(57)【要約】  【課題】所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンクに充填することができる、圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法を提供する。【解決手段】水素ガス充填制御では、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ圧縮水素ガスが移動され、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が低下してから、この冷却され圧縮水素ガスが水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２へ直接充填される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器と、
所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段と、
前記車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させ、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段と、
を備えたことを特徴とする圧縮水素ガス充填装置。
【請求項２】
前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第１水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第１水素ガス容器より圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな第２水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第１水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧縮水素ガス充填終了後、第２水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第１水素ガス容器へ移動させることを特徴とする請求項１に記載の圧縮水素ガス充填装置。
【請求項３】
前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第１水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第１水素ガス容器と圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の第２水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第１水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第１水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第２水素ガス容器へ移動させ、次回の車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填時、第２水素ガス容器を前記所定の水素ガス容器とし、第１水素ガス容器を前記他の水素ガス容器とするように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮水素ガス充填装置。
【請求項４】
前記車載燃料タンクへ補給する圧縮水素ガス補給量を水素ガス充填制御手段に対して指令する補給量指令手段を備え、
前記水素ガス充填制御手段は、前記補給量指令手段で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、前記所定の水素ガス容器から前記他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を増加させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の圧縮水素ガス充填装置。
【請求項５】
前記水素ガス充填制御手段は、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を制御することを特徴とする請求項４に記載の圧縮水素ガス充填装置。
【請求項６】
車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を用いて車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する圧縮水素ガス充填方法であって、
所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、他の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持する第１工程と、
次に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させて、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させる第２工程と、  次に、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填する第３工程と、
を備えたことを特徴とする圧縮水素ガス充填方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮水素ガスを車載燃料タンクへ充填する圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法に関し、特に、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を低下させて車載燃料タンクに充填するようにした技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両において、水素燃料により作動するエンジンや燃料電池を搭載した水素燃料自動車が実用化されつつある。この水素燃料自動車は、水素燃料を貯蔵する車載燃料タンクを搭載しており、水素燃料が消費されて水素燃料を補給する場合、例えば、水素燃料供給ステーションに設置された高圧水素ガス源から、配管を介して高圧の圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填することになる。
【０００３】
ここで、圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填していくと、車載燃料タンク内の圧縮水素ガスの温度が断熱圧縮により上昇するため、一定容量の車載燃料タンクに充填できる圧縮水素ガスの総充填量が減少し、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が上昇し過ぎると、車載燃料タンクの耐熱温度を上回る虞もあるので好ましくない。そこで、圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填する際に、その圧縮水素ガスの温度を予め低下させておく必要がある。
【０００４】
