JP2011099468A - Gas filling device and method of filling gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料被供給体のガス貯留容器に接続され、燃料ガス供給源から供給された燃料ガスを前記ガス貯留容器に充填するガス充填装置及びガス充填方法に関する。 The present invention relates to a gas filling device and a gas filling method that are connected to a gas storage container of a fuel supply body and fill the gas storage container with fuel gas supplied from a fuel gas supply source.
従来から、燃料ガス(例えば、水素ガスや圧縮天然ガス)と酸化ガス(例えば、空気)との電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギー源として搭載した燃料電池自動車の開発が進められている。この燃料電池自動車には、燃料ガスタンク(ガス貯留容器)が搭載されており、この燃料ガスタンクに対しては、ガス充填装置(燃料ガスステーション)から燃料ガスが供給されている。このガス充填装置では、燃料電池自動車の燃料ガスタンクへのガス充填作業を効率よく行い、当該燃料ガスタンクに目標充填圧力で目標ガス充填量が正確に充填されることが望まれている。 2. Description of the Related Art Conventionally, development of a fuel cell vehicle in which a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas (for example, hydrogen gas or compressed natural gas) and an oxidizing gas (for example, air) is used as an energy source has been advanced. This fuel cell vehicle is equipped with a fuel gas tank (gas storage container), and fuel gas is supplied to the fuel gas tank from a gas filling device (fuel gas station). In this gas filling device, it is desired that the fuel gas tank of the fuel cell vehicle is efficiently filled, and the target gas filling amount is accurately filled in the fuel gas tank at the target filling pressure.
このようなガス充填装置として、ガスを圧縮するコンプレッサと、当該コンプレッサにより圧縮されたガスを貯蔵するガス供給タンクとを有し、当該ガス供給タンクから燃料電池自動車の燃料ガスタンクに充填される燃料ガスの充填量が少ない場合、前記コンプレッサから当該燃料ガスタンクに燃料ガスを直接充填するガス充填装置が紹介されている。(例えば、特許文献1参照)。 As such a gas filling device, a fuel gas that has a compressor that compresses gas and a gas supply tank that stores gas compressed by the compressor, and is filled from the gas supply tank into a fuel gas tank of a fuel cell vehicle A gas filling device has been introduced that fills the fuel gas tank directly with fuel gas from the compressor when the amount of filling is small. (For example, refer to Patent Document 1).
また、コンプレッサによって圧縮された燃料ガスを貯蔵するガス供給タンクに接続されるガス供給管路に弁手段を配設し、燃料電池自動車の燃料ガスタンクに前記燃料ガスが充填された際の圧力に基づいて、前記弁手段の開度を調整することで、前記燃料ガスが前記燃料ガスタンクに、目標充填圧力及び目標ガス充填量で正確に充填されるようにしたガス充填装置も紹介されている。(例えば、特許文献2参照)。 Further, a valve means is disposed in a gas supply line connected to a gas supply tank for storing fuel gas compressed by the compressor, and based on the pressure when the fuel gas tank of the fuel cell vehicle is filled with the fuel gas. A gas filling device is also introduced in which the fuel gas is accurately filled into the fuel gas tank at a target filling pressure and a target gas filling amount by adjusting the opening of the valve means. (For example, refer to Patent Document 2).
そしてまた、コンプレッサによって圧縮したガスを燃料電池自動車の燃料ガスタンクに充填する際に、当該燃料ガスタンクに充填される燃料ガスの圧力を検出し、この検出された圧力が所定以上の場合、当該検出された圧力が大なる程、あるいは、当該検出された圧力と予め定めた最終充填圧力との差が小さくなるにしたがって、前記コンプレッサの回転数を除々に低下させることで、燃料ガスの充填効率を向上したガス充填装置も紹介されている。(例えば、特許文献3参照)。 In addition, when the fuel gas tank of the fuel cell vehicle is filled with the gas compressed by the compressor, the pressure of the fuel gas filled in the fuel gas tank is detected, and the detected pressure is detected when the detected pressure is equal to or greater than a predetermined value. As the pressure increases, or as the difference between the detected pressure and the predetermined final filling pressure decreases, the speed of the compressor is gradually reduced to improve fuel gas charging efficiency. A gas filling device is also introduced. (For example, refer to Patent Document 3).
さらにまた、金属水素化物を収容する金属水素化物タンクから水素エンジンに水素を供給する水素ガス供給管路に水素流量制御弁を配設し、且つ、当該水素ガス供給管路に、前記水素流量制御弁による水素ガスの流量制御の精度が十分高くない場合に限って、微調整のために併用する電磁弁が配設されたバイパス流路を設け、前記水素ガス供給管路を流れる水素ガスの流量を、前記水素流量制御弁、場合によっては、前記電磁弁をも併用して直接に目的の値に合致するように制御することで、金属水素化物タンクによる水素ガス発生の応答性を向上させた水素供給システムも紹介されている。(例えば、特許文献4参照)。 Furthermore, a hydrogen flow control valve is provided in a hydrogen gas supply line for supplying hydrogen from a metal hydride tank containing metal hydride to the hydrogen engine, and the hydrogen flow control valve is provided in the hydrogen gas supply line. The flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas supply line is provided only when the accuracy of the flow rate control of the hydrogen gas by the valve is not sufficiently high, and a bypass flow path provided with a solenoid valve used for fine adjustment is provided. By controlling the hydrogen flow rate control valve and, in some cases, the electromagnetic valve so as to directly match the target value, the response of hydrogen gas generation by the metal hydride tank is improved. A hydrogen supply system is also introduced. (For example, refer to Patent Document 4).
ところで、燃料電池自動車の燃料ガスタンクに、ガス充填装置から燃料ガスを充填する場合、燃料ガスの充填時間をできるだけ短縮させることが望まれている。この要求を満たす方法の一つとして、燃料ガスの充填速度をできるだけ速くすることが考えられるが、充填速度が速くなると、これに応じて燃料ガスタンクの温度が上がり、この温度が上がり過ぎると、燃料ガスを目標充填量まで充填することができなくなることも知られている。 By the way, when the fuel gas tank of the fuel cell vehicle is filled with the fuel gas from the gas filling device, it is desired to shorten the fuel gas filling time as much as possible. One way to meet this requirement is to increase the filling speed of the fuel gas as much as possible. However, as the filling speed increases, the temperature of the fuel gas tank rises accordingly. It is also known that the gas cannot be filled to the target filling amount.
