(57)【要約】【課題】脱水素化物の回収を、水素燃料の供給とは別の作業で行う必要がある。しかしながら、脱水素化物の回収と供給を別に行うと、作業に手間が係るという課題が生じる。【解決手段】燃料充填・廃液回収装置を、燃料充填用ノズル及び廃液回収用ノズルの各ノズル又は配管内を通る各液体の流量を計測することにより燃料の充填量及び廃液の回収量を計測する計測手段と、前記流量計測手段により計測した燃料の充填量及び廃液回収量を表示する表示部をもつものとする。【選択図】図１
2007225002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素貯蔵材料から脱水素反応によって生成した水素を燃料として使用する機器の燃料容器に水素貯蔵材料を充填し、反応によって生じる廃液を廃液容器から回収する燃料充填・廃液回収装置であって、充填用ノズル及び回収用ノズルを具備していることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項２】
水素貯蔵材料から脱水素反応によって生成した水素を燃料として使用する機器の燃料容器に充填用ノズルを介して水素貯蔵材料を充填する手段と、反応によって生じる廃液を回収用ノズルを介して廃液容器から回収する手段とを備え、燃料充填の際に燃料流体を圧縮して送り出す際に生じる負圧を利用して廃液を吸引することを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項３】
請求項１において、前記充填用ノズル及び回収用ノズルの各ノズル又は配管内を通る各液体の流量を計測することにより燃料の充填量及び廃液の回収量を計測する計測手段と、前記計測手段により計測した燃料の充填量及び廃液回収量を表示する表示部をもつことを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項４】
請求項１において、燃料の充填記録を格納するメモリと、充填用ノズル又は回収用ノズルに配置され、前記メモリの情報を燃料使用機器に送信する送信装置とを備えることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項５】
請求項１において、燃料の充填量と廃液の回収量を計測する計測手段と、燃料単価又は廃液単価を記録するデータベースと、前記計測手段により計測した充填量、廃液回収量及び前記データベースの記録された燃料単価又は廃液単価に基づいて充填した燃料の単価又は回収した廃液の価格を演算する演算手段を持つことを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項６】
請求項３において、炭素税率又は補助金助成率を記録するデータベースと、燃料充填量と廃液回収量の差から燃料の消失量を演算する演算手段と、炭素税率及び補助金助成率を記録するデータベースと、前記計測手段により計測した充填量又は廃液回収量と前記演算手段により演算した燃料の消失量に基づいて充填した燃料の税金又は補助金の価格あるいは回収した税金又は補助金の価格を演算する演算手段をもつことを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項７】
請求項３において、燃料の充填量から燃料が有する純水素の量を推定する推定手段と、前記推定手段により推定した純水素の量を表示する表示手段をもつことを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項８】
請求項１において、燃料充填用ノズルと廃液回収用ノズルが同軸上に配置されることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項９】
請求項１において、廃液回収前後に廃液中の脱水素化物量又は水素化物の量を計測する計測手段及び廃液の量を計測する計測手段とを備えることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項１０】
請求項９において、請求項７記載の廃液回収システムにおいて、廃液回収前後に廃液中の脱水素化物量又は水素化物の量を計測する計測手段が、光吸収分光技術を利用したものであることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の燃料充填・廃液回収装置に具備された燃料容器であって、少なくとも燃料を格納する燃料室と、前記燃料を使用した後の残留物を収容する廃棄物室とを有し、前記燃料室と前記廃棄物室の体積比が変動自在となる隔壁により前記燃料室と前記廃棄物室とが分離されていることを特徴とする燃料容器。
【請求項１２】
請求項１１において、前記燃料室と廃棄物室の隔壁が水素化物と脱水素化物を分離する分離膜であることを特徴とする燃料容器。
【請求項１３】
請求項１１において、前記燃料容器の断面積を記録したメモリおよび前記隔壁の一部又は前記燃料容器の内壁に位置センサを備え、燃料の残量を管理することを特徴とする燃料容器。
【請求項１４】
請求項１において、前記充填用ノズル又は回収用ノズルに配置された通信装置と、前記通信装置により受信した情報に基づいて燃料残量を算出する演算手段とを備えることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項１５】
請求項１において、燃料利用機器に充填する水素貯蔵材料，燃料利用機器から回収する廃液を貯蔵する燃料容器が請求項１１に記載の燃料容器であることを特徴とする燃料充填・廃液回収装置。
【請求項１６】
