JP7669966B2 - High Pressure Gas Charging System - Google Patents
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Description
本明細書が開示する技術は、ガス供給源のガスの圧力を高めてタンクへ供給することができる高圧ガス充填システムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a high-pressure gas filling system that can increase the pressure of gas from a gas supply source and supply it to a tank.
水素と酸素で発電する燃料電池には水素を貯蔵したタンクが付随する。タンクに水素を充填する装置が必要となる。特許文献1に、高圧ガス充填システムの一例が開示されている。特許文献1の高圧ガス充填システムでは、大量の液化ガスを蓄えておき、液化ガスを蓄えた貯蔵タンクから燃料電池のタンクへ高圧の水素ガスを供給する。 Fuel cells that generate electricity using hydrogen and oxygen are accompanied by a tank that stores hydrogen. A device is required to fill the tank with hydrogen. Patent Document 1 discloses an example of a high-pressure gas filling system. In the high-pressure gas filling system of Patent Document 1, a large amount of liquefied gas is stored, and high-pressure hydrogen gas is supplied from the storage tank that stores the liquefied gas to the fuel cell tank.
貯蔵タンクに蓄える高圧の液化ガスを作るのにもコストを要する。また、大量の液化ガスを蓄える貯蔵タンクを備えるにもコストを要する。本明細書は、供給先のタンクにガスを充填するときにガス供給源のガス圧を高める高圧ガス充填システムを提供する。このシステムは、大量の液化ガスを蓄える貯蔵タンクが必要なく、また、ガス圧を高める際にガス供給源のガスの熱エネルギを利用するのでコストも抑えることができる。 It costs money to produce high-pressure liquefied gas to store in a storage tank. It also costs money to have a storage tank that stores a large amount of liquefied gas. This specification provides a high-pressure gas filling system that increases the gas pressure of a gas supply source when filling a destination tank with gas. This system does not require a storage tank that stores a large amount of liquefied gas, and also reduces costs by using the thermal energy of the gas in the gas supply source when increasing the gas pressure.
本明細書が開示する高圧ガス充填システムは、ガス供給源のガスの圧力を高めてタンクに充填することができるシステムであり、液化器、気化器、熱交換器、第1/第2/第3バルブを備えている。液化器は、ガス供給源のガスを冷却して液化する。気化器は、液化器で液化された液化ガスを温めて気化させる。熱交換器は気化器に備えられており、ガス供給源から液化器へ送られるガスの熱エネルギで気化器内の液化ガスを温める。 The high-pressure gas filling system disclosed in this specification is a system that can increase the pressure of gas from a gas supply source and fill it into a tank, and is equipped with a liquefier, a vaporizer, a heat exchanger, and first, second, and third valves. The liquefier cools and liquefies the gas from the gas supply source. The vaporizer warms and vaporizes the liquefied gas liquefied by the liquefier. The heat exchanger is equipped in the vaporizer, and warms the liquefied gas in the vaporizer with the thermal energy of the gas sent from the gas supply source to the liquefier.
第1バルブは、ガス供給源から熱交換器へのガスの流れを遮断する。第2バルブは、液化器から気化器への液化ガスの流れを遮断する。第3バルブは、気化器からタンクへのガスの流れを遮断する。制御器は、第1バルブと第2バルブと第3バルブと液化器を制御する。 The first valve blocks the flow of gas from the gas source to the heat exchanger. The second valve blocks the flow of liquefied gas from the liquefier to the vaporizer. The third valve blocks the flow of gas from the vaporizer to the tank. The controller controls the first valve, the second valve, the third valve, and the liquefier.
