(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスを貯留する貯蔵容器と、
前記貯蔵容器から導出された液化ガスを気化させる気化器と、
前記気化器で前記液化ガスから気化したガスを圧縮する圧縮装置と、
前記圧縮装置で圧縮されたガスを貯留する蓄圧器と、
前記蓄圧器からディスペンサに繋がる供給路と、
前記ディスペンサ内を流れる前記圧縮されたガスを冷却する熱交換器と前記気化器との間で熱媒体が循環する冷却回路と、
を備え、
前記冷却回路は、
熱媒体の循環方向における前記気化器の下流側の部位に設けられ、前記気化器で冷却された熱媒体を一時的に貯留する熱媒体タンクと、
熱媒体を前記気化器と前記熱交換器との間で循環させる熱媒体ポンプと、
を備え、
前記冷却回路には、前記気化器と並列になるように冷凍機が接続され、
前記圧縮装置は、第１圧縮部と、前記第１圧縮部の次段の圧縮部である第２圧縮部とが含まれる複数の圧縮部を備えており、
前記複数の圧縮部のそれぞれの吐出側にクーラが設けられ、
前記冷却回路は前記クーラから独立し、
前記冷却回路は、前記熱媒体を前記気化器で冷却する状態と、前記熱媒体の温度が予め設定された温度よりも高温の場合に前記熱媒体を前記気化器ではなく前記冷凍機によって冷却する状態と、を切り換え可能に構成されているガス供給装置。
【請求項２】
前記気化器で気化したガスを排出する排出路が設けられている請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記貯蔵容器には、前記貯蔵容器内のガスを前記圧縮装置に導くガス側流入路が接続している請求項１又は２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記圧縮装置は、ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を迂回する迂回路と、を備えている請求項１から３の何れか１項に記載のガス供給装置。
【請求項５】
クーラが設けられた冷却用流路と、
前記クーラをバイパスするバイパス流路と、
前記第１圧縮部と前記第２圧縮部との接続を、前記冷却用流路と前記バイパス流路との間で切り換える切り換え機構と、を備えている請求項１から４の何れか１項に記載のガス供給装置。
【請求項６】
ディスペンサにガスを供給するガス供給方法であって、
貯蔵容器に貯留された液化ガスを、該貯蔵容器から流出させ、
前記貯蔵容器から流出した液化ガスを気化器において気化させ、
前記気化器において気化したガスを圧縮装置で圧縮し、
前記圧縮装置は、第１圧縮部と、前記第１圧縮部の次段の圧縮部である第２圧縮部とが含まれる複数の圧縮部を備えており、
前記複数の圧縮部のそれぞれの吐出側にクーラが設けられ、
前記圧縮装置の前記複数の圧縮部で圧縮されたガスを蓄圧器を介して又は直接的にディスペンサに供給し、
前記ディスペンサに設けられた熱交換器と前記気化器とを接続し前記クーラから独立した冷却回路内を熱循環ポンプの駆動によって循環する熱媒体によって、前記ディスペンサ内を流れる前記圧縮されたガスを冷却し、
前記冷却回路の熱媒体タンクにおいて、前記気化器で冷却された熱媒体を一時的に貯留し、
前記冷却回路に設けられた温度センサによって前記熱媒体の温度を検出し、
前記温度センサによって検出された前記熱媒体の温度が予め設定された温度よりも高温になると、前記冷却回路を、前記気化器で前記熱媒体を冷却する状態から、前記気化器によって前記熱媒体を冷却するのではなく前記気化器と並列関係にある冷凍機によって前記熱媒体を冷却する状態に切り換えるガス供給方法。
【請求項７】
前記ディスペンサに設けられた前記熱交換器において前記ガスを冷却した前記熱媒体を前記気化器に導入し、前記気化器において、前記液化ガスを気化させる請求項６に記載のガス供給方法。
【請求項８】
前記圧縮装置に吸入されるガスの温度が予め定められた温度よりも高温になったことが検出されると、前記圧縮装置内において、圧縮部から吐出されたガスがクーラに流れるように切り換え機構を切り換える請求項６又は７に記載のガス供給方法。
【請求項９】
