JP2007149398A - Fuel gas supply system, and fuel gas supply control method - Google Patents

Fuel gas supply system, and fuel gas supply control method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high pressure hydrogen storage system capable of supplying hydrogen to a power generation device at a stable pressure and realizing reduction of cost and improvement in power generation capacity and fuel consumption. <P>SOLUTION: The high pressure hydrogen storage system includes a tank 2 which stores hydrogen filled from the outside at high pressure, a pressure-reducing valve 7 which decompresses the pressure of hydrogen supplied from a supply port of the tank 2 and flowing in a hydrogen supply passage to a prescribed pressure, an electrical pressure control valve 9 which is installed at the downstream of the pressure-reducing valve 7 and controls supply amount of the hydrogen by changing cross-section area of the hydrogen supply passage, and a controller 20 which controls the fluctuation amount of the supply pressure of hydrogen at the downstream of the pressure-reducing valve 7 so as to be constant both when the hydrogen flow-rate is increased and when it is decreased. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料ガスを貯蔵し、貯蔵した燃料ガスを所定の供給先に供給する燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給制御方法に関し、特に、燃料電池車両に搭載可能な燃料電池システムに適用される燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給制御方法に関する。   The present invention relates to a fuel gas supply system and a fuel gas supply control method for storing fuel gas and supplying the stored fuel gas to a predetermined supply destination, and more particularly to a fuel cell system that can be mounted on a fuel cell vehicle. The present invention relates to a fuel gas supply system and a fuel gas supply control method.

近年、燃料電池の燃料極(水素極)に水素を多量に含む燃料ガスを供給するとともに、空気極に酸化剤ガスとしての空気を供給し、所定の電解質膜を介してこれら水素と酸素とを電気化学的に反応させて発電電力を得る燃料電池システムが知られている。このような燃料電池システムは、例えば車両の動力源等としての実用化に大きな期待が寄せられており、現在、実用化に向けての研究開発が盛んに行われている。   In recent years, a fuel gas containing a large amount of hydrogen is supplied to a fuel electrode (hydrogen electrode) of a fuel cell, and air as an oxidant gas is supplied to an air electrode, and these hydrogen and oxygen are supplied through a predetermined electrolyte membrane. 2. Description of the Related Art Fuel cell systems that generate generated power through electrochemical reaction are known. Such a fuel cell system is highly expected to be put into practical use, for example, as a power source for vehicles, and research and development for practical use are being actively conducted.

燃料電池システムに用いられる燃料電池としては、例えば車両に搭載する上で好適なものとして、固体高分子タイプのものが知られている。この固体高分子タイプの燃料電池は、水素極と空気極との間に電解質膜として固体高分子電解質膜が設けられたものである。この固体高分子タイプの燃料電池においては、水素極にて水素ガスが水素イオンと電子とに分離する反応が生じ、空気極にて酸素ガスと水素イオンと電子とから水を生成する反応が行われる。このとき、固体高分子電解質膜がイオン伝導体として機能し、水素イオンは固体高分子電解質膜を空気極に向かって移動することになる。   As a fuel cell used in a fuel cell system, for example, a solid polymer type cell is known as a suitable cell for mounting in a vehicle. In this solid polymer type fuel cell, a solid polymer electrolyte membrane is provided as an electrolyte membrane between a hydrogen electrode and an air electrode. In this polymer electrolyte fuel cell, the hydrogen gas undergoes a reaction that separates hydrogen ions and electrons at the hydrogen electrode, and the air electrode undergoes a reaction that produces water from oxygen gas, hydrogen ions, and electrons. Is called. At this time, the solid polymer electrolyte membrane functions as an ionic conductor, and hydrogen ions move through the solid polymer electrolyte membrane toward the air electrode.

このような燃料電池システムを動力源として用いる燃料電池車両においては、燃料ガスとしての水素を高圧貯蔵タンクから燃料電池を含む発電装置に供給する。ここで、燃料電池車両においては、高圧貯蔵タンクに貯蔵された水素の圧力が当該燃料電池車両に要求される圧力よりも高いことから、そのまま使用することができない。そこで、燃料電池車両においては、減圧弁を用いて高圧貯蔵タンクから供給される水素の圧力を所定の圧力に減圧制御することが行われている(例えば、特許文献1乃至特許文献4等参照。)。
特開2004−100583号公報 特開昭60−130060号公報 特開2004−185052号公報 特開2004−185872号公報
In a fuel cell vehicle using such a fuel cell system as a power source, hydrogen as a fuel gas is supplied from a high-pressure storage tank to a power generator including the fuel cell. Here, in a fuel cell vehicle, since the pressure of hydrogen stored in the high pressure storage tank is higher than the pressure required for the fuel cell vehicle, it cannot be used as it is. Therefore, in a fuel cell vehicle, the pressure of hydrogen supplied from a high-pressure storage tank is controlled to be reduced to a predetermined pressure using a pressure reducing valve (see, for example, Patent Document 1 to Patent Document 4). ).
JP 2004-1000058 A JP 60-130060 A JP 2004-185052 A JP 2004-185872 A

ところで、減圧弁は、燃料ガスの流量に応じて当該燃料ガスの供給圧力が変動する特性を有する。一般には、燃料ガスの供給圧力は、当該燃料ガスの流量を0から増加させると急激に減少した後、略一定を保ち、さらに当該燃料ガスの流量が所定値を超えると、急激に減少する傾向にある。また、この供給圧力の変動量は、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで異なり、ヒステリシスを有している。   Incidentally, the pressure reducing valve has a characteristic that the supply pressure of the fuel gas varies according to the flow rate of the fuel gas. In general, the supply pressure of the fuel gas decreases rapidly when the flow rate of the fuel gas is increased from 0 and then remains substantially constant, and further decreases rapidly when the flow rate of the fuel gas exceeds a predetermined value. It is in. Further, the fluctuation amount of the supply pressure differs depending on whether the flow rate of the fuel gas is increased or decreased, and has hysteresis.

ここで、燃料電池車両のように高圧気体を燃料とする車両においては、当該車両を加減速するためにアクセル開度の操作が行われ、このアクセル開度に応じて、燃料の使用量が変動する。したがって、かかる車両においては、燃料ガスの流量に応じて供給圧力が変動する減圧弁を使用する場合には、燃料電池のような発電装置に供給される当該燃料ガスの圧力が安定せず、固体高分子電解質膜の耐圧性も上げる必要があり、コストの高騰と発電能力の低下とを招来するという問題があった。   Here, in a vehicle that uses high-pressure gas as fuel, such as a fuel cell vehicle, an accelerator opening is operated to accelerate or decelerate the vehicle, and the amount of fuel used varies depending on the accelerator opening. To do. Therefore, in such a vehicle, when a pressure reducing valve whose supply pressure varies according to the flow rate of the fuel gas is used, the pressure of the fuel gas supplied to the power generator such as a fuel cell is not stable, The pressure resistance of the polymer electrolyte membrane also needs to be increased, and there has been a problem that the cost increases and the power generation capacity decreases.

また、燃料電池車両の出力は、燃料電池を含む発電装置によって発電されるが、その発電に必要な燃料ガスの供給量は、減圧弁の下流に設置され、流路の断面積を変化させることができる電気式圧力調整弁によって制御される。ここで、燃料電池車両においては、電気式圧力調整弁の上流における圧力、すなわち、減圧弁の下流における圧力が変動すると、流路断面積と燃料ガスの流量とを対応させていることから、当該電気式圧力調整弁の制御安定性を得ることができない。このように、燃料電池車両においては、燃料ガスの供給量が圧力制御であるとともに、供給圧力の変動量がヒステリシスを有することから、当該燃料ガスの流量変動が大きい場合には、目標とする当該燃料ガスの制御圧力に対して、制御したい流量にばらつきが生じ、燃費を悪化させる要因となっている。   The output of the fuel cell vehicle is generated by a power generation device including the fuel cell. The amount of fuel gas necessary for the power generation is installed downstream of the pressure reducing valve to change the cross-sectional area of the flow path. It can be controlled by an electric pressure regulating valve. Here, in the fuel cell vehicle, when the pressure upstream of the electric pressure regulating valve, that is, the pressure downstream of the pressure reducing valve fluctuates, the flow path cross-sectional area corresponds to the flow rate of the fuel gas. The control stability of the electric pressure regulating valve cannot be obtained. Thus, in the fuel cell vehicle, the supply amount of the fuel gas is pressure control, and the fluctuation amount of the supply pressure has hysteresis. The flow rate to be controlled varies with respect to the control pressure of the fuel gas, which causes a deterioration in fuel consumption.

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、安定した圧力で燃料ガスを発電装置に供給することができ、コストの低下と発電能力及び燃費の向上とを図ることができる燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and can supply fuel gas to a power generation device at a stable pressure, thereby reducing costs and improving power generation capacity and fuel consumption. An object of the present invention is to provide a fuel gas supply system and a fuel gas supply control method.

本発明にかかる燃料ガス供給システムは、所定の基準圧に基づいて、燃料ガスを高圧で貯蔵するタンクの供給口から供給されて燃料供給流路を流れる燃料ガスの圧力を減圧弁によって所定圧力に減圧し、減圧弁の下流に設けられた電気式圧力調整弁によって燃料供給流路の断面積を変化させて燃料ガスの供給量を制御し、減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御することにより、上述の課題を解決する。   The fuel gas supply system according to the present invention controls the pressure of the fuel gas supplied from a supply port of a tank that stores fuel gas at a high pressure and flowing through the fuel supply flow path to a predetermined pressure by a pressure reducing valve based on a predetermined reference pressure. The amount of fluctuation in the supply pressure of the fuel gas downstream of the pressure reducing valve is controlled by changing the cross-sectional area of the fuel supply flow path with an electric pressure regulating valve provided downstream of the pressure reducing valve. Is controlled so as to be constant between when the flow rate of the fuel gas is increased and when it is decreased.

また、本発明にかかる燃料ガス供給制御方法は、外部から充填された燃料ガスを高圧でタンクに貯蔵し、所定の基準圧に基づいて、タンクの供給口から供給されて燃料供給流路を流れる燃料ガスの圧力を減圧弁によって所定圧力に減圧し、減圧弁の下流に設けられた電気式圧力調整弁によって燃料供給流路の断面積を変化させて燃料ガスの供給量を制御し、減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御することにより、上述の課題を解決する。   The fuel gas supply control method according to the present invention stores fuel gas filled from the outside in a tank at a high pressure, and is supplied from the supply port of the tank and flows through the fuel supply flow path based on a predetermined reference pressure. The pressure of the fuel gas is reduced to a predetermined pressure by a pressure reducing valve, and the amount of fuel gas supplied is controlled by changing the cross-sectional area of the fuel supply flow path by an electric pressure adjusting valve provided downstream of the pressure reducing valve. The above-mentioned problem is solved by controlling the fluctuation amount of the supply pressure of the fuel gas downstream of the fuel gas so as to be constant when the flow rate of the fuel gas is increased and when it is decreased.

本発明にかかる燃料ガス供給システム及び燃料ガス供給制御方法においては、減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御することから、安定した圧力で燃料ガスを発電装置に供給することができ、コストの低下と発電能力及び燃費の向上とを図ることができる。   In the fuel gas supply system and the fuel gas supply control method according to the present invention, the fluctuation amount of the supply pressure of the fuel gas downstream of the pressure reducing valve is made constant when the flow rate of the fuel gas is increased and when it is decreased. Therefore, the fuel gas can be supplied to the power generation device at a stable pressure, and the cost can be reduced and the power generation capacity and fuel consumption can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施の形態は、例えば燃料電池車両に搭載され、当該車両を走行させるための駆動トルクを発生させる燃料電池システムにおいて、燃料ガスとしての水素を貯蔵し、貯蔵した水素を、燃料電池スタックを含む発電装置に供給する燃料ガス供給システムとしての高圧水素貯蔵システムである。   This embodiment is, for example, a fuel cell system that is mounted on a fuel cell vehicle and generates a driving torque for running the vehicle. The fuel cell system stores hydrogen as a fuel gas, and the stored hydrogen includes a fuel cell stack. This is a high-pressure hydrogen storage system as a fuel gas supply system for supplying power to a power generation device.

[第1の実施の形態]
[高圧水素貯蔵システムの構成]
高圧水素貯蔵システムは、図1に示すように、充填カプラ1を介して図示しない水素ステーションから充填された水素を高圧で貯蔵するタンク2を備える。このタンク2には、充填カプラ1から延在する水素供給流路が接続される充填口に逆止弁3が取り付けられるとともに、図示しない燃料電池スタックを含む発電装置への水素供給流路が接続される供給口に遮断弁4が取り付けられている。高圧水素貯蔵システムにおいては、逆止弁3によって充填水素の逆流が防止されるとともに、遮断弁4によって閉止されることにより、タンク2の内部に例えば35MPa程度の高圧で水素が貯蔵される。また、高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2の内部に貯蔵された水素温度が高温になる事態が発生したときに当該タンク2の破裂を防止するために、所定温度で溶解する溶栓弁5を当該タンク2に取り付けている。
[First Embodiment]
[Configuration of high-pressure hydrogen storage system]
As shown in FIG. 1, the high-pressure hydrogen storage system includes a tank 2 that stores hydrogen charged at a high pressure from a hydrogen station (not shown) via a filling coupler 1. The tank 2 has a check valve 3 attached to a filling port to which a hydrogen supply passage extending from the filling coupler 1 is connected, and a hydrogen supply passage to a power generator including a fuel cell stack (not shown). A shutoff valve 4 is attached to the supply port. In the high-pressure hydrogen storage system, the check valve 3 prevents the back flow of the charged hydrogen, and the shut-off valve 4 closes the hydrogen so that hydrogen is stored in the tank 2 at a high pressure of, for example, about 35 MPa. Further, in the high-pressure hydrogen storage system, when a situation occurs in which the temperature of the hydrogen stored in the tank 2 becomes high, a plug valve 5 that melts at a predetermined temperature is used to prevent the tank 2 from bursting. It is attached to the tank 2.