制御器は、次のステップ1からステップ3を繰り返し実行する。ステップ1では、制御器は、第2バルブを閉じ、第1バルブを開き、ガス供給源のガスを液化器へ送る。ステップ2では、制御器は、液化器に所定量のガスが送られた後に第1バルブを閉じ、液化器内のガスを冷却して液化する。ステップ3では、制御器は、第3バルブを閉じ、第2バルブを開き、液化器内の液化ガスを液体のまま気化器へ送る。 The controller repeatedly executes steps 1 to 3 below. In step 1, the controller closes the second valve, opens the first valve, and sends gas from the gas supply source to the liquefier. In step 2, the controller closes the first valve after a predetermined amount of gas has been sent to the liquefier, and cools and liquefies the gas in the liquefier. In step 3, the controller closes the third valve, opens the second valve, and sends the liquefied gas in the liquefier in liquid form to the vaporizer.
熱交換器は、今回のステップ1にて熱交換器を通るガスで前回のステップ3にて気化器へ送られた液化ガスを温めて気化させるとともに気化したガスの圧力をガス供給源のガス圧よりも高い圧力まで上昇させる。そして、制御器は、第3バルブを開いて気化器内で気化したガスをタンクへ送る。 The heat exchanger uses the gas passing through it in step 1 to heat and vaporize the liquefied gas sent to the vaporizer in step 3, and also increases the pressure of the vaporized gas to a pressure higher than the gas pressure of the gas supply source.Then, the controller opens the third valve to send the gas vaporized in the vaporizer to the tank.
上記の高圧ガス充填システムは、ガス供給源のガス圧を高めてタンクへ送ることができる。このシステムは、大量の液化ガスを蓄える貯蔵タンクが必要ない。また、このシステムは、ガス圧を高めるのにガス供給源から送られるガスの熱を利用するので運転コストを抑えることができる。ガス供給源から送られるガスは熱交換機で熱エネルギを放出するのでガスの液化のためのコストも抑制できる。 The above-mentioned high-pressure gas filling system can increase the gas pressure of the gas supply source and send it to the tank. This system does not require a storage tank for storing large amounts of liquefied gas. In addition, this system can reduce operating costs because it uses the heat of the gas sent from the gas supply source to increase the gas pressure. The gas sent from the gas supply source releases thermal energy in a heat exchanger, so the cost of liquefying the gas can also be reduced.
気化器の容積を適切に選択することで、熱交換器を通るガスの熱エネルギだけで液化ガスを気化し得る。熱交換器を通るガスの熱エネルギだけでは液化ガスを気化するのに不足する可能性がある場合、気化器は、液化ガスの気化(あるいは気化後の昇圧)を補助するヒータを備えていてもよい。 By appropriately selecting the volume of the vaporizer, the liquefied gas can be vaporized using only the thermal energy of the gas passing through the heat exchanger. If the thermal energy of the gas passing through the heat exchanger alone may be insufficient to vaporize the liquefied gas, the vaporizer may be equipped with a heater to assist in the vaporization of the liquefied gas (or in increasing the pressure after vaporization).
重力の作用によって液化器から気化器へ液化ガスが流れるように、気化器は液化器よりも低い位置に配置されているとよい。液化器から気化器へ液化ガスを送る動力を省くことができる。 The vaporizer is preferably positioned lower than the liquefier so that the liquefied gas flows from the liquefier to the vaporizer by gravity. This eliminates the need for power to send the liquefied gas from the liquefier to the vaporizer.
本明細書が開示する高圧ガス充填システムは、気化器、熱交換器、第1バルブ、第2バルブ、第3バルブで構成されるサブユニットを2セット備えているとよい。その場合、制御器は、一方のサブユニットの熱交換器を通過したガスが液化した液化ガスを他方のサブユニットの気化器へ送るようにするとよい。2個のサブユニットを交互に使うことで、タンクへのガス充填速度を高めることができる。なお、液化器は、2個のサブユニットで共通に利用される。 The high pressure gas filling system disclosed in this specification may include two sets of sub-units each consisting of a vaporizer, a heat exchanger, a first valve, a second valve, and a third valve. In this case, the controller may be configured to send liquefied gas, which is produced by liquefying gas that has passed through the heat exchanger of one sub-unit, to the vaporizer of the other sub-unit. By using the two sub-units alternately, the speed at which gas is filled into the tank can be increased. The liquefier is shared by the two sub-units.
