(57)【要約】  高圧（Ｐｓｈ）を有したガス供給源（２）から、充填に先立って選択又は計算された所定の充填時間（Ｄａｂ）で、決定された温度（Ｔ）において圧力ガスコンテナ（１）を充填するための本発明の方法は、供給源（２）とコンテナ（１）との間の流体流路（３）の形態での接続を形成すること、所定の充填時間（Ｄａｂ）の所定の部分区間（ｄｔｉ）に亘って流路の複数の開（Ｏ）−閉（Ｆ）シークエンスを実行することからなり、コンテナ（１）中の最新の圧力（Ｐｃｉ）の曲線（Ｃ１，Ｃ２）は、時刻（ｔ）に従って、充填時間（Ｄａｂ）に亘り、充填前及び後に測定された圧力（Ｐｃｉ及びＰｓｆ）を結ぶ理論直線（ＡＢ）に従い、所定の充填時間（Ｄａｂ）は、２から数百までの範囲の多数の部分時間間隔（ｄｔｉ）であって、それぞれが好ましくは５から２０秒の範囲内の所定の期間を有している部分時間間隔へと細分されている。【選択図】      図２
2009522519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧であることが分かっている或る圧力（Ｐｓｈ）のガス供給源（２）から、充填に先立って選択又は計算された所定の充填時間（Ｄａｂ）で、所定の温度（Ｔ）において圧力ガスコンテナ（１）を充填する方法であって、
前記コンテナ（１）は、充填前には所定の初期内圧（Ｐｃｉ）を、充填後には所定の最終圧力（Ｐｃｆ）を有し、
前記供給源（２）と前記コンテナ（１）との間に、流体流路（３）の形態で接続が形成され、
前記流路の複数の開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスが、前記所定の充填時間（Ｄａｂ）の複数の所定の部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って実行され、前記部分時間間隔（ｄｔｉ）及び対応した前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記所定の充填時間に亘り、前記コンテナ（１）中の最新の圧力（Ｐｃｉ）の曲線（Ｃ１，Ｃ２）が、時刻（ｔ）の関数として、前記充填時間（Ｄａｂ）に亘る充填の前及び後に測定される前記圧力（Ｐｃｉ及びＰｃｆ）を結ぶ理論直線（ＡＢ）に従うように大きさを合わされ、前記所定の充填時間（Ｄａｂ）は、２乃至数百の範囲の多数の部分時間間隔（ｄｔｉ）であって、好ましくは５乃至２０秒の範囲の所定の期間を有した部分時間間隔へと細分されている方法。
【請求項２】
前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐｃｉ）の時刻（ｔ）の関数としての曲線（Ｃ１，Ｃ２）の両端は、充填の前及び後に測定される前記圧力（Ｐｃｉ及びＰｃｆ）を結ぶ前記理論直線（ＡＢ）の両端と、それぞれ実質的に一致していることを特徴とする請求項１に記載の充填方法。
【請求項３】
各部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って、前記部分時間間隔（ｄｔｉ）の開始時から流路を開く（Ｏ）第１工程と、その後、前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐｃｉ）が、この充填の時刻（ｔ）において理論直線（ＡＢ）により与えられる圧力値に少なくとも近く、好ましくは等しい所定の値に到達する時刻（ｔ）から流路を閉じる（Ｆ）第２工程とを具備し、
前記流路は、前記部分時間間隔（ｄｔｉ）の終了時まで閉じたままとされることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填方法。
【請求項４】
前記部分時間間隔（ｄｔｉ）及び対応した前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記所定の充填時間（Ｄａｂ）に亘る実質的にあらゆる時刻（ｔ）において、前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐｃｉ）の時刻（ｔ）の関数としての前記曲線（Ｃ１，Ｃ２）が、３０ｂａｒ未満及び好ましくは１０ｂａｒ未満の圧力値だけ、又は、充填のこの時刻（ｔ）における前記直線（ＡＢ）により与えられる圧力値の２０％未満及び好ましくは５％未満だけ、前記理論直線（ＡＢ）から外れるように大きさを合わされることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の充填方法。
【請求項５】
