JP2005127399A

JP2005127399A - ガス充填装置

Info

Publication number: JP2005127399A
Application number: JP2003362759A
Authority: JP
Inventors: Hiyoshi Tatsuno; 野日吉龍
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】流路抵抗を極力小さくして充填時間を短くし、小流量でも大流量でも計量精度が良く、安価なガス充填装置を提供する。
【解決手段】ガス供給源（４）に接続された供給管（５）に圧縮機（６）を介装し、圧縮機（６）を遮断弁（７）を介して蓄圧ボンベ（８）へ接続し、蓄圧ボンベ（８）へ充填ホース（９）を接続し、そして充填ホース（９）の先端に充填ノズル（１０）を設けた充填機構（２）と、充填ノズル（１０）のノズル掛け（１５）に設けられているノズルスイッチ（１６）のオン・オフ信号を受けて遮断弁（７）を開閉し、蓄圧ボンベ（８）に設けた圧力センサ（１１）の圧力信号、及び温度センサ（１２）の温度信号を受けて充填量を演算し、充填量信号を出力する制御装置（１３）と、充填量信号を受けて表示器（１４ｂ）へ充填量を表示する表示装置（１４）とを有する制御機構（３）を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の燃料として実用化されつつある水素ガス、天然ガス等の高圧ガス用のガス充填装置に関する。

石油の枯渇及び公害問題から、自動車の燃料として水素ガス、天然ガス等が実用化されつつある。これらのガスを入れる燃料タンクは、自動車に搭載する関係から小さい方が良く、自動車の走行距離を伸ばすために高圧となる。そして、燃料タンクへガスを充填するには、ガス充填装置側の圧力と燃料タンク側の圧力差でおこなわれ、充填量の計測は流量計で行なわれている。この流量計により流路抵抗が大きくなり、流量が制限されて充填時間が長く掛かる不都合がある。また、流量計は設計流量以外の流量では計量精度が悪い性質がある。さらに、高圧ガス用の流量計は高価であり、ガス充填装置が高価となる不都合もある。

本出願人は、高圧ガス用のガス充填装置を提案している。この提案は有効であるが、上述した不都合、即ち、充填量は流量計で計測しているために、流路抵抗が大きくなり充填時間が長く掛かり、ガス充填装置が高価となり、流量によって計量精度が悪くなる不都合がある。

特願２００３−１０３５７５号

本発明は上記に鑑みてなされたもので、流路抵抗を極力小さくして充填時間を短くし、小流量でも大流量でも計量精度が良く、安価なガス充填装置を提供することを目的としている。

本発明のガス充填装置（１）は、ガス供給源（４）に接続された供給管（５）に圧縮機（６）を介装し、圧縮機（６）を遮断弁（７）を介して蓄圧ボンベ（８）へ接続し、蓄圧ボンベ（８）へ充填ホース（９）を接続し、そして充填ホース（９）の先端に充填ノズル（１０）を設けた充填機構（２）と、前記充填ノズル（１０）のノズル掛け（１５）に設けられているノズルスイッチ（１６）のオン・オフ信号を受けて遮断弁（７）を開閉し、前記蓄圧ボンベ（８）に設けた圧力センサ（１１）の圧力信号、及び温度センサ（１２）の温度信号を受けて充填量を演算して充填量信号を出力する制御装置（１３）と、充填量信号を受けて表示器（１４ｂ）へ充填量を表示する表示装置（１４）を有する制御機構（３）とを設けている。

そして、前記表示装置（１４）は充填ノズル（１０）の近傍に設けられている。

また、前記制御装置（１３）と表示装置（１４）とは無線で信号が授受されるようになっている。

（１）流量計を使用しないので、流路抵抗が少なく、短時間で充填できるガス充填装置となる。
（２）蓄圧ボンベのガスの減量から充填量を計測するので、小流量でも大流量でも計量精度が良いガス充填装置となる。
（３）高価な流量計を使用しないので、安価なガス充填装置となる。
（４）充填ノズルの近傍に設けた表示器を見ながら充填ができるので、操作性が良いガス充填装置となる。
（５）制御装置と表示装置とは無線で信号が授受されるので、充填ホースに沿って信号線を配設する必要がなく、操作性が良いガス充填装置となる。

図１は、本発明のガス充填装置の全体を示す模式図、図２は、ガス充填装置の全体を示すブロック図、図３は、ガス充填装置で自動車へガスを充填する制御フロー図である。

ガス充填装置１は、充填機構２と制御機構３で構成されている。充填機構２は、水素ガス又は天然ガス等のガス供給源４に供給管５を介して接続された圧縮機６と、圧縮機６に遮断弁７を介して接続された蓄圧ボンベ８と、蓄圧ボンベ８に充填ホース９を介して接続された充填ノズル１０とで構成されている。そして、蓄圧ボンベ８には圧力センサ１１及び温度センサ１２が設けられている。

制御機構３は、制御装置１３と表示装置１４で構成されている。この表示装置１４は充填ノズル１０の近傍に設けられ、制御装置１３と表示装置１４とは無線で信号を授受するようになっている。なお、蓄圧ボンベ８が外気後の影響を受けないようにするために、外周に断熱材をまいてもよく、または外周壁を断熱構造としてもよい。ならびに地中に埋設してもよい。このようにすると計測精度が向上する。

