(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された内部空間に液化ガスを収容する液化ガス収容部と、この液化ガス収容部に接続された中空の供給路と、を備え、前記液化ガス収容部は、ボンベ本体と、このボンベ本体の内部に挿通された放出路と、この放出路を開閉可能なボンベ元弁と、を有し、前記放出路が重力方向に向かって下部に位置するように配置されるガス供給システムであって、
前記供給路は、前記液化ガス収容部に収容された液化ガスに連通し、前記液化ガス収容部から液化ガスが導入され、
前記供給路の途中には、前記供給路を流通する液化ガスを減圧する減圧手段と、前記減圧手段を経由して供給されるガスの圧力を測定する封入圧計と、が設けられ、液化ガスは、前記減圧手段で減圧されて気化し、
前記封入圧計で封入圧が検知されることに応じて、前記減圧手段を加熱する加熱手段を更に備えるガス供給システム。
【請求項２】
前記減圧手段は、複数の前記液化ガス収容部に対応して、１つ設けられている請求項１記載のガス供給システム。
【請求項３】
前記供給路は、前記減圧手段と前記複数の液化ガス収容部との間に、前記複数の液化ガス収容部のうちの一部の液化ガス収容部同士をつなぐ集合管を複数有し、
前記集合管毎に集合管出口弁が１つ設けられている請求項２記載のガス供給システム。
【請求項４】
請求項１から３いずれか記載のガス供給システムと、このガス供給システムから液化ガスが供給される発電機と、を備える発電システム。
【請求項５】
前記発電機に水素ガスを供給する水素ガス供給部と、前記発電機に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給部と、前記発電機に空気を供給する空気供給部と、を有し、前記発電機内の気体を水素ガスから空気へと交換する気体交換装置を更に備え、
前記ガス供給システムから供給される液化ガスは前記炭酸ガスである請求項４記載の発電システム。
【請求項６】
密閉された内部空間に液化ガスを収容する液化ガス収容部と、この液化ガス収容部に接続された中空の供給路と、を備え、前記液化ガス収容部は、ボンベ本体と、このボンベ本体の内部に挿通された放出路と、この放出路を開閉可能なボンベ元弁と、を有し、前記放出路が重力方向に向かって下部に位置するように配置されるガス供給システムを用いるガス供給方法であって、
前記液化ガス収容部から前記供給路へと、液化ガスを液体状態で導入する液体導入手順と、
前記供給路の途中で、液体状態の液化ガスを減圧手段を用いて減圧して、気化させる気化手順と、
前記減圧手段を経由して供給されるガスの圧力を封入圧計を用いて測定する手順と、を含み、
前記封入圧計で封入圧が検知されることに応じて、前記減圧手段を加熱する加熱手順を更に含むガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給システム及びガス供給方法に関し、とりわけ、液体状態で収容されたガスを気化させて供給するガス供給システム及びガス供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスを供給する方式としては、ボンベ等に収容された液化ガスを気化させて供給する方式が通常行われている。
【０００３】
図３は、従来のガス供給システム９００のブロック図である。ガス供給システム９００は、５本のボンベ９１０と、このボンベ９１０に接続された中空の供給路９２０と、を備える。
【０００４】
ボンベ９１０の各々は、内部に液化ガス９１５を収容するボンベ本体９１１と、このボンベ本体９１１の内部に挿通された放出路９１２と、この放出路９１２を開閉可能なボンベ元弁９１３と、を有する。放出路９１２は、ボンベ本体９１１の上部に設けられている。ボンベ元弁９１３が開かれると、ボンベ本体９１１の内圧が減少して、液化ガス９１５が気化する。そして、気化したガスが、放出路９１２を経て、供給路９２０へと導入される。
【０００５】
供給路９２０には、ボンベ９１０側から順に、出口弁９２１、減圧弁９２３が設けられている。出口弁９２１の開閉に基いて、ボンベ９１０から導入されたガスの移動が開始又は停止される。減圧弁９２３は、その開度に基いて、出口弁９２１を通過したガスの封入圧を制限する。
