DE102021109017A1

DE102021109017A1 - Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung

Info

Publication number: DE102021109017A1
Application number: DE102021109017.2A
Authority: DE
Inventors: Naofumi Kanei; Daisuke Wada; Koichiro Hashimoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2041-04-13
Also published as: US20210370222A1; JP2021186721A; DE102021109017B4

Abstract

Eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung ist bereitzustellen, mit welcher eine Druckbeständigkeit eines Filters verbessert wird, der Schwefelkomponenten einfängt, die in einem Wasserstoffgas enthalten sind. Eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung für eine Wasserstofftankstelle hat einen Kompressionsabschnitt, der ein Wasserstoffgas durch Hin- und Herbewegung eines Kolbens komprimiert, in welchem ein Kolbenring, der Schwefelkomponenten enthält, auf dem Kolben montiert ist, einen Filter, der auf der Abströmseite des Kompressionsabschnitts angeordnet ist, wobei der Filter Schwefelkomponenten einfängt, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, und ein erstes Rohr, das den Kompressionsabschnitt und den Filter verbindet. Der Filter hat einen Elementabschnitt, der Aktivkohle hat, an welcher die in dem Wasserstoffgas enthaltenen Schwefelkomponenten absorbierbar sind, und einen Stahl-Gehäuseabschnitt, der den Elementabschnitt aufnimmt, in welchem ein Gaseinleitdurchgang ausgebildet ist, der mit dem ersten Rohr in Verbindung steht und das Wasserstoffgas zu dem Elementabschnitt führt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei einer Wasserstofftankstelle ist eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung installiert, die ein Wasserstoffgas als Brennstoff auf einen vorbestimmten Druck komprimiert und das komprimierte Hochdruckwasserstoffgas einem Verteiler zuführt. Bei dieser Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung wird ein Hubkolbenkompressor verwendet, und ein Kolbenring, der aus einem Material hergestellt ist, das Schwefelkomponenten enthält, kann manchmal auf einem Kolben davon montiert sein. JP 6533631 B1 beschreibt einen Kolbenring, der Polyphenylensulfid usw. als ein Zusatzmaterial enthält.
Wenn ein Kolbenring, der Schwefelkomponenten enthält, in einem Kompressor für eine Wasserstofftankstelle verwendet wird, können die in dem Kolbenring enthaltenen Schwefelkomponenten während eines Kompressionsvorgangs eines Wasserstoffgases gasifiziert werden und können in das Wasserstoffgas eingemischt werden. In diesem Fall wird das Wasserstoffgas, das die Schwefelkomponenten enthält, welche Störstoffe sind, in ein Brennstoffzellenfahrzeug gefüllt. Daher gibt es eine Möglichkeit, dass die Schwefelkomponenten den normalen Betrieb einer Brennstoffzelle beeinträchtigen (beispielsweise in Form einer Abnahme der Leistungserzeugungseffizienz usw.). Derweil beschreibt JP 6533631 B1 , dass ein Filter, der Aktivkohle usw. enthält, verwendet wird, um ein hochreines komprimiertes Gas zu gewährleisten.
Jedoch wird in einem Kompressor für eine Wasserstofftankstelle ein Wasserstoffgas auf einen Hochdruckzustand von etwa 80 MPa komprimiert. Daher ist eine angemessene Druckbeständigkeit eines Filters, der das Wasserstoffgas entschwefelt, erforderlich. JP 6533631 B1 bezieht sich nicht auf eine Berücksichtigung der Druckbeständigkeit des Aktivkohlefilters.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung des vorstehenden Problems verwirklicht, und eine Aufgabe davon ist es, eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung vorzusehen, mit welcher eine Druckbeständigkeit eines Filters verbessert wird, der Schwefelkomponenten einfängt, die in einem Wasserstoffgas enthalten sind.
Eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung für eine Wasserstofftankstelle, die einen Kompressionsabschnitt, der ein Wasserstoffgas durch Hin- und Herbewegung eines Kolbens komprimiert, wobei in dem Kompressionsabschnitt ein Kolbenring, der Schwefelkomponenten enthält, auf dem Kolben montiert ist, einen Filter, der auf der Abströmseite des Kompressionsabschnitts angeordnet ist, wobei der Filter Schwefelkomponenten einfängt, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, und ein erstes Rohr hat, das den Kompressionsabschnitt und den Filter verbindet. Der Filter hat einen Elementabschnitt, der Aktivkohle hat, an welcher die in dem Wasserstoffgas enthaltenen Schwefelkomponenten absorbierbar sind, und einen Stahl-Gehäuseabschnitt, der den Elementabschnitt aufnimmt, wobei in dem Gehäuseabschnitt ein Gaseinleitdurchgang ausgebildet ist, der mit dem ersten Rohr in Verbindung steht und das Wasserstoffgas zu dem Elementabschnitt führt.
Bei dieser Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung ist der Elementabschnitt des Filters in dem Stahl-Gehäuseabschnitt aufgenommen. Im Vergleich mit einem Fall, in dem der Filter den Gehäuseabschnitt nicht hat, ist es daher möglich, die Druckbeständigkeit des Filters zu verbessern. Demzufolge ist es möglich, die Sicherheit zu der Zeit der Entschwefelung des komprimierten Hochdruckwasserstoffgases durch den Filter zu verbessern.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann der Elementabschnitt einen Taschenkörper, in dem die Aktivkohle aufgenommen ist, und einen Drückabschnitt haben, der den Taschenkörper drückt.
Mit dieser Konfiguration wird durch Drücken des Taschenkörpers eine Bewegung der Aktivkohle in dem Taschenkörper unterdrückt. Daher ist es möglich, ein Flattern der Aktivkohle zu der Zeit des Hindurchgehens des Wasserstoffgases in dem Taschenkörper zu unterdrücken.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann der Elementabschnitt einen Halter haben, der einen Hauptkörperabschnitt, welcher als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, der den Taschenkörper aufnimmt, und einen Deckelabschnitt hat, der eine Öffnung des Hauptkörperabschnitts verschließt. Der Deckelabschnitt kann als der Drückabschnitt den Taschenkörper in einem Zustand drücken, in dem der Deckelabschnitt an dem Hauptkörperabschnitt angebracht ist.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, auf einfache Weise den Taschenkörper zu drücken, indem lediglich der Taschenkörper, in welchem die Aktivkohle enthalten ist, in dem Hauptkörperabschnitt des Halters untergebracht wird und der Deckelabschnitt an dem Hauptkörperabschnitt angebracht wird.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann der Deckelabschnitt einen geschraubten Abschnitt zum Einsetzen in das Innere des Hauptkörperabschnitts und zum Anschrauben an eine Innenfläche des Hauptkörperabschnitts haben.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Taschenkörper durch den Deckelabschnitt zuverlässiger zu drücken. Daher kann die Bewegung der Aktivkohle zuverlässiger unterdrückt werden.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann der Deckelabschnitt als ein Hohlzylinder ausgebildet sein, in welchem ein Loch, durch welches das Wasserstoffgas hindurchgehen kann, in einer Wand ausgebildet ist. Der Halter kann in dem Gehäuseabschnitt aufgenommen sein, sodass das Wasserstoffgas von dem Gaseinleitdurchgang zu dem Loch geführt wird.
