JP5779432B2 - Fuel gas supply system and pressure control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、タンクに貯蔵された燃料ガスを燃料ガス消費器に供給する燃料ガス供給システム、及びその圧力制御方法に関する。   The present invention relates to a fuel gas supply system that supplies fuel gas stored in a tank to a fuel gas consumer, and a pressure control method therefor.

自動車として、ガソリンを使用するガソリン自動車や軽油を使用するディーゼル車等があるが、それらの他にも圧縮天然ガス(CNG)や圧縮水素等の燃料ガスを使用するガスエンジン自動車や燃料電池自動車が知られている。これらのガスエンジン自動車や燃料電池自動車では、燃料ガスが高圧タンク等に貯蔵されており、貯蔵された高圧の燃料ガスが燃料ガス供給システムを介してガスエンジンや燃料電池スタックに夫々供給されて消費される。燃料電池自動車の燃料ガス供給システムを含むシステムとして、例えば特許文献1のような燃料電池システムが知られている。   As automobiles, there are gasoline cars that use gasoline and diesel cars that use light oil, but besides these, there are gas engine cars and fuel cell cars that use fuel gas such as compressed natural gas (CNG) and compressed hydrogen. Are known. In these gas engine vehicles and fuel cell vehicles, the fuel gas is stored in a high-pressure tank or the like, and the stored high-pressure fuel gas is supplied to the gas engine or fuel cell stack via the fuel gas supply system and consumed. Is done. As a system including a fuel gas supply system for a fuel cell vehicle, for example, a fuel cell system as in Patent Document 1 is known.

特許文献1に記載の燃料電池システムは、水素ボンベと燃料スタックとの間に2つの水素調圧弁が並列的に設けられている。燃料電池システムでは、2つの水素調圧弁の開度を調整することで燃料スタックへの水素ガスの供給圧を調整するようになっている。これら2つの水素調圧弁は、燃料スタックへの供給流量が異なるように構成されており、大流量を供給可能な大型調圧弁と小流量を供給可能な小型調圧弁とを組み合わせて使用することで燃料スタックに必要流量を供給するようになっている。   In the fuel cell system described in Patent Document 1, two hydrogen pressure regulating valves are provided in parallel between a hydrogen cylinder and a fuel stack. In the fuel cell system, the supply pressure of hydrogen gas to the fuel stack is adjusted by adjusting the opening degree of the two hydrogen pressure regulating valves. These two hydrogen pressure control valves are configured so that the supply flow rate to the fuel stack is different. By using a combination of a large pressure control valve capable of supplying a large flow rate and a small pressure control valve capable of supplying a small flow rate. The required flow rate is supplied to the fuel stack.

特開2002−231277号公報JP 2002-231277 A

特許文献1に記載の燃料電池システムで使用される調圧弁は、減圧弁や開閉弁に比べて構造が複雑であり且つ構成する部品点数が多いため、製造コストが高い。それ故、調圧弁を複数使用するとシステム構成が複雑になり、製造コストが高くなる。また、所望の供給圧を得るために、2つの調圧弁の開度を組み合わせる必要があり、システム全体における圧力制御が複雑になる。   The pressure regulating valve used in the fuel cell system described in Patent Document 1 has a complicated structure as compared with a pressure reducing valve and an on-off valve, and has a large number of components, so that the manufacturing cost is high. Therefore, when a plurality of pressure regulating valves are used, the system configuration becomes complicated and the manufacturing cost increases. Further, in order to obtain a desired supply pressure, it is necessary to combine the opening degrees of the two pressure regulating valves, which complicates pressure control in the entire system.

そこで本発明は、複雑な圧力制御を行うことなく且つ簡易なシステム構成で、小流量から大流量までの広範囲において燃料ガス消費器への供給圧力を高精度で制御できる燃料ガス供給システムを提供することを目的としている。   Therefore, the present invention provides a fuel gas supply system capable of controlling the supply pressure to the fuel gas consumer with high accuracy in a wide range from a small flow rate to a large flow rate without performing complicated pressure control and with a simple system configuration. The purpose is that.

本発明の燃料ガス供給システムは、第1及び第2流路に分岐した後に1つに合流する供給通路を介してタンクに貯蔵された燃料ガスを燃料ガス消費器に供給する燃料ガス供給システムであって、前記第1流路に設けられ、前記タンクと前記燃料ガス消費器との間を開閉する電磁式開閉弁と、前記第2流路に設けられ、前記タンクから前記燃料ガス消費器に導かれる燃料ガスを調圧する電磁式調圧弁とを備え、前記電磁式調圧弁は、前記電磁式開閉弁に比べて容量係数が小さくなっているものである。   The fuel gas supply system of the present invention is a fuel gas supply system that supplies fuel gas stored in a tank to a fuel gas consumer via a supply passage that branches into a first flow path and a second flow path and then merges into one. An electromagnetic on-off valve provided in the first flow path for opening and closing between the tank and the fuel gas consumer; and provided in the second flow path from the tank to the fuel gas consumer. An electromagnetic pressure regulating valve for regulating the introduced fuel gas, and the electromagnetic pressure regulating valve has a capacity coefficient smaller than that of the electromagnetic on-off valve.

本発明に従えば、燃料ガス消費器にて大流量の燃料ガスが必要な場合、電磁式調圧弁に比べて容量係数が大きい電磁式開閉弁により大流量の燃料ガスを燃料ガス消費器に供給し、電磁式開閉弁に対して並列的に第2流路に設けられている電磁式調圧弁により燃料ガス消費器への供給圧力を調圧することができる。他方、燃料ガス消費器にて必要な燃料ガスが小流量である場合、電磁式開閉弁により第1流路を閉じ、電磁式調圧弁により燃料ガス消費器への供給圧力を調圧することができる。このように電磁式開閉弁と電磁式調圧弁とを用いる簡易なシステム構成で且つ複雑な圧力制御を行うことなく、小流量から大流量の広範囲において供給圧力を高精度で制御することができる。   According to the present invention, when a large amount of fuel gas is required in the fuel gas consumer, a large amount of fuel gas is supplied to the fuel gas consumer by an electromagnetic on-off valve having a larger capacity coefficient than the electromagnetic pressure regulating valve. Then, the supply pressure to the fuel gas consumer can be regulated by the electromagnetic pressure regulating valve provided in the second flow path in parallel with the electromagnetic on-off valve. On the other hand, when the fuel gas required by the fuel gas consumer has a small flow rate, the first flow path can be closed by the electromagnetic on-off valve, and the supply pressure to the fuel gas consumer can be regulated by the electromagnetic pressure regulating valve. . As described above, the supply pressure can be controlled with high accuracy in a wide range from a small flow rate to a large flow rate without performing complicated pressure control with a simple system configuration using the electromagnetic on-off valve and the electromagnetic pressure regulating valve.

また、本発明では、電磁式調圧弁の容量係数を電磁式開閉弁のそれより小さくすることで、電磁式開閉弁より構成が複雑で且つ部品点数の多い電磁式調圧弁の小形化を図ることができる。これにより、電磁式調圧弁の製造コストを低減させることができると共に、燃料ガス供給システムの製造コストを低減することができる。   Further, in the present invention, the capacity coefficient of the electromagnetic pressure regulating valve is made smaller than that of the electromagnetic on / off valve, thereby reducing the size of the electromagnetic pressure regulating valve having a more complicated configuration and more parts than the electromagnetic on / off valve. Can do. Thereby, the manufacturing cost of the electromagnetic pressure regulating valve can be reduced, and the manufacturing cost of the fuel gas supply system can be reduced.

上記発明において、前記容量係数は、Cv値であり前記電磁式調圧弁は、前記電磁式開閉弁のCv値の50%以下のCv値を有していることが好ましい。   In the above invention, it is preferable that the capacity coefficient is a Cv value, and the electromagnetic pressure regulating valve has a Cv value of 50% or less of a Cv value of the electromagnetic on-off valve.

上記構成に従えば、電磁式調圧弁のCv値を電磁式開閉弁のCv値の50%以下にすることで電磁式調圧弁の小形化を図ることができ、電磁式調圧弁の製造コストを抑えることができる。これにより、燃料ガス供給システムの製造コストをより低減することができる。他方、電磁式開閉弁のCv値を確保することができるので、より大きな流量を燃料ガス消費器に流すことができる。   According to the above configuration, it is possible to reduce the size of the electromagnetic pressure regulating valve by reducing the Cv value of the electromagnetic pressure regulating valve to 50% or less of the Cv value of the electromagnetic opening / closing valve, thereby reducing the manufacturing cost of the electromagnetic pressure regulating valve. Can be suppressed. Thereby, the manufacturing cost of the fuel gas supply system can be further reduced. On the other hand, since the Cv value of the electromagnetic on-off valve can be ensured, a larger flow rate can be passed to the fuel gas consumer.

上記発明において、前記電磁式開閉弁の開閉動作及び前記電磁式調圧弁の調圧動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記燃料ガス消費器の燃料ガスの供給圧力と目標圧力との差圧が規定値以上である場合、前記電磁式開閉弁により前記第1流路を開くことで前記燃料ガス消費器の供給圧力を昇圧し、前記差圧が規定値未満である場合、前記電磁式開閉弁により前記第1流路を閉じて前記電磁式調圧弁により前記燃料ガス消費器の供給圧力を調圧するようになっていることが好ましい。   In the above invention, a control device for controlling the opening / closing operation of the electromagnetic on-off valve and the pressure adjustment operation of the electromagnetic pressure regulating valve is provided, and the control device includes a supply pressure and a target pressure of the fuel gas of the fuel gas consumer When the differential pressure is more than a specified value, the supply pressure of the fuel gas consumer is increased by opening the first flow path by the electromagnetic on-off valve, and when the differential pressure is less than a specified value, It is preferable that the first flow path is closed by the electromagnetic on-off valve and the supply pressure of the fuel gas consumer is regulated by the electromagnetic pressure regulating valve.

上記構成に従えば、制御装置は、供給圧力と目標圧力との差圧が規定値以上の場合、供給圧力を目標圧力に近づけるべく、第1流路を開いて大流量の燃料ガスを燃料ガス消費器に供給し、供給圧力を大きく上昇させる。また、制御装置は、差圧が規定値未満の場合、供給すべき流量が多くないため電磁式開閉弁により第1流路を開じ、小流量を供給可能な電磁式調圧弁により供給圧力を調整する。このように電磁式開閉弁の開閉動作と電磁式調圧弁の調圧動作とだけで小流量から大流量の広範囲において供給圧力を高精度で調整することができる。それ故、制御装置における圧力制御が容易である。   According to the above configuration, when the differential pressure between the supply pressure and the target pressure is equal to or higher than the specified value, the control device opens the first flow path to supply a large flow of fuel gas to the fuel gas so that the supply pressure approaches the target pressure. Supply to the consumer and increase the supply pressure significantly. In addition, when the differential pressure is less than the specified value, the control device opens the first flow path with the electromagnetic on-off valve because the flow rate to be supplied is not large, and the supply pressure with the electromagnetic pressure regulating valve that can supply a small flow rate. adjust. Thus, the supply pressure can be adjusted with high accuracy in a wide range from a small flow rate to a large flow rate only by the opening / closing operation of the electromagnetic on-off valve and the pressure adjustment operation of the electromagnetic pressure regulating valve. Therefore, pressure control in the control device is easy.

上記発明において、前前記制御装置は、前記差圧が規定値以上であって前記供給圧力を昇圧した場合、前期供給圧が目標圧力に達するまで前記差圧が規定値未満になっても前記前記電磁式開閉弁の開状態を保持するようになっていることが好ましい。   In the above invention, when the differential pressure is equal to or higher than a specified value and the supply pressure is increased, the previous control device is configured to perform the operation even if the differential pressure becomes less than a specified value until the previous supply pressure reaches a target pressure. It is preferable to maintain the open state of the electromagnetic on-off valve.

