JP7108965B2

JP7108965B2 - ノズル掛け

Info

Publication number: JP7108965B2
Application number: JP2019568873A
Authority: JP
Inventors: 正浩竹澤; 誠荒井
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2038-11-13
Also published as: EP3726123A1; EP3726123A4; EP3726123B1; US20200384493A1; JPWO2019150700A1; KR20200118078A; US12226789B2; KR102567749B1; CN111684197B; CN111684197A; WO2019150700A1

Description

本発明は、水素充填装置において、水素充填ノズルが掛けられるノズル掛けに関する。

水素ステーション等に設定されている水素充填装置は、充填ホースの先端に設けられた充填ノズルを水素充填装置のノズル掛けから外し、充填すべき車両の充填口に接続してその車両の水素タンクに水素を充填している。ノズル掛けに充填ノズルを掛けるには、例えば、充填ノズルの下端を深さ５０ｍｍ程度のフックに垂直に差し込んだ後、充填ノズルの上端をヒンジ状の蓋部品で固定していた。

一方、車両の水素タンクに高圧の水素ガス、例えば７０ＭＰａの水素ガスを急速に充填しようとすると、断熱圧縮となり、車両の水素タンク内の温度が上昇する。このため、水素ガスを予め冷却して充填するプレクール充填と呼ばれる方法が実施されている。

上記従来のノズル掛けは、フックと蓋部品が別部材からなるため、これらの製造誤差及び取付誤差によって充填ノズルのノズル掛けへの掛かり具合が変化し、充填ノズルがノズル掛けから脱落する懸念があった。

また、充填ノズルをノズル掛けに掛けるには、フックへの差し込みと、蓋部品による固定の二段階の動作が必要となるため、より容易かつ迅速に充填ノズルをノズル掛けに掛けることが望まれていた。

さらに、従来のノズル掛けには、充填ノズルを保持する上下の部材の間に、充填ノズルを除くと片手分の隙間しか残っていないため、充填ノズルの掛け外しを片手で行わなければならず、充填者の負担が大きかった。

また、上記プレクール充填により、車両の充填口と接続される充填ノズルが冷却され、レバー等の可動部又は吐出管等の固定部が凍結して車両の充填口から充填ノズルが外れなかったり、次回の充填時に車両の充填口と接続できないおそれもあった。

そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、充填ノズルの掛け外しを容易に、迅速かつ確実に行うことができ、プレクール充填にも対応したノズル掛けを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のノズル掛けは、一端に水素を吐出する吐出管と、他端に握り部を有する充填ノズルを掛けるためのノズル掛けであって、前記充填ノズルの吐出管を保持する上部と、該上部に相対向し、前記充填ノズルの握り部を保持する下部と、前記上部と前記下部とを繋ぐ中間部とを備えたノズル掛けであって、前記下部は、前記充填ノズルの前記握り部を不動状態で係止する固定係止部を備え、前記上部は、前記充填ノズルの前記吐出管に当接し、前記吐出管を可動状態で係止する可動係止部を備えることを特徴とする。

本発明のノズル掛けによれば、上部、下部及び中間部が一部材からなるため、これらの製造誤差及び取付誤差が生じることがなく、充填ノズルとノズル掛けとの間の寸法誤差を極めて小さくすることができる。これにより、ノズル掛けからの充填ノズルの脱落等を確実に防止することができる。また、充填ノズルを固定係止部と可動係止部との間に配するだけで充填ノズルを両係止部で保持することができるため、ワンタッチで充填ノズルをノズル掛けに掛けることができる。

上記ノズル掛けにおいて、前記可動係止部は、前記充填ノズルが該ノズル掛けに掛けられている際に前記吐出管を下方に付勢する付勢手段を備えることができる。これにより、ノズル掛けからの充填ノズルの脱落をより確実に防止することができる。

また、前記可動係止部を、下方に向かって突出する球状に形成すると共に、中心部にガス噴出口を設けることができる。これにより、吐出管の端部が球状に凹むように形成された充填ノズルのノズル掛けからの脱落をより確実に防止すると共に、噴出口から噴出するガス（圧縮空気、不活性ガス）によってプレクール充填等により凍結した水滴等を除去することができる。また、前記付勢手段によって吐出管を下方に付勢しながらガスを吐出することで、所定の部位に漏れを生じることなくガスを噴射することができる。

さらに、前記充填ノズルが該ノズル掛けに掛けられている際に、前記中間部と前記充填ノズルの側面との間に所定の大きさ以上の隙間が形成されるように構成することができ、これによって例えば、ユーザが充填ノズルを両手で把持した状態で充填ノズルの掛け外しを行うことができる。

また、前記固定係止部を、前記充填ノズルの前記握り部が収容される凹部と、該凹部から上方に突出して前記握り部を係止する段部を備えるようにすることで、簡単な構成でノズル掛けからの充填ノズルの脱落をさらに確実に防止することができる。

