(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を昇圧する昇圧部と、
Ｎ個の蓄圧器を有し、前記昇圧部で昇圧された水素を貯蔵する蓄圧部と、を備えた水素ステーションの運転方法であって、
Ｎ個の前記蓄圧器のうち前記昇圧部により水素が蓄圧される蓄圧器を圧力回復蓄圧器とし、Ｎ個の前記蓄圧器のうち前記圧力回復蓄圧器以外の蓄圧器それぞれを第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器とするとき、
前記第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器それぞれの水素をこの順で充填対象へ充填すると共に、前記圧力回復蓄圧器へ前記昇圧部により水素を蓄圧する充填蓄圧工程を含み、
前記充填蓄圧工程においては、
前回の前記充填蓄圧工程時に第ｉ段蓄圧器とされた前記蓄圧器を第（ｉ−１）段蓄圧器とし、
前回の前記充填蓄圧工程時に前記第１段蓄圧器とされた前記蓄圧器を前記圧力回復蓄圧器とし、
前回の前記充填蓄圧工程時に前記圧力回復蓄圧器とされた前記蓄圧器を前記第（Ｎ−１）段蓄圧器とし、
前記充填蓄圧工程では、前記第１段蓄圧器の水素の充填開始から前記第（Ｎ−１）段蓄圧器の水素の充填終了までの間に、前記圧力回復蓄圧器へ前記昇圧部により水素を蓄圧する、水素ステーションの運転方法。
（但し、Ｎは３以上の整数であり、ｉは２から（Ｎ−１）までの整数である。）
【請求項２】
前記蓄圧部は、３つの前記蓄圧器を有し、
前記充填蓄圧工程では、
前回の充填蓄圧工程時における第２段蓄圧器を前記第１段蓄圧器として該第１段蓄圧器の水素を充填対象へ充填した後、前回の充填蓄圧工程時における前記圧力回復蓄圧器を前記第２段蓄圧器として該第２段蓄圧器の水素を充填対象へ充填すると共に、
前回の充填蓄圧工程時における前記第１段蓄圧器を前記圧力回復蓄圧器として該圧力回復蓄圧器へ前記昇圧部により水素を蓄圧する、請求項１に記載の水素ステーションの運転方法。
【請求項３】
前記蓄圧部は、４つの蓄圧器を有し、
前記充填蓄圧工程では、
前回の充填蓄圧工程時における第２段蓄圧器を前記第１段蓄圧器として該第１段蓄圧器の水素を充填対象へ充填し、前回の充填蓄圧工程時における第３段蓄圧器を前記第２段蓄圧器として該第２段蓄圧器の水素を充填対象へ充填した後、前回の充填蓄圧工程時における前記圧力回復蓄圧器を前記第３段蓄圧器として該第３段蓄圧器の水素を充填対象へ充填すると共に、
前回の充填蓄圧工程時における前記第１段蓄圧器を前記圧力回復蓄圧器として該圧力回復蓄圧器へ前記昇圧部により水素を蓄圧する、請求項１に記載の水素ステーションの運転方法。
【請求項４】
水素を昇圧する昇圧部と、
Ｎ個の蓄圧器を有し、前記昇圧部で昇圧された水素を貯蔵する蓄圧部と、を備えた水素ステーションであって、
前記蓄圧部からの充填対象への水素の充填を制御すると共に、前記昇圧部による前記蓄圧部への水素の蓄圧を制御する制御部を有し、
Ｎ個の前記蓄圧器のうち前記昇圧部により水素が蓄圧される蓄圧器を圧力回復蓄圧器とし、Ｎ個の前記蓄圧器のうち前記圧力回復蓄圧器以外の蓄圧器それぞれを第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器とするとき、
前記制御部は、前記第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器それぞれの水素をこの順で充填対象へ充填させると共に、前記圧力回復蓄圧器へ前記昇圧部により水素を蓄圧させる充填蓄圧制御を実行し、
前記充填蓄圧制御においては、
前回の前記充填蓄圧制御時に第ｉ段蓄圧器とされた前記蓄圧器を第（ｉ−１）段蓄圧器とさせ、
前回の前記充填蓄圧制御時に前記第１段蓄圧器とされた前記蓄圧器を前記圧力回復蓄圧器とさせ、
前回の前記充填蓄圧制御時に前記圧力回復蓄圧器とされた前記蓄圧器を前記第（Ｎ−１）段蓄圧器とさせ、
