JPH08291897A - ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、被充填タンクへガスを供給する一
のガス供給源から他のガス供給源に切り換えるときの流
量変化を抑制するよう構成したガス供給装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ガス供給装置１は、都市ガスを所定圧力に加
圧する圧力発生ユニット４と、圧力発生ユニット４によ
り圧縮されたガスを燃料タンク３に供給するためのディ
スペンサユニット５と、これら圧力発生ユニット４，デ
ィスペンサユニット５の各機器を制御する制御装置６と
よりなる。制御装置６は、ガス供給源を可変圧ガス蓄圧
器１３から高圧ガス蓄圧器１４に切り換えるとき、先に
高圧ガス蓄圧器１４の開閉弁１８を開弁させた後に可変
圧ガス蓄圧器１３の開閉弁１７を閉弁させる。そのた
め、切換時にガス供給が停止せず、流量変化が抑制され
て流量計測精度が低下することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス供給装置に係り、特
に複数のガス供給タンクに蓄圧されたガスを順次被充填
タンクに充填すると共に、被充填タンクに充填されたガ
ス充填量を正確に計測できるよう構成したガス供給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、天然ガスを圧縮した圧縮天然ガ
ス（ＣＮＧ）等を別のタンクに供給するガス供給装置と
しては、実開平４−６４６９９号公報にみられるような
装置がある。当該公報の装置は、圧縮されたガスを急速
充填する方式が採用されており、圧縮機により所定圧以
上に昇圧されたガスをガス供給タンクとしての可変圧ガ
ス蓄圧器，高圧ガス蓄圧器に一旦貯めておき、そして可
変圧ガス蓄圧器，高圧ガス蓄圧器に貯められたガスを段
階的に自動車の燃料タンクに注入して燃料タンク内が所
定圧に達するまで充填されるようになっている。

【０００３】自動車の燃料タンクへのガス供給量は流量
計により計測されており、燃料タンクに充填された総流
量を知ることができ、燃料タンクに充填された圧力は圧
力に応じた信号を出力する圧力伝送器により検出でき
る。例えば上記燃料タンクに充填される最高圧力が２０
０kgf/cm² とした場合、可変圧ガス蓄圧器、及び高圧ガ
ス蓄圧器の最高圧力は２５０kgf/cm² に設定される。従
って、コンプレッサは中圧管路から供給された都市ガス
（約５〜８kgf/cm²）を圧縮して可変圧ガス蓄圧器及び
高圧ガス蓄圧器の圧力を上記設定圧力にする。

【０００４】そして、上記可変圧ガス蓄圧器，高圧ガス
蓄圧器からのガスを供給するための各ガス供給系路に
は、電磁弁よりなる開閉弁が配設されており、最初に可
変圧ガス蓄圧器のガス供給系路に設けられた開閉弁が開
弁され、燃料タンクの圧力が規定圧力に達すると、可変
圧ガス蓄圧器側の開閉弁を閉弁させた後に高圧ガス蓄圧
器側のガス供給系路に設けられた開閉弁が開弁される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のガス
供給装置では、自動車の燃料タンクへガスを充填させる
供給側を可変圧ガス蓄圧器から高圧ガス蓄圧器に切り換
える際、一時的ではあるが可変圧ガス蓄圧器側の開閉弁
及び高圧ガス蓄圧器側の開閉弁が両方とも閉弁された状
態となり燃料タンクへのガス供給量が低下してガスが流
れない時間が生じてしまう。その後、高圧ガス蓄圧器側
の開閉弁が開弁されると、高圧ガス蓄圧器に蓄圧された
ガスが急激に増大して燃料タンクへのガス供給が再開さ
れることになる。

【０００６】図９は従来のガス充填制御によりガスを充
填した場合の流量変化を示すグラフである。このグラフ
よりガス供給源を可変圧ガス蓄圧器の開閉弁を閉弁する
ことにより流量がゼロになり、その後、高圧ガス蓄圧器
の開閉弁を開弁することにより流量が急激に増大するこ
とが分かる。

【０００７】ところが、上記のようにガス供給源を可変
圧ガス蓄圧器から高圧ガス蓄圧器に切り換える際に流量
が大幅に変化すると、流量計による流量計測が安定的で
なくなり、計測精度がばらつくことになる。特にコリオ
リ力を利用した振動式質量流量計を使用して燃料タンク
へ充填された流量を計測する場合、この振動式質量流量
計は流量変化の少ない一定の流量を高精度に計測できる
反面、流量変化が大きい場合には計測精度が低下してし
まうといった特性を有している。

【０００８】そのため、従来のガス供給装置では、上記
のようにガス供給源を可変圧ガス蓄圧器から高圧ガス蓄
圧器に切り換える際に燃料タンクに供給されるガスの流
量が大幅に変化する場合には、燃料タンクへの正確なガ
ス供給量を計測することが難しいといった問題がある。

