JP2021187187A - Storage vessel system and control method of storage vessel system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充填路を介して充填される流体を貯蔵すること、及び充填路とは分離して設けられた放出路を介して流体を放出することが可能な貯蔵容器を備える貯蔵容器システム及び貯蔵容器システムの制御方法に関する。 The present invention comprises a storage container system comprising a storage container capable of storing a fluid to be filled through a filling channel and discharging the fluid through a discharge channel provided separately from the filling path. Regarding the control method of the storage container system.
例えば、特許文献1に示されるように、貯蔵容器に流体を充填する充填路と、貯蔵容器から流体を放出する放出路とが分離して設けられた貯蔵容器システムが知られている。すなわち、貯蔵容器に流体を充填する充填系統と、貯蔵容器から流体を放出する放出系統とが互いに独立して設けられている。 For example, as shown in Patent Document 1, a storage container system in which a filling path for filling a storage container with a fluid and a discharge path for discharging the fluid from the storage container are separately provided is known. That is, a filling system for filling the storage container with the fluid and a discharge system for discharging the fluid from the storage container are provided independently of each other.
この種の貯蔵容器システムにおいて、充填時の貯蔵容器内の流体の圧力と、放出時の貯蔵容器内の流体の圧力とのそれぞれを測定するためには、充填路と放出路との各々に圧力センサを設ける必要がある。この場合、貯蔵容器システムは、少なくとも2個の複数の圧力センサを備えることが必要になる。 In this type of storage container system, in order to measure the pressure of the fluid in the storage container at the time of filling and the pressure of the fluid in the storage container at the time of release, pressure is applied to each of the filling path and the discharging path. It is necessary to provide a sensor. In this case, the storage container system needs to be equipped with at least two pressure sensors.
特に、放出時に比べ充填時に貯蔵容器の圧力測定を行う機会が少ないことから、充填路に設けられる圧力センサの可動頻度は低いにも関わらず充填路にも圧力センサを設ける必要が生じてしまう。また、圧力センサの個数が増えるほど、圧力センサの測定結果を処理する制御部側のリソース(CPU、メモリ、入出力装置等)も増大する。これらから、貯蔵容器システムの複雑化や高コスト化が生じる懸念がある。 In particular, since there are fewer opportunities to measure the pressure of the storage container at the time of filling than at the time of discharging, it becomes necessary to provide a pressure sensor in the filling path even though the frequency of movement of the pressure sensor provided in the filling path is low. Further, as the number of pressure sensors increases, the resources (CPU, memory, input / output device, etc.) on the control unit side that process the measurement results of the pressure sensors also increase. From these, there is a concern that the storage container system will become complicated and costly.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、複雑化や高コスト化を抑制しつつ、充填時及び放出時の各々の貯蔵容器内の流体の圧力を測定可能な貯蔵容器システム及び貯蔵容器システムの制御方法を提供する。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a storage container system capable of measuring the pressure of a fluid in each storage container at the time of filling and discharging while suppressing complication and cost increase. A method of controlling a storage container system is provided.
本発明の一態様は、充填路を介して充填される流体を貯蔵すること、及び前記充填路とは分離して設けられた放出路を介して前記流体を放出することが可能な貯蔵容器を備える貯蔵容器システムであって、前記放出路と前記充填路とを接続する分岐路と、前記分岐路に設けられ、前記貯蔵容器への前記流体の充填時には前記充填路から前記分岐路を介して前記放出路に向かう前記流体の流通を許容し、且つ前記貯蔵容器からの前記流体の放出時には前記放出路から前記分岐路に向かう前記流体の流通を規制する分岐路弁と、前記放出路の前記流体の圧力を測定することで、前記充填時には前記放出路、前記分岐路及び前記充填路を介して前記貯蔵容器の圧力を得て、前記放出時には前記放出路を介して前記貯蔵容器の圧力を得る圧力センサと、を備える。 One aspect of the present invention is a storage container capable of storing a fluid to be filled through a filling path and discharging the fluid through a discharge path provided separately from the filling path. A storage container system including a branch path connecting the discharge path and the filling path, and a branch path provided in the branch path, and when the storage container is filled with the fluid, the filling path is provided via the branch path. A branch valve that allows the flow of the fluid toward the discharge path and regulates the flow of the fluid from the discharge path to the branch path when the fluid is discharged from the storage container, and the discharge path. By measuring the pressure of the fluid, the pressure of the storage container is obtained through the discharge passage, the branch passage and the filling passage at the time of filling, and the pressure of the storage container is obtained through the discharging passage at the time of discharging. It is equipped with a fluid sensor to obtain.
