JP4229635B2 - Fuel filling coupler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料充填カプラに係り、特に高圧に加圧された燃料を被充填タンクに充填するのに適した燃料充填カプラに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、燃料電池車の開発が進められており、実用化が促進されつつある。この燃料電池車では、水素と酸素とを反応させて発電を行い、この電力によりモータを駆動させて走行するように構成されている。
【0003】
このような燃料電池車の普及に際して、現在のガソリンや軽油を燃料とするエンジンが搭載された車両と同様に、例えば、70MPa程度の高圧に圧縮した水素を供給する燃料充填カプラを備えた燃料供給システムの開発も重要である。
【0004】
従来の燃料充填カプラとしては、例えば、20MPa程度の圧力に圧縮されたCNG(圧縮天然ガス)を燃料タンクに充填するためのものがある。この種の燃料充填カプラでは、円筒状に形成されたカプラ本体の先端に設けられた燃料タンクの注入口に結合される結合部と、カプラ本体の他端に設けられた燃料供給管路が接続される継手と、カプラ本体の中間部分に設けられた開閉弁とから構成されている。
【0005】
開閉弁は、カプラ本体の側面に回動可能に突出する操作レバーの回動位置によって開弁または閉弁する。また、結合部は、内周に燃料タンクの注入口の係止溝に嵌合する係止部材が設けられ、外周には軸方向にスライドして係止部材を係止解除位置に移動させるロック解除用の操作リングが設けられている。
【0006】
上記のように構成された燃料充填カプラを用いて燃料タンクに圧縮された燃料を燃料タンクに充填させる場合は、結合部を燃料タンクの注入口に押圧することで係止部材が注入口の係止溝に嵌合してロックされて充填時の耐圧強度が確保される。次に、操作レバーが開弁位置に回動操作されると、圧縮された燃料が燃料タンクに充填される。
【0007】
そして、燃料タンクの圧力が目標充填圧力に達すると、操作レバーを閉弁位置に回動操作して燃料の充填を止める。その後、燃料タンクの内部に残留する圧力を外部に排出して減圧する。
【0008】
次いで、ロック解除用の操作リングをカプラ本体の軸方向にスライドさせることにより、係止部材が注入口の係止溝から離脱してロック解除される。これで、燃料充填カプラを注入口から離間させることが可能になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の燃料充填カプラにおいては、操作レバーを開弁位置に回動操作すると、主弁が圧力に抗して開弁して圧縮された燃料が燃料タンクに充填されるように構成されており、カプラ内部の主弁が上流側に高圧燃料の圧力が作用し、主弁の下流側に燃料タンクの圧力が作用した状態で操作レバーを回動操作させるため、燃料タンクの圧力が低いほど上流側と下流側との圧力差が拡大されて操作レバーが重くなり、操作性が低下するという問題があった。
【0010】
特に、供給される燃料の圧力が従来の3〜4倍に増大された場合には、上流側と下流側との圧力差がさらに拡大されて操作レバーを回動操作することが難しくなる。
【0011】
そこで、本発明は上記課題を解決した燃料充填カプラを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下のような特徴を有する。
上記請求項1記載の発明は、加圧された燃料を供給する燃料供給経路が接続されたカプラ本体と、カプラ本体に設けられ、被充填タンクの注入口に結合される結合部と、カプラ本体の内部に摺動可能に挿入された弁部と、弁部の外周に一体的に形成されたピストン部と、ピストン部が摺動可能に嵌合されたシリンダ室と、シリンダ室に圧縮空気を供給する空気供給手段と、前記弁部の端部が摺動するガイド孔と、を備えてなり、前記弁部は、前記圧縮空気が前記シリンダ室に供給されると開弁方向に摺動して前記燃料を前記被充填タンクに充填し、前記シリンダ室への前記圧縮空気の供給が停止すると閉弁方向に摺動して前記被充填タンクへの前記燃料の充填を停止し、更に前記弁部には、当該弁部の摺動方向に貫通する第1の通路と、半径方向に設けられ一端が前記第1の通路に連通する第2の通路とが設けられ、当該弁部が前記開弁方向側に摺動したときに前記第2の通路の他端と前記燃料供給経路とを連通し、当該弁部が前記閉弁方向側に摺動したときに前記第2の通路の他端と前記燃料供給経路との間の連通を遮断する通路が形成されてなるものであり、第1の通路に供給された燃料の圧力を弁部の両端に作用させることができ、これにより、燃料の圧力が高圧になった場合でも弁部を比較的低い圧縮空気の圧力で開弁動作させることができるとともに、弁部を容易、且つスムーズに開弁することが可能になる。
【0013】
また、上記請求項2記載の発明は、前記弁部の摺動方向側両端の当該弁部の外径寸法が同径とされてなるため、弁部の両端に作用する圧力が同一になることにより、燃料の圧力が高圧になった場合でも弁部を容易、且つスムーズに開弁することが可能になる。
上記請求項3の発明は、前記空気供給手段から供給される圧縮空気の圧力変化により、前記結合部が前記被充填タンクの注入口に結合または離間されたことを検出する検出手段を備えてなるものであり、電気信号を用いないので燃料を扱う機器としての安全性を高められると共に、弁部を開弁動作させる圧縮空気の圧力が所定圧である場合に結合部が被充填タンクの注入口に結合されたことを確認でき、且つ結合部が被充填タンクの注入口に結合されていない状態では圧縮空気の圧力が上昇せず、弁部の開弁が未然に防止される。
【0014】
また、上記請求項4記載の発明は、前記空気供給手段からの圧縮空気の供給停止により前記カプラ本体の残圧を外部に排出する残圧開放弁を備えるとともに、前記空気供給手段による前記シリンダ室及び前記残圧開放弁への圧縮空気の供給及び供給停止は、同時に行なわれるものであり、圧縮空気の供給を停止して弁部を閉弁動作させると同時に残圧開放弁を開弁させてカプラ本体の残圧を外部に排出することが可能になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
図1は本発明になる燃料充填カプラの一実施例が適用された燃料充填システムを示す構成図である。
【0017】
図1に示されるように、燃料供給システム10では、例えば、燃料電池(図示せず)が搭載された車両12の燃料タンク18に高圧燃料(例えば、70MPaの水素等)を充填する燃料充填カプラ50と、燃料充填カプラ50に高圧燃料を供給するディスペンサ16とから構成されている。
【0018】
車両12は、燃料タンク18が搭載されており、燃料タンク18には燃料電池に供給される水素が充填される。また、燃料タンク18には、燃料充填カプラ50が結合されるレセプタクル20が設けられている。
【0019】
燃料充填カプラ50は、後述するように内部に主弁62と、閉止弁64と、残圧開放弁66とが設けられている。主弁62及び閉止弁64は、高圧ガス(燃料)を供給する燃料供給管路58に設けられており、燃料供給管路58の先端はレセプタクル20を介して燃料タンク18に連通される。また、燃料供給管路58の基端は高圧ガスを生成するコンプレッサ及び燃料貯蔵タンク(共に図示せず)に連通されている。
【0020】