Mit dieser Konfiguration wirkt ein Gleichrichteffekt auf das Wasserstoffgas zu der Zeit des Hindurchgehens des Wasserstoffgases durch das Loch des Deckelabschnitts. Daher ist es möglich, die Erzeugung einer turbulenten Strömung in dem Filter zu unterdrücken. Daher kann das Flattern der Aktivkohle in dem Taschenkörper wirksamer unterdrückt werden.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann der Elementabschnitt einen Staubauffangabschnitt haben, der auf der Abströmseite des Taschenkörpers in dem Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Der Staubauffangabschnitt kann die pulverartige Aktivkohle entfernen, die in dem Wasserstoffgas nach dem Hindurchgehen durch den Taschenkörper enthalten ist.
Mit dieser Konfiguration, in der die pulverartige Aktivkohle, die möglicherweise in dem Wasserstoffgas enthalten ist, in dem Staubauffangabschnitt eingefangen wird, ist es möglich, eine Strömung der Aktivkohle zu der Verteilerseite der Wasserstofftankstelle zu verhindern.
Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann ferner ein Rückschlagventil haben, das auf mindestens einer von der Anströmseite oder der Abströmseite des Filters auf der Abströmseite des Kompressionsabschnitts angeordnet ist.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine Rückströmung des Wasserstoffgases in den Filter zu unterdrücken. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Emission der an der Aktivkohle absorbierten Schwefelkomponenten zu unterdrücken.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann ein Spüldurchgang, durch welchen ein Spülgas zu dem Inneren des Gehäuseabschnitts geführt wird, in dem Gehäuseabschnitt ausgebildet sein. Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann ferner ein Spülrohr haben, das mit dem Spüldurchgang in Verbindung steht, wobei das Spülgas von einer Spülgaszufuhrquelle durch das Spülrohr zu dem Spüldurchgang geführt wird.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, zu der Zeit einer Wartung des Filters das Wasserstoffgas in dem Gehäuseabschnitt auf leichte Weise abzulassen.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann ein Rückschlagventil in dem ersten Rohr angeordnet sein. Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung kann ferner ein anströmseitiges Spülrohr, das von einem Teil des ersten Rohrs auf der Abströmseite des Rückschlagventils abzweigt, wobei das Spülgas von einer Spülgaszufuhrquelle durch das anströmseitige Spülrohr in das erste Rohr geführt wird, und ein abströmseitiges Spülrohr haben, das von einem zweiten Rohr abzweigt, welches mit einem Auslass des Wasserstoffgases in dem Filter verbunden ist.
Mit dieser Konfiguration, selbst in einem Fall, in dem ein Gehäuseabschnitt verwendet wird, in welchem kein Spüldurchgang ausgebildet ist, ist es möglich, auf leichte Weise das Wasserstoffgas in dem Gehäuseabschnitt abzulassen. Es ist zudem möglich, durch das Rückschlagventil das in das erste Rohr eingeleitete Spülgas daran zu hindern, in den Kompressionsabschnitt zu strömen.
Wie von der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung vorzusehen, mit welcher die Druckbeständigkeit des Filters, der die in dem Wasserstoffgas enthaltenen Schwefelkomponenten einfängt, verbessert.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Wasserstofftankstelle bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Filters bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Als Erstes wird die gesamte Konfiguration einer Wasserstofftankstelle 1, die eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat, auf Basis von 1 beschrieben. Die Wasserstofftankstelle 1 ist eine Einrichtung zum Einfüllen eines Wasserstoffgases als Brennstoff in ein Brennstoffzellenfahrzeug 100, und hat hauptsächlich die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2, einen Druckspeicher 3 und einen Verteiler 4.
Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 hat einen Kompressor 10, der ein Wasserstoffgas komprimiert, das von einem Tankanhänger 7 zugeführt wird, und führt das komprimierte Hochdruckwasserstoffgas dem Druckspeicher 3 zu. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abgabedruck des Kompressors 10 etwa 80 MPa. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine ausführliche Konfiguration der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 wird später beschrieben.
Der Druckspeicher 3 ist auf der Abströmseite des Kompressors 10 angeordnet und speichert vorübergehend das Hochdruckwasserstoffgas, das von dem Kompressor 10 abgegeben wird. Obwohl nur ein Druckspeicher 3 in 1 gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es können mehrere Druckspeicher 3 vorgesehen sein.
Der Verteiler 4 dient zum Einfüllen des von dem Druckspeicher 3 eingespeisten Wasserstoffgases in das Brennstoffzellenfahrzeug 100. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Vorkühler 41 in dem Verteiler 4 eingebaut, und der Vorkühler 41 ist jeweils mit einem Zufuhrdurchgang 6 des Wasserstoffgases und einem Frostschutzlösungsströmungsdurchgang 42 verbunden. Das von dem Druckspeicher 3 über den Zufuhrdurchgang 6 dem Verteiler 4 zugeführte Wasserstoffgas wird durch Wärmeaustausch mit einer Frostschutzlösung in dem Vorkühler 41 abgekühlt. Das gekühlte Wasserstoffgas wird von einem Stutzen 43 in einen Befüllanschluss (nicht gezeigt) des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 einfüllt.
Derweil wird die Frostschutzlösung nach dem Wärmeaustausch mit dem Wasserstoffgas in dem Vorkühler 41 durch eine Gefriereinrichtung 5 abgekühlt und daraufhin über den Frostschutzlösungsströmungsdurchgang 42 wieder dem Vorkühler 41 zugeführt. Das heißt, die Frostschutzlösung zirkuliert über den Frostschutzlösungsströmungsdurchgang 42 zwischen dem Vorkühler 41 und der Gefriereinrichtung 5.
