JP2013148197A - Gas filling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス充填システムに関し、特に、ガス燃料を用いて走行する車輌に搭載されている車載タンクにガスを充填するシステムに関する。 The present invention relates to a gas filling system, and more particularly to a system for filling a vehicle-mounted tank mounted on a vehicle that travels using gas fuel.
近年の環境問題に対応する車輌として、CNG(Compressed Natural Gas)、水素等のガス燃料を用いたCNG自動車、燃料電池自動車、水素自動車等の開発が活発に行われている。このようなガス燃料を用いて走行する車輌の普及を促進するには、車輌に搭載されている車載タンクに安定して効率よくガス燃料を充填する装置が必要となる。 As vehicles that respond to environmental problems in recent years, CNG (Compressed Natural Gas), CNG vehicles using gas fuel such as hydrogen, fuel cell vehicles, hydrogen vehicles, and the like are being actively developed. In order to promote the widespread use of vehicles that run using such gas fuel, an apparatus that stably and efficiently fills the on-board tank mounted on the vehicle is required.
そこで、本出願人は、充填時間の長時間化やオーバラン量を可及的に抑え、ガス燃料を用いて走行する車輌の燃料タンクに高い精度で高圧ガスをプリセット充填することのできる高圧ガス充填装置を提案した(特許文献1参照)。 Therefore, the applicant of the present invention has made it possible to preset high-pressure gas with high accuracy into a fuel tank of a vehicle that runs using gas fuel while minimizing the length of filling time and overrun as much as possible. An apparatus was proposed (see Patent Document 1).
この高圧ガス充填装置は、充填時間の長時間化等を抑えることができて有効であるが、燃料ガスが水素の場合には、高圧充填に伴って熱が発生し、車輌への充填効率が低下するという問題がある。 This high-pressure gas filling device is effective because it can suppress the lengthening of the filling time, etc., but when the fuel gas is hydrogen, heat is generated along with the high-pressure filling, and the filling efficiency to the vehicle is improved. There is a problem of lowering.
そこで、本出願人は、燃料ガスを充填するための配管の内部を流れるガス燃料を冷却するシステムを提案した。このシステムは、冷凍機と、配管を冷却するための冷却装置である不凍液タンクが内部に設けられたガス充填装置とを備え、冷凍機からの冷媒を不凍液タンクへ供給し、不凍液タンクの内部の不凍液によって燃料ガスを冷却しながら車載タンクに充填する。 Therefore, the present applicant has proposed a system for cooling the gas fuel flowing in the pipe for filling the fuel gas. This system includes a refrigerator and a gas filling device in which an antifreeze liquid tank that is a cooling device for cooling a pipe is provided, supplies refrigerant from the refrigerator to the antifreeze liquid tank, and The tank is filled while cooling the fuel gas with antifreeze.
また、不凍液タンクには、モータ等の撹拌装置が設けられ、不凍液タンクの内部の不凍液を撹拌して温度の均一化を図ることにより、配管内を流れるガス燃料を効率的に冷却することができる。 Further, the antifreeze liquid tank is provided with a stirring device such as a motor, and by stirring the antifreeze liquid inside the antifreeze liquid tank and making the temperature uniform, the gas fuel flowing in the pipe can be efficiently cooled. .
しかし、従来のガス充填システムにおいては、冷却装置である不凍液タンクがガス充填装置内に設けられるため、装置自体が大型化し、設置場所が制限されるという問題があった。 However, in the conventional gas filling system, since the antifreeze liquid tank which is a cooling device is provided in the gas filling device, there is a problem that the device itself becomes large and the installation place is limited.
また、不凍液によりガス配管を冷却する場合には、不凍液の粘度が高いため、撹拌するための撹拌装置が必要となる。この場合には、熱の交換効率が低く、冷却するガス配管をより長くする必要があり、装置の大型化を招く虞があるという問題があった。 In addition, when the gas pipe is cooled by the antifreeze liquid, the viscosity of the antifreeze liquid is high, so that a stirring device for stirring is necessary. In this case, there is a problem that heat exchange efficiency is low, the gas piping to be cooled needs to be longer, and the apparatus may be increased in size.
