水素充填ステーション及び水素充填方法
【課題】水素充填時における制御の複雑化を抑制しながら、水素タンク内の温度上昇を低減できる水素充填ステーションを提供する。
【解決手段】水素充填ステーション１は、高圧水素貯蔵タンク２２と、車両に搭載される水素タンク内に水素を充填する水素供給ノズル３２と、水素供給管路２６と、水素供給ノズル３２を保持するための保持スタンド２８と、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８に保持されているか否かを検出するリミットスイッチ３４と、前記水素タンクを冷却する冷却システム５と、冷却システム５による前記水素タンクの冷却動作を制御するバルブ開閉制御装置７とを備える。
【解決手段】水素充填ステーション１は、高圧水素貯蔵タンク２２と、車両に搭載される水素タンク内に水素を充填する水素供給ノズル３２と、水素供給管路２６と、水素供給ノズル３２を保持するための保持スタンド２８と、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８に保持されているか否かを検出するリミットスイッチ３４と、前記水素タンクを冷却する冷却システム５と、冷却システム５による前記水素タンクの冷却動作を制御するバルブ開閉制御装置７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を貯蔵する水素タンクに水素を充填するための水素充填ステーション及び水素充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水素と酸素との電気化学反応により発電する燃料電池においては、燃料としての水素は、例えば高圧で水素タンクに貯蔵されて、前記燃料電池の近傍に配置される。このような水素タンクの水素充填量が低下した場合には、該水素タンクは、該水素タンクよりも高圧の水素が貯蔵されている高圧水素貯蔵タンクに接続されて水素が充填補充される。また、通常、燃料電池車両等に搭載される水素タンクにおいては、上記のような水素タンクへの水素充填は、水素充填ステーションにおいて行われる。
【０００３】
ところで、上記のように、高圧の水素を高圧水素貯蔵タンクから水素タンクに充填する場合には、充填される側の水素タンク内で水素が発熱することが知られており、水素充填が成された後の水素タンク内温度は外気温度よりも高く、例えば、＋７０℃以上となる。このような場合、水素充填直後の水素タンク内の水素圧力は、上記のように温度上昇後の高温状態での圧力となっている。その後、水素タンク内の温度が外気温程度まで低下すると、当該水素タンク内の水素圧力も水素充填直後に比べて低下することになる。これにより、上記のような温度上昇が生じる場合には、水素タンクへの水素充填量が減少するという問題があった。
【０００４】
上記のような水素充填時における水素タンク内の温度上昇を抑制する方法として、特許文献１には、圧力ステージを複数段に異ならせた複数の高圧水素貯蔵タンクから、車両に搭載された水素タンクに水素を供給するための供給管路に、その内部を流れる水素を冷却するための冷却手段を設けることが記載されており、さらに、水素タンク内の温度をモニターしながら検出温度をフィードバックし、当該検出温度に応じて冷却手段により水素を冷却しながら水素タンクに充填することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法は、水素タンク内の温度をモニターしながら検出温度を冷却手段にフィードバックして水素を冷却した後、該冷却された水素を水素タンク内に充填させるように構成されているため、検出手段やバルブ等の部品点数が増加して、制御が複雑化するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、水素タンクへの水素充填時における制御の複雑化を抑制しながら、水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減して、該水素タンクへの水素充填量を増加させることができる水素充填ステーション及び水素充填方法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】
【０００８】
本発明の水素充填ステーションは、高圧水素貯蔵タンクと、該高圧水素貯蔵タンクから水素が充填される水素タンクに接続され、該水素タンク内に水素を充填するための水素供給ノズルと、該水素供給ノズルと前記高圧水素貯蔵タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、前記水素供給ノズルを保持するための保持手段と、前記保持手段に設けられ、前記水素供給ノズルが前記保持手段に保持されているか否かを検出する検出手段と、前記水素タンクを冷却する冷却手段と、該検出手段の検出結果に基づき、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、高圧水素貯蔵タンクから水素タンクへの水素充填時、上記検出手段と制御手段による簡単な構成を用いて、水素タンクを冷却できるので、当該水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減できる。これにより、水素タンクへの水素充填量を増加させることができる。
【００１０】
また、前記水素タンクが車両に搭載された水素タンクである場合には、前記冷却手段は前記車両の下側から前記水素タンクを冷却するように構成されていることが好ましい。これにより、車両に搭載される水素タンクへの水素充填時でも、当該水素タンクの温度上昇を低減させ、水素充填量を増加させることができる。
【００１１】
さらに、前記冷却手段は、前記水素タンクに冷却媒体を噴射する冷却媒体噴射手段と、該冷却媒体噴射手段に冷却媒体を供給する冷却媒体供給源と、該冷却媒体供給源と前記冷却媒体噴射手段とを接続し且つ前記冷却媒体が流通可能に構成される冷却媒体供給管路と、該冷却媒体供給管路に設けられるバルブとを含み、前記制御手段は、前記バルブの開閉を制御するバルブ開閉制御装置とすることが好ましい。また、前記冷却媒体としては、水又は空気を用いることができる。これにより、水素充填ステーションの構成が一層簡略化され、水素タンクへの水素充填時における制御の複雑化が抑制されると共に、水素タンクの温度上昇を低減させ、水素充填量を増加させることができる。
【００１２】
本発明の水素充填方法は、高圧水素貯蔵タンクと、該高圧水素貯蔵タンクよりもタンク内の水素圧力が低い水素タンクと、前記高圧水素貯蔵タンクと前記水素タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、該水素供給管路を前記水素タンクに接続する水素供給ノズルとを用い、前記高圧水素貯蔵タンクから前記水素タンクに水素を充填する水素充填方法であって、前記水素タンクを冷却する冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する第１の工程と、該第１の工程の後、前記水素供給ノズルを介して前記水素タンク内に水素を充填した後、該充填を停止する第２の工程と、該第２の工程の後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する第３の工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１の工程は、前記水素供給ノズルを、該水素供給ノズルを保持する保持手段から外した後、前記冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する工程であり、前記第２の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクに接続した後、前記水素タンク内に水素を充填し、その後、前記充填を停止する工程であり、前記第３の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクから外した後、該水素供給ノズルを前記保持手段に保持させ、その後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する工程とするとよい。