特許文献1に係る発明では、ガス供給タンクから前記燃料ガスタンクに充填される燃料ガスの充填量が少ない場合、コンプレッサから当該燃料ガスタンクに燃料ガスを直接充填しているが、当該コンプレッサから供給される燃料ガスを分配し、燃料ガスタンクに対する充填量を調整する機構を有していないため、供給された燃料ガスは、全て燃料ガスタンクに充填されることになる。したがって、燃料ガスの充填量が多くなり過ぎて、燃料ガスタンクの温度が上がり過ぎ、燃料ガスを目標充填量まで充填することができなくなる虞がある。
In the invention according to
また、容積式のコンプレッサの場合、回転数が一定であれば、供給(吐出)できる燃料ガスの量も一定であるため、特許文献2に係る発明のようにガス供給管路に配設した弁手段の開度を調整しても、燃料ガスタンクに対する燃料ガスの充填量を変更することができない。したがって、この場合も、供給された燃料ガスは、燃料ガスタンクに充填されることになり、燃料ガスの充填流量が多くなり過ぎて、燃料ガスタンクの温度が上がり過ぎ、燃料ガスを目標充填量まで充填することができなくなる虞がある。
Further, in the case of a positive displacement compressor, if the rotation speed is constant, the amount of fuel gas that can be supplied (discharged) is also constant. Therefore, a valve disposed in the gas supply line as in the invention according to
そこで、コンプレッサから供給される燃料ガスの流量を調整するため、燃料ガスタンクに対する燃料ガスの充填停止、充填再開を適宜行うことも考えられるが、この場合、燃料ガスの充填開始時及び充填停止時に圧力脈動が発生するため、これを繰り返すと、ガス充填装置や燃料電池自動車の各設備に負荷がかかる虞がある。 Therefore, in order to adjust the flow rate of the fuel gas supplied from the compressor, it is conceivable to appropriately stop and restart the filling of the fuel gas into the fuel gas tank. In this case, the pressure at the start and stop of the filling of the fuel gas may be considered. Since the pulsation is generated, if this is repeated, there is a risk that a load is applied to each facility of the gas filling device and the fuel cell vehicle.
そしてまた、特許文献3に係る発明では、検出された圧力が大なる程、または、検出された圧力と予め定めた最終充填圧力との差が小さくなるにしたがって、コンプレッサの回転数を除々に低下させることで、燃料ガスの圧力上昇率を小さくし、温度上昇を緩和しているが、コンプレッサの回転数を変更する度に圧力脈動が発生するため、これを繰り返すと、ガス充填装置や燃料電池自動車の各設備に負荷がかかる虞がある。
Further, in the invention according to
また、特許文献4に係る発明は、通常は、水素ガス供給管路に配設した水素流量制御弁によって水素ガスの流量を制御しており、当該水素流量制御弁による水素ガスの流量制御の精度が十分高くない場合に限って、バイパス流路に配設した電磁弁を併用するものであり、制御が複雑である。また、この発明は、水素ガス供給管路を流通する水素ガスの流量が、水素エンジンの必要とする量に追従するように制御することで、急な加速或いは減速に対しても、応答性よく水素ガス供給量を調整することを目的とするものであり、燃料電池自動車の燃料ガスタンクに燃料ガスを充填する装置に関するものではない。 In the invention according to Patent Document 4, the flow rate of hydrogen gas is normally controlled by a hydrogen flow rate control valve disposed in the hydrogen gas supply pipe, and the accuracy of the flow rate control of hydrogen gas by the hydrogen flow rate control valve is controlled. Only when the value is not sufficiently high, the electromagnetic valve disposed in the bypass flow path is used together, and the control is complicated. In addition, the present invention controls the flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas supply line so as to follow the amount required by the hydrogen engine, so that it has good responsiveness to sudden acceleration or deceleration. It is intended to adjust the hydrogen gas supply amount, and is not related to an apparatus for filling a fuel gas tank of a fuel cell vehicle with fuel gas.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、燃料被供給体のガス貯留容器に燃料ガスを充填する際に、前記ガス貯留容器の圧力及び温度をモニタすることで、コンプレッサから供給された燃料ガスの流量を調整し、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができると共に、ガス充填率を向上することが可能なガス充填装置及びガス充填方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is supplied from a compressor by monitoring the pressure and temperature of the gas storage container when filling the gas storage container of the fuel supply body with fuel gas. An object of the present invention is to provide a gas filling device and a gas filling method capable of adjusting the flow rate of the fuel gas to reduce the occurrence of pressure pulsation during fuel gas filling and improving the gas filling rate. And
この目的を達成するため本発明は、燃料被供給体のガス貯留容器に接続され、当該ガス貯留容器に燃料ガスを充填するガス充填装置であって、燃料ガスを供給するガス供給源と、前記ガス供給源から供給された燃料ガスを圧縮するコンプレッサと、前記ガス供給源から供給された燃料ガスを前記コンプレッサに導入する燃料ガス導入ラインと、前記コンプレッサから吐出された燃料ガスを前記ガス貯留容器に充填する燃料ガス充填ラインと、前記燃料ガス充填ラインから分岐され、当該燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスをバイパスさせるバイパスラインと、前記バイパスラインに配設され、当該バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整する流量調整機構と、を備え、前記流量調整機構は、前記ガス貯留容器の圧力及び温度に基づいて制御され、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整するガス充填装置を提供するものである。 In order to achieve this object, the present invention is a gas filling device that is connected to a gas storage container of a fuel supply body and fills the gas storage container with the fuel gas, the gas supply source supplying the fuel gas, A compressor for compressing a fuel gas supplied from a gas supply source; a fuel gas introduction line for introducing the fuel gas supplied from the gas supply source into the compressor; and a fuel storage vessel for discharging the fuel gas discharged from the compressor A fuel gas filling line that fills the fuel gas, a bypass line that bypasses the fuel gas filling line and that bypasses the fuel gas that flows through the fuel gas filling line, and a fuel that is disposed in the bypass line and flows through the bypass line A flow rate adjusting mechanism for adjusting a gas flow rate, wherein the flow rate adjusting mechanism is based on the pressure and temperature of the gas storage container. Are have been controlled, there is provided a gas filling apparatus for regulating the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line.
