JP3828219B2

JP3828219B2 - Gas supply device

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Publication number: JP3828219B2
Application number: JP32984796A
Authority: JP
Inventors: 将由木; 隆英磯村; 繁西山
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH10169896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス供給装置に係り、特に圧縮したガスを被充填タンクに充填するよう構成されたガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料にして走行する自動車（ＣＮＧ車）の開発と共に圧縮天然ガスを自動車の燃料タンクに供給するガス供給装置の実用化が進められている。この種のガス供給装置では、圧縮されたガスをガス蓄圧器に貯蔵しておき、ガス蓄圧器に貯蔵されたガスをＣＮＧ車の燃料タンクに充填するように構成されている。
【０００３】
そして、この種のガス供給装置では、ガスが給送されるガス供給管路に開閉弁、流量計、制御弁、圧力伝送器を配設し、制御弁により設定された圧力又は流量で被充填タンクにガスを充填する構成となっている。上記開閉弁は、ガス供給装置の元弁として機能するものであり、充填開始釦の操作により開弁され、ＣＮＧ車の燃料タンクに充填された圧力が目標充填圧力に達した後閉弁される。
【０００４】
また、制御弁は、被充填タンクとしての燃料タンクに充填される二次圧力に応じて弁開度がステッピングモータで制御される電動制御弁構造となっている。そのため、この電動制御弁においては、圧力伝送器により検出された二次圧力が目標充填圧力を越えないようにフィードバック制御を行っており、前記二次圧力と燃料タンクに充填された充填量から残りの充填量が所定値となったときにステッピングモータが駆動されて流量を一定値に絞るようにしている。
【０００５】
そのため、この種の制御弁が用いられた装置では、残りの充填量が所定値となると、ステッピングモータにより制御弁の弁開度が絞られて微小流量でのガス充填が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス供給装置においては、電動制御弁を用いているため、高価なステッピングモータを購入しなければならず、さらにはモータ制御を行うソフトウエアを開発する必要があり、製造コストが高価となっていた。しかも、安定した流量制御を行うには、二次圧力及び充填量に応じて弁開度をきめ細かに制御しなければならないので、ソフトウエアが複雑化していた。また、充填による圧力低下で流量が一定値に減少しているにも拘わらず、弁開度を一定値に絞るといった無駄な制御を行っていた。
【０００７】
そこで、二次圧力を利用したパイロット弁構造の制御弁を用いた構成を検討しているが、この場合には、ガス充填終了が近づいて二次圧力が設定値に近づくと、制御弁の弁開度が絞られて微小流量でのガス充填が行われるため、設定圧力と二次圧力との圧力差が所定以下になってから二次圧力が燃料タンクの目標充填圧力に達するのに時間がかかるといった問題があった。
【０００８】
特に制御弁がＣＮＧ車の燃料タンクに充填された圧力が目標充填圧力に達した後閉弁するように制御されるため、制御弁により流量が絞られてしまうと、すぐには開閉弁が閉弁されず、二次圧力が燃料タンクの設定圧力に達するまで開閉弁が開弁されたままとなり、微小流量による充填が行われる分充填終了時間が遅れることになる。
【０００９】
図９は従来のガス供給装置によるガス充填の圧力及び流量変化を示すグラフである。
充填開始釦の操作により開閉弁が開弁されると、燃料タンクに供給される流量及び二次圧力が実線及び一点鎖線で示すように変化する。すなわち、流量は開閉弁の開弁により急激に増大するが、圧力の上昇と共に徐々に制御弁の弁開度が絞られて流量が緩やかに減少される。一方、燃料タンク内の圧力は、二点鎖線で示すように一点鎖線で示す供給側の圧力上昇に比例して上昇する。
【００１０】
そして、圧力伝送器により検出された二次圧力が目標充填圧力値に達した時点Ａで開閉弁を閉弁させる場合、ガス充填終了動作が早過ぎることとなり、実際には、燃料タンク内の圧力が目標充填圧力値に達していない状態、すなわち、明らかに充填不足の状態でガス充填を終了させてしまうといった問題が生じる。
【００１１】
また、燃料タンクの圧力が目標充填圧力値に達した時点Ｂで開閉弁を閉弁させる場合、二次圧力が目標充填圧力値に近づくと制御弁の弁開度が絞られて流量が微小流量に減少するため、微小流量による充填時間が長くかかり過ぎてしまう。すなわち、燃料タンクへのガス充填精度が確保される反面、微小流量によりガス充填時間が長くなってガス充填作業効率が低いといった問題がある。
【００１２】
また、上記のようなパイロット弁構造となっている制御弁以外にも、圧力又は流量に応じてアクチュエータを駆動し、アクチュエータの駆動力により弁開度を調整する制御弁が用いられる場合もある。このようなアクチュエータ駆動式の制御弁を有する構成でも上記のような制御が行われる場合があり、その場合上記のような問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題を解決したガス供給装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
上記請求項１の発明は、ガスが給送されるガス供給管路に開閉弁、流量計、制御弁、圧力検出手段を配設し、該制御弁により設定された圧力又は流量で被充填タンクにガスを充填するガス供給装置において、
前記制御弁は、前記被充填タンクの最高充填圧力値以上の圧力値を閉弁圧力値として設定する設定手段を有し、当該制御弁が配設された位置よりも下流側のガス供給管路内のガスの圧力である二次圧力が所定値に達した場合に作動を開始し、二次圧力の高さに応じて弁開度を絞る機械式の制御弁からなり、
前記圧力検出手段により検出された二次圧力が前記被充填タンクの最高充填圧力値になったときに前記開閉弁を閉弁させる第１の制御手段と、
前記流量計により計測された流量が所定流量に低下したとき、前記圧力検出手段により検出された二次圧力が前記被充填タンクの最高充填圧力値になったか否かに拘らず前記開閉弁を閉弁させる第２の制御手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、請求項１の発明によれば、圧力検出手段により検出された二次圧力が被充填タンクの最高充填圧力値になったときに開閉弁を閉弁させる第１の制御手段と、流量計により計測された流量が所定流量に低下したとき、圧力検出手段により検出された二次圧力が被充填タンクの最高充填圧力値になったか否かに拘らず開閉弁を閉弁させる第２の制御手段とを有するため、ガス充填終了のタイミングが早過ぎて被充填タンクへの充填が不足したり、あるいはガス充填終了のタイミングが遅過ぎて充填時間が長くなることを防止できる。
【００１６】
また、請求項２の発明は、ガスが給送されるガス供給管路に開閉弁、流量計、制御弁、圧力検出手段を配設し、該制御弁により設定された圧力又は流量で被充填タンクにガスを充填するガス供給装置において、
前記制御弁は、前記被充填タンクの最高充填圧力値以上の圧力値を閉弁圧力値として設定する設定手段を有し、当該制御弁が配設された位置よりも下流側のガス供給管路内のガスの圧力である二次圧力が所定値に達した場合に作動を開始し、二次圧力の高さに応じて弁開度を絞る機械式の制御弁からなり、
前記圧力検出手段により検出された二次圧力が前記被充填タンクの最高充填圧力値になったときに前記開閉弁を閉弁させる第１の制御手段と、
前記圧力検出手段により検出された二次圧力の圧力上昇率が所定値に低下したとき、前記圧力検出手段により検出された二次圧力が前記被充填タンクの最高充填圧力値になったか否かに拘らず前記開閉弁を閉弁させる第３の制御手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
従って、請求項２の発明によれば、圧力検出手段により検出された二次圧力が前記被充填タンクの最高充填圧力値になったときに開閉弁を閉弁させる第１の制御手段と、圧力検出手段により検出された二次圧力の圧力上昇率が所定値に低下したとき、圧力検出手段により検出された二次圧力が被充填タンクの最高充填圧力値になったか否かに拘らず開閉弁を閉弁させる第３の制御手段とを有するため、ガス充填終了のタイミングが早過ぎて被充填タンクへの充填が不足したり、あるいはガス充填終了のタイミングが遅過ぎて充填時間が長くなることを防止できる。
【００１８】
また、請求項３の発明は、前記設定手段により設定された閉弁圧力値は前記最高充填圧力値よりも高い値であることを特徴とするものである。
【００１９】
従って、請求項３の発明によれば、設定手段により設定された閉弁圧力値が最高充填圧力値よりも高い値であるため、ガス充填終了のタイミングが早過ぎて被充填タンクへの充填が不足したり、あるいはガス充填終了のタイミングが遅過ぎて充填時間が長くなることを防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例を説明する。尚、図１は本発明になるガス供給装置の一実施例の構成図である。
ガス供給装置１は、例えば自動車２の燃料タンク（被充填タンク）３に都市ガスを所定圧力に圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給するガス供給ステーションなどに設置されている。
【００２３】
ガス供給装置１は、大略、都市ガスを所定圧力に圧縮し加圧されたガスを生成する圧力発生ユニット４と、圧力発生ユニット４により圧縮されたガスを燃料タンク３に供給するためのディスペンサユニット５とよりなる。
圧力発生ユニット４は、都市ガスの中圧管路（図示せず）から分岐された分岐管路１１に配設された多段式のコンプレッサ１２を有する。さらに、コンプレッサ１２の吐出口から引き出された管路１３には、コンプレッサ１２から吐出されたガスを供給又は遮断させるコンプレッサ開閉弁１４が配設されている。
【００２４】
また、管路１３の端部は、ガス蓄圧器１５の入口側に連通されている。この、ガス蓄圧器１５は、一般に文献等では「蓄ガス器」とも呼ばれている。
そして、ガス蓄圧器１５の出口側に連通された管路１６には、管路１６を開閉してガス蓄圧器１６に蓄圧されたガスの供給又は遮断させるガス蓄圧器開閉弁１７が配設されている。さらに、ガス蓄圧器開閉弁１７の下流側には、ディスペンサユニット５に延在するガス供給管路１８が連通されている。
