JP4490557B2

JP4490557B2 - 水素急速充填方法

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Publication number: JP4490557B2
Application number: JP2000174503A
Authority: JP
Inventors: 秀一斗ヶ沢; 彰文大高; 晃一高久; 山田　　晃
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: US6598624B2; US20020014277A1; JP2001355795A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素タンクに水素を急速に充填する際の発熱を抑制した水素急速充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二酸化炭素の排出量を抑制するなどの環境面から、燃料電池電気自動車や水素自動車など、水素（Ｈ₂）を燃料とする自動車が注目されている。かかる自動車は、水素タンクを搭載しており、水素タンクに充填されている水素を燃料電池やエンジンに供給してモータやエンジンによる駆動力を発生させる。
【０００３】
水素タンクには、２０ＭＰａ程度の圧力で水素（純水素）が充填されているが、燃料電池などで水素を消費すると水素タンクの圧力が減ってくる。水素タンクの圧力が減ると水素タンク内の水素の残量も減り、燃料電池などに水素を供給することができなくなる。したがって、水素タンクに水素の充填（再充填）が行われる。例えば、燃料電池電気自動車や水素自動車は、ガソリンスタンドのような水素ステーションに立ち寄り、該自動車に搭載する水素タンクに水素の充填を行う。
【０００４】
ところで、天然ガス（ＣＨ₄）を燃料とする天然ガス自動車（ＣＮＧ自動車ともいう）が知られている。天然ガス自動車が搭載する天然ガスタンクへの天然ガスの充填は、例えば、天然ガス充填所に設置された天然ガス供給源と天然ガスタンクとを接続し、両者の圧力差により行っている。当然、天然ガス供給源の圧力が高いほど天然ガスを急速に充填することができるので、一般に天然ガス供給源の圧力を高く維持する工夫がなされている。
【０００５】
例えば、実開平４−６４６９９号公報には、天然ガスを繰り返して急速充填することができるように、天然ガス供給源である高圧蓄圧器（充填後期に使用）と可変圧蓄圧器（充填初期に使用）を切り替えて使用し、天然ガスの充填を行う「圧縮天然ガスを燃料とする自動車への燃料供給装置」が開示されている。この実施例では、蓄圧器（高圧蓄圧器及び可変圧蓄圧器）の最高蓄圧圧力が共に略２５Ｍｐａ、燃料ボンベ（天然ガスタンク）の最高充填圧力が略２０ＭＰａであり、最初（充填初期）、２５ＭＰａの可変圧蓄圧器で略１０ＭＰａまで燃料ボンベに天然ガスを充填し、その後（充填後期）、２５ＭＰａの高圧蓄圧器で２０ＭＰａまで燃料ボンベに天然ガスを充填する旨が記載されている。このようにすることで、天然ガス供給源の圧力を高く維持することができ、天然ガスを繰り返して急速充填することが可能になる。
【０００６】
なお、天然ガスタンク（燃料ボンベ）に天然ガスを充填する際には、天然ガスタンク内では、ジュール−トムソン効果による吸熱と断熱圧縮による発熱が同時に起こるので、吸熱と発熱がほぼ相殺され、若干天然ガスの温度が下がる。したがって、天然ガスの急速充填を行うに際して、充填時の発熱は何ら問題になることはない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水素は天然ガスと異なり、ジュール−トムソン効果における逆転温度が常温以下の２０２Ｋ（約−７１℃）であるので、圧縮された常温程度の水素を膨張すると、発熱して水素の温度が上昇してしまう。したがって、水素タンクへの水素の充填の際には、（ａ）水素タンク内の圧力を断熱的に高めることによる発熱、及び（ｂ）水素タンクよりも圧力の高い水素供給源から水素タンク内に水素を膨張させることによる発熱（発熱量としては断熱圧縮のそれよりもかなり小さい）が同時に生じ、充填された水素の温度及び水素タンク自体の温度が高くなってしまう。つまり、天然ガスなどと異なり、水素の場合、水素タンク内に水素を膨張させることによる冷却効果が生じず、そのため、充填された水素の温度及び水素タンク自体の温度が断熱圧縮により高くなってしまう。水素の温度及び水素タンク自体の温度が高くなると、水素タンクに備えられるＰＲＤ（プレッシャーリリーフデバイス）やタンクライナなどの故障や劣化、水素の充填効率が低下するなどという問題がある。また、軽量化して燃費を改善するため、水素タンクを繊維強化プラスチック（Ｃ−ＦＲＰ，Ｇ−ＦＲＰ）から構成する場合は、熱がプラスチックの劣化を早めることになる。したがって、水素タンクの温度上昇を抑制して水素を充填することが課題としてあげられる。
【０００８】
また、燃料電池自動車などの取り扱いをよくするには、水素タンクへの水素の充填速度を速めて水素の急速充填を行うことが重要である。したがって、充填速度を落とすことなく、水素の急速充填を行うことが課題としてあげられる。
【０００９】
そこで、本発明は、前記課題を解決した水素急速充填方法を提供することを主たる課題とする。
【００１０】