この構成を備えたガス充填装置は、ガス貯留容器の圧力及び温度に基づいて前記流量調整機構が制御され、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量が調整されるため、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスの一部を前記バイパスラインにバイパスさせることができる。したがって、前記ガス貯留容器への燃料ガスの充填を停止することなく、当該ガス貯留容器に充填される燃料ガスの流量を調整することができる。即ち、前記燃料ガスの流量調整は、ガス貯留容器の圧力及び温度に基づいて行われるため、例えば、前記ガス貯留容器が所定圧力の際に温度が所定値よりも高すぎる場合は、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を多くして、前記ガス貯留容器に充填される燃料ガスの充填量を少なくし、前記ガス貯留容器の温度を下げることで、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができ、ガス充填率を向上することができる。また、燃料ガスの充填流量を調整することができるため、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができる。 In the gas filling device having this configuration, the flow rate adjusting mechanism is controlled based on the pressure and temperature of the gas storage container, and the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line is adjusted. A part of the circulating fuel gas can be bypassed to the bypass line. Therefore, the flow rate of the fuel gas filled in the gas storage container can be adjusted without stopping the filling of the fuel gas into the gas storage container. That is, the flow rate adjustment of the fuel gas is performed based on the pressure and temperature of the gas storage container. For example, when the temperature of the gas storage container is a predetermined pressure, the bypass line By increasing the flow rate of the fuel gas flowing through the gas reservoir, the amount of fuel gas filled in the gas storage container is reduced, and the temperature of the gas storage container is lowered, so that the fuel gas can be filled to the target filling amount And the gas filling rate can be improved. Further, since the fuel gas filling flow rate can be adjusted, the generation of pressure pulsation during fuel gas filling can be mitigated.
また、本発明に係るガス充填装置は、前記バイパスラインの下流端を前記燃料ガス導入ラインに接続し、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスを当該燃料ガス導入ラインにバイパスさせる構成を有することができる。このように構成することで、前記利点に加え、前記バイパスされた燃料ガスを、再びコンプレッサに供給し、前記ガス貯留容器に充填することができる。 Further, the gas filling device according to the present invention has a configuration in which the downstream end of the bypass line is connected to the fuel gas introduction line, and the fuel gas flowing through the fuel gas filling line is bypassed to the fuel gas introduction line. Can do. By comprising in this way, in addition to the said advantage, the said bypassed fuel gas can be again supplied to a compressor, and the said gas storage container can be filled.
そしてまた、本発明に係るガス充填装置は、前記燃料ガス充填ラインの前記コンプレッサよりも下流に、当該コンプレッサから吐出された燃料ガスの流通を遮断可能な遮断機構を配設し、前記バイパスラインの下流端を前記燃料ガス充填ラインの当該遮断機構よりも下流に接続し、且つ当該バイパスラインの前記流量調整機構の下流に畜圧器を配設し、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスを当該畜圧器に供給する構成を有することができる。このように構成することで、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスの一部を前記バイパスラインにバイパスさせて前記畜圧器に貯留させることができるため、前記ガス貯留容器への燃料ガスの充填を停止することなく、当該ガス貯留容器に充填される燃料ガスの流量を調整することができる。 In addition, the gas filling device according to the present invention includes a shut-off mechanism that can shut off the flow of the fuel gas discharged from the compressor downstream of the compressor in the fuel gas filling line, and A downstream end is connected to the downstream side of the shutoff mechanism of the fuel gas filling line, and an animal pressure device is disposed downstream of the flow rate adjusting mechanism of the bypass line, and the fuel gas flowing through the fuel gas filling line is It can have the structure supplied to an animal pressure machine. By comprising in this way, since a part of fuel gas which distribute | circulates the said fuel gas filling line can be bypassed to the said bypass line, and can be stored in the said animal pressure vessel, the filling of the fuel gas to the said gas storage container is carried out The flow rate of the fuel gas filled in the gas storage container can be adjusted without stopping the operation.
さらにまた、本発明に係るガス充填装置は、前記ガス貯留容器の圧力及び温度をモニタし、当該圧力及び温度に基づいて前記流量調整機構を制御し、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲内にあるか否かを判断し、当該圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲の上限値を超えたと判断した際に、前記流量調整機構を調整し、前記燃料ガスを前記バイパスラインに流通させる構成を備えることができる。ここで、前記圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲の上限値を超えると、ガス貯留容器の温度が上がり過ぎ、特に、前記温度が85℃を超えた場合には、充填が中止され、燃料ガスを目標充填量まで充填することができなくなる。本発明では、前記圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲の上限値を超えた際に、前記燃料ガスをバイパスさせるため、前記ガス貯留容器に充填される燃料ガスの充填量を少なくすることができる。したがって、前記ガス貯留容器の温度を下げることができ、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができる。 Furthermore, the gas filling device according to the present invention monitors the pressure and temperature of the gas storage container, controls the flow rate adjusting mechanism based on the pressure and temperature, and controls the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line. The control means further comprises a control means for determining whether or not the rate of increase of the pressure and temperature is within a predetermined range, and the rate of increase of the pressure and temperature exceeds an upper limit value of the predetermined range. When it is determined that the fuel gas has been adjusted, the flow rate adjusting mechanism is adjusted to allow the fuel gas to flow through the bypass line. Here, if the pressure and temperature increase rates exceed the upper limits of the predetermined range, the temperature of the gas storage container will rise too much, and in particular, if the temperature exceeds 85 ° C., the filling will be stopped and the fuel will be stopped. The gas cannot be filled to the target filling amount. In the present invention, the fuel gas is bypassed when the pressure and temperature increase rate exceeds an upper limit value within a predetermined range. Therefore, the amount of fuel gas charged in the gas storage container may be reduced. it can. Therefore, the temperature of the gas storage container can be lowered, and the fuel gas can be filled up to the target filling amount.
また、本発明は、燃料被供給体のガス貯留容器に燃料ガス供給源から供給された燃料ガスを充填するガス充填方法であって、前記燃料ガス供給源から供給された燃料ガスを、燃料ガス導入ラインを介してコンプレッサに導入する燃料ガス導入工程と、前記コンプレッサから吐出された燃料ガスを、燃料ガス充填ラインを介して前記ガス貯留容器に充填する燃料ガス充填工程と、前記ガス貯留容器内の圧力及び温度を検出する圧力・温度検出工程と、前記圧力・温度検出工程で検出された圧力及び温度に基づいて、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスの一部を、当該燃料ガス充填ラインから分岐されたバイパスラインにバイパスさせるバイパス工程と、を備えてなるガス充填方法を提供するものである。 The present invention also relates to a gas filling method for filling a gas storage container of a fuel supply body with a fuel gas supplied from a fuel gas supply source, wherein the fuel gas supplied from the fuel gas supply source is converted into a fuel gas. A fuel gas introduction step for introducing the fuel gas into the compressor via the introduction line, a fuel gas filling step for filling the gas storage vessel with the fuel gas discharged from the compressor via the fuel gas filling line, and the inside of the gas storage vessel A pressure / temperature detection step for detecting the pressure and temperature of the fuel, and a portion of the fuel gas flowing through the fuel gas filling line is filled with the fuel gas based on the pressure and temperature detected in the pressure / temperature detection step And a bypass step of bypassing the bypass line to a bypass line branched from the line.
