(57)【要約】【課題】水素ガス充填の際の温度上昇を防止して、車両側の構造を複雑化しないような水素充填装置及びその制御方法の提供。【解決手段】複数の蓄ガス手段（例えば３段のボンベＢ１〜Ｂ３）と、該蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）の各々の充填対象（例えば、水素を燃料とする車両２）に連通する配管系（Ｌ１〜Ｌ３）に介装された開閉手段（例えば、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３）とを有しており、該複数の蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）の圧力は所定圧力（例えば５ＭＰａ〜７ＭＰａ）以内ずつ相違しており、圧力が低い蓄ガス手段から充填を開始し、圧力が低い蓄ガス手段による充填が完了してから圧力が高い蓄ガス手段の充填を開始する様に前記開閉弁（Ｖ１〜Ｖ３）の開閉制御を行う様に構成された制御手段（１０）を有していることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄ガス手段と、該蓄ガス手段の各々の充填対象に連通する配管系に介装された開閉弁とを有しており、該複数の蓄ガス手段の圧力は所定圧力以内ずつ相違しており、圧力が低い蓄ガス手段から充填を開始し、圧力が低い蓄ガス手段による充填が完了してから圧力が高い蓄ガス手段からの充填を開始する様に前記開閉弁の開閉制御を行う様に構成された制御手段を有していることを特徴とする水素充填装置。
【請求項２】
水素供給機構を備え、前記複数の蓄ガス手段の圧力を計測する圧力計測手段を設け、水素供給機構と複数の蓄ガス手段の各々との間に第２の開閉手段を介装し、前記制御手段は、蓄ガス手段の内圧が所定圧力よりも高ければ当該蓄ガス手段と水素供給機構との間の第２の開閉手段を閉鎖し、何れかの蓄ガス手段の内圧が所定圧力以下となった場合には当該蓄ガス手段と水素供給機構との間の第２の開閉手段を開放するが、既に別の第２の開閉手段が開放されている場合には、既に開放されている別の第２の開閉手段が閉鎖されるまで、該第２の開閉手段の閉鎖状態を維持する制御を行う様に構成されている請求項１の水素充填装置。
【請求項３】
水素供給機構と水素供給対象物との間の配管系に、高圧気体が保有するエネルギーにより仕事を行う機器と、気体圧力調整用の流量調整機構を介装している当該機器の水素供給対象物側には気体圧力微調整用の流量調整機構を介装していることを特徴とする水素充填装置。
【請求項４】
請求項１の水素充填装置を制御する制御方法において、内部圧力が所定圧力以内の圧力差がついている複数の蓄ガス手段から充填対象に水素ガスを充填するに際して、最初に最も圧力が低い蓄ガス手段を選択し、圧力が低い蓄ガス手段による充填が完了すれば当該蓄ガス手段の開閉手段を閉鎖して、充填が完了した蓄ガス手段から前記所定圧力だけ圧力が高い蓄ガス手段の開閉手段を開放して当該蓄ガス手段からの充填を行い、最も高い圧力の蓄ガス手段の充填を完了するまで開閉手段の前記閉鎖及び開閉を繰り返すことを特徴とする制御方法。
【請求項５】
圧力計測手段により複数の蓄ガス手段の各々における圧力を計測する工程と、蓄ガス手段の内圧が所定圧力よりも高ければ、蓄ガス手段の各々と水素供給機構との間に介装された第２の開閉手段を閉鎖し、何れかの蓄ガス手段の内圧が所定圧力以下となった場合には当該蓄ガス手段と水素供給機構との間の第２の開閉手段を開放する工程とを含み、第２の開閉手段を開放する前記工程を行うに際して、既に別の第２の開閉手段が開放されている場合には、既に開放されている別の第２の開閉手段が閉鎖されるまで、内圧が所定圧力以下となった蓄ガス手段と水素供給機構との間の当該第２の開閉手段を閉鎖した状態に維持する請求項４の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素を燃料として走行する自動車（例えば、燃料電池搭載車両）等に対して、水素を供給するための水素充填設備の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境に対する意識の高まり、排気ガスの清浄化の要請、二酸化炭素発生量削減の要請等により、水素ガスを燃料とする車両の実用化が進んでいる。そのような水素ガスを燃料とする車両の実用化に必要不可欠な設備として、当該車両へ水素を供給するための水素ステーションがある。
