JP2011080495A - 水素充填システムの水素用熱交換器 - Google Patents

水素充填システムの水素用熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
JP2011080495A
JP2011080495A JP2009231123A JP2009231123A JP2011080495A JP 2011080495 A JP2011080495 A JP 2011080495A JP 2009231123 A JP2009231123 A JP 2009231123A JP 2009231123 A JP2009231123 A JP 2009231123A JP 2011080495 A JP2011080495 A JP 2011080495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
heat exchanger
supply path
pressure
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009231123A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuyuki Takada
保之 高田
Yukitaka Murakami
敬宜 村上
Lloyd Peter Woodfield
ロイド ウッドフィールド ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2009231123A priority Critical patent/JP2011080495A/ja
Priority to US13/500,447 priority patent/US20120216915A1/en
Priority to CA2776739A priority patent/CA2776739A1/en
Priority to EP10821978A priority patent/EP2487401A1/en
Priority to PCT/JP2010/067392 priority patent/WO2011043308A1/ja
Publication of JP2011080495A publication Critical patent/JP2011080495A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/14Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically both tubes being bent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0352Pipes
    • F17C2205/0364Pipes flexible or articulated, e.g. a hose
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/037Quick connecting means, e.g. couplings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107Single phase
    • F17C2225/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/035High pressure, i.e. between 10 and 80 bars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135Pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0157Compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/039Localisation of heat exchange separate on the pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/01Intermediate tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03Control means
    • F17C2250/032Control means using computers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043Pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0443Flow or movement of content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0689Methods for controlling or regulating
    • F17C2250/0694Methods for controlling or regulating with calculations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/025Reducing transfer time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/026Improving properties related to fluid or fluid transfer by calculation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • F17C2265/065Fluid distribution for refueling vehicle fuel tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184Fuel cells
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0047Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for hydrogen or other compressed gas storage tanks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Abstract

