特開 2023-166737 燃料ガス充填システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023166737

(43)【公開日】2023-11-22

(54)【発明の名称】燃料ガス充填システム

(51)【国際特許分類】

   B67D 9/00 20100101AFI20231115BHJP

   F17C 5/06 20060101ALI20231115BHJP

   B63B 27/24 20060101ALI20231115BHJP

【ＦＩ】

B67D9/00 A

F17C5/06

B63B27/24 B

B67D9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022077468

(22)【出願日】2022-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】000110099

【氏名又は名称】トキコシステムソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 恒治

【テーマコード（参考）】

3E083

3E172

【Ｆターム（参考）】

3E083BB15

3E083BB20

3E172AA02

3E172AA05

3E172AB01

3E172BA01

3E172BB05

3E172BB13

3E172BB17

3E172BD01

3E172EA02

3E172EA14

3E172EA24

3E172JA08

(57)【要約】

【課題】船舶の燃料タンクに対する燃料ガスの充填を安全に行う。
【解決手段】係船柱５５に係留用ロープ５６を用いて係留された船舶５１の燃料タンク５２に対し、ガス蓄圧器２に貯留された燃料ガス（水素ガス）を充填する燃料ガス充填システム１において、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めするラッチ機構１６を備えている。この構成によれば、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が行われる間、係留用ロープ５６が係船柱５５から離脱してしまうのをラッチ機構１６によって阻止することができる。この結果、燃料タンク５２に対する水素ガスの充填中に、不用意に船舶５１が埠頭５０から離岸して充填ホース９が破損する事態を防止することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

係船柱に係留用ロープを用いて係留された船舶の燃料タンクに対し、ガス蓄圧器に貯留された燃料ガスを充填する燃料ガス充填システムにおいて、
前記係船柱に対して前記係留用ロープを外れ止めするラッチ機構を備えたことを特徴とする燃料ガス充填システム。

【請求項2】

前記燃料ガスは、先端に前記燃料タンクの充填口に接続される充填カップリングが設けられた充填ホースを用いて前記燃料タンクに充填される構成とし、
前記ラッチ機構は、前記充填カップリングが前記燃料タンクの前記充填口に接続されている間は前記係船柱に対して前記係留用ロープを外れ止めすることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス充填システム。

【請求項3】

前記燃料タンクの前記充填口から取り外された前記充填カップリングを保持するカップリング保持具を備え、
前記ラッチ機構は、前記充填カップリングが前記カップリング保持具に保持された状態で、前記係船柱に対する前記係留用ロープの外れ止めを解除することを特徴とする請求項２に記載の燃料ガス充填システム。

【請求項4】

前記充填カップリングが前記カップリング保持具に保持されているか否かを検出するカップリング検出器を備えたことを特徴とする請求項３に記載の燃料ガス充填システム。

【請求項5】

係船柱に係留用ロープを用いて係留された船舶の燃料タンクに対し、ガス蓄圧器に貯留された燃料ガスを充填する燃料ガス充填システムにおいて、
前記船舶が係留用ロープを用いて係留されているか否かの係留状態を検出する係留検出器を備えたことを特徴とする燃料ガス充填システム。

【請求項6】

前記係留検出器が前記船舶が前記係留用ロープを用いて係留されていることを検出している場合に、前記船舶の燃料タンクへの燃料ガスの充填を可能とする制御手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の燃料ガス充填システム。

【請求項7】

前記燃料ガスは、先端に前記燃料タンクの充填口に接続される充填カップリングが設けられた充填ホースを用いて前記燃料タンクに充填される構成とし、
前記係留検出器は前記係船柱に前記係留用ロープが掛けてあるか否かを検出するロープ検出器であり、
前記充填カップリングが前記燃料タンクの前記充填口に接続されている状態で、前記ロープ検出器により前記係留用ロープが前記係船柱から外れたことが検出された場合に、前記制御手段は前記燃料タンクへの充填を禁止することを特徴とする請求項６に記載の燃料ガス充填システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば水素ガス等の燃料ガスを船舶に搭載された燃料タンクに充填するのに好適に用いられる燃料ガス充填システムに関する。

【背景技術】

【0002】

カーボンニュートラルを実現するため、水素ガス等を燃料とする燃料電池や水素エンジンを搭載した船舶の実用化が望まれている。現在、実用化されている燃料電池自動車や圧縮天然ガス自動車においては、燃料ガス充填装置を用いて、燃料となる高圧な水素ガスや圧縮天然ガスを燃料タンクに充填するようになっている。

【0003】

例えば特許文献１には、ガス蓄圧器に貯留された燃料ガスが供給されるガス供給管路と、一端が前記ガス供給管路に接続され、他端が充填カップリングを介して燃料タンクに接続される充填ホースとを含んで構成された燃料ガス充填装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１３３８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した従来技術による燃料ガス充填装置は、自動車に搭載された燃料タンクに対して燃料ガスを充填することを想定している。このため、従来技術による燃料ガス充填装置を用いて船舶に対する燃料ガスの充填作業を行う場合には、船舶に特有の課題がある。