【００２５】
上記コンプレッサ１２はコンプレッサ開閉弁１４が開弁され、ガス蓄圧器開閉弁１７が閉弁され、且つディスペンサユニット５内の弁が閉弁された状態で駆動されると、コンプレッサ１２により圧縮された高圧ガスがガス蓄圧器１５に供給される。尚、本実施例では、コンプレッサ１２はガス蓄圧器１５が２５０kgf/cm²に昇圧するまで圧縮されたガスを供給する。そして、ガス蓄圧器１５が２５０kgf/cm²に達すると、コンプレッサ１２が停止されて圧力発生ユニット４は充填作業可能状態となる。
【００２６】
また、圧力発生ユニット４とディスペンサユニット５との間は、ガス供給管路１８を介して接続されている。そして、ディスペンサユニット５内に延在するガス供給管路１８には、上流側から順に、電磁弁よりなりガス供給管路１８を連通又は遮断するガス供給開閉弁１９と、ガス供給管路１８を流れるガスの供給量を計測する質量流量計２０と、下流側（被充填側）へ給送されるガスの圧力及び流量を制御する制御弁２１と、制御弁２１により制御された２次圧力を検出する圧力伝送器２２とが配設されている。
【００２７】
ガス供給管路１８の下流側端部には、ガス充填ホース２３が連通されており、ガス充填ホース２３の下流側端部には、手動式の三方弁２４が接続されている。三方弁２４は、ガス充填ホース２３が接続された流入ポートａと、排気管２５が接続された排気ポートｂと、接続カプラ２６が接続された充填ポートｃとを有する。この三方弁２４は、ガス充填時流入ポートａと充填ポートｃとが連通された状態に操作され、ガス充填完了後の脱圧操作を行う際に排気ポートｂと充填ポートｃとが連通するように切替えられて接続カプラ２６内の圧力を減圧する。
【００２８】
また、ディスペンサユニット５の側面には、接続カプラ２６を掛止するカプラ掛止部２９が取り付けられており、このカプラ掛止部２９には接続カプラ２６の有無を検出するカプラ掛けスイッチ３０が設けられている。さらに、ディスペンサユニット５には、充填開始釦３１、充填停止釦３２、非常停止釦３３が配設されている。
【００２９】
充填開始釦３１は、接続カプラ２６，３６が接続された後、ガス供給開閉弁１９を開弁させるために操作されるスイッチ釦である。充填停止釦３２は、ガス供給開閉弁１９を閉弁させるために操作されるスイッチ釦である。非常停止釦３３は、全ての弁を緊急に閉弁させるために操作されるスイッチ釦である。
【００３０】
制御装置３４は、コンプレッサ１２、開閉弁１４，１７、ガス供給開閉弁１９、質量流量計２０、圧力伝送器２２、カプラ掛けスイッチ３０、充填開始釦３１、充填停止釦３２、非常停止釦３３等の各機器と接続されている。
上記質量流量計２０は、センサチューブと呼ばれる管路を振動させ、この振動する管路内を流れるガス流量に応じたコリオリ力による管路の流入側と流出側との位相差が流量に比例することを利用して流量計測を行うコリオリ式の質量流量計である。
【００３１】
従って、質量流量計２０は、高圧に圧縮されたガスの質量流量を正確に計測することができ、ガス充填動作時は単位時間当たりの流量計測値（又は単位時間当たりの流量パルス数）を制御装置３４に出力する。
また、制御弁２１は、後述するように燃料タンク３に充填される二次圧力とコイルバネ５０のバネ力とのバランスによって二次圧力を調整するパイロット弁構造となっており、二次圧力とバネ力との差が所定値になったとき流路を絞るよう構成されている。
【００３２】
また、ガス供給開閉弁１９は、ディスペンサユニット５の元弁として機能するもので制御装置３４からの指令により自動的に開弁または閉弁する。尚、ガス供給開閉弁１９は、電磁弁の代わりに手動式の開閉弁を使用しても良い。
三方弁２４は手動操作により切り換えられる構成であり、ガス充填前及びガス充填後は、充填ポートｃと排気ポートｂとが連通されて流入ポートａが遮断されている。また、ガス充填時は、流入ポートａと充填ポートｃとが連通するとともに排気ポートｂが遮断するように切り換え操作される。
【００３３】
３５は表示装置で、燃料タンク３に充填されたガス充填量及び充填圧力を表示する。
また、自動車２では、ディスペンサユニット５の接続カプラ２６が接続される被充填側の接続カプラ３６と、接続カプラ３６と燃料タンク３とを連通する管路３７と、管路３７に配設された手動式の開閉弁３８と、燃料タンク３に充填されたガスの逆流を防止する逆流防止弁３９とを有する。
【００３４】
また、メモリ４０には、燃料タンク３に充填される二次圧力値が予め設定された設定圧力の所定範囲内に達したことが検出された後、質量流量計２０により計測される流量値が所定の微小流量になったときガス供給開閉弁１９を閉弁させる制御プログラムＩ（制御手段）、あるいは燃料タンク３に充填される二次圧力値が予め設定された設定圧力の所定範囲内に達したことが検出された後、圧力伝送器２２により検出された二次圧力の圧力上昇率が所定値になったときガス供給開閉弁１９を閉弁させる制御プログラムII（制御手段）が格納されている。
【００３５】
また、メモリ４０には、後述するようにガス充填を行う際の流量設定値１，２が記憶されている。この流量設定値１は充填開始時に確認される流量値で、流量設定値２は充填終了直前に確認される流量値である。
従って、制御装置３４は、質量流量計２０，圧力伝送器２２から出力された信号により充填流量及び充填圧力を算出すると共に上記プログラムに基づいて、コンプレッサ１２、開閉弁１４，１７，ガス供給開閉弁１９，質量流量計２０の動作制御を実行する。
【００３６】
図２に制御弁２１の内部構成を示す。
制御弁２１は、自圧式減圧弁とも呼ばれており、弁本体４１と、弁本体４１内に形成されたクランク状の流路４２と、流路４２途中に設けられたシート部４３と、シート部４３の開口を開閉するように動作する棒状の弁体４４と、シート部４３の上下方向で弁体４４をガイドする上ガイド孔４５、下ガイド孔４６と、流路４２の流出口に連通された管路４７から分岐して下ガイド孔４６の下端開口に連通された戻り管路４８と、戻り管路４８の途中に設けられた可変絞り４９と、上ガイド孔４５に介在して弁体４４を下方に附勢するコイルバネ５０と、コイルバネ５０のバネ力を調整する調整ねじ５１とよりなる。
【００３７】
流路４２は、上流側のガス供給管路１８が連通された流入路４２ａと、流入路４２ａから下方に延在する制御室４２ｂと、制御室４２ｂの下端側方に延在する流出路４２ｃとを有する。上記制御室４２ｂ内には、シート部４３が形成されている。
【００３８】
弁体４４は、シート部４３に対向するテーパ状の傾斜面を有する弁部４４ａと、弁部４４ａより上方に延在して上ガイド孔４５内に挿入された上部ロッド４４ｂと、弁部４４ａより下方に延在して下ガイド孔４６内に挿入された下部ロッド４４ｃとよりなる。また、上部ロッド４４ｂ及び下部ロッド４４ｃの端部外周には、ガイド孔４５，４６の内壁との間をシールするＯリング５２，５３が装着されている。
【００３９】
弁体４４は、上部ロッド４４ｂの上端がコイルバネ５０により押圧され、下部ロッド４４ｃの端部が戻り管路４８から下ガイド孔４６内に導入された二次圧力Ｐ₂を受けるため、コイルバネ５０のバネ力と二次圧力Ｐ₂による押圧力とが釣り合う位置に変位するように設けられている。また、本実施例では、弁体４４の弁部４４ａの形状及びＯリング５２，５３の装着部分が上下方向で対称に形成されているので、一次圧力Ｐ₁の影響は殆どない。
【００４０】
上記上ガイド孔４５には、通気孔５４が連通しているため、上ガイド孔４５の内部圧力は大気圧に保たれている。そして、調整ねじ５１のねじ込み位置によりコイルバネ５０のバネ力が任意の大きさに調整され、弁体４４が閉弁状態となるときの圧力値が設定される。
【００４１】
尚、調整ねじ５１は、任意のねじ込み位置に調整された後、ロックナット５５によりロックされてゆるみ防止される。
また、可変絞り４９により下ガイド孔４６内に導入される二次圧力Ｐ₂の流量が調整される。そのため、可変絞り４９は調整された絞り具合によって戻り管路４８から下ガイド孔４６へ供給される二次圧力Ｐ₂の流量が減少されて弁体４４の制御動作の応答性を調整することができる。
【００４２】
また、管路４７はガス供給管路１８を介してガス充填ホース２３に接続されており、弁体４４の動作により調整された二次圧力Ｐ₂はガス充填ホース２３を介して燃料タンク３に充填される。
図３は制御弁２１の圧力−開度特性を示すグラフである。図４、図５は制御弁２１の動作を説明するための縦断面図である。
【００４３】
充填開始時は、流出路４２ｃが連通された燃料タンク３が空状態であると二次圧力Ｐ₂が低い。そのため、制御弁２１の弁体４４は、充填開始時において、図２に示されるようにコイルバネ５０のバネ力により下方に変位して弁部４４ａがシート部４３から離間しており、開度１００％となっている。
【００４４】
そして、燃料タンク３へのガス充填が進むにつれて二次圧力Ｐ₂が上昇し、やがて二次圧力Ｐ₂＝Ｐａとなる。このように、二次圧力Ｐ₂が閾値としての圧力Ｐａに達した時点で図４に示されるように弁体４４が前記コイルバネ５０のバネ力に抗して上方に移動しはじめて弁部４４ａがシート部４３に近接する。これにより、シート部４３における流量が絞られる。従って、二次圧力Ｐ₂が上昇すると共に二次圧力Ｐ₂とコイルバネ５０のバネ力とがバランスするように弁体４４が少しずつ上動してシート部４３の弁開度が絞られる。
【００４５】
さらに、図５に示されるように二次圧力Ｐ₂が設定圧力（充填目標圧力）Ｐｂに達した時点で弁体４４がさらに上方に移動して弁部４４ａがシート部４３に当接する。これで、制御弁２１は閉弁状態（開度０％）となる。
ここで、上記構成になるガス供給装置１におけるガス充填作業について説明する。
【００４６】
上記自動車２の燃料タンク３にガスを充填する際、作業者は、先ず、ディスペンサユニット５のカプラ掛止部２９から接続カプラ２６を外して自動車２の接続カプラ３６に結合させる。そして、作業者は、自動車２の手動開閉弁３８を開弁させるとともに、三方弁２４の流入ポートａと充填ポートｃとが連通するように切り換え操作する。
【００４７】
次に、作業者が充填開始釦３１をオンに操作すると、制御装置３４は開閉弁１７を開弁させるとともに、ガス供給開閉弁１９を開弁させる。これにより、ガス蓄圧器１５に蓄圧された高圧ガスは、管路１６，ガス供給管路１８，ガス供給開閉弁１９，質量流量計２０，制御弁２１，圧力伝送器２２，ガス充填ホース２３，三方弁２４，接続カプラ２６，３６，管路３７を介して燃料タンク３に充填される。
【００４８】
