JP6586338B2 - 水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法 - Google Patents

水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6586338B2
JP6586338B2 JP2015193613A JP2015193613A JP6586338B2 JP 6586338 B2 JP6586338 B2 JP 6586338B2 JP 2015193613 A JP2015193613 A JP 2015193613A JP 2015193613 A JP2015193613 A JP 2015193613A JP 6586338 B2 JP6586338 B2 JP 6586338B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
hydrogen gas
hydrogen
pressure
liquefied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015193613A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017067178A (ja
Inventor
静一 藤川
静一 藤川
暁子 遠藤
暁子 遠藤
尚久 牧平
尚久 牧平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwatani Corp
Original Assignee
Iwatani Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iwatani Corp filed Critical Iwatani Corp
Priority to JP2015193613A priority Critical patent/JP6586338B2/ja
Publication of JP2017067178A publication Critical patent/JP2017067178A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6586338B2 publication Critical patent/JP6586338B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/45Hydrogen technologies in production processes

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

この発明は、たとえば燃料電池自動車等の水素ガスタンクに水素ガスを充填するための水素ガス充填設備に関し、より詳しくは、充填に先立って水素ガスを冷却するプレクーラー及びプレクール方法に関する。
燃料電池自動車等の水素ガスタンクには、水素ガスが高圧で充填される。
しかし、水素ガスの充填に際しては断熱圧縮による温度上昇が起こる。またそもそも水素ガスは一般的なガスとは異なり、断熱膨張させるとジュールトムソン効果により温度が上昇する性質がある。
このため、充填中に水素ガスタンク内のガス温度の過上昇を防止するためには、充填に先立って圧縮水素ガスをあらかじめ低温にしておく必要がある。これはプレクールと称され、−40℃〜−33℃が圧縮水素充填技術基準(JPEC-S 0003(2012))で規定される温度範囲である。
プレクールを行う冷却装置として、たとえば下記特許文献1に開示されたものが提案されている。
特許文献1の冷却装置は、ブラインのような冷却媒体を貯留する容器を備え、この中に水素ガスを導いて熱交換、つまり冷却を行う構成である。冷却媒体は、前述の容器と、これとは別に設けられたフロン冷凍機との間を循環させられ、フロン冷凍機で冷却されて、熱交換を行う前述の容器に供給される。冷却媒体の供給は、水素ガスや冷媒の温度検知に基づいて制御され、水素ガスを所定の温度に冷却する。
しかし、冷却媒体を循環させるためにポンプが必要であるうえに冷凍機も必要であって、装置が大きく、駆動に伴う音がうるさい、起動に時間がかかる、消費電力が大きいなどの難点がある。しかも、温度計による温度検知に基づいて冷却媒体を供給して冷却温度を制御する構成であるので、冷却温度を一定することが難しい。
この点、冷却媒体に液体窒素を用いてポンプを不要とする冷却装置が特許文献2に開示されている。
特許文献2の冷却装置は、補助熱交換器と主熱交換器を上流側から順に備え、これらを二重管構造として内部に水素ガスを流し、主熱交換器では液化窒素を、補助熱交換器では気化した液化窒素を供給して水素ガスの冷却を行う。
