JP7370790B2

JP7370790B2 - ガス充填装置

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Publication number: JP7370790B2
Application number: JP2019176467A
Authority: JP
Inventors: 稔田邊; 竜平山本
Original assignee: Tokico System Solutions Co Ltd
Current assignee: Tokico System Solutions Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2023-10-30
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: JP2021055686A

Description

本開示は、例えば車両の被充填タンクに水素ガスを充填するのに用いられるガス充填装置に関する。

一般に、燃料ガスとしての水素ガスを、車両に搭載された被充填タンクに作業者の操作により充填するようにしたガス充填装置は知られている（特許文献１）。このガス充填装置は、水素ガスが蓄圧された蓄圧器に上流側が接続されたガス供給経路と、ガス供給経路の下流側に接続され、車両の被充填タンクに連結される充填ノズルと、ガス供給経路の途中に設けられ、開弁することにより蓄圧器内の水素ガスを充填ノズルへ供給する供給制御弁と、供給制御弁を開閉制御することにより、被充填タンクへの水素ガスの供給を制御する充填制御手段と、被充填タンクへの充填作業が行われていないときに充填ノズルが保持される保持部とを含んで構成されている。

特開２０１７-４４３０４号公報

ところで、ガス充填装置は、ガス供給経路や充填ノズルのメンテナンスが必要になる。このメンテナンス時には、水素ガスの充填作業を行うことができない。そこで、ガス充填装置に、ガス供給経路と充填ノズルをそれぞれ複数設け、メンテナンス時にも、他のガス供給経路と充填ノズルを利用して充填を行うことが考えられる。しかし、ガス供給経路と充填ノズルを複数設けた場合には、複数のガス供給経路と充填ノズルのそれぞれにガスが供給される等、複数のガス供給経路と充填ノズルのうち、供給すべきガス供給路と充填ノズルに対し水素ガスの供給を行うことができないという問題がある。

本発明の一実施形態の目的は、複数のガス供給経路と充填ノズルを備えた場合でも、供給すべきガス通路と充填ノズルに対し水素ガスを供給できるようにしたガス充填装置を提供することにある。

本発明の一実施形態は、水素ガスが蓄圧された蓄圧器に上流側が接続されたガス供給経路と、前記ガス供給経路の下流側に接続され、車両に搭載された被充填タンクに連結される充填ノズルと、前記ガス供給経路の途中に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内の水素ガスを前記充填ノズルへ供給する供給制御弁と、前記供給制御弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへの水素ガスの供給を制御する充填制御手段と、前記被充填タンクへの充填作業が行われていないときに前記充填ノズルが保持される保持部と、前記保持部に前記充填ノズルが保持されているか否かを検知する検知手段と、を含んで構成されたガス充填装置において、前記ガス供給経路は、複数のガス通路に分岐されてなり、前記蓄圧器に接続される一のガス通路を前記複数のガス通路から選択する切換スイッチを有し、前記保持部は、前記ガス通路の分岐数に対応してそれぞれ設けられ、前記充填制御手段は、前記切換スイッチによって選択された前記一のガス通路と前記検知手段により前記保持部から取外された前記充填ノズルとが対応していることを条件に前記充填ノズルに向けて水素ガスの供給開始を可能とさせることを特徴としている。

本発明の一実施形態によれば、複数のガス供給経路と充填ノズルを備えた場合でも、供給すべきガス通路と充填ノズルに対し水素ガスを供給することができる。

本発明の第１の実施形態によるガス充填装置を用いて車両の被充填タンクに水素ガスを充填している状態を示す平面図である。図１中のガス充填装置を模式的に示す回路図である。ガス充填装置を用いて車両の被充填タンクに水素ガスを充填ノズルするまでの制御処理を示す流れ図である。

以下、本発明の実施形態によるガス充填装置を、４輪自動車等の車両に搭載された被充填タンクに水素ガスを充填する場合を例に挙げ、図１ないし図３に従って詳細に説明する。

図１において、ガス充填装置１は、後述する車両５１の被充填タンク５２に水素ガスを充填する。なお、図１に示すガス充填装置１は、一般にガス供給ステーションや水素ステーションと呼ばれる設備（ガス充填施設）等に設置されている。