特許文献１には、圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填する際に冷却する水素ガス充填方法及び装置が開示されている。この水素ガス充填技術によれば、メインタンクから車載燃料タンクに圧縮水素ガスを供給する配管が予備タンク内を通過しており、まず予備タンク内の圧縮水素ガスが車載燃料タンクに充填されることで、予備タンク内の温度が圧縮水素ガスの断熱膨張により低下し、その後、メインタンクから配管を通って車載燃料タンクへ供給される圧縮水素ガスと予備タンクとの間で熱交換が行われて、圧縮水素ガスが冷却されて車載燃料タンクに充填される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７３８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の水素ガス充填技術では、メインタンクから車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスを、温度が低下した予備タンク内を通過させることで、その圧縮水素ガスの温度を低下させ、このように、予備タンクは、メインタンクから車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスを冷却する為のものであるが、メインタンク内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させて圧縮水素ガスの温度を低下させるために利用されるものではない。
【０００７】
メインタンクから車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填していくと、メインタンク内の圧縮水素ガスの温度は断熱膨張により低下していくが、その温度低下率は非常に小さく、メインタンクから車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填開始当初から、メインタンク内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により十分に低下させて、その圧縮水素ガスを車載燃料タンクへ充填することができないので、また、前記のように、メインタンクから車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスは予備タンクで間接的に冷却されるだけであるので、車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を期待することができない。
【０００８】
ここで、メインタンクから予備タンクへ圧縮水素ガスを充填する際、メインタンク内の圧縮水素ガスの温度が断熱膨張により低下するが、予備タンク内の圧縮水素ガスの温度が断熱圧縮により上昇するので、更に、予備タンク内は圧縮水素ガスとの熱交換により温度上昇しているので、これをラジエータを用いた外気との熱交換で冷却する方式を採用しているが、この方式では、一度上昇した予備タンク内の温度及び予備タンク内の圧縮水素ガスの温度を迅速に低下させることが難しく、こうしたことからも、車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を期待することができない。
【０００９】
本発明の目的は、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンクに充填することができる、圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の圧縮水素ガス充填装置は、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器と、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段と、前記車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させ、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
この圧縮水素ガス充填装置では、圧力保持手段が、例えば、所定の水素ガス容器の圧縮水素ガス充填・放出側の通路に設けられた開閉弁、圧縮水素ガス源や他の水素ガス容器から圧縮水素ガスを加圧して所定の水素ガス容器へ充填可能な圧縮機を有し、水素ガス充填制御手段が、例えば、前記開閉弁、所定の水素ガス容器と車載燃料タンクとを繋ぐ通路に設けられた開閉弁、これら開閉弁等を制御する制御装置を有する。
【００１２】
圧縮水素ガスを車載燃料タンクへ充填する場合、圧力保持手段により、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスが充填されて車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持された状態にしておく。ここで、他の水素ガス容器内の圧力が所定の水素ガス容器内の圧力よりも低い状態にしておくことが望ましい。そして、水素ガス充填制御手段により、先ず、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスが移動されて、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスが断熱膨張して圧縮水素ガスの温度が低下し、その後、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスが充填される。つまり、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを車載燃料タンクに充填することができる。
【００１３】
請求項２の圧縮水素ガス充填装置は、請求項１の発明において、前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第１水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第１水素ガス容器より圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな第２水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第１水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧縮水素ガス充填終了後、第２水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第１水素ガス容器へ移動させることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の圧縮水素ガス充填装置は、請求項１の発明において、前記複数の水素ガス容器は、前記所定の水素ガス容器である第１水素ガス容器と、前記他の水素ガス容器であり且つ第１水素ガス容器と圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の第２水素ガス容器とからなり、前記水素ガス充填制御手段は、第１水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第１水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第２水素ガス容器へ移動させ、次回の車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填時、第２水素ガス容器を前記所定の水素ガス容器とし、第１水素ガス容器を前記他の水素ガス容器とするように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項４の圧縮水素ガス充填装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記車載燃料タンクへ補給する圧縮水素ガス補給量を水素ガス充填制御手段に対して指令する補給量指令手段を備え、前記水素ガス充填制御手段は、前記補給量指令手段で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、前記所定の水素ガス容器から前記他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を増加させることを特徴としている。
