特許 6207914 ガス供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207914

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】ガス供給装置

(51)【国際特許分類】

   F17C 5/00 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   F17C5/00

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-151025(P2013-151025)

(22)【出願日】2013年7月19日

(65)【公開番号】特開2015-21572(P2015-21572A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年5月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110099

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズメジャメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(72)【発明者】

【氏名】田辺 稔

【審査官】 種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１３３４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５８６４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス蓄圧器からガス供給配管を介して供給される加圧された燃料ガスを、ディスペンサ筐体内に収容され、空圧作動式の弁が配設されたガス供給管路を介して、該ディスペンサ筐体から延設された充填ホースに供給し、該充填ホース先端の充填カップリングを操作して燃料タンクに充填し、当該ガス充填作業に関する情報を、前記ディスペンサ筐体の表示窓に表示面を臨ませて前記ディスペンサ筐体内に設けた表示器に表示させるディスペンサユニットを有するガス供給装置であって、
前記ディスペンサ筐体内には、
前記ディスペンサ筐体外に設けられた圧縮空気供給源から圧縮空気供給配管を介して前記空圧作動式の弁のアクチュエータに駆動媒体として供給され、当該アクチュエータから排出される乾燥圧縮空気を、前記表示器の表示面が臨む前記ディスペンサ筐体の表示窓の内面に噴きつける結露発生防止・除去機構
を設けたことを特徴とするガス供給装置。

【請求項2】

前記空圧作動式の弁は、
前記燃料タンクに供給される燃料ガスの流量を制御する空圧作動式の流量調整弁、又は前記燃料タンクへの燃料ガスの供給／遮断を行う空圧作動式の遮断弁であり、
前記結露発生防止・除去機構は、
前記空圧作動式の流量調整弁、又は前記空圧作動式の遮断弁のアクチュエータの圧縮空気排出ポートに一端側が接続され、該圧縮空気排出ポートから排出される乾燥圧縮空気を前記ディスペンサ筐体の表示窓の内面又は近傍に導く空気配管と、
該空気配管の他端側に設けられ、乾燥圧縮空気を前記ディスペンサ筐体の表示窓の内面噴きつけるノズルと
からなり、
前記表示窓の内面への乾燥圧縮空気の噴きつけ時は、前記流量調整弁による流量制御時、又は前記遮断弁による遮断制御時である
ことを特徴とする請求項１記載のガス供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料タンクに燃料ガスを充填するガス供給装置に係り、特に、ガス供給路の先端に設けられた充填カップリングを自動車の燃料タンクの接続口に結合接続し、加圧された水素ガスや天然ガス(ＣＮＧ)或いは液化天然ガス等の燃料ガス(以下、これらを総称して燃料ガスという)を自動車に充填するガス供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料にして走行するＣＮＧ車、水素ガスを燃料にして走行する燃料電池車、或いは液化天然ガス（ＬＰＧ）を燃料にして走行するＬＰＧ車等といった自動車に燃料ガスを充填するガス充填所がある。ガス充填所には、充填対象となる自動車の燃料タンクに燃料ガスを充填するガス供給装置が設置される。ガス供給装置は、ガス蓄圧器（蓄ガス器）に高圧に加圧されて貯留されている燃料ガスを、ディスペンサユニットを用いて自動車の燃料タンクに充填する構成になっている。

【0003】

ガス供給装置において、ディスペンサユニットは、特許文献１、特許文献２に記載されているように、ディスペンサ筐体内に、充填対象への燃料ガスのガス充填量を計測する流量計、燃料ガスの供給／遮断を行う遮断弁、燃料ガスの充填流量や充填圧力を制御する制御弁等の機器を収容し、ディスペンサ筐体からは、先端に充填カップリングを備えた充填ホースを延設した構成になっている。また、充填対象へのガス充填量、ガス充填圧力、単価等といったガス充填に関する情報は、ディスペンサ筐体に形成された表示窓を透して、表示器の表示により確認できる構成になっている。

【0004】

ところで、ガス充填所では、ガス供給装置のディスペンサユニットは、ガス充填を受ける充填対象車輌（自動車）が進入・退出し易い敷地内の適所に設置される。これに対し、ガス蓄圧器や、ガス蓄圧器に貯留される高圧に加圧された燃料ガスを生成する圧縮機は、充填対象車輌への安全面等の理由から、充填対象車輌の進入・退出やガス充填作業の邪魔にならない、ディスペンサユニットとは離れた敷地内の適所に、圧縮機ユニットとして設置される。加圧された燃料ガスは、敷地面地下を延設されたガス供給配管を介して、ガス蓄圧器からディスペンサユニットに供給される。

【0005】

そのため、ディスペンサユニットを敷地内の適所に設置するに当たっては、通常、設置場所の敷地面にピットを形成して設置される。ピットは、コンクリート製若しくは鉄製の枠部材によって周囲の地中と画成された筒型若しくは枡型形状の凹みからなり、ディスペンサユニットとの取り合い用開口部を敷地面に臨ませて地中に枠部材を埋設して形成される。そして、ピット内空間には、敷地面地下を延設された燃料ガスのガス供給配管や機器駆動用の圧縮空気供給配管の接続口を露出して臨ませ、ディスペンサユニットとの間で、燃料ガスや機器駆動用圧縮空気の取り合いが行えるようになっている。このようなピットに対し、ディスペンサユニットは、ディスペンサ筐体の底面でピットの取り合い用開口部を覆うようにして敷地面上に設置される。ディスペンサ筐体の底面には、ピット内空間に臨ませたガス供給配管、圧縮空気供給配管から、燃料ガス、駆動用圧縮空気をディスペンサ筐体内の機器に取り込むための底面開口部が形成されている。ディスペンサユニットは、このピットの取り合い用開口部を利用して、ガス供給配管からは燃料ガスを、圧縮空気供給配管からは駆動用圧縮空気を、その底面開口部からディスペンサ筐体内の該当機器へ接続配管を介して取り込むようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−３７２１９２号公報

