燃气填充系统的制作方法

文档序号:13673853
技术领域本发明涉及燃气填充系统。

背景技术:
已知有从燃气站对搭载于车辆等的燃气罐供给高压的燃气而向燃气罐填充燃气的燃气填充系统。专利文献1记载了将来自蓄积有升压后的氢气的蓄压器的室温程度的氢气通过预冷却器进行热交换,由此冷却至规定的温度之后向燃气罐填充的燃气填充系统。通过对填充的燃气进行冷却而使填充于燃气罐的燃气量增加。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2011-033068号公报

技术实现要素:
【发明要解决的课题】然而,对于燃料电池车辆的氢气的填充方法通常通过遵照填充协议规格(SAEJ2601)的方法进行。在将燃气向燃气罐填充时,在燃气罐内由于燃气被绝热压缩产生的发热而燃气罐内的燃气温度逐渐上升。在上述填充协议中,燃气罐内的燃气温度的上限被规定为85℃。通过上述填充协议而规定的燃气罐内的燃气温度的上限值(85℃)作为燃气罐的耐热温度(规格上的燃气罐的耐热温度)。在填充时,由于燃气的绝热压缩而燃气罐内的燃气的温度上升。因此,在燃气的填充中,需要避免燃气罐内的燃气的温度超过燃气罐的耐热温度。在容积V的燃气罐内的、氢气的压力为P[Pa],氢气的温度为T[K],氢气的质量为M[kg]时,根据气体的状态方程式(PV=nRT),可以由ρ=M\/V=MP\/(nRT)表示能够向燃气罐填充的氢气量即燃气罐内的氢气密度ρ。在此,R为气体常数,n为氢气的摩尔数。燃气罐内的氢气密度ρ与燃气罐内的压力P成正比,且与燃气罐内的温度T成反比。即,为了提高燃气罐内的氢气密度ρ,需要进一步提高填充的氢气的压力或进一步降低填充的氢气的温度。如上所述,专利文献1记载的燃气填充系统通过预冷却器进行热交换,由此降低填充的氢气的温度而提高燃气罐内的氢气密度ρ。然而,在专利文献1记载的燃气填充系统中,如果为了进一步提高燃气罐内的氢气密度ρ而要进一步降低填充的氢气的温度,则需要进一步提高预冷却器的冷却能力。即,需要将预冷却器变更为制冷能力更高的高价的预冷却器。而且,当提高预冷却器的冷却能力时,伴随于此,在燃气站的各要素中,需要将密封构件等使用的构件变更为能耐受更低温的高价的构件。因此,燃气站的设置成本大幅上升。另一方面,也可考虑在预冷却器的冷却能力维持原样的状态下进一步提高填充的氢气的压力。然而,这样的话,在燃气的填充中,燃气罐内的燃气的温度会超过燃气罐的耐热温度。以下,参照图8,说明在将预冷却器的冷却能力维持原样的状态下进一步提高填充的氢气的压力时,燃气罐内的燃气的温度超过燃气罐的耐热温度的机理。图8是表示通过发明者们开发的燃气填充系统来填充燃气罐时的燃气罐内的氢气的压力与温度的关系的坐标图。在此,通过预冷却器而冷却为-40℃的氢气的燃气站向燃气罐供给。坐标图的横轴表示燃气罐内的氢气的温度(单位为℃),坐标图的纵轴表示燃气罐内的氢气的压力(单位为MPa)。实线Ed1表示SOC100%的等密度线,实线Ed4表示SOC130%的等密度线。SOC(StateOfCharge)是燃气罐的填充率,温度为15℃且压力为燃气罐的通常动作压力(NWP:NormalWorkingPressure)时的氢气密度为100%。如图8所示,将燃气罐从空的状态(状态A3)填充至SOC100%的情况下,燃气罐内的氢气的压力及氢气的温度从状态A3向状态B3如虚线L21那样推移。在填充完成时的状态(状态B3)下,燃气罐内的氢气的压力为87.5MPa。此时,燃气罐内的氢气的温度成为燃气罐的耐热温度即85℃。相对于此,将燃气罐从空的状态(状态A3)填充至SOC130%的情况下,燃气罐内的氢气的压力及氢气的温度从状态A3向状态C3如虚线L22那样推移。