(57)【要約】【課題】フィルタの目詰まりによる圧力損失で充填できる燃料ガスの量が低下するのを防止することができ、フィルタ交換が不要なガス燃料車両およびその制御方法を提供する。【解決手段】本発明に係るガス燃料車両１は、燃料ガスを充填するときに、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズル１００が差し込まれる充填口２と、充填口２から供給された燃料ガスの逆流を防止する逆止弁５と、燃料ガスの流れ方向について逆止弁の上流側に設けられたフィルタ６と、フィルタ６に付着した異物を自動的に除去する異物除去装置と、を備えたことを特徴とするものである。【選択図】図３Ａ
2008038763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを充填するときに、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが差し込まれる充填口と、
前記充填口から供給された燃料ガスの逆流を防止する逆止弁と、
前記燃料ガスの流れ方向について前記逆止弁の上流側に設けられたフィルタと、
前記フィルタに付着した異物を自動的に除去する異物除去装置と、
を備えたことを特徴とするガス燃料車両。
【請求項２】
前記異物除去装置は、前記フィルタに洗浄流体を流すことにより前記フィルタを洗浄して異物を除去する異物洗浄装置と、除去された異物を前記洗浄流体とともに車外に排出する異物排出装置とを有することを特徴とする請求項１に記載のガス燃料車両。
【請求項３】
前記異物洗浄装置は、前記洗浄流体を、前記燃料ガスの流れ方向について下流側から上流側に流すことにより前記フィルタに付着した異物を洗浄することを特徴とする請求項２に記載のガス燃料車両。
【請求項４】
前記フィルタは光触媒を担持し、この光触媒を担持したフィルタに光を照射することにより有機系の異物を分解する異物分解装置を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載のガス燃料車両。
【請求項５】
前記異物分解装置は、紫外線発光ダイオードから構成されることを特徴とする請求項４に記載のガス燃料車両。
【請求項６】
前記充填口に設けられた異物排出口と、燃料ガスを充填していないときに前記充填口に装着され、前記充填口から異物が侵入するのを防止するキャップと、前記キャップに設けられたキャップ側排出口とを備え、前記キャップが前記充填口に装着された際に前記異物排出口と前記キャップ側排出口が同じ位置となるように、前記キャップにガイドが設けられ、前記充填口に前記ガイドと嵌合する凹部が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のガス燃料車両。
【請求項７】
前記異物分解装置は、前記キャップに設けられていることを特徴とする請求項６に記載のガス燃料車両。
【請求項８】
前記異物分解装置が前記洗浄流体に晒されるのを防止し、前記異物分解装置からの光を透過するサイトグラスを備えたことを特徴とする請求項６に記載のガス燃料車両。
【請求項９】
前記ガス燃料車両の排気管に設けられたエゼクターと、前記キャップ側排出口と前記エゼクターに接続された洗浄流体流路と、この洗浄流体流路に設けられ前記洗浄流体の流れを遮断することのできる洗浄流体遮断用電磁弁とを備え、前記洗浄流体は前記エゼクターに吸引されることにより車外に排出されることを特徴とする請求項６から８のいずれか一つに記載のガス燃料車両。
【請求項１０】
前記ガス燃料車両は、燃料電池と、この燃料電池に空気を供給するためのコンプレッサと、このコンプレッサから前記フィルタへ前記空気を導く分岐配管と、この分岐配管に設けられ前記空気の流れを遮断することのできる空気供給遮断用電磁弁とを備え、前記空気が前記洗浄流体として前記フィルタに付着した異物を除去することを特徴とする請求項２から９のいずれか一つに記載のガス燃料車両。
【請求項１１】
前記ガス燃料車両は、燃料電池と、この燃料電池において水素と酸素が反応することにより生成した純水を前記フィルタに送水するための純水ポンプと、この純水ポンプから前記フィルタへ前記純水を導く純水配管と、この純水配管に設けられ前記純水の流れを遮断することのできる純水供給遮断用電磁弁とを備え、前記純水が前記洗浄流体として前記フィルタに付着した異物を除去することを特徴とする請求項２から９のいずれか一つに記載のガス燃料車両。
【請求項１２】