さらに、従来のガス充填システムにおいては、不凍液タンクをガス充填装置から分離して設置することもできるが、この場合には、粘度の高い不凍液を循環させるために配管の口径を大きくすると共に、ガス充填装置の近傍に冷凍機を設ける必要があるという問題があった。 Furthermore, in the conventional gas filling system, the antifreeze liquid tank can be installed separately from the gas filling device. In this case, the diameter of the pipe is increased to circulate the antifreeze liquid having a high viscosity, There was a problem that it was necessary to provide a refrigerator in the vicinity of the filling device.
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、コンパクトで設置の自由度が高く、効率的に燃料ガスを冷却して充填することが可能なガス充填システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and is a gas filling system that is compact, has a high degree of freedom in installation, and can efficiently cool and fill fuel gas. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明は、車輌に搭載された車載タンクに燃料ガスを充填するためのガス充填システムであって、燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインと、前記充填ラインを冷媒で冷却する冷却手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a gas filling system for filling an on-vehicle tank mounted on a vehicle with fuel gas, the filling line for filling the on-vehicle tank with the fuel gas, and the filling line. And a cooling means for cooling the liquid with a refrigerant.
そして、本発明によれば、燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインを冷媒で冷却するため、高圧充填による熱の発生を抑制し、燃料ガスの車輌への充填を効率的に行うことが可能になる。 According to the present invention, the filling line for filling the on-vehicle tank with the fuel gas is cooled by the refrigerant, so that heat generation due to high-pressure filling is suppressed and the fuel gas is efficiently filled into the vehicle. Is possible.
上記ガス充填システムにおいて、前記冷却手段は、冷凍機により二酸化炭素を冷却液化する二酸化炭素冷却部と、冷却液化された二酸化炭素により前記充填ラインを冷却するガス管路冷却部とを備え、前記二酸化炭素冷却部は、気体状の前記冷媒を圧縮してより高温及び高圧の冷媒を生成する圧縮機と、前記高温及び高圧の冷媒を液化する凝縮器と、前記液化された冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、前記冷媒の潜熱によって二酸化炭素を冷却液化する蒸発器とを有することができる。このように、燃料ガスが流れる充填ラインを、冷凍機によって冷却液化された二酸化炭素で冷却するため、ガス充填装置を小型化することが可能になる。また、冷却液化された二酸化炭素によって燃料ガスを冷却するため、燃料ガスを効率的に冷却することが可能になる。 In the gas filling system, the cooling means includes a carbon dioxide cooling section that cools and liquefies carbon dioxide with a refrigerator, and a gas pipe cooling section that cools the filling line with the cooled and liquefied carbon dioxide. The carbon cooling section compresses the gaseous refrigerant to generate a higher-temperature and higher-pressure refrigerant, a condenser that liquefies the higher-temperature and high-pressure refrigerant, and an expansion that decompresses and expands the liquefied refrigerant. It can have a valve and an evaporator that cools and liquefies carbon dioxide by the latent heat of the refrigerant. Thus, since the filling line through which the fuel gas flows is cooled with carbon dioxide that has been liquefied by the refrigerator, the gas filling device can be downsized. Further, since the fuel gas is cooled by the liquefied carbon dioxide, the fuel gas can be efficiently cooled.
上記ガス充填システムにおいて、前記二酸化炭素冷却部及び前記ガス管路冷却部を別体で構成することができる。これにより、ガス充填装置を小型化することができ、システムの設置の自由度を向上させることが可能になる。 In the gas filling system, the carbon dioxide cooling unit and the gas pipe cooling unit may be configured separately. Thereby, a gas filling apparatus can be reduced in size and it becomes possible to improve the freedom degree of installation of a system.
上記ガス充填システムにおいて、前記ガス管路冷却部を複数のガス管路冷却手段で構成することができる。これにより、充填ラインを流れる燃料ガスを段階的に冷却させることができるため、燃料ガスの冷却効率を向上させることが可能になる。 In the gas filling system, the gas pipeline cooling section can be configured by a plurality of gas pipeline cooling means. Thereby, since the fuel gas which flows through a filling line can be cooled in steps, it becomes possible to improve the cooling efficiency of fuel gas.