【課題】水素供給路と冷媒供給路の圧力を同程度の高圧にし、伝熱効果を高め、小型化した水素充填システムの水素用熱交換器を作る。
【解決手段】 蓄圧器5から高圧化された水素を水素燃料電池自動車7の水素タンク8へ充填する水素充填システムにおいて、充填する水素を冷却させるプレクール装置11の熱交換器12の構成を、水素供給路22と冷媒供給路23の供給圧力を同程度の高圧にした。これにより、両供給路の境界の管壁の厚さを従来に比し薄く構成した。このため、熱交換器の伝熱抵抗、水素圧力損失が低減し、伝熱効果を高め装置が小型化した。
【選択図】 図3

Description

本発明は、水素充填システムの水素用熱交換器に関する。更に詳しくは、例えば水素燃料電池車に搭載された水素タンクに水素を冷却して供給するための水素充填システムの水素用熱交換器に関する。
水素を燃料とする自動車は、二酸化炭素を発生させない究極のエコカーとして知られている。自動車に搭載されている水素タンクに水素を充填するために、既存のガソリンエンジン車用のガソリンスタンドのように、必要な場所に水素ステーションを設置する必要がある。水素ステーションから自動車の水素タンクに水素を充填させるシステムは、種々の構成のものが提案されている。
例えば、高圧ガス貯蔵タンクの水素ガスをボルテックスチューブに導入して、高温ガスと低温ガスに分離し、分離した高温ガスを熱交換器で冷却する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。又、水素供給タンクから車載タンクへ水素を供給する経路上に熱交換器を内蔵し、冷却させる接続ユニットが知られている(例えば、特許文献2参照)。
貯蔵タンク内の高圧ガスをこれより低い他の充填タンクに充填するとき、充填された水素ガスは後から入ってくる水素ガスにより、充填タンク内で断熱圧縮されるために、充填タンク内で温度が上昇し発熱すること知られている。このことは、高圧水素ガスを充填する際、温度が上昇し、充填タンク構造物の耐熱温度(一般的には85℃)以上となる恐れが生じるとともに、水素ガスの充填量が不足することを意味する。このために温度上昇を抑制しなければならない。
このようなことから、これらの水素ステーションにおいて、温度を低くして体積を小さくして、一定時間当たりの水素充填速度を早くするために、ディスペンサーの部分にプレクーラーを設置して、水素を予冷する必要がある。このために70MPa級の水素ステーションではプレクーラーに水素を冷却する熱交換器を備えている。この熱交換器は、種々のものが提案されており、例えば充填する側の液体水素槽の冷熱を冷媒として利用するものも提案されている。
これらの例として、前述した特許文献以外に、例えば、液化水素貯蔵空間内で加圧されている水素ガスを冷却するために、加圧水素ガスを冷却する熱交換器を設けた水素ガス供給設備を使用し、この水素ガス供給設備を介して水素ガスを供給する構成のものが知られている(例えば、特許文献3参照)。又、熱交換器に関わる技術として、水素自動車に水素ガスを供給する経路に筐体の熱交換器を設け冷却する構成のものが知られている(例えば、特許文献4参照)。更に、水素燃料電池自動車に適用したもので、水素タンク又は水素供給経路に二重管構成で冷媒管を設け、水素を冷却させる構成のものも知られている(例えば、特許文献3、5参照)。
このような熱交換器では、例えば、70MPa仕様の水素ステーションの場合、3kg−H2/minの水素充填速度を達成するために、ディスペンサーの部分にプレクーラーを設置して、水素を−30℃程度まで予冷している。プレクール熱交換器の配管を70MPaの耐圧にするために、管内径に対し肉厚が太くなり伝熱性能が悪くなる。このために、熱交換器の伝熱効率を高めるため、管を長くして伝熱面積を大きくせざるをえず、装置の大型化と圧力損失が増大するという問題があった。
特開2007−309375号公報 特開2005−69330号公報 特開2009−127813号公報 特開2008−164177号公報 特開2006−142924号公報
水素の冷却技術は、前述のように多くの提案がなされているが、冷却装置は一定の冷却温度に水素を下げる必要があることから、熱交換器である管の長さを長くせざるを得ない等の制約がある。従って、従来提案されている冷却装置はこの点で小型化するには限界があった。前述の公知技術には、本発明に構造が似たような二重管構成の交換器の例もあるが、冷却の効率化を行うための具体的な構造は示されていない。
又、適用する自動車は移動体であるので、冷却装置は極力軽量化されることが望ましい。このため、冷却装置等の設備は自動車側に搭載されるのではなく、固定されたスタンド等、例えばディスペンサー等に付随して設置されることが望ましい。更に、供給される水素は短時間で効率よく冷却され、安定した状態で自動車の水素タンクに短時間で充填されることが望まれている。
本発明は、前述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。本発明の目的は、冷媒側の供給路圧力を水素側の供給路圧力と同程度まで昇圧することにより、水素の供給路と冷媒の供給路の境界の伝熱管の肉厚を薄くすることで伝熱効果を高め、小型化した水素充填システムの水素用熱交換器を提供することにある。
本発明の他の目的は、冷媒側の圧力を水素側と同程度まで昇圧することにより、伝熱管の肉厚を薄くすることで流路の長さを短くし伝熱速度を早くし、水素圧力損失を低減した水素充填システムの水素用熱交換器を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、冷媒側の圧力を水素側と同程度まで昇圧することにより、伝熱管の肉厚を薄くすることで熱交換時の伝熱抵抗を低減し、冷却時間を短縮し、冷却効果を高めた水素充填システムの水素用熱交換器を提供することにある。
本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明1の水素充填システムの水素用熱交換器は、水素を高圧貯蔵した圧力容器と、前記圧力容器と相対的に移動可能に設けられ、前記圧力容器から前記水素を充填される可搬用圧力容器と、前記圧力容器側に設けられ、前記圧力容器から前記可搬用圧力容器に前記水素を充填するための水素充填装置と、前記水素充填装置に付随して設けられ前記水素を冷却するため熱交換器を有する冷却装置とからなる水素充填システムにおいて、前記冷却装置の熱交換器は、前記圧力容器から前記水素充填装置へ高圧水素を供給する水素供給路を有する水素供給路と、前記水素供給体の外周又は内部に設けられ前記水素と略同圧力の冷媒を昇圧装置を介して供給する冷媒供給路を有する冷媒供給路とで構成される。