燃料ガスを充填していないときに前記充填口に装着され、前記充填口から異物が侵入するのを防止するキャップを備え、前記異物除去装置は、前記キャップに設けられ前記フィルタに付着した異物を吸着することにより除去する異物吸着装置を有することを特徴とする請求項１に記載のガス燃料車両。
【請求項１３】
前記異物吸着装置は、帯電材料から構成され、前記キャップが前記充填口に装着された際に前記フィルタに近接するように設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のガス燃料車両。
【請求項１４】
前記異物吸着装置に付着した異物を手動で除去するための異物除去ブラシを有することを特徴とする請求項１３記載のガス燃料車両。
【請求項１５】
前記異物除去ブラシは導電材からなり、アースによりグラウンドと接続されていることを特徴とする請求項１４に記載のガス燃料車両。
【請求項１６】
前記ガス燃料車両の排気管に設けられたエゼクターと、前記異物除去ブラシと前記エゼクターに接続された異物排出流路とを備え、前記異物除去ブラシに付着した異物は前記エゼクターに吸引されることにより車外に排出されることを特徴とする請求項１４または１５に記載のガス燃料車両。
【請求項１７】
請求項４から９のいずれか一つに記載のガス燃料車両を制御する方法であって、前記ガス燃料車両は、閉められた状態において前記充填口を覆うフィラーリッドと、このフィラーリッドが閉められた状態においてＯＮとなるリッドスイッチを備え、このリッドスイッチがＯＮになったときに前記異物分解装置から光を照射し、所定時間経過後に光の照射を停止することを特徴とするガス燃料車両の制御方法。
【請求項１８】
請求項１０に記載のガス燃料車両を制御する方法であって、前記ガス燃料車両は、閉められた状態において前記充填口を覆うフィラーリッドと、このフィラーリッドが閉められた状態においてＯＮとなるリッドスイッチを備え、このリッドスイッチがＯＮになり、前記コンプレッサが作動したときに前記空気供給遮断用電磁弁を開き、所定時間経過後に前記空気供給遮断用電磁弁を閉じることを特徴とするガス燃料車両の制御方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載のガス燃料車両を制御する方法であって、前記ガス燃料車両は、閉められた状態において前記充填口を覆うフィラーリッドと、このフィラーリッドが閉められた状態においてＯＮとなるリッドスイッチを備え、このリッドスイッチがＯＮになり、前記純水ポンプが作動したときに前記純水供給遮断用電磁弁を開き、所定時間経過後に前記純水供給遮断用電磁弁を閉じることを特徴とするガス燃料車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス燃料車両およびその制御方法に関し、特にガス充填時の圧力損失を低減することができ、フィルタの交換が不要なガス燃料車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両や天然ガス車両等のガス燃料車両では、燃料ガスを供給するガスステーションにおいて除去できない油脂類が燃料ガスに混入したり、充填準備中に大気中の異物がガス燃料車両の充填口から流入するという問題点がある。
【０００３】
このため従来の燃料電池車両に用いられる燃料電池システムでは、燃料ガス流路に凹部と邪魔板を設けて、邪魔板に異物を衝突させ凹部に異物を捕集するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６８０４３号公報（図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来の燃料電池車両に用いられる燃料電池システムでは（例えば、特許文献１参照）、燃料ガス流路に凹部と邪魔板を設けているものの、かなりの異物が捕集されずに通過してしまい、燃料電池の流路等に溜まってしまうという問題点があった。
【０００５】
また一般的にガス燃料車両の燃料ガス流路には異物を除去するためのフィルタが設けられているが、頻繁にフィルタを清掃または交換しないと目詰まりを発生して本来充填できるはずの量の燃料ガスを充填できなくなるという問題点があった。
【０００６】
また従来のガス燃料車両では、フィルタが目詰まりを発生した場合にはフィルタ交換が必要となるため、ガス燃料車両の寿命までに多くのフィルタ交換が必要となり交換コストが高くなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、フィルタの目詰まりによる圧力損失で充填できる燃料ガスの量が低下するのを防止することができ、フィルタ交換が不要なガス燃料車両およびその制御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】
