JP6880540B2 - 水素充填装置の校正方法 - Google Patents

Description

本発明は、水素自動車等に水素を充填する施設である水素ステーションで用いられる水素充填装置に関し、その水素充填装置を校正する技術に関する。

近年、燃料電池を搭載した車両（燃料電池自動車：ＦＣＶ）の開発・普及に伴い、水素ステーション（例えば、特許文献１参照）の設置個所を増加することが重要視されている。
水素ステーションには水素充填装置が設けられており、水素充填装置により、水素ステーションに到着した前記車両の車載タンク内に所定の圧力で水素を充填している。そして、車載タンク内の水素充填を安全且つ正確に行うため、水素充填装置を校正する作業が定期的に行われている。
係る校正作業では、例えば、水素充填前後における校正装置の重量を計測し、その差から充填量を決定するタイプの校正装置を用いて行われる。そして、校正装置により計測された実際の水素充填量と、水素充填装置が計量した充填水素量と比較することにより、当該水素充填装置の校正が行われる。
或いは、水素充填系統に水素流量計測装置（基準流量計：いわゆる「マスターメータ」）を介装し（水素充填装置の校正を）、燃料電池自動車に水素を充填しつつ、水素充填系統に介装された水素流量計測装置（基準流量計）で燃料電池自動車に実際に充填された水素量を計測し、水素充填装置が計量した充填水素量と比較して校正が行われる場合がある。

現行の水素充填に関するガイドラインによれば、上述した様な水素充填装置の校正に際しては、「４ｋｇの水素の充填を１回、１ｋｇの水素の充填を３回」行うことが定められている。係るガイドラインに従えば、単一の水素充填装置４０（図８参照）の校正においては、最低４回（４ｋｇを１回、１ｋｇを３回）の水素充填を行う必要がある。
しかし、校正に際しては、燃料電池自動車の車載タンク内の圧力が所定の初期圧力になった状態（所謂「空」になった状態）で水素を充填する必要がある。そのため校正に際しては、燃料電池自動車に所定量の水素を充填した後、水素を充填した燃料電池自動車を、図８において矢印Ｒで示す様に走行させて、車載タンク内の水素を消費させて、車載タンク内の圧力が所定の初期圧力に低減するまで（所謂「空」になるまで）、校正作業を中断する必要がある。
なお図８において、符号４２は充填ホース、符号ＭＡは水素流量計測装置Ｍ側（マスターメータ側）の充填ノズル、符号ＳＡは車両Ｓ側のレセプタクルを示している。

或いは、上述した水素流量計測装置Ｍ（基準流量計）で燃料電池自動車Ｓに実際に充填された水素量を計測する校正を行う場合には、１台の水素充填装置を校正するのに、図９で示す様に、車載タンク内の圧力が所定の初期圧力になった状態（所謂「空」になった状態）の燃料電気自動車Ｓ（ＦＣＶ）を予め複数台（例えば４台）用意する必要がある。

しかし、車載タンク内の圧力が所定の初期圧力になるまで（所謂「空」になるまで）燃料電池自動車を走行させる場合（図８）には、校正を中断して待機する時間が長時間となり、１台の水素充填装置の校正に多大な時間を費やすことになる。
一方、校正作業を行うために複数台（例えば４台）の燃料電気自動車を用意するのであれば（図９の場合）、校正作業の準備に多大な労力とコストが必要になる。

特開２０００−１６６６３５号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、車載タンクが空になるまで燃料電池自動車を走行させて待機する必要が無く、且つ、複数の（例えば４台の）燃料電池自動車（ＦＣＶ）を準備する必要が無い水素充填装置の校正方法の提供を目的としている。

本発明の水素充填装置の校正方法は、
充填タンク（２）と、充填タンク（２）を内蔵する計測ハウジング（１）と、計測ハウジング（１）の重量を計測する重量計測装置（３：秤）と、水素充填装置（４０）の充填ホース（４２）先端の充填ノズル（４１）と接続及び取り外し可能なレセプタクル（６）と、充填タンク（２）内の圧力の情報及び温度の情報を水素充填装置（４０）に伝達する信号伝達手段（１８）を有する校正装置（１００）のレセプタクル（６）に校正するべき水素充填装置（４０）の充填ノズル（４１）を接続する工程と、
前記信号伝達手段（１８）を経由して充填タンク（２）内の圧力の情報及び温度の情報を水素充填装置（４０）に伝達する通信充填を実行しつつ校正装置（１００）の充填タンク（２）に水素ガスを充填する工程と、
水素充填前の計測ハウジング（１）の重量と水素充填後の計測ハウジング（１）の重量との差異に基づいて、校正装置（１００）の充填タンク（２）に充填された水素量を決定する工程と、
校正装置（１００）に設けられた排ガス機構（１１）を介して、充填タンク（２）内に充填された水素を（校正装置外に）開放する工程（脱ガス：調圧）を有することを特徴としている。
ここで、前記水素量を決定する工程を実行するタイミングは、当該決定する工程と水素を開放する工程の間に限定される訳ではない。前記水素量を決定する工程を実行するタイミングは、水素ガスを充填する工程が終了した後であれば、任意のタイミングで実行可能である。

