JP2008196590A - 水素供給ステーション - Google Patents

Abstract

【課題】車両の車載用水素充填タンクへ急速に水素ガスを充填することができる水素供給ステーションを提供すること。
【解決手段】その内部に液体水素および／またはスラッシュ水素が貯蔵された水素貯蔵タンク２と、前記水素貯蔵タンク２から流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる昇圧ポンプ３と、前記昇圧ポンプ３から吐出された水素ガスを昇温させる加熱手段４と、その一端部が前記水素貯蔵タンク２の内部と連通するように配置されているとともに、その他端部に、前記車載用水素充填タンクから延びる車両側水素供給ライン１５の一端部に取り付けられたカプラ１６と着脱可能に構成されたカプラ１２を備えた第１の水素供給ライン７と、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記昇圧ポンプ３および前記加熱手段４を制御し、かつ、前記車載用水素充填タンクに供給される水素の温度を制御する制御手段１０とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池自動車、水素エンジン自動車等の水素を燃料として走行する車両に搭載される車載用水素充填タンクに水素を供給するための水素供給ステーションに関するものである。

このような水素供給ステーションとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
実開平４−６４６９９号公報

水素供給ステーションにおける車両へのガス供給は、その利便性から短時間に完了することが望ましい。しかしながら、車両の車載用水素充填タンク（燃料ボンベ）へ急速に水素ガスを充填しようとした場合、物性的に車載用水素充填タンクの温度が上昇してしまうことがわかっている。このため、車載用水素充填タンクの温度がその上限値に近づいた場合（越えそうな場合）には、充填速度を落としたり、充填作業を一旦止める必要があり、車両の車載用水素充填タンクへ急速に水素ガスを充填することができないといった問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、車両の車載用水素充填タンクへ急速に水素ガスを充填することができる水素供給ステーションを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る水素供給ステーションは、水素を燃料として走行する車両に搭載される車載用水素充填タンクに水素を供給するための水素供給ステーションであって、その内部に液体水素および／またはスラッシュ水素が貯蔵された水素貯蔵タンクと、前記水素貯蔵タンクから流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプから吐出された水素ガスを昇温させる加熱手段と、その一端部が前記水素貯蔵タンクの内部と連通するように配置されているとともに、その他端部に、前記車載用水素充填タンクから延びる車両側水素供給ラインの一端部に取り付けられたカプラと着脱可能に構成されたカプラを備えた第１の水素供給ラインと、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記昇圧ポンプおよび前記加熱手段を制御し、かつ、前記車載用水素充填タンクに供給される水素の温度を制御する制御手段とを具備してなる。

本発明に係る水素供給ステーションによれば、車両に供給される水素ガスの温度（例えば、車載用水素充填タンク入口における水素ガスの温度）が、水素ガスを急速に充填した場合でも車載用水素充填タンクのタンク温度がその上限値を越えないように、所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）に維持されることとなるので、車両への水素ガスの充填速度を速めることができ、充填作業に要する作業時間を短縮することができるとともに、満充填することができる。
すなわち、車載用水素充填タンク入口における水素ガスの温度が、例えば、−４０℃〜−２０℃に維持されることにより、水素ガスを急速に充填した場合でも車載用水素充填タンクのタンク温度が、例えば、８０℃程度に抑えられることとなるので、充填速度を途中で落とすことなく充填することができ、車両へ水素ガスを急速に充填することができるとともに、満充填することができる。
また、充填圧力が上がり、車載用水素充填タンクのタンク温度が上がって、車載用水素充填タンクのタンク温度がその上限値に近づいたら（その上限値を越えてしまいそうな時には）、車両に供給される水素ガスの温度をさらに下げてやることにより、タンク温度を低下させることができ、タンク温度がその上限値を超えてしまうことを防止することができて、タンク内により高圧（例えば、８０ＭＰａ）の水素ガスを充填することができる。