在填充完成时的状态(状态C3)下,燃气罐内的氢气的压力为比状态B3的87.5MPa高的超过130MPa。因此,在状态C3下,与状态B3相比,燃气罐内的燃气被进一步绝热压缩。由此,在状态C3下,燃气罐内的氢气的温度成为比燃气罐的耐热温度(85℃)高的超过100℃。即,将燃气罐填充至SOC130%的情况下,如果使预冷却器的冷却能力与填充至SOC100%的情况相同,则填充完成时的燃气罐内的氢气的温度超过燃气罐的耐热温度即85℃。本发明鉴于以上的背景而作出,目的在于提供一种能够抑制成本的大幅上升,且避免燃气罐内的燃气的温度超过燃气罐的耐热温度而进一步提高燃气罐的SOC的燃气填充系统。【用于解决课题的方案】本发明提供一种燃气填充系统,具备燃气罐及向所述燃气罐供给燃气的燃气站,其中,所述燃气站具有:燃气输送管线,用于从所述燃气站向所述燃气罐输送燃气;燃气返回管线,用于使所述燃气罐内的燃气返回所述燃气站;燃气循环泵,使燃气经由所述燃气输送管线及所述燃气返回管线而在所述燃气罐与所述燃气站之间循环;及燃气冷却部,对经由所述燃气输送管线从所述燃气站向所述燃气罐输送的燃气进行冷却,所述燃气填充系统使通过所述燃气冷却部而被冷却成比所述燃气罐的耐热温度低的温度的燃气在所述燃气罐与所述燃气站之间循环,同时从所述燃气站向所述燃气罐供给燃气。在向燃气罐的燃气的填充中,通过燃气循环泵使通过燃气冷却部而被冷却成比燃气罐的耐热温度低的温度的燃气在燃气罐与燃气站之间循环,同时从燃气站向燃气罐供给燃气,由此将燃气罐内的燃气冷却成比燃气罐的耐热温度低的温度。由此,在将燃气向燃气罐填充时,燃气罐内的燃气的温度不会超过燃气罐的耐热温度。此外,在将燃气向燃气罐填充的过程中使燃气循环的情况下,从燃气罐向燃气站返回的燃气由于被燃气冷却部冷却而压力下降,但是能够将燃气从燃气站向燃气罐进一步补给因冷却而燃气的压力下降的量。由此,相比将燃气向燃气罐填充时不使燃气循环的情况,能够进一步提高燃气罐的SOC。而且,在所述燃气罐内的燃气的温度上升至规定的温度之后,通过所述燃气循环泵使燃气在所述燃气罐与所述燃气站之间循环,同时从所述燃气站向所述燃气罐供给燃气。在燃气的填充中,若从最初开始使燃气在燃气罐与燃气站之间循环,则与不使燃气循环的情况相比,会花费燃气的填充所需的时间。因此,在燃气罐内的燃气温度达到规定的温度(例如,燃气罐的耐压温度)之前不使燃气循环而进行填充的情况下,能够缩短燃气的填充所需的时间。由此,在燃气罐内的燃气温度达到了规定的温度之后,通过燃气冷却部使燃气在燃气罐与燃气站之间循环,同时从燃气站向燃气罐供给燃气,由此能够抑制燃气的填充所需的时间的增加,并进一步提高燃气罐的SOC。而且,所述燃气罐搭载于车辆,所述车辆具备用于将所述燃气罐与所述燃气输送管线连接的燃气输送侧连接口和用于将所述燃气罐与所述燃气返回管线连接的燃气返回侧连接口,所述燃气输送侧连接口与燃气返回侧连接口在连接部分的形状上不同。能够防止将燃气输送管线误连接于燃气返回连接口,将燃气返回管线误连接于燃气输送连接口的情况。【发明效果】根据本发明,能够抑制成本的大幅上升,并避免燃气罐内的燃气的温度超过燃气罐的耐热温度而进一步提高燃气罐的SOC。前述及后述的本发明的目标、特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确,而且本发明没有限定于此。附图说明图1是表示本实施方式的燃气填充系统的概要结构的图。图2是表示本实施方式的燃气填充系统的详细结构的图。图3是说明本实施方式的燃气填充系统的燃气填充方法的图。图4是说明从SOC100%的状态开始在燃气罐与燃气站之间使氢气循环时的燃气罐内的压力及燃气罐内的温度的推移的图。