(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素製造装置を備えた水素ステーションであって、
水素製造装置（２）で製造された水素を所定圧力に昇圧する昇圧装置（６）と、
昇圧装置（６）で昇圧された水素を貯蔵する固定式蓄圧器（Ｓ１）と、
昇圧装置（６）で昇圧された水素を貯蔵し、かつ、外部に移動可能な可搬式蓄圧器（Ｃａ）と、
固定式蓄圧器（Ｓ１）又は可搬式蓄圧器（Ｃａ）内の水素を車両に供給するためのディスペンサー（３）と、
水素製造装置（２）と昇圧装置（６）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ１）と、
減圧弁（４）を介在させて、可搬式蓄圧器（Ｃａ）と昇圧装置（６）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ６）と、
昇圧装置（６）と固定式蓄圧器（Ｓ１）間を結ぶ充填系統（Ｒ２）と、
昇圧装置（６）と可搬式蓄圧器（Ｃａ）間を結ぶ充填系統（Ｒ３）と、
固定式蓄圧器（Ｓ１）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ４）と、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ５）と、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）と固定式蓄圧器（Ｓ１）間を結ぶ水素充填系統（Ｒ７）と、
を備えて成り、かつ、
各系統（Ｒ１−Ｒ７）の適宜切り替えにより、可搬式蓄圧器（Ｃａ）から直接または昇圧装置（６）を介して固定式蓄圧器（Ｓ１）又はディスペンサー（３）に水素充填又は供給可能に構成した、
ことを特徴とする水素ステーション。
【請求項２】
請求項１において、さらに、
水素製造装置（２）で製造された水素を、前記昇圧装置（６）より高い第一の高圧設定圧（ＰＨ１）に昇圧する高圧昇圧装置（２１）と、
高圧昇圧装置（２１）で昇圧した水素を貯蔵する固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）と、
減圧弁（２２）を介在させて、可搬式蓄圧器（Ｃａ）と高圧昇圧装置（２１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ２１）と、
高圧昇圧装置（２１）と固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）間を結ぶ充填系統（Ｒ２２）と、
固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ２３）と、
減圧弁（２２）を介在させて、固定式高圧蓄圧器（Ｓ１）と高圧昇圧装置（２１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ２４）と、
を備え、
かつ、各系統（Ｒ２１−Ｒ２４）の適宜切り替えにより、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）内貯蔵水素を、高圧昇圧装置（２１）により昇圧後に固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）に充填可能とし、及び、
固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）内貯蔵水素を、ディスペンサー（３）を介して車両に差圧充填可能に構成した、
ことを特徴とする水素ステーション。  
【請求項３】
請求項１において、さらに、
水素製造装置（２）で製造された水素を昇圧装置（６）より高い第二の高圧設定圧（ＰＨ２）に昇圧する高圧昇圧装置（３１）と、
減圧弁（３３）を介在させて、可搬式蓄圧器（Ｃａ）と高圧昇圧装置（３１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ３１）と、
高圧昇圧装置（３１）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ３２）と、
減圧弁（３３）を介在させて、固定式高圧蓄圧器（Ｓ１）と高圧昇圧装置（３１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ３３）と、
を備え、かつ、各系統（Ｒ３１−Ｒ３３）の適宜切り替えにより、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）内貯蔵水素を高圧昇圧装置（３１）により昇圧後に、ディスペンサー（３）を介して車両に直接充填可能に構成した、
ことを特徴とする水素ステーション。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の水素ステーションにおける可搬式蓄圧器から固定式蓄圧器への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）の充填圧力（Ｐca）が、固定式蓄圧器（Ｓ１）の圧力より高い場合には、充填系統（Ｒ７）を介して差圧により充填し、
差圧による充填が不可能になった段階で、昇圧装置（６）を稼働させて昇圧系統（Ｒ６）を介して充填する、
