(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填口から燃料タンクへ燃料を供給するための燃料充填路を備えた燃料タンクシステムにおいて、
該燃料充填路に少なくとも二つの逆止弁を直列に備え、
該燃料タンク側に設けられた該逆止弁の開弁圧力が、該充填口側に設けられた該逆止弁の開弁圧力よりも小さく設定されており、その結果、充填が終了した後では前記充填口側の逆止弁が先に閉弁し、当該逆止弁と前記燃料タンク側の逆止弁との間に滞留していた燃料ガスが、閉弁していない当該燃料タンク側の逆止弁経由で下流側の燃料充填路に排出されるようにしている、燃料タンクシステム。
【請求項２】
充填口から燃料タンクへ燃料を供給するための燃料充填路を備えた燃料タンクシステムにおいて、
該燃料充填路に直列に備えた少なくとも二つの逆止弁であって、該燃料タンク側に設けられた該逆止弁の開弁圧力が、該充填口側に設けられた該逆止弁の開弁圧力よりも小さく設定された少なくとも二つの逆止弁と、
前記燃料タンクに連通して設けられ、前記燃料を消費する燃料消費装置と、を備えた、燃料タンクシステム。
【請求項３】
前記燃料を消費する燃料消費装置と、
前記燃料消費装置と前記燃料充填路とを連通する燃料供給路と、
前記燃料供給路に設けられる第１遮断弁と、をさらに備え、
前記第１遮断弁は、前記燃料充填路の内圧に基づいて開弁される、請求項１に記載の燃料タンクシステム。
【請求項４】
前記燃料供給路は、前記燃料充填路において前記少なくとも二つの逆止弁よりも下流側に接続されている、請求項３に記載の燃料タンクシステム。
【請求項５】
前記第１遮断弁は、前記燃料充填路の内圧のうち、前記少なくとも二つの逆止弁の間の内圧に基づいて開弁される、請求項３又は４に記載の燃料タンクシステム。
【請求項６】
前記第１遮断弁は、前記燃料充填路の内圧のうち、前記少なくとも二つの逆止弁よりも下流側の内圧に基づいて開弁される、請求項３又は４に記載の燃料タンクシステム。
【請求項７】
前記燃料は液体燃料であり、且つ前記燃料タンクは当該液体燃料を貯蔵する液体燃料タンクであり、
当該燃料タンクシステムは、さらに、
前記液体燃料タンク内の前記液体燃料から気化した気体燃料を貯蔵する気体燃料タンクと、
前記液体燃料タンクと前記気体燃料タンクとを連通し、当該液体燃料タンクから当該気体燃料タンクに前記気体燃料を充填するための充填路と、を有し、
前記燃料供給路は、前記気体燃料タンクと前記燃料消費装置とを連通する供給路を有し、
前記燃料消費装置は、前記気体燃料を消費する、請求項３ないし６のいずれか一項に記載の燃料タンクシステム。
【請求項８】
前記気体燃料タンクは、複数あり、
前記充填路は、前記液体燃料タンクと前記複数の気体燃料タンクとを連通し、
前記供給路は、前記複数の気体燃料タンクと前記燃料消費装置とを連通する、請求項７に記載の燃料タンクシステム。
【請求項９】
前記第１遮断弁は、前記供給路の圧力に基づいて閉弁される、請求項７又は８に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１０】
前記第１遮断弁は、前記燃料供給路の圧力に基づいて閉弁される、請求項３ないし８のいずれか一項に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１１】
前記第１遮断弁は、当該第１遮断弁の開弁時間に基づいて閉弁される、請求項３ないし８のいずれか一項に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１２】
充填口から燃料タンクへ燃料を供給するための燃料充填路を備えた燃料タンクシステムにおいて、
該燃料充填路に直列に備えた少なくとも二つの逆止弁であって、該燃料タンク側に設けられた該逆止弁の開弁圧力が、該充填口側に設けられた該逆止弁の開弁圧力よりも小さく設定されている少なくとも二つの逆止弁と、
前記燃料を消費する燃料消費装置と、
前記燃料消費装置と前記燃料充填路とを連通する燃料供給路と、
前記燃料供給路に設けられる第１遮断弁であって、前記燃料充填路の内圧に基づいて開弁される第１遮断弁と、
前記燃料充填路の前記燃料タンク入口に第２遮断弁と、
前記第１遮断弁の開閉により前記燃料充填路の減圧が終了した場合に、前記燃料タンク側に設けられた前記逆止弁と前記第２遮断弁との間の内圧に基づいて、前記第２遮断弁の不良を判定する制御部と、を備えた、燃料タンクシステム。
【請求項１３】
充填口から燃料タンクへ燃料を供給するための燃料充填路を備えた燃料タンクシステムにおいて、
該燃料充填路に直列に備えた少なくとも二つの逆止弁であって、該燃料タンク側に設けられた該逆止弁の開弁圧力が、該充填口側に設けられた該逆止弁の開弁圧力よりも小さく設定されている少なくとも二つの逆止弁と、
前記燃料を消費する燃料消費装置と、
前記燃料消費装置と前記燃料充填路とを連通する燃料供給路と、
前記燃料供給路に設けられる第１遮断弁であって、前記燃料充填路の内圧に基づいて開弁される第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の開閉により前記燃料充填路の減圧が終了した場合に、連続する前記逆止弁間の内圧に基づいて、前記燃料充填路の下流側の逆止弁の不良を判定する制御部と、を備えた、燃料タンクシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも二つの逆止弁は、前記燃料タンクに付属された少なくとも一つの逆止弁と、前記燃料タンクから外れた位置に設けられた少なくとも一つの逆止弁と、で構成されている請求項１、２、１２又は１３に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１５】
前記燃料タンクに付属された少なくとも一つの逆止弁は、前記燃料タンクの口金に接続されたバルブアッセンブリに組み込まれている、請求項１４に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１６】
前記燃料タンクは、複数ある、請求項１、２、１２、１３、１４又は１５に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１７】
前記燃料は、気体燃料である、請求項１、１２又は１３に記載の燃料タンクシステム。
【請求項１８】
前記気体燃料を消費する燃料電池と、