上記ガス充填システムにおいて、前記二酸化炭素冷却部からの二酸化炭素を一方のガス管路冷却手段に供給し、前記一方のガス管路冷却手段からの二酸化炭素を他方のガス管路冷却手段に供給することができる。これにより、燃料ガスの冷却効率をさらに向上させることが可能になる。 In the gas filling system, carbon dioxide from the carbon dioxide cooling unit is supplied to one gas line cooling means, and carbon dioxide from the one gas line cooling means is supplied to the other gas line cooling means. be able to. Thereby, it becomes possible to further improve the cooling efficiency of the fuel gas.
上記ガス充填システムにおいて、前記一方のガス管路冷却手段を前記充填ラインの下流側に設け、前記他方のガス管路冷却手段を前記充填ラインの上流側に設けることができる。これにより、燃料ガスの冷却効率を向上させることが可能になる。 In the gas filling system, the one gas pipe cooling means may be provided on the downstream side of the filling line, and the other gas pipe cooling means may be provided on the upstream side of the filling line. Thereby, the cooling efficiency of the fuel gas can be improved.
上記ガス充填システムにおいて、前記ガス管路冷却手段を真空断熱容器で構成することができる。 In the gas filling system, the gas line cooling means can be constituted by a vacuum heat insulating container.
上記ガス充填システムにおいて、前記ガス管路冷却部は、前記冷却液化された二酸化炭素の蒸発潜熱により、前記充填ラインを流れる燃料ガスを冷却することができる。 In the gas filling system, the gas line cooling unit can cool the fuel gas flowing through the filling line by the latent heat of vaporization of the cooled and liquefied carbon dioxide.
以上のように、本発明によれば、コンパクトで設置の自由度が高く、効率的に燃料ガスを冷却して充填することが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is compact and has a high degree of freedom in installation, and it becomes possible to efficiently cool and fill the fuel gas.
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るガス充填システムを説明するための概略図であり、このガス充填システム1は、トラック9に載積されたカードル10に充填された水素ガス等の燃料ガスFを、ガス圧縮機7、蓄圧器8及びガス充填装置2を介して冷却しながら車輌に搭載された車載タンク(不図示)に充填するために設けられる。尚、カードル10に充填された燃料ガスFは、蓄圧器8を介さずに、ガス圧縮機7から直接ガス充填装置2へ供給される場合や畜圧器8、ガス圧縮機7を介さずに直接ガス充填装置2へ供給される場合もある。
FIG. 1 is a schematic view for explaining a gas filling system according to the present invention. This
また、ガス充填システム1は、二酸化炭素冷却部4と、ガス充填装置2に設けられたガス管路冷却部3と、屋内等に設けられたPOS(Point Of Sale system)5及び/又は屋外に設けられた屋外入出力装置6とを備え、POS5及び/又は屋外入出力装置6による制御に基づき、二酸化炭素冷却部4から冷却液化された二酸化炭素(CO2)をガス充填装置2のガス管路冷却部3に供給し、ガス管路冷却部3によって燃料ガスFを冷却しながら車載タンクに充填する。
The
図2は、本発明に係るガス充填システム1の一実施の形態を示し、このガス充填システム1は、ガス充填装置2に設けられたガス管路冷却部3と、二酸化炭素冷却部4とを備え、ガス管路冷却部3は、供給された燃料ガスFを二酸化炭素冷却部4から供給される冷却液化されたCO2によって冷却し、車載タンクに充填する。
FIG. 2 shows an embodiment of a
ガス管路冷却部3は、ガス管路冷却手段としての1つ又は複数の真空断熱容器31と、真空断熱容器31毎に設けられた検出手段32とを備え、図1に示すカードル10に充填された燃料ガスFを車輌に搭載された車載タンク(不図示)に供給するための充填ライン33が真空断熱容器31を通過するように配設される。尚、図2に示す例は、2つの真空断熱容器31A及び31Bが設けられ、各々の真空断熱容器に対して検出手段32A及び32Bが設けられた場合を示す。
The gas
