JP2014109350A - Gas charging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CNG、水素ガス等を燃料とするCNG自動車、燃料電池自動車、水素自動車等の車両の燃料タンクにガスを充填するガス充填装置に関する。 The present invention relates to a gas filling device that fills a fuel tank of a vehicle such as a CNG vehicle, a fuel cell vehicle, and a hydrogen vehicle using CNG, hydrogen gas, or the like as fuel.
近年の環境問題に対応する車両として、CNG、水素ガス等を燃料とするCNG自動車、燃料電池自動車、水素自動車等の開発が活発に行われている。これら水素ガス自動車等は、窒素酸化物、硫黄酸化物、二酸化炭素等の排出量が少ないという特徴がある。 Development of CNG automobiles, fuel cell automobiles, hydrogen automobiles, and the like that use CNG, hydrogen gas, or the like as fuel is being actively carried out as vehicles that respond to recent environmental problems. These hydrogen gas vehicles and the like are characterized by low emissions of nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, and the like.
上記水素ガス自動車等に燃料ガスを充填する装置として、図5に示すように、ガス供給源からガスの流量を計測しながらガスを搬送する充填機構を備えた本体ユニット82と、充填機構に接続される充填ホース83と、充填ホース83の先端に固着される充填ノズル84と、充填ホース83及び充填ノズル84を保護する保護カバー85、86とから構成されるガス充填装置が存在する。
As shown in FIG. 5, as a device for filling the hydrogen gas vehicle or the like with a fuel gas, a
このガス充填装置81は、いたずら等を防止するため、充填ホース83及び充填ノズル84を、図6に示すように、取外し式の保護カバー85、86で覆うことができると共に、保護カバー85、86を南京錠等を用いて本体ユニット82に施錠して装着することもできるため防犯性に優れる。
The
また、水素ガス自動車等では、ガスを燃料タンクに高圧で充填することが要求され、ガスを燃料タンクに充填する際には断熱圧縮による温度上昇が起きる。そこで、特許文献1には、ガス充填所に熱交換器やクーラ等のガス冷却設備を設置し、このガス冷却設備を用いて燃料タンクに充填されるガスを冷却することにより、車両の燃料タンク内のガス温度の上昇を抑制する技術が提案されている。
Further, in a hydrogen gas automobile or the like, it is required to fill the fuel tank with a high pressure, and when the gas is filled into the fuel tank, a temperature rise occurs due to adiabatic compression. Therefore, in
しかし、上記図5及び図6に示したガス充填装置81は、ガス充填装置81を使用する場合には、保護カバー85、86を取り外す必要があるが、取り外した保護カバー85、86の保管場所を確保する必要があると共に、保管場所への運搬も手間が掛かるため面倒であるという問題があった。
However, in the
一方、上記特許文献1で提案したガス充填装置は、水素ガスを燃料タンクに充填する際にガス温度の上昇を抑制し、結露も防止できるため優れたガス充填装置であるが、充填時間3〜5分という短時間でのガス充填が要求され、これに合わせた冷却能力を備えるためには、広い設置スペースを要するという問題がある。
On the other hand, the gas filling device proposed in
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、充填ホースや充填ノズルを保護する保護カバー等の取り扱いが容易で、かつガスの急速充填を可能とし、コンパクトなガス充填装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and is easy to handle, such as a protective cover for protecting a filling hose and a filling nozzle, and enables quick filling of gas, and is compact. An object of the present invention is to provide a gas filling device.
上記目的を達成するため、本発明は、ガス充填装置であって、ガスの供給源からガスの流量を計測しながら該ガスを搬送する充填機構を有する本体ユニットと、前記充填機構のガス出口配管に接続される充填ホースと、該充填ホースの先端に備えられる充填ノズルとを有するホースユニットとを一体に備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a gas filling device comprising a main body unit having a filling mechanism for conveying a gas while measuring the flow rate of the gas from a gas supply source, and a gas outlet pipe of the filling mechanism. And a hose unit having a filling hose connected to the hose and a filling nozzle provided at the tip of the filling hose.
