure gas accumulator 8). A filling hose 26 extending to the outside of the dispenser unit 4 is connected to the downstream end of the gas supply path 25 via an emergency detachment coupling 27. At the tip of the filling hose 26, a filling nozzle 28 connected to the filling port 2a of the fuel tank 2 is provided. Between the fuel tank 2 and the filling port 2a, a check valve 29 for preventing a back flow to the filling port 2a is provided.
ディスペンサユニット４のガス供給経路２５には、上流側から下流側へ順に、１次圧力計３０、１次開閉弁３１、流量計（流量測定部）３２、２次開閉弁３３、制御弁３４、温度センサー３５、圧力センサー３６、２次圧力計３７、安全弁３８が備えられる。
また、流量計３２から上流側のガス供給経路２５には、１次開閉弁３１の上流側で該ガス供給経路２５から分岐し、１次開閉弁３１の下流側で再びガス供給経路２５に合流するガス供給副経路４０が備えられている。該ガス供給副経路４０には、上流側から可変手動絞り弁４１及び開閉弁４２が配置される。
なお、この可変手動絞り弁４１は、開閉弁４２が開弁させている際にガス供給副経路４０内を流動するガスに対する流動抵抗を、１次開閉弁３１が開弁している際の当該１次開閉弁３１内を流れる流動抵抗よりも大きくするためのものであり、可変手動絞り弁４１の開度は作業者により予め所定の開度に調整されている。
ディスペンサユニット４には、充填ホース２６先端の充填ノズル２８が燃料タンク２の充填口２ａに結合された後に操作される充填開始スイッチ４３と、充填を停止する際に操作される充填停止スイッチ４４とが備えられる。
In the gas supply path 25 of the dispenser unit 4, a primary pressure gauge 30, a primary on-off valve 31, a flow meter (flow rate measuring unit) 32, a secondary on-off valve 33, a control valve 34, in order from the upstream side to the downstream side, A temperature sensor 35, a pressure sensor 36, a secondary pressure gauge 37, and a safety valve 38 are provided.
Further, the gas supply path 25 upstream from the flow meter 32 branches from the gas supply path 25 on the upstream side of the primary on-off valve 31, and joins the gas supply path 25 again on the downstream side of the primary on-off valve 31. A gas supply sub-path 40 is provided. A variable manual throttle valve 41 and an on-off valve 42 are disposed in the gas supply sub-path 40 from the upstream side.
The variable manual throttle valve 41 has a flow resistance against the gas flowing in the gas supply sub-path 40 when the opening / closing valve 42 is opened, and the flow resistance when the primary opening / closing valve 31 is opened. The opening of the variable manual throttle valve 41 is adjusted in advance to a predetermined opening by the operator.
The dispenser unit 4 includes a filling start switch 43 that is operated after the filling nozzle 28 at the tip of the filling hose 26 is coupled to the filling port 2a of the fuel tank 2, and a filling stop switch 44 that is operated when stopping filling. Is provided.
ディスペンサユニット４の制御装置５には、１次開閉弁３１、流量計３２、２次開閉弁３３、制御弁３４、温度センサー３５、圧力センサー３６、メモリ４５、充填開始スイッチ４３、充填停止スイッチ４４、元弁２２、２４及びガス供給副経路４０側の開閉弁４２がそれぞれ接続されている。
なお、コンプレッサ９及び各開閉弁１２、１３は図示せぬ制御装置に接続されており、可変圧ガス蓄圧器７及び高圧ガス蓄圧器８内のガス圧が所定圧力まで低下した場合、当該制御装置からのコンプレッサ９への駆動指示及び各開閉弁１２、１３への開閉指示により、可変圧ガス蓄圧器７及び高圧ガス蓄圧器８内の圧力を燃料タンク２にガスを充填しうる高い圧力に保持する。なお、開閉弁１２、１３は、エア駆動式であり、エアの供給・非供給で弁を開閉するものである。
The controller 5 of the dispenser unit 4 includes a primary on-off valve 31, a flow meter 32, a secondary on-off valve 33, a control valve 34, a temperature sensor 35, a pressure sensor 36, a memory 45, a filling start switch 43, and a filling stop switch 44. The main valves 22 and 24 and the open / close valve 42 on the gas supply sub-path 40 side are connected to each other.
