JPH09250695A - 車載ボンベへの天然ガスの充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両に装備したガスボンベに、気温に基づい
て設定される規定圧力に近い圧力で天然ガスが充填でき
るようにする。 【解決手段】 温度センサ１３によって気温を計測し、
圧力センサ１４が計測する圧力が気温によって定める目
標圧力に達するまで、圧縮機１１を起動してガスボンベ
３に都市ガス配管１から供給される天然ガスを圧縮充填
し、所定時間、例えば１時間が計時できるタイマ１８を
起動して圧縮機１１停止後の経過時間を計時し、所定時
間が経過するのを待って温度センサ１３による気温の再
計測を行い、圧力センサ１４が計測する圧力が再計測し
た気温によって定める目標圧力に達するまで、圧縮機１
１を再起動してガスボンベ３に天然ガスを充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば都市ガス配
管などから供給を受けた天然ガスを、自動車などに装備
したガスボンベなどに圧縮して充填する天然ガスの充填
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、クリーンなエネルギーであるとし
て消費が伸びている天然ガスは、自動車の燃料としても
注目を浴びるようになってきた。このため、都市ガス配
管などから供給される天然ガスを、自動車などに搭載し
たガスボンベなどに圧縮して所定の圧力で充填すること
のできる充填方法の開発が緊急の課題となってきてい
る。

【０００３】天然ガスの充填は、ガソリンスタンドなど
のように営業として充填する場合の他に、自家用として
充填する場合がある。自家用として充填する場合は、自
動車を使用しない夜間などに長時間を掛けて充填すれば
良いので、装置的には充填機を小型化して、廉価に供給
することができる利点がある。

【０００４】気温が低いときに、ボンベの規定圧力一杯
まで天然ガスを充填すると、気温が上昇したときに規定
圧力を越えて危険であるので、充填時の気温によって充
填時における圧力を制限するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、長時間掛けて
充填する方法では、圧縮により生じる熱が周囲の外気に
放散し、ガスの温度が上昇しないであろうと推定して、
単に充填時における気温によって充填圧力を制限するよ
うになっているが、実際にはガスの温度が上昇してお
り、充填終了後にガスの温度が低下すると、ボンベ内の
圧力が低下して圧力に余裕ができる、換言すればボンベ
には目一杯充填されていないため、車両の走行距離が延
びないと云った問題点があり、この点の解決が課題とさ
れていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するための具体的手段として、車両に装備し
たボンベに天然ガスを圧縮機を用いて充填する方法にお
いて、

【０００７】充填時の気温に基づいて設定した充填目標
圧力まで天然ガスを充填したのち、所定時間の経過を待
って、あるいは前記ボンベの温度または前記ボンベ内に
充填した天然ガスの温度が所定温度に低下するのを待っ
て、前記充填目標圧力まで天然ガスを再充填するように
した充填方法を提供することにより、前記した従来技術
の課題を解決するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて詳細に説明する。

【０００９】図中１は例えば地下などに埋設された都市
ガス配管、１０はこの都市ガス配管１から供給された天
然ガスを圧縮して吐出し、自動車２に搭載した燃料タン
クとしてのガスボンベ３に充填する天然ガス充填装置
（以下、単に充填装置と云う）である。

【００１０】充填装置１０は、都市ガス配管１から供給
される天然ガスを吐出側圧力が所定圧力、例えば２５Ｍ
Ｐａに達するまで圧縮して吐出することのできる圧縮機
１１と、この圧縮機１１に冷却のための外気を取り込ん
で機外に吹き出す送風ファン１２と、この送風ファン１
２が取り込んだ外気の温度、すなわち気温を計測するた
めの温度センサ１３と、圧縮機１１が吐出した天然ガス
の圧力を計測するための圧力センサ１４と、圧縮機１１
が吐出した天然ガスをガスボンベ３に導くための、自動
車側の接続端子４に接離可能な接続端子１５を先端に備
えたガスホース１６と、例えば液晶などから構成する表
示部１７と、所定の時間、例えば１時間が計測できるタ
イマ１８と、制御器１９とを備えて形成する。

【００１１】制御器１９は、図示しないマイクロコンピ
ュータなどを備えて構成し、圧縮機１１が例えば図２の
ように制御できるように構成する。

【００１２】すなわち、自動車２側の接続端子４にガス
ホース１６の先端の接続端子１５を接続して、図示しな
い充填開始スイッチが投入されると、ステップＳ１では
送風ファン１２を起動して圧縮機１１に外気を供給して
圧縮機１１の冷却を図り、続くステップＳ２では温度セ
ンサ１３による気温の計測を行う。

