ガス充填システム
【課題】設備投資を低額に抑え、構成が簡単かつコンパクトで設置の自由度も高く、効率よくガスの充填を行うことのできるガス充填システムを提供する。
【解決手段】車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスＦを充填するためのガス充填システム１であって、燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ライン１０、２０と、冷凍機５からの冷媒Ｒが供給される冷却手段とを備え、冷却手段によって充填ラインを冷却するガス充填システム。冷却手段をガス充填装置内に設けることができる。冷却手段は、冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液Ｎを収容したタンク２と、タンクの内部で不凍液を循環させるポンプ９とを備え、タンクの内部を充填ラインの一部が通過するように構成することができる。
【解決手段】車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスＦを充填するためのガス充填システム１であって、燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ライン１０、２０と、冷凍機５からの冷媒Ｒが供給される冷却手段とを備え、冷却手段によって充填ラインを冷却するガス充填システム。冷却手段をガス充填装置内に設けることができる。冷却手段は、冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液Ｎを収容したタンク２と、タンクの内部で不凍液を循環させるポンプ９とを備え、タンクの内部を充填ラインの一部が通過するように構成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス充填システムに関し、特に、ガス燃料を用いて走行する車輌に搭載されている車載タンクにガスを充填するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に対応する車輌として、ＣＮＧ、水素等のガス燃料を用いたＣＮＧ自動車、燃料電池自動車、水素自動車等の開発が活発に行われている。このようなガス燃料を用いて走行する車輌の普及を促進するには、車輌に搭載されている車載タンクに安定して効率よくガス燃料を充填する装置が必要となる。
【０００３】
そこで、本出願人は、充填時間の長時間化やオーバラン量を可及的に抑え、ガス燃料を用いて走行する車輌の燃料タンクに高い精度で高圧ガスをプリセット充填することのできる高圧ガス充填装置を提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
この高圧ガス充填装置は、充填時間の長時間化等を抑えることができて有効であるが、燃料ガスが水素の場合には、高圧充填に伴って温度が発生し、車輌への充填効率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、従来、ガスを充填するための管路の内部を流れるガス燃料を冷却するシステムが存在する。このシステムは、図１４に示すように、冷凍機７５と、温度センサ７２ａ及びポンプ７２ｂとを備えた大型の第１の不凍液タンク７２と、ガス充填装置７４（７４Ａ〜７４Ｎ）毎に設けられ、温度センサ７３ａ及びポンプ７３ｂとを備えた第２の不凍液タンク７３と、第１の不凍液タンク７２と第２の不凍液タンク７３との間に配置されたポンプ７９とで構成され、冷凍機７５によって第１の不凍液タンク７２を冷媒Ｒを介して冷却し、この第１の不凍液タンク７２から配管７７の内部を流れる不凍液Ｎによって、ガス充填装置７４（７４Ａ〜７４Ｎ）毎に設けた第２の不凍液タンク７３を冷却し、さらに、第２の不凍液タンク７３によってガス充填装置の管路７８が冷却され、カードル７６から供給された水素ガス等の燃料ガスＦが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３７４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来のガス充填システム７１においては、大型の第１の不凍液タンク７２と、ガス充填装置７４（７４Ａ〜７４Ｎ）毎に設けた第２の不凍液タンク７３とを設置しているため、設備投資にかかる費用が嵩むと共に、構成が複雑かつ大型であるため、ガス充填システム７１の設置の自由度が損なわれるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来のガス充填システムにおける問題点に鑑みてなされたものであって、設備投資を低額に抑えることができ、構成が簡単かつコンパクトで設置の自由度も高く、効率よくガスの充填を行うことのできるガス充填システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスを充填するためのガス充填システムであって、燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインと、冷凍機からの冷媒が供給される冷却手段とを備え、該冷却手段によって前記充填ラインを冷却することを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明によれば、冷凍機からの冷媒が供給される冷却手段によって充填ラインを冷却するため、従来のような大型の不凍液タンクが不要となり、設備投資を低額に抑えることができる。また、ガス充填システム全体の構成が簡単かつコンパクトになり、設置の自由度も高くなり、効率よくガスの充填を行うことができる。
【００１１】
上記ガス充填システムにおいて、前記冷却手段をガス充填装置内に設けることができ、さらにコンパクトなシステムを実現することができる。
【００１２】
上記ガス充填システムにおいて、前記冷却手段を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、該タンクの内部で前記不凍液を循環させるポンプとを備え、前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過するように構成することができる。
【００１３】
また、前記冷却手段を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、該タンクの内部に鉛直方向に延設された回転軸と、該回転軸に装着された回転羽根とを備え、前記回転軸を介して前記回転羽根を回転させることで、前記タンクの内部で前記不凍液を循環させ、前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過するように構成することができる。
【００１４】
さらに、前記冷却手段を、前記燃料ガスが流れる内管と、該内管を囲繞する外管とを備え、該外管と前記内管との間を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液が流れるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、設備投資を低額に抑え、構成が簡単かつコンパクトで設置の自由度も高く、効率よくガスの充填を行うことのできるガス充填システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかるガス充填システムを説明するための概略図である。
【図２】本発明にかかるガス充填システムの第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図３】図２のガス充填システムのガス充填装置のブロック図である。
【図４】図２のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図２のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明にかかるガス充填システムの第２の実施形態を示す全体構成図である。
【図８】図７のガス充填システムの不凍液タンクを示す概略斜視図である。
【図９】図７のガス充填システムの不凍液タンクの他の例を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明にかかるガス充填システムにおいて充填ラインを流れる燃料ガスを冷却する二重管を示す一部破断斜視図である。