【０００６】
このように、ガス供給システム９００によれば、封入圧を調整しつつガスを供給できる。
【特許文献１】特開２００６−１４９０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のガス供給システム９００には、次のような問題がある。
ガスを供給する際、液化ガスがボンベ本体９１１の内部で気化されるため、ボンベ本体９１１が気化熱を外部へ放熱し、低温化する。これにより、ボンベ本体９１１の内部が降圧し、供給路９２０への導入量が減少する。すると、所定量のガスを供給するのに費やされる供給作業が長期化するため、非効率である。
【０００８】
そこで、本発明は、ガス供給速度の低減を抑制できるガス供給システム及びガス供給方法を提供することを第一の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ガス供給速度の低減を抑制できるガス供給システムを備える発電システムを提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ボンベ内で気化させず、ボンベから液化ガスを導出することで、ボンベ内圧の降圧が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、具体的には、以下のようなものを提供する。
【００１１】
（１）  密閉された内部空間に液化ガスを収容する液化ガス収容部と、この液化ガス収容部に接続された中空の供給路と、を備えるガス供給システムであって、
前記供給路は、前記液化ガス収容部に収容された液化ガスに連通し、前記液化ガス収容部から液化ガスが導入され、
前記供給路の途中には、前記供給路を流通する液化ガスを減圧する減圧手段が設けられ、
液化ガスは、前記減圧手段で減圧されて気化するガス供給システム。
【００１２】
（１）の発明によれば、ガス供給システムは、以下のように動作する。
まず、液化ガス収容部に収容された液化ガスが、液体状態のまま、供給路に導入される。供給路に導入された液化ガスは、供給路を流れ、やがて減圧手段に到達する。すると、液化ガスは、減圧手段で減圧されて、気化する。そして、気化したガスは、供給路を更に流れて、目的の対象へと供給されることになる。
【００１３】
このように、液化ガスの気化の大部分は、液化ガス収容部の外側に位置する減圧手段で行われるので、液化ガス収容部内部の降圧が抑制される。よって、供給部への導入量の低減が抑制されるから、ガス供給速度の低減を抑制できる。
【００１４】
（２）  前記液化ガス収容部は、ボンベ本体と、このボンベ本体の内部に挿通された放出路と、この放出路を開閉可能なボンベ元弁と、を有し、前記放出路が重力方向に向かって下部に位置するように配置される（１）記載のガス供給システム。
【００１５】
（２）の発明によれば、ガス供給システムは、以下のように動作する。
まず、ボンベ元弁を開くと、ボンベ本体の内部に収容された液化ガスが、放出路に放出される。ここで、放出路が重力方向に向かって下部に位置するので、ボンベ本体内の液化ガスは、液体状態のまま、放出路へと放出されることとなる。
放出路に放出された液化ガスは、供給路に導入され、やがて減圧手段に到達する。すると、液化ガスは、減圧手段で減圧されて気化し、気化したガスが、供給路を更に流れて、目的の対象へと供給されることになる。
【００１６】
ここで、ボンベ本体内の液化ガスは、放出路から放出されて減少した体積分だけ気化するに過ぎない。換言すれば、ボンベ本体内での気化は、最終的に、気体状態でボンベ本体の容積を充填するモル数についてのみ起こり、従来のように液体状態でボンベ本体の容積を充填するモル数に比べ、格段に小さい規模である。よって、ボンベ本体が外部へと放出する気化熱が極めて低減されるので、ガス供給速度の低減を大きく抑制できる。
【００１７】
（３）  前記減圧手段を加熱する加熱手段を更に備える（１）又は（２）記載のガス供給システム。
【００１８】
気化反応が集中的に行われる減圧手段では、多量の気化熱が放出される。このため、減圧手段が凍結し、減圧手段の操作が困難となることが懸念される。
