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特許7465091水素燃料補給コストを低減する２層チューブ－トレーラ作動方法及びシステム
(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】
(24)【登録日】2024-04-02
(45)【発行日】2024-04-10
(54)【発明の名称】水素燃料補給コストを低減する２層チューブ－トレーラ作動方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
F17C 5/06 20060101AFI20240403BHJP
【ＦＩ】
F17C5/06
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2019537054
(86)(22)【出願日】2017-09-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-10-17
(86)【国際出願番号】 US2017052959
(87)【国際公開番号】W WO2018057891
(87)【国際公開日】2018-03-29
【審査請求日】2020-09-11
【審判番号】
【審判請求日】2022-05-13
(31)【優先権主張番号】15/272,622
(32)【優先日】2016-09-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】507369039
【氏名又は名称】ユーシカゴ・アーゴン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＵＣｈｉｃａｇｏ Ａｒｇｏｎｎｅ， ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(72)【発明者】
【氏名】レッディ クリシュナ
(72)【発明者】
【氏名】エルゴウェイニー アムガッド
【合議体】
【審判長】久保 克彦
【審判官】西本 浩司
【審判官】藤井 眞吾
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００９０３６４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－３２０５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５１０３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３２４７１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２６６０４６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
F17C 1/00-13/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水素燃料補給コストを低減するように燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるシステムであって、燃料補給ステーションチューブ－トレーラ上に圧力容器の２層燃料供給部を含む水素燃料補給ステーションであって、圧力容器の第１の層及び圧力容器の第２の層が、互いに接続される少なくとも１又は２以上の圧力容器を含む、水素燃料補給ステーションと、
圧縮機と、
前記圧力容器の第１の層及び前記圧力容器の第２の層に結合され、前記圧縮機に各々が結合された個別の制御ユニットと、
個別の制御ユニットによって前記圧縮機に結合された高圧バッファストレージと、
を含み、
前記個別の制御ユニットは、
前記圧力容器の第１の層内及び前記圧力容器の第２の層内の各々の圧力をモニタし、
モニタされた圧力に基づいて、前記１又は２以上の圧力容器のうちの最高圧力を有する第１の圧力容器を定格最大圧力に達するまで充填し、前記１又は２以上の圧力容器うちの第２の圧力容器を定格最大圧力に達するまで充填し、圧密化が完了するまで続けて、前記圧力容器の第１の層と、前記圧力容器の第２の層と、前記高圧バッファストレージとの間で選択的に水素を圧密化し、前記圧力容器の第１の層と、前記圧力容器の第２の層と、前記高圧バッファストレージとのうちの選択された１つを使用して、必要とされる車両給油流れを維持しながら、選択された層の圧力容器又は高圧バッファストレージから直接引き出して車両タンクの予め定められた限界値に達するまで車両に燃料補給する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項2】
前記個別の制御ユニットが前記圧力容器の第１の層内及び前記圧力容器の第２の層内の各々の圧力をモニタすることは、該圧力容器の第１の層内の第１の予め定められた圧力に基づいて、該個別の制御ユニットが該圧力容器の第１の層を使用して車両に燃料補給することを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記個別の制御ユニットが、前記圧力容器の第１の層内の第２の予め定められた圧力に応答してかつ前記圧力容器の第２の層内の前記第１の予め定められた圧力に基づいて、前記高圧バッファストレージを使用して車両に燃料補給することを含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記個別の制御ユニットが、前記圧力容器の第２の層から前記圧力容器の第１の層内までの間で水素を圧密化することを含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記圧縮機は、単一の段を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記圧縮機は、個別の水素ストリームを独立に取り扱うことができる第１の段及び第２の段を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記個別の制御ユニットは、前記圧縮機の前記第２の段が実質的にアイドリング状態であり、かつ前記高圧バッファストレージが満杯である時に、前記圧力容器の第２の層から前記圧力容器の第１層内に水素を圧密化することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記圧力容器の２層燃料供給部が、前記少なくとも１又は２以上の圧力容器のうちの可能な圧力サイクルをステーション作動中に受ける圧力容器の数を制限するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記圧力容器の２層燃料供給部が、付属品の数を低減して制御を簡略化するように構成され、前記水素燃料補給コストを更に低減することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記圧力容器の２層燃料供給部が、複数のユーザに有効かつ効率的にサービス提供するように構成され、前記水素燃料補給コストを更に低減することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
前記個別の制御ユニットは、選択された予め定められた作動モードを前記モニタされた圧力に応答して実施することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項12】