Als Nächstes wird die Konfiguration der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf Basis von 2 und 3 ausführlich beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, hat die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 hauptsächlich den Kompressor 10, einen Filter 20, ein erstes Rohr 30, ein zweites Rohr 40, ein erstes Rückschlagventil 50, ein zweites Rückschlagventil 60, ein erstes Ein-Aus-Ventil 51, ein zweites Ein-Aus-Ventil 61, ein Spülrohr 72, ein Spülventil 71, ein abströmseitiges Spülrohr 74 und ein abströmseitiges Spülventil 73. Im Folgenden werden diese Bestandteile jeweils beschrieben.
Der Kompressor 10 ist ein Kompressor der Hubkolbenart, der das Wasserstoffgas durch eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens komprimiert, und ist ein fünfstufiger Kompressor, in welchem fünf Kompressionsabschnitte 11 bis 15 in Reihe angeordnet sind (ein erster Kompressionsabschnitt 11, ein zweiter Kompressionsabschnitt 12, ein dritter Kompressionsabschnitt 13, ein vierter Kompressionsabschnitt 14 und ein fünfter Kompressionsabschnitt 15). Der erste Kompressionsabschnitt 11 hat einen ersten Zylinder 11B, innerhalb von welchem eine erste Kompressionskammer 11C, die das Wasserstoffgas ansaugt, ausgebildet ist, einen ersten Kolben 11A, der in dem ersten Zylinder 11B angeordnet ist, wobei sich der erste Kolben 11A in dem ersten Zylinder 11B hin- und herbewegt, sodass das Volumen der ersten Kompressionskammer 11C geändert wird, und einen ersten Kolbenring 11D, der an einem Außenumfangsabschnitt des ersten Kolbens 11A montiert ist. Ein Ansauganschluss 10A des ersten Zylinders 11B ist über ein Aufnahmerohr 8 mit dem Tankanhänger 7 verbunden (1, 2).
Der erste Kolbenring 11D ist ein Bauteil zum Unterdrücken einer Gasleckage von der ersten Kompressionskammer 11C, und dichtet einen Freiraum zwischen einer Innenfläche des ersten Zylinders 11B und einer Außenumfangsfläche des ersten Kolbens 11A ab. Der erste Kolbenring 11B ist aus einem Material hergestellt, das Schwefelkomponenten enthält, beispielsweise ein Harzmaterial aus Polyphenylensulfid usw. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die zweiten bis fünften Kompressionsabschnitte 12 bis 15 haben im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie der erste Kompressionsabschnitt 11. Daher werden Einzelheiten der Bestandteile nicht beschrieben (zweite bis fünfte Kompressionskammern 12C bis 15C, zweite bis fünfte Zylinder 12B bis 15B, zweite bis fünfte Kolben 12A bis 15A und zweite bis fünfte Kolbenringe 12D bis 15D).
Wie in 2 gezeigt ist, sind benachbarte Kompressionsabschnitte unter den ersten bis fünften Kompressionsabschnitten 11 bis 15 durch ein Verbindungsrohr miteinander verbunden. Genauer gesagt sind ein Abgabeanschluss des ersten Kompressionsabschnitts 11 und ein Ansauganschluss des zweiten Kompressionsabschnitts 12 durch ein erstes Verbindungsrohr 16 miteinander verbunden, ein Abgabeanschluss des zweiten Kompressionsabschnitts 12 und ein Ansauganschluss des dritten Kompressionsabschnitts 13 sind durch ein zweites Verbindungsrohr 17 miteinander verbunden, ein Abgabeanschluss des dritten Kompressionsabschnitts 13 und ein Ansauganschluss des vierten Kompressionsabschnitts 14 sind durch ein drittes Verbindungsrohr 18 miteinander verbunden, und ein Abgabeanschluss des vierten Kompressionsabschnitts 14 und ein Ansauganschluss des fünften Kompressionsabschnittes 15 sind durch ein viertes Verbindungsrohr 19 miteinander verbunden.
Der Filter 20 dient zum Einfangen der Schwefelkomponenten, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, und ist auf der Abströmseite des Kompressors 10 angeordnet. Wie vorstehend beschrieben enthalten die Kolbenringe, die in dem Kompressor 10 verwendet werden, die Schwefelkomponenten. Das heißt, während eines Kompressionsvorgangs können die Schwefelkomponenten gasifiziert werden, und als ein Ergebnis können die Schwefelkomponenten in das Wasserstoffgas eingemischt werden. Derweil ist es durch Anordnen des Filters 20 in einer späteren Stufe des Kompressors 10 und Entfernen der Schwefelkomponenten in dem Wasserstoffgas möglich, die Schwefelkomponenten daran zu hindern, in das Brennstoffzellenfahrzeug 100 (1) eingetragen zu werden.
Der Filter 20 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient zum Entfernen der Schwefelkomponenten aus dem Wasserstoffgas durch Absorption an Aktivkohle. Wie in 2 gezeigt ist, sind ein Einlass 20A des Wasserstoffgases, ein Auslass 20B des Wasserstoffgases und ein Einlass 20C eines Spülgases jeweils in dem Filter 20 vorgesehen. Eine ausführliche Konfiguration des Filters 20 wird später beschrieben.
Das erste Rohr 30 ist ein Rohr, das den Kompressor 10 und den Filter 20 verbindet, und ein Strömungsdurchgang für das Wasserstoffgas ist darin ausgebildet. Ein stromaufwärtiges Ende des ersten Rohrs 30 ist mit einem Abgabeanschluss 10B des Kompressors 10 (des fünften Kompressionsabschnitts 15) verbunden, und ein stromabwärtiges Ende des ersten Rohrs 30 ist mit dem Einlass 20A des Filters 20 verbunden.
Das zweite Rohr 40 ist ein Rohr, das den Filter 20 und den Druckspeicher 3 ( 1) verbindet, und ein Strömungsdurchgang des Wasserstoffgases ist darin ausgebildet. Ein stromaufwärtiges Ende des zweiten Rohrs 40 ist mit dem Auslass 20B des Filters 20 verbunden, und ein stromabwärtiges Ende des zweiten Rohrs 40 ist mit einem Einlass des Druckspeichers 3 verbunden. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein stromaufwärtiges Ende des Zufuhrdurchgangs 6 mit dem zweiten Rohr 40 verbunden.
Das erste Rückschlagventil 50 dient zum Verhindern einer Rückströmung des Wasserstoffgases zu der Zeit des Anhaltens des Kompressors 10, und ist auf der Abströmseite des Kompressors 10 und der Anströmseite des Filters 20, das heißt in dem ersten Rohr 30, angeordnet. Das zweite Rückschlagventil 60 dient, ebenfalls wie das erste Rückschlagventil 50, zum Verhindern einer Rückströmung des Wasserstoffgases zu der Zeit des Anhaltens des Kompressors 10, und ist auf der Abströmseite des Filters 20 und der Anströmseite des Druckspeichers 3, das heißt in dem zweiten Rohr 40, angeordnet.