【0006】

即ち、充填ホースに設けられた充填カップリングを船舶の燃料タンクの充填口に接続した状態で、燃料ガスの充填を行っているときに、停泊中の船舶が、何らかの原因で係留場所から移動する事態が発生する可能性がある。

【0007】

その場合、燃料ガス充填装置から船舶の燃料タンクの充填口までの距離が充填ホースの長さより長くなると、船舶の燃料タンクの充填口と充填カップリングとの接続部や充填ホース自体に負荷（過大な引っ張り力）がかかり、当該充填口、充填カップリングや充填ホースが損傷する恐れがある。

【0008】

本発明の一実施形態の目的は、船舶の燃料タンクに燃料ガスを充填する際、より安全に充填を行う事ができるようにした燃料ガス充填システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態による燃料ガス充填システムは、係船柱に係留用ロープを用いて係留された船舶の燃料タンクに対し、ガス蓄圧器に貯留された燃料ガスを充填する燃料ガス充填システムにおいて、前記係船柱に対して前記係留用ロープを外れ止めするラッチ機構を備えたことを特徴としている。

【0010】

また、本発明の他の実施形態による燃料ガス充填システムは、係船柱に係留用ロープを用いて係留された船舶の燃料タンクに対し、ガス蓄圧器に貯留された燃料ガスを充填する燃料ガス充填システムにおいて、前記船舶が前記係留用ロープを用いて係留されているか否かの係留状態を検出する係留検出器を備えたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一実施形態によれば、係船柱に係留用ロープを用いて確実に船舶を係留することにより、燃料ガスの充填時における船舶の移動を阻止するよう構成したため、船舶の燃料タンクの充填口と充填カップリングとの接続部や充填ホース自体の損傷を防止することができる。

【0012】

また、本発明の他の実施形態によれば、船舶が係留用ロープを用いて係留されているか否かの係留状態が検出器によって検出されるので、船舶が係留されていない状態で船舶の燃料タンクに燃料ガスの充填がされてしまう恐れを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態による燃料ガス充填システムを、燃料ガスの充填作業が行われる前の状態で示す全体構成図である。

【図2】燃料ガス充填システムを、燃料ガスの充填が行われている状態で示す全体構成図である。

【図3】図１中の係船柱、係留用ロープ、ラッチ機構等を示す要部拡大図である。

【図4】ラッチ機構が係留用ロープを外れ止めした状態を示す要部拡大図である。

【図5】図１中のカップリング保持具、充填カップリング、カップリング検出器等を示す要部拡大図である。

【図6】カップリング保持具から充填カップリングを取り外した状態を示す要部拡大図である。

【図7】第１の実施形態による制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。

【図8】比較例による燃料ガス充填システムを示す全体構成図である。

【図9】第２の実施形態による燃料ガス充填システムを、燃料ガスの充填が行われている状態で示す全体構成図である。

【図10】図９中の係船柱、係留用ロープ、ロープ検出器等を示す要部拡大図である。

【図11】第２の実施形態による制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。

【図12】係留検出器の変形例を示す要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態による燃料ガス充填システムについて、添付図面に従って説明する。

【0015】

図１および図２は第１の実施形態による燃料ガス充填システム１を示している。図１は、燃料ガスの充填が行われる前の状態を示し、図２は、燃料ガスの充填が行われている状態を示している。図中、燃料ガス充填システム１は、港湾の埠頭５０付近に停泊した船舶５１（水上オートバイなどの小型船舶を含む。）の燃料タンク５２に、水素ガス等の高圧な燃料ガスを充填するために用いられる。燃料ガス充填システム１は、後述する燃料ガス充填装置３を含んで構成されている。

【0016】

浮桟橋５３は、船舶５１が停泊する港湾の海面Ａ上に設けられている。浮桟橋５３は、海面Ａ上に浮かんだ状態でアンカー等（図示せず）を用いて埠頭５０付近に設置されている。浮桟橋５３は、船舶５１が係留されることにより船舶５１と埠頭５０とを連結し、船舶５１の乗員等は、浮桟橋５３を渡って船舶５１と埠頭５０との間を往来する。また、埠頭５０とは反対側に位置する浮桟橋５３の側面５３Ａには、船舶５１が接岸するときの衝撃を緩和する防舷材５４が設けられている。

【0017】

係船柱５５は、浮桟橋５３が設置された埠頭５０の岸壁に設けられている。係船柱５５は逆J字型の鉄柱からなり、係船柱５５の基端側は埠頭５０の岸壁に埋設され、係船柱５５の先端５５Ａは、埠頭５０の上面５０Ａから上方に離間している。船舶５１に搭載された係留用ロープ５６(縄や綱等)を、係船柱５５に掛け止めすることにより、船舶５１を埠頭５０に係留することができる。このように、係留用ロープ５６を係船柱５５に掛け止めして船舶を係留した状態で、燃料ガス充填装置３を用いて停泊中の船舶５１の燃料タンク５２に燃料ガスを充填する。また、係船柱５５の先端５５Ａと埠頭５０の上面５０Ａとの間には、後述するラッチ機構１６が配置されている。

