JPH0953798A - ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は被充填タンクのタンク容量が大きい
場合のガス充填効率の低下しガス充填時間が延長すると
いった課題を解決するものである。 【解決手段】 ガス供給装置１は、燃料タンク３のタン
ク容量が小さい場合には、Ａブロック（第１のガス供給
源）が第１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３により構成さ
れ、Ｂブロック（第２のガス供給源）が第４，第５のガ
ス蓄圧器２４，２５により構成される。ところが、燃料
タンク３のタンク容量が大きい場合には、前述したよう
に切換弁２７の切り換えによりガス供給系路が切り換わ
り、Ａブロックが第１〜第４のガス蓄圧器２１〜２４に
より構成され、Ｂブロックが第５のガス蓄圧器２５によ
り構成される。よって、燃料タンク３のタンク容量が大
きい場合は、当初４本のガス蓄圧器２１〜２４でガス供
給源の容量が十分であり、ガス充填時の流量を確保する
ことができ、効率良くガス充填を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス供給装置に係
り、特に複数のガス蓄圧器に貯蔵された圧縮したガスを
段階的に被充填タンクに充填するよう構成されたガス供
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）等をタンクに供給するガス供給装置では、
供給されたガスをコンプレッサにより圧縮して複数のガ
ス蓄圧器に貯蔵する圧力発生ユニットと、複数のガス蓄
圧器に貯蔵されたガスを２段階に分けて被充填タンクに
充填するディスペンサユニットとを有する構成となって
いる。このようなガス供給装置を使用するガス供給シス
テムにおいては、被充填タンクに充填する目標充填圧力
が２００kgf/cm² で、圧力発生ユニットの複数のガス蓄
圧器に貯蔵される充填前の貯蔵圧力が２５０kgf/cm² に
設定されている。

【０００３】そして、ガス供給装置では、自動車の燃料
タンクにガスを充填する場合、燃料タンクの容量及び燃
料タンクに残っている残量によってガス充填量が異なる
ため、２系統のガス供給系路が設けられている。この２
系統のガス供給系路は、夫々複数の可変ガス蓄圧器が並
列に接続された第１のガス供給源と、複数の高圧ガス蓄
圧器が並列に接続された第２のガス供給源とに接続され
ている。

【０００４】さらに、圧力発生ユニットでは、燃料タン
クへのガス充填作業をより短時間で行うため、燃料タン
クへの充填開始当初は可変圧ガス蓄圧器のガスが燃料タ
ンクへ充填され、その後高圧ガス蓄圧器のガスが燃料タ
ンクへ充填されるようにガス供給系路を切り換えるよう
になっている。

【０００５】すなわち、第１のガス供給源の圧力が低下
して第１のガス供給源の１次圧力と燃料タンクの２次圧
力との圧力差が所定値以下に減少したとき、第１のガス
供給源から第２のガス供給源に切り換えて供給側の１次
圧力と燃料タンクの２次圧力との圧力差を大きくした状
態でガス充填に必要な流量を確保して、充填時間の短縮
化が図られていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ガス供給装
置では、ガス充填に必要な流量を確保するには１次圧力
と２次圧力との圧力差を大きくする必要があるが、第１
のガス供給源及び第２のガス供給源で貯蔵することがで
きる容量の上限値が決められているため、大型の燃料タ
ンクにガスを充填する際には１次圧力と２次圧力との圧
力差が小さくなってしまい、燃料タンクに供給される流
量を確保することが難しい。

【０００７】しかも、普通車と大型車両とでは燃料タン
クの容量が大きく異なり、容量の大きい大型車両用の燃
料タンクにガスを充填する場合、燃料タンクへのガス充
填を開始すると、第１のガス供給源の圧力が急激に低下
する。そのため、燃料タンクへ供給される流量を優先さ
せて早い時期に第１のガス供給源から第２のガス供給源
に切り換えるようにしていたが、ガス供給源を切り換え
た直後は流量が確保されているものの、燃料タンクの充
填圧力が目標圧力に近づくにつれて圧力差が小さくなっ
て流量が減少する。従って、燃料タンクの充填圧力が目
標圧力に達する直前でガス充填に必要な流量が確保でき
なくなり、その結果ガス充填時間が延びてしまうといっ
た問題がある。