本発明に係るガス燃料車両は、燃料ガスを充填するときに、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが差し込まれる充填口と、前記充填口から供給された燃料ガスの逆流を防止する逆止弁と、前記燃料ガスの流れ方向について前記逆止弁の上流側に設けられたフィルタと、前記フィルタに付着した異物を自動的に除去する異物除去装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るガス燃料車両は、燃料ガスの流れ方向について逆止弁の上流側に設けられたフィルタと、フィルタに付着した異物を自動的に除去する異物除去装置とを備えているため、フィルタの目詰まりによる圧力損失で充填できる燃料ガスの量が低下するのを防止することができ、フィルタ交換を不要とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態１）
図１は、一般的なガス燃料車両に燃料ガスを充填する方法を説明するための図である。図１（ａ）は一般的なガス燃料車両を示す斜視図であり、図１（ａ）に示すようにガス燃料車両１は、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが差し込まれる充填口２と、燃料ガスを充填していないときに充填口２に装着され、充填口２から異物が侵入するのを防止するための樹脂等からなるキャップ３を備えている。なお図１に示すガス燃料車両１では、キャップ３が充填口２の近くにワイヤ等で留められているものとする。また、充填口２は通常時においてフィラーリッド（蓋）４によって覆われており、燃料ガスが充填されるときにフィラーリッド４が開けられて、キャップ３が取り外される。
【００１１】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す充填口２とキャップ３の縦断面図である。なお図１（ｂ）は、図１（ａ）の枠内の拡大断面図であり、キャップ３が充填口２から取り外された状態を示している。キャップ３が充填口２から取り外され、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが充填口２に差し込まれていない状態では、大気中の塵埃等の異物５０が充填口２の内部へ侵入する。
【００１２】
図１（ｃ）は、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズル１００が充填口２に差し込まれた状態を示す縦断面図である。ここでガスステーションとは、ガソリンエンジン車両におけるガソリンスタンドのようにガス燃料車両１に燃料ガスを供給する施設若しくは設備をいうものとする。図１（ｃ）に示すように、ノズル１００が充填口２に差し込まれた状態でガスステーションに設置された燃料ガス供給装置からガス燃料車両１への燃料ガスの充填が行われる。なお、一般的にガス燃料車両１には燃料ガスを蓄えるための燃料ガスタンク（図１において図示せず）が搭載されている。またガス燃料車両１の充填口２の内部には、燃料ガスの逆流を防止する逆止弁５と燃料ガスの流れ方向について逆止弁５の上流側に設けられたフィルタ６が設けられている。
【００１３】
一般的にガスステーションの燃料ガス供給装置から供給される燃料ガスは圧縮機によって圧縮されている。このような圧縮機は油圧で駆動されているため、ガスステーションの燃料ガス供給装置から供給される燃料ガスには圧縮機の駆動油等の有機系の異物５１が含まれる。なお、ガスステーションの燃料ガス供給装置等には一般的に異物を除去するためのフィルタが設置されているが、圧縮機の駆動油等の有機系の異物はベーパ状であるため完全には除去できない。またガスステーションの電磁弁等で用いられる樹脂、ゴム系のシール材が摩耗により燃料ガスに微量に混入し、ガスステーションのフィルタで除去しきれないものがガス燃料車両への充填時に残って充填口２のフィルタ６に付着する。
【００１４】
上記の大気中の塵埃等の異物５０や駆動油等の有機系の異物５１は、充填口２の内部のフィルタ６に付着しフィルタ６の有効面積が減少する。図２（ａ）は充填回数とフィルタ６の有効面積の減少率の関係を示したグラフである。フィルタ６の有効面積、すなわち流路断面積が減少すると充填流路の圧力損失が増大し、充填完了時の圧力が減少してガス燃料車両に充填できる燃料ガスの量が減少する。図２（ｂ）はフィルタ６の有効面積（流路断面積）と充填完了時の圧力の関係を示したグラフである。
