JP2006322345A - 圧力変動抑制装置及び圧力変動抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 供給する気体の圧力変動を抑制する。
【解決手段】 気体（水素）を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器２０と、第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁２１と、高圧貯蔵容器２０と減圧弁２１とを接続する高圧配管２２と、減圧弁２１によって第２の圧力に減圧された気体を消費する発電装置（消費装置）２３と、減圧弁２１と消費装置２３とを接続する低圧配管２４と、低圧配管を開閉する第１の遮断弁２５と、減圧弁２１を迂回して高圧配管２２と低圧配管２４とを接続するバイパス配管２６と、バイパス配管２６を流れる気体流量を絞るオリフィス２７と、バイパス配管２６を開閉する第２の遮断弁２８とを設ける。第１の遮断弁２５の開閉状態を制御して発電装置２３に対する気体の供給量を制御する際に、減圧弁２１を迂回するバイパス配管２６から第２の遮断弁２８を介して気体を流入させることで、減圧弁２１の下流で生じる圧力変動を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧貯蔵容器に貯蔵された気体を消費装置に対して供給するに際して、気体の供給圧力の変動を抑制する圧力変動抑制装置及び圧力変動抑制方法に関し、より具体的には、気体燃料を駆動源とする車両に搭載又は適用して好適な圧力変動抑制装置及び圧力変動抑制方法に関する。

近年、自然環境への負荷を低減する目的で、ガソリンなどの液体化石燃料を燃料とする従来の車両に代わり、二酸化炭素の排出量が少ない新世代車両が普及しつつある。このような新世代車両としては、圧縮天然ガスを燃料として内燃機関を駆動する圧縮天然ガス車両（ＣＮＧＶ：Compressed Natural Gas Vehicle）、或いは、水素を燃料として発電装置を駆動する燃料電池車両（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）などが提案されている。

圧縮天然ガス車両や燃料電池車両においては、圧縮天然ガスや水素などの気体が燃料として用いられる。これらの気体は、２０ＭＰａ〜３５ＭＰａ程度の比較的高圧で高圧貯蔵容器に貯蔵されており、減圧弁によって１ＭＰａ程度に減圧された後に、気体を消費する消費装置としての内燃機関や発電機に対して供給される。

圧縮天然ガス車両や燃料電池車両に搭載される燃料供給システムにおいては、車両の駆動効率を向上させるために、供給する気体の流量を高精度に制御することが要求される。従来の燃料供給システムとしては、例えば特許文献１に開示されているように、主として減圧弁によって気体圧力を調整する機能を実現し、消費装置で消費される気体流量を下流の圧力を検知しつつ機械的に調整する構造が提案されている。
特開２００２−２５６９８０

ところで、従来の燃料供給システムにおいては、減圧弁によって気体の供給圧力を機械的に調整する構造とされているが、例えば車両の起動時などに、減圧弁の下流に供給する気体の供給量が急激に且つ大幅に変化する場合、略大気圧とされていた減圧弁下流の圧力が流入する気体圧力に影響されて急激に変化し、一時的に所望とする圧力範囲を下回ってしまうという現象が生じる。

このような現象が生じると、例えば圧縮天然ガス車両においては、圧力が低下することにより内燃機関（エンジン）の空気燃料比率が変動してしまい、排気ガスの性状が悪化する要因となるといった問題がある。

また、燃料電池車両においては、発電機（スタック）内に設けられた膜の両側に空気と水素とが供給されることにより発電する構造とされているが、上記の現象が生じて大きな圧力変動が生じる場合、この圧力変動による破損が生じないように膜厚を大きくするなどして膜の耐圧性を高める必要がある。このように膜厚が大きくなると、発電機の発電性能を向上させることが困難となるばかりでなく、発電機が高コスト化してしまうなどの問題がある。