【００１４】
このような方法によれば、高圧水素貯蔵タンクから水素タンクへの水素充填時、上記水素タンクを冷却できるので、当該水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減できる。これにより、水素タンクへの水素充填量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な構成で水素タンクへの水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減して、水素タンクへの水素充填量を増加できる水素充填ステーション及び水素充填方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の水素充填ステーション及び水素充填方法について実施形態と実施例を挙げ、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態としての水素充填ステーションを示す概略構成図である。なお、本実施形態における水素充填ステーションは、燃料電池車両に搭載される水素タンクに水素を充填するものである。図１に示すように、本実施形態に係る水素充填ステーション１は、該水素充填ステーション１において水素が充填される水素タンク１１０を搭載する車両としての燃料電池車両１００（図７参照）が停車する停車スペース１０を有し、該停車スペース１０に停車する燃料電池車両１００の水素タンク１１０に水素を充填する水素供給システム３と、前記停車スペース１０に敷設され該停車スペース１０に停車する燃料電池車両１００の水素タンク１１０を冷却する冷却手段としての冷却システム５と、該冷却システムによる前記水素タンク１１０の冷却動作の開始又は停止を制御する制御手段としてのバルブ開閉制御装置７とを備える。
【００１８】
燃料電池車両１００は、水素タンク１１０に貯蔵される水素と空気中から取り込まれる酸素との電気化学反応により得られる電力により、図示しない駆動用モータを駆動して走行する車両である。また、水素タンク１１０としては、高圧で水素を貯蔵するもの、水素の貯蔵と放出が可能な水素吸着剤を収容したもの、又は水素の吸着と放出が可能な水素吸着材、例えば錯体、活性炭、カーボンナノチューブ、アモルファスカーボン、グラファイトカーボン、ゼオライト若しくはメソポーラスシリケート等を収容したもの等、水素の貯蔵が可能なものであれば何れも使用可能である。なお、本実施形態において、水素タンク１１０は、燃料電池車両１００の後方下部に２個配置されている（図７及び図８参照）。
【００１９】
水素供給システム３は、上記水素タンク１１０への充填圧力よりも高圧の水素が貯蔵される高圧水素貯蔵タンク２２と、該高圧水素貯蔵タンク２２から供給される水素を水素タンク１１０へ供給するための水素供給管路２６と、該水素供給管路２６途中に配設され高圧水素貯蔵タンク２２から流出する水素の圧力を所定値に低減させるレギュレータ２４と、前記水素供給管路２６におけるレギュレータ２４の二次側（低圧側）の端部に取り付けられ水素タンク１１０に着脱自在に接続される水素供給ノズル３２と、非使用時の水素供給ノズル３２を保持する保持手段としての保持スタンド２８とを備える。なお、本実施形態における高圧水素貯蔵タンク２２は、同容積の３個のタンクが配管接続されるカードルであり、レギュレータ２４は上記３個のタンクからの配管が合流した後の水素供給管路２６の途中に配設される。
【００２０】
水素供給ノズル３２は、その先端部分が燃料電池車両１００の水素タンク１１０における図示しない水素充填口に着脱自在に接続できるように構成されており、これにより高圧水素貯蔵タンク２２と水素タンク１１０とが水素供給管路２６を介して接続され、水素タンク１１０に水素を充填できる。また、保持スタンド２８は、水素タンク１１０への水素充填時以外の水素供給ノズル３２を使用していない際に、該水素供給ノズル３２を保管するものであり、例えば水素供給ノズル３２を掛けて保持可能な図示しないフック部を有する。さらに、保持スタンド２８には、水素供給ノズル３２が保持されているか否かを検出する検出手段としてのリミットスイッチ３４が配設されている。なお、詳細は後述するが、リミットスイッチ３４は、例えば上記フック部に設けられてバルブ開閉制御装置７と電気的に接続されており、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８から取り外された信号、又は取り付けされた（戻された）信号をバルブ開閉制御装置７に送信する。
【００２１】
冷却システム５は、停車スペース１０に敷設され燃料電池車両１００の水素タンク１１０に冷却媒体としての水や空気等を噴射して冷却するものであり、冷却媒体供給源１６と、該冷却媒体供給源１６から加圧されて供給される冷却媒体を燃料電池車両１００の下側から上方に向けて噴射する冷却媒体噴射手段としての噴射部１４と、冷却媒体供給源１６から噴射部１４に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管路２０と、該冷却媒体供給管路２０の途中に設けられ当該冷却媒体供給管路２０における冷却媒体の流通を制御する電磁式開閉弁であるバルブ１８とを備える。ここで、冷却媒体供給源１６は、冷却媒体として水を用いる場合には例えば水道管であって、冷却媒体として空気を用いる場合には例えば空気圧縮装置である。
【００２２】
バルブ１８は、バルブ開閉制御装置７と電気的に接続されており、上記リミットスイッチ３４からの入力信号に基づいたバルブ開閉制御装置７によって開閉制御され、これにより、バルブ１８が開かれると噴射部１４から水素ボンベ１１０に向かって冷却媒体が噴射され、バルブ１８が閉じられると噴射部１４からの冷却媒体の噴射は停止される。すなわち、バルブ開閉制御装置７は、リミットスイッチ３４により水素供給ノズル３２が保持スタンド２８から取り外された信号（以下、オン信号とする）が入力されると、バルブ１８を開くように制御する一方、前記リミットスイッチ３４により水素供給ノズル３２が保持スタンド２８に取り付けられた信号（以下、オフ信号とする）が入力されると、バルブ１８を閉じるように制御する。
【００２３】
ここで、本実施形態における噴射部１４について図２乃至図５を参照して説明する。図２は、噴射部１４の概略平面図である。噴射部１４は、冷却媒体供給管路２０に連通する噴射管路４０が網目状に連結されて構成され、全体として略矩形状を成している。また、噴射部１４は、通常の車両に搭載される水素タンクを十分に冷却可能な大きさに設定され、本実施形態においては、幅方向約２０００ｍｍ、長さ方向約５０００ｍｍである。そして、噴射部１４における各噴射管路４０の交差部分には、噴射口４２（図３及び図４参照）が設けられており、該噴射口４２は、幅方向及び長さ方向共に５０〜２００ｍｍ間隔で設置される。なお、噴射部１４の冷却媒体供給管路２０に連結する幅方向及び長さ方向の縁部には、夫々噴射管路４０を幅方向及び長さ方向に分岐して冷却媒体の流れを均一化するための若干の余裕部分Ａ、Ｂが設けられている。