【０００９】そこで、本発明は上記問題を解決したガス
供給装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
圧縮されたガスを貯蔵する複数のガス供給タンクと、該
複数のガス供給タンクの夫々の下流側に配設された開閉
弁と、一端が各開閉弁に並列接続され、他端が被充填タ
ンクに接続されるガス供給管路と、該開閉弁の下流に位
置するよう前記ガス供給管路に配設され、前記ガス供給
管路の圧力を検出する圧力検出手段と、を有するガス供
給装置において、前記被充填タンクへガスを供給する一
のガス供給タンクから他のガス供給タンクに切り換える
とき、前記他の開閉弁を開弁させた後に前記一の開閉弁
を閉弁させる弁制御手段を備えてなることを特徴とする
ものである。

【００１１】また、請求項２の発明は、前記一の開閉弁
の下流側に、前記他のガス供給タンクのガスが前記一の
ガス供給タンクに逆流することを防止する逆流防止手段
を配設したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】また、請求項１によれば、被充填タンクへガス
を供給する一のガス供給タンクから他のガス供給タンク
に切り換えるとき、他の開閉弁を開弁させた後に一の開
閉弁を閉弁させるため、ガス供給源となる一のガス供給
タンクから他のガス供給タンクに切り換えるときのガス
の流量変化を抑制することができる。

【００１３】また、請求項２によれば、他のガス供給タ
ンクのガスが一のガス供給タンクに逆流することを防止
する逆流防止手段を一の開閉弁の下流側に配設したた
め、一の開閉弁と他の開閉弁とが共に開弁された状態で
も他のガス供給タンクのガスが一のガス供給タンクに逆
流せず、各ガス供給タンクのガスを無駄なく被充填タン
クへ供給することができる。

【００１４】

【実施例】図１に本発明になるガス供給装置の一実施例
を示す。ガス供給装置１は、例えば自動車２の燃料タン
ク（被充填タンク）３に都市ガスを所定圧力に圧縮した
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給するガス供給ステーショ
ンなどに設置されている。尚、上記圧縮天然ガスは一例
であり、ガス供給装置１が扱うガスは、これに限らず大
気圧から２００気圧程度の高圧の範囲で圧縮されて使用
される他のガスを含む。

【００１５】ガス供給装置１は、大略、都市ガスを所定
圧力に昇圧する圧力発生ユニット４と、圧力発生ユニッ
ト４により圧縮されたガスを燃料タンク３に供給するた
めのディスペンサユニット５と、これら圧力発生ユニッ
ト４，ディスペンサユニット５の各機器を制御する制御
装置６とよりなる。

【００１６】圧力発生ユニット４は、都市ガスが中圧
（家庭で使用される圧力よりも高い圧力）で給送される
中圧管路（図示せず）に接続された上流管路７からのガ
スを圧縮する多段式のコンプレッサ８を有する。このコ
ンプレッサ８は、例えばガスを圧縮するためのシリンダ
が複数（３個または４個）設けられ、前段のシリンダで
圧縮されたガスを次段のシリンダでさらに高い圧力に加
圧するようになっており、中圧管路から供給されたガス
を段階的に圧縮する。

【００１７】さらに、コンプレッサ８には可変圧管路９
と高圧管路１０とが並列に接続され、各管路９，１０に
は圧縮されたガスがコンプレッサ８に逆流することを防
止する逆止弁１１，１２が配設されている。また、可変
圧管路９，高圧管路１０は、夫々可変圧ガス蓄圧器１
３，高圧ガス蓄圧器１４に接続されている。尚、可変圧
ガス蓄圧器１３，高圧ガス蓄圧器１４は、一般に文献等
では蓄ガス器とも呼ばれている。

【００１８】本実施例においては、上記燃料タンク３の
最高圧力が２００kgf/cm² とした場合、可変圧ガス蓄圧
器１３及び高圧ガス蓄圧器１４の最高圧力は２５０kgf/
cm²に設定される。従って、コンプレッサ８は中圧管路
から供給された都市ガス（約５〜８kgf/cm² ）を圧縮し
て可変圧ガス蓄圧器１３及び高圧ガス蓄圧器１４の圧力
を上記設定圧力にする。

【００１９】また、上記可変圧ガス蓄圧器１３，高圧ガ
ス蓄圧器１４からのガスを吐出するための吐出管路１
５，１６には、電磁弁よりなる開閉弁１７，１８が配設
されている。尚、図２以降では、開閉弁１７，１８をＶ
_PA1,Ｖ_PA2 と表わす。さらに、開閉弁１７の下流側の吐
出管路１５途中には、逆止弁３９が配設されている。こ
の逆止弁３９は、後述するように開閉弁１７，１８が両
方とも開弁されたとき、高圧ガス蓄圧器１４から吐出さ
れたガスが可変圧ガス蓄圧器１３に逆流することを防止
する逆流防止手段として機能するものである。

【００２０】すなわち、可変圧ガス蓄圧器１３による燃
料タンク３へのガス供給が終了してガス供給源を可変圧
ガス蓄圧器１３から高圧ガス蓄圧器１４に切り換える
際、可変圧ガス蓄圧器１３の圧力がかなり減圧されてい
る。そのため、後述するようにガス供給源を切り換える
ときに開閉弁１７，１８の開弁状態が設定されても、逆
止弁３９は可変圧ガス蓄圧器１３と高圧ガス蓄圧器１４
との圧力差により閉弁する。従って、高圧ガス蓄圧器１
４から吐出されたガスは、逆止弁３９の閉弁動作により
可変圧ガス蓄圧器１３に流入することが防止され、全て
燃料タンク３に充填される。