前記課題に鑑み本発明者らは鋭意研究を行い、水素タンク内の水素の温度は、水素の充填を開始した極初期に最高値に達し、その後は横這いないし低下していくこと、つまり、水素タンク内の水素の温度（水素タンクの温度）は、水素の充填を開始した極初期に決定されることなどに着目し、本発明を完成するに至った。即ち、前記課題を解決した請求項１に記載の発明は、水素タンクへの水素急速充填方法であって、水素供給源と前記水素タンクとを結ぶ流路上に備えられた充填速度可変手段により前記水素タンク内の圧力に応じて水素の充填速度を変更する充填工程を有する水素急速充填方法であって、前記充填速度可変手段は、前記水素タンク内の圧力を受圧する受圧面を有する弁体、前記弁体の上流側に位置する弁座、前記弁体を上流側に押圧する押圧部材、前記弁体と前記弁座との位置関係にかかわらず上流側と下流側とを常に連通するパイロット通路を有し、前記水素タンク内の圧力が前記押圧部材の押圧力よりも低いときに、前記パイロット通路のみから水素を通流させ、前記水素タンク内の圧力が前記押圧部材の押圧力よりも高くなったときに、前記弁体と弁座との隙間および前記パイロット通路の双方から水素を通流させることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、水素タンクへの水素急速充填方法であって、水素供給源と前記水素タンクとを結ぶ流路上に備えられた充填速度可変手段により前記水素タンク内の圧力に応じて水素の充填速度を変更する充填工程を有する水素急速充填方法であって、前記充填速度可変手段は、弁体、前記弁体の下流側に位置する弁座、前記弁体を上流側に押圧する押圧部材、前記弁体と前記弁座との位置関係にかかわらず上流側と下流側とを常に連通するパイロット通路を有し、前記水素供給源からの水素の流れによって前記弁体に印加する風圧が前記押圧部材の押圧力よりも高いときに、前記パイロット通路のみから水素を通流させ、前記水素供給源からの水素の流れによって前記弁体に印加する風圧が前記押圧部材の押圧力よりも低いときに、前記弁体と弁座との隙間および前記パイロット通路の双方から水素を通流させることを特徴とする。
【００１１】
水素の充填速度を速めると発熱量が大きくなるので、水素タンク内の水素の温度上昇幅が大きくなる。逆に、水素の充填速度を遅くすると発熱量が小さくなるので、水素タンク内の水素の温度上昇幅が小さくなる。また、水素の充填が進み、水素タンク内の圧力が高くなってくると断熱圧縮による発熱が小さくなってくる。
本発明は、発熱量の大きい充填初期に充填速度を遅くし、発熱量が小さくなると充填速度を早くするものである。このようにすることで、温度上昇しやすい充填初期における発熱を抑制して水素を急速に充填することができる。また、水素タンク内の圧力に応じて水素の充填速度を早くするので、充填初期に水素タンク内の圧力を高めるのに時間を要しても、途中でこの遅れを挽回することができ、水素の急速充填を達成する。しかも、発熱（温度上昇）を抑制することができる。
【００１２】
また、請求項における「充填速度を変更する」とは、水素タンク内の昇圧速度を早くすることの他、充填の際に流量制限や圧力制限を行っていた場合はこの流量制限や圧力制限を解除すること、などを含んで意味する。
なお、請求項における「水素タンク内の圧力に応じて充填速度を変更する」とは、充填速度を圧力に連動して連続的に早くする場合のほか、所定圧力までは充填速度を遅くして所定圧力を超えると充填速度を早くするような場合も含んで意味する。
【００１４】
この構成によれば、水素の流路は水素タンクの内圧に応じて広くなる（つまり、内圧が低いと流路が狭くなり、内圧が高いと流路が広くなる）。したがって、水素タンクへの充填初期には水素の充填速度が制限され、水素タンクの内圧が高まる充填後期には水素の充填速度の制限がなくなる。このため、充填初期における水素タンク内の温度上昇が確実に抑制される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水素急速充填方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す説明では、水素急速充填方法に適用される充填速度可変手段１（参考例）に替えて充填速度可変手段１Ａ，１Ｂ，１Ｄを適用したものが本実施形態に相当する。また、充填速度可変手段１Ｃは参考例である。また、充填速度可変手段１Ｂ，１Ｄが、請求項１に記載の発明に対応するものであり、充填速度可変手段１Ａが、請求項２に記載の発明に相当するものである。
【００１８】
〔水素急速充填方法〕
先ず、水素急速充填方法を実施するための装置の構成を説明する。
図１は、水素急速充填方法を実施するための装置の構成を示すブロック図である。以下、この図１を参照して装置の構成を説明する。
【００１９】
図１に示す水素供給源Ｓは、高圧コンプレッサ及び蓄圧タンクから構成され、２５ＭＰａ〜４０ＭＰａの高圧に圧縮した水素を、後述するタンク３に供給する。なお、水素供給源Ｓにおける水素は純水素である。また、水素供給源Ｓには、水素を燃料とする自動車Ｃに水素を供給するため、先端に自動車Ｃに備えられた充填口２に接続される口金Ｈｍが付いた高圧ホースＨを有する。
【００２０】
図１に示す自動車Ｃは、充填速度可変手段１、充填口２、水素タンク（以下「タンク」という）３、フィルタ４、減圧弁５、燃料電池又はエンジン（以下「燃料電池」という）６などを備える。
【００２１】
充填速度可変手段１は、充填口２とタンク３の間に設けられ、タンク３の内圧が所定圧力以下の場合にタンク３への水素の充填速度を遅くし、タンク３の内圧が所定圧力を超える場合に該充填速度を早くする。この充填速度可変手段１は、１．３ｍｍ以下の口径（直径）を有するオリフィス、このオリフィスに対して並列に設けられた電磁弁、充填速度可変手段１の下流側の圧力（タンク３の内圧〔タンク内圧力〕）を検出する圧力センサ、及び圧力センサの検出信号を入力して検出信号が所定値（所定圧力）を超えると電磁弁を遮断位置から連通位置に切り替える制御手段などから構成される。なお、電磁弁は、オリフィスに対するバイパス弁の役割を有し、電磁弁が連通位置に切り換わると、充填速度が速められる。
【００２２】
充填口２は、ガソリンエンジン自動車におけるガソリン注入口に相当し、高圧ホースＨの口金Ｈｍと耐圧気密接続される。なお、充填口２には逆止弁が設けられると共に、口金Ｈｍとワンタッチで接続できるようにしてある。
【００２３】
タンク３は、ガソリンエンジン自動車におけるガソリンタンクに相当し、水素供給源Ｓから供給される水素を２５ＭＰａ程度の高圧で貯蔵し、燃料電池６に供給する。タンク３は、例えばアルミニウム及び樹脂ライナー製の複合耐圧容器であり、常圧に換算して最大約２５立方メートルの水素を貯蔵する。
【００２４】
フィルタ４は、タンク３から燃料電池６に供給される水素中のゴミなどを取り除くものである。減圧弁５は、タンク３からの水素を減圧して燃料電池６に供給するものである。
【００２５】
燃料電池６は、タンク３から供給される水素と空気中の酸素とを利用して発電を行う発電機である。なお、発電した電気は、図示しないモータに供給され駆動力を発生する。
