氣體供給裝置、加氫站以及氣體供給方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于抑制蓄壓器(30)內(nèi)的氣體壓力下降。氣體供給裝置(10)包括：壓縮氫氣的第一壓縮機(jī)(22)；被配置在第一壓縮機(jī)的下游，將氫氣供給至向車輛(14)填充氫氣的分配器(12)的蓄壓器；連接第一壓縮機(jī)、蓄壓器以及分配器的氣體流通道(16)；以及控制裝置(50)。氣體流通道(16)包括向蓄壓器導(dǎo)入氫氣的導(dǎo)入線(18a)、從蓄壓器導(dǎo)出氫氣的導(dǎo)出線(18b)、導(dǎo)入側(cè)閥(34)以及導(dǎo)出側(cè)閥(38)?？刂蒲b置(58)能夠使導(dǎo)入側(cè)閥和導(dǎo)出側(cè)閥處于同時(shí)打開(kāi)的狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】
氣體供給裝置、加氫站以及氣體供給方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體供給裝置、加氫站以及氣體供給方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，如下述專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)，已知將從氫制造裝置供給的氣體暫時(shí)貯存并將該被貯存的氣體供給至分配器的氣體供給裝置。具體而言，在此種氣體供給裝置中，在配管設(shè)有氫壓縮機(jī)以及蓄壓器。并且，從氫制造裝置導(dǎo)入的氣體在氫壓縮機(jī)被壓縮，在該氫壓縮機(jī)被壓縮的氣體被貯存在蓄壓器。被貯存在蓄壓器的氣體基于蓄壓器的氣體壓力與分配器側(cè)的氣體壓力之間的差壓而被供給至分配器(差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn))。因此，在差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)中，蓄壓器內(nèi)的氣體壓力逐漸下降。并且，在差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)后，如果蓄壓器內(nèi)的氣體壓力低，則通過(guò)進(jìn)行貯存運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠使蓄壓器內(nèi)的氣體壓力恢復(fù)。
[0003]在差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)行貯存運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)使蓄壓器內(nèi)的氣體壓力恢復(fù)的結(jié)構(gòu)存在如下問(wèn)題。即，從分配器頻繁發(fā)出供給指令的情況或蓄壓器的個(gè)數(shù)少的情況下，蓄壓器內(nèi)的氣體在短期間內(nèi)被消費(fèi)。并且，因蓄壓器內(nèi)的氣體壓力大幅度下降，從而蓄壓器恢復(fù)到設(shè)定壓力需要時(shí)間，無(wú)法迅速重新向車輛填充氫。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I:日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2013-40648號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于抑制蓄壓器內(nèi)的氣體壓力下降。
[0008]本發(fā)明一方面所涉及的氣體供給裝置包括:壓縮機(jī)，壓縮氣體;蓄壓器，被配置在所述壓縮機(jī)的下游，將氣體供給至向罐搭載裝置填充氣體的填充設(shè)備；以及氣體流通道，連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備。所述氣體流通道包括:導(dǎo)入線，從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器導(dǎo)入氣體;導(dǎo)出線，從所述蓄壓器向所述填充設(shè)備導(dǎo)出氣體;導(dǎo)入側(cè)閥，被設(shè)置在所述導(dǎo)入線；以及導(dǎo)出側(cè)閥，被設(shè)置在所述導(dǎo)出線。所述氣體供給裝置還包括:控制裝置，控制所述導(dǎo)入側(cè)閥及所述導(dǎo)出側(cè)閥的開(kāi)閉，其中，所述控制裝置能夠使所述導(dǎo)入側(cè)閥和所述導(dǎo)出側(cè)閥處于同時(shí)打開(kāi)的狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的氣體供給裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0010]圖2是表示用于說(shuō)明所述氣體供給裝置的氣體供給方法的流程的圖。
[0011]圖3是用于說(shuō)明所述氣體供給裝置供給氣體時(shí)的分配器側(cè)的氣體壓力的變化的圖。
[0012]圖4是概略地表示其它例所涉及的氣體供給裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0013]圖5是表示氣體供給裝置的其它例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0015]如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的氣體供給裝置10例如被設(shè)置在作為氫氣的供給站的加氫站，根據(jù)來(lái)自作為填充設(shè)備的分配器12的填充指令向分配器12側(cè)供給氫氣。即，加氫站包括氣體供給裝置10和連接于氣體供給裝置10的流出端的分配器12。分配器12向被設(shè)置在車輛14(罐搭載裝置)的罐填充氫氣。車輛14例如為燃料電池車。