【０００８】さらに、複数の車両の燃料タンクに対し連
続的にガス充填を行う場合、第１のガス供給源へのガス
補充が間に合わなくなり、高圧で待機しているはずの第
１のガス供給源の圧力が低下してしまうため、燃料タン
クへのガス充填を開始してもガス充填に必要な流量が確
保できなくなり、その結果ガス充填時間が延びてしまう
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】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有するものである。本
発明は、圧縮されたガスを貯蔵する一のガス蓄圧器が接
続された一のガス供給源から供給されるガスを被充填タ
ンクに充填した後、他のガス供給源の他のガス蓄圧器か
ら供給されるガスを該被充填タンクに充填し、段階的に
該被充填タンクの圧力を上昇させるガス供給装置におい
て、前記両ガス供給源の両ガス蓄圧器と並列に接続され
た予備のガス蓄圧器と、該予備のガス蓄圧器を前記一の
ガス供給源又は前記他のガス供給源に接続するように接
続系路を切り換える切換弁と、を備えてなることを特徴
とするものである。

【００１１】従って、本発明によれば、切換弁を切り換
えることにより予備のガス蓄圧器を一のガス供給源又は
他のガス供給源に接続するように接続系路を切り換える
ことができるので、圧力変化に応じて一のガス供給源の
ガス蓄圧器数と他のガス供給源のガス蓄圧器数との割合
を変更することができる。そのため、燃料タンクの容量
が大きい場合や連続してガス充填を行う場合でも燃料タ
ンクの充填圧力が目標圧力に達するまでガス充填に必要
な流量を確保することができ、ガス充填時間を短縮する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の一実施
例を説明する。尚、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。

【００１３】ガス供給装置１は、大略、都市ガスを所定
圧力に圧縮し加圧されたガスを生成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
よりなる。まず、圧力発生ユニット４の構成について説
明する。圧力発生ユニット４は、都市ガス等の中圧管路
から分岐された分岐管路１１にコンプレッサ１２を配設
した構成となっている。このコンプレッサ１２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）設けられた多段式のものであり、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
圧して分岐管路１１から供給されたガスを段階的に圧縮
する。

【００１４】さらに、コンプレッサ１２の圧縮されたガ
スを吐出する吐出口には、第１の高圧管路１３と第２の
高圧管路１４とが接続されている。第１の高圧管路１３
には、１次圧力伝送器１５と電磁弁よりなる第１の開閉
弁１６とが配設されている。また、第２の高圧管路１４
には、１次圧力伝送器１７と電磁弁よりなる第２の開閉
弁１８が配設されている。

【００１５】上記１次圧力伝送器１５，１７は、高圧管
路１３，１４を流れるガスの圧力を検出する圧力センサ
が設けられており、ガスの圧力に応じた検出信号を出力
する。さらに、第１の高圧管路１３の下流端部より分岐
した管路１９には、電磁弁よりなる元弁２０が配設され
ている。

【００１６】２１〜２５は第１〜第５のガス蓄圧器で、
夫々第１の高圧管路１３及び第２の高圧管路１６を連通
する連通管路２６から分岐された分岐管路２６ａ〜２６
ｅが接続されている。尚、ガス蓄圧器２１〜２５は、一
般に文献等では「蓄ガス器」とも呼ばれている。また、
本実施例では、５本のガス蓄圧器２１〜２５が並列に配
設された構成としたが、ガス蓄圧器の本数としては５本
以上設置される構成としても良いのは勿論である。

【００１７】２７は電磁駆動式三方弁よりなる切換弁
で、ガス蓄圧器２１〜２５を連通する連通管路２６に配
設されている。この切換弁２７は、ａポートが分岐管路
２６ｄに連通され、ｂポートが分岐管路２６ｅに連通さ
れ、ｃポートが分岐管路２６ａ〜２６ｃに連通されてい
る。そして、通常の容量を有するタンクにガスを充填す
る際には、ａポートとｂポートとが連通され、且つｃポ
ートが遮断された状態に切り換えられ、容量の大きいタ
ンクにガスを充填する際あるいは連続的にガス充填を行
う際にはａポートとｃポートとが連通され、且つｂポー
トが遮断された状態に切り換えられるように切換制御さ
れる。

