CN109506124A - 气体供应装置以及气体供应装置的运转开始方法 - Google Patents

气体供应装置以及气体供应装置的运转开始方法 Download PDF

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Abstract

向加氢站的分配器供应氢气的气体供应装置包括：让用于冷却从分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；能够冷却制冷剂的制冷机；能够利用从液态氢向氢气变化时的潜热来冷却制冷剂的冷却装置；以及在启动加氢站时，在进行启动冷却装置的控制后，当满足预先设定的条件时，进行使冷却装置停止并启动制冷机的控制的控制部。据此，能够抑制启动加氢站所需的时间。

Description

气体供应装置以及气体供应装置的运转开始方法
技术领域
本发明涉及一种向加气站的分配器供应气体的气体供应装置以及该气体供应装置的运转开始方法。
背景技术
近年来，开发出了燃料电池汽车或氢汽车等利用氢气的车辆，伴随于此，用于对该车辆的罐填充氢气的加氢站正逐渐普及。作为此种加氢站的一例，在日本专利公开公报特开2015-158213号中记载了具备供应氢气的气体供应系统以及按照规定的协议将从气体供应系统供应的氢气供应至车辆的罐的分配器的加氢站。在此种加氢站中，从分配器喷出的氢气需要在冷却至规定温度的状态下供应至车辆的罐。因此，日本专利公开公报特开2015-158213号中公开的气体供应系统具有让用于冷却分配器中的氢气的制冷剂流动的制冷剂流路以及用于冷却在该制冷剂流路中流动的制冷剂的制冷机。由此，分配器中的氢气在被制冷剂流路的制冷剂冷却至规定温度的状态下，被供应至车辆的罐。
在日本专利公开公报特开2015-158213号中，如果加氢站停止，制冷机也停止。因此，制冷剂流路的制冷剂的温度会因外部热输入而上升。因此，当重新启动该加氢站时，需要在从分配器向车辆供应氢气之前，将在制冷剂流路中流动的制冷剂冷却至规定温度。在此情况下，例如考虑通过启动制冷机将在制冷剂流路流动的制冷剂冷却至规定温度，然后启动加氢站，以能够从分配器向车辆供应氢气。但是，在利用此种方法来启动加氢站的情况下，制冷机冷却制冷剂需要时间，因此，至该启动为止所需的时间有可能变长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制启动加气站所需的时间的气体供应装置以及气体供应装置的运转开始方法。
本发明的一个方面所涉及的气体供应装置向加气站的分配器供应气体，其包括：制冷剂流路，让用于冷却从所述分配器喷出之前的气体的制冷剂流动；制冷机，冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂；冷却装置，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂；以及控制部，在启动所述加气站时，进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制，其中，所述控制部，当满足预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
本发明另一方面涉及气体供应装置的运转开始方法，其中，所述气体供应装置包括：让用于冷却从加气站的分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的制冷机；以及，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的冷却装置，所述气体供应装置的运转开始方法进行如下控制：进行启动所述冷却装置的控制；在启动所述冷却装置后，当满足规定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制，并进行启动所述制冷机的控制。
本发明又一方面涉及气体供应装置的运转开始方法，其中，所述气体供应装置包括：让用于冷却从加气站的分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的制冷机；以及，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的冷却装置，所述气体供应装置的运转开始方法进行如下控制：进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制；在启动所述冷却装置及所述制冷机后，当满足规定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
根据本发明，能够抑制启动加气站所需的时间。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的气体供应装置的结构的概略图。
图2是表示第一实施方式所涉及的气体供应装置中设置的制冷剂罐的结构的概略图。
图3是用于说明第一实施方式所涉及的气体供应装置的运转开始顺序的图。
图4是用于说明第二实施方式所涉及的气体供应装置的运转开始顺序的图。
图5是表示第三实施方式所涉及的气体供应装置的结构的概略图。
图6是表示第三实施方式所涉及的气体供应装置中设置的制冷剂罐的结构的概略图。
图7是表示第四实施方式所涉及的气体供应装置的结构的概略图。
图8是表示第五实施方式所涉及的气体供应装置的结构的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式。但是，为了便于说明，以下所参照的各图仅简化表示了本实施方式所涉及的加氢站的构成要素中的主要构成要素。因此，本实施方式所涉及的加氢站可包括未表示在本说明书所参照的各图中的任意的构成要素。
(第一实施方式)
图1是表示本发明第一实施方式所涉及的加氢站10的结构的概略的图。加氢站10具备气体供应装置2以及作为填充设备的分配器11。
气体供应装置2对氢气进行压缩而生成压缩气体，并向分配器11供应该压缩气体。在本实施方式中，如图1所示，在气体制造装置12中制造出的氢气被供应至气体供应装置2，该气体供应装置2对该氢气进行压缩而生成压缩气体。