以上のように、本発明によれば、充填ノズルの掛け外しを容易に、迅速かつ確実に行うことができ、プレクール充填にも対応したノズル掛けを提供することができる。

本発明に係るノズル掛けを備えたガス充填装置の一例を示す全体構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｂ）は右側面図である。本発明に係るノズル掛けの第１の実施形態を示す全体構成図であって、（ａ）は左斜め上方向から見た斜視図、（ｂ）は左斜め下方向から見た斜視図である。図２のノズル掛けに充填ノズルが掛けられた状態を示す縦断面図である。図３のノズル掛けに充填ノズルを掛ける動作を説明するための断面図である。図３及び図４に示す可動係止部から充填ノズルに圧縮空気を噴射する動作について説明するためのフローチャートである。本発明に係るノズル掛けの第２の実施形態を示す全体構成図であって、（ａ）は左斜め上方向から見た斜視図、（ｂ）は左斜め下方向から見た斜視図である。

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。

図１は、本発明に係るノズル掛けを備えたガス充填装置の一例を示し、このガス充填装置１０の正面中央部に本発明に係るノズル掛け１が設けられる。同図は、充填ホース１３の先端部に設けられた充填ノズル１１がノズル掛け１に掛けられている状態を示している。

ノズル掛け１は、図２及び図３に示すように、大別して、充填ノズル１１の吐出管１１ａを保持する上部２と、充填ノズル１１の握り部１１ｂを保持する下部３と、上部２と下部３とを繋ぐ中間部４とを備える。

上部２は、充填ノズル１１の吐出管１１ａを係止する可動係止部５を備え、この可動係止部５は、上下方向に延設される軸部材５ａと、軸部材５ａの表面上を摺動可能で、下方に向かって球状に突出する本体５ｂと、本体５ｂを下方向に付勢するばね５ｃとで構成される。また、上部２には、充填ノズル１１の吐出管１１ａから排出される微量の水素が滞留するため、滞留した水素を抜くための貫通孔２ａが穿設される。

軸部材５ａ及び本体５ｂは、各々中心部に貫通孔５ｅ、５ｆが形成されると共に、これらの貫通孔５ｅ、５ｆが圧縮空気搬送管９の内部と連通している。これにより、圧縮空気源から圧縮空気搬送管９及び軸部材５ａを介して本体５ｂの噴出口５ｄから吐出管１１ａに向かって圧縮空気（ドライガス）を噴射し、吐出管１１ａに付着する水滴や、凍結物、ごみを除去することができる。ここで、可動係止部５の本体５ｂが下方に向かって凸球状であると共に、吐出管１１ａの先端が凹球状に形成されているため、噴出口５ｄが吐出管１１ａの凹部内に位置し、吐出管１１ａに付着する凍結物等を効率よく除去することができる。

下部３は、充填ノズル１１の握り部１１ｂの下端に接続される充填ホース１３を避けるために下面視Ｕ字状に形成される凹部６を備え、凹部６に握り部１１ｂの下端を係止する段部７が形成されている。段部７は、例えば１０ｍｍ程度の高さを有し、段部７には、握り部１１ｂの下端で押圧されてＯＮになるノズルスイッチ８が設けられている。

中間部４は、充填ノズル１１を両手で把持した状態で充填ノズル１１の掛け外しを行うための空間４ａを形成しながら、上部２と下部３を繋いでいる。

次に、上記構成を有するノズル掛け１に充填ノズル１１を掛ける動作について、図４を参照しながら説明する。尚、図３及び図４において、ガス充填者の手及び充填ノズル１１の下端部に接続される充填ホース１３の図示を省略している。

ガス充填者は、充填ノズル１１の握り部１１ｂを両手で握った状態で、図４（ａ）に示すように、充填ノズル１１を傾けながら吐出管１１ａをノズル掛け１の中間部４の手前の空間に挿入する。次に、その状態から充填ノズル１１を上昇させ、図４（ｂ）に示すように、吐出管１１ａで可動係止部５を上方に押し込むようにして吐出管１１ａを上部２の下方に挿入する。

吐出管１１ａで可動係止部５を上方に押し込んだ状態で、充填ノズル１１の握り部１１ｂを前方（図面では左方向）に移動させると、図４（ｃ）に示す状態になる。この状態では、まだ充填ノズル１１の握り部１１ｂが下部３の凹部６に収納されておらず、段部７の上面に載置された状態である。そこで、さらに握り部１１ｂを前方に移動させ、図３に示すように、充填ノズル１１の握り部１１ｂの下端部を凹部６に収容した状態で段部７によって係止する。

握り部１１ｂを段部７に係止した後は、作業者が握り部１１ｂから手を離すだけで、可動係止部５の本体５ｂがばね５ｃで下方に付勢されるので、図３に示すように、吐出管１１ａが可動係止部５の本体５ｂに係止され、充填ノズル１が下方に付勢された状態でノズル掛け１に保持される。

以上のように、本実施の形態によれば、上部２、下部３及び中間部４が一部材からなり、これらの製造誤差及び取付誤差が生じることがなく、充填ノズル１１とノズル掛け１との間の寸法誤差を極めて小さくすることができる。これにより、ノズル掛け１からの充填ノズル１１の脱落等を確実に防止することができる。

