水素ステーション
【課題】本発明は、燃料電池搭載車両への連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することが可能な水素ステーションを提供することを課題とする。
【解決手段】圧縮機１３と、圧縮機１３により圧縮された水素ガスを貯蔵する第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３と、圧縮機１３と第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３とを接続し、かつ圧縮された水素ガスを第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に供給する第１の水素ガス供給配管１６と、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３から供給された水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器４１と、第１の水素ガス供給配管１６から分岐され、拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続される第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３と、を有する。
【解決手段】圧縮機１３と、圧縮機１３により圧縮された水素ガスを貯蔵する第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３と、圧縮機１３と第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３とを接続し、かつ圧縮された水素ガスを第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に供給する第１の水素ガス供給配管１６と、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３から供給された水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器４１と、第１の水素ガス供給配管１６から分岐され、拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続される第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の自動車として、水素ガスを燃料として用いる燃料電池搭載車両（「水素自動車」、或いは「水素エンジン自動車」ともいう）の開発が進められている。燃料電池搭載車両は、炭酸ガス、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の排出がなく、水を排出するだけの環境にやさしい自動車とされている。
【０００３】
上記燃料電池搭載車両は、燃料補給時には通常のガソリン自動車と同様に、その燃料である水素ガスを充填する水素ステーションまで走行し、該水素ステーションから水素ガスを補給する。
【０００４】
水素ステーションとして、水素ガスを圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された水素ガスを貯蔵する蓄圧器と、蓄圧器から供給された水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器と、熱交換器と接続され、冷却された高圧の水素ガスを燃料電池搭載車両の車載タンクに充填するディスペンサーとを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような水素ステーションにおいては、蓄圧器の内圧と燃料電池搭載車両の燃料タンクの内圧との圧力差（差圧）により水素を充填する方法を採用している。差圧充填では、蓄圧した水素を効率よく充填するために、通常、蓄圧器は複数の容器からなり、２つ以上の容器または容器群（以下、「蓄圧バンク」という）に区分し、各蓄圧バンクごとに充填を実施する。差圧充填の場合、差圧が大きいほど充填速度を早くすることが可能である。逆に差圧が小さいと、充填速度が遅くなるばかりではなく、燃料タンクの充填終了圧力も低くなる（所定圧力まで昇圧できない）可能性がある。
【０００７】
主な差圧充填の動作は以下の通りである。
（１）燃料電池車の燃料タンクと水素ステーションのディスペンサーとを充填ノズルにより接続する。
（２）燃料電池搭載車両に搭載された「燃料タンクの内圧」を測定又は推定する。
（３）蓄圧器の各バンクの内圧を確認する。
（４）「蓄圧器の内圧＞燃料タンクの内圧＋α」の条件下であれば充填可能と認識する。ここでαは０より大きい任意の値
（５）充填動作開始（信号）により、ある１つの蓄圧バンク（第１蓄圧バンク）と燃料タンクの間を閉止している弁（以下、各蓄圧バンク充填自動弁という）が開く。
（６）第１蓄圧バンクから燃料タンクに水素が流れ込み、「蓄圧器の内圧」は水素が流出した分だけ低下し、「燃料タンクの内圧」は水素が流入した分だけ上昇する。
（７）充填時の燃料タンクの上昇速度はディスペンサー内の流量調整弁で適正に制御されている。また、充填流量は常時流量計で計測されている。
（８）「蓄圧器の内圧＝燃料タンクの内圧＋α」になれば、第１蓄圧バンクからの充填は終了し、第１蓄圧バンク充填自動弁が閉められる。
（９）第２蓄圧バンクからの充填に移行する。（上記（３）〜（８）の繰り返し）
（１０）燃料タンクが所定圧力になれば充填は終了する。
【０００８】
以上のように、差圧充填においては、１台充填を実施すると蓄圧器の内圧は低下することになる。ピーク時の利用台数が少ない場合（車が連続して充填に来ない場合）は、２台目の充填までに時間があるので、その間に圧縮機で蓄圧器に水素を充填し、蓄圧器を元の満充填状態に復帰することができる。よって、２台目への充填に際しても、１台目の充填と同様に、所定圧力まで高速で充填を完了できる。
【０００９】
しかし、燃料電池搭載車両の普及が進み、ピーク時のステーション利用台数が多くなる（車が連続して充填に来る）と、２台目の充填までの時間を充分に確保できない事態が想定される。この場合、蓄圧器の満充填状態への復帰が不十分な状態となり、２台目の充填速度が遅くなる可能性がある。また、２台目の燃料タンクが所定圧力に達しない可能性もある。更に連続して３台目の充填になれば、充填速度低下及び充填終了圧力低下の可能性が高くなる。
【００１０】
そこで本発明は、燃料電池搭載車両の大幅な普及が見込まれる将来においても、燃料電池搭載車両への連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することが可能な水素ステーション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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、水素ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された前記水素ガスを貯蔵する第１の蓄圧器と、前記圧縮機と前記第１の蓄圧器とを接続し、かつ前記圧縮された水素ガスを前記第１の蓄圧器に供給する第１の水素ガス供給配管と、前記第１の蓄圧器から供給された前記水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器と、前記第１の水素ガス供給配管から分岐され、拡張用蓄圧器ユニットを構成する第２の蓄圧器と接続される第１の拡張ユニット接続用分岐ラインと、を有することを特徴とする水素ステーションが提供される。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、前記第１の拡張ユニット接続用分岐ラインの端に、第１の接続部を有し、前記第１の接続部は、前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられ、かつ前記第２の蓄圧器と接続された第２の接続部に対して着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項１記載の水素ステーションが提供される。
【００１３】
また、請求項３に係る発明によれば、第１の支持台を有し、前記第１の支持台上に、前記圧縮機、前記第１の蓄圧器、前記第１の水素ガス供給配管、前記第１の拡張ユニット接続用分岐ライン、及び前記熱交換器を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の水素ステーションが提供される。
【００１４】
また、請求項４に係る発明によれば、前記拡張用蓄圧器ユニットは、前記第２の蓄圧器と、前記第２の接続部と前記第２の蓄圧器とを接続する第２の水素ガス供給配管と、前記第２の水素ガス供給配管から分岐され、他の前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられた前記第２の蓄圧器と接続される第２の拡張ユニット接続用分岐ラインと、を有し、前記第１の支持台上に、前記第２の蓄圧器、前記第２の水素ガス供給配管、及び前記第２の拡張ユニット接続用分岐ラインを配置したことを特徴とする請求項３記載の水素ステーションが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水素ステーションによれば、第２の蓄圧器を増設するための第１の拡張ユニット接続分岐配管が予め設けられていることから、ここに第２の蓄圧器を増設することで、燃料電池搭載車両１台あたり充填時の蓄圧器の内圧低下を低減し、連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することができる。
【００１６】
したがって本発明によれば、燃料電池搭載車両のピーク時のステーション利用台数が低い初期段階では、蓄圧器を構成する容器数を少数に抑えて水素ステーションの規模を小さく抑えられる一方、将来、燃料電池搭載車両の普及が進みピーク時のステーション利用台数が増加した場合にも十分対応可能な水素ステーションを提供できる。
