CN1675494A - 燃料填充装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料填充装置，具有在将氢气或压缩天然气作为可燃气体供给到汽车时，可依据设定压力确实地进行动作之过度填充防止阀。设置有过度填充防止阀(20)，包括可燃气体流路(21)、利用阀体(30)开关可燃气体流路(21)的阀部(22)、根据可燃气体的填充压力使阀体(30)位移之阀体位移装置(23)、对该阀体位移装置(23)的温度进行调整的温度调整部(24)。如利用该燃料填充装置(1)，即使在可燃气体的温度与过度填充防止阀(20)的动作温度之差较大的情况下，也可利用温度调整部(24)而使阀体位移装置(23)的温度维持在设定温度范围内。因此，可使过度填充防止阀(20)按照设定压力确实地进行动作。在这种燃料填充装置(1)中，可在可燃气体供给路径(3)上，设置将可燃气体进行冷却的热交换器。

Description

燃料填充装置及方法

技术领域

本发明关于一种将氢气或压缩天然气作为可燃气体向汽车中进行填充之燃料填充装置及方法。

背景技术

作为新一代的汽车，将压缩天然气作为燃料使用之压缩天然气汽车和将氢气作为燃料使用之氢气汽车的开发正在不断地取得进展。这些汽车的特长在于，碳酸气、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)等的排出量少。

这些汽车在燃烧补给时与通常的汽油汽车同样，行驶到配备有将作为其燃料的压缩天然气或氢气进行填充之燃料填充装置(dispenser，加气机)的供给基地，并从该燃料填充装置补给压缩天然气或氢气(例如参照专利文献1)。

另外，以下将压缩天然气和氢气统称为可燃气体。

作为习知技术所使用的汽车用燃料填充装置，包括例如与形成高压可燃气体的供给源之蓄压器(蓄气器)连接的可燃气体供给路径、对由该蓄气器所供给的可燃气体的供给量进行调整之流量调整阀、对可燃气体的流量进行测定并累计的累计流量计、在填充结束时停止可燃气体的供给之切断阀、采用当可燃气体的压力超过设定压力时可闭合之构造的防止过度填充阀。

图14所示为习知的过度填充防止阀之一个例子的概略断面图。

该过度填充防止阀20包括可燃气体流路121、利用阀体130使可燃气体流路121开关之阀部122、根据可燃气体的填充压力使前述阀体130位移之阀体位移装置123(参照非专利文献2)。

另外，阀体位移装置123在本实施形态中为弹簧，下面作为弹簧123进行说明。

可燃气体流路121与可燃气体供给路径3连接。

阀部122包括具有阀体130的阀杆131、具有使该阀杆131可滑动地被收纳之滑动孔132的阀箱133。

滑动孔132与可燃气体流路121连通。阀体130形成于与在滑动孔132上所形成的阀室134相当的位置上。

弹簧123被收纳于弹簧收纳部140中，并在该弹簧收纳部140内部得到反作用力，而通过滚珠141将活塞142向阀部122的方向施力。

活塞142被收纳于活塞收纳部143中。

活塞142被固定在阀杆131的一端上，且活塞142和阀杆131形成一体进行动作。

在活塞收纳部143上，连接有从过度填充防止阀120的次级侧的可燃气体供给路径3分支出的分支路径144。通过该分支路径144，次级侧的可燃气体供给路径3内的可燃气体，被供给到活塞收纳部143内的活塞142和阀部122之间。

该过度填充防止阀120象下面这样进行动作。

当从次级侧的可燃气体供给路径3向活塞收纳部143的活塞142的下面侧流入之气体的压力，即次级侧的气体压力低于设定压力时，阀杆131因弹簧123的弹性力而向图5中的下方移动，使阀体130和可燃气体流路121的内壁之间产生间隙。藉此，可燃气体流路121打开，可燃气体从初级侧的可燃气体供给路径3向次级侧的可燃气体供给路径3流动。

当次级侧的气体压力达到设定压力时，利用该气体压力，活塞142以压缩弹簧123的形态进行移动，使阀体130与可燃气体流路121的内壁抵接，从而使可燃气体流路121闭合。藉此，可使从初级侧的可燃气体供给路径3向次级侧的可燃气体供给路径3之可燃气体的流动停止。

这样，过度填充防止阀120形成利用次级侧的气体压力和弹簧123的弹性力之平衡，对可燃气体流路121的开关进行转换的构成。换言之，过度填充防止阀120进行开关转换的设定压力，由弹簧123的弹性力决定。

非专利文献1记述了一种作为压缩天然气用的燃料填充装置。在该文献中，揭示了一种具有对天然气体的供给流量进行调整的阀即过度填充防止装置之燃料填充装置(加气机单元)。

非专利文献1

社团法人日本GAS协会[压缩天然气站安全技术指针]，平成10年4月，P44

非专利文献2

SEALTECH株式会社，[高压用调节器]，1996年6月2日

然而，一般的气体具有在通过阀等细流路时，因焦耳-汤姆逊效果而使温度发生变化之性质。具体地说，压缩天然气与其它的高压气体(惰性气体、氧气等)同样，当从压缩状态(例如压力20MPa)被绝热膨胀时，气体温度显著下降。而且，氢气与一般的气体不同，为具有因焦耳-汤姆逊效果而使温度上升之性质的气体。因此，氢气在通过阀等时，温度上升。

因此，存在下面这样的问题，当过度填充防止阀120因通过该过度填充防止阀120内的可燃气体被加热或冷却时，弹簧123被加热或冷却，其弹簧常数发生变化，结果，过度填充防止阀120有时不以正确的设定压力进行动作。

其次，作为汽车的燃料箱，出于减轻重量的考虑，使用由纤维强化塑料(FRP)构成的容器。FRP容器考虑耐久性而规定了使用温度的上限值，其规定值一般大约为85°。

如上所述，压缩天然气与其它的高压气体(惰性气体、氧气等)同样，当从压缩状态(例如压力35MPa)被绝热膨胀时，因焦耳-汤姆逊效果而使气体温度显著下降。所以，压缩天然气在通过具有细孔和狭缝的机器，例如机器阀、止回阀、联接器(coupler)时，温度下降。

因此，当将天然气在燃料箱中进行填充时，难以产生气体温度的上升，所以可不用对燃料箱温度进行管理，而轻松且短时间地进行填充。

另一方面，氢气与一般的气体不同，为具有因焦耳-汤姆逊效果而使温度上升之性质的气体。因此，氢气在通过阀等机器等时温度上升。另外，当在燃料箱中进行填充时，也会产生因绝热压缩所造成的温度上升，所以气体温度容易变得极高。因为由FRP构成的燃料箱在使用温度上具有上限，所以当进行氢气的填充时要求严格的温度管理，而且难以提高填充速度。

因此，氢气汽车为了不使燃料箱的温度超过设计温度，提出了一种一面直接测定燃料箱的温度一面进行填充的方法。

具体地说，提出了一种在汽车的燃料箱中设置温度终端(温度传感器)，并将燃料填充用配管连接在汽车的燃料箱上，且将温度测定用的配线连接在上述温度终端上，并根据检测的燃料箱温度对气体供给流量进行调整且进行燃料填充之方法。

