JP2021011949A - タンクを充填するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧ガスタンクを充填するための装置及び方法を提供する。【解決手段】ガスの供給源２に接続されるよう意図された上流端部と、充填されるべき別個のタンク７に接続されるよう意図された少なくとも２つの並列の下流端部６，１６，２６とが備わっている流体移送回路８を備え、移送回路は、下流端部に向かって供給源から移送されるガスの温度を調整するための温度調整部材９を備え、ガス温度調整部材は、少なくとも２つの下流端部の上流で移送回路に配置されており、これは、ガス温度調整部材が少なくとも２つの下流端部に共通であることを意味し、回路の少なくとも２つの下流端部が各々、移送されるガスの流量及び／又は圧力を制御するための及び下流端部の各々における流量及び／又は圧力を独立して制御するように構成されたそれぞれの制御部材１５を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、タンクを充填するための装置及び方法に関する。

本発明は、より具体的には、加圧ガスタンク、特に車両水素タンク、を充填するための装置に関し、この装置は、ガスの供給源に接続されるよう意図された上流端部と、充填されるべき別個のタンクに接続されるよう意図された少なくとも２つの並列の下流端部とが備わっている流体移送回路を備え、この移送回路は、下流端部に向かって供給源から移送されるガスの温度を調整するための温度調整部材を備え、ガス温度調整部材は、少なくとも２つの下流端部の上流で移送回路に配置されており、これは、ガス温度調整部材が少なくとも２つの下流端部に共通であることを意味する。

加圧ガス水素タンクを迅速に充填するためには、通常、充填されるタンクの過熱を回避するためにガスを予冷することが必要である。

既存の装置又はサービスステーションは、通常、サイズが小さく、各々それ自体の冷却装置が装備されている１つ又は２つの充填点を有する。

従って、ステーションの容量及び充填点の数の増加は、冷却装置の数を倍増させる。

加えて、充填に先立って水素を予冷することは、非常に大きな労力を要する。冷却対象のガスの流れは、非常に変わりやすい注入口温度（周辺温度、摂氏−２０度〜４０度）により、非常に変わりやすい流量（例えば０．５〜１．８ｋｇ／秒）を有し得る。更に、ジュールトムソン加熱効果が大きくなるにつれ、ガス源によって供給されるこの高圧ガスもより一層膨張する。

既知の設備では、水素は、まず第一に分配器に運ばれる。次にこれは、分配器において所要圧力まで膨張される。次に、ジュールトムソン加熱効果を中和することができるように、分配器内の交換器を介して冷却が実行される。従って、各分配器には、交換器と、冷却システムへの接続とが取り付けられていなければならない。大容量のサービスステーションの場合、この冷却システムは、コストを増加させ、設備の複雑性を増大させる。

文書ＥＰ０９３３５８３Ａ２には、いくつかのシリンダの同時充填のための共通の上流冷却システムを備えるタンク充填設備が記載されている。この設計では、例えば異なる構造的特性及び／又は異なる始動圧力を有し得る異なるタンクに適合するように充填を変えることはできない。

本発明の１つの目的は、上述した従来技術の不利益のうちのすべて又はいくつかを緩和することである。

この目的を達成するために、本発明に係る装置は、上の前置きによって与えられたそれらの包括的定義に係る他の点において、本質的に、回路の少なくとも２つの下流端部が各々、移送されるガスの流量及び／又は圧力を制御するための並びに下流端部の各々において流量及び／又は圧力を独立して制御するように構成されたそれぞれの部材を備えることを特徴とする。