これらの工程を備えたガス充填方法は、ガス貯留容器の圧力及び温度に基づいて、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスの一部を、バイパスラインを介して、前記燃料ガス導入ラインにバイパスさせるため、前記ガス貯留容器への燃料ガスの充填を停止することなく、当該ガス貯留容器に充填する燃料ガスの流量を調整することができる。即ち、例えば、前記ガス貯留容器が所定圧力の際に温度が所定値よりも高すぎる場合は、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を多くして、前記ガス貯留容器に充填される燃料ガスの充填量を少なくし、前記ガス貯留容器の温度を下げることで、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができるため、ガス充填率を向上することもできる。また、燃料ガスの充填流量を調整することができるため、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができる。 In the gas filling method including these steps, a part of the fuel gas flowing through the fuel gas filling line is bypassed to the fuel gas introduction line via a bypass line based on the pressure and temperature of the gas storage container. Therefore, the flow rate of the fuel gas filled in the gas storage container can be adjusted without stopping the filling of the fuel gas into the gas storage container. That is, for example, when the gas storage container is at a predetermined pressure and the temperature is higher than a predetermined value, the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line is increased to fill the gas storage container with the fuel gas. By reducing the filling amount and lowering the temperature of the gas storage container, the fuel gas can be filled up to the target filling amount, so that the gas filling rate can be improved. Further, since the fuel gas filling flow rate can be adjusted, the generation of pressure pulsation during fuel gas filling can be mitigated.
また、前記バイパス工程は、前記バイパスラインにバイパスされた燃料ガスを、前記燃料ガス導入ラインにバイパスさせる工程を含むことができる。この工程により、前記利点に加え、前記バイパスされた燃料ガスを再び前記コンプレッサに供給することができ、前記ガス貯留容器に充填することができるため、燃料ガスが無駄になることがない。 The bypass step may include a step of bypassing the fuel gas bypassed to the bypass line to the fuel gas introduction line. By this step, in addition to the advantages, the bypassed fuel gas can be supplied to the compressor again, and the gas storage container can be filled, so that the fuel gas is not wasted.
そしてまた、前記バイパス工程は、前記バイパスラインにバイパスされた燃料ガスを、当該バイパスラインに配設されている畜圧器に貯留させる工程を含むことができる。この工程により、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスの一部を前記バイパスラインにバイパスさせて前記畜圧器に貯留させることができるため、前記ガス貯留容器への燃料ガスの充填を停止することなく、当該ガス貯留容器に充填される燃料ガスの流量を調整することができる。 In addition, the bypass step may include a step of storing the fuel gas bypassed to the bypass line in an animal pressure device disposed in the bypass line. By this step, part of the fuel gas flowing through the fuel gas filling line can be bypassed to the bypass line and stored in the animal pressure device, so that the filling of the fuel gas into the gas storage container is stopped. Instead, the flow rate of the fuel gas filled in the gas storage container can be adjusted.
さらにまた、前記バイパス工程は、前記圧力・温度検出工程で検出された圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲内にあるか否かを判断し、当該圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲の上限値を超えたと判断した際に、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整する流量調整工程を備えることができる。このように、前記圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲の上限値を超えた際に、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整することで、前記ガス貯留容器に充填される燃料ガスの充填量を少なくすることができる。したがって、前記ガス貯留容器の温度を下げることができるため、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができる。 Furthermore, the bypass step determines whether the pressure and temperature increase rates detected in the pressure / temperature detection step are within a predetermined range, and the pressure and temperature increase rates are within a predetermined range. When it is determined that the upper limit value has been exceeded, a flow rate adjusting step of adjusting the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line can be provided. Thus, the fuel gas filled in the gas storage container is adjusted by adjusting the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line when the pressure and temperature increase rate exceeds the upper limit of a predetermined range. The amount of filling can be reduced. Therefore, since the temperature of the gas storage container can be lowered, the fuel gas can be filled up to the target filling amount.
本発明によれば、燃料被供給体のガス貯留容器に燃料ガスを充填する際に、前記ガス貯留容器の圧力及び温度をモニタすることで、コンプレッサから供給された燃料ガスの流量を調整し、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができると共に、ガス充填率を向上することが可能なガス充填装置を提供することができる。 According to the present invention, when filling the gas storage container of the fuel supply body with the fuel gas, the flow rate of the fuel gas supplied from the compressor is adjusted by monitoring the pressure and temperature of the gas storage container, It is possible to provide a gas filling device that can alleviate the occurrence of pressure pulsation during fuel gas filling and improve the gas filling rate.
本発明によれば、燃料被供給体のガス貯留容器に燃料ガスを充填する際に、前記ガス貯留容器の圧力及び温度をモニタすることで、コンプレッサから供給された燃料ガスの流量を調整し、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができると共に、ガス充填率を向上することが可能なガス充填方法を提供することができる。 According to the present invention, when filling the gas storage container of the fuel supply body with the fuel gas, the flow rate of the fuel gas supplied from the compressor is adjusted by monitoring the pressure and temperature of the gas storage container, It is possible to provide a gas filling method capable of alleviating the occurrence of pressure pulsation during fuel gas filling and improving the gas filling rate.
