JP4196208B2 - Mobile hydrogen supply device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の燃料源として使用される水素ガスを車両に積載して供給する移動式水素供給装置に関するものである。 The present invention relates to a mobile hydrogen supply apparatus that loads and supplies hydrogen gas used as a fuel source for an automobile or the like on a vehicle.
近年、環境エネルギー問題の要請から、ガソリンや軽油等の自動車燃料の代替エネルギーとして、例えば、水素ガス等を使用することが検討されている。このような燃料ガスは、圧縮した高圧水素ガスとしてガス充填装置により自動車に搭載された燃料タンクへ充填している。本出願人は、例えば、水素ガスを燃料として走行する水素自動車の水素燃料供給システムを開示している(例えば、特許文献1参照。)。
従来の燃料供給システムにおいては、例えば、ガス供給源としてガスボンベ等に貯めた高圧燃料ガスを蓄圧器に供給し、この蓄圧器からガス充填装置を介して自動車に搭載された燃料タンクに充填している。今後、このような水素ガスを燃料とする自動車が普及するためには、従来のガソリン給油所と同様のガス燃料充填所を各地に多数設置することが必要になる。これらのガス充填所に水素ガスを供給するには、例えば、水素製造プラント等において製造した水素ガスを、車両等の輸送手段により配送するか、またはガス充填所に改質器を設置して水素ガスを製造することができる。しかし、前者の車両等の輸送手段により配送するのでは、高圧の水素ガスを貯留したタンクを車両により配送するため、一度に多量の水素ガスの供給が困難で効率が悪く、また後者のそれぞれのガス充填所において水素ガスを製造するのでは、改質器が高価で設備投資の費用が嵩む問題点があった。 In a conventional fuel supply system, for example, a high-pressure fuel gas stored in a gas cylinder or the like as a gas supply source is supplied to an accumulator, and a fuel tank mounted on an automobile is filled from the accumulator through a gas filling device. Yes. In the future, in order for such vehicles using hydrogen gas as fuel to spread, it will be necessary to install a large number of gas fuel filling stations similar to conventional gasoline filling stations. In order to supply hydrogen gas to these gas filling stations, for example, hydrogen gas produced in a hydrogen production plant or the like is delivered by transportation means such as a vehicle, or a reformer is installed in the gas filling station and hydrogen gas is supplied. Gas can be produced. However, in the case of delivery by means of transportation such as the former vehicle, since a tank storing high-pressure hydrogen gas is delivered by vehicle, it is difficult to supply a large amount of hydrogen gas at a time and the efficiency is low. When hydrogen gas is produced at a gas filling station, there is a problem that the reformer is expensive and the cost of capital investment increases.
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ガス燃料充填所に水素ガスを効率よく簡単に供給することが可能になる移動式水素供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a mobile hydrogen supply apparatus that can efficiently and easily supply hydrogen gas to a gas fuel filling station.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明にあっては、水素ガス生成用の液体燃料を貯留した燃料タンクと、この燃料タンクから供給される液体燃料により水素ガスを生成させる改質ユニットと、この改質ユニットにより生成された水素ガスの純度を高めるガス精製ユニットと、このガス精製ユニットにより精製された水素ガスを高圧ガスとする圧縮機と、この圧縮機で高圧化された水素ガスを計量する流量計と、が車両に搭載され、前記燃料タンクには、液体燃料の液面を検知する液面センサが設けられるとともに液体燃料が燃料タンク内において蒸発したときのベーパー圧検知センサが設けられ、前記液面センサの液面検知により水素ガスの生成動作を表示器に表示または報知器に報知し、かつ前記圧縮機には、水素ガスのガス圧を検知する圧力センサが設けられ、該圧力センサのガス圧検知により水素ガスの生成動作を表示器に表示または報知器に報知し、ガス充填所に配送され生成した水素ガスを供給することを特徴とするものである。車両に水素ガス生成のための燃料タンクや機器が搭載されているため、ガス燃料充填所に水素ガスを効率よく簡単に供給することが可能になる。また、液面センサにより液面を検知し、表示器または報知器で知らせることで水素ガスの生成状況を知ることができ、かつ圧力センサによりガス圧を検知し、表示器または報知器で知らせることで水素ガスの生成状況を知ることができる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a fuel tank storing a liquid fuel for generating hydrogen gas, and reforming for generating hydrogen gas using the liquid fuel supplied from the fuel tank. A unit, a gas purification unit for increasing the purity of the hydrogen gas produced by the reforming unit , a compressor using the hydrogen gas purified by the gas purification unit as a high-pressure gas, and the hydrogen pressure increased by the compressor A flow meter for measuring gas is mounted on the vehicle, and a liquid level sensor for detecting a liquid level of the liquid fuel is provided in the fuel tank, and a vapor pressure detection sensor when the liquid fuel evaporates in the fuel tank. The hydrogen gas generation operation is displayed on a display device or notified to a notification device by the liquid level detection of the liquid level sensor, and the gas pressure of the hydrogen gas is supplied to the compressor. A pressure sensor is provided for detecting, by the gas pressure detection of the pressure sensor informed on the display or annunciator on the display operation of generating hydrogen gas, and characterized by supplying hydrogen gas produced is delivered to the gas filling stations To do. Since the vehicle is equipped with a fuel tank and equipment for generating hydrogen gas, hydrogen gas can be efficiently and easily supplied to the gas fuel filling station. In addition, the level of hydrogen gas can be detected by detecting the level of the liquid with a liquid level sensor and notifying with a display or an alarm, and the gas pressure can be detected with a pressure sensor and notifying with an indicator or an alarm. To know the hydrogen gas production status.