この構成では、ポンプが不要であるとともに熱交換器の小型化をはかることができる。
しかし、この冷却装置においても、水素ガスの温度制御は水素ガスの温度を温度計により検知して、この検知に基づいて行うというものである。つまり水素ガスの温度が目的温度から逸脱した場合に、流量調整弁の開度を調整し、冷却されるべき水素ガスの流量を調整して目的温度の冷却水素ガスを得るという制御が行われる。
このため、冷却温度を一定することは難しい。また冷却に液化窒素を直接用いるので、冷えすぎになる懸念もある。
特開2005−83567号公報 特開2011−127754号公報
そこで、この発明は、構成の簡素化をはかるとともに、冷却温度を一定にすることが容易に行えるようにすることを主な目的とする。
そのための手段は、充填に先立って水素ガスを冷却する、水素ガス充填設備のプレクーラーであって、ある特定圧力での沸点が前記水素ガスの冷却温度にふさわしい温度である液状の冷媒が封入された冷媒循環路が設けられ、前記冷媒循環路における前記冷媒の液相部分に、冷却される前記水素ガスと熱交換して前記水素ガスを冷却する一方、液相の前記冷媒を蒸発させる冷媒蒸発用熱交換部を備え、前記冷媒循環路における前記冷媒の気相部分に、液化水素と熱交換して気相の前記冷媒を凝縮させる冷媒凝縮用熱交換部を備え、前記冷媒循環路内の前記冷媒の圧力を、前記特定圧力に調整する圧力調整手段を備えた水素ガス充填設備のプレクーラーである。
別の手段は、充填に先立って水素ガスを冷却する、水素ガス充填設備のプレクール方法であって、ある特定圧力での沸点が前記水素ガスの冷却温度にふさわしい温度である液状の冷媒が封入された冷媒循環路を備えて、前記冷媒循環路における前記冷媒の液相部分に冷却する前記水素ガスを導いて前記冷媒との間で熱交換を行い、前記水素ガスを冷却する一方、液相の前記冷媒を蒸発させる蒸発工程と、前記冷媒循環路における前記冷媒の気相部分に液化水素を導いて前記冷媒との間で熱交換を行い、気相の前記冷媒を凝縮させる凝縮工程と、前記冷媒循環路内の前記冷媒の圧力を前記特定圧力に調整する調圧工程を有する水素ガス充填設備のプレクール方法である。
これらの構成では、冷媒循環路に封入された冷媒は、冷却されるべき水素ガスと熱交換する液相部分(冷媒蒸発用熱交換部)で蒸発し、液化水素と熱交換する気相部分(冷媒凝縮用熱交換部)で凝縮して、冷媒循環路を循環する。冷媒循環路内の冷媒の圧力は、水素ガスの冷却温度にふさわしい温度を沸点とする特定圧力に調整(圧力調整手段)される。この圧力調整により、冷媒が気化する際の潜熱変化で冷媒の温度が一定となる。
この発明によれば、冷媒は蒸発と凝縮により循環するのでポンプを不要とすることができて構成の簡素化などをはかることができる。しかも、循環する冷媒の圧力を調整することによって冷媒の温度を沸点にし、潜熱を利用して冷媒の温度を一定にするので、温度検知によってフィードバック制御するよりも高精度で冷却温度を一定に保つことができる。
プレクーラーを備えた水素ガス充電設備の説明図。 他の例に係るプレクーラーを備えた水素ガス充填設備の説明図。
この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図1は、水素ガス充填設備11、具体的には主に燃料電池自動車Xへの水素ガス供給を行う、いわゆる水素ステーションの説明図である。
水素ガス充填設備11は、液化水素を貯留する液化水素貯槽12と、液化水素を気化する気化器13と、気化した水素ガスを圧縮する圧縮機14と、水素ガスを高圧で蓄える高圧蓄圧器15と、燃料電池自動車Xの水素ガスタンクXaに水素を供給する水素ディスペンサ16を順に備えるとともに、気化器13で気化される前の液化水素と水素ディスペンサ16に供給される前の圧縮水素ガスを導いて構成されるプレクーラー21を備えている。
プレクーラー21は、充填に先立って圧縮水素ガスを冷却するもので、冷媒Rを循環させる冷媒循環路22を備えている。冷媒循環路22は閉じた系、つまり閉鎖系であり、冷媒Rが封入されている。
冷媒Rには、ある特定圧力での沸点が水素ガスの冷却温度にふさわしい温度である液状の冷媒が使用される。水素ガスの冷却温度は−40℃〜−33℃程度であるので、冷媒Rにはたとえば二酸化炭素(CO)を使用する。二酸化炭素は、0.9MPaで沸点が−40℃である。
冷媒循環路22は、縦長の容器22aと、この容器22aの上端と下端を容器22a外で連通する連通路22bで構成され、冷媒Rが前述の特定圧力で封入されることによって、容器22aと連通路22bの下部には冷媒Rの液相部分Raが、上部には冷媒Rの気相部分Rbができる。連通路22bは容器22aの太さよりも細く形成されている。