更に、本発明の実施形態は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を備え得る：
−下流端部ごとに流量及び／又は圧力を制御するための部材は、制御される圧力制御及び／又は流量制御弁を備え、充填装置は、上記弁を制御するように構成された電子コントローラを備える、
−電子コントローラは、上記タンク内の同一の又は別個のそれぞれの圧力増加率を確立する１つ又は複数の急速充填アルゴリズムに従って上記弁を制御するように構成される、
−本装置は、各下流端部において、ガスの温度を測定する温度センサを備え、上記センサは、コントローラに接続されている、
−温度センサは、それぞれの流量制御及び／又は圧力制御部材の下流に配置される、
−コントローラは、下流端部ごとに、上記下流端部のための温度センサによって測定される温度の関数として、流量制御及び／又は圧力制御部材を制御するように構成される、
−電子コントローラは、下流端部について温度を測定するためのセンサによって測定される温度が低下すると、上記端部に接続されているタンクの充填率を増加させ、下流端部について温度センサによって測定される温度が上昇すると、上記端部に接続されているタンクの充填率を減少させるように構成される、
−本装置は、下流端部の各々においてガスの流量を測定するための流量計を備え、上記流量計は、コントローラに接続されており、このコントローラは、上記流端部について上記流量計によって測定される流量の関数として、端部ごとに流量制御及び／又は圧力制御部材を制御するように構成される、
−電子コントローラは、温度センサからの及び流量計からの測定値に基づいて、各下流端部において移送されるガスの量の平均温度を算出するように構成され、コントローラは、とりわけ、移送されるガスの量の平均温度が低下すると、下流端部に接続されているタンクの充填率を増加させ、移送されるガスの量の平均温度が上昇すると、下流端部に接続されているタンクの充填率を減少させるように、移送されるガスの量のこの平均温度の関数として、端部ごとに流量制御及び／又は圧力制御部材を制御するように構成される、
−電子コントローラは、フィードバック制御を使用して流量制御及び／又は圧力制御部材を制御するように構成される、
−移送回路は、上流端部と下流端部との間に、少なくとも２つの並列の別個のパイプを備える部分を備え、上記並列のパイプは各々、それぞれのガス温度調整部材を備え、並列のパイプは各々、供給源に接続されるよう意図された第１の端部と、それぞれの弁のセットを介して回路の下流端部の各々に接続されている第２の端部とを備える、
−本装置は、回路の上流端部に直列に及び／又は並列に接続されている１つ又は複数の加圧ガス貯蔵部を備える供給源を備える、
−供給源は、異なる温度で流体の少なくとも２つのセットを備え、ガス温度調整部材は、定められた温度を達成するために少なくとも２つのセットからの流体を混合するように構成されたミキサを備える、
−本装置は、少なくとも１つの液化ガス貯蔵部を備える供給源を備え、ガス温度調整部材は、一方が流体を加温するための交換器を備える２つの並列のブランチを有する、二重化した移送回路の一部を備え、温度調整装置は、温度調整部材の下流で流体の混合物の温度を調整するために、液化ガス貯蔵部から来る流体の上記２つの並列のブランチへの分配を指図するように構成された弁のセットを更に備える、
−ガス温度調整部材は、回路のガスと冷却流体のような冷熱源との間で熱の交換を提供する熱交換器を備える、
−ガス温度調整部材は、ガス流量制御及び／又はガス圧力制御部材によって課される充填率の関数である定められた温度まで加圧ガスを冷却するように制御される、
−供給源が、回路の上流端部に直列に及び／又は並列に接続された１つ又は複数の加圧ガス貯蔵部を備える場合、温度調整部材は、一方、ガス移送中に加圧ガス貯蔵部によって供給されるガスの高い圧力と、他方、充填されるべきタンクの低い圧力との間の圧力差の関数である定められた温度まで加圧ガスを冷却するように制御される、
−ガス温度調整部材は、流量制御及び／又は圧力制御部材の下流で、摂氏−２５度から−４０度の間、とりわけ摂氏−１７．５度から−４０度の間、に含まれるガス温度を保証する定められた温度まで加圧ガスを冷却するように制御される。

本発明はまた、少なくとも１つのガス源に接続されている上流端部と、別個のタンクに接続されるよう意図された少なくとも２つの並列の下流端部とが装備されている流体移送回路を備える装置を介して、いくつかの加圧ガスタンク、特に車両水素タンク、を充填するための方法に関し、この方法は、下流端部に向かって供給源から移送されるガスを１つの同じ共通の温度調整部材において冷却するステップを備え、方法は、それぞれの下流端部に接続されている別個のタンクにガスを移送するステップを備え、タンクに移送されるガスの流量及び／又は圧力は、下流端部に位置する別個のそれぞれの調整部材を介して独立して制御される。

本発明はまた、特許請求の範囲内にある上記又は下記特徴の任意の組合せを備える任意の代替的な装置又は方法に関し得る。

他の詳細及び利点は、図を参照して与えられる以下の説明を読むことで明らかとなるであろう。

本発明に係る、充填装置の構造及び動作の一例を例示する概略部分図である。 本発明に係る、充填装置の構造及び動作の別の例を例示する概略部分図である。 本発明に係る、充填装置の構造及び動作の別の例を例示する概略部分図である。 従来技術に係る、充填の一例の特性曲線を描写する。 本発明に係る、充填の一例の特性曲線を描写する。

