(57)【要約】【課題】  本発明は筐体内部のガス漏れによる事故を防止することを課題とする。【解決手段】  装置本体１２の内部空間３６には、ガスを供給するためのガス供給系統３８と、ガス供給系統３８により供給されるガスを計測する本質安全防爆構造機器が配置された本質安全防爆領域４０と、ガス供給系統３８よりも下方に配置された耐圧防爆領域４２とが設けられている。耐圧防爆領域４２は、漏れたガスが滞留しにくい領域であり、且つ耐圧防爆構造の機器のみが配置されているので、ガス漏れが発生した場合でも２重の安全構造になっている。従って、ガス供給系統３８に供給されるガス圧がより高圧になった場合でも耐圧防爆構造の強度をより強化する必要がなく、表示器などの機器が収納された耐圧防爆構造ボックスを小型化及び軽量化することが可能になる。【選択図】  図４
2005240921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の比重よりも小さい比重を有するガスを被供給体に供給するためのガス供給系統と、
該ガス供給系統により供給されたガス供給量を計測するための計測手段と、
該計測手段により計測されたガス供給量を表示する表示器と、
該表示器を含む機器を収納する耐圧防爆ボックスと、
を筐体内部に有するガス充填装置において、
前記ガス供給系統を前記耐圧防爆ボックスの上方に配置したことを特徴とするガス充填装置。
【請求項２】
空気の比重よりも小さい比重を有するガスを被供給体に供給するためのガス供給系統と、
該ガス供給系統により供給されたガス供給量を計測するための機器を含む本質安全防爆構造機器と、
該計測手段により計測されたガス供給量を表示する表示器を含む機器を収納する耐圧防爆構造機器と、
を筐体内部に有するガス充填装置において、
前記ガス供給系統及び前記本質安全防爆構造機器を前記耐圧防爆構造機器よりも上方に配置したことを特徴とするガス充填装置。
【請求項３】
前記ガス供給系統は、供給されるガスの圧力が異なる複数の系統を有しており、圧力の高いガス供給系統を圧力の低いガス供給系統より上方に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のガス充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス充填装置に係り、特にガス供給系統及び計測手段などが筐体内部に収納されるように構成されたガス充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水素ガスあるいはメタンガスを圧縮した圧縮天然ガス（CNG）等のガスを高圧で充填する場合、圧力に耐え得るように機械的な結合でタンク（被供給体）に接続されるガス充填カップリングが用いられる。この種のガス充填カップリングでは、ディスペンサユニットから引き出されたホースが接続されており、ディスペンサユニットの筐体内部には、流量計、制御弁、圧力センサ等が設けられている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のガス充填装置では、例えば、ガス供給量を表示する表示器がガス充填作業を行う作業員から見やすい高さ位置に設けられており、ガス供給系統の配管及び遮断弁や流量計などの機器が表示器の下方に配置されている。
【０００４】
そして、表示器などの比較的電圧の高い機器は、耐圧防爆構造とされた耐圧防爆ボックスに収納されており、遮断弁や流量計などの比較的電圧の低い機器は、本質安全防爆構造となっている。
【０００５】
このガス充填カップリングを有するガス充填装置では、燃料供給を受ける自動車が到着すると、充填ホースの先端に設けられた充填カップリングを自動車の燃料タンク（被供給体）の接続部（カプラ）に結合させる。
【０００６】
その後、充填カップリングの三方弁が切り替え操作されてガス供給タンクに貯留されたガスが充填ホース及び充填カップリングを介して自動車の燃料タンクに充填される。このとき、自動車の燃料タンクには、ガスが残っているが、ガス供給タンクの圧力（供給圧力）が燃料タンクの圧力よりも十分に大きいので、圧力差によりガス充填が行われる。
【０００７】
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に供給され燃料タンク内が所定の満タン圧（例えば、２０ＭＰａ）に達するまで充填し、充填カップリングの三方弁を切り替えることによりガス充填が終了する。