真空断熱容器31は、熱交換器を内蔵しており、後述する二酸化炭素冷却部4から冷却液化されたCO2が供給され、このCO2によって充填ライン33を流れる燃料ガスFを冷却する。真空断熱容器31として複数の真空断熱容器31A及び31Bが設けられる場合、真空断熱容器31Aは充填ライン33の下流側に設けられ、真空断熱容器31Bは充填ライン33の上流側に設けられる。そして、二酸化炭素冷却部4から供給される冷却液化されたCO2が真空断熱容器31Aに供給され、次に、真空断熱容器31Aから排出されたCO2が真空断熱容器31Bに供給される。真空断熱容器31Bから排出されたCO2は、二酸化炭素冷却部4に戻される。
The vacuum heat insulation container 31 has a built-in heat exchanger, supplied with CO 2 liquefied from a carbon
ここで、真空断熱容器31Bに供給されるCO2は、真空断熱容器31Aに供給されるCO2よりも温度が高くなる。これは、真空断熱容器31Aにより充填ライン33を流れる燃料ガスFを冷却した際に、熱交換により温度が上昇した真空断熱容器31A内のCO2が真空断熱容器31Bに供給されるためである。
Here, the CO 2 is supplied to the vacuum insulated
すなわち、充填ライン33を流れる高温の燃料ガスFは、充填ライン33の上流側に設けられた真空断熱容器31B内のやや温度が上昇したCO2と、充填ライン33の下流側に設けられた真空断熱容器31A内の冷却されたCO2とによって段階的に冷却されることになり、燃料ガスFを効率的に冷却させることができる。
That is, the high-temperature fuel gas F flowing through the filling
真空断熱容器31は、熱交換器を内蔵しており、図3に示すように、例えば、真空状の壁面を有する円筒状の容器の上部にCO2注入口及びCO2排出口が設けられると共に、燃料ガス注入口及び燃料ガス排出口が設けられる。 The vacuum heat insulating container 31 has a built-in heat exchanger, and as shown in FIG. 3, for example, a CO 2 inlet and a CO 2 outlet are provided on the upper part of a cylindrical container having a vacuum wall surface. A fuel gas inlet and a fuel gas outlet are provided.
CO2注入口には、CO2を注入するためのパイプが挿通され、パイプの一端が容器内部の下方に位置するように配置される。また、CO2排出口には、CO2を排出するためのパイプが挿通され、パイプの一端が容器内部の上方に位置するように配置される。 The CO 2 inlet pipe for injecting the CO 2 is inserted, one end of the pipe is arranged so as to be positioned below the inner container. Further, a pipe for discharging CO 2 is inserted into the CO 2 discharge port, and one end of the pipe is disposed above the inside of the container.
燃料ガス注入口及び燃料ガス排出口には、充填ラインが真空断熱容器31内部の熱交換器に接続される。このような構成により、真空断熱容器内の充填ライン燃料ガスと容器に注入されたCO2とが伝熱管を介して熱交換が行われ、充填ラインを流れる燃料ガスFが冷却される。 A filling line is connected to the heat exchanger inside the vacuum heat insulating container 31 at the fuel gas inlet and the fuel gas outlet. With such a configuration, heat exchange is performed between the filling line fuel gas in the vacuum heat insulating container and the CO 2 injected into the container through the heat transfer tube, and the fuel gas F flowing through the filling line is cooled.
説明は図2に戻り、検出手段32は、真空断熱容器31内部のCO2の温度を検出する。検出手段32としては、例えば、温度センサや圧力センサを用いることができ、検出手段32として圧力センサを用いた場合には、圧力を温度に変換することにより真空断熱容器31内部のCO2の温度を検出することができる。 Returning to FIG. 2, the detection means 32 detects the temperature of CO 2 inside the vacuum heat insulating container 31. As the detection means 32, for example, a temperature sensor or a pressure sensor can be used. When a pressure sensor is used as the detection means 32, the temperature of CO 2 inside the vacuum heat insulating container 31 is converted by converting the pressure into a temperature. Can be detected.