[0016]氣體供給裝置10包括第一壓縮機(jī)22、第二壓縮機(jī)24、貯存罐26、蓄壓器30、氣體流通道16、控制器58(控制裝置)。氣體流通道16包括主流路161和短路流路162。主流路161連接氣體供給源20、第二壓縮機(jī)24、第一壓縮機(jī)22、蓄壓器30以及分配器12。短路流路162不經(jīng)由蓄壓器30而連接第一壓縮機(jī)22和分配器12。在主流路161的上游端設(shè)有能夠連接氣體供給源20的流入端16a，在下游端設(shè)有能夠連接分配器12的流出端16b。
[0017]第一壓縮機(jī)22采用往復(fù)動(dòng)作壓縮機(jī)，通過(guò)圖略的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，使圖略的曲軸旋轉(zhuǎn)來(lái)使活塞往復(fù)動(dòng)作。在第一壓縮機(jī)22，如果氫氣被壓縮而氣缸(壓縮室)內(nèi)的壓力達(dá)到噴出側(cè)的氣體流通道16的壓力以上，則打開(kāi)圖略的噴出閥噴出氫氣。另外，第一壓縮機(jī)22并不限定于往復(fù)動(dòng)作壓縮機(jī)，也可以采用其以外的類型的壓縮機(jī)。
[0018]第二壓縮機(jī)24與主流路161的第一壓縮機(jī)22相比被配置在上游側(cè)。作為第二壓縮機(jī)24，也可以使用壓縮容量小于第一壓縮機(jī)22的小型的壓縮機(jī)。貯存罐26通過(guò)被連接于主流路161的第二壓縮機(jī)24與第一壓縮機(jī)22之間的部位的連接路28而連接于氣體流通道16。在氣體供給裝置10中，氣體供給源20的低壓的氫氣在第二壓縮機(jī)24被壓縮，從第二壓縮機(jī)24噴出的氣體被貯存在貯存罐26。貯存罐26內(nèi)的氫氣被吸入于第一壓縮機(jī)22。另外，實(shí)際上，貯存罐26與第一壓縮機(jī)22之間、以及貯存罐26與第二壓縮機(jī)24之間設(shè)有省略圖示的各種閥，控制向貯存罐26導(dǎo)入氫氣以及從貯存罐26導(dǎo)出氫氣。
[0019]主流路161的第一壓縮機(jī)22與流出端16b之間的部位設(shè)有蓄壓器30。蓄壓器30用于暫時(shí)貯存氫氣，貯存在第一壓縮機(jī)22被壓縮的氫氣。預(yù)先由第一壓縮機(jī)22將氫氣補(bǔ)充于蓄壓器30，壓力為設(shè)定壓力(例如82MPa)。在圖1中，蓄壓器30的個(gè)數(shù)為一個(gè)，但也可為兩個(gè)以上。
[0020]以下，將主流路161中從第一壓縮機(jī)22向位于第一壓縮機(jī)22的下游側(cè)的蓄壓器30導(dǎo)入氫氣的部位稱為“導(dǎo)入線18a”，將從蓄壓器30向分配器12導(dǎo)出氫氣的部位稱為“導(dǎo)出線18b”。在導(dǎo)入線18a設(shè)有止回閥33、作為導(dǎo)入側(cè)的閥部件的導(dǎo)入側(cè)閥34以及第一開(kāi)閉閥41。導(dǎo)入側(cè)閥34采用只進(jìn)行開(kāi)度的切換的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥。止回閥33只容許朝向蓄壓器30的流動(dòng)，阻止從蓄壓器30流出的方向的流動(dòng)。另外，導(dǎo)入側(cè)閥34也可為氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥以外的閥。第一開(kāi)閉閥41被配置在第一壓縮機(jī)22與止回閥33及導(dǎo)入側(cè)閥34之間。
[0021]在導(dǎo)出線18b設(shè)有止回閥37、作為導(dǎo)出側(cè)的閥部件的導(dǎo)出側(cè)閥38以及第二開(kāi)閉閥42。導(dǎo)出側(cè)閥38采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥。止回閥37只容許從蓄壓器30流出的方向的流動(dòng)，阻止朝向蓄壓器30的流動(dòng)。第二開(kāi)閉閥42被配置在分配器12與止回閥37及導(dǎo)出側(cè)閥38之間。
[0022]氣體流通道16的短路流路162使導(dǎo)入線18a的第一開(kāi)閉閥41與止回閥33及導(dǎo)入側(cè)閥34之間的部位、以及導(dǎo)出線18b的第二開(kāi)閉閥42與止回閥37及導(dǎo)出側(cè)閥38之間的部位。
[0023]在氣體流通道16連接有返回流路45。返回流路45的一端部連接于第一壓縮機(jī)22的噴出部與第一開(kāi)閉閥41之間的部位，另一端部連接于第一壓縮機(jī)22的吸入部與連接路28的連接處之間的部位。在返回流路45設(shè)有回流閥46。如果回流閥46打開(kāi)，從第一壓縮機(jī)22噴出的氫氣的一部分或全部返回到第一壓縮機(jī)22的上游側(cè)。
[0024]氣體供給裝置10包括作為壓力檢測(cè)部的第一壓力傳感器48。第一壓力傳感器48被配置在短路流路162。由第一壓力傳感器48測(cè)量的氫氣的壓力相當(dāng)于蓄壓器30內(nèi)的壓力。
[0025]控制器58控制第一壓縮機(jī)22、第二壓縮機(jī)24的驅(qū)動(dòng)，并且，控制第一開(kāi)閉閥41、第二開(kāi)閉閥42、導(dǎo)入側(cè)閥34、導(dǎo)出側(cè)閥38以及回流閥46的開(kāi)閉。
[0026]在分配器12設(shè)有接合器51、連接接合器51及氣體流通道16的流出端16b的供給路52、被設(shè)置在供給路52的流量控制閥53以及作為壓力檢測(cè)部的第二壓力傳感器54。接合器51在供給氫氣時(shí)被安裝于車輛14的氣體供給口。流量控制閥53采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥。另外，也可使用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥以外的流量控制閥。在分配器12設(shè)有圖略的控制器，該控制器基于第二壓力傳感器54的檢測(cè)值控制流量控制閥53的開(kāi)度。在以下的說(shuō)明中，在概括說(shuō)明分配器12的流量控制閥53的下游區(qū)域以及車輛14的情況下稱為“需求部”。