さらに、燃料充填カプラ50には、圧縮空気を供給する空気管路60とが接続されている。そして、空気管路60の下流には、燃料充填カプラ50の主弁シリンダ(弁部)70、停止操作弁22、残圧開放シリンダ96、エアノズル24などが接続されている。主弁シリンダ70は、後述するように圧縮空気の供給により開弁動作して高圧燃料を充填するための弁機構であり、空気管路60の空気圧の低下に伴って閉弁動作する。
【0021】
また、停止操作弁22は、燃料の充填中に異常が発生した場合に燃料充填を緊急停止させるための緊急停止スイッチである。また、残圧開放シリンダ96は、後述するように圧縮空気の供給によりカプラ内部の圧力を保持するように閉弁し、空気管路60の空気圧の低下に伴って開弁してカプラ内部の高圧燃料を放気管路26へ排出することで残圧を低下させる。
【0022】
ここで、ディスペンサ16について説明する。
ディスペンサ16は、空気管路60を開または閉とする空気用開閉弁28と、空気管路60の空気圧を検出する圧力スイッチ30と、燃料供給管路58を開または閉とする燃料用開閉弁32とを有する。空気用開閉弁28は、電磁式の2位置3ポート弁からなり、ソレノイドが励磁された開弁し、ソレノイドへの通電がオフになると、閉弁すると共に、下流側の圧縮空気を大気中に排気させる。
【0023】
また、圧力スイッチ30は、空気管路60の圧力が所定値以上になると、検出信号を出力する。また、燃料用開閉弁32は、電磁式の2位置2ポート弁からなり、ソレノイドが励磁されて開弁して燃料供給管路58から送液された燃料を燃料充填カプラ50に供給し、ソレノイドへの通電がオフになると、閉弁して燃料供給管路58を遮断して燃料の供給を停止する。
【0024】
ディスペンサ16の制御装置34は、上記空気用開閉弁28、圧力スイッチ30、燃料用開閉弁32の他に、充填準備スイッチ36、充填準備完了ランプ38、充填開始スイッチ40、充填中ランプ42、充填停止スイッチ44、充填停止ランプ46とが接続されている。そして、制御装置34は、燃料充填カプラ50が燃料タンク18のレセプタクル20に結合された後、充填準備スイッチ36がオンに操作されると、空気用開閉弁28を開弁して燃料充填カプラ50へ圧縮空気を供給すると共に、充填準備完了ランプ38を点灯させる。
【0025】
また、制御装置34は、充填開始スイッチ40がオンに操作されると、燃料用開閉弁32を開弁して燃料充填カプラ50へ高圧燃料を供給開始すると共に、充填中ランプ42を点灯させる。
【0026】
また、制御装置34は、充填停止スイッチ44がオンに操作されると、燃料用開閉弁32を閉弁して燃料充填カプラ50への燃料供給を停止すると共に、充填停止ランプ46を点灯させる。その後、制御装置34は、空気用開閉弁28を閉弁して主弁シリンダ70及び残圧開放シリンダ96への圧縮空気の供給を停止する。
【0027】
ここで、燃料充填カプラ50の構成について説明する。
図2は本発明になる燃料充填カプラの一実施例を示す正面図である。図3は燃料充填カプラの縦断面図である。
【0028】
図2及び図3に示されるように、燃料充填カプラ50は、カプラ本体52と、カプラ本体52の一端より斜め下方に突出するグリップ54と、カプラ本体52の一端に設けられた結合部56とから構成されている。
【0029】
また、カプラ本体52には、高圧燃料(例えば、70MPaの水素等)を供給する燃料供給管路58と、圧縮空気を供給する空気管路60とが接続されている。さらに、カプラ本体52の内部には、主弁62と、閉止弁64と、残圧開放弁66とが設けられている。
【0030】
結合部56は、カプラ先端に回動可能に装着された操作リング68を有する。この操作リング68は、全周に滑り止めの凹凸部が形成され、且つ外周には回動位置の目印となる矢印状のマーク68aが形成されている。
【0031】
そのため、燃料充填カプラ50においては、車両の注入口(図示せず)に結合されるカプラ結合時にマーク68aがOPEN位置(ロック位置)に回動してロック状態であることを示し、充填完了後にマーク68aがCLOSE位置(ロック解除位置)に回動操作されることで、ロック解除動作したことが示される。
【0032】
操作者は、燃料充填カプラ50のグリップ54を把持して結合部56を車両の注入口(図示せず)に押圧操作することにより、操作リング68がOPEN位置(ロック位置)に回動するため、結合操作が容易に行える。また、操作者は、一方の手で燃料充填カプラ50のグリップ54を把持したまま、他方の手で燃料充填カプラ50の操作リング68をCLOSE位置(ロック解除位置)に回動操作することで、分離可能になる。
【0033】
図4はカプラ本体52の内部構造を示す縦断面図である。
図4に示されるように、主弁62は、カプラ本体52の内部に形成された貫通孔52a内を摺動可能に挿入された主弁シリンダ70を有する。この主弁シリンダ70は、一端が貫通孔52aに挿入され、他端がカプラ本体52の端部に螺合されたキャップ71のガイド孔71aに挿入されている。そして、空気管路60を介してシリンダ室73に供給された圧縮空気の圧力により開弁方向(B方向)に摺動し、圧縮空気が供給停止されるとコイルバネ72のバネ力により閉弁方向(A方向)に摺動する。
【0034】
また、主弁シリンダ70には、軸方向に貫通する第1の通路70aと、半径方向に貫通する第2の通路70bとが設けられている。第2の通路70bは、圧縮空気の圧力により主弁シリンダ70が開弁方向(B方向)に摺動したとき、燃料供給管路58が接続された接続ポート74に連通され、燃料供給管路58から供給された高圧燃料をカプラ本体52の内部に導入させる。
【0035】
また、第2の通路70bは、圧縮空気の供給が停止されて主弁シリンダ70が閉弁方向(A方向)に摺動したとき、接続ポート74と遮断され、燃料の供給を停止させる。
【0036】
主弁シリンダ70は、カプラ本体52の内部に形成された貫通孔52a内を摺動する第1の摺動部70cと、シリンダ室73を摺動するピストン部70dと、キャップ71のガイド孔71aを摺動する第2の摺動部70eとを有する。第1の摺動部70cと第2の摺動部70eとは、外径寸法が同径に形成されており、且つガイド孔71aには、貫通孔52a内と同じ圧力となるように第1の通路70aを介して連通されている。
【0037】
これにより、カプラ本体52の内部に高圧燃料が供給されても主弁シリンダ70の両端に作用する圧力が同圧でバランスするため、主弁シリンダ70を開弁方向または閉弁方向に駆動させる際の抵抗が軽減され、小さな操作力でも容易、且つスムーズに主弁シリンダ70を駆動することが可能になる。
【0038】
また、ガイド孔71aの内周には、接続ポート74に連通する環状溝71bが設けられている。この環状溝71bは、全周に設けられているので、主弁シリンダ70の外周に開口する複数の第2の通路70bと連通するように形成されている。
【0039】
また、貫通孔52a内壁と第2の摺動部70eとの外周には、同径寸法のシール部材75a〜75dが装着されている。よって、主弁シリンダ70の両端に作用する圧力も同一となり、第1の摺動部70cと第2の摺動部70eとに作用する圧力に差が生じない。そのため、主弁シリンダ70は、外部からの操作力(本実施例では、圧縮空気によるエア圧)が付与された場合にA方向またはB方向に摺動する。
【0040】
第1のシール部材75aは、第1の摺動部70cと貫通孔52a内壁との間をシールしており、第4のシール部材75dは、第2の摺動部70eとガイド孔71a内壁との間をシールしている。