このようなタンク2の内部に貯蔵された水素は、コントローラ20の制御のもとに、発電装置への水素供給流路に設けられた遮断弁4,6を開弁することによって発電装置に供給される。ここで、高圧水素貯蔵システムにおいては、これら遮断弁4,6の間に減圧弁7を設けている。   The hydrogen stored in the tank 2 is supplied to the power generation device by opening the shut-off valves 4 and 6 provided in the hydrogen supply flow path to the power generation device under the control of the controller 20. Is done. Here, in the high pressure hydrogen storage system, a pressure reducing valve 7 is provided between the shutoff valves 4 and 6.

減圧弁7は、大気圧を基準圧としたゲージ圧制御を行う機械式の構造とすることができる。例えば、減圧弁7としては、図2に示すように、大気導入口から大気が導入される大気圧導入室と水素供給流路とをダイアフラム31によって分離するとともに、大気圧導入室に設けられたバネ32によって上下方向に移動可能な弁体33を水素供給流路に介在するように設け、大気圧に晒されたバネ32の付勢力と水素の供給圧力とに基づいて弁体33の位置を調整するダイアフラム式のものを用いることができる。   The pressure reducing valve 7 may have a mechanical structure that performs gauge pressure control using atmospheric pressure as a reference pressure. For example, as shown in FIG. 2, the pressure reducing valve 7 is provided in the atmospheric pressure introduction chamber while the atmospheric pressure introduction chamber and the hydrogen supply channel into which the atmosphere is introduced from the atmosphere introduction port are separated by the diaphragm 31. A valve body 33 that is movable in the vertical direction by a spring 32 is provided so as to be interposed in the hydrogen supply flow path, and the position of the valve body 33 is determined based on the biasing force of the spring 32 exposed to atmospheric pressure and the supply pressure of hydrogen. A diaphragm type to be adjusted can be used.

また、減圧弁7としては、図3に示すように、大気導入口から導入される大気圧に晒されたバネ41の付勢力と水素の供給圧力とに基づいて上下方向に移動可能なピストン42と、水素供給流路に介設された弁体43とを用いて構成されるピストン式のものを用いることができる。   Further, as shown in FIG. 3, the pressure reducing valve 7 is a piston 42 that can move in the vertical direction based on the biasing force of the spring 41 exposed to the atmospheric pressure introduced from the air inlet and the supply pressure of hydrogen. And the piston type thing comprised using the valve body 43 interposed in the hydrogen supply flow path can be used.

このような減圧弁7を備える高圧水素貯蔵システムにおいては、図1に示すように、コントローラ20の制御のもとに、大気導入流路に設けられた遮断弁8を開弁することによって大気導入口から大気を導入し、水素供給流路を流れる水素の圧力を例えば0.9MPa程度の所定圧力に減圧した上で、減圧弁7の下流に設けられた電気式圧力調整弁9を介して水素を発電装置に供給する。このとき、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、電気式圧力調整弁9を作動させて水素供給流路の断面積を変化させることによって流路抵抗を変化させ、必要な流量の水素を発電装置に供給する。なお、高圧水素貯蔵システムにおいては、減圧弁7の上流側及び下流側のそれぞれに圧力センサ10,11を設け、コントローラ20によって当該減圧弁7の上流側及び下流側における水素の供給圧力を検出している。   In the high-pressure hydrogen storage system including such a pressure reducing valve 7, as shown in FIG. 1, the atmosphere is introduced by opening the shut-off valve 8 provided in the atmosphere introduction flow path under the control of the controller 20. The atmosphere is introduced from the mouth, the pressure of the hydrogen flowing through the hydrogen supply flow path is reduced to a predetermined pressure of, for example, about 0.9 MPa, and then hydrogen is supplied through an electric pressure regulating valve 9 provided downstream of the pressure reducing valve 7. Is supplied to the generator. At this time, in the high-pressure hydrogen storage system, the flow resistance is changed by operating the electric pressure regulating valve 9 and changing the cross-sectional area of the hydrogen supply flow path under the control of the controller 20. A flow of hydrogen is supplied to the generator. In the high-pressure hydrogen storage system, pressure sensors 10 and 11 are provided on the upstream side and the downstream side of the pressure reducing valve 7 respectively, and the supply pressure of hydrogen on the upstream side and the downstream side of the pressure reducing valve 7 is detected by the controller 20. ing.

また、高圧水素貯蔵システムは、減圧弁7の大気導入口に、コンプレッサモータ12によって駆動されて大気を取り込んで圧縮空気を吐出するコンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路を接続し、当該コンプレッサ13の空気吐出側における正圧と、当該コンプレッサ13の吸気側における負圧とを利用する構成とされる。すなわち、高圧水素貯蔵システムにおいては、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路に遮断弁14,15を設け、コントローラ20の制御のもとに、減圧弁7の変動に応じて遮断弁14,15を作動させて必要圧力を当該減圧弁7に導入することにより、当該減圧弁7の下流における水素の供給圧力を制御する。このとき、高圧水素貯蔵システムにおいては、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路に設けられた圧力センサ16,17によって検出される空気圧力をコントローラ20によって監視することにより、遮断弁14,15を制御する。   In addition, the high-pressure hydrogen storage system supplies air supplied from the air discharge side and the intake side of the compressor 13 which is driven by the compressor motor 12 to take in the air and discharges the compressed air to the air inlet of the pressure reducing valve 7. A flow path is connected, and a positive pressure on the air discharge side of the compressor 13 and a negative pressure on the intake side of the compressor 13 are used. That is, in the high pressure hydrogen storage system, the shutoff valves 14 and 15 are provided in the air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor 13, and the control valve 20 controls the pressure reducing valve 7. By operating the shut-off valves 14 and 15 according to the fluctuation and introducing the necessary pressure into the pressure reducing valve 7, the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 is controlled. At this time, in the high-pressure hydrogen storage system, the controller 20 monitors the air pressure detected by the pressure sensors 16 and 17 provided in the air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor 13. Thus, the shutoff valves 14 and 15 are controlled.

なお、コンプレッサ13としては、酸化剤ガスとしての空気を燃料電池スタックを含む発電装置に供給するために燃料電池システムの空気供給系に設けられるものを用いることができる。また、高圧水素貯蔵システムにおいては、コンプレッサ13の運転流量の変動を平坦化するために、必要に応じて、コンプレッサ13の空気吐出側から延在する空気供給流路にオリフィス18を設けてもよい。   In addition, as the compressor 13, what is provided in the air supply system of a fuel cell system in order to supply the air as oxidant gas to the electric power generating apparatus containing a fuel cell stack can be used. Further, in the high-pressure hydrogen storage system, an orifice 18 may be provided in the air supply passage extending from the air discharge side of the compressor 13 as necessary in order to flatten fluctuations in the operation flow rate of the compressor 13. .

[高圧水素貯蔵システムの動作]
このような高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20により、減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御する。すなわち、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20によって減圧弁7における大気圧導入室の圧力を制御することにより、図4に示すように、水素流量を減少させる場合における減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量曲線Pと、水素流量を増加させる場合における減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量曲線Pとが、ともに、変動量曲線Pとなるように制御する。換言すれば、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20によって大気圧Pと圧力センサ11によって検出される減圧弁7の下流における圧力とを監視し、P−P又はP−Pを0に近付けるように、減圧弁7における大気圧導入室の圧力を制御する。
[Operation of high-pressure hydrogen storage system]
In such a high-pressure hydrogen storage system, the controller 20 controls the fluctuation amount of the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 so as to be constant between when the hydrogen flow rate is increased and when it is decreased. In other words, in the high-pressure hydrogen storage system, the controller 20 controls the pressure in the atmospheric pressure introduction chamber in the pressure reducing valve 7, and as shown in FIG. The supply pressure fluctuation amount curve P + and the hydrogen supply pressure fluctuation amount curve P downstream of the pressure reducing valve 7 when the hydrogen flow rate is increased are both controlled to be the fluctuation amount curve P. In other words, in the high-pressure hydrogen storage system, the controller 20 monitors the atmospheric pressure P 0 and the pressure downstream of the pressure reducing valve 7 detected by the pressure sensor 11, and sets P + -P or P-P to 0. The pressure in the atmospheric pressure introduction chamber in the pressure reducing valve 7 is controlled so as to approach the pressure.

具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、図5に示すような一連の手順にしたがった処理を行い、電気式圧力調整弁9の流量指令値に基づいて、予測した減圧弁7における大気圧導入室の圧力を決定するフィードフォワード制御を行う。   Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, processing according to a series of procedures as shown in FIG. 5 is performed under the control of the controller 20, and based on the flow rate command value of the electric pressure regulating valve 9. Then, the feedforward control for determining the pressure of the atmospheric pressure introduction chamber in the predicted pressure reducing valve 7 is performed.

まず、コントローラ20は、同図に示すように、ステップS1において、当該高圧水素貯蔵システムを起動すると、ステップS2において、遮断弁8を開弁することによって減圧弁7における大気導入口から大気を導入させる。   First, as shown in the figure, when starting the high-pressure hydrogen storage system in Step S1, the controller 20 introduces the atmosphere from the atmosphere inlet in the pressure reducing valve 7 by opening the shut-off valve 8 in Step S2. Let

続いて、コントローラ20は、ステップS3において、車両の走行に要求される水素量を取得すると、ステップS4において、取得した水素量に基づいて、減圧弁7の下流における圧力センサ11によって検出される圧力値P2を予測する。   Subsequently, when the controller 20 acquires the amount of hydrogen required for traveling of the vehicle in step S3, the pressure detected by the pressure sensor 11 downstream of the pressure reducing valve 7 based on the acquired amount of hydrogen in step S4. Predict the value P2.

そして、コントローラ20は、ステップS5において、ΔP=(P+P)−(P−P)における右辺第1項におけるPを変化させてΔP→0としたときの圧力値Pと、予測した圧力値P2とを比較する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP<P2である場合には、ステップS6において、値|P−P2|が所定の第1の値と略等しいか、第1の値よりも小さい第2の値と略等しいかを判定した上でステップ8へと処理を移行し、減圧弁7における大気導入室の圧力過不足量と、圧力センサ16,17によって検出される圧力値とに基づいて、遮断弁8,14,15についての必要な開閉時間やタイミングを算出する。 Then, the controller 20, in step S5, ΔP = (P + + P 0) - and the pressure value P when the [Delta] P → 0 by varying the P 0 in (P-P 0) first term on the right side of the prediction The measured pressure value P2 is compared. Here, when the relationship between the pressure values P and P2 is P <P2, the controller 20 determines whether the value | P−P2 | is substantially equal to the predetermined first value or the first value in step S6. After determining whether or not the second value is substantially equal to the second value, the process proceeds to step 8 where the pressure excess and deficiency in the atmosphere introduction chamber in the pressure reducing valve 7 and the pressure value detected by the pressure sensors 16 and 17 are transferred. Based on the above, the necessary opening / closing time and timing for the shut-off valves 8, 14, 15 are calculated.

一方、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP>P2である場合には、ステップS7において、値|P−P2|が所定の第1の値と略等しいか、第1の値よりも小さい第2の値と略等しいかを判定した上でステップ8へと処理を移行し、減圧弁7における大気導入室の圧力過不足量と、圧力センサ16,17によって検出される圧力値とに基づいて、遮断弁8,14,15についての必要な開閉時間やタイミングを算出する。   On the other hand, if the relationship between the pressure values P and P2 is P> P2, the controller 20 determines in step S7 that the value | P−P2 | is substantially equal to the predetermined first value or is greater than the first value. Is determined to be substantially equal to the small second value, the process proceeds to step 8, and the pressure excess and deficiency in the atmosphere introduction chamber in the pressure reducing valve 7 and the pressure value detected by the pressure sensors 16 and 17 are determined. Based on the above, the necessary opening / closing time and timing for the shut-off valves 8, 14, 15 are calculated.

コントローラ20は、ステップS6にて値|P−P2|が第1の値と略等しいと判定した上でステップS8へと処理を移行した場合には、遮断弁8,14,15についての必要な開閉時間やタイミングを算出すると、ステップS9において、減圧弁7における大気導入室の圧力を高めるために、遮断弁14を開弁するとともに、遮断弁8を閉弁し、ステップS13へと処理を移行する。   If the controller 20 determines in step S6 that the value | P−P2 | is substantially equal to the first value and then proceeds to step S8, the controller 20 requires the shut-off valves 8, 14, and 15 as necessary. When the opening / closing time and timing are calculated, in step S9, the shutoff valve 14 is opened and the shutoff valve 8 is closed in order to increase the pressure of the air introduction chamber in the pressure reducing valve 7, and the process proceeds to step S13. To do.

また、コントローラ20は、ステップS6にて値|P−P2|が第2の値と略等しいと判定した上でステップS8へと処理を移行した場合には、遮断弁8,14,15についての必要な開閉時間やタイミングを算出すると、ステップS10において、遮断弁8は開弁したまま遮断弁14を開弁し、ステップS13へと処理を移行する。   On the other hand, when the controller 20 determines that the value | P−P2 | is substantially equal to the second value in step S6 and proceeds to step S8, the controller 20 determines the values for the shutoff valves 8, 14, and 15. When the necessary opening / closing time and timing are calculated, in step S10, the shutoff valve 14 is opened while the shutoff valve 8 is opened, and the process proceeds to step S13.

さらに、コントローラ20は、ステップS7にて値|P−P2|が第1の値と略等しいと判定した上でステップS8へと処理を移行した場合には、遮断弁8,14,15についての必要な開閉時間やタイミングを算出すると、ステップS11において、減圧弁7における大気導入室の圧力を下げるために、遮断弁15を開弁するとともに、遮断弁8を閉弁し、ステップS13へと処理を移行する。   Further, when the controller 20 determines in step S7 that the value | P−P2 | is substantially equal to the first value and proceeds to step S8, the controller 20 determines whether the shutoff valves 8, 14, and 15 When the necessary opening / closing time and timing are calculated, in step S11, the shutoff valve 15 is opened and the shutoff valve 8 is closed in order to lower the pressure of the air introduction chamber in the pressure reducing valve 7, and the process proceeds to step S13. To migrate.