前記充填蓄圧制御では、前記第１段蓄圧器の水素の充填開始から前記第（Ｎ−１）段蓄圧器の水素の充填終了までの間に、前記圧力回復蓄圧器へ前記昇圧部により水素を蓄圧する、水素ステーション。
（但し、Ｎは３以上の整数であり、ｉは２から（Ｎ−１）までの整数である。）
【請求項５】
前記蓄圧器毎に前記昇圧部により水素の蓄圧を行った回数をカウントし、当該回数を積算することにより、累計サイクル数を管理するカウンター部を備える、請求項４に記載の水素ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ステーションの運転方法及び水素ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水素ステーションとしては、例えば特許文献１に記載されているように、水素を高圧で蓄圧し貯蔵する蓄圧部と、外部から供給される水素を昇圧して蓄圧部に充填する昇圧部と、蓄圧部の水素を車両に充填するための充填部と、を備えたものが知られている。この特許文献１に記載された水素ステーションでは、安全性や作業性を向上させるべく、各種機器をキャビネット内に適宜配置することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常、上述したような水素ステーションの蓄圧部においては、その耐久性から、実施可能な蓄圧サイクルの総数に上限が設定されている。この点、近年の水素ステーションでは、１サイクルの蓄圧サイクルの蓄圧で蓄圧部が充填可能な車両台数（充填対象数）を増やし、蓄圧部を長寿命化することが求められている。なお、蓄圧サイクルとは、蓄圧部に含まれる複数の蓄圧器それぞれを１回蓄圧した場合を１サイクルとした蓄圧のサイクル数である（以下、同じ）。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、蓄圧部を長寿命化することができる水素ステーションの運転方法及び水素ステーションを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る水素ステーションの運転方法は、水素を昇圧する昇圧部と、Ｎ個の蓄圧器を有し、昇圧部で昇圧された水素を貯蔵する蓄圧部と、を備えた水素ステーションの運転方法であって、Ｎ個の蓄圧器のうち昇圧部により水素が蓄圧される蓄圧器を圧力回復蓄圧器とし、Ｎ個の蓄圧器のうち圧力回復蓄圧器以外の蓄圧器それぞれを第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器とするとき、第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器それぞれの水素をこの順で充填対象へ充填すると共に、圧力回復蓄圧器へ昇圧部により水素を蓄圧する充填蓄圧工程を含み、充填蓄圧工程においては、前回の充填蓄圧工程時に第ｉ段蓄圧器とされた蓄圧器を第（ｉ−１）段蓄圧器とし、前回の充填蓄圧工程時に第１段蓄圧器とされた蓄圧器を圧力回復蓄圧器とし、前回の充填蓄圧工程時に圧力回復蓄圧器とされた蓄圧器を第（Ｎ−１）段蓄圧器とする。但し、Ｎは３以上の整数であり、ｉは２から（Ｎ−１）までの整数である。
【０００７】
本発明に係る水素ステーションは、水素を昇圧する昇圧部と、Ｎ個の蓄圧器を有し、昇圧部で昇圧された水素を貯蔵する蓄圧部と、を備えた水素ステーションであって、蓄圧部からの充填対象への水素の充填を制御すると共に、昇圧部による蓄圧部への水素の蓄圧を制御する制御部を有し、Ｎ個の蓄圧器のうち昇圧部により水素が蓄圧される蓄圧器を圧力回復蓄圧器とし、Ｎ個の蓄圧器のうち圧力回復蓄圧器以外の蓄圧器それぞれを第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器とするとき、制御部は、第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器それぞれの水素をこの順で充填対象へ充填させると共に、圧力回復蓄圧器へ昇圧部により水素を蓄圧させる充填蓄圧制御を実行し、充填蓄圧制御においては、前回の充填蓄圧制御時に第ｉ段蓄圧器とされた蓄圧器を第（ｉ−１）段蓄圧器とさせ、前回の充填蓄圧制御時に第１段蓄圧器とされた蓄圧器を圧力回復蓄圧器とさせ、前回の充填蓄圧制御時に圧力回復蓄圧器とされた蓄圧器を第（Ｎ−１）段蓄圧器とさせる。但し、Ｎは３以上の整数であり、ｉは２から（Ｎ−１）までの整数である。