燃料タンク３に充填されるガスは、上記制御弁２１の弁体４４の動作により燃料タンク３に充填された圧力が設定圧力（充填目標圧力）に近づくと制御弁２１の弁体４４が流路を絞るように動作して微小流量で充填される。
このようにして燃料タンク３にガスが充填されて満タン状態になると、燃料タンク３の圧力はほぼ２００kgf/cm²となる。
【００４９】
尚、ガス供給管路１８を通過したガス充填量は、質量流量計２０により計測され、ガス充填量に応じた電圧値（流入側と流出側との位相差）が流量計測信号として制御装置３４に出力される。制御装置３４は、質量流量計２０からの流量計測値を積算して、燃料タンク３に充填されたガス充填量を表示装置３５に表示する。
【００５０】
また、燃料タンク３へのガス充填が完了すると、作業者は、三方弁２４の排気ポートｂと充填ポートｃとを連通させるとともに流入ポートａを遮断させるように切り換え操作する。三方弁２４と逆流防止弁３９との間に残留するガスは、ｃポートから排気管２５へ排気され、接続カプラ２６，３６内の圧力が大気圧に減圧される。これにより、作業者は、軽い力で接続カプラ２６，３６を分離させることが可能になる。
【００５１】
その後、作業者は、自動車２側の手動開閉弁３８を閉弁させた後、ディスペンサユニット５の接続カプラ２６を自動車２の接続カプラ３６から分離させ、カプラ掛止部２９に掛止させる。そして、充填停止釦３２がオンに操作されると、一連のガス充填作業が完了する。
【００５２】
図６は制御装置３４が実行する処理のフローチャート、図７は本実施例のガス充填による圧力及び流量変化を示すグラフである。
以下、制御装置３４が実行する処理につき説明する。
図６において、ステップＳ１（以下「ステップ」を省略する）において、充填開始スイッチ釦３１がオンに操作されると、Ｓ２に進み、開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を開弁させる。次のＳ３では、質量流量計２０から出力された流量計測値を読み込む。
【００５３】
続いて、Ｓ４に進み、Ｓ３で計測された流量値が予めメモリ４０に設定された流量設定値１（例えば５kg/min) 以上になったかどうかをチェックする。前述したように開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９が開弁されて充填開始されたときは、燃料タンク３の圧力が低いので、制御弁２１は図２に示されるように弁体４４が弁開度１００％の位置に移動している。そのため、ガス供給管路１８を介して供給されるガスは、制御弁２１により殆ど減圧されずに燃料タンク３に充填される。
【００５４】
よって、燃料タンク３に充填される流量は、急激に上昇して流量設定値１以上となる（図７中、実線で示す）。
Ｓ４において、流量が流量設定値１以上になると、Ｓ５に進み、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（制御弁２１により調整された二次圧力Ｐ₂）及び質量流量計２０から出力される流量計測値を読み込む。
【００５５】
次のＳ６では、計測された流量値が予めメモリ４０に設定された流量設定値２（所定流量：例えば１〜２kg/min) 以上になったかどうかをチェックする。これは、図７中、一点鎖線で示すように圧力がほぼ一定の上昇率で上昇すると共に、流量が実線で示すように変化するからであり、流量設定値２としては二次圧力Ｐ₂と燃料タンク３の最高充填圧力との差が計測誤差の範囲となるような圧力値に二次圧力Ｐ₂が達するときの流量が設定されている。
【００５６】
すなわち、充填開始時は、二次圧力Ｐ₂が低いので、流量も急激に上昇する。しかし、燃料タンク３へのガス充填が進むにつれて設定圧力と二次圧力Ｐ₂との差が小さくなると、弁体４４が流路を絞る方向に変位する。そのため、燃料タンク３に充填されるガスの流量も徐々に減少する。
【００５７】
Ｓ６において、計測された流量値が流量設定値２以上であるときは、Ｓ７に進み、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧以上に上昇したか否かをチェックする。
Ｓ７において、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧未満であるときは、まだ充填可能であるためＳ５に戻り、Ｓ５〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【００５８】
しかし、上記Ｓ６において、積算された流量値が流量設定値２未満の微小流量に減少したときはガス充填終了が近づいており、制御弁２１は図４に示されるように弁体４４の弁部４４ａがシート部４３に近接して流量を絞っている。そのため、流量値が流量設定値２未満に減少したときは、Ｓ８に移行して開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させて燃料タンク３へのガス充填を終了させる。
【００５９】
また、Ｓ７において、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧以上であるときは、燃料タンク３が満タン状態であるので、流量変化に関係なくＳ８に移行して開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させて燃料タンク３へのガス充填を終了させる。
【００６０】
尚、流量値が流量設定値２未満に減少したときは、圧力計測の誤差の範囲となり得る程に目標充填圧力に近づいているので、上記のようにガス充填を終了させても充填精度に与える影響は少ない。
このように、流量値が流量設定値２未満の微小流量に減少したときは、燃料タンク３が満タンになるまで微小流量によるガス充填を継続するのではなく、開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させてガス充填を終了させるため、微小流量によってガス充填時間が延長されてしまうことを防止できる。これにより、燃料タンク３へのガス充填作業効率を高めることが可能になる。
【００６１】
また、流量設定値２は、任意の値に設定することができるので、制御弁２１の特性に応じた値に設定される。また、流量値が流量設定値２未満の微小流量に減少したときに開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させた場合、燃料タンク３に充填された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧に達しないことになるが、流量設定値２（所定流量）によって最高充填圧との誤差を数％程度（許容範囲内）に抑えることができるので、充填量が少なく再充填が必要となる様なことはない。また、流量計測精度の悪化する微小流量での充填が無くなるため、高い流量計測精度を保つことができる。
【００６２】
次に本発明の変形例について説明する。
図８は制御装置３４が実行する処理の変形例のフローチャートである。
図８において、Ｓ１１〜Ｓ１４は上記Ｓ１〜Ｓ４の処理と同じなので、その説明を省略する。
【００６３】
Ｓ１５では、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（制御弁２１により調整された二次圧力Ｐ₂）を読み込む。
次のＳ１６では、Ｓ１５で検出された二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率α（α＝（単位時間当たりの圧力上昇値／今回の二次圧力Ｐ₂）×１００％）が予め設定された設定値α_a（所定値）であるかどうかをチェックする。ここで、設定値α_aは、二次圧力Ｐ₂と燃料タンク３の最高充填圧力との差が計測誤差となるような圧力値に二次圧力Ｐ₂が達するときの圧力上昇率が設定されている。
【００６４】
制御弁２１の弁体４４は、二次圧力Ｐ₂が一定の圧力上昇率αで上昇するように二次圧力Ｐ₂を制御しており、燃料タンク３へのガス充填が進むにつれて一次圧力Ｐ₁と二次圧力Ｐ₂との圧力差が小さくなると、弁体４４が流路を絞る方向に変位する。そのため、燃料タンク３に充填されるガスの流量も徐々に減少する。
【００６５】
Ｓ１６において、二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率αが設定値α_aを越えているときは（α＞α_a）、Ｓ１７に進み、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧以上に上昇したか否かをチェックする。
【００６６】
Ｓ１７において、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧未満であるときは、まだ充填可能であるためＳ１５に戻り、Ｓ１５〜Ｓ１７の処理を繰り返す。
しかし、上記Ｓ１６において、二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率αが設定値α_a（α≦α_a）となったときは、圧力伝送器２２により検出された二次圧力Ｐ₂が目標充填圧力に近づいており、制御弁２１は図４に示されるように弁体４４の弁部４４ａがシート部４３に近接して流量を微小流量に絞っている。そのため、二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率αが設定値α_a以下になったときは、Ｓ１８に移行して開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させて燃料タンク３へのガス充填を終了させる。
【００６７】
また、Ｓ１７において、圧力伝送器２２により検出された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧以上であるときは、燃料タンク３が満タン状態であるので、圧力上昇率αの変化に関係なくＳ１８に移行して開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させて燃料タンク３へのガス充填を終了させる。
【００６８】
このように、二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率αが設定値α_a以下になったときは、燃料タンク３が満タンになるまで微小流量によるガス充填を継続するのではなく、開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させてガス充填を終了させるため、微小流量によってガス充填時間が延長されてしまうことを防止できる。これにより、燃料タンク３へのガス充填作業効率を高めることが可能になる。
【００６９】