上記構成に従えば、差圧が規定値以上となり多量の燃料ガスの供給が必要なとき、例えば運転始動時において、供給圧力が昇圧されて差圧が規定値未満になっても供給圧力が目標圧力に達するまでは電磁式開閉弁を開状態で保持される。また、高負荷運転時において多量の燃料ガスを消費して供給圧力と目標圧力との差圧が一度規定値以上になり、その後電磁式開閉弁により第一流路が開かれて差圧が規定値未満に回復した場合でも、供給圧力が目標圧力に達するまでは電磁式開閉弁が開状態に保持される。これにより、速やかな昇圧支援が可能となり、供給圧力を迅速に目標圧力まで昇圧させることができる。それ故、燃料ガス供給システムの応答性が向上する。   According to the above configuration, when the differential pressure exceeds the specified value and a large amount of fuel gas needs to be supplied, for example, at the start of operation, the supply pressure is increased even if the supply pressure is increased and the differential pressure becomes less than the specified value. Until the pressure is reached, the electromagnetic on-off valve is held open. Also, during high load operation, a large amount of fuel gas is consumed and the differential pressure between the supply pressure and the target pressure once exceeds the specified value.Then, the first flow path is opened by the electromagnetic on-off valve, and the differential pressure becomes the specified value. Even when recovering below, the electromagnetic on-off valve is held open until the supply pressure reaches the target pressure. As a result, rapid pressure-up support is possible, and the supply pressure can be quickly raised to the target pressure. Therefore, the responsiveness of the fuel gas supply system is improved.

上記発明において、前記燃料ガス消費器への供給圧力を検出する供給圧力検出器を更に有し、前記制御装置は、前記燃料ガス消費器への供給圧力を前記供給圧力検出器の検出結果から得るようになっていることが好ましい。   In the above invention, the apparatus further includes a supply pressure detector that detects a supply pressure to the fuel gas consumer, and the control device obtains a supply pressure to the fuel gas consumer from a detection result of the supply pressure detector. It is preferable that it is such.

上記構成に従えば、供給圧力をフィードバック制御することができ、供給圧力を指令値に応じた圧力により正確に制御することができる。   According to the above configuration, the supply pressure can be feedback-controlled, and the supply pressure can be accurately controlled by the pressure corresponding to the command value.

上記発明において、前記第1流路において電磁式開閉弁の上流側に設けられ、前記タンクから供給される燃料ガスを所定圧力に減圧する減圧弁を備えることが好ましい。   In the above invention, it is preferable that a pressure reducing valve is provided on the upstream side of the electromagnetic on-off valve in the first flow path and depressurizes the fuel gas supplied from the tank to a predetermined pressure.

上記構成に従えば、タンク圧が高圧の場合であっても減圧弁により低圧に減圧した後に電磁式開閉弁から所定圧力の燃料ガスを供給することができるので、低圧仕様の燃料ガス消費器に対しても高圧タンクを適用することができる。また、減圧弁を用いることで電磁式開閉弁から燃料ガス消費器に供給される燃料ガスの圧力が安定する。   According to the above configuration, even when the tank pressure is high, the fuel gas of a predetermined pressure can be supplied from the electromagnetic on-off valve after the pressure is reduced to a low pressure by the pressure reducing valve. In contrast, a high-pressure tank can be applied. Further, the pressure of the fuel gas supplied from the electromagnetic on-off valve to the fuel gas consumer is stabilized by using the pressure reducing valve.

本発明の燃料ガス供給システムの圧力制御方法は、第1及び第2流路に分岐した後に1つに合流する供給通路を介してタンクに貯蔵された燃料ガスを燃料ガス消費器に供給する燃料ガス供給システムの圧力制御方法であって、前記燃料ガス消費器の燃料ガスの供給圧力と目標圧力との差圧を算出する差圧算出工程と、前記差圧が規定値以上である場合、第1の流路に設けられている電磁式開閉弁により前記第1流路を開いて前記タンクから前記燃料ガス消費器に導き、前記供給圧力を昇圧する昇圧工程と、前記差圧が規定値未満である場合、前記電磁式開閉弁により前記第1流路を閉じ、前記第2流路に設けられ且つ前記電磁式開閉弁に比べて容量係数が小さい電磁式調圧弁により前記供給圧力を調圧する調圧工程とを有する方法である。   The fuel gas supply system pressure control method of the present invention is a fuel that supplies fuel gas stored in a tank to a fuel gas consumer via a supply passage that branches into the first and second flow paths and then merges into one. A pressure control method for a gas supply system, wherein a differential pressure calculation step of calculating a differential pressure between a supply pressure of a fuel gas of the fuel gas consumer and a target pressure, and when the differential pressure is equal to or greater than a specified value, A pressure increasing step of opening the first flow path by an electromagnetic on-off valve provided in one flow path to lead the fuel gas consumer from the tank to increase the supply pressure, and the differential pressure is less than a specified value In the case of the above, the first flow path is closed by the electromagnetic on-off valve, and the supply pressure is regulated by an electromagnetic pressure regulating valve provided in the second flow path and having a capacity coefficient smaller than that of the electromagnetic on-off valve. And a pressure adjusting step.

本発明の燃料ガス供給システムの圧力制御方法に従えば、燃料ガス消費器の燃料ガスの供給圧力と目標圧力との差圧が規定値以上の場合、供給圧力を目標圧力に近づけるべく、電磁式開閉弁により第1流路を開くことで大流量の燃料ガスを燃料ガス消費器に供給して供給圧力を大きく上昇させる。また、制御装置は、差圧が規定値未満の場合、供給すべき流量が多量に必要でないため電磁式開閉弁により第1流路を開じ、小流量を供給可能な電磁式調圧弁により供給圧力を調整する。このように電磁式開閉弁の開閉動作と電磁式調圧弁の調圧動作とだけで小流量から大流量の広範囲において供給圧力を目標圧力に高精度で調整することができる。それ故、制御装置における圧力制御が容易である。   According to the pressure control method of the fuel gas supply system of the present invention, when the pressure difference between the fuel gas supply pressure of the fuel gas consumer and the target pressure is equal to or higher than a specified value, an electromagnetic method is used to bring the supply pressure closer to the target pressure. By opening the first flow path by the on-off valve, a large flow rate of fuel gas is supplied to the fuel gas consumer to greatly increase the supply pressure. In addition, when the differential pressure is less than the specified value, the control device does not require a large amount of flow to be supplied. Therefore, the control device opens the first flow path with an electromagnetic on-off valve and supplies it with an electromagnetic pressure regulating valve that can supply a small flow rate. Adjust pressure. Thus, the supply pressure can be adjusted to the target pressure with high accuracy in a wide range from a small flow rate to a large flow rate only by the opening / closing operation of the electromagnetic on-off valve and the pressure adjustment operation of the electromagnetic pressure regulating valve. Therefore, pressure control in the control device is easy.

上記本発明において、前記昇圧工程により昇圧される前記供給圧力が前記目標圧力に達するまで前記差圧が規定値未満になっても前記電磁式開閉弁の開状態を保持する開弁保持工程を有し、前記調圧工程は、前記開弁保持工程後に実行されることが好ましい。   In the present invention, there is provided a valve-opening holding step for holding the open state of the electromagnetic on-off valve even if the differential pressure becomes less than a specified value until the supply pressure boosted by the pressure-boosting step reaches the target pressure. And it is preferable that the said pressure regulation process is performed after the said valve-opening holding process.

上記構成に従えば、差圧が規定値以上となり多量の燃料ガスの供給が必要なとき、例えば運転始動時において、電磁式開閉弁により第1流路が開かれて供給圧力と目標圧力との差圧が規定値未満となった場合でも、供給圧力が目標圧力に達するまでは電磁式開閉弁を開状態に保持される。また、例えば高負荷運転時において、多量の燃料ガスを消費して供給圧力と目標圧力との差圧が一度規定値以上になり、その後電磁式開閉弁により第一流路が開かれて差圧が規定値未満に回復した場合でも、供給圧力が目標圧力に達するまでは電磁式開閉弁を開状態に保持される。これにより、速やかな昇圧支援が可能となり、供給圧力を迅速に目標圧力まで昇圧させることができる。それ故、燃料ガス供給システムの応答性が向上する。   According to the above configuration, when the differential pressure exceeds the specified value and a large amount of fuel gas needs to be supplied, for example, at the start of operation, the first flow path is opened by the electromagnetic on-off valve, and the supply pressure and the target pressure are reduced. Even when the differential pressure becomes less than the specified value, the electromagnetic on-off valve is held open until the supply pressure reaches the target pressure. Also, for example, during high-load operation, a large amount of fuel gas is consumed, and the differential pressure between the supply pressure and the target pressure once exceeds the specified value. Even when recovering below the specified value, the electromagnetic on-off valve is held open until the supply pressure reaches the target pressure. As a result, rapid pressure-up support is possible, and the supply pressure can be quickly raised to the target pressure. Therefore, the responsiveness of the fuel gas supply system is improved.

本発明によれば、複雑な圧力制御を行うことなく且つ簡易なシステム構成で、小流量から大流量までの広範囲において燃料ガス消費器への供給圧力を高精度で制御できる。   According to the present invention, the supply pressure to the fuel gas consumer can be controlled with high accuracy in a wide range from a small flow rate to a large flow rate without performing complicated pressure control and with a simple system configuration.

本発明の実施形態にかかる燃料ガス供給システムの構成を示す油圧回路図である。1 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention. 図1の燃料ガス供給システムに備わる電磁式調圧弁を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electromagnetic pressure regulation valve with which the fuel gas supply system of FIG. 1 is equipped. 図1の燃料ガス供給システムにより燃料ガスを供給する際の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of supplying fuel gas by the fuel gas supply system of FIG. 図1の燃料ガス供給システムにより入力される目標圧力に応じて燃料ガスを供給するときの(a)目標圧力、(b)電磁式調圧弁に供給される電流、(c)電磁式開閉弁に供給される電圧、(d)各流路の流量、及び(e)供給圧力の経時変化について示すグラフである。(A) target pressure when supplying fuel gas according to the target pressure input by the fuel gas supply system of FIG. 1, (b) current supplied to the electromagnetic pressure regulating valve, (c) to the electromagnetic on-off valve It is a graph shown about the time-dependent change of the voltage supplied, (d) the flow volume of each flow path, and (e) supply pressure. 図1の燃料ガス供給システムにより別の供給方法で燃料ガスを供給する際の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of supplying fuel gas by another supply method with the fuel gas supply system of FIG.

以下では、前述する図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る燃料ガス供給システム(以下、単に「燃料ガス供給システム」ともいう)1について説明する。なお、以下に説明する燃料ガス供給システム1は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。   Hereinafter, a fuel gas supply system (hereinafter also simply referred to as “fuel gas supply system”) 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings described above. The fuel gas supply system 1 described below is only one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment, and can be added, deleted, and changed without departing from the spirit of the invention. is there.