本発明の別の一態様は、充填路を介して充填される流体を貯蔵すること、及び前記充填路とは分離して設けられた放出路を介して前記流体を放出することが可能な貯蔵容器を備える貯蔵容器システムの制御方法であって、前記貯蔵容器システムは、前記放出路と前記充填路とを接続する分岐路と、前記分岐路に設けられる分岐路弁と、前記放出路の前記流体の圧力を測定する圧力センサと、を備え、前記貯蔵容器への前記流体の充填時には、前記分岐路弁により前記充填路から前記分岐路を介して前記放出路に向かう前記流体の流通を許容する状態として、前記圧力センサにより前記放出路、前記分岐路及び前記充填路を介して前記貯蔵容器の圧力を得て、前記貯蔵容器からの前記流体の放出時には、前記分岐路弁により前記放出路から前記分岐路に向かう前記流体の流通を規制する状態として、前記圧力センサにより前記放出路を介して前記貯蔵容器の圧力を得る。 Another aspect of the present invention is the storage of the fluid to be filled through the filling path and the storage capable of discharging the fluid through a discharge channel provided separately from the filling path. A method for controlling a storage container system including a container, wherein the storage container system includes a branch path connecting the discharge path and the filling path, a branch path valve provided in the branch path, and the discharge path. A pressure sensor for measuring the pressure of the fluid is provided, and when the storage container is filled with the fluid, the branch path valve allows the flow of the fluid from the filling path to the discharge path through the branch path. In this state, the pressure sensor obtains the pressure of the storage container through the discharge path, the branch path, and the filling path, and when the fluid is discharged from the storage container, the branch path valve causes the discharge path. The pressure sensor obtains the pressure of the storage container through the discharge path in a state of restricting the flow of the fluid from the to the branch path.
この貯蔵容器システムでは、貯蔵容器への流体の充填時には、充填路から分岐路を介して放出路に流体が流入することが許容される。この場合、分岐路を介して連通する充填路と放出路の流体の圧力が同じになる。このため、圧力センサにより放出路の圧力を測定することで、充填時の貯蔵容器の圧力を得ることができる。 In this storage container system, when the storage container is filled with the fluid, the fluid is allowed to flow from the filling path to the discharge path through the branch path. In this case, the pressure of the fluid in the filling path and the discharging path communicating through the branch path becomes the same. Therefore, the pressure of the storage container at the time of filling can be obtained by measuring the pressure of the discharge path with the pressure sensor.
一方、貯蔵容器システムでは、貯蔵容器からの流体の放出時には、放出路から分岐路に向かって流体が流通することが規制される。このため、放出路と充填路とを接続する分岐路を設けても、放出時には、放出路から充填路に流体が流入することを回避して、貯蔵容器の流体を放出路に良好に放出することができる。この際、圧力センサにより放出路の圧力を測定することで、放出時の貯蔵容器の圧力を得ることができる。 On the other hand, in the storage container system, when the fluid is discharged from the storage container, the flow of the fluid from the discharge path to the branch path is restricted. Therefore, even if a branch passage connecting the discharge passage and the filling passage is provided, the fluid in the storage container is satisfactorily discharged to the discharge passage by avoiding the inflow of the fluid from the discharge passage into the filling passage at the time of discharge. be able to. At this time, the pressure of the storage container at the time of discharge can be obtained by measuring the pressure in the discharge path with the pressure sensor.
