JP7626642B2 - Hydrogen pressure control method for hydrogen stations and hydrogen stations - Google Patents
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Description
本発明は、水素ステーションの水素圧制御方法と水素ステーションに関し、特に、水素ステーション内に発生した水素圧の異常昇圧を制御する方法とその水素ステーションに関する。 The present invention relates to a hydrogen pressure control method for a hydrogen station and the hydrogen station, and in particular to a method for controlling an abnormal increase in hydrogen pressure that occurs within the hydrogen station and the hydrogen station.
従来、水素ステーションは、オンサイト型水素ステーションやオフサイト型水素ステーションが知られている。
オンサイト型水素ステーションは、スタンド内でメタンなどを改質装置で改質して、水素ガスを発生させて、この水素ガスを燃料電池自動車(FCV)等へ供給するタイプの圧縮水素スタンドである。
オフサイト型水素ステーションは、スタンドとは異なる場所で製造した水素ガスを水素トレーラー、水素カードル等の容器により運送し、圧縮水素スタンドの外部から水素の供給を受けるタイプの圧縮水素スタンドである。
Conventionally, there are known hydrogen stations, which are classified as on-site hydrogen stations and off-site hydrogen stations.
An on-site hydrogen station is a type of compressed hydrogen station that uses a reformer inside the station to reform methane and other fuels to generate hydrogen gas, which is then supplied to fuel cell vehicles (FCVs) and the like.
An off-site hydrogen station is a type of compressed hydrogen station where hydrogen gas produced at a location other than the station is transported in containers such as hydrogen trailers or hydrogen cartridges, and hydrogen is supplied from outside the compressed hydrogen station.
水素ステーションでは、安全弁の設置が義務付けられており、水素ステーションにおいて、流路内の異常昇圧が発生した際に、安全弁により水素ガスを外部に放出して、水素ステーション内の圧力を下げて、水素ステーション設備の設計圧力限界を超えることがないようにしている。
安全弁は、所定圧力を超えたとき機械的に開弁状態となって、強制的に大気開放する安全装置であり、一般的に、安全弁が作動するときの圧力(吹出し圧力)は、水素ステーション設備の設計圧力限界に近い圧力に設定されていることが多い。
Hydrogen stations are required to be equipped with safety valves. In the event of an abnormal increase in pressure within the flow path, the safety valve releases hydrogen gas to the outside, reducing the pressure within the hydrogen station and preventing it from exceeding the design pressure limit of the hydrogen station equipment.
A safety valve is a safety device that mechanically opens and forcibly releases the pressure to the atmosphere when a certain pressure is exceeded. Generally, the pressure (blowing pressure) at which the safety valve operates is set to a pressure close to the design pressure limit of the hydrogen station equipment.
このため、安全弁が作動する前に、異常昇圧を解消するために放散弁(圧力リリーフ弁)などを設置している。放散弁が作動する圧力(設定圧力)は、安全弁の吹出し圧力よりも低い圧力に設定されており、異常昇圧が発生した際には、安全弁の吹出し圧力まで達しないように圧力を低下させている(非特許文献1の255頁参照)。 For this reason, a release valve (pressure relief valve) is installed to eliminate the abnormal pressure rise before the safety valve operates. The pressure (set pressure) at which the release valve operates is set to a pressure lower than the blowing pressure of the safety valve, and when an abnormal pressure rise occurs, the pressure is reduced so that it does not reach the blowing pressure of the safety valve (see page 255 of Non-Patent Document 1).
例えば特許文献1では、昇圧した水素を蓄圧する蓄圧器と、蓄圧した水素を燃料電池自動車(FCV)に供給するディスペンサーとの間で配管接続した流路に安全弁と放散弁を設けた水素ステーションが開示されている。
For example,
また、特許文献2では、水素分配ユニットにおいて、水素の分配が終了したときに導管内で異常昇圧が発生した場合に、ブロックバルブを開放して水素を別の導管に輸送するとともに、輸送された導管に設けられたブリードバルブを開放して、導管内の水素圧を低下させる技術が開示されている。 Patent Document 2 also discloses a technology in which, in a hydrogen distribution unit, if an abnormal pressure rise occurs in a conduit when hydrogen distribution is completed, a block valve is opened to transport the hydrogen to another conduit, and a bleed valve installed in the conduit to which the hydrogen is transported is opened to reduce the hydrogen pressure in the conduit.
ところで、異常昇圧を解消するために系外に放出される水素ガスは、未使用のまま外界に放出されることから、経済性の観点から水素ガスの放出は、少ない方が好ましい。
また、直射日光や放射熱などの影響により脱圧後に流路内の温度上昇などが発生して水素圧が上昇して異常昇圧が発生する場合もある。このため、水素ガスのロスを抑えながらも、安全に水素圧の異常昇圧を制御する技術が望まれる。
Incidentally, the hydrogen gas discharged to the outside of the system to eliminate the abnormal pressure increase is discharged to the outside world unused, and therefore from an economical point of view it is preferable to discharge as little hydrogen gas as possible.
In addition, there are cases where the temperature inside the flow passages rises after depressurization due to the effects of direct sunlight or radiant heat, causing the hydrogen pressure to rise and leading to an abnormal increase in pressure. For this reason, there is a demand for technology that can safely control abnormal increases in hydrogen pressure while minimizing hydrogen gas loss.
しかし、特許文献1には、異常昇圧が発生した際に水素圧を制御する具体的な方法については何ら開示されていない。
However,
また、特許文献2では、規定の圧力となったときに、ブロックバルブとブリードバルブを制御して導管内の水素ガスを放出して、安全弁が作動する前に流路内の圧力を低下させているが、必要以上に水素ガスを放出してしまい、水素ロスについては全く考慮されておらず、さらには、脱圧後の温度上昇などの影響についても何ら記載がない。 In addition, in Patent Document 2, when a specified pressure is reached, the block valve and bleed valve are controlled to release hydrogen gas in the conduit, thereby lowering the pressure in the flow path before the safety valve is activated. However, more hydrogen gas than necessary is released, and no consideration is given to hydrogen loss at all. Furthermore, there is no mention of the effects of temperature rise after depressurization.
また、特許文献2の技術は、水素ガス分配ユニット(ディスペンサー)においてFCVに水素ガス供給後に異常昇圧が発生した際に、安全な圧力まで低下させる技術である。このため、ディスペンサーの上流にある水素ステーションの水素ガス貯留設備(蓄圧器)などの配管内で異常昇圧が発生した際に、蓄圧器とディスペンサーの間の複雑な配管接続において、圧力を分配させるために接続する配管を切替えたり、複数のバルブを制御したりすると制御が煩雑になる。 The technology in Patent Document 2 is a technology that reduces pressure to a safe level when an abnormal pressure rise occurs in a hydrogen gas distribution unit (dispenser) after hydrogen gas is supplied to an FCV. Therefore, when an abnormal pressure rise occurs in piping such as a hydrogen gas storage facility (pressure accumulator) at a hydrogen station upstream of the dispenser, control becomes complicated if the piping to be connected to distribute the pressure needs to be switched or multiple valves controlled in the complex piping connections between the accumulator and the dispenser.
しかも、蓄圧器とディスペンサーの間には、複数の配管が複雑に接続されているから、別途、脱圧用の配管や部品を設置するとなるとコストが増加するばかりか、配管やバルブが増えてメンテナンスの際の手間が増加することになる。 In addition, multiple pipes are connected in a complex manner between the accumulator and the dispenser, so installing separate pipes and parts for depressurization would not only increase costs, but would also increase the number of pipes and valves, making maintenance more difficult.