上記水素供給ステーションにおいて、その内部に常温・高圧の水素ガスが充填された気蓄器と、前記常温・高圧の水素ガスを、前記加熱手段の下流側に位置する前記第１の水素供給ラインに導く第２の水素供給ラインと、前記第２の水素供給ラインの途中に設けられた流量調整弁と、前記第１の水素供給ラインを介して前記加熱手段から流れてきた水素ガスと、前記第２の水素供給ラインを介して前記流量調整弁から流れてきた水素ガスとを混合する混合器とを備え、前記制御手段が、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記流量調整弁および前記混合器をさらに制御するように構成されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、加熱手段（例えば、熱交換器）を通って供給される低温（例えば、０℃以下）の水素ガスと、流量調整弁を通って供給される常温の水素ガスとが、混合器により混合され、所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）にされた後、車載用水素充填タンクに供給されることとなる。
したがって、加熱手段において水素ガスの温度を上げるために棄てられる冷熱量を低減させることができ、エネルギーロスを低減させることができて、エネルギー効率を向上させることができる。

上記水素供給ステーションにおいて、前記水素貯蔵タンクと前記昇圧ポンプとの間に位置する前記第１の水素供給ラインと、前記混合器とを連通する第３の水素供給ラインと、前記第３の水素供給ラインの途中に位置し、前記水素貯蔵タンクから流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる第２の昇圧ポンプと、前記第３の水素供給ラインの途中に位置し、前記第２の昇圧ポンプから吐出された水素ガスを昇温させて常温の水素ガスとする第２の加熱手段とを備え、前記制御手段が、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記第２の昇圧ポンプおよび前記第２の加熱手段をさらに制御するように構成されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、加熱手段を通って供給される低温（例えば、０℃以下）の水素ガスと、第２の加熱手段（例えば、熱交換器）を通って供給される常温の水素ガスと、流量調整弁を通って供給される常温の水素ガスとが、混合器により混合され、所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）にされた後、車載用水素充填タンクに供給されることとなる。
これにより、気蓄器に溜められた水素ガスの消費量を低減させることができ、また、気蓄器に溜められた水素ガスを、第２の昇圧ポンプおよび／または第２の加熱手段が故障した場合等の予備（バックアップ）として使用することができる。

上記水素供給ステーションにおいて、前記水素貯蔵タンクと前記昇圧ポンプとの間に位置する前記第１の水素供給ラインと、前記加熱手段の下流側に位置する前記第１の水素供給ラインとを連通する第２の水素供給ラインと、前記第２の水素供給ラインの途中に位置し、前記水素貯蔵タンクから流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる第２の昇圧ポンプと、前記第２の水素供給ラインの途中に位置し、前記第２の昇圧ポンプから吐出された水素ガスを昇温させて常温の水素ガスとする第２の加熱手段と、前記第１の水素供給ラインを介して前記加熱手段から流れてきた水素ガスと、前記第２の水素供給ラインを介して前記第２の加熱手段から流れてきた水素ガスとを混合する混合器とを備え、前記制御手段が、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記第２の昇圧ポンプ、前記第２の加熱手段、および前記混合器をさらに制御するように構成されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、加熱手段を通って供給される低温（例えば、０℃以下）の水素ガスと、第２の加熱手段を通って供給される常温の水素ガスとが、混合器により混合され、所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）にされた後、車載用水素充填タンクに供給されることとなる。
したがって、加熱手段において水素ガスの温度を上げるために棄てられる冷熱量を低減させることができ、エネルギーロスを低減させることができて、エネルギー効率を向上させることができる。

上記水素供給ステーションにおいて、前記加熱手段が、前記車載用水素充填タンクに内蔵されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、加熱手段を通過する低温・高圧の水素ガスによって車載用水素充填タンク内が冷却され、タンク温度の上昇が抑制されることとなるので、充填速度をさらに速めることができ、充填圧力をさらに上げることができて、より多くの水素ガスを充填することができる。
また、加熱手段における冷熱が、車載用水素充填タンク内で発生する圧縮熱を冷却するのに有効利用されることとなるので、エネルギーロスを低減させることができ、エネルギー効率を向上させることができる。

