(57)【要約】【課題】  既存の給油所において簡単な設備により水素ガス燃料を供給でき、併せて燃料電池により外部からの電力供給がなくても駆動できる燃料供給装置を提供する。【解決手段】  給油所の液体燃料または気体燃料から改質器３１により水素ガスを生成するとともにこの水素ガスを高圧水素ガスとするガス生成装置３０から供給される高圧水素ガスを計量して自動車へ供給する水素ガス供給機構１０を本体ケース３６に有するとともに、ガス生成装置３０の改質器３１で生成された水素ガスにより燃料電池３４で発電した電力が水素ガス供給機構１０の電力源として供給する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油所の液体燃料または気体燃料から改質器により水素ガスを生成するとともにこの水素ガスを高圧水素ガスとするガス生成装置から供給される高圧水素ガスを計量して自動車へ供給する水素ガス供給機構を本体ケースに有するとともに、前記ガス生成装置の改質器で生成された水素ガスにより燃料電池で発電した電力が前記水素ガス供給機構の電力源として供給されることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記本体ケースには、液体燃料または気体燃料の燃料供給機構が併設されていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記液体燃料は、ガソリンまたはメタノールであり、燃料供給機構は、ガソリンまたはメタノールの供給機構であることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記気体燃料は、天然ガスまたは石油ガスであり、燃料供給機構は、高圧装置で高圧化された天然ガスまたは石油ガスのガス供給機構であることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料電池は、本体ケース内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給油所において水素ガスを燃料とする自動車へ燃料の供給ができる燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に関連して、内燃エンジンを搭載した自動車に代わって、クリーンエネルギーとして水素ガスを燃料とする自動車の開発が進められている。本出願人は、メタノール、ガソリン、液化石油ガスあるいは圧縮天然ガスを燃料として改質器により発生させた水素ガスをタンクに貯留し、充填機を介して水素供給装置から水素自動車へ水素ガスを供給する水素燃料供給システムを提案している（例えば、特許文献1を参照）。
【特許文献１】特開２００２―１８０９０６号公報（第１〜２ページ及び、図1及び２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水素ガスを燃料とする自動車が今後普及するためには、水素ガスを供給する充填設備の整備が必要となるが、これらの充填設備を新たな場所に新設するには、膨大な時間と費用がかかるおそれがあった。そのため、従来の給油所において水素ガス燃料を供給できるようにすることが要望されているが、大規模な充填設備を別途新設する場合には、設備費用が嵩むだけでなく水素ガス自動車が普及するまでは利用量も少なく収益性に乏しい問題点があった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、既存の給油所において簡単な設備により水素ガス燃料を供給でき、併せて外部からの電力供給がなくても駆動できる燃料供給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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、給油所の液体燃料または気体燃料から改質器により水素ガスを生成するとともにこの水素ガスを高圧水素ガスとするガス生成装置から供給される高圧水素ガスを計量して自動車へ供給する水素ガス供給機構を本体ケースに有するとともに、前記ガス生成装置の改質器で生成された水素ガスにより燃料電池で発電した電力が前記水素ガス供給機構の電力源として供給されることを特徴とするものである。