CN108662431B - 充气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种安全且紧凑、显示单元的设计的自由度高的充气装置。充气装置(2)的特征在于，具备：填充单元(10a)，其具备一边计测从气体的供给源供给的气体的流量一边输送气体的填充机构；软管单元(32)，其具有与填充机构的气体出口配管(42)连接的填充软管(34)、和在填充软管的顶端配备的填充喷嘴；以及显示单元(10b)，其显示由填充机构所计测出的填充数据，显示单元具有内压防爆结构。所述充气装置(2)具备监视显示单元的内压的监视装置(24)，监视装置在显示单元的内压发生了变化的情况下切断充气装置的电源。

Description

充气装置
技术领域
本发明涉及向以CNG、氢气等为燃料的CNG汽车、燃料电池汽车、氢汽车等的车载贮藏器填充气体的充气装置。
背景技术
作为应对近年的环境问题的车辆，活跃地进行着对使用了CNG (CompressedNatural Gas：压缩天然气)、氢等气体燃料的CNG汽车、燃料电池汽车、氢汽车等的开发。为了促进对使用这样的气体燃料来行驶的车辆的普及，需要稳定地高效率地向搭载于车辆的车载贮藏器填充气体燃料的装置。于是，本申请人在专利文献1中提出了一种用于有效率地向搭载于车辆的车载贮藏器填充气体燃料的充气装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-109350号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为可燃性气体的氢气，爆炸界限极宽，若因静电等产生火花则爆炸的可能性非常高，所以在充满了可燃性气体的环境中所使用的显示单元内的电设备为了即使在内部产生火花等也能够防止对可燃性气体的引火而采用了耐压防爆结构。
该耐压防爆结构即使可燃性气体在内部发生爆炸也经得住其压力，不会对外部的可燃性气体进行引火，用于防止爆炸事故是有效的，但因各电机部件被收纳于耐压防爆容器内，所以有可能显示单元成为大型而有损设计的自由度。
而且，最近为了氢站的普及，修改法规和/或安全规程并研究自助填充式的充气装置的利用，希望开发安全且紧凑的充气装置。
于是，本发明是鉴于上述以往技术中的问题点而做出的，目的在于提供一种安全且紧凑、显示单元的设计的自由度高的充气装置。
用于解决问题的技术方案
为了达到上述目的，本发明的充气装置的特征在于，具备：填充单元，其具备一边对从气体的供给源供给的气体的流量进行计测一边输送该气体的填充机构；软管单元，其具有与所述填充机构的气体出口配管连接的填充软管、和在该填充软管的顶端配备的填充喷嘴；以及显示单元，其显示由所述填充机构所计测出的填充数据，所述显示单元具有内压防爆结构。
根据本发明，由于采用了内压防爆结构来作为显示单元的防爆结构，所以能够确保安全性，并且与耐压防爆结构的情况相比能够谋求小型化，也能够提高显示单元的设计的自由度。
可以是，上述充气装置具备监视所述显示单元的内压的监视装置，该监视装置在所述显示单元的内压发生了变化的情况下切断该充气装置的电源。由此，能够迅速地对可燃性气体向显示单元内的流入进行检测从而防止爆炸事故。
另外，可以是，上述充气装置具备：显示面板，其与所述显示单元内的显示器相对而配置，并能够开闭；打印机盖，其与打印机相对而配置，并能够开闭；传感器，其检测所述显示面板以及所述打印机盖的开闭；以及填充控制装置，其在该传感器检测到所述显示面板或/和所述打印机盖打开了时，停止来自所述填充机构的填充。由此，能够确保安全性，并且能够容易进行对显示器和/或打印机的维护管理。
可以是，所述显示单元具备存储装置，该存储装置存储由所述填充机构进行的气体的填充次数以及填充量，能够有效利用于根据上述所存储的填充信息而在软管、喷嘴等消耗品的使用期限前进行更换等充气装置的维护管理。
可以是，在所述填充单元内的上部，具备检测来自所述填充机构的气体泄漏的气体检测器，该气体检测器在检测到所述气体泄漏的情况下切断该充气装置的电源。由此，能够检测填充单元内的可燃性气体的泄漏从而防止爆炸事故。