【００２４】
図３は、噴射部１４における噴射管路４０が十字状に交差する部分の拡大斜視図であり、図４は、噴射管路４０が噴射部１４の縁部で交差する部分の拡大斜視図である。図３及び図４に示すように、噴射口４２は、噴射管路４０の各交差部分に配設されているため、噴射部１４の幅方向及び長さ方向の全面から均一に冷却媒体を車両に向けて噴射することができる。これにより、停車スペース１０での燃料電池車両１００の停車位置が若干ずれた場合や、さらに、当該燃料電池車両１００自体の大きさが異なる場合にも水素タンク１１０を確実に冷却することが可能となる。
【００２５】
図５は、図１中の線Ｖ−Ｖにおける概略断面図であり、噴射部１４の停車スペース１０への敷設状態を示している。噴射部１４は、上記のように網目状に連結される噴射管路４０により構成されるため、地面の上に直接敷設すると、その上に直接燃料電池車両１００が乗り上げることになり、噴射部１４の破損を生じたり、燃料電池車両１００が乗り上げる際に不安定になる等の問題が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、図５に示すように、停車スペース１０に噴射部１４が収納可能な凹部１１を設け、該凹部１１内に噴射部１４を敷設すると共に、凹部１１を噴射部１４から噴射される冷却媒体が流通可能であり、燃料電池車両１００の重量に十分耐えることが可能な、例えば網目状の金属蓋１２により蓋をするようにしている。これにより、噴射部１４を保護した状態で、燃料電池車両１００の下側から冷却媒体を水素ボンベ１１０に向けて噴射することが可能となる。なお、凹部１１の底部には、図示しない排水部が設けられる。
【００２６】
次に、以上のように構成される水素充填ステーション１において燃料電池車両１００に搭載される水素ボンベ１１０に水素を充填する水素充填方法について、図６乃至図８を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る水素充填方法の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では表記したステップ番号順に処理が実行されるものとする。
【００２７】
図６におけるステップＳ１において、図７に示すように、停車スペース１０の噴射部１４が敷設されている位置に燃料電池車両１００を停車させる。噴射部１４は、通常の車両に搭載される水素タンクを十分に冷却可能な大きさに設定されているので、燃料電池車両１００の停車位置が若干ずれる等しても確実に冷却ができる。
【００２８】
ステップＳ２において、水素供給ノズル３２を保持スタンド２８の図示しないフック部から取り外す。
【００２９】
ステップＳ３において、リミットスイッチ３４からバルブ開閉制御装置７に、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８から取り外された信号、すなわちオン信号が送信される。
【００３０】
ステップＳ４において、バルブ開閉制御装置７によりバルブ１８が開かれ、図８に示すように、冷却媒体供給源１６からの冷却媒体が、冷却媒体供給管路２０を介して噴射部１４における噴射口４２から上方、すなわち燃料電池車両１００の下側に向かって噴射される。このため、燃料電池車両１００の下部に搭載されている水素タンク１１０の冷却が開始される。なお、図８では、各噴射口４２から上方に向かって図示されている矢印が冷却媒体を示している。
【００３１】
ステップＳ５において、水素供給ノズル３２を燃料電池車両１００の水素タンク１１０の図示しない水素充填口に接続し、水素タンク１１０への水素充填を開始する。ここで、高圧水素貯蔵タンク２２内の高圧水素は、レギュレータ２４により所定の圧力まで減圧されて水素タンク１１０へと供給される。
【００３２】
ステップＳ６において、水素タンク１１０に所定圧力まで水素が充填されると、水素の供給が停止される。なお、このような水素充填中は、噴射部１４からの冷却媒体の噴射、すなわち水素タンク１１０の冷却が継続され、これにより、水素充填時における水素タンク１１０内での温度上昇が抑制される。
【００３３】
ステップＳ７において、水素供給ノズル３２を水素タンク１１０の水素充填口から外し、保持スタンド２８のフック部に戻される。
【００３４】
ステップＳ８において、リミットスイッチ３４からバルブ開閉制御装置７に、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８に取り付けされた信号、すなわちオフ信号が送信される。
【００３５】
ステップＳ９において、バルブ開閉制御装置７によりバルブ１８が閉じられ、噴射部１４からの冷却媒体の噴射が停止される。すなわち、水素タンク１１０の冷却が停止される。
【００３６】
上記各ステップにより水素タンク１１０への水素充填が完了すると、ステップＳ１０に示すように、停車スペース１０から燃料電池車両１００を移動させる。また、その後、他の車両に対して水素充填を行う場合には、上記と同様の手順による水素充填を繰り返せばよい。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る水素充填ステーションにおける水素充填方法によれば、リミットスイッチ３４とバルブ開閉制御装置７等を用いた簡単な制御により、水素充填時における水素タンク１１０内の温度上昇を低減させることができ、当該水素タンク１１０へ十分な量の水素を充填することが可能となる。
【００３８】
次に、上記実施形態に係る水素充填ステーションにおける水素充填方法を適用した実施例について、図面を参照し、比較例を示して説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではないのは当然である。
【００３９】
本実施例では、水素供給システム３において、高圧水素貯蔵タンク２２内の水素圧力を４２ＭＰａとし、これをレギュレータ２４により水素圧力３５ＭＰａに減圧した水素を燃料電池車両１００に充填するものとした。保持スタンド２８は、フック部により水素供給ノズル３２を固定する形式とし、リミットスイッチ３４を該フック部に配設した。
【００４０】
冷却システム５としては、図２乃至図４に示す網目状で、幅２０００ｍｍ、長さ５０００ｍｍの噴射部１４を用い、噴射管路４０は、外径２０ｍｍ、内径１８ｍｍとした。噴射部１４における噴射口４２は、幅方向、長さ方向共に１００ｍｍ毎、合計１０７１箇所に設け、当該噴射口４２の口径は直径１ｍｍとした。また、冷却媒体としては、０．２ＭＰａの水道水を用い、これを冷却媒体供給源１６とした。なお、バルブ１８には電磁弁を用いた。
【００４１】
燃料電池車両１００には、車両後方下部に２個の水素タンク１１０を搭載させると共に、該水素タンク１１０には、その内部温度を測定するために温度測定手段としての熱電対を取り付けて、停車スペース１０における噴射部１４が敷設されている位置に停車させた。そして、水素供給ノズル３２を保持スタンド２８のフック部から取り外すと、バルブ開閉制御装置７により電磁弁（バルブ７）が開かれ、これにより冷却媒体としての水道水が噴射部１４より水素タンク１１０に向けて噴射され、水素タンク１１０の冷却が開始された。
【００４２】