さらにまた、コントローラ20は、ステップS7にて値|P−P2|が第2の値と略等しいと判定した上でステップS8へと処理を移行した場合には、遮断弁8,14,15についての必要な開閉時間やタイミングを算出すると、ステップS12において、遮断弁8は開弁したまま遮断弁15を開弁し、ステップS13へと処理を移行する。   Furthermore, when the controller 20 determines in step S7 that the value | P−P2 | is substantially equal to the second value and proceeds to step S8, the controller 20 determines the shutoff valves 8, 14, and 15 When the required opening / closing time and timing are calculated, in step S12, the shutoff valve 15 is opened while the shutoff valve 8 is opened, and the process proceeds to step S13.

そして、コントローラ20は、ステップS13において、圧力値P,P2が略等しくなったか否かを判定する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなっていないと判定した場合には、ステップS14において、値|P−P2|と第1の値及び第2の値との大小関係を再度求めた上で、ステップS5からの処理を繰り返す。   Then, in step S13, the controller 20 determines whether or not the pressure values P and P2 are substantially equal. If the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are not substantially equal, in step S14, the controller 20 determines the magnitude relationship between the value | P−P2 | and the first value and the second value. After obtaining again, the processing from step S5 is repeated.

一方、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなったと判定した場合には、ステップS15へと処理を移行し、遮断弁14,15を閉弁するとともに、遮断弁8を開弁する。   On the other hand, when the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are substantially equal, the controller 20 proceeds to step S15, closes the shutoff valves 14 and 15, and opens the shutoff valve 8.

そして、コントローラ20は、ステップS16において、車両の停止要求があったか否かを判定する。コントローラ20は、車両の停止要求がない場合には、ステップS2からの処理を繰り返す一方で、車両の停止要求があった場合には、ステップS17において、当該高圧水素貯蔵システムを停止させ、一連の処理を終了する。   Then, in step S16, the controller 20 determines whether or not there is a vehicle stop request. When there is no vehicle stop request, the controller 20 repeats the processing from step S2. On the other hand, when there is a vehicle stop request, the controller 20 stops the high-pressure hydrogen storage system in step S17. End the process.

高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、このような一連の処理を行うことにより、減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とすることができる。   In the high-pressure hydrogen storage system, by performing such a series of processes under the control of the controller 20, the amount of fluctuation in the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 is reduced when the hydrogen flow rate is increased. It can be made constant in the case of making it.

[第1の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20により、減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御することから、安定した圧力で水素を発電装置に供給することができ、水素の過剰消費を抑制し、コストの低下と発電能力及び燃費の向上とを図ることができる。
[Effect of the first embodiment]
As described in detail above, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment, the controller 20 causes the hydrogen supply pressure fluctuation amount downstream of the pressure reducing valve 7 to increase the hydrogen flow rate. Since control is performed so as to be constant depending on the reduction, hydrogen can be supplied to the power generation device at a stable pressure, and excessive consumption of hydrogen can be suppressed, reducing costs and improving power generation capacity and fuel consumption. Can be planned.

具体的には、この高圧水素貯蔵システムにおいて、減圧弁7は、大気圧を基準圧としたゲージ圧制御を行う機械式の構造とすることができる。そして、コントローラ20は、減圧弁7における大気圧導入室の圧力を制御して、当該減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御すればよい。   Specifically, in this high-pressure hydrogen storage system, the pressure reducing valve 7 can have a mechanical structure that performs gauge pressure control using the atmospheric pressure as a reference pressure. The controller 20 controls the pressure of the atmospheric pressure introduction chamber in the pressure reducing valve 7 so that the fluctuation amount of the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 is constant depending on whether the hydrogen flow rate is increased or decreased. Control may be performed as follows.

また、この高圧水素貯蔵システムにおいて、減圧弁7に大気を導入する大気導入口には、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路が接続される。そして、コントローラ20は、空気供給流路に設けられた遮断弁14,15を制御して、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから必要圧力を減圧弁7に導入し、当該減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御する。これにより、高圧水素貯蔵システムにおいては、コンプレッサ13の空気吐出側における正圧と、当該コンプレッサ13の吸気側における負圧とを利用する簡便な構成のもとに制御を行うことができる。   In this high-pressure hydrogen storage system, air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor 13 are connected to the air introduction port for introducing the air to the pressure reducing valve 7. Then, the controller 20 controls the shutoff valves 14 and 15 provided in the air supply flow path to introduce necessary pressures from the air discharge side and the intake side of the compressor 13 to the pressure reducing valve 7, respectively. The amount of fluctuation in the hydrogen supply pressure downstream is controlled so as to be constant when the hydrogen flow rate is increased and when the hydrogen flow rate is decreased. Thus, in the high-pressure hydrogen storage system, control can be performed based on a simple configuration that uses the positive pressure on the air discharge side of the compressor 13 and the negative pressure on the intake side of the compressor 13.

なお、コンプレッサ13としては、水素の供給先としての発電装置に酸化剤ガスとしての空気を供給するものを用いることができる。これにより、高圧水素貯蔵システムにおいては、専用のコンプレッサを設ける必要がなく、システムの大幅な小型化を図ることができる。   In addition, as the compressor 13, what supplies the air as oxidant gas to the electric power generation apparatus as a hydrogen supply destination can be used. Thereby, in the high-pressure hydrogen storage system, it is not necessary to provide a dedicated compressor, and the system can be greatly reduced in size.

[第2の実施の形態]
つぎに、本発明の第2の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Second Embodiment]
Next, a high-pressure hydrogen storage system shown as a second embodiment of the present invention will be described.

この第2の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおける減圧弁の構成を異なるものとしたものである。したがって、第2の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成及び処理については、同一符号及び同一ステップ番号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the second embodiment is different in the configuration of the pressure reducing valve in the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment. Therefore, in description of 2nd Embodiment, about the structure and process which are common in the high pressure hydrogen storage system shown as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol and the same step number.

[高圧水素貯蔵システムの構成]
高圧水素貯蔵システムは、図6に示すように、減圧弁7の駆動を、所定のモータ52によって駆動されるスクリューアクチュエータ51によって行うように構成される。
[Configuration of high-pressure hydrogen storage system]
As shown in FIG. 6, the high-pressure hydrogen storage system is configured such that the pressure reducing valve 7 is driven by a screw actuator 51 driven by a predetermined motor 52.

具体的には、減圧弁7は、先に図2に示したダイアフラム式のものを用いる場合には、例えば図7に示すように、大気圧導入室に設けられたバネ32にスクリューアクチュエータ51が取り付けられ、コントローラ20の制御のもとに、バネ32のバネ定数が、スクリューアクチュエータ51を駆動させることによって可変に構成される。なお、減圧弁7においては、先に図3に示したピストン式のものを用いる場合には、特に図示しないが、バネ41にスクリューアクチュエータ51が取り付けられることになる。   Specifically, when the diaphragm type valve shown in FIG. 2 is used as the pressure reducing valve 7, for example, as shown in FIG. 7, the screw actuator 51 is attached to the spring 32 provided in the atmospheric pressure introduction chamber. The spring constant of the spring 32 is variably configured by driving the screw actuator 51 under the control of the controller 20. In the pressure reducing valve 7, when the piston type shown in FIG. 3 is used, the screw actuator 51 is attached to the spring 41, although not particularly shown.

すなわち、高圧水素貯蔵システムにおいては、スクリューアクチュエータ51を駆動して減圧弁7のバネ32のバネ定数を変化させることにより、当該減圧弁7の下流における水素の供給圧力の調整を行う。   That is, in the high pressure hydrogen storage system, the screw actuator 51 is driven to change the spring constant of the spring 32 of the pressure reducing valve 7, thereby adjusting the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7.

このような高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、先に図5に示した一連の処理のうち、ステップS9乃至ステップS12における処理を、遮断弁の制御ではなく、スクリューアクチュエータ51の制御とすればよい。   In such a high-pressure hydrogen storage system, the control in step S9 to step S12 in the series of processes shown in FIG. The control of 51 may be performed.

これにより、高圧水素貯蔵システムにおいては、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムのように、遮断弁8,14,15、コンプレッサモータ12、コンプレッサ13、圧力センサ16,17、及びオリフィス18等を設ける必要がなく、大幅な小型化を図ることができるとともに、コントローラ20による制御も簡易なものとなる。   As a result, in the high-pressure hydrogen storage system, as in the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment, the shutoff valves 8, 14, 15, the compressor motor 12, the compressor 13, the pressure sensors 16, 17, and the orifice 18 and the like need not be provided, and the size can be greatly reduced, and the control by the controller 20 can be simplified.

[第2の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第2の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムは、減圧弁7における大気圧導入室に設けられたバネのバネ定数を変化させるように駆動するスクリューアクチュエータ51を備える。そして、コントローラ20は、スクリューアクチュエータ51を駆動してバネのバネ定数を変化させ、減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御する。これにより、この高圧水素貯蔵システムにおいては、システムの大幅な小型化を図ることができるとともに、簡易な制御体系で、安定した圧力で水素を発電装置に供給することができ、水素の過剰消費を抑制し、コストの低下と発電能力及び燃費の向上とを図ることができる。
[Effect of the second embodiment]
As described above in detail, the high-pressure hydrogen storage system shown as the second embodiment includes the screw actuator 51 that drives the spring actuator 51 so as to change the spring constant of the spring provided in the atmospheric pressure introduction chamber of the pressure reducing valve 7. Prepare. Then, the controller 20 drives the screw actuator 51 to change the spring constant of the spring so that the fluctuation amount of the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 is constant between when the hydrogen flow rate is increased and when it is decreased. Control to do. As a result, in this high-pressure hydrogen storage system, the system can be greatly reduced in size, and with a simple control system, hydrogen can be supplied to the power generator with a stable pressure, thereby reducing excessive hydrogen consumption. It is possible to suppress costs and improve power generation capacity and fuel consumption.

[第3の実施の形態]
つぎに、本発明の第3の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Third Embodiment]
Next, a high-pressure hydrogen storage system shown as a third embodiment of the present invention will be described.

この第3の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおける減圧弁の構成を異なるものとしたものである。したがって、第3の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成については、同一符号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the third embodiment is different from the configuration of the pressure reducing valve in the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment. Therefore, in description of 3rd Embodiment, about the structure which is common in the high pressure hydrogen storage system shown as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[高圧水素貯蔵システムの構成]
高圧水素貯蔵システムは、先に図1に示した構成とされる。ここで、高圧水素貯蔵システムにおいては、先に図4に示したように、コントローラ20によって大気圧Pと圧力センサ11によって検出される減圧弁7の下流における圧力とを監視し、P−P又はP−Pを0に近付けるように、減圧弁7における大気圧導入室の圧力を制御する際に、その応答性及び追従性を向上させる。
[Configuration of high-pressure hydrogen storage system]
The high-pressure hydrogen storage system has the configuration shown in FIG. Here, in the high-pressure hydrogen storage system, as shown in FIG. 4, the controller 20 monitors the atmospheric pressure P 0 and the pressure downstream of the pressure reducing valve 7 detected by the pressure sensor 11, and P + − P or P-P - the so close to 0, when controlling the pressure of the atmospheric pressure introducing chamber in the pressure reducing valve 7, to improve its responsiveness and followability.

具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、減圧弁7を制御する際の応答性及び追従性を向上させるために、減圧弁7における弁体の位置を計測するためのレーザ距離計を当該減圧弁7に設ける。   Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, a laser rangefinder for measuring the position of the valve body in the pressure reducing valve 7 is used to improve the responsiveness and followability when controlling the pressure reducing valve 7. Provided on valve 7.

例えば、減圧弁7としては、先に図2に示したダイアフラム式のものにレーザ距離計を設けた場合には、図8(a)、(b)に示すように、バネ32が設けられた大気圧導入室の上面にレーザ距離計61を設ければよい。これにより、レーザ距離計61は、大気圧導入室の上面から底面に向けてレーザ光を出射し、当該底面によって反射された反射光を受光することにより、当該大気圧導入室の高さ、すなわち、弁体33の位置を計測することができる。   For example, as the pressure reducing valve 7, when a laser distance meter is provided in the diaphragm type shown in FIG. 2, a spring 32 is provided as shown in FIGS. 8A and 8B. A laser distance meter 61 may be provided on the upper surface of the atmospheric pressure introduction chamber. Thereby, the laser distance meter 61 emits laser light from the upper surface to the bottom surface of the atmospheric pressure introduction chamber, and receives the reflected light reflected by the bottom surface, so that the height of the atmospheric pressure introduction chamber, that is, The position of the valve element 33 can be measured.

また、減圧弁7としては、先に図3に示したピストン式のものにレーザ距離計を設けた場合には、図9に示すように、ピストン42の移動距離を計測可能な位置にレーザ距離計61を設ければよい。これにより、レーザ距離計61は、ピストン42の底面に向けてレーザ光を出射し、当該底面によって反射された反射光を受光することにより、ピストン42の位置、すなわち、弁体43の位置を計測することができる。   As the pressure reducing valve 7, when a laser distance meter is provided in the piston type shown in FIG. 3, the laser distance is set at a position where the moving distance of the piston 42 can be measured as shown in FIG. A total 61 may be provided. As a result, the laser distance meter 61 measures the position of the piston 42, that is, the position of the valve element 43 by emitting laser light toward the bottom surface of the piston 42 and receiving the reflected light reflected by the bottom surface. can do.

[高圧水素貯蔵システムの動作]
このような減圧弁7を備える高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、減圧弁7の下流における水素の供給圧力について、予め既知である電気式圧力調整弁9の開閉による圧力センサ11による圧力値P2への影響に基づいて、当該減圧弁7における大気導入口の圧力を制御する。このとき、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、レーザ距離計61によって検出される弁体の位置と移動時間とによって求められる当該弁体の稼働速度に基づいて、水素の供給圧力が追従するように減圧弁7における大気導入口に正圧又は負圧を導入するように制御する。
[Operation of high-pressure hydrogen storage system]
In such a high-pressure hydrogen storage system including the pressure reducing valve 7, under the control of the controller 20, the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 is a pressure obtained by opening and closing the electrical pressure regulating valve 9 that is known in advance. Based on the influence of the sensor 11 on the pressure value P2, the pressure of the air inlet in the pressure reducing valve 7 is controlled. At this time, in the high-pressure hydrogen storage system, under the control of the controller 20, the hydrogen is determined based on the operating speed of the valve body determined by the position and moving time of the valve body detected by the laser distance meter 61. Control is performed so that a positive pressure or a negative pressure is introduced into the air inlet of the pressure reducing valve 7 so that the supply pressure follows.