図１に概略的に描写されている加圧ガスタンク充填装置１は、とりわけ車両水素タンク７を充填するための充填ステーションであり得る。

この装置は従来、加圧ガスの少なくとも１つの供給源２（好ましくは少なくとも２つの供給源）に接続されている上流端部と、充填されるべき別個のタンク７に接続されるよう意図された少なくとも２つの並列の下流端部６，１６，２６（例えばノズルガン又は同等物が取り付けられている分配ホース）とが装備されている流体移送回路８を備える。

移送回路８は、１つ又は複数の下流端部に向かって供給源２から移送されるガスの温度を調整するための温度調整部材９を備える。この温度調整部材９は、特に、以下で詳述されるように、移送されるガスを定められた温度にするように設計される。特に、調整部材９は、（供給源からのガスが定められた温度より高い温度であるとき）供給源２からのガスを冷却するように及び／又は（供給源からのガスが定められた温度より低い温度であるとき）ガスを加温するように構成され得る。

ガス温度調整部材９は、少なくとも２つの下流端部６，１６，２６の上流で移送回路８に配置される。これが意味することは、ガス温度調整部材９が、下流端部６，１６，２６のうちのいくつかに共通であるということである。故に、（同時又は非同時に）充填されるタンク７に下流端部の各々において移送されるガスは、１つの同じ共通の部材９によって温度調整されている。

加えて、移送回路８の下流端部６，１６，２６は各々、移送されるガスの流量及び／又は圧力を制御するための並びに下流端部６，１６，２６の各々において流量及び／又は圧力を独立して制御するように構成されたそれぞれの制御部材１５を備える。

これは、上流で冷却された高圧ガスの流量の調整又は膨張を実行することで別個の状況に対して最適化された充填が遂行されることを可能にしつつ、同時に、いくつかの分配器の冷却が共同で実行されることを可能にする。

各下流端部６，１６，２６の流量及び／又は圧力を制御するための部材１５は、例えば圧力を制御するための被制御弁１５又は下流で流量及び／又は圧力を調整することを可能にする任意の他の適切な部材を備え得る。充填装置１は好ましくは、上記弁１５又は同等物を制御するように構成された電子コントローラ１７を備える。コントローラ１７は、コンピュータ又はマイクロプロセッサのセット又は少なくとも弁１５を制御することができる任意の他の適切なデータ記憶及びデータ処理電子装置を備え得る。

コントローラ１７は、とりわけ、充填される上記タンクにおいて同一の又は別個のそれぞれの圧力増加率を確立する１つ又は複数の急速充填アルゴリズムに従って上記弁１５を制御するように構成（プログラム）され得る。

好ましくは、温度センサ１８は、ガスの温度を測定するために各下流端部６，１６，２６に設けられ、ここで、上記センサ１８は、コントローラ１７に接続されている。好ましくは、温度センサ１８は、膨張／流量調整の後のガスの温度を、それがタンク７に移送される直前に測定するために、それぞれの流量制御及び／又は圧力制御部材１５の下流に配置される。

特に、コントローラ１７は、下流端部６，１６，２６について温度センサ１８によって測定される温度の関数として、上記下流端部６，１６，２６ごとに流量制御及び／又は圧力制御部材１５を制御するように有利に構成され得る。

例えば、コントローラ１７は、下流端部６，１６，２６について温度を測定するためのセンサ１８によって測定される温度が低下すると、上記端部に接続されているタンク７の充填率を増加させ、下流端部６，１６，２６について温度センサ１８によって測定される温度が上昇すると、上記端部に接続されているタンクの充填率を減少させるように構成され得る。

好ましくは、装置は、下流端部６，１６，２６（図２参照）の各々におけるガスの流量を測定するための流量計１９を備え、上記流量計１９は、コントローラ１７に接続されており、このコントローラ１７は、上記下流端部６，１６，２６について上記流量計１９によって測定される流量の関数として、端部ごとに流量制御及び／又は圧力制御部材１５を制御するように構成される。例えば、コントローラ１７は、温度センサ１８から及び流量計（１９）からの測定値に基づいて、下流端部６，１６，２６に接続されている各タンク７に移送されるガスの量の平均温度を算出するように構成される。コントローラ１７は、とりわけ、移送されるガスの量の平均温度が低下すると、下流端部に接続されているタンクの充填率を増加させ、移送されるガスの量の平均温度が上昇すると、下流端部に接続されているタンクの充填率を減少させるために、移送されるガスの量のこの平均温度の関数として、端部ごとに流量制御及び／又は圧力制御部材１５を制御するように構成され得る。好ましくは、コントローラ１７は、温度調整部材９を調整しない（部材９は、好ましくは独立している）。

