(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給経路に充填ホース、充填ノズルが連通され、該充填ノズルを被充填容器に接続してガスを供給するガス供給装置において、
前記ガス供給経路のガスを排出させるための手動脱圧弁と、
該手動脱圧弁を開弁させるための操作が行われたことを検出する検出手段と、
該検出手段により前記手動脱圧弁を開弁させるための操作が行われたことが検出されたとき前記ガス供給経路のガス供給を停止させる制御手段と、
を備えてなることを特徴とするガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス供給装置に係り、特にガス供給経路の圧力を減圧するための弁を有するガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、天然ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等を別のタンクに供給するガス供給装置では、圧縮機により所定圧以上（例えば２５ＭＰａ）に昇圧されたガスをガス供給タンクに一旦貯めておき、そしてガス供給タンクに貯められたガスを自動車の燃料タンク（被充填タンク）に供給され燃料タンク内が所定圧（例えば２０ＭＰａ）に達するまで充填するように構成されている。
【０００３】
また、この種のガス供給装置においては、例えば、メンテナンスあるいは異常発生などでガス供給経路の圧力を減圧する必要ある場合に手動操作でガス供給経路のガスを排出させる手動脱圧弁を設けることが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように手動脱圧弁が設けられたガス供給装置では、自動車の燃料タンクにガスを充填しているときに手動脱圧弁を開弁操作されてしまうと、流量計が充填量を計測しているにも関わらず、燃料タンクへのガス充填が行われないこととなり、このため、燃料タンクへのガス充填量を正確に計測できないという問題があった。
そこで、本発明は上記課題を解決したガス供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
本発明は、ガス供給経路に充填ホース、充填ノズルが連通され、充填ノズルを被充填容器に接続してガスを供給するガス供給装置において、ガス供給経路のガスを排出させるための手動脱圧弁と、手動脱圧弁を開弁させるための操作が行われたことを検出する検出手段と、検出手段により手動脱圧弁を開弁させるための操作が行われたことが検出されたときガス供給経路のガス供給を停止させる制御手段と、を備えており、ガス充填中に手動脱圧弁が開弁操作された場合はガス供給を停止させてガス充填量と計測値とが一致させるようにしてガス充填システムの信頼性を高めることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明になるガス供給装置の第１実施例のシステム構成を示す構成図である。
図１中、ガス供給装置１１は、例えば自動車１２の燃料タンク（被充填容器）１３に都市ガスを所定圧力に圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給するガス供給ステーションなどに設置されている。尚、上記圧縮天然ガスは一例であり、ガス供給装置１１が扱うガスは、これに限らず大気圧から２０ＭＰａ程度の高圧の範囲で圧縮されて使用される他のガスを含む。
【０００７】
ガス供給装置１１は、大略、都市ガスを所定圧力に昇圧する圧力発生ユニット１４と、圧力発生ユニット１４により圧縮されたガスを燃料タンク１３に供給するためのディスペンサユニット１５と、これら圧力発生ユニット１４，ディスペンサユニット１５の各機器を制御する制御装置１６とよりなる。
【０００８】
圧力発生ユニット１４は、都市ガスが中圧（家庭で使用される圧力よりも高い圧力）で給送される中圧管路（図示せず）及び上流管路１７を介して多段式のコンプレッサ１８に供給して圧縮する。このコンプレッサ１８は、例えばガスを圧縮するためのシリンダが複数（３個または４個）設けられ、前段のシリンダで圧縮されたガスを次段のシリンダでさらに高い圧力に加圧するようになっており、中圧管路から供給されたガスを段階的に圧縮する。
【０００９】