本発明の校正方法において、前記校正装置（１００）は車両（ＰＳ：校正車両）に架装されており、
校正装置（１００）を架装した車両（ＰＳ）は水素を含む複数種類の燃料（例えば水素を含む２種類の燃料）で駆動する車両（例えば、バイ・フューエル車両）であり、
校正装置（１００）の充填タンク（２）と前記車両（ＰＳ：校正装置を架装したバイ・フューエル車両）の燃料貯蔵装置（３１：車載タンク）とを連通する経路（３２：水素供給配管）には開閉弁（３３：流量調整弁）が介装されており、
前記車両（ＰＳ）が停止して校正作業を行っている場合には前記開閉弁（３３）を閉鎖し、前記車両（ＰＳ）が走行している場合には前記開閉弁（３３）を開放する工程を有するのが好ましい。

上述の構成を具備する本発明によれば、校正完了後、排ガス機構（１１）の図示しない開放／閉鎖機構を操作することにより、充填タンク（２）内に充填された水素は、排ガス機構（１１）を介して、校正装置（１００）外に開放される。
排ガス機構（１１）を介して充填タンク（２）内に充填された水素を校正装置（１００）外に開放する時間は、水素が充填された燃料電池自動車を走行させて、充填タンク（２）内の圧力を所定の初期圧力まで低下される（所謂「空」にする）のに費やされる時間に比較して、遥かに短時間である。そのため、車載タンクの圧力が所定の初期圧力に低下するまで燃料電池自動車を走行させて校正を待機する必要が無く、複数の（例えば４台の）燃料電池自動車（ＦＣＶ）を予め準備する必要も無い。
その結果、単一の水素充填装置（４０）の校正作業に費やされる時間、労力、コストが大幅に短縮される。

そして本発明の校正方法によれば、水素充填前の計測ハウジング（１）の重量と水素充填後の計測ハウジング（１）の重量との差異に基づいて、充填タンク（２）に充填された水素量を正確に決定することが出来るので、当該決定された水素量と水素充填装置（４０）内の流量計により計量された水素充填量とを比較することにより、校正作業の対象となっている水素充填装置（４０）の流量計の精度が要求されるレベルに達しているか否かを正確かつ容易に確認することが出来る。

また本発明において、校正装置（１００）を車両（ＰＳ）に架装或いは搭載する場合であって、当該車両（ＰＳ）がバイ・フューエル車両であれば、校正装置（１００）内の充填タンク（２）に充填した水素を当該車両（ＰＳ）の燃料として消費することが出来る。

さらに本発明において、校正時において、校正装置の充填タンクの内部に設けた計測装置（圧力センサ、温度センサ）により、充填に必要な情報（圧力の情報、温度の情報）を計測し、その情報は信号伝達手段（１８）を介して確実に充填装置（４０）へ送信（通信）すれば、校正時においても、所謂「通信充填」を実行して、実際の燃料電池自動車（ＦＣＶ）に充填するのと同様な高い圧力まで、安全且つ正確な水素充填を実行出来る。

本発明の第１実施形態の概要を示す説明図である。 第１実施形態において、校正装置を車両に架装した状態を示す説明図である。 第１実施形態の手順を示すフローチャートである。 バイ・フューエル車両における校正装置のタンクから水素を供給する手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態で用いられる校正装置を示す説明図である。 本発明の第３実施形態で用いられる校正装置を示す説明図である。 本発明の第４実施形態で用いられる校正装置を示す説明図である。 従来技術の説明図である。 図８とは異なる従来技術の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１において、全体を符号１００で示す校正装置は、計測ハウジング１、計測ハウジング１内に配置される充填タンク２、計測ハウジング１の重量を測定する秤３、計測ハウジング１と秤３（重量計測装置）を収容する本体ハウジング１０を備える。なお、充填タンク２は台座８を介して計測ハウジング１の底面上に載置されている。
充填タンク２に供給、充填された水素ガスの重量は、秤３により、水素ガス充填前後の計測ハウジング１の重量を計測し、水素ガス充填前後の重量の差異から決定される。
計測ハウジング１と秤３を収容する本体ハウジング１０は、その下面に移動手段１０Ａ（車輪等）を備え、校正装置１００を校正に際し構成するべき水素充填装置４０まで移動することが出来る。

計測ハウジング１の側面（図１で右側面）にはレセプタクル６（水素受入口）が設けられ、レセプタクル６は校正すべき水素充填装置４０の充填ホース４２先端の充填ノズル４１と接続され（矢印Ｙ）、以て、水素充填装置４０から計測ハウジング１内の充填タンク２に水素が供給される。
レセプタクル６から計測ハウジング１内に供給された水素ガスは、充填ガス供給管路７を介して充填タンク２に充填される。符号２Ａは充填タンク２における充填ガス取入部を示し、符号９は計測ハウジング１側に供給された水素ガスの逆流を防止する逆止弁である。

計測ハウジング１の側面（図１左側面）には乾燥ガス管路４が着脱自在に設けられており、図示しない供給源から乾燥ガスが計測ハウジング１内に供給される。
計測ハウジング１の外面には、露点計５が着脱自在に設けられており、露点計５の計測結果に基づいて、計測ハウジング１内で湿度管理を行う。例えば、露点計５の露点温度が所定温度（例えば−２０℃：計測ハウジング１内が十分に乾燥していると判断し出来る露点温度）に達した時に、水素ガス（例えば−４０℃に冷却されている水素ガス）を供給すれば、充填タンク２、充填ガス供給管路７、レセプタクル６等の機器に発生する結露量が少なくなり、結露が重量測定に及ぼす影響は十分に小さくなる。

