JP7398528B1 - 供給方法および供給機器 - Google Patents

Abstract

【課題】荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行える供給方法および供給機器を提供する。【解決手段】水素ガスを充填される水素タンク３と、この水素タンク３に連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラ４と、このプレクーラ４に連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサ５とを備える供給機器１により、荷役機器に水素ガスを供給する供給方法において、プレクーラ４およびディスペンサ５に電気を供給する蓄電池６と、水素タンク３とプレクーラ４とディスペンサ５とを車両２に予め搭載して、荷役機器の近傍に車両２を移動させて荷役機器に水素ガスを供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、荷役機器に水素ガスを供給する供給方法および供給機器に関するものであり、詳しくは荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行える供給方法および供給機器に関するものである。

二酸化炭素の排出量を抑制したコンテナターミナルが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、コンテナターミナルに敷設されるトロリ線から電気の供給を受けて動作する門型クレーンの構成が開示されている。門型クレーン等の荷役機器を電動化することで、コンテナターミナルにおける二酸化炭素の排出量を抑制できる。

既設のコンテナターミナルにトロリ線を敷設する際には、長期間にわたり荷役作業ができなくなる不具合があった。一方で門型クレーンの燃料を水素ガスに変更することで二酸化炭素の排出量を抑制することが検討されている。

門型クレーン等の荷役機器は大型であり且つ走行速度が例えば時速４ｋｍなど低速であるため、水素ガスを供給するディスペンサが設置されている水素ステーションまで移動することが困難であった。

日本国特開２００３－１３７４９４号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行える供給方法および供給機器を提供することである。

上記の目的を達成するための供給方法は、水素ガスを充填される水素タンクと、この水素タンクに連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラと、このプレクーラに連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサとを備える供給機器により、荷役機器に水素ガスを供給する供給方法において、前記水素タンクを一台目の車両に予め搭載して、前記プレクーラおよび前記ディスペンサに電気を供給する蓄電池と、前記プレクーラと前記ディスペンサとを二台目の車両に予め搭載して、前記荷役機器の近傍に二台の前記車両を移動させて前記荷役機器に水素ガスを供給することを特徴とする。

上記の目的を達成するための供給機器は、水素ガスを充填される水素タンクと、この水素タンクに連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラと、このプレクーラに連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサとを備えていて、荷役機器に水素ガスを供給する供給機器において、前記プレクーラおよび前記ディスペンサに電気を供給する蓄電池と、前記水素タンクを搭載する一台目の車両と、前記プレクーラおよび前記ディスペンサおよび前記蓄電池を搭載する二台目の車両とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、荷役機器の近傍まで供給機器が移動して水素ガスの供給作業を行うことができる。また蓄電池を備えていて外部電源が不要となるため、任意の位置で供給機器から荷役機器に水素ガスの供給を行うことができる。荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行うには有利である。

供給機器の概略を例示する説明図である。 供給機器の変形例を例示する説明図である。 供給作業のフローを例示する説明図である。 制御部が取得するデータを例示する説明図である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 図２の供給機器の変形例を例示する説明図である。 図３のフローの変形例を例示する説明図である。 制御部が取得するデータを例示する説明図である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。 供給元圧力および供給先圧力の変化の様子を示す表である。

以下、供給方法および供給機器を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように供給機器１は、二台の車両２を備えている。一台目の車両２ａは、２０ｆｔコンテナの中に配置される一つの水素タンク３を備えている。この水素タンク３には例えば８２ＭＰａなど高圧に圧縮された水素ガスが充填されている。

二台目の車両２ｂは、水素タンク３から供給される水素ガスを冷却するプレクーラ４と、プレクーラ４で冷却された水素ガスを外部に供給するディスペンサ５と、プレクーラ４およびディスペンサ５に電気を供給する蓄電池６とを備えている。車両２ｂに搭載される２０ｆｔコンテナの中にプレクーラ４等は配置されてもよい。図１では説明のため水素ガスを搬送する配管を太線で示し、蓄電池６に接続される電源ケーブルを破線で示している。

車両２ｂが保安機器等の動作に利用するための蓄電池を予め備えていて、プレクーラ４等がこの蓄電池から電気の供給を受ける構成でもよい。この場合、供給機器１は蓄電池６を有さない構成となる。車両２が２０ｆｔコンテナを備える構成に限定されない。車両２は少なくともプレクーラ４等の機器と水素タンク３とを備えていればよい。

供給機器１は車両２を備えているため移動可能となる。門型クレーン等の荷役機器に水素ガスを供給する際には、まず供給機器１が走行して門型クレーンの近傍まで移動する。その後、水素タンク３とプレクーラ４が配管で連結されるとともに、ディスペンサ５と門型クレーンとが配管で連結される。門型クレーン等の荷役機器に搭載されている水素タンクは残量が少なくなっているため、内部の圧力は例えば０．１ＭＰａとなる。これに対して供給機器１に搭載されている水素タンク３の内部の圧力は例えば８２ＭＰａとなる。この差圧を利用する差圧充填方式により、水素ガスが供給機器１から荷役機器に供給される。荷役機器に搭載される水素タンクの圧力は例えば７０ＭＰａまで上昇する。荷役機器に連結される配管等の連結が解除されて、水素ガスの供給作業が完了となる。