よって、本発明は、従来の課題を解決するために開発されたものであり、その目的とするところは、安全弁が作動する前に放散弁により安全な圧力まで低下させると共に、脱圧後の温度上昇などが発生しても安全に水素圧を制御することができる水素ステーションの水素圧制御方法と水素ステーションを提供することにある。 The present invention was developed to solve the problems of the past, and its purpose is to provide a hydrogen pressure control method for a hydrogen station and a hydrogen station that can reduce the pressure to a safe level using a release valve before the safety valve operates, and can safely control the hydrogen pressure even if a temperature rise occurs after depressurization.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、水素源からの水素を圧縮機により昇圧して蓄圧器に蓄圧し、蓄圧器から差圧により燃料電池自動車に水素を充填する差圧式の水素ステーションであり、この水素ステーションの流路内には、流路内の圧力に応じて所定の吹出し圧力で開状態となり、所定の吹止まり圧力で閉状態となる安全弁と、手動又は自動で任意に制御して開状態と閉状態に切替える放散弁とを備え、この放散弁は、開状態と閉状態とを切替える所定の条件として、開状態とする条件を安全弁の吹出し圧力よりも低く設定した所定の設定圧力とし、かつ、閉状態とする条件を流路に想定される最高温度に達しても安全弁の吹出し圧力未満となる圧力とした水素ステーションの水素圧制御方法である。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に係る発明は、放散弁を閉状態にする条件は、脱圧後の圧力(Px)が、以下の関係式(1)を満たす水素ステーションの水素圧制御方法である。
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(関係式(1)中、Pxは、脱圧後の圧力であり、Pmは、安全弁の吹き出し圧力であり、Txは、脱圧後の流路内の温度であり、Tmは、流路内で想定される最高到達温度である。)
The invention according to claim 2 is a hydrogen pressure control method for a hydrogen station, in which the condition for closing the release valve is that the post-depressurization pressure (Px) satisfies the following relational expression (1).
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(In the relational expression (1), Px is the pressure after depressurization, Pm is the blowing pressure of the safety valve, Tx is the temperature in the flow path after depressurization, and Tm is the maximum temperature expected to be reached in the flow path.)
請求項3に係る発明は、放散弁を閉状態にする条件は、脱圧後の圧力(Px)が、上記の関係式(1)を満たし、かつ、安全弁の吹止まり圧力よりも高い水素ステーションの水素圧制御方法である。 The invention according to claim 3 is a method for controlling hydrogen pressure at a hydrogen station, in which the condition for closing the release valve is that the pressure after depressurization (Px) satisfies the above-mentioned relational expression (1) and is higher than the blow-off pressure of the safety valve.
請求項4に係る発明は、流路内が所定の設定圧力を超えて当該放散弁が開状態となったとき、脱圧しなければ当該流路内の圧力が上昇し続けるような外部条件であっても、流路内の圧力を下げることが可能な脱圧速度脱圧速度で脱圧制御するようにした水素圧制御方法である。 The invention according to claim 4 is a hydrogen pressure control method that controls depressurization at a depressurization rate that can reduce the pressure in the flow path when the pressure in the flow path exceeds a predetermined set pressure and the release valve is opened, even under external conditions in which the pressure in the flow path would continue to rise if the pressure is not released.
請求項5に係る発明は、圧縮機と、圧縮機で昇圧した水素を蓄圧する蓄圧器と、蓄圧器の水素を燃料電池自動車に供給するディスペンサーを配管接続し、この配管接続した流路に安全弁と放散弁が配設された水素ステーションであって、配管接続した流路内に異常昇圧が生じたときには、放散弁を開状態にして脱圧して、脱圧後には放散弁を閉状態にするように放散弁が手動又は自動で任意に制御され、放散弁を開状態にする条件は、安全弁の吹出し圧力よりも低く設定した所定の設定圧力であり、放散弁を閉状態にする条件は、脱圧後の圧力(Px)が、以下の関係式(1)を満たす水素ステーションである。
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(関係式(1)中、Pxは、脱圧後の圧力であり、Pmは、安全弁の吹き出し圧力であり、Txは、脱圧後の流路内の温度であり、Tmは、流路内で想定される最高到達温度である。)
The invention of claim 5 is a hydrogen station which has a compressor, a pressure accumulator which stores hydrogen pressurized by the compressor, and a dispenser which supplies hydrogen from the pressure accumulator to a fuel cell vehicle, all connected by piping, and a safety valve and a release valve disposed in the flow path connected by this piping, and when an abnormal increase in pressure occurs in the flow path connected by the piping, the release valve is opened to release pressure, and after release of pressure, the release valve is controlled manually or automatically so as to be closed, the condition for opening the release valve is a predetermined set pressure which is set lower than the blowing pressure of the safety valve, and the condition for closing the release valve is such that the pressure after release (Px) satisfies the following relational expression (1).
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(In the relational expression (1), Px is the pressure after depressurization, Pm is the blowing pressure of the safety valve, Tx is the temperature in the flow path after depressurization, and Tm is the maximum temperature expected to be reached in the flow path.)
請求項6に係る発明は、安全弁及び放散弁は、圧縮機とディスペンサーとの間にある流路内に配設して、この流路内の水素を系外に放出する水素ステーションである。 The invention according to claim 6 is a hydrogen station in which the safety valve and the release valve are disposed in a flow path between the compressor and the dispenser, and the hydrogen in this flow path is released outside the system.
請求項7に係る発明は、流路内が所定の設定圧力を超えて当該放散弁が開状態となったとき、脱圧しなければ当該流路内の圧力が上昇し続けるような外部条件であっても、流路内の圧力を下げることが可能な脱圧速度で脱圧制御するようにした水素ステーションである。 The invention according to claim 7 is a hydrogen station that controls depressurization at a depressurization speed that can reduce the pressure in the flow path when the pressure in the flow path exceeds a predetermined set pressure and the release valve is opened, even under external conditions where the pressure in the flow path would continue to rise if the pressure was not released.
請求項1に係る発明によると、水素ステーションの配管内の流路に異常昇圧が生じた際には、安全弁が作動する前に放散弁を開状態とすることで、安全弁が作動するような危険な圧力に到達する前に圧力を低下させることができる。
また、放散弁が閉状態とする条件を、その流路に想定される最高温度に達しても安全弁の吹出し圧力未満となる圧力としたので、例えば、脱圧後に更に温度が上昇して再び流路内の圧力が高まり、放散弁による脱圧が間に合わずに安全弁が作動することもない。そして、安全な圧力である所定の条件で放散弁を閉状態に制御すれば、水素ロスを減らすことができる。
よって、安全弁が作動する前に、放散弁により安全に脱圧をすることができ、仮に、脱圧後に温度の上昇などにより圧力が上昇したとしても、安全弁の吹出し圧力に達しないので、安全弁の作動圧力まで上昇することなく、水素圧の異常昇圧を制御することができる。
According to the invention of
In addition, the condition for closing the release valve is set to a pressure that is lower than the blowing pressure of the safety valve even if the expected maximum temperature in the flow path is reached, so that, for example, the temperature will not rise further after depressurization, causing the pressure in the flow path to rise again, preventing the release valve from being able to depressurize in time and causing the safety valve to operate. Furthermore, by controlling the release valve to be closed under a predetermined condition that is a safe pressure, hydrogen loss can be reduced.
Therefore, the pressure can be safely released by the release valve before the safety valve operates, and even if the pressure increases after depressurization due to a rise in temperature, etc., it will not reach the blowing pressure of the safety valve, so that abnormal increases in hydrogen pressure can be controlled without rising to the operating pressure of the safety valve.
請求項2に係る発明によると、放散弁を閉状態にする条件のときの圧力が、所定の関係式を満たす範囲内に設定したから、流路内で水素圧の異常昇圧が発生しても、安全弁が作動することなく、確実に、放散弁により脱圧して水素圧の異常昇圧を制御して安全な圧力を維持しやすくすることができる。 According to the invention of claim 2, the pressure when the release valve is closed is set within a range that satisfies a predetermined relational expression, so that even if an abnormal increase in hydrogen pressure occurs in the flow path, the safety valve does not operate and the release valve can reliably release the pressure, controlling the abnormal increase in hydrogen pressure and making it easier to maintain a safe pressure.
請求項3に係る発明によると、放散弁の閉状態にする条件のときの圧力が、安全弁の吹止まり圧力よりも高く設定されているから、脱圧により十分に安全を確保できる状態となってから放散弁を閉状態にすると共に、水素ステーションの系外に放出する水素量を減らし、水素ロスを限りなく減らすことができる。 According to the invention of claim 3, the pressure at the condition for closing the release valve is set higher than the blow-off pressure of the safety valve, so the release valve is closed only after depressurization has reached a state where safety can be sufficiently ensured, and the amount of hydrogen released outside the hydrogen station system is reduced, thereby minimizing hydrogen loss.
