JPH09250696A - 車載ボンベへの天然ガスの充填方法 - Google Patents

車載ボンベへの天然ガスの充填方法

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JPH09250696A
JPH09250696A JP5920396A JP5920396A JPH09250696A JP H09250696 A JPH09250696 A JP H09250696A JP 5920396 A JP5920396 A JP 5920396A JP 5920396 A JP5920396 A JP 5920396A JP H09250696 A JPH09250696 A JP H09250696A
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JP
Japan
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pressure
temperature
natural gas
filling
gas
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JP5920396A
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English (en)
Inventor
Tomio Tazaki
富夫 田崎
Yoshihito Mizuno
善仁 水野
Yoshiro Goto
善郎 後藤
Atsunori Sugihara
篤典 杉原
Akifumi Kobayashi
明文 小林
Manabu Hattori
学 服部
Tokio Yoshida
時男 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEIBU GAS KK
Osaka Gas Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
SEIBU GAS KK
Osaka Gas Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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  • Vehicle Cleaning, Maintenance, Repair, Refitting, And Outriggers (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両に装備したガスボンベに、気温によって
定め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】 充填時の気温とガスボンベ3に充填する
目標圧力P0 との関係を制御器17のROMなどに記憶
しておき、温度センサ13が計測する気温に基づいて目
標圧力P0 をその都度設定する共に、ガスボンベ3内に
充填されている天然ガスの温度が、温度センサ13が計
測した気温tまで低下したときに、前記の目標圧力P0
まで低下する天然ガスの所要充填圧力、すなわち補正圧
力P1 を所要の物理法則、例えば「全ての気体の体積は
絶対温度に比例し、圧力に反比例する。」と云うボイル
・シャルルの法則に基づいて求め、圧力センサ14が計
測した圧力がこの補正圧力P1 に達するまで天然ガスを
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充填目標圧力を設
定すると共に、ボンベ内に充填された天然ガスの温度ま
たは前記ボンベの温度と、前記気温とに基づいて前記充
填目標圧力を補正し、圧縮機吐出側圧力がこの補正圧力
に達するまで天然ガスを充填するようにした第1の構成
の充填方法と、
【0008】充填時の気温に基づいて充填目標圧力を設
定すると共に、圧縮機から吐出している天然ガスの温度
と前記気温などに基づいて前記充填目標圧力を補正し、
圧縮機吐出側圧力がこの補正圧力に達するまで天然ガス
を充填するようにした第2の構成の充填方法と、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。
【0009】
【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。
【0010】図中1は例えば地下などに埋設される都市
ガス配管、10はこの都市ガス配管1から供給される天
然ガスを圧縮して吐出し、自動車2に装備した燃料タン
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。
【0011】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、制御器17とを備えて形成す
る。
【0012】なお、ガスボンベ3には、内部に圧縮・充
填された天然ガスの温度を計測するための温度センサ1
3Bを設け、この温度センサ13Bが計測する温度デー
タが接続端子4と15とを接続することによって、制御
器17に入力できるように構成する。また、制御器17
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。
【0013】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。
【0014】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17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17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。
【0015】ステップS4では圧縮機11を起動し、ス
テップS5では温度センサ13Bによる天然ガスの温度
計測を行い、前記RAMに記憶する。
【0016】ステップS6では、ガスボンベ3内に充填
されている天然ガスの温度が、温度センサ13が計測し
制御器17のRAMに記憶されている気温tまで低下し
たときに、前記の目標圧力P0 まで低下する天然ガスの
所要充填圧力、すなわち補正圧力P1 を所要の物理法
則、例えば「全ての気体の体積は絶対温度に比例し、圧
力に反比例する。」と云うボイル・シャルルの法則に基
づいて演算算出して設定し、前記RAMに記憶する。
【0017】ステップS7では、圧力センサ14による
圧力Pの計測を行い、ステップS8に移行してP1 −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が補正圧力P1 に達したときにはステップS9
に移行し、そうでないときにはステップS5に戻る。
【0018】ステップS9では、圧縮機11と送風ファ
ン12の運転を停止し、ステップS10に移行して前記
RAMに記憶している目標圧力P0 、補正圧力P1 など
をリセットし制御を終了する。
【0019】圧縮機11が制御器17によって上記のよ
うに制御されるため、例えば夏の夜間に充填していて温
度センサ13が計測する気温tが20℃であるときに
は、充填時の目標圧力P0 は図3から17.6MPaと
求められる。
【0020】そして、ガスボンベ3に充填された天然ガ
スの温度が、温度センサ13Bによって例えば50℃と
計測されたときには、50℃の天然ガスが20℃になっ
たときに17.6MPaになる補正圧力P1 を、ボイル
・シャルルの法則に基づいて19.4MPaと求め、圧
力センサ14が計測する圧力Pがこの補正圧力に達する
まで、圧縮機11による圧縮・充填が行われる。
【0021】このようにして、ガスボンベ3に天然ガス
を19.4MPaに圧縮・充填しても、時間の経過と共
にその温度が低下し、つれて圧力も低下する。そして、