【０００８】
このような水素ステーションの運転方法及び水素ステーションでは、例えば一の充填対象への水素充填の都度に複数の蓄圧器全てに水素を蓄圧することなく、Ｎ台の充填対象に対し水素充填を実施することができる。よって、１サイクルの蓄圧サイクルで充填可能な充填対象数をＮ台に増やすことができる。その結果、蓄圧部を長寿命化することが可能となる。
【０００９】
本発明に係る水素ステーションの運転方法において、蓄圧部は、３つの蓄圧器を有し、充填蓄圧工程では、前回の充填蓄圧工程時における第２段蓄圧器を第１段蓄圧器として該第１段蓄圧器の水素を充填対象へ充填した後、前回の充填蓄圧工程時における圧力回復蓄圧器を第２段蓄圧器として該第２段蓄圧器の水素を充填対象へ充填すると共に、前回の充填蓄圧工程時における第１段蓄圧器を圧力回復蓄圧器として該圧力回復蓄圧器へ昇圧部により水素を蓄圧してもよい。この場合、いわゆる３バンクシステムの蓄圧部を備えた水素ステーションにおいて、当該蓄圧部を３倍に長寿命化することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る水素ステーションの運転方法において、蓄圧部は、４つの蓄圧器を有し、充填蓄圧工程では、前回の充填蓄圧工程時における第２段蓄圧器を第１段蓄圧器として該第１段蓄圧器の水素を充填対象へ充填し、前回の充填蓄圧工程時における第３段蓄圧器を第２段蓄圧器として該第２段蓄圧器の水素を充填対象へ充填した後、前回の充填蓄圧工程時における圧力回復蓄圧器を第３段蓄圧器として該第３段蓄圧器の水素を充填対象へ充填すると共に、前回の充填蓄圧工程時における第１段蓄圧器を圧力回復蓄圧器として該圧力回復蓄圧器へ昇圧部により水素を蓄圧してもよい。この場合、いわゆる４バンクシステムの蓄圧部を備えた水素ステーションにおいて、当該蓄圧部を４倍に長寿命化することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る水素ステーションは、蓄圧器毎に前記昇圧部により水素の蓄圧を行った回数をカウントし、当該回数を積算することにより、累計サイクル数を管理するカウンター部を備えていてもよい。この場合、累計サイクル数（つまり、蓄圧器毎に蓄圧を行った回数の積算数）を好適に把握し管理することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蓄圧部を長寿命化することが可能な水素ステーションの運転方法及び水素ステーションを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る水素ステーションを示すシステム構成図である。
【図２】図１の水素ステーションの要部を示すシステム構成図である。
【図３】図１の水素ステーションの制御部における処理を説明するフローチャートである。
【図４】図１の水素ステーションの蓄圧サイクルを説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る水素ステーション１００を示すシステム構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る水素ステーション１００は、充填対象に水素を供給するための設備である。ここでの水素ステーション１００では、水素ステーションとは別の施設で水素を精製してトレーラ（移動体）Ｔで運び込む所謂オフサイト型が採用されている。充填対象としては、例えば燃料電池自動車（Fuel Cell Vehicle）等の水素燃料自動車、燃料電池フォークリフト及び燃料電池バイク等が挙げられる。