【0018】

ガス蓄圧器２は、埠頭５０に設けられている。ガス蓄圧器２は、高圧に圧縮された水素ガスを貯留する容器であり、水素ガスの供給源となっている。ガス蓄圧器２は、例えば並列に接続された複数の容器によって構成され、ガス蓄圧器２の吐出管２Ａには、燃料ガス充填装置３のガス供給管路８の一端８Ａが接続されている。ガス蓄圧器２に貯留された水素ガスは、埠頭５０上に設けられた燃料ガス充填装置３を介して船舶５１の燃料タンク５２に充填される。

【0019】

燃料ガス充填装置３は、ガス蓄圧器２と共に埠頭５０に設けられ、埠頭５０に係留されて停泊した船舶５１の燃料タンク５２に対し、加圧された圧縮状態の燃料ガス（例えば、水素ガス）を充填する。

【0020】

燃料ガス充填装置３は、筐体４と、ガス蓄圧器２に貯留された水素ガスが供給されるガス供給管路８と、ガス供給管路８と船舶５１の燃料タンク５２との間を接続する充填ホース９と、ガス供給管路８を流れる水素ガスを冷却する冷却器１３とを含んで構成されている。また、筐体４内には、後述する流量調整弁１１、開閉弁１２、流量計１４、制御装置１５等が設けられている。

【0021】

筐体４は、埠頭５０に設けられ、燃料ガス充填装置３の外殻を構成している。筐体４は、例えば４つの側面（壁面）と上面とを有する直方体の箱状に形成されている。筐体４のうち船舶５１側となる一側面５には、ガス供給管路８と充填ホース９との間を接続する継手６と、後述する充填カップリング１０を保持するためのカップリング保持具７とが設けられている。

【0022】

ガス供給管路８は、ガス蓄圧器２に接続され、ガス蓄圧器２に貯留された加圧状態の水素ガスを充填ホース９に供給する。ガス蓄圧器２側に位置するガス供給管路８の一端８Ａは、ガス蓄圧器２の吐出管２Ａに接続されている。ガス供給管路８の他端８Ｂは、筐体４の一側面５に設けられた継手６に接続されている。

【0023】

充填ホース９は、筐体４の外部に設けられ、ガス供給管路８と船舶５１の燃料タンク５２との間を接続する。充填ホース９は、可撓性を有する耐圧ホースを用いて形成され、ガス蓄圧器２に貯留された水素ガスを燃料タンク５２に充填する。充填ホース９の一端９Ａは、筐体４の一側面５に設けられた継手６に接続され、この継手６を介してガス供給管路８に接続されている。

【0024】

充填カップリング１０は、充填ホース９の他端に設けられている。充填カップリング１０は、燃料タンク５２の充填口５２Ａに対して係脱可能にロックされるロック機構（図示せず）を備えている。このロック機構は、水素ガスの充填時に、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａから不用意に外れるのを防止している。これにより、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続された状態において、ガス蓄圧器２に貯留された高圧な水素ガスを、ガス供給管路８、充填ホース９および充填カップリング１０を通じて船舶５１の燃料タンク５２に充填することができる。

【0025】

ガス供給管路８の途中には、流量調整弁１１、開閉弁１２が設けられている。開閉弁１２は、ガス供給管路８内を流れる水素ガスの流れ方向に対し、流量調整弁１１よりも下流側に配置されている。流量調整弁１１は、後述する制御装置１５から出力される制御信号に応じた弁開度に制御される。これにより、ガス供給管路８内を流れる水素ガスの流量を、流量調整弁１１によって調整することができる。開閉弁１２は、制御装置１５から出力される制御信号に応じて開弁状態と閉弁状態とに切換えられる。開閉弁１２を開弁状態とすることにより、ガス供給管路８内に水素ガスを流通させることができ、開閉弁１２を閉弁状態とすることにより、水素ガスの流通を遮断することができる。

【0026】

冷却器１３は、筐体４内に設けられ、例えば流量調整弁１１と開閉弁１２との間に位置してガス供給管路８の最下流側に配置されている。冷却器１３は、ガス供給管路８内を流れる水素ガスを冷却し、船舶５１の燃料タンク５２に充填される水素ガスの温度上昇を抑えている。流量計１４は、ガス供給管路８の途中に設けられている。流量計１４は、ガス供給管路８内を流れる水素ガスの流量を計測し、計測結果を制御装置１５に出力する。

【0027】

制御装置１５は、筐体４内に設けられている。制御装置１５の入力側には、流量計１４、後述するリミットスイッチ１８等が接続され、制御装置１５の出力側には、流量調整弁１１、開閉弁１２、後述するラッチ機構１６等が接続されている。制御装置１５は、流量調整弁１１、開閉弁１２等の制御を行うことにより、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填を制御する。具体的には、筐体４に設けられた充填開始スイッチ、充填停止スイッチ(いずれも図示せず)の操作に応じて、開閉弁１２の開弁、閉弁動作を行うことにより、船舶５１の燃料タンク５２への水素ガスの充填開始及び充填停止等の充填制御を行う。