ガス充填装置１は、後述する蓄圧器３５からの水素ガスを車両５１の被充填タンク５２に充填するディスペンサユニット２と、蓄圧器３５からディスペンサユニット２のディスペンサ筐体３内に亘って延びるガス供給経路４とを含んで構成されている。図２に示すように、ディスペンサ筐体３には、後述のガス供給経路４、第１ノズル７、第２ノズル９、供給制御弁１４，２１、制御装置２９、切換スイッチ３０、第１保持部３１、第２保持部３２等が収容または取付けられている。

ディスペンサ筐体３は、ディスペンサユニット２の建屋を構成するもので、例えば上，下方向に長尺な直方体状に形成されている。ディスペンサ筐体３には、水素ガスの充填作業を行うガス充填施設の係員または利用者が視認し易い位置に、後述の表示部３３が設けられている。また、ディスペンサ筐体３の外部には、２個の保持部３１，３２と、先端に第１ノズル７を備えた後述する第１ガス通路６のホース部６Ｂと、第２ノズル９を備えた後述する第２ガス通路８のホース部８Ｂとが設けられている。

ガス供給経路４は、ディスペンサ筐体３に設けられ、その上流側は、蓄圧器３５に接続されている。一方、ガス供給経路４の下流側は、複数、例えば２経路に分岐されている。即ち、ガス供給経路４は、蓄圧器３５側となる上流側のメイン通路５と、メイン通路５の下流端の分岐部５Ａの位置で分岐された車両５１側となる下流側の第１ガス通路６、第２ガス通路８とを有している。この第１ガス通路６、第２ガス通路８はガス通路を構成している。ガス供給経路４は、蓄圧器３５から加圧状態の水素ガスを各ガス通路６，８の先端側（下流側）に向けて供給する管路である。なお、メイン通路５は、水素ガスの圧力に耐えられるように、例えば金属管を用いて形成されている。

第１ガス通路６は、ディスペンサ筐体３の内部に配置され、上流側がメイン通路５の分岐部５Ａに接続された内部通路部６Ａと、ディスペンサ筐体３の外部に配置され、上流側が内部通路部６Ａの下流側に接続された外部通路部としてのホース部６Ｂとにより構成されている。内部通路部６Ａは、メイン通路５と同様に金属管を用いて形成されている。また、内部通路部６Ａには、後述の供給制御弁１４、温度センサ１５、圧力センサ１６が設けられている。

一方、ホース部６Ｂの下流端（先端）は、後述の第１ノズル７となっている。ホース部６Ｂの途中位置には、後述の緊急離脱カップリング２０が設けられている。なお、ホース部６Ｂは、作業者によって第１ノズル７を移動できるように、可撓性を有する耐圧ホースにより形成されている。

第１ノズル７は、充填ノズルを構成するもので、ホース部６Ｂの先端側に気密状態で接続されている。第１ノズル７は、先端の充填口を開閉する弁（図示せず）を内蔵している。第１ノズル７の先端側は、充填口から水素ガスを車両５１の被充填タンク５２に供給するため、接続口５２Ａに気密状態で着脱可能に嵌合（接続）することができる。また、第１ノズル７は、被充填タンク５２の接続口５２Ａに対して係合と離脱が可能な状態でロックされるロック機構（図示せず）を備えている。これにより、第１ノズル７は、水素ガスの充填時に接続口５２Ａから不用意に外れるのを防ぐことができる。一方で、充填作業時以外の第１ノズル７は、後述の第１保持部３１に保持されている。

第２ガス通路８は、第１ガス通路６と同様に構成されている。第２ガス通路８は、ディスペンサ筐体３の内部の内部通路部８Ａと、ディスペンサ筐体３の外部のホース部８Ｂとにより構成されている。内部通路部８Ａには、後述の供給制御弁２１、温度センサ２２、圧力センサ２３が設けられている。一方、ホース部８Ｂの下流端（先端）は、後述の第２ノズル９となり、途中位置には、緊急離脱カップリング２７が設けられている。

第２ノズル９は、第１ノズル７と同様に構成されている。即ち、第２ノズル９は、車両５１に設けられた被充填タンク５２の接続口５２Ａに気密状態で着脱可能に嵌合（接続）される。一方で、充填作業時以外の第２ノズル９は、後述の第２保持部３２に保持されている。

