JP7018011B2 - 水素ステーションの運用方法および水素ステーション - Google Patents

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Description

本発明は、水素ステーションの運用方法および水素ステーションに関する。
従来、燃料電池車に燃料である水素ガスを充填するための施設である水素ステーションについて知られている。この水素ステーションにおいては、ガス化前の液状態の水素（液体水素）を貯留するための貯槽が設けられており、この貯槽から取り出した液体水素をガス化し、この水素ガスを圧縮機によって所定の圧力まで昇圧した後、ディスペンサから燃料電池車に充填することができる。
特許文献１および特許文献２には、上記のような液体水素を貯留するための貯槽について開示されている。これらの公報に開示される貯槽には、貯槽内の水素ガスを外部に放出するための圧力逃がし用経路が設けられており、この経路に設けられた圧力逃がし弁を開くことによって貯槽内の圧力を調整可能とされている。
特開２０１１－１９９３号公報 特開２０１２－２５１６０６号公報
燃料電池車への水素ガスの充填に伴って貯槽内の液体水素の量が少なくなると、タンクローリーなどから貯槽に液体水素を補充する必要が出て来る。特許文献１および特許文献２においては、貯槽内の液体水素の残量が少なくなって液体水素の補充が必要となった場合に、貯槽内の水素ガスを圧力逃がし用経路を通じて水素ステーションの外部に放出（パージ）することによって、貯槽内の圧力を液体水素の補充に適した圧力まで下げることがある。この場合、水素ガスのパージによって水素のムダが多くなるという課題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水素のムダを抑えつつ貯槽内を液体水素の補充に適した圧力に調整することが可能な水素ステーションの運用方法および水素ステーションを提供することである。
本発明の一局面に係る水素ステーションの運用方法は、液体水素を貯留する貯槽と、前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、前記貯槽から流出した前記液体水素の少なくとも一部を熱交換器でガス化して前記貯槽に戻すガス化経路と、前記貯槽内のガス化した水素を前記気化器と前記圧縮機との間の経路、または、前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、を備え、前記蓄圧器で貯えた水素ガスをディスペンサを介してタンク搭載装置に充填する水素ステーションにおいて、前記貯槽に前記液体水素を補充する方法である。この方法では、前記貯槽に前記液体水素を補充する前であって前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス化経路に配置された弁によって前記ガス化経路を流れる前記液体水素の量を減少させ、前記貯槽内における前記液体水素のガス化量を減少させさらに、前記ガス送出経路に配置された弁によって前記貯槽から前記ガス送出経路を通じて送出される水素ガスの量を増加させることによって前記貯槽内の圧力を下げることにより、前記圧縮機の吸込圧力を下げた運転を行って、前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい第２閾値に到達するまでの間において前記貯槽内の圧力を徐々に下げ、前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第２閾値に到達したことに基づいて、前記貯槽への前記液体水素の補充を開始する。
この方法では、貯槽内の液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、ガス化経路を流れる液体水素の量を弁によって減少させ、貯槽内における液体水素のガス化量を減少させ、さらに貯槽からガス送出経路を通じて気化器と圧縮機との間の経路（または気化器内）に送出する水素ガスの量を弁によって増加させることにより、液体水素の補充前に貯槽内の圧力を下げることができる。このため、貯槽内の水素ガスを外部に放出（パージ）する方法のみによって貯槽内の圧力を下げる方法と異なり、貯槽内の水素量が減少するのを抑制しつつ貯槽内の圧力を液体水素の補充に適した圧力まで下げることができる。つまり、貯槽内の水素を外部に放出する量を抑えつつ貯槽内の圧力を下げることができるため、水素のムダを抑えつつ貯槽に液体水素を効率的に補充することができる。
さらに、貯槽への液体水素の補充が必要となる前（貯槽内の液体水素の残量が第２閾値に到達する前）に、貯槽内の圧力を徐々に下げることができる。これにより、貯槽内の液体水素の残量が第２閾値に到達した時点で、貯槽内の圧力が液体水素の補充を行うために十分に下がった状態とすることができるため、速やかに液体水素の補充を行うことができる。
本発明の他の局面に係る水素ステーションの運用方法は、液体水素を貯留する貯槽と、前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、前記貯槽内のガス化した水素を前記気化器と前記圧縮機との間の経路、または、前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、を備え、前記蓄圧器で貯えた水素ガスをディスペンサを介してタンク搭載装置に充填する水素ステーションにおいて、前記貯槽に前記液体水素を補充する方法である。この方法では、前記貯槽に前記液体水素を補充する前であって前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス送出経路に配置された弁によって前記貯槽から前記ガス送出経路を通じて送出される水素ガスの量を増加させることによって前記貯槽内の圧力を下げることにより、前記圧縮機の吸込圧力を下げた運転を行って、前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい第２閾値に到達するまでの間において前記貯槽内の圧力を徐々に下げ、前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第２閾値に到達したことに基づいて、前記貯槽への前記液体水素の補充を開始する。
この方法では、貯槽内の液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、貯槽からガス送出経路を通じて気化器と圧縮機との間の経路（または気化器内）に送出する水素ガスの量を弁によって増加させることにより、液体水素の補充前に貯槽内の圧力を下げることができる。このため、貯槽内の水素ガスを外部に放出（パージ）する方法のみによって貯槽内の圧力を下げる方法と異なり、水素ステーションの外部へ放出される水素ガスの量を抑えつつ、貯槽内の圧力を液体水素の補充に適した圧力まで下げることができる。これにより、水素のムダを抑えつつ、貯槽に液体水素を効率的に補充することができる。
さらに、貯槽への液体水素の補充が必要となる前（貯槽内の液体水素の残量が第２閾値に到達する前）に、貯槽内の圧力を徐々に下げることができる。これにより、貯槽内の液体水素の残量が第２閾値に到達した時点で、貯槽内の圧力が液体水素の補充を行うために十分に下がった状態とすることができるため、速やかに液体水素の補充を行うことができる。
上記水素ステーションの運用方法において、前記タンク搭載装置が燃料電池フォークリフト又は燃料電池自動車であってもよい。
燃料電池フォークリフトや燃料電池自動車に燃料を補給する水素ステーションにおいて、貯槽内の水素ガスを水素ステーションの外部に放出する量を抑えつつ貯槽内の圧力を下げることにより、水素のムダを抑えつつ貯槽に液体水素を効率的に補充することができる。
上記水素ステーションの運用方法において、前記水素ステーションには、前記燃料電池フォークリフト及び前記燃料電池自動車のそれぞれに水素ガスを充填可能なように複数の前記ディスペンサが設けられていてもよい。