【００２１】また、高圧ガス蓄圧器１４側に配設された
開閉弁１８には、開弁、閉弁を検出してその検出信号を
制御装置６に出力するリミットスイッチ４０が設けられ
ている。このリミットスイッチ４０は、開閉弁１８が閉
弁するとオンに切り換わり、開閉弁１８が開弁するとオ
フに切り換わるスイッチである。従って、制御装置６か
らの開弁又は閉弁信号により開閉弁１８が開弁又は閉弁
動作したことがリミットスイッチ４０のオン・オフ動作
により確認することができる。

【００２２】上記可変圧ガス蓄圧器１３，高圧ガス蓄圧
器１４の夫々に並列に接続された吐出管路１５，１６の
下流側端部は、合流してガス供給管路１９の上流側端部
に連通しており、可変圧ガス蓄圧器１３，高圧ガス蓄圧
器１４はガス供給管路１９を介して上記燃料タンク３に
接続される。

【００２３】ガス供給管路１９には、上流側から順に、
電磁弁又は空気作動弁よりなるガス供給開閉弁２０と、
可変圧ガス蓄圧器１３，高圧ガス蓄圧器１４から供給さ
れる供給ガス圧を検出する１次圧力伝送器２１と、燃料
タンク３に供給されたガス供給量を計測する質量流量計
２２と、燃料タンク３に供給されるガス圧を所定圧に調
整する圧力制御弁２３と、手動式の三方弁２４と、燃料
タンク３に供給された供給ガス圧を計測する２次圧力伝
送器２５と、が配設されている。

【００２４】三方弁２４は、ａ，ｂ，ｃポートを有し、
ａポートにはガス供給管路１９が接続され、ｂポートに
はガス充填ホース２６が接続されている。また、ｃポー
トには、低圧側（本実施例では、大気開放とされてい
る）に連通された低圧管路２７が接続されている。

【００２５】質量流量計２２は、ガスが通過するセンサ
チューブを振動させてコリオリ力による流入側と流出側
との位相差に応じた計測信号を制御装置６に出力する振
動式質量流量計であり、比較的高圧のガスの流量を正確
に計測できるように耐圧構造となっている。

【００２６】さらに、ガス充填ホース２６の先端には、
接続カプラ２８が設けられている。そして、燃料タンク
３から引き出された管路２９には、上記接続カプラ２８
が接続される接続部としての接続カプラ３０と、管路２
９を開又は閉とする手動式開閉弁３１と、燃料タンク３
に充填されたガスが流出することを防止する逆止弁３２
と、が配設されている。

【００２７】上記接続カプラ２８，３０は、夫々内部に
逆止弁を内蔵しており、両カプラ２８，３０が接続され
ると逆止弁が開弁状態に切り換わり、両カプラ２８，３
０が分離された状態では逆止弁が閉弁状態となり、ガス
の流出を防止する。低圧管路２７は、一端が三方弁２４
のｃポートに接続されており、他端がディスペンサユニ
ット５の設置場所から充分に離間した場所で大気開放と
されている。

【００２８】三方弁２４は、作業者の切り換え操作によ
りガス充填モードのときａポートとｂポートとを連通
し、ガス充填終了後のガス流出モードのときはｂポート
とｃポートとが連通するように切り換わる。この三方弁
２４は、ガス充填終了後に切り換えられて接続カプラ２
８，３０内の残留ガス圧を低圧管路２７に逃がして接続
カプラ２８，３０内を減圧する。これにより、接続カプ
ラ２８，３０内の圧力は、接続解除操作できる程度まで
低下するため、接続カプラ２８と接続カプラ３０との接
続は容易に解除できる。

【００２９】上記制御装置６は、上記各機器と接続され
るとともに、スタート釦３３，表示器３４，アラーム装
置３５，充填表示ランプ３６，ガス放出ランプ３７が接
続されている。また、制御装置６のメモリ３８には、後
述するようにガス充填作業プログラムと、燃料タンク３
へガスを供給するガス供給源を可変圧ガス蓄圧器１３か
ら高圧ガス蓄圧器１４に切り換えるとき、先に高圧ガス
蓄圧器１４の開閉弁１８を開弁させた後に可変圧ガス蓄
圧器１３の開閉弁１７を閉弁させる弁制御プログラム
と、が格納されている。

【００３０】次に上記構成になるガス供給装置１におけ
るガス充填作業とともに、制御装置６が実行する処理の
第１実施例について説明する。図２乃至図４はガス充填
作業時に実行される第１実施例のメインフローチャート
である。

【００３１】作業者は、ガス供給管路１９の先端に設け
られた接続カプラ２８を燃料タンク３の接続カプラ３０
に接続して三方弁２４のａポートとｂポートとを連通さ
せ、その後手動式開閉弁３１を開弁操作する。そして、
作業者は、上記接続作業及び弁操作を確認してスタート
釦３３をオンに操作する。

