BR102014031419A2 - aparelho de enchimento de gás e método para enchimento de gás - Google Patents

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Hitoshi Takagi
Kenji Nagura
Takuro Uba
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

resumo aparelho de enchimento de gás e método para enchimento de gás de um aparelho de enchimento de gás inclui fluxo de gás que inclui uma extremidade uma passagem de fluxo de entrada à qual uma fonte de suprimento de gás é conectável e uma extremidade de fluxo de saída à qual um acumulador de pressão é conectável, um compressor, uma porção de armazenamento e uma porção de controle de operação conduzindo uma primeira operação de enchimento com compressão, na qual um gás suprido a partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída, e uma segunda operação de enchimento com compressão na qual o gás armazenado em uma porção de armazenamento é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída, a porção de controle de operação conduzindo a primeira operação de enchimento com compressão até uma pressão do gás na extremidade de fluxo de saída atingir uma pressão predeterminada e executando um controle para mudança da primeira operação de enchimento com compressão para a segunda operação de enchimento com compressão, quando a pressão tiver atingido a pressão predeterminada.

Description

APARELHO DE ENCHIMENTO DE GÁS E MÉTODO PARA ENCHIMENTO DE
GÁS
RNT-EÇí Ç EN 1 ES DA INVENÇÃO (CAM PO DA 1TTVENÇÂO ) [0001j A presente invenção refere-se a um aparelho ce enchimento de gás e a um método para enchimento de. gás, (.D.E-SC-RI.ÇAQ da TÉCNICA RELACIONADA) [1002] Um aparelho de enchimento de gás convencional para suprimento de gás para um acumulador de pressão é exposto na JP 5248607B (a qual será referida aqui. adiante como o Referência 1). Conforme ilustrado na figura 10, o aparelho de enchimento de gás exposto na Referência 1 é provido com um circuito de fluxo de gás 6.3, no qual um compressor 61, recipientes de armazenamento temporário 62 e válvulas liga-desliga V61 são dispostos. Uma fonte de suprimento de gás 65 é conectada a.o circuito de fluxo de gás 63; desse modo, c gás pode ser suprido a partir da. fonte de suprimento de gás £5. Além disso, uma unidade de montagem de tanque (tal como um veiculo.) 66 é conectável ao circuito de fluxo de gás 63 e o gás pode ser suprido através do circuito de fluxo de gés 63 para um tanque da unidade de montagem de tanque 66. Em particular, no caso de suprimento do gás para o tanque da unidade de montagem de tanque 66, ao mesmo tempo era que o gás armazenado nos recipientes de armazenamento temporário 62 é suprido para o tanque (equilíbrio de pressão), o gás suprido a partir da fonte- de suprimento de gás 65 é comprimido pelo compressor 61 para ser suprido para o tanque, sem passagem através dos recipientes de. armazenamento temporário 62. Assim, no aparelho de enchimento de gás exposto na Referência 1, o suprimento do gas a partir do.s recipientes de armazenamento temporário 62 e o suprimento do gás a partir da fonte de suprimento de g:ás 65 através do compressor 61 são conduzidos ao mesmo tempo; desse modo, um pronto enchimento de gás pode ser realizado, [-.00.03j No aparelho de enchimento de. gá.s exposto na Referência l, o gás é suprido simultaneamente a partir de dois sistemas; portanto, o pronto enchimento de gás pode s.er realizado. Contudo, no suprimento simultâneo do gás a partir dos dois sistemas, um volume do gás comprimido pelo compressor 61 e uma vazão do- gás descarregado a partir de cada um dos recipientes de armazenamento temporário 62 precisam ser ajustados, conforme uma pressão do gás no tanque e uma pressão do gás no armazenamento temporário 62 aumentarem. Portanto, um controle para enchimento do gás para c tanque pelo aparelho de enchimento de gás pode ser compliçado.
[0004] Assim sendo, a presente invenção é feita tendo em vista o aparelho de enchimento de gás convencional mencionado acima, e é objetivado principalmente evitar um controle complicado para enchimento de gás para. um acumulador de pressão por um aparelho de enchimento de gés.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[G0Q.5] De modo a se alcançar o objetivo mencionado anteriormente, de acordo com a presente invenção, uma invenção de aparelho de enchimento de gás inclui uma passagem de fluxo de gás que inclui uma extremidade de fluxo de entrada à qual .uma fonte de suprimento de gás é conectável e uma extremidade de fluxo de salda à qual um acumulador de pressão é conectável, um compressor conectado à passagem de fluxo de gás, uma porção de armazenamento conectada à passagem de fluxo de gás, e uma porção de controle de operação para execução de um controle para uma primeira operação de enchimento com compressão, na qual um gás suprido a partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada ê comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída, e uma segunda operação de enchimento com compressão, na qual o gás armazenado na porção eie armazenamento é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de salda, a porção de controle de operação sendo configurada para conduzir a primeira operação de enchimento com compressão até uma pressão do gás na extremidade de fluxo des saída ou uma pressão correspondente à pressão do gás na extremidade de fluxo de saída atingir uma pressão predeterminada, e para condução de um controle para mudança da primeira operação de enchimento com compressão para a segunda operação de enchimento cora compressão, quando a pressão do gás na extremidade de fluxo de saída ou a pressão correspondente à pressão do -gás na extremidade de fluxo de saída tiver atingido a pressão predeterminada.
[0006] Na presente invenção, a primeira operação de enchimento com compressão é conduzida e, depois disso, é mudada para a segunda operação de enchimento com compressão. Isto é, no caso de suprimento do gás para o acumulador de pressão, o suprimento do gás a partir da fonte de suprimento de gá:s o o suprimento do gás a partir da porção de armazenamento não são conduzidos ao mesmo tempo. Portanto, um controle complicado para enchimento do gás para o acumulador de pressão pelo aparelho de enchimento de gás pode ser evitado, Além disso, a primeira operação de enchimento com compressão é conduzida até a pressão do gás na extremidade de fluxo de saída ou a pressão correspondente à pressão do gás na extremidade de fluxo de saída atingir a pressão predeterminada. Depois disso, a primeira operação de enchimento com compressão é mudada para a segunda operação de enchimento com compressão; portanto, uma mudança de aumento de pressão do gás no compressor pode ser reduzida, Como resultado, o compressor pode ter o tamanho diminuído. Isto é, o número de estágios de compressor de uma câmara de compressor do compressor pode ser reduzido; portanto, um compressor menor p od e s e r adot a do, [0007] Aqui, na segunda operação de enchimento com compressão, em um caso em que uma relação da pressão do gás na extremidade de fluxo de saída em relação a urna pressão do gás na porção de armazenamento ou a pressão do gás na porção de armazenamento satisfaz a uma condição com. ba.se em. um limite o qual é regulado de forma preliminar para cada unia dentre a relação e a pressão do gás na porção de armazenamento, a porção de controle de operação pode conduzir uma operação de armazenamento para armazenamento do gás na porção de armazenamento com base na relação ou na pressão do gás na porção de armazenamento.
[0008] Em uma configuração como essa, na segunda operação de enchimento com compressão para suprimento do gás a partir cia porção de armazenamento para o acumulador de pressão, a operação de armazenamento é conduzida em um caso ern que a pressão do gás na porção de armazenamento é diminuída de acordo com o suprimento do gás. Portanto, a pressão do gás na porção de armazenamento pode ser obtida para ser igual a ou maior do que um valor predeterminado. Corno resultado, uma relação de compressão no compressor pode ser reduzida, e o compressor pode ter o tamanho diminuído, Sm outras palavras, o número de estágios de compressão da câmara de compressão do compressor pode ser reduzido; portanto, um compressor menor pode ser adotado, [0009] A passagem de fluxo de gás inclui uma primeira passagem de fluxo na qual uma primeira válvula liga-desliga é disposta, e a qual conecta a extremidade de fluxo de entrada a urna porção de sucção do compressor, uma segunda passagem de fluxo na qual uma segunda válvula liga-desliga é disposta e a qual conecta uma porção de descarga do compressor à porção da armazenamento, uma terceira passagem de fluxo na qual uma terceira válvula liga-desliga é disposta e a qual conecta a segunda passagem de fluxo à extremidade de fluxo cie saída, e uma quarta passagem de fluxo na qual uma quarta válvula liga-desliga é disposta e a qual conecta a porção de armazenamento â porção de sucção do compressor, de modo que a porção de armazenamento e a porção de sucção sej-am comunicadas com cada outra. Em um caso como esse, quando da condução da segunda operação de enchimento com compressão, a porção de controle de operação permite que as quarta e terceira válvulas liga-desliga sejam abertas e permite que as primeira o segunda válvulas liga-desliga sejam fechadas, [0010] De acordo com a presente invenção, um aparelho de enchimento de gás incluí uma passagem de fluxo de gás incluindo urna extremidade de fluxo de entrada à qual um8 fonte de suprimento de gás é coneciável a uma extremidade de fluxo de saída à qual um acumulador de pressão é conectável, um primeiro compressor conectado à passagem de fluxo de gás, e uma porção de armazenamento conectada à passagem de fluxo de gás, o aparelho de enchimento de gás conduzindo uma operação de armazenamento na qual um gás a partir de uma fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada é suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento, uma operação de enchimento com pressão diferencial na. qual o gás armazenado na porção de armazenamento é descarregado a partir da extremidade cie fluxo de salda por uma diferença entre uma pressão· do gás armazenado na porção cie armazenamento e uma pressão do gás no acumulador de pressão ou urna pressão correspondente á pressão do -gás no acumulador de pressão, e uma operação cie enchimento com compressão na qual o gás armazenado na porção de armazenamento é comprimido pelo primeiro compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída, o aparelho de enchimento de gás mudando para a operação de enchimento com compressão, após a operação de enchimento cora pressão diferenciai, [0011] Na presente intenção, a operação de enchimento com pressão diferencial é conduzida e, depois disso, mudada para a operação cie enchimento com compressão. Então., o gás é comprimido pelo primeiro compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída. Isto é, no caso de suprimento do gás para o acumulador de pressão, o suprimento de gás pelo uso da diferença de pressão e o suprimento de gás pelo uso da compressão pelo primeiro compressor não são conduzidos ao mesmo tempo. Portanto» um controle complicado para enchimento do gás no acumulador de pressão pelo aparelho de enchimento de gás pode ser evitado. Além disso, a operação de enchimento com compressão peco uso cia compressão do primeiro compressor é conduzida após a operação de enchimento com pressão diferencial pelo uso da diferença entre a pressão do gás· na porção de armazenamer.to e a pressão do gás no acumulador de pressão é conduzida; portanto, o gás com uma pressão correspondente aproximadamente a ou maior do que a pressão do gãs na porção de armazenamento pode ser suprido .para o acumulador de pressão, enquanto o primeiro compressor é comprimido pelo primeiro compressor; desse modo., uma faixa de aumento de pressão- do gás no primeiro compressor pode ser reduzida. Portanto, o primeiro compressor pode ter o tamanho diminuxdo. isto é, o número de estágios de compressão de uma câmara de compressão do primeiro compressor pode ser reduzido; portanto, um compressor menor pode sei adotado.
[0012] O aparelho de enchimento de gás ainda inclui um compressor disposto err paralelo com o primeiro compressor na passagem de fluxo de gás. Em um caso como esse, uma operação de ressuprímento na qual na operação de enchimento com pressão diferencial e na operação de enchimento com compressão o gás enviado a partir da fonte de suprimento de gás ê comprimido pelo segundo compressor para ser armazenado ;,a porção de armazenamento é conduzido, e, na operação de arçazenamento, o gás suprido a partir da fonte de suprimento de gás é comprimido pelo primeiro compressor e pe.:u segundo compressor para ser armazenado na porção de armazenamento.