圧縮天然ガス自動車や水素ガス自動車等の車両は、ガスエンジンを有しており、このガスエンジンにて燃料ガス(圧縮天然ガス(CNG)や水素ガス等)を燃焼することによって駆動力を得て駆動輪を動かすようになっている。また、燃料電池自動車は、燃料電池スタックを有しており、この燃料電池スタックでは、燃料ガスを消費して発電し、発電した電力をモータに与えて駆動力を発生させるようになっている。ガスエンジンや燃料電池スタック等のように燃料ガスを消費して駆動力を発生させる燃料ガス消費器2は、燃料ガス供給システム1を介して高圧タンク3に接続されている。高圧タンク3は、例えば35〜70MPa、又はそれ以上の高圧の燃料ガスを貯蔵することができるようになっている。燃料ガス供給システム1は、高圧タンク3に貯蔵されている燃料ガスを燃料ガス消費器2に供給するようになっている。以下では、燃料ガス供給システム1の構成について説明する。   A vehicle such as a compressed natural gas vehicle or a hydrogen gas vehicle has a gas engine, and a driving force is obtained by burning fuel gas (compressed natural gas (CNG), hydrogen gas, etc.) in the gas engine. The drive wheels are moved. The fuel cell automobile has a fuel cell stack. The fuel cell stack consumes fuel gas to generate electric power, and the generated electric power is supplied to a motor to generate driving force. A fuel gas consumer 2 that consumes fuel gas and generates driving force, such as a gas engine or a fuel cell stack, is connected to a high-pressure tank 3 via a fuel gas supply system 1. The high-pressure tank 3 can store a high-pressure fuel gas of 35 to 70 MPa or more, for example. The fuel gas supply system 1 supplies the fuel gas stored in the high-pressure tank 3 to the fuel gas consumer 2. Below, the structure of the fuel gas supply system 1 is demonstrated.

<燃料ガス供給システム>
燃料ガス供給システム1は、アクセルペダルやスロットルグリップ等の図示しない入力手段からの指令値に応じて燃料ガス消費器2への燃料ガスの供給量を調整するようになっている。燃料ガス供給システム1は、供給通路4と、減圧弁5と、電磁式開閉弁6と、電磁式調圧弁7と、圧力センサ8と、制御装置9とを備えている。供給通路4は、燃料ガスが流れる通路であり、その一端に高圧タンク3、他端に燃料ガス消費器2が繋がっている。また、供給通路4は、途中で第1流路11と第2流路12とに分岐している。第1流路11には、減圧弁5と、電磁式開閉弁6とが設けられ、第2流路12には、電磁式調圧弁7が設けられている。また、第1流路11及び第2流路12は、夫々電磁式開閉弁6及び電磁式調圧弁7を経由して合流地点13にて合流し、1つの合流流路14を形成して燃料ガス消費器2に繋がっている。
<Fuel gas supply system>
The fuel gas supply system 1 adjusts the amount of fuel gas supplied to the fuel gas consumer 2 in accordance with command values from input means (not shown) such as an accelerator pedal and a throttle grip. The fuel gas supply system 1 includes a supply passage 4, a pressure reducing valve 5, an electromagnetic on-off valve 6, an electromagnetic pressure regulating valve 7, a pressure sensor 8, and a control device 9. The supply passage 4 is a passage through which fuel gas flows, and is connected to the high-pressure tank 3 at one end and the fuel gas consumer 2 at the other end. Further, the supply passage 4 is branched into a first flow path 11 and a second flow path 12 in the middle. The first flow path 11 is provided with a pressure reducing valve 5 and an electromagnetic on-off valve 6, and the second flow path 12 is provided with an electromagnetic pressure regulating valve 7. In addition, the first flow path 11 and the second flow path 12 are merged at a merge point 13 via an electromagnetic on-off valve 6 and an electromagnetic pressure regulating valve 7 to form one merge flow path 14 and fuel. It is connected to the gas consumer 2.

減圧弁5は、機械式の減圧弁であり、一次側が高圧タンク3に繋がっている。減圧弁5は、高圧タンク3から流出する高圧の燃料ガスを設定圧力、具体的には燃料ガス消費器2の許容最大圧力以下の一定圧力に減圧して二次側(下流側)へ排出するようになっている。減圧弁5の二次側には、電磁式開閉弁6が設けられている。電磁式開閉弁6は、いわゆる電磁式の開閉弁であり、後述する制御装置9から入力される開閉指令に応じて第1流路11を開閉するようになっている。   The pressure reducing valve 5 is a mechanical pressure reducing valve, and the primary side is connected to the high pressure tank 3. The pressure reducing valve 5 depressurizes the high-pressure fuel gas flowing out from the high-pressure tank 3 to a set pressure, specifically, a constant pressure that is equal to or lower than the allowable maximum pressure of the fuel gas consumer 2 and discharges it to the secondary side (downstream). It is like that. An electromagnetic on-off valve 6 is provided on the secondary side of the pressure reducing valve 5. The electromagnetic on-off valve 6 is a so-called electromagnetic on-off valve, and opens and closes the first flow path 11 in accordance with an open / close command input from a control device 9 described later.

他方、電磁式調圧弁7は、電磁式開閉弁6に対して並列的に第2流路12に設けられており、一次側が高圧タンク3に繋がっている。電磁式調圧弁7は、高圧タンク3から流出する高圧の燃料ガスをそこに流される電流に応じた低圧の圧力に調圧して二次側(下流側)へ出力するようになっている。電磁式調圧弁7は、電磁式開閉弁6に対して容量係数、具体的にはCv値が小さく、電磁式開閉弁6よりも排出できる流量が小さく構成されている。電磁式調圧弁7のCv値は、電磁式開閉弁6のCv値の50%以下に設定されている。   On the other hand, the electromagnetic pressure regulating valve 7 is provided in the second flow path 12 in parallel with the electromagnetic on-off valve 6, and the primary side is connected to the high-pressure tank 3. The electromagnetic pressure regulating valve 7 regulates the high pressure fuel gas flowing out from the high pressure tank 3 to a low pressure corresponding to the current flowing therethrough and outputs it to the secondary side (downstream side). The electromagnetic pressure regulating valve 7 has a capacity coefficient, specifically, a Cv value smaller than that of the electromagnetic on-off valve 6, and is configured to have a smaller flow rate that can be discharged than the electromagnetic on-off valve 6. The Cv value of the electromagnetic pressure regulating valve 7 is set to 50% or less of the Cv value of the electromagnetic on-off valve 6.

このように構成されている3つの弁5〜7が夫々介在する2つの流路11,12は、それら3つの弁5〜7より下流側の合流地点13にて繋がっており、それより下流側の合流流路14に圧力センサ8が設けられている。圧力センサ8は、合流流路14における燃料ガスのガス圧、つまり燃料ガス消費器2に供給される供給圧力を検出するようになっている。この圧力センサ8は、制御装置9に電気的に繋がっており、圧力センサ8の検出結果は、制御装置9に送信されるようになっている。   The two flow paths 11 and 12 in which the three valves 5 to 7 are configured as described above are connected at the junction 13 on the downstream side of the three valves 5 to 7, and the downstream side thereof. The pressure sensor 8 is provided in the merging flow path 14. The pressure sensor 8 detects the gas pressure of the fuel gas in the merging flow path 14, that is, the supply pressure supplied to the fuel gas consumer 2. The pressure sensor 8 is electrically connected to the control device 9, and the detection result of the pressure sensor 8 is transmitted to the control device 9.

制御装置9は、図示しない電子演算回路(以下、ECUとする)と圧力センサ8とに接続されている。制御装置9は、燃料ガス消費器2に供給される供給圧力に対する目標圧力が入力される。制御装置9は、圧力センサ8の検出圧と目標圧力との差圧に基づいて、電磁式開閉弁6に開閉の指令を与え、また電磁式調圧弁7に電流を流してその二次圧pを調圧するようになっている。 The control device 9 is connected to an electronic arithmetic circuit (hereinafter referred to as ECU) (not shown) and a pressure sensor 8. The control device 9 receives a target pressure with respect to the supply pressure supplied to the fuel gas consumer 2. Based on the pressure difference between the pressure detected by the pressure sensor 8 and the target pressure, the control device 9 gives an opening / closing command to the electromagnetic on-off valve 6 and supplies a current to the electromagnetic pressure regulating valve 7 to generate the secondary pressure p. 2 is adjusted.

さらに具体的に説明すると、制御装置9は、圧力センサ8の検出圧と目標圧力との差圧が規定値以上であるとき、電磁式開閉弁6に対して第1流路11を開く開指令を送信し、目標圧力と検出圧との差圧が規定値未満であるとき、電磁式開閉弁6に対して第1流路11を閉じる閉指令を送信するようになっている。また、制御装置9は、供給圧力が目標圧力になるように目標圧力と検出圧との差圧に基づいて電磁式調圧弁7に流す電流を調整する、つまり電磁式調圧弁7に流す電流をフィードバック制御するようになっている。   More specifically, when the pressure difference between the detected pressure of the pressure sensor 8 and the target pressure is equal to or greater than a specified value, the control device 9 opens the first flow path 11 with respect to the electromagnetic on-off valve 6. When the differential pressure between the target pressure and the detected pressure is less than the specified value, a closing command for closing the first flow path 11 is transmitted to the electromagnetic on-off valve 6. Further, the control device 9 adjusts the current flowing through the electromagnetic pressure regulating valve 7 based on the differential pressure between the target pressure and the detected pressure so that the supply pressure becomes the target pressure, that is, the current flowing through the electromagnetic pressure regulating valve 7. Feedback control is provided.

<電磁式調圧弁>
電磁式調圧弁7は、高圧タンク3に貯蔵される高圧の燃料ガスを低圧まで減圧することができる弁であり、以下にその構成について詳述する。なお、以下の説明における上下、左右、及び前後等の方向の概念は、説明の便宜上使用するものであって、電磁式調圧弁7に関して、それらの構成の配置及び向き等をその方向に限定することを示唆するものではない。また、以下で説明する電磁式調圧弁7は、電磁式調圧弁の一実施形態に過ぎず、後述する形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
<Electromagnetic pressure regulating valve>
The electromagnetic pressure regulating valve 7 is a valve that can depressurize the high-pressure fuel gas stored in the high-pressure tank 3 to a low pressure, and the configuration thereof will be described in detail below. In addition, the concept of directions such as up and down, left and right, and front and rear in the following description is used for convenience of explanation, and the arrangement and direction of the configuration of the electromagnetic pressure regulating valve 7 are limited to that direction. It does not suggest that. Further, the electromagnetic pressure regulating valve 7 described below is only one embodiment of the electromagnetic pressure regulating valve, and is not limited to the form described later, and can be added, deleted, and changed without departing from the spirit of the invention. .

電磁式調圧弁7は、図2に示すようにハウジング21を備えている。ハウジング21には、一次ポート21a、弁体孔21b、及び二次ポート21cが形成されている。一次ポート21aは、高圧タンク3(図1参照)に繋がっており、ハウジング21に形成されている一次側通路21dを介して弁体孔21bに繋がっている。   The electromagnetic pressure regulating valve 7 includes a housing 21 as shown in FIG. In the housing 21, a primary port 21a, a valve body hole 21b, and a secondary port 21c are formed. The primary port 21a is connected to the high-pressure tank 3 (see FIG. 1), and is connected to the valve body hole 21b via a primary side passage 21d formed in the housing 21.