請求項１５において、前記燃料容器内に廃液中の脱水素化物量又は水素化物の量を計測する計測手段を備えることを特徴とする燃料・廃液充填回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料充填・廃液回収装置及び燃料容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素貯蔵材料はガソリンと同様な物性を持っているのでこれまでの石油系燃料のインフラストラクチャーを一部利用可能で爆発性も他の水素燃料に比べて低いため、低コストで安全に供給可能な水素燃料である。しかし、水素貯蔵材料の特徴として、脱水素化反応に伴い水素以外にも脱水素化物が生じる。脱水素化物は水素添加と脱水素化を繰り返し行って再利用が可能であり、これを利用することで水素貯蔵材料供給の低コスト化が期待できる。このため水素貯蔵材料利用者は水素生成の際に生じる脱水素化物を回収しておかなければならない。回収方法としては特開２００４−２５００５９号公報(以下、特許文献１)のように燃料タンクに間仕切りを備える手法がとられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５００５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法によれば、脱水素化物の回収を、水素燃料の供給とは別の作業で行う必要がある。しかしながら、脱水素化物の回収と供給を別に行うと、作業に手間が係るという課題が生じる。本発明の目的は、水素貯蔵材料燃料利用によって生じる脱水素化物を効率的に回収する燃料充填・廃液回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの特徴は、燃料充填・廃液回収装置を燃料水素貯蔵材料から脱水素反応によって生成した水素を燃料とする機器の燃料容器に水素貯蔵材料を充填し、反応によって生じる廃液を廃液容器から回収する燃料充填・廃液回収装置であって、充填用ノズル及び回収用ノズルを具備したものとした点にある。
【０００６】
また、本発明の他の特徴は、燃料充填・廃液回収装置を水素貯蔵材料から脱水素反応によって生成した水素を燃料とする機器の燃料容器に、充填用ノズルを介して水素貯蔵材料を充填する手段と、反応によって生じる廃液を回収用ノズルを介して廃液容器から回収する手段とを備え、燃料充填の際に燃料流体を圧縮して送り出す際に生じる負圧を利用して廃液を吸引するものとした点にある。ここで、廃液を吸引する際には、充填用ノズル、容器、廃液ノズルとの間で構成される空間を密閉空間とすることが、燃料充填の際に燃料流体を圧縮して送り出す際に生じる負圧を利用するうえで好ましい。
【０００７】
また、本発明の他の特徴は、上記燃料充填・廃液回収装置に具備される燃料容器であって、少なくとも燃料を格納する燃料室と、前記燃料を使用した後の残留物を収容する廃棄物室とを有し、前記燃料室と前記廃棄物室の体積比が変動自在となる隔壁により前記燃料室と前記廃棄物室とを分離した点にある。
【０００８】
なお、本発明のその他の特徴は、発明を実施するための最良の形態欄で説明する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水素貯蔵材料燃料利用によって生じる脱水素化物を効率的に回収する燃料充填・廃液回収装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施例において、水素貯蔵材料の消費先としては、水素を動力源とする自動車、または定地施設である。
【００１１】
水素ガスを動力源とする自動車とは、水素燃料電池で発電しモーターを回転させ、車を走行させたり、水素ガスをエンジンルームで爆発させ往復運動を回転運動に変換し車を走行させる、所謂水素自動車であり、いずれの方式においても車体の一部に水素貯蔵装置を設置する必要がある。また、水素貯蔵装置内に充填する燃料が純水素を物理的に圧縮，吸蔵したものまたは液化したものである場合を除いて、水素供給装置が必要になり、本発明では燃料として水素を化学的に吸蔵した水素貯蔵材料を用いるため水素供給装置が必要になる。
【００１２】
水素供給装置は触媒層に水素分離膜を隣接させて配置し、水素分離膜を介して発生した水素を分離・回収する水素供給装置である。用いる触媒は金属触媒と触媒担体から構成され、金属触媒がニッケル，パラジウム，白金，ロジウム，イリジウム，ルテニウム，モリブデン，レニウム，タングステン，バナジウム，オスミウム，クロム，コバルト、及び鉄からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属であって、触媒担体がアルミナ，酸化亜鉛，シリカ，酸化ジルコニウム，珪藻土，酸化ニオブ，酸化バナジウム，活性炭，ゼオライト，酸化アンチモン，酸化チタン，酸化タングステン，酸化鉄、からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる。
【００１３】
また、本発明で用いる水素貯蔵材料はベンゼン，トルエン，キシレン，メシチレン，ナフタレン，メチルナフタレン，アントラセン，ビフェニル，フェナスレンおよびそれらのアルキル置換体の内のいずれか１つあるいはいずれかを複数混合した芳香族化合物、またはアンモニア水溶液，ヒドラジン水溶液，ホウ酸ナトリウムを用いる。また、アンモニアあるいはヒドラジン水溶液と過酸化水素水を混合した酸素水素貯蔵材料を燃料に用いる。
水素貯蔵材料であるシクロヘキサンが水素供給装置内の触媒層に噴霧されると、触媒と熱の作用によりシクロヘキサン（Ｃ6Ｈ12）は水素（３×Ｈ2）とベンゼン（Ｃ6Ｈ6）とに分解される。分解された水素とベンゼンは、水素分離膜により気体と液体に分離され、液体のベンゼンは燃料タンクに廃液として回収され、燃料である気体の水素ガスが燃料電池やエンジンに供給される。ここで、回収された廃液中には水素を放出していない、シクロヘキサンが混在している可能性もある。