[0013] Era urna configuração como essa, o segundo compressor para compressão do gãs a ser introduzido na porção de armazenamento e o primeiro compressor para compressão do gás descarregado a partir da porção de armazenamento são providos. Portanto, o gás pode ser suprido a partir da fonte de suprimento de gás para a porção de armazenamento, enquanto o gás da porção de armazenamento está sendo preenchido para o acumulador de pressão. Consequentemente, mesmo em um caso em que a capacidade da porção de armazenamento é grande ou o volume de enchimento do gás requisitado a partir do acumulador de pressão é grande, o aparelho de enchimento de gás pode operar continuamente.
[0014] 0 aparelho de enchimento de gás ainda inclui uma porção de controle de operação sendo provida com um pri.melro detector de pressão para detecção da. pressão do gás na porção de armazenamento ou urna pressão correspondente à pressão do gás na porção de armazenamento e um segundo detector de pressão para detecção da pressão do gás na extremidade de fluxo de saída ou a pressão correspondente â pressão do gás na extremidade de fluxo de saída. Em um caso corno esse, quando uma diferença de pressão obtida a partir de um valor de detecção do segundo .lar^í" f \ y* riô nriac Q.ílr% i.im tra Ί γ* rlí£& ir§es»irp»f*fí rd r* 4 rn . U* V*"' -Aü. Ό*’'·’ V** OU ■ tvO ***£' v**' C.** 'W*. *. *>*· * ' *»*. aw>4;. ç**- U*-- ' «m#***·* -**»** V*. SÇ. "*->■. X-’* detector de pressão é igual a ou menor do que um valor predeterminado regulado preliminar, a porção de controle de operação muda a operação de enchimento com pressão diferencial para a operação de enchimento com compressão .em um estado era que o número de rotações do primeiro c om p r e·s s o r é a umen t ado . í 0015 ] Em uma configuração como essa, no caso em. que diferença de pressão obtida a partir do valor de detecção do segundo detector de pressão para detecção cia pressão do gá.s na extremidade de fluxo de saída e o valor de detecção do primeiro detector de pressão para detecção da pressão do gás na porção de armazenamento é igual a ou menor do que um valor predeterminado, o número de rotações do primeiro compressor é aumentado; desse modo, uma pressão (uma vazão) do gás descarregado a partir do primeiro compressor é ligeiramente aumentada. Assim sen.dc, com respeito ao suprimento do gás para o acumulador de pressão, por exemplo, uma relação entre o tempo de enchimento e uma pressão alvo (ou urna vazão alvo.) pode ser definida. Mesmo neste caso, uma pressão (ou quantidade) do gás suprido para q acumulador de pressão pode. ser impedida de cair com respeito à pressão alvo (ou à vazão alvo) no momento de transição a partir da operação de enchimento com pressão diferencial para a operação de enchimento com compressão.
[0016] De acordo com a presente invenção, um aparelho de enchimento de gás inclui uma passagem de fluxo de gás que inclui uma extremidade de; fluxo de entrada à qual. uma fonte de suprimento de gás é coneot é vel e uma extremidade de fluxo de saída â qual um acumulador de pressão é conectavel, um compressor conectado à passagem de fluxo de gás, uma porção de armazenamento conectada à passagem de fluxo de gás, e uma porção de controle de operação a qual pode executar um controle P«ra condução de uma operação de armazenamento na qual o gás a partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada é suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento e uma operação de enchimento com pressão diferencial na qual o gás armazenado na porção cie armazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo cie saída por uma diferença entre uma pressão do gás na porção de armazenamento e uma pressão do gás no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente à pressão do gás no acumulador de pressão, a porção de controle de operação sendo configurada para executar um controle na operação de armazenamento para condução de uma primeira operação de armazenamento, na qual o gás a partir da fonte de suprimento de gás é arma zenado através do compressor paxa a porção de armazenamento e uma segunda operação de armazenamento, na qual o gás armazenado na porção cie armazenamento pela primeira operação de armazenamento è enviado para o compressor e é comprimido pelo compressor para ser: armazenado na porção de arm aze name nt o, [0017j Em uma configuração como essa, a operação de armazenamento é dividida nas primeira e segunda operações de armazenamento. Portanto, em primeiro lugar, a pressão do gás na porção de armazenamento é aumentada para uma primeira pressão predeterminada na primeira operação de armazenamento; após isso, a. pressão do gás na porção de armazenamento pode ser: aumentada a partir cia primeira pressão predeterminada para uma segunda pressão predeterminada pela segunda operação de armazenamento. Como resultado, em comparação com urna. configuração na qual a pressão do gás na. porção de armazenamento é aumentada diretamente para a pressão predeterminada (correspondente à segunda pressão predeterminada), uma faixa cie aumento de pressão cio gás no compressor pode ser reduzida. Além disso, o gás é preenchido para o acumulador cie pressão pela operação de enchimento com pressão diferencial; portanto, um controle complicado para enchimento do gás no acumulador de pressão pelo aparelho de enchimento de gás pode ser evitado, [0018] Aqui, a porção de armazenamento inclui uma primeira porção de tanque e uma segunda porção de tanque. Em um caso como esse, a porção de controle de operação é configurada para execução de um controle para a segunda operação de armazenamento, em que o gás armazenado na primeira porção de tanque é comprimido pelo compressor para s e r armaze n a do na s eg unda po r çã o de t anque, [0019] Em uma configuração couto essa, no caso em que o gás armazenado na porção de armazenamento é comprimido pelo compressor e o gás comprimido é retornado para a porção de armazenamento, o gás comprimido pode ser efetivamente armazenado na porção de armazenamento.
[0020] De acordo com a presente invenção, um método para enchimento de gás, o método para suprimento do gás para um acumulador de pressão conectado a uma extremidade de fluxo de salda de unia passagem de fluxo cie gás à qual um compressor e uma porção de armazenamento são conectados, o método incluindo as etapas de: uma primeira operação de enchimento com compressão na qual o- gás suprido a partir de uma fonte de suprimento cie gás conectada a urna extremidade de fluxo de entrada da passagem de fluxo de gás é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída., e uma segunda operação de enchimento com compressão a qual é conduzida após a etapa de condução da primeira operação de enchimento com compressão e em que o gás arma-zenado na porção de armazenamento é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída.
[0021] Na etapa de condução da segunda operação de enchimento com compressão, em um caso em que uma relação de urna pressão tio gás na extremidade de fluxo de salda em relação a uma pressão ao gás na porção de armazenamento ou a pressão do gás na porção de armazenamento satisfaz a urna condição cora base em um limite o qual é um limite regulado de forma preliminar para cada uma dentre a relação e a pressão do gas na porção de armazenamento, a operação cie armazenamento para armazenamento do gás na porção de armazenamento e conduzida, cem. base na relação ou na pressão d o gás n a porç ão de a rmazenamento.
[0,022] De acordo com a presente invenção, um método para enchimento de gás, o método para suprimento do gás para um acumulador' de pressão conectado a uma extremidade de fluxo de saída de uma passagem de fluxo de gás a qual um. compre-ss.pr e urna porção de armazenamento são conectados, o método incluindo as etapas de: uma operação de enchimento çom pressão diferenciai na qual o gás armazenado na porção de arnazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo cie soida por uma diferença entre uma pressão do gás na porção de armazenamento e uma pressão cio gas no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente à pressão do gás no acumulador de pressão., e uma operação de enchimento com compressão a qual é conduzida após a etapa de condução da. operação de enchimento com, pressão diferencial e em que o gás armazenado na porção de armazenamento é comprimido pelo compressor para sei: descarregado a partir da e-xtremidade de fluxo de saída.
[0023] Quando uma diferença de pressão obtida a partir de um valor de detecção detectado por um segundo detector de pressão para detecção de uma pressão do gás na extremidade de fluxo de saída ou uma pressão correspondente à pressão do gás na extremidade de fluxo de saída e um valor de detecção detectado por um primeiro detector de pressão para detecção da pressão do gás na porção de armazenamento ou a pressão correspondente à pressão do gás na porção da armazenamento é igual a ou menor do que um valor predeterminado regulado prelimínarmente, a operação de enchimento com pressão diferencial muda para a etapa de condução da operação de enchimento com compressão, enquanto o número de rotações do compressor é aumentado.
[0024] O método para enchimento do gás ainda inclui uma etapa de uma operação de armazenamento na qual o gás a partir d.a fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada da passagem de fluxo de gás é. suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento.
[0025] De acordo com a presente invenção, um método para enchimento de gás, o método para suprimento do gás para um acumulador de pressão, conectado a urna extremidade de fluxo de saída de uma passagem de fluxo de gás à qual um compressor e urna porção de armazenamento são conectados, o método incluindo as etapas de: uma operação de armazenamento na qual o gás a partir da. fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada da passagem de fluxo de gás é suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento, e uma operação de enchimento eorn pressão diferencial na qual o gás armazenado na porção de armazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo de salda por uma diferença de uma pressão do gás n.a porção de armazenamento e uma pressão do gás no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente à pressão do gás no acumulador de pressão, em. que a etapa de condução da operação de armazenamento inclui as etapas de uma primeira operação de armazenamento, na qual o gás é suprido a partir da fonte de suprimento de gás através do compressor para ser armazenado na porção de armazenamento e uma segunda operação de armazenamento, na qual o gás armazenado na porção de armazenamento pela primeira operação de armazenamento é enviado para o compressor e é comprimido pelo compressor para ser armazenado na porção de a rmazenamento.
[0026] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, um controle complicado para o enchimento do gás no acumulador de pressão pelo aparelho de enchimento de gás pode ser evitado.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS f 0 0 2-7 ] N o s d e. s e n h o. s a s e g u i r : [0028] a figura 1 é uma vista que ilustra e squema ti carne rvte uma configuração inteira de urn aparelho de enchimento de gás de acordo com uma primeira modalidade da p r e s e .η t e i n v e n ç ã o ;
[002 9] a figura 2 é urn f iuxograma que descreve um rnétodo para enchimento de gás pelo aparelho de enchimento de gás de acordo com a primeira modalidade da presente invenção;
[ 0030] a figura 3 é uma vista que ilustra esquematicamente urna configuração inteira do aparelho de enchimento de gás de acordo com uma segunda modalidade da Ρ.γ·*£Ά ςαη t" #3 i r*"%?Pfif-ãô í . e*-* ·»**# o** u. c *w -m. ***** * *.· v»*.· c*** p [0031] a figura 4 é um fluxo gr ama que descreve as operações de armazenamento, enchimento com pressão diferencial e enchimento com compressão pelo aparelho de enchimento de gás de acordo com a segunda modalidade da p re s e n t e í nve nç ã o;
[0032] a figura 5 é um f luxograma que ilustra uma operação de ressuprimento pelo aparelho de enchimento de gás de acordo com a segunda modalidade da presente invenção;
[0033] a figura 6 é um f luxograma que descreve as operações de armazenamento, enchimento com pressão diferencial e enchimento com compressão pelo aparelho de enchimento de gás de acordo com um exemplo modificado da. segunda modalidade da presente invenção;
[0034] a figura 7 é uma vista que ilustra esquematicamente uma configuração inteira do aparelho de enchimento de gás de acordo com uma terceira modalidade da presente ínvenção;
[0035] a figura 8 é um fluxograma que descreve as operações de armazenamento e de enchimento com pressão diferencia.! pelo aparelho de enchimento de gás de acordo com a terceira modalidade da presente invenção;
[0036} a figura 9 é urna vista que ilustra esquematicamente uma configuração inteira, do aparelho de enchimento de gás de acordo com um. exemplo modificado da terceira modalidade da presente invenção; e [ 0037 J a figura 10 é uma vista que ilustra esquematicamente urna configuração inteira de um aparelho de enchimento de gás convencional.