前記燃料電池と前記燃料タンクとを連通する供給路と、を備えた、請求項１７に記載の燃料タンクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスを充填し利用する燃料タンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクを用いるシステムでは、燃料ガスは一旦燃料タンクに充填されてから、負荷量に応じて徐々に燃料消費装置に供給される。
従来、このような燃料タンクシステムとして、例えば実用新案登録第３０９０４４８号公報（特許文献１）に記載のものがある。この公報では、充填口と燃料タンクとが充填用配管で連通しており、充填用配管に逆止弁が二つ設けられている。これによれば、過流発生時に生じる差圧に対して逆止弁の閉弁作動性が鈍感になることを防止できていた。
【特許文献１】実用新案登録第３０９０４４８号公報（図１、段落０００６）
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、逆止弁が複数設けられると、燃料充填路中の逆止弁間や逆止弁と燃料タンクとの間に燃料ガスが滞留するため、これらの区間に滞留した燃料ガスを有効に利用することができない。
また、燃料充填路に滞留した燃料ガスが消費された場合でも逆止弁が複数あると、配管の内圧が下がらない区間が出てくるので、弁のシール不良を正しく検出することができない。
そこで、本発明は、逆止弁間の燃料の滞留を抑制できる燃料タンクシステムを提供することを目的とする。また、本発明の一態様では、燃料充填路に滞留した燃料ガスを有効に利用可能な燃料タンクシステムを提供することを目的とする。さらに、本発明の別の一態様では、弁の不具合を正しく検出可能な燃料タンクシステムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、充填口から燃料タンクへ燃料を供給するための燃料充填路を備えた燃料タンクシステムにおいて、該燃料充填路に少なくとも二つの逆止弁を直列に備え、該燃料タンク側に設けられた該逆止弁の開弁圧力が、該充填口側に設けられた該逆止弁の開弁圧力よりも小さく設定されている。
上記構成によれば、下流側（燃料タンク側）に設けられた逆止弁の方が上流側（充填口側）に設けられた逆止弁よりも低い圧力で開弁する。これにより、充填が終了した後に燃料充填路の圧力が低下していくと上流側の逆止弁が先に閉弁し、逆止弁間に滞留していた燃料ガスが、閉弁していない下流側の逆止弁経由で下流側の燃料充填路に排出される。このため、逆止弁間に燃料ガスが滞留することを抑制できる。
ここで、燃料ガスは、燃料タンクに供給される「燃料」が液体燃料である場合には、その液体燃料が気化することで発生したガスをいい、一方、燃料タンクに供給される「燃料」が気体燃料である場合には、その気体燃料をいう。この種の液体燃料としては、液体水素又は液化天然ガスが挙げられる。この種の気体燃料としては、水素ガス又は天然ガスが挙げられる。
ここで、逆止弁の開弁圧力とは、逆止弁の最低作動圧力又はクラッキング圧力を意味する。
少なくとも二つの逆止弁は、充填口近傍の二つの逆止弁であってもよいし、燃料タンク近傍の二つの逆止弁であってもよい。
好ましくは、本発明の燃料タンクシステムは、さらに燃料を消費する燃料消費装置と、燃料消費装置と燃料充填路とを連通させる燃料供給路と、燃料供給路に設けられる第１遮断弁と、をさらに備える。そして、第１遮断弁は、燃料充填路の内圧に基づいて開弁される。このシステムによれば、逆止弁間から燃料ガスが排出された場合には燃料充填路の内圧がある程度上がるところ、この内圧に応じて第１遮断弁が開弁される。これにより、燃料充填路に滞留している燃料ガスは燃料供給路経由で燃料消費装置に供給され、有効に消費されることができる。ここで、第１遮断弁は一つの弁手段のみならず複数の弁であってもよい。
より好ましくは、燃料供給路は、燃料充填路において少なくとも二つの逆止弁よりも下流側に接続される。こうすることで、逆止弁間から排出される燃料ガスを燃料供給路に確実に導くことができる。
好ましくは、第１遮断弁は、燃料充填路の内圧のうち、少なくとも二つの逆止弁の間の内圧に基づいて開弁される。別の好ましい態様では、第１遮断弁は、燃料充填路の内圧のうち、少なくとも二つの逆止弁よりも下流側の内圧に基づいて開弁されてもよい。
本発明の一態様において、燃料は液体燃料であり、且つ燃料タンクは液体燃料を貯蔵する液体燃料タンクである場合には、燃料タンクシステムは、さらに、液体燃料タンク内の液体燃料から気化した気体燃料を貯蔵する気体燃料タンクと、液体燃料タンクと気体燃料タンクとを連通し、液体燃料タンクから気体燃料タンクに気体燃料を充填するための充填路と、を有するとよい。そして、燃料供給路は、気体燃料タンクと燃料消費装置とを連通する供給路を有し、燃料消費装置は、気体燃料を消費するとよい。かかる構成では、液体燃料及び気体燃料の併用システムにおいて、液体燃料が燃料充填路で気化した気体燃料が逆止弁間に滞留することを有効に抑制できる。
好ましくは、気体燃料タンクは、複数あり、充填路は、液体燃料タンクと複数の気体燃料タンクとを連通し、供給路は、複数の気体燃料タンクと燃料消費装置とを連通する。こうすることで、逆止弁間の気体燃料の滞留を抑制しながら、大量の気体燃料を貯蔵できる。
好ましくは、第１遮断弁は、供給路の圧力に基づいて閉弁される。
また、第１遮断弁は、燃料供給路の圧力または第１遮断弁の開弁時間に基づいて閉弁されるものであってもよい。一旦第１遮断弁から燃料ガスが燃料供給路に供給されると、燃料供給路の圧力が変化する。また燃料充填路の容積は通常限られたものであるため、滞留した燃料ガスの供給時間は比較的短い。この点、本発明によれば、燃料供給路の圧力変化や燃料ガスの供給時間に基づいて第１遮断弁が適切に閉弁される。
好ましくは、本発明の燃料タンクシステムは、燃料充填路の燃料タンク入口に第２遮断弁と、第１遮断弁の開閉により燃料充填路の減圧が終了した場合に、燃料タンク側に設けられた逆止弁と第２遮断弁との間の内圧に基づいて、第２遮断弁の不良を判定する制御部と、を備える。もしも第２遮断弁に不良が生じていると、燃料タンク中の燃料ガスが漏れ出て逆流し燃料充填路の内圧を変化させる可能性がある。この内圧の値を監視することで、第２遮断弁の不良を検出可能である。
好ましい一態様では、本発明の燃料タンクシステムは、第１遮断弁の開閉により燃料充填路の減圧が終了した場合に、隣接する又は連続する逆止弁間の内圧に基づいて、燃料充填路の下流側の逆止弁の不良を判定する制御部を備えてもよい。逆止弁は滞留する燃料ガスが排出されれば開弁圧力を下回り遮断されるが、もしも逆止弁に不良が生じていれば、滞留する燃料ガス放出後にも逆止弁間の内圧が上昇する。この逆止弁間の内圧に基づけば下流側の逆止弁の不良を検出可能である。