【００１４】
回収タンクに回収された廃液（ベンゼン (Ｃ6Ｈ6)）は、水素（３×Ｈ2）を添加すれば、シクロヘキサン(Ｃ6Ｈ12) となり、再び水素貯蔵材料として用いることができる。
【００１５】
本実施例に関する水素供給装置では、燃料である水素貯蔵材料を収容する供給タンク，燃料を分解して水素を取り出した残りの生成物であって回収される回収物を収容する回収タンク，タンクに回収された廃液を回収する装置が必要である。近年、燃料として使用される物質は、ガソリン，軽油，灯油，都市ガス，ＬＰＧなど完全燃焼するため、廃液を回収する必要はなかった。しかしながら、安全で、ＣＯ2 排出量の少ない燃料である水素貯蔵材料を供給する場合、廃液を回収するインフラストラクチャーが必要となる。
【００１６】
本実施例の燃料・廃液充填回収装置の最も基本的な構成図を図１に示す。燃料・廃液充填回収システム１０１は燃料を利用機器に充填する充填ノズル１０２と廃液を回収する回収ノズル１０３，廃液を入れる廃液タンク１０４，充填する燃料を格納する燃料タンク
１０５，燃料タンクから燃料を吸い上げ、充填ノズルを通じて利用機器の燃料タンクに燃料を送るポンプ１０６，利用機器の廃液タンクから回収ノズルを通じて廃液を吸い混み、回収タンクに廃液を送るポンプ１０７で構成される。また、燃料タンクから利用機器に燃料を充填し、利用機器の廃液を廃液タンクに回収する際の各流路は少なくともノズル，ポンプ，ゴム，金属，プラスチック製の配管やホースで構成されている。ただし配管やホースの材質はこれ以外にも使用可能とする。タンク燃料廃液回収量および燃料充填量を測定するための手段、例えば流量計も接続可能とする。ノズル，ポンプ、廃液回収量および燃料充填量を測定するための手段は制御装置と電気的に接続されている。タンク，バルブ，ポンプはガソリンスタンドで見られる燃料供給装置用に供給されているものをそれぞれ適用可能である。
【００１７】
以下、基本構成をもとに機能の拡張をおこなった本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２は、本実施例に係る自動車用有機ハイドライドディスペンサを示す模式図である。
図２に示されるように、燃料供給装置２０１は、自動車の燃料タンク（図示せず）にガソリン等の燃料を供給する筐体２１１と筐体に燃料を供給するための地下タンク２１２，給液ノズル２１３，廃液回収ノズル２１４とを有する。燃料供給装置２０１の筐体の側面からは、給液ノズル２１３，廃液回収ノズル２１４に接続された給液ホース２１５，廃液ホース２１６が引き出されている。
【００１９】
顧客の自動車が給液所に到着すると、給液所の作業員は、給液ノズル２１３を自動車の燃料タンク（被燃料供給体）に設けられた給液口に挿入する。
【００２０】
また、筐体２１１の内部には、給液ホース２１５，廃液ホース２１６が連通接続された給液管路２１７，廃液管路２１８が配設されており、給液・廃液管路（燃料供給，回収廃液経路）の下端が地下タンク２１２に挿入された挿入管路２１９，２２０に接続されている。
【００２１】
筐体２１１の内部に設けられた給液管路２１７，廃液管路２１８には、油液を地下タンク２１２から吸引するための給液ポンプ（燃料送出手段）２２２と、燃料の供給量を計測するための流量計２２３とが配設されている。
【００２２】
流量計２２３は、例えば、ピストン往復動型の容積式流量計であり、吸い込まれた燃料の体積を流量に変換して流量パルス発信器２２３ａから流量パルス（流量信号）を出力するように構成されている。
【００２３】
管路にフィルタやストレーナを設置することで、地下タンク２１２内の異物が挿入管路２１９，２２０に吸い込まれた場合に異物が給液ポンプ２２２に吸い込まれることを防止することが可能になる。
【００２４】
また、筐体２１１の前面には、充填ハイドライド量，回収廃液量を表示するための表示器２２４が配設されている。そして、筐体２１１の内部には、各機器を制御する制御装置２２５が設けられている。
【００２５】
制御装置２２５は、上記ノズルまたはそれ以外に設けられたノズルスイッチ２１３ａ，２１４ａと、給液・廃液回収ポンプを駆動するポンプモータ２２２ａと、流量計２２３によって計測された流量に比例する流量パルスを出力する流量パルス発信器２２３ａと、表示器２２４とが電気的に接続されている。
【００２６】
そして、制御装置２２５は、ノズルスイッチ２１３ａ，２１４ａからの信号が入力されると、流量パルス発信器２２３ａから出力される流量パルス信号を積算して給油量を算出して表示器２２４に表示する。同時に制御装置２２５は、ノズルスイッチ２１３ａ，214aからの信号が入力されると、流量パルス発信器２２３ａから出力される流量パルス信号を積算して廃液回収量を算出して表示器２２４に表示する。
【００２７】
図３は各機器の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図３に示されるように、制御装置は、給液・廃液回収ポンプモー夕ー、表示器に対して制御信号を送信すると共に、流量パルス発信器，ノズルスイッチからの入力信号を受信するＩ／Ｏ（入力／出力）ポートを有する。
【００２９】
また、制御装置は、Ｉ／Ｏポートで受信した入力信号に基づいて、後述するような監視処理，判定処理，報知処理，給油作業制御処理，給油作業時計測処理，計測結果表示処理，基準吐出量設定処理等のデータ処理を行うＣＰＵ（中央処理装置），ＣＰＵでの処理プログラムが格納されたＲＯＭ，ＣＰＵでのデータ処理時にワーク領域として用いられる