燃料補給のために車両に接続されたディスペンサを含み、前記個別の制御ユニットは、前記ディスペンサが前記車両に接続されたことに応答して予め定められた作動モードを実施する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項13】
前記個別の制御ユニットは、前記圧縮機の前記第２の段が実質的にアイドリング状態であり、かつ前記高圧バッファストレージが満杯である時に、前記モニタされた圧力に応答して前記圧力容器の第２の層から前記圧力容器の第１の層内に水素を圧密化するための予め定められた作動モードを実施することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項14】
水素燃料補給コストを低減するように燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法であって、圧力容器の第１の層及び圧力容器の第２の層を有する圧力容器の２層燃料供給部を燃料補給ステーションチューブ－トレーラ上に含む水素燃料補給ステーションを与える段階であって、前記圧力容器の第１の層及び前記圧力容器の第２の層が、互いに接続される少なくとも１又は２以上の圧力容器を含む、段階と、
前記圧力容器の第１の層及び前記圧力容器の第２の層の各々に個別の制御ユニットを結合する段階と、
前記圧力容器の第１の層及び前記圧力容器の第２の層に圧縮機を結合する段階と、
別の個別の制御ユニットによって前記圧縮機に結合された高圧バッファストレージを与える段階と、
を含み、
前記個別の制御ユニットは、前記圧力容器の第１の層内、前記圧力容器の第２の層内、及び前記高圧バッファストレージ内の各々の圧力をモニタし、該モニタされた圧力に基づいて、前記圧力容器の第１の層と、該圧力容器の第２の層と、該高圧バッファストレージとのうちの選択された１つを選択的に使用して、必要とされる車両給油流れを維持しながら、選択された層の圧力容器又は高圧バッファストレージから直接引き出して車両タンクの予め定められた限界値に達するまで車両に燃料補給する、
ことを特徴とする方法。
【請求項15】
前記個別の制御ユニットが、モニタされた圧力に基づいて、前記少なくとも１又は２以上の圧力容器のうちの最高圧力を有する第１の圧力容器を定格最大圧力に達するまで充填し、前記少なくとも１又は２以上の圧力容器のうちの第２の圧力容器を定格最大圧力に達するまで充填し、圧密化が完了するまで続けて、前記圧力容器の第１の層と、前記圧力容器の第２の層と、前記高圧バッファストレージとの間で水素を選択的に圧密化する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記圧縮機は、個別の水素ストリームを独立に取り扱うことができる第１の段及び第２の段を含み、前記方法が、前記圧縮機の前記第２の段が実質的にアイドリング状態であり、かつ前記高圧バッファストレージが満杯である時に、前記圧力容器の第２の層から前記圧力容器の第１の層内に水素を圧密化する前記個別の制御ユニットを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記個別の制御ユニットが前記圧力容器の第１の層内、前記圧力容器の第２の層内、及び前記高圧バッファストレージ内の各々の圧力をモニタする段階は、該個別の制御ユニットが前記圧力容器の第１の層及び前記圧力容器の第２の層の前記少なくとも１又は２以上の圧力容器内の圧力をモニタする段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項18】
前記個別の制御ユニットが前記圧力容器の第１の層内の第１の予め定められた圧力に基づいて該圧力容器の第１の層を使用して車両に燃料補給する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項19】
前記個別の制御ユニットが前記圧力容器の第１の層内の第２の予め定められた圧力に応答して前記高圧バッファストレージを使用して車両に燃料補給する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記圧縮機を与える段階は、該圧縮機に第１の段及び第２の段を設ける段階を含み、該第１の段及び該第２の段の両方が、個別の水素ストリームを独立に取り扱うことができることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔本発明の契約由来〕
合衆国政府は、合衆国政府とアルゴンヌ国立研究所を代表するＵｃｈｉｃａｇｏ Ａｒｇｏｎｎｅ，ＬＬＣとの間の契約番号ＤＥ－ＡＣ０２－０６ＣＨ１１３５７に従って本発明における権利を有する。
合衆国政府は、合衆国政府とアルゴンヌ国立研究所を代表するＵｃｈｉｃａｇｏ Ａｒｇｏｎｎｅ，ＬＬＣとの間の契約番号ＤＥ－ＡＣ０２－０６ＣＨ１１３５７に従って本発明における権利を有する。
【0002】
本発明は、一般的に水素燃料補給システムに関連し、より具体的には、水素燃料補給コストを低減するために２層燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
本発明者によって２０１５年４月２日に公開されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願公開第２０１５／００９０３６４ Ａ１号明細書は、燃料補給コストを低減するために供給源チューブ－トレーラと少なくとも１つの圧縮機とを含む燃料補給ステーションを作動させる方法及び装置を開示している。燃料補給ステーションは、第１の制御ユニットに結合されたチューブ－トレーラ上の複数のタンクを含むガス燃料供給源と、圧力制御弁及び第１の制御ユニットによって第２の制御ユニット及び第１のタンクに結合された予め定められた容量を有する高圧バッファストレージと、少なくとも１つの圧縮機とを含む。燃料補給ステーションは、各作動モードの開始時の燃料補給ステーションの状態に応じて異なるモードで作動される。燃料補給システムは、システムの状態を識別して次の作動モードを選択するために各作動モードの終了時に評価される。作動モードは、トレーラ上に装着されたチューブ内の水素又はいずれかのガス燃料を圧密化する段階を含む。
【0004】
上記で識別した米国特許公開第２０１５／００９０３６４ Ａ１号明細書は、従来技術に対する改善を提供するが、水素及び他の燃料の燃料補給コストを低減するために燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための強化された方法及びシステムを提供することが望ましい。
【0005】
各層が燃料補給ステーションチューブ－トレーラの部分集合として少なくとも１つの圧力容器バンクを含む燃料補給ステーションチューブ－トレーラのための２層作動戦略を含むような燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための強化された方法及びシステムを提供することが望ましい。
【0006】
燃料補給現場でのストレージの利用を最大にするような燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための強化された方法及びシステムを提供することが望ましい。
【0007】
ステーション作動中に圧力サイクルを受ける圧力容器の数を制限するような燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための強化された方法及びシステムを提供することが望ましい。
【0008】