前記気化器で気化したガスの少なくとも一部を排出路から排出する請求項６から８の何れか１項に記載のガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給装置及びガス供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、水素ステーションに用いられる水素圧縮装置が開示されている。水素圧縮装置では、コモンベース上に水素圧縮機、圧縮機駆動モータ、ガスクーラなどが設置されている。水素圧縮機で所定の圧力まで段階的に昇圧された水素ガスは、一旦、蓄圧器ユニットに貯蔵される。蓄圧器ユニットには、ディスペンサが接続されている。ディスペンサは、昇圧された水素ガスを燃料電池車に供給するために、燃料電池車の供給口に適合するノズルを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４０６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された水素圧縮装置等の水素圧縮装置では、圧縮機入り側のガス温度は、例えば０℃〜４０℃であり、その温度に応じて適宜圧縮機の運転が切り替えられる。そして、圧縮装置に供給されるガスの温度が０℃〜４０℃程度の場合、圧縮装置での圧縮後にガス温度が上昇することから、圧縮されたガスをアフタークーラで冷却することが必要となる場合がある。したがって、圧縮後のガスを冷却することから、動力のロスが発生する。
【０００５】
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガス供給装置の動力を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、本発明は、液化ガスを貯留する貯蔵容器と、前記貯蔵容器から導出された液化ガスを気化させる気化器と、前記気化器で前記液化ガスから気化したガスを圧縮する圧縮装置と、前記圧縮装置で圧縮されたガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器からディスペンサに繋がる供給路と、前記ディスペンサ内を流れる前記圧縮されたガスを冷却する熱交換器と前記気化器との間で熱媒体が循環する冷却回路と、を備え、前記冷却回路は、熱媒体の循環方向における前記気化器の下流側の部位に設けられ、前記気化器で冷却された熱媒体を一時的に貯留する熱媒体タンクと、熱媒体を前記気化器と前記熱交換器との間で循環させる熱媒体ポンプと、を備え、前記冷却回路には、前記気化器と並列になるように冷凍機が接続され、前記圧縮装置は、第１圧縮部と、前記第１圧縮部の次段の圧縮部である第２圧縮部とが含まれる複数の圧縮部を備えており、前記複数の圧縮部のそれぞれの吐出側にクーラが設けられ、前記冷却回路は前記クーラから独立し、前記冷却回路は、前記熱媒体を前記気化器で冷却する状態と、前記熱媒体の温度が予め設定された温度よりも高温の場合に前記熱媒体を前記気化器ではなく前記冷凍機によって冷却する状態と、を切り換え可能に構成されているガス供給装置である。
【０００７】
本発明では、気化器において液化ガスが気化し、この気化したガスが圧縮装置に吸入されて圧縮される。そして、このガスは蓄圧器を介して、又は直接的にディスペンサに送られる。本発明では、液化ガスから気化したガスが用いられるため、低温のガスが圧縮装置に吸入され得る。したがって、圧縮装置内でのガスの冷却の取り止め又は低減をすることが可能となるため、熱ロスが発生することを回避又は抑制することができる。
【０００９】
しかも本発明では、気化器で得られた冷熱（液化ガスから受け取った冷熱）によって、ディスペンサ内の高温のガスを冷却することができる。すなわち、ディスペンサ内のガスの冷却源として、貯蔵容器に貯留された液化ガスが用いられるため、冷却源を新たに設ける必要がない。換言すると、ガス供給装置で必要な動力を低減することができる。また、低温の液化ガスが用いられるため、ディスペンサ内のガスを効果的に冷却することができる。
【００１０】
また、前記冷却回路において、熱媒体の循環方向における前記気化器の下流側の部位に、熱媒体を一時的に貯留する熱媒体タンクが設けられているので、冷却された熱媒体が熱媒体タンクに貯留される。したがって、気化器で得られた冷熱を一時的に蓄えておくことができる。
【００１１】