【図１１】図７のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図７のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図７のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】従来のガス充填システムの一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明にかかるガス充填システムを説明するための概略図であって、このガス充填システム１は、トラック３１に載積されたカードル７に充填された水素ガス等の燃料ガスＦを、圧縮機３２、蓄圧器３３及びガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）を介して冷却しながら車輌に搭載された車載タンク（不図示）に充填するために設けられる。尚、カードル７に充填された燃料ガスＦは、蓄圧器３３を介さずに、圧縮機３２から直接ガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）へ供給される場合もある。
【００１９】
ガス充填システム１は、冷凍機５と、各々のガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）毎に設けた不凍液タンク２とを備え、冷凍機５からの冷媒をバルブ６（６Ａ、６Ｂ）を介して各々のガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）の不凍液タンク２へ供給し、不凍液タンク２によって燃料ガスＦを冷却しながら車載タンクに充填する。
【００２０】
図２は、本発明にかかるガス充填システムの第１の実施形態を示し、このガス充填システム１は、冷凍機５と、各々のガス充填装置４（４Ａ〜４Ｎ）毎に設けた不凍液タンク２と、カードル７に充填された燃料ガスＦ（Ｆ１、Ｆ２）を車輌に搭載された車載タンク（不図示）に供給するための２系統の充填ライン１０、２０を備え、充填ライン１０、２０を流れる燃料ガスＦ（Ｆ１、Ｆ２）が不凍液タンク２の内部の不凍液Ｎによって冷却される。冷凍機５からの冷媒Ｒは、バルブ６（６Ａ〜６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４（４Ａ〜４Ｎ）の不凍液タンク２へ供給される。
【００２１】
ガス充填装置４Ａは、図３に示すように、スタートスイッチ（ＳＷ）３５と、停止スイッチ（ＳＷ）３６と、３つの温度センサ８、１６、２６と、４つの圧力センサ１１、１４、２１、２４と、２つの流量調節弁（以下、「調節弁」という）１２、２２と、バルブ６Ａと、ポンプ９と、遮断弁１５と、表示器３８とを備え、これら全体を制御装置３９で制御する。また、車載タンクへの燃料ガスＦ１の充填量を計数するため、充填パルス３７が用いられる。
【００２２】
図２に示すように、不凍液タンク２は、不凍液タンク２の内部の不凍液Ｎの温度を検知する温度センサ８と、不凍液タンク２の内部で不凍液Ｎを循環させるポンプ９とを備える。
【００２３】
充填ライン１０は、配管１３の内部の圧力を検知する圧力センサ１１と、配管１３の内部を流れる燃料ガスＦ１の流量を調節する調節弁１２と、不凍液タンク２の下流側の配管１３’の内部の圧力を検知する圧力センサ１４と、燃料ガスＦ１の流れを遮断する遮断弁１５と、燃料ガスＦ１の流量を計測するメータ１７と、メータ１７を流れる燃料ガスＦ１の温度を検知する温度センサ１６と、燃料ガスＦ１を車載タンク（不図示）に供給するノズル１８とで構成される。尚、充填ライン１０には高圧の燃料ガスＦ１が流れるため、特に不凍液タンク２の内部を通過する部分は、不凍液タンク２の内部での燃料ガスＦ１の漏れを考慮し、接続部が存在しないように構成することが好ましい。
【００２４】
また、もう一方の充填ライン２０も、充填ライン１０と同様、配管２３に、圧力センサ２１と、調節弁２２と、配管２３’に、圧力センサ２４と、遮断弁２５と、メータ２７と、温度センサ２６と、ノズル２８とを備える。
【００２５】
次に、上記構成を有するガス充填システム１の動作について、図４〜図６を中心に参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、ガス充填装置４Ａの充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填する場合を例にとって説明する。
【００２６】
まず、非充填時（充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填しない時）に、不凍液タンク２を−３５℃に保持する動作について、図４を中心に参照しながら説明する。尚、同図のスタート直後の符号Ａは、図５に示したフローに関連するものである。
【００２７】
ステップＳ１において、温度センサ８によって検知された温度Ｔが−３５℃より高いか否かを判断し、例えば、検知された温度Ｔが−３４℃である場合には、−３５℃より高いため（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ステップＳ２において、冷凍機５及びポンプ９がオンであるか否かを判断し、冷凍機５及びポンプ９がオンである場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）には、ステップＳ４でその状態を継続し、冷凍機５及びポンプ９がオフである場合（ステップＳ２；ＮＯ）には、ステップＳ３で冷凍機５及びポンプ９をオンし、バルブ６Ａを開く。
【００２８】
一方、ステップＳ１において、温度センサ８によって検知された温度Ｔが、例えば、−３６℃である場合には、−３５℃以下であるため（ステップＳ１；ＮＯ）、ステップＳ５において、冷凍機５及びポンプ９がオンであるか否かを判断し、冷凍機５及びポンプ９がオンである場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）には、ステップＳ６で冷凍機５及びポンプ９をオフし、バルブ６Ａを閉じる。一方、ステップＳ５において、冷凍機５及びポンプ９がオフである場合（ステップＳ５；ＮＯ）には、ステップＳ１に戻る。
【００２９】
尚、上記動作では、冷凍機５の動作にポンプ９の駆動を同期させているが、冷凍機５の動作に関わらずポンプ９を連続運転してもよい。
【００３０】
次に、充填時（充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填している時）に、不凍液タンク２を−３５℃に保持する動作について、図５を中心に参照しながら説明する。尚、同図の最下段の符号Ａは、図４に示したフローの符号Ａに繋がる。
【００３１】
ステップＳ１１において、ガス充填装置４Ａのスタートスイッチ３５がオンされると、ステップＳ１２において、遮断弁１５を開き、調節弁１２を開き、ガス充填装置４Ａの表示器３８をリセットする。
【００３２】
次に、冷凍機５の運転状況を確認するため、ステップＳ１３において、冷凍機５及びポンプ９がオンであるか否かを判断し、冷凍機５及びポンプ９がオンである場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）には、ステップＳ１４でその状態を継続し、ステップＳ１５で充填パルス３７が発せられているか否かを判断し、充填パルス３７が発せられている場合には、ステップＳ１６で計数表示を行い、ステップＳ１７で停止スイッチ３６がオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００３３】
一方、ステップＳ１３において、冷凍機５及びポンプ９がオフである場合（ステップＳ１３；ＮＯ）には、ステップＳ２２で冷凍機５及びポンプ９をオンし、バルブ６Ａを開き、ステップＳ１４でその状態を継続し、ステップＳ１５で充填パルス３７をカウントし、ステップＳ１６で計数表示を行い、ステップＳ１７で停止スイッチ３６がオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００３４】
次に、ステップＳ１７において、停止スイッチ３６がオンとなった場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）には、ステップＳ１８で遮断弁１５及び調節弁１２を閉じる。
【００３５】
次に、ステップＳ１９において、温度センサ８によって検知された温度Ｔが−４０℃より高いか否かを判断し、−４０℃より高ければ（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、冷凍機５及びポンプ９のオン、並びにバルブ６Ａの開状態を維持し、一方、温度センサ８によって検知された温度Ｔが−４０℃以下であれば（ステップＳ１９；ＮＯ）、ステップＳ２１で冷凍機５及びポンプ９をオフし、バルブ６Ａを閉じる。このステップＳ１９〜Ｓ２１の動作は、不凍液タンク２の内部が冷え過ぎるのを防止するためのものである。
【００３６】
上記のように、充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填している時に、不凍液タンク２を−３５℃に保持することで、燃料ガスＦ１を冷却しながら車輌に搭載された車載タンクに充填することができる。
