CN102245958B - 气体填充系统以及燃料补给站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够抑制在燃料接受器与喷嘴的连接部位的冻结、顺利地填充气体的气体填充系统、气体燃料车辆以及燃料补给站。气体填充系统，具备：具有燃料接受器(12)的气体燃料车辆(1)；和燃料补给站(2)，其经由连接于燃料接受器(12)的填充喷嘴(23)将冷却了的燃料气体向气体燃料车辆(1)内的容器送入、填充，具备覆盖燃料接受器(12)与填充喷嘴(23)的连接部位的防水罩(13)。

Description

气体填充系统以及燃料补给站
技术领域
本发明涉及气体填充系统、气体燃料车辆以及燃料补给站（gas station）。 
背景技术
近年来，将通过燃料气体与氧化气体的电化学反应发电的燃料电池设为能量源的燃料电池汽车等受到瞩目。搭载了这种燃料电池的燃料电池汽车具备燃料气体的填充口，在构成该填充口的燃料接受器（receptacle）连接燃料补给站的填充喷嘴，向搭载于车辆的高压容器内送入作为燃料气体的氢气。 
在向车辆填充气体时，考虑填充时间的缩短化以及抑制由高压填充引起的气体的温度上升，想到了冷却填充气体。因此，开发出通过热交换器冷却填充气体之后向车辆填充的技术（例如，参照专利文献1）。 
专利文献1：日本特开2005-69329号公报 
发明内容
在将气体冷却而向车辆填充时，燃料接受器与喷嘴的连接部位变为冰点以下，若在例如雨天时等水附着在燃料接受器与喷嘴的连接部位，则附着的水冻结、喷嘴固定（固着）于燃料接受器。 
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供能够在抑制燃料接受器与喷嘴的连接部位的冻结、顺利地填充气体的气体填充系统、气体燃料车辆以及燃料补给站。 
 为了达成上述目的，本发明的气体填充系统具备：具有燃料接受器的气体燃料车辆；和燃料补给站，其经由连接于所述燃料接受器的喷嘴将冷却了的气体向所述气体燃料车辆内的容器送入、填充，具备覆盖所述燃料接受器与所述喷嘴的连接部位的罩。 
根据该结构的气体填充系统，即使天气为雨天，由于燃料接受器与喷嘴的连接部位被罩覆盖，所以能够抑制水附着于燃料接受器与喷嘴的连接部位。由此，能够抑制填充冷却了的气体时在燃料接受器与喷嘴的连接部位冻结。 
另外，所述罩可以设置于具有所述气体燃料车辆的所述燃料接受器的填充口。此时，所述罩可以形成为在圆筒部的轴方向一端侧具有底板部的有底圆筒状，在所述底板部形成有插通孔，在该插通孔插通有所述燃料接受器。进而，所述罩的圆筒部可以具有与所述喷嘴的顶端部的外径大致相同的内径。 
另外，所述罩也可以设置于所述燃料补给站的喷嘴。此时，所述罩可以呈圆筒状，并且被安装成从所述喷嘴的顶端部外边缘向轴方向外侧延伸。 
另外，所述罩可以在其下部形成有排水孔。 
根据该结构的气体填充系统，进入了罩内的水从排水孔流出，所以能够抑制罩内的水附着于燃料接受器与喷嘴的连接部位。 
本发明的气体燃料车辆，冷却后的气体经由连接于燃料接受器的燃料补给站的喷嘴填充到内部的容器内，具备覆盖所述燃料接受器与所述喷嘴的连接部位的罩。 
根据该结构的气体燃料车辆，即使天气为雨天，由于燃料接受器与喷嘴的连接部位被罩覆盖，所以也能够抑制水附着于燃料接受器与喷嘴的连接部位。由此，能够抑制填充冷却了的气体时在燃料接受器与喷嘴的连接部位冻结。 
所述罩可以设置于具有所述燃料接受器的气体燃料的填充口。此时，所述罩可以形成为在圆筒部的轴方向一端侧具有底板部的有底圆筒状，在所述底板部形成有插通孔，在该插通孔插通有所述燃料接受器。 
本发明的燃料补给站，经由喷嘴将冷却了的气体向气体燃料车辆内的 容器送入、填充，所述喷嘴连接于设置在所述气体燃料车辆的燃料接受器，具备覆盖所述燃料接受器与所述喷嘴的连接部位的罩。。 
根据该结构的燃料补给站，即使天气为雨天，由于燃料接受器与喷嘴的连接部位被罩覆盖，所以也能够抑制水附着于燃料接受器与喷嘴的连接部位。由此，能够抑制填充冷却了的气体时在燃料接受器与喷嘴的连接部位冻结。 
所述罩可以设置于所述喷嘴。此时，所述罩可以呈圆筒状，并且被安装成从所述喷嘴的顶端部外边缘向轴方向外侧延伸。 
根据本发明的气体填充系统、气体燃料车辆以及燃料补给站，能够抑制在燃料接受器与喷嘴的连接部位的冻结，顺利地填充气体。 
附图说明
图1是表示气体燃料车辆与燃料补给站的概略结构图。 
图2是第一实施方式中的气体燃料车辆的填充口与填充喷嘴的连接部位的剖视图。 
图3是第二实施方式中的气体燃料车辆的填充口与填充喷嘴的连接部位的剖视图。 
图4是第三实施方式中的气体燃料车辆的填充口的立体图。 
图5是第三实施方式中的气体燃料车辆的填充口的概略俯视剖视图。 