The compressor 9 and the on-off valves 12 and 13 are connected to a control device (not shown). When the gas pressure in the variable pressure gas accumulator 7 and the high pressure gas accumulator 8 is reduced to a predetermined pressure, the control device The pressure in the variable pressure gas accumulator 7 and the high pressure gas accumulator 8 is maintained at a high pressure that can fill the fuel tank 2 with the drive instruction from the compressor to the compressor 9 and the opening / closing instructions to the on-off valves 12 and 13. To do. The on-off valves 12 and 13 are air-driven and open and close by supplying and not supplying air.
１次開閉弁３１、２次開閉弁３３及び開閉弁４２（ガス供給副経路４０側）は、エア駆動式で、エアの供給・非供給で弁を開閉するものであり、制御装置５からの信号により作動する。さらに、元弁２２、２４もエア駆動式で、エアの供給・非供給で弁を開閉するものであり、制御装置５からの信号をトリガとして、外部制御装置からの信号により作動する。
制御弁３４は、エア駆動式で、エアの供給で開弁し、制御信号で制御圧（エア圧）を制御して弁開度を調整する弁であり、制御装置５の制御プログラムに基づく指令により任意の弁開度に制御されてガス圧を制御するものである。
また、制御装置５は、充填開始スイッチ４３からの信号を受信した後、適宜の条件下において元弁２２、２４、１次開閉弁３１、２次開閉弁３３及びガス供給副経路４０側の開閉弁４２を開閉させる。
流量計（流量測定部）３２は、コリオリ式質量流量計からなり、供給されたガスの流量に応じた信号を制御装置５に出力する。
The primary on-off valve 31, the secondary on-off valve 33, and the on-off valve 42 (on the gas supply sub-path 40 side) are air-driven and open and close by supplying and not supplying air. Operates by signal. Further, the main valves 22 and 24 are also air-driven, and open and close by supplying and not supplying air, and are operated by a signal from the external control device with a signal from the control device 5 as a trigger.
The control valve 34 is an air-driven valve that opens when air is supplied and controls the control pressure (air pressure) with a control signal to adjust the valve opening degree. The control valve 34 is a command based on a control program of the control device 5. Thus, the gas pressure is controlled by controlling the valve opening to an arbitrary value.
Further, after receiving the signal from the filling start switch 43, the control device 5 opens and closes the main valves 22, 24, the primary on-off valve 31, the secondary on-off valve 33, and the gas supply sub-path 40 side under appropriate conditions. The valve 42 is opened and closed.
The flow meter (flow measurement unit) 32 is a Coriolis mass flow meter, and outputs a signal corresponding to the flow rate of the supplied gas to the control device 5.
温度センサー３５は、ガス供給経路２５の外周部の温度を測定し、この測定された温度から燃料タンク２内の温度を推定している。
圧力センサー３６は、制御弁３４の下流側で制御弁３４を通過したガス圧を測定し、その検出信号を制御装置５に出力すると共に、ガス充填開始後の充填初期段階で燃料タンク２内の残ガス圧を測定し、その検出信号を制御装置５に出力する。
The temperature sensor 35 measures the temperature of the outer peripheral portion of the gas supply path 25 and estimates the temperature in the fuel tank 2 from the measured temperature.
The pressure sensor 36 measures the gas pressure that has passed through the control valve 34 on the downstream side of the control valve 34, outputs a detection signal thereof to the control device 5, and in the fuel tank 2 in the initial stage of filling after the gas filling is started. The residual gas pressure is measured, and the detection signal is output to the control device 5.
制御装置５のメモリ４５には、ガス充填時、圧力センサー３６により測定された圧力値から得られる圧力上昇率が、予め設定された所定の圧力上昇率に一致するように制御弁３４の弁開度を制御する前記制御プログラム（定圧上昇制御）が格納され、上述したように、制御装置５により制御弁３４の開度が制御される。 The memory 45 of the control device 5 opens the control valve 34 so that the pressure increase rate obtained from the pressure value measured by the pressure sensor 36 at the time of gas filling coincides with a predetermined pressure increase rate set in advance. The control program (constant pressure increase control) for controlling the degree is stored, and the opening degree of the control valve 34 is controlled by the control device 5 as described above.