但是，这种填充方法除了燃料填充用配管以外，还需要将温度测定用的配线与汽车进行连接，存在要在操作上花费功夫之问题。

而且，因为氢气在空气中的爆炸下限界浓度为4vol％，爆炸上限界浓度为75vol％，所以如产生泄漏等非常危险，因而通常在氢气用的燃料填充装置中所使用的构件，适用JIS C 0931所规定的耐压防爆构造。因此，存在需要花费大笔的费用进行氢气用的燃料填充装置的制造和维持管理，并导致高价，且使该装置大型化之问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种鉴于上述问题而形成的，具有在将氢气或压缩天然气供给到汽车时，可依据设定压力确实地进行动作之过度填充防止阀的燃料填充装置。

而且，本发明的目的是提供一种可以比较单纯的构成，安全地进行氢气的急速填充之燃料填充装置。

而且，本发明的目的是提供一种能够确实地抑制将燃料电池作为动力源之氢气汽车的燃料箱的温度，且能够以简单的操作进行燃料填充之燃料填充装置及方法。

为了解决前述课题，本发明提供一种燃料填充装置，为在用于向汽车供给可燃气体的燃料供给路径上设置过度填充防止阀的燃料填充装置，

其特征在于：前述过度填充防止阀包括可燃气体流路、利用阀体将前述可燃气体流路进行开关的阀部、根据可燃气体的填充压力而使前述阀体位移的阀体位移装置、对该阀体位移装置的温度进行调整的温度调整部。

如利用这种燃料填充装置，即使在可燃气体的温度和过度填充防止阀的动作温度之差较大的情况下，也可利用温度调整部而将阀体位移装置的温度维持在设定温度范围内。因此，可使过度填充防止阀按照设定压力确实地进行动作。

过度填充防止阀的动作温度在一般情况下被定为常温，所以利用温度调整部之阀体位移装置的温度调整，以使该阀体位移装置的温度维持在常温附近之形态进行为佳。

在这种燃料填充装置中，可在可燃气体供给路径上设置用于冷却可燃气体的热交换器。藉此，能够几乎不使利用温度调整部的温度调整所需的能量增大，而将可燃气体进行冷却。

在这种情况下，前述温度调整部形成可利用被供给到前述热交换器的冷媒，将前述阀体位移装置进行冷却之构造为佳。藉此，使向温度调整部之冷媒的供给变得容易实施。

本发明提供一种燃料填充装置，为一种向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱中填充氢气的燃料填充装置，其特征在于：具有用于冷却氢气的热交换器。

藉此，可抑制氢气急剧的温度上升，并将氢气急速地进行填充。

另外，本发明提供一种燃料填充装置，为一种向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱中填充氢气的燃料填充装置，

其特征在于：具有将液态惰性气体作为冷媒而将氢气进行冷却的热交换器，且该热交换器可利用与氢气的热交换，而将液态惰性气体气化所得到的惰性气体向燃料填充装置内排出。

作为液态惰性气体，可为例如液态氮、液态氩等。

作为前述热交换器，可包括将氢气利用中间媒体进行冷却的第1热交换部、将中间媒体利用液态惰性气体进行冷却的第2热交换部。

本发明的燃料填充装置为一种向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱中填充氢气的燃料填充装置，可采用具有对氢气的供给量进行调整的流量调整阀、对经过了该流量调整阀的氢气进行冷却的冷却装置之构成。

本发明的燃料填充装置可采用以下这样的构成，具有对氢气的供给量进行控制的控制装置；该控制装置具有存储温度历程数据库的存储部、根据温度历程数据库内的数据，利用流量调整阀的孔径调节而对氢气供给流量进行控制的控制部；温度历程数据库含有用于表示填充前的燃料箱内的温度、向燃料箱进行填充的氢气的温度、流量调整阀的孔径、填充时的燃料箱内的温度之关系的数据。

本发明的燃料填充方法为一种利用燃料填充装置，向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱内填充氢气的方法，其特征在于：燃料填充装置具有用于调整氢气的供给量之流量调整阀、用于冷却氢气的冷却装置，并将经过了流量调整阀的氢气，利用冷却装置进行冷却后向燃料箱中进行填充。

本发明可采用以下这样的方法，使燃料填充装置具有对氢气的供给量进行控制的控制装置；使该控制装置具有存储温度历程数据库的存储部、根据温度历程数据库内的数据，利用流量调整阀的孔径调节而对氢气供给流量进行控制的控制部；使温度历程数据库含有用于表示填充前的燃料箱内的温度、向燃料箱进行填充的氢气的温度、流量调整阀的孔径、填充时的燃料箱内的温度之关系的数据；并利用该燃料填充装置进行填充。

附图说明

图1所示为本发明的第1实施形态之燃料填充装置的概略构成图。

图2所示为可适用于本发明的第1实施形态的燃料填充装置之过度填充防止阀的一个例子的断面图。

图3所示为本发明的第2实施形态之燃料填充装置的概略构成图。

图4所示为可适用于本发明的第2实施形态的燃料填充装置之过度填充防止阀的一个例子的断面图。

图5所示为本发明的燃料填充装置之第3实施形态的概略构成图。

图6所示为本发明的燃料填充装置之第4实施形态的概略构成图。

图7所示为本发明的燃料填充装置之第5实施形态的要部的概略构成图。

图8所示为本发明的燃料填充装置之第6实施形态的概略构成图。

图9所示为本发明的燃料填充装置之第7实施形态的概略构成图。

图10为表示图9所示的燃料填充装置之控制装置的框图。

图11为用于说明本发明的燃料填充方法的一个例子之程序的说明图。

图12为用于说明本发明的燃料填充方法的一个例子之程序的说明图。

图13为用于说明本发明的燃料填充方法之另一例子的流程图。

图14所示为习知的燃料填充装置所使用之过度填充防止阀的一个例子的断面图。

符号的说明

1：燃料填充装置

2：贮存罐

3：可燃气体供给路径

4：热交换器

5：压力计

6：冷媒流路

9：压力计

10：燃料填充装置

11：连接管

12：汽车

13：燃料箱

14：可燃气体供给路径

15：控制装置

16：第1温度计

17：第2温度计

18：填充气体温度计

19：压力计

20：过度填充防止阀

21：可燃气体流路

22：阀部

23：阀体位移装置(弹簧)

24：温度调整部

30：阀体

31：阀杆

32：滑动孔

33：阀箱

34：阀室

40：弹簧收纳部

41；滚珠

42：活塞

43：活塞收纳部

44：分支路径

50：温度传感器

51：热交换部

52：控制阀

53：冷媒导出路径

54：控制部

60：燃料填充装置

61：过度填充防止阀

62：温度调整部

63：温度传感器

64：加热器

65：电线

66：开关

67：控制部

120：过度填充防止阀

121：可燃气体流路

122：阀部

123：阀体位移装置(弹簧)