前記充填は、前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐ）を用いて専ら制御されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の充填方法。
【請求項６】
−前記周囲充填温度（Ｔ）を決定する工程と、
−充填前に、前記コンテナ（１）の前記初期内圧（Ｐｃｉ）を決定する工程と、
−前記充填の間に前記コンテナへと導入されるべきガスの量を選択する工程及び／又は最大の許容可能な充填時間を選択する工程と、
−前記周囲充填温度（Ｔ）、前記コンテナ（１）中の前記初期内圧（Ｐｃｉ）及び導入されるべきガスの前記量及び／又は前記最大の許容可能な時間の関数として、前記コンテナ（１）を充填した後の前記最終圧力（Ｐｃｆ）を計算する工程と、
−前記周囲充填温度（Ｔ）、前記コンテナ（１）中の前記初期内圧（Ｐｃｉ）及び導入されるべきガスの前記量及び／又は前記最大の許容可能な時間の関数として、充填前に前記充填時間（Ｄａｂ）を決定する工程と
を具備したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の充填方法。
【請求項７】
前記コンテナ（１）の充填後の前記最終圧力（Ｐｃｆ）が計算され、以下の２つの条件：前記コンテナ（１）の公称充填容量又は前記コンテナ（１）の設計温度のより厳しい方に対応させることを具備したことを特徴とする請求項７に記載の充填方法。
【請求項８】
前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、流速又は温度の制御なしに、「オン−オフ」バルブ型の部材により実行されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記供給源（２）と前記コンテナ（１）とを接続している充填ライン中の前記圧力測定の関数として専ら引き起こされることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法を実行するための圧力ガスコンテナの充填装置であって、
高圧であることが分かっている或る圧力（Ｐｓｈ）のガス供給源（２）と、
前記周囲充填温度（Ｔ）を測定するための手段と、
コンテナ（１）と接続されて前記供給源と前記コンテナ（１）との流体流路（３）を形成するのに適した手段と、
前記流路（３）上のバルブ形成手段（４）と、
前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐ）を決定するための手段（５）と、
前記バルブ形成手段（４）、前記最新の圧力（Ｐｃｉ）を決定するための前記手段（５）、及び、前記周囲温度（Ｔ）を測定するための前記手段へと接続されたデータ処理及び制御手段（６）とを具備し、
前記データ処理及び制御手段（６）は、前記バルブ形成手段（４）の前記開及び閉を制御するために、所定の充填時間（Ｄａｂ）及び充填後の前記コンテナ（１）の最終圧力（Ｐｃｆ）に関連する設定値を計算するか又は受け取り、
前記バルブ形成手段（４）は、コンテナ（１）を充填するために、前記充填時間（Ｄａｂ）の複数の所定の部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って前記流路を開き（Ｏ）及び閉じる（Ｆ）複数のシークエンスを実行すべく制御され、
前記部分時間間隔（ｄｔｉ）並びに対応した前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記所定の充填時間に亘り、前記コンテナ（１）中の最新の圧力（Ｐｃｉ）の前記曲線（Ｃ１，Ｃ２）が、時刻（ｔ）の関数として、前記充填時間に亘る前記充填の前及び後に測定される前記圧力（Ｐｃｉ及びＰｃｆ）を結ぶ前記理論直線（ＡＢ）とほぼ一致するように大きさを合わされ、
前記バルブ形成手段は、例えば自動制御による第１オン−オフ型バルブ（４）を具備した充填装置。
【請求項１１】
前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐ）を決定するための前記手段（５）は、前記バルブ形成手段（４）の下流における前記圧力を測定する圧力センサを具備したことを特徴とする請求項１０に記載の充填装置。
【請求項１２】
前記バルブ形成手段は、前記第１バルブ（４）の下流に設けられたマイクロメトリックフロー計量バルブなどの第２バルブ（６）を具備したことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の充填装置。
【請求項１３】
