CN1443964A - 燃料充填装置和燃料泄漏检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种燃料充填装置和燃料泄漏检测方法,燃料充填装置具有:调整燃料的供给量的燃料供给调整部(1),和将从燃料供给调整部(1)送出的燃料向汽车(W)输送的燃料送出管道(11),和可装卸地与汽车(W)连接并将从燃料送出管道(11)送出的燃料供给汽车的供给嘴(21),和将燃料送出管道(11)内的燃料排放到外部的排放装置(9)。这种燃料充填装置,在以高压充填燃料时,可防止装置的密封件的劣化,并且能够容易进行充填供给嘴的操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种在汽车中以氢气或压缩天然气作为燃料进行充填的燃料充填装置和检测燃料充填装置的燃料泄漏的方法。
背景技术
作为下一代的汽车,正在推进以氢气、压缩天然气作为燃料而使用的氢气汽车、压缩天然气汽车的开发。这些汽车具有排出二氧化碳、NOX、SOX等少的特征。
这些汽车,在补充燃料时,与现在的汽油汽车相同,行驶到具有充填作为其燃料的氢气、压缩天然气的燃料充填装置(分送器dispenser)的充填基地,在该充填基地进行燃料补充。
在这些汽车和燃料充填装置中,安全性等正在被探讨之中(例如非专利文献1)。
(非专利文献1)
社团法人日本燃气协会“压缩天然气站安全技术指南),平成10年4月、p.44。
在使用压缩天然气作为燃料的时候,在燃料充填装置中,对家庭及企业使用供给压缩天然气的地下供给管道。即,对家庭及企业通过从送出压缩天然气的供给管道分路的管道供给的压缩天然气,由压缩机升压,该气体在多个储存罐中分别以不同的充填压力进行充填并维持管理。
在将压缩天然气充填到汽车的燃料箱时,从多个储存罐中的充填压力低的储存罐导出压缩天然气并开始供给,当汽车的燃料箱的压力接近储存罐的压力时,向比该储存罐充填压力高的其它储存罐切换供给路径。
这样,依次切换到以充填压力高的压力充填的储存罐,通过从该罐供给压缩天然气,进行不发生随压力急剧变化的急速充填那样的充填。
以往所使用的压缩天然气的燃料充填设备中的储存罐的最大充填压力约为25MPa。
在使用氢气作为燃料的时候,主要探讨使天然气和水在700~800的高温下反应产生氢气的方法,和将水进行电分解而产生氢气的方法。
由这些方法产生的氢气,通过隔膜式(diaphragm)升压机等升压,在多个储存罐中分别以不同的充填压力进行充填并维持管理。
在燃料充填时,与压缩天然气相同,使多个储存罐依次切换到低压、中压、高压的罐并导出燃料,不发生急速充填地进行充填。
在现在的试验的设备中的氢气燃料的储存罐的最大压力约为40MPa。
图5是表示将氢气、压缩天然气充填到汽车的燃料箱的燃料充填装置的一例的图。
该燃料充填装置50具有:调整燃料的供给量的燃料供给调整部51,和连接燃料供给调整部并向汽车W的燃料箱T送出燃料的充填软管61,和配设在该充填软管61的端部、可以装卸地连接在连通汽车W的燃料箱T的管道73上并供给燃料的供给嘴65,和其一端连接供给嘴65、另一端经过供给调整部51并通过阀69向大气开放的排放软管70。
在燃料供给调整部51中,设置有将从燃料源60给出的燃料送到充填软管61的燃料流通管道52。
在燃料流通管道52中,设置有质量流量计53、流量调整阀54、断流阀55、压力开关56。
燃料源60,由以各不相同的压力、即低压、中压、高压充填燃料的多个储存罐60k、60m、60n组成,这些储存罐60k、60m、60n可以切换地连接到燃料流通管道52上。
供给嘴65是三通阀,在连接口65a~65c中的连接口65a上连接充填软管61,在连接口65b连接排放软管70。余下的连接口65c位于充填口66处,充填口66,与作为汽车W的燃料箱T的连接口的插口71、以管接头结构的一次性操作即能够可装卸地进行连接。
当汽车W错误地以连接充填软管61和排放软管70的状态开动、或受到外力冲击、或对充填软管61、排放软管70作用规定以上的拉力时,为了防止燃料充填装置被破坏,燃料漏出,在充填软管61和排放软管70的中间位置,配置具有在作用规定的拉力时脱离、并防止向软管内导入外气的切断功能的紧急脱离管接头62。
在燃料充填装置50中,由以下的一系列操作进行充填作业。
在待机状态下,燃料充填装置50的供给嘴65,关闭与充填软管61的连接口65a,呈与汽车W侧的连接口65c和排放软管70侧的连接口65b连通的状态。
在向汽车W作燃料充填时,将供给嘴65,以使充填口66与汽车W的插口71结合而实行连接。
接着,操作供给嘴65的手柄65d,连通连接口65a和连接口65c,并在充填软管61和汽车W的插口71连通后,通过按下设置在燃料充填装置50的供给调整部51上的充填开始按钮(未图示),从燃料源60向汽车W的燃料箱T充填燃料。
燃料从供给调整部51通过充填软管61、供给嘴连接口65a、65c、插口71充填到汽车W的燃料箱T中。
在此充填时,在储存罐60k、60m、60n之中,使用比充填开始时的汽车W的燃料箱T的压力高、并且最接近燃料箱T的充填压力的储存罐。同时断流阀55打开,排放阀69关闭。
并且,根据由压力开关56感测的燃料流通管道52的压力、和由压力开关67感测的储存罐压力的差,通过控制部68控制供给到流量调整阀54的驱动空气,并在适当调整流量调整阀54的开度的同时,当充填软管61的压力和储存罐的压力的压力差变小时,切换到充填供给压力高的储存罐,依次阶段地提高充填压力而进行充填。