【００３２】図２中、制御装置６は、ステップＳ１（以
下「ステップ」を省略する）で２次圧力伝送器２５から
の圧力値を読み取り、接続カプラ２８が接続カプラ３０
に接続されていることを確認する。次に全ての電磁弁、
即ち開閉弁１７，１８，ガス供給開閉弁２０，圧力制御
弁２３が閉弁している初期状態であることを確認し（Ｓ
２）、可変圧蓄圧器１３の開閉弁１７を開弁させる（Ｓ
３）。これにより、可変圧ガス蓄圧器１３に蓄圧された
ガスが管路１５を介してガス供給管路１９に供給され
る。

【００３３】Ｓ４では、１次圧力伝送器２１により検出
された供給圧Ｐ_inと２次圧力伝送器２５により検出され
た燃料タンク３の充填圧Ｐ_out （尚、充填圧Ｐ_out は燃
料タンク３の圧力と同等と考えられる）との差（Ｐ_in−
Ｐ_out ）が予め設定された規定値以上であるかどうかを
チェックする。

【００３４】つまり、Ｐ_in−Ｐ_out が予め設定された規
定値以上である場合は燃料タンク３の圧力が低いので充
填可能と判断する。従って、上記Ｓ４において、Ｐ_in−
Ｐ_out が予め設定された規定値以上である場合には、Ｓ
５に進み、充填表示ランプ３６を点灯させて充填可能で
あることを作業者に知らせる。続いて、ガス供給開閉弁
１９を開弁させ（Ｓ６）、圧力制御弁２３を開弁させる
（Ｓ７）。

【００３５】尚、上記Ｓ４において、Ｐ_in−Ｐ_out が予
め設定された規定値未満である場合には、Ｓ５〜Ｓ１０
の処理を省略して後述するＳ１１に移行する。次のＳ８
では、圧力制御弁２３の弁開度を制御して定圧力上昇制
御を行う。そして、Ｓ９において、２次圧力伝送器２５
に検出された充填圧Ｐ_out が２００kgf/cm² に達したか
どうかをチェックする。もし、充填圧Ｐ_out が２００kg
f/cm²以下の場合は、Ｓ１０に進み、Ｐ_in−Ｐ_out の差
圧が予め設定された規定値以上であるかどうかをチェッ
クする。

【００３６】また、上記Ｓ９において、２次圧力伝送器
２５に検出された充填圧Ｐ_out が２００kgf/cm² に達し
た場合、ガス充填完了となり、Ｓ３１に進み、ガス供給
開閉弁２０を閉弁させる。さらに、Ｓ３２で圧力制御弁
２３を閉弁させた後、Ｓ３３で可変圧蓄圧器１３の開閉
弁１７を閉弁させる。その後、後述するＳ２３に移行し
てＳ２３以降の処理を実行する。

【００３７】Ｓ１０において、Ｐ_in−Ｐ_out ≧規定値で
あるときは、Ｓ８に戻りＳ８〜Ｓ１０の処理を繰り返
す。しかし、Ｓ１０において、Ｐ_in−Ｐ_out ＜規定値で
あるときは、Ｓ１１に進み、可変圧蓄圧器１３の開閉弁
１７を閉弁させる前に高圧ガス蓄圧器１４の開閉弁１８
を開弁させる。従って、各開閉弁１７，１８は両方とも
開弁状態となる。これにより、高圧ガス蓄圧器１４に蓄
圧された高圧ガスが管路１６を介してガス供給管路１９
に供給される。尚、開閉弁１７の下流側には、逆止弁３
９が配設されているため、高圧ガス蓄圧器１４からの吐
出されたガスが可変圧蓄圧器１３に流入することが防止
される。

【００３８】次のＳ１２では、予め設定された所定時間
（本実施例では、１秒間とする）待機する。この間、各
開閉弁１７，１８の開弁状態が継続されており、開閉弁
１８の開弁動作遅れがあった場合でも、この待機時間内
に開閉弁１８が閉弁状態から開弁状態に切り換わること
ができる。

【００３９】次のＳ１３では、開閉弁１８のリミットス
イッチ４０がオフになったかどうかをチェックする。こ
のリミットスイッチ４０は、開閉弁１８が開弁するとオ
フに切り換わるスイッチであるので、リミットスイッチ
４０がオフであれば開閉弁１８が開弁状態であること分
かる。

【００４０】そして、Ｓ１３において、リミットスイッ
チ４０がオフであるときは、Ｓ１４に進み、可変圧蓄圧
器１３の開閉弁１７を閉弁させる。また、Ｓ１３におい
て、リミットスイッチ４０がオンであるときは、開閉弁
１８が開弁せずガス供給が行うことができないので、Ｓ
１５に進み、アラーム装置３５よりアラームを発すると
ともに表示器３４に例えば「高圧ガス蓄圧器の開閉弁に
異常あり」といったメッセージを表示する。