上記水素供給ステーションにおいて、前記加熱手段を通過した水素ガスが、前記気蓄器に一旦溜められるように構成されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、加熱手段を通過した水素ガスは、気蓄器に一旦導かれ、この気蓄器内に溜められていた水素ガスと混合された後、流量調整弁を通って混合器に導かれることとなる。

上記水素供給ステーションにおいて、前記加熱手段に、冷熱を電気エネルギーに変換する少なくとも１つの冷熱回収型発電装置が配置されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、加熱手段における冷熱が、冷熱回収型発電装置により回収されるとともに電気エネルギーに変換され、この電気エネルギーがその他の機器（例えば、冷却装置）を駆動するのに有効利用されることとなるので、エネルギーロスを低減させることができ、エネルギー効率を向上させることができる。
なお、冷熱回収型発電装置が複数台設けられている場合には、駆動させる冷熱回収型発電装置の台数を増減させることにより、発電量を容易に増減させることができるとともに、加熱手段を通過する冷媒の温度を容易に調整する（変化させる）ことができる。すなわち、加熱手段を通過する冷媒の温度をより低くしたい場合や急激に低下させたい場合等には、数多くの冷熱回収型発電装置を作動させ、加熱手段を通過する冷媒の温度があまり低くなくても良い場合等には、数少ない冷熱回収型発電装置を作動させれば良いこととなる。

上記水素供給ステーションにおいて、前記第２の加熱手段に、冷熱を電気エネルギーに変換する少なくとも１つの冷熱回収型発電装置が配置されているとさらに好適である。

このような水素供給ステーションによれば、第２の加熱手段における冷熱が、冷熱回収型発電装置により回収されるとともに電気エネルギーに変換され、この電気エネルギーがその他の機器（例えば、冷却装置）を駆動するのに有効利用されることとなるので、エネルギーロスを低減させることができ、エネルギー効率を向上させることができる。
なお、冷熱回収型発電装置が複数台設けられている場合には、駆動させる冷熱回収型発電装置の台数を増減させることにより、発電量を容易に増減させることができるとともに、第２の加熱手段を通過する冷媒の温度を容易に調整する（変化させる）ことができる。すなわち、第２の加熱手段を通過する冷媒の温度をより低くしたい場合や急激に低下させたい場合等には、数多くの冷熱回収型発電装置を作動させ、第２の加熱手段を通過する冷媒の温度があまり低くなくても良い場合等には、数少ない冷熱回収型発電装置を作動させれば良いこととなる。

本発明によれば、車両の車載用水素充填タンクへ急速に水素ガスを充填することができるという効果を奏する。

以下、本発明に係る水素供給ステーションの第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る水素供給ステーションの概略全体構成図である。図１に示すように、本実施形態による水素供給ステーション１は、水素貯蔵タンク２と、昇圧ポンプ３と、加熱手段（以下、「熱交換器」という。）４と、蓄圧器（気蓄器）５と、ディスペンサ６と、第１の水素供給ライン７と、第２の水素供給ライン８と、混合器９と、制御器１０とを主たる要素として構成されたものである。

水素貯蔵タンク２は、タンクローリ１１等の運搬手段により運ばれてきた液体水素（あるいはスラッシュ水素（スラッシュ状の水素：固体水素と液体水素とがシャーベット状に混合したものであり、液体水素に比べて密度が大きく、保有する寒冷量が大きいもの）を一時貯蔵しておくためのものであり、断熱真空層（図示せず）と、低温流体貯蔵槽（図示せず）とを備えている。
断熱真空槽は、その内部が真空とされ、かつ、その内面に、例えば、銅板等の輻射シールド板（図示せず）が貼られた容器であり、この断熱真空槽の内部には、低温流体貯蔵槽が収容されるようになっている。
低温流体貯蔵層は、その内部に、例えば、２０Ｋの液体水素を貯蔵するものである。そして、この低温流体貯蔵層の内部に貯蔵された液体水素は、下流側に位置する昇圧ポンプ３により第１の水素供給ライン７内に吸引されるようになっている。