图5是将对于各SOC的填充时及使用时的燃气罐内的压力及温度进行汇总的一览表。图6是说明实施方式2的燃气填充系统的燃气填充方法的图。图7是将实施方式2的燃气填充系统的燃气填充方法中设为SOC100%时和不使燃气循环的燃气填充方法中设为SOC100%时各自的燃气罐内的压力及温度进行对比而汇总的一览表。图8是表示通过发明者们开发的燃气填充系统填充燃气罐时的燃气罐内的氢气的压力与温度的关系的坐标图。具体实施方式实施方式1以下,参照附图,说明本发明的实施方式1。在此,作为燃气填充系统,说明从燃气站向搭载有燃料电池系统的燃料电池车辆填充氢气的例子。需要说明的是,燃料电池系统如公知所述具备通过燃料燃气(例如氢气)与氧化燃气(例如空气)的电化学反应而发电的燃料电池等。首先,参照图1,说明本实施方式的燃气填充系统1的概略结构。图1是表示本实施方式的燃气填充系统1的概略结构的图。如图1所示,本实施方式的燃气填充系统1具备燃气罐3和向燃气罐3供给燃气的燃气站2。燃气站2具有燃气输送管线11、燃气返回管线12、使燃气经由燃气输送管线11及燃气返回管线12在燃气罐3与燃气站2之间循环的燃气循环泵14、对从燃气站2经由燃气输送管线11向燃气罐3输送的燃气进行冷却的作为燃气冷却部的预冷却器18。在燃气填充系统1中,使通过预冷却器18而被冷却成比燃气罐3的耐热温度低的温度的燃气在燃气罐3与燃气站2之间循环,并从燃气站2向燃气罐3供给燃气。在向燃气罐3的燃气的填充中,利用燃气循环泵14使通过预冷却器18而冷却成比燃气罐3的耐热温度低的温度的燃气在燃气罐3与燃气站2之间循环,并从燃气站2向燃气罐3供给燃气,由此将燃气罐3内的燃气冷却成比燃气罐3的耐热温度低的温度。由此,在将燃气向燃气罐填充时燃气罐3内的燃气的温度不会超过燃气罐3的耐热温度。此外,在将燃气向燃气罐填充时使燃气循环的情况下,从燃气罐3向燃气站2返回的燃气由预冷却器18冷却而压力下降,但是能够将燃气从燃气站2向燃气罐3进一步补给因冷却而燃气的压力下降的量。由此,相对于在将燃气向燃气罐填充时不使燃气循环的情况,能够进一步提高燃气罐3的SOC。接下来,参照图2,说明本实施方式的燃气填充系统1的更详细的结构。图2是表示燃气填充系统1的详细结构的图。如图2所示,燃气填充系统1具备燃气罐3、燃气站2。燃气罐3搭载于车辆50。燃气罐3是向燃料电池的燃料燃气供给源,是能够积存氢气的高压罐。燃气罐3内的氢气经由图示省略的供给管路向燃料电池供给。在燃气罐3设有用于检测燃气罐3内的压力的压力传感器51及用于检测燃气罐3内的温度的温度传感器52。燃气站2具有燃气输送管线11、燃气返回管线12、燃气循环泵14、蓄压器15、预冷却器(燃气冷却部)18。燃气输送管线11是用于从燃气站2向燃气罐3输送燃气的燃气流路,由图2中的单点划线表示。而且,燃气返回管线12是用于使燃气罐3内的燃气向燃气站2返回的燃气流路,由图2中的虚线表示。燃气循环泵14用于使燃气经由燃气输送管线11及燃气返回管线12在燃气罐3与燃气站2之间循环。作为燃气循环泵14,可以使用例如鼓风风扇。蓄压器15用于预先蓄积升压至规定的压力(例如95MPa)的氢气,设于燃气输送管线11。在蓄压器15设有用于调节向燃气输送管线11供给的氢气的流量的流量控制阀48。需要说明的是,蓄压器15可以具备蓄压的压力不同的多个蓄压罐。预冷却器18通过热交换,将从燃气站2经由燃气输送管线11向燃气罐3输送的燃气冷却成比燃气罐3的耐热温度低的温度。作为预冷却器18的热交换的形式,可以使用隔壁式、中间介质式及蓄热式中的任一个,作为构造而能够适用公知的构造。