請求項4に係る発明によると、流路内が所定の設定圧力を超えて当該放散弁が開状態となったとき、脱圧しなければ当該流路内の圧力が上昇し続けるような外部条件であっても、流路内の圧力を下げることが可能な脱圧速度で脱圧制御できるから、例えば、水素ステーションが想定外の高温にさらされるなどにより、流路の温度が上昇するのに伴って流路内の圧力が増大して、流路内の異常昇圧が生じた際に、放散弁による脱圧を開始した後でも流路の温度上昇速度による圧力上昇よりも、放散弁により早く脱圧することで、流路内の圧力が急上昇する条件下であっても、放散弁として、流路内を確実に脱圧できる脱圧速度で脱圧制御可能で、放散弁による脱圧によって流路内を安全な圧力に維持することができる。 According to the invention of claim 4, when the pressure in the flow path exceeds a predetermined set pressure and the release valve is in an open state, even under external conditions where the pressure in the flow path would continue to rise if the pressure was not released, the release can be controlled at a release speed that can reduce the pressure in the flow path. For example, when the hydrogen station is exposed to unexpectedly high temperatures, and the pressure in the flow path increases as the temperature of the flow path rises, causing an abnormal increase in pressure in the flow path, even after release by the release valve has begun, the release valve can release pressure faster than the pressure increase due to the rate of temperature rise in the flow path. This makes it possible to control the release at a release speed that can reliably release pressure in the flow path as a release valve, even under conditions where the pressure in the flow path rises suddenly, and the release by the release valve can maintain a safe pressure in the flow path.
請求項5に係る発明によると、水素ステーションにおいて、圧縮機とディスペンサーとの間の流路には、水素ガスを蓄圧するための蓄圧器が配置され、この流路において温度上昇などにより、圧力上昇が発生したときに、安全弁の吹出し圧力に達する前に、放散弁により安全に脱圧をすることができる。特に、蓄圧器には高圧で大量の水素ガスが蓄圧されているため、蓄圧器を含む流路は、蓄圧器とは通常時は遮断されている箇所(FCVへの水素供給時以外のディスペンサー内配管等)に比べて、温度上昇に伴う圧力増大が顕著であるが、本発明によれば、このような蓄圧器を含む流路内を安全圧力に維持しやすい。このため、従来よりも水素ロスを低減した経済性に優れた水素ステーションを提供することができる。 According to the invention of claim 5, in a hydrogen station, a pressure accumulator for storing hydrogen gas is arranged in the flow path between the compressor and the dispenser, and when a pressure rise occurs in this flow path due to a temperature rise or the like, the pressure can be safely released by the release valve before the pressure reaches the blow-off pressure of the safety valve. In particular, since a large amount of hydrogen gas is stored at high pressure in the accumulator, the flow path including the accumulator experiences a significant increase in pressure due to temperature rise compared to a portion that is normally cut off from the accumulator (such as the piping inside the dispenser when hydrogen is not being supplied to the FCV). However, according to the present invention, it is easy to maintain a safe pressure in the flow path including such a pressure accumulator. Therefore, it is possible to provide an economical hydrogen station that reduces hydrogen loss more than before.
請求項6に係る発明によると、水素ステーションにおいて、温度上昇などにより、圧力の上昇が発生したときに、系内の圧力上昇が起こりやすい場所において、安全弁の吹出し圧力に達する前に、放散弁により安全に脱圧をすることができるから、水素ステーションにおいて異常昇圧が起こりやすい流路の場所において、安全な圧力を維持しやすくなる。 According to the invention of claim 6, when a pressure rise occurs due to a temperature rise or the like in a hydrogen station, in a location in the system where a pressure rise is likely to occur, the release valve can safely release the pressure before it reaches the blow-off pressure of the safety valve, making it easier to maintain a safe pressure in the flow path where abnormal pressure rise is likely to occur in the hydrogen station.
請求項7に係る発明によると、流路内が所定の設定圧力を超えて当該放散弁が開状態となったとき、脱圧しなければ当該流路内の圧力が上昇し続けるような外部条件であっても、流路内の圧力を下げることが可能な脱圧速度で脱圧制御できるから、流路内の圧力が急上昇する条件下であっても、放散弁として、流路内を確実に脱圧できる脱圧速度で脱圧制御可能で、放散弁による脱圧によって流路内を安全な圧力に維持することができる。 According to the invention of claim 7, when the pressure inside the flow path exceeds a predetermined set pressure and the relief valve is in an open state, even under external conditions where the pressure inside the flow path would continue to rise if not relieved, relief control can be performed at a relief speed capable of lowering the pressure inside the flow path. Therefore, even under conditions where the pressure inside the flow path rises suddenly, relief control can be performed at a relief speed capable of reliably relieving the pressure inside the flow path, and a safe pressure can be maintained inside the flow path by relief using the relief valve.
以下に、本発明の一実施形態における水素ステーションの水素圧制御方法と水素ステーションを図面に基づいて詳細に説明する。 Below, a hydrogen pressure control method for a hydrogen station and a hydrogen station according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る水素ステーションの水素圧制御方法は、オンサイト型水素ステーション及びオフサイト型水素ステーションのいずれにも適応可能であるが、本発明の水素ステーションの水素圧制御方法をオフサイト型水素ステーションに適応した実施形態ついて説明する。 The hydrogen pressure control method for a hydrogen station according to the present invention can be applied to both on-site and off-site hydrogen stations, but we will explain an embodiment in which the hydrogen pressure control method for a hydrogen station according to the present invention is applied to an off-site hydrogen station.
本発明における水素ステーションは、蓄圧器から差圧により燃料電池自動車(FCV)に水素を充填する差圧式の水素ステーションである。図1は、本発明における水素ステーションの概略構成を説明する図面である。図1に示すように、水素ステーション1は、水素ステーションパッケージユニットを使用したオフサイト型の簡易型水素ステーション1であり、H2受入ユニット12と、水素ステーションパッケージユニット13と、水素ガスを冷却するプレクーラーを内蔵したディスペンサーユニット14と、パージ用N2ユニット15と、冷凍機ユニット16により構成されている。
The hydrogen station in the present invention is a differential pressure type hydrogen station that fills a fuel cell vehicle (FCV) with hydrogen from a pressure accumulator by differential pressure. Fig. 1 is a diagram for explaining the schematic configuration of the hydrogen station in the present invention. As shown in Fig. 1, the