弁体孔21bは、上下に延在する軸線L1に沿って延在しており、その断面が円形状になっている。弁体孔21bは、その中間部分に残余部より大径に形成された弁空間21eを有しており、この弁空間21eに一次側通路21dが繋がっている。また、弁体孔21bは、前記弁空間21eより上側の二次側領域21gで二次側通路21fと繋がっている。二次側通路21fは、ハウジング21に形成されており、弁体孔21bは、この二次側通路21fを介して二次ポート21cに繋がっている。二次ポート21cは、第2流路12及び合流流路14を介して燃料ガス消費器2と繋がっている。このように一次ポート21aと二次ポート21cとは、一次側通路21d、弁空間21e、二次側領域21g及び二次側通路21fを介して繋がっており、一次側通路21d、弁空間21e、二次側領域21g及び二次側通路21fによって、一次ポート21aと二次ポート21cとを繋ぐ弁通路22が構成されている。   The valve body hole 21b extends along the axis L1 extending vertically, and has a circular cross section. The valve body hole 21b has a valve space 21e having a diameter larger than that of the remaining portion at an intermediate portion thereof, and the primary side passage 21d is connected to the valve space 21e. Further, the valve element hole 21b is connected to the secondary passage 21f in the secondary region 21g above the valve space 21e. The secondary side passage 21f is formed in the housing 21, and the valve element hole 21b is connected to the secondary port 21c through the secondary side passage 21f. The secondary port 21 c is connected to the fuel gas consumer 2 via the second flow path 12 and the merge flow path 14. Thus, the primary port 21a and the secondary port 21c are connected via the primary side passage 21d, the valve space 21e, the secondary side region 21g, and the secondary side passage 21f, and the primary side passage 21d, the valve space 21e, The secondary side region 21g and the secondary side passage 21f constitute a valve passage 22 that connects the primary port 21a and the secondary port 21c.

また、ハウジング21は、座部23を有している。座部23は、二次側領域21gと弁空間21eとを繋ぐ開口を外囲するように形成されている。そして、この座部23に着座するようにハウジング21の弁体孔21bに弁体24が挿入されている。弁体24は、弁体孔21bの軸線L1に沿って配置されており、その先端部(つまり、上端部)24aが二次側領域21gに位置している。弁体24は、大略的に円柱状になっており、先端部24a側にテーパ部24bを有している。テーパ部24bは、上側に向かって先細りのテーパ形状になっており、弁体24が図2に示すような閉位置に位置しているときに座部23に着座して弁通路22を閉じている。   The housing 21 has a seat portion 23. The seat portion 23 is formed so as to surround an opening connecting the secondary side region 21g and the valve space 21e. A valve body 24 is inserted into the valve body hole 21 b of the housing 21 so as to be seated on the seat portion 23. The valve body 24 is disposed along the axis L1 of the valve body hole 21b, and the tip end portion (that is, the upper end portion) 24a is located in the secondary region 21g. The valve body 24 is substantially cylindrical, and has a tapered portion 24b on the distal end portion 24a side. The tapered portion 24b has a tapered shape that tapers upward, and when the valve body 24 is located at the closed position as shown in FIG. 2, the seat 24 is seated and the valve passage 22 is closed. Yes.

更に、ハウジング21は、弁空間21eより下側にシール取付部25を有している。シール取付部25は、ハウジング21の内周面において周方向全周にわたって形成され、且つ前記内周面に弁体孔21bに突き出るように形成されている。シール取付部25の内径は、二次側領域21gの孔径及び弁体24の外径(テーパ部24bより下端24d側の部分の外径)と略一致している。また、ハウジング21のシール取付部25より下側の内径は、シール取付部25の内径より僅かに大径になっている。これにより、弁体24の下端側の周りには、ハウジング21との間に大略円環状の軸受部材収容空間26が形成されている。この軸受部材収容空間26には、軸受部材27が収容されている。   Furthermore, the housing 21 has a seal mounting portion 25 below the valve space 21e. The seal attachment portion 25 is formed on the inner peripheral surface of the housing 21 over the entire circumference in the circumferential direction, and is formed so as to protrude from the valve body hole 21b on the inner peripheral surface. The inner diameter of the seal mounting portion 25 is substantially the same as the hole diameter of the secondary side region 21g and the outer diameter of the valve body 24 (the outer diameter of the portion on the lower end 24d side from the tapered portion 24b). Further, the inner diameter of the housing 21 below the seal mounting portion 25 is slightly larger than the inner diameter of the seal mounting portion 25. Thus, a substantially annular bearing member accommodation space 26 is formed around the lower end side of the valve body 24 between the valve body 24 and the housing 21. A bearing member 27 is accommodated in the bearing member accommodation space 26.

軸受部材27は、大略的に円筒状に形成されており、例えばボールガイド、ボール軸受、又はすべり軸受によって構成されている。軸受部材27は、弁体24に外装されて弁体24とハウジング21との間に介在し、弁体24を支持している。これにより、弁体24は、ハウジング21内を軸線L1に沿って上下方向に円滑に移動できるようになっている。   The bearing member 27 is generally formed in a cylindrical shape, and is configured by, for example, a ball guide, a ball bearing, or a slide bearing. The bearing member 27 is externally mounted on the valve body 24 and interposed between the valve body 24 and the housing 21 to support the valve body 24. Thereby, the valve body 24 can move smoothly in the vertical direction along the axis L1 in the housing 21.

このように軸受部材27が配置された軸受部材収容空間26の上側には、そこを塞ぐべく、高圧シール部材28が設けられている。高圧シール部材28は、シール取付部25の内周部に嵌め込むように取付けられ、弁体24の外周に当接するように配置されている。このように配置された高圧シール部材28は、弁体24とシール取付部25との間隙を封止している。   A high-pressure seal member 28 is provided on the upper side of the bearing member housing space 26 in which the bearing member 27 is arranged in this manner so as to close the space. The high-pressure seal member 28 is attached so as to be fitted into the inner peripheral portion of the seal attachment portion 25, and is disposed so as to contact the outer periphery of the valve body 24. The high-pressure seal member 28 arranged in this way seals the gap between the valve body 24 and the seal attachment portion 25.

また、軸受部材収容空間26の下側には、そこを塞ぐべく、ダイヤフラムシール29が設けられている。ダイヤフラムシール29は、大略的に円環状に形成されたダイヤフラムであり、弁体24の外周に配置されている。ダイヤフラムシール29の内縁部は弁体24に取付けられ、外縁部はハウジング21に取付けられている。詳述すると、ダイヤフラムシール29の内縁部は、弁体24の下端24dとそこに取り付けられた取付部材24cとで挟むことで、弁体24に取付けられている。他方、ダイヤフラムシール29の外縁部は、ハウジング21を上下に2つに分割可能に構成し、それら2つの部分の間に挟まれることでハウジング21に取付けられている。   Further, a diaphragm seal 29 is provided below the bearing member accommodating space 26 so as to close the space. The diaphragm seal 29 is a diaphragm formed in a generally annular shape, and is disposed on the outer periphery of the valve body 24. The inner edge portion of the diaphragm seal 29 is attached to the valve body 24, and the outer edge portion is attached to the housing 21. More specifically, the inner edge portion of the diaphragm seal 29 is attached to the valve body 24 by being sandwiched between the lower end 24d of the valve body 24 and the mounting member 24c attached thereto. On the other hand, the outer edge portion of the diaphragm seal 29 is configured so that the housing 21 can be divided into two parts up and down, and is attached to the housing 21 by being sandwiched between these two parts.

このように軸受部材27の上下両側は、2つのシール部材28,29によって封止されている。つまり、軸受部材収容空間26は、ハウジング21内に形成されている他の空間(例えば、弁空間21eや二次側領域21g等)から遮断されて隔離されている。これにより、軸受部材27が燃料ガスに曝されることがないので、燃料ガスに対する腐食耐性がない材料も軸受部材に使用することが可能になり、軸受部材の材料の選択肢が増加する。また、弁体24の動きを更に滑らかにし、且つ耐久性を向上させるべく軸受部材27をグリス潤滑することができる。
この軸受部材収容空間26は、ハウジング21に形成された大気連通路30を介して大気に開放されている。
Thus, the upper and lower sides of the bearing member 27 are sealed by the two seal members 28 and 29. That is, the bearing member accommodation space 26 is isolated from and separated from other spaces formed in the housing 21 (for example, the valve space 21e and the secondary region 21g). Thereby, since the bearing member 27 is not exposed to the fuel gas, a material that does not have corrosion resistance to the fuel gas can be used for the bearing member, and the choice of the material of the bearing member increases. Further, the bearing member 27 can be grease-lubricated to further smooth the movement of the valve body 24 and improve durability.
The bearing member accommodation space 26 is open to the atmosphere via an atmosphere communication passage 30 formed in the housing 21.

弁体孔21bのダイヤフラムシール29より下側には、圧力帰還室31が形成されている。圧力帰還室31は、ハウジング21の底部、及びダイヤフラムシール29によって囲まれた大略円板状の空間である。この圧力帰還室31には、弁体24の下端24d側(具体的には、取付部材24c)が対向している。この圧力帰還室31は、ダイヤフラムシール29によって軸受部材収容空間26から隔離されており、弁体24に形成されている均圧通路32によって二次側通路21fに繋がっている。圧力帰還室31は、均圧通路32によって二次ポート21cと常時繋がっており、二次ポート21cに導かれる二次圧pが均圧通路32により圧力帰還室31に導かれるようになっている。 A pressure feedback chamber 31 is formed below the diaphragm seal 29 in the valve body hole 21b. The pressure return chamber 31 is a substantially disk-shaped space surrounded by the bottom of the housing 21 and the diaphragm seal 29. The pressure return chamber 31 faces the lower end 24d side of the valve body 24 (specifically, the attachment member 24c). The pressure feedback chamber 31 is isolated from the bearing member accommodating space 26 by a diaphragm seal 29 and is connected to the secondary side passage 21 f by a pressure equalizing passage 32 formed in the valve body 24. The pressure feedback chamber 31 is connected at all times and the secondary port 21c by pressure equalizing path 32, so that the secondary pressure p 2 to be guided to the secondary port 21c is guided to the pressure feedback chamber 31 by pressure equalizing path 32 Yes.

また、弁体24は、フランジ24eを有している。フランジ24eは、テーパ部24bの下側に位置しており、弁体24の外周部において周方向全周にわたって形成されている。フランジ24eは、テーパ部24bから更に半径方向外方に向かって突出しており、シール取付部25の上端に対向するように位置している。フランジ24eとシール取付部25の上端との間には、復帰用ばね33が配置されている。復帰用ばね33は、いわゆる圧縮コイルばねであり、圧縮された状態で弁体24に外装され、弁体24を閉位置方向(弁体24が閉位置に向かう方向)に付勢している。付勢された弁体24は、座部23に着座し、弁通路22を閉じている。ハウジング21の開口端部(即ち、上端部)には、復帰用ばね33の付勢に抗する力を弁体24に与えるべく、電磁比例ソレノイド34が設けられている。   The valve body 24 has a flange 24e. The flange 24e is located on the lower side of the tapered portion 24b, and is formed over the entire circumference in the outer circumferential portion of the valve body 24. The flange 24e protrudes further outward in the radial direction from the tapered portion 24b, and is positioned so as to face the upper end of the seal mounting portion 25. A return spring 33 is arranged between the flange 24e and the upper end of the seal mounting portion 25. The return spring 33 is a so-called compression coil spring, and is externally attached to the valve body 24 in a compressed state, and urges the valve body 24 in the closed position direction (the direction in which the valve body 24 moves toward the closed position). The urged valve body 24 is seated on the seat portion 23 and closes the valve passage 22. An electromagnetic proportional solenoid 34 is provided at the opening end portion (that is, the upper end portion) of the housing 21 so as to apply a force against the urging force of the return spring 33 to the valve body 24.