当燃料被充填到规定的压力值并且压力开关56的检测值达到规定的压力时,通过控制部68使压力开关56给出信号、点亮灯等(未图示),在通知结束充填的同时,关闭断流阀55,打开排放阀69。
在充填结束时,通过手柄65d切换供给嘴65的连接口。即,连通连接口65c和连接口65b。
这样,操作供给嘴65的手柄65d,对连通插口71侧的嘴连接口65c和排放软管70的连接口65b进行切换后,把滞留在供给嘴65和汽车W的燃料箱T的断流阀74之间的管道73中的燃料、通过排放软管70排放到大气中。
接着,从插口71卸下供给嘴65,结束燃料的充填作业。
由于供给嘴65是三通阀,所以通过手柄65d的方向能够确认连接口的连通方向。
图6是表示在该燃料充填装置50的充填操作工序中的充填软管61和排放软管70的压力变化的图。
在待机状态,充填软管61的压力,保持与燃料箱T的充填压力PF相当的压力,在充填开始时,急剧下降到被连接的储存罐的压力,依次切换到高压力的储存罐、升压到所希望的压力,在充填结束的同时,成为最终充填压力PF并处于待机状态。
另外,虽然排放软管70内的压力,当进入待机时间时,由于把在充填结束时残存的高压燃料排放向大气而变高,但是在其它的工序中大致为大气压。
在以往的燃料充填装置50中,当在不进行向汽车W的燃料充填的待机状态时,前面充填时的燃料处于滞留在充填软管61内的状态。
氢是在空气中浓度为4.0~75.0%的浓度、当有着火源时有可能爆炸的气体。另外作为压缩天然气的主要成分的甲烷,是在空气中为5.3~14.0%的浓度、当有着火源时有可能爆炸的气体。
因此,不希望将这些气体滞留在软管等的管道内。
以向现在的汽车W用的燃料箱T充填的压力,通过汽车充填一次燃料能够行驶的距离约为200km。
该行驶距离由汽车W搭载的燃料箱T容量和其充填的压力决定,但由于要加大在汽车W上搭载的燃料箱T的容量是有极限的,所以为了使行驶距离延长超过200km,就要求提高向燃料箱T的充填压力,例如期望达到从现在的40MPa提高至100MPa的更高的充填压力。
然而,在以往的充填装置50中,当提高充填压力时,在待机状态中的充填软管61等的管道内,残留的燃料就以高压力原样滞留。
当以这样的高压状态使燃料滞留在管道内时,对在各组成机器中使用的密封件由于燃料透过而渗入,渗入的燃料在充填开始时的压力下降时,由于在密封件内部的膨胀而会使密封件劣化。
特别是氢气,由于分子小而对密封件的透过性高,所以不希望其滞留在管道内。
另外,当使燃料以高压状态滞留在管道内时,由于供给嘴65内为高压,对于供给嘴65内的密封件接触面的密封件的按压力变高,所以就有难于进行供给嘴65的阀的开关操作和对于汽车W的装卸操作的问题。
本发明鉴于上述情况,其目的在于提供一种在将燃料以高压充填时,防止装置的密封件的劣化,并且能够容易进行充填供给嘴的操作的燃料充填装置。
发明内容
本发明的燃料充填装置,其特征在于,具有:调整燃料的供给量的燃料供给调整部,和将燃料供给调整部的燃料向汽车输送的燃料送出管道,和可装卸地与汽车连接并将从燃料送出管道送出的燃料供给汽车的供给嘴,和将燃料送出管道内的燃料排放到外部的排放装置。
本发明的燃料充填装置,理想的是,燃料供给调整部,具有将燃料导入到燃料送出管道中的燃料流通管道;所述排放装置与燃料流通管道连接。
理想的是,在燃料供给调整部、燃料送出管道和供给嘴上使用的密封件,是从由丙烯腈丁二烯橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚缩醛、聚酰胺组成的组中选择的1种或2种以上的材料构成的部件。
尤其理想的是,在燃料供给调整部、燃料送出管道和供给嘴上使用的密封件,是从由丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚酰胺组成的组中选择的1种或2种以上的材料构成的部件。
本发明的燃料充填装置,燃料送出管道和燃料供给调整部由导电部件连接,并且燃料供给调整部被接地。
本发明的燃料充填装置,理想的是,在燃料供给调整部上,设置有测定燃料的流量的流量计和调整燃料的流量的流量调整阀;能够对根据从流量调整阀的开度和该流量调整阀的上游侧压力、下游侧压力的压差算出的燃料的流量而算出的理论充填量、和由流量计检测的实际的充填量进行比较。
本发明的燃料充填装置的燃料泄漏检测方法,其特征在于,该燃料充填装置,具有调整燃料的供给量的燃料供给调整部;该燃料供给调整部,具有测定燃料的流量的流量计和调整燃料的流量的流量调整阀;通过对根据从流量调整阀的开度和该流量调整阀的上游侧压力、下游侧压力的压差算出的燃料的流量而算出的理论充填量、与由流量计检测的实际的充填量进行比较,来检测燃料泄漏。
附图说明
图1是本发明的燃料充填装置一实施例的概略构成图。
图2是表示图1中所示的燃料充填装置中可以使用的紧急脱离管接头的图,表示脱离了的状态的一部分剖视图。
图3是表示图1中所示的燃料充填装置在充填时的燃料送出管道内的压力变化的曲线图。
图4是表示图1中所示的燃料充填装置的燃料送出管道和燃料流通管道的连接部的概略构成图。
图5是表示以往的燃料充填装置的一例的概略构成图。
图6是表示图5中所示的燃料充填装置在充填时的充填软管内和排放软管内的压力变化的曲线图。
