JP2006038007A

JP2006038007A - 燃料供給装置

Info

Publication number: JP2006038007A
Application number: JP2004215165A
Authority: JP
Inventors: Hiyoshi Tatsuno; 日吉龍野
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】ガソリン、圧縮天然ガス及び水素ガスを１箇所において供給でき、自動車の案内を誤りなく行うことができる燃料供給装置を提供する。
【解決手段】ガス燃料生成装置５０から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを充填供給するための圧縮天然ガス供給機構１２及び圧縮水素ガス供給機構１３と、燃料タンク２に貯留されたガソリンを供給するためのガソリン供給機構１４とが敷地１に設置された１つの装置本体１１内に設けられる。ガス燃料生成装置は、天然ガスを燃料源として水素ガスを改質器で改質して生成するか、ガソリンを燃料源として水素ガスを改質器で改質して生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の燃料源となるガソリン、天然ガス及び水素ガスを供給する燃料供給装置に関するものである。

近年、環境エネルギー問題の要請から、ガソリン等の自動車燃料の代替エネルギーとして、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）あるいは水素ガスを使用することが検討されている。これに伴って圧縮天然ガスや水素ガスを供給する燃料供給装置の開発が進められている。本出願人は、メタノール、ガソリン、液化石油ガスあるいは天然ガスを燃料として改質器により発生させた水素ガスを水素自動車へ供給する水素燃料供給システムを提案している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１８０９０６号公報（第２〜３ページ、図１及び２）

圧縮天然ガスあるいは水素ガスの供給システムは、ガソリン燃料を供給する給油所に設置されることが望まれるが、給油所においては自動車が、ガソリンを燃料源とするか、あるいは圧縮天然ガスや水素ガスを燃料源とするかを判別することが困難である。給油所において、ガソリン、圧縮天然ガス及び水素ガスの供給装置がそれぞれ個別の装置として設置された場合には、自動車をいずれの供給装置へ案内するかの判断ができなく不都合が生じるおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ガソリン、圧縮天然ガス及び水素ガスを１箇所において供給でき、自動車の案内を誤りなく行うことができる燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明にあっては、ガス燃料生成装置から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを充填供給するための圧縮天然ガス供給機構及び圧縮水素ガス供給機構と、燃料タンクに貯留されたガソリンを供給するためのガソリン供給機構とが敷地に設置された１つの装置本体内に設けられたことを特徴とするものである。ガソリン、圧縮天然ガス及び水素ガスを１箇所において供給でき、自動車の案内を誤りなく行うことができる。

請求項２に記載の発明にあっては、前記ガス燃料生成装置は、天然ガスを燃料源として圧縮天然ガスを生成するとともに、該天然ガスを改質器で水素ガスに改質して圧縮水素ガスを生成することを特徴とするものである。圧縮水素ガスを天然ガスを燃料源として生成できる。

請求項３に記載の発明にあっては、前記圧縮水素ガスを供給するガス燃料生成装置は、前記燃料タンクに貯留されたガソリンを改質器で水素ガスに改質して圧縮水素ガスを生成することを特徴とするものである。圧縮水素ガスをガソリンを燃料源として生成できる。

請求項４に記載の発明にあっては、前記装置本体には、天然ガスまたは水素ガスを検知するガスセンサと、ガソリンのベーパを検知するベーパセンサと、前記ガスセンサまたはベーパセンサの検知により報知する報知器とが設けられていることを特徴とするものである。天然ガスまたは水素ガスの漏れ、ガソリンの漏れによるベーパの漏れを検知して報知器で報知でき安全を確保することができる。

ガス燃料生成装置から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを充填供給するための圧縮天然ガス供給機構及び圧縮水素ガス供給機構と、燃料タンクに貯留されたガソリンを供給するためのガソリン供給機構とが敷地に設置された１つの装置本体内に設けられたことで、ガソリン、圧縮天然ガス及び水素ガスを１箇所において供給でき、自動車の案内を誤りなく行うことができる。

以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１〜図６は本発明第１実施形態の燃料供給装置を説明する図であり、図１は燃料供給装置の全体構成図、図２は燃料供給装置の動作を説明するメインフローチャート、図３はＣＮＧ供給の処理動作を説明するフローチャート、図４は水素ガス供給の処理動作を説明するフローチャート、図５はガソリン供給の処理動作を説明するフローチャート、図６は報知器の動作を説明するフローチャートである。