【特許文献2】特開２００８−２３２４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、上述したようなディスペンサユニットを有したガス供給装置にあっては、ピットの枠部材に形成された配管導入孔やディスペンサ筐体の底面で覆われた取り合い用開口部に生じた隙間からピット内に侵入した雨水等により発生した湿気や、またピットの底面がコンクリート等で養生されていない筒型形状のピットにおいてピット底面の露出した土壌から発生した湿気が、ディスペンサ筐体の底面開口部を介してディスペンサ筐体内に侵入し、表示器の表示面が臨むディスペンサ筐体の表示窓の内面で結露し、表示器の表示内容が見えづらくなる不具合が発生する。

【0008】

そこで、ディスペンサユニットの筐体の表示窓やその近傍に、ルーバー等の開口を設けその換気機能により表示窓の内面の結露を防ぐことも行われているが、筐体外部の雰囲気が無風状態であったり、高湿度状態である場合には、結露の発生を防止できないことがあった。

【0009】

本発明は、上述した問題点を鑑みなされたものであって、表示器の表示面が臨むディスペンサ筐体の表示窓の内面に結露が発生するのを防止するとともに、結露が発生してしまった場合でも、発生した結露を迅速に除去することが可能なガス供給装置を提供すること目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記した課題を解決するために、例えば、空気圧作動式の開閉弁からなる制御弁のような、ガス供給装置のディスペンサユニットに備えられている空圧作動機器を作動させるために空圧作動機器のアクチュエータに供給される乾燥圧縮空気、特に空圧作動機器の作動に応じて空圧作動機器のアクチュエータの圧縮空気排出ポートから排出される乾燥圧縮空気を、表示器の表示面が臨むディスペンサ筐体の表示窓の内面に噴きつけ、結露の発生を防止するとともに、結露が発生している場合でも、発生した結露を除去できるようにしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、表示器の表示面が臨むディスペンサ筐体の表示窓の内面には、空圧作動機器を作動するために空圧作動機器のアクチュエータに供給される乾燥圧縮空気を噴きつけられるので、表示窓の内面周辺の雰囲気を乾燥圧縮空気による湿度が極めて低い雰囲気に置き換えることができ、表示窓の内面周辺の雰囲気の湿度を下げて結露を発生しにくくすることができる。

【0012】

また、仮に、表示器の表示面が臨むディスペンサ筐体の表示窓の内面に結露が発生した場合であっても、湿度が極めて低い乾燥圧縮空気を結露に噴きつけるので、結露の蒸発が促進され、結露の除去性能が向上する。

【0013】

さらに、表示窓の内面に噴きつける乾燥圧縮空気は、空圧作動機器のアクチュエータから排出される乾燥圧縮空気を利用することによって、空圧作動機器のアクチュエータの圧縮空気排出ポートから表示窓の内面側に、排出された乾燥圧縮空気を導くだけの構成で済み、結露の発生防止及び除去のためだけに、ディスペンサ筐体に結露防止専用の圧縮機等の機器をわざわざ設ける必要もないので、コストアップを抑制することができる。

【0014】

加えて、表示窓の内面に噴きつける乾燥圧縮空気に、空圧作動機器の作動に応じて空圧作動機器のアクチュエータから排出される乾燥圧縮空気を利用することによって、空圧作動機器の作動に応じて、スポット的に結露の発生防止及び除去を自動的に行うことができる。

【0015】

特に、空圧作動機器として、燃料ガスの充填流量や充填圧力を制御する空気圧作動式の開閉弁からなる制御弁を用いることによって、ガス充填作業の停止時若しくは終了時には制御弁の閉弁によってアクチュエータから排出された乾燥圧縮空気が表示窓の内面に噴きつけられるので、ガス充填作業の終了時における、充填対象へのガス充填量、ガス充填圧力、単価等といったガス充填に関する情報を、結露が支障になることなく、確実に確認できる。

【0016】

上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施の形態に係るガス供給装置のシステム構成図である。

【図2】図１にシステム構成を示したガス供給装置のディスペンサユニットによるガス充填作業の一実施例のフローチャートである。

【図3】図１にシステム構成を示したガス供給装置のディスペンサユニットの外観正面図である。

【図4】図３に示したディスペンサユニットのＸ−Ｘ矢視方向の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施の形態に係るガス供給装置について、自動車としての燃料電池車に燃料ガスとしての圧縮水素ガスを充填するガス供給装置を例に、図面に基づいて説明する。なお、本発明に係るガス供給装置については、燃料電池車に圧縮水素ガスを充填するガス供給装置に限らず、例えば、ＣＮＧ車に圧縮天然ガスを充填するガス供給装置や、或いはＬＰＧ車に液化天然ガスを充填するガス供給装置等、自動車に燃料ガスを充填するガス供給装置であるならば、適用可能である。

【0019】

図１は、本実施の形態に係るガス供給装置のシステム構成図である。

【0020】

ガス供給装置１０は、ガス供給ステーション（ガス充填所）９０に設置され、ディスペンサユニット３０によって、ガス蓄圧器（蓄ガス器）２２に貯留されている燃料ガスとしての圧縮水素ガス（以下、水素ガスという）を、充填対象の燃料電池車（自動車）８０の燃料タンク８１に充填する。

【0021】

ガス蓄圧器２２は、その流入口が圧縮機２１の吐出ポートと連通され、圧縮機２１から、逆止弁２３を介して、予め設定された設計圧力（例えば、７５ＭＰａ）の水素ガスの供給を受ける。ガス蓄圧器２２は、ガス供給源として、この設計圧力（７５ＭＰａ）の水素ガスを貯留する。この場合、設計圧力（７５ＭＰａ）は、充填対象の燃料タンク８１における水素ガスの充填最高圧力（例えば、７０ＭＰａ）よりも高くなるように、予め設定されている。

