ガス供給装置
【課題】本発明は異なる種類のガスを１台のガス供給装置で供給可能とすることを課題とする。
【解決手段】ガス供給装置１０は、同一の筐体１２内に、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）を供給する第１のガス供給経路２０と、水素（燃料電池用ガス）を供給する第２のガス供給経路３０とを有する。第１、第２のガス供給経路２０、３０には、共用経路４０が設けられている。共用経路４０には、流量計１００、調節弁１１０、遮断弁１２０、圧力センサ１３０、排出弁１４０などの各制御機器が配されている。排出弁１４０は、共用経路４０から分岐された排気経路４２に設けられており、前回と種類の異なるガスを供給する場合、あるいは今回水素を供給する場合に開弁されて共用経路４０の残留ガスを排出する。
【解決手段】ガス供給装置１０は、同一の筐体１２内に、ＣＮＧ（圧縮天然ガス）を供給する第１のガス供給経路２０と、水素（燃料電池用ガス）を供給する第２のガス供給経路３０とを有する。第１、第２のガス供給経路２０、３０には、共用経路４０が設けられている。共用経路４０には、流量計１００、調節弁１１０、遮断弁１２０、圧力センサ１３０、排出弁１４０などの各制御機器が配されている。排出弁１４０は、共用経路４０から分岐された排気経路４２に設けられており、前回と種類の異なるガスを供給する場合、あるいは今回水素を供給する場合に開弁されて共用経路４０の残留ガスを排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス供給装置に係り、特に種類の異なるガスを選択的に供給できるように構成されたガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両にガスを供給するガスステーションでは、ガスの種類毎に燃料供給装置を設置しているため、例えば、扱うガスの種類が増えるのに伴い、敷地が狭い場所でも異なる種類のガス（例えば、ＣＮＧと水素）を１台の燃料供給装置で供給できることが要望されている。このような要望に応じた燃料供給装置としては、第１のガスが供給される第１のガス供給経路と、第２のガスが供給される第２のガス供給経路とがそれぞれ独立に設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたガス供給装置では、各ガス毎にガス供給経路が設けられ、各ガス供給経路に流量計、圧力計、調整弁などの機器を設ける構成であるので、製造コストが高価になるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したガス供給装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、第１のガスが供給される第１のガス供給経路と、第２のガスが供給される第２のガス供給経路とを有するガス供給装置において、前記第１のガス供給経路と前記第２のガス供給経路とが合流する共用経路と、前記共用経路に設けられた制御機器と、前記第１、第２のガス供給経路の何れか一方と前記共用経路とを連通するように切替える経路切替弁機構と、前記第１、第２のガス供給経路の下流に設けられた第１、第２のノズルと、前記第１、第２のガスの何れかを選択する切替スイッチと、前記切替スイッチの操作に応じて前記経路切替弁機構を切り替えて前記第１のガスを前記第１のノズルに供給し、又は前記第２のガスを前記第２のノズルに供給するガス供給先切替手段と、を備えたことを特徴とする。
（２）更に、上記（１）のガス供給装置において、前記共用経路に残留するガスを外部に排出する排出弁と、ガス供給停止時、あるいはガス供給開始時に前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出するガス排出手段と、を有することを特徴とする。
（３）更に、上記（２）のガス供給装置において、前記ガス排出手段は、前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が前回供給されたガスの種類と異なる場合に前記排出弁を開弁させることを特徴とする。
（４）更に、上記（３）のガス供給装置において、前記第１のガスは燃料電池車の発電に使用される燃料電池用ガスよりなり、前記第２のガスは前記燃料電池用ガス以外の種類のガスよりなり、前記ガス排出手段は、これから供給を行うべく前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が前記燃料電池用ガスである場合に、前回供給されたガスの種類が前記燃料電池用ガスと異なる場合のみ前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出することを特徴とする。
（５）更に、上記（２）〜（４）の何れかのガス供給装置において、前記共用経路にパージ用ガスを供給するパージ用ガス供給手段を有し、前記ガス排出手段により前記排出弁が開弁された後もしくは同時に前記パージ用ガスを前記パージ用ガス供給手段から前記共用経路に供給することにより、前記共用経路内に残留するガスを前記排出弁を介して外部に排出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、共用経路に制御機器を設け、切替スイッチの操作に応じて経路切替手段を切り替えて第１のガスを第１のノズルに供給し、又は第２のガスを第２のノズルに供給するため、各ガス供給経路に専用の各機器を設けないで済み、その分製造コストを安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるガス供給装置の構成を模式的に示す系統図である。
【図２】ガス供給装置の各機器と制御装置を示すブロック図である。
【図３】ガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理１を説明するためのフローチャートである。
【図４】ガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理２を説明するためのフローチャートである。
【図５】ガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理３を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１０】
〔ガス供給装置の構成〕
図１は本発明によるガス供給装置の構成を模式的に示す系統図である。図２はガス供給装置の各機器と制御装置を示すブロック図である。図１及び図２に示されるように、ガス供給装置１０は、同一の筐体１２内に、第１のガスとしてＣＮＧ（圧縮天然ガス）を供給する第１のガス供給経路２０と、第２のガスとして水素（燃料電池用ガス）を供給する第２のガス供給経路３０とを有する。
【００１１】
第１のガス供給経路２０は、上流側供給経路２２と下流側供給経路２４との間に共用経路４０が設けられている。共用経路４０には、後述するように各制御機器が配されており、その分構成の簡略化が図られている。
【００１２】
また、第１のガス供給経路２０の上流側供給経路２２には、第１の入口弁５０が設けられ、下流側供給経路２４には第１の出口弁６０が設けられている。
【００１３】
第２のガス供給経路３０は、上流側供給経路３２と下流側供給経路３４との間に共用経路４０が設けられている。また、第２のガス供給経路３０の上流側供給経路３２には、第２の入口弁７０が設けられ、下流側供給経路３４には第２の出口弁８０が設けられている。上記第１、第２の入口弁５０、７０と第１、第２の出口弁６０、８０とは、経路切替弁機構を構成している。尚、経路切替弁機構としては、上記開閉弁の組み合わせでも良いし、あるいは第１、第２の入口弁５０、７０及び第１、第２の出口弁６０、８０の代わりに三方弁を設けてもよい。
【００１４】
さらに、ＣＮＧ充填用の下流側供給経路２４には、第１の離脱カップリング２６、第１の充填ホース２８、第１の充填ノズル２９が接続されている。また、水素充填用の下流側供給経路３４には、第２の離脱カップリング３６、第２の充填ホース３８、第２の充填ノズル３９が接続されている。
【００１５】
筐体１２の側面には、第１の充填ノズル２９を収納する第１のノズル収納部１４と、第２の充填ノズル３９を収納する第２のノズル収納部１５とが設けられている。各ノズル収納部１４、１５には、充填ノズル２９、３９を検出して検出信号を出力する第１、第２のノズルスイッチ１６、１７が設けられている。
【００１６】
そして、上記第１、第２の入口弁５０、７０と第１、第２の出口弁６０、８０との間が共用経路４０であり、第１のガス供給経路２０と第２のガス供給経路３０とが合流している。また、共用経路４０は、切替スイッチ９０の操作により上記経路切替弁機構の各弁が切り替わって第１のガス又は第２のガスが選択的に供給される経路である。また、共用経路４０には、流量計１００、調節弁１１０、遮断弁１２０、圧力センサ１３０、排出弁１４０などの各制御機器が配されている。
【００１７】
調節弁１１０は、共用経路４０の流量又は圧力を制御する制御弁であり、予め設定された定流量制御則（燃料タンクへの充填圧力によらず一定流量となるように弁開度を制御する制御方法）又は定圧上昇制御則（一定の上昇率で燃料タンクへの充填圧力を上昇させるように弁開度を制御する制御方法）により弁開度が調節される。
【００１８】
このように、ガス供給装置１０では、共用経路４０に各制御機器が配されているので、各制御機器を各ガス供給経路に設ける構成よりも構成の簡略化が図れ、その分製造コストを削減することができる。
【００１９】