【００４１】図３に示すＳ１６では、１次圧力伝送器２
１により検出された供給圧Ｐ_inと２次圧力伝送器２５に
より検出された燃料タンク３の充填圧Ｐ_out との差（Ｐ
_in−Ｐ_out ）が予め設定された規定値以上であるかどう
かをチェックする。つまり、前述したＳ４の場合と同様
にＰ_in−Ｐ_out が予め設定された規定値以上である場合
は燃料タンク３の圧力が低いので充填可能と判断する。

【００４２】従って、上記Ｓ１６において、Ｐ_in−Ｐ
_out が予め設定された規定値以上である場合には、Ｓ１
７に進み、圧力制御弁２３の弁開度を制御して定圧力上
昇制御を行う。また、上記Ｓ１６において、Ｐ_in−Ｐ
_out ＜規定値である場合には、高圧ガス蓄圧器１４から
のガス供給圧が可変圧ガス蓄圧器１３により充填完了し
た燃料タンク３の充填圧Ｐ_out に近い値であるため、充
填不可と判断して後述するＳ２０に進む。

【００４３】そして、Ｓ１８において、Ｐ_in−Ｐ_out の
差圧が予め設定された規定値以上であるかどうかをチェ
ックする。もし、Ｐ_in−Ｐ_out ≧規定値であるときは、
Ｓ１９に進み、２次圧力伝送器２５に検出された充填圧
Ｐ_out が２００kgf/cm² に達したかどうかをチェックす
る。

【００４４】Ｓ１９において、充填圧Ｐ_out が２００kg
f/cm² 以下の場合は、Ｓ１７に戻りＳ１７〜Ｓ１９の処
理を繰り返す。しかし、Ｓ１９において、充填圧Ｐ_out
≧２００kgf/cm² になったときは、燃料タンク３の圧力
が目標の２００kgf/cm² に達したものと判断してＳ２０
に進み、ガス供給開閉弁２０を閉弁させる。

【００４５】また、上記Ｓ１８において、Ｐ_in−Ｐ_out
＜規定値である場合には、高圧ガス蓄圧器１４からのガ
ス供給圧が可変圧ガス蓄圧器１３により充填完了した燃
料タンク３の充填圧Ｐ_out に近い値であるため、高圧ガ
ス蓄圧器１４の圧力が大幅に低下しているものと判断し
てＳ２６に進み、アラーム装置３５よりアラームを発す
るとともに表示器３４に例えば「高圧ガス蓄圧器に異常
あり」といったメッセージを表示する。

【００４６】さらに、Ｓ２１で圧力制御弁２３を閉弁さ
せた後、Ｓ２２で高圧側の開閉弁１８を閉弁させる。Ｓ
２３では２次圧力伝送器２５により検出された圧力Ｐ
_out を読み込みメモリ３８に記憶させる。続いて、Ｓ２
４に進み、Ｓ２３で読み込んだ圧力Ｐ_out に基づいてガ
ス放出前のガス供給管路１９内のガスの密度ρ₁ を質量
流量計２２により計測する。（また、ガスの密度ρ₁ は
メモリ３８に予め記憶された密度−圧力テーブルから密
度を読み込むようにしても良い。） 尚、質量流量計２２は、前述したように振動するセンサ
チューブにガスを通過させて流量に比例した大きさのコ
リオリ力を利用して流量を計測するコリオリ式の質量流
量計であるため、振動式密度計としても機能するもので
ある。即ち、振動式密度計では、上記センサチューブの
振動数がセンサチューブ内を流れる流体の密度に応じて
変化することを利用して密度を計測することができる。
（また、上記メモリ３８に記憶された密度−圧力テーブ
ルは、前もって実験により計測されており、その実験結
果から求められたデータが記憶されている。） その後、充填表示ランプ３６を消灯させて作業者に燃料
タンク３へのガス充填が終了したことを知らせる（Ｓ２
５）。

【００４７】そして、作業者は、充填表示ランプ３６が
消灯したことを確認して自動車２の手動式開閉弁３１を
手動で閉弁操作する。その後、作業者は、三方弁２４の
ｂポートとｃポートとを連通状態に切り換える。これに
より、三方弁２４から手動式開閉弁３１までの間のガス
供給管路１９及びガス充填ホース２６に残留したガスが
三方弁２４を介して低圧管路２７に流出する。

【００４８】図４中、上記三方弁２４より下流に残留す
るガスが低圧管路２７に流出して２次圧力伝送器２５に
検出された圧力Ｐ_out が低下すると（Ｓ２７）、ガス放
出ランプ３７を点灯させる（Ｓ２８）。そして、２次圧
力伝送器２５に検出された圧力Ｐ_out がほぼ大気圧まで
減圧されたとき（Ｓ２９）、ガス放出が終了したものと
判断してガス放出ランプ３７を消灯させる（Ｓ３０）。
これで、接続カプラ２８，３０内の圧力が大気圧程度に
減圧される。この後、作業者は接続カプラ２８，３０の
接続を解除して両カプラを離間させる。

【００４９】図５は上記第１実施例のガス充填制御によ
りガスを充填した場合の流量変化を示すグラフである。
このグラフより燃料タンク３へガスを供給するガス供給
源を可変圧ガス蓄圧器１３から高圧ガス蓄圧器１４に切
り換えるときに流量が増大するが、従来のように流量が
ゼロにならないことが分かる。