图中:1-燃料供给调整部,2-燃料流通管道,3-质量流量计,4-流量调整阀,5、7、74-断流阀,6-压力开关,8、75-止回阀,9-燃料排放管道,10-燃料充填装置,11-燃料送出管道,18a、18b-密封件,21-供给嘴,31-燃料泄漏检测装置,W-汽车,T-燃料箱。
具体实施方式
下面,对本发明的燃料充填装置的实施例,参照图1进行说明。
图1是说明本发明的燃料充填装置一实施例的系统略图。
本实施例的燃料充填装置10,具有:调整燃料的供给量的燃料供给调整部1,和将从燃料供给调整部1给出的燃料送向汽车W的燃料送出管道11,和配设在该燃料送出管道11的端部、可以装卸地连接汽车W并供给燃料的供给嘴21,和为将燃料送出管道11内的燃料排放到外部的排放装置的燃料排放管道9。
在燃料供给调整部1上设置有将燃料源60的燃料向燃料送出管道11送出的燃料流通管道2。在燃料流通管道2上设置有质量流量计3、流量调整阀4、断流阀5和压力开关6。
燃料源60,具有以各不相同的压力、即分别以低压、中压、高压充填燃料的多个储存罐60k、60m、60n。储存罐60k、60m、60n,可以通过阀VK、VM、VN切换地连接在燃料流通管道2上。
在连接燃料源60和燃料流通管道2的管道16上设置有压力开关25。
燃料排放管道9具有断流阀7和止回阀8,在燃料供给调整部1内一端连接在燃料流通管道2上,另一端向大气开放。
供给嘴21,其前端的充填口22,能够可装卸地与汽车W的插口(连接部)71连接。
在供给嘴21和插口71上,最好采用当这些部件脱开时、具有阻断大气流入的阻断机构的管接头结构72。
在燃料送出管道11的中间部设置有紧急脱开管接头12。
紧急脱开管接头12,是当汽车W由于错误地以连接该燃料送出管道11的状态开动、或受到外力冲击等而对燃料送出管道11作用规定以上的拉力时,防止燃料充填装置1被破坏、燃料漏出的部件。
如图2所示,紧急脱开管接头12,具有可以相互装卸的上游侧部分12a和下游侧部分12b。
上游侧部分12a,具有带燃料流通部13a的主体15a,和关闭燃料流通部13a的开口部16a的上游侧关闭体14a。
下游侧部分12b,具有带燃料流通部13b的主体15b、和关闭燃料流通部13b的开口部16b的下游侧关闭体14b。
关闭体14a、14b可以进退、通过弹簧17a、17b向相互靠近的方向(前进方向)顶压。
上游侧部分12a的主体15a,具有使关闭体14b向后退方向移动的按压部19a,下游侧部分12b的主体15b,具有使关闭体14a向后退方向移动的按压部19b。
紧急脱开管接头12,在连接上游侧部分12a和下游侧部分12b的状态下,关闭体14a、14b分别呈向后退方向移动的状态。
在关闭体14a、14b向后退方向移动的状态下,设在主体15a、15b上的开口部16a、16b被打开,燃料在燃料流通部13a、13b中流通。
当以该连接状态、燃料在燃料流通部13a、13b中流动时,燃料接触设在紧急脱开管接头12上的密封件。
作为有燃料接触可能性的密封件,能够举出由符号18a~18m表示的密封件。
作为在燃料供给调整部1、燃料送出管道11和供给嘴21上使用的密封件,最好是由从丙烯腈丁二烯橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚缩醛、聚酰胺组成的组中选择的1种或2种以上构成的材料。
其中尤其理想的是,由从丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚酰胺组成的组中选择的1种或2种以上构成的材料。
该材料能够适用于紧急脱开管接头12的密封件18a~18m。另外也能够适用于在供给嘴21上使用的密封件。此外,也能够使用于燃料充填装置10的组成机器、例如燃料供给调整部1内的管道连接部分使用的密封件。
通过该材料的使用,即使在以高压状态接触燃料的时候也难发生燃料向密封件内部的渗入,所以能够防止密封件的劣化。因此,能够长期维持燃料送出管道11、供给嘴21等的密封性并防止燃料泄漏。
以下对由燃料充填装置10的充填作业进行说明。
在向汽车W充填燃料时,将供给嘴21的充填口22与汽车W的插口71连接。
接着,通过按压设置在燃料充填装置10的燃料供给调整部1上的充填开始按钮(未图示),打开设在燃料流通管道2的流量调整阀4和断流阀5,同时关闭燃料排放管道9的断流阀7。
由此,使从储存罐60k、60m、60n送出的燃料通过燃料流通管道2和燃料送出管道11导入到汽车W,并通过管道73充填到燃料箱T中。
在燃料充填时,基于由压力开关6感测的燃料流通管道2的压力、和在压力开关25感测的储存罐压力之间的压差,通过控制部30控制向流量调整阀4供给的驱动空气,适当调整流量调整阀4的开度使燃料为恒定的流量是理想的。
在燃料充填时,在储存罐60k、60m、60n之中,便用比充填开始时的汽车W的燃料箱T的压力高、并且最接近燃料箱T的充填压力的储存罐。
当在由压力开关6感测的燃料送出管道11的压力和压力开关25的储存罐压力之间的压力差变小时,向下一个充填供给压力高的储存罐切换地进行阀Vk、Vm、Vn的切换操作,依次按阶段提高充填压力地充填燃料。
当燃料充填进汽车W的燃料箱T到达规定的压力值时,压力开关6感测该规定的压力,给出信号并点亮灯等(未图示),通知已结束充填。同时,关闭汽车W的燃料箱T的断流阀74。