供給機器１は車両２を備えているため、門型クレーン等の荷役機器の近傍まで移動して水素ガスを供給できる。水素ガスの供給作業の際に、車両２に比べて移動が困難な門型クレーン等を移動させる必要がない。門型クレーン等の荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行うには有利である。

供給機器１が水素ガスを差圧充填方式で荷役機器に供給する構成であるため、水素ガスを加圧する圧縮機が不要となる。圧縮機の電源が不要となるため、水素ガスの供給作業を任意の場所で行うことが可能となる。圧縮機は例えば１１０ｋｗの電源が必要であるため、例えば４５０Ｖの電源ケーブルに接続される必要がある。供給機器１が仮に圧縮機を備える場合は、４５０Ｖの電源ケーブルのある場所でしか供給作業を行えない。なおプレクーラ４およびディスペンサ５は１０ｋｗ程度の電源で動作可能であり、車両２に搭載される蓄電池６からの給電で動作が可能となる。

供給機器１が二台の車両２で構成されるため、水素タンク３の残量が少なくなった場合は、水素タンク３を搭載した別の車両２ａを手配することで供給作業を継続できる。ディスペンサ５等を搭載した一台の車両２ｂに対して、水素タンク３を搭載した複数台の車両２ａを準備することで、供給作業を効率よく行える。供給機器１の稼働率を向上するには有利である。

供給機器１を構成する車両２は二台に限らない。供給機器１が一台の車両２を備える構成であってもよい。この車両２に４０ｆｔコンテナを搭載して、この４０ｆｔコンテナの中にディスペンサ５等の機器と水素タンク３とが配置されてもよい。

図２に例示するように供給機器１の水素タンク３が、複数の第一タンク３ａで構成されてもよい。この実施形態では供給機器１は、プレクーラ４と複数の第一タンク３ａとの間に連結される第一分配機構７を備えている。第一分配機構７は、プレクーラ４に対して複数の第一タンク３ａを並列状態で連結する配管部８と、この配管部８に配置されていてそれぞれの第一タンク３ａに対応する複数の第一バルブ９と、それぞれの第一タンク３ａの内部の圧力である供給元圧力Ｐｘを測定する圧力センサ１０とを有している。

この実施形態では水素タンク３は、八本の第一タンク３ａで構成される。第一タンク３ａの数はこれに限らない。例えば十六本や二十本など任意の数の第一タンク３ａで水素タンク３は構成される。配管部８はそれぞれの第一タンク３ａから延びる配管が途中で合流してプレクーラ４に連結される構成を有している。配管部８の構成はこれに限らず、複数の第一タンク３ａがプレクーラ４に対して並列となる並列状態で連結される構成であればよい。第一分配機構７は、第一タンク３ａと同数の第一バルブ９を有している。第一バルブ９の開閉を制御することで、複数の第一タンク３ａのうちプレクーラ４と連通するものを選択できる。第一バルブ９は開放および閉止が制御される他、その開度を制御される構成を有していてもよい。

圧力センサ１０は、例えば第一タンク３ａとこれに対応する第一バルブ９との間に設置される。図３では複数の圧力センサ１０のうち一部のみを図示している。すべての第一タンク３ａに対応する位置に、圧力センサ１０はそれぞれ設置されている。

第一分配機構７は、荷役機器に搭載される水素タンク１１の内部の圧力である供給先圧力Ｐｙを取得する取得部１２と、供給元圧力Ｐｘおよび供給先圧力Ｐｙの値に基づき複数の第一バルブ９の開閉を制御する制御部１３とを有している。荷役機器側の水素タンク１１は、例えば内部の圧力を測定する圧力センサ１０と、この圧力センサ１０の値を取得部１２に送信する通信機１４とを有している。取得部１２はこの通信機１４から無線または有線で送られる供給先圧力Ｐｙを取得する構成を有している。図２では説明のため無線または有線で構成される信号線を破線で示している。取得部１２が供給先圧力Ｐｙを取得する構成は上記に限らない。例えば荷役機器を管理する管理システムから、荷役機器の水素タンク１１の供給先圧力Ｐｙを取得する構成を有していてもよい。

制御部１３は、複数の圧力センサ１０および取得部１２および複数の第一バルブ９と無線または有線の信号線で接続されている。制御部１３は、信号線を介して供給元圧力Ｐｘと供給先圧力Ｐｙを取得して、この取得した値に基づき複数の第一バルブ９の開閉を制御する構成を有している。制御部１３は、供給元圧力Ｐｘおよび供給先圧力Ｐｙを所定のタイミングで間欠的に取得する構成を有していてもよく、途切れることなく取得し続ける構成を有していてもよい。