前記冷却回路には、前記気化器と並列になるように冷凍機が接続されているので、気化器から得られる冷熱ではディスペンサ内のガスの冷却能力として不足する場合などに、冷凍機をガスの冷却源として利用することができる。
【００１２】
前記ガス供給装置には、前記気化器で気化したガスを排出する排出路が設けられていてもよい。この態様では、熱交換器においてディスペンサ内のガスを冷却するのに必要な冷熱を得るためのガス量が、圧縮装置に導入されるガス量を超える場合であっても、必要な量のガスのみを圧縮装置に導入することができる。また、圧縮装置が駆動されないときでも、ディスペンサ内のガスの冷却を行うことができる。したがって、ディスペンサ内のガスを適切に冷却することができる。
【００１３】
前記貯蔵容器には、前記貯蔵容器内のガスを前記圧縮装置に導くガス側流入路が接続していてもよい。この態様では、貯蔵容器内のボイルオフガスを有効利用することができる。
【００１４】
前記圧縮装置は、ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を迂回する迂回路と、を備えていてもよい。この態様では、圧縮機によってガスを圧縮しないでディスペンサにガスを供給することができる。
【００１５】
前記ガス供給装置は、クーラが設けられた冷却用流路と、前記クーラをバイパスするバイパス流路と、前記第１圧縮部と前記第２圧縮部との接続を、前記冷却用流路と前記バイパス流路との間で切り換える切り換え機構と、を備えていてもよい。
【００１６】
この態様では、第１圧縮部から吐出されたガスがバイパス流路を経由して第２圧縮部に流入するように切り換え機構が切り換えられている場合、当該ガスがクーラにおいて冷却されることはない。したがって、クーラでガスを冷却する場合に比べ、圧縮装置で必要な動力を低減することができる。一方、第１圧縮部に吸入されるガスの温度が高くなった場合には、第１圧縮部から吐出されたガスが冷却用流路を経由して第２圧縮部に流入するように、切り換え機構が切り換えられる。これにより、圧縮装置から吐出されるガスの温度が高くなり過ぎることを防止することができる。
【００１７】
本発明は、ディスペンサにガスを供給するガス供給方法であって、貯蔵容器に貯留された液化ガスを、該貯蔵容器から流出させ、前記貯蔵容器から流出した液化ガスを気化器において気化させ、前記気化器において気化したガスを圧縮装置で圧縮し、前記圧縮装置は、第１圧縮部と、前記第１圧縮部の次段の圧縮部である第２圧縮部とが含まれる複数の圧縮部を備えており、前記複数の圧縮部のそれぞれの吐出側にクーラが設けられ、前記圧縮装置の前記複数の圧縮部で圧縮されたガスを蓄圧器を介して又は直接的にディスペンサに供給し、前記ディスペンサに設けられた熱交換器と前記気化器とを接続する冷却回路内を熱循環ポンプの駆動によって循環する熱媒体によって、前記ディスペンサ内を流れる前記圧縮されたガスを冷却し、前記冷却回路の熱媒体タンクにおいて、前記気化器で冷却された熱媒体を一時的に貯留し、前記冷却回路に設けられた温度センサによって前記熱媒体の温度を検出し、前記温度センサによって検出された前記熱媒体の温度が予め設定された温度よりも高温になると、前記冷却回路を、前記気化器で前記熱媒体を冷却する状態から、前記気化器によって前記熱媒体を冷却するのではなく前記気化器と並列関係にある冷凍機によって前記熱媒体を冷却する状態に切り換えるガス供給方法である。
【００１８】
前記ガス供給方法では、前記ディスペンサに設けられた前記熱交換器において前記ガスを冷却した前記熱媒体を前記気化器に導入し、前記気化器において、前記液化ガスを気化させてもよい。
【００１９】
前記ガス供給方法では、前記圧縮装置に吸入されるガスの温度が予め定められた温度よりも高温になったことが検出されると、前記圧縮装置内において、圧縮部から吐出されたガスがクーラに流れるように切り換え機構を切り換えてもよい。
【００２１】
前記ガス供給方法では、前記気化器で気化したガスの少なくとも一部を排出路から排出してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、ガス供給装置の動力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るガス供給装置の構成を示す図である。
【図２】ガス供給運転での基本動作を説明するためのフロー図である。