充填ライン33は、燃料ガスFの流量を計測するメータ34を備えると共に、一端に燃料ガスFを車載タンク(不図示)に供給するためのノズル35が設けられる。充填ライン33には、高圧の燃料ガスFが流れるため、特に真空断熱容器31の内部を通過する部分は、真空断熱容器31の内部での燃料ガスFの漏れを考慮し、接続部が存在しないように構成することが好ましい。
The filling
二酸化炭素冷却部4は、低温・低圧の気体状の冷媒(以下、「冷媒蒸気」とする)を圧縮し、高温・高圧の液化しやすい冷媒蒸気を生成する圧縮機41と、圧縮機41で生成された高温・高圧の冷媒蒸気を液化し、冷媒液を生成する凝縮器42と、凝縮器42で生成された冷媒液の圧力を下げ、減圧膨張させる膨張弁43と、膨張弁43で減圧膨張された冷媒の潜熱によりCO2を冷却液化する蒸発器44と、冷却液化されたCO2をガス管路冷却部3に対して給液するポンプ45と、蒸発器44内のCO2の圧力を計測する圧力センサ46とを備える。冷媒としては、例えば、フロンやアンモニアを用いることができる。
The carbon
次に、上記構成を有するガス充填システム1の動作について、図4を参照して概略的に説明する。図4に示すように、ガス充填システム1において、操作者によってPOS5に対して燃料ガスFを車載タンクに充填するための充填設定信号が入力されると、POS5は、二酸化炭素冷却部4に対して強制運転信号を出力する。次に、二酸化炭素冷却部4は、POS5から供給された強制運転信号に基づきCO2を冷却液化する動作を開始し、CO2が冷却液化された段階で充填可能であることを示す充填OK信号をPOS5に対して出力する。
Next, operation | movement of the
POS5は、二酸化炭素冷却部4から充填OK信号が供給されると、ガス充填装置2に対して燃料ガスFの充填を開始するための充填許可信号を出力する。ガス充填装置2は、充填許可信号を受けると、燃料ガスFを車載タンクに充填する。そして、燃料ガスFの充填が完了すると、POS5に対して充填が終了したことを示す充填終了信号を出力する。
When a filling OK signal is supplied from the carbon
次に、ガス充填システム1の動作について、図5〜図7に示すフローチャートを参照して説明する。尚、以下に示す動作は、ガス充填装置2に設けられた図示しない制御部等の制御により実行されるものとする。
Next, operation | movement of the
まず、非充填時(ガス充填システム1が設置される店舗の開店時等)における二酸化炭素冷却部4の動作について、図5を参照して説明する。ステップS1において、圧力センサ46により蒸発器44内のCO2の圧力が計測される。次に、ステップS1で計測された圧力に基づき、CO2の温度Tが算出され、温度Tが予め設定された所定の温度T1以上であるか否かが判断される(ステップS2)。
First, the operation of the carbon
ステップS2において、CO2の温度Tが温度T1未満であると判断された場合(ステップS2;No)には、処理がステップS1に戻り、蒸発器44の圧力が再度計測される。一方、CO2の温度Tが温度T1以上であると判断された場合(ステップS2;Yes)には、CO2を冷却してより低圧とするように圧縮機41の容量制御を高負荷側に制御するHIGH駆動に動作させる(ステップS3)。そして、圧力センサ46により蒸発器44内のCO2の圧力が計測される(ステップS4)。
In step S2, when it is determined that the temperature T of CO 2 is lower than the temperature T 1 (step S2; No), the process returns to step S1, and the pressure of the
次に、ステップS4で計測された圧力に基づき、CO2の温度Tが算出され、温度Tが予め設定された所定の温度T2に達したか否かが判断される(ステップS5)。尚、温度T2は、上述した温度T1より低い温度に設定される。 Next, based on the pressure measured in step S4, the temperature T of CO 2 is calculated, and it is determined whether or not the temperature T has reached a predetermined temperature T 2 set in advance (step S5). The temperature T 2 is set to a temperature lower than the temperature T 1 described above.