本発明2の水素充填システムの水素用熱交換器は、本発明1において、前記水素供給路と前記冷媒供給路の境界部分の供給路体の肉厚は、前記水素供給路又は前記冷媒供給路の外管の肉厚よりも相対的に薄い肉厚構成になっていることを特徴とする。
本発明3の水素充填システムの水素用熱交換器は、本発明1において、前記可搬用圧力容器は、車両に搭載されるものであることを特徴とする。
本発明4の水素充填システムの水素用熱交換器は、本発明1において、前記冷却装置の熱交換器は、二重管構成で前記水素供給路が前記冷媒供給路内に埋設された構成になっていることを特徴とする。
本発明5の水素充填システムの水素用熱交換器は、本発明1において、前記冷却装置の熱交換器は、二重管構成で前記冷媒供給路が前記水素供給路内に埋設された構成になっていることを特徴とする。
本発明6の水素充填システムの水素用熱交換器は、本発明1において、前記水素供給路内の水素及び前記冷媒供給路内の冷媒の圧力は、70MPaであることを特徴とする。
本発明7の水素充填システムの水素用熱交換器は、本発明1において、前記水素供給路内の水素及び前記冷媒供給路内の冷媒は、供給方向が相互に逆方向に供給される構成であることを特徴とする。
本発明によれば、水素の供給路側の圧力と、冷媒の供給路側の圧力とを同程度に昇圧させた高圧の供給路の構成とした。このことにより、水素側と冷媒側の供給路の境界の管壁肉厚を薄くできるようになり、供給路の長さを短くすることができ、伝熱抵抗を低減し、水素圧力損失も低減した。この結果、熱交換時の伝熱効果の向上した装置となり、冷却時間が短縮され冷却効果を高め、装置を小型化することができた。
図1は、本発明の水素充填システムの全体構成を示す実施の形態の構成図である。 図2は、図1の実施の形態の冷却装置の構成を示す構成図である。 図3は、図2の熱交換器部分を拡大表示した部分断面図である。 図4は、熱交換器の構成を従来の構成と対比して示す説明図である。 図5は、熱交換器の他の実施例を示す断面図である。 図6は、本発明の改善効果を実証する熱交換器長さの計算例を表示した図である。 図7は、本発明の改善効果を実証する圧力損失の計算例を表示した図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1は、水素充填システム1の概要を示す構成図である。水素は公知の水素製造装置2によって製造され、水素貯蔵タンクであるバッファタンク3に貯蔵される。このバッファタンク3の水素は、配管、バルブ等を介して圧縮機4に供給され、この圧縮機4により圧縮され高圧化される。高圧に圧縮された水素は、蓄圧器5内に貯蔵される。蓄圧器5は、複数のボンベからなり、このボンベのバルブを順次切り替えることにより、必要とされる量の水素を連続的に取り出すことができる。各ボンベ内の容量、圧力、水素の流量等は、水素充填システムに設けられた表示装置(図示せず)に表示される。
通常、水素製造装置2により製造された水素は、水素輸送車により輸送され水素ステーションの水素貯蔵タンクに貯蔵される。水素製造装置2は、本発明の要旨とするものではないが、一般的に水素は化石燃料、バイオマス、自然エネルギー、原子力エネルギー等から触媒法、電気分解法等の製造方法により製造される。製造された水素は、配管による直接的な供給、専用の水素タンク車、又はボンベに充填された状態で運搬され、水素ステーション内の備蓄タンクに貯蔵されるか、又はそのまま備蓄用ボンベと同じボンベで貯蔵される。
このボンベ内の高圧の水素は、水素充填装置のディスペンサー6を介して、水素燃料電池自動車7に搭載の水素タンク8に充填される。ディスペンサー6は、固定的に特定の場所に設置された水素ステーションに配置されている。この水素ステーションは、ガソリンスタンドと同様に道路等に隣接して設けられ、水素燃料電池自動車7に水素を充填させるための設備である。
水素充填装置のディスペンサー6は、蓄圧器5に貯蔵されている高圧の水素を燃料電池自動車7の水素タンク8に充填させるための装置である。本例の水素燃料電池自動車7は、水素と酸素の電気化学反応を利用して発電する燃料電池によって、モータを駆動するものである。通常燃料として水素ガスは、水素タンク8に高圧で貯蔵され、その水素タンク8は燃料電池の近傍に搭載され設置され、水素燃料電池自動車7の移動と共にする。
この水素タンク8内の水素量が低下すると、水素を充填する必要が生じ、特定の場所に配置されている水素ステーションまで移動する。水素ステーションのディスペンサー6から、ノズル体9を充填口に差し込むことにより高圧の水素を水素タンク8へ充填する。一般に、この水素タンク8は複数個搭載されており、水素量が不足すると水素タンク8は、他の水素タンク8のバルブを開けて使用される。水素タンク8の水素の残量は、運転席の表示盤で確認することができる。
水素充填装置には、ディスペンサー6に付随して、充填水素を冷却するためのプレクール装置11が、即ち冷却装置が配置されている。この冷却装置は、水素の供給量の効率化、即ち単位時間当たり充填量の増大を図ると同時に、水素燃料電池自動車7の温度上昇を抑制する効果も有している。ディスペンサー6は、高圧の、例えば70MPaの高圧水素ガスを、安全かつ容易な操作で水素燃料電池自動車7の水素タンク8へ充填するための装置である。
水素充填装置には図示していないが、流量計、カップリング、温度、圧力等の表示装置、制御装置、バルブ等が付随して設けられている。冷却された水素は、ディスペンサー6に設けられたノズル体9に導かれ、水素燃料電池自動車7側の充填口に供給される。この充填口にノズル9が接続されたとき、水素がこのカプラー形式のノズル体9を介して燃料電池自動車に供給される。
ノズル9は、ディスペンサー6にチューブを介して連結されているので、水素燃料電池自動車7がノズル9の近傍に設置されると、周知のガソリン車の場合と同様に、作業者が手動操作でノズル9を水素燃料電池自動車7の水素充填口に接続することができる。水素は、蓄圧器5から配管を介してバルブ10の調整により供給される際、昇温された水素ガスとなってディスペンサー6に導かれる。
この昇温された水素ガスをスムースに水素燃料電池自動車7の水素タンク8へ供給するためには、前述した断熱圧縮により充填タンク8内で温度が上昇するので、冷却する必要がある。このためにディスペンサー6に付随してプレクール装置11が設けられている。冷却装置のプレクール装置11は、昇温した水素ガスを冷却するための熱交換器12を有している。本例では、このプレクール装置11の熱交換器12の部分を小型化し、伝熱効率を高めた構成にしたものである。