【図３】ガス供給運転における切り換え機構の切り換え動作を説明するためのフロー図である。
【図４】ガス供給運転における冷凍機の駆動及び停止動作を説明するためのフロー図である。
【図５】本発明のその他の実施形態に係るガス供給装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係るガス供給装置１０は、例えば水素ガスの供給スタンドとしての水素ステーションに設けられるものであり、充填設備であるディスペンサ１２からの充填指令に応じてディスペンサ１２側へ水素ガスを供給するものである。水素ステーションは、ガス供給装置１０と、ガス供給装置１０の流出端に接続されたディスペンサ１２と、を備えている。ディスペンサ１２は、車両１４（タンク搭載装置）に設けられたタンクに水素ガスを充填する。車両１４は例えば燃料電池車である。
【００２６】
ガス供給装置１０は、ディスペンサ１２に接続されたガス流出端を有するガス流通路１６と、貯蔵容器２０と、気化器２２と、圧縮装置２４と、蓄圧器２６と、冷却回路２８と、冷凍機３０と、を備えている。貯蔵容器２０、気化器２２、圧縮装置２４及び蓄圧器２６は、ガス流通路１６に接続されている。
【００２７】
貯蔵容器２０は、ガス流通路１６におけるガス流入端に接続されている。ガス流通路１６は、第１流入端を有する液側流入路１６ａと、第２流入端を有するガス側流入路１６ｂと、液側流入路１６ａ及びガス側流入路１６ｂが合流し、圧縮装置２４の吸い込み口に繋がる吸い込み流路１６ｃと、圧縮装置２４の吐出口と蓄圧器２６とを接続する接続流路１６ｄと、蓄圧器２６からガス流出端までの供給路１６ｅと、を備えている。
【００２８】
貯蔵容器２０は、液化ガス（液化水素ガス）を貯留する。液側流入路１６ａの第１流入端は、貯蔵容器２０における底部に接続されている。ガス側流入路１６ｂの第２流入端は、貯蔵容器２０における上部に接続されている。なお、貯蔵容器２０には、安全弁２０ａが設けられている。
【００２９】
液側流入路１６ａ及びガス側流入路１６ｂには、それぞれ任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ１，Ｖ２が設けられている。吸い込み流路１６ｃには、ガスの温度を検知する手段としての温度センサＴ１が設けられている。
【００３０】
気化器２２は、液側流入路１６ａに接続されたガス側流路２２ａと、冷却回路２８に接続された熱媒体側流路２２ｂとを有する。気化器２２では、熱媒体側流路２２ｂを流れる熱媒体によって、ガス側流路２２ａを流れる液化ガスを加熱し、液化ガスを気化させる。
【００３１】
液側流入路１６ａには、排出路１６ｆが接続されている。排出路１６ｆには、任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ３が設けられている。
【００３２】
圧縮装置２４は、ガスを圧縮する圧縮機３１と、圧縮機３１を迂回する迂回路３２と、を備えている。圧縮機３１は、複数の圧縮部３１ａ−３１ｅを備えている。これら圧縮部３１ａ−３１ｅは直列に接続されている。したがって、複数の圧縮部３１ａ−３１ｅには、第１圧縮部と、第１圧縮部の次段の圧縮部である第２圧縮部とが含まれている。なお、図例では、５つの圧縮部３１ａ−３１ｅが含まれており、このうちの例えば、第１段目の圧縮部３１ａが第１圧縮部として機能し、第２段目の圧縮部３１ｂが第２圧縮部として機能する。なお、圧縮機３１は、５つの圧縮部３１ａ−３１ｅが含まれた構成に限られるものではなく、これ以外で複数の圧縮部が含まれる構成であってもよい。また、１つの圧縮部が含まれる構成であってもよい。
【００３３】
迂回路３２は、第１段目〜第５段目の圧縮部３１ａ−３１ｅを全て迂回するように構成されている。迂回路３２には、任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ４が設けられている。なお、圧縮装置２４には、圧縮機３１の吸い込み側及び吐出側の双方に、任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ４，Ｖ５が設けられている。
【００３４】
