JP2011512502A

JP2011512502A - ガス充填及び分配装置，及び充填方法

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Publication number: JP2011512502A
Application number: JP2010547222A
Authority: JP
Inventors: ピソ、フィリップ; モレッティ、アレッサンドロ; デュポン、マクシム
Original assignee: レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: US8578977B2; EP2250426A1; WO2009115688A4; WO2009115688A1; CN101952637A; JP5539232B2; US20100326561A1; EP2250426B1; WO2009115688A8; ATE526541T1; FR2927979A1

Abstract

この発明は、加圧ガス貯蔵タンクの開口に設けられる本体、タンクの内側に連結される第１上流端とガス使用者に連結される第２下流端との間を延出しているガス取り出し回路、タンクの内側に連結される第１上流端と充填部材に連結される第２下流端とを有した充填管、を含み、充填管が取り出し回路とは別の少なくとも１つの部分を含んでいるとともに第１弁を含んでいて、充填管が第１弁と直列に配置された第２の孤立した弁を含むことを特徴としている、ガス充填及び分配装置に関係している。
【選択図】図１

Description

この発明は、ガス充填及び分配装置、及び充填方法に関係している。

この発明はより詳細には、加圧ガス貯蔵容器の開口に配置される本体と、前記容器の内側に連結されることを意図されている上流第１端とガス使用者に連結されることを意図されている下流第２端との間を延出しているガス取り出し回路と、前記容器の内側に連結されることを意図されている上流第１端と充填部材に連結されることを意図されている下流第２端とを有している充填管と、を備えていて、前記充填管が前記取り出し回路から離れている少なくとも一部分を含んでいて、前記充填管が第１弁を含んでいる、ガス充填及び分配装置に関係している。

ガスを容器に高圧まで充填する為に（特に、水素の如きガス燃料を供給する為の適用において）、（容器に加圧ガスを配る）充填連結器を容器の開口中に設けられている口金（tap）の充填孔に連結する為の急速適合連結システムを使用ことが出来る。これを行なう為に、操作の開始時に、前記充填連結器は加圧される前に最初に連結される（いうなれば、それは、それが充填孔に連結される以前にはガスを分配しない）。

前記充填弁は好ましくは（これを限定することなく）、自動的に閉じ、そして前記充填連結器を介して分配されたガスの作用の下で開く逆止弁である。

弁が故障した又は不完全に閉じた場合には、充填孔の連結室中において圧力が上昇する危険が存在している。

この通常でない高い圧力は、充填孔，それに連結されている充填連結器、を損傷させるかもしれず（密封材の押し出し及び密封の損失）、そしてまた、取り出し及び充填操作が共通孔を解して行なわれた時（単一連結）、取り出し連結器を損傷させるかもしれない。

この問題を解決する為に、安全弁（圧力開放装置；pressure-relief devices又はPRDs）が使用されている。しかしながら、幾つかの適用（特に危険な又は可燃性ガスの為の）においては、これらの安全弁は大気中にガスの危険な量（雲又は制御されない炎）を開放する危険がある。

他の解決は、故障した充填回路の高いガス圧が取り出し回路に到達することを阻止するよう取り出し回路から充填回路を完全に取り外すことからなる。これは、充填孔に生じる圧力の危険の問題を完全には解決しておらず、共通の一致した充填及び取り出し孔が失われてしまう可能性を意味している。

この発明の一つの目的は、従来技術の上述した欠点の全て又は幾つかを解消することである。

この目的のために、この発明に従った、そしてさらには上述した前文部中のそれに与えられた一般的な定義に従った装置は、充填管が第１弁と直列に配置された孤立している第２弁を含む。

更には、この発明の実施形態は以下の特徴の一つ又はそれ以上を有することが出来：
・第１弁は自動的に閉じる逆止弁であり；
・孤立した第２弁は第１弁の下流に置かれていて；
・孤立した第２弁は前記第２弁を開閉する為に手動で操作されることが出来る操作部材を含んでおり；
・孤立した第２弁は、座と、充填管中へのガスの流れを遮断し又は許容するよう弁が閉じられ又は開かれた時に座と協働することが出来る可動弁体と、を含み、手動で操作可能な動作部材が可動弁体に固定され、例えばねじ込み／ねじ緩みにより、装置の本体に対し相対的に移動できる部分を備えていて；
・弁体は変換して（translationally）移動でき、充填管が通路及び室を介して孤立した第２弁に連結されていて、前記通路は好ましくは可動弁体の変換方向（translation direction）を横切っていて；
・第１弁は、充填管を自動的に閉じる為に座に向かい戻り部材により下方に付勢されている可動弁体を含んでいて、第１弁及び戻り部材は、所定の閾値より高い圧力を有している充填ガスの流れの作用の下で第１弁が開くことを許容するよう置かれているとともに設計されており；
・取り出し回路及び充填管は共通又は分離した上流端及び共通又は分離した下流端を有しており；
・取り出し回路は、少なくとも一つの孤立した弁及び圧力調整器を含んでいて；そして、
・孤立した第２弁のガス流れ横断面は、逆止第１弁のガス流れ横断面よりも大きい。