【００１６】
水素ステーション１００は、外部より水素を受容する水素受容部１と、前段側で水素を昇圧する第１の昇圧部２と、前段側で水素を貯蔵する第１の蓄圧部３と、後段側で水素を昇圧する第２の昇圧部（昇圧部）４と、後段側で水素を貯蔵する第２の蓄圧部（蓄圧部）６と、水素を充填対象に充填するためのディスペンサ７と、を備えている。なお、本実施形態では、充填対象としてＦＣＶ３０を例示する。
【００１７】
水素受容部１は、トレーラＴに積載された複数又は単一の水素輸送容器バンク１１と接続され、当該水素輸送容器バンク１１に貯蔵されている水素を受容する。なお、水素受容部１は、トレーラＴの水素輸送容器バンク１１に限られず、水素ガードル容器、水素製造装置、外部水素供給のパイプライン等から水素を受容してもよい。水素受容部１は、ラインＬ２１を介して第１の蓄圧部３に接続されていると共に、ラインＬ２２を介して第１の昇圧部２に接続されている。
【００１８】
第１の昇圧部２は、水素を圧縮する圧縮機によって構成されている。ここでの第１の昇圧部２は、第２の昇圧部４よりも圧縮圧力が低い低圧圧縮機によって構成されている。第１の昇圧部２を構成する圧縮機は、例えば水素を２０〜４５ＭＰａに圧縮することができ、１００〜３００Ｎｍ３／ｈｒで水素を圧送することができる。第１の昇圧部２は、ラインＬ２を介して第１の蓄圧部３に接続されている。
【００１９】
第１の蓄圧部３は、水素を貯蔵する蓄圧器８によって構成されている。蓄圧器８の最大充填圧力は２０〜４５ＭＰａに設定されている。蓄圧器８は、複数又は単一の容器によって構成されている。なお、図１では、第１の蓄圧部３は、一つの蓄圧器８を備えているが、複数の蓄圧器８を備えていてもよい。蓄圧器８はラインＬ３を介して第２の昇圧部４に接続されている。
【００２０】
なお、図示するように、第１の昇圧部２とラインＬ３とを接続するラインＬ４がさらに設けられていてもよい。この場合、例えば蓄圧器８が満杯のとき（最大充填圧力に達したとき）、第１の昇圧部２で昇圧された水素を、ラインＬ４及びラインＬ３を介して直接的に第２の昇圧部４へ供給できる。あるいは、第１の昇圧部２で昇圧された水素を、蓄圧器８へラインＬ２を介して供給すると同時に、ラインＬ４及びラインＬ３を介して第２の昇圧部４へ供給できる。
【００２１】
第２の昇圧部４は、水素を圧縮する圧縮機によって構成されている。ここでの第２の昇圧部４は、第１の昇圧部２よりも圧縮圧力が高い高圧圧縮機によって構成されている。第２の昇圧部４を構成する圧縮機は、例えば水素を７０〜９５ＭＰａに圧縮することができ、１００〜１２００Ｎｍ３／ｈｒの水素を圧送することができる。
【００２２】
第２の蓄圧部６は、水素を貯蔵する複数の蓄圧器９によって構成されている。蓄圧器９の最大充填圧力は７０〜９５ＭＰａに設定されている。蓄圧器９は、複数又は単一の容器によってそれぞれ構成されている。なお、図１では、第２の蓄圧部６は、いわゆる４バンクシステムの蓄圧部であって、４つの第１〜第４蓄圧器９Ａ〜９Ｄを備えている。
【００２３】
ここで、第１〜第４蓄圧器９Ａ〜９Ｄのうち、第２の昇圧部４により水素が蓄圧される蓄圧器９は、「圧力回復バンク（圧力回復蓄圧器）」として設定される。第１〜第４蓄圧器９Ａ〜９Ｄのうち、圧力回復バンク以外であって低い圧力で水素充填を行うための蓄圧器９は、「低圧バンク（第１段蓄圧器）」として設定される。第１〜第４蓄圧器９Ａ〜９Ｄのうち、圧力回復バンク以外であって低圧バンクよりも高い圧力で水素充填を行うための蓄圧器９は、「中圧バンク（第２段蓄圧器）」として設定される。第１〜第４蓄圧器９Ａ〜９Ｄのうち、圧力回復バンク以外であって中圧バンクよりも高い圧力で水素充填を行うための蓄圧器９は、「高圧バンク（第３段蓄圧器）」として設定される。