さらに、コンプレッサ１８の吐出口には、ガス供給管路１９が接続され、ガス供給管路１９には圧縮されたガスがコンプレッサ１８に逆流することを防止する逆止弁２０が配設されている。又、ガス供給管路１９は、ガス蓄圧器２１に接続されている。尚、ガス蓄圧器２１は、一般に文献等では「蓄ガス器」とも呼ばれている。
【００１０】
本実施例においては、上記燃料タンク３の最高圧力が２０ＭＰａとした場合、ガス蓄圧器１３の最高圧力は２５ＭＰａに設定される。従って、コンプレッサ１８は中圧管路から供給された都市ガス（約０．５〜０．８ＭＰａ）を圧縮してガス蓄圧器２１の圧力を上記設定圧力にする。
【００１１】
上記ガス蓄圧器２１からのガスを吐出するための吐出管路２２には、電磁弁よりなる開閉弁２３が配設されている。吐出管路２２は、ガス供給管路２４に連通しており、ガス蓄圧器２１はガス供給管路２４を介して上記燃料タンク１３に接続される。
【００１２】
又、ガス供給管路２４には、ガス蓄圧器２１から供給される供給ガス圧を検出する１次圧力伝送器２５と、燃料タンク１３に供給されたガス供給量を計測する質量流量計２６と、電磁弁よりなるガス供給開閉弁２７と、燃料タンク１３に供給されるガス圧を所定圧に調整する圧力制御弁２８と、燃料タンク１３に供給された供給ガス圧を計測する２次圧力伝送器２９と、手動脱圧弁３０とが配設されている。
【００１３】
手動脱圧弁３０は、メンテナンス時あるいは他の機器で異常が発生した場合に手動操作により、開弁操作されてガス供給管路２４のガスを低圧管路４７へ排出してガス供給管路２４の圧力を減圧することができる。
【００１４】
また、手動脱圧弁３０には、開閉操作するためのハンドル３０ａが開弁方向に回動操作されたことを検出する検出スイッチ（検出手段）３１が設けられている。この検出スイッチ３１は、ハンドル３０ａが開弁方向に回動すると、オフに切り替り検出信号を制御装置１６へ出力する。
【００１５】
ガス充填経路５１は、ホース脱圧用三方弁３３と、充填ホース３５と、充填ノズル４９とから構成されている。充填ノズル４９は、手動三方弁３６と、接続カプラ３７とを有する。
【００１６】
ホース脱圧用三方弁３３は、充填管路３１の端部が連通されるａポートと、充填ホース３５の端部が連通されるｂポートと、低圧管路４７の端部が連通されるｃポートとを有する。また、ホース脱圧用三方弁３３は、制振装置１６からの制御信号により切替動作するように構成されており、ａ，ｂポートを連通する充填モード、またはａ，ｃポートを連通する脱圧モードの何れか一方に切り替わるように動作する。尚、低圧管路４７は、ガス回収容器あるいは大気に連通されており、充填完了後にホース脱圧用三方弁３３が脱圧側へ切り替ると、充填ホース３５に残留するガスを低圧側へ回収して充填ホース３５内の圧力を減圧する。
【００１７】
充填ノズル４９に設けられた手動三方弁３６は、充填ホース３５の端部が連通されるａポートと、接続カプラ３７が連通されるｂポートと、大気放出管路４２の一端が連通されるｃポートとを有する。また、手動三方弁３６は、充填開始時に作業者が手動操作用のハンドルを回動操作すると、切り替わるように構成されており、ａ，ｂポートを連通する充填モード、またはａ，ｃポートを連通する脱圧モードの何れか一方に切り替わるように動作する。尚、大気放出管路４２は、他端が大気に連通されており、充填完了後に手動三方弁３６が脱圧操作されると、充填ノズル４９に残留するガスを低圧側へ回収して充填ノズル４９内の圧力を減圧する。
【００１８】
また、充填ノズル４９の接続カプラ３７は、自動車１２の燃料タンク１３に連通された充填管路３９の車両側接続カプラ３８に結合される。この接続カプラ３７，３８は、内部に弁（図示せず）が内蔵されており、結合により各弁が開弁されて連通状態に保持され、結合が解除されることにより各弁が閉止してガスの流出を防止する。
【００１９】
また、自動車１２の充填管路３９には、手動式の開閉弁４０及び逆止弁４１が設けられている。手動式の開閉弁４０は、ガス充填操作を行う際に開弁される。逆止弁４１は、燃料タンク１３に充填されたガスが逆流することを防止しており、充填されるガス圧力が燃料タンク１３の圧力以上になったとき、ガス充填が行えるように開弁する。
【００２０】