Das erste Ein-Aus-Ventil 51 ist ein Ventil, das zwischen einer Verteilung des Wasserstoffgases in dem ersten Rohr 30 und einem Anhalten der Verteilung umschaltet, und ist auf der Abströmseite des ersten Rückschlagventils 50 in dem ersten Rohr 30 angeordnet. Das zweite Ein-Aus-Ventil 61 ist ein Ventil, das zwischen einer Verteilung des Wasserstoffgases in dem zweiten Rohr 40 und einem Anhalten der Verteilung umschaltet, und ist auf der Abströmseite des zweiten Rückschlagventils 60 in dem zweiten Rohr 40 angeordnet.
Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 hat ferner einen Steuerungsabschnitt 70, der zwischen Öffnen und Schließen des ersten Ein-Aus-Ventils 51 sowie des zweiten Ein-Aus-Ventils 61 umschaltet. Der Steuerungsabschnitt 70 schaltet das erste Ein-Aus-Ventil 51 und das zweite Ein-Aus-Ventil 61 jeweils von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand auf Grundlage eines Signals zum Anhalten der Zufuhr des Wasserstoffgases an den Verteiler 4 (1).
Das Spülrohr 72 ist ein Rohr zum Führen des Spülgases von einer Spülgaszufuhrquelle in den Filter 20. Beispielsweise kann eine Stickstoffgasquelle als die Spülgaszufuhrquelle verwendet werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein stromaufwärtiges Ende des Spülrohrs 72 ist mit der Spülgaszufuhrquelle verbunden, und ein stromabwärtiges Ende des Spülrohrs 72 ist mit dem Einlass 20C des Spülgases in den Filter 20 verbunden.
Das Spülventil 71 ist ein Ein-Aus-Ventil, das zwischen einem Einleiten des Spülgases von der Spülgaszufuhrquelle über das Spülrohr 72 in den Filter 20 und einem Anhalten des Einleitens umschaltet, und ist in dem Spülrohr 72 angeordnet. Obwohl das Spülventil 71 beispielsweise ein manuell betätigtes Ventil ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das abströmseitige Spülrohr 74 ist ein Rohr, das zu der Zeit des Ablassens des Wasserstoffgases in dem Filter 20 verwendet wird, und zweigt von einem Teil des zweiten Rohrs 40 zwischen dem zweiten Rückschlagventil 60 und dem zweiten Ein-Aus-Ventil 61 ab. Das abströmseitige Spülventil 73, das zwischen einem Einströmen des Gases von dem zweiten Rohr 40 zu dem abströmseitigen Spülrohr 74 sowie einem Anhalten des Einströmens umschaltet, ist in dem abströmseitigen Spülrohr 74 angeordnet.
Als Nächstes wird die Konfiguration des Filters 20 auf Basis von 3 ausführlich beschrieben. Der Filter 20 hat hauptsächlich einen Elementabschnitt 26, der Aktivkohle C hat, an welcher die Schwefelkomponenten, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, absorbierbar sind, einen Gehäuseabschnitt 21 aus Stahl (beispielsweise SUS), der den Elementabschnitt 26 aufnimmt, und einen Flanschdeckel 25. Nachfolgend werden diese Bestandteile jeweils beschrieben.
Der Gehäuseabschnitt 21 ist in einer Form eines Zylinders mit einem Boden ausgebildet, innerhalb von welchem ein Hohlabschnitt 21A ausgebildet ist, und hat eine druckbeständige Struktur, mit welcher der Gehäuseabschnitt gegen den hohen Druck (beispielsweise 80 MPa) des komprimierten Wasserstoffgases beständig ist. Wie in 3 gezeigt ist, hat der Gehäuseabschnitt 21 einen Bodenabschnitt 21C und einen Zylinderwandabschnitt 21D, der sich von dem Bodenabschnitt 21C in der Längsrichtung erstreckt, um den Hohlabschnitt 21A zu umschließen.
Der Gehäuseabschnitt 21 wird hergestellt, indem ein zylindrisches Massivstahlbauteil bereitgestellt wird, ein radial mittlerer Abschnitt von einer Endfläche des Stahlbauteils zu der anderen Endfläche geschnitten wird, und der säulenförmige Hohlabschnitt 21A ausgebildet wird. Danach wird der Elementabschnitt 26 in dem Hohlabschnitt 21A angeordnet, und eine Öffnung des Hohlabschnitts 21A wird durch den Flanschdeckel 25 verschlossen.
Wie in 3 gezeigt ist, sind auf einer Seite des Gehäuseabschnitts 21 mit Bezug auf die Mitte in der Längsrichtung (linke Seite in 3) jeweils ein Gaseinleitdurchgang 22 und ein Spüldurchgang 24, die durch den Zylinderwandabschnitt 21D in der radialen Richtung hindurchgehen, ausgebildet. Der Gaseinleitdurchgang 22 und der Spüldurchgang 24 sind jeweils an verschiedenen Positionen in der Umfangsrichtung in dem Gehäuseabschnitt 21 ausgebildet. Derweil ist auf der anderen Seite des Gehäuseabschnitts 21 mit Bezug auf die Mitte in der Längsrichtung (rechte Seite in 3) ein Gasabzugsdurchgang 23, der durch den Zylinderwandabschnitt 21D in der radialen Richtung hindurchgeht, ausgebildet.
Der Gaseinleitdurchgang 22 ist ein Durchgang zum Führen des Wasserstoffgases zu dem Elementabschnitt 26 (Hohlabschnitt 21A). Der Gaseinleitdurchgang 22 hat den Einlass 20A, der mit dem stromabwärtigen Ende des ersten Rohrs 30 (2) verbunden ist, und steht mit dem ersten Rohr 30 und dem Hohlabschnitt 21A in Verbindung.
Der Gasabzugsdurchgang 23 ist ein Durchgang zum Führen des Gases, das durch den Elementabschnitt 26 hindurchgeht, zu dem Äußeren des Filters 20 (zweites Rohr 40, 2). Der Gasabzugsdurchgang 23 hat den Auslass 20B, der mit dem stromaufwärtigen Ende des zweiten Rohrs 40 (2) verbunden ist, und steht mit dem zweiten Rohr 40 und dem Hohlabschnitt 21A in Verbindung. Auf eine solche Weise ist in dem Filter 20 ein Strömungsdurchgang ausgebildet, durch welchen das Gas in der Reihenfolge Gaseinleitdurchgang 22, Hohlabschnitt 21A und Gasabzugsdurchgang 23 strömt.