水素ガス供給機構により既存の給油所において簡単な設備により水素ガス燃料を供給でき、併せて燃料電池により外部からの電力供給がなくても駆動できる。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記本体ケースには、液体燃料または気体燃料の燃料供給機構が併設されていることを特徴とするものである。燃料供給機構で通常の液体燃料または気体燃料を供給できる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、前記液体燃料は、ガソリンまたはメタノールであり、燃料供給機構は、ガソリンまたはメタノールの供給機構であることを特徴とするものである。給油所で取り扱うガソリンまたはメタノールにより水素ガスを供給できる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、前記気体燃料は、天然ガスまたは石油ガスであり、燃料供給機構は、高圧装置で高圧化された天然ガスまたは石油ガスのガス供給機構であることを特徴とするものである。給油所で取り扱う天然ガスまたは石油ガスにより水素ガスを供給できる。
【０００９】
請求項５記載の発明は、前記燃料電池は、本体ケース内に設けられていることを特徴とするものである。同じ本体ケース内に設けた燃料電池で電力供給ができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料供給装置は、給油所の液体燃料または気体燃料から改質器により水素ガスを生成するとともにこの水素ガスを高圧水素ガスとするガス生成装置から供給される高圧水素ガスを計量して自動車へ供給する水素ガス供給機構を本体ケースに有するとともに、ガス生成装置の改質器で生成された水素ガスにより燃料電池で発電した電力が水素ガス供給機構の電力源として供給されることで、既存の給油所において簡単な設備により水素ガス燃料を供給でき、併せて燃料電池により外部からの電力供給がなくても駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１及び２は本発明第１実施形態の燃料供給装置を説明する図であり、図１は燃料供給装置の構成を説明するブロック図、図２は燃料供給装置の供給動作の概要を説明するフローチャートである。
【００１２】
これらの図において、本実施形態の燃料供給装置１は、ガソリンから水素ガスを生成し、この水素ガスを水素ガス自動車へ供給でき、併せてガソリンを内燃機関エンジンを搭載した自動車に供給でき、同時に生成した水素ガスを利用して発電した電力で駆動でき、既存の給油所に設置されるものである。この燃料供給装置１は、給油所の敷地２の地下に設けられた燃料タンク３等に貯留されたガソリンを用いてガス生成装置３０で生成した水素ガスを、水素ガス自動車へ燃料供給する水素供給機構１０を有するとともに、ガソリンを燃料とする自動車へ燃料タンク３のガソリンを吸引して供給するガソリン供給機構２０が設けられ、かつガス生成装置３０で生成した水素ガスを用いて燃料電池３４により発電した電力により、これらの水素供給機構１０及びガソリン供給機構２０を駆動できるようにしたものである。また、同じ敷地２上には、燃料供給装置１の供給量等の設定や料金精算等を行うための屋外データ入出力装置４０が立設されている。
【００１３】
ガス生成装置３０は、燃料タンク３から供給されるガソリンを改質して水素ガスを生成させる改質器３１と、この改質器３１で生成した水素ガスを高圧ガスにする圧縮機３２と、この圧縮機３２で圧縮された高圧ガスを貯留する蓄圧器３３等とから構成されている。このガス生成装置３０で生成された高圧水素ガスは、蓄圧器３３から敷地２の地下配管を通って燃料供給装置１の水素供給機構１０へ供給され、また改質器３１で生成された水素ガスは、同様に敷地の地下配管を通って燃料供給装置１に設けられた燃料電池３４へ供給されるようになっている。
【００１４】