流量計１９は、回路においてガスの流量を直接測定する部材に制限されない。代替として又は組み合わせて、この流量は、とりわけ各調整弁１５の下流で、回路における及び／又は充填されるべきタンクにおける圧力及び温度の測定からの既知の測定値を使用して算出され得る。

コントローラ１７は、特に、フィードバック制御を使用して流量制御及び／又は圧力制御部材１５を制御するように構成され得る。

故に、装置１は、従って、サービスステーションにおける回路８の上流でガスを冷却し、これは、冷却部を、下流の様々な分配器６，１６，２６に共通化させることを可能にする。下流の端部６，１６，２６の各々について充填流量を（好ましくはリアルタイムで及び分配器におけるガスの温度の関数としてのフィードバック制御を伴って）独立して制御することで、装置は、各分配器に固有の圧力変動に伴うジュールトムソン効果による温度の変動を補償することを独立して可能にする。この配列は、充填されるべきタンク７の過熱を回避することを可能にする。

故に、装置１は、高圧力での（すなわち各分配器６，１６，２６において膨張する前での）ガスの冷却を提供する。上で説明したように、この調整された温度は、選ばれ、以下のうちの少なくとも１つの関数として算出されることができる：
−所望の充填率
−（充填されるべきタンク７の圧力レベルに依存して）膨張により予想されるジュールトムソン効果
−ラインに沿った既知の熱損失。

サービスステーションで利用可能な圧力（カスケード）レベルの数は、膨張のレベルに影響を及ぼす。利用可能な圧力レベルが多いほど、下流での膨張の必要性は少なくなる。例えば、２つの圧力レベル（例えば４５０バール及び９００バール）が利用可能な場合、摂氏０〜２０度の温度差において、調整される温度は、摂氏−４５度から−４０度の間で調整されるであろう。他方で、３つの異なる圧力レベル（例えば３００バール、６００バール、９００バール）が利用可能な場合、温度差は、摂氏０から１４度の間に含まれ得、温度は、摂氏−３５度から−４０度の間で調整され得る。

例えば、供給源２において４５０バール及び９００バールというそれぞれの圧力レベルで２つのバッファ貯蔵部に水素が貯蔵されるサービスステーション１について、ジュールトムソン効果は、水素の場合、摂氏０〜２０度程度の加熱を引き起こす。平均で、分配器６，１６，２６からの下流排気口において摂氏−３３度を有するためには、水素は、その膨張に先立って典型的に摂氏４５度から−４０度の間に含まれる温度まで上流で冷却される必要がある。

この温度は、ステーションにおける異なる圧力レベルによって異なり得る。

図２の例では、ガス源は、ガス貯蔵部３（例えばある圧力で、とりわけ５０から５００バールの間に含まれる圧力で、ガスを含む並列のいくつかのガスコンテナ）を備える。移送回路８の下流で、第１の圧縮器２２は、第１のバッファ貯蔵部４が（例えば２００から７００バールの間に含まれる圧力で）充填されることを可能にする。第１のバッファ貯蔵部４の下流には、より高い圧力（例えば５００から９００バールの間に含まれる圧力）で第２のバッファ貯蔵部５を充填するために第２の圧縮器２３が設けられ得る。

故に、供給源２から来る水素は、連続した（カスケード式）圧力等化動作によってガスをタンク７に移送することを視野に入れて、異なる圧力でバッファ貯蔵部に貯蔵されることができるように、１つ又は複数の圧縮器２２，２３によって圧縮され得る。故に、バッファ貯蔵部４，５は、移送回路８の下流端部６，１６，２６の各々に並列に（及び直列に）接続され得る。各バッファ貯蔵部４，５に残っているガスをそれが下流端部６，１６，２６に供給される前に冷却するために冷却交換器１０が設けられている。

例示されるように、熱交換器１０は、回路８のガスと、ループ状に循環してもしなくてもよい冷却流体のような冷熱源２１との間で熱の交換を提供する交換器であり得る。故に、ガス温度調整部材９は、この熱交換器１０を備えるかそれで構成され得る。

例示されるように、移送回路８は好ましくは、上流端部と下流端部６，１６，２６との間に、少なくとも２つの別個の並列のパイプ２８を備える部分を備える。上記並列のパイプ２８は各々、それぞれのガス温度調整部材９（この例では冷却交換器１０）を備える。これら２つの並列のパイプは、２つのバッファ貯蔵部４，５の排気口にそれぞれ上流で接続される。これら２つの並列のパイプ２８は、分配回路８のすべての下流端部６，１６，２６に、弁２７のセットを介して下流で接続されている。

