[发明专利]气体供给方法及气体供给装置

说明书

技术领域

本发明涉及向罐的气体供给方法及气体供给装置。

背景技术

近来，担心因汽车的排气中含有的二氧化碳（CO₂）、氮氧化物（NOX）、悬浮粒子状物质（PM）等造成的全球变暖和大气污染的影响。因此，关于以往的汽油内燃机式汽车，对于用所装载的燃料电池利用基于氢和氧的化学反应而产生的电能来驱动的燃料电池汽车（FCV）的关注提高。

燃料电池汽车不排出上述二氧化碳，也不排出其他有害物质。此外，燃料电池汽车具有比汽油内燃机式汽车能量效率优异等在汽油内燃机式汽车中所没有的各种优点。

另外，在燃料电池汽车中，大体上分有从氢站点补给氢的类型、和补给氢以外的燃料并用车载改性器制造氢的类型，但因为二氧化碳（CO₂）削减的效果等，前者被认为更优越。因而，燃料电池汽车和用来对其补给氢的氢站点的研究和开发被加快推进。

专利文献1所公开的填充系统站点具备两个缓冲容器和压缩器。缓冲容器和压缩器分别连接在与车辆的罐连接的供给线路上。当向罐填充气体时，经由供给线路从缓冲容器和压缩器分别同时进行气体的供给。

此外，在专利文献2中公开了以下方法：在向罐填充气体时，首先瞬间地吹入加压气体，然后测量罐的内压，一边控制罐的压力上升速度一边填充气体。

专利文献1：日本特表2010－534308号公报

专利文献2：日本特表2010－520977号公报。

发明内容

但是，如果想要仅利用压缩机对罐填充气体，则需要确保从压缩机向罐供给的气体的流量，所以压缩机大型化。此外，如果想要仅利用蓄压器向罐填充气体，则需要将高压的气体贮存到蓄压器内，所以蓄压器的设计压力升高。

本发明是鉴于上述问题而完成的，课题是提供一种能够在使压缩机小型化的同时使蓄压器的设计压力降低的气体填充装置。

为了解决上述课题，根据本发明，一种气体供给方法，使用压缩机和蓄压器向罐供给气体，所述蓄压器与上述压缩机并列地配设并能够贮存上述压缩机压缩后的气体，该方法包括：流量确定工序，在从上述压缩机向上述罐供给气体之前，确定向上述罐供给的气体的压力即填充压力与向上述罐供给的气体的流量的目标值即目标流量的关系；和流量控制工序，检测上述填充压力，确定上述目标流量，按照该目标流量控制向上述罐内供给的气体的流量，在上述流量控制工序中，在上述目标流量是上述压缩机的最大排出量以下的情况下，仅从上述压缩机向上述罐供给气体，在上述目标流量大于上述最大排出量的情况下，从上述压缩机和上述蓄压器向上述罐供给气体。

根据该方法，由于主要利用压缩机供给气体，但在所需要的气体供给量的峰值时也从蓄压器供给气体，所以压缩机的容量较小就足够，能够使压缩机小型化。此外，由于蓄压器仅用于峰值时的辅助，所以容量也可以较小，也可以不使设计压升高，所以不会为了耐压而使结构复杂化。

此外，在本发明的气体供给方法中，也可以是，在上述目标流量大于上述最大排出量的情况下，使从上述压缩机向上述罐供给的气体的流量为恒定，调整从上述蓄压器向上述罐供给的气体的流量，使向上述罐供给的气体的总流量与上述目标流量一致。

根据该方法，由于最大限度地利用压缩机的能力，所以蓄压器的容量不增大，能够利用小型而简单的结构的蓄压器。

此外，根据本发明，向罐供给气体的气体供给装置具有：压缩机，将向上述罐供给的气体压缩，且能够进行容量控制；蓄压器，与上述压缩机并列地配设，能够贮存上述压缩机压缩后的气体；蓄压器控制阀，调节从上述蓄压器流出的气体的流量；流量计，检测向上述罐供给的气体的流量；填充压力计，检测向上述罐供给的气体的压力；和控制装置，控制上述压缩机的容量和上述蓄压器控制阀的开度，上述控制装置在从上述压缩机向上述罐供给气体之前，确定向上述罐供给的气体的压力即填充压力与向上述罐供给的气体的流量的目标值即目标流量的关系，基于上述填充压力计检测到的压力确定上述目标流量，在上述目标流量是上述压缩机的最大排出量以下的情况下，将上述蓄压器控制阀关闭，仅从上述压缩机向上述罐供给气体，在上述目标流量大于上述最大排出量的情况下，将上述蓄压器控制阀打开，从上述压缩机和上述蓄压器向上述罐供给气体。

根据该构成，由于最大限度地利用压缩机的能力，仅将超过压缩机的能力的部分用蓄压器补全，所以压缩机和蓄压器不变大。此外，不需要使蓄压器的设计压变高，能够使蓄压器的结构简化。