此外，对气体供应装置2供应氢气的供应源也可并非气体制造装置12。例如也可从储存有氢气的罐部件向气体供应装置2供应氢气。
另外，在本实施方式中，因为气体供应装置2为加氢站10的构成要素，所以气体制造装置12制造氢气并向气体供应装置2供应。但并不限定于此。例如，气体制造装置12可为制造氢气以外的液化气体的装置，又可为制造液化气体以外的气体的装置。
另外，在本实施方式中，气体制造装置12是独立于加氢站10的装置，但并不限定于此。加氢站10也可具备气体制造装置12。
分配器11是接收从气体供应装置2供应的氢气的设备。氢气通过分配器11而被填充至驶入加氢站10的车辆13的罐中。车辆(罐搭载装置)13例如为燃料电池车。
气体供应装置2具备流入侧流路211、流入侧阀部件212、压缩机22、流出侧流路231、流出侧阀部件232a～232c、蓄压器241～243、供应路251、供应路阀部件252a～252c、冷却组件26及控制部27。另外，也可省略蓄压器241～243。以下，依次对各构成部件进行说明。
流入侧流路211是在气体制造装置12中制造出的氢气流入的流路。流入侧流路211将气体制造装置12和压缩机22的吸入侧相连接。
流入侧阀部件212是调节从气体制造装置12供应至压缩机22的氢气的流量的阀。流入侧阀部件212被安装在流入侧流路211的中间部分。在本实施方式中，流入侧阀部件212由用于将压缩机22的吸入侧的压力保持在规定压力的减压阀形成。
压缩机22对从吸入侧流入的氢气进行压缩而生成压缩气体。压缩机22例如具有马达和压缩部。压缩部对应于马达的旋转而被驱动，吸入流入侧流路211的氢气。此外，优选采用往复运动压缩机(往复式压缩机)作为压缩机22，但也可采用其他类型的压缩机，例如螺杆压缩机。
流出侧流路231是向蓄压器241～243输送在压缩机22中生成的氢气的压缩气体的流路。流出侧流路231具有共同路231a和个别路231b～231d。共同路231a连接于压缩机22的喷出部。个别路231b～231d将共同路231a和后述的蓄压器241～243分别连接。从压缩机22通过共同路231a以及个别路231b～231d而流到蓄压器241～243的氢气暂时分别储存在蓄压器241～243中。
流出侧阀部件232a～232c是用于切换将从压缩机22喷出的氢气供应至蓄压器241～243中的哪一个蓄压器241～243的阀。流出侧阀部件232a～232c分别被安装在个别路231b～231d。流出侧阀部件232a～232c能够使个别路231b～231d开闭。
蓄压器241～243是在内部储存氢气的容器。蓄压器241～243分别以相同的设计压力(例如82MPa)被设计。此外，在本实施方式中，气体供应装置2具有三个蓄压器241～243，但并不限定于此，蓄压器的数量为任意。
供应路251是向分配器11输送蓄压器241～243中储存的氢气的流路。供应路251包含多条个别路251a～251c和共同路251d。多条个别路251a～251c分别连接于个别路231b～231d中的比流出侧阀部件232a～232c更靠蓄压器241～243侧(下游侧)的部位。共同路251d连接于各个别路251a～251c，并延伸至分配器11。
供应路阀部件252a～252c是用于切换从蓄压器241～243中的哪一个蓄压器241～243向分配器11供应氢气的阀。供应路阀部件252a～252c被安装在供应路251的各个别路251a～251c，能够使各个别路251a～251c开闭。
冷却组件26具有冷却从分配器11喷出之前的氢气的作用。当从分配器11向车辆13的罐供应氢气时，分配器11按照规定的协议，以使氢气升压的方式喷出氢气。此时，分配器11喷出被冷却组件26冷却至规定温度的氢气。
冷却组件26具有制冷剂流路261、泵262、制冷机263及冷却装置264。
制冷剂流路261是用于冷却从分配器11喷出之前的氢气的制冷剂流动的流路。在制冷剂流路261中流动的制冷剂例如为不冻性盐水。
制冷剂流路261具备循环路261a和制冷剂罐261b。循环路261a是以能够使制冷剂循环的方式被形成为环状的流路。制冷剂罐261b被设置在循环路261a的中途，储存在该循环路261a中循环的制冷剂的一部分。
泵262通过压力输送制冷剂流路261内的制冷剂来使该制冷剂循环。泵262被设置在循环路261a。
在制冷剂流路261的循环路261a安装有温度传感器T1。温度传感器T1是检测在制冷剂流路261中循环的制冷剂的温度的传感器。此外，温度传感器T1也可安装在制冷剂流路261的制冷剂罐261b。
另外，在分配器11内置有热交换器A1。供应路251的共同路251d和制冷剂流路261的循环路261a连接于该热交换器A1。即，热交换器A1使流经供应路251的共同路251d的氢气与流经制冷剂流路261的循环路261a的制冷剂不彼此混合而流动，并使该氢气与该制冷剂进行热交换。由此，在分配器11内，流经供应路251的氢气被流经循环路261a的制冷剂冷却至规定温度。
此外，在本实施方式中，循环路261a的一部分被配置在分配器11内，由此，在该分配器11内进行氢气与制冷剂之间的热交换，但并不限定于此。例如，也可在比分配器11更靠上游侧的位置，以在流经共同路251d的氢气与流经循环路261a的制冷剂之间进行热交换的方式配置该循环路261a。
制冷机263能够冷却流经制冷剂流路261的制冷剂。在本实施方式中，如图1所示，制冷机263的一部分与制冷剂流路261的循环路261a构成被内置于气体供应装置2的热交换器A2。即，在热交换器A2中，流经制冷机263的冷却流体和流经制冷剂流路261的循环路261a的制冷剂不彼此混合地流动，该冷却流体与该制冷剂进行热交换。因此，制冷机263能够在热交换器A2中冷却因在热交换器A1中与氢气进行热交换而温度上升后的制冷剂。
冷却装置264能够利用液化气体的汽化潜热来冷却流经制冷剂流路261的制冷剂。此外，在此所述的液化气体是指常温下为气体的流体因被冷却或压缩而成为液体的气体。在本实施方式中，冷却装置264利用液化氮的汽化潜热来冷却流经制冷剂流路261的制冷剂。此外，冷却装置264也可利用氧气或氩气等的液化气体的汽化潜热来冷却流经制冷剂流路261的制冷剂。
冷却装置264具有液化气体罐265、液化气体流路266及流量调节阀267。
液化气体罐265是储存液氮的罐。
