JP6709138B2 - Gas filling device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば水素等の高圧ガスを車両の燃料タンクに充填するのに好適に用いられるガス充填装置に関する。 The present invention relates to a gas filling device that is preferably used for filling a high pressure gas such as hydrogen into a fuel tank of a vehicle.
一般に、水素、天然ガス等の高圧ガスを４輪自動車等の車両に搭載した燃料タンクに充填して供給するようにしたガス充填装置が知られている。この種のガス充填装置は、例えばコンプレッサ等の昇圧器を用いて蓄圧器内に高圧ガスを予め蓄圧（貯蔵）しておく。そして、圧縮燃料ガスを燃料タンクに充填する場合には、熱交換器よりも下流側に設けられた制御弁を開弁し、蓄圧器と燃料タンクとの間の圧力差を利用して、高圧ガスを蓄圧器から燃料タンクに向けて充填させている。この場合、圧縮燃料ガスの断熱圧縮により燃料タンク内の温度が上昇してしまうので、例えば、冷媒冷却器で冷却した冷媒により熱交換器を介してガス供給管路内の圧縮燃料ガスを冷却することにより、圧縮燃料ガス温度の上昇を抑制している（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Generally, there is known a gas filling device which fills a fuel tank mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle with a high-pressure gas such as hydrogen or natural gas and supplies the gas. In this type of gas filling device, for example, a high pressure gas is stored (stored) in advance in a pressure accumulator using a booster such as a compressor. When the compressed fuel gas is filled in the fuel tank, the control valve provided on the downstream side of the heat exchanger is opened, and the pressure difference between the pressure accumulator and the fuel tank is used to increase the high pressure. Gas is filled from the pressure accumulator to the fuel tank. In this case, since the temperature inside the fuel tank rises due to the adiabatic compression of the compressed fuel gas, for example, the compressed fuel gas in the gas supply pipeline is cooled by the refrigerant cooled by the refrigerant cooler via the heat exchanger. As a result, an increase in the temperature of the compressed fuel gas is suppressed (for example, refer to Patent Document 1).
ところで、車両への圧縮燃料ガスの充填が頻繁に行われている場合は、充填間隔が長くなって頻繁には圧縮燃料ガスの充填が行われていない場合に比べて、ガス供給管路内の圧縮燃料ガスがより低い温度状態となる。このような場合において、充填が頻繁に行われている場合とそうでない場合とを同様に冷媒冷却器を駆動することは、必要以上に冷媒冷却器を駆動させることになるので、無駄なエネルギを消費するという問題がある。 By the way, in the case where the vehicle is frequently filled with the compressed fuel gas, as compared with the case where the filling fuel gas is not frequently filled due to the long filling interval. The compressed fuel gas is in a lower temperature state. In such a case, driving the refrigerant cooler in the same manner as in the case where the charging is frequently performed and the case where the filling is not frequently performed causes the refrigerant cooler to be driven more than necessary, thus wasting energy. There is a problem of consumption.
また、ガス充填が行われた直後等のように、ガス供給管路が既に冷却されているときに冷媒冷却器を駆動する場合も、必要以上に冷媒冷却器を駆動させることになるので、無駄なエネルギを消費してしまう。 In addition, even when the refrigerant cooler is driven when the gas supply pipeline is already cooled, such as immediately after the gas is filled, the refrigerant cooler is driven more than necessary, which is a waste. Energy is consumed.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、圧縮燃料ガスの充填状況に対応して、圧縮燃料ガスの充填作業を効率的に行うことができ、省エネルギ化を図ることができるガス充填装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to efficiently perform the filling work of the compressed fuel gas according to the filling situation of the compressed fuel gas and save energy. An object of the present invention is to provide a gas filling device that can be realized.
上述した課題を解決するために、本発明は、ディスペンサ筐体内に配設され、加圧された圧縮燃料ガスがガス蓄圧器から供給されるガス供給管路と、前記ガス蓄圧器に前記ガス供給管路を介して接続され、前記圧縮燃料ガスを被充填タンクに充填する充填ノズルと、前記ガス供給管路内の前記圧縮燃料ガスを冷却するための冷媒を冷却する冷媒冷却器と、前記ガス供給管路に設けられ、前記冷媒冷却器により冷却された前記冷媒との熱交換により前記圧縮燃料ガスを冷却する熱交換器と、前記熱交換器よりも下流側に位置して前記ガス供給管路に設けられ、前記被充填タンクへの前記圧縮燃料ガスの流通を制御する制御弁と、前記制御弁の制御を行うことにより前記被充填タンクへのガス充填を制御する制御手段と、を備えたガス充填装置であって、前記充填ノズルによるガス充填終了後からの経過時間を検出する経過時間検出手段を備え、前記制御手段は、前記経過時間検出手段により検出された充填終了後の経過時間に応じて前記冷媒冷却器の冷媒の温度を制御することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a gas supply pipe, which is disposed in a dispenser housing, to which pressurized compressed fuel gas is supplied from a gas pressure accumulator, and the gas supply to the gas pressure accumulator. A filling nozzle that is connected via a pipeline and fills the tank to be filled with the compressed fuel gas, a refrigerant cooler that cools a refrigerant for cooling the compressed fuel gas in the gas supply pipeline, and the gas A heat exchanger that is provided in a supply pipeline and cools the compressed fuel gas by heat exchange with the refrigerant cooled by the refrigerant cooler; and the gas supply pipe that is located downstream of the heat exchanger. A control valve that is provided in the passage and that controls the flow of the compressed fuel gas to the tank to be filled; and a control unit that controls gas filling of the tank to be filled by controlling the control valve. A gas filling device, comprising an elapsed time detecting means for detecting an elapsed time from the end of gas filling by the filling nozzle , the control means is an elapsed time after completion of the filling detected by the elapsed time detecting means. The temperature of the refrigerant in the refrigerant cooler is controlled according to the above.
上述の如く、本発明によれば、経過時間検出手段により検出された充填終了後の経過時間に応じて冷媒冷却器の冷媒の温度を制御することにより、圧縮燃料ガスの充填作業を効率的に行うことができ、省エネルギ化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, by controlling the temperature of the refrigerant in the refrigerant cooler in accordance with the elapsed time after the end of filling detected by the elapsed time detecting means , the filling operation of the compressed fuel gas can be performed efficiently. It is possible to save energy.
本発明は、以下に説明する複数の発明を包含する発明群に属する発明であり、以下に、その発明群の実施の形態として、第１ないし第３の実施の形態について説明するが、そのうち、第２の実施の形態が、本出願人が特許請求の範囲に記載した発明に対応するものである。
以下、本発明の実施の形態によるガス充填装置を、添付図面に従って詳細に説明する。
The present invention is an invention that belongs to a group of inventions including a plurality of inventions described below, and the first to third embodiments will be described below as embodiments of the invention group. The second embodiment corresponds to the invention described in the claims by the applicant.
