JP6102006B2 - Gas filling system, gas filling method, and control device - Google Patents
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Description
本発明は、ガス充填システム、ガス充填方法、および制御装置に関する。 The present invention relates to a gas filling system, a gas filling method, and a control device.
高圧の水素を水素燃料電池自動車(以下、水素自動車という。)に充填するための水素充填装置には、水素を昇圧する圧縮機が必要であるが、圧縮機は高価であるため、経済性を考慮して、昇圧ガス量の少ない小型の圧縮機を選定することが求められる。一方、水素自動車に水素ガスを充填する際には、当該水素自動車のタンクが規定の昇圧率に達するための水素ガス流量が必要となる。
差圧式水素充填装置は、蓄圧器に一旦水素ガスを蓄圧させることにより、圧縮機の出力流量が前記の規定流量に達していなくても、規定の昇圧率で水素ガスを水素自動車に充填できる。例えば、特許文献1には、複数の蓄ガス手段に充填された水素を水素自動車の車載タンクに移送する水素充填装置が開示されている。この水素充填装置は、複数の蓄ガス手段のうち、圧力の低い蓄ガス手段から充填を開始し、当該蓄ガス手段による充填が完了してから、次に圧力が高い蓄ガス手段からの充填を開始するものである。
A hydrogen filling device for filling high-pressure hydrogen into a hydrogen fuel cell vehicle (hereinafter referred to as a hydrogen vehicle) requires a compressor for boosting the hydrogen, but the compressor is expensive, so it is economical. Considering this, it is required to select a small compressor with a small amount of pressurized gas. On the other hand, when filling hydrogen gas into a hydrogen vehicle, a hydrogen gas flow rate is required for the tank of the hydrogen vehicle to reach a specified pressure increase rate.
The differential pressure type hydrogen filling device can temporarily store hydrogen gas in a pressure accumulator so that hydrogen gas can be filled into a hydrogen vehicle at a specified pressure increase rate even if the output flow rate of the compressor does not reach the specified flow rate. For example,
圧力が下がった蓄ガス手段には、圧縮機から新たに水素ガスを補充する必要がある。しかしながら、従来の差圧式水素充填装置では、複数の水素自動車それぞれのタンクに順次、水素ガスを充填する際に、圧力が下がった複数の蓄ガス手段にどのような順序で水素ガスを補充するのが効率的か、明らかではなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、できるだけ多くのタンクに燃料ガスを充填することができる、ガス充填システム、ガス充填方法、および制御装置を提供することを目的とする。
It is necessary to replenish hydrogen gas from the compressor to the gas storage means whose pressure has decreased. However, in the conventional differential pressure type hydrogen filling device, when the hydrogen gas is sequentially filled into the respective tanks of the plurality of hydrogen automobiles, the hydrogen gas is replenished in any order to the plurality of gas storage means whose pressures have decreased. It was not clear whether was efficient.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas filling system, a gas filling method, and a control device capable of filling fuel gas into as many tanks as possible.
[1]上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるガス充填システムは、燃料ガスを圧縮する圧縮機に対してそれぞれ並列に設けられ、前記圧縮機により圧縮された燃料ガスを貯留可能な複数の蓄圧器と、前記圧縮機から前記複数の蓄圧器それぞれへの燃料ガスの流入の有無を調節する第1の開閉部と、前記複数の蓄圧器それぞれから外部のタンクへの燃料ガスの流出の有無を調節する第2の開閉部と、前記複数の蓄圧器において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に前記圧縮機からの燃料ガスを流入させるよう前記第1の開閉部の調節を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、残圧が高い順に前記圧縮機からの前記燃料ガスを流入させるようにする前記第1の開閉部の調整と、残圧が低い順に前記蓄圧器から前記外部のタンクへ前記燃料ガスを流出させるようにする前記第2の開閉部の調整と、を行うことによって、前記圧縮機から前記蓄圧器への燃料ガスの充填と前記蓄圧器から前記外部のタンクへの燃料ガスの充填とを並行して行う。 [1] In order to solve the above-described problem, a gas filling system according to one aspect of the present invention is provided in parallel with a compressor that compresses fuel gas, and stores the fuel gas compressed by the compressor. A plurality of possible pressure accumulators, a first opening / closing part for adjusting the presence or absence of inflow of fuel gas from the compressor to each of the plurality of pressure accumulators, and a fuel gas from each of the plurality of pressure accumulators to an external tank The first opening and closing unit for adjusting the presence or absence of the flow of gas and the first accumulator that has not been completely filled in the plurality of accumulators so that the fuel gas from the compressor is introduced in descending order of residual pressure. A controller for controlling adjustment of the opening / closing part , wherein the control part adjusts the first opening / closing part so as to allow the fuel gas from the compressor to flow in order of increasing residual pressure, and residual pressure. From the accumulator in ascending order The adjustment of the second opening / closing part that causes the fuel gas to flow out to an external tank, and charging of the fuel gas from the compressor to the pressure accumulator and from the pressure accumulator to the external tank In parallel with the filling of the fuel gas.
