(57)【要約】      （修正有）【課題】回収容器に回収した水素ガスを再び蓄圧器に貯蔵する際のエネルギーロスを減らすとともに、コスト上昇や大型化を抑制可能な水素ガス充填方法を提供する。【解決手段】吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機１２を用い、圧縮水素ガスを第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵する工程では、回収容器８２に回収した圧縮水素ガスを減圧することなく、圧縮機１２に吸入させて圧縮し、該圧縮水素ガスを第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄圧器に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段で冷却し、冷却された該圧縮水素ガスにより、前記冷却手段より下流側に位置する配管を冷却し、冷却後に該圧縮水素ガスを回収容器に回収する工程と、
前記蓄圧器に貯蔵した圧縮水素ガスを前記冷却手段で冷却し、冷却した該圧縮水素ガスを充填先容器に充填する工程と、
圧縮機により水素ガスを圧縮することで生成される圧縮水素ガスを前記蓄圧器に貯蔵する工程と、
を順次繰り返し行い、
前記圧縮機として、吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機を用い、
前記圧縮水素ガスを前記蓄圧器に貯蔵する工程では、前記回収容器に回収した前記圧縮水素ガスを減圧することなく、前記圧縮機に吸入させて圧縮し、該圧縮水素ガスを前記蓄圧器に貯蔵することを特徴とする水素ガス充填方法。
【請求項２】
前記蓄圧器は、複数設けられており、
前記充填先容器に充填する工程では、複数の前記蓄圧器を順次切り替えることで、複数の前記蓄圧器に貯蔵され、かつ前記冷却手段により冷却した前記圧縮水素ガスを前記充填先容器に充填し、
前記圧縮水素ガスを貯蔵する工程において、前記充填先容器に充填する工程とは逆の順序で複数の前記蓄圧器を順次切り替えることで、複数の前記蓄圧器に水素ガスを貯蔵することを特徴とする請求項１記載の水素ガス充填方法。
【請求項３】
前記吸入側の設計圧力と前記吐出側の設計圧力とが等しい前記圧縮機として、エア駆動ブースターまたはオイル駆動ブースターを用いることを特徴とする請求項１または２記載の水素ガス充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガス充填装置に関するものであって、より詳しくは、水素自動車の燃料となる水素ガスを水素自動車の燃料タンクに充填する水素ガス充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車のような水素自動車の燃料として用いられる水素ガスは、水素ガス供給源から水素自動車に至る管路に設けられた弁等を通過する際、ジュールトムソン効果により温度が上昇すると共に、水素自動車の燃料タンクに高圧に圧縮充填するための圧縮熱によっても温度上昇してしまう。
このように水素ガスの温度が上昇すると、燃料タンクの耐熱温度を超える問題や、充填後の冷却に伴う圧力降下等の問題が発生する。
【０００３】
上記問題を解決可能な従来技術として、特許文献１がある。特許文献１には、圧縮機で圧縮した後の水素ガスを蓄圧器に貯蔵し、該貯蔵された水素ガスの一部を導出して水素自動車に充填するにあたり、水素ガスが流れる経路に熱交換器等の冷却手段を配置し、この冷却手段で水素ガスを冷却することが開示されている。特に、水素自動車への充填前に冷却された水素ガスで予め充填管路、循環管路、及び回収管路等を通してこれらを冷却し、回収容器に回収することが開示されている。これにより、肉厚が厚く、熱容量が多大な配管や機器を水素自動車に水素ガスを充填する前に予め冷却することができ、充填時の水素ガスの温度上昇を抑制できる。また、回収容器に回収した水素ガスは、減圧弁を介して圧縮機に吸入して再び蓄圧器に貯蔵することができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１記載の水素ガス充填装置においては、回収容器に回収した高圧の水素ガスを、減圧弁を通して圧力を降下させてから圧縮機を通して再び昇圧し、蓄圧器に貯蔵することから、エネルギーロスが発生していた。
【０００６】
また、特許文献１では、明記されていないものの、特許文献１の図１に示す符号６７が減圧弁であることから、吸入側の設計圧力よりも吐出側の設計圧力が大きい関係にある圧縮機を用いていた。
【０００７】