Hereinafter, a gas filling device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１ないし図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１中のガス充填装置１は、例えば車両２の燃料タンク２Ａに圧縮した圧縮燃料ガス（本実施の形態では、水素ガス）を充填するように供給するため、一般にガス供給ステーションと呼ばれる設備等に設置されている。ガス充填装置１は、高圧に圧縮されたガスを貯蔵するガス貯蔵部３と、該ガス貯蔵部３からの圧縮燃料ガスを車両２の燃料タンク２Ａに充填、供給するためのディスペンサユニット４と、ガス貯蔵部３からディスペンサユニット４のディスペンサ筐体４Ａ内にわたって延びるガス供給管路５とを含んで構成されている。この場合、燃料タンク２Ａは、本発明の被充填タンクを構成している。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. The gas filling device 1 in FIG. 1 supplies the compressed fuel gas compressed in the
ガス供給管路５は、ディスペンサ筐体４Ａ内に配設され、加圧された圧縮燃料ガスがガス蓄圧器６から供給されるものである。このガス供給管路５は、ガス蓄圧器６から後述の遮断弁１９まで延びる上流側供給管路５Ａと、遮断弁１９から後述の充填ホース１２まで延びる下流側供給管路５Ｂとにより構成されている。即ち、上流側供給管路５Ａは、一端（上流端）側がガス蓄圧器６に接続され、他端（下流端）側が遮断弁１９に接続されている。一方、下流側供給管路５Ｂは、一端（上流端）側が遮断弁１９に接続され、他端（下流端）側が充填ホース１２に接続されている。また、下流側供給管路５Ｂの途中部位には、後述の脱圧管路２２が接続される接続部５Ｂ１が設けられている。
The
ガス充填装置１のガス貯蔵部３は、ガス蓄圧器６と、昇圧器としてのコンプレッサ７とを含んで構成されている。ガス蓄圧器６は、コンプレッサ７により圧縮された高圧の圧縮燃料ガスを蓄圧するための容器であり、例えば複数個のボンベを互いに並列に接続してなる圧力容器として形成されている。ガス蓄圧器６は、その流入側がガス導管８を介してコンプレッサ７の吐出側に接続され、ガス導管８の途中には逆止弁９が設けられている。逆止弁９は、ガス蓄圧器６内の圧縮燃料ガスがガス導管８内を逆流するのを防止している。
The gas storage unit 3 of the gas filling device 1 includes a gas pressure accumulator 6 and a
コンプレッサ７は、例えば複数段で圧縮燃料ガスを圧縮する多段式の圧縮機から構成されている。コンプレッサ７の吸込側に位置する吸込管路１０は、例えば水素ガスを貯蔵するガスタンク（または、水素ガスを生成する水素生成設備）と連通する中圧配管１１に接続されている。中圧配管１１からの圧縮燃料ガスは、吸込管路１０を介してコンプレッサ７により圧縮され、昇圧した圧縮燃料ガスがガス導管８および逆止弁９を介してガス蓄圧器６に供給される。ガス蓄圧器６には、コンプレッサ７によって昇圧された高圧の圧縮燃料ガスが満圧になるまで蓄圧して貯蔵される。
The
ディスペンサ筐体４Ａ内には、ガス供給管路５が上流側（例えば、ガス蓄圧器６側）から下流側にわたって延びるように配設されている。充填ホース１２は、基端側が下流側供給管路５Ｂに連通され、ディスペンサ筐体４Ａの外部へと延びている。充填ホース１２の先端側には、燃料タンク２Ａの接続口２Ｂ（即ち、レセプタクル）に連結される充填ノズル１３が設けられている。
In the
充填ノズル１３は、充填ホース１２、ガス供給管路５等を介してガス蓄圧器６に接続されている。この充填ノズル１３は、例えば水素ガスからなる燃料を車両２の燃料タンク２Ａに供給するため、接続口２Ｂに気密状態で着脱可能に接続される充填カップリングを構成している。充填ノズル１３は、例えば水素ガスの充填中にガスの圧力によって接続口２Ｂから誤って外れることがないように、燃料タンク２Ａの接続口２Ｂに対して係脱可能に接続される接続機構（図示せず）を備えている。これにより、充填ノズル１３を燃料タンク２Ａの接続口２Ｂに接続した状態で、ガス蓄圧器６内の高圧な圧縮燃料ガスをガス供給管路５、充填ホース１２および充填ノズル１３等を通じて車両２の燃料タンク２Ａに充填することができる。
The
ディスペンサ筐体４Ａ内のガス供給管路５には、上流側から下流側へと順に、流量調整弁１４、流量計１５、熱交換器１６、遮断弁１９、圧力センサ２０、およびガス温度センサ２１等が設けられている。なお、ガス供給管路５の上流側から下流側に向けて設けられている流量調整弁１４、流量計１５、熱交換器１６、遮断弁１９、およびセンサ２０，２１等の取り付けの順番は、図１中に示した順番に限定されるものではない。
In the
流量調整弁１４は、上流側供給管路５Ａに設けられ、燃料タンク２Ａへの圧縮燃料ガスの流通を制御するものである。即ち、流量調整弁１４は、例えばエア作動式でエアの供給で開弁し、制御信号で制御圧（エア圧）を制御して弁開度が調整される制御弁を構成している。流量調整弁１４は、制御装置２７の制御プログラムに基づく指令により任意の弁開度に制御され、ガス供給管路５内を流れる圧縮燃料ガスの流量、ガス圧を可変に制御するものである。
The flow
流量計１５は、上流側供給管路５Ａに設けられ、ガス供給管路５内を流通する被測流体の質量流量を計測するコリオリ式流量計等により構成されている。流量計１５は、例えば流量調整弁１４および遮断弁１９等を介してガス供給管路５内を流れる圧縮燃料ガスの流量を計測し、計測した流量に比例した数の流量パルスを後述の制御装置２７へと出力する。これによって、制御装置２７は、車両２の燃料タンク２Ａに対する燃料の充填量を演算により求めることができ、車両２に対する燃料の払出し量（給油量に相当）を後述の表示部３０等で表示し、例えば顧客等に表示内容を報知することができる。
The
熱交換器１６は、流量計１５と遮断弁１９との間に位置して、ガス供給管路５の途中位置に配設されている。この熱交換器１６は、圧縮燃料ガスが充填される車両２の燃料タンク２Ａの温度上昇を抑制するために、上流側供給管路５Ａ内を流れる圧縮燃料ガスを冷却するものである。具体的には、熱交換器１６は、後述のチラーユニット１８により冷却された冷媒との熱交換により、圧縮燃料ガスを冷却する。これにより、熱交換器１６は、燃料タンク２Ａ内の温度および圧力上昇を抑制している。
The
この場合、熱交換器１６は、例えば冷媒が流通する多数の冷媒流路（図示せず）が形成された第１層と、圧縮燃料ガスが流通する多数のガス流路（図示せず）が形成された第２層とが交互に積層され、複数の各層が一体的に形成された一体型積層構造熱交換器として構成されている。なお、熱交換器１６は、一体型積層構造熱交換器に限らず、例えば冷却液化された冷媒（二酸化炭素）が充填された容器内に圧縮燃料ガスが流通するガス供給管路を配設することにより、圧縮燃料ガスを冷却してもよく、熱交換器１６の構造についてはこれらに限るものではない。
In this case, the
チラーユニット１８は、ディスペンサユニット４の外部に位置して、冷媒管路１７を介してガス供給管路５に設けられた熱交換器１６に接続されている。このチラーユニット１８は、圧縮燃料ガスを冷却するための冷媒（例えば、エチレングリコール等を含んだ液体）を冷媒管路１７に流通させて、熱交換器１６との間に循環させる冷媒冷却器を構成している。これにより、チラーユニット１８は、熱交換器１６を介して、冷媒と圧縮燃料ガスとを熱交換させて圧縮燃料ガスの温度を規定温度（例えば、−３３℃〜−４０℃）まで低下させる。この場合、チラーユニット１８は、冷却部１８Ａと、ポンプ１８Ｂと、冷媒温度センサ１８Ｃと、冷媒制御部１８Ｄと、メモリ１８Ｅとを備えている。
The
冷却部１８Ａは、ポンプ１８Ｂの吸込側に位置して、冷媒管路１７に設けられている。この冷却部１８Ａは、冷媒制御部１８Ｄが出力する制御信号によって、冷媒管路１７を流通する冷媒を冷却するものである。
The
ポンプ１８Ｂは、冷却部１８Ａと熱交換器１６との間に位置して、冷媒管路１７に設けられている。このポンプ１８Ｂは、冷媒制御部１８Ｄが出力する制御信号によって、冷媒を熱交換器１６に向けて送出するものである。
The
冷媒温度センサ１８Ｃは、ポンプ１８Ｂの吐出側の冷媒管路１７に設けられている。この冷媒温度センサ１８Ｃは、ポンプ１８Ｂによって送出された冷媒の温度を測定し、測定した温度に応じた検出信号を冷媒制御部１８Ｄへと出力するものである。