排出弁１４０は、共用経路４０から分岐された排気経路４２に設けられており、後述するように種類の異なるガスを供給する場合、あるいは水素を供給する場合に開弁されて共用経路４０の残留ガスを排出させる。排気経路４２は、遮断弁１２０の下流の共用経路４０に接続されており、遮断弁１２０及び排出弁１４の開弁により共用経路４０の残留ガスを外部に排出できる。
【００２０】
また、共用経路４０の上流側には、パージ用ボンベ１５０のパージ用ガス（水素）を供給するためのパージ経路１５２が分岐接続されている。パージ経路１５２には、パージ用弁１５４が設けられている。このパージ用弁１５４の開弁によりパージ用ボンベ１５０のパージ用ガス（水素）を共用経路４０に供給できる。
【００２１】
上記経路切替弁機構９０の第１、第２の入口弁５０、７０及び第１、第２の出口弁６０、８０及び調節弁１１０、パージ用弁１５４、遮断弁１２０は、電磁弁からなり、夫々制御装置１６０により開閉または弁開度を制御される。また、制御装置１６０のメモリ１７０には、切替スイッチ９０の操作位置に応じて選択された種類のガスを供給するように第１、第２の入口弁５０、７０及び第１、第２の出口弁６０、８０を切替えて第１のガス又は第２のガスを供給する制御プログラム（ガス供給先切替手段）が格納されている。
【００２２】
また、ガス供給装置１０は、手動操作される充填開始スイッチ１８０と、充填停止スイッチ１９０が設けられている。
〔制御装置１６０が実行する制御処理〕
ここで、制御装置１６０が実行する制御処理について説明する。
【００２３】
図３はガス供給装置の制御装置１６０が実行する充填制御処理１を説明するためのフローチャートである。ガス充填作業を行う作業員は、車両の燃料タンクの充填すべきガスの種別（本実施例では、ＣＮＧまたは水素）を確認する。当該車両の燃料タンクがＣＮＧの場合、作業員は、ＣＮＧを供給する第１の充填ノズル２９をノズル収納部１４から外して当該車両の充填口に接続する。そして、切替えスイッチ９０をＣＮＧ側に回動操作して充填開始スイッチ１８０をオンに操作する。
【００２４】
図３に示されるように、制御装置１６０は、Ｓ１１で充填開始スイッチ１８０がオンに操作されると、Ｓ１２に進み、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオンか否かをチェックする。
【００２５】
Ｓ１２において、第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４から外されてＣＮＧ用の第１のノズルスイッチ１６がオンのとき、或いは切替スイッチ９０がＣＮＧ側を選択する位置に操作された場合は、Ｓ１３に進み、第１の入口弁５０、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、ＣＮＧの充填が開始される。尚、調節弁１１０は、流量又は圧力を制御するように弁開度を調節されるため、常に制御された弁開度で開弁している。
【００２６】
次のＳ１４では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（ＣＮＧ充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ１４ａに進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００２７】
そして、Ｓ１５に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ１５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下でない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合、或いは第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されず第１のノズルスイッチ１６がオンの場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了していないものと判断してＳ１４の処理に戻る。
【００２８】
また、Ｓ１５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合、或いは第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されて第１のノズルスイッチ１６がオフになった場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了したものと判断してＳ１６の処理に進む。
【００２９】
Ｓ１６では、第１の入口弁５０、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁させる。これで、ＣＮＧの充填が停止される。
【００３０】
続いて、Ｓ１７に進み、第１のノズルスイッチ１６がオフか否かをチェックする。Ｓ１７において、第１のノズルスイッチ１６がオフのときは、第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されたことを確認する。次のＳ１８では、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する。そして、Ｓ１９において、排出弁１４０を開弁する（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、ＣＮＧ）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００３１】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続されたＣＮＧ充填側の離脱カップリング２６、充填ホース２８、充填ノズル２９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル２９の分離操作が容易に行える。
【００３２】
Ｓ２０では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ２０において、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）が外部に排出されたものと判断してＳ２１に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁する。さらに、Ｓ２２に進み、排出弁１４０を閉弁する。
【００３３】
このように、ＣＮＧの充填終了後に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出するため、次回のガス充填時に異なる種類のガス（水素）を充填する際の残留ガス（ＣＮＧ）をできるだけ減少させて燃料電池車の燃料タンクに共用経路４０に残留したＣＮＧが充填されることを抑制できる。
【００３４】
また、上記Ｓ１２において、水素用の第２のノズルスイッチ１７がオンのとき、或いは切替スイッチ９０が水素を選択する位置に操作された場合は、Ｓ２３に進み、第２の入口弁５０、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、水素の充填が開始される。
【００３５】
次のＳ２４では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（水素充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ２４ａに進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００３６】
そして、Ｓ２５に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ２５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下していない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合、或いは第２の充填ノズル３９がノズル収納部１５に戻されず第２のノズルスイッチ１７がオンの場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了していないものと判断してＳ２４の処理に戻る。
【００３７】
また、Ｓ２５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合、或いは第２の充填ノズル３９がノズル収納部１５に戻されて第２のノズルスイッチ１７がオフになった場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了したものと判断してＳ２６の処理に進む。
【００３８】
Ｓ２６では、第２の入口弁７０、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を閉弁させる。これで、水素の充填が停止される。
【００３９】
続いて、Ｓ２７に進み、第２のノズルスイッチ１７がオフか否かをチェックする。Ｓ２７において、第２のノズルスイッチ１７がオフのときは、第２の充填ノズル３９がノズル収納部１５に戻されたことを確認する。次のＳ２８では、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を開弁させる。そして、Ｓ２９において、排出弁１４０を開弁させる（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、水素）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００４０】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続された水素充填側の離脱カップリング３６、充填ホース３８、充填ノズル３９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル３９の分離操作が容易に行える。