【0028】

埠頭５０に係留された船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填制御は、充填ホース９に設けられた充填カップリング１０を、燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続した状態で開始される。即ち、ガス蓄圧器２に貯留された水素ガスは、ガス供給管路８、充填ホース９、充填カップリング１０を介して燃料タンク５２に充填される。この水素ガスの充填制御において、制御装置１５は、流量計１４からの信号に基づいてガス供給管路８内を流れる水素ガスの流量を検知し、燃料タンク５２に対する水素ガスの充填量を演算する。そして、制御装置１５は、演算した水素ガスの充填量に応じて流量調整弁１１、開閉弁１２等に制御信号を出力する。これにより、流量調整弁１１の弁開度、開閉弁１２の開閉動作等が適宜に制御され、燃料タンク５２に対して迅速かつ安全に水素ガスを充填することができる。

【0029】

次に、本実施形態に用いられるラッチ機構１６について説明する。

【0030】

図３および図４に示すように、ラッチ機構１６は、埠頭５０の上面５０Ａと係船柱５５の先端５５Ａとの間に設けられている。ラッチ機構１６は、例えばエアシリンダにより構成され、係船柱５５の先端５５Ａの真下に配置されている。ラッチ機構１６は、係船柱５５に対して固定されたチューブ１６Ａと、チューブ１６Ａ内を２つのエア室に仕切るピストン（図示せず）と、一端（下端）がピストンに固定され他端（上端）がチューブ１６Ａの外部に突出したロッド１６Ｂとを有している。

【0031】

チューブ１６Ａには、電磁式切換弁（図示せず）が一体的に取り付けられている。この電磁式切換弁は、チューブ１６Ａ内の２つのエア室と空圧ポンプとの間に設けられ、制御装置１５から出力される制御信号に応じて空圧ポンプからの空気をチューブ１６Ａ内の２つのエア室に選択的に供給する。これにより、ラッチ機構１６のロッド１６Ｂは、図３に示す縮小位置と図４に示す伸長位置とに切換えられる。

【0032】

ロッド１６Ｂが伸長位置（ラッチ機構ＯＮ）となったときには、ロッド１６Ｂの上端が係船柱５５の先端５５Ａに当接する。従って、係留用ロープ５６を係船柱５５に掛け止めした状態でロッド１６Ｂを伸長位置とすることにより、係留用ロープ５６を係船柱５５に対して外れ止めすることができる。一方、ロッド１６Ｂが縮小位置（ラッチ機構ＯＦＦ）となったときには、ロッド１６Ｂの上端と係船柱５５の先端５５Ａとの間に、係留用ロープ５６が通過できるだけの隙間１７が形成される。従って、ロッド１６Ｂを縮小位置とすることにより、係船柱５５に対する係留用ロープ５６の外れ止めが解除され、係留用ロープ５６を係船柱５５に対して取り付け（掛け止め）、取り外しすることができる。

【0033】

このように、ラッチ機構１６は、埠頭５０に係留された船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が行われるとき、即ち、充填ホース９の充填カップリング１０が、燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されている間は、ロッド１６Ｂを伸長位置に保持することにより、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めする。これにより、ラッチ機構１６は、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填中に係留用ロープ５６が係船柱５５から離脱し、船舶５１が埠頭５０から離岸（移動）してしまう事態を防止している。

【0034】

一方、ラッチ機構１６は、燃料タンク５２の充填口５２Ａから取り外された充填カップリング１０が筐体４のカップリング保持具７に保持された状態で、ロッド１６Ｂを縮小位置に切換えることにより、係船柱５５に対する係留用ロープ５６の外れ止めを解除する。これにより、水素ガスの充填が終了した後には、係留用ロープ５６を係船柱５５から取り外すことにより、船舶５１を埠頭５０から離岸させることができる。

【0035】

カップリング検出器としてのリミットスイッチ１８は、カップリング保持具７に設けられている。図５および図６に示すように、リミットスイッチ１８は回動アーム１８Ａを有し、回動アーム１８Ａは、充填ホース９の充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されたときに、充填カップリング１０によって押圧操作される。これにより、リミットスイッチ１８は、充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されたことを示す検出信号を、制御装置１５に出力する。一方、水素ガスの充填を行うため、充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外されているとき（即ち、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されたとき）には、リミットスイッチ１８の回動アーム１８Ａに対する押圧操作が解除される。これにより、リミットスイッチ１８は、充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外されていることを示す検出信号を、制御装置１５に出力する。

【0036】

制御装置１５は、リミットスイッチ１８からの検出信号に基づいて、充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されているか否かを判定し、判定結果に応じた制御信号をラッチ機構１６に出力することにより、ラッチ機構１６の動作を制御する。例えば、リミットスイッチ１８からの検出信号が、充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されていることを示している場合には、制御装置１５は、ラッチ機構１６のロッド１６Ｂを縮小位置（図３の位置）へと移動させる。これにより、係船柱５５の先端５５Ａとロッド１６Ｂとの間に隙間１７が形成され、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を着脱することができる。

【0037】

一方、リミットスイッチ１８からの検出信号が、充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外されていることを示している場合には、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続され、燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が行われている（或いは、行われようとしている）と判断できる。従って、制御装置１５は、ラッチ機構１６のロッド１６Ｂを伸長位置（図４の位置）へと移動させる。これにより、係船柱５５の先端５５Ａにロッド１６Ｂが当接して隙間１７が閉塞され、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めすることができる。