図７は、そのような水素ステーションの１例を示している。
【０００３】
現状では、水素ステーションＳでの充填圧は２５Ｍ、３５Ｍの２種類の規格（現時点における水素ガス自動車の標準の最高充填圧力：以下、「標準圧力」と記載する）となっている。
水素ガスを燃料とする車両Ｃ（Ｃ１及び／又はＣ２）が走行して、車両Ｃに搭載された貯蔵手段（車両側蓄ガス手段Ｒｃ）内の水素ガスを消費すると、車両Ｃ側蓄ガス手段Ｒｃ内の圧力が、当該車両Ｃの標準圧力よりも低下する。
また、ステーションＳから車両側Ｃの前記蓄ガス手段Ｒｃへの水素ガスの充填の仕組みは、車両側蓄ガス手段Ｒｃ内の圧力と蓄ガス器（通常、ステーションのボンベＲｇ）の内圧との圧力差により、水素ガスを充填する。
【０００４】
ここで、高圧の気体が絞り弁等を含む流路抵抗により圧力が下がる（等エンタルピー膨張）と、通常、温度が下がる、所謂「ジュールトムソン効果」が発生する。
これに対して、水素の場合は、等エンタルピー膨張により圧力が降下する際に、その他の気体とは異なり、逆に温度が上昇する性状を示す。
【０００５】
すなわち、水素ステーションＳ内で水素を充填中の車両側蓄ガス手段Ｒｃ内では、水素ステーションＳ内の蓄ガス器Ｒｇから供給された高圧（例えば４０ＭＰａ）の水素ガスは、車両側蓄ガス手段Ｒｃ内に進入した際には非常に低圧となり（例えば、４０ＭＰａから大気圧程度まで圧力低下する）、等エンタルピー膨張する結果、その温度が上昇する。
例えば４０ＭＰａから大気圧程度まで水素ガスを減圧すると約１４℃昇温し、７０ＭＰａから大気圧程度まで水素ガスを減圧すると約２８℃昇温する。
【０００６】
ここで、車両Ｃ側の蓄ガス手段Ｒｃは、その構造上、内部温度に制限がある。例えば、一定温度以上となれば、車両側の蓄ガス手段Ｒｃに設けられた溶栓（一定温度以上になった際に作動して、内部のガスを逃がす機構）が作動してしまう。
【０００７】
そのため、車両側の蓄ガス手段（例えば、車両側容器）の所定温度内で水素ガスを充填するため、
（Ａ）  充填速度を遅くして車両側容器内での水素と容器内壁との熱交換時間を長くし、容器への放熱量を増加させ、温度上昇を抑制する、
（Ｂ）  車両側容器内に水素ガスを充填する際に冷却する（特許文献１参照）、
（Ｃ）  車両側容器にフィン等の伝熱促進体を設け、部分的な温度上昇を緩和する（特許文献２参照）、
という手法が、従来、一般的であった。
【０００８】
しかし、上記（Ａ）では、充填速度が遅いため、充填時間がかかりすぎてしまう。
一方、上記（Ｂ）では、冷却水や冷却設備が必要となり、レイアウト上の制限が多い車両に適用するのは困難である。
また、上記（Ｃ）では、車両側容器の構造が複雑となり、コスト高となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−８９７９３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８１２９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、水素ガス充填の際の温度上昇を防止して、車両側の構造を複雑化しないような水素充填装置及びその制御方法の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
発明者は種々研究の結果、圧力差が５ＭＰａ〜７ＭＰａ以内だと、温度上昇が比較的少ない（２℃〜３℃程度）ことを見出した。
本発明は係る見地に基づいて創作されたものである。