以上から、放出路の圧力を測定する圧力センサによって、充填時及び放出時の両方の貯蔵容器の圧力をそれぞれ測定することができる。このため、例えば、充填時の圧力のみを測定する圧力センサを可動頻度が低いにも関わらず充填路に設ける必要がなくなり、制御部のリソースが増大することを回避できる。従って、本発明によれば、貯蔵容器システムの複雑化や高コスト化を抑制しつつ、充填時及び放出時の各々の貯蔵容器内の流体の圧力を測定することが可能になる。 From the above, it is possible to measure the pressure of both the storage container at the time of filling and at the time of discharge by the pressure sensor that measures the pressure of the discharge path. Therefore, for example, it is not necessary to provide a pressure sensor that measures only the pressure at the time of filling in the filling path even though the movable frequency is low, and it is possible to avoid an increase in resources of the control unit. Therefore, according to the present invention, it is possible to measure the pressure of the fluid in each storage container at the time of filling and discharging while suppressing the complexity and cost increase of the storage container system.
本発明に係る貯蔵容器システム及び貯蔵容器システムの制御方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。 A preferred embodiment of the storage container system and the control method of the storage container system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following figures, components having the same or similar functions and effects may be designated by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
図1に示すように、本実施形態に係る貯蔵容器システム10は、例えば、燃料電池車両である搭載体(不図示)に搭載され、燃料電池12に供給する水素ガスを収容する貯蔵容器14(高圧タンク)を備えるものとして好適に用いることができる。そこで、本実施形態では、搭載体を燃料電池車両とし、貯蔵容器14が水素ガスを流体として収容する例について説明するが、特にこれに限定されるものではない。貯蔵容器システム10は、燃料電池車両以外の搭載体に搭載されてもよいし、水素ガス以外の流体を貯蔵容器14に収容することも可能である。
As shown in FIG. 1, the
図1の実施形態では、貯蔵容器システム10は、1個の貯蔵容器14を備える。貯蔵容器14には充填路16を介して水素ガスを充填可能である。また、貯蔵容器14から放出された水素ガスは放出路18を介して燃料電池12に供給可能である。貯蔵容器システム10の制御は、不図示のCPUやメモリ等を備えたコンピュータとして構成される制御部20によって行われる。
In the embodiment of FIG. 1, the
貯蔵容器14は、不図示ではあるが、内部に水素ガスを貯蔵可能な中空体からなる樹脂製のライナと、該ライナの外面を覆う繊維強化プラスチック製の補強層とを有する。つまり、貯蔵容器14の圧力とは、ライナの内部に収容された水素ガスの圧力を示す。貯蔵容器14には、ライナの内部の温度を測定する温度センサ22が設けられている。
Although not shown, the
また、貯蔵容器14には、ライナの内部と外部とを連通させる開口に口金24が設けられている。口金24には、バルブアッセンブリ26が固定される。このバルブアッセンブリ26を介して貯蔵容器14に対する水素ガスの流入及び水素ガスの放出が制御される。なお、図1では、説明の便宜上、貯蔵容器14の内部にバルブアッセンブリ26を図示している。
Further, the
バルブアッセンブリ26には、充填路16の下流側の一部と、放出路18の上流側の一部とがそれぞれ形成されている。また、バルブアッセンブリ26には、充填路16の水素ガスの流通を制御する第1逆止弁28と、放出路18の水素ガスの流通を制御する第2逆止弁30及び主止弁32とが内蔵されている。
The
第1逆止弁28は、貯蔵容器14に流入する方向に充填路16に水素ガスが流通することを許容し、貯蔵容器14から流出する方向に充填路16に水素ガスが流通することを規制する。第2逆止弁30は、貯蔵容器14から流出する方向に放出路18に水素ガスが流通することを許容し、貯蔵容器14に流入する方向に放出路18に水素ガスが流通することを規制する。なお、これらの第1逆止弁28及び第2逆止弁30のそれぞれは、機械式、電気式、電磁式の何れから構成されてもよい。
The
主止弁32は、常時閉であり通電により開状態となる電磁弁又は電動弁である。主止弁32を開状態とすることで、貯蔵容器14から燃料電池12側に向かって水素ガスを放出可能となる。主止弁32を閉状態とすることで、貯蔵容器14からの水素ガスの放出が停止される。
The
放出路18の主止弁32よりも下流側には、圧力センサ34、放出路弁36、リリーフ弁38、インジェクタ40が設けられている。圧力センサ34は、放出路18の放出路弁36よりも上流側の水素ガスの圧力を測定する。以下、貯蔵容器14への水素ガスの充填時を単に「充填時」ともいい、貯蔵容器14からの水素ガスの放出時を単に「放出時」ともいう。
A
放出路弁36は、放出路18の放出路弁36よりも下流側に流通して燃料電池12に供給される水素ガスの流量が、例えば、充填時に貯蔵容器14に供給される水素ガスの流量よりも少なくなるように規制する。本実施形態では放出路弁36は、放出路18の放出路弁36よりも下流側の圧力を、放出路18の放出路弁36よりも上流側の圧力以下とする減圧弁として機能する。
In the
リリーフ弁38は、常時閉であり、放出路弁36とインジェクタ40との間の水素ガスの圧力が所定圧を超えたときに、水素ガスを放出路18の外部に放出可能とする。インジェクタ40は、例えば、電磁弁又は電動弁からなり、制御部20の制御に基づいて燃料電池12への水素ガスの供給圧力や供給流量等を調整する。
The