【００４１】
Ｓ３０では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ３０において、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（水素）が外部に排出されたものと判断してＳ３１に進み、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を閉弁する。さらに、Ｓ３２に進み、排出弁１４０を閉弁する。
【００４２】
このように、水素充填終了後に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出するため、次回のガス充填時に異なる種類のガス（ＣＮＧ）を充填する際の残留ガス（水素）をできるだけ減少させて充填開始時のガス混合を抑制できる。
〔変形例１〕
図４はガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理２を説明するためのフローチャートである。図４において、前述したＳ１１〜Ｓ１７、Ｓ２３〜Ｓ２７の処理は、本変形例においても共通であるため、これらの図示及び説明は省略する。
【００４３】
上記Ｓ１７の処理の後、Ｓ４１に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁させる（ガス供給先切替手段）。そして、Ｓ４２において、排出弁１４０を開弁させる（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、ＣＮＧ）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００４４】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続されたＣＮＧ充填側の離脱カップリング２６、充填ホース２８、充填ノズル２９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル２９の分離操作が容易に行える。
【００４５】
Ｓ４３では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ４３において、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）が外部に排出されたものと判断してＳ４４に進み、排出弁１４０を閉弁する。
【００４６】
次のＳ４５では、パージ用弁１５４（或いは第２の入口弁７０）を開弁させる（パージ用ガス供給手段）。これにより、パージ用ボンベ１５０のパージ用ガス（又は水素）がパージ経路１５２から共用経路４０に供給され、共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）の濃度が低下する。続いて、Ｓ４６に進み、パージ回数Ｎに１を加算する。
【００４７】
次のＳ４７では、パージ用弁１５４が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ４７において、パージ用弁１５４が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、Ｓ４８に進み、パージ用弁１５４（或いは第２の入口弁７０）を閉弁する。さらに、Ｓ４９に進み、パージ回数Ｎが所定回数（例えば、３回）に達したか否かをチェックする。尚、パージ回数Ｎの所定回数は、予め設定される任意の回数であり、３回以上に設定しても良いのは勿論である。
【００４８】
Ｓ４９において、パージ回数Ｎが所定回数（例えば、３回）未満の場合は、上記Ｓ４１の処理に戻り、Ｓ４１以降の処理を行うことにより、共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）を含むガスを外部に排出する排出工程と、排出工程の後にパージ用ガス（又は水素）を供給する導入工程とを繰り返す。また、Ｓ４９において、パージ回数Ｎが所定回数（例えば、３回）に達したときは、Ｓ５０に進み、パージ回数Ｎをゼロにリセットし、Ｓ５１で遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁する。
【００４９】
このように、ＣＮＧの充填終了後に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出し、さらに水素によるパージ処理を行うため、共用経路４０内を水素に置換して燃料電池車の燃料タンクに共用経路４０に残留したＣＮＧが充填されることを防止できる。
【００５０】
なお、本変形例においては、Ｓ４１〜Ｓ４８までのパージ処理を複数回（本変形例では３回）行うことにより共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）の濃度を低い濃度となるようにしている。即ち、本変形例においては共用経路４０内のガスを共用経路４０外へ排出する工程（排出工程）と共用経路４０内にパージ用ガス（又は水素）を導入する工程（導入工程）を繰り返すことにより共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）濃度を低下させている。しかし、パージ処理の方法は、これに限るものではなく、例えば、残留ガス（ＣＮＧ）の濃度を極めて低い濃度とする必要がない場合には、排出工程と導入工程とを同時もしくは排出工程の開始を導入工程よりも若干（例えば、数秒程度）早く行う方法を用いても良い。即ち、共用経路４０内より残留ガス（ＣＮＧ）を排出しつつ、共用経路４０内にパージ用ボンベ１５０からのパージ用ガス（又は水素）を導入することで共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）濃度を低下させても良い。
【００５１】
また、水素を充填する場合に前述したＳ２７の処理の後は、Ｓ５２に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する（ガス供給先切替手段）。そして、Ｓ５３において、排出弁１４０を開弁する（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、水素）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００５２】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続された水素充填側の離脱カップリング３６、充填ホース３８、充填ノズル３９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル３９の分離操作が容易に行える。
【００５３】
Ｓ５４では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ５４において、排出弁１４０が開弁してから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（水素）が外部に排出されたものと判断してＳ５５に進み、排出弁１４０を閉弁する。この場合、水素充填が行われたため、水素によるパージ処理は行わない。
【００５４】
この後は、上記Ｓ５１の処理に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁する。
【００５５】
このように、水素の充填終了後は、排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出するため、共用経路４０内には水素しか残留しないので、次回の充填開始時にＣＮＧが水素に混合されることを防止できる。
〔変形例２〕
図５はガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理３を説明するためのフローチャートである。図５に示されるように、Ｓ６１で充填開始スイッチ１８０がオンに操作されると、Ｓ６２に進み、切替スイッチ９０がＣＮＧを選択する位置に操作された場合は、Ｓ６３に進み、ＣＮＧ充填側の第１のノズルスイッチ１６がオンか否かをチェックする。
【００５６】
Ｓ６３において、第１のノズルスイッチ１６がオンのときは、ＣＮＧ充填側の充填ノズル３９がノズル収納部１４に収納されているものと判断し、Ｓ６４に進む。Ｓ６４では、第１の入口弁５０及び遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、ＣＮＧの充填が開始される。
【００５７】
次のＳ６５では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（ＣＮＧ充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ６６に進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００５８】