気化器内のガス圧がタンクの内圧と同じになると、気化器からタンクへガスが流れなくなる。気化器内に残ったガスを無駄にしないために、高圧ガス充填システムは、気化器内のガスの行先をタンクから別のタンクに切り換える切換バルブをさらに備えているとよい。このとき、制御器は、第3バルブを開いている間、気化器内のガス圧がタンク内のガス圧と等しくなったとき、気化器内のガスの行先をタンクから別のタンクへ切り換えるように切換バルブを制御する。気化器内のガスを有効に使うことができる。 When the gas pressure in the vaporizer becomes the same as the internal pressure of the tank, gas stops flowing from the vaporizer to the tank. In order not to waste the gas remaining in the vaporizer, it is preferable that the high-pressure gas filling system further includes a switching valve that switches the destination of the gas in the vaporizer from the tank to another tank. In this case, while the third valve is open, the controller controls the switching valve so that the destination of the gas in the vaporizer is switched from the tank to another tank when the gas pressure in the vaporizer becomes equal to the gas pressure in the tank. The gas in the vaporizer can be used effectively.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification are explained in the "Description of Embodiments" below.
図面を参照して第1実施例の高圧ガス充填システム10を説明する。図1に、高圧ガス充填システム10のブロック図を示す。高圧ガス充填システム10は、ガス供給源90のガスの圧力を高めた上で、タンク93a~タンク93cに充填することができる。ガス供給源90に蓄えられたガスは、例えば酸素、あるいは、水素である。ガス供給源90に蓄えられたガスは、他の種類のガスであってもよい。
A high-pressure
高圧ガス充填システム10は、液化器11、気化器24a、第1ガス管21a、第2ガス管22a、液管23a、第1バルブ31a、第2バルブ32a、第3バルブ33a、共通ガス管13、切換バルブ14、制御器19を備えている。気化器24a、第1ガス管21a、第2ガス管22a、液管23a、第1バルブ31a、第2バルブ32a、第3バルブ33aをまとめて第1サブユニット20aと称する。高圧ガス充填システム10は、第1サブユニット20aと同じ構成を有する第2サブユニット20bも備えている。
The high pressure
ガス供給源90と液化器11は、第1ガス管21aで接続されている。より詳細には、ガス供給源90からガス管91が伸びており、ガス管91に第1ガス管21aが接続されている。なお、ガス管91には逆止弁92が備えられている。
The
ガス供給源90のガスは、第1ガス管21aによって液化器11に送られる。第1ガス管21aの途中には第1バルブ31aと熱交換器25aが配置されている。第1バルブ31aは熱交換器25aよりも上流(ガスの流れの上流)に配置されている。第1バルブ31aは、ガス供給源90から熱交換器25aへ向かうガスの流れを止める。熱交換器25aは気化器24aに備えられている。気化器24aについては後述する。
Gas from the
液化器11には冷却器12が備えられている。液化器11は、ガス供給源90から送られたガスを冷却器12によって冷却して液化する。冷却器12は、ガスを大気圧(あるいは大気圧に近い圧)で液化できるほどに強力である。
The
液化器11は液管23aで気化器24aに接続されている。液管23aは、液化器11で液化した液化ガスを気化器24aに送る。液管23aの途中に第2バルブ32aが配置されている。第2バルブ32aは、液化器11から気化器24aへの液化ガスの流れを遮断する。気化器24aは、液化器11よりも低い位置に配置されている。それゆえ、第2バルブ32aを開くと、液化器11内の液化ガスは、重力の作用により気化器24aへ流れる。
