JP2005343453A - 補給スタンド、特に水素補給スタンド - Google Patents

Abstract

【課題】 自動燃料補給方式の採用に適合した特に天然ガス又は気体及び／又は液体水素を車両に補給するための補給スタンドを提供する。
【解決手段】 車両に気体及び／又は液体燃料媒体、特に天然ガス又は気体及び／又は液体水素を補給するための補給スタンドであって、補給対象車両に設けられている媒体受容装置に対応した少なくとも１つの補給装置を有する。補給装置（２、２’、…）は、該補給装置の上を補給対象車両（１）が通過できるように配置され、或いは補給装置が補給対象車両（１）の下で移動できるように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、補給対象の車両に設けられている媒体受容装置に対応した少なくとも１つの補給装置を有し、補給装置によって補給対象車両に気体及び／又は液体燃料媒体、特に天然ガス又は気体及び／又は液体水素を補給するための補給スタンドに関する。

ここで用いている用語「車両」とは、気体及び／又は液体の燃料媒体の補給を受ける乗用車、トラック、バス、作業機械車両、機関車等、考えられるあらゆる形式のエンジン駆動車両を意味する。

従来より、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンで駆動される車両に燃料を補給するのに利用されている燃料補給スタンドは久しく知られている。また、４００ｂａｒまでの加圧下の圧縮天然ガスをいわゆる天然ガス車に補給する補給スタンドも知られており、今日では１０００ｂａｒまでの圧力で天然ガスを貯蔵して補給対象車両に供給する天然ガス補給スタンドが既に構想されている。

更に、水素を燃料とするように改良された車両に気体及び／又は液体水素を補給できるようにした補給スタンドはこれまで世界中で約２０箇所以上実現されている。これらの水素補給スタンドでは、気体及び／又は液体水素の補給に特に適合された補給用の連結プラグによって気体及び／又は液体水素が補給対象車両に移される。

従来では、主に車両側の構造に起因して補給スタンド側の補給装置とこれに対応した補給対象車両側の媒体受容装置との結合は専ら車両の側部で行われている。その場合、液体燃料補給スタンドでは燃料注入ガンノズルを補給対象車両の対応する燃料タンク給油口に挿入し、また天然ガスや水素補給スタンドでは補給用の連結プラグを車両側のプラグ受け口に近づけて両者を形状係合式に結合するという、いずれも人手による作業が不可欠である。

従来の補給スタンドにおける別の問題は、補給対象車両の燃料タンク給油口やプラグ受け口が車両の左側又は右側のどちらに存在するかによって、補給に際して車両を補給装置の左右どちらか一方に位置させなければならないことにある。

より簡単で迅速な補給操作を可能とすることや安全面での要請等に答えつつ種々の問題点に配慮すれば、特に水素補給スタンドでは自動燃料補給方式に移行すべきであり、これは、運転者や操作員の人手による操作の介入を必要とすることなく連結プラグとプラグ受け口との位置合せや連結を自動的に行うことを意味する。

本発明の課題は、気体及び／又は液体燃料媒体、特に天然ガス又は気体及び／又は液体水素を車両に補給するための補給スタンドとして、公知の構想に基づく補給スタンドの諸問題を解決もしくは克服し、自動燃料補給方式の採用に適合した補給スタンドを提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明による補給スタンドでは、補給対象車両に気体及び／又は液体燃料媒体、特に天然ガス又は気体及び／又は液体水素を補給するための補給装置は、補給対象車両が該補給装置の上に位置することができるように配置されており、補給対象車両と補給装置は相対的に移動可能である。即ち、一つの実施形態において補給装置は該補給装置の上を補給対象車両が通過できるように配置されている。別の実施形態では補給装置が補給対象車両の下で移動可能に配置されている。勿論、これら両実施形態の要件を同時に満足するように、補給対象車両が補給装置の上を通過できるように且つ補給装置が補給対象車両の下で移動できるように補給装置を配置してもよい。

本発明によれば、従前の車両側部からの補給の原則から完全に離れて、補給対象車両が補給装置の上を走行又は移動して補給位置に達し、或いは補給装置が補給対象車両の下で移動することによって補給位置に達し、かくして車両と補給装置が相対的な補給位置に達した状態で車両の下面からの補給が実現される。