付属品の数を低減して制御を簡略化し、更に燃料補給コストを低減するような燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための強化された方法及びシステムを提供することが望ましい。
【0009】
公知の配置に比べて圧力容器の圧力サイクルのリスクを低減し、同時に高いチューブ－トレーラペイロード利用を提供するような燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための強化された方法及びシステムを提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００９０３６４ Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明の主な態様は、水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法及びシステムを提供することである。本発明の他の重要な態様は、実質的に悪影響を及ぼさずに従来技術配置の欠点の一部を克服するような方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
要約すると、水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法及びシステムを提供する。水素燃料補給ステーションは、燃料補給ステーションチューブ－トレーラ上に圧力容器の２層燃料供給部を含み、圧力容器の第１の層及び第２の層は、互いに接続した少なくとも１又は２以上の圧力容器を含む。個別の制御ユニットが圧力容器の第１の層及び第２の層に結合され、制御ユニットの各々は圧縮機に結合される。圧縮機は、個別の制御ユニットによって高圧バッファストレージに結合される。作動において、圧力は、各層内でモニタされる。水素は、圧力容器バンクの第１の層、圧力容器の第２の層、及び高圧バッファの間で選択的に圧密化される。第１の層内の第１の予め定められた圧力に基づいて、第１の層は、車両に燃料補給するのに使用される。第１の層内の第２の予め定められた圧力に応答して、水素は、第２層圧力容器から圧密化される。高圧バッファストレージは、第１の層内の第１の予め定められた圧力に応答して第２の層を用いて車両に燃料補給するのに使用される。
【0013】
本発明の特徴により、圧力容器の第２の層からの水素は、圧縮機がアイドリング状態にあり、かつ高圧バッファストレージが満杯になった時に、圧力容器バンクの第１の層の中に圧密化される。これは、燃料補給ステーションの作動中に高圧バッファを補充する時の高い圧縮機スループットを保証するために第１層圧力容器バンクが常により高い圧力であることを保証する。
【0014】
本発明の特徴により、各層内の圧力のモニタは、各層内の各圧力容器内の圧力の別々のモニタを含む。
【0015】
本発明の特徴により、圧力容器の２層燃料供給部は、ステーション作動中に圧力サイクルを受ける圧力容器の数を制限するように構成される。
【0016】
本発明の特徴により、圧力容器の２層燃料供給部は、付属品の数を低減して制御を簡略化し、更に燃料補給コストを低減するように構成される。
【0017】
本発明の特徴により、圧縮機及び燃料補給ステーションは、多数のユーザに有効かつ効率的にサービスを提供し、更に燃料補給コストを低減するのに使用される。
【0018】
本発明の特徴により、圧縮機は、任意的に第１の段及び第２の段を含み、各々は、個別の水素又はガス燃料ストリームを独立に取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
上記及び他の目的及び利点と共に本発明は、図面に例示する本発明の好ましい実施形態の以下の詳細説明から最も良く理解することができる。
【0020】
【図1A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図1B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図2A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図2B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図3】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図4】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図5A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図5B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図6A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図6B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図7A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図7B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図8】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図9】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図10】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図11A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図11B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図12】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図13A】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図13B】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図14】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図15】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムの縮尺通りではない概略図である。
【図16】好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための例示的段階を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施形態の以下の詳細説明では、本発明を実施することができる例示的実施形態を示す添付の図面を参照する。本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を利用することができ、かつ構造的変更を加えることができることは理解されるものとする。
【0022】