次に、このプレクール装置11の熱交換器12の具体的な構造を説明する。図2は、熱交換器12の構成を示す構成図であり、図3は図2のA部の部分拡大図である。この熱交換器12は、供給される水素を冷却するために流路となる管路体の一部を、螺旋状に形成したステンレス製のコイル管にしたものである。このコイル管は、水素の供給路13とこの水素を冷却するための冷媒の供給路14の二重管構造により、水素と冷媒の供給路を形成している。
図2において、蓄圧器5からの水素ガスは、管路15を介してこの熱交換器12の水素供給口16に導かれ、コイル管の内部管に供給される。供給された水素は、水素排出口17より排出され、ディスペンサー6に導かれるようになっている。一方、図3に示すように、二重管構成で埋設された状態の水素の供給路13の外側の管内の空間部は、前述したとおり冷媒の供給路14となっている。冷媒は、冷凍機18により冷却された後、昇圧用ポンプ19により加圧して冷媒供給口20から供給され、冷媒排出口21から排出される。
本実施の形態でいう冷媒は、フロン、HCFC、HFC、二酸化炭素、アンモニア、プロパン等の一般的に冷媒として使用されているものである。冷媒が気体状態の場合は、圧縮機で圧縮されるが、本例においては、液体の状態として説明する。冷媒供給口20は、水素排出口17の近傍に、又、冷媒排出口21は水素供給口16の近傍に設けられている。従って、水素の供給方向と冷媒の供給方向とは逆の向きの流れになっている。この様に、この熱交換器12の主要部は、水素と冷媒の供給路の二重管構成となっている。
即ち、水素供給路22が、冷媒供給路23内に埋設された状態の二重管構造の管体となっている。この管体は前述のとおりコイル状に構成されている。この水素充填システム1には、図示していないが適宜必要な位置に温度センサー等が配置され、そこに流れる流体の温度を測定しており、又、圧縮機、ポンプ等の運転制御のため、或いは温度制御、圧力制御のための制御装置が設けられている。
水素燃料電池自動車7には、可搬用圧力容器である水素タンク8が搭載されており、水素燃料電池自動車7の移動とともに移動する構成になっている。水素燃料電池自動車7側の水素タンク8の機能は公知であるので、詳細な説明は省略するが、この水素タンク8は燃料電池に隣接して設けられ、燃料電池のアノード電極(燃料極)側に水素ガスを供給するためのものである。
図4(a)及び図4(b)は、本構成と従来例との比較を示した部分断面図で、熱交換器の説明図である。図4(a)は、従来の熱交換器構成を示し、図4(b)は、本実施の形態の熱交換器の構成を示している。図4(a)及び図4(b)において、管体を直角に交差する矢印は、圧力方向、伝熱方向を示す。従来の熱交換器の二重管構造は、水素供給路50の伝熱管の管壁の肉厚は厚い管であった。
即ち、水素供給路51の管壁の肉厚が図4(a)に示すように、水素供給圧力である、例えば70MPaの高圧に耐えられる厚さとしている。これに対して、冷媒供給路52の圧力は大気圧としており、冷媒供給路53の外管も大気圧に接している。この従来の構成は、水素の供給圧のみが高圧であり、冷媒の供給圧は大気圧程度で低圧であった。このため相互の圧力差が大きいので、水素供給路50の管壁の肉厚の厚さを高圧に耐えうるように厚く構成していた。
これに対し、本構成は図4(b)に示すように、冷媒の供給圧を水素の供給圧と同程度の圧力で供給するような構成にした。即ち、水素供給路13の水素圧力と冷媒供給路14の冷媒圧力を70MPaと同じにする。冷媒の供給圧は昇圧ポンプ19により昇圧させる。冷媒は液体を加圧して昇圧させるので、このための動力はそれほど必要としない。これにより、水素供給路13と冷媒供給路14の圧力が同じになり圧力差は無くなるので、水素供給路22と冷媒供給路23の境界の管の肉厚は薄くすることができる。
この肉厚を薄くすることにより熱が伝播しやすくなり、伝熱効率は向上する。この結果、伝熱抵抗が従来に比し大幅に低減し、熱交換器は熱交換部分の長さを短くすることができ、装置を小型化することができる。この小型化は、短尺にすることで装置を従来に比し1/2〜1/3に小さくすることが可能である。更に水素と冷媒との圧力差が大きいことに伴って生じる変形、振動等に伴う圧力の損失も従来の構成に比し低減されることになる。
この水素側の圧力損失も従来に比し、1/2〜1/3に低減することが可能である。冷媒供給路23の外側の管壁の肉厚は、高圧に耐えられる厚さとする。この構成は、二重管構成の内管路を水素の供給路として説明したが、必ずしもこの構成に限定されることはなく、図5に示すように管構成において、内管の供給路を冷媒供給管31により、この内孔に冷媒供給路30を形成し、又、外周の供給路を水素供給管33とし、この内孔と冷媒供給管31の外周面との間を水素供給路32としている。なお、この冷媒供給路30に水素を流し、水素供給路32に冷媒を流すように、逆の構成にしてもよい。この場合であっても内管である冷媒供給管(この場合は、水素供給管となる。)31の肉厚は薄くでき、実質的な伝熱効果は前述の場合と全く同じである。
水素燃料自動車7の水素タンク8に充填された水素が使用済みになった後は、図1の点線経路で示すように残った水素はバッファタンク3に回収される。実際は水素タンク8を水素燃料自動車7から取り出し、運搬し、低圧になった水素タンク8内の水素をバッファタンク3に移し再利用する。
[計算例]
次に、内管の肉厚を変えてシュミレーションした伝熱関係の計算例を示す。計算条件及び各符号の定義は、次のとおりである。
固定パラメータは、内管直径:d=10mm、水素の充填速度:m=3kg/min、水素入口温度:Thi=30℃,水素出口温度:Tho=−35℃,冷媒入口温度:Tci=−50℃,冷媒出口温度:Tco=−30℃とする。
水素の物性値は、定圧比熱:cph=15052J/(kg・K),密度:ρ=48.92kg/m3,粘性係数:μ=11.3×10−6Pa・s,熱伝導率:λ=0.2706W/(m・K),熱拡散率:α=λ/ρph=3.675×10−7/s,動粘性係数:ν=μ/ρ=2.31×10−7/s,プラントル数:Pr=ν/α=0629
ステンレス管の物性値は、熱伝導率:λ=20W/(m・K)とする。
熱計算は次のとおりである。上記で与えられた水素及び冷媒の出入り口温度を用いて対数平均温度ΔTlmを計算する。
Figure 2011080495
熱交換器における熱交換量Qcoolは、水素の質量流量から次式で計算される。
Figure 2011080495
水素側の対流熱伝達率hを、Dittus−Boelterの式により計算する。
Figure 2011080495
Figure 2011080495
Figure 2011080495
これにより、水素側の熱伝達率hは、次のようになる。
Figure 2011080495
一方、冷媒側は、液体であるので、水素側よりも熱伝達率は大きい。ここでは、水素側の約2倍の熱伝達率hを、用いる。
Figure 2011080495