故に、下流端部６，１６，２６は、回路の２つの並列のパイプ２８の各々に並列に接続されている。このように、下流端部６，１６，２６に接続されているタンク７は、各例では共通の上流冷却部９，１０を有する一方又は他方（又は両方）のバッファ貯蔵部４，５（この例では２つのバッファ貯蔵部が存在するが、それらは３つ以上存在してもよい）からガスが供給されることができる。

これらの弁２７は、タンク７を充填するのに最も適切な圧力レベルを有する供給源２から来る冷却された水素を選択することを可能にする。

例えば、水素は、要求される圧力が、対応する中圧バッファ貯蔵部４においてこの圧力を下回る場合、いわゆる中圧ライン（図２の上部パイプ２８）から引き出され得る。次に、この水素は、弁１５の下流で、要求される圧力まで膨張され得る。ジュールトムソン効果により、膨張された水素は、好ましくは摂氏−４０度から−２５度の間の温度を有するであろう。

不連続線によって概略的に示されているように、温度調整部材９，１０までの移送回路８のすべてのコンポーネントは、上流エンティティ又は「上流ステーション」の一部を形成し得る。

同様に、温度調整部材９の下流のすべてのコンポーネントは、（ユーザがアクセス可能な）下流分配エンティティの一部を形成し得る。これらの２つのエンティティ間で、１つ又は複数の冷却されたガス移送ラインは、熱的に絶縁され得る及び／又は冷却され得る。

図３の例では、供給源２は、それぞれの弁又はポンプ１４を介して、各々がそれぞれのガス温度調整部材９を備える２つの並列のパイプ２８を供給する液化ガス貯蔵部２０を備える。前述同様に、これら２つの並列のパイプ２８は、それぞれ、分配回路８の下流端部６，１６，２６すべてに、弁２７のセットを介して下流で接続されている。

加えて、ガス温度調整部材９の上流で一方のパイプ２８から他方に流体を移送するために（オプションの弁２９が取り付けられている）クロスパイプ２４が設けられ得る。

ポンプ１４の下流及びそれぞれの温度調整部材９の上流で、各パイプ２８は、オプションの弁２９を備え得る。これが意味することは、パイプ２４並びに弁２５及び２９は省略可能であるということである。

ガス温度調整部材９は、２つの並列のブランチを有する、二重化している移送回路８の一部を含んでよく、ブランチの一方が流体を加温するための交換器１１を備える。温度調整部材９は、流体の温度を定められた温度に調整するために、液化ガス貯蔵部２０から来る流体の２つの並列のブランチへの分配を制御するように構成された弁１２，１３のセットを更に備える。これが意味することは、加圧された流体が、下流でその温度を調整するために、加温交換器１１と、この交換器１１をバイパスするバイパス部との間で分配されるということである。所望の温度であるこのガスは、それぞれのバッファ貯蔵部１２及び／又は下流分配端部６，１６，２６につながる下流パイプに供給され得る。

故に、液体水素は、液体貯蔵部２から引き出されて（送り出されて）、異なる圧力で（周辺温度で又は制御された温度で冷たく保たれて）バッファ貯蔵部１２，１３に貯蔵され得る。

故に、ポンプ１４から直接来る冷たい水素をバッファ貯蔵部１２，１３から来るより暖かい水素と混合することによって、それ自体既知の方法で、定められた温度の水素が取得され得る。

より具体的には、温度調整は、比較的暖かい水素と比較的冷たい水素との適切な混合を実行することによって達成され得る。比較的暖かい水素は、例えば加圧ガスバッファ貯蔵部から及び／又は加温動作を介して（例えば熱交換器を使用して）冷熱源から来る。より冷たい水素は、例えば極低温液体源から及び／又はより暖かいが冷却システムによって冷却される（例えば液体窒素のような冷たい流体により冷却される）流体の供給源から来る。任意の他のタイプの適切な温度調整が予想され得る。

例示されるように、温度センサ３０は、バッファ貯蔵部１２，１３の及び温度調整部材９の下流で各パイプ２８に配置され得る。

上の例では、２つのバッファ貯蔵部が予測される。当然ながら、代替として、１つの又は２つより多く（とりわけ３つ）のバッファ貯蔵部が予想され得る。これらのバッファ貯蔵部は、異なる圧力レベルでガスが充填され得る。１つ又は複数のタンク７の充填中、水素は、好ましくは最も近い高圧レベルである１つ又は複数のバッファ貯蔵部から、充填されるべきタンクに引き出される。この第１のバッファ貯蔵部と、充填されるべきタンク７との間の圧力が等化されると（圧力及び／又は流量差分が閾値を下回ると）、装置１は、別のバッファ貯蔵部を使用する（圧力バンクの変更）。

