(57)【要約】【課題】複数種のガスを充填でき、狭いスペースに設置でき、投資効率が高められるガス充填装置を提供する。【解決手段】ハウジング（２）内に第一の元弁（３）及び第二の元弁（４）を設け、第一の元弁（３）の流入口を第一のガス供給管（１６）に接続し、第二の元弁（４）の流入口を第二のガス供給管（１７）に接続し、第一の元弁（３）及び第二の元弁（４）の流出口を計量管（５）に接続し、計量管（５）の先端に充填ホース（１２）を接続し、充填ホース（１２）の先端に充填ノズル（１３）を取り付け、充填するガスを選択する設定パネル（２１）を設け、設定パネル（２１）から選択信号を受けて第一の元弁（３）及び第二の元弁（４）へ開閉信号を出力する制御装置（１８）を設けている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に第一の元弁及び第二の元弁を設け、第一の元弁の流入口を第一のガス供給管に接続し、第二の元弁の流入口を第二のガス供給管に接続し、第一の元弁及び第二の元弁の流出口を計量管に接続し、該計量管の先端に充填ホースを接続し、充填ホースの先端に充填ノズルを取り付け、そして、充填するガスを選択する設定パネルを設け、該設定パネルから選択信号を受けて前記第一の元弁及び第二の元弁へ開閉信号を出力する制御装置を設けたことを特徴とするガス充填装置。
【請求項２】
前記計量管には、流量制御弁、及び圧力計が設けられ、前記設定パネルでガスを選択すると前記制御装置には充填上限圧力が設定され、制御装置は圧力計から計測信号を受けて充填上限圧力以下近辺で充填がおこなわれるように流量制御弁の開度を制御する請求項１に記載のガス充填装置。
【請求項３】
前記計量管には質量流量計が設けられ、前記制御装置は質量流量計から流量信号を受けて充填量を演算し、充填量を表示計に表示する請求項１、２に記載のガス充填装置。
【請求項４】
前記設定パネルには選択されたガスのガスデータを表示するディスプレイが設けられている請求項１乃至３に記載のガス充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の燃料として実用化されつつある水素ガス、天然ガス（ＣＮＧ）等のガス充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油の枯渇及び公害問題から、自動車の燃料として水素ガス、天然ガス等が実用化されつつある。しかし、これらのガスは同じ気体でありながら、充填圧力及び充填制御が異なるためにガス充填装置が別個のものであった。それゆえに、ガスを燃料として走行する自動車が少なく、ガス充填装置の使用頻度が少ないにもかかわらず、それぞれのガス充填装置を設置し、広い設置スペースが必要となり、投資効率が悪いものである。
【０００３】
例えば特開２０００−１２８２９７号公報にはレギュラガソリンとハイオクガソリンとを１つの流量計と１つの給油ノズルとから給油する給油装置が開示されている。しかしながらガス燃料の場合は圧力が異なるので、このような技術を直接に適用することはできない。
【０００４】
また特開２００１−２０６４９７号公報にも同様にレギュラガソリンとハイオクガソリンとが流量計は異なるが、同じノズルから給油する技術が開示されている。このように異なる流体を１つのノズルから供給するものは種々提案されているが、ガス燃料に関しては知られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、複数種のガスを充填でき、狭いスペースに設置でき、投資効率が高められるガス充填装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス充填装置は、ハウジング内に第一の元弁及び第二の元弁を設け、第一の元弁の流入口を第一のガス供給管に接続し、第二の元弁の流入口を第二のガス供給管に接続し、第一の元弁及び第二の元弁の流出口を計量管に接続し、該計量管の先端に充填ホースを接続し、充填ホースの先端に充填ノズルを取り付け、そして、充填するガスを選択する設定パネルを設け、該設定パネルから選択信号を受けて前記第一の元弁及び第二の元弁へ開閉信号を出力する制御装置を設けている。このように異なる種類のガス供給管を元弁を介して計量管に接続しているので、一台のガス充填装置で複数種のガスが充填でき、ガス充填装置の設置スペースは狭くて良く、投資効率を高めることができる。
【０００７】
そして、前記計量管には、流量制御弁、及び圧力計が設けられ、前記設定パネルでガスを選択すると前記制御装置には充填上限圧力が設定され、制御装置は圧力計から計測信号を受けて充填上限圧力以下近辺で充填がおこなわれるように流量制御弁の開度を制御するので、過剰圧力まで充填して燃料ボンベを傷めたり、自動車のエンジンを損傷することが防止できる。また、最適最高圧力近辺でガスが充填されるので、充填時間を短縮することができる。