【００５０】すなわち、上記のように、ガス供給源を可
変圧ガス蓄圧器１３から高圧ガス蓄圧器１４に切り換え
るとき、先に高圧ガス蓄圧器１４の開閉弁１８を開弁さ
せた後に可変圧ガス蓄圧器１３の開閉弁１７を閉弁させ
るため、切換時にガス供給が停止してガス供給量が一時
的にゼロとなることがなく、従来のようにガス供給源の
切り換えにより流量が大きく変動して流量計測精度が低
下するといった問題を解消することができる。

【００５１】上記実施例では、Ｓ１４で可変圧蓄圧器１
３の開閉弁１７を閉弁させるようにしたが、本発明の変
形例としては、例えば上記Ｓ１４の処理を削除して充填
完了後にＳ２２で高圧ガス蓄圧器１４の開閉弁１８を閉
弁させると共に可変圧蓄圧器１３の開閉弁１７を閉弁さ
せるようにしても良い。

【００５２】図６に本発明の第２実施例のフローチャー
トを示す。図６中、スタート釦３３がオンに操作される
と、制御装置６は、Ｓ４１で可変圧ガス蓄圧器１３の開
閉弁１７（Ｖ_PA1 ）を開弁させた後、Ｓ４２でガス供給
開閉弁２０（Ｖ_ES）を開弁させる。

【００５３】これにより、可変圧ガス蓄圧器１３に蓄圧
されたガスが管路１５を介してガス供給管路１９に供給
されて燃料タンク３に充填される。従って、Ｓ４３では
可変圧ガス蓄圧器１３から供給されたガスの圧力が一定
の割合で上昇するように圧力制御弁２３（Ｖ_PC）の弁開
度が調整される。

【００５４】次のＳ４４では、１次圧力伝送器２１によ
り検出された供給圧Ｐ_inと２次圧力伝送器２５により検
出された燃料タンク３への充填圧Ｐ_out （尚、充填圧Ｐ
_outは燃料タンク３の圧力と同等と考えられる）との差
圧（Ｐ_in−Ｐ_out ）が予め設定された規定値以下である
かどうかをチェックする。

【００５５】つまり、差圧Ｐ_in−Ｐ_out が予め設定され
た規定値以上である場合は、差圧が大であるためＳ４５
に進み、２次圧力伝送器２５により検出された燃料タン
ク３の充填圧Ｐ_out が２００kgf/cm² に達したかどうか
をチェックする。もし、Ｓ４５において充填圧Ｐ_out が
２００kgf/cm² に達していない場合には、Ｓ４３に戻り
可変圧ガス蓄圧器１３からのガスを充填しながら定圧力
制御を実行してＳ４３〜Ｓ４５の処理を繰り返す。

【００５６】しかし、Ｓ４５において充填圧Ｐ_out が２
００kgf/cm² に達した場合には、燃料タンク３の圧力が
充填目標圧力に達したため、後述するＳ６１に進む。ま
た、上記Ｓ４４において、差圧Ｐ_in−Ｐ_out が予め設定
された規定値以下である場合は、燃料タンク３の圧力が
上昇して差圧Ｐ_in−Ｐ_out が小になったものと判断して
Ｓ４６に進み、質量流量計２２により計測された瞬時流
量値を読み込む。

【００５７】次のＳ４７では、１次圧力伝送器２１によ
り検出された供給圧Ｐ_in（この場合、高圧ガス蓄圧器１
４からのガス供給圧）を読み込む。そして、Ｓ４８に進
み、上記Ｓ４６，Ｓ４７で読み込んだ瞬時流量値を供給
圧Ｐ_inで割って係数ａを算出する。

【００５８】ここで、圧力制御弁２３（Ｖ_PC）の弁開度
と係数ａとの関係は、図７に示すような線図で表せる。
図７に示す線図より、可変圧ガス蓄圧器１３及び高圧ガ
ス蓄圧器１４に対して圧力制御弁２３の弁開度とガス蓄
圧器１３，１４の圧力の関係が分かる。

【００５９】図６に戻って説明する。次のＳ４９では、
上記Ｓ４８で求められた係数ａが範囲Ｉ（ａ＜０．１
２）に入っているかどうかをチェックする。そして、Ｓ
４９において、係数ａが範囲Ｉ（ａ＜０．１２）に入っ
ている場合には、Ｓ５０に進み、次式（１）に基づいて
圧力制御弁２３の弁開度ｙを演算して設定する。

【００６０】ｙ＝ｂ₁ ×ａ＋ｃ₁ … （１） 但し、ｂは傾き、ｃはｙ切片（直交軸との交点）であ
る。しかし、Ｓ４９において、係数ａが範囲Ｉ（ａ＜
０．１２）に入っていない場合には、Ｓ５１に進み、上
記係数ａが範囲II（０．１２＜ａ＜０．１８）に入って
いるかどうかをチェックする。