ことを特徴とする水素ステーションにおける水素充填又は供給方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の水素ステーションにおけるディスペンサーを介しての車両への水素供給方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）から標準設定圧（ＰＬ）に到達するまで、供給系統（Ｒ５）を介してディスペンサー（３）に水素供給し、
標準設定圧（ＰＬ）に到達していない場合には、さらに、固定式蓄圧器（Ｓ１）から順次ディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ４）を介して水素供給する、
ことを特徴とする水素ステーションにおける水素充填又は供給方法。
【請求項６】
請求項２に記載の水素ステーションにおける可搬式蓄圧器から固定式蓄圧器（Ｓ１）又は固定式蓄圧器（Ｓ２）への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）の充填圧力（Ｐca）が、高圧昇圧装置（２１）の受入圧力（Ｐcr(min)）より高い場合には、
高圧昇圧装置（２１）を稼働させて昇圧系統（Ｒ２１）を介して固定式蓄圧器（Ｓ２）に水素充填し、次いで、高圧昇圧装置（２１）を停止させて請求項４の工程に従い固定式蓄圧器（Ｓ１）に水素充填し、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）の充填圧力（Ｐca）が、高圧昇圧装置（２１）の受入圧力（Ｐcr(min)）以下の場合には、請求項４の工程に従い固定式蓄圧器（Ｓ１）に水素充填する、
ことを特徴とする水素ステーションにおける水素充填又は供給方法。
【請求項７】
請求項２に記載の水素ステーションにおけるディスペンサーを介しての車両への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）からディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ５）を介して水素供給し、
標準設定圧（ＰＬ）まで充填できた場合には、次いで第一の高圧設定圧（ＰＨ１）まで供給系統（Ｒ２３）を介して固定式蓄圧器（Ｓ２）から差圧で充填し、
標準設定圧（ＰＬ）まで充填できない場合には、固定式蓄圧器（Ｓ１）から標準設定圧（ＰＬ）に到達するまでディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ４）を介して水素供給し、
さらに固定式蓄圧器（Ｓ２）から差圧で供給系統（Ｒ２３）を介して第一の高圧設定圧（ＰＨ１）まで充填する、
ことを特徴とする水素ステーションにおける水素充填又は供給方法。
【請求項８】
請求項３に記載の水素ステーションにおけるディスペンサーを介しての車両への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）からディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ５）を介して水素供給し、
標準設定圧（ＰＬ）まで充填できた場合には、次いで高圧昇圧装置（３１）を稼働させて供給系統（Ｒ３１）を介して、可搬式蓄圧器（Ｃａ）から第二の高圧設定圧（ＰＨ２）まで充填し、
標準設定圧（ＰＬ）まで充填できない場合には、供給系統（Ｒ４）を介して固定式蓄圧器（Ｓ１）から標準設定圧（ＰＬ）まで充填し、
さらに高圧昇圧装置（３１）を稼働させて、供給系統（Ｒ３２）及び供給系統（Ｒ３３）を介して固定式蓄圧器（Ｓ１）から第二の高圧設定圧（ＰＨ２）まで充填する、
ことを特徴とする水素ステーションにおける水素充填又は供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ステーションに係り、特に水素製造装置を有する水素ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃焼によりＣＯ２を排出しない水素がクリーンエネルギーとして注目されている。また、水素を燃料とする燃料電池自動車（ＦＣＶ）はガソリンエンジン自動車と比較して排気ガスによる問題もなく、電気自動車と比較して長距離運転が可能であるという長所があり、普及開発が進められている。さらに、燃料電池自動車の燃料供給手段として、水素ステーションの設置促進も進められている。
水素ステーションには、水素製造装置を備えた水素ステーション（オンサイト型水素ステーション）と、水素製造装置を備えず、水素製造設備、オンサイト型水素ステーション等から供給を受けて蓄圧する水素ステーション（オフサイト型水素ステーション）に分類される。
【０００３】
この内、オンサイト型水素ステーションの構成に関しては、例えば特許文献１に開示されている。同文献による水素ステーション１００は、図１１に示すように水素製造ユニット１０１（本願の水素製造装置に該当）と、水素製造ユニット１０１により製造された水素を所定圧力まで圧縮する昇圧ユニット１０２（同昇圧装置）と、昇圧ユニット１０２により圧縮された水素を貯蔵する複数の蓄ガスユニット１０３（同固定式蓄圧器）と、オフサイト型水素ステーション１０７の供給源として機能する移動式水素貯蔵設備（同可搬式蓄圧器）１０４と、蓄ガスユニット１０３又は移動式水素貯蔵設備からの水素を燃料電池車等に水素供給するディスペンサーユニット１０５、１０８と、を備えている。