【００１５】
図３Ａから図３Ｆは、本発明の実施形態１に係るガス燃料車両の充填口およびキャップとガス燃料車両全体を示す図である。図３Ａは、本実施形態に係るガス燃料車両の充填口２およびキャップ３を示す縦断面図、図３Ｂは図３Ａにおいてキャップ３をＢ側から見た図、図３Ｃは図３ＡのＣ−Ｃ断面図、図３Ｄは図３ＡのＤ−Ｄ断面図、図３Ｅは図３ＡのＥ−Ｅ断面図、図３Ｆは本実施形態に係るガス燃料車両１を示す斜視図である。なお本実施形態に係るガス燃料車両１は、燃料電池を備えた燃料電池車両であるものとする。また本実施形態に係るガス燃料車両１は、以下に示す点を除いて図１に示すガス燃料車両１と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００１６】
本実施形態に係るガス燃料車両１の充填口２は、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズル（図１参照）から供給される燃料ガスの逆流を防止するための逆止弁５と、燃料ガスの流れ方向について逆止弁５の上流側に設けられたフィルタ６とを備えている。また本実施形態に係るガス燃料車両１には、フィルタ６に付着した異物を自動的に除去する異物除去装置が設けられている。本実施形態に係るガス燃料車両の異物除去装置は、フィルタ６に洗浄流体としての圧縮空気を流すことによりフィルタ６を洗浄して異物を除去する異物洗浄装置と、除去された異物を圧縮空気とともに車外に排出する異物排出装置から構成される。
【００１７】
本実施形態に係るガス燃料車両の異物洗浄装置は、充填口２のフィルタ６へ圧縮空気を導く空気導入管８を有する。本実施形態に係る空気導入管８は、充填口２の逆止弁５とフィルタ６の間に接続され、フィルタ６の下流側から圧縮空気を供給する。圧縮空気は燃料ガスの流れ方向について下流側から上流側に流れることによりフィルタ６に付着した異物を洗浄する。なお充填口２には、圧縮空気をフィルタ６の周囲に流すための流体ガイド９が設けられている。圧縮空気が燃料ガスの流れ方向について下流側から上流側に流れるため、フィルタ６に付着した異物を効果的に除去することができる。また図３Ｅに示すように圧縮空気が流体ガイド９の内部を旋回することにより、より効果的にフィルタ６に付着した異物を除去することが可能となる。
【００１８】
本実施形態に係るガス燃料車両の異物排出装置は、充填口２に設けられた異物排出口１０と、キャップ３に設けられたキャップ側排出口１１とを備える。異物排出口１０とキャップ側排出口１１は、燃料ガスを充填しておらずキャップ３が充填口２に装着された状態において同じ位置になるようになっている。このために、図３Ｃ、図３Ｄに示すようにキャップ３にガイド１３が設けられ、充填口２の先端部にガイド１３と嵌合する凹部１４が設けられており、キャップ３が充填口２に装着された状態において常に異物排出口１０とキャップ側排出口１１が同じ位置になるようになっている。キャップ側排出口１１には洗浄流体流路１５に接続されており、空気導入管８から供給された圧縮空気は異物排出口１０、キャップ側排出口１１および洗浄流体流路１５を通って車外に排出されるようになっている。洗浄流体流路１５は、例えばキャップ３をガス燃料車両１に固定するためのワイヤ１６の内部に形成されている。また洗浄流体流路１５は、ガス燃料車両１のエゼクター（後述）に接続されており、フィルタ６を洗浄した圧縮空気はエゼクターに吸引されることにより車外に排出される。
【００１９】
さらに本実施形態に係るガス燃料車両１のフィルタ６は光触媒を担持しており、ガス燃料車両１は充填口２付近に異物分解装置１８を備えている。異物分解装置１８は例えば紫外線発光ダイオードからなり、光触媒を担持したフィルタ６に光を照射することによりフィルタ６に付着した有機系の異物を分解する。光触媒は光を照射されると大気中の酸素から活性酸素を生成し、駆動油等の有機系の異物は活性酸素により水と二酸化炭素に分解される。本実施形態では異物分解装置１８と充填口２の間に、異物分解装置１８が圧縮空気に晒されるのを防止し、異物分解装置１８からの光を透過するサイトグラス１９が設けられている。
【００２０】
また図３Ｆに示すように本実施形態に係るガス燃料車両１には、フィラーリッド４の付近にフィラーリッド４が閉められた状態においてＯＮとなるリッドスイッチ２０が設けられている。
【００２１】