充填路16の上流側には、燃料電池車両に設けられた水素ガスの充填口42(レセプタクル)が設けられている。充填口42には、充填逆止弁44が設けられている。充填逆止弁44は、充填口42を介して充填路16に流入する方向の水素ガスの流通を許容し、充填口42を介して充填路16から流出する方向の水素ガスの流通を規制する。
A hydrogen gas filling port 42 (receptacle) provided in the fuel cell vehicle is provided on the upstream side of the filling
充填路16は、燃料電池車両外部に設けられた水素ガス補給源(不図示)から充填口42を介して水素ガスが供給され、該水素ガスを第1逆止弁28を介して貯蔵容器14の内部に導く。充填路16の充填口42と貯蔵容器14との間には、接続部46を介して分岐路48の一端側が接続されている。
In the filling
分岐路48の他端側は、分岐路弁50を介して放出路18の放出路弁36よりも上流側に接続されている。分岐路48には、接続部46と分岐路弁50との間に、不図示のオリフィスが設けられていてもよい。この場合、充填路16の急峻な圧力変動の影響を、分岐路48を介して放出路18が受けることを十分に抑制できる程度に、オリフィスの内径を小さくすることが好ましい。また、充填時に充填路16及び貯蔵容器14の圧力が上昇する速度に、分岐路48を介して放出路18の圧力が上昇する速度が十分に追従できる程度に、オリフィスの内径を大きくすることが好ましい。
The other end side of the
分岐路弁50は、充填時には充填路16から分岐路48を介して放出路18に向かう水素ガスの流通を許容する。一方、分岐路弁50は、放出時には放出路18から分岐路48に向かう水素ガスの流通を規制する。本実施形態では、分岐路弁50は、分岐路48における水素ガスの流通を上記のように制御する逆止弁であることとする。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、分岐路弁50は、例えば、充填時に開状態となり、放出時に閉状態となる開閉弁であってもよい。
The
圧力センサ34と、放出路弁36と、リリーフ弁38と、分岐路弁50とは一体化されたアッセンブリ52であることが好ましい。なお、アッセンブリ52には、さらに接続部46が一体化されていてもよい。
It is preferable that the
以下、本実施形態に係る貯蔵容器システム10の制御方法について説明する。貯蔵容器システム10では、貯蔵容器14に水素ガスを充填する場合、制御部20によって、主止弁32への通電を停止して主止弁32を閉状態とする。なお、分岐路弁50を逆止弁に代えて、開閉弁から構成した場合には、分岐路弁50を開状態とする。
Hereinafter, the control method of the
この状態で、水素ガス補給源から充填口42を介して充填路16に水素ガスを供給する。充填路16に供給された水素ガスは、バルブアッセンブリ26の第1逆止弁28を通過して貯蔵容器14に充填される。また、充填路16に供給された水素ガスの一部は、接続部46で分岐路48に流入する。充填路16から分岐路48に流入した水素ガスは、分岐路弁50を通過して放出路18の放出路弁36よりも上流側に流入する。つまり、充填路16と、放出路18の放出路弁36よりも上流側とは、分岐路48を介して同圧になる。また、充填路16と貯蔵容器14とも互いに同圧である。なお、同圧は、互いの圧力が同じであることの他に、互いの圧力が対応していること、換言すると、一方の圧力から他方の圧力を求められる状態にあることを含んでもよい。
In this state, hydrogen gas is supplied from the hydrogen gas supply source to the filling
従って、充填時に圧力センサ34によって放出路18の圧力を測定すると、放出路18、分岐路48及び充填路16を介して貯蔵容器14の充填時の圧力を得ることができる。このようにして得られる貯蔵容器14の圧力に基づき、例えば、貯蔵容器14内の水素ガスの充填量等を求めることが可能になる。
Therefore, when the pressure of the
一方、貯蔵容器14に充填した水素ガスを燃料電池12に供給する場合、制御部20によって、主止弁32に通電して開状態とする。なお、分岐路弁50を逆止弁に代えて、開閉弁から構成した場合には、分岐路弁50を閉状態とする。これによって、水素ガスは、放出路18の第2逆止弁30及び主止弁32を通過して貯蔵容器14から放出され、放出路弁36で所定の圧力まで減圧された後、インジェクタ40によって調整された圧力や流量で燃料電池12に供給される。
On the other hand, when the hydrogen gas filled in the
この際、分岐路弁50により、放出路18から分岐路48に向かう水素ガスの流通が規制される。つまり、放出路18と充填路16とを接続する分岐路48を設けても、放出時には、放出路18から充填路16に流体が流入することを回避できる。このため、貯蔵容器14内の水素ガスを良好に燃料電池12に供給することが可能になる。この際、圧力センサ34によって放出路18の圧力を測定することで、放出路18を介して貯蔵容器14の放出時の圧力を得ることができる。このようにして得られる貯蔵容器14の圧力に基づき、例えば、貯蔵容器14内の水素ガスの残量等を求めることが可能になる。
At this time, the
以上から、本実施形態に係る貯蔵容器システム10及びその制御方法では、放出路18の圧力を測定する圧力センサ34によって、充填時及び放出時の両方の貯蔵容器14の圧力をそれぞれ測定することができる。このため、例えば、充填時の圧力のみを測定する圧力センサ34を可動頻度が低いにも関わらず充填路16に設ける必要がなくなり、ひいては、制御部20のリソースが増大することを回避できる。従って、貯蔵容器システム10の複雑化や高コスト化を抑制しつつ、充填時及び放出時の各々の貯蔵容器14内の水素ガスの圧力を測定することが可能になる。
From the above, in the
上記の実施形態に係る貯蔵容器システム10及び貯蔵容器システム10の制御方法では、放出路18の圧力センサ34よりも下流側に放出路弁36が設けられ、放出路弁36は、放出路18の放出路弁36よりも下流側の圧力を、放出路18の放出路弁36よりも上流側の圧力以下とすることが好ましい。この場合、例えば、貯蔵容器14に70MPa以上の高圧の水素ガスが充填されても、該水素ガスを放出路弁36において所定の圧力まで減圧することができる。このため、燃料電池12に供給する水素ガスの圧力が所定の大きさとなるように容易に調整することが可能になる。
In the control method of the
上記の実施形態に係る貯蔵容器システム10では、放出路弁36と、圧力センサ34と、分岐路弁50とは一体化されたアッセンブリ52であることとした。この場合、貯蔵容器システム10を製造する際に、放出路弁36、圧力センサ34、分岐路弁50を別々に組付ける作業を不要にすることができる。これによって、貯蔵容器システム10の製造工程を簡略化すること等が可能になる。