H2受入ユニット12(水素源)は、既存の工業プラント等で大規模に製造され、大型のボンベを束ねたトレーラー、或いはカードルなどにより水素ステーションに輸送されてきた水素ガス(以下「水素」ということがある)を受領し、水素ステーションパッケージユニット13に供給する。
The H2 receiving unit 12 (hydrogen source) receives hydrogen gas (hereinafter sometimes referred to as "hydrogen") that has been produced on a large scale at an existing industrial plant or the like and transported to a hydrogen station by a trailer or a cart carrying large cylinders, and supplies it to the hydrogen
水素ステーションパッケージユニット13は、筐体17内に、圧縮機ユニット18と、蓄圧器ユニット19と、バルブユニット20とをパッケージ化している。圧縮機ユニット18と蓄圧器ユニット19との間はバルブユニット20を介して充填流路21で接続されており、蓄圧器ユニット19とディスペンサーユニット14との間はバルブユニット20を介して供給流路22で接続されている。
The hydrogen
ディスペンサーユニット14は、水素ステーションパッケージユニット13内の蓄圧器ユニット19から供給される高圧水素を流量制御弁(図示せず)により流量制御しながら、充填用ノズル(図示せず)を介して燃料電池自動車(FCV)60に水素を供給する。また、ディスペンサーユニット14には、燃料電池自動車60に供給する水素を所定温度(例えば、-40℃)に冷却するプレクーラー(熱交換器)を備えている。これは、燃料電池自動車のタンクに水素ガスを急速に充填すると断熱圧縮により温度が上昇するので、タンク温度が上がり過ぎないように予め水素を十分に冷やすためである。
The
パージ用N2ユニット15は、水素ステーションパッケージユニット13の流路内、バルブ内に残留する水素の他、空気等の不純物を除去するパージ用の窒素(N2)ガスを貯蔵し、必要によりH2受入ユニット12を介して水素ステーションパッケージユニット13に窒素を供給し、流路内に残留する水素ガス等をパージする。
The N2
冷凍機ユニット16は、ディスペンサーユニット14のプレクーラーに冷媒を循環供給し、燃料電池自動車60に供給する水素を所定温度に冷却している。
The
次いで、図2により水素ステーションパッケージユニット13の構成を説明する。図2に示すように、水素ステーションパッケージユニット13は、筐体17内に、圧縮機ユニット18と、蓄圧器ユニット19と、バルブユニット20とをパッケージ化している。
Next, the configuration of the hydrogen
圧縮機ユニット18は、圧縮機(コンプレッサー)25と、遮断弁として機能する自動ボールバルブ26、27と、逆止弁28とを備え、H2受入ユニット12から供給される水素を昇圧(圧縮)し、充填流路21を介して蓄圧器ユニット19に充填している。圧縮機25は、吐出圧力が80MPa超程度の高圧水素圧縮機であれば、往復動圧縮機(レシプロコンプレッサー)やダイヤフラム型圧縮機等の適宜の方式の圧縮機を使用することができるが、水素ステーションパッケージユニット13を小型に構成するためには、水素ステーションの水素供給能力に対応した小型の圧縮機を選定することが好ましい。また、コストを抑制する観点からブースター型圧縮機が好ましい。
The
なお、図2には図示していないが、圧縮機25で水素ガスを圧縮する際に断熱圧縮により水素ガスの温度が上昇するので、圧縮後の水素ガスを冷却するためのクーラーを圧縮機ユニット18に設けることが好ましい。例えば、このクーラーの冷却に冷凍機ユニット16を共用してもよい。
Although not shown in FIG. 2, when the hydrogen gas is compressed by the
蓄圧器ユニット19は、圧縮機ユニット18で昇圧した高圧(80MPa超)の水素ガスを貯留する機能を有し、容量300Lの長尺タンク形状の蓄圧器30a、30b、30c、30dを4本備えている。
The
高圧の蓄圧器を使用して燃料電池自動車60に水素ガスを供給する差圧式の水素ステーション1では、低圧バンク、中圧バンク及び高圧バンクの組み合わせによるバンク切替えが効率的であると考えられている。そのため、本実施例では、2本の蓄圧器30a、30bで低圧のバンク1を、蓄圧器30cで中圧のバンク2を、蓄圧器30dで高圧のバンク3を構成し、低圧のバンク1、中圧のバンク2、高圧のバンク3の順で蓄圧器内に貯留した高圧水素ガスを燃料電池自動車60に供給するようにしている。低圧のバンク1は、燃料電池自動車60に水素ガスを供給する際に最も水素ガスの供給量が多くなるので、2本の蓄圧器30a、30bを使用し、供給量を確保するようにしている。ただし、蓄圧器の数は、簡易型水素ステーション1に求める水素供給能力に応じ、適宜、増減することができる。また、本実施例では、蓄圧器30a、30b及び30cはいずれも同じ容量としたが、必要に応じ、サイズが異なる蓄圧器を組み合わせてもよい。
In a differential
また、蓄圧器への水素ガスの充填と取出しのため、バンク1には流路31aが、バンク2には流路31bが、バンク3には流路31cが接続されている。なお、バンク1は2本の蓄圧器30a、30bで構成されているため、流路31aは蓄圧器30a、30bの直前で分岐して蓄圧器30a、30bに各々接続されている。
In order to fill and remove hydrogen gas from the pressure accumulators, flow
バルブユニット20は、圧縮機ユニット18で昇圧した水素ガスの蓄圧器ユニット19内の蓄圧器30a、30b、30c、30dへの充填と、蓄圧器30a、30b、30c、30dに貯留した水素ガスの取出しを制御する。このため、バルブユニット20には、分岐流路21が着脱可能な水素ガスの流入口33と、供給流路22が着脱可能な水素ガスの流出口34とを設けるとともに、蓄圧ユニット19の3本の流路31a、31b、31cを着脱可能な水素ガスの出入口35a、35b、35cを設けている。
The
充填流路21は、バルブユニット20内でバンク1に水素ガスを供給する分岐流路21aと、バンク2に水素ガスを供給する分岐流路21bと、バンク3に水素ガスを供給する分岐流路21cに分岐し、分岐流路21aは水素ガスの出入口35aに、分岐流路21bは水素ガスの出入口35bに、分岐流路21cは水素ガスの出入口35cに接続されている。
The filling
また、蓄圧器ユニット19内の蓄圧器30a、30b、30c、30dからディスペンサーユニット14へ水素ガスを供給するため、バンク1から水素ガスを取出す支流路22a、バンク2から水素ガスを取出す支流路22b、バンク3から水素ガスを取出す支流路22cを設け、支流路22aと水素ガスの出入口35a、支流路22bと水素ガスの出入口35b、支流路22cと水素ガスの出入口35cとを接続するとともに、バルブユニット20内で支流路22a、22b、22cを集合させて供給流路22を構成している。
In order to supply hydrogen gas from the
なお、図2に示すように、分岐流路21aと支流路22a、分岐流路21bと支流路22b、分岐流路21cと支流路22cは、水素ガスの出入口35a、35b、35cの手前で流路の一部を共用しているが、分岐流路と支流路を個別に水素ガスの出入口に接続するようにしても良い。
As shown in FIG. 2, the
このように、バルブユニット20は、蓄圧器ユニット19よりも手前で分岐し、蓄圧器ユニット19よりも後ろで集合する並列した複数の流路を有している。
In this way, the
分岐流路21aには自動ボールバルブ37aと逆止弁38aを、分岐流路21bには自動ボールバルブ37bと逆止弁38bを、分岐流路21cには自動ボールバルブ37cと逆止弁38cを設けている。これら自動ボールバルブ37a、37b、37cは、圧縮機ユニット18から蓄圧器ユニット19への水素ガスの供給を開閉する第1バルブである。これにより、圧縮機ユニット18から蓄圧器ユニット19への水素ガスの供給を制御するとともに、水素ガスの逆流を防止している。
An
また、支流路22aには自動ボールバルブ39aと逆止弁40aを、支流路22bには自動ボールバルブ39bと逆止弁40bを、支流路22cには自動ボールバルブ39cと逆止弁40cを設けている。これら自動ボールバルブ39a、39b、39cは、蓄圧器ユニット19から水素ガスの流出口34まで水素ガスの供給を開閉する第2バルブである。これにより、蓄圧器ユニット19から水素ガスの流出口34への水素ガスの供給を制御するとともに、水素ガスの逆流を防止している。
In addition, an
支流路22a、22b、22cが集合した供給流路22には、逆止弁43と自動ボールバルブ44を設け、水素ガスの逆流防止とディスペンサーユニット14に供給する水素ガスの供給を制御している。
A
さらに、流路31aから分岐させた流路45aにはバルブ46aを、流路31bから分岐させた流路45bにはバルブ46bを、流路31cから分岐させた流路45cにはバルブ46cを設けている。これらのバルブ46a、46b、46cは、流路内の水素ガスのベントを開閉するベントバルブ(以下、「放散弁」という)である。放散弁46(46a、46b、46c)は、図示しない放散管に接続しており、放散管より水素ガスを水素ステーションの系外に放出する。
放散弁は、メンテナンスなどの際に流路内の水素ガスや窒素ガスをベントするほかに、流路内に異常昇圧が発生した場合には、後述する水素圧制御方法によって、水素ガスを系外に放出して系内の流路配管の異常圧力を低下させることができる。放散弁は安全弁が作動する圧力に達する前に、図示しない制御部などにより閉状態から開状態となるように切替え制御されて、放散弁により水素ガスを系外に放出して、流路内の圧力を低下さて、流路内の圧力が設備の設定圧力限界を超えないように水素圧を制御している。
なお、放散弁は、公知の手動又自動のバルブ(ボールバルブなど)を使用できるが、脱圧時は高圧ガスが放出されるので、自動ボールバルブが好ましい。
Furthermore, a
The release valve not only vents hydrogen gas or nitrogen gas in the flow path during maintenance, but also releases hydrogen gas to the outside of the system to reduce the abnormal pressure in the flow path piping in the system by a hydrogen pressure control method described later when an abnormal pressure rise occurs in the flow path. The release valve is controlled by a control unit (not shown) or the like to switch from a closed state to an open state before the pressure reaches the pressure at which the safety valve operates, and the release valve releases hydrogen gas to the outside of the system to reduce the pressure in the flow path, thereby controlling the hydrogen pressure so that the pressure in the flow path does not exceed the set pressure limit of the equipment.
The release valve may be a known manual or automatic valve (such as a ball valve), but an automatic ball valve is preferred since high-pressure gas is released when the pressure is released.