流量センサ１５を供給機器１が備えていてもよい。流量センサ１５は、供給機器１から荷役機器側の水素タンク１１に供給される水素ガスの流量を測定する。流量センサ１５は必須の構成要件ではない。流量センサ１５は、例えばディスペンサ５から外部に延びる配管に設置される。流量センサ１５はディスペンサ５の内部に設置されてもよい。

図３に例示する供給作業のフローを参照しながら供給機器１が荷役機器に水素ガスを供給する供給作業について説明する。供給作業を開始すると（スタート）、まず準備ステップＳ１で供給作業の準備が行われる。準備ステップＳ１では、供給機器１を構成する車両２が門型クレーン等の荷役機器の近傍まで移動する。その後、ディスペンサ５から延びる配管が荷役機器側の配管に連結される。ディスペンサ５と荷役機器側の水素タンク１１とはコネクタ１６を介して連結される。

取得ステップＳ２では、制御部１３が供給元圧力Ｐｘと供給先圧力Ｐｙを取得する。図４に例示するように荷役機器側の水素タンク１１は一つのタンクで構成されるため、制御部１３は取得部１２を介して一つの供給先圧力Ｐｙを取得する。供給機器１側の水素タンク３は八本の第一タンク３ａで構成されるため、制御部１３は圧力センサ１０を介して八つの供給元圧力Ｐｘを取得する。図４では複数の第一タンク３ａの供給元圧力Ｐｘを区別するため、番号を付与している。

選択ステップＳ３では、制御部１３が供給先圧力Ｐｙよりも高い供給元圧力Ｐｘを有する第一タンク３ａを一つ選択する。図４に示す例のようにＰｘ＞Ｐｙの条件を満たす第一タンク３ａが複数ある場合は、そのうちの一つがランダムに選択されてもよい。この場合、例えば番号４の第一タンク３ａが選択される。または番号の小さいものを優先して一つの第一タンク３ａが選択されてもよい。この場合、番号１の第一タンク３ａが選択される。

制御部１３が、供給先圧力Ｐｙよりも高い供給元圧力Ｐｘを有する第一タンク３ａのうち、供給先圧力Ｐｙに最も近い供給元圧力Ｐｘを有する第一タンク３ａを一つ選択する構成を有していてもよい。この場合、番号１の第一タンク３ａが選択される。供給先圧力Ｐｙと供給元圧力Ｐｘの圧力差が小さくなる第一タンク３ａが優先的に選択されることになる。供給元圧力Ｐｘの値が大きい高圧の第一タンク３ａを残すことができる。例えば供給機器１が次に別の門型クレーンに水素ガスを供給する際に、供給元圧力Ｐｘが不足して水素ガスを供給できない事態を回避しやすくなる。供給機器１から荷役機器に供給できる水素ガスの総量を増加させることができる。

制御部１３が、供給先圧力Ｐｙから例えば＋０．５ＭＰａなど予め設定される範囲内の供給元圧力Ｐｘを有する第一タンク３ａを選択から除外する構成を有していてもよい。供給先圧力Ｐｙに対して供給元圧力Ｐｘの値が近すぎて、供給できる水素ガスの量が小さくなる第一タンク３ａが除外される。供給作業の効率を向上するには有利である。

供給ステップＳ４では、制御部１３が選択ステップＳ３で選択された第一タンク３ａに対応する第一バルブ９を開放する。このとき他の第一バルブ９は閉止された状態となる。選択ステップＳ３で選択された第一タンク３ａからプレクーラ４およびディスペンサ５を介して荷役機器側の水素タンク１１に水素ガスが供給される。例えば図４に例示する番号１の第一タンク３ａから荷役機器側の水素タンク１１に水素ガスが供給される。０．１ＭＰａの供給先圧力Ｐｙに対して、供給元圧力Ｐｘが５０ＭＰａであるため、水素ガスは差圧で供給機器１側から荷役機器側に移動する。

切替ステップＳ５では、荷役機器側の水素タンク１１に連結される第一タンク３ａが別の第一タンク３ａに切り替えられる。例えば連結されている第一タンク３ａの供給元圧力Ｐｘと、供給先圧力Ｐｙとを制御部１３が取得して、Ｐｘ＝Ｐｙとなったときに切替ステップＳ５が実行される構成にできる。

切替ステップＳ５が実行されると、制御部１３は開放されている第一バルブ９を閉止するとともに、新たに選択された別の第一タンク３ａの第一バルブ９を開放する。新たに選択される第一タンク３ａは、前述の選択ステップＳ３と同様の方法により選択される。この切替ステップＳ５で第一タンク３ａが新たに選択される際には、直前まで第一バルブ９を開放されていた第一タンク３ａは選択肢から除外される構成とすることが望ましい。