【００１６】
請求項５の圧縮水素ガス充填装置は、請求項４の発明において、前記水素ガス充填制御手段は、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を制御することを特徴としている。
【００１７】
請求項６の圧縮水素ガス充填方法は、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を用いて車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する圧縮水素ガス充填方法であって、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、他の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持する第１工程と、次に、前記所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させて、前記所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させる第２工程と、次に、前記所定の水素ガス容器から前記車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填する第３工程とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の圧縮水素ガス充填装置によれば、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を設けたので、これら水素ガス容器間で圧縮水素ガスを移動させることが可能になり、特に、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段と、車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させ、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段とを設けたので、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させることで、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンクに充填することができる。
【００１９】
つまり、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填開始当初から、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により十分に低下させることができるので、車載燃料タンクへ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を得ることができ、故に、車載燃料タンク内の圧縮水素ガスの断熱圧縮により上昇した温度を低く抑えて、一定容量の車載燃料タンクへ充填する圧縮水素ガスの総充填量を高めることができる。
【００２０】
また、車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填量等に応じて、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器への圧縮水素ガスの移動量、つまり、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度低下率を調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が安定した温度（例えば、外気温度）になるようにすることができる。また、圧縮水素ガスの充填後、圧力保持手段により、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に確実に復帰させることができ、その際、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させた圧縮水素ガスを利用することができるので、圧縮水素ガスを無駄にすることなく使用することができる。
【００２１】
請求項２の圧縮水素ガス充填装置によれば、水素ガス充填制御手段により、所定の水素ガス容器である第１水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧縮水素ガス充填終了後、第１水素ガス容器よりも圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな他の水素ガス容器である第２水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第１水素ガス容器へ移動させるので、第１水素ガス容器内の圧力を上昇させると共に第２水素ガス容器内の圧力を低下させて、第２水素ガス容器内に次回の圧縮水素ガス移動の為の充填容量を確実に確保でき、必要に応じて、第１水素ガス容器へ圧縮水素ガス源から圧縮水素ガスを補充して、所定の水素ガス容器（第１水素ガス容器）に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に効率的に確実に復帰させることができ、しかも、他の水素ガス容器（第２水素ガス容器）を小型化できて、圧縮水素ガス充填装置の全体的な構造の縮小化を図ることができる。
【００２２】
請求項３の圧縮水素ガス充填装置によれば、水素ガス充填制御手段により、所定の水素ガス容器である第１水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第１水素ガス容器の残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を第１水素ガス容器と圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の他の水素ガス容器である第２水素ガス容器へ移動させ、次回の車載燃料タンクへの圧縮水素ガスの充填時、第２水素ガス容器を所定の水素ガス容器とし、第１水素ガス容器を他の水素ガス容器とするように構成したので、第１水素ガス容器から第２水素ガス容器への圧縮水素ガスの移動量を大きくすることができ、また、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に効率的に確実に復帰させることができ、特に、第１水素ガス容器から車載燃料タンクへの圧縮水素ガス充填終了後、第２水素ガス容器内の圧力が第１水素ガス容器内の圧力よりも高い場合には、前記状態に一層効率的に復帰させることができる。