各圧縮部３１ａ−３１ｅは、図略のモータの駆動により図略のクランク軸を回転させてピストンを往復動させる往復動圧縮機によって構成されている。圧縮部３１ａ−３１ｅでは、水素ガスが圧縮されてシリンダ（圧縮室）内の圧力が吐出側の通路の圧力以上になると図略の吐出弁が開いて水素ガスが吐出される。なお、各圧縮部３１ａ−３１ｅは、往復動圧縮機に限られるものではなく、これ以外のタイプの圧縮機によって構成されていてもよい。
【００３５】
圧縮装置２４は、クーラ３４（アフタークーラ３４）が設けられた冷却用流路３５と、クーラ３４をバイパスするバイパス流路３６と、切り換え機構３７と、を備えている。切り換え機構３７は、第１段目の圧縮部３１ａと第２段目の圧縮部３１ｂとの接続を、冷却用流路３５とバイパス流路３６との間で切り換える。つまり、切り換え機構３７は、冷却用流路３５にガスが流れる状態と、バイパス流路３６にガスが流れる状態との間で状態切り換えを行うことができるように構成されている。冷却用流路３５、バイパス流路３６及び切り換え機構３７は、第２段目の圧縮部３１ｂと第３段目の圧縮部３１ｃとの間にも設けられている。第３段目以降の圧縮部３１ｃ，３１ｄ，３１ｅの吐出側には、クーラ３４が設けられている。
【００３６】
なお、冷却用流路３５、バイパス流路３６及び切り換え機構３７は、第１段目の圧縮部３１ａと第２段目の圧縮部３１ｂとの間、及び第２段目の圧縮部３１ｂと第３段目の圧縮部３１ｃとの間に設けられているが、これ以外にも設けられていてもよい。また、この一方のみに設けられていてもよい。また、切り換え機構３７は、１つの三方弁によって構成されていてもよく、あるいは冷却用流路３５及びバイパス流路３６にそれぞれ設けられた開閉弁によって構成されていてもよい。
【００３７】
切り換え機構３７は、吸い込み流路１６ｃに設けられた温度センサＴ１の検出値に基づいて、冷却用流路３５にガスが流れる状態（冷却状態）と、バイパス流路３６にガスが流れる状態（非冷却状態）との間で状態切り換えを行うように構成されている。すなわち、温度センサＴ１の検出値が所定温度以下の場合には、切り換え機構３７は非冷却状態となる。一方、温度センサＴ１の検出値が前記所定温度を超える場合には、切り換え機構３７は冷却状態となる。
【００３８】
蓄圧器２６は、圧力容器で構成されており、圧縮装置２４で圧縮されたガス（水素ガス）を貯留する。なお、蓄圧器２６は、複数の圧力容器で構成されていてもよく、１つの圧力容器で構成されていてもよい。蓄圧器２６は、接続流路１６ｄから分岐した分岐路１６ｇを介して接続流路１６ｄに接続されている。分岐路１６ｇには、任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ７が設けられている。開閉弁Ｖ７は、蓄圧器２６にガスを貯留するとき、蓄圧器２６に貯留されたガスを排出させるときに、開放され、これ以外のときは閉鎖されている。
【００３９】
ディスペンサ１２は、車両１４のタンクにガスを供給するためのノズル１２ａと、ノズル１２ａに向けて流れるガスを冷却する熱交換器１２ｂと、ノズル１２ａに向けて流れるガスの流量を調整する流量調整弁１２ｃと、を備えている。また、ディスペンサ１２には、ガスの圧力を検知する圧力センサＰ１が設けられている。
【００４０】
冷却回路２８は、熱媒体（ブライン）が封入された回路であり、気化器２２及び熱交換器１２ｂに接続されている。また、冷却回路２８には、熱媒体タンク（ブラインタンク）２８ａと熱媒体ポンプ（ブラインポンプ）２８ｂが設けられている。熱媒体ポンプ２８ｂが駆動されることにより、熱媒体が気化器２２と熱交換器１２ｂとの間で冷却回路２８内を循環する。熱媒体タンク２８ａは、熱媒体の循環方向における気化器２２の下流側の部位に設けられている。熱媒体タンク２８ａは、気化器２２で冷却された熱媒体を一時的に貯留する。
【００４１】
冷凍機３０は、気化器２２による熱媒体の冷却では冷却能力が不足している場合などに、熱媒体を冷却するために設けられている。冷凍機３０は、気化器２２と並列になるように冷却回路２８に接続されている。
【００４２】
冷凍機３０は、冷媒が循環する冷媒回路３０ａと、冷媒回路３０ａの冷媒によって冷却回路２８の熱媒体を冷却する熱交換器３０ｂと、を備えている。冷媒回路３０ａは、例えば蒸気圧縮式の冷凍回路によって構成されている。
【００４３】