In the
上記の実施形態に係る貯蔵容器システム10のアッセンブリ52は、不図示ではあるが、充填路16と分岐路48との接続部46がさらに一体化されていてもよい。この場合、接続部46を別途に組付ける作業を不要にできる分、貯蔵容器システム10の製造工程を一層簡略化することが可能になる。
Although not shown, the
上記の実施形態に係る貯蔵容器システム10では、放出路18には、常時閉であり通電により開状態となる主止弁32が設けられ、主止弁32は、放出時に開状態となり、充填時に閉状態となることとした。また、上記の実施形態に係る貯蔵容器システム10の制御方法では、放出路18には、常時閉であり通電により開状態となる主止弁32が設けられ、充填時には、主止弁32への通電を停止して閉状態とし、放出時には、主止弁32に通電して開状態とすることとした。
In the
ところで、例えば、充填路16と放出路18とが分離して設けられ且つ分岐路48を備えない不図示の貯蔵容器システムにおいて、充填時に主止弁32を開状態で維持したとする。この場合、貯蔵容器14の内部を介して充填路16と放出路18の放出路弁36よりも上流側とを同圧に維持することが可能になる。つまり、放出路18の放出路弁36よりも上流側に設けられた圧力センサ34によって、充填時の貯蔵容器14の圧力を測定することが可能になる。しかしながら、この場合、充填時に主止弁32を開状態とするべく通電し続ける必要があるため、貯蔵容器システム10における消費電力が増大してしまう。
By the way, for example, in a storage container system (not shown) in which the filling
これに対して、分岐路48を備える本実施形態に係る貯蔵容器システム10及びその制御方法では、充填時に主止弁32への通電を停止して閉状態としても、分岐路48を介して充填路16と放出路18とを同圧に維持することができる。すなわち、充填時に主止弁32に通電する必要がない。従って、圧力センサ34の個数を低減して圧力センサ34の駆動電力を低減できることに加えて、主止弁32を開状態とするための電力を不要とすることができる分、貯蔵容器システム10における消費電力を効果的に低減することが可能になる。
On the other hand, in the
ところで、例えば、充填路16と放出路18とが分離して設けられ且つ分岐路48を備えない不図示の貯蔵容器システムにおいて、主止弁32を閉状態として水素ガスの充填を行ったとする。貯蔵容器システム10では、一般的に、貯蔵容器14及び放出路18の圧力が低下した状態で、貯蔵容器14への水素ガスの充填が行われる。このため、上記の不図示の貯蔵容器システムでは、水素ガス充填後の貯蔵容器14(放出路18の主止弁32よりも上流側)と、放出路18の主止弁32よりも下流側との間に大きな圧力差が生じる懸念がある。
By the way, for example, in a storage container system (not shown) in which the filling
このように放出路18の主止弁32よりも上流側と下流側との間に大きな圧力差が生じた状態では、主止弁32の開弁が困難になる。このため、例えば、放出路18の主止弁32よりも下流側に水素ガスを供給する構成を設け、上記の圧力差を解消する準備工程を行った後に、主止弁32を開弁する必要が生じる。しかしながら、この場合、放出路18の主止弁32よりも下流側の容積が大きいほど、準備工程に時間を要してしまい、貯蔵容器14に充填した水素ガスを燃料電池12に向かって速やかに放出することが困難になる。
In such a state where a large pressure difference is generated between the upstream side and the downstream side of the
これに対して、本実施形態に係る貯蔵容器システム10では、主止弁32を閉状態として水素ガスの充填を行っても、分岐路48を介して放出路18の主止弁32及び放出路弁36の間を貯蔵容器14と同圧に維持することができる。これによって、水素ガスを充填後の貯蔵容器14と、放出路18の主止弁32よりも下流側との間に圧力差が生じることを回避できる。その結果、上記の準備工程を不要とすることができるため、貯蔵容器14に充填した水素ガスを燃料電池12に向かって速やかに放出することが可能になる。
On the other hand, in the
なお、貯蔵容器システム10の制御方法では、放出路弁36は、充填時に放出路18を流通する水素ガスの流通を規制し、放出時に当該規制を解除することとしてもよい。この場合、貯蔵容器14への水素ガスの充填後に水素ガスの放出を開始するとき、主止弁32を開状態とした後に、放出路弁36による規制を解除することが好ましい。これによって、放出路18の主止弁32よりも上流側と下流側との間に差圧が生じることを一層効果的に抑制することができるため、主止弁32を容易且つ速やかに開状態とすることが可能になる。
In the control method of the
上記の実施形態に係る貯蔵容器システム10では、分岐路48の接続部46と分岐路弁50との間に、オリフィス(不図示)が設けられていることが好ましい。分岐路48は、充填時に充填路16と放出路18とを同圧にすることが可能に設けられていればよい。すなわち、充填路16から分岐路48を介して放出路18へと大流量の水素ガスを流入させる必要はない。このため、上記のようにオリフィスを設けることで、充填路16から分岐路48を介して放出路18へと大流量の水素ガスが流入することを抑制しつつ、充填路16と放出路18とを同圧に維持することが可能になる。その結果、分岐路48のオリフィスよりも下流側や分岐路弁50を、大流量の水素ガスに耐え得る構成とする必要がなくなる分、簡素化したり、小型化したりすることが可能になる。
In the
図1の実施形態に係る貯蔵容器システム10は、1個の貯蔵容器14を備えることとしたが、複数個の貯蔵容器14を備えてもよい。以下、図2を参照しつつ、2個の貯蔵容器14を備える貯蔵容器システム10の例を説明する。しかしながら、貯蔵容器システム10は、3個以上の貯蔵容器14を備えてもよい。
Although the
図2の貯蔵容器システム10は、充填路16を形成する配管54が、充填管56と、充填多岐管58と、2本の分流管60とを有する。充填管56は、充填口42と充填多岐管58の第1充填接続口62とを接続する。充填多岐管58は、上記の第1充填接続口62の他に、2個の充填分岐口64と、第2充填接続口66とを有する。各分流管60は、充填分岐口64及び貯蔵容器14のバルブアッセンブリ26をそれぞれ接続する。具体的には、各分流管60は、バルブアッセンブリ26の第1逆止弁28に接続される。第2充填接続口66には、分岐路48を形成する分岐管68の一端側が接続される。分岐管68の他端側は分岐路弁50に接続される。なお、分流管60及び充填分岐口64のそれぞれは、貯蔵容器14の個数に対応する個数設けられればよい。