このように構成された第１ガス通路６、第１ノズル７と第２ガス通路８、第２ノズル９とには、後述する供給制御弁１４，２１が選択的に開弁または閉弁されることで、蓄圧器３５からの水素ガスが供給される。水素ガスを供給するガス通路、ノズルは、制御装置２９によって実際に水素ガスを供給してよいか否かの確認が行われる。

ガス供給経路４のメイン通路５には、例えば手動操作により開閉される入口弁１０と、入口弁１０の下流側に配置され、水素ガスの流量を計測する流量計１１と、流量計１１の下流側に配置され、後述の制御装置２９によって開閉されることによりガス供給経路４を流れる水素ガスの流量を調整する流量調整弁１２と、流量調整弁１２よりも下流側に配置され、ガス供給経路４内を流れる水素ガスの温度を冷却する冷却器１３とが設けられている。なお、メイン通路５に設けられた流量計１１、流量調整弁１２、冷却器１３の配置関係（上流側から下流側に向かう配置順）は、図２中に示した順番に限定されるものではない。また、メイン通路５に流量計１１、流量調整弁１２、冷却機１３を設けることにより、分岐部５Ａ以降の各ガス通路６，８には、それぞれに流量計１１、流量調整弁１２、冷却機１３を設ける必要がなく、コストが低減され、また、ディスペンサ筐体３を小型化できる。

入口弁１０は、ディスペンサ筐体３内に位置してメイン通路５の途中に設けられている。入口弁１０は、例えば手動操作により開閉される。なお、入口弁１０は、必要に応じて取付けられるものであり、廃止する構成としてもよい。

流量計１１は、ガス供給経路４内を流れる水素ガスの流量（質量流量）を計測し、計測結果を制御装置２９へと出力する。これにより、制御装置２９は、車両５１の被充填タンク５２に対する水素ガスの充填量を演算により求め、水素ガスの払出し量（給油量に相当）を後述の表示部３３等で表示し、例えば顧客（セルフ充填の利用者等）に表示内容を報知する。

流量調整弁１２は、例えばエア作動式の弁装置であり、エアの供給で開弁し、制御信号に基づく制御圧（エア圧）に応じて弁開度が調整される。流量調整弁１２は、制御装置２９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、ガス供給経路４（メイン通路５）内を流れる水素ガスの流量、水素ガス圧を可変に制御する弁である。

冷却器１３は、ガス供給経路４（メイン通路５）内を流れる水素ガスを冷却するための冷却装置である。冷却器１３は、流量調整弁１２の下流側に位置してメイン通路５の途中部位に設けられた熱交換器１３Ａと、熱交換器１３Ａに冷媒管路１３Ｂ，１３Ｃを介して接続され、例えばコンプレッサ、ポンプ等の駆動機構を備えたチラーユニット（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。

冷却器１３は、冷媒管路１３Ｂ，１３Ｃを介してチラーユニットと熱交換器１３Ａとの間で冷媒（例えば、エチレングリコール等を含んだ液体）を循環流通させる。これにより、冷却器１３の熱交換器１３Ａは、ガス供給経路４内を流れる水素ガスと冷媒との間で熱交換を行い、この水素ガスの温度を規定温度（例えば、－３３～－４０℃）まで低下させる。

ガス供給経路４を構成する第１ガス通路６の内部通路部６Ａには、開弁することにより蓄圧器３５内の水素ガスを第１ノズル７側に供給する供給制御弁１４と、供給制御弁１４の下流側に配置され、水素ガスの温度を計測する温度センサ１５と、温度センサ１５の下流側に配置され、水素ガスの圧力を計測する圧力センサ１６とが設けられている。

供給制御弁１４は、開弁することにより蓄圧器３５内の水素ガスを第１ノズル７へ供給する。具体的には、供給制御弁１４は、例えば空圧作動式の弁装置で、常時は閉弁し、パイロット圧が供給されたときに開弁する常閉の開閉弁として構成されている。供給制御弁１４は、後述する制御装置２９の指令を受けて通路切換弁２８からパイロットエアが供給されることで開閉し、ガス供給経路４内で水素ガスの流通を許したり、または遮断したりする。