在图2所示的例子中,基于预冷却器18的热交换的形式是使制冷剂在预冷热交换器32与制冷机31之间循环,在预冷热交换器32中在氢气与制冷剂之间进行热交换的中间介质式。燃气站2还具备在对燃气罐3进行燃气填充时使用者用于进行填充操作的分配器(填充器)40。而且,燃气站2还具备对从燃气站2向燃气罐3的燃气的填充进行控制的控制部20。分配器40具备:调整从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的流量的流量控制阀44;计测从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的流量的流量计43。需要说明的是,在燃气站2中,分配器40以外的部分为燃气站主体30。流量控制阀44是被电气性地驱动的阀,作为驱动源,例如具备步进电动机。流量控制阀44按照来自控制部20的指令,通过步进电动机来变更阀开度,由此调整氢气的流量。由此,控制氢气向燃气罐3的填充流量。该被控制的填充流量由流量计43计测,控制部20接受其计测结果而以成为所希望的填充流量的方式对流量控制阀44进行反馈控制。控制部20构成作为在内部具备CPU、ROM、RAM的微型计算机。CPU按照控制程序而执行所希望的运算,进行各种处理、控制。ROM存储通过CPU处理的控制程序或控制数据,RAM主要被使用作为控制处理用的各种作业区域。需要说明的是,在图2中,控制部20设于分配器40,但是并不局限于此,也可以设于燃气站主体30。而且,控制部20也可以不设于燃气站2而设于车辆50。上述的预冷却器18的预冷热交换器32优选设置于分配器40,以将氢气在即将填充于燃气罐3之前的位置进行冷却。在燃气输送管线11,在预冷却器18的燃气流动方向下游的位置设置用于切换从燃气站2向燃气罐3的氢气的供给\/停止的主截止阀47。而且,在燃气输送管线11,在预冷却器18的燃气流动方向下游的位置设有检测向燃气罐3供给的氢气的压力的压力传感器41和检测向燃气罐3供给的氢气的温度的温度传感器42。燃气输送管线11的一部分作为燃气输送用软管而从分配器40延伸。而且,燃气返回管线12的一部分作为燃气返回用软管而从分配器40延伸。在燃气输送用软管的前端设置燃气输送侧管嘴45,在燃气返回用软管的前端设置燃气返回侧管嘴46。在车辆50设置有用于将燃气罐3与燃气输送管线11连接的燃气输送侧插孔(燃气输送侧连接口)53、燃气返回侧插孔(燃气返回侧连接口)54。即,燃气输送侧插孔53与燃气输送侧管嘴45结合,燃气返回侧插孔54与燃气返回侧管嘴46结合。为了使连接作业简便,燃气输送侧插孔53及燃气返回侧插孔54优选设置在车辆50的同一加油口盖内。而且,为了防止燃气输送侧管嘴45与燃气返回侧插孔54误结合、燃气返回侧管嘴46与燃气输送侧插孔53误结合的情况,燃气输送侧插孔53与燃气返回侧插孔54优选使连接部分的形状不同。在将燃气输送侧插孔53与燃气罐3连接的填充管路55设有用于防止氢气的逆流的止回阀56。而且,在将燃气罐3与燃气返回侧插孔54连接的回流管路57设有使燃气的排出停止的主截止阀58及减压阀59。减压阀59是从燃气罐3向燃气返回管线12排出的燃气的压力比规定的压力(例如87.5MPa)高的情况下用于减压至规定的压力的结构。接下来,参照图3,说明本实施方式的燃气填充系统1的燃气填充方法。需要说明的是,在以下的说明中,也适当参照图2。图3是说明燃气填充系统1的燃气填充方法的图。在此,坐标图的横轴表示燃气罐3内的氢气的温度(单位为℃),坐标图的纵轴表示燃气罐3内的氢气的压力(单位为MPa)。实线Ed1表示SOC100%的等密度线,实线Ed2表示SOC120%的等密度线,实线Ed3表示SOC125%的等密度线,实线Ed4表示SOC130%的等密度线。