【0038】

このように、本実施形態による燃料ガス充填システム１は、上述した燃料ガス充填装置３と、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めするラッチ機構１６とを含んで構成されている。以下、燃料ガス充填システム１を用いて船舶５１の燃料タンク５２に水素ガス（燃料ガス）を充填する作業について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図７に示すフローチャートの各ステップは、それぞれ「Ｓ」という表記を用い、例えばステップ１を「Ｓ１」として示す。

【0039】

まず、水素ガスの充填対象となる燃料タンク５２を搭載した船舶５１は、浮桟橋５３を介して埠頭５０の岸壁に接岸する。そして、作業員は、船舶５１に搭載された係留用ロープ５６を埠頭５０側に投入し、係船柱５５の先端５５Ａとロッド１６Ｂとの間に形成された隙間１７を通じ、係留用ロープ５６を係船柱５５に掛け止めする。これにより、図１に示すように、船舶５１は、埠頭５０に横付けされた状態で係留される。

【0040】

そして、係留用ロープ５６を係船柱５５に掛け止めした後には、作業員は充填ホース９の充填カップリング１０を、筐体４のカップリング保持具７から取り外す。このとき、制御装置１５は、Ｓ１にてリミットスイッチ１８がＯＦＦになったか否かを判定する。Ｓ１において「ＮＯ」と判定される間は、この判定処理を繰り返す。そして、充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外されてリミットスイッチ１８がＯＦＦとなることにより、Ｓ１において「ＹＥＳ」と判定されると、Ｓ２に進む。制御装置１５は、Ｓ２にてラッチ機構１６に伸長用の駆動信号を出力（ラッチ機構ＯＮ）し、ロッド１６Ｂを縮小位置から伸長位置に移動させた後、Ｓ３に進む。これにより、係船柱５５の先端５５Ａにロッド１６Ｂが当接して隙間１７が閉塞され、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めすることができる。

【0041】

次に、作業員は、充填ホース９の充填カップリング１０を、船舶５１の燃料タンク５２に設けられた充填口５２Ａに接続し、充填開始スイッチ（図示せず）をＯＮ操作して充填を開始する。このとき、制御装置１５は、Ｓ３において充填開始スイッチがＯＮ操作されたか否かを判定する。Ｓ３において「ＮＯ」と判定される間は、この判定処理を繰り返す。そして、Ｓ３において「ＹＥＳ」、即ち充填開始スイッチがＯＮ操作されたと判定した場合には、Ｓ４に進み、開閉弁１２を開弁させて充填を開始する。これにより、ガス蓄圧器２に貯留された水素ガスが、ガス供給管路８、充填ホース９、充填カップリング１０を介して燃料タンク５２に充填される。

【0042】

このとき、冷却器１３は、ガス供給管路８内を流れる水素ガスを冷却し、充填ホース９に向けて供給される水素ガスの温度を低下させる。この結果、ガス蓄圧器２から吐出した水素ガスを、ガス供給管路８内で冷却した状態で、充填ホース９、充填カップリング１０を通じて燃料タンク５２に充填することができる。

【0043】

次に、制御装置１５は、Ｓ５において燃料タンク５２への充填が終了したか否かを判定する。この充填が終了したか否かの判定は、例えば、燃料タンク５２への水素ガスの充填量が予め定められた所定充填量に達したか否かや、燃料タンク５２内の圧力を測定するための圧力測定手段（図示せず）により測定された圧力が予め定められた所定圧力に到達したか否かや、作業員により充填停止スイッチ（図示せず）がＯＮ操作されたか否かを判定することにより行われる。Ｓ５において「ＮＯ」と判定される間(充填が終了していないと判定されている間)は、この判定処理を繰り返す。そして、Ｓ５において「ＹＥＳ」、即ち、充填が終了したと判定した場合には、Ｓ６に進み、開閉弁１２を閉弁させて充填を終了する。

【0044】

燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が終了すると、作業員は、充填ホース９の充填カップリング１０を燃料タンク５２の充填口５２Ａから取り外し、この充填カップリング１０を、燃料ガス充填装置３のカップリング保持具７に保持する。このとき、制御装置１５は、Ｓ７においてリミットスイッチ１８がＯＮとなったか否かを判定する。Ｓ７において「ＮＯ」と判定される間は、この判定処理を繰り返す。そして、Ｓ７において「ＹＥＳ」、即ち充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されてリミットスイッチ１８がＯＮとなったと判定した場合には、Ｓ８に進む。制御装置１５は、Ｓ８にてラッチ機構１６に縮小用の駆動信号を出力（ラッチ機構ＯＦＦ）し、ロッド１６Ｂを伸長位置から縮小位置に移動させた後、制御処理を終了する。これにより、ラッチ機構１６による係留用ロープ５６の外れ止めが解除され、係船柱５５の先端５５Ａとロッド１６Ｂとの間に隙間１７が形成される。この結果、作業員は充填終了後、係留用ロープ５６を係船柱５５から取り外すことができ、船舶５１を埠頭５０から離岸させることができる。