液化气体流路266是液化气体罐265中储存的液氮流出的流路。液化气体流路266包含热交换部266a、罐导入部266b、罐导出部266d、泵导入部266c、泵导出部266e及排出部266f。
热交换部266a是在流经该热交换部266a的液氮与流经制冷剂流路261的制冷剂之间进行热交换的部位。热交换部266a连接于液化气体罐265，以使液化气体罐265内的液氮能够流入该热交换部266a。另外，在本实施方式中，如图1所示，热交换部266a和制冷剂流路261的循环路261a构成被内置在气体供应装置2的热交换器A3。即，在热交换器A3中，流经热交换部266a的液化氮和流经制冷剂流路261的循环路261a的制冷剂不彼此混合地流动，该液氮与该制冷剂进行热交换。因此，热交换部266a能够利用通过该液氮与制冷剂之间的热交换而该液氮汽化而产生的潜热，对制冷剂进行冷却。
罐导入部266b是将因液氮在热交换部266a中汽化而产生的氮气导入制冷剂罐261b的部位。罐导入部266b的一端连接于热交换部266a，罐导入部266b的另一端连接于制冷剂罐261b。在本实施方式中，如图2所示，在制冷剂罐261b的内部储存有规定量的制冷剂，在比该储存的制冷剂更靠上方的位置形成有气体流入口261c。罐导入部266b的另一端连接于气体流入口261c，以使氮气通过该气体流入口261c被导入制冷剂罐261b中。
罐导出部266d是将被导入到制冷剂罐261b内的氮气导出至制冷剂流路261的外部的部位。在本实施方式中，如图2所示，罐导出部266d连接于被设置在制冷剂罐261b的气体流出口261d。气体流出口261d被设置在比制冷剂罐261b中储存的制冷剂更靠上方的位置。氮气通过气体流出口261d而被导出至制冷剂罐261b的外部。此外，在制冷剂罐261b不是密闭结构的情况下，也可不具有罐导出部266d。在此情况下，氮气从制冷剂罐261b的内部与外气连通的部位漏出。
泵导入部266c是将因液氮在热交换部266a中汽化而产生的氮气导入泵262的壳体内的部位。在本实施方式中，泵导入部266c的一端连接于罐导入部266b的中间部分，泵导入部266c的另一端连接于泵262的壳体。由此，从热交换部266a流出的氮气的一部分在流经罐导入部266b的途中，向泵导入部266c分流，并流入泵262的壳体内。
此外，泵导入部266c的一端也可不连接于罐导入部266b的中间部分，例如也可直接连接于热交换部266a。
泵导出部266e是将被导入到泵262的壳体内的氮气导出至制冷剂流路261的外部的部位。泵导出部266e连接于泵262的壳体，以将该壳体内的氮气导出至该壳体的外部。此外，在泵262的壳体不是密闭结构的情况下，也可不具有泵导出部266e。在此情况下，氮气从该壳体的内部与外气连通的部位漏出。
排出部266f是将在热交换部266a中产生的氮气中除被导入制冷剂罐261b及泵262的壳体的部分以外的氮气排出至气体供应装置2的外部的部位。排出部266f连接于罐导入部266b，以排出从热交换部266a流入该罐导入部266b的氮气的一部分。在本实施方式中，排出部266f连接于罐导入部266b中比该罐导入部266b与泵导入部266c的连接点更靠上游侧的部位。
流量调节阀267由可调节开度的阀部件形成。通过调节该流量调节阀267的开度，能够调节液化气体流路266中的氮气的流量。在本实施方式中，流量调节阀267被安装在罐导入部266b中比泵导入部266c与罐导入部266b的连接点更靠上游侧，且比排出部266f与罐导入部266b的连接点更靠上游侧的部位。由此，当流量调节阀267处于全闭状态时，液化气体罐265中积存的液氮不会从罐导出部266d、泵导出部266e及排出部266f排出，在热交换部266a中不进行制冷剂的冷却。另一方面，当流量调节阀267处于以规定开度打开的状态时，液化气体罐265中积存的液氮在热交换部266a中汽化后，从罐导出部266d、泵导出部266e及排出部266f排出。即，在热交换部266a中利用液氮的蒸发潜热来进行制冷剂的冷却。
此外，在本实施方式中，流量调节阀267被安装在液化气体流路266中比热交换部266a更靠下游侧的部位，但并不限定于此，也可被安装在液化气体罐265与热交换器A3之间的部位。
控制部27具备例如包含未图示的ROM、RAM等的存储装置和包含CPU、MPU等的运算装置，由MPU等执行ROM等中存储的程序，由此，进行以下的各种控制。此外，在图1中，为了便于说明，利用一个矩形来表示控制部27，但实现控制部27的功能的手段任意，并不是通过一个构成要素来实现控制部27的全部功能。
控制部27进行流出侧阀部件232a～232c的开闭控制、供应路阀部件252a～252c的开闭控制、泵262的启动/停止控制、制冷机263的启动/停止控制以及流量调节阀267的开度调节控制。另外，控制部27接收由温度传感器T1检测出的温度信息，并判定该温度信息是否满足规定的条件。
此处，参照图3说明加氢站10的运转方法。
图3所示的流程图表示重新启动加氢站10，从分配器11向车辆13的罐供应氢气时的运转方法。该流程图表示例如在夜间停止加氢站10，制冷剂流路261内的制冷剂因外部热输入而升温至与外气相同程度的温度的状态下，重新启动加氢站10时的控制。因此，在图3中的开始时间点，供应路阀部件252a～252c及流量调节阀267关闭，泵262及制冷机263停止。
加氢站10的作业人员例如对加氢站10所具备的未图示的启动开关进行输入操作。由此，开始启动加氢站10。此外，在本实施方式中，加氢站10已启动的状态是指能够从分配器11向车辆13的罐供应氢气的状态。
如果对所述启动开关进行输入，则从该启动开关向气体供应装置2的控制部27发送启动开始信号(步骤ST1)。由此，控制部27按以下的顺序，进行泵262及制冷机263的启动控制和流量调节阀267的开度调节控制。由此，能够从分配器11向车辆13的罐供应氢气。
在步骤ST1接收了启动开始信号的控制部27进行泵262的启动控制，并且，进行以规定开度打开流量调节阀267的控制(步骤ST2)。由此，制冷剂在制冷剂流路261内循环，并且，液化气体罐265内的液氮以与流量调节阀267的开度对应的规定流量流经液化气体流路266。此时，在热交换器A3内，在流经循环路261a的制冷剂与流经热交换部266a的液氮之间进行热交换。由此，液氮汽化，从而产生氮气。在热交换器A3中，流经循环路261a的制冷剂利用液氮的蒸发潜热而被冷却。