そして、Ｓ６７に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ６７において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下していない場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達していない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合は、当該燃料タンクへのＣＮＧ充填が終了していないものと判断してＳ６５の処理に戻る。
【００５９】
また、Ｓ６７において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合は、当該燃料タンクへのＣＮＧ充填が終了したものと判断してＳ６８の処理に進む。
【００６０】
Ｓ６８では、第１の入口弁５０、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁させる。これで、ＣＮＧの充填が停止される。
【００６１】
続いて、Ｓ６９において、第１のノズルスイッチ１６がオフになったか否かをチェックする。Ｓ６９において、第１のノズルスイッチ１６がオフになったときは、第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されたことを確認する。
【００６２】
次のＳ７０では、今回充填された種類がＣＮＧであることをメモリ１７０に記憶する。このように、ＣＮＧを充填する場合は、充填開始時に水素が混入しても車両への影響が少ないので、前回の充填がＣＮＧであってもなくても排気弁１４０を開弁せず、パージ処理も行わず、制御処理が簡略化されている。
【００６３】
また、Ｓ６２において、切替スイッチ９０が水素を選択する位置に操作された場合は、Ｓ７１に進み、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオンか否かをチェックする。
【００６４】
Ｓ７１において、第２のノズルスイッチ１７がオンのときは、水素充填側の充填ノズル３９がノズル収納部１４から外されているものと判断し、Ｓ７２に進む。
【００６５】
Ｓ７２では、前回の充填が水素か否かをチェックする。Ｓ７２において、メモリ１７０に記憶された前回の種類を読み込み、前回の充填がＣＮＧである場合、Ｓ７３に進む。Ｓ７３では、遮断弁１２０及び排気弁１４０を開弁させる（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０に残留する前回充填のＣＮＧが外部に排出される。
【００６６】
続いて、Ｓ７４では、排気弁１４０を開弁してから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ７４において、排気弁１４０を開弁してから予め設定された所定時間が経過した場合には、共用経路４０に残留する前回充填ガス（ＣＮＧ）が外部に排出されたものと判断してＳ７５に進み、遮断弁１２０及び排気弁１４０を閉弁する。これで、水素充填前の残留ガス排出処理が完了する。
【００６７】
このように、前回充填がＣＮＧである場合、充填開始前に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）を外部に排出するため、水素充填開始時にＣＮＧが混入することを抑制できる。
【００６８】
また、上記Ｓ７２において、メモリ１７０に記憶された前回の充填が水素である場合、ＣＮＧが混入するおそれがないので上記Ｓ７３〜Ｓ７５の残留ガス排出処理を省略する。
【００６９】
次のＳ７６では、第２の入口弁７０及び遮断弁１２０、第２の出口弁８０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、水素の充填が開始される。
【００７０】
次のＳ７７では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（ＣＮＧ充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ７８に進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００７１】
そして、Ｓ７９に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ７９において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下していない場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達していない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合は、当該燃料タンクへの水素充填が終了していないものと判断してＳ７７の処理に戻る。
【００７２】
また、Ｓ７９において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了したものと判断してＳ８０の処理に進む。
【００７３】
Ｓ８０では、第２の入口弁７０、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を閉弁する。これで、水素の充填が停止される。
【００７４】
次いでＳ８１に進み、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオフか否かをチェックする。Ｓ８１において、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオフのときは、第２のノズル収納部１５に第２の充填ノズル３９が収納されているので、Ｓ８２に進み、今回充填された種類が水素であることをメモリ１７０に記憶する。
【００７５】
このように、水素を充填する場合は、排気弁１４０の開弁により前回の充填されたＣＮＧ（残留ガス）を共用経路４０から除去して、充填開始時にＣＮＧが混入しないようにできる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
上記実施の形態では、ＣＮＧと水素とを選択的に充填する構成とされたガス供給装置について説明したが、充填可能なガスの種類としては、これに限らず、例えば、ＬＰＧと水素とを１台のガス供給装置で充填する構成、あるいはＬＮＧと水素とを１台のガス供給装置で充填する構成のものにも本発明が適用できるのは勿論である。
【００７７】
また、上記実施の形態では、燃料電池用ガスとして水素を例に挙げて説明したが、水素以外のガスを用いる場合にも本発明が適用できるのは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ガス供給装置
１２ 筐体
１４ 第１のノズル収納部
１５ 第２のノズル収納部
１６ 第１のノズルスイッチ
１７ 第２のノズルスイッチ
２０ 第１のガス供給経路
２２ 上流側供給経路
２４ 下流側供給経路
２６ 第１の離脱カップリング
２８ 第１の充填ホース
２９ 第１の充填ノズル
３０ 第２のガス供給経路
３２ 上流側供給経路
３４ 下流側供給経路
３６ 第２の離脱カップリング
３８ 第２の充填ホース
３９ 第２の充填ノズル
４０ 共用経路
４２ 排気経路
５０ 第１の入口弁
６０ 第１の出口弁
７０ 第２の入口弁
８０ 第２の出口弁
９０ 切替スイッチ
１００ 流量計
１１０ 調節弁
１２０ 遮断弁
１３０ 圧力センサ
１４０ 排出弁
１５０ パージ用ボンベ
１５２ パージ経路
１５４ パージ用弁
１６０ 制御装置
１７０ メモリ
１８０ 充填開始スイッチ
１９０ 充填停止スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス供給装置に係り、特に種類の異なるガスを選択的に供給できるように構成されたガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両にガスを供給するガスステーションでは、ガスの種類毎に燃料供給装置を設置しているため、例えば、扱うガスの種類が増えるのに伴い、敷地が狭い場所でも異なる種類のガス（例えば、ＣＮＧと水素）を１台の燃料供給装置で供給できることが要望されている。このような要望に応じた燃料供給装置としては、第１のガスが供給される第１のガス供給経路と、第２のガスが供給される第２のガス供給経路とがそれぞれ独立に設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたガス供給装置では、各ガス毎にガス供給経路が設けられ、各ガス供給経路に流量計、圧力計、調整弁などの機器を設ける構成であるので、製造コストが高価になるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したガス供給装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、第１のガスが供給される第１のガス供給経路と、第２のガスが供給される第２のガス供給経路とを有するガス供給装置において、前記第１のガス供給経路と前記第２のガス供給経路とが合流する共用経路と、前記共用経路に設けられた制御機器と、前記第１、第２のガス供給経路の何れか一方と前記共用経路とを連通するように切替える経路切替弁機構と、前記第１、第２のガス供給経路の下流に設けられた第１、第２のノズルと、前記第１、第２のガスの何れかを選択する切替スイッチと、前記切替スイッチの操作に応じて前記経路切替弁機構を切り替えて前記第１のガスを前記第１のノズルに供給し、又は前記第２のガスを前記第２のノズルに供給するガス供給先切替手段と、を備えたことを特徴とする。