昇圧ポンプ３は、第１の水素供給ライン７を介して水素貯蔵タンク２から流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる、例えば、ピストン式の昇圧機である。
熱交換器４は、昇圧ポンプ３から吐出された高圧の水素ガスを昇温（あるいは加熱）するものである。

蓄圧器５の内部には、常温・高圧の水素ガスが充填されている。また、この蓄圧器５は、余剰水素ガスのバッファとしても利用することができる。
ディスペンサ６は、その一端部にディスペンサ側カプラ１２を有するディスペンサ側ホース（第１の水素供給ライン）１３が接続された水素ガス充填装置である。また、ディスペンサ側カプラ１２は、車両（例えば、燃料電池自動車や水素エンジン自動車等）１４に搭載された車載用水素充填タンク（図示せず）から延びる車載側ホース（車両側水素供給ライン）１５の一端部に取り付けられた車載側カプラ１６と接続可能（着脱可能）に構成されている。

第１の水素供給ライン７は、水素貯蔵タンク２と昇圧ポンプ３、昇圧ポンプ３と熱交換器４、熱交換器４と混合器９、混合器９とディスペンサ６とをそれぞれ連通している配管である。
第２の水素供給ライン８は、蓄圧器５と混合器９とを連通している配管であり、その途中には、蓄圧器５から混合器９に流れる水素ガスの流量を調整する流量調整弁１７が設けられている。

混合器９は、熱交換器４を通って供給される低温（０℃以下）・高圧の水素ガスと、流量調整弁１７を通って供給される常温・高圧の水素ガスとを混合するものである。
制御器１０は、例えば、車両１４に搭載された図示しないCPU（Central Processing Unit：中央処理装置）から送られてきた車載用水素充填タンクに関する情報（例えば、タンク表面の温度（以下、「タンク温度」という。）や、タンク内の圧力、タンクの容量等）に基づいて、昇圧ポンプ３、熱交換器４、混合器９、および流量調整弁１７に指令信号を出力するとともに、ディスペンサ６から車両１４に供給される水素ガスの温度（例えば、車載用水素充填タンク入口における水素ガスの温度）が所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）になる（を維持する）ように、これら昇圧ポンプ３の流量、熱交換器４の加熱量、混合器９の混合比、および流量調整弁１７の開度を適宜必要に応じて制御するものである。

本実施形態に係る水素供給ステーション１によれば、ディスペンサ６から車両１４に供給される水素ガスの温度（例えば、車載用水素充填タンク入口における水素ガスの温度）が、水素ガスを急速に充填した場合でも車載用水素充填タンクのタンク温度がその上限値を越えないように、所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）に維持されることとなるので、車両１４への水素ガスの充填速度を速めることができ、充填作業に要する作業時間を短縮することができるとともに、満充填することができる。
すなわち、車載用水素充填タンク入口における水素ガスの温度が、例えば、−４０℃〜−２０℃に維持されることにより、水素ガスを急速に充填した場合でも車載用水素充填タンクのタンク温度が、例えば、８０℃程度に抑えられることとなるので、充填速度を途中で落とすことなく充填することができ、車両１４へ水素ガスを急速に充填することができるとともに、満充填することができる。
また、充填圧力が上がり、車載用水素充填タンクのタンク温度が上がって、車載用水素充填タンクのタンク温度がその上限値に近づいたら（その上限値を越えてしまいそうな時には）、ディスペンサ６から車両１４に供給される水素ガスの温度をさらに下げてやることにより、タンク温度を低下させることができ、タンク温度がその上限値を超えてしまうことを防止することができて、タンク内により高圧（例えば、８０ＭＰａ）の水素ガスを充填することができる。