水素ガス充填源の水素ガスの有効利用の観点から、水素ガス充填源の圧力が限りなく０ＭＰａに近くなるまで当該水素ガス充填源を使用するため、圧縮機の吸入圧力を限りなく０ＭＰａに近くにし、かつ吐出圧力を可能な限り高く昇圧する圧縮機を従来は選択していた。このような圧縮機は高コストかつ大型のため、水素ガス充填装置全体の高コスト化かつ大型化を招く結果になっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、回収容器に回収した水素ガスを再び蓄圧器に貯蔵する際のエネルギーロスを減らすとともに、コスト上昇や大型化を抑制可能な水素ガス充填方法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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、蓄圧器に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段で冷却し、冷却された該圧縮水素ガスにより、前記冷却手段より下流側に位置する配管を冷却し、冷却後に該圧縮水素ガスを回収容器に回収する工程と、前記蓄圧器に貯蔵した圧縮水素ガスを前記冷却手段で冷却し、冷却した該圧縮水素ガスを充填先容器に充填する工程と、圧縮機により水素ガスを圧縮することで生成される圧縮水素ガスを前記蓄圧器に貯蔵する工程と、を順次繰り返し行い、前記圧縮機として、吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機を用い、前記圧縮水素ガスを前記蓄圧器に貯蔵する工程では、前記回収容器に回収した前記圧縮水素ガスを減圧することなく、前記圧縮機に吸入させて圧縮し、該圧縮水素ガスを前記蓄圧器に貯蔵することを特徴とする水素ガス充填方法が提供される。
【００１０】
また、請求項２に係る発明によれば、前記蓄圧器は、複数設けられており、前記充填先容器に充填する工程では、複数の前記蓄圧器を順次切り替えることで、複数の前記蓄圧器に貯蔵され、かつ前記冷却手段により冷却した前記圧縮水素ガスを前記充填先容器に充填し、前記圧縮水素ガスを貯蔵する工程において、前記充填先容器に充填する工程とは逆の順序で複数の前記蓄圧器を順次切り替えることで、複数の前記蓄圧器に水素ガスを貯蔵することを特徴とする請求項１記載の水素ガス充填方法が提供される。
【００１１】
また、請求項３に係る発明によれば、前記吸入側の設計圧力と前記吐出側の設計圧力とが等しい前記圧縮機として、エア駆動ブースターまたはオイル駆動ブースターを用いることを特徴とする請求項１または２記載の水素ガス充填方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水素ガス充填方法によれば、吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機を用いることにより、圧縮機自体のコスト高や大型化を抑制できる。
また、予冷工程で回収した水素ガスを減圧させることなく、圧縮機で圧縮して蓄圧器の貯蔵に利用することにより、減圧弁を通過することによるエネルギーロスを低減できる。
【００１３】
なお、ここでの「設計圧力」とは、高圧ガス保安法  一般高圧ガス保安規則  第６条等で定められる技術上の基準を満足する高圧ガス設備の設計上の圧力のことである。言い換えれば、「設計圧力」とは、高圧ガス設備の上限圧力のことである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る水素ガス充填装置の系統図の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る水素ガス充填装置の系統図の概略を示す図である。
図１を参照するに、本実施の形態の水素ガス充填装置１０は、水素ガス供給源１１と、圧縮機１２と、充填管路１４と、第１の接続部１６と、第２の接続部１８Ａと、第３の接続部１８Ｂと、フレキシブルホース２１と、手動弁２３，２８，３５，４７，８５と、自動弁２４，２９，３８，４５，４８，６４，７７，７９と、減圧弁２６と、圧力計２７，３９，５１，５６，７５，８４と、逆止弁３２，４２，６９と、蓄圧器用分岐ライン３４と、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３（複数の蓄圧器）よりなる蓄圧器ユニット３７と、バイパス用管路４４と、流量調整弁５３，６７と、積算流量計５４，６８と、安全弁５７と、冷却手段５９と、循環管路６２と、接続口６５と、遮断弁７２，９２と、温度計７６と、水素放散ライン７８と、回収管路８１と、回収容器８２と、回収ガス充填管路９１と、を有する。
【００１６】
水素ガス供給源１１は、充填管路１４の一端１４Ａと接続されており、充填管路１４の一部を介して、圧縮機１２と接続されている。水素ガス供給源１１は、水素ガスを圧縮機１２に供給する。
水素ガス供給源１１としては、例えば、１９．６ＭＰａの水素ガスが充填されている水素カードルや水素トレーラー等の圧力容器を用いることができる。
【００１７】
圧縮機１２は、吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機である。吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機１２としては、例えば、空気駆動ブースターやオイル駆動ブースター等を用いることができる。