図４は、本実施形態に係る異物洗浄装置と異物排出装置を示すシステム構成図である。本実施形態に係るガス燃料車両１は、燃料ガスとしての水素と大気中の酸素を反応させて発電を行う燃料電池２２と燃料ガスを貯蔵しておくための燃料タンク２４とを備えている。燃料ガスとしての水素は、充填口２から逆止弁２６を介して燃料タンク２４へ供給され、燃料タンク２４に貯蔵された水素は水素配管２８を介して燃料電池２２へ供給される。水素配管２８には電磁弁３０と圧力センサ３２が設けられており、圧力センサ３２は水素配管２８内の水素の圧力を検出する。
【００２２】
一方、空気は空気配管３４を介して燃料電池２２に供給される。空気配管３４には、フィルタ３６とコンプレッサ３８が設けられており、コンプレッサ３８は空気を圧縮して燃料電池２２に供給する。また空気配管３４には、コンプレッサ３８の下流側に分岐配管４０が接続されており、分岐配管４０には空気供給遮断用電磁弁４１が設けられている。分岐配管４０は、コンプレッサ３８から空気導入管８を介して充填口２のフィルタ６へ圧縮された空気を導き、この圧縮空気は図３に示すように洗浄流体としてフィルタ６に付着した異物を除去する。コンプレッサ３８を用い、分岐配管４０を介して圧縮空気をフィルタ６へ供給するため、フィルタ６へ圧縮空気を供給するための特別な駆動源は必要がない。
【００２３】
またキャップ３のキャップ側排出口１１に接続された洗浄流体流路１５は、もう一方の端部がエゼクター４２と接続されている。エゼクター４２は、燃料電池２２から反応しなかった空気（窒素等）を車外に排出するための排気管４３に設けられており、フィルタ６を洗浄した圧縮空気はエゼクター４２に吸引されることにより車外に排出される。さらに、洗浄流体流路１５には洗浄流体遮断用電磁弁４４が設けられており、圧縮空気を通過させたり遮断したりすることができるようになっている。エゼクター４２は燃料電池２２からの排気を利用して圧縮空気を吸引するため、圧縮空気を車外に排出するための特別な駆動源を必要としない。なお本実施形態において、異物洗浄装置とは、分岐配管４０、空気供給遮断用電磁弁４１、空気導入管８等を含むものであり、異物排出装置とは、異物排出口１０、キャップ側排出口１１、洗浄流体流路１５、エゼクター４２、洗浄流体遮断用電磁弁４４等を含むものとする。
【００２４】
図５は、本実施形態に係るガス燃料車両１の異物分解装置１８の制御方法を示すフローチャートである。ガス燃料車両１が起動されると（ステップ１１）、燃料ガスが充填されたかどうかを確認するために圧力センサ３２で水素の圧力を検出し（ステップ１２）、ガス燃料車両１が起動される前よりも起動された後の方が水素の圧力が高い場合には、以下に示す異物の分解処理を行う。そうでない場合には、異物分解装置１８（本実施形態では紫外線発光ダイオード）を作動させずに燃料電池２２（ＦＣシステム）を起動する（ステップ１８）。
【００２５】
ステップ１２においてガス燃料車両１が起動される前よりも起動された後の方が水素の圧力が高い場合には、リッドスイッチ２０がＯＮであるかどうか、すなわちフィラーリッド４が閉まっているかどうかを確認する（ステップ１３）。これにより、フィラーリッド４が閉められており、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが充填口２に差し込まれていないことを確認でき、安全を確保することができる。リッドスイッチ２０がＯＮとなっていない場合には、警報を発して燃料電池２２（ＦＣシステム）の起動を不可とする（ステップ１９）。
【００２６】
ステップ１３においてリッドスイッチ２０がＯＮであると確認された場合には、異物分解装置１８（紫外線発光ダイオード）をＯＮとしてフィルタ６に光を照射し、フィルタ６に付着した有機系の異物を分解する（ステップ１４）。その後、所定時間が経過しているかどうかを判断し（ステップ１５）、所定時間が経過した場合には異物分解装置１８をＯＦＦとし、光の照射を停止して（ステップ１６）、異物の分解を終了する（ステップ１７）。図５において異物分解装置１８をＯＮにする所定時間を分解に必要な最小時間に設定することにより、無駄な電力消費を抑制することが可能となる。
【００２７】
図６は、本実施形態に係るガス燃料車両１の異物洗浄装置および異物排出装置の制御方法を示すフローチャートである。ガス燃料車両１が起動されると（ステップ２１）、燃料ガスが充填されたかどうかを確認するために圧力センサ３２で水素の圧力を検出し（ステップ２２）、ガス燃料車両１が起動される前よりも起動された後の方が水素の圧力が高い場合には、以下に示す異物の洗浄処理および異物の排出処理を行う。そうでない場合には、異物洗浄装置および異物排出装置を作動させずに燃料電池２２（ＦＣシステム）を起動する（ステップ２８）。