これは、ジュールトムソン効果による加熱を最小限することを可能にする。高圧ガスは、上流ステーションにおいて冷却され、分配器（下流端部６，１６，２６）に運ばれ、ここでは、それは、受容側のタンクに運ばれる前に分配器（弁１５）において膨張する。

このカスケード式のガス移送が、例えば圧縮器のような少なくとも１つの他の圧力源によって補われる、及び／又は代用される、及び／又は置き換えられ得ることに留意されたい。

従って、アーキテクチャは、各下流端部における充填の制御を可能にしつつ、同時に、膨張／調整に先立つ共通の上流冷却、カスケード式充填の組合せを可能にする。好ましくは、各下流端部６，１６，２６における圧力は、急速充填アルゴリズムを介して制御される。例えば、コントローラは、とりわけ文書ＵＳ２０１１２５９４６９Ａに記載されている、いわゆる「ＭＣ」充填方法に従って膨張弁１５を制御する。従って、充填率の算出は、理論的な又は経験的な方程式、とりわけＭＣ方法又は標準的なＳＡＥ Ｊ２６０１の充填プロトコルによって説明されるもの、に従って、この平均温度に基づき得る。

前述同様に、タンク７における充填率に対する制御は、好ましくは、対応する弁１５（例えばＰＣＶ「Pressure Control Valve」タイプの弁）において圧力ランプを介して達成される。下流での充填率に対するこの制御は、下流の分配器におけるガスの実際の温度の測定値１８の関数として動的に達成され得る。分配器６，１６，２６における温度は、いつでも測定可能である。運ばれる質量によって加重された平均温度が算出され得る。これは、充填されたタンク７に導入されるエネルギ量及びこのタンク７が加熱される程度を推定することを可能にする。充填率（圧力ランプ）は、分配器においてこの平均温度の関数としてフィードバック制御を使用して制御されることができる。充填は、この平均温度が低いとき加速され、逆もまた同様である。

代替として又は組み合わせて、下流での充填率に対する制御は、タンクの温度の及び／又はタンク内のガスの温度の関数として動的に達成され得る。この温度は、タンク７によってコントローラに伝達され得、及び／又は、例えば欧州の「ＨｙＴｒａｎｓｆｅｒ」プロジェクト（とりわけ、Hytransferプロジェクト（https://www.fch.europa.eu/project/pre-normative-research-thermodynamic-optimization-fast-hydrogen-transfer）からの「Pre-Normative Research for Thermodynamic Optimization of Fast Hydrogen Transfer」と題する文書参照）によって公開された結果で説明されているような他のパラメータの関数としてコントローラによって推定され得る。

本明細書で上述した装置及び方法は、ステーションの上流部と下流分配器との間の接続の数を最小限にすることで大容量のサービスステーションの構造又は動作を簡潔にすることを可能にする。

本装置１はまた、特に冷たいものと熱いものの混合が達成しにくい液化ガス源を有するサービスステーションについて、冷却コンポーネントの数、コスト、及び複雑性を制限することを可能にする。

本構成は、このステーションのモジュラ性質を改善することを可能にする。特に、回路の上流アーキテクチャ全体を変更することなく１つ又は複数の分配器を容易に加えることが可能である。

下流での分配器のかさばりもまた低減され得る。

従来の充填と比べて、提案される充填は、より不規則であり得るが、下流での膨張流体の温度に対する正確な制御なく同じ充填時間を達成する。

時間の関数として、下流端部で測定されるパラメータ、（タンク７における圧力を反映する）圧力Ｐ、ガス流量Ｑ、温度Ｔ、の特性曲線は、それぞれ、従来技術に従って及び本発明に従って、タンクを充填する一例として、図４及び図５に見られる。

図４に見られるように、圧力Ｐの上昇は線形であり、分配器におけるガスの温度Ｔは、略一定であるが、流量Ｑは、減少する前に増加する。

図５における本発明に係る例では、圧力Ｐの上昇は、より線形ではなく、流量Ｑの変化は、より不規則であり、下流端部におけるガスの温度Ｔは、カスケード中のバッファ貯蔵部の変更時に不連続性を経験する。

故に、本発明によれば、充填ガスの温度は、圧力バンク（例えば約２００〜４００バール）の変更の前、比較的低くなり得る。これは、充填の流量が最大であるこれらの圧力での高い充填率につながる。この高い充填流量は、分配器における高い温度により流量が低下する圧力バンクの変更の後の段階を補償する。