ステップS5において、CO2の温度Tが温度T2に達したと判断された場合(ステップS5;Yes)には、CO2の圧力を維持するように圧縮機41の容量制御を低負荷側に制御するLOW駆動に動作させる(ステップS6)。一方、CO2の温度Tが温度T2に達していないと判断された場合(ステップS5;No)には、処理がステップS3に戻り、CO2をさらに低圧とするように圧縮機41を動作させる。
When it is determined in step S5 that the temperature T of CO 2 has reached the temperature T 2 (step S5; Yes), the capacity control of the
以下、CO2が所定の温度T2に達するまで上述した動作を繰り返す。これにより、燃料ガスFを冷却するためのCO2を十分に冷却液化し、CO2の温度を保持することができる。 Thereafter, the above-described operation is repeated until CO 2 reaches a predetermined temperature T 2 . As a result, CO 2 for cooling the fuel gas F can be sufficiently cooled and liquefied, and the temperature of CO 2 can be maintained.
次に、充填時(燃料ガスFを車載タンクに充填する時)における二酸化炭素冷却部4の動作について、図6を参照して説明する。POS5からの強制運転信号が二酸化炭素冷却部4に対して供給されると、電磁弁が開くと共にポンプ45が駆動し、冷却液化されたCO2がガス管路冷却部3に対して給液され、燃料ガスFの車載タンクへの充填が開始される(ステップS11)。
Next, the operation of the carbon
次に、CO2の温度Tが温度T1以上であるか否かが判断される(ステップS12)。CO2の温度Tが温度T1未満であると判断された場合(ステップS12;No)には、処理がステップS12に戻り、CO2の温度Tが再度判断される。 Next, it is determined whether or not the temperature T of CO 2 is equal to or higher than the temperature T 1 (step S12). When it is determined that the temperature T of CO 2 is lower than the temperature T 1 (step S12; No), the process returns to step S12, and the temperature T of CO 2 is determined again.
一方、CO2の温度Tが温度T1以上であると判断された場合(ステップS12;Yes)には、CO2を冷却してより低圧とするように圧縮機41を動作させる(ステップS13)。そして、圧力センサ46により蒸発器44内のCO2の圧力が計測される(ステップS14)。
On the other hand, when it is determined that the temperature T of CO 2 is equal to or higher than the temperature T 1 (step S12; Yes), the
次に、ステップS14で計測された圧力に基づき、CO2の温度Tが算出され、温度Tが予め設定された所定の温度T2に達したか否かが判断される(ステップS15)。CO2の温度Tが温度T2に達したと判断された場合(ステップS15;Yes)には、CO2の圧力を維持するように圧縮機41を動作させる(ステップS16)。
Next, based on the pressure measured in step S14, the temperature T of CO 2 is calculated, and it is determined whether or not the temperature T has reached a predetermined temperature T 2 set in advance (step S15). When it is determined that the temperature T of CO 2 has reached the temperature T 2 (step S15; Yes), the
一方、CO2の温度Tが温度T2に達していないと判断された場合(ステップS15;No)には、処理がステップS13に戻り、CO2を冷却してさらに低圧とするように圧縮機41を動作させる。 On the other hand, when it is determined that the temperature T of CO 2 has not reached the temperature T 2 (step S15; No), the process returns to step S13, and the compressor is cooled so that the CO 2 is cooled to a lower pressure. 41 is operated.