計測ハウジング１の上面には気体排出口１３が設けられ、計測ハウジング１内に乾燥ガスを充填すると、計測ハウジング１内の水分を包含する気体は気体排出口１３から計測ハウジング１の外部に排出される。
また、計測ハウジング１の上面には充填ガス放出口１１Ｃが設けられ、充電ガス放出口１１Ｃは充填ガス放出管路１１Ｂにより充填タンク２の開放／閉鎖機構１１Ａと接続されている。そして、開放／閉鎖機構１１Ａ、放出管路１１Ｂ、放出口１１Ｃにより排ガス機構１１が構成されている。
図示はされていないが、本体ハウジング１０にも気体放出機構が設けられており、充填タンク２内に充填された水素は、排ガス機構１１と本体ハウジング１０の気体放出機構を介して、校正装置１００外に放出される。

充填ガス供給管路７を計測ハウジング１の底面部に固定する支持部材１４、充填ガス放出管路１１Ｂを計測ハウジング１の外壁部に固定する支持部材１５、充填タンク２を載置する台座８は、断熱性を有する材料（熱伝導性が低い材料：例えばゴムや樹脂等）製であり、計測ハウジング１内の低温が支持部材１４、支持部材１５、台座８を介して計測ハウジング１に伝導することにより、その外面に結露が生じることを防止している。
また、計測ハウジング１は半密閉構造であり、計測ハウジング１内に乾燥ガスを供給し、計測ハウジング１内を僅かに加圧された状態に保持することが出来るので、水分を含んだエアが計測ハウジング１内に侵入することが防止される。

充填タンク２内の図示しないセンサ（圧力センサ、温度センサ）は計測信号を電気信号として出力するタイプのセンサであり、当該センサから情報（圧力情報、温度情報）を水素充填装４０側に伝達するため、校正装置１００は、信号伝達手段として通信経路１８（図１では破線）を有している。
校正装置側の通信経路１８は電気信号用の導線で構成された電気通信経路であるが、光ファイバーで構成することも可能である。通信経路１８を光通信経路にする場合には、電気／光コンバータ（例えばＬＥＤ等の発光機器等）を校正装置側レセプタクル６に内蔵することも可能である。
通信経路１８の一端は、充填タンク２側の図示しない通信用コネクタを介して充填タンク２内のセンサ（図示せず）に接続され、通信経路１８の他端は、校正装置側レセプタクル６に内蔵された光通信用コネクタ（図示せず）に接続されている。校正装置側レセプタクル６に内蔵された図示しない光通信用コネクタでは、電気信号が光信号に変換される。
なお、充填タンク２内の図示しないセンサ（圧力センサ、温度センサ）が、計測信号を電気信号で出力するタイプである場合には、校正装置１００側の信号通信経路に変換装置（電気／光コンバータ）を介装するか、校正装置側レセプタクル６に変換装置（電気／光コンバータ）を内蔵して、電気信号を光信号に変換することが出来る。

水素充填装置４０側の信号伝達手段は、電気信号を変換した電気信号が伝達される電気信号経路で構成された通信経路４３であり、通信経路４３の一端は充填装置側の充填ノズル４１に内蔵された図示しない光通信用コネクタに接続され、他端は水素充填装置４０に接続されている。
充填ノズル４１を校正装置側レセプタクル６に接続した際に、充填ノズル４１に内蔵された図示しない光通信用コネクタと校正装置側レセプタクル６に内蔵された図示しない光通信用コネクタが接続され、光信号の授受を行う。そして充填ノズル４１に内蔵された光通信用コネクタは、校正装置側レセプタクル６から送信された光信号を電気信号に変換して、通信経路４３に送る。ここで、通信経路４３を光ファイバー等により光通信経路として構成することが可能であり、また、無線通信経路とすることも可能である。
充填ノズル４１と校正装置側レセプタクル６が接続解除されると、校正装置１００側のレセプタクル６に内蔵された光通信用コネクタ（図示せず）と、充填装置４０側の充填ノズル４１に内蔵された光通信用コネクタ（図示せず）は接続解除される。

第１実施形態の校正装置１００を用いて校正を行う場合、図１で示す様に、水素充填装置４０の充填ノズル４１を校正装置側のレセプタクル６に接続する（矢印Ｙ）。
当該接続（矢印Ｙ）により、水素充填装置４０は、光通信経路４３、充填ノズル４１の光通信用コネクタ（図示せず）、校正装置側の光通信用コネクタ（図示せず）、校正装置側の光通信経路１８、充填タンク２内の光通信用コネクタ（図示せず）、光通信経路（図示せず）を介して、充填タンク２内のセンサ（図示しない）に接続される。

校正装置１００内の充填タンク２ではなく、燃料電池自動車（図１では図示せず）に充填する場合（通常の水素充填）には、水素充填装置４０の充填ノズル４１を燃料電池自動車のレセプタクル（図示せず）に接続する。
図示しない燃料電池自動車の車載タンクにおける計測装置（圧力センサ、温度センサ）で計測された（圧力、温度）は、燃料電池自動車のレセプタクル内の光通信用コネクタ（図示せず）、水素充填装置４０の充填ノズル４１に内蔵された光通信用コネクタ（図示せず）、充填装置側の光通信経路４３を介して、水素充填装置４０に伝達され、以て、通信充填が実行される。
ここで、燃料電池自動車のレセプタクル内の光通信用コネクタ（図示せず）と、水素充填装置４０の充填ノズル４１に内蔵された光通信用コネクタ（図示せず）の間では光通信が行われる。