なお、ここでの「設計圧力」とは、高圧ガス保安法  一般高圧ガス保安規則  第６条等で定められる技術上の基準を満足する高圧ガス設備の設計上の圧力のことである。言い換えれば、「設計圧力」とは、高圧ガス設備の上限圧力のことである。
圧縮機１２は、水素ガス供給源１１から供給された水素ガスを圧縮し、圧縮した水素ガスを圧縮機１２の吐出側（出口側）に位置する充填管路１４に吐出する。
【００１８】
充填管路１４は、他端１４Ｂ（終端）が第１の接続部１６と接続されている。充填管路１４は、水素ガスを輸送可能な状態で、水素ガス供給源１１、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３、及び水素自動車１９（燃料電池自動車（ＦＣＶ））と接続されている。
充填管路１４は、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３内に貯蔵された水素ガス、及び回収容器８２内に回収された水素ガスを、水素自動車１９の燃料タンクに充填するための管路である。
【００１９】
第１の接続部１６は、充填管路１４の他端１４Ｂ（終端）に設けられている。第１の接続部１６は、フレキシブルホース２１の一端に設けられた第２の接続部１８Ａと継手により接続されている。
【００２０】
フレキシブルホース２１の他端には、水素自動車１９の燃料タンクと接続される第３の接続部１８Ｂが設けられている。第３の接続部１８Ｂとしては、例えば、カプラのメス側（ソケット）を用いることができ、水素自動車１９に設けられたカプラのオス側（プラグ）と着脱可能とされている。水素自動車１９の燃料タンクとしては、例えば、７０ＭＰａまで水素ガスを充填可能なタンクを用いることができる。
【００２１】
また、７０ＭＰａ以上の高圧水素ガス（圧縮水素ガス）が流れる管路及び該管路に設けられた機器には、高圧対応のものが使用されている。
具体的には、例えば、外径１２．７ｍｍの管路（配管）の場合、肉厚が４．８ｍｍのものが使用することができる。また、外径９．５３ｍｍの管路（配管）の場合、肉厚が３．７ｍｍのものが使用することができる。
【００２２】
手動弁２３は、水素ガス供給源１１の吐出側（出口側）に位置する充填管路１４に設けられている。自動弁２４は、圧縮機１２の入口側に位置する充填管路１４に設けられている。減圧弁２６は、手動弁２３と自動弁２４との間に位置する充填管路１４に設けられている。
【００２３】
圧力計２７は、手動弁２３と減圧弁２６との間に位置する充填管路１４を流れる水素ガスの圧力を測定可能な状態で、充填管路１４と接続されている。
手動弁２８は、圧縮機１２の吐出側に位置する充填管路１４に設けられている。自動弁２９は、手動弁２８の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。逆止弁３２は、自動弁２９の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。
【００２４】
蓄圧器用分岐ライン３４は、逆止弁３２の下流側に位置する充填管路１４から分岐している。また、蓄圧器用分岐ライン３４の端部側は、３つのラインに分岐されている。分岐された各ラインは、手動弁３５を介して、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３のうち、いずれか１つの蓄圧器と接続されている。
【００２５】
蓄圧器ユニット３７は、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３（複数の蓄圧器）により構成されている。図１では、３つの蓄圧器（具体的には、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３）で蓄圧器ユニット３７を構成する場合を一例として図示したが、蓄圧器ユニット３７を構成する蓄圧器の数は、これに限定されない。
【００２６】
自動弁３８は、蓄圧器用分岐ライン３４の分岐位置よりも下流側に位置する充填管路１４に設けられている。
圧力計３９は、蓄圧器用分岐ライン３４の分岐位置と自動弁３８との間に位置する充填管路１４を流れる圧縮水素ガスの圧力を測定可能な状態で充填管路１４と接続されている。
逆止弁４２は、自動弁３８の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。
【００２７】
バイパス用管路４４は、自動弁２９，３８、逆止弁３２，４２、及び第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３をバイパスするように、両端が圧縮機１２と冷却手段５９との間に位置する充填管路１４と接続されている。自動弁４５は、バイパス用管路４４に設けられている。
【００２８】