また、本発明の燃料タンクシステムは、以下のような様々の好ましい一態様をとることができる。
好ましくは、少なくとも二つの逆止弁は、燃料タンクに付属された少なくとも一つの逆止弁と、燃料タンクから外れた位置に設けられた少なくとも一つの逆止弁と、で構成されている。燃料タンクに付属して少なくとも一つの逆止弁を設けているので、燃料タンクから燃料が逆流したとしても、その逆流を燃料タンクの近傍で阻止又は抑制できる。ここで、「燃料タンクから外れた位置」とは、燃料タンクに付属していないことを意味し、例えば充填口よりの燃料充填路上の位置をいう。
好ましくは、燃料タンクに付属された少なくとも一つの逆止弁は、燃料タンクの口金に接続されたバルブアッセンブリに組み込まれている。こうすることで、逆止弁の取扱いを高めることができる。
好ましくは、燃料タンクは複数ある。
好ましくは、燃料は気体燃料である。このため、燃料タンクには気体燃料が貯蔵され、燃料充填路には気体燃料が流れる。
好ましくは、燃料タンクシステムは、気体燃料を消費する燃料電池と、燃料電池と燃料タンクとを連通する供給路と、を備える。よって、燃料タンクシステムは燃料電池システムに適用することができる。
以上説明した本発明の燃料タンクシステムによれば、逆止弁間の燃料の滞留を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料タンクシステムを搭載した実施形態の燃料電池システムのブロック構成図である。
図２は、本発明の第１実施形態に係る燃料タンク残留ガス利用処理を説明するフローチャートである。
図３は、本発明の第２実施形態に係る燃料タンクシステムを搭載した実施形態の燃料電池システムのブロック構成図である。
図４は、本発明の第２実施形態に係る燃料タンクの一部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、本発明の例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されることなく種々に変形して実施可能である。
［第１実施形態］
図１は、本発明の燃料タンクシステムを適用した燃料電池システムのシステムブロック図である。燃料電池システム２００は、例えば自動車等の移動体に搭載されるもので、燃料ガスとして液体水素から発生するボイルオフガスを充填する充填手段として複数の充填タンク１１〜１３を備えており、ボイルオフガスの量に応じて充填タンク１１〜１３の容積を変更可能に構成されている。
図１に示すように、本燃料電池システム２００は、燃料電池スタック１００に、燃料ガスである水素ガスを供給する水素ガス供給系１、酸化ガスである空気を供給する空気供給系２、燃料電池スタック１００を冷却する冷却系３、燃料電池スタック１００で発電された電力を充放電する電力系４、およびシステム全体を制御する制御部５０を備えている。
水素ガス供給系１は、燃料ガスとして液体水素から発生するボイルオフガスを充填・供給可能に、燃料タンク１０及び充填タンク１１〜１３を中心として構成されている。つまり、水素ガス供給系１は、液体燃料である液体水素を液体燃料タンクたる燃料タンク１０に充填し、燃料タンク１０内の液体水素から気化した気体燃料たる燃料ガス（ボイルオフガス）を充填タンク１１〜１３に充填する。そして、水素ガス供給系１は、この充填タンク１１〜１３内の燃料ガスを燃料電池スタック１００に供給する。充填タンク１１〜１３内の燃料ガスは、高圧（例えば３５ＭＰａ）で貯蔵されており、後述する調整弁等で段階的に減圧され、およそ１Ｍｐａの圧力状態で燃料電池スタック１００に供給される。
燃料タンク１０は、真空二重構造を備えており、沸点が極めて低い（およそ２０Ｋ）液体水素を貯蔵可能となっている。また、この液体水素から発生するボイルオフガスをある程度の高圧まで貯蔵することが可能な耐圧構造を備えている。燃料タンク１０には、内圧がかなり高くなった場合に内圧を下げるためのリリーフ弁が設けられている。また、燃料タンク１０には、液体燃料が液相で残留している量を調べるためのレベルゲージＬＧが制御部５０から読み取り可能に設けられており、液体燃料の液面位置を計測することで液体燃料が液体として存在している量を制御部５０に把握させることが可能になっている。
充填タンク１１〜１３はいずれも類似の構造を備えており、燃料タンク１０からのボイルオフガスをある程度の高圧まで充填可能に構成されている。これらの充填タンク１１〜１３にも、所定値以上に内圧が達した場合に内圧を下げるリリーフ弁が設けられている。なお、充填タンク１１〜１３の構造及び弁の配置については、図４を参照に後述する。
これらタンク間を連通する配管・弁構造を説明する。液体燃料充填口ＦＩから燃料タンク１０までは燃料充填路１６が敷設され、燃料タンク１０から充填タンク１１〜１３の入口側までは充填配管１７が互いに連通した構造で敷設されている。また充填タンク１１〜１３の出口側は各タンクからのボイルオフガスを共通して供給するための第１の燃料供給路１８が互いに連通した構造で敷設され、第１の燃料供給路１８が第２の燃料供給路１９（主配管）に接続されている。
燃料充填路１６は、液体燃料充填口ＦＩから燃料タンク１０への連通路であり、液体燃料充填時に利用されるものである。燃料充填路１６には液体燃料充填口ＦＩから順に逆止弁ＲＶ１、ＲＶ２、手動弁Ｈ１、遮断弁Ｌ１が設けられている。液体燃料充填口ＦＩは、液体燃料スタンドなどで液体水素充填機の供給ノズルを接続可能な構造を備え、液体水素充填機と当該燃料電池システム２００の制御部５０との間で通信可能なように、図示しないコネクタも設けられている。
逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２は本発明に係り、直列接続された二重構造になっている。逆止弁により、万一いずれかの弁においてシール不良等の弁不全が生じたとしても液体水素が逆流することを防止することが可能になっている。また後述する開弁圧力設定により逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に滞留する燃料ガスの量を極力少なくすることが可能になっている。
圧力センサｐ１及びｐ２は、逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２で区画される燃料充填路１６の各区間の圧力を計測するために設けられている。