なお、可変圧ガス蓄圧器７側の元弁２２及び高圧ガス蓄圧器８側の元弁２４が、ガス供給元を、可変圧ガス蓄圧器７から高圧ガス蓄圧器８へ切り替える蓄圧器切替手段に相当する。また、ガス供給経路２５側の１次開閉弁３１及びガス供給副経路４０側の開閉弁４２が、高圧ガス蓄圧器８からのガスをガス供給副経路４０に流動させるガス経路切替手段に相当する。 The main valve 22 on the variable pressure gas pressure accumulator 7 side and the main valve 24 on the high pressure gas pressure accumulator 8 side serve as pressure accumulator switching means for switching the gas supply source from the variable pressure gas pressure accumulator 7 to the high pressure gas pressure accumulator 8. Equivalent to. Further, the primary on-off valve 31 on the gas supply path 25 side and the on-off valve 42 on the gas supply sub-path 40 side correspond to gas path switching means for causing the gas from the high pressure gas accumulator 8 to flow into the gas supply sub-path 40. .
次に、以上説明した本発明の実施の形態に係るガス充填装置１によるガス貯蔵部３から燃料タンク２へのガス充填制御フローを図２に基いて説明する。
特に、ガス供給元を可変圧ガス蓄圧器７から高圧ガス蓄圧器８に切り替えて燃料タンク２にガスを充填する際のガス充填制御フローを詳細に説明する。
作業員は、ガス充填を受ける自動車が到着すると、自動車をディスペンサユニット４に誘導し、充填ホース２６先端の充填ノズル２８を燃料タンク２の充填口２ａに連結させた後、充填開始スイッチ４３をオン操作する（ステップＳ１）。
次に、ステップＳ２において、可変圧ガス蓄圧器７側の元弁２２が開弁され、ガス供給元が可変圧ガス蓄圧器７に設定される。なお、高圧ガス蓄圧器８側の元弁２４は閉弁された状態が保持される。
Next, a gas filling control flow from the gas storage unit 3 to the fuel tank 2 by the gas filling device 1 according to the embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG.
In particular, the gas filling control flow when the gas supply source is switched from the variable pressure gas accumulator 7 to the high pressure gas accumulator 8 to fill the fuel tank 2 with gas will be described in detail.
When the vehicle to be filled with gas arrives, the worker guides the vehicle to the dispenser unit 4, connects the filling nozzle 28 at the tip of the filling hose 26 to the filling port 2 a of the fuel tank 2, and then turns on the filling start switch 43. Operate (step S1).
Next, in step S <b> 2, the main valve 22 on the variable pressure gas accumulator 7 side is opened, and the gas supply source is set to the variable pressure gas accumulator 7. The main valve 24 on the high pressure gas accumulator 8 side is kept closed.
次に、ステップＳ３及びＳ４において、充填開始スイッチ４３のオン操作に基いて、制御装置５からの信号により、１次開閉弁３１、２次開閉弁３３及び制御弁３４が開弁され、ガスが充填ホース２６内（２次開閉弁３３から下流側のガス供給経路２５を含む）に所定量充填されるまで定流量充填制御（微小流量での燃料タンク２へのガス充填制御）が実行される。なお、この時、開閉弁４２（ガス供給副経路４０側）は閉弁された状態が保持される。その後、ステップＳ５において、流量計３２により初期積算流量を取り込み、また、圧力センサー３６により充填初期圧力を取り込む。
次に、ステップＳ６及びＳ７において、これらの初期積算流量及び充填初期圧力値により適宜の圧力上昇率が選択されて、圧力センサー３６からの測定値から得られる圧力上昇率が、選択された所定の圧力上昇率に一致するように制御弁３４の開度が制御装置５により制御（定圧上昇制御）されて、燃料タンク２へ定圧上昇充填が実行される。
Next, in steps S3 and S4, based on the ON operation of the filling start switch 43, the primary on-off valve 31, the secondary on-off valve 33, and the control valve 34 are opened by a signal from the control device 5, and the gas is supplied. Constant flow rate filling control (gas filling control to the fuel tank 2 at a minute flow rate) is executed until a predetermined amount is filled in the filling hose 26 (including the gas supply path 25 downstream from the secondary opening / closing valve 33). . At this time, the on-off valve 42 (gas supply sub-path 40 side) is kept closed. Thereafter, in step S5, the initial integrated flow rate is taken in by the flow meter 32, and the filling initial pressure is taken in by the pressure sensor 36.