【0041】
また、第2、第3のシール部材75b,75cは、第2の通路70bの両側に配置されており、第2の通路70bが環状溝71b及び接続ポート74とずれた閉弁位置にあるとき、第2の通路70bからの燃料漏れを防止する。
【0042】
そして、カプラ本体52には、コイルバネ72が収納されたバネ室52dに連通された通気孔52eが設けられている。バネ室52dは、主弁シリンダ70の摺動位置によって容積が変化する際、空気圧が摺動抵抗とならないように通気孔52eを介して内部の空気が吸気または排気される。
【0043】
残圧開放弁66は、カプラ本体52の中間位置に設けられており、カプラ本体52の貫通孔52a及び吐出側開口52bに連通する通路66aと、通路66aの下方に形成された残圧開放室94内に挿入された残圧開放シリンダ96と、残圧開放シリンダ96を下方に押圧するコイルバネ98とから構成されている。
【0044】
残圧開放シリンダ96の中央には、通路66aの端部に形成された弁座66bに対向する閉止用パッキン100が固着されている。残圧開放弁66は、主弁62の主弁シリンダ70が圧縮空気の供給により開弁動作すると、残圧開放室94の底部にも圧縮空気が供給されて残圧開放シリンダ96が上昇して閉止用パッキン100を弁座66bに圧着する。
【0045】
そして、圧縮空気の供給が停止すると、主弁62の主弁シリンダ70が閉弁動作すると共に、残圧開放シリンダ96がコイルバネ98により下降して弁座66bから閉止用パッキン100が離間してカプラ本体52内部の高圧燃料が通路66aを介して外部に放出される。その結果、カプラ本体52内部の圧力が急激に低下する。これにより、操作リング68の回動操作によるロック解除動作がスムーズに行える。
【0046】
図5は残圧開放弁66の構成及び動作を説明するための図であり、(A)は充填終了後の動作状態を示す縦断面図、(B)は充填中の動作状態を示す縦断面図である。
【0047】
図5(A)に示されるように、残圧開放室94は、残圧開放シリンダ96によって上室94aと下室94bとに隔成されている。そして、上室94aに連通された排出ポート95aには、放気管路26が接続されている。そのため、充填終了後、残圧開放シリンダ96の降下動作(開弁動作)に伴ってカプラ本体52から通路66aを介して残圧開放室94に流入された高圧燃料は、排出ポート95aから放気管路26へ排出され、カプラ本体52内部の残圧が減圧される。
【0048】
図5(B)に示されるように、下室94bに連通された給気ポート95bには、空気管路60が接続されている。そのため、空気用開閉弁28を開弁して圧縮空気がカプラ本体52のシリンダ室73に圧縮空気が供給されると共に、下室94bにも圧縮空気が供給される。これにより、残圧開放シリンダ96は、下室94bの圧力上昇に伴って上昇動作(閉弁動作)して閉止用パッキン100を弁座66bへ圧着して通路66aを閉止する。
【0049】
ここで、エアノズル24について説明する。
図6はエアノズル24の作用について説明するための図であり、(A)はエアノズル24の開状態を示す縦断面図であり、(B)はエアノズル24の閉止状態を示す縦断面図である。
【0050】
図6(A)(B)に示されるように、エアノズル24は、操作リング68の内周側に設けられたストッパ93aの移動範囲に取り付けられている。ストッパ93aは、操作リング68の回動角度を制限すると共に、エアノズル24を開または閉とする弁としても機能する。
【0051】
エアノズル24は、空気管路60から供給された圧縮空気を噴出させる噴出口24aを有する。この噴出口24aは、後述するように燃料タンク18のレセプタクル20に燃料充填カプラ50が結合されると、操作リング68が反時計方向に回動してストッパ93aがエアノズル24の噴出口24aに当接し、図6(B)に示される状態になる。このような、エアノズル24は、燃料充填カプラ50がレセプタクル20に結合されことにより、操作リング68と共に回動したストッパ93aにより閉止される。
【0052】
このときの空気管路60の圧力は、圧力スイッチ30によって検出される。従って、圧力スイッチ30がオンになることで燃料充填カプラ50がレセプタクル20に結合されたことが確認される。
【0053】
図6(A)に示されるように、操作リング68が時計方向に角度α回動操作されると、操作リング68と共に回動するストッパ93aがエアノズル24の噴出口24aから離間して開弁状態に切り替える。これにより、圧力スイッチ30がオフになるため、燃料充填カプラ50がレセプタクル20から分離されたことが確認される。
【0054】
ここで、結合部56及び閉止弁64について詳細に説明する。
【0055】
図7は結合部56及び閉止弁64を示す縦断面図である。図8は図7中V−V線に沿う縦断面図である。図9は図7中VI−VI線に沿う縦断面図である。
図7乃至図9に示されるように、閉止弁64は、カプラ本体52の吐出側開口52bに挿入されており、軸方向に摺動可能に保持されている。また、閉止弁64は、一端に弁部64aを有し、他端にテーパ状の先端部64bが吐出口75より突出している。そして、先端部64bには、軸方向に延在形成された第1の吐出ポート64cが開口しており、且つ第1の吐出ポート64cの奥部には、半径方向に貫通する第2の吐出ポート64dが設けられている。
【0056】
また、第2の吐出ポート64dが開口する閉止弁64の外周には、一対のシール部材65a,65bが装着されている。このシール部材65a,65bは、第2の吐出ポート64dの前後に配置されており、閉止弁64の外周と円筒状のスリーブ76のシート部76aとの間を気密にシールする。
【0057】
第2の吐出ポート64dは、円筒状のスリーブ76のシート部76aに嵌合しているときは閉塞されており、後述するようにB方向に押圧されてシート部76aを通過して貫通孔52a内に突出すると、開弁されて高圧燃料を吐出することが可能になる。また、閉止弁64の弁部64aは、カプラ本体52の貫通孔52a内に設けられた段部52cに当接するコイルバネ63のバネ力によりA方向に付勢されている。
【0058】
スリーブ76は、外周に吐出側開口52bに螺入されるネジ部76eと、吐出側開口52bの端部に当接する鍔部76fとが設けられている。また、スリーブ76は、ボールロック機構78の複数の係止球80(本実施例では、8個とする)が嵌合する孔76gを有する。この孔76gは、周方向に所定間隔毎(本実施例では45度間隔)に設けられ、半径方向に貫通している。
【0059】
そのため、複数の係止球80は、夫々孔76gにガイドされて半径方向に移動可能に取り付けられている。また、スリーブ76の内周と閉止弁64の外周との間には、リング状に形成されたバネ受け82が嵌合しており、係止球80はバネ受け82の外周に当接して内側への移動を制限されている。
【0060】
さらに、バネ受け82は、閉止弁64の外周に係止された止め輪84に当接する段部82aを有する。そして、バネ受け82は、スリーブ76の内周と閉止弁64の外周との間に介装されたコイルバネ87のバネ力により87バネ受け82及び止め輪84を介してA方向に付勢されている。そのため、閉止弁64は、上記コイルバネ63及びコイルバネ87により閉弁方向(A方向)に付勢されており、燃料タンクの注入口(図示せず)に当接してB方向に押圧されると、コイルバネ63及びコイルバネ87をB方向に押圧しながら開弁動作する。
【0061】