此外，在步骤ST2打开流量调节阀267，由此，从热交换部266a流入罐导入部266b的氮气的一部分被导入制冷剂罐261b内及泵262的壳体内。另一方面，剩余的氮气从排出部266f排出。由此，在流量调节阀267打开的期间，制冷剂罐261b内及泵262的壳体内充满氮气。
在步骤ST2打开流量调节阀267，并利用流经热交换部266a的氮气的潜热开始对流经制冷剂流路261的制冷剂进行冷却后，控制部27判定该制冷剂的温度是否为预先设定的规定温度以下(步骤ST3)。具体而言，例如，控制部27接收由安装在制冷剂流路261的温度传感器T1检测出的温度信息，并基于该温度信息来判定制冷剂的温度是否为预先设定的规定温度以下。此外，该规定温度被设定为能够在热交换器A1中充分冷却从分配器11喷出之前的氢气的程度的温度。
判定为制冷剂的温度超过了预先设定的规定温度的控制部27(在步骤ST3为“否”)不进行新的控制，而是继续在热交换部266a中对制冷剂进行冷却，直到制冷剂的温度达到规定温度以下。
另一方面，如果控制部27判定制冷剂的温度为预先设定的规定温度以下(在步骤ST3为“是”)，控制部27进行关闭流量调节阀267的控制(步骤ST4)。由此，液氮停止从液化气体罐265向液化气体流路266的下游侧流出，热交换部266a中的制冷剂的冷却结束。
接下来，控制部27进行制冷机263的启动控制(步骤ST5)。由此，制冷剂流路261的制冷剂在热交换器A2中被流经制冷机263的冷却流体冷却。即，即使制冷剂流路261的制冷剂因在热交换器A1中与氢气进行热交换而升温，该制冷剂也会在热交换器A2中被冷却流体冷却，从而能够维持规定温度。接着，经过步骤ST1～步骤ST5的步骤，容许从分配器11向车辆13的罐供应氢气，加氢站10处于已被启动的状态。
此外，在本实施方式中，控制部27在步骤ST4进行关闭流量调节阀267的控制后，在步骤ST5进行了启动制冷机263的控制，但并不限定于此。控制部27可同时进行流量调节阀267的关闭控制和制冷机263的启动控制，也可在进行制冷机263的启动控制后，进行流量调节阀267的关闭控制。即，只要在步骤ST3为“是”的情况下进行步骤ST4，则步骤ST4与步骤ST5的顺序并不特别限定。
如果经过步骤ST1～步骤ST5的步骤而加氢站被启动，则作业人员开始从分配器11向车辆13的罐供应氢气(步骤ST6)。具体而言，通过作业人员的操作而接收了氢气供应信号的控制部27进行将供应路阀部件252a～252c中的任一个供应路阀部件打开的控制。由此，从蓄压器241～243中的任一个蓄压器向分配器11供应氢气。由此，分配器11基于规定的协议而喷出氢气，将氢气填充至车辆13的罐中。
如上所述，在本实施方式所涉及的气体供应装置2中，当启动加氢站10时，控制部27首先进行打开流量调节阀267的控制。由此，使液氮流经液化气体流路266。此时，在冷却装置264中，液化氮通过制冷剂流路261的制冷剂与液化气体流路266的液氮之间的热交换而汽化。由此，能够迅速降低制冷剂的温度。因此，在气体供应装置2中，能够缩短将制冷剂的温度降低至能够充分冷却从分配器11喷出之前的氢气的程度为止所需的时间，从而能够抑制加氢站10的启动所需的时间。而且，气体供应装置2不仅具备冷却装置264，而且还具备制冷机263，控制部27进行打开流量调节阀267的控制，以便启动冷却装置264。接着，控制部27其后在流经制冷剂流路261的制冷剂已被冷却至能够充分冷却从分配器11喷出之前的氢气的程度的规定温度的情况下，停止冷却装置264，并启动制冷机263。由此，在启动加氢站10后，仅通过制冷机263对流经制冷剂流路261的制冷剂进行冷却。据此，能够抑制冷却装置264向制冷剂罐261b供应的液氮的供应量。
而且，在本实施方式所涉及的气体供应装置2中，在热交换部266a通过制冷剂与液氮的热交换而由该液氮产生的氮气通过罐导入部266b流入制冷剂罐261b。因此，在气体供应装置2中，能够降低制冷剂罐261b中储存的制冷剂与空气接触的可能性。即，能够使用用于在加氢站10启动时冷却制冷剂的氮气来防止制冷剂的腐蚀。
而且，在本实施方式所涉及的气体供应装置2中，因热交换部266a中的制冷剂与液氮的热交换而由该液氮产生的氮气通过泵导入部266c而被导入泵262的壳体。在此，泵262的壳体被通过该泵262的内部的制冷剂冷却。因此，如果空气进入该泵262的壳体内，则有可能会发生结露。但是，在气体供应装置2中，因为氮气被导入泵262的壳体内，所以能够降低空气进入该壳体内的可能性，由此，能够防止该壳体中发生结露。
此外，在本实施方式中，液化气体流路266具有罐导入部266b及泵导入部266c，以将氮气导入制冷剂罐261b及泵262的壳体内双方，但并不限定于此。液化气体流路266也可只具有罐导入部266b及泵导入部266c中的任一个导入部。在此情况下，氮气仅被导入制冷剂罐261b及泵262的壳体中的任一者内。另外，液化气体流路266也可不具有罐导入部266b及泵导入部266c双方。在此情况下，在热交换部266a中产生的全部的氮气从排出部266f排出。
另外，在本实施方式中，控制部27在步骤ST3满足制冷剂的温度为预先设定的规定温度以下这一条件的情况下，在步骤ST4进行关闭流量调节阀267的控制。但是，步骤ST3的判定条件并不限定于制冷剂的温度。控制部27也可不判定是否满足制冷剂的温度为预先设定的规定温度以下这一条件，而是判定是否满足例如从进行打开流量调节阀267的控制起经过了预先设定的规定时间这一条件。在此情况下，规定时间是作为从在步骤ST2打开流量调节阀267而冷却装置264开始制冷剂的冷却后，到该制冷剂达到能够充分冷却从分配器喷出之前的氢气的程度的温度所需的时间而预先被设定的时间。在使用从流量调节阀267打开起经过的时间来作为步骤ST3的判定条件的情况下，无需在制冷剂流路261安装温度传感器T1，可削减部件数量。
另外，在本实施方式中，接收了加氢站10的启动开始信号的控制部27按图3的流程启动气体供应装置2，但并不限定于此，也可由作业人员进行由控制部27进行的图3的流程。
(第二实施方式)
接下来，参照图4说明第二实施方式所涉及的气体供应装置2。此外，在本实施方式中，仅对与第一实施方式不同的部分进行说明，省略与第一实施方式相同的结构、作用及效果的说明。