在把向燃料箱T的充填压力设为高压(例如50~100MPa)时,在燃料充填时,燃料流通管道2和燃料送出管道11的内部为高压(例如50~100MPa)。
接着,通过控制部30,在关闭燃料源60的各储存罐的阀Vk、Vm、Vn和断流阀5的同时,打开断流阀7。
由此,滞留在燃料送出管道11中的燃料,通过燃料排放管道9排放到大气中,燃料送出管道11内的压力下降到接近大气压的值。
接着,从插口71卸下供给嘴21,结束燃料的充填作业,以后,等待需要充填燃料的汽车来到。
在该待机状态中,燃料流通管道2和燃料送出管道11内的压力维持在接近大气压的值。
图3表示的是在燃料充填装置10的充填作业时的燃料送出管道11内的压力变化。
如图3所示,燃料送出管道11内的压力,在待机中为接近大气压的压力PO。
该压力当开始充填时,上升到连接的储存罐的压力,随着依次切换到高压力的储存罐,升压至相当该储存罐的压力的压力,直上升到希望的充填压力PF。
在充填结束的同时,由于燃料送出管道11内的燃料通过燃料排放管道9排放到大气中,燃料送出管道11内的压力,下降到接近大气压的压力PO,呈待机状态。
以后,随着重复待机、充填,燃料送出管道11内的压力,重复为PO(待机时的压力)、-PF(充填时的压力)、PO(待机时的压力)、-PF(充填时的压力)。
在本实施例的燃料充填装置10中,由于设置有将燃料送出管道11内的燃料排放到外部的燃料排放管道9,所以燃料充填结束后,将燃料送出管道11内的燃料直接从燃料排放管道9排放,能够以将燃料送出管道11内的压力降低到大气压附近的状态待机。
因此,在待机状态,能够防止在构成燃料充填装置10的各组成机器中使用的密封件(例如紧急脱开管接头12的密封件18a~18m)长时间地处在高压状态的燃料中,能够防止燃料渗入到密封件中。
因而,能够防止以由燃料的透过带来的渗入为原因的密封件劣化,防止燃料泄漏等事故。
另外,在待机状态,使供给嘴21内为低压,能够容易进行装卸等操作。
另外,通过在燃料排放管道9上设置止回阀8,在充填结束后即使压力急剧地下降,也能够防止向燃料送出管道11和与此相连接的系统内的大气流入,并且能够使系统内维持低压。
因此,使充填作业结束时的压力变化变小,由此能够抑制对密封件的影响,防止密封件劣化。
另外,通过设置止回阀8,在对接着到来的汽车W进行充填燃料时,能够防止向汽车W的燃料箱T内混入大气成分。
进而,在充填燃料时,为了在供给嘴21的充填口22和在汽车W上配设的止回阀75之间残存的大气不混入到燃料箱T内,在充填到燃料箱T之前,通过在空气混入的路径上数次反复进行加压充填—大气排放操作,能够可靠地防止大气的混入。
该操作的次数,根据加压充填压力及在汽车W允许的大气成分的量随时决定即可。另外,该加压充填—大气排放的反复操作也可以与按压充填开始按钮(未图示)同时进行。
另外,由构成燃料充填装置10的机器中的金属材料组成的机器连接部,特别是在连接部件间介入绝缘性密封带的连接部,最好由导电体作可导电地连接接地(地线)。
图4出示的是燃料流通管道2和燃料送出管道11的连接部20,在这里出示的连接部20,是以燃料流通管道2侧的连接部件2a、和燃料送出管道11侧的连接部件11a、通过密封带(图示略)以螺纹旋入接合的状态连接。
连接部件2a,最好为通过燃料供给调整部1接地(地线)的构成。
在该连接部20中,由金属等导电体构成的线状的导电部件23的一端和另一端,被安装在连接部件2a和连接部件11a上,由此,连接部件2a和连接部件11a之间可以导电。
燃料送出管道11,由于具有管状的树脂制或橡胶制的主体、和在其外周螺旋状地形成的金属制的保护线,所以在长方向可以导电。另外对于燃料送出管道,橡胶制的比树脂制的有柔软性,如考虑操作性最好是橡胶制的。
通过使用导电部件23连接燃料流通管道2和燃料送出管道11,在燃料送出管道11、供给嘴21等组成的机器中,能够通过连接部件11a、导电部件23、连接部件2a、燃料供给调整部1除去由燃料流动时或供给嘴连接时的摩擦产生的静电。
例如,在汽车W侧发生静电时(例如在汽车W的插口71连接供给嘴21时发生静电的情况),对该静电能够通过燃料送出管道11、连接部件11a、导电部件23、连接部件2a、燃料供给调整部1除去。
从而,能够防止以静电为原因的火灾事故,能够安全地使燃料充填装置10运转。
在这里,例示了2个连接部件通过密封带连接的情形,但不限于此,在2个连接部件通过O形密封圈连接的情形也同样能够除去静电、预先防止火灾事故。
在燃料充填装置10中,最好设置检测系统内的燃料泄漏的燃料泄漏检测装置31。
燃料泄漏检测装置31,由压力开关25感测流量调整阀4上游侧的燃料流通管道2的压力,由压力开关6感测流量调整阀4下游侧的压力,并将从它们发出的检测信号发送到控制部30。
在使流量调整阀4的开度为一定(流量Q)时,通过流量调整阀4的上游侧和下游侧的压差来决定燃料的瞬时流量。
在控制部30中,预先制作瞬时流量和压差的关系的数据库,逐次读取从压力开关25和压力开关6的检测值算出的充填时的压差,通过乘算从该压差和流量(Q)算出的瞬时流量,计算理论的充填量(F0)并进行储存。
另外,在质量流量计3中,测量燃料实际上从燃料源60供给的充填量(F),该实测充填量(F)被发送到控制部30。
在控制部30中,比较理论充填量(F0)和实测充填量(F),计算其差ΔF=F0-F,由此作为泄漏量(ΔF)显示于显示部32。