前記流路（３）上に、以下の手段：安全バルブシステム（７）、減圧システム（８）の少なくとも１つを具備したことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の充填装置。
【請求項１４】
前記流路（３）は、前記コンテナ（１）の開口部への接続のための、引き抜き防止手段及び結合手段（１０）が設けられたラインを具備し、前記結合手段（１０）は、対をなすコンテナ（１）の結合手段への接続に適合していることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、圧力ガスコンテナの充填方法及び充填装置に関する。
【０００２】
本発明は、特には、加圧されたガスシリンダ又はタンクなどのコンテナを充填するための方法及び装置に関する。
【０００３】
例えば水素ガスで動く車両に搭載された高圧容器の充填は、できる限り迅速に行って、車両停止時間を減少させねばならない。
【０００４】
これら容器又はタンクの最終的な給圧は、一般に、３５０及び約７００バールの間である。
【０００５】
タンク中のガスの圧縮の実質的な断熱性及び高い最終圧力のために、タンク中のガス温度が急速に上昇し、タンクのコンポジット構造を損傷しがちである。
【０００６】
それゆえ、この温度上昇を、タンクの設計温度、即ち、最大許容温度（一般に約８５℃）までに制限することが重要である。
【０００７】
この充填温度を制御するための１つの既知の解決法は、過熱の場合には充填を遮断することからなる。
【０００８】
他の解決法は、充填速度を、それが過度の温度上昇の原因となり得る流速より低いままとなるように制御することからなる。
【０００９】
これら２つの既知の方法は、タンクへと供給されるガスの流速の制御、及び、したがって、非常に高価な高圧制御バルブの使用を必要とする。
【００１０】
これら既知の解決法では、第１の態様は、制御バルブの直ぐ上流又は下流におけるガスの流速を制御することからなる。
【００１１】
流速計を使用しない第２の態様は、制御バルブの下流における圧力上昇速度を制御することからなる（圧力上昇速度は、バルブの下流における圧力の時間に関する微分である）。
【００１２】
充填は、一般に、圧力ガスのリザーブから行われる。それゆえ、これら先行技術の解決法では、充填されるべきタンク（バルブの下流）における圧力が上昇するにつれて、供給源における圧力は減少する。バルブの動的制御レンジは、したがって、非常に重要である。なぜなら、それは流速又は一定の圧力上昇を制御しなければならないが、バルブの上流における圧力又はバルブの下流における圧力の何れも、一定ではないからである。バルブ制御ループは、したがって、比較的長い調整時間と、広い開／閉動的レンジを有する制御バルブとを必要とする。バルブ制御ループの不十分な調整は、充填の終了時において目標圧力に到達することを妨げるか、又は、目標圧力が予定された充填時間の前に到達されたとすれば、タンクの過熱の原因となる。
【００１３】
本発明の目的は、先行技術の欠点の全部又は一部を克服する圧力ガスコンテナの充填方法を提案することである。
【００１４】
この目的は、特には高圧であることが分かっている或る圧力のガス供給源から、充填に先立って選択又は計算された所定の充填時間で、所定の温度において圧力ガスコンテナを充填するための方法において、コンテナは、充填前には所定の初期内圧を、充填後には所定の最終圧力を有し、供給源とコンテナとの間に、流体流路の形態で接続が形成され、流路の複数の開及び閉シークエンスが、所定の充填時間の複数の所定の部分時間間隔に亘って実行され、上記部分時間間隔並びに対応した開及び閉シークエンスは、所定の充填時間に亘り、コンテナ中の最新の圧力の曲線が、時刻の関数として、充填時間に亘る充填の前及び後に測定される圧力を結ぶ理論直線に従うように大きさを合わされ、上記所定の充填時間は、２乃至数百の範囲の多数の部分時間間隔であって、好ましくは５乃至２０秒の範囲の所定の期間を有した部分時間間隔へと細分されているという事実によって達成される。
【００１５】
更には、本発明は、以下の特徴の１以上を備えていてもよい：
−コンテナ中の最新の圧力の時刻の関数としての曲線の両端が、充填の前及び後の圧力を結ぶ理論直線（ＡＢ）の両端と、それぞれ実質的に一致していること、
−上記方法が、各部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って、部分時間間隔（ｄｔｉ）の開始時から流路を開く（Ｏ）第１工程と、その後、コンテナ（１）中の最新の圧力（Ｐｃｉ）が、充填のこの時刻（ｔ）において理論直線（ＡＢ）により与えられる圧力値に少なくとも近く、好ましくは等しい所定の値に到達する時刻（ｔ）から流路を閉じる（Ｆ）第２工程とを具備し、流路は、部分時間間隔（ｄｔｉ）の終了時まで閉じたままとされること、