【００２６】
次に、水素急速充填方法を、図１〜図３を参照して説明する。水素の急速充填は、前記した装置の構成で行う。
なお、図２は、水素急速充填方法のフローチャートである。図３は、水素急速充填方法による充填時のタンク内圧力及びタンク内温度の変化を示すタイムチャートである。この図３において、実線は本発明を示し、破線は従来技術である比較例を示す。比較例は、充填速度を略一定にしての充填である。
【００２７】
先ず、自動車Ｃに水素を充填しようとすると、水素ステーションに立ち寄り水素供給源Ｓと自動車Ｃとを接続する（口金Ｈｍと充填口２とを耐圧気密接続する）。なお、タンク３は、ほぼ空（０ＭＰａ）になっている（図３参照）。また、充填速度可変手段１の電磁弁は、遮断位置になっている。また、水素供給源Ｓは、タンク３の充填終了圧力に比べ、充分に高い圧力（充填元圧）で水素の充填を行うことができる。また、水素供給源Ｓは、充填中も充填元圧がほとんど変化することがない。
【００２８】
先ず、充填を開始する（Ｓ１）。電磁弁は遮断位置になっているので、タンク３への充填はオリフィスを通じて行われ、水素の充填速度が制限される。充填速度が制限されると、断熱圧縮による発熱が小さくなるので、充填速度の制限を行わない従来例に比べて、タンク内温度の上昇が顕著に少なくなっている（図３参照）。なお、タンク内温度は、タンク３に充填された水素の温度である（ガスタンク３の中心部分の温度）。ちなみに、温度上昇は、水素の充填を開始した極初期に一気に起こる。
【００２９】
次に、ステップＳ２でタンク内圧力を検出し、タンク内圧力と所定圧力（例えば５ＭＰａ）を比較し（Ｓ３）、タンク内圧力の方が低ければ、電磁弁を遮断位置にしたまま、水素の充填を継続する。
なお、水素の充填を継続すると更なる発熱が生じ、タンク内温度が上昇するのではないかとの疑念が生じる。しかし、断熱圧縮における圧縮前後の圧力比は、充填の進行と共に小さくなっていく（タンク内圧が高まるため）。このため、発熱も徐々に少なくなっていく。また、発生した熱はタンク３に伝熱し、タンク３から放熱される。したがって、充填速度制限を行っている状況の下では更なる急激な温度上昇はなく、タンク内温度のピークは、水素の充填を開始した極初期に現れる（図３参照）。さらに、タンク内圧力が高まると（水素がある程度充填されると）、発生する熱は、既に充填してある水素に移るので断熱圧縮による温度上昇は大きく生じない（既に充填してある水素により発熱が希釈される）。しかも、断熱圧縮による発熱が小さくなると、水素が温度上昇しないままタンク３の中に入り込んでくる。したがって、タンク内温度は逆に低下して行く。
【００３０】
充填を継続するとタンク内圧力が上昇する。ステップ３でタンク内圧力と所定圧力を比較し、タンク内圧力が所定圧力を超えると電磁弁を連通位置にする（Ｓ４）。すると、水素は、オリフィスに加えて電磁弁（バイパス弁）からも充填されるので、充填速度が速まる。なお、この時点では比較例に比べてタンク内圧力は低い（図３参照）。ちなみに、充填速度を早くすると、一時的に断熱圧縮による発熱が大きくなるのでタンク内温度が高くなる。
【００３１】
電磁弁を連通位置にして充填速度を速めると、比較例との圧力差が縮まってくる。このように、充填速度を速めても、断熱圧縮による発熱はタンク内圧力が高まっている状況では大きくない。したがって、タンク内温度が上昇することなく、水素を急速充填することができる。
【００３２】
ステップＳ５でタンク内圧力を検出し、タンク内圧力と充填終了圧力（例えば２５ＭＰａ）を比較し（Ｓ６）、タンク内圧力の方が低ければ、電磁弁を遮断位置にしたまま、水素の充填を継続する。充填速度が速いままで充填を継続しても、前記した通り温度上昇することなく、水素が充填される。むしろ、断熱圧縮が充填初期のように起こらないため、温度上昇しない相対的に冷えた水素がタンク３の中に入り込んでくるので、タンク内温度は低下して行く。
【００３３】
そして、ステップＳ６でタンク内圧力が充填終了圧力を超えると充填を終了する（Ｓ７）。充填を終了した時点では、比較例との時間差を挽回し、比較例よりもタンク内圧力が高くなっている。このように時間差を挽回することができるのは、充填初期における大きな発熱を抑制することができるからである（比較例の場合は充填初期における発熱を考慮して全体としての充填速度を速めることができない）。なお、この場合は、比較例よりもタンク内温度が低くなっているので、その後の温度低下による圧力低下が小さい。したがって、この場合は、充填効率がよい。
【００３４】
このような水素急速充填方法によれば、簡単な構成で水素の急速充填を行うことができる。
【００３５】
なお、充填速度とタンク内温度上昇幅の関係を、図４を参照して説明する。
図４は、充填速度とタンク内温度上昇幅の関係を示すグラフである。図４の横軸は充填速度であり単位はＭＰａ／分である。図４の縦軸はタンク内温度上昇幅であり単位は℃である。
【００３６】
図４の両曲線は、いずれも充填速度とタンク内温度の上昇幅を示すが、上の曲線の方のタンク内温度上昇幅は、充填開始前のタンク内温度と最高温度を記録するピーク時のタンク内温度における上昇幅である（上昇幅＝ピーク時のタンク内温度−充填開始前のタンク内温度）。下の曲線の方のタンク内温度上昇幅は、充填開始前のタンク内温度と充填終了時のタンク内温度における上昇幅である（上昇幅＝充填終了時のタンク内温度−充填開始前のタンク内温度）。
【００３７】
上の曲線から、充填速度が速いほど、ピーク時のタンク内温度上昇幅が大きくなることがわかる。一方、下の曲線から、充填速度が速いほど、充填終了時のタンク内温度上昇幅が大きくなることがわかる。また、両曲線から、充填終了時のタンク内温度上昇幅がピーク時のタンク内温度上昇幅を超えることがないのがわかる（つまり、ピーク時よりも充填終了時の方がタンク内温度は低い）。更に、ピーク時は、充填開始の極初期であることから（ピーク時＝充填開始の極初期）、充填開始の極初期における温度制御を行えばよいことがわかる。
【００３８】
〔充填速度可変手段の第１変形例〕