故に、有利に、このステーションは、流体ガス（水素）の供給源を統合することができる。温度制御装置を通して極低温ガスとより熱いガス（例えば周辺温度）との混合によって冷たさを生み出すことは興味深い。

統合の第１の可能性では、１つ又は複数の同じ弁が、充填されるべきタンクに移送されるガスの温度制御と圧力ランプ制御（例えば単位時間あたりのガスの量）の両方を実行する。

このケースでは、タンクに接続されるべき端部ごとに、相互接続するパイプ及び弁のセットを提供することが必要であり得る。

可能な特異点によれば（上の態様の組合せで又はそれらから独立して）、別々のライン用の少なくとも２つのバッファタンクが同じ充填ラインに対して使用され得る。２つ（又はそれ以上）のバッファタンクが同じ圧力である場合（例えば１つのバッファタンクが最大１８０バールの圧力を有し、別のものがこの圧力である場合）、これらのバッファタンクは、並列に使用され得る。それらのそれぞれの弁は、同時に開き、タンクは、相互接続された状態を維持する。

これは、過剰に大きい圧力差分を防ぎ、コンポーネントの耐用期間において開閉する弁の数を制限する。これはコンポーネントの耐用年数を長くする。電子制御もまた簡略化される。ステーションのパフォーマンスが改善される。

Claims (16)