冷却回路２８と熱交換器３０ｂとを接続する接続路３９には、任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ８が設けられている。また、冷却回路２８における接続路３９の一方の接続部と気化器２２との間の部位にも、任意に制御可能に開閉動作する開閉弁Ｖ９が設けられている。また、冷却回路２８には、接続路３９の他方の接続部と熱媒体タンク２８ａとの間に、熱媒体の温度を検出する温度センサＴ２が設けられている。
【００４４】
各開閉弁、熱媒体ポンプ２８ｂ、圧縮装置２４及び冷凍機３０は、ディスペンサ１２に設けられたコントローラ１２ｄからの指令に基づいて動作を行う。
【００４５】
ここで、本実施形態に係るガス供給装置１０の運転動作について説明する。ガス供給装置１０が動作することにより、以下のガス供給方法が行われる。
【００４６】
すなわち、ガス供給装置１０の運転は、コントローラ１２ｄからの運転開始指令に基づいて開始される。コントローラ１２ｄから運転開始指令が出力されると（ステップＳＴ１）、熱媒体ポンプ２８ｂが起動する（ステップＳＴ２）。これにより、冷却回路２８内の熱媒体が循環する。熱媒体ポンプ２８ｂから送り出された熱媒体は、ディスペンサ１２内の熱交換器１２ｂ、気化器２２及び熱媒体タンク２８ａの順に通過して、再び熱媒体ポンプ２８ｂに吸入される。
【００４７】
また、運転開始指令により、ディスペンサ１２にガスを供給する運転が行われる。このガス供給運転では、まず、液側流入路１６ａの開閉弁Ｖ１とガス側流入路１６ｂの開閉弁Ｖ２がそれぞれ開放され、また圧縮装置２４のモータが起動する（ステップＳＴ３）。開閉弁Ｖ１が開放されることにより、貯蔵容器２０内の液化ガス（液体水素）は、液側流入路１６ａに流れ出て、気化器２２を通過する。気化器２２においては、ガス側流路２２ａを流れる液化ガスが熱媒体側流路２２ｂを流れる熱媒体によって加熱されて気化する。熱交換器１２ｂで気化したガスは、液側流入路１６ａから吸い込み流路１６ｃに流れて、ガス側流入路１６ｂから流れてきたガスと合流して圧縮装置２４に吸入される。なお、貯蔵容器２０内の液化ガスの温度は、例えば−２５３℃程度の温度であり、気化器２２で気化したガスの温度は、例えば−２００℃〜−１００℃程度となる。一方、気化器２２で冷却された熱媒体の温度は、例えば−７０℃〜−６０℃程度となる。
【００４８】
圧縮装置２４においては、ガスの圧力が所定の圧力以上になると、ガスが第１段目の圧縮部３１ａに吸引される。圧縮装置２４においては、ガスは、第１段目の圧縮部３１ａから後段の圧縮部３１ｂ−３１ｅに順次導入され、各段の圧縮部３１ａ−３１ｅにおいて圧縮される。例えば、１ＭＰａ未満の圧力で圧縮装置２４に導入されたガスは、最大８７．５ＭＰａまで加圧されて圧縮装置２４から吐出される。なお、圧縮装置２４に導入されるガスの温度が例えば、−１００℃程度であれば、圧縮装置２４の切り換え機構３７は、ガスがバイパス流路３６を流れる非冷却状態に切り換えられている。このため、圧縮部３１ａ及び圧縮部３１ｂで圧縮されたガスは、クーラ３４で冷却されない。一方、３段目以降の圧縮部３１ｃ−ｅから吐出されたガスは、クーラ３４によって冷却される。
【００４９】
圧縮装置２４から吐出されたガスは、蓄圧器２６に導入されて、蓄圧器２６に貯留される。蓄圧器２６内のガスは、ディスペンサ１２内に導入される。なお、ガス供給運転中に、蓄圧器２６内が所定圧力未満の低圧の圧力まで下がってしまった場合等には、圧縮装置２４から吐出されたガスは、蓄圧器２６に導入されることなく圧縮装置２４から直接ディスペンサ１２に導入される。
【００５０】
ディスペンサ１２内では、流量調整弁１２ｃによって流量が調整され、熱交換器１２ｂにおいて熱媒体によって冷却されながら、ノズル１２ａに向けてガスが流れる。これにより、所定のプロトコルにしたがった圧力上昇速度で車両１４のタンクにガスが充填される。ガス供給運転においては、ディスペンサ１２に設けられた圧力センサＰ１による検出値に応じて流量調整弁１２ｃの開度が調整されている。これにより、圧力上昇速度が調整される。
【００５１】