もう一つの目的は、上述した特徴又は以下のもののいずれか１つに従っている充填及び分配装置が設けられている加圧ガス容器を充填する方法を提案することである。

１つの有利な特徴に従うと、充填方法は、孤立した第２弁を開かせる工程と、分配ガスにより逆止第１弁を開かせる工程と、そして、充填の最後に、ガスの分配を停止させることにより逆止第１弁を自動的に閉じさせ、孤立した第２弁を閉じる工程が後に続く、工程と、を含む。

この発明はまた、上述した又は以下の特徴の如何なる組み合わせを備えている如何なる装置又は方法にも関係してよい。

他の特徴及び利点は、図面と関連した以下の記載を読むことにより明らかになる。

図１は、この発明に従っている充填及び分配装置の１つの可能な実施形態の構造及び動作を図示している部分的な概略図を提供している。図２は、この発明に従っている充填及び分配装置の為の充填弁の例の１つの可能な機構の構造及び動作を図示している部分的な横断面の概略図を提供している。

図１は、この発明が適用可能な技術の限定されることのない実施形態を図示している。

ガス充填及び分配装置の本体は、加圧ガス貯蔵容器３０の開口中に置かれていて、そして、容器３０の内側に連結された上流第１端とガス使用者４０に連結されることを意図されている下流第２端との間を延出しているガス取り出し回路２０を含む。

例えば、ガス取り出し回路２０は、上流端から下流端に向かう方向において直列に配置された、フィルター１２０，圧力調整器５０，孤立した第１弁１６０，そしてさらに閉鎖第２弁（連結４０）を含む。

装置はまた、容器３０の内側に連結された上流第１端と充填部材に連結されることを意図されている下流第２端とを有している充填管２４０を含む。好ましくは、そして示されている如く、充填管２４０及び取り出し回路２０の下流端は、（単一連結４０を介した充填及び取り出しを許容するよう）共通である。もちろん、この発明は（充填及び取り出しの両者の為の、別の上流／下流端及び／又は共通回路部分を有している）如何なる他の技術に対しても適用可能である。

充填管２４０は、孤立した第２弁５,１０と直列になっている逆止第１弁２,３を含む。

孤立した第２弁５,１０は好ましくは、これは必要ではないが、手動で制御される。

孤立した第２弁５は、より大きな密封及び安全を提供する。好ましくは、第２弁５は充填ガスが分配される前に開かれ、そして充填の終了後（ガス分配が停止された後）に閉じられる。

図２は、充填管２４０の弁の１つの可能な配置を図示している。

加圧されたガスＧが充填連結器から届き、そして支持片６の半径方向開口２４１を通って通過し、そして内部室６０中に入る。支持片６は、例えば円筒形状であって、そして装置の本体中に密封して（密封部材７及び非押し出しリング）設けられている。支持片６は、第２弁５を形成している弁体の軸が摺動可能に設置されている長手方向孔を有している。弁体又は第２弁５（例えば、針の形状である）の上流端は、内部室６０中に格納されている。摺動する弁体５の他端はナット１０に固定されていて、その外表面はナット保持体１１の内ねじに螺合されていて協働する。図示されている如く、ナット保持体１１はそれ自身が装置の本体中にねじ込まれていて良い。移動可能な第２弁５の弁体と支持片６との間の密封は、密封部材８，非押し出しリング（弁体５の周りの），そして段付きスペーサ９を備えているシステムにより提供されて良い。

この例においては、第２弁５の座は、装置の本体中に（密封部材４により）密封して設けられた（例えば、円筒形状の）固定座３の中央通路の入口により形成されている。第２弁５の座３の上流では、装置の本体が、第２弁５の座３の中心通路の上流端の閉鎖に向かい弁体２（又は針）を付勢しているばねシステム１を含んでいる「逆止弁」型の第１弁を格納している。

いうなれば、部材３は第１及び第２弁の両者の弁体２及び５の為の座を効果的に形成することが出来る。第１弁２の下流では、ガスが容器３０の内側と連通している。

充填操作を行なうには、使用者は最初に充填連結器を連結し、そして次にナット１０上に手動で作用することにより第２弁５を開く。

第２弁５が開かれた時、使用者は充填連結器を介してガスが分配されるようにすることが出来る。加圧ガスは次に、開いている座３の中央通路を通って通過する。十分な圧力のガスは次にばね１の動作に対抗して第１弁２の弁体をその座から押し離す。

充填が完了し、そして充填管が大気圧になった後には、第１弁２のばね１は戻り、そして座３に対し第１弁２を自動的に閉じる。

使用者は、座３に対した閉鎖位置中へと第２弁５の弁体を移動させる目的の為にナットを操作するために、ナット１０の形と一致した専用工具をナット保持体１１中に挿入して良い。このことは２重の密封を提供する。