在燃料泄漏检测装置31中,通过比较理论充填量(F0)和实测充填量(F),检测燃料泄漏。即,通过理论充填量(F0)和实测充填量(F)之间的差ΔF的大小,判定有无燃料泄漏。例如,在差ΔF超过规定值α时(或者在其以下时),能够判定产生了燃料泄漏。
从而,能够正确且迅速检测燃料泄漏。
另外,相对于通过在容易产生燃料泄漏处设置的燃料传感器、检测燃料泄漏的以往的检测方法,在使用这里所示的检测装置31的检测方法中,由于通过理论充填量(F0)和实测充填量(F)之间的比较来检测燃料泄漏,所以无论燃料泄漏的发生在何处,都能够直接检测燃料泄漏。
另外,如果在差ΔF超过规定值α时(或者在其以下时)发出警报,能够尽快进行燃料泄漏检测。
进而,如果在这时操作断流阀5、停止燃料的供给,能够提高安全性。
另外,通过测定该数据的气体的温度、进行温度修正,能够进行更严密的监视。
该泄漏检测方法,并不限定于对汽车W充填的燃料充填装置10,即使对其它的任何的燃料供给装置也能够适用,可以进行安全的燃料供给。
(实施例)
如下所示进行了密封圈的耐久性试验。以下给出在试验时使用的检测体。
(1)橡胶类材料
(a)材质:丙烯腈丁二烯橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、
氟橡胶、氯丁橡胶
(b)形状:哑铃形(JIS K 6251 3号形)、和O形圈
(AS568A-116)
(2)树脂类材料
(a)材质:聚甲醛(聚缩醛)、尼龙(聚酰胺)、聚苯硫醚
(b)形状:哑铃((AS568A-116)
(3)树脂(包覆)类材料
(a)材质:本体:硅树脂、氟树脂,包覆:特氟纶(注册商标)
(b)形状:哑铃形(AS568A-116)
试验方法如下。
将检测体放到容器中,向该容器充填氢气,以将其压力设为35Mpa的状态放置一周后,排出容器内的氢气。在排出氢气时,为了急剧地减少容器内的压力,用约30分钟完成排出。
对于哑铃形状的检体,评价了外观、抗拉强度、延伸率、平行部分的厚度、平行部分的宽和硬度。对于O形圈形状的检测体,评价了外观、厚度和内径。
抗拉强度和延伸率的试验方法以JIS K 6258为依据。
在该试验中,在由橡胶类材料构成的哑铃形状的检测体的情况下,设定标线间距离为20mm、拉伸速度为500mm/分。在由树脂类材料构成的哑铃形状的检测体的情况下,设定标线间距离为50mm、拉伸速度为10mm/分。
厚度使用千分表进行了测定。宽和内径使用投影仪进行了测定。硬度使用华莱士硬度计进行了测定。
在上述各评价试验中,将3个检测体作为试料进行了试验。另外,从试验前的测定值和试验后的测定值,对各项目计算了试验前后的变化量。将试验结果表示在表1~5中。
基于表1~5所示的试验结果,根据下面的基准评价了各检测体。
(a)外观:没有发泡、裂开等的异常
(b)抗拉强度:对于产品的规格没有大幅度减少
(c)延伸率:对于产品的规格没有大幅度减少
(d)厚度:相对于试验前的尺寸没有大幅度减少
(e)宽和内径:相对于试验前的尺寸没有大幅度减少
(f)硬度:对于产品的规格没有大幅度的硬化或软化
根据上述试验结果可以作以下的考察。
(1)丙烯腈丁二烯橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、氯丁、聚甲醛(聚缩醛)、尼龙(聚酰胺),机械特性(抗拉强度、延伸率、硬度)及尺寸的变化小,外观上的变化也比较小。
(2)特别是丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、尼龙(聚酰胺),机械特性或尺寸的变化小,外观上的变化也小。
(3)使用丙烯腈丁二烯橡胶的情况,试验前的硬度为75以下的检测体1~3与硬度超过75的检测体4~6相比,机械特性的变化小。
(4)使用乙丙橡胶的情况,试验前的硬度为72以下的检测体13~15,与硬度超过72的检测体相比,机械特性的变化小,外观上的变化也小。
(5)使用树脂(包覆)类材料的情况,产生了包覆的破裂。
(6)氯丁橡胶的抗拉强度、延伸率、厚度的减少大。另外,有关O形圈形状的材料出现了发泡。
(7)聚苯硫醚,抗拉强度的减小大。
另外,这些考察,不是从特定的试验得到的结果,是基于综合从上述各试验得到的判断结果。另外聚酰胺树脂的延伸率试验,由于测定值的可靠性低从表5中删除掉了。
(发明效果)
在本发明的燃料充填装置中,由于设置将燃料送出管道内的燃料排放到外部的燃料排放装置,所以在燃料充填结束后,将燃料送出管道内的燃料直接排放,能够以将燃料送出管道内的压力降低到大气压附近的状态待机。
因此,在待机状态下,能够防止在构成燃料充填装置的各组成机器中使用的密封件长时间地处在高压状态的燃料中,能够预先防止燃料渗入到密封件中。
因而,能够防止以燃料的渗入为原因的密封件劣化,防止燃料泄漏等事故。
另外,在待机状态下,使供给嘴内为低压,能够容易进行装卸等的操作。
[表1]
检测体 | 材质 | 种类 | 形状 | 外观 | 抗拉强度 | 延伸率 | ||||
试验前(MPa) | 试验后(MPa) | 变化率(%) | 试验前(%) | 试验后(%) | 变化率(%) | |||||
123 | NBR | 橡胶 | 哑铃形 | - | 20.420.720.1 | 19.618.819.6 | -4-9-2 | 365378358 | 349321355 | -4-15-1 |