かかる構成により、従来、水素ガストレーラ等により水素ガスを輸送して、移動型（オフサイト型）水素ステーションに水素供給する際の、不活性ガスの置換に伴う作業効率や安全性確保等の問題を解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３６２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素ステーション１００では可搬式蓄圧器を接続した状態で、固定式蓄圧器と可搬式蓄圧器に同時に水素充填する構成となっている。このため、可搬式蓄圧器に対する出荷設備としては機能するものの、可搬式蓄圧器からディスペンサーを介して水素供給する機能は有していない。
このため、水素製造装置に故障が発生した場合、他の水素製造拠点から出荷された可搬式蓄圧器を接続して、車両等に水素供給できないという不都合が生じる。特に、バスやトラック等、営業用車両への水素供給についてはより高い供給安定性が求められるため、上記文献１のシステムでは水素製造装置を複数系統装備する必要があり、コストアップ要因ともなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためのものであって、供給安定性を確保しつつコストダウン可能な水素ステーションを提供するものである。
本発明は、以下の内容をその要旨とする。すなわち、
第一の発明は、水素製造装置を備えた水素ステーションであって、
水素製造装置（２）で製造された水素を所定圧力に昇圧する昇圧装置（６）と、
昇圧装置（６）で昇圧された水素を貯蔵する固定式蓄圧器（Ｓ１）と、
昇圧装置（６）で昇圧された水素を貯蔵し、かつ、外部に移動可能な可搬式蓄圧器（Ｃａ）と、
固定式蓄圧器（Ｓ１）又は可搬式蓄圧器（Ｃａ）内の水素を車両に供給するためのディスペンサー（３）と、
水素製造装置（２）と昇圧装置（６）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ１）と、
減圧弁（４）を介在させて、可搬式蓄圧器（Ｃａ）と昇圧装置（６）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ６）と、
昇圧装置（６）と固定式蓄圧器（Ｓ１）間を結ぶ充填系統（Ｒ２）と、
昇圧装置（６）と可搬式蓄圧器（Ｃａ）間を結ぶ充填系統（Ｒ３）と、
固定式蓄圧器（Ｓ１）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ４）と、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ５）と、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）と固定式蓄圧器（Ｓ１）間を結ぶ水素充填系統（Ｒ７）と、
を備えて成り、かつ、
各系統（Ｒ１−Ｒ７）の適宜切り替えにより、可搬式蓄圧器（Ｃａ）から直接または昇圧装置（６）を介して固定式蓄圧器（Ｓ１）へ水素を充填し、及びディスペンサー（３）に水素供給可能に構成した、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明において「水素製造装置」とは、都市ガス、脱硫ガソリン、ナフサ、メタノールなど炭化水素系原料の水蒸気改質、製鉄ＣＯＧからの精製分離、アルカリ水電解など、種々の方式により水素を製造する装置をいう。
系統（Ｒ１−Ｒ７）の切り替えは、例えば系統内に切替バルブ等の流路切替手段を設けて、これを適宜操作することにより可能である。具体的には、後述するように例えば可搬式蓄圧器（Ｃａ）から直接固定式蓄圧器（Ｓ１）又はディスペンサー（３）に水素供給する場合には（図２（ｅ）参照）、Ｒ６，Ｒ２系統を開とし、他の系統を閉とすることにより可能となる。以下の各発明においても同様である。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明において、さらに、水素製造装置（２）で製造された水素を、前記昇圧装置（６）より高い第一の高圧設定圧（ＰＨ１）に昇圧する高圧昇圧装置（２１）と、
高圧昇圧装置（２１）で昇圧した水素を貯蔵する固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）と、
減圧弁（２２）を介在させて、可搬式蓄圧器（Ｃａ）と高圧昇圧装置（２１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ２１）と、
高圧昇圧装置（２１）と固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）間を結ぶ充填系統（Ｒ２２）と、
固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ２３）と、
減圧弁（２２）を介在させて、固定式高圧蓄圧器（Ｓ１）と高圧昇圧装置（２１）間を結ぶ昇圧・充填系統（Ｒ２４）と、