このように、複数の車種に対応して異なるディスペンサが設けられた水素ステーションにおいても、水素のムダを抑えつつ貯槽に液体水素を効率的に補充することができる。
本発明のさらに他の局面に係る水素ステーションは、液体水素を貯留する貯槽と、前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、前記貯槽から流出した前記液体水素の少なくとも一部を熱交換器でガス化して前記貯槽に戻すガス化経路と、前記ガス化経路に配置され、前記ガス化経路を流れる前記液体水素の量を調整するガス化用弁と、前記貯槽内のガス化した水素を前記気化器と前記圧縮機との間の経路、または、前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、前記貯槽内の前記液体水素の残量を検知する液量検知部と、前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス化経路を流れる前記液体水素の量を減少させて前記貯槽内における前記液体水素のガス化量を減少させるように前記ガス化用弁を制御し、さらに、前記貯槽から前記ガス送出経路を通じて送出される水素ガスの量を増加させるように前記ガス送出経路に配置された弁を制御する制御部と、を備えている。
この水素ステーションでは、液量検知部によって貯槽内の液体水素の残量が第１閾値以下になったことが検知されると、ガス化用弁の制御によってガス化経路の熱交換器を流れる液体水素の量を減少させることにより貯槽に戻る水素ガスの量を減少させ、さらに貯槽からガス送出経路を通じて気化器と圧縮機との間の経路（または気化器内）に送出する水素ガスの量を弁によって増加させることにより、貯槽内における液体水素のガス化量を減少させることができる。このため、貯槽内の水素ガスを外部に放出することのみによって貯槽内の圧力を下げる場合と異なり、貯槽内の水素量が減少するのを抑制しつつ貯槽内の圧力を液体水素の補充に適した圧力まで容易に下げることができる。つまり、貯槽内の水素を外部に放出する量を抑えつつ貯槽内の圧力を下げることができるため、水素のムダを抑えつつ貯槽に液体水素を効率的に補充することができる。
本発明のさらに他の局面に係る水素ステーションは、液体水素を貯留する貯槽と、前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、ガス化用弁が配置され、前記貯槽から流出した前記液体水素の少なくとも一部を熱交換器でガス化して前記貯槽に戻すガス化経路と、前記貯槽内のガス化した水素を、前記気化器と前記圧縮機との間の経路、または、前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、前記ガス送出経路に配置され、前記ガス送出経路を流れる水素ガスの量を調整するガス送出弁と、前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、前記貯槽内の前記液体水素の残量を検知する液量検知部と、前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス送出経路を流れる水素ガスの量が増加するように、前記ガス送出弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が、前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい値であって前記液体水素の補充が必要となる第２閾値に到達するまでの間において、前記貯槽内の圧力が徐々に下がるように前記ガス化用弁を制御する。
この水素ステーションでは、液量検知部によって貯槽内の液体水素の残量が第１閾値以下になったことが検知されると、ガス送出弁によってガス送出経路を流れる水素ガスの量を増加させることにより、貯槽内における水素ガスの量を減少させることができる。このため、貯槽内の水素ガスを水素ステーションの外部に放出することのみによって貯槽内の圧力を下げる場合と異なり、水素のムダを抑えつつ、貯槽内の圧力を液体水素の補充に適した圧力まで下げることができる。さらに、貯槽内の液体水素の残量が第２閾値に到達した時点で、貯槽内の圧力が液体水素の補充を行うために十分に下がった状態とすることができるため、速やかに液体水素の補充を行うことができる。
上記水素ステーションにおいて、前記制御部は、前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が、前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい値であって前記液体水素の補充が必要となる第２閾値に到達するまでの間において、前記貯槽内の圧力が徐々に下がるように前記ガス化用弁を制御してもよい。
この構成によれば、貯槽内の液体水素の残量が第２閾値に到達した時点で、貯槽内の圧力が液体水素の補充を行うために十分に下がった状態とすることができるため、速やかに液体水素の補充を行うことができる。
上記水素ステーションは、前記蓄圧器で貯えた水素ガスをタンク搭載装置に充填するディスペンサであって、前記タンク搭載装置である燃料電池フォークリフト及び燃料電池自動車のそれぞれに水素ガスを充填可能なように複数設けられた前記ディスペンサをさらに備えていてもよい。
この構成によれば、複数の車種に対応して異なるディスペンサが設けられた水素ステーションにおいても、貯槽内の水素を水素ステーションの外部に放出する量を抑えつつ貯槽内の圧力を下げることにより、水素のムダを抑えつつ貯槽に液体水素を効率的に補充することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、水素のムダを抑えつつ貯槽内を液体水素の補充に適した圧力に調整することが可能な水素ステーションの運用方法および水素ステーションを提供することができる。
本発明の実施形態１に係る水素ステーションの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１に係る水素ステーションの運用方法における、貯槽内の液体水素の残量と貯槽内の圧力との関係を示すグラフである。 上記水素ステーションの運用方法の流れを示すフローチャートである。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る水素ステーションおよびその運用方法について詳細に説明する。
（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る水素ステーション１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、水素ステーション１における主要な構成要素を模式的に示している。
この水素ステーション１は、タンク搭載装置である燃料電池（ＦＣ；Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）フォークリフトやＦＣ自動車に燃料である水素ガスを充填するための施設である。図１に示すように、水素ステーション１は、貯槽１０と、気化器１２と、貯槽１０と気化器１２とを接続する第１経路４０と、第１経路４０に配置された液体送出弁１１と、ガス化経路２０と、ガス化経路２０に配置されたガス化用弁２１と、圧縮機１４と、気化器１２と圧縮機１４とを接続する第２経路４１と、第２経路４１に設けられたバッファタンク１３と、ガス化経路２０と第２経路４１とを接続するガス送出経路２４と、ガス送出経路２４に配置されたガス送出弁２５と、蓄圧器１５と、制御部５０と、を主に備えている。以下、これらの構成要素についてそれぞれ説明する。