操作リング68は、スリーブ76の先端に螺入されたナット85により脱落防止されており、ナット85とカプラ本体52の端部との間で周方向に回動可能に保持されている。また、操作リング68の内周には、環状に形成されたブッシュ86が一体的に嵌合しており、ブッシュ86には、係止球80が挿入される係止溝86aが周方向に設けられている。
【0062】
そして、係止溝86aには、係止球80の外径に対応する球面凹部88aが形成されたボール押さえ88が挿入されている。これらのブッシュ86及びボール押さえ88は、操作リング68の内側にネジ等の締結部材を介して一体的に締結されている。そのため、操作リング68が回動操作されると、ブッシュ86及びボール押さえ88も同一方向に回動してロック解除操作が可能になる。
【0063】
そして、係止孔86aには、係止球80の外径に対応する球面凹部88aが形成されたボール押さえ88が挿入されている。
【0064】
また、操作リング68の内周とブッシュ86とスリーブ76の鍔部76fとの間には、一対のコイルバネ(付勢部材)90,92が周方向に装架されている。このコイルバネ90,92は、操作リング68をロック位置に復帰させるための復帰用付勢部材であり、一端がスリーブ76の外周に掛止され、他端がブッシュ86の端部または操作リング68の内周に掛止されている。
【0065】
操作リング68及びブッシュ86及びボール押さえ88の回動角度αは、図6(A)(B)に示すようにブッシュ86、スリーブ76に設けられたストッパ部材93aによって決まる。尚、ストッパ部材93aは、エアノズル24に当接または離間することで空気管路60の圧力が変化するため、圧力スイッチ30によって操作リング68がロック位置またはロック解除位置に移動していることが検出される。
【0066】
ここで、上記のように構成された燃料充填カプラ50を用いて高圧燃料の充填操作について図10乃至図13を併せ参照して説明する。図10は燃料充填カプラ50の結合部56を車両の注入口に結合させた状態を示す縦断面図である。図11は車両の注入口に結合された結合部56及び閉止弁64の動作状態を示す縦断面図である。図12は図8中IX−IX線に沿う縦断面図である。図13は図8中X−X線に沿う縦断面図である。
【0067】
図10乃至図13に示されるように、操作者は、右手で燃料充填カプラ50のグリップ54(図2及び図3に示す)を把持して結合部56を車両の注入口(レセプタクル)110に押圧して結合させる。
【0068】
注入口110の外周には、係止球80が嵌合する係止溝110aが形成されている。係止溝110aは、台形状に形成されており、係止球80に対して前後の傾斜面が当接するように形成されている。
【0069】
また、注入口110の内周には、閉止弁64のテーパ状の先端部64bが挿入される挿入孔110bが形成されており、挿入孔110bの内部には、先端部64bが当接するテーパ状の段部110cが設けられている。
【0070】
また、段部110cには、先端部64bとの間をシールするシール部材112が装着されている。尚、シール部材112は、閉止弁64がカプラ内部の圧力によりA方向に押圧されることで先端部64bが圧着されて先端部64bとの間をシールするため、供給される高圧燃料の圧力が高くなるほど気密性が確保される。
【0071】
図10に示されるように、充填カプラ50の結合部56が注入口110に挿入されると、相対的に注入口110が閉止弁64の外周に沿って結合部56の内部に挿入される。このように、結合部56が注入口110に挿入されると共に、注入口110の端部がバネ受け82をB方向に移動させながら係止溝110aが係止球80に対向する位置に移動する。
【0072】
そして、係止球80を保持するボール押さえ88が操作リング68及びブッシュ86と共にコイルバネ90,92のバネ力によって付勢されているので、ボール押さえ88が回動しながら複数の係止球80を同時に内側へ押圧する。そして、操作リング68は、マーク68aがOPEN位置(ロック位置)に回動して停止し、ロック状態であることを示す。
【0073】
このロック状態では、図12に示されるように、ボール押さえ88の球面凹部88aが係止球80からずれた位置に移動してボール押さえ88の内周88bが係止球80を押圧するため、係止球80は注入口110の係止溝110aに嵌合したロック状態に保持される。これで、燃料充填カプラ50は、注入口110に確実に結合された状態でロックされる。
【0074】
また、閉止弁64の先端部64bは、注入口110の挿入孔110bの内部に設けられたテーパ状の段部110cに当接して相対的にB方向に摺動すると共に、第2の吐出ポート64dがスリーブ76のシート部76aから貫通孔52a内に突出して主弁シリンダ70の第1の通路70aと連通される。また、閉止弁64の外周とシート部76aとの間は、シール部材65aによってシールされる。さらに、閉止弁64の先端部64bは、シール部材112に当接してシールされる。
【0075】
このように、操作者は、燃料充填カプラ50をA方向に押圧して結合部56を注入口110に挿入させるだけで注入口110に結合させると共に、ロック状態に保持することができるので、操作性が極めて容易に行える。
【0076】
この後、充填準備スイッチ36(図1参照)がオンに操作されると、制御装置34は空気管路60の空気用開閉弁28を開弁して燃料充填カプラ50へ圧縮空気を供給する。そして、空気管路60を介して圧縮空気がシリンダ室73に導入されると、図10及び図14に示されるように、主弁シリンダ70のピストン部70dがB方向に押圧されて第2の通路70bが環状溝71b及び接続ポート74に連通する開弁位置に移動する。よって、主弁シリンダ70は、圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【0077】
これと同時に、残圧開放室94の底部にも圧縮空気が供給されて残圧開放シリンダ96が上昇して閉止用パッキン100を弁座66bに圧着する。
【0078】
これにより、燃料供給管路58を介して燃料充填カプラ50に供給された高圧燃料は、主弁シリンダ70の第1の通路70a及び第2の通路70bを介してカプラ本体52の内部に導入され、且つ閉止弁64の第1の吐出ポート64c、第2の吐出ポート64dを介してレセプタクル20の注入口110に吐出され、車両12の燃料タンク18への燃料充填が開始される。
【0079】
このようにして、車両12の燃料タンク18の圧力が目標圧力に達すると、燃料の充填が終了する。そして、燃料充填が終了して充填停止スイッチ44(図1参照)がオンに操作されて空気管路60からの圧縮空気の供給が停止される。これにより、シリンダ室73の圧力が低下するため、主弁62の主弁シリンダ70は、コイルバネ72のバネ力により図4及び図15に示されるように、A方向に摺動して閉弁動作する。これと共に、残圧開放室94への圧縮空気の供給も停止するため、残圧開放シリンダ96がコイルバネ98により下降する。
【0080】
そのため、残圧開放弁66は、弁座66bから閉止用パッキン100が離間してカプラ本体52内部の高圧燃料を放気管路26へ放出させる。その結果、カプラ本体52内部の圧力が急激に低下するため、操作リング68の回動操作によるロック解除動作が容易に行える。尚、カプラ本体52内部の圧力が低下するのに伴って、注入口110の圧力が相対的にカプラ本体52内部の圧力よりも高くなる。その場合、注入口110側に設けられた逆止弁(図示せず)が作動することにより、注入口110側の高圧燃料がカプラ本体52内部に逆流することが防止される。