【0022】

圧縮機２１には、例えば多段式圧縮機が用いられる。図示の例では、圧縮機２１は、図示せぬガス蓄圧器に貯留されている低圧の水素ガスを加圧して、ガス蓄圧器２２に貯留する設計圧力（７５ＭＰａ）の水素ガスを生成し、ガス供給源であるガス蓄圧器２２に貯留する。圧縮機２１は、その一段目の吸入ポートが、前述の低圧の水素ガスを貯留するガス蓄圧器（図示せず）に接続されている。圧縮機２１は、この低圧の水素ガスを段階的に圧縮して、設計圧力（７５ＭＰａ）の水素ガスを生成する。

【0023】

通常、圧縮機２１やガス蓄圧器２２は、ガス充填作業を受ける燃料電池車８０への安全面等の理由から、燃料電池車８０の進入・退出やガス充填作業の邪魔にならない、ディスペンサユニット３０とは離れたガス供給ステーション９０の敷地内適所に、圧力発生ユニット２０として設置される。そのため、ガス蓄圧器２２に貯留されている水素ガスは、敷地面地下を延設されたガス供給配管９１を介して、ガス充填作業エリアのディスペンサユニット３０に供給されるようになっている。

【0024】

ディスペンサユニット３０は、ガス蓄圧器２２から水素ガスの供給を受け、これを燃料電池車８０の燃料タンク８１に充填する。ガス蓄圧器２２は、少なくとも１台以上の燃料電池車８０に充填可能な水素ガスを貯留可能になっており、ディスペンサユニット３０に対するガス供給源になる。

【0025】

ディスペンサユニット３０は、先端に充填カップリング（充填ノズル）５２を備えた充填ホース５１が、途中に緊急離脱カップリング（安全接手）５３を配して、ディスペンサ筐体３１から延設された構成になっている。

【0026】

充填カップリング５２は、ガス充填作業時に、ガス充填作業を受ける燃料電池車８０の燃料タンク８１の接続口である充填口カップリング８２に結合接続される。充填カップリング５２及び充填口カップリング８２には、それぞれ内部に常閉の弁（図示せず）が内蔵されており、両カップリング５２、８２が結合接続された接続状態では、各弁が開弁して両カップリング５２、８２間は連通状態になり、両カップリング５２、８２が切り離された結合解除状態では、各弁が閉弁した状態になり、両カップリング５２、８２それぞれは水素ガスが放出されない閉状態になり、ガスの流出が防止される。ガス充填作業を行われていない待機時は、充填カップリング５２は、充填口カップリング８２から切り離されて、通常、ディスペンサ筐体３１に設けられた収納部３３に掛止保持されている。燃料電池車８０の充填口カップリング８２は、逆止弁８３を介して、燃料タンク８１に連通接続されている。

【0027】

ディスペンサ筐体３１は、その底面に底面開口部３２が形成され、ディスペンサ筐体３１内には、一端側がこの底面開口部３２から臨んでガス供給配管９１との接続部になり、他端側が充填ホース５１の基端側との接続部になったガス供給管路４１が設けられている。図示の例では、ガス供給管路４１は、一端側から他端側に、１次圧力センサ４２、流量計４３、流量調整弁４４、遮断弁４５、冷却器４６、２次圧力センサ４７、燃料温度センサ４８が順次配設された構成になっている。

【0028】

１次圧力センサ４２は、ガス蓄圧器２２から供給される水素ガスの供給ガス圧を検出する。そのため、１次圧力センサ４２は、流量調整弁４４並びに遮断弁４５に対して上流側（ガス蓄圧器側）のガス供給管路４１に設けられている。

【0029】

流量計４３は、燃料タンク８１に供給された水素ガスのガス供給量を計測する。流量計３０には、例えば、センサチューブと呼ばれる管路を振動させるコリオリ式質量流量計が適用される。コリオリ式質量流量計は、振動する管路内を流れる水素ガスのガス流量に応じたコリオリ力による管路の流入側と流出側との位相差が流量に比例することを基にして、ガス供給管路４１を流れる水素ガスの質量流量を計測する。

【0030】

流量調整弁４４は、燃料タンク８１に供給される水素ガスの流量を制御する。図示の例では、流量調整弁４４は、弁体を開閉調整するアクチュエータの駆動媒体に圧縮空気を利用した空圧作動式の開閉調整弁からなる。流量調整弁４４は、圧縮空気による作動圧室の加圧状態に応じて弁開度を変化させ、水素ガスの流量（通過流量）を調整する構成になっている。

【0031】

図示の例では、アクチュエータとしての作動圧室は、パイロット４４ｐ１を介して、圧縮空気供給源９３と連通される一方、パイロット４４ｐ２を介して、大気圧開放された構成になっている。パイロット４４ｐ１は、電動式の切換弁からなり、アクチュエータとしての作動圧室を圧縮空気供給源９３又は大気圧雰囲気のいずれか一方に対して選択的に連通させる。また、パイロット４４ｐ２は、電動式の可変開閉弁からなり、アクチュエータの作動圧室と大気圧雰囲気との間の連通状態を、可変開閉弁の弁開量（全開〜全閉）に応じて調整する。