[0027]在氣體供給裝置10中，主流路161中的第一壓縮機(jī)22及蓄壓器30串聯(lián)連接。通過(guò)使導(dǎo)入側(cè)閥34及導(dǎo)出側(cè)閥38打開(kāi)，氣體供給裝置10成為能從第一壓縮機(jī)22經(jīng)由導(dǎo)入線18a向蓄壓器30導(dǎo)入氫氣的狀態(tài)，且成為能從蓄壓器30經(jīng)由導(dǎo)出線18b向分配器12導(dǎo)出氫氣的狀態(tài)。以下，將能夠進(jìn)行向蓄壓器30導(dǎo)入氫氣及從蓄壓器30導(dǎo)出氫氣雙方的氣體供給裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)模式稱為“串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)”。也就是說(shuō)，控制器58能夠執(zhí)行導(dǎo)入側(cè)閥34和導(dǎo)出側(cè)閥38同時(shí)成為打開(kāi)狀態(tài)，一邊向蓄壓器30導(dǎo)入氫氣一邊從蓄壓器30導(dǎo)出氫氣的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0028]而且，氣體供給裝置10經(jīng)由短路流路162(即不經(jīng)由蓄壓器30)連接于分配器12，因此，通過(guò)關(guān)閉導(dǎo)入側(cè)閥34及導(dǎo)出側(cè)閥38，能夠?qū)牡谝粔嚎s機(jī)22噴出的氫氣的全量直接送出至分配器12。以下，將不經(jīng)由蓄壓器30而從第一壓縮機(jī)22向分配器12送出氫氣的氣體供給裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)模式稱為“直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)”。也就是說(shuō)，控制器58能夠執(zhí)行在導(dǎo)入側(cè)閥34和導(dǎo)出側(cè)閥38同時(shí)關(guān)閉的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)第一壓縮機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0029]此外，氣體供給裝置10也能進(jìn)行在停止從第一壓縮機(jī)22向蓄壓器30送出氫氣的狀態(tài)下，從蓄壓器30向分配器12供給氫氣的運(yùn)轉(zhuǎn)。以下，將該運(yùn)轉(zhuǎn)模式與上述的串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)分而稱為“差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)”。也就是說(shuō)，控制器58能夠執(zhí)行導(dǎo)入側(cè)閥34關(guān)閉且導(dǎo)出側(cè)閥38打開(kāi)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0030]氣體供給裝置10的控制器58能夠切換串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)、直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)以及差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0031]圖3是例示需求部的氫氣的壓力與時(shí)間的關(guān)系的圖。用實(shí)線表示的直線92、93例示需求部的氫氣的壓力的時(shí)間性變化，用虛線所示的直線91表示氫氣的目標(biāo)壓力的時(shí)間性變化。另外，在圖3中，將向車輛14的氫氣的填充開(kāi)始時(shí)刻作為原點(diǎn)。為便于圖示，將直線91至93的傾斜相同的部分在上下錯(cuò)開(kāi)而表示。
[0032]在加氫站，控制為需求部?jī)?nèi)的氫氣的壓力按照?qǐng)D3中的直線91所示的目標(biāo)壓力而增大，車輛14的罐在規(guī)定時(shí)間ts(例如3分鐘)達(dá)到最終壓力Pt(例如70MPa)。
[0033]在此，參照?qǐng)D2說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的氣體供給裝置10的動(dòng)作控制。通過(guò)氣體供給裝置10如下地動(dòng)作，實(shí)施向分配器12供給氫氣的氣體供給方法。另外，通過(guò)第二壓縮機(jī)24進(jìn)行的向貯存罐26的氫氣的貯存作業(yè)基于貯存罐26內(nèi)的氫氣的壓力而斷續(xù)地進(jìn)行。在以下的說(shuō)明中，關(guān)注氣體供給裝置10的第二壓縮機(jī)24及貯存罐26的下游側(cè)的設(shè)備的動(dòng)作而進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]如果從分配器12向氣體供給裝置10發(fā)出氣體供給指令，則向分配器12的氣體供給就開(kāi)始。如果發(fā)出氣體供給指令，則控制器58首先起動(dòng)第一壓縮機(jī)22?？刂破?8關(guān)閉第一開(kāi)閉閥41并打開(kāi)回流閥46直到第一壓縮機(jī)22處于等待狀態(tài)為止，即處于能夠向氣體流通道16的導(dǎo)入線18a送出氫氣的狀態(tài)為止。氫氣實(shí)質(zhì)上不被第一壓縮機(jī)22壓縮而在第一壓縮機(jī)22與返回流路45之間循環(huán)。在第一壓縮機(jī)22達(dá)到等待狀態(tài)為止的期間，氣體供給裝置10的控制器58打開(kāi)導(dǎo)出側(cè)閥38及第二開(kāi)閉閥42來(lái)進(jìn)行差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟ST11)。另外，此時(shí)導(dǎo)入側(cè)閥34關(guān)閉。在分配器12，流量控制閥53的開(kāi)度被控制為第二壓力傳感器54的檢測(cè)結(jié)果達(dá)到目標(biāo)壓力。因此，如圖3的直線92所示，需求部?jī)?nèi)的氫氣的壓力按照直線91所示的目標(biāo)壓力而逐漸增大。