次に、充填速度可変手段の前記実施形態とは異なる第１変形例を、図５及び図６を参照して説明する。この第１変形例の充填速度可変手段は、電磁弁などのごとく能動的に動作するものではなく、受動的に動作するものである。
ここで、図５は、第１変形例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図である。図６は、図５の弁体の斜視図である。
【００３９】
図５に示すように充填速度可変手段１Ａは、弁体１１、パイロット通路１２、押圧部材１３、弁座１４、筐体１５、入側ジョイント１６、出側ジョイント１７などから構成される。なお、図５（ａ）の符号ｃは、弁体１１と入側ジョイント１６の間にできるクリアランス（間隙）である。
【００４０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、弁体１１は、その外周に該弁体１１の軸線に沿った溝１１ａと内側に中空部１１ｂを有するカップ状の中空部材である。なお、溝１１ａは略９０ｄｅｇ置きに４つある。この溝１１ａは、弁体１１が上流側に押圧され、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）におけるクリアランスｃがなくなっても、水素の通流を許容するように、弁体１１の上流側の端面部分にも形成されている（つまり溝１１ａはＬ字型をしている）。また、図５（ａ）などに示すように、中空部１１ｂは、無駄な圧損が生じないように、下流側の口径がすぼまり、該弁体１１に形成されたパイロット通路１２につながるような形状をしている。また、弁体１１の下流側の外形は、弁座１４の開口部を塞ぐようなテーパ形状になっている。なお、後述するように、溝１１ａには、タンク３の圧力（タンク内圧力）が高くなると、水素が通流するようになる。ちなみに、弁体１１は、水素の流れによる風圧を強く受けると、該弁体１１の全体が下流側（出側）に移動して弁座１４と密着し、弁体１１と弁座１４の間を通流する水素の流れを遮断するようになっている。
【００４１】
パイロット通路１２は、弁体１１と弁座１４が密着したときにも該パイロット通路１２が塞がれないような位置、つまり弁体１１の下流側（図６(b)参照）のテーパ形状部分の略中央に、小さな連通穴として形成されている。したがって、パイロット通路１２は、弁体１１と弁座１４の位置関係にかかわらず、充填速度可変手段１Ａの入側（上流側）と出側（下流側）を常に連通する。なお、パイロット通路１２の口径（断面積）は、パイロット通路１２のみから水素を充填した場合に、溝１１ａ及びパイロット通路１２の双方から水素を充填した場合よりも、充填速度を確実に遅くできるようなものになっている。
【００４２】
図５に示すように、押圧部材１３は、例えばバネなどから構成される。第１変形例では、押圧部材１３は、出側ジョイント１７の弁座１４が形成されている部分の外周に配設されたバネである。この押圧部材１３は、弁体１１を上流側（出側）に押圧する。なお、押圧部材１３が発生する押圧力は、前記した弁体１１を下流側に移動させる風圧との関係で、タンク内圧力が低いとき（つまり風圧が大きいとき）は弁体１１を下流側に移動して弁体１１を弁座１４に密着させ、タンク内圧力が高まると（つまり風圧が小さくなると）弁体１１を上流側に移動して弁体１１と弁座１４を離間させる（クリアランスｃがなくなるまで離間させる）ものである。
【００４３】
弁座１４は、第１変形例では、出側ジョイント１７の上流側に形成され、弁体１１が下流側に移動したときに、弁体１１の下流側のテーパ形状と密着するような形状をしている。
【００４４】
筐体１５は、中空筒状の部材から構成され、弁体１１及び押圧部材１３を収容すると共に、その上流側に入側ジョイント１６がはめ込まれ、下流側に出側ジョイント１７がはめ込まれている。
【００４５】
入側ジョイント１６は、水素の通流を許容する中空通路を有し、充填速度可変手段１を水素配管の上流側と耐圧気密接続する際の継ぎ手としての役割を果たす。出側ジョイント１７も、水素の通流を許容する中空通路を有し、充填速度可変手段１を水素配管の下流側と耐圧気密接続する際の継ぎ手としての役割を果たす。
【００４６】
次に、第１変形例の充填速度可変手段１Ａの動作及び作用を説明する（図１、図５及び図６参照）。
【００４７】
先ず、前記実施形態のように、水素供給源Ｓと自動車Ｃとを接続する（口金Ｈｍと充填口２とを耐圧気密接続する）。そして、水素供給源Ｓからの水素の充填を開始する。なお、タンク３は、ほぼ空（０ＭＰａ）になっているとする。また、図１の充填速度可変手段１は、図５の充填速度可変手段１Ａである。
【００４８】
充填を開始すると、充填初期は、タンク３の圧力（タンク内圧力）が低いので、水素供給源Ｓとの大きな圧力差に起因した速い水素の流れが充填速度可変手段１Ａを通流する。すると、図５（ａ）に示すように、水素の流れが弁体１１に風圧として印加され、弁体１１が押圧部材１３の押圧力に抗して下流側に移動する（風圧＞押圧力）。そして、弁体１１が弁座１４に密着する。
【００４９】
したがって、弁体１１と弁座１４の間に隙間（水素の流路）がなくなり（一方弁体１１の上流側にはクリアランスｃが生じる）、水素の通流が阻止される。このため、タンク３には、細いパイロット通路１２を通してのみ水素が通流する。よって、水素の充填速度が制限される。充填速度が制限されると、断熱圧縮による発熱が小さくなり、タンク内温度の上昇が顕著に小さくなる。
【００５０】
一方、充填中期になると、タンク内圧力が高くなってくるので、水素供給源Ｓとの圧力差が小さくなってくる。このため、弁体１１に印加される風圧が小さくなり、弁体１１が押圧部材１３に押圧されて上流側に押し戻される（風圧＜押圧力）。すると、弁体１１と弁座１４の間に隙間が生じる（図５（ｂ）参照）。かかる隙間が生じると、パイロット通路１２に加えて、溝１１ａからも水素が通流するようになる。このため、水素の充填速度が速くなる。
【００５１】
ところで、充填速度が速くなっても、前記した通り、断熱圧縮における圧縮前後の圧力比が充填初期よりも小さくなってくるので、発熱も充填初期ほど大きくはない。
【００５２】