In the
充填口42を介して充填路16に供給された水素ガスは、充填管56を流通して充填多岐管58に流入し、該充填多岐管58を介して複数の分流管60及び分岐管68のそれぞれに分配されて流入可能となっている。図3に示すように、充填多岐管58は、アッセンブリ52に一体化されていてもよい。
The hydrogen gas supplied to the filling
放出路18を形成する配管70は、2本の支流管72と、合流管74とを有する。各支流管72の上流側は貯蔵容器14のバルブアッセンブリ26に接続される。具体的には、各支流管72の上流側は、バルブアッセンブリ26の第2逆止弁30に主止弁32を介して接続される。各支流管72の下流側は合流管74に接続される。なお、支流管72は、貯蔵容器14の個数に対応する個数設けられればよい。合流管74には、上記のアッセンブリ52と、インジェクタ40とが設けられている。つまり、各貯蔵容器14から放出された水素ガスは、支流管72を流通した後、合流管74で合流して燃料電池12に向かう。
The
図2及び図3に示す貯蔵容器システム10の制御方法も、図1の貯蔵容器システム10の制御方法と同様に実施することができる。すなわち、各貯蔵容器14に水素ガスを充填する場合、制御部20によって、各主止弁32を閉状態とする。この状態で、水素ガス補給源から充填口42を介して充填管56に水素ガスを供給する。充填管56に供給された水素ガスのうち、充填多岐管58及び充填分岐口64を介して各分流管60に流入した水素ガスは、第1逆止弁28を通過して各貯蔵容器14に充填される。
The control method of the
また、充填管56に供給された水素ガスのうち、充填多岐管58及び第2充填接続口66を介して分岐管68に流入した水素ガスは、分岐路弁50を通過して合流管74の放出路弁36よりも上流側に流入する。この際、圧力センサ34によって放出路18の放出路弁36よりも上流側の圧力を測定することで、合流管74、分岐管68、充填多岐管58及び各分流管60を介して貯蔵容器14の圧力を得ることができる。
Further, among the hydrogen gas supplied to the filling
一方、各貯蔵容器14に充填した水素ガスを燃料電池12に供給する場合、制御部20によって、各主止弁32を開状態とする。これによって、水素ガスは、第2逆止弁30及び主止弁32を通過して各貯蔵容器14から支流管72にそれぞれ放出された後、合流管74で合流する。そして、合流管74を流通する水素ガスは、放出路弁36で所定の圧力まで減圧された後、インジェクタ40によって調整された圧力や流量で燃料電池12に供給される。この際、圧力センサ34によって放出路18の放出路弁36よりも上流側の圧力を測定することで、合流管74及び各支流管72を介して放出時の各貯蔵容器14の圧力を得ることができる。
On the other hand, when the hydrogen gas filled in each
以上から、図2及び図3の実施形態に係る貯蔵容器システム10及びその制御方法においても、貯蔵容器システム10の複雑化や高コスト化を抑制しつつ、充填時及び放出時の各々の貯蔵容器14内の水素ガスの圧力を測定することが可能になる。
From the above, also in the
図4の実施形態に係る貯蔵容器システム10のように、放出路18を形成する配管70は、上記の支流管72及び合流管74に加えて、放出多岐管76をさらに有してもよい。放出多岐管76は、充填多岐管58と一体化されて管路アッセンブリ78を形成する。管路アッセンブリ78には、分岐路弁50が一体化されている。この場合、放出多岐管76に圧力センサ34が設けられていてもよい。
Like the
放出多岐管76は、2個の放出分岐口80と、第1放出接続口82と、第2放出接続口84とを有する。各放出分岐口80には、支流管72の下流側が接続される。第1放出接続口82は、分岐路弁50を介して分岐管68に接続される。なお、第1放出接続口82は、分岐路弁50を介して充填多岐管58の第2充填接続口66に接続されてもよい。すなわち、図4の貯蔵容器システム10は、分岐管68を備えていなくてもよい。
The discharge
第2放出接続口84には、合流管74の上流側が接続される。充填時には、分岐路弁50を介して第1放出接続口82から放出多岐管76に水素ガスが流入可能である。また、放出時には、貯蔵容器14から各支流管72に放出された水素ガスが、放出分岐口80から放出多岐管76に流入して合流した状態で第2放出接続口84から合流管74に流通する。この際、放出多岐管76の第1放出接続口82から分岐路48へ向かう水素ガスの流通は、分岐路弁50によって規制される。
The upstream side of the
図4に示す貯蔵容器システム10の制御方法も、図1〜図3の貯蔵容器システム10の制御方法と同様に実施することができる。すなわち、各貯蔵容器14に水素ガスを充填する場合、各主止弁32を閉状態として、圧力センサ34により、放出路18の圧力を測定する。これによって、放出多岐管76、分岐路48、充填多岐管58及び各分流管60を介して貯蔵容器14の圧力を得ることができる。
The control method of the
一方、各貯蔵容器14に充填した水素ガスを燃料電池12に供給する場合、各主止弁32を開状態とする。これによって、水素ガスは、第2逆止弁30及び主止弁32を通過して各貯蔵容器14から支流管72にそれぞれ放出された後、放出多岐管76で合流して合流管74に流入する。この際、圧力センサ34によって放出路18の圧力を測定することで、放出多岐管76及び各支流管72を介して放出時の各貯蔵容器14の圧力を得ることができる。
On the other hand, when the hydrogen gas filled in each
以上から、図4の実施形態に係る貯蔵容器システム10及びその制御方法においても、貯蔵容器システム10の複雑化や高コスト化を抑制しつつ、充填時及び放出時の各々の貯蔵容器14内の水素ガスの圧力を測定することが可能になる。
From the above, also in the
また、図2〜図4の貯蔵容器システム10では、2個の貯蔵容器14のそれぞれにおいて、充填路16と放出路18とが分離して設けられ、且つ分岐路48に分岐路弁50が設けられている。これらによって、一方の貯蔵容器14に接続される支流管72が、他方の貯蔵容器14に接続される分流管60に連通することが回避されている。
Further, in the
この場合、例えば、2個の貯蔵容器14の間で圧力に差が生じても、高圧側の貯蔵容器14から低圧側の貯蔵容器14に対する支流管72及び分流管60を介した水素ガスの移動が回避される。従って、貯蔵容器14同士の圧力差に起因して無秩序に、貯蔵容器14に水素ガスが流入したり、貯蔵容器14から水素ガスが放出したりすることを抑制できる。換言すると、貯蔵容器14同士の圧力差に起因して無秩序に、貯蔵容器14に温度変化が生じることを抑制できる。また、2個の貯蔵容器14内の圧力をそれぞれ個別に設定することが可能になる。
