JP6364296B2 - Hydrogen station and method of operating hydrogen station - Google Patents
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Description
本発明は、水素ステーション及び水素ステーションの運転方法に関する。 The present invention relates to a hydrogen station and a method for operating the hydrogen station.
従来の水素ステーションとしては、例えば特許文献1に記載されているように、水素を高圧で貯蔵する蓄圧部と、外部から供給される水素を昇圧して蓄圧部に充填する昇圧部と、蓄圧部の水素を車両に充填するディスペンサと、を備えたものが知られている。この特許文献1に記載された水素ステーションでは、安全性や作業性を向上させるべく、各種機器をキャビネット内に適宜配置することが図られている。 As a conventional hydrogen station, for example, as described in Patent Document 1, a pressure accumulating unit that stores hydrogen at a high pressure, a pressure increasing unit that pressurizes hydrogen supplied from the outside and fills the pressure accumulating unit, and a pressure accumulating unit And a dispenser for filling the vehicle with hydrogen. In the hydrogen station described in Patent Document 1, various devices are appropriately arranged in a cabinet in order to improve safety and workability.
ところで、通常、上述したような水素ステーションでは、充填対象への水素の充填(以下、単に「水素充填」とも称す)が終了した後において、例えば充填ノズルを取り外すために該充填ノズルを脱圧する必要があることから、系内の水素の少なくとも一部がベントスタック等を介して系外へ放出される。そのため、系外放出に伴う水素のロス(すなわち、系外放出ロス)が生じてしまうおそれがある。 By the way, normally, in the hydrogen station as described above, after filling the hydrogen to be filled (hereinafter also simply referred to as “hydrogen filling”), it is necessary to depressurize the filling nozzle in order to remove the filling nozzle, for example. Therefore, at least a part of hydrogen in the system is released out of the system through a vent stack or the like. Therefore, there is a possibility that a loss of hydrogen (that is, out-of-system release loss) may occur due to out-of-system release.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、水素の系外放出ロスを低減することができる水素ステーション及び水素ステーションの運転方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the operating method of a hydrogen station and a hydrogen station which can reduce the out-of-system discharge loss.
本発明に係る水素ステーションは、水素を昇圧する昇圧部と、昇圧部へ水素を供給する水素供給ラインと、昇圧部に接続され、水素を貯蔵する蓄圧部と、蓄圧部に接続され、充填対象に充填する水素を冷却するプレクーラと、プレクーラに接続され、充填対象へ水素充填するための充填ノズルと、を備え、プレクーラにおける出口側の遮断弁から充填ノズルまでの間の水素ライン上には、充填対象への水素充填終了後に水素を水素供給ラインへ回収する回収ラインが接続されている。 A hydrogen station according to the present invention includes a boosting unit that boosts hydrogen, a hydrogen supply line that supplies hydrogen to the boosting unit, a pressure accumulating unit that is connected to the boosting unit, stores hydrogen, and is connected to the pressure accumulating unit. A precooler that cools the hydrogen to be charged into the precooler, and a filling nozzle that is connected to the precooler and fills the filling target with hydrogen.On the hydrogen line between the shut-off valve on the outlet side of the precooler and the filling nozzle, A recovery line for recovering hydrogen to the hydrogen supply line after completion of hydrogen filling to the filling target is connected.
本発明に係る水素ステーションの運転方法は、水素を昇圧する昇圧部と、昇圧部へ水素を供給する水素供給ラインと、昇圧部に接続され、水素を貯蔵する蓄圧部と、蓄圧部に接続され、充填対象に充填する水素を冷却するプレクーラと、プレクーラに接続され、充填対象に水素充填するための充填ノズルと、を備えた水素ステーションの運転方法であって、充填対象への水素充填終了後、プレクーラにおける出口側の遮断弁から充填ノズルまでの間の水素ライン上から、水素を水素供給ラインへ回収する水素回収工程を含む。 The operation method of the hydrogen station according to the present invention includes a boosting unit that boosts hydrogen, a hydrogen supply line that supplies hydrogen to the boosting unit, a pressure accumulating unit that stores hydrogen, and is connected to the pressure accumulating unit. An operation method of a hydrogen station comprising: a precooler that cools hydrogen to be filled in a filling object; and a filling nozzle that is connected to the precooler and fills the filling object with hydrogen, after the filling of hydrogen into the filling object is completed And a hydrogen recovery step of recovering hydrogen to the hydrogen supply line from the hydrogen line between the shut-off valve on the outlet side of the precooler and the filling nozzle.