電磁比例ソレノイド34は、ハウジング21の開口端部の外周に螺合して固定されている。電磁比例ソレノイド34は、ソレノイドコイル35を有している。ソレノイドコイル35は、大略的に円筒状に形成され、その下端側にハウジング21が螺合されている。ソレノイドコイル35は、大略円筒状のケース35aを有し、その中にボビン35bとコイル線35cとが設けられている。ボビン35bもまた大略円筒状に形成され、このボビン35bにコイル線35cを巻きつけることによってソレノイドコイル35が構成されている。コイル線35cは、制御装置9に電気的に接続されている。また、ソレノイドコイル35内の下端側には、ヨーク36が設けられており、上端部はカバー37によって塞がれている。そして、ヨーク36とカバー37との間には、可動部材38が設けられている。   The electromagnetic proportional solenoid 34 is screwed and fixed to the outer periphery of the opening end portion of the housing 21. The electromagnetic proportional solenoid 34 has a solenoid coil 35. The solenoid coil 35 is generally formed in a cylindrical shape, and the housing 21 is screwed to the lower end side thereof. The solenoid coil 35 has a substantially cylindrical case 35a in which a bobbin 35b and a coil wire 35c are provided. The bobbin 35b is also formed in a substantially cylindrical shape, and the solenoid coil 35 is configured by winding a coil wire 35c around the bobbin 35b. The coil wire 35 c is electrically connected to the control device 9. A yoke 36 is provided at the lower end side in the solenoid coil 35, and the upper end portion is closed by a cover 37. A movable member 38 is provided between the yoke 36 and the cover 37.

可動部材38は、磁性材料から成り、大略円柱状に形成されており、軸線L1に沿って配置されている。可動部材38の外径は、ソレノイドコイル35の内径より小さくなっている。可動部材38とソレノイドコイル35との間には、円環状のガイド部材39が介在している。ガイド部材39は、非磁性体から成り、可動部材38を軸線L1に沿って上下方向に摺動可能に支持している。ヨーク36は、可動部材38の下端部に上下方向に対向し、互いに間隔をあけた状態で位置している。ヨーク36は、磁性材料から成り、大略円環状に形成されている。ヨーク36及び可動部材38は、ソレノイドコイル35に電流を流すことで磁化し、ヨーク36は、可動部材38を吸引するようになっている。   The movable member 38 is made of a magnetic material, is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed along the axis L1. The outer diameter of the movable member 38 is smaller than the inner diameter of the solenoid coil 35. An annular guide member 39 is interposed between the movable member 38 and the solenoid coil 35. The guide member 39 is made of a nonmagnetic material, and supports the movable member 38 so as to be slidable in the vertical direction along the axis L1. The yoke 36 faces the lower end portion of the movable member 38 in the vertical direction and is positioned in a state of being spaced apart from each other. The yoke 36 is made of a magnetic material and is formed in a generally annular shape. The yoke 36 and the movable member 38 are magnetized by passing a current through the solenoid coil 35, and the yoke 36 attracts the movable member 38.

また、可動部材38の上端部とカバー37との間には、圧縮コイルばね40が設けられており、圧縮コイルばね40により可動部材38が弁体24側へと付勢されている。可動部材38の下端部には、押圧部材41が設けられている。押圧部材41は、軸線L1に沿って延在し、ヨーク36内に挿通されている。押圧部材41の基端部は、可動部材38に固定されている。押圧部材41の先端は、部分球面状に形成されており、弁体24の先端部24aに当接している。また、押圧部材41は、可動部材38を介して圧縮コイルばね40により付勢されており、その先端が弁体24の先端部24aに押し付けられている。それ故、押圧部材41は、ソレノイドコイル35に電流を流して可動部材38をヨーク36の方に吸引させることで電流に応じた力で弁体24を開位置方向に押して弁通路22を開くようになっている。   A compression coil spring 40 is provided between the upper end portion of the movable member 38 and the cover 37, and the movable member 38 is urged toward the valve body 24 by the compression coil spring 40. A pressing member 41 is provided at the lower end of the movable member 38. The pressing member 41 extends along the axis L <b> 1 and is inserted into the yoke 36. A proximal end portion of the pressing member 41 is fixed to the movable member 38. The distal end of the pressing member 41 is formed in a partial spherical shape, and is in contact with the distal end portion 24 a of the valve body 24. The pressing member 41 is urged by the compression coil spring 40 via the movable member 38, and the tip thereof is pressed against the tip portion 24 a of the valve body 24. Therefore, the pressing member 41 causes the current to flow through the solenoid coil 35 to attract the movable member 38 toward the yoke 36, thereby pressing the valve body 24 in the open position direction with a force corresponding to the current so as to open the valve passage 22. It has become.

このように構成されている電磁式調圧弁7は、弁体24のテーパ部24b及びフランジ24eの上面(第1受圧面に相当する受圧面P1)で高圧タンク3から弁空間21eに導かれた一次圧p1を開位置方向に受圧し、フランジ24eの下面(第2受圧面に相当する受圧面P2)において、前記一次圧p1を閉位置方向に受圧している。なお、受圧面P1は、テーパ面の一部分の領域であって、平面視で二次側領域21gより半径方向外側の領域である。各受圧面P1,P2において、一次圧p1は、互いに抗する方向に作用しており、互いに打ち消し合っている。受圧面P1,P2の受圧面積は、弁体24のフランジ24eより下端24d側の外径rと二次側領域21gの内径(つまり、シート径r)とが略同じ径を有しているので、略同一になっている。それ故、受圧面P1で受ける一次圧p1による作用力と、受圧面P2で受ける一次圧p1による作用力とが互いに相殺され、弁体24における一次圧p1の変動による影響を略ゼロにすることができる。なお、受圧面P2の受圧面積は、受圧面P1の受圧面積より大きくてもよい。 The electromagnetic pressure regulating valve 7 configured as described above is guided from the high pressure tank 3 to the valve space 21e by the taper portion 24b of the valve body 24 and the upper surface of the flange 24e (pressure receiving surface P1 corresponding to the first pressure receiving surface). The primary pressure p1 is received in the open position direction, and the primary pressure p1 is received in the closed position direction on the lower surface of the flange 24e (the pressure receiving surface P2 corresponding to the second pressure receiving surface). The pressure-receiving surface P1 is a partial region of the tapered surface, and is a region on the outer side in the radial direction from the secondary region 21g in plan view. In each of the pressure receiving surfaces P1 and P2, the primary pressure p1 acts in a direction opposite to each other and cancels each other. Receiving area of the pressure receiving surface P1, P2 has an inner diameter of the outer diameter r 2 of the lower end 24d side of the flange 24e of the valve body 24 and the secondary-side region 21g (i.e., seat diameter r 1) and is substantially have the same diameter So they are almost identical. Therefore, the acting force due to the primary pressure p1 received at the pressure receiving surface P1 and the acting force due to the primary pressure p1 received at the pressure receiving surface P2 cancel each other, and the influence due to the fluctuation of the primary pressure p1 in the valve body 24 is made substantially zero. Can do. The pressure receiving area of the pressure receiving surface P2 may be larger than the pressure receiving area of the pressure receiving surface P1.

また、電磁式調圧弁7は、弁体24の先端及びテーパ部24bのテーパ面(受圧面P3)において二次側領域21gを流れる二次圧pを開位置方向に受圧し、ダイヤフラムシール29及び弁体24の下端24d(受圧面P4)において圧力帰還室31に導かれた二次圧pを閉位置方向に受圧する。なお、受圧面P3は、平面視で二次側領域21gに重なる領域である。受圧面P3,P4で受圧する二次圧pは、互いに抗する方向に作用している。 Further, electromagnetic pressure regulating valve 7, by receiving the secondary pressure p 2 flowing secondary side area 21g in the tapered surface of the distal end and the tapered portion 24b of the valve element 24 (pressure receiving surface P3) in the open position direction, the diaphragm seal 29 and secondary pressure p 2 guided to the pressure feedback chamber 31 at the lower end 24d (pressure receiving surface P4) of the valve body 24 receives the pressure in the closed position. The pressure receiving surface P3 is a region that overlaps the secondary region 21g in plan view. Secondary pressure p 2 to the pressure receiving in pressure receiving surface P3, P4 is acting in a direction against each other.

受圧面P3の受圧面積は、シート径rに応じて決まり、受圧面P4の受圧面積は、ダイヤフラムシール29の有効径rに応じて決まる。シート径rが弁体24の外径rと略同じであるのに対して、ダイヤフラムシール29の有効径rは、前記シート径r及び弁体24の外径rより大きくなっている。それ故、受圧面P3に比べて受圧面P4の方が受圧面積が大きくなっている。これにより、弁体24には、各受圧面P3,P4で受ける二次圧pによる作用力が完全に相殺されず、各受圧面P3,P4における受圧面積の差に応じた作用力が閉位置方向に作用している。 Receiving area of the pressure receiving surface P3 is determined in accordance with the sheet size r 1, pressure receiving area of the pressure receiving surface P4 is dependent on the effective diameter r 3 of the diaphragm seal 29. While the seat diameter r 1 is substantially the same as the outer diameter r 2 of the valve body 24, the effective diameter r 3 of the diaphragm seal 29 is larger than the seat diameter r 1 and the outer diameter r 2 of the valve body 24. ing. Therefore, the pressure receiving surface P4 has a larger pressure receiving area than the pressure receiving surface P3. Thus, the valve element 24, the action force due to the secondary pressure p 2 received by the pressure receiving surface P3, P4 is not completely canceled, the action force corresponding to the difference between the pressure receiving areas of each pressure receiving surface P3, P4 is closed Acts in the direction of the position.

また、弁体24は、このような作用力を受けているだけでなく復帰用ばね33によっても閉位置方向に付勢されている。そのため、電磁式調圧弁7は、ソレノイドコイル35への電流が遮断された状態で弁体24が座部23に着座するようになっており、ノーマルクローズ形の弁として構成されている。このように構成される電磁式調圧弁7は、遮断弁として利用されており、制御装置9は、圧力センサ8の検出圧が許容圧力以上になると、ソレノイドコイル35に流す電流を遮断して電磁式調圧弁7によって弁通路22を緊急遮断する。このように緊急遮断することにより、例えば、燃料ガス消費器2に意図しない高圧の燃料ガスが供給されても第2流路12を直ぐに遮断することができ、燃料ガス消費器2が損傷することを防ぐことができる。   Further, the valve body 24 is not only receiving such an acting force but also urged by the return spring 33 in the closed position direction. Therefore, the electromagnetic pressure regulating valve 7 is configured as a normally closed valve in which the valve body 24 is seated on the seat portion 23 in a state where the current to the solenoid coil 35 is interrupted. The electromagnetic pressure regulating valve 7 configured as described above is used as a shut-off valve. When the detected pressure of the pressure sensor 8 exceeds the allowable pressure, the control device 9 cuts off the current flowing through the solenoid coil 35 and The valve passage 22 is urgently shut off by the pressure regulating valve 7. By such an emergency shutoff, for example, even if unintended high-pressure fuel gas is supplied to the fuel gas consumer 2, the second flow path 12 can be shut off immediately, and the fuel gas consumer 2 is damaged. Can be prevented.

<電磁式調圧弁の動作>
以下では、図2を参照しながら電磁式調圧弁7の動作について説明する。まず、制御装置9がECU(図示せず)から受信する目標圧力と供給圧力との差圧に応じて電流をソレノイドコイル35に流す。そうすると、可動部材38に励磁力が作用し、可動部材38がヨーク36の方へ吸引される。これにより、押圧部材41によって弁体24が開位置方向に押されて座部23から離れる。そうすると、弁通路22が開き、高圧タンク3から導かれた弁空間21eの燃料ガスが二次側領域21gへと流れる。この際、弁体24と座部23との間に形成されるオリフィス(図示せず)により弁空間21eから二次側領域21gに流れる燃料ガスが二次圧pに減圧される。
<Operation of electromagnetic pressure regulator>
Hereinafter, the operation of the electromagnetic pressure regulating valve 7 will be described with reference to FIG. First, a current is passed through the solenoid coil 35 in accordance with the differential pressure between the target pressure and the supply pressure received from the ECU (not shown) by the control device 9. Then, an exciting force acts on the movable member 38 and the movable member 38 is attracted toward the yoke 36. Accordingly, the valve body 24 is pushed in the open position direction by the pressing member 41 and is separated from the seat portion 23. Then, the valve passage 22 is opened, and the fuel gas in the valve space 21e led from the high-pressure tank 3 flows to the secondary side region 21g. At this time, the fuel gas flowing from the valve space 21e to the secondary side area 21g is reduced to the secondary pressure p 2 by the orifice (not shown) formed between the valve body 24 and the seat 23.