を備え、かつ、各系統（Ｒ２１−Ｒ２４）の適宜切り替えにより、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）内貯蔵水素を、高圧昇圧装置（２１）により昇圧後に固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）に充填可能とし、及び、
固定式高圧蓄圧器（Ｓ２）内貯蔵水素を、ディスペンサー（３）を介して車両に差圧充填可能に構成した、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明において「差圧充填」とは、固定式蓄圧器、可搬式蓄圧器又は固定式高圧蓄圧器の充填圧力が車両の充填圧力より高い場合に、両者の差圧を利用して車両に充填する充填方式をいう。
【００１０】
第三の発明は、第一の発明において、さらに、水素製造装置（２）で製造された水素を昇圧装置（６）より高い第二の高圧設定圧（ＰＨ２）に昇圧する高圧昇圧装置（３１）と、
減圧弁（３３）を介在させて、可搬式蓄圧器（Ｃａ）と高圧昇圧装置（３１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ３１）と、
高圧昇圧装置（３１）とディスペンサー（３）間を結ぶ水素供給系統（Ｒ３２）と、
減圧弁（３３）を介在させて、固定式高圧蓄圧器（Ｓ１）と高圧昇圧装置（３１）間を結ぶ昇圧系統（Ｒ３３）と、を備え、かつ、各系統（Ｒ３１−Ｒ３３）の適宜切り替えにより、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）内貯蔵水素を高圧昇圧装置（３１）により昇圧後に、ディスペンサー（３）を介して車両に直接充填可能に構成した、ことを特徴とする
【００１１】
なお、昇圧装置（６）、高圧昇圧装置（２１）の設定圧力は、車両への供給圧力、容器の最高充填圧力（および価格）に基づいて、適宜定めることができる。
【００１２】
第四の発明は、上記第一乃至第三のいずれか記載の水素ステーションにおける可搬式蓄圧器から固定式蓄圧器への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）の充填圧力（Ｐca）が、固定式蓄圧器（Ｓ１）の圧力より高い場合には、充填系統（Ｒ７）を介して差圧により充填し、
差圧による充填が不可能になった段階で、昇圧装置（６）を稼働させて昇圧系統（Ｒ６）を介して充填する、ことを特徴とする。
【００１３】
第五の発明は、上記第二の発明に係る水素ステーションにおけるディスペンサーを介しての車両への水素供給方法であって、可搬式蓄圧器（Ｃａ）から標準設定圧（ＰＬ）に到達するまでディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ５）を介して水素供給し、
標準設定圧（ＰＬ）に到達していない場合には、さらに、固定式蓄圧器（Ｓ１）から順次ディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ４）を介して水素供給する、ことを特徴とする。
【００１４】
第六の発明は、上記第二の発明に係る水素ステーションにおける可搬式蓄圧器から固定式蓄圧器（Ｓ１）又は固定式蓄圧器（Ｓ２）への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）の充填圧力（Ｐca）が、高圧昇圧装置（２１）の受入圧力（Ｐcr(min)）より高い場合には、
高圧昇圧装置（２１）を稼働させて昇圧系統（Ｒ２１）を介して固定式蓄圧器（Ｓ２）に水素充填し、次いで、高圧昇圧装置（２１）を停止させて請求項４の工程に従い固定式蓄圧器（Ｓ１）に水素充填し、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）の充填圧力（Ｐca）が、高圧昇圧装置（２１）の受入圧力（Ｐcr(min)）以下の場合には、請求項４の工程に従い固定式蓄圧器（Ｓ１）に水素充填する、
ことを特徴とする、ことを特徴とする。
【００１５】
第七の発明は、上記第二の発明に係る水素ステーションにおけるディスペンサーを介しての車両への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）からディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ５）を介して水素供給し、
標準設定圧（ＰＬ）まで充填できた場合には、次いで第一の高圧設定圧（ＰＨ１）まで供給系統（Ｒ２３）を介して固定式蓄圧器（Ｓ２）から差圧で充填し、
標準設定圧（ＰＬ）まで充填できない場合には、固定式蓄圧器（Ｓ１）から標準設定圧（ＰＬ）に到達するまでディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ４）を介して水素供給し、
さらに固定式蓄圧器（Ｓ２）から差圧で供給系統（Ｒ２３）を介して第一の高圧設定圧（ＰＨ１）まで充填する、ことを特徴とする。
【００１６】
第八の発明は、上記第三の発明に係る水素ステーションにおけるディスペンサーを介しての車両への水素充填方法であって、
可搬式蓄圧器（Ｃａ）からディスペンサー（３）に供給系統（Ｒ５）を介して水素供給し、
設定標準圧（ＰＬ）まで充填できた場合には、次いで高圧昇圧装置（３１）を稼働させて供給系統（Ｒ３１）を介して、可搬式蓄圧器（Ｃａ）から第二の高圧設定圧（ＰＨ２）まで充填し、