このような冷媒循環路22の連通路22bにおける冷媒Rの液相部分Raに冷媒蒸発用熱交換部23が備えられ、冷媒循環路22の容器22aにおける冷媒Rの気相部分Rbに冷媒凝縮用熱交換部24が備えられる。冷媒蒸発用熱交換部23は冷却される圧縮水素ガスと熱交換して圧縮水素ガスを冷却する一方、液相の冷媒Rを蒸発させる部分である。冷媒凝縮用熱交換部24は液化水素と熱交換して気相の冷媒Rを凝縮させる部分である。冷媒Rの蒸発と凝縮によって、冷媒Rは冷媒循環路22をポンプなしで循環可能である。
冷媒蒸発用熱交換部23は、連通路22bの下部に形成され、液相の冷媒Rを蒸発させるための熱源としての冷却される圧縮水素ガスが導入される熱交換パイプ23aを備えている。熱交換パイプ23aの一端には高圧蓄圧器15から延びる圧縮水素ガス導入路25が接続され、熱交換パイプ23aの他端には、水素ディスペンサ16に向けて延びる冷却水素ガス導出路26が接続されている。圧縮水素ガス導入路25には、プレクーラー21へ圧縮水素ガスの供給を行うガス供給用開閉弁25aが備えられる。
冷媒凝縮用熱交換部24は、容器22aの上部に形成され、気相の冷媒Rを凝縮させるための冷熱源としての液化水素が導入される熱交換パイプ24aを備えている。熱交換パイプ24aの一端には、液化水素貯槽12から気化器13に向けて延びる液化水素供給路17から分岐され、液化水素を導入するための液化水素導入路27が接続され、熱交換パイプ24aの他端には、液化水素を液化水素供給路17の気化器13の手前に還流させる液化水素導出路28が接続されている。このように、冷媒蒸発用熱交換部23への水素ガス導入路である圧縮水素ガス導入路25の源と、冷媒凝縮用熱交換部24への液化水素導入路27の源は同一であり、液化水素を貯留する液化水素貯槽12に接続されている。
液化水素供給路17における液化水素導入路27への分岐点と液化水素導出路28からの合流点との間には切り替え用開閉弁17aが備えられ、液化水素導入路27には冷熱供給用開閉弁27aが備えられている。たとえば切り替え用開閉弁17aを閉じて冷熱供給用開閉弁27aを開き、液化水素を冷媒凝縮用熱交換部24への供給することで、冷媒凝縮用熱交換部24における気相の冷媒Rは冷却されて凝縮して液化し、供給前よりも容器22a内の冷媒Rの圧力が下がる。
このほか冷媒循環路22は、内部の冷媒Rの圧力を前述の特定圧力に調整する圧力調整手段29を備えている。圧力調整手段29は、容器22a内の上部と下部を容器22a外で接続する調圧通路29aを備え、この調圧通路29a上に、圧力調整器29bと気化器29cが備えられている。圧力調整器29bは調整通路29aの上流側に設けられ、たとえばダイヤフラム弁など公知の圧力調整弁で構成される。圧力調整器29bは、上流側の圧力に応じて開度調整を行い、上流側が特定圧力に満たないときに冷媒を通過させる。気化器29cは、圧力調整器29bより下流側に設けられ、通過する冷媒Rを熱交換により気化して容器22a内に送り込み、容器22a内の冷媒Rの圧力を高める。
また冷媒循環路22を構成する容器22aの上部には安全弁30が設けられている。この安全弁30は内部の圧力が過剰に上昇した場合に冷媒Rを放出する機能を有する。
前述の圧力調整器29b、切り替え用開閉弁17a、冷熱供給用開閉弁27a、ガス供給用開閉弁25aなどの必要部材は図示しない制御部で駆動制御される。制御部による制御で、冷媒循環路22における冷媒Rの液相部分Raである冷媒蒸発用熱交換部23に冷却する圧縮水素ガスを導いて冷媒Rとの間で熱交換を行い、圧縮水素ガスを冷却する一方、液相の冷媒Rを蒸発させる蒸発工程と、冷媒循環路22における冷媒Rの気相部分Rbである冷媒凝縮用熱交換部24に液化水素を導いて冷媒Rとの間で熱交換を行い、気相の冷媒Rを凝縮させる凝縮工程と、冷媒循環路22内の冷媒Rの圧力を前述の特定圧力に調整する調圧工程が行われる。
なお、前述のとおり冷媒蒸発用熱交換部23への水素ガス導入路である圧縮水素ガス導入路25の源と、冷媒凝縮用熱交換部24への液化水素導入路27の源は同一であるので、制御部による制御に際し、冷却する圧縮水素ガスは液化水素を気化して生成されるとともに、冷媒凝縮用熱交換部24に導入する液化水素に、圧縮水素ガスの源である液化水素と同一の、水素ガス充填設備11における液化水素貯槽12内の液化水素が用いられる。
以上のような構成のプレクーラー21では、次のようにしてプレクールを行う。
冷媒循環路22内の冷媒Rは、圧力調整手段29が冷媒Rの圧力を一定にするように自動的に制御する。冷媒である二酸化炭素は、圧力が0.9MPaであるときに沸点が−40℃であるので、圧力調整手段29で圧力を0.9MPaに調整する。この圧力制御により冷媒Rの温度が一定に保たれる。このため、圧縮水素ガスを冷却する冷却温度は一定に保たれる。