そこで、本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案されるものであり、供給する気体の圧力変動を抑制する圧力変動抑制装置及び圧力変動抑制方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、気体を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器と、前記第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁と、前記高圧貯蔵容器と前記減圧弁とを接続する高圧配管と、前記減圧弁によって前記第２の圧力に減圧された前記気体を消費する消費装置と、前記減圧弁と前記消費装置とを接続する低圧配管と、前記低圧配管を開閉する第１の遮断弁と、前記減圧弁を迂回して前記高圧配管と前記低圧配管とを接続するバイパス配管と、前記バイパス配管を流れる気体流量を絞るオリフィスと、前記バイパス配管を開閉する第２の遮断弁とを備える圧力変動抑制装置であることである。

本発明の第２の特徴は、気体を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器から前記気体を消費する消費装置に対して前記気体を供給するに際して、前記気体の供給圧力の変動を抑制する圧力変動抑制方法において、前記高圧貯蔵容器と前記消費装置とを接続し、前記第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁が配設された配管上における前記減圧弁の下流に配設された第１の遮断弁の開閉状態を制御することで前記消費装置に対する前記気体の供給量を制御する第１の制御ステージと、前記減圧弁を迂回するバイパス配管上に配設された第２の遮断弁の開閉状態を制御することで、前記第１の遮断弁を開状態とするときに前記減圧弁の下流で生じる前記気体の圧力変動を抑制する第２の制御ステージとを含むことである。

本発明によれば、第１の遮断弁の開閉状態を制御して消費装置に対する気体の供給量を制御する際に、減圧弁を迂回するバイパス配管から第２の遮断弁を介して気体を流入させることで、減圧弁の下流で生じる圧力変動を抑制することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。

本発明を適用して構成された圧力変動抑制装置１０について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下の説明においては、水素を燃料として発電装置を駆動する燃料電池車両（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）に圧力変動抑制装置１０を搭載する場合の例について説明するが、本発明に係る圧力変動抑制装置は、車両への搭載に限定されるものではなく、高圧貯蔵容器に貯蔵された気体を消費装置に対して供給するに際して、気体の供給圧力の変動を抑制するシステムに広く適用することができる。

圧力変動抑制装置１０は、図１に示すように、燃料電池車両の燃料としての気体水素を第１の圧力（２０ＭＰａ〜３５ＭＰａ程度）で貯蔵する高圧貯蔵容器２０と、第１の圧力よりも低い第２の圧力（１ＭＰａ程度）に減圧する減圧弁２１と、高圧貯蔵容器２０と減圧弁２１とを接続する高圧配管２２と、減圧弁２１によって第２の圧力に減圧された水素を消費する消費装置としての発電装置２３と、減圧弁２１と発電装置２３とを接続する低圧配管２４と、低圧配管２４を開閉する第１の遮断弁２５と、減圧弁２１を迂回して高圧配管２２と低圧配管２４とを接続するバイパス配管２６と、バイパス配管２６を流れる気体流量を絞るオリフィス２７と、バイパス配管２６を開閉する第２の遮断弁２８とを備える。

また、圧力変動抑制装置１０は、第１の遮断弁２５及び第２の遮断弁２８などの開閉状態を制御する制御装置２９と、高圧配管２２内の圧力を検出する高圧圧力センサ３０と、低圧配管２４内の圧力を検出する低圧圧力センサ３１とを備えている。

なお、本実施形態においては、高圧圧力センサ３０が高圧配管２２に配設され、高圧配管２２内の圧力を検出するものとするが、高圧圧力センサ３０は、例えば高圧貯蔵容器２０のタンク本体４０に配設され、高圧貯蔵容器２０（タンク本体４０）内の圧力を検出するとしてもよい。ただし、高圧貯蔵容器２０内の圧力と、高圧配管２２内の圧力とは実質的に同等である。

高圧貯蔵容器２０は、水素を比較的高圧の２０ＭＰａ〜３５ＭＰａ程度の圧力（第１の圧力）で貯蔵するタンク本体４０と、タンク本体４０と高圧配管２２とを接続する配管上に設けられた容器元弁４１と、タンク本体４０に水素を供給する配管の端部に設けられた逆止弁４２と、安全弁４３とを有している。