以下、この式にもとづき、伝熱管の外径を30mmとした場合と14mmにした場合で、必要な熱交換長さを計算した結果である。
(a)管の外径:d=30mmの場合(管の内径10mmで、肉厚は10mm)
熱通過率(外管基準)kは、次のようになる。
Figure 2011080495
これにもとづき、必要な熱交換長さLHEXを、計算すると次のようになる。
Figure 2011080495
圧力損失は、Nikuradseの式で管摩擦係数fを、計算した結果から次のように計算される。
Figure 2011080495
Figure 2011080495
(b)管の外径:d=14mmの場合(管の内径10mmで、肉厚は2mm)
熱通過率(外管基準)kは、次のようになる。
Figure 2011080495
これにもとづき、必要な熱交換長さLHEXを、計算すると次のようになる。
Figure 2011080495
圧力損失は、Nikuradseの式で管摩擦係数を計算した結果から次のように計算される。管摩擦係数は、前述した(a)の場合と同じである。圧力損失Δpは、次のようになる。
Figure 2011080495
この計算結果は、従来と同じ条件で計算すると、伝熱効率は優れているので、本構成の方の伝熱効率は従来のものよりよく、管路長さが短くなり、圧力損失も小さくなることが裏付けられた。図6は、この計算式にもとづき、熱交換長さを管外径の変化に応じシミュレーションして算出した結果をグラフ表示したものである。
図7は、図6と同様に、前述の計算式にもとづき、圧力損失を管外径の変化に応じシミュレーションして算出した結果をグラフ表示したものである。この図6、図7において、管内径他の固定パラメータは、前述の数値どおりである。この図6及び図7の計算例で示したように、例えば、管径を30mmから14mmにすることで、伝熱面積は約40%になることが確認できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されない。例えば、本発明の水素供給路と冷媒供給路を管体として説明したが、その形状に限定されず他の形状であってもよい。又、車両は、自動車として説明したが、トラック等であってもよい。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。
1…水素充填システム
2…水素製造装置
3…バッファタンク
4…圧縮機
5…蓄圧器
6…ディスペンサー
7…水素燃料電池自動車
8…水素タンク
11…プレクール装置
12…熱交換器
22…水素供給路
23…冷媒供給路

Claims (7)

  1. 水素を高圧貯蔵した圧力容器(5)と、
    前記圧力容器と相対的に移動可能に設けられ、前記圧力容器から前記水素を充填される可搬用圧力容器(8)と、
    前記圧力容器側に設けられ、前記圧力容器から前記可搬用圧力容器に前記水素を充填するための水素充填装置(6)と、
    前記水素充填装置に付随して設けられ前記水素を冷却するため熱交換器(12)を有する冷却装置(11)と
    からなる水素充填システムにおいて、
    前記冷却装置の熱交換器(12)は、
    前記圧力容器から前記水素充填装置へ高圧水素を供給する水素供給路(13)を有する水素供給路(22)と、
    前記水素供給体の外周又は内部に設けられ前記水素と略同圧力の冷媒とを昇圧装置(19)を介して供給する冷媒供給路(14)を有する冷媒供給路(23)と
    で構成される水素充填システムの水素用熱交換器。
  2. 請求項1に記載された水素充填システムの水素用熱交換器において、
    前記水素供給路(13)と前記冷媒供給路(14)の境界部分の供給路を形成する肉厚は、前記水素供給路(22)又は前記冷媒供給路(23)の肉厚よりも相対的に薄い肉厚構成になっていることを特徴とする水素充填システムの水素用熱交換器。
  3. 請求項1に記載された水素充填システムの水素用熱交換器において、
    前記可搬用圧力容器(8)は、車両(7)に搭載されるものであることを特徴とする水素充填システムの水素用熱交換器。
  4. 請求項1に記載された水素充填システムの水素用熱交換器において、
    前記冷却装置(11)の熱交換器(12)は、二重管構成で前記水素供給路(22)が前記冷媒供給路(23)内に埋設された構成になっていることを特徴とする水素充填システムの水素用熱交換器。
  5. 請求項1に記載された水素充填システムの水素用熱交換器において、
    前記冷却装置(11)の熱交換器(12)は、二重管構成で前記冷媒供給路(23)が前記水素供給路(23)内に埋設された構成になっていることを特徴とする水素充填システムの水素用熱交換器。
  6. 請求項1に記載された水素充填システムの水素用熱交換器において、
    前記水素供給路(22)内の水素及び前記冷媒供給体(23)内の冷媒の圧力は、70MPaであることを特徴とする水素充填システムの水素用熱交換器。
  7. 請求項1に記載された水素充填システムの水素用熱交換器において、
    前記水素供給路(22)内の水素及び前記冷媒供給体(23)内の冷媒は、供給方向が相互に逆方向に供給される構成であることを特徴とする水素充填システムの水素用熱交換器。
JP2009231123A 2009-10-05 2009-10-05 水素充填システムの水素用熱交換器 Pending JP2011080495A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231123A JP2011080495A (ja) 2009-10-05 2009-10-05 水素充填システムの水素用熱交換器
US13/500,447 US20120216915A1 (en) 2009-10-05 2010-10-04 Hydrogen heat exchanger for a hydrogen filling system
CA2776739A CA2776739A1 (en) 2009-10-05 2010-10-04 Hydrogen heat exchanger for a hydrogen filling system
EP10821978A EP2487401A1 (en) 2009-10-05 2010-10-04 Hydrogen heat exchanger for a hydrogen filling system