【０００８】
また、前記計量管には質量流量計が設けられ、前記制御装置は質量流量計から流量信号を受けて充填量を演算し、充填量を表示計に表示するので、異なる密度の気体であっても正確に充填量を計測することができる。
【０００９】
さらに、前記設定パネルには選択されたガスのガスデータを表示するディスプレイが設けられているので、選択されたガスのガスデータが目視でき、異なったガスを充填することを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のガス充填装置の実施の形態を説明する。
図１は、ガス充填装置の全体を示すブロック図である。ガス充填装置１のハウジング２内には第一の元弁３及び第二の元弁４が設けられ、両元弁３、４の吐出口は計量管５に接続されている。
【００１１】
計量管５には、供給されるガスの圧力を計測する第一の圧力計６、充填されるガスの流量を計測する流量計７、流れるガスの流量を調整する流量調整弁８、充填されるガスの圧力を計測する第二の圧力計９、流れるガスの温度を計測する温度計１０、及びガスの流れを遮断する遮断弁１１が介装され、先端には充填ホース１２が接続されている。
【００１２】
そして、充填ホース１２の先端には自動車へガスを供給する充填ノズル１３が取り付けられ、充填ノズル１３を掛けるノズル掛け１４と、ノズル掛け１４への充填ノズル１３の掛け外しを検知するノズルスイッチ１５がハウジング２に設けられている。
【００１３】
上述した第一の元弁３の流入口には第一のガスのガス供給管１６が接続され、第二の元弁４の流入口には第二のガスのガス供給管１７が接続され、ガス充填装置１により両ガスが選択的に自動車へ充填できるようになっている。
【００１４】
第一のガスが水素ガスの場合は、ガス供給管１６からガス充填装置１には３５ＭＰａ（メガパスカル）以上の水素ガスが供給され、第二のガスが天然ガスの場合はガス供給管１７からガス充填装置１には１９．６ＭＰａ以上の天然ガスが供給されている。
【００１５】
計量管５に取り付けられている流量計７は質量流量計で、圧力により密度が異なる気体の流量を精度良く計測できるものである。
【００１６】
そして、第一の圧力計６、流量計７、第二の圧力計９、及び温度計１０の計測信号、及びノズルスイッチ１５のオン・オフ信号は制御装置１８に伝達され、第一の元弁３、第二の元弁４、流量調整弁８、及び遮断弁１１は制御装置１８からの開閉信号で開閉制御されるようになっている。
【００１７】
また、制御装置１８から表示信号を受けて充填量を表示する表示計１９、報知信号を受けて作動する報知器２０、及び制御装置１８と充填データ信号を授受する設定パネル２１がハウジング２に設けられている。
【００１８】
設定パネル２１には、ガスの選択及び充填データ等を入力するキーボード２２、充填開始を指示するスタートスイッチ２３、非常時に充填を停止する緊急停止スイッチ２４、及び選択されたガスのガスデータ等を表示するディスプレイ２５が設けられている。
【００１９】
そして、事務所などにＰＯＳ２６が設けられ、ＰＯＳ２６とガス充填装置１とは充填データの授受がおこなわれるようになっている。
【００２０】
上述した制御装置１８には、水素ガスの密度（例えば０．０８９９ｋｇ／Ｎｍ３）、水素ガスの充填上限圧力（例えば３５ＭＰａ）、天然ガスの密度（例えば０．８４ｋｇ／Ｎｍ３）、天然ガスの充填上限圧力（例えば１９．６ＭＰａ）等のガスのデータが記憶されている。
【００２１】
次に図２のフロー図に基づいて、ガス充填装置１の動作を説明する。
設定パネル２１のキーボード２２から所望のガス、例えば水素ガスを選択すると（ＳＴ１）、制御装置１８は、水素ガスの密度（０．０８９９ｋｇ／Ｎｍ３）、水素ガスの充填上限圧力（３５ＭＰａ）を設定し、ディスプレイ２５には「水素ガス、密度０．０８９９ｋｇ／Ｎｍ３、充填上限圧力３５ＭＰａ」と選択されたガスのガスデータが表示される（ＳＴ２）。
【００２２】
充填ノズル１３をノズル掛け１４から外すとノズルスイッチ１５がオンし（ＳＴ３）、表示計１９に表示されていた前回の充填量の表示が消えて零が表示される（ＳＴ４）。
【００２３】
次に、充填ノズル１３を自動車の燃料ボンベに接続し、設定パネル２１のスタートスイッチ２３を押して（ＳＴ５）、充填を開始する。
【００２４】
スタートスイッチ２３からオン信号を受けた制御装置１８は、第一の元弁３及び遮断弁１１を開く。そして、制御装置１８は、第二の圧力計９、流量計７、及び温度計１０からの計測信号を受けて、標準圧力及び標準温度の充填量を演算し、充填量を表示計１９に表示し、流量制御弁８の開度の制御を開始する（ＳＴ６）。