充填終期には、水素供給源Ｓとタンク内圧力の圧力差が更に小さくなるので、一層、押圧部材１３の押圧力が強くなり、弁体１１が上流側一杯にまで押し戻される。このため、弁体１１と弁座１４の間の隙間が大きく開き、水素の通流は更に容易になる。なお、この状況では、図５（ａ）で大きく生じていたクリアランスｃは、図５（ｂ）に示すように消滅する。したがって、充填終期にも急速な水素の充填を行うことができる。
【００５３】
〔充填速度可変手段の第２変形例〕
充填速度可変手段の前記実施形態とは異なる第２変形例を、図７を参照して説明する。この第２変形例の充填速度可変手段も、電磁弁などのごとく能動的に動作するものではなく、受動的に動作するものである。
ここで、図７は、第２変形例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図である。
【００５４】
図７に示すように、充填速度可変手段１Ｂは、弁体２１、パイロット通路２２、押圧部材２３、弁座２４、筐体２５、入側ジョイント２６、出側ジョイント２７などから構成される。なお、符号ｏは、気密のためのオーリングである。また、符号ｐは、弁体２１がタンク内圧力を受圧する受圧面である。
【００５５】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、弁体２１は、凸型をした部材である。通常時は、弁体２１の凸状部の先端面が、後述する弁座２４に密着して水素の通流を遮断するようになっている。なお、この弁体２１は、凸状部の後端部分の周囲にオーリングｏがはめられ、気密を保持できるようになっている（漏洩防止及び均圧化防止）。この弁体２１は、タンク内圧力が大きくなると、受圧面ｐが押され、図７（ｂ）に示すように右側に移動し、弁体２１と弁座２４の間に水素を通流する隙間（水素の流路）を確保するようになっている。
【００５６】
パイロット通路２２は、弁体２１と弁座２４が密着したときにも該パイロット通路２２が塞がれないように、弁体２１の内部に設けられている。したがって、パイロット通路２２は、弁体２１と弁座２４の位置関係にかかわらず、充填速度可変手段１Ｂの入側（上流側）と出側（下流側）を常に連通する。なお、パイロット通路２２の口径（断面積）は、パイロット通路２２のみから水素を充填した場合に、弁体２１と弁座２４の隙間及びパイロット通路２２の双方から水素を充填した場合よりも、充填速度を確実に遅くできるようなものになっている。
【００５７】
押圧部材２３は、例えばバネなどから構成される。第２変形例では、押圧部材２３は、入側ジョイント２６を基準にして弁体２１の後端側に配設されたバネである。この押圧部材２３は、弁体２１を上流側（入側）に押圧する。なお、押圧部材２３が発生する押圧力は、前記した弁体２１を後端側に移動させるタンク内圧力との関係で、タンク内圧力が低いときは、弁体２１を上流側に移動して弁体２１を弁座１４に密着させ、タンク内圧力が高まると、弁体２１を後端側に移動して弁体２１と弁座２４を離間させる（クリアランスｃが生じる）ものである。
【００５８】
弁座２４は、第２変形例では、入側ジョイント２６の下流側に形成され、弁体２１が上流側に移動したときに、弁体２１の先端面と密着する。
【００５９】
筐体２５は、中空筒状の部材から構成され、弁体２１及び押圧部材２３を収容すると共に、その上流側に入側ジョイント２６が形成され、９０ｄｅｇ角度を変えて下面側に出側ジョイント２７が形成されている。
【００６０】
入側ジョイント２６及び出側ジョイント２７は、充填速度可変手段１Ｂを、水素配管に耐圧気密接続する際の継ぎ手としての役割を果たす。
【００６１】
次に、第２変形例の充填速度可変手段１Ｂの動作及び作用を説明する（図１、図７参照）。
【００６２】
先ず、前記実施形態のように、水素供給源Ｓと自動車Ｃとを接続する（口金Ｈｍと充填口２とを耐圧気密接続する）。そして、水素供給源Ｓからの水素の充填を開始する。なお、タンク３は、ほぼ空（０ＭＰａ）になっているとする。また、図１の充填速度可変手段１は、図７の充填速度可変手段１Ｂである。
【００６３】
充填を開始すると、充填初期は、タンク３の圧力（タンク内圧力）が低いので、水素供給源Ｓとの大きな圧力差に起因した速い水素の流れが充填速度可変手段１を通流する。しかし、図７（ａ）に示す押圧部材２３の押圧力がタンク内圧力よりも大きいので、弁体２１は弁座２４に密着している（タンク内圧力＜押圧力）。
【００６４】
したがって、弁体２１と弁座２４の間に隙間がなく、水素の通流が阻止される。このため、タンク３には、細いパイロット通路２２を通してのみ水素が通流する。よって、水素の充填速度が制限される。充填速度が制限されると、断熱圧縮による発熱が小さくなり、タンク内温度の上昇が顕著に小さくなる。
【００６５】
一方、充填中期になると、タンク内圧力が高くなってくる。このため、弁体２１の受圧面ｐに印加されるタンク内圧力が大きくなり、弁体２１が押圧部材２３の押圧力に抗して後端側に移動する（タンク内圧力＞押圧力）。すると、弁体２１と弁座２４の間に隙間（クリアランスｃ）が生じる（図７（ｂ）参照）。かかる隙間が生じると、パイロット通路２２に加えて、該隙間からも水素が通流するようになる。このため、水素の充填速度が速くなる。
【００６６】
ところで、充填速度が速くなっても、前記した通り、断熱圧縮における圧縮前後の圧力比が充填初期よりも小さくなってくるので、発熱も充填初期ほど大きくはない。
【００６７】
充填終期には、タンク内圧力が更に大きくなるので、一層、弁体２１の受圧面ｐに印加されるタンク内圧力が大きくなる。したがって、押圧部材２３の押圧力に更に抗して、弁体２１が後端側の一杯にまで移動する。このため、弁体２１と弁座２４の間の隙間が大きく開き、水素の通流は更に容易になる。よって、充填終期にも急速な水素の充填を行うことができる。
【００６８】
〔充填速度可変手段の参考例〕
充填速度可変手段の前記実施形態とは異なる参考例を、図８を参照して説明する。この参考例の充填速度可変手段も、電磁弁などのごとく能動的に動作するものではなく、受動的に動作するものである。
ここで、図８は、参考例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図である。
【００６９】
図８に示すように、充填速度可変手段１Ｃは、弁体３１、パイロット通路３２、弁座３４、筐体３５、入側ジョイント３６、出側ジョイント３７などから構成される。なお、符号ｖは、弁体３１を固定するボルトである。