また、放散弁に接続した放散管をバンクの配管流路と接続させて、異常昇圧が発生した際に、異常昇圧が発生した配管流路の水素ガスを、安全な圧力状態にあるバンクに移して蓄圧して異常圧力を解消するようにしてもよい。
さらには、放散弁に接続した放散管から水素ステーションの系外に放出する前に、水素ガスを貯蔵する貯蔵容器などを接続した構成であってもよい。
In addition, the diffusion pipe connected to the diffusion valve may be connected to the piping flow path of the bank so that, in the event of an abnormal pressure rise, the hydrogen gas in the piping flow path where the abnormal pressure rise has occurred may be transferred to the bank, which is in a safe pressure state, where it may be accumulated, thereby eliminating the abnormal pressure.
Furthermore, a storage container for storing hydrogen gas may be connected to the diffusion pipe connected to the diffusion valve before the hydrogen gas is released to the outside of the hydrogen station system.
また、流路31aには圧力計61aを、流路31bには圧力計61bを、流路31cには圧力計61cを設けている。圧力計61a、61b、61cは、圧縮機25で昇圧した水素ガスを蓄圧器30a、30b、30c、30dで蓄圧する際の圧力を監視すると共に、流路31a、31b、31cの圧力を監視する。流路内で水素圧が所定の圧力以上となったときには、上記の放散弁により水素ガスを系外に放出して、流路内の圧力を低下させている。
In addition, a
また、支流路22aには安全弁51aを、支流路22bには安全弁51bを、支流路22cには安全弁51cを設けている。
安全弁51(51a、51b、51c)は、水素ステーション内の配管に異常昇圧が生じたときに、配管内の圧力が水素ステーション設備の設定圧力限界を超えないように、強制的に系外に水素ガスを放出するための安全装置である。安全弁は、所定の圧力になったときに(吹出し圧力)に、開状態となり圧力を低下させ、所定の圧力まで低下したとき(吹止まり圧力)に、閉状態となって強制的に脱圧する装置である。安全弁が作動する圧力(吹出し圧力)や安全弁の作動を停止する圧力(吹止まり圧力)は、安全弁の製品規格の範囲においてユーザーが自由に設定することができるようになっている。そして、安全弁は、強制的に脱圧を行う装置であるため、例えば電源喪失時等のトラブルが発生し、水素ステーションを制御不能な状態になった場合、最終的な安全装置として設置されることから、一般的に安全弁の作動圧力(吹出し圧力)は、配管内の圧力が水素ステーション設備の設定圧力限界に非常に近い圧力に設定することが多くなっている。
Further, a
The safety valve 51 (51a, 51b, 51c) is a safety device for forcibly releasing hydrogen gas outside the system when an abnormal pressure rise occurs in the piping in the hydrogen station so that the pressure in the piping does not exceed the set pressure limit of the hydrogen station equipment. The safety valve is a device that opens to reduce the pressure when the pressure reaches a predetermined pressure (blow pressure), and closes to forcibly release the pressure when the pressure drops to the predetermined pressure (recess pressure). The pressure at which the safety valve operates (blow pressure) and the pressure at which the safety valve stops operating (recess pressure) can be freely set by the user within the range of the product standard of the safety valve. Since the safety valve is a device that forcibly releases pressure, it is installed as a final safety device when a trouble such as a power loss occurs and the hydrogen station becomes uncontrollable. Therefore, the operating pressure (blow pressure) of the safety valve is generally set to a pressure in the piping that is very close to the set pressure limit of the hydrogen station equipment.
このため、安全弁が作動する際の水素ステーション内の圧力は、危険な状態に近い圧力であるから、異常昇圧が発生した際には、安全弁が作動する前に放散弁により水素圧を低下させることが好ましい。よって、放散弁が故障した非常時などの際には、安全弁を作動させて確実に脱圧できるようにするために、安全弁は、放散弁の下流に設けておくことが好ましい。なお、安全弁の種類については、特に限定はないが、バネ式安全弁が好ましい。 Because the pressure inside the hydrogen station when the safety valve operates is close to a dangerous pressure, in the event of an abnormal pressure rise, it is preferable to reduce the hydrogen pressure using the release valve before the safety valve operates. Therefore, in the event of an emergency such as when the release valve breaks down, it is preferable to install the safety valve downstream of the release valve so that the safety valve can be operated to reliably release pressure. There are no particular limitations on the type of safety valve, but a spring-type safety valve is preferable.
ところで、水素ステーションにおいて、例えば、水素供給源(水素源)であるカードルから蓄圧器に水素充填をする際や、水素ガスを昇圧して蓄圧した蓄圧器からディスペンサーに水素ガスを供給する際には、水素ガスが圧縮されることによって配管内の温度が上がり、配管内の圧力が上昇することがある。水素ステーションの配管類は、運転時の圧力上昇要因を考慮して安全な耐圧性を確保しているので、通常の運転条件での圧力上昇が問題になることはない。 At hydrogen stations, for example, when hydrogen is filled into a pressure vessel from a hydrogen supply source (hydrogen source) called a cardle, or when hydrogen gas is pressurized and stored in a pressure vessel and then supplied to a dispenser, the temperature in the piping rises as the hydrogen gas is compressed, which can cause an increase in pressure inside the piping. The piping at hydrogen stations is designed to withstand safe pressure, taking into account factors that could cause a pressure rise during operation, so pressure rises under normal operating conditions are not a problem.
しかし、直射日光や放射熱などの外部要因や、機器類の故障などの影響により、水素圧の異常昇圧が発生する場合もある。
そこで、本発明の水素ステーションの水素圧制御方法では、安全弁が作動する圧力に達する前に放散弁を開閉制御して水素ガスを放出して安全な圧力まで低下させると共に、脱圧による水素ロスを最小限にすることを特徴としている。
However, external factors such as direct sunlight or radiant heat, or equipment failure can cause an abnormal increase in hydrogen pressure.
Therefore, the hydrogen pressure control method for a hydrogen station of the present invention is characterized by controlling the opening and closing of the diffusion valve to release hydrogen gas and reduce the pressure to a safe level before the pressure reaches the pressure at which the safety valve operates, while minimizing hydrogen loss due to depressurization.
水素ステーションにおける異常昇圧の発生時の水素圧制御は、以下のように制御される。
・水素ステーションの配管流路内で昇圧が発生し、圧力値が所定の値を超えているか判定する
・所定の値を超えて異常昇圧と判定されると放散弁を開状態に制御して、系外に水素ガスを放出する
・脱圧後の圧力が所定の条件となったら、放散弁を閉状態に制御する
・放散弁の制御を終了する
Hydrogen pressure control in the event of an abnormal pressure rise at a hydrogen station is carried out as follows.
- A pressure rise occurs in the piping flow path of the hydrogen station, and it is determined whether the pressure value exceeds a predetermined value. - If the pressure rise exceeds the predetermined value and it is determined to be abnormal, the release valve is controlled to an open state, and hydrogen gas is released outside the system. - If the pressure after depressurization meets a predetermined condition, the release valve is controlled to a closed state. - Control of the release valve is terminated.
図2に示す本実施形態の水素ステーションにおいて、例えば流路31aにある圧力計61aの圧力値が、あらかじめ設定した圧力値以上となったとき、異常昇圧が発生したと判断し、放散弁46aを作動させる。異常昇圧と判定する際の圧力値の基準は、特に限定はないが、例えば、高圧水素ガスの蓄圧器(バンク)で安全に蓄圧できる圧力を超えた値としてもよいし、通常運転時に想定される流路内の最大の圧力を超えた値としてもよいし、配管等の耐え得る最大の圧力値としてもよい。また、この圧力値は、安全弁が作動する圧力(吹き出し圧力)未満に設定している。
In the hydrogen station of this embodiment shown in FIG. 2, for example, when the pressure value of
異常昇圧が発生したと判断されると図示していない制御部などにより放散弁46aを開状態に制御する。放散弁46aが開状態であると、流路31aにある水素ガスは、流路45aを通り放散弁46aから放散管を経由して水素ステーションの系外に放出されて、流路31aの水素圧が低下する。
When it is determined that an abnormal pressure increase has occurred, the
そして、放散弁により脱圧するとき、脱圧後の圧力が所定の条件を満たすときには、放散弁を閉弁状態となるように放散弁を制御する。 When the pressure is released by the relief valve, if the pressure after relief satisfies a predetermined condition, the relief valve is controlled to close.