【００２５】
第二の圧力計９から得られた充填圧力が充填上限圧力より低い場合には（ＳＴ７）、流量制御弁８の開度を開き（ＳＴ８）、第二の圧力計９から得られた充填圧力が充填上限圧力より高い場合には（ＳＴ９）、流量制御弁８を絞る（ＳＴ１０）。このようにして流量制御弁８は第二の圧力計９の圧力信号に基づいて開度が制御され、充填上限圧力以下近辺の充填圧力で充填がおこなわれるようになっている。
【００２６】
そして、第二の圧力計９から得られる充填圧力が一定時間（例えば２秒間）充填上限圧力を保持した場合は（ＳＴ１１）、自動車の燃料ボンベに水素ガスが満タンまで充填されたとして、遮断弁１１を閉じ、報知器２０を作動して充填終了を報知する（ＳＴ１２）。
【００２７】
報知器２０が作動して充填終了となったならば、充填ノズル１３を自動車の燃料ボンベから外し、ノズル掛け１４に掛けてノズルスイッチ１５がオフとなると（ＳＴ１３）、充填データをＰＯＳ２６へ出力し、第一の元弁３を閉じる（ＳＴ１４）。
【００２８】
ガス充填装置１から充填データを受けたＰＯＳ２６は、充填データを管理し、充填伝票を発行する。
【００２９】
なお、第一の圧力計６で計測された圧力が充填上限圧力（３５ＭＰａ）以下である場合は、制御装置１８は遮断弁１１を閉じて充填不可とし、報知器２０を作動して異常を知らせる。このように報知器２０の作動をもって、ガス供給管１６へ送られてくるガスの圧力低下を知ることができる。
【００３０】
また、充填ノズルが自動車の燃料ボンベから外れたり、充填中の自動車が動い場合のような非常時には、緊急停止スイッチ２４を押すと、制御装置１８は遮断弁１１を閉じ、報知器２０を作動する。このように非常時には遮断弁１１を閉じて充填停止とし、報知器２０を作動することにより、充填中の安全を確保することができるようになる。
【００３１】
天然ガスを充填する場合は、設定パネル２１のキーボード２２から天然ガスを選択すると、天然ガスの密度（０．８４ｋｇ／Ｎｍ３）、天然ガスの充填上限圧力（１９．６ＭＰａ）が制御装置１８に設定され、ディスプレイ２５に「天然ガス、密度０．８４ｋｇ／Ｎｍ３、充填上限圧力１９．６ＭＰａ」と表示される。そして、上述した水素ガスと同様に制御され、天然ガスが自動車の燃料ボンベに充填される。
【００３２】
なお、上述した実施の形態は、水素ガスと天然ガスとを充填する例で説明したが、プロパンガス又はブタンガス等でも同様に実施することができる。また、天然ガス計量機と水素計量機とに使用する場合、必要に応じてノズル等を交換してもよい。このようにすれば圧力に対する安全が好適に確保できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のガス充填装置の効果を、以下に列挙する。
（１）  異なる種類のガス供給管を元弁を介して計量管に接続しているので、一台のガス充填装置で複数種のガスが充填でき、ガス充填装置の設置スペースは狭くて良く、投資効率を高めることができる。
（２）  充填上限圧力以下近辺で充填がおこなわれるので、過剰圧力まで充填して燃料ボンベを傷めたり、自動車のエンジンを損傷することが防止できる。
（３）  充填上限圧力以下近辺、即ち最適最高圧力近辺でガスが充填されるので、充填時間を短縮することができる。
（４）  質量流量計で流量を計測しているので、異なる密度の気体であっても正確に充填量を計測することができる。
（５）  ディスプレイに選択されたガスのガスデータを表示するので、異なったガスが充填されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス充填装置のブロック図。
【図２】本発明のガス充填装置の制御を示すフロー図。
【符号の説明】
１・・・ガス充填装置
２・・・ハウジング
３・・・第一の元弁
４・・・第二の元弁
５・・・計量管
６・・・第一の圧力計
７・・・流量計
８・・・流量調整弁
９・・・第二の圧力計
１０・・・温度計
１１・・・遮断弁
１２・・・充填ホース
１３・・・充填ノズル
１４・・・ノズル掛け
１５・・・ノズルスイッチ
１６、１７・・・ガス供給管
１８・・・制御装置
１９・・・表示計
２０・・・報知器
２１・・・設定パネル
２２・・・キーボード
２３・・・スタートスイッチ
２４・・・緊急停止スイッチ
２５・・・ディスプレイ
２６・・・ＰＯＳ
【図１】
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【図２】
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