【００３７】
次に、充填時（充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填している時）における充填量の制御について、図６を参照しながら説明する。
【００３８】
ステップＳ２２において、温度センサ１６及び圧力センサ１１、１４の測定値が所定の範囲にあるか否かを判断し、所定の範囲にあれば（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、調節弁１２を作動させることなく、その状態を維持する。一方、温度センサ１６及び圧力センサ１１、１４の測定値が所定の範囲になければ（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ２３で調節弁１２を作動させ、以後上記動作を繰り返す。
【００３９】
尚、上記動作説明では、ガス充填装置４Ａの充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填する場合について説明したが、充填ライン２０についても上記と同様の動作でカードル７に貯留されている燃料ガスＦ２を車載タンクに充填することができる。また、ガス充填装置４Ａ以外のガス充填装置４（４Ｂ〜４Ｎ）についても、冷凍機５からの冷媒Ｒをバルブ６（６Ｂ〜６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４（４Ｂ〜４Ｎ）の不凍液タンク２へ供給し、ガス充填装置４Ａと同様に機能させることができる。
【００４０】
次に、本発明にかかるガス充填システムの第２の実施形態について、図７〜図１３を参照しながら説明する。
【００４１】
このガス充填システム４１は、冷凍機４５と、各々のガス充填装置４４（４４Ａ〜４４Ｎ）毎に設けた不凍液タンク４２とを備え、カードル７に充填された燃料ガスＦを車輌に搭載された車載タンク（不図示）に供給するための充填ライン４８の内部を流れる燃料ガスＦが不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎによって冷却される。冷凍機４５からの冷媒Ｒは、バルブ４６（４６Ａ〜４６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４４（４４Ａ〜４４Ｎ）へ供給される。
【００４２】
ガス充填装置４４Ａは、ブロック図を省略するが、３つの温度センサ４９、５３、５９と、２つの圧力センサ５０、５６と、調節弁５１と、バルブ４６Ａと、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎを撹拌する撹拌装置４２ａと、遮断弁５７等を備え、この他に、図示を省略するが、スタートスイッチと、停止スイッチと、表示器とを備え、これら全体を制御装置で制御する。また、車載タンクへの燃料ガスＦの充填量を計数するため、充填パルスが用いられる。
【００４３】
充填ライン４８は、配管６１の内部の温度及び圧力を各々検知する温度センサ４９及び圧力センサ５０と、配管６１の内部を流れる燃料ガスＦの流量を調節する調節弁５１と、不凍液タンク４２への経路を切り換える三方弁５２と、三方弁５２によって切り換えられる第１経路５４及び第２経路５５と、不凍液タンク４２の下流側の配管６１’の内部の圧力を検知する圧力センサ５６と、燃料ガスＦの流れを遮断する遮断弁５７と、燃料ガスＦの流量を計測するメータ５８と、メータ５８を流れる燃料ガスＦの温度を検知する温度センサ５９と、燃料ガスＦを車載タンク（不図示）に供給するノズル６０とで構成される。
【００４４】
不凍液タンク４２は、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎの温度を検知する温度センサ５３と、不凍液タンク４２の内部で不凍液Ｎを撹拌する撹拌装置４２ａとを備える。撹拌装置４２ａは、図８に示すように、鉛直方向に延設された回転軸４２ｂを回転させ、回転軸４２ｂの下端部に装着された回転羽根４２ｃによって不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎを撹拌する。
【００４５】
また、撹拌装置４２ａに代えて、図９に示すように、不凍液タンク４２の下部に連通する下方パイプ４２ｄと、不凍液タンク４２の上部に連通する上方パイプ４２ｆとをボックス状の連結部４２ｅで連結した対流促進手段によって、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎの対流を促進して温度の均一化を図ってもよい。
【００４６】
さらに、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎによって、配管４８を流れる燃料ガスＦを冷却するには、図１０に示すように、充填ライン６１の配管（内管）４８を囲繞する外管６３を設け、内管６２の内部に燃料ガスＦを通過させ、内管６２と外管６３との間に不凍液Ｎを通過させ、燃料ガスＦを冷却してもよい。
【００４７】
次に、上記構成を有するガス充填システム４１の動作について、図１１〜図１３を中心に参照しながら説明する。
【００４８】
まず、温度センサ４９によって測定されたカードル７からの燃料ガスＦの温度に応じて不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを変化させる動作について、図１１を中心に参照しながら説明する。尚、同図の最後の符号Ａは、図１２に示したフローに関連するものである。
【００４９】
ステップＳ３１において、ガス充填装置４４Ａのスタートスイッチがオンされると、ステップＳ３２において、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが予め定められた所定の温度ｔ１（例えば１０℃）より高いか否かを判断する。
【００５０】
温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１より高い場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）には、ステップＳ３３で遮断弁５７を開き、調節弁５１を開き、三方弁５２を第２経路５５へ切り換え、表示器をリセットする。一方、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１以下の場合（ステップＳ３２；ＮＯ）には、ステップＳ３４で遮断弁５７を開き、調節弁５１を開き、三方弁５２を第１経路５４へ切り換え、表示器をリセットする。
【００５１】
次に、冷凍機４５の運転状況を確認するため、ステップＳ３５において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンであるか否かを判断し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンである場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）には、ステップＳ３７でその状態を継続し、ステップＳ３８で充填パルスが発せられているか否かを判断し、充填パルスが発せられている場合には、ステップＳ３９で計数表示を行い、ステップＳ４０で停止スイッチがオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００５２】
一方、ステップＳ３５において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオフである場合（ステップＳ３５；ＮＯ）には、ステップＳで冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオンし、バルブ４６Ａを開き、ステップＳ３７でその状態を継続し、ステップＳ３８で充填パルスをカウントし、ステップＳ３９で計数表示を行い、ステップＳ４０で停止スイッチがオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００５３】
次に、ステップＳ４０において、停止スイッチがオンとなった場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）には、ステップＳ４１で遮断弁５７及び調節弁５１を閉じる。
【００５４】