【特許文献１】特開２０００−３７２１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来のガス充填装置では、例えば、ガス供給量を表示する表示器がガス充填作業を行う作業員から見やすい高さ位置に設けられており、ガス供給系統の配管及び遮断弁や流量計などの機器が表示器の下方に配置されているため、例えば、空気よりも比重（相対密度）が小さい水素ガスあるいはメタンガスが筐体内部で漏れた場合には、表示器などの耐圧防爆構造の機器が配置された筐体の上部空間に溜まりやすく、より安全性を確保するには、耐圧防爆構造をより強化することが要望されている。
【０００９】
しかしながら、耐圧防爆構造ボックスは、鋳物などの金属製であるので、重く、設置スペースが大きいため、これをさらに耐圧強度を高めるために肉厚にすると、重量がさらに増加してしまい、大型化してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決したガス充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、空気の比重よりも小さい比重を有するガスを被供給体に供給するためのガス供給系統と、該ガス供給系統により供給されたガス供給量を計測するための計測手段と、該計測手段により計測されたガス供給量を表示する表示器と、該表示器を含む機器を収納する耐圧防爆ボックスと、を筐体内部に有するガス充填装置において、前記ガス供給系統を前記耐圧防爆ボックスの上方に配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、空気の比重よりも小さい比重を有するガスを被供給体に供給するためのガス供給系統と、該ガス供給系統により供給されたガス供給量を計測するための機器を含む本質安全防爆構造機器と、該計測手段により計測されたガス供給量を表示する表示器を含む機器を収納する耐圧防爆構造機器と、を筐体内部に有するガス充填装置において、前記ガス供給系統及び前記本質安全防爆構造機器を前記耐圧防爆構造機器よりも上方に配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記ガス供給系統は、供給されるガスの圧力が異なる複数の系統を有しており、圧力の高いガス供給系統を圧力の低いガス供給系統より上方に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガス供給系統を耐圧防爆ボックスの上方に配置することにより、ガス供給系統からガスが漏れても筐体上方に溜まることになり、ガス供給系統の下方に配置された耐圧防爆ボックスの強度を高める必要がなく、表示器などの機器が収納された耐圧防爆構造を小型化及び軽量化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明になるガス充填装置の実施例１を示す正面図である。図２はガス充填装置の右側面図である。図３はガス充填装置の左側面図である。
図１乃至図３に示されるように、ガス充填装置１０は、例えば、空気（比重＝１）よりも比重が小さい水素やメタンガスを圧縮した圧縮性天然ガス（ＣＮＧ）を供給するためのガス供給ステーションなどに設置されており、装置本体１２が地上に固定された固定台１３上に固定されている。この固定台１３は、装置本体１２を操作しやすい所定高さ位置に支持しており、内部には、ガス供給系統に連通された配管や弁、及び消火器やメンテナンスに必要な工具などが収納されている。
【００１７】
また、装置本体１２の筐体内部には、後述するように質量流量計、圧力センサ、制御弁などの機器が収納されている。そして、装置本体１２の前後面には、各種操作スイッチが配置された操作部１４と、ガス充填量を表示する表示器１５とが設けられている。
【００１８】
さらに、装置本体１２は、左右側面にガス充填ホース１６ａ，１６ｂと脱圧用ホース１８ａ，１８ｂとが接続された継手２０ａ，２０ｂが設けられている。また、ガス充填ホース１６ａ，１６ｂ及び脱圧用ホース１８ａ，１８ｂの端部は、ガス充填カップリング２２ａ，２２ｂに接続されており、ガス充填カップリング２２ａ，２２ｂは、ガス充填操作を行わないときは装置本体１２の左右側面に設けられたカップリング載置部２４ａ，２４ｂに載置される。本実施例では、装置本体１２の左側面に設けられたガス充填カップリング２２ａは、充填圧力が３５ＭＰａに調整されており、装置本体１２の右側面に設けられたガス充填カップリング２２ｂは、充填圧力が２５ＭＰａに調整されている。
【００１９】