次に、水素供給ノズル３２を水素タンク１１０に接続し、水素充填を開始し、該水素タンク１１０内の圧力が３５ＭＰａとなるまで水素充填を行った。このときの水素タンク１１０への水素充填量（ｋｇ）と水素タンク１１０内の温度変化（℃）のグラフを図９に示す。また、図９には、比較例として、本実施例における水素供給システム３及び燃料電池車両１００等と同一の装置を適用し、冷却システム５を省略した水素充填ステーションにおいて、水素タンク１１０内が３５ＭＰａとなるまで水素充填を行った場合における、水素タンク１１０への水素充填量（ｋｇ）と水素タンク１１０内の温度変化（℃）のグラフも記載した。
【００４３】
図９において、横軸は水素充填時間（ｍｉｎ）であり、左側の縦軸は水素充填量（ｋｇ）であり、右側の縦軸は水素タンク１１０内の温度（℃）である。さらに、図９において、実線は本実施例による測定結果を示し、破線は比較例による測定結果を示している。なお、実施例及び比較例共に、水素タンク１１０内の圧力が３５ＭＰａになるまでには、約５分の水素充填時間を要した。図９から分かるように、水素充填後の水素タンク１１０内の温度は、本実施例では、＋６５℃であり、比較例では、＋７５℃となった。また、このときの水素充填量は、本実施例では、４．４ｋｇであり、比較例では、４．３ｋｇであった。
【００４４】
以上から、冷却システム５を用いた本実施例では、該冷却システム５を用いていない比較例に比べて、水素充填後の水素タンク１１０内の温度が低く、水素充填量が多くなることが明白となった。
【００４５】
以上のように、実施形態及び実施例を示して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。例えば、上記実施形態等では、高圧水素貯蔵タンク２２から燃料電池車両１００に搭載される水素タンク１１０に水素を充填する構成について説明したが、これに限らず、本発明は、高圧水素貯蔵タンク２２の近傍に冷却システム５を敷設して、該高圧水素貯蔵タンク２２内に、図示しない移動式高圧水素貯蔵タンク（例えば、水素タンク搭載トレーラ）から水素を充填する場合や、図示しない天然ガス等から改質装置を経て生成される水素を圧縮機等を介して充填する場合等にも適用することができる。
【００４６】
また、リミットスイッチ３４は、上記のように保持スタンド２８に設けるだけでなく、水素供給ノズル３２にも設けることができ、また、保持スタンド２８及び水素供給ノズル３２の両方に設けるようにしてもよく、さらに、使用条件等によっては、該リミットスイッチ３４は、手動式スイッチ等に置換することもできる。さらに、寒冷地等では凍結防止のために、上記冷却媒体として水よりも空気を用いる方が好ましいが、例えば気温の高い夏場と気温の低い冬場とで、水と空気の使用を切り替えるようにしてもよい。
【００４７】
なお、噴射部１４は、使用条件や設置場所等によっては、直接地面の上に敷設することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る水素充填ステーションを示す概略構成図である。
【図２】前記実施形態に係る噴射部の概略平面図である。
【図３】図２に示す噴射部において、噴射管路が十字状に交差する部分の拡大斜視図である。
【図４】図２に示す噴射部において、噴射管路が噴射部の縁部で交差する部分の拡大斜視図である。
【図５】図１に示す線Ｖ−Ｖにおける概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る水素充填方法の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す水素充填ステーションに燃料電池車両が停車されている状態を示す概略構成図である。
【図８】図７に示す線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける概略断面図である。
【図９】本発明の実施例及び比較例での水素充填時における、水素充填時間に対する水素タンク内の温度変化及び水素充填量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１…水素充填ステーション ３…水素供給システム
５…冷却システム ７…バルブ開閉制御装置
１０…停車スペース １１…凹部
１２…金属蓋 １４…噴射部
１６…冷却媒体供給源 １８…バルブ
２０…冷却媒体供給管路 ２２…高圧水素貯蔵タンク
２４…レギュレータ ２６…水素供給管路
２８…保持スタンド ３２…水素供給ノズル
３４…リミットスイッチ ４０…噴射管路
４２…噴射口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を貯蔵する水素タンクに水素を充填するための水素充填ステーション及び水素充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水素と酸素との電気化学反応により発電する燃料電池においては、燃料としての水素は、例えば高圧で水素タンクに貯蔵されて、前記燃料電池の近傍に配置される。このような水素タンクの水素充填量が低下した場合には、該水素タンクは、該水素タンクよりも高圧の水素が貯蔵されている高圧水素貯蔵タンクに接続されて水素が充填補充される。また、通常、燃料電池車両等に搭載される水素タンクにおいては、上記のような水素タンクへの水素充填は、水素充填ステーションにおいて行われる。
【０００３】
ところで、上記のように、高圧の水素を高圧水素貯蔵タンクから水素タンクに充填する場合には、充填される側の水素タンク内で水素が発熱することが知られており、水素充填が成された後の水素タンク内温度は外気温度よりも高く、例えば、＋７０℃以上となる。このような場合、水素充填直後の水素タンク内の水素圧力は、上記のように温度上昇後の高温状態での圧力となっている。その後、水素タンク内の温度が外気温程度まで低下すると、当該水素タンク内の水素圧力も水素充填直後に比べて低下することになる。これにより、上記のような温度上昇が生じる場合には、水素タンクへの水素充填量が減少するという問題があった。
【０００４】
上記のような水素充填時における水素タンク内の温度上昇を抑制する方法として、特許文献１には、圧力ステージを複数段に異ならせた複数の高圧水素貯蔵タンクから、車両に搭載された水素タンクに水素を供給するための供給管路に、その内部を流れる水素を冷却するための冷却手段を設けることが記載されており、さらに、水素タンク内の温度をモニターしながら検出温度をフィードバックし、当該検出温度に応じて冷却手段により水素を冷却しながら水素タンクに充填することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６９３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法は、水素タンク内の温度をモニターしながら検出温度を冷却手段にフィードバックして水素を冷却した後、該冷却された水素を水素タンク内に充填させるように構成されているため、検出手段やバルブ等の部品点数が増加して、制御が複雑化するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、水素タンクへの水素充填時における制御の複雑化を抑制しながら、水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減して、該水素タンクへの水素充填量を増加させることができる水素充填ステーション及び水素充填方法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】
【０００８】