DESCRIÇÃO..DAS.MODALIDADES PREFERI DAS
[0038] As modalidades preferidas da presente invenção serão descritas aqui adiante em detalhes com r e f e r ê n c i a a o s de s einho s .
[ Pr irneira Medalidade] Í0039] Conforme ilustrado na figura 1, um aparelho de enchimento de gás 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção serve para o enchimento de gás hidrogênio (gás.) nos acumuladores de pressão 12a, 12b dispostos em uma estação de hidrogênio, por exemplo, servindo como um posto de enchimento de gás hidrogênio. 0 gás hidrogênio tendo uma pressão predeterminada regulada preliminarmente é armazenado nos acumuladores de pressão 1.2a, 12b. Um distribuidor não mostrado é conectado aos acumuladores de pressão 12a, 12b, e o gás hidrogênio armazenado nos acumuladores de pressão 12a, 1.2b é suprido através do distribuidor para um veiculo de célula de combustível correspondente a uma unidade de montagem de tanque, [0040] O aparelho de enchimento cie gás 10 é provido com uma passagem de fluxo de gás 1.6 para distribuição do gás hidrogênio, um compressor 18 para a. passagem de fluxo de gás 1.6, uma porção de armazenamento 20 conectada à passagem de fluxo de gás 16 e um controlador 22. A porção de armazenamento 20 é configurada por um único recipiente ou por recipientes plurais.
[ 0.041] A passagem de fluxo de gás 16 incluí uma primeira passagem de fluxo 16a, uma segunda passagem de fluxo 16b, uma terceira passagem -de fluxo 16c e uma quarta passagem de fluxo 16d.
[0042] Uma extremidade de fluxo de entrada 1 €e à qual urna fonte de suprimento de gás 25 é conectável é disposta em uma extremidade a montante da primeira passagem de fluxo 16a. Uma extremidade a jusante da primeira passagem de fluxo l€a é conectada a uma. porção de sucção do compressor 18. Isto é, a primeira passagem de fluxo 16a conecta a extremidade de fluxo de entrada 16e à porção de sucção do compressor 18, Uma primeira válvula liça-desliga VI e uma válvula de retenção 26 são dispostas na primeira passagem de fluxo 16a, A válvula de retenção 2-6 permite urn fluxo apenas na direção a partir da extremidade de fluxo de entrada 16e para a porção de sucção do compressor 18 (o para a porção de armazenamento 20).
[0043] Uma extremidade da segunda passagem de fluxo 16b é conectada a uma porção de descarga do compressor 18, enquanto a outra extremidade da segunda passagem de fluxo 1.6b é conectada à. porção de armazenamento 20. Isto é, a segunda passagem de fluxo 16b conecta a porção de descarga do compressor 18 à porção de armazenamento 20. Uma segunda válvula líga-desliga V2 é disposta na segunda passagem de fluxo 16b, Além disso, uma válvula cie retenção ou similar pode ser disposta na segunda passagem de fluxo 16b, de modo a se evitar um fluxo reverso do gãs hidrogênio. Da mesma forma, uma válvula de retenção ou similar pode ser disposta na terceira passagem de fluxo 16c e na quarta passagem de fluxo 1 6d, e, da mesma forma, em cada passagem de fluxo em uma outra modalidade da presente invenção.
[0044] Em uma extremidade., a terceira passagem de fluxo 16c é conectada a uma porção em um lado de montante da segunda válvula liga-desliga V-2 na segunda passagem de fluxo 16b, A terceira passagem de fluxo 16c é dividida em sua corrente média em. passagens de fluxo de ramificação plural 16f, l€g servindo como primeira e segunda passagens de fluxo de ramificação (duas porções na figura .1) . Uma extremidade de fluxo de salda 16h ã qual cada um cios acumuladores de pressão 12a, 12b ê çonectável é disposto em uma extremidade a jusante de ca cia uma das passagens de fluxo de ramificação lo.f, 16g. Isto é., a extremidade de fluxo de saída 16h à qual cada um dos acumuladores de pressão 12a, 12b é coneotável é disposta na outra extremidade da terceira passagem de fluxo 16c. As terceiras válvulas liga-desliga V3 são dispostas nas passagens de fluxo de ramificação 16f, 16g, re.spect ivamente.
[•0.04.51 Além disso, a terceira passagem de fluxo 16c não está limitada a essa configuração quanto a ser dividida na corrente média em ramificações plurais. Alternativamente, a terceira passagem de fluxo 16c pode ser configurada para se estender sem ser dividida nas ramificações e para ser provida com uma única extremidade de fluxo de saída. 16h. Neste caso, a terceira passagem de fluxo 16c é configurada para ser provida com a única terceira válvula liga-desliga ”3.
[.00-4.6] O gás hidrogênio, por exemplo, de 90 MPa é armazenado em cada um. dos acumuladores de pressão 1.2a, 12b. Além disso, cada acumulador de pressão 12a, 12b pode ser configurado de modo a armazenar o gás hidrogênio de um nível, de pressão diferente, [0047] Urna extremidade da quarta passagem de fluxo 16d é. conectada à porção de armazenamento 20, enquanto a outra extremidade da quarta passagem de fluxo 16d é conectada a uma porção entre a primeira válvula liga-desliga VI {ou a extremidade de fluxo de entrada 16e) e a porção de sucção do compressor 18 na primeira passagem de fluxo 15a. Isto é, a quarta passagem de fluxo 16d conecta a porção de armazenamento 20 e a porção de sucção do compressor 18, de modo que a porção de armazenamento 20 e a porção de sucção do compressor 18 sejam comunicadas com cada outra. Urna quarta válvula 1 iga-desli.ga V4 é disposta na quarta passagem, de fluxo 16d.
[004.8] A fonte de suprimento de gás 25 é, por exemplo, uma lata de gás preenchida com gás hidrogênio, um sistema de fabricação de gás hidrogênio, urn gás hidrogênio de distribuição de tubo de gás, ou similar. O gás hidrogênio, por exemplo, de 1 MPa ou mais baixo é suprido a partir da. fonte de suprimento de gás 25.
[0019] O compressor 18 è configurado por um compressor alternativo o qual roda uma árvore de irt.an.iveIas (não mostrada) acionada por um motor (não mostrado), desse modo alternando um pistão. Além disso, o compressor 18 não está limitado ao compressor alternativo e pode ser configurado por urn tipo diferente de um compressor do compressor a.1.t er nat i vo .
[0050] Om sinal extraído a partir de urn primeiro sensor (um primeiro detector de pressão) 31 para detecção de uma pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 e um sinal extraído a partir de um segundo sensor (um segundo detector de pressão) 32 para detecção de uma pressão do gás hidrogênio na extremidade de £ Luxe de sarda 16h são introduzidos no controlador 22.
[0051.1 Um programa o qual executa um controle de operação para o aparelho de enchimento de gás 10 é armazenado no controlador 22, e o controlador 22 executa o programa para exercer uma função predeterminada„ Pelo menos uma porção de controle de operação 22a e uma porção de controle de mudança de operação 22b são incluídas na função d o o o n t r o1ador 2 2, [0052] A porção de controle de operação 22a executa um controle para condução de uma operação de armazenamento, na qual o gás hidrogênio é suprido a partir da fonte de suprimento de gás 2:5 para a porção de armazenamento 2-0 para ser armazenado ali, A operação de armazenamento é uma operação na qual o gás .hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento de gãs 25 é comprimido pelo compressor 18 e o gás comprimido é armazenado na porção de armazenamento 20. Durante a operação de armazenamento, a primeira válvula liga-desliga VI e a segunda válvula liga-desliga V2 são abertas, enquanto as terceiras válvulas liga-desliga V3 e a quarta válvula liga-desliga V4 estão fechadas.
[.0 0 53] Ά1 éiTi d isso, a p o r ç â o d e c o n t r o 1 e d e op e r a ç ã o 22a executa um controle para condução de uma operação de enchimento na qual o gás hidrogênio é comprimido pelo compressor 18 para ser suprido para os acumuladores de pressão 12a, 12b. ?\ operação de enchimento inclui um casc em. que o gás hidrogênio é suprido apenas para uma porção dos acumuladores de pressão 12a, 12b e um caso em que o gás hidrogênio é suprido para todos os acumuladores de pressão 12a, 12b. No caso de suprimento do gás hidrogênio apenas para uma porção dos acumuladores de pressão 12a, 12b, uma das terceiras válvulas liga-desliga V3 está aberta, enquanto a outra das terceiras válvulas- liga-desliga V3 está fechada. No caso de suprimento do gás hidrogênio para todos os acumuladores de pressão 12a, 12b, todas as terceiras válvulas liga-desliga V3 estão abertas e, da mesma forma, em uma terceira modalidade da presente invenção a qual é descrita abaixo.
[005 4] A operação de enchimento inclui primeira e segunda operações de enchimento com compressão. A primeira operação de enchimento com compressão é uma operação na qual o gás hidrogênio suprido a partir -da fonte de suprimento -dei gás 25 conectada à extremidade de fluxo de entrada 16e é comprimido pelo compressor ,18 para ser descarregado a partir da. extremidade de fluxo de saída 16h. Durante a primeira operação de enchimento com compressão, a primeira válvula liga-desliga VI está aberta, enquanto a segunda válvula liga-desliga V2 e a -quarta válvula liga-desliga V4 estão fechadas. A segunda operação de enchimento com compressão é uma operação na qual o gás hidrogênio armazenado na porção de armazenamento 20 é comprimida pelo compressor 18 para ser descarregada a partir da extremidade de fluxo de saída 16h. Durante a segunda operação -de enchimento com compressão, a quarta válvula liga-desliga Vi está aberta, enquanto a primeira válvula liga-desliga VI e a segunda válvula liga-desliga V2 estão fechadas.