次に、燃料ガスFの車載タンクへの充填が終了したか否かが判断される(ステップS17)。燃料ガスFの充填が終了したと判断された場合(ステップS17;Yes)には、処理がステップS12に戻り、ステップS12〜ステップS16の動作を繰り返し、CO2の温度Tを温度T2に保持する。一方、燃料ガスFの充填が終了していないと判断された場合(ステップS17;No)には、電磁弁が開くと共にポンプ45が駆動し、燃料ガスFの充填を継続する。
Next, it is determined whether or not filling of the vehicle gas tank with the fuel gas F has been completed (step S17). If it is determined that the filling of the fuel gas F has been completed (step S17; Yes), the process returns to step S12, the operations of steps S12 to S16 are repeated, and the temperature T of CO 2 is maintained at the temperature T 2 . To do. On the other hand, when it is determined that the filling of the fuel gas F has not been completed (step S17; No), the electromagnetic valve is opened and the
このように、燃料ガスFを充填する際には、CO2の温度Tを所定の温度T2に保持することにより、燃料ガスFを適切に冷却して充填することができる。 As described above, when the fuel gas F is filled, the fuel gas F can be appropriately cooled and filled by maintaining the CO 2 temperature T at the predetermined temperature T 2 .
次、非充填時(ガス充填システム1が設置される店舗の閉店時等)における二酸化炭素冷却部4の動作について、図7を参照して説明する。ステップS21において、圧力センサ46により蒸発器44内のCO2の圧力が計測される。次に、ステップS21で計測された圧力に基づき、CO2の温度Tが算出され、温度Tが予め設定された所定の温度T3以上であるか否かが判断される(ステップS22)。尚、温度T3は、上述した温度T1及びT2よりも高い温度に設定される。
Next, the operation of the carbon
ステップS22において、CO2の温度Tが温度T3未満であると判断された場合(ステップS22;No)には、処理がステップS21に戻り、蒸発器44の圧力が再度計測される。一方、CO2の温度Tが温度T3以上であると判断された場合(ステップS22;Yes)には、CO2をより低圧とするように圧縮機41を動作させる(ステップS23)。そして、圧力センサ46により蒸発器44内のCO2の圧力が計測される(ステップS24)。
In step S22, when it is determined that the temperature T of CO 2 is lower than the temperature T 3 (step S22; No), the process returns to step S21, and the pressure of the
次に、ステップS24で計測された圧力に基づき、CO2の温度Tが算出され、温度Tが予め設定された所定の温度T4に達したか否かが判断される(ステップS25)。尚、温度T4は、上述した温度T1及びT2より高く、温度T3より低い温度に設定される。 Next, based on the pressure measured in step S24, the temperature T of CO 2 is calculated, and it is determined whether or not the temperature T has reached a predetermined temperature T 4 set in advance (step S25). The temperature T 4 is set to a temperature higher than the above-described temperatures T 1 and T 2 and lower than the temperature T 3 .
ステップS25において、CO2の温度Tが温度T4に達したと判断された場合(ステップS25;Yes)には、圧縮機41の駆動を停止させる(ステップS26)。一方、CO2の温度Tが温度T4に達していないと判断された場合(ステップS25;No)には、処理がステップS23に戻り、CO2をさらに低圧とするように圧縮機41を動作させる。
If it is determined in step S25 that the temperature T of CO 2 has reached the temperature T 4 (step S25; Yes), the drive of the
以下、CO2が所定の温度T4に達するまで上述した動作を繰り返す。このように、閉店時等の非充填時には、CO2の温度を充填時の温度T2よりも高い温度T4に保持することにより、CO2を不要に冷却液化することなく、燃料ガスFの充填時に備えることができる。 Thereafter, the above-described operation is repeated until CO 2 reaches a predetermined temperature T 4 . In this way, at the time of non-filling such as when the store is closed, the temperature of the CO 2 is maintained at a temperature T 4 higher than the temperature T 2 at the time of filling, so that the CO 2 is not unnecessarily cooled and liquefied, and the fuel gas F Can be provided at the time of filling.
以上のように、本実施の形態によれば、燃料ガスが流れる充填ラインを、冷却液化されたCO2が充填された真空断熱容器を用いて冷却するため、ガス充填装置を小型化することができる。また、充填ラインを冷却するためのガス管路冷却部と、充填ラインを冷却する際のCO2を冷却液化するための二酸化炭素冷却部とを別体として設置することができるため、システムの設置の自由度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, the filling line through which the fuel gas flows is cooled using the vacuum heat insulating container filled with the liquefied CO 2, so that the gas filling device can be downsized. it can. In addition, since the gas pipeline cooling unit for cooling the filling line and the carbon dioxide cooling unit for cooling and liquefying CO 2 when cooling the filling line can be installed separately, the installation of the system Can increase the degree of freedom.