本発明に係るガス充填装置によれば、本体ユニットとホースユニットとを一体に備えるため、装置全体がコンパクトになり、省スペース化を実現することができると共に、設置の自由度を向上させることができる。 According to the gas filling device according to the present invention, since the main body unit and the hose unit are integrally provided, the entire device becomes compact, space saving can be realized, and the degree of freedom in installation can be improved. it can.
上記ガス充填装置に、さらに、前記本体ユニットに導入されるガスの配管を冷却するガス管路冷却部を有する冷却ユニットを一体に備えるように構成することができ、装置全体がさらにコンパクトになり、省スペース化、設置の自由度をさらに向上させることができる。また、ガス管路冷却部で本体ユニットに導入されるガスの配管を冷却することで、ガスを車両の燃料タンク等に充填する際にガス温度の上昇を抑制し、ガスの急速充填を行うことができる。 The gas filling device can be further configured to be integrally provided with a cooling unit having a gas pipe cooling part for cooling the piping of the gas introduced into the main body unit, and the entire device is further compacted, Space-saving and installation flexibility can be further improved. Also, by cooling the gas piping introduced into the main unit in the gas pipeline cooling section, the gas temperature rise is suppressed when filling the vehicle fuel tank, etc., and the gas is rapidly filled. Can do.
前記ガス管路冷却部に冷媒を供給する冷媒冷却部を、前記冷却ユニットの外部に備えることができる。これによって、冷媒冷却部が充填作業の妨げになることなどを防止することができる。 A refrigerant cooling unit that supplies a refrigerant to the gas pipeline cooling unit can be provided outside the cooling unit. As a result, it is possible to prevent the refrigerant cooling unit from interfering with the filling operation.
前記充填ホース及び充填ノズルを開閉自在な扉によって覆うことができ、ガス充填装置を使用していないときにいたずら等を防止したり、ガス充填所が閉店している際の防犯性を高めることができる。 The filling hose and the filling nozzle can be covered with an openable / closable door to prevent mischief and the like when the gas filling device is not used, and to improve crime prevention when the gas filling station is closed. it can.
また、前記開閉自在な扉を前記ホースユニット内に収納可能とし、ガス充填所が営業中の際に扉が充填作業の妨げになることを回避することができる。 Further, the openable / closable door can be accommodated in the hose unit, and the door can be prevented from obstructing a filling operation when the gas filling station is in operation.
さらに、前記ホースユニットの床面に対して垂直方向に延設され、前記充填ホースを保護しながら引き出すためのガイド部材を備えることができ、充填ホースの引き出し時における充填ホースやホースユニット等の損傷を防止することができる。 Furthermore, it is possible to provide a guide member that extends in a direction perpendicular to the floor surface of the hose unit and that pulls out while protecting the filling hose. Damage to the filling hose, hose unit, etc. when the filling hose is pulled out Can be prevented.
また、上記ガス充填装置に、前記充填機構のガス出口配管に前記充填ホースを接続する安全継手と、該安全継手から下方に延設されるホースカバーとを設け、該ホースカバーによって、前記安全継手に接続された前記充填ホースの該安全継手の直下に位置する部分を覆うことができる。これによって、充填ホースに何らかの理由で大きな引張荷重が加わった場合に、このホースカバーによって安全継手を常に充填ホースによって垂直方向に引くことが可能となり、所定の垂直方向への引張荷重で離脱するように設計されている安全継手の作動性能を確保することができる。 The gas filling device is provided with a safety joint for connecting the filling hose to a gas outlet pipe of the filling mechanism, and a hose cover extending downward from the safety joint, and the safety joint is provided by the hose cover. A portion of the filling hose connected to the right side of the safety joint can be covered. As a result, when a large tensile load is applied to the filling hose for any reason, the hose cover allows the safety joint to be pulled vertically by the filling hose at all times, so that it can be detached with a predetermined vertical tensile load. Therefore, it is possible to ensure the operating performance of the safety joint designed in the above.