次に、ステップＳ４２において、温度センサ５３によって検知された温度Ｔが−４０℃より高いか否かを判断し、−４０℃より高ければ（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、ステップＳ４３で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａのオン、並びにバルブ４６Ａの開状態を維持し、一方、温度センサ５３によって検知された温度Ｔが−４０℃以下であれば（ステップＳ４２；ＮＯ）、ステップＳ４４で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオフし、バルブ６Ａを閉じる。このステップＳ４２〜Ｓ４４の動作は、不凍液タンク４２の内部が冷え過ぎるのを防止するためのものである。
【００５５】
上記のように、本実施の形態においては、カードル７からの燃料ガスＦの温度が高ければ、不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを長くし、燃料ガスＦの温度が低ければ、不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを短くすることで、燃料ガスＦの温度に応じて燃料ガスＦを効率よく冷却することができる。
【００５６】
次に、温度センサ４９によって測定されたカードル７からの燃料ガスＦの温度に応じて冷凍機４５の作動温度を変化させる動作について、図１２を中心に参照しながら説明する。尚、同図のスタート直後の符号Ａは、、図１１に示したフローの符号Ａに繋がる。
【００５７】
ステップＳ５１において、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが予め定められた所定の温度ｔ１（例えば１０℃）より高いか否かを判断する。
【００５８】
温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１より高い場合（ステップＳ５１；ＹＥＳ）には、ステップＳ５２で冷凍機４５の作動温度Ｔ’を−３５℃に設定する。一方、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１以下の場合（ステップＳ５１；ＮＯ）には、ステップＳ５３で冷凍機４５の作動温度Ｔ’を−３０℃に設定する。ここでは、冷凍機４５の作動温度Ｔ’を−３０℃に設定したものとする。
【００５９】
次に、ステップＳ５４において、温度センサ５３の測定温度Ｔが−３０℃より高いか否かを判断し、例えば、検知された温度Ｔが−２９℃である場合には、−３０℃より高いため（ステップＳ５４；ＹＥＳ）、ステップＳ５５において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンであるか否かを判断し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンである場合（ステップＳ５５；ＹＥＳ）には、ステップＳ５７でその状態を継続し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオフである場合（ステップＳ５５；ＮＯ）には、ステップＳ５６で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオンし、バルブ４６Ａを開く。
【００６０】
一方、ステップＳ５４において、温度センサ５３の測定温度Ｔが、例えば、−３１℃である場合には、−３０℃以下であるため（ステップＳ５４；ＮＯ）、ステップＳ５８において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンであるか否かを判断し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンである場合（ステップＳ５８；ＹＥＳ）には、ステップＳ５９で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオフし、バルブ４６Ａを閉じる。一方、ステップＳ５８において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオフである場合（ステップ５８；ＮＯ）には、ステップＳ５１に戻る。
【００６１】
次に、充填時（充填ライン４８を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦを車載タンクに充填している時）における充填量の制御について、図１３を参照しながら説明する。
【００６２】
ステップＳ６１において、温度センサ５９及び圧力センサ５０、５６の測定値が所定の範囲にあるか否かを判断し、所定の範囲にあれば（ステップＳ６１；ＹＥＳ）、調節弁５１を作動させることなく、その状態を維持する。一方、温度センサ５９及び圧力センサ５０、５６の測定値が所定の範囲になければ（ステップＳ６１；ＮＯ）、ステップＳ６２で調節弁５１を作動させ、以後上記動作を繰り返すことで、車載タンクへの充填量を制御する。
【００６３】
また、ステップＳ６３において、温度センサ５９の測定温度Ｔが−２０℃より高いか否かを判断し、例えば、測定温度Ｔが−１９℃である場合には、−２０℃より高いため（ステップＳ５９；ＹＥＳ）、ステップＳ６４において、三方弁５２を第２経路５５へ切り換える。一方、温度センサ５９によって測定された温度Ｔが、例えば、−２１℃である場合には、−２０℃以下であるため（ステップＳ６３；ＮＯ）、三方弁５２を第１経路５４へ切り換える。このように、温度センサ５９の測定温度Ｔに応じて不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを変化させることで、不凍液タンク４２で燃料ガスＦが過冷却となった場合に充填効率が低下することを防止することができる。
【００６４】
尚、上記動作説明では、ガス充填装置４４Ａの充填ライン４８を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦを車載タンクに充填する場合について説明したが、ガス充填装置４４Ａ以外のガス充填装置４４（４４Ｂ〜４４Ｎ）についても、冷凍機４５からの冷媒Ｒをバルブ４６（４６Ｂ〜４６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４４（４４Ｂ〜４４Ｎ）の不凍液タンクへ供給し、ガス充填装置４４Ａと同様に機能させることができる。
【００６５】
また、蓄圧器を有するガス充填装置については、蓄圧器を囲繞するように上記不凍液タンク２、４２を設け、不凍液タンク２、４２で蓄圧器を予冷してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ ガス充填システム
２ 不凍液タンク
４（４Ａ〜４Ｎ） ガス充填装置
５ 冷凍機
６（６Ａ〜６Ｎ） バルブ
７ カードル
８ 温度センサ
９ ポンプ
１０ 充填ライン
１１ 圧力センサ
１２ 調節弁
１３、１３’ 配管
１４ 圧力センサ
１５ 遮断弁
１６ 温度センサ
１７ メータ
１８ ノズル
２０ 充填ライン
２１ 圧力センサ
２２ 調節弁
２３、２３’ 配管
２４ 圧力センサ
２５ 遮断弁
２６ 温度センサ
２７ メータ
２８ ノズル
３１ トラック
３２ 圧縮機
３３ 蓄圧器
３５ スタートスイッチ
３６ 停止スイッチ
３７ 充填パルス
３８ 表示器
３９ 制御装置
４１ ガス充填システム
４２ 不凍液タンク
４２ａ 撹拌装置
４２ｂ 回転軸
４２ｃ 回転羽根
４２ｄ 下方パイプ
４２ｅ 連結部
４２ｆ 上方パイプ
４４（４４Ａ〜４４Ｎ） ガス充填装置
４５ 冷凍機
４６（４６Ａ〜４６Ｎ） バルブ
４８ 充填ライン
４９ 温度センサ
５０ 圧力センサ
５１ 調節弁
５２ 三方弁
５３ 温度センサ
５４ 第１経路
５５ 第２経路
５６ 圧力センサ
５７ 遮断弁
５８ メータ
５９ 温度センサ
６０ ノズル
６１、６１’ 配管
６２ 配管（内管）
６３ 外管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス充填システムに関し、特に、ガス燃料を用いて走行する車輌に搭載されている車載タンクにガスを充填するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に対応する車輌として、ＣＮＧ、水素等のガス燃料を用いたＣＮＧ自動車、燃料電池自動車、水素自動車等の開発が活発に行われている。このようなガス燃料を用いて走行する車輌の普及を促進するには、車輌に搭載されている車載タンクに安定して効率よくガス燃料を充填する装置が必要となる。
【０００３】
そこで、本出願人は、充填時間の長時間化やオーバラン量を可及的に抑え、ガス燃料を用いて走行する車輌の燃料タンクに高い精度で高圧ガスをプリセット充填することのできる高圧ガス充填装置を提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