本発明は、本発明に係る補給スタンドによって燃料を補給されるべき車両がその下面に本発明に係る補給スタンドの補給装置に適合した媒体受容装置、即ち注入ノズルを受け入れる燃料タンク給油口、又は連結プラグと結合されるべきプラグ受け口等を備えていることを前提とする。

本発明に係る補給スタンドにおいては、補給装置の上で補給対象車両を位置決めする手段を補給装置に付設することが推奨される。

この場合、補給対象車両を位置決めする手段は例えば補給対象車両がその上を走行可能なベルトコンベア又は無限軌条形式の移送装置として構成することができる。

本発明に係る補給スタンドの有利な一実施形態によれば、補給装置は補給対象車両の媒体受容装置に対して自身を自動的に位置決めする手段を備えることができ、この補給対象車両の媒体受容装置に自動的に位置決めする手段は補給装置に付設されていることが好ましい。

即ち、補給装置自体が相応の自動位置決め手段を備えていてもよく、また本来の補給装置とは別にこのような相互の位置決め手段を付設してもよく、その場合も位置決め手段は同様に補給装置を相応に制御するように補給装置側に設けられる。

本発明によれば、車両への燃料補給を車両の下面から行うことによって補給対象車両の運転者が本来の補給装置に直接触れることなく補給操作を果たすことが保証される。これにより、運転者や操作員による予測されうる誤操作を未然に防止することができる。特に高圧の天然ガスや、気体及び／又は液体水素のような極低温の燃料媒体を車両に補給する場合、本発明に係る補給スタンドの考えは安全性を著しく向上させ得るものである。

また本発明による補給スタンドでは、従来のスタンドの補給装置に必要であった燃料ポンプを省くことができる。加えて、補給対象車両を移送装置によって移送しながら、補給装置も同期して移動させつつ補給を行うこともでき、公知の自動洗車装置と同様に補給スタンドの入口から出口まで複数台の補給対象車両を次々と移動させながら、入口で停車して待つことなく、連続的に燃料補給することのできる自動化流れ作業方式の補給スタンドを実現することも可能である。

本発明の基本理念及び従属請求項に記載したその好適な実施形態に係る補給スタンドの構成を図示の実施例に基づいて詳述すれば以下の通りである。

図１は本発明に係る補給スタンドの基本的な実施形態の要部を上から見下ろした形で模式的に示しており、車両１（そのフロント部分のみを図示している）は二条のベルトコンベア３、３’によって補給装置２の上を移動可能である。補給装置２は、移送装置、即ちベルトコンベア３、３’の間の空間に敷設されたレール９上で走行可能な筒型キャリッジ４を備えている。キャリッジ４は平面図で見て外形が円形の筒型本体からなり、その上面に横断ビーム部材５を備えている。この横断ビーム部材には二つの連結プラグ６、７が配置されており、この連結プラグを介して気体及び液体水素を補給対象車両に供給することができるようになっている。

補給装置２は二条の平行なベルトコンベアの間の空間で該コンベアの上面より下位に配置されており、従って補給対象車両１はベルトコンベアの上を自走もしくはベルトコンベアの回動で移動することにより補給装置の上を通過可能であり、或いはまた、補給装置はそのキャリッジをレールに沿って移動させることにより補給対象車両１の下を走行移動することができ、かくして補給装置と補給対象車両との相対位置関係をベルトコンベア及び／又はレールの敷設方向に関して任意に位置決め可能である。

補給装置の連結プラグ６，７は、補給対象車両１が補給装置２のキャリッジ４に対して予め定められた所要の相対位置関係に位置決めされている場合に限って上向きに繰出されるようになっており、このようにして補給対象車両１側の対応する形状の媒体受容装置、即ちプラグ受け口と形状係合方式で結合され、勿論、このプラグ受け口は補給対象車両の媒体受容容器、即ち燃料タンクに連通している。