本発明の第１実施形態の燃料供給装置１０は、ガス燃料生成装置５０から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを充填供給するとともに、給油所の敷地１の地下に埋設された燃料タンク２に貯留されたガソリンを供給する装置である。この燃料供給装置１０は、圧縮天然ガスを充填するための圧縮天然ガス供給機構１２と、圧縮水素ガスを充填するための圧縮水素ガス供給機構１３と、ガソリンを供給するためのガソリン供給機構１４とが、１つの装置本体１１内に設けられた装置であり、給油所の敷地１上に設置されるものである。

圧縮天然ガス供給機構１２は、ガス燃料生成装置５０から供給管１５を介して供給される圧縮天然ガスの流量を計測する天然ガス流量計１６と、第１圧力計１７と、第１制御弁１８とを有し、この第１制御弁１８の出口側が配管で装置本体１１の側面に導出され、その導出された配管に先端部にガス充填ノズルを設けた図示しない充填ホースが接続されるようになっている。また、ガス充填ノズルは、装置本体１１の側面に設けられたノズル掛けに掛けられるようになっている。天然ガス流量計１６は、通過する圧縮天然ガスの流量を計測して後に詳細に説明する制御装置に４０へ流量パルスを送信し、第１圧力計１７は、圧縮天然ガスのガス圧を検知して制御装置４０へ送信し、第１制御弁１８は、制御装置４０から送信される信号に基づいて開閉が制御されるものである。

圧縮水素ガス供給機構１３は、ガス燃料生成装置５０から供給管１９を介して供給される圧縮水素ガスの流量を計測する水素ガス流量計２０と、第２圧力計２１と、第２制御弁２２とを有し、この第１制御弁２２の出口側が配管で装置本体１１の側面に導出され、その導出された配管に先端部にガス充填ノズルを設けた図示しない充填ホースが接続されるようになっている。また、ガス充填ノズルは、装置本体１１の側面に設けられたノズル掛けに掛けられるようになっている。水素ガス流量計２０は、通過する圧縮水素ガスの流量を計測して制御装置に４０へ流量パルスを送信し、第２圧力計２１は、圧縮水素ガスのガス圧を検知して制御装置４０へ送信し、第２制御弁２２は、制御装置４０から送信される信号に基づいて開閉が制御されるものである。

ガソリン供給機構１４は、地下の燃料タンク２内に連通された供給管２３に接続されたモータで駆動される給油ポンプ２４と、第３制御弁２５と、ガソリン流量計２６とを有し、この流量計２６の出口側が配管で装置本体１１の側面に導出され、その導出された配管に先端部に給油ノズルを設けた図示しない給油ホースが接続されるようになっている。また、給油ノズルは、装置本体１１の側面に設けられたノズル掛けに掛けられるようになっている。給油ポンプ２４は、供給管２３を介して燃料タンク２内のガソリンを吸上げ、第３制御弁２５は、制御装置４０から送信される開閉の信号に基づいて制御され、ガソリン流量計２６は、通過するガソリンの流量を計測して制御装置に４０へ流量パルスを送信するものである。

それぞれのガス及びガソリンの供給機構１２，１３，１４は、ガス充填ノズル及び給油ノズルの掛け外しを検知する第１ノズルスイッチ２７、第２ノズルスイッチ２８及び第３ノズルスイッチ２９が設けられ、それぞれの掛け外しの信号が制御装置４０に送信される。また、装置本体１１の操作面側には、天然ガスの流量を表示する天然ガス流量表示器３０、水素ガスの流量を表示する水素ガス流量表示器３１、及びガソリンの流量を表示するガソリン流量表示器３２が設けられ、それらの近傍には、供給量を設定するためのキーボード３３ａ、設定した値等を表示する設定表示器３３ｂ、スタートスイッチ３３ｃ、停止スイッチ３３ｄ及び緊急停止スイッチ３３ｄを備えた操作パネル３３、危険等を報知するための報知器３４が設けられ、さらに装置本体１１には３種類の燃料を安全に扱うことができるように、その下部側にはガソリンベーパを検知するベーパセンサ３５、上部側には天然ガスや水素ガスを検知するガスセンサ３６が設けられ、かつ装置本体１１は接地アースが施されている。操作パネル３３の操作信号、ベーパセンサ３５及びガスセンサ３６の検知信号は、制御装置３３へ送信される。制御装置４０は、後にフローチャートにより説明するように、各部からの信号を受信し、給油ポンプ２４の駆動、第１〜第３制御弁１７，２２，２５の開閉、それぞれの表示器３０，３１，３２の表示、報知器３４の報知等を制御する。