本発明の水素充填装置（１）は、複数の蓄ガス手段（例えば３段のボンベＢ１〜Ｂ３）と、該蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）の各々の充填対象（例えば、水素を燃料とする車両２）に連通する配管系（Ｌ１〜Ｌ３）に介装された開閉手段（例えば、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３）とを有しており、該複数の蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）の圧力は所定圧力（例えば５ＭＰａ〜７ＭＰａ）以内ずつ相違しており、圧力が低い蓄ガス手段（Ｂ１）から充填を開始し、圧力が低い蓄ガス手段（Ｂ１）による充填が完了してから圧力が高い蓄ガス手段（Ｂ２）の充填を開始する様に前記開閉弁（Ｖ１〜Ｖ３）の開閉制御を行う様に構成された制御手段（１０）を有していることを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
また、上述した水素充填装置（１）を制御するため、本発明の制御方法は、内部圧力が所定圧力（例えば５ＭＰａ〜７ＭＰａ）以内の圧力差がついている複数の蓄ガス手段（例えば３段のボンベＢ１〜Ｂ３）から充填対象（例えば、水素を燃料とする車両２）に水素ガスを充填するに際して、最初に最も圧力が低い蓄ガス手段（Ｂ１）を選択し、圧力が低い蓄ガス手段（Ｂ１）による充填が完了すれば当該蓄ガス手段（Ｂ１）の開閉手段（例えば、開閉弁Ｖ１）を閉鎖して、充填が完了した蓄ガス手段（Ｂ１）から所定圧力（例えば５ＭＰａ〜７ＭＰａ）だけ圧力が高い蓄ガス手段（Ｂ２）の開閉手段（例えば、開閉弁Ｖ２）を開放して当該蓄ガス手段（Ｂ２）からの充填を行い、最も高い圧力の蓄ガス手段（Ｂ３）の充填を完了するまで開閉手段（例えば、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３）の前記閉鎖及び開閉を繰り返すことを特徴としている（請求項４）。
【００１３】
係る構成を具備する本発明によれば、車両（２）側の蓄ガス手段（Ｒｃ）と水素充填装置（１）との圧力差が、水素ガスを充填しても温度上昇が比較的少ない（例えば、２℃〜３℃程度）様に設定されているので、車両（２）側の蓄ガス手段（Ｒｃ）の内部における水素の温度（断熱圧縮により水素充填装置の温度より数十度上昇している）の更なる上昇を、水素充填装置からの温度上昇が比較的少ない充填ガスと混合することにより、抑制する。
【００１４】
ここで、最終段の（最も圧力が高い段の）蓄ガス手段（水素ステーション側のボンベＢ３）による充填が終了する際には、圧力容器に対して所定の充填圧の気体を充填する際に行われる既存のルーチン（流量を絞る等の工程）を実行することが好ましい。
【００１５】
ここで、従来、異なる圧力のボンベからガスを充填する場合において、ボンベ内の圧力が減少し充填を行う際には、高圧段の蓄ガス器（ボンベ）が優先され、高圧段の蓄ガス器が充填された場合のみ、低圧断の蓄ガス器を充填する。
これに対して、上述した本発明では、何れの段であっても、所定の圧力よりも低下すれば、優劣をつけること無く、水素ステーションの水素供給機構（例えば圧縮機３）より水素ガスを充填する（例えば、水素ステーション１）側の各ボンベ（Ｂ１〜Ｂ３）の内圧が５ＭＰａ程度降圧すると、圧縮機（３）より水素ガスを充填する）のが好ましい。
【００１６】
そのため、本発明の水素充填装置（１）は、水素供給機構（例えば圧縮機３）を備え、前記複数の蓄ガス手段（例えば３段のボンベＢ１〜Ｂ３）の圧力を計測する圧力計測手段（例えば圧力センサＰＢ１〜ＰＢ３）を設け、水素供給機構（圧縮機３）と複数の蓄ガス手段（例えば３段のボンベＢ１〜Ｂ３）の各々との間に第２の開閉手段（例えば、開閉弁ＶＣ１〜ＶＣ３）を介装し、前記制御手段（１０）は、蓄ガス手段（例えばボンベＢ１〜Ｂ３）の内圧が所定圧力（例えば、設定された圧力よりも５ＭＰａ程度降圧した数値）よりも高ければ当該蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）と水素供給機構（圧縮機３）との間の第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３）を閉鎖し、何れかの蓄ガス手段（例えばボンベＢ１〜Ｂ３）の内圧が所定圧力以下となった場合には当該蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）と水素供給機構（圧縮機３）との間の第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３）を開放するが、既に別の第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３の何れか）が開放されている場合には既に開放されている別の第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３の何れか）が閉鎖されるまで、（内圧が所定圧力以下となった蓄ガス手段と圧縮機３との間の）当該第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３の何れか）の閉鎖状態を維持する制御を行う様に構成されている（請求項２）。
