JP4609709B2

JP4609709B2 - 高圧ガス充填装置

Info

Publication number: JP4609709B2
Application number: JP2005120727A
Authority: JP
Inventors: 森明文金
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2025-04-19
Also published as: JP2006300157A

Description

本発明は、自動車の燃料として実用化されつつある水素ガス、天然ガス（ＣＮＧ）等の高圧ガスを充填する高圧ガス充填装置に関する。

石油の枯渇及び環境問題から、天然ガスを燃料とする内燃機関で駆動される自動車が普及しつつある。また、内燃機関に代わって、水素ガスを燃料とする燃料電池で発電された電力で駆動される自動車の期待が高まりつつある。そして、これらのガスを自動車へ充填する高圧ガス充填装置の普及が望まれている。

水素ガス及び天然ガスは、高圧（例えば水素ガスは７０ＭＰａ）で充填されるために、機器の少しの破損でも大量にガスが洩れ出す虞がある。そして、これらのガスは空気より軽く、ハウジングの上部内に溜まりやすく、引火し易いために爆発事故を起こす危険性が高い。

そこで本出願人は、ハウジングの上部に通気用のスリットを開け、ハウジング内にガスが溜まらないようにした高圧ガス充填装置を提案している（特許文献１）。この提案は有効であるが、高圧ガスの流量を計測する流量計としては、コリオリの力の原理を利用した振動チューブ式の流量計が使用されている。この流量計は肉薄のチューブが使用され、破損する恐れが有る。
特開２００４−１９７９４号

本発明は上記に鑑みてなされたもので、高圧ガス充填装置で使用される流量計のガス洩れ対策を施し、より安全な高圧ガス充填装置を提供することを目的としている。

本発明は、ハウジング５内に導入した充填管２に流量計６を介装し、ハウジング５外へ導出した充填管２に充填ホース８を介して充填ノズル９を設け、流量計６で計量された充填量を表示する表示器２６を設けた高圧ガス充填装置１において、流量計６を密閉室１２内に収納し、密閉室１２を脱圧管１３を介して非危険場所に開口した放出管１４に接続し、脱圧管１３に圧力開放手段１５を設けている。

ここで、非危険場所とは法令で定められている安全な場所であり、例えばガス洩れにより点火や着火しない離れた位置を云い、その安全な場所で大気開放するようになっている。

そして、前記流量計６の上下流の充填管２に遮断弁４、７を設け、前記圧力開放手段１５にセンサ１７を設け、そして圧力開放手段１５の作動をセンサ１７が検知すると遮断弁４、７を閉じる制御装置２５が設けられている。
なお、前記圧力開放手段１５は、破裂板２８、平弁２９、又はボール弁３１が好ましい。

（１）ガス洩れ事故を起し易い流量計を密閉室内に収納したので、高い安全性が確保できる。
（２）密閉室を安全な場所に開口したエアーベントに接続しているので、流量計が破損してガスが洩れても安全である。
（３）圧力開放手段は非常時だけ作動し、通常時は密閉室となっているので、流量計を腐食及び結露から守れ、流量計の耐久性が増す。また温度変化を抑えられ精度向上が図れる。
（４）流量計の上下流の遮断弁を非常時に閉じるので、ガスの洩れ量を最小限にすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１において、高圧ガス充填装置１は充填管２で高圧ガス供給源３（例えば８０ＭＰａの水素ガス）に接続され、充填管２には遮断弁４が介装されている。高圧ガス充填装置１のハウジング５内に導入された充填管２には流量計６及び遮断弁７が介装されている。

そして、充填管２はハウジング５外へ導出されて充填ホース８が接続され、充填ホース８の先端に充填ノズル９が設けられている。この充填ノズル９を掛けるノズル掛け１０にはノズルスイッチ１１が設けられている。

流量計６はコリオリの力を利用した振動チューブ式の流量計が使用され、高圧ガスの流量を精度良く計測できる。

流量計６は密閉室１２内に設けられ、密閉室１２は脱圧管１３を介して放出管１４に接続されている。この放出管１４は高圧ガス充填装置１から離れた安全な場所に開口し、先端の開口にフレームアレスタ１８が設けられている。

脱圧管１３には圧力開放手段１５及びチェック弁１６が介装され、圧力開放手段１５にはセンサ１７が設けられている。

なお、密閉室１２には流量計６の腐食、結露を防止し、さらに温度変化を抑えるために不活性ガスが封入されている。

遮断弁７の下流側の充填管２から分岐された脱圧管１９もエアーベント１４に接続され、脱圧管１９には脱圧弁２０及びチェック弁２１が介装されている。

同様に、遮断弁７の下流側の充填管２から分岐された脱圧管２２も放出管１４に接続され、脱圧管２２には安全弁２３及びチェック弁２４が介装されている。

ノズルスイッチ１１、流量計６、及びセンサ１７の信号は制御装置２５に入力され、制御装置２５の信号が遮断弁４、７、脱圧弁２０、表示器２６、及び報知器２７に入力されている。

制御装置２５は、流量計６の信号を受けて充填量を演算して表示器２６に表示し、ノズルスイッチ１１の信号を受けて遮断弁４、７を開閉し、センサ１７の信号を受けて遮断弁４、７を閉じて報知器２７を作動する。

このように構成された高圧ガス充填装置１で自動車へ高圧ガスを充填するには、ノズル掛け１０から外した充填ノズル９を自動車の燃料タンクへ接続しておこなう。

ノズル掛け１０から充填ノズル９を外すと、ノズルスイッチ１１から制御装置２５へ信号が伝わり、制御装置２５は表示器２６に表示されていた前回の充填量を帰零し、遮断弁４、７を開く。