また、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、遮断弁14,15の開時間を圧力センサ16,17によって検出される圧力値P3,P4に応じて算出することにより、当該遮断弁14,15の制御を行う。具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、図10に示すような一連の手順にしたがった処理を行い、電気式圧力調整弁9の流量指令値に基づいて、予測した減圧弁7における大気圧導入室の圧力を決定するフィードフォワード制御を行う。   In the high-pressure hydrogen storage system, the open time of the shutoff valves 14 and 15 is calculated according to the pressure values P3 and P4 detected by the pressure sensors 16 and 17 under the control of the controller 20, thereby The shut-off valves 14 and 15 are controlled. Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, processing according to a series of procedures as shown in FIG. 10 is performed under the control of the controller 20, and based on the flow rate command value of the electric pressure regulating valve 9. Then, the feedforward control for determining the pressure of the atmospheric pressure introduction chamber in the predicted pressure reducing valve 7 is performed.

まず、コントローラ20は、同図に示すように、ステップS21において、当該高圧水素貯蔵システムを起動すると、ステップS22において、遮断弁8を開弁することによって減圧弁7における大気導入口から大気を導入させる。   First, as shown in the figure, when starting the high-pressure hydrogen storage system in step S21, the controller 20 introduces the atmosphere from the atmosphere introduction port in the pressure reducing valve 7 by opening the shut-off valve 8 in step S22. Let

また、コントローラ20は、ステップS23において、車両の走行に要求される水素量を取得するとともに、ステップS24において、レーザ距離計61による検出結果に基づく減圧弁7における弁体の稼働速度を取得し、さらに、ステップS25において、車両の走行に要求される水素量に基づく電気式圧力調整弁9の開閉速度を求める。そして、コントローラ20は、ステップS26において、現在の圧力センサ11によって検出される圧力値P2に基づいて、その変動値及び変動速度を算出する。   In step S23, the controller 20 acquires the amount of hydrogen required for traveling of the vehicle, and in step S24, acquires the operating speed of the valve body in the pressure reducing valve 7 based on the detection result by the laser distance meter 61. Further, in step S25, the opening / closing speed of the electric pressure regulating valve 9 based on the amount of hydrogen required for traveling of the vehicle is obtained. In step S26, the controller 20 calculates the fluctuation value and the fluctuation speed based on the pressure value P2 detected by the current pressure sensor 11.

なお、圧力センサ11によって検出される圧力値P2と電気式圧力調整弁9の開閉速度との関係は、マップM1のように表され、圧力センサ11によって検出される圧力値P2の変動速度と減圧弁7の弁体の稼働速度との関係は、マップM2のように表され、減圧弁7の弁体の稼働速度とレーザ距離計61によって検出される距離の変動速度との関係は、マップM3のように表される。コントローラ20は、図示しないROM(Read Only Memory)等に記憶されたこのようなマップM1,M2,M3を参照することにより、ステップS24乃至ステップS26の処理を行う。   The relationship between the pressure value P2 detected by the pressure sensor 11 and the opening / closing speed of the electric pressure regulating valve 9 is expressed as a map M1, and the fluctuation speed and pressure reduction of the pressure value P2 detected by the pressure sensor 11 are represented. The relationship between the operating speed of the valve body of the valve 7 is represented as a map M2, and the relationship between the operating speed of the valve body of the pressure reducing valve 7 and the fluctuation speed of the distance detected by the laser distance meter 61 is represented by a map M3. It is expressed as The controller 20 performs the processing from step S24 to step S26 by referring to such maps M1, M2, M3 stored in a ROM (Read Only Memory) or the like (not shown).

続いて、コントローラ20は、ステップS27において、ΔP=(P+P)−(P−P)における右辺第1項におけるPを変化させてΔP→0としたときの圧力値Pと、予測した圧力値P2とを比較する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP<P2である場合には、ステップS28において、遮断弁8を閉弁した上で、ステップS29において、圧力センサ16によって検出される圧力値P3に応じた遮断弁14の開時間を算出し、ステップS30において、算出した開時間だけ当該遮断弁14を開弁し、ステップS34へと処理を移行する。一方、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP>P2である場合には、ステップS31において、遮断弁8を閉弁した上で、ステップS32において、圧力センサ17によって検出される圧力値P4に応じた遮断弁15の開時間を算出し、ステップS33において、算出した開時間だけ当該遮断弁15を開弁し、ステップS34へと処理を移行する。 Subsequently, the controller 20, in step S27, ΔP = (P + + P 0) - and the pressure value P when the (P-P 0) is changed to P 0 in the first term on the right side in and [Delta] P → 0, The predicted pressure value P2 is compared. Here, when the relationship between the pressure values P and P2 is P <P2, the controller 20 closes the shut-off valve 8 in step S28 and then detects the pressure detected by the pressure sensor 16 in step S29. The opening time of the shut-off valve 14 corresponding to the value P3 is calculated. In step S30, the shut-off valve 14 is opened for the calculated open time, and the process proceeds to step S34. On the other hand, when the relationship between the pressure values P and P2 is P> P2, the controller 20 closes the shut-off valve 8 in step S31 and then detects the pressure value detected by the pressure sensor 17 in step S32. The opening time of the shutoff valve 15 corresponding to P4 is calculated. In step S33, the shutoff valve 15 is opened for the calculated opening time, and the process proceeds to step S34.

なお、遮断弁14の開時間と減圧弁7の弁体の稼働速度との関係は、マップM4のように表され、遮断弁15の開時間と減圧弁7の弁体の稼働速度との関係は、マップM5のように表される。コントローラ20は、図示しないROM等に記憶されたこのようなマップM4,M5を参照することにより、ステップS29又はステップS32の処理を行う。   The relationship between the opening time of the shutoff valve 14 and the operating speed of the valve body of the pressure reducing valve 7 is represented as a map M4, and the relationship between the opening time of the shutoff valve 15 and the operating speed of the valve body of the pressure reducing valve 7 is shown. Is represented as a map M5. The controller 20 performs the processing of step S29 or step S32 by referring to such maps M4 and M5 stored in a ROM or the like (not shown).

そして、コントローラ20は、ステップS34において、圧力値P,P2が略等しくなったか否かを判定する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなっていないと判定した場合には、ステップS35において、値|P−P2|と所定の第1の値及びこの第1の値よりも小さい第2の値との大小関係を再度求めた上で、ステップS27からの処理を繰り返す。   Then, in step S34, the controller 20 determines whether or not the pressure values P and P2 are substantially equal. Here, if the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are not substantially equal, in step S35, the value | P−P2 |, the predetermined first value, and the first value After obtaining the magnitude relationship with the small second value again, the processing from step S27 is repeated.

一方、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなったと判定した場合には、ステップS36へと処理を移行し、遮断弁14,15を閉弁するとともに、遮断弁8を開弁する。   On the other hand, if the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are substantially equal, the controller 20 proceeds to step S36, closes the shut-off valves 14 and 15, and opens the shut-off valve 8.

そして、コントローラ20は、ステップS37において、車両の停止要求があったか否かを判定する。コントローラ20は、車両の停止要求がない場合には、ステップS26からの処理を繰り返す一方で、車両の停止要求があった場合には、ステップS38において、当該高圧水素貯蔵システムを停止させ、一連の処理を終了する。   Then, in step S37, the controller 20 determines whether or not there is a vehicle stop request. If there is no vehicle stop request, the controller 20 repeats the processing from step S26. On the other hand, if there is a vehicle stop request, the controller 20 stops the high-pressure hydrogen storage system in step S38, End the process.

高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、このような一連の処理を行うことにより、減圧弁7における大気圧導入室の圧力を、良好な応答性及び追従性のもとに、減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とすることができる。   In the high-pressure hydrogen storage system, by performing such a series of processes under the control of the controller 20, the pressure in the atmospheric pressure introduction chamber in the pressure reducing valve 7 can be obtained with good responsiveness and followability. The fluctuation amount of the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 can be made constant when the hydrogen flow rate is increased and when the hydrogen flow rate is decreased.

[第3の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第3の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいて、減圧弁7には、当該減圧弁7における弁体の位置を計測するためのレーザ距離計61が設けられる。そして、コントローラ20は、レーザ距離計61によって検出される弁体の位置と移動時間とによって求められる当該弁体の稼働速度に基づいて、水素の供給圧力が追従するように減圧弁7に大気を導入する大気導入口に正圧又は負圧を導入するように制御する。これにより、この高圧水素貯蔵システムにおいては、水素の供給圧力の応答性及び追従性を向上させた上で、安定した圧力で水素を発電装置に供給することができることから、使用する水素量の過不足を低減することができ、水素の過剰消費を抑制し、コストの低下と発電能力及び燃費の向上とを図ることができる。
[Effect of the third embodiment]
As described in detail above, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the third embodiment, the pressure reducing valve 7 is provided with the laser distance meter 61 for measuring the position of the valve body in the pressure reducing valve 7. . Then, based on the operating speed of the valve body determined by the position and moving time of the valve body detected by the laser distance meter 61, the controller 20 supplies the pressure to the pressure reducing valve 7 so that the supply pressure of hydrogen follows. Control is performed so that a positive pressure or a negative pressure is introduced into the air inlet to be introduced. As a result, in this high-pressure hydrogen storage system, it is possible to supply hydrogen to the power generator at a stable pressure while improving the responsiveness and followability of the hydrogen supply pressure. The shortage can be reduced, the excessive consumption of hydrogen can be suppressed, and the cost can be reduced and the power generation capacity and fuel consumption can be improved.

また、この高圧水素貯蔵システムにおいて、減圧弁7に大気を導入する大気導入口には、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路が接続される。そして、コントローラ20は、空気供給流路に設けられた遮断弁14,15の開時間を、当該空気供給流路を流れる空気圧力に応じて算出し、当該遮断弁14,15を制御する。これにより、高圧水素貯蔵システムにおいては、コンプレッサ13の空気吐出側における正圧と、当該コンプレッサ13の吸気側における負圧とを利用する簡便な構成のもとに制御を行うことができる。   In this high-pressure hydrogen storage system, air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor 13 are connected to the air introduction port for introducing the air to the pressure reducing valve 7. Then, the controller 20 calculates the opening time of the shutoff valves 14 and 15 provided in the air supply flow path according to the air pressure flowing through the air supply flow path, and controls the shutoff valves 14 and 15. Thus, in the high-pressure hydrogen storage system, control can be performed based on a simple configuration that uses the positive pressure on the air discharge side of the compressor 13 and the negative pressure on the intake side of the compressor 13.

[第4の実施の形態]
つぎに、本発明の第4の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Fourth Embodiment]
Next, a high-pressure hydrogen storage system shown as a fourth embodiment of the present invention will be described.

この第4の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第3の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおけるコンプレッサの空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路に設けられた遮断弁の代わりに、スピードコントローラを設けたものである。したがって、第4の実施の形態の説明においては、第3の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成及び処理については、同一符号及び同一ステップ番号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the fourth embodiment is provided in air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor in the high-pressure hydrogen storage system shown as the third embodiment. Instead of the shut-off valve, a speed controller is provided. Therefore, in description of 4th Embodiment, about the structure and process which are common in the high pressure hydrogen storage system shown as 3rd Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol and the same step number.

[高圧水素貯蔵システムの構成]
高圧水素貯蔵システムは、図11に示すように、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路にスピードコントローラ71,72を設け、コントローラ20の制御のもとに、減圧弁7における弁体の稼働速度に応じて、大気の導入流量速度を変動させるように構成される。
[Configuration of high-pressure hydrogen storage system]
As shown in FIG. 11, the high-pressure hydrogen storage system is provided with speed controllers 71 and 72 in air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor 13, and under the control of the controller 20, According to the operating speed of the valve body in the pressure reducing valve 7, the air introduction flow rate is changed.

[高圧水素貯蔵システムの動作]
具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、図12に示すような一連の手順にしたがった処理を行い、電気式圧力調整弁9の流量指令値に基づいて、予測した減圧弁7における大気圧導入室の圧力を決定するフィードフォワード制御を行う。
[Operation of high-pressure hydrogen storage system]
Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, processing according to a series of procedures as shown in FIG. 12 is performed under the control of the controller 20, and based on the flow rate command value of the electric pressure regulating valve 9. Then, the feedforward control for determining the pressure of the atmospheric pressure introduction chamber in the predicted pressure reducing valve 7 is performed.

まず、コントローラ20は、同図に示すように、ステップS21乃至ステップS27の処理を行い、ΔP=(P+P)−(P−P)における右辺第1項におけるPを変化させてΔP→0としたときの圧力値Pと、予測した圧力値P2とを比較する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP<P2である場合には、ステップS28において、遮断弁8を閉弁した上で、ステップS41において、求めた開速度でスピードコントローラ71を開弁し、ステップS34へと処理を移行する。一方、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP>P2である場合には、ステップS31において、遮断弁8を閉弁した上で、ステップS42において、求めた開速度でスピードコントローラ72を開弁し、ステップS34へと処理を移行する。 First, as shown in the figure, the controller 20 performs the processing from step S21 to step S27, and changes P 0 in the first term on the right side in ΔP = (P + + P 0 ) − (P−P 0 ). The pressure value P when ΔP → 0 is compared with the predicted pressure value P2. Here, when the relationship between the pressure values P and P2 is P <P2, the controller 20 closes the shut-off valve 8 in step S28, and then, in step S41, the speed controller 71 at the obtained opening speed. Is opened, and the process proceeds to step S34. On the other hand, if the relationship between the pressure values P and P2 is P> P2, the controller 20 closes the shut-off valve 8 in step S31, and then sets the speed controller 72 at the calculated opening speed in step S42. The valve is opened, and the process proceeds to step S34.