The
気化器24aは、ガスを膨張させて気化させるのではなく、液化ガスを温めて気化させる。気化器24aには、先に述べた熱交換器25aのほかに、冷却器27aとヒータ26aが備えらえている。冷却器27aは、液化ガスの流入に先立って気化器24aの温度を液化ガスの温度に近い温度まで下げるために備えられている。熱交換器25aは、その内部を通るガス(ガス供給源90から供給されるガス)の熱エネルギで気化器24a内の液化ガスを温める。気化器24aでは、熱交換器25aから得られる熱エネルギ(ガス供給源90のガスが有する熱エネルギ)で液化ガスを気化させる。気化器24aではさらに、気化したガスの圧力がガス供給源90のガス圧よりも高くなるまで温められる。
The
ヒータ26aは、熱交換器25aから得られる熱エネルギだけでは、ガス供給源90のガス圧以上のガスを生成するのに不十分な場合に、熱エネルギを補充するために備えられている。別言すれば、気化器24aは、液化ガスの気化(あるいは、気化したガスの昇圧)を補助するヒータ26aを備えている。
The
気化器24aとタンク93a-93cは、第2ガス管22aと共通ガス管13で接続されている。第2ガス管22aと共通ガス管13は、気化器24aで気化したガスをタンク93a-93cへ送る。第2ガス管22aに第3バルブ33aが配置されている。第3バルブ33aは、気化器24aからタンク93a-93cへのガスの流れを遮断する。
The
共通ガス管13とタンク93a-93cの間に切換バルブ14が備えられている。切換バルブ14は、ストップ弁15a-15cを備えている。ストップ弁15aは、タンク93aへのガス流入を止める。ストップ弁15b(15c)は、タンク93b(93c)へのガス流入を止める。切換バルブ14は、3個のストップ弁15a-15cのいずれかを開き、残り2個を閉じることで、気化器24aから供給されるガスの行先として、3個のタンク93a-93cのいずれかを選択することができる。
A switching
制御器19は、第1/第2/第3バルブ31a/32a/33a、液化器11(冷却器12)、気化器24a(冷却器27a、ヒータ26a)、切換バルブ14を制御する。
The
先に述べたように、高圧ガス充填システム10は、第1サブユニット20aと同じ構成の第2サブユニット20bを備えている。第2サブユニット20bは、気化器24b(熱交換器25b、冷却器27b、ヒータ26b)、第1ガス管21b、第2ガス管22b、液管23b、第1バルブ31b、第2バルブ32b、第3バルブ33bを備えている。気化器24b(熱交換器25b、冷却器27b、ヒータ26b)、第1ガス管21b、第2ガス管22b、液管23b、第1バルブ31b、第2バルブ32b、第3バルブ33bのそれぞれは、第1サブユニット20aの気化器24a(熱交換器25a、冷却器27a、ヒータ26a)、第1ガス管21a、第2ガス管22a、液管23a、第1バルブ31a、第2バルブ32a、第3バルブ33aのそれぞれに対応する。
As mentioned above, the high-pressure
制御器19が、第1/第2/第3バルブ31b/32b/33b、気化器24b(冷却器27b、ヒータ26b)を制御する。液化器11(冷却器12)は、第1サブユニット20aと第2サブユニット20bで共通に活用される。
The
高圧ガス充填システム10の動作を説明する。まず第1サブユニット20aのみを用いた動作について説明する。
The operation of the high-pressure
制御器19は、次の3ステップを繰り返し実行する。(ステップ1)制御器19は、第2バルブ32aを閉じ、第1バルブ31aを開き、ガス供給源90のガスを液化器11へ送る。(ステップ2)制御器19は、液化器11に所定量のガスが送られた後に第1バルブ31aを閉じ、液化器11内のガスを冷却して液化する。(ステップ3)制御器19は、第3バルブ33aを閉じ、第2バルブ32aを開き、液化器11内の液化ガスを液体のまま気化器24aへ送る。
The
なお、ステップ3に先立って制御器19は、冷却器27aを使い、気化器24aの温度を液化ガスの温度(液化ガスの温度に近い温度)まで下げる。気化器24aの温度を液化ガスの温度まで下げておくことで、液化ガスは液体のまま液化器11から気化器24aへ流れる。
Before step 3, the