手動弁Ｈ１は、製造時の調整やサービス時に手動開閉されるサービス用弁であり、通常使用時には所定の開度で開弁されている。遮断弁Ｌ１は制御部５０によって開閉制御が可能な電磁弁で構成されており、液体燃料供給時には開弁するよう制御されるものである。燃料タンク１０の入口側にはタンク内圧、すなわち液体水素が気化して発生したボイルオフガスの圧力を計測するための圧力センサｐ３、及びボイルオフガスの内部温度を計測するための温度センサｔ１が設けられている。
充填配管１７（充填路）は、燃料タンク１０と各充填タンク１１〜１３とを連通させるものであり、燃料タンク１０の出口近傍に手動弁Ｈ２が設けられている。また各充填タンク１１〜１３に分岐した後の充填タンク入口側には、各充填タンクに対応させた逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５、手動弁Ｈ３〜Ｈ５がそれぞれ設けられている。
逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５は本発明に係り、所定の開弁圧力に達すると自動的に開弁するように構成されている。手動弁Ｈ３〜Ｈ５は、製造時の調整やサービス時に手動開閉されるサービス用弁であり、通常使用時には所定の開度で開弁維持されている。各充填タンク１１〜１３の入口にはタンク内のボイルオフガス圧力を計測するための圧力センサｐ４〜ｐ６、及び各タンクの内部温度を計測するための温度センサｔ２〜ｔ４が設けられている。
第１の燃料供給路１８は、各充填タンク１１〜１３を連通させ第２の燃料供給路１９に接続するためのものである。第１の燃料供給路１８のうち各充填タンク１１〜１３に対応した枝管部分には、調整弁Ｒ１〜Ｒ３、手動弁Ｈ６〜Ｈ８、遮断弁Ｇ１〜Ｇ３がそれぞれ対応づけられて設けられている。調整弁Ｒ１〜Ｒ３は、各充填タンク１１〜１３から第１の燃料供給路１８への供給圧力をそれぞれ規定するもので、所定の差圧でボイルオフガスを出力するように調整されている。手動弁Ｈ６〜Ｈ８は、製造時の調整やサービス時に手動開閉されるサービス用弁であり、通常使用時には所定の開度で開弁維持されている。
第１の燃料供給路１８の一部１８ａには遮断弁Ｌ２が設けられ、一部１８ａの一端部は、二つの遮断弁ＲＶ１，ＲＶ２よりも下流側の接続点Ａで燃料充填路１６に接続されている。つまり、燃料充填路１６と第１の燃料供給路１８とは、遮断弁Ｌ２（第１遮断弁）を介してバイパス可能になっている。これは燃料充填路１６内に残留しているボイルオフガスを速やかに遮断弁Ｌ２経由で第１の燃料供給路１８に供給し燃料電池スタック１００で消費させるためである。遮断弁Ｌ２は、例えば電磁弁からなり、制御部５０により開閉制御される。
なお、請求の範囲に記載の「燃料供給路」は、広義の意味で用いられており、燃料を充填された燃料タンク１０から、その充填された燃料が供給されて消費される燃料電池スタック１００までの流路をいい、本実施形態では、充填配管１７、第１の燃料供給路１８、その一部１８ａ及び第２の燃料供給路１９に相当する。
別の見方をすれば、請求の範囲に記載の「燃料供給路」は、一部１８ａを除く第１の燃料供給路１８の通路及び第２の燃料供給路１９からなる「供給路」と、第１の燃料供給路１８の一部１８ａからなる「接続路」と、充填配管１７と、を有する。「供給路」は、気体燃料タンクたる充填タンク１１〜１３と燃料電池スタック１００とを接続又は連通する。「接続路」は、「供給路」と燃料充填路１６とを接続又は連通する。このように、請求の範囲に記載の「燃料供給路」は、本実施形態では、供給路、接続路及び充填配管１７に相当する。
第２の燃料供給路１９以降の構成について説明する。第２の燃料供給路１９の上流側から順に、調圧弁Ｒ４，Ｒ５、遮断弁Ｌ３、燃料電池スタック１００内の流路を経て、気液分離器１４及び遮断弁Ｌ４、水素ポンプ１５、並びにパージ遮断弁Ｌ５が設けられている。第２の燃料供給路１９の一部（遮断弁Ｌ３の下流側）は、燃料電池スタック１００に対して水素ガスを循環供給するための水素ガスの循環経路を構成している。
調圧弁Ｒ４及びＲ５は、第１の燃料供給路１８からのボイルオフガスを調圧して出力するように構成されている。シール不良に対応するため調圧弁Ｒ４及びＲ５はダイアフラムが二重化されたものである。調圧弁Ｒ４やＲ５のいずれも、その近傍に、配管内が所定以上の圧力になった場合に減圧するためのリリーフ弁が設けられている。遮断弁Ｌ３は、発電の開始・停止に応じて開閉し、第２の燃料供給路１９上でボイルオフガスの供給の有無を制御可能に構成される。圧力センサｐ１０は、第１の燃料供給路１８における内圧を計測可能に設けられ、圧力センサｐ１１は、調圧弁Ｒ４−Ｒ５間の内圧を計測可能に設けられ、圧力センサｐ１２は、燃料電池スタック１００の内圧を計測可能に設けられ、圧力センサｐ１３は、水素ポンプ１５の入口圧力を計測可能に設けられている。
燃料電池スタック１００は、単セルという発電構造体を複数積層したスタック構造を備える。各単セルは、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）といわれる発電体を、水素ガス（ボイルオフガス）、空気、及び冷却水の流路が設けられたセパレーター対によって挟み込んだ構造を備えている。ＭＥＡは高分子電解質膜をアノード及びカソードの二つの電極を挟み込んで構成されている。アノードはアノード用触媒層を多孔質支持層上に設けてあり、カソードはカソード用触媒層を多孔質支持層上に設けてある。
燃料電池スタック１００のアノードに供給されたボイルオフガスは、マニホールド経由で各単セルに供給され、セパレータの燃料ガス流路を流れて、ＭＥＡのアノードにおいて電気化学反応を生じるようになっている。燃料電池スタック１００から排出されたボイルオフガス（水素オフガス）は、気液分離器１４に供給される。気液分離器１４は、通常運転時において燃料電池スタック１００の電気化学反応により発生する水分その他の不純物を水素オフガス中から除去し、遮断弁Ｌ４を通じて外部に放出するように構成されている。水素ポンプ１５は、水素オフガスを強制循環させて第２の燃料供給路１９に戻すことにより、循環経路を構成している。パージ遮断弁Ｌ５は、パージ時に開放されるが、通常の運転状態及び配管内ガス漏れ判定時には遮断されている。パージ遮断弁Ｌ５からパージされた水素オフガスは希釈器２５を含む排気系で処理される。