第２弁５の密封は、ナット（又は同様なもの）を介したその機械的な動作のお蔭で、第１弁２の密封よりもより効果的でより信頼性がある。これは何故ならば、第１弁２は例えば振動の如き外部の動的な現象により影響を受けるからである（第１弁２の開放は、ばね１の力と充填ガスの対抗力との間の動的な均衡の結果である）。

さらには、そして好ましくは、第２弁５が開放位置にある時、ガスの為のその流れの横断面は開放位置にある第１弁２により創出された流れの横断面よりも大きい。

好ましくは、座３の表面と第２弁５の表面との間の密封は、従って第１弁２及びその座３よりも高圧ガスの流れにさらされることが少ない。

もちろん、座３は如何なる他の形状を有して良い（例えば、図２中に示されている例の如きではなく、非対称形状）。

同様に、第１弁は「逆止」型の弁から異なっている構造及び動作を有してよい。

Claims

加圧ガス貯蔵容器（３０）の開口に配置される本体と、前記容器（３０）の内側に連結されることを意図されている上流第１端とガス使用者に連結されることを意図されている下流第２端との間を延出しているガス取り出し回路（２０）と、前記容器（３０）の内側に連結されることを意図されている上流第１端と充填部材に連結されることを意図されている下流第２端とを有している充填管（２４０）と、を備えていて、前記充填管（２４０）が前記取り出し回路（２０）から離れている少なくとも一部分を含んでおり、前記充填管（２４０）が第１弁（２，３）を含んでおり、前記充填管（２４０）が前記第１弁（２，３）と直列に配置された孤立している第２弁（５）を含んでおり、前記孤立した第２弁（５）は前記第１弁（２，３）の下流に置かれている、ガス充填及び分配装置であって、前記孤立した第２弁（５，１０）が、前記第２弁（５）を開閉する為に手動で操作されることが出来る操作部材（１０）を含んでいることを特徴とし、そして、前記第１弁（２，３）が、前記充填管（２４０）を自動的に閉じる為に座（３）に向かい戻り部材（１）により下方に付勢されている可動弁体（２）を含んでいて、前記第１弁（２，３）及び前記戻り部材（１）が、所定の閾値より高い圧力を有している充填ガスの流れの作用の下で前記第１弁（２，３）が開くことを許容するよう置かれているとともに設計されていることを特徴とし、そして、前記取り出し回路（２０）及び前記充填管（２４０）が共通の下流端を有していて、前記充填管（２４０）が前記第２弁（５０）の下流に位置している閉塞第３弁（４０）を含んでいて、前記閉塞第３弁（４０）が前記充填管（２４０）及び前記取り出し回路（２０）の下流端で共通であることを特徴としている、ガス充填及び分配装置。
前記孤立した第２弁（５，１０）は、座（３）と、前記充填管（２４０）中へのガスの流れを遮断し又は許容するよう弁が閉じられ又は開かれた時に前記座（３）と協働することが出来る可動弁体（５）と、を含み、手動で操作可能な動作部材（１０）が前記可動弁体（５）に固定され、例えばねじ込み／ねじ緩みにより、前記装置の前記本体に対し相対的に移動できる部分（１０）を備えている、ことを特徴とする請求項１中に請求されているガス充填及び分配装置。
前記弁体（５）は変換して（translationally）移動でき、前記充填管（２４０）が通路（２４１）及び室（６０）を介して前記孤立した第２弁（５）に連結されていて、前記通路（２４１）は好ましくは前記可動弁体（５）の変換方向（translation direction）を横切っている、ことを特徴とする請求項２中に請求されているガス充填及び分配装置。
前記取り出し回路（２０）及び前記充填管（２４０）は共通又は分離した上流端及び共通又は分離した下流端を有している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
前記取り出し回路（２０）は、少なくとも一つの孤立した弁（１６０）及び圧力調整器（５０）を含んでいる、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
前記孤立した第２弁（５，１０）のガス流れ横断面は、前記逆止第１弁（２，３）のガス流れ横断面よりも大きい、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
前記閉鎖第３弁（４０）は戻し部材により閉鎖位置の座に向かい付勢された弁体を含んでいて、前記第３弁（４０）の前記弁体は、接触により、例えば充填及び／又は取り出し要素の連結システムの外部部材により、それが押し戻された時に選択的に開放位置へと前記座を離れ移動することが可能である、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項中に請求されているガス充填及び分配装置。
前記孤立した第２弁（５、１０）を開かせる工程と、分配ガスにより前記逆止第１弁（２，３）を開かせる工程と、そして、充填の最後に、ガスの分配を停止させることにより前記逆止第１弁（２，３）を自動的に閉じさせ、前記孤立した第２弁（５，１０）を閉じる工程が後に続く、工程と、を含む、ことを特徴とする、前述した請求項のいずれか１つに請求されているガス充填及び分配装置が設けられている加圧ガス容器を充填する方法。