（２）更に、上記（１）のガス供給装置において、前記共用経路に残留するガスを外部に排出する排出弁と、ガス供給停止時、あるいはガス供給開始時に前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出するガス排出手段と、を有することを特徴とする。
（３）更に、上記（２）のガス供給装置において、前記ガス排出手段は、前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が前回供給されたガスの種類と異なる場合に前記排出弁を開弁させることを特徴とする。
（４）更に、上記（３）のガス供給装置において、前記第１のガスは燃料電池車の発電に使用される燃料電池用ガスよりなり、前記第２のガスは前記燃料電池用ガス以外の種類のガスよりなり、前記ガス排出手段は、これから供給を行うべく前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が前記燃料電池用ガスである場合に、前回供給されたガスの種類が前記燃料電池用ガスと異なる場合のみ前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出することを特徴とする。
（５）更に、上記（２）〜（４）の何れかのガス供給装置において、前記共用経路にパージ用ガスを供給するパージ用ガス供給手段を有し、前記ガス排出手段により前記排出弁が開弁された後もしくは同時に前記パージ用ガスを前記パージ用ガス供給手段から前記共用経路に供給することにより、前記共用経路内に残留するガスを前記排出弁を介して外部に排出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、共用経路に制御機器を設け、切替スイッチの操作に応じて経路切替手段を切り替えて第１のガスを第１のノズルに供給し、又は第２のガスを第２のノズルに供給するため、各ガス供給経路に専用の各機器を設けないで済み、その分製造コストを安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるガス供給装置の構成を模式的に示す系統図である。
【図２】ガス供給装置の各機器と制御装置を示すブロック図である。
【図３】ガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理１を説明するためのフローチャートである。
【図４】ガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理２を説明するためのフローチャートである。
【図５】ガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理３を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１０】
〔ガス供給装置の構成〕
図１は本発明によるガス供給装置の構成を模式的に示す系統図である。図２はガス供給装置の各機器と制御装置を示すブロック図である。図１及び図２に示されるように、ガス供給装置１０は、同一の筐体１２内に、第１のガスとしてＣＮＧ（圧縮天然ガス）を供給する第１のガス供給経路２０と、第２のガスとして水素（燃料電池用ガス）を供給する第２のガス供給経路３０とを有する。
【００１１】
第１のガス供給経路２０は、上流側供給経路２２と下流側供給経路２４との間に共用経路４０が設けられている。共用経路４０には、後述するように各制御機器が配されており、その分構成の簡略化が図られている。
【００１２】
また、第１のガス供給経路２０の上流側供給経路２２には、第１の入口弁５０が設けられ、下流側供給経路２４には第１の出口弁６０が設けられている。
【００１３】
第２のガス供給経路３０は、上流側供給経路３２と下流側供給経路３４との間に共用経路４０が設けられている。また、第２のガス供給経路３０の上流側供給経路３２には、第２の入口弁７０が設けられ、下流側供給経路３４には第２の出口弁８０が設けられている。上記第１、第２の入口弁５０、７０と第１、第２の出口弁６０、８０とは、経路切替弁機構を構成している。尚、経路切替弁機構としては、上記開閉弁の組み合わせでも良いし、あるいは第１、第２の入口弁５０、７０及び第１、第２の出口弁６０、８０の代わりに三方弁を設けてもよい。
【００１４】
さらに、ＣＮＧ充填用の下流側供給経路２４には、第１の離脱カップリング２６、第１の充填ホース２８、第１の充填ノズル２９が接続されている。また、水素充填用の下流側供給経路３４には、第２の離脱カップリング３６、第２の充填ホース３８、第２の充填ノズル３９が接続されている。
【００１５】
筐体１２の側面には、第１の充填ノズル２９を収納する第１のノズル収納部１４と、第２の充填ノズル３９を収納する第２のノズル収納部１５とが設けられている。各ノズル収納部１４、１５には、充填ノズル２９、３９を検出して検出信号を出力する第１、第２のノズルスイッチ１６、１７が設けられている。
【００１６】
そして、上記第１、第２の入口弁５０、７０と第１、第２の出口弁６０、８０との間が共用経路４０であり、第１のガス供給経路２０と第２のガス供給経路３０とが合流している。また、共用経路４０は、切替スイッチ９０の操作により上記経路切替弁機構の各弁が切り替わって第１のガス又は第２のガスが選択的に供給される経路である。また、共用経路４０には、流量計１００、調節弁１１０、遮断弁１２０、圧力センサ１３０、排出弁１４０などの各制御機器が配されている。
【００１７】
調節弁１１０は、共用経路４０の流量又は圧力を制御する制御弁であり、予め設定された定流量制御則（燃料タンクへの充填圧力によらず一定流量となるように弁開度を制御する制御方法）又は定圧上昇制御則（一定の上昇率で燃料タンクへの充填圧力を上昇させるように弁開度を制御する制御方法）により弁開度が調節される。
【００１８】
このように、ガス供給装置１０では、共用経路４０に各制御機器が配されているので、各制御機器を各ガス供給経路に設ける構成よりも構成の簡略化が図れ、その分製造コストを削減することができる。
【００１９】
排出弁１４０は、共用経路４０から分岐された排気経路４２に設けられており、後述するように種類の異なるガスを供給する場合、あるいは水素を供給する場合に開弁されて共用経路４０の残留ガスを排出させる。排気経路４２は、遮断弁１２０の下流の共用経路４０に接続されており、遮断弁１２０及び排出弁１４の開弁により共用経路４０の残留ガスを外部に排出できる。
【００２０】
また、共用経路４０の上流側には、パージ用ボンベ１５０のパージ用ガス（水素）を供給するためのパージ経路１５２が分岐接続されている。パージ経路１５２には、パージ用弁１５４が設けられている。このパージ用弁１５４の開弁によりパージ用ボンベ１５０のパージ用ガス（水素）を共用経路４０に供給できる。
【００２１】
上記経路切替弁機構９０の第１、第２の入口弁５０、７０及び第１、第２の出口弁６０、８０及び調節弁１１０、パージ用弁１５４、遮断弁１２０は、電磁弁からなり、夫々制御装置１６０により開閉または弁開度を制御される。また、制御装置１６０のメモリ１７０には、切替スイッチ９０の操作位置に応じて選択された種類のガスを供給するように第１、第２の入口弁５０、７０及び第１、第２の出口弁６０、８０を切替えて第１のガス又は第２のガスを供給する制御プログラム（ガス供給先切替手段）が格納されている。
【００２２】
また、ガス供給装置１０は、手動操作される充填開始スイッチ１８０と、充填停止スイッチ１９０が設けられている。
〔制御装置１６０が実行する制御処理〕
ここで、制御装置１６０が実行する制御処理について説明する。
【００２３】
図３はガス供給装置の制御装置１６０が実行する充填制御処理１を説明するためのフローチャートである。ガス充填作業を行う作業員は、車両の燃料タンクの充填すべきガスの種別（本実施例では、ＣＮＧまたは水素）を確認する。当該車両の燃料タンクがＣＮＧの場合、作業員は、ＣＮＧを供給する第１の充填ノズル２９をノズル収納部１４から外して当該車両の充填口に接続する。そして、切替えスイッチ９０をＣＮＧ側に回動操作して充填開始スイッチ１８０をオンに操作する。
【００２４】
図３に示されるように、制御装置１６０は、Ｓ１１で充填開始スイッチ１８０がオンに操作されると、Ｓ１２に進み、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオンか否かをチェックする。
【００２５】
Ｓ１２において、第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４から外されてＣＮＧ用の第１のノズルスイッチ１６がオンのとき、或いは切替スイッチ９０がＣＮＧ側を選択する位置に操作された場合は、Ｓ１３に進み、第１の入口弁５０、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、ＣＮＧの充填が開始される。尚、調節弁１１０は、流量又は圧力を制御するように弁開度を調節されるため、常に制御された弁開度で開弁している。
【００２６】
次のＳ１４では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（ＣＮＧ充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ１４ａに進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００２７】
