JP2010209980A - ガス供給装置及びガス供給装置を備えたガスステーション - Google Patents
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Abstract
【課題】ガス供給装置において、ガス供給路に設けられた流量計の故障を容易に判定できる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】ガス供給装置10において、蓄圧器16と、ガス供給路50と、ガス供給路50に設けられた少なくとも1つの流量計20と、蓄圧器16内のガスの圧力及び温度を計測する圧力センサ26及び温度センサ28と、圧力センサ26により計測された圧力と、温度センサ28により計測された温度と、から得られる圧力/温度状態の変化に基づき、ガス充填対象物25への第1のガス供給量を算出する第1のガス供給量算出部40と、流量計20の計測値からガス充填対象物25への第2のガス供給量を算出する第2のガス供給量算出部42と、第1のガス供給量と第2のガス供給量を比較し、流量計の故障を判定する、故障判定部46と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】ガス供給装置10において、蓄圧器16と、ガス供給路50と、ガス供給路50に設けられた少なくとも1つの流量計20と、蓄圧器16内のガスの圧力及び温度を計測する圧力センサ26及び温度センサ28と、圧力センサ26により計測された圧力と、温度センサ28により計測された温度と、から得られる圧力/温度状態の変化に基づき、ガス充填対象物25への第1のガス供給量を算出する第1のガス供給量算出部40と、流量計20の計測値からガス充填対象物25への第2のガス供給量を算出する第2のガス供給量算出部42と、第1のガス供給量と第2のガス供給量を比較し、流量計の故障を判定する、故障判定部46と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、ガス供給装置及びガス供給装置を備えたガスステーションに関する。
従来、ガス供給装置からガス充填タンクに充填されたガス量を計測するために、ガス供給路に配設した流量計が用いられている。一般に、流量計はノイズ等の影響を受けやすく、実際のガス充填量と流量計の計測値に差が生じる場合があった。
しかしながら、流量計をガス供給路に配設した状態では、流量計に故障が生じたとしても、そのような故障を判定することが困難であるといった問題があった。
従って、本発明は、ガス供給路に設けられた流量計の故障を容易に判定できる技術を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することができる。
[適用例1] ガス供給装置において、圧縮されたガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器からガス充填対象物にガスを供給するためのガス供給路と、前記ガス供給路に設けられた少なくとも1つの流量計と、前記蓄圧器内のガスの圧力を計測する圧力センサと、前記蓄圧器内のガスの温度を計測する温度センサと、前記圧力センサにより計測された圧力と、前記温度センサにより計測された温度と、から得られる圧力/温度状態の変化に基づき、前記ガス充填対象物への第1のガス供給量を算出する第1のガス供給量算出部と、前記流量計の計測値から前記ガス充填対象物への第2のガス供給量を算出する第2のガス供給量算出部と、前記第1のガス供給量と前記第2のガス供給量を比較し、前記流量計の故障を判定する、故障判定部と、を備える、ガス供給装置。
適用例1のガス供給装置によれば、故障判定部が第1のガス供給量と第2のガス供給量を比較し流量計の故障を判定することから、ガス供給路に設けられている流量計の故障を容易に判定することができる。
適用例1のガス供給装置によれば、故障判定部が第1のガス供給量と第2のガス供給量を比較し流量計の故障を判定することから、ガス供給路に設けられている流量計の故障を容易に判定することができる。
[適用例2] 適用例1に記載のガス供給装置において、前記ガス供給路には、それぞれ異なる流量範囲を計測する第1と第2の流量計が設けられており、前記故障判定部は、前記第1と第2の流量計のうち、より大きな流量の計測に用いられる前記第1の流量計を使用して流量を計測する場合は、故障判定を行い、より小さな流量の計測に用いられる前記第2の流量計を使用して流量を計測する場合は、故障判定を行わない、ガス供給装置。