【0081】
その後、操作者は、燃料充填カプラ50の操作リング68をCLOSE位置(ロック解除位置)に回動操作すると、図8に示すように、ボール押さえ88の球面凹部88aが係止球80と対向する位置に移動し、係止球80が外側へ移動可能な状態になる。このときの操作力は、操作リング68を回動させるだけであるので、軸方向にスライドさせる方式よりも小さい力でロック解除操作することが可能である。
【0082】
そして、燃料充填カプラ50は、注入口110側の圧力によりB方向に押圧されるため、係止溝110aの傾斜面が係止球80を外側へ押圧してボール押さえ88の球面凹部88aに嵌合するロック解除位置へ移動する。
【0083】
続いて、注入口110から離間する方向に移動し始めると共に、バネ受け82は、コイルバネ87のバネ力により注入口110をA方向に押圧して燃料充填カプラ50の離間動作を補助する。
【0084】
これで、燃料充填カプラ50を用いた燃料タンク(図示せず)への高圧燃料の充填操作が完了する。
【0085】
ここで、上記のように構成された燃料充填カプラ50を用いて燃料を充填する際の操作手順と共に制御装置34が実行する処理について図16を参照して説明する。尚、図16においては、操作者が操作する手順枠の縦線を2重線で図示してある。
【0086】
図16に示されるように、電源スイッチ(図示せず)がオンに操作されると、S11で充填停止ランプ46が点灯する。次のS12において、操作者が燃料充填カプラ50の結合部56を燃料タンク18のレセプタクル20に結合させると、S13に進み、燃料充填カプラ50の閉止弁64が開弁する。
【0087】
次のS14において、充填準備スイッチ36がオンに操作されると、S15で空気管路60の空気用開閉弁28を開弁して燃料充填カプラ50のシリンダ室73及び残圧開放室94の下室94bへ圧縮空気を供給する。
【0088】
次のS16において、空気管路60の圧力が所定値以上にないときは、S17に進み、空気用開閉弁28を閉弁させる。また、S16において、空気管路60の圧力が所定値以上になると、圧力スイッチ30がオンになり、検出信号を出力する。これと共に、S18で空気管路60から供給された圧縮空気の圧力により主弁シリンダ70がB方向に摺動して開弁すると共に、残圧開放シリンダ96が上昇して通路66aを閉止する。
【0089】
次のS19では、充填準備完了ランプ38を点灯させて充填準備が完了したことを報知する。続いて、S20では、充填開始スイッチ40がオンに操作されると、S21で圧力スイッチ30がオンかどうかをチェックする。S21において、圧力スイッチ30がオフのときは、S22に進み、空気用開閉弁28を閉弁させる。そして、上記S12に戻る。
【0090】
また、S21において、圧力スイッチ30がオンのときは、S23に進み、充填停止ランプ46を消灯させる。
【0091】
次にS24で燃料用開閉弁32を開弁させて燃料充填カプラ50へ高圧燃料を供給する。そして、S25では、充填中ランプ42を点灯させて燃料タンク18へ高圧燃料を充填中であることを報知する。
【0092】
S26において、停止操作弁22がオンに操作された場合には、空気管路60の圧縮空気が大気中に放出されるため、S27に進み、圧力スイッチ30がオフになる。また、S28において、充填停止スイッチ44がオンに操作されないときは、S29に進み、燃料タンク18の圧力が所定値に達し充填が終了したかどうかをチェックする。
【0093】
S29において、燃料タンク18への充填が終了していないときは、S26に戻る。また、S29において、燃料タンク18への充填が終了したときは、S30に進み、燃料用開閉弁32を閉弁させて燃料充填カプラ50への燃料供給を停止する。尚、上記S26において、停止操作弁22がオンに操作された場合には、S27で圧力スイッチ30がオフになった後、S30に進む。
【0094】
次のS31では、充填中ランプ42を消灯させ、S32では、充填停止ランプ46を点灯させる。そして、上記S29において、充填終了の場合には、S33に進み、充填を継続するかどうかをチェックする。操作者が充填継続を判断した場合には、上記S20に戻る。また、充填を継続しない場合には、上記S30に戻る。
【0095】
上記S26で停止操作弁22がオンに操作された場合、あるいはS28で充填停止スイッチ44がオンに操作されたときは、S32からS34に進み、空気用開閉弁28を閉弁させて燃料充填カプラ50への圧縮空気の供給を停止すると共に、空気用開閉弁28より上流の空気を大気中に排出させてシリンダ室73及び残圧開放室94の下室94bの圧力を減圧させる。これにより、S35では、主弁シリンダ70がA方向に摺動して閉弁すると共に、残圧開放シリンダ96が降下して通路66aを開として燃料充填カプラ50の内部に残留する高圧燃料を排出させる。
【0096】
S36では、操作リング68が時計方向に角度α回動操作されて結合部56のロックが解除されると、S37で操作リング68と共に回動するストッパ93aがエアノズル24の噴出口24aから離間して開弁状態に切り替える。
【0097】
次のS38では、燃料充填カプラ50がレセプタクル20から分離されると、係止球80がボール押さえ88の球面凹部88aに当接する外側へ移動してロックを解除し、操作リング68のマーク68aがCLOSE位置(ロック解除位置)に回動されているので、燃料充填カプラ50が外されたことが確認される。そして、S39では、燃料充填カプラ50に内蔵された閉止弁64が閉弁される。
【0098】
尚、上記実施例では、高圧に圧縮された水素ガスを充填するための燃料充填カプラについて説明したが、これに限らず、これ以外の高圧ガス(例えば、CNGなども含む)を充填するのにも適用できるのは勿論である。
【0099】
また、上記実施例においては、車両の燃料タンクに高圧燃料を充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、車両以外の被充填タンクに燃料を充填するのにも適用できるのは勿論である。
【0100】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1記載の発明によれば、弁部に当該弁部の摺動方向に貫通する第1の通路と、半径方向に設けられ一端が第1の通路に連通する第2の通路とが設けられ、当該弁部が前記開弁方向側に摺動したときに第2の通路の他端と燃料供給経路とを連通し、当該弁部が前記閉弁方向側に摺動したときに第2の通路の他端と燃料供給経路との間の連通を遮断する通路が形成されてなるため、第1の通路に供給された燃料の圧力を弁部の両端に作用させることができ、これにより、燃料の圧力が高圧になった場合でも弁部を比較的低い圧縮空気の圧力で開弁動作させることができるとともに、弁部を容易、且つスムーズに開弁することができる。
【0101】
また、上記請求項2記載の発明によれば、弁部の摺動方向側両端の当該弁部の外径寸法が同径とされてなるため、弁部の両端に作用する圧力が同一になることにより、燃料の圧力が高圧になった場合でも弁部を容易、且つスムーズに開弁することが可能になる。