130：阀体

131：阀杆

132：滑动孔

133：阀箱

134：阀室

140：弹簧收纳部

141：滚珠

142：活塞

143：活塞收纳部

144：分支路

206：铠装体

220：容器

221：氢气流通路径

222：液态惰性气体供给路径

223：惰性气体排出路径

224：压力传感器

225：控制部

227：排气阀

230：燃料填充装置

231：液态惰性气体排出路径

232：配管

233：蒸发器

234：排出阀

235：惰性气体排出路径

240：燃料填充装置

241：热交换器

242：第1热交换部

242a：第1容器

242b：氢气流通路径

243：第2热交换部

243a：第2容器

243b：液态惰性气体流通路径

244：第1连接路径

245：第2连接路径

246：压力指示调节计

247：调节阀

321：温度历程数据库

322：存储部

323：控制部

324：显示部

325：输入部

F1：累积流量计

M：中间媒体

V1：流量调整阀

V2：切断阀

V3：止回阀

T1、T2：温度

α：开放速度

具体实施方式

下面，根据实施形态对本发明进行详细的说明。

在以下的说明中，将氢气和压缩天然气的某一方或两方称为[可燃气体]，并将氢气汽车和压缩天然气汽车统称为[汽车]。

第1实施形态

图1所示为本发明的燃料填充装置之第1实施形态的概略构成图。图2所示为可适用于图1所示的燃料填充装置之过度填充防止阀的一个例子的断面图。

图1所示的燃料填充装置1具有用于供给来自贮存罐2的可燃气体之可燃气体供给路径3、对可燃气体的供给量进行调整之流量调整阀V1、对可燃气体的流量进行测定并累计之累计流量计F1、用于在填充结束时闭合可燃气体供给路径3的切断阀V2、用于在该切断阀V2产生故障的情况下闭合可燃气体供给路径3而防止过度填充之过度填充防止阀20、对可燃气体进行冷却的热交换器4、对向汽车12进行填充之可燃气体的压力进行检测之压力计5。

这里，利用温度容易因焦耳-汤姆逊效果而上升的氢气作为可燃气体，进行说明。

热交换器4被设置在过度填充防止阀20的次级侧，可藉由利用未图示的冷媒供给装置被供给到该热交换器4的冷媒，而将可燃气体进行冷却。而且，在热交换器4和过度填充防止阀20之间，设置有用于将被供给到热交换器4的冷媒的一部分供给到过度填充防止阀20之冷媒流路6。

作为上述冷媒，适合使用在化学性上呈惰性，且即使因事故和故障等泄漏到热交换器4外，也不会与可燃气体发生反应而起火或爆炸之冷媒。具体地说，可为例如乙二醇、二氯甲烷、甲醇、液态氮、液态氩等。

在可燃气体供给路径3的末端，连接有挠性软管等连接管11的一端。该连接管11的另一端，可在与汽车12的燃料罐13连接之可燃气体供给路径14上，通过联接器(图示略)进行连接。在可燃气体供给路径14上，设置有止回阀V3。利用该止回阀，可防止燃料罐13内的可燃气体向外部泄漏。

如图2所示，过度填充防止阀20包括可燃气体流路21、利用阀体30开关可燃气体流路21的阀部22、根据可燃气体的填充压力使前述阀体30位移之阀体位移装置23、对该阀体位移装置23的温度进行调整之温度调整部24。

另外，阀体位移装置23在本实施形态中为弹簧，下面作为弹簧23进行说明。

可燃气体流路21与可燃气体供给路径3连接。

阀部22包括具有阀体30的阀杆31、具有使该阀杆31可滑动地被收纳之滑动孔32的阀箱33。

滑动孔32与可燃气体流路21连通。阀体30形成于与在滑动孔32上所形成的阀室34相当的位置上。

弹簧23被收纳于弹簧收纳部40中，并在该弹簧收纳部40内部得到反作用力，而通过滚珠41将活塞42向阀部22的方向(图2中的下方)施力。

活塞42被收纳于活塞收纳部43中。活塞42被固定在阀杆31的一端上，且活塞42和阀杆31形成一体进行动作。

在活塞收纳部43上，连接有从过度填充防止阀20的次级侧的可燃气体供给路径3分支出的分支路径44。通过该分支路径44，次级侧的可燃气体供给路径3内的可燃气体，被供给到活塞收纳部43内的活塞42和阀部22之间。

温度调整部24包括对弹簧23的温度进行检测的温度传感器50、将弹簧23进行冷却的热交换部51、对利用冷媒流路6被供给到该热交换部51之冷媒的流量进行控制的控制阀52、从热交换部51排出冷媒的冷媒导出路径53、利用温度传感器50的输出信号进行控制阀52的开关之控制部54。

该温度调整部24可采用藉由在温度传感器50的检测值超出预先所设定的设定温度范围时打开控制阀52，在低于设定温度范围时关闭控制阀52而进行控制，从而将弹簧23的温度维持在一定的设定温度范围内之构成。

下面，对过度填充防止阀20之动作的一个例子进行详细的说明。

另外，在该过度填充防止阀20中，阀部22及弹簧23与图5所示之习知的过度填充防止阀120同样地进行动作，所以省略关于该动作的说明。

当温度传感器50的检测值超出预先所设定的设定温度范围时，由控制部54使控制阀52被打开，并通过冷媒流路6将冷媒供给到热交换部51。藉此，使弹簧收纳部40及弹簧23被冷却。

当弹簧冷却，且温度传感器50的检测值低于上述设定温度范围时，由控制部54使控制阀52被关闭，并通过冷媒导出路径53将冷媒从热交换部51排出。藉此，弹簧的冷却结束。

如象这样使弹簧23的温度被维持在上述设定温度范围中，则弹簧23的弹簧常数维持在一定值。结果，使产生可燃气体流路21的开关的切换之次级侧的气压，即使在可燃气体的温度和外界气体温度等发生变化的情况下，仍然维持在一定值。即，过度填充防止阀20可按照设定压力确实地进行动作。

如以上所说明的，本实施形态的燃料填充装置1如上所述，其过度填充防止阀20包括可燃气体流路21、利用阀体30开关可燃气体流路21的阀部22、根据可燃气体的填充压力使阀体30位移的弹簧23、对该弹簧23的温度进行调整的温度调整部24，所以可利用温度调整部24使弹簧23的温度总是维持在一定的设定温度范围中，使过度填充防止阀20按照设定压力确实地进行动作。因此，能够防止过度填充防止阀20在与设定压力明显偏离的压力下进行动作等问题的出现。从而可在符合设定的填充压力下进行填充。

而且，由于在可燃气体供给路径3上设置有冷却可燃气体的热交换器4，所以可几乎不使利用温度调整部24之温度调整所必需的能量增大，而将可燃气体进行冷却。结果，即使为象氢气这样的在燃料填充装置内温度容易上升的气体，也可降低可燃气体的填充前温度，而将燃料罐13的温度确实地维持在设定温度以下。藉此，可提高可燃气体的填充速度，并在短时间内进行填充。

另外，由于温度调整部24可利用被供给到热交换器4的冷媒，将弹簧23进行冷却，所以无需在向热交换器4的冷媒供给源之外再准备向温度调整部24的冷媒供给源，可使燃料填充装置1的构成简单化。

第2实施形态

图3所示为本发明的燃料填充装置之第2实施形态的概略构成图。图4所示为可适用于图3所示的燃料填充装置之过度填充防止阀的一个例子的断面图。该第2实施形态适于温度因焦耳-汤姆逊效果而下降的压缩天然气等。

图3所示的燃料填充装置60除了未设有热交换器4，且过度填充防止阀61采用图4所示的构成以外，与第1实施形态的燃料填充装置1具有同样的构成。

过度填充防止阀61包括可燃气体流路21、利用阀体30关闭可燃气体流路21的阀部22、根据可燃气体的填充压力使阀体30位移之弹簧23、对该弹簧23的温度进行调整之温度调整部62。

温度调整部62包括对弹簧23的温度进行检测的温度传感器63、将弹簧23进行加热的加热器64、在向加热器64供给电力之电线65上所设置的开关66、根据温度传感器63的检测值，藉由操作开关66而对向加热器64的电力供给及停止进行控制之控制部67。