水素供給機構１０は、例えば、地上設置型の本体ケース３６内に収納されており、燃料供給装置１の蓄圧器３３から地下配管を通して供給される高圧水素ガスの流量を流量パルスとして計量する流量計１１と、この流量計１１の出口側の高圧水素ガスの圧力を計測する圧力計１２と、この高圧水素ガスの流通を制御する制御弁（Ｖ２）１３とが設けられている。この制御弁（Ｖ２）１３の出口側は、本体ケース３６の側面側に導出され、その部分に一端部が接続され先端部に充填ノズル１５が接続された供給ホース１４が設けられ、本体ケース３６の側面には充填ノズル１５を掛けるノズル掛け１６が設けられ、このノズル掛け１６の近傍にはノズルスイッチ（ＳＷ２）１７が設けられている。また、本体ケース３６の操作面側には、供給量を表示する表示器２８、供給の開始や停止のための操作スイッチ１８、異常等を報知するための報知器１９が設けられている。さらに、本体ケース３６内には、操作スイッチ１８、ノズルスイッチ（ＳＷ２）１７、流量計１１及び圧力計１２等からの信号を受信して、制御弁（Ｖ２）１３、表示器２８、報知器１９等の動作を制御する制御装置２９が設けられている。
【００１５】
ガソリン供給機構２０は、水素供給機構１０と同じ本体ケース３６内に収納されており、燃料タンク３のガソリンを吸引するための給油ポンプ２１と、この給油ポンプ２１で吸引されたガソリンの流量を流量パルスとして計量する流量計２２と、ガソリンの流通を制御する制御弁（Ｖ１）２３とが設けられている。この制御弁（Ｖ１）２３の出口側は、本体ケース３６の側面側に導出され、その部分に一端部が接続され先端部に給油ノズル２５が接続された供給ホース２４が設けられ、本体ケース３６の側面には給油ノズル２５を掛けるノズル掛け２６が設けられ、このノズル掛け２６の近傍にはノズルスイッチ（ＳＷ１）２７が設けられている。また、本体ケース３６内に設けられた制御装置２９は、ノズルスイッチ（ＳＷ１）２７、流量計２２等からの信号を受信して、給油ポンプ２１、制御弁（Ｖ１）２３、表示器２８、報知器１９等の動作を制御するようになっている。すなわち、制御装置２９は、水素供給機構１０及びガソリン供給機構２０のそれぞれの機器を制御するようになっている。
【００１６】
燃料電池３４は、燃料供給装置１と同じ本体ケース３６内に収納されており、ガス生成装置３０の改質器３１で生成された水素ガスが敷地２の地下配管を通って供給され、同時に供給される空気中の酸素と結合して電気を生成する部分である。この燃料電池３４で生成された電力は、水素供給機構１０及びガソリン供給機構２０のそれぞれの機器を駆動するための電力源として供給され、同時に後に詳細に説明する屋外データ入出力装置４０を駆動する電力源として供給されるようになっている。
【００１７】
屋外データ入出力装置４０は、燃料供給装置１の供給量等の設定や料金精算等を行うための機器であり、燃料供給装置１近傍の敷地２上に立設されている。この屋外データ入出力装置４０は、敷地１に立設されたスタンド上部に設けられたケース４１の操作面に、燃料供給装置１で水素ガスかガソリンを供給するかの選択等の供給設定及びそれらの表示を行うタッチパネル４２と、供給量等を印字するプリンタ４３と、供給量等を設定するキーボード４４と、供給料金の紙幣読取機の紙幣挿入口４５と、釣銭機の釣銭排出口４６と、クレジットカードやキャッシュカードを読取るためのカードリーダ４７とが設けられたものであり、燃料供給装置１の制御装置２９とデータ送受信可能に接続されている。
【００１８】
次に、上記構成の燃料供給装置１の燃料供給を中心とする動作概要を説明する。まず、図２に示すように、屋外データ入出力装置４０により、ガソリン供給のための設定に基づいて開始した場合には（ＳＴ１）、制御弁（Ｖ１）２３が開き、続いて給油ノズル２５をノズル掛け２６から外して、ノズルスイッチ（ＳＷ１）２７がオンになったとき（ＳＴ３）、制御装置２９の制御の元に給油ポンプ２１がオンするとともに表示器２８が帰零され（ＳＴ４）、ガソリン供給が可能になる。続いて、給油ノズル２５のノズルレバーを引いて給油を開始し、それに伴い流量計２２により流量パルスが発信されると（ＳＴ５）、その流量パルスが制御装置２９で給油量として計数され表示器２８に表示される（ＳＴ６）。給油が終了して給油ノズル２５をノズル掛け２６に掛け、ノズルスイッチ（ＳＷ１）２７がオフになったとき（ＳＴ７）、制御弁（Ｖ１）２３が閉じて（ＳＴ８）、供給が終了する。なお、供給終了後には制御装置２９から屋外データ入出力装置４０へ所定のデータ送信され、それに基づいてプリンタ４３による給油伝票の発行、供給料金の精算等の処理が行われる。