以上のように、本発明によれば、充填ホースや充填ノズルを保護する保護カバー等の取り扱いが容易で、かつ燃料ガスの急速充填が可能でコンパクトなガス充填装置を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a compact gas filling device that is easy to handle, such as a protective cover for protecting a filling hose and a filling nozzle, and that can be rapidly filled with fuel gas. .
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明においては、本発明に係るガス充填装置が水素ガス充填装置であって、水素ガス自動車に水素ガスを供給する場合を例にとって説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a case where the gas filling device according to the present invention is a hydrogen gas filling device and hydrogen gas is supplied to a hydrogen gas vehicle will be described as an example.
図1乃至図3は、本発明に係る水素ガス充填装置の第1の実施形態を示し、この水素ガス充填装置1は、本体ユニット2と、ホースユニット3と、冷却ユニット4と、冷媒冷却部5とからなり、本体ユニット2、ホースユニット3及び冷却ユニット4とが一体に構成され、冷媒冷却部5は、冷媒搬送管6、7を介して冷却ユニット4に接続される。
1 to 3 show a first embodiment of a hydrogen gas filling device according to the present invention. This hydrogen
本体ユニット2は、水素ガス供給源としての蓄圧器(不図示)から水素ガス(以下、「ガス」という)の流量を計測しながらガスを搬送する充填機構を有する充填部2aと、充填部2aの天井部に載置され、ガスの充填量等を表示する表示部2bとで構成される。
The
充填部2aは、蓄圧器からのガス搬送管71、72を流れるガスの流量を調整する流量調整弁25、ガスを遮断する遮断弁26、ガスの流量を計測する流量計27等を備える。
The
表示部2bは、ガス搬送管71、72を流れるガスの流量(充填ノズル35から水素ガス自動車(以下、「自動車」という)の燃料タンクへのガス供給量)等を表示する表示器21と、ガス漏れを検知するガス検知器28と、ガス検知器28でガス漏れを検知した際に警報を発する報知器29と、装置全体を制御する制御装置22とを備える。
The display unit 2b displays the flow rate of the gas flowing through the
制御装置22には、各種の操作スイッチが接続されると共に、後述する充填ノズル35のノズル掛け35aに設けられたノズルスイッチ(不図示)からのON/OFF信号や、流量計(不図示)のパルス発信器からの信号が各々入力され、流量調整弁25〜流量計27等へ制御信号が出力される。
Various control switches are connected to the
ホースユニット3は、充填部2a内のガス搬送管72の出口配管(充填機構のガス出口配管)72aに接続される充填ホース34と、充填ホース34の先端に備えられる充填ノズル35と、充填ホース34を保護しながら充填ホース34を引き出すためのガイド部材33、36と、蓄圧器からのガス搬送管71、72の各々の内部の圧力を検出する圧力計23、24と、ガス漏れを検知するガス検知器39と、自動車へのガスの供給を開始するスタートスイッチ51と、ガスの供給を停止する停止スイッチ52と、異常が発生した場合等にガスの供給を停止する緊急停止スイッチ53等を備える。
The
充填ホース34は、図2に示すように、安全継手31を介してガス搬送管72の出口配管72aに接続され、安全継手31からホースユニット3の底面に向かって延設された後、底面付近から上方へ向かって折り返し、先端に充填ノズル35が装着される。充填ノズル35は、ノズル掛け35aに掛けられる。安全継手31の下方には、安全継手31の直下に存在する充填ホース34を覆うための筒状のホースカバー32が設けられる。
As shown in FIG. 2, the
ガイド部材33、36は、ホースユニット3の床面に垂直方向に立設され、ガイド部材36は、最下部36aが奥に向かって凹み、傾斜部36bを介して上方へ繋がっている。
The
充填ホース34及び充填ノズル35は、図3に示すように、開閉自在な扉37、38によって覆われ、これらの扉37、38は、ホースユニット3の内部に収納可能に構成される。扉37には開閉用の取っ手37aが設けられる。
As shown in FIG. 3, the