本発明に係る水素供給ステーションの第２実施形態を図２に基づいて説明する。図２は本実施形態に係る水素供給ステーションの概略全体構成図である。
本実施形態に係る水素供給ステーション２１は、第３の水素供給ライン２２がさらに設けられている（付加されている）という点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

第３の水素供給ライン２２は、水素貯蔵タンク２と昇圧ポンプ３とを連通する第１の水素供給ライン７の途中と、混合器９とを連通している配管であり、その途中には、第２の昇圧ポンプ２３、第２の熱交換器２４、および逆止弁２５が設けられている。
第２の昇圧ポンプ２３は、上述した昇圧ポンプ３同様、第２の水素供給ライン２２を介して水素貯蔵タンク２から流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる、例えば、ピストン式の昇圧機である。
第２の熱交換器２４は、その上流側に位置する昇圧ポンプ２３から吐出された高圧の水素ガスを常温まで昇温（あるいは加熱）するものである。すなわち、第２の熱交換器２４を通過した水素ガスは、常温・高圧の水素ガスとして混合器９に供給されることとなる。

そして、本実施形態において、混合器９は、熱交換器４を通って供給される低温（０℃以下）・高圧の水素ガスと、第２の熱交換器２４を通って供給される常温・高圧の水素ガスおよび／または流量調整弁１７を通って供給される常温・高圧の水素ガスとを混合することとなる。
また、制御器１０は、例えば、車両１４に搭載された図示しないCPU（Central Processing Unit：中央処理装置）から送られてきた車載用水素充填タンクに関する情報（例えば、タンク温度や、タンク内の圧力、タンクの容量等）に基づいて、昇圧ポンプ３，２３、熱交換器４，２４、混合器９、および流量調整弁１７に指令信号を出力するとともに、ディスペンサ６から車両１４に供給される水素ガスの温度（例えば、車載用水素充填タンク入口における水素ガスの温度）が所望の温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）になる（を維持する）ように、これら昇圧ポンプ３，２３の流量、熱交換器４，２４の加熱量、混合器９の混合比、および流量調整弁１７の開度を適宜必要に応じて制御することとなる。
なお、図２中の符号２６は逆止弁を示している。

本実施形態に係る水素供給ステーション２１の作用効果は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係る水素供給ステーションの第３実施形態を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態に係る水素供給ステーションの一部のみを示した概略要部構成図である。
本実施形態に係る水素供給ステーション３１は、第２実施形態のところで説明した熱交換器４（または第１実施形態のところで説明した熱交換器４）が車載用水素充填タンク１４ａに内蔵されている（組み込まれている）という点で上述した第２実施形態（または第１実施形態）のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態において、熱交換器４を通過する低温（０℃以下）・高圧の水素ガスは、車載用水素充填タンク１４ａ内で発生する圧縮熱を冷却するのに利用され、タンク温度の上昇が抑制されることとなる。

本実施形態に係る水素供給ステーション３１によれば、熱交換器４を通過する低温・高圧の水素ガスによって車載用水素充填タンク１４ａ内が冷却され、タンク温度の上昇が抑制されることとなるので、充填速度をさらに速めることができ、充填圧力をさらに上げることができて、より多くの水素ガスを充填することができる。
また、熱交換器４における冷熱が、車載用水素充填タンク１４ａ内で発生する圧縮熱を冷却するのに有効利用されることとなるので、エネルギーロスを低減させることができ、エネルギー効率を向上させることができる。
さらに、熱交換器４が車両１４に搭載されることとなるので、水素供給ステーション３１を構成する構成要素の数を低減させることができて、水素供給ステーション３１全体の構成を簡略化することができ、水素供給ステーション３１を構築するのに必要なスペースの低減化を図ることができる。

本発明に係る水素供給ステーションの第４実施形態を図４に基づいて説明する。図４は本実施形態に係る水素供給ステーションの一部のみを示した概略要部構成図である。
本実施形態に係る水素供給ステーション４１は、第３実施形態のところで説明した熱交換器４を通過した水素ガスが、蓄圧器５に一旦溜められるように構成されているという点で上述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態において、熱交換器４を通過した水素ガスは、蓄圧器５に一旦導かれ、この蓄圧器５内に溜められていた水素ガスと混合された後、流量調整弁１７を通って混合器９に導かれるようになっている。