より大きな流量の計測に用いられる第1の流量計を使用する場合は、第2の流量計を使用する場合に比べ、蓄圧器内のガスの圧力/温度状態が大きく変化するため、第1のガス供給量算出部は、より精度良く第1のガス供給量を算出することができる。よって、適用例2のガス供給装置によれば、第2のガス供給量とより精度の高い第1のガス供給量を比較し故障判定を行うことで、故障判定の精度を向上させることができる。
より大きな流量の計測に用いられる第1の流量計を使用する場合は、第2の流量計を使用する場合に比べ、蓄圧器内のガスの圧力/温度状態が大きく変化するため、第1のガス供給量算出部は、より精度良く第1のガス供給量を算出することができる。よって、適用例2のガス供給装置によれば、第2のガス供給量とより精度の高い第1のガス供給量を比較し故障判定を行うことで、故障判定の精度を向上させることができる。
[適用例3] 適用例1又は適用例2に記載のガス供給装置において、さらに、前記故障判定部が前記流量計を故障であると判定した場合に、前記第1のガス供給量を基準として前記第2のガス供給量の較正を行う較正部を備える、ガス供給装置。
適用例3のガス供給装置によれば、さらに、故障判定部が流量計を故障であると判定した後でも、第2のガス供給量の較正を行うことで、第2のガス供給量に基づいてガス充填対象物へのガス供給量を精度良く算出することができる。
適用例3のガス供給装置によれば、さらに、故障判定部が流量計を故障であると判定した後でも、第2のガス供給量の較正を行うことで、第2のガス供給量に基づいてガス充填対象物へのガス供給量を精度良く算出することができる。
[適用例4] 適用例1又は適用例2に記載のガス供給装置において、さらに、前記故障判定部が前記流量計を故障であると判定した場合は、前記第1のガス供給量を前記ガス充填対象物に供給された真のガス量とし、前記流量計を故障でないと判断した場合は、前記第2のガス供給量を前記ガス充填対象物に供給された真のガス量とする、ガス供給量決定部を備える、ガス供給装置。
適用例4のガス供給装置によれば、さらに、故障判定部が流量計を故障であると判定するかどうかによらず、ガス充填対象物に供給された真のガス供給量を算出することができる。
適用例4のガス供給装置によれば、さらに、故障判定部が流量計を故障であると判定するかどうかによらず、ガス充填対象物に供給された真のガス供給量を算出することができる。
[適用例5] 適用例1乃至適用例4のいずれかに記載のガス供給装置において、さらに、前記ガスを圧縮して前記蓄圧器に供給する圧縮機を備え、前記第1のガス供給量算出部は、前記第1のガス供給量を下記式(1)により算出する、ガス供給装置。
ここで、Gbは時間t1〜t2の間の第1のガス供給量、Mはガスの分子量、zはガスの圧縮係数、Rは気体定数、Vは蓄圧器の容積、P1は時間t1における蓄圧器内のガス圧力、T1は時間t1における蓄圧器内のガス温度、P2は時間t2における蓄圧器内のガス圧力、T2は時間t2における蓄圧器内のガス温度、Gcは時間t1〜t2の間に圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量。
適用例5のガス供給装置によれば、圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量を考慮することで、より精度の高い第1のガス供給量を算出することができる。よって、流量計の故障判定の精度をより一層向上させることができる。
適用例5のガス供給装置によれば、圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量を考慮することで、より精度の高い第1のガス供給量を算出することができる。よって、流量計の故障判定の精度をより一層向上させることができる。
[適用例6] ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの供給された圧縮ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器からガス充填対象物にガスを供給するためのガス供給路と、前記蓄圧器内のガスの圧力を計測する圧力センサと、前記蓄圧器内のガスの温度を計測する温度センサと、下記式(2)に基づきガス充填対象物へのガス供給量を算出するガス供給量算出部と、を備える、ガス供給装置。
ここで、Gbは時間t1〜t2の間のガス供給量、Mはガスの分子量、zはガスの圧縮係数、Rは気体定数、Vは蓄圧器の容積、P1は時間t1における蓄圧器内のガス圧力、T1は時間t1における蓄圧器内のガス温度、P2は時間t2における蓄圧器内のガス圧力、T2は時間t2における蓄圧器内のガス温度、Gcは時間t1〜t2の間に圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量。