[005 5] A porção de controle d-e mudança de operação 22b comanda a Porção de controle de operação 22a para mudar da primeira Pperaç-ão de enchimento com compressão para a segunda oper s. a^a° de enchimento com compressão. Em P a r -t i c u 1 ar, a Porção de controle de mudança de operação 22b detecta val0r ■ detecção detectados pelo primeiro sensor 31 e pelo sea,1Ti , $«uuo sensor 32, e comanda a porção de controle de operação -ca para mudar da primeira operação de enchimento r--irr. ' ITI compressão para a segunda operação de enchimento Com - - , , , , compressão, quando o valor de detecção detectado ceio 1 , AO segunao sensor 32 for igual a ou maior do ur“ v 31 ° r predeterminado regulado preliminarmente. 0 valor predeterminado é regulado, por exemplo, para em torno de 25 MPa a 45 MPa (por exemplo, 45 MPa na figura 2} . Ά porção de controle de operação 22a. recebe um comando a partir d« porção de controle de mudança de operação 22b para execução de um controle para mudança da primeira o p e i" a ç a o d e e n c i ι i me n t o c om c omp ressão para a segunda operação de enchimento com compressão. (0056] Além disso, em um caso em que uma relação da pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saida 161« para a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 atingiu um valor igual a ou maior do que um valor regulado preliminarmente na segunda operação de enchimento com compressão, a porção de controle de mudança de operação 22b comanda a porção de controle de operação 22a para parar a operação de enchimento com compressão para mudar da segunda operação de enchimento com compressão para a operação de armazenamento. Em particular, em um caso em qua P-2/.P1 que é uma. relação de um valor cie detecção P2 do segundo sensor 32 em relação a um valor de detecção PI do primeiro sensor 31 atingiu um valor igual a ou maior do que um limite de relação de compressão Pr durante a segunda operação de enchimento com compressão, a porção de controle de mudança de operação 22b comanda a porção de controle de operação 22a para mudança da segunda operação de enchimento com compressão para a operação de armazenamento. O limite de relação de compressão Pr é um valor de limite de uma relação de compressão a qual é regulada quando o compressor 18 é projetado, e é regulado com base em uma relação de compressão a qual é admissível quando o gás hidrogênio é comprimido para uma pressão alvo (per exemplo, em torno de 90 MPa) . Portanto, em um caso exrt que a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 pode ser comprimida pelo compressor 18 para a pressão alvo no limite de relação de compressão Pr, a segunda operação de enchimento com compressão é conduzida. Por outro lado, por exemplo, a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 é comprimida uniformemente pelo compressor 18, mas é diminuída até uma extensão em que a pressão do gás hidrogênio na porção^ de armazenamento 2-0 está abaixo do limite de relação de compressão Pr e não pode atingir a pressão alvo. Neste caso, a porção de controle de mudança de operação 22b comanda a porção de controle de operação 2.2a para mudar da segunda operação de enchimento com compressão para a operação de armazenamento. Assim, quando a porção de controle de operação 22a recebe esse comando a partir da porção de controle de mudança de operação 22b, a porção de controle de operação 22a para a segunda operação de enchimento com compressão para execução da operação de armazenamento para armazenamento do fluido hidráulico suprido a partir da fonte de suprimento de gás 25 na porção de armazenamento 20.
[0057] Aqui, um controle de operação do aparelho de enchimento de gãs 10 de acordo com a primeira modalidade é descrito. O aparelho de enchimento de gás 10 opera conforme se segue; desse modo, um método para enchimento de g.á-s para enchimento dos acumuladores de pressão 12a, 12b com o gás hidrogênio é implementado (o método será referido aqui adiante corro um método para enchimento de gás) .
[0058] Conforme ilustrado na figura 2, o método para enchimento de gás inclui uma etapa (etapas ST1 a ST7) para condução da operação de armazenamento, uma etapa (etapa 572) para condução da primeira operação de enchimento cora compressão, e urna etapa, (etapa ST 4) para condução da operação de enchimento com compressão. A operação de armazenamento inclui uma operação de armazenamento antes do enchimento (etapa ST1), na qual a gás hidrogênio é suprida para a porção de armazenamento 20, antes de o aparelho de enchimento de gás 10 começar uma operação para suprimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b, e uma operação de armazenamento após o enchimento (etapa ST7) em que o suprimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b é começado e, depois disso, é têmpora riamente parado e, então, o gás hidrogênio é suprido para a porção de armazenamento 20.
[00.59] Na operação de armazenamento antes do e n c h i me n t o d a e t a p a. ST 1, a prime i r a. v á 1 v u 1 a 1 i q a - d e s 1 i g a VI e a segunda válvula liga-desliga V2 estão abertas, enquanto as tercei ras válvulas liga-desliga V1 ¢-. a q11arta vá 1 v·«sIa liga-desliga V4 estão fechadas, e o compressor 18 é acionado. Além disso, o gás hidrogênio introduzido na passagem de fluxo de gás 16 a partir da fonte de suprimento de gás 25 conectada à extremidade de fluxo de entrada 16e da primeira passagem de fluxo 16a é suecionado a partir da p r i mei r a p as s a g em d e f1uxo 1 6 a para o compressor 18 e é comprimido pelo compressor 18 é introduzido através da segunda passagem de fluxo 16b para a porção de armazenamento 20. Quando a pressão (o valor de detecção Pl) detectado pela primeiro sensor 31 tiver atingido um valor predeterminado regulado preliminarmente (por exemplo, 45 MPa), a operação de armazenamento antes do- enchimento tõ Θ',ΙΓΓί! Α,ΪΙ â [00601 Quando urn comando de suprimento de gás a partir do distribuidor é recebido, a primeira operação de enchimento com compressão {etapa ST2) para suprimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b é começada. Na primeira operação de enchimento com compressão, o gás hidrogênio pode ser suprido para um dos acumuladores de pressão 12a, 12b ou para ambos os acumuladores de pressão 12a, 12b, em resposta ao comando de suprimento de gás. Aqui, um caso de suprimento do gás hidrogênio para o primeiro acumulador de pressão 12a é descrito. Na primeira operação de enchimento com compressão deste caso, a terceira válvula liga-desliga V3 disposta na primeira passagem de fluxo de ramificação 16f à qual o primeiro acumulador de pressão 12a. é conectado está aberta, enquanto a terceira válvula liga-desliga V3 disposta na segunda passagem de fluxo de ramificação 16g à qual o segundo acumulador de pressão 12b é conectado está fechada.
[0061] Na primeira operação de enchimento com c omp r e s s ã o, o c omp r e s s o- r 1 8 é a c i o n a d o, A i n d a, na p r i me í r a operação de enchimento com compressão, a primeira válvula liga-desli.ga VI está aberta, enquanto a quarta válvula 1iga-desliga vi e a segunda válvula líga-desliga V2 estão fechadas. Portanto, o gás hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento· de gás 25 para a passagem de fluxo de gás 16 é succ.io.nado através da primeira passagem de fluxo 3.6a para o compressor 18. O gãs hidrogênio comprimido no compressor 18 é descarregado a partir; da extremidade de fluxo de saída 16h da terceira passagem de fluxo 16c para ser preenchido no primeiro acumulador de pressão- 12a.
[0062] Na primeira operação de enchimento com compressão, a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de salda 16h é monitorada pelo segundo sensor 32 (etapa ST3). Além disso, é determinado na etapa ST 3 se a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saída lõh (o valor de detecção P2 do segundo sensor 32) atingiu o valor predeterminado regulado prelíminarmente (por exemplo, 4-5 MPa na figura 2) . Quando a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saída 16h atingiu o valor predeterminado, a primeira operação de enchimento com compressão muda para a segunda operação de enchimento com compressão (a etapa ST3 muda par a etapa ST4) . Além disso, um valor igual a ou maior do que um limite inferior Prrtin é dese j a velruente adotado corno o valor predeterminado, O limite inferior Pmin é o valor obtido pela divisão da. pressão alvo pelo limite de relação de compressão Pr.
[0063] Na segunda operação de enchimento com compressão, com na primeira operação de enchimento com compressão, a terceira válvula líga-desliga V3 disposta, na primeira passagem de fluxo de ramificação 16f à qual o primeiro acumulador de pressão 12a é conectado está aberta, enquanto a terceira válvula liga-desliga V3 disposta na segunda passagem de fluxo de ramificação 16g à qual o segundo acumulador de pressão 12b é conectado está fechada, Ainda, na segunda operação de enchimento com compressão, a quarta válvula liga-desliga Vi está aberta, enquanto a primeira válvula liga-desliga VI e a segunda válvula liga-desliga V2 estão fechadas. Portanto, o gás hidrogênio succionado a partir da porção de armazenamento 20 através da quarta passagem de fluxo 16d e da primeira passagem de fluxo 16a para o compressor 18 é comprimido pelo compressor 18. Este gás hidrogênio é descarregado a partir do compressor 18 para ser preenchido através da terceira passagem de fluxo 16c para o primeiro acumulador de pressão 12a.
[0064] Na segunda operação de enchimento com compressão., a pr.es sã o do gás hidrogênio na. porção de armazenamento 20 é detectada pelo primeiro sensor 31 e a. pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saída 16'ri é detectada pelo segundo sensor 32. Além disso, é determinado na etapa SI;5 se a relação P.2/.P1 do valor de detecção i?2 do segundo sensor 32. (correspondente a uma pressão na porção de descarga do compressor 18} em relação ao valor de detecção PI do primeiro sensor 31 (correspondente a uma pressão na porção de sucção do compressor 18) é menor do que um limite de começo de armazenamento (o limite de relação de compressão Pr na primeira modalidade) . Quando a relação P2./F1 é menor do que ο 1 ί rn 11 e d e c o m e ç o d e a r rn a z e n a m e n t o, a e t: a p a S T 5 m u d a p a r a a etapa ST6.
[0065] Na etapa ST6, a pressão do gá.s hidrogênio na extremidade de fluxo de saida 16h é monitorada pelo segundo sensor 32. Quando o valor de detecção P2 do segundo sensor 32 tiver atingido o valor predeterminado correspondente à pressão alvo (por exemplo, 90 MPa na figura 2), a segunda operação de enchimento com compressão termina.
[0066] Na etapa ST 5 mencionada anteriormente, quando a relação P2/P1 do valer de detecção P2 do segundo sensor 32 em relação ao valor de detecção PI do primeiro sensor 31 é igual a ou .maior do que o limite de começo de armazenamento, a etapa ST5 muda para a etapa ST7. Na etapa ST7, a segunda operação de enchimento com compressão é parada, e a operação de armazenamento após o enchimento é conduzida. A operação de armazenamento após o enchimento da etapa ST7 é similar à operação de armazenamento antes do enchimento da etapa ST1. A operação de armazenamento após o enchimento é uma operação na qual o gás hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento de gás 25 conectada à extremidade de fluxo de entrada 16e da primeira passagem de fluxo 16a é comprimido pelo compressor 18 paira ser armazenado na porção de armazenamento 20. Na operação de armazenamento após o enchimento, a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 é detectada e é determinado na etapa ST8 se o valor de detecção PI do primeiro sensor 31 atingiu o limite inferior Pmin (por exemplo, 45 MPa na figura 2) correspondente o valor predeterminado regulado prelimínarmente- Quando o valor de detecção PI tiver atingido um valor igual a ou maior do que o limite inferior Pmirt na etapa ST8, a operação de armazenamento após o enchimento termina, e a segunda operação de enchimento com compressão é recomeçada depois disso (a etapa ST8 muda para a etapa STi}, Assim, a segunda operação de enchimento cora compressão é conduzida até a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de salda 16h a ti ngi r a pr e s são a1vo, [0067] Conforme descrito acima, na primeira modalidade, a primeira operação de enchimento com compressão é conduzida e, depois disse, mudada para a segunda operação de enchimento com compressão. Isto é, no caso de suprimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b, o suprimento do gás hidrogênio a partir da fonte de suprimento de gás 25 e o suprimento do aás hidrogênio a partir da porção de armazenamento 20 não são conduzidos ao mesmo tempo. Portanto, um controle complicado para enchimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b pelo aparelho de enchimento de gás 1.0 pode ser evitado. Além disse, a primeira operação de enchimento com compressão é conduzida até a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saída 16h atingir urna pressão predeterminada. Depois disso, a primeira operação de enchimento com compressão é mudada para a segunda operação de enchimento com compressão; depois disso, uma faixa de aumento de pressão do gás hidrogênio no compressor 18 pode ser reduzida. Corno resultado, o compressor 18 pode ter o tamanho diminuído. Isto é, o número de estágios de compressão de uma câmara de compressão do compressor 1-8 pode ser reduzido; portanto, um compressor menor pode ser adotado. f S e g u i ί d a Μ o d a 1 i d a d e ] [GO· 6-8:.1 Em seguida, uma segunda modalidade da presente invenção será descrita. Além disso, os mesmos números de referência são atribuídos aos componentes na segunda modalidade os quais são similares àqueles na primeira modalidade, e aqueles detalhes não serão explicados aqui.