安全継手31は、充填ホースに所定の引張荷重が加わった場合に充填ホースが離脱し、充填ホースやその他の部材の破損等を防止するために設けられる。上述のように、安全継手31の下方に設けた筒状のホースカバー32によって安全継手31の直下に存在する充填ホース34を覆うことで、ホースカバー32によって充填ホース34を垂直方向に案内している。そのため、充填ホース34に大きな荷重が加わった場合、安全継手31を常に充填ホース34によって垂直方向に引くことが可能となる。安全接手31は、所定の垂直方向への引張荷重が加わると離脱するように設計されているため、設計通りの引張荷重で安全継手31を離脱させることができ、装置の安全性を確保することができる。
The safety joint 31 is provided in order to prevent the filling hose from being detached when a predetermined tensile load is applied to the filling hose, and damage to the filling hose and other members. As described above, the
冷却ユニット4は、本体ユニット2からのガス搬送管71を冷却するガス管路冷却部41を備え、ガス管路冷却部41は、冷媒冷却部5から冷媒搬送管6、7を介して供給された冷媒によってガス搬送管71を流れるガスを冷却する。冷媒には、液体窒素、フロン、二酸化炭素等を使用することができ、この冷媒を冷媒冷却部5で冷却して循環使用する。
The
本体ユニット2、ホースユニット3及び冷却ユニット4の下部には、各々のユニット内でのガスの滞留を防止するための空気を導入する空気導入口61が設けられると共に、ホースユニット3の下部にルーバー62が設けられ、ホースユニット3及び表示部2bの上部には、各々のユニットに蓄積されたガスを系外に排出するためルーバー63、64が設けられる。
At the lower part of the
次に、上記構成を有する水素ガス充填装置1の動作について、図1乃至図3を参照しながら説明する。
Next, the operation of the hydrogen
水素ガス充填装置1が設置されているガス充填所が営業を開始すると、図3に示す状態から扉37、38を開け、図2の状態とする。開けた扉37、38は、ホースユニット3の内部に収納することで、営業中は、扉37、38が充填作業の妨げにならない。尚、図2では、ホースユニット3の上部の安全継手31、ホースカバー32が収納された部分も開いているが、この部分は営業中でも閉じたままである。
When the gas filling station where the hydrogen
自動車にガスを供給する際には、充填ノズル35をノズル掛け35aから外すと、ノズル掛け35aに設けられているノズルスイッチからON信号が制御装置22に入力し、制御装置22は表示器21に表示されていた前回の充填量を帰零し、遮断弁26を開く。
When supplying gas to the automobile, if the filling
次に、ノズル掛け35aから外した充填ノズル35を自動車の燃料タンクの充填口に挿入する。ここで、ホースユニット3の内部には、ガイド部材33、36が設けられているため、充填ホース34を保護しながら引き出すことができ、充填ホース34の引き出し時の充填ホース34やホースユニット3等の損傷を防止することができる。
Next, the filling
充填ノズル35の充填レバーを引くと、蓄圧器からの高圧ガスは、ガス搬送管71、流量調整弁25、ガス管路冷却部41、ガス搬送管72、遮断弁26、流量計27、充填ホース34を介して充填ノズル35から自動車の燃料タンクへ充填される。この際、制御装置22は、流量計からの流量信号を計数演算して表示器21へ充填量を表示する
When the filling lever of the filling
自動車への充填が完了すると、充填ノズル35をノズル掛け35aに掛ける。ここで、ホースユニット3の内部に設けられたガイド部材36の最下部36aが奥に向かって凹み、傾斜部36bを備えるため、充填ホース34を折り畳んで収納することができる。
When the filling of the automobile is completed, the filling
充填ノズル35をノズル掛け35aに掛けると、ノズルスイッチから制御装置へOFF信号が入力され、制御装置22は流量調整弁25、遮断弁26を閉じ、表示器21に表示された充填量に基づいて清算をする。
When the filling
ガス充填所が営業を終了すると、充填ホース34及び充填ノズル35をホースユニット3の内部に完全に収納し、扉37、38を閉める。これによって、いたずらや盗難等を防止すると共に、風雨によって充填ホース34及び充填ノズル35が劣化することを防止することができる。
When the gas filling station is closed, the filling
自動車へのガス充填中に表示部2bやホースユニット3にガスが滞留し、ガス検知器28、39によってガスが検知されると、報知器29によってガス漏れを報知し、遮断弁26等を閉じるなどして対処する。
If gas stays in the display unit 2b or the