冷媒Rの圧力が調整値よりも高い場合には、切り替え用開閉弁17aを閉じて冷熱供給用開閉弁27aを開き、液化水素を冷媒凝縮用熱交換部24に流してその部分で気化している冷媒Rを凝縮させて液化し、体積を小さくする。これによって冷媒Rの圧力が下がり冷媒Rの液面が上がる。逆に、冷媒Rの圧力が調整値よりも低い場合には、圧力調整器29bを開いて冷媒Rを気化器29cに送って気化させる。気化した冷媒Rは冷媒循環路22の容器22aに導入される。これによって冷媒Rの圧力が上がり冷媒Rの液面が下がる。このような調圧工程により、冷媒Rの温度は、潜熱変化する沸点温度に保たれる。つまり温度変化を伴わない潜熱を利用して一定温度に保つ。
水素ディスペンサ16から水素ガスを供給するために、圧縮水素ガス導入路25のガス供給用開閉弁25aを開けると、圧縮水素ガスは高圧蓄圧器15から出て、冷媒蒸発用熱交換部23に送られる。ここにおいて圧縮水素ガスは一定温度に保たれている冷媒Rと熱交換を行い冷却されたうえで、冷却水素ガス導出路26を経て水素ディスペンサ16に供給され、水素ガスタンクXaに充填される。冷媒Rの温度が−40℃であるので、圧縮水素ガスの流量などの条件にもよるが、充填中に水素ガスタンクXa内の水素ガス温度を−40℃〜−33℃程度の所定範囲の温度にできる。
冷媒蒸発用熱交換部23で圧縮水素ガスを冷却して冷媒Rの温度が上がり蒸発すると、冷媒Rの圧力が高まる。このとき、前述のように切り替え用開閉弁17aを閉じて冷熱供給用開閉弁27aを開き、液化水素を冷媒凝縮用熱交換部24に流して冷媒Rの圧力を調整値まで下げる。
冷媒循環路22内の冷媒Rは、冷媒蒸発用熱交換部23での蒸発と冷媒凝縮用熱交換部24での凝縮によって循環する。
以上のように、冷却温度は、温度計での検知結果に基づいて制御する場合とは異なり、冷媒が気化する際の潜熱を利用するので一定に保て、所定の温度範囲内への冷却が安定して行える。しかも、潜熱利用を冷媒Rの圧力制御によって行うので、電気も必要なく自動ででき、構成が至って簡素である。そのうえ、冷媒Rは自然に循環するので、前述のようにポンプを用いる必要がない。このため、消費電力を大幅に削減でき、省エネを実現できる。また装置の簡素化や小型化が可能で、騒音の発生を抑えることもできる。
しかも、冷凍機を用いずに、供給する水素ガスのもとである液化水素をプレクールに利用するので、冷熱の有効利用ができる。そのうえ前述のように構成が簡素であることも相まって、メンテナンスも容易である。
また、冷媒Rの温度は冷媒Rの圧力を調整することで一定に保ち、温度変化を伴わない沸点における冷媒Rの潜熱を利用するので、冷媒Rの温度を精度よく制御できる。冷媒Rの冷却に用いる液化水素は低温であるので、冷熱の有効利用として単に液化水素を直接冷却に用いると冷やし過ぎをおこす難点がある。この点、前述のようにプレクーラー21は冷媒Rの沸点と潜熱を利用するうえ、気化器29cを備えた圧力調整手段29で圧力調整を行うので、万が一冷え過ぎた場合でも即座に対応でき、圧縮水素ガスの適切な冷却が行える。
つぎに、他の例を説明する。この説明において、前述の構成と同一又は同等の部位については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
図2に示したように、水素ガス充填設備11のプレクーラー21は、冷媒循環路22を、冷媒Rを貯留する2個の容器(第1容器22cおよび第2容器22d)と、液状の冷媒Rが流れる液状冷媒流路31と、液状の冷媒Rが気化する冷媒蒸発用熱交換部23の熱交換パイプ23bと、気化された冷媒Rが流れる気化冷媒流路32と、気化された冷媒を凝縮させる冷媒凝縮用熱交換部24の熱交換パイプ24bで構成されている。第1容器22cと第2容器22dには前述と同じ圧力調整手段29が備えられている。
第1容器22cと第2容器22dは、液状冷媒流路31の途中に配置され、液状冷媒流路31と液状冷媒流路31から第1容器22cと第2容器22dにそれぞれ接続する分岐路33c,33dとの間に、切り替えスイッチ34を備えている。液状冷媒流路31における切り替えスイッチ34より上流側が導入路31aで、下流側が導出路31bであり、冷媒Rは上流側から下流側に自然流下するように各部が配置されている。
切り替えスイッチ34は、冷媒凝縮用熱交換部24から液状冷媒流路31の導入部31aを通る冷媒Rを第1容器22c又は第2容器22dのうちのいずれか一方に流し、冷媒Rを受け入れる方とは別の、他方の容器(第1容器22c又は第2容器22d)の冷媒Rを冷媒蒸発用熱交換部23に流すように切り替えを行うもので、例えば冷媒凝縮用熱交換部24から冷媒Rが第1容器22cに入るように切り替えた場合には、第2容器22dの冷媒Rが冷媒蒸発用熱交換部23に向けて流され、冷媒凝縮用熱交換部24から冷媒Rが第2容器22dに入るようにした場合には、第1容器22cの冷媒Rが冷媒蒸発用熱交換部23に向けて導出されることになる。このように切り替えスイッチ34はあるものの、冷媒Rは冷媒循環路22を循環する。