[0069] Conforme ilustrado na figura 3, o aparelho de enchimento de gás 10 ae acordo com a segunda modalidade é provido com a passagem de fluxo de gás 16. A passagem de fluxo de gás .16 inclui a primeira passagem de fluxo 16a, a segunda passagem de fluxo 16b, a terceira passagem de fluxo 16c, uma sexta passagem de fluxo 16j e uma sétima passagem de fluxo 16k.
[0070] A extremidade de fluxo de- entrada 16e à qual a fonte de suprimento de gás 25 é conectável é disposta na extremidade a montante da primeira passagem de fluxo 16a. A extremidade a jusante da primeira passagem de fluxo 16a é conectada à porção de sucção do compressor 18. A válvula de retenção 2-6 rs uma válvula de regulagem de fluxo 27 são dispostas na primeira passagem de fluxo 16a. A válvula de regulagem de fluxo 27 é configurada por uma válvula operada elétrica, da -qual um grau de abertura é regulável. Além disso, na segunda modalidade, a primeira válvula ixga-desliga ¥1 é omitida. Mais ainda, na segunda modalidade., a porção de controle de mudança de operação 22b do e o ntro1ador 2 - 2 é omitid a, [ 0.071] Uma extremidade da sétima passagem de fluxo 16-k é conectada a. uma porção de fluxo de salda da porção de armazenamento 20, enquanto a outra extremidade da sétima passagem de fluxo 16k é conectada a uma porção entre a extremidade de fluxo de entrada 16e (ou a válvula de retenção 2.6) e a porção de sucção do compressor 18 na primeira passagem de fluxo 16a. Portanto, o gás hidrogênio descarregado a partir da porção de armazenamento 20 flui através da sétima passagem de fluxo lok, após isso passando a t r a v ê s d a p r i rn e i r a p a ssa g e m d e f 1 u x o 1 6 a p a r a s e r introduzida no compressor 18. Uma sétima válvula ligadas liga V7 é disposta na sétima passagem de fluxo 16k.
[0072] Uma extremidade da sexta passagem de fluxo ISj é conectada à extremidade de fluxo de entrada 16e na primeira passagem de fluxo 16a, enquanto a outra extremidade da sexta passagem de fluxo 16j é conectada a uma. porção de fluxo de entrada da porção de armazenamento 2 Cd [0073] Um compressor 35 diferente do compressor 18 é disposto .na sexta passagem de fluxo 16j. O compressor 35 descarrega o gás hidrogênio em urna pressão de descarga mais baixa do que o compressor 18. Ά partir deste ponto, o compressor 18 e o compressor 35 serão referidos como um primeiro compressor 18 e um segundo compressor 35, respe.ctivamente. O primeiro compressor 18 e o segundo compressor 35 são dispostos em paralelo com cada outro em um percurso que conecta, a extremidade de fluxo de entrada 16e da passagem de fluxo de gás 16 e a porção de armazenamento 20 (isto é, a primeira passagem de fluxo 16a, a segunda passagem de fluxo 16b e a sexta passagem de fluxo 1 6 j } .
[0074] Uma válvula de estrangulamento V6 cs disposta em um lado de montante do segundo compressor 3 5 na sexta passagem de fluxo 16j. Em. um caso em que a pressão do gás hidrogênio suprida a partir do fonte de suprimento de gás 25 é mais alta do que um valor predeterminado·, a válvula de estrangulamento V6 serve para redução da pressão, antes de o gás hidrogênio ser succ.ion.ado para o segundo compressor 3 5 .
[0075] Uma extremidade da segunda passagem de fluxo 16b é conectada à porção de descarga do primeiro compressor 18, enquanto a outra extremidade da segunda passagem de fluxo 16b é conectada a uma porção em um lado de jusante do segundo compressor 35 na sexta passagem de fluxo 16j . Além disso, a outra, extremidade cia segunda passagem de fluxo 16b pode ser diretamente conectada á porção de armazenamento 20 .
[007-6] Uma extremidade da terceira passagem de fluxo 16c é conectada a uma porção em um lado de montante da segunda válvula 1iga-desliga V2 na segunda passagem de fluxo 16b. A extremidade de fluxo de saída 16h à qual o primeiro acumulador de pressão 1.2a é conectável é disposta na outra extremidade da terceira passagem, de fluxo 16c. Além disso, na figura 3, a terceira passagem de fluxo 16c é configurada para ser conectada ao primeiro acumulador de pressão 12a; contudo, pode ser configurada para ser conectada aos acumuladores de pressão plurais da mesma forma que na primeira modalidade. Neste caso, a terceira passagem de fluxo 16c é configurada para ser dividida em sua corrente média em passagens de fluxo plurais.
[0077] A porção de armazenamento 20 inclui recipientes plurais; portanto, o gás hidrogêr.io introduzido na porção de armazenamento 2-0 é armazenado sequenoíalmente nos respectivos recipientes.
[0078] A porção de controle de operação 22a pode executar um controle para condução de uma operação de armazenamento para armazenamento do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 e uma operação de enchimento para enchimento do acumulador de pressão 12a com o gás· hidrogênio.
[.0.079.] Na. operação de armazenamento, o gás hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento de gás 25 ê comprimido por ambos o primeiro compressor 18 e o segundo compressor 35 para serem armazenados na porção de armazenamento 20. Em particular, o segundo compressor 35 é usado para compressão do gás hidrogênio o qual e exclusivamente suprido para a. porção de armazenamento 20. A pressão do gás hidrogênio suprido a partir da fonte de suprimento de gás 25 é, por exemplo, de 20 MPa a 40 MPa.
[00.80] A operação de armazenamento inclui uma operação para enchimento do acumulador de pressão 12a com o gás hidrogênio da porção de armazenamento 20 por ume diferença entre a pressão do gás hidrogênio armazenado na porção de armazenamento 20 e a pressão do gás inerte no acumulador de pressão 12a, e uma operação para. compressão do gás hidrogênio armazenado na porção de armazenamento 20 pelo primeiro compressor 1.8 e preencher o acumulador de pressão com o g-á.s hidrogênio comprimido. A partir deste ponto, de modo a distinguir estas duas operações de enchimento de cada outra, a operação de enchimento pelo uso do diferença entre a pressão na porção de armazenamento 20 e a pressão no acumulador de pressão 12a será referida como urna operação de enchimento com pressão diferencial e a operação de enchimento pelo uso da compressão do gás hidrogênio pelo primeiro compressor 18 será referida como uma operação de enchimento com compress-ão, [0081] Em qualquer uma dentre a operação de enchimento com pressão diferencial e a operação de enchimento com compressão, a sétima válvula liga-des-liga V7 e a terceira válvula liga-desliga V3 estão abertas, enquanto a segunda válvula liga-desliga V2 está fechada. Isto é, embora o gás hidrogênio descarregado a partir da porção de armazenamento 20 passe através do primeiro compressor 18 ern qualquer uma dentre a operação de enchimento com pressão diferencial e a operação de enchimento com compressão, o gás hidrogênio não é substancialmente comprimido no primeiro compressor 18 na operação de enchimento com pressão diferencial, enquanto o gás hidrogênio ê comprimido pelo primeiro compressor 18 na operação de enchimento com compressão. Além disso, durante a operação de enchimento com pressão diferencial, o primeiro compressor 18 está sendo acionado, mas é operado segundo um estado ern que a pressão na porção de sucção é mais alta do que a pressão na porção de descarga. Portanto, o primeiro compressor 18 está em uma operação segundo um estado em que o gás hidrogênio não está substancialmente comprimido.
[00821 Aqui, um controle de operação para o aparelho de enchimento de gás 10 de acordo com a segunda modalidade é descrito. 0 aparelho de enchimento de gás 10 opera conforme se segue; desse modo, um método para enchimento de gás (isto é, o método para enchimento de gás) para enchimento do acumulador de pressão 12a com o oás hidrogênio é implementado.
[00833 Conforme ilustrado na figura 4, o método para enchimento de gás da. segunda modalidade é similar àquele da figura 2, exceto pelas etapas ST2 a ST4 da figura 2, Além, disso, conforme ilustrado na figura 5, uma etapa para condução de uma. operação da res suprimem o {-.etapa ST24.) é incluída na segunda modalidade.
[0084] Ern primeiro lugar, na operação de armazenamento antes do enchimento da etapa ST1, o gás hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento de gás 25 para a sexta passagem de fluxo 16j é regulado pela válvula de estrangulamento V6 para ser suo ei ona do tiara, o segundo compressor 35 e comprimido dessa forma, após o que é introduzido na porção de armazenamento 20. Ao mesmo tempo, o gás hidrogênio introduzido na primeira passagem de fluxo 16a é comprimido pelo primeiro compressor 18 para ser introduzido através da segunda passagem de fluxo 16b para a porção de armazenamento 20. Além disso, a terceira válvula liga-des liga V3 e a sétima válvula liga-desliga ¥7 estão fechadas. Durante a operação de armazenamento, a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 é detectada pelo primeiro sensor 31. Quando a pressão detectada pelo primeiro sensor 31 tiver atingido uma primeira pressão predeterminada regulada preiiminarmente (por exemplo., 4 5 MPa) , a operação d:e armazenamento antes do enchimento t e.-rrai-na .
[.0085] Depois disso., quando o Gomando de suprimento de gás a partir do distribuidor é recebido, a operação de enchimento com pressão diferencial é começada (etapa ST21..) . Na operação d-e enchimento com pressão diferencia.-!, a terceira válvula 1íga-desliga V3 e a sétima válvula liga-desliga V7 estão abertas, enquanto a segunda válvula ligado sli.ga Y2 está fechada. No primeiro compressor 18, as válvulas de entrada e de descarga de um ci.......lindro (não mostrado) são abertas, e o gás hidrogênio na 16a é preenchido no acumulador de pressão 12a, sem ser substancialmente comprimido. Na operação de enchimento com pressão diferencial, o grau de abertura da válvula de regulagem de fluxo 27 é regulado. Além disso, o primeiro compressor 18 está praticamente sendo acionado a urna velocidade predeterminada na operação de enchimento com pressão diferencial.
[0086] Enquanto isso, em conjunto com a operação de enchimento com. pressão diferencial mencionada acima, a operação de ressuprimento na qual o gás hidrogênio suprido a partir da fonte de suprimento de gás 25 é intensificado no segundo compressor 35 para ser preenchido na porção de armazenamento 20 é conduzida (etapa ST24 na figura 5). Na operação de enchimento com compressão pelo primeiro compressor 18 a ser descrita, a operação de ressuprimento é continuada. Ma operação de ressuprimento, é determinado na etapa ST12 se a pressão PI detectada pelo primeiro sensor 31 atingiu uma pressão predeterminada regulada preliminannen t:e (por exemplo, 45 MPa). Na etapa ST12, quando a pressão PI tiver atingido a pressão predeterminada, a operação de resauprimento terminará. Em um caso em que a pressão do fluido hidráulico na porção de armazenamento 20 é diminuída, a operação de ressuprimento é conduzida de novo.
[00-87] No aparelho de enchimento de gás 10 da segunda modalidade, a operação de ressuprimento é conduzida ern conjunto com a operação pare enchimento do acumulador de pressão 12a cora o gás hidrogênio. Como resultado, mesmo em. urn caso em que a capacidade -da porção de armazenamento 20 é pequena ou em urn caso em que o volume de enchimento do gás hidrogênio requisitado a partir cio acumulador de pressão 12a é grande, o volume do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 é impedido d ser subitamente diminuído, e o tempo para funcionamento contínuo do aparelho de enchimento de gás 10 pode ser estendido.