上記制御装置１６は、上記各機器と接続されるとともに、カードリーダ５３、表示器５４、充填スタートスイッチ５５、充填停止スイッチ５６、緊急停止スイッチ５７が接続されている。又、制御装置１６のメモリ６０には、後述するように手動脱圧弁３０を開弁させるための操作が行われたことが検出されたときガス供給経路のガス供給を停止させる弁制御プログラム（制御手段）が格納されている。
【００２１】
ここで、ディスペンサユニット１５の外観形状の一例について説明する。
図２はディスペンサユニット１５の正面図である。
図２に示されるように、ディスペンサユニット１５は、縦型の筐体６２の右側面６２ａには、充填ホース３５及び充填ノズル４９が設けられている。さらに、筐体６２の右側面６２ａには、充填ノズル４９を掛止するためのノズル掛け６４が取り付けられている。
【００２２】
さらに、筐体６２の正面６２ｂは、充填量を表示する表示器５４、充填スタートスイッチ５５、充填停止スイッチ５６、緊急停止スイッチ５７が配置されている。そして、筐体６２の正面６２ｂには、手動脱圧弁３０を収納するための収納部５８が設けられている。この収納部５８は、通常、扉５９により密閉されているが、外部から開くことができるように開閉可能に設けられている。
【００２３】
図３は制御装置１６が実行する第１実施例の充填処理を説明するためのフローチャートである。
図３に示されるように、制御装置１６は、ステップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）で、充填スタートスイッチ５５がオンに操作されたかどうかをチェックする。操作者は、充填ノズル４９の第１の接続カプラ２８を車両側接続カプラ３８に接続した後、充填スタートスイッチ５５をオンに操作する。そして、Ｓ１１において、充填スタートスイッチ５５がオンに操作されると、Ｓ１２に進み、表示器５４に表示されている前回充填された充填量をゼロにリセットする。
【００２４】
次のＳ１３では、手動脱圧弁３０が閉弁されていることを確認する。すなわち、検出スイッチ３１がオンであることを確認されると、手動脱圧弁３０のハンドル３０ａが開弁方向に回動操作されていないと判断する。
【００２５】
従って、Ｓ１３において、検出スイッチ３１がオンであるときはＳ１４に進み、遮断弁２７を開弁して燃料タンク１３へのガス充填を開始する。続いて、Ｓ１５では、質量流量計２６により計測されたガスの供給量を積算し、その積算値を表示器５４に表示させる。
【００２６】
次のＳ１６では、再度、手動脱圧弁３０が閉弁されていることを確認する。Ｓ１６において、検出スイッチ３１がオンであるときは、手動脱圧弁３０のハンドル３０ａが開弁方向に回動操作されていないと判断し、Ｓ１７へ進む。そして、Ｓ１７では、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値を読み込む。尚、ガスの充填量は、計測された流量と圧力との関係から算出される。
【００２７】
Ｓ１８では、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値が予め設定された目標圧力に達したかどうかをチェックする。Ｓ１８において、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値Ｐ２が目標圧力に達していないときは、上記Ｓ１５に戻り、Ｓ１５以降の処理を実行する。
【００２８】
また、Ｓ１８において、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値Ｐ２が目標圧力に達したとき、燃料タンク１３へのガス充填が完了したものと判断して、Ｓ１９に進み、遮断弁２７を閉弁してガス充填を終了する。
【００２９】
また、上記Ｓ１３において、検出スイッチ３１がオフであるときは、手動脱圧弁３０のハンドル３０ａが開弁方向に回動操作されていると判断し、Ｓ２０へ進み、「手動脱圧弁開」のエラー表示を行って今回の充填制御処理を終了する。
【００３０】
また、上記Ｓ１６において、検出スイッチ３１がオフであるときは、手動脱圧弁３０のハンドル３０ａが開弁方向に回動操作されていると判断し、Ｓ２１へ進み、Ｓ２１へ進み、遮断弁２７を閉弁してガス充填を終了させる。この後、Ｓ２０へ進み、「手動脱圧弁開」のエラー表示を行って今回の充填制御処理を終了する。
【００３１】
尚、上記Ｓ２０で充填制御処理を終了した場合、今回の充填操作で充填された充填量は、充填圧力が目標圧力に達していないが、今回の料金を精算してから次回の充填操作に移行する。