なお、スピードコントローラ71の開速度と減圧弁7の弁体の稼働速度との関係は、マップM6のように表され、スピードコントローラ72の開速度と減圧弁7の弁体の稼働速度との関係は、マップM7のように表される。コントローラ20は、図示しないROM等に記憶されたこのようなマップM6,M7を参照することにより、ステップS41又はステップS42の処理を行う。   The relationship between the opening speed of the speed controller 71 and the operating speed of the valve body of the pressure reducing valve 7 is represented as a map M6, and the relationship between the opening speed of the speed controller 72 and the operating speed of the valve body of the pressure reducing valve 7 is shown. Is represented as a map M7. The controller 20 performs the processing of step S41 or step S42 by referring to such maps M6 and M7 stored in a ROM or the like (not shown).

そして、コントローラ20は、ステップS34において、圧力値P,P2が略等しくなったか否かを判定する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなっていないと判定した場合には、ステップS35において、値|P−P2|と所定の第1の値及びこの第1の値よりも小さい第2の値との大小関係を再度求めた上で、ステップS27からの処理を繰り返す。   Then, in step S34, the controller 20 determines whether or not the pressure values P and P2 are substantially equal. Here, if the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are not substantially equal, in step S35, the value | P−P2 |, the predetermined first value, and the first value After obtaining the magnitude relationship with the small second value again, the processing from step S27 is repeated.

一方、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなったと判定した場合には、ステップS43へと処理を移行し、スピードコントローラ71,72を閉弁するとともに、遮断弁8を開弁する。   On the other hand, if the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are substantially equal, the controller 20 proceeds to step S43, closes the speed controllers 71 and 72, and opens the shut-off valve 8.

そして、コントローラ20は、ステップS37及びステップS38の処理を行い、一連の処理を終了する。   And the controller 20 performs the process of step S37 and step S38, and complete | finishes a series of processes.

高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、このような一連の処理を行うことにより、減圧弁7における大気圧導入室の圧力を、良好な応答性及び追従性のもとに、減圧弁7の下流における水素の供給圧力の変動量を、水素流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とすることができる。   In the high-pressure hydrogen storage system, by performing such a series of processes under the control of the controller 20, the pressure in the atmospheric pressure introduction chamber in the pressure reducing valve 7 can be obtained with good responsiveness and followability. The fluctuation amount of the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7 can be made constant when the hydrogen flow rate is increased and when the hydrogen flow rate is decreased.

[第4の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第4の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいて、減圧弁7には、当該減圧弁7における弁体の位置を計測するためのレーザ距離計61が設けられる。そして、コントローラ20は、レーザ距離計61によって検出される弁体の位置と移動時間とによって求められる当該弁体の稼働速度に基づいて、水素の供給圧力が追従するように減圧弁7に導入する大気の導入流量速度を変動させるように制御する。これにより、この高圧水素貯蔵システムにおいては、水素の供給圧力の応答性及び追従性を向上させた上で、安定した圧力で水素を発電装置に供給することができることから、使用する水素量の過不足を低減することができ、水素の過剰消費を抑制し、コストの低下と発電能力及び燃費の向上とを図ることができる。
[Effect of the fourth embodiment]
As described in detail above, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the fourth embodiment, the pressure reducing valve 7 is provided with the laser distance meter 61 for measuring the position of the valve body in the pressure reducing valve 7. . Then, the controller 20 introduces the hydrogen supply pressure into the pressure reducing valve 7 based on the operating speed of the valve body determined by the position and moving time of the valve body detected by the laser distance meter 61. Control the air introduction flow rate to vary. As a result, in this high-pressure hydrogen storage system, it is possible to supply hydrogen to the power generator at a stable pressure while improving the responsiveness and followability of the hydrogen supply pressure. The shortage can be reduced, the excessive consumption of hydrogen can be suppressed, and the cost can be reduced and the power generation capacity and fuel consumption can be improved.

また、この高圧水素貯蔵システムにおいて、減圧弁7に大気を導入する大気導入口には、コンプレッサ13の空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路が接続される。そして、コントローラ20は、空気供給流路に設けられたスピードコントローラ71,72の開速度を、当該空気供給流路を流れる空気圧力に応じて算出し、当該スピードコントローラ71,72を制御する。これにより、高圧水素貯蔵システムにおいては、コンプレッサ13の空気吐出側における正圧と、当該コンプレッサ13の吸気側における負圧とを利用する簡便な構成のもとに制御を行うことができる。   In this high-pressure hydrogen storage system, air supply passages extending from the air discharge side and the intake side of the compressor 13 are connected to the air introduction port for introducing the air to the pressure reducing valve 7. Then, the controller 20 calculates the opening speed of the speed controllers 71 and 72 provided in the air supply flow path according to the air pressure flowing through the air supply flow path, and controls the speed controllers 71 and 72. Thus, in the high-pressure hydrogen storage system, control can be performed based on a simple configuration that uses the positive pressure on the air discharge side of the compressor 13 and the negative pressure on the intake side of the compressor 13.

[第5の実施の形態]
つぎに、本発明の第5の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Fifth Embodiment]
Next, a high-pressure hydrogen storage system shown as the fifth embodiment of the present invention will be described.

この第5の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムを改良し、水素の供給圧力のみならず水素の流量も制御するものである。したがって、第5の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成については、同一符号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the fifth embodiment improves the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment, and controls not only the supply pressure of hydrogen but also the flow rate of hydrogen. Therefore, in description of 5th Embodiment, about the structure which is common in the high pressure hydrogen storage system shown as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[高圧水素貯蔵システムの構成]
高圧水素貯蔵システムは、先に図1に示した構成とされる。ここで、高圧水素貯蔵システムは、特に図示しないが、タンク2の内部の圧力を検出する圧力センサと、当該タンク2の内部の温度を検出する温度センサとを備える。
[Configuration of high-pressure hydrogen storage system]
The high-pressure hydrogen storage system has the configuration shown in FIG. Here, the high-pressure hydrogen storage system includes a pressure sensor that detects the pressure inside the tank 2 and a temperature sensor that detects the temperature inside the tank 2, although not particularly illustrated.

[高圧水素貯蔵システムの動作]
このような高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、タンク2の内部の圧力から当該タンク2の容積を換算して求め、状態方程式を利用して水素流量を算出する。そして、高圧水素貯蔵システムにおいては、減圧弁7の水素の供給圧力の変動量が有するヒステリシスにおける流量変動を抑制するために、コントローラ20によって算出した水素流量を制御することにより、水素の供給圧力及び流量をともに制御する。
[Operation of high-pressure hydrogen storage system]
In such a high-pressure hydrogen storage system, the volume of the tank 2 is converted from the pressure inside the tank 2 under the control of the controller 20, and the hydrogen flow rate is calculated using a state equation. In the high-pressure hydrogen storage system, in order to suppress the flow rate fluctuation in the hysteresis of the fluctuation amount of the hydrogen supply pressure of the pressure reducing valve 7, by controlling the hydrogen flow rate calculated by the controller 20, the hydrogen supply pressure and Controls both flow rates.

すなわち、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20によって水素流量を制御することにより、図13に示すように、同図破線で示す水素の供給圧力の変動量曲線Pを、同図実線で示す略線形の変動量曲線P’とし、流量に対する供給圧力の変動量を最小化する。   That is, in the high-pressure hydrogen storage system, by controlling the hydrogen flow rate by the controller 20, as shown in FIG. 13, the fluctuation curve P of the hydrogen supply pressure indicated by the broken line in FIG. The fluctuation amount curve P ′ is used to minimize the fluctuation amount of the supply pressure with respect to the flow rate.

具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、図14に示すような一連の手順にしたがった処理を行う。   Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, processing according to a series of procedures as shown in FIG. 14 is performed under the control of the controller 20.

まず、コントローラ20は、同図に示すように、ステップS51において、当該高圧水素貯蔵システムを起動すると、ステップS52において、遮断弁8を開弁することによって減圧弁7における大気導入口から大気を導入させる。   First, as shown in the figure, when starting the high-pressure hydrogen storage system in step S51, the controller 20 introduces the atmosphere from the atmosphere inlet in the pressure reducing valve 7 by opening the shut-off valve 8 in step S52. Let

また、コントローラ20は、ステップS53において、車両の走行に要求される水素量を取得するとともに、ステップS54において、水素流量を算出し、さらに、ステップS55において、圧力センサ11によって検出される圧力値P2を取得する。   In step S53, the controller 20 acquires the amount of hydrogen required for the vehicle to travel, calculates the hydrogen flow rate in step S54, and further detects the pressure value P2 detected by the pressure sensor 11 in step S55. To get.

ここで、コントローラ20は、図15に示すような一連の手順にしたがって、水素流量を算出する。   Here, the controller 20 calculates the hydrogen flow rate according to a series of procedures as shown in FIG.

すなわち、コントローラ20は、同図に示すように、ステップS71において、タンク2の内部の温度予測計算を開始し、ステップS72において、現在の状態が、水素ステーションからの水素の充填であるのか、発電装置への水素の供給であるのかを判定する。ここで、コントローラ20は、水素の充填時である場合には、ステップS73において、図示しないROM等に記憶されている充填時の温度予測式を使用するモードへと移行する一方で、水素の供給時である場合には、ステップS74において、図示しないROM等に記憶されている供給時の温度予測式を使用するモードへと移行する。   That is, as shown in the figure, the controller 20 starts the temperature prediction calculation inside the tank 2 in step S71. In step S72, the controller 20 checks whether the current state is the filling of hydrogen from the hydrogen station. It is determined whether hydrogen is supplied to the apparatus. Here, in the case of hydrogen filling, the controller 20 shifts to a mode that uses a temperature prediction formula at the time of filling stored in a ROM or the like (not shown) while supplying hydrogen. If it is time, in step S74, the process proceeds to a mode that uses a temperature prediction formula at the time of supply stored in a ROM (not shown) or the like.

また、コントローラ20は、ステップS75において、ステップS71の処理を開始した時刻からの経過時間τを取得するとともに、ステップS76において、タンク2の内部の圧力P、ステップS77において、当該タンク2の内部の温度を取得する。さらに、コントローラ20は、ステップS78において、タンク2の内部の圧力又はその圧力による歪みεを取得すると、ステップS79において、これら圧力又は歪みεに基づいて、当該タンク2の正確な容積Vを換算して求める。なお、歪みεに基づいてタンク2の正確な容積Vを求める方法については、第8の実施の形態にて説明する。   In step S75, the controller 20 obtains the elapsed time τ from the time when the process of step S71 was started, and in step S76, the pressure P in the tank 2 and in step S77, the internal pressure of the tank 2 is acquired. Get the temperature. Further, when the controller 20 acquires the pressure inside the tank 2 or the strain ε due to the pressure in step S78, the controller 20 converts the exact volume V of the tank 2 based on the pressure or strain ε in step S79. Ask. A method for obtaining the accurate volume V of the tank 2 based on the strain ε will be described in the eighth embodiment.

そして、コントローラ20は、水素の充填時である場合には、ステップS73からステップS80へと処理を移行し、ステップS75乃至ステップS79にて取得した経過時間τ、タンク2の内部の圧力P、当該タンク2の内部の温度T、及び当該タンク2の容積Vに基づいて、状態方程式から導かれる温度Tについての関数ψ(q,P,V,τ)と、水素の充填時における水素流量とタンク2の内部の温度との関係を表す関数J(T,q)との連立方程式を解く。ここで、qは、タンク2の内部の水素質量mを用いてm/τで表されるパラメータ、すなわち、流量であり、Tは、タンク2の内部の初期温度である。 Then, in the case of hydrogen filling, the controller 20 shifts the process from step S73 to step S80, and the elapsed time τ acquired in steps S75 to S79, the pressure P inside the tank 2, Based on the temperature T inside the tank 2 and the volume V of the tank 2, the function ψ (q, P, V, τ) for the temperature T derived from the equation of state, the hydrogen flow rate at the time of filling hydrogen, and the tank The simultaneous equations with the function J (T 0 , q) representing the relationship with the internal temperature of 2 are solved. Here, q is a parameter represented by m / τ using the hydrogen mass m inside the tank 2, that is, a flow rate, and T 0 is an initial temperature inside the tank 2.

一方、コントローラ20は、水素の供給時である場合には、ステップS74からステップS81へと処理を移行し、ステップS75乃至ステップS79にて取得した経過時間τ、タンク2の内部の圧力P、当該タンク2の内部の温度T、及び当該タンク2の容積Vに基づいて、状態方程式から導かれる温度Tについての関数ψ(q,P,V,τ)と、水素の供給時における水素流量とタンク2の内部の温度との関係を表す関数H(T,q,τ)との連立方程式を解く。 On the other hand, if it is during the supply of hydrogen, the controller 20 proceeds from step S74 to step S81, and the elapsed time τ acquired in steps S75 to S79, the pressure P in the tank 2, Based on the temperature T inside the tank 2 and the volume V of the tank 2, the function ψ (q, P, V, τ) for the temperature T derived from the equation of state, the hydrogen flow rate at the time of hydrogen supply, and the tank The simultaneous equations with the function H (T 0 , q, τ) representing the relationship with the internal temperature of 2 are solved.

そして、コントローラ20は、ステップS82において、タンク2の内部の水素質量mを求め、一連の処理を終了する。ここで、タンク2の内部の水素質量mは、タンク2の内部の圧力Pをパラメータとしたとき、当該タンク2の内部の温度T及び当該タンク2の容積Vを用いて、例えば図16に示すようなマップとして表される。コントローラ20は、このようにして水素質量mを求め、経過時間τで除すことにより、水素流量qを算出することができる。   In step S82, the controller 20 obtains the hydrogen mass m inside the tank 2 and ends the series of processes. Here, the hydrogen mass m inside the tank 2 is shown, for example, in FIG. 16 using the temperature T inside the tank 2 and the volume V inside the tank 2 when the pressure P inside the tank 2 is used as a parameter. Represented as a map. The controller 20 can calculate the hydrogen flow rate q by determining the hydrogen mass m in this way and dividing it by the elapsed time τ.