[2]上記の課題を解決するため、本発明の一態様であるガス充填方法は、燃料ガスを圧縮する圧縮機に対してそれぞれ並列に設けられ、前記圧縮機により圧縮された燃料ガスを貯留可能な複数の蓄圧器と、前記圧縮機から前記複数の蓄圧器それぞれへの燃料ガスの流入の有無を調節する第1の開閉部と、前記複数の蓄圧器それぞれから外部のタンクへの燃料ガスの流出の有無を調節する第2の開閉部と、を備えたガス充填システムにおけるガス充填方法であって、前記複数の蓄圧器において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に前記圧縮機からの燃料ガスを流入させるよう前記第1の開閉部の調節を制御する制御ステップ、を有し、前記制御ステップにおいて、残圧が高い順に前記圧縮機からの前記燃料ガスを流入させるようにする前記第1の開閉部の調整と、残圧が低い順に前記蓄圧器から前記外部のタンクへ前記燃料ガスを流出させるようにする前記第2の開閉部の調整と、を行うことによって、前記圧縮機から前記蓄圧器への燃料ガスの充填と前記蓄圧器から前記外部のタンクへの燃料ガスの充填とを並行して行う。 [ 2 ] In order to solve the above problems, a gas filling method according to one aspect of the present invention is provided in parallel with a compressor that compresses fuel gas, and stores the fuel gas compressed by the compressor. A plurality of possible pressure accumulators, a first opening / closing part for adjusting the presence or absence of inflow of fuel gas from the compressor to each of the plurality of pressure accumulators, and a fuel gas from each of the plurality of pressure accumulators to an external tank And a second opening / closing part that adjusts whether or not there is an outflow of gas, in a gas filling system comprising: a plurality of pressure accumulators that have not been completely filled, in order of increasing residual pressure; the so as to flow into the fuel gas from the compressor first control step of controlling the adjustment of the closing part, have a, in the control step, allowed to flow into the fuel gas from the compressor to the residual pressure in descending order By adjusting the first opening / closing part and adjusting the second opening / closing part so that the fuel gas flows out from the pressure accumulator to the external tank in order of decreasing residual pressure. The filling of the fuel gas from the compressor to the pressure accumulator and the filling of the fuel gas from the pressure accumulator to the external tank are performed in parallel .
[3]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である制御装置は、燃料ガスを圧縮する圧縮機に対してそれぞれ並列に設けられ、前記圧縮機により圧縮された燃料ガスを貯留可能な複数の蓄圧器と、前記圧縮機から前記複数の蓄圧器それぞれへの燃料ガスの流入の有無を調節する第1の開閉部と、前記複数の蓄圧器それぞれから外部のタンクへの燃料ガスの流出の有無を調節する第2の開閉部と、を備えたガス充填システムにおける前記第1の開閉部及び前記第2の開閉部を制御する制御装置であって、前記複数の蓄圧器において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に前記圧縮機からの燃料ガスを流入させるよう前記第1の開閉部の調節を制御する制御部、を備え、前記制御部は、残圧が高い順に前記圧縮機からの前記燃料ガスを流入させるようにする前記第1の開閉部の調整と、残圧が低い順に前記蓄圧器から前記外部のタンクへ前記燃料ガスを流出させるようにする前記第2の開閉部の調整と、を行うことによって、前記圧縮機から前記蓄圧器への燃料ガスの充填と前記蓄圧器から前記外部のタンクへの燃料ガスの充填とを並行して行う。 [ 3 ] In order to solve the above-described problems, the control device according to one aspect of the present invention is provided in parallel to the compressor that compresses the fuel gas, and can store the fuel gas compressed by the compressor. A plurality of pressure accumulators, a first opening / closing part for adjusting the presence or absence of inflow of fuel gas from the compressor to each of the plurality of pressure accumulators, and fuel gas from each of the plurality of pressure accumulators to an external tank A control device for controlling the first opening / closing portion and the second opening / closing portion in a gas filling system including a second opening / closing portion for adjusting the presence or absence of outflow , wherein filling is performed in the plurality of pressure accumulators. A pressure accumulator that has not been completed, and a controller that controls the adjustment of the first opening and closing unit so that fuel gas from the compressor flows in order from the highest in the residual pressure, and the controller has a high residual pressure In front of the compressor in order Adjustment of the first opening / closing part for allowing the fuel gas to flow in, and adjustment of the second opening / closing part for causing the fuel gas to flow out from the pressure accumulator to the external tank in order of decreasing residual pressure; The fuel gas filling from the compressor to the pressure accumulator and the fuel gas filling from the pressure accumulator to the external tank are performed in parallel .