具体的には図５に例示するように番号１の第一タンク３ａの供給元圧力Ｐｘと供給先圧力Ｐｙとがともに１５ＭＰａとなり等しくなったとき切替ステップＳ５が実行される。切替ステップＳ５の実行にともない、制御部１３は番号１の第一タンク３ａに対応する第一バルブ９を閉止する。またＰｘ＞Ｐｙの条件を満たすものであり、且つ番号１を除くものである例えば番号４の第一タンク３ａが新たに選択される。供給先圧力Ｐｙに最も近い供給元圧力Ｐｘを有するという条件が設定されている場合は、番号２の第一タンク３ａが新たに選択される。

切替ステップＳ５の後は供給ステップＳ４が実行される。以後、供給ステップＳ４と切替ステップＳ５とが複数回繰り返されて水素ガスが供給されてく。

具体的には図６に例示するように荷役機器側の水素タンク１１に番号２の第一タンク３ａが連結されて、供給ステップＳ４が実行される。Ｐｘ＝Ｐｙ＝３０ＭＰａとなった時点で切替ステップＳ５が実行されて、例えば番号３の第一タンク３ａが新たに選択される。次に図７に例示するようにＰｘ＝Ｐｙ＝５０ＭＰａとなった時点で切替ステップＳ５が実行されて、例えば番号４の第一タンク３ａが新たに選択される。次に図８に例示するようにＰｘ＝Ｐｙ＝６５ＭＰａとなった時点で切替ステップＳ５が実行されて、例えば番号５の第一タンク３ａが新たに選択される。次に図９に例示するようにＰｘ＝Ｐｙ＝７０ＭＰａとなった時点で切替ステップＳ５が実行される。図６－９では説明のため互いに連結されている荷役機器側の水素タンク１１と第一タンク３ａとを太線で結んでいる。

供給ステップＳ４において水素ガスを供給している際に、荷役機器側の水素タンク１１の供給先圧力Ｐｙが例えば７０ＭＰａなど予め設定されるしきい値以上となったとき、制御部１３は第一バルブ９を閉止して供給作業を終了させる。この場合、荷役機器側の水素タンク１１が十分に水素ガスを充填された結果として、供給作業が終了する（エンド）。

切替ステップＳ５において、Ｐｘ＞Ｐｙの条件を満たす第一タンク３ａがない場合、制御部１３は第一バルブ９を閉止して供給作業を終了させる（エンド）。この場合、供給機器１の水素タンク３の残量が不足することで、供給作業が継続できなくなった結果として、供給作業が終了する。

供給機器１は、複数の第一タンク３ａを切り替えながら、荷役機器側の水素タンク１１に水素ガスを供給する。そのため差圧充填方式であるにも関わらず荷役機器側の水素タンク１１が比較的高圧となる状態まで水素ガスを供給できる。つまり荷役機器に比較的大量の水素ガスを供給機器１から供給できる。荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行うには有利である。

複数の第一タンク３ａを切り替えて水素ガスの供給を行うため、第一タンク３ａの供給元圧力Ｐｘを効率よく利用して差圧式充填が行える。

供給ステップＳ４を実行している際に水素ガスを供給している第一タンク３ａの供給元圧力Ｐｘを制御部１３が監視して、この供給元圧力Ｐｘの変化量が予め設定されるしきい値以下になったときに、切替ステップＳ５を実行する構成にしてもよい。供給ステップＳ４の際には、水素ガスが差圧で充填されるため、水素ガスの移動にともない供給元圧力Ｐｘと供給先圧力Ｐｙとの圧力差が縮小していく。この圧力差が小さくなるほど、水素ガスの移動量が減少していくため、単位時間あたりの供給元圧力Ｐｘの変化量が小さくなっていく。例えば０．００１ＭＰａ／ｓｅｃをしきい値として設定して、変化量がこのしきい値以下となったときに切替ステップＳ５が実行される構成にできる。

供給ステップＳ４において、供給元圧力Ｐｘと供給先圧力Ｐｙとが等しくなり、水素ガスの移動量がゼロになるまでには比較的時間がかかる。水素ガスの移動量がゼロになる前に、切替ステップＳ５を実行して、圧力差の比較的大きい別の第一タンク３ａに切り替えられるため、水素ガスの供給速度を増加させることが可能となる。供給作業の効率を向上するには有利である。

制御部１３が監視する圧力の変化量は、供給先圧力Ｐｙでもよい。供給元圧力Ｐｘの圧力の変化量を監視する場合と同様の効果を得られる。

供給ステップＳ４を実行している際に第一タンク３ａから荷役機器側の水素タンク１１に供給される水素ガスの流量を流量センサ１５で監視して、この流量が予め設定されるしきい値以下になったとき、切替ステップＳ５を実行する構成にしてもよい。例えば０．１Ｌ／ｍｉｎをしきい値として設定して、流量がこのしきい値以下となったときに切替ステップＳ５が実行される構成にできる。