さらに、二酸化炭素冷却部によりCO2を所定の温度に冷却液化し、冷却液化されたCO2により燃料ガスの充填ラインを冷却するため、燃料ガスを効率的に冷却することができる。 Furthermore, since CO 2 is cooled and liquefied to a predetermined temperature by the carbon dioxide cooling section, and the fuel gas filling line is cooled by the cooled liquefied CO 2 , the fuel gas can be efficiently cooled.
さらにまた、本実施の形態によれば、不凍液よりも粘度の低くしかも潜熱を用いることのできる二酸化炭素により燃料ガスを冷却するため、運用コストを抑制することができると共に、不凍液を用いて燃料ガスを冷却する場合と比較して冷却時間を短縮することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the fuel gas is cooled by carbon dioxide that has a viscosity lower than that of the antifreeze liquid and that can use latent heat. The cooling time can be shortened as compared with the case of cooling.
1 ガス充填システム
2 ガス充填装置
3 ガス管路冷却部
4 二酸化炭素冷却部
5 POS
6 屋外入出力装置
7 ガス圧縮機
8 蓄圧器
9 トラック
10 カードル
31(31A、31B) 真空断熱容器
32(32A、32B) 検出手段
33 充填ライン
34 メータ
35 ノズル
41 圧縮機
42 凝縮器
43 膨張弁
44 蒸発器
45 ポンプ
46 圧力センサ
1
6 Outdoor input / output device 7
Claims (8)
燃料ガスを車載タンクへ充填するための充填ラインと、
前記充填ラインを冷媒で冷却する冷却手段とを備えることを特徴とするガス充填システム。 A gas filling system for filling an on-vehicle tank mounted on a vehicle with fuel gas,
A filling line for filling the on-board tank with fuel gas;
A gas filling system comprising: cooling means for cooling the filling line with a refrigerant.
冷凍機により二酸化炭素を冷却液化する二酸化炭素冷却部と、
冷却液化された二酸化炭素により前記充填ラインを冷却するガス管路冷却部とを備え、
前記二酸化炭素冷却部は、
気体状の冷媒を圧縮してより高温及び高圧の冷媒を生成する圧縮機と、
前記高温及び高圧の冷媒を液化する凝縮器と、
前記液化された冷媒の圧力を減圧膨張させる膨張弁と、
前記冷媒の潜熱によって二酸化炭素を冷却液化する蒸発器とを有することを特徴とする請求項1に記載のガス充填システム。 The cooling means is
A carbon dioxide cooling section for cooling and liquefying carbon dioxide with a refrigerator;
A gas pipe line cooling part for cooling the filling line with carbon dioxide cooled and liquefied,
The carbon dioxide cooling part is
A compressor that compresses the gaseous refrigerant to produce a higher temperature and higher pressure refrigerant;
A condenser for liquefying the high-temperature and high-pressure refrigerant;
An expansion valve that decompresses and expands the pressure of the liquefied refrigerant;
The gas filling system according to claim 1, further comprising an evaporator that cools and liquefies carbon dioxide by latent heat of the refrigerant.
前記一方のガス管路冷却手段からの二酸化炭素が他方のガス管路冷却手段に供給されることを特徴とする請求項4に記載のガス充填システム。 Carbon dioxide from the carbon dioxide cooling section is supplied to one gas pipe cooling means,
The gas filling system according to claim 4, wherein carbon dioxide from said one gas line cooling means is supplied to the other gas line cooling means.
前記他方のガス管路冷却手段は、前記充填ラインの上流側に設けられることを特徴とする請求項5に記載のガス充填システム。 The one gas line cooling means is provided on the downstream side of the filling line,
6. The gas filling system according to claim 5, wherein the other gas line cooling means is provided on the upstream side of the filling line.
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