容器元弁４１は、制御装置２９に接続されており、この制御装置２９から出力される電気的な制御信号に応じて駆動されるアクチュエータによって、開閉状態が制御される。

高圧貯蔵容器２０内に水素を充填する際には、逆止弁４２に対して、充填配管１０１を介して水素を供給する水素充填口１００が接続され、水素充填口１００から充填配管１０１及び逆止弁４２を介して水素が充填される。なお、図１においては、逆止弁４２に対して充填配管１０１及び水素充填口１００が接続された状態を図示しているが、水素の充填が完了した通常状態の下においては、逆止弁４２から充填配管１０１又は水素充填口１００が取り外される。

逆止弁４２は、充填配管１０１からタンク本体４０へ流入する水素に対しては常に開状態となり、タンク本体４０から充填配管１０１側への水素の流出を規制する機能を有している。本実施形態においては、逆止弁４２が配設されていることにより、通常状態の下においてタンク本体４０に貯蔵された水素が充填配管１０１側に逆流することが防止されている。

安全弁４３は、例えばタンク本体４０の異常な加熱やタンク本体４０への水素の過充填などによりタンク本体４０に貯蔵された水素の内部圧力に異常が生じた場合に、水素を外部に放出する機能を有している。本実施形態においては、安全弁３３が配設されていることにより、タンク本体４０の内部圧力が規定の圧力範囲を超えて高圧貯蔵容器２０の破損してしまうことが防止されている。

減圧弁２１は、高圧配管２２を介して高圧貯蔵容器２０から供給される水素を、発電装置２３への供給に適した１ＭＰａ程度の低圧（第２の圧力）に減圧して低圧配管２４に供給する。減圧弁２１は、気体の供給圧力を機械的に調整する構造を有している。

発電装置２３は、発電機（スタック）内に設けられた膜の両側に空気と水素とが供給されることにより発電する構造を有している。本実施形態では、発電装置２３によって発電された電力が燃料電池車両を駆動するモータ（図示せず）に供給され、これにより燃料電池車両が走行する。また、発電装置２３は、制御装置２９に対して電気的に接続されており、制御信号が送受信されることで制御装置２９によって発電動作が制御される。

なお、本実施形態においては、圧力変動抑制装置１０を燃料電池車両に搭載することを想定しているが、圧力変動抑制装置１０は、圧縮天然ガスを燃料として内燃機関を駆動する圧縮天然ガス車両（ＣＮＧＶ：Compressed Natural Gas Vehicle）への搭載に適用してもよい。この場合には、燃料としての気体は圧縮天然ガスとなり、気体を消費する消費装置としては、発電装置２３の代わりに内燃機関（駆動装置）となる。

第１の遮断弁２５及び第２の遮断弁２８は、制御装置２９に接続されており、この制御装置２９から出力される電気的な制御信号に応じて駆動されるアクチュエータによって、開閉状態が制御される。

オリフィス２７は、第２の遮断弁２８が開状態とされたときに、高圧配管２２側に高圧で保持されている水素が低圧配管２４側に急激に流入することを抑制し、減圧弁２１の下流が高圧化することを抑制する機能を有している。

制御装置２９は、第１の遮断弁２５、第２の遮断弁２８、及び容器元弁４１に対して電気的に接続され、各弁に対して制御信号を出力することで各弁の開閉状態を制御する。また、制御装置２９は、高圧圧力センサ３０及び低圧圧力センサ３１によってそれぞれ検出された圧力値が入力されるとともに、燃料電池車両の走行を制御するアクセルペダル５０から出力される電気信号が入力される。

以下では、以上のように構成された圧力変動抑制装置１０における圧力変動の抑制処理、すなわち、減圧弁２１の下流で生じる圧力変動を抑制する制御装置２９による制御処理について、図２を参照しながら説明する。

燃料電池車両が起動する際には、先ず制御装置２９によって容器元弁４１が制御されて開状態となり（図２中のＴ１）、次に制御装置２９によって第１の遮断弁２５が制御されて開状態となる（図２中のＴ２）。これにより、高圧貯蔵容器２０のタンク本体４０に貯蔵された水素は、容器元弁４１及び高圧配管２２を介して減圧弁２１に供給され、減圧弁２１によって減圧された後に、低圧配管２４及び第１の遮断弁２５を介して発電装置２３に供給される。