ガス供給運転中には、温度センサＴ１によって圧縮装置２４に導入されるガスの温度が検出されている（ステップＳＴ１１）。通常は、温度センサＴ１の検出値が所定温度以下になっているため、切り換え機構３７は、非冷却状態となっている。このため、例えば第１段目の圧縮部３１ａから吐出されたガスは、バイパス流路３６を通って第２段目の圧縮部３１ｂに導入される。一方、何らかの理由によって、温度センサＴ１の検出値が予め設定された温度よりも高温になった場合には、切り換え機構３７は、冷却状態に切り換えられる（ステップＳＴ１２）。これにより、例えば第１段目の圧縮部３１ａから吐出されたガスは、クーラ３４によって冷却された上で第２段目の圧縮部３１ｂに吸入される。そして、温度センサＴ１の検出値が予め設定された温度以下になると、切り換え機構３７は、冷却状態から非冷却状態に切り換えられる。
【００５２】
ガス供給運転中には、冷却回路２８に設けられた温度センサＴ２によって、熱媒体タンク２８ａに貯留される熱媒体の温度が検出されている。温度センサＴ２の検出値ｔ２と予め設定された温度（第１閾値）ｔｓ１との比較が行われており（ステップＳＴ２１）、温度センサＴ２の検出値ｔ２が予め設定された温度（第１閾値）ｔｓ１よりも高くなると、冷凍機３０が駆動される（ステップＳＴ２２）。このとき、冷却回路２８の開閉弁Ｖ９は閉じられ、接続路３９の開閉弁Ｖ８は開放される（ステップＳＴ２３）。これにより、冷却回路２８の熱媒体は気化器２２を通過するのではなく、冷凍機３０の熱交換器３０ｂを流れるようになる。これにより、冷凍機３０によって冷却された熱媒体が熱媒体タンク２８ａに貯留されるようになる。
【００５３】
一方、温度センサＴ２の検出値が予め設定された温度であって、第１閾値ｔｓ１よりも低い温度（第２閾値）ｔｓ２になると（ステップＳＴ２４）、冷凍機３０が停止する（ステップＳＴ２５）。このとき、冷却回路２８の開閉弁Ｖ９は開放され、接続路３９の開閉弁Ｖ８は閉じられる（ステップＳＴ２６）。これにより、熱媒体は冷凍機３０を通過するのではなく、気化器２２に導入される。
【００５４】
ガス供給運転には、圧縮充填と差圧充填とがある。圧縮充填では、圧縮装置２４が駆動された状態でディスペンサ１２からの車両１４のタンクにガスが充填される。このため、気化器２２には、圧縮装置２４のモータの回転数に応じて圧縮装置２４に吸入される流量の液化ガスが流れる。一方、差圧充填では、圧縮装置２４が駆動されない状態で、蓄圧器２６と車両１４のタンクとの圧力差によって、蓄圧器２６からタンクにガスが充填される。差圧充填では、圧縮装置２４が駆動されないが、排出路１６ｆの開閉弁が開放されるため、貯蔵容器２０の内圧と大気圧との差圧によって気化器２２には、液化ガスが流れる。したがって、圧縮装置２４が駆動されない場合であっても、ディスペンサ１２内で必要なガス冷却能力に見合う冷熱を気化器２２から得ることができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、気化器２２において液化ガスが気化し、この気化したガスが圧縮装置２４に吸入されて圧縮される。そして、このガスは蓄圧器２６を介して、又は直接的にディスペンサ１２に送られる。本実施形態では、液化ガスから気化したガスが用いられるため、低温のガスが圧縮装置２４に吸入され得る。したがって、圧縮装置２４内でのガスの冷却の取り止め又は低減をすることが可能となるため、熱ロスが発生することを回避又は抑制することができる。
【００５６】
また本実施形態では、冷却回路２８において、熱媒体が、ディスペンサ１２内の熱交換器１２ｂと気化器２２との間で循環する。このため、気化器２２で得られた冷熱（液化ガスから受け取った冷熱）によって、ディスペンサ１２内の高温のガスを冷却することができる。すなわち、ディスペンサ１２内のガスの冷却源として、貯蔵容器２０に貯留された液化ガスが用いられるため、冷却源を新たに設ける必要がない。換言すると、ガス供給装置１０で必要な動力を低減することができる。また、低温の液化ガスが用いられるため、ディスペンサ１２内のガスを効果的に冷却することができる。
【００５７】
また本実施形態では、気化器２２で冷却された熱媒体が熱媒体タンク２８ａに貯留される。したがって、気化器２２で得られた冷熱を一時的に蓄えておくことができる。
【００５８】
また本実施形態では、冷却回路２８には、気化器２２と並列になるように冷凍機３０が接続されている。このため、気化器２２から得られる冷熱ではディスペンサ１２内のガスの冷却能力として不足する場合などに、冷凍機３０をガスの冷却源として利用することができる。
【００５９】