そして、Ｓ１５に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ１５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下でない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合、或いは第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されず第１のノズルスイッチ１６がオンの場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了していないものと判断してＳ１４の処理に戻る。
【００２８】
また、Ｓ１５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合、或いは第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されて第１のノズルスイッチ１６がオフになった場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了したものと判断してＳ１６の処理に進む。
【００２９】
Ｓ１６では、第１の入口弁５０、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁させる。これで、ＣＮＧの充填が停止される。
【００３０】
続いて、Ｓ１７に進み、第１のノズルスイッチ１６がオフか否かをチェックする。Ｓ１７において、第１のノズルスイッチ１６がオフのときは、第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されたことを確認する。次のＳ１８では、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する。そして、Ｓ１９において、排出弁１４０を開弁する（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、ＣＮＧ）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００３１】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続されたＣＮＧ充填側の離脱カップリング２６、充填ホース２８、充填ノズル２９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル２９の分離操作が容易に行える。
【００３２】
Ｓ２０では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ２０において、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）が外部に排出されたものと判断してＳ２１に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁する。さらに、Ｓ２２に進み、排出弁１４０を閉弁する。
【００３３】
このように、ＣＮＧの充填終了後に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出するため、次回のガス充填時に異なる種類のガス（水素）を充填する際の残留ガス（ＣＮＧ）をできるだけ減少させて燃料電池車の燃料タンクに共用経路４０に残留したＣＮＧが充填されることを抑制できる。
【００３４】
また、上記Ｓ１２において、水素用の第２のノズルスイッチ１７がオンのとき、或いは切替スイッチ９０が水素を選択する位置に操作された場合は、Ｓ２３に進み、第２の入口弁５０、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、水素の充填が開始される。
【００３５】
次のＳ２４では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（水素充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ２４ａに進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００３６】
そして、Ｓ２５に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ２５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下していない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合、或いは第２の充填ノズル３９がノズル収納部１５に戻されず第２のノズルスイッチ１７がオンの場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了していないものと判断してＳ２４の処理に戻る。
【００３７】
また、Ｓ２５において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合、或いは第２の充填ノズル３９がノズル収納部１５に戻されて第２のノズルスイッチ１７がオフになった場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了したものと判断してＳ２６の処理に進む。
【００３８】
Ｓ２６では、第２の入口弁７０、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を閉弁させる。これで、水素の充填が停止される。
【００３９】
続いて、Ｓ２７に進み、第２のノズルスイッチ１７がオフか否かをチェックする。Ｓ２７において、第２のノズルスイッチ１７がオフのときは、第２の充填ノズル３９がノズル収納部１５に戻されたことを確認する。次のＳ２８では、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を開弁させる。そして、Ｓ２９において、排出弁１４０を開弁させる（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、水素）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００４０】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続された水素充填側の離脱カップリング３６、充填ホース３８、充填ノズル３９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル３９の分離操作が容易に行える。
【００４１】
Ｓ３０では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ３０において、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（水素）が外部に排出されたものと判断してＳ３１に進み、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を閉弁する。さらに、Ｓ３２に進み、排出弁１４０を閉弁する。
【００４２】
このように、水素充填終了後に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出するため、次回のガス充填時に異なる種類のガス（ＣＮＧ）を充填する際の残留ガス（水素）をできるだけ減少させて充填開始時のガス混合を抑制できる。
〔変形例１〕
図４はガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理２を説明するためのフローチャートである。図４において、前述したＳ１１〜Ｓ１７、Ｓ２３〜Ｓ２７の処理は、本変形例においても共通であるため、これらの図示及び説明は省略する。
【００４３】
上記Ｓ１７の処理の後、Ｓ４１に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁させる（ガス供給先切替手段）。そして、Ｓ４２において、排出弁１４０を開弁させる（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、ＣＮＧ）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００４４】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続されたＣＮＧ充填側の離脱カップリング２６、充填ホース２８、充填ノズル２９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル２９の分離操作が容易に行える。
【００４５】
Ｓ４３では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ４３において、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）が外部に排出されたものと判断してＳ４４に進み、排出弁１４０を閉弁する。
【００４６】
次のＳ４５では、パージ用弁１５４（或いは第２の入口弁７０）を開弁させる（パージ用ガス供給手段）。これにより、パージ用ボンベ１５０のパージ用ガス（又は水素）がパージ経路１５２から共用経路４０に供給され、共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）の濃度が低下する。続いて、Ｓ４６に進み、パージ回数Ｎに１を加算する。
【００４７】