このとき、第２の遮断弁２８を閉状態のままとした場合、第１の遮断弁２５が開状態となることにより、略大気圧とされていた減圧弁２１の下流部分に水素が流入することから、一時的に所望とする圧力範囲から外れて下回る現象が生じる（図２中で点線で示すＰ１部分）。

そこで、制御装置２９は、第１の遮断弁２５を開状態とするタイミングと同等のタイミングで、所定の期間（図２中のＴ１からＴ２までの間）だけ第２の遮断弁２８を制御して開状態とする。これにより、圧力低下（Ｐ１）を補償するに十分な水素が減圧弁２１を迂回するバイパス配管２６を通じて減圧弁２１の下流に供給され、圧力低下が抑制される（図２中で実線で示すＰ２部分）。

これにより、発電装置２３に対して安定した圧力で水素を供給することができ、発電装置２３のスタック内に設けられた膜に要求される耐圧性を低下させるとともに膜厚を薄くすることができる。したがって、発電装置２３の発電性能を向上させ、低コスト化を実現することができる。

なお、減圧弁２１の上流における圧力は、高圧貯蔵容器２０内の圧力に依存するが、水素の消費に伴って高圧貯蔵容器２０内の圧力は次第に減少する。このため、圧力低下の抑制時に第２の遮断弁２８を開状態とする時間を一定とすると、高圧貯蔵容器２０内の圧力値が低い場合には、減圧弁２１下流の圧力低下を十分に抑制できなくなる虞が生じる。このため、制御装置２９は、図３に示すように、高圧貯蔵容器２０内の圧力が高いほど第２の遮断弁２８を開状態とする期間が短くなるように第２の遮断弁２８を制御することが望ましい。

また、制御装置２９は、高圧圧力センサ３０及び低圧圧力センサ３１から入力された高圧配管２２及び低圧配管２４内の圧力値に応じて、第２の遮断弁２８を開状態とするタイミング及び期間を補正することが望ましい。これにより、圧力低下をさらに高精度に抑制することができる。

上述においては、減圧弁２１の下流で生じる圧力変動の一例として、燃料電池車両の起動時の状況について説明した。しかしながら、燃料電池車両の加速・減速などの運転状態によっても同様の圧力変動が生じる場合がある。具体的には、例えば信号で停止したアイドル状態（燃料消費量小）から急発進（燃料消費量大）するような運転状態の下で、上記と同様な圧力変動が発生する。

そこで、本実施形態における制御装置２９は、燃料電池車両の走行を制御するアクセルペダル５０から出力される電気信号が入力されており、この電気信号に基づいてアクセルの開度変化から燃料電池車両の燃料消費変化を判断する。そして、発電装置２３で必要となる燃料（水素）の消費量が小から大となる場合に、第２の遮断弁２８を所定の期間だけ開状態とすることで減圧弁２１の下流における圧力変動を抑制する。

具体的には、制御装置２９は、図４に示すように、アクセルペダル５０から入力される電気信号に基づいて判断されるアクセル開度の変化率に応じて、第２の遮断弁２８を開状態とする期間を制御する。

これにより、燃料消費量が急激に変化するような運転状態の下においても、減圧弁２１の下流で生じる圧力変動を効果的に抑制することができる。

なお、以上の説明においては、制御装置２９によって各弁の開状態を制御するとしたが、本発明の適用対象とするシステムによっては、手動による制御を行うとしてもよい。

（１）以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、気体を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器と、前記第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁と、前記高圧貯蔵容器と前記減圧弁とを接続する高圧配管と、前記減圧弁によって前記第２の圧力に減圧された前記気体を消費する消費装置と、前記減圧弁と前記消費装置とを接続する低圧配管と、前記低圧配管を開閉する第１の遮断弁と、前記減圧弁を迂回して前記高圧配管と前記低圧配管とを接続するバイパス配管と、前記バイパス配管を流れる気体流量を絞るオリフィスと、前記バイパス配管を開閉する第２の遮断弁とを備える圧力変動抑制装置を実現することができる。