本発明によれば、できるだけ多くのタンクに燃料ガスを充填することができる。 According to the present invention, as many tanks as possible can be filled with fuel gas.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態である水素充填システム(ガス充填システム)、および充填対象である水素自動車の構成の例を示す図である。同図に示すように、水素充填システム1は、差圧式水素充填システム(差圧式水素ガス供給システム)である。すなわち、水素充填システム1は、4台の蓄圧器B1〜B4を並列に備え、これらの蓄圧器B1〜B4のうちいずれかの蓄圧器から、ガス供給ラインL1を経由して、充填対象である水素自動車2のタンクT(車載タンク)に燃料ガスを充填する。本実施形態において、燃料ガスは水素ガスである。また、水素充填システム1は、水素ガスの供給元である外部の水素タンクから供給される水素ガスを圧縮機11で昇圧させ、昇圧された水素ガスを、ガス補充ラインL2を経由して蓄圧器B1〜B4のうち補充対象である蓄圧器に補充する。
なお、本実施形態では、蓄圧器の台数を4台とするが、蓄圧器の台数は4台に限られず複数であればよい。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a hydrogen filling system (gas filling system) according to the present embodiment and a hydrogen automobile to be filled. As shown in the figure, the
In the present embodiment, the number of accumulators is four, but the number of accumulators is not limited to four and may be plural.
より具体的に、ガス供給ラインL1には、蓄圧器B1と調節弁14の入力端との間の配管系に、遮断弁K1と逆止弁D1とが直列に設けられている。遮断弁K1は、弁を開いた状態(開状態)と閉じた状態(閉状態)とで遷移させることにより、蓄圧器B1から調節弁14に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。逆止弁D1は、蓄圧器B1から調節弁14の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。
また、ガス供給ラインL1には、蓄圧器B2と調節弁14の入力端との間の配管系に、遮断弁K2と逆止弁D2とが直列に設けられている。遮断弁K2は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、蓄圧器B2から調節弁14に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。逆止弁D2は、蓄圧器B2から調節弁14の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。
また、ガス供給ラインL1には、蓄圧器B3と調節弁14の入力端との間の配管系に、遮断弁K3と逆止弁D3とが直列に設けられている。遮断弁K3は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、蓄圧器B3から調節弁14に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。逆止弁D3は、蓄圧器B3から調節弁14の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。
また、ガス供給ラインL1には、蓄圧器B4と調節弁14の入力端との間の配管系に、遮断弁K4と逆止弁D4とが直列に設けられている。遮断弁K4は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、蓄圧器B4から調節弁14に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。逆止弁D4は、蓄圧器B4から調節弁14の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。
More specifically, in the gas supply line L1, a shutoff valve K1 and a check valve D1 are provided in series in a piping system between the pressure accumulator B1 and the input end of the
Further, in the gas supply line L1, a shutoff valve K2 and a check valve D2 are provided in series in a piping system between the pressure accumulator B2 and the input end of the
In the gas supply line L1, a shutoff valve K3 and a check valve D3 are provided in series in a piping system between the pressure accumulator B3 and the input end of the
Further, in the gas supply line L1, a shutoff valve K4 and a check valve D4 are provided in series in a piping system between the pressure accumulator B4 and the input end of the
すなわち、ガス供給ラインL1において、蓄圧器B1、遮断弁K1、および逆止弁D1と、蓄圧器B2、遮断弁K2、および逆止弁D2と、蓄圧器B3、遮断弁K3、および逆止弁D3と、蓄圧器B4、遮断弁K4、および逆止弁D4とが並列に設けられ、逆止弁D1〜D4の各出力端が調節弁14の入力端に接続されている。
That is, in the gas supply line L1, the pressure accumulator B1, the shutoff valve K1, and the check valve D1, the pressure accumulator B2, the shutoff valve K2, and the check valve D2, the pressure accumulator B3, the shutoff valve K3, and the check valve D3, the pressure accumulator B4, the shutoff valve K4, and the check valve D4 are provided in parallel, and the output ends of the check valves D1 to D4 are connected to the input end of the
ガス供給ラインL1において、調節弁14の出力端には、流量計15と、予冷機16と、カプラ18とが直列に接続されている。
調節弁14は、流通する水素ガスの流量を調整する。
流量計15は、流通する水素ガスの流量を計測し、その流量値を制御部19(制御装置)に供給する。
予冷機16は、流通する水素ガスの温度を所定温度以下に下げるよう冷却する。
カプラ18は、水素自動車2のタンクTの流入口に着脱可能な高圧水素充填用の継手カプラである。
In the gas supply line L1, a
The
The
The
The
ガス補充ラインL2には、圧縮機11と逆止弁12とが直列に設けられている。逆止弁12は、圧縮機11から流入する水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。 A compressor 11 and a check valve 12 are provided in series in the gas replenishment line L2. The check valve 12 circulates the hydrogen gas flowing in from the compressor 11 while preventing the backflow.
ガス補充ラインL2には、逆止弁12の出力端と蓄圧器B1との間の配管系に、逆止弁C1と遮断弁J1とが直列に設けられている。逆止弁C1は、圧縮機11から蓄圧器B1の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。遮断弁J1は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、圧縮機11から蓄圧器B1に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。
また、ガス補充ラインL2には、逆止弁12の出力端と蓄圧器B2との間の配管系に、逆止弁C2と遮断弁J2とが直列に設けられている。逆止弁C2は、圧縮機11から蓄圧器B2の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。遮断弁J2は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、圧縮機11から蓄圧器B2に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。
また、ガス補充ラインL2には、逆止弁12の出力端と蓄圧器B3との間の配管系に、逆止弁C3と遮断弁J3とが直列に設けられている。逆止弁C3は、圧縮機11から蓄圧器B3の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。遮断弁J3は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、圧縮機11から蓄圧器B3に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。
また、ガス補充ラインL2には、逆止弁12の出力端と蓄圧器B4との間の配管系に、逆止弁C4と遮断弁J4とが直列に設けられている。逆止弁C4は、圧縮機11から蓄圧器B4の方向に水素ガスを流通させる一方、その逆流を防止する。遮断弁J4は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、圧縮機11から蓄圧器B4に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。
In the gas replenishment line L2, a check valve C1 and a shutoff valve J1 are provided in series in a piping system between the output end of the check valve 12 and the accumulator B1. The check valve C1 circulates hydrogen gas in the direction from the compressor 11 to the pressure accumulator B1, while preventing the backflow. The shutoff valve J1 changes whether the hydrogen gas is sent from the compressor 11 to the pressure accumulator B1 by changing the valve between an open state and a closed state.