また、上記請求項3記載の発明によれば、結合部が被充填タンクの注入口に結合または離間されたことを空気供給手段から供給される圧縮空気の圧力変化により検出する検出手段を備えたため、電気信号を用いないので燃料を扱う機器としての安全性を高められると共に、弁部を開弁動作させる圧縮空気の圧力が所定圧である場合に結合部が被充填タンクの注入口に結合されたことを確認でき、且つ結合部が被充填タンクの注入口に結合されていない状態では圧縮空気の圧力が上昇せず、弁部の開弁が未然に防止される。
【0102】
また、上記請求項4記載の発明によれば、空気供給手段からの圧縮空気の供給停止により前記カプラ本体の残圧を外部に排出する残圧開放弁を備えるとともに、空気供給手段による前記シリンダ室及び残圧開放弁への圧縮空気の供給及び供給停止は、同時に行なわれるため、圧縮空気の供給を停止して弁部を閉弁動作させると同時に残圧開放弁を開弁させてカプラ本体の残圧を外部に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる燃料充填カプラの一実施例が適用された燃料充填システムを示す構成図である。
【図2】本発明になる燃料充填カプラの一実施例を示す正面図である。
【図3】燃料充填カプラの縦断面図である。
【図4】カプラ本体52の内部構造を示す縦断面図である。
【図5】残圧開放弁66の構成及び動作を説明するための図であり、(A)は充填終了後の動作状態を示す縦断面図、(B)は充填中の動作状態を示す縦断面図である。
【図6】エアノズル24の作用について説明するための図であり、(A)はエアノズル24の開状態を示す縦断面図であり、(B)はエアノズル24の閉止状態を示す縦断面図である。
【図7】結合部56及び閉止弁64を示す縦断面図である。
【図8】図7中V−V線に沿う縦断面図である。
【図9】図7中VI−VI線に沿う縦断面図である。
【図10】燃料充填カプラ50の結合部56を車両の注入口に結合させた状態を示す縦断面図である。
【図11】車両の注入口に結合された結合部56及び閉止弁64の動作状態を示す縦断面図である。
【図12】図8中IX−IX線に沿う縦断面図である。
【図13】図8中X−X線に沿う縦断面図である。
【図14】主弁シリンダ70が開弁動作した状態を示す縦断面図である。
【図15】主弁シリンダ70が閉弁動作した状態を示す縦断面図である。
【図16】燃料充填カプラ50を用いて燃料を充填する際の操作手順と共に制御装置34が実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 燃料供給システム
12 車両
16 ディスペンサ
18 燃料タンク
20 レセプタクル
22 停止操作弁
24 エアノズル
26 放気管路
28 空気用開閉弁
30 圧力スイッチ
32 燃料用開閉弁
34 制御装置
36 充填準備スイッチ
38 充填準備完了ランプ
40 充填開始スイッチ
42 充填中ランプ
44 充填停止スイッチ
46 充填停止ランプ
50 燃料充填カプラ
52 カプラ本体
54 グリップ
56 結合部
58 燃料供給管路
60 空気管路
62 主弁
64 閉止弁
66 残圧開放弁
68 操作リング
70 主弁シリンダ
76 スリーブ
78 ボールロック機構
80 係止球
82 バネ受け
86 ブッシュ
88 ボール押さえ
90,92 コイルバネ
96 残圧開放シリンダ
100 閉止用パッキン
110 注入口
112 シール部材
120 燃料充填カプラ
122 主弁
126 弁座部材
128 主弁体
130 副弁体
132 キャップ
132とを有する。
142 第1の室
144 第2の室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a fuel-filled cup. La In particular, a fuel filling cup suitable for filling a tank to be filled with fuel pressurized to a high pressure. La Related.
[0002]
[Prior art]
In recent years, fuel cell vehicles have been developed, and their practical application is being promoted. This fuel cell vehicle is configured to generate electricity by reacting hydrogen and oxygen, and to drive by driving the motor with this electric power.
[0003]
With the spread of such fuel cell vehicles, for example, a fuel supply equipped with a fuel-filling coupler that supplies hydrogen compressed to a high pressure of about 70 MPa, as in a vehicle equipped with an engine powered by gasoline or light oil. System development is also important.
[0004]
As a conventional fuel filling coupler, for example, there is one for filling a fuel tank with CNG (compressed natural gas) compressed to a pressure of about 20 MPa. In this type of fuel-filled coupler, a coupling portion coupled to a fuel tank inlet provided at the tip of a coupler body formed in a cylindrical shape is connected to a fuel supply pipe provided at the other end of the coupler body. And an on-off valve provided at an intermediate portion of the coupler main body.
[0005]
The on-off valve opens or closes depending on the rotation position of the operation lever that protrudes rotatably on the side surface of the coupler main body. In addition, the coupling portion is provided with a locking member that fits in the locking groove of the fuel tank inlet at the inner periphery, and a lock that slides in the axial direction on the outer periphery to move the locking member to the locking release position. An operation ring for release is provided.