この高圧ガス充填装置は、充填時間の長時間化等を抑えることができて有効であるが、燃料ガスが水素の場合には、高圧充填に伴って温度が発生し、車輌への充填効率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、従来、ガスを充填するための管路の内部を流れるガス燃料を冷却するシステムが存在する。このシステムは、図１４に示すように、冷凍機７５と、温度センサ７２ａ及びポンプ７２ｂとを備えた大型の第１の不凍液タンク７２と、ガス充填装置７４（７４Ａ〜７４Ｎ）毎に設けられ、温度センサ７３ａ及びポンプ７３ｂとを備えた第２の不凍液タンク７３と、第１の不凍液タンク７２と第２の不凍液タンク７３との間に配置されたポンプ７９とで構成され、冷凍機７５によって第１の不凍液タンク７２を冷媒Ｒを介して冷却し、この第１の不凍液タンク７２から配管７７の内部を流れる不凍液Ｎによって、ガス充填装置７４（７４Ａ〜７４Ｎ）毎に設けた第２の不凍液タンク７３を冷却し、さらに、第２の不凍液タンク７３によってガス充填装置の管路７８が冷却され、カードル７６から供給された水素ガス等の燃料ガスＦが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３７４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来のガス充填システム７１においては、大型の第１の不凍液タンク７２と、ガス充填装置７４（７４Ａ〜７４Ｎ）毎に設けた第２の不凍液タンク７３とを設置しているため、設備投資にかかる費用が嵩むと共に、構成が複雑かつ大型であるため、ガス充填システム７１の設置の自由度が損なわれるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来のガス充填システムにおける問題点に鑑みてなされたものであって、設備投資を低額に抑えることができ、構成が簡単かつコンパクトで設置の自由度も高く、効率よくガスの充填を行うことのできるガス充填システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスを充填するためのガス充填システムであって、燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインと、冷凍機からの冷媒が供給される冷却手段とを備え、該冷却手段によって前記充填ラインを冷却することを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明によれば、冷凍機からの冷媒が供給される冷却手段によって充填ラインを冷却するため、従来のような大型の不凍液タンクが不要となり、設備投資を低額に抑えることができる。また、ガス充填システム全体の構成が簡単かつコンパクトになり、設置の自由度も高くなり、効率よくガスの充填を行うことができる。
【００１１】
上記ガス充填システムにおいて、前記冷却手段をガス充填装置内に設けることができ、さらにコンパクトなシステムを実現することができる。
【００１２】
上記ガス充填システムにおいて、前記冷却手段を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、該タンクの内部で前記不凍液を循環させるポンプとを備え、前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過するように構成することができる。
【００１３】
また、前記冷却手段を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、該タンクの内部に鉛直方向に延設された回転軸と、該回転軸に装着された回転羽根とを備え、前記回転軸を介して前記回転羽根を回転させることで、前記タンクの内部で前記不凍液を循環させ、前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過するように構成することができる。
【００１４】
さらに、前記冷却手段を、前記燃料ガスが流れる内管と、該内管を囲繞する外管とを備え、該外管と前記内管との間を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液が流れるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、設備投資を低額に抑え、構成が簡単かつコンパクトで設置の自由度も高く、効率よくガスの充填を行うことのできるガス充填システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかるガス充填システムを説明するための概略図である。
【図２】本発明にかかるガス充填システムの第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図３】図２のガス充填システムのガス充填装置のブロック図である。
【図４】図２のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図２のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明にかかるガス充填システムの第２の実施形態を示す全体構成図である。
【図８】図７のガス充填システムの不凍液タンクを示す概略斜視図である。
【図９】図７のガス充填システムの不凍液タンクの他の例を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明にかかるガス充填システムにおいて充填ラインを流れる燃料ガスを冷却する二重管を示す一部破断斜視図である。
【図１１】図７のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図７のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図７のガス充填システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】従来のガス充填システムの一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明にかかるガス充填システムを説明するための概略図であって、このガス充填システム１は、トラック３１に載積されたカードル７に充填された水素ガス等の燃料ガスＦを、圧縮機３２、蓄圧器３３及びガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）を介して冷却しながら車輌に搭載された車載タンク（不図示）に充填するために設けられる。尚、カードル７に充填された燃料ガスＦは、蓄圧器３３を介さずに、圧縮機３２から直接ガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）へ供給される場合もある。
【００１９】
ガス充填システム１は、冷凍機５と、各々のガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）毎に設けた不凍液タンク２とを備え、冷凍機５からの冷媒をバルブ６（６Ａ、６Ｂ）を介して各々のガス充填装置４（４Ａ、４Ｂ）の不凍液タンク２へ供給し、不凍液タンク２によって燃料ガスＦを冷却しながら車載タンクに充填する。
【００２０】
図２は、本発明にかかるガス充填システムの第１の実施形態を示し、このガス充填システム１は、冷凍機５と、各々のガス充填装置４（４Ａ〜４Ｎ）毎に設けた不凍液タンク２と、カードル７に充填された燃料ガスＦ（Ｆ１、Ｆ２）を車輌に搭載された車載タンク（不図示）に供給するための２系統の充填ライン１０、２０を備え、充填ライン１０、２０を流れる燃料ガスＦ（Ｆ１、Ｆ２）が不凍液タンク２の内部の不凍液Ｎによって冷却される。冷凍機５からの冷媒Ｒは、バルブ６（６Ａ〜６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４（４Ａ〜４Ｎ）の不凍液タンク２へ供給される。
【００２１】
ガス充填装置４Ａは、図３に示すように、スタートスイッチ（ＳＷ）３５と、停止スイッチ（ＳＷ）３６と、３つの温度センサ８、１６、２６と、４つの圧力センサ１１、１４、２１、２４と、２つの流量調節弁（以下、「調節弁」という）１２、２２と、バルブ６Ａと、ポンプ９と、遮断弁１５と、表示器３８とを備え、これら全体を制御装置３９で制御する。また、車載タンクへの燃料ガスＦ１の充填量を計数するため、充填パルス３７が用いられる。
【００２２】
図２に示すように、不凍液タンク２は、不凍液タンク２の内部の不凍液Ｎの温度を検知する温度センサ８と、不凍液タンク２の内部で不凍液Ｎを循環させるポンプ９とを備える。
【００２３】
充填ライン１０は、配管１３の内部の圧力を検知する圧力センサ１１と、配管１３の内部を流れる燃料ガスＦ１の流量を調節する調節弁１２と、不凍液タンク２の下流側の配管１３’の内部の圧力を検知する圧力センサ１４と、燃料ガスＦ１の流れを遮断する遮断弁１５と、燃料ガスＦ１の流量を計測するメータ１７と、メータ１７を流れる燃料ガスＦ１の温度を検知する温度センサ１６と、燃料ガスＦ１を車載タンク（不図示）に供給するノズル１８とで構成される。尚、充填ライン１０には高圧の燃料ガスＦ１が流れるため、特に不凍液タンク２の内部を通過する部分は、不凍液タンク２の内部での燃料ガスＦ１の漏れを考慮し、接続部が存在しないように構成することが好ましい。