手動弁４７は、逆止弁４２の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。自動弁４８は、手動弁４７の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。
圧力計５１は、手動弁４７と自動弁４８との間に位置する充填管路１４を流れる圧縮水素ガスの圧力を測定可能な状態で充填管路１４と接続されている。
【００２９】
流量調整弁５３は、自動弁４８の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。積算流量計５４は、流量調整弁５３の下流側に位置する充填管路１４に設けられている。
圧力計５６は、流量調整弁５３と積算流量計５４との間に位置する充填管路１４を流れる圧縮水素ガスの圧力を測定可能な状態で充填管路１４と接続されている。
安全弁５７は、流量調整弁５３と積算流量計５４との間に位置する充填管路１４から分岐したラインに設けられている。
【００３０】
冷却手段５９（冷却機）は、積算流量計５４の下流側（圧縮機１２の配設位置よりも下流側）に位置する充填管路１４に設けられている。
冷却手段５９は、冷媒通路５９Ａ内に水素ガス流通管５９Ｂを挿入したシェル＆チューブ式熱交換器であって、水素ガス流通管５９Ｂを流れる圧縮水素ガスを、冷媒通路５９Ａに供給される冷媒で冷却する構成とされている。
また、冷却手段５９には、エチレングリコールを冷媒とするチラー冷却器を用いることも可能であり、この場合、熱交換器に冷媒を循環させる循環管路を接続するとよい。
【００３１】
また、冷却手段５９として、空気を冷媒とするプレートフィン式熱交換器を用いてもよい。さらに、液体窒素やフロン等の冷媒で水素ガスを直接冷却してもよいし、液体窒素やフロン等で別の冷媒を冷却し、該冷媒で水素ガスを冷却する熱交換器を設けてもよい。
【００３２】
循環管路６２は、冷却手段５９の下流側に位置する充填管路１４（言い換えれば、冷却手段５９と第１の接続部１６との間に位置する充填管路１４）から分岐しており、その端６２Ａが水素ガス供給源１１と圧縮機１２との間に位置する充填管路１４（具体的には、自動弁２４と圧縮機１２との間に位置する充填管路１４）と接続されている。
【００３３】
循環管路６２には、循環管路６２の分岐位置から循環管路６２の端６２Ａに向かう方向に対して、自動弁６４と、接続口６５と、流量調整弁６７と、積算流量計６８と、逆止弁６９と、遮断弁７２と、がこの順で設けられている。
【００３４】
循環管路６２の分岐位置から充填管路１４の他端１４Ｂの間に位置する充填管路１４には、圧力計７５と、水素自動車１９に充填する圧縮水素ガスの温度を測定する温度計７６と、自動弁７７と、がこの順で設けられている。
【００３５】
遮断弁７２は、回収管路８１の分岐位置と循環管路６２の端６２Ａとの間に位置する循環管路６２のうち、回収管路８１の分岐位置の近傍に配置されている。
【００３６】
水素放散ライン７８は、第１の接続部１６と自動弁７７との間に位置する充填管路１４（言い換えれば、水素自動車１９と接続される側の充填管路１４の端部）から分岐している。水素放散ライン７８は、水素ガスを放散するためのラインである。水素放散ライン７８には、自動弁７９が設けられている。
【００３７】
回収管路８１は、逆止弁６９と遮断弁７２との間に位置する循環管路６２から分岐されており、端部が回収容器８２と接続されている。
回収容器８２は、循環管路６２及び回収管路８１を介して、冷却手段５９よりも下流側に位置する管路及び該管路に設けられた機器を冷却した圧縮水素ガス（冷却手段５９により冷却された圧縮水素ガス）を回収するための容器である。
回収管路８１には、回収管路８１の分岐位置から回収容器８２に向かう方向に対して、圧力計８４と、手動弁８５と、がこの順で設けられている。
【００３８】
回収ガス充填管路９１は、一端９１Ａが自動弁４５の上流側に位置するバイパス用管路４４と接続されると共に、他端９１Ｂが回収管路８１の分岐位置に対応する循環管路６２と接続されている。
【００３９】
次に、図１を参照して、水素ガス充填装置１０を用いた本実施の形態の水素ガス充填方法について説明する。
本実施の形態の水素ガス充填方法では、予め、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に圧縮水素ガスを貯蔵しておく。
始めに、予冷運転を行い、次いで、水素自動車１９を水素ガス充填装置１０に接続し、その後、充填先容器（水素自動車１９の燃料タンク）への充填を行う。充填先容器への充填終了後、次の水素自動車１９が接続される前に、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３へ圧縮水素ガスを貯蔵する。以下各工程について説明する。
【００４０】
＜予冷運転（冷却手段５９より下流側に位置する配管を冷却し、冷却後に圧縮水素ガスを回収容器８２に回収する工程）＞