【0032】

このようなパイロット４４ｐ１，４４ｐ２を備えた流量調整弁４４では、パイロット４４ｐ１を圧縮空気供給源９３に連通させた圧縮空気の供給状態で、パイロット４４ｐ２の弁開状態が全閉状態に調整されていると、アクチュエータの作動圧室の圧力状態は、圧縮空気供給源９３からの圧縮空気の供給圧力に対応した最大加圧状態になり、流量調整弁４４の弁開量は最大（例えば、全開）となり、水素ガスの流量は最大になる。また、パイロット４４ｐ１を圧縮空気供給源９３に連通させた圧縮空気の供給状態で、パイロット４４ｐ２の弁開状態が適宜開弁状態に調整されていると、アクチュエータの作動圧室からはパイロット４４ｐ２の弁開量に応じて圧縮空気供給源９３から供給された圧縮空気が大気圧雰囲気へ放出され、アクチュエータの作動圧室の圧力状態は、この圧縮空気の放出量に応じた、最大加圧状態に対して減圧調整された圧力状態になる。この結果、流量調整弁４４の弁開量は、アクチュエータの作動圧室の減圧状態に応じて絞られ、水素ガスの流量が調整される。また、パイロット４４ｐ１を大気圧雰囲気に連通させた、圧縮空気供給源９３から圧縮空気が供給されない大気圧開放状態では、アクチュエータの作動圧室の圧力状態は大気圧状態に減圧され、流量調整弁４４の弁開量は最小（例えば、全閉）になり、水素ガスの流量は最小（０も含む）になる。このように、流量調整弁４４は、その弁開状態をアクチュエータの作動圧室の圧力状態に応じて調整することができ、水素ガスの流量を最大及び最小からなる流量範囲で任意調整することができる。

【0033】

遮断弁４５は、ガス供給管路４１を連通／遮断する。図示の例では、遮断弁４５も、弁体を開閉するアクチュエータの駆動媒体に圧縮空気を利用した空圧作動式の開閉弁からなる。パイロット４５ｐは、電動式の切換弁からなり、アクチュエータとしての作動圧室を圧縮空気供給源９３又は大気圧雰囲気のいずれか一方に対して選択的に連通させる。遮断弁４５は、パイロット４５ｐの切り換えに応じて、アクチュエータの作動圧室が圧縮空気の供給状態又は大気圧開放状態になり、弁体が開弁状態（水素ガス供給状態）又は閉弁状態（水素ガス遮断状態）になる。

【0034】

これに伴い、空圧作動式の流量調整弁４４及び遮断弁４５を用いた図示のディスペンサユニット３０では、ディスペンサ筐体３１内に、流量調整弁４４、遮断弁４５それぞれに駆動媒体である圧縮空気を供給するための圧縮空気管路４９が配設されている。圧縮空気管路４９は、一端側がディスペンサ筐体３１の底面開口部３２から臨んで圧縮空気供給配管９２との接続部になり、他端側は分岐端となって、流量調整弁４４のパイロット４４ｐ１、遮断弁４５のパイロット４５ｐそれぞれの圧縮空気流入ポートに接続されている。圧縮空気供給配管９２は、ガス供給ステーション９０に備えられている乾燥圧縮空気供給源９３で生成した乾燥圧縮空気を、ディスペンサユニット３０の流量調整弁４４及び遮断弁４５に供給するために、敷地内に配設された配管である。

【0035】

乾燥圧縮空気供給源９３も、圧力発生ユニット２０と同様に、燃料電池車８０の進入・退出やガス充填作業の邪魔にならない、ディスペンサユニット３０とは離れたガス供給ステーション９０の敷地内適所に設置される。乾燥圧縮空気供給源９３は、ディスペンサユニット３０の流量調整弁４４及び遮断弁４５を含む、ガス供給ステーション９０内の各装置の圧縮空気利用機器それぞれに駆動媒体として供給する乾燥圧縮空気を生成する。乾燥圧縮空気供給源９３は、例えば、エアードライヤーが付設された圧縮機含み、供給先の装置の圧縮空気利用機器でドレンを生じさせない、乾燥圧縮空気を生成する。

【0036】

冷却器４６は、充填直前のガスを氷点下（例えば、−２０℃）に冷却して、燃料タンク８１の温度がガス充填作業に伴って上昇することを防止する。冷却器４６は、遮断弁４５と２次圧力センサ４７との間でガス供給管路４１に設けられた熱交換器と、熱交換器に接続され、例えばコンプレッサ、ポンプ等の駆動機構が搭載されたチラーユニットとによって構成されている。チラーユニットは、通電によるその作動時には、例えばエチレングリコール等を含んだ冷却液を熱交換器との間に循環させる。

【0037】

２次圧力センサ４７は、充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスの充填ガス圧を検出する。燃料温度センサ４８は、充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスの温度を検出する。そのため、２次圧力センサ４７、燃料温度センサ４８は、流量調整弁４４並びに遮断弁４５に対して下流側（充填カップリング側）のガス供給管路４１に設けられている。

【0038】

ディスペンサ筐体３１の筐体面の作業者が操作し易い位置には、充填開始スイッチ６２、充填停止スイッチ６３、プリセットスイッチ６４が備えられた操作部６１が設けられている。充填開始スイッチ６２は、ガス充填作業において、作業者によって充填カップリング５２が燃料タンク８１の充填口カップリング８２に接続された後、流量調整弁４４、遮断弁４５を開弁させて燃料タンク８１への水素ガスの充填を開始する際に、作業者によって操作される操作スイッチである。これに対し、充填停止スイッチ６３は、ガス充填作業において、ガス充填中で開弁状態になっている流量調整弁４４、遮断弁４５を閉弁させて燃料タンク８１への水素ガスの充填を終了させるため、作業者によってに操作される操作スイッチである。プリセットスイッチ６４は、水素ガスの充填を開始する前に、予めガス充填量又はガス充填圧をプリセット値として設定入力するための操作スイッチである。

【0039】

また、ディスペンサ筐体３１の視認し易い筐体面位置には、充填対象へのガス充填量、ガス充填圧力、単価等といったガス充填に関する情報を表示する表示器６６が設けられている。