本発明の水素充填ステーションは、高圧水素貯蔵タンクと、該高圧水素貯蔵タンクから水素が充填される水素タンクに接続され、該水素タンク内に水素を充填するための水素供給ノズルと、該水素供給ノズルと前記高圧水素貯蔵タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、前記水素供給ノズルを保持するための保持手段と、前記保持手段に設けられ、前記水素供給ノズルが前記保持手段に保持されているか否かを検出する検出手段と、前記水素タンクを冷却する冷却手段と、該検出手段の検出結果に基づき、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、高圧水素貯蔵タンクから水素タンクへの水素充填時、上記検出手段と制御手段による簡単な構成を用いて、水素タンクを冷却できるので、当該水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減できる。これにより、水素タンクへの水素充填量を増加させることができる。
【００１０】
また、前記水素タンクが車両に搭載された水素タンクである場合には、前記冷却手段は前記車両の下側から前記水素タンクを冷却するように構成されていることが好ましい。これにより、車両に搭載される水素タンクへの水素充填時でも、当該水素タンクの温度上昇を低減させ、水素充填量を増加させることができる。
【００１１】
さらに、前記冷却手段は、前記水素タンクに冷却媒体を噴射する冷却媒体噴射手段と、該冷却媒体噴射手段に冷却媒体を供給する冷却媒体供給源と、該冷却媒体供給源と前記冷却媒体噴射手段とを接続し且つ前記冷却媒体が流通可能に構成される冷却媒体供給管路と、該冷却媒体供給管路に設けられるバルブとを含み、前記制御手段は、前記バルブの開閉を制御するバルブ開閉制御装置とすることが好ましい。また、前記冷却媒体としては、水又は空気を用いることができる。これにより、水素充填ステーションの構成が一層簡略化され、水素タンクへの水素充填時における制御の複雑化が抑制されると共に、水素タンクの温度上昇を低減させ、水素充填量を増加させることができる。
【００１２】
本発明の水素充填方法は、高圧水素貯蔵タンクと、該高圧水素貯蔵タンクよりもタンク内の水素圧力が低い水素タンクと、前記高圧水素貯蔵タンクと前記水素タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、該水素供給管路を前記水素タンクに接続する水素供給ノズルとを用い、前記高圧水素貯蔵タンクから前記水素タンクに水素を充填する水素充填方法であって、前記水素タンクを冷却する冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する第１の工程と、該第１の工程の後、前記水素供給ノズルを介して前記水素タンク内に水素を充填した後、該充填を停止する第２の工程と、該第２の工程の後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する第３の工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１の工程は、前記水素供給ノズルを、該水素供給ノズルを保持する保持手段から外した後、前記冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する工程であり、前記第２の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクに接続した後、前記水素タンク内に水素を充填し、その後、前記充填を停止する工程であり、前記第３の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクから外した後、該水素供給ノズルを前記保持手段に保持させ、その後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する工程とするとよい。
【００１４】
このような方法によれば、高圧水素貯蔵タンクから水素タンクへの水素充填時、上記水素タンクを冷却できるので、当該水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減できる。これにより、水素タンクへの水素充填量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な構成で水素タンクへの水素充填時における水素タンク内の温度上昇を低減して、水素タンクへの水素充填量を増加できる水素充填ステーション及び水素充填方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の水素充填ステーション及び水素充填方法について実施形態と実施例を挙げ、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態としての水素充填ステーションを示す概略構成図である。なお、本実施形態における水素充填ステーションは、燃料電池車両に搭載される水素タンクに水素を充填するものである。図１に示すように、本実施形態に係る水素充填ステーション１は、該水素充填ステーション１において水素が充填される水素タンク１１０を搭載する車両としての燃料電池車両１００（図７参照）が停車する停車スペース１０を有し、該停車スペース１０に停車する燃料電池車両１００の水素タンク１１０に水素を充填する水素供給システム３と、前記停車スペース１０に敷設され該停車スペース１０に停車する燃料電池車両１００の水素タンク１１０を冷却する冷却手段としての冷却システム５と、該冷却システムによる前記水素タンク１１０の冷却動作の開始又は停止を制御する制御手段としてのバルブ開閉制御装置７とを備える。
【００１８】
燃料電池車両１００は、水素タンク１１０に貯蔵される水素と空気中から取り込まれる酸素との電気化学反応により得られる電力により、図示しない駆動用モータを駆動して走行する車両である。また、水素タンク１１０としては、高圧で水素を貯蔵するもの、水素の貯蔵と放出が可能な水素吸着剤を収容したもの、又は水素の吸着と放出が可能な水素吸着材、例えば錯体、活性炭、カーボンナノチューブ、アモルファスカーボン、グラファイトカーボン、ゼオライト若しくはメソポーラスシリケート等を収容したもの等、水素の貯蔵が可能なものであれば何れも使用可能である。なお、本実施形態において、水素タンク１１０は、燃料電池車両１００の後方下部に２個配置されている（図７及び図８参照）。
【００１９】
水素供給システム３は、上記水素タンク１１０への充填圧力よりも高圧の水素が貯蔵される高圧水素貯蔵タンク２２と、該高圧水素貯蔵タンク２２から供給される水素を水素タンク１１０へ供給するための水素供給管路２６と、該水素供給管路２６途中に配設され高圧水素貯蔵タンク２２から流出する水素の圧力を所定値に低減させるレギュレータ２４と、前記水素供給管路２６におけるレギュレータ２４の二次側（低圧側）の端部に取り付けられ水素タンク１１０に着脱自在に接続される水素供給ノズル３２と、非使用時の水素供給ノズル３２を保持する保持手段としての保持スタンド２８とを備える。なお、本実施形態における高圧水素貯蔵タンク２２は、同容積の３個のタンクが配管接続されるカードルであり、レギュレータ２４は上記３個のタンクからの配管が合流した後の水素供給管路２６の途中に配設される。
【００２０】