このような水素ステーション及び水素ステーションの運転方法では、充填対象への水素充填終了後、プレクーラ出口側における遮断弁以降の系内の水素を、系外放出するのではなく、水素ステーションの低圧な箇所である水素供給ラインへと回収することができる。従って、水素の系外放出ロスを低減することが可能となる。 In such a hydrogen station and the operation method of the hydrogen station, after filling the hydrogen to be filled, hydrogen in the system after the shut-off valve on the precooler outlet side is not discharged out of the system, but at a low pressure location in the hydrogen station. Can be recovered to the hydrogen supply line. Accordingly, it is possible to reduce hydrogen release loss.
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、水素供給ラインには、水素ホルダが設けられており、回収ラインは、水素供給ラインにおいて水素ホルダの上流側に接続されている構成が挙げられる。 Further, as a configuration that preferably exhibits the above-described effects, specifically, a hydrogen supply line is provided with a hydrogen holder, and a recovery line is connected to the upstream side of the hydrogen holder in the hydrogen supply line Is mentioned.
本発明によれば、水素の系外放出ロスを低減することが可能な水素ステーション及び水素ステーションの運転方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the operating method of a hydrogen station and a hydrogen station which can reduce the out-of-system discharge loss of hydrogen can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1実施形態]
図1は、参考実施形態である第1実施形態に係る水素ステーション100を示すシステム構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る水素ステーション100は、充填対象に水素を供給するための設備である。水素ステーション100は、別施設で精製されトレーラTで運び込まれた水素及びステーション内の水素製造装置Sで製造された水素を、充填対象に供給する水素として利用可能である。充填対象としては、例えば燃料電池自動車(Fuel Cell Vehicle)等の水素燃料自動車、燃料電池フォークリフト及び燃料電池バイク等が挙げられる。なお、水素ステーション100は、水素ガードル容器、外部水素供給のパイプライン等からの水素を、充填対象に供給する水素として利用してもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a
水素ステーション100は、水素を受容し一旦貯蔵する水素ホルダ1と、前段側で水素を昇圧する第1の昇圧部2と、前段側で水素を貯蔵する第1の蓄圧部3と、後段側で水素を昇圧する第2の昇圧部4と、後段側で水素を貯蔵する第2の蓄圧部6と、充填対象に充填する水素を冷却するプレクーラ10と、充填対象へ水素充填するためのディスペンサ11と、を備えている。なお、本実施形態では、充填対象としてFCV30を例示する。
The
水素ホルダ1は、ラインL21を介して、トレーラTの水素輸送容器バンクに接続されている。また、水素ホルダ1は、ラインL22を介して水素製造装置Sに接続されている。水素ホルダ1は、トレーラTに積載された水素輸送容器バンク、及び/又は、水素製造装置Sから、水素を受容し一旦貯蔵する。また、水素ホルダ1は、ラインL23を介して第1の蓄圧部3の吸込み側に接続され、水素を第1の蓄圧部3へ供給する。なお、トレーラTの水素輸送容器バンクは、その最大充填圧力が例えば45MPaに設定されている。水素ホルダ1の圧力上限は、例えば0.6〜2MPaとされ、ここでは、約1MPaとされている。ラインL21〜L23は、水素が流通する水素流路であって、例えば配管等で形成されている(以下の各ラインにおいて同様)。
The hydrogen holder 1 is connected to the hydrogen transport container bank of the trailer T via a line L21. Further, the hydrogen holder 1 is connected to the hydrogen production apparatus S via a line L22. The hydrogen holder 1 receives hydrogen from the hydrogen transport container bank and / or the hydrogen production apparatus S loaded on the trailer T and temporarily stores the hydrogen. In addition, the hydrogen holder 1 is connected to the suction side of the first