【００７０】
図８に示す弁体３１は、板バネのごとき弾性力を有する板状部材から構成され、通常時は、後述する弁座３４との間に隙間（水素の流路）を生じている。一方、この弁体２１は、水素の充填時に水素の流れによる風圧を強く受けると、風圧に弁体３１が下流側に押されて弁座３４と密着し、弁体３１と弁座３４の間を通流する水素の流れを遮断するようになっている。また、風圧が弱くなると弁体３１が有する弾性力により、弁体３１と弁座３４の隙間が広がるようになっている。
【００７１】
パイロット通路３２は、弁体３１と弁座３４が密着したときにも該パイロット通路３２が塞がれないように、弁体３１を貫通する穴として形成されている。したがって、パイロット通路３２は、弁体３１と弁座３４の位置関係にかかわらず、充填速度可変手段１Ｃの入側（上流側）と出側（下流側）を常に連通する。なお、パイロット通路３２の口径（断面積）は、パイロット通路３２のみから水素を充填した場合に、弁体３１と弁座３４の隙間及びパイロット通路３２の双方から水素を充填した場合よりも、充填速度を確実に遅くできるようなものになっている。
【００７２】
弁座３４は、入側ジョイント３６の下流側に形成され、弁体３１が下流側に移動したときに、弁体３１の下流側の面と密着する。
【００７３】
筐体３５は、中空筒状の部材から構成され、弁体３１を収容すると共に、その上流側に入側ジョイント３６が形成され、下流側に出側ジョイント３７が形成されている。
【００７４】
入側ジョイント３６及び出側ジョイント３７は、充填速度可変手段１Ｃを、水素配管に耐圧気密接続する際の継ぎ手としての役割を果たす。
【００７５】
次に、参考例としての充填速度可変手段１Ｃの動作及び作用を説明する（図１、図８参照）。
【００７６】
先ず、前記実施形態のように、水素供給源Ｓと自動車Ｃとを接続する（口金Ｈｍと充填口２とを耐圧気密接続する）。そして、水素供給源３からの水素の充填を開始する。なお、タンク３は、ほぼ空（０ＭＰａ）になっているとする。また、図１の充填速度可変手段１は、図８の充填速度可変手段１Ｃである。
【００７７】
充填を開始すると、充填初期は、タンク３の圧力（タンク内圧力）が低いので、水素供給源Ｓとの大きな圧力差に起因した速い水素の流れが充填速度可変手段１Ｃを通流する。すると、水素の流れが弁体３１に風圧として印加され、弁体３１が風圧により弾性的に下流側に移動する（風圧＞弾性力）。そして、弁体３１が弁座３４に密着する。
【００７８】
したがって、弁体３１と弁座３４の間に隙間がなくなり、弁体３１と弁座３４の隙間を通しての水素の通流が阻止される。このため、タンク３には、細いパイロット通路３２を通してのみ水素が通流する。よって、水素の充填速度が制限される。充填速度が制限されると、断熱圧縮による発熱が小さくなり、タンク内温度の上昇が顕著に小さくなる。
【００７９】
一方、充填中期になると、タンク内圧力が高くなってくるので、水素供給源Ｓとの圧力差が小さくなってくる。このため、弁体３１に印加される風圧が小さくなり、弁体３１が弾性的に上流側に移動する（風圧＜弾性力）。すると、弁体３１と弁座３４の間に隙間が生じる。かかる隙間が生じると、パイロット通路３２に加えて、弁体３１と弁座３４の隙間からも水素が通流するようになる。このため、水素の充填速度が速くなる。
【００８０】
充填速度が速くなっても、前記した通り、断熱圧縮における圧縮前後の圧力比が充填初期よりも小さくなってくるので、発熱も充填初期ほど大きくはない。
【００８１】
充填終期には、水素供給源Ｓとタンク内圧力の圧力差が更に小さくなるので（風圧が弱まるので）、一層、弁体３１が弾性力により上流側一杯にまで移動する。このため、弁体３１と弁座３４の間の隙間が大きく開き、水素の通流は更に容易になる。したがって、充填終期にも急速な水素の充填を行うことができる。
【００８２】
〔充填速度可変手段の第３変形例〕
充填速度可変手段の前記実施形態とは異なる第３変形例を、図９を参照して説明する。この第３変形例の充填速度可変手段も、電磁弁などのごとく能動的に動作するものではなく、受動的に動作するものである。
ここで、図９は、第３変形例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図である。
【００８３】
図９に示すように、充填速度可変手段１Ｄは、弁体４１、パイロット通路４２、押圧部材４３、弁座４４、筐体４５、入側ジョイント４６、出側ジョイント４７などから構成される。なお、符号ｏは、気密のためのオーリングである。また、符号ｐは、弁体４１がタンク内圧力を受圧する受圧面である。
【００８４】
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、弁体４１は、Ｔ字型をした部材である。通常時は、弁体４１のＴ字の脚部先端が、後述する弁座４４に密着して水素の通流を遮断するようになっている。なお、この弁体４１は、Ｔ字の脚部略中央にオーリングｏがはめられ、気密を保持できるようになっている（漏洩防止及び均圧化防止）。この弁体４１は、タンク内圧力が大きくなると、受圧面ｐが押され、図９（ｂ）に示すように右側に移動し、弁体４１と弁座４４の間に水素を通流する隙間（水素の流路）を確保するようになっている。
【００８５】
パイロット通路４２は、弁体４１と弁座４４が密着したときにも該パイロット通路４２が塞がれないように、弁座４４の内部に設けられている（図９参照）。したがって、パイロット通路４２は、弁体４１と弁座４４の位置関係にかかわらず、充填速度可変手段１Ｃの入側（上流側）と出側（下流側）を常に連通する。なお、パイロット通路４２の口径（断面積）は、パイロット通路４２のみから水素を充填した場合に、弁体４１と弁座４４の隙間及びパイロット通路４２の双方から水素を充填した場合よりも、充填速度を確実に遅くできるようなものになっている。
【００８６】