【００２４】
第２の昇圧部４には、各蓄圧器９へ水素を分配するためのラインＬ５が接続されている。ラインＬ５はラインＬ６〜Ｌ９へ分岐しており、これらラインＬ６〜Ｌ９は、蓄圧器９Ａ〜９Ｄの入口側にそれぞれ接続されている。また、蓄圧器９Ａ〜９Ｄの出口側からはラインＬ１０〜Ｌ１３がそれぞれ引き出されており、これらラインＬ１０〜Ｌ１３はラインＬ１４に接続されている。ラインＬ１４は、ディスペンサ７Ａに接続されている。上記の各ラインは、水素流路であって、例えば配管等で形成される。
【００２５】
以上のような構成により、水素ステーション１００の前段側においては、トレーラＴの水素輸送容器バンク１１から水素受容部１で受容された水素が、差圧によって第１の蓄圧部３の蓄圧器８へ移送されて貯蔵される、又は、第１の昇圧部２で昇圧されて第１の蓄圧部３の蓄圧器８に貯蔵される。第１の蓄圧部３に貯蔵された水素は、ラインＬ３を介して水素ステーション１００の後段側の第２の昇圧部４へ供給される。
【００２６】
水素ステーション１００の後段側においては、前段側から供給された水素が第２の蓄圧部６における蓄圧器９Ａ〜９Ｄの何れかに貯蔵され蓄圧される（詳しくは後述）。水素ステーション１００において、到来したＦＣＶ３０に水素を充填する場合、蓄圧器９Ａ〜９Ｄの各水素が所定の順序でディスペンサ７を介してＦＣＶ３０に充填される（詳しくは後述）。
【００２７】
次に、本実施形態の水素ステーション１００の要部について、図２を参照しつつ具体的に説明する。
【００２８】
図２は、図１の水素ステーション１００の要部を示すシステム構成図である。図２に示すように、水素ステーション１００において、ラインＬ６〜Ｌ９のそれぞれには、自動遮断弁２１が設けられている。各自動遮断弁２１は、第２の昇圧部４から蓄圧器９Ａ〜９Ｄへの水素流入のそれぞれを許容又は遮断する。ラインＬ１０〜Ｌ１４のそれぞれには、自動遮断弁２２が設けられている。各自動遮断弁２２は、ディスペンサ７に対する蓄圧器９Ａ〜９Ｄからの水素流出のそれぞれを許容又は遮断する。自動遮断弁２１，２２としては、例えば電磁弁等の種々の弁（バルブ）を採用することができる。
【００２９】
水素ステーション１００は、制御部２０を備えている。制御部２０は、例えばＣＰＵ（CentralProcessing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。制御部２０は、第２の蓄圧部６からＦＣＶ３０への水素充填及び第２の昇圧部４による第２の蓄圧部６への水素蓄圧に係る制御（充填蓄圧制御）を、到来するＦＣＶ３０毎に実行する。具体的には、制御部２０は、自動遮断弁２１，２２の開閉を適宜制御し、低圧バンク、中圧バンク及び高圧バンクの各水素をこの順でＦＣＶ３０へ充填させると共に、第２の昇圧部４を起動させて圧力回復バンクへ水素を蓄圧させる。
【００３０】
また、制御部２０は、上記充填蓄圧制御における圧力回復バンク、低圧バンク、中圧バンク及び高圧バンクの設定を、到来するＦＣＶ３０毎に変更する。具体的には、制御部２０は、前回の中圧バンクを今回の低圧バンクとし、当該低圧バンクの水素をＦＣＶ３０へ充填する。次いで、前回の高圧バンクを今回の中圧バンクとし、当該中圧バンクの水素をＦＣＶ３０する。最後に、前回の圧力回復バンクを今回の高圧バンクとし、当該高圧バンクの水素をＦＣＶ３０へ充填する。これらの水素充填と同時に、前回の低圧バンクを今回の圧力回復バンクとし、当該圧力回復バンクへ第２の昇圧部４により水素を蓄圧させる。
【００３１】
また、図示する例では、制御部２０にカウンター部３１が接続されている。カウンター部３１は、例えば、制御部２０による自動遮断弁２１，２２や第２の昇圧部４の制御状況（ここでの例では、自動遮断弁２１，２２や第２の昇圧部４への制御信号の出力）に基づいて、蓄圧器９毎に第２の昇圧部４で水素蓄圧を行った回数をカウントする。カウンター部３１は、カウントした当該回数を積算することにより、累計サイクル数を管理する。これにより、累計サイクル数（つまり、蓄圧器９毎に蓄圧を行った回数の積算数）を好適に把握し管理できる。