【００１７】
そして、係る水素充填装置（１）を制御するための本発明の制御方法では、圧力計測手段（例えば圧力センサＰＢ１〜ＰＢ３）により複数の蓄ガス手段（例えば３段のボンベＢ１〜Ｂ３）の各々における圧力を計測する工程（Ｓ１）と、蓄ガス手段（例えばボンベＢ１〜Ｂ３）の内圧が所定圧力（例えば、設定された圧力よりも５ＭＰａ程度降圧した数値）よりも高ければ、蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３）の各々と水素供給機構（例えば水素ステーションの圧縮機３）との間に介装された第２の開閉手段（例えば、開閉弁ＶＣ１〜ＶＣ３）を閉鎖し、何れかの蓄ガス手段（例えばボンベＢ１〜Ｂ３の内の何れか）の内圧が所定圧力以下となった場合には当該蓄ガス手段と水素供給機構（圧縮機３）との間の第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３の内の何れか）を開放する工程（Ｓ６、Ｓ７）とを含み、第２の開閉手段（ＶＣ１〜ＶＣ３）を開放する前記工程（Ｓ６、Ｓ７）を行うに際して、既に別の第２の開閉手段が開放されている場合には、既に開放されている別の第２の開閉手段が閉鎖されるまで、内圧が所定圧力以下となった蓄ガス手段（Ｂ１〜Ｂ３の内の何れか）と水素供給機構（３）との間の当該第２の開閉手段を（ＶＣ１〜ＶＣ３の内の何れか）閉鎖した状態に維持している（請求項５）。
【００１８】
さらに、本発明の水素充填装置（１）では、水素供給機構（３）と水素供給対象物（例えば、水素を燃料として使用する車両２）との間の配管系（Ｌ）に、高圧気体が保有するエネルギーにより仕事を行う機器（４：例えば、タービン４、レシプロ型機械等）と、気体圧力微調整用の流量調整機構（例えば、流量調整弁Ｖ０）を介装している（請求項３）。
ここで、当該機器（４）と気体圧力調整用の流量調整機構（例えば、流量調整弁Ｖ０）とは、どちらが上流側であっても良い（図５では、機器４が上流側となっているが、流量調整弁Ｖ０を機器４の上流側に配置しても良い）。
そして、水素供給対象物（２）と供給される水素ガスとの圧力差の大部分は、前記機器（４：例えば、タービン４、レシプロ型機械等）で生じ、充填操作上必要な場合には、前記流量調整機構（例えば、流量調整弁Ｖ０）で制御する様に構成されている。
【００１９】
係る構成を具備する本発明の水素充填装置（１）によれば、水素供給機構（例えば圧縮機３）から供給される水素ガスの圧力を、水素供給対象物（２）の標準圧よりも高圧に設定し、当該高圧の水素ガスを、高圧気体が保有するエネルギーにより仕事を行う機器、例えばタービン（４）、レシプロ型機械等の機器、に流過せしめる。
高圧の水素ガスは、当該機器（４）を通過する際に外部に仕事を行いながら等エントロピー膨張し、温度が降下し、水素供給対象物（２）へ供給される。等エンタルピー膨張の場合の様に、温度上昇することは無い。そして、温度が降下した充填ガスが水素供給対象物（２）内のガスと混合することにより、水素供給対象物（２）内のガスが断熱圧縮することによる温度上昇が抑制されるのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
先ず、図１〜図４を参照して第１実施形態を説明する。
図１において、全体を符号１で表す水素充填装置は、充填対象の自動車２に水素ガスを充填するためのディスペンサーＤと、水素供給機構である圧縮機３と、前記ディスペンサーＤと圧縮機３を接続し水素を配送する水素供給ラインＬとを有している。
【００２２】