さて、コントローラ20は、図14に示すように、ステップS56において、図示しないROM等に記憶されている水素流量と値P−P2との関係を示すマップM8を参照し、求めた水素流量に対応する値P−P2を求め、さらに、図示しないROM等に記憶されている値P−P2と減圧弁7における弁体の気口圧力値P’との関係を示すマップM9を参照し、求めた値P−P2に対応する弁体の気口圧力値P’を求める。   As shown in FIG. 14, the controller 20 refers to a map M8 indicating the relationship between the hydrogen flow rate stored in the ROM or the like (not shown) and the value P-P2 in step S56, and corresponds to the obtained hydrogen flow rate. Further, a value P-P2 to be obtained is obtained, and further obtained with reference to a map M9 showing a relationship between a value P-P2 stored in a ROM or the like (not shown) and a mouthpiece pressure value P ′ of the valve body in the pressure reducing valve 7. The valve body pressure value P ′ corresponding to the value P−P2 is obtained.

そして、コントローラ20は、ステップS57において、ΔP=(P+P)−(P−P)における右辺第1項におけるPを変化させてΔP→0としたときの圧力値Pと、予測した圧力値P2とを比較する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2の関係がP<P2である場合には、ステップS58において、減圧弁7における大気導入室の圧力を高めるために、遮断弁14を開弁するとともに、遮断弁8を閉弁する。そして、コントローラ20は、ステップS59において、圧力値P2と弁体の気口圧力値P’とを比較し、これら圧力値P2,P’が等しくなっていないと判定した場合には、ステップS58からの処理を繰り返す一方で、圧力値P2,P’が等しくなったと判定した場合には、ステップS62へと処理を移行する。 Then, the controller 20 predicts the pressure value P when ΔP → 0 by changing P 0 in the first term on the right side in ΔP = (P + + P 0 ) − (P−P 0 ) in step S57. The measured pressure value P2 is compared. Here, when the relationship between the pressure values P and P2 is P <P2, the controller 20 opens the shut-off valve 14 in step S58 in order to increase the pressure of the air introduction chamber in the pressure reducing valve 7. The shut-off valve 8 is closed. In step S59, the controller 20 compares the pressure value P2 with the mouthpiece pressure value P ′ of the valve body, and if it is determined that the pressure values P2 and P ′ are not equal, the controller 20 starts from step S58. On the other hand, if it is determined that the pressure values P2 and P ′ are equal, the process proceeds to step S62.

一方、コントローラ20は、ステップS57において、圧力値P,P2の関係がP>P2である場合には、ステップS60において、減圧弁7における大気導入室の圧力を下げるために、遮断弁15を開弁するとともに、遮断弁8を閉弁する。そして、コントローラ20は、ステップS61において、圧力値P2と弁体の気口圧力値P’とを比較し、これら圧力値P2,P’が等しくなっていないと判定した場合には、ステップS60からの処理を繰り返す一方で、圧力値P2,P’が等しくなったと判定した場合には、ステップS62へと処理を移行する。   On the other hand, if the relationship between the pressure values P and P2 is P> P2 in step S57, the controller 20 opens the shut-off valve 15 in step S60 in order to reduce the pressure in the air introduction chamber in the pressure reducing valve 7. And shuts off the shut-off valve 8. Then, in step S61, the controller 20 compares the pressure value P2 with the mouthpiece pressure value P ′ of the valve body, and if it is determined that these pressure values P2 and P ′ are not equal, the controller 20 starts from step S60. On the other hand, if it is determined that the pressure values P2 and P ′ are equal, the process proceeds to step S62.

続いて、コントローラ20は、ステップS62において、圧力値P,P2が略等しくなったか否かを判定する。ここで、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなっていないと判定した場合には、ステップS63において、値|P−P2|と所定の第1の値及びこの第1の値よりも小さい第2の値との大小関係を再度求めた上で、ステップS56からの処理を繰り返す。   Subsequently, in step S62, the controller 20 determines whether or not the pressure values P and P2 are substantially equal. Here, when the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are not substantially equal, in step S63, the value | P−P2 |, a predetermined first value, and the first value After obtaining the magnitude relationship with the small second value again, the processing from step S56 is repeated.

一方、コントローラ20は、圧力値P,P2が略等しくなったと判定した場合には、ステップS64へと処理を移行し、遮断弁14,15を閉弁するとともに、遮断弁8を開弁する。   On the other hand, if the controller 20 determines that the pressure values P and P2 are substantially equal, the process proceeds to step S64, the shut-off valves 14 and 15 are closed, and the shut-off valve 8 is opened.

そして、コントローラ20は、ステップS65において、車両の停止要求があったか否かを判定する。コントローラ20は、車両の停止要求がない場合には、ステップS56からの処理を繰り返す一方で、車両の停止要求があった場合には、ステップS66において、当該高圧水素貯蔵システムを停止させ、一連の処理を終了する。   Then, in step S65, the controller 20 determines whether or not there is a vehicle stop request. If there is no vehicle stop request, the controller 20 repeats the processing from step S56. On the other hand, if there is a vehicle stop request, the controller 20 stops the high-pressure hydrogen storage system in step S66, The process ends.

高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、このような一連の処理を行うことにより、水素の供給圧力及び流量をともに制御することができ、流量に対する供給圧力の変動量を最小化することができる。   In the high-pressure hydrogen storage system, by performing such a series of processes under the control of the controller 20, both the hydrogen supply pressure and the flow rate can be controlled, and the amount of fluctuation in the supply pressure with respect to the flow rate is minimized. Can be

[第5の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第5の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、圧力センサによって検出されるタンク2の内部の圧力Pから当該タンク2の容積Vを換算して求め、状態方程式を利用して水素流量を算出し、減圧弁7の下流における水素の供給圧力とともに、算出した当該水素流量を制御する。これにより、この高圧水素貯蔵システムにおいては、発電装置に水素を過不足なく供給することが可能となるため、水素の過剰消費を抑制し、燃費を向上させることが可能となる。
[Effect of Fifth Embodiment]
As described above in detail, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the fifth embodiment, the tank 2 is detected from the pressure P inside the tank 2 detected by the pressure sensor under the control of the controller 20. Then, the hydrogen flow rate is calculated using the equation of state, and the calculated hydrogen flow rate is controlled together with the hydrogen supply pressure downstream of the pressure reducing valve 7. As a result, in this high-pressure hydrogen storage system, hydrogen can be supplied to the power generation apparatus without excess or deficiency, so that excessive consumption of hydrogen can be suppressed and fuel consumption can be improved.

[第6の実施の形態]
つぎに、本発明の第6の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Sixth Embodiment]
Next, a high-pressure hydrogen storage system shown as the sixth embodiment of the present invention will be described.

この第6の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムを改良し、水素供給流路における水素の漏れを検出するものである。したがって、第6の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成については、同一符号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the sixth embodiment improves the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment, and detects hydrogen leakage in the hydrogen supply flow path. Therefore, in the description of the sixth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment, and the description thereof is omitted.

[高圧水素貯蔵システムの動作]
高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2から下流の発電装置に対する水素の供給量が過大とならないように、所定の燃料過流防止装置を設置することが保安基準によって義務付けられている。ここで、従来の燃料過流防止装置の種類としては、a)機械式過流防止弁による機械的燃料遮断を行うもの、b)圧力検出装置によって検出される圧力降下速度に基づく間接測定を行って過流検出時に燃料遮断を行うもの、c)流量計測装置による過流検出時に燃料遮断を行うものの3方法が提案されている。
[Operation of high-pressure hydrogen storage system]
In the high-pressure hydrogen storage system, it is obliged by safety standards to install a predetermined fuel overflow prevention device so that the supply amount of hydrogen to the power generation device downstream from the tank 2 does not become excessive. Here, the types of conventional fuel overflow prevention devices include: a) mechanical fuel cutoff by a mechanical overflow prevention valve, b) indirect measurement based on the pressure drop rate detected by the pressure detection device. Three methods have been proposed in which the fuel is shut off when an overflow is detected, and c) the fuel is shut off when an overflow is detected by a flow rate measuring device.

しかしながら、a)及びb)に示す方法は、誤差が大きいことから、過流であるとする設定値を下限値に設定しなければならず、また、広範囲で検出可能な過流検出装置を必要とすることから、コストの高騰を招来するという問題がある。また、c)に示す方法は、高精度の過流検出装置のサイズが大きく、質量も大きいことから、車両に搭載するのが困難であり、実用化されていない。   However, since the methods shown in a) and b) have large errors, it is necessary to set the lower limit value to the set value that is assumed to be overflow, and an overflow detection device that can detect a wide range is required. Therefore, there is a problem that the cost increases. Further, the method shown in c) is difficult to mount in a vehicle because the size and mass of the high-precision overflow detection device are large, and has not been put into practical use.

そこで、第6の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2から供給される水素量と電気式圧力調整弁9の指令値との差異を検出し、タンク2から発電装置までの水素供給流路における水素漏れを検出する。   Therefore, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the sixth embodiment, the difference between the amount of hydrogen supplied from the tank 2 and the command value of the electric pressure regulating valve 9 is detected, and the hydrogen from the tank 2 to the power generator is detected. Detects hydrogen leakage in the supply flow path.

具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、図17に示すような一連の手順にしたがった処理を行う。   Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, processing according to a series of procedures as shown in FIG. 17 is performed under the control of the controller 20.

まず、コントローラ20は、同図に示すように、起動指令を受信すると、ステップS91において、タンク2の内部の水素残量を取得するとともに、ステップS92において、前回停止時における当該タンク2の内部の水素残量を取得する。   First, as shown in the figure, when receiving a start command, the controller 20 acquires the remaining amount of hydrogen in the tank 2 in step S91, and in step S92, the controller 20 acquires the remaining hydrogen in the tank 2 at the previous stop. Get the remaining amount of hydrogen.

続いて、コントローラ20は、ステップS93において、ステップS91及びステップS92にて取得した水素残量の差分値を求め、水素の漏洩量が規定の閾値以内であるか否かを判定する。   Subsequently, in step S93, the controller 20 obtains a difference value between the remaining amounts of hydrogen acquired in steps S91 and S92, and determines whether or not the amount of hydrogen leakage is within a prescribed threshold.

ここで、コントローラ20は、水素の漏洩量が規定の閾値以内でない場合には、タンク2から発電装置までの水素供給流路における水素漏れが生じている可能性があることから、ステップS94において、所定の警報を出力した上で、ステップS95において、モータのみでの走行を行うEVモードへと運転モードを切り替え、当該高圧水素貯蔵システムを停止する。一方、コントローラ20は、水素の漏洩量が規定の閾値以内である場合には、ステップS96において、当該高圧水素貯蔵システムを起動した上で、ステップS97において、タンク2の内部の水素残量の減少速度が、車両の走行に要求される水素量よりも小さいか否かを判定する。   Here, if the amount of hydrogen leakage is not within the prescribed threshold value, the controller 20 may cause hydrogen leakage in the hydrogen supply flow path from the tank 2 to the power generation device. After outputting a predetermined alarm, in step S95, the operation mode is switched to the EV mode in which traveling is performed only by the motor, and the high-pressure hydrogen storage system is stopped. On the other hand, if the amount of hydrogen leakage is within the specified threshold, the controller 20 activates the high-pressure hydrogen storage system in step S96, and then decreases the remaining amount of hydrogen in the tank 2 in step S97. It is determined whether or not the speed is smaller than the amount of hydrogen required for traveling of the vehicle.

コントローラ20は、タンク2の内部の水素残量の減少速度が、車両の走行に要求される水素量よりも小さい場合には、ステップS93からの処理を繰り返す。一方、コントローラ20は、タンク2の内部の水素残量の減少速度が、車両の走行に要求される水素量以上である場合には、タンク2から発電装置までの水素供給流路における水素漏れが生じている可能性があることから、ステップS98において、所定の警報を出力した上で、ステップS99において、モータのみでの走行を行うEVモードへと運転モードを切り替え、さらにステップS100において、水素の供給を遮断し、当該高圧水素貯蔵システムを停止する。   The controller 20 repeats the processing from step S93 when the decrease rate of the remaining amount of hydrogen in the tank 2 is smaller than the amount of hydrogen required for the vehicle to travel. On the other hand, when the rate of decrease in the remaining amount of hydrogen inside the tank 2 is equal to or greater than the amount of hydrogen required for vehicle travel, the controller 20 causes hydrogen leakage in the hydrogen supply flow path from the tank 2 to the power generation device. Therefore, in step S98, a predetermined alarm is output, and then in step S99, the operation mode is switched to the EV mode in which only the motor is driven. Shut off the supply and stop the high-pressure hydrogen storage system.

高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、このような一連の処理を行うことにより、タンク2から発電装置までの水素供給流路における水素漏れを検出することができる。   In the high-pressure hydrogen storage system, hydrogen leakage in the hydrogen supply flow path from the tank 2 to the power generation device can be detected by performing such a series of processes under the control of the controller 20.

なお、この第6の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムの水素漏れ検出、水素漏れを検出した場合の水素の供給遮断を行う構成並びに制御手法は、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムだけではなく、第2乃至第5の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システム、後述する第8の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおいても適用することができる。   The configuration and control method for detecting hydrogen leakage in the high-pressure hydrogen storage system shown in the sixth embodiment and shutting off the supply of hydrogen when a hydrogen leak is detected are the same as the high-pressure shown in the first embodiment. The present invention can be applied not only to the hydrogen storage system but also to the high-pressure hydrogen storage system shown as the second to fifth embodiments and the high-pressure hydrogen storage system shown as the eighth embodiment to be described later.

[第6の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第6の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、タンク2から発電装置までの水素供給流路における水素漏れを検出し、水素漏れを検出した場合には、当該水素の供給を遮断する。これにより、この高圧水素貯蔵システムにおいては、特殊な装置を用いることなく水素の供給を遮断することができ、低コストのもとに、水素の過流防止を図ることができる。
[Effect of the sixth embodiment]
As described in detail above, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the sixth embodiment, under the control of the controller 20, hydrogen leakage in the hydrogen supply flow path from the tank 2 to the power generation device is detected. When hydrogen leakage is detected, the supply of the hydrogen is shut off. As a result, in this high-pressure hydrogen storage system, the supply of hydrogen can be shut off without using a special device, and hydrogen overflow can be prevented at a low cost.