空気供給系２は、エアクリーナ２１、コンプレッサ２２、加湿器２３、気液分離器２４、希釈器２５、及び消音器２６を備えている。エアクリーナ２１は、外気を浄化して燃料電システムに取り入れる。コンプレッサ２２は、取り入れられた空気を制御部５０の制御に従って圧縮し供給する空気量や空気圧を変更するようになっている。燃料電池スタック１００のカソードに供給された空気は、ボイルオフガスと同じくマニホールド経由で各単セルに供給され、セパレータの空気流路を流れて、ＭＥＡのカソードにおいて電気化学反応を生じる。燃料電池スタック１００から排出された空気（空気オフガス）加湿器２３は圧縮された空気に対し、空気オフガスと水分の交換を行って適度な湿度を加える。燃料電池スタック１００に供給された空気は、マニホールド経由で各単セルに供給され、セパレータの空気流路を流れて、ＭＥＡのカソードにおいて電気化学反応を生じるようになっている。燃料電池スタック１００から排出された空気オフガスは、気液分離器２４において過剰な水分が除去される。希釈器２５は、パージ遮断弁Ｌ５から供給された水素オフガスを空気オフガスで混合・希釈し、酸化反応が生じ得ない濃度にまで均一化するよう構成されている。消音器２６は、混合された排気ガスの騒音レベルを低減させて排出可能に構成されている。
冷却系３は、ラジエタ３１、ファン３２、冷却ポンプ３３、冷却装置３４、及びロータリーバルブＣ１〜Ｃ４を備えている。ラジエタ３１は、多数の配管を備え、分流された冷却液がファン３２の送風により強制空冷されるようになっている。冷却ポンプ３３は、冷却液を燃料電池スタック１００内部に循環供給するようになっている。燃料電池スタック１００内に入った冷却液は、とマニホールド経由で各単セルに供給されセパレータの冷却液流路を流れ、発電によって生じる熱を奪うようになっている。冷却装置３４はコンデンサ等を備えており、空冷を上回る冷却性能を備え、冷却液の温度を低下させることが可能になっている。
当該冷却系３は、冷却経路３５〜３７のいずれかをロータリーバルブＣ１またはＣ２を切り替えることで選択可能になっている。冷却経路３５は、ラジエタ３１による空冷無しで冷却液を冷却ポンプ３３に供給する経路であり、冷却経路３６は、ラジエタ３１による強制空冷をする経路である。冷却経路３７は、本発明の充填タンク１１〜１３を冷却するための循環経路である。ロータリーバルブＣ１は、充填タンク１１〜１３のための冷却経路３７か、冷却経路３５・３６かを切り替えるものであり、ロータリーバルブＣ２は、充填タンク１１〜１３から循環してきた冷却液を、空冷無しの冷却経路３５を通すか、空冷させる冷却経路３６を通すかを切り替えるものである。冷却経路３７には、ロータリーバルブＣ３及びＣ４が設けられている。ロータリーバルブＣ３は充填タンク１１に冷却液を供給するか否かの選択を、ロータリーバルブＣ４は充填タンク１２に冷却液を供給するか否かの選択をするように構成されている。冷却経路３７は、各充填タンク１１〜１３においてボイルオフガスの入出力口付近（逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５や調圧弁Ｒ１〜３付近）を冷却可能に配管されており、ボイルオフガスの温度を制御して圧力を低減させることが可能になっている。
特にロータリーバルブＣ１とＣ２は、起動時に冷却経路３５に冷却液が循環するように制御される。起動時にラジエタ３１や充填タンク１１〜１３に冷却液が流れないようにすることで、温度差が大きい冷却液が供給されて生ずる熱衝撃によって破壊を抑制するためである。
電力系４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０、バッテリ４１、トラクションインバータ４２、トラクションモータ４３、補機インバータ４４，高圧補機４５等を備えている。燃料電池スタック１００は単セルが直列接続されて構成されるもので、そのアノードＡとカソードＣとの間に所定の高圧電圧（例えば約５００Ｖ）が発生する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４０は燃料電池スタック１００の出力電圧と異なる端子電圧を有するバッテリ）４１との間で双方向の電圧変換を行い、燃料電池スタック１００の補助電源としてバッテリ４１の電力を利用したり、または、燃料電池スタック１００からの余剰電力をバッテリ４１に充電したりすることが可能になっている。当該ＤＣ−ＤＣコンバータ４０は制御部５０の制御に対応した端子間電圧を設定可能である。バッテリ４１は、バッテリセルが積層されて一定の高電圧を端子電圧とし、図示しないバッテリーコンピュータの制御によって余剰電力を充電したり補助的に電力を供給したりが可能になっている。トラクションインバータ４２は直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ４３に供給するものである。トラクションモータ４３は例えば三相モータであり、当該燃料電池システム２００が搭載される自動車の主動力源である。補機インバータ４４は、高圧補機４５を駆動するための直流−交流変換手段である。高圧補機４５は、コンプレッサ２２、水素ポンプ１５、ファン３２、冷却ポンプ３３等の燃料電池システム２００の運転に必要な各種モータ類である。
制御部５０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を汎用コンピュータとしての構成を備えている。制御部５０は、内蔵ＲＯＭ等に格納されているソフトウェアプログラムを順次実行することにより、主として水素ガス供給系１、空気供給系２、冷却系３、電力系４を含む燃料電池システム２００全体を制御することが可能になっている。
特に本実施形態では、燃料充填路１６に設けられた逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２について、燃料タンク１０側に設けられた逆止弁ＲＶ２の開弁圧力Ｐｏ２が、充填口ＦＩ側に設けられた逆止弁ＲＶ１の開弁圧力Ｐｏ１よりも小さく設定されていることに特徴がある（Ｐｏ１  ＞  Ｐｏ２）。このような設定とすることにより、下流側（燃料タンク１０側）に設けられた逆止弁ＲＶ２の方が上流側（充填口ＦＩ側）に設けられた逆止弁ＲＶ１よりも低い圧力で開弁する。充填が終了した後に燃料充填路１６の圧力が低下していくと上流側の逆止弁ＲＶ１が先に閉弁し、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に滞留していた燃料ガスが、閉弁していない下流側の逆止弁ＲＶ２経由で下流側の燃料充填路１６に排出される。このため、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に燃料ガスが滞留することを抑制できる。