ここで、脱圧後の所定圧力の条件を設定する際には、例えば次のようにして設定することができる。まず、水素ステーション系内が異常昇圧時の放散弁の作動条件とした圧力に達したら、その時点での当該水素ステーション系内の温度及び圧力を測定する。また、「水素ステーション系内」とは、水素ステーション1において、圧縮機25により昇圧された高圧水素ガスがFCV60に供給されるまでの流路内であり、本実施形態では、圧縮機25からディスペンサーユニット14までの流路をいう。複数バンクで個別に圧力制御が可能な場合は、それぞれのバンクを別々の系としてとらえることもできる。そして、このようにして測定した水素ステーション系内(各バンク系内)の温度及び圧力に基づき、必要な脱圧後の系内の圧力を予め設定し、所定圧力に低下するまで放散弁を開状態にして、当該圧力まで脱圧された時点で、放散弁を閉弁状態とする。
Here, when setting the condition for the predetermined pressure after depressurization, it can be set, for example, as follows. First, when the pressure in the hydrogen station system reaches the pressure set as the operating condition of the release valve in the event of abnormal pressure increase, the temperature and pressure in the hydrogen station system at that time are measured. In addition, "inside the hydrogen station system" refers to the flow path in the
上記のように、放散弁を開状態とする設定圧力に達した時点で、その時点での温度及び圧力条件に基づき、脱圧後の圧力を予め設定しても良いが、水素ステーション系内の圧力は、放散弁による脱圧の最中にも、各種の要因によって変化し得る。例えば、放散弁が開くと、系内の水素が系外に放出されるが、それによって水素が体積膨張するため、系の温度は下がることになる。そのため、同じ温度を保って脱圧する場合と比べると、同じ圧力まで低下させても水素の放出量が少なくなる。 As mentioned above, when the set pressure is reached at which the release valve is opened, the pressure after depressurization may be preset based on the temperature and pressure conditions at that time, but the pressure within the hydrogen station system may change due to various factors even while depressurization is being performed by the release valve. For example, when the release valve opens, hydrogen within the system is released to the outside of the system, which causes the volume of the hydrogen to expand, causing the temperature of the system to drop. Therefore, compared to depressurization while maintaining the same temperature, the amount of hydrogen released is less even when the pressure is lowered to the same level.
放散弁を開状態とした時点での系内の温度や圧力のみに基づいて脱圧後の圧力を先に設定してしまうと、場合によっては水素の放出量が不足し、いったん放散弁を閉じた後に、圧力上昇が生じて再び設定圧力を超えたり、あるいは安全弁の吹出し圧力にまで達するおそれがある。 If the post-depressurization pressure is set based solely on the temperature and pressure in the system at the time the release valve is opened, in some cases the amount of hydrogen released may be insufficient, and after the release valve is closed, the pressure may rise again and exceed the set pressure or even reach the blow-off pressure of the safety valve.
これを防ぐために、脱圧後の圧力を設定する際には、系内の温度や圧力条件だけでなく、脱圧による温度低下やその他、系内の圧力に影響を与える外部要因を考慮することが好ましい。あるいは、そのような影響を事前に考慮に入れることが困難である場合は、脱圧中の系内の温度及び圧力をリアルタイムに測定し、当該系内の温度及び圧力が、確実に後述する関係式(1)の条件を満たすことを確認してから放散弁を閉状態としてもよい。
また、放散弁が開状態での流路内の脱圧速度は、放散弁が開状態となって脱圧しながら系外の影響により流路内の圧力が上昇するような場合でも、流路内の脱圧ができる脱圧速度となるように考慮して放散弁を閉状態とする条件を設定するとより好ましい。
In order to prevent this, when setting the pressure after depressurization, it is preferable to take into consideration not only the temperature and pressure conditions in the system, but also the temperature drop due to depressurization and other external factors that affect the pressure in the system. Alternatively, if it is difficult to take such effects into consideration in advance, the temperature and pressure in the system during depressurization may be measured in real time, and the release valve may be closed after confirming that the temperature and pressure in the system reliably satisfy the conditions of the later-described relational formula (1).
In addition, it is more preferable to set the conditions for closing the release valve so that the depressurization speed within the flow path when the release valve is in the open state is such that the depressurization speed within the flow path can be depressurized even in a case where the pressure within the flow path increases due to influences outside the system while the release valve is in the open state to release pressure.
放散弁を閉弁状態とするとき、脱圧後の圧力Pxは、水素ステーション内での流路内に想定される最高到達温度Tmとなっても安全弁の吹出し圧力(Pm)よりも低い圧力となる圧力とし、Tmとなっても放散弁の作動圧力(Pd)よりも低い圧力となる圧力とすることが好ましい。Pxが、TmとなってもPmより低い圧力となる圧力であれば、例えば脱圧後に急激な温度上昇が起こっても安全弁が作動してしまうような事態を避けられる。特に、PxがTmとなっても放散弁の作動圧力(Pd)よりも低ければ、脱圧後の温度上昇で再び放散弁が作動するような事態も避けられるのでより好ましい。 When the release valve is closed, the pressure Px after depressurization is preferably set to a pressure that is lower than the discharge pressure (Pm) of the safety valve even when the maximum temperature Tm expected to be reached in the flow path in the hydrogen station is reached, and is lower than the operating pressure (Pd) of the release valve even when Tm is reached. If Px is a pressure that is lower than Pm even when Tm is reached, it is possible to avoid a situation in which the safety valve is activated even if a sudden temperature rise occurs after depressurization. In particular, it is more preferable if Px is lower than the operating pressure (Pd) of the release valve even when Tm is reached, as this avoids a situation in which the release valve is activated again due to a temperature rise after depressurization.
ここで、「流路内に想定される最高到達温度」とは、水素ステーション内で、温度上昇が発生したときに、あらかじめ定めた水素ステーションの許容可能な最高温度である。この最高温度の設定基準は、特に限定はないが、例えば、水素ステーション内において散水を開始するときの温度としてもよい。散水開始温度は、異常に温度が上昇したときに火災を防止するために設定された最大限に許容可能な安全温度であるから、この温度を基準としてもよい。例えば、水素ステーションにおける散水開始温度は、40℃に設定されることがある。
また、安全弁を作動させる圧力(吹出し圧力)における水素ガスの温度を基準にしてもよい。
Here, the "maximum temperature expected to be reached in the flow path" refers to the maximum temperature that is predefined and can be tolerated by the hydrogen station when a temperature rise occurs in the hydrogen station. There are no particular limitations on the standard for setting this maximum temperature, but it may be, for example, the temperature at which water sprinkling begins in the hydrogen station. The water sprinkling start temperature is the maximum allowable safety temperature set to prevent fires when the temperature rises abnormally, so this temperature may be used as the standard. For example, the water sprinkling start temperature in a hydrogen station may be set to 40°C.
Alternatively, the temperature of the hydrogen gas at the pressure (blow-off pressure) at which the safety valve is activated may be used as the standard.
以下の関係式(1)を満たしているとき、放散弁を閉弁状態に制御する。
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(関係式(1)中、Pxは、脱圧後の圧力であり、Pmは、安全弁の吹き出し圧力であり、Txは、脱圧後の流路内の温度であり、Tmは、流路内で想定される最高到達温度である。)
When the following relational expression (1) is satisfied, the release valve is controlled to a closed state.
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(In the relational expression (1), Px is the pressure after depressurization, Pm is the blowing pressure of the safety valve, Tx is the temperature in the flow path after depressurization, and Tm is the maximum temperature expected to be reached in the flow path.)
この関係式(1)は、ボイルシャルルの関係式により導き出される。ここで、放散弁が脱圧する対象流路の体積Vは、膨張等の影響がわずかであるから常に一定であるとみなせる。そして、最高到達温度Tmでの流路内の圧力が安全弁の吹出し圧力Pmに等しくなるのであれば、脱圧後の圧力Px、脱圧後の温度Tx、Tm及びPmは、以下の関係式(2)を満たす。
Px×V/Tx = Pm×V/Tm (2)
よって、この関係式(2)より、Tmでの流路内の圧力がPmとなる場合のPxを求めることができ、本実施形態では、Tmでの圧力がPmより小さくなるように脱圧を行うため、脱圧後のPxに関して、上記関係式(1)が導き出される。
This relational expression (1) is derived from the Boyle-Charles relational expression. Here, the volume V of the target flow path depressurized by the relief valve can be considered to be always constant because the influence of expansion, etc. is slight. If the pressure in the flow path at the highest temperature Tm is equal to the blow-off pressure Pm of the safety valve, the pressure Px after depressurization and the temperatures Tx, Tm, and Pm after depressurization satisfy the following relational expression (2).
