(57)【要約】【課題】  高圧燃料ガスを自動車の燃料タンクに簡単な構成で短時間に供給できる燃料ガスの供給装置を提供する。【解決手段】  燃料ガスを自動車の燃料タンクへガス充填装置を介して充填する燃料ガスの供給装置において、燃料ガスを貯留するガス供給源１１と、このガス供給源１１から供給される燃料ガスを一時的に貯留しさらにガス圧力を高めるガス昇圧装置２０と、このガス昇圧装置２０で高圧化した燃料ガスを貯留しガス充填装置へ供給する畜圧器３０とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを自動車の燃料タンクへガス充填装置を介して充填する燃料ガスの供給装置において、燃料ガスを貯留するガス供給源と、このガス供給源から供給される燃料ガスを一時的に貯留しさらにガス圧力を高めるガス昇圧装置と、このガス昇圧装置で高圧化した燃料ガスを貯留し前記ガス充填装置へ供給する畜圧器とを備えたことを特徴とする燃料ガスの供給装置。
【請求項２】
前記ガス昇圧装置は、前記ガス供給源から供給される燃料ガスを一時的に貯留するとともに伸縮するガス貯留袋が耐圧容器内に収容されたガス圧縮機構と、このガス圧縮機構のガス貯留袋を圧縮する圧縮機とを有することを特徴とする請求項１記載の燃料ガスの供給装置。
【請求項３】
前記ガス貯留袋は、内部の容積が変化するよう伸縮性を有する筒状袋で側面側が蛇腹胴に形成されていることを特徴とする請求項２記載の燃料ガスの供給装置。
【請求項４】
前記ガス貯留袋は、側面側の蛇腹胴が前記耐圧容器の内面側に向けて収納され、かつ該ガス貯留袋の蛇腹胴部分と耐圧容器の内面部分との間にはオイルが封入されていることを特徴とする請求項３記載の燃料ガスの供給装置。
【請求項５】
前記ガス昇圧装置とガス供給源及び畜圧器との間を連通する配管には、それぞれの逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃料ガスの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の燃料源として使用される圧縮天然ガスあるいは水素ガス等の高圧ガスを供給する燃料ガスの供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境エネルギー問題の要請から、ガソリンや軽油等の自動車燃料の代替エネルギーとして、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）あるいは水素ガス等を使用することが検討されている。このような燃料ガスは、圧縮した高圧ガスとしてガス充填装置により自動車に充填している。本出願人は、例えば、水素ガスを燃料として走行する水素自動車の水素燃料供給システムを開示している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２１７０１６号公報（第３〜４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の燃料供給システムにおいては、例えば、ガス供給源としてガスボンベ等に貯めた高圧燃料ガスを蓄圧器に供給し、この蓄圧器からガス充填装置を介して自動車に搭載された燃料タンクに充填している。自動車の走行距離を伸ばすためには、燃料タンクに多くの燃料ガスを充填する必要がある。しかし、従来の燃料供給システムでは、ガス供給源であるガスボンベの燃料ガスをガス圧により蓄圧器に充填し、さらに蓄圧器から燃料タンクに充填しているため、燃料タンクに燃料ガスが充填されてガス圧が高くなるにしたがって、充填速度が遅くなり、充填に時間がかかるとともに、充填量を多くすることができない問題点があった。そのため、高圧の燃料ガスを燃料タンクに充填するために供給装置を大型化したときには、コスト高になるおそれがあった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、高圧燃料ガスを自動車の燃料タンクに簡単な構成で短時間に供給できる燃料ガスの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に記載の発明にあっては、燃料ガスを自動車の燃料タンクへガス充填装置を介して充填する燃料ガスの供給装置において、燃料ガスを貯留するガス供給源と、このガス供給源から供給される燃料ガスを一時的に貯留しさらにガス圧力を高めるガス昇圧装置と、このガス昇圧装置で高圧化した燃料ガスを貯留し前記ガス充填装置へ供給する畜圧器とを備えたものである。ガス供給源から供給される燃料ガスをガス昇圧装置で貯留しさらにガス圧力を高めて畜圧器へ供給することで、高圧燃料ガスを自動車の燃料タンクに簡単な構成で短時間に供給できる。
【０００６】