また、図示を省略するが、表示部2bの内部やガスがホースユニット3の上部に滞留しないように、表示部2bやホースユニット3の内部に、ガス充填所に既存のコンプレッサーから圧縮空気を流して営業時に換気をすることが好ましい。これによって、ガス漏れが発生した場合には、ガス検知器28、39によって検知されて報知器29によって報知されるが、その際に遮断弁26等を閉じてもホースユニット3の上部や表示部2bの内部に存在するガスの濃度は変化しないため、圧縮空気を送ることで安全性を向上させることができる。
Although not shown, compressed air is supplied from an existing compressor to the gas filling station in the display unit 2b or the
さらに、自動車へのガス充填中に、圧力計23、24によってガス搬送管71、72の内部圧力の異常を検知した場合には、報知器29によって異常を知らせると共に、遮断弁26等を閉じるなどして対処する。また、その他の異常が発生した場合には、緊急停止スイッチ53を押してガスの供給を停止することができる。
Further, when an abnormality in the internal pressure of the
尚、上記実施の形態では、冷媒冷却部5とガス管路冷却部41を1対1の関係で説明したが、冷媒冷却部5を複数台のガス管路冷却部41と接続することもできる。
In the above-described embodiment, the
図4は、本発明に係る水素ガス充填装置の第2の実施形態を示し、この水素ガス充填装置11は、上記第1の実施形態における水素ガス充填装置1が備える本体ユニット2と、ホースユニット3とを一体に構成し、冷却ユニット4を別体として構成したものである。
FIG. 4 shows a second embodiment of the hydrogen gas filling apparatus according to the present invention. This hydrogen
この本体ユニット2も充填部2aと、充填部2aの天井部に載置され、ガスの充填量等を表示する表示部2bとで構成され、下部に空気導入口61を備える。また、ホースユニット3についても、充填ホースや充填ノズルを開閉自在な扉37、38で覆い、これらの扉37、38は、ホースユニット3の内部に収納可能に構成され、ホースユニット3の下部にルーバー62を、上部にルーバー63が設けられ、上記水素ガス充填装置1と同様の効果を奏する。
The
1 水素ガス充填装置
2 本体ユニット
2a 充填部
2b 表示部
3 ホースユニット
4 冷却ユニット
5 冷媒冷却部
6、7 冷媒搬送管
11 水素ガス充填装置
21 表示器
22 制御装置
23、24 圧力計
25 流量調整弁
26 遮断弁
27 流量計
28 ガス検知器
29 報知器
31 安全継手
32 ホースカバー
33 ガイド部材
34 充填ホース
35 充填ノズル
35a ノズル掛け
36 ガイド部材
36a 最下部、
36b 傾斜部
37 扉
37a 取っ手
38 扉
39 ガス検知器
41 ガス管路冷却部
51 スタートスイッチ
52 停止スイッチ
53 緊急停止スイッチ
61 空気導入口
62〜64 ルーバー
71、72 ガス搬送管
72a 出口配管
DESCRIPTION OF
36b
Claims (7)
前記充填機構のガス出口配管に接続される充填ホースと、該充填ホースの先端に備えられる充填ノズルとを有するホースユニットとを一体に備えることを特徴とするガス充填装置。 A main unit having a filling mechanism for conveying the gas while measuring the flow rate of the gas from a gas supply source;
A gas filling apparatus comprising a filling hose connected to a gas outlet pipe of the filling mechanism and a hose unit having a filling nozzle provided at a tip of the filling hose.
該安全継手から下方に延設されるホースカバーとを備え、
該ホースカバーによって、前記安全継手に接続された前記充填ホースの該安全継手の直下に位置する部分を覆うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のガス充填装置。 A safety joint for connecting the filling hose to the gas outlet pipe of the filling mechanism;
A hose cover extending downward from the safety joint,
The gas filling device according to claim 1, wherein the hose cover covers a portion of the filling hose connected to the safety joint located immediately below the safety joint.
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