校正時には、図１で示す様に、水素充填装置４０から充填ホース４２、充填ノズル４１、校正装置側のレセプタクル６、充填ガス供給管路７を介して、充填タンク２に水素が充填される。
その際、校正中の充填タンク２内の情報（圧力情報、温度情報）は、充填タンク２内の図示しないセンサで検出され、当該検出信号は、充填タンク２内の図示しない通信経路、校正装置側の通信経路１８、校正装置側のレセプタクル６内の光通信用コネクタ（図示せず）、充填装置側ノズル４１内の光通信用コネクタ（図示せず）、充填装置側の通信経路４３を介して、水素充填装置４０に伝達される。そのため、校正時においても通信充填が実行される。

校正時において、充填タンク２内に充填された水素ガスの充填量を求めるには、結露等が生じない環境下において、水素ガス充填前後における計測ハウジング１（水素と充填タンク２を含む）の重量を秤３により計測し、水素ガス充填前後の重量差から充填された水素ガスの重量を求め、当該水素ガスの重量から水素充填量を決定する。
その様にして決定された水素充填量と、水素充填装置４０内部の流量計（図示せず）の計量結果から求めた水素充填量を比較することにより、校正の対象である水素充填装置４０で計量された水素充填量が正確であるか否かを確認することが出来る。

校正完了後、排ガス機構１１の開放／閉鎖機構１１Ａを開放することにより、充填タンク２内に充填された水素は、放出管路１１Ｂ、放出口１１Ｃ、図示しない本体ハウジング１０の気体放出機構を介して、校正装置１００外に放出される。
計測ハウジング１の排ガス機構１１及び本体ハウジング１０の気体放出機構（図示せず）を介して充填タンク２内に充填された水素を校正装置１００外に開放する時間は、同量の水素を充填した燃料電池自動車を走行させて、車載タンクの圧力が所定の初期圧力まで低減するのに費やされる時間に比較して、遥かに短時間である。
そのため、図８の従来技術の様に燃料電池自動車の走行中に校正を中断して待機する必要が無く、また、図９の従来技術の様に複数の（例えば４台の）燃料電池自動車（ＦＣＶ）を準備する必要も無い。
その結果、図１の第１実施形態によれば、単一の水素充填装置４０の校正に費やされる時間が大幅に短縮され、校正の準備に多大な労力やコストが費やされることもない。

ここで、図２で示す様に、校正装置１００を車両ＰＳ（以下「校正車両」と言う）に架装或いは搭載することが可能であり、離隔した位置の複数の水素充填装置４０を構成するべき場合に、校正装置１００を移動して、校正を効率的且つ安全に実行出来る。
図２では、校正装置１００の充填タンク２は水素供給配管３２を介して校正車両ＰＳのエンジン３０と連通しており、水素供給配管３２には流量調整弁３３が介装されている。ここで、図２では車両ＰＳには車載タンク３１（エンジン３０に供給する水素を貯蔵する車両内のタンク）が設けられ、水素供給配管３２は車載タンク３１に連通しているが、この車載タンク３１は省略可能である。車載タンク３１を省略した場合、水素供給配管はエンジン３０に連通する。
明確には図示されていないが、エンジン３０に供給可能な水素以外の燃料（バイ・フューエル）を貯蔵するタンクを別途設けることも出来る。その他の燃料を貯蔵するタンクには、水素供給配管３２は連通しない。

校正装置１００を架装した車両ＰＳが、水素とそれ以外の燃料により駆動するタイプのバイ・フューエル車両であれば、校正車両ＰＳが停止して校正作業を行っている場合には流量調整弁３３（開閉弁）を閉鎖し、校正車両ＰＳが走行している場合には流量調整弁３３（開閉弁）を開放する。これにより、車両ＰＳの走行時には校正装置１００の充填タンク２から校正車両ＰＳのエンジン３０に水素を供給し、当該供給した水素を校正車両ＰＳの燃料として使用することが出来る。
図２の車両がバイ・フューエル車両等の水素自動車でなければ、水素供給配管３２と、水素流量調整弁３３を設ける必要は無い。

次に主として図３を参照して、第１実施形態に係る校正作業の手順を説明する。
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１以下の操作を行う以前の段階で、先ず、校正装置１００の秤３を、基準分銅により構成する。重力加速度、空気密度（温度、湿度）等の補正のためである。
そしてステップＳ１では、校正作業を実施するか否かを判断する。ステップＳ１で校正作業を実施すると判断すれば（ステップＳ１が「Ｙｅｓ」）ステップＳ２に進み、校正作業を実施しないと判断すれば（ステップＳ１が「Ｎｏ」）ステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、校正作業を実施するに際して初期条件を確認する。
初期条件として、種々のパラメータが設定されているが、各パラメータに対応して、初期条件が充足されているか否かを確認する。そしてステップＳ３に進む。
ステップＳ３では、充填タンク２内の圧力が所定の充填開始圧（初期圧力：所謂「空」に相当する圧力）であるか否かを判断する。ステップＳ３の判断は、ステップＳ２で充填タンク２内の圧力を圧力センサで計測し、予め設定された所定の初期圧力と比較することにより行なわれる。
ステップＳ３において、充填タンク２内の圧力が所定の初期圧力になっている場合（ステップＳ３が「Ｙｅｓ」）にはステップＳ４に進み、充填タンク４内の圧力が所定の初期圧力になっていない場合（ステップＳ３が「Ｎｏ」）にはステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、充填ノズル接続に先立って、秤３をリセットする（所謂「風袋引き」）。そして、水素を充填するため、水素充填装置４０の充填ノズル４１（図１）を校正装置１００のレセプタクル６に接続する。そしてステップＳ６に進む。図３のフローチャートでは明確に示されないが、充填ノズル４１、乾燥ガス管路４、露点計５が接続されていない状態で（ステップＳ４より前の段階で）、水素ガス充填前の計測ハウジング１の重量を、秤３により、計測している。
一方、ステップＳ５では、充填タンク２内の圧力が所定の初期圧力まで低減する様に、充填タンク２の排ガス機構１１（図１）を作動し、開放／閉鎖機構（減圧弁）により減圧する。その際、充填タンク２内の圧力、温度を監視しつつ行う。ステップＳ５の後、ステップＳ２に戻る。
ステップＳ６では、水素充填装置４０から校正装置１００の充填タンク２に、水素の計量充填を行う。図１を参照して上述した様に、通信充填が行われる。
図３では明示されていないが、ステップＳ６の水素充填に先立ち、乾燥ガス管路４（図１）を介して、計測ハウジング１内に乾燥ガスを充填し、水分を包含する気体を気体排出口１３（図１）から計測ハウジング１外に排出することも出来る。