在第二实施方式中，加氢站10的结构与第一实施方式相同，但该加氢站10的运转方法与第一实施方式不同。
在第二实施方式中，如图4所示，接收了在步骤ST1发送的启动开始信号的控制部27打开流量调节阀267(步骤ST2)，并且，进行启动制冷机263的控制(步骤ST5)。由此，流经制冷剂流路261的制冷剂被制冷机263冷却，并且，在冷却装置264的热交换部266a中还利用液化氮的汽化潜热而被冷却。
此外，在第二实施方式中，控制部27在步骤ST2进行打开流量调节阀267的控制后，在步骤ST5进行启动制冷机263的控制，但并不限定于此。控制部27可同时进行打开流量调节阀267的控制和制冷机263的启动控制，也可在进行制冷机的启动控制后，进行打开流量调节阀267的控制。
经过步骤ST2及步骤ST5而开始冷却制冷剂流路261的制冷剂后，控制部27判定该制冷剂的温度是否为预先设定的规定温度以下(步骤ST3)。其结果，控制部27在判定制冷剂的温度已超过规定温度的情况下(在步骤ST3为“否”)，不进行新的控制，而是再次返回到步骤ST3。由此，继续进行制冷机263对制冷剂的冷却和热交换部266a中的制冷剂的冷却这两种冷却，直到制冷剂的温度达到规定温度以下。
另一方面，控制部27在判定制冷剂的温度为规定温度以下的情况下(在步骤ST3为“是”)，进行关闭流量调节阀267的控制(步骤ST4)。由此，虽然冷却装置264的热交换部266a中的制冷剂的冷却停止，但是制冷机263继续冷却制冷剂。接着，经过这些步骤而加氢站10成为已被启动的状态，成为容许从分配器11向车辆13的罐供应氢气的状态。然后，通过作业人员的操作，开始从分配器11向车辆13的罐供应氢气(步骤ST6)。
在第二实施方式所涉及的气体供应装置2中，当启动加氢站10时，控制部27首先进行启动冷却装置264及制冷机263的控制。由此，流经制冷剂流路261的制冷剂被制冷机263冷却，并且，利用冷却装置264中的液氮的蒸发潜热而进一步被冷却。因此，能够缩短将制冷剂的温度降低至能够充分冷却从分配器11喷出之前的氢气的程度为止所需的时间，能够抑制加氢站10启动所需的时间。而且，控制部27在进行启动冷却装置264及制冷机263的控制后，在判断为制冷剂已被冷却至能够充分冷却从分配器11喷出之前的氢气的程度的情况下，进行关闭流量调节阀267的控制，以使冷却装置264停止。由此，在启动加氢站10后，仅通过制冷机263对流经制冷剂流路261的制冷剂进行冷却，能够抑制向冷却装置264供应的液氮的供应量。
此外，在本实施方式中，接收了加氢站10的启动开始信号的控制部27按图4的流程启动气体供应装置2，但并不限定于此，也可由作业人员进行由控制部27进行的图4的流程。
(第三实施方式)
接下来，参照图5及图6说明第三实施方式所涉及的气体供应装置2。此外，在本实施方式中，仅对与第一实施方式不同的部分进行说明，省略与第一实施方式相同的结构、作用及效果的说明。
在第三实施方式中，冷却装置264的结构与第一实施方式中的冷却装置264的结构不同。
在第三实施方式中，冷却装置264具备液化气体罐265、液化气体流路268及流量调节阀267。液化气体流路268通过将液化气体罐265中储存的液氮导入制冷剂罐261b来冷却该制冷剂罐261b内的制冷剂。
具体而言，如图5及图6所示，液化气体流路268具有导入侧流路268a、罐内流路268b及导出侧流路268c。
导入侧流路268a的一端连接于液化气体罐265，导入侧流路268a的另一端连接于制冷剂罐261b的导入口。流量调节阀267被安装在该导入侧流路268a。
罐内流路268b的一端连接于导入侧流路268a，罐内流路268b的另一端连接于制冷剂罐261b的导出口。而且，罐内流路268b在淹没于制冷剂罐261b中储存的制冷剂中的位置被配置成例如呈线圈形状。
导出侧流路268c的一端连接于罐内流路268b的另一端，导出侧流路268c的另一端位于制冷剂罐261b的外部。
在第三实施方式中，如果控制部27进行打开流量调节阀267的控制，则液化气体罐265中储存的液氮通过导入侧流路268a而流入制冷剂罐261b内的罐内流路268b。由此，液氮在该罐内流路268b中通过与制冷剂的热交换而汽化，变成氮气。此时，利用液氮的汽化潜热而制冷剂被冷却。接着，罐内流路268b的氮气通过导出侧流路268c向制冷剂罐261b的外部排出。在此情况下，可以说罐内流路268b具有与第一实施方式中的热交换器A3相同的功能。
(第四实施方式)
接下来，参照图7说明第四实施方式所涉及的气体供应装置2。此外，在本实施方式中，仅对与第一实施方式不同的部分进行说明，省略与第一实施方式相同的结构、作用及效果的说明。
第一实施方式具有如下结构：使液化气体罐265中储存的液化气体(液氮)在热交换部266a中汽化，并经由制冷剂罐261b和泵262排出至制冷剂流路261的外部。相对于此，在第四实施方式中，采用液化氢来作为储存于液化气体罐265并在热交换部266a中汽化的液化气体。而且，第四实施方式的气体供应装置2具有如下结构：将在热交换部266a中产生的氢气经由制冷剂罐261b和泵262导入流入侧流路211。即，在第四实施方式中，罐导出部266d与泵导出部266e汇合。而且，气体供应装置2具备返回流路266h，该返回流路266h连接罐导出部266d与泵导出部266e的汇合部位和流入侧流路211中的比流入侧阀部件212更靠上游侧的部位。另外，在返回流路266h的中间部分设置有用于对流经该返回流路266h的氢气进行压力输送的送风机266g。
另外，在第一实施方式中设置有排出部266f，但在第四实施方式中并未设置该排出部266f。另一方面，第四实施方式的气体供应装置2具备蒸发气体流路274，该蒸发气体流路274将通过来自外部的自然热输入而在液化气体罐265中产生的蒸发气体(氢气)引导至返回流路266h。蒸发气体流路274从液化气体罐265的上部起延伸，并连接于返回流路266h中的比设置有送风机266g的部位更靠上游侧的部位。而且，在蒸发气体流路274设置有用于自发地对流经该蒸发气体流路274的氢气(蒸发气体)的一次侧(上游侧)的压力进行调节的背压阀269。背压阀269关闭，直到流经蒸发气体流路274的氢气(蒸发气体)的一次侧(上游侧)的压力达到一定值，如果该压力超过一定值则打开。另外，设置有连接蒸发气体流路274中的背压阀269与液化气体罐265之间的部位和罐导入部266b中的热交换部266a与流量调节阀267之间的部位的分支流路270。