2回目にステップ1を実行する際、ガス供給源90のガスは熱交換器25aを通る。このとき、熱交換器25aは、前回のステップ1にて熱交換器25aを通るガスで前回のステップ3にて気化器24aへ送られた液化ガスを温めて気化させる。さらに、熱交換器25aは、気化したガスの圧力をガス供給源90の内部のガス圧よりも高い圧力まで上昇させる。なお、熱交換器25aを通るガスの熱エネルギでは気化器24a内のガス圧を高めるのに不足する場合、制御器19はヒータ26aを動作させて熱エネルギを補う。こうして、ガス供給源90の中のガス圧よりも高い圧力のガスが得られる。なお、気化器24aの容量を適切に選定すれば、ガス供給源90のガスの熱エネルギのみで液化ガスを気化させ、さらに、その圧力をガス供給源90の内圧よりも高めることができる。
When step 1 is executed for the second time, the gas in the
制御器19は、気化器24a内の液化ガスが気化した後に第3バルブ33aを開き、気化器24a内で気化したガスをタンク93aへ送る。こうして、高圧ガス充填システム10は、液化器11と気化器24aと熱交換器25aの働きにより、ガス供給源90の内部のガス圧よりも高いガス圧でタンク93aにガスを充填できる。制御器19は、タンク93aのガス圧よりも気化器24aのガス圧が高くなるように、気化器24aを制御する。こうして、タンク93aの内圧が目標圧となるまでガスを充填することができる。目標圧は、ガス供給源90のガス圧よりも高い。
After the liquefied gas in the
なお、制御器19は、第3バルブ33aを開いた後にステップ1を継続するようにしてもよい。第3バルブ33aを開いた後もガス供給源90のガスの熱で気化器24a(24b)の内部のガスを温めることで、気化器24aからタンク93へガスが押し出される。
The
ここまで、第1サブユニット20aのみを用いた動作を説明した。第1/第2サブユニット20a/20bの両方を用いた動作を説明する。なお、第2サブユニット20bの構成は第1サブユニット20aの構成と同じである。それゆえ、上述した第1サブユニット20aの動作は、そのまま第2サブユニット20bでも実現できる。
So far, the operation using only the
第1/第2サブユニット20a/20bを用いる場合、制御器19は、ステップ1にて第1サブユニット20aの第2バルブ32aを閉じ、第1バルブ31aを開いたら、ステップ3にて第2サブユニット20bの第3バルブ33bを閉じ、第2バルブ32bを開く。なお、制御器19は、第2バルブ32bを開くのに先立って、冷却器27bを使い、気化器24bの温度を液化ガスの温度近くまで下げる。第2バルブ32bが開かれると、液化器11内の液化ガスは、液体のまま気化器24bへ送られる。逆に、制御器19は、ステップ1にて第2サブユニット20bの第2バルブ32bを閉じ、第1バルブ31bを開いたら、ステップ3にて第1サブユニット20aの第3バルブ33aを閉じ、第2バルブ32aを開き、液化器11内の液化ガスを液体のまま気化器24aへ送る。簡単に言えば、制御器19は、一方のサブユニットの熱交換器を通過したガスが液化された液化ガスを他方のサブユニットの気化器へ送る。2個のサブユニットをこのように交互に使うことで、タンク93aのガス充填速度を高めることができる。
When the first/
切換バルブ14の使い方について説明する。先に述べたように、切換バルブ14を用いることで、制御器19は、気化器24a/24bから供給されるガスの行先として、3個のタンク93a-93cのいずれかを選択することができる。例えば、制御器19はストップ弁15aを開き、残り2個のストップ弁15b、15cを閉じる。そうすると、気化器24a(24b)から供給されるガスの行先として第1タンク93aが選択される。気化器24a(24b)の第3バルブ33a(33b)を開くと、気化器24a(24b)から高圧のガスが第1タンク93aへ流れる。気化器24a(24b)の内圧が第1タンク93aの内圧と等しくなると、気化器24a(24b)から第1タンク93aへガスが流れなくなる。このとき、気化器24a(24b)内にはまだガスが残っている。制御器19は、気化器24a(24b)内に残っているガスを有効活用すべく、ガスの行先を第1タンク93aから別のタンク(例えば第2タンク93b)に切り換える。第2タンク93bの内圧は第1タンク93aの内圧よりも低いので、気化器24a(24b)内のガスは第2タンク93bへ流れる。
The use of the switching