ステップＳ７では、校正装置１００の充填タンク２への水素充填量を、水素充填装置４０に内蔵された流量計の出力に基づいて確認する。そしてステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、校正装置１００の充填タンク２への水素充填量が所定の水素充填量に到達したか否かを判断して、校正装置１００への水素充填を終了するか否かを判断する。ステップＳ８で、校正装置１００への水素充填終了と判断した場合（ステップＳ８が「Ｙｅｓ」）にはステップＳ９に進む。一方、水素充填終了ではないと判断された場合（ステップＳ８が「Ｎｏ」）にはステップＳ６に戻り、充填を継続する。

ステップＳ９では、充填装置側の充填ノズル４１において、脱圧が完了しているか否かを判断して、充填ノズル取り外しを安全に行える状態であるか否かを判断する。当該判断は、充填ノズル４１内部の圧力と、安全基準で定められた圧力とを比較することにより実行される。
ステップＳ９の判断の結果、充填ノズル４１の部分の脱圧が完了して、充填ノズル取り外しを安全に行えると判断された場合（ステップＳ９が「Ｙｅｓ」）にはステップＳ１０に進み、充填ノズル４１の部分の脱圧が完了していないと判断された場合（ステップＳ９が「Ｎｏ」）にはステップＳ１１に進む。
ステップＳ１０では、水素充填装置４０の充填ノズル４１を校正装置１００側のレセプタクル６から取り外す。そしてステップＳ１２に進む。
ステップＳ１１では、充填ノズル４１の部分の脱圧を続行し、ステップＳ９に戻る。

ステップＳ１２では、水素充填装置４０から計測ハウジング１内の充填タンク２に充填された水素ガスの重量（水素ガス充填後の計測ハウジング１の重量）を秤３により計測する。なお、当該計測に際して、乾燥ガス管路４、露点計５は予め計測ハウジング１から取り外している。
ステップＳ１３では、充填タンク２に設けられた排ガス機構１１（開放／閉鎖機構１１Ａ、放出管路１１Ｂ、放出口１１Ｃ、図１）を開放作動して、充填タンク２内に充填された水素を（校正装置１００外に）放出する（脱ガス：調圧）。
ステップＳ１３において、充填タンク２内の圧力を圧力センサで計測しつつ行い、充填タンク２内の圧力が、その後に実行される校正における初期条件にせしめる。

ステップＳ１４では、予定した全ての校正が終了したか否かを確認する。ここで、全ての校正とは、例えば、校正対象となる１台の水素充填装置４０で実行するべき全ての校正作業を意味する場合もあり（例えば、水素充填量４ｋｇの校正が１回、１ｋｇの校正が３回、合計４回）、或いは、ガスステーションに設置された複数の水素充填装置４０の全てについて実行するべき校正（例えば、４回／１台×水素充填装置４０の台数）を意味する場合もある。
ステップＳ１４において、全ての校正が終了した場合（ステップＳ１４が「Ｙｅｓ」）にはステップＳ１５に進み、全ての校正が終了していない場合（ステップＳ１４が「Ｎｏ」）にはステップＳ２に戻って、校正を実行し続ける。

ステップＳ１５では、水素ガス充填前後における計測ハウジング１の重量の計測結果の差異（重量差）を決定する。そして、係る重量差（水素ガス充填前後における計測ハウジング１の重量差）から、校正装置１００の充填タンク２に充填された水素ガスの充填量を決定する。
ステップＳ１６では、実施した校正作業の各々について、校正装置１００側で決定した（ステップＳ１５による）水素充填量と、水素充填装置４０側で計量した水素充填量とを比較する。
ここで、校正装置１００側で水素充填量を決定する工程（ステップＳ１５）、校正装置１００側で決定した水素充填量と水素充填装置４０側で計量した水素充填量とを比較する工程（ステップＳ１６）は、図３のフローチャートで示す段階で行うことに限定される訳ではない、水素充填終了以降（ステップＳ８の工程）であれば、任意の段階で実行可能である。
ステップＳ１７では、校正結果を作成する。例えば、校正装置１００側で決定した水素充填量と水素充填装置４０側で計量した水素充填量とを比較して（ステップＳ１６）、その比較結果から、校正対象である水素充填装置４０について、内蔵する流量計の精度或いは水素計量の正確さを定量的に比較可能な状態にせしめ、水素充填装置４０の適否を判定する。そして校正を終了する。
図３では水素充填装置１００が複数台設けられている場合には、全ての水素充填装置についてステップＳ１〜Ｓ１４までの工程が完了した後に、複数台まとめてステップＳ１５〜Ｓ１７の工程を実行しているが、個々の水素充填装置１００の校正が終了する毎に、ステップＳ１４直前の段階で、校正が終了した水素充填装置１００毎にステップＳ１５〜Ｓ１７の工程を実行することも出来る。