例えば、自動車の燃料タンク（図示せず）にガスを充填する際には、作業員が充填圧力（２５ＭＰａまたは３５ＭＰａ）に応じたガス充填カップリング２２ａ，２２ｂの何れかをカップリング載置部２４ａ，２４ｂから持ち上げて燃料タンクの接続口（図示せず）に接続する。そして、ガス充填カップリング２２ａ，２２ｂに設けられた切替弁の操作レバーを回動操作することで、ガス充填を開始する。
【００２０】
また、装置本体１２の右側面には、圧力２５ＭＰａ充填用の圧力計２６と、ガス供給源の圧力を計測する元圧力計２８と、各管路接続部２９とが取り付けられている。また、装置本体１２の左側面には、圧力３５ＭＰａ充填経路の各部の圧力を計測する圧力計３０ａ〜３０ｅと、配管内のガスを外部に排気するための排気管路３２と、各管路接続部３４とが設けられている。
【００２１】
図４は装置本体１２の内部構成を示す正面図である。
図４に示されるように、装置本体１２の内部空間３６には、ガスを供給するためのガス供給系統３８と、ガス供給系統３８により供給されるガスを計測する本質安全防爆構造機器が配置された本質安全防爆領域４０と、ガス供給系統３８よりも下方に配置された耐圧防爆領域４２とが設けられている。
【００２２】
ガス供給系統３８は、外部配管が接続された上流側管路５０と、上流側管路５０より分岐され元圧力計２８に連通された分岐管路５２とを有する。また、上流側管路５０は、エア駆動式遮断弁５８と、エア駆動式調整弁６０と、流量センサ６２と、流量計トランスミッタ６４とが配設されている。また、上流側管路５０は、流量計トランスミッタ６４において圧力２５ＭＰａ用上段系統５４と、圧力３５ＭＰａ用上段系統５６とに分岐されている。
【００２３】
上流側管路５０の下方に配置された圧力２５ＭＰａ用下段系統５４には、エア駆動式遮断弁６８と、第１の十字継手７０から分岐された分岐管路７２に連通された圧力センサ７４と、第１の十字継手７０から分岐された分岐管路７６に連通された圧力計２６と、第２の十字継手８０から分岐された分岐管路８２に連通された安全弁８４と、第２の十字継手８０から分岐され右側のガス充填ホース１６ｂに連通された分岐管路８６と、一端が第２の十字継手８０に連通され他端が排気管路３２に連通された脱圧管路８８と、脱圧管路８８に設けられた手動弁９０とが設けられている。
【００２４】
また、圧力２５ＭＰａ用上段系統５４の上方に配置された圧力３５ＭＰａ用下段系統５６には、エア駆動式遮断弁９８と、第１の十字継手１００から分岐された分岐管路１０２に連通された圧力センサ１０４と、第１の十字継手１００から分岐された分岐管路１０６に連通された圧力計３０と、第２の十字継手１１０から分岐された分岐管路１１２に連通された安全弁１１４と、第２の十字継手１１０から分岐され左側のガス充填ホース１６ｂに連通された分岐管路１１６と、一端が第２の十字継手１１０に連通され他端が排気管路３２に連通された脱圧管路１１８と、脱圧管路１１８に設けられた手動弁１２０とが設けられている。
【００２５】
上記エア駆動式遮断弁５８、エア駆動式調整弁６０、流量センサ６２、エア駆動式遮断弁６８、エア駆動式遮断弁９８の夫々に設けられ、各弁体の開閉を検出するためのリミットスイッチ５８ａ，６０ａ，６２ａ，６８ａ，９８ａ、及び流量センサ６２、流量計トランスミッタ６４は、夫々、本質安全防爆構造になっており、装置本体１２の内部空間３６の上部に形成された本質安全防爆領域４０に設置されている。
【００２６】
耐圧防爆領域４２は、ガス漏れが発生した場合でもガスが滞留しにくい装置本体１２の内部空間３６の下部に形成されており、各機器が接続される接続ボックス１３０と、表示器１５が収納された表示器ボックス１３２と、操作部１４が収納された操作部ボックス１３４と、電気回路などが収納されたバリヤボックス１３６とが配置されている。
【００２７】
これらの接続ボックス１３０、表示器ボックス１３２、操作部ボックス１３４、バリヤボックス１３６は、夫々、耐圧防爆構造とされた金属製ケースからなり、外部からの衝撃に耐える強度を有すると共に、ガスがボックス内に侵入できない気密構造になっている。
【００２８】
そのため、耐圧防爆領域４２は、漏れたガスが滞留しぬくい領域であり、且つ耐圧防爆構造の機器のみが配置されているので、ガス漏れが発生した場合でも２重の安全構造になっている。従って、ガス供給系統３８に供給されるガス圧がより高圧になった場合でも耐圧防爆構造の強度をより強化する必要がなく、表示器などの機器が収納された耐圧防爆構造ボックスを小型化及び軽量化することが可能になる。
【００２９】