このようにして減圧された二次圧pの燃料ガスは、二次側通路21fを通って二次ポート21cから出力されると共に、一部が均圧通路32を通って圧力帰還室31に導かれる。ダイヤフラムシール29は、圧力帰還室31に導かれた燃料ガスの二次圧pを受圧する。弁体24は、可動部材38が受ける励磁力、受圧面P3,P4で夫々受ける二次圧pによる作用力、及び復帰用ばね33のばね力が釣り合う位置まで移動し、前記力が釣り合うように弁通路22の開度(つまり、オリフィスの開度)を調整する。そのため、二次圧pが変動しても弁通路22の開度が調整されて二次圧pが電流に応じた一定圧力に維持される。つまり、二次圧pが電流に応じた一定圧力にて保持される。 The fuel gas of the secondary pressure p 2 thus reduced in pressure is output from the secondary port 21c through the secondary side passage 21f, and a part of the fuel gas passes through the pressure equalizing passage 32 to the pressure feedback chamber 31. Led. The diaphragm seal 29 receives the secondary pressure p 2 of the fuel gas guided to the pressure feedback chamber 31. The valve element 24, an excitation force which the movable member 38 is subjected, move with the pressure receiving surface P3, P4 acting force by each receiving secondary pressure p 2, and to a position where the spring forces are balanced in the return spring 33, so that the force is balanced The opening of the valve passage 22 (that is, the opening of the orifice) is adjusted. Therefore, even if the secondary pressure p 2 fluctuates, the opening degree of the valve passage 22 is adjusted and the secondary pressure p 2 is maintained at a constant pressure corresponding to the current. That is held at a constant pressure secondary pressure p 2 is corresponding to the current.

更に具体的に説明すると、例えば、二次圧pが前記一定圧力より低い場合、励磁力による開位置方向の力が二次圧pによる作用力及びばね力による閉位置方向の力より大きくなり、弁体24が座部23から離れるように開位置方向に移動する。それ故、弁通路22の開度が広がって二次圧pが上昇し、二次圧pによる作用力、励磁力、及び復帰用ばね33のばね力が釣り合う位置、つまり二次圧pが前記一定圧力になる位置まで弁体24が移動し、二次圧pが前記一定圧力に戻される。このように、電磁式調圧弁7は、二次圧pが変動してもそれに合わせて弁通路22の開度を制御し、二次圧pを目標圧力に調圧することができる。従って、電磁式調圧弁7は、圧力制御性が高く、高圧の燃料ガスをより正確に低い圧力に可変調圧することができる。なお、二次圧pが前記一定圧力より高い場合、前述する動きとは逆に、二次圧pが前記一定圧力に戻すように弁体24が閉方向に移動する。 More specifically, for example, when the secondary pressure p 2 is lower than the constant pressure, the force in the open position direction due to the excitation force is larger than the acting force due to the secondary pressure p 2 and the force in the closed position direction due to the spring force. The valve body 24 moves in the open position direction so as to be separated from the seat portion 23. Therefore, opening the secondary pressure p 2 rises spread of the valve passage 22, the action by the secondary pressure p 2 power, excitation force, and the spring force of the return spring 33 are balanced position, i.e. secondary pressure p 2 the valve body 24 position to be constant pressure to move the secondary pressure p 2 is returned to the constant pressure. Thus, electromagnetic pressure regulating valve 7 may be secondary pressure p 2 controls the opening degree of the valve passage 22 accordingly be varied, pressure regulates the secondary pressure p 2 to the target pressure. Therefore, the electromagnetic pressure regulating valve 7 has high pressure controllability, and can modulate the high-pressure fuel gas to a lower pressure more accurately. In the case the secondary pressure p 2 is higher than the predetermined pressure, as opposed to the movement to above, the valve body 24 as the secondary pressure p 2 is returned to the predetermined pressure is moved in the closing direction.

このように動作する電磁式調圧弁7では、弁体24が軸受部材27により支持されて円滑に移動できるようになっている。それ故、二次圧pが変動しても二次圧pを前記一定圧力に戻すべく弁体24が素早く動くので、電磁式調圧弁7の前記一定圧力に対する追従性を向上させることができる。これにより、二次圧pの変動幅を小さくすることができる。 In the electromagnetic pressure regulating valve 7 operating in this way, the valve body 24 is supported by the bearing member 27 and can move smoothly. Therefore, even if the secondary pressure p 2 fluctuates, the valve body 24 moves quickly to return the secondary pressure p 2 to the constant pressure, so that the followability of the electromagnetic pressure regulating valve 7 to the constant pressure can be improved. it can. Thus, it is possible to reduce the variation range of the secondary pressure p 2.

<燃料ガスの供給方法>
以下では、燃料ガス供給システム1における燃料ガスの供給方法について図3のフローチャート及び図4のグラフを参照しながら説明する。燃料ガス供給システム1では、図4(a)の時刻t1に示されるように、制御装置9に目標圧力が入力されると燃料ガス供給処理を開始し、ステップS1に移行する。差圧算出工程であるステップS1では、圧力センサ8で検出される供給圧力と目標圧力との差圧を算出する。差圧が算出されると、ステップS2に移行する。
<Fuel gas supply method>
Hereinafter, a fuel gas supply method in the fuel gas supply system 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the graph of FIG. 4. In the fuel gas supply system 1, as shown at time t1 in FIG. 4A, when the target pressure is input to the control device 9, the fuel gas supply process is started, and the process proceeds to step S1. In step S1, which is a differential pressure calculation step, the differential pressure between the supply pressure detected by the pressure sensor 8 and the target pressure is calculated. When the differential pressure is calculated, the process proceeds to step S2.

目標圧力判定工程であるステップS2では、ステップS1で算出された差圧が予め定められた規定値以上であるか否かを制御装置9が判定する。規定値以上であると判定されると、ステップS3に移行する。昇圧工程であるステップS3では、制御装置9が電磁式開閉弁6に電流を流して第1流路11を開く(図4(c)の時刻t1参照)。これにより、減圧弁5によって減圧された燃料ガスが電磁式開閉弁6を通って燃料ガス消費器2へと導かれる。電磁式開閉弁6のCv値が電磁式調圧弁7のそれに比べて大きいため、大流量の燃料ガスが燃料ガス消費器2に導かれて供給圧力が素早く上昇する。ステップS3にて電磁式開閉弁6に電圧を印加して第1流路11を開くと、ステップS4に移行する。   In step S2, which is a target pressure determination step, the control device 9 determines whether or not the differential pressure calculated in step S1 is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined that the value is equal to or greater than the specified value, the process proceeds to step S3. In step S3, which is a step-up process, the control device 9 causes the current to flow through the electromagnetic on-off valve 6 to open the first flow path 11 (see time t1 in FIG. 4C). As a result, the fuel gas decompressed by the decompression valve 5 is guided to the fuel gas consumer 2 through the electromagnetic on-off valve 6. Since the Cv value of the electromagnetic on-off valve 6 is larger than that of the electromagnetic pressure regulating valve 7, a large flow rate of fuel gas is led to the fuel gas consumer 2 and the supply pressure rises quickly. When a voltage is applied to the electromagnetic on-off valve 6 in step S3 to open the first flow path 11, the process proceeds to step S4.

調圧工程であるステップS4では、制御装置9が電磁式開閉弁6に電圧を印加するのと同時に電磁式調圧弁7に電流を流して電磁式調圧弁7を動作させる(図4(b)の時刻t1参照)。これにより、第2流路12から燃料ガス消費器2に小流量の燃料ガスが導かれる。この際、制御装置9は、圧力センサ8で検出される供給圧力と目標圧力との差圧に応じて電磁式調圧弁7に流す電流を制御して弁通路22の開度を調整し、供給圧力が目標圧力になるように二次圧pを調圧する(図4(b)の時刻t2〜t3参照)。つまり、供給圧力が目標圧力になるように制御装置9が電磁式調圧弁7をフィードバック制御する。 In step S4, which is a pressure regulating process, the controller 9 applies the voltage to the electromagnetic on-off valve 6 and simultaneously causes a current to flow through the electromagnetic pressure regulating valve 7 to operate the electromagnetic pressure regulating valve 7 (FIG. 4B). Time t1). As a result, a small flow amount of fuel gas is guided from the second flow path 12 to the fuel gas consumer 2. At this time, the control device 9 adjusts the opening of the valve passage 22 by controlling the current flowing through the electromagnetic pressure regulating valve 7 in accordance with the differential pressure between the supply pressure detected by the pressure sensor 8 and the target pressure. pressure regulates the secondary pressure p 2 so as to make the pressure to the target pressure (see time t2~t3 in Figure 4 (b)). That is, the control device 9 performs feedback control of the electromagnetic pressure regulating valve 7 so that the supply pressure becomes the target pressure.

このように圧力センサ8の検出結果に基づいて供給圧力をフィードバック制御することで、供給圧力をより正確に目標圧力に制御することができる。制御装置9がフィードバック制御を始めるとステップS1に戻り、制御装置9が再び差圧を算出する。そして、ステップS2にて算出された差圧が規定値以上であると判定されれば上述の制御を繰り返し(図4(b)〜(e)の時刻t2〜t3参照)、差圧が規定値未満になったと判定されるとステップS5に移行する。   In this way, by performing feedback control of the supply pressure based on the detection result of the pressure sensor 8, the supply pressure can be more accurately controlled to the target pressure. When the control device 9 starts the feedback control, the process returns to step S1, and the control device 9 calculates the differential pressure again. If it is determined that the differential pressure calculated in step S2 is greater than or equal to the specified value, the above control is repeated (see times t2 to t3 in FIGS. 4B to 4E), and the differential pressure is the specified value. If it is determined that the value is less than the value, the process proceeds to step S5.

閉弁工程であるステップS5では、制御装置9が電磁式開閉弁6への電圧の印加を止めて電磁式開閉弁6を閉弁し、第1流路11を閉じる(図4(c)の時刻t3参照)。第1流路11が閉じられると、ステップS4に移行する。ステップS4に移行すると、制御装置9は、圧力センサ8で検出される供給圧力と目標圧力との差圧に応じて電磁式調圧弁7に流す電流をフィードバック制御する(図4(a)、(b)及び(e)の時刻t3〜t4参照)。そして、ステップS1に戻る。   In step S5, which is a valve closing process, the control device 9 stops applying the voltage to the electromagnetic on-off valve 6, closes the electromagnetic on-off valve 6, and closes the first flow path 11 (FIG. 4C). (See time t3). When the first flow path 11 is closed, the process proceeds to step S4. In step S4, the control device 9 performs feedback control on the current flowing through the electromagnetic pressure regulating valve 7 in accordance with the differential pressure between the supply pressure detected by the pressure sensor 8 and the target pressure (FIG. 4 (a), ( b) and (e) times t3 to t4). Then, the process returns to step S1.