本明細書に使用する用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図していない。本明細書に使用する場合に、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、関連上明らかに他を意味しない限り、複数形も包含することを意図している。本明細書に使用する場合に、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」及び／又は「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、陳述した特徴、整数、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を明示するが、１又は２以上の他の特徴、整数、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除しないことは更に理解されるであろう。
【0023】
本発明の特徴により、水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法及びシステムを提供する。水素燃料補給ステーションは、燃料補給ステーションチューブ－トレーラ上に圧力容器の２層燃料供給部を含み、圧力容器の第１の層及び第２の層は、互いに接続した少なくとも１又は２以上の圧力容器を含む。個別の制御ユニットが圧力容器の第１の層及び第２の層に結合され、制御ユニットの各々は圧縮機に結合される。圧縮機は、個別の制御ユニットによって高圧バッファストレージに結合される。作動において、圧力は、各層内でモニタされる。水素は、圧力容器バンクの第１の層、圧力容器の第２の層、及び高圧バッファの間で選択的に圧密化される。第１の層内の第１の予め定められた圧力に基づいて、第１の層は、車両に燃料補給するのに使用される。第１の層内の第２の予め定められた圧力に応答して、水素は、第２の層から圧密化され、高圧バッファストレージは、第１の層内の第２の予め定められた圧力に応答して車両に燃料補給するのに使用される。
【0024】
本発明の特徴により、層１において、好ましい構成にある圧力容器は、異なる機能を果たすことができる圧力容器の少なくとも２つのバンクを含み、例えば、一方のバンクは、最初に車両を充填し、圧力容器の他方のバンクは、高圧バッファストレージを補充する。ただし、層２では、全ての圧力容器は、単一ユニットとして作動するように集約される。
【0025】
ここで図面を参照すると、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３、４、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９、１０、１１Ａ、１１Ｂ、１２、１３Ａ、１３Ｂ、１４、及び１５は、好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させる方法を実施するための例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムが概略的に示されている。
【0026】
図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３、４、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９、１０、１１Ａ、１１Ｂ、１２、１３Ａ、１３Ｂ、１４、及び１５に示すように、各例示する例示的燃料補給ステーションチューブ－トレーラシステムは、互いに接続された圧力容器の少なくとも１つのバンクを有する圧力容器１０２の第１の層１０１と圧力容器１０２の第２の層１０３とを有する燃料補給チューブ－トレーラ上の圧力容器の２層燃料供給部を含み、各層１０１、１０３は、それぞれ互いに接続された少なくとも１又は２以上の圧力容器１０２を含む。個別の制御ユニットＡ、Ｂ、１０４、１０６は、圧力容器１０２の第１の層１０１及び第２の層１０３に結合され、制御ユニットの各々は、圧縮機１０８に結合される。圧縮機１０８は、個別の制御ユニットＣ、１１２によって高圧バッファストレージ１１０に結合される。圧力制御デバイス１１４は、制御ユニットＡ、１０４を制御ユニットＣ、１１２に接続する。制御ユニットＣ、１１２と車両の搭載タンク内への水素流れを調整するディスペンサ１１８との間に結合された冷凍ユニット１１６が、必要とされる温度まで水素を冷却する。
【0027】
２層作動では、チューブ－トレーラ上のより高圧の圧力容器バンク１０２（作動圧力又はその近くでの）を最初に使用して、圧力がもはや車両給油に必要な流れを維持することができなくなるまで車両タンクを充填し、水素を圧縮機１０８に供給する。より高圧の圧力容器バンク１０２の２層作動では、圧力サイクルは、有利なことに最小限に低減される又は完全に回避される。高圧バッファ１１０は、チューブ－トレーラ上の圧力容器の第１の層１０１内の最高圧力を用いて圧力容器バンク１０２から水素を移動することによって補充される。チューブ－トレーラ上の圧力容器１０２の２層作動により、圧縮機１０８と燃料補給現場でのストレージとの利用が最大にされ、ステーション作動中に圧力サイクルを受ける圧力容器１０２の数が制限される。この２層作動は、高いチューブ－トレーラペイロード利用を保証しながら、従来技術のチューブ－トレーラ圧密化作動で観察される圧力サイクルのリスクを低減する。同じく２層作動は、付属品の数を低減し、制御装置１０４、１０６、及び１１２を簡略化し、更に燃料補給コストを低減すると考えられる。
【0028】
図１Ａを参照すると、全体として参照符号１００で指定される作動モード１Ａが示されている。モード１Ａ、１００では、ディスペンサ１１８が、初期車両充填のためにチューブ－トレーラ上の圧力容器バンク１０２に接続される。Ｈ２又はガス燃料は、層１０１内の最高圧力を用いて圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機１０８及びバッファストレージ１１０を迂回して）、車両のタンクを充填する。バッファストレージ１１０は満杯である。ディスペンサ１１８は、燃料補給を開始するために車両によって塞がれている。モード１Ａは、圧力容器層と車両のタンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８で必要とされる圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
【0029】
モード１Ａ、１００において同時に、チューブ－トレーラの層１、１０１内の最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンク１０２は、層２、１０３内の圧力容器１０２から圧縮機１０８を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１圧力容器バンク１０２）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内の次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２から充填される（圧密化される）。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１、１０１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２内の全ての圧力容器がその指定戻り圧力にある）まで続く。
【0030】
ここで図１Ｂを参照すると、全体として参照符号１２０で指定される作動モード１Ｂが示されている。モード１Ｂ、１２０は、ディスペンサ１１８がバッファストレージ１１０に接続されたモード１Ａのすぐ後に続いて車両を最大可能な充填状態まで充填する。