充填先容器（水素自動車１９の燃料タンク）へ水素ガスを充填する前に、水素ガス充填装置１０の配管等を冷却し、冷却後の圧縮水素ガスを回収容器８２に回収する。
【００４１】
具体的には、蓄圧器ユニット３７を構成する第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３のうち、いずれか１つの蓄圧器（例えば、第1の蓄圧器３６−１）と接続された手動弁３５を開とし、自動弁７７を閉、自動弁６４を開とする。
【００４２】
第1の蓄圧器３６−１から導出した圧縮水素ガスを、冷却手段５９を通過させることで冷却し、低温とされた圧縮水素ガスを用いて、冷却手段５９より下流に位置する配管等を冷却する。冷却手段５９より下流に位置する配管等を冷却後の圧縮水素ガスは、回収容器８２に回収される。
【００４３】
以上により、冷却手段５９と循環管路６２との分岐部との間に位置する充填管路１４を予冷する。なお、第３の接続部１８Ｂを接続口６５に連結することで、冷却手段５９より下流に位置する充填管路１４全体を予冷してもよい。
【００４４】
＜充填先容器への圧縮水素ガスの充填工程＞
第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段５９で冷却した後、充填先容器（水素自動車１９の燃料タンク）を充填する。具体的には、以下の方法により、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３を順次切り替えながら充填先容器への圧縮水素ガスの充填を行う。
【００４５】
第１の蓄圧器３６−１に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段５９で冷却し、充填先容器を充填する。第1の蓄圧器３６−１と充填先容器との圧力差が所定値よりも小さくなった際、第１の蓄圧器３６−１からの充填を停止し、第２の蓄圧器３６−２からの充填に切り替える。
【００４６】
次いで、第２の蓄圧器３６−２に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段５９で冷却し、充填先容器を充填する。第２の蓄圧器３６−２と充填先容器との圧力差が所定値よりも小さくなった際、第２の蓄圧器３６−２からの充填を停止し、第３の蓄圧器３６−３からの充填に切り替える。
【００４７】
その後、第３の蓄圧器３６−３に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段５９で冷却し、充填先容器を充填する。充填先容器内の圧力が所定値に到達した際、第３の蓄圧器３６−３からの充填を停止する。
以上で充填先容器への圧縮水素ガスの充填が終了する。その後、水素ガス充填装置１０の第３の接続部１８Ｂを水素自動車１９から取り外す。
【００４８】
＜第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の蓄圧（第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に圧縮水素ガスを貯蔵する工程）＞
充填先容器への充填終了後、次回の予冷運転、及び充填先容器への圧縮水素ガスの充填までの間の待機時間中に、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３を元の圧力に昇圧する必要がある。
【００４９】
先に説明した充填先容器への圧縮水素ガスの充填工程での切り替え順序とは逆の順序で第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３への圧縮水素ガスの貯蔵を実施する。
本実施の形態の場合、充填先容器への圧縮水素ガスの充填工程では、先に説明したように、第１の蓄圧器３６−１、第２の蓄圧器３６−２、第３の蓄圧器３６−３の順に、蓄圧器を切り替えて充填先容器への圧縮水素ガスの充填を行った。
【００５０】
したがって、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の蓄圧の順序は、最初に第３の蓄圧器３６−３、次に第２の蓄圧器３６−２、最後に第１の蓄圧器３６−１の順で行う。
充填工程終了時点で最も残圧が高い蓄圧器である第３の蓄圧器３６−３から蓄圧することにより、いずれかの蓄圧器を可能な限り短時間で満タン状態に戻せる。
それと共に、最初に蓄圧する蓄圧器（本実施形態の場合、第３の蓄圧器３６−３）へ貯蔵する圧縮水素ガスは、予冷運転で回収容器８２に回収した圧縮水素ガスを利用する。
【００５１】
以下、第３の蓄圧器３６−３、第２の蓄圧器３６−２、第１の蓄圧器３６−１の順で行う蓄圧工程について具体的に説明する。
予冷運転において、回収容器８２に回収した圧縮水素ガスを減圧することなく、圧縮機１２に吸入させて圧縮し、該圧縮水素ガスを第３の蓄圧器３６−３に貯蔵する。第３の蓄圧器３６−３が所定の圧力まで昇圧された際、第３の蓄圧器３６−３の蓄圧を終了し、第２の蓄圧器３６−２の蓄圧に切り替える。
【００５２】