可以是，在所述显示单元具备摄像头(camera)，该摄像头在设定来自所述填充机构的填充量时作为标识符读取单元而发挥功能，在没有进行所述设定的情况下作为监视摄像头而发挥功能。由此，能够对结算的打折用的条形码等进行读取、和/或进行远程监视，所以能够提高便利性。
发明的效果
如以上那样，根据本发明，能够提供一种安全且紧凑、显示单元的设计的自由度高的充气装置。
附图说明
图1是适用本发明的充气装置的充气系统的概略图。
图2是示出本发明的充气装置的一实施方式的整体构成图。
图3是用于说明图1的充气系统的工作的流程图。
图4是用于对图3所示的充气系统的工作的一部分详细地进行说明的流程图。
附图标记说明
1：充气系统；
2：(2A、2B)充气装置；
3：中继单元；
4：POS；
5：远程监视服务器；
6：管理用PC；
7：便携终端；
8：后方设备；
9：结算中心；
10：主体单元；
10a：填充单元；
10b：显示单元；
11：冷却装置；
12：主阀(总阀)；
13：流量调整阀；
14：流量计；
15：气体检测器；
16：电话线用天线；
17：显示器；
18：触摸显示器；
19：开始SW；
20：结束SW；
21：车辆检测器；
22：打印机；
23：打印机盖关闭SW；
24：压力控制装置；
25：显示面板关闭SW；
26：摄像头；
27：IC标签读取器；
28：读卡器；
29：键盘；
30：填充控制装置；
31：设定控制装置；
32：软管单元；
33：车辆标签读取器；
34：填充软管；
35、36压力计；
37：气体检测器；
41-45：气体输送管；
46：三通阀。
具体实施方式
接着，参照附图对用于实施本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在以下的说明中，本发明的充气装置是氢气填充装置，以向氢气汽车填充氢气的情况为例进行说明。
首先，参照图1对适用本发明的充气装置的充气系统概略性地进行说明。该充气系统1包括：充气装置2(2A、2B)；经由中继单元3与充气装置2通信的POS终端(销售管理装置，以下简称为“POS”。)4以及远程监视服务器5；连接于远程监视服务器5的管理用PC6以及便携终端7；与充气装置2直接通信的后方设备8；以及经由中继单元3或直接与充气装置2通信的结算中心9。
中继单元3通过有线(SSLAN)与各充气装置2A、2B连接。该中继单元3可以分别设置于充气装置2中的各充气装置，也可以是，在充气系统1设置一个中继单元3，通过有线将各充气装置2A、2B与一个中继单元3连接。
远程监视服务器5设置成，通过无线与中继单元3连接，用于从充气装置2经由中继单元3接收并保存由充气装置2进行的氢气(以下称为“气体”。)的填充量以及填充金额等填充数据，并且保存由充气系统1的工作人员输入的关于维护管理的信息。例如，能够通过连接于远程监视服务器 5的管理用PC6来掌握填充数据，并向连接于远程监视服务器5的便携终端7发送维护管理信息。
后方设备8设置成，用于一边监视充气装置2等充气系统1整体的机器状况一边对其进行控制。另外，结算中心9设置成，用于应对充气系统 1的使用者(以下，仅称为“使用者”。)的信用卡支付。
图2示出本发明的充气装置的一实施方式，该充气装置2包括主体单元10和软管单元32。
主体单元10由填充单元10a和显示单元10b构成，填充单元10a具有一边计测从作为气体供给源的蓄压机(未图示)供给的气体的流量一边输送气体的填充机构、以及对经由气体输送管41所供给的气体进行冷却的冷却装置11，显示单元10b载置于填充单元10a的顶棚部，对气体的填充量等进行显示。
填充单元10a具备：设置于气体输送管41上的主阀12；设置于气体输送管42上，并对从冷却装置11向填充软管34流动的气体的流量进行调整的流量调整阀13以及计测气体的流量的流量计14；在检测到来自于填充机构的气体泄漏的情况下切断充气装置2的电源的气体检测器15等。尤其是，根据气体检测器15，能够检测填充单元10a内的可燃性气体的泄漏从而防止爆炸事故。
冷却装置11通过在其内部滞留的液化氮、氟利昂、二氧化碳等制冷剂来对从蓄压机供给的气体进行冷却。