次のＳ４７では、パージ用弁１５４が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ４７において、パージ用弁１５４が開弁されてから予め設定された所定時間が経過した場合、Ｓ４８に進み、パージ用弁１５４（或いは第２の入口弁７０）を閉弁する。さらに、Ｓ４９に進み、パージ回数Ｎが所定回数（例えば、３回）に達したか否かをチェックする。尚、パージ回数Ｎの所定回数は、予め設定される任意の回数であり、３回以上に設定しても良いのは勿論である。
【００４８】
Ｓ４９において、パージ回数Ｎが所定回数（例えば、３回）未満の場合は、上記Ｓ４１の処理に戻り、Ｓ４１以降の処理を行うことにより、共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）を含むガスを外部に排出する排出工程と、排出工程の後にパージ用ガス（又は水素）を供給する導入工程とを繰り返す。また、Ｓ４９において、パージ回数Ｎが所定回数（例えば、３回）に達したときは、Ｓ５０に進み、パージ回数Ｎをゼロにリセットし、Ｓ５１で遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁する。
【００４９】
このように、ＣＮＧの充填終了後に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出し、さらに水素によるパージ処理を行うため、共用経路４０内を水素に置換して燃料電池車の燃料タンクに共用経路４０に残留したＣＮＧが充填されることを防止できる。
【００５０】
なお、本変形例においては、Ｓ４１〜Ｓ４８までのパージ処理を複数回（本変形例では３回）行うことにより共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）の濃度を低い濃度となるようにしている。即ち、本変形例においては共用経路４０内のガスを共用経路４０外へ排出する工程（排出工程）と共用経路４０内にパージ用ガス（又は水素）を導入する工程（導入工程）を繰り返すことにより共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）濃度を低下させている。しかし、パージ処理の方法は、これに限るものではなく、例えば、残留ガス（ＣＮＧ）の濃度を極めて低い濃度とする必要がない場合には、排出工程と導入工程とを同時もしくは排出工程の開始を導入工程よりも若干（例えば、数秒程度）早く行う方法を用いても良い。即ち、共用経路４０内より残留ガス（ＣＮＧ）を排出しつつ、共用経路４０内にパージ用ボンベ１５０からのパージ用ガス（又は水素）を導入することで共用経路４０内の残留ガス（ＣＮＧ）濃度を低下させても良い。
【００５１】
また、水素を充填する場合に前述したＳ２７の処理の後は、Ｓ５２に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する（ガス供給先切替手段）。そして、Ｓ５３において、排出弁１４０を開弁する（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０の残留ガス（この場合、水素）を外部に排出すると共に、共用経路４０の圧力を大気圧に減圧する。
【００５２】
そのため、上記排出弁１４０の開弁により共用経路４０の下流に接続された水素充填側の離脱カップリング３６、充填ホース３８、充填ノズル３９の圧力も大気圧に減圧されるため、充填終了後の充填ノズル３９の分離操作が容易に行える。
【００５３】
Ｓ５４では、排出弁１４０が開弁されてから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ５４において、排出弁１４０が開弁してから予め設定された所定時間が経過した場合、共用経路４０の残留ガス（水素）が外部に排出されたものと判断してＳ５５に進み、排出弁１４０を閉弁する。この場合、水素充填が行われたため、水素によるパージ処理は行わない。
【００５４】
この後は、上記Ｓ５１の処理に進み、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁する。
【００５５】
このように、水素の充填終了後は、排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガスを外部に排出するため、共用経路４０内には水素しか残留しないので、次回の充填開始時にＣＮＧが水素に混合されることを防止できる。
〔変形例２〕
図５はガス供給装置の制御装置が実行する充填制御処理３を説明するためのフローチャートである。図５に示されるように、Ｓ６１で充填開始スイッチ１８０がオンに操作されると、Ｓ６２に進み、切替スイッチ９０がＣＮＧを選択する位置に操作された場合は、Ｓ６３に進み、ＣＮＧ充填側の第１のノズルスイッチ１６がオンか否かをチェックする。
【００５６】
Ｓ６３において、第１のノズルスイッチ１６がオンのときは、ＣＮＧ充填側の充填ノズル３９がノズル収納部１４に収納されているものと判断し、Ｓ６４に進む。Ｓ６４では、第１の入口弁５０及び遮断弁１２０、第１の出口弁６０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、ＣＮＧの充填が開始される。
【００５７】
次のＳ６５では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（ＣＮＧ充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ６６に進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００５８】
そして、Ｓ６７に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ６７において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下していない場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達していない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合は、当該燃料タンクへのＣＮＧ充填が終了していないものと判断してＳ６５の処理に戻る。
【００５９】
また、Ｓ６７において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合は、当該燃料タンクへのＣＮＧ充填が終了したものと判断してＳ６８の処理に進む。
【００６０】
Ｓ６８では、第１の入口弁５０、遮断弁１２０、第１の出口弁６０を閉弁させる。これで、ＣＮＧの充填が停止される。
【００６１】
続いて、Ｓ６９において、第１のノズルスイッチ１６がオフになったか否かをチェックする。Ｓ６９において、第１のノズルスイッチ１６がオフになったときは、第１の充填ノズル２９がノズル収納部１４に戻されたことを確認する。
【００６２】
次のＳ７０では、今回充填された種類がＣＮＧであることをメモリ１７０に記憶する。このように、ＣＮＧを充填する場合は、充填開始時に水素が混入しても車両への影響が少ないので、前回の充填がＣＮＧであってもなくても排気弁１４０を開弁せず、パージ処理も行わず、制御処理が簡略化されている。
【００６３】
また、Ｓ６２において、切替スイッチ９０が水素を選択する位置に操作された場合は、Ｓ７１に進み、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオンか否かをチェックする。
【００６４】
Ｓ７１において、第２のノズルスイッチ１７がオンのときは、水素充填側の充填ノズル３９がノズル収納部１４から外されているものと判断し、Ｓ７２に進む。
【００６５】
Ｓ７２では、前回の充填が水素か否かをチェックする。Ｓ７２において、メモリ１７０に記憶された前回の種類を読み込み、前回の充填がＣＮＧである場合、Ｓ７３に進む。Ｓ７３では、遮断弁１２０及び排気弁１４０を開弁させる（ガス排出手段）。これにより、共用経路４０に残留する前回充填のＣＮＧが外部に排出される。
【００６６】
続いて、Ｓ７４では、排気弁１４０を開弁してから予め設定された所定時間が経過したか否かをチェックする。Ｓ７４において、排気弁１４０を開弁してから予め設定された所定時間が経過した場合には、共用経路４０に残留する前回充填ガス（ＣＮＧ）が外部に排出されたものと判断してＳ７５に進み、遮断弁１２０及び排気弁１４０を閉弁する。これで、水素充填前の残留ガス排出処理が完了する。
【００６７】
このように、前回充填がＣＮＧである場合、充填開始前に排出弁１４０を開弁させて共用経路４０の残留ガス（ＣＮＧ）を外部に排出するため、水素充填開始時にＣＮＧが混入することを抑制できる。
【００６８】
また、上記Ｓ７２において、メモリ１７０に記憶された前回の充填が水素である場合、ＣＮＧが混入するおそれがないので上記Ｓ７３〜Ｓ７５の残留ガス排出処理を省略する。
【００６９】
次のＳ７６では、第２の入口弁７０及び遮断弁１２０、第２の出口弁８０を開弁する（ガス供給先切替手段）。これで、水素の充填が開始される。
【００７０】
次のＳ７７では、流量計１００により計測された流量計測値を読み込み、積算流量値（ＣＮＧ充填量）を求めると共に、圧力センサ１３０により測定された圧力値を読み込む。続いて、Ｓ７８に進み、調節弁１１０の弁開度を定流量制御則または定圧力上昇制御則により制御する。
【００７１】