【0031】
Ｈ２又はガス燃料は、最低圧力（その時点で車両タンク圧力よりも上）を有する高圧バッファストレージ１１０圧力容器バンクから引き出され、車両タンクを充填し続ける。これは、選択された高圧バッファストレージの圧力容器バンクと車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。この時点で、ディスペンサ（又は制御ユニットＢ）は、車両タンクよりも圧力の高い別の高圧バッファストレージの圧力容器バンクに水素の供給源を切り換える。ディスペンサは、車両タンクが最大可能な充填状態に達するまで高圧バッファ供給源のバンク間で切り換え続ける。モード１Ｂは、車両がその最大可能な充填状態に達すると終了する。
【0032】
モード１Ｂ、１００では同時に、チューブ－トレーラの層１、１０１内の最高圧力（定格最大圧力未満）を有する圧力容器バンク１０２は、層２内の圧力容器１０２から圧縮機１０８を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１、１０１圧力容器バンク１０２）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内で次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２、１０３から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１、１０１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２、１０３の全ての圧力容器１０２がその指定戻り圧力にある）まで続く。
【0033】
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、高圧バッファストレージ１１０が満杯ではなく、かつ車両がディスペンサ１１８で燃料補給している時のそれぞれの参照符号２００、２２０によって全体として指定されたそれぞれの作動モード２Ａ、２Ｂが示されている。作動モード２Ａ、２００及びモード２Ｂ、２２０は、多くの場合にピーク期間中に行われる（連続する充填により）。
【0034】
図２Ａに示すモード２Ａ、２００では、ディスペンサ１１８は、初期車両充填のために層１、１０１チューブ－トレーラ圧力容器バンク１０２に接続される。Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機１０８及びバッファストレージ１１０を迂回して）、車両のタンクを充填する。モード２Ａ、２００は、圧力容器バンク１０２と車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８で必要とされる圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
【0035】
モード２Ａ、２００では同時に、最高圧力を有する高圧バッファストレージ１１０の使用されていない圧力容器バンクは、圧縮機を通して最高圧力を用いてチューブ－トレーラの層１、１０１内の使用されていない圧力容器バンク１０２から充填される。高圧バッファストレージ１１０の圧力容器バンクがその定格最大圧力に達した状態で、圧縮機１０８放出が切り換わり、高圧バッファストレージ１１０の次の圧力容器バンクを最高圧力（定格最大圧力未満）を用いて充填する。これは、高圧バッファストレージ１１０の全ての圧力容器バンクがその定格最大圧力に達するまで、又は層１、１０１圧力容器バンク１０２がその最小指定作動圧力にあるまで続く。
【0036】
モード２Ｂ、２２０に関する図２Ｂでは、ディスペンサ１１８が高圧バッファストレージ１１０に接続され、車両を最大可能な充填状態まで充填する。Ｈ２又はガス燃料は、最低圧力（その時点で車両タンク圧力よりも上）を有する高圧バッファ貯蔵圧力１１０容器バンクから引き出され、車両のタンクを充填し続ける。これは、選択された高圧バッファストレージの圧力容器バンクと車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達するまで、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまで続く。この時点で、ディスペンサ１１８（又は制御ユニットＣ、１１２）は、車両タンクよりも圧力の高い高圧バッファストレージ１１０の別の圧力容器バンクに水素の供給源を切り換える。ディスペンサ１１８は、車両タンクが最大可能な充填状態に達するまで、高圧バッファ供給源１１０のバンク間で切り換え続ける。モード２Ｂ、２２０は、車両がその最大可能な充填状態に達すると終了する。
【0037】
モード２Ｂ、２２０では同時に、最高圧力を有する高圧バッファストレージ１１０の使用されていない圧力容器バンクは、圧縮機１０８を通して最高圧力を用いてチューブ－トレーラの層２、１０３内の使用されていない圧力容器バンク１０２から充填される。高圧バッファストレージ１１０圧力容器バンクがその定格最大圧力に達した状態で、圧縮機１０８放出が切り換わり、次の高圧バッファストレージの圧力容器バンクを最高圧力（定格最大圧力未満）を用いて充填する。これは、高圧バッファストレージ１１０の全ての圧力容器バンクがその定格最大圧力に達するまで、又は層１、１０１圧力容器バンク１０２がその最小指定作動圧力にあるまで続く。
【0038】
図３を参照すると、全体として参照符号３００で指定される作動モード３が示されている。モード３、３００では、ディスペンサ１１８は塞がれておらず、バッファストレージ１１０は満杯ではない。最高圧力を有する高圧バッファストレージ１１０の容器バンクは、圧縮機１０８を通して最高圧力を用いてチューブ－トレーラの層１、１０１内の使用されていない圧力容器バンク１２０から充填される。この高圧バッファストレージの圧力容器バンクがその定格最大圧力に達した状態で、圧縮機の放出が切り換わり、高圧バッファストレージ１１０の次の圧力容器バンクを最高圧力（定格最大圧力未満）を用いて充填する。これは、全ての高圧バッファストレージの圧力容器バンクがその定格最大圧力に達するまで、又は層１、１０１圧力容器バンク１０２がその最小指定作動圧力にあるまで続く。
【0039】
図４を参照すると、全体として参照符号４００で指定される作動モード４が示されている。モード４、４００では、ディスペンサ１１８は塞がれておらず、バッファストレージ１１０は満杯である。チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンク１０２は、層２、１０３内の圧力容器１０２から圧縮機１０８を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１、１０１圧力容器バンク１０２）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内で次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２、１０３から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（層１、１０１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２内の全ての圧力容器がその指定戻り圧力にある）まで続く。
【0040】