本実施形態に係る水素供給ステーション４１の作用効果は、上述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係る水素供給ステーションの第５実施形態を図５に基づいて説明する。図５は本実施形態に係る水素供給ステーションの一部のみを示した概略要部構成図である。
本実施形態に係る水素供給ステーション５１は、少なくとも１台の冷熱回収型発電装置５２と、冷却装置５３とを備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

冷熱回収型発電装置５２としては、例えば、冷熱を利用してシリンダ内に配置されたピストンを往復運動させるとともに、コネクティングロッドを介してピストンに連結されたクランクシャフトを回転させることにより発電機の回転軸を回転させて電力を得る、いわゆる「冷熱スターリングエンジン」を採用することができる。そして、冷熱回収型発電装置５２で発生した電力は、冷却装置５３を駆動する駆動電源として消費（使用）される。
また、冷却装置５３への電源供給が低い時は、余剰電力を昇圧ポンプ３および／または昇圧ポンプ２３の駆動電源として消費（使用）することができる。

冷却装置５３は、冷媒配管５４およびこの冷媒配管５４に接続された熱交換器５５，５６内に封入された冷媒を一方向（例えば、図５中の実線矢印の方向）に循環させるとともに、熱交換器５５を通過する冷媒を所定の温度に冷却する装置である。また、熱交換器５６は、車載用水素充填タンク１４ａに内蔵されており（組み込まれており）、熱交換器５６を通過する冷媒は、車載用水素充填タンク１４ａ内で発生する圧縮熱を冷却するのに利用され、タンク温度の上昇が抑制されることとなる。

本実施形態に係る水素供給ステーション５１によれば、熱交換器４および／または熱交換器２４における冷熱が、冷熱回収型発電装置５２により回収されるとともに電気エネルギーに変換され、この電気エネルギーが冷却装置５３を駆動するのに有効利用されることとなるので、エネルギーロスを低減させることができ、エネルギー効率を向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

なお、本実施形態において、図５に示すように、冷熱回収型発電装置５２が複数台設けられているとさらに好適である。
このような構成にすれば、駆動させる冷熱回収型発電装置５２の台数を増減させることにより、発電量を容易に増減させることができるとともに、熱交換器５５を通過する冷媒の温度を容易に調整する（変化させる）ことができる。すなわち、熱交換器５６を通過する冷媒の温度をより低くしたい場合や急激に低下させたい場合等には、数多くの冷熱回収型発電装置５２を作動させ、熱交換器５６を通過する冷媒の温度があまり低くなくても良い場合等には、数少ない冷熱回収型発電装置５２を作動させれば良いこととなる。

また、本実施形態では、冷熱回収型発電装置５２として冷熱スターリングエンジンを採用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷熱回収型発電装置５２としてペルチェ素子を採用することもできる。

本発明の第１実施形態に係る水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第２実施形態に係る水素供給ステーションの概略全体構成図である。 本発明の第３実施形態に係る水素供給ステーションの概略要部構成図である。 本発明の第４実施形態に係る水素供給ステーションの概略要部構成図である。 本発明の第５実施形態に係る水素供給ステーションの概略要部構成図である。

符号の説明

１ 水素供給ステーション
２ 水素貯蔵タンク
３ 昇圧ポンプ
４ 熱交換器（加熱手段）
５ 気蓄器
７ 第１の水素供給ライン
８ 第２の水素供給ライン
９ 混合器
１０ 制御手段
１２ ディスペンサ側カプラ
１３ ディスペンサ側ホース（第１の水素供給ライン）
１４ 車両
１４ａ 車載用水素充填タンク
１５ 車載側ホース（車両側水素供給ライン）
１６ 車載側カプラ
１７ 流量調整弁
２１ 水素供給ステーション
２２ 第３の水素供給ライン（第２の水素供給ライン）
２３ 第２の昇圧ポンプ
２４ 第２の熱交換器（第２の加熱手段）
３１ 水素供給ステーション
４１ 水素供給ステーション
５１ 水素供給ステーション
５２ 冷熱回収型発電装置