[0006]
When the fuel tank is filled with the fuel compressed in the fuel tank using the fuel filling coupler configured as described above, the locking member is engaged with the inlet by pressing the connecting portion against the inlet of the fuel tank. The pressure resistant strength at the time of filling is ensured by being fitted and locked in the stop groove. Next, when the operation lever is rotated to the valve opening position, the fuel tank is filled with the compressed fuel.
[0007]
When the fuel tank pressure reaches the target filling pressure, the operation lever is turned to the valve closing position to stop fuel filling. Thereafter, the pressure remaining in the fuel tank is discharged to the outside to reduce the pressure.
[0008]
Next, by sliding the unlocking operation ring in the axial direction of the coupler main body, the locking member is detached from the locking groove of the inlet and unlocked. This allows the fuel-filled coupler to be separated from the inlet.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional fuel filling coupler as described above, when the operation lever is turned to the valve opening position, the main valve opens against the pressure so that the compressed fuel is filled in the fuel tank. Since the main valve inside the coupler is operated with the high pressure fuel pressure on the upstream side and the fuel tank pressure is operated on the downstream side of the main valve, the operation lever is operated to rotate. The lower the pressure, the larger the pressure difference between the upstream side and the downstream side, the heavier the operating lever, and the lower the operability.
[0010]
In particular, when the pressure of the supplied fuel is increased 3 to 4 times the conventional pressure, the pressure difference between the upstream side and the downstream side is further enlarged, making it difficult to rotate the operation lever.
[0011]
Accordingly, the present invention provides a fuel-filled cap that solves the above problems. La The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a coupler main body to which a fuel supply path for supplying pressurized fuel is connected, a coupling portion provided in the coupler main body and coupled to an inlet of a tank to be filled, and a coupler main body And a valve part slidably inserted in Outer circumference A piston portion formed integrally with the cylinder portion, a cylinder chamber in which the piston portion is slidably fitted, and compressed air is supplied to the cylinder chamber Do Air supply means, and a guide hole through which the end of the valve part slides, and the valve part slides in the valve opening direction when the compressed air is supplied to the cylinder chamber. When the fuel tank is filled, and the supply of the compressed air to the cylinder chamber stops, the fuel tank slides in the valve closing direction to stop the fuel filling to the tank, and further to the valve unit Is A first passage penetrating in the sliding direction of the valve portion, and a second passage provided in the radial direction and having one end communicating with the first passage; When the valve part slides in the valve opening direction The other end of the second passage; When communicating with the fuel supply path, when the valve portion slides in the valve closing direction The other end of the second passage And a passage for blocking communication between the fuel supply path and the fuel supply path, The pressure of the fuel supplied to the first passage can be made to act on both ends of the valve portion, so that even when the pressure of the fuel becomes high, Valve Relatively low Open the valve with compressed air pressure be able to With In addition, The valve part can be opened easily and smoothly.
[0013]
Further, the invention according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided detection means for detecting that the coupling portion is coupled or separated from the inlet of the tank to be filled due to a change in pressure of the compressed air supplied from the air supply means. Because it does not use an electrical signal, it can improve safety as a device that handles fuel, and when the pressure of compressed air that opens the valve section is a predetermined pressure, the coupling section is the inlet of the tank to be filled In a state where it can be confirmed that the coupling portion is not coupled to the inlet of the tank to be filled, the pressure of the compressed air does not increase, and the valve portion is prevented from opening.
[0014]
The invention according to claim 4 is ,in front A residual pressure release valve for discharging the residual pressure of the coupler main body to the outside when the supply of compressed air from the air supply means is stopped At the same time, supply of compressed air to the cylinder chamber and the residual pressure release valve by the air supply means and supply stop thereof are performed simultaneously. Accordingly, the supply of compressed air is stopped to close the valve portion, and at the same time, the residual pressure release valve is opened to discharge the residual pressure of the coupler main body to the outside.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a fuel filling system to which an embodiment of a fuel filling coupler according to the present invention is applied.
[0017]
As shown in FIG. 1, in the fuel supply system 10, for example, a fuel filling coupler that fills a
[0018]
The
[0019]
As will be described later, the
[0020]
Further, the
[0021]
The
[0022]
Here, the
The
[0023]
Further, the
[0024]
The
[0025]
When the filling start switch 40 is turned on, the
[0026]
Further, when the filling
[0027]
Here, the configuration of the
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of the fuel-filled coupler according to the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the fuel filling coupler.
[0028]
As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel-filled
[0029]
The coupler
[0030]
The
[0031]
Therefore, in the
[0032]
The operator holds the
[0033]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the coupler
As shown in FIG. 4, the
[0034]
The
[0035]
Further, the
[0036]
The
[0037]
As a result, even if high pressure fuel is supplied into the coupler
[0038]
An
[0039]
In addition,
[0040]
The
[0041]
The second and
[0042]
The
[0043]
The residual
[0044]
At the center of the residual
[0045]
When the supply of compressed air is stopped, the
[0046]
5A and 5B are diagrams for explaining the configuration and operation of the residual
[0047]
As shown in FIG. 5A, the residual
[0048]
As shown in FIG. 5B, an
[0049]
Here, the
6A and 6B are views for explaining the operation of the
[0050]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
[0051]
The
[0052]
The pressure in the
[0053]
As shown in FIG. 6A, when the operating
[0054]
Here, the
[0055]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the
As shown in FIGS. 7 to 9, the
[0056]
A pair of
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
Therefore, the plurality of locking
[0060]
Further, the
[0061]
The
[0062]
A
[0063]
A
[0064]
A pair of coil springs (biasing members) 90 and 92 are mounted in the circumferential direction between the inner circumference of the
[0065]
The rotation angle α of the
[0066]
Here, a high-pressure fuel filling operation using the
[0067]
As shown in FIGS. 10 to 13, the operator grasps the grip 54 (shown in FIGS. 2 and 3) of the fuel-filling
[0068]
A locking
[0069]
Further, an
[0070]
In addition, a
[0071]
As shown in FIG. 10, when the
[0072]
Since the
[0073]
In this locked state, as shown in FIG. 12, the
[0074]
The
[0075]
Thus, the operator can press the fuel-filling
[0076]
Thereafter, when the filling preparation switch 36 (see FIG. 1) is turned on, the
[0077]
At the same time, compressed air is also supplied to the bottom of the residual
[0078]
As a result, the high-pressure fuel supplied to the fuel-filled
[0079]
In this way, when the pressure in the
[0080]
Therefore, in the residual
[0081]
Thereafter, when the operator rotates the
[0082]
Since the
[0083]
Subsequently, while starting to move away from the
[0084]
This completes the filling operation of the high-pressure fuel into the fuel tank (not shown) using the
[0085]
Here, the processing executed by the
[0086]
As shown in FIG. 16, when a power switch (not shown) is turned on, the filling
[0087]
In the next S14, when the filling
[0088]
In the next S16, when the pressure in the
[0089]
In the next S19, the filling preparation completion lamp 38 is turned on to notify that the filling preparation is completed. Subsequently, in S20, when the filling start switch 40 is turned on, it is checked in S21 whether the
[0090]
In S21, when the
[0091]
Next, in
[0092]
In S26, when the
[0093]
If the filling of the
[0094]
In next S31, the filling
[0095]
When the
[0096]
In S36, when the
[0097]
In the next S38, when the fuel-filling
[0098]
In the above embodiment, the fuel filling coupler for filling the hydrogen gas compressed to a high pressure has been described. However, the present invention is not limited to this, and other high pressure gases (for example, including CNG) are filled. Of course, it is also applicable.