このように構成された圧力変動抑制装置によれば、第１の遮断弁の開閉状態を制御して消費装置に対する気体の供給量を制御する際に、減圧弁を迂回するバイパス配管から第２の遮断弁を介して気体を流入させることで、減圧弁の下流で生じる圧力変動を抑制することができる＜請求項１の効果＞。

（２）本実施形態によれば、（１）の圧力変動抑制装置は、前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する制御装置をさらに備える。これにより、制御装置によって第２の遮断弁の開閉状態を自動的に制御することができる＜請求項２の効果＞。

（３）本実施形態によれば、（２）の圧力変動抑制装置において、前記制御装置が、前記第１の遮断弁の開閉状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。これにより、圧力低下の発生要因として第１の遮断弁が急激に開く場合であってもこの第１の遮断弁を開状態とするタイミングに合わせてバイパス配管に設けた第２の遮断弁を開状態とすることにより的確に圧力低下を抑制できる＜請求項３の効果＞。

（４）本実施形態によれば、（２）の圧力変動抑制装置において、前記制御装置が、前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。これにより、気体が消費され、減圧弁上流の圧力が低くなる場合にであっても、減圧弁上流の圧力状態に応じて第２の遮断弁の開弁時間を制御することができ、圧力低下を効果的に抑制することができる＜請求項４の効果＞。

（５）本実施形態によれば、（４）の圧力変動抑制装置において、前記制御装置が、前記前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力が高いほど前記第２の遮断弁を開状態とする期間が短くなるよう前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。気体が消費されて高圧貯蔵容器内の圧力が低下すると、バイパス配管を介して導入される気体の圧力も低下するため、その分第２の遮断弁を開状態とする期間を延長して補償することによって、高圧貯蔵容器内の圧力変化によらずに減圧弁下流の圧力低下を抑制することができる＜請求項５の効果＞。

（６）本実施形態によれば、（２）の圧力変動抑制装置において、前記制御装置が、前記消費装置における前記気体の消費変化量に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。圧力変動抑制装置において、遮断弁の他に流量制御機構が用意される場合には、この流量制御機構によっても気体流量が変化する。このような流量制御機構としては、例えば圧力変動抑制装置の適用対象が圧縮天然ガス車両である場合にはインジェクタ、燃料電池車両である場合には調圧弁（図１に図示せず）である。そこで、気体の消費変化量に応じて第２の遮断弁の開閉状態を制御することによって、さらに高精度に圧力変動を抑制することができる＜請求項６の効果＞。

（７）本実施形態によれば、（１）の圧力変動抑制装置において、前記消費装置が、車両に搭載され、前記車両を駆動する駆動装置及び前記駆動装置に対して電力を供給する発電装置のうちの少なくともいずれかである。これにより、例えば、圧縮天然ガスを燃料として内燃機関（エンジン・駆動装置）を駆動する圧縮天然ガス車両（ＣＮＧＶ）への搭載、或いは水素を燃料として発電装置を駆動する燃料電池車両（ＦＣＶ）への搭載用途に適用することができる＜請求項７の効果＞。

（８）本実施形態によれば、（７）の圧力変動抑制装置は、前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する制御装置をさらに備え、前記制御装置が、前記駆動装置の出力を制御するアクセル操作に応じて出力されるアクセル操作信号に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。これにより、圧力低下の発生要因として第１の遮断弁が急激に開く場合であってもこの第１の遮断弁を開状態とするタイミングに合わせてバイパス配管に設けた第２の遮断弁を開状態とすることにより的確に圧力低下を抑制できる＜請求項８の効果＞。