【0040】

制御装置７０は、電源回路、メモリ，ＣＰＵを備えたマイクロコンピュータ等を含んで構成され、外部電源９４から電源ライン９５を介して電力供給を受け、ディスペンサユニット３０の各部の作動を制御する。

【0041】

そのため、制御装置７０には、操作部６１からは充填開始スイッチ６２、充填停止スイッチ６３、プリセットスイッチ６４それぞれの操作信号、１次圧力センサ４２からのガス蓄圧器２２から供給される水素ガスの供給ガス圧の検出出力、流量計４３からの燃料タンク８１に供給されている水素ガスの質量流量の計測出力、２次圧力センサ４７からの充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスの充填ガス圧、燃料温度センサ４８からの充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスの充填ガス圧、燃料温度センサ４８からの充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスの温度の検出出力が、それぞれ入力される。

【0042】

制御装置７０は、これら操作信号、検出出力、及び計測出力の入力に基づいて、流量調整弁４４、遮断弁４５、冷却器４６、及び表示器６５を作動制御して、ディスペンサユニット３０による燃料電池車８０の燃料タンク８１に対してのガス充填作業を、次のようにして実行制御する。

【0043】

図２は、制御装置によって実行制御されるディスペンサユニットによるガス充填作業の一実施例のフローチャートである。

【0044】

制御装置７０は、外部電源９４からの電源供給を受け、ディスペンサユニット３０の稼動中、燃料温度センサ４８の検出出力を随時読み込み、充填対象に供給される水素ガスの温度、若しくは充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスの温度が所定設定温度（例えば、−２０℃）より上昇しないように、冷却器４６を作動制御している。

【0045】

その上で、充填カップリング５２がディスペンサ筐体３１に設けられた収納部３３に掛止保持されているガス充填作業の待機時は、充填カップリング５２が収納部３３から取り外されて燃料電池車８０の充填口カップリング８２に結合接続され、操作部６１の充填開始スイッチ６２が操作されて、ガス充填作業の開始が指示されたか否かを、制御装置７０は、充填開始スイッチ６２の操作信号の入力を基に監視している（ステップＳ１）。

【0046】

そして、ガス充填作業の開始の指示を検出すると、制御装置７０は、操作部６１の充填開始スイッチ６２の操作と併せてプリセットスイッチ６４の操作によりガス充填量又はガス充填圧のプリセット値が予め設定されている否かを確認し、プリセット値が設定されている場合にはこの設定されたプリセット値を記憶した上で、流量調整弁４４のパイロット４４ｐ１，４４ｐ２、遮断弁４５のパイロット４５ｐをそれぞれ作動制御して、それぞれのアクチェータの作動圧室へ圧縮空気供給源９３から乾燥圧縮空気を供給することによって流量調整弁４４、遮断弁４５を開弁作動し、充填対象の燃料電池車８０の燃料タンク８１への水素ガスの充填を開始する（ステップＳ２）。

【0047】

そして、制御装置７０は、上述した冷却器４６の作動制御に加え、随時、１次圧力センサ４２、２次圧力センサ４７の検出出力、及び流量計４３、燃料温度センサ４８の計測出力を取り込み、これらに基づき、流量調整弁４４による水素ガスの流量制御、表示器６５に表示する充填対象へのガス充填量等の演算表示制御を行っている。

【0048】

例えば、制御装置７０は、これら検出出力や計測出力を監視しつつ、流量調整弁４４の弁開度等を予め設定された制御方式で調整することにより、ガス供給管路４１を介して燃料電池車８０の燃料タンク８１に供給される水素ガスの圧力、流量を適切な状態に制御する。この場合、予め設定された制御方式としては、例えば、定圧上昇制御方式や定流量制御方式等が該当する。

【0049】

定圧上昇制御方式では、ガス充填時、２次圧力センサ４７により検出された圧力値から得られる、充填対象の燃料タンク８１側の圧力上昇率が、予め設定された所定の圧力上昇率に一致するようにパイロット４４ｐ１，４４ｐ２を作動制御して、流量調整弁４４の弁開度を制御する。一方、定流量制御方式では、ガス充填時、流量計４３より計測された単位時間当たりの流量が、予め設定された所定の流量に一致するようにパイロット４４ｐ１，４４ｐ２を作動制御して、流量調整弁４４の弁開度を制御する。

【0050】

また、制御装置７０は、これら流量調整弁４４による水素ガスの流量制御とともに、ガス充填量等の演算表示制御として、流量計４３からの計測出力である流量パルスを積算して水素ガスの充填量（体積）を演算し、この演算された充填量を、２次圧力センサ４７により検出された、充填カップリング５２が結合接続された充填対象の燃料タンク８１に充填されている水素ガスのガス充填圧力等とともに、表示器６５に表示制御する。

【0051】

さらに、制御装置７０は、これら水素ガスの流量制御、ガス充填量等の演算表示制御とともに、水素ガスの充填開始後は、ガス充填量等の演算表示制御で演算された充填量が予め操作部６１のプリセットスイッチ６４の操作により設定されたプリセット値に達したか否か、操作部６１の充填停止スイッチ６３の操作信号が入力されたか否か、２次圧力センサ４７により検出された圧力値が燃料タンク８１の上限圧力である水素ガスの充填最高圧力（７０ＭＰａ）に達したか否かを随時監視することによって、水素ガスの充填を終了させるか否かを監視している（ステップＳ３）。