尚、二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率αの設定値α_aは、任意の値に設定することができるので、制御弁２１の特性に応じた値に設定される。また、二次圧力Ｐ₂の圧力上昇率αが設定値α_a以下になったときに開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を閉弁させた場合、燃料タンク３に充填された供給圧力（二次圧力Ｐ₂）が燃料タンク３の最高充填圧に達しないことになるが、設定値α_aによって最高充填圧との差を計測誤差の数％程度（許容範囲内）に抑えることができるので、充填量が少なく再充填が必要となる様なことはない。また、流量計測精度の悪化する微小流量での充填が無くなるため、高い流量計測精度を保つことができる。
【００７０】
尚、上記実施例では、都市ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等のガスを供給するのにも適用できるのは勿論である。
また、上記実施例では、自動車の燃料タンク３に圧縮されたガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する装置にも適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の場所に給送するための管路途中に設置する構成の装置にも適用できるのは勿論である。
【００７１】
また、上記実施例では、制御弁２１が上記パイロット弁構造として説明したがこれに限らず、制御弁２１が一定圧力上昇制御して二次圧力Ｐ₂が目標充填圧力に近づくと流量を微小流量に減少させるように流量制御を行う構成であれば、他の形式のものにも本発明を適用することができる。
【００７２】
また、上記実施例では、メモリを用いた制御装置で構成したが、これらの制御をリレーやアナログ調節計等で構成することは可能であり、以下図面と共に、本発明の他の実施例を説明する。
図１０は本発明になるガス供給装置の他の実施例の構成図であり、前述の実施例と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
ガス供給装置６０内に配設された流量計２０と制御弁２１との間には、ガス供給管路１８を流れるガスの流量を調整するためのニードル弁６１が配設されている。
ここで、ガス充填開始初期で燃料タンクの圧力が低圧のときには、制御弁２１が全開となりガス供給管路１８の配管抵抗によって定まる流量のガスがガス供給管路１８を流れることになるが、この流量が大きすぎると、断熱膨張により燃料タンク３の入口部分が急冷されて燃料タンク３の耐久性に好ましくない影響を与える。
【００７４】
そこで、前記ニードル弁６１をガス供給管路１８中に設けることにより、流量を調節することができ、上述した不都合を回避することが可能になる。
この他の実施例において、制御弁２１は、二次圧力Ｐ₂が燃料タンク３の目標充填圧力（最高充填圧力）よりも高い圧力値になったとき閉弁するように設定されている。
【００７５】
リレー回路６２は、防爆構造とされたハウジング内に収納された状態でディスペンサユニット５から離間した場所に設置されている。このリレー回路６２には、ガス供給開閉弁１９、圧力伝送器２２、充填開始釦３１、充填停止釦３２、非常停止釦３３等の各機器が接続されており、その内部が圧力計測回路６３、圧力比較回路６４、及び弁開閉制御回路６５で構成されている。
【００７６】
このリレー回路６２においては、まず、圧力伝送器２２からの圧力を圧力計測回路６３により電流値に変換して圧力比較回路６４に出力する。
圧力比較回路６４は、圧力計測回路６３からの電流値が予め定められた燃料タンク３の目標充填圧力（最高充填圧力）に対応する設定電流値となったときに、弁開閉制御回路６５に電圧を印加する。
【００７７】
弁開閉制御回路６５は、圧力比較回路６４からの電圧の印加により、充填を終了すべく、ガス供給開閉弁１９を閉弁する。
このように、上述した他の実施例においても、制御弁２１が閉弁する圧力値を燃料タンク３の目標充填圧力値よりも高い圧力値とし、リレー回路６２により、二次圧力Ｐ₂が予め定められた燃料タンク３の目標充填圧力（最高充填圧力）となったときにガス供給開閉弁１９を閉弁させてガス充填を終了させるため、微小流量によってガス充填時間が延長されてしまうことを防止できる。すなわち、制御弁２１によって微小流量に絞られる時間が短くなるので、ガス充填時間が短縮できる。これにより、燃料タンク３へのガス充填作業効率を高めることが可能となる。
【００７８】
尚、上記実施例では、リレー回路６２がディスペンサユニット５から分離された構成を一例として説明したが、これに限らず、リレー回路６２がディスペンサユニット５内部に収納された構成としても良いのは勿論である。
【００７９】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１の発明によれば、圧力検出手段により検出された二次圧力が被充填タンクの最高充填圧力値になったときに開閉弁を閉弁させる第１の制御手段と、流量計により計測された流量が所定流量に低下したとき、圧力検出手段により検出された二次圧力が被充填タンクの最高充填圧力値になったか否かに拘らず開閉弁を閉弁させる第２の制御手段とを有するため、ガス充填終了のタイミングが早過ぎて被充填タンクへの充填が不足したり、あるいはガス充填終了のタイミングが遅過ぎて充填時間が長くなることを防止できる。これにより、被充填タンクへのガス充填作業効率を高めることができる。
【００８０】
また、請求項２の発明によれば、圧力検出手段により検出された二次圧力が前記被充填タンクの最高充填圧力値になったときに開閉弁を閉弁させる第１の制御手段と、圧力検出手段により検出された二次圧力の圧力上昇率が所定値に低下したとき、圧力検出手段により検出された二次圧力が被充填タンクの最高充填圧力値になったか否かに拘らず開閉弁を閉弁させる第３の制御手段とを有するため、ガス充填終了のタイミングが早過ぎて被充填タンクへの充填が不足したり、あるいはガス充填終了のタイミングが遅過ぎて充填時間が長くなることを防止できる。これにより、被充填タンクへのガス充填作業効率を高めることができる。
【００８１】
また、請求項３の発明によれば、設定手段により設定された閉弁圧力値が最高充填圧力値よりも高い値であるため、ガス充填終了のタイミングが早過ぎて被充填タンクへの充填が不足したり、あるいはガス充填終了のタイミングが遅過ぎて充填時間が長くなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるガス供給装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】制御弁の縦断面図である。
【図３】制御弁の圧力−弁開度特性のグラフである。
【図４】制御弁の制御動作を説明するための縦断面図である。
【図５】制御弁の弁体が閉弁位置に動作した状態を示す縦断面図である。
【図６】制御装置が実行する処理のフローチャートである。
【図７】本実施例のガス充填による圧力及び流量変化を示すグラフである。
【図８】制御装置が実行する処理の変形例のフローチャートである。
【図９】従来のガス供給装置によるガス充填の圧力及び流量変化を示すグラフである。
【図１０】本発明になるガス供給装置の他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１ガス供給装置
３燃料タンク
４圧力発生ユニット
５ディスペンサユニット
１２コンプレッサ
１５ガス蓄圧器
１７ガス蓄圧器開閉弁
１８ガス供給管路
１９ガス供給開閉弁
２０質量流量計
２１制御弁
２２圧力伝送器
２３ガス充填ホース
２４三方弁
２６，３６接続カプラ
３０カプラ掛けスイッチ
３１充填開始釦
３４制御装置
３５表示装置
４１弁本体
４２流路
４３シート部
４４弁体
４８戻り管路
４９可変絞り
６１ニードル弁
６２リレー回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas supply device, and more particularly to a gas supply device configured to fill a tank to be filled with compressed gas.
[0002]
[Prior art]
Along with the development of automobiles (CNG cars) that run using compressed natural gas (CNG) compressed with natural gas as fuel, gas supply devices that supply compressed natural gas to the fuel tanks of automobiles are being put into practical use. In this type of gas supply device, compressed gas is stored in a gas pressure accumulator, and the gas stored in the gas pressure accumulator is filled in a fuel tank of a CNG vehicle.
[0003]
In this type of gas supply device, an on-off valve, a flow meter, a control valve, and a pressure transmitter are arranged in a gas supply line through which gas is supplied, and filling is performed at a pressure or flow rate set by the control valve. The tank is filled with gas. The on-off valve functions as a main valve of the gas supply device, and is opened by the operation of the filling start button, and is closed after the pressure filled in the fuel tank of the CNG vehicle reaches the target filling pressure. .