第1の昇圧部2は、水素を圧縮する圧縮機によって構成されている。ここでの第1の昇圧部2は、第2の昇圧部4よりも圧縮圧力が低い低圧圧縮機によって構成されている。第1の昇圧部2を構成する圧縮機は、例えば水素を20〜45MPaに圧縮することができ、100〜300Nm3/hrで水素を圧送することができる。第1の昇圧部2は、ラインL2を介して第1の蓄圧部3に接続されている。
The 1st pressure | voltage rise part 2 is comprised by the compressor which compresses hydrogen. The first booster 2 here is constituted by a low-pressure compressor whose compression pressure is lower than that of the second booster 4. The compressor which comprises the 1st pressure | voltage rise part 2 can compress hydrogen, for example to 20-45 Mpa, and can pump hydrogen at 100-300 Nm < 3 > / hr. The first booster 2 is connected to the
第1の蓄圧部3は、第1の昇圧部2で昇圧された水素を貯蔵する。第1の蓄圧部3は、複数の蓄圧器8によって構成されている。蓄圧器8の最大充填圧力は70〜95MPaに設定されている。蓄圧器8は、複数又は単一の容器によって構成されている。図1では、第1の蓄圧部3は、一つの蓄圧器8を備えているが、第1の蓄圧部3に含まれる蓄圧器8の数量は特に限定されない。蓄圧器8からはラインL3が引き出されており、ラインL3は第2の昇圧部4の吸込み側に接続されている。なお、このラインL3は、トレーラTに接続された上記ラインL21に接続されていてもよい。
The
第2の昇圧部4は、水素を圧縮する圧縮機によって構成されている。ここでの第2の昇圧部4は、第1の昇圧部2よりも圧縮圧力が高い高圧圧縮機によって構成されている。第2の昇圧部4を構成する圧縮機は、例えば水素を70〜95MPaに圧縮することができ、100〜1200Nm3/hrの水素を圧送することができる。 The 2nd pressure | voltage rise part 4 is comprised by the compressor which compresses hydrogen. Here, the second booster 4 is configured by a high-pressure compressor having a higher compression pressure than the first booster 2. The compressor which comprises the 2nd pressure | voltage rise part 4 can compress hydrogen, for example to 70-95 Mpa, and can pump 100-1200 Nm < 3 > / hr hydrogen.
第2の蓄圧部6は、第2の昇圧部4で昇圧された水素を貯蔵する。第2の蓄圧部6は、複数の蓄圧器9によって構成されている。蓄圧器9の最大充填圧力は70〜95MPaに設定されている。蓄圧器9は、複数又は単一の容器によってそれぞれ構成されている。図1では、第2の蓄圧部6は、三つの蓄圧器9を備えているが、蓄圧器9の数量は特に限定されない。
The
第2の昇圧部4には、各蓄圧器9へ水素を分配するためのラインL5が接続されている。ラインL5はラインL6〜L8へ分岐しており、これらラインL6〜L8は、各蓄圧器9の入口側(水素の流通方向における上流側)にそれぞれ接続されている。また、各蓄圧器9からはラインL10〜L12がそれぞれ引き出されており、これらラインL10〜L12はラインL13に接続されている。ラインL13は、プレクーラ10の入口側に接続されている。
A line L5 for distributing hydrogen to each
なお、図1に示す三つの蓄圧器9のうち、蓄圧器9Aは高い圧力で水素の充填を行うための蓄圧器(以下、「高圧バンク9A」と称する)として機能し、蓄圧器9Cは高圧バンク9Aより低い圧力で水素の充填を行うための蓄圧器(以下、「低圧バンク9C」と称する)として機能し、蓄圧器9Bは高圧バンク9Aと低圧バンク9Cとの間の圧力で水素の充填を行うための蓄圧器(以下、「中圧バンク」と称する)として機能する。
Of the three
プレクーラ10は、ラインL10〜L13を介して第2の蓄圧部6の各蓄圧器9に接続されている。プレクーラ10は、例えば冷媒を循環させることにより、FCV30に充填される水素を例えば−40℃程度まで冷却する。プレクーラ10は、その出口側(水素の流通方向における下流側)に遮断弁14を有している。遮断弁14は、閉弁することにより下流側への水素の流通を遮断する。
The
ディスペンサ11は、ラインL14を介してプレクーラ10に接続されている。ディスペンサ11には、その出口側に、緊急離脱カプラ15及び充填ノズル16が設けられている。緊急離脱カプラ15は、当該緊急離脱カプラ15に接続される充填ホース17に強い引張力が作用された場合等において、そのカップリング部を分離させて離脱させることにより、高圧水素の噴出を防止する。充填ノズル16は、充填ホース17の下流側端部に設けられている。充填ノズル16は、FCV30への水素充填時にFCV30のノズル口(不図示)に接続される。
The