【0052】

そして、制御装置７０は、充填量のプリセット値への到達、充填停止スイッチ６３の操作、又は燃料タンク８１の上限圧力への到達の中のいずれ１つが生じたのを検出することによりガス充填の終了を検出すると、流量調整弁４４については、パイロット４４ｐ１を圧縮空気供給源９３からの乾燥圧縮空気の供給状態からアクチュエータの作動圧室内の大気圧開放状態に切り換えて、アクチュエータの作動圧室に供給され、かつ貯留されている既存の乾燥圧縮空気が大気圧開放されて流量調整弁４４が閉弁する状態にし、遮断弁４５についても、パイロット４５ｐを圧縮空気供給源９３からの圧縮空気の供給状態からアクチュエータの作動圧室内の大気圧開放状態に切り換えることにより、アクチュエータの作動圧室に貯留されている既存の乾燥圧縮空気が大気圧開放されて遮断弁４５が閉弁する状態にする。すなわち、制御装置７０は、流量調整弁４４、遮断弁４５それぞれのアクチュエータの作動圧室に貯留されている既存の乾燥圧縮空気を大気圧開放し、作動圧室の圧力状態を大気圧状態にすることによって、遮断弁４５、流量調整弁４４を閉弁する。これにより、燃料電池車８０の燃料タンク８１への水素ガスの充填を終了させる（ステップＳ４）。

【0053】

このガス充填の終了後、燃料電池車８０の充填口カップリング８２に結合されていた充填カップリング５２は、作業者により取り外され、ディスペンサ筐体３１に設けられた収納部３３に掛止保持されて戻される。

【0054】

次に、本実施の形態に係るガス供給装置に備えられている結露の発生防止・除去機構について、図１、図３及び図４に基づいて説明する。

【0055】

図３は、図１にシステム構成を示したガス供給装置のディスペンサユニットの外観正面図である。

【0056】

図４は、図３に示したディスペンサユニットのＸ−Ｘ矢視方向の部分断面図である。

【0057】

なお、図３、図４においては、ディスペンサユニット３０の図１で既に説明した構成については同一符号を付し、その説明は省略する。

【0058】

ガス供給装置１０のディスペンサユニット３０は、ガス充填作業を受ける燃料電池車８０が進入・退出し易い敷地内の充填エリアの近傍に、図３に示すようにして、敷地面にピット９６を形成して設置される。

【0059】

ピット９６は、コンクリート製若しくは鉄製の枠部材によって周囲の地中と画成された筒型若しくは枡型形状の凹みからなり、ディスペンサユニット３０との取り合い用開口部９７を敷地面に臨ませて地中に埋設して形成される。ピット内空間には、圧力発生ユニット２０のガス蓄圧器２２からの敷地面地下を延設されたガス供給配管９１の接続口、圧縮空気供給源９３からの敷地面地下を延設された圧縮空気供給配管９２の接続口、さらに圧力発生ユニット２０との間の信号線（図示省略）や外部電源９４からの電源ライン９５を内部に収容した電線管９８の開口が露出して臨んでいる。そして、ガス供給配管９１の接続口、圧縮空気供給配管９２の接続口は、ディスペンサ筐体３１の底面開口部３２を介して、ガス供給管路４１、圧縮空気管路４９の一端側と接続され、信号線や電源ライン９５は、同様に底面開口部３２を介して、制御装置７０の電源回路等に案内接続されている。ディスペンサユニット３０は、ピット９６の取り合い用開口部９７にディスペンサ筐体３１の底面開口部３２を合わせて、ピットの取り合い用開口部を覆うようにして敷地面上にコンクリート製のベース（基台）９９を介して設置されている。

【0060】

ディスペンサ筐体３１内には、図１に示したように、流量計４３，流量調整弁４４，遮断弁４５等の機器が介在させられたガス供給管路４１や、流量調整弁４４，遮断弁４５といった空圧作動機器のアクチュエータに動力としての乾燥圧縮空気を供給する圧縮空気管路４９が配設されている。また、ディスペンサ筐体３１には、制御装置７０が収容され、操作部６１及び表示器６５がその操作面及び表示面を、図３に示すように外部に臨ませて設けられている。

【0061】

より具体的に、表示器６５は、図４に示すように、表示パネル６６やその駆動回路（図示省略）を、耐圧防爆構造からなる表示器ケース６７の内部に収容された構成になっている。表示器ケース６７には、そのケース筐体面に、透明板６８によって閉塞された開口窓６９が形成されており、この開口窓６９には表示パネル６６の表示面が臨んだ構成になっている。

【0062】

これに対し、ディスペンサ筐体３１の表示部部分３５は、ディスペンサ筐体３１に形成された、強化ガラスや透明アクリル板のような透明板３６によって閉塞される表示部筐体開口部３７に、表示器６５の表示器パネル６６の表示面を臨ませる表示開口部３８が形成された化粧板パネル３９を配置した構成になっている。

【0063】

そして、表示器６５は、表示パネル６６の表示面が臨んだ表示器ケース６７の開口窓６９を、ディスペンサ筐体３１の表示部筐体開口部３７に配置された化粧板パネル３９の表示開口部３８に合致させるようにして、ディスペンサ筐体３１内に配置固定されている。これにより、ディスペンサ筐体３１の外部から、透明板３６によって閉塞される表示部筐体開口部３７、化粧板パネル３９の表示開口部３８を介して、表示器６５の表示器パネル６６の表示面が視認できるようになっている。

【0064】

このような図１，図３，図４に基づく構成のガス供給装置１０のディスペンサユニット３０において、例えば、ピット９６の枠部材に形成された配管導入孔やディスペンサ筐体の底面で覆われた取り合い用開口部９７に生じた隙間からピット内に雨水等の水分が侵入すると、この侵入した水分より発生した湿気が、ディスペンサ筐体３１の底面開口部３２を介してディスペンサ筐体３１の筐体内に侵入し、表示器６５の透明板３６の表面（外面）やディスペンサ筐体３１の透明板３６の裏面（内面）で結露し、表示器６５の表示内容が見えづらくなる。