[第7の実施の形態]
つぎに、本発明の第7の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Seventh Embodiment]
Next, a high pressure hydrogen storage system shown as a seventh embodiment of the present invention will be described.

この第7の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第1の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムを改良し、タンク内部の温度を検出する温度センサを不要とするものである。したがって、第7の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成については、同一符号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the seventh embodiment is an improvement of the high-pressure hydrogen storage system shown as the first embodiment and eliminates the need for a temperature sensor for detecting the temperature inside the tank. Therefore, in description of 7th Embodiment, about the structure which is common in the high pressure hydrogen storage system shown as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[高圧水素貯蔵システムの構成]
通常、高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2に水素を貯蔵して遮断するために当該タンク2の口元に主止弁が設けられている。そして、高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2の内部の温度を検出するために、主止弁から当該タンク2の内部に電線を挿通して温度センサを設けるため、電線部をシールする必要がある。具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、例えば図18に示すように、シール部をワイヤーパススルーと称されるガスシール構造101を採用し、温度センサ102をタンク2の内部に設置している。
[Configuration of high-pressure hydrogen storage system]
Usually, in a high-pressure hydrogen storage system, a main stop valve is provided at the mouth of the tank 2 in order to store and shut off hydrogen in the tank 2. In the high-pressure hydrogen storage system, in order to detect the temperature inside the tank 2, it is necessary to seal the electric wire portion in order to provide a temperature sensor by inserting an electric wire from the main stop valve into the tank 2. . Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, for example, as shown in FIG. 18, a gas seal structure 101 called a wire pass-through is adopted as a seal portion, and a temperature sensor 102 is installed inside the tank 2. .

ここで、近年では、車両に搭載するタンク2の内部における水素圧力は、その貯蔵量を多くするために増大傾向にある。そのため、高圧水素貯蔵システムにおいては、コストの高いシール技術の採用を必要とし、タンク2のコストの高騰を招来している。   Here, in recent years, the hydrogen pressure inside the tank 2 mounted on the vehicle tends to increase in order to increase its storage amount. Therefore, in the high-pressure hydrogen storage system, it is necessary to employ a costly sealing technique, which leads to an increase in the cost of the tank 2.

そこで、第7の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおいては、温度を直接測定せずに、実験式を利用した間接測定を行うことにより、例えば図19に示すように、タンク2の内部に設けるべき温度センサを不要とする。   Therefore, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the seventh embodiment, by performing indirect measurement using an empirical formula without directly measuring the temperature, for example, as shown in FIG. A temperature sensor to be provided is unnecessary.

[高圧水素貯蔵システムの動作]
具体的には、高圧水素貯蔵システムにおいては、例えば図20に示すように、タンク2の容積Vと、当該タンク2の内部の圧力Pとの関係を実験によって求める。ここで、タンク2の内部の圧力Pは、状態方程式から次式(1)に示すように表すことができる。なお、次式(1)において、Aは、実験による補正係数であり、Rは、ガス定数であり、Tは、タンク2の内部の温度であり、Vは、当該タンク2の内部の容積であり、nは、当該タンク2の内部に存在する水素のモル数であり、a,bは、レッドリッチ定数である。

Figure 2007149398
[Operation of high-pressure hydrogen storage system]
Specifically, in the high-pressure hydrogen storage system, for example, as shown in FIG. 20, the relationship between the volume V of the tank 2 and the pressure P inside the tank 2 is obtained by experiments. Here, the pressure P inside the tank 2 can be expressed as shown in the following equation (1) from the state equation. In the following equation (1), A is an experimental correction coefficient, R is a gas constant, T is the temperature inside the tank 2, and V is the volume inside the tank 2. Yes, n is the number of moles of hydrogen present in the tank 2, and a and b are Red Rich constants.
Figure 2007149398

ここで、タンク2の内部の水素の質量mは、そのモル数nと水素の分子量mH2とを用いて、m=n×mH2で表すことができる。したがって、タンク2の内部の圧力Pは、関数f(T,m,V)で表すことができる。換言すれば、タンク2の内部の水素の質量mは、関数g(P,T,V)で表すことができる。また、ある時間τの間に流れる水素の流量qは、タンク2の内部の水素の質量mを用いて、q=m/τで表すことができる。したがって、タンク2の内部の温度Tは、関数ψ(q,P,V,τ)で表すことができる。 Here, the mass m of hydrogen inside the tank 2 can be expressed as m = n × m H2 using the number of moles n and the molecular weight m H2 of hydrogen. Therefore, the pressure P inside the tank 2 can be expressed by a function f (T, m, V). In other words, the mass m of hydrogen inside the tank 2 can be expressed by a function g (P, T, V). Further, the flow rate q of hydrogen flowing during a certain time τ can be expressed by q = m / τ using the mass m of hydrogen inside the tank 2. Therefore, the temperature T inside the tank 2 can be expressed by a function ψ (q, P, V, τ).

高圧水素貯蔵システムにおいては、かかるT=ψ(q,P,V,τ)を用いて、タンク2の内部の初期温度Tを求める。 In the high-pressure hydrogen storage system, the initial temperature T 0 inside the tank 2 is obtained using T = ψ (q, P, V, τ).

また、高圧水素貯蔵システムにおいては、例えば図21に示すように、水素ステーションからの水素の充填時におけるタンク2の内部の温度Tと水素流量qとの関係を実験によって求めておく。具体的には、水素の充填時におけるタンク2の内部の温度Tは、初期温度Tと水素流量qとを用いて、T=T+αqβ=J(T,q)で表すことができる。なお、α,βは、定数である。したがって、高圧水素貯蔵システムにおいては、求めた初期温度Tと水素流量qとを用いることにより、水素の充填時におけるタンク2の内部の温度Tを求めることができる。 In the high-pressure hydrogen storage system, for example, as shown in FIG. 21, the relationship between the temperature T inside the tank 2 and the hydrogen flow rate q at the time of hydrogen filling from the hydrogen station is obtained by experiments. Specifically, the temperature T inside the tank 2 at the time of hydrogen filling can be expressed by T = T 0 + αq β = J (T 0 , q) using the initial temperature T 0 and the hydrogen flow rate q. it can. Α and β are constants. Therefore, in the high-pressure hydrogen storage system, the temperature T inside the tank 2 at the time of hydrogen filling can be obtained by using the obtained initial temperature T 0 and the hydrogen flow rate q.

一方、高圧水素貯蔵システムにおいては、例えば図22に示すように、発電装置への水素の供給時におけるタンク2の内部の温度Tと水素流量qとの関係についても実験によって求めておく。具体的には、水素の供給時におけるタンク2の内部の温度Tは、初期温度Tと水素流量qと経過時間τとを用いて、T=T−φqγτθ=H(T,q,τ)で表すことができる。なお、φ,γ,θは、定数である。したがって、高圧水素貯蔵システムにおいては、求めた初期温度Tと水素流量qと経過時間τとを用いることにより、水素の供給時におけるタンク2の内部の温度Tを求めることができる。 On the other hand, in the high-pressure hydrogen storage system, for example, as shown in FIG. 22, the relationship between the temperature T inside the tank 2 and the hydrogen flow rate q at the time of supplying hydrogen to the power generation device is also obtained by experiments. Specifically, the temperature T inside the tank 2 at the time of supplying hydrogen is determined by using the initial temperature T 0 , the hydrogen flow rate q, and the elapsed time τ, T = T 0 −φq γ τ θ = H (T 0 , Q, τ). Note that φ, γ, and θ are constants. Therefore, in the high-pressure hydrogen storage system, by using the initial temperature T 0 and hydrogen flow rate q and the elapsed time τ determined, it is possible to determine the temperature T inside the tank 2 when the supply of hydrogen.

このように、高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2の内部に温度センサを設けることなく、実験式を利用して間接的に求めることができる。   Thus, in the high-pressure hydrogen storage system, it can be obtained indirectly using an empirical formula without providing a temperature sensor inside the tank 2.

[第7の実施の形態の効果]
以上詳細に説明したように、第7の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、実験式を利用してタンク2の内部の温度Tを求めることから、当該タンク2の内部に温度センサを設ける必要がなく、システムの小型化を図ることができる。
[Effect of the seventh embodiment]
As described above in detail, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the seventh embodiment, the temperature T inside the tank 2 is obtained by using an empirical formula under the control of the controller 20. Therefore, it is not necessary to provide a temperature sensor inside the tank 2, and the system can be miniaturized.

[第8の実施の形態]
つぎに、本発明の第8の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムについて説明をする。
[Eighth Embodiment]
Next, a high pressure hydrogen storage system shown as an eighth embodiment of the present invention will be described.

この第8の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムは、第5の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいて、タンク内部の圧力による歪みεに基づいて、当該タンクの正確な容積Vを換算して求める手法を提案するものである。したがって、第8の実施の形態の説明においては、第5の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムと共通する構成については、同一符号を付すことによってその説明を省略する。   The high-pressure hydrogen storage system shown as the eighth embodiment is the same as the high-pressure hydrogen storage system shown as the fifth embodiment, in which the exact volume V of the tank is converted based on the strain ε due to the pressure inside the tank. It proposes a method to find out. Therefore, in description of 8th Embodiment, about the structure which is common in the high pressure hydrogen storage system shown as 5th Embodiment, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

高圧水素貯蔵システムにおいては、タンク2の内部に水素が充填され圧力がかかるのに応じて、例えば図23に示すように、当該タンク2の軸方向に所定の引張り荷重が生じ、これにともない、歪みε1が生じる。したがって、タンク2の軸方向長さL1は、図24(a)に示すように、当該タンク2の軸方向歪みε1に応じて変化することになる。また、高圧水素貯蔵システムにおいては、図23に示すように、タンク2の円周方向にも所定の引張り荷重が生じ、これにともない、歪みε2が生じる。したがって、タンク2の円周方向長さL2も、図24(b)に示すように、当該タンク2の円周方向歪みε2に応じて変化することになる。   In the high-pressure hydrogen storage system, as the tank 2 is filled with hydrogen and pressure is applied, for example, as shown in FIG. 23, a predetermined tensile load is generated in the axial direction of the tank 2, and accordingly, Distortion ε1 occurs. Therefore, the axial length L1 of the tank 2 changes according to the axial strain ε1 of the tank 2, as shown in FIG. In the high-pressure hydrogen storage system, as shown in FIG. 23, a predetermined tensile load is also generated in the circumferential direction of the tank 2, and a strain ε2 is generated accordingly. Therefore, the circumferential length L2 of the tank 2 also changes according to the circumferential strain ε2 of the tank 2, as shown in FIG.

これらから、タンク2の容積Vは、一意ではなく、図24(c)に示すように、当該タンク2の軸方向長さL1と円周方向長さL2とに応じて変化することになる。   From these, the volume V of the tank 2 is not unique, and varies according to the axial length L1 and the circumferential length L2 of the tank 2, as shown in FIG.

そこで、高圧水素貯蔵システムにおいては、例えば図25に示すように、タンク2の軸方向歪みε1を検出する歪みゲージ111と、当該タンク2の円周方向歪みε2を検出する歪みゲージ112とを、当該タンク2の表面に取り付ける。これにより、高圧水素貯蔵システムにおいては、歪みゲージ111,112によって検出された歪みε1,ε2に基づいて、コントローラ20によってタンク2の正確な容積Vを換算して求めることができる。   Therefore, in the high-pressure hydrogen storage system, for example, as shown in FIG. 25, a strain gauge 111 for detecting the axial strain ε1 of the tank 2 and a strain gauge 112 for detecting the circumferential strain ε2 of the tank 2 are provided. Attached to the surface of the tank 2. Thereby, in the high-pressure hydrogen storage system, based on the strains ε1 and ε2 detected by the strain gauges 111 and 112, the accurate volume V of the tank 2 can be obtained by conversion by the controller 20.

このように、第8の実施の形態として示した高圧水素貯蔵システムにおいては、コントローラ20の制御のもとに、タンク2の内部圧力ではなく、歪みゲージ111,112によって検出された当該タンク2の内部圧力によって生じる歪みに基づいて、当該タンク2の容積Vを換算して求める。したがって、この高圧水素貯蔵システムにおいては、極めて簡便な構成のもとに、タンク2の正確な容積Vを求めることができる。   Thus, in the high-pressure hydrogen storage system shown as the eighth embodiment, not the internal pressure of the tank 2 but the tank 2 detected by the strain gauges 111 and 112 under the control of the controller 20. Based on the distortion caused by the internal pressure, the volume V of the tank 2 is calculated. Therefore, in this high-pressure hydrogen storage system, the accurate volume V of the tank 2 can be obtained with a very simple configuration.

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。   The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if it is a form other than this embodiment, as long as it does not depart from the technical idea according to the present invention, the design and the like Of course, various modifications are possible.