適用例6のガス供給装置によれば、圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量を考慮することで、より精度の高いガス供給量を算出することができる。また、ガス供給量を算出するにあたり質量計等の計測機器をガス供給路に設ける必要がない。
適用例6のガス供給装置によれば、圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量を考慮することで、より精度の高いガス供給量を算出することができる。また、ガス供給量を算出するにあたり質量計等の計測機器をガス供給路に設ける必要がない。
[適用例7] 適用例1乃至適用例6のいずれかに記載のガス供給装置を備え、前記ガス充填対象物としてのガス充填タンクを備えた車両にガスを供給するためのガスステーション。
適用例7に記載のガスステーションによれば、適用例1乃至適用例6のいずれかに記載のガス供給装置を備えたガスステーションを提供することができる。
適用例7に記載のガスステーションによれば、適用例1乃至適用例6のいずれかに記載のガス供給装置を備えたガスステーションを提供することができる。
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ガス供給装置又はガス供給方法、ガス供給装置の制御方法又はガス供給装置の制御装置、ガス供給装置を備えたガスステーション等の形態で実現することができる。
本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.変形例:
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.変形例:
A.第1実施例:
図1は、本発明の第1実施例としてのガス供給装置10を示す図である。ガス供給装置10は、例えば、燃料電池車両(「FC車両」ともいう。)24の燃料タンク25に所定圧力に圧縮した圧縮水素ガスを供給する水素ステーションなどに設置されている。水素ステーションには石油製品やガスを改質し水素ガスを抽出する改質器を備えるオンサイト型と、外部から水素ガスを搬入し、後述するガスカードルに貯蔵するオフサイト型があるが、本実施例のガス供給装置10はどちらの水素ステーションにも設置可能である。
図1は、本発明の第1実施例としてのガス供給装置10を示す図である。ガス供給装置10は、例えば、燃料電池車両(「FC車両」ともいう。)24の燃料タンク25に所定圧力に圧縮した圧縮水素ガスを供給する水素ステーションなどに設置されている。水素ステーションには石油製品やガスを改質し水素ガスを抽出する改質器を備えるオンサイト型と、外部から水素ガスを搬入し、後述するガスカードルに貯蔵するオフサイト型があるが、本実施例のガス供給装置10はどちらの水素ステーションにも設置可能である。
ガス供給装置10は、水素ガスを貯蔵するタンクが複数連結されたガスカードル12と、水素ガスを所定の圧力に昇圧する圧縮機14と、昇圧された水素ガスをためる蓄圧器16と、燃料タンク25への水素ガスの供給を制御するディスペンサ18と、燃料タンク25に水素ガスを供給するためのガス供給路50と、制御装置30とを有している。
蓄圧器16は、蓄圧器16内の水素ガスの圧力を計測する圧力センサ26と、蓄圧器16内の水素ガスの温度を計測する温度センサ28を備え、圧力センサ26と温度センサ28により計測した圧力及び温度は、後述する制御装置30に送られる。
ディスペンサ18正面には、燃料タンク25へ供給された水素ガスの供給量(g)とガス流量(g/min)を表示する表示器52と、充填開始のための供給開始スイッチ54と、充填停止のための供給停止スイッチ56が設けられている。また、ディスペンサ18内部には、ガス供給路50が通っている。
ガス供給路50の一端はガスカードル12に接続され、他端はノズル22に接続されている。また、ディスペンサ18内部を通るガス供給路50は、流量計20と遮断弁31を有している。なお、流量計20には、コリオリ式熱流量計や熱式質量流量計の質量流量計を用いることが好ましい。FC車両24への水素ガスの供給は、ノズル22を燃料タンク25の供給口60に挿入し、供給開始スイッチ54を押すことで開始される。また、水素ガスの供給停止は、供給停止スイッチ56を押すことで行われる。
制御装置30は、第1のガス供給量算出部40と、第2のガス供給量算出部42と、ガス供給量決定部44と、故障判定部46と、較正部48とを有している。また、制御装置30は、圧縮機14、蓄圧器16(詳細には、温度センサ28と圧力センサ26)、ディスペンサ18と電気的に接続されている。
