JP5740688B2 - ガス供給装置 - Google Patents
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Description
近年、コンプレッサの容量を大容量化することで、コンプレッサから吐出された圧縮ガスをガス蓄圧器を介さずに直接的に被充填タンクに充填する充填方法が検討されている。
(1)本発明は、被充填タンクにガスを供給するガス供給経路と、該ガス供給経路に圧縮したガスを供給するコンプレッサと、前記コンプレッサから前記被充填タンクに供給されるガスの流量を制御する制御弁と、前記ガス供給経路の圧力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器の検出値に基づいて前記制御弁の弁開度を制御する制御手段と、を備えたガス供給装置において、
前記ガス供給経路に連通された圧力調整タンクと、
前記ガス供給経路から分岐され前記圧力調整タンクとの間を連通する経路を開または閉とする開閉弁と、
前記圧力検出器により検出された前記被充填タンクの圧力値が目標圧力に近い所定圧力値に達したか否かを判断する判断手段と、
前記コンプレッサが圧縮したガスを前記被充填タンクに充填する際に、前記判断手段により前記被充填タンクの圧力値が目標圧力に近い所定圧力値に達していないと判断されている場合には、前記開閉弁を閉弁した状態で前記コンプレッサにより圧縮されたガスを前記ガス供給経路を介して前記被充填タンクに充填させ、前記判断手段により前記ガス供給経路の圧力が所定圧力値に昇圧したと判断された場合には、前記開閉弁を開弁させることにより前記コンプレッサにより圧縮されたガスの一部を前記圧力調整タンクに逃がしながら前記被充填タンクに充填させる圧力調整手段と、
を備えたことを特徴とする。
(2)本発明の前記制御手段は、前記被充填タンクへのガス充填開始時、前記圧力調整タンクに貯留されたガスを前記被充填タンクに供給した後、前記コンプレッサからのガスを前記被充填タンクに供給するようにガス供給源を切替える切替制御手段を有することを特徴とする。
図1は本発明になるガス供給装置の一実施例を示す概略構成図である。図1に示されるように、ガス供給装置10は、例えば自動車11の燃料タンク(被充填タンク)12に圧縮したガス(例えば、水素ガス)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。尚、供給されるガスとしては、水素に限らず、高圧に圧縮されて使用される他のガスを含む。
〔制御弁の弁開度制御による流量変化について〕
図2は制御弁26の弁開度の制御による流量変化パターンを示すグラフである。尚、図2において、横軸が時間(sec)で、縦軸が質量流量(kg/sec)をあらわしており、グラフIで囲まれた領域の面積が燃料タンク12に充填された充填量V(kg)に相当する。
(a)時間T0〜T1は、充填開始スイッチ50がオンに操作されて制御弁26が開弁(例えば弁開度が20%)され、流量計22により計測された流量計測値が所定微小流量F2に達する。
(b)時間T1〜T2は、安定した微小流量F2のガスが燃料タンク12に供給されることにより、ガス供給経路18の圧力が燃料タンク12の圧力と同一になる。そして、制御装置16において、微小流量F2を供給するのに伴う燃料タンク12の圧力を圧力センサ30により検出し、当該検出圧力の変化率に基づいて燃料タンク12の充填可能容量(体積)を演算する。
(c)時間T2〜T3は、制御弁26の弁開度を全開(80%〜100%)にして燃料タンク12へ供給されるガスの流量を増大させる。
(d)時間T3〜T4は、制御弁16の全開により最大流量F3でガスを燃料タンク12に充填し、充填時間を短縮する。このガス充填により燃料タンク12の圧力が昇圧して目標圧力に近づく。
(e)時間T4〜T5は、制御弁26の弁開度を絞り(例えば20%)、燃料タンク12へ供給される流量を微小流量F2に減少させる。
(f)時間T5〜T6は、圧力センサ30により検出された圧力値を読み込み、燃料タンク12の圧力が目標圧力Peに近づいたことを確認する。
(g)時間T6〜T7は、制御弁26の弁開度をさらに絞り(例えば10%)、燃料タンク12へ供給される流量を微小流量F1に減少させる。
(h)時間T7〜T8は、圧力センサ30により検出された圧力値が充填圧力に達した時点で、制御弁16及び各開閉弁を閉弁させる。このように、段階的に流量を減少させることにより、燃料タンク12に充填される目標圧力Pe及び充填量V(質量流量)の充填精度が高められる。
〔ガス充填制御処理〕
ここで、制御装置16が実行するガス充填制御処理について図3のフローチャートを参照して説明する。作業員は、ガス充填を受ける自動車11が到着すると、充填ノズル46を燃料タンク12の充填口12aに連結させた後、充填開始スイッチ50をオンに操作する。
〔変形例〕
図4は変形例の概略構成図である。図4において、前述した図1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
12 燃料タンク
14、14A ガス貯蔵部
15 ディスペンサユニット
16 制御装置
18 ガス供給経路
20 1次圧力計
22 流量計
24 ガス供給開閉弁
26 制御弁
30 圧力センサ
32 2次圧力計
44 充填ホース
46 充填ノズル
48 メモリ
50 充填開始スイッチ
52 充填停止スイッチ
54 直充填モード選択スイッチ
62 可変ガス蓄圧器
64 高圧ガス蓄圧器
66、68 元弁
69、74、78 逆止弁
70 コンプレッサ
71、75、77 ガス供給経路
72、76、83、87,92 開閉弁
79 吸い込み経路
80 中圧配管
81 第1分岐経路
82、86 絞り
85 第2分岐経路
91 第3分岐経路
100 圧力調整タンク
Claims (2)
- 被充填タンクにガスを供給するガス供給経路と、該ガス供給経路に圧縮したガスを供給するコンプレッサと、前記コンプレッサから前記被充填タンクに供給されるガスの流量を制御する制御弁と、前記ガス供給経路の圧力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器の検出値に基づいて前記制御弁の弁開度を制御する制御手段と、を備えたガス供給装置において、
前記ガス供給経路に連通された圧力調整タンクと、
前記ガス供給経路から分岐され前記圧力調整タンクとの間を連通する経路を開または閉とする開閉弁と、
前記圧力検出器により検出された前記被充填タンクの圧力値が目標圧力に近い所定圧力値に達したか否かを判断する判断手段と、
前記コンプレッサが圧縮したガスを前記被充填タンクに充填する際に、前記判断手段により前記被充填タンクの圧力値が目標圧力に近い所定圧力値に達していないと判断されている場合には、前記開閉弁を閉弁した状態で前記コンプレッサにより圧縮されたガスを前記ガス供給経路を介して前記被充填タンクに充填させ、前記判断手段により前記ガス供給経路の圧力が所定圧力値に昇圧したと判断された場合には、前記開閉弁を開弁させることにより前記コンプレッサにより圧縮されたガスの一部を前記圧力調整タンクに逃がしながら前記被充填タンクに充填させる圧力調整手段と、
を備えたことを特徴とするガス供給装置。 - 前記制御手段は、前記被充填タンクへのガス充填開始時、前記圧力調整タンクに貯留されたガスを前記被充填タンクに供給した後、前記コンプレッサからのガスを前記被充填タンクに供給するようにガス供給源を切替える切替制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載のガス供給装置。
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