PCT/JP2010/067392 WO2011043308A1 (ja) 2009-10-05 2010-10-04 水素充填システムの水素用熱交換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231123A JP2011080495A (ja) 2009-10-05 2009-10-05 水素充填システムの水素用熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011080495A true JP2011080495A (ja) 2011-04-21

Family

ID=43856761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009231123A Pending JP2011080495A (ja) 2009-10-05 2009-10-05 水素充填システムの水素用熱交換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120216915A1 (ja)
EP (1) EP2487401A1 (ja)
JP (1) JP2011080495A (ja)
CA (1) CA2776739A1 (ja)
WO (1) WO2011043308A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013002581A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Tatsuno Corp ガス充填システム
JP2013057384A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Taiyo Nippon Sanso Corp 水素ステーション
JP2013148197A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Mayekawa Mfg Co Ltd ガス充填システム
JP2013231457A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Taiyo Nippon Sanso Corp 水素ガス充填方法
WO2015016076A1 (ja) 2013-07-31 2015-02-05 株式会社神戸製鋼所 水素ガスの冷却方法及び水素ガスの冷却システム
JP2015092108A (ja) * 2014-11-27 2015-05-14 株式会社前川製作所 燃料ガスの充填制御方法とその装置
JP2016193810A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 富永 淳 導管からの水素漏洩監視システム
JP2017509838A (ja) * 2014-01-02 2017-04-06 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ 圧力バランスした状態で金属水素化物を収容するタンクを備える可逆的h2貯蔵システム
JP2017150810A (ja) * 2017-04-10 2017-08-31 株式会社神戸製鋼所 水素ガスの冷却方法及び水素ガスの冷却システム
KR20220121402A (ko) * 2021-02-25 2022-09-01 주식회사 이앤코 하이브리드 대기식 기화기
US11713734B1 (en) * 2023-02-01 2023-08-01 GM Global Technology Operations LLC Thermally conditioned noise / vibration attenuating fuel rail chamber
WO2024004270A1 (ja) * 2022-06-29 2024-01-04 三菱重工業株式会社 水素ステーション及び水素ステーション用冷凍機システム

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012123349A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Hydrogen dispensing process and system
KR20140025337A (ko) * 2011-06-28 2014-03-04 다이요 닛산 가부시키가이샤 열교환기
JP5839546B2 (ja) * 2011-06-30 2016-01-06 株式会社神戸製鋼所 水素ステーション
US9284178B2 (en) * 2011-10-20 2016-03-15 Rht Railhaul Technologies Multi-fuel service station
CA2921548A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Oscomp Systems Inc. Virtual gaseous fuel pipeline
DE102013002431A1 (de) * 2013-02-12 2014-08-14 Linde Aktiengesellschaft Befüllung von Speicherbehältern mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbesondere Wasserstoff
DE102013011052A1 (de) * 2013-07-02 2015-01-08 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Ermitteln eines Wasserstofftankdrucks
FR3008472B1 (fr) * 2013-07-10 2015-07-17 Air Liquide Procede de remplissage d'un reservoir de gaz
CN106030186B (zh) * 2014-02-21 2019-04-30 株式会社神户制钢所 气体供给系统以及加氢站
US9731594B2 (en) * 2014-08-27 2017-08-15 Oshkosh Corporation Natural gas filling system for a vehicle
JP6389440B2 (ja) * 2015-03-13 2018-09-12 株式会社神戸製鋼所 ガス供給システムおよびそれを備えた水素ステーション、蓄圧器の寿命判定方法、並びにガス供給システムの使用方法
MX2017012357A (es) * 2015-04-24 2018-01-26 Cmd Corp Método y aparato para dispensar combustible gaseoso a un veículo.