第1のガス供給量算出部40は、圧力センサ26と温度センサ28により計測した蓄圧器16内の水素ガスの圧力及び温度を取得し、取得した圧力/温度の状態の変化に基づき、第1のガス供給量Gbを算出する。具体的な算出式としては、気体の状態方程式を用いて算出することができるが、水素ガスの圧縮係数を考慮した下記式(3)を用いることが好ましい。また、FC車両24への水素ガスの充填中に圧縮機14から蓄圧器16に水素ガスが補充される場合には、その補充ガス量を考慮した下記式(4)を用いることが好ましい。
第2のガス供給量算出部42は、流量計20の計測値(ガス流量)を取得し、計測値を積算することで第2のガス供給量Gfmを算出する。
故障判定部46は、流量計20が故障したかどうかを判定する。図2は具体的な判定方法を示すフローチャートである。故障判定部46は、第1のガス供給量算出部40と第2のガス供給量算出部42から第1のガス供給量Gbと第2のガス供給量Gfmのデータを取得する(ステップS10,S20)。次に、第1のガス供給量Gbと第2のガス供給量Gfmとの差△Gを算出する(ステップS30)。次に、算出した差△Gと予め定めた許容値△Gsとの大小を比較し(ステップS40)、差△Gが許容値△Gs以上の場合には流量計20が故障したと判定する。一方で、算出した差△Gが許容値△Gs未満の場合は、再び、ステップS10からステップS40までの処理が行われる。ここで、流量計20が故障したと判定されるまでは、第2のガス供給量Gfmと流量計20の計測値が表示器52に表示される。なお、本実施例では、表示器52に表示されたガス供給量及びガス流量が、燃料タンク25へ供給された真のガス供給量及び真のガス流量として取り扱われる。これは、他の実施例でも同様である。
上記のように、第1のガス供給量Gbと第2のガス供給量Gfmとを比較し流量計20の故障を判定するため、流量計20がガス供給路50に設けられている状態であっても、容易に流量計20の故障を判定することができる。また、水素ガスの圧縮係数や圧縮機14から蓄圧器16に供給された水素ガス量Gcを考慮することで、より精度の高い第1のガス供給量Gbを算出することができる。これにより、差△Gに基づいた故障判定の精度をより一層向上させることができる。
次に、故障判定部46が流量計20を故障であると判定した場合の2つの対応方法を、以下に説明する。
(1)第1の対応方法:
図3は、第1の対応方法を示す図である。故障判定部46が較正部48に、流量計20が故障したとの判定結果を通知すると、較正部48は、下記式(5)を用いて第2のガス供給量Gfmを較正する(図3(c))。そして、ガス供給量決定部44は、較正により得られた第3のガス供給量Gtと、第3のガス供給量Gtから算出したガス流量を表示器52に表示する。
ここで、△Gcは較正値である。
図3は、第1の対応方法を示す図である。故障判定部46が較正部48に、流量計20が故障したとの判定結果を通知すると、較正部48は、下記式(5)を用いて第2のガス供給量Gfmを較正する(図3(c))。そして、ガス供給量決定部44は、較正により得られた第3のガス供給量Gtと、第3のガス供給量Gtから算出したガス流量を表示器52に表示する。
図3(a),(b)に示すように、較正値△Gcは、測定された第1と第2のガス供給量Gb,Gfmの差△Gmを直線又は曲線で近似した値である。
上記のように、故障判定部46が流量計20を故障であると判定した後も、第2のガス供給量Gfmに基づいてガス充填対象物へのガス供給量を精度良く算出することができる。また、流量計20が故障であると判定された後も、較正後の第3のガス供給量Gtを表示器に表示させることで、燃料タンク25へ供給された真のガス供給量を知ることができる。
(2)第2の対応方法:
故障判定部46がガス供給量決定部44に、流量計20が故障したとの判定結果を通知する。ガス供給量決定部44は、故障判定部46からの通知の取得後、第1のガス供給量Gbと、第1のガス供給量Gbから算出したガス流量を表示器52に表示する。これにより、故障判定部46が流量計20を故障であると判定した後も、燃料タンク25へ供給された真のガス供給量を知ることができる。
故障判定部46がガス供給量決定部44に、流量計20が故障したとの判定結果を通知する。ガス供給量決定部44は、故障判定部46からの通知の取得後、第1のガス供給量Gbと、第1のガス供給量Gbから算出したガス流量を表示器52に表示する。これにより、故障判定部46が流量計20を故障であると判定した後も、燃料タンク25へ供給された真のガス供給量を知ることができる。
B.第2実施例:
図4は、本発明の第2実施例としてのガス供給装置10aを示す図である。第1実施例との違いは、ガス供給路50がディスペンサ18a内で分岐し、第1のガス供給路70と第2のガス供給路72を形成している点と、ガス供給装置10aが2つの流量計20a,20bと、2つの遮断弁32,34を有している点である。また、この構成の違いにより、制御装置30aは第1実施例と異なり流量計使用判定部49を有している。その他の構成(蓄圧器16等)については、第1実施例と同様であるため同様の構成については、同一符号で示すと共に説明を省略する。
図4は、本発明の第2実施例としてのガス供給装置10aを示す図である。第1実施例との違いは、ガス供給路50がディスペンサ18a内で分岐し、第1のガス供給路70と第2のガス供給路72を形成している点と、ガス供給装置10aが2つの流量計20a,20bと、2つの遮断弁32,34を有している点である。また、この構成の違いにより、制御装置30aは第1実施例と異なり流量計使用判定部49を有している。その他の構成(蓄圧器16等)については、第1実施例と同様であるため同様の構成については、同一符号で示すと共に説明を省略する。
第1のガス供給路70は、第1の流量計20aと、第1の遮断弁32とを有している。第2のガス供給路72は、第2の流量計20bと、第2の遮断弁34とを有している。第1の流量計20aは、第2の流量計よりもより大きな流量の計測に用いられる。以下では、より大きな流量を「大流量」といい、より小さな流量を「小流量」という。例えば、第1の流量計20aは、2000NL/min以上の流量の計測に用いられ、第2の流量計20bは、2000NL/min未満の流量の計測に用いられる。大流量で燃料タンク25へ水素ガスを供給する場合は、第1の遮断弁32が開状態で第2の遮断弁34が閉状態となる。一方、小流量で燃料タンク25へ水素ガスを供給する場合は、第2の遮断弁34が開状態で第1の遮断弁32が閉状態となる。
図5は、第2実施例の流量計の故障判定を示すフローチャートである。流量計使用判定部49(図4参照)は、第1の流量計20aを用いて流量を計測しているかどうかを判断する(ステップS12)。第1の流量計20aを用いて流量を計測している場合には、故障判定部46(図4参照)は流量計使用判定部49の指示により故障判定を実行する(ステップS14)。ステップS14以降は、第1実施例と同様、ステップS10〜ステップS40までの処理が行われる。一方、第1の流量計20aを用いて流量を計測していない場合(言い換えれば、第2の流量計20bを用いて流量を計測している場合)には、故障判定部46は故障判定の実行を行わない(ステップS16)。
ステップS10〜ステップS40までの処理の結果、故障判定部46が第1の流量計20aを故障であると判定した場合は、第1実施例と同様、第1の対応方法又は第2の対応方法が実行される。
上記のように、2つの流量計のうち、大流量の計測に用いられる第1の流量計20aを使用して流量を計測する場合は、第2の流量計20bを使用して流量を計測する場合に比べ、蓄圧器16から燃料タンク25へ供給される水素ガス量が大きい。よって、第1の流量計20aを使用して流量を計測している場合は、蓄圧器16内の水素ガスの圧力/温度状態がより大きく変化し、より精度良く第1のガス供給量Gbを算出できる。このことから、故障判定の精度を向上させることができる。また、大流量を計測する第1の流量計20aは、小流量を計測する第2の流量計20bに比べ、計測値の精度が低い傾向にある。しかしながら、流量計20aに対し故障判定を行い、故障であると判定された場合は前述した第1又は第2の対応方法を実行するため、いずれの流量計20a,20bを用いて流量を計測する場合であっても、燃料タンク25への真のガス供給量を精度良く知ることができる。
図6は、より好ましい燃料タンク25への水素ガスの供給方法と、その供給方法を用いて水素ガスの供給を行った場合のガス流量及びガス供給量の算出方法を示す図である。供給開始スイッチ54を押すと、第1の遮断弁32が開き始め水素ガスの供給が開始され(時刻t10)、時刻t11で第1の遮断弁32が全開状態となる。次に、第1の遮断弁32は全開状態を維持したまま第2の遮断弁34が開き始める(時刻t12)。その後、第2の遮断弁34が全開状態となり(時刻t13)、一定時間、第1及び第2の遮断弁32,34の全開状態を保ちながら水素ガスが燃料タンク25に供給される。その後、第2の遮断弁34は全開状態を維持したまま第1の遮断弁32を閉じ始め(時刻t14)、時刻t15で第1の遮断弁32が全閉状態となる。所定量の水素ガスが燃料タンク25に供給されると、供給停止スイッチ56を押すことで第2の遮断弁34が閉じ始め(時刻t16)、その後全閉状態となり水素ガスの供給が完了する(時刻t17)。なお、第2の遮断弁34が開き始める時刻と第1の遮断弁32が閉じ始める時刻は、燃料タンク25へ供給されたガス量等に基づいてディスペンサ18aの制御部(図示せず)により決定される。