[0035]如果第一壓縮機(jī)22處于等待狀態(tài)，控制器58打開(kāi)第一開(kāi)閉閥41及導(dǎo)入線18a的導(dǎo)入側(cè)閥34，且關(guān)閉回流閥46。據(jù)此，氣體供給裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟ST12)。第一壓縮機(jī)22向氣體流通道16的導(dǎo)入線18a送出氫氣。此外，回流閥46無(wú)需完全關(guān)閉，可通過(guò)調(diào)整其開(kāi)度來(lái)調(diào)整從第一壓縮機(jī)22送出的氫氣的流量。
[0036]如果將主流路161的比第一壓縮機(jī)22位于下游側(cè)的部位和短路流路162(以下概括稱為“下游部161a”)以及蓄壓器30看作為一個(gè)系統(tǒng)，則在串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)中，氫氣基于該系統(tǒng)與需求部之間的壓力差而被供給到分配器12。此外，通過(guò)由流量控制閥53控制氫氣的流量，需求部的氫氣的壓力(參照?qǐng)D3的直線92)按照目標(biāo)壓力逐漸增大。
[0037]在串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)中，控制器58基于第一壓力傳感器48的檢測(cè)值控制第一壓縮機(jī)22的轉(zhuǎn)速，以使下游部161a及蓄壓器30的氫氣的壓力達(dá)到設(shè)定壓力(例如82MPa)。此外，也可以在第一壓縮機(jī)22的轉(zhuǎn)速控制中使用對(duì)第一壓力傳感器48的檢測(cè)值進(jìn)行了加工的數(shù)據(jù)。據(jù)此，即使之前進(jìn)行差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)，蓄壓器30內(nèi)的壓力迅速上升，下游部161a及蓄壓器30的壓力維持恒定。但是，在分配器12要求的氫氣的流量(以下稱為“要求量”)超過(guò)能夠從第一壓縮機(jī)22送出的流量的上限(以下稱為“上限量”)的情況下，要求量與上限量的差分從蓄壓器30導(dǎo)出到分配器12，蓄壓器30及下游部161a內(nèi)的壓力下降。由此，根據(jù)從第一壓縮機(jī)22送出的氫氣的流量與分配器12要求的要求量之間的關(guān)系，蓄壓器30內(nèi)的氫氣的壓力(換言之，氫氣的量)增減。
[0038]并且，在車輛14內(nèi)的罐達(dá)到最終壓力Pt(參照?qǐng)D3)的情況下，從分配器12向車輛14的氫氣的填充停止，從氣體供給裝置10向分配器12的氫氣的供給也停止。另外，根據(jù)車輛14的罐的大小進(jìn)行后述的直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0039]如以上說(shuō)明，通過(guò)在氣體供給裝置10進(jìn)行串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)，與只進(jìn)行差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)的情況相比，蓄壓器30的壓力的下降得到抑制。據(jù)此，能夠縮短使蓄壓器30的壓力上升至設(shè)定壓力所需的時(shí)間，即所謂的恢復(fù)時(shí)間，能夠迅速地開(kāi)始對(duì)下一車輛14的氫氣的填充。
[0040]如已所述那樣，在向車輛14填充氫氣的中途，如果來(lái)自分配器12的要求量超過(guò)第一壓縮機(jī)22的上限量，則下游部161a及蓄壓器30的壓力會(huì)下降。尤其在罐的容量大的車輛14的情況下，由于需要大量的氫氣，下游部161a及蓄壓器30的壓力會(huì)大幅度下降。在下游部161a及蓄壓器30的壓力下降的狀態(tài)下，如果車輛14的罐的壓力上升至最終壓力(滿填充時(shí)的壓力)附近，則下游部161a及蓄壓器30與需求部之間的壓力差會(huì)變得過(guò)小。因此，如圖3的直線93所示，需求部的氫氣的壓力有可能大幅度低于目標(biāo)壓力。
[0041 ]對(duì)此，在第一壓力傳感器48的檢測(cè)值Pl與第二傳感器54的檢測(cè)值P2的差分Δ P(即壓力差)成為設(shè)定值A(chǔ)以下的情況下(步驟ST13)，控制器58維持第一開(kāi)閉閥41及第二開(kāi)閉閥42的打開(kāi)狀態(tài)并關(guān)閉導(dǎo)入側(cè)閥34而遮斷向蓄壓器30的氫氣的流入。據(jù)此，氣體供給裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟ST14)。據(jù)此，經(jīng)由短路流路162從第一壓縮機(jī)22向分配器12送出氫氣的全量?？刂破?8控制第一壓縮機(jī)22的轉(zhuǎn)速，以使第二壓力傳感器54的檢測(cè)值達(dá)到目標(biāo)壓力。因此，需求部的氫氣的壓力按照目標(biāo)壓力而增大。另外，也可比較對(duì)第二壓力傳感器54的檢測(cè)值進(jìn)行加工的數(shù)據(jù)與目標(biāo)壓力來(lái)進(jìn)行第一壓縮機(jī)22的轉(zhuǎn)速控制。
[0042 ]在車輛14內(nèi)的罐達(dá)到最終壓力Pt的情況下，從分配器12向車輛14的氫氣的填充停止。