以上のような構成により、水素ステーション100の前段側においては、例えばトレーラTの水素輸送容器バンク及び/又は水素製造装置Sから水素が、水素ホルダ1で受容されて一旦貯蔵される。水素ホルダ1の水素は、第1の昇圧部2で昇圧され、第1の蓄圧部3へ供給されて貯蔵される。第1の蓄圧部3に貯蔵された水素は、ラインL3を介して水素ステーション100の後段側の第2の昇圧部4へ供給される。なお、第1の昇圧部2で昇圧された水素を、第1の蓄圧部3へ供給せずに或いは供給するのと同時に、直接的に第2の昇圧部4へ供給してもよい。
With the above configuration, on the front stage side of the
水素ステーション100の後段側においては、前段側から供給された水素が第2の昇圧部4を介して第2の蓄圧部6に貯蔵される。このとき、高圧バンク9A、中圧バンク9B及び低圧バンク9Cの順で残圧を高く維持しておく必要があるところ、供給された水素は、まず高圧バンク9Aへ供給された後、中圧バンク9Bへ供給され、最後に低圧バンク9Cへ供給される。
On the rear stage side of the
また、FCV30に水素を充填する場合、第2の蓄圧部6のいずれかの蓄圧器9に貯蔵された水素が、プレクーラ10で冷却されてディスペンサ11を介してFCV30に充填される。本実施形態では、低圧バンク9Cあるいは中圧バンク9Bの水素がFCV30に充填された後、仕上げ充填として、高い圧力に維持されている高圧バンク9Aの水素がFCV30に充填される。
When hydrogen is charged into the
ここで、水素ステーション100においては、FCV30への水素充填後に系内の水素を回収するものとして、回収ラインL0が設けられている。回収ラインL0における上流側の一端は、プレクーラ10における遮断弁14の下流側からディスペンサ11における充填ノズル16までの間の水素ライン上に接続されている。図示する例では、回収ラインL0の一端は、プレクーラ10とディスペンサ11との間のラインL14に接続されている。一方、回収ラインL0における下流側の他端は、水素ホルダ1へ水素を流通させるラインL22に接続されている。
Here, in the
回収ラインL0には、逆止弁21が設けられている。逆止弁21は、回収ラインL0を流通する水素の逆流、すなわち、水素ホルダ1側からプレクーラ10側への流通を防止する。回収ラインL0における逆止弁21の上流側には、自動弁22が設けられている。自動弁22は、その開閉によって回収ラインL0上の水素の流通を許容又は遮断する。なお、自動弁22の開閉(作動及び停止)は、当該自動弁22に接続された制御部(不図示)によって制御してもよい。
A
このような回収ラインL0は、FCV30への水素充填終了後に充填ノズル16の脱圧を行う際、プレクーラ10出口の遮断弁14以降の系内の水素(緊急離脱カプラ15、充填ノズル16及び充填ホース17等における水素)を、水素ホルダ1の上流側のラインL21へ戻すように流通させる。つまり、プレクーラ13の下流側の水素を、水素ステーション100において最も低圧箇所の一つである第1の昇圧部2の吸込口上流へ回収する。
Such a recovery line L0 is used for hydrogen in the system after the
なお、回収ラインL0は、水素を回収する先として水素ホルダ1の上流側のラインL21に接続されているが、この構成に限定されず、水素ホルダ1と第1の昇圧部2との間のラインL23(つまり、第1の昇圧部2の吸込み配管)に接続してもよい。要は、回収ラインL0は、第1の昇圧部2へ水素を供給する水素流路である水素供給ラインに接続すればよい。上記においてラインL21〜L23が水素供給ラインを構成する。ちなみに、水素供給ラインは、第1の昇圧部2に向かって水素が流通されるものであれば、配管だけでなく装置や機器によっても構成され得る。よって、回収ラインL0の他端が、第1の昇圧部2の上流側の水素ホルダ1に接続されていてもよい。 The recovery line L0 is connected to a line L21 on the upstream side of the hydrogen holder 1 as a destination for recovering hydrogen. However, the configuration is not limited to this configuration. You may connect to line L23 (namely, suction piping of the 1st pressure | voltage rise part 2). In short, the recovery line L0 may be connected to a hydrogen supply line that is a hydrogen flow path for supplying hydrogen to the first booster 2. In the above, the lines L21 to L23 constitute a hydrogen supply line. Incidentally, the hydrogen supply line can be configured not only by piping but also by an apparatus or equipment as long as hydrogen is circulated toward the first pressure raising unit 2. Therefore, the other end of the recovery line L0 may be connected to the hydrogen holder 1 on the upstream side of the first booster 2.