押圧部材４３は、例えばバネなどから構成される。第３変形例では、押圧部材４３は、入側ジョイント４６を基準にして弁体４１の後端側に配設されたバネである。この押圧部材４３は、弁体４１を上流側（入側）に押圧する。なお、押圧部材４３が発生する押圧力は、前記した弁体４１を後端側に移動させるタンク内圧力との関係で、タンク内圧力が低いときは、弁体４１を上流側に移動して弁体４１を弁座４４に密着させ、タンク内圧力が高まると、弁体４１を後端側に移動して弁体４１と弁座４４を離間させる（クリアランスｃが生じる）ものである。
【００８７】
弁座４４は、第３変形例では、入側ジョイント４６の下流側に形成され、弁体４１が上流側に移動したときに、弁体４１の先端面（脚部先端）と密着する。
【００８８】
筐体４５は、中空筒状の部材から構成され、弁体４１及び押圧部材４３を収容すると共に、その上流側に入側ジョイント４６が形成され、９０ｄｅｇ角度を変えて下面側に出側ジョイント４７が形成されている。
【００８９】
入側ジョイント４６及び出側ジョイント４７は、充填速度可変手段１Ｄを、水素配管に耐圧気密接続する際の継ぎ手としての役割を果たす。
【００９０】
次に、第３変形例の充填速度可変手段１Ｄの動作及び作用を説明する（図１及び図９参照）。
【００９１】
先ず、前記実施形態のように、水素供給源Ｓと自動車Ｃとを接続する（口金Ｈｍと充填口２とを耐圧気密接続する）。そして、水素供給源Ｓからの水素の充填を開始する。なお、タンク３は、ほぼ空（０ＭＰａ）になっているとする。また、図１の充填速度可変手段１は、図９の充填速度可変手段１Ｄである。
【００９２】
充填を開始すると、充填初期は、タンク３の圧力（タンク内圧力）が低いので、水素供給源Ｓとの大きな圧力差に起因した速い水素の流れが充填速度可変手段１を通流する。しかし、図９（ａ）に示す押圧部材４３の押圧力がタンク内圧力よりも大きいので、弁体４１は弁座４４に密着している（タンク内圧力＜押圧力）。
【００９３】
したがって、弁体４１と弁座４４の間に隙間がなく、水素の通流が阻止される。このため、タンク３には、細いパイロット通路４２を通してのみ水素が通流する。よって、水素の充填速度が制限される。充填速度が制限されると、断熱圧縮による発熱が小さくなり、タンク内温度の上昇が顕著に小さくなる。
【００９４】
一方、充填中期になると、タンク内圧力が高くなってくる。このため、弁体４１の受圧面ｐに印加されるタンク内圧力が大きくなり、弁体４１が押圧部材４３の押圧力に抗して後端側に移動する（タンク内圧力＞押圧力）。すると、弁体４１と弁座４４の間に隙間が生じる（図９（ｂ）参照）。かかる隙間が生じると、パイロット通路４２に加えて、該隙間からも水素が通流するようになる。このため、水素の充填速度が速くなる。
【００９５】
充填速度が速くなっても、前記した通り、断熱圧縮における圧縮前後の圧力比が充填初期よりも小さくなってくるので、発熱も充填初期ほど大きくはない。
【００９６】
充填終期には、タンク内圧力が更に大きくなるので、一層、弁体４１の受圧面ｐに印加されるタンク内圧力が大きくなる。したがって、押圧部材４３の押圧力に更に抗して、弁体４１が後端側の一杯にまで移動する。このため、弁体４１と弁座４４の間の隙間が大きく開き、水素の通流は更に容易になる。よって、充填終期にも急速な水素の充填を行うことができる。
【００９７】
このように、各変形例の充填速度可変手段１Ａ，１Ｂ，１Ｄによっても、水素の発熱を抑制しつつ、急速な充填を行うことができる。
【００９８】
〔充填速度可変手段を用いない急速水素充填方法〕
次に、前記したような充填速度可変手段を用いない急速水素充填方法を説明する。
図１０は、水素供給源の圧力（充填元圧）とオリフイス径及び充填速度の関係を示すグラフである。
【００９９】
前記実施形態では、オリフィスと電磁弁を用いて水素を充填したが、この実施形態では、電磁弁（バイパス弁）を用いないで、オリフィス（絞り手段）のみから水素を充填する。
【０１００】
ここで図１０に基づいて水素供給源の圧力（充填元圧）とオリフィス径が充填速度に与える影響を説明する。図１０の横軸は充填元圧（ＭＰａ）であり、縦軸はオリフィス径（ｍｍ、直径）である。
【０１０１】
この図より、例えば、充填元圧が４０ＭＰａの時に６ＭＰａ／分の充填速度を得たい場合は、オリフィス径を約０．７ｍｍにすればよいことがわかる。また、オリフィス径を約０．７５ｍｍにすれば、充填速度が７ＭＰａ／分で充填を行うことができる。また、オリフィス径を約０．８ｍｍにすれば充填速度が８ＭＰａ／分で充填を行うことができる。
【０１０２】
また、例えば、充填元圧が２５ＭＰａの時に６ＭＰａ／分の充填速度を得たい場合は、オリフイス径を約０．８５ｍｍにすればよいことがわかる。また、オリフィス径を約０．９ｍｍにすれば、充填速度が７ＭＰａ／分で充填を行うことができる。また、オリフィス径を約０．９５ｍｍにすれば充填速度が８ＭＰａ／分で充填を行うことができる。
【０１０３】
他の充填元圧についても、この図から充填速度がわかる。つまり、充填元圧とオリフィス径を選択することで（タンク３の幾何容積は一定）、充填速度を任意の値とすることができる。したがって、充填開始時の温度上昇を抑制した充填を行うことができる。前記した通り、充填開始時の温度上昇を抑制すれば充填効率が高まるので、水素の急速充填が達成される。
【０１０４】
なお、図１０から、充填元圧が１５ＭＰａ以上の場合、オリフィス径を１．３ｍｍ以下にすると、略８ＭＰａ／分以下の充填速度を得ることができることがわかる。８ＭＰａ／分の充填速度の場合、ピーク時のタンク内温度における温度上昇幅は、略７５℃である（図４参照）。つまり、タンク３の温度が４０℃の場合、タンク内温度は１２０℃近くまで上昇する。このことより、タンク３は、１２０℃の耐熱性を有するものであれば良いことがわかる。ちなみに、１２０℃という温度は、アルミニウム及び樹脂ライナー製の複合耐圧容器における耐熱許容温度以下である。この複合耐圧容器を使用することができればタンク３の軽量化を図ることができる。したがって、充填元圧が１５ＭＰａ以上の水素供給源Ｓから水素の充填を行うときは、１．３ｍｍ以下のオリフィス径が好ましい。
【０１０５】
また、図１０から、オリフィス径を１ｍｍ以下にすると、２５ＭＰａ以上の充填元圧の水素供給源３から水素を供給しても充填速度を８ＭＰａ以下にすることができることがわかる。つまり、温度上昇幅を略７５℃以下として、タンク内温度を１２０℃以下にすることができる。したがって、充填元圧が２５ＭＰａ以上の水素供給源Ｓから水素の充填を行うときは、１ｍｍ以下のオリフィス径が好ましい。