該水素供給管ラインは途中で３本の分岐ラインＬ１〜Ｌ３に一旦分岐した後再び水素供給ラインＬに合流する。分岐ラインＬ１には上流側から順に第２の開閉弁ＶＣ１、圧力計ＰＢ１を備えた水素ボンベＢ１、第１の開閉弁Ｖ１が介装されている。同様に、分岐ラインＬ２、Ｌ３にも第２の開閉弁ＶＣ２、ＶＣ３；圧力計ＰＢ２、ＰＢ３を備えた水素ボンベＢ２、Ｂ３；第１の開閉弁Ｖ２、Ｖ３が介装されている。
図示の例では、ボンベＢ１の内圧＜ボンベＢ２の内圧＜ボンベＢ３の内圧となっており、隣合うボンベの圧力差は５〜７ＭＰａ（温度上昇が問題にならない程度の圧力差）である。
【００２３】
前記ディスペンサーＤは、充填開始前及び充填の終了時に開閉を行う供給バルブＶ０と、その供給バルブＶ０に対して被供給側の圧力センサＰ１と供給側の圧力センサＰ２とを有している。なお、ディスペンサーＤは流量計Ｆ１を有しており、該流量計Ｆ１の計測結果は信号ラインＬｓｆによりコントロールユニット１０に送られる。
【００２４】
前記ボンベに設けた圧力計ＰＢ１〜ＰＢ３は信号ラインＬｓｉによって制御手段であるコントロールユニット１０にボンベの内圧情報である信号が送られる。また、コントロールユニット１０は前記ディスペンサーＤを構成する前記圧力センサＰ１、Ｐ２とも信号ラインＬｓｉで接続され、圧力センサＰ１、Ｐ２の圧力差の大きさによって被供給側である自動車２への水素ガスの供給が完了したか否かを判断している。
すなわち、ディスペンサーＤ内の圧力センサＰ１、Ｐ２により、ボンベ（Ｂ１〜Ｂ３）側と車両２に装備された容器Ｒｃ側との圧力差を求め、圧力差が等しくなれば（所定圧よりも小さくなれば）、そのボンベによる充填が完了したと看做す。
【００２５】
更に、コントロールユニット１０は、信号ラインＬｓｏによって前記第１の開閉弁Ｖ１〜Ｖ３、及び第２の開閉弁ＶＣ１〜ＶＣ３の全てと接続されており、前記ボンベに設けた圧力計ＰＢ１からＰＢ３からの情報及び前記ディスペンサーＤ内の圧力センサＰ１、Ｐ２の情報によって前記第１及び第２の開閉弁Ｖ１〜Ｖ３、ＶＣ１〜ＶＣ３の開閉を後述する制御方法によって行うように構成されている。
【００２６】
尚、前記圧力センサＰ１、Ｐ２に代えて、流量計（質量流量を計測するタイプ）を設けてもよい。そのボンベによる充填が終了しつつあり、ボンベ側と車両容器側との圧力差が小さくなれば、水素ガス流量が小さくなることによって充填の完了を知ることが出来る。
【００２７】
次に、図２を参照して水素ガス充填が完了したことを、圧力センサＰ１、Ｐ２の圧力差によって判断する場合の制御について説明する。
【００２８】
先ず、圧力センサＰ１、Ｐ２によって被充填側である自動車２側の圧力とボンベ側の圧力を計測し（ステップＳ１）、圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１）を計算する（ステップＳ２）。
コントロールユニット１０は、圧力差ΔＰが１ＭＰａ以下であるか否かを判断し、１ＭＰａ以下であれば（ステップＳ３のＹＥＳ）次のステップＳ４に進み、１ＭＰａを超す場合（ステップＳ３のＮＯ）、はステップＳ１以降を繰り返す。
【００２９】
ステップＳ４では、コントロールユニット１０は水素ガスＨ２供給中のボンベによる充填は終了したと判断する。引き続きコントロールユニット１０は第１開閉弁Ｖ１〜Ｖ３の何れが開放されているかを判断する（ステップＳ５）。
【００３０】
最も内圧の低い第１開閉弁のＶ１が開放されているのであれば、Ｖ２を開き、Ｖ１及びＶ３は閉じて（ステップＳ６）、再びステップＳ１から制御を繰り返す。また、内圧が中間である第１開閉弁のＶ２が開放されているのであれば、Ｖ３を開きＶ１及びＶ２は閉じて（ステップＳ７）、同様に再びステップＳ１から制御を繰り返す。更に内圧が最も高い第１開閉弁Ｖ３が開放されている（ステップＳ８）場合は車両への充填が終了しているので、それ以降は既存のルーチンで制御は行われる。
なお、そのルーチンは、既存のものと同一であるので、説明は省略する。
【００３１】
次に、図３を参照して水素ガス充填が完了したことを、Ｈ２ガス流量により判断する場合の制御について説明する。
【００３２】