[0004]
Further, the control valve has an electric control valve structure in which the valve opening degree is controlled by a stepping motor in accordance with a secondary pressure filled in a fuel tank as a tank to be filled. Therefore, in this electric control valve, feedback control is performed so that the secondary pressure detected by the pressure transmitter does not exceed the target filling pressure, and the remaining pressure is determined from the secondary pressure and the filling amount filled in the fuel tank. When the filling amount reaches a predetermined value, the stepping motor is driven to reduce the flow rate to a constant value.
[0005]
Therefore, in an apparatus using this type of control valve, when the remaining filling amount reaches a predetermined value, the opening degree of the control valve is reduced by a stepping motor, and gas filling is performed at a minute flow rate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional gas supply apparatus uses an electric control valve, it is necessary to purchase an expensive stepping motor, and further, it is necessary to develop software for controlling the motor, which is expensive to manufacture. It was. In addition, in order to perform stable flow rate control, the valve opening must be finely controlled according to the secondary pressure and the filling amount, so that the software is complicated. Moreover, although the flow rate has decreased to a constant value due to the pressure drop due to filling, wasteful control has been performed such that the valve opening is reduced to a constant value.
[0007]
Therefore, a configuration using a control valve having a pilot valve structure using secondary pressure is being studied. In this case, when the end of gas filling approaches and the secondary pressure approaches the set value, the valve of the control valve Since the opening is reduced and gas filling is performed at a minute flow rate, it takes time for the secondary pressure to reach the target filling pressure of the fuel tank after the pressure difference between the set pressure and the secondary pressure falls below a predetermined value. There was such a problem.
[0008]
In particular, the control valve is controlled so that it closes after the pressure filled in the fuel tank of the CNG vehicle reaches the target filling pressure, so when the flow rate is reduced by the control valve, the on-off valve is closed immediately. The valve is not opened and the on-off valve remains open until the secondary pressure reaches the set pressure of the fuel tank, and the filling end time is delayed by the amount of filling with a minute flow rate.
[0009]
FIG. 9 is a graph showing changes in pressure and flow rate of gas filling by a conventional gas supply device.
When the on-off valve is opened by operating the filling start button, the flow rate and secondary pressure supplied to the fuel tank change as indicated by the solid line and the alternate long and short dash line. That is, the flow rate increases rapidly by opening the on-off valve, but as the pressure increases, the valve opening of the control valve is gradually reduced and the flow rate is gradually reduced. On the other hand, the pressure in the fuel tank rises in proportion to the pressure increase on the supply side indicated by the one-dot chain line as indicated by the two-dot chain line.
[0010]
When the on-off valve is closed at time A when the secondary pressure detected by the pressure transmitter reaches the target filling pressure value, the gas filling end operation is too early. However, there is a problem that the gas filling is terminated in a state where the target filling pressure value is not reached, that is, in a state where the filling is obviously insufficient.
[0011]
In addition, when the on-off valve is closed at time B when the fuel tank pressure reaches the target filling pressure value, when the secondary pressure approaches the target filling pressure value, the valve opening of the control valve is reduced and the flow rate is reduced to a minute flow rate. Therefore, it takes too long to fill with a minute flow rate. That is, while the gas filling accuracy to the fuel tank is ensured, there is a problem that the gas filling time becomes long due to the minute flow rate and the gas filling work efficiency is low.
[0012]
In addition to the control valve having the pilot valve structure as described above, a control valve that drives the actuator in accordance with the pressure or flow rate and adjusts the valve opening by the driving force of the actuator may be used. Even in the configuration having such an actuator-driven control valve, the above-mentioned control may be performed, and in this case, the above-described problem occurs.
[0013]
Then, an object of this invention is to provide the gas supply apparatus which solved the said problem.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
  The invention of claim 1 includes an on-off valve, a flow meter, a gas supply line through which gas is fed.Control valveIn the gas supply device, in which the pressure detecting means is arranged and the tank to be filled is filled with the pressure or flow rate set by the control valve,
  The control valve has a setting means for setting a pressure value equal to or higher than the maximum filling pressure value of the tank to be filled as a valve closing pressure value, and a gas supply pipe on the downstream side of the position where the control valve is disposed. It consists of a mechanical control valve that starts operation when the secondary pressure that is the pressure of the gas reaches a predetermined value, and throttles the valve opening according to the height of the secondary pressure,
  First control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detection means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled;
  Measured with the flow meterWasThe flow rate is the predetermined flow rateDeclinedWhenRegardless of whether the secondary pressure detected by the pressure detecting means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled.Close the on-off valveSecondControl meansWhen,
  It is characterized by comprising.
[0015]
  Therefore, according to the invention of claim 1,The first control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detecting means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled, and the flow rate measured by the flow meter has decreased to a predetermined flow rate. And a second control means for closing the on-off valve regardless of whether the secondary pressure detected by the pressure detection means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled.Therefore, it is possible to prevent the gas filling end timing from being too early and the filling of the tank to be filled to be insufficient, or the gas filling end timing to be too late to increase the filling time.
[0016]
  Further, the invention of claim 2 provides an on-off valve, a flow meter, a gas supply line through which gas is fed.Control valveIn the gas supply device, in which the pressure detecting means is arranged and the tank to be filled is filled with the pressure or flow rate set by the control valve,
  The control valve has a setting means for setting a pressure value equal to or higher than the maximum filling pressure value of the tank to be filled as a valve closing pressure value, and a gas supply pipe on the downstream side of the position where the control valve is disposed. It consists of a mechanical control valve that starts operation when the secondary pressure that is the pressure of the gas reaches a predetermined value, and throttles the valve opening according to the height of the secondary pressure,
  First control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detection means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled;
  Detected by the pressure detection meanssecondaryPressure rise rate of pressure is a predetermined valueDropped toWhenRegardless of whether the secondary pressure detected by the pressure detecting means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled.Close the on-off valveThirdControl meansWhen,
  It is characterized by comprising.
[0017]
  Therefore, according to the invention of claim 2,First control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detection means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled; and the pressure of the secondary pressure detected by the pressure detection means Third control means for closing the on-off valve regardless of whether or not the secondary pressure detected by the pressure detection means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled when the rate of increase decreases to a predetermined value; HaveTherefore, it is possible to prevent the gas filling end timing from being too early and the filling of the tank to be filled to be insufficient, or the gas filling end timing to be too late to increase the filling time.
[0018]
  The invention of claim 3The valve closing pressure value set by the setting means is higher than the maximum filling pressure value.It is characterized by this.
[0019]
  Therefore, according to the invention of claim 3,Since the valve closing pressure value set by the setting means is higher than the maximum filling pressure value,It can be prevented that the gas filling end timing is too early and the filling of the tank to be filled is insufficient, or the gas filling end timing is too late and the filling time becomes long.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a gas supply apparatus according to the present invention.
The gas supply device 1 is installed, for example, in a gas supply station that supplies compressed natural gas (CNG) obtained by compressing city gas to a predetermined pressure into a fuel tank (filled tank) 3 of an automobile 2.
[0023]
The gas supply device 1 is roughly composed of a pressure generating unit 4 that generates compressed gas by compressing city gas to a predetermined pressure, and a dispenser unit that supplies the gas compressed by the pressure generating unit 4 to the fuel tank 3. 5 and so on.
The pressure generating unit 4 has a multistage compressor 12 disposed in a branch pipe 11 branched from an intermediate pressure pipe (not shown) of city gas. Further, a compressor opening / closing valve 14 for supplying or blocking gas discharged from the compressor 12 is disposed in the pipe line 13 drawn from the discharge port of the compressor 12.
[0024]
Further, the end of the pipe line 13 communicates with the inlet side of the gas accumulator 15. The gas pressure accumulator 15 is generally called “gas accumulator” in the literature.
A gas accumulator on / off valve 17 that opens and closes the pipe 16 to supply or shut off the gas accumulated in the gas accumulator 16 is disposed in the pipe 16 communicating with the outlet side of the gas accumulator 15. ing. Further, a gas supply line 18 extending to the dispenser unit 5 is communicated with the downstream side of the gas accumulator opening / closing valve 17.
[0025]
When the compressor 12 is driven with the compressor on-off valve 14 opened, the gas accumulator on-off valve 17 closed, and the valve in the dispenser unit 5 closed, the high pressure compressed by the compressor 12 is reached. Gas is supplied to the gas accumulator 15. In this embodiment, the compressor 12 has a gas accumulator 15 of 250 kgf / cm.²The compressed gas is supplied until the pressure is increased. And the gas accumulator 15 is 250 kgf / cm.²Is reached, the compressor 12 is stopped, and the pressure generating unit 4 becomes ready for filling operation.
[0026]
The pressure generation unit 4 and the dispenser unit 5 are connected via a gas supply pipe 18. The gas supply line 18 extending into the dispenser unit 5 includes, in order from the upstream side, a gas supply opening / closing valve 19 made of an electromagnetic valve and communicating with or blocking the gas supply line 18 and a gas supply line 18. A mass flow meter 20 for measuring the supply amount of the flowing gas, a control valve 21 for controlling the pressure and flow rate of the gas fed to the downstream side (filled side), and a secondary pressure controlled by the control valve 21 A pressure transmitter 22 for detection is provided.