そこで（３）の発明によれば、加熱手段を更に設けたので、減圧手段が加熱される。よって、減圧手段の凍結が抑制されるから、減圧手段の操作を円滑に維持できる。
【００１９】
（４）  前記減圧手段は、複数の前記液化ガス収容部に対応して、１つ設けられている（３）記載のガス供給システム。
【００２０】
（４）の発明によれば、複数の液化ガス収容部に対応して１つの減圧手段を設けたので、液化ガス収容部の数に比べて、減圧手段の数が少なくなる。このため、各減圧手段を加熱する加熱手段の設置点数、配置、制御系統等を簡素化できる。
【００２１】
（５）  （１）から（４）いずれか記載のガス供給システムと、このガス供給システムから液化ガスが供給される発電機と、を備える発電システム。
【００２２】
（５）記載の発電システムは、（１）から（４）いずれか記載のガス供給システムを備える。従って、上述した効果と同様の効果が得られる。
【００２３】
（６）  密閉された内部空間に液化ガスを収容する液化ガス収容部と、この液化ガス収容部に接続された中空の供給路と、を備えるガス供給システムを用いるガス供給方法であって、
前記液化ガス収容部から前記供給路へと、液化ガスを液体状態で導入する液体導入手順と、
前記供給路の途中で、液体状態の液化ガスを減圧して、気化させる気化手順と、を含むガス供給方法。
【００２４】
（６）記載のガス供給方法は、（１）記載のガス供給システムをガス供給方法として展開したものである。よって、（６）の発明によれば、（１）の発明と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、液化ガスの気化の大部分は、液化ガス収容部の外側に位置する減圧手段で行われるので、液化ガス収容部内部の降圧が抑制される。よって、供給部への導入量の低減が抑制されるから、ガス供給速度の低減を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略若しくは簡略化する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１は、発電システム１０のブロック図である。発電システム１０は、内部に冷却用の水素ガスが充填された発電機２０と、この発電機２０内の気体を交換する気体交換装置３０と、を備える。
【００２８】
〔発電機〕
発電機２０は、本実施形態では、図示しないタービン等に接続された回転式の発電機である。発電機２０は、従来公知の発電装置が収容された筐体２１を有する。この筐体２１の上部には、水素ガス及び空気が供給、排出される上部管２１１が設けられ、筐体２１の下部には、炭酸ガスが供給、排出される下部管２１２が設けられている。
【００２９】
〔気体交換装置〕
気体交換装置３０は、水素ガス供給部３１と、ガス供給システムとしての炭酸ガス供給部３３と、空気供給部３５と、これら水素ガス供給部３１、炭酸ガス供給部３３、及び空気供給部３５を制御する制御装置４０と、筐体２１からガスを排出するガス排出部３７と、後述のガス乾燥器３５６内の水素ガスを吸引する吸引部３８と、を備える。これら水素ガス供給部３１、炭酸ガス供給部３３、及び空気供給部３５は、発電機２０の筐体２１内部へと各種のガスを供給する。
【００３０】
（水素ガス供給部）
水素ガス供給部３１は、液化した水素ガスを内部に収容する水素ボンベ３１１ａ、３１１ｂと、これら水素ボンベ３１１ａ、３１１ｂからの水素ガスを筐体２１の内部へと供給する水素ガス供給管３１２と、を備える。
【００３１】
水素ボンベ３１１ａ、３１１ｂは、各々５本ずつ並列で配置されている。各ボンベは、水素ボンベ本体３１１１ａ、３１１１ｂと、この水素ボンベ本体３１１１ａ、３１１１ｂの密閉性を調節可能な水素ボンベ元弁３１１２ａ、３１１２ｂと、を有する。
【００３２】
水素ボンベ３１１ａ、３１１ｂの各々には、各５本ずつのボンベ同士をつなぐ水素集合管３１３ａ、３１３ｂが設けられ、これら水素集合管３１３ａ、３１３ｂの途中には、ボンベ側から順に、水素集合管出口弁３１４ａ、３１４ｂ、水素一次圧力調整弁入口弁３１５ａ、３１５ｂ、水素一次圧力調整弁３１６ａ、３１６ｂ、及び、水素一次圧力調整弁出口弁３１７ａ、３１７ｂが設けられている。水素一次圧力調整弁３１６ａ、３１６ｂでは、水素ガス圧力検出管３２９ａ、３２９ｂが設けられており、この水素ガス圧力検出管３２９ａ、３２９ｂには、水素一次圧力調整弁検出弁３２９１ａ、３２９１ｂが設けられている。