次に、上述した水素ステーション100における運転方法の一例について、図2を参照しつつ説明する。以下の説明では、水素ステーション100の始業から終業までの間の運転を例示して説明する。
Next, an example of an operation method in the
図2は、図1の水素ステーション100の運転方法を説明するためのフローチャートである。図2に示すように、水素ステーション100では、まず、例えば毎朝の始業前において、充填ホース17に水素を充填して、保圧試験を実施する(S1)。
FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of operating the
上記S1において、ディスペンサ11の出口圧力が所定時間維持された場合(ここでは、5分間における当該出口圧力の低下が0.1MPaよりも小さい場合)、異常なしとして、充填ホース17を水素脱圧する(S2)。一方、上記S1において、ディスペンサ11の出口圧力が所定時間維持されない場合、異常ありとして、水素漏洩を確認し、充填ホース17を水素脱圧した後、必要処置を行って気密試験を実施する(S3)。その後、上記S1へ戻り、保圧試験を再度実施する。
In S1, when the outlet pressure of the
就業中においては、ディスペンサ11による水素充填及び当該水素充填後の水素脱圧を、到来したFCV30の台数分繰り返し実施する。すなわち、到来したFCV30の水素充填口に充填ノズル16を接続して水素の充填を開始する(S4)。FCV30における水素充填率が一定値(例えば95%)よりも大きくなり、予め設定された目標充填圧力に到達した場合、当該充填を停止する(S5)。そして、充填ノズル16を水素脱圧し、充填ノズル16をFCV30から取り外す(S6)。
During work, hydrogen filling by the
上記S6の水素脱圧に際しては、プレクーラ10の遮断弁14と「閉」とすると共に自動弁22を「開」とすることにより、回収ラインL0でもって、プレクーラ10出口の遮断弁14以降の系内の水素を、水素ホルダ1の上流側のラインL22へと流通させて回収する(水素回収工程)。これにより、充填ノズル16が速やかに水素脱圧されることとなる。なお、水素ステーション100は、1時間当たり6台のFCV30を充填可能な能力を有している。
At the time of hydrogen depressurization in S6, the
終業前においては、終業前設備点検を実施する(S7)。終業前設備点検の結果、異常がなければ、ディスペンサ11を水素脱圧する(S8)。そして、水素ステーション100を閉店することとなる(S9)。
Prior to the end of work, pre-work equipment inspection is performed (S7). If there is no abnormality as a result of the equipment inspection before the end of work, the
ところで、通常、FCV30への水素充填後における充填ノズル16の脱圧に伴い、例えば1日当たり140〜700Nリットル程度の水素を放出することが要される。一般的な水素ステーションでは、当該水素がベントスタック等を介して系外へそのまま放出される(例えば、5m上空で大気放散される)ため、系外放出に伴う水素の系外放出ロスが生じ、エネルギ損失が大きく、且つ、大量の水素が大気放出されてしまう。
By the way, normally, with the depressurization of the filling
これに対し、本実施形態では、上述したように、FCV30への水素充填終了後に水素脱圧する際、プレクーラ13出口の遮断弁14以降における系内の水素を、系外放出するのではなく、水素ステーション100の最も低圧な箇所であるラインL22上へ戻して回収できる。従って、水素の系外放出ロスを低減し、エネルギ損失を低減できると共に、大量の水素が大気放出されるのを抑制することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, when hydrogen is depressurized after the completion of hydrogen filling to the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る水素ステーションについて説明する。ここでの説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a hydrogen station according to the second embodiment will be described. In the description here, differences from the first embodiment will be described, and overlapping descriptions will be omitted.