（９）本実施形態によれば、（８）の圧力変動抑制装置において、前記制御装置が、前記アクセル操作信号の時間変化率が大きいほど前記第２の遮断弁を開状態とする期間が長くなるよう前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。これにより、気体が消費され、減圧弁上流の圧力が低くなる場合にであっても、減圧弁上流の圧力状態に応じて第２の遮断弁の開弁時間を制御することができ、圧力低下を効果的に抑制することができる＜請求項９の効果＞。

（１０）本実施形態によれば、気体を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器から前記気体を消費する消費装置に対して前記気体を供給するに際して、前記気体の供給圧力の変動を抑制する圧力変動抑制方法において、図５に示すように、前記高圧貯蔵容器と前記消費装置とを接続し、前記第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁が配設された配管上における前記減圧弁の下流に配設された第１の遮断弁の開閉状態を制御することで前記消費装置に対する前記気体の供給量を制御する第１の制御ステージ（Ｓ１）と、前記減圧弁を迂回するバイパス配管上に配設された第２の遮断弁の開閉状態を制御することで、前記第１の遮断弁を開状態とするときに前記減圧弁の下流で生じる前記気体の圧力変動を抑制する第２の制御ステージ（Ｓ２）とを備える圧力変動抑制方法を実現することができる。

このように構成された圧力変動抑制方法によれば、第１の遮断弁の開閉状態を制御して消費装置に対する気体の供給量を制御する際に、減圧弁を迂回するバイパス配管から第２の遮断弁を介して気体を流入させることで、減圧弁の下流で生じる圧力変動を抑制することができる＜請求項１０の効果＞。

（１１）本実施形態によれば、（１０）の圧力変動抑制方法において、前記第２の制御ステージにおいては、前記第１の遮断弁の開閉状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。これにより、圧力低下の発生要因として第１の遮断弁が急激に開く場合であってもこの第１の遮断弁を開状態とするタイミングに合わせてバイパス配管に設けた第２の遮断弁を開状態とすることにより的確に圧力低下を抑制できる＜請求項１１の効果＞。

（１２）本実施形態によれば、（１０）の圧力変動抑制方法において、前記第２の制御ステージにおいては、前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。これにより、気体が消費され、減圧弁上流の圧力が低くなる場合にであっても、減圧弁上流の圧力状態に応じて第２の遮断弁の開弁時間を制御することができ、圧力低下を効果的に抑制することができる＜請求項１２の効果＞。

（１３）本実施形態によれば、（１２）の圧力変動抑制方法において、前記第２の制御ステージにおいては、前記前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力が高いほど前記第２の遮断弁を開状態とする期間が短くなるよう前記第２の遮断弁の開閉状態を制御することを特徴とする圧力変動抑制方法である。気体が消費されて高圧貯蔵容器内の圧力が低下すると、バイパス配管を介して導入される気体の圧力も低下するため、その分第２の遮断弁を開状態とする期間を延長して補償することによって、高圧貯蔵容器内の圧力変化によらずに減圧弁下流の圧力低下を抑制することができる＜請求項１３の効果＞。

（１４）本実施形態によれば、（１０）の圧力変動抑制方法において、前記第２の制御ステージにおいては、前記消費装置における前記気体の消費変化量に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する。圧力変動抑制装置において、遮断弁の他に流量制御機構が用意される場合には、この流量制御機構によっても気体流量が変化する。このような流量制御機構としては、例えば圧力変動抑制装置の適用対象が圧縮天然ガス車両である場合にはインジェクタ、燃料電池車両である場合には調圧弁（図１に図示せず）である。そこで、気体の消費変化量に応じて第２の遮断弁の開閉状態を制御することによって、さらに高精度に圧力変動を抑制することができる＜請求項１４の効果＞。

上記のように、本発明は、１つの実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態として示す圧力変動抑制装置の一例を示す概略図である。 同圧力変動抑制装置による減圧弁下流の圧力制御の一例を示す模式図である。 同圧力変動抑制装置による第２の遮断弁の開閉状態の制御の一例を示す模式図である。 同圧力変動抑制装置による第２の遮断弁の開閉状態の制御の別の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態として示す圧力変動抑制方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…圧力変動抑制装置
２０…高圧貯蔵容器
２１…減圧弁
２２…高圧配管
２３…発電装置（消費装置）
２４…低圧配管
２５…第１の遮断弁
２６…バイパス配管
２７…オリフィス
２８…第２の遮断弁
２９…制御装置
３０…高圧圧力センサ
３１…低圧圧力センサ
４０…タンク本体
５０…アクセルペダル