横断ビーム部材５は筒型キャリッジ４の内側の中心位置に設けられている旋回支点８を中心に水平面内で３６０°回転でき、これによって連結プラグ６、７を補給対象車両１のボデー下面のプラグ受け口に対して位置決めすることができるようになっている。この場合、連結プラグの一方は気体水素補給用のプラグであり、他方は液体水素の補給用プラグであって互いに形状が異なり、補給対象車両も気体水素燃料車か液体水素燃料車かに応じて、即ち利用燃料の種類に応じてプラグ受け口の形状が対応して異なっているので、プラグの誤接続は生じない。

補給対象車両１と補給装置２のキャリッジ４との相対位置の自動位置決め及び補給装置の連結プラグと補給対象車両のプラグ受け口との相対位置の自動位置決めは、光センサーや電磁センサーなどの位置検知センサー或いは単純な機械的接触子などを利用した種々の位置決め方式で実現可能であるが、これらの手法は当業者に知られていることであり、ここでは詳しい説明は省略する。これらの位置決め装置は補給装置側に敷設されていることが好ましく、それにより車両側には補給装置側の位置決め装置に適合したプラグ受け口構造が要求されるだけとなるので、燃料補給系統に関する車両の設計仕様を標準化することができる。例えば移送装置、即ちベルトコンベアは電動機で駆動されるが、その停止位置制御を上記センサーによる自動位置決め装置を介して行うようにすれば、位置決め装置を移送装置として構成することができる。同様にキャリッジの回動停止位置の制御も位置検知センサーで自動化できる。

補給装置２には、補給作業に先立って、或いは補給作業の終了後に、好ましくは補給作業ごとに連結プラグ６、７を自動洗浄する清掃装置を付設しておくことが望ましい。この清掃装置は、例えば回転ブラシを含む自動清掃装置であり、補給装置側の連結プラグ６又は７のみならず、場合によっては補給装置にアクセスしている補給対象車両側の媒体受容装置（プラグ受けなど）も清掃するようにして、補給前及び／又は補給後の汚れを除去するものとするとよい。

本実施形態においては、補給対象車両１と補給装置２のキャリッジとの相対位置の自動位置決めは単純な一軸制御で可能であり、また補給装置の連結プラグと補給対象車両のプラグ受け口との相対位置の自動位置決めも単純な一軸制御で可能であり、従って補給装置全体としてはこれらの自動位置決めは二軸アライメント制御系で足りることになる。

これに対して、従来から行われている車両側部での燃料補給方式では自動位置決めのためには三軸でのアライメント制御が必要であり、従って本発明による補給スタンドでは補給対象車両１に対して相対的な補給装置２側の自動位置決め系が著しく簡素になる。

本発明に係る補給スタンドの基本的な実施形態の要部を上から見下ろした形で模式的に示す平面配置図である。

符号の説明

１：補給対象車両
２：補給装置
３、３’：ベルトコンベア（移送装置）
４：キャリッジ
５：横断ビーム部材
６、７：連結プラグ
８：旋回支点
９：レール

Claims (6)

1. 補給対象の車両に設けられている媒体受容装置に対応した少なくとも１つの補給装置を有し、補給装置によって補給対象車両に気体及び／又は液体燃料媒体、特に天然ガス又は気体及び／又は液体水素を補給するための補給スタンドにおいて、補給装置（２、２’、…）が該補給装置の上を補給対象車両（１）が通過できるように配置されていること、及び／又は補給装置が補給対象車両（１）の下で移動可能に配置されていることを特徴とする補給スタンド。
2. 補給装置（２、２’、…）上で補給対象車両（１）を位置決めする手段が補給装置（２、２’、…）に付設されていることを特徴とする請求項１に記載の補給スタンド。
3. 補給対象車両（１）を位置決めする手段が補給対象車両（１）の移動を可能とする移送装置（３、３’、…）として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の補給スタンド。
4. 補給装置（２、２’、…）が補給対象車両（１）に自動的に位置合わせする手段を有すること、及び／又は補給対象車両（１）の媒体受容装置に自動的に位置合わせする手段が補給装置（２、２’、…）に付設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の補給スタンド。
5. 補給装置（２、２’、…）に清掃手段が付設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の補給スタンド。
6. 複数の補給装置又は少なくとも１つの補給装置（２）がキャリッジ（４）として、特に移動可能なキャリッジ（４）として構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の補給スタンド。

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