水素供給ノズル３２は、その先端部分が燃料電池車両１００の水素タンク１１０における図示しない水素充填口に着脱自在に接続できるように構成されており、これにより高圧水素貯蔵タンク２２と水素タンク１１０とが水素供給管路２６を介して接続され、水素タンク１１０に水素を充填できる。また、保持スタンド２８は、水素タンク１１０への水素充填時以外の水素供給ノズル３２を使用していない際に、該水素供給ノズル３２を保管するものであり、例えば水素供給ノズル３２を掛けて保持可能な図示しないフック部を有する。さらに、保持スタンド２８には、水素供給ノズル３２が保持されているか否かを検出する検出手段としてのリミットスイッチ３４が配設されている。なお、詳細は後述するが、リミットスイッチ３４は、例えば上記フック部に設けられてバルブ開閉制御装置７と電気的に接続されており、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８から取り外された信号、又は取り付けされた（戻された）信号をバルブ開閉制御装置７に送信する。
【００２１】
冷却システム５は、停車スペース１０に敷設され燃料電池車両１００の水素タンク１１０に冷却媒体としての水や空気等を噴射して冷却するものであり、冷却媒体供給源１６と、該冷却媒体供給源１６から加圧されて供給される冷却媒体を燃料電池車両１００の下側から上方に向けて噴射する冷却媒体噴射手段としての噴射部１４と、冷却媒体供給源１６から噴射部１４に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管路２０と、該冷却媒体供給管路２０の途中に設けられ当該冷却媒体供給管路２０における冷却媒体の流通を制御する電磁式開閉弁であるバルブ１８とを備える。ここで、冷却媒体供給源１６は、冷却媒体として水を用いる場合には例えば水道管であって、冷却媒体として空気を用いる場合には例えば空気圧縮装置である。
【００２２】
バルブ１８は、バルブ開閉制御装置７と電気的に接続されており、上記リミットスイッチ３４からの入力信号に基づいたバルブ開閉制御装置７によって開閉制御され、これにより、バルブ１８が開かれると噴射部１４から水素ボンベ１１０に向かって冷却媒体が噴射され、バルブ１８が閉じられると噴射部１４からの冷却媒体の噴射は停止される。すなわち、バルブ開閉制御装置７は、リミットスイッチ３４により水素供給ノズル３２が保持スタンド２８から取り外された信号（以下、オン信号とする）が入力されると、バルブ１８を開くように制御する一方、前記リミットスイッチ３４により水素供給ノズル３２が保持スタンド２８に取り付けられた信号（以下、オフ信号とする）が入力されると、バルブ１８を閉じるように制御する。
【００２３】
ここで、本実施形態における噴射部１４について図２乃至図５を参照して説明する。図２は、噴射部１４の概略平面図である。噴射部１４は、冷却媒体供給管路２０に連通する噴射管路４０が網目状に連結されて構成され、全体として略矩形状を成している。また、噴射部１４は、通常の車両に搭載される水素タンクを十分に冷却可能な大きさに設定され、本実施形態においては、幅方向約２０００ｍｍ、長さ方向約５０００ｍｍである。そして、噴射部１４における各噴射管路４０の交差部分には、噴射口４２（図３及び図４参照）が設けられており、該噴射口４２は、幅方向及び長さ方向共に５０〜２００ｍｍ間隔で設置される。なお、噴射部１４の冷却媒体供給管路２０に連結する幅方向及び長さ方向の縁部には、夫々噴射管路４０を幅方向及び長さ方向に分岐して冷却媒体の流れを均一化するための若干の余裕部分Ａ、Ｂが設けられている。
【００２４】
図３は、噴射部１４における噴射管路４０が十字状に交差する部分の拡大斜視図であり、図４は、噴射管路４０が噴射部１４の縁部で交差する部分の拡大斜視図である。図３及び図４に示すように、噴射口４２は、噴射管路４０の各交差部分に配設されているため、噴射部１４の幅方向及び長さ方向の全面から均一に冷却媒体を車両に向けて噴射することができる。これにより、停車スペース１０での燃料電池車両１００の停車位置が若干ずれた場合や、さらに、当該燃料電池車両１００自体の大きさが異なる場合にも水素タンク１１０を確実に冷却することが可能となる。
【００２５】
図５は、図１中の線Ｖ−Ｖにおける概略断面図であり、噴射部１４の停車スペース１０への敷設状態を示している。噴射部１４は、上記のように網目状に連結される噴射管路４０により構成されるため、地面の上に直接敷設すると、その上に直接燃料電池車両１００が乗り上げることになり、噴射部１４の破損を生じたり、燃料電池車両１００が乗り上げる際に不安定になる等の問題が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、図５に示すように、停車スペース１０に噴射部１４が収納可能な凹部１１を設け、該凹部１１内に噴射部１４を敷設すると共に、凹部１１を噴射部１４から噴射される冷却媒体が流通可能であり、燃料電池車両１００の重量に十分耐えることが可能な、例えば網目状の金属蓋１２により蓋をするようにしている。これにより、噴射部１４を保護した状態で、燃料電池車両１００の下側から冷却媒体を水素ボンベ１１０に向けて噴射することが可能となる。なお、凹部１１の底部には、図示しない排水部が設けられる。
【００２６】
次に、以上のように構成される水素充填ステーション１において燃料電池車両１００に搭載される水素ボンベ１１０に水素を充填する水素充填方法について、図６乃至図８を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る水素充填方法の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では表記したステップ番号順に処理が実行されるものとする。
【００２７】
図６におけるステップＳ１において、図７に示すように、停車スペース１０の噴射部１４が敷設されている位置に燃料電池車両１００を停車させる。噴射部１４は、通常の車両に搭載される水素タンクを十分に冷却可能な大きさに設定されているので、燃料電池車両１００の停車位置が若干ずれる等しても確実に冷却ができる。
【００２８】
ステップＳ２において、水素供給ノズル３２を保持スタンド２８の図示しないフック部から取り外す。
【００２９】
ステップＳ３において、リミットスイッチ３４からバルブ開閉制御装置７に、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８から取り外された信号、すなわちオン信号が送信される。
【００３０】
ステップＳ４において、バルブ開閉制御装置７によりバルブ１８が開かれ、図８に示すように、冷却媒体供給源１６からの冷却媒体が、冷却媒体供給管路２０を介して噴射部１４における噴射口４２から上方、すなわち燃料電池車両１００の下側に向かって噴射される。このため、燃料電池車両１００の下部に搭載されている水素タンク１１０の冷却が開始される。なお、図８では、各噴射口４２から上方に向かって図示されている矢印が冷却媒体を示している。
【００３１】
ステップＳ５において、水素供給ノズル３２を燃料電池車両１００の水素タンク１１０の図示しない水素充填口に接続し、水素タンク１１０への水素充填を開始する。ここで、高圧水素貯蔵タンク２２内の高圧水素は、レギュレータ２４により所定の圧力まで減圧されて水素タンク１１０へと供給される。
【００３２】
ステップＳ６において、水素タンク１１０に所定圧力まで水素が充填されると、水素の供給が停止される。なお、このような水素充填中は、噴射部１４からの冷却媒体の噴射、すなわち水素タンク１１０の冷却が継続され、これにより、水素充填時における水素タンク１１０内での温度上昇が抑制される。
【００３３】
ステップＳ７において、水素供給ノズル３２を水素タンク１１０の水素充填口から外し、保持スタンド２８のフック部に戻される。