貯槽１０は、液体水素Ｌ１を貯留するものであり、内部に真空断熱層が形成された二重構造となっている。貯槽１０は、液体水素Ｌ１を需要先へ流出させるための第１流通口１０Ａと、貯槽１０内を加圧する水素ガスの発生のために液体水素Ｌ１を流出させる第２流通口１０Ｂと、ガス化した水素（水素ガス）を貯槽１０内に流入させるための第３流通口１０Ｃと、貯槽１０内の水素ガスを外部に放出（パージ）するための第４流通口１０Ｄと、をそれぞれ有している。図１に示すように、第１および第２流通口１０Ａ，１０Ｂは貯槽１０の底部に設けられており、第３流通口１０Ｃは貯槽１０の上側側部（液体水素Ｌ１の液面よりも上側）に設けられており、第４流通口１０Ｄは貯槽１０の上部（液体水素Ｌ１の液面よりも上側）に設けられている。なお、第１～第４流通口１０Ａ～１０Ｄの位置は特に限定されない。
貯槽１０には、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量を検知する液量検知部３０が設けられている。この液量検知部３０は、例えばレベルセンサーによって構成されており、貯槽１０内における液体水素Ｌ１の液面高さを検知する。液量検知部３０は、制御部５０と通信可能に構成されており、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量に関する検知データを制御部５０に送信する。なお、本発明の水素ステーションにおける液量検知部は、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量を検知可能な構成であればよく、レベルセンサーには限定されない。
また貯槽１０には、貯槽１０内の圧力を検知する圧力検知部（図示しない）が設けられている。この圧力検知部も、液量検知部３０と同様に、制御部５０と通信可能に構成されており、貯槽１０内の圧力に関する検知データを制御部５０に送信する。なお、本発明の水素ステーションにおいて圧力検知部は必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
第１経路４０は、貯槽１０から需要先へ水素を送出するために、貯槽１０（第１流通口１０Ａ）から流出した液体水素Ｌ１が流通可能な配管によって構成されている。第１経路４０には、第１経路４０を流れる液体水素Ｌ１の量を調整する液体送出弁１１が配置されている。第１経路４０は、その上流端が第１流通口１０Ａに接続されるとともに、下流端が気化器１２の入口に接続されている。これにより、貯槽１０から第１流通口１０Ａを通じて流出した液体水素Ｌ１を、第１経路４０を介して気化器１２に送出することができる。
ガス化経路２０は、貯槽１０（第２流通口１０Ｂ）から流出した液体水素Ｌ１の少なくとも一部をガス化して貯槽１０に戻すための経路である。このガス化経路２０は、熱交換器２２と、この熱交換器２２が配置された熱交換用ライン２３と、を含む。図１に示すように、熱交換用ライン２３は、一端（下流端）が貯槽１０の第３流通口１０Ｃに接続されている。
熱交換器２２は、例えば大気などの熱源流体の熱によって液体水素Ｌ１をガス化するものである。具体的には、この熱交換器２２は、液体水素Ｌ１に対してプレートフィンなどによって外部から入熱し易い構造の流路２２Ａを有している。この熱交換器２２によれば、流路２２Ａを流れる液体水素Ｌ１と大気（空気）とを熱交換させることによって、液体水素Ｌ１の少なくとも一部をガス化することができる。熱交換器２２に流入した液体水素Ｌ１は、その全てがガス化されてもよいし、一部は液状態のまま熱交換器２２から流出してもよい。さらに熱交換器２２は、二重管式やプレート熱交換器など、空気以外のガスや液体を熱源とする熱源流体の流路を備えるもの（図示しない）であってもよく、特に限定されない。
ガス化経路２０によれば、貯槽１０（第２流通口１０Ｂ）から流出した液体水素Ｌ１を熱交換器２２に通過させてガス化した後、第３流通口１０Ｃから貯槽１０内に戻すことができる。上記の通り、本実施形態においては第３流通口１０Ｃが貯槽１０内における液体水素Ｌ１の液面よりも上側に位置しているため、貯槽１０内の上部空間（気体空間）に向かって第３流通口１０Ｃから水素ガスが放出される。なお、ガス化経路２０は、熱交換器２２によって液体水素Ｌ１をガス化する態様に限定されない。
ガス化用弁２１は、ガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の流量を調整するためのものであって、図１に示すように水素の流れ方向において熱交換器２２よりも上流側に配置されている。ガス化用弁２１は、制御部５０によってその開度を調整可能に構成されており、当該開度によってガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の流量を調整する。つまり、ガス化用弁２１を閉じることによってガス化経路２０への液体水素Ｌ１の流入を阻止し、ガス化用弁２１を開くことによってガス化経路２０への液体水素Ｌ１の流入を許容することができる。そして、ガス化経路２０への液体水素Ｌ１の流入量は、ガス化用弁２１の開度によって調整することができる。
ガス送出経路２４は、貯槽１０内のガス化した水素（貯槽１０内の上部空間に溜まった水素ガス）及び熱交換器２２でガス化した水素を、気化器１２と圧縮機１４との間の経路（第２経路４１）に送出するためのものである。図１に示すように、ガス送出経路２４は、熱交換用ライン２３における熱交換器２２よりも下流側の部位Ｐ１から分岐し、第２経路４１（気化器１２の下流側の経路）における部位Ｐ２に合流している。ガス送出経路２４の途中には、ガス送出弁２５が配置されており、これを開くことによって、貯槽１０内の上部空間に溜まった水素ガスを需要先へ送出することができる。また当該ガス送出弁２５の開度によって、ガス送出経路２４を流れる水素ガスの量が調整される。なお、ガス送出経路２４の上流端は、パージ用経路３１に接続されていてもよい。また、Ｐ２は気化器１２の第１流路１２Ａの途中に合流させてもよい。
貯槽１０の第４流通口１０Ｄには、貯槽１０内の水素ガスを外部に放出するためのパージ用経路３１が接続されている。図１に示すように、このパージ用経路３１には、水素ガスの流通および遮断を切り替えるパージ用弁３２が配置されている。このパージ用弁３２は、制御部５０によって開閉が制御される。パージ用弁３２を開くことによって、貯槽１０内の水素ガスを外部に抜くことができる。
気化器１２は、貯槽１０の後段に配置されており、貯槽１０から供給される液体水素Ｌ１をガス化するためのものである。図１に示すように、この気化器１２は、第１経路４０に接続されると共にプレートフィンなどによって外部から入熱し易い構造の第１流路１２Ａを有し、第１流路１２Ａを流れる液体水素Ｌ１と大気（空気）などの熱源流体とを熱交換させることによって、液体水素Ｌ１をガス化することができる。なお、気化器１２は、熱交換器２２と同様に、二重管式やプレート熱交換器など、空気以外のガスや液体を熱源とする熱源流体の流路を備えるもの（図示しない）であってもよく、特に限定されない。
気化器１２においてガス化された水素（水素ガス）は、第２経路４１を通じて圧縮機１４に導かれる。つまり、第２経路４１は、気化器１２から圧縮機１４に水素ガスを送出するためのものであって、圧縮機１４による昇圧前の水素ガスが流れる低圧ガス経路である。また図１に示すように、第２経路４１には、ガス送出経路２４の下流端が接続されている。
第２経路４１にはバッファタンク１３が設けられており、水素ガスを圧縮機１４への供給前に一時的に貯めることができる。このバッファタンク１３によって、例えば、貯槽１０側から送出される水素ガスの量と圧縮機１４が吸入する水素ガスの量とが一時的に釣り合わない場合であっても、圧縮機１４への水素ガスの供給圧力の変動を緩和することができる。
圧縮機１４は、気化器１２およびバッファタンク１３の後段に配置されており、気化器１２でガス化した水素を所定の圧力（例えば４０ＭＰａ）まで昇圧する。図１に示すように、本実施形態においては、複数台（２台）の圧縮機１４（第１圧縮機１４Ａ、第２圧縮機１４Ｂ）がそれぞれ設けられている。第２経路４１は、バッファタンク１３よりも下流側の部位Ｐ３において圧縮機１４の台数に応じた数（本実施形態では２つ）の経路に分岐しており、各分岐経路が圧縮機１４の吸入口にそれぞれ接続されている。これにより、バッファタンク１３から流出した後、部位Ｐ３において分流した水素ガスを、第１圧縮機１４Ａおよび第２圧縮機１４Ｂのそれぞれに供給することができる。なお、本発明の水素ステーションは、圧縮機が昇圧する圧力は、８０MPaを超えるものであってもよい。複数台の圧縮機が配置されるものに限定されず、１台の圧縮機のみが配置されるものであってもよい。