また本実施形態では、気化器２２で気化したガスを排出する排出路１６ｆが設けられている。このため、熱交換器１２ｂにおいてディスペンサ１２内のガスを冷却するのに必要な冷熱を得るためのガス量が、圧縮装置２４に導入されるガス量を超える場合であっても、必要な量のガスのみを圧縮装置２４に導入することができる。また、圧縮装置２４が駆動されないときでも、ディスペンサ１２内のガスの冷却を行うことができる。したがって、ディスペンサ１２内のガスを適切に冷却することができる。
【００６０】
また本実施形態では、貯蔵容器２０内のガスを圧縮装置２４に導くガス側流入路１６ｂが設けられているので、貯蔵容器２０内のボイルオフガスを有効利用することができる。
【００６１】
また本実施形態では、圧縮機３１を迂回する迂回路３２が設けられているので、圧縮機３１によってガスを圧縮しないでディスペンサ１２にガスを供給することができる。
【００６２】
また本実施形態では、第１段目の圧縮部３１ａから吐出されたガスがバイパス流路３６を経由して第２段目の圧縮部３１ｂに流入するように切り換え機構３７が切り換えられている場合、当該ガスがクーラ３４において冷却されることはない。したがって、クーラ３４でガスを冷却する場合に比べ、圧縮装置２４で必要な動力を低減することができる。一方、第１段目の圧縮部３１ａに吸入されるガスの温度が高くなった場合には、第１段目の圧縮部３１ａから吐出されたガスが冷却用流路３５を経由して第２段目の圧縮部３１ｂに流入するように、切り換え機構３７が切り換えられる。これにより、圧縮装置２４から吐出されるガスの温度が高くなり過ぎることを防止することができる。
【００６３】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、ガス供給装置１０は車両以外のタンク搭載装置への水素ガスの充填に利用されてもよい。ガス供給装置１０は水素ガス以外のガスの供給に用いられてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、熱媒体タンク２８ａの温度が第１閾値ｔｓ１よりも高くなった場合に、気化器２２を利用することなく、冷凍機３０を駆動するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、気化器２２及び冷凍機３０の双方を利用するようにしてもよい。この場合、排出路１６ｆの開閉弁Ｖ３を開放して、余剰のガスを排出するようにしてもよい。また、冷凍機３０を使わずに、気化器２２を利用するようにしてもよい。この場合においても、排出路１６ｆの開閉弁Ｖ３を開放して、余剰のガスを排出するようにしてもよい。
【００６５】
前記実施形態では、差圧充填のときに、排出路１６ｆの開閉弁Ｖ３が開放される構成としたが、これに限られるものではない。圧縮装置２４が駆動される場合であっても、圧縮装置２４が駆動されることによって吸引されるガスの流量に応じた冷熱量が、ディスペンサ１２で必要なガスの冷却能力に足りない場合には、排出路１６ｆの開閉弁Ｖ３を開放してもよい。これにより、気化器２２を流れるガスの流量を上げることができ、ディスペンサ１２で必要な冷熱を得ることができるようになる。
【００６６】
前記実施形態では、ガス側流入路１６ｂが設けられた構成としたが、ガス側流入路１６ｂが省略された構成としてもよい。
【００６７】
図５に示すように、冷凍機３０が省略された構成としてもよい。この場合、接続路３９及び冷却回路２８の開閉弁Ｖ９が省略される。
【符号の説明】
【００６８】
１０  ガス供給装置
１２  ディスペンサ
１２ｂ  熱交換器
１６  ガス流通路
１６ａ  液側流入路
１６ｂ  ガス側流入路
１６ｅ  供給路
１６ｆ  排出路
２０  貯蔵容器
２２  気化器
２４  圧縮装置
２６  蓄圧器
２８  冷却回路
２８ａ  熱媒体タンク
２８ｂ  熱媒体ポンプ
３０  冷凍機
３０ａ  冷媒回路
３０ｂ  熱交換器
３１  圧縮機
３１ａ  圧縮部
３１ｂ  圧縮部
３１ｃ  圧縮部
３１ｄ  圧縮部
３１ｅ  圧縮部
３２  迂回路
３４  クーラ
３５  冷却用流路
３６  バイパス流路
３７  切り換え機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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