図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９、及び１０を参照すると、２つの段：各々が個別のストリームを独立に取り扱うことができる段１、５０２及び段２、５０４を有する圧縮機１０８を使用する高圧バッファストレージ１１０を通じた車両充填を伴う作動モードが示されている（モード５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９及び１０）。
【0041】
図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９、及び１０を参照すると、多段圧縮機１０８の２つの段、すなわち、段１、５０２及び段２、５０４は、２つの個別の単段圧縮機の作動と同様に独立に機能する（すなわち、各段が個別のストリームを独立に取り扱うことができる）ように構成され、燃料補給ステーションの作動は、モード５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９、及び１０で表すことができる。配置において、圧縮機の一方の段１、５０２は、層２、１０３圧力容器から層１、１０１圧力容器バンクへ水素を移動する圧密化専用とすることができ、一方で圧縮機の他方の段２、５０４は、層１、１０１圧力容器バンク１０２から高圧バッファストレージ１１０へ水素を移動することによる高圧バッファストレージ１１０の補充専用とすることができる。これらの各モード中に、以下のタスク１（車両給油）、タスク２（高圧バッファストレージの補充）、及びタスク３（チューブ－トレーラ圧密化）が、可能であればいつでもどこでも実行される。
【0042】
高圧バッファストレージ１１０が満杯であり、層２、１０３から層１、１０１内へのチューブ－トレーラ圧密化が可能である場合に、タスク２（高圧バッファストレージの補充）は実行されない。そのような場合に、圧縮機の段２、５０４は（例えば、影響を与えずに閉ループ内で水素を循環させることにより）実質的にアイドリング状態であり、一方、圧縮機の段１、５０２は、チューブ－トレーラの層２、１０３から層１、１０１の中に圧密化させる。同様に、高圧バッファストレージ１１０が満杯ではなく、チューブ－トレーラを圧密化することができない場合に（すなわち、引き出されているものを除いて層１、１０１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２、１０３内の全ての圧力容器１０２がそれらの指定戻り圧力にある）、圧縮機の段１、５０２は実質的にアイドリング状態であるが、圧縮機の段２、５０４は、高圧バッファストレージ１１０を補充する。
【0043】
タスク１（車両給油）：
ａ）Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機１０８及びバッファストレージ１１０を迂回して）、車両のタンクを充填する。このサブタスクは、圧力容器バンク１０２と車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
ａ）Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機１０８及びバッファストレージ１１０を迂回して）、車両のタンクを充填する。このサブタスクは、圧力容器バンク１０２と車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
【0044】
（ｂ）Ｈ２又はガス燃料は、最低圧力（その時点で車両タンク圧力よりも上）を有する高圧バッファストレージ１１０の圧力容器バンクから引き出され、車両タンクを充填し続ける。これは、選択された高圧バッファストレージの圧力容器バンクと車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達するまで、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまで続く。この時点で、ディスペンサ１１０（又は制御ユニットＣ、１１２）は、車両タンクよりも圧力の高い別の高圧バッファストレージの圧力容器バンクに水素の供給源を切り換える。ディスペンサ１１８は、車両タンクが最大可能な充填状態に達するまで高圧バッファ供給源１１０のバンク間で切り換え続ける。このタスクは、車両がその最大可能な充填状態に達すると終了する。
【0045】
タスク２（高圧バッファストレージの補充）：
（ａ）最高圧力を有する使用されていない高圧バッファストレージ容器バンクは、圧縮機の段２、５０４を通して最高圧力を用いてチューブ－トレーラの層１、１０１内の使用されていない圧力容器バンク１０２から充填される。高圧バッファストレージの圧力容器バンクがその定格最大圧力に達した状態で、圧縮機の第２の段からの放出が切り換わり、次の高圧バッファストレージの圧力容器バンクを最高圧力（定格最大圧力未満）を用いて充填する。これは、全ての高圧バッファストレージの圧力容器バンクがその定格最大圧力に達するまで、又は層１、１０１の圧力容器バンク１０２がその最小指定作動圧力にあるまで、又は状態が変わるまで続く。
（ａ）最高圧力を有する使用されていない高圧バッファストレージ容器バンクは、圧縮機の段２、５０４を通して最高圧力を用いてチューブ－トレーラの層１、１０１内の使用されていない圧力容器バンク１０２から充填される。高圧バッファストレージの圧力容器バンクがその定格最大圧力に達した状態で、圧縮機の第２の段からの放出が切り換わり、次の高圧バッファストレージの圧力容器バンクを最高圧力（定格最大圧力未満）を用いて充填する。これは、全ての高圧バッファストレージの圧力容器バンクがその定格最大圧力に達するまで、又は層１、１０１の圧力容器バンク１０２がその最小指定作動圧力にあるまで、又は状態が変わるまで続く。
【0046】
（ｂ）層２、１０３圧力容器１０２は、その最小指定作動圧力にある。最高圧力を有する使用されていない高圧バッファストレージ１１０容器バンクは、２つの圧縮機段１－２、５０２、５０４を通して最高圧力を用いてチューブ－トレーラの層１、１０１内の使用されていない圧力容器バンク１０２から充填される（ここでは、圧縮機の段１、５０２が層１、１０１から引き出して圧縮機の段２、５０４に供給する）。高圧バッファストレージ１１０圧力容器バンクがその定格最大圧力に達した状態で、圧縮機の第２の段２、５０４からの放出が切り換わり、次の高圧バッファストレージの圧力容器バンクを最高圧力（定格最大圧力未満）を用いて充填する。これは、高圧バッファストレージ１１０の全ての圧力容器バンクがその定格最大圧力に達するまで、又は層１、１０１の圧力容器バンク１０２がその最小指定作動圧力にあるまで、又は状態が変わるまで続く。
【0047】
タスク３（チューブ－トレーラ圧密化）：
チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンクは、層２内の圧力容器１０２から圧縮機を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器バンク（層１圧力容器バンク）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１内で次に高圧の圧力容器バンクが選択されて層２から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１内の全ての圧力容器バンクが定格最大圧力にあるか又は層２内の全ての圧力容器がその指定戻り圧力にある）又は状態が変わるまで続く。
チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンクは、層２内の圧力容器１０２から圧縮機を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器バンク（層１圧力容器バンク）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１内で次に高圧の圧力容器バンクが選択されて層２から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１内の全ての圧力容器バンクが定格最大圧力にあるか又は層２内の全ての圧力容器がその指定戻り圧力にある）又は状態が変わるまで続く。
【0048】
図５Ａ及び５Ｂを参照すると、全体として参照符号５００、５２０で指定される作動モード５Ａ、５Ｂが示されている。作動モード５Ａ、５００及び５Ｂ、５２０は、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段１－２、５０２、５０４を有する圧縮機１０８を使用するモード１Ａ、１００及び１Ｂ、１２０と同様であり、タスク１（ａ）及びタスク３を完了した後に、タスク１（ｂ）及びタスク３を行う。
【0049】
図６Ａ及び６Ｂを参照すると、全体として参照符号６００、６２０で指定される作動モード６Ａ、６Ｂが示されている。作動モード６Ａ、６００及び６Ｂ、６２０は、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段１－２、５０２、５０４を有する圧縮機１０８を使用するモード２Ａ、２００及び２Ｂ、２２０と同様であり、タスク１（ａ）及びタスク２（ａ）を完了した後に、タスク１（ｂ）、タスク２（ｂ）、及びタスク３を行う。
【0050】
図７Ａ及び７Ｂを参照すると、全体として参照符号７００、７２０で指定される作動モード７Ａ、７Ｂが示されている。作動モード７Ａ、７００及び７Ｂ、７２０は、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段１－２、５０２、５０４を有する圧縮機１０８を使用するモード３、３００と同様であり、タスク２（ａ）及びタスク３を完了する。
【0051】
図８を参照すると、全体として参照符号８００で指定される作動モード８が示されている。作動モード８、８００は、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段１－２、５０２、５０４を有する圧縮機１０８を使用するモード４、４００と同様であり、タスク３を完了する。
【0052】
図９を参照すると、全体として参照符号９００で指定される作動モード９が示されている。作動モード９、９００は、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段１－２、５０２、５０４を有する圧縮機１０８を使用するモード２Ａ、２００及び２Ｂ、２２０と同様であり、タスク１（ｂ）及びタスク２（ｂ）を完了する。
【0053】
図１０を参照すると、全体として参照符号１０００で指定される作動モード１０が示されている。作動モード１０、１０００は、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段１－２、５０２、５０４を有する圧縮機１０８を使用するモード３、３００と同様であり、タスク２（ｂ）を完了する。
【0054】
図１１Ａ、１１Ｂ、及び１２を参照すると、水素の１つのストリームを取り扱う圧縮機１０８を直接通じた車両充填を伴う作動モードが示されている（モード１１００、１１２０、及び１２００）。
【0055】
図１１Ａ、１１Ｂ、及び１２では、圧縮機１０８が水素の１つのストリームのみを取り扱うように構成される場合に、高圧バッファストレージ１１０のない燃料補給ステーションの作動は、モード１１００、１１２０、及び１２００で表すことができる。そのようなシナリオでは、圧縮機１０８は、水素を層２、１０３圧力容器１０２から層１、１０１圧力容器バンク１０２に移動する圧密化専用にすることができ、又は水素を層１、１０１圧力容器バンク１０２からディスペンサ１１８を通して車両のタンクへ移動することによる車両タンクの充填専用にすることができる。これらの各モード中に、以下のタスク４（車両燃料補給）及びタスク５（チューブ－トレーラ圧密化）が、可能であればいつでもどこでも実行される。
【0056】
タスク４（車両給油）：
（ａ）Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機２０８を迂回して）、車両のタンクを充填する。このサブタスクは、圧力容器バンクと車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
（ａ）Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機２０８を迂回して）、車両のタンクを充填する。このサブタスクは、圧力容器バンクと車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
【0057】
（ｂ）Ｈ２又はガス燃料は、圧縮機１０８によって層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され、車両のタンクを充填する。このタスクは、車両がその最大可能な充填状態に達すると終了する。
【0058】
タスク５（チューブ－トレーラ圧密化）：
チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンク１０２は、層２、１０３内の圧力容器１０２から圧縮機１０８を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１、１０１圧力容器バンク）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内で次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２、１０３から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２、１０３内の全ての圧力容器１０２がその指定戻り圧力にある）又は状態が変わるまで続く。
チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンク１０２は、層２、１０３内の圧力容器１０２から圧縮機１０８を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１、１０１圧力容器バンク）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内で次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２、１０３から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２、１０３内の全ての圧力容器１０２がその指定戻り圧力にある）又は状態が変わるまで続く。
【0059】
図１１Ａ、１１Ｂでは、作動モード１１Ａ、１１００及び１１Ｂ、１１２０は、タスク４（ａ）及びタスク５を完了した後にタスク４（ｂ）を行うことを含む。
【0060】
図１２では、作動モード１２、１２００は、タスク５を完了することを含む。
【0061】