設定標準圧（ＰＬ）まで充填できない場合には、供給系統（Ｒ４）を介して固定式蓄圧器（Ｓ１）から標準設定圧（ＰＬ）まで充填し、
さらに高圧昇圧装置（３１）を稼働させて、供給系統（Ｒ３２）及び供給系統（Ｒ３３）を介して固定式蓄圧器（Ｓ１）から第二の高圧設定圧（ＰＨ２）まで充填する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配管系統のバルブ切り替えのみにより出荷設備及び受入設備として機能するため、システムの簡素化、低コスト化が可能となるという効果がある。
また、受入時に可搬式蓄圧器の圧力が高い場合には、水素圧縮機を介さずに固定式蓄圧器またはディスペンサーに水素供給可能とすることにより、水素圧縮機を動作させるエネルギーを削減することができる。
また、水素製造装置が故障等により機能しない場合であっても、固定式蓄圧器及び車両への充填が可能という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態における水素ステーション１の構成を示す図である。
【図２（ａ）】水素ステーション１における昇圧系統Ｒ１、充填系統Ｒ２を示す図である。
【図２（ｂ）】充填系統Ｒ３を示す図である。
【図２（ｃ）】供給系統Ｒ４を示す図である。
【図２（ｄ）】供給系統Ｒ５を示す図である。
【図２（ｅ）】昇圧系統Ｒ６を示す図である。
【図２（ｆ）】昇圧系統Ｒ７を示す図である。
【図３】水素ステーション１における通常時における蓄圧器Ｓ１、Ｃａへの充填態様を示すフロー図である。
【図４】同可搬式蓄圧器Ｃａからの受入態様を示すフロー図である。
【図５】同可搬式蓄圧器Ｃａから車両への充填態様を示すフロー図である。
【図６（ａ）】第二の実施形態における水素ステーション２０の構成を示す図である。
【図６（ｂ）】水素ステーション２０における昇圧系統Ｒ２１、充填系統Ｒ２２を示す図である。
【図６（ｃ）】同供給系統Ｒ２３を示す図である。
【図６（ｄ）】同昇圧・充填系統Ｒ２４を示す図である。
【図７】水素ステーション２０における可搬式蓄圧器Ｃａから固定式蓄圧器Ｓ１，Ｓ２への充填態様を示すフロー図である。
【図８】同車両への充填態様を示すフロー図である。
【図９（ａ）】第三の実施形態における水素ステーション３０の構成を示す図である。
【図９（ｂ）】水素ステーション３０における昇圧系統Ｒ３１、供給系統Ｒ３２を示す図である。
【図９（ｃ）】同昇圧系統Ｒ３３を示す図である。
【図１０】水素ステーション３０における車両への充填態様を示すフロー図である。
【図１１】従来の水素ステーション１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る水素ステーションの実施形態について、図１乃至１０を参照してさらに詳細に説明する。重複説明を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いている。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００２０】
（第一の実施形態）
本実施形態は、３５ＭＰａ差圧充填ステーション（４０ＭＰａ蓄圧器に充填した水素を、ディスペンサーを介して車両に３５ＭＰａ充填する）における出荷、受入及び充填に係る。
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る水素ステーション１は、都市ガス導管からメタンを主成分とする１３Ａ都市ガスを導入して水素を製造する水素製造装置２と、水素製造装置２で製造された水素を昇圧する水素圧縮機６（請求項の昇圧装置に相当）と、昇圧された水素を貯蔵する固定式蓄圧器Ｓ１と、接続カプラー５により配管系統と着脱可能に構成され外部に移動可能な可搬式蓄圧器Ｃａと、固定式蓄圧器Ｓ１、可搬式蓄圧器Ｃａ内の充填水素を車両に供給するためのディスペンサー３と、を主要構成として備えている。
水素製造装置２は、都市ガス中の炭化水素を水蒸気改質器（図示せず）で水蒸気改質し、さらにＰＳＡ（図示せず）で分離して水素を得るように構成されている。水素製造装置２、水素圧縮機６の下流側にはそれぞれ逆止弁８ａ、８ｂが介装されており、逆流を防止するよう構成されている。
【００２１】
固定式蓄圧器Ｓ１は複数の水素貯蔵タンクを束ねて構成されており、かつ、一般的には充填水素の有効蓄ガス量の増加を図るために、２乃至３程度の複数のバンクに区画されている。各バンクの充填又は出荷は、各バンクに付設されているバルブＶｓの適宜切り替え操作により行われる。
可搬式蓄圧器Ｃａも複数の水素貯蔵タンクを束ねて構成されており、最大充填圧力は容器にもよるが、２０ＭＰａ乃至３５ＭＰａが多く用いられている。
水素圧縮機６は出口圧力４０ＭＰａの能力を有し、また受入圧力は水素製造装置の出口圧力に合わせて、一般的には０．６−０．７ＭＰａに設定されている。
【００２２】
水素ステーション１の主要配管系統は以下の６系統により構成されている。図２（ａ）を参照して、昇圧系統Ｒ１は水素製造装置２と圧縮機６間を配管Ｌ１で結んで構成されている。また、充填系統Ｒ２は、圧縮機６と固定式蓄圧器Ｓ１間を配管Ｌ２で結んで構成されている。
図２（ｂ）を参照して、充填系統Ｒ３は、経路内に開閉バルブ（Ｖ２）を介装させて、圧縮機６と可搬式蓄圧器Ｃａ間を配管Ｌ２、Ｌ３で結んで構成されている。