【００２４】
また、もう一方の充填ライン２０も、充填ライン１０と同様、配管２３に、圧力センサ２１と、調節弁２２と、配管２３’に、圧力センサ２４と、遮断弁２５と、メータ２７と、温度センサ２６と、ノズル２８とを備える。
【００２５】
次に、上記構成を有するガス充填システム１の動作について、図４〜図６を中心に参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、ガス充填装置４Ａの充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填する場合を例にとって説明する。
【００２６】
まず、非充填時（充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填しない時）に、不凍液タンク２を−３５℃に保持する動作について、図４を中心に参照しながら説明する。尚、同図のスタート直後の符号Ａは、図５に示したフローに関連するものである。
【００２７】
ステップＳ１において、温度センサ８によって検知された温度Ｔが−３５℃より高いか否かを判断し、例えば、検知された温度Ｔが−３４℃である場合には、−３５℃より高いため（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ステップＳ２において、冷凍機５及びポンプ９がオンであるか否かを判断し、冷凍機５及びポンプ９がオンである場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）には、ステップＳ４でその状態を継続し、冷凍機５及びポンプ９がオフである場合（ステップＳ２；ＮＯ）には、ステップＳ３で冷凍機５及びポンプ９をオンし、バルブ６Ａを開く。
【００２８】
一方、ステップＳ１において、温度センサ８によって検知された温度Ｔが、例えば、−３６℃である場合には、−３５℃以下であるため（ステップＳ１；ＮＯ）、ステップＳ５において、冷凍機５及びポンプ９がオンであるか否かを判断し、冷凍機５及びポンプ９がオンである場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）には、ステップＳ６で冷凍機５及びポンプ９をオフし、バルブ６Ａを閉じる。一方、ステップＳ５において、冷凍機５及びポンプ９がオフである場合（ステップＳ５；ＮＯ）には、ステップＳ１に戻る。
【００２９】
尚、上記動作では、冷凍機５の動作にポンプ９の駆動を同期させているが、冷凍機５の動作に関わらずポンプ９を連続運転してもよい。
【００３０】
次に、充填時（充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填している時）に、不凍液タンク２を−３５℃に保持する動作について、図５を中心に参照しながら説明する。尚、同図の最下段の符号Ａは、図４に示したフローの符号Ａに繋がる。
【００３１】
ステップＳ１１において、ガス充填装置４Ａのスタートスイッチ３５がオンされると、ステップＳ１２において、遮断弁１５を開き、調節弁１２を開き、ガス充填装置４Ａの表示器３８をリセットする。
【００３２】
次に、冷凍機５の運転状況を確認するため、ステップＳ１３において、冷凍機５及びポンプ９がオンであるか否かを判断し、冷凍機５及びポンプ９がオンである場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）には、ステップＳ１４でその状態を継続し、ステップＳ１５で充填パルス３７が発せられているか否かを判断し、充填パルス３７が発せられている場合には、ステップＳ１６で計数表示を行い、ステップＳ１７で停止スイッチ３６がオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００３３】
一方、ステップＳ１３において、冷凍機５及びポンプ９がオフである場合（ステップＳ１３；ＮＯ）には、ステップＳ２２で冷凍機５及びポンプ９をオンし、バルブ６Ａを開き、ステップＳ１４でその状態を継続し、ステップＳ１５で充填パルス３７をカウントし、ステップＳ１６で計数表示を行い、ステップＳ１７で停止スイッチ３６がオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００３４】
次に、ステップＳ１７において、停止スイッチ３６がオンとなった場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）には、ステップＳ１８で遮断弁１５及び調節弁１２を閉じる。
【００３５】
次に、ステップＳ１９において、温度センサ８によって検知された温度Ｔが−４０℃より高いか否かを判断し、−４０℃より高ければ（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、冷凍機５及びポンプ９のオン、並びにバルブ６Ａの開状態を維持し、一方、温度センサ８によって検知された温度Ｔが−４０℃以下であれば（ステップＳ１９；ＮＯ）、ステップＳ２１で冷凍機５及びポンプ９をオフし、バルブ６Ａを閉じる。このステップＳ１９〜Ｓ２１の動作は、不凍液タンク２の内部が冷え過ぎるのを防止するためのものである。
【００３６】
上記のように、充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填している時に、不凍液タンク２を−３５℃に保持することで、燃料ガスＦ１を冷却しながら車輌に搭載された車載タンクに充填することができる。
【００３７】
次に、充填時（充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填している時）における充填量の制御について、図６を参照しながら説明する。
【００３８】
ステップＳ２２において、温度センサ１６及び圧力センサ１１、１４の測定値が所定の範囲にあるか否かを判断し、所定の範囲にあれば（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、調節弁１２を作動させることなく、その状態を維持する。一方、温度センサ１６及び圧力センサ１１、１４の測定値が所定の範囲になければ（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ２３で調節弁１２を作動させ、以後上記動作を繰り返す。
【００３９】
尚、上記動作説明では、ガス充填装置４Ａの充填ライン１０を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦ１を車載タンクに充填する場合について説明したが、充填ライン２０についても上記と同様の動作でカードル７に貯留されている燃料ガスＦ２を車載タンクに充填することができる。また、ガス充填装置４Ａ以外のガス充填装置４（４Ｂ〜４Ｎ）についても、冷凍機５からの冷媒Ｒをバルブ６（６Ｂ〜６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４（４Ｂ〜４Ｎ）の不凍液タンク２へ供給し、ガス充填装置４Ａと同様に機能させることができる。
【００４０】
次に、本発明にかかるガス充填システムの第２の実施形態について、図７〜図１３を参照しながら説明する。
【００４１】
このガス充填システム４１は、冷凍機４５と、各々のガス充填装置４４（４４Ａ〜４４Ｎ）毎に設けた不凍液タンク４２とを備え、カードル７に充填された燃料ガスＦを車輌に搭載された車載タンク（不図示）に供給するための充填ライン４８の内部を流れる燃料ガスＦが不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎによって冷却される。冷凍機４５からの冷媒Ｒは、バルブ４６（４６Ａ〜４６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４４（４４Ａ〜４４Ｎ）へ供給される。
【００４２】
ガス充填装置４４Ａは、ブロック図を省略するが、３つの温度センサ４９、５３、５９と、２つの圧力センサ５０、５６と、調節弁５１と、バルブ４６Ａと、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎを撹拌する撹拌装置４２ａと、遮断弁５７等を備え、この他に、図示を省略するが、スタートスイッチと、停止スイッチと、表示器とを備え、これら全体を制御装置で制御する。また、車載タンクへの燃料ガスＦの充填量を計数するため、充填パルスが用いられる。
【００４３】