The refrigerant temperature sensor 18C is provided in the
冷媒制御部１８Ｄは、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成され、その入力側が冷媒温度センサ１８Ｃ、メモリ１８Ｅ、ディスペンサユニット４内の制御装置２７等に接続されている。一方、冷媒制御部１８Ｄの出力側は、冷却部１８Ａ、ポンプ１８Ｂ、メモリ１８Ｅ、制御装置２７等に接続されている。この冷媒制御部１８Ｄは、メモリ１８Ｅに記憶されている制御プログラムおよび冷媒設定温度ｔ等に基づいて、冷却部１８Ａやポンプ１８Ｂを制御している。
The
また、冷媒制御部１８Ｄは、制御装置２７と接続され、制御装置２７が送信した冷媒設定温度ｔをメモリ１８Ｅに記憶させる。即ち、冷媒制御部１８Ｄは、制御装置２７からの信号によって、冷却部１８Ａの設定温度ｔの変更ができるように構成されている。
Further, the
メモリ１８Ｅは、例えば不揮発性メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる記憶部を構成している。このメモリ１８Ｅは、冷媒設定温度ｔ、冷媒を設定温度ｔへ制御するための制御プログラム等を格納している。この場合、メモリ１８Ｅの入出力側は、冷媒制御部１８Ｄに接続されている。
The
遮断弁１９は、熱交換器１６よりも下流側に位置して、ガス供給管路５の途中部位（上流側供給管路５Ａと下流側供給管路５Ｂとの間）に設けられている。この遮断弁１９は、燃料タンク２Ａへの圧縮燃料ガスの流通を制御するエア作動式または電磁式の制御弁を構成している。遮断弁１９は、後述する制御装置２７からの制御信号で開，閉されることにより、充填ノズル１３が燃料タンク２Ａの接続口２Ｂに接続された燃料タンク２Ａへの圧縮燃料ガスの供給、遮断を行うものである。
The
圧力センサ２０は、遮断弁１９に対して充填ノズル１３側（即ち、下流側供給管路５Ｂ）に設けられている。この圧力センサ２０は、ガス蓄圧器６から燃料タンク２Ａに供給される圧縮燃料ガスの圧力を検出するものである。圧力センサ２０は、充填ノズル１３の近傍で下流側供給管路５Ｂ内の圧力値Ｐを測定し、測定した圧力値Ｐに応じた検出信号を制御装置２７へと出力する。
The pressure sensor 20 is provided on the filling
ガス温度センサ２１は、遮断弁１９よりも下流側に位置して、遮断弁１９に対して充填ノズル１３側の下流側供給管路５Ｂに設けられている。このガス温度センサ２１は、燃料タンク２Ａに供給される下流側供給管路５Ｂ内を流れる圧縮燃料ガスの温度Ｔを計測するものである。即ち、ガス温度センサ２１は、制御装置２７によるガス充填に関する充填状況を検出する充填状況検出手段の一部を構成している。この場合、充填状況とは、圧縮燃料ガスの充填作業が終了した後のガス温度状況を意味している。即ち、ガス温度センサ２１は、充填作業が終了した状態での充填ノズル１３の近傍で下流側供給管路５Ｂ内の温度（圧縮燃料ガスの温度Ｔ）を測定し、測定した温度に応じた検出信号を制御装置２７へと出力する。なお、ガス温度センサ２１は、圧力センサ２０よりも上流側に設ける構成としてもよい。
The
脱圧管路２２の端部は、遮断弁１９よりも下流側に位置する下流側供給管路５Ｂの途中に設けられた接続部５Ｂ１に接続されている。脱圧管路２２は、例えば充填ノズル１３側からガス圧力を脱圧するためのもので、脱圧管路２２の途中には、例えば電磁弁または空圧駆動弁等の自動弁からなる脱圧弁２３が設けられている。
The end of the depressurizing
この脱圧弁２３は、充填ノズル１３を用いた燃料タンク２Ａへの圧縮燃料ガスの充填作業が完了して遮断弁１９が閉弁されたときに、制御装置２７からの信号により開弁制御され、下流側供給管路５Ｂ内が減圧された後に閉弁制御される。即ち、遮断弁１９（制御弁）を閉弁した状態で、脱圧弁２３を開弁することにより、下流側供給管路５Ｂ内の圧縮燃料ガスが放散ライン２４に放出され、充填ノズル１３側の圧力が大気圧に近い圧力まで減圧される。これにより、充填ノズル１３と燃料タンク２Ａの接続口２Ｂとの接続を解除することができる。
The
載置部２５は、ディスペンサ筐体４Ａに設けられ、ガスの被充填時に充填ノズル１３が載置されるものである。この載置部２５は、充填ノズル１３が圧縮燃料ガスの充填を終了して戻される場合に、当該充填ノズル１３を収納するものである。この場合、充填ノズル１３は、気密状態を維持した状態で載置部２５に収納される。即ち、充填ノズル１３の圧縮燃料ガス供給口（図示せず）は、充填ノズル１３が載置部２５に収納されたときに、充填ノズル１３に設けられた供給口閉塞部（図示せず）により気密状態で閉塞される。
The mounting
載置部２５には、充填ノズル１３が載置部２５から取外されているか否かを検出するノズル検出装置２５Ａが設けられている。このノズル検出装置２５Ａは、例えば２位置切換型のスイッチ等からなり、充填ノズル１３によって押動されることにより開閉状態が切換わる。そして、ノズル検出装置２５Ａは、充填ノズル１３が載置部２５から取外されているか否かを検出し、その検出結果を後述の制御装置２７に出力する。
The mounting
ノズル検出装置２５Ａは、充填ノズル１３を用いて燃料タンク２Ａにガス充填されているか否かを検出する充填状況検出手段の一部を構成している。この場合、充填状況とは、ガス充填の有無を意味している。なお、ノズル検出装置２５Ａは、載置部２５に設けているが、これに限らずに充填ノズル１３側に設けることも可能である。
The
ここで、第１の実施の形態における充填状況検出手段は、ガス温度センサ２１とノズル検出装置２５Ａとを含んで構成され、ガス温度センサ２１は、圧縮燃料ガスの非充填時における下流側供給管路５Ｂの温度Ｔを冷媒温度制御との関連で計測する。
Here, the filling state detection means in the first embodiment is configured to include the
車両２の燃料タンク２Ａに燃料を充填するときには、図１中に二点鎖線で示す如く、充填ノズル１３が載置部２５から取外されて車両２（燃料タンク２Ａ）の接続口２Ｂに連結される。この場合、載置部２５のノズル検出装置２５Ａは、図１中に二点鎖線で示す如く閉状態（ＯＮ）に切換わり、この検出結果を制御装置２７に出力する。そして、充填ノズル１３を燃料タンク２Ａに接続した状態で、後述の充填開始スイッチを投入することにより、ガス蓄圧器６内の圧縮燃料ガスは、ガス供給管路５、充填ホース１２、および充填ノズル１３等を通じて車両２の燃料タンク２Ａに充填される。
When filling the
一方、充填ノズル１３が載置部２５に載置されたときには、ノズル検出装置２５Ａが開状態（ＯＦＦ）に切換わり、この検出結果を制御装置２７に出力する。これにより、制御装置２７は、圧縮燃料ガスの充填作業が終了したこと、即ち非充填中（待機中）であることを判断することができる。
On the other hand, when the filling
ディスペンサユニット４に設けられた操作部２６は、例えば充填開始スイッチと充填停止スイッチ（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。充填開始スイッチは、例えば燃料供給所（ディスペンサユニット４）の作業者等が手動で操作可能な操作スイッチで、圧縮燃料ガスの充填を開始する場合に操作される。即ち、充填開始スイッチは、充填ホース１２の先端に設けられた充填ノズル１３が燃料タンク２Ａの接続口２Ｂに接続された後に、ガス充填作業を開始させるために操作される充填開始用の操作スイッチである。
The
前記充填停止スイッチは、ガス充填作業を停止する際に操作される充填停止用の操作スイッチで、ガス充填中に充填を停止させる場合に操作される。そして、操作部２６の充填開始スイッチと充填停止スイッチとは、操作状態に応じた信号を制御装置２７にそれぞれ出力し、制御装置２７は、これらの信号に応じてエア作動式の空圧駆動弁または電磁弁等の自動弁からなる遮断弁１９を開弁または閉弁させる。
The filling stop switch is an operation switch for stopping the filling which is operated when stopping the gas filling work, and is operated when stopping the filling during the gas filling. Then, the filling start switch and the filling stop switch of the
