JP2020024021A - 水素ステーション - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態にかかる水素ステーション100を説明するための図である。なお、図1中、水素の流れを実線の矢印で示す。水素ステーション100は、車両10や船舶、飛行機等に搭載されたタンクに水素を充填(供給)する。なお、本実施形態では、車両10のタンクに水素を供給する構成を例に挙げて説明する。また、車両10は、燃料電池を搭載した車両であり、例えば、乗用車、バス、トラック、バイク(二輪車)である。
続いて、上記充填機構200について説明する。図3は、充填機構200を説明する図である。なお、図3中、水素の流れを実線の矢印で示す。図3に示すように、充填機構200は、第1差圧充填管210、210A〜210Cと、開閉弁(第1開閉弁)212A〜212Cと、複数の高圧蓄圧器(貯留部)220A〜220Cと、第2差圧充填管230、230A〜230Cと、開閉弁(第2開閉弁)232A〜232Cと、直接充填管240と、開閉弁242と、接続管250、250A〜250Cと、保圧弁252と、開閉弁254A〜254Cとを含む。
続いて、ステーション制御部130による圧縮機120および充填機構200の制御について、図4〜図11を用いて説明する。図4〜図11は、開閉弁212A〜212C、232A〜232C、242、254A〜254Cの開閉状態を説明する図である。なお、図4〜図11中、閉弁状態を黒で示し、開弁状態を白で示し、水素の流れを実線の矢印で示す。また、開閉弁212A〜212C、232A〜232C、242、254A〜254Cが閉弁されており、高圧蓄圧器220A〜220Cの圧力が常用圧力である場合を例に挙げて説明する。また、水素ステーション100が、乗用車よりタンクの容量が大きい、バス(車両10)に水素を供給する場合を例に挙げる。
図12は、第2実施形態にかかる水素ステーション300を説明するための図である。なお、図12中、水素の流れを実線の矢印で示す。図12に示すように、本実施形態において、水素ステーション300は、水素製造装置(水素源)310と、接続管312と、サクションタンク314と、圧縮機120と、ステーション制御部330と、ディスペンサ150と、第1差圧充填管210、210A〜210Cと、開閉弁212A〜212Cと、複数の高圧蓄圧器220A〜220Cと、第2差圧充填管230、230A〜230Cと、開閉弁232A〜232Cと、直接充填管240と、開閉弁242と、接続管350と、保圧弁352と、開閉弁354、356と、第1配管(バイパス管)360と、開閉弁362と、可変圧蓄圧器(貯留部)370と、第2配管(バイパス管)380と、開閉弁382と、減圧弁384とを含む。なお、上記水素ステーション100と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
ステーション制御部330は、可変圧蓄圧器370の圧力が所定の閾値と等しいか否かを判定する。ここで、閾値は、可変圧蓄圧器370の容量を、上記不足分と余剰分との比で按分した値に設定される。そして、ステーション制御部330は、可変圧蓄圧器370の圧力が閾値と等しいと判定すると、水素製造装置310の現在の出力をキープ(維持)する。
ステーション制御部330は、サクションタンク314の圧力が目標値(例えば、0.55MPa)と等しい場合、圧縮機120をロード(吸込・吐出量)キープする。一方、サクションタンク314の圧力が目標値を上回る圧力である場合、圧縮機120をロードアップする。また、サクションタンク314の圧力が目標値未満である場合、圧縮機120をロードダウンする。
ここでは、開閉弁212A〜212C、232A〜232C、242、362、382が閉弁されており、開閉弁354、356が開弁されており、高圧蓄圧器220A〜220Cの圧力が常用圧力である場合を例に挙げて説明する。また、水素ステーション300が、乗用車よりタンクの容量が大きい、バス(車両10)に水素を供給する場合を例に挙げる。
120 圧縮機
130 ステーション制御部(制御部)
154 流量調整弁
210、210A、210B、210C 第1差圧充填管
212A、212B、212C 開閉弁(第1開閉弁)
220A、220B、220C 高圧蓄圧器(貯留部)
230、230A、230B、230C 第2差圧充填管
232A、232B、232C 開閉弁(第2開閉弁)
240 直接充填管
250、250A、250B、250C、350 接続管
252、352 保圧弁
360 第1配管(バイパス管)
370 可変圧蓄圧器(貯留部)
380 第2配管(バイパス管)
Claims (6)
- タンクに接続される供給管に設けられた流量調整弁と、
水素源に接続された圧縮機と、
前記圧縮機の吐出側と前記流量調整弁とを接続する直接充填管と、
前記直接充填管と貯留部とを接続する接続管と、
前記接続管に設けられた保圧弁と、
を備える水素ステーション。 - 前記圧縮機の吐出側と前記貯留部とを接続し、第1開閉弁が設けられた第1差圧充填管と、
前記貯留部と前記流量調整弁とを接続し、第2開閉弁が設けられた第2差圧充填管と、
を備える請求項1に記載の水素ステーション。 - 前記貯留部を複数備え、
前記保圧弁が開弁されることによって前記接続管を通過する水素を、前記貯留部のうち、相対的に高圧の前記貯留部に供給する制御部を備える請求項2に記載の水素ステーション。 - 前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するバイパス管と、
前記バイパス管に設けられた可変圧蓄圧器と、
を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の水素ステーション。 - 前記圧縮機の吐出側と吸入側とを接続するバイパス管を備え、
前記貯留部は、前記バイパス管に設けられる請求項1に記載の水素ステーション。 - 前記圧縮機の吐出側と高圧蓄圧器とを接続し、第1開閉弁が設けられた第1差圧充填管と、
前記高圧蓄圧器と前記流量調整弁とを接続し、第2開閉弁が設けられた第2差圧充填管と、
を備える請求項5に記載の水素ステーション。
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