冷媒蒸発用熱交換部23の熱交換パイプ23bは、冷却される圧縮水素ガスを通す熱交換パイプ23aと共に冷媒蒸発用熱交換部23を構成している。つまり、熱交換パイプ23bを通る液相の冷媒Rは、圧縮水素ガスとの間で熱交換をして圧縮水素ガスを冷却する一方、気化させられる。
気化冷媒流路32は、途中に上流側の圧力に応じて所定の圧力に圧力調整を行う圧力調整器35を備えている。
冷媒凝縮用熱交換部24の熱交換パイプ24bは、冷熱源としての液化水素を通す熱交換パイプ24aと共に冷媒凝縮用熱交換部24を構成している。つまり、熱交換パイプ24を通る気化された冷媒Rは、液化水素との間で熱交換をして、凝縮され液化する。
前述の切り替えスイッチ部34、圧力調整器35、圧力調整手段29の圧力調整器29bなどの必要部材は図示しない制御部で前述と同様に駆動制御される。
具体的にはつぎのとおりである。
切り替えスイッチ34をあらかじめいずれか一方の容器、つまり第1容器22cか第2容器22dに向けて冷媒Rが流れるように設定しておく。ここでは、第2容器22cへの分岐路33dに流れるように設定した例を示す。
第2容器22d内の冷媒Rは、圧力調整手段29によって所定の圧力に保たれており、圧縮水素ガス導入路25のガス供給用開閉弁25aが開けられると、圧縮水素ガスは高圧蓄圧器15から出て、冷媒蒸発用熱交換部23の熱交換パイプ23aに送られる。すると熱交換パイプ23b内の冷媒Rと熱交換パイプ23a内の圧縮水素ガスとの間で熱交換が行われ、圧縮水素ガスは一定温度に保たれている冷媒Rと熱交換を行い冷却されたうえで、冷却水素ガス導出路26を経て水素ディスペンサ16に供給され、水素ガスタンクXaに充填される。
一方、熱交換パイプ23b内の液状の冷媒Rは、熱交換によって蒸発する。気化した冷媒Rは、気化冷媒流路32をとおって、冷媒凝縮用熱交換部24に流れ込む。気化冷媒流路32の冷媒Rの圧力は圧力調整器35によって一定に保とうとされる。
冷媒Rの気化で冷媒Rの圧力が高まるので、液化水素供給路17の切り替え用開閉弁17aを閉じて液化水素導入路27の冷熱供給用開閉弁27aを開き、液化水素を冷媒凝縮用熱交換部24に流す。これによって、冷媒凝縮用熱交換部24の熱交換パイプ24b内の冷媒Rは凝縮され液化し、冷媒Rの圧力を調整値まで下げる。
液化した冷媒Rは、液状冷媒流路31の導入路31aから分岐路33cを通って第1容器22c内に入る。
第1容器22cに冷媒Rが十分に満たされると、切り替えスイッチ34が切り替わり、第1容器22cの冷媒Rが冷媒蒸発用熱交換部23に流れ、冷媒凝縮用熱交換部24で液化した冷媒Rが第2容器22d内に流れることになる。
このようにして前述と同様に圧縮水素ガスは冷却される。
以上の構成はこの発明を実施するための一形態であって、この発明は前述の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。
たとえば、冷媒としては、二酸化炭素のほか、たとえば0.01MPaで沸点が−42.09℃であるプロパンや、0.04MPaで沸点が−47.6℃であるプロピレンなども使用できる。
11…水素ガス充填設備
12…液化水素貯槽
21…プレクーラー
22…冷媒循環路
23…冷媒蒸発用熱交換部
24…冷媒凝縮用熱交換部
29…圧力調整手段
29b…圧力調整器
29c…気化器
25…圧縮水素ガス導入路
27…液化水素導入路

Claims (5)

  1. 充填に先立って水素ガスを冷却する、水素ガス充填設備のプレクーラーであって、
    ある特定圧力での沸点が前記水素ガスの冷却温度である液状の冷媒が封入された冷媒循環路が設けられ、
    前記冷媒循環路における前記冷媒の液相部分に、冷却される前記水素ガスと熱交換して前記水素ガスを冷却する一方、液相の前記冷媒を蒸発させる冷媒蒸発用熱交換部を備え、
    前記冷媒循環路における前記冷媒の気相部分に、液化水素と熱交換して気相の前記冷媒を凝縮させる冷媒凝縮用熱交換部を備え、
    前記冷媒循環路内の前記冷媒の圧力を、前記特定圧力に調整する圧力調整手段を備えた
    水素ガス充填設備のプレクーラー。
  2. 前記圧力調整手段が、圧力調整器と気化器を備えた
    請求項1に記載の水素ガス充填設備のプレクーラー。
  3. 前記冷媒蒸発用熱交換部への水素ガス導入路の源と、前記冷媒凝縮用熱交換部への液化水素導入路の源が同一であり、液化水素を貯留する液化水素貯槽に接続されている
    請求項1または請求項2に記載の水素ガス充填設備のプレクーラー。
  4. 充填に先立って水素ガスを冷却する、水素ガス充填設備のプレクール方法であって、
    ある特定圧力での沸点が前記水素ガスの冷却温度である液状の冷媒が封入された冷媒循環路を備えて、