圧縮機１４は、例えば往復動式の圧縮機（レシプロコンプレッサー）であって、シリンダ内に吸入された水素ガスをピストンの往復運動によって昇圧し、昇圧した水素ガスを吐出する。ここで、本実施形態に係る水素ステーション１においては、後述するように貯槽１０から圧縮機１４の吸入口までの範囲において圧力が略一定になる。したがって、貯槽１０内の圧力が圧縮機１４の吸込圧力に略相当する。なお、圧縮機１４は、往復動式のものに限定されず、例えばスクリュー式の圧縮機であってもよい。さらに圧縮機１４は、それらの任意の組み合わせによって２段以上で昇圧するように構成されていてもよい（例えば、低段側がスクリュー式圧縮機であり、高段側がレシプロ圧縮機）。
蓄圧器１５は、圧縮機１４の後段に配置されており、圧縮機１４で昇圧した水素ガスを一時的に貯える。図１に示すように、本実施形態においては、複数台（３台）の蓄圧器１５（第１蓄圧器１５Ａ、第２蓄圧器１５Ｂ、第３蓄圧器１５Ｃ）がそれぞれ設けられている。各蓄圧器１５は、圧縮機１４による昇圧後の水素ガスの圧力に耐えるように設計されている。なお、本発明の水素ステーションは、複数台の蓄圧器が供給先に応じて異なる圧力で蓄圧されるものでもよく、また複数台の蓄圧器が配置されるものに限定されず、１台の蓄圧器のみが配置されるものであってもよい。
蓄圧器１５は、第３経路４２によって圧縮機１４に接続されている。図１に示すように、第３経路４２は、第１圧縮機１４Ａの吐出口と第１蓄圧器１５Ａの入口とを接続する第１経路部分４２Ａと、第２圧縮機１４Ｂの吐出口と第３蓄圧器１５Ｃの入口とを接続する第２経路部分４２Ｂと、第１経路部分４２Ａと第２経路部分４２Ｂとを接続するとともに第２蓄圧器１５Ｂの入口に接続された第３経路部分４２Ｃと、を有している。この経路構成により、第１圧縮機１４Ａによって昇圧した水素ガスを第１～第３蓄圧器１５Ａ～１５Ｃのそれぞれに流入させるとともに、第２圧縮機１４Ｂによって昇圧した水素ガスを第１～第３蓄圧器１５Ａ～１５Ｃのそれぞれに流入させることができる。なお、圧縮機１４および蓄圧器１５は、１つのユニット筐体内に収容されていてもよい。
蓄圧器１５の後段には、当該蓄圧器１５で貯えた高圧の水素ガスを、例えばＦＣフォークリフトやＦＣ自動車などの燃料電池搭載車（タンク搭載装置）に充填するためのディスペンサ１６が配置されている。図１に示すように、本実施形態においては、蓄圧器１５と同数のディスペンサ１６（第１ディスペンサ１６Ａ、第２ディスペンサ１６Ｂ、第３ディスペンサ１６Ｃ）がそれぞれ設けられている。なお、複数台のディスペンサ１６が配置される場合に限定されず、１台のディスペンサ１６のみが配置されてもよい。
ディスペンサ１６は、第４経路４３によって蓄圧器１５に接続されている。具体的には、第４経路４３は、第１蓄圧器１５Ａの出口と第１ディスペンサ１６Ａの入口とを接続する第１経路部分４３Ａと、第２蓄圧器１５Ｂの出口と第２ディスペンサ１６Ｂの入口とを接続する第２経路部分４３Ｂと、第３蓄圧器１５Ｃの出口と第３ディスペンサ１６Ｃの入口とを接続する第３経路部分４３Ｃと、を有している。これにより、１つの蓄圧器１５から流出した水素ガスを、１つのディスペンサ１６に供給することができる。
ディスペンサ１６は、例えばＦＣフォークリフトやＦＣ自動車の補給口に差し込み可能なノズルを有している。ここで、ノズルのタイプは、ＦＣフォークリフトやＦＣ自動車などの車種に応じて、第１～第３ディスペンサ１６Ａ～１６Ｃ毎にそれぞれ異なっていてもよい。
制御部５０は、例えばパーソナルコンピュータによって構成されており、液量検知部３０による検知データおよび上記圧力検知部（図示しない）による検知データを受け付けるとともに、液体送出弁１１、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５およびパージ用弁３２の開度をそれぞれ制御するように構成されている。具体的には、制御部５０は、液体送出弁１１、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５およびパージ用弁３２の開度をそれぞれ制御する開度制御部５１と、液量検知部３０および上記圧力検知部から検知データを受け付ける受付部５２と、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量に関して予め定められた閾値および貯槽１０からの液体水素Ｌ１の送出圧力（貯槽１０内の上部空間の圧力）に関する設定値を記憶する記憶部５３と、受付部５２で受け付けた検知データと記憶部５３に記憶された閾値および設定値とを比較する比較部５４と、を有している。記憶部５３は、貯槽１０への液体水素Ｌ１の補充が必要となる閾値（第２閾値）と、この閾値よりも大きい閾値（第１閾値）と、貯槽１０からの液体水素Ｌ１の送出圧力の設定値と、をそれぞれ記憶している。なお、これらの開度制御部５１、受付部５２、記憶部５３および比較部５４は、それぞれ、制御部５０を構成するパーソナルコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の一機能である。
制御部５０は、液量検知部３０により検知された貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、ガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の量を減少させて貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させるように、ガス化用弁２１を制御する（ガス化用弁２１の開度を小さくする）。さらに制御部５０は、液量検知部３０により検知された貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、ガス送出経路２４を流れる水素ガスの量が増加するように、ガス送出弁２５を制御する（ガス送出弁２５の開度を大きくする）。この場合、貯槽１０内からガス送出経路２４を通じて第２経路４１に送出される水素ガスの量が増加するため、貯槽１０からの液体水素Ｌ１の送出圧力（貯槽１０内の上部空間の圧力）が低下する。
このようにすることで、パージ用経路３１を通じて貯槽１０から外部に放出する水素量を抑えつつ、貯槽１０内の圧力を下げることができる。本実施形態では、制御部５０は、液量検知部３０により検知された貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値から第２閾値に到達するまでの間において、貯槽１０内の圧力が徐々に下がるように、ガス化用弁２１およびガス送出弁２５の開度を制御する。液量検知部３０により検知された貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、第２経路４１を流れる水素ガスのうちガス送出経路２４から流入する水素ガスの割合が気化器１２から流入する水素ガスの割合に比べて大きくなる場合がある。
本実施形態に係る水素ステーション１においては、上記の通り、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量と関連して、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５および液体送出弁１１によって貯槽１０内の圧力を制御する点が重要であり、この詳細については後述の本実施形態に係る水素ステーションの運用方法において説明する。