该温度调整部62可采用进行控制，以在温度传感器63的检测值低于预先所设定的设定温度范围时，藉由操作开关66而向加热器64供给电力，在达到设定温度范围时藉由操作开关66而停止向加热器64的电力供给，从而能够将弹簧23的温度维持在一定的设定温度范围中之构成。

本实施形态的燃料填充装置60如上所述，其过度填充防止阀20包括可燃气体流路21、利用阀体30开关可燃气体流路21的阀部22、根据可燃气体的填充压力使阀体30位移的弹簧23、对该弹簧23的温度进行调整的温度调整部62，所以可利用温度调整部62使弹簧23的温度总是维持在一定的设定温度范围中，使过度填充防止阀20按照设定压力确实地进行动作。因此，能够防止过度填充防止阀20在与设定压力明显偏离的压力下进行动作等问题的出现。从而，即使为象压缩天然气这样在燃料填充装置内温度容易下降的可燃气体，也可在符合设定的填充压力下进行填充。

以上根据适当的实施形态对本发明进行了说明，但本发明并不只限定于该实施形态，只要在不脱离本发明要旨的范围内，可进行各种各样的变更。

例如，可使用下面这样的温度调整部，包括使阀体位移装置的温度上升的加热器和使阀体位移装置的温度下降的热交换器两者，藉由进行控制，以在温度传感器的检测值超过预先所设定的设定温度范围时使热交换器动作而对阀体位移装置进行冷却，在低于前述设定温度范围时使加热器动作而对阀体位移装置进行加热，从而可将弹簧的温度维持在一定的设定温度范围内。

藉此，即使在例如设置有燃料填充装置之环境的温度急剧变动的情况下，也可根据一定的设定温度范围确实地维持阀体位移装置的温度。所以，可防止过度填充防止阀在从设定压力明显偏离的压力下进行动作等问题。

热交换器也可设置于过度填充防止阀的初级侧。

第3实施形态

图5所示为本发明的燃料填充装置的第3实施形态。

这里所示的燃料填充装置1，在铠装体206内设置有用于供给来自氢气贮存罐2的氢气之氢气供给路径3、对氢气的供给量进行调整之流量调整阀V1、对氢气的流量进行测定并累计之累计流量计F1、对氢气进行冷却的热交换器4、在氢气供给路径3上所设置的切断阀V2、对向氢气汽车12进行填充之氢气的压力进行检测的压力计5。

铠装体206由不锈钢等金属、丙烯树脂等塑料等刚性材料构成。铠装体206采用气密结构为佳，但未必要采用严格的气密结构，只要在热交换器4中气化了的惰性气体不泄漏产生量以上，能够使铠装体206内维持正压即可。

热交换器4包括由不锈钢等构成的容器220、在该容器220内所配置的氢气流通路径221。氢气流通路径221被连接在氢气供给路径3上。而且，在容器220中，可从液态惰性气体罐(图示略)通过液态惰性气体供给路径222供给液态惰性气体。而且，在容器220中，连接具有在铠装体206内被开口的排出口之惰性气体排出路径223，并可通过该惰性气体排出路径223，将在该容器220内进行了气化之惰性气体向铠装体206内排出。

热交换器4采用可根据利用液面传感器(图示略)所检测之容器220内的液态惰性气体的液面位置，对向容器220内的液态惰性气体的供给量进行控制之构成为佳。藉由该构成，可使容器220内的液态惰性气体的量大致保持一定。

而且，热交换器4的氢气流通路径221采用藉由形成线圈状，或在外周设置散热板，而提高氢气和液态惰性气体的热交换率之构成为佳。

作为液态惰性气体，可使用常温下为气体，并在化学性上呈惰性，且可藉由将氢气进行稀释而防止氢气的引燃和爆炸之气体。具体地说，可为例如液态氮、液态氩等，但从价格和供给的安全性等观点出发，以液态氮为佳。

在氢气供给路径3的末端，连接有挠性软管等连接管11的一端。该连接管11的另一端，可通过联接器(图示略)连接在与氢气汽车12的燃料箱13所连接之氢气供给路径14上。

符号V3为在氢气汽车12的氢气供给路径14上所设置的止回阀，可防止燃料箱13内的燃料向外部漏出。

另外，本实施形态的燃料填充装置1采用具有对铠装体206的内压进行检测的压力传感器224、在排出铠装体206内的气体之排气路径226上所设置的排气阀227、根据压力传感器224的检测值，对排气阀227的开关进行控制的控制部225之构成为佳。

下面，对利用本实施形态的燃料填充装置1，向氢气汽车12中填充氢气的方法进行说明。

首先，在对氢气汽车12的燃料填充之前，向热交换器4中供给液态惰性气体，使热交换器4的温度充分下降，且将因前述液态惰性气体的气化所产生之惰性气体向铠装体206内排出，并驱出该铠装体206内的空气，而使铠装体206内形成惰性气体环境。

在为了进行燃料填充而光临燃料填充装置1的氢气汽车12上，将连接管11进行连接。接着，打开切断阀V2，将来自贮存罐2的氢气导入到氢气供给路径3中。氢气的供给流量可利用流量调整阀V1，调整为适当的值。氢气特别是在通过流量调整阀V1时，温度因焦耳-汤姆逊效果而上升。

经过了流量调整阀V1的氢气，被导入到热交换器4的氢气流通路径221中。藉由利用液态惰性气体供给路径222将液态惰性气体导入到热交换器4的容器220内，并使该液态惰性气体与氢气流通路径221内的氢气进行热交换，可使氢气被冷却。由热交换器4被冷却了的氢气，通过切断阀V2、连接管11、氢气供给路径14，被填充到燃料箱13中。

而且，液态惰性气体因对氢气流通路径221内的氢气进行冷却，而使其一部分气化。气化了的惰性气体通过惰性气体排出路径223，被排出到铠装体206内。

在热交换器4中，依据因气化所造成之减少的量，将液态惰性气体从上述液态惰性气体供给路径222供给到容器220中为佳。藉此，可将容器220内的液态惰性气体量维持在一定量以上，且可将铠装体206内的惰性气体的压力维持在一定值以上。

藉由根据利用压力传感器224所检测的铠装体206内压，对排气阀227的开关进行控制，而使铠装体206的内压维持为正压。

更具体地说，当压力传感器224的检测值低于预先所设定的设定范围时，对应该检测值的检测信号被发送到控制部225，而对应该检测信号的控制信号被发送到排气阀227，依据该控制信号，排气阀227闭合。藉此，从热交换器4排出的惰性气体滞留在铠装体206内，可提高铠装体206的内压。而且，当压力传感器224的检测值超出上述设定范围时，对应该检测值的检测信号被发送到控制部225，而对应该检测信号的控制信号被发送到排气阀227，依据该控制信号，排气阀227被打开，使过剩的惰性气体排出。

这样，本实施形态的燃料填充装置1由于具有利用液态惰性气体对氢气进行冷却的热交换器4，所以能够有效地对氢气进行冷却，并可将低温的氢气向燃料箱13中进行填充。所以，即使当通过流量调整阀V1时氢气温度上升，也可利用热交换器4进行冷却，能够降低氢气的填充前温度。因此，可将燃料箱13的温度确实地维持在设定温度以下，所以能够提高氢气的填充速度，在短时间内进行填充。

而且，由于采用可将液态惰性气体因与氢气的热交换而气化所得之惰性气体，向燃料填充装置1的铠装体206内排出的构成，所以可使铠装体206保持在惰性气体环境中，并总是使铠装体206内的氢气和氧气的浓度维持在较低的水平。因此，可防止氢气的爆炸于未然。