Px×V/Tx = Pm×V/Tm (2)
Therefore, from this relational expression (2), Px can be calculated when the pressure in the flow path at Tm becomes Pm. In this embodiment, depressurization is performed so that the pressure at Tm is smaller than Pm, so that the above relational expression (1) is derived regarding Px after depressurization.
ここで、本実施形態において放散弁を作動させる際の水素ステーション1の流路内の温度と圧力の関係を図3の温度-圧力グラフに基づいて説明する。
図3のグラフ中、縦軸は圧力(単位は任意の圧力単位)を表しており、安全弁の作動圧力(吹出し圧力 Pm)、安全弁の吹止まり圧力、及び放散弁の作動圧力(Pd)が示されている。これらの圧力値は設定による固定値である。また、横軸は温度(単位はケルビン(K))を表しており、水素ステーション1の流路内で想定される最高到達温度(Tm)が示されている。この値も設定による固定値である。
水素ステーション1の流路内の温度がTxのときに、何らかの要因で流路内の異常昇圧が発生し、放散弁の作動圧力Pdに達したとすると(グラフ中P0の点)、放散弁が作動して開弁状態となり、流路内が脱圧されるため、流路内の圧力はグラフ中の白抜き矢印に示すように低下する。これにより、流路内が安全弁の作動圧力に達してしまうことが防がれる。
Here, the relationship between the temperature and pressure in the flow passage of the
In the graph of Figure 3, the vertical axis represents pressure (units are arbitrary pressure units), and shows the operating pressure of the safety valve (blow-off pressure Pm), the blow-off pressure of the safety valve, and the operating pressure of the diffusion valve (Pd). These pressure values are preset, fixed values. The horizontal axis represents temperature (units are Kelvin (K)), and shows the maximum temperature (Tm) expected to be reached in the flow path of the
When the temperature in the flow passage of the
ここで、仮にその状態からわずかに脱圧した程度(グラフ中P1の点)で放散弁を閉じるとする。流路内の温度がTx以下に維持されれば、そのまま放散弁の作動圧力以下に保たれる。しかし、例えば、異常昇圧の原因が急激な温度上昇である場合などは、いったん放散弁で脱圧しても温度が上昇し続けると、流路内の圧力は再び上昇することになる(グラフ中L0で示される一点鎖線)。そうなると、再び圧力がPdを超えて再び放散弁が開閉する必要が生じるほか、このような放散弁の繰り返しの開閉動作が圧力上昇に追いつかなければ、流路内が安全弁作動圧力に達してしまう事態にもなりかねない。
これに対し、本実施形態では、流路内の圧力がいったん放散弁の作動圧力Pdに達したら(グラフ中P0の点)、上述した関係式(1)を満たす圧力Px(グラフ中P2の点)になるまで放散弁を開状態とし、流路内を脱圧する。このように脱圧を行えば、仮に、脱圧後に温度が上昇し、グラフ中L1の実線で示される圧力増大が生じたとしても、最高到達温度Tmに達したときの圧力(グラフ中P3の点)は、安全弁作動圧力Pm未満の圧力となるため、安全弁が作動してしまうことはない。
Here, let us assume that the release valve is closed when the pressure is only slightly released from that state (point P1 in the graph). If the temperature in the flow path is maintained below Tx, it will be kept below the release valve operating pressure. However, for example, if the cause of the abnormal pressure rise is a sudden temperature rise, the pressure in the flow path will rise again if the temperature continues to rise even after the release valve has released the pressure (dash line indicated by L0 in the graph). If this happens, the pressure will again exceed Pd and the release valve will need to be opened and closed again. In addition, if the repeated opening and closing of the release valve cannot keep up with the pressure rise, the pressure in the flow path may reach the safety valve operating pressure.
In contrast, in this embodiment, once the pressure in the flow path reaches the relief valve operating pressure Pd (point P0 in the graph), the relief valve is opened to release pressure in the flow path until the pressure reaches Px (point P2 in the graph) which satisfies the above-mentioned relational expression ( 1 ). If pressure is released in this manner, even if the temperature rises after pressure release and a pressure increase occurs as shown by the solid line L1 in the graph, the pressure when the maximum attained temperature Tm is reached (point P3 in the graph) will be lower than the relief valve operating pressure Pm, so the relief valve will not be activated.
このように、関係式(1)を満たすときに閉状態となるように制御したのは、放散弁の脱圧後の流路内における温度が、何らかの原因によって上昇した場合であっても、安全弁が作動しないようにするためである。
例えば、脱圧後に更に温度が上昇するなどして、再び流路内の圧力が高まり、放散弁の脱圧が間に合わずに安全弁が作動してしまう事態も起こり得るため、仮に脱圧後に温度上昇により圧力が上がったとしても、安全弁が作動することがない安全な圧力になるまで、十分に脱圧をしてから放散弁を閉状態にするためである。
In this way, the safety valve is controlled to be in the closed state when the relational expression (1) is satisfied, in order to prevent the safety valve from operating even if the temperature in the flow path after the relief valve is depressurized rises for some reason.
For example, if the temperature rises further after depressurization, the pressure in the flow path may rise again, and the relief valve may not be able to depressurize in time and may activate the relief valve. Therefore, even if pressure increases due to a rise in temperature after depressurization, the relief valve is closed only after sufficient depressurization has been achieved to a safe pressure that will not activate the relief valve.
上記の関係式(1)を満たす条件のとき、放散弁による脱圧後の圧力Pxが、十分安全なものとなってから、放散弁を閉状態にして脱圧を終了するので、安全弁が作動する圧力に達することなく、放散弁により水素圧の異常昇圧を制御することができる。 When the condition satisfies the above relational expression (1), the release valve is closed and release of pressure is terminated once the pressure Px after depressurization by the release valve becomes sufficiently safe, so that the release valve can control an abnormal increase in hydrogen pressure without reaching a pressure at which the safety valve would be activated.
放散弁を閉状態にする圧力(Px)は、最高到達温度(Tm)に達したときの流路内の圧力が、安全弁の吹出し圧力(Pm)未満となるような圧力にする。図3に示すように、Tmでの圧力がPm未満となるようにすれば、温度の変動に関する限り、流路内の圧力はこのPmより必ず低く維持されるため、Pmに達することはない。このTmでの流路内の圧力は、Pmよりも低い値であるが、放散弁の作動圧力Pdよりも低い値とすると、脱圧後に温度上昇が起こって放散弁が再び作動してしまうことも回避できるため、より好ましい。 The pressure (Px) that closes the release valve is set so that the pressure in the flow path when the maximum temperature (Tm) is reached is less than the safety valve's blow-off pressure (Pm). As shown in Figure 3, if the pressure at Tm is set to be less than Pm, the pressure in the flow path will always be maintained lower than Pm as far as temperature fluctuations are concerned, so it will never reach Pm. The pressure in the flow path at Tm is lower than Pm, but it is preferable to set it to a value lower than the release valve's operating pressure Pd, as this can prevent the release valve from operating again due to a rise in temperature after depressurization.