【００２３】
請求項４の圧縮水素ガス充填装置によれば、車載燃料タンクへ補給する圧縮水素ガス補給量を水素ガス充填制御手段に対して指令する補給量指令手段を備え、水素ガス充填制御手段により、補給量指令手段で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を増加させるので、圧縮水素ガス補給量が多くなる程、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度低下率を大きくするように調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が上昇し過ぎずに安定した温度になるようにすることができる。
【００２４】
請求項５の圧縮水素ガス充填装置によれば、水素ガス充填制御手段により、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ移動させる圧縮水素ガス量を制御するので、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が低下し過ぎた場合、その後、車載燃料タンク内の圧縮水素ガス温度が外気温度迄上昇すると、圧縮水素ガスが大きく膨張して車載燃料タンクを破損する虞が生じるが、これを確実に防止できる。
【００２５】
請求項６の圧縮水素ガス充填方法によれば、第１工程において、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、他の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧を所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持し、第２工程において、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスを移動させて、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させ、第３工程において、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスを充填するので、請求項１の効果と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の圧縮水素ガス充填装置及び圧縮水素ガス充填方法は、特に、車載燃料タンクへ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された複数の水素ガス容器を備え、圧力保持手段により、所定の水素ガス容器に圧縮水素ガスが充填されて車載燃料タンクの最高ガス圧よりも高い圧力に保持され、水素ガス充填制御手段により、車載燃料タンクへ圧縮水素ガスを充填する際に、所定の水素ガス容器から他の水素ガス容器へ圧縮水素ガスが移動され、所定の水素ガス容器内の圧縮水素ガスの温度が断熱膨張により低下した後、所定の水素ガス容器から車載燃料タンクへ圧力差により圧縮水素ガスが充填されるように構成されている。
【実施例１】
【００２７】
図１に示すように、水素燃料供給ステーションに、圧縮水素ガスを貯蔵した圧縮水素ガス源に相当する高圧ガス源１を備え、この高圧ガス源１から供給される圧縮水素ガスを自動車等の車両に搭載された車載燃料タンク２に充填する圧縮水素ガス充填装置Ｇが設けられている。この圧縮水素ガス充填装置Ｇは、水素ガス容器Ａと、水素ガス容器Ｂと、圧縮機５と、配管６〜１０及びバルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B と、外気温度センサ１２と、圧力センサ１３〜１５と、操作パネル１８と、制御装置２０等を備えている。
【００２８】
高圧ガス源１は、例えば、ガスボンベからなり、そのガスボンベ内に最大で１５Mpa に加圧された圧縮水素ガスが充填されている。水素ガス容器Ａ，Ｂは、夫々、車載燃料タンク２へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に、配管６〜１０を介して接続されている。水素ガス容器Ａ，Ｂは、圧縮水素ガス貯蔵容量が同等の容器であり、夫々、例えば、最大で５５Mpa に加圧されて複数の車両の車載燃料タンク２へ供給可能な量の圧縮水素ガスを貯蔵可能な容量の容器である。
【００２９】
水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを供給する為の配管６が設けられ、この配管６の車載燃料タンク２側の配管端部にカプラ１７が接続されている。ここで、車両には車載燃料タンク２に連通する通路端部に接続されたカプラ１６が設けられ、車載燃料タンク２に圧縮水素ガスを供給する場合、そのカプラ１６に圧縮水素ガス充填装置Ｇ側のカプラ１７が分離可能に接続される。配管６には、水素ガス容器Ａからカプラ１７の方に向かって順に、電磁制御弁からなる開閉元弁V1A 、流量制御弁V2A 、流量制御弁V2B が設けられている。また、配管６には、水素ガス容器Ａの近傍部に水素ガス容器Ａ内の圧力を検出する圧力センサ１３が接続され、カプラ１７の近傍部に車載燃料タンク２内の圧力を検出する圧力センサ１５が接続されている。
【００３０】
水素ガス容器Ｂから延びて配管６のうち流量制御弁V2A と流量制御弁V2B との間の配管部分に合流する配管７が設けられ、この配管７には、電磁制御弁からなる開閉元弁V1B が設けられ、水素ガス容器Ｂの近傍部に水素ガス容器Ｂ内の圧力を検出する圧力センサ１４が接続されている。配管６のうち開閉元弁V1A と流量制御弁V2A との間の配管部分と、配管７のうち開閉元弁V1B よりも下流側の配管部分とが配管８で接続され、この配管８に圧縮機５が介装されている。この圧縮機５は、配管６から供給される水素ガスを加圧して配管７へ供給する第１作動モードと、配管７から供給される水素ガスを加圧して配管６へ供給する第２作動モードとに切換え可能に構成されている。
【００３１】
圧縮機５を第２作動モードで作動させて高圧ガス源１から水素ガス容器Ａに圧縮水素ガスを充填可能に、高圧ガス源１から延びる配管９が、配管７のうち配管８との接続部よりも下流側の配管部分に接続され、この配管９には、電磁制御弁からなるガス源元弁V3A が設けられ、また、圧縮機５を第１作動モードで作動させて高圧ガス源１から水素ガス容器Ｂに圧縮水素ガスを充填可能に、高圧ガス源１から延びる配管１０が、配管６のうち配管８との接続部と流量制御弁V2A との間の配管部分に接続され、この配管１０には、電磁制御弁からなるガス源元弁V3B が設けられている。
【００３２】
尚、実施例１においては、高圧ガス源１からは水素ガス容器Ａにのみ圧縮水素ガスを充填するものであるので、圧縮機５においては、第１作動モードは不要であり、第２作動モードのみで作動可能に構成し、配管１０及びガス源元弁V3B 等を省略可能である。
【００３３】
次に、圧縮水素ガス充填装置の制御系について説明する。
図２に示すように、制御装置２０は、入力インターフェース２１、ＣＰＵ２２とＲＯＭ２３とＲＡＭ２４と不揮発性のフラッシュメモリ２５とを含むコンピューター、出力インターフェース２６、これらを相互に接続するバス２７、圧縮機５及びバルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B を夫々駆動する為の駆動回路２８〜３４等を有する。