請求項２に記載の発明にあっては、前記ガス昇圧装置は、前記ガス供給源から供給される燃料ガスを一時的に貯留するとともに伸縮するガス貯留袋が耐圧容器内に収容されたガス圧縮機構と、このガス圧縮機構のガス貯留袋を圧縮する圧縮機とを有することを特徴とするものである。ガス昇圧装置が、ガス圧縮機構の耐圧容器内に収容されたガス貯留袋を圧縮機で圧縮するようにしているため、簡単な構成で高圧ガスを得ることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明にあっては、前記ガス貯留袋は、内部の容積が変化するよう伸縮性を有する筒状袋で側面側が蛇腹胴に形成されていることを特徴とするものである。ガス貯留袋は、その側面側が蛇腹胴に形成されていることで構成を簡単にすることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明にあっては、前記ガス貯留袋は、側面側の蛇腹胴が前記耐圧容器の内面側に向けて収納され、かつ該ガス貯留袋の蛇腹胴部分と耐圧容器の内面部分との間にはオイルが封入されていることを特徴とするものである。オイルによりガス貯留袋を耐圧容器内で円滑に伸縮させることができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明にあっては、前記ガス昇圧装置とガス供給源及び畜圧器との間を連通する配管には、それぞれの逆止弁が設けられていることを特徴とするものである。逆止弁により燃料ガスの逆流を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
燃料ガスを自動車の燃料タンクへガス充填装置を介して充填する燃料ガスの供給装置において、燃料ガスを貯留するガス供給源と、このガス供給源から供給される燃料ガスを一時的に貯留しさらにガス圧力を高めるガス昇圧装置と、このガス昇圧装置で高圧化した燃料ガスを貯留しガス充填装置へ供給する畜圧器とを備えることで、ガス供給源から供給される燃料ガスをガス昇圧装置で貯留しさらにガス圧力を高めて畜圧器へ供給することができ、高圧燃料ガスを自動車の燃料タンクに簡単な構成で短時間に供給できる。
【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及び図２は本発明実施形態の燃料ガスの供給装置を説明する図であり、図１は燃料ガスの供給装置の構成を説明する図、図２はガス昇圧装置を説明する図である。
【００１２】
本実施形態の燃料ガスの供給装置１０は、水素ガス等の燃料ガスを貯留したガス供給源１１からガス昇圧装置２０へ燃料ガスを供給し、このガス昇圧装置２０で燃料ガスをさらに高圧化してから畜圧器３０へ供給し、この畜圧器３０から図示しないガス充填装置を介して、自動車の燃料タンクへ燃料ガスを供給するものである。
【００１３】
ガス供給源１１は、例えば、２００気圧程度の水素ガス等の高圧燃料ガスを貯留したガスボンベ等である。ガス供給源１１とガス昇圧装置２０との間は、逆止弁１２、制御弁１３及び逆止弁１４を介して配管で連通されている。制御弁１３を開くことにより、ガス供給源１１の燃料ガスは、その貯留されているガス圧力により逆止弁１２、制御弁１３及び逆止弁１４を流れてガス昇圧装置２０へ供給される。ガス昇圧装置２０の燃料ガスが昇圧されて圧力が高くなった場合には、逆止弁１２，１４が設けられていることで逆流しないようになっている。
【００１４】
ガス昇圧装置２０は、ガス供給源１１から供給される燃料ガスを一時的に貯留するとともに、この貯留した燃料ガスをさらに圧力を高めるための装置であり、図２に示すように、燃料ガスが貯留されたガス圧縮機構２１を圧縮機２２で駆動するように構成されている。この圧縮機２２は、例えば、油圧ポンプ２３から供給される油圧によりピストンロッド２５の先端部に設けられたピストン２６を往復駆動するものである。ガス圧縮機構２１は、燃料ガスを一時的に貯留するガス貯留袋２７が、耐圧容器２４内に収容され、この耐圧容器２４の一方側に配置された圧縮機２２により駆動されるピストン２４により耐圧容器２４内のガス貯留袋２７を圧縮するように構成されている。ガス貯留袋２７は、例えば、肉厚のゴムあるいはプラスチック等の材料からなり、例えば、少なくとも８００気圧程度の耐圧性を有する筒状袋で側面側が蛇腹胴に形成され、内部の容積が変化するよう伸縮性を有するものである。耐圧容器２４は、ガス貯留袋２７を収納するとともに、そのガス貯留袋２７を圧縮するときの圧力に十分に耐える筒状の容器に形成されている。ガス貯留袋２７は、その側面側の蛇腹胴を耐圧容器２４の筒状の内面側に向けて耐圧容器２４の一方側に収納され、かつガス供給源１１及び畜圧器３０にそれぞれ配管で連通するよう接続されている。ガス貯留袋２７の蛇腹胴部分と耐圧容器２４の筒状の内面部分との間には、円滑に伸縮できるようオイルが封入されている。このピストン２６は、耐圧容器２４内に収納されたガス貯留袋２７の端面に当接されている。圧縮機２２によりピストン２４を駆動し、ガス貯留袋２７内に貯留された燃料ガスの圧力に抗してガス貯留袋２７を圧縮しさらにガス圧を高圧化し、またガス貯留袋２７を膨張させて供給される燃料ガスを貯留する動作を繰り返すようになっている。