次に、本発明の実施形態に係るガス充填装置について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。 Next, a gas filling device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is the illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these embodiment. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るガス充填装置の構成を模式的に示す図、図2は、図1に示すガス充填装置を用いてガスタンクに燃料ガスを充填する方法を示すフローチャートである。なお、実施形態1では、流量調整機構として、流調弁(流量調整弁)を配設した場合について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a gas filling device according to
実施形態1では、燃料被供給体が、燃料ガス(例えば、水素ガスや圧縮天然ガス等)と酸化ガス(例えば、空気)との電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギー源として搭載した燃料電池自動車(以下、FC車両100という)である場合について説明する。このFC車両100は、図1に示すように、燃料ガスを貯留するガス貯留容器101と、ガス貯留容器101内の圧力を検出する圧力計102と、ガス貯留容器101内の温度を検出する温度計103を備えている。なお、圧力計102及び温度計103で検出されたデータは、後に詳述するガス充填装置1の制御装置30に送信可能となっている。
In the first embodiment, a fuel cell in which a fuel supply body is mounted with a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas (for example, hydrogen gas or compressed natural gas) and an oxidizing gas (for example, air) as an energy source. A case where the vehicle is an automobile (hereinafter referred to as FC vehicle 100) will be described. As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、実施形態1に係るガス充填装置1は、FC車両100に搭載されたガス貯留容器101に燃料ガスを充填する装置であり、燃料ガスを供給するガス供給源10と、ガス供給源10に接続され且つガス供給源10から供給された燃料ガスを流通させる燃料ガス導入ライン11と、燃料ガス導入ライン11を介してガス供給源10から供給された燃料ガスを圧縮するコンプレッサ12と、コンプレッサ12から吐出された燃料ガスをガス貯留容器101に充填する燃料ガス充填ライン13と、燃料ガス充填ライン13から分岐され、燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの一部をバイパスさせるバイパスライン21と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
燃料ガス充填ライン13には、燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流れを遮断可能な遮断弁15と、遮断弁15の下流に配設され、燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流量を測定する流量計16が配設されている。なお、燃料ガス充填ライン13の下流端には、図示しない充填ノズルが配設されており、この充填ノズルをFC車両100の燃料供給口に接続することで、燃料ガス充填開始可能状態となる。
The fuel
バイパスライン21は、燃料ガス充填ライン13の遮断弁15の配設位置よりも上流で分岐され、下流端が燃料ガス導入ライン11に接続されている。このバイパスライン21には、バイパスライン21を流通する燃料ガスの流量を調整する流調弁22が配設されている。
The
また、ガス充填装置1は、FC車両100に搭載されている圧力計102及び温度計103で検出されたデータを受信し、この受信した圧力及び温度に基づいて遮断弁15の開閉及び流調弁22の開度を制御する制御装置30を備えている。
Further, the
次に、実施形態1に係るガス充填装置1の具体的動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。FC車両100に燃料ガスを充填する際は、先ず、ガス充填装置1の図示しない充填ノズルをFC車両100の燃料供給口に接続し、燃料ガス充填開始可能状態とする。この時、遮断弁15は閉いており(閉状態)、流調弁22の開度は0%となっている。次に、ステップS101に進み、遮断弁15を開く(開状態とする)。この動作により、ガス供給源10から供給された燃料ガスは、燃料ガス導入ライン11からコンプレッサ12に流れ、コンプレッサから吐出された燃料ガスは、燃料ガス充填ライン13から遮断弁15を介してガス貯留容器101に充填される。なお、この燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流量は、流量計16によって検出される。その後、ステップS102に進む。
Next, a specific operation of the
ステップS102では、圧力計102及び温度計103がガス貯留容器101内の圧力及び温度を各々測定し、測定した値を制御装置30に送信する。制御装置30は、送信された圧力及び温度に基づいて上昇速度を検出し、ステップS103に進む。ステップS103では、制御装置30は、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲内にあるか否かを判断し、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲以内である(ステップS103:YES)場合は、ステップS104に進む。一方、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲を超えた(ステップS103:NO)場合は、ステップS105に進む。
In step S <b> 102, the
ステップS104では、制御装置30は、ガス貯留容器101に対する燃料ガスの充填量が規定値以上であるか否かを判断し、燃料ガスの充填量が規定値以上である(ステップS104:YES)の場合は、ステップS110に進み、遮断弁15を閉じ、流調弁22の開度を0%にし、充填を終了させる。一方、燃料ガスの充填量が規定値未満である(ステップS104:NO)場合は、ステップS102に戻る。なお、実施形態1では、制御装置30が、ガス貯留容器101内の圧力及び温度と、燃料ガスの目標充填率との関係を示すデータを有しており、燃料ガスの充填量は、圧力計102及び温度計103で測定したガス貯留容器101内の圧力及び温度と、前記データを比較することで、燃料ガスの充填量が規定値以上であるか、否かを判断している。
In step S104, the
ステップS105では、制御装置30は、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上であるか否かを判断し、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上である(ステップS105:YES)場合は、ステップS106に進む。ステップS106では、制御装置30は、流調弁22の開度が100%未満であるか否かを判断する。流調弁22の開度が100%未満である(ステップS106:YES)場合は、ステップS107に進み、流調弁22の開度を1%大きくした後、ステップS104に進む。一方、流調弁22の開度が100%である(ステップS106:NO)場合は、ステップS104に進む。
In step S105, the
ここで、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上であると、ガス貯留容器101に対する燃料ガスの充填流量が多くなり過ぎるため、ガス貯留容器101の温度が上がり過ぎ、燃料ガスを目標充填量まで充填することができなくなる。したがって、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上である(ステップS105:YES)場合は、流調弁22の開度を大きくし、燃料ガス充填ライン13からバイパスライン21にバイパスさせる燃料ガスの流量を増加させることで、ガス貯留容器101に充填される燃料ガスの流量を少なくし、ガス貯留容器101の温度を下げることで、燃料ガスを目標充填量まで充填することができるようになる。なお、バイパスライン21にバイパスされた燃料ガスを燃料ガス導入ライン11に戻され、再び燃料ガスとして供給されるため、燃料ガスが無駄になることがない。