【００３４】
入力インターフェース２１に、種々の指令を入力する為の操作パネル１８、外気温度を検出する外気温度センサ１２、水素ガス容器Ａ内の圧力を検出する水素ガス容器Ａ圧力センサ１３、水素ガス容器Ｂ内の圧力を検出する水素ガス容器Ｂ圧力センサ１４、車載燃料タンク２内の圧力を検出するカプラ圧力センサ１５が接続され、出力インターフェース２６に、駆動回路２８〜３４が接続されている。
【００３５】
ＲＯＭ２３には、圧縮水素ガス充填制御における車載燃料タンク２への補給量に応じた水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ移動させる圧縮水素ガスの移動量を決定するためのマップデータ、外気温と水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへの移動量の関係を表したマップデータ等、及び圧縮水素ガス充填制御や圧縮水素ガスの戻し及び補充制御等の種々の必要な制御プログラムが予め格納されている。ＲＡＭ２４には、圧縮水素ガス充填制御を遂行する上で必要な種々のワークメモリなどが設けられている。
【００３６】
次に、制御装置２０で実行される圧縮水素ガス充填制御について、図３〜図８に基づいて説明する。但し、フローチャートの図中の符号Ｓｉ( ｉ＝１，２，３・・・ )は各ステップを表している。図８−１は水素ガス容器Ａ，Ｂ内の圧力変化を示すグラフであり、図８−２は水素ガス容器Ａ，Ｂ内の温度変化を示すグラフである。ここで、初期状態で、水素ガス容器Ａには５５Mpa に加圧された圧縮水素ガスが充填保持され、水素ガス容器Ｂには２０Mpa に加圧された圧縮水素ガスが充填保持され、バルブV1A,V1B,V2A,V2B,V3A,V3B は全て閉じられ（図５の初期状態を参照）、また、外気温度が２５度であり、水素ガス容器Ａ，Ｂ内の圧縮水素ガスの温度も２５度であるものとする。
【００３７】
図３のフローチャートに示すように、この処理は、例えば、車載燃料タンク２側のカプラ１６がカプラ１７に接続されると開始され、先ず、操作パネル１８を通じた指令により、圧縮水素ガス燃料の充填要求があるか否か判定され、Ｓ１；Yes の場合、外気温度センサ１２で検出された外気温度が読み込まれ（Ｓ２）、補給量指令手段に相当する操作パネル１８から受けた車載燃料タンク２への指令充填量（圧縮ガス補給量）が読み込まれ（Ｓ３）、次に、Ｓ２とＳ３とで読込まれた外気温度と指令充填量とに基づいて、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ移動させる水素ガスの移動量目標値が演算される（Ｓ４）。
【００３８】
水素ガス移動量目標値は、図４に示すグラフに基づいて、外気温度Ｔ及び車載燃料タンク２への指令充填量から決定されて、ＲＡＭ２４に記憶される。ここで、図４は、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへの水素ガス移動量と車載燃料タンク２への水素ガス充填量の比例関係を示すグラフで、ＲＯＭ２３に予め格納された前記マップデータに基づくものであり、外気温度Ｔが高い程、また車載燃料タンクへの充填量が大きい程、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへの水素ガスの移動量が大きくなるように設定されている。
【００３９】
このように、水素ガス移動量目標値を演算する場合、Ｓ３で読込まれた指令充填量が多くなる程、水素ガス移動量目標値を増加させるように、更に、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク２内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、水素ガス移動量目標値を決定している。
【００４０】
次に、開閉元弁V1A ，V1B 及び流量制御弁V2A が開けられ（図５の充填準備を参照）、水素ガス容器Ａ，Ｂ内の圧力差によって、圧縮水素ガスが水素ガス容器Ａから配管６，７を通って水素ガス容器Ｂへ移動するので、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへの水素ガスの移動が開始され（Ｓ５）、次に、流量制御弁V2A の制御流量値と時間とに基づいて、或いは、流量制御弁V2A に設けた流量センサ（図示略）で検出され読込まれた流量に基づいて、或いは、圧力センサ１３，１４の少なくとも一方で検出され読込まれた圧力に基づいて、水素ガス容器Ｂへ移動した圧縮水素ガス移動量がＳ４で算出された水素ガス移動量目標値に達したか否か判定され（Ｓ６）、Ｓ６；Noの場合、Ｓ６が繰返し実行される。
【００４１】
Ｓ６；Yes になった場合、図８−１、図８−２に時間ｔ１〜ｔ２の変化に示すように、水素ガス容器Ａ内の圧力が５５Mpa から４０Mpa へ低下し、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が外気温度の約２５℃から約−１０℃まで低下し、水素ガス容器Ｂ内の圧力が２０Mpa から３５Mpa へ上昇し、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が約２５℃から約６０℃まで上昇する。即ち、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが急速に冷却される。
【００４２】
Ｓ６；Yes の場合、開閉元弁V1B が閉じられるとともに、開閉元弁V1A 及び流量制御弁V2A は開けられたまま、流量制御弁V2B が開けられ（図５の充填時を参照）、水素ガス容器Ａ内と車載燃料タンク２内の圧力差によって、圧縮水素ガスが水素ガス容器Ａから配管６を通ってカプラ１６，１７を介して車載燃料タンク２へ移動するので、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填が開始され（Ｓ７）、次に、流量制御弁V2A 又はV2B の制御流量値と時間とに基づいて、或いは、流量制御弁V2A 又はV2B に設けた流量センサ（図示略）で検出され読込まれた流量に基づいて、或いは、圧力センサ１３，１5 の少なくとも一方で検出され読込まれた圧力に基づいて、車載燃料タンク２へ充填された圧縮水素ガス充填量がＳ３で読込まれた指令充填量に達したか否か判定され（Ｓ８）、Ｓ８；Noの場合、Ｓ８が繰返し実行される。
【００４３】
Ｓ８；Yes になった場合、図８−１、図８−２に時間ｔ２〜ｔ３の変化に示すように、水素ガス容器Ａ内の圧力が４０Mpa から３８Mpa へ低下し、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが多少断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が約−１０℃から多少低下し、水素ガス容器Ｂ内の圧力が３５Mpa に維持され、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスの温度が自然放熱により約６０℃から多少低下する。Ｓ８；Yes の場合、開閉元弁V1A 及び流量制御弁V2A,V2B が閉じられ（図５の初期状態を参照）、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填が終了し（Ｓ９）、この制御が終了する。