−部分時間間隔並びに対応した開及び閉シークエンスが、所定の充填時間に亘る実質的にあらゆる時刻において、コンテナ中の最新の圧力の時刻の関数としての曲線が、３０ｂａｒ未満及び好ましくは１０ｂａｒ未満の圧力値だけ、又は、充填のこの時刻において直線により与えられる圧力値の２０％未満及び好ましくは５％未満だけ、理論直線から外れるように大きさを合わされること、
−充填時間が、２乃至数百の範囲の多数の部分時間間隔（ｄｔｉ）であって、好ましくは５乃至２０秒の範囲の所定の期間を有した部分時間間隔へと細分されていること、
−充填がコンテナ中の最新の圧力を用いて専ら制御されること、
−周囲温度及びコンテナ中の初期圧力が充填前に測定されること、
−最終充填圧力が、所望の充填時間の関数として計算されること、
−コンテナが、初期内圧、周囲温度、及び、おそらくは周囲温度より低い計算された充填温度の関数として計算される温度で充填されること。
【００１６】
他の特徴によると、上記方法は、
−周囲充填温度（Ｔ）を決定する工程、
−充填前にコンテナの初期内圧を決定する工程、
−充填の間にコンテナへと導入されるべきガスの量を選択する工程、及び／又は、最大の許容可能な充填時間を選択する工程、
−周囲充填温度、コンテナ中の初期内圧、及び導入されるべきガスの量及び／又は最大の許容可能な時間の関数として、コンテナを充填した後の最終圧力を計算する工程、
−周囲充填温度、コンテナ中の初期内圧、及び導入されるべきガスの量及び／又は最大の許容可能な時間の関数として、充填前に充填時間を決定する工程、
−コンテナの充填後の最終圧力が計算され、以下の２つの条件：コンテナの公称充填容量又はコンテナの設計温度のより厳しい方に対応させること、
−開及び閉シークエンスは、流速又は温度の制御なしに、「オン−オフ」バルブ型の部材により実行されること、
−開及び閉シークエンスは、供給源とコンテナとを接続している充填ライン中の圧力測定の関数として専ら引き起こされること  
を備えている。
【００１７】
本発明の更なる目的は、圧力ガスコンテナを充填するため及び上記方法を実行するための装置を提案することである。
【００１８】
圧力ガスコンテナを充填するため及び上述の特徴の何れかに係る方法を実行するための装置は、高圧であることが分かっている或る圧力のガス供給源と、周囲充填温度を測定するための手段と、コンテナに接続されて供給源とコンテナとの流体流路を形成するのに適した手段と、流路上のバルブ形成手段と、コンテナ中の最新の圧力を決定するための手段と、バルブを形成する手段、最新の圧力を決定するための手段、及び、周囲温度を測定するための手段へと接続されたデータ処理及び制御手段とを具備し、データ処理及び制御手段は、バルブ形成手段の開及び閉を制御するために、所定の充填時間及び充填後のコンテナの最終圧力に関連する設定値を計算するか又は受け取り、バルブ形成手段は、コンテナを充填するために、充填時間の所定の部分時間間隔に亘って流路を開き及び閉じる複数のシークエンスを実行すべく制御され、部分時間間隔並びに対応した開及び閉シークエンスは、所定の充填時間に亘り、コンテナ中の最新の圧力の曲線が、時刻の関数として、充填時間に亘る充填の前及び後に測定された圧力を結ぶ理論直線とほぼ一致するように大きさを合わされ、バルブ形成手段は、例えば自動制御を有した第１オン−オフ型バルブを具備している。
【００１９】
他の可能な特徴によると：
−コンテナ中の最新の圧力を決定するための手段は、バルブを形成する手段の下流における圧力を測定する圧力センサを具備している、
−バルブ形成手段は、第１バルブの下流に設けられたマイクロメトリックフロー計量バルブ（micrometric flow metering valve）などの第２バルブを具備している、
−上記装置は、流路上に、以下の手段：安全バルブシステム、減圧システムの少なくとも１つを具備している、
−流路は、コンテナの開口部への接続のための、引き抜き防止手段及び結合手段が設けられたラインを具備し、この結合手段は、対をなすコンテナの結合手段への接続に適合している。
【００２０】
本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照しながら以下の記載を読むことによって、いっそうよく現れるであろう。ここで：
−図１は、本発明の典型的な態様に係る充填システムの構造及び機能を描いた概略図を示し、
−図２及び３は、種々の充填の間における時刻の関数としてのコンテナの圧力変動の曲線のいくつかの例を概略的に示している。