附图标记说明 
1：气体燃料车辆 
2：燃料补给站 
11：填充口 
12：燃料接受器 
13、61、72：罩 
23：填充喷嘴(喷嘴) 
34、62：排水孔 
100：气体填充系统 
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的概念以及实施方式中的气体填充系统、气体燃料车辆以及燃料补给站进行说明。 
(本发明的概念) 
图1表示气体填充系统100，气体填充系统100具备搭载有通过燃料气体与氧化气体的电化学反应进行发电的燃料电池作为能量源的燃料电池车辆等气体燃料车辆1、和向该气体燃料车辆1填充燃料气体的燃料补给站2。 
气体燃料车辆1具备燃料气体的填充口11，在该填充口11，设有燃料接受器12。另外，在该气体燃料车辆1，在填充口11设有防水罩13。 
燃料补给站2具备送出燃料气体的填充装置21。在该填充装置21连接有填充管22，在该填充管22的端部，安装有能够与气体燃料车辆1的燃料接受器12连接的填充喷嘴23。另外，燃料补给站2具备预冷器24，从填充装置21送出的燃料气体通过预冷器24冷却为大约-20℃左右。 
在图1所示的结构中，防水罩13作为覆盖燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位的罩而起作用。于是，根据该结构的气体填充系统100，即使天气为雨天，燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位也会被防水罩13覆盖，所以即使是雨天时也能够抑制水附着于燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位。由此，能够抑制在填充冷却了的气体时在燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位的冻结。 
(第一实施方式) 
接下来，对本发明的第一实施方式进行说明。在下面的说明中，对于与图1相同或者同样的结构部分，标注相同附图标记，将详细的说明省略。 
如图2所示，设置于填充口11的燃料接受器12朝向斜上方配置，连接有与搭载于气体燃料车辆1的高压容器相连的配管14。 
另外，燃料接受器12配置在形成于构成车体的车身31以及车轮罩32的开口部31a、32a内，这些车身31以及车轮罩32的开口部31a、32a彼 此之间例如通过由橡胶等形成的密封构件33封闭而密封。 
燃料接受器12在其内部构成有阀机构(图示省略)，从顶端侧连接填充喷嘴23，当嵌合于填充喷嘴23的连接口24时，内部的阀机构打开，能够从填充喷嘴23填充气体。 
在燃料接受器12，将顶端侧设为小径，由此在长度方向(轴方向)的中间部形成台阶部15，连接于燃料接受器12的填充喷嘴23的连接口24的边缘部24a抵接于该台阶部15。 
设置于填充口11的防水罩13形成为在圆筒部41的轴方向一端侧具有底板部42的有底圆筒状，由金属、合成树脂、橡胶等形成。在底板部42，形成有插通孔43，在该插通孔43，插通有燃料接受器12。而且，该防水罩13的底板部42固定于气体燃料车辆1的车轮罩32而安装于填充口11。 
防水罩13的圆筒部41具有与填充喷嘴23的顶端部的外径大致相同的内径，由此，通过在燃料接受器12连接填充喷嘴23，燃料接受器12被插入防水罩13内，其内周面与填充喷嘴23的外周面密合。 
在该防水罩13，在圆筒部41的底板侧端部与底板部42交叉的角部中的、将填充喷嘴23连接到了燃料接受器12时至少位于重力方向下方的部分，形成有排水孔44，即使在水进入了防水罩13内时也能够使该水从排水孔44向外部流出。 
另外，在防水罩13，在圆筒部41中的底板部42侧的内面中的、将填充喷嘴23连接到了燃料接受器12时至少位于重力方向上方的部分，设有氢气检测传感器45。 
在防水罩13中的底板部42的内面，安装有红外线通信器52。该红外线通信器52与安装于与燃料接受器12连接着的填充喷嘴23的顶端部的红外线通信器53通信，发送、接收容器内的温度信息、压力信息等容器信息。 
另外，红外线通信器52也可以安装于形成在燃料接受器12的中间部的凸缘部51，在该情况下，例如设为将底板部42的一部分挖空的结构等，以使得红外线通信器52与红外线通信器53没有任何障碍物地相互相对。 
在上述结构的气体燃料车辆1以及气体填充系统100中，在向气体燃 料车辆1填充作为燃料气体的氢气时，向填充口11的燃料接受器12连接填充喷嘴23。 
这样，燃料接受器12被插入防水罩13内，防水罩13的内周面与填充喷嘴23的外周面密合。由此，成为燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位由防水罩13覆盖的状态。 