【0065】

このような表示器６５の透明板６８の表面（外面）やディスペンサ筐体３１の透明板３６の裏面（内面）での結露の発生を防止し、また、発生してしまった結露を除去するため、ディスペンサユニット３０には結露発生防止・除去機構１００が設けられている。

【0066】

結露発生防止・除去機構１００は、ディスペンサユニット３０に備えられた流量調整弁４４や遮断弁４５のアクチュエータの駆動媒体としての乾燥圧縮空気を利用した構成になっている。

【0067】

結露発生防止・除去機構１００は、図１，図４に示すように、乾燥圧縮空気を案内する空気配管１１０と、空気配管を介して供給される乾燥圧縮空気を噴出させるノズル１２０とから構成される。

【0068】

図示の例では、空気配管１１０は、例えば可撓性を有する剛性チューブで構成されている。その上で、空気配管１１０は、一端側が、図１に示すように、空圧作動式の開閉調整弁からなる流量調整弁４４のアクチュエータの圧縮空気排出ポートに連通接続されている。ここで、流量調整弁４４のアクチュエータの圧縮空気排出ポートは、図２に示したガス充填作業のフローチャートで、流量調整弁４４が閉弁する際（ステップＳ４）、作動圧室の大気圧開放のためにアクチェータの作動圧室に貯留されている既存の乾燥圧縮空気が放出される流量調整弁４４のアクチュエータに備えられたポートである。具体的に、図１に示した流量調整弁４４においては、パイロット４４ｐ２の圧縮空気排出ポートが該当する。これにより、ガス充填作業時に、定圧上昇制御方式又は定流量制御方式といった予め設定された流量制御方式で流量調整弁４４の弁開度の調整が行われている際、流量調整弁４４の弁開度に応じて開弁調整されたパイロット４４ｐ２を介し、流量調整弁４４のアクチュエータの作動圧室か排出される乾燥圧縮空気が、空気配管１１０の一端側から随時導入されるようになっている。

【0069】

そして、空気配管１１０は、図１，図４に示すように、ディスペンサ筐体３１内における表示器６５の透明板６８の表面（外面）とディスペンサ筐体３１の透明板３６の裏面（内面）との間の空間Ｓ又はその近傍に到るように、ディスペンサ筐体３１内を配設され、空気配管１１０の他端側はノズル１２０と連通接続されている。

【0070】

ノズル１２０は、一乃至複数の噴出口を有し、図示の例では、乾燥圧縮空気を主にディスペンサ筐体３１の透明板３６の裏面（内面）側に噴きつけるように噴出口の向きを調整されて固定配置されている。このノズル１２０の噴出口の向きは、空間Ｓと透明板６８を挟んだ表示器ケース６７内との温度差よりも、空間Ｓと透明板３６を挟んだ外部雰囲気との温度差の方が大きくなり易く、透明板６８の表面（外面）よりも透明板３６の裏面（内面）の方が結露が発生し易いことに基づくものである。そして、ノズル１２０の噴出口は、乾燥圧縮空気を透明板３６の裏面（内面）側に噴きつける際は、透明板３６の裏面に対してシャワー状に乾燥圧縮空気を噴きつけることが可能な形状になっている。

【0071】

次に、この結露発生防止・除去機構１００による結露発生防止・除去動作について、図２のフローチャートで示したディスペンサユニット３０によるガス充填作業と関連させて説明する。

【0072】

結露発生防止・除去機構１００では、流量調整弁４４の開閉調整により弁体が閉弁調整され、アクチュエータに備えられた圧縮空気排出ポートからその閉弁調整量に応じた乾燥圧縮空気が排出されるとき、この排出された乾燥圧縮空気が空気配管１１０を介してノズル１２０に供給され、ノズル１２０から噴出される。

【0073】

そのため、図２のフローチャートで示したディスペンサユニット３０によるガス充填作業では、例えば、ステップＳ２で、流量調整弁４４、遮断弁４５それぞれのアクチェータの作動圧室へ圧縮空気供給源９３から乾燥圧縮空気を供給することによって開弁作動させた後、制御装置７０が、１次圧力センサ４２、２次圧力センサ４７の検出出力、及び流量計４３、燃料温度センサ４８の計測出力を取り込んで、これら出力に応じて、流量調整弁４４を用いて水素ガスの流量制御を行う際に、流量調整弁４４の開弁量を調整するためパイロット４４ｐ２からアクチュエータの作動圧室内の乾燥圧縮空気が排出されている場合は、その都度、圧縮空気排出ポートから排出される乾燥圧縮空気が空気配管１１０を介してノズル１２０に供給され、ノズル１２０から噴出される。

【0074】

また、ステップＳ４で、ガス充填の終了時に、流量調整弁４４を閉弁するためアクチュエータの圧縮空気排出ポートから作動圧室内の乾燥圧縮空気が排出される場合にも、この排出される乾燥圧縮空気がパイロット４４ｐ２から空気配管１１０を介してノズル１２０に供給されることとなり、ノズル１２０から噴出される。

【0075】

これにより、ディスペンサ筐体３１内における表示器６５の透明板６８の表面（外面）とディスペンサ筐体３１の透明板３６の裏面（内面）との間の空間Ｓの雰囲気を、乾燥圧縮空気による湿度が極めて低い雰囲気に置き換えることができ、空間Ｓの雰囲気の湿度を下げて、透明板６８の表面（外面）や透明板３６の裏面（内面）に結露を発生しにくくすることができる。

【0076】

また、仮に、透明板３６の裏面（内面）に結露が発生している場合であっても、ノズル１２０から湿度が極めて低い乾燥圧縮空気を透明板３６の裏面（内面）に結露に噴きつけることができるので、結露の蒸発が促進され、結露の除去性能が向上する。