【００３２】
次に、水素ステーション１００における運転方法について説明する。以下の説明では、ＦＣＶ３０へ水素を充填すると共に圧力回復バンクへ水素を蓄圧する充填蓄圧工程を含む運転方法の一例について、その各処理を説明する。
【００３３】
図３は、図１の水素ステーション１００において実施される充填蓄圧工程の一例を示すフローチャートである。水素ステーション１００では、到来したＦＣＶ３０毎に、次の充填蓄圧工程が実施される。すなわち、まず、蓄圧器９に割り当てられた設定が変更（蓄圧器定義がアップデート）される（Ｓ１）。ここでは、前回の圧力回復バンクが高圧バンクへ変更され、前回の高圧バンクが中圧バンクへ変更され、前回の中圧バンクが低圧バンクへ変更され、前回の低圧バンクが圧力回復バンクへ変更される。
【００３４】
上記Ｓ１の後、低圧バンクの水素がＦＣＶ３０へ差圧充填により充填される（Ｓ２）。例えばディスペンサ７の流量調整弁が全開に近くなった時点で、ＦＣＶ３０の充填圧力が予め設定された目標圧に到達したか否かが判定される（Ｓ３）。ＦＣＶ３０の充填圧力が目標圧に到達した場合、後述のＳ７へ移行し、水素充填が終了される。一方、ＦＣＶ３０の充填圧力が目標圧に未だ到達していない場合、中圧バンクの水素がＦＣＶ３０へ差圧充填により充填される（Ｓ４）。
【００３５】
続いて、例えばディスペンサ７の流量調整弁が全開に近くなった時点で、ＦＣＶ３０の充填圧力が予め設定された目標圧に到達したか否かが再び判定される（Ｓ５）。ＦＣＶ３０の充填圧力が目標圧に到達した場合、後述のＳ７へ移行し、水素充填が終了される。一方、ＦＣＶ３０の充填圧力が目標圧に未だ到達していない場合、高圧バンクの水素が、差圧充填によりＦＣＶ３０へ充填される（Ｓ６）。そして、充填圧力が目標圧となるまでＦＣＶ３０に水素が充填され、水素充填が終了される（Ｓ７）。なお、上記Ｓ６の際には、第２の昇圧部４を利用して、高圧バンクの水素が直充填（押し込み充填モード）でＦＣＶ３０に充填されてもよい。この場合、水素ステーション１００の水素供給能力を最大限に発揮できる。
【００３６】
他方、上記Ｓ１の後、上記Ｓ２〜Ｓ７までの一連の処理と同時に、第２の昇圧部４が起動され、圧力回復バンクに水素が蓄圧される（Ｓ８）。そして、最大充填圧力まで圧力回復バンクに水素が蓄圧され、水素蓄圧が終了される（Ｓ９）。
【００３７】
次に、水素ステーション１００における蓄圧サイクルについて、図４を参照しつつ説明する。
【００３８】
図４は、図１の水素ステーション１００における蓄圧サイクルを説明するグラフである。図中のグラフは、ＦＣＶ３０の充填圧力及び第２の蓄圧部６（蓄圧器９Ａ〜９Ｄ）の充填圧力の遷移を示すものであり、横軸は時間を表し、縦軸はＦＣＶ３０の充填圧力及び第２の蓄圧部６の充填圧力を表す。図示する例では、水素ステーション１００において４台のＦＣＶ３０が順次に水素充填される一例を示している。ここでは、初期状態（時間ｔ＝０）において、第１蓄圧器９Ａが高圧バンクに設定され、第２蓄圧器９Ｂが中圧バンクに設定され、第３蓄圧器９Ｃが低圧バンクに設定され、第４蓄圧器９Ｄが圧力回復バンクに設定されている。
【００３９】
図４に示すように、まず１台目のＦＣＶ３０に対し、低圧バンクである蓄圧器９Ｃから水素が充填され、これに応じて、低圧バンクである蓄圧器９Ｃの充填圧力が低下する。続いて、ＦＣＶ３０に中圧バンクである蓄圧器９Ｂから水素が充填され、これに応じて、中圧バンクである蓄圧器９Ｂの充填圧力が低下する。そして、ＦＣＶ３０に高圧バンクである蓄圧器９Ａから水素が目標圧まで充填され、これに応じて、高圧バンクである蓄圧器９Ａの充填圧力が低下する。このようなＦＣＶ３０への水素充填と同時に、圧力回復バンクである蓄圧器９Ｄに水素が最大充填圧力まで蓄圧される。当該圧力回復バンクへの蓄圧により、蓄圧サイクルの１／４が終了する。