456 | NBR | 橡胶 | 哑铃形 | - | 17.521.718.8 | 18.116.218.5 | 4-25-1 | 168213168 | 170152178 | 1-296 |
789 | HNBR | 橡胶 | 哑铃形 | 皱纹 | 20.319.519.9 | 17.418.819.9 | -14-40 | 166154150 | 149147156 | -10-54 |
101112 | HNBR | 橡胶 | 哑铃形 | 发泡大多 | 22.121.322.8 | 12.518.220.6 | -43-15-10 | 143140149 | 82115138 | -43-18-7 |
131415 | EPR | 橡胶 | 哑铃形 | - | 19.117.419.6 | 18.517.917.3 | -33-12 | 238228238 | 231223217 | -3-2-9 |
161718 | EPR | 橡胶 | 哑铃形 | 一部分发泡 | 15.815.615.5 | 14.814.114.9 | -6-10-4 | 143153143 | 135130135 | -6-15-6 |
192021 | FKM | 橡胶 | 哑铃形 | - | 16.013.814.8 | 12.515.015.6 | -2285 | 320284289 | 220498316 | -31769 |
222324 | FKM | 橡胶 | 哑铃形 | 一部分皱纹 | 15.115.215.0 | 14.713.814.8 | -2-9-2 | 262280265 | 268315266 | 2130 |
252627 | FKM | 橡胶 | 哑铃形 | - | 17.516.416.2 | 14.914.914.9 | -15-9-8 | 212183199 | 179170177 | -16-7-11 |
282930 | BC | 橡胶 | 哑铃形 | - | 16.315.816.3 | 11.913.211.1 | -27-16-32 | 232227230 | 222180168 | -4-21-27 |
NBR:丙烯腈丁二烯橡胶
HNBR:氢化丙烯腈丁二烯橡胶
EPR:乙丙橡胶
FKM:氟橡胶
BC:氯丁橡胶
橡胶:橡胶类材料
[表2]
检测体 | 材质 | 种类 | 形状 | 厚度 | 宽 | 硬度 | ||||||
试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | 试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | 试验前(-) | 试验后(-) | 变化量(-) | ||||
123 | NBR | 橡胶 | 哑铃形 | 2.2052.2502.172 | 2.2532.3032.213 | 222 | 5.0705.0155.060 | 5.1045.0205.065 | 100 | 68.069.068.5 | 69.070.069.0 | 110.5 |
456 | NBR | 橡胶 | 哑铃形 | 2.1702.2002.190 | 2.3072.3332.323 | 666 | 5.0545.0525.054 | 5.1965.1905.208 | 333 | 84.083.584.0 | 86.084.086.0 | 20.52 |
789 | HNBR | 橡胶 | 哑铃形 | 2.5302.5102.470 | 2.4802.5172.543 | -203 | 5.0435.0555.051 | 5.0465.0065.121 | 0-11 | 73.073.073.0 | 74.075.074.0 | 121 |
101112 | HNBR | 橡胶 | 哑铃形 | 2.2302.1802.350 | 2.2172.1802.347 | -100 | 5.0425.0475.044 | 5.0684.9995.104 | 1-11 | 83.584.085.0 | 87.086.087.0 | 3.522 |
131415 | EPR | 橡胶 | 哑铃形 | 2.3402.2132.345 | 2.3332.2102.343 | 000 | 5.0545.0515.059 | 5.0745.1195.087 | 011 | 72.071.070.5 | 73.074.074.0 | 133.5 |
161718 | EPR | 橡胶 | 哑铃形 | 2.0622.0722.100 | 2.0632.0702.103 | 000 | 5.0395.0375.045 | 5.0225.0445.085 | 001 | 72.074.578.0 | 87.086.086.0 | 1511.58 |
192021 | FKM | 橡胶 | 哑铃形 | 2.1052.0622.060 | 2.1702.1302.137 | 334 | 5.0515.0665.073 | 5.1195.1375.182 | 112 | 66.066.066.0 | 67.068.068.0 | 122 |