如图3所示,首先,从燃气罐3为空的状态(状态A1)至成为SOC100%的状态(状态B1)为止,不在燃气罐3与燃气站2之间使氢气循环地进行燃气填充。即,打开燃气输送管线11的主截止阀47,将通过预冷却器18冷却为-40℃的温度的高压的氢气从燃气站2向燃气罐3供给。此时,回流管路57的主截止阀58仍关闭而燃气罐3内的氢气不返回燃气站2。由此,燃气罐3内的氢气的压力及氢气的温度如虚线L1所示那样推移。即,燃气罐3内的燃气温度通过上述的燃气的绝热压缩而从外气温(在此为15℃)上述至燃气罐3的耐热温度即85℃,燃气罐内的燃气压力从0MPa上升至规定的压力(在此为87.5MPa)。接下来,使通过预冷却器18冷却后的氢气在燃气罐3与燃气站2之间循环,同时从燃气站2向燃气罐3供给氢气。即,在通过温度传感器52检测的燃气罐3内的氢气的温度上升至燃气罐3的耐热温度之后,控制部20打开回流管路57的主截止阀58,通过燃气循环泵14使氢气在燃气罐3与燃气站2之间循环。在燃气罐3与燃气站2之间循环的氢气由预冷却器18冷却。从燃气罐3向燃气站2返回的氢气通过由预冷却器18冷却为小于燃气罐3的耐热温度即小于85℃的温度而压力下降。因此,控制部20对流量控制阀48进行控制,从蓄压器15补给氢气,以将通过压力传感器51检测到的燃气罐3内的氢气的压力维持成规定的压力(在此为87.5MPa)。即,在燃气罐3内,氢气量增加从蓄压器15补给的量。在将燃气罐3的SOC从100%提高成120%的情况下,从状态B1至虚线L2与SOC120%的等密度线Ed2相交的状态C1,即,燃气罐3内的氢气的温度从85℃至成为约0℃,需要继续氢气的循环。这种情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气需要通过预冷却器18而冷却为0℃的温度。在将燃气罐3的SOC从100%升高为125%的情况下,在从状态B1至实线L2与SOC125%的等密度线Ed3相交的状态D1为止,即在燃气罐3内的氢气的温度从85℃至成为-20℃为止,需要继续氢气的循环。这种情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气需要通过预冷却器18冷却为-20℃的温度。在将燃气罐3的SOC从100%升高为130%的情况下,在从状态B1至实线L2与SOC130%的等密度线Ed4相交的状态E1为止,即在燃气罐3内的氢气的温度从85℃至成为-35℃为止,需要继续氢气的循环。这种情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气需要通过预冷却器18而冷却为-35℃的温度。图4是说明从SOC100%的状态开始使氢气在燃气罐3与燃气站2之间循环时的燃气罐内的压力及燃气罐内的温度的推移的图。在图4中,坐标图的横轴表示时间(单位为秒)。而且,虚线表示燃气罐3的SOC(纵轴的单位为%),单点划线表示燃气罐3内的氢气的压力(纵轴的单位为MPa),实线表示氢气的循环流量(纵轴的单位为g\/秒),双点划线表示燃气罐3内的氢气的温度(纵轴的单位为℃)。如图4所示,在燃气罐3与燃气站2之间循环的氢气的流量维持成恒定的值(60g\/秒)。而且,如上所述,通过从蓄压器15补给氢气,而将燃气罐3内的氢气的压力维持成规定的压力即87.5MPa。燃气罐3内的氢气的温度Ttank从燃气罐3的耐热温度即85℃开始逐渐下降。如参照图3说明那样,燃气罐3内的氢气的温度Ttank成为约0℃时,燃气罐3的SOC到达120%,温度Ttank成为约-20℃时,燃气罐3的SOC到达125%,温度Ttank成为约-35℃时,燃气罐3的SOC到达130%。