Der Spüldurchgang 24 ist ein Durchgang zum Führen des Spülgases zu dem Inneren (Hohlabschnitt 21A) des Gehäuseabschnitts 21. Der Spüldurchgang 24 hat den Einlass 20C, der mit dem stromabwärtigen Ende des Spülrohrs 72 verbunden ist, und steht mit dem Spülrohr 72 und dem Hohlabschnitt 21A in Verbindung. Mit dieser Konfiguration wird das Spülgas von der Spülgaszufuhrquelle über das Spülrohr 72 zu dem Spüldurchgang 24 geführt, und daraufhin wird das Spülgas zu dem Hohlabschnitt 21A geführt.
Der Elementabschnitt 26 hat einen Taschenkörper 33, in welchem die Aktivkohle C aufgenommen ist, einen Halter 27, der den Taschenkörper 33 aufnimmt, und einen Staubauffangabschnitt 32. Die Aktivkohle C ist beispielsweise in einer Pelletform ausgebildet, und eine Vielzahl der Stücke der Aktivkohle sind in den Taschenkörper 33 gefüllt. Der Taschenkörper 33 ist in einer Form eines Netzes ausgebildet, durch welches das Gas hindurchgehen kann, und hat eine Form, die in der Längsrichtung des Gehäuseabschnitts 21 länglich ist.
Der Halter 27 hat einen Hauptkörperabschnitt 29, der als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, der den Taschenkörper 33 aufnimmt, einen ersten Deckelabschnitt 28, der eine Öffnung des Hauptkörperabschnitts 29 auf der einen Endseite in der Längsrichtung (linke Seite in 3) verschließt, und einen zweiten Deckelabschnitt 31, der eine Öffnung des Hauptkörperabschnitts 29 auf der anderen Endseite in der Längsrichtung (rechte Seite in 3) verschließt. Der Hauptkörperabschnitt 29 ist ein Rohrbauteil aus Metall, das sich in der Längsrichtung des Gehäuseabschnitts 21 erstreckt, wobei beide Enden des Rohrbauteils offen sind und wobei der Außendurchmesser des Rohrbauteils kleiner ist als ein Innendurchmesser des Gehäuseabschnitts 21A.
Der erste Deckelabschnitt 28 ist ein Metallbauteil, das beispielsweise in einer Hohlzylinderform ausgebildet ist, und ist auf der einen Endseite des Hauptkörperabschnitts 29 angebracht. Genauer gesagt hat der erste Deckelabschnitt 28 einen geschraubten Abschnitt 28B, der in das Innere des Hauptkörperabschnitts 29 von der Öffnung auf der einen Endseite her eingesetzt ist. Ein Innengewinde ist in einem Bereich auf einer Innenfläche des Hauptkörperabschnitts 29 auf der einen Endseite ausgebildet, und ein Außengewinde, das auf einer Außenumfangsfläche des geschraubten Abschnitts 28B ausgebildet ist, wird in das Innengewinde geschraubt. Dadurch ist der erste Deckelabschnitt 28 an dem Hauptkörperabschnitt 29 befestigt.
In einem Zustand, in dem er wie vorstehend beschrieben an dem Hauptkörperabschnitt 29 angebracht ist, drückt der erste Deckelabschnitt 28 als ein Drückabschnitt den Taschenkörper 33 von der einen Seite in der Längsrichtung zu der anderen Seite (von der linken Seite zu der rechten Seite in 3). Das heißt, der Taschenkörper 33 wird gedrückt, indem der geschraubte Abschnitt 28B des ersten Deckelabschnitts 28 von der Öffnung auf der einen Endseite zu dem Inneren des Hauptkörperabschnitts 29 geschraubt wird, und daher wird die Aktivkohle C, die in dem Taschenkörper 33 aufgenommen ist, weniger leicht bewegt.
In dem ersten Deckelabschnitt 28 sind eine Vielzahl von Löchern 28A, durch welche das Wasserstoffgas hindurchgehen kann, so ausgebildet, dass sie durch eine Zylinderwand in der radialen Richtung hindurchgehen. Die mehreren Löcher 28A sind so ausgebildet, dass sie in der Zylinderachsenrichtung und der Umfangsrichtung des ersten Deckelabschnitts 28 voneinander beabstandet sind. Der Halter 27 ist in dem Gehäuseabschnitt 21 aufgenommen, sodass das Wasserstoffgas von dem Gaseinleitdurchgang 22 zu den Löchern 28A geführt wird. Das heißt, der Halter 27 wird von der Seite des ersten Deckelabschnitts 28 in Richtung des Bodenabschnitts 21C in den Hohlabschnitt 21A eingesetzt. In einem Zustand, in dem das Einsetzen des Halters 27 abgeschlossen ist, wie in 3 gezeigt ist, sind die Löcher 28A dem Gaseinleitdurchgang 22 und dem Spüldurchgang 24 zugewandt (gegenüberliegend).
Der zweite Deckelabschnitt 31 ist ein Metallbauteil, das beispielsweise in einer Hohlzylinderform ausgebildet ist, und ist auf der anderen Endseite des Hauptkörperabschnitts 29 angebracht. Genauer gesagt hat der zweite Deckelabschnitt 31 einen Einsetzabschnitt 31A, der von der Öffnung auf der anderen Endseite in das Innere des Hauptkörperabschnitts 29 eingesetzt ist. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Taschenkörper 33 in der Längsrichtung zwischen dem ersten Deckelabschnitt 28 (geschraubten Abschnitt 28B) und dem zweiten Deckelabschnitt 31 (Einsetzabschnitt 31A) angeordnet.
Innenräume des ersten Deckelabschnitts 28, des Hauptkörperabschnitts 29 und des zweiten Deckelabschnitts 31 stehen miteinander in Verbindung. Daher strömt das Gas von dem Innenraum des ersten Deckelabschnitts 28 zu dem Taschenkörper 33, und das Gas, das durch den Taschenkörper 33 hindurchgeht, strömt zu dem Innenraum des zweiten Deckelabschnitts 31 aus.