【００２１】
図１に示す圧力ガスコンテナを充填するための装置又はステーションは、加圧ガスの供給源２を備えており、これは、例として、例えば約７００ｂａｒの圧力でガスを貯蔵する１以上の容器又はシリンダを含んでいる。供給源は、例えば、車両２０のタンク１を充填することが意図された水素ガスを収容している。ガス供給源２の出力は、比較的幅広い流路を有した（例えば、約５乃至１０ｍｍのフロー直径を有した）第１フロー制御バルブを備えた充填ライン１１に接続されている。第１バルブ４の下流では、充填ライン１１は、第２フロー制御バルブ６を連続して備え、第１バルブ４の下流での所定の圧力降下を生成する。明らかに、連続した２つのバルブ４及び６は、単一のバルブ、例えば空気式の適切な流路（流速）及び開／閉システムを有したバルブによって置換されうる。
【００２２】
第２バルブ６の下流では、充填ステーションは、圧力センサ５、又は、第１バルブ４の制御手段６に接続されるトランスミッタを備えている。バルブ４の制御手段６は、充填が実行されるときの周囲温度Ｔ等の他のデータを受け取ってもよい。充填ライン１１は、更にまた、ライン中が過圧の場合の安全バルブ７及びライン１１を減圧するためのバルブ８を備えている。下流では、ライン１１は、好ましくは、ホース１２に接続された引き抜き防止システム９を備えており、このホース１２の一端は、例えば車両２０の充填されるべきタンク１と又は充填されるべきタンク１の回路と直接的に協同するように意図されているコネクタ１を備えている。
【００２３】
典型的な充填は、以下のようにして起こりうる。充填を実行する前に、充填ステーションは、圧力センサ５により為される圧力測定及び周囲充填温度測定Ｔを用いて、車両２０のタンク１中の初期圧力Ｐｃｉを自動的に決定してもよい。これらパラメータ、及び、任意に、所望の充填時間及び／又は所望のガス量等の他の充填パラメータに基づいて、ステーションは、タンク１中の到達されるべき最終圧力Ｐｃｆ及び対応した充填時間Ｄａｂを自動的に計算（例えばデータ処理手段６）することができる。
【００２４】
このように、そして図２及び３に示すように、システムは、タンク１について、開始時刻ｔａにおける初期圧力Ｐｃｉを有した開始点Ａと、後の時刻ｔｂにおける最終圧力Ｐｃｆを有した終了点Ｂとを定めることができる（充填時間Ｄａｂ＝ｔｂ−ｔａ）。理想的には、充填は、２つの開始点Ａと終了点Ｂとを結ぶ理論直線ＡＢに従いうる。
【００２５】
特に有利な特徴によれば、第２バルブ６を開いたまま、第１バルブ４は、開Ｏ及び閉Ｆの連続を実行することにより制御される。
【００２６】
第１バルブ４は、好ましくは、予定された充填時間Ｄａｂを、各々がより短い期間、例えば約５乃至２０秒の期間を有したいくつかの部分時間間隔へと細分することにより制御される（図２参照）。部分時間間隔ｄｔｉは、等しい又は異なった期間を有していてもよい。
【００２７】
各々の部分時間間隔ｄｔｉについて、制御手段６は、理論直線ＡＢにより得られるであろう圧力の増分に対応した圧力差分ｄｐ（図２参照）を計算する。第１制御バルブは、各々の部分時間間隔ｄｔｉの開始時に開かれＯ、この圧力差分（増分ｄｐ）に到達するまで開いたままである。第１バルブ４は、この圧力差分ｄｐに到達したら（点Ｈ、図２参照）、又は、少なくとも前記圧力差分ｄｐに近い（より高い又はより低い）値に到達したら、閉じられるＦ。
【００２８】
第２バルブ６は、好ましくは、マイクロメトリック計量バルブであり、その流速が調節されて、各部分時間間隔ｄｔｉの終了時における第１バルブ４の閉鎖を可能とする。この調節は、ステーションのインプリメンテーションの間に、全ての間隔ｄｔｉに亘って、特には充填の終了時にバルブが閉じるようにして、空のタンクの完全な充填を行うことにより為される。図２の非限定的な例では、開始点Ａ（ｔａ）と終了点Ｂ（ｔｂ）との間の圧力差（Ｐｃｆ−Ｐｃｉ）は、各々がＤａｂ＝（ｔｂ−ｔａ）／８及びＤＰ＝（Ｐｃｆ−Ｐｃｉ）／８の期間を有した８つの等しい部分時間間隔ｄｔｉへと細分されている。
【００２９】
したがって、各々の部分時間間隔ｄｔｉの開始時には、第１バルブ４は開かれ（工程Ｏ）、その後、「目標圧力」ｄｐｉに到達する（点Ｈ）とすぐに閉じられる。バルブ４は、その後、部分時間間隔の終了まで閉じたままとされる。
【００３０】
このようにして、タンク１の充填を制御する役割をするバルブ４は、オン−オフ型の自動バルブであってもよく、これにより、壊れやすく信頼性の低い高価な高圧フロー制御バルブの必要性を除去する。本出願人は、このような充填の結果は、制御バルブによる制御によって得られたものと同等であることを見出している。