荷役機器側の水素タンク１１に供給される水素ガスの流量がゼロになる前に、切替ステップＳ５が実行されるため、水素ガスの供給速度を増加させることが可能となる。供給作業の効率を向上するには有利である。

第一バルブ９が開度を制御される構成を有する場合は、供給元圧力Ｐｘおよび供給先圧力Ｐｙの圧力差や、流量センサ１５から得られる値に基づき、第一バルブ９の開度を制御する構成としてもよい。圧力差が大きい場合に、第一バルブ９を閉止から開放に短時間で切り替えると、水素ガスの流量が急激に増大して配管等が破損するおそれがある。例えば供給元圧力Ｐｘの変化量が予め設定されるしきい値以上とならない状態に、第一バルブ９の開度を制御して少しずつ開くようにしてもよい。配管等の破損を回避するには有利である。同様に例えば流量センサ１５から得られる水素ガスの流量が予め設定されるしきい値以上とならない状態に、第一バルブ９の開度を制御してもよい。

図１０に例示するように荷役機器側の水素タンク１１が、複数の第二タンク１１ａで構成されてもよい。この実施形態では供給機器１は、ディスペンサ５と第二タンク１１ａとの間に連結される第二分配機構１７を備えている。第二分配機構１７は、ディスペンサ５に対して複数の第二タンク１１ａを並列状態で連結する配管部１８と、この配管部１８に配置されていてそれぞれの第二タンク１１ａに対応する複数の第二バルブ１９と、それぞれの第二タンク１１ａの内部の圧力である供給先圧力Ｐｙを測定する複数の圧力センサ１０とを有している。

この実施形態では荷役機器側の水素タンク１１は、四本の第二タンク１１ａで構成される。第二タンク１１ａの数はこれに限らない。例えば八本や十本など任意の数の第二タンク１１ａで水素タンク１１を構成できる。配管部１８はそれぞれの第二タンク１１ａから延びる配管が途中で合流してディスペンサ５に連結される構成を有している。配管部１８の構成はこれに限らず、複数の第二タンク１１ａがディスペンサ５に対して並列となる並列状態で連結される構成であればよい。第二分配機構１７は、第二タンク１１ａと同数の第二バルブ１９を有している。第二バルブ１９の開閉を制御することで、複数の第二タンク１１ａのうちディスペンサ１５と連通するものを選択できる。第二バルブ１９は開放および閉止が制御される他、その開度を制御される構成を有していてもよい。第一バルブ９と同様に、第二バルブ１９が開度を制御できる構成を有している場合、開度の制御により第二タンク１１ａに流れ込む水素ガスの流量が急激に増大して配管等が破損する不具合を回避できる。

圧力センサ１０は、例えば第二タンク１１ａとこれに対応する第二バルブ１９との間に設定される。図１０では複数の圧力センサ１０のうち一部のみを図示している。第二バルブ１９と同数の圧力センサ１０が設置される。

第一分配機構７の取得部１２は、第二タンク１１ａの内部の圧力である供給先圧力Ｐｙを第二分配機構１７の圧力センサ１０から取得する構成を有している。取得部１２は、通信機１４から無線または有線で送られる供給先圧力Ｐｙを取得する構成を有している。

制御部１３は、第二バルブ１９の開閉を制御する構成を有している。制御部１３から無線または有線で送られる制御信号は通信機１４を介して第二バルブ１９に伝達される。図１０では説明のため無線または有線で構成される信号線を破線で示している。

第二分配機構１７は、供給機器１に含まれる構成であるが、門型クレーン等の荷役機器に水素タンク１１とともに設置される構成であってもよい。第二分配機構１７が車両２に設置されていて、供給作業を行う際に第二分配機構１７と荷役機器側の第二タンク１１ａとがコネクタ１６等を介して連結される構成であってもよい。

図１１に例示する供給作業のフローを参照しながら供給作業について説明する。前述の実施例と同様に準備ステップＳ１の後に取得ステップＳ２が実行される。取得ステップＳ２では複数の第一タンク３ａの供給元圧力Ｐｘに加えて、複数の第二タンク１１ａの供給先圧力Ｐｙが取得される。図１２に例示するように第二タンク１１ａは四本のタンクで構成されるため、制御部１３は取得部１２を介して四つの供給先圧力Ｐｙを取得する。

図１１に例示するように選択ステップＳ３は、第一選択ステップＳ３１と第二選択ステップＳ３２とで構成される。取得ステップＳ２の後にまず第二選択ステップＳ３２が実行される。第二選択ステップＳ３２では、制御部１３が供給対象となる一つの第二タンク１１ａを選択する。第二選択ステップＳ３２では複数の第二タンク１１ａのうち一つがランダムに選択されてもよい。この場合、例えば番号２の第二タンク１１ａが選択される。または番号の小さいものを優先して一つの第二タンク１１ａが選択されてもよい。この場合、番号１の第二タンク１１ａが選択される。