【００１９】
次に、屋外データ入出力装置４０により、水素ガス供給のための設定に基づいて開始した場合には（ＳＴ９）、充填ノズル１５をノズル掛け１６から外して、ノズルスイッチ（ＳＷ２）１７がオンになり（ＳＴ１０）、続いて操作スイッチ１８がオンになったとき（ＳＴ１１）、制御装置２９の制御の元に制御弁（Ｖ２）１３が開くとともに表示器２８が帰零され（ＳＴ１２）、水素ガスの供給が開始される。この水素ガスの供給に伴い流量計１１により流量パルスが発信されると（ＳＴ１３）、その流量パルスが制御装置２９で供給量として計数され表示器２８に表示される（ＳＴ１４）。流量パルスの発信がなくなり、水素ガスが満タンであると判断されたときには（ＳＴ１７）、終了報知が報知され（ＳＴ１８）、続いて充填ノズル１５をノズル掛け１６に掛け、ノズルスイッチ（ＳＷ２）１７がオフになったとき（ＳＴ１５）、制御弁（Ｖ２）１３が閉じて（ＳＴ１６）、充填が終了する。その後の屋外データ入出力装置４０による、プリンタ４３による給油伝票の発行、供給料金の精算等の処理は、上記のガソリン給油と同様に行われる。
【００２０】
上記構成の燃料供給装置１では、ガス生成装置３０の改質器３１で地下の燃料タンク３から供給されるガソリンが改質されて水素ガスが生成され、この水素ガスが圧縮機３２で圧縮されて蓄圧器３３に貯留され、地下配管を通して水素供給機構１０に供給され、この水素供給機構１０で高圧水素ガスを水素ガス自動車に供給することができる。また、この燃料供給装置１は、同じ本体ケース３６にガソリン供給機構２０が設けられているため、従来の給油所に設けられているガソリンの給油装置と同様に内燃エンジンを搭載した自動車へ燃料供給することができる。また、ガス生成装置３０の改質器３１で生成された水素ガスは、本体ケース３６に設けられた燃料電池３４に供給され、この燃料電池３４で発電された電力が、水素供給機構１０及びガソリン供給機構２０を駆動するための電力源として使用することができるため、外部からの商用電源からの電力の供給が無くても駆動でき停電時にも水素ガス及びガソリンの燃料供給ができる。この燃料供給装置１は、給油所に設けられている地下の燃料タンク３のガソリンを使用して水素ガスを生成して供給できるため、既存の給油所において設置することが可能になる。
【００２１】
図３は本発明第２実施形態の燃料供給装置の構成を説明するブロック図である。なお、第１実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記し詳細の説明を省略する。
【００２２】
この実施形態の燃料供給装置５０は、天然ガス供給源から供給された天然ガスをガス生成装置３０′で水素ガスを生成し、この水素ガスを高圧水素ガスとして第１実施形態と同様の水素供給機構１０において水素ガス自動車へ供給でき、併せて天然ガスを高圧装置６０において圧縮天然ガスとして圧縮天然ガス供給機構５８において圧縮天然ガスを燃料とする自動車へ供給でき、またガス生成装置３０′に設けた燃料電池３５で発電した電力が水素供給機構１０及び圧縮天然ガス供給機構５８に供給されて駆動できるようになっている。
【００２３】
ガス生成装置３０′は、第１実施形態と同様の改質器３１と、圧縮機３２と、蓄圧器３３とを有する他に、改質機３１から供給される水素ガスが燃料電池３５に供給されで発電されるようになっており、この燃料電池３５で発電された電力が燃料供給装置５０及び屋外データ入出力装置４０に供給されて駆動できるようになっている。
【００２４】
高圧装置６０は、天然ガス供給源から配管を介して供給された天然ガスを圧縮する圧縮機６１と、この圧縮機６１で圧縮された天然ガスを貯留する蓄圧器６２とから構成されている。この蓄圧器６２の圧縮天然ガスは、配管を通して圧縮天然ガス供給機構５８へ供給されるようになっている。
【００２５】