【００３１】
実際、本出願人は、開始点Ａから最終的な充填点Ｂを結ぶためには、時刻ｔの関数としての圧力Ｐの曲線が辿る「経路」に拘らず、タンクの最終温度は実質的に同じであり、それゆえ、運ばれるガスの量も実質的に同じであろうことを見出している。したがって、図３に示すように、同じ充填時間Ｄａｂに対して、理論直線ＡＢに実質的に近い２つの曲線Ｃ１及びＣ２について、充填結果は、タンク中の最終温度及び運ばれるガスの量の観点からみて実質的に同じであろう。
【００３２】
本発明によると、それゆえ、車両にデータ（圧力又は温度）の輸送又は伝達を供給することは必要でない。実際には、ステーションの充填ライン１１上での圧力測定で十分である。
【００３３】
このパルス充填モードは、充填されたタンク内の温度を一定とする役割をも果たし、局所的な過熱及び他の温度の階層化を回避する。充填ガスが混合物である場合には、本発明は、混合物のより優れた均質化を可能とする。
【００３４】
好ましくは、タンクの充填の必要条件は、以下の２つの条件：「公称充填容量」又は「タンクの設計温度」のより厳しい方に対応した最終圧力Ｐｃｆを計算することにより満たされる。最終的な充填圧力が最大充填圧力より小さいか又は等しいならば、操作は、シリンダの操作限界内に留まる。
【００３５】
「タンクの設計温度」は、使用されているタンク中で到達しうる最大の温度であり、この値は、製造業者により与えられる。
【００３６】
「公称充填容量」は、所定のタンク中に貯蔵されうるガスの質量である。この値もまた、製造業者により明示され、一般に、公称温度における公称圧力の形態で与えられる。
【００３７】
充填は、入口圧力がこの最大充填圧力Ｐｃｆに到達したときに遮られる。
【００３８】
この方法は、２つの安全限界値、即ち、タンクついての公称容量及び最大許容温度を満足するのに役立つ。
【００３９】
実際的には、タンクの初期圧力Ｐｃｉは、少量のガスを注入することによりコネクタ及び充填ラインとタンクとをバランスさせることによって測定されうる。周囲温度Ｔもまた、充填ステーションで測定される。ステーションで測定される周囲温度Ｔは、タンクの周囲の代表値でなければならない。一般に、充填ターミナルにおいて測定された温度は、タンクでの温度の相応しい代表であるが、これを確認し、任意に、補正をすることが役立つかもしれない。
【００４０】
装置は、その後、測定パラメータ、つまり周囲温度Ｔ及びタンク中の初期圧力Ｐｃｉを用いて、並びに、所望の充填時間Ｄａｂ及び／又は所望のガス量の値を用いて、公称質量又は設計温度に対応した最大圧力を計算する。
【００４１】
充填の間に、ガス圧力Ｐは、バルブ４の下流で、コネクタ又は充填ラインにおいて測定されうる。この段階で測定される圧力Ｐは、充填の間におけるタンク中の圧力に等しい。
【００４２】
充填は、それゆえ、測定された入口圧力Ｐを専ら用いて制御されうる。それゆえ、リアルタイムでタンクの温度を測定する必要はない。
【００４３】
有利な代替法では、充填は、「冷（cold）」で実行されうる。即ち、充填は、所定の温度まで冷却されたガスを用いて実行される。この特定の態様によると、タンクへと入るガスの温度は、シリンダの操作限界に従いながら、以下のパラメータ：初期圧力Ｐｃｉ、周囲温度Ｔ、最終充填圧力Ｐｃｆ及び充填回数、及び／又は、運ばれるべきガス量にしたがって計算される。
【００４４】
最終圧力Ｐｃｆは、任意に、又は、例えばプロセス条件にしたがって設定されうる。しかしながら、それは、確実に、タンクに関する最大許容圧力より低くなければならない。例えば、圧力貯蔵容器をバランスさせることによりタンクが充填される場合には、最終圧力は、それら容器の貯蔵圧力によって制限されるか、又は、圧力バランスのせいでより低い値に制限される。
【００４５】
本発明の方法は、迅速な充填、特には、自動車の迅速な充填のために特に役立つ。迅速な充填とは、例えば、１分未満乃至１０分の範囲の期間内に実行されなければならない充填である。この期間は、充填されるべきシリンダ及び／又は車両のタイプ（例えば、スクータ、自動車又はバス）に依存する。
【００４６】
本発明は、ガスの種類に依らず使用可能である。それは、例えば、メタン、水素、酸素、窒素、ヘリウムなどに使用されてもよい。車両への応用は、天然ガス、水素、又は、天然ガスと水素とのあらゆる混合物に特に関わる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の典型的な態様に係る充填システムの構造及び機能を描いた概略図。