次に、目標圧力が変更された場合について説明する。目標圧力が変更されて低くなると(図4(a)の時刻t4参照)、目標圧力が供給圧力より小さくなるためステップS2で前記差圧が規定値未満であると制御装置9が判定し、ステップS5に移行する。ステップS5では、制御装置9が電磁式開閉弁6の閉弁状態を維持し、ステップ4に移行する。ステップS4では、制御装置9が圧力センサ8で検出される供給圧力と目標圧力との差圧に基づいて電磁式調圧弁7に流す電流をフィードバック制御し、供給圧力を低下させる(図4(b)及び(c)の時刻t4参照)。   Next, a case where the target pressure is changed will be described. When the target pressure is changed and becomes lower (see time t4 in FIG. 4A), the target pressure becomes lower than the supply pressure, so that the control device 9 determines in step S2 that the differential pressure is less than the specified value. The process proceeds to S5. In step S5, the control device 9 maintains the closed state of the electromagnetic on-off valve 6 and proceeds to step 4. In step S4, the control device 9 feedback-controls the current flowing through the electromagnetic pressure regulating valve 7 based on the differential pressure between the supply pressure detected by the pressure sensor 8 and the target pressure, thereby reducing the supply pressure (FIG. 4B). ) And (c) (see time t4).

また、目標圧力が変更されて高くなると(時刻t5参照)、ステップS2で前記差圧が規定値以上か否かを制御装置9が判定する。ここでは、制御装置9が前記差圧が規定値未満であると判定し、ステップS5に移行する。ステップS5では、目標圧力が低くなった場合と同様に制御装置9が電磁式開閉弁6の閉弁状態を維持し、供給圧力が目標圧力になるようにステップ4にて制御装置9が電磁式調圧弁7に流す電流をフィードバック制御する(図4(b)及び(c)の時刻t5参照)。   When the target pressure is changed and becomes higher (see time t5), the control device 9 determines whether or not the differential pressure is equal to or higher than a specified value in step S2. Here, the control device 9 determines that the differential pressure is less than the specified value, and proceeds to step S5. In step S5, the control device 9 maintains the closed state of the electromagnetic on-off valve 6 in the same manner as when the target pressure is low, and the control device 9 is electromagnetic in step 4 so that the supply pressure becomes the target pressure. The current flowing through the pressure regulating valve 7 is feedback controlled (see time t5 in FIGS. 4B and 4C).

他方、目標圧力が大幅に変更されてステップS2で前記差圧が規定値以上であると制御装置9が判定すると、ステップS3に移行する(図4(a)〜(e)の時刻t6参照)。ステップS3では、制御装置9が電磁式開閉弁6に電圧を印加して第1流路11を開く。これにより、第一流露11から燃料ガス消費器2に大流量の燃料ガスが供給され、供給圧力が上昇する。他方、制御装置9は、ステップS4において供給圧力が目標圧力になるように電磁式調圧弁7のフィードバック制御を再び行う。そして、ステップS1に戻って前記差圧を算出し、ステップS2において前記差圧が規定値未満であると判定されると、制御装置9は、ステップS5において電磁式開閉弁6を閉弁して第1流路11を閉じ、電磁式調圧弁7によって供給圧力を目標圧力に調整する(図4(a)及び(c)の時刻t7参照)。   On the other hand, when the target pressure is changed significantly and the control device 9 determines in step S2 that the differential pressure is equal to or greater than the specified value, the process proceeds to step S3 (see time t6 in FIGS. 4A to 4E). . In step S <b> 3, the control device 9 applies a voltage to the electromagnetic on-off valve 6 to open the first flow path 11. As a result, a large amount of fuel gas is supplied from the first dew 11 to the fuel gas consumer 2, and the supply pressure increases. On the other hand, the control device 9 performs feedback control of the electromagnetic pressure regulating valve 7 again so that the supply pressure becomes the target pressure in step S4. Then, returning to step S1, the differential pressure is calculated, and if it is determined in step S2 that the differential pressure is less than the specified value, the control device 9 closes the electromagnetic on-off valve 6 in step S5. The first flow path 11 is closed, and the supply pressure is adjusted to the target pressure by the electromagnetic pressure regulating valve 7 (see time t7 in FIGS. 4A and 4C).

このように燃料ガス供給システム1では、電磁式調圧弁7と電磁式開閉弁6とを動作させるだけで小流量から大流量の広範囲において、供給圧力を変動する目標圧力に合わせて高精度で制御することができる。それ故、目標圧力が大小変動するような場合でも制御装置9における圧力制御が容易である。また、電磁式開閉弁6に対して電磁式調圧弁7の方がCv値を小さくすることで、電磁式開閉弁6より構成が複雑で且つ部品点数の多い電磁式調圧弁7の小形化を図ることができる。これにより、電磁式調圧弁7の製造コストを低減させることができ、その結果、燃料ガス供給システム1の製造コストを低減することができる。   As described above, in the fuel gas supply system 1, the electromagnetic pressure control valve 7 and the electromagnetic on-off valve 6 are operated to control the supply pressure with high accuracy according to the target pressure that fluctuates in a wide range from a small flow rate to a large flow rate. can do. Therefore, the pressure control in the control device 9 is easy even when the target pressure fluctuates. In addition, by reducing the Cv value of the electromagnetic pressure regulating valve 7 relative to the electromagnetic on / off valve 6, the configuration of the electromagnetic pressure regulating valve 7 is more complicated and has a larger number of parts than the electromagnetic pressure regulating valve 6. Can be planned. Thereby, the manufacturing cost of the electromagnetic pressure regulating valve 7 can be reduced, and as a result, the manufacturing cost of the fuel gas supply system 1 can be reduced.

更に、燃料ガス供給システム1では、電磁式開閉弁6の上流側に減圧弁5が設けられているので、高圧タンク3内の燃料ガスの残量に関わらず電磁式開閉弁6から所定圧力の燃料ガスを供給することができる。これにより、低圧仕様の燃料ガス消費器2に対しても高圧タンク3を適用することができる。また、減圧弁5を用いることで電磁式開閉弁6から燃料ガス消費器2に供給される燃料ガスの圧力が安定するので、電磁式調圧弁7による供給圧力の調圧動作が安定する。また、電磁式調圧弁7が高圧の燃料ガスを低圧まで減圧することができるため、第2流路12には減圧弁を設ける必要がない。そのため、第2流路12に介在する弁を少なくすることができ、第2流路12の圧力損失を低減することができる。これにより、燃料ガス供給システム1の圧力損失を低減することができ、高圧タンク3における使用限界圧力を低くすることができる。   Furthermore, in the fuel gas supply system 1, the pressure reducing valve 5 is provided on the upstream side of the electromagnetic on-off valve 6, so that a predetermined pressure is supplied from the electromagnetic on-off valve 6 regardless of the remaining amount of fuel gas in the high-pressure tank 3. Fuel gas can be supplied. Thereby, the high-pressure tank 3 can also be applied to the low-pressure fuel gas consumer 2. Further, since the pressure of the fuel gas supplied from the electromagnetic on-off valve 6 to the fuel gas consumer 2 is stabilized by using the pressure reducing valve 5, the pressure regulation operation of the supply pressure by the electromagnetic pressure regulating valve 7 is stabilized. Moreover, since the electromagnetic pressure regulating valve 7 can depressurize the high-pressure fuel gas to a low pressure, it is not necessary to provide a pressure reducing valve in the second flow path 12. Therefore, the number of valves interposed in the second flow path 12 can be reduced, and the pressure loss of the second flow path 12 can be reduced. Thereby, the pressure loss of the fuel gas supply system 1 can be reduced, and the use limit pressure in the high-pressure tank 3 can be lowered.

<燃料ガスの別の供給方法>
以下では、燃料ガス供給システム1における燃料ガスの別の供給方法について図5のフローチャートを参照しながら説明する。以下で説明する、燃料ガスの別の供給方法は、前述した供給方法とその手順が類似している。従って、手順が異なる点についてだけ説明し、同一の点については、同一の符号を付してその説明を省略する。別の供給方法では、ステップS2で前記差圧が規定値未満であると判定されると、ステップS11に移行する。
<Another supply method of fuel gas>
Hereinafter, another fuel gas supply method in the fuel gas supply system 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Another fuel gas supply method described below is similar in procedure to the above-described supply method. Therefore, only the points in which the procedure is different will be described, and the same points are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In another supply method, when it is determined in step S2 that the differential pressure is less than a specified value, the process proceeds to step S11.

開閉状態判定工程であるステップS11では、電磁式開閉弁6に印加する電圧に基づいてその開閉状態を制御装置9が判定する。電磁式開閉弁6が開状態のとき、つまり前記差圧が規定値以上から規定値未満へと移行した場合、ステップS12へと移行する。目標圧力達成判定工程であるステップS12では、制御装置9が圧力センサ8で検出される供給圧力が目標圧力に達しているか否か、つまり供給圧力が目標圧力以上であるか否かを判定する。供給圧力が目標圧力未満である場合、ステップS4に移行し、制御装置9は電磁式開閉弁6の開状態を保持する。制御装置9が電磁式開閉弁6の開状態を保持して、ステップS12にて供給圧力が目標圧力以上であると判定されるとステップS5に移行し、ステップS5にて制御装置9が電磁式開閉弁6により第1流路11を閉じる。なお、開閉状態判定工程、目標圧力達成判定工程及び閉弁工程の3つの工程により開弁保持工程が構成されている。   In step S11 which is an open / close state determination step, the control device 9 determines the open / close state based on the voltage applied to the electromagnetic open / close valve 6. When the electromagnetic on-off valve 6 is in an open state, that is, when the differential pressure shifts from a specified value to a specified value, the process proceeds to step S12. In step S12 which is a target pressure achievement determination step, the control device 9 determines whether or not the supply pressure detected by the pressure sensor 8 has reached the target pressure, that is, whether or not the supply pressure is equal to or higher than the target pressure. When supply pressure is less than target pressure, it transfers to step S4 and the control apparatus 9 hold | maintains the open state of the electromagnetic on-off valve 6. FIG. When the control device 9 holds the open state of the electromagnetic on-off valve 6 and it is determined in step S12 that the supply pressure is equal to or higher than the target pressure, the process proceeds to step S5, and in step S5, the control device 9 The first flow path 11 is closed by the on-off valve 6. In addition, the valve opening holding process is comprised by three processes, the opening / closing state determination process, the target pressure achievement determination process, and the valve closing process.

このようにして電磁式開閉弁6が閉状態になった後は、ステップS11で電磁式開閉弁6が閉状態であると制御装置9が判定するとステップS4に移行する。そして、ステップS4からステップS1に戻り、ステップS2で前記差圧が規定値以上であると判定されるまで電磁式調圧弁7だけで供給圧力が目標圧力になるように調圧する。ステップS2において前記差圧が規定値以上であると判定されると、電磁式開閉弁6を再び開状態にし、大流量の燃料ガスが供給される。   After the electromagnetic on-off valve 6 is closed in this way, if the control device 9 determines in step S11 that the electromagnetic on-off valve 6 is in the closed state, the process proceeds to step S4. And it returns to step S1 from step S4, and it adjusts so that supply pressure may turn into target pressure only with the electromagnetic pressure regulating valve 7 until it determines with the said differential pressure being more than a regulation value by step S2. If it is determined in step S2 that the differential pressure is greater than or equal to the specified value, the electromagnetic on-off valve 6 is opened again, and a large flow of fuel gas is supplied.

このような燃料ガスの別の供給方法によれば、前記差圧が規定値以上となり多量の燃料ガスの供給が必要なとき、例えば運転始動時において、供給圧力が昇圧されて差圧が規定値未満になっても供給圧力が目標圧力に達するまでは電磁式開閉弁6が開状態で保持される。また、高負荷運転時において多量の燃料ガスを消費して供給圧力と目標圧力との差圧が一度規定値以上になり、その後電磁式開閉弁により第一流路が開かれて差圧が規定値未満に回復した場合でも、供給圧力が目標圧力に達するまでは電磁式開閉弁が開状態に保持される。これにより、速やかな昇圧支援が可能となり、供給圧力を迅速に目標圧力まで昇圧させることができる。それ故、燃料ガス供給システムの応答性が向上する。   According to such another fuel gas supply method, when the differential pressure exceeds a specified value and a large amount of fuel gas needs to be supplied, for example, at the start of operation, the supply pressure is increased and the differential pressure becomes the specified value. Even if it becomes less than this, the electromagnetic on-off valve 6 is held open until the supply pressure reaches the target pressure. Also, during high load operation, a large amount of fuel gas is consumed and the differential pressure between the supply pressure and the target pressure once exceeds the specified value.Then, the first flow path is opened by the electromagnetic on-off valve, and the differential pressure becomes the specified value. Even when recovering below, the electromagnetic on-off valve is held open until the supply pressure reaches the target pressure. As a result, rapid pressure-up support is possible, and the supply pressure can be quickly raised to the target pressure. Therefore, the responsiveness of the fuel gas supply system is improved.