【００３３】
水素一次圧力調整弁出口弁３１７ａ、３１７ｂの後、水素集合管３１３ａ、３１３ｂが合流し、水素ガス供給管３１２を形成する。この水素ガス供給管３１２の途中には、ボンベ側から順に、水素二次圧力調整弁入口弁３１８、二次圧力調整弁３１９、水素二次圧力調整弁出口弁３２１、及び水素ガス供給管閉止弁３２５が設けられている。この水素ガス供給管閉止弁３２５の後、水素ガス供給管３１２は上部管２１１へと連通し、この上部管２１１には、水素ガス供給管閉止弁３２５側から順に、第１ガスフィルタ入口弁３２６、第１ガスフィルタ３２７、及び第１ガスフィルタ出口弁３２８が設けられている。
【００３４】
水素ガス供給管３１２は、水素二次圧力調整弁入口弁３１８の前と、水素ガス供給管閉止弁３２５の後とを結ぶバイパス管３２２を有し、このバイパス管３２２には水素二次圧力調整弁バイパス弁３２２１が設けられている。また、水素ガス供給管３１２は、水素二次圧力調整弁入口弁３１８の前と、水素二次圧力調整弁出口弁３２１の後と、を結ぶ圧力検出管３２３を有し、この圧力検出管３２３には水素二次圧力調整弁操作弁３２４が設けられている。
【００３５】
（炭酸ガス供給部）
炭酸ガス供給部３３は、液化した炭酸ガスを内部に収容する液化ガス収容部としての炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂと、これら炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂからの炭酸ガスを筐体２１の内部へと供給する炭酸ガス供給管３３２と、を備える。
【００３６】
炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂは、各々５本ずつ並列で配置されている。各ボンベは、ボンベ本体としての炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂと、この炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂの内部に挿通された放出路３３１２ａ、３３１２ｂと、この放出路３３１２ａ、３３１２ｂを開閉可能なボンベ元弁としての炭酸ボンベ元弁３３１３ａ、３３１３ｂと、を有する。
【００３７】
ここで、炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂは、放出路３３１２ａ、３３１２ｂが重力方向に向かって下部（図１における下方向）に位置するように、配置されている。本実施形態では、放出路３３１２ａ、３３１２ｂが炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂの頭部に設けられているので、炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂは、上下逆となって設置されている。
【００３８】
炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂの各々には、各５本ずつのボンベ同士をつなぐ炭酸集合管３３３ａ、３３３ｂが設けられ、これら炭酸集合管３３３ａ、３３３ｂの途中には、炭酸集合管出口弁３３４ａ、３３４ｂが設けられている。以上の炭酸集合管３３３ａ、３３３ｂ、炭酸集合管３３３ａ、３３３ｂ、及び下部管２１２は、供給路を構成する。
【００３９】
炭酸集合管出口弁３３４ａ、３３４ｂの後、炭酸集合管３３３ａ、３３３ｂが合流し、炭酸ガス供給管３３２を形成する。この炭酸ガス供給管３３２の途中には、ボンベ側から順に、減圧手段としての炭酸ガス減圧弁３３５、及び炭酸ガス供給管閉止弁３３６が設けられている。この炭酸ガス供給管閉止弁３３６の後、炭酸ガス供給管３３２は下部管２１２へと連通し、この下部管２１２には、炭酸ガス供給管閉止弁３３６側から順に、第２ガスフィルタ入口弁３３７、第２ガスフィルタ３３８、及び第２ガスフィルタ出口弁３３９が設けられている。
【００４０】
（空気供給部）