因此,如图4所示,对燃气一边进行冷却一边使其循环的时间在SOC120%下为约100秒,在SOC125%下为约150秒,在SOC130%下为约270秒。不使燃气循环而将氢气填充至SOC100%所需的时间为约180秒,因此SOC120%的填充所需时间为约280秒(100秒+180秒),SOC125%的填充所需时间为约330秒(150秒+180秒),SOC130%的填充所需时间为约450秒(270秒+180秒)。图5是将对于各SOC的填充时及燃料电池系统的运转时的燃气罐内的压力及温度进行汇总的一览表。如图5所示,如果燃气罐内的SOC不同,则当然燃料电池系统的运转时(假定外气温度50℃下的燃料电池系统的运转)的燃气罐3内的燃气的最高压力变化。然而,在本实施方式的燃气填充系统1中,无论是SOC100%、SOC120%、SOC125%、SOC130%中的哪个,填充时的燃气罐3内的燃气的最高压力都为规定的压力即87.5MPa不变化。而且,无论是SOC100%、SOC120%、SOC125%、SOC130%中的哪个,填充时的燃气罐3内的燃气的最高温度都为燃气罐3的耐热温度即85℃不变化。无论是SOC100%、SOC120%、SOC125%、SOC130%中的哪个,将燃气罐3从空的状态填充至SOC100%时的从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度都为-40℃相同。此时,预冷却器18的冷却能力为-40℃。另一方面,在燃气罐3与燃气站2之间循环时的从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度在SOC130%下需要设为-35℃,在SOC125%下需要设为-20℃,在SOC120%下需要设为0℃。无论如何都比预冷却器18的冷却能力即-40℃高。由此,不变更预冷却器18的冷却能力就能够将燃气罐3的SOC从100%升高为120%、125%、130%。而且,无论是SOC100%、SOC120%、SOC125%、SOC130%中的哪个,填充所需的时间都为10分钟以内,与需要20~30分左右的时间的电动机动车的急速充电相比,能够充分地维持竞争优越性。如以上所述,在向燃气罐3的燃气的填充中,利用燃气循环泵14使通过预冷却器18而冷却成比燃气罐3的耐热温度低的温度的燃气在燃气罐3与燃气站2之间循环,同时从燃气站2向燃气罐3供给燃气,由此将燃气罐3内的燃气冷却成比燃气罐3的耐热温度低的温度。由此,在将燃气向燃气罐填充时,燃气罐3内的燃气的温度不会超过燃气罐3的耐热温度。此外,在将燃气向燃气罐填充时使燃气循环的情况下,从燃气罐3向燃气站2返回的燃气由于被预冷却器18冷却而压力下降,但是能够将燃气从燃气站2向燃气罐3进一步补给因冷却而燃气的压力下降的量。由此,相比将燃气向燃气罐填充时不使燃气循环的情况,能够进一步提高燃气罐3的SOC。实施方式2以下,参照附图,说明本发明的实施方式2。本实施方式的燃气填充系统的结构与在实施方式1中使用图2说明的结构相同。在本实施方式和实施方式1中,即将使燃气在燃气罐3与燃气站2之间循环之前的燃气罐3内的氢气的压力不同。说明本实施方式的燃气填充系统的燃气填充方法。需要说明的是,在以下的说明中,也适当参照图2。图6是说明本实施方式的燃气填充系统的燃气填充方法的图。在此,坐标图的横轴表示燃气的温度(单位为℃),坐标图的纵轴表示燃气的压力(单位为MPa)。实线Ed1表示SOC100%的等密度线。如图3的虚线L1所示填充燃气的情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度为-40℃。