ここで、図４では、バイ・フューエル車両ＰＳに水素を供給する手順を示している。
図２で示す様に校正装置１００を校正車両ＰＳに架装或いは搭載している場合における手順である。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、当正車両ＰＳが水素を燃料とする車両か否か（バイ・フューエル車両か否か）を判断する。ステップＳ２１において、校正車両ＰＳがバイ・フェーエル車両である場合（ステップＳ２１が「Ｙｅｓ」）にはステップＳ２２に進み、校正車両ＰＳがバイ・フェーエル車両ではない場合（ステップＳ２１が「Ｎｏ」）にはステップＳ２４に進む。

ステップＳ２２（校正車両ＰＳがバイ・フェーエル車両の場合）では、校正車両ＰＳが走行モードであるのか、或いは停車して校正作業モードなのかを判断する。ステップＳ２２において、校正車両ＰＳが走行モードである場合にはステップＳ２３に進み、校正車両ＰＳが校正作業モードである場合にはステップＳ２４に進む。
ステップＳ２３では、校正車両ＰＳにおける水素供給配管３２（図２）に介装された開閉弁３３（図２）を開放し、水素供給配管３２を介して充填タンク２内の水素を車両ＰＳのエンジン３０（図２）に供給する。
一方、ステップＳ２４では、校正車両ＰＳがバイ・フェーエル車両でないか、或いは、校正車両ＰＳが校正作業モードであると判断して、校正車両ＰＳにおける水素供給配管３２の開閉弁３３を閉鎖し、充填タンク２と車両ＰＳのエンジン３０（図２）を遮断する。

図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１〜ステップＳ２４は、全て作業者が人手により判断或いは操作することにより実行出来る。
ただし、ステップＳ２１〜ステップＳ２４を図示しないコントロールユニットによる自動制御により実行することも可能である。例えばステップＳ２１の判断は事前にコントロールユニットに車両ＰＳの情報を供給することにより実行し、ステップＳ２２、ステップＳ２４の判断やステップＳ２３の開閉制御もコントロールユニットにより実行することも可能である。

図１〜図４で説明した第１実施形態では、図１、図２で示す様な校正装置１００を用いて校正作業を行っている。
それに対して、図５で示す第２実施形態では、図１、図２と同様に水素充填前後の重量差に基づいて水素充填量を決定しているが、図１、図２の校正装置１００とは異なる校正装置１００−１を用いている。以下、図５の第２実施形態において、図１、図２とは異なる点を主として説明する。
図５〜図７において、煩雑さを回避するため、計測ハウジング１、充填タンク２、秤３、レセプタクル６、充填ガス供給管路７、排ガス機構１１等の機器について、図１、図２と同様の符号を付している。

図５の第２実施形態において、全体を符号１００−１で示す校正装置は、計測ハウジング１の上面であって秤３の中心部上方近傍に、スパン調整を行うための分銅２６を載置する分銅載置部１Ａが設けられている。
充填ガスの重量計測の度毎に、或いは計測場所が変わる度毎に、計量のトレーサビリティーが取れている分銅２６を分銅載置部１Ａに載置して、秤３のスパン調整（変動範囲調整）を行う。これにより、温度変動、気圧変動、計測場所の高度や緯度の変化が存在しても、その影響を排除して、秤３による高精度の重量計測を実施することができる。

第２実施形態に係る校正装置１００−１は、図１、図２の校正装置１００に比較して、充填ガス供給管路７を計測ハウジング１の底面部に固定する支持部材１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の数が、３本に増加している。そして、充填ガス放出管路１１Ｂを計測ハウジング１の外壁部に固定する支持部材１５が大型化している。
図５において、符号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の部材は剛性部材を表し、それぞれ、レセプタクル６、充填ガス供給管路７、乾燥ガス管路４を計測ハウジング１へ固定するのを強化している。

図５において、秤３は、設置部材１２により本体ハウジング１０の底部上に設置されている。設置部材１２はロック機構１２Ｂにより構成され、ロック機構１２Ｂは、秤３の秤台座部３Ａを支持する足部１２Ａ、足部１２Ａを本体ハウジング１０の底部１０Ｂに固定している。
校正装置１００−１の保管時や移動時には、ロック機構１２Ｂにより足部１２Ａを底部１０Ｂに固定して、秤３を本体ハウジング１０に確実に固定する。
一方、充填ガスの重量計測時には、ロック機構１２Ｂを固定解除して、設置部材１２を本体ハウジング１０に固定されていない状態（いわゆる「フリー」の状態）にして、以て、秤３を本体ハウジング１０からフリーにする。秤３を本体ハウジング１０からフリーにすれば、重量計測時に、本体ハウジング１０の歪みや撓み、温度変化による熱膨張、収縮が設置部１２を介して秤３に伝達されることがなく、重量計測の結果に誤差を生じないからである。