制御装置２７は、制御手段として、流量調整弁１４および遮断弁１９の制御を行うことにより燃料タンク２Ａへの圧縮燃料ガスの充填、停止を制御するものである。この制御装置２７は、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成され、その入力側が流量計１５、チラーユニット１８の冷媒制御部１８Ｄ、圧力センサ２０、ガス温度センサ２１、操作部２６、メモリ２８、タイマ２９等に接続されている。一方、制御装置２７の出力側は、流量調整弁１４、冷媒制御部１８Ｄ、遮断弁１９、脱圧弁２３、メモリ２８、タイマ２９、表示部３０等に接続されている。
The
この場合、制御装置２７は、充填ノズル１３を介して車両２の燃料タンク２Ａに圧縮燃料ガスを充填するとき、または充填を停止（終了）するときに、流量調整弁１４と遮断弁１９との開，閉弁制御を行うものである。また、制御装置２７は、ガス充填装置１（即ち、ディスペンサユニット４およびチラーユニット１８を含む）の電源投入時か否かを検出する駆動検出装置を構成している。
In this case, the
ここで、制御装置２７は、メモリ２８に記憶されたガス充填制御処理用のプログラムにより圧縮燃料ガスの充填制御を行う充填制御部（図示せず）を有している。具体的には、制御装置２７は、車両２の燃料タンク２Ａの接続口２Ｂに充填ノズル１３を接続した状態で、例えば操作部２６の充填開始スイッチが閉成（ＯＮ）操作されたときに、流量調整弁１４と遮断弁１９に開弁信号を出力して流量調整弁１４と遮断弁１９とを開弁させる。これにより、ガス蓄圧器６内の圧縮燃料ガスを燃料タンク２Ａ内に供給するガス充填作業が開始される。
Here, the
また、制御装置２７は、例えば流量計１５、圧力センサ２０、ガス温度センサ２１の測定結果を監視しつつ、流量調整弁１４の開度等を予め設定された制御方式（定圧上昇制御方式または定流量制御方式等）で調整する。即ち、制御装置２７は、例えば圧縮燃料ガスの充填時に、圧力センサ２０により検出された圧力値から得られる圧力上昇率が、予め設定された所定の圧力上昇率に一致するように流量調整弁１４の弁開度を制御する。
In addition, the
これにより、制御装置２７は、ガス供給管路５内に供給される圧縮燃料ガスの圧力、流量を適切な流通状態に制御することができる。このとき、制御装置２７は、流量計１５からの流量パルスを積算して燃料の充填量（質量）を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達したとき、または圧力センサ２０により検出した圧縮燃料ガスの圧力値が予め設定された目標充填圧力（目標充填圧）に達したときに、流量調整弁１４および遮断弁１９を閉弁させて燃料の充填を停止する。また、操作部２６の充填停止スイッチが操作された場合には、例えば圧縮燃料ガスの充填量や圧力値が目標に達していなくても、充填動作を強制的に停止すべく、流量調整弁１４および遮断弁１９が制御装置２７からの信号により閉弁される。
As a result, the
さらに、制御装置２７は、ガス温度センサ２１により検出された充填状況としての圧縮燃料ガスの温度Ｔに応じて、チラーユニット１８の冷媒の温度を制御するものである。即ち、制御装置２７は、ガス温度センサ２１により送信されたガス供給管路５内の圧縮燃料ガスの温度Ｔに基づいて、チラーユニット１８の冷媒制御部１８Ｄに冷媒設定温度ｔを増減するための制御信号を送信する。これにより、制御装置２７は、ガス供給管路５内に供給される圧縮燃料ガスの温度Ｔを効率的に冷却することができる。
Further, the
メモリ２８は、ディスペンサユニット４内に位置して、例えば不揮発性メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる記憶部を構成している。このメモリ２８は、例えば上述のガス充填制御処理用のプログラム、図２に示すガス供給管路５（下流側供給管路５Ｂ）の冷却制御処理用のプログラム、図３に示す圧縮燃料ガスの測定温度（温度Ｔ）と冷媒設定温度ｔとの特性線図等が格納されている。また、メモリ２８には、圧力センサ２０とガス温度センサ２１とにより検出された各検出値が随時記憶される。この場合、メモリ２８の入出力側は、制御装置２７に接続されている。
The
タイマ２９は、充填状況検出手段として、ディスペンサユニット４内に位置して設けられている。この場合、タイマ２９の入出力側は、制御装置２７に接続されている。このタイマ２９は、ガス充填終了後からの経過時間Ｓ（図５参照）を検出する経過時間検出装置を構成している。即ち、タイマ２９は、前回のガス充填が終了して充填ノズル１３が載置部２５に戻された時間からの経過時間Ｓを検出する。
The
また、タイマ２９は、時計機能として、ガス充填が行われる時間帯を検出する時間帯検出装置を構成している。即ち、タイマ２９が検出したガス充填時の時刻情報を、制御装置２７は所定の時間帯として分類する。具体的には、制御装置２７は、１日を「昼間」の時間帯と、「夜間」の時間帯とに分類する。なお、この場合、制御装置２７は、１日を「昼間」と「夜間」との２つの時間帯に分類するのではなく、３つ以上の時間帯に分類してもよい。また、このような時間帯は、周囲の外気温度の変化に応じて設定しておく構成としてもよい。
Further, the
表示部３０は、燃料ガスの充填作業を行う作業者が視認し易い位置でディスペンサ筐体４Ａに設けられている。この表示部３０は、燃料ガスの充填作業に必要な情報表示等を行う。表示部３０は、制御装置２７により充填プロトコルに準拠した充填制御を行っているときに、例えば車両２の燃料タンク２Ａに対する燃料ガスの充填状態等を表示して作業者に知らせる。
The
第１の実施の形態によるガス充填装置１は、上述の如き構成を有するものであり、次に、車両２の燃料タンク２Ａに圧縮燃料ガスを供給するための制御について説明する。
The gas filling device 1 according to the first embodiment has the configuration as described above, and next, the control for supplying the compressed fuel gas to the
作業者は、載置部２５から充填ノズル１３を取外して、充填ノズル１３を車両２の燃料タンク２Ａの接続口２Ｂに連結する。そして、操作部２６の充填開始スイッチが操作されることにより、流量調整弁１４と遮断弁１９とが開弁してガス蓄圧器６から燃料タンク２Ａに圧縮燃料ガスが供給される。この場合、制御装置２７は、圧力センサ２０により検出された圧力値から得られる圧力上昇率が予め設定された所定の圧力上昇率に一致するように流量調整弁１４の弁開度を制御する。
The operator removes the filling
そして、制御装置２７は、流量計１５からの流量パルスを積算して燃料の充填量（質量）を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達したとき、または圧力センサ２０により検出した圧縮燃料ガスの圧力値が予め設定された目標充填圧力（目標充填圧）に達したときに、流量調整弁１４および遮断弁１９を閉弁させて燃料の充填を停止する。また、操作部２６の充填停止スイッチが操作された場合には、例えば圧縮燃料ガスの充填量や圧力値が目標に達していなくても、充填動作を強制的に停止すべく流量調整弁１４および遮断弁１９が制御装置２７からの信号により閉弁される。
Then, the
その後、制御装置２７は、脱圧弁２３を開弁させて下流側供給管路５Ｂ内の圧縮燃料ガスを放散ライン２４に放出させ、下流側供給管路５Ｂ内および充填ノズル１３を減圧した後に脱圧弁２３を閉弁する。これにより、下流側供給管路５Ｂ内の圧縮燃料ガスが放散ライン２４に放出されて充填ノズル１３の圧力が大気圧に減圧される。そして、作業者は、充填ノズル１３と燃料タンク２Ａの接続口２Ｂとの接続を解除して、充填ノズル１３を載置部２５に戻す（収納）する。
After that, the