【００１８】本実施例では、燃料タンク３のタンク容量
が所定値（この値は任意に設定される）以下と小さい場
合あるいは充填間隔が十分ある場合には、充填量不足の
おそれがないので、５本のガス蓄圧器２１〜２５のうち
第１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３がＡブロック（第１
のガス供給源）を構成し、他の第４，第５のガス蓄圧器
２４，２５がＢブロック（第２のガス供給源）を構成す
る。

【００１９】しかしながら、燃料タンク３のタンク容量
が所定値以上に大きい場合あるいは連続的にガス充填を
行う場合には、上記切換弁２７が切り換えられて５本の
ガス蓄圧器２１〜２５のうち第１〜第４のガス蓄圧器２
１〜２４がＡブロック（第１のガス供給源）を構成し、
他の第５のガス蓄圧器２５のみがＢブロック（第２のガ
ス供給源）を構成するようにガス蓄圧器の本数が切り換
えられる。尚、本実施例では、複数のガス蓄圧器２１〜
２５を２つのブロック（ガス供給源）に分けたが、３つ
以上のブロックに分ける構成としても良い。

【００２０】すなわち、第４のガス蓄圧器２４は、他の
ガス蓄圧器２１〜２３，２４と並列に接続されている
が、１次圧力の変化に応じて切換弁２７が切り換えられ
ることによりＡブロック（第１のガス供給源）又はＢブ
ロック（第２のガス供給源）のガス蓄圧器として使用さ
れる予備のガス蓄圧器である。そして、切換弁２７を切
り換えることにより第４のガス蓄圧器（予備のガス蓄圧
器）２４をＡブロック（第１のガス供給源）又はＢブロ
ック（第２のガス供給源）に接続するように接続系路を
切り換えることができるので、圧力変化に応じてＡブロ
ックのガス蓄圧器数とＢブロックのガス蓄圧器数との割
合を変更することができる。

【００２１】また、各ガス蓄圧器２１〜２５に圧縮され
たガスを蓄圧させる際は、元弁２０を閉弁したまま第１
の開閉弁１６又は第２の開閉弁１８を開弁させると共に
コンプレッサ１２を起動させる。これにより、コンプレ
ッサ１２により圧縮されたガスがＡブロック又はＢブロ
ックの各ガス蓄圧器２１〜２５に供給され、１次圧力伝
送器１５，１７により検出された圧力値が２５０kgf/cm
² に達した時点で第１，第２の開閉弁１５，１７を閉弁
させると共にコンプレッサ１２を停止させて各ガス蓄圧
器２１〜２５へのガス蓄圧作業が終了する。

【００２２】そして、各ガス蓄圧器２１〜２５の圧力が
２５０kgf/cm² に達すると、第１，第２の開閉弁１６，
１８が閉弁されて、圧力発生ユニット４は充填作業可能
な待機状態となる。また、各ガス蓄圧器２１〜２５のコ
ンプレッサ１２により圧縮されたガスを充填する際は、
切換弁２７によりＢブロックのガス供給源が第５のガス
蓄圧器２５のみに設定されている場合、１本のガス蓄圧
器２５にガスを供給することになるため、短時間でＢブ
ロックの圧力を規定圧力２５０kgf/cm² に復帰させるこ
とができる。そのため、後段のガス充填を行うＢブロッ
クの圧力回復時間が短縮され、例えば複数の燃料タンク
３へ連続してガス充填を行う場合や大容量の燃料タンク
３へガスを供給される場合に有利である。

【００２３】次にディスペンサユニット５の構成につい
て説明する。また、圧力発生ユニット４とディスペンサ
ユニット５との間は、上記高圧管路１３，１４に連通す
るガス供給管路２８を介して接続されている。そして、
ディスペンサユニット５内に延在するガス供給管路２９
には、電磁弁よりなりガス供給管路２８を開閉する開閉
弁３０と、ガス供給管路２９を流れるガス流量を計測す
る流量計３１と、下流側へ給送される圧力又は流量が所
定値となるように制御する制御弁３２と、制御弁３２の
下流に供給される２次圧力を検出する２次圧力伝送器３
３と、所定以上の力で引っ張られたとき分離する緊急離
脱カプラ３４とが配設されている。