Further, in the gas replenishment line L2, a check valve C2 and a shutoff valve J2 are provided in series in a piping system between the output end of the check valve 12 and the accumulator B2. The check valve C2 circulates hydrogen gas in the direction from the compressor 11 to the pressure accumulator B2, while preventing the backflow. The shutoff valve J2 changes the presence / absence of delivery of hydrogen gas from the compressor 11 toward the pressure accumulator B2 by changing the valve between an open state and a closed state.
Further, in the gas replenishment line L2, a check valve C3 and a shutoff valve J3 are provided in series in a piping system between the output end of the check valve 12 and the accumulator B3. The check valve C3 circulates hydrogen gas in the direction from the compressor 11 to the pressure accumulator B3, while preventing the backflow. The shutoff valve J3 changes whether the hydrogen gas is sent from the compressor 11 to the pressure accumulator B3 by changing the valve between an open state and a closed state.
Further, in the gas replenishment line L2, a check valve C4 and a shutoff valve J4 are provided in series in a piping system between the output end of the check valve 12 and the accumulator B4. The check valve C4 circulates hydrogen gas in the direction from the compressor 11 to the pressure accumulator B4, while preventing the backflow. The shutoff valve J4 changes the presence / absence of the delivery of hydrogen gas from the compressor 11 toward the pressure accumulator B4 by changing the valve between an open state and a closed state.
すなわち、ガス補充ラインL2において、逆止弁C1、遮断弁J1,および蓄圧器B1と、逆止弁C2、遮断弁J2,および蓄圧器B2と、逆止弁C3、遮断弁J3,および蓄圧器B3と、逆止弁C4、遮断弁J4,および蓄圧器B4と、が並列に設けられ、逆止弁C1〜C4の各入力端が逆止弁12の出力端に接続されている。 That is, in the gas replenishment line L2, the check valve C1, the shutoff valve J1, and the pressure accumulator B1, the check valve C2, the shutoff valve J2, and the pressure accumulator B2, the check valve C3, the shutoff valve J3, and the pressure accumulator. B3, check valve C4, shutoff valve J4, and pressure accumulator B4 are provided in parallel, and the input ends of check valves C1 to C4 are connected to the output end of check valve 12.
本実施形態において、遮断弁J1〜J4は、圧縮機11から蓄圧器B1〜B4それぞれに流入する水素ガスの有無を調節する第1の開閉部(開閉部)である。また、遮断弁K1〜K4は、蓄圧器B1〜B4それぞれから水素自動車2のタンクTに移送(出力)する水素ガスの有無を調節する第2の開閉部である。
なお、第1の開閉部に、逆止弁C1〜C4を含めてもよい。同様に、第2の開閉部に、逆止弁D1〜D4を含めてもよい。
In the present embodiment, the shut-off valves J1 to J4 are first opening / closing parts (opening / closing parts) that adjust the presence or absence of hydrogen gas flowing from the compressor 11 to the accumulators B1 to B4. The shutoff valves K1 to K4 are second opening / closing sections that adjust the presence or absence of hydrogen gas transferred (output) from the accumulators B1 to B4 to the tank T of the hydrogen automobile 2.
The first opening / closing part may include check valves C1 to C4. Similarly, check valves D1 to D4 may be included in the second opening / closing part.