ＲＡＭ，計時を行うタイマを有する。
【００３０】
流量パルス発信器は、例えばロータリエンコーダによって構成されており、容積式流量計の回転軸（図示せず）と機械的に結合されており、流量計の回転軸の回転数に同期したパルスを出力する。その出力パルス数は、流量パルス発信器の仕様により異なるが、例えば５０パルス／回転を出力するように調整されている。
【００３１】
流量パルス発信器から出力された流量パルス（流量信号）をカウントすることにより瞬時流量が求まる。この瞬時流量は、単位時間当たりに出力されたパルス数を流量に換算して得られるが、単位時間は任意に設定される数値であり、例えば、１秒間に供給される流量（Ｌ／sec）あるいは１分間に供給される流量（Ｌ／min）を瞬時流量として設定することも可能である。
【００３２】
各時間の流量のデータをＣＰＵで積分することにより合計流量の出力が可能になる。合計流量はＲＡＭ内に格納され、その値は常時または任意の時間ごとに表示器に出力される。流量の算出は給液および廃液回収について同時に行うことが可能である。
【００３３】
本実施例の装置を、ハイドライドを燃料とする自動車の燃料補給所に設置することで、燃料の充填と廃液の回収を同時に、省スペースで行うことが可能となる。つまり、水素貯蔵材料燃料利用によって生じる脱水素化物を効率的に回収することができる。
【００３４】
また、本実施例の実施形式は定置型装置に限らず、タンクローリーなどの移動式の燃料供給装置にも適用を可能とする。
【実施例２】
【００３５】
次に、実施例１の装置に、データ格納装置をとりつけ必要に応じてデータを取り出すことで燃料費の合計金額などの計算を行う実施例を示す。
【００３６】
図４に本実施例に係るデータ格納装置つき自動車用有機ハイドライドディスペンサの模式図を示す。実施例１で示した構成にデータ格納装置を制御装置と電気的につなげＣＰＵにてデータのアクセスを可能としたものである。格納されるデータは燃料単価（円／Ｌ），廃液単価（円／Ｌ），内含水素量（ｍ3／Ｌ），廃液処理単価（円／Ｌ）,炭素税（円／Ｌ）などである。各データは日程ごとにＩＤにて管理されており、例えば図５に示す表形式に収められている。
【００３７】
例えば本発明装置で、２０１０年１２月１５日当日、３５（Ｌ）ハイドライドを充填し、同じ量の廃液を回収した際ＣＰＵは当日の日付をキーに各項目に該当する単価などを抽出し、充填燃料および回収廃液の流量の積分値に以下のように乗じて、燃料価格＝３５
（Ｌ）×６４（円／Ｌ）＝２２４０円などを算出する。算出結果燃料価格、２２４０円は、ＲＡＭに保存し、結果を表示部に表示することも可能である。廃液にも同様に価格をつけることが可能となり、廃液価格＝３５（Ｌ）×２０（円／Ｌ）＝７００円などを算出する。ハイドライドを販売する燃料業者が燃料を２０（円／Ｌ）で引き取る場合、燃料消費者は燃料価格と廃液価格の差が支払い代金になる。ＣＰＵはＲＡＭ内にある各値を抽出し、燃料消費者支払額を算出、ＲＡＭに記録する。表示部に燃料価格＝２２４０円，廃液価格＝７００円および請求価格＝１５４０円を併せて表示することが可能になる。
【００３８】
また、無線，有線通信装置を備え付け制御装置と接続し、インターネットと接続を可能とすることによりデータ格納装置の情報を随時変更可能となる。新しい情報を本発明装置が情報提供先から受け取ると、図５の表においてＩＤを新規設定して各情報を入力する。これにより税金の設定などの情報更新が常に可能となる。また、これらの情報は通信装置に外部入力装置を接続することで手入力可能になる。また、外部記憶装置の設置場所についてはこの実施例限定されるものではない。例えば、ディスペンサにインターネットに接続可能な通信装置を取り付け、サーバーに格納されたデータ格納装置にアクセスするなども発明の範囲内である。
【実施例３】
【００３９】
本実施例は、本発明の燃料充填・廃液回収装置の廃液ノズルの先に紫外線分光センサを備え付け、廃液中の水素化物の量を定量化することを可能とした燃料充填・廃液回収装置の実施例である。
【００４０】
図４に示した燃料充填・廃液回収装置で燃料利用装置から廃液を回収する際に、廃液内には未反応の燃料が回収される可能性が大きい。図６にメチルシクロヘキサンの温度ごとの平均転化率を示す。反応環境を３００度以上に温めると、メチルシクロヘキサンはほぼ１００％転化し、水素を放出する。しかし、反応環境を３００度以下にすると、転化率は急激に下落する。燃料利用装置起動時は３００度以上の温度に達せず、また、３００度以上となっても触媒に吹き付けられるハイドライドの量によって触媒表面が冷却され反応率が低下する場合があり、ハイドライドは未転化のまま廃液となるものがある。未反応のハイドライドは廃液と共に回収されるが、燃料消費者としては未反応分損したことになる。本実施例では廃液中の未反応ハイドライド量を定量化する手法を示す。図７に廃液分析機能つき燃料充填・廃液回収装置の構成の一例を示す。廃液分析機能つき燃料充填・廃液回収装置は廃液ノズルの一部に紫外線入射装置７０２および光検出器７０３を取り付け、また、燃料充填・廃液回収装置筐体内およびそれ以外の場所に光源および分光器を備える。光源と紫外線入射装置および分光器と光検出器は光ファイバー７０１でつながっている。光源としては重水素ランプ，光検出器には光電子倍増管やフォトダイオード，光ファイバーには石英管を使用することが望ましいがこれに限定しない。光源と分光器と制御装置はそれぞれ電気的につながっている。データ格納装置には実施例２で示した情報以外にも、少なくとも、燃料に採用されているハイドライドの名称，単位量当たりの水素量，吸収波長，水素化物／脱水素化物区分が記載されており、表形式にまとめたハイドライド物性テーブル，燃料名，燃料中に含まれる化合物名，燃料中に含まれる化合物の構成比などが記載された燃料テーブルが格納される。