図3は、第2実施形態に係る水素ステーションを示すシステム構成図である。図4は、図3の水素ステーションの運転方法を説明するためのフローチャートである。図3に示すように、本実施形態の水素ステーション200は、水素ホルダ1の圧力を感知し、当該圧力に基づいて水素脱圧時に回収ラインL0で回収する水素流量をコントロールする。
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a hydrogen station according to the second embodiment. FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of operating the hydrogen station of FIG. As shown in FIG. 3, the
水素ステーション200は、自動弁22(図1参照)に代えて流量調節弁23を備えると共に、圧力計25及び制御部27をさらに備える点において、上記水素ステーション100と異なっている。流量調節弁23は、回収ラインL0における逆止弁21の上流側に設けられている。圧力計25は、水素ホルダ1の圧力を検出する。制御部27は、圧力計25で検出された水素ホルダ1の圧力に基づいて、流量調節弁23の開閉を制御する(詳しくは後述)。
The
また、回収ラインL0における逆止弁21と流量調節弁23との間には、ベントラインL4が接続されている。ベントラインL4は、回収ラインL0による水素回収後において、系内の残圧を除去すべく外部へ水素を放出(ベント放出)させる。ベントラインL4には、その上流側から遮断弁28及びオリフィス29が設けられている。
A vent line L4 is connected between the
本実施形態の水素ステーション200においては、到来したFCV30への水素充填終了後、充填ノズル16を水素脱圧する際、次の処理を実施する。すなわち、図4に示すように、まず、プレクーラ10の遮断弁14を「閉」とする(S11)。続いて、制御部27により流量調節弁23を作動させて「開」とし、これにより、回収ラインL0でもって、プレクーラ10出口の遮断弁14以降の系内の水素を、水素ホルダ1の上流側のラインL22へと流通させて回収する。このとき、制御部27は、圧力計25で検出される水素ホルダ1の圧力を監視し、この水素ホルダ1の圧力が圧力上限(ここでは1MPa)を越えないように流量調節弁23の弁開度を調整し、回収する水素の流量を制御する(S12)。
In the
続いて、制御部27により、水素ホルダ1の圧力が平衡状態となったか否かを判定する(S13)。水素ホルダ1の圧力が平衡状態となった場合、制御部27により流量調節弁23を「閉」とし、これにより、回収ラインL0による水素の回収を停止する(S14)。
Subsequently, the
続いて、回収ラインL0による水素回収後においても遮断弁14以降の系内に1MPa(10気圧)程度の残圧が残っている場合があるところ、ベントラインの遮断弁25を「開」とし、遮断弁14以降の系内の水素を、ベントラインL4を介してベント放出する(S15)。続いて、タイマー(不図示)により例えば10秒カウントされた後、ベントラインの遮断弁25を「閉」とし、ベント放出を停止する(S16,S17)。そして、次に到来するFCV30への水素充填まで、待機状態となる。
Subsequently, after the hydrogen recovery by the recovery line L0, there may be a residual pressure of about 1 MPa (10 atm) in the system after the shut-off
以上、本実施形態の水素ステーション200及びその運転方法においても、上記実施形態と同様に、水素の系外放出ロスを低減し、エネルギ損失を低減できると共に、大量の水素が大気放出されるのを抑制するという作用効果が奏される。
As described above, in the
また、本実施形態では、回収ラインL0により回収する水素(脱圧ガス)の流量を、水素ホルダ1の圧力が圧力上限を越えないように流量調節弁23で制御することができる。よって、本実施形態は、回収する水素の流量が多い場合や、水素ホルダ1の容量が小さい場合に、特に有効なものとなる。ちなみに、回収する水素の流量が多くない場合や、水素ホルダ1が十分な容量を有している場合には、本実施形態は勿論、上記第1実施形態についても、十分なものとして適用可能である。
In the present embodiment, the flow rate of hydrogen (depressurized gas) recovered by the recovery line L0 can be controlled by the flow
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る水素ステーションについて説明する。ここでの説明では、第2実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a hydrogen station according to the third embodiment will be described. In the description here, differences from the second embodiment will be described, and overlapping descriptions will be omitted.
図5は、第3実施形態に係る水素ステーションを示すシステム構成図である。図5に示すように、本実施形態の水素ステーション300は、プレクーラ10が内部に組み込まれたディスペンサ51を備える点で上記水素ステーション200(図3参照)と異なる。
FIG. 5 is a system configuration diagram showing a hydrogen station according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, the
ディスペンサ51内においてプレクーラ10の上流側には、水素の流通を遮断する遮断弁52、流通する水素流量を調整する流量調整弁53、流通する水素流量を計測する流量計54、及び、水素の流通を遮断する遮断弁55が、上流側から下流側へこの順に設けられている。流量調整弁53は、流量計54で計測された水素流量に応じて開閉可能とされている。また、ディスペンサ51内においてプレクーラ10出口側の遮断弁14の下流側には、上述の回収ラインL0が接続されている。
In the
ディスペンサ51の入口側は、ラインL53を介してラインL10〜L12に接続されている。ディスペンサ51の出口側には、緊急離脱カプラ15、充填ホース17及び充填ノズル16が接続されている。
The inlet side of the
以上、本実施形態の水素ステーション300及びその運転方法においても、上記実施形態と同様に、水素の系外放出ロスを低減し、エネルギ損失を低減できると共に、大量の水素が大気放出されるのを抑制するという作用効果が奏される。
As described above, in the
[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る水素ステーションについて説明する。ここでの説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a hydrogen station according to the fourth embodiment will be described. In the description here, differences from the first embodiment will be described, and overlapping descriptions will be omitted.