次に、本実施形態に係る水素ステーションの運用方法について説明する。この方法は、上記の通り説明した水素ステーション１において、貯槽１０に液体水素Ｌ１を補充する方法である。この方法においては、以下に説明する通り、貯槽１０内の圧力を一定に保持する定圧運転と、この定圧運転後に貯槽１０内の圧力を徐々に下げる減圧運転と、この減圧運転後における液体水素の補充と、が順に行われる。
図２は、この方法の実施中における、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量（横軸）と、貯槽１０内の圧力（縦軸）と、の関係を示している。図２に示される通り、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値よりも多い状態から第１閾値に到達するまでの間において、定圧運転が行われる。続いて、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値から第２閾値に到達するまでの間において、減圧運転が行われる。そして、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第２閾値に到達したことに基づいて、貯槽１０への液体水素Ｌ１の補充が開始される。以下、図２のグラフおよび図３のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る水素ステーションの運用方法について説明する。
まず、定圧運転においては、制御部５０は、貯槽１０内における水素ガスの圧力が上記設定値において一定に保持されるように（例えば０．５～０．７ＭＰａ）、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５および液体送出弁１１の開度をそれぞれ制御する（Ｓ１０：図３）。
具体的には、蓄圧器１５側への水素ガスの供給により貯槽１０から液体水素Ｌ１が流出し、これに伴って貯槽１０内における気体空間（水素ガスが占める空間）の体積が大きくなり、貯槽１０内の圧力が下がる。これに対し、ガス化用弁２１の開度を大きくすることによって熱交換器２２でガス化する水素量を増加させる。その結果、熱交換用ライン２３を通じて貯槽１０に戻る水素ガスの量が増えるため、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の量が減少しても、貯槽１０内の圧力を一定に保持することができる。またこのとき、ガス送出弁２５および液体送出弁１１の開度も併せて制御してもよい。これにより、需要先へ供給される水素ガスのうち、貯槽１０から液体水素Ｌ１として送出した後に気化器１２で気化したものと、貯槽１０から水素ガスとして送出したものとの割合を変化させつつ、貯槽１０内の圧力を略一定に保持することができる。また、貯槽１０内の圧力が上がり過ぎた場合には、パージ用弁３２を開いて貯槽１０内の水素ガスを外部に放出することによって、貯槽１０内の圧力を一定に保持することもできる。
このように、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５、液体送出弁１１およびパージ用弁３２を制御することによって、貯槽１０内の水素ガスの圧力を一定に保持することができる。また上述の通り、圧縮機１４の前段にはバッファタンク１３が設けられており、当該バッファタンク１３により、圧縮機１４に吸入される水素ガスの圧力変動が緩和される。
定圧運転中においては、液量検知部３０によって貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量を継続的に検知し、その検知データを制御部５０（受付部５２）に送信する。そして、制御部５０（比較部５４）において、当該検知データが第１閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ２０：図３）。当該検知データが第１閾値よりも大きい場合には（Ｓ２０のＮＯ）、定圧運転が継続される。一方、当該検知データが第１閾値以下になると（Ｓ２０のＹＥＳ）、定圧運転から減圧運転に移行する。
減圧運転においては、ガス化用弁２１によってガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の量を減少させて貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させると共に、ガス送出弁２５によって貯槽１０からガス送出経路２４を通じて送出される水素ガスの量を増加させることによって、貯槽１０内の圧力を下げる（Ｓ３０：図３）。具体的には、制御部５０（開度制御部５１）によってガス化用弁２１の開度を小さくすることによって貯槽１０からガス化経路２０に流入する液体水素Ｌ１の量を減少させると共に、ガス送出弁２５の開度を大きくする。これにより、熱交換器２２を流れる液体水素Ｌ１の量が減少し、熱交換器２２でガス化して貯槽１０に戻る水素の量が減少するため、貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させることができる。また貯槽１０内の上部空間からの水素ガスの送出量を増加させることができる。
またこのようにガス送出弁２５の開度を大きくすると共に、液体送出弁１１の開度を小さくする。これにより、貯槽１０の上部空間からガス送出経路２４を通じてガス状態で送出される水素が増加し、貯槽１０内の圧力が低下する。
上述のようにして、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５および液体送出弁１１の開度をそれぞれ制御することにより、図２に示すように、減圧運転中において貯槽１０内の圧力を徐々に下げることができる。
このように、貯槽１０への液体水素Ｌ１の補充前に減圧運転を行うことにより、貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させ且つ貯槽１０内の上部空間からの水素ガスの送出量を増加させることによって、定圧運転時よりも貯槽１０内の圧力を下げることができる。その結果、定圧運転時よりも圧縮機１４の吸込圧力を下げることができる。このため、本方法によれば、パージ用経路３１を通じて貯槽１０から水素ステーション１の外部に放出する水素量を抑えつつ、貯槽１０内の圧力を液体水素Ｌ１の補充に適した圧力まで下げることができる。したがって、水素のムダが少なくなる。なお、減圧運転中においてパージ用弁３２を完全に閉じてもよいし、パージ用弁３２を少し開いてもよい。
減圧運転中においても、液量検知部３０によって貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量を継続的に検知し、当該検知データを制御部５０（受付部５２）に送信する。そして、制御部５０（比較部５４）において、当該検知データが第２閾値に到達したか否かを判定する（Ｓ４０：図３）。当該検知データが第２閾値に到達していない場合には（Ｓ４０のＮＯ）、減圧運転が継続される。一方、当該検知データが第２閾値以下になったときは（Ｓ４０のＹＥＳ）、減圧運転を中止し、貯槽１０への液体水素Ｌ１の補充を開始する（Ｓ５０：図３）。具体的には、タンクローリーなどから補給経路（図示しない）を介して貯槽１０へ液体水素Ｌ１が補充される。これにより、貯槽１０内における液体水素Ｌ１の液面が上がり、貯槽１０内の圧力が上昇する。そして、再び定圧運転および減圧運転が繰り返される。
ここで、上記の通り説明した実施形態１に係る水素ステーション１およびその運用方法の特徴および作用効果について列記する。