気化器24a(24b)の内圧が第2タンク93bの内圧と等しくなると、気化器24a(24b)から第2タンク93bへガスが流れなくなる。そこで制御器19は、ガスの行先を第2タンク93bからさらに別のタンク(この場合は第3タンク93c)に切り換える。第3タンク93cの内圧は第2タンク93bの内圧よりも低いので、気化器24a(24b)内のガスは第3タンク93cへ流れる。こうして、気化したガスを有効にタンク93に充填することができる。なお、上記の説明では、気化器24a(24b)からタンク93の間のガス管の圧力損失は、無視した。実際には、気化器24a(24b)の内圧が[タンク内圧+損失圧]に等しくなると、気化器24a(24b)からタンク93aへガスが流れなくなる。
When the internal pressure of the
以上説明したように、高圧ガス充填システム10は、タンク93に高圧ガスを充填するときにガス供給源90のガスの圧力を高める。高圧ガス充填システム10は、ガス圧を高めるのにガス供給源90のガスの熱エネルギを用いる。それゆえ、ガス圧を高めるコストを抑制できる。また、ガス供給源90のガスの温度は熱交換器25a(25b)を通る間に下がる。液化器11へ送られる前にガスの温度が下がるので、液化器11にてガスを液化するコストも抑えることができる。
As described above, the high-pressure
さらに、気化器24a(24b)を液化器11の下方に配置したことで、動力(ポンプ)を要することなく、液化器11から気化器24a(24b)への液化ガスを移送できる。この点も、コスト抑制に貢献する。
Furthermore, by placing the
(第2実施例)図2に、第2実施例の高圧ガス充填システム110のブロック図を示す。高圧ガス充填システム110は、還流路29a(29b)と第4バルブ34a(34b)を備える点が、第1実施例の高圧ガス充填システム10と異なる。制御器19は、第3バルブ33a(33b)を開いた後、気化器24a(24b)の内圧がいずれのタンク93a-93cの内圧よりも低くなったら、切換バルブ14(全てのストップ弁15a-15c)を閉じ、第3バルブ33a(33b)と第4バルブ34a(34b)を開く。そうして、気化器24a(24b)に残ったガスを、還流路29a(29b)を通じて液化器11へ還流させる。第2実施例の高圧ガス充填システム110は、気化器24a(24b)に残ったガスを再利用できる。また、気化器24a(24b)に残ったガスを排出することで、気化器24aの内圧と温度が下がるという利点もある。
(Second embodiment) Figure 2 shows a block diagram of the high-pressure
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。高圧ガス充填システムは、3個以上のサブシステムを備えていてもよい。3個以上のサブシステムは、順番に利用される。3個以上のサブシステムの気化器から順次に高圧ガスをタンクへ供給することができる。 Notes regarding the technology described in the embodiment are as follows. The high-pressure gas filling system may include three or more subsystems. The three or more subsystems are used in sequence. High-pressure gas can be supplied to the tank sequentially from the vaporizers of the three or more subsystems.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described above in detail, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples exemplified above. The technical elements described in this specification or drawings exert technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Furthermore, the technology exemplified in this specification or drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of those objectives is itself technically useful.