【0045】

このようにして、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が行われている間、ラッチ機構１６のロッド１６Ｂは伸長位置を保持する。これにより、例えば潮位の干満によって海面Ａが上下に移動したとしても、係留用ロープ５６が係船柱５５から離脱してしまうのをラッチ機構１６によって阻止することができる。従って、燃料タンク５２に対する水素ガスの充填中に、不用意に船舶５１が埠頭５０から離岸（移動）してしまう事態を防止することができ、充填作業の安全性を高めることができる。

【0046】

なお、上述した制御装置１５による制御処理では、充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外された場合に、ラッチ機構１６によって係留用ロープ５６を外れ止め（ラッチ機構ＯＮ）する構成としたが、これに限らず、充填開始スイッチが操作された後、リミットスイッチ１８がＯＦＦとなった(充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外された)場合に、ラッチ機構ＯＮさせる構成であっても良い。

【0047】

次に、本実施形態による燃料ガス充填システム１と、図８に示す比較例による燃料ガス充填システム１０１との比較について説明する。

【0048】

比較例による燃料ガス充填システム１０１は、埠頭５０上に設けられた燃料ガス充填装置１０２によって構成され、本実施形態によるラッチ機構１６は備えていない。燃料ガス充填装置１０２は、本実施形態による燃料ガス充填装置３と同様に、筐体４、ガス供給管路８、充填カップリング１０、流量調整弁１１、開閉弁１２、冷却器１３、流量計１４、制御装置１５等を含んで構成されている。

【0049】

一方、船舶５１は、埠頭５０に設けられた係船柱５５に係留用ロープ５６を掛け止めすることにより、浮桟橋５３を挟んで埠頭５０に係留されている。しかし、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めするラッチ機構は設けられていない。このため、比較例による燃料ガス充填システム１０１では、例えば潮位の干満による海面Ａの上下動により、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填中に係船柱５５から係留用ロープ５６が離脱する可能性がある。このように、係船柱５５から係留用ロープ５６が離脱した場合には、停泊中の船舶５１が埠頭５０から離岸してしまい、燃料タンク５２の充填口５２Ａから充填カップリング１０が外れたり、充填ホース９が破損する可能性がある。

【0050】

かくして、本実施形態では、係船柱５５に係留用ロープ５６を用いて係留された船舶５１の燃料タンク５２に対し、ガス蓄圧器２に貯留された燃料ガス（水素ガス）を充填する燃料ガス充填システム１において、係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めするラッチ機構１６を備えている。この構成によれば、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が行われる間、係留用ロープ５６が係船柱５５から離脱してしまうのをラッチ機構１６によって阻止することができる。この結果、燃料タンク５２に対する水素ガスの充填中に、不用意に船舶５１が埠頭５０から離岸して充填ホース９が破損する事態を防止することができ、充填作業の安全性を高めることができる。

【0051】

本実施形態では、水素ガスは、先端に燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続される充填カップリング１０が設けられた充填ホース９を用いて燃料タンク５２に充填される構成とし、ラッチ機構１６は、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されている間は係船柱５５に対して係留用ロープ５６を外れ止めする。この構成によれば、埠頭５０に係留された船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填中に、係留用ロープ５６が係船柱５５から離脱してしまう事態を確実に阻止することができる。

【0052】

本実施形態では、燃料タンク５２の充填口５２Ａから取り外された充填カップリング１０を保持するカップリング保持具７を備え、ラッチ機構１６は、充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持された状態で、係船柱５５に対する係留用ロープ５６の外れ止めを解除する。この構成によれば、埠頭５０に係留された船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が終了した後、充填カップリング１０を、燃料タンク５２の充填口５２Ａから取り外し、筐体４のカップリング保持具７に保持することにより、ラッチ機構１６による係留用ロープ５６の外れ止めが解除される。従って、水素ガスの充填が終了した後には、係留用ロープ５６を係船柱５５から取り外すことにより、船舶５１を埠頭５０から離岸させることができる。

【0053】

本実施形態では、充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されているか否かを検出するリミットスイッチ１８を備えている。この構成によれば、リミットスイッチ１８によって、充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されているか否か、即ち、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填が行われているか否か（或いは、充填が行われようとしているか否か）を検出することができる。従って、リミットスイッチ１８よる検出結果に応じて、ラッチ機構１６の動作を制御することができる。

【0054】

次に、図９ないし図１１は本発明の第２の実施形態を示している。第２の実施形態の特徴は、船舶が係留用ロープを用いて係留されているか否かの係留状態を検出する係留検出器を備えたことにある。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明は省略する。

【0055】

図中、燃料ガス充填システム２１は、第１の実施形態による燃料ガス充填システム１と同様に、燃料ガス充填装置２２を含んで構成されている。燃料ガス充填装置２２は、第１の実施形態による燃料ガス充填装置３と同様に、筐体４、ガス供給管路８、充填ホース９、充填カップリング１０、流量調整弁１１、開閉弁１２、冷却器１３、流量計１４、後述する制御装置２５等を含んで構成されている。しかし、燃料ガス充填システム２１は、船舶の係留状態を検出する係留検出器としてのセンサ２３を備えている点で、第１の実施形態による燃料ガス充填システム１とは異なっている。