在该状态下，由氢气构成的燃料气体通过高压从燃料补给站2的填充装置21送出，由预冷器24冷却为大约-20℃而向气体燃料车辆1的容器填充。 
此时，即使天气为雨天、该雨水直接或者通过车身31传递而进入填充口11，由于燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位由防水罩13覆盖，所以也能够抑制水附着于由于填充冷却了的燃料气体而变为冰点以下的燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位。 
另外，填充喷嘴23由不锈钢等耐压性优异的材料形成，但是，即使填充冷却了的氢气，填充喷嘴23的外周面也不会冷却为冰点以下，所以不会产生由填充喷嘴23与防水罩13的冻结引起的固定。 
由此，即使由于填充冷却了的燃料气体，燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位变为冰点以下，也能够抑制在该燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位的冻结。 
特别是，向气体燃料车辆1填充由氢气构成的燃料气体的燃料补给站2为了设为即使氢气万一泄漏到大气中时也难以滞留在燃料补给站2内的建筑构造，屋檐(屋根)小的情况很多，所以与一般的汽油加油站相比较，存在雨容易落到向气体燃料车辆1填充燃料气体的填充位置这样的特殊情况。 
即使存在该特殊情况时，根据本实施方式，也能够抑制填充作业中燃料接受器12与填充喷嘴23的冻结引起的固定，能够顺利地向气体燃料车辆1填充燃料气体。因此，即使在自助式的燃料补给站2普及、填充作业不熟练的不特定的大多数利用者实施填充作业时，也能够容易地进行向气体燃料车辆1填充燃料气体的作业。 
另外，在防水罩13的下方位置，形成有排水孔44，所以在将填充喷嘴23连接于燃料接受器12之前、水进入了防水罩13内的情况下，水从排水孔44向外部流出。因此，也能够抑制水滞留在防水罩13内、附着于燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位而引起冻结。 
进而，通过连接燃料接受器12与填充喷嘴23，氢气检测传感器45由防水罩13覆盖，由此，能够使检查气体泄漏的对象空间狭窄且气密化，所以即使是微量的氢气泄漏也能够容易地检测出，能够提高由氢气检测传感器45进行的氢气的泄漏检测精度。 
另外，通过连接燃料接受器12与填充喷嘴23，对容器信息进行通信的红外线通信器52、53的通信部位也由防水罩13覆盖，所以能够抑制干扰的影响，能够良好地进行红外线通信。 
而且，在将填充喷嘴23连接于燃料接受器12时，通过将填充喷嘴23向防水罩13的圆筒部41插入，能够容易地对填充喷嘴23进行调心而定位，能够谋求燃料气体的填充作业的容易化以及可靠化。 
另外，通过将填充喷嘴23的外径通用化，从而能够将防水罩13也通用化来降低制造成本。 
(第二实施方式) 
接下来，对第二实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的结构部分，标注相同附图标记，说明省略。 
如图3所示，在第二实施方式中，在填充喷嘴23侧，安装有形成为圆筒状的防水罩61。该防水罩61也由金属、合成树脂、橡胶等形成，被安装成从填充喷嘴23的顶端部中的外边缘向轴方向前方(轴方向外侧)延伸。 
另外，在该防水罩61，在将填充喷嘴23连接到了燃料接受器12时至少位于重力方向下方侧的部分，形成有排水孔62，所以即使在水附着在防水罩61的内周面时，附着的水也能够向下方流动，从排水孔62向外部流出。 
在上述结构的燃料补给站2以及气体填充系统100中，在向气体燃料车辆1填充作为燃料气体的氢气时，向填充口11的燃料接受器12连接填 充喷嘴23。 
这样，成为燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位由设置于填充喷嘴23的防水罩61覆盖的状态。在该状态下，由氢气构成的燃料气体通过高压从燃料补给站2的填充装置21送出，由预冷器24冷却为大约-20℃而向气体燃料车辆1的容器填充。 
此时，即使天气为雨天、该雨水直接或者通过车身31传递而进入填充口11，由于燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位由防水罩61覆盖，所以也能够抑制水附着于由于填充冷却了的燃料气体而变为冰点以下的燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位。 