【００１７】
また、第１の拡張ユニット接続分岐配管が予め設けられていることから、ここに拡張用蓄圧器ユニットを接続するだけで容易に蓄圧器を増設できる。したがって、蓄圧器ユニットの増設に要する工事が不要または最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る水素ステーションの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す水素ステーションに３つの第１の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。
【図３】図２に示す第１の拡張蓄圧器ユニットにそれぞれ第２の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示する各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の水素ステーションの寸法関係とは異なる場合がある。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る水素ステーションの概略構成を示す平面図である。
図１を参照するに、本実施の形態の水素ステーション１０は、第１の支持台１２と、圧縮機１３と、第１の水素ガス供給配管１６と、バルブ１７，１８，２２〜２５，２７〜２９，３２〜３４，４８−１，４８−２，４８−３、水素ガス導出配管２１と、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３と、第１の蓄圧器支持体３７と、熱交換器４１と、ディスペンサー４５と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３と、第１の接続部４７−１，４７−２，４７−３と、を有する。
【００２１】
第１の支持台１２は、矩形の板状部材である支持板（図示せず）と、該支持板の下面側に設けられ、設置場所から支持板を浮かせた状態で支持する複数の脚部（図示せず）と、を有する。第１の支持台１２の上面１２ａ（支持板の上面）は、平坦な面とされている。
【００２２】
圧縮機１３は、第１の支持台１２の上面１２ａに配置されている。圧縮機１３は、第１の水素ガス供給配管１６に設けられており、第１の水素ガス供給配管１６を介して、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３のそれぞれと接続されている。また、圧縮機１３は、第１の水素ガス供給配管１６を介して、水素ガス供給源（図示せず）と接続されている。圧縮機１３は、水素ガス供給源（図示せず）から供給された水素ガスを圧縮し、圧縮した水素ガスを第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に供給する。
【００２３】
第１の水素ガス供給配管１６は、供給配管本体５１と、供給配管本体５１から分岐した第１分岐ライン５２、第２分岐ライン５３、及び第３分岐ライン５４と、を有する。供給配管本体５１は、一方の端が図示していない水素ガス供給源（図示せず）と接続される。
【００２４】
第１の水素ガス供給配管１６は、第１分岐ライン５２、第２分岐ライン５３、第３分岐ライン５４のうち、いずれか１つのラインを介して圧縮機１３と各第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３とを接続することで、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３のそれぞれに対して圧縮された水素ガスを供給する。
【００２５】
バルブ１７は、圧縮機１３と水素ガス供給源（図示せず）との間に位置する供給配管本体５１に設けられている。バルブ１７は、水素ガス供給源（図示せず）から供給される水素ガスを圧縮機１３に供給するか否かの選択を行なう。
【００２６】
バルブ１８は、圧縮機１３の下流側に位置する供給配管本体５１に設けられている。第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３内に充填された水素ガスを熱交換器４１に供給する際、バルブ１８が閉じることで、圧縮機１３側に水素ガスが流れることを防止する。
【００２７】
水素ガス導出配管２１は、第１分岐ライン５２の中途部から分岐した第４分岐ライン５５と、第２分岐ライン５３の中途部から分岐した第５分岐ライン５７と、第３分岐ライン５４の中途部から分岐した第６分岐ライン５８と、第４分岐ライン５５、第５分岐ライン５７又は第６分岐ライン５８を介して第１の蓄圧器３６−１〜３６−３から導出された水素ガスをディスペンサー４５に導く導出配管本体５９と、を有する。
【００２８】
なお、水素ガス導出配管２１の後述するバルブ３２，３３，３４の下流側には、供給配管本体５１から分岐した配管５６が接続されている。
【００２９】
バルブ２２は、配管５６に設けられている。バルブ２２は、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に水素ガスを導入（供給）する際、及び第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３から水素ガスを導出する際に閉じる。
【００３０】
バルブ２３は、第１の蓄圧器３６−１の近傍に位置する第１分岐ライン５２に設けられている。バルブ２３は、第１の蓄圧器３６−１から水素ガスを導出する際、及び第１の蓄圧器３６−１内に水素ガスを導入（供給）する際に開く。
【００３１】
バルブ２４は、第１の蓄圧器３６−２の近傍に位置する第２分岐ライン５３に設けられている。バルブ２４は、第１の蓄圧器３６−２から水素ガスを導出する際、及び第１の蓄圧器３６−２内に水素ガスを導入（供給）する際に開く。
【００３２】
バルブ２５は、第１の蓄圧器３６−３の近傍に位置する第３分岐ライン５４に設けられている。バルブ２５は、第１の蓄圧器３６−３から水素ガスを導出する際、及び第１の蓄圧器３６−３内に水素ガスを導入（供給）する際に開く。
【００３３】
バルブ２７は、第１分岐ライン５２の第４分岐ライン５５接続位置より上流側に設けられている。バルブ２７は、第１の蓄圧器３６−１から水素ガスを導出するときに閉じ、第１の蓄圧器３６−１内に水素ガスを導入するときに開く。
【００３４】
バルブ２８は、第２分岐ライン５３の第５分岐ライン５７接続位置より上流側に設けられている。バルブ２８は、第１の蓄圧器３６−２から水素ガスを導出するときに閉じ、第１の蓄圧器３６−２内に水素ガスを導入するときに開く。
【００３５】
バルブ２９は、第３分岐ライン５４の第６分岐ライン５８接続位置より上流側に設けられている。バルブ２９は、第１の蓄圧器３６−３から水素ガスを導出するときに閉じ、第１の蓄圧器３６−３内に水素ガスを導入するときに開く。
【００３６】
バルブ３２は、第４分岐ライン５５に設けられている。バルブ３２は、第１の蓄圧器３６−１から水素ガスを導出するときに開き、第１の蓄圧器３６−１内に水素ガスを導入するときに閉じる。
【００３７】
バルブ３３は、第５分岐ライン５７に設けられている。バルブ３３は、第１の蓄圧器３６−２から水素ガスを導出するときに開き、第１の蓄圧器３６−２内に水素ガスを導入するときに閉じる。
【００３８】
バルブ３４は、第６分岐ライン５８に設けられている。バルブ３４は、第１の蓄圧器３６−３から水素ガスを導出するときに開き、第１の蓄圧器３６−３内に水素ガスを導入するときに閉じる。
【００３９】
第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３は、図示してはいないが、第１の支持台１２上にそれぞれ２つずつ積み重ねられて配置されており、第１の支持台１２上に固定された第１の蓄圧器支持体３７に支持されている。
このように、第１の支持台１２上に、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３を積み重ねて配置することにより、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の占有面積を小さくすることが可能となるので、第１の支持台１２の外形サイズを小型化することができる。
【００４０】
第１の蓄圧器３６−１は、バルブ２３，３２が開き、かつバルブ１８，２２，２７が閉じた状態において、第１の蓄圧器３６−１内に充填された高圧の水素ガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４１】
第１の蓄圧器３６−２は、バルブ２４，３３が開いた状態で、かつバルブ１８，２２，２８が閉じた状態において、第１の蓄圧器３６−２内に充填された高圧の水素ガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４２】
第１の蓄圧器３６−３は、バルブ２５，３４が開いた状態で、かつバルブ１８，２２，２９が閉じた状態において、第１の蓄圧器３６−２内に充填された高圧の水素ガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、一例として、６本の第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３を設けた場合を例に挙げて説明したが、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の数は、使用する頻度等に応じて適宜選択することができ、６本に限定されない。
【００４４】
熱交換器４１は、第１の支持台１２上に固定されている。熱交換器４１は、図示していないが、ブライン等の冷媒（例えば、ギ酸カリウムを主成分とする混合物）が流通する流路内に水素ガスが移動する水素ガス用配管が配置された構成とされている。
熱交換器４１は、ディスペンサー４５に供給された水素ガスを冷却し、該冷却したガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４５】