Claims (8)

1. 水素を燃料として走行する車両に搭載される車載用水素充填タンクに水素を供給するための水素供給ステーションであって、
   その内部に液体水素および／またはスラッシュ水素が貯蔵された水素貯蔵タンクと、
   前記水素貯蔵タンクから流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる昇圧ポンプと、
   前記昇圧ポンプから吐出された水素ガスを昇温させる加熱手段と、
   その一端部が前記水素貯蔵タンクの内部と連通するように配置されているとともに、その他端部に、前記車載用水素充填タンクから延びる車両側水素供給ラインの一端部に取り付けられたカプラと着脱可能に構成されたカプラを備えた第１の水素供給ラインと、
   前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記昇圧ポンプおよび前記加熱手段を制御し、かつ、前記車載用水素充填タンクに供給される水素の温度を制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする水素供給ステーション。
2. その内部に常温・高圧の水素ガスが充填された気蓄器と、
   前記常温・高圧の水素ガスを、前記加熱手段の下流側に位置する前記第１の水素供給ラインに導く第２の水素供給ラインと、
   前記第２の水素供給ラインの途中に設けられた流量調整弁と、
   前記第１の水素供給ラインを介して前記加熱手段から流れてきた水素ガスと、前記第２の水素供給ラインを介して前記流量調整弁から流れてきた水素ガスとを混合する混合器とを備え、
   前記制御手段が、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記流量調整弁および前記混合器をさらに制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水素供給ステーション。
3. 前記水素貯蔵タンクと前記昇圧ポンプとの間に位置する前記第１の水素供給ラインと、前記混合器とを連通する第３の水素供給ラインと、
   前記第３の水素供給ラインの途中に位置し、前記水素貯蔵タンクから流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる第２の昇圧ポンプと、
   前記第３の水素供給ラインの途中に位置し、前記第２の昇圧ポンプから吐出された水素ガスを昇温させて常温の水素ガスとする第２の加熱手段とを備え、
   前記制御手段が、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記第２の昇圧ポンプおよび前記第２の加熱手段をさらに制御するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の水素供給ステーション。
4. 前記水素貯蔵タンクと前記昇圧ポンプとの間に位置する前記第１の水素供給ラインと、前記加熱手段の下流側に位置する前記第１の水素供給ラインとを連通する第２の水素供給ラインと、
   前記第２の水素供給ラインの途中に位置し、前記水素貯蔵タンクから流れてきた液体水素を圧縮して昇圧させる第２の昇圧ポンプと、
   前記第２の水素供給ラインの途中に位置し、前記第２の昇圧ポンプから吐出された水素ガスを昇温させて常温の水素ガスとする第２の加熱手段と、
   前記第１の水素供給ラインを介して前記加熱手段から流れてきた水素ガスと、前記第２の水素供給ラインを介して前記第２の加熱手段から流れてきた水素ガスとを混合する混合器とを備え、
   前記制御手段が、前記車載用水素充填タンクのタンク温度および／またはタンク圧力に基づいて、前記第２の昇圧ポンプ、前記第２の加熱手段、および前記混合器をさらに制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水素供給ステーション。
5. 前記加熱手段が、前記車載用水素充填タンクに内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の水素供給ステーション。
6. 前記加熱手段を通過した水素ガスが、前記気蓄器に一旦溜められるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の水素供給ステーション。
7. 前記加熱手段に、冷熱を電気エネルギーに変換する少なくとも１つの冷熱回収型発電装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水素供給ステーション。
8. 前記第２の加熱手段に、冷熱を電気エネルギーに変換する少なくとも１つの冷熱回収型発電装置が配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の水素供給ステーション。

Images