[0099]
Further, in the above embodiment, the case where the fuel tank of the vehicle is filled with high-pressure fuel is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to filling a tank other than the vehicle with fuel. It is.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the valve portion A first passage penetrating in the sliding direction of the valve portion, and a second passage provided in the radial direction and having one end communicating with the first passage; When the valve part slides in the valve opening direction The other end of the second passage and When communicating with the fuel supply path and the valve part slides in the valve closing direction The other end of the second passage A passage that blocks communication between the fuel and the fuel supply path is formed, The pressure of the fuel supplied to the first passage can be made to act on both ends of the valve portion, so that even when the pressure of the fuel becomes high, Valve Relatively low Open the valve with compressed air pressure be able to With In addition, The valve part can be opened easily and smoothly.
[0101]
According to the invention of
According to the third aspect of the present invention, the detection device detects the change in the pressure of the compressed air supplied from the air supply means that the connecting portion is connected to or separated from the inlet of the tank to be filled. Since the electrical signal is not used, the safety of the fuel handling equipment can be improved, and when the compressed air pressure for opening the valve portion is a predetermined pressure, the coupling portion is coupled to the inlet of the tank to be filled. In a state where it can be confirmed that the coupling portion is not coupled to the inlet of the tank to be filled, the pressure of the compressed air does not increase, and the valve portion is prevented from opening.
[0102]
According to the invention of claim 4 above, ,Sky A residual pressure release valve for discharging the residual pressure of the coupler main body to the outside when supply of compressed air from the air supply means is stopped In addition, the supply of compressed air to the cylinder chamber and the residual pressure release valve by the air supply means and the supply stop are performed simultaneously. Therefore, the supply of compressed air is stopped and the valve portion is closed, and at the same time, the residual pressure release valve is opened to discharge the residual pressure of the coupler main body to the outside.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a fuel filling system to which an embodiment of a fuel filling coupler according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of a fuel filling coupler according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a fuel filling coupler.
4 is a longitudinal sectional view showing an internal structure of a coupler
5A and 5B are diagrams for explaining the configuration and operation of the residual
6A and 6B are diagrams for explaining the operation of the
7 is a longitudinal sectional view showing a
8 is a longitudinal sectional view taken along line VV in FIG.
9 is a longitudinal sectional view taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state in which the
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing an operating state of the
12 is a longitudinal sectional view taken along line IX-IX in FIG.
13 is a longitudinal sectional view taken along line XX in FIG.
14 is a longitudinal sectional view showing a state where the
15 is a longitudinal sectional view showing a state where the
FIG. 16 is a flowchart for explaining processing executed by the control device together with an operation procedure when fuel is filled using the
[Explanation of symbols]
10 Fuel supply system
12 vehicles
16 Dispenser
18 Fuel tank
20 Receptacle
22 Stop valve
24 Air nozzle
26 Air discharge duct
28 On-off valve for air
30 Pressure switch
32 On-off valve for fuel
34 Control device
36 Filling preparation switch
38 Filling ready lamp
40 Filling start switch
42 Filling lamp
44 Filling stop switch
46 Filling stop lamp
50 Fuel-filled coupler
52 Coupler body
54 grip
56 joints
58 Fuel supply line
60 air line
62 Main valve
64 Stop valve
66 Residual pressure release valve
68 Operation ring
70 Main valve cylinder
76 sleeve
78 Ball lock mechanism
80 Locking ball
82 Spring receiver
86 Bush
88 Ball holder
90, 92 Coil spring
96 Residual pressure release cylinder
100 Packing for closing
110 Inlet
112 Seal member
120 Fuel Filling Coupler
122 Main valve
126 Valve seat member
128 Main disc
130 Sub-valve
132 cap
132.
142 1st chamber
144 Second chamber
Claims (4)
該カプラ本体に設けられ、被充填タンクの注入口に結合される結合部と、
該カプラ本体の内部に摺動可能に挿入された弁部と、
該弁部の外周に一体的に形成されたピストン部と、
該ピストン部が摺動可能に嵌合されたシリンダ室と、
該シリンダ室に圧縮空気を供給する空気供給手段と、
前記弁部の端部が摺動するガイド孔と、
を備えてなり、
前記弁部は、前記圧縮空気が前記シリンダ室に供給されると開弁方向に摺動して前記燃料を前記被充填タンクに充填し、前記シリンダ室への前記圧縮空気の供給が停止すると閉弁方向に摺動して前記被充填タンクへの前記燃料の充填を停止し、
更に前記弁部には、当該弁部の摺動方向に貫通する第1の通路と、半径方向に設けられ一端が前記第1の通路に連通する第2の通路とが設けられ、当該弁部が前記開弁方向側に摺動したときに前記第2の通路の他端と前記燃料供給経路とを連通し、当該弁部が前記閉弁方向側に摺動したときに前記第2の通路の他端と前記燃料供給経路との間の連通を遮断する通路が形成されてなることを特徴とする燃料充填カプラ。A coupler main body to which a fuel supply path for supplying pressurized fuel is connected;
A coupling portion provided in the coupler body and coupled to the inlet of the tank to be filled;
A valve portion slidably inserted into the coupler body;
A piston portion integrally formed on the outer periphery of the valve portion;
A cylinder chamber in which the piston portion is slidably fitted;
Air supply means for supplying compressed air to the cylinder chamber;
A guide hole through which an end of the valve part slides;
With
The valve portion slides in the valve opening direction when the compressed air is supplied to the cylinder chamber, fills the fuel into the tank to be filled, and closes when the supply of the compressed air to the cylinder chamber is stopped. Sliding in the valve direction to stop filling the tank with the fuel,
Furthermore, the valve portion is provided with a first passage penetrating in the sliding direction of the valve portion, and a second passage provided in the radial direction and having one end communicating with the first passage. said second passage when but which communicates with the fuel supply path and the other end of the second passageway when the slides in the valve opening direction, the valve unit is slid in the closing direction side A fuel-filled coupler comprising a passage for blocking communication between the other end of the fuel and the fuel supply passage.
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