温度センサ１５は、供給制御弁１４よりも下流側に位置して内部通路部６Ａの途中に設けられている。温度センサ１５は、ガス供給経路４内を流れる水素ガスの温度を測定し、測定した温度に応じた検出信号を制御装置２９へと出力する。また、圧力センサ１６は、温度センサ１５よりも下流側に設けられている。圧力センサ１６は、水素ガスの圧力（即ち、被充填タンク５２の圧力、または被充填タンク５２内の圧力にほぼ相当する管路途中の圧力）を検知する。圧力センサ１６は、ガス供給経路４内の圧力を測定し、測定した圧力に応じた検出信号を制御装置２９へと出力する。なお、温度センサ１５は、圧力センサ１６よりも上流側に配置したが、温度センサ１５を圧力センサ１６よりも下流側に配置してもよい。

第１ガス通路６の供給制御弁１４の下流側には、例えば第１ガス通路６内に溜まったガスによる圧力を逃がすための脱圧管路１７が分岐して設けられている。この脱圧管路１７の途中には、脱圧弁１８が設けられている。この脱圧弁１８は、ホース部６Ｂを含む第１ガス通路６を用いた水素ガスの充填作業が完了し、供給制御弁１４が閉弁されたときに、制御装置２９からの信号により開弁制御される。脱圧弁１８は、制御装置２９からの制御信号に応じて電磁弁１９が作動し、この電磁弁１９からパイロット圧が供給されると、開弁する。

緊急離脱カップリング２０は、第１ガス通路６のホース部６Ｂの途中位置に設けられている。緊急離脱カップリング２０は、安全装置であり、例えば車両５１の誤発進時に、第１ノズル７がホース部６Ｂと一緒に強い力で引っ張られると、分離して第１ノズル７、ホース部６Ｂ等の損傷防止を図る。このときに、緊急離脱カップリング２０は、ガス供給経路４内の水素ガスが外部に漏出するのを防ぎ、第１ノズル７（被充填タンク５２）側の水素ガスの漏出も防いでいる。

次に、ガス供給経路４を構成する第２ガス通路８の内部通路部８Ａには、第１ガス通路６の内部通路部６Ａと同様に、供給制御弁２１、温度センサ２２、圧力センサ２３が設けられている。また、第２ガス通路８から分岐した脱圧管路２４の途中には、脱圧弁２５が設けられ、この脱圧弁２５は、電磁弁２６によって開閉される。さらに、第２ガス通路８のホース部８Ｂの途中位置には、緊急離脱カップリング２７が設けられている。

通路切換弁２８は、２個の供給制御弁１４，２１を選択的に開閉させる。通路切換弁２８は、ガス供給経路４のメイン通路５に供給される水素ガスを、第１ガス通路６または第２ガス通路８に流通させる。通路切換弁２８は、制御装置２９に接続され、この制御装置２９からの制御信号に基づいてパイロットエアを供給し、第１ガス通路６側の供給制御弁１４または第２ガス通路８側の供給制御弁２１を開弁させる。

即ち、通路切換弁２８が供給制御弁１４にパイロットエアを供給したときには、供給制御弁１４が開弁し、供給制御弁２１が閉弁するから、メイン通路５に供給される水素ガスは、第１ガス通路６を通じて第１ノズル７側に流通する。一方、通路切換弁２８が供給制御弁２１にパイロットエアを供給したときには、供給制御弁２１が開弁し、供給制御弁１４が閉弁するから、メイン通路５に供給される水素ガスは、第２ガス通路８を通じて第２ノズル９側に流通する。

制御装置２９は、充填制御手段を構成するもので、ディスペンサ筐体３内に設けられている。制御装置２９は、流量計１１、流量調整弁１２、供給制御弁１４，２１、温度センサ１５，２２、圧力センサ１６，２３、通路切換弁２８等に接続されている。そして、制御装置２９は、流量調整弁１２、供給制御弁１４，２１、通路切換弁２８等を制御することにより、被充填タンク５２への水素ガスの供給を制御する。