因此，由于可将因液态惰性气体的气化所产生的惰性气体作为保护气体，使燃料填充装置1所使用的电气构件形成JIS C 0932所规定的内压防爆构造，所以无需使燃料填充装置1为耐压防爆构造。从而，可利用比较简单的构造，以低价实现安全的燃料填充装置1。

第4实施形态

下面，对本发明的燃料填充装置的第4实施形态进行说明。图6所示为第4实施形态的燃料填充装置230之一个例子的概略构成图。在图6中，与图5所使用的符号相同的符号，意味着与图5的构成是相同的，省略说明。

在本实施形态的燃料填充装置230中，只是被供给到热交换器4之液态惰性气体的一部分向铠装体206内排出。

如图6所示，在热交换器4上，连接有液态惰性气体的供给路径222和排出路径231。而且，从液态惰性气体排出路径231分支出配管232，且在该配管232上连接有蒸发器233，在该蒸发器233上连接具有排出阀234的惰性气体排出路径235。

蒸发器233为利用散热板等增大与铠装体206内的气体的接触面积，并利用与铠装体206内的气体的热交换，而加热配管232内的液态惰性气体且使其气化的装置。而且，利用该蒸发器233进行了气化的惰性气体，可通过惰性气体排出路径235向铠装体206内排出。

而且，排出阀234藉由形成一定的孔径，可对来自蒸发器233的液态惰性气体的排出量进行调节。

作为蒸发器233，也可使用例如将固定一定量的液态惰性气体进行气化，并将所得到的惰性气体向铠装体206内排出之蒸发器。而且，也可根据来自对铠装体206的内压进行测定之压力计(图示略)的检测信号进行控制，以使与该内压的减少量对应之量的液态惰性气体进行气化。而且，也可使蒸发器233和排气阀227连动进行控制，以使利用蒸发器233之惰性气体的气化量和来自排气阀227之惰性气体的排出量相互均衡。

在可使利用蒸发器233之惰性气体的气化量充分增多的情况下，即使总是将排气阀227以一定的孔径打开，也可防止外界气体的进入，所以也可根据铠装体206的内压而控制排气阀227的开关。

如利用这种燃料填充装置230，由于与上述第3实施形态的燃料填充装置1同样地，采用可将藉由与氢气的热交换而使液态惰性气体气化所得之惰性气体，向铠装体206内排出的构成，所以可使铠装体206保持在惰性气体环境中，使燃料填充装置230形成内压防爆构造。因此，可利用比较简单的构造，以低价实现安全的燃料填充装置230。

而且，由于可增加从液态惰性气体供给路径222向热交换器4的液态惰性气体的供给量，并将过剩的液态惰性气体由液态惰性气体排出路径231排出，所以可提高热交换器4内的液态惰性气体的流速，并提高液态惰性气体和氢气的热交换效率。因此，能够提高热交换器4的冷却能力。

第5实施形态

下面，关于本发明的燃料填充装置的第5实施形态进行说明。图7所示为该燃料填充装置240之一个例子的概略构成图。在图7中，与在图5、6中所使用的符号相同的符号，意味着与图5、6的构成是相同的，省略说明。

在该燃料填充装置240中，热交换器241具有将氢气利用中间媒体M进行冷却的第1热交换部242、将中间媒体M利用液态惰性气体进行冷却的第2热交换部243。

第1热交换部242具有收纳中间媒体M的第1容器242a、在该第1容器242a中所设置的氢气流通路径242b。氢气流通路径242b与氢气供给路径3连接。

而且，第2热交换部243具有收纳中间媒体M的第2容器243a、在该第2容器243a内所设置的液态惰性气体流通路径243b。液态惰性气体流通路径243b与液态惰性气体供给路径222及液态惰性气体排出路径231连接。

第1容器242a与第2容器243a对外部形成气密设置。

作为中间媒体M，最好为藉由利用液态惰性气体的冷却而液化，且呈现不固化的性状之流体。作为中间媒体M，可使用例如甲醇、二氯甲烷、Fluorinert等。中间媒体M在第1容器242a及第2容器243a内，处于一种气液平衡的状态下。

第1容器242a的上部和第2容器243a的下部，利用第1连接路径244被连接。而且，第2容器243a的上部和第1容器242a的上部，利用第2连接路径245被连接。

藉此，热交换器4可通过第1连接路径244，将第2容器243a内的液态的中间媒体M导入第1容器242a内，并通过第2连接路径245，将第1容器242a内的气体的中间媒体M导入第2容器243a内。

热交换器241内的中间媒体M，可在第1容器242a和第2容器243a之间，通过第1及第2连接路径244、245进行循环。

更具体地说，中间媒体M在第2容器243a中，由在液态惰性气体流通路径243b中流动的液态惰性气体被冷却，并通过第1连接路径244移动到第1容器242a，且在那里对氢气流通路径242b内所流过的氢气进行冷却。利用从氢气得到的热进行气化之中间媒体M，通过第2连接路径245向第2容器243a移动，并在那里由液态惰性气体流通路径243b内所流过的液态惰性气体被冷却，且再次液化。

在该热交换器241中，设置有用于测定中间媒体M的气相的压力之压力指示调节计246，该压力指示调节计246进行控制，以在中间媒体M因氢气的冷却而气化，且中间媒体M的气相压力达到规定值以上时，打开在液态惰性气体供给路径222上所设置的调节阀247，而在中间媒体M的气相压力变得低于规定值时，关闭调节阀247。

藉此，当中间媒体M的气相压力达到规定值以上时，在液态惰性气体流通路径243b中流过液态惰性气体，对中间媒体M进行冷却，使其气相压力下降。当中间媒体M的压力不足规定值时，关闭调节阀247而停止液态惰性气体的流通，中止对中间媒体M的冷却。

藉此，可将中间媒体M的气相压力维持在一定的范围内。即，可将处于气液平衡状态下之中间媒体M的温度维持在一定的范围内。

如利用这种燃料填充装置240，可向置入有中间媒体M的热交换器241供给液态惰性气体，并利用该液态惰性气体对中间媒体M进行冷却，将其温度在一定的范围内进行调整，且利用该中间媒体M对氢气进行冷却，所以可精度良好地进行氢气的冷却温度的调节。

以上，根据适当的实施形态对本发明进行了说明，但本发明并不只限定于该实施形态，只要在不脱离本发明要旨的范围内，可进行各种各样的变更。

在上述实施形态中，是利用将热交换器4设置在铠装体206内的例子进行了说明，但并不限定于此，也可将热交换器4设置在铠装体206外。在这种情况下，可藉由将利用热交换进行了气化之惰性气体导入到铠装体内，而得到同样的效果。

而且，也可在例如铠装体206中安装氧浓度计和氢浓度计，对铠装体206内的氧和氢的浓度进行监视。在这种情况下，如根据这些气体浓度计的检测值，控制液态惰性气体供给路径222的流量和蒸发器233的气化量、排气阀227的开关等，且在氧和氢的浓度升高之前增加液态惰性气体的供给量，利用该惰性气体对氧和氢进行稀释并排出，则可进一步提高安全性。

第6实施形态

图6所示为本发明之燃料填充装置的第6实施形态。

这里所示的燃料填充装置1包括用于供给来自氢气贮存罐2的氢气之供给路径3、对氢气的供给量进行调整之流量调整阀V1、对氢气的流量进行测定并累计之累计流量计F1、在供给路径3上所设置的切断阀V2、对氢气进行冷却的热交换器4(冷却装置)。