【００２４】上記開閉弁２９は、ディスペンサユニット
５の元弁として機能するもので制御回路３５からの指令
により開弁または閉弁する。また、２次圧力伝送器３３
は、それぞれの取り付け位置で検出した圧力に応じた検
出信号を制御回路３５に送信する。

【００２５】また、流量計３１は、高圧ガスの流量を正
確に計測することができるコリオリ式の質量流量計が採
用されており、その流量計測信号を制御回路３５に送信
する。従って、制御回路３５は、開閉弁１６，１８，３
０，元弁２０，制御弁３２の開閉動作を制御すると共
に、流量計３１により計測された流量を積算する。

【００２６】そして、制御弁３２は、制御回路３５によ
り一定の圧力上昇でガスを充填する一定圧力上昇制御、
あるいは一定の流量でガスを充填する一定流量制御によ
り弁開度が制御されている。３６は表示器で、燃料タン
ク３に充填されたガスの充填量及び充填圧力（２次圧
力）を表示する。

【００２７】また、緊急離脱カプラ３４には、高圧ガス
に耐えうる高圧ガス供給チューブ３７の一端が接続さ
れ、高圧ガス供給チューブ３７の他端は三方弁３８の流
入ポートａに接続されている。さらに、三方弁３８の充
填ポートｂには、供給ホース３９が接続されている。こ
の供給ホース３９の端部には、着脱可能な着脱カプラ４
０が設けられている。

【００２８】三方弁３８の排気ポートｃは、ガス供給終
了後、着脱カプラ４０の離脱操作を可能にするため、着
脱カプラ４０内の残留ガスを外部に逃がすための低圧管
路４１に接続されている。この低圧管路４１は、大気開
放もしくは着脱カプラ４０内の残留ガスを回収するガス
回収経路に連通されている。

【００２９】尚、三方弁３８は手動操作により切り換え
られる構成であり、ガス充填前及びガス充填後は、充填
ポートｂと排気ポートｃとが連通されて流入ポートａが
遮断されている。また、ガス充填時は、流入ポートａと
充填ポートｂとが連通するとともに排気ポートｃが遮断
するように切り換え操作される。

【００３０】また、上記緊急離脱カプラ３４は、万が一
着脱カプラ４０が燃料タンク３側の着脱カプラ４２に接
続されたまま自動車２が発車した場合に連結を解除する
とともに、緊急離脱カプラ３４内部に設けられた逆止弁
（図示せず）が閉弁してガス漏れを防止する。

【００３１】また、高圧ガスが充填される自動車２にお
いては、燃料タンク３に接続された管路４４に上流側よ
り上記着脱カプラ４０が結合される着脱カプラ４２と、
ガスを充填する際手動操作により開弁される手動開閉弁
４５と、燃料タンク３に充填されたガスが逆流すること
を防止する逆止弁４６とが配設されている。

【００３２】ここで、上記構成になるガス供給装置１に
おけるガス充填作業について説明する。上記自動車２の
燃料タンク３にガスを充填する際、作業者は、先ず、デ
ィスペンサユニット５の着脱カプラ４０を自動車２の着
脱カプラ４２に結合させる。そして、自動車２の手動開
閉弁４５を開弁させるとともに、三方弁３８の流入ポー
トａと充填ポートｂとが連通するように切り換える。

【００３３】次に充填開始釦（図示せず）がオンに操作
されると、制御回路３５は第１の開閉弁１６及び元弁２
０を開弁させるとともに、第３の開閉弁３０を開弁させ
る。これにより、Ａブロック（第１のガス供給源）の第
１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３に蓄圧された高圧ガス
は、ガス供給管路２８，２９，高圧ガス供給ホース３
７，着脱カプラ４０，４２，管路４４を介して燃料タン
ク３に充填される。

【００３４】充填開始直後は、ガス供給管路２９に配設
された制御弁３２の弁開度がやや絞られており、Ａブロ
ックからのガスにより各機器が受ける圧力の昇圧を緩和
して各機器を高圧ガスから保護する。そして、所定時間
（例えば５秒程度）が経過すると、制御弁３２の弁開度
を徐々に開いてガス充填流量を増加させる。