【００４１】
図８に廃液分析処理および廃液価格決定の流れを示す。以下、図８に基づき、利用機器の廃液タンクに廃液ノズルをセットし、スタートボタンとともに分析を開始する。分析開始と共に光源から任意の波長領域の光が発せられ、光は光ファイバーを伝い、廃液タンクに挿入された廃液回収ノズルに具備された紫外線入射装置より発せられ、タンク内の廃液を媒介して、光検出器で検出される。紫外線入射装置および光検出器は可能な限り距離を置くことが好ましい。光検出器で検出した光は光ファイバーを伝い分光器に入力される。入力されたデータは光の波長に対する吸収強度となり、分光器からＣＰＵに伝達し、表形式などでデータ化，ＲＡＭに送られる。例えば、ハイドライドとしてシクロヘキサンを用いた場合、脱水素化物はベンゼンであり、ベンゼンの吸収波長は２６１（ｎｍ）である。また、水素化物（未反応物）であるシクロヘキサンの吸収波長は２８０（ｎｍ）である。各波長の光を照射すると光の吸収が発生する。また、光の吸収量は各物質の存在量にほぼ比例する。対象の波長に関してハイドライド物性テーブルの吸収波長データを検索し、光吸収した化合物の名称および脱水素化物および水素化物の区分などが明らかになる。脱水素化物と水素化物が共存する廃液に各波長の吸収ピークの強度比から廃液中に含まれる濃度比が明らかになる。燃料として供給されるハイドライドが複数の性質の異なる液体を混合したものである場合も複数の波長の光を当て、複数の吸収ピークを調査することで脱水素化物の量が明らかになる。
【００４２】
吸収ピーク比が確定しＲＡＭにデータが登録されると、廃液回収作業が開始される。廃液量が確定するとＣＰＵがＲＡＭ内の廃液量および濃度比を抽出し、廃液量に濃度比を乗じて脱水素化物量，水素化物量が確定する。例えば、強度比(脱水素化物量：水素化物量)２：１，廃液量４５(Ｌ) の場合、図９のように処理ＩＤと共に脱水素化物比０.６６（＝２／３）、水素化物比０.３３(＝１／３) を格納する。格納された情報を抽出し、廃液量４５（Ｌ）を掛け、脱水素化物価格＝４５（Ｌ）×０.６６＝２９.７（Ｌ）および水素化物価格＝４５（Ｌ）×０.３３＝１４.９（Ｌ）を算出する。算出結果を表示部に表示することも可能である。実施例２のように、脱水素化物価格＝２９.７（Ｌ）×２０(円／Ｌ)＝５９４円，水素化物価格＝１４.９(Ｌ) ×５９（円／Ｌ）＝７４５円などを算出する。同時に５９円のハイドライドを４５（Ｌ）充填したとすると、燃料価格＝４５（Ｌ）×
５９（円／Ｌ）＝２６５５円となる。ＣＰＵはＲＡＭ内にある各値を抽出し、燃料消費者支払額を算出、ＲＡＭに記録する。表示部に燃料購入量４５Ｌ，燃料価格＝２６５５円，廃液回収量４５Ｌ，廃液価格＝６６８.５円 および請求価格＝１９８７円を併せて表示することが可能になる。また、併せて廃液中の水素化物量または脱水素化物量などの内訳も表示可能となる。
【００４３】
また、燃料として複数の種類のハイドライドが混合されたものを用いる場合、燃料の存在割合を乗じて水素化物，脱水素化物の量を特定する。
【実施例４】
【００４４】
本実施例は、利用機器に付随する触媒の平均性能を格納したメモリを利用機器の一部に取り付け本発明の燃料充填・廃液回収装置とデータ通信を行うことで、廃液中のおよその水素化物の量を推定することを可能とした燃料充填・廃液回収装置の実施例である。以下に燃料利用機器が自動車である場合の実施例を示す。
【００４５】
図１０に通信機能を備えたメモリの一例を示す。本メモリは、例えば、ＲＦＩＤ(RadioFrequency IDentification) タグのようにアンテナ１００１，通信回路１００２，メモリ１００３によって構成され非接触でデータの送信が可能となる。通信回路は無線通信機能を持っている。メモリに予め付与された識別子を示す情報を格納することで特定の通信装置でのみ通信可能とすることもできる。ＲＦＩＤは、混信を防ぐため、無線の有効到達範囲ができる限り狭く、かつ、短いことが望ましい。例えば、ＲＦＩＤと、交信する装置のアンテナとの間隔が、１ｍ以下、可能であれば、数cm以下とする。従って、ＲＦＩＤが取り付けられた利用機器の一部分およびその近傍のいずれかの範囲に、表記が行える領域を可視的に示す表示を設けることとする。できれば、この表示される領域内に、ＲＦＩＤが存在することが好ましい。メモリ内には触媒の性能を表形式で格納する。表には触媒の型式，触媒製造年月日，触媒の平均的な燃料転化率が格納されている。また、利用機器始動時の転化率や季節ごとの転化率，製造年月日からの変化を考慮した転化率などを挿入することも可能とする。
【００４６】
図１１に無線通信機能を備えた燃料充填・廃液回収装置の一例を示す。本実施例の燃料充填・廃液回収装置は無線通信ホスト１１０１を備えることを特徴とし、充填，回収ノズルいずれかの一部に無線通信ホストまたは無線通信ホストのアンテナ１１０２を具備することを特徴とする。無線通信ホストは燃料充填・廃液回収装置の制御装置と電気的につなげＣＰＵにてデータのアクセスを可能としたものである。また、データ格納装置を備えることも可能である。
【００４７】
この構成で自動車からの廃液中の脱水素化物量を想定し、廃液回収価格を決定するまでの処理フローを図１２に示す。以下に図１２に従って、廃液価格決定手法について説明する。
【００４８】