在该第四实施方式中，也能够与第一实施方式同样地采用图3所示的加氢站10的运转方法。但是，在第四实施方式中，控制部27在打开流量调节阀267的情况下，与此同步地启动送风机266g。另外，控制部27在完全关闭流量调节阀267的情况下，与此同步地使送风机266g停止。
如上所述，第四实施方式的气体供应装置2使液化气体罐265中储存的液化氢在热交换部266a中汽化，并经由制冷剂罐261b和泵262导入流入侧流路211。因此，在第四实施方式中，能够不让氢气释放或泄漏至外气而将该氢气经由压缩机22、分配器11供应至车辆13。另外，第四实施方式也能够获得与第一实施方式同等的效果，即：能够利用导入到泵262的壳体内的氢气来防止制冷剂的腐蚀，另外，能够利用导入到泵262的壳体内的氢气来防止结露等。另外，也能够通过蒸发气体流路274、分支流路270，毫无浪费地有效利用在液化气体罐265内作为所谓的蒸发气体而产生的氢气。
(第五实施方式)
接下来，参照图8说明第五实施方式所涉及的气体供应装置2。此外，在本实施方式中，仅对与第三实施方式不同的部分进行说明，省略与第三实施方式相同的结构、作用及效果的说明。
在第三实施方式及第五实施方式中，液态氢储存于液化气体罐265。而且，液态氢在制冷剂罐261b内的罐内流路268b(图8中未图示罐内流路268b)中通过与制冷剂的热交换而汽化。另外，在第三实施方式中，导出侧流路268c的一端连接于罐内流路268b的另一端，导出侧流路268c的另一端向制冷剂罐261b的外部开放。相对于此，在第五实施方式中，导出侧流路268c的一端连接于罐内流路268b的另一端，导出侧流路268c的另一端连接于流入侧流路211中的比流入侧阀部件212更靠下游的部位(比压缩机22更靠上游的部位)。而且，第五实施方式的气体供应装置2具备从液化气体罐265的上部起延伸的蒸发气体流路271。蒸发气体流路271将在液化气体罐265的内部通过来自其外部的自然热输入而汽化的氢气(蒸发气体)引导至导出侧流路268c的中间部分。在蒸发气体流路271设置有用于自发地对流经该蒸发气体流路271的氢气(蒸发气体)的一次侧(上游侧)的压力进行调节的背压阀272。背压阀272关闭，直到流经蒸发气体流路271的氢气(蒸发气体)的一次侧(上游侧)的压力达到一定值，如果该压力超过一定值则打开。
在第五实施方式中，不仅具有与第一实施方式同等的效果，而且还能够通过将氢气导入流入侧流路211，不让氢气释放或泄漏至外气而将该氢气经由压缩机22、分配器11供应至车辆13。另外，也能够通过蒸发气体流路271，毫无浪费地有效利用在液化气体罐265内作为所谓的蒸发气体而产生的氢气。
在此，概括说明所述实施方式。
(1)所述实施方式所涉及的气体供应装置向加气站的分配器供应气体，其包括：制冷剂流路，让用于冷却从所述分配器喷出之前的气体的制冷剂流动；制冷机，冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂；冷却装置，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂；以及控制部，在启动所述加气站时，进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制，其中，所述控制部，当满足预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
在上述气体供应装置中，当启动加气站时，控制部进行启动冷却装置及制冷机的控制。因此，能够利用通过制冷剂流路的制冷剂与液化气体之间的热交换而汽化的液化气体的汽化潜热，迅速降低制冷剂的温度。因此，在上述气体供应装置中，能够缩短将制冷剂的温度降低至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度为止所需的时间。由此，能够抑制加气站启动所需的时间。另外，当满足预先设定的条件时使冷却装置停止，因此，能够抑制向冷却装置供应的液化气体的供应量。在此，预先设定的条件例如是指根据从启动冷却装置起的经过时间或设置于制冷剂流路的温度传感器的检测温度等进行判定的条件。流经制冷剂流路的制冷剂被冷却装置冷却，直到满足该条件。通过满足该条件，流经制冷剂流路的制冷剂被冷却至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度。
(2)所述控制部可在启动所述加气站时，首先进行启动所述冷却装置的控制，之后，当满足所述预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制，并进行启动所述制冷机的控制。
在上述气体供应装置中，当启动加气站时，控制部首先进行启动冷却装置的控制。由此，冷却装置能够利用通过制冷剂流路的制冷剂与液化气体之间的热交换而汽化的液化气体的汽化潜热，迅速降低制冷剂的温度。而且，控制部在进行启动冷却装置的控制后，当满足预先设定的条件时，进行使冷却装置停止并启动制冷机的控制。即，在上述气体供应装置中，在判断为流经制冷剂流路的制冷剂已被冷却至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度的情况下，使冷却装置停止，并启动制冷机。即，当满足所述条件时才启动制冷机，因此，能够抑制制冷机的动力。而且，在启动加气站后，仅通过制冷机来对流经制冷剂流路的制冷剂进行冷却，因此，能够抑制向冷却装置供应的液化气体的供应量。
(3)所述控制部可在启动所述加气站时，进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制，之后，当满足所述预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