In this case, for example, even if there is a difference in pressure between the two
図3の実施形態に係る貯蔵容器システム10では、充填多岐管58が、アッセンブリ52に一体化されていることとした。この場合、充填多岐管58を別途に組付ける作業を不要にできるため、貯蔵容器システム10の製造工程を簡略化することが可能になる。
In the
図4の実施形態に係る貯蔵容器システム10では、充填多岐管58及び放出多岐管76は、一体化されて管路アッセンブリ78を形成し、管路アッセンブリ78に分岐路弁50が一体化されていることとした。この場合、充填多岐管58及び放出多岐管76を別途に組付ける作業を不要にできるため、貯蔵容器システム10の製造工程を一層簡略化することが可能になる。また、充填多岐管58と放出多岐管76とを接続する分岐路48の長さを可及的に短くすることができる。すなわち、分岐管68の長さを可及的に短くすること、若しくは分岐管68を不要とすることができる。これによって、充填口42から圧力センサ34までの圧損を低減することができるため、充填時の貯蔵容器14の圧力を一層高精度に得ることが可能になる。
In the
本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
10…貯蔵容器システム 14…貯蔵容器
16…充填路 18…放出路
28…第1逆止弁 30…第2逆止弁
32…主止弁 34…圧力センサ
36…放出路弁 46…接続部
48…分岐路 50…分岐路弁
52…アッセンブリ 54、70…配管
56…充填管 58…充填多岐管
60…分流管 64…充填分岐口
68…分岐管 72…支流管
76…放出多岐管 78…管路アッセンブリ
80…放出分岐口
10 ...
Claims (10)
前記放出路と前記充填路とを接続する分岐路と、
前記分岐路に設けられ、前記貯蔵容器への前記流体の充填時には前記充填路から前記分岐路を介して前記放出路に向かう前記流体の流通を許容し、且つ前記貯蔵容器からの前記流体の放出時には前記放出路から前記分岐路に向かう前記流体の流通を規制する分岐路弁と、
前記放出路の前記流体の圧力を測定することで、前記充填時には前記放出路、前記分岐路及び前記充填路を介して前記貯蔵容器の圧力を得て、前記放出時には前記放出路を介して前記貯蔵容器の圧力を得る圧力センサと、
を備える貯蔵容器システム。 A storage container system comprising a storage container capable of storing a fluid to be filled through a filling channel and discharging the fluid through a discharge channel provided separately from the filling path. ,
A branch path connecting the discharge path and the filling path,
Provided in the branch passage, when the storage container is filled with the fluid, the fluid is allowed to flow from the filling passage to the discharge passage through the branch passage, and the fluid is discharged from the storage container. Sometimes a branch valve that regulates the flow of the fluid from the discharge path to the branch path,
By measuring the pressure of the fluid in the discharge passage, the pressure of the storage container is obtained through the discharge passage, the branch passage and the filling passage at the time of the filling, and the pressure is obtained through the discharge passage at the time of the discharge. A pressure sensor that obtains the pressure of the storage container,
Storage container system.
前記放出路の前記圧力センサよりも下流側に放出路弁が設けられ、
前記放出路弁は、前記放出路の前記放出路弁よりも下流側の圧力を、前記放出路の前記放出路弁よりも上流側の圧力以下とする、貯蔵容器システム。 In the storage container system according to claim 1,
A discharge path valve is provided on the downstream side of the discharge path from the pressure sensor.
The discharge valve is a storage container system in which the pressure on the downstream side of the discharge path valve on the downstream side of the discharge path valve is set to be equal to or lower than the pressure on the upstream side of the discharge path valve.
前記放出路弁と、前記圧力センサと、前記分岐路弁とは一体化されたアッセンブリである、貯蔵容器システム。 In the storage container system according to claim 2,
A storage container system in which the discharge valve, the pressure sensor, and the branch valve are an integrated assembly.
前記放出路には、常時閉であり通電により開状態となる主止弁が設けられ、
前記主止弁は、前記放出時に開状態となり、前記充填時に閉状態となる、貯蔵容器システム。 In the storage container system according to any one of claims 1 to 3.
The discharge path is provided with a main check valve that is always closed and opens when energized.