遮断弁４、７が開くことにより、高圧ガス供給源３から送られてくる高圧ガスは遮断弁４、流量計６、遮断弁７、及び充填ホース８を介して充填ノズル９から自動車の燃料タンクへ充填される。そして、制御装置２５は流量計６の信号から充填量を演算し、充填量を表示器２６に表示する。

充填が終わり、充填ノズル９をノズル掛け１０に掛けてノズルスイッチ１１から制御装置２５へ信号が伝わると、制御装置２５は遮断弁４、７を閉じる。そして、表示器２６に表示された充填量に基づいて清算をする。

機器の異常又は待機中の気温上昇等で充填管２内が異常高圧になった場合は、安全弁２３が開き、チェック弁２４が押し開かれ、脱圧管２２を介してエアーベント１４から圧力が大気中へ放出される。

なお、充填管２内の圧力が上昇しそうな場合には、制御装置２５が脱圧弁２０を開き、チェック弁２１を押し開き、脱圧管１９を介してエアーベント１４から圧力を大気中へ逃がすようにしてもよい。

流量計６が損傷してガス洩れが生じた場合は、洩れ出たガスにより密閉室１２内が高圧になり、圧力開放手段１５が働き、チェック弁１６が押し開かれ、密閉室１２内のガスは脱圧管１３を介して放出管１４から放出される。

同時に圧力開放手段１５が作動したことをセンサ１７が検知し、センサ１７の信号が制御装置２５に伝わり、制御装置２５は遮断弁４、７を閉じ、報知器２７を作動する。

遮断弁４、７が閉じることにより、ガス洩れは最小限に押えられ、報知器２７が作動することにより、作業員に知らしめて安全が確保される。

図２は、圧力開放手段１５として破裂板を用いた実施例の断面図である。流量計６を収納した密閉室１２には、圧力開放手段である破裂板２８を介して脱圧管１３が接続されている。

流量計６が損傷して高圧ガスが密閉室１２内に洩れだし、密閉室１２内が破裂板２８の設定圧を超えると、破裂板２８は破裂して破れ、密閉室１２内のガスは脱圧管１３を介して放出管ト１４から大気中へ放出される。

同時に、破裂板２８の破裂をセンサ１７が検知し、この信号が制御装置２５に伝わり、制御装置２５は遮断弁４、７を閉じ、報知器２７を作動する。

図３は、圧力開放手段１５として平弁を用いた実施例の断面図である。流量計６を収納した密閉室１２には、圧力開放手段である平弁２９を介して脱圧管１３が接続されている。

流量計６が損傷して高圧ガスが密閉室１２内に洩れだし、密閉室１２内が平弁２９のバネ３０の設定圧を超えると、平弁２９はバネ３０に抗して開き、密閉室１２内のガスは脱圧管１３を介して放出管１４から大気中へ放出される。

同時に、平弁２９が開いたことをセンサ１７が検知し、この信号が制御装置２５に伝わり、制御装置２５は遮断弁４、７を閉じ、報知器２７を作動する。

図４は、圧力開放手段１５としてボール弁を用いた実施例の断面図である。流量計６を収納した密閉室１２には、圧力開放手段であるボール弁３１を介して脱圧管１３が接続されている。

流量計６が損傷して高圧ガスが密閉室１２内に洩れだし、密閉室１２内がボール弁３１のバネ３２の設定圧を超えると、ボール弁３１はバネ３２に抗して開き、密閉室１２内のガスは脱圧管１３を介して放出管１４から大気中へ放出される。

同時に、ボール弁３１が開いたことをセンサ１７が検知し、この信号が制御装置２５に伝わり、制御装置２５は遮断弁４、７を閉じ、報知器２７を作動する。

ガス洩れ事故を起し易い機器である流量計のガス洩れ対策を施したので、高い安全性を確保した高圧ガス充填装置が提供でき、高圧ガス充填装置の普及が促進され、高圧ガスで走行する自動車の普及が促進されるようになる。

本発明の高圧ガス充填装置の模式図。第１の実施の形態の圧力開放手段を設けた密閉室の断面図。第２の実施の形態の圧力開放手段を設けた密閉室の断面図。第３の実施の形態の圧力開放手段を設けた密閉室の断面図。

符号の説明

１・・・高圧ガス充填装置
２・・・充填管
３・・・高圧ガス供給源
４、７・・・遮断弁
５・・・ハウジング
６・・・流量計
８・・・充填ホース
９・・・充填ノズル
１０・・・ノズル掛け
１１・・・ノズルスイッチ
１２・・・密閉室
１３、１９、２２・・・脱圧管
１４・・・エアーベント
１５・・・圧力開放手段
１６、２１、２４・・・チェック弁
１７・・・センサ
１８・・・フレームアレスタ
２０・・・脱圧弁
２３・・・安全弁
２５・・・制御装置
２６・・・表示器
２７・・・報知器
２８・・破裂板
２９・・・平弁
３０、３２・・・バネ
３１・・・ボール弁

Claims

ハウジング内に導入した充填管に流量計を介装し、ハウジング外へ導出した充填管に充填ホースを介して充填ノズルを設け、流量計で計量された充填量を表示する表示器を設けた高圧ガス充填装置において、流量計を密閉室内に収納し、密閉室を脱圧管を介して非危険場所に開口した放出管に接続し、その脱圧管に圧力開放手段を設けたことを特徴とする高圧ガス充填装置。
前記流量計の上下流の充填管に遮断弁を設け、前記圧力開放手段にセンサを設け、そして圧力開放手段の作動をセンサが検知すると遮断弁を閉じる制御装置が設けられている請求項１に記載の高圧ガス充填装置。