Next, in steps S6 and S7, an appropriate pressure increase rate is selected based on the initial integrated flow rate and the initial filling pressure value, and the pressure increase rate obtained from the measurement value from the pressure sensor 36 is selected as the predetermined predetermined value. The opening degree of the control valve 34 is controlled by the control device 5 (constant pressure increasing control) so as to coincide with the pressure increasing rate, and the fuel tank 2 is filled with the constant pressure increasing.
次に、ステップＳ８において、制御装置５では、可変圧ガス蓄圧器７から高圧ガス蓄圧器８への切替条件が成立しているか否かが判定される。例えば、制御弁３４の開度が所定値以上であるのに対して、ガス流量が所定値以下（この現象は、可変圧ガス蓄圧器７のガス圧低下により可変圧ガス蓄圧器７内の圧力と燃料タンク２内の圧力との差圧が小さくなっていることを示す）であるか否かが判定される。その判定結果がＹＥＳであれば、次のステップＳ９に進み、その判定結果がＮＯであればステップＳ１５に進み、以後の工程が実行される。
次に、ステップＳ９では、制御弁３４による定圧上昇制御を中断し、制御弁３４を所定の弁開度に絞り、この絞った状態を固定する。その後、ステップＳ１０では、制御装置５からの信号に基いて、可変圧ガス蓄圧器７側の元弁２２が閉弁されると共に、ガス供給副経路４０側の開閉弁４２が開弁される。これにより、ガス供給副経路４０を用いてのガスの充填が行なわれる。
次に、ステップＳ１１では、ステップＳ１０の処理（ガス供給副経路４０側の開閉弁４２の開弁）が行なわれてからの経過時間が予め設定された設定時間（例えば１秒）に到達したか否かが判定されて、該設定時間に到達したならば、次のステップＳ１２に進む。その後、ステップＳ１２では、制御装置５からの信号に基いて、高圧ガス蓄圧器８側の元弁２４が開弁されると共に１次開閉弁３１が閉弁される。
Next, in step S8, the control device 5 determines whether or not a switching condition from the variable pressure gas accumulator 7 to the high pressure gas accumulator 8 is satisfied. For example, while the opening degree of the control valve 34 is equal to or greater than a predetermined value, the gas flow rate is equal to or less than a predetermined value (this phenomenon is caused by a decrease in the gas pressure of the variable pressure gas accumulator 7. And the pressure in the fuel tank 2 indicate that the pressure difference is small). If the determination result is YES, the process proceeds to the next step S9, and if the determination result is NO, the process proceeds to step S15, and the subsequent steps are executed.
Next, in step S9, the constant pressure increase control by the control valve 34 is interrupted, the control valve 34 is throttled to a predetermined valve opening, and this throttled state is fixed. Thereafter, in step S10, based on the signal from the control device 5, the main valve 22 on the variable pressure gas accumulator 7 side is closed and the on-off valve 42 on the gas supply sub-path 40 side is opened. As a result, gas filling is performed using the gas supply sub-path 40.
Next, in step S11, has the elapsed time since the processing of step S10 (opening of the on-off valve 42 on the gas supply sub-path 40 side) reached a preset time (for example, 1 second)? If it is determined that the set time has been reached, the process proceeds to the next step S12. Thereafter, in step S12, based on the signal from the control device 5, the main valve 24 on the high pressure gas accumulator 8 side is opened and the primary on-off valve 31 is closed.