図１３Ａ、１３Ｂ、１４、及び１５を参照すると、それぞれ個別のストリームを独立に取り扱うことができる２つの段を有する圧縮機を通じた車両充填を伴う作動モードが示されている（モード１３Ａ、１３００、１３Ｂ、１３２０、１４、１４００、及び１５、１５００）。
【0062】
図１３Ａ、１３Ｂ、１４、及び１５を参照すると、多段圧縮機１１８の２つの段、すなわち、段１、５０２及び段２、５０４は、２つの別々の単段圧縮機の作動と同様に独立に機能する（すなわち、各段が個別のストリームを独立に取り扱うことができる）ように構成され、高圧バッファストレージのない燃料補給ステーションの作動は、モード１３Ａ、１３００、１３Ｂ、１３２０、１４、１４００、及び１５、１５００で表すことができる。そのようなシナリオでは、圧縮機の一方の段１、５０２は、層２、１０３圧力容器バンク１０２から層１、１０１圧力容器バンクへ水素を移動する圧密化専用とすることができ、一方で圧縮機の他方の段２、５０４は、層１、１０１圧力容器バンク１０２からディスペンサ１１８を通して車両のタンクへ水素を移動することによる車両タンクの充填専用にすることができる。これらの各モード中に、以下のタスク６（車両給油）及びタスク７（チューブ－トレーラ圧密化）が、可能であればいつでもどこでも実行される。
【0063】
タスク６（車両給油）：
（ａ）Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機を迂回して）、車両のタンクを充填する。このサブタスクは、圧力容器バンク１０２と車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
（ａ）Ｈ２又はガス燃料は、層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され（すなわち、圧縮機を迂回して）、車両のタンクを充填する。このサブタスクは、圧力容器バンク１０２と車両タンク間の質量流量が予め定められた下限に達した時、又はディスペンサ１１８での圧力が車両給油に必要とされる流れを維持することができなくなるまでで終了する。
【0064】
（ｂ）Ｈ２又はガス燃料は、圧縮機の段２、５０４によって層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され、車両のタンクを充填する。このタスクは、車両がその最大可能な充填状態に達すると終了する。
【0065】
（ｃ）層２、１０３圧力容器１０２は、その最小指定作動圧力にある。Ｈ２又はガス燃料は、車両のタンクを充填する複合作動で圧縮機の段１、５０２によって層１、１０１内で最高圧力を有する圧力容器バンク１０２から直接引き出され、この段１、５０２が圧縮機の段２、５０４に直接供給する。このタスクは、車両がその最大可能な充填状態に達すると終了する。
【0066】
タスク７（チューブ－トレーラ圧密化）：
チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンク１０２は、層２、１０３内の圧力容器１０２から圧縮機の段１、５０２を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１、１０１圧力容器バンク１０２）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内で次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２、１０３から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１、１０１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２内の全ての圧力容器がその指定戻り圧力にある）まで続く。
チューブ－トレーラの層１、１０１内で最高圧力を有する使用されていない圧力容器バンク１０２は、層２、１０３内の圧力容器１０２から圧縮機の段１、５０２を通して充填（圧密化）される。搬送先圧力容器１０２（層１、１０１圧力容器バンク１０２）内の圧力が定格最大圧力に達すると、層１、１０１内で次に高圧の圧力容器バンク１０２が選択されて層２、１０３から充填（圧密化）される。これは、圧密化が完了する（すなわち、引き出されているものを除く層１、１０１内の全ての圧力容器バンク１０２が定格最大圧力にあるか又は層２内の全ての圧力容器がその指定戻り圧力にある）まで続く。
【0067】
図１３Ａ、１３Ｂでは、作動モード１３Ａ、１３００及び１３Ｂ、１３２０は、タスク６（ａ）及びタスク７を完了した後にタスク６（ｂ）及びタスク７を行うことを含む。
【0068】
図１４では、作動モード１４、１４００は、タスク７を完了することを含む。
【0069】
図１５では、作動モード１５、１５００は、タスク６（ｃ）を完了することを含む。
【0070】
モード１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３、４、１１Ａ、１１Ｂ、及び１２では、圧縮機１０８は、水素の１つのストリームを取り扱う圧縮機を指す。モード５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、８、９、１０、１３Ａ、１３Ｂ、１４、及び１５では、段１、５０２又は段２、５０４は、各段が協働する複数の段から構成することができる圧縮機１０８を指す（例えば、４段圧縮機では、第１の段と第２の段を組み合わせて段１、５０２を表すことができ、第３の段と第４の段を組み合わせて段２、５０４を表すことができる）。そのような段１、５０２及び段２、５０４は、独立に個別のストリームを取り扱うことができる。
【0071】
図１６を参照すると、好ましい実施形態に従って水素燃料補給コストを低減する燃料補給ステーションチューブ－トレーラ及び圧縮機を作動させるための全体として参照符号１６００で指定される例示的段階が示されている。ブロック１６０２に示すように、チューブ－トレーラ上の複数の圧力容器バンク１０２は、第１の層１、１０１及び第２の層２、１０３に構成又は分割され、各層は、個別の制御ユニットＡ、１０４及びＢ、１０６を有する少なくとも１つの圧力容器バンクを含む。各制御ユニットＡ、１０４及びＢ、１０６は、圧縮機１０に結合される。高圧バッファストレージ１１０は、上述のように任意的に個別の制御ユニットＣ、１１２によって圧縮機１０８に結合される。
【0072】
ブロック１６０４に示すように、層１、１０１及び層２、１０３内に各圧力容器バンク１０２を含む各層：層１、１０１及び層２、１０３の圧力をモニタする段階と、モニタされた圧力に基づいて車両に燃料補給するために層１、１０１、層２、１０３、及び高圧バッファストレージ１１０のうちの１つを選択的に使用する段階とが上述のように実行される。
【0073】
ブロック１６０６に示すように、モニタされた圧力に基づいて層１、１０１、層２、１０３、及び高圧バッファストレージ１１０の間で選択的に水素（又は他のガス燃料）を圧密化する段階が上述のように実行される。
【0074】
図面に示す本発明の実施形態の詳細を参照して本発明を説明したが、これらの詳細は、添付の特許請求の範囲に請求するような本発明の範囲を限定することを意図していない。
【符号の説明】
【0075】
１００ システム作動モード１Ａ
１０１ 供給層１
１０３ 供給層２
１１０ 高圧バッファストレージ
１１８ ディスペンサ
１０１ 供給層１
１０３ 供給層２
１１０ 高圧バッファストレージ
１１８ ディスペンサ
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】