【００２８】
ステップ２２においてガス燃料車両１が起動される前よりも起動された後の方が水素の圧力が高い場合には、リッドスイッチ２０がＯＮであるかどうか、すなわちフィラーリッド４が閉まっているかどうかを確認する（ステップ２３）。これにより、フィラーリッド４が閉められており、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが充填口２に差し込まれていないことを確認でき、安全を確保することができる。リッドスイッチ２０がＯＮとなっていない場合には、警報を発して燃料電池２２（ＦＣシステム）の起動を不可とする（ステップ２９）。
【００２９】
ステップ２３においてリッドスイッチ２０がＯＮであると確認された場合には、燃料電池２２（ＦＣシステム）とコンプレッサ３８を起動し（ステップ２４）、空気供給遮断用電磁弁４１および洗浄流体遮断用電磁弁４４を開く（ステップ２５）。その後、所定時間が経過しているかどうかを判断し（ステップ２６）、所定時間が経過した場合には空気供給遮断用電磁弁４１および洗浄流体遮断用電磁弁４４を閉じて（ステップ２７）、異物の洗浄を終了する（ステップ３０）。図６において空気供給遮断用電磁弁４１および洗浄流体遮断用電磁弁４４を開く所定時間を洗浄に必要な最小時間に設定することにより、無駄な電力消費を抑制することが可能となる。
【００３０】
本実施形態に係るガス燃料車両１は、フィルタ６に付着した異物を自動的に洗浄する異物洗浄装置と、洗浄された異物および洗浄流体である空気を車外に排出する異物排出装置を備えているため、フィルタ６の目詰まりによる圧力損失で充填できる燃料ガスの量が低下するのを防止することができ、フィルタ交換を不要とすることが可能となる。
【００３１】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係るガス燃料車両１の異物洗浄装置と異物排出装置を示すシステム構成図である。なお本実施形態に係るガス燃料車両１は、以下に示す点を除いて実施形態１に係るガス燃料車両１と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００３２】
本実施形態に係るガス燃料車両１は、洗浄流体として空気ではなく燃料電池２２において水素と酸素が反応することにより生成した純水を用いている。このため本実施形態に係るガス燃料車両１には、空気配管３４から分岐する分岐配管４０および空気供給遮断用電磁弁４１は設けられておらず、その代わりに燃料電池２２で生成した純水を充填口２のフィルタ６へ導く純水配管４５と、純水配管４５に設けられ燃料電池２２で生成した純水をフィルタ６に送水するための純水ポンプ４６と、純水配管４５に設けられた純水供給遮断用電磁弁４７とを備えている。純水配管４５を介して充填口２のフィルタ６へ導かれた純水は、洗浄流体としてフィルタ６に付着した異物を洗浄する。なお本実施形態に係る充填口２およびフィルタ６の構成は、図３に示したものと同様である。純水ポンプ４６は、一般の燃料電池車両においても燃料電池２２で生成された純水を車外に排出するために必要であるが、本実施形態では純水ポンプ４６を用いて純水を充填口２のフィルタ６へ送水するため、その他の特別な駆動源は必要がない。またフィルタ６を洗浄した純水は、実施形態１と同様に洗浄流体流路１５を介してエゼクター４２に吸引され、排気管４３から排気とともに車外に排出される。
【００３３】
図８は、本実施形態に係るガス燃料車両１の異物洗浄装置および異物排出装置の制御方法を示すフローチャートである。ガス燃料車両１が起動されると（ステップ３１）、燃料ガスが充填されたかどうかを確認するために圧力センサ３２で水素の圧力を検出し（ステップ３２）、ガス燃料車両１が起動される前よりも起動された後の方が水素の圧力が高い場合には、以下に示す異物の洗浄処理および異物の排出処理を行う。そうでない場合には、異物洗浄装置および異物排出装置を作動させずに燃料電池２２（ＦＣシステム）を起動する（ステップ３８）。
【００３４】
ステップ３２においてガス燃料車両１が起動される前よりも起動された後の方が水素の圧力が高い場合には、リッドスイッチ２０がＯＮであるかどうか、すなわちフィラーリッド４が閉まっているかどうかを確認する（ステップ３３）。これにより、フィラーリッド４が閉められており、ガスステーションに設置された燃料ガス供給装置のノズルが充填口２に差し込まれていないことを確認でき、安全を確保することができる。リッドスイッチ２０がＯＮとなっていない場合には、警報を発して燃料電池２２（ＦＣシステム）の起動を不可とする（ステップ３９）。