Here, when the pressure and temperature increase rate are equal to or higher than the upper limit of the predetermined range, the fuel gas filling flow rate into the
ステップS105において、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限未満である(ステップS105:NO)場合は、ステップS108に進み、制御装置30は、流調弁22の開度が1%以上であるか否かを判断する。流調弁22の開度が1%以上である(ステップS108:YES)場合は、ステップS109に進み、流調弁22の開度を1%小さくし、ステップS104に進む。一方、流調弁22の開度が1%未満である(実施形態1では0%)場合は、ステップS102に進む。
In step S105, when the pressure and temperature increase rates are less than the upper limit of the preset specified range (step S105: NO), the process proceeds to step S108, and the
ここで、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限未満であると、ガス貯留容器101に対する燃料ガスの充填流量が少なくなり過ぎるため、流調弁22の開度を小さくし、燃料ガス充填ライン13からバイパスライン21にバイパスさせる燃料ガスの流量を減少させることで、ガス貯留容器101に充填される燃料ガスの流量を多くすることができ、燃料ガスを目標充填量まで充填することができるようになる。
Here, if the increase rate of the pressure and temperature is less than the upper limit of the preset specified range, the filling flow rate of the fuel gas into the
このように、ガス貯留容器101に燃料ガスを充填する際に、ガス貯留容器101の圧力及び温度をモニタし、この圧力及び温度の上昇速度に基づいて、流調弁22の開度を調整することで、バイパスライン21を流通する燃料ガスの流量を調整することができるため、ガス貯留容器101に供給する燃料ガスの流量を調整することができ、ガス貯留容器101への燃料ガスの充填を停止することなく、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができる。したがって、ガス貯留容器101に対するガス充填率を向上することができると共に、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができる。
Thus, when the
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係るガス充填装置について図面を参照して説明する。図3は、本発明の実施形態2に係るガス充填装置の構成を模式的に示す図、図4は、図3に示すガス充填装置を用いてガスタンクに燃料ガスを充填する方法を示すフローチャートである。なお、実施形態2では、実施形態1で説明した部材と同様の部材については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、実施形態2では、流量調整機構として、絞りを配設した場合について説明する。
(Embodiment 2)
Next, a gas filling apparatus according to
図3に示すように、実施形態2に係るガス充填装置2は、FC車両100に搭載されたガス貯留容器101に燃料ガスを充填する装置であり、実施形態1と同様に、ガス供給源10と、燃料ガス導入ライン11と、コンプレッサ12と、燃料ガス充填ライン13と、バイパスライン21と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
燃料ガス充填ライン13には、燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流れを遮断可能な第1遮断弁25が配設されており、第1遮断弁25の下流には、流量計16が配設されている。なお、燃料ガス充填ライン13の下流端には、実施形態1と同様に、図示しない充填ノズルが配設されており、この充填ノズルをFC車両100の燃料供給口に接続することで、燃料ガス充填開始可能状態となる。
The fuel
バイパスライン21は、燃料ガス充填ライン13の第1遮断弁25の配設位置よりも上流で分岐され、下流端が燃料ガス導入ライン11に接続されている。このバイパスライン21には、バイパスライン21を流通する燃料ガスの燃料ガスの流れを遮断可能な第2遮断弁26が配設されており、第2遮断弁26の下流には、絞り27が配設されている。
The
また、ガス充填装置2は、FC車両100に搭載されている圧力計102及び温度計103で検出されたデータを受信し、この受信した圧力及び温度に基づいて第1遮断弁25及び第2遮断弁26の開閉を制御する制御装置30を備えている。
Further, the
次に、実施形態2に係るガス充填装置2の具体的動作について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。FC車両100に燃料ガスを充填する際は、先ず、ガス充填装置2の図示しない充填ノズルをFC車両100の燃料供給口に接続し、燃料ガス充填開始可能状態とする。この時、第1遮断弁25及び第2遮断弁26は閉じている。次に、ステップS201に進み、第1遮断弁25を開く。この動作により、ガス供給源10から供給された燃料ガスは、燃料ガス導入ライン11からコンプレッサ12に流れ、コンプレッサから吐出された燃料ガスは、燃料ガス充填ライン13から第1遮断弁25を介してガス貯留容器101に充填される。なお、この燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流量は、流量計16によって検出される。その後、ステップS202に進む。
Next, a specific operation of the
ステップS202では、圧力計102及び温度計103がガス貯留容器101内の圧力及び温度を各々測定し、測定した値を制御装置30に送信する。制御装置30は、送信された圧力及び温度に基づいて上昇速度を検出し、ステップS202に進む。ステップS203では、制御装置30は、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲内にあるか否かを判断し、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲以内である(ステップS203:YES)場合は、ステップS204に進む。一方、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲を超えた(ステップS203:NO)場合は、ステップS205に進む。
In step S <b> 202, the
ステップS204では、制御装置30は、ガス貯留容器101に対する燃料ガスの充填量が規定値以上であるか否かを判断し、燃料ガスの充填量が規定値以上である(ステップS204:YES)の場合は、ステップS207に進み、第1遮断弁25及び第2遮断弁26を閉じ、充填を終了させる。一方、燃料ガスの充填量が規定値未満である(ステップS204:NO)場合は、ステップS202に戻る。なお、実施形態2では、実施形態1と同様の方法で、燃料ガスの充填量が規定値以上であるか、否かを判断している。
In step S204, the
ステップS205では、制御装置30は、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上であるか否かを判断し、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上である(ステップS205:YES)場合は、ステップS206に進む。ステップS206では、制御装置30は第2遮断弁26を開く。この動作により、燃料ガス充填ライン13を流通していた燃料ガスの一部がバイパスライン21にバイパスされ、絞り27によって流量が調整された後、燃料ガス導入ライン11に戻される。このようにすることで、ガス貯留容器101に充填される燃料ガスの流量を少なくし、ガス貯留容器101の温度を下げることで、燃料ガスを目標充填量まで充填することができるようになる。なお、燃料ガス導入ライン11に戻された燃料ガスは、再び燃料ガスとして供給されるため、燃料ガスが無駄になることがない。
In step S205, the
ステップS205において、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限未満である(ステップS205:NO)場合は、ステップS204に進む。 In step S205, when the pressure and temperature increase rates are less than the preset upper limit of the specified range (step S205: NO), the process proceeds to step S204.