ガス燃料生成装置５０は、所定の場所に設けられた図示しないタンク等から供給される天然ガスを原料として、高圧水素ガス及び圧縮天然ガスを生成し、燃料供給装置１０へ供給する装置である。すなわち、ガス燃料生成装置５０は、天然ガスを改質して水素ガスを生成させる改質器５１と、この改質器５１で生成した水素ガスを高圧ガスにする圧縮機５２と、この圧縮機５２で圧縮された高圧水素ガスを貯留する畜圧器５３と、天然ガスを高圧ガスにする圧縮機５４と、この圧縮機５４で圧縮された高圧天然ガスを貯留する畜圧器５５とを備えており、畜圧器５５の高圧天然ガスは、供給管１５を介して圧縮天然ガス供給機構１２へ供給され、畜圧器５３の高圧水素ガスは、供給管１９を介して圧縮水素ガス供給機構１３へ供給されるようになっている。

次に、上記構成の燃料供給装置１０の燃料供給を中心とする動作を説明する。まず、図２に示すように、操作パネル３３等からの信号を制御装置４０が判断し、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給すると判断したときには（ＳＴ１）、ＣＮＧ供給処理を行い、圧縮水素ガスを供給すると判断したときには（ＳＴ２）、水素供給処理を行い、ガソリンを供給すると判断したときには（ＳＴ３）、ガソリン供給処理を行う。

ＣＮＧ供給処理の場合には、図３に示すように、制御装置４０の制御の元に、圧縮天然ガスのガス充填ノズルがノズル掛けから外されて第１ノズルスイッチ２７がオンし（ＳＴ１１）、続いてスタートスイッチ３３ｃが操作される（ＳＴ１２）と、第１制御弁１８が開くとともに天然ガス流量表示器３０の表示が帰零されて（ＳＴ１３）、圧縮天然ガスの充填ができるようになる。ガス充填ノズルにより充填を開始すると、天然ガス流量計１６から送信される流量パルスが制御装置４０へ送信され（ＳＴ１４）、制御装置４０では流量パルスを計測して天然ガス流量表示器３０に計数表示を行う（ＳＴ１５）。流量パルスが生じないで規定の充填量に達して満タンとなるか所定の圧力に達したときに（ＳＴ１６）、報知器３４により終了が報知される。続いて、ガス充填が終了してガス充填ノズルをノズル掛けに掛けて第１ノズルスイッチ２７がオフし（ＳＴ１８）、停止スイッチ３３ｄが操作されると（ＳＴ１９）、第１制御弁１８が閉じて（ＳＴ２０）、ＣＮＧ供給処理が終了する。

高圧水素ガス供給処理の場合には、図４に示すように、制御装置４０の制御の元に、圧縮水素ガスのガス充填ノズルがノズル掛けから外されて第２ノズルスイッチ２８がオンし（ＳＴ２１）、続いてスタートスイッチ３３ｃが操作される（ＳＴ２２）と、第２制御弁２２が開くとともに水素ガス流量表示器３１の表示が帰零されて（ＳＴ２３）、圧縮水素ガスの充填ができるようになる。ガス充填ノズルにより充填を開始すると、水素ガス流量計２０から送信される流量パルスが制御装置４０へ送信され（ＳＴ２４）、制御装置４０では流量パルスを計測して水素ガス流量表示器３１に計数表示を行う（ＳＴ２５）。流量パルスが生じないで規定の充填量に達して満タンとなるか所定の圧力に達したときに（ＳＴ２６）、報知器３４により終了が報知される。続いて、ガス充填が終了してガス充填ノズルをノズル掛けに掛けて第２ノズルスイッチ２８がオフし（ＳＴ２８）、停止スイッチ３３ｄが操作されると（ＳＴ２９）、第２制御弁２２が閉じて（ＳＴ３０）、水素供給処理が終了する。