    前記冷媒循環路における前記冷媒の液相部分に冷却する前記水素ガスを導いて前記冷媒との間で熱交換を行い、前記水素ガスを冷却する一方、液相の前記冷媒を蒸発させる蒸発工程と、
    前記冷媒循環路における前記冷媒の気相部分に液化水素を導いて前記冷媒との間で熱交換を行い、気相の前記冷媒を凝縮させる凝縮工程と、
    前記冷媒循環路内の前記冷媒の圧力を前記特定圧力に調整する調圧工程を有する
    水素ガス充填設備のプレクール方法。
  5. 前記水素ガスを、液化水素を気化して生成するとともに、
    前記冷媒凝縮用熱交換部に導入する前記液化水素に、前記水素ガスの源である液化水素と同一の液化水素を用いる
    請求項4に記載の水素ガス充填設備のプレクール方法。
JP2015193613A 2015-09-30 2015-09-30 水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法 Active JP6586338B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015193613A JP6586338B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015193613A JP6586338B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017067178A JP2017067178A (ja) 2017-04-06
JP6586338B2 true JP6586338B2 (ja) 2019-10-02

Family

ID=58494363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015193613A Active JP6586338B2 (ja) 2015-09-30 2015-09-30 水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6586338B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102367535B1 (ko) * 2021-08-03 2022-02-25 하이에어코리아 주식회사 수소충전기 냉각을 위한 저온냉동기의 브라인 회로
WO2024059099A1 (en) * 2022-09-15 2024-03-21 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and system for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
WO2024106679A1 (ko) * 2022-11-17 2024-05-23 삼성이앤에이 주식회사 수소 액화 장치
WO2024106678A1 (ko) * 2022-11-17 2024-05-23 삼성이앤에이 주식회사 수소 액화 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3067092B1 (fr) * 2017-05-31 2020-08-14 L'air Liquide Sa Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Station et procede de remplissage de reservoir(s) de gaz sous pression
CN108194829A (zh) * 2017-12-27 2018-06-22 深圳市凯豪达氢能源有限公司 系统控制方法、制氢加氢站、计算机装置及可读存储介质
US20220128195A1 (en) * 2020-10-28 2022-04-28 Air Products And Chemicals, Inc. Method and System for Forming and Dispensing a Compressed Gas
CN112483886A (zh) * 2020-12-25 2021-03-12 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 一种采用液氢预冷的液氢储氢型加氢装置
KR102575379B1 (ko) * 2021-02-09 2023-09-06 고등기술연구원연구조합 수소 공급 시스템 및 방법
CN112963733B (zh) * 2021-02-25 2022-10-14 中国石油化工股份有限公司 一种加氢机前氢气冷却方法
KR102386377B1 (ko) * 2021-06-15 2022-04-14 주식회사 한국가스기술공사 액화수소 냉열을 활용한 수소충전소