[0043]以上說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，在氣體供給裝置10中，在主流路161中第一壓縮機(jī)22串聯(lián)連接于蓄壓器30。通過(guò)打開(kāi)導(dǎo)入側(cè)閥34及導(dǎo)出側(cè)閥38，可從第一壓縮機(jī)22向蓄壓器30導(dǎo)入氫氣，且可從蓄壓器30向分配器12導(dǎo)出氫氣。據(jù)此，與只進(jìn)行差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)的氣體供給裝置相比，能夠抑制氣體供給裝置10的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的蓄壓器30內(nèi)的壓力下降。其結(jié)果，能夠縮短蓄壓器30的恢復(fù)時(shí)間，能夠迅速地開(kāi)始向下一車輛14的氫氣填充。
[0044]在串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)中，基于第一壓力傳感器48的檢測(cè)結(jié)果控制第一壓縮機(jī)22的轉(zhuǎn)速，以使下游部161a的氫氣的壓力維持設(shè)定壓力。因此，下游部161a及蓄壓器30的氫氣的壓力下降進(jìn)一步得到抑制。而且，通過(guò)使位于分配器12的上游側(cè)的下游部161a及蓄壓器30的壓力維持恒定，由流量控制閥53進(jìn)行的氫氣的壓力(或流量)控制變得容易。
[0045]在本實(shí)施方式中，在第一壓縮機(jī)22處于等待狀態(tài)之前進(jìn)行從蓄壓器30向分配器12的氫氣的送出。據(jù)此，能夠迅速地向搬入到加氫站的車輛14填充氫氣。
[0046]通過(guò)在氣體流通道16設(shè)置短路流路162，能夠容易地從串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)切換到直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)。在直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)中，基于第二壓力傳感器54的檢測(cè)結(jié)果控制第一壓縮機(jī)22的轉(zhuǎn)速，因此，能夠使需求部的氫氣的壓力按照目標(biāo)壓力而增大。
[0047]在氣體供給裝置10中，氣體供給源20的氫氣使用第一壓縮機(jī)22以外的另外的壓縮機(jī)、即第二壓縮機(jī)24被壓縮，被壓縮的氫氣被貯存在貯存罐26。通過(guò)由第一壓縮機(jī)22利用該被貯存的氣體，能夠抑制第一壓縮機(jī)22的壓縮比(S卩，吸入側(cè)與噴出側(cè)之間的壓力比)。因此，能夠使第一壓縮機(jī)22小型化。
[0048]在氣體供給裝置10中，當(dāng)從串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在相對(duì)于第二壓力傳感器54的檢測(cè)值P2的第一壓力傳感器48的檢測(cè)值Pl的比(S卩P1/P2)為設(shè)定值以下的情況下，控制器58也可關(guān)閉導(dǎo)入側(cè)閥34來(lái)遮斷從第一壓縮機(jī)22向蓄壓器30的氫氣的流動(dòng)。由此，如果基于第一壓力傳感器48與第二壓力傳感器54之間的壓力變化而轉(zhuǎn)移到直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)，則導(dǎo)入側(cè)閥34的開(kāi)閉也可基于各種運(yùn)算而進(jìn)行。
[0049]進(jìn)一步，作為從串聯(lián)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的導(dǎo)入側(cè)閥34的開(kāi)閉控制的其它例，也可在第二壓力傳感器54的檢測(cè)值Pl達(dá)到小于目標(biāo)壓力Pm的值、即設(shè)定值Pd的情況下，控制器58關(guān)閉導(dǎo)入側(cè)閥34來(lái)遮斷從第一壓縮機(jī)22向蓄壓器30的氫氣的流動(dòng)。此夕卜，控制器58也可基于目標(biāo)壓力Pm與檢測(cè)值Pl的差分是否達(dá)到設(shè)定值來(lái)進(jìn)行導(dǎo)入側(cè)閥34的開(kāi)閉。此外，控制器58也可基于相對(duì)于目標(biāo)壓力Pm的檢測(cè)值Pl的比來(lái)進(jìn)行導(dǎo)入側(cè)閥34的開(kāi)閉。由此，如果基于相對(duì)于目標(biāo)壓力Pm的第二壓力傳感器54的檢測(cè)值的變化而轉(zhuǎn)移到直接填充運(yùn)轉(zhuǎn)，則導(dǎo)入側(cè)閥34的開(kāi)閉也可基于各種運(yùn)算而進(jìn)行。
[0050]另外，本發(fā)明并不限定于所述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更、改良等。例如，如圖4所述，也可以省略短路流路162。即使在該情況下，由于第一壓縮機(jī)22串聯(lián)連接于蓄壓器30，因此，也通過(guò)打開(kāi)導(dǎo)入側(cè)閥34及導(dǎo)出側(cè)閥38，能夠向蓄壓器30導(dǎo)入氫氣，且能夠從蓄壓器30向分配器12導(dǎo)出氫氣。其結(jié)果，能夠抑制氣體供給裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中蓄壓器30內(nèi)的壓力下降。
[0051]在所述實(shí)施方式中，在車輛14被搬入的時(shí)刻第一壓縮機(jī)22為等待狀態(tài)的情況下，并不必需進(jìn)行差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0052]在所述實(shí)施方式中，第一壓力傳感器48也可以被配置在主流路161的下游部161a，更具體而言配置在第一壓縮機(jī)22與第一開(kāi)閉閥41之間。此時(shí)，由第一壓力傳感器48測(cè)量相當(dāng)于蓄壓器30的壓力的壓力。此外，第一壓力傳感器48也可以直接安裝于蓄壓器30。此時(shí)，第一壓力傳感器48也可以采用檢測(cè)蓄壓器30內(nèi)的壓力的結(jié)構(gòu)。