222324 | FKM | 橡胶 | 哑铃形 | 2.0752.1602.100 | 2.1402.2272.170 | 333 | 5.0675.0615.065 | 5.1425.1515.142 | 122 | 84.084.584.5 | 86.086.084.0 | 21.5-0.5 |
252627 | FKM | 橡胶 | 哑铃形 | 2.4102.3902.420 | 2.4872.4932.497 | 343 | 5.1355.0815.139 | 5.1955.1945.116 | 120 | 79.581.081.0 | 81.082.083.0 | 1.512 |
282930 | BC | 橡胶 | 哑铃形 | 2.3501.8802.040 | 2.6432.0872.287 | 121112 | 5.1735.1895.166 | 5.6505.5075.756 | 9611 | 66.566.066.0 | 62.063.062.0 | -4.5-3-4 |
NBR:丙烯腈丁二烯橡胶 FKM:氟橡胶
HNBR:氢化丙烯腈丁二烯橡胶 BC:氯丁橡胶
EPR:乙丙橡胶 橡胶:橡胶类材料
[表3]
检测体 | 材质 | 种类 | 形状 | 外观 | 厚度 | 内径 | ||||||
试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | 试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | |||||||
313233 | NBR | 橡胶 | O型圈 | 2.6052.6132.602 | 2.6002.6102.595 | -0.19-0.11-0.25 | 18.79918.75318.730 | 18.79118.74718.698 | -0.05-0.03-0.17 | |||
343536 | NBR | 橡胶 | O型圈 | 2.6652.6472.655 | 2.6952.6752.685 | 1.131.061.15 | 18.75018.78018.727 | 18.81918.83518.784 | 0.370.290.31 | |||
373839 | HNBR | 橡胶 | O型圈 | 2.6402.6282.617 | 2.6352.6202.615 | -0.19-0.30-0.08 | 18.70318.69718.733 | 18.65918.64918.729 | -0.24-0.25-0.02 | |||
404142 | HNBR | 橡胶 | O型圈 | 2.6262.6312.629 | 2.6152.6352.640 | -0.420.150.42 | 18.73818.72518.695 | 18.70618.69418.689 | -0.17-0.17-0.03 | |||
434445 | EPR | 橡胶 | O型圈 | 2.6292.6342.644 | 2.6302.6352.645 | 0.040.040.06 | 18.71118.76318.639 | 18.69218.76018.626 | -0.10-0.02-0.07 | |||
464748 | EPR | 橡胶 | O型圈 | 2.6422.6572.626 | 2.6352.6452.625 | -0.25-0.43-0.02 | 18.71818.67218.712 | 18.70718.65018.865 | -0.06-0.120.81 |
NBR:丙烯腈丁二烯橡胶
HNBR:氢化丙烯腈丁二烯橡胶
EPR:乙丙橡胶
橡胶:橡胶类材料
[表4]
检测体 | 材质 | 种类 | 形状 | 外观 | 厚度 | 内径 | |||||
试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | 试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | ||||||
495051 | FKM | 橡胶 | O型圈 | - | 2.6052.6162.618 | 2.5952.6102.615 | -0.38-0.23-0.10 | 18.53318.46518.513 | 18.50518.45518.479 | -0.15-0.06-0.18 | |
525354 | FKM | 橡胶 | O型圈 | - | 2.6432.6332.634 | 2.6502.6602.645 | 0.281.040.42 | 18.61418.62918.581 | 18.69618.67718.633 | 0.440.260.28 | |
555657 | FKM | 橡胶 | O型圈 | - | 2.5422.5422.541 | 2.5452.5552.560 | 0.140.510.77 | 18.46718.50318.470 | 18.52418.55618.481 | 0.310.290.06 | |
585960 | BC | 橡胶 | O型圈 | 发泡多 | 2.5732.5822.574 | 2.6502.6502.635 | 3.012.632.39 | 18.69618.70018.664 | 19.15719.16919.044 | 2.472.512.03 | |