次に、図２および図３を用いて、ガス温度センサ２１が計測した圧縮燃料ガスの温度Ｔに基づいて、制御装置２７およびチラーユニット１８の冷媒制御部１８Ｄが冷媒の温度を制御する処理について説明する。この制御処理は、ガス充填装置１が起動している間に所定周期毎に繰り返し実行される。なお、本実施の形態では、圧縮燃料ガスの非充填時にも冷媒がチラーユニット１８と熱交換器１６との間を循環している。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the process in which the
まず、処理動作がスタートすると、ステップ１では、制御装置２７は、圧縮燃料ガスのガス充填中か否かを判定する。即ち、制御装置２７は、充填ノズル１３が載置部２５に収納されてノズル検出装置２５Ａが開状態となっていることを検知することにより、圧縮燃料ガスの供給が行われていないことを判断することができる。言い換えれば、制御装置２７は、ガス充填に関する充填状況としてのガス充填の有無を検出する。そして、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定した場合は、ガス充填中であるので、圧縮燃料ガスの充填が終了するまで従来技術と同様に冷媒温度を制御する。このとき冷媒流量を制御してもよい。一方、ステップ１で「ＮＯ」と判定した場合は、ガス充填中ではなく、ガス充填作業が終了し非充填状態となっているので、次のステップ２に進む。
First, when the processing operation starts, in step 1, the
ステップ２では、制御装置２７は、ガス温度センサ２１の測定値を取得する。即ち、制御装置２７は、非充填状態でのガス供給管路５（下流側供給管路５Ｂ）内の圧縮燃料ガスの温度Ｔの取得を行う。言い換えれば、制御装置２７は、ガス充填に関する充填状況としての圧縮燃料ガスの温度Ｔを検出する。この場合、制御装置２７は、ガス温度センサ２１で検出された下流側供給管路５Ｂ内の圧縮燃料ガスの温度Ｔを取得してメモリ２８に記憶し、次のステップ３に進む。
In
ステップ３では、制御装置２７は、取得した圧縮燃料ガスの温度Ｔに基づいて、目標とする冷媒設定温度ｔを演算する。この場合、制御装置２７は、図３に示す圧縮燃料ガスの測定温度Ｔと冷媒設定温度ｔとの特性線３１（目標値算出マップ）を用いて、冷媒設定温度ｔを演算する。この場合、冷媒設定温度ｔを、所定の範囲内（例えば、許容最高温度ｔmaxを−３４℃とし、許容最低温度ｔminを−４０℃とする）に設定する。
In step 3, the
具体的には、制御装置２７は、圧縮燃料ガスの温度Ｔが低くなった所定の温度以下の場合は、ガス供給管路５の過冷却を抑制し省エネルギ化を図るため、冷媒設定温度ｔを許容最高温度ｔmaxに設定する。そして、制御装置２７は、圧縮燃料ガスの温度上昇に従って冷媒設定温度ｔを下げて冷却し、測定温度Ｔが高くなった所定の温度以上の場合には、ガス供給管路５を冷却するため、冷媒設定温度ｔを許容最低温度ｔminに設定する。
Specifically, when the temperature T of the compressed fuel gas is lower than or equal to a predetermined temperature, the
続くステップ４では、制御装置２７は、ステップ３で演算した目標の冷媒設定温度ｔを、チラーユニット１８の冷媒制御部１８Ｄに向けて送信する。そして、冷媒制御部１８Ｄは、受信した冷媒設定温度ｔに基づいて冷却部１８Ａを制御して、冷媒管路１７を流通する冷媒を冷却する。このとき、冷媒の温度は、冷却部１８Ａの調整温度により増減される。
In the
かくして、第１の実施の形態では、ガス充填装置１の制御装置２７は、充填状況検出手段（即ち、ガス温度センサ２１およびノズル検出装置２５Ａ）により検出された充填状況に応じて、チラーユニット１８による冷媒の温度を可変に制御する構成としている。これにより、圧縮燃料ガスの充填状況に対応して、下流側供給管路５Ｂ内に流通する前の圧縮燃料ガスを冷却することができるので、充填作業の効率化および省エネルギ化を図ることができる。
Thus, in the first embodiment, the
具体的には、充填状況検出手段は、充填ノズル１３を用いて燃料タンク２Ａにガス充填されているか否かを検出するノズル検出装置２５Ａとガス温度センサ２１とを含んで構成されている。即ち、ガス充填中の場合には、ガス供給管路５の下流側供給管路５Ｂは流通する圧縮燃料ガスにより常時冷却されているので、チラーユニット１８の冷媒の温度を特に変更する必要はない。しかし、燃料タンク２Ａへのガス充填が終了した後に、次の充填作業までの時間が長くなると、下流側供給管路５Ｂ内は周囲の外気温度の影響で漸次温度上昇する。このような状態で、次なるガス充填作業を行うと、燃料タンク２Ａ内には、圧縮燃料ガスが高い温度で充填されることになり、燃料タンク２Ａ内に十分な量の燃料ガスを充填するのが難しくなる。
Specifically, the filling status detecting means includes a
そこで、第１の実施の形態では、ノズル検出装置２５Ａでガス充填の有無を判定すると共に、遮断弁１９より下流側のガス供給管路５（下流側供給管路５Ｂ）に、ガス供給管路５内の圧縮燃料ガスの温度Ｔを計測するガス温度センサ２１を設けている。これにより、燃料タンク２Ａへのガス充填が終了した後に次の充填作業までの時間が長くなるに従って、圧縮燃料ガスの温度Ｔが周囲の外気温度の影響で漸次温度上昇した場合でも、図３に示す特性線３１の如く、温度Ｔが高くなれば逆に冷媒設定温度ｔを下げる制御を行うことができる。
Therefore, in the first embodiment, the
このため、次なるガス充填作業を行うときには、圧縮燃料ガスの温度Ｔに応じて温度制御された冷媒により、適正に冷却された圧縮燃料ガスを燃料タンク２Ａ内に充填することができ、燃料タンク２Ａ内に十分な量の燃料ガスを充填することができる。一方、例えば充填作業を連続的に行うような場合には、圧縮燃料ガスの温度Ｔがそれほど温度上昇することはなく、このときの温度Ｔに応じて冷媒設定温度ｔを上げることができる。この結果、冷媒の温度を余分に下げることなく圧縮燃料ガスの温度Ｔを適正に調整することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
Therefore, when the next gas filling operation is performed, the compressed fuel gas appropriately cooled can be filled in the
次に、図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。第２の実施の形態の特徴は、制御手段は、ガス充填終了後からの経過時間Ｓに応じて冷媒の温度を制御する構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 4 and FIG. 5 show a second embodiment of the present invention. The feature of the second embodiment resides in that the control means is configured to control the temperature of the refrigerant in accordance with the elapsed time S after the end of gas filling. In addition, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図４は、充填状況検出手段としてのタイマ２９が検出した経過時間Ｓに基づいて、制御装置２７が冷媒の温度を制御する処理を示している。この場合、説明の便宜上、既にガス充填処理が行われている場合を例に挙げて、冷媒の温度を制御する処理を説明する。また、充填状況とは、圧縮燃料ガスの充填作業が終了した後の経過時間Ｓを意味している。なお、ステップ１４の処理については、上述した第１の実施の形態によるステップ４と同様であるので、簡略に説明する。
FIG. 4 shows a process in which the
まず、処理動作がスタートすると、ステップ１１では、制御装置２７は、ガス充填処理の途中において、圧縮燃料ガスのガス充填が終了したか否かを判定する。そして、ステップ１１で「ＮＯ」と判定した場合は、ガス充填が終了していないので、圧縮燃料ガスの充填が終了するまで、従来技術と同様にチラーユニット１８を制御する。一方、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定した場合は、ガス充填が終了し非充填状態となっているので、次のステップ１２に進む。