充填ライン４８は、配管６１の内部の温度及び圧力を各々検知する温度センサ４９及び圧力センサ５０と、配管６１の内部を流れる燃料ガスＦの流量を調節する調節弁５１と、不凍液タンク４２への経路を切り換える三方弁５２と、三方弁５２によって切り換えられる第１経路５４及び第２経路５５と、不凍液タンク４２の下流側の配管６１’の内部の圧力を検知する圧力センサ５６と、燃料ガスＦの流れを遮断する遮断弁５７と、燃料ガスＦの流量を計測するメータ５８と、メータ５８を流れる燃料ガスＦの温度を検知する温度センサ５９と、燃料ガスＦを車載タンク（不図示）に供給するノズル６０とで構成される。
【００４４】
不凍液タンク４２は、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎの温度を検知する温度センサ５３と、不凍液タンク４２の内部で不凍液Ｎを撹拌する撹拌装置４２ａとを備える。撹拌装置４２ａは、図８に示すように、鉛直方向に延設された回転軸４２ｂを回転させ、回転軸４２ｂの下端部に装着された回転羽根４２ｃによって不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎを撹拌する。
【００４５】
また、撹拌装置４２ａに代えて、図９に示すように、不凍液タンク４２の下部に連通する下方パイプ４２ｄと、不凍液タンク４２の上部に連通する上方パイプ４２ｆとをボックス状の連結部４２ｅで連結した対流促進手段によって、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎの対流を促進して温度の均一化を図ってもよい。
【００４６】
さらに、不凍液タンク４２の内部の不凍液Ｎによって、配管４８を流れる燃料ガスＦを冷却するには、図１０に示すように、充填ライン６１の配管（内管）４８を囲繞する外管６３を設け、内管６２の内部に燃料ガスＦを通過させ、内管６２と外管６３との間に不凍液Ｎを通過させ、燃料ガスＦを冷却してもよい。
【００４７】
次に、上記構成を有するガス充填システム４１の動作について、図１１〜図１３を中心に参照しながら説明する。
【００４８】
まず、温度センサ４９によって測定されたカードル７からの燃料ガスＦの温度に応じて不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを変化させる動作について、図１１を中心に参照しながら説明する。尚、同図の最後の符号Ａは、図１２に示したフローに関連するものである。
【００４９】
ステップＳ３１において、ガス充填装置４４Ａのスタートスイッチがオンされると、ステップＳ３２において、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが予め定められた所定の温度ｔ１（例えば１０℃）より高いか否かを判断する。
【００５０】
温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１より高い場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）には、ステップＳ３３で遮断弁５７を開き、調節弁５１を開き、三方弁５２を第２経路５５へ切り換え、表示器をリセットする。一方、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１以下の場合（ステップＳ３２；ＮＯ）には、ステップＳ３４で遮断弁５７を開き、調節弁５１を開き、三方弁５２を第１経路５４へ切り換え、表示器をリセットする。
【００５１】
次に、冷凍機４５の運転状況を確認するため、ステップＳ３５において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンであるか否かを判断し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンである場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）には、ステップＳ３７でその状態を継続し、ステップＳ３８で充填パルスが発せられているか否かを判断し、充填パルスが発せられている場合には、ステップＳ３９で計数表示を行い、ステップＳ４０で停止スイッチがオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００５２】
一方、ステップＳ３５において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオフである場合（ステップＳ３５；ＮＯ）には、ステップＳで冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオンし、バルブ４６Ａを開き、ステップＳ３７でその状態を継続し、ステップＳ３８で充填パルスをカウントし、ステップＳ３９で計数表示を行い、ステップＳ４０で停止スイッチがオンとなるまでこの動作を繰り返す。
【００５３】
次に、ステップＳ４０において、停止スイッチがオンとなった場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）には、ステップＳ４１で遮断弁５７及び調節弁５１を閉じる。
【００５４】
次に、ステップＳ４２において、温度センサ５３によって検知された温度Ｔが−４０℃より高いか否かを判断し、−４０℃より高ければ（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、ステップＳ４３で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａのオン、並びにバルブ４６Ａの開状態を維持し、一方、温度センサ５３によって検知された温度Ｔが−４０℃以下であれば（ステップＳ４２；ＮＯ）、ステップＳ４４で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオフし、バルブ６Ａを閉じる。このステップＳ４２〜Ｓ４４の動作は、不凍液タンク４２の内部が冷え過ぎるのを防止するためのものである。
【００５５】
上記のように、本実施の形態においては、カードル７からの燃料ガスＦの温度が高ければ、不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを長くし、燃料ガスＦの温度が低ければ、不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを短くすることで、燃料ガスＦの温度に応じて燃料ガスＦを効率よく冷却することができる。
【００５６】
次に、温度センサ４９によって測定されたカードル７からの燃料ガスＦの温度に応じて冷凍機４５の作動温度を変化させる動作について、図１２を中心に参照しながら説明する。尚、同図のスタート直後の符号Ａは、、図１１に示したフローの符号Ａに繋がる。
【００５７】
ステップＳ５１において、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが予め定められた所定の温度ｔ１（例えば１０℃）より高いか否かを判断する。
【００５８】
温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１より高い場合（ステップＳ５１；ＹＥＳ）には、ステップＳ５２で冷凍機４５の作動温度Ｔ’を−３５℃に設定する。一方、温度センサ４９によって測定された温度Ｔが温度ｔ１以下の場合（ステップＳ５１；ＮＯ）には、ステップＳ５３で冷凍機４５の作動温度Ｔ’を−３０℃に設定する。ここでは、冷凍機４５の作動温度Ｔ’を−３０℃に設定したものとする。
【００５９】
次に、ステップＳ５４において、温度センサ５３の測定温度Ｔが−３０℃より高いか否かを判断し、例えば、検知された温度Ｔが−２９℃である場合には、−３０℃より高いため（ステップＳ５４；ＹＥＳ）、ステップＳ５５において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンであるか否かを判断し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンである場合（ステップＳ５５；ＹＥＳ）には、ステップＳ５７でその状態を継続し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオフである場合（ステップＳ５５；ＮＯ）には、ステップＳ５６で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオンし、バルブ４６Ａを開く。
【００６０】