図２に示すフローチャートに基づいて、本実施形態の燃料タンク残留ガス利用処理を説明する。本発明に係る逆止弁ＲＶ１と逆止弁ＲＶ２の開弁圧力設定により、液体水素の充填がされていない場合には逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の燃料ガスは逆止弁ＲＶ２より下流側に流れる。制御部５０は、この逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の圧力ｐ１及び逆止弁ＲＶ２−遮断弁Ｌ１間の燃料充填路１６の圧力ｐ２を計測し（Ｓ１）、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の圧力ｐ１が所定の圧力Ｐｊ１以上か、または、逆止弁ＲＶ２−遮断弁Ｌ１間圧力ｐ２が所定の圧力Ｐｊ２以上かを判定する（Ｓ２）。その結果、圧力ｐ１かｐ２かが所定の圧力を超えている場合には（Ｓ２；ＹＥＳ）、制御部５０は第１の燃料供給路１８へ連通させるための遮断弁Ｌ２と、第２の燃料供給路１９の流通を制御する遮断弁Ｌ３と、を開弁させる（Ｓ３）。この処理により、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に滞留しており、開弁圧力の低い逆止弁ＲＶ２から燃料充填路１６に排出された燃料ガスがさらに遮断弁Ｌ２及びＬ３をとおって燃料電池スタック１００に供給される。なお、遮断弁Ｌ２は、請求の範囲に記載の「第１遮断弁」に相当する。
次いで、圧力ｐ１やｐ２の推移、第１の燃料供給路１８や第２の燃料供給路１９の内圧や遮断弁Ｌ３の開弁時間に基づいて、遮断弁Ｌ２の閉弁タイミングが判断される。すなわち、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の圧力ｐ１が所定の圧力Ｐｊ３以下か、逆止弁ＲＶ２−遮断弁Ｌ１間の圧力ｐ２が所定の圧力ｐｊ４以下である場合には、燃料充填路１６の圧力が十分に下がり、残留している燃料ガスがほとんど燃料電池スタック１００に供給されたものと判断される。また、第１の燃料供給路１８や第２の燃料供給路１９の内圧ｐ１１，ｐ１２，ｐ１３が所定値Ｐｊ１１、Ｐｊ１２，Ｐｊ１３のいずれか以上になっている場合には、第１の燃料供給路１８や第２の燃料供給路１９の内圧が高まり、残留していた燃料ガスが燃料電池スタック１００に供給されていることを示している。また、遮断弁Ｌ２の開弁時間が所定の時間ｔ１以上である場合には、比較的容量の少ない燃料充填路１６から残留している燃料ガスが排出されるのに十分な時間が経過したものと判断できる。そこで、これらのいずれかに合致する場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部５０は遮断弁Ｌ２を開弁させる（Ｓ５）。
次いで、燃料充填路１６から十分残留している燃料ガスが排出されたか否か、すなわち配管内の減圧が完了したかが検査され、配管減圧が完了している場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、燃料充填路１６に設けられている弁のシール不良等の検出に移行する。まず、逆止弁ＲＶ２−遮断弁Ｌ１間の燃料充填路１６の圧力ｐ２がある程度高かった場合、逆止弁ＲＶ２の下流側の燃料充填路１６に比較的多めに燃料ガスが存在していることを示している。既に残留した燃料ガスを燃料電池スタック１００に供給する処理は済んでいるので、このような場合は、遮断弁Ｌ２または遮断弁Ｌ１のシール不良と考えられる。そこで、圧力ｐ２が所定の圧力Ｐｊ５以上であった場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、遮断弁Ｌ２または遮断弁Ｌ１のシール不良を示す警告ランプ等を点灯させる（Ｓ９）。なお、遮断弁Ｌ１は、請求の範囲に記載の「第２遮断弁」に相当する。
一方、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の圧力ｐ１がある程度高かった場合、本来は十分減圧されているべき当該区間に逆止弁ＲＶ２を通して下流側の燃料ガスが逆流していることを示している。この原因は、逆止弁ＲＶ２のシール不良と考えられる。そこで、圧力ｐ１が所定の圧力Ｐｊ６以上であった場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、逆止弁ＲＶ２のシール不良である旨を示す警告ランプ等を点灯させる（Ｓ１１）。
一方、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の圧力ｐ１は、これら逆止弁が正常に動作している場合には、ほぼ逆止弁ＲＶ２に設定された開弁圧力に維持されるはずである。もしも圧力ｐ１がこの逆止弁ＲＶ２の開弁圧力よりも小さくなった場合には、今度は上流側の逆止弁ＲＶ１のシール不良等で外気圧に近づいている可能性がある。そこで、圧力ｐ１が逆止弁ＲＶ２に設定された開弁圧力よりも小さい所定の圧力Ｐｊ７以下である場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、上流側の逆止弁ＲＶ１のシール不良と判断し、逆止弁ＲＶ１に動作不具合が発生していることを示す警告をし、必要に応じて燃料電池システム２００の停止シーケンスを実行する（Ｓ１３）。
以上、本実施形態によれば、下流側に設けられた逆止弁ＲＶ２の方が上流側に設けられた逆止弁ＲＶ１よりも低い圧力で開弁するので、逆止弁間に燃料ガスが滞留することを抑制し、燃料ガスを有効利用できる。
また本実施形態によれば、燃料充填路１６の内圧が上昇した場合に遮断弁Ｌ２（Ｌ３）を開弁させるので、燃料充填路１６に滞留している燃料ガスは第１の燃料供給路１８と第２の燃料供給路１９経由で燃料消費装置である燃料電池スタック１００に供給され、有効に消費させることができる。
さらに本実施形態によれば、第１の燃料供給路１８、第２の燃料供給路１９の圧力変化や遮断弁Ｌ２の開弁時間に基づいて、遮断弁Ｌ２の閉弁が制御されるので、弁不良の発生の有無に拘わらず、取りあえず一時的な燃料充填路１６と第１の燃料供給路１８との連通状態を解除することができる。
さらにまた本実施形態によれば、逆止弁ＲＶ２と燃料タンク１０の入口の遮断弁Ｌ１との間の内圧を監視するように構成されている。もしも遮断弁Ｌ１（Ｌ２）に不良が生じていると、燃料タンク１０中の燃料ガスが漏れ出て逆流し燃料充填路１６の内圧を変化させる。本発明によれば、この内圧の値を監視するよう構成されているので、正しく遮断弁Ｌ１の不良を検出可能である。