図6は、第4実施形態に係る水素ステーションを示すシステム構成図である。図6に示すように、本実施形態の水素ステーション400は、プレクーラ10が内部に組み込まれたディスペンサ61を備える点で上記水素ステーション100(図1参照)と異なる。
FIG. 6 is a system configuration diagram showing a hydrogen station according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the
ディスペンサ61は、第3実施形態における上記ディスペンサ51(図5参照)と同様に構成されている。すなわち、ディスペンサ61内においてプレクーラ10の上流側には、遮断弁52、流量調整弁53、流量計54、及び、遮断弁55が、上流側から下流側へこの順に設けられている。ディスペンサ61内においてプレクーラ10出口側の遮断弁14の下流側には、上述の回収ラインL0が接続されている。ディスペンサ61の入口側は、ラインL53を介してラインL10〜L12に接続されている一方、ディスペンサ51の出口側には、緊急離脱カプラ15、充填ホース17及び充填ノズル16が接続されている。
The
以上、本実施形態の水素ステーション400及びその運転方法においても、上記実施形態と同様に、水素の系外放出ロスを低減し、エネルギ損失を低減できると共に、大量の水素が大気放出されるのを抑制するという作用効果が奏される。
As described above, in the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention is modified without departing from the scope described in the claims or applied to others. It may be.
例えば、上記実施形態においては、図1に図示されている構成の他に、各ライン上に弁やセンサ等の種々の要素が必要に応じて配されていてもよい。上記実施形態は、前段と後段とに分かれて構成されており、第1の昇圧部2と第2の昇圧部4とを備えると共に、第1の蓄圧部3と第2の蓄圧部6とを備えているが、水素ステーション100の構成は特に限定されるものではない。例えば、水素ステーション100は、前段と後段とに分かれておらず、トレーラT及び/又は水素製造装置Sに接続された1つの昇圧部を備えると共に、この昇圧部に接続された1つの蓄圧部を備えていてもよい。上記第1及び第2実施形態では、ディスペンサ11がプレクーラ10の下流側に配置されているが、プレクーラ10の上流側にディスペンサ11が配置されていてもよい。
For example, in the embodiment described above, various elements such as valves and sensors may be arranged on each line as necessary in addition to the configuration shown in FIG. The said embodiment is comprised by dividing into the front | former stage and a back | latter stage, and while being provided with the 1st pressure | voltage rise part 2 and the 2nd pressure | voltage rise part 4, the 1st
上記実施形態では、第1の昇圧部2が特許請求の範囲における昇圧部に対応し、第1の蓄圧部3が特許請求の範囲における蓄圧部に対応する。
In the said embodiment, the 1st pressure | voltage rise part 2 respond | corresponds to the pressure | voltage rise part in a claim, and the 1st
1…水素ホルダ、2…第1の昇圧部(昇圧部)、3…第1の蓄圧部(蓄圧部)、10…プレクーラ、14…遮断弁、16…充填ノズル、30…FCV(充填対象)、100…水素ステーション、L0…回収ライン、L14…ライン(水素ライン)、L21,L22,L23…ライン(水素供給ライン)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hydrogen holder, 2 ... 1st pressure | voltage rise part (pressure | voltage rise part), 3 ... 1st pressure accumulation part (pressure accumulation part), 10 ... Precooler, 14 ... Shut-off valve, 16 ... Filling nozzle, 30 ... FCV (filling object) , 100 ... hydrogen station, L0 ... recovery line, L14 ... line (hydrogen line), L21, L22, L23 ... line (hydrogen supply line).