【００３５】本実施例では、燃料タンク３に充填される
満タン時の充填圧力は２００kgf/cm ² となる。例えば燃
料タンク３内のガスが残っていると上記第１〜第３のガ
ス蓄圧器２１〜２３からのガス充填だけで満タン状態
（燃料タンク３内の圧力が２００kgf/cm² に昇圧した状
態）になるが、燃料タンク３内の残量が少量で殆ど空の
状態でガス充填作業を開始した場合には、上記Ａブロッ
クの第１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３からのガス充填
だけで満タン状態にはならない。

【００３６】その場合、制御回路３５は第１の開閉弁１
６を閉弁させるとともに、第２、第３の開閉弁１８，３
０を開弁させる。これにより、Ｂブロック（第２のガス
供給源）の第４，第５のガス蓄圧器２４，２５のガスが
燃料タンク３内に充填される。そして、燃料タンク３が
満タン状態に達した時点で、制御回路３５は第２、第３
の開閉弁１８，３０を閉弁させるとともに、元弁２０を
閉弁させる。

【００３７】燃料タンク３へのガス充填が完了すると、
作業者は、三方弁３８の充填ポートｂと排気ポートｃと
を連通させるとともに流入ポートａを遮断させる。排気
ポートｃは、低圧管路４１を介して着脱カプラ４０内及
び供給ホース３９内に残留するガスを排気する。このよ
うな脱圧操作により着脱カプラ４０内が大気圧に減圧さ
れて着脱カプラ４０の離脱操作が可能になる。

【００３８】作業者は、自動車２側の手動開閉弁４５を
閉弁させた後、ディスペンサユニット５の着脱カプラ４
０を自動車２の着脱カプラ４２から分離させる。これ
で、一連のガス充填作業が完了する。次に制御回路３５
が実行する処理につき説明する。尚、図２は制御回路３
５が実行するガス充填制御処理のフローチャートであ
る。

【００３９】前述したように、ガス充填作業を行う際
は、着脱カプラ４０が自動車２の着脱カプラ４２に結合
され、自動車２の手動開閉弁４５を開弁させるととも
に、三方弁３８の流入ポートａと充填ポートｂとが連通
するように切り換える。ステップＳ１（以下「ステッ
プ」を省略する）において、第１の開閉弁１５及び元弁
２０を開弁させると共に、第３の開閉弁３０を開弁させ
る。これにより、第１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３に
貯蔵されたガスが燃料タンク３に供給される。

【００４０】続いて、Ｓ２に進み、１次圧力伝送器１５
により検出された１次圧力と２次圧力伝送器３３により
検出された２次圧力との差を求める。この圧力差に基づ
いて制御弁３２の弁開度が演算されて燃料タンク３に供
給されるガス流量が調整される。すなわち、制御弁３２
は、圧力が一定の上昇率となるように制御する「一定圧
力制御」あるいは流量が一定になるように制御する「一
定流量制御」により弁開度が制御される（Ｓ３）。

【００４１】次のＳ４では、２次圧力伝送器３３により
検出された２次圧力が目標圧力（２００kgf/cm² ）に達
したかどうかを判定する。従って、２次圧力伝送器３３
の検出値が目標圧力（２００kgf/cm² ）未満であるとき
は、燃料タンク３が満タンではないと判断してＳ５に進
み、１次圧力伝送器１５により検出された１次圧力の変
化を求める。

【００４２】１次圧力の変化は、供給側の圧力，容量と
被充填側の圧力，容量との相対関係により変動する。例
えば、燃料タンク３のタンク容量が小さい場合あるいは
充填間隔が十分ある場合には、供給側の充填量不足のお
それがないが、燃料タンク３のタンク容量が大きい場合
あるいは連続的にガス充填を行う場合には、供給側の充
填量が不足することがある。

【００４３】そのため、Ｓ６で、１次圧力の変化が予め
設定された規定値より大きいか否かを判定しており、例
えば普通乗用車のようにタンク容量が小さい場合あるい
は充填間隔が十分ある場合には、Ｓ７に進み、切換弁２
７をａポートとｂポートとが連通するように切り換え
る。