ディスペンサー４５は、第１の支持台１２上に固定されている。ディスペンサー４５は、ディスペンス用ホース６１を有する。ディスペンス用ホース６１は、燃料電池搭載車両１１の車載タンク４８に冷却された水素ガスを充填する際、車載タンク４８と接続されるホースである。
ディスペンサー５４は、第１の蓄熱器３６−１，３６−２，３６−３と車載タンク４８との間の圧力差により、熱交換器４１により冷却された水素ガスを車載タンク４８内に充填する。
【００４６】
図２は、図１に示す水素ステーションに３つの第１の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図１を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１は、バルブ２３の配設位置よりも下流側に位置する第１分岐ライン５２から分岐されている。
図２を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１は、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１（拡張用蓄圧器ユニット）を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続されている。
【００４７】
第１の接続部４７−１は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１の端に設けられている。これにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１は、第１の接続部４７−１を介して、第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続される。第１の接続部４７−１としては、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００４８】
バルブ４８−１は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１に設けられている。バルブ４８−１は、第２の蓄圧器６８−１，６８−２内の水素ガスを第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１に供給する際に開く。
【００４９】
このように、第１の蓄圧器３６−１の近傍に位置する第１分岐ライン５２から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と接続される第１の接続部４７−１と、を有することにより、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１を増設することが可能となる。
これにより、燃料電池搭載車両１１の１台あたり充填時の蓄圧器の内圧低下を低減し、連続充填時の充填速度低下及び充填終了時の圧力低下を緩和することが可能となる。
【００５０】
したがって、燃料電池搭載車両１１のピーク時の水素ステーション１０の利用台数が低い初期段階では、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の本数を少なくして水素ステーション１０の規模を小さくすることができる。
【００５１】
また、将来、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時の水素ステーション１０の利用台数が増加した際には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１を増設することで、十分対応することができる。
【００５２】
ここで、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１の構成について説明する。
図２を参照するに、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１は、第２の支持台６６と、第２の蓄圧器６８−１，６８−２と、第２の蓄圧器支持体６９と、第２の水素ガス供給配管７１と、バルブ７３，７４と、第２の接続部７６と、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８と、第３の接続部８１と、を有する。
【００５３】
第２の支持台６６は、先に説明した第１の支持台１２と比較して、外形サイズの小さい支持台である。第２の支持台６６は、平坦な上面６６ａを有する。
第２の蓄圧器６８−１，６８−２は、それぞれ２つ設けられており、第２の支持台６６の上面６６ａに積み重ねて配置されている。
【００５４】
このように、複数（この場合、４つ）の第２の蓄圧器６８−１，６８−２を設け、第２の支持台６６の上面６６ａに積み重ねて配置することにより、支持台６６の上面６６ａの面積を小さくすることが可能となるため、第２の支持台６６の外形サイズを小さくすることができる。また、第２の支持台６６の外形サイズが小さくなることで、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１の設置場所の自由度を向上させることができる。
【００５５】
なお、一例として、第２の蓄圧器６８−１，６８−２の数がそれぞれ２つの場合について説明したが、第２の蓄圧器６８−１，６８−２の数は、これに限定されない。また、第２の蓄圧器６８−１，６８−２の数が少ない場合には、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を積み重ねて配置しなくてもよい。
【００５６】
第２の蓄圧器支持体６９は、第２の支持台６６上に固定されており、積み重ねられた第２の蓄圧器６８−１，６８−２を支持している。
第２の水素ガス供給配管７１は、供給管本体８３と、第１分岐ライン８４と、第２分岐ライン８５と、を有する。供給管本体８３の一方の端は、供給管本体８３から分岐した第１分岐ライン８４及び第２分岐ライン８５と接続されている。
第１分岐ライン８４は、第２の蓄圧器６８−１と接続されている。第２分岐ライン８５は、第２の蓄圧器６８−２と接続されている。
【００５７】
バルブ７３は、第１分岐ライン８４に設けられている。バルブ７３は、水素ステーション１０に第２の蓄圧器６８−１内の水素ガスを供給する際に開かれる。
バルブ７４は、第２分岐ライン８５に設けられている。バルブ７４は、水素ステーション１０に第２の蓄圧器６８−２内の水素ガスを供給する際に開かれる。
【００５８】
第２の接続部７６は、供給管本体８３の端（第２の水素ガス供給配管７１の端）に設けられている。第２の接続部７６は、第１の接続部４７−１と係合する部材であり、第１の接続部４７−１に対して着脱可能な構成とされている。第２の接続部７６としては、例えば、オス型のカプラ（プラグ）を用いることができる。
【００５９】
このように、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１の端に配置された第１の接続部４７−１と、第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続された第２の水素ガス供給配管７１の端に配置され、第１の接続部４７−１に対して着脱可能な構成とされた第２の接続部７６と、を設けることにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１と第２の水素ガス供給配管７１とを容易に接続することができる。
したがって、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１の増設に要する工事が不要または最小限に抑えることができる。
【００６０】
図３は、図２に示す第１の拡張蓄圧器ユニットにそれぞれ第２の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００６１】
図３を参照するに、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８は、第２分岐ライン８５（第２の水素ガス供給配管７１の構成要素）から分岐している。
このように、第２分岐ライン８５から分岐された第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８を設けることにより、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８と第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と同様な構成とされた第２の拡張用蓄圧器ユニット８８（他の拡張用蓄圧器ユニット）に設けられた第２の蓄圧器６８−１，６８−２とを接続することが可能となるため、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時のステーション利用台数がさらに増加した場合でも十分対応することができる。
【００６２】
第３の接続部８１は、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８の端に設けられている。第３の接続部８１は、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第２の接続部７６と係合すると共に、第２の接続部７６に対して着脱可能な構成とされている。第３の接続部８１としては、例えば、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００６３】
このように、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８の端に、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第２の接続部７６と係合する第３の接続部８１を設けることにより、拡張用蓄圧器ユニット６５−１と第２の拡張用蓄圧器ユニット８８とを容易に接続することができる。
【００６４】
図１を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２は、バルブ２４の配設位置よりも下流側に位置する第２分岐ライン５３から分岐されている。