また、ガス補充ラインL2とガス供給ラインL1との間には、遮断弁13(開閉弁)が設けられている。遮断弁13は、弁を開状態と閉状態とで遷移させることにより、圧縮機11から調節弁14に向けた水素ガスの送出の有無を変化させる。
A shutoff valve 13 (open / close valve) is provided between the gas replenishment line L2 and the gas supply line L1. The shut-off
蓄圧器B1の流入出口近傍には、圧力計P1が設けられる。圧量計P1は、蓄圧器B1からタンクTへの水素ガスの移送時に蓄圧器B1が流出させる水素ガスの圧力、および、圧縮機11から蓄圧器B1への水素ガスの補充時に蓄圧器B1に流入させる水素ガスの圧力を計測する。圧力計P1は、計測により得た圧力値を制御部19に供給する。
また、蓄圧器B2の流入出口近傍には、圧力計P2が設けられる。圧量計P2は、蓄圧器B2からタンクTへの水素ガスの移送時に蓄圧器B2が流出させる水素ガスの圧力、および、圧縮機11から蓄圧器B2への水素ガスの補充時に蓄圧器B2に流入させる水素ガスの圧力を計測する。圧力計P2は、計測により得た圧力値を制御部19に供給する。
また、蓄圧器B3の流入出口近傍には、圧力計P3が設けられる。圧量計P3は、蓄圧器B3からタンクTへの水素ガスの移送時に蓄圧器B3が流出させる水素ガスの圧力、および、圧縮機11から蓄圧器B3への水素ガスの補充時に蓄圧器B3に流入させる水素ガスの圧力を計測する。圧力計P3は、計測により得た圧力値を制御部19に供給する。
また、蓄圧器B4の流入出口近傍には、圧力計P4が設けられる。圧量計P4は、蓄圧器B4からタンクTへの水素ガスの移送時に蓄圧器B4が流出させる水素ガスの圧力、および、圧縮機11から蓄圧器B4への水素ガスの補充時に蓄圧器B4に流入させる水素ガスの圧力を計測する。圧力計P4は、計測により得た圧力値を制御部19に供給する。
A pressure gauge P1 is provided in the vicinity of the inlet / outlet of the pressure accumulator B1. The pressure gauge P1 is connected to the pressure accumulator B1 when the hydrogen gas is discharged from the pressure accumulator B1 to the tank T and when the hydrogen gas is replenished from the compressor 11 to the pressure accumulator B1. Measure the pressure of the hydrogen gas that flows in. The pressure gauge P <b> 1 supplies the pressure value obtained by the measurement to the
Further, a pressure gauge P2 is provided in the vicinity of the inflow / outlet of the pressure accumulator B2. The pressure gauge P2 is connected to the pressure accumulator B2 when the hydrogen gas is discharged from the pressure accumulator B2 to the tank T and when the hydrogen gas is replenished from the compressor 11 to the pressure accumulator B2. Measure the pressure of the hydrogen gas that flows in. The pressure gauge P <b> 2 supplies the pressure value obtained by the measurement to the
A pressure gauge P3 is provided in the vicinity of the inlet / outlet of the pressure accumulator B3. The pressure gauge P3 is connected to the pressure accumulator B3 when the hydrogen gas is discharged from the pressure accumulator B3 to the tank T and when the hydrogen gas is replenished from the compressor 11 to the pressure accumulator B3. Measure the pressure of the hydrogen gas that flows in. The pressure gauge P3 supplies the pressure value obtained by the measurement to the
Moreover, the pressure gauge P4 is provided in the inflow / outlet vicinity of the pressure accumulator B4. The pressure gauge P4 is connected to the pressure accumulator B4 when the hydrogen gas is discharged from the pressure accumulator B4 to the tank T and when the hydrogen gas is replenished from the compressor 11 to the pressure accumulator B4. Measure the pressure of the hydrogen gas that flows in. The pressure gauge P4 supplies the
また、カプラ18の流出口近傍には、圧力計17が設けられる。圧力計17は、蓄圧器B1〜B4のうちいずれかの蓄圧器からタンクTへの水素ガスの移送時において、カプラの流出口付近での水素ガスの圧力を計測する。圧力計17は、計測により得た圧力値を制御部19に供給する。
A
タンクTへの水素ガスの移送において、制御部19は、流量計15が供給する流量値を取り込み、この流量値に応じて、蓄圧器B1〜B4のうちいずれかの蓄圧器がタンクTに移送する水素ガスの流量を調節するよう制御する。
In the transfer of hydrogen gas to the tank T, the
また、タンクTへの水素ガスの移送において、制御部19は、圧力計P1〜P4および圧力計17が供給する圧力値を取り込み、現在充填中(タンクTへの水素ガスの移送中)の蓄圧器の圧力が所定値よりも下がり、且つタンクTの昇圧率が規定の範囲外になったと判定した場合に、当該蓄圧器から、別の蓄圧器のうち残圧が最も低い蓄圧器に充填元を切り替えるよう、遮断弁K1〜K4の調節を制御する。
Further, in the transfer of hydrogen gas to the tank T, the
タンクTへの水素ガスの移送が完了したのち、蓄圧器B1〜B4において充填が完了していない蓄圧器について、制御部19は、圧力計P1〜P4による圧力値に応じて、残圧が高い順に圧縮機11からの水素ガスを流入させるよう遮断弁J1〜J4の調節を制御する。
また、タンクTへの水素ガスの移送中において、蓄圧器B1〜B4のうち水素ガスを移送中の蓄圧器を除く蓄圧器であって充電が完了していない蓄圧器について、制御部19は、圧力計P1〜P4による圧力値に応じて、残圧が高い順に圧縮機11からの水素ガスを流入させるよう遮断弁J1〜J4の調節を制御する。
After the transfer of hydrogen gas to the tank T is completed, for the pressure accumulator that has not been filled in the pressure accumulators B1 to B4, the
In addition, during the transfer of the hydrogen gas to the tank T, the
蓄圧器B1〜B4の内、残圧が高い方の蓄圧器を優先して水素ガスを補充することにより、より多くの水素自動車2に対して、連続して水素ガスをタンクTに充填することができる。 Filling tank T with hydrogen gas continuously for more hydrogen automobiles 2 by replenishing hydrogen gas with priority given to the pressure accumulator with the higher residual pressure among accumulators B1 to B4. Can do.