さらに、高圧用の圧力３５ＭＰａ用下段系統５６は、圧力２５ＭＰａ用下段系統５４よりもガス漏れが生じやすいので、圧力２５ＭＰａ用下段系統５４に対して上方に配置されている。そのため、圧力３５ＭＰａ用下段系統５６から万が一ガスが漏れた場合でも、空気よりも比重が小さいガスは、低い位置に設けた場合よりも装置本体１２の内部空間３６の上部に移動するまでの時間が短縮され、装置本体１２の下部に溜まることがない。
【００３０】
このように、装置本体１２は、高圧用の圧力３５ＭＰａ用下段系統５６が圧力２５ＭＰａ用下段系統５４より上方に配置されているので、装置本体１２内に充満してしまうことを防止できる。
【実施例２】
【００３１】
図５は装置本体１２がトラックに搭載された実施例２を示す側面図である。図６は装置本体１２がトラックに搭載された実施例２を示す背面図である。尚、図５及び図６において、上記実施例１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図５及び図６に示されるように、装置本体１２は、トラック１４０の荷台１４２に搭載されている。また、トラック１４０の荷台１４２には、水素が貯蔵されたボンベを収納するボンベ収納ボックス１４４が搭載されている。
【００３３】
装置本体１２は、底部がトラック１４０の荷台１４２に固定されており、カップリング載置部２４ａ，２４ｂがガス充填カップリング２２ａ，２２ｂを持ちやすい高さ位置にあり、且つ表示器１５が作業員から見やすい高さ位置にある。
【００３４】
このように、装置本体１２は、トラック１４０の荷台１４２に搭載された状態で移動することができるので、任意の場所に移動してガス充填を行うことができる。また、トラック１４０が走行する際の振動が伝播されてもガス供給系統３８を耐圧防爆領域４２の上方に配置することにより、ガス供給系統３８からガスが漏れても装置本体１２の内部空間３６に溜まることになり、接続ボックス１３０、表示器ボックス１３２、操作部ボックス１３４、バリヤボックス１３６にガスが滞留せず、走行中の安全性が確保される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
尚、上記実施例では、水素等のガスを充填する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、水素以外の空気より比重が小さいガスを充填する装置であれば、本発明を適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明になるガス充填装置の実施例１を示す正面図である。
【図２】ガス充填装置の右側面図である。
【図３】ガス充填装置の左側面図である。
【図４】装置本体１２の内部構成を示す正面図である。
【図５】装置本体１２がトラックに搭載された実施例２を示す側面図である。
【図６】装置本体１２がトラックに搭載された実施例２を示す背面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ガス充填装置
１２  装置本体
１３  固定台
１４  操作部
１５  表示器
１６ａ，１６ｂ  ガス充填ホース
１８ａ，１８ｂ  脱圧用ホース
２２ａ，２２ｂ  ガス充填カップリング
２４ａ，２４ｂ  カップリング載置部
２６  圧力計
２８  元圧力計
３０ａ〜３０ｅ  圧力計
３６  内部空間
３８  ガス供給系統
４０  本質安全防爆領域
４２  耐圧防爆領域
５４  圧力２５ＭＰａ用上段系統
５６  圧力３５ＭＰａ用上段系統
５８  エア駆動式遮断弁
６０  エア駆動式調整弁
６２  流量センサ
６４  流量計トランスミッタ
６６  圧力２５ＭＰａ用下段系統
７４  圧力センサ
７８  圧力計
８４  安全弁
８８  脱圧管路
９６  圧力３５ＭＰａ用下段系統
９８  エア駆動式遮断弁
１０４  圧力センサ
１０８  圧力計
１１４  安全弁
１１８  脱圧管路
１３０  接続ボックス
１３２  表示器ボックス
１３４  操作部ボックス
１３６  バリヤボックス
１４０  トラック
１４２  荷台
１４４  ボンベ収納ボックス
【図１】
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【図２】
2005240921.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005240921.tif 000007
【図６】
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