図２（ｃ）を参照して、供給系統Ｒ４は、固定式蓄圧器Ｓ１とディスペンサー３間を、配管Ｌ２、Ｌ４で結んで構成されている。ディスペンサー３の上流側には開閉バルブＶ８が介装されており、ディスペンサー３を介して車両等への水素供給時に開弁可能に構成されている。
図２（ｄ）を参照して、供給系統Ｒ５は、経路内に開閉バルブ（Ｖ２）を介装させて、可搬式蓄圧器Ｃａとディスペンサー３間を配管Ｌ３、Ｌ４で結んで構成されている。
図２（ｅ）を参照して、昇圧系統Ｒ６は、経路内に減圧弁４及び開閉バルブＶ１を介装させて、可搬式蓄圧器Ｃａと圧縮機６間を配管Ｌ３、Ｌ６で結んで構成されている。また上述のように、充填系統Ｒ２は圧縮機６と固定式蓄圧器Ｓ１間を配管Ｌ２で結んで構成されている。
図２（ｆ）を参照して、充填系統Ｒ７は、経路内に開閉バルブ（Ｖ２）を介装させて、可搬式蓄圧器Ｃａと固定式蓄圧器Ｓ１間を配管Ｌ３、Ｌ２で結んで構成されている。
【００２３】
水素ステーション１は以上のように構成されており、次に、図３乃至５を参照して、通常時における固定式蓄圧器Ｓ１又は可搬式蓄圧器Ｃａへの充填（出荷）、及び水素製造装置２故障時等における可搬式蓄圧器Ｃａからの受入の態様について説明する。
【００２４】
＜通常時における蓄圧器Ｓ１、Ｃａへの充填＞
図３を参照して、初期状態において水素製造装置２停止、水素圧縮機６停止、開閉バルブＶ１−Ｖ２閉の状態にある（Ｓ１０１）。この状態から、出荷のために水素製造装置２を運転開始する（Ｓ１０２）。次いで水素圧縮機６を稼働開始し（Ｓ１０３）、固定式蓄圧器Ｓ１に設定圧力まで充填する（Ｓ１０４）。この際、通常は固定式蓄圧器Ｓ１の複数あるバンクのうち、残圧の高いバンク（以下、高圧バンクＳ１（Ｈ）側という場合がある）から順次、低残圧のバンク（同低圧バンクＳ１（Ｌ）側）に充填していく。
蓄圧器Ｓ１の充填が完了したときは（Ｓ１０５においてＹＥＳ）、バルブＶ２を開とし（Ｓ１０６）、可搬式蓄圧器Ｃａの充填を行う（Ｓ１０７）。なお、可搬式蓄圧器Ｃａへの充填途中でディスペンサーからの出荷等の理由により、蓄圧器Ｓ１の圧力が閾値以下に下がった場合には（Ｓ１０８においてＹＥＳ）、バルブＶ２を閉じて（Ｓ１１０）、蓄圧器Ｓ１に優先的に充填を行う（Ｓ１０４以下）。蓄圧器Ｃａの充填が完了したときは（Ｓ１０９においてＹＥＳ）、本フローを終了する。
【００２５】
＜可搬式蓄圧器Ｃａからの受入＞
次に、図４を参照して水素製造装置２が故障等の場合における、可搬式蓄圧器Ｃａからの受入の態様について説明する。初期状態において、バルブＶ１−Ｖ２は閉状態、水素圧縮機６停止状態である（Ｓ２０１）。また、減圧弁４は水素圧縮機６の標準受入圧力と等しくなるように設定されている。
本実施形態の充填フローは、以下に示すように固定式蓄圧器Ｓ１の圧力状態に応じて異なる。すなわち、可搬式蓄圧器Ｃａから固定式蓄圧器Ｓ１へ差圧による供給が可能な場合には（Ｓ２０２においてＹＥＳ）、バルブＶ２を開とする（Ｓ２０３）。これにより水素ガスは図２（ｆ）の経路（充填系統Ｒ７）により固定式蓄圧器Ｓ１へ供給される（Ｓ２０４）。
このような操作により、可搬式蓄圧器の圧力を有効に使うことができ、減圧弁４を介して圧縮機６により固定式蓄圧器Ｓ１に充填する場合と比較して、電力消費の抑制が可能となる。
【００２６】
両者の圧力が等しくなり充填不可となった時点で（Ｓ２０５においてＹＥＳ）、次に昇圧による充填を行う。まず、バルブＶ１開、Ｖ２を閉とし（Ｓ２０６）、次いで水素圧縮機６の稼働を開始する（Ｓ２０７）。これにより、可搬式蓄圧器Ｃａ内の水素ガスは図２（ｅ）の流路（昇圧系統Ｒ６、充填系統Ｒ２）により、減圧弁４を経て水素製造装置２の出口圧力と同一に調整されたのち水素圧縮機６に導入される。圧縮機６において４０ＭＰａに昇圧されたガスの充填は、固定式蓄圧器Ｓ１の残圧の高いバンクから優先的に行われる（Ｓ２０８）。
【００２７】
Ｓ２０２において、Ｐca≦Ｐ１（Ｌ）の場合には（Ｓ２０２においてＮＯ）、可搬式蓄圧器Ｃａから直接固定式蓄圧器Ｓ１への充填不可であるため、昇圧による充填となる。すなわち、バルブＶ１開を閉とし（Ｓ２０９）、Ｓ２０７以下のフローに移行する。この場合も充填後の各蓄圧器の圧力は、Ｐca＞Ｐ１（Ｌ）の場合と同様となる。
【００２８】
＜可搬式蓄圧器Ｃａから車両への充填＞
次に、図５を参照して、水素製造装置２故障時等における車両への充填の態様について説明する。この場合、可搬式蓄圧器Ｃａ、固定式蓄圧器Ｓ１の順で車両への充填が行われる。
最初にバルブＶ２、Ｖ８を開とし、図２（ｄ）の水素ガス供給系統Ｒ５により可搬式蓄圧器Ｃａから車両への充填を開始する（Ｓ３０１）。なお、以下記載を省略する場合があるが、バルブＶ８は車両充填時に開、ディスペンサー３不使用時には閉となる。
可搬式蓄圧器Ｃａ圧力Ｐca＝車両圧力Ｐｖとなった段階で（Ｓ３０３においてＹＥＳ）、車両圧力Ｐｖが標準設定圧（ＰＬ）に達していない場合には（Ｓ３０３１においてＮＯ）、バルブＶ２を閉とし（Ｓ３０４）、図２（ｃ）の供給系統Ｒ４により蓄圧器Ｓ１からの充填に移行する。充填は低圧バンクＳ１（Ｌ）側から優先的に行われ、車両圧力Ｐｖが標準設定圧（ＰＬ）に達した段階で充填が完了となる（Ｓ３０６においてＹＥＳ）。その後、上述のＳ３０１、Ｓ３０１のステップを実施する（Ｓ３０７）（図４参照）。