空気供給部３５は、外界からの空気が流れる図示しない空気配管と、この空気配管及び筐体２１の内部を連通する空気供給管３５２と、を備える。この空気供給管３５２の途中には、空気配管側から順に、ガス乾燥器ドレン弁３５３、ガス乾燥器３５６、ガス乾燥器入口弁３５４、空気閉止弁３５５が設けられている。この空気閉止弁３５５の後、空気供給管３５２は、第１ガスフィルタ入口弁３２６の前において水素ガス供給管３１２に接続される。また、空気供給管３５２には空気閉止弁３５５と並列してガス乾燥器入口管閉止弁３５９が設けられている。
【００４１】
また、空気供給部３５は、ガス乾燥器３５６及び筐体２１の内部を連通するガス乾燥器出口管３５１を更に備える。このガス乾燥器出口管３５１には、ガス乾燥器３５６側から順に、ガス乾燥器出口弁３５７、及びガス乾燥器出口管閉止弁３５８が設けられている。なお、ガス乾燥器出口管３５１は、本実施形態では、筐体２１の下部に接続されているが、特に限定されない。
【００４２】
（ガス排出部）
ガス排出部３７は、水素ガス及び空気が排出される第１排出機構と、炭酸ガスが排出される第２排出機構と、外界へと解放された放出管３７５と、を備える。
【００４３】
第１排出機構は、上部管２１１と、水素ガス供給管閉止弁３２５及び筐体２１との間における水素ガス供給管３１２と、第１排出流路３７１と、を有する。この第１排出流路３７１は、本実施形態では、水素ガス供給管閉止弁３２５の直前（筐体２１側）で分岐した流路であり、第１置換制御弁３７７の後で、後述する第２排出流路３７３に合流する。
【００４４】
第２排出機構は、下部管２１２と、炭酸ガス供給管閉止弁３３６及び筐体２１の間における炭酸ガス供給管３３２と、第２排出流路３７３と、を有する。この第２排出流路３７３は、本実施形態では、炭酸ガス供給管３３２の直前（筐体２１側）で分岐した流路であり、第２置換制御弁３７４を経て、後述する採取部４３１の手前（筐体２１側）で第１排出流路３７１に合流する。
【００４５】
第１排出流路３７１及び第２排出流路３７３が合流して、放出管３７５が形成される。放出管３７５には、後述の採取部４３１の後（外界側）に、屋外掃気弁３７６が設けられている。この屋外掃気弁３７６の開度に応じて、排出ガスの流量が変動し、発電機２０の内圧が変動する。
【００４６】
（吸引部）
吸引部３８は、ガス乾燥器３５６内の水素ガスを吸引するものであって、図示しない真空槽と、この真空槽及びガス乾燥器３５６を連通する吸引管３８１とを備える。この吸引管３８１には真空引弁３８２が設けられており、この真空引弁３８２の開閉によってガス乾燥器３５６から真空槽への水素ガスの吸引が開始・停止する。
【００４７】
通常時、筐体２１からガス乾燥器３５６にガス乾燥器入口管閉止弁３５９、ガス乾燥器入口管３５２、ガス乾燥器入口弁３５４を通って少量の水素ガスが導かれ、ガス乾燥器３５６内の活性アルミナに水分を吸着される。水分が除去された水素ガスはガス乾燥器出口弁３５７、ガス乾燥器出口管３５１、ガス乾燥器出口管閉止弁３５８を通って再び筐体２１へと戻る。
【００４８】
（制御装置）
図２は、制御装置４０のブロック図である。制御装置４０は、制御部４１と、純度計４３と、機内圧計４５と、封入圧計４７と、を備える。
【００４９】
純度計４３は、筐体２１からの排出ガスに含有される炭酸ガス濃度を測定し、制御部４１に送信する。純度計４３は、屋外掃気弁３７６の直前に位置する採取部４３１において、第１排出流路３７１から分岐する測定管４３２の途中に設けられている。この測定管４３２には、採取部４３１側から順に、置換ガス純度測定弁４３３、置換盤ニードル弁４３４、排出ガス乾燥器４３５、及び純度計４３が設けられ、これら排出ガス乾燥器４３５及び純度計４３の間には流量計４３６が設けられている。この流量計４３６は、排出ガスの流量を測定し、この測定値に基いて、置換盤ニードル弁４３４の開度を調節することで、純度計４３に流れる排出ガスの流量が適切に制御される。なお、測定管４３２は、純度計４３を通った後、屋外掃気弁３７６よりも後の部分で放出管３７５に合流する。
【００５０】
機内圧計４５は、筐体２１の内圧を測定し、制御部４１に送信する。機内圧計４５は、本実施形態では、筐体２１に別途設けられた純度計からの復路が分岐した機内圧測定管４５１に設けられている。この機内圧測定管４５１には、機内圧計４５の直前に機内圧測定管閉止弁４５２が設けられており、この機内圧測定管閉止弁４５２の開閉に応じて、筐体２１からのガスが機内圧計４５へ導入されるか否かが決定する。