Claims (14)

1. 気体を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器と、
   前記第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁と、
   前記高圧貯蔵容器と前記減圧弁とを接続する高圧配管と、
   前記減圧弁によって前記第２の圧力に減圧された前記気体を消費する消費装置と、
   前記減圧弁と前記消費装置とを接続する低圧配管と、
   前記低圧配管を開閉する第１の遮断弁と、
   前記減圧弁を迂回して前記高圧配管と前記低圧配管とを接続するバイパス配管と、
   前記バイパス配管を流れる気体流量を絞るオリフィスと、
   前記バイパス配管を開閉する第２の遮断弁とを備えること
   を特徴とする圧力変動抑制装置。
2. 前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する制御装置をさらに備えること
   を特徴とする請求項１記載の圧力変動抑制装置。
3. 前記制御装置は、前記第１の遮断弁の開閉状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
   を特徴とする請求項２記載の圧力変動抑制装置。
4. 前記制御装置は、前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
   を特徴とする請求項２記載の圧力変動抑制装置。
5. 前記制御装置は、前記前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力が高いほど前記第２の遮断弁を開状態とする期間が短くなるよう前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
   を特徴とする請求項４記載の圧力変動抑制装置。
6. 前記制御装置は、前記消費装置における前記気体の消費変化量に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
   を特徴とする請求項２記載の圧力変動抑制装置。
7. 前記消費装置は、車両に搭載され、前記車両を駆動する駆動装置及び前記駆動装置に対して電力を供給する発電装置のうちの少なくともいずれかであること
   を特徴とする請求項１記載の圧力変動抑制装置。
8. 前記第２の遮断弁の開閉状態を制御する制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記駆動装置の出力を制御するアクセル操作に応じて出力されるアクセル操作信号に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
   を特徴とする請求項７記載の圧力変動抑制装置。
9. 前記制御装置は、前記アクセル操作信号の時間変化率が大きいほど前記第２の遮断弁を開状態とする期間が長くなるよう前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
   を特徴とする請求項８記載の圧力変動抑制装置。
10. 気体を第１の圧力で貯蔵する高圧貯蔵容器から前記気体を消費する消費装置に対して前記気体を供給するに際して、前記気体の供給圧力の変動を抑制する圧力変動抑制方法において、
    前記高圧貯蔵容器と前記消費装置とを接続し、前記第１の圧力を第２の圧力に減圧する減圧弁が配設された配管上における前記減圧弁の下流に配設された第１の遮断弁の開閉状態を制御することで前記消費装置に対する前記気体の供給量を制御する第１の制御ステージと、
    前記減圧弁を迂回するバイパス配管上に配設された第２の遮断弁の開閉状態を制御することで、前記第１の遮断弁を開状態とするときに前記減圧弁の下流で生じる前記気体の圧力変動を抑制する第２の制御ステージとを含むこと
    を特徴とする圧力変動抑制方法。
11. 前記第２の制御ステージにおいては、前記第１の遮断弁の開閉状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
    を特徴とする請求項１０記載の圧力変動抑制方法。
12. 前記第２の制御ステージにおいては、前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力状態に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
    を特徴とする請求項１０記載の圧力変動抑制方法。
13. 前記第２の制御ステージにおいては、前記前記高圧貯蔵容器内における前記気体の圧力が高いほど前記第２の遮断弁を開状態とする期間が短くなるよう前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
    を特徴とする請求項１２記載の圧力変動抑制方法。
14. 前記第２の制御ステージにおいては、前記消費装置における前記気体の消費変化量に応じて前記第２の遮断弁の開閉状態を制御すること
    を特徴とする請求項１０記載の圧力変動抑制方法。

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