制御装置２９は、マイクロコンピュータ等からなる制御ユニットとして構成されている。制御装置２９には、入力側が流量計１１、温度センサ１５，２２、圧力センサ１６，２３、切換スイッチ３０、後述する保持部３１，３２のノズル検知器３１Ａ，３２Ａ等が接続されている。一方、制御装置２９の出力側は、流量調整弁１２、供給制御弁１４，２１、電磁弁１９，２６（脱圧弁１８，２５）、通路切換弁２８、表示部３３等に接続されている。

制御装置２９のメモリ２９Ａには、例えば、図３に示す充填制御処理用のプログラムと、切換スイッチ３０が第１ノズル７と第２ノズル９のいずれのノズルに切換えられたのかを判定する手段と、作業者が第１ノズル７と第２ノズル９とのいずれのノズルを保持部から取外したのかを判定する手段と、各ノズル７，９（ホース部６Ｂ，８Ｂ）の交換が必要になったか否かを判定する手段等とが更新可能に格納されている。換言すると、制御装置２９は、切換スイッチ３０によって選択された一のガス通路（６または８）と保持部（３１または３２）から取外されたノズル（７または９）とが対応しているか否かを判定し、一のガス通路と取外したノズルとが対応していると判定したときにノズルに向けて水素ガスの供給を開始させる。

切換スイッチ３０は、制御装置２９の入力側に接続され、水素ガスの充填作業を行う作業者から見易いディスペンサ筐体３の操作面側に設けられている。切換スイッチ３０は、蓄圧器３５に接続される一のガス通路を、第１ガス通路６と第２ガス通路８とから選択するスイッチである。即ち、切換スイッチ３０を操作して第１ガス通路６、第１ノズル７のうち、第１ガス通路６を選択すると、この切換信号を受信した制御装置２９は、通路切換弁２８に制御信号を出力する。この制御信号に従って通路切換弁２８は、第１ガス通路６側の供給制御弁１４を開弁させる。これにより、蓄圧器３５から供給される水素ガスは、ガス供給経路４のメイン通路５、第１ガス通路６を通って第１ノズル７まで供給され、第１ノズル７から車両５１の被充填タンク５２に充填される。なお、切換スイッチ３０が第２ガス通路８、第２ノズル９を選択した場合は、同様の制御によって第１ノズル７から車両５１の被充填タンク５２に充填される。

第１保持部３１は、第１ガス通路６のホース部６Ｂに対応するように、例えば、ディスペンサ筐体３の側面部分に設けられている。第１保持部３１は、第１ノズル７が取外し可能に掛止めされる。第１保持部３１には、第１ノズル７を係合（掛止め）状態に保持する係合部（図示せず）が設けられている。

また、第１保持部３１には、第１ノズル７が保持されているか否かを検知する検知手段としてのノズル検知器３１Ａが設けられている。このノズル検知器３１Ａは、例えば２位置切換型のスイッチ等からなり、第１ノズル７を第１保持部３１に掛止めするときに、第１ノズル７によって押動されるとオン（ＯＮ）状態に切換わり、この検出信号を制御装置２９に出力する。また、ノズル検知器３１Ａは、第１ノズル７が第１保持部３１から取外されるとオフ（ＯＦＦ）状態に切換わり、この検出信号を制御装置２９に出力する。なお、ノズル検知器３１Ａは、ディスペンサ筐体３側の第１保持部３１に設けるものに限らず、第１ノズル７側に設けてもよい。

第２保持部３２は、第１保持部３１と同様に、第２ガス通路８のホース部８Ｂに対応するように、ディスペンサ筐体３の側面部分に設けられている。第２保持部３２は、第２ノズル９が取外し可能に掛止めされる。また、第２保持部３２には、第１ノズル７が保持されているか否かを検知する検知手段としてのノズル検知器３２Ａが設けられている。

表示部３３は、ディスペンサ筐体３に設けられている。この場合、表示部３３は、水素ガスの充填作業に必要な情報表示、各種警告等を行う。なお、表示部３３は、ディスペンサ筐体３から離間した別の位置に設ける構成としてもよい。他の温度センサ３４は、ディスペンサ筐体３内の温度を計測するもので、制御装置２９に接続されている。