【００６１】また、Ｓ５１において、係数ａが範囲II
（０．１２＜ａ＜０．１８）に入っている場合には、Ｓ
５２に進み、次式（２）に基づいて圧力制御弁２３の弁
開度ｙを演算して設定する。 ｙ＝ｂ₂ ×ａ＋ｃ₂ … （２） しかし、Ｓ５１において、係数ａが範囲II（０．１２＜
ａ＜０．１８）に入っていない場合には、Ｓ５３に進
み、次式（３）に基づいて圧力制御弁２３の弁開度ｙを
演算して設定する。

【００６２】ｙ＝ｂ₃ ×ａ＋ｃ₃ … （３） 上記Ｓ５０又はＳ５２，Ｓ５３のいずれかで圧力制御弁
２３の弁開度ｙが演算されると、Ｓ５４に進み、高圧ガ
ス蓄圧器１４の開閉弁１８（Ｖ_PA2 ）を開弁させる。

【００６３】次のＳ５５では、予め設定された所定時間
（本実施例では、１秒間とする）待機する。この間、各
開閉弁１７，１８の開弁状態が継続されており、開閉弁
１８の開弁動作遅れがあった場合でも、この待機時間内
に開閉弁１８が閉弁状態から開弁状態に切り換わること
ができる。

【００６４】次のＳ５６では、開閉弁１８のリミットス
イッチ４０がオフになったかどうかをチェックする。こ
のリミットスイッチ４０は、開閉弁１８が開弁するとオ
フに切り換わるスイッチであるので、リミットスイッチ
４０がオフであれば開閉弁１８が開弁状態であること分
かる。

【００６５】そして、Ｓ５６において、リミットスイッ
チ４０がオフであるときは、Ｓ５７に進み、可変圧蓄圧
器１３の開閉弁１７（Ｖ_PA1 ）を閉弁させる。しかし、
Ｓ５６において、リミットスイッチ４０がオンであると
きは、開閉弁１８が開弁せずガス供給が行うことができ
ないので、Ｓ５８に進み、アラーム装置３５よりアラー
ムを発するとともに表示器３４に例えば「高圧ガス蓄圧
器の開閉弁に異常あり」といったメッセージを表示す
る。

【００６６】また、Ｓ５７で開閉弁１７を閉弁させた後
はＳ５９に進み、圧力制御弁２３（Ｖ_PC）を開弁させる
とともに、上記各式により求められた弁開度ｙとなるよ
うに圧力制御弁２３（Ｖ_PC）の弁開度を調整する。その
ため、圧力制御弁２３（Ｖ_PC）の弁開度は、可変圧ガス
蓄圧器１３から高圧ガス蓄圧器１４に切り換えた際の圧
力変動に伴う流量の変化が生じないように調整される。
これにより、高圧ガス蓄圧器１４に蓄圧されたガスが可
変圧ガス蓄圧器１３からのガスとほぼ同じ流量で供給さ
れて燃料タンク３に充填される。

【００６７】次のＳ６０では、２次圧力伝送器２５によ
り検出された燃料タンク３の充填圧Ｐ_out が２００kgf/
cm² に達したかどうかをチェックする。もし、Ｓ６０に
おいて充填圧Ｐ_out が２００kgf/cm² に達していない場
合には、Ｓ５９に戻り高圧ガス蓄圧器１４からのガスを
充填しながら定圧力制御を実行してＳ５９，Ｓ６０の処
理を繰り返す。

【００６８】しかし、Ｓ６０において充填圧Ｐ_out が２
００kgf/cm² に達した場合には、燃料タンク３の圧力が
充填目標圧力に達したため、Ｓ６１に進み全ての電磁弁
を閉弁させる。そして、作業者は、充填表示ランプ３６
が消灯したことを確認して自動車２の手動式開閉弁３１
を手動で閉弁操作する。その後、作業者は、三方弁２５
のｂポートとｃポートとを連通状態に切り換える脱圧操
作を行う。これにより、三方弁２５から手動式開閉弁３
１までの間に残留したガスが三方弁２５を介して低圧管
路２７に流出して低圧タンク４２に回収される。

【００６９】このように、可変圧ガス蓄圧器１３及び高
圧ガス蓄圧器１４の圧力に応じて弁開度ｙを調整するこ
とにより、可変圧ガス蓄圧器１３から高圧ガス蓄圧器１
４に切り換えたときの圧力変動に伴う急激な流量変化を
防止するように圧力制御弁２３の弁開度ｙを調整するこ
とができる。

【００７０】図８は上記第２実施例のガス充填制御によ
りガスを充填した場合の流量変化を示すグラフである。
このグラフよりガス供給源を可変圧ガス蓄圧器１３から
高圧ガス蓄圧器１４に切換前の流量と切換後の流量とが
等しくなるようにガスの供給量が制御され、切換時の流
量変化がないことが分かる。

【００７１】従って、可変圧ガス蓄圧器１３から高圧ガ
ス蓄圧器１４に切り換えた際の圧力上昇に伴う急激な流
量変化が防止されているので、質量流量計２２による流
量計測精度が安定し、燃料タンク３に充填されたガス充
填量を正確に計測することができる。