ガソリン供給処理の場合には、図５に示すように、制御装置４０の制御の元に、ガソリンの給油ノズルがノズル掛けから外されて第３ノズルスイッチ２９がオンし（ＳＴ３１）、続いて、第３制御弁２５が開き、給油ポンプ２４がオンするとともにガソリン流量表示器３２の表示が帰零されて（ＳＴ３２）、ガソリンの供給ができるようになる。給油ノズルにより給油を開始すると、ガソリン流量計２６から送信される流量パルスが制御装置４０へ送信され（ＳＴ３３）、制御装置４０では流量パルスを計測してガソリン流量表示器３２に計数表示を行う（ＳＴ３４）。流量パルスが生じないで規定の供給量に達して満タンに達して給油ノズルをノズル掛けに掛けて第３ノズルスイッチ２９がオフし（ＳＴ３５）すると、給油ポンプ２４がオフするとともに第３制御弁２５が閉じて（ＳＴ３６）、ガソリン供給処理が終了する。

次に、ガスやベーパの検知による報知器３４の報知動作を説明する。まず、図６に示すように、制御装置４０の制御の元に、ガスセンサ３６が漏れた天然ガスまたは水素ガスを検知するか（ＳＴ４１）、漏れたガソリンのベーパを検知したとき（ＳＴ４２）には、第１〜第３制御弁１８，２２，２５を閉じるとともに給油ポンプ２４をオフにし（ＳＴ４３）、続いて報知器３４を駆動して漏れが生じていることを報知する（ＳＴ４４）。一定の時間（ｔ１）が経過したときに（ＳＴ４５）、報知器３４の駆動を停止して（ＳＴ４６）、終了する。報知器３４が駆動される一定の時間は、漏れが生じていることを作業員等に知らせる十分な時間であり、この報知により異常を知ることができるとともにガス充填やガソリンの供給を一時的に停止して安全を確保できるようにしている。

上記構成の燃料供給装置１０では、給油所の敷地１上に設置される１つの装置本体１１内、ガス燃料を充填するための圧縮天然ガス供給機構１２及び圧縮水素ガス供給機構１３と、液体燃料を供給するガソリン供給機構１４とが設けられ、
ガス燃料生成装置５０から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを、それぞれの圧縮天然ガス供給機構１２及び圧縮水素ガス供給機構１３で充填でき、燃料タンク２に貯留されたガソリンをガソリン供給機構１４で供給できるため、給油所に入ってきた自動車が、圧縮天然ガス、圧縮水素ガスあるいはガソリンのいずれを燃料源とする場合でも1箇所で供給ができ、給油所に入ってきた自動車の誘導を誤りなく行うことが可能になる。また、本実施形態では、ガス燃料生成装置５０が天然ガスを燃料源として、圧縮天然ガスを燃料供給装置１０へ供給できるだけでなく、改質器５１により天然ガスを水素ガスに改質して圧縮水素ガスを燃料供給装置１０へ供給できるため、特別に水素ガスを供給するタンク等の設備を必要としない。さらに、この燃料供給装置１０では、ガス燃料である圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスと、液体燃料であるガソリンを１箇所に設けた装置本体１１で扱うため、ガス燃料の漏れをガスセンサ３６で検知し、ガソリンの漏れによるベーパをベーパセンサ３５で検知して機器を制御し、報知器３４で報知するため安全性を確保することができる。

図７は本発明第２実施形態の燃料供給装置の全体構成図である。なお、第１実施形態に対応する部分及び部材は、同一の符号を記し詳細の説明を省略する。この実施形態のガス燃料生成装置６０は、第１実施形態と同様の圧縮天然ガス供給機構１２と、圧縮水素ガス供給機構１３と、ガソリン供給機構１４とが、１つの装置本体１１内に設けられた装置であるが、タンク等から供給される天然ガスについては第1実施形態と同様の圧縮機７１及び畜圧器７２を有するガス燃料生成装置７０により高圧化された圧縮天然ガスが、供給管７３を介して圧縮天然ガス供給機構１２に供給され、圧縮水素ガスについてはガソリンを燃料源としてガス燃料生成装置８０により生成され、供給管８５を介して圧縮水素ガス供給機構１３に供給されるようになっている。このガス燃料生成装置８０は、燃料タンク２から供給管８４を介して供給されるガソリンを燃料源とし改質して水素ガスを生成させる改質器８１と、この改質器８１で生成した水素ガスを高圧ガスにする圧縮機８２と、この圧縮機８２で圧縮された高圧水素ガスを貯留する畜圧器８３とを備えている。なお、この実施形態の装置本体１１には、天然ガスのガス充填ノズル３９、水素ガスのガス充填ノズル３８及びガソリンの給油ノズル３７を示しているが、他の構成は第１実施形態と同様である。