【0077】

さらに、空間Ｓへの乾燥圧縮空気の噴出は、空圧作動機器としての流量調整弁４４におけるアクチュエータの圧縮空気排出ポートからの作動圧室の乾燥圧縮空気の排出を利用することによって、結露発生防止・除去機構１００はこの乾燥圧縮空気を空気配管１１０を介してノズル１２０に導く構成で済み、ディスペンサ筐体に結露防止専用の圧縮機等の機器をわざわざ設ける必要もないので、コストアップを抑制することができる。

【0078】

加えて、透明板３６の裏面（内面）に噴きつける乾燥圧縮空気に、流量調整弁４４のアクチュエータの圧縮空気排出ポートから排出される乾燥圧縮空気を利用することによって、流量調整弁４４の作動に応じて、スポット的に結露の発生防止及び除去を自動で行うことができる。

【0079】

特に、流量調整弁４４を用いることによって、ガス充填作業時における充填対象への供給ガス（充填ガス）の流量調整中、ガス充填停止時若しくは終了時には、制御弁の閉弁によってアクチュエータから排出された乾燥圧縮空気が表示窓の内面に噴きつけられるので、ガス充填作業のガス充填中並びにガス充填終了時における、充填対象へのガス充填量、ガス充填圧力、単価等といったガス充填に関する情報の確認を、結露の影響なく確実に行うことができる。

【0080】

なお、上記した実施の形態では、空気配管１１０の一端側は、流量調整弁４４のパイロット４４ｐ２の圧縮空気排出ポートに接続したが、パイロット４４ｐ１の圧縮空気排出ポートにも分岐接続される構成であってもよく、要は、流量調整弁４４の圧縮空気排出ポートに接続されていればよい。また、流量調整弁４４の具体的な構成についても、上記した実施の形態では、パイロット４４ｐ１は、圧縮空気供給源９３からの圧縮空気の供給状態とアクチュエータの作動圧室内の大気圧開放状態とを切り換える構成としたが、単に圧縮空気供給源９３からの圧縮空気の供給・遮断状態を行う構成とし、アクチュエータの作動圧室内の大気圧開放は、このパイロット４４ｐ１を遮断状態にしてパイロット４４ｐ２の開放によって行う構成であってもよく、図示の構成に限定されない。さらに、上記した実施の形態では、空気配管１１０の一端側は、流量調整弁４４のアクチュエータの圧縮空気排出ポートに接続した構成としたが、遮断弁４５のアクチュエータの圧縮空気排出ポートに接続した構成としてもよい。

【0081】

また、上記した実施の形態では、乾燥圧縮空気を、ディスペンサユニット３０に備えられた流量調整弁４４、遮断弁４５といった空圧作動機器のアクチュエータの圧縮空気排出ポートから排出される乾燥圧縮空気を利用する構成としたが、空圧作動機器のアクチュエータに乾燥圧縮空気を供給する圧縮空気管路４９に、空圧作動機器と並列に、結露発生防止・除去機構１００の空気配管１１０を接続する構成とすることも可能である。ただし、この場合は、流量調整弁４４、遮断弁４５といった空圧作動機器を、透明板３６の裏面（内面）への乾燥圧縮空気の噴きつけを制御する制御機構としてそのまま利用できなくなるが、乾燥圧縮空気の噴きつけを制御する開閉弁を空気配管１１０又はノズル１２０に設けることにより、ガス充填作業の実施に応じて乾燥圧縮空気の噴きつけを行うことができる。

【0082】

このように、本発明に係るガス供給装置の実施の形態は、ディスペンサユニット３０に備えられた流量調整弁４４、遮断弁４５といった空圧作動機器のアクチュエータの駆動媒体である乾燥圧縮空気を用い、この乾燥圧縮空気を表示器６５の表示面（開口窓６９が該当）が臨むディスペンサ筐体３１の表示窓（透明板３６によって閉塞された表示部筐体開口部３７が該当）の内面に噴きつけることにより、結露の発生を防止し、また発生した結露を除去するものであれば、その具体的な構成は上述した実施の形態に限定されず、種々の変形例が可能である。

【符号の説明】

【0083】

１０ ガス供給装置、 ２０ 圧力発生ユニット、 ２１ 圧縮機、
２２ ガス蓄圧器、 ２３ 逆止弁、 ３０ ディスペンサユニット、
３１ ディスペンサ筐体、 ３２ 底面開口部、 ３３ 収納部、
３５ 表示部部分、 ３６ 透明板、 ３７ 表示部筐体開口部、
３８ 表示開口部、 ３９ 化粧板パネル、 ４１ ガス供給管路、
４２ １次圧力センサ、 ４３ 流量計、 ４４ 流量調整弁、
４５ 遮断弁、 ４６ 冷却器、 ４７ ２次圧力センサ、
４８ 燃料温度センサ、 ４９ 圧縮空気管路、 ５１ 充填ホース、
５２ 充填カップリング、 ５３ 緊急離脱カップリング、
６１ 操作部、 ６２ 充填開始スイッチ、 ６３ 充填停止スイッチ、
６４ プリセットスイッチ６４、 ６５ 表示器、 ６６ 表示パネル、
６７ 表示器ケース、 ６８ 透明板、 ６９ 開口窓、
７０ 制御装置、 ８０ ＣＮＧ車、 ８１ 燃料タンク、
８２ 充填口カップリング、 ９０ ガス供給ステーション、
９１ ガス供給配管、 ９２ 圧縮空気供給配管、
９３ 圧縮空気供給源、 ９４ 外部電源、 ９５ 電源ライン、
９６ ピット、 ９７ 取り合い用開口部、 ９８ 電線管、 ９９ ベース、
１００ 結露発生防止・除去機構、 １１０ 空気配管、 １２０ ノズル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】