【００３４】
ステップＳ８において、リミットスイッチ３４からバルブ開閉制御装置７に、水素供給ノズル３２が保持スタンド２８に取り付けされた信号、すなわちオフ信号が送信される。
【００３５】
ステップＳ９において、バルブ開閉制御装置７によりバルブ１８が閉じられ、噴射部１４からの冷却媒体の噴射が停止される。すなわち、水素タンク１１０の冷却が停止される。
【００３６】
上記各ステップにより水素タンク１１０への水素充填が完了すると、ステップＳ１０に示すように、停車スペース１０から燃料電池車両１００を移動させる。また、その後、他の車両に対して水素充填を行う場合には、上記と同様の手順による水素充填を繰り返せばよい。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る水素充填ステーションにおける水素充填方法によれば、リミットスイッチ３４とバルブ開閉制御装置７等を用いた簡単な制御により、水素充填時における水素タンク１１０内の温度上昇を低減させることができ、当該水素タンク１１０へ十分な量の水素を充填することが可能となる。
【００３８】
次に、上記実施形態に係る水素充填ステーションにおける水素充填方法を適用した実施例について、図面を参照し、比較例を示して説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではないのは当然である。
【００３９】
本実施例では、水素供給システム３において、高圧水素貯蔵タンク２２内の水素圧力を４２ＭＰａとし、これをレギュレータ２４により水素圧力３５ＭＰａに減圧した水素を燃料電池車両１００に充填するものとした。保持スタンド２８は、フック部により水素供給ノズル３２を固定する形式とし、リミットスイッチ３４を該フック部に配設した。
【００４０】
冷却システム５としては、図２乃至図４に示す網目状で、幅２０００ｍｍ、長さ５０００ｍｍの噴射部１４を用い、噴射管路４０は、外径２０ｍｍ、内径１８ｍｍとした。噴射部１４における噴射口４２は、幅方向、長さ方向共に１００ｍｍ毎、合計１０７１箇所に設け、当該噴射口４２の口径は直径１ｍｍとした。また、冷却媒体としては、０．２ＭＰａの水道水を用い、これを冷却媒体供給源１６とした。なお、バルブ１８には電磁弁を用いた。
【００４１】
燃料電池車両１００には、車両後方下部に２個の水素タンク１１０を搭載させると共に、該水素タンク１１０には、その内部温度を測定するために温度測定手段としての熱電対を取り付けて、停車スペース１０における噴射部１４が敷設されている位置に停車させた。そして、水素供給ノズル３２を保持スタンド２８のフック部から取り外すと、バルブ開閉制御装置７により電磁弁（バルブ７）が開かれ、これにより冷却媒体としての水道水が噴射部１４より水素タンク１１０に向けて噴射され、水素タンク１１０の冷却が開始された。
【００４２】
次に、水素供給ノズル３２を水素タンク１１０に接続し、水素充填を開始し、該水素タンク１１０内の圧力が３５ＭＰａとなるまで水素充填を行った。このときの水素タンク１１０への水素充填量（ｋｇ）と水素タンク１１０内の温度変化（℃）のグラフを図９に示す。また、図９には、比較例として、本実施例における水素供給システム３及び燃料電池車両１００等と同一の装置を適用し、冷却システム５を省略した水素充填ステーションにおいて、水素タンク１１０内が３５ＭＰａとなるまで水素充填を行った場合における、水素タンク１１０への水素充填量（ｋｇ）と水素タンク１１０内の温度変化（℃）のグラフも記載した。
【００４３】
図９において、横軸は水素充填時間（ｍｉｎ）であり、左側の縦軸は水素充填量（ｋｇ）であり、右側の縦軸は水素タンク１１０内の温度（℃）である。さらに、図９において、実線は本実施例による測定結果を示し、破線は比較例による測定結果を示している。なお、実施例及び比較例共に、水素タンク１１０内の圧力が３５ＭＰａになるまでには、約５分の水素充填時間を要した。図９から分かるように、水素充填後の水素タンク１１０内の温度は、本実施例では、＋６５℃であり、比較例では、＋７５℃となった。また、このときの水素充填量は、本実施例では、４．４ｋｇであり、比較例では、４．３ｋｇであった。
【００４４】
以上から、冷却システム５を用いた本実施例では、該冷却システム５を用いていない比較例に比べて、水素充填後の水素タンク１１０内の温度が低く、水素充填量が多くなることが明白となった。
【００４５】
以上のように、実施形態及び実施例を示して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。例えば、上記実施形態等では、高圧水素貯蔵タンク２２から燃料電池車両１００に搭載される水素タンク１１０に水素を充填する構成について説明したが、これに限らず、本発明は、高圧水素貯蔵タンク２２の近傍に冷却システム５を敷設して、該高圧水素貯蔵タンク２２内に、図示しない移動式高圧水素貯蔵タンク（例えば、水素タンク搭載トレーラ）から水素を充填する場合や、図示しない天然ガス等から改質装置を経て生成される水素を圧縮機等を介して充填する場合等にも適用することができる。
【００４６】
また、リミットスイッチ３４は、上記のように保持スタンド２８に設けるだけでなく、水素供給ノズル３２にも設けることができ、また、保持スタンド２８及び水素供給ノズル３２の両方に設けるようにしてもよく、さらに、使用条件等によっては、該リミットスイッチ３４は、手動式スイッチ等に置換することもできる。さらに、寒冷地等では凍結防止のために、上記冷却媒体として水よりも空気を用いる方が好ましいが、例えば気温の高い夏場と気温の低い冬場とで、水と空気の使用を切り替えるようにしてもよい。
【００４７】
なお、噴射部１４は、使用条件や設置場所等によっては、直接地面の上に敷設することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る水素充填ステーションを示す概略構成図である。
【図２】前記実施形態に係る噴射部の概略平面図である。
【図３】図２に示す噴射部において、噴射管路が十字状に交差する部分の拡大斜視図である。
【図４】図２に示す噴射部において、噴射管路が噴射部の縁部で交差する部分の拡大斜視図である。
【図５】図１に示す線Ｖ−Ｖにおける概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る水素充填方法の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す水素充填ステーションに燃料電池車両が停車されている状態を示す概略構成図である。
【図８】図７に示す線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける概略断面図である。
【図９】本発明の実施例及び比較例での水素充填時における、水素充填時間に対する水素タンク内の温度変化及び水素充填量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１…水素充填ステーション ３…水素供給システム
５…冷却システム ７…バルブ開閉制御装置
１０…停車スペース １１…凹部
１２…金属蓋 １４…噴射部
１６…冷却媒体供給源 １８…バルブ
２０…冷却媒体供給管路 ２２…高圧水素貯蔵タンク
２４…レギュレータ ２６…水素供給管路
２８…保持スタンド ３２…水素供給ノズル
３４…リミットスイッチ ４０…噴射管路
４２…噴射口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水素貯蔵タンクと、