上記構成の燃料供給装置７０では、第１実施形態と同様に、給油所の敷地１上に設置される１つの装置本体１１内、圧縮天然ガス供給機構１２、圧縮水素ガス供給機構１３及びガソリン供給機構１４が設けられ、ガス燃料生成装置７０及び８０から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを、それぞれの圧縮天然ガス供給機構１２及び圧縮水素ガス供給機構１３で充填でき、燃料タンク２のガソリンをガソリン供給機構１４で供給できるため、1箇所で複数の燃料を供給でき、給油所に入ってきた自動車の誘導を誤りなく行うことが可能になる。また、本実施形態では、ガス燃料生成装置８０がガソリンを燃料源として、改質器８１によりガソリンを水素ガスに改質して圧縮水素ガスを燃料供給装置１０へ供給できるため、特別に水素ガスを供給するタンク等の設備を必要としない。

なお、上記各実施形態において、１つの装置本体１１に、少なくとも圧縮天然ガス供給機構１２と、圧縮水素ガス供給機構１３と、ガソリン供給機構１４とが設けられていればよく、その機構の数及び細部の機器構成等は任意にできる。

自動車の燃料となるガソリン、天然ガス及び水素ガスを供給する燃料供給装置に利用することができる。

本発明第１実施形態の燃料供給装置の全体構成図である。本発明第１実施形態の燃料供給装置の動作を説明するメインフローチャートである。本発明第１実施形態のＣＮＧ供給の処理動作を説明するフローチャートである。本発明第１実施形態の水素ガス供給の処理動作を説明するフローチャートである。本発明第１実施形態のガソリン供給の処理動作を説明するフローチャートである。本発明第１実施形態の報知器の動作を説明するフローチャートである。本発明第２実施形態の燃料供給装置の全体構成図である。

符号の説明

１敷地
２燃料タンク
１０，６０燃料供給装置
１１装置本体
１２圧縮天然ガス供給機構
１３圧縮水素ガス供給機構
１４ガソリン供給機構
１５，１９，２３供給管
１６天然ガス流量計
１７第１圧力計
１８第１制御弁
２０水素ガス流量計
２１第２圧力計
２２第２制御弁
２４給油ポンプ
２５第３制御弁
２６ガソリン流量計
２７第１ノズルスイッチ
２８第２ノズルスイッチ
２９第３ノズルスイッチ
３０天然ガス流量表示器
３１水素ガス流量表示器
３２ガソリン流量表示器
３３操作パネル
３３ａキーボード
３３ｂ設定表示器
３３ｃスタートスイッチ
３３ｄ緊急停止スイッチ
３４報知器
３５ベーパセンサ
３６ガスセンサ
４０制御装置
５０ガス燃料生成装置
５１改質器
５２圧縮機
５３畜圧器
５４圧縮機
５５畜圧器
６０燃料供給装置
７０，８０ガス燃料生成装置
７１圧縮機
７２畜圧器
７３，８４，８５供給管
８１改質器
８２圧縮機
８３畜圧器

Claims

ガス燃料生成装置から供給される圧縮天然ガス及び圧縮水素ガスを充填供給するための圧縮天然ガス供給機構及び圧縮水素ガス供給機構と、燃料タンクに貯留されたガソリンを供給するためのガソリン供給機構とが敷地に設置された１つの装置本体内に設けられたことを特徴とする燃料供給装置。
前記ガス燃料生成装置は、天然ガスを燃料源として圧縮天然ガスを生成するとともに、該天然ガスを改質器で水素ガスに改質して圧縮水素ガスを生成することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
前記圧縮水素ガスを供給するガス燃料生成装置は、前記燃料タンクに貯留されたガソリンを改質器で水素ガスに改質して圧縮水素ガスを生成することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
前記装置本体には、天然ガスまたは水素ガスを検知するガスセンサと、ガソリンのベーパを検知するベーパセンサと、前記ガスセンサまたはベーパセンサの検知により報知する報知器とが設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。