【図２】充填の間における時刻の関数としてのコンテナの圧力変動の曲線の一例を概略的に示す図。
【図３】充填の間における時刻の関数としてのコンテナの圧力変動の曲線の他の例を概略的に示す図。
【図１】
2009522519.tif 000003
【図２】
2009522519.tif 000004
【図３】
2009522519.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月27日(2008.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧であることが分かっている或る圧力（Ｐｓｈ）のガス供給源（２）から、充填に先立って選択又は計算された所定の充填時間（Ｄａｂ）で、所定の温度（Ｔ）において圧力ガスコンテナ（１）を充填する方法であって、
前記コンテナ（１）は、充填前には所定の初期内圧（Ｐｃｉ）を、充填後には所定の最終圧力（Ｐｃｆ）を有し、
前記供給源（２）と前記コンテナ（１）との間に、流体流路（３）の形態で接続が形成され、
前記流路の複数の開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスが、前記所定の充填時間（Ｄａｂ）の複数の所定の部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って実行され、前記部分時間間隔（ｄｔｉ）及び対応した前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記所定の充填時間に亘り、前記コンテナ（１）中の最新の圧力（Ｐｃｉ）の曲線（Ｃ１，Ｃ２）が、時刻（ｔ）の関数として、前記充填時間（Ｄａｂ）に亘る充填の前及び後に測定される前記圧力（Ｐｃｉ及びＰｃｆ）を結ぶ理論直線（ＡＢ）に従うように大きさを合わされ、前記所定の充填時間（Ｄａｂ）は、２乃至数百の範囲の多数の部分時間間隔（ｄｔｉ）であって、好ましくは５乃至２０秒の範囲の所定の期間を有した部分時間間隔へと細分されている方法。
【請求項２】
前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐｃｉ）の時刻（ｔ）の関数としての曲線（Ｃ１，Ｃ２）の両端は、充填の前及び後に測定される前記圧力（Ｐｃｉ及びＰｃｆ）を結ぶ前記理論直線（ＡＢ）の両端と、それぞれ実質的に一致していることを特徴とする請求項１に記載の充填方法。
【請求項３】
各部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って、前記部分時間間隔（ｄｔｉ）の開始時から流路を開く（Ｏ）第１工程と、その後、前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐｃｉ）が、この充填の時刻（ｔ）において理論直線（ＡＢ）により与えられる圧力値に少なくとも近く、好ましくは等しい所定の値に到達する時刻（ｔ）から流路を閉じる（Ｆ）第２工程とを具備し、
前記流路は、前記部分時間間隔（ｄｔｉ）の終了時まで閉じたままとされることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填方法。
【請求項４】
前記部分時間間隔（ｄｔｉ）及び対応した前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記所定の充填時間（Ｄａｂ）に亘る実質的にあらゆる時刻（ｔ）において、前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐｃｉ）の時刻（ｔ）の関数としての前記曲線（Ｃ１，Ｃ２）が、３０ｂａｒ未満及び好ましくは１０ｂａｒ未満の圧力値だけ、又は、充填のこの時刻（ｔ）における前記直線（ＡＢ）により与えられる圧力値の２０％未満及び好ましくは５％未満だけ、前記理論直線（ＡＢ）から外れるように大きさを合わされることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の充填方法。
【請求項５】
前記充填は、前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐ）を用いて専ら制御されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の充填方法。
【請求項６】
−前記周囲充填温度（Ｔ）を決定する工程と、
−充填前に、前記コンテナ（１）の前記初期内圧（Ｐｃｉ）を決定する工程と、
−前記充填の間に前記コンテナへと導入されるべきガスの量を選択する工程及び／又は最大の許容可能な充填時間を選択する工程と、