【００３２】
このように、ガス充填中に手動脱圧弁３０が開弁操作されたことが検出されると、その時点で遮断弁２７を閉弁してガス充填を終了させるため、充填中に質量流量計２６で計測されたガスが低圧管路４７へ排出されることを防止できる。従って、質量流量計２６により計測されたガス充填量がそのまま燃料タンク１３に充填されるため、表示器５４に表示された流量と燃料タンク１３に充填された流量が一致し、手動脱圧弁３０の開弁操作による充填不足分の料金が顧客に請求されることがない。そのため、燃料タンク１３に充填されるはずのガスが手動脱圧操作により、充填されなくなることを防止してガス充填システムの信頼性を高めることができる。
【００３３】
図４は第２実施例のディスペンサユニット１５の正面図である。
図４に示されるように、ディスペンサユニット１５の筐体６２は、手動脱圧弁３０を収納するための収納部５８が設けられている。この収納部５８は、通常、扉５９により密閉されているが、外部から操作できないように扉５９をロックするロック機構７０が設けられている。このロック機構７０は、専用キー（図示せず）によりロック解除することができる。また、施錠する際も専用キーを鍵穴に差し込んで回すことにより、扉５９を閉蓋状態にロックすることができる。
【００３４】
ロック機構７０を解除するためのキーは、ガスステーションの係員のみが所持しており、係員以外の者が扉５９を開けられないようになっている。尚、ロック機構７０は、扉５９を筐体６２に係止させるためのロックレバー７０ａが回動可能に取り付けられており、破線で示す位置がロック状態（施錠状態）であり、実線で位置がロック解除状態（開錠状態）である。
【００３５】
また、収納部５８の内部には、扉５９が開いたことを検出するための検出スイッチ（検出手段）７２が設けられている。この検出スイッチ７２は、扉５９が開くと、オンに切り替って検出信号を制御装置１６へ出力する。従って、検出スイッチ７２は、収納部５８に収納された手動脱圧弁３０を操作するために扉５９が開かれたことを検出すると、その検出信号を出力する。
【００３６】
図５は制御装置１６が実行する第２実施例の充填処理を説明するためのフローチャートである。
図５に示されるように、制御装置１６は、Ｓ３１で、充填スタートスイッチ５５がオンに操作されたかどうかをチェックする。操作者は、充填ノズル４９の第１の接続カプラ２８を車両側接続カプラ３８に接続した後、充填スタートスイッチ５５をオンに操作する。そして、Ｓ３１において、充填スタートスイッチ５５がオンに操作されると、Ｓ３２に進み、表示器５４に表示されている前回充填された充填量をゼロにリセットする。
【００３７】
次のＳ３３では、手動脱圧弁３０が閉弁されていることを確認する。すなわち、検出スイッチ７２がオフであることを確認されると、手動脱圧弁３０が収納された収納部５８の扉５９が閉蓋位置にあるものと判断する。
【００３８】
従って、Ｓ３３において、検出スイッチ７２がオフであるときはＳ３４に進み、遮断弁２７を開弁して燃料タンク１３へのガス充填を開始する。続いて、Ｓ３５では、質量流量計２６により計測されたガスの供給量を積算し、その積算値を表示器５４に表示させる。
【００３９】
次のＳ３６では、再度、収納部５８の扉５９が閉蓋位置にあることを確認する。Ｓ３６において、検出スイッチ７２がオフであるときは、収納部５８の扉５９が閉蓋位置にあると判断し、Ｓ３７へ進む。そして、Ｓ３７では、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値を読み込む。
【００４０】
Ｓ３８では、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値が予め設定された目標圧力に達したかどうかをチェックする。Ｓ３８において、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値Ｐ２が目標圧力に達していないときは、上記Ｓ３５に戻り、Ｓ３５以降の処理を実行する。
【００４１】
また、Ｓ３８において、２次圧力伝送器２９により検出された圧力値Ｐ２が目標圧力に達したとき、燃料タンク１３へのガス充填が完了したものと判断して、Ｓ３９に進み、遮断弁２７を閉弁してガス充填を終了する。
【００４２】