次に、ステップＳ１３では、ステップＳ１０の処理（ガス供給副経路４０側の開閉弁４２の開弁）が行なわれてからの経過時間が予め設定された開弁時間（例えば１０秒。なお、この開弁時間は前述のステップＳ１１で利用されている設定時間よりも長い時間に設定されている。）に到達したか否かが判定され、該開弁時間に到達したならば、ステップＳ１４にて、制御装置５からの信号により、開閉弁４２が閉弁されると共に１次開閉弁３１が開弁され、更に、前述のステップＳ９において行なわれた制御弁３４の所定の弁開度の固定を止めて、制御弁３４の弁開度を調節することによる前述の定圧上昇制御を再開する。なお、可変手動絞り弁４１の開度は、作業者により調節されるものであり、燃料タンク２へのガスの充填の有無に拘らず、一定に維持される。
次に、ステップＳ１５において、燃料タンク２へのガスの充填完了条件が成立したか否か（例えば、燃料タンク２内の圧力が所定の圧力（目標充填圧力）に到達したことが圧力センサー３６により検出された場合や、燃料タンク２に充填されるガスの流量が所定の流量以下に低下したことが流量計３２により計測された場合などに、上記成立が判定される。）判定され、その判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１６に進み、制御装置５からの信号により、１次開閉弁３１、２次開閉弁３３及び制御弁３４が閉弁されて、燃料タンク２へのガス充填が完了する。なお、ステップＳ１５において、その判定結果がＮＯであれば、ステップＳ８に戻り以後の工程が実行される。
Next, in step S13, an elapsed time after the processing of step S10 (opening of the on-off valve 42 on the gas supply sub-path 40 side) is performed is set to a preset valve opening time (for example, 10 seconds. The valve opening time is set to be longer than the set time used in step S11 described above.) It is determined whether or not the valve opening time has been reached. The open / close valve 42 is closed and the primary open / close valve 31 is opened by the signal from the control device 5, and the predetermined valve opening degree of the control valve 34 performed in step S 9 is fixed. The above-mentioned constant pressure increase control by stopping and adjusting the valve opening degree of the control valve 34 is resumed. Note that the opening degree of the variable manual throttle valve 41 is adjusted by an operator, and is maintained constant regardless of whether or not the fuel tank 2 is filled with gas.
Next, in step S15, whether or not the gas filling completion condition for the fuel tank 2 is satisfied (for example, the pressure sensor 36 confirms that the pressure in the fuel tank 2 has reached a predetermined pressure (target filling pressure)). When it is detected, or when the flow meter 32 measures that the flow rate of the gas filled in the fuel tank 2 has fallen below a predetermined flow rate, the above determination is made.) If the result is YES, the process proceeds to step S16, and the primary on-off valve 31, the secondary on-off valve 33 and the control valve 34 are closed by a signal from the control device 5, and the gas filling into the fuel tank 2 is completed. To do. If the determination result in step S15 is NO, the process returns to step S8 and the subsequent steps are executed.
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るガス充填装置１では、流量計３２よりも上流側のガス供給経路２５に、該ガス供給経路２５から分岐して再び該ガス供給経路２５に合流し、ガス供給経路２５よりもガスの流動抵抗を大きく設定されたガス供給副経路４０を備えているので、ガス供給元が可変圧ガス蓄圧器７から高圧ガス蓄圧器８に切り替えられても、高圧ガス蓄圧器８からのガスは一時的にガス供給副経路４０に流動することでその流量が絞られた状態で流量計３２に到達するために、流量計３２への大きな流量変動を抑えることができ、流量計３２へのダメージを抑制することができる。 As described above, in the gas filling device 1 according to the embodiment of the present invention, the gas supply path 25 is branched from the gas supply path 25 to the gas supply path 25 on the upstream side of the flow meter 32, and is again supplied to the gas supply path 25. Since the gas supply sub-path 40 having a larger flow resistance than the gas supply path 25 is provided, the gas supply source is switched from the variable pressure gas pressure accumulator 7 to the high pressure gas pressure accumulator 8. Since the gas from the high pressure gas accumulator 8 temporarily flows into the gas supply sub-path 40 and reaches the flow meter 32 in a state where the flow rate is reduced, a large flow rate fluctuation to the flow meter 32 is suppressed. And damage to the flow meter 32 can be suppressed.
なお、本実施の形態では、圧縮ガスとして水素ガスを説明したが、これに限らず、水素ガス以外のガス、例えば、ブタン，プロパンなどのガスや圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を被ガス供給体に充填する形態に適用してもよい。
また、本実施の形態では、自動車の燃料タンク２に圧縮されたガスを充填する形態を説明したが、これに限らず、他のタンクや容器等に圧縮されたガスを充填する際にも適用することができる。さらに、本ガス充填装置１のディスペンサユニット４を、他の場所に給送するための管路の途中に設置してもよい。
In the present embodiment, hydrogen gas is described as the compressed gas. However, the present invention is not limited to this, and gas other than hydrogen gas, for example, gas such as butane or propane, or compressed natural gas (CNG) is used as the gas supply body. You may apply to the form to fill.