US9843062B2 (en) 2016-03-23 2017-12-12 Energyield Llc Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use
US9840413B2 (en) 2015-05-18 2017-12-12 Energyield Llc Integrated reformer and syngas separator
DK201600136A1 (en) * 2016-03-02 2017-10-02 Nel Hydrogen As Cooling of a supply pipe in a hydrogen refueling system
JP6708505B2 (ja) * 2016-07-14 2020-06-10 株式会社日立プラントメカニクス 高圧水素の膨張タービン式充填システム
JP6652483B2 (ja) * 2016-11-07 2020-02-26 株式会社神戸製鋼所 ガス供給システム及び水素供給設備
SE542134C2 (en) * 2017-07-07 2020-03-03 Boh Westerlund Hydrogen refuelling station comprising a fill tank arranged with a cooling system
JP6831311B2 (ja) * 2017-09-15 2021-02-17 株式会社神戸製鋼所 ガス供給装置、およびガス供給装置の運転開始方法
CN110939860B (zh) * 2018-09-21 2021-03-16 国家能源投资集团有限责任公司 加氢站控制系统、方法以及加氢站
CN109342063B (zh) * 2018-10-05 2020-04-17 北京航天三发高科技有限公司 一种换热器热流输入温度的确定方法
US10961109B2 (en) 2018-11-16 2021-03-30 China Energy Investment Corporation Limited Fluid bypass method and system for controlling the temperature of a non-petroleum fuel
US20210198095A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-01 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Station for filling tanks of hydrogen-fuelled vehicles
US11293595B2 (en) * 2020-04-01 2022-04-05 Mirae EHS-code Research Institute Hydrogen fueling system and method based on real-time communication information from CHSS for fuel cell
CA3185964A1 (en) 2020-07-13 2022-01-20 Darryl E. POLLICA Hydrogen fueling systems and methods
US11287089B1 (en) * 2021-04-01 2022-03-29 Air Products And Chemicals, Inc. Process for fueling of vehicle tanks with compressed hydrogen comprising heat exchange of the compressed hydrogen with chilled ammonia
CN113503462B (zh) * 2021-07-09 2022-12-27 上海氢枫能源技术有限公司 一种移动式加氢机器人及其运行控制方法
DE102021125688A1 (de) * 2021-10-04 2023-04-06 Schmöle GmbH Wärmetauscher und Verfahren zum Betanken eines Fahrzeuges
US20230140626A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-04 Supercool Metals LLC Bulk metallic glass structures for hydrogen applications
DE102021131243B3 (de) 2021-11-29 2023-03-09 Audi Aktiengesellschaft Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennstoffzellenvorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304703A (ja) * 2000-04-18 2001-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍サイクル装置
JP2006316817A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Jfe Engineering Kk 水素の供給方法、水素の供給装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2756032A (en) * 1952-11-17 1956-07-24 Heater
JP2624649B2 (ja) * 1986-05-30 1997-06-25 株式会社東芝 二重金属管等の残留応力改善方法
JPH05164482A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Kobe Steel Ltd 液化天然ガスの気化装置
JP2005069330A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 水素供給ステーション
JP4542414B2 (ja) 2004-11-18 2010-09-15 株式会社豊田自動織機 水素燃料自動車における水素タンク冷却装置
US7757726B2 (en) * 2005-05-06 2010-07-20 Kiyoshi Handa System for enhancing the efficiency of high pressure storage tanks for compressed natural gas or hydrogen
JP2007309375A (ja) 2006-05-17 2007-11-29 Honda Motor Co Ltd 高圧ガス充填方法、高圧ガス充填装置及びこの高圧ガス充填装置を搭載した車両
JP2008004318A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Toyota Motor Corp 燃料電池の配管構造
JP5067524B2 (ja) * 2006-07-26 2012-11-07 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
US20080289591A1 (en) * 2006-12-19 2008-11-27 Pascal Tessier Vehicle for Filing a Hydrogen Storage Vessel at Enhanced Flow Rates
JP2008164177A (ja) 2006-12-27 2008-07-17 Taiyo Nippon Sanso Corp 熱交換器
KR20090096482A (ko) * 2006-12-19 2009-09-10 타이요 닛폰 산소 가부시키가이샤 열교환기