616263 | *1 | 包覆 | O型圈 | 破裂 | 3.6453.6143.573 | 3.6403.5803.565 | -0.12-0.93-0.21 | --- | --- | --- | |
64656667 | *2 | 包覆 | O型圈 | 破裂 | 3.6193.5913.6973.654 | 3.6653.6003.7503.720 | 1.270.251.431.81 | ---- | ---- | ---- |
FKM:氟橡胶
BC:氯丁橡胶
*1:主体为硅树脂、包覆:特氟纶
*2:主体为氟树脂、包覆:特氟纶
橡胶:橡胶类材料
包覆:树脂(包覆)类材料
[表5]
检测体 | 材质 | 种类 | 形状 | 外观 | 抗拉强度 | 延伸率 | 厚度 | 宽 | ||||||||
试验前(MPa) | 試験後(MPa) | 变化率(%) | 试验前(%) | 试验后(%) | 变化率(%) | 试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | 试验前(mm) | 试验后(mm) | 变化率(%) | |||||
686970 | POM | 树脂 | 哑铃形 | - | 87.587.788.5 | 56.856.957.3 | -35-35-35 | 426161 | 9411094 | 1248155 | 3.1653.1653.165 | 3.3433.1773.240 | 602 | 12.7312.7312.73 | 12.7012.7712.72 | 000 |
717273 | PA | 树脂 | 哑铃形 | - | 103.296.197.6 | 88.088.285.6 | -15-8-12 | --- | --- | --- | 4.0054.0004.005 | 3.9733.9803.977 | -10-1 | 9.9299.9519.942 | 9.8819.9429.919 | 000 |
747576 | PA | 树脂 | 哑铃形 | - | 210.7220.3227.0 | 212.4190.1203.2 | 1-14-10 | --- | --- | --- | 3.9153.9073.915 | 4.0234.0134.027 | 333 | 10.019.9809.994 | 9.9619.9789.985 | -100 |
777879 | PPS | 树脂 | 哑铃形 | 一部分发泡 | 77.579.478.6 | 75.376.373.3 | -2.8-3.9-6.7 | -431 | 777 | -292181822 | 3.1083.1103.100 | 3.1403.1273.157 | 112 | 12.6312.5512.62 | 12.6812.6512.59 | 010 |
POM:聚甲醛(聚缩醛)
PA:聚酰胺
PPS:聚苯硫醚
树脂:树脂类材料
Claims (7)
1.一种燃料充填装置,是以氢气或压缩天然气作为燃料充填到汽车的燃料箱内的燃料充填装置,其特征在于,具有:
调整燃料的供给量的燃料供给调整部,和
将燃料供给调整部的燃料向汽车输送的燃料送出管道,和
可装卸地与汽车连接并将从燃料送出管道送出的燃料供给汽车的供给嘴,和
将燃料送出管道内的燃料排放到外部的排放装置。
2.如权利要求1所述的燃料充填装置,其特征在于:燃料供给调整部,具有将燃料导入到燃料送出管道中的燃料流通管道;所述排放装置与燃料流通管道连接。
3.如权利要求1所述的燃料充填装置,其特征在于:在燃料供给调整部、燃料送出管道和供给嘴上使用的密封件,是从由丙烯腈丁二烯橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚缩醛、聚酰胺组成的组中选择的1种或2种以上的材料构成的部件。
4.如权利要求1所述的燃料充填装置,其特征在于:在燃料供给调整部、燃料送出管道和供给嘴上使用的密封件,是从由丙烯腈丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚酰胺组成的组中选择的1种或2种以上的材料构成的部件。
5.如权利要求1所述的燃料充填装置,其特征在于:燃料送出管道和燃料供给调整部由导电部件连接,并且燃料供给调整部被接地。
6.如权利要求1所述的燃料充填装置,其特征在于:在燃料供给调整部上,设置有测定燃料的流量的流量计和调整燃料的流量的流量调整阀;
能够对根据从流量调整阀的开度和该流量调整阀的上游侧压力、下游侧压力的压差算出的燃料的流量而算出的理论充填量、和由流量计检测的实际的充填量进行比较。
7.一种燃料泄漏检测方法,是检测以氢气或压缩天然气作为燃料而充填到汽车的燃料箱内的燃料充填装置的燃料泄漏的方法,其特征在于:
该燃料充填装置,具有调整燃料的供给量的燃料供给调整部,
该燃料供给调整部,具有测定燃料的流量的流量计和调整燃料的流量的流量调整阀,
通过对根据从流量调整阀的开度和该流量调整阀的上游侧压力、下游侧压力的压差算出的燃料的流量而算出的理论充填量、与由流量计检测的实际的充填量进行比较,来检测燃料泄漏。
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