【００６５】
図２を参照するに、第１の接続部４７−２は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２の端に設けられている。第１の接続部４７−２には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と同様な構成とされた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２の第２の接続部７６が接続されている。
これにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２は、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続されている。第１の接続部４７−２としては、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００６６】
バルブ４８−２は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２に設けられている。バルブ４８−２は、第２の蓄圧器６８−１，６８−２内の水素ガスを第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２に供給する際に開く。
【００６７】
このように、第１の蓄圧器３６−２の近傍に位置する第２分岐ライン５３から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２と接続される第１の接続部４７−２と、を有することにより、先に説明した第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１及び第１の接続部４７−１を設けた場合と同様な効果を得ることができる。
【００６８】
図３を参照するに、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２の第３の接続部８１には、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８が接続されている。
【００６９】
図１を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３は、バルブ２５の配設位置よりも下流側に位置する第３分岐ライン５４から分岐されている。
【００７０】
図２を参照するに、第１の接続部４７−３は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３の端に設けられている。第１の接続部４７−３には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と同様な構成とされた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３の第２の接続部７６が接続されている。
これにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３は、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続されている。第１の接続部４７−３としては、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００７１】
バルブ４８−３は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３に設けられている。バルブ４８−３は、第２の蓄圧器６８−１，６８−２内の水素ガスを第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３に供給する際に開く。
【００７２】
このように、第１の蓄圧器３６−３の近傍に位置する第３分岐ライン５４から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３と接続される第１の接続部４７−３と、を有することにより、先に説明した第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１及び第１の接続部４７−１を設けた場合と同様な効果を得ることができる。
【００７３】
図３を参照するに、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３の第３の接続部８１には、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８が接続されている。
【００７４】
本実施の形態の水素ステーションによれば、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の近傍に位置する分岐ライン（第１分岐ライン５２、第２の分岐ライン５３、第３の分岐ライン５４のうちのいずれか）から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３のうちのいずれかと接続される第１の接続部４７−１，４７−２，４７−３と、を有することにより、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３を増設することが可能となる。
【００７５】
これにより、充填時における燃料電池搭載車両１１の１台あたりの蓄圧器の内圧低下を低減することが可能になると共に、連続充填時の充填速度低下及び充填終了時の圧力低下を緩和することが可能となる。
【００７６】
したがって、燃料電池搭載車両１１のピーク時の水素ステーション１０の利用台数が低い初期段階では、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の本数を少なくして水素ステーション１０の規模を小さくすることができる。
【００７７】
また、将来、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時の水素ステーション１０の利用台数が増加した際には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３を増設することで、十分対応することができる。
【００７８】
また、第２分岐ライン８５から分岐された第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８を設けることにより、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８と第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第２の蓄圧器６８−１，６８−２とを接続することが可能となるため、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時の水素ステーション１０の利用台数がさらに増加した際でも対応することができる。
【００７９】
なお、図３に示す３つの第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第３の接続部８１に、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８と同様な構成とされた拡張用蓄圧器ユニット（図示せず）を接続してもよい。
【００８０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、燃料電池搭載車両の大幅な普及が見込まれる将来においても、燃料電池搭載車両への連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することが可能な水素ステーションに適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…水素ステーション、１１…燃料電池搭載車両、１２…第１の支持台、１２ａ，６６ａ…上面、１３…圧縮機、１６…第１の水素ガス供給配管、１７，１８，２２〜２５，２７〜２９，３２〜３４，４８−１，４８−２，４８−３，７３，７４…バルブ、２１…水素ガス導出配管、３６−１，３６−２，３６−３…第１の蓄圧器、３７…第１の蓄圧器支持体、４１…熱交換器、４５…ディスペンサー、４６−１，４６−２，４６−３…第１の拡張ユニット接続用分岐ライン、４７−１，４７−２，４７−３…第１の接続部、４９…車載タンク、５１，８３…供給配管本体、５２，８４…第１分岐ライン、５３，８５…第２分岐ライン、５４…第３分岐ライン、５５…第４分岐ライン、５６…配管、５７…第５分岐ライン、５８…第６分岐ライン、５９…導出配管本体、６１…ディスペンス用ホース、６５−１，６５−２，６５−３…第１の拡張用蓄圧器ユニット、６６…第２の支持台、６８−１，６８−２…第２の蓄圧器、６９…第２の蓄圧器支持体、７１…第２の水素ガス供給配管、７６…第２の接続部、７８…第２の拡張ユニット接続用分岐ライン、８１…第３の接続部、８８…第２の拡張用蓄圧器ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の自動車として、水素ガスを燃料として用いる燃料電池搭載車両（「水素自動車」、或いは「水素エンジン自動車」ともいう）の開発が進められている。燃料電池搭載車両は、炭酸ガス、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の排出がなく、水を排出するだけの環境にやさしい自動車とされている。
【０００３】
上記燃料電池搭載車両は、燃料補給時には通常のガソリン自動車と同様に、その燃料である水素ガスを充填する水素ステーションまで走行し、該水素ステーションから水素ガスを補給する。
【０００４】