本発明の移動式水素供給装置では、水素ガス生成用の液体燃料を貯留した燃料タンクと、この燃料タンクから供給される液体燃料により水素ガスを生成させる改質ユニットと、この改質ユニットにより生成された水素ガスの純度を高めるガス精製ユニットとが車両に搭載され、ガス充填所に配送され生成した水素ガスを供給することで、ガス燃料充填所に水素ガスを効率よく簡単に供給することが可能になる。 In the mobile hydrogen supply apparatus of the present invention, a fuel tank that stores liquid fuel for generating hydrogen gas, a reforming unit that generates hydrogen gas from the liquid fuel supplied from the fuel tank, and a reforming unit that generates hydrogen gas. A gas purification unit that increases the purity of the generated hydrogen gas is mounted on the vehicle, and the hydrogen gas delivered to the gas filling station is supplied, so that the hydrogen gas can be efficiently and easily supplied to the gas fuel filling station. It becomes possible.
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図1〜図3は本発明実施形態の移動式水素供給装置を説明する図であり、図1は移動式水素供給装置により水素ガスをガス燃料充填所へ供給している状態を説明する図、図2は移動式水素供給装置の構成を説明する図、図3は移動式水素供給装置の動作を説明するフローチャートである。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to an illustrated embodiment. 1-3 is a figure explaining the mobile hydrogen supply apparatus of embodiment of this invention, FIG. 1 is a figure explaining the state which supplies the hydrogen gas to a gas fuel filling station by a mobile hydrogen supply apparatus, FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the mobile hydrogen supply apparatus, and FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the mobile hydrogen supply apparatus.
本実施形態の移動式水素供給装置10は、水素ガス生成用の源燃料を貯留した燃料タンク12と、この燃料タンク12から供給される源燃料により水素ガスを生成させる改質ユニット13と、この改質ユニット13により生成された水素ガスの純度を高めるガス精製ユニット14と、このガス精製ユニット14により精製された水素ガスを高圧ガスとする圧縮機15とが、例えば、タンクローリーのような貨物自動車である車両11に搭載されたものである。この移動式水素供給装置10は、所定のガス充填所24に配送され、その場において生成された水素ガスは、圧縮機15から所定のホース23を介して受入タンク25に供給されるようになっている。
The mobile
上記燃料タンク12は、例えば、水素ガスの源燃料となるガソリン、灯油、ナフサ、脱硫ガソリン及び軽油等の液体燃料が貯留されたタンクであり、液体燃料の量を検知するための液面センサ17と、液体燃料がタンク内において蒸発したときのベーパー圧検知センサ19とが設けられ、また液体燃料が不足したときにいつでも充填することができる供給口16が設けられている。このベーパー圧検知センサ19は、車両11を移動中において、燃料タンク12内のベーパー圧の異常を検知するためのものである。液体燃料としてガソリン、灯油、ナフサ等を使用したときには、通常、改質ユニット13の上流側に源燃料の不純物を除去する脱硫設備が必要になるが、脱硫ガソリンや軽油等を使用した場合には、脱硫設備が不要になる。上記改質ユニット13は、源燃料を化学反応させて水素ガスを発生させるものである。例えば、ガソリンを源燃料とした場合には、所定の触媒にガソリンと水を通すことで水素と二酸化炭素を得る反応を利用したものである。ガス精製ユニット14は、改質ユニット13により生成されたガスのうちの不純物ガスを除去して、水素ガスの純度を高める処理を行う部分である。圧縮機15は、ガス精製ユニット14により精製された水素ガスを、例えば、10〜20MPa(メガパスカル)程度の高圧ガスとする部分である。また、この圧縮機15には、高圧化された水素ガスのガス圧を検知する圧力センサ18が設けられている。また、車両11の運転席、あるいは後部荷台の所定の外部から見える場所には、水素ガスの生成状況や異常を知らせる表示器21及び報知器22が設けられている。これら表示器21及び報知器22は、制御装置20が液面センサ17及び圧力センサ18により検知される信号を受信して制御するようになっている。