[0027]
A gas filling hose 23 communicates with the downstream end of the gas supply pipe 18, and a manual three-way valve 24 is connected to the downstream end of the gas filling hose 23. The three-way valve 24 has an inflow port a to which a gas filling hose 23 is connected, an exhaust port b to which an exhaust pipe 25 is connected, and a filling port c to which a connection coupler 26 is connected. The three-way valve 24 is operated so that the inflow port a and the filling port c are in communication with each other at the time of gas filling, and the exhaust port b and the filling port c are in communication with each other when performing the depressurization operation after completion of gas filling. And the pressure in the connection coupler 26 is reduced.
[0028]
Further, a coupler latching portion 29 for latching the connection coupler 26 is attached to the side surface of the dispenser unit 5, and a coupler latching switch 30 for detecting the presence or absence of the connection coupler 26 is provided in the coupler latching portion 29. It has been. Further, the dispenser unit 5 is provided with a filling start button 31, a filling stop button 32, and an emergency stop button 33.
[0029]
The filling start button 31 is a switch button that is operated to open the gas supply opening / closing valve 19 after the connection couplers 26 and 36 are connected. The filling stop button 32 is a switch button operated to close the gas supply opening / closing valve 19. The emergency stop button 33 is a switch button operated to urgently close all valves.
[0030]
The control device 34 includes a compressor 12, on-off valves 14 and 17, a gas supply on-off valve 19, a mass flow meter 20, a pressure transmitter 22, a coupler switch 30, a filling start button 31, a filling stop button 32, an emergency stop button 33, and the like. Connected to each device.
The mass flow meter 20 vibrates a pipe called a sensor tube, and the phase difference between the inflow side and the outflow side of the pipe due to the Coriolis force according to the flow rate of gas flowing through the vibrating pipe is proportional to the flow rate. This is a Coriolis-type mass flow meter that measures the flow rate using this.
[0031]
Therefore, the mass flow meter 20 can accurately measure the mass flow rate of the gas compressed to a high pressure, and controls the flow rate measurement value per unit time (or the number of flow pulses per unit time) during the gas filling operation. Output to the device 34.
The control valve 21 has a pilot valve structure that adjusts the secondary pressure by balancing the secondary pressure charged in the fuel tank 3 and the spring force of the coil spring 50, as will be described later. The flow path is restricted when the difference from the force reaches a predetermined value.
[0032]
The gas supply on / off valve 19 functions as a main valve of the dispenser unit 5 and automatically opens or closes according to a command from the control device 34. The gas supply opening / closing valve 19 may be a manual opening / closing valve instead of a solenoid valve.
The three-way valve 24 is configured to be switched by manual operation. Before and after gas filling, the filling port c and the exhaust port b are communicated with each other and the inflow port a is blocked. Further, at the time of gas filling, switching operation is performed so that the inflow port a and the filling port c communicate with each other and the exhaust port b is shut off.
[0033]
Reference numeral 35 denotes a display device for displaying the gas filling amount and filling pressure filled in the fuel tank 3.
Further, in the automobile 2, the filling-side connecting coupler 36 to which the connecting coupler 26 of the dispenser unit 5 is connected, the pipe 37 that connects the connecting coupler 36 and the fuel tank 3, and the pipe 37 are provided. A manual on-off valve 38 and a backflow prevention valve 39 for preventing the backflow of the gas filled in the fuel tank 3 are provided.
[0034]
In addition, the flow value measured by the mass flow meter 20 is detected in the memory 40 after it is detected that the secondary pressure value charged in the fuel tank 3 has reached the predetermined range of the preset pressure. The control program I (control means) for closing the gas supply opening / closing valve 19 when the predetermined minute flow rate is reached, or the secondary pressure value charged in the fuel tank 3 reaches a predetermined range of preset pressure. The control program II (control means) for closing the gas supply on / off valve 19 when the rate of increase in the secondary pressure detected by the pressure transmitter 22 reaches a predetermined value is stored. Yes.
[0035]
Further, the memory 40 stores flow rate setting values 1 and 2 when gas filling is performed as will be described later. The flow rate set value 1 is a flow rate value confirmed at the start of filling, and the flow rate set value 2 is a flow rate value confirmed immediately before the end of filling.
Therefore, the control device 34 calculates the filling flow rate and the filling pressure from the signals output from the mass flow meter 20 and the pressure transmitter 22, and based on the above program, the compressor 12, the on-off valves 14, 17 and the gas supply on-off valve. 19. The operation control of the mass flow meter 20 is executed.
[0036]
FIG. 2 shows the internal configuration of the control valve 21.
The control valve 21 is also referred to as a self-pressure reducing valve, and includes a valve main body 41, a crank-shaped flow path 42 formed in the valve main body 41, a seat portion 43 provided in the middle of the flow path 42, a seat A rod-shaped valve body 44 that operates to open and close the opening of the portion 43, an upper guide hole 45 that guides the valve body 44 in the vertical direction of the seat portion 43, a lower guide hole 46, and an outlet of the flow path 42. A return pipe 48 branched from the formed pipe 47 and communicated with the lower end opening of the lower guide hole 46, a variable throttle 49 provided in the middle of the return pipe 48, and an upper guide hole 45. The coil spring 50 urges the body 44 downward, and an adjustment screw 51 that adjusts the spring force of the coil spring 50.
[0037]
The flow path 42 includes an inflow path 42a that communicates with the upstream gas supply pipe 18, a control chamber 42b that extends downward from the inflow path 42a, and an outflow path 42c that extends to the lower end side of the control chamber 42b. And have. A seat portion 43 is formed in the control chamber 42b.
[0038]
The valve body 44 includes a valve portion 44a having a tapered inclined surface facing the seat portion 43, an upper rod 44b extending above the valve portion 44a and inserted into the upper guide hole 45, and a valve portion 44a. The lower rod 44c extends downward and is inserted into the lower guide hole 46. In addition, O-rings 52 and 53 that seal between the inner walls of the guide holes 45 and 46 are mounted on the outer periphery of the end portions of the upper rod 44b and the lower rod 44c.
[0039]
In the valve body 44, the upper end of the upper rod 44 b is pressed by the coil spring 50 and the end of the lower rod 44 c is introduced into the lower guide hole 46 from the return pipe 48.₂Spring force of the coil spring 50 and the secondary pressure P₂It is provided so that it may be displaced to a position where the pressing force by is balanced. Further, in the present embodiment, the shape of the valve portion 44a of the valve body 44 and the mounting portions of the O-rings 52 and 53 are formed symmetrically in the vertical direction, so₁There is almost no influence.
[0040]
Since the vent hole 54 communicates with the upper guide hole 45, the internal pressure of the upper guide hole 45 is maintained at atmospheric pressure. Then, the spring force of the coil spring 50 is adjusted to an arbitrary magnitude depending on the screwing position of the adjusting screw 51, and a pressure value when the valve body 44 is closed is set.
[0041]
The adjustment screw 51 is adjusted to an arbitrary screwing position and then locked by a lock nut 55 to prevent loosening.
Further, the secondary pressure P introduced into the lower guide hole 46 by the variable throttle 49.₂The flow rate is adjusted. Therefore, the variable throttle 49 has a secondary pressure P supplied from the return pipe 48 to the lower guide hole 46 according to the adjusted throttle.₂Thus, the responsiveness of the control operation of the valve body 44 can be adjusted.
[0042]
Further, the pipe line 47 is connected to the gas filling hose 23 through the gas supply pipe line 18, and the secondary pressure P adjusted by the operation of the valve body 44.₂Is filled into the fuel tank 3 via the gas filling hose 23.
FIG. 3 is a graph showing the pressure-opening characteristics of the control valve 21. 4 and 5 are longitudinal sectional views for explaining the operation of the control valve 21. FIG.
[0043]
At the start of filling, if the fuel tank 3 communicated with the outflow passage 42c is empty, the secondary pressure P₂Is low. Therefore, at the start of filling, the valve body 44 of the control valve 21 is displaced downward by the spring force of the coil spring 50 as shown in FIG. 2 so that the valve portion 44a is separated from the seat portion 43, and the opening degree is 100. %.
[0044]
And as the gas filling to the fuel tank 3 proceeds, the secondary pressure P₂Will rise and eventually the secondary pressure P₂= Pa. Thus, the secondary pressure P₂4 reaches the pressure Pa as the threshold value, the valve body 44 begins to move upward against the spring force of the coil spring 50 as shown in FIG. Thereby, the flow rate in the seat portion 43 is reduced. Therefore, the secondary pressure P₂As the pressure rises, the secondary pressure P₂The valve element 44 is moved up little by little so that the valve opening degree of the seat portion 43 is reduced so that the spring force of the coil spring 50 is balanced.
[0045]
Further, as shown in FIG.₂When the pressure reaches the set pressure (filling target pressure) Pb, the valve body 44 further moves upward, and the valve portion 44a contacts the seat portion 43. As a result, the control valve 21 is closed (opening degree 0%).
Here, the gas filling operation in the gas supply apparatus 1 having the above-described configuration will be described.
[0046]
When filling the fuel tank 3 of the automobile 2 with gas, the operator first removes the connection coupler 26 from the coupler hooking portion 29 of the dispenser unit 5 and couples it to the connection coupler 36 of the automobile 2. Then, the operator opens the manual opening / closing valve 38 of the automobile 2 and performs a switching operation so that the inflow port a and the filling port c of the three-way valve 24 communicate with each other.