【００５１】
封入圧計４７は、炭酸ガス減圧弁３３５の直後に設けられており、筐体２１に供給される炭酸ガスの圧力を測定し、制御部４１に送信する。
【００５２】
制御部４１は、純度計４３での測定値が第一所定値未満である場合には炭酸ガス供給部３３の稼動を続行し、第一所定値以上である場合には炭酸ガス供給部３３を停止し且つ空気供給部３５を起動する。具体的には、純度計４３での測定値が第一所定値未満であるか又は以上であるかに基いて、各弁の開度を変更し、炭酸ガスの供給を調節する。
【００５３】
第一所定値は、本実施形態においては、９０％である。第一所定値が９０％以上のとき、水素ガス濃度は１０％以下となる。
【００５４】
また、制御部４１は、純度計４３での測定値が第二所定値を超える場合には空気供給部３５の稼動を続行し、第二所定値以下である場合には空気供給部３５を停止する。具体的には、純度計４３での測定値が第二所定値を越えるか又は未満であるかに基いて、各弁の開度を変更し、空気の供給を調節する。
【００５５】
第二所定値は、本実施形態においては、１０％である。第二所定値が１０％以下のとき、水素ガス濃度は１％以下となる。
【００５６】
更に、制御部４１は、機内圧計４５での測定値が所定範囲に納まるように、排出ガスの流量を調節する。具体的には、機内圧計４５の測定値が所定範囲を超える場合には、屋外掃気弁３７６の開度を増加させて筐体２１からの排出ガスの流量を増加させ、所定範囲を下回る場合には、屋外掃気弁３７６の開度を減少させて筐体２１からの排出ガスの流量を減少させる。
【００５７】
また、制御部４１は、封入圧計４７での測定値が所定範囲に納まるように、炭酸ガスの減圧の程度を調節する。具体的には、封入圧計４７での測定値が所定範囲を超える場合には、炭酸ガス減圧弁３３５の開度を減少させて炭酸ボンベ３３１からの炭酸ガスの供給量を減少させ、所定範囲を下回る場合には、炭酸ガス減圧弁３３５の開度を増加させて炭酸ボンベ３３１からの炭酸ガスの供給量を増加させる。
【００５８】
〔動作〕
筐体２１の内部の気体を水素ガスから空気へと交換する際の気体交換装置３０の動作を、以下に説明する。
【００５９】
まず、発電機２０の発電を停止する。
【００６０】
続いて、発電機２０内を降圧する。この手順は、水素ガス供給部３１を停止する手順と、排出ガス乾燥器４３５内を掃気する手順と、吸引部３８を稼動させる手順と、を有する。
【００６１】
水素ガス供給部３１を停止する手順では、水素ボンベ３１１と筐体２１との間に設けられた各弁を、筐体２１側から順に、閉じる。即ち、水素二次圧力調整弁出口弁３２１、水素二次圧力調整弁入口弁３１８、水素二次圧力調整弁操作弁３２４、水素一次圧力調整弁出口弁３１７ａ又は３１７ｂ、水素一次圧力調整弁入口弁３１５ａ又は３１５ｂ、水素一次圧力調整弁検出弁３２９１ａ又は３２９１ｂ、水素集合管出口弁３１４ａ又は３１４ｂ、水素ボンベ元弁３１１２ａ又は３１１２ｂの順に、これらを全閉する。
【００６２】
排出ガス乾燥器４３５内を掃気する手順では、まず、ガス乾燥器入口弁３５４、ガス乾燥器出口弁３５７を全閉する。続いて、真空引弁３８２を全開し、排出ガス乾燥器４３５内の気体を真空槽へと所定時間吸引する。その後、真空引弁３８２を全閉する。
【００６３】
吸引部３８を稼動させる手順では、第１置換制御弁３７７を全開、屋外掃気弁３７６を所定の開度に開く。これにより、筐体２１の内部に充填されていた水素ガスは、既に開いている第１ガスフィルタ出口弁３２８、第１ガスフィルタ３２７、第１ガスフィルタ入口弁３２６を通過し、更に、第１置換制御弁３７７、屋外掃気弁３７６を経て、外界へと放出される。
【００６４】
そして、筐体２１の内圧が所定圧（例えば、０．０２ＭＰａ）となった時点で、屋外掃気弁３７６、第１置換制御弁３７７を全閉する。
【００６５】
続いて、発電機２０内の気体を水素ガスから炭酸ガスへと置換する。この手順をより詳細に説明する。
【００６６】