本発明の第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの構成について説明する図である。It is a figure explaining the structure of the high pressure hydrogen storage system shown as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるダイアフラム式の減圧弁の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the diaphragm type pressure-reduction valve in the high-pressure hydrogen storage system shown as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるピストン式の減圧弁の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the piston type pressure-reduction valve in the high pressure hydrogen storage system shown as the 1st Embodiment of this invention. 減圧弁の下流における水素の供給圧力と流量との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the supply pressure and flow volume of hydrogen in the downstream of a pressure-reduction valve. 本発明の第1の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの処理動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the high pressure hydrogen storage system shown as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの構成について説明する図である。It is a figure explaining the structure of the high pressure hydrogen storage system shown as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるダイアフラム式の減圧弁の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the diaphragm type pressure-reduction valve in the high pressure hydrogen storage system shown as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるダイアフラム式の減圧弁の構造を説明する図であり、(a)は、減圧弁の平面図であり、(b)は、減圧弁の断面図である。It is a figure explaining the structure of the diaphragm type pressure-reduction valve in the high-pressure hydrogen storage system shown as the 3rd Embodiment of this invention, (a) is a top view of a pressure-reduction valve, (b) is a pressure-reduction valve. FIG. 本発明の第3の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるピストン式の減圧弁の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the piston type pressure-reduction valve in the high pressure hydrogen storage system shown as the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの処理動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the high pressure hydrogen storage system shown as the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの構成について説明する図である。It is a figure explaining the structure of the high pressure hydrogen storage system shown as the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの処理動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the high pressure hydrogen storage system shown as the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおける減圧弁の下流における水素の供給圧力と流量との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the supply pressure and flow volume of hydrogen in the downstream of the pressure-reduction valve in the high pressure hydrogen storage system shown as the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの処理動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the high pressure hydrogen storage system shown as the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおいて、水素流量を算出する際の処理動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement at the time of calculating a hydrogen flow rate in the high-pressure hydrogen storage system shown as the 5th Embodiment of this invention. タンクの内部圧力をパラメータとしたときにおける当該タンクの内部温度及び当該タンクの容積並びに当該タンクの内部の水素質量の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the internal temperature of the said tank when the internal pressure of a tank is used as a parameter, the volume of the said tank, and the hydrogen mass inside the said tank. 本発明の第6の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの処理動作について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the high pressure hydrogen storage system shown as the 6th Embodiment of this invention. 温度センサをタンクの内部に設置した高圧水素貯蔵システムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the high pressure hydrogen storage system which installed the temperature sensor in the inside of a tank. 本発明の第7の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムの構成について説明する図である。It is a figure explaining the structure of the high pressure hydrogen storage system shown as the 7th Embodiment of this invention. タンクの容積と当該タンクの内部圧力との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the volume of a tank and the internal pressure of the said tank. 水素の充填時におけるタンクの内部温度と水素流量との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the internal temperature of a tank at the time of filling with hydrogen, and a hydrogen flow rate. 水素の供給時におけるタンクの内部温度と水素流量との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the internal temperature of a tank at the time of supply of hydrogen, and a hydrogen flow rate. 本発明の第8の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるタンクの構成について説明する図であり、当該タンクの軸方向及び円周方向に引張り荷重が生じている様子を説明するための図である。It is a figure explaining the structure of the tank in the high-pressure hydrogen storage system shown as the 8th Embodiment of this invention, and is a figure for demonstrating a mode that the tensile load has arisen in the axial direction and the circumferential direction of the said tank. is there. 本発明の第8の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるタンクの容積について説明するための図であり、(a)は、当該タンクの軸方向長さと軸方向歪みとの関係を説明する図であり、(b)は、当該タンクの円周方向長さと円周方向歪みとの関係を説明する図であり、(c)は、当該タンクの軸方向長さ及び当該タンクの円周方向長さ並びに当該タンクの容積の関係を説明する図である。It is a figure for demonstrating the volume of the tank in the high pressure hydrogen storage system shown as the 8th Embodiment of this invention, (a) is a figure explaining the relationship between the axial direction length of the said tank, and an axial distortion. (B) is a view for explaining the relationship between the circumferential length of the tank and the circumferential strain, and (c) is the axial length of the tank and the circumferential length of the tank. It is a figure explaining the relation of the volume of the tank concerned. 本発明の第8の実施の形態として示す高圧水素貯蔵システムにおけるタンクの構成について説明する正面図である。It is a front view explaining the structure of the tank in the high pressure hydrogen storage system shown as the 8th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 充填カプラ
2 タンク
3 逆止弁
4,6,8,14,15 遮断弁
5 溶栓弁
7 減圧弁
9 電気式圧力調整弁
10,11,16,17 圧力センサ
12 コンプレッサモータ
13 コンプレッサ
18 オリフィス
20 コントローラ
31 ダイアフラム
32,41 バネ
33,43 弁体
42 ピストン
51 スクリューアクチュエータ
52 モータ
61 レーザ距離計
71,72 スピードコントローラ
101 ガスシール構造
102 温度センサ
111,112 歪みゲージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filling coupler 2 Tank 3 Check valve 4, 6, 8, 14, 15 Shut-off valve 5 Fusing valve 7 Pressure reducing valve 9 Electric pressure regulating valve 10, 11, 16, 17 Pressure sensor 12 Compressor motor 13 Compressor 18 Orifice 20 Controller 31 Diaphragm 32, 41 Spring 33, 43 Valve element 42 Piston 51 Screw actuator 52 Motor 61 Laser distance meter 71, 72 Speed controller 101 Gas seal structure 102 Temperature sensor 111, 112 Strain gauge

Claims (14)

外部から充填された燃料ガスを高圧で貯蔵するタンクと、
所定の基準圧に基づいて、前記タンクの供給口から供給されて燃料供給流路を流れる燃料ガスの圧力を所定圧力に減圧する減圧弁と、
前記減圧弁の下流に設けられ、燃料供給流路の断面積を変化させることによって燃料ガスの供給量を制御する電気式圧力調整弁と、
前記減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御する制御手段とを備えること
を特徴とする燃料ガス供給システム。
A tank for storing fuel gas filled from outside at high pressure;
A pressure reducing valve for reducing the pressure of the fuel gas supplied from the supply port of the tank and flowing through the fuel supply passage to a predetermined pressure based on a predetermined reference pressure;
An electric pressure regulating valve that is provided downstream of the pressure reducing valve and controls the amount of fuel gas supplied by changing the cross-sectional area of the fuel supply flow path;
Control means for controlling the amount of fluctuation in the supply pressure of the fuel gas downstream of the pressure reducing valve to be constant when the flow rate of the fuel gas is increased and when it is decreased. system.
前記減圧弁は、大気圧を基準圧としたゲージ圧制御を行う機械式の構造とされ、
前記制御手段は、前記減圧弁における大気圧導入室の圧力を制御して、当該減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御すること
を特徴とする請求項1記載の燃料ガス供給システム。
The pressure reducing valve has a mechanical structure that performs gauge pressure control using atmospheric pressure as a reference pressure,
The control means controls the pressure of the atmospheric pressure introduction chamber in the pressure reducing valve to increase or decrease the flow rate of the fuel gas supply pressure downstream of the pressure reducing valve. The fuel gas supply system according to claim 1, wherein the fuel gas supply system is controlled to be constant.
前記減圧弁に大気を導入する大気導入口には、大気を取り込んで圧縮空気を吐出するコンプレッサの空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路が接続され、
前記制御手段は、前記空気供給流路に設けられた遮断弁を制御して、前記コンプレッサの空気吐出側及び吸気側のそれぞれから必要圧力を前記減圧弁に導入し、当該減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御すること
を特徴とする請求項2記載の燃料ガス供給システム。
An air supply passage that extends from each of the air discharge side and the intake side of the compressor that takes in the air and discharges the compressed air is connected to the air introduction port that introduces air into the pressure reducing valve,
The control means controls a shutoff valve provided in the air supply flow path to introduce necessary pressures from the air discharge side and the intake side of the compressor to the pressure reducing valve, and fuel downstream of the pressure reducing valve. The fuel gas supply system according to claim 2, wherein the fluctuation amount of the gas supply pressure is controlled to be constant when the flow rate of the fuel gas is increased and when the flow rate of the fuel gas is decreased.
前記コンプレッサは、燃料ガスの供給先としての発電装置に酸化剤ガスとしての空気を供給するものであること
を特徴とする請求項3記載の燃料ガス供給システム。
The fuel gas supply system according to claim 3, wherein the compressor supplies air as an oxidant gas to a power generation device as a supply destination of the fuel gas.
前記減圧弁における大気圧導入室に設けられたバネのバネ定数を変化させるように駆動するアクチュエータを備え、
前記制御手段は、前記アクチュエータを駆動して前記バネのバネ定数を変化させ、前記減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御すること
を特徴とする請求項1記載の燃料ガス供給システム。
An actuator that drives to change the spring constant of a spring provided in the atmospheric pressure introduction chamber of the pressure reducing valve;
The control means drives the actuator to change the spring constant of the spring to increase or decrease the fuel gas supply pressure fluctuation amount downstream of the pressure reducing valve. The fuel gas supply system according to claim 1, wherein the fuel gas supply system is controlled to be constant.
前記減圧弁には、当該減圧弁における弁体の位置を計測するための距離計測手段が設けられ、
前記制御手段は、前記距離計測手段によって検出される前記弁体の位置と移動時間とによって求められる当該弁体の稼働速度に基づいて、燃料ガスの供給圧力が追従するように前記減圧弁に大気を導入する大気導入口に正圧又は負圧を導入するように制御すること
を特徴とする請求項1記載の燃料ガス供給システム。
The pressure reducing valve is provided with a distance measuring means for measuring the position of the valve body in the pressure reducing valve,
The control means controls the pressure reducing valve so that the supply pressure of the fuel gas follows the operating speed of the valve body determined by the position and moving time of the valve body detected by the distance measuring means. 2. The fuel gas supply system according to claim 1, wherein control is performed such that a positive pressure or a negative pressure is introduced into an air introduction port through which gas is introduced.
前記減圧弁に大気を導入する大気導入口には、大気を取り込んで圧縮空気を吐出するコンプレッサの空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路が接続され、
前記制御手段は、前記空気供給流路に設けられた遮断弁の開時間を、当該空気供給流路を流れる空気圧力に応じて算出し、当該遮断弁を制御すること
を特徴とする請求項6記載の燃料ガス供給システム。
An air supply passage that extends from each of the air discharge side and the intake side of the compressor that takes in the air and discharges the compressed air is connected to the air introduction port that introduces air into the pressure reducing valve,
The said control means calculates the open time of the cutoff valve provided in the said air supply flow path according to the air pressure which flows through the said air supply flow path, and controls the said cutoff valve. The fuel gas supply system described.
前記減圧弁には、当該減圧弁における弁体の位置を計測するための距離計測手段が設けられ、
前記制御手段は、前記距離計測手段によって検出される前記弁体の位置と移動時間とによって求められる当該弁体の稼働速度に基づいて、燃料ガスの供給圧力が追従するように前記減圧弁に導入する大気の導入流量速度を変動させるように制御すること
を特徴とする請求項1記載の燃料ガス供給システム。
The pressure reducing valve is provided with a distance measuring means for measuring the position of the valve body in the pressure reducing valve,
The control means is introduced into the pressure reducing valve so that the supply pressure of the fuel gas follows based on the operating speed of the valve body determined by the position and moving time of the valve body detected by the distance measuring means. 2. The fuel gas supply system according to claim 1, wherein control is performed so as to vary an introduction flow rate of the atmosphere to be changed.
前記減圧弁に大気を導入する大気導入口には、大気を取り込んで圧縮空気を吐出するコンプレッサの空気吐出側及び吸気側のそれぞれから延在する空気供給流路が接続され、
前記制御手段は、前記空気供給流路に設けられたスピードコントローラの開速度を、当該空気供給流路を流れる空気圧力に応じて算出し、当該スピードコントローラを制御すること
を特徴とする請求項8記載の燃料ガス供給システム。
An air supply passage that extends from each of the air discharge side and the intake side of the compressor that takes in the air and discharges the compressed air is connected to the air introduction port that introduces air into the pressure reducing valve,
The said control means calculates the opening speed of the speed controller provided in the said air supply flow path according to the air pressure which flows through the said air supply flow path, and controls the said speed controller. The fuel gas supply system described.
前記タンクの内部圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出される前記タンクの内部圧力から当該タンクの容積を換算して求め、状態方程式を利用して燃料ガスの流量を算出し、前記減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力とともに、算出した当該燃料ガスの流量を制御すること
を特徴とする請求項1記載の燃料ガス供給システム。
Pressure detecting means for detecting the internal pressure of the tank;
The control means calculates the volume of the tank from the internal pressure of the tank detected by the pressure detection means, calculates the flow rate of the fuel gas using a state equation, and the fuel downstream of the pressure reducing valve The fuel gas supply system according to claim 1, wherein the flow rate of the calculated fuel gas is controlled together with the gas supply pressure.
前記制御手段は、実験式を利用して前記タンクの内部温度を求めること
を特徴とする請求項10記載の燃料ガス供給システム。
The fuel gas supply system according to claim 10, wherein the control means obtains the internal temperature of the tank using an empirical formula.
前記タンクの内部圧力によって生じる歪みを検出する歪み検出手段を備え、
前記制御手段は、前記タンクの内部圧力ではなく、前記歪み検出手段によって検出された歪みに基づいて、前記タンクの容積を換算して求めること
を特徴とする請求項10又は請求項11記載の燃料ガス供給システム。
Comprising strain detecting means for detecting strain caused by the internal pressure of the tank;
The fuel according to claim 10 or 11, wherein the control means obtains the volume of the tank based on the strain detected by the strain detection means instead of the internal pressure of the tank. Gas supply system.
前記制御手段は、前記タンクから燃料ガスの供給先までの燃料供給流路における燃料ガスの漏れを検出し、燃料ガスの漏れを検出した場合には、当該燃料ガスの供給を遮断すること
を特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の燃料ガス供給システム。
The control means detects a fuel gas leak in a fuel supply flow path from the tank to a fuel gas supply destination, and shuts off the fuel gas supply when a fuel gas leak is detected. The fuel gas supply system according to any one of claims 1 to 12.
外部から充填された燃料ガスを高圧でタンクに貯蔵する工程と、
所定の基準圧に基づいて、前記タンクの供給口から供給されて燃料供給流路を流れる燃料ガスの圧力を減圧弁によって所定圧力に減圧する工程と、
前記減圧弁の下流に設けられた電気式圧力調整弁によって燃料供給流路の断面積を変化させて燃料ガスの供給量を制御する工程と、
前記減圧弁の下流における燃料ガスの供給圧力の変動量を、燃料ガスの流量を増加させる場合と減少させる場合とで一定とするように制御する工程とを備えること
を特徴とする燃料ガス供給制御方法。
Storing fuel gas filled from the outside in a tank at high pressure;
A step of reducing the pressure of the fuel gas supplied from the supply port of the tank and flowing through the fuel supply passage to a predetermined pressure by a pressure reducing valve based on a predetermined reference pressure;
A step of changing the cross-sectional area of the fuel supply flow path by an electric pressure regulating valve provided downstream of the pressure reducing valve to control the amount of fuel gas supplied;
And a step of controlling the fluctuation amount of the supply pressure of the fuel gas downstream of the pressure reducing valve so as to be constant when the flow rate of the fuel gas is increased and when it is decreased. Method.
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