利用機器の廃液タンクに廃液ノズルをセットし、スタートボタンを押す。同時にＣＰＵから無線通信ホストにトリガー信号が流れ、無線通信ホストから任意の電磁波が発振される。電磁波は通信機能を備えたメモリに照射されると共に、メモリ内の情報が通信回路を経由して情報を発振される。メモリから発振された情報は、無線通信ホストを通じて燃料充填・廃液回収装置のＲＡＭ内に格納される。ＲＡＭにデータが登録されると、廃液回収作業が開始される。このとき廃液量の情報も流量計などからＲＡＭ内に格納される。廃液量が確定するとＣＰＵがＲＡＭ内の触媒の性能（転化率）および廃液量を抽出し、廃液量に転化率を乗じて脱水素化物量，水素化物量が確定する。例えば転化率０.７５ ，廃液量４５（Ｌ）の場合、転化率０.７５ と廃液量４５（Ｌ）を掛け、脱水素化物価格＝４５
（Ｌ）×０.７５＝３３.７５（Ｌ）および水素化物価格＝４５−３３.７５＝１１.２５
（Ｌ）を算出する。算出結果を表示部に表示することも可能である。
【００４９】
本実施例では、廃液回収時に廃液中に含まれる燃料充填時に触媒の効率情報を取り出し、充填燃料量と回収廃液量が等しいとの前提のもとに、上記の処理を行うことにより、充填した燃料の廃液中に含まれる脱水素化物，水素化物の量を定量化，価格決定することが可能となる。
【００５０】
ここで算出された脱水素化物量および水素化物量は触媒の平均値を使用して求められたものであり、大まかな値であるが、メモリ内に起動時の転化率，季節ごとの転化率，製造年月日からの変化を考慮した転化率など場合に分けた情報を格納し、場面にあった情報を抽出することでより正確な値を導き出すことが可能となる。
【００５１】
また、自動車に様々なセンサを取り付け、起動時間，起動回数，アクセル開度などの運転情報を取得し、メモリに格納し、この情報も廃液回収時に取り込むことでさらに正確な脱水素化物量を導き出すことが可能となる。
【００５２】
実施例２のように、脱水素化物および水素化物の単価を格納したデータ格納装置を備えることで脱水素化物価格＝３３.７５(Ｌ) ×２０（円／Ｌ）＝６７５円，水素化物価格＝１１.２５(Ｌ) ×５９（円／Ｌ）＝６６４円などを算出することも可能となる。ＣＰＵはＲＡＭ内にある各値を抽出し、燃料消費者支払額を算出、ＲＡＭに記録する。表示部に廃液回収量４５Ｌ，廃液価格＝１３３９円を併せて表示することが可能になる。また、併せて廃液中の水素化物量または脱水素化物量などの内訳も表示可能となる。
【実施例５】
【００５３】
本実施例は、触媒の温度上昇に伴い燃料または脱水素化物が燃焼した場合に、その量を定量化し、燃焼分の価格を決定する機能を備えた燃料充填・廃液回収装置の実施例である。以下に燃料利用機器が自動車である場合の例を示す。
【００５４】
本実施例は実施例３の構成に加えて、利用機器に燃料残量管理装置１３０１を備え、燃料残量管理装置からの情報を受信する通信ホスト１３０２を備えた図１３に示す燃料充填・廃液回収装置を用いる。通信ホストは好ましくは廃液回収または燃料充填ノズルに備えられ、燃料充填・廃液回収装置の制御装置と電気的につなげＣＰＵにてデータのアクセスを可能としたものである。また、データ格納装置を備えることも可能である。
【００５５】
図１４に自動車燃料タンク燃料残量管理装置の一例を示す。
【００５６】
燃料残量管理装置は通信アンテナ１４０１，通信回路１４０２，メモリ１４０３に、位置測定手段１４０４よって構成され、自動車燃料タンク内に設置され、燃料の液面の高さなどを計測し燃料の残量を算出する。例えば、燃料残量管理装置として光位置センサを用いる場合、燃料タンクの上部に光発生装置１４０５を取り付け、光量に応じた電圧を発生する材料を一様に塗布した一定の面積をもったセンサを光発生源と常に対面になるように液面に配置し、液面があたると、光量に応じた電圧が発生する。スポットの位置から離れた点の電位は膜材質の抵抗により、それぞれ低下するので、センサの両端に発生する電圧の比から、光スポットのセンサ位置を求めることができる。これから液面の高さを計測する。ただし液面の高さをこの手法に限定するものではない。この場合液面のセンサに通信アンテナ，通信回路，メモリが取り付けられる。メモリ内には、機器ＩＤ，現状の液面高さ，タンク断面積，燃料量履歴などが格納される。本装置にＣＰＵなど演算能力を加えることによりメモリ内にタンク内の燃料残量を加えることが可能となる。機器ＩＤは利用機器固体ごとにつけられるものが好ましいが、この限りではない。
【００５７】
燃料充填・廃液回収装置は実施例３で示した、脱水素化物定量化測定機能および実施例４で示した無線通信機能を備えるものとする。
【００５８】
本構成で自動車からの廃液中の脱水素化物量およびを想定し廃液価格を決定するまでの処理フローを図１５に示す。以下に図１５に従って、廃液消失量定量化手法および廃液価格決定手法について説明する。利用機器の廃液タンクおよび燃料タンクに廃液ノズルおよび燃料ノズルをセットし、スタートボタンを押す。ＣＰＵから廃液ノズルに備えられた脱水素化物定量化測定により廃液中の脱水素化物と水素化物の濃度比を確定する。濃度比の情報は燃料充填・廃液回収装置のＲＡＭ内に格納される。これと同時にＣＰＵから燃料ノズルに備えられた無線通信ホストにトリガー信号が流れ、無線通信ホストから任意の周波数の電磁波が発振される。電磁波は通信機能を備えたメモリに照射される。電磁波がアンテナに照射されたのをトリガーとして光センサが起動し、現状の液面高さｌをメモリ内に格納する。これと同時にメモリ内の情報から少なくとも液面高さｌ、前回燃料量Ｖおよびタンク断面積Ａを（好ましくは機器ＩＤも）抽出し、メモリから通信回路を通して情報を発振する。メモリから発振された情報は、無線通信ホストを通じて燃料充填・廃液回収装置のＲＡＭ内に格納される。燃料残量管理装置にＣＰＵなどの演算能力が備えられてない場合は、燃料充填・廃液回収装置ＣＰＵがＲＡＭ内の液面高さｌおよびタンク断面積Ａを抽出し燃料残量Ａ×ｌを算出し、ＲＡＭ内に保存する。
【００５９】