−前記周囲充填温度（Ｔ）、前記コンテナ（１）中の前記初期内圧（Ｐｃｉ）及び導入されるべきガスの前記量及び／又は前記最大の許容可能な時間の関数として、前記コンテナ（１）を充填した後の前記最終圧力（Ｐｃｆ）を計算する工程と、
−前記周囲充填温度（Ｔ）、前記コンテナ（１）中の前記初期内圧（Ｐｃｉ）及び導入されるべきガスの前記量及び／又は前記最大の許容可能な時間の関数として、充填前に前記充填時間（Ｄａｂ）を決定する工程と
を具備したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の充填方法。
【請求項７】
前記コンテナ（１）の充填後の前記最終圧力（Ｐｃｆ）が計算され、以下の２つの条件：前記コンテナ（１）の公称充填容量又は前記コンテナ（１）の設計温度のより厳しい方に対応させることを具備したことを特徴とする請求項６に記載の充填方法。
【請求項８】
前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、流速又は温度の制御なしに、「オン−オフ」バルブ型の部材により実行されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記供給源（２）と前記コンテナ（１）とを接続している充填ライン中の前記圧力測定の関数として専ら引き起こされることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法を実行するための圧力ガスコンテナの充填装置であって、
高圧であることが分かっている或る圧力（Ｐｓｈ）のガス供給源（２）と、
前記周囲充填温度（Ｔ）を測定するための手段と、
コンテナ（１）と接続されて前記供給源と前記コンテナ（１）との流体流路（３）を形成するのに適した手段と、
前記流路（３）上のバルブ形成手段（４）と、
前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐ）を決定するための手段（５）と、
前記バルブ形成手段（４）、前記最新の圧力（Ｐｃｉ）を決定するための前記手段（５）、及び、前記周囲温度（Ｔ）を測定するための前記手段へと接続されたデータ処理及び制御手段（６）とを具備し、
前記データ処理及び制御手段（６）は、前記バルブ形成手段（４）の前記開及び閉を制御するために、所定の充填時間（Ｄａｂ）及び充填後の前記コンテナ（１）の最終圧力（Ｐｃｆ）に関連する設定値を計算するか又は受け取り、
前記バルブ形成手段（４）は、コンテナ（１）を充填するために、前記充填時間（Ｄａｂ）の複数の所定の部分時間間隔（ｄｔｉ）に亘って前記流路を開き（Ｏ）及び閉じる（Ｆ）複数のシークエンスを実行すべく制御され、
前記部分時間間隔（ｄｔｉ）並びに対応した前記開（Ｏ）及び閉（Ｆ）シークエンスは、前記所定の充填時間に亘り、前記コンテナ（１）中の最新の圧力（Ｐｃｉ）の前記曲線（Ｃ１，Ｃ２）が、時刻（ｔ）の関数として、前記充填時間に亘る前記充填の前及び後に測定される前記圧力（Ｐｃｉ及びＰｃｆ）を結ぶ前記理論直線（ＡＢ）とほぼ一致するように大きさを合わされ、
前記バルブ形成手段は、例えば自動制御による第１オン−オフ型バルブ（４）を具備した充填装置。
【請求項１１】
前記コンテナ（１）中の前記最新の圧力（Ｐ）を決定するための前記手段（５）は、前記バルブ形成手段（４）の下流における前記圧力を測定する圧力センサを具備したことを特徴とする請求項１０に記載の充填装置。
【請求項１２】
前記バルブ形成手段は、前記第１バルブ（４）の下流に設けられたマイクロメトリックフロー計量バルブなどの第２バルブ（６）を具備したことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の充填装置。
【請求項１３】
前記流路（３）上に、以下の手段：安全バルブシステム（７）、減圧システム（８）の少なくとも１つを具備したことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の充填装置。
【請求項１４】
前記流路（３）は、前記コンテナ（１）の開口部への接続のための、引き抜き防止手段及び結合手段（１０）が設けられたラインを具備し、前記結合手段（１０）は、対をなすコンテナ（１）の結合手段への接続に適合していることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の充填装置。
【国際調査報告】
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