Claims (2)
前記昇圧部へ水素を供給する、水素ホルダが設けられた水素供給ラインと、
前記昇圧部に接続され、水素を貯蔵する蓄圧部と、
前記蓄圧部に接続され、充填対象に充填する水素を冷却する、水素の流通を遮断する遮断弁よりも下流に設けられたプレクーラと、
前記プレクーラに接続され、前記充填対象へ水素充填するための充填ノズルと、を備え、
前記プレクーラにおける出口側の遮断弁から前記充填ノズルまでの間の水素ライン上には、流量調節弁が設けられ、且つ、前記充填対象への水素充填終了後に水素を、前記水素供給ラインにおいて前記水素ホルダの上流側へ、前記水素ホルダの圧力が圧力上限を越えないように前記流量調節弁の弁開度を調整して回収する回収ラインが接続され、
前記回収ラインは、前記プレクーラにおける出口側の遮断弁以降の系内の水素を回収し、
前記回収ラインには、当該回収ラインによる、前記水素ホルダの圧力が平衡状態となった水素回収後に水素をベント放出させるベントラインが接続され、
前記回収ラインによる、前記水素ホルダの圧力が平衡状態となった水素回収後、前記ベントラインから水素を一定時間ベント放出する、水素ステーション。 A booster for boosting hydrogen;
A hydrogen supply line provided with a hydrogen holder for supplying hydrogen to the boosting unit;
A pressure accumulating unit connected to the pressure increasing unit and storing hydrogen;
A precooler that is connected to the pressure accumulator and cools the hydrogen to be filled , and is provided downstream of a shutoff valve that shuts off the hydrogen flow ;
A filling nozzle connected to the precooler for filling the filling object with hydrogen,
Wherein the on hydrogen line between the shut-off valve at the outlet side to said filling nozzle in the precooler, is the flow rate control valve is provided, and the hydrogen after hydrogen charging completion to the filling target, the hydrogen in the hydrogen supply line A recovery line is connected to the upstream side of the holder to recover the hydrogen holder by adjusting the valve opening of the flow rate control valve so that the pressure does not exceed the upper limit of pressure ,
The recovery line, the hydrogen in the system after the shut-off valve at the outlet side is recovered in the precooler,
Connected to the recovery line is a vent line for venting and releasing hydrogen after recovering hydrogen when the pressure of the hydrogen holder is in an equilibrium state by the recovery line,
A hydrogen station that vents and discharges hydrogen from the vent line for a predetermined time after recovering hydrogen when the pressure of the hydrogen holder is in an equilibrium state by the recovery line .
前記昇圧部へ水素を供給する、水素ホルダが設けられた水素供給ラインと、
前記昇圧部に接続され、水素を貯蔵する蓄圧部と、
前記蓄圧部に接続され、充填対象に充填する水素を冷却する、水素の流通を遮断する遮断弁よりも下流に設けられたプレクーラと、
前記プレクーラに接続され、前記充填対象へ水素充填するための充填ノズルと、を備えた水素ステーションの運転方法であって、
前記充填対象への水素充填終了後、前記プレクーラにおける出口側の遮断弁から前記充填ノズルまでの間の水素ライン上から、水素を前記水素供給ラインへ回収する水素回収工程を含み、
前記水素回収工程では、前記プレクーラにおける出口側の遮断弁以降の系内の水素を回収し、
前記水素回収工程では、流量調節弁が設けられた回収ラインを介して、水素を、前記水素供給ラインにおいて前記水素ホルダの上流側へ、前記水素ホルダの圧力が圧力上限を越えないように前記流量調節弁の弁開度を調整して回収し、
前記水素回収工程による、前記水素ホルダの圧力が平衡状態となった水素回収後、前記回収ラインに接続されたベントラインから水素を一定時間ベント放出する、水素ステーションの運転方法。 A booster for boosting hydrogen;
A hydrogen supply line provided with a hydrogen holder for supplying hydrogen to the boosting unit;
A pressure accumulating unit connected to the pressure increasing unit and storing hydrogen;
A precooler that is connected to the pressure accumulator and cools the hydrogen to be filled , and is provided downstream of a shutoff valve that shuts off the hydrogen flow ;
A hydrogen nozzle connected to the precooler and having a filling nozzle for filling the filling object with hydrogen,
A hydrogen recovery step of recovering hydrogen to the hydrogen supply line from the hydrogen line between the shut-off valve on the outlet side of the precooler and the filling nozzle after completion of hydrogen filling to the filling object;
In the hydrogen recovery step, the hydrogen in the system after the shut-off valve on the outlet side in the precooler is recovered ,
In the hydrogen recovery step, hydrogen is supplied to the upstream side of the hydrogen holder in the hydrogen supply line via a recovery line provided with a flow rate control valve so that the pressure of the hydrogen holder does not exceed the upper pressure limit. Adjust and collect the valve opening of the control valve,
A method of operating a hydrogen station, wherein hydrogen is vented for a predetermined time from a vent line connected to the recovery line after recovering hydrogen in which the pressure of the hydrogen holder is in an equilibrium state by the hydrogen recovery step .
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