Ｓ３０３１においてＹＥＳ，すなわち車両圧力Ｐｖが標準設定圧（ＰＬ）に達している場合には充填完了となる（Ｓ３０７へ）。
【００２９】
なお、本実施形態では水素ガス供給系統Ｒ５について、経路内に開閉バルブ（Ｖ２）を介装させて、可搬式蓄圧器Ｃａとディスペンサー３間を配管Ｌ３、Ｌ４で結ぶ構成としたが、これに限らず例えば開閉バルブを介装させて両装置間を直接配管で結ぶ構成とすることもできる。さらに、その他の系統についても、目的の充填、供給等を実現可能な任意のバルブ介装、配管構成を選択することができる。以下の各実施形態についても同様である。
【００３０】
（第二の実施形態）
次に、図６（ａ）乃至８を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は７０ＭＰａ差圧充填ステーションにおける受入及び充填に係る。
図６（ａ）を参照して、本実施形態に係る水素ステーション２０の構成が上述の水素ステーション１と異なる点は、８０ＭＰａ固定式高圧蓄圧器Ｓ２及び８０ＭＰａ昇圧用の高圧水素圧縮機２１を、さらに備えていることである。水素圧縮機２１の下流側には逆止弁２３が介装されている。また、図６（ｂ）を参照して、可搬式蓄圧器Ｃａと水素圧縮機２１を結ぶ昇圧系統Ｒ２１（同図太線）を備えている。昇圧系統Ｒ２１は、経路内に開閉バルブＶ２、Ｖ４及び減圧弁２２を介装させて、配管Ｌ３、Ｌ２、Ｌ２１により構成されている。また、配管Ｌ２２により構成される高圧水素圧縮機２１と固定式高圧蓄圧器Ｓ２間を結ぶ充填系統Ｒ２２（同図太線）を備えている。
さらに、図６（ｃ）を参照して、固定式高圧蓄圧器Ｓ２とディスペンサー３間を配管Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ４で結ぶ供給系統Ｒ２３（同図太線）を備えている。
さらに、図６（ｄ）を参照して、固定式蓄圧器Ｓ１と固定式高圧蓄圧器Ｓ２間を、高圧水素圧縮機２１を介在させて配管Ｌ２、Ｌ２１、Ｌ２２で結ぶ昇圧・充填系統Ｒ２４（同図太線）を備えている。当該系統Ｒ２４は、固定式蓄圧器Ｓ１から固定式高圧蓄圧器Ｓ２への充填の際に用いられる。
その他の構成は水素ステーション１と同様であるので、重複説明を省略する。
【００３１】
次に、水素ステーション２０における各蓄圧器又は車両への充填の態様について説明する。通常時における出荷用充填については上述の実施形態と同様であるので、重複説明を省略し、ここでは、水素製造装置２故障時における可搬式蓄圧器Ｃａからの受入の態様について説明する。
＜可搬式蓄圧器Ｃａから固定式蓄圧器Ｓ１，Ｓ２への充填＞
図７を参照して、初期状態においてバルブＶ１、Ｖ２，Ｖ４、Ｖ６は閉状態、水素圧縮機６、２１は停止状態である（Ｓ４０１）。充填に際しては、可搬式蓄圧器Ｃａの圧力状態に応じてステップが変化する。
まず、Ｐca＞Ｐcr(min)、すなわち可搬式蓄圧器Ｃａの圧力が水素圧縮機２１の受入最低圧力（例えば３０ＭＰａ）より大きい場合には（Ｓ４０２においてＹＥＳ）、バルブＶ４を開とし（Ｓ４０３）、水素圧縮機２１を稼働開始して（Ｓ４０４）、固定式高圧蓄圧器Ｓ２への充填を行う（Ｓ４０５）。充填完了後はバルブＶ４を閉とし、水素圧縮機２１を停止する（Ｓ４０６）。
その後のフローは、上述の３５ＭＰａ差圧ステーションにおけるＳ１０８、Ｓ１０９のステップを実施する（Ｓ４０７）。
【００３２】
次に、Ｓ４０２においてＮＯ、すなわちＰca≦Ｐcr(min)の場合には、圧縮機２１による８０ＭＰａ昇圧ができないため高圧蓄圧器Ｓ２への充填不可となり、蓄圧器Ｓ１への充填のみとなる（Ｓ４０８以下）。この場合の充填フローは、上述のＳ２０２−Ｓ２０９と同一となる（図３参照）。
【００３３】
＜車両への充填＞
本実施形態における車両への充填は、可搬式蓄圧器Ｃａ、蓄圧器Ｓ１、高圧蓄圧器Ｓ２の順でディスペンサーを介して車両に対して充填を行う。
図８を参照して、最初にバルブＶ２、Ｖ６、Ｖ８を開とし（Ｓ５０１）、可搬式蓄圧器Ｃａから車両への充填を行う（Ｓ５０２）（図２（ｄ）、Ｒ５参照）。可搬式蓄圧器Ｃａ圧力Ｐca＝車両圧力Ｐｖとなった段階で（Ｓ５０３においてＹＥＳ）、車両圧力Ｐｖが標準設定圧（ＰＬ）に達していない場合には（Ｓ５０３１においてＮＯ）、バルブＶ２を閉とし（Ｓ５０４）、蓄圧器Ｓ１から車両への充填を行う（Ｓ５０５）（図２（ｃ）、Ｒ４と同様）。この場合、低圧バンクＳ１（Ｌ）側から使用され、順次高圧バンクＳ１（Ｈ）側に移行していく（Ｓ５０６）。車両圧力Ｐｖが標準設定圧（ＰＬ）に達した段階で（Ｓ５０６においてＹＥＳ）、次に高圧蓄圧器Ｓ２から車両への充填を行う（Ｓ５０７）（図６（ｃ）、Ｒ２３と同様）。さらに、車両圧力Ｐｖが所定の圧力（例えば７０ＭＰａ）となった段階で充填が完了となり、その後、上述のＳ４０１、Ｓ４０２のステップを実施する（Ｓ５０８）（図７参照）。
Ｓ５０３１においてＹＥＳ，すなわち車両圧力Ｐｖが標準設定圧（ＰＬ）に達している場合には、高圧蓄圧器Ｓ２からの充填に移行する（Ｓ５０７へ）。
【００３４】
（第三の実施形態）
さらに図９（ａ）乃至１０を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は７０ＭＰａ直接充填ステーション（７０ＭＰａ圧縮機から直接車両充填）における受入及び充填に係る。