First, when the processing operation starts, in
ステップ１２では、制御装置２７は、タイマ２９を起動して前回のガス充填終了後からの経過時間Ｓを計測（計時）する。この経過時間Ｓは、プログラムサイクル毎に計時してもよく、例えば一定時間ΔＳ（１０〜３０秒）毎に計時してもよい。即ち、制御装置２７は、タイマ２９が検出した、前回のガス充填が終了して充填ノズル１３が載置部２５に戻された時間から、次回のガス充填における充填ノズル１３が載置部２５から取外されるまでの全体の経過時間Ｓaのうち、前記一定時間ΔＳ毎の経過時間Ｓを計時し、次のステップ１３に進む。言い換えれば、制御装置２７は、タイマ２９が検出したステップ１１のガス充填終了後からの一定時間ΔＳ毎の経過時間Ｓを、ガス充填に関する充填状況として取得する。
In
具体的には、経過時間Ｓとは、以下の数１式で表される。即ち、経過時間Ｓとは、一定時間ΔＳがｎ回（ｎ＝１，２，３，４，５…）に及ぶ時間のことである。例えば、前回のガス充填終了後からの経過時間Ｓが、仮にＳ＝８×ΔＳとなった場合、目標とする冷媒設定温度ｔは、経過時間ΔＳ，２ΔＳ，３ΔＳ，…，７ΔＳ，８ΔＳまでの合計８回、特性線４１に基づいて、それぞれの経過時間ΔＳ，２ΔＳ，３ΔＳ，…，７ΔＳ，８ΔＳ毎に演算される。これにより、冷媒の温度は、次回のガス充填が開始されるまでに、それぞれの目標とする冷媒設定温度ｔに近付けるように逐次制御される。
Specifically, the elapsed time S is represented by the following mathematical formula 1. That is, the elapsed time S is the time during which the constant time ΔS reaches n times (n=1, 2, 3, 4, 5... ). For example, if the elapsed time S from the end of the previous gas filling is S=8×ΔS, the target refrigerant set temperature t is the elapsed time ΔS, 2ΔS, 3ΔS,..., 7ΔS, 8ΔS. A total of eight times are calculated based on the
ステップ１３では、制御装置２７は、タイマ２９で計時した経過時間Ｓに基づいて、目標とする冷媒設定温度ｔを演算する。この場合、制御装置２７は、図５に示す経過時間Ｓと冷媒設定温度ｔとの特性線４１（目標値算出マップ）を用いて、目標とする冷媒設定温度ｔを前記一定時間ΔＳ毎に演算する。この場合、冷媒設定温度ｔを、所定の範囲内に設定する。
In
具体的には、制御装置２７は、経過時間Ｓが短く所定の時間（例えば、３０秒程度）以下の場合は、ガス供給管路５の過冷却を抑制し省エネルギ化を図るため、冷媒設定温度ｔを許容最高温度ｔmaxに設定する。そして、制御装置２７は、経過時間Ｓが例えば３０〜６０秒以上と長くなるに従って目標とする冷媒設定温度ｔを前記一定時間ΔＳ毎に下げて冷却し、経過時間Ｓが長くなった所定の時間（例えば、１〜２時間）以上の場合には、ガス供給管路５を冷却するため、冷媒設定温度ｔを許容最低温度ｔminに設定する。
Specifically, when the elapsed time S is short and is a predetermined time (for example, about 30 seconds) or less, the
続くステップ１４では、制御装置２７は、ステップ１３で演算した目標の冷媒設定温度ｔを、チラーユニット１８の冷媒制御部１８Ｄに向けて送信する。そして、冷媒制御部１８Ｄは、受信した冷媒設定温度ｔに基づいて冷却部１８Ａを前記所定時間毎に制御して、冷媒管路１７を流通する冷媒を冷却する。
In the following
そして、ステップ１５では、制御装置２７は、次回のガス充填が開始されたか否かを判定する。ステップ１５で「ＮＯ」と判定した場合は、次回のガス充填が開始されていないので、再度ステップ１２に戻り、経過時間Ｓに応じた冷媒の制御処理を繰り返す。一方、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定した場合は、次回のガス充填が開始したのでリターンする。
Then, in
かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。第２の実施の形態によれば、充填状況検出手段は、ガス充填終了後からの経過時間Ｓを検出するタイマ２９を含んで構成されている。これにより、前回ガス充填終了後からの経過時間Ｓに応じて、冷媒の温度を制御することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
Thus, also in the second embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those in the first embodiment. According to the second embodiment, the filling status detecting means is configured to include the
即ち、前回ガス充填終了後からの経過時間Ｓが短い場合は、ガス供給管路５は流通した圧縮燃料ガスにより冷却されているので、冷媒設定温度ｔを上げても圧縮燃料ガスを充分に冷却することができる。一方、前回ガス充填終了後からの経過時間Ｓが長い場合は、ガス供給管路５の下流側供給管路５Ｂは外気温の影響により温められているので、冷媒設定温度ｔを下げることにより圧縮燃料ガスを充分に冷却することができる。即ち、図５に示す特性線４１の如く、経過時間Ｓに応じて冷媒設定温度ｔを制御し、経過時間Ｓが短い場合は冷媒設定温度ｔを許容最高温度ｔmaxに近付けることができるので、冷媒の温度を余分に下げることなく省エネルギ化を図ることができる。
That is, when the elapsed time S from the end of the previous gas filling is short, the
次に、図６および図７は、本発明の第３の実施の形態を示すものである。第３の実施の形態の特徴は、制御手段は、ガス充填をおこなうときの時間帯に応じて冷媒の温度を制御する構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 6 and FIG. 7 show a third embodiment of the present invention. A feature of the third embodiment is that the control means is configured to control the temperature of the refrigerant in accordance with the time zone when gas filling is performed. In addition, in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図６は、充填状況検出手段としてのタイマ２９が検出した時間帯に基づいて、制御装置２７が冷媒の温度を制御する処理を示している。この場合、充填状況とは、時刻情報に基づく時間帯を意味している。なお、ステップ２１，２４の処理については、上述した第１の実施の形態によるステップ１，４とそれぞれ同様であるので、簡略に説明する。
FIG. 6 shows a process in which the
まず、処理動作がスタートすると、ステップ２１では、制御装置２７は、圧縮燃料ガスのガス充填中か否かを判定する。そして、ステップ２１で「ＹＥＳ」と判定した場合は、ガス充填中であるので、圧縮燃料ガスの充填が終了するまで、従来技術と同様にチラーユニット１８の制御を行う。一方、ステップ２１で「ＮＯ」と判定した場合は、ガス充填中ではなく、ガス充填作業が終了し非充填状態となっているので、次のステップ２２に進む。
First, when the processing operation starts, in