図５において、秤３の周縁部には固定装置１５が設けられており、固定装置１５は、被計測時に秤３を除荷し、計測ハウジング１を確実且つ安全に固定する作用を奏する。固定装置１５は、水平方向に延在するピン状部材１５１とＬ字状部材１５２から成り、Ｌ字状部材１５２は底部１０Ｂに固定され、ピン状部材１５１はＬ字状部材１５２の貫通孔（図示せず）を貫通して、水平方向（矢印Ｈ方向）に移動可能に構成されている。
図示はされていないが、図１、図２、図６、図７で示す校正装置１００、１００−２、１００−３にも固定装置１５を設けることが可能である。
図５では明示されていないが、秤３の設置部材の下方には、３点の調整支持部材（図示せず）が設けられており、この調整支持部材と図示しない水準器を併せて用いることにより、迅速且つ高精度で秤３の水準を取ることが出来る様に構成されている。

校正装置１００−１においても、図１、図２の第１実施形態の校正装置１００と同様に、水素充填装置（図５では図示せず）から校正装置１００―１の充填タンク２に水素ガスを充填する際、通信充填を行う。充填タンク２内のセンサ（図示せず）の出力信号（圧力情報、温度情報）を水素充填装側に伝達するため、校正装置１００−１は、信号伝達手段として通信経路１８−１を有している。
校正装置側の通信経路１８−１は電気信号用の導線で構成されており、光信号を変換した電気信号が伝達されるが、通信経路１８−１を光ファイバーで光通信経路として構成することも出来る。通信経路１８−１の一端は図示しない光通信用コネクタを介して充填タンク２内の前記センサに接続され、他端は校正装置側レセプタクル６に内蔵された図示しない光通信用コネクタに接続されている。

校正の際に、校正装置側レセプタクル６と水素充填装置の充填ノズル（図示せず）が接続されると、通信経路１８−１は、校正装置側レセプタクル６に内蔵された図示しない光通信用コネクタ、充填ノズル側の光通信用コネクタ（図示せず）を介して充填装置側の通信経路（図示せず）に接続される。これにより、充填タンク２内のセンサの出力信号は、水素充填装置（図５では図示せず）に伝達され、通信充填が行われる。ここで、充填ノズル４１を校正装置側レセプタクル６に接続した際に、充填ノズル４１に内蔵された図示しない光通信用コネクタと校正装置側レセプタクル６に内蔵された図示しない光通信用コネクタが接続され、光信号の授受（光通信）を行う。
第２実施形態においても、図２で示すのと同様に、校正装置１００−１を校正車両ＰＳに架装或いは搭載することが可能である。
図５の第２実施形態のその他の構成及び作用効果は、図１〜図４の第１実施形態と同様である。

図６で示す第３実施形態では、図５とはさらに異なる校正装置を用いている。
以下、図６の第３実施形態において、図１〜図５で示す校正装置とは異なる点を主として説明する。
図６の第３実施形態で用いられる校正装置１００−２において、計測ハウジング１は、帯電防止機能付きのポリカーボネート樹脂で形成されている。ポリカーボネート樹脂は高強度の透明材料であり、そのため計測ハウジング１の内部は外部から視認可能である。また、計測ハウジング１の壁厚寸法を薄くして軽量化しても、計測ハウジング１には所定の強度が確保される。さらに帯電防止機能付きのポリカーボネート樹脂で製造されているため、静電気の発生を防止することが出来、水素ガスを取り扱う機器としての安全性を確保している。

図６において、充填ガス供給管路７には、供給ガスの状態監視機器として温度計１９、圧力計２０が介装されており、温度伝送器２１、圧力伝送器２２、流量計２３も介装されている。
温度伝送器２１により温度計１９の計測データが計測ハウジング１から離隔した箇所（例えば水素ステーション事務所の情報処理機器：図示せず）に無線又は有線で伝送され、圧力伝送器２２により圧力計２０の計測データが計測ハウジング１から離隔した箇所に無線又は有線で伝送される。

温度計１９、圧力計２０の計測結果は、帯電防止機能付きのポリカーボネート樹脂製で外部から視認可能な計測ハウジング１を介して、現場作業者が視認することが出来る。温度伝送器２１、圧力伝送器２２、流量計２３については、現場から離れた遠隔箇所において、管理者が確認することが出来る。
温度伝送器２１、圧力伝送器２２、流量計２３は、それぞれ従来公知の警報手段（図示せず）を備え、それぞれの計測結果が異常な値を検知した時、現場における作業者に警報音等で報知すると共に、現場から離れた箇所に駐在している管理者等に警報音等で異常を報知することが出来る。

また、図６の第３実施形態の校正装置１００−２において、図１〜図５の実施形態と比較すると、排ガス機構１１が異なっている。
図６において、充填ガス供給管路７には分岐部７Ａが設けられ、分岐部７Ａと遮断弁１７を接続する充填ガス放出管路１１Ｂには減圧弁１６が介装されている。計測ハウジング１の側面部（図１で右側側面）に配設された遮断弁１７は、充填タンク２に水素ガスを充填する時には遮断され、充填タンク２から水素ガスを放出する時には開放する。

校正完了後、排ガス機構１１の開放／閉鎖機構１１Ａを開放することにより、充填タンク２内に充填された水素は、充填ガス供給管路７、分岐部７Ａ、充填ガス放出管路１１Ｂ、減圧弁１６、遮断弁１７、外部放出管路２４、図示しない本体ハウジング１０の気体放出機構を経由して、校正装置１００外に放出される。その際、放出された水素ガスは減圧弁１６で低圧（例えば１ＭＰａ未満）に減圧される。符号２５は通過する水素ガスの圧力を計測する圧力計である。
水素ガス放出の際、充填ガス供給管路７の分岐部７Ａからレセプタクル６の方向に水素ガスが流れようとしても逆止弁９により遮断され、レセプタクル６側に放出（漏洩）されること防止される。