【００４４】この場合、Ａブロック（第１のガス供給
源）は第１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３により構成さ
れ、Ｂブロック（第２のガス供給源）は第４，第５のガ
ス蓄圧器２４，２５により構成される。しかしながら、
Ｓ６において、大型車両のようにタンク容量が大きい場
合あるいは連続的にガス充填を行い充填間隔が十分ある
場合には、Ｓ８に移行して切換弁２７をａポートとｃポ
ートとが連通するように切り換える。この場合、Ａブロ
ック（第１のガス供給源）は第１〜第４のガス蓄圧器２
１〜２４により構成され、Ｂブロック（第２のガス供給
源）は第５のガス蓄圧器２５により構成される。このよ
うに、切換弁２７の切り換えによりガス供給系路が切り
換わると、前段のガス供給源となるＡブロックのガス蓄
圧器の接続数と後段のガス供給源となるＢブロックのガ
ス蓄圧器の接続数との割合が変更される。

【００４５】次のＳ９では、１次圧力伝送器１５により
検出された１次圧力と２次圧力伝送器３３により検出さ
れた２次圧力との圧力差が所定値（本実施例では、２０
kgf/cm² とする）以下に減少したか否かを判定する。１
次圧力と２次圧力との圧力差が２０kgf/cm² 未満になる
と、燃料タンク３に供給される流量が減少して充填時間
が長引くことになる。そのため、１次圧力と２次圧力と
の圧力差が２０kgf/cm² 以上あるときは、ガス供給に必
要な流量が確保されているものと判断する。

【００４６】そして、Ｓ９において、１次圧力と２次圧
力との圧力差が２０kgf/cm² 以上であるときは、上記Ｓ
２に戻り、Ｓ２〜Ｓ９の処理を繰り返し実行する。尚、
Ｓ４において、２次圧力伝送器３３の検出値が目標圧力
（２００kgf/cm² ）に達したときは、燃料タンク３が満
タンになったものと判断して後述するＳ１３に移行す
る。

【００４７】しかし、Ｓ９において、１次圧力と２次圧
力との圧力差が２０kgf/cm² 未満であるときは、Ｓ１０
に進み、第１の開閉弁１５を閉弁させると共に第２の開
閉弁１７を開弁させる。これにより、Ａブロック（第１
のガス供給源）からのガス供給が停止し、Ｂブロック
（第２のガス供給源）からのガス供給に切り換わる。

【００４８】そのため、タンク容量が小さい場合あるい
は充填間隔が十分ある場合には、Ｓ１０において、第
４，第５のガス蓄圧器２４，２５に貯蔵されたガスが燃
料タンク３に供給される。第４，第５のガス蓄圧器２
４，２５には、２５０kgf/cm² の圧力で圧縮されたガス
が蓄圧されているため、十分な流量が確保された状態で
燃料タンク３にガスを供給することができる。

【００４９】また、上記Ｓ６において、大型車両のよう
にタンク容量が大きい場合あるいは連続的にガス充填を
行う場合には、Ｓ８で切換弁２７をａポートとｃポート
とが連通するように切り換えるため、第１〜第４のガス
蓄圧器２１〜２４がＡブロックとなり、第５のガス蓄圧
器２５がＢブロックとなるようにガス供給系路が切り換
わる。これにより、上記第１の開閉弁１５，元弁２０，
第３の開閉弁３０が開弁されると、第１〜第４のガス蓄
圧器２１〜２４に貯蔵されたガスが燃料タンク３に供給
される。そして、Ｓ１０で第１の開閉弁１５を閉弁させ
ると共に第２の開閉弁１７を開弁されると、第５のガス
蓄圧器２５に貯蔵されたガスが燃料タンク３に供給する
ことができる。

【００５０】次のＳ１１では、１次圧力伝送器１５によ
り検出された１次圧力と２次圧力伝送器３３により検出
された２次圧力との圧力差に基づいて制御弁３２の弁開
度が演算されて燃料タンク３に供給されるガス流量が調
整される。ここでは、燃料タンク３の圧力がガス充填開
始当初よりも上昇していて満タン直前であるため、制御
弁３２の弁開度を絞っても流量を確保することができ、
短時間で燃料タンク３を満タン状態にすることができ
る。