[0088] Quando a pressão na porção de descarga do primeiro compressor 18 é mais alta do que a pressão na porção de sucção do primeiro compressor 18, as válvulas de entrada e descarga do cilindro são colocadas em um estado fechado; portanto, a operação de enchimento com. pressão diferencial muda para a operação de enchimento com compressão (a etapa ST21 muda para a etapa ST22).
[0089] Na operação de enchimento com compressão da etapa ST22, o gás hidrogênio é succionado a partir da porção de armazenamento 20 através da sétima passagem de fluxo 16k para o primeiro compressor 18 para ser comprimido a li. O gás hidrogênio descarregado a partir do primeiro compressor 18 é preenchido através da terceira passagem de fluxo 16c para o acumulador de pressão 12a.
[0090] Na operação de enchimento com compressão, a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 é detectada pelo primeiro sensor 31. e a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saida 16h ê detectada pelo segundo sensor 32. É determinado na etapa ST 5 se a relação P2/P1 do valor de detecção P2 do segundo sensor 32 ern relação ao valor de detecção Pi da primeiro sensor 31 é menor do que c limite de começo de armazenamento (o limite de relação de compressão Pr na segunda modalidade). Quando a relação P2/P1 é menor do que o limite de começo de armazenamentô, a etapa ST5 muda cara a etapa ST6.
[0091.] Na etapa ST6, quando o valor de detecção P2 do segundo sensor 32 tiver atingido um valor predeterminado (por exemplo, 90 MPa na figura 4) correspondente à pressão alvo, a operação de enchimento com compres.são terminará.
[0092] Por outro lado, na etapa mencionada anteriormente S T 5, quando a relação P2./PX é igual, a ou. maior d.c que o limite de começo de armazenamento, a etapa ST5 muda para a etapa ST7. Na etapa ST7, a operação de enchimento com compressão é parada e a operação de armazenamento após o enchimento é conduzida. A operação de armazenamento após o enchimento da etapa ST7 é similar à. operação de armazenamento antes do enchimento da etapa. ST1. Na operação de armazenamento após o enchimento, o gás hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento de gás 25 é comprimido no segundo compressor 35 e no primeiro compressor .18 para s.e.r suprido para a porção de armazenamento 20. No caso em que o volume do gás hidrogênio introduzido na porção de armazenamento 20 apenas pela operação de ress.uprimen.to do segundo compressor 35 é deficiente, o gás hidrogênio é introduzido na porção de armazenamento 20 a partir do primeiro compressor 18 além de a partir do segundo compressor 35, conforme descrito acima. Após a etapa ST7, é determinado na etapa ST8 se o valor de detecção Pi do primeiro sensor 31 atingiu um. limite inferior Pmin (por exemplo, 4 5 MPa na figura 4) que é o primeiro valor predeterminado regulado preliminarmente, Quando o valor de detecção PI tiver atingido um valor igual a ou maior do que o limite inferior Pmín, a operação de armazenamento após o enchimento terminará e a operação de enchimento com compressão recomeçará (a etapa ST8 muda para a etapa ST4} , Assim, a operação de enchimento com compressão é conduzida até a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saída 16h atingir a pressão alvo.
[0093] Conforme descrito acima» na segunda moda! idade, o gás hidrogênio é suprido para. a porção de armazenamento 20 pelo segundo compressor 35 e pelo primeiro compressor 19 na operação de armazenamento. Como resultado, a quantidade de tempo para a operação de armazenamento podes ser encurtada» se comparada com o caso de suprimento do gás hidrogênio apenas pelo segundo compressor 35. Em particular, ura compressor, cujo volume de descarga é maior do que aquele do segundo compressor 35 é aplicado ao primeiro compressor 18; desse modo, a quantidade de tempo para a operação de armazenamento pode ser mais encurtado. Além disso» no caso em que um recipiente da porção de armazenamento 20 está vazio no momento da inspeção, tal como urna revisão, o gás hidrogênio pode ser prontamente preenchido na porção de armazenamento 20 após a inspeção.
[0094] da segunda modalidade, no momento de suprimento do gás hidrogênio para o acumulador de pressão 12a» o suprimento de gás pelo uso da diferença de pressão e o suprimento de gás pelo uso da compressão pelo primeiro compressor 18 não são conduzidos ao mesmo tempo. Portanto» um controle complicado para enchimento do gás hidrogênio no acumulador de pressão 12a pelo aparelho de enchimento de gás 10 pode ser evitado. Além disso, de acordo com o aparelhe de enchimento de gás 10 da segunda modalidade, em comparação com o caso de condução apenas da operação de enchimento com compressão, uma faixa de aumento de pressão do gás hidrogênio no primeiro compressor 18 pode ser reduzida, e o primeiro compressor 18 pode ter o tamanho reduzido, f 0095 ] Urna operação do aparelho de enchimento de gás 10 de acordo com um exemplo modificado da segunda modalidade é ilustrada na figura 6. Cora respeito ao suprimento do gás hidrogênio para o acumulador de pressão 12a, uma relação entre um tempo de enchimento e uma pressão alvo (ou uma vazão de fluxo alvo) pode ser definida (por exemplo, em um caso em que o acumulador de pressão 12a é um tanque de um veiculo de célula de combustível) . 12o momento de transição da operação de enchimento com pressão diferencial para a operação de enchimento com compressão, no caso de enchimento do acumulador de pressão 12a com o gás hidrogênio, o volume do gás hidrogênio suprido a partir da porção de armazenamento 20 para o acumulador de pressão 12a é diminuído e, portanto, pode cair abaixo da pressão alvo (ou da vazão alvo).
[0096] De modo a responder a urna situação como essa, as pressões na porção de sucção e na porção de descarga do primeiro compressor 18 são repet idamente detectadas pelo primeiro sensor 31 e pelo segundo sensor 32 no aparelho de enchimento de gás 10 durante a operação de e π c h i m e n t. o c oin pressão difere n c i ai da et a p a S T 21 . Q u a n d o uma diferença de pressão ΔΡ obtida pela subtração de ura valor de detecção do segundo sensor 32 a partir de um valor cie detecção do primeiro sensor 31 é igual a ou menor do que um valor predeterminado regulado preliminarmente (por exemplo, 5 MPa na figura 6} na etapa ST2 3, o primeiro compressor IS é controlado de modo que o número de rotações do mesmo seja aumentado. O número cie rotações do primeiro compressor 18 é aumentado; desse modo, a pressão (a vazão) do gás hidrogênio descarregado a partir do primeiro compressor 18 é ligeiramente aumentada. Como resultado, uma pressão (ou uma quantidade) do gás hidrogênio suprido para o acumulador de pressão 12a pede ser impedida de cair com respeito à pressão alvo (ou à vazão alvo) no momento de uma transição a partir da operação de enchimento com pressão diferencial para a operação de enchimento com compressão. Além disso, quando o valor de detecção do segundo sensor 32 é maior o que o valor de detecção do primeiro sensor 31, o gás hidrogênio é comprimido no primeiro compressor 1-8 sob um estado em que as válvulas de descarga e de entrada dc primeiro compressor 18 estão fechadas (etapa ST23). Mais ainda, o controle mencionado anteriormente para aumento dc número de rotações do primeiro compressor 18 pode ser considerado como uma porção da operação de enchimento com compressão ou uma porção da operação de enchimento com p r e s s ã o d í f e r e n c i a 1.
[ T e r c e i r a Μ o d a 1 i d a de ] [0097] Uma terceira modalidade da presente invenção é ilustrada na figura 7. Na terceira modalidade, a porção de armazenamento 20 é configurada para incluir urna primeira porção de tanque 20a e uma segunda porção de tanque 20b, a qual armazena um gás com urna pressão mais alta do que a primeira porção de tanque 20a. Na terceira modalidade, o gás hidrogênio é preenchido nos acumuladores de pressão 12a, 12b apenas pela operação de enchimento- com pressão diferencial a partir da segunda porção de tanque 20b. Os mesmos números de referência são atribuídos aos componentes na terceira modalidade, os quais são similares àqueles na primeira modalidade, e aqueles detalhes não serão e x p 1 i c -a d o s a -q u i . (00983 A válvula de regulagem de fluxo 27 é disposta na primeira passagem de fluxo 16a. A válvula de regulagem de fluxo 27 é configurada por uma válvula operada elétrica, da qual um grau de abertura é regulável.
[00:99] Ά primeira porção de tanque 20a é conectada a uma extremidade cia segunda passagem cie fluxo 16b e é conectada a uma extremidade da quarta passagem de fluxo 16d. A segunda porção de tanque 20b é conectada a uma extremidade de uma oitava passagem de fluxo 161, cia qual a outra extremidade é conectada à outra extremidade da segunda passagem de fluxo 16b. Além disso, a segunda porção de tanque 2 0b é conectada a uma extremidade de uma nona passagem de fluxo 16, com a outra extremidade dela sendo conectada à outra extremidade da quarta passagem de fluxo 16d. Uma oitava válvula liga-desliga V8 é disposta na oitava passagem de fluxo 161 e uma nona válvula liga-desl iga V9 é disposta na nona passagem de fluxo 16m.
[0100] O primeiro sensor 31 para detecção de uma pressão do gás hidrogênio na primeira porção de tanque 2-0a ê disposto na primeira porção de tanque 20a. Um terceiro sensor 33 (que serve como o primeiro detector de pressão) para detecção de uma pressão na segunda porção de tanque 20b é disposto na segunda porção de tanque 2 0b. O gás hidrogênio, por exemplo, de era torno de 45 MPa, é armazenado na primeira porção cie tanque 2 0a, enquanto o gás hidrogênio, por exemplo, de era torno de 90 MPa, é armazenado na segunda porção de tanque 20b.
[0101] A operação de armazenamento na terceira modalidade' inclui primeira e segunda operações de armazenamento, A primeira operação de armazenamento é uma operação na qual o gás hidrogênio introduzido a partir da fonte de suprimento de gás 25 é comprimido pelo primeiro compressor 18 para ser armazenado na primeira porção de tanque 20a da porção de armazenamento 20. Durante a primeira operação de armazenamento, a primeira velocidade de vento crítica e a segunda vá.lvula liga-desliga V2 estão abertas, enquanto as terceiras, quarta, oitava e nona válvulas liga-desliga V3, ¥4, ¥8 e V3 estão fechadas. A segunda operação de armazenamento é uma operação na qual o aás hidrogênio armazenado na primeira porção de tanque 20a é enviado para o primeiro compressor 18 e é comprimido pelo primeiro compressor 18 para ser armazenado na segunda porção de tanque 20b da porção de armazenamento 20. Durante a segunda operação de armazenamento, a quarta válvula liga-desliga ¥4 e a oitava válvula liga-desliga V8 estão abertas, enquanto as primeira, segunda, terceiras e nona válvulas liga-desliga VI, ¥2, ¥3 e ¥9 estão fechadas.
[0102] A operação· de enchimento cora pressão diferencial da terceira modalidade é uma operação na qual o gás hidrogênio armazenado na segunda porção de tanque 20b da porção de armazenamento 20 é suprido para os acumuladores de pressão 12a, 12b sem ser comprimido pelo c orap r e s s o r 18 .
[0103] Na operação de enchimento com pressão diferenciai, a ricna válvula líga-desliga V9 e as terceiras válvulas li ga-desliga V3 estão abertas, enquanto as primeira, segunda, quarta e oitava válvulas líga-desliga VI, V2, ¥4 e V8 estão fechadas.
[0104] Aqui, um controle de operação do aparelho de enchimento de? gás 10 de acordo com a terceira modalidade será descrito com referência à figura 8. O aparelho de enchimento de gás 10 opera conforme se segue: desse modo, um método para enchimento de gás (isto é, o método para enchimento de gás) para enchimento dos acumuladores de pressão 12a, 12b com o gás hidrogênio é implementado.