【0056】

ロープ検出器（係留検出器）としてのセンサ２３は、係船柱５５に設けられている。センサ２３は、船舶５１が係留用ロープ５６を用いて係船柱５５に係留されているか否かの係留状態を検出するもので、圧電素子等を用いた接触式センサにより構成されている。センサ２３は、図１０に示すように、係船柱５５に係留用ロープ５６を掛け止めしたときに、この係留用ロープ５６を検出する。これにより、センサ２３は、係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けてあるか否か、即ち船舶５１が係留用ロープ５６を用いて係留されているか否か（係留状態）に応じた検出信号を、制御装置２５に出力する。

【0057】

警報装置としての拡声器２４は、筐体４上に設けられている。拡声器２４は、制御装置２５からの制御信号によって駆動され、例えば係留用ロープ５６が係船柱５５から外れ、船舶５１が係留されていない状態となったときに、船舶５１あるいは船舶５１の周囲に対して警報音等の警報を発する。

【0058】

制御装置２５は、筐体４内に設けられている。制御装置２５の入力側には、流量計１４、リミットスイッチ１８、センサ２３等が接続され、制御装置２５の出力側には、流量調整弁１１、開閉弁１２、拡声器２４等が接続されている。制御装置２５は、センサ２３からの検出信号に基づいて、係船柱５５に係留用ロープ５６が掛け止めされているか否かを判定する。そして、制御装置２５は、係船柱５５に係留用ロープ５６が掛け止めされている、即ち船舶５１が係留されていると判定している間は、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填を可能とする。一方、制御装置２５は、係船柱５５に係留用ロープ５６が掛け止めされていない、即ち船舶５１が係留されていないと判定したときには、船舶５１の燃料タンク５２に対する水素ガスの充填を禁止すると共に、拡声器２４を駆動して警報を発生させる。

【0059】

第２の実施形態による燃料ガス充填システム２１は、船舶５１が係留用ロープ５６を用いて係留されているか否かを検出するセンサ２３を備えるもので、以下、燃料ガス充填システム２１を用いて水素ガスを充填する作業について、制御装置２５の制御処理を示す図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0060】

まず、燃料タンク５２を搭載した船舶５１が、浮桟橋５３を介して埠頭５０の岸壁に接岸すると、作業員は、係留用ロープ５６を係船柱５５に掛け止めする。次に、作業員は、充填ホース９の充填カップリング１０を、筐体４のカップリング保持具７から取り外す。このとき、制御装置２５は、Ｓ１１にてリミットスイッチ１８がＯＦＦになったか否かを判定し、Ｓ１１において「ＹＥＳ」、即ち充填カップリングがカップリング保持具７に保持されていない(充填カップリングが取り外された)と判定するとＳ１２に進む。

【0061】

Ｓ１２において、制御装置２５は、センサ２３からの検出信号に基づいて、係留用ロープ５６が検出されているか否か（係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けてあるか否か）を判定する。Ｓ１２において「ＮＯ」、即ち係留用ロープ５６が検出されない（係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けられていない）と判定した場合には、Ｓ１３に進む。Ｓ１３において、制御装置２５は、拡声器２４に制御信号を出力し、拡声器２４から、船舶５１あるいは船舶５１の周囲（少なくとも船舶５１）に対し、警報音等を発生させ、船舶５１の係留が解かれていることを報知する。次に、制御装置２５は、Ｓ１４に進み、充填開始スイッチ（図示せず）を無効化した後、制御処理を終了する。このように、Ｓ１４にて充填開始スイッチ（図示せず）を無効化することにより、仮に充填開始スイッチがＯＮ操作されても、開閉弁１２の開弁がなされないので、係留用ロープが掛けられていない状態で充填がなされてしまうことを防止できる。

【0062】

一方、Ｓ１２にて「ＹＥＳ」、即ち係留用ロープ５６が検出された（係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けられている）と判定した場合には、制御装置２５は、Ｓ１５に進み、充填開始スイッチが操作されたか否かを判定する。Ｓ１５において「ＮＯ」と判定される間は、この判定処理を繰り返す。そして、Ｓ１５において「ＹＥＳ」、即ち充填開始スイッチがＯＮ操作されたと判定した場合には、制御装置２５は、Ｓ１６に進み、開閉弁１２を開弁させ、充填を開始する。

【0063】

水素ガスの充填が開始された後、制御装置２５は、Ｓ１７にて係留用ロープ５６が検出されているか否かを判定すると共に、続くＳ１８にて水素ガスの充填が終了したか否かを判定する。なお、この充填が終了したか否かの判定の仕方は、前述のＳ５の判定の仕方と同様であるため、その説明を省略する。そして、制御装置２５は、Ｓ１８にて充填が終了していないと判定されている場合は、Ｓ１７に戻り、Ｓ１８にて「ＹＥＳ」、即ち充填が終了したと判定した場合にはＳ１９に進み、開閉弁１２を閉弁させて水素ガスの充填を終了する。このように、水素ガスの充填が終了するまでの間、制御装置２５は、Ｓ１７にて係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けられているか否かを常に判定する。そして、Ｓ１７にて「ＮＯ」、即ち係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けられていないと判定した場合には、制御装置２５はＳ１３に進み、上述したように拡声器２４から警報音等を発生させると共に、Ｓ１４にて充填開始スイッチ（図示せず）を無効化した後、制御処理を終了する。これにより、充填が開始された状態で係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けられていない場合には、充填が禁止・停止されるので、充填中に船舶５１が移動し、船舶５１の燃料タンク５２から充填カップリング１０が外れたり、充填ホース９が損傷してしまうことを防止できる。