まず、炭酸ガスの供給を開始する。具体的には、第１置換制御弁３７７を全開し、炭酸ボンベ元弁３３１３ａ又は３３１３ｂを全開する。続いて、炭酸ガス供給管閉止弁３３６を全開し、炭酸ガス減圧弁３３５及び屋外掃気弁３７６を所定の開度で開く。すると、炭酸ガスが、液体状態のまま、炭酸ボンベ元弁３３１３ａ又は３３１３ｂ、炭酸集合管３３３ａ又は３３３ｂ、炭酸ガス供給管３３２へと移動する（液体導入手順の一例）。やがて、炭酸ガスは、炭酸ガス減圧弁３３５に到達する。ここで、炭酸ガス減圧弁３３５を通過させると、減圧されて気化する（気化手順の一例）。そして、気化した炭酸ガスは、第２ガスフィルタ３３８でろ過された後、下部管２１２を通って筐体２１内部へと供給される。
【００６７】
炭酸ガスが筐体２１の内部に供給されるにつれて、充填されていた水素ガスが第１排出流路３７１、放出管３７５を経て、外界へと放出される。ここで、置換ガス純度測定弁４３３を全開し、置換盤ニードル弁４３４を所定開度で開くことにより、純度計４３へと流れる排出ガスの流量を１．５ｎＬ／分程度に調節する。このようにして、排出ガスに含有される炭酸ガス濃度が純度計４３で測定される。
【００６８】
次に、先程の手順で開いた炭酸ガス減圧弁３３５及び屋外掃気弁３７６の開度を調節する。即ち、制御部４１は、機内圧計４５のｓ測定値が０．０４ＭＰａを超える場合には、屋外掃気弁３７６の開度を増加させて筐体２１からの排出ガスの流量を増加させ、０．０４ＭＰａを下回る場合には、屋外掃気弁３７６の開度を減少させて筐体２１からの排出ガスの流量を減少させる。また、制御部４１は、封入圧計４７での測定値が０．２ＭＰａを超える場合には、炭酸ガス減圧弁３３５の開度を減少させて炭酸ボンベ３３１からの炭酸ガスの供給量を減少させ、０．１５ＭＰａを下回る場合には、炭酸ガス減圧弁３３５の開度を増加させて炭酸ボンベ３３１からの炭酸ガスの供給量を増加させる。
【００６９】
続いて、制御部４１が、純度計４３での測定値が９０％以上であるか否かを判別する。この判別が“ＮＯ”であった場合には、各弁の開閉状態を維持することで、炭酸ガス供給部３３の稼動を続行し、再び同じ判別を繰り返す。一方、判別が“ＹＥＳ”であった場合には、次の処理に移行する。
【００７０】
次の処理では、炭酸ガスの筐体２１内部への供給を停止する。具体的には、制御部４１が、まず、屋外掃気弁３７６、第１置換制御弁３７７、炭酸ガス供給管閉止弁３３６、炭酸ガス減圧弁３３５を順次全閉した後、炭酸集合管出口弁３３４ａ又は３３４ｂ、炭酸ボンベ元弁３３１３ａ又は３３１３ｂを順に全閉する。
【００７１】
続いて、制御部４１が空気の供給を開始する。具体的には、まず、ガス乾燥器出口弁３５７の全閉状態を確認した後、ガス乾燥器入口弁３５４及びガス乾燥器ドレン弁３５３を順次全開する。続いて、第２置換制御弁３７４を全開し、屋外掃気弁３７６を所定の開度に開く。すると、空気配管からの空気が、ガス乾燥器ドレン弁３５３、ガス乾燥器入口弁３５４、空気閉止弁３５５、第１ガスフィルタ入口弁３２６、第１ガスフィルタ３２７、第１ガスフィルタ出口弁３２８を順次通って、筐体２１の内部へと供給される。これにより、筐体２１の内部に充填されていた炭酸ガス及びわずかに残留する（１０％以下）水素ガスは、既に開いている第２ガスフィルタ出口弁３３９、第２ガスフィルタ３３８、第２ガスフィルタ入口弁３３７を経て、外界へと放出される。
【００７２】
次に、先程の手順で開いた屋外掃気弁３７６の開度を調節する。即ち、制御部４１は、封入圧計４７の測定値が０．０２ＭＰａを超える場合には、屋外掃気弁３７６の開度を増加させて筐体２１からの排出ガスの流量を増加させ、０．０２ＭＰａを下回る場合には、屋外掃気弁３７６の開度を減少させて筐体２１からの排出ガスの流量を減少させる。
【００７３】
続いて、制御部４１が、純度計４３での測定値が１０％以下であるか否かを判別する。この判別が“ＮＯ”であった場合には、各弁の開閉状態を維持することで、空気供給部３５の稼動を続行し、再び同じ判別を繰り返す。一方、判別が“ＹＥＳ”であった場合には、次の処理に移行する。
【００７４】
次の処理では、空気の筐体２１内部への供給を停止する。具体的には、制御部４１が、まず、ガス乾燥器ドレン弁３５３、ガス乾燥器入口弁３５４、第２置換制御弁３７４、及び屋外掃気弁３７６を全閉する。続いて、置換ガス純度測定弁４３３及び置換盤ニードル弁４３４を全閉する。