一方で、放散弁を閉状態にする圧力(Px)の下限値は、安全弁の吹止まり圧力よりも高くすることで、放散弁の脱圧による水素ロスを少なくすることができる。すなわち、Pxは、関係式(1)を満たす範囲内で小さくするほど、流路内の水素圧が小さくなるため安全性は高まるが、水素ロスも多くなってしまう。水素ロスを減らすためには、Pxを必要以上に小さくしないことが好ましく、例えばその基準として、Pxが、安全弁の吹止まり圧力(図3のグラフ中L4で示す実線)よりも高くなるようにすることが好ましい。これにより、安全弁が作動してしまう場合に比べて水素ロスを小さくすることができる。この場合、図3に示すグラフにおいて、Pxは、L2で示される二点鎖線より低くL4で示される実線より高い圧力とすることが好ましく、L3で示される実線より低くL4で示される実線より高い圧力とすることがより好ましい。放散弁が作動できる状況であれば、流路内の圧力のコントロールが可能であり安全性を保ちやすいので、水素ロスをなるべく少なくする観点から、Pxは、Tmに達したときの流路内の圧力が放散弁の作動圧力Pdとなる圧力(グラフ中L3の実線の圧力)とすることが好適であり、より安全を考慮する場合でもそれより10%程度低い圧力の範囲内とすることが好ましい。 On the other hand, the lower limit of the pressure (Px) at which the release valve is closed can be made higher than the blow-off pressure of the safety valve to reduce hydrogen loss due to depressurization of the release valve. That is, the smaller Px is made within the range satisfying the relational expression (1), the lower the hydrogen pressure in the flow path, so safety is improved, but hydrogen loss also increases. In order to reduce hydrogen loss, it is preferable not to make Px smaller than necessary, and for example, as a standard, it is preferable that Px is higher than the blow-off pressure of the safety valve (solid line indicated by L4 in the graph of FIG. 3). This makes it possible to reduce hydrogen loss compared to the case where the safety valve is activated. In this case, in the graph shown in FIG. 3, Px is preferably a pressure lower than the two-dot chain line indicated by L2 and higher than the solid line indicated by L4 , and more preferably a pressure lower than the solid line indicated by L3 and higher than the solid line indicated by L4 . If the situation is such that the release valve can be operated, it is possible to control the pressure in the flow path and safety can be easily maintained. Therefore, from the viewpoint of minimizing hydrogen loss, it is preferable that Px be set to the pressure at which the pressure in the flow path when Tm is reached becomes the release valve operating pressure Pd (the pressure indicated by the solid line L3 in the graph), and even if greater safety is taken into consideration, it is preferable to set Px within a pressure range that is approximately 10% lower than that.
なお、安全弁の作動圧力(吹出し圧力)及び吹止まり圧力は、任意に設定可能であるから、放散弁の作動圧力や放散弁を閉状態にする圧力は、上記の関係式や基準に基づいて任意に設定することができる。 The operating pressure (blowing pressure) and the closing pressure of the safety valve can be set arbitrarily, so the operating pressure of the relief valve and the pressure at which the relief valve is closed can be set arbitrarily based on the above-mentioned relational expressions and standards.
放散弁を制御する範囲の一例としては、安全弁の吹出し圧力が95MPa、吹止まり圧力が84MPa、蓄圧器の許容圧力が85MPa、水素ステーション内での流路内の最高到達温度における圧力が90MPaで設定されている場合には、放散弁を開弁状態にするときの条件圧力は、89MPaとすることができ、放散弁を閉弁状態にするときの条件圧力は、85MPaとすることができる。 As an example of the range in which the release valve is controlled, if the safety valve outlet pressure is set at 95 MPa, the outlet pressure is set at 84 MPa, the allowable pressure of the pressure accumulator is set at 85 MPa, and the pressure at the maximum temperature reached in the flow path in the hydrogen station is set at 90 MPa, the condition pressure when the release valve is in the open state can be set at 89 MPa, and the condition pressure when the release valve is in the closed state can be set at 85 MPa.
このように、安全弁が作動する前に、放散弁を上記のように制御することで、異常昇圧が発生しやすい流路(例えば、圧縮機と蓄圧器と間の流路、蓄圧器とディスペンサーとの間の流路など)において、安全な圧力を維持しやすくなる。 In this way, by controlling the release valve as described above before the safety valve operates, it becomes easier to maintain a safe pressure in flow paths where abnormal pressure increases are likely to occur (for example, the flow path between the compressor and the pressure accumulator, the flow path between the pressure accumulator and the dispenser, etc.).
また、水素ステーション系内の圧力が異常昇圧するのは、例えば、外気温が高く、水素ステーションの温度が上昇して水素ステーション系内の圧力が増加するような場合である。そのような場合は、温度上昇が急激に起こることがあり、それに伴って水素ステーション系内の圧力も急上昇する。仮に、水素ステーション系内の圧力が放散弁の設定圧力を超え、放散弁が開状態となり、系内の水素が系外に放出されても、その放出速度が、系内の圧力上昇速度よりも遅ければ、系内の圧力は上昇し続け、放散弁が開状態である以上、安全弁を作動させるしかなくなる状態となりかねない。 Furthermore, the pressure inside the hydrogen station system can increase abnormally when, for example, the outside air temperature is high, causing the temperature of the hydrogen station to rise and the pressure inside the hydrogen station system to increase. In such cases, the temperature can rise suddenly, causing a sudden increase in pressure inside the hydrogen station system. If the pressure inside the hydrogen station system exceeds the set pressure of the release valve, causing the release valve to open and releasing hydrogen from the system to the outside, but the rate at which the hydrogen is released is slower than the rate at which the pressure inside the system is rising, the pressure inside the system will continue to rise, and as long as the release valve is open, it may become necessary to activate the safety valve.
そのため、放散弁は、単に水素ステーション系内を脱圧できることに加えて、異常昇圧の発生時には生じやすい経時的な圧力上昇の速度を上回る程度の脱圧速度を発揮できるものであることが好ましい。
例えば、水素ステーションには、高圧ガス保安法等の規定により、水素を大気放出した際の安全性を確保するため、水素ステーションの周囲の水素濃度が一定以下に保つことができるような水素放出の条件が定められており、それを満たすために放出流路にオリフィス等が設けられる。したがって、放散弁には、このような上限値を満たす範囲内であって、且つ、水素ステーション系内の昇圧速度よりも大きい脱圧速度を発揮できるものであることが好適である。
Therefore, it is preferable that the relief valve not only be able to simply release pressure within the hydrogen station system, but also be able to exert a depressurization speed that exceeds the rate of pressure increase over time that is likely to occur when an abnormal pressure increase occurs.
For example, in order to ensure safety when hydrogen is released into the atmosphere, hydrogen stations are required to meet certain hydrogen release conditions that maintain the hydrogen concentration around the station at a certain level or lower, and an orifice or the like is provided in the release flow path to meet these conditions. Therefore, it is preferable for the release valve to be one that is within a range that satisfies such an upper limit and can achieve a depressurization speed that is greater than the pressurization speed within the hydrogen station system.
また、水素ステーション系内を脱圧する脱圧速度は、放散弁の流量とオリフィスの流量に影響されるものであり、脱圧速度は、本発明では、オリフィスの影響も考慮して、流路内が所定の設定圧力を超えて当該放散弁が開状態となったとき、脱圧しなければ流路内の圧力が上昇し続けるような外部条件であっても、流路内の圧力を下げることが可能な脱圧速度で脱圧制御できるようにしている。
このため、例えば、水素ステーションが想定外の高温にさらされるなどにより、流路の温度が上昇するのに伴って流路内の圧力が増大して、流路内の異常昇圧が生じた際に、放散弁による脱圧を開始した後でも流路の温度上昇速度による圧力上昇よりも、放散弁により早く脱圧することで、流路内の圧力が急上昇する条件下であっても、放散弁として、流路内を確実に脱圧できる脱圧速度で脱圧制御することで、放散弁による脱圧によって流路内を安全な圧力に維持することができる。
In addition, the depressurization speed at which pressure is released within a hydrogen station system is affected by the flow rate of the relief valve and the flow rate of the orifice, and in the present invention, the influence of the orifice is taken into consideration so that when the pressure within the flow path exceeds a predetermined set pressure and the relief valve is opened, depressurization can be controlled at a depressurization speed that can reduce the pressure within the flow path even under external conditions where the pressure within the flow path would continue to rise if depressurization was not performed.
Therefore, for example, when a hydrogen station is exposed to unexpectedly high temperatures and the pressure in the flow path increases as the temperature of the flow path rises, causing an abnormal increase in pressure in the flow path, even after depressurization by the depressurization valve has begun, the depressurization can be controlled by the depressurization valve at a depressurization speed that can reliably depressurize the flow path, even under conditions where the pressure in the flow path rises suddenly, so that a safe pressure can be maintained in the flow path by depressurization by the depressurization valve.
そして、上述した水素ステーションの水素圧制御方法において、放散弁としてボールバルブを適用すると好ましい。放散弁としてボールバルブを適用する場合には、ニードルバルブと比較してボールバルブは多量の流体を高速度で流す(大流量)ことが可能であるため、大きな脱圧速度を発揮できるので放散弁としてより好ましい。また、ボールバルブは、大流量のボールバルブを使用するのがより好ましい。
図2においては、流路31a、31b、31cに放散弁を1つずつ配設しているが、各流路に2つ以上の放