またさらに、本実施形態によれば、遮断弁Ｌ２の開閉により燃料充填路１６の減圧が終了した場合に、連続する逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の内圧が監視される。逆止弁ＲＶ２は滞留する燃料ガスが排出されれば開弁圧力を下回り遮断されるが、もしも逆止弁ＲＶ２に不良が生じていれば、滞留する燃料ガス放出後にも逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の内圧が上昇する。この逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間の内圧に基づけば下流側の逆止弁ＲＶ２の不良を検出可能である。
（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
例えば、上記各実施形態では、取り扱う液体燃料として液体水素を例にして説明しているが、気相の燃料を含むものであれば、同様に本発明を適用可能である。例えば、液体燃料は、液化天然ガスであってもよい。
また、燃料電充填路１６に設けた二つの逆止弁ＲＶ１，ＲＶ２について説明したが、もちろん逆止弁は二以上であってもよい。三以上の逆止弁を設けた場合には、各逆止弁の開弁圧力が上流側（充填口ＦＩ側）から下流側（燃料タンク１０側）にかけて順に小さくなるように設定すればよい。なお、二つの逆止弁は、本実施形態のように燃料充填路１６に設けられてもよいし、燃料タンク１０の近傍（例えばタンク口金）に設けられてもよいし、これらのどちらか一方に設けられてもよい。
さらに、燃料タンク１０は一つに限らず、複数であってもよい。
［第２実施形態］
次に、図３及び図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る燃料タンクシステムを適用した燃料電池システム２００について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態は、液体水素を用いたものではなく、水素ガスを外部から燃料タンク１１０〜１３０（第１実施形態の充填タンクに相当する。）に直接充填し、この充填された水素ガスを燃料電池スタック２００に供給するものである。以下では、第１実施形態と同一の部品、装置又は系統については第１実施形態と同一の符号を付して、適宜その詳細な説明を省略する。
図３は、第２実施形態に係る燃料電池システム２００のシステムブロック図である。
燃料電池システム２００は、例えば自動車等の移動体に搭載されるものであり、燃料電池スタック１００、水素ガス供給系１、空気供給系２、冷却系３、電力系４、および制御部５０を備えている。
水素ガス供給系１は、充填口ＦＩを介して外部から供給される燃料ガスを充填する気体燃料タンクとして、複数の燃料タンク１１０〜１３０を備えている。燃料タンク１１０〜１３０はいずれも類似の構造を備えており、第１実施形態の充填タンク１１〜１３と同じ構造で構成されているが、後述するように弁の配置が異なっている。
燃料充填路１６は、燃料充填口ＦＩから燃料タンク１１０〜１３０の入口側までを互いに連通するものであり、燃料ガスの充填時に利用される。燃料タンク１１０〜１３０の出口側は各タンクからの燃料ガスを共通して供給するための第１の燃料供給路１８が互いに連通した構造で敷設され、第１の燃料供給路１８が第２の燃料供給路１９（主配管）に接続されている。
燃料充填口ＦＩは、燃料ガススタンドなどで水素ガス充填機の供給ノズルを接続可能な構造を備える。燃料充填路１６には、燃料タンク１１０〜１３０から外れた位置に、燃料充填口ＦＩから順に逆止弁ＲＶ１、ＲＶ２が設けられている。逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２は本発明に係り、直列接続された二重構造になっている。逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２は、燃料充填口ＦＩから燃料タンク１１０〜１３０への燃料ガスの流れを許容し、この逆流を阻止する。また後述する開弁圧力設定により逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に滞留する燃料ガスの量を極力少なくすることが可能になっている。圧力センサｐ１及びｐ２は、逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２で区画される燃料充填路１６の各区間の圧力を計測するために設けられている。
燃料充填路１６は、各燃料タンク１１０〜１３０用に分岐した後の燃料タンク入口側には、各燃料タンク１１０〜１３０に対応させた逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５、手動弁Ｈ３〜Ｈ５がそれぞれ設けられている。逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５は本発明に係り、所定の開弁圧力に達すると自動的に開弁するように構成されている。各燃料タンク１１０〜１３０の入口には、圧力センサｐ４〜ｐ６、及び温度センサｔ２〜ｔ４が設けられている。
第１の燃料供給路１８は、各燃料タンク１１０〜１３０に対応した枝管部分に、調整弁Ｒ１〜Ｒ３、手動弁Ｈ６〜Ｈ８、遮断弁Ｇ１〜Ｇ３がそれぞれ対応づけられて設けられている。調整弁Ｒ１〜Ｒ３は、燃料ガスを減圧する。遮断弁Ｇ１〜Ｇ３は、例えば電磁弁で構成され、制御部５０により開閉制御される。
ここで、図４を参照して、燃料タンクの具体的な構造及び弁の配置等について燃料タンク１１０を例に説明する。
燃料タンク１１０は、ライナー３０１及びその外側のシェル３０２からなる容器本体３１０と、容器本体２の長手方向の一端部に取り付けられた口金３２０と、を具備している。容器本体３１０は、高圧の燃料ガス、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａの水素ガスを貯蔵可能に構成されている。なお、燃料ガスが圧縮天然ガス（ＣＮＧガス）の場合には、容器本体３１０は例えば２０ＭＰａのＣＮＧガスを貯蔵する。容器本体３１０は、その半球面状をした端壁部の中心に口金３２０をインサート成形されることで形成される。口金３２０の開口部の内周面には、めねじ３２２が形成されており、ここにバルブアッセンブリ３４０がねじ込み接続されている。