また、上記Ｓ３３において、検出スイッチ７２がオンであるときは、収納部５８の扉５９が閉蓋位置にあると判断し、Ｓ４０へ進み、「手動脱圧弁開」のエラー表示を行って今回の充填制御処理を終了する。
【００４３】
また、上記Ｓ３６において、検出スイッチ７２がオンであるときは、収納部５８の扉５９が開蓋位置にあると判断し、Ｓ４１へ進み、遮断弁２７を閉弁してガス充填を終了させる。この後、Ｓ２０へ進み、「扉開」のエラー表示を行って今回の充填制御処理を終了する。
【００４４】
尚、上記Ｓ４０で充填制御処理を終了した場合、今回の充填操作で充填された充填量は、充填圧力が目標圧力に達していないが、今回の料金を精算してから次回の充填操作に移行する。
【００４５】
このように、ガス充填中に収納部５８の扉５９が開かれたことが検出されると、その時点で遮断弁２７を閉弁してガス充填を終了させるため、充填中に質量流量計２６で計測されたガスが低圧管路４７へ排出されることを防止できる。従って、質量流量計２６により計測されたガス充填量がそのまま燃料タンク１３に充填されるため、表示器５４に表示された流量と燃料タンク１３に充填された流量が一致し、手動脱圧弁３０の開弁操作による充填不足分の料金が顧客に請求されることがない。そのため、燃料タンク１３に充填されるはずのガスが手動脱圧操作により、充填されなくなることを防止してガス充填システムの信頼性を高めることができる。
尚、上記実施例では、都市ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等のガスを供給するのにも適用できるのは勿論である。
【００４６】
又、上記実施例では、自動車１２の燃料タンク１３に圧縮されたガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する装置にも適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の場所に給送するための管路途中に設置する構成の装置にも適用できるのは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、ガス供給経路のガスを排出させてガス供給経路の圧力を減圧するための手動脱圧弁を収納する収納部と、収納部に収納された手動脱圧弁を開弁させるための操作が行われたことを検出する検出手段と、検出手段により手動脱圧弁を開弁させるための操作が行われたことが検出されたときガス供給経路のガス供給を停止させる制御手段と、を備えたため、ガス充填中に手動脱圧弁が開弁操作された場合はガス供給を停止させてガス充填量と流量計の計測値とを一致させることができ、そのため被充填容器に充填されるはずのガスが手動脱圧操作により、充填されなくなることを防止してガス充填システムの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるガス供給装置の第１実施例のシステム構成を示す構成図である。
【図２】ディスペンサユニット１５の正面図である。
【図３】制御装置１６が実行する第１実施例の充填処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２実施例のディスペンサユニット１５の正面図である。
【図５】制御装置１６が実行する第２実施例の充填処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１１  ガス供給装置
１２  自動車
１３  燃料タンク
１４  圧力発生ユニット
１５  ディスペンサユニット
１６  制御装置
１８  コンプレッサ
１９，２４  ガス供給管路
２１  ガス蓄圧器
２２  吐出管路
２３  開閉弁
２５  １次圧力伝送器
２６  質量流量計
２７  ガス供給開閉弁
２８  圧力制御弁
２９  ２次圧力伝送器
３０  手動脱圧弁
３１，７２  検出スイッチ
３５  充填ホース
３６  手動三方弁
３７  接続カプラ
３８  車両側接続カプラ
４９  充填ノズル
５５  充填スタートスイッチ
５６  充填停止スイッチ
６２  筐体
７０  ロック機構
【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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