【００４０】
次いで、圧力回復バンクの蓄圧器９Ｄが高圧バンクへ、高圧バンクの蓄圧器９Ａが中圧バンクへ、中圧バンクの蓄圧器９Ｂが低圧バンクへ、低圧バンクの蓄圧器９Ｃが圧力回復バンクへそれぞれ変更される。その後、２台目のＦＣＶ３０に対し、低圧バンクとなった蓄圧器９Ｂから水素が充填され、これに応じて、低圧バンクとなった蓄圧器９Ｂの充填圧力が低下する。続いて、ＦＣＶ３０に中圧バンクとなった蓄圧器９Ａから水素が充填され、これに応じて、中圧バンクとなった蓄圧器９Ａの充填圧力が低下する。そして、ＦＣＶ３０に高圧バンクとなった蓄圧器９Ｄから水素が目標圧まで充填され、これに応じて、高圧バンクとなった蓄圧器９Ｄの充填圧力が低下する。このようなＦＣＶ３０への水素充填と同時に、圧力回復バンクとなった蓄圧器９Ｃに水素が最大充填圧力まで蓄圧される。当該圧力回復バンクへの蓄圧により、蓄圧サイクルの２／４が終了する。
【００４１】
次いで、圧力回復バンクの蓄圧器９Ｃが高圧バンクへ、高圧バンクの蓄圧器９Ｄが中圧バンクへ、中圧バンクの蓄圧器９Ａが低圧バンクへ、低圧バンクの蓄圧器９Ｂが圧力回復バンクへそれぞれ変更される。その後、３台目のＦＣＶ３０に対し、低圧バンクとなった蓄圧器９Ａから水素が充填され、これに応じて、低圧バンクとなった蓄圧器９Ａの充填圧力が低下する。続いて、ＦＣＶ３０に中圧バンクとなった蓄圧器９Ｄから水素が充填され、これに応じて、中圧バンクとなった蓄圧器９Ｄの充填圧力が低下する。そして、ＦＣＶ３０に高圧バンクとなった蓄圧器９Ｃから水素が目標圧まで充填され、これに応じて、高圧バンクとなった蓄圧器９Ｃの充填圧力が低下する。このようなＦＣＶ３０への水素充填と同時に、圧力回復バンクとなった蓄圧器９Ｂに水素が最大充填圧力まで蓄圧される。当該圧力回復バンクへの蓄圧により、蓄圧サイクルの３／４が終了する。
【００４２】
次いで、圧力回復バンクの蓄圧器９Ｂが高圧バンクへ、高圧バンクの蓄圧器９Ｃが中圧バンクへ、中圧バンクの蓄圧器９Ｄが低圧バンクへ、低圧バンクの蓄圧器９Ａが圧力回復バンクへそれぞれ変更される。その後、４台目のＦＣＶ３０に対し、低圧バンクとなった蓄圧器９Ｄから水素が充填され、これに応じて、低圧バンクとなった蓄圧器９Ｄの充填圧力が低下される。続いて、ＦＣＶ３０に中圧バンクとなった蓄圧器９Ｃから水素が充填され、これに応じて、中圧バンクとなった蓄圧器９Ｃの充填圧力が低下される。そして、ＦＣＶ３０に高圧バンクとなった蓄圧器９Ｂから水素が目標圧まで充填され、これに応じて、高圧バンクとなった蓄圧器９Ｂの充填圧力が低下される。このようなＦＣＶ３０への水素充填と同時に、圧力回復バンクとなった蓄圧器９Ａに水素が最大充填圧力まで蓄圧される。当該圧力回復バンクへの蓄圧により、１サイクルの蓄圧サイクル（蓄圧サイクルの４／４）が終了することとなる。
【００４３】
以上、本実施形態においては、第２の蓄圧部６を４バンクシステムとし、低圧バンク、中圧バンク及び高圧バンクの各水素をこの順で（各蓄圧器９の水素を残圧の低いものから）ＦＣＶ３０へ充填する。これと共に、水素充填中に圧力回復バンクへ水素を蓄圧している。また、水素充填の際、圧力回復バンクを高圧バンクへ、高圧バンクを中圧バンクへ、中圧バンクを低圧バンクへ、低圧バンクを圧力回復バンクへそれぞれ変更している。これにより、一台のＦＣＶ３０へ水素充填する都度に４バンクの蓄圧器９Ａ〜９Ｄ全てに水素を蓄圧することなく、複数台のＦＣＶ３０への水素充填を実施することができる。
【００４４】