バルブアッセンブリ３４０とは、ガス通路のほか、バルブや継手等の配管要素や、各種ガスセンサなどをハウジング３５０に一体的に組み込んだモジュールをいう。バルブアッセンブリ１０は、燃料タンク１１０の内外に亘るように設けられている。ハウジング３５０のネック部の外周面には、めねじ３２２に螺合するおねじが形成されている。ねじ込み接続された状態では、ハウジング３５０と口金３２０との間は、図示省略した複数のシール部材により気密にシールされる。
ハウジング３５０の内部には、燃料充填路１６の一部の流路１６ｃと、第１の燃料供給路１８の一部の流路１８ｃと、リリーフ流路３５１とが形成されている。流路１６ｃは、燃料充填路１６の外部配管１６ｄを介して、容器本体３１０の内部と燃料充填口ＦＩとを連通する。流路１６ｃには、上記の逆止弁ＲＶ３、手動弁Ｈ３及び圧力センサＰ４が設けられている。なお、流路１６ｃに複数の逆止弁ＲＶ３を設けて、燃料タンク１１０に複数の逆止弁を付属させてもよい。流路１８ｃは、第１の燃料供給路１８の外部配管１８ｄを介して、容器本体３１０の内部と第２の燃料供給路１９とを連通する。流路１８ｃには、上記の遮断弁Ｇ１、手動弁Ｈ６及び調整弁Ｒ１が設けられている。リリーフ流路３５１には、燃料タンク１１０の内圧が所定値以上に達した場合に内圧を下げるリリーフ弁３６０が設けられている。なお、遮断弁Ｇ１及び調整弁Ｒ１の配置（上下流）を逆にしてもよい。
再び、図３に戻って説明する。
第２の燃料供給路１９以降の構成は、第１実施形態と同様である。すなわち、第２の燃料供給路１９の上流側から順に、調圧弁Ｒ４，Ｒ５、遮断弁Ｌ３、燃料電池スタック１００内の流路を経て、気液分離器１４及び遮断弁Ｌ４、水素ポンプ１５、並びにパージ遮断弁Ｌ５が設けられている。燃料タンク１１０〜１３０内の燃料ガスは、調圧弁Ｒ１，Ｒ４，Ｒ５で段階的に減圧され、およそ１Ｍｐａの圧力状態で燃料電池スタック１００に供給される。また、第２の燃料供給路１９には、圧力センサｐ１１〜Ｐ１３が設けられている。
空気供給系２は、第１実施形態と同様に、エアクリーナ２１、コンプレッサ２２、加湿器２３、気液分離器２４、希釈器２５、及び消音器２６を備えている。また、冷却系３は、本実施形態では、ラジエタ３１、ファン３２、冷却ポンプ３３、及びロータリーバルブＣ２を備えている。なお、第１実施形態と同様に、冷却系２は、冷却装置３４、冷却経路３５〜３７及びロータリーバルブＣ１、Ｃ３，Ｃ４を備えてもよい。さらに、電力系４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０、バッテリ４１、トラクションインバータ４２、トラクションモータ４３、補機インバータ４４，高圧補機４５等を備えている。
制御部５０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を汎用コンピュータとしての構成を備えている。制御部５０は、内蔵ＲＯＭ等に格納されているソフトウェアプログラムを順次実行することにより、主として水素ガス供給系１、空気供給系２、冷却系３、電力系４を含む燃料電池システム２００全体を制御することが可能になっている。
本実施形態では、燃料充填路１６に設けられた逆止弁ＲＶ１及びＲＶ２について、燃料タンク１１０〜１３０側に設けられた逆止弁ＲＶ２の開弁圧力Ｐｏ２が、充填口ＦＩ側に設けられた逆止弁ＲＶ１の開弁圧力Ｐｏ１よりも小さく設定されていることに特徴がある（Ｐｏ１  ＞  Ｐｏ２）。このような設定とすることにより、下流側の逆止弁ＲＶ２の方が上流側の逆止弁ＲＶ１よりも低い圧力で開弁する。充填が終了した後に燃料充填路１６の圧力が低下していくと上流側の逆止弁ＲＶ１が先に閉弁し、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に滞留していた燃料ガスが、閉弁していない下流側の逆止弁ＲＶ２経由で下流側の燃料充填路１６に排出される。このため、逆止弁ＲＶ１−ＲＶ２間に燃料ガスが滞留することを抑制できる。
同様に、逆止弁ＲＶ２と逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５についても、逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５の開弁圧力Ｐｏ３〜Ｐｏ５は、次式に示すように、その上流の逆止弁ＲＶ２の開弁圧力Ｐｏ２よりも小さく設定されている。
Ｐｏ２  ＞  Ｐｏ３
Ｐｏ２  ＞  Ｐｏ４
Ｐｏ２  ＞  Ｐｏ５
こうすることにより、充填が終了した後に燃料充填路１６の圧力が低下していくと、逆止弁ＲＶ１、ＲＶ２の順に閉弁した後、逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５が閉弁していく。このため、逆止弁ＲＶ２−ＲＶ３間、逆止弁ＲＶ２−ＲＶ４間、及び逆止弁ＲＶ２−ＲＶ５間に滞留していた燃料ガスが、閉弁していない下流側の逆止弁ＲＶ３〜ＲＶ５経由で下流側の燃料充填路１６に排出される。このため、逆止弁ＲＶ２−ＲＶ３〜５間に燃料ガスが滞留することを抑制できる。
以上、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、燃料充填路１６の複数の逆止弁はその上流側から順に閉弁するので、逆止弁間に燃料ガスが滞留することを抑制し、燃料ガスを有効利用できる。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
以上説明した本発明は、燃料電池システム２００を搭載する車両、船舶、航空機などの移動体のみならず、ビル、家屋などの閉空間に定置された燃料電池システム２００にも適用することが出来る。つまり、燃料ガスの再充填しながら利用していくシステムであれば利用可能な構成だからである。
また、上記実施形態では、燃料タンクシステムを適用したシステムとして燃料電池システム２００を例に説明した。もちろん、燃料タンクシステムは、燃料電池スタック１００とは異なる他の燃料消費装置を具備するものであってもよい。例えば、他の燃料消費装置は、液体水素が気化した水素ガスを消費する水素エンジン（内燃機関）であってもよいし、又は、液化天然ガスが気化した天然ガスを消費する天然ガスエンジンであってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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