このように、ガス貯留容器101に燃料ガスを充填する際に、ガス貯留容器101の圧力及び温度をモニタし、この圧力及び温度の上昇速度に基づいて、第2遮断弁26の開閉を制御し、絞り27によってバイパスライン21を流通する燃料ガスの流量を調整することで、ガス貯留容器101に供給する燃料ガスの流量を調整することができ、ガス貯留容器101への燃料ガスの充填を停止することなく、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができる。したがって、ガス貯留容器101に対するガス充填率を向上することができると共に、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができる。
As described above, when the
(実施形態3)
次に、本発明の実施形態3に係るガス充填装置について図面を参照して説明する。図5は、本発明の実施形態3に係るガス充填装置の構成を模式的に示す図、図6は、図5に示すガス充填装置を用いてガスタンクに燃料ガスを充填する方法を示すフローチャートである。なお、実施形態3では、実施形態1及び2で説明した部材と同様の部材については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、実施形態3では、流量調整機構として、流調弁(流量調整弁)を配設した場合について説明する。
(Embodiment 3)
Next, a gas filling apparatus according to
図5に示すように、実施形態3に係るガス充填装置3は、FC車両100に搭載されたガス貯留容器101に燃料ガスを充填する装置であり、ガス供給源10と、燃料ガス導入ライン11と、コンプレッサ12と、燃料ガス充填ライン13と、燃料ガス充填ライン13から分岐され、燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスを、燃料ガス充填ライン13の第1遮断弁25が配設されている位置よりも下流にバイパスさせるバイパスライン31と、を有している。
As shown in FIG. 5, the
燃料ガス充填ライン13には、実施形態2と同様に、燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流れを遮断可能な第1遮断弁25が配設されており、第1遮断弁25の下流には、流量計16が配設されている。なお、燃料ガス充填ライン13の下流端には、実施形態1及び2と同様に、図示しない充填ノズルが配設されており、この充填ノズルをFC車両100の燃料供給口に接続することで、燃料ガス充填開始可能状態となる。
As in the second embodiment, the fuel
バイパスライン31は、燃料ガス充填ライン13の第1遮断弁25の配設位置よりも上流で分岐され、下流端が燃料ガス充填ライン13の第1遮断弁25の配設位置よりも下流(具体的には、図5に示すように、第1遮断弁25と流量計16との間)に接続されている。このバイパスライン31には、バイパスライン31を流通する燃料ガスの流量を調整する流調弁22と、畜圧器28と、バイパスライン31を流通する燃料ガスの燃料ガスの流れを遮断可能な第2遮断弁26が、上流側から順に配設されている。
The
また、ガス充填装置3は、FC車両100に搭載されている圧力計102及び温度計103で検出されたデータを受信し、この受信した圧力及び温度に基づいて第1遮断弁25及び第2遮断弁26の開閉、及び流調弁22の開度を制御する制御装置30を備えている。
Further, the
次に、実施形態3に係るガス充填装置3の具体的動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。FC車両100に燃料ガスを充填する際は、先ず、ガス充填装置3の図示しない充填ノズルをFC車両100の燃料供給口に接続し、燃料ガス充填開始可能状態とする。次に、ステップS301に進み、第1遮断弁25を閉じ、第2遮断弁26を開き、流調弁22の開度を100%にする。この動作により、ガス供給源10から供給された燃料ガスは、燃料ガス導入ライン11からコンプレッサ12に流れ、コンプレッサから吐出された燃料ガスは、燃料ガス充填ライン13から分岐されたバイパスライン31に流れ、流調弁22及び畜圧器28を経て、燃料ガス充填ライン13の第1遮断弁25の配設位置の下流に供給され、ガス貯留容器101に充填される。なお、この時、畜圧器28に貯留されていた燃料ガスも畜圧器28から吐出され、ガス貯留容器101に充填される。この燃料ガス充填ライン13を流通する燃料ガスの流量は、流量計16によって検出される。その後、ステップS302に進む。
Next, a specific operation of the
ステップS302では、制御装置30は、コンプレッサ12から吐出される燃料ガスの流量が、ガス貯留容器101に充填される充填重量より多いか否かを判断し、コンプレッサ12から吐出される燃料ガスの流量が、ガス貯留容器101に充填される充填重量より多い(ステップS302:YES)場合は、ステップS303に進み、第1遮断弁25を開き、第2遮断弁26を閉じ、流調弁22の開度を0%にする。その後、ステップS305に進む。一方、コンプレッサ12から吐出される燃料ガスの流量が、ガス貯留容器101に充填される充填重量未満である(ステップS302:NO)場合は、ステップS304に進み、制御装置30は、ガス貯留容器101に対する燃料ガスの充填量が規定値以上であるか否かを判断し、燃料ガスの充填量が規定値以上である(ステップS304:YES)の場合は、ステップS313に進む。燃料ガスの充填量が規定値未満である(ステップS304:NO)の場合は、ステップS302に戻る。
In step S <b> 302, the
ステップS305では、圧力計102及び温度計103がガス貯留容器101内の圧力及び温度を各々測定し、測定した値を制御装置30に送信する。制御装置30は、送信された圧力及び温度に基づいて上昇速度を検出し、ステップS306に進む。ステップS306では、制御装置30は、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲内にあるか否かを判断し、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲以内である(ステップS306:YES)場合は、ステップS307に進む。一方、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲を超えた(ステップS306:NO)場合は、ステップS308に進む。
In step S <b> 305, the
ステップS307では、制御装置30は、ガス貯留容器101に対する燃料ガスの充填量が規定値以上であるか否かを判断し、燃料ガスの充填量が規定値以上である(ステップS307:YES)の場合は、ステップS313に進み、第1遮断弁25を閉じ、流調弁22の開度を0%にし、充填を終了させる。一方、燃料ガスの充填量が規定値未満である(ステップS307:NO)場合は、ステップS305に戻る。なお、実施形態3では、実施形態1と同様の方法で、燃料ガスの充填量が規定値以上であるか、否かを判断している。
In step S307, the
ステップS308では、制御装置30は、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上であるか否かを判断し、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上である(ステップS308:YES)場合は、ステップS309に進む。ステップS309では、制御装置30は、流調弁22の開度が100%未満であるか否かを判断する。流調弁22の開度が100%未満である(ステップS309:YES)場合は、ステップS310に進み、流調弁22の開度を1%大きくした後、ステップS307に進む。一方、流調弁22の開度が100%である(ステップS309:NO)場合は、ステップS307に進む。
In step S308, the
このように、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限以上である(ステップS308:YES)場合は、流調弁22の開度を大きくし、燃料ガス充填ライン13からバイパスライン31にバイパスさせた燃料ガスの流量を増加させ、この燃料ガスを畜圧器28に貯留させることで、燃料ガス充填ライン13からガス貯留容器101に充填される燃料ガスの流量を少なくすることで、ガス貯留容器101の温度を下げ、燃料ガスを目標充填量まで充填することができるようになる。
As described above, when the pressure and temperature increase rates are equal to or higher than the upper limit of the preset specified range (step S308: YES), the opening degree of the
ステップS308において、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限未満である(ステップS308:NO)場合は、ステップS311に進み、制御装置30は、流調弁22の開度が1%以上であるか否かを判断する。流調弁22の開度が1%以上である(ステップS311:YES)場合は、ステップS312に進み、流調弁22の開度を1%小さくし、ステップS307に進む。一方、流調弁22の開度が1%未満である(実施形態3では0%)場合は、ステップS305に進む。
In step S308, when the pressure and temperature increase rates are less than the upper limit of the preset specified range (step S308: NO), the process proceeds to step S311 and the
このように、前記圧力及び温度の上昇速度が予め設定した規定範囲の上限未満である(ステップS308:NO)場合は、流調弁22の開度を小さくし、燃料ガス充填ライン13からバイパスライン31にバイパスさせる燃料ガスの流量を減少させ、ガス貯留容器101に充填される燃料ガスの流量を多くすることで、燃料ガスを目標充填量まで充填することができるようになる。
As described above, when the pressure and temperature increase rates are less than the upper limit of the predetermined range set in advance (step S308: NO), the opening degree of the