在流量调整阀V1的初级侧(氢气流动方向的上流侧)及次级侧(下流侧)的供给路径3上，设置有分别对氢气温度进行检测的第1及第2温度计16、17。

在热交换器4的次级侧的供给路径3上，设置有对所填充之氢气的温度进行检测的填充气体温度计18(填充气体温度检测装置)、对所填充之氢气的压力进行检测之压力计19(压力检测装置)。

热交换器4具有使氢气流通的氢气流通管4a，可利用冷媒对氢气流通管4a内的氢气进行冷却。

作为热交换器4，可利用将乙二醇作为冷媒的冷风(chiller)致冷机。在这种情况下，在热交换器4上连接使冷媒循环的循环路径。而且，也可利用将空气作为冷媒的散热片式热交换器。

而且，也可使用藉由液态氮、氟里昂等冷媒对氢气进行直接冷却，或以液态氮、氟里昂等将其它的冷媒进行冷却，并以该冷媒对氢气进行冷却的热交换器等。

另外，这些构成机器未必一定要收纳在燃料填充装置内，例如当将流量调整阀在氢气贮存罐2附近个别放置时，通过流量调整阀而温度上升的氢气，在到达热交换器之前已进行空气冷却，可节省在热交换器的冷却能量。

在供给路径3的末端，连接有将来自燃料填充装置1的氢气供给到氢气汽车12之挠性软管等连接管11的一端。

连接管11的另一端可通过联接器(图示略)连接在氢气汽车12内的供给路径14上。

符号V3为在氢气汽车12的供给路径14上所设置的止回阀，可防止燃料箱13内的燃料向外部漏出。

下面，利用燃料填充装置1，对向氢气汽车12的燃料箱13填充氢气的方法进行说明。

在为了进行燃料填充而光临燃料填充装置1的氢气汽车12上，将连接管11进行连接。

接着，打开切断阀V2，将来自贮存罐2的氢气导入到供给路径3。该氢气的供给流量，可利用流量调整阀调整为适当的值。

氢气在通过流量调整阀V1时，其温度因焦耳-汤姆逊效果而上升。

在热交换器4中，氢气由冷媒被冷却。当使用冷风致冷机作为热交换器4时，氢气由作为冷媒的乙二醇被冷却。

以热交换器4被冷却的氢气，通过连接管11、供给路径14被填充到燃料箱13中。

燃料填充装置1由于具有将氢气进行冷却的热交换器4，所以可将低温的氢气向燃料箱13中进行填充。

所以，即使当通过流量调整阀V1时，氢气温度上升，也可防止燃料箱13的温度过度上升。

因此，可确实地将燃料箱13的温度维持在设定温度以下。

而且，与在填充操作时对燃料箱的温度进行测定之习知的填充方法相比，燃料箱13的温度管理变得容易，所以可以简单的操作进行燃料填充。

第7实施形态

图9所示为本发明之燃料填充装置的第7实施形态。

这里所示的燃料填充装置10，在具有用于控制氢气的供给量之控制装置15这一点上，与图8所示的燃料填充装置1不同。

如图10所示，控制装置15具有用于存储温度历程数据库321的存储部322、利用流量调整阀V1的孔径调节而控制氢气供给流量之控制部323、显示检测值和运算结果的显示部324、输入设定值等的输入部325。

温度历程数据库321包括表示填充前的燃料箱13内的温度T1(填充前箱内温度)、向燃料箱13进行填充的氢气的温度T2(填充气体温度)、流量调整阀V1的开放速度α、填充时的燃料箱内的温度之关系的数据。

即，温度历程数据库321包括将填充前箱内温度T1、填充气体温度T2、流量调整阀V1的开放速度α，分别设定为一定的值，并在实际操作时进行向燃料箱的燃料填充试验，且届时对燃料箱内的温度变化进行调查之结果。

另外，在该燃料填充测试中，使燃料填充在箱内压力从零达到设计压力(例如35MPa)的过程中进行为佳。作为燃料箱，使用在氢气汽车中标准使用的150升容量的燃料箱为佳。

温度历程数据库321可使用键盘等输入装置，任意地进行输入及更新。

所谓填充前箱内温度T1，是指填充燃料之前的燃料箱13内的温度。填充前箱内温度T1，被认为通常受到氢气汽车12所行驶的环境之气温的影响。

假设将可设想氢气汽车12的使用之环境中的气温设定为-40～50℃的范围，则可认为填充前箱内温度T1也为-40～50℃的范围。

填充气体温度T2为向燃料箱13中进行填充之氢气的温度，可依据热交换器4的冷却能力和设定而确定。

例如在将50wt％乙二醇作为冷媒之冷风致冷器用作热交换器4的情况下，填充气体温度T2可设定为一种以最低冷却温度即-20℃作为下限，而使上限为10℃的范围。

流量调整阀V1的开放速度α表示根据贮存罐2的压力，在一定时间内可增大为何种程度的孔径。

例如具有用于堵塞阀座上所形成的孔径部之阀体、与其连接之活塞的流量调整阀V1，可将在一定时间内，活塞从堵塞孔径部的状态(孔径为零)向孔径增大的方向所移动的距离，作为开放速度α。活塞的移动距离可利用对活塞的全移动距离之百分比而表示。作为开放速度α的具体例子，可为例如每30秒期间的活塞移动距离(％)。

另外，在本发明中，也可取代流量调整阀的开放速度，而使用流量调整阀的孔径。

即，本发明中所说的[流量调整阀的孔径]，既可为作为增大孔径的速度之开放速度，也可为孔径本身。

另外，贮存罐2既可为复数个，也可适用从低压的贮存罐向高压侧依次切换填充的方法。

下面，参照图9～图12，以利用燃料填充装置10的情况作为例子，对本发明之燃料填充方法的第7实施形态进行说明。

在温度历程数据库321中，也可预先将设置有燃料填充装置10的区域之过去的气温，按日期和时刻进行输入。

另外，在温度历程数据库321中，为了不使燃料填充装置10的设置场所受到限定，可将能够设想燃料填充装置10的设置之所有地区的气温数据预先进行输入。

这里所示的填充方法在控制部323中，进行以下(1)～(3)所示的运算处理，决定流量调整阀V1的开放速度α。

(1)填充前箱内温度T1的预测

由温度历程数据库321内的过去的气温数据，预测将氢气在氢气汽车12中进行填充时的气温。

气温的预测可根据过去同日期(同日)及同时刻的气温和填充时的气候等而进行。

在贮存罐2被设置在燃料填充装置10附近时，贮存罐2内的温度是与燃料填充装置10附近的气温对应的，所以也可根据贮存罐2内的温度对气温进行预测。例如可认为填充时的气温与贮存罐2内的温度大致相同。在这种情况下，只要能在贮存罐2内设置温度计(温度检测装置)，并将根据检测值的检测信号输入到控制部323即可。

另外，填充时的气温，也可利用气温计(气温检测装置)进行直接测定。在这种情况下，只要能将根据检测值的检测信号输入到控制部323即可。

填充前箱内温度T1，由于被认为受到氢气汽车12所行驶的环境之气温的影响，所以可根据上述预测或测定的气温，对填充前箱内温度T1进行预测。例如填充前箱内温度T1可认为与上述气温大致相同。在图11所示的例子中，填充前箱内温度T1被设想为在-40～50℃的范围内，以每10℃为1阶段分为9个阶段。