由此，即使由于填充冷却了的燃料气体，燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位变为冰点以下，也能够抑制在该燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位的冻结。 
另外，在上述的情况下在构造上屋檐小的燃料补给站2，即使在雨容易落到向气体燃料车辆1填充燃料气体的填充位置的情况下，也能够抑制填充作业中燃料接受器12与填充喷嘴23的冻结引起的固定，能够顺利地向气体燃料车辆1填充燃料气体。因此，即使是填充作业不熟练的利用者，也能够容易地进行向气体燃料车辆1填充燃料气体的作业。 
另外，在防水罩61的下方位置，形成有排水孔62，所以即使在水进入了防水罩61内的情况下，也能够使水从排水孔62向外部流出。因此，也能够抑制水滞留在防水罩61内，附着于燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位而引起冻结。 
另外，通过连接燃料接受器12与填充喷嘴23，对容器信息进行通信的红外线通信器52、53的通信部位也由防水罩61覆盖，所以能够抑制干扰的影响，能够良好地进行红外线通信。 
另外，能够将防水罩61设置得比在气体燃料车辆1的填充口11侧设置防水罩时小，能够谋求材料费用的削减。 
(第三实施方式) 
接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。 
如图4以及图5所示，在气体燃料车辆1，在能够开闭地安装于该填充口11的填充口盖71的上边缘部，固定有片状的防水罩72。该防水罩72也固定于填充口11的上部以及与填充口盖71相反一侧的侧部。 
而且，在该气体燃料车辆1，当为了将填充喷嘴23连接于填充口11的燃料接受器12而将填充口11的填充口盖71打开时，收纳于填充口11内的防水罩72由填充口盖71拉出而打开。 
因此，当在该状态下向填充口11的燃料接受器12连接填充喷嘴23时，成为燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位通过由填充口盖71拉出的防水罩72覆盖的状态。 
在该状态下，由氢气构成的燃料气体通过高压从燃料补给站2的填充装置21送出，由预冷器24冷却为大约-20℃而向气体燃料车辆1的容器填充。 
此时，即使天气为雨天，也会由防水罩72防止雨水进入燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位，因此，能够抑制水附着于燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位。 
由此，即使由于填充冷却了的燃料气体、燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位变为冰点以下，也能够抑制在该燃料接受器12与填充喷嘴23的连接部位的冻结。 
另外，在上述的情况下在构造上屋檐小的燃料补给站2，即使在雨容易落到向气体燃料车辆1填充燃料气体的填充位置的情况下，也能够抑制填充作业中燃料接受器12与填充喷嘴23的冻结引起的固定，能够顺利地向气体燃料车辆1填充燃料气体。因此，即使是填充作业不熟练的利用者，也能够容易地进行向气体燃料车辆1填充燃料气体的作业。 
另外，在上述实施方式中，以搭载有通过由氢气构成的燃料气体发电的燃料电池的燃料电池车为例进行说明，但本发明只要是将气体作为燃料而行驶的气体燃料车辆即可，并不限定于燃料电池车辆。 

Claims (4)

1.一种气体填充系统，具备：具有燃料接受器的气体燃料车辆；和燃料补给站，其经由连接于所述燃料接受器的喷嘴将冷却了的气体向所述气体燃料车辆内的容器送入、填充，
覆盖所述燃料接受器与所述喷嘴的连接部位的罩设于所述燃料补给站的喷嘴；
所述罩，呈圆筒状，并且被安装成从所述喷嘴的顶端部外缘向轴方向外侧延伸，构成为：在所述喷嘴连接于所述燃料接受器的状态下，保持成与所述燃料接受器不接触。
2.如权利要求1所述的气体填充系统，其中：所述罩在其下部形成有排水孔。
3.一种燃料补给站，经由喷嘴将冷却了的气体向气体燃料车辆内的容器送入、填充，所述喷嘴连接于设置在所述气体燃料车辆的燃料接受器，
覆盖所述燃料接受器与所述喷嘴的连接部位的罩设于所述喷嘴；
所述罩，呈圆筒状，并且被安装成从所述喷嘴的顶端部外缘向轴方向外侧延伸，构成为：在所述喷嘴连接于所述燃料接受器的状态下，保持成与所述燃料接受器不接触。
4.如权利要求3所述的燃料补给站，其中：所述罩在其下部形成有排水孔。
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