JP2024004582A (ja) * 2022-06-29 2024-01-17 三菱重工業株式会社 水素ステーション及び水素ステーション用冷凍機システム
WO2024029605A1 (ja) * 2022-08-05 2024-02-08 トキコシステムソリューションズ株式会社 水素ガス冷却装置、ディスペンサ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102367535B1 (ko) * 2021-08-03 2022-02-25 하이에어코리아 주식회사 수소충전기 냉각을 위한 저온냉동기의 브라인 회로
WO2024059099A1 (en) * 2022-09-15 2024-03-21 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and system for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
WO2024106679A1 (ko) * 2022-11-17 2024-05-23 삼성이앤에이 주식회사 수소 액화 장치
WO2024106678A1 (ko) * 2022-11-17 2024-05-23 삼성이앤에이 주식회사 수소 액화 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017067178A (ja) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6586338B2 (ja) 水素ガス充填設備のプレクーラー及びプレクール方法
JP6845918B2 (ja) 水素ガス供給装置及びその方法
RU2648312C2 (ru) Устройство для охлаждения потребителя холода переохлажденной жидкостью в контуре охлаждения
US20200041072A1 (en) Device and process for refueling containers with pressurized gas
US11499765B2 (en) Device and process for refueling containers with pressurized gas
US11287087B2 (en) Device and process for refueling containers with pressurized gas
JP2017190829A (ja) ガス供給設備と冷却設備とを融合したシステム
CN105378370A (zh) 带冷热回收功能的气化装置以及冷热回收装置
JP2013088031A (ja) 冷却システムとその制御方法
JP2020024064A (ja) 液体水素製造設備
JP2008267496A (ja) 水素ガス冷却装置
WO2021070806A1 (ja) 水素冷却装置、水素供給システム及び冷凍機
JP6390908B2 (ja) 流体冷却方法
JP2017043070A (ja) 温度調節システム
JP5840938B2 (ja) 熱媒冷却装置及び熱媒冷却装置の運転方法
WO2016158610A1 (ja) 冷熱回収用ガス気化器及び冷熱回収機能付きガス気化装置
JP6371881B1 (ja) ガス冷却システム
JP2001248797A (ja) Lpg貯蔵タンク内に発生するボイルオフガスの再液化装置
JP2011127754A (ja) 水素ガス冷却装置
JP2003120897A (ja) 炭酸ガスの貯留・供給装置
KR100997762B1 (ko) 예냉 및 예열 기능을 구비한 온도조절 장치
JP7227710B2 (ja) 容器に加圧ガスを補給するための装置および方法
JP2020020412A (ja) 容器に加圧ガスを補給するための装置および方法
JP4621379B2 (ja) 蒸発器
KR102662907B1 (ko) 액체공기 에너지 저장 시스템의 콜드박스 및 상기 콜드박스 냉각 유지 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180704

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190509

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6586338

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250