先ず、水素供給ラインＬ０に介装した図示しない流量計によって水素供給ラインを流れるＨ２ガスの流量を計測する（ステップＳ１１）。コントロールユニット１０はＨ２ガス流量が所定流量以下になったか否かを判断しており（ステップＳ１２）、所定流量以下となっていなければ（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１１以降を繰返し、所定流量以下となっていれば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、Ｈ２ガス供給中のボンベによる充填は終了したと判断する（ステップＳ１３）。
【００３３】
次のステップＳ１４では、コントロールユニット１０は第１回閉弁Ｖ１〜Ｖ３の何れが開放されているかを判断する。
そして、最も内圧の低い第１開閉弁のＶ１が開放されているのであれば、Ｖ２を開き、Ｖ１及びＶ３は閉じて（ステップＳ１５）、再びステップＳ１１から制御を繰り返す。
また、内圧が中間である第１開閉弁のＶ２が開放されているのであれば、Ｖ３を開き、Ｖ１及びＶ２は閉じて（ステップＳ１６）、同様に再びステップＳ１から制御を繰り返す。更に内圧が最も高い第１開閉弁Ｖ３が開放されている（ステップＳ１７）場合は車両への充填が終了しているので、それ以降は既存のルーチンで制御は行われる。
【００３４】
従来、異なる圧力のボンベからガスを充填する場合において、ボンベ内の圧力が減少し充填を行う際には、高圧段のボンベの充填が優先され、高圧段のボンベが充填された場合のみ、低圧段のボンベを充填していた。
これに対して、本発明では、何れの段であっても、所定の圧力よりも低下すれば（例えば、５ＭＰａ程度降圧すると）、低圧段と高圧段の優劣をつけること無く、圧縮機より水素ガスを充填する。
図４は、そのように低圧段と高圧段の優劣をつけること無く、圧縮機より水素ガスを充填する場合のルーチンを示している。
【００３５】
図４を参照して、圧縮機よりボンベに水素ガスを充填する制御の流れを説明する。
各ボンベＢ１〜Ｂ３に設けられた圧力計ＰＢ１〜ＰＢ３によって各ボンベの内圧を測定する（ステップＳ２１）。コントロールユニット１０は、前記圧力計ＰＢ１〜ＰＢ３の内何れかが所定値以下になっているか否かを判断し（ステップＳ２２）何れかが所定値以下となっていれば（ステップＳ２２のＹＥＳ）次のステップＳ２３に進み、そうでない場合（ステップＳ２２のＮＯ）、ステップＳ２１に戻る。
【００３６】
ステップＳ２３では、コントロールユニット１０は、第２の開閉弁ＶＣ１〜ＶＣ３の内、何れかが開放状態であるか否かを判断して、何れかが開放状態であれば（ステップＳ２３のＹＥＳ）次のステップＳ２４に進み、そうでなければ（ステップＳ２３のＮＯ）、ステップＳ２６まで跳ぶ。
【００３７】
ステップＳ２４では、コントロールユニット１０は、既に開放している弁に連通するボンベ、すなわち既にＨ２ガスの充填を行っているボンベへの充填が完了したか否かを判断しており、まだ完了していなければ（ステップＳ２４のＮＯ）、一旦待機して（ステップＳ２５）、その後ステップＳ２４以降を繰返し、完了していれば（ステップＳ２４のＹＥＳ）ステップＳ２６に進む。
【００３８】
ステップＳ２６では、ステップＳ２２に該当するボンベ（所定値以下のボンベ）へ充填し、開放状体の弁を閉鎖した後、制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ２７）、終了するのであれば（ステップＳ２７のＹＥＳ）そのまま終了し、まだ続行するなら元のステップＳ２１から制御を繰り返す。
【００３９】
前述のステップＳ２４では、あるボンベが所定圧力以下になった場合であって、既に他のボンベが水素ガス充填中である場合には、既に充填中のボンベを優先する。換言すれば、所定圧力よりも低圧となったボンベから順に、水素ガスが充填されることを意味している。
【００４０】
上述したような構成及び制御の第１実施形態に撚れば、自動車２側の蓄ガス手段Ｒｃと水素充填装置１との圧力差が、水素ガスを充填しても温度上昇が比較的少ない（例えば、２℃〜３℃程度）様に設定されているので、車両２側の蓄ガス手段Ｒｃの内部温度上昇を抑制できる。
また、何れの段であっても、所定の圧力よりも低下すれば、優劣をつけること無く、圧縮機３より水素ガスを充填する水素ガス充填装置１側の各ボンベ（Ｂ１〜Ｂ３）の内圧が５ＭＰａ程度降圧すると、自動的に圧縮機３より水素ガスをボンベに充填することが出来る。