ステップ２２では、制御装置２７は、タイマ２９から時間帯を、昼間か否かとして取得する。即ち、制御装置２７は、タイマ２９が検出した時刻情報に基づいて、該時刻情報を時間帯に分類してメモリ２８に記憶し、次のステップ２３に進む。言い換えれば、制御装置２７は、ガス充填に関する充填状況としての時間帯を検出する。
In
ステップ２３では、制御装置２７は、分類した時間帯に基づいて、目標とする冷媒設定温度ｔを演算する。この場合、制御装置２７は、図７に示す時間帯と冷媒設定温度ｔとの特性線５１（目標値算出マップ）を用いて、目標とする冷媒設定温度ｔを演算する。ここで、冷媒設定温度ｔを、所定の範囲内に設定する。
In
具体的には、制御装置２７は、「昼間」の時間帯では、外気温が高いため、冷媒設定温度ｔを許容最低温度ｔminに設定する。そして、制御装置２７は、「夜間」の時間帯では、外気温が低いため、冷媒設定温度ｔを許容最高温度ｔmaxに設定する。
Specifically, the
続くステップ２４では、制御装置２７は、ステップ２３で演算した目標の冷媒設定温度ｔを、チラーユニット１８の冷媒制御部１８Ｄに向けて送信する。そして、冷媒制御部１８Ｄは、受信した冷媒設定温度ｔに基づいて冷却部１８Ａを制御して、冷媒管路１７を流通する冷媒を冷却する。
In the following
かくして、第３の実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。第３の実施の形態によれば、充填状況検出手段は、ガス充填が行われる時間帯を検出するタイマ２９を含んで構成されている。これにより、時間帯に応じて、目標とする冷媒の温度を可変に制御することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
Thus, also in the third embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. According to the third embodiment, the filling status detecting means includes a
即ち、外気温が高い「昼間」の時間帯では、冷媒設定温度ｔを下げて圧縮燃料ガスを充分に冷却することができる。一方、外気温が低い「夜間」の時間帯では、冷媒設定温度ｔを上げても圧縮燃料ガスの温度がそれ程上昇することはない。この結果、冷媒の温度を余分に下げることなく、圧縮燃料ガスの温度を低い温度に保つことができるので、省エネルギ化を図ることができる。 That is, in the "daytime" time period when the outside air temperature is high, the refrigerant set temperature t can be lowered to sufficiently cool the compressed fuel gas. On the other hand, in the "nighttime" time period when the outside air temperature is low, the temperature of the compressed fuel gas does not rise so much even if the refrigerant set temperature t is increased. As a result, the temperature of the compressed fuel gas can be maintained at a low temperature without excessively lowering the temperature of the refrigerant, and energy can be saved.
なお、上述した第１の実施の形態では、制御装置２７は、ガス供給管路５内の圧縮燃料ガスの温度を計測するガス温度センサ２１による検出温度に応じて、冷媒の温度を制御すること構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、制御装置は、ガス充填装置の電源投入時か否かを検出する駆動検出装置を備え、電源投入時に冷媒の温度を制御する構成としてもよい。これにより、ガス充填装置の電源投入時に外気温の影響により圧縮燃料ガスの温度が上昇している場合でも、冷媒の温度を電源投入時に低い温度まで下げることにより、圧縮燃料ガスの温度を下げることができる。このことは、第２，第３の実施の形態についても同様である。
In the first embodiment described above, the
また、上述した第１の実施の形態では、制御装置２７と冷媒制御部１８Ｄとは、冷媒設定温度ｔに基づいて冷却部１８Ａを制御して、冷媒の温度を可変にする構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、制御装置２７と冷媒制御部１８Ｄとは、ポンプ１８Ｂにより冷媒流量を増減させて、熱交換器１６側での熱交換量を変化させることにより、結果として、冷媒の温度を適正に制御する構成としてもよい。また、冷却部１８Ａの制御とポンプ１８Ｂの制御とを組合わせて、冷媒の温度を制御する構成としてもよい。このことは、第２，第３の実施の形態についても同様である。
Further, in the above-described first embodiment, the
また、上述した第１の実施の形態では、熱交換器１６よりも下流側に制御弁としての遮断弁１９を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば遮断弁１９に代えてガス供給管路５内を流通する圧縮燃料ガスの流量を調整することができる流量調整弁を設けてもよい。このことは、第２，第３の実施の形態についても同様である。
Further, in the above-described first embodiment, the case where the
また、前記実施の形態では、圧縮燃料ガスとして水素ガスを用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、水素ガス以外のガス、例えばブタン，プロパン等のガスや圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を車両２の燃料タンク２Ａに充填するためのガス充填装置にも適用することができる。また、車両２の燃料タンク２Ａに圧縮されたガスを充填する形態に限らず、他の被充填タンク（容器を含む）に圧縮されたガスを充填する際にも適用することができる。さらに、ガス充填装置１のディスペンサユニット４を、他の場所にガス給送するための管路の途中に設置してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where hydrogen gas is used as the compressed fuel gas has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to a gas filling device for filling the
さらに、前記各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組合わせが可能であることは言うまでもない。例えば、タイマが検出した時間帯に応じて、ガス供給管路内の圧縮燃料ガスの温度を用いた制御とガス充填終了後からの経過時間を用いた制御とを使い分ける構成としてもよい。 Further, it goes without saying that each of the above-described embodiments is merely an example, and the configurations shown in the different embodiments can be partially replaced or combined. For example, the control using the temperature of the compressed fuel gas in the gas supply pipe and the control using the elapsed time from the end of the gas filling may be selectively used according to the time zone detected by the timer.