蓄圧器３５は、高圧に圧縮された水素ガスを貯蔵する水素ガスの供給源である。蓄圧器３５は、ディスペンサユニット２と共にガス充填装置１を構成している。蓄圧器３５は、ガス供給経路４の上流側で、高圧に圧縮された水素ガスを貯蔵するガス貯蔵部を構成している。

ここで、図１に示すように、水素ガスを燃料として走行する車両５１は、４輪自動車（乗用車）として構成されている。車両５１には、例えば燃料電池と電動モータ等の駆動装置（いずれも図示せず）と、図２中に点線で示す被充填タンク５２等とが設けられている。この被充填タンク５２は、水素ガスが充填される耐圧構造をもった容器として構成され、例えば車両５１の後部側に搭載されている。なお、被充填タンク５２は、車両５１の後部側に限らず、前部側または中央部側に設ける構成としてもよい。

被充填タンク５２には、第１ノズル７または第２ノズル９の先端側が着脱可能に嵌合される接続口５２Ａ（レセプタクル）が設けられている。そして、車両５１の被充填タンク５２には、接続口５２Ａに気密に連結（嵌合）された第１ノズル７または第２ノズル９から水素ガスの充填が行われる。この間、第１ノズル７または第２ノズル９は、前述したロック機構により接続口５２Ａに対して不用意に外れることがないようにロックされている。

本実施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、次に、ガス充填装置１による水素ガスの充填作業について説明する。この水素ガスの充填作業としては、通常時はガス供給経路４の第１ガス通路６、第１ノズル７が用いられ、第１ガス通路６、第１ノズル７のメンテナンスを行うときに、第２ガス通路８、第２ノズル９を用いる場合を例示する。

車両５１の被充填タンク５２に水素ガスを充填するときには、ガス充填施設の係員またはセルフ充填の利用者（以下、作業者という）が第１ノズル７を第１保持部３１から取外す。そして、この作業者は、図１に示すように、第１ノズル７を被充填タンク５２の接続口５２Ａに接続し、当該接続部位をロックする。この状態で、図３に示すガス充填作業の処理手順が開始される。

即ち、制御装置２９は、図３の処理が開始されると、ステップ１で、切換スイッチ３０が操作されて第１ノズル７と第２ノズル９のどちらが選択されたかを判定する。ステップ１で、第１ノズル７が選択された場合には、ステップ２に移動し、第１保持部３１から第１ノズル７が取外されたか否かを判定する。このステップ２では、第１保持部３１のノズル検知器３１ＡがＯＦＦに切換わったか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ３で、水素ガスの充填を開始する制御処理を行う。このステップ３の充填開始制御処理では、蓄圧器３５からガス供給経路４のメイン通路５、第１ガス通路６を通じて水素ガスが供給され、第１ノズル７から被充填タンク５２に水素ガスが充填される。

一方、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ４で第２保持部３２のノズル検知器３２ＡがＯＦＦに切換わったか否かを判定する。ステップ４で「ＹＥＳ」と判定したときには、作業者が水素ガスの充填に用いるノズルを取り違えているから、ステップ５で、ノズルの取り違いを表示部３３等に表示する。

次に、ステップ６では、水素ガスの充填が終了したか否かを判定する。具体的な終了条件としては、図示しない充填終了ボタンが押されたり、被充填タンク５２が満タンになったりしたことが挙げられる。ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ７で水素ガスの充填を終了する制御処理を行う。

続いて、ステップ８では、第１ノズル７が第１保持部３１に保持されたか否か、即ち、ノズル検知器３１ＡがＯＮに切換わったか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ９で、第１ノズル７側の脱圧処理を行う。この第１ノズル７側の脱圧処理は、脱圧弁１８を開弁し、ホース部６Ｂを含む第１ガス通路６内に残存した水素ガスを排出する。

ステップ１０では、ステップ９の判定に基づいて、第１ノズル７を用いた充填作業の回数をカウントアップする。そして、ステップ１１では、第１ノズル７を用いた水素ガスの充填作業の回数が、ホース部６Ｂの交換が必要な回数（安全を考慮した寿命回数）に達したか否かを判定する。ステップ１１で、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ１２で、ホース部６Ｂの交換が必要である旨の要求を表示部３３等に表示する。