在上述气体供应装置中，当启动加气站时，控制部首先进行启动冷却装置及制冷机的控制。由此，流经制冷剂流路的制冷剂被制冷机冷却，并利用冷却装置中的液化气体的潜热而进一步被冷却。因此，在上述气体供应装置中，能够缩短将制冷剂的温度降低至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度为止所需的时间。由此，能够抑制加气站启动所需的时间。而且，控制部在进行启动冷却装置及制冷机的控制后，当满足预先设定的条件时，进行使冷却装置停止的控制。由此，在启动加气站后，仅通过制冷机来对流经制冷剂流路的制冷剂进行冷却，从而能够抑制向冷却装置供应的液化气体的供应量。
(4)所述制冷剂流路可具有储存所述制冷剂的制冷剂罐。此外，所述冷却装置可具有让所述液化气体流动的液化气体流路。另外，所述液化气体流路可包含：热交换部，进行所述制冷剂与所述液化气体之间的热交换；以及罐导入部，连接所述热交换部和所述制冷剂罐，以使在所述热交换部中所述液化气体汽化而产生的气体流入所述制冷剂罐。
在上述气体供应装置中，在热交换部通过制冷剂与液化气体的热交换而由该液化气体产生的气体通过罐导入部流入制冷剂罐。因此，在上述气体供应装置中，能够使用用于在启动加气站时对制冷剂进行冷却的液化气体，降低制冷剂罐内的制冷剂与空气接触的可能性。由此，能够防止制冷剂的腐蚀。
(5)所述气体供应装置可还包括：泵，连接于所述制冷剂流路。此外，所述制冷剂流路可具有储存所述制冷剂的制冷剂罐。另外，所述冷却装置可具有让所述液化气体流动的液化气体流路。此外，所述液化气体流路可包含：热交换部，进行所述制冷剂与所述液化气体之间的热交换；以及泵导入部，连接所述热交换部和所述泵，以使在所述热交换部中所述液化气体汽化而产生的气体流入所述泵的壳体内。
由于泵的壳体被通过该泵的内部的制冷剂冷却至规定温度，因此，如果空气进入该泵的壳体内，则有可能会发生结露。但是，在上述气体供应装置中，在液化气体流路的热交换部中通过制冷剂与液化气体的热交换而产生的气体通过该液化气体流路的泵导入部而流入泵。由此，空气进入泵的壳体内的可能性降低。因此，能够防止泵的壳体中发生结露。
(6)所述冷却装置可具备被配置在所述液化气体流路的流量调节阀。此时，所述控制部可在启动所述冷却装置的控制过程中，进行使所述流量调节阀打开的控制。
在该气体供应装置中，通过使流量调节阀打开，使液化气体在液化气体流路中流动。由此，能够通过流经液化气体流路的液化气体来对流经制冷剂流路的制冷剂进行冷却。
(7)所述气体供应装置可还包括：温度传感器，检测在所述制冷剂流路流动的制冷剂的温度。此时，所述控制部当所述温度传感器的检测温度达到预先设定的温度以下时，可进行使所述冷却装置停止的控制。
在该气体供应装置中，能够以制冷剂温度为基准，调节冷却装置的停止控制的开始。
(8)所述实施方式涉及气体供应装置的运转开始方法，其中，所述气体供应装置包括：让用于冷却从加气站的分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的制冷机；以及，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的冷却装置，所述气体供应装置的运转开始方法进行如下控制：进行启动所述冷却装置的控制；在启动所述冷却装置后，当满足规定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制，并进行启动所述制冷机的控制。
在上述气体供应装置的运转开始方法中，通过启动冷却装置，能够使用该冷却装置中的液化气体的潜热来迅速降低制冷剂流路的制冷剂的温度。因此，在上述气体供应装置的运转开始方法中，能够缩短将制冷剂的温度降低至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度为止所需的时间。由此，能够抑制加气站启动所需的时间。而且，在上述气体供应装置的运转开始方法中，在启动冷却装置后，当满足规定的条件时使冷却装置停止并启动制冷机。在此，例如根据从启动冷却装置起的经过时间是否经过规定时间，或流经制冷剂流路的制冷剂的温度是否已达到规定温度，来判断是否满足规定的条件。即，在上述气体供应装置的运转开始方法中，在启动冷却装置后，通过满足规定的条件，成为流经制冷剂流路的制冷剂已被冷却至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度的状态。在该状态下，使冷却装置停止，并启动制冷机。由此，能够仅利用制冷机来进行加气站启动后的制冷剂的冷却。因此，在上述气体供应装置的运转开始方法，能够抑制向冷却装置供应的液化气体的供应量。
(9)本发明涉及气体供应装置的运转开始方法，其中，所述气体供应装置包括：让用于冷却从加气站的分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的制冷机；以及，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的冷却装置，所述气体供应装置的运转开始方法进行如下控制：进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制；在启动所述冷却装置及所述制冷机后，当满足规定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
在上述气体供应装置的运转开始方法中，通过启动冷却装置及制冷机，能够利用制冷机来冷却制冷剂流路的制冷剂，并且，还能够利用冷却装置中的液化气体的潜热来冷却所述制冷剂。因此，在上述气体供应装置的运转开始方法中，能够缩短将制冷剂的温度降低至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度为止所需的时间。由此，能够抑制加气站启动所需的时间。而且，在上述气体供应装置的运转开始方法中，在启动冷却装置后，当满足规定的条件时，使冷却装置停止。即，在上述气体供应装置的运转开始方法中，在启动冷却装置及制冷机后，通过满足规定的条件而成为流经制冷剂流路的制冷剂已被冷却至能够充分冷却从分配器喷出之前的气体的程度。在该状态下，使冷却装置停止。由此，能够仅利用制冷机来进行加气站启动后的制冷剂的冷却。因此，在上述气体供应装置的运转开始方法中，能够抑制向冷却装置供应的液化气体的供应量。