[0105] Em primeiro lugar, na primeira operação de armazenamento (etapa ST31) a primeira válvula liga-desliga VI e a segunda válvula liga-desliga V2 estão abertas, enquanto as terceiras, quarta, citava e nona válvulas liga-desliga V3, V4, V3 e V9 estão fechadas, e o compressor 18- é acionado. Além disso, o gás hidrogênio é suprido a partir da fonte de suprimento de gás 25 através da primeira passagem de fluxo 16a para o compressor 18 e é comprimido a li para ser introduzido através da segunda passagem de fluxo 16b para a primeira porção de tanque 20a.
[0106] Durante -a primeira operação de armazenamento, a pressão do gás hidrogênio na primeira porção de tanque 20a é monitorada pelo primeiro sensor 31 (etapa ST32). Na etapa ST32, quando a pressão detectada pelo primeiro sensor 31 tiver atingido a primeira pressão predeterminada regulada prei imin.arm.ente (por exemplo, 4 5 MPa) , a primeira operação de armazenamento mudará para a segunda operação de armazenamento (a etapa ST32 mudará para a etapa ST33) .
[0107] Na segunda operação de a rraaz enamento, a quarta válvula liga-desliga Vi e a oitava válvula liga-desliga V-8 estão abertas, enquanto as primeira, segunda, terceiras e nona. válvulas liga-deslig.a VI, V2, V3 e V9 e.stcio fechadas. O compressor 18 é acionado; desse modo., o gãs hidrogênio armazenado na primeira porção de tanque 20a flui a partir dali traves da quarta passagem .de fluxo 16d para a primeira passagem de fluxo 1.6.a para ser succionada no compressor 18, Após isso, o gas hidrogênio é intensificado no 18 e, então, flui através da oitava passagem cie fluxo 161 para ser armazenado na segunda porção de tanque 20b.
[0108] Durante a secunda operação de armazenamento, a pressão do gas hidrogênio na segunda porção de tanque 20b é monitorada pelo terceiro sensor 33 (etapa ST34). Na etapa ST 3.4, quando a pressão detectada pelo terceiro sensor 33 tiver atingido uma segunda pressão predeterminada regulada preliminarmente (por exemplo, a 90 MPa), a segunda operação de armazenamento termina. A segunda operação de armazenamento termina e, .então, muda para a operação de enchimento com pressão diferencial (a etapa ST34 muda para e etapa ST3-5.) .
[010.93 Na operação de enchimento com pressão diferencial da, etapa ST3S, a. vazão do gás hidrogênio descarregado a partir da segunda porção de tanque 20b é regulada pela válvula de regula gera de fluxo 27 e flui através da. nona passagem de fluxo 16m para o compressor 18 e a terceira passagem d:e fluxo 16c para ser preenchido nos acumuladores da pressão 12a, 12b, Na operação de enchimento com pressão diferencial, as válvulas de entrada e de descarga do compressor 18 são abertas e o gás hidrogênio não é comprimido no compressor 18.
[8110] 'Na. operação de enchimento com pressão diferencial, a pressão P2 na extremidade de fluxo de salda 1.6h é monitorada pelo segundo sensor 32 {etapa ST3 6) . Ma etapa SEÇÃO TRANSVERSAL 36, quando o valor de detecção do segundo sensor 32 tiver atingido um valor pré-regulado {por exemplo, 90 MPa na figura 8), a operação, de enchimento com pressão diferencia1 termina.
[0111] Conforme descrito acima, apenas a operação de enchimento com. pressão diferencial é conduzida na terceira modalidade. Isto é, no caso de suprimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b, o suprimento do gás hidrogênio pelo uso da diferença de pressão e o suprimento do fluido hidráulico pelo uso da compressão pelo compressor 18 não são conduzidos ao mesmo tempo. Portanto, como nas primeira e segunda modalidades, um controle complicado parâmetro para enchimento do gás hidrogênio nos acumuladores de pressão 12a, 12b pelo aparelho de enchimento de gás 10 pode ser evitado. Adiciona Imente, na terceira modalidade, a porção de armazenamento 20 inclui as primeira e segunda porções de tanque 20a, 20b, cujas pressões são diferentes de cada outra; desse modo, uma faixa de aumento de pressão requerida pelo compressor 18, quando o gás hidrogênio é suprido para uma porção única de tanque pode ser reduzida. Como resultado, em comparação com uma configuração na qual a pressão do gás hidrogênio na porção de armazenamento 2.0 é diretamente aumentada para uma pressão predeterminada (correspondente à segunda pressão predeterminada), o número de estágios de compressão da câmara de compressão do compressor 18 pode ser reduzido.
[0112] da terceira modalidade, no caso em que a pressão do gás hidrogênio na segunda porção de tanque 20b tem probabilidade de ser diminuída, se comparada com a pressão do gás hidrogênio nos acumuladores de pressão 12a, 12b no decorrer da operação de enchimento com pressão diferenciai, a operação de enchimento com pressão diferencial é retornada para a segunda operação de armazenamento (etapa ST33), e o gás hidrogênio pode ser ressuprido para a segunda porção de tanque 20b. Ainda, no ca.so em que a relação de compressão do compressor 18 tern probabilidade de exceder ao limite de relação de compressão Pr no decorrer da segunda operação de armazenamento, a segunda operação de armazenamento é retornada para a primeira operação de armazenamento (etapa ST31} e o gás hidrogênio pode ser ressuprido para a primeira porção de tanque 20a.
[0113] Uma operação do aparelho de enchimento de -gás 10 de acordo cora um exemplo modificado da terceira modalidade é ilustrada na figura 9. No exemplo modificado da terceira modalidade, o aparelho de enchimento de gás 10 pode ser provido com uma quinta passagem de fluxo 161 na qual uma quinta válvula liga-desl i.ga V5 é disposta. A quinta passagem de fluxo 161 conecta a segunda porção de tanque 20b da porção de armazenamento 20 à terceira passagem de fluxo 16c. Enquanto isso, a nona passagem de fluxo 16m é omitida.
[01.14] De acordo com a terceira modalidade mencionada anteriormente, a nona válvula liga-desliga V'9 é controlada para ser operada na operação de enchimento com pressão diferencial. Alternativamente, de acordo- com o exemplo modificado da terceira modalidade, a quinta válvula liga-desliga V5 está aberta na operação de enchimento com pressão diferencial; desse modo, o gás hidrogênio é suprido a partir da segunda porção de tanque 20b para os acumuladores de pressão 1.2a, 12b. A válvula de regulagem de fluxo 27 não é disposta adjacente à porção de sucção do compressor 18, mas é disposta no quinto percurso de fluxo 16i ou em um lado de jusante do quinto percurso de fluxo 161 {isto é, adjacente aos acumuladores de pressão 12a, 12b} , [0115] No exemplo modificado da terceira modalidade mostrado na figura 9, apenas a operação de enchimento com pressão diferencial é conduzida; desse modo, um. controle complicado para enchimento do gás hidrogênio para os acumuladores de pressão 12a, 12b pelo aparelho de enchimento de gás 1.0 pode ser evitado. Além disso, no caso em que uma válvula liga-desliga. é disposta entre a segunda passagem de fluxo 16b e a quinta passagem de fluxo 16í e entre a oitava passagem de fluxo 361 e a quinta passagem de fluxo 161 na terceira passagem de fluxo 1.6c, o gás hidrogênio a partir da fonte de suprimento de gás 25 pode ser armazenado através do compressor 18 até a primeira porção de tanque 20a, isto é, a primeira operação de armazenamento pede ser conduzida em conjunto com o enchimento dos acumuladores de pressão 12a, 1.2b com o gás hidrogênio a partir da segunda porção de tanque 20b.
[01.161 A presente invenção não está limitada às modalidades mencionadas anteriormente e várias modificações e alterações da invenção podem ser feitas, sem que se desvie do escopo e do espírito da invenção. Por exemplo, a presente invenção inclui a configuração conectável aos acumuladores de pressão 12a, 12b usados para suprimento do fluido hidráulico através do fio para o veiculo, mas também não está limitado a essa configuração. De acordo com a presente invenção, um tanque disposto em uma unidade de montagem de tanque, tal como um veículo â célula de combustível pode funcionar como um acumulador de pressão. Isto é, a presente invenção pode» ser configurada de modo que o distribuidor seja disposto na passagem de fluxo de gás 16 e que a extremidade de fluxo de salda 16h da passagem de fluxo de gás 16 seja configurada para ser conectável a uma passagem de fluxo levando ao tanque disposto na unidade de montagem de tanque.
[0117] Como na primeira modalidade, a primeira operação de enchimento com compressão na qual o gás hidrogênio enviado a partir da fonte de suprimento de gás 25 é comprimido no primeiro compressor 18 para ser preenchido no acumulador de pressão 12a e a segunda operação de enchimento com compressão na qual o gás hidrogênio enviado a partir; da porção de armazenamento 20 é comprimido no primeiro compressor 18 para ser preenchido no acumulador de pressão 12a podem ser conduzidas na segunda modalidade. Neste caso, a primeira operação de enchimento com compressão é conduzida; depois disso, a segunda operação de enchimento com compressão é conduzida. Na segunda modalidade, a porção de armazenamento 20 pode ser configurada para ser urn único recipiente de capacidade grande ,. {0118] Na terceira modalidade, .no caso de a pressão na segunda porção de tanque 20b da porção de armazenamento 20 cair extremamente no decorrer da operação de enchimento com pressão diferencial, o gás hidrogênio pode ser comprimido pelo compressor 18 para ser preenchido nos acumuladores de pressão 12a, 12b, Isto é, após a operação de enchimento com pressão diferencial, na qual o gás hidrogênio armazenado na porção de armazenamento 20 é descarregado dali através das extremidades de fluxo de saída 16h para os acumulado res de pressão 12a, 12b pela diferença de pressão, a operação de enchimento com compressão, na qual o gás hidrogênio na porção de armazenamento 20 é comprimido pelo- compressor 18 para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de salda 16h, pode ser conduzida. {0119] Nas primeira, segunda e terceira modalidades, o primeiro sensor 31 é configurado para ser disposto na porção de armazenamento 20, mas não está limitado a essa configuração. Por exemplo, o primeiro sensor 31 pode ser disposto na segunda passagem de fluxo 16b ou na quarta passagem de fluxo 16d, de modo a estar localizado adjacente á porção de armazenamento 20.
[0120] Nas primeira, segunda e terceira modalidades, o segundo sensor 32 é configurado para detectar a pressão do gás hidrogênio na extremidade de fluxo de saída 16h, mas não está limitado a essa configuração. Por exemplo, o segundo sensor 32 pode ser configurado para detectar a pressão do gás hidrogênio nos a c um u 1 a d o r e s d e p r e s s ã o 12 a, 1 2 b .
[0121] Na primeira modalidade, um valor menor do que o limite de relação de compressão Pr é regulado como o limite de começo de armazenamento e a segunda operação de encnirnento com compressão pode ser mudada para a operação de armazenamento após o enchimento, com base neste valor. Além disso, um valor igual a ou maior do que o limite inferior Prnin obtido pela divisão da pressão alvo pelo limite de relação de compressão Pr é regulado corno o limite de começo cie armazenamento, e a operação cie armazenamento após o en.chiraen.to pode ser conduzida com base na pressão PI do primeiro sensor 31, e, da mesma forma, na mudança entre a operação de enchimento com compressão e a operação cie armazenamento após o enchimento na segunda modalidade. Mais ainda, na terceira modalidade, após o gás hidrogênio ser comprimido para a primeira pressão predeterminada pelo compressor 18 para ser armazenado em uma única porção de tanque ou em porções de tanque plurais, este gás hidrogênio comprimido pode ser comprimido para a segunda pressão predeterminada pelo compressor 18 para. ser armazenado cie novo na porção de tanque única ou nas porções de tanque pi u ra is .