したがって、ＦＣＶ３０への充填の都度、圧力回復バンクのみ蓄圧することにより、ＦＣＶ３０への４台の充填毎に各蓄圧器９を１回蓄圧することから、蓄圧サイクルを節約し、蓄圧器９を長寿命化することが可能となる。換言すると、１サイクルの蓄圧サイクルで充填可能なＦＣＶ３０台数を増やすことができ、第２の蓄圧部６（蓄圧器９Ａ〜９Ｄ）を長寿命化することが可能となる。本実施形態では、４台のＦＣＶ３０への水素充填毎に１サイクルの蓄圧サイクルを繰り返すこととなり、サイクル寿命を最大で４倍として水素ステーション１００を使用することが可能となる。また、複数台のＦＣＶ３０へ水素充填する場合において、蓄圧バンクへの蓄圧を継続して途切れなく実施することも可能となり、第２の昇圧部４を負荷が途切れることなく用いることが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００４６】
上記実施形態では、第２の蓄圧部６を４つの蓄圧器９を有する４バンクシステムで構成したが、３つの蓄圧器９を有する３バンクシステムで構成してもよい。この場合、例えば、水素が蓄圧される蓄圧器９が「圧力回復バンク（圧力回復蓄圧器）」として設定され、低い圧力で水素の充填を行うための蓄圧器９が「低圧バンク（第１段蓄圧器）」として設定され低圧バンクよりも高い圧力で水素の充填を行うための蓄圧器９が「高圧バンク（第２段蓄圧器）」として設定される。そして、前回充填時の高圧バンクが低圧バンクとして水素充填された後、前回充填時の圧力回復バンクが高圧バンクとして水素充填されると共に、前回充填時の低圧バンクが圧力回復バンクとして蓄圧される。このように第２の蓄圧部６を３バンクシステムで構成する場合、例えば充填中のバンク切替え回数と切替え時間とを短縮できる。
【００４７】
なお、第２の蓄圧部６の数は限定されず、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の蓄圧器９を有していてもよい。要は、本発明に係る水素ステーションの運転方法及び水素ステーションは、Ｎ個の蓄圧器９のうち第２の昇圧部４により水素が蓄圧される蓄圧器９を圧力回復蓄圧器とし、Ｎ個の蓄圧器９のうち圧力回復蓄圧器以外の蓄圧器それぞれを第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器とする場合において、次のように構成すればよい。すなわち、第１〜第（Ｎ−１）段蓄圧器それぞれの水素をこの順で充填対象へ充填すると共に、圧力回復蓄圧器へ第２の昇圧部４により水素を蓄圧する。このとき、前回の第ｉ段蓄圧器とされた蓄圧器９を第（ｉ−１）段蓄圧器とし、前回に第１段蓄圧器とされた蓄圧器９を圧力回復蓄圧器とし、前回に圧力回復蓄圧器とされた蓄圧器９を前記第（Ｎ−１）段蓄圧器とすればよい。但し、ｉは２から（Ｎ−１）までの整数（ｉ＝２，３，…，Ｎ−２，Ｎ−１）である。
【００４８】
換言すると、水素ステーション１００はＮ個の蓄圧器９を有し、これらＮ個の蓄圧器９について、最も水素残圧の低いものをＮ段、次に低いものを第１段、水素残圧の低い順に第２〜第Ｎ−２段とし、最も水素残圧が高いものをＮ−１段とする。第１〜第（Ｎ−１）段の蓄圧器９の水素を、水素残圧の低い順でＦＣＶ３０へ充填する。Ｎ段の蓄圧器９を圧力回復蓄圧器として水素の蓄圧を行う。１回のＦＣＶ３０への水素充填毎に、１〜Ｎ段の蓄圧器９のナンバリング（段数）を−１し、段数が０となったものをＮ段とする。
【００４９】
上記実施形態では、ＦＣＶ３０への水素充填と同時に圧力回復バンクに第２の昇圧部４により水素を蓄圧したが、ＦＣＶ３０への水素充填の前に或いは後に、圧力回復バンクに水素を蓄圧してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
４…第２の昇圧部（昇圧部）、６…第２の蓄圧部（蓄圧部）、９…蓄圧器、９Ａ…第１蓄圧器（蓄圧器）、９Ｂ…第２蓄圧器（蓄圧器）、９Ｃ…第３蓄圧器（蓄圧器）、９Ｄ…第４蓄圧器（蓄圧器）、２０…制御部、３０…ＦＣＶ（充填対象）、３１…カウンター部、１００…水素ステーション。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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