ついには気温が20℃のときの目標圧力P0 の17.6
MPaに低下する。
【0022】したがって、上記のようにして天然ガスを
充填する本発明によれば、ガスボンベ3に天然ガスが限
度一杯に充填できるだけでなく、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。
【0023】なお、天然ガスをガスボンベ3に長時間掛
けて充填する本発明の天然ガスの充填方法においては、
ガスボンベ3内に充填された天然ガスの温度は、ガスボ
ンベ3の温度と略一致する。したがって、温度センサ1
3Bに代えてガスボンベ3の温度が計測できる温度セン
サ13Cを設置し、この温度センサ13Cが計測するガ
スボンベ3の温度と、温度センサ13が計測する気温t
とに基づいて補正圧力P1 を設定し、圧力センサ14が
計測する圧力Pがこの補正圧力P1 に達するまで充填す
るように構成することもできる。
【0024】また、温度センサ13Bに代えて、圧縮機
11が圧縮して吐出した天然ガスの温度が計測できる温
度センサ13Dを設置し、この温度センサ13Dが計測
する天然ガスの温度と、温度センサ13が計測する気温
tなどに基づいて、補正圧力P1 を設定し、圧力センサ
14が計測する圧力Pがこの補正圧力P1 に達するまで
ガスボンベ3に天然ガスを充填するように構成すること
もできる。
【0025】この場合、温度センサ13Dが計測する天
然ガスの温度より、ガスボンベ3内に充填されている天
然ガスの温度の方が低くなるので、補正圧力P1 を圧縮
機1が吐出している天然ガスの温度が気温まで低下した
として単に設定するのではなく、ガスボンベ3に充填さ
れている天然ガスの温度を決定する因子、例えばガスボ
ンベ3の充填開始時の温度(気温に略一致する)、ガス
ボンベ3の熱容量(重量×比熱)、ガスボンベ3に残っ
ていた天然ガスの量と今回充填する天然ガスの量(充填
開始時の圧力と充填完了時の圧力から算出可能)、温度
センサ13が計測する気温tなどを考慮した演算式を実
験的に予め求めて制御器17のRAMに記憶しておき、
この実験式に基づいて演算・設定するように構成しても
良い。
【0026】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。
【0027】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。
【0028】また、圧縮機11の起動に際し、補正圧力
1 と圧力センサ14が計測する圧力Pとの比較を行
い、P1 −Pが正で天然ガスの充填が必要なときだけ圧
縮機11を起動するように構成することもできる。
【0029】また、ステップS8においてノーと判定さ
れたとき、すなわちガスボンベ3側の圧力が補正圧力P
1 に達していないときには、ステップS5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。
【0030】また、ステップS9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。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように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、
【0032】第1の発明は、充填時の気温に基づいて充
填目標圧力を設定すると共に、ボンベ内に充填された天
然ガスの温度または前記ボンベの温度と前記気温とに基
づいて前記充填目標圧力を補正し、圧縮機吐出側圧力が
この補正圧力に達するまで天然ガスを充填するようにし
た方法であり、
【0033】第2の発明は、充填時の気温に基づいて充
填目標圧力を設定すると共に、圧縮機から吐出している
天然ガスの温度と前記気温などに基づいて前記充填目標
圧力を補正し、圧縮機吐出側圧力がこの補正圧力に達す
るまで天然ガスを充填するようにした充填方法であるの
で、
【0034】第1の発明では、充填時に上昇した天然ガ
スの温度が気温と同じ温度に低下しても所定の充填目標
圧力が維持できる。換言すれば、ボンベには十分な量の
天然ガスが充填されるので、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、天然ガスの圧力はボンベの上限圧力を越えることが
ない。
【0035】また、第2の発明では、ボンベに充填され
ている天然ガスの温度ではなく、圧縮機から吐出した天
然ガスの温度と気温などに基づいて充填目標圧力を補正
するため、安全率を多少多めに見込むか、充填開始時の
ボンベの温度、ボンベの熱容量、ボンベに残っていた天
然ガスの量と今回充填する天然ガスの量気温などから補
正式を実験的に求めておく必要があるが、第1の発明の
ように車両側に温度検出手段を設ける必要がないし、こ
の計測データを取り込むための手段を設置する必要がな
いので、装置構成を簡略化することができる。
【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。
【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 制御器
───────────────────────────────────────────────────── 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 水野 善仁 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 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 (2)

    【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
    いて充填目標圧力を設定すると共に、ボンベ内に充填さ
    れた天然ガスの温度または前記ボンベの温度と、前記気
    温とに基づいて前記充填目標圧力を補正し、圧縮機吐出
    側圧力がこの補正圧力に達するまで天然ガスを充填する
    ことを特徴とする車載ボンベへの天然ガスの充填方法。
  2. 【請求項2】 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
    いて充填目標圧力を設定すると共に、圧縮機から吐出し
    ている天然ガスの温度と前記気温などに基づいて前記充
    填目標圧力を補正し、圧縮機吐出側圧力がこの補正圧力
    に達するまで天然ガスを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。
JP5920396A 1996-03-15 1996-03-15 車載ボンベへの天然ガスの充填方法 Pending JPH09250696A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005265067A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Tokiko Techno Kk ガス供給装置
US8534327B2 (en) 2009-11-16 2013-09-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas charging apparatus and gas charging method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005265067A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Tokiko Techno Kk ガス供給装置
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