ＲＡＭにデータが登録されると、ポンプが起動し、廃液回収および燃料充填が開始される。タンクからの廃液回収量Ｘ、およびタンクへの燃料充填量Ｙを流量計などで計測し、その値をＲＡＭ内に保存する。
【００６０】
実施例３に従ってＲＡＭ内に格納された、水素化物および脱水素化物比ａ：ｂ、廃液回収量Ｘから水素化物量および脱水素化物量をＣＰＵにて、Ｘ×ａ／（ａ＋ｂ）およびＸ×ｂ／（ａ＋ｂ）を用いて算出する。
【００６１】
燃料充填終了後、ポンプの起動を停止すると共に、ＣＰＵから充填ノズルの通信ホストを介して信号を送る。この信号を利用機器のタンク内の燃料残量管理装置が受信するとセンサにより残現状の液面高さｌ′を測定する。計測した液面高さは燃料残量管理装置のメモリに格納され、液面高さｌ′の情報を、メモリから通信回路を通して発振する。メモリから発振された情報は、無線通信ホストを通じて燃料充填・廃液回収装置のＲＡＭ内に格納される。
【００６２】
廃液回収および燃料充填終了後ＲＡＭから前回燃料量Ｖ，回収廃液量Ｘ，燃料充填量Ｙ，現在のタンク内燃料量ｌ′×Ａの情報をＣＰＵに送り燃料焼失量Ｖ＋Ｙ−（Ｘ＋ｌ′×Ａ）を算出する。
【００６３】
これと同時にｌ′Ａを演算し、送信する充填ノズルの通信ホストを介してこの結果を送信する。この信号を利用機器のタンク内の燃料残量管理装置が受信すると情報をメモリ内に格納し、格納確定信号を送信する。メモリから発振された情報は、無線通信ホストを通じて燃料充填・廃液回収装置で受信される。
【００６４】
さらにデータ格納装置に格納されたデータは燃料単価（円／Ｌ），廃液単価（円／Ｌ）、内含水素量（ｍ3／Ｌ ），廃液処理単価（円／Ｌ），炭素税単価（円／Ｌ）などを引き出し、各価格を求める。
【００６５】
ハイドライドが燃焼する、すなわち燃料消失する、と二酸化炭素が発生する。燃料消失が発生した場合、炭素税が（炭素税単価）＊［Ｖ＋Ｙ−（Ｘ＋ｌ′＊Ａ）］によって算出される。炭素税を利用者負担する場合は、炭素税単価，炭素排出量，炭素税額などの情報のいくつかを他の情報とともに表示部に表示する。一方、炭素税をその他、例えば、燃料販売者，自動車販売者，触媒供給メーカなど、が負担する場合は、燃料残量管理装置のメモリから読み込む情報に機器ＩＤを加え、算出および読み込み情報と関連づけを行う。
【００６６】
この情報は例えば、図１６のような表形式でデータ格納装置に格納される。この表を燃料販売者が保存することにより、燃料販売者が炭素税額を確認することが可能となる。
【００６７】
さらに機器ＩＤと自動車名を関連づける表により自動車販売者に炭素税を請求可能となる。
【００６８】
さらに、自動車名，製造年月日，使用部品，各部品供給メーカを関連づける表により触媒供給メーカなどに炭素税を請求可能となる。
【実施例６】
【００６９】
本実施例は、本発明の燃料充填・廃液回収装置において効率よく廃液回収および燃料充填を行うために、可動仕切り板つき燃料タンクを用いた実施例である。
【００７０】
ハイドライド系燃料タンクは燃料であるハイドライドと廃液の両者を貯蔵しなくてはならない。二つのタンクを使用するのが最も簡単であるが、燃料充填および廃液回収を同時に行う場合、ポンプが２つ必要になる。そこで、一つのポンプで燃料充填と廃液回収を同時に行えるようなタンクを作製した。
【００７１】
図１７に示すように、密封されたタンクの内部は可動式の仕切り板が設置されており、燃料と廃液をタンク内に区分して貯蔵できるようになっている。可動間仕切りは燃料の増減により、可動間仕切りが鉛直方向に動くようにしたほうが燃料の重みの作用を利用でき効率よく作業が可能となるが、可動方向についてはこの限りでない。本実施例では上部が燃料タンクで下部が廃液タンクである。燃料充填口および廃液回収口に燃料充填ノズルおよび廃液回収ノズルをセットすると燃料充填・廃液回収ルートが間仕切りに仕切られた形でつながり、燃料充填口から燃料の充填を開始すると燃料の重みとポンプの圧力により可動間仕切りに力がかかり、廃液を押し出す。この押し出された廃液は廃液ルートを通じて廃液タンクに回収される。
【００７２】
以上のようなタンクを用いればポンプの圧力を効率よく利用でき、さらに廃液の回収と燃料の供給を同時にスムーズに行うことができる。
【００７３】
また、稼動仕切り板として水素化物および脱水素化物を選択的に通す素材を用いれば、廃液中の水素化物を燃料貯蔵部に移し変えることができ効率的な燃料の使用が可能となる。
【実施例７】
【００７４】
本実施例は、廃液回収と燃料充填作業の高効率化と装置の省スペース化を実現するために、廃液回収ノズルおよび燃料充填ノズルを同軸に配置した燃料充填・廃液回収装置の実施例である。
【００７５】
図１８に本実施例での燃料充填・廃液回収装置の実施形態の一例を示す。図１８において燃料充填・廃液回収ノズルは、口径４２φの燃料充填口と口径３０φの廃液回収口が同軸上に配置され、廃液回収口が燃料充填口内に入り込んでおり、廃液は廃液口内部を流れる。一方、燃料は廃液口外壁と燃料充填口内壁の間を流れる。燃料充填口と廃液回収口の口径や配置の関係はこの限りではない。廃液充填口および廃液回収口と燃料充填・廃液回収装置筐体はゴム製のホースや配管でつながっており、筐体内でゴム製ホースと筐体内に設置されたポンプが配管でつながっており、廃液および燃料の流路を形成している。廃液ホースと燃料ホースについては廃液充填口および廃液回収口同様同軸上に配置されることが好ましいが、これに限定するものではなく、分岐することも可能である。また、燃料充填・廃液回収ノズルには、ノズルスイッチが備えられ制御装置と電気的に接続されており、ノズルスイッチを押すと共にポンプが始動し廃液回収および燃料充填が同時に開始される。その他の構成は実施例１に示した燃料充填・廃液回収装置と同じである。
【００７６】