Further, in the present embodiment, the form in which the compressed gas is filled in the fuel tank 2 of the automobile has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to the case where the compressed gas is filled in other tanks or containers. can do. Furthermore, you may install the dispenser unit 4 of this gas filling apparatus 1 in the middle of the pipe line for feeding to another place.
１ ガス充填装置，２ 燃料タンク（被ガス供給体），３ ガス貯蔵部，４ ディスペンサユニット，５ 制御装置，７ 可変圧ガス蓄圧器（一方のガス蓄圧器），８ 高圧ガス蓄圧器（他方のガス蓄圧器），２２ 元弁（蓄圧器切替手段），２４ 元弁（蓄圧器切替手段），２５ ガス供給経路（ディスペンサユニット内），３１ １次開閉弁（ガス経路切替手段），３２ 流量計（流量測定部），３３ ２次開閉弁，３４ 制御弁，４０ ガス供給副経路，４１ 可変手動絞り弁，４２ 開閉弁（ガス経路切替手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas filling apparatus, 2 Fuel tank (gas supply body), 3 Gas storage part, 4 Dispenser unit, 5 Control apparatus, 7 Variable pressure gas accumulator (one gas accumulator), 8 High pressure gas accumulator (the other Gas accumulator), 22 original valve (accumulator switching means), 24 original valve (accumulator switching means), 25 gas supply path (in the dispenser unit), 31 primary on-off valve (gas path switching means), 32 flow meter (Flow rate measuring unit), 33 secondary on-off valve, 34 control valve, 40 gas supply sub-path, 41 variable manual throttle valve, 42 on-off valve (gas path switching means)
Claims (2)
前記ガス供給経路に備えられ、該ガス供給経路を流動するガスの流量を測定する流量測定部と、
前記複数のガス蓄圧器のうち、一方のガス蓄圧器のガス圧低下により該一方のガス蓄圧器から高圧の他方のガス蓄圧器へガス供給元を切り替える蓄圧器切替手段と、
前記流量測定部よりも上流側の前記ガス供給経路に設けられ、該ガス供給経路から分岐して再び該ガス供給経路に合流し、前記ガス供給経路よりもガスの流動抵抗が大きくなるように設定されたガス供給副経路と、
前記蓄圧器切換手段により前記他方のガス蓄圧器に切り替わった際、該ガス蓄圧器からのガスを前記ガス供給副経路に流動させるガス経路切替手段と、
を備えたことを特徴とするガス充填装置。 Among a plurality of gas pressure accumulators that store gas compressed by a compressor, a gas filling device that supplies gas from any one gas pressure accumulator to a gas supply body via a gas supply path,
A flow rate measuring unit provided in the gas supply path for measuring the flow rate of the gas flowing through the gas supply path;
An accumulator switching means for switching a gas supply source from the one gas accumulator to the other gas accumulator having a high pressure due to a gas pressure drop of one gas accumulator among the plurality of gas accumulators;
Provided in the gas supply path on the upstream side of the flow rate measuring unit, branched from the gas supply path, joined again to the gas supply path, and set so that the flow resistance of the gas is larger than the gas supply path Gas supply sub-path,
A gas path switching means for causing the gas from the gas accumulator to flow to the gas supply sub-path when the other gas pressure accumulator is switched by the pressure accumulator switching means;
A gas filling apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009016677A JP2010174951A (en) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | Gas filling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009016677A JP2010174951A (en) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | Gas filling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010174951A true JP2010174951A (en) | 2010-08-12 |
Family
ID=42706123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009016677A Pending JP2010174951A (en) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | Gas filling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010174951A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014077538A (en) * | 2012-09-19 | 2014-05-01 | Tokiko Techno Kk | Liquified gas feed system |
| JP2015529331A (en) * | 2012-09-04 | 2015-10-05 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | Method and replenishment device for performing pressure resistance test in tank |
-
2009
- 2009-01-28 JP JP2009016677A patent/JP2010174951A/en active Pending
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