【００５１】続いて、Ｓ１２に進み、２次圧力伝送器３
３により検出された２次圧力が目標圧力（２００kgf/cm
² ）に達したかどうかを判定する。従って、２次圧力伝
送器３３の検出値が目標圧力（２００kgf/cm² ）未満で
あるときは、燃料タンク３が満タンになっていないもの
と判断してＳ１１に戻る。

【００５２】しかし、２次圧力伝送器３３の検出値が目
標圧力（２００kgf/cm² ）に達しているときは、Ｓ１３
に進み、燃料タンク３に供給されるガス流量が所定の微
小流量Ｑａ未満に減少したか否かを判定する。もし、Ｓ
１３において、ガス流量が所定の微小流量Ｑａ以上であ
るときは、まだ燃料タンク３が満タンではないと判断し
て上記Ｓ１１に戻り、Ｓ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返
す。そして、ガス流量が微小流量Ｑａ未満に減少したと
きは、燃料タンク３が満タンになったものと判断してＳ
１４に進み、全ての弁を閉弁させる。

【００５３】また、上記Ｓ４において、２次圧力伝送器
３３の検出値が目標圧力（２００kgf/cm² ）に達した場
合も、上記Ｓ１３で燃料タンク３に供給されるガス流量
が所定の微小流量Ｑａ未満に減少したか否かを判定す
る。そして、ガス流量が所定の微小流量Ｑａ未満に減少
したときは、燃料タンク３が満タンになったものと判断
してＳ１４に進み、全ての弁を閉弁させる。

【００５４】従って、燃料タンク３のタンク容量に応じ
てガス充填開始当初のガス供給源の本数が切り換えら
れ、燃料タンク３のタンク容量が大きい場合には、ガス
供給源の本数を増加して燃料タンク３に供給される流量
が確保される。そして、Ｓ１０において、第１の開閉弁
１５を閉弁して第２の開閉弁１７を開弁させることによ
り、Ａブロックからのガス供給が停止し、Ｂブロックか
らのガス供給に切り換わる。この場合、前段のガス供給
源となるＡブロックのガス蓄圧器２１〜２４の本数がタ
ンク容量が小さい場合よりも増加しているため、燃料タ
ンク３が既に満タン直前の圧力に上昇している。そのた
め、Ｂブロックは第５のガス蓄圧器２５のみであるが、
第５のガス蓄圧器２５には、２５０kgf/cm² の圧力で圧
縮されたガスが蓄圧されているため、十分な流量が確保
された状態で燃料タンク３にガスを供給することができ
る。

【００５５】図３は上記切換弁２７の切り換えによりＡ
ブロックとＢブロックとのガス蓄圧器数の割合を変更し
た場合のガス充填特性を説明するための図である。燃料
タンク３のタンク容量が小さい場合あるいは充填間隔が
十分ある場合には、供給側側の容量が不足にならないた
め、前述したようにＡブロック（第１のガス供給源）が
第１〜第３のガス蓄圧器２１〜２３により構成され、Ｂ
ブロック（第２のガス供給源）が第４，第５のガス蓄圧
器２４，２５により構成される。そのため、前段のガス
充填開始当初は、３本のガス蓄圧器２１〜２３から吐出
されたガスが燃料タンク３に供給されることになり、時
間Ｔａの時点でガス供給源がＡブロックからＢブロック
に切り換わる。

【００５６】後段のガス充填は、２本のガス蓄圧器２
４，２５から吐出されたガスが燃料タンク３に供給され
て時間Ｔｂで燃料タンク３が満タンになる。このよう
に、供給側の容量が十分ある場合は、当初３本のガス蓄
圧器２１〜２３でガス供給源の容量が不足せず、ガス充
填時の流量を確保することができので、効率良くガス充
填を行うことができる。

【００５７】尚、燃料タンク３のタンク容量が大きい場
合あるいは連続的にガス充填を行う場合、上記のような
タンク容量の小さい場合と同様な方法でガス充填を行う
と、ガス供給源の容量が燃料タンク３のタンク容量に対
し相対的に小さいため、前段のガス充填を行っても図３
中一点鎖線で示すように目標圧力よりかなり低い圧力で
後段のガス充填に切り換わることになる。