燃料ガスの別の供給方法は、その他、前述する燃料ガスの供給方法と同じ作用効果を奏する。   Other fuel gas supply methods have the same effects as the fuel gas supply method described above.

[その他の実施形態について]
本実施形態の燃料ガス供給システム1では、電磁式開閉弁6を1つしか備えていないが、2つ以上の電磁式開閉弁6を備えていてもよい。例えば、供給通路4を3つ以上の流路に分岐させ、1つの流路に電磁式調圧弁を介在させ、それ以外の各流路に電磁式開閉弁を1つずつ介在させてもよい。この場合、全ての電磁式開閉弁のCv値を異なるように構成し、燃料ガス消費器2において必要な流量に応じて動作させる電磁式開閉弁を変えるようにすることが好ましい。また、減圧弁5は、電磁式調圧弁7に並列的に設けられているが、電磁式調圧弁7に直列的に設けてもよい。つまり、供給通路4が2つの流路11,12に分岐する分岐点より高圧タンク3側に減圧弁5を設けてもよい。
[Other embodiments]
In the fuel gas supply system 1 of the present embodiment, only one electromagnetic on-off valve 6 is provided, but two or more electromagnetic on-off valves 6 may be provided. For example, the supply passage 4 may be branched into three or more flow paths, an electromagnetic pressure regulating valve may be interposed in one flow path, and one electromagnetic open / close valve may be interposed in each of the other flow paths. In this case, it is preferable that the Cv values of all the electromagnetic on-off valves are configured to be different so that the electromagnetic on-off valves that are operated in accordance with the required flow rate in the fuel gas consumer 2 are changed. The pressure reducing valve 5 is provided in parallel with the electromagnetic pressure regulating valve 7, but may be provided in series with the electromagnetic pressure regulating valve 7. That is, the pressure reducing valve 5 may be provided on the high-pressure tank 3 side from the branch point where the supply passage 4 branches into the two flow paths 11 and 12.

また、制御装置9は、差圧が規定値以上になった場合、電磁式開閉弁6により第1流路11を開きつつ電磁式調圧弁7により供給圧力を調整しているが、一時的に電磁式調圧弁7を停止して電磁式開閉弁6から所定圧力だけを供給するようにしてもよい。また、制御装置9は、圧力センサ8の検出結果に基づいて電磁式調圧弁7の開度をフィードバック制御しているが、制御直前の目標圧力を供給圧力と仮定し、その供給圧力と受信した目標圧力との差圧に基づいて電磁式調圧弁7の動作を制御するようになっていてもよい。本実施形態では、容量係数としてCv値を適用しているが、容量係数は、バルブを全開にした時に単位時間あたりに弁を通過する流体の体積、又は重量を示す係数であり、Kv値やAv値であってもよい。   In addition, when the differential pressure exceeds a specified value, the control device 9 adjusts the supply pressure by the electromagnetic pressure regulating valve 7 while opening the first flow path 11 by the electromagnetic on-off valve 6. The electromagnetic pressure regulating valve 7 may be stopped and only a predetermined pressure may be supplied from the electromagnetic opening / closing valve 6. Further, the control device 9 feedback-controls the opening degree of the electromagnetic pressure regulating valve 7 based on the detection result of the pressure sensor 8, and the target pressure immediately before the control is assumed to be the supply pressure, and the supply pressure is received. The operation of the electromagnetic pressure regulating valve 7 may be controlled based on the differential pressure from the target pressure. In this embodiment, the Cv value is applied as the capacity coefficient. However, the capacity coefficient is a coefficient indicating the volume or weight of the fluid passing through the valve per unit time when the valve is fully opened. It may be an Av value.

また、本実施形態では、プッシュ形の電磁式調圧弁7が用いられているが、プル形の電磁式調圧弁7であってもよい。また、駆動機器として電磁比例ソレノイド34が用いられているが、フォースモータや圧電素子であってもよい。   In this embodiment, the push-type electromagnetic pressure regulating valve 7 is used, but a pull-type electromagnetic pressure regulating valve 7 may be used. Moreover, although the electromagnetic proportional solenoid 34 is used as a drive device, a force motor or a piezoelectric element may be used.

1 燃料ガス供給システム
2 燃料ガス消費器
3 高圧タンク
4 供給通路
5 減圧弁
6 電磁式開閉弁
7 電磁式調圧弁
8 圧力センサ
9 制御装置
11 第1流路
12 第2流路
14 合流流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel gas supply system 2 Fuel gas consumer 3 High pressure tank 4 Supply passage 5 Pressure reducing valve 6 Electromagnetic on-off valve 7 Electromagnetic pressure regulating valve 8 Pressure sensor 9 Control device 11 1st flow path 12 2nd flow path 14 Merge flow path

Claims (7)

第1及び第2流路に分岐した後に1つに合流する供給通路を介してタンクに貯蔵された燃料ガスを燃料ガス消費器に供給する燃料ガス供給システムであって、
前記第1流路に設けられ、前記タンクと前記燃料ガス消費器との間を開閉する電磁式開閉弁と、
前記第2流路に設けられ、前記タンクから前記燃料ガス消費器に導かれる燃料ガスを調圧する電磁式調圧弁と、
前記電磁式開閉弁の開閉動作及び前記電磁式調圧弁の調圧動作を制御する制御装置とを備え、
前記電磁式調圧弁は、前記電磁式開閉弁に比べて容量係数が小さくなっており、
前記制御装置は、前記燃料ガス消費器の燃料ガスの供給圧力と目標圧力との差圧が規定値以上である場合、前記電磁式開閉弁により前記第1流路を開くことで前記燃料ガス消費器の供給圧力を昇圧し、前記差圧が規定値未満である場合、前記電磁式開閉弁により前記第1流路を閉じて前記電磁式調圧弁により前記燃料ガス消費器の供給圧力を調圧するようになっている、燃料ガス供給システム。
A fuel gas supply system that supplies fuel gas stored in a tank to a fuel gas consumer via a supply passage that merges into one after branching into first and second flow paths,
An electromagnetic on-off valve provided in the first flow path for opening and closing between the tank and the fuel gas consumer;
An electromagnetic pressure regulating valve that is provided in the second flow path and regulates fuel gas led from the tank to the fuel gas consumer;
A control device for controlling the opening / closing operation of the electromagnetic on-off valve and the pressure adjusting operation of the electromagnetic pressure regulating valve ;
The electromagnetic pressure regulating valve has a smaller capacity coefficient than the electromagnetic on-off valve,
When the differential pressure between the fuel gas supply pressure of the fuel gas consumer and the target pressure is equal to or greater than a specified value, the control device opens the first flow path by the electromagnetic on-off valve to consume the fuel gas. If the pressure difference is less than a specified value, the first flow path is closed by the electromagnetic on-off valve, and the supply pressure of the fuel gas consumer is regulated by the electromagnetic pressure regulating valve. A fuel gas supply system.
前記容量係数は、Cv値であり
前記電磁式調圧弁は、前記電磁式開閉弁のCv値の50%以下のCv値を有している、請求項1に記載の燃料ガス供給システム。
The fuel gas supply system according to claim 1, wherein the capacity coefficient is a Cv value, and the electromagnetic pressure regulating valve has a Cv value of 50% or less of a Cv value of the electromagnetic on-off valve.
前記制御装置は、前記差圧が規定値以上であって前記供給圧力を昇圧した場合、前記供給圧が目標圧力に達するまで前記差圧が規定値未満になっても前記前記電磁式開閉弁の開状態を保持するようになっている、請求項に記載の燃料ガス供給システム。 The control device, when the differential pressure is be more than a specified value to boost the supply pressure, even the differential pressure to said supply pressure reaches the target pressure becomes less than the specified value of the said electromagnetic on-off valve The fuel gas supply system according to claim 2 , wherein the fuel gas supply system is configured to maintain an open state. 前記燃料ガス消費器の供給圧力を検出する供給圧力検出器を更に有し、
前記制御装置は、前記燃料ガス消費器の供給圧力を前記供給圧力検出器の検出結果から得るようになっている、請求項1乃至の何れか1つに記載の燃料ガス供給システム。
A supply pressure detector for detecting a supply pressure of the fuel gas consumer;
The fuel gas supply system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control device obtains a supply pressure of the fuel gas consumer from a detection result of the supply pressure detector.
前記第1流路において電磁式開閉弁の上流側に設けられ、前記タンクから供給される燃料ガスを所定圧力に減圧する減圧弁を備える、請求項1乃至の何れか1つに記載の燃料ガス供給システム。 The fuel according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a pressure reducing valve provided on the upstream side of the electromagnetic on-off valve in the first flow path to reduce the fuel gas supplied from the tank to a predetermined pressure. Gas supply system. 第1及び第2流路に分岐した後に1つに合流する供給通路を介してタンクに貯蔵された燃料ガスを燃料ガス消費器に供給する燃料ガス供給システムの圧力制御方法であって、
前記燃料ガス消費器の燃料ガスの供給圧力と目標圧力との差圧を算出する差圧算出工程と、
前記差圧が規定値以上である場合、第1の流路に設けられている電磁式開閉弁により前記第1流路を開いて前記タンクから前記燃料ガス消費器に導き、前記供給圧力を昇圧する昇圧工程と、
前記差圧が規定値未満である場合、前記電磁式開閉弁により前記第1流路を閉じ、前記第2流路に設けられ且つ前記電磁式開閉弁に比べて容量係数が小さい電磁式調圧弁により前記供給圧力を調圧する調圧工程とを有する、燃料ガス供給システムの圧力制御方法。
A pressure control method for a fuel gas supply system that supplies fuel gas stored in a tank to a fuel gas consumer via a supply passage that merges into one after branching to a first and second flow path,
A differential pressure calculating step of calculating a differential pressure between a supply pressure of the fuel gas of the fuel gas consumer and a target pressure;
When the differential pressure is greater than or equal to a specified value, the first flow path is opened by an electromagnetic on-off valve provided in the first flow path, leading from the tank to the fuel gas consumer, and the supply pressure is increased. A boosting step to
When the differential pressure is less than a specified value, an electromagnetic pressure regulating valve that closes the first flow path by the electromagnetic open / close valve, is provided in the second flow path, and has a smaller capacity coefficient than the electromagnetic open / close valve. A pressure control method for a fuel gas supply system, comprising: a pressure adjusting step for adjusting the supply pressure.
前記昇圧工程により昇圧される前記供給圧力が前記目標圧力に達するまで前記差圧が規定値未満になっても前記電磁式開閉弁の開状態を保持する開弁保持工程を有し、
前記調圧工程は、前記開弁保持工程後に実行される、請求項に記載の燃料ガス供給システムの圧力制御方法。
A valve opening holding step of holding the open state of the electromagnetic on-off valve even if the differential pressure becomes less than a specified value until the supply pressure increased in the pressure increasing step reaches the target pressure;
The pressure control method for a fuel gas supply system according to claim 6 , wherein the pressure adjusting step is executed after the valve opening holding step.
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