【００１３】ステップＳ３では、温度センサ１３が計測
した気温に基づいてガスボンベ３に充填する天然ガスの
目標圧力Ｐ₀ を設定し、制御器１９の図示しないＲＡＭ
に記憶する。この目標圧力Ｐ₀ は、例えば制御器１９の
図示しないＲＯＭなどに、充填時の気温ｔ（℃）と目標
圧力Ｐ₀ （ＭＰａ）との関係を、例えば図３のように予
め記憶しておき、温度センサ１３により気温ｔを計測し
て決定し記憶する。

【００１４】ステップＳ４では圧縮機１１を起動し、ス
テップＳ５では圧縮機１１の起動回数ｎを現在の起動回
数に１を加えた回数に変更して、前記ＲＡＭに記憶す
る。

【００１５】ステップＳ６では、圧力センサ１４による
圧力Ｐの計測を行い、ステップＳ７に移行してＰ₀ −Ｐ
を演算し、その値がゼロ以下、すなわちガスボンベ３側
の圧力Ｐが目標圧力Ｐ₀ に達したときにはステップＳ８
に移行し、そうでないときにはステップＳ６に戻って、
圧力の計測と比較を繰り返す。

【００１６】ステップＳ８では、圧縮機１１と送風ファ
ン１２の運転を停止し、ステップＳ９では前記ＲＡＭに
記憶している目標圧力Ｐ₀ をリセットする。

【００１７】ステップＳ１０では、ｎ＜２であるか否か
を判定し、ｎ＜２のときにはステップＳ１１に移行し、
そうでないときにはステップＳ１５に移行する。

【００１８】ステップＳ１１では、充填の一時中断を表
示部１７に表示し、ステップＳ１２ではタイマ１８を起
動し、ステップＳ１３ではタイマ１８がタイムアップ、
すなわち所定の時間（この場合は１時間）を計時したか
否かを判定し、タイマ１８がタイムアップするのを待っ
てステップＳ１４に移行する。

【００１９】そして、ステップＳ１４では、タイマ１８
をリセットし、その後ステップＳ１に戻る。

【００２０】ステップＳ１５では、表示部１７に充填完
了を表示し、ステップＳ１６では前記ＲＡＭに記憶して
いるｎの回数をリセットして制御を終了する。

【００２１】圧縮機１１が制御器１９によって上記のよ
うに制御されるため、例えば温度センサ１３が計測する
気温ｔが２５℃である夏の夜間に充填する場合には、充
填時の目標圧力Ｐ₀ は図３から１８．３ＭＰａと求めら
れるので、圧力センサ１４が計測する圧力Ｐがこの圧力
に達するまで、圧縮機１１による圧縮充填が行われる。

【００２２】ガスボンベ３に圧縮して充填された天然ガ
スは、温度センサ１３が計測した気温ｔより温度が高く
なっているので、圧縮機１１による圧縮充填を中断した
のち、時間の経過と共にその温度が低下し、それにつれ
て圧力センサ１４が計測する圧力Ｐも１８．３ＭＰａよ
り低下するが、所定時間、この場合は１時間の中断のの
ち温度センサ１３による気温ｔの計測を再度行い、温度
センサ１３が同じ２５℃を示したときには、圧縮機１１
を再起動して圧力センサ１４が同じ１８．３ＭＰａを示
すまで再充填を行うので、ガスボンベ３には充填時の気
温ｔによって定まる規定の圧力に近い圧力で天然ガスを
充填することができる。

【００２３】しかも、上記のようにして天然ガスが充填
されたガスボンベ３においては、自動車２が盛夏の炎天
下に放置され、ボンベ内の天然ガスの温度が例え３５℃
程度に上昇することがあっても、ガスボンベ３の制限圧
力、例えば１９．５ＭＰａを越えることはない。

【００２４】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨
から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００２５】例えば、図２に示す天然ガスの充填方法に
おいて、ステップＳ２において行う気温の計測動作は、
ステップＳ１における送風ファン１２の起動の直後に行
うのではなく、所定時間、例えば１５秒が経過してから
行うようにしても良い。