【００４１】
図５を参照して、第２実施形態を説明する。
図５の第２実施形態において、符号１Ａで示す水素充填装置は、ガス供給側の圧縮機３とディスペンサーＤとの間に、タービン４（高圧気体が保有するエネルギーにより仕事を行う機器：レシプロ型機械でも可）を介装している。そして、圧縮機３で昇圧された水素ガスの圧力を、タービン４で仕事をさせることにより、大雑把に減圧している。
水素供給ラインＬのタービン４と圧縮機３との間の領域には、蓄ガス器Ｒｇと流量計Ｆ２とが介装されている。
【００４２】
ディスペンサーＤは、流量調整弁Ｖ０（気体圧力調整用の流量調整機構）と、そのバルブＶ０に対して車両側に位置している圧力センサＰ１とを備えている。
そして、その圧力センサＰ１で計測された圧力と、流量計Ｆ２で計測された流量に基いて、コントロールユニット１０Ａが流量調整弁Ｖ０の弁開度を調節する。それにより、車両２に充填される水素ガスの圧力、すなわち車両２の容器Ｒｃ内の（その時点における）圧力に対応して、供給される水素ガスの流量が適切となる様に制御している。
【００４３】
なお、タービン４は発電機５を回しているが、発電量が不均一となりがちである。そのため、キャパシタ或いはコンデンサＣ等により発電した電力は蓄電するように構成されている。
【００４４】
第２実施形態において、車両２側に供給される水素ガスの流量が、車両２の容器Ｒｃ内の（その時点における）圧力に対して適切となる様に制御する態様について、図６を参照して説明する。
【００４５】
先ず、圧力センサＰ１の計測結果と、流量計Ｆ２の計測結果とを読み込む（ステップＳ３１）。そして、流量計Ｆ２で計測された流量を、コントロールユニット１０Ａに予め記憶された流量（予定された数値）と比較する（ステップＳ３２）。ここで、「予め記憶された流量」は、コントロールユニット１０Ａの図示しない保存手段に記憶されており、圧力センサＰ１の計測値に対応して定められている。
【００４６】
流量計Ｆ２で計測された流量が、予定された数値よりも小さければ（ステップＳ３２で「流量が小」）、流量調整弁Ｖ０の開度を増加して（ステップＳ３３）、流量を増加する。
一方、計測された流量が予定された数値よりも大きければ（ステップＳ３２で「流量が大」）、流量調整弁Ｖ０の開度を減少して（ステップＳ３４）、流量を減少する。
さらに、計測された流量が、予定された数値に対して許容範囲内にあれば（ステップＳ３２でＹｅｓ）、流量調整弁Ｖ０の開度はそのまま維持する（ステップＳ３５）。
【００４７】
次に、圧力計Ｐ１の計測結果が、第１の所定圧力を超えたか否かを判定する（ステップＳ３６）。
ここで、「第１の所定圧力」は、水素供給ラインＬの流量調整弁Ｖ０よりも車両２側の領域における圧力が車両２の充填圧力を超えない様にする趣旨で設定される圧力であり、車両２の充填圧力よりも配管抵抗の分と、安全を考慮した圧力の分とを合計した若干の数値だけ低圧に設定されている（例えば、充填圧力が３５ＭＰａならば、第１の所定圧力は３３ＭＰａ）。
圧力計Ｐ１の計測結果が、第１の所定圧力を超えているのであれば（ステップＳ３６でＮｏ）、当該圧力を低下させるべく、流量調整弁Ｖ０の開度を減少する（ステップＳ３７）。
【００４８】
ステップＳ３６がＹｅｓの場合、或いは、ステップＳ３７の後、ステップＳ３８において、圧力計Ｐ１の計測結果が第２の所定圧力に達したか否かを判定する（ステップＳ３８）。
ここで、「第２の所定圧力」は、水素供給ラインＬの流量調整弁Ｖ０よりも車両２側の領域における圧力（車両２の容器Ｒｃ内の圧力と概略等しい）が車両２の充填圧力に殆ど等しくなり、充填が完了しつつあることを把握するために設定された圧力である。前記「第１の所定圧力」と重点圧力の中間程度の数値に設定されている（例えば、充填圧力が３５ＭＰａならば、第２の所定圧力は３４ＭＰａ）。
【００４９】
圧力計Ｐ１の計測結果が第２の所定圧力に達していなければ、ステップＳ３１以下を繰り返す（ステップＳ３８がＮｏのループ）。
そして、圧力計Ｐ１の計測結果が第２の所定圧力に達していれば（ステップＳ３８がＹｅｓ）、水素供給ラインＬを流れる水素ガスの流量を絞り、以下、各メーカー毎に定められた充填終了の為のルーチンを実行する（ステップＳ３９）。