[0053]如圖5所示，導(dǎo)入線18a以及導(dǎo)出線18b也可由一個(gè)配管18構(gòu)成。此時(shí)，在該配管18設(shè)置開(kāi)閉閥等閥部件39。
[0054]在所述實(shí)施方式中，說(shuō)明了設(shè)有第二壓縮機(jī)24及貯存罐26的結(jié)構(gòu)，但也可以省略它們而從氣體供給源20直接向第一壓縮機(jī)22輸送氫氣。氣體供給裝置10也可被利用于向車輛以外的罐搭載裝置填充氫氣。氣體供給裝置也可以被使用于氫氣以外的氣體的供給。
[0055]在此，概括說(shuō)明所述實(shí)施方式。
[0056](I)在所述實(shí)施方式中，通過(guò)使壓縮機(jī)串聯(lián)連接于蓄壓器，能夠向蓄壓器導(dǎo)入氣體且能夠從蓄壓器向填充設(shè)備導(dǎo)出氣體。通過(guò)壓縮機(jī)供給氣體，能夠抑制氣體供給裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中蓄壓器內(nèi)的壓力下降。其結(jié)果，能夠縮短蓄壓器的恢復(fù)時(shí)間，能夠迅速地開(kāi)始向下一個(gè)罐搭載裝置的氣體填充。
[0057](2)所述氣體供給裝置也可以還包括:壓力檢測(cè)部，檢測(cè)所述蓄壓器內(nèi)的壓力或相當(dāng)于該蓄壓器內(nèi)的壓力的壓力。此時(shí)，所述控制裝置也可以在所述壓縮機(jī)向所述氣體流通道送出氣體時(shí)，基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使氣體的壓力維持規(guī)定壓力。
[0058]在該結(jié)構(gòu)中，能夠進(jìn)一步抑制蓄壓器內(nèi)的壓力下降。其結(jié)果，從填充設(shè)備向車輛的氣體的供給控制變得更容易。
[0059](3)所述氣體流通道也可以包括:主流路，包含所述導(dǎo)入線和所述導(dǎo)出線，且連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備；以及短路流路，使所述導(dǎo)入線與所述導(dǎo)出線短路，以使不通過(guò)所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體。此外，在所述填充設(shè)備也可以設(shè)有另外的壓力檢測(cè)部。此時(shí)，所述控制裝置也可以基于所述壓力檢測(cè)部與所述另外的壓力檢測(cè)部之間的壓力變化而關(guān)閉所述導(dǎo)入側(cè)閥，并且，基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0060]在該結(jié)構(gòu)中，在遮斷從壓縮機(jī)向蓄壓器的氣體流入的狀態(tài)下，能夠直接進(jìn)行從壓縮機(jī)向填充設(shè)備的氣體供給(直接填充運(yùn)轉(zhuǎn))。據(jù)此，能夠?qū)膲嚎s機(jī)送出的氣體的全量供給到填充設(shè)備，確保從填充設(shè)備向罐搭載裝置填充的氣體的流量(或壓力)。
[0061](4)所述氣體流通道也可以包括:主流路，包含所述導(dǎo)入線和所述導(dǎo)出線，且連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備；以及短路流路，使所述導(dǎo)入線與所述導(dǎo)出線短路，以使不通過(guò)所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體。此外，在所述填充設(shè)備也可以設(shè)有另外的壓力檢測(cè)部。此時(shí)，所述控制裝置基于相對(duì)于所述填充設(shè)備的氣體的目標(biāo)壓力的所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)值的變化而關(guān)閉所述導(dǎo)入側(cè)閥，并且，基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0062]在該結(jié)構(gòu)中，在遮斷從壓縮機(jī)向蓄壓器的氣體流入的狀態(tài)下，能夠直接進(jìn)行從壓縮機(jī)向填充設(shè)備的氣體供給(直接填充運(yùn)轉(zhuǎn))。據(jù)此，能夠?qū)膲嚎s機(jī)送出的氣體的全量供給到填充設(shè)備，確保從填充設(shè)備向罐搭載裝置填充的氣體的流量(或壓力)。
[0063](5)所述控制裝置也可以能夠使所述導(dǎo)入側(cè)閥處于關(guān)閉狀態(tài)且使所述導(dǎo)出側(cè)閥處于打開(kāi)狀態(tài)。在該結(jié)構(gòu)中，能夠通過(guò)差壓填充運(yùn)轉(zhuǎn)向填充設(shè)備供給氣體。
[0064](6)氣體供給裝置也可以還包括另外的壓縮機(jī)，壓縮氣體供給源的氣體；以及貯存罐，貯存從所述另外的壓縮機(jī)噴出的氣體。此時(shí)，所述壓縮機(jī)也可以吸入所述貯存罐的氣體。
[0065]在該結(jié)構(gòu)中，將從其它壓縮機(jī)噴出的氣體貯存在貯存罐，并在壓縮機(jī)壓縮該被貯存的氣體。因此，能夠抑制壓縮機(jī)的壓縮比。由此，能夠使壓縮機(jī)小型化。
[0066](7)所述實(shí)施方式為加氫站，包括:所述氣體供給裝置；以及所述填充設(shè)備，連接于所述氣體供給裝置的流出端，其中，所述填充設(shè)備將從所述氣體供給裝置供給的氫氣填充至所述罐搭載裝置。