図６の校正装置１００−２でも、充填タンク２に水素ガスを充填する際、通信充填を実行する。
充填タンク２内の図示しないセンサ（圧力センサ、温度センサ）の出力信号を水素充填装置に伝達するため、校正装置１００−２は、信号伝達手段として通信経路１８−２を有している。通信経路１８−２については、図１〜図５で説明したのと同様である。
また、図６の校正装置１００−２においても、図２で示す様に、校正車両ＰＳ（図２）に架装或いは搭載することが可能である。
図６の第３実施形態のその他の構成及び作用効果は、図１〜図５の各実施形態と同様である。

図７で示す第４実施形態では、図６とはさらに異なる校正装置を用いている。
以下、図７の第４実施形態において、図１〜図６の実施形態で用いられる校正装置１００、１００−１、１００−２とは異なる点を主として説明する。
図７の校正装置１００−３はコントロールユニットＣＵを備え、コントロールユニットＣＵにより、計測ハウジング１内の気体（乾燥エア、窒素）の浮力が水素ガスの充填前後で変動することによる誤差を解消する制御を行なっている。コントロールユニットＣＵは、入力信号ラインＩＳＬ１により秤３と接続されており、且つ、入力信号ラインＩＳＬ２により温度センサＴと接続されている。温度センサＴは、充填タンク２の表面近傍に設置される。

コントロールユニットＣＵは、前記誤差の解消に際して、計測ハウジング１内の気体の浮力が水素ガス充填前後で変動する変動量ΔＦを求め、変動量ΔＦにより水素充填量ΔＷ（重量）を補正して、補正後の充填量ΔＷｔ（重量）を算出している。
すなわち、 ΔＷｔ＝ΔＷ−ΔＦ となる。
前記変動量ΔＦは、計測ハウジング１内に収容されている機器（充填タンク２、秤３、台座８、充填ガス供給管路７等）の容積の総和Ｑ（固体容積）に、充填後の温度ｔ２における気体密度ρ（ｔ２）と充填前の温度ｔ１における気体密度ρ（ｔ１）の差を乗じて、次式により算出している。温度ｔ１、ｔ２は温度センサＴにより計測される。
ΔＦ＝Ｑ・｛ρ（ｔ２）−ρ（ｔ１）｝
固体容積Ｑは、密閉空間内で温度ｔａからｔｂに変動し、気体密度もρ（ｔａ）からρ（ｔｂ）に変動させて、計測ハウジング１の重量を計測することにより求める。すなわち、計測ハウジング１の重量の計測結果をＷｔａ、Ｗｔｂとすると、固体容積Ｑは次式により算出される。
Ｑ＝（Ｗｔｂ−Ｗｔａ）／｛ρ（ｔｂ）−ρ（ｔａ）｝

図７の校正装置１００−３においても、図１〜図６で用いられる校正装置１００、１００−１、１００−２と同様に、図示しない水素充填装置から校正装置１００−３の充填タンク２に水素ガスを充填する際、通信充填を実施している。
そして、充填タンク２内の図示しないセンサ（圧力センサ、温度センサ）の出力信号を水素充填装置に伝達するため、校正装置１００−３は、通信経路１８−３を有している。通信経路１８−３の構成、通信充填の態様については、図１〜図６の各実施形態と同様である。
また、図７の校正装置１００−３においても、図２と同様に、校正装置１００−３を校正車両ＰＳに架装或いは搭載することが可能である。
図７の第４実施形態のその他の構成及び作用効果は、図１〜図６の各実施形態と同様である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・・計測ハウジング
２・・・充填タンク
３・・・秤（重量計測装置）
６・・・レセプタクル
１１・・・排ガス機構
１８・・・校正装置側の通信経路（信号伝達手段）
３１・・・車載タンク（校正車両の燃料貯蔵装置）
３２・・・水素供給配管
３３・・・開閉弁（流量調整弁）
４０・・・水素充填装置
４１・・・充填ノズル
４２・・・充填ホース
１００・・・校正装置
ＰＳ・・・校正車両

Claims (3)

1. 充填タンクと、充填タンクを内蔵する計測ハウジングと、計測ハウジングの重量を計測する重量計測装置と、水素充填装置の充填ホース先端の充填ノズルと接続及び取り外し可能なレセプタクルと、充填タンク内の情報を水素充填装置に伝達する信号伝達手段を有する校正装置のレセプタクルに校正するべき水素充填装置の充填ノズルを接続する工程と、
   前記信号伝達手段を経由して充填タンク内の圧力の情報及び温度の情報を水素充填装置に伝達する通信充填を実行しつつ校正装置の充填タンクに水素ガスを充填する工程と、
   水素充填前の計測ハウジングの重量と水素充填後の計測ハウジングの重量との差異に基づいて、校正装置の充填タンクに充填された水素量を決定する工程と、
   校正装置に設けられた排ガス機構を介して、充填タンク内に充填された水素を開放する工程を有することを特徴とする水素充填装置の校正方法。
2. 前記水素量を決定する工程は、水素ガスを充填する工程が終了した後であれば実行可能である請求項１に記載の校正方法。
3. 前記校正装置は車両に架装されており、
   校正装置を架装した車両は水素を含む複数種類の燃料で駆動する車両であり、
   校正装置の充填タンクと前記車両の燃料貯蔵装置とを連通する経路には開閉弁が介装されており、
   前記車両が停止して校正作業を行っている場合には前記開閉弁を閉鎖し、前記車両が走行している場合には前記開閉弁を開放する工程を有する請求項１、２の何れかに記載の校正方法。
   

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