一方、ステップ１で、第２ノズル９が選択された場合には、ステップ１３に移動し、ステップ２３まで第１ノズル７が選択された場合の動作と同様の動作を行う。このステップ１３からステップ２３までの動作中には、第２ノズル９等を用いて被充填タンク５２に水素ガスを充填しつつ、第１ガス通路６のホース部６Ｂの交換作業、第１ガス通路６に接続された温度センサ１５、圧力センサ１６等のメンテナンスを行うことができる。

かくして、本実施形態によれば、蓄圧器３５に上流側が接続されたガス供給経路４は、第１ガス通路６と第２ガス通路８に分岐されている。また、蓄圧器３５に接続される一のガス通路を２つのガス通路６，８から選択する切換スイッチ３０を有している。被充填タンク５２への充填作業が行われていないときにノズル７，９が保持される保持部３１，３２は、ガス通路６，８の分岐数に対応してそれぞれ設けられている。この上で、被充填タンク５２への水素ガスの供給を制御する制御装置２９は、切換スイッチ３０によって選択された一のガス通路を用いて水素ガス充填制御を行う構成としている。

従って、制御装置２９は、例えば、切換スイッチ３０によって第１ノズル７（第１ガス通路６）を選択した場合、第１ノズル７が第１保持部３１から取外されたか否かを監視することで、誤って第２ノズル９を用いたまま充填作業が進行するのを防止することができる。同様に、切換スイッチ３０によって第２ノズル９（第２ガス通路８）を選択した場合、第２ノズル９が第２保持部３２から取外されたか否かを監視することで、誤って第１ノズル７を用いたまま充填作業が進行するのを防止することができる。

これにより、ガス供給経路４を２つのガス通路６，８に分岐し、それぞれにノズル７，９を設けた場合でも、充填作業を行おうとして手に取ったノズルと実際に水素ガスが供給されるノズルとが異なる事態を未然に防ぐことができる。この結果、第１ガス通路６、第１ノズル７と第２ガス通路８、第２ノズル９を備えた場合でも、供給すべきガス通路とノズルに対し水素ガスを正しく供給することができ、充填作業に対する信頼性を向上することができる。

しかも、本実施形態では、第１ガス通路６、第１ノズル７と第２ガス通路８、第２ノズル９を備えている。従って、一方のガス通路、ノズルを用いて充填作業を行いつつ、他方のガス通路、ノズルおよびガス通路に接続された機器類を交換したり、メンテナンスしたりすることができる。これにより、ガス充填装置１の稼働率を高めることができる。

保持部３１，３２は、ノズル７，９が保持されているか否かを検知する検知手段３１Ａ，３２Ａを備えている。また、制御装置２９は、切換スイッチ３０で選択したガス通路と保持部から取外されたノズルとが対応しているか否かを判定し、ガス通路とノズルとが対応していると判定したときにノズルに向けて水素ガスの供給を開始させる構成としている。これによっても、水素ガスを正しく充填することができ、充填作業に対する信頼性を向上することができる。

さらに、ガス供給経路４の第１ガス通路６には、供給制御弁１４が設けられ、第２ガス通路８には、供給制御弁２１が設けられている。これにより、供給制御弁１４と供給制御弁２１との一方を開弁させることで、第１ガス通路６または第２ガス通路８に水素ガスを供給することができる。

なお、実施形態では、第１ガス通路６に供給制御弁１４を設け、第２ガス通路８に供給制御弁２１を設けることにより、供給制御弁１４と供給制御弁２１との一方を開弁させ、他方を閉弁させることで、第１ガス通路６または第２ガス通路８に水素ガスを供給する構成とした場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、メイン通路５と各ガス通路６，８との合流位置に３方向２位置の切換弁を設けることで、水素ガスの供給方向を切換える構成としてもよい。

また、実施形態では、ガス供給経路４を第１ガス通路６と第２ガス通路８との２つに分岐した場合を例示している。しかし、本発明は、これに限るものではなく、ガス供給経路を３つ以上に分岐させる構成としてもよい。

実施形態では、車両５１の被充填タンク５２に高圧の水素ガスを充填す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、例えば車両以外のタンクや容器等に高圧の水素ガスを充填する際にも適用することができる。また、ガス充填装置１のディスペンサユニット２を、他の場所に水素ガスを給送するための管路の途中に設置してもよい。