[0067](8)所述實(shí)施方式是氣體供給方法，利用氣體供給裝置供給氣體，所述氣體供給裝置包括:壓縮機(jī)，壓縮氣體;蓄壓器，被配置在所述壓縮機(jī)的下游，將氣體供給至向罐搭載裝置填充氣體的填充設(shè)備；以及氣體流通道，連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備，所述氣體供給方法包括:從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器導(dǎo)入氣體的同時(shí)，從所述蓄壓器向所述填充設(shè)備導(dǎo)出氣體的步驟。
[0068]在所述實(shí)施方式中，通過(guò)使壓縮機(jī)串聯(lián)連接于蓄壓器，能夠向蓄壓器導(dǎo)入氣體且能夠從蓄壓器向填充設(shè)備導(dǎo)出氣體。通過(guò)壓縮機(jī)供給氣體，能夠抑制氣體供給裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中蓄壓器內(nèi)的壓力下降。其結(jié)果，能夠縮短蓄壓器的恢復(fù)時(shí)間，能夠迅速地開(kāi)始向下一個(gè)罐搭載裝置的氣體填充。
[0069](9)所述氣體流通道也可以具備被配置在所述壓縮機(jī)的下游的壓力檢測(cè)部。此時(shí)，所述氣體供給方法也可以當(dāng)所述壓縮機(jī)向所述氣體流通道送出氣體時(shí)，基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使氣體的壓力維持規(guī)定壓力。
[0070]在該方法中，能夠進(jìn)一步抑制蓄壓器內(nèi)的壓力下降。其結(jié)果，從填充設(shè)備向車輛的氣體的供給控制變得更容易。
[0071](10)所述氣體供給方法也可以基于所述壓力檢測(cè)部與設(shè)置在所述填充設(shè)備的另外的壓力檢測(cè)部之間的壓力變化，遮斷從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器的氣體的流動(dòng)。此外，也可以基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且，不經(jīng)由所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體。
[0072]在該方法中，在遮斷從壓縮機(jī)向蓄壓器的氣體流入的狀態(tài)下，能夠直接進(jìn)行從壓縮機(jī)向填充設(shè)備的氣體供給(直接填充運(yùn)轉(zhuǎn))。據(jù)此，能夠?qū)膲嚎s機(jī)送出的氣體的全量供給到填充設(shè)備，確保從填充設(shè)備向罐搭載裝置填充的氣體的流量(或壓力)。
[0073](11)在所述氣體供給方法中，也可以基于相對(duì)于所述填充設(shè)備的氣體的目標(biāo)壓力的另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)值的變化，遮斷從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器的氣體的流動(dòng)，其中，所述另外的壓力檢測(cè)部被設(shè)置在所述填充設(shè)備。此時(shí)，也可以基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且，不經(jīng)由所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體。
[0074](12)在所述氣體供給方法中，也可以在所述壓縮機(jī)處于能夠向所述導(dǎo)入線送出氣體的狀態(tài)之前，從所述蓄壓器向所述填充設(shè)備送出氣體。在該方法中，能夠迅速地向填充設(shè)備供給氣體。
[0075](13)在所述氣體供給方法中，所述氣體供給裝置也可以還包括:另外的壓縮機(jī)，壓縮氣體供給源的氣體；以及貯存罐，貯存從所述另外的壓縮機(jī)噴出的氣體，其中，所述壓縮機(jī)吸入所述貯存罐的氣體。
[0076]如以上說(shuō)明，根據(jù)所述實(shí)施方式，能夠抑制蓄壓器內(nèi)的氣體壓力下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣體供給裝置，其特征在于包括: 壓縮機(jī)，壓縮氣體； 蓄壓器，被配置在所述壓縮機(jī)的下游，將氣體供給至向罐搭載裝置填充氣體的填充設(shè)備；以及 氣體流通道，連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備，其中， 所述氣體流通道包括: 導(dǎo)入線，從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器導(dǎo)入氣體； 導(dǎo)出線，從所述蓄壓器向所述填充設(shè)備導(dǎo)出氣體； 導(dǎo)入側(cè)閥，被設(shè)置在所述導(dǎo)入線；以及 導(dǎo)出側(cè)閥，被設(shè)置在所述導(dǎo)出線， 所述氣體供給裝置還包括: 控制裝置，控制所述導(dǎo)入側(cè)閥及所述導(dǎo)出側(cè)閥的開(kāi)閉，其中， 所述控制裝置能夠使所述導(dǎo)入側(cè)閥和所述導(dǎo)出側(cè)閥處于同時(shí)打開(kāi)的狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體供給裝置，其特征在于還包括: 壓力檢測(cè)部，檢測(cè)所述蓄壓器內(nèi)的壓力或相當(dāng)于該蓄壓器內(nèi)的壓力的壓力，其中， 所述控制裝置在所述壓縮機(jī)向所述氣體流通道送出氣體時(shí)，基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使氣體的壓力維持規(guī)定壓力。