時刻t10から時刻t12の間は、第1の流量計20aの計測値Hfm1と計測値Hfm1から算出した第2のガス供給量Gfm1が表示器52に表示される。時刻t12から時刻t15の間は、蓄圧器16の圧力/温度状態の変化から算出した第1のガス供給量Gbと第1のガス供給量Gbから算出したガス流量Hbが表示器52に表示される。時刻t15から時刻t17の間は、第2の流量計20bの計測値Hfm2と計測値Hfm2から算出した第2のガス供給量Gfm2が表示器52に表示される。
上記のように、第1の遮断弁32と第2の遮断弁34の開閉を切換える際に、一定時間2つの遮断弁32,34を開状態とすることで、より短時間で燃料タンク25に大量の水素ガスを供給することができる。また、一般に、大流量を計測する第1の流量計20aの計測流量範囲のうち、比較的小さい流量範囲を計測する場合の計測精度及び小流量を計測する第2の流量計20bの計測流量範囲のうち、比較的大きい流量範囲を計測する場合の計測精度は、それ以外の流量範囲を計測する場合に比べ計測精度が低くなる傾向にある。しかしながら、流量計20a,20bの計測精度が低くなる時刻t12から時刻t15の間は、第1のガス供給量Gbと第1のガス供給量Gbから算出したガス流量Hbを表示器52に表示させることで、燃料タンク25へ供給された真のガス供給量を精度良く知ることができる。
C.第3実施例:
図7は、本発明の第3実施例としてのガス供給装置10bを示す図である。第2実施例との違いは、第1のガス供給路70bから第1の流量計20a(図4参照)を省略した点である。その他の構成(蓄圧器16等)については、第2実施例と同様であるため同様の構成については、同一符号で示すとともに説明を省略する。
図7は、本発明の第3実施例としてのガス供給装置10bを示す図である。第2実施例との違いは、第1のガス供給路70bから第1の流量計20a(図4参照)を省略した点である。その他の構成(蓄圧器16等)については、第2実施例と同様であるため同様の構成については、同一符号で示すとともに説明を省略する。
図8は、燃料タンク25への水素ガスの供給方法と、その供給方法を用いて水素ガスの供給を行った場合のガス流量及びガス供給量の算出方法を示す図である。図7を併せて用いながら説明を行う。供給開始スイッチ54を押すことで、第1の遮断弁32が開き始め水素ガスの供給が開始される(時刻t21)。時刻t22で第1の遮断弁32が全開状態となる。次に、第1の遮断弁32が閉じ始めると共に、第2の遮断弁34が開き始める(時刻t23)。時刻t24では、第1の遮断弁32が全閉状態となると共に第2の遮断弁34が全開状態となる。所定量の水素ガスが燃料タンク25に供給されると、供給停止スイッチ56を押すことで、第2の遮断弁34が閉じ始め(時刻t25)、その後全閉状態となり水素ガスの供給が完了する(時刻t26)。なお、第2の遮断弁34が開き始める時刻と第1の遮断弁32が閉じ始める時刻は、燃料タンク25へ供給されたガス量等に基づいてディスペンサ18bの制御部(図示せず)により決定される。
時刻t21から時刻t24の間は、第1のガス供給量Gbと第1のガス供給量Gbから算出したガス流量Hbが表示器52に表示される。時刻t24から時刻t26の間は、第2の流量計20bの計測値Hfmと計測値Hfmから算出した第2のガス供給量Gfmが表示器52に表示される。
図9は、第3実施例の流量計の故障判定の方法を示すフローチャートである。第3実施例において、第2の流量計20bを用いて流量を計測している場合には、故障判定部46が第2の流量計20bの故障判定を行うことが好ましい。流量計20bの故障判定は、まず流量計使用判定部49(図7参照)が第2の流量計20aを用いて流量を計測しているかどうかを判断する(ステップS12b)。第2の流量計20aを用いて流量を計測している場合には、故障判定部46(図7参照)は流量計使用判定部49の指示により故障判定を実行する(ステップS14)。ステップS14以降は、上記第1実施例と同様、ステップS10〜ステップS40までの処理が行われる。さらに、故障判定部が第2の流量計20bを故障であると判定した場合は、上記第1実施例と同様、第1の対応方法又は第2の対応方法を実行することが好ましい。