該高圧水素貯蔵タンクから水素が充填される水素タンクに接続され、該水素タンク内に水素を充填するための水素供給ノズルと、
該水素供給ノズルと前記高圧水素貯蔵タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、
前記水素供給ノズルを保持するための保持手段と、
前記保持手段に設けられ、前記水素供給ノズルが前記保持手段に保持されているか否かを検出する検出手段と、
前記水素タンクを冷却する冷却手段と、
該検出手段の検出結果に基づき、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項２】
請求項１記載の水素充填ステーションにおいて、
前記水素タンクは車両に搭載された水素タンクであって、前記冷却手段は前記車両の下側から前記水素タンクを冷却するように構成されていることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の水素充填ステーションにおいて、
前記冷却手段は、前記水素タンクに冷却媒体を噴射する冷却媒体噴射手段と、該冷却媒体噴射手段に冷却媒体を供給する冷却媒体供給源と、該冷却媒体供給源と前記冷却媒体噴射手段とを接続し且つ前記冷却媒体が流通可能に構成される冷却媒体供給管路と、該冷却媒体供給管路に設けられるバルブとを含み、
前記制御手段は、前記バルブの開閉を制御するバルブ開閉制御装置であることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項４】
請求項３記載の水素充填ステーションにおいて、
前記冷却媒体は、水又は空気であることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項５】
高圧水素貯蔵タンクと、該高圧水素貯蔵タンクよりもタンク内の水素圧力が低い水素タンクと、前記高圧水素貯蔵タンクと前記水素タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、該水素供給管路を前記水素タンクに接続する水素供給ノズルとを用い、前記高圧水素貯蔵タンクから前記水素タンクに水素を充填する水素充填方法であって、
前記水素タンクを冷却する冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する第１の工程と、
該第１の工程の後、前記水素供給ノズルを介して前記水素タンク内に水素を充填した後、該充填を停止する第２の工程と、
該第２の工程の後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する第３の工程とを備えることを特徴とする水素充填方法。
【請求項６】
請求項５記載の水素充填方法において、
前記第１の工程は、前記水素供給ノズルを、該水素供給ノズルを保持する保持手段から外した後、前記冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する工程であり、
前記第２の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクに接続した後、該水素供給ノズルを前記水素タンク内に水素を充填し、その後、前記充填を停止する工程であり、
前記第３の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクから外した後、前記保持手段に保持させ、その後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する工程であることを特徴とする水素充填方法。
【請求項１】
高圧水素貯蔵タンクと、
該高圧水素貯蔵タンクから水素が充填される水素タンクに接続され、該水素タンク内に水素を充填するための水素供給ノズルと、
該水素供給ノズルと前記高圧水素貯蔵タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、
前記水素供給ノズルを保持するための保持手段と、
前記保持手段に設けられ、前記水素供給ノズルが前記保持手段に保持されているか否かを検出する検出手段と、
前記水素タンクを冷却する冷却手段と、
該検出手段の検出結果に基づき、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項２】
請求項１記載の水素充填ステーションにおいて、
前記水素タンクは車両に搭載された水素タンクであって、前記冷却手段は前記車両の下側から前記水素タンクを冷却するように構成されていることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の水素充填ステーションにおいて、
前記冷却手段は、前記水素タンクに冷却媒体を噴射する冷却媒体噴射手段と、該冷却媒体噴射手段に冷却媒体を供給する冷却媒体供給源と、該冷却媒体供給源と前記冷却媒体噴射手段とを接続し且つ前記冷却媒体が流通可能に構成される冷却媒体供給管路と、該冷却媒体供給管路に設けられるバルブとを含み、
前記制御手段は、前記バルブの開閉を制御するバルブ開閉制御装置であることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項４】
請求項３記載の水素充填ステーションにおいて、
前記冷却媒体は、水又は空気であることを特徴とする水素充填ステーション。
【請求項５】
高圧水素貯蔵タンクと、該高圧水素貯蔵タンクよりもタンク内の水素圧力が低い水素タンクと、前記高圧水素貯蔵タンクと前記水素タンクとを接続し且つ水素が流通可能に構成される水素供給管路と、該水素供給管路を前記水素タンクに接続する水素供給ノズルとを用い、前記高圧水素貯蔵タンクから前記水素タンクに水素を充填する水素充填方法であって、
前記水素タンクを冷却する冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する第１の工程と、
該第１の工程の後、前記水素供給ノズルを介して前記水素タンク内に水素を充填した後、該充填を停止する第２の工程と、
該第２の工程の後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する第３の工程とを備えることを特徴とする水素充填方法。
【請求項６】
請求項５記載の水素充填方法において、
前記第１の工程は、前記水素供給ノズルを、該水素供給ノズルを保持する保持手段から外した後、前記冷却手段により前記水素タンクの冷却を開始する工程であり、
前記第２の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクに接続した後、該水素供給ノズルを前記水素タンク内に水素を充填し、その後、前記充填を停止する工程であり、
前記第３の工程は、前記水素供給ノズルを前記水素タンクから外した後、前記保持手段に保持させ、その後、前記冷却手段による前記水素タンクの冷却を停止する工程であることを特徴とする水素充填方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１３９１４５（Ｐ２００７−１３９１４５Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３６８３９（Ｐ２００５−３３６８３９）
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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