【００３５】
ステップ２３においてリッドスイッチ２０がＯＮであると確認された場合には、燃料電池２２（ＦＣシステム）と純水ポンプ４６を起動し（ステップ３４）、純水供給遮断用電磁弁４７および洗浄流体遮断用電磁弁４４を開く（ステップ３５）。その後、所定時間が経過しているかどうかを判断し（ステップ３６）、所定時間が経過した場合には純水供給遮断用電磁弁４７および洗浄流体遮断用電磁弁４４を閉じて（ステップ３７）、異物の洗浄を終了する（ステップ４０）。図８において純水供給遮断用電磁弁４７および洗浄流体遮断用電磁弁４４を開く所定時間を洗浄に必要な最小時間に設定することにより、無駄な電力消費を抑制することが可能となる。
【００３６】
本実施形態では、フィルタ６を洗浄する洗浄流体として純水を用いているため、異物のフィルタ６への吸着力を弱めることができ、空気を用いる場合よりもさらに洗浄力を増すことができる。その他の効果については、実施形態１に係るガス燃料車両１と同様である。
【００３７】
なお、図４に示す分岐配管４０と図７に示す純水配管４５を両方設けるようにして、これらを合流させ、圧縮空気と純水の両方でフィルタ６を洗浄するようにしてもよい。
【００３８】
（実施形態３）
図９Ａから図９Ｆは、本発明の実施形態３に係るガス燃料車両の充填口およびキャップを示す図である。図９Ａは、本実施形態に係るガス燃料車両の充填口２およびキャップ３を示す縦断面図、図９Ｂは図９Ａにおいてキャップ３をＢ側から見た図、図９Ｃは図９ＡのＣ−Ｃ断面図、図９Ｄは図９ＡのＤ−Ｄ断面図、図９Ｅは図９ＡのＥ−Ｅ断面図、図９Ｆは図９ＡのＦ−Ｆ断面図である。なお本実施形態に係るガス燃料車両１は、以下に示す点を除いて実施形態１または実施形態２に示すガス燃料車両１と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００３９】
本実施形態に係るガス燃料車両１では、フィルタ６に光を照射するための異物分解装置１８がキャップ３に設けられている。このため、充填口２側の異物分解装置１８およびサイトグラス１９は設けられていない。また、ワイヤ１６の内部に異物分解装置１８に電力を供給するための配線４８が設けられている。紫外線発光ダイオード等からなる異物分解装置１８により、実施形態１または実施形態２と同様にフィルタ６に付着した有機系の異物を分解することができる。その他の効果については実施形態１または実施形態２に係るガス燃料車両１と同様である。なお、洗浄流体として実施形態１と同様に圧縮空気を用いてもよいし、実施形態２と同様に燃料電池２２で生成された純水を用いてもよい。
【００４０】
（実施形態４）
図１０Ａから図１０Ｃは、本発明の実施形態４に係るガス燃料車両の充填口、キャップおよびその周辺部とガス燃料車両全体を示す図である。図１０Ａは本実施形態に係るガス燃料車両の充填口２およびキャップ３を示す縦断面図、図１０Ｂは充填口２の周辺部を示す断面図、図１０Ｃは本実施形態に係るガス燃料車両１を示す斜視図である。なお本実施形態に係るガス燃料車両１は、以下に示す点を除いて実施形態１に係るガス燃料車両１と同様であり、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００４１】
本実施形態に係るガス燃料車両１は、フィルタ６に付着した異物を自動的に除去するする異物除去装置として、異物洗浄装置と異物排出装置ではなく異物吸着装置６０および異物除去ブラシ６２を備えている。異物吸着装置６０はキャップ３に設けられており、帯電材料から構成されている。また異物吸着装置６０は、キャップ３が充填口２に装着された際にフィルタ６に近接し、静電気による吸引力でフィルタ６に付着した異物を吸着する。なお本実施形態に係るガス燃料車両には、空気導入管８、異物排出口１０、キャップ側排出口１１、ガイド１３、凹部１４、洗浄流体流路１５等は設けられていない。
【００４２】
さらに、本実施形態に係るガス燃料車両１の充填口２の近傍には、異物吸着装置６０に付着した異物を手動で除去するための異物除去ブラシ６２が設けられている。図１０Ｂに示すように、キャップ３を異物除去ブラシ６２のコア部６４に差し込んでブラッシングすることにより、異物吸着装置６０に付着した異物を除去する。異物除去ブラシ６２は、コア部６４およびそれ以外の部分が導電材から構成されており、車両側のグラウンド６８とアース６６により接続されている。異物吸着装置６０に溜まった電荷はアース６６を介してグラウンド６８に流れるため、異物除去ブラシによる異物除去の効果を向上させることができる。