RS IVINDICAÇÕE S

Claims (14)

1 . Aparelho de enchimento de gá-s, caracterizado pelo fato de compreender: uma passagem de fluxo de gás incluindo urna extremidade de fluxo de entrada á qual uma fonte de suprimento de gás é conectável a uma extremidade de fluxo de saída à qual um acumulador de pressão é conectável; um compressor conectado à passagem de fluxo de gás; uma porção de armazenamento conectada à passagem de f 1 u x o d. e g á s ,* e uina porção de controle de operação para execução de um controle para. uma primeira operação de enchimento com compressão em que um gás suprido a partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída e urna segunda operação de enchimento com compressão em que o gás armazenado na porção de armazenamento é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de f 1 u x o d e s a í d a, em que a porção de controle de operação é configurada para conduzir a primeira operação de enchimento com compressão até uma pressão do gás na extremidade de fluxo de salda ou uma pressão correspondente à pressão do gás na. extremidade de fluxo de salda atingir uma pressão predeterminada e para condução de um controle para mudança da primeira operação de enchimento com compressão para a. segunda operação de enchimento com compressão, quando a pressão do gás na extremidade de fluxo de saída ou a pressão correspondente â pressão do gãs na extremidade de fluxo de salda tiver atingido a pressão predeterminada.
2, Aparelho de enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, na segunda operação de enchimento com compressão, em um caso em que unia relação da pressão do gás na extremidade de fluxo de salda em relação a uma pressão do gás na porção de armazenamento ou a pressão do gás na porção de armazenamento satisfaz a uma condição com base em um limite o qual é regulado de forma preliminar para cada uma dentre a relação e a pressão do gás na porção de armazenamento, a porção de controle de operação conduz uma operação- de armazenamento para armazenamento do gás na porção de armazenamento, com base na relação ou na pressão do gás na p o r ç ã o d e a r m a z e n a m e n t o .
3. Aparelho de enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a passagem de fluxo de gás incluir uma primeira passagem de fluxo na qual uma primeira válvula liga-desliga ê disposta e a qual conecta a extremidade de fluxo de entrada a uma porção de sucção do compressor, uma segunda passagem, de fluxo na qual uma segunda válvula liga-desliga é disposta e a qual conecta uma porção de descarga do compressor à porção de armazenamento, uma terceira passagem de fluxo, na qual uma terceira válvula liga-desliga é disposta e a qual conecta a segunda passagem de fluxo á. extremidade de fluxo de salda, e uma quarta passagem de fluxo, na qual uma quarta válvula liga-desliga é disposta e a qual conecta, a porção de armazenamento à porção de sucção do compressor, de modo que a porção de armazenamento e a porção de sucção sejam comunicadas com cada outra, e em que, quando da condução da segunda oco ração de enchimento com compressão, a porção de controle de operação permite que a quarta e a terceira válvulas li.ga--des.liga sejam abertas e permi.te que as primeira e segunda válvulas liga-desliga seja® fechadas,
4. ftparelho de enchimento de gás, caracter! 2ado pelo fato de compreender: uma. passagem de fluxo de gás que .inclui uma extremidade ao fluxo de entrada á qual uma fonte de suprimento de gás é eonectávei e uma ext.rerai.dade de fluxo de salda à qual ura acumulador de pressão é conectável; ura primeiro compressor conectado a passagem de fluxo d e g â s i e uma porção de armazenamento conectado à passagem de fluxo de gás, o aparelho de enchimento de gás conduzindo uma operação de armazenamento na qual um gás de uma fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada é suprida para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento, uma operação de enchimento com pressão diferencial na qual o gás armazenado na porção de armazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo de saida por uma. diferença entre uma pressão do gás armazenada na porção de armazenamento e uma pressão do gás no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente á pressão do gá-s no acumulador de pressão, e urna operação de enchimento cora compressão na qual o gás armazenado na porção de armazenamento é comprimido para ser descarregado da extremidade de fluxo de saida, o aparelho de enchimento de gás mudando para a operação de enchimento com compressão após a operação de enchimento com pressão di f-e rendai.
5, Aparelho de enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 4, cara c.t eriz ad o pelo fato de ainda compreender um segundo compressor disposto em paralelo com o primeiro compressor na passagem de fluxo de gás, em que uma operação de res.-suprimanto na qual, na operação de enchimento com. pressão diferencial e na operação de enchimento com compressão o gás enviado a partir da fonte de suprimento de gás é comprimido pelo segundo compressor para ser armazenado na porção de armazenamento, é conduzida, e em que na operação de armazenamento o gás suprido a partir da fonte de suprimento de gás é comprimido pelo primeiro compressor e pelo segundo compressor para ser armazenado na. porção de armazenamento,
6. Aparelho de enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 4, caracter! z-ado pelo fato de ainda compreender uma porção de controle de operação que é provida com um primeiro detector de pressão para detecção da pressão do gás n.a porção de armazenamento ou uma pressão correspondente à pressão do gás na porção de armazenamento e um segundo detector de pressão para detecção da. pressão do gás na extremidade de fluxo de saída ou da pressão correspondente à pressão do gás na extremidade de fluxo de saída, em que, quando uma diferença de pressão obtida a partir de um valor de detecção do segundo detector de pressão e um valor de detecção do primeiro detector de pressão é igual a ou menor do q.ue um valor predeterminado regulado preliminar, a porção de controle de operação muda a operação de enchimento com pressão diferencial para a operação de enchimento com compressão, em um estado em que o número de rotações do primeiro compressor é aumentado.
7., Aparelho de enchimento de gás, caracterizado pelo fato de compreender: uma passagem de fluxo de gás que inclui. uma extremidade de fluxo de entrada à qual uma fonte de suprimento de gás é conectável e urna extremidade de fluxo de saída á qual um acumulador de pressão é conectável; um compressor conectado à passagem de fluxo de gás; uma porção de armazenamento conectada à passagem, de fluxo de gás; e uma porção de controle de operação a qual pode executar um controle para condução de uma operação de armazenamento, na qual o gás a partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada é suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento e uma operação de enchimento com pressão diferencial na qual o gás armazenado na porção de armazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída por uma diferença entre uma pressão do gás na porção de armazenamento e uma pressão do gás no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente â pressão do gás no acumulador de pressão, em que a porção de controle de operação é configurada para executar um controle na operação· de armazenamento para condução de uma primeira operação de armazenamento, na qual o gás a partir da fonte de suprimento de gás é armazenado através do compressor para a porção de armazenamento, e uma segunda operação de armazenamento na qual o gá:s armazenado na porção de armazenamento pela primeira operação de armazenamento é enviado para o compressor e é comprimido pelo compressor para s.er armazenado na porção de a ma2 e namen t.o .
8, Aparelho de enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 7, caracteri za do pelo fato de a porção de armazenamento incluir uma primeira porção de tanque e uma segunda porção de tanque, e era que a porção de controle de operação é configurada para executar um controle para a segunda operação de armazenamento, na qual o gás armazenado na primeira porção de tanque é comprimido pelo compressor para ser armazenado na segunda porção de tanque.
9. Método para enchimento de gás, o método pata suprimento do gás para um acumulador de pressão conectado a uma extremidade de fluxo de salda de uma passagem de fluxo de gás à qual um compressor e urna porção de armazenamento são conectados., o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: uma primeira operação de enchimento com compressão na qual o -gás suprido a partir de uma fonte de suprimento de gás conectada a uma extremidade de fluxo de entrada da. passagem de fluxo de gás é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída; e urna segunda operação de enchimento com compressão a qual é conduzida após a etapa de condução da primeira operação de enchimento com compressão e na qual o gás armazenado na porção de armazenamento ê comprimido pelo compressor para s.er descarregado a partir da. extremidade de f 1 u x o d e s a í d a .
10, Método para enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 9, caracter i zado pelo fato de, na etapa de condução da segunda operação de enchimento com compressão, em um caso em que uma relação de uma pressão do gás na extremidade de fluxo de saída em relação a uma pressão do gãs na porção de arma zenament o ou a pressão do gás na porção de armazenamento satisfaz uma condição com base em um limite, o qual ê regulado preliminarmente para cada uma dentre a relação e a pressão do gás na porção de armazenamento, a operação de armazenamento para armazenamento do gás na porção de armazenamento ser conduzida com base na relação ou na pressão do gás na porção de armazenamento.
11. Método para enchimento de gás, o método para suprimento do gãs para um acumulador de pressão conectado a uma extremidade de fluxo de salda de uma passagem, de fluxo de gás à qual um compressor e uma porção de armazenamento s â o co nec t a dos, o mé t o do caracterizado pe1o f a to d e compreender as etapas de; uma operação de enchimento com pressão diferencial na qual o gãs armazenado na porção cie armazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo de salda por uma diferença entre unia pressão do gás na porção de armazenamento e uma pressão do gás no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente à pressão do gãs no acumulador de pressão; e uma operação de enchimento com compressão a qual é conduzida após a etapa de condução da operação de enchimento com pressão diferencial e na qual o gãs armazenado na porção de a rma zenamento é comprimido pelo compressor para ser descarregado a partir da extremidade de f 3. u x o d e s a í d a ,
12. Método para enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de, quando uma diferença de pressão obtida, a partir de um valor de detecção detectado por um segundo detector de pressão para detecção de uma pressão do gás na extremidade de fluxo áe saída ou urna pressão correspondente à pressão do gãs na extremidade de fluxo de saída e um valor de detecção detectado por um primeiro detector de pressão para detecção da pressão do gãs na porção de armazenamento ou da pressão correspondente à pressão do gás ria porção de armazenamento for igual a ou menor do que um valor predeterminado regulado prelíminarmente, a operação de enchimento com pressão diferenciai mudar para a etapa de condução da operação de enchimento com compressão, enquanto o número d rotações do compressor é aumentado,
13. Método para enchimento de gás, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma etapa de operação de armazenamento na. qual o gás a. partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade de fluxo de entrada da passagem de fluxo de gás é suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de armazenamento.
14. Método para enchimento de gás, o método para suprimento do gás para. um acumulador de pressão conectado a uma extremidade de fluxo de saída de uma passagem de fluxo de gás à qual um compressor e urna porção de a.rma. zero a mento são conectados, o método caracter!zado pelo fato de c ο τη ρ r e e n d e r as eta p a s cie : urna operação de armazenamento na qual o gás a partir da fonte de suprimento de gás conectada à extremidade cie fluxo cie saída da passagem de fluxo de gás é suprido para a porção de armazenamento para ser armazenado na porção de a r m a z e n a m e n t o; e uma operação de enchimento com pressão diferencial na qual o gás armazenado na porção de armazenamento é descarregado a partir da extremidade de fluxo de saída por uma diferença de uma pressão do gás na porção de armazenamento e urna pressão do gás no acumulador de pressão ou uma pressão correspondente à pressão do gás no acumulador de pressão, em que a etapa de condução da operação de armazenamento incluí as etapas de uma. primeira operação cie armazenamento, na qual. o gás é suprido a partir da fonte de suprimento de gás através do compressor para ser armazenado na porção de armazenamento, e uma segunda operação de armazenamento, na qual o gás armazenado na porção de armazenamento pela primeira operação de armazenamento é enviado para o compressor e é comprimido pelo compressor para ser armazenado na porção- de armaz e namen to.
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