制御部１３が、第二タンク１１ａの中で最も大きい供給先圧力Ｐｙを有する第二タンク１１ａを選択する構成を有していてもよい。この場合、番号４の第二タンク１１ａが選択される。供給作業が進み供給元圧力Ｐｘが下がっていくと、供給先圧力Ｐｙより大きな供給元圧力Ｐｘを有する第一タンク３ａの数が少なくなり、水素ガスを十分に供給できない場合がある。供給先圧力Ｐｙの大きい第二タンク１１ａから水素ガスを供給することで、水素ガスを供給できない事態を回避しやすくなる。荷役機器への水素ガスの供給量の総量を増加するには有利である。

第二選択ステップＳ３２の後に第一選択ステップＳ３１が実行される。第一選択ステップＳ３１では、第二選択ステップＳ３２において選択された第二タンク１１ａの供給先圧力Ｐｙよりも大きい供給元圧力Ｐｘを有する第一タンク３ａが一つ制御部１３により選択される。この第一選択ステップＳ３１は図４に例示する実施形態の選択ステップＳ３と同一の内容となる。具体的には例えば第二選択ステップＳ３２で番号４の第二タンク１１ａが選択されて、第一選択ステップＳ３１で番号１の第一タンク３ａが選択される。

第一選択ステップＳ３１の後に供給ステップＳ４が実行される。供給ステップＳ４では、制御部１３が第二選択ステップＳ３２および第一選択ステップＳ３１（以下、総称して選択ステップＳ３ということがある）で選択された第二タンク１１ａに対応する第二バルブ１９および第一タンク３ａに対応する第一バルブ９を開放する。このとき他の第二バルブ１９および第一バルブ９は閉止された状態となる。選択ステップＳ３で選択された第一タンク３ａから第二タンク１１ａに水素ガスが供給される。

図１１に例示するように切替ステップS５は第一切替ステップS５１と第二切替ステップS５２とで構成される。第一切替ステップＳ５１では、図４に例示する実施形態の切替ステップＳ５と同様に、第二タンク１１ａに連結される第一タンク３ａが別の第一タンク３ａに切り替えられる。第一切替ステップＳ５１と供給ステップＳ４とが複数回繰り返されて第二タンク１１ａに水素ガスが供給されていく。

具体的には図１３に例示するように番号４の第二タンク１１ａに番号１の第一タンク３ａが連結されて、供給ステップＳ４が実行される。Ｐｘ＝Ｐｙ＝２５ＭＰａとなった時点で第一切替ステップＳ５１が実行されて、例えば番号２の第一タンク３ａが新たに選択される。次に図１４に例示するようにＰｘ＝Ｐｙ＝４７．５ＭＰａとなった時点で第一切替ステップＳ５１が実行されて、例えば番号３の第一タンク３ａが新たに選択される。次に図１５に例示するようにＰｘ＝Ｐｙ＝６４．７５ＭＰａとなった時点で第一切替ステップＳ５１が実行されて、例えば番号４の第一タンク３ａが新たに選択される。次に図１６に例示するように第二タンク１１ａの供給先圧力Ｐｙが例えば７０ＭＰａなど予め設定されるしきい値以上となったとき、制御部１３は第一バルブ９および第二バルブ１９を閉止して、この第二タンク１１ａへの供給作業を終了させる。図１３－１６では説明のため互いに連結されている第二タンク１１ａと第一タンク３ａとを太線で結んでいる。

その後、第二タンク１１ａを別の第二タンク１１ａに切り替える第二切替ステップＳ５２が実行される。第二切替ステップＳ５２では第二選択ステップＳ３２と同様の方法で、次の第二タンク１１ａが選択される。第二切替ステップＳ５２では一度選択された第二タンク１１ａは再び選択されない構成とすることが望ましい。

第二切替ステップＳ５２で第二タンク１１ａが選択された後に、第一選択ステップＳ３１が実行される。具体的には図１５に例示される番号１の第二タンク１１ａが第二切替ステップＳ５２で選択されて、番号１の第一タンク３ａが第一選択ステップＳ３１で選択される。

以上を繰り返してすべての第二タンク１１ａへの水素ガスの供給を行っていく。第二切替ステップＳ５２において選択できる第二タンク１１ａがない場合、制御部１３は供給作業を終了させる。この場合、すべての第二タンク１１ａが十分に水素ガスを充填された結果として、供給作業が終了する。

第一切替ステップ５１において、Ｐｘ＞Ｐｙの条件を満たす第一タンク３ａがない場合、制御部１３は第一バルブ９を閉止して供給作業を終了させる。この場合、供給機器１の水素タンク３の残量が不足することで、供給作業が継続できなくなった結果として、供給作業が終了する。