US7938150B2 (en) * 2007-06-11 2011-05-10 Honda Motor Co, Ltd Station side cooling for refueling vehicle storage tanks with high pressure fuel
JP2009127813A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Taiyo Nippon Sanso Corp 水素ガス供給方法およびその供給設備
EP2224519A1 (en) * 2009-02-16 2010-09-01 HyET Holding B.V. Hydrogen storage vessel and fuel cell apparatus comprising an ionic decompression cell
JP5525188B2 (ja) * 2009-06-09 2014-06-18 本田技研工業株式会社 水素充填装置及び水素充填方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304703A (ja) * 2000-04-18 2001-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍サイクル装置
JP2006316817A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Jfe Engineering Kk 水素の供給方法、水素の供給装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013002581A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Tatsuno Corp ガス充填システム
JP2013057384A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Taiyo Nippon Sanso Corp 水素ステーション
JP2013148197A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Mayekawa Mfg Co Ltd ガス充填システム
JP2013231457A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Taiyo Nippon Sanso Corp 水素ガス充填方法
KR20160025589A (ko) 2013-07-31 2016-03-08 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 수소 가스의 냉각 방법 및 수소 가스의 냉각 시스템
WO2015016076A1 (ja) 2013-07-31 2015-02-05 株式会社神戸製鋼所 水素ガスの冷却方法及び水素ガスの冷却システム
JP2015031420A (ja) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社神戸製鋼所 水素ガスの冷却方法及び水素ガスの冷却システム
JP2017509838A (ja) * 2014-01-02 2017-04-06 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ 圧力バランスした状態で金属水素化物を収容するタンクを備える可逆的h2貯蔵システム
JP2015092108A (ja) * 2014-11-27 2015-05-14 株式会社前川製作所 燃料ガスの充填制御方法とその装置
JP2016193810A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 富永 淳 導管からの水素漏洩監視システム
JP2017150810A (ja) * 2017-04-10 2017-08-31 株式会社神戸製鋼所 水素ガスの冷却方法及び水素ガスの冷却システム
KR20220121402A (ko) * 2021-02-25 2022-09-01 주식회사 이앤코 하이브리드 대기식 기화기
KR102565176B1 (ko) * 2021-02-25 2023-08-11 주식회사 이앤코 하이브리드 대기식 기화기
WO2024004270A1 (ja) * 2022-06-29 2024-01-04 三菱重工業株式会社 水素ステーション及び水素ステーション用冷凍機システム
US11713734B1 (en) * 2023-02-01 2023-08-01 GM Global Technology Operations LLC Thermally conditioned noise / vibration attenuating fuel rail chamber

Also Published As

Publication number Publication date
EP2487401A1 (en) 2012-08-15
CA2776739A1 (en) 2011-04-14
US20120216915A1 (en) 2012-08-30
WO2011043308A1 (ja) 2011-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011043308A1 (ja) 水素充填システムの水素用熱交換器
US9458968B2 (en) Hydrogen dispensing process and system
JP2013504015A (ja) 貯蔵タンクに、圧縮された媒体を充填するための装置
JP6033827B2 (ja) 燃料ガスの冷却部が設けられた燃料ガス充填店舗
CA2513745A1 (en) Transportable hydrogen refueling station
JP2007239956A (ja) 水素ガスの充填方法及び装置
EP2124008A1 (en) Heat exchanger
US20080314050A1 (en) No-vent liquid hydrogen storage and delivery system
CN216079287U (zh) 一种低温高压氢混合加注型加氢站
JP2013148197A (ja) ガス充填システム
CN109690169A (zh) 一种使用液氢的氢燃料充装系统及其氢燃料供应方法
JP2011074925A (ja) 水素ガスの充填方法及び充填装置
CN102027236A (zh) 用于泵送低温流体的装置和方法
JP2013231457A (ja) 水素ガス充填方法
JP2008267496A (ja) 水素ガス冷却装置
JP4554966B2 (ja) 水素ガス充填方法及び水素ガス充填装置
CN115419829A (zh) 一种用于液氢发动机测试的高压液氢输送系统及其方法
CN115355440A (zh) 一种低温高压氢混合加注型加氢站
JP2008164177A (ja) 熱交換器
CN114322349A (zh) 耦合直流的回热式制冷机冷却的低温储存系统
US11391415B1 (en) Method for minimizing power demand for hydrogen refueling station
JP2006177537A (ja) 高圧タンクシステム
JP2008064160A (ja) 圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法
JP2007071266A (ja) 水素自動車への液化水素の供給、充填方法およびその供給装置
JP2007009981A (ja) 液化ガス供給設備及び液化ガス供給方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120530

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120703

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121002