本実施形態において、制御部19は、遮断弁13を常時閉めておくように遮断弁13を制御する。
In this embodiment, the
図2は、本実施形態である水素充填システム1が複数の水素自動車2のタンクTに水素ガスを充填する工程の例を示す図である。同図は、水素自動車2それぞれのタンクTの残圧が5MPaGで、水素充填システム1の蓄圧器B1〜B4への水素ガスの補充を、残圧が高い順に実施した場合の例を示している。ただし、この例においては、以下の条件を適用する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a process in which the
(1)水素自動車2のタンクTへの水素ガスの充填に使用する蓄圧器は、差圧充填が可能な残圧を保有している蓄圧器の中で、残圧が低い順とする。
(2)タンクTの容量および充填圧力は、137L(70MPaGまで充填)とする。
(3)蓄圧器B1〜B4それぞれの容量および補充圧力は、254.5L(93MPaGまで補充)とする。
(4)水素充填システム1の圧縮機11から蓄圧器への補充時間は、7minとする。
(5)水素充填システム1の圧縮機11の能力は、100Nm3/hとする。
(6)水素自動車2への水素ガス充填時の昇圧率は、28.2MPa/minとする。
(7)水素自動車2への水素充填時間は、3minとする。
(1) The pressure accumulators used for filling the hydrogen gas into the tank T of the hydrogen automobile 2 are in the order of low residual pressure among the pressure accumulators having a residual pressure capable of differential pressure filling.
(2) The capacity and filling pressure of the tank T are 137 L (filled up to 70 MPaG).
(3) The capacity and replenishment pressure of each of the pressure accumulators B1 to B4 are 254.5 L (supplemented to 93 MPaG).
(4) The replenishment time from the compressor 11 of the
(5) The capacity of the compressor 11 of the
(6) The pressurization rate when hydrogen gas is charged into the hydrogen automobile 2 is 28.2 MPa / min.
(7) The hydrogen filling time for the hydrogen vehicle 2 is 3 min.
図2によれば、残圧が5MPaGであるタンクTに水素ガスを充填する場合、蓄圧器の残圧が高い順に補充すると、水素自動車4台について70MPaGの充填、水素自動車5台目について63.5MPaGまでの充填が可能である。 According to FIG. 2, when hydrogen gas is filled into the tank T having a residual pressure of 5 MPaG, if the residual pressure of the pressure accumulator is replenished in descending order, filling of 70 MPaG for four hydrogen vehicles and 63. Filling up to 5 MPaG is possible.
図3は、本実施形態である水素充填システム1が複数の水素自動車2のタンクTに水素ガスを充填する工程の別の例を示す図である。同図は、水素自動車2それぞれのタンクTの残圧が30MPaGで、水素充填システム1の蓄圧器B1〜B4への水素ガスの補充を、残圧が高い順に実施した場合の例を示している。この例においても、図2の場合と同様の条件を適用する。
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a process in which the
図3によれば、残圧が30MPaGであるタンクTに水素ガスを充填する場合、蓄圧器の残圧が高い順に補充すると、水素自動車13台について70MPaGの充填、水素自動車14台目について68.4MPaGまでの充填が可能である。 According to FIG. 3, when hydrogen gas is filled into the tank T having a residual pressure of 30 MPaG, if the residual pressure of the pressure accumulator is replenished in descending order, filling of 70 MPaG for 13 hydrogen vehicles and 68. Filling up to 4 MPaG is possible.
図4は、水素充填システム1と同様のハードウェア構成を有する水素充填システムが複数の水素自動車2のタンクTに水素ガスを充填する工程の例を示す参考図である。同図は、水素自動車2それぞれのタンクTの残圧が5MPaGで、水素充填システムの4台の蓄圧器への水素ガスの補充を、残圧が低い順に実施した場合の例を示している。この例においても、図2の場合と同様の条件を適用する。
FIG. 4 is a reference diagram illustrating an example of a process in which the hydrogen filling system having the same hardware configuration as the
図4によれば、残圧が5MPaGであるタンクTに水素ガスを充填する場合、蓄圧器の残圧が低い順に補充すると、水素自動車3台について70MPaGの充填、水素自動車4台目について61MPaGまでしか充填できない。 According to FIG. 4, when filling the tank T with a residual pressure of 5 MPaG, if the residual pressure of the accumulator is replenished in ascending order, filling of 70 MPaG for three hydrogen vehicles and up to 61 MPaG for the fourth hydrogen vehicle Can only be filled.