【００５８】そのため、上記のようにガス供給源がＡブ
ロックからＢブロックに切り換えられたとしても燃料タ
ンク３の容量がまだかなり大きい状態であるため、Ｂブ
ロックのガス蓄圧器の圧力が急激に低下してガス充填の
ための流量を確保することができない。その結果、ガス
充填効率が低下してガス充填時間が延長されてしまうこ
とになる。

【００５９】ところが、燃料タンク３のタンク容量が大
きい場合あるいは連続的にガス充填を行う場合には、前
述したように切換弁２７の切り換えによりガス供給系路
が切り換わり、Ａブロック（第１のガス供給源）が第１
〜第４のガス蓄圧器２１〜２４により構成され、Ｂブロ
ック（第２のガス供給源）が第５のガス蓄圧器２５によ
り構成される。そのため、前段のガス充填開始当初は、
４本のガス蓄圧器２１〜２４から吐出されたガスが燃料
タンク３に供給されることになり、図３中実線で示すよ
うに時間Ｔｃの時点でガス供給源がＡブロックからＢブ
ロックに切り換わる。

【００６０】後段のガス充填は、１本のガス蓄圧器２５
のみから吐出されたガスが燃料タンク３に供給されて時
間Ｔｄで燃料タンク３が満タンになる。このように、供
給側の容量が不足している場合は、当初４本のガス蓄圧
器２１〜２４でガス供給源の容量が十分であり、ガス充
填時の流量を確保することができ、効率良くガス充填を
行うことができる。

【００６１】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、三方弁よりなる切換弁２７によりガス
蓄圧器の本数の割合を変更する構成としたが、これに限
らず、上記切換弁２７の代わりに他の形式の弁、例えば
３ポートを有するスプール弁等を使用しても良いし、あ
るいは各ガス蓄圧器２１〜２５ごとに開閉弁を設け、各
開閉弁を選択的に開弁させる構成としても良いのは勿論
である。

【００６２】また、上記実施例では、切換弁２７を自動
的に切り換える構成としたが、この切換弁２７を作業者
が１次圧力を確認して手動操作により切り換えるように
しても良いのは勿論である。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。

【００６３】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１０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１０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。

【００６４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、切換弁を
切り換えることにより予備のガス蓄圧器を一のガス供給
源又は他のガス供給源に接続するように接続系路を切り
換えることができるので、圧力変化に応じて一のガス供
給源のガス蓄圧器数と他のガス供給源のガス蓄圧器数と
の割合を変更することができる。そのため、被充填タン
クの容量あるいは充填間隔に拘わらず燃料タンクの充填
圧力が目標圧力に達するまでガス充填に必要な流量を確
保することができ、ガス充填効率を高めることができ
る。従って、被充填タンクの容量が大きい場合あるいは
連続充填を行う場合でも、供給側の容量を確保してガス
充填時間を短縮することができる。

【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】制御回路が実行するガス充填制御処理のフロー
チャートである。

【図３】切換弁の切り換えによりＡブロックとＢブロッ
クとのガス蓄圧器数の割合を変更した場合のガス充填特
性を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 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 １２ コンプレッサ １５，１７ １次圧力伝送器 １６ 第１の開閉弁 １８ 第２の開閉弁 ２１〜２５ 第１〜第５のガス蓄圧器 ２６ 連通管路 ２８，２９ ガス供給管路 ３０ 開閉弁 ３１ 流量計 ３２ 制御弁 ３３ ２次圧力伝送器 ３８ 三方弁 ３５ 制御回路 ４０，４２ 着脱カプラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮されたガスを貯蔵する一のガス蓄圧
   器が接続された一のガス供給源から供給されるガスを被
   充填タンクに充填した後、他のガス供給源の他のガス蓄
   圧器から供給されるガスを該被充填タンクに充填し、段
   階的に該被充填タンクの圧力を上昇させるガス供給装置
   において、 前記両ガス供給源の両ガス蓄圧器と並列に接続された予
   備のガス蓄圧器と、 該予備のガス蓄圧器を前記一のガス供給源又は前記他の
   ガス供給源に接続するように接続系路を切り換える切換
   弁と、 を備えてなることを特徴とするガス供給装置。