相对于此,如图6的虚线L11所示填充燃气的情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度为-25℃。如图6所示,首先,在燃气罐3从空的状态(状态A2)成为压力60MPa的状态(状态B2)为止,仅经由燃气输送管线11从燃气站2向燃气罐3供给氢气,燃气不从燃气罐3向燃气站2返回。即,打开燃气输送管线11的主截止阀47而从燃气站2向燃气罐3内供给氢气,但是回流管路57的主截止阀58仍关闭而燃气罐3内的氢气不向燃气站2返回。由此,燃气罐3内的氢气的压力及氢气的温度如虚线L11所示那样推移。即,燃气罐3内的燃气压力从0MPa上升至60MPa,燃气罐3内的燃气温度由于上述的燃气的绝热压缩而从外气温(在此为15℃)上升至燃气罐3的耐热温度即85℃。状态B2下的燃气罐3内的压力(60MPa)比图3的虚线L1所示的不使燃气循环而将燃气罐3填充至SOC100%时的状态B1下的压力(87.5MPa)低。接下来,使通过预冷却器18冷却后的氢气在燃气罐3与燃气站2之间循环,同时从燃气站2向燃气罐3供给氢气。即,在通过温度传感器52检测到的燃气罐3内的氢气的温度上升至燃气罐3的耐热温度之后,控制部20打开回流管路57的主截止阀58,通过燃气循环泵14使氢气在燃气罐3与燃气站2之间循环。在燃气罐3与燃气站2之间循环的氢气由预冷却器18冷却。从燃气罐3向燃气站2返回的氢气通过由预冷却器18冷却成燃气罐3的耐热温度即85℃以下的温度而压力下降。因此,控制部20对流量控制阀48进行控制,从蓄压器15补给氢气,以将通过压力传感器51检测到的燃气罐3内的氢气的压力维持成规定的压力(在此为60MPa)。即,在燃气罐3内,氢气量增加从蓄压器15补给的量。如果氢气的循环继续至实线L12与SOC100%的等密度线Ed1交叉为止,即燃气罐3内的氢气温度成为-25℃为止,则燃气罐3的SOC成为100%。由此,使氢气在燃气罐3与燃气站2之间循环期间,需要使从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度成为-25℃。图7是将本实施方式的燃气填充系统中设为SOC100%的情况和在比较例的燃气填充方法中设为SOC100%的情况各自的燃气罐内的压力及温度进行对比而汇总的一览表。在此,比较例的燃气填充方法是不使燃气循环的燃气填充方法。在比较例的燃气填充方法中设为SOC100%的情况下,将燃气向燃气罐填充时的燃气罐内的温度及压力如图3的虚线L1所示那样推移。如图7所示,填充时的燃气罐3内的燃气的最高温度在本实施方式的燃气填充系统、比较例的燃气填充方法中都为85℃不变化。另一方面,填充时的燃气罐3内的燃气的最高压力在比较例的燃气填充方法中为87.5MPa,在本实施方式的燃气填充系统中为比87.5MPa低的60MPa。由此,在本实施方式的燃气填充系统中将燃气罐3填充至SOC100%的情况下,相比在比较例的燃气填充方法中将燃气罐3填充至SOC100%的情况,能够将燃气站2中的各要素变更为耐压更低的要素。由此,能够进一步抑制燃气站的设置成本。在比较例的燃气填充方法中填充至SOC100%的情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度为-40℃。此时,预冷却器18的冷却能力为-40℃。另一方面,在本实施方式的燃气填充系统中填充至SOC100%的情况下,从燃气站2向燃气罐3供给的氢气的冷却温度为-25℃。此时,预冷却器18的冷却能力为-25℃。即,在本实施方式的燃气填充系统中填充至SOC100%的情况下,相比在比较例的燃气填充方法中填充至SOC100%的情况,能够将预冷却器18变更为冷却能力更低的结构。