【００７２】さらに、指定された所定量のガスを燃料タ
ンク３に充填するプリセット充填を行う場合でも、燃料
タンク３に充填されたガス充填量を質量流量計２２によ
り正確に計測できるので、プリセットされた所定量のガ
スを燃料タンク３に正確に充填することができ、充填精
度が高められている。

【００７３】尚、上記実施例では、都市ガスを圧縮した
圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給する場合を一例として挙
げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等のガ
スを供給するのにも適用できるのは勿論である。また、
上記実施例では、質量流量計２２によりガス充填量を計
測する構成を一例として説明したがが、これに限らず、
他の形式の流量計を用いた構成にも適用できるのは勿論
である。

【００７４】また、上記実施例では、可変圧ガス蓄圧器
１３と高圧ガス蓄圧器１４とが設置された構成を一例と
して説明したがが、これに限らず、例えばガス蓄圧器を
３個以上設置する構成としても良いのは言うまでもな
い。また、上記実施例では、自動車２の燃料タンク３に
圧縮されたガスを充填する場合を一例として挙げたが、
これに限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する
装置にも適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の
場所に給送するための管路途中に設置する構成の装置に
も適用できるのは勿論である。

【００７５】また、上記実施例では、都市ガス等が家庭
に分岐される前の中圧管路からの都市ガスを圧縮する構
成としたが、これに限らず、例えば中圧管路から分岐さ
れた家庭の管路からガスを取り出すようにしても良い。

【００７６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
被充填タンクへガスを供給する一のガス供給タンクから
他のガス供給タンクに切り換えるとき、他の開閉弁を開
弁させた後に一の開閉弁を閉弁させるため、ガス供給源
となる一のガス供給タンクから他のガス供給タンクに切
り換えるときのガスの流量変化を抑制することができ
る。また、ガス供給源の切換時にガス供給が一時的に停
止してガス供給量がゼロとなることがなく、従来のよう
にガス供給源の切り換えにより流量が大きく変動して流
量計測精度が低下するといった問題を解消することがで
きる。

【００７７】また、請求項２によれば、他のガス供給タ
ンクのガスが一のガス供給タンクに逆流することを防止
する逆流防止手段を一の開閉弁の下流側に配設したた
め、一の開閉弁と他の開閉弁とが共に開弁された状態で
も他のガス供給タンクのガスが一のガス供給タンクに逆
流せず、各ガス供給タンクのガスを無駄なく被充填タン
クへ供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるガス供給装置の一実施例の概略構
成図である。

【図２】制御装置がガス充填作業時に実行する処理の第
１実施例を説明するためのフローチャートである。

【図３】図２の処理に続いて実行される処理のフローチ
ャートである。

【図４】図３の処理に続いて実行される処理のフローチ
ャートである。

【図５】第１実施例のガス充填制御によりガスを充填し
た場合の流量変化を示すグラフである。

【図６】制御装置がガス充填作業時に実行する第２実施
例の処理を説明するためのフローチャートである。

【図７】圧力制御弁の弁開度と係数ａとの関係を示すグ
ラフである。

【図８】第２実施例のガス充填制御によりガスを充填し
た場合の流量変化を示すグラフである。

【図９】従来のガス充填制御によりガスを充填した場合
の流量変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１，４１ ガス供給装置 ３ 燃料タンク ４ 圧力発生ユニット ５ ディスペンサユニット ６ 制御装置 １３ 可変圧ガス蓄圧器 １４ 高圧ガス蓄圧器 １７，１８ 開閉弁 １９ ガス供給管路 ２０ ガス供給開閉弁 ２１ １次圧力伝送器 ２２ 質量流量計 ２３ 圧力制御弁 ２４ 三方弁 ２５ ２次圧力伝送器 ２８，３０ 接続カプラ ３１ 手動式開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003056 トキコ株式会社 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 (72)発明者 金井 一男 千葉県習志野市袖ヶ浦６−９−６ (72)発明者 小林 明文 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 服部 学 愛知県東海市新宝町507番地の２ 東邦瓦 斯株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 吉田 時男 福岡県福岡市博多区千代１丁目17番１号 西部瓦斯株式会社内 (72)発明者 小原 一洋 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 熊谷 信治 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 松本 拓也 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮されたガスを貯蔵する複数のガス供
   給タンクと、 該複数のガス供給タンクの夫々の下流側に配設された開
   閉弁と、 一端が各開閉弁に並列接続され、他端が被充填タンクに
   接続されるガス供給管路と、 該開閉弁の下流に位置するよう前記ガス供給管路に配設
   され、前記ガス供給管路の圧力を検出する圧力検出手段
   と、 を有するガス供給装置において、 前記被充填タンクへガスを供給する一のガス供給タンク
   から他のガス供給タンクに切り換えるとき、前記他の開
   閉弁を開弁させた後に前記一の開閉弁を閉弁させる弁制
   御手段を備えてなることを特徴とするガス供給装置。
2. 【請求項２】 前記一の開閉弁の下流側に、前記他のガ
   ス供給タンクのガスが前記一のガス供給タンクに逆流す
   ることを防止する逆流防止手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１のガス供給装置。