1. 加圧ガスタンク、特に車両水素タンク、を充填するための充填装置であって、ガスの供給源（２）に接続されるよう意図された上流端部と、充填されるべき別個のタンク（７）に接続されるよう意図された少なくとも２つの並列の下流端部（６，１６，２６）とが備わっている流体の移送回路（８）を備え、前記移送回路（８）は、前記下流端部に向かって前記供給源（２）から移送されるガスの温度を調整するためのガス温度調整部材（９）を備え、前記ガス温度調整部材（９）は、前記少なくとも２つの下流端部（６，１６，２６）の上流で前記移送回路（８）に配置されおり、これは、前記ガス温度調整部材（９）が前記少なくとも２つの下流端部（６，１６，２６）に共通であることを意味し、
   前記移送回路の前記少なくとも２つの下流端部（６，１６，２６）は、移送されるガスの流量及び／又は圧力を制御するための制御部材（１５）であって、前記下流端部（６，１６，２６）の各々における流量及び／又は圧力を独立して制御するように構成された各々の制御部材（１５）をそれぞれ備え、
   下流端部（６，１６，２６）ごとに流量及び／又は圧力を制御するための前記制御部材は、制御される圧力制御弁及び／又は流量制御弁（１５）を備え、
   前記充填装置（１）が、前記圧力制御弁及び／又は流量制御弁（１５）を制御するように構成された電子コントローラ（１７）を備え、
   前記電子コントローラ（１７）は、前記タンク（７）における同一の又は別個のそれぞれの圧力増加率を確立する１つ又は複数の急速充填アルゴリズムに従って前記圧力制御弁及び／又は流量制御弁（１５）を制御するように構成されていることを特徴とする、充填装置。
2. 各下流端部（６，１６，２６）において、前記ガスの温度を測定する温度センサ（１８）を備え、前記温度センサ（１８）が、前記電子コントローラ（１７）に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の充填装置。
3. 前記温度センサ（１８）が前記流量制御部材及び／又は圧力制御部材（１５）の下流にそれぞれ配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の充填装置。
4. 前記電子コントローラ（１７）が、下流端部（６，１６，２６）についての前記温度センサ（１８）によって測定される温度の関数として、各下流端部（６，１６，２６）ごとに前記流量制御部材及び／又は圧力制御部材（１５）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の充填装置。
5. 前記電子コントローラ（１７）は、前記下流端部についての温度を測定する前記温度センサ（１８）によって測定される温度が低下すると、前記下流端部（６，１６，２６）に接続されているタンクの充填率を増加させ、前記下流端部についての温度センサ（１８）によって測定される温度が上昇すると、前記下流端部（６，１６，２６）に接続されているタンクの充填率を減少させるように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の充填装置。
6. 前記下流端部（６，１６，２６）の各々にガスの流量を測定するための流量計（１９）を備え、前記流量計（１９）が、前記電子コントローラ（１７）に接続されており、前記電子コントローラ（１７）が、前記下流端部（６，１６，２６）について前記流量計（１９）によって測定された流量の関数として、端部ごとに前記流量制御部材及び／又は圧力制御部材（１５）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の充填装置。
7. 前記電子コントローラ（１７）が、前記温度センサ（１８）からの及び前記流量計（１９）からの測定値に基づいて、各下流端部（６，１６，２６）において移送されるガスの量の平均温度を算出するように構成され、前記電子コントローラ（１７）が、とりわけ、移送されるガスの量の前記平均温度が低下すると、下流端部に接続されているタンクの充填率を増加させ、移送されるガスの量のこの平均温度が上昇すると、下流端部に接続されているタンクの充填率を減少させるために、移送されるガスの量のこの平均温度の関数として、端部ごとに前記流量制御部材及び／又は圧力制御部材（１５）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の充填装置。
8. 前記電子コントローラ（１７）が、フィードバック制御を使用して前記流量制御部材及び／又は圧力制御部材（１５）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の充填装置。
9. 前記移送回路（８）が、前記上流端部と前記下流端部（６，１６，２６）との間に、少なくとも２つの並列の別個のパイプ（２８）を備える部分を備え、前記並列の別個のパイプ（２８）が、各々、それぞれのガス温度調整部材（９）を備え、前記並列の別個のパイプ（２８）が、各々、前記供給源（２）に接続されるよう意図された第１の端部と、それぞれの弁（２７）のセットを介して前記移送回路（８）の前記下流端部（６，１６，２６）の各々に接続されている第２の端部とを備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の充填装置。
10. 前記移送回路（８）の前記上流端部に直列に、及び／又は並列に接続されている１つ又は複数の加圧ガス貯蔵部（４，５，１２，１３）を備える供給源（２）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の充填装置。
11. 前記供給源（２）が、異なる温度で流体の少なくとも２つのセットを備え、前記ガス温度調整部材（９）が、定められた温度を達成するために前記少なくとも２つのセットからの流体を混合ように構成されたミキサを備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の充填装置。
12. 前記供給源（２）が、前記移送回路（８）の前記上流端部に並列に接続されている圧力下にあるガスのいくつかの貯蔵タンク（４，５，１２，１３）を備え、前記貯蔵タンクのうちの少なくとも２つがそれぞれ別個の下流端部を供給するよう意図されているが、同じ下流端部に対して相互的に使用されることができる、特にこれらのタンクが同じ圧力であるときこれらの貯蔵タンクは同じ下流端部に対して同時に使用されることができることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の充填装置。
13. 少なくとも１つの液化ガス貯蔵部（２０）を備える供給源（２）を備え、前記ガス温度調整部材（９）が、２つの並列のブランチを有する、二重化した前記移送回路（８）の一部を含み、前記ブランチの一方が流体を加温するための交換器（１１）を備え、
    前記ガス温度調整部材（９）が、前記ガス温度調整部材の下流で流体混合物の温度を調整するために、前記液化ガス貯蔵部（２０）から来る流体の前記２つの並列のブランチへの分配を指図するように構成された弁のセット（１２，１３）を更に備えることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の充填装置。
14. 前記ガス温度調整部材の下流で前記流体混合物の温度を調整するために、前記液化ガス貯蔵部（２０）から前記２つの並列のブランチへの流体の分配を制御するように構成された弁アセンブリ（１２，１３）は、また、充填されるべき前記タンクに移送されるガスの圧力ランプ制御も提供する、すなわち、同じ弁が温度調整と、上記タンクにおけるそれぞれの圧力増加率の調整の両方を実行することを特徴とする、請求項１３に記載の充填装置。
15. 前記ガス温度調整部材（９）が、前記移送回路（８）のガスと冷却流体のような冷熱源（２１）との間で熱の交換を実行する熱交換器（１０）を備えることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の充填装置。
16. 少なくとも１つのガスの供給源（２）に接続されている上流端部と、別個のタンク（７）に接続されるよう意図された少なくとも２つの並列の下流端部（６，１６，２６）とが装備されている流体移送回路（８）を備える装置（１）を介して、いくつかの加圧ガスタンク（７）、特に車両水素タンク、を充填するための方法であって、該方法は、
    前記下流端部（６，１６，２６）に向かって前記供給源（２）から移送されるガスを１つの同じ共通の温度調整部材（９）において冷却するステップを備え、
    それぞれの下流端部（６，１６，２６）に接続されている別個のタンク（７）にガスを移送するステップを備え、
    前記タンク（７）に移送されるガスの流量及び／又は圧力は、前記タンク（７）において同一の又は別個のそれぞれの圧力増加率を確立するために前記下流端部（６，１６，２６）に位置する別個のそれぞれの調整部材（９）を介して独立して制御される、方法。

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