由此,能够进一步抑制燃气站的设置成本。需要说明的是,本发明并不局限于上述实施方式,能够在不脱离主旨的范围内适当变更。为了将燃气运输车中的罐内的燃气(例如20~45MPa)升压至规定的压力(例如82~95MPa)并向燃气站的蓄压器供给而使用压缩机,但是也可以将该压缩机并用作为燃气填充系统中的燃气循环泵。而且,在上述实施方式中,燃气罐的耐热温度设为通过填充协议而规定的燃气罐内的燃气温度的上限值(85℃),但也可以设为在不受力的状态下燃气罐不发生变形变质等劣化而能够维持其功能或物性的温度。在燃气的填充中,也可以从最初开始在燃气罐与燃气站之间使燃气循环。然而,在燃气的填充中,如果从最初开始在燃气罐与燃气站之间使燃气循环,则与不使燃气循环的情况相比,花费燃气的填充所需的时间。原因是,在燃气的填充中,如果在使燃气循环的情况和不使燃气循环的情况下燃气的流量相同,则在使燃气循环的情况下,使已经填充于燃气罐的燃气流出,因此相应地,与不使燃气循环的情况相比,燃气的填充变慢。因此,如上述实施方式那样,直到燃气罐内的燃气的温度达到规定的温度(燃气罐的耐压温度)为止不使燃气循环而进行填充的情况下,能够缩短燃气的填充所需的时间。例如,不使燃气循环而填充时以SOC100%使燃气罐内的燃气的温度到达规定的温度(燃气罐的耐压温度)。如果SOC的目标值为SOC130%,则在从SOC达到100%的状态开始使燃气循环而升高至作为目标的SOC130%的情况下,由于燃气的循环而不得不上升的SOC的差量为30%(130%-100%)。相对于此,在从SOC未达到100%的状态开始使燃气循环而升高至作为目标的SOC130%的情况下,由于燃气的循环而不得不上升的SOC的差量大于30%。即,在从SOC达到100%的状态开始使燃气循环而升高至作为目标的SOC130%的情况下,与从SOC未达到100%的状态开始使燃气循环而升高至作为目标的SOC130%的情况相比,由于燃气的循环而不得不增加的SOC的差量减少,因此能够缩短燃气的填充所需的时间。由此,更优选在燃气罐内的燃气的温度上升至规定的温度之后,通过燃气冷却部使燃气在燃气罐与燃气站之间循环,同时从燃气站向燃气罐供给燃气。本发明的处理过程也可以通过程序来实现。程序可以使用各种类型的非暂时性的计算机可读介质(non-transitorycomputerreadablemedium)来存储,并向计算机供给。非暂时性的计算机可读介质包括各种类型的存在实体的记录介质(tangiblestoragemedium)。非暂时性的计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如光磁盘)、CD-ROM(ReadOnlyMemory)、CD-R、CD-R\/W、半导体存储器(例如,掩模ROM、PROM(ProgrammableROM)、EPROM(ErasablePROM)、闪光ROM、RAM(randomaccessmemory))。而且,程序可以通过各种类型的暂时性的计算机可读介质(transitorycomputerreadablemedium)向计算机供给。暂时性的计算机可读介质的例子包括电信号、光信号及电磁波。暂时性的计算机可读介质经由电线及光纤等有线通信路、或者无线通信路,能够将程序向计算机供给。根据本发明的记载,本发明的具体实施方式当然能够进行各种变形。在不脱离本发明的主旨的范围内,这些变形同样地包含于权利要求书记载的发明及其等同的范围。...
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