【００４４】
次に、圧縮水素ガス充填制御において、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂに圧縮水素ガスを移動させてから、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填が終了した後、次の車両の車載燃料タンク２へも同状態で圧縮水素ガスの充填を行えるように準備する必要がある。つまり、前記初期状態に復帰させる必要があり、そのために、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａに圧縮水素ガスを戻して、水素ガス容器Ｂ内の圧力を元の２０Mpに戻す第１準備を行う制御と、更に、高圧ガス源１から水素ガス容器Ａに圧縮水素ガスを補給して、水素ガス容器Ａ内の圧力を元の５５Mpに戻す第２準備を行う制御とが制御装置２０により実行される。ここで、第１，第２準備制御は、例えば、ある車両の車載燃料タンク２への水素ガスの充填が終了したときに毎回行われる制御である。
【００４５】
図６に示すように、この第１，第２準備制御は、第１準備制御から行われ、先ず、例えば、圧力センサ１４で検出された水素ガス容器Ｂ内の圧力が読込まれ、その圧力に基づいて、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへ戻す水素ガス戻し量目標値が演算される（Ｓ１１）。この戻し量目標値は、水素ガス容器Ｂに残存している圧縮水素ガスの全部でも一部の量でもよいが、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへ移動させる圧縮水素ガスの量が多くなる程、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度上昇率が大きくなるので、燃料補給のために次の車両が既に待機している場合は、戻し量目標値を小さく設定し、次の車両が待機していない場合は、戻し量目標値を大きく設定してもよい。
【００４６】
次に、Ｓ１１で戻し量目標値が演算された後、開閉元弁V1A ，V1B が開けられるとともに、圧縮機５が第２モードで作動され（図７の容器Ｂ→容器Ａを参照）、圧縮機５により配管７側の圧縮水素ガスが加圧され配管６側へ供給されるので、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへの水素ガスの移動が開始され（Ｓ１２）、次に、例えば、圧力センサ１４で検出された圧力が読込まれて、その圧力に基づいて、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへの水素ガス戻し量がＳ１１で演算された水素ガス戻し量目標値に達したか否か判定され（Ｓ１３）、Ｓ１３；Noの場合、Ｓ１３が繰返し実行される。
【００４７】
Ｓ１３；Yes になった場合、図８−１、図８−２に時間ｔ３〜ｔ４の変化に示すように、水素ガス容器Ａ内の圧力が３８Mpa から上昇し、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が上昇し、水素ガス容器Ｂ内の圧力が３５Mpa から２０Mpa に低下し、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が低下し、最終的に外気温度である２５℃に収束する。
【００４８】
Ｓ１３；Yes の場合、次に、第２準備制御が行われ、開閉元弁V1B が閉じられるが、開閉元弁V1A は開けられたまま、ガス源元弁V3A が開けられるととともに、圧縮機５が第２作動モードで作動され（図７の容器Ａに充填を参照）、圧縮機５により配管７側の圧縮水素ガスが加圧され配管６側へ供給されるので、高圧ガス源１から水素ガス容器Ａへの水素ガスの充填が開始され（Ｓ１４）、次に、圧力センサ１３で検出された圧力が読込まれて、その圧力が５５Mpa に達したか否か判定され（Ｓ１５）、Ｓ１５；Noの場合、Ｓ１５が繰返し実行される。
【００４９】
Ｓ１５；Yes になった場合、図８−１、図８−２に時間ｔ４〜ｔ５の変化に示すように、水素ガス容器Ａ内の圧力が５５Mpa へ上昇し、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が上昇し、最終的に外気温度である２５℃に収束し、水素ガス容器Ｂ内の圧力が２０Mpa に維持され、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスが前記のように自然放熱により低下して最終的に外気温度である２５℃に収束する。Ｓ１５；Yes の場合、この第１，第２準備制御が終了して、前記初期状態に復帰する。
【００５０】
こうして、次の車両への圧縮水素ガス燃料の充填要求がされるときまでに、水素ガス容器Ａの圧力は５５Mpa 、水素ガス容器Ｂ内の圧力は２０Mpa の初期状態に戻るので、図３のフローチャートに示す制御が実行可能になり、Ｓ１〜Ｓ１５の処理を繰り返し実行することで、連続して車両の車載燃料タンク２への充填を行うことができる。
【００５１】
ここで、図１２−１〜図１２−３は、実施例１の圧縮水素ガス充填制御により、車両の車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを充填した場合の車載燃料タンク２内の圧力、水素ガス温度、充填量を、従来技術と対比させてグラフ化したものである。
【００５２】
従来技術では、車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを充填する前に、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ圧縮水素ガスを移動させて、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度を低下させないので、車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを充填した場合、本発明に比べて、車載燃料タンク２内の圧縮水素ガスの圧力を低く抑える必要があり、また、圧縮水素ガスの温度が上昇してしまい、圧縮水素ガスの充填量が低くなる。本発明では、これらを全て改善することができる。
【００５３】
以上説明した圧縮水素ガス充填装置によれば次の効果を奏する。
車載燃料タンク２へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された水素ガス容器Ａ，Ｂを設けたので、これら水素ガス容器Ａ，Ｂ間で圧縮水素ガスを移動させることが可能になり、特に、水素ガス容器Ａに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク２の最高ガス圧よりも高い圧力に保持する圧力保持手段として、開閉元弁V1A 、高圧ガス源１、圧縮機５等を設け、車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを充填する際に、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させる水素ガス充填制御手段として、開閉元弁V1A,V1B 、流量制御弁V2A,V2B 、制御装置２０等を設けた。
【００５４】