【0064】

また、制御装置２５は、Ｓ１９において開閉弁１２を閉弁させて充填を終了した後、Ｓ２０にて係留用ロープ５６が検出されているか否かを判定すると共に、続くＳ２１にてリミットスイッチ１８がＯＮとなったか否かを判定する。そして、制御装置２５は、Ｓ２１にて「ＮＯ」、即ち充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されていないと判定した場合には、Ｓ２０に戻り、Ｓ２１にて「ＹＥＳ」、即ち充填カップリング１０がカップリング保持具７に保持されたと判定した場合には、本制御処理を終了する。

【0065】

一方、制御装置２５は、Ｓ２１にて充填カップリング１０がカップリング保持具７から取り外されていると判定し、かつ、Ｓ２０にて係船柱５５に係留用ロープ５６が掛け止めされていないと判定した場合には、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されているにも関わらず、係留用ロープ５６が係船柱５５から外れていると判定する。

【0066】

この場合には、燃料ガス充填装置２２と船舶５１の燃料タンク５２とが、充填ホース９を介して接続されている状態で、船舶５１が埠頭５０から離岸している可能性がある。このため、制御装置２５は、Ｓ２０にて係船柱５５に係留用ロープ５６が掛け止めされていないと判定した場合には、Ｓ１３に進み、上述したように拡声器２４から警報音等を発生させた後、制御処理を終了する。これにより、水素ガスの充填が終了した後においても、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されている状態（作業者が充填カップリング１０を取り外す前の状態）において、係留用ロープ５６が係船柱５５から外れて船舶５１が離岸した場合には、例えば船舶５１を埠頭５０に接岸させる対策等を迅速に講じることができる。

【0067】

なお、上述した制御装置２５による制御処理では、Ｓ１２において、センサ２３にて係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けてあると判定した後、充填開始スイッチがＯＮ操作された場合に、充填が開始(開閉弁が開弁)される態様を例示している。しかし、これに限らず、例えば充填開始スイッチが操作された後、センサ２３にて係船柱５５に係留用ロープ５６が掛けてあると判定した場合に、充填が開始されても良い。

【0068】

本実施形態による燃料ガス充填システム２１は、上述の如きセンサ２３を備えるもので、その基本的な作用効果については、第１の実施形態と格別差異はない。

【0069】

然るに、本実施形態では、船舶５１の係留用ロープ５６が、係船柱５５に掛けてあるか否かを検出するセンサ２３を備えている。この構成によれば、リミットスイッチ１８からの検出信号により、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されていると判定し、かつ、センサ２３からの検出信号により、係船柱５５に係留用ロープ５６が掛け止めされていないと判定した場合には、充填カップリング１０が燃料タンク５２の充填口５２Ａに接続されているにも関わらず、係留用ロープ５６が係船柱５５から外れている可能性があると判定することができる。従って、充填開始スイッチを無効化して充填を禁止・停止することができる。この結果、充填中に船舶５１が移動し、船舶５１の燃料タンク５２から充填カップリング１０が外れたり、充填ホース９が損傷してしまうことを防止できる。

【0070】

なお、第２の実施形態では、係留用ロープ５６が係船柱５５に掛けてあるか否かを検出する係留検出器（ロープ検出器）として、圧電素子等を用いた接触式のセンサ２３を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１２に示す変形例のように、係船柱５５に掛け止めされた係留用ロープ５６を撮影する監視カメラ２６を係留検出器として用いてもよい。さらに、監視カメラ２６は、係船柱５５に掛け止めされた係留用ロープ５６を撮影するのではなく、燃料ガス充填のために停泊した船舶５１を撮影し、船舶５１が波や風により停泊した位置から離れたこと（係留されていない状態）を検出してもよい。

【0071】

また、実施形態では、カップリング検出器として、回動アーム１８Ａを有する接触式のリミットスイッチ１８を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば光電スイッチ等の非接触式センサを用いてもよい。

【0072】

さらに、実施形態では、船舶５１の燃料タンク５２に対し、圧縮された水素ガスを充填する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ブタン、プロパン等の高圧燃料ガス、または圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の燃料ガスを充填する場合にも適用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１，２１ 燃料ガス充填システム
２ ガス蓄圧器
３，２２ 燃料ガス充填装置
７ カップリング保持具
９ 充填ホース
１０ 充填カップリング
１５，２５ 制御装置
１６ ラッチ機構
１８ リミットスイッチ（カップリング検出器）
２３ センサ（ロープ検出器、係留検出器）
２４ 拡声器（警報装置）
２６ 監視カメラ（ロープ検出器、係留検出器）
５１ 船舶
５２ 燃料タンク
５２Ａ 充填口
５５ 係船柱
５６ 係留用ロープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】