[0047]
Next, when the operator turns on the filling start button 31, the control device 34 opens the on-off valve 17 and opens the gas supply on-off valve 19. Thereby, the high pressure gas accumulated in the gas pressure accumulator 15 is supplied to the pipe 16, the gas supply pipe 18, the gas supply on / off valve 19, the mass flow meter 20, the control valve 21, the pressure transmitter 22, the gas filling hose 23, The fuel tank 3 is filled via the three-way valve 24, the connection couplers 26 and 36, and the pipe 37.
[0048]
When the pressure filled in the fuel tank 3 approaches the set pressure (filling target pressure) by the operation of the valve body 44 of the control valve 21, the gas filled in the fuel tank 3 flows through the valve body 44 of the control valve 21. It is filled with a minute flow rate.
When the fuel tank 3 is filled with gas in this way and becomes full, the pressure in the fuel tank 3 is approximately 200 kgf / cm.²It becomes.
[0049]
The gas filling amount that has passed through the gas supply line 18 is measured by the mass flow meter 20, and a voltage value (phase difference between the inflow side and the outflow side) corresponding to the gas filling amount is used as a flow rate measurement signal by the control device 34. Is output. The control device 34 integrates the flow rate measurement values from the mass flow meter 20 and displays the gas filling amount filled in the fuel tank 3 on the display device 35.
[0050]
When the gas filling to the fuel tank 3 is completed, the operator performs a switching operation so that the exhaust port b and the filling port c of the three-way valve 24 are communicated and the inflow port a is shut off. The gas remaining between the three-way valve 24 and the backflow prevention valve 39 is exhausted from the c port to the exhaust pipe 25, and the pressure in the connection couplers 26 and 36 is reduced to atmospheric pressure. Thereby, the operator can separate the connection couplers 26 and 36 with a light force.
[0051]
Thereafter, the operator closes the manual opening / closing valve 38 on the side of the automobile 2, and then separates the connection coupler 26 of the dispenser unit 5 from the connection coupler 36 of the automobile 2 and hooks it on the coupler latching portion 29. When the filling stop button 32 is turned on, a series of gas filling operations are completed.
[0052]
FIG. 6 is a flowchart of processing executed by the control device 34, and FIG. 7 is a graph showing pressure and flow rate changes due to gas filling in this embodiment.
Hereinafter, processing executed by the control device 34 will be described.
In FIG. 6, when the filling start switch button 31 is turned on in step S <b> 1 (hereinafter, “step” is omitted), the process proceeds to S <b> 2 and the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are opened. In the next S3, the flow rate measurement value output from the mass flow meter 20 is read.
[0053]
Then, it progresses to S4 and it is checked whether the flow rate value measured by S3 became more than the flow rate setting value 1 (for example, 5 kg / min) preset in the memory 40. As described above, when the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are opened and filling is started, the pressure of the fuel tank 3 is low, so that the control valve 21 has the valve element 44 as shown in FIG. It moves to the position of 100% opening. Therefore, the gas supplied through the gas supply pipe 18 is filled in the fuel tank 3 with almost no pressure reduction by the control valve 21.
[0054]
Therefore, the flow rate charged in the fuel tank 3 rapidly increases and becomes a flow rate set value 1 or more (shown by a solid line in FIG. 7).
In S4, when the flow rate becomes equal to or higher than the flow rate set value 1, the process proceeds to S5, and the supply pressure detected by the pressure transmitter 22 (the secondary pressure P adjusted by the control valve 21).₂) And the flow rate measurement value output from the mass flow meter 20 is read.
[0055]
In next S6, it is checked whether or not the measured flow rate value is equal to or higher than a flow rate set value 2 (predetermined flow rate: for example, 1 to 2 kg / min) set in the memory 40 in advance. This is because the pressure rises at a substantially constant rate of increase as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7 and the flow rate changes as shown by the solid line.₂And the secondary pressure P so that the difference between the maximum filling pressure of the fuel tank 3 is within the measurement error range.₂The flow rate when is reached is set.
[0056]
That is, at the start of filling, the secondary pressure P₂Is low, the flow rate increases rapidly. However, as gas filling to the fuel tank 3 proceeds, the set pressure and the secondary pressure P₂When the difference between is small, the valve body 44 is displaced in the direction of narrowing the flow path. For this reason, the flow rate of the gas filled in the fuel tank 3 also gradually decreases.
[0057]
In S6, when the measured flow value is greater than or equal to the flow set value 2, the process proceeds to S7, where the supply pressure (secondary pressure P detected by the pressure transmitter 22) is detected.₂It is checked whether or not) has risen above the maximum filling pressure of the fuel tank 3.
In S7, the supply pressure (secondary pressure P detected by the pressure transmitter 22)₂) Is less than the maximum filling pressure of the fuel tank 3, the filling is still possible, so the process returns to S 5 and the processes of S 5 to S 7 are repeated.
[0058]
However, when the integrated flow rate value is reduced to a minute flow rate less than the flow rate setting value 2 in S6, the end of gas filling is approaching, and the control valve 21 has a valve portion of the valve body 44 as shown in FIG. 44a is close to the seat portion 43 to reduce the flow rate. Therefore, when the flow rate value decreases below the flow rate set value 2, the process proceeds to S8, where the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are closed, and the gas filling to the fuel tank 3 is ended.
[0059]
In S7, the supply pressure (secondary pressure P detected by the pressure transmitter 22).₂) Is equal to or higher than the maximum filling pressure of the fuel tank 3, the fuel tank 3 is in a full tank state. Therefore, the process proceeds to S8 regardless of the flow rate change, and the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are closed. The gas filling to the fuel tank 3 is terminated.
[0060]
When the flow rate value is reduced below the flow rate set value 2, the target filling pressure is approached to such an extent that it can be within the pressure measurement error range. Therefore, even if the gas filling is finished as described above, the filling accuracy is given. The impact is small.
As described above, when the flow rate value is reduced to a minute flow rate lower than the flow rate setting value 2, gas filling with the minute flow rate is not continued until the fuel tank 3 becomes full, but the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve Since the gas filling is completed by closing the valve 19, it is possible to prevent the gas filling time from being extended by the minute flow rate. Thereby, it becomes possible to improve the gas filling work efficiency to the fuel tank 3.
[0061]
Moreover, since the flow rate setting value 2 can be set to an arbitrary value, it is set to a value corresponding to the characteristics of the control valve 21. Further, when the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are closed when the flow rate value is reduced to a minute flow rate less than the flow rate set value 2, the supply pressure (secondary pressure P) charged in the fuel tank 3 is closed.₂) Does not reach the maximum filling pressure of the fuel tank 3, but the error from the maximum filling pressure can be suppressed to about several percent (within the allowable range) by the flow rate setting value 2 (predetermined flow rate). There is no such thing that refilling is necessary. Moreover, since filling with a minute flow rate that deteriorates the flow measurement accuracy is eliminated, high flow measurement accuracy can be maintained.
[0062]
Next, a modified example of the present invention will be described.
FIG. 8 is a flowchart of a modification of the process executed by the control device 34.
In FIG. 8, S11 to S14 are the same as the processes of S1 to S4, and the description thereof is omitted.
[0063]
In S15, the supply pressure detected by the pressure transmitter 22 (secondary pressure P adjusted by the control valve 21).₂).
In next S16, the secondary pressure P detected in S15.₂Pressure increase rate α (α = (pressure increase per unit time / current secondary pressure P₂) X 100%) is a preset value α_aIt is checked whether it is (predetermined value). Where the set value α_aIs the secondary pressure P₂And the secondary pressure P so that the difference between the fuel tank 3 and the maximum filling pressure of the fuel tank 3 is a measurement error.₂The rate of pressure increase when is reached is set.
[0064]
The valve body 44 of the control valve 21 has a secondary pressure P₂So as to increase at a constant pressure increase rate α.₂The primary pressure P is increased as the gas filling of the fuel tank 3 proceeds.₁And secondary pressure P₂When the pressure difference between the valve body 44 and the valve body 44 decreases, the valve body 44 is displaced in the direction of narrowing the flow path. For this reason, the flow rate of the gas filled in the fuel tank 3 also gradually decreases.
[0065]
In S16, the secondary pressure P₂Is the set value α_a(Α> α_a), The process proceeds to S17, and the supply pressure (secondary pressure P detected by the pressure transmitter 22)₂It is checked whether or not) has risen above the maximum filling pressure of the fuel tank 3.
[0066]
In S17, the supply pressure (secondary pressure P detected by the pressure transmitter 22).₂) Is less than the maximum filling pressure of the fuel tank 3, the filling is still possible, so the process returns to S 15 and the processes of S 15 to S 17 are repeated.
However, in S16, the secondary pressure P₂Is the set value α_a(Α ≦ α_a), The secondary pressure P detected by the pressure transmitter 22₂As shown in FIG. 4, the control valve 21 is close to the seat portion 43 so that the flow rate is reduced to a minute flow rate. Therefore, the secondary pressure P₂Is the set value α_aWhen it becomes below, it transfers to S18, the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are closed, and the gas filling to the fuel tank 3 is complete | finished.
[0067]
In S17, the supply pressure detected by the pressure transmitter 22 (secondary pressure P₂) Is equal to or higher than the maximum filling pressure of the fuel tank 3, the fuel tank 3 is in a full tank state. Therefore, the process proceeds to S 18 regardless of the change in the pressure increase rate α, and the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are turned on. The valve is closed to finish filling the fuel tank 3 with gas.