ここで、車載燃料タンク２へ充填する為の圧縮水素ガスを蓄積可能で且つ圧縮水素ガスの充填・放出が可能に接続された水素ガス容器Ａ，Ｂを用いて車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを充填する圧縮水素ガス充填方法について説明すると、第１工程において、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガス圧を車載燃料タンク２の最高ガス圧よりも高い圧力に保持すると共に、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガス圧を水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガス圧よりも低く保持し、次に、第２工程（図３のＳ５、Ｓ６等）において、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ圧縮水素ガスを移動させて、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させ、次に、第３工程（図３のＳ７、Ｓ８、Ｓ９等）において、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２へ圧力差により圧縮水素ガスを充填する。
【００５５】
従って、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ圧縮水素ガスを移動させることで、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスを積極的に断熱膨張させ圧縮水素ガスの温度を必要十分に低下させてから、その圧縮水素ガスを直接車載燃料タンク２に充填することができる。つまり、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填開始当初から、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により十分に低下させることができるので、車載燃料タンク２へ供給する圧縮水素ガスの十分な冷却性能を得ることができ、故に、車載燃料タンク２内の圧縮水素ガスの断熱圧縮により上昇した温度を低く抑えて、一定容量の車載燃料タンク２へ充填する圧縮水素ガスの総充填量を高めることができる。
【００５６】
また、車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填量等に応じて、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへの圧縮水素ガスの移動量、つまり、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度低下率を調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク２内の圧縮水素ガス温度が安定した温度（例えば、外気温度）になるようにすることができる。また、圧縮水素ガスの充填後、水素ガス容器Ａに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク２の最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に確実に復帰させることができ、その際、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ移動させた圧縮水素ガスを利用することができるので、圧縮水素ガスを無駄にすることなく使用することができる。
【００５７】
水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２へ圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Ｂの残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を水素ガス容器Ａへ移動させるので、水素ガス容器Ａ内の圧力を上昇させると共に水素ガス容器Ｂ内の圧力を低下させて、水素ガス容器Ｂ内に次回の圧縮水素ガス移動の為の充填容量を確実に確保でき、水素ガス容器Ａへ高圧ガス源１から圧縮水素ガスを補充して、水素ガス容器Ａに圧縮水素ガスを充填して車載燃料タンク２の最高ガス圧よりも高い適正な圧力に保持した状態に効率的に確実に復帰させることができる。ここで、水素ガス容器Ａよりも圧縮水素ガス貯蔵容量が小さな水素ガス容器Ｂとすることができ、この場合、水素ガス容器Ｂを小型化できて、圧縮水素ガス充填装置Ｇの全体的な構造の縮小化を図ることができる。
【００５８】
車載燃料タンク２へ補給する圧縮水素ガス補給量を制御装置２０に対して指令する補給量指令手段として操作パネル１８を設け、この操作パネル１８で指令された圧縮水素ガス補給量が多くなる程、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ移動させる圧縮水素ガス量を増加させるので、圧縮水素ガス補給量が多くなる程、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスの温度低下率を大きくするように調節して、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク２内の圧縮水素ガス温度が上昇し過ぎずに安定した温度になるようにすることができる。
【００５９】
この場合、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク２内の圧縮水素ガス温度が外気温と実質的に等しい温度になるように、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ移動させる圧縮水素ガス量を制御するので、圧縮水素ガス補給後の車載燃料タンク２内の圧縮水素ガス温度が低下し過ぎた場合、その後、車載燃料タンク２内の圧縮水素ガス温度が外気温度迄上昇すると、圧縮水素ガスが大きく膨張して車載燃料タンク２を破損する虞が生じるが、これを確実に防止できる。
【実施例２】
【００６０】
実施例２の圧縮水素ガス充填装置Ｇは、実施例１の圧縮水素ガス充填装置Ｇと同様の構造であり、車載燃料タンク２へ圧縮水素ガスを充填する際の制御も実施例１と同様（図３参照）であるが、初期状態へ復帰させる際の制御が実施例１の制御（図６、図７参照）と異なるものである。尚、実施例１と同じものには同一符号を付して説明する。実施例２において、図１１−１が水素ガス容器Ａ，Ｂ内の圧力変化を示すグラフであり、図１１−２が水素ガス容器Ａ，Ｂ内の温度変化を示すグラフである。
【００６１】
この水素ガス充填制御では、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Ａの残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を水素ガス容器Ｂへ移動させて、初期状態に復帰させ、次回の車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填時、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Ｂから車載燃料タンク２へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させるように構成されている。
【００６２】