水素ステーションとして、水素ガスを圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された水素ガスを貯蔵する蓄圧器と、蓄圧器から供給された水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器と、熱交換器と接続され、冷却された高圧の水素ガスを燃料電池搭載車両の車載タンクに充填するディスペンサーとを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような水素ステーションにおいては、蓄圧器の内圧と燃料電池搭載車両の燃料タンクの内圧との圧力差（差圧）により水素を充填する方法を採用している。差圧充填では、蓄圧した水素を効率よく充填するために、通常、蓄圧器は複数の容器からなり、２つ以上の容器または容器群（以下、「蓄圧バンク」という）に区分し、各蓄圧バンクごとに充填を実施する。差圧充填の場合、差圧が大きいほど充填速度を早くすることが可能である。逆に差圧が小さいと、充填速度が遅くなるばかりではなく、燃料タンクの充填終了圧力も低くなる（所定圧力まで昇圧できない）可能性がある。
【０００７】
主な差圧充填の動作は以下の通りである。
（１）燃料電池車の燃料タンクと水素ステーションのディスペンサーとを充填ノズルにより接続する。
（２）燃料電池搭載車両に搭載された「燃料タンクの内圧」を測定又は推定する。
（３）蓄圧器の各バンクの内圧を確認する。
（４）「蓄圧器の内圧＞燃料タンクの内圧＋α」の条件下であれば充填可能と認識する。ここでαは０より大きい任意の値
（５）充填動作開始（信号）により、ある１つの蓄圧バンク（第１蓄圧バンク）と燃料タンクの間を閉止している弁（以下、各蓄圧バンク充填自動弁という）が開く。
（６）第１蓄圧バンクから燃料タンクに水素が流れ込み、「蓄圧器の内圧」は水素が流出した分だけ低下し、「燃料タンクの内圧」は水素が流入した分だけ上昇する。
（７）充填時の燃料タンクの上昇速度はディスペンサー内の流量調整弁で適正に制御されている。また、充填流量は常時流量計で計測されている。
（８）「蓄圧器の内圧＝燃料タンクの内圧＋α」になれば、第１蓄圧バンクからの充填は終了し、第１蓄圧バンク充填自動弁が閉められる。
（９）第２蓄圧バンクからの充填に移行する。（上記（３）〜（８）の繰り返し）
（１０）燃料タンクが所定圧力になれば充填は終了する。
【０００８】
以上のように、差圧充填においては、１台充填を実施すると蓄圧器の内圧は低下することになる。ピーク時の利用台数が少ない場合（車が連続して充填に来ない場合）は、２台目の充填までに時間があるので、その間に圧縮機で蓄圧器に水素を充填し、蓄圧器を元の満充填状態に復帰することができる。よって、２台目への充填に際しても、１台目の充填と同様に、所定圧力まで高速で充填を完了できる。
【０００９】
しかし、燃料電池搭載車両の普及が進み、ピーク時のステーション利用台数が多くなる（車が連続して充填に来る）と、２台目の充填までの時間を充分に確保できない事態が想定される。この場合、蓄圧器の満充填状態への復帰が不十分な状態となり、２台目の充填速度が遅くなる可能性がある。また、２台目の燃料タンクが所定圧力に達しない可能性もある。更に連続して３台目の充填になれば、充填速度低下及び充填終了圧力低下の可能性が高くなる。
【００１０】
そこで本発明は、燃料電池搭載車両の大幅な普及が見込まれる将来においても、燃料電池搭載車両への連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することが可能な水素ステーション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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、水素ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された前記水素ガスを貯蔵する第１の蓄圧器と、前記圧縮機と前記第１の蓄圧器とを接続し、かつ前記圧縮された水素ガスを前記第１の蓄圧器に供給する第１の水素ガス供給配管と、前記第１の蓄圧器から供給された前記水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器と、前記第１の水素ガス供給配管から分岐され、拡張用蓄圧器ユニットを構成する第２の蓄圧器と接続される第１の拡張ユニット接続用分岐ラインと、を有することを特徴とする水素ステーションが提供される。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、前記第１の拡張ユニット接続用分岐ラインの端に、第１の接続部を有し、前記第１の接続部は、前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられ、かつ前記第２の蓄圧器と接続された第２の接続部に対して着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項１記載の水素ステーションが提供される。
【００１３】
また、請求項３に係る発明によれば、第１の支持台を有し、前記第１の支持台上に、前記圧縮機、前記第１の蓄圧器、前記第１の水素ガス供給配管、前記第１の拡張ユニット接続用分岐ライン、及び前記熱交換器を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の水素ステーションが提供される。
【００１４】
また、請求項４に係る発明によれば、前記拡張用蓄圧器ユニットは、前記第２の蓄圧器と、前記第２の接続部と前記第２の蓄圧器とを接続する第２の水素ガス供給配管と、前記第２の水素ガス供給配管から分岐され、他の前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられた前記第２の蓄圧器と接続される第２の拡張ユニット接続用分岐ラインと、を有し、前記第１の支持台上に、前記第２の蓄圧器、前記第２の水素ガス供給配管、及び前記第２の拡張ユニット接続用分岐ラインを配置したことを特徴とする請求項３記載の水素ステーションが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水素ステーションによれば、第２の蓄圧器を増設するための第１の拡張ユニット接続分岐配管が予め設けられていることから、ここに第２の蓄圧器を増設することで、燃料電池搭載車両１台あたり充填時の蓄圧器の内圧低下を低減し、連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することができる。
【００１６】
したがって本発明によれば、燃料電池搭載車両のピーク時のステーション利用台数が低い初期段階では、蓄圧器を構成する容器数を少数に抑えて水素ステーションの規模を小さく抑えられる一方、将来、燃料電池搭載車両の普及が進みピーク時のステーション利用台数が増加した場合にも十分対応可能な水素ステーションを提供できる。
【００１７】
また、第１の拡張ユニット接続分岐配管が予め設けられていることから、ここに拡張用蓄圧器ユニットを接続するだけで容易に蓄圧器を増設できる。したがって、蓄圧器ユニットの増設に要する工事が不要または最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る水素ステーションの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す水素ステーションに３つの第１の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。
【図３】図２に示す第１の拡張蓄圧器ユニットにそれぞれ第２の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示する各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の水素ステーションの寸法関係とは異なる場合がある。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る水素ステーションの概略構成を示す平面図である。
図１を参照するに、本実施の形態の水素ステーション１０は、第１の支持台１２と、圧縮機１３と、第１の水素ガス供給配管１６と、バルブ１７，１８，２２〜２５，２７〜２９，３２〜３４，４８−１，４８−２，４８−３、水素ガス導出配管２１と、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３と、第１の蓄圧器支持体３７と、熱交換器４１と、ディスペンサー４５と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３と、第１の接続部４７−１，４７−２，４７−３と、を有する。
【００２１】
第１の支持台１２は、矩形の板状部材である支持板（図示せず）と、該支持板の下面側に設けられ、設置場所から支持板を浮かせた状態で支持する複数の脚部（図示せず）と、を有する。第１の支持台１２の上面１２ａ（支持板の上面）は、平坦な面とされている。
【００２２】
圧縮機１３は、第１の支持台１２の上面１２ａに配置されている。圧縮機１３は、第１の水素ガス供給配管１６に設けられており、第１の水素ガス供給配管１６を介して、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３のそれぞれと接続されている。また、圧縮機１３は、第１の水素ガス供給配管１６を介して、水素ガス供給源（図示せず）と接続されている。圧縮機１３は、水素ガス供給源（図示せず）から供給された水素ガスを圧縮し、圧縮した水素ガスを第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に供給する。
【００２３】
第１の水素ガス供給配管１６は、供給配管本体５１と、供給配管本体５１から分岐した第１分岐ライン５２、第２分岐ライン５３、及び第３分岐ライン５４と、を有する。供給配管本体５１は、一方の端が図示していない水素ガス供給源（図示せず）と接続される。
【００２４】
第１の水素ガス供給配管１６は、第１分岐ライン５２、第２分岐ライン５３、第３分岐ライン５４のうち、いずれか１つのラインを介して圧縮機１３と各第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３とを接続することで、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３のそれぞれに対して圧縮された水素ガスを供給する。