在该例子中，预测填充前箱内温度T1为9阶段的设想温度中的20℃。

在填充时的气温预测值不符合上述9阶段的设想温度中的任一个时，从上述9阶段的设想温度中选择最接近的值(较佳为较预测值高且最接近的值)，并将其作为填充前箱内温度T1即可。

而且，也可根据关于预测值的前后设想温度之数据，补全数据，并根据该补全数据决定填充前箱内温度T1。

(2)填充气体温度T2的设定

根据热交换器4的设定，确定向燃料箱13中进行填充之氢气的温度。

在图11所示的例子中，所填充之氢气的温度被设想为依据热交换器4的设定，在-10～10℃的范围内，以每5℃为1阶段分为5个阶段。

该例子是关于使热交换器4满载运转的情况，且填充气体温度T2在5阶段的温度中，被设定为作为最低冷却温度的-10℃。

在实际所填充之氢气的温度(实际的填充温度)不符合上述5阶段的温度中的任一个时，从上述5阶段的温度中选择与实际的填充温度最接近的值(较佳为较实际的填充温度高且最接近的值)，并将其作为填充气体温度T2即可。而且，也可根据关于实际的填充温度前后的设想温度之数据，补全数据，并根据该补全数据决定填充气体温度T2。

另外，填充气体温度T2也可利用填充气体温度计18进行直接测定。在这种情况下，只要能将根据检测值的检测信号输入到控制部323即可。

(3)流量调整阀V1的开放速度α的设定

在图11所示的例子中，开放速度α设定为以下3个阶段。

α1：在30秒期间打开100％

α2：在30秒期间打开75％

α3：在30秒期间打开50％

开放速度α以活塞从堵塞流量调整阀V1的孔径部的状态(孔径为零)向增大孔径的方向进行移动之距离表示。

活塞移动距离以对活塞的全移动距离之百分比表示。

图12表示在填充前箱内温度T1为20℃，填充气体温度T2为-10℃时，将开放速度设定为α1～α3中的任一个之情况下的，填充时的燃料箱13内的温度经时变化。

在图示例中，因为燃料箱13的设计温度为85℃，所以需要使箱内温度为85℃以下。

如图12(a)所示，当使开放速度为α1时，填充时的箱内温度会超过设计温度85℃。

如图12(b)及图12(c)所示，在使开放速度为α2或α3的情况下，填充时的箱内温度为设计温度85℃以下。

对使开放速度为α2的情况和为α3的情况进行比较可知，在更高开放速度α2的情况下填充速度高，所以选择开放速度α2。

在控制部323中，进行上述(1)～(3)，当选择流量调整阀V1的开放速度α2时，与开放速度α2对应的控制信号被发送向流量调整阀V1。流量调整阀V1根据该控制信号，使其开度增大为开放速度α2。

藉此，与流量调整阀V1的开度对应之流量的氢气，从贮存罐2通过供给路径3、连接管11，被填充到氢气汽车12的燃料箱13中。

填充时的燃料箱13内的温度，显示与图12(b)所示的内容接近的经时变化，所以箱内温度被保持在设计温度以下。

另外，图12(a)～图12(c)所示的温度变化数据，为使填充开始时的箱内压力为零的情况。

通常，为了进行燃料填充而访问燃料填充装置10的氢气汽车12，可认为其燃料箱13内的氢气并不为零，而在燃料箱13内残留有氢气。在这种情况下，与填充开始时的箱内压力为零的场合相比，可新填充之燃料的量变少，所以可使填充时的温度上升幅度被抑制得较低。

因此，即使根据填充开始时的箱内压力为零的情况(图12(a)～图12(c))对开放速度α进行设定，也不会产生安全上的问题。

在上述燃料填充装置10中，由于具有存储了温度历程数据库321的存储部322，所以可根据关于填充前箱内温度T1、填充气体温度T2、流量调整阀V1的开放速度α、填充时的箱内温度变化的关系之数据，在箱内温度不超出设计温度的范围内，选择较大的流量调整阀V1的孔径。

因此，可将燃料箱13内的温度维持在较低水平，且缩短填充时间。

另外，在向燃料箱13的燃料填充量(对箱13的设计压力之填充压力)不足100％的情况下(例如填充量为50％的情况下)，可采用以下所示的填充方法。

由于在氢气汽车12的供给路径14上设置有止回阀V3，所以当供给的氢气压力变得较燃料箱13内的压力大时，开始供给氢气。

因此，可使氢气填充开始时的氢气压力(填充开始压力)与燃料箱13内的压力(残留气体压力)大致相等，而该压力可利用压力计9进行检测。

藉由预先在温度历程数据库321中，准备每填充开始时压力之填充时的箱内温度变化的数据，可预测箱内的氢气量达到作为目的之填充量的时间。

即，藉由根据关于温度T1，T2、开放速度α、填充开始时压力、填充时的箱内温度变化的关系之数据，可在达到上述目的填充量为止的时间内且不超出设计温度的范围中，选择较大的流量调整阀V1的孔径。

藉此，可确实地将燃料箱13的温度维持在较低的水平，且轻松地进行填充操作。

下面，参照图13，对本发明的燃料填充方法的另一例子进行说明。

在该填充方法中，可选择以尽量缩短填充时间为目的之[急速填充]、以将箱内温度抑制得较低且增多填充量为目的之[量填充]中的某一种。

首先，对急速填充进行说明。

急速填充与上述第7实施形态的方法同样，根据关于填充前箱内温度T1、填充气体温度T2、流量调整阀V1的开放速度α、填充时的箱内温度变化的关系之数据，在箱内温度不超出设计温度的范围内，选择最大的流量调整阀V1的孔径。

例如，在如图12所示，填充前箱内温度T1为20℃，且填充气体温度T2为-10℃的情况下，可在箱内温度不超出设定温度的范围内，选择作为最大的流量调整阀V1的开放速度之α2。

另外，在热交换器4的冷却能力足够大，且即使使流量调整阀V1的孔径最大，箱内温度也不会超出设计温度的情况下，也可总是选择最大的流量调整阀V1的孔径。

下面，对量填充进行说明。

首先，与急速填充同样地，决定填充前箱内温度T1、填充气体温度T2。

量填充与急速填充不同，当选择流量填充阀V1的开放速度α时，在不超出设计温度的范围内，可不选择最高开放速度α，而选择比较低的开放速度α。

例如，在如图12所示，填充前箱内温度T1为20℃，填充气体温度T2为-10℃的情况下，可在箱内温度不超出设计温度的范围内，选择作为比较小的流量调整阀V1的开放速度之α3。

该方法与急速填充相比，填充所需的时间增长，但因为填充速度变低，所以可将箱内温度抑制在较低水平。

因此，可使氢气填充量增多。

急速填充适用于箱内的残留氢气量多，且应填充之氢气量少的情况为佳。这是因为，在填充量少的情况下，即使填充速度快，箱内的温度上升幅度也小。

量填充适用于箱内的残留氢气量少，且应填充之氢气量多的情况为佳。这是因为，在填充量多的情况下，箱内的温度容易上升。

急速填充和量填充的选择，既可由用户侧(氢气汽车12的用户侧)进行，也可由工作人员侧(燃料填充装置1的操作者侧)进行。

而且，在用户多的繁忙时间，选择急速填充而缩短每用户的填充时间为佳。藉此，可增加用户数。

另一方面，在用户少的闲散时间，选择量填充而增加每用户的填充量为佳。

而且，在外界气温低的情况下，有时可不使用热交换器4而进行充分的氢气冷却。因此，如可依据外界气温选择热交换器4的使用及不使用，则可将能量消费抑制在最小限度，在成本方面是有利的。