【００７５】
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００７６】
炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂ内での気化は、最終的に、気体状態で炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂの容積を充填するモル数についてのみ起こり、従来のように液体状態で炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂの容積を充填するモル数に比べ、格段に小さい規模である。よって、炭酸ボンベ本体３３１１ａ、３３１１ｂが外部へと放出する気化熱が極めて低減されるので、ガス供給速度の低減を大きく抑制できる。
【００７７】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る炭酸ガス供給部３３Ａのブロック図である。
本実施形態は、ヒータ３４が設けられている点、及び制御部４１Ａの機能において、第１実施形態と異なる。
【００７８】
即ち、炭酸ガス供給部３３Ａは、炭酸ガス減圧弁３３５を加熱する加熱手段としてのヒータ３４を更に備える。ヒータ３４は、本実施形態では、炭酸ボンベ３３１ａ５個、及び炭酸ボンベ３３１ｂ５個の計１０個に対応して、１個設けられた炭酸ガス減圧弁３３５を加熱するものである。
【００７９】
制御部４１Ａは、封入圧計４７で封入圧が検知されることに応じて、ヒータ３４を起動し、炭酸ガス減圧弁３３５を加熱させる。
【００８０】
本実施形態によれば、前述した第１実施形態による作用効果に加えて、以下のような作用効果が得られる。
【００８１】
ヒータ３４を更に設けたので、炭酸ガス減圧弁３３５が加熱される。よって、炭酸ガス減圧弁３３５の凍結が抑制されるから、炭酸ガス減圧弁３３５の操作を円滑に維持できる。これにより、炭酸ガス減圧弁３３５の開度が容易に調節されるので、筐体２１内部への炭酸ガスの封入圧を容易に制御できる。
【００８２】
１０個の炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂに対応して１つの炭酸ガス減圧弁３３５を設けたので、炭酸ボンベ３３１ａ、３３１ｂの数に比べて、炭酸ガス減圧弁３３５の数が少なくなる。このため、炭酸ガス減圧弁３３５を加熱するヒータ３４の設置点数、配置、制御系統等を簡素化できる。
【００８３】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００８４】
例えば、前記実施形態においては、放出路３３１２が炭酸ボンベ本体３３１１の頭部に設けられた炭酸ボンベ３３１を上下逆さまに設置したが、これに限定されず、炭酸ボンベ本体３３１１の底部に放出路を設け、この炭酸ボンベを上下そのままで設置してもよい。
【００８５】
また、純度計４３は、前記実施形態では、排出ガス中の炭酸ガス濃度を測定する構成としたが、これに限定されず、炭酸ガス濃度及び／又は水素ガス濃度を測定する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電システムのブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るガス供給システムのブロック図である。
【図３】従来例に係るガス供給システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  発電システム
２０  発電機
３３、３３Ａ  炭酸ガス供給部（ガス供給システム）
３４  ヒータ（加熱手段）
２１２  下部管（供給路）
３３１  炭酸ボンベ（液化ガス収容部）
３３３  炭酸集合管（供給路）
３３２  炭酸ガス供給管（供給路）
３３５  炭酸ガス減圧弁（減圧手段）
３３１１  炭酸ボンベ本体（ボンベ本体）
３３１２  放出路
３３１３  炭酸ボンベ元弁（ボンベ元弁）
【図１】
0005041997.tif 000002
【図２】
0005041997.tif 000003
【図３】
0005041997.tif 000004