本実施形態に係る水素ステーション１は、液体水素Ｌ１を貯留する貯槽１０と、貯槽１０から供給される液体水素Ｌ１をガス化する気化器１２と、気化器１２でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機１４と、貯槽１０から流出した液体水素Ｌ１の少なくとも一部を熱交換器２２でガス化して貯槽１０に戻すガス化経路２０と、ガス化経路２０に配置され、ガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の量を調整するガス化用弁２１と、貯槽１０内のガス化した水素を気化器１２と圧縮機１４との間の経路、または、気化器１２内に送出するためのガス送出経路２４と、圧縮機１４で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器１５と、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量を検知する液量検知部３０と、液量検知部３０により検知された貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、ガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の量を減少させて貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させるようにガス化用弁２１を制御し、さらに、貯槽１０からガス送出経路２４を通じて送出される水素ガスの量を増加させるようにガス送出経路２４に配置されたガス送出弁２５を制御する制御部５０と、を備えている。第２経路４１を流れる水素ガス（需要先へ供給される水素ガス）のうち、ガス送出経路２４から流入する水素ガス（貯槽１０内の上部空間から送出される水素ガス）の割合が気化器１２から流入する水素ガスの割合に比べて大きくなる場合がある。
本実施形態に係る水素ステーションの運用方法は、上記水素ステーション１において、貯槽１０に液体水素Ｌ１を補充する方法である。この方法においては、貯槽１０に液体水素Ｌ１を補充する前であって貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、ガス化経路２０に配置されたガス化用弁２１によってガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の量を減少させ、貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させさらに、ガス送出経路２４に配置されたガス送出弁２５によって貯槽１０からガス送出経路２４を通じて送出される水素ガスの量を増加させることによって貯槽１０内の圧力を下げることにより、圧縮機１４の吸込圧力を下げた運転を行う。
この特徴によれば、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、ガス化経路２０を流れる液体水素Ｌ１の量をガス化用弁２１によって減少させて貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を減少させると共に、貯槽１０内の上部空間からの水素ガスの送出量を増加させることにより、液体水素Ｌ１の補充前に貯槽１０内の圧力を下げることができる。このため、貯槽１０内の水素ガスを水素ステーション１の外部に放出することのみによって貯槽１０内の圧力を下げる場合と異なり、貯槽１０から水素ステーション１の外部に放出される水素ガスの量を抑えつつ、貯槽１０内の圧力を液体水素Ｌ１の補充に適した圧力まで下げることができる。これにより、水素のムダを抑えつつ、貯槽１０に液体水素Ｌ１を効率的に補充することができる。
上記水素ステーション１において、ガス化経路２０は、熱源流体の熱によって液体水素Ｌ１をガス化する熱交換器２２を含む。上記水素ステーションの運用方法においては、貯槽１０に液体水素Ｌ１を補充する前であって貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値以下になったときに、熱交換器２２を流れる液体水素Ｌ１の量をガス化用弁２１によって減少させる。
これにより、熱交換器２２を流れる液体水素Ｌ１の量を減少させることによって、貯槽１０に戻る水素ガスの量を減少させることができる。その結果、貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量が減少し、貯槽１０内の圧力を液体水素Ｌ１の補充に適した圧力まで容易に下げることができる。さらに、貯槽１０内の上部空間からの水素ガスの送出量が増加するようにガス送出弁２５および液体送出弁１１を制御することにより、貯槽１０内の圧力をより確実に下げることができる。
上記水素ステーション１において、制御部５０は、液量検知部３０により検知された貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が、第１閾値から第１閾値よりも小さい値であって液体水素Ｌ１の補充が必要となる第２閾値に到達するまでの間において、貯槽１０内の圧力が徐々に下がるようにガス化用弁２１、ガス送出弁２５および液体送出弁１１を制御する。上記水素ステーションの運用方法においては、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第１閾値から第１閾値よりも小さい第２閾値に到達するまでの間において、貯槽１０内における液体水素Ｌ１のガス化量を徐々に減少させると共に貯槽１０内の上部空間からの水素ガスの送出量を増加させることによって、貯槽１０内の圧力を徐々に下げる。そして、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第２閾値に到達したことに基づいて、貯槽１０への液体水素Ｌ１の補充を開始する。
これにより、貯槽１０への液体水素Ｌ１の補充が必要となる前（貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第２閾値に到達する前）に、貯槽１０内の圧力を徐々に下げることができる。これにより、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が第２閾値に到達した時点で、貯槽１０内の圧力が液体水素Ｌ１の補充を行うために十分に下がった状態とすることができるため、速やかに液体水素Ｌ１の補充を行うことができる。
（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。
上記実施形態１では、貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量をセンサー（液量検知部３０）によって検知し、その検知結果と関連付けてガス化用弁２１、ガス送出弁２５および液体送出弁１１の開度を自動制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、作業者が貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量を確認し、その残量が第１閾値以下になったタイミングで、ガス化用弁２１、ガス送出弁２５および液体送出弁１１の開度を手動で制御してもよい。
上記実施形態１では、減圧運転中において貯槽１０内の圧力を徐々に下げる場合について説明したが、これに限定されない。減圧運転中において貯槽１０内の液体水素Ｌ１の残量が減少するにも関わらず貯槽１０内の圧力が一定に保持される時間があってもよい。
上記実施形態１において、ＦＣフォークリフトおよびＦＣ自動車（タンク搭載装置）のそれぞれに水素ガスを充填可能なように複数のディスペンサが設けられていてもよい。例えば、図１中の第１ディスペンサ１６ＡがＦＣフォークリフトの燃料補給口に対応したノズルを有し、第２ディスペンサ１６ＢがＦＣ自動車の燃料補給口に対応したノズルを有していてもよい。
上記実施形態１において、ガス化経路２０およびガス化用弁２１が省略されてもよい。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１ 水素ステーション
１０ 貯槽
１１ 液体送出弁
１２ 気化器
１４ 圧縮機
１４Ａ 第１圧縮機
１４Ｂ 第２圧縮機
１５ 蓄圧器
１５Ａ 第１蓄圧器
１５Ｂ 第２蓄圧器
１５Ｃ 第３蓄圧器
１６ ディスペンサ
１６Ａ 第１ディスペンサ
１６Ｂ 第２ディスペンサ
１６Ｃ 第３ディスペンサ
２０ ガス化経路