而且，在温度历程数据库中，预先将对应容量不同的复数种燃料箱之温度数据进行存储，并根据与形成填充对象的燃料箱的容量相对应之温度数据，对流量调整阀V1的孔径进行调整为佳。

另外，上述实施形态的填充方法是获取表示填充前箱内温度T1、填充气体温度T2、流量调整阀V1的开放速度α、填充时的箱内温度之关系的数据，并据此选择开放速度α，但本发明的填充方法并不限定于此，也可根据由这些数据所得到的计算式，而求填充时的箱内温度。

在这种情况下，根据所计算的箱内温度，选择开放速度α。

另外，在上述实施形态中，于流量调整阀的次级侧设置热交换器，进行氢气的冷却，但也可藉由对各构成机器及配管付以冷却机能而进行同样的冷却。

而且，热交换器配置在流量调整阀的次级侧，但也可将流量调整阀设置在热交换器的次级侧。在这种情况下，温度抑制效果变小，但可与上述实施形态的方法同样地，得到氢气的温度抑制及流量调整之效果。

在本发明中，也可采用不具有流量调整阀的构成。

如以上第1、第2实施形态所说明的，由于本发明的燃料填充装置具有包括可燃气体流路、利用阀体使前述可燃气体流路开关的阀部、根据可燃气体的填充压力使前述阀体位移的阀体位移装置、对该阀体位移装置的温度进行调整的温度调整部之过度填充防止阀，所以即使在可燃气体的温度和过度填充防止阀的动作温度之差大的情况下，也可利用温度调整部将阀体位移装置的温度维持在设定温度范围中。因此，可使过度填充防止阀按照设定压力确实地进行动作。特别是在连续地进行填充的情况下，更为有效。

在这种燃料填充装置中，可在可燃气体供给路径上，设置将可燃气体进行冷却的热交换器。藉此，可几乎不使利用温度调整部的温度调整中所需要的能量增大，而将可燃气体进行冷却。

而且，也可利用下面这样的燃料填充装置，其具有将液态惰性气体作为冷媒而将氢气进行冷却的热交换器，且该热交换器可将藉由与氢气的热交换而使液态惰性气体气化所得到之惰性气体，向燃料填充装置内排出。

藉此，可利用液态氮等液态惰性气体，将氢气进行冷却后再向汽车的燃料填充箱中进行填充。藉此，能够抑制氢气急剧的温度上升，并将氢气急速地进行填充。

而且，藉由将利用氢气的冷却进行了气化的惰性气体，向燃料填充装置内进行排出，可使燃料填充装置内形成一种惰性气体环境，防止氢气的爆炸，所以能够以比较单纯的构成，安全地进行氢气的急速填充，且能够使燃料填充装置的防爆构造更加简单，实现燃料填充装置的小型化、低价格化。

另外，藉由使用具有将氢气利用中间媒体进行冷却的第1热交换部、将中间媒体利用液态惰性气体进行冷却的第2热交换部之热交换器，可向置入有中间媒体之第2热交换部供给液态惰性气体，并利用该液态惰性气体将中间媒体进行冷却而控制在一定的温度，且利用该中间媒体将氢气进行冷却，所以可精度良好地进行氢气的冷却温度的控制。

如以上第6、7实施形态所说明的，本发明的燃料填充装置具有将氢气进行冷却的热交换器，所以可将低温的氢气向燃料箱中进行填充。

所以，即使为当通过流量调整阀时氢气温度上升的情况，也可防止燃料箱的温度过度地上升。

因此，可将燃料箱的温度确实地维持在设定温度以下。而且，与在填充操作时对燃料箱的温度进行测定之习知的填充方法相比，燃料箱的温度管理变得容易，所以能够以简单的操作进行燃料填充。

而且，藉由采用具有包括将温度历程数据库进行存储之存储部的控制装置，且该控制装置具有存储温度历程数据库的存储部、根据温度历程数据库内的数据并利用流量调整阀的孔径调整而对氢气供给流量进行控制的控制部之构成，可根据温度历程数据库内的数据，在箱内温度不超过设计温度的范围内，选择较大的流量调整阀的孔径。

因此，可将燃料箱的温度维持在较低水平，且缩短填充时间。

Claims (10)

1.一种燃料填充装置，为在用于向汽车供给可燃气体的燃料供给路径上设置过度填充防止阀的燃料填充装置，

其特征在于：前述过度填充防止阀包括可燃气体流路、利用阀体将前述可燃气体流路进行开关的阀部、根据可燃气体的填充压力而使前述阀体位移的阀体位移装置、对该阀体位移装置的温度进行调整的温度调整部。

2.如权利要求1所述的燃料填充装置，其特征在于：在可燃气体供给路径上，具有用于将可燃气体进行冷却的热交换器。

3.如权利要求2所述的燃料填充装置，其特征在于：前述温度调整部可利用被供给到前述热交换器的冷媒，将前述阀体位移装置进行冷却。

4.一种燃料填充装置，为一种向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱中填充氢气的燃料填充装置，

其特征在于：具有用于冷却氢气的热交换器。

5.一种燃料填充装置，为一种向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱中填充氢气的燃料填充装置，

其特征在于：具有将液态惰性气体作为冷媒而将氢气进行冷却的热交换器，且该热交换器可利用与氢气的热交换，而将液态惰性气体气化所得到的惰性气体向燃料填充装置内排出。

6.如权利要求5所述的燃料填充装置，其特征在于：前述热交换器，包括将氢气利用中间媒体进行冷却的第1热交换部、将中间媒体利用液态惰性气体进行冷却的第2热交换部。

7.一种燃料填充装置，为向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱中填充氢气的燃料填充装置，

其特征在于：具有对氢气的供给量进行调整的流量调整阀、对经过了该流量调整阀的氢气进行冷却的冷却装置。

8.如权利要求8所述的燃料填充装置，其特征在于：

具有对氢气的供给量进行控制的控制装置，且该控制装置具有存储温度历程数据库的存储部、根据温度历程数据库内的数据，利用流量调整阀的孔径调节而对氢气供给流量进行控制的控制部；

温度历程数据库含有用于表示填充前的燃料箱内的温度、向燃料箱进行填充的氢气的温度、流量调整阀的孔径、填充时的燃料箱内的温度之关系的数据。

9.一种燃料填充方法，为一种利用燃料填充装置，向将氢气作为燃料之氢气汽车的燃料箱内填充氢气的方法，

其特征在于：

使燃料填充装置具有用于调整氢气的供给量之流量调整阀、用于冷却氢气的冷却装置，并

将经过了流量调整阀的氢气，利用冷却装置进行冷却后向燃料箱中进行填充。

10.如权利要求11所述的燃料填充方法，其特征在于：

使燃料填充装置具有对氢气的供给量进行控制的控制装置；使该控制装置具有存储温度历程数据库的存储部、根据温度历程数据库内的数据，利用流量调整阀的孔径调节而对氢气供给流量进行控制的控制部；

使温度历程数据库含有用于表示填充前的燃料箱内的温度、向燃料箱进行填充的氢气的温度、流量调整阀的孔径、填充时的燃料箱内的温度之关系的数据。

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