显示单元10b具备：作为上述中继单元3的一部分而发挥功能的电话线用天线16；对从气体输送管42向填充软管34流动的气体的流量(从后述的填充喷嘴向汽车的燃料贮藏器供给的气体供给量)等进行显示的显示器17；触摸显示器18；在开始/结束填充时按下的开始/结束开关(以下，将“开关”省略为“SW”。)19、20；对车辆的接近进行检测的车辆检测器21；对收据等进行打印的打印机22；打印机盖关闭SW23；压力控制装置24；显示面板关闭SW25；摄像头26；IC标签读取器27；读卡器28；键盘29；控制填充机构的填充控制装置30；以及进行与填充设定有关的控制的设定控制装置31。远程监视服务器5经由电话线用天线16从充气装置2接收填充数据。
在该显示单元10b中，采用内压防爆结构，充满了经由气体输送管43、三通阀46以及气体输送管44从压缩机(未图示)供给的不燃性的气体。该不燃性的气体与经由气体输送管45来使流量调整阀13驱动而使用的气体相同，可以使用洁净的空气。
另外，显示单元10b为了维护管理等而具备开闭式的面板(除了打印机22之外的显示单元10b的前侧的面整体)，显示面板关闭SW25在显示单元10b的面板被关闭时输出接通信号。
车辆检测器21对接近充气装置2的车辆进行检测，将检测信号向设定控制装置31发送。
在打印机22的前侧的面，为了补充卷筒纸等而设置有开闭式的盖(未图示)，打印机盖关闭SW23在打印机22的盖被关闭时输出接通信号。
压力控制装置24具有作为监视显示单元10b的内压、在显示单元10b 的内压发生了变化的情况下将强制结束气体的填充的控制信号向填充控制装置30输出的监视装置的功能，并且如后所述，将发生了变化的显示单元 10b的内压向设定压控制。
摄像头26设置成，用于能够在由设定控制装置31进行的填充设定中通过作为条形码读取器等发挥功能来进行结算的打折，并且能够在除此以外的情况下通过作为监视摄像头发挥功能，从而从设置了该充气系统1的事务所(办事处)等进行远程监视。
IC标签读取器27对设置于车辆内的IC标签进行读取，将登记于IC 标签的填充设定向设定控制装置31输出。读卡器28设置成，用于读取使用者的信用卡，与结算中心9进行信息的发送接收来进行精算。
对填充控制装置30，分别输入来自在填充喷嘴的喷嘴搭挂部(未图示) 设置的喷嘴开关(未图示)的接通/断开信号和/或、来自流量计(未图示) 的脉冲发生器的信号、来自各种计测器的信号，向主阀12和/或流量调整阀13等输出控制信号。
对设定控制装置31，分别输入来自触摸显示器18、IC标签读取器27 以及键盘29的填充设定信号等，向填充控制装置30和/或打印机22输出控制信号。
软管单元32具备：读取车辆的标签的车辆标签读取器33；与填充单元10a内的气体输送管42(填充机构的气体出口配管)连接的填充软管34；在填充软管34的顶端设置的填充喷嘴；对气体输送管41、42的各自的内部的压力进行检测的压力计35、36；检测气体泄漏的气体检测器37等。
车辆标签读取器33设置成，用于通过对设置于车辆的标签进行读取，从而对该车辆是利用充气装置2的车辆的这一情况进行确认，其检测范围比设置于显示单元10b的车辆检测器21的检测范围窄。该车辆标签读取器33与车辆检测器21配置于同一线上，利用车辆检测器21来检测车辆的接近，通过在正在填充的期间中车辆标签读取器33继续检测车辆，从而对车辆是实际上进行了填充的车辆的这一情况进行识别，防止了其他车辆的误检测。
接着，以图3为中心地参照图1以及图2对具有上述构成的充气系统 1的工作进行说明。此外，在以下的说明中，关于不是进行预先设定了的量的填充的预设填充、而持续填充直到使用者按下结束SW20为止的通常的填充工作进行说明。
首先，在设定控制装置31中，作为步骤S1，待机直到车辆检测器21 成为接通为止，在车辆检测器21成为接通时(步骤S1；是)，作为步骤S2，车辆标签读取器33开始对设置于车辆的标签的读取，在标签被读取时(步骤S2；是)，在显示器17显示设定画面(步骤S3)。另一方面，在步骤S2中，在车辆标签读取器33无法读取标签的情况下(步骤S2；否)，经由报知单元等引导车辆以使其接近充气装置2(步骤S4)，返回步骤S2。