さらに、実施形態では、切換スイッチ３０によって選択された一のガス通路を用いて水素ガスが充填されるように制御する構成としたが、これに限らず、切換スイッチ３０によって選択された一のガス通路に水素ガスを供給しないように制御してもよい。これにより、切換スイッチ３０によって選択された一のガス通路側には水素ガスが供給されないので、切換スイッチ３０によってメンテナンスするガス通路を指定することができる。

次に、上記実施形態に含まれる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。

ガス充填装置の第１の態様としては、水素ガスが蓄圧された蓄圧器に上流側が接続されたガス供給経路と、前記ガス供給経路の下流側に接続され、車両に搭載された被充填タンクに連結される充填ノズルと、前記ガス供給経路の途中に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内の水素ガスを前記充填ノズルへ供給する供給制御弁と、前記供給制御弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへの前記水素ガスの供給を制御する充填制御手段と、前記被充填タンクへの充填作業が行われていないときに前記充填ノズルが保持される保持部と、を含んで構成されたガス充填装置において、前記ガス供給経路は、複数のガス通路に分岐されてなり、前記蓄圧器に接続される一のガス通路を前記複数のガス通路から選択する切換スイッチを有し、前記保持部は、前記ガス通路の分岐数に対応してそれぞれ設けられ、前記充填制御手段は、前記切換スイッチによって選択された前記一のガス通路を用いて水素ガス充填制御を行うことを特徴としている。

ガス充填装置の第２の態様としては、前記保持部は、前記充填ノズルが保持されているか否かを検知する検知手段を備えており、前記充填制御手段は、前記一のガス通路と前記保持部から取外された前記充填ノズルとが対応しているか否かを判定し、前記一のガス通路と前記充填ノズルとが対応していると判定したときに前記充填ノズルに向けて水素ガスの供給を開始させることを特徴としている。

ガス充填装置の第３の態様としては、前記ガス供給経路の前記複数のガス通路には、前記供給制御弁がそれぞれ設けられていることを特徴としている。

１ガス充填装置
４ガス供給経路
６第１ガス通路（ガス通路）
７第１ノズル（充填ノズル）
８第２ガス通路（ガス通路）
９第２ノズル（充填ノズル）
１４，２１供給制御弁
２９制御装置（充填制御手段）
３０切換スイッチ
３１第１保持部（保持部）
３１Ａ，３２Ａノズル検知器（検知手段）
３２第２保持部（保持部）
３５蓄圧器
５１車両
５２被充填タンク

Claims

水素ガスが蓄圧された蓄圧器に上流側が接続されたガス供給経路と、
前記ガス供給経路の下流側に接続され、車両に搭載された被充填タンクに連結される充填ノズルと、
前記ガス供給経路の途中に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内の水素ガスを前記充填ノズルへ供給する供給制御弁と、
前記供給制御弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへの水素ガスの供給を制御する充填制御手段と、
前記被充填タンクへの充填作業が行われていないときに前記充填ノズルが保持される保持部と、
前記保持部に前記充填ノズルが保持されているか否かを検知する検知手段と、
を含んで構成されたガス充填装置において、
前記ガス供給経路は、複数のガス通路に分岐されてなり、
前記蓄圧器に接続される一のガス通路を前記複数のガス通路から選択する切換スイッチを有し、
前記保持部は、前記ガス通路の分岐数に対応してそれぞれ設けられ、
前記充填制御手段は、前記切換スイッチによって選択された前記一のガス通路と前記検知手段により前記保持部から取外された前記充填ノズルとが対応していることを条件に前記充填ノズルに向けて水素ガスの供給開始を可能とさせることを特徴とするガス充填装置。
前記ガス供給経路の前記複数のガス通路には、前記供給制御弁がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填装置。
前記充填制御手段は、前記切換スイッチよって選択された前記一のガス通路と前記検知手段により前記保持部から取外された前記充填ノズルとが対応している場合に、前記複数のガス通路のうち、対応しているガス通路の前記供給制御弁を開弁させることにより、水素ガスの供給開始を可能とさせることを特徴とする請求項２記載のガス充填装置。