一方、ステップＳ５４において、温度センサ５３の測定温度Ｔが、例えば、−３１℃である場合には、−３０℃以下であるため（ステップＳ５４；ＮＯ）、ステップＳ５８において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンであるか否かを判断し、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオンである場合（ステップＳ５８；ＹＥＳ）には、ステップＳ５９で冷凍機４５及び撹拌装置４２ａをオフし、バルブ４６Ａを閉じる。一方、ステップＳ５８において、冷凍機４５及び撹拌装置４２ａがオフである場合（ステップ５８；ＮＯ）には、ステップＳ５１に戻る。
【００６１】
次に、充填時（充填ライン４８を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦを車載タンクに充填している時）における充填量の制御について、図１３を参照しながら説明する。
【００６２】
ステップＳ６１において、温度センサ５９及び圧力センサ５０、５６の測定値が所定の範囲にあるか否かを判断し、所定の範囲にあれば（ステップＳ６１；ＹＥＳ）、調節弁５１を作動させることなく、その状態を維持する。一方、温度センサ５９及び圧力センサ５０、５６の測定値が所定の範囲になければ（ステップＳ６１；ＮＯ）、ステップＳ６２で調節弁５１を作動させ、以後上記動作を繰り返すことで、車載タンクへの充填量を制御する。
【００６３】
また、ステップＳ６３において、温度センサ５９の測定温度Ｔが−２０℃より高いか否かを判断し、例えば、測定温度Ｔが−１９℃である場合には、−２０℃より高いため（ステップＳ５９；ＹＥＳ）、ステップＳ６４において、三方弁５２を第２経路５５へ切り換える。一方、温度センサ５９によって測定された温度Ｔが、例えば、−２１℃である場合には、−２０℃以下であるため（ステップＳ６３；ＮＯ）、三方弁５２を第１経路５４へ切り換える。このように、温度センサ５９の測定温度Ｔに応じて不凍液タンク４２の内部の配管６１の管路長さを変化させることで、不凍液タンク４２で燃料ガスＦが過冷却となった場合に充填効率が低下することを防止することができる。
【００６４】
尚、上記動作説明では、ガス充填装置４４Ａの充填ライン４８を介してカードル７に貯留されている燃料ガスＦを車載タンクに充填する場合について説明したが、ガス充填装置４４Ａ以外のガス充填装置４４（４４Ｂ〜４４Ｎ）についても、冷凍機４５からの冷媒Ｒをバルブ４６（４６Ｂ〜４６Ｎ）を介して各々のガス充填装置４４（４４Ｂ〜４４Ｎ）の不凍液タンクへ供給し、ガス充填装置４４Ａと同様に機能させることができる。
【００６５】
また、蓄圧器を有するガス充填装置については、蓄圧器を囲繞するように上記不凍液タンク２、４２を設け、不凍液タンク２、４２で蓄圧器を予冷してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ ガス充填システム
２ 不凍液タンク
４（４Ａ〜４Ｎ） ガス充填装置
５ 冷凍機
６（６Ａ〜６Ｎ） バルブ
７ カードル
８ 温度センサ
９ ポンプ
１０ 充填ライン
１１ 圧力センサ
１２ 調節弁
１３、１３’ 配管
１４ 圧力センサ
１５ 遮断弁
１６ 温度センサ
１７ メータ
１８ ノズル
２０ 充填ライン
２１ 圧力センサ
２２ 調節弁
２３、２３’ 配管
２４ 圧力センサ
２５ 遮断弁
２６ 温度センサ
２７ メータ
２８ ノズル
３１ トラック
３２ 圧縮機
３３ 蓄圧器
３５ スタートスイッチ
３６ 停止スイッチ
３７ 充填パルス
３８ 表示器
３９ 制御装置
４１ ガス充填システム
４２ 不凍液タンク
４２ａ 撹拌装置
４２ｂ 回転軸
４２ｃ 回転羽根
４２ｄ 下方パイプ
４２ｅ 連結部
４２ｆ 上方パイプ
４４（４４Ａ〜４４Ｎ） ガス充填装置
４５ 冷凍機
４６（４６Ａ〜４６Ｎ） バルブ
４８ 充填ライン
４９ 温度センサ
５０ 圧力センサ
５１ 調節弁
５２ 三方弁
５３ 温度センサ
５４ 第１経路
５５ 第２経路
５６ 圧力センサ
５７ 遮断弁
５８ メータ
５９ 温度センサ
６０ ノズル
６１、６１’ 配管
６２ 配管（内管）
６３ 外管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスを充填するためのガス充填システムであって、
燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインと、
冷凍機からの冷媒が供給される冷却手段とを備え、
該冷却手段によって前記充填ラインを冷却することを特徴とするガス充填システム。
【請求項２】
前記冷却手段は、ガス充填装置内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填システム。
【請求項３】
前記冷却手段は、
前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、
該タンクの内部で前記不凍液を循環させるポンプとを備え、
前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過することを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填システム。
【請求項４】
前記冷却手段は、
前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、
該タンクの内部に鉛直方向に延設された回転軸と、
該回転軸に装着された回転羽根とを備え、
前記回転軸を介して前記回転羽根を回転させることで、前記タンクの内部で前記不凍液を循環させ、
前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過することを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填システム。
【請求項５】
前記冷却手段は、
前記燃料ガスが流れる内管と、
該内管を囲繞する外管とを備え、
該外管と前記内管との間を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液が流れることを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填システム。
【請求項１】
車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスを充填するためのガス充填システムであって、
燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインと、
冷凍機からの冷媒が供給される冷却手段とを備え、
該冷却手段によって前記充填ラインを冷却することを特徴とするガス充填システム。
【請求項２】
前記冷却手段は、ガス充填装置内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填システム。
【請求項３】
前記冷却手段は、
前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、
該タンクの内部で前記不凍液を循環させるポンプとを備え、
前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過することを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填システム。
【請求項４】
前記冷却手段は、
前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液を収容したタンクと、
該タンクの内部に鉛直方向に延設された回転軸と、
該回転軸に装着された回転羽根とを備え、
前記回転軸を介して前記回転羽根を回転させることで、前記タンクの内部で前記不凍液を循環させ、
前記タンクの内部を前記充填ラインの一部が通過することを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填システム。
【請求項５】
前記冷却手段は、
前記燃料ガスが流れる内管と、
該内管を囲繞する外管とを備え、
該外管と前記内管との間を、前記冷凍機からの冷媒で冷却される不凍液が流れることを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−２５８１（Ｐ２０１３−２５８１Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５８８７（Ｐ２０１１−１３５８８７）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００１５１３４６）株式会社タツノ (167)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００１５１３４６）株式会社タツノ (167)
【Ｆターム（参考）】
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