初期状態に復帰させるために、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂに圧縮水素ガスを移動させて、水素ガス容器Ａ内の圧力を２０Mpa にする第１準備を行う制御と、更に、高圧ガス源１から水素ガス容器Ｂに圧縮水素ガスを補給して、水素ガス容器Ｂ内の圧力を５５Mpa にする第２準備を行う制御とが制御装置２０により実行される。
【００６３】
図９に示すように、この第１，第２準備制御は、第１準備制御から行われ、先ず、圧力センサ１３で検出された水素ガス容器Ａ内の圧力が読込まれ（Ｓ２１）、次に、開閉元弁V1A ，V1B が開けられるとともに、圧縮機５が第１モードで作動され（図１０の容器Ａ→容器Ｂを参照）、圧縮機５により配管６側の圧縮水素ガスが加圧され配管７側へ供給されるので、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへの水素ガスの移動が開始され（Ｓ２２）、次に、圧力センサ１３で検出された圧力に基づいて、水素ガス容器Ａ内の水素ガス圧が２０Mpa まで低下したか否か判定され（Ｓ２３）、Ｓ２３；Noの場合、Ｓ２３が繰返し実行される。
【００６４】
Ｓ２３；Yes になった場合、図１１−１、図１１−２に時間ｔ３〜ｔ４の変化に示すように、水素ガス容器Ａ内の圧力が２０Mpa に低下し、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが断熱膨張されて、その圧縮水素ガスの温度が約−１０度から低下し、水素ガス容器Ｂ内の圧力が３５Mpa から上昇し、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスが断熱圧縮されて、その圧縮水素ガスの温度が上昇する。
【００６５】
Ｓ２３；Yes の場合、次に、第２準備制御が行われ、開閉元弁V1A が閉じられるが、開閉元弁V1B は開けられたまま、ガス源元弁V3B が開けられるととともに、圧縮機５が第１作動モードで作動され（図１０の容器Ｂに充填を参照）、圧縮機５により配管６側の圧縮水素ガスが加圧され配管７側へ供給されるので、高圧ガス源１から水素ガス容器Ｂへの水素ガスの充填が開始され（Ｓ２４）、次に、圧力センサ１４で検出された圧力が読込まれて、その圧力が５５Mpa に達したか否か判定され（Ｓ２５）、Ｓ２５；Noの場合、Ｓ２５が繰返し実行される。
【００６６】
Ｓ２５；Yes になった場合、図１１−１、図１１−２に時間ｔ４〜ｔ５の変化に示すように、水素ガス容器Ａ内の圧力が２０Mpa に維持され、水素ガス容器Ａ内の圧縮水素ガスが自然吸熱により上昇し、水素ガス容器Ｂ内の圧力が５５Mpa へ上昇し、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスが断熱圧縮され、その圧縮水素ガスの温度が上昇する。時間ｔ５の後、水素ガス容器Ａ内の温度は自然吸熱により上昇し、水素ガス容器Ｂ内の温度は自然放熱により低下する。
【００６７】
実施例２の圧縮水素ガス充填装置Ｇによれば、水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Ａの残存圧縮水素ガスの少なくとも一部を水素ガス容器Ｂへ移動させ、次回の車載燃料タンク２への圧縮水素ガスの充填時、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへ圧縮水素ガスを移動させ、水素ガス容器Ｂ内の圧縮水素ガスの温度を断熱膨張により低下させた後、水素ガス容器Ｂから車載燃料タンク２へ圧力差により圧縮水素ガスを充填させるように構成した。水素ガス容器Ａから車載燃料タンク２への圧縮水素ガス充填終了後、水素ガス容器Ｂ内の圧力が水素ガス容器Ａ内の圧力よりも高くなるようにした場合、初期状態に一層効率的に復帰させることができる。
【００６８】
尚、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例１、２に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。例えば、水素ガス容器Ａを複数設けてもよいし、水素ガス容器Ｂを複数設けてもよい。また、実施例２において、初期状態に復帰させる際、水素ガス容器Ａ内の圧力、温度、水素ガス容器Ｂの圧力、温度の少なくとも１つに基づいて、水素ガス容器Ａから水素ガス容器Ｂへ圧縮水素ガスを移動させるのか、水素ガス容器Ｂから水素ガス容器Ａへ圧縮水素ガスを移動させるのか決定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の水素燃料充填装置の構成図である。
【図２】本発明の水素燃料充填装置の制御系のブロック図である。
【図３】本発明の燃料タンクへの圧縮水素ガス充填の制御のフローチャートである。
【図４】目標水素ガス移動量を決定する為のマップである。
【図５】実施例１の図３の制御時に行うバルブ開閉動作を示す図である。
【図６】実施例１の初期状態復帰の制御のフローチャートである。
【図７】実施例１の図６の制御時に行うバルブ開閉動作等を示す図である。
【図８−１】実施例１の圧縮水素ガス充填制御時の水素ガス容器Ａ，Ｂ内の圧力の変化を表すグラフである。
【図８−２】実施例１の圧縮水素ガス充填制御時の水素ガス容器Ａ，Ｂ内の温度の変化を表すグラフである。
【図９】実施例２の初期状態復帰の制御のフローチャートである。
【図１０】実施例２の図９の制御時に行うバルブ開閉動作等を示す図である。
【図１１−１】実施例２の圧縮水素ガス充填制御時の水素ガス容器Ａ，Ｂ内の圧力の変化を表すグラフである。
【図１１−２】実施例２の圧縮水素ガス充填制御時の水素ガス容器Ａ，Ｂ内の温度の変化を表すグラフである。
【図１２−１】車載燃料タンク内の圧力の本発明と従来技術との対比グラフである。
【図１２−２】車載燃料タンク内の温度の本発明と従来技術との対比グラフである。
【図１２−３】車載燃料タンクへの充填量の本発明と従来技術との対比グラフである。
【符号の説明】
【００７０】
Ｇ    圧縮水素ガス充填装置
１    高圧ガス源
２    車載燃料タンク
５    圧縮機
６〜１０  配管
Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ    開閉元弁
Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ    流量制御弁
Ｖ３Ａ，Ｖ３Ｂ    ガス源元弁
【図１】
2008240983.tif 000003
【図２】
2008240983.tif 000004
【図３】
2008240983.tif 000005
【図４】
2008240983.tif 000006
【図５】
2008240983.tif 000007
【図６】
2008240983.tif 000008
【図７】
2008240983.tif 000009
【図８−１】
2008240983.tif 000010
【図８−２】
2008240983.tif 000011
【図９】
2008240983.tif 000012
【図１０】
2008240983.tif 000013
【図１１−１】
2008240983.tif 000014
【図１１−２】
2008240983.tif 000015
【図１２−１】
2008240983.tif 000016
【図１２−２】
2008240983.tif 000017
【図１２−３】
2008240983.tif 000018