制御装置１３には、充填ノズル１０を掛けるノズル掛け１５に設けられたノズルスイッチ１６のオン・オフ信号、蓄圧ボンベ８に設けられた圧力センサ１１の圧力信号、及び温度センサ１２の温度信号が入力する。そして制御装置１３から、遮断弁７へ開閉信号、圧縮機６へ駆動信号、表示装置１４へ充填量信号、及び報知信号が出力される。

制御装置１３は、ノズルスイッチ１６からオン信号を受けて、圧力センサ１１の圧力信号及び温度センサ１２の温度信号をメモリ１３ｂへ取り入れる。そして充填中は、圧力センサ１１の圧力信号及び温度センサ１２の温度信号の変化から充填量を演算手段１３ａで演算し、充填量信号を送受信部１３ｃから表示装置１４へ無線で出力する。そして充填終了後に、制御装置１３から表示装置へ報知信号を出力する。

さらに制御装置１３は、ノズルスイッチ１６からオフ信号を受けて、遮断弁７を開いて圧縮機６を駆動する。そして圧力センサ１１の圧力信号が一定圧力になると、圧縮機６を停止して遮断弁７を閉じる。このように充填終了後、蓄圧ボンベ８にガスが補充されて次の自動車への充填準備が行なわれるようになっている。

表示装置１４は、制御装置１３の充填量信号を送受信部１４ａで受けて表示器１４ｂに充填量を表示し、報知信号を受けて報知器１４ｃを作動する。

次に、図２の制御フロー図に基づいて、燃料電池自動車Ｖへ水素ガスを充填する態様を説明する。

作業者が充填ノズル１０をノズル掛け１５から外すと、ノズルスイッチ１６からオン信号が制御装置１３に入力する（ＳＴ１）。ノズルスイッチ１６からオン信号を受けた制御装置１３は、圧力センサ１１の圧力信号及び温度センサ１２の温度信号をメモリ１３ｂに取り入れる（ＳＴ２）。

充填ノズル１０を燃料自動車Ｖの燃料タンクに接続すると、蓄圧ボンベ８内の水素ガスは充填ホース９を介して充填ノズル１０から燃料タンクへ充填される。充填に連れて蓄圧ボンベ８内の圧力が減少し温度が変化する（ＳＴ３）。そして制御装置１３は、圧力センサ１１の圧力信号及び温度センサ１２の温度信号の変化から演算手段１３ａで充填量を演算し、充填量信号を送受信部１３ｃから表示装置１４へ出力する（ＳＴ４）。充填量信号を受けた表示装置１４の送受信部１４ａは、充填量を表示器１４ｂに表示する。

そして制御装置１３は、圧力センサ１２の圧力変化がなくなって充填終了と判断すると（ＳＴ５）、充填終了信号を送受信部１３ｃから表示装置１４へ出力する（ＳＴ６）。充填終了信号を受けた表示装置１４の送受信部１４ａは、報知器１４ｃを作動して充填終了を報知する。

報知器１４ｃの作動から充填終了を知った作業者は、充填ノズル１０をノズル掛け１５に掛けると、ノズルスイッチ１６からオフ信号が制御装置１３へ入力する。ノズルスイッチ１６からオフ信号を受けた制御装置１３は（ＳＴ７）、遮断弁７を開いて圧縮機６を駆動する（ＳＴ８）。

そして、圧力センサ１１の圧力信号が一定圧力になると（ＳＴ９）、蓄圧ボンベ８が満タンになったと判断して圧縮機６を停止して遮断弁７を閉じる（ＳＴ１０）。このように充填終了後に水素ガスを補充して蓄圧ボンベ８を満タンにし、次の自動車への充填準備が行なわれる。

充填時間が短く、小流量でも大流量でも計量精度が良く、安価なガス充填装置が提供できるので、ガス充填所の開設が広まり、高圧ガスで走行する自動車の普及の促進を図ることができるようになる。

本発明のガス充填装置の全体を示す模式図。ガス充填装置のブロック図。燃料電池自動車へ水素ガスを充填する態様を説明するフロー図。

符号の説明

１・・・ガス充填装置
２・・・充填機構
３・・・制御機構
４・・・ガス供給源
５・・・供給管
６・・・圧縮機
７・・・遮断弁
８・・・蓄圧ボンベ
９・・・充填ホース
１０・・・充填ノズル
１１・・・圧力センサ
１２・・・温度センサ
１３・・・制御装置
１３ａ・・・演算手段
１３ｂ・・・メモリ
１３ｃ・・・送受信部
１４・・・表示装置
１４ａ・・・送受信部
１４ｂ・・・表示器
１４ｃ・・・報知器
１５・・・ノズル掛け
１６・・・ノゾルスイッチ
Ｖ・・・自動車

Claims

ガス供給源に接続された供給管に圧縮機を介装し、圧縮機を遮断弁を介して蓄圧ボンベへ接続し、蓄圧ボンベへ充填ホースを接続し、そして充填ホースの先端に充填ノズルを設けた充填機構と、
前記充填ノズルのノズル掛けに設けられているノズルスイッチのオン・オフ信号を受けて遮断弁を開閉し、前記蓄圧ボンベに設けた圧力センサの圧力信号、及び温度センサの温度信号を受けて充填量を演算して充填量信号を出力する制御装置と、充填量信号を受けて表示器へ充填量を表示する表示装置とを有する制御機構を設けたことを特徴とするガス充填装置。
前記表示装置は充填ノズルの近傍に設けられている請求項１に記載のガス充填装置。
前記制御装置と表示装置とは無線で信号が授受される請求項１又は請求項２に記載のガス充填装置。