在步骤S5中，待机直到充气装置2的使用者经由触摸显示器18等完成填充设定为止，在填充设定完成时(步骤S5；是)，在步骤S6中，待机直到输入填充许可请求信号为止。此外，在车辆的IC标签预先登记有填充设定的情况下，在步骤S2中在读取车辆的标签时也同时读取该填充设定，省略步骤S3以及步骤S5。
接着，在填充控制装置30中，通过由使用者从喷嘴搭挂部取下填充喷嘴来使喷嘴SW成为接通(步骤S11；是)，将取下了的填充喷嘴与搭载于车辆的燃料贮藏器的填充口连接。在此，对后方设备8以及设定控制装置 31输出填充许可请求信号(步骤S12)，在步骤S13中，待机直到输入填充许可信号为止。
在后方设备8中，在输入填充许可请求信号时(步骤S31；是)，在步骤S32中，对充气装置2的各机器的安全进行确认，在取得了安全的确认的情况下(步骤S32；是)，对填充控制装置30输出填充许可信号(步骤 S33)，在步骤S34中，待机直到输入填充结束信号为止。
在对设定控制装置31输入填充许可请求信号时(步骤S6；是)，对填充控制装置30输出填充许可信号(步骤S7)，在步骤S8中，待机直到输入填充结束信号为止。
在填充控制装置30中，在从后方设备8以及设定控制装置31双方输入填充许可信号时(步骤S13；是)，在步骤S14中，待机直到使用者按下开始SW19为止，即直到开始SW19成为接通为止，在开始SW19成为接通时(步骤S14；是)，将流量计14归零，打开主阀12和/或流量调整阀 13(步骤S15)。
通过打开主阀12和/或流量调整阀13，对流量计14输入流量脉冲而对车辆填充气体(步骤S16)，对气体的填充量进行计数并使其显示于显示器17(步骤S17)。
在正在填充气体的期间，在步骤S18、S19中，对显示单元10b的内压以及车辆检测器21的检测信号进行监视，在显示单元10b的内压发生了变化的情况下(步骤S18；是)和/或在车辆检测器21输出了断开信号的情况下(步骤S19；是)，立即中止填充。
通过在步骤S20中，使用者按下结束SW20(步骤S20；是)、或根据上述条件而中止填充(步骤S18、S19；是)，由此填充结束，在步骤S21 中关闭主阀12以及流量调整阀13。之后，在步骤S22中，待机直到喷嘴 SW成为断开为止，在喷嘴SW成为断开时(步骤S22；是)，对设定控制装置31、后方设备8以及远程监视服务器5输出包含填充数据的填充结束信号(步骤S23)，结束填充控制装置30的工作。
在设定控制装置31中，输入填充结束信号时(步骤S8；是)，基于气体的填充量来进行精算，将其结果打印成打印机22的收据并输出(步骤 S9)，结束设定控制装置31的工作。
另一方面，在后方设备8中，输入填充结束信号时(步骤S34；是)，擦除符合的填充装置2的标志(步骤S35)，结束后方设备8的工作。
进而，在远程监视服务器5中，作为步骤S41，在与填充结束信号一起输入填充数据时(步骤S41；是)，保存气体的填充量、填充金额等填充数据(步骤S42)。另外，在步骤S43中，在由充气系统1的工作人员输入了维护数据的情况下(步骤S43；是)，也将其保存(步骤S44)，结束远程监视服务器5的工作。
接着，以图4为中心地参照图1～图3对上述填充控制装置30的步骤 S18的工作的详情、以及相对于该步骤S18的工作的填充单元10a等的恢复(复原)工作进行说明。
在步骤S51(与上述步骤S18相对应)中，由压力控制装置24监视显示单元10b的内压，与此并行(步骤S51；否)，在步骤S52中，对打印机盖关闭SW23以及显示面板关闭SW25是否为断开进行监视。
在由压力控制装置24检测到显示单元10b的内压的变化(步骤S51；是)、或检测到闭SW23、25中的任一方为断开即打印机盖以及显示面板中的任一方打开的这一情况的情况下(步骤S52；是)，使填充单元10a以及POS4的电源为断开(步骤S53)。此外，为了与显示单元10b内被增压了的情况相对应，也可以将安全阀(减压阀)预先设置于显示单元10b。
在通过步骤S53将填充单元10a以及POS4的电源断开后，在步骤S54 中，进行监视直到打印机盖关闭SW23以及显示面板关闭SW25双方成为接通为止，在关闭SW23、25双方为接通、即检测到打印机盖以及显示面板双方关闭了的这一情况时(步骤S54；是)，在步骤S55中，通过压力控制装置24来比较显示单元10b的内压和设定压。