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體供給裝置，其特征在于，所述氣體流通道包括: 主流路，包含所述導(dǎo)入線和所述導(dǎo)出線，且連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備；以及 短路流路，使所述導(dǎo)入線與所述導(dǎo)出線短路，以使不通過(guò)所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體，其中， 在所述填充設(shè)備設(shè)有另外的壓力檢測(cè)部， 所述控制裝置基于所述壓力檢測(cè)部與所述另外的壓力檢測(cè)部之間的壓力變化而關(guān)閉所述導(dǎo)入側(cè)閥，并且，基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體供給裝置，其特征在于，所述氣體流通道包括: 主流路，包含所述導(dǎo)入線和所述導(dǎo)出線，且連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備；以及 短路流路，使所述導(dǎo)入線與所述導(dǎo)出線短路，以使不通過(guò)所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體，其中， 在所述填充設(shè)備設(shè)有另外的壓力檢測(cè)部， 所述控制裝置基于相對(duì)于所述填充設(shè)備的氣體的目標(biāo)壓力的所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)值的變化而關(guān)閉所述導(dǎo)入側(cè)閥，并且，基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體供給裝置，其特征在于: 所述控制裝置能夠使所述導(dǎo)入側(cè)閥處于關(guān)閉狀態(tài)且使所述導(dǎo)出側(cè)閥處于打開(kāi)狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體供給裝置，其特征在于還包括: 另外的壓縮機(jī)，壓縮氣體供給源的氣體；以及 貯存罐，貯存從所述另外的壓縮機(jī)噴出的氣體，其中， 所述壓縮機(jī)吸入所述貯存罐的氣體。7.一種加氫站，其特征在于包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的氣體供給裝置；以及 所述填充設(shè)備，連接于所述氣體供給裝置的流出端，其中， 所述填充設(shè)備將從所述氣體供給裝置供給的氫氣填充至所述罐搭載裝置。8.一種氣體供給方法，利用氣體供給裝置供給氣體，其特征在于，所述氣體供給裝置包括: 壓縮機(jī)，壓縮氣體； 蓄壓器，被配置在所述壓縮機(jī)的下游，將氣體供給至向罐搭載裝置填充氣體的填充設(shè)備；以及 氣體流通道，連接所述壓縮機(jī)、所述蓄壓器以及所述填充設(shè)備， 所述氣體供給方法包括:從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器導(dǎo)入氣體的同時(shí)，從所述蓄壓器向所述填充設(shè)備導(dǎo)出氣體的步驟。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體供給方法，其特征在于: 所述氣體流通道具備被配置在所述壓縮機(jī)的下游的壓力檢測(cè)部， 當(dāng)所述壓縮機(jī)向所述氣體流通道送出氣體時(shí)，基于所述壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使氣體的壓力維持規(guī)定壓力。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣體供給方法，其特征在于: 基于所述壓力檢測(cè)部與設(shè)置在所述填充設(shè)備的另外的壓力檢測(cè)部之間的壓力變化，遮斷從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器的氣體的流動(dòng)， 基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且，不經(jīng)由所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣體供給方法，其特征在于: 基于相對(duì)于所述填充設(shè)備的氣體的目標(biāo)壓力的另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)值的變化，遮斷從所述壓縮機(jī)向所述蓄壓器的氣體的流動(dòng)，其中，所述另外的壓力檢測(cè)部被設(shè)置在所述填充設(shè)備， 基于所述另外的壓力檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果控制所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且，不經(jīng)由所述蓄壓器而從所述壓縮機(jī)向所述填充設(shè)備輸送氣體。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體供給方法，其特征在于: 在所述壓縮機(jī)處于能夠向所述導(dǎo)入線送出氣體的狀態(tài)之前，從所述蓄壓器向所述填充設(shè)備送出氣體。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體供給方法，其特征在于，所述氣體供給裝置還包括: 另外的壓縮機(jī)，壓縮氣體供給源的氣體；以及 貯存罐，貯存從所述另外的壓縮機(jī)噴出的氣體，其中， 所述壓縮機(jī)吸入所述貯存罐的氣體。
【文檔編號(hào)】F17C5/06GK106030187SQ201580008520
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日
【發(fā)明人】名倉(cāng)見(jiàn)治, 高木, 高木 一, 姥拓郎
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社神戶制鋼所