Der Staubauffangabschnitt 32 dient zum Entfernen der pulverartigen Aktivkohle, die nach dem Hindurchgehen durch den Taschenkörper 33 in dem Wasserstoffgas enthalten ist, und ist beispielsweise ein Filter aus einem Vliesstoff usw. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Staubauffangabschnitt 32 auf der Abströmseite des Taschenkörpers 33 in dem Gehäuseabschnitt 21 (Hohlabschnitt 21A) angeordnet, genauer gesagt, ist er näher an dem Gasabzugsdurchgang 23 angeordnet als der zweite Deckelabschnitt 31.
Der Flanschdeckel 25 dient zum Verschließen der Öffnung des Hohlabschnitts 21A, und ist an einer Endfläche 21B des Gehäuseabschnitts 21 auf der Öffnungsseite durch Befestigungsmittel (nicht gezeigt) wie Schrauben und Muttern fixiert. Der Flanschdeckel 25 hat einen scheibenförmigen Flanschabschnitt 25B und einen Säulenabschnitt 25A, der von einem Mittelabschnitt des Flanschabschnitts 25B vorsteht, und der Säulenabschnitt 25A ist in den Hohlabschnitt 21A eingesetzt. Zwischen dem Säulenabschnitt 25A und dem Staubauffangabschnitt 32 ist ein elastischer Körper (beispielsweise eine Feder)(nicht dargestellt) angeordnet.
Strömungen des Wasserstoffgases und des Spülgases in dem Filter 20 jeweils zu der Zeit des Zuführens und zu der Zeit des Anhaltens der Zufuhr des Wasserstoffgases an den Verteiler 4 (1) werden nun beschrieben.
Ein Strichpunktpfeil F1 in 3 zeigt schematisch die Strömung des Wasserstoffgases in dem Filter 20 zu der Zeit des Zuführens des Wasserstoffgases an den Verteiler 4. Wie in 3 gezeigt ist, geht das Wasserstoffgas durch den Gaseinlassdurchgang 22 hindurch, strömt in den Hohlabschnitt 21A und strömt daraufhin von den Löchern 28A in den Innenraum des ersten Deckelabschnitts 28. Anschließend strömt das Wasserstoffgas in dem Taschenkörper 33 von der einen Seite zu der anderen Seite in der Längsrichtung (von der linken Seite zu der rechten Seite in 3), und die in dem Wasserstoffgas enthaltenen Schwefelkomponenten werden während des Vorgangs an der Aktivkohle C absorbiert. Danach wird die pulverartige Aktivkohle entfernt, indem das Wasserstoffgas durch den Staubauffangabschnitt 32 hindurchgeht, und daraufhin strömt das Wasserstoffgas über den Gasabzugsdurchgang 23 zu dem Äußeren des Filters 20 (dem zweiten Rohr 40, 2) aus. Das entschwefelte Wasserstoffgas wird vorübergehend in dem Druckspeicher 3 gespeichert und daraufhin dem Verteiler 4 zugeführt.
Ein Strichpunktpfeil F2 in 3 zeigt schematisch die Strömung des Spülgases (Stickstoffgas bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) in dem Filter 20 zu der Zeit des Anhaltens der Zufuhr des Wasserstoffgases an den Verteiler 4 (beispielsweise der Zeit einer Wartung des Filters 20).
Als Erstes wird der Kompressor 10 angehalten, das erste Ein-Aus-Ventil 51 und das zweite Ein-Aus-Ventil 61 werden jeweils von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand geschaltet, und das Spülventil 71 und das abströmseitige Spülventil 73 werden jeweils von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand geschaltet. Daher geht das Spülgas durch den Spüldurchgang 24 hindurch und strömt in den Hohlabschnitt 21A. Das Spülgas strömt von den Löchern 28A in den Innenraum des ersten Deckelabschnitts 28, geht durch den Innenraum des Hauptkörperabschnitts 29 (Taschenkörper 33), den Innenraum des zweiten Deckelabschnitts 31 und den Staubauffangabschnitt 32 in dieser Reihenfolge hindurch, und wird daraufhin zu dem Äußeren des Filters 20 (dem zweiten Rohr 40) abgeführt. Daraufhin wird das Spülgas durch das abströmseitige Spülrohr 74 abgegeben. Auf eine solche Weise wird das Wasserstoffgas in dem Filter 20 durch das Stickstoffgas ausgespült.
Wie vorstehend beschrieben ist bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Elementabschnitt 26 des Filters 20 in dem Stahl-Gehäuseabschnitt 21 aufgenommen. Im Vergleich mit einem Fall, in dem der Filter 20 den Gehäuseabschnitt 21 nicht hat, ist es daher möglich, die Druckbeständigkeit des Filters 20 zu verbessern. Demzufolge ist es möglich, die Sicherheit zu der Zeit der Entschwefelung des komprimierten Hochdruckwasserstoffgases durch den Filter 20 zu verbessern. Darüber hinaus wird durch Drücken des Taschenkörpers 33 eine Bewegung der Aktivkohle C in dem Taschenkörper 33 unterdrückt. Daher ist es möglich, ein Flattern der Aktivkohle C zu der Zeit des Hindurchgehens des Wasserstoffgases in dem Taschenkörper 33 zu unterdrücken.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 ist es möglich, auf leichte Weise den Taschenkörper 33 zu drücken, indem lediglich der Taschenkörper 33, in welchem die Aktivkohle C enthalten ist, in dem Hauptkörperabschnitt 29 des Halters 27 aufgenommen wird und der erste Deckelabschnitt 28 an den Hauptkörperabschnitts 29 angebracht wird. Insbesondere dadurch, dass der erste Deckelabschnitt 28 den geschraubten Abschnitt 28B hat, ist es möglich, den Taschenkörper 33 zuverlässiger zu drücken. Daher kann die Bewegung der Aktivkohle C zuverlässiger unterdrückt werden. Ein Gleichrichteffekt wirkt auf das Wasserstoffgas zu der Zeit des Hindurchgehens des Wasserstoffgases durch die Löcher 28A des ersten Deckelabschnitts 28. Daher ist es möglich, die Erzeugung einer turbulenten Strömung in dem Filter 20 zu unterdrücken. Dadurch kann das Flattern der Aktivkohle C in dem Taschenkörper 33 zuverlässiger unterdrückt werden. Bei dem Elementabschnitt 26, indem die pulverartige Aktivkohle C, die möglicherweise in dem Wasserstoffgas enthalten ist, in dem Staubauffangabschnitt 32 eingefangen wird, ist es möglich, eine Strömung der Aktivkohle C zu der Seite des Verteilers 4 der Wasserstofftankstelle 1 zu unterdrücken.
Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 hat das erste Rückschlagventil 50, das auf der Abströmseite des fünften Kompressionsabschnitts 15 und der Anströmseite des Filters 20 angeordnet ist, und das zweite Rückschlagventil 60, das auf der Abströmseite des Filters 20 angeordnet ist. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine Rückströmung des Wasserstoffgases in den Filter 20 zu unterdrücken. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Emission der Schwefelkomponenten, die an der Aktivkohle C absorbiert werden, zu unterdrücken.
Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 hat das Spülrohr 72, das mit dem Spüldurchgang 24 in Verbindung steht, wobei das Spülgas von der Spülgaszufuhrquelle durch das Spülrohr zu dem Spüldurchgang 24 geführt wird. Daher ist es zu der Zeit der Wartung des Filters 20 auf leichte Weise möglich, das Wasserstoffgas in dem Gehäuseabschnitt 21 auszuspülen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird eine Konfiguration einer Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf Basis von 4 beschrieben. Die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration und übt die gleiche Wirkung aus wie die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, ist jedoch mit Hinblick darauf unterschiedlich, dass ferner ein anströmseitiges Spülrohr 75, das von dem ersten Rohr 30 abzweigt, vorgesehen ist. Im Folgenden wird nur der Punkt beschrieben, der von dem ersten Ausführungsbeispiel verschieden ist.
Das anströmseitige Spülrohr 75 ist ein Rohr zum Führen eines Spülgases von einer Spülgaszufuhrquelle, beispielsweise eine Stickstoffgasquelle, in das erste Rohr 30. Die Spülgaszufuhrquelle ist mit einem stromaufwärtigen Ende des anströmseitigen Spülrohrs 75 verbunden, und ein stromabwärtiges Ende des anströmseitigen Spülrohrs 75 ist mit einem Teil des ersten Rohrs 30 auf der Abströmseite des ersten Rückschlagventils 50 und der Anströmseite des ersten Ein-Aus-Ventils 51 verbunden. Das heißt, das anströmseitige Spülrohr 75 zweigt von dem Teil des ersten Rohrs 30 auf der Abströmseite des ersten Rückschlagventils 50 und der Anströmseite des ersten Ein-Aus-Ventils 51 ab.
Ein anströmseitiges Spülventil 76, das zwischen einem Einströmen des Spülgases in das erste Rohr 30 und einem Anhalten des Einströmens umschaltet, ist in dem anströmseitigen Spülrohr 75 angeordnet. In einem Teil des ersten Rohrs 30 auf der Anströmseite des ersten Rückschlagventils 50 ist ein drittes Ein-Aus-Ventil 52 angeordnet, das zwischen einer Verteilung eines Wasserstoffgases und einem Anhalten der Verteilung umschaltet. Ein Öffnen/Schließen dieses dritten Ein-Aus-Ventils 52 wird durch den Steuerungsabschnitt 70 gesteuert.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, das Wasserstoffgas in dem Filter 20 auszuspülen, ohne das Spülrohr 72 und das Spülventil 71 zu verwenden. Daher können bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Spülrohr 72 und das Spülventil 71 weggelassen sein, und der Spüldurchgang 24 (3) ist nicht notwendigerweise in dem Gehäuseabschnitt 21 ausgebildet.
Als Erstes, nachdem der Kompressor 10 angehalten wird, werden das zweite Ein-Aus-Ventil 61 und das dritte Ein-Aus-Ventil 52 jeweils von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand geschaltet, und das anströmseitige Spülventil 76 und das abströmseitige Spülventil 73 werden jeweils von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand geschaltet. Dadurch strömt das Spülgas über das anströmseitige Spülrohr 75 in das erste Rohr 30, und strömt von dem Einlass 20A in den Filter 20. Das Spülgas geht durch den Gaseinleitdurchgang 20 hindurch und strömt in den Hohlabschnitt 21A. Daraufhin, ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, strömt das Spülgas durch das Innere des Filters 20 hindurch, strömt aus dem Auslass 20B aus, und wird über das abströmseitige Spülrohr 74 abgegeben.
Andere Ausführungsbeispiele
Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele sollten in allen Belangen nicht als Beschränkungen, sondern als Beispiele interpretiert werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die vorstehende Beschreibung angegeben, sondern durch die Ansprüche. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, alle Änderungen zu umfassen, die Auswirkungen haben, welche innerhalb der Ansprüche oder äquivalent dazu sind. Daher sind die folgenden Ausführungsbeispiele ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung enthalten.
Wie in 5 gezeigt ist, kann die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung der vorliegenden Erfindung in einer Wasserstofftankstelle 1A angewendet werden, in welcher kein Druckspeicher installiert ist. In diesem Fall ist das stromabwärtige Ende des zweiten Rohrs 40 mit dem Vorkühler 41 des Verteilers 4 verbunden, und ein Wasserstoffgas wird direkt von einer Wasserstoffgaszufuhrquelle 2B dem Verteiler 4 zugeführt.
Bei der Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann nur das erste Rückschlagventil 50 weggelassen sein, nur das zweite Rückschlagventil 60 kann weggelassen sein, oder sowohl das erste Rückschlagventil 50 als auch das zweite Rückschlagventil 60 können weggelassen sein.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Fall beschrieben, in dem alle der ersten bis fünften Kolbenringe 11D bis 15D aus dem Material hergestellt sind, das die Schwefelkomponenten enthält. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann nur der vierte Kolbenring 14D unter den ersten bis fünften Kolbenringen 11D bis 15D aus dem Material hergestellt sein, das die Schwefelkomponente enthält, und der erste bis dritte sowie fünfte Kolbenringe 11D bis 13D und 15D können die Schwefelkomponente nicht enthalten. In diesem Fall ist es nur erforderlich, den Filter 20 auf der Abströmseite des vierten Kompressionsabschnitts 14 anzuordnen, in welchem der Kolbenring verwendet wird, der die Schwefelkomponenten enthält. Daher kann der Filter 20 zwischen dem vierten Kompressionsabschnitt 14 und dem fünften Kompressionsabschnitt 15 angeordnet sein. Dabei ist ein Rohr, das den vierten Kompressionsabschnitt 14 und den Filter 20 verbindet, das erste Rohr.
Der fünfte Kompressionsabschnitt 15 kann ein Membrankompressionsabschnitt sein.
Das anströmseitige Spülrohr 75 und das abströmseitige Spülrohr 74 können für einen Zweck anders als das Ausspülen des Wasserstoffgases aus dem Filter 20 verwendet werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Fall beschrieben, in dem der Taschenkörper 33 gedrückt wird, indem der erste Deckelabschnitt 28 an den Hauptkörperabschnitt 29 geschraubt wird. Jedoch ist die Art des Drückabschnitts nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Taschenkörper 33 gedrückt werden, indem eine Rückstellkraft eines elastischen Körpers genutzt wird, beispielsweise einer Feder oder Gummi. Der Taschenkörper 33 muss nicht immer gedrückt werden.