A storage container system in which the main check valve is opened at the time of release and closed at the time of filling.
複数の前記貯蔵容器を備え、
前記充填路を形成する配管は、複数の充填分岐口を有する充填多岐管と、複数の前記充填分岐口及び複数の前記貯蔵容器のそれぞれを接続する複数の分流管と、を有し、
前記充填路に供給された前記流体は、前記充填多岐管を介して複数の前記分流管に流入する、貯蔵容器システム。 In the storage container system according to claim 4,
Equipped with multiple said storage containers
The pipe forming the filling path includes a filling diverse pipe having a plurality of filling branch ports, and a plurality of diversion pipes connecting the plurality of the filling branch ports and the plurality of storage containers.
A storage container system in which the fluid supplied to the filling path flows into the plurality of diversion pipes through the filling diverse pipes.
前記放出路を形成する配管は、複数の放出分岐口を有する放出多岐管と、複数の前記放出分岐口及び複数の前記貯蔵容器のそれぞれを接続する複数の支流管と、を有し、
前記貯蔵容器から複数の前記支流管に放出された前記流体は、前記放出多岐管で合流し、
前記充填多岐管及び前記放出多岐管は、一体化されて管路アッセンブリを形成し、前記管路アッセンブリに前記分岐路弁が一体化されている、貯蔵容器システム。 In the storage container system according to claim 5,
The pipe forming the discharge path has a multi-discharge pipe having a plurality of discharge branch ports, and a plurality of tributary pipes connecting each of the plurality of the discharge branch ports and the plurality of storage containers.
The fluid discharged from the storage container to the plurality of tributaries merges at the discharge multi-tube.
A storage container system in which the filling and discharging pipes are integrated to form a pipeline assembly, and the branch valve is integrated with the pipeline assembly.
複数の前記分流管のそれぞれは、前記貯蔵容器に流入する方向の前記流体の流通を許容し、前記貯蔵容器から流出する方向の前記流体の流通を規制する第1逆止弁に接続され、
複数の前記支流管のそれぞれは、前記貯蔵容器から流出する方向の前記流体の流通を許容し、前記貯蔵容器に流入する方向の前記流体の流通を規制する第2逆止弁に前記主止弁を介して接続される、貯蔵容器システム。 In the storage container system according to claim 6,
Each of the plurality of diversion pipes is connected to a first check valve that allows the flow of the fluid in the direction of inflow into the storage container and regulates the flow of the fluid in the direction of outflow from the storage container.
Each of the plurality of tributary pipes has the main check valve as a second check valve that allows the flow of the fluid in the direction of flowing out of the storage container and regulates the flow of the fluid in the direction of flowing into the storage container. A storage container system connected via.
前記貯蔵容器システムは、
前記放出路と前記充填路とを接続する分岐路と、
前記分岐路に設けられる分岐路弁と、
前記放出路の前記流体の圧力を測定する圧力センサと、
を備え、
前記貯蔵容器への前記流体の充填時には、前記分岐路弁により前記充填路から前記分岐路を介して前記放出路に向かう前記流体の流通を許容する状態として、前記圧力センサにより前記放出路、前記分岐路及び前記充填路を介して前記貯蔵容器の圧力を得て、
前記貯蔵容器からの前記流体の放出時には、前記分岐路弁により前記放出路から前記分岐路に向かう前記流体の流通を規制する状態として、前記圧力センサにより前記放出路を介して前記貯蔵容器の圧力を得る、貯蔵容器システムの制御方法。 A method for controlling a storage container system including a storage container capable of storing a fluid to be filled through a filling path and discharging the fluid through a discharge path provided separately from the filling path. And,
The storage container system
A branch path connecting the discharge path and the filling path,
The branch road valve provided in the branch road and
A pressure sensor that measures the pressure of the fluid in the discharge path,
Equipped with
At the time of filling the storage container with the fluid, the pressure sensor allows the flow of the fluid from the filling path to the discharge path through the branch path by the branch path valve, and the discharge path, the said. Obtaining the pressure of the storage container through the branch path and the filling path,
When the fluid is discharged from the storage container, the pressure of the storage container is controlled by the pressure sensor through the discharge path so that the flow of the fluid from the discharge path to the branch path is restricted by the branch path valve. How to control the storage container system.
前記放出路の前記圧力センサよりも下流側に放出路弁が設けられ、
前記放出路弁は、前記放出路の前記放出路弁よりも下流側の圧力を、前記放出路の前記放出路弁よりも上流側の圧力以下とする、貯蔵容器システムの制御方法。 In the control method of the storage container system according to claim 8,
A discharge path valve is provided on the downstream side of the discharge path from the pressure sensor.
The discharge valve is a method for controlling a storage container system in which the pressure on the downstream side of the discharge path valve on the downstream side of the discharge path valve is set to be equal to or lower than the pressure on the upstream side of the discharge path valve.
前記放出路には、常時閉であり通電により開状態となる主止弁が設けられ、
前記充填時には、前記主止弁への通電を停止して閉状態とし、
前記放出時には、前記主止弁に通電して開状態とする、貯蔵容器システムの制御方法。 In the control method of the storage container system according to claim 8 or 9.
The discharge path is provided with a main check valve that is always closed and opens when energized.
At the time of the filling, the energization to the main check valve is stopped to close the state.
A method for controlling a storage container system in which the main check valve is energized and opened at the time of release.
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