【００２６】また、ステップＳ８における圧縮機１１と
送風ファン１３の停止動作は、送風ファン１３の停止動
作を圧縮機１１の停止動作に所定時間、例えば１分間遅
れて動作するようにしても良い。

【００２７】また、圧縮機１１の起動に際し、目標圧力
Ｐ₀ と圧力センサ１４が計測する圧力Ｐとの比較を行
い、Ｐ₀ −Ｐが正で天然ガスの充填が必要であると判定
されたときだけ圧縮機１１を起動するように構成するこ
ともできる。

【００２８】また、ステップＳ７においてノーと判定さ
れたとき、すなわちガスボンベ３側の圧力が目標圧力Ｐ
₀ に達していないときには、ステップＳ６ではなくステ
ップＳ２に戻って気温ｔを再計測し、続いて目標圧力Ｐ
₀ を再設定するように構成することもできる。

【００２９】また、ステップＳ１０における判定を、ｎ
＜ｍ（ｍ＝３〜５程度）を判定するようにして、圧縮機
１１をｍ回まで繰り返し起動して充填することもでき
る。

【００３０】また、ガスボンベ３を、温度が計測できる
ように構成したり、あるいは充填した天然ガスの温度が
計測できるように構成して、これらの温度が所定温度、
例えば温度センサ１３が計測する温度より３℃高い温度
まで低下したときに、圧縮機１１を再起動するようにし
ても良い。

【００３１】また、図４に示したように、熱伝導性に優
れた銅などから形成される放熱フィン２０を備えて外気
の取り入れ口側に設置する放熱管２１を、圧縮機１１の
吐出口とガスホース１６との間に設けて充填装置１０を
構成し、圧縮機１１が圧縮して温度上昇した天然ガス
が、送風ファン１２によって取り込まれる外気に放熱し
たのちガスボンベ３に充填されるように構成することも
できる。また、水冷により冷却しても良いし、ガスホー
ス１６を熱伝導性に優れた素材で形成し、ガスホース１
６を通過する際に放熱するように構成することもでき
る。

【００３２】このように放熱した天然ガスをガスボンベ
３に充填するように構成しても、ガスボンベ３に高圧充
填された天然ガスの温度は気温より上昇する。しかし、
放熱させないで充填する場合より温度上昇が大幅に抑え
られるので、充填終了後に起こる圧力の低下幅が減少す
ると云った利点がある。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、車両に装
備したボンベに天然ガスを圧縮機を用いて充填する方法
において、充填時の気温に基づいて設定した充填目標圧
力まで天然ガスを充填したのち、所定時間の経過を待っ
て、あるいは前記ボンベの温度または前記ボンベ内に充
填した天然ガスの温度が所定温度に低下するのを待っ
て、前記充填目標圧力まで天然ガスを再充填するように
した充填方法であるので、天然ガスをガスボンベに目標
圧力に近い圧力で充填することが可能であり、車両の走
行距離を延ばすことができる。しかも、車両が盛夏の炎
天下に放置されても、天然ガスの圧力はガスボンベの上
限圧力を越えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】充填装置の説明図である。

【図２】充填要領を示す説明図である。

【図３】充填時の気温と充填目標圧力との関係を示す説
明図である。

【図４】他の実施形態の説明図である。

【符号の説明】

１ 都市ガス配管 ２ 自動車 ３ ガスボンベ ４ 接続端子 １０ 充填装置 １１ 圧縮機 １２ 送風ファン １３ 温度センサ １４ 圧力センサ １５ 接続端子 １６ ガスホース １７ 表示部 １８ タイマ １９ 制御器 ２０ 放熱フィン ２１ 放熱管

フロントページの続き (71)出願人 000196680 西部瓦斯株式会社 福岡県福岡市博多区千代１丁目17番１号 (72)発明者 田崎 富夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 後藤 善郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 坂本 泰生 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 杉原 篤典 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (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507−２ 東邦瓦斯株 式会社内 (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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に装備したボンベに天然ガスを圧縮
   機を用いて充填する方法であって、充填時の気温に基づ
   いて設定した充填目標圧力まで天然ガスを充填したの
   ち、所定時間の経過を待って、あるいは前記ボンベの温
   度または前記ボンベ内に充填した天然ガスの温度が所定
   温度に低下するのを待って、前記充填目標圧力まで天然
   ガスを再充填することを特徴とする車載ボンベへの天然
   ガスの充填方法。