２１ ガス化用弁
２２ 熱交換器
２３ 熱交換用ライン
２４ ガス送出経路
２５ ガス送出弁
３０ 液量検知部
４０ 第１経路
４１ 第２経路
５０ 制御部
Ｌ１ 液体水素

Claims (8)

  1. 液体水素を貯留する貯槽と、前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、前記貯槽から流出した前記液体水素の少なくとも一部を熱交換器でガス化して前記貯槽に戻すガス化経路と、前記貯槽内のガス化した水素を前記気化器と前記圧縮機との間の経路または前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、を備え、前記蓄圧器で貯えた水素ガスをディスペンサを介してタンク搭載装置に充填する水素ステーションにおいて、前記貯槽に前記液体水素を補充する方法であって、
    前記貯槽に前記液体水素を補充する前であって前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス化経路に配置された弁によって前記ガス化経路を流れる前記液体水素の量を減少させ、前記貯槽内における前記液体水素のガス化量を減少させさらに、前記ガス送出経路に配置された弁によって前記貯槽から前記ガス送出経路を通じて送出される水素ガスの量を増加させることによって前記貯槽内の圧力を下げることにより、前記圧縮機の吸込圧力を下げた運転を行って、前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい第２閾値に到達するまでの間において前記貯槽内の圧力を徐々に下げ、
    前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第２閾値に到達したことに基づいて、前記貯槽への前記液体水素の補充を開始することを特徴とする、水素ステーションの運用方法。
  2. 液体水素を貯留する貯槽と、前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、前記貯槽内のガス化した水素を前記気化器と前記圧縮機との間の経路または前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、を備え、前記蓄圧器で貯えた水素ガスをディスペンサを介してタンク搭載装置に充填する水素ステーションにおいて、前記貯槽に前記液体水素を補充する方法であって、
    前記貯槽に前記液体水素を補充する前であって前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス送出経路に配置された弁によって前記貯槽から前記ガス送出経路を通じて送出される水素ガスの量を増加させることによって前記貯槽内の圧力を下げることにより、前記圧縮機の吸込圧力を下げた運転を行って、前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい第２閾値に到達するまでの間において前記貯槽内の圧力を徐々に下げ、
    前記貯槽内の前記液体水素の残量が前記第２閾値に到達したことに基づいて、前記貯槽への前記液体水素の補充を開始することを特徴とする、水素ステーションの運用方法。
  3. 前記タンク搭載装置が燃料電池フォークリフト又は燃料電池自動車であることを特徴とする、請求項１または２に記載の水素ステーションの運用方法。
  4. 前記水素ステーションには、前記燃料電池フォークリフト及び前記燃料電池自動車のそれぞれに水素ガスを充填可能なように複数の前記ディスペンサが設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の水素ステーションの運用方法。
  5. 液体水素を貯留する貯槽と、
    前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、
    前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、
    前記貯槽から流出した前記液体水素の少なくとも一部を熱交換器でガス化して前記貯槽に戻すガス化経路と、
    前記ガス化経路に配置され、前記ガス化経路を流れる前記液体水素の量を調整するガス化用弁と、
    前記貯槽内のガス化した水素を前記気化器と前記圧縮機との間の経路、または、前記気化器内に送出するためのガス送出経路と
    前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、
    前記貯槽内の前記液体水素の残量を検知する液量検知部と、
    前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス化経路を流れる前記液体水素の量を減少させて前記貯槽内における前記液体水素のガス化量を減少させるように前記ガス化用弁を制御し、さらに、前記貯槽から前記ガス送出経路を通じて送出される水素ガスの量を増加させるように前記ガス送出経路に配置された弁を制御する制御部と、を備えることを特徴とする、水素ステーション。
  6. 液体水素を貯留する貯槽と、
    前記貯槽から供給される前記液体水素をガス化する気化器と、
    前記気化器でガス化した水素を所定の圧力まで昇圧する圧縮機と、
    ガス化用弁が配置され、前記貯槽から流出した前記液体水素の少なくとも一部を熱交換器でガス化して前記貯槽に戻すガス化経路と、
    前記貯槽内のガス化した水素を、前記気化器と前記圧縮機との間の経路、または、前記気化器内に送出するためのガス送出経路と、
    前記ガス送出経路に配置され、前記ガス送出経路を流れる水素ガスの量を調整するガス送出弁と、
    前記圧縮機で昇圧した水素ガスを貯える蓄圧器と、
    前記貯槽内の前記液体水素の残量を検知する液量検知部と、
    前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が第１閾値以下になったときに、前記ガス送出経路を流れる水素ガスの量が増加するように、前記ガス送出弁を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が、前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい値であって前記液体水素の補充が必要となる第２閾値に到達するまでの間において、前記貯槽内の圧力が徐々に下がるように前記ガス化用弁を制御することを特徴とする、水素ステーション。
  7. 前記制御部は、前記液量検知部により検知された前記貯槽内の前記液体水素の残量が、前記第１閾値から前記第１閾値よりも小さい値であって前記液体水素の補充が必要となる第２閾値に到達するまでの間において、前記貯槽内の圧力が徐々に下がるように前記ガス化用弁を制御することを特徴とする、請求項５に記載の水素ステーション。
  8. 前記蓄圧器で貯えた水素ガスをタンク搭載装置に充填するディスペンサであって、前記タンク搭載装置である燃料電池フォークリフト及び燃料電池自動車のそれぞれに水素ガスを充填可能なように複数設けられた前記ディスペンサをさらに備えることを特徴とする、請求項５～７の何れか１項に記載の水素ステーション。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3089599B1 (fr) * 2018-12-06 2020-11-13 Air Liquide Réservoir de stockage de fluide cryogénique
FR3089600B1 (fr) * 2018-12-06 2021-03-19 Air Liquide Réservoir de stockage de fluide cryogénique
CN112628593B (zh) * 2020-12-11 2022-07-05 江南造船(集团)有限责任公司 一种液氢蒸发气处理系统及其控制方法