[0068]
Thus, the secondary pressure P₂Is the set value α_aWhen the following conditions are met, gas filling is not continued at a minute flow rate until the fuel tank 3 is full, but the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are closed to end gas filling. It is possible to prevent the gas filling time from being extended by the flow rate. Thereby, it becomes possible to improve the gas filling work efficiency to the fuel tank 3.
[0069]
Secondary pressure P₂Set value α of pressure rise rate α_aCan be set to an arbitrary value, so that it is set to a value according to the characteristics of the control valve 21. Secondary pressure P₂Is the set value α_aWhen the on-off valve 17 and the gas supply on-off valve 19 are closed when the following conditions are satisfied, the supply pressure (secondary pressure P₂) Does not reach the maximum filling pressure of the fuel tank 3, but the set value α_aTherefore, the difference from the maximum filling pressure can be suppressed to about several percent of the measurement error (within the allowable range), so that the filling amount is small and refilling is not required. Moreover, since filling with a minute flow rate that deteriorates the flow measurement accuracy is eliminated, high flow measurement accuracy can be maintained.
[0070]
In the above-described embodiment, the case where the compressed natural gas (CNG) obtained by compressing the city gas is given as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to supply gas such as butane and propane. Of course.
Further, in the above-described embodiment, the case where the compressed gas is filled in the fuel tank 3 of the automobile is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an apparatus that supplies the compressed gas to other containers. Of course, the present invention can also be applied to an apparatus that is installed in the middle of a pipeline for supplying compressed gas to another place.
[0071]
In the above embodiment, the control valve 21 is described as the pilot valve structure. However, the present invention is not limited to this, and the control valve 21 controls the secondary pressure P by a constant pressure increase control.₂The present invention can be applied to other types as long as the flow rate is controlled so that the flow rate is reduced to a minute flow rate when the pressure approaches the target filling pressure.
[0072]
In the above embodiment, the control device using the memory is used. However, it is possible to configure the control using a relay, an analog controller, or the like. To do.
FIG. 10 is a configuration diagram of another embodiment of the gas supply apparatus according to the present invention. The same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
[0073]
A needle valve 61 for adjusting the flow rate of the gas flowing through the gas supply pipe 18 is disposed between the flow meter 20 and the control valve 21 disposed in the gas supply device 60.
Here, when the pressure of the fuel tank is low at the beginning of gas filling, the control valve 21 is fully opened and a gas having a flow rate determined by the pipe resistance of the gas supply pipe 18 flows through the gas supply pipe 18. If the flow rate is too large, the inlet portion of the fuel tank 3 is rapidly cooled by adiabatic expansion, which adversely affects the durability of the fuel tank 3.
[0074]
Therefore, by providing the needle valve 61 in the gas supply pipe 18, the flow rate can be adjusted, and the above-described disadvantages can be avoided.
In this other embodiment, the control valve 21 has a secondary pressure P₂Is set to close when the pressure value becomes higher than the target filling pressure (maximum filling pressure) of the fuel tank 3.
[0075]
The relay circuit 62 is installed in a place separated from the dispenser unit 5 in a state of being housed in an explosion-proof housing. The relay circuit 62 is connected to various devices such as a gas supply opening / closing valve 19, a pressure transmitter 22, a filling start button 31, a filling stop button 32, and an emergency stop button 33, and the inside thereof includes a pressure measuring circuit 63, A pressure comparison circuit 64 and a valve opening / closing control circuit 65 are included.
[0076]
In this relay circuit 62, first, the pressure from the pressure transmitter 22 is converted into a current value by the pressure measurement circuit 63 and output to the pressure comparison circuit 64.
The pressure comparison circuit 64 supplies a voltage to the valve opening / closing control circuit 65 when the current value from the pressure measurement circuit 63 becomes a set current value corresponding to a predetermined target filling pressure (maximum filling pressure) of the fuel tank 3. Is applied.
[0077]
The valve opening / closing control circuit 65 closes the gas supply opening / closing valve 19 in order to end the filling by applying the voltage from the pressure comparison circuit 64.
Thus, also in the other embodiments described above, the pressure value at which the control valve 21 is closed is set to a pressure value higher than the target filling pressure value of the fuel tank 3, and the secondary pressure P is set by the relay circuit 62.₂When the gas reaches a predetermined target filling pressure (maximum filling pressure) of the fuel tank 3, the gas supply on / off valve 19 is closed to end the gas filling, so that the gas filling time is extended by the minute flow rate. Can be prevented. That is, since the time required for controlling the minute flow rate by the control valve 21 is reduced, the gas filling time can be reduced. Thereby, it becomes possible to improve the gas filling work efficiency to the fuel tank 3.
[0078]
In the above-described embodiment, the configuration in which the relay circuit 62 is separated from the dispenser unit 5 has been described as an example. It is.
[0079]
【The invention's effect】
  As described above, according to the invention of claim 1,The first control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detecting means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled, and the flow rate measured by the flow meter has decreased to a predetermined flow rate. And a second control means for closing the on-off valve regardless of whether the secondary pressure detected by the pressure detection means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled.Therefore, it is possible to prevent the gas filling end timing from being too early and the filling of the tank to be filled to be insufficient, or the gas filling end timing to be too late to increase the filling time. Thereby, the gas filling operation | work efficiency to a to-be-filled tank can be improved.
[0080]
  According to the invention of claim 2,First control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detection means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled; and the pressure of the secondary pressure detected by the pressure detection means Third control means for closing the on-off valve regardless of whether or not the secondary pressure detected by the pressure detection means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled when the rate of increase decreases to a predetermined value; HaveTherefore, it is possible to prevent the gas filling end timing from being too early and the filling of the tank to be filled to be insufficient, or the gas filling end timing to be too late to increase the filling time. Thereby, the gas filling operation | work efficiency to a to-be-filled tank can be improved.
[0081]
  According to the invention of claim 3,Since the valve closing pressure value set by the setting means is higher than the maximum filling pressure value,It can be prevented that the gas filling end timing is too early and the filling of the tank to be filled is insufficient, or the gas filling end timing is too late and the filling time becomes long.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a gas supply apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a control valve.
FIG. 3 is a graph of the pressure-valve opening characteristic of the control valve.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view for explaining a control operation of a control valve.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state in which a valve body of a control valve is moved to a valve closing position.
FIG. 6 is a flowchart of processing executed by the control device.
FIG. 7 is a graph showing changes in pressure and flow rate due to gas filling in this example.
FIG. 8 is a flowchart of a modified example of processing executed by the control device.
FIG. 9 is a graph showing changes in pressure and flow rate of gas filling by a conventional gas supply device.
FIG. 10 is a configuration diagram of another embodiment of the gas supply apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Gas supply device
3 Fuel tank
4 Pressure generation unit
5 Dispenser unit
12 Compressor
15 Gas pressure accumulator
17 Gas pressure accumulator on / off valve
18 Gas supply line
19 Gas supply on / off valve
20 Mass flow meter
21 Control valve
22 Pressure transmitter
23 Gas filling hose
24 Three-way valve
26, 36 connection coupler
30 Coupler switch
31 Filling start button
34 Control device
35 display devices
41 Valve body
42 channels
43 Seat part
44 Disc
48 Return pipeline
49 Variable aperture
61 Needle valve
62 Relay circuit

Claims

A gas supply device in which an on-off valve, a flow meter, a control valve, and pressure detection means are disposed in a gas supply line through which gas is supplied, and the tank to be filled is filled with the pressure or flow rate set by the control valve In
The control valve has a setting means for setting a pressure value equal to or higher than the maximum filling pressure value of the tank to be filled as a valve closing pressure value, and a gas supply pipe on the downstream side of the position where the control valve is disposed. It consists of a mechanical control valve that starts operation when the secondary pressure that is the pressure of the gas reaches a predetermined value, and throttles the valve opening according to the height of the secondary pressure,
First control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detection means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled;
When the flow rate measured by the flow meter drops to a predetermined flow rate, the on-off valve is closed regardless of whether the secondary pressure detected by the pressure detection means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled. Second control means for valve;
A gas supply device comprising:

A gas supply device in which an on-off valve, a flow meter, a control valve, and pressure detection means are disposed in a gas supply line through which gas is supplied, and the tank to be filled is filled with the pressure or flow rate set by the control valve In
The control valve has a setting means for setting a pressure value equal to or higher than the maximum filling pressure value of the tank to be filled as a valve closing pressure value, and a gas supply pipe on the downstream side of the position where the control valve is disposed. It consists of a mechanical control valve that starts operation when the secondary pressure that is the pressure of the gas reaches a predetermined value, and throttles the valve opening according to the height of the secondary pressure,
First control means for closing the on-off valve when the secondary pressure detected by the pressure detection means reaches the maximum filling pressure value of the tank to be filled;
Whether or not the secondary pressure detected by the pressure detection means has reached the maximum filling pressure value of the tank to be filled when the pressure increase rate of the secondary pressure detected by the pressure detection means has decreased to a predetermined value. Regardless of the third control means for closing the on-off valve;
A gas supply device comprising:

3. The gas supply device according to claim 1, wherein the valve closing pressure value set by the setting means is higher than the maximum filling pressure value.