図5は、水素充填システム1と同様のハードウェア構成を有する水素充填システムが複数の水素自動車2のタンクTに水素ガスを充填する工程の別の例を示す参考図である。同図は、水素自動車2それぞれのタンクTの残圧が30MPaGで、水素充填システムの4台の蓄圧器への水素ガスの補充を、残圧が低い順に実施した場合の例を示している。この例においても、図2の場合と同様の条件を適用する。
FIG. 5 is a reference diagram illustrating another example of a process in which the hydrogen filling system having the same hardware configuration as the
図5によれば、残圧が30MPaGであるタンクTに水素ガスを充填する場合、蓄圧器の残圧が低い順に補充すると、水素自動車8台について70MPaGの充填、水素自動車9台目について64.9MPaGまでしか充填できない。 According to FIG. 5, when hydrogen gas is filled into the tank T having a residual pressure of 30 MPaG, if the residual pressure of the pressure accumulator is replenished in order from the lowest, filling of 70 MPaG is performed for 8 hydrogen vehicles, and 64. It can only be filled up to 9 MPaG.
図2と図4との比較、および図3と図5との比較から明らかなように、水素充填システム1の蓄圧器B1〜B4の残圧が高い順に蓄圧器を補充するよう、制御部19が遮断弁J1〜J4を制御することにより、より多くの水素自動車2に水素ガスを連続して充填できる。
As is clear from the comparison between FIG. 2 and FIG. 4 and the comparison between FIG. 3 and FIG. 5, the
以上、詳述したとおり、本実施形態である水素充填システム1は、水素ガスを圧縮する圧縮機11に対してそれぞれ並列に設けられ、圧縮機11により圧縮された水素ガスを貯留可能な蓄圧器B1〜B4を備える。また、水素充填システム1は、圧縮機11から蓄圧器B1〜B4それぞれに流入する水素ガスの有無を調節する遮断弁J1〜J4を備える。また、水素充填システム1は、蓄圧器B1〜B4それぞれから水素自動車2のタンクTに流出する水素ガスの有無を調節する遮断弁K1〜K4を備える。また、水素充填システム1は、蓄圧器B1〜B4において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に圧縮機11からの水素ガスを流入させるよう遮断弁J1〜J4の調節を制御する制御部19を備える。
この構成により、できるだけ多くの水素自動車2のタンクTに、燃料ガスである水素を充填することができる。
As described above in detail, the
With this configuration, as many fuel tanks T as possible can be filled with hydrogen as fuel gas.
<変形例>
圧縮機11から蓄圧器への水素ガスの充填と、蓄圧器からタンクTへの水素ガスの充填とは、同時に並行して実行されてもよい。
例えば、残圧が低い蓄圧器から順にタンクTへの水素ガスの充填を行うのと並行して、残圧が高い蓄圧器から順に圧縮機11による水素ガスの充填を行ってもよい。この場合、タンクTへ水素ガスの充填を行う蓄圧器と、圧縮機11による水素ガスの充填が行われる蓄圧器とは異なる蓄圧器になる。
例えば、残圧が低い蓄圧器から順にタンクTへの水素ガスの充填を行う動作と、残圧が最も高い蓄圧器に対する圧縮機11による水素ガスの充填と、残圧が最も高い蓄圧器によるタンクTへの水素ガスの充填と、が並行して行われてもよい。
いずれの場合にも、蓄圧器への水素ガスの充填と、蓄圧器からタンクTへの水素ガスの充填とが並行して行われるため、より作業効率を高くすることが可能となる。
<Modification>
The filling of the hydrogen gas from the compressor 11 to the pressure accumulator and the filling of the hydrogen gas from the pressure accumulator to the tank T may be performed simultaneously in parallel.
For example, the hydrogen gas may be charged by the compressor 11 in order from the accumulator with the higher residual pressure in parallel with the filling of the hydrogen gas into the tank T in order from the accumulator with the lower residual pressure. In this case, the pressure accumulator that fills the tank T with hydrogen gas is different from the pressure accumulator that is filled with the hydrogen gas by the compressor 11.
For example, the operation of filling the tank T with hydrogen gas in order from the lowest pressure accumulator, the filling of the hydrogen gas by the compressor 11 to the pressure accumulator with the highest residual pressure, and the tank with the pressure accumulator with the highest residual pressure The filling of T with hydrogen gas may be performed in parallel.
In any case, since the filling of the hydrogen gas into the pressure accumulator and the filling of the hydrogen gas from the pressure accumulator to the tank T are performed in parallel, the working efficiency can be further increased.
なお、本実施形態である水素充填システムは、水素以外の燃料ガスを充填する、差圧式ガス充填システムに適用できる。 In addition, the hydrogen filling system which is this embodiment is applicable to the differential pressure type gas filling system which fills fuel gas other than hydrogen.
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はその実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to that embodiment, The design of the range which does not deviate from the summary of this invention, etc. are included.