Die Anzahl der Stufen des Kompressors kann vier oder weniger oder sechs oder mehr sein. Der Kompressor ist nicht auf einen Mehrstufenkompressor beschränkt, sondern es kann ein Einzelstufenkompressor verwendet werden.
Der Staubauffangabschnitt 32 kann weggelassen sein.
Die Löcher 28A sind nicht zwingend in dem ersten Decklabschnitt 28 ausgebildet.
Der Halter 27 kann weggelassen sein, und der Taschenkörper 33 kann unmittelbar in dem Hohlabschnitt 21A angeordnet sein.
Eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung ist bereitzustellen, mit welcher eine Druckbeständigkeit eines Filters verbessert wird, der Schwefelkomponenten einfängt, die in einem Wasserstoffgas enthalten sind. Eine Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung für eine Wasserstofftankstelle hat einen Kompressionsabschnitt, der ein Wasserstoffgas durch Hin- und Herbewegung eines Kolbens komprimiert, in welchem ein Kolbenring, der Schwefelkomponenten enthält, auf dem Kolben montiert ist, einen Filter, der auf der Abströmseite des Kompressionsabschnitts angeordnet ist, wobei der Filter Schwefelkomponenten einfängt, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind, und ein erstes Rohr, das den Kompressionsabschnitt und den Filter verbindet. Der Filter hat einen Elementabschnitt, der Aktivkohle hat, an welcher die in dem Wasserstoffgas enthaltenen Schwefelkomponenten absorbierbar sind, und einen Stahl-Gehäuseabschnitt, der den Elementabschnitt aufnimmt, in welchem ein Gaseinleitdurchgang ausgebildet ist, der mit dem ersten Rohr in Verbindung steht und das Wasserstoffgas zu dem Elementabschnitt führt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6533631 B1 [0002, 0003, 0004]

Claims

Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) für eine Wasserstofftankstelle mit: einem Kompressionsabschnitt (15), der ein Wasserstoffgas durch Hin- und Herbewegung eines Kolbens (15A) komprimiert, wobei in dem Kompressionsabschnitt (15) ein Kolbenring (15B), der Schwefelkomponenten enthält, auf dem Kolben (15A) montiert ist; einem Filter (20), der auf der Abströmseite des Kompressionsabschnitts (15) angeordnet ist, wobei der Filter (20) Schwefelkomponenten einfängt, die in dem Wasserstoffgas enthalten sind; und einem ersten Rohr (30), das den Kompressionsabschnitt (11) und den Filter (20) verbindet, wobei der Filter (20): einen Elementabschnitt (26), der Aktivkohle (C) hat, an welcher die in dem Wasserstoffgas enthaltenen Schwefelkomponenten absorbierbar sind; und einen Stahl-Gehäuseabschnitt (21) hat, der den Elementabschnitt (26) aufnimmt, wobei in dem Gehäuseabschnitt (21) ein Gaseinleitdurchgang (22) ausgebildet ist, der mit dem ersten Rohr (30) in Verbindung steht und das Wasserstoffgas zu dem Elementabschnitt (26) führt.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach Anspruch 1, wobei der Elementabschnitt (26): einen Taschenkörper (33), in welchem die Aktivkohle (C) aufgenommen ist; und einen Drückabschnitt hat, der den Taschenkörper (33) drückt.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach Anspruch 2, wobei der Elementabschnitt (26) einen Halter (27) hat, der einen Hauptkörperabschnitt (29), welcher als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, der den Taschenkörper (33) aufnimmt, und einen Deckelabschnitt (28) hat, der eine Öffnung des Hauptkörperabschnitts verschließt, und der Deckelabschnitt (28) in einem Zustand, in dem der Deckelabschnitt (28) an dem Hauptkörperabschnitt (29) angebracht ist, den Taschenkörper (33) als der Drückabschnitt drückt.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach Anspruch 3, wobei der Deckelabschnitt (28) einen geschraubten Abschnitt (28B) zum Einsetzen in das Innere des Hauptkörperabschnitts (29) und zum Anschrauben an einer Innenfläche des Hauptkörperabschnitts (29) hat.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Deckelabschnitt (28) als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, in welchem ein Loch (28A), durch welches das Wasserstoffgas hindurchgehen kann, in einer Wand ausgebildet ist, und der Halter (27) in dem Gehäuseabschnitt (21) aufgenommen ist, sodass das Wasserstoffgas von dem Gaseinleitdurchgang (22) zu dem Loch (28A) geführt wird.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach Anspruch 5, wobei der Elementabschnitt (26) einen Staubauffangabschnitt (32) hat, der auf der Abströmseite des Taschenkörpers (33) in dem Gehäuseabschnitt (21) angeordnet ist, und der Staubauffangabschnitt (32) die pulverartige Aktivkohle (C) entfernt, die in dem Wasserstoffgas nach dem Hindurchgehen durch den Taschenkörper (33) enthalten ist.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einem Rückschlagventil (50, 60), das auf mindestens einer von der Anströmseite oder der Abströmseite des Filters (20) auf der Abströmseite des Kompressionsabschnitts (15) angeordnet ist.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Spüldurchgang (24), durch welchen ein Spülgas zu dem Inneren (21A) des Gehäuseabschnitts (21) geführt wird, in dem Gehäuseabschnitt (21) ausgebildet ist, und die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2, 2A) ferner ein Spülrohr (72) aufweist, das mit dem Spüldurchgang (24) in Verbindung steht, wobei das Spülgas von einer Spülgaszufuhrquelle durch das Spülrohr (72) zu dem Spüldurchgang (24) geführt wird.
Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Rückschlagventil (50) in dem ersten Rohr (30) angeordnet ist, die Wasserstoffgaszufuhrvorrichtung (2A) ferner: ein anströmseitiges Spülrohr (75), das von einem Teil des ersten Rohrs auf der Abströmseite des Rückschlagventils abzweigt, wobei das Spülgas von einer Spülgaszufuhrquelle durch das anströmseitige Spülrohr (75) in das erste Rohr geführt wird; und ein abströmseitiges Spülrohr (74) aufweist, das von einem zweiten Rohr (40) abzweigt, welches mit einem Auslass (20B) des Wasserstoffgases in dem Filter (20) verbunden ist.