なお、回収容器８２に残った水素ガスのみでは第３の蓄圧器３６−３を所定の圧力まで昇圧できない場合は、水素ガス供給源１１からの水素ガスを圧縮機１２に吸入させて圧縮水素ガスを生成し、第３の蓄圧器３６−３を蓄圧する。
【００５３】
次いで、水素ガス供給源１１からの水素ガスを圧縮機１２に吸入させることで圧縮水素ガスを生成し、該圧縮水素ガスを第２の蓄圧器３６−２に貯蔵する。第２の蓄圧器３６−２が所定の圧力まで昇圧された際、第２の蓄圧器３６−２の蓄圧を終了し、第１の蓄圧器３６−１の蓄圧に切り替える。
【００５４】
水素ガス供給源１１からの水素ガスを圧縮機１２に吸入させて圧縮水素ガスを生成し、該圧縮水素ガスを第１の蓄圧器３６−１に貯蔵する。第１の蓄圧器３６−１が所定の圧力まで昇圧された際、第１の蓄圧器３６−１の蓄圧を終了する。
以上で、蓄圧器ユニット３７を構成する第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３の蓄圧が終了する。
その後、水素自動車１９が水素ガス充填装置１０に接続され、前述した予冷運転を開始するまで待機する。
【００５５】
なお、蓄圧が終了した時点で、適宜予冷運転を行うとよい。予冷運転 (基本的に、本実施の形態の場合、予冷運転時は、第１の蓄圧器３６−１を使用する)を行うと、第１の蓄圧器３６−１の圧力が低下するので、適宜、第１の蓄圧器３６−１を満タン状態に戻すため、回収容器８２⇒圧縮機１２⇒第１の蓄圧器３６−１の経路で蓄圧する。
【００５６】
本実施の形態の水素ガス充填方法では、上記説明した、冷却手段５９より下流側に位置する配管を冷却し、冷却後に圧縮水素ガスを回収容器８２に回収する工程と、充填先容器への圧縮水素ガスの充填工程と、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に圧縮水素ガスを貯蔵する工程と、を順次繰り返し行う。
【００５７】
本実施の形態の水素ガス充填方法によれば、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段５９で冷却し、冷却された該圧縮水素ガスにより、冷却手段５９より下流側に位置する配管を冷却し、冷却後に該圧縮水素ガスを回収容器８２に回収する工程と、第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵した圧縮水素ガスを冷却手段５９で冷却し、冷却した該圧縮水素ガスを充填先容器（水素自動車１９の燃料タンク）に充填する工程と、圧縮機１２により水素ガスを圧縮することで生成される圧縮水素ガスを第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵する工程と、を順次繰り返し行い、吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機１２を用い、圧縮水素ガスを第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵する工程では、回収容器８２に回収した圧縮水素ガスを減圧することなく、圧縮機１２に吸入させて圧縮し、該圧縮水素ガスを第１乃至第３の蓄圧器３６−１，３６−２，３６−３に貯蔵することにより、圧縮機自体のコスト高や大型化を抑制できると共に、減圧弁を通過することによるエネルギーロスを低減できる。
【００５８】
また、吸入側の設計圧力と吐出側の設計圧力とが等しい圧縮機１２を用いることで、低コストかつ小型の圧縮機を用いることができ、ひいては水素ガス充填装置の低コスト化および小型化を図ることができる。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、水素ガスを水素自動車の燃料タンクに充填する水素ガス充填方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…水素ガス充填装置、１１…水素ガス供給源、１２…圧縮機、１４…充填管路、１４Ａ，９１Ａ…一端、１４Ｂ，９１Ｂ…他端、１６…第１の接続部、１８Ａ…第２の接続部、１８Ｂ…第３の接続部、２１…フレキシブルホース、２３，２８，３５，４７，８５…手動弁、２４，２９，３８，４５，４８，６４，７７，７９…自動弁、２６…減圧弁、２７，３９，５１，５６，７５，８４…圧力計、３２，４２，６９…逆止弁、３４…蓄圧器用分岐ライン、３６−１…第１の蓄圧器、３６−２…第２の蓄圧器、３６−３…第３の蓄圧器、３７…蓄圧器ユニット、４４…バイパス用管路、５３，６７…流量調整弁、５４，６８…積算流量計、５７…安全弁、５９…冷却手段、５９Ａ…冷媒通路、５９Ｂ…水素ガス流通管、６２，１０１…循環管路、６２Ａ…端、６５…接続口、７２，９２…遮断弁、７６…温度計、７８…水素放散ライン、８１…回収管路、８２…回収容器、９１…回収ガス充填管路
【図１】
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