【００５０】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術範囲を限定する趣旨ではない旨を付記する。
例えば上述の第２実施形態において、タービンではなく、ピストン・シリンダ機構等のレシプロ型の機械に仕事をさせても良い。高圧であれば、タービンよりもレシプロ型の機械の方が有利であるからである。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列記する。
（１）  車両側の蓄ガス手段と水素充填装置との圧力差が、水素ガスを充填しても温度上昇が比較的少ない（例えば、２℃〜３℃程度）様に設定されているので、車両側蓄ガス手段の内部温度上昇を抑制する効果が大きい。
（２）  蓄ガス手段の内圧が所定圧力よりも高ければ当該蓄ガス手段と水素供給機構との間の第２の開閉手段を閉鎖し、何れかの蓄ガス手段の内圧が所定圧力以下となった場合には当該蓄ガス手段と水素供給機構との間の第２の開閉手段を開放するが、既に別の第２の開閉手段が開放されている場合には既に開放されている別の第２の開閉手段が閉鎖されるまで、第２の開閉手段の閉鎖状態を維持するので、何れの段であっても、所定の圧力よりも低下すれば、優劣をつけること無く、水素ステーションの水素供給機構より水素ガスを充填する側の各ボンベの内圧が５ＭＰａ程度降圧すると、圧縮機より自動的に水素ガスが充填される。
（３）  水素供給機構（例えば圧縮機３）から供給される水素ガスの圧力を、水素供給対象物の標準圧よりも高圧に設定し、当該高圧の水素ガスを、高圧気体が保有するエネルギーにより仕事を行う機器、例えばタービン、レシプロ型機械等の機器に流過せしめることで、高圧の水素ガスは当該機器に対して仕事をしながら等エントロピー膨張して、温度が降下し、等エンタルピー膨張のように温度上昇することがないので、水素供給対象物内の断熱圧縮による温度上昇を抑制する効果が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の水素充填装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態の圧力差によりＨ２ガスの充填完了を判断する場合のフローチャート。
【図３】本発明の第１実施形態のガス流量によりＨ２ガスの充填完了を判断する場合のフローチャート。
【図４】本発明の第１実施例のボンベＶ１〜Ｖ３へＨ２ガスを充填するルーチンを示すフローチャート
【図５】本発明の第２実施形態の水素充填装置の全体構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第２実施例の充填側、被充填側の圧力差を小さくする制御のルーチンを示すフローチャート。
【図７】従来技術による水素充填装置の全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１、１Ａ・・・水素充填装置
２・・・車両
３・・・圧縮機
４・・・タービン
５・・・発電機
６・・・コンデンサ
１０・・・コントロールユニット
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・ボンベ
Ｄ・・・ディスペンサー
Ｌ・・・水素供給管
Ｐ１、Ｐ２・・・圧力センサ
ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３・・・圧力計
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３・・・開閉弁
ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３・・・第２の開閉弁
Ｖｓ・・・流量調整弁
【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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【図６】
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【図７】
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