(10)在所述运转开始方法中，可利用温度传感器检测在所述制冷剂流路中流动的制冷剂的温度。此时，当所述温度传感器的检测温度达到预先设定的温度以下时，可进行使所述冷却装置停止的控制。
(11)在所述运转开始方法中，可在启动所述冷却装置的控制过程中，进行使连接于液化气体罐的液化气体流路打开的控制。
(12)在所述运转开始方法中，可利用所述冷却装置的制冷剂，在热交换部中使所述液化气体汽化而产生气体。此时，可使在所述热交换部中产生的气体流入被设置在所述制冷剂流路且储存有制冷剂的制冷剂罐内。
(13)在所述运转开始方法中，可利用所述冷却装置的制冷剂，在热交换部中使所述液化气体汽化而产生气体。此时，可使在所述热交换部中产生的气体流入被设置在所述制冷剂流路的泵的壳体内。
如以上说明，根据所述实施方式，能够抑制启动加气站所需的时间。

Claims (14)

1.一种气体供应装置，向加气站的分配器供应气体，其特征在于包括：
制冷剂流路，让用于冷却从所述分配器喷出之前的气体的制冷剂流动；
制冷机，冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂；
冷却装置，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂；以及
控制部，在启动所述加气站时，进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制，其中，
所述控制部，当满足预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
2.根据权利要求1所述的气体供应装置，其特征在于，
所述控制部，在启动所述加气站时，首先进行启动所述冷却装置的控制，之后，当满足所述预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制，并进行启动所述制冷机的控制。
3.根据权利要求1所述的气体供应装置，其特征在于，
所述控制部，在启动所述加气站时，进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制，之后，当满足所述预先设定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体供应装置，其特征在于，
所述制冷剂流路具有储存所述制冷剂的制冷剂罐，
所述冷却装置具有让所述液化气体流动的液化气体流路，
所述液化气体流路包含：
热交换部，进行所述制冷剂与所述液化气体之间的热交换；以及
罐导入部，连接所述热交换部和所述制冷剂罐，以使在所述热交换部中所述液化气体汽化而产生的气体流入所述制冷剂罐。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的气体供应装置，其特征在于还包括：
泵，连接于所述制冷剂流路，其中，
所述制冷剂流路具有储存所述制冷剂的制冷剂罐，
所述冷却装置具有让所述液化气体流动的液化气体流路，
所述液化气体流路包含：
热交换部，进行所述制冷剂与所述液化气体之间的热交换；以及
泵导入部，连接所述热交换部和所述泵，以使在所述热交换部中所述液化气体汽化而产生的气体流入所述泵的壳体内。
6.根据权利要求4所述的气体供应装置，其特征在于，
所述冷却装置具备被配置在所述液化气体流路的流量调节阀，
所述控制部，在启动所述冷却装置的控制过程中，进行使所述流量调节阀打开的控制。
7.根据权利要求5所述的气体供应装置，其特征在于，
所述冷却装置具备被配置在所述液化气体流路的流量调节阀，
所述控制部，在启动所述冷却装置的控制过程中，进行使所述流量调节阀打开的控制。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的气体供应装置，其特征在于还包括：
温度传感器，检测在所述制冷剂流路流动的制冷剂的温度，其中，
所述控制部，当所述温度传感器的检测温度达到预先设定的温度以下时，进行使所述冷却装置停止的控制。
9.一种气体供应装置的运转开始方法，其中，所述气体供应装置包括：让用于冷却从加气站的分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的制冷机；以及，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的冷却装置，所述气体供应装置的运转开始方法的特征在于：
进行启动所述冷却装置的控制；
在启动所述冷却装置后，当满足规定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制，并进行启动所述制冷机的控制。
10.一种气体供应装置的运转开始方法，其中，所述气体供应装置包括：让用于冷却从加气站的分配器喷出之前的气体的制冷剂流动的制冷剂流路；冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的制冷机；以及，利用液化气体的潜热冷却所述制冷剂流路的所述制冷剂的冷却装置，所述气体供应装置的运转开始方法的特征在于：
进行启动所述冷却装置及所述制冷机的控制；
在启动所述冷却装置及所述制冷机后，当满足规定的条件时，进行使所述冷却装置停止的控制。
11.根据权利要求9或10所述的气体供应装置的运转开始方法，其特征在于，
利用温度传感器检测在所述制冷剂流路中流动的制冷剂的温度，
当所述温度传感器的检测温度达到预先设定的温度以下时，进行使所述冷却装置停止的控制。
12.根据权利要求9或10所述的气体供应装置的运转开始方法，其特征在于，
在启动所述冷却装置的控制过程中，进行使连接于液化气体罐的液化气体流路打开的控制。
13.根据权利要求9或10所述的气体供应装置的运转开始方法，其特征在于，
利用所述冷却装置的制冷剂，在热交换部中使所述液化气体汽化而产生气体，
使在所述热交换部中产生的气体流入被设置在所述制冷剂流路且储存有制冷剂的制冷剂罐内。
14.根据权利要求9或10所述的气体供应装置的运转开始方法，其特征在于，
利用所述冷却装置的制冷剂，在热交换部中使所述液化气体汽化而产生气体，
使在所述热交换部中产生的气体流入被设置在所述制冷剂流路的泵的壳体内。
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