図９（ａ）を参照して、本実施形態に係る水素ステーション３０の構成が上述の水素ステーション２０と異なる点は、８０ＭＰａ高圧蓄圧器Ｓ２を有しておらず、また８０ＭＰａ昇圧用の水素圧縮機２１に替えて７０ＭＰａ昇圧用の水素圧縮機３１を備えていることである。
また、図９（ｂ）をも参照して、可搬式蓄圧器Ｃａと水素圧縮機３１を結ぶ昇圧系統Ｒ３１（同図太線）を備えている。昇圧系統Ｒ３１は、経路内に減圧弁３３、開閉バルブＶ５を介装させて配管Ｌ３、Ｌ３１により構成されている。また、配管Ｌ３２、Ｌ４により構成され、高圧水素圧縮機２１とディスペンサー３間を結ぶ供給系統Ｒ３２（同図太線）を備えている。
また、図９（ｃ）をも参照して、固定式蓄圧器Ｓ１と水素圧縮機３１を結ぶ昇圧系統Ｒ３３（同図太線）を備えている。昇圧系統Ｒ３３は、経路内に減圧弁３３、開閉バルブＶ２、Ｖ５を介装させて配管Ｌ２、Ｌ３、Ｌ３１により構成されている。
その他の構成は水素ステーション２０と同様であるので重複説明を省略する。
【００３５】
次に、水素ステーション３０における蓄圧器、車両への充填の態様について説明する。正常時における出荷用充填及び受入用充填については、それぞれ第一の実施形態の図３、４のフローと同様であるので重複説明を省略する。
＜車両への充填＞
図１０を参照して、最初に可搬式蓄圧器Ｃａから車両への充填については第二の実施形態と同様であるが、充填後の蓄圧器Ｃａの残圧状態によりその後の充填フローが異なる。
最初にバルブＶ２、Ｖ６，Ｖ８を開とし（Ｓ６０１）、可搬式蓄圧器Ｃａから車両への充填を行う（Ｓ６０２）。Ｐｖ＝３５ＭＰａ（標準設定圧（ＰＬ））、すなわち蓄圧器Ｃａにより３５ＭＰａまで車両に充填できた場合には（Ｓ６０３においてＹＥＳ）、蓄圧器Ｃａの残圧Ｐcaが水素圧縮機３１の受入最低圧力Ｐcr(min)を下回らないため（通常、Ｐca≧ＰＬ≧Ｐcr(min)  あるいは、Ｐcr(min) ≧ＰＬと設定することもあるが、この場合の図は省略）、次にバルブＶ２、Ｖ６閉、バルブＶ５開とし（Ｓ６０４）、圧縮機３１を稼働開始し（Ｓ６０５）、７０ＭＰａまで充填する（Ｓ６０６）。充填完了後、第一の実施形態と同様に蓄圧器への水素移送工程（図４のＳ２０２以下）を実施する（Ｓ６１２）。
【００３６】
Ｓ６０３においてＮＯ、すなわち蓄圧器Ｃａにより３５ＭＰａまで充填できない場合には、バルブＶ２を閉とし（Ｓ６０７）、蓄圧器Ｓ１から車両への充填を行う（Ｓ６０８）。車両圧力Ｐｖが３５ＭＰａとなった段階で（Ｓ６１１においてＹＥＳ）、蓄圧器Ｓ１による直接充填を終了し、以下、圧縮機３１による７０ＭＰａ充填を行う（Ｓ６０４以下）。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、都市ガスを原料とする水素ステーションに限らず、可搬式蓄圧器を用いる水素ステーションに広く適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１、２０、３０・・・・・水素ステーション
２、２１，３１・・・・・水素製造装置
３・・・・・ディスペンサー
４・・・・・減圧弁
５・・・・・接続カプラー
６・・・・・水素圧縮機
８ａ、８ｂ、２３，３４・・・・・逆止弁
２１、３１・・・・高圧水素圧縮機
Ｃａ・・・・可搬式蓄圧器
Ｒ１、Ｒ６、Ｒ２１、Ｒ３１、Ｒ３３・・・・昇圧系統
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ２２・・・・充填系統
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ２３、Ｒ３２・・・・供給系統
Ｒ２４・・・・昇圧・充填系統
Ｓ１・・・・固定式蓄圧器
Ｓ２・・・・固定式高圧蓄圧器
Ｖ１〜Ｖ８・・・・開閉バルブ
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図２（ｃ）】
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【図２（ｄ）】
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【図２（ｅ）】
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【図２（ｆ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
0005355639.tif 000013
【図６（ｃ）】
0005355639.tif 000014
【図６（ｄ）】
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【図７】
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【図８】
0005355639.tif 000017
【図９（ａ）】
0005355639.tif 000018
【図９（ｂ）】
0005355639.tif 000019
【図９（ｃ）】
0005355639.tif 000020
【図１０】
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【図１１】
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