本装置を自動車の燃料充填・廃液回収に適用した場合の処理フローを以下に示す。
【００７７】
顧客の自動車が給液所に到着すると、給液所の作業員は、燃料充填・廃液回収ノズルを自動車の燃料タンク（被燃料供給体）に設けられた充填・回収口（図示せず）に挿入する。制御装置３６は、上記ノズルまたはそれ以外に設けられたノズルスイッチ１８ａと、給液・廃液回収ポンプ２６を駆動するポンプモータ２６ａと、流量計２８によって計測された流量に比例する流量パルスを出力する流量パルス発信器２８ａと、表示器３４とが電気的に接続されている。
【００７８】
そして、制御装置３６は、ノズルスイッチ１８ａからの信号が入力されると、流量パルス発信器２８ａから出力される流量パルス信号を積算して充填量および回収量を算出して表示器３４に表示する。同時に制御装置３６は、ノズルスイッチ１８ａからの信号が入力されると、流量パルス発信器２８ａから出力される流量パルス信号を積算して廃液回収量を算出して表示器３４に表示する。
【００７９】
流量パルス発信器２８ａから出力された流量パルス（流量信号）をカウントすることにより瞬時流量が求まる。この瞬時流量は、単位時間当たりに出力されたパルス数を流量に換算して得られるが、単位時間は任意に設定される数値であり、例えば、１秒間に供給される流量（Ｌ／sec）あるいは１分間に供給される流量（Ｌ／min）を瞬時流量として設定することも可能である。
【００８０】
各時間の流量のデータをＣＰＵで積分することにより合計流量の出力が可能になる。合計流量はＲＡＭ内に格納され、その値は常時または任意の時間ごとに表示機に出力される。流量の算出は給液および廃液回収について同時に行うことが可能である。
【００８１】
本発明装置を、ハイドライドを燃料とする自動車の燃料補給所に設置することで、従来の燃料供給装置とほぼ同じ手順で作業が可能となり、また、部品点数を少なくすることが可能となる。
【００８２】
また、本実施例の実施形式は定置型装置に限らず、タンクローリーなどの移動式の燃料供給装置にも適用を可能とする。
【００８３】
なお、燃料充填の際に燃料流体を圧縮して送り出す際に生じる負圧を利用して密閉された容器から廃液を吸引する構成も考えられる。
【００８４】
本発明装置を、ハイドライドを燃料とする自動車の燃料補給所に設置することで、従来の燃料供給装置とほぼ同じ手順で作業が可能となり、また、廃液回収のインフラ整備を行うことも同時に可能となる。
【００８５】
本発明の上記実施例によれば、水素貯蔵材料を使用した水素利用技術に関して、発生する廃液を効率よく回収可能となり、未反応の水素化物の定量化や分離を行うことで水素貯蔵材料の脱水素化および水素化の循環サイクルにおける高効率化を可能とし、低コストで水素貯蔵材料を燃料消費者に提供可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施例の燃料・廃液充填回収装置の基本的な構成図。
【図２】本実施例に係る自動車用有機ハイドライドディスペンサを示す模式図。
【図３】各機器の構成を示すブロック図。
【図４】本実施例に係るデータ格納装置つき自動車用有機ハイドライドディスペンサの模式図。
【図５】各情報を入力した表を示す図。
【図６】メチルシクロヘキサンの温度ごとの平均転化率を示す図。
【図７】廃液分析機能つき燃料充填・廃液回収装置の構成の一例を示す図。
【図８】廃液分析処理および廃液価格決定の流れを示す図。
【図９】水素化物及び脱水素化物に関する情報を示す図。
【図１０】通信機能を備えたメモリの一例を示す図。
【図１１】無線通信機能を備えた燃料充填・廃液回収装置の一例を示す図。
【図１２】廃液回収価格を決定するまでの処理フローを示す図。
【図１３】燃料充填・廃液回収装置の構成を示す図。
【図１４】自動車燃料タンク燃料残量管理装置の一例を示す図。
【図１５】廃液価格を決定するまでの処理フローを示す図。
【図１６】データ格納装置に格納されるデータ例を示す図。
【図１７】燃料容器を示す図。
【図１８】本実施例での燃料充填・廃液回収装置の実施形態の一例を示す図。
【符号の説明】
【００８７】
１０１…燃料・廃液充填回収システム、１０２…充填ノズル、１０３…回収ノズル、
１０４…廃液タンク、１０５…燃料タンク、１０６，１０７…ポンプ、２０１…燃料供給装置、２１１…筐体、２１２…地下タンク、２１３…給液ノズル、２１４…廃液回収ノズル、２１５…給液ホース、２１６…廃液ホース、２１７…給液管路、２１８…廃液管路、２１９，２２０…挿入管路、２２２…給液ポンプ、２２３…流量計、２２４…表示器、
２２５…制御装置。
【図１】
2007225002.tif 000003
【図２】
2007225002.tif 000004
【図３】
2007225002.tif 000005
【図４】
2007225002.tif 000006
【図５】
2007225002.tif 000007
【図６】
2007225002.tif 000008
【図７】
2007225002.tif 000009
【図８】
2007225002.tif 000010
【図９】
2007225002.tif 000011
【図１０】
2007225002.tif 000012
【図１１】
2007225002.tif 000013
【図１２】
2007225002.tif 000014
【図１３】
2007225002.tif 000015
【図１４】
2007225002.tif 000016
【図１５】
2007225002.tif 000017
【図１６】
2007225002.tif 000018
【図１７】
2007225002.tif 000019
【図１８】
2007225002.tif 000020