10、110:高圧ガス充填システム 11:液化器 12:冷却器 13:共通ガス管 14:切換バルブ 15a-15c:ストップ弁 19:制御器 20a、20b:第1サブユニット 21a、21b:第1ガス管 22a、22b:第2ガス管 23a、23b:液管 24a、24b:気化器 25a、25b:熱交換器 26a、26b:ヒータ 27a、27b:冷却器 29a、29b:還流路 31a、31b:第1バルブ 32a、32b:第2バルブ 33a、33b:第3バルブ 34a、34b:第4バルブ 90:ガス供給源 91:ガス管 92:逆止弁 93a-93c:タンク
10, 110: High pressure gas filling system 11: Liquefier 12: Cooler 13: Common gas pipe 14: Switching
Claims (5)
前記ガス供給源のガスを冷却して液化する液化器と、
前記液化器で液化された液化ガスを加熱して気化させる気化器と、
前記気化器に備えられており、前記ガス供給源から前記液化器へ向かうガスが通る熱交換器であって、前記ガス供給源から前記液化器へ向かうガスの熱エネルギで前記気化器内の液化ガスを温める熱交換器と、
前記ガス供給源から前記熱交換器へのガスの流れを遮断する第1バルブと、
前記液化器から前記気化器への液化ガスの流れを遮断する第2バルブと、
前記気化器から前記タンクへのガスの流れを遮断する第3バルブと、
前記第1バルブと前記第2バルブと前記第3バルブと前記液化器を制御する制御器と、
を備えており、
前記制御器は、
前記第2バルブを閉じ、前記第1バルブを開き、前記ガス供給源のガスを前記液化器へ送るステップ1と、
前記液化器に所定量のガスが送られた後に前記第1バルブを閉じ、前記液化器内のガスを冷却して液化するステップ2と、
前記第3バルブを閉じ、前記第2バルブを開き、前記液化器内の液化ガスを液体のまま前記気化器へ送るステップ3と、
を繰り返し実行し、
前記熱交換器は、前回の前記ステップ3にて前記気化器へ送られた液化ガスを、今回の前記ステップ1にて前記熱交換器を通る前記ガスで温めて気化させるとともに気化した前記ガスの圧力を前記ガス供給源内のガス圧よりも高い圧力まで上昇させ、
前記制御器は、前記気化器内の液化ガスが気化した後に第3バルブを開き、前記気化器内で気化したガスを前記タンクへ送る、
高圧ガス充填システム。 This is a high-pressure gas filling system that increases the pressure of the gas from the gas supply source and fills it into a tank.
a liquefier for cooling and liquefying the gas from the gas supply source;
a vaporizer that heats and vaporizes the liquefied gas liquefied by the liquefier;
a heat exchanger provided in the vaporizer, through which gas flows from the gas supply source to the liquefier, the heat exchanger warming the liquefied gas in the vaporizer with thermal energy of the gas flowing from the gas supply source to the liquefier;
a first valve for blocking the flow of gas from the gas source to the heat exchanger;
a second valve for blocking the flow of liquefied gas from the liquefier to the vaporizer;
a third valve that blocks the flow of gas from the vaporizer to the tank;
a controller for controlling the first valve, the second valve, the third valve, and the liquefier;
Equipped with
The controller includes:
Step 1: closing the second valve and opening the first valve to send gas from the gas source to the liquefier;
Step 2: closing the first valve after a predetermined amount of gas has been sent to the liquefier, and cooling and liquefying the gas in the liquefier;
Step 3: closing the third valve, opening the second valve, and sending the liquefied gas in the liquefier to the vaporizer in liquid form;
Repeatedly execute
The heat exchanger warms and vaporizes the liquefied gas sent to the vaporizer in the previous step 3 with the gas passing through the heat exchanger in the current step 1, and increases the pressure of the vaporized gas to a pressure higher than the gas pressure in the gas supply source,
The controller opens a third valve after the liquefied gas in the vaporizer is vaporized, and sends the gas vaporized in the vaporizer to the tank.
High pressure gas filling system.
前記制御器は、一方の前記サブユニットの前記熱交換器を通過したガスが液化した前記液化ガスを他方の前記サブユニットの前記気化器へ送る、請求項1または2に記載の高圧ガス充填システム。 The system includes two sets of subunits each including the vaporizer, the heat exchanger, the first valve, the second valve, and the third valve,
3. The high-pressure gas filling system according to claim 1, wherein the controller sends the liquefied gas, which is liquefied from gas that has passed through the heat exchanger of one of the subunits, to the vaporizer of the other subunit.
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