荷役機器側の水素タンク１１が複数の第二タンク１１ａで構成されているため、この第二タンク１１ａの一本ずつに対して供給機器１は水素ガスを供給できる。供給機器１は、例えば８２ＭＰａの第一タンク３ａを切り替えることで、第二タンク１１ａが例えば７０ＭＰａなど高圧となる状態まで水素ガスを供給できる。例えば四本の第二タンク１１ａの容量の合計と同様の容量を有する一本の水素タンク１１を荷役機器が有する場合、上記と同一の条件であっても７０ＭＰａまで水素ガスを充填できない場合がある。荷役機器側の水素タンク１１を複数の第二タンク１１ａで構成することで、供給機器１から荷役機器に供給できる水素ガスの総量を増加できる。

荷役機器側の水素タンク１１において、例えば一本の第二タンク１１ａの供給先圧力Ｐｙが０．１ＭＰａであり他の第二タンク１１ａの供給先圧力Ｐｙが１．０ＭＰａとなる場合がある。このとき供給元圧力Ｐｘが０．２ＭＰａの第一タンク３ａから供給先圧力Ｐｙが０．１ＭＰａの第二タンク１１ａに差圧充填方式で水素ガスを供給できる。荷役機器側の水素タンク１１が一本のタンクで構成されている場合は、上記と同様の水素ガスが残っている場合、供給先圧力Ｐｙは約０．９ＭＰａとなり、供給元圧力Ｐｘが０．２ＭＰａの第一タンク３ａからは水素ガスを供給できない状態となる。荷役機器側の水素タンク１１が複数の第二タンク１１ａで構成されている場合の方が、供給機器１から荷役機器に供給できる水素ガスの総量を増加できる。供給機器１から払い出される水素ガスの量が増加するため、荷役機器への水素ガスの供給を効率よく行うには有利である。

供給機器１の制御部１３が、荷役機器側の第二タンク１１ａの第二バルブ１９の開閉を制御できるので、複数の第二タンク１１ａに対する水素ガスの供給を効率よく行える。

１ 供給機器
２ 車両
３ 水素タンク
３ａ 第一タンク
４ プレクーラ
５ ディスペンサ
６ 蓄電池
７ 第一分配機構
８ 配管部
９ 第一バルブ
１０ 圧力センサ
１１ （荷役機器側の）水素タンク
１１ａ 第二タンク
１２ 取得部
１３ 制御部
１４ 通信機
１５ 流量センサ
１６ コネクタ
１７ 第二分配機構
１８ 配管部
１９ 第二バルブ
Ｐｘ 供給元圧力
Ｐｙ 供給先圧力
Ｓ１ 準備ステップ
Ｓ２ 取得ステップ
Ｓ３ 選択ステップ
Ｓ４ 供給ステップ
Ｓ５ 切替ステップ

Claims (11)