上記のように、第1の遮断弁32を開状態とし、水素ガスを燃料タンク25に供給する場合、第1のガス供給路70bは流量計を有さないため、流量計を有する場合に比べより大きな流量で水素ガスを燃料タンク25に供給することができる。また、より大きな流量で水素ガスを燃料タンク25に供給できることから、蓄圧器16内の水素ガスの圧力/温度状態がより一層大きく変化し、より精度の高い第1のガス供給量Gbを算出することができる。
D.変形例:
なお、上記実施例における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載した要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
なお、上記実施例における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載した要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D−1.第1変形例:
上記実施例では、FC車両に対し水素ガスを供給するガス供給装置10,10a,10bを例に挙げたが、ガス供給装置10,10a,10bが供給するガスの種類及びガスを充填する車両は特にこれに限定されない。例えば、ガス供給装置は、水素自動車に対し水素ガスを供給しても良いし、天然ガス車両(CNG車両)に対し、天然ガスを供給しても良い。
上記実施例では、FC車両に対し水素ガスを供給するガス供給装置10,10a,10bを例に挙げたが、ガス供給装置10,10a,10bが供給するガスの種類及びガスを充填する車両は特にこれに限定されない。例えば、ガス供給装置は、水素自動車に対し水素ガスを供給しても良いし、天然ガス車両(CNG車両)に対し、天然ガスを供給しても良い。
D−2.第2変形例:
上記実施例では、ガス供給装置10,10a,10bは、1つ又は2つの流量計20,20a,20bを有していたが、流量計の設置個数はこれに限定されるものではなく、ガス充填対象物に供給するガスの流量範囲に応じて3つ以上の流量計をガス供給路に設けても良い。
上記実施例では、ガス供給装置10,10a,10bは、1つ又は2つの流量計20,20a,20bを有していたが、流量計の設置個数はこれに限定されるものではなく、ガス充填対象物に供給するガスの流量範囲に応じて3つ以上の流量計をガス供給路に設けても良い。
D−3.第3変形例:
上記実施例では、ディスペンサ18の表示器52にガス流量とガス供給量を表示していたが、ガス供給量のみを表示しても良い。ガス供給量のみを表示しても、ガス充填対象物に供給されたガス量を知ることができるからである。
上記実施例では、ディスペンサ18の表示器52にガス流量とガス供給量を表示していたが、ガス供給量のみを表示しても良い。ガス供給量のみを表示しても、ガス充填対象物に供給されたガス量を知ることができるからである。
D−4.第4変形例:
上記第2実施例では、第1及び第2の遮断弁32,34が一定時間全開状態を有していたが、これに代えて、第1の遮断弁32を閉じ始めると同時に第2の遮断弁を開け始めても良い。このようにしても、第1の遮断弁32を全閉状態にした後に第2の遮断弁34を開け始める場合に比べ、短時間で燃料タンク25に大量の水素ガスを供給することができるからである。
上記第2実施例では、第1及び第2の遮断弁32,34が一定時間全開状態を有していたが、これに代えて、第1の遮断弁32を閉じ始めると同時に第2の遮断弁を開け始めても良い。このようにしても、第1の遮断弁32を全閉状態にした後に第2の遮断弁34を開け始める場合に比べ、短時間で燃料タンク25に大量の水素ガスを供給することができるからである。
10,10a,10b…ガス供給装置
12…ガスカードル
14…圧縮機
16…蓄圧器
18,18a,18b…ディスペンサ
20…流量計
20a…第1の流量計
20b…第2の流量計
22…ノズル
25…燃料タンク
26…圧力センサ
28…温度センサ
30,30a,30b…制御装置
31…遮断弁
32…第1の遮断弁
34…第2の遮断弁
40…第1のガス供給量算出部
42…第2のガス供給量算出部
44…ガス供給量決定部
46…故障判定部
48…較正部
49…流量計使用判定部
50…ガス供給路
52…表示器
54…供給開始スイッチ
56…供給停止スイッチ
60…供給口
70…第1のガス供給路
70b…第1のガス供給路
72…第2のガス供給路
Gb…第1のガス供給量
Gfm,Gfm1,Gfm2…第2のガス供給量
Gt…第3のガス供給量
Gc…時間t1〜t2の間に圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量
Hb…第1のガス供給量から算出したガス流量
Hfm,Hfm1,Hfm2…流量計の計測値