燃料供給装置５０の圧縮天然ガス供給機構５８は、水素供給機構１０と同じ本体ケース３６内に収納されており、高圧装置６０から供給される圧縮天然ガスの供給ポンプ５１と、この供給ポンプ５１で供給された圧縮天然ガスの流量を流量パルスとして計量する流量計５２と、圧縮天然ガスの流通を制御する制御弁５３とが設けられている。この制御弁５３の出口側は、本体ケース３６の側面側に導出され、その部分に一端部が接続され先端部に充填ノズル５５が接続された供給ホース５４が設けられ、本体ケース３６の側面には充填ノズル５５を掛けるノズル掛け５６が設けられ、このノズル掛け５６の近傍にはノズルスイッチ５７が設けられている。また、本体ケース３６内には第１実施形態と同様の制御装置が設けられた、ノズルスイッチ５７、流量計５２等からの信号を受信して、供給ポンプ５１、５３、表示器２８、報知器１９等の動作を制御するようになっている。
【００２６】
次に、上記構成の燃料供給装置５０では、ガス生成装置３０′の改質器３１で天然ガス供給源から供給される天然ガスが改質されて水素ガスが生成され、この水素ガスが圧縮機３２で圧縮されて蓄圧器３３に貯留され、地下配管を通して水素供給機構１０に供給され、この水素供給機構１０で高圧水素ガスを水素ガス自動車に供給することができる。また、この燃料供給装置１は、高圧装置６０の圧縮天然ガスが同じ本体ケース３６に圧縮天然ガス供給機構５８が設けられているため、従来の給油所に設けられている圧縮天然ガスの供給装置と同様に内燃エンジンを搭載した自動車へ燃料供給することができる。また、第１実施形態と同様にガス生成装置３０′の改質器３１で生成された水素ガスは、そのガス生成装置３０′に設けられた燃料電池３５に供給され、この燃料電池３５で発電された電力が、水素供給機構１０及び圧縮天然ガス供給機構５８を駆動するための電力源として使用することができるため、外部からの商用電源からの電力の供給が無くても駆動でき停電時にも水素ガス及び圧縮天然ガスの燃料供給ができる。この燃料供給装置１は、給油所に設けられている天然ガス供給源からの天然ガスを使用して水素ガスを生成して供給できるため、既存の給油所において設置することが可能になる。
【００２７】
なお、上記各実施形態においてガソリンまたは天然ガスを燃料としてガス生成装置３０，３０′において水素ガスを生成する例を説明したが、ガソリン以外にメタノール等の液体燃料または液化石油ガス等の気体燃料を使用することができる。また、燃料電池３４，３５は少なくとも改質器により生成した水素ガスを使用して発電できればよく設けられる場所等は実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、既存の給油所において水素ガスを燃料とする自動車へ燃料の供給ができる燃料供給装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明第１実施形態の燃料供給装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明第１実施形態の燃料供給装置の供給動作の概要を説明するフローチャートである。
【図３】本発明第２実施形態の燃料供給装置の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  燃料供給装置
２  燃料タンク
３  燃料タンク
１０  水素供給機構
１１  流量計
１２  圧力計
１３  制御弁（Ｖ２）
１４  供給ホース
１５  充填ノズル
１６  ノズル掛け
１７  ノズルスイッチ（ＳＷ２）
１８  操作スイッチ
１９  報知器
２０  ガソリン供給機構
２１  給油ポンプ
２２  流量計
２３  制御弁（Ｖ１）
２４  供給ホース
２５  給油ノズル
２６  ノズル掛け
２７  ノズルスイッチ（ＳＷ１）
２８  表示器
２９  制御装置
３０  ガス生成装置
３０′  ガス生成装置
３１  改質器
３２  圧縮機
３３  蓄圧器
３４  燃料電池
３５  燃料電池
３６  本体ケース
４０  屋外データ入出力装置
４１  ケース
４２  タッチパネル
４３  プリンタ
４４  キーボード
４５  紙幣挿入口
４６  釣銭排出口
４７  カードリーダ
５０  燃料供給装置
５１  供給ポンプ
５２  流量計
５３  制御弁
５４  供給ホース
５５  充填ノズル
５６  ノズル掛け
５７  ノズルスイッチ
５８  圧縮天然ガス供給機構
６０  天然ガスを高圧装置
６１  圧縮機
６２  蓄圧器
【図１】
2005112057.tif 000003
【図２】
2005112057.tif 000004
【図３】
2005112057.tif 000005