このように、ガス貯留容器101に燃料ガスを充填する際に、ガス貯留容器101の圧力及び温度をモニタし、この圧力及び温度の上昇速度に基づいて、第1遮断弁25及び第2遮断弁26の開閉、及び流調弁22の開度を制御することで、バイパスライン31を介して畜圧器28に貯留される燃料ガスの流量を調整することができるため、ガス貯留容器101に供給する燃料ガスの流量を調整することができ、ガス貯留容器101への燃料ガスの充填を停止することなく、燃料ガスを目標充填量まで充填可能にすることができる。したがって、ガス貯留容器101に対するガス充填率を向上することができると共に、燃料ガス充填時における圧力脈動の発生を緩和することができる。なお、畜圧器28に貯留された燃料ガスは、次の燃料ガス充填開始時にステップS301において、ガス貯留容器101に充填されるため、燃料ガスが無駄になることがない。
Thus, when the
なお、実施形態1〜3では、制御装置30をガス充填装置1〜3に配設した場合について説明したが、これに限らず、制御装置30は、FC車両100に配設してもよい。
In addition, although Embodiment 1-3 demonstrated the case where the
1、2、3…ガス充填装置、 10…ガス供給源、 11…燃料ガス導入ライン、 12…コンプレッサ、 13…燃料ガス充填ライン、 15…遮断弁、 21、31…バイパスライン、 22…流調弁、 25…第1遮断弁、 26…第2遮断弁、 28…畜圧器、 30…制御装置、 100…FC車両、 101…ガス貯留容器、 102…圧力計、 103…温度計
DESCRIPTION OF
Claims (8)
燃料ガスを供給するガス供給源と、
前記ガス供給源から供給された燃料ガスを圧縮するコンプレッサと、
前記ガス供給源から供給された燃料ガスを前記コンプレッサに導入する燃料ガス導入ラインと、
前記コンプレッサから吐出された燃料ガスを前記ガス貯留容器に充填する燃料ガス充填ラインと、
前記燃料ガス充填ラインから分岐され、当該燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスをバイパスさせるバイパスラインと、
前記バイパスラインに配設され、当該バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整する流量調整機構と、
を備え、
前記流量調整機構は、前記ガス貯留容器の圧力及び温度に基づいて制御され、前記バイパスラインを流通する燃料ガスの流量を調整するガス充填装置。 A gas filling device connected to a gas storage container of a fuel supply body and filling the gas storage container with fuel gas,
A gas supply source for supplying fuel gas;
A compressor for compressing the fuel gas supplied from the gas supply source;
A fuel gas introduction line for introducing fuel gas supplied from the gas supply source into the compressor;
A fuel gas filling line for filling the gas storage container with the fuel gas discharged from the compressor;
A bypass line branched from the fuel gas filling line and bypassing the fuel gas flowing through the fuel gas filling line;
A flow rate adjusting mechanism that is disposed in the bypass line and adjusts the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line;
With
The gas flow adjusting device is controlled based on the pressure and temperature of the gas storage container, and adjusts the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line.
前記バイパスラインは、下流端が前記燃料ガス充填ラインの当該遮断機構よりも下流に接続され、且つ前記流量調整機構の下流に畜圧器が配設されてなり、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスを当該畜圧器に供給する請求項1記載のガス充填装置。 A downstream of the compressor in the fuel gas filling line is provided with a shut-off mechanism capable of shutting off the flow of the fuel gas discharged from the compressor,
The bypass line has a downstream end connected downstream of the shutoff mechanism of the fuel gas filling line, and a livestock pressure device is disposed downstream of the flow rate adjusting mechanism, and the fuel flowing through the fuel gas filling line The gas filling device according to claim 1, wherein gas is supplied to the animal pressure device.
前記制御手段は、前記圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲内にあるか否かを判断し、当該圧力及び温度の上昇速度が所定の範囲の上限値を超えたと判断した際に、前記流量調整機構を調整し、前記燃料ガスを前記バイパスラインに流通させる請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のガス充填装置。 Further comprising control means for monitoring the pressure and temperature of the gas storage container, controlling the flow rate adjusting mechanism based on the pressure and temperature, and adjusting the flow rate of the fuel gas flowing through the bypass line;
The control means determines whether the pressure and temperature increase rates are within a predetermined range, and determines that the pressure and temperature increase rates have exceeded the upper limit value of the predetermined range. The gas filling device according to any one of claims 1 to 3, wherein an adjustment mechanism is adjusted to allow the fuel gas to flow through the bypass line.
前記燃料ガス供給源から供給された燃料ガスを、燃料ガス導入ラインを介してコンプレッサに導入する燃料ガス導入工程と、
前記コンプレッサから吐出された燃料ガスを、燃料ガス充填ラインを介して前記ガス貯留容器に充填する燃料ガス充填工程と、
前記ガス貯留容器内の圧力及び温度を検出する圧力・温度検出工程と、
前記圧力・温度検出工程で検出された圧力及び温度に基づいて、前記燃料ガス充填ラインを流通する燃料ガスの一部を、当該燃料ガス充填ラインから分岐されたバイパスラインにバイパスさせるバイパス工程と、
を備えてなるガス充填方法。 A gas filling method for filling a fuel gas supplied from a fuel gas supply source into a gas storage container of a fuel supply body,
A fuel gas introduction step of introducing the fuel gas supplied from the fuel gas supply source into the compressor via a fuel gas introduction line;
A fuel gas filling step of filling the gas storage container with the fuel gas discharged from the compressor via a fuel gas filling line;
A pressure / temperature detection step for detecting the pressure and temperature in the gas storage container;
A bypass step of bypassing a part of the fuel gas flowing through the fuel gas filling line to a bypass line branched from the fuel gas filling line based on the pressure and temperature detected in the pressure / temperature detection step;
A gas filling method comprising:
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