The
上記ガス充填所24は、移動式水素供給装置10の車両11が停車中に生成され圧縮機15により高圧化された水素ガスを受入れる受入タンク25と、この受入タンク25から供給される水素ガスの圧力を高める圧縮機26と、この圧縮機26で高められた水素ガスを一時的に貯留する畜圧器27と、この畜圧器27から制御弁28を介して供給される水素ガスを自動車の燃料タンクへ充填するためのガス充填装置29とが設置されている。受入タンク25は、圧縮機15からホース23を介して供給される、例えば、20MPa程度の高圧化された水素ガスを十分の量だけ貯留できる容量を有するタンクである。圧縮機26は、受入タンク25から供給される水素ガスのガス圧を、例えば、40MPa程度に高めるものである。この圧縮機26により高圧化された水素ガスは、40MPa程度の圧力で畜圧器27に貯留される。ガス充填装置29に効率よく水素ガスを供給するために、圧力を段階的に設定した複数の畜圧器27を設けるようにしてもよい。ガス充填装置29は、畜圧器27から制御弁28を介して供給される水素ガスの流量を測定して、例えば、25MPa程度の圧力で自動車の燃料タンクへ充填するための装置である。
The
次に、上記構成の移動式水素供給装置10の水素ガス生成における表示及び報知動作を具体的に説明する。まず、水素ガスの生成を開始して、圧力センサ18により検知される圧力が所定値より低下したか、あるいは燃料タンク12の液体燃料が少なくなり液面センサ17が所定の下限以下を検知したとき(ST1)、制御装置20の制御の元に、報知器22により報知され、また表示器21に水素生成不可が表示される(ST2)。燃料タンク12の液体燃料が少ないときには、供給口16より不足した燃料を充填する。続いて、圧力センサ18が水素ガスを生成している所定の適切な圧力であるか、燃料タンク12の液体燃料が適正な下限以上を検知したとき(ST3)、報知器22により正常であることを報知し、表示器21では水素生成中であることを表示する(ST4)。次に、液体燃料が不足していない状態で圧力センサ18が異常圧を検知したときには(ST5)、異常圧であることを報知器22により報知し、表示器22に表示する。この異常圧の場合には、水素生成を中止する。
Next, the display and notification operation in the hydrogen gas generation of the mobile
上記構成の移動式水素供給装置10では、車両11に、水素ガス生成用の源燃料を貯留した燃料タンク12と、源燃料により水素ガスを生成させる改質ユニット13と、生成された水素ガスの純度を高めるガス精製ユニット14と、精製された水素ガスを高圧ガスとする圧縮機15とを搭載し、所定のガス充填所24において水素ガスを生成し、この生成した水素ガスをホース23を介して受入タンク25に供給し、さらに、受入タンク25から圧縮機26、畜圧器27及びガス充填装置29を介して自動車の燃料タンクへ水素ガスを充填する。したがって、車両11に搭載した燃料タンク12に貯留した水素生成用の源燃料である液体燃料を使用してガス充填所24において水素ガスを生成できるため、多量の燃料ガスを効率よく簡単に供給することが可能になり、また、高価な改質器をそれぞれのガス充填所24に設置する必要がなくなり、設備投資の費用が嵩むことがなくなる。
In the mobile
なお、燃料タンク12は、少なくとも水素ガスの源燃料となる液体燃料が貯留されるタンクであればよく、その容量も車両11に搭載できる任意のものにできる。また、表示器21及び報知器22を設けて水素ガスの生成動作を表示及び報知している例を説明したが、一方側だけでもよい。さらに、圧縮機15は、必要に応じて車両11に搭載しないで、ガス充填所24側に設けることができる。さらにまた、図4に示すように、本発明の他の実施形態として、圧縮機15の後に車両11に搭載される流量計30を設け、この流量計30で高圧化された水素ガスを計量して受入タンク25に供給できるようにしてもよい。
The
自動車等の燃料源として使用される水素ガスを供給する移動式水素供給装置に利用することができる。 The present invention can be used in a mobile hydrogen supply device that supplies hydrogen gas used as a fuel source for automobiles and the like.
10 移動式水素供給装置
11 車両
12 燃料タンク
13 改質ユニット
14 ガス精製ユニット
15 圧縮機
16 供給口
17 液面センサ
18 圧力センサ
19 ベーパー圧検知センサ
20 制御装置
21 表示器
22 報知器
23 ホース
24 ガス充填所
25 受入タンク
26 圧縮機
27 畜圧器
28 制御弁
29 ガス充填装置
30 流量計
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