US20230071679A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-09 Messer Industries Usa, Inc. Depressurization system, apparatus and method for high pressure gas delivery
CN114274843A (zh) * 2021-11-03 2022-04-05 浙江大学杭州国际科创中心 一种基于液氢汽化冷能利用的车载电池与电控冷却系统
CN116314936A (zh) * 2021-12-20 2023-06-23 未势能源科技有限公司 燃料电池的燃料供给系统
WO2023159119A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-24 Adaptive Energy, Llc Fuel cell system
CN114759223B (zh) * 2022-04-24 2024-07-30 上海捷氢科技股份有限公司 液氢供给系统、燃料电池系统及车辆
WO2024015421A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 Hyfler Powertrain, Llc Mobile hydrogen fueling system for aircraft
EP4450863A1 (en) * 2023-04-20 2024-10-23 Air Products and Chemicals, Inc. Apparatus and method for dispensing a cryogenic fluid
CN118167920B (zh) * 2024-05-14 2024-07-26 浙江浙能航天氢能技术有限公司 一种液氢加氢站液氢汽化温度控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10107187A1 (de) 2001-02-15 2002-08-29 Linde Ag Tankstelle für kryogene Medien
JP2006200563A (ja) 2005-01-18 2006-08-03 Toyota Motor Corp 液体燃料供給システム
JP2007010058A (ja) 2005-06-30 2007-01-18 Osaka Gas Co Ltd 天然ガス供給システム
JP2007182918A (ja) 2006-01-05 2007-07-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素供給ステーション
JP2012251606A (ja) 2011-06-03 2012-12-20 Taiyo Nippon Sanso Corp 液化水素貯蔵供給設備
JP2017067274A (ja) 2015-10-02 2017-04-06 株式会社神戸製鋼所 ガス供給装置及びガス供給方法
JP2017078448A (ja) 2015-10-20 2017-04-27 エア・ウォーター・プラントエンジニアリング株式会社 船舶用の液化ガス燃料供給機構

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475348A (en) * 1982-07-26 1984-10-09 Minnesota Valley Engineering, Inc. Method and apparatus for filling cryogenic liquid cylinders
US5243821A (en) * 1991-06-24 1993-09-14 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for delivering a continuous quantity of gas over a wide range of flow rates
US5771946A (en) * 1992-12-07 1998-06-30 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Method and apparatus for fueling vehicles with liquefied cryogenic fuel
US5590535A (en) * 1995-11-13 1997-01-07 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Process and apparatus for conditioning cryogenic fuel to establish a selected equilibrium pressure
US5671603A (en) * 1995-12-08 1997-09-30 The Perkin-Elmer Corporation Apparatus for controlling level of cryogenic liquid
US6755225B1 (en) * 2003-01-24 2004-06-29 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide, Inc. Transportable hydrogen refueling station
JP2005330979A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 N Energy:Kk 液化ガスの供給方法及び液化ガス供給装置
JP2009127632A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化ガス貯蔵装置
JP2011001993A (ja) * 2009-06-17 2011-01-06 Iwatani Internatl Corp 液化水素貯蔵供給設備
JP5926464B2 (ja) * 2012-12-14 2016-05-25 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 液化ガスで燃料タンクを充填する方法及び液化ガス燃料システム
JP2015105709A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社神戸製鋼所 ガス充填装置及びガス充填方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10107187A1 (de) 2001-02-15 2002-08-29 Linde Ag Tankstelle für kryogene Medien
JP2006200563A (ja) 2005-01-18 2006-08-03 Toyota Motor Corp 液体燃料供給システム
JP2007010058A (ja) 2005-06-30 2007-01-18 Osaka Gas Co Ltd 天然ガス供給システム
JP2007182918A (ja) 2006-01-05 2007-07-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素供給ステーション
JP2012251606A (ja) 2011-06-03 2012-12-20 Taiyo Nippon Sanso Corp 液化水素貯蔵供給設備
JP2017067274A (ja) 2015-10-02 2017-04-06 株式会社神戸製鋼所 ガス供給装置及びガス供給方法
JP2017078448A (ja) 2015-10-20 2017-04-27 エア・ウォーター・プラントエンジニアリング株式会社 船舶用の液化ガス燃料供給機構

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