【００１５】
畜圧器３０は、例えば、圧力が段階的に異なる複数の燃料ガスを貯留するための容器から構成されている。ガス昇圧装置２０とそれぞれの畜圧器３０との間は、逆止弁１５、制御弁１６、逆止弁１４及び制御弁３１を介して配管で連通されている。制御弁１６及びそれぞれの畜圧器３０に設けられた制御弁３１を開くことにより、ガス昇圧装置２０の燃料ガスは、その圧力により逆止弁１５、制御弁１６、逆止弁１７及び制御弁３１を流れて畜圧器３０へ供給される。畜圧器３０の燃料ガスは、逆止弁１５，１７が設けられていることでガス昇圧装置２０側に逆流しないようになっている。
【００１６】
次に，上記構成の供給装置１０の動作を説明する。まず、制御弁１３を開くことにより、ガス供給源１１の燃料ガスは、その圧力により逆止弁１２、制御弁１３及び逆止弁１４を流れてガス昇圧装置２０のガス貯留袋２７内に供給される。このとき、圧縮機２２は油圧ポンプ２３を駆動しないことで、ガス貯留袋２７がピストン２４に抗して膨張し、内部に燃料ガスが貯留される。続いて、ガス貯留袋２７に燃料ガスが所定量だけ貯留された後、制御弁１３を閉じ、油圧ポンプ２３を駆動すると、圧縮機２２のピストン２６が駆動され、ガス貯留袋２７内に貯留された燃料ガスの圧力に抗してガス貯留袋２７を圧縮しさらにガス圧を高圧化する。続いて、制御弁１６及び対応する畜圧器３０の制御弁３１を開くことにより、逆止弁１５、制御弁１６、逆止弁１７及び制御弁３１を流れて、対応する畜圧器３０に燃料ガスが供給される。この畜圧器３０には、ガス貯留袋２７内の高圧化された燃料ガスが供給される。畜圧器３０に燃料ガスが十分の高圧ガスとして供給された後、制御弁１６及び３１を閉じる。同様にして、制御弁１３，１５，１６の開閉及びガス昇圧装置２０の駆動を繰り返すことにより、他の畜圧器３０にも高圧の燃料ガスを供給することができる。なお、複数の畜圧器３０には、圧縮機２２のピストン２４の往復ストローク量を変化させ、ガス貯留袋２７に貯留する燃料ガスの圧力を変えることで、圧力が段階的に異なる複数の燃料ガスを貯留することができる。畜圧機３０に貯留された燃料ガスは、図示しないガス充填装置を介して、自動車の燃料タンクへ供給される。
【００１７】
上記構成の燃料ガスの供給装置１０では、水素ガス等の燃料ガスを貯留したガス供給源１１からガス昇圧装置２０へ燃料ガスを供給し、このガス昇圧装置２０で燃料ガスをさらに高圧化でき、この高圧化した燃料ガスを畜圧器３０へ供給するため、高圧の燃料ガスを自動車の燃料タンクに供給することができる。また、ガス昇圧装置２０は、ガス圧縮機構２１の燃料ガスを貯留するガス貯留袋２７が、耐圧容器２４内に収容され、この耐圧容器２４の一方側に配置された圧縮機２２のピストン２４により耐圧容器２４内のガス貯留袋２７を圧縮するように構成されているため、簡単な構成により高圧の燃料ガスを得ることができる。さらに、ガス貯留袋２７の蛇腹胴部分と耐圧容器２４の筒状の内面部分との間にオイルが封入されているため、ガス貯留袋２７を円滑に伸縮させることができる。
【００１８】
なお、上記実施形態において、ガス昇圧装置２０は、ガス貯留袋２７の伸縮動作を、油圧によりピストン２４を往復駆動する圧縮機２２を使用した例を説明したが、電動モータによりピストン２４を往復駆動するものであってもよく、実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
自動車等の燃料源として使用される圧縮天然ガスあるいは水素ガス等の高圧ガスを供給する燃料ガスの供給装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明実施形態の燃料ガスの供給装置を説明する図である。
【図２】本発明実施形態のガス昇圧装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  供給装置
１１  ガス供給源
１２，１４  逆止弁
１３  制御弁
１５，１７  逆止弁
１６  制御弁
２０  ガス昇圧装置
２１  ガス圧縮機構
２２  圧縮機
２３  油圧ポンプ
２４  耐圧容器
２５  ピストンロッド
２６  ピストン
２７  ガス貯留袋
３０  畜圧器
３１  制御弁
【図１】
2005344897.tif 000003
【図２】
2005344897.tif 000004