そして、Ｓ７９に進み、当該燃料タンクへの充填が終了したか否かをチェックする。Ｓ７９において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下していない場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達していない場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達していない場合は、当該燃料タンクへの水素充填が終了していないものと判断してＳ７７の処理に戻る。
【００７２】
また、Ｓ７９において、例えば、流量計１００により計測された瞬時流量が所定流量以下に低下した場合、或いは積算流量が燃料タンクの容量に応じた所定の充填量に達した場合、或いは圧力センサ１３０により検出された圧力値が予め設定された目標圧力値に達した場合は、当該燃料タンクへのガス充填が終了したものと判断してＳ８０の処理に進む。
【００７３】
Ｓ８０では、第２の入口弁７０、遮断弁１２０、第２の出口弁８０を閉弁する。これで、水素の充填が停止される。
【００７４】
次いでＳ８１に進み、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオフか否かをチェックする。Ｓ８１において、水素充填側の第２のノズルスイッチ１７がオフのときは、第２のノズル収納部１５に第２の充填ノズル３９が収納されているので、Ｓ８２に進み、今回充填された種類が水素であることをメモリ１７０に記憶する。
【００７５】
このように、水素を充填する場合は、排気弁１４０の開弁により前回の充填されたＣＮＧ（残留ガス）を共用経路４０から除去して、充填開始時にＣＮＧが混入しないようにできる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
上記実施の形態では、ＣＮＧと水素とを選択的に充填する構成とされたガス供給装置について説明したが、充填可能なガスの種類としては、これに限らず、例えば、ＬＰＧと水素とを１台のガス供給装置で充填する構成、あるいはＬＮＧと水素とを１台のガス供給装置で充填する構成のものにも本発明が適用できるのは勿論である。
【００７７】
また、上記実施の形態では、燃料電池用ガスとして水素を例に挙げて説明したが、水素以外のガスを用いる場合にも本発明が適用できるのは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ガス供給装置
１２ 筐体
１４ 第１のノズル収納部
１５ 第２のノズル収納部
１６ 第１のノズルスイッチ
１７ 第２のノズルスイッチ
２０ 第１のガス供給経路
２２ 上流側供給経路
２４ 下流側供給経路
２６ 第１の離脱カップリング
２８ 第１の充填ホース
２９ 第１の充填ノズル
３０ 第２のガス供給経路
３２ 上流側供給経路
３４ 下流側供給経路
３６ 第２の離脱カップリング
３８ 第２の充填ホース
３９ 第２の充填ノズル
４０ 共用経路
４２ 排気経路
５０ 第１の入口弁
６０ 第１の出口弁
７０ 第２の入口弁
８０ 第２の出口弁
９０ 切替スイッチ
１００ 流量計
１１０ 調節弁
１２０ 遮断弁
１３０ 圧力センサ
１４０ 排出弁
１５０ パージ用ボンベ
１５２ パージ経路
１５４ パージ用弁
１６０ 制御装置
１７０ メモリ
１８０ 充填開始スイッチ
１９０ 充填停止スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガスが供給される第１のガス供給経路と、第２のガスが供給される第２のガス供給経路とを有するガス供給装置において、
前記第１のガス供給経路と前記第２のガス供給経路とが合流する共用経路と、
前記共用経路に設けられた制御機器と、
前記第１、第２のガス供給経路の何れか一方と前記共用経路とを連通するように切替える経路切替弁機構と、
前記第１、第２のガス供給経路の下流に設けられた第１、第２のノズルと、
前記第１、第２のガスの何れかを選択する切替スイッチと、
前記切替スイッチの操作に応じて前記経路切替弁機構を切り替えて前記第１のガスを前記第１のノズルに供給し、又は前記第２のガスを前記第２のノズルに供給するガス供給先切替手段と、
を備えたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記共用経路に残留するガスを外部に排出する排出弁と、
ガス供給停止時、あるいはガス供給開始時に前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出するガス排出手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記ガス排出手段は、これから供給を行うべく前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が、前回供給されたガスの種類と異なる場合に前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出することを特徴とする請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記第１のガスは燃料電池車の発電に使用される燃料電池用ガスよりなり、
前記第２のガスは前記燃料電池用ガス以外の種類のガスよりなり、
前記ガス排出手段は、これから供給を行うべく前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が前記燃料電池用ガスである場合に、前回供給されたガスの種類が前記燃料電池用ガスと異なる場合のみ前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出することを特徴とする請求項３に記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記共用経路にパージ用ガスを供給するパージ用ガス供給手段を有し、
前記ガス排出手段により前記排出弁が開弁された後もしくは同時に前記パージ用ガスを前記パージ用ガス供給手段から前記共用経路に供給することにより、前記共用経路内に残留するガスを前記排出弁を介して外部に排出させることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のガス供給装置。
【請求項１】
第１のガスが供給される第１のガス供給経路と、第２のガスが供給される第２のガス供給経路とを有するガス供給装置において、
前記第１のガス供給経路と前記第２のガス供給経路とが合流する共用経路と、
前記共用経路に設けられた制御機器と、
前記第１、第２のガス供給経路の何れか一方と前記共用経路とを連通するように切替える経路切替弁機構と、
前記第１、第２のガス供給経路の下流に設けられた第１、第２のノズルと、
前記第１、第２のガスの何れかを選択する切替スイッチと、
前記切替スイッチの操作に応じて前記経路切替弁機構を切り替えて前記第１のガスを前記第１のノズルに供給し、又は前記第２のガスを前記第２のノズルに供給するガス供給先切替手段と、
を備えたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記共用経路に残留するガスを外部に排出する排出弁と、
ガス供給停止時、あるいはガス供給開始時に前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出するガス排出手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記ガス排出手段は、これから供給を行うべく前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が、前回供給されたガスの種類と異なる場合に前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出することを特徴とする請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記第１のガスは燃料電池車の発電に使用される燃料電池用ガスよりなり、
前記第２のガスは前記燃料電池用ガス以外の種類のガスよりなり、
前記ガス排出手段は、これから供給を行うべく前記切替スイッチにより選択されたガスの種類が前記燃料電池用ガスである場合に、前回供給されたガスの種類が前記燃料電池用ガスと異なる場合のみ前記排出弁を開弁させて前記共用経路に残留するガスを外部に排出することを特徴とする請求項３に記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記共用経路にパージ用ガスを供給するパージ用ガス供給手段を有し、
前記ガス排出手段により前記排出弁が開弁された後もしくは同時に前記パージ用ガスを前記パージ用ガス供給手段から前記共用経路に供給することにより、前記共用経路内に残留するガスを前記排出弁を介して外部に排出させることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のガス供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２２５２５（Ｐ２０１２−１２２５２５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２７３２（Ｐ２０１０−２７２７３２）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００１１００９９）トキコテクノ株式会社 (264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００１１００９９）トキコテクノ株式会社 (264)
【Ｆターム（参考）】
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