12…ガスカードル
14…圧縮機
16…蓄圧器
18,18a,18b…ディスペンサ
20…流量計
20a…第1の流量計
20b…第2の流量計
22…ノズル
25…燃料タンク
26…圧力センサ
28…温度センサ
30,30a,30b…制御装置
31…遮断弁
32…第1の遮断弁
34…第2の遮断弁
40…第1のガス供給量算出部
42…第2のガス供給量算出部
44…ガス供給量決定部
46…故障判定部
48…較正部
49…流量計使用判定部
50…ガス供給路
52…表示器
54…供給開始スイッチ
56…供給停止スイッチ
60…供給口
70…第1のガス供給路
70b…第1のガス供給路
72…第2のガス供給路
Gb…第1のガス供給量
Gfm,Gfm1,Gfm2…第2のガス供給量
Gt…第3のガス供給量
Gc…時間t1〜t2の間に圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量
Hb…第1のガス供給量から算出したガス流量
Hfm,Hfm1,Hfm2…流量計の計測値
Claims (7)
- ガス供給装置において、
圧縮されたガスを貯留する蓄圧器と、
前記蓄圧器からガス充填対象物にガスを供給するためのガス供給路と、
前記ガス供給路に設けられた少なくとも1つの流量計と、
前記蓄圧器内のガスの圧力を計測する圧力センサと、
前記蓄圧器内のガスの温度を計測する温度センサと、
前記圧力センサにより計測された圧力と、前記温度センサにより計測された温度と、から得られる圧力/温度状態の変化に基づき、前記ガス充填対象物への第1のガス供給量を算出する第1のガス供給量算出部と、
前記流量計の計測値から前記ガス充填対象物への第2のガス供給量を算出する第2のガス供給量算出部と、
前記第1のガス供給量と前記第2のガス供給量を比較し、前記流量計の故障を判定する、故障判定部と、
を備える、ガス供給装置。 - 請求項1に記載のガス供給装置において、
前記ガス供給路には、それぞれ異なる流量範囲を計測する第1と第2の流量計が設けられており、
前記故障判定部は、前記第1と第2の流量計のうち、より大きな流量の計測に用いられる前記第1の流量計を使用して流量を計測する場合は、故障判定を行い、
より小さな流量の計測に用いられる前記第2の流量計を使用して流量を計測する場合は、故障判定を行わない、
ガス供給装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のガス供給装置において、さらに、
前記故障判定部が前記流量計を故障であると判定した場合に、前記第1のガス供給量を基準として前記第2のガス供給量の較正を行う較正部を備える、ガス供給装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のガス供給装置において、さらに、
前記故障判定部が前記流量計を故障であると判定した場合は、前記第1のガス供給量を前記ガス充填対象物に供給された真のガス量とし、前記流量計を故障でないと判断した場合は、前記第2のガス供給量を前記ガス充填対象物に供給された真のガス量とする、ガス供給量決定部を備える、ガス供給装置。 - ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から供給された圧縮ガスを貯留する蓄圧器と、
前記蓄圧器からガス充填対象物にガスを供給するためのガス供給路と、
前記蓄圧器内のガスの圧力を計測する圧力センサと、
前記蓄圧器内のガスの温度を計測する温度センサと、
下記式(2)に基づきガス充填対象物へのガス供給量を算出するガス供給量算出部と、
を備える、ガス供給装置。
Gb:時間t1〜t2の間のガス供給量
M:ガスの分子量
z:ガスの圧縮係数
R:気体定数
V:蓄圧器の容積
P1:時間t1における蓄圧器内のガス圧力
T1:時間t1における蓄圧器内のガス温度
P2:時間t2における蓄圧器内のガス圧力
T2:時間t2における蓄圧器内のガス温度
Gc:時間t1〜t2の間に圧縮機から蓄圧器に供給されたガス量 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のガス供給装置を備え、前記ガス充填対象物としてのガス充填タンクを備えた車両にガスを供給するためのガスステーション。
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- 2009-03-09 JP JP2009055377A patent/JP2010209980A/ja active Pending
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