また、充填ノズル１１の握り部１１ｂの段部７への係止と、吐出管１１ａの可動係止部５への係止をワンタッチで行うことができる。

さらに、ばね５ｃで充填ノズル１１を下方へ付勢することにより、段部７の高さが１０ｍｍ程度でもノズル掛け１からの充填ノズル１１の脱落を防止することができるため、充填者の負担を軽減することができる。

一方、上述のようにプレクール充填等を行うと、充填ノズル１１が凍結するおそれがあるため、図３及び図４に示すように、圧縮空気搬送管９から供給される圧縮空気を可動係止部５の噴出口５ｄから充填ノズル１１に噴射する必要がある。この圧縮空気噴射動作について図３及び図５を参照しながら詳細に説明する。

ＰＯＳ端末等の上位機器からノズル掛け１に充填許可信号が入力されると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、可動係止部５の噴出口５ｄから充填ノズル１１に圧縮空気（エア）を噴射し（ステップＳ２）、ノズルスイッチ８がオンになると（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、圧縮空気の噴射を停止する（ステップＳ４）。

ステップＳ１～ステップＳ４により、充填ノズル１１をノズル掛け１から外れ易くすると共に、充填ノズル１１の吐出管１１ａを車両の充填口に接続し易くする。

充填が終了してノズルスイッチ８がオフになると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、噴出口５ｄから充填ノズル１１に圧縮空気を噴射し（ステップＳ６）、圧縮空気を噴射してからの時間Ｔが所定時間ｔ１（例えば１０秒）に達したら（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、圧縮空気の噴射を停止する（ステップＳ８）。

ステップＳ５～ステップＳ８により、次回の充填に備えて、充填ノズル１１に付着する凍結した水滴等を除去することができる。

次に、本発明に係るノズル掛けの第２の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。

このノズル掛け２１は、上部２２に凹部２２ｂを形成した点で前述のノズル掛け１と異なる。この凹部２２ｂが存在することにより、ガス充填者は、充填ノズル１１（図４参照）を傾けながら吐出管１１ａをノズル掛け２１の中間部４の手前の空間に挿入し易くなり、その後、充填ノズル１１を上昇させて吐出管１１ａを上部２２の下方に挿入し易くなるため、ノズル掛け１と比較して、充填ノズル１１（図３等参照）をノズル掛け２１に掛け易くすることができる。また、上部２２には、滞留した水素を抜くための貫通孔２２ａが穿設される。尚、図６において、ノズル掛け１と同様の構成要素については、同一の参照番号を付して説明を省略する。

上記実施の形態では、可動係止部５に本体５ｂを下方向に付勢する付勢手段としてばね５ｃを設けたが、必ずしもばね５ｃを設ける必要はなく、本体５ｂを下方向に付勢しないで充填ノズル１１を可動係止部５と凹部６及び段部７との間で保持することもできる。

また、可動係止部５の位置や形状等も、図示例以外のものとすることもでき、充填ノズル１１の握り部１１ｂを不動状態で係止する下部３の固定係止部と、充填ノズル１１の吐出管１１ａに当接し、吐出管１１ａを可動状態で係止する可動係止部を備える構成であれば、他の構成を採用することもできる。

さらに、ノズルスイッチ８をノズル掛け１の下部３に設けたが、上部２に設けることもでき、可動係止部５に設けることもできる。また、噴出口５ｄからは、圧縮空気（ドライガス）に代えて不活性ガスを噴射することもできる。

１ノズル掛け
２上部
２ａ貫通孔
３下部
４中間部
５可動係止部
５ａ軸部材
５ｂ本体
５ｃばね
５ｄ噴出口
５ｅ、５ｆ貫通孔
６凹部
７段部
８ノズルスイッチ
９圧縮空気搬送管
１０ガス充填装置
１１充填ノズル
１１ａ吐出管
１１ｂ握り部
１３充填ホース
２１ノズル掛け
２２上部
２２ａ貫通孔
２２ｂ凹部

Claims

一端に水素を吐出する吐出管と、他端に握り部を有する充填ノズルを掛けるためのノズル掛けであって、
前記充填ノズルの吐出管を保持する上部と、
該上部に相対向し、前記充填ノズルの握り部を保持する下部と、
前記上部と前記下部とを繋ぐ中間部とを備えたノズル掛けであって、
前記下部は、前記充填ノズルの前記握り部を不動状態で係止する固定係止部を備え、
前記上部は、傾けられた前記充填ノズルの前記吐出管を前記中間部の手前の空間に挿入し易くする凹部と、前記吐出管に当接し、前記吐出管を可動状態で係止する可動係止部とを備えることを特徴とするノズル掛け。
前記可動係止部は、前記充填ノズルが該ノズル掛けに掛けられている際に前記吐出管を下方に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のノズル掛け。
前記可動係止部は、下方に向かって突出する球状に形成されると共に、中心部にガス噴出口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のノズル掛け。
前記充填ノズルが該ノズル掛けに掛けられている際に、前記中間部と前記充填ノズルの側面との間に所定の大きさ以上の隙間が形成されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のノズル掛け。
前記固定係止部は、前記充填ノズルの前記握り部が収容される凹部と、該凹部から上方に突出して前記握り部を係止する段部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のノズル掛け。