在步骤S55中，在由压力控制装置24检测到显示单元10b内成为了设定压的情况下(步骤S55；是)，对显示单元10b内进行扫气(步骤S56)。
通过步骤S57，继续上述步骤S56的扫气直到扫气时间T达到预定时间t1为止，在扫气时间T达到预定时间t1时(步骤S57；是)，成为显示单元10b内不存在可燃性气体的这一情况，使填充单元10a以及POS4的电源为接通(步骤S58)，使填充单元10a以及POS4恢复。
如以上那样，根据本实施方式，作为显示单元10b的防爆结构，采用了内压防爆结构，所以相比耐压防爆结构的情况能够谋求小型化，也能够提高显示单元的设计的自由度。另外，在显示单元10b的内压发生了变化的情况下切断填充单元10a的电源，由此能够迅速地对可燃性气体向显示单元10b的流入进行检测从而防止爆炸事故。
此外，在上述实施方式中，以将氢气向车辆填充的情况为例进行了说明，但在填充其他气体的情况下也可以使用上述充气装置2。
另外，对在显示单元10b设置了作为中继单元3的一部分发挥功能的电话线用天线16的情况进行了说明，但也可以构成为，通过在充气系统1 内预先设置的有线LAN、和/或不利用电话线的无线通信来在充气装置2 与远程监视服务器5之间进行通信。
而且，使气体输送管43经由三通阀46分支成气体输送管44、45，但也可以构成为，不设置三通阀46，而是通过经由两根气体输送管来将压缩机与显示单元10b及主阀12以及流量调整阀13分别连接，从而与阀12、 13的驱动无关地向显示单元10b内切实地供给气体。

Claims (9)

1.一种充气装置，其特征在于，具备：
填充单元，其具备一边对从气体的供给源供给的气体的流量进行计测一边输送该气体的填充机构；
软管单元，其具有与所述填充机构的气体出口配管连接的填充软管、和在该填充软管的顶端配备的填充喷嘴；以及
显示单元，其显示由所述填充机构所计测出的填充数据，
所述显示单元具有内压防爆结构，
所述充气装置具备监视所述显示单元的内压的监视装置，
该监视装置在正在填充气体的期间对所述显示单元的内压进行监视，在所述显示单元的内压发生了变化的情况下切断该充气装置的电源。
2.根据权利要求1所述的充气装置，其特征在于，
所述充气装置具备：
显示面板，其与所述显示单元内的显示器相对而配置，并能够开闭；
打印机盖，其与打印机相对而配置，并能够开闭；
传感器，其检测所述显示面板以及所述打印机盖的开闭；以及
填充控制装置，其在该传感器检测到所述显示面板或/和所述打印机盖打开了时，停止来自所述填充机构的填充。
3.根据权利要求1所述的充气装置，其特征在于，
所述显示单元具备存储装置，该存储装置存储由所述填充机构进行的气体的填充次数以及填充量。
4.根据权利要求2所述的充气装置，其特征在于，
所述显示单元具备存储装置，该存储装置存储由所述填充机构进行的气体的填充次数以及填充量。
5.根据权利要求1所述的充气装置，其特征在于，
在所述填充单元内的上部，具备检测来自所述填充机构的气体泄漏的气体检测器，
该气体检测器，在检测到所述气体泄漏的情况下切断该充气装置的电源。
6.根据权利要求2所述的充气装置，其特征在于，
在所述填充单元内的上部，具备检测来自所述填充机构的气体泄漏的气体检测器，
该气体检测器，在检测到所述气体泄漏的情况下切断该充气装置的电源。
7.根据权利要求3所述的充气装置，其特征在于，
在所述填充单元内的上部，具备检测来自所述填充机构的气体泄漏的气体检测器，
该气体检测器，在检测到所述气体泄漏的情况下切断该充气装置的电源。
8.根据权利要求4所述的充气装置，其特征在于，
在所述填充单元内的上部，具备检测来自所述填充机构的气体泄漏的气体检测器，
该气体检测器，在检测到所述气体泄漏的情况下切断该充气装置的电源。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的充气装置，其特征在于，
在所述显示单元具备摄像头，
该摄像头，在设定来自所述填充机构的填充量时作为标识符读取单元而发挥功能，在没有进行所述设定的情况下作为监视摄像头而发挥功能。
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