1…水素充填システム(ガス充填システム)、2…水素燃料電池自動車(水素自動車)、11…圧縮機、12…逆止弁、13…遮断弁、14…調節弁、15…流量計、16…予冷機、17…圧力計、18…カプラ、19…制御部(制御装置)、B1〜B4…蓄圧器、C1〜C4…逆止弁、D1〜D4…逆止弁、J1〜J4…遮断弁(第1の開閉部)、K1〜K4…遮断弁(第2の開閉部)、P1〜P4…圧力計、T…タンク
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記圧縮機から前記複数の蓄圧器それぞれへの燃料ガスの流入の有無を調節する第1の開閉部と、
前記複数の蓄圧器それぞれから外部のタンクへの燃料ガスの流出の有無を調節する第2の開閉部と、
前記複数の蓄圧器において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に前記圧縮機からの燃料ガスを流入させるよう前記第1の開閉部の調節を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、残圧が高い順に前記圧縮機からの前記燃料ガスを流入させるようにする前記第1の開閉部の調整と、残圧が低い順に前記蓄圧器から前記外部のタンクへ前記燃料ガスを流出させるようにする前記第2の開閉部の調整と、を行うことによって、前記圧縮機から前記蓄圧器への燃料ガスの充填と前記蓄圧器から前記外部のタンクへの燃料ガスの充填とを並行して行う、ガス充填システム。 A plurality of pressure accumulators provided in parallel to the compressors for compressing the fuel gas and capable of storing the fuel gas compressed by the compressor;
A first opening / closing part for adjusting the presence or absence of inflow of fuel gas from the compressor to each of the plurality of pressure accumulators;
A second opening / closing part that adjusts whether or not fuel gas flows out from each of the plurality of pressure accumulators to an external tank;
For the pressure accumulator that has not been filled in the plurality of pressure accumulators, a control unit that controls the adjustment of the first opening and closing unit so that the fuel gas from the compressor flows in order from the highest residual pressure;
Equipped with a,
The control unit adjusts the first opening / closing unit to allow the fuel gas from the compressor to flow in the order in which the residual pressure is high, and the fuel from the pressure accumulator to the external tank in the order of the low residual pressure. The adjustment of the second opening / closing portion that causes the gas to flow out, and the filling of the fuel gas from the compressor to the pressure accumulator and the filling of the fuel gas from the pressure accumulator to the external tank Gas filling system that performs in parallel .
前記複数の蓄圧器において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に前記圧縮機からの燃料ガスを流入させるよう前記第1の開閉部の調節を制御する制御ステップ、
を有し、
前記制御ステップにおいて、残圧が高い順に前記圧縮機からの前記燃料ガスを流入させるようにする前記第1の開閉部の調整と、残圧が低い順に前記蓄圧器から前記外部のタンクへ前記燃料ガスを流出させるようにする前記第2の開閉部の調整と、を行うことによって、前記圧縮機から前記蓄圧器への燃料ガスの充填と前記蓄圧器から前記外部のタンクへの燃料ガスの充填とを並行して行う、ガス充填方法。 A plurality of accumulators that are provided in parallel to the compressors that compress the fuel gas, and that can store the fuel gas compressed by the compressor, and the fuel gas from the compressor to each of the plurality of accumulators Gas filling in a gas filling system comprising: a first opening / closing part that adjusts the presence / absence of inflow; and a second opening / closing part that adjusts the presence / absence of outflow of fuel gas from each of the plurality of pressure accumulators to an external tank A method,
A control step for controlling the adjustment of the first opening / closing section so as to allow the fuel gas from the compressor to flow in order from the highest in the residual pressure with respect to the pressure accumulator in which filling is not completed in the plurality of pressure accumulators;
I have a,
In the control step, the adjustment of the first opening / closing section that allows the fuel gas from the compressor to flow in the order of the high residual pressure, and the fuel from the pressure accumulator to the external tank in the order of the low residual pressure. The adjustment of the second opening / closing portion that causes the gas to flow out, and the filling of the fuel gas from the compressor to the pressure accumulator and the filling of the fuel gas from the pressure accumulator to the external tank Gas filling method to be performed in parallel .
前記複数の蓄圧器において充填が完了していない蓄圧器について、残圧が高い順に前記圧縮機からの燃料ガスを流入させるよう前記第1の開閉部の調節を制御する制御部、
を備え、
前記制御部は、残圧が高い順に前記圧縮機からの前記燃料ガスを流入させるようにする前記第1の開閉部の調整と、残圧が低い順に前記蓄圧器から前記外部のタンクへ前記燃料ガスを流出させるようにする前記第2の開閉部の調整と、を行うことによって、前記圧縮機から前記蓄圧器への燃料ガスの充填と前記蓄圧器から前記外部のタンクへの燃料ガスの充填とを並行して行う、制御装置。 A plurality of accumulators that are provided in parallel to the compressors that compress the fuel gas, and that can store the fuel gas compressed by the compressor, and the fuel gas from the compressor to each of the plurality of accumulators a first closing portion for regulating the presence or absence of inflow, the in the second gas-filled system, comprising: a switching unit, a to regulate the presence or absence of leakage of fuel gas from the plurality of pressure accumulator respectively to the outside of the tank first A control device for controlling the first opening / closing part and the second opening / closing part ;
A control unit that controls the adjustment of the first opening / closing unit so that the fuel gas from the compressor flows in the order of the remaining pressure for the pressure accumulators that are not completely filled in the plurality of pressure accumulators,
Equipped with a,
The control unit adjusts the first opening / closing unit to allow the fuel gas from the compressor to flow in the order in which the residual pressure is high, and the fuel from the pressure accumulator to the external tank in the order of the low residual pressure. The adjustment of the second opening / closing portion that causes the gas to flow out, and the filling of the fuel gas from the compressor to the pressure accumulator and the filling of the fuel gas from the pressure accumulator to the external tank Control device that performs in parallel .
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