1. 水素ガスを充填される水素タンクと、この水素タンクに連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラと、このプレクーラに連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサとを備える供給機器により、荷役機器に水素ガスを供給する供給方法において、
   前記水素タンクを一台目の車両に予め搭載して、前記プレクーラおよび前記ディスペンサに電気を供給する蓄電池と、前記プレクーラと前記ディスペンサとを二台目の車両に予め搭載して、
   前記荷役機器の近傍に二台の前記車両を移動させて前記荷役機器に水素ガスを供給することを特徴とする供給方法。
2. 前記プレクーラに対して並列状態で連結される複数の第一タンクで前記供給機器の前記水素タンクが構成されていて、
   前記荷役機器の水素タンクの圧力である供給先圧力と複数の前記第一タンクのそれぞれの圧力である供給元圧力とを取得する取得ステップと、
   供給先圧力よりも高い供給元圧力を有する前記第一タンクを一つ選択する選択ステップと、
   前記選択ステップで選択された前記第一タンクから前記プレクーラおよび前記ディスペンサを介して前記荷役機器に水素ガスを供給する供給ステップとを備える請求項１に記載の供給方法。
3. 水素ガスを充填される水素タンクと、この水素タンクに連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラと、このプレクーラに連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサとを備える供給機器により、荷役機器に水素ガスを供給する供給方法において、
   前記プレクーラおよび前記ディスペンサに電気を供給する蓄電池と、前記水素タンクと前記プレクーラと前記ディスペンサとを車両に予め搭載して、
   前記荷役機器の近傍に前記車両を移動させて前記荷役機器に水素ガスを供給する供給方法であり、
   前記プレクーラに対して並列状態で連結される複数の第一タンクで前記供給機器の前記水素タンクが構成されていて、
   前記荷役機器の水素タンクの圧力である供給先圧力と複数の前記第一タンクのそれぞれの圧力である供給元圧力とを取得する取得ステップと、
   供給先圧力よりも高い供給元圧力を有する前記第一タンクを一つ選択する選択ステップと、
   前記選択ステップで選択された前記第一タンクから前記プレクーラおよび前記ディスペンサを介して前記荷役機器に水素ガスを供給する供給ステップとを備えていて、
   前記荷役機器の前記水素タンクが複数の第二タンクで構成されていて、
   前記取得ステップが、複数の前記第二タンクのそれぞれの供給先圧力と複数の前記第一タンクのそれぞれの供給元圧力とを取得する構成を有していて、
   前記選択ステップが、複数の前記第二タンクから一つを選択して、選択された前記第二タンクの供給先圧力よりも高い供給元圧力を有する前記第一タンクを一つ選択する構成を有していて、
   前記供給ステップが、前記選択ステップで選択された前記第一タンクから前記第二タンクに水素ガスを供給する構成を有することを特徴とする供給方法。
4. 前記選択ステップが、供給先圧力よりも高い供給元圧力を有する前記第一タンクのうち、供給先圧力に最も近い供給元圧力を有する前記第一タンクを一つ選択する構成を有する請求項２または３に記載の供給方法。
5. 前記選択ステップが、供給先圧力から予め設定される範囲内の供給元圧力を有する前記第一タンクを、選択から除外する構成を有する請求項４に記載の供給方法。
6. 水素ガスを充填される水素タンクと、この水素タンクに連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラと、このプレクーラに連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサとを備えていて、荷役機器に水素ガスを供給する供給機器において、
   前記プレクーラおよび前記ディスペンサに電気を供給する蓄電池と、前記水素タンクを搭載する一台目の車両と、前記プレクーラおよび前記ディスペンサおよび前記蓄電池を搭載する二台目の車両とを備えることを特徴とする供給機器。
7. 前記供給機器の前記水素タンクが複数の第一タンクで構成されていて、
   前記プレクーラと複数の前記第一タンクとの間に連結される第一分配機構を備えていて、
   前記第一分配機構が、前記プレクーラに対して複数の前記第一タンクを並列状態で連結する配管部と、この配管部に配置されていてそれぞれの前記第一タンクに対応する複数の第一バルブと、それぞれの前記第一タンクの内部の圧力である供給元圧力を測定する圧力センサと、前記荷役機器の水素タンクの圧力である供給先圧力を取得する取得部と、供給元圧力および供給先圧力の値に基づき複数の前記第一バルブの開閉を制御する制御部とを有する請求項６に記載の供給機器。
8. 水素ガスを充填される水素タンクと、この水素タンクに連結されていて供給される水素ガスを冷却するプレクーラと、このプレクーラに連結されていて外部に水素ガスを供給するディスペンサとを備えていて、荷役機器に水素ガスを供給する供給機器において、
   前記プレクーラおよび前記ディスペンサに電気を供給する蓄電池と、前記水素タンクおよび前記プレクーラおよび前記ディスペンサおよび前記蓄電池を搭載する車両とを備えていて、
   前記供給機器の前記水素タンクが複数の第一タンクで構成されていて、
   前記プレクーラと複数の前記第一タンクとの間に連結される第一分配機構を備えていて、
   前記第一分配機構が、前記プレクーラに対して複数の前記第一タンクを並列状態で連結する配管部と、この配管部に配置されていてそれぞれの前記第一タンクに対応する複数の第一バルブと、それぞれの前記第一タンクの内部の圧力である供給元圧力を測定する圧力センサと、前記荷役機器の水素タンクの圧力である供給先圧力を取得する取得部と、供給元圧力および供給先圧力の値に基づき複数の前記第一バルブの開閉を制御する制御部とを有していて、
   前記荷役機器の前記水素タンクを構成する複数の第二タンクと前記ディスペンサとの間に連結される第二分配機構を備えていて、
   前記第二分配機構が、前記ディスペンサに対して複数の前記第二タンクを並列状態で連結する配管部と、この配管部に配置されていてそれぞれの前記第二タンクに対応する複数の第二バルブとを有していて、
   前記取得部が、複数の前記第一タンクの供給元圧力および複数の前記第二タンクの供給先圧力を取得する構成を有していて、
   前記制御部が、供給元圧力および供給先圧力の値に基づき複数の前記第一バルブおよび複数の前記第二バルブの開閉を制御する構成を有することを特徴とする供給機器。
9. 前記制御部が、供給先圧力よりも高い供給元圧力を有する前記第一タンクに対応する前記第一バルブを開放する構成を有する請求項７または８に記載の供給機器。
10. 前記制御部が、供給先圧力よりも高い供給元圧力を有する前記第一タンクのうち、供給先圧力に最も近い供給元圧力を有する前記第一タンクを一つ選択する構成を有する請求項７または８に記載の供給機器。
11. 前記制御部が、供給先圧力から予め設定される範囲内の供給元圧力を有する前記第一タンクを、選択から除外する構成を有する請求項１０に記載の供給機器。

Images