【０１０６】
以上、本発明を説明したが、本発明は前記した実施形態及び変形例に限定されることなく、様々な態様で実施することができる。
例えば、自動車を例にして水素急速充填方法などを説明したが、本発明は、自動車に限定されることはない。
また、充填速度可変手段は、水素供給源と水素タンクを結ぶ流路のいずれかに設ければよく、必ずしも自動車に備える必要はない。当然、水素供給源の内部に備える構成としてもよい。
【０１０７】
また、電磁弁は、ステッピングモータなどにより作動して、弁の開度を変更できるものであってもよい。
また、充填速度可変手段について、パイロット通路を弁体の内部に設けたが、弁体と弁座の当接面（密着面）に設けることもできる（両者が密着していても水素の通流を許可するように設ける）。例えば、弁体又は弁座のうちのいずれか一方の表面に溝を形成することで、パイロット通路を設けることができる。この場合、弁体や弁座の表面を削ったり凹ませたりするだけの加工ですむので、作製が非常にしやすくなる。また、ゴミが詰まった際にも、ゴミの除去が極めて容易になる。例えば、弁体を移動させることで（弁をＯＮ・ＯＦＦすることで）、詰まりを除去することができる。なお、オリフィスと電磁弁を用いる構成の場合も、電磁弁の弁体及び／又は弁座の少なくとも一方にバイパス通路たる溝を設けることで、オリフィスと電磁弁を一体にすることができるので、機器の設置スペースを低減できる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明した本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、水素タンク内の温度上昇を抑制して水素を急速充填することが可能である。また、水素タンクなどの劣化防止、及び充填効率を高めることができる。また、充填初期に水素タンク内の圧力を上昇するのに要した時間（時間的遅れ）を、水素タンク内の圧力に応じて充填速度を速めることで該時間的遅れを挽回することが可能になる。このように、途中から充填速度を速めても、タンク内圧が高まってくると発熱が小さいので、水素が温度上昇しないで水素タンク内に入ってくる。したがって、温度上昇が抑制される（逆に水素タンク内の温度が低下する）。したがって、水素の急速充填を行うことができる。
また、本発明によれば、簡単な構成で、確実に水素タンクの内圧に応じて水素の流路を広くすることができる。したがって、温度上昇を抑制しつつ急速充填を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の水素充填方法を実施するための装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の水素急速充填方法のフローチャートである。
【図３】本実施形態の水素急速充填方法による充填時のタンク内圧力及びタンク内温度の変化を示すタイムチャートである。
【図４】充填速度とタンク内温度の関係を示すグラフである。
【図５】第１変形例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図であり、（ａ）は弁体が弁座に密着している場合、（ｂ）は弁体が弁座から離間している場合を示す。
【図６】図５の弁体の、（ａ）は上流側から見た斜視図であり、（ｂ）は下流側から見た斜視図である。
【図７】第２変形例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図であり、（ａ）は弁体が弁座に密着している場合、（ｂ）は弁体が弁座から離間している場合を示す。
【図８】参考例としての充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図である。
【図９】第３変形例の充填速度可変手段の具体的構成を示す断面図であり、（ａ）は弁体が弁座に密着している場合、（ｂ）は弁体が弁座から離間している場合を示す。
【図１０】水素供給源の圧力（充填元圧）とオリフイス径及び充填速度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｄ … 充填速度可変手段
１１，２１，４１ … 弁体
１２，２２，４２ … パイロット通路（連通路）
１４，２４，４４ … 弁座
３ … タンク（水素タンク）
Ｓ … 水素供給源

Claims

水素タンクへの水素急速充填方法であって、水素供給源と前記水素タンクとを結ぶ流路上に備えられた充填速度可変手段により前記水素タンク内の圧力に応じて水素の充填速度を変更する充填工程を有する水素急速充填方法であって、
前記充填速度可変手段は、前記水素タンク内の圧力を受圧する受圧面を有する弁体、前記弁体の上流側に位置する弁座、前記弁体を上流側に押圧する押圧部材、前記弁体と前記弁座との位置関係にかかわらず上流側と下流側とを常に連通するパイロット通路を有し、
前記水素タンク内の圧力が前記押圧部材の押圧力よりも低いときに、前記パイロット通路のみから水素を通流させ、前記水素タンク内の圧力が前記押圧部材の押圧力よりも高くなったときに、前記弁体と弁座との隙間および前記パイロット通路の双方から水素を通流させることを特徴とする水素急速充填方法。
水素タンクへの水素急速充填方法であって、水素供給源と前記水素タンクとを結ぶ流路上に備えられた充填速度可変手段により前記水素タンク内の圧力に応じて水素の充填速度を変更する充填工程を有する水素急速充填方法であって、
前記充填速度可変手段は、弁体、前記弁体の下流側に位置する弁座、前記弁体を上流側に押圧する押圧部材、前記弁体と前記弁座との位置関係にかかわらず上流側と下流側とを常に連通するパイロット通路を有し、
前記水素供給源からの水素の流れによって前記弁体に印加する風圧が前記押圧部材の押圧力よりも高いときに、前記パイロット通路のみから水素を通流させ、前記水素供給源からの水素の流れによって前記弁体に印加する風圧が前記押圧部材の押圧力よりも低いときに、前記弁体と弁座との隙間および前記パイロット通路の双方から水素を通流させることを特徴とする水素急速充填方法。