【００２５】
バルブ１７は、圧縮機１３と水素ガス供給源（図示せず）との間に位置する供給配管本体５１に設けられている。バルブ１７は、水素ガス供給源（図示せず）から供給される水素ガスを圧縮機１３に供給するか否かの選択を行なう。
【００２６】
バルブ１８は、圧縮機１３の下流側に位置する供給配管本体５１に設けられている。第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３内に充填された水素ガスを熱交換器４１に供給する際、バルブ１８が閉じることで、圧縮機１３側に水素ガスが流れることを防止する。
【００２７】
水素ガス導出配管２１は、第１分岐ライン５２の中途部から分岐した第４分岐ライン５５と、第２分岐ライン５３の中途部から分岐した第５分岐ライン５７と、第３分岐ライン５４の中途部から分岐した第６分岐ライン５８と、第４分岐ライン５５、第５分岐ライン５７又は第６分岐ライン５８を介して第１の蓄圧器３６−１〜３６−３から導出された水素ガスをディスペンサー４５に導く導出配管本体５９と、を有する。
【００２８】
なお、水素ガス導出配管２１の後述するバルブ３２，３３，３４の下流側には、供給配管本体５１から分岐した配管５６が接続されている。
【００２９】
バルブ２２は、配管５６に設けられている。バルブ２２は、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に水素ガスを導入（供給）する際、及び第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３から水素ガスを導出する際に閉じる。
【００３０】
バルブ２３は、第１の蓄圧器３６−１の近傍に位置する第１分岐ライン５２に設けられている。バルブ２３は、第１の蓄圧器３６−１から水素ガスを導出する際、及び第１の蓄圧器３６−１内に水素ガスを導入（供給）する際に開く。
【００３１】
バルブ２４は、第１の蓄圧器３６−２の近傍に位置する第２分岐ライン５３に設けられている。バルブ２４は、第１の蓄圧器３６−２から水素ガスを導出する際、及び第１の蓄圧器３６−２内に水素ガスを導入（供給）する際に開く。
【００３２】
バルブ２５は、第１の蓄圧器３６−３の近傍に位置する第３分岐ライン５４に設けられている。バルブ２５は、第１の蓄圧器３６−３から水素ガスを導出する際、及び第１の蓄圧器３６−３内に水素ガスを導入（供給）する際に開く。
【００３３】
バルブ２７は、第１分岐ライン５２の第４分岐ライン５５接続位置より上流側に設けられている。バルブ２７は、第１の蓄圧器３６−１から水素ガスを導出するときに閉じ、第１の蓄圧器３６−１内に水素ガスを導入するときに開く。
【００３４】
バルブ２８は、第２分岐ライン５３の第５分岐ライン５７接続位置より上流側に設けられている。バルブ２８は、第１の蓄圧器３６−２から水素ガスを導出するときに閉じ、第１の蓄圧器３６−２内に水素ガスを導入するときに開く。
【００３５】
バルブ２９は、第３分岐ライン５４の第６分岐ライン５８接続位置より上流側に設けられている。バルブ２９は、第１の蓄圧器３６−３から水素ガスを導出するときに閉じ、第１の蓄圧器３６−３内に水素ガスを導入するときに開く。
【００３６】
バルブ３２は、第４分岐ライン５５に設けられている。バルブ３２は、第１の蓄圧器３６−１から水素ガスを導出するときに開き、第１の蓄圧器３６−１内に水素ガスを導入するときに閉じる。
【００３７】
バルブ３３は、第５分岐ライン５７に設けられている。バルブ３３は、第１の蓄圧器３６−２から水素ガスを導出するときに開き、第１の蓄圧器３６−２内に水素ガスを導入するときに閉じる。
【００３８】
バルブ３４は、第６分岐ライン５８に設けられている。バルブ３４は、第１の蓄圧器３６−３から水素ガスを導出するときに開き、第１の蓄圧器３６−３内に水素ガスを導入するときに閉じる。
【００３９】
第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３は、図示してはいないが、第１の支持台１２上にそれぞれ２つずつ積み重ねられて配置されており、第１の支持台１２上に固定された第１の蓄圧器支持体３７に支持されている。
このように、第１の支持台１２上に、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３を積み重ねて配置することにより、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の占有面積を小さくすることが可能となるので、第１の支持台１２の外形サイズを小型化することができる。
【００４０】
第１の蓄圧器３６−１は、バルブ２３，３２が開き、かつバルブ１８，２２，２７が閉じた状態において、第１の蓄圧器３６−１内に充填された高圧の水素ガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４１】
第１の蓄圧器３６−２は、バルブ２４，３３が開いた状態で、かつバルブ１８，２２，２８が閉じた状態において、第１の蓄圧器３６−２内に充填された高圧の水素ガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４２】
第１の蓄圧器３６−３は、バルブ２５，３４が開いた状態で、かつバルブ１８，２２，２９が閉じた状態において、第１の蓄圧器３６−２内に充填された高圧の水素ガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、一例として、６本の第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３を設けた場合を例に挙げて説明したが、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の数は、使用する頻度等に応じて適宜選択することができ、６本に限定されない。
【００４４】
熱交換器４１は、第１の支持台１２上に固定されている。熱交換器４１は、図示していないが、ブライン等の冷媒（例えば、ギ酸カリウムを主成分とする混合物）が流通する流路内に水素ガスが移動する水素ガス用配管が配置された構成とされている。
熱交換器４１は、ディスペンサー４５に供給された水素ガスを冷却し、該冷却したガスをディスペンサー４５に供給する。
【００４５】
ディスペンサー４５は、第１の支持台１２上に固定されている。ディスペンサー４５は、ディスペンス用ホース６１を有する。ディスペンス用ホース６１は、燃料電池搭載車両１１の車載タンク４８に冷却された水素ガスを充填する際、車載タンク４８と接続されるホースである。
ディスペンサー５４は、第１の蓄熱器３６−１，３６−２，３６−３と車載タンク４８との間の圧力差により、熱交換器４１により冷却された水素ガスを車載タンク４８内に充填する。
【００４６】
図２は、図１に示す水素ステーションに３つの第１の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図１を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１は、バルブ２３の配設位置よりも下流側に位置する第１分岐ライン５２から分岐されている。
図２を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１は、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１（拡張用蓄圧器ユニット）を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続されている。
【００４７】
第１の接続部４７−１は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１の端に設けられている。これにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１は、第１の接続部４７−１を介して、第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続される。第１の接続部４７−１としては、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００４８】
バルブ４８−１は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１に設けられている。バルブ４８−１は、第２の蓄圧器６８−１，６８−２内の水素ガスを第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１に供給する際に開く。
【００４９】
このように、第１の蓄圧器３６−１の近傍に位置する第１分岐ライン５２から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と接続される第１の接続部４７−１と、を有することにより、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１を増設することが可能となる。
これにより、燃料電池搭載車両１１の１台あたり充填時の蓄圧器の内圧低下を低減し、連続充填時の充填速度低下及び充填終了時の圧力低下を緩和することが可能となる。
【００５０】
したがって、燃料電池搭載車両１１のピーク時の水素ステーション１０の利用台数が低い初期段階では、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の本数を少なくして水素ステーション１０の規模を小さくすることができる。
【００５１】
また、将来、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時の水素ステーション１０の利用台数が増加した際には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１を増設することで、十分対応することができる。