【００４３】
また、異物除去ブラシ６２のコア部６４は異物排出流路７０と接続されており、異物排出流路７０の他端はガス燃料車両１のエゼクター（図４参照）に接続されている。異物除去ブラシ６２に付着した異物は、実施形態１や実施形態２と同様に異物除去ブラシ６２内部の空気とともにエゼクターに吸引され、ガス燃料車両１の排気管（図４参照）から車外に排出される。ここでエゼクターによる異物の排出は、実施形態１や実施形態２と同様に車両を起動して燃料電池２２が起動した後、所定時間行うことができる。
【００４４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。例えば、本発明に係る異物洗浄装置、異物排出装置、異物吸着装置等の異物除去装置は、燃料電池車両以外のガス燃料車両、例えば天然ガス車両等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一般的なガス燃料車両に燃料ガスを充填する方法を説明するための図である。
【図２】フィルタの面積減少率および充填完了時の圧力を示したグラフである。
【図３Ａ】実施形態１に係るガス燃料車両の充填口およびキャップを示す縦断面図である。
【図３Ｂ】図３ＡにおいてキャップをＢ側から見た図である。
【図３Ｃ】図３ＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図３Ｄ】図３ＡのＤ−Ｄ断面図である。
【図３Ｅ】図３ＡのＥ−Ｅ断面図である。
【図３Ｆ】実施形態１に係るガス燃料車両を示す斜視図である。
【図４】実施形態１に係る異物洗浄装置と異物排出装置を示すシステム構成図である。
【図５】実施形態１に係るガス燃料車両の異物分解装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態１に係るガス燃料車両の異物洗浄装置および異物排出装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態２に係るガス燃料車両の異物洗浄装置と異物排出装置を示すシステム構成図である。
【図８】実施形態２に係るガス燃料車両１の異物洗浄装置および異物排出装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図９Ａ】実施形態３に係るガス燃料車両の充填口およびキャップを示す縦断面図である。
【図９Ｂ】図９ＡにおいてキャップをＢ側から見た図である。
【図９Ｃ】図９ＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図９Ｄ】図９ＡのＤ−Ｄ断面図である。
【図９Ｅ】図９ＡのＥ−Ｅ断面図である。
【図９Ｆ】図９ＡのＦ−Ｆ断面図である。
【図１０Ａ】実施形態４に係るガス燃料車両の充填口およびキャップを示す縦断面図である。
【図１０Ｂ】実施形態４に係るガス燃料車両の充填口の周辺部を示す断面図である。
【図１０Ｃ】実施形態４に係るガス燃料車両を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      ガス燃料車両
２      充填口
３      キャップ
４      フィラーリッド
５      逆止弁
６      フィルタ
８      空気導入管
９      流体ガイド
１０    異物排出口
１１    キャップ側排出口
１３    ガイド
１４    凹部
１５    洗浄流体流路
１６    ワイヤ
１８    異物分解装置（紫外線発光ダイオード）
１９    サイトグラス
２０    リッドスイッチ
２２    燃料電池
２４    燃料タンク
２６    逆止弁
２８    水素配管
３０    電磁弁
３２    圧力センサ
３４    空気配管
３６    フィルタ
３８    コンプレッサ
４０    分岐配管
４２    エゼクター
４３    排気管
４４    洗浄流体遮断用電磁弁
４５    純水配管
４６    純水ポンプ
４７    純水供給遮断用電磁弁
４８    配線
５０、５１    異物
６０    異物吸着装置
６２    異物除去ブラシ
６４    コア部
６６    アース
６８    グラウンド
７０    異物排出流路
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ａ】
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