以上説明した実施の形態に基づくガス充填装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。 As a gas filling device based on the embodiment described above, for example, the following aspects are conceivable.
ガス充填装置の第１の態様としては、ディスペンサ筐体内に配設され、加圧された圧縮燃料ガスがガス蓄圧器から供給されるガス供給管路と、前記ガス蓄圧器に前記ガス供給管路を介して接続され、前記圧縮燃料ガスを被充填タンクに充填する充填ノズルと、前記ガス供給管路内の前記圧縮燃料ガスを冷却するための冷媒を冷却する冷媒冷却器と、前記ガス供給管路に設けられ、前記冷媒冷却器により冷却された前記冷媒との熱交換により前記圧縮燃料ガスを冷却する熱交換器と、前記熱交換器よりも下流側に位置して前記ガス供給管路に設けられ、前記被充填タンクへの前記圧縮燃料ガスの流通を制御する制御弁と、前記制御弁の制御を行うことにより前記被充填タンクへのガス充填を制御する制御手段と、を備えたガス充填装置であって、前記制御手段によるガス充填に関する充填状況を検出する充填状況検出手段を備え、前記制御手段は、前記充填状況検出手段により検出された充填状況に応じて前記冷媒冷却器の冷媒の温度を制御することを特徴とすることを特徴としている。 As a first aspect of the gas filling device, a gas supply line is provided in the dispenser housing, and pressurized compressed fuel gas is supplied from the gas pressure accumulator, and the gas supply line to the gas pressure accumulator. A charging nozzle for connecting the compressed fuel gas to the tank to be filled, a refrigerant cooler for cooling the refrigerant for cooling the compressed fuel gas in the gas supply pipeline, and the gas supply pipe A heat exchanger for cooling the compressed fuel gas by heat exchange with the refrigerant cooled by the refrigerant cooler provided in the passage, and in the gas supply pipeline located downstream of the heat exchanger. A gas provided with a control valve provided for controlling the flow of the compressed fuel gas to the tank to be filled, and a control means for controlling the gas filling of the tank to be filled by controlling the control valve. A filling device, comprising filling status detection means for detecting a filling status regarding gas filling by the control means, wherein the control means is a refrigerant of the refrigerant cooler according to the filling status detected by the filling status detection means. It is characterized by controlling the temperature of.
第２の態様としては、第１の態様において、前記充填状況検出手段は、前記制御弁よりも下流側の前記ガス供給管路に位置して、当該ガス供給管路内の前記圧縮燃料ガスの温度を計測するガス温度センサを含んで構成されることを特徴としている。 As a second aspect, in the first aspect, the filling state detection means is located in the gas supply pipeline on the downstream side of the control valve, and the compressed fuel gas in the gas supply pipeline is located in the gas supply pipeline. It is characterized by including a gas temperature sensor for measuring the temperature.
第３の態様としては、第１または第２の態様において、前記充填状況検出手段は、ガス充填終了後からの経過時間を検出する経過時間検出装置を含んで構成されることを特徴としている。 A third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the filling state detecting means includes an elapsed time detecting device for detecting an elapsed time after the end of gas filling.
第４の態様としては、第１ないし第３の態様のいずれかにおいて、前記充填状況検出手段は、前記圧縮燃料ガスの充填が行われる時間帯を検出する時間帯検出装置を含んで構成されることを特徴としている。 As a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the filling state detection means includes a time zone detection device that detects a time zone during which the compressed fuel gas is filled. It is characterized by
第５の態様としては、第１ないし第４の態様のいずれかにおいて、前記充填状況検出手段は、前記冷媒冷却器の電源投入時か否かを検出する駆動検出装置を含んで構成されることを特徴としている。 As a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the filling state detection means includes a drive detection device that detects whether or not the refrigerant cooler is powered on. Is characterized by.
１ ガス充填装置
２Ａ 燃料タンク（被充填タンク）
４Ａ ディスペンサ筐体
５ ガス供給管路
６ ガス蓄圧器
１３ 充填ノズル
１６ 熱交換器
１８ チラーユニット（冷媒冷却器）
１９ 遮断弁（制御弁）
２１ ガス温度センサ（充填状況検出手段）
２７ 制御装置（制御手段、駆動検出装置、充填状況検出手段）
２９ タイマ（経過時間検出装置、時間帯検出装置、充填状況検出手段）
1
19 Cutoff valve (control valve)
21 Gas temperature sensor (filling status detection means)
27 Control device (control means, drive detection device, filling status detection means)
29 timer (elapsed time detector, time zone detector, filling status detector)
Claims (4)
前記ガス蓄圧器に前記ガス供給管路を介して接続され、前記圧縮燃料ガスを被充填タンクに充填する充填ノズルと、
前記ガス供給管路内の前記圧縮燃料ガスを冷却するための冷媒を冷却する冷媒冷却器と、
前記ガス供給管路に設けられ、前記冷媒冷却器により冷却された前記冷媒との熱交換により前記圧縮燃料ガスを冷却する熱交換器と、
前記熱交換器よりも下流側に位置して前記ガス供給管路に設けられ、前記被充填タンクへの前記圧縮燃料ガスの流通を制御する制御弁と、
前記制御弁の制御を行うことにより前記被充填タンクへのガス充填を制御する制御手段と、
を備えたガス充填装置であって、
前記充填ノズルによるガス充填終了後からの経過時間を検出する経過時間検出手段を備え、
前記制御手段は、前記経過時間検出手段により検出された充填終了後の経過時間に応じて前記冷媒冷却器の冷媒の温度を制御することを特徴とするガス充填装置。 A gas supply line that is disposed in the dispenser housing and is supplied with pressurized compressed fuel gas from a gas pressure accumulator,
A filling nozzle that is connected to the gas pressure accumulator via the gas supply line and fills the tank to be filled with the compressed fuel gas,
A refrigerant cooler that cools a refrigerant for cooling the compressed fuel gas in the gas supply pipeline,
A heat exchanger that is provided in the gas supply line and cools the compressed fuel gas by heat exchange with the refrigerant cooled by the refrigerant cooler;
A control valve that is provided on the gas supply pipeline and is located on the downstream side of the heat exchanger, and that controls the flow of the compressed fuel gas to the filled tank.
Control means for controlling the gas filling of the tank to be filled by controlling the control valve;
A gas filling device comprising:
Equipped with an elapsed time detection means for detecting an elapsed time from the end of gas filling by the filling nozzle ,
The gas filling device, wherein the control means controls the temperature of the refrigerant in the refrigerant cooler according to the elapsed time after the end of filling detected by the elapsed time detecting means.
前記載置部に設けられ、前記充填ノズルが載置されたか否かを検知するノズル検出手段と、を備えてなり、
前記経過時間検出手段による経過時間は、ガス充填終了後に前記ノズル検出手段による前記充填ノズルが載置されたことを検知してから、次回、ガス充填における前記充填ノズルが載置されていないことを検知するまでの間の時間であることを特徴とする請求項１または２に記載のガス充填装置。 A mounting portion provided on the dispenser housing, on which the filling nozzle is mounted,
Nozzle detection means that is provided in the placement unit and that detects whether or not the filling nozzle is placed,
The elapsed time by the elapsed time detecting means is that the filling nozzle in the gas filling is not placed next time after detecting that the filling nozzle is placed by the nozzle detecting means after the gas filling is completed. gas filling device according to claim 1 or 2, characterized in time der Rukoto between until detection.
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