【００５２】
ここで、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１の構成について説明する。
図２を参照するに、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１は、第２の支持台６６と、第２の蓄圧器６８−１，６８−２と、第２の蓄圧器支持体６９と、第２の水素ガス供給配管７１と、バルブ７３，７４と、第２の接続部７６と、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８と、第３の接続部８１と、を有する。
【００５３】
第２の支持台６６は、先に説明した第１の支持台１２と比較して、外形サイズの小さい支持台である。第２の支持台６６は、平坦な上面６６ａを有する。
第２の蓄圧器６８−１，６８−２は、それぞれ２つ設けられており、第２の支持台６６の上面６６ａに積み重ねて配置されている。
【００５４】
このように、複数（この場合、４つ）の第２の蓄圧器６８−１，６８−２を設け、第２の支持台６６の上面６６ａに積み重ねて配置することにより、支持台６６の上面６６ａの面積を小さくすることが可能となるため、第２の支持台６６の外形サイズを小さくすることができる。また、第２の支持台６６の外形サイズが小さくなることで、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１の設置場所の自由度を向上させることができる。
【００５５】
なお、一例として、第２の蓄圧器６８−１，６８−２の数がそれぞれ２つの場合について説明したが、第２の蓄圧器６８−１，６８−２の数は、これに限定されない。また、第２の蓄圧器６８−１，６８−２の数が少ない場合には、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を積み重ねて配置しなくてもよい。
【００５６】
第２の蓄圧器支持体６９は、第２の支持台６６上に固定されており、積み重ねられた第２の蓄圧器６８−１，６８−２を支持している。
第２の水素ガス供給配管７１は、供給管本体８３と、第１分岐ライン８４と、第２分岐ライン８５と、を有する。供給管本体８３の一方の端は、供給管本体８３から分岐した第１分岐ライン８４及び第２分岐ライン８５と接続されている。
第１分岐ライン８４は、第２の蓄圧器６８−１と接続されている。第２分岐ライン８５は、第２の蓄圧器６８−２と接続されている。
【００５７】
バルブ７３は、第１分岐ライン８４に設けられている。バルブ７３は、水素ステーション１０に第２の蓄圧器６８−１内の水素ガスを供給する際に開かれる。
バルブ７４は、第２分岐ライン８５に設けられている。バルブ７４は、水素ステーション１０に第２の蓄圧器６８−２内の水素ガスを供給する際に開かれる。
【００５８】
第２の接続部７６は、供給管本体８３の端（第２の水素ガス供給配管７１の端）に設けられている。第２の接続部７６は、第１の接続部４７−１と係合する部材であり、第１の接続部４７−１に対して着脱可能な構成とされている。第２の接続部７６としては、例えば、オス型のカプラ（プラグ）を用いることができる。
【００５９】
このように、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１の端に配置された第１の接続部４７−１と、第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続された第２の水素ガス供給配管７１の端に配置され、第１の接続部４７−１に対して着脱可能な構成とされた第２の接続部７６と、を設けることにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１と第２の水素ガス供給配管７１とを容易に接続することができる。
したがって、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１の増設に要する工事が不要または最小限に抑えることができる。
【００６０】
図３は、図２に示す第１の拡張蓄圧器ユニットにそれぞれ第２の拡張蓄圧器ユニットを接続した状態を模式的に示す平面図である。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
【００６１】
図３を参照するに、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８は、第２分岐ライン８５（第２の水素ガス供給配管７１の構成要素）から分岐している。
このように、第２分岐ライン８５から分岐された第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８を設けることにより、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８と第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と同様な構成とされた第２の拡張用蓄圧器ユニット８８（他の拡張用蓄圧器ユニット）に設けられた第２の蓄圧器６８−１，６８−２とを接続することが可能となるため、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時のステーション利用台数がさらに増加した場合でも十分対応することができる。
【００６２】
第３の接続部８１は、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８の端に設けられている。第３の接続部８１は、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第２の接続部７６と係合すると共に、第２の接続部７６に対して着脱可能な構成とされている。第３の接続部８１としては、例えば、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００６３】
このように、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８の端に、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第２の接続部７６と係合する第３の接続部８１を設けることにより、拡張用蓄圧器ユニット６５−１と第２の拡張用蓄圧器ユニット８８とを容易に接続することができる。
【００６４】
図１を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２は、バルブ２４の配設位置よりも下流側に位置する第２分岐ライン５３から分岐されている。
【００６５】
図２を参照するに、第１の接続部４７−２は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２の端に設けられている。第１の接続部４７−２には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と同様な構成とされた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２の第２の接続部７６が接続されている。
これにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２は、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続されている。第１の接続部４７−２としては、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００６６】
バルブ４８−２は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２に設けられている。バルブ４８−２は、第２の蓄圧器６８−１，６８−２内の水素ガスを第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２に供給する際に開く。
【００６７】
このように、第１の蓄圧器３６−２の近傍に位置する第２分岐ライン５３から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−２の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２と接続される第１の接続部４７−２と、を有することにより、先に説明した第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１及び第１の接続部４７−１を設けた場合と同様な効果を得ることができる。
【００６８】
図３を参照するに、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−２の第３の接続部８１には、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８が接続されている。
【００６９】
図１を参照するに、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３は、バルブ２５の配設位置よりも下流側に位置する第３分岐ライン５４から分岐されている。
【００７０】
図２を参照するに、第１の接続部４７−３は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３の端に設けられている。第１の接続部４７−３には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１と同様な構成とされた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３の第２の接続部７６が接続されている。
これにより、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３は、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３を構成する第２の蓄圧器６８−１，６８−２と接続されている。第１の接続部４７−３としては、例えば、メス型のカプラ（ソケット）を用いることができる。
【００７１】
バルブ４８−３は、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３に設けられている。バルブ４８−３は、第２の蓄圧器６８−１，６８−２内の水素ガスを第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３に供給する際に開く。
【００７２】
このように、第１の蓄圧器３６−３の近傍に位置する第３分岐ライン５４から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−３の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３と接続される第１の接続部４７−３と、を有することにより、先に説明した第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１及び第１の接続部４７−１を設けた場合と同様な効果を得ることができる。
【００７３】
図３を参照するに、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−３の第３の接続部８１には、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８が接続されている。
【００７４】
本実施の形態の水素ステーションによれば、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の近傍に位置する分岐ライン（第１分岐ライン５２、第２の分岐ライン５３、第３の分岐ライン５４のうちのいずれか）から分岐された第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３と、第１の拡張ユニット接続用分岐ライン４６−１，４６−２，４６−３の端に設けられ、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３のうちのいずれかと接続される第１の接続部４７−１，４７−２，４７−３と、を有することにより、第２の蓄圧器６８−１，６８−２を備えた第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３を増設することが可能となる。
【００７５】
これにより、充填時における燃料電池搭載車両１１の１台あたりの蓄圧器の内圧低下を低減することが可能になると共に、連続充填時の充填速度低下及び充填終了時の圧力低下を緩和することが可能となる。
【００７６】
したがって、燃料電池搭載車両１１のピーク時の水素ステーション１０の利用台数が低い初期段階では、第１の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の本数を少なくして水素ステーション１０の規模を小さくすることができる。
【００７７】
また、将来、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時の水素ステーション１０の利用台数が増加した際には、第１の拡張用蓄圧器ユニット６５−１，６５−２，６５−３を増設することで、十分対応することができる。
【００７８】
また、第２分岐ライン８５から分岐された第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８を設けることにより、第２の拡張ユニット接続用分岐ライン７８と第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第２の蓄圧器６８−１，６８−２とを接続することが可能となるため、燃料電池搭載車両１１の普及が進みピーク時の水素ステーション１０の利用台数がさらに増加した際でも対応することができる。
【００７９】
なお、図３に示す３つの第２の拡張用蓄圧器ユニット８８に設けられた第３の接続部８１に、第２の拡張用蓄圧器ユニット８８と同様な構成とされた拡張用蓄圧器ユニット（図示せず）を接続してもよい。
【００８０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、燃料電池搭載車両の大幅な普及が見込まれる将来においても、燃料電池搭載車両への連続充填時の充填速度低下及び充填終了圧力低下を緩和することが可能な水素ステーションに適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…水素ステーション、１１…燃料電池搭載車両、１２…第１の支持台、１２ａ，６６ａ…上面、１３…圧縮機、１６…第１の水素ガス供給配管、１７，１８，２２〜２５，２７〜２９，３２〜３４，４８−１，４８−２，４８−３，７３，７４…バルブ、２１…水素ガス導出配管、３６−１，３６−２，３６−３…第１の蓄圧器、３７…第１の蓄圧器支持体、４１…熱交換器、４５…ディスペンサー、４６−１，４６−２，４６−３…第１の拡張ユニット接続用分岐ライン、４７−１，４７−２，４７−３…第１の接続部、４９…車載タンク、５１，８３…供給配管本体、５２，８４…第１分岐ライン、５３，８５…第２分岐ライン、５４…第３分岐ライン、５５…第４分岐ライン、５６…配管、５７…第５分岐ライン、５８…第６分岐ライン、５９…導出配管本体、６１…ディスペンス用ホース、６５−１，６５−２，６５−３…第１の拡張用蓄圧器ユニット、６６…第２の支持台、６８−１，６８−２…第２の蓄圧器、６９…第２の蓄圧器支持体、７１…第２の水素ガス供給配管、７６…第２の接続部、７８…第２の拡張ユニット接続用分岐ライン、８１…第３の接続部、８８…第２の拡張用蓄圧器ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記水素ガスを貯蔵する第１の蓄圧器と、
前記圧縮機と前記第１の蓄圧器とを接続し、かつ前記圧縮された水素ガスを前記第１の蓄圧器に供給する第１の水素ガス供給配管と、
前記第１の蓄圧器から供給された前記水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器と、
前記第１の水素ガス供給配管から分岐され、拡張用蓄圧器ユニットを構成する第２の蓄圧器と接続される第１の拡張ユニット接続用分岐ラインと、
を有することを特徴とする水素ステーション。
【請求項２】
前記第１の拡張ユニット接続用分岐ラインの端に、第１の接続部を有し、
前記第１の接続部は、前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられ、かつ前記第２の蓄圧器と接続された第２の接続部に対して着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項１記載の水素ステーション。
【請求項３】
第１の支持台を有し、
前記第１の支持台上に、前記圧縮機、前記第１の蓄圧器、前記第１の水素ガス供給配管、前記第１の拡張ユニット接続用分岐ライン、及び前記熱交換器を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の水素ステーション。
【請求項４】
前記拡張用蓄圧器ユニットは、
前記第２の蓄圧器と、
前記第２の接続部と前記第２の蓄圧器とを接続する第２の水素ガス供給配管と、
前記第２の水素ガス供給配管から分岐され、他の前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられた前記第２の蓄圧器と接続される第２の拡張ユニット接続用分岐ラインと、を有し、
前記第１の支持台上に、前記第２の蓄圧器、前記第２の水素ガス供給配管、及び前記第２の拡張ユニット接続用分岐ラインを配置したことを特徴とする請求項３記載の水素ステーション。
【請求項１】
水素ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記水素ガスを貯蔵する第１の蓄圧器と、
前記圧縮機と前記第１の蓄圧器とを接続し、かつ前記圧縮された水素ガスを前記第１の蓄圧器に供給する第１の水素ガス供給配管と、
前記第１の蓄圧器から供給された前記水素ガスを冷媒により冷却する熱交換器と、
前記第１の水素ガス供給配管から分岐され、拡張用蓄圧器ユニットを構成する第２の蓄圧器と接続される第１の拡張ユニット接続用分岐ラインと、
を有することを特徴とする水素ステーション。
【請求項２】
前記第１の拡張ユニット接続用分岐ラインの端に、第１の接続部を有し、
前記第１の接続部は、前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられ、かつ前記第２の蓄圧器と接続された第２の接続部に対して着脱可能な構成とされていることを特徴とする請求項１記載の水素ステーション。
【請求項３】
第１の支持台を有し、
前記第１の支持台上に、前記圧縮機、前記第１の蓄圧器、前記第１の水素ガス供給配管、前記第１の拡張ユニット接続用分岐ライン、及び前記熱交換器を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の水素ステーション。
【請求項４】
前記拡張用蓄圧器ユニットは、
前記第２の蓄圧器と、
前記第２の接続部と前記第２の蓄圧器とを接続する第２の水素ガス供給配管と、
前記第２の水素ガス供給配管から分岐され、他の前記拡張用蓄圧器ユニットに設けられた前記第２の蓄圧器と接続される第２の拡張ユニット接続用分岐ラインと、を有し、
前記第１の支持台上に、前記第２の蓄圧器、前記第２の水素ガス供給配管、及び前記第２の拡張ユニット接続用分岐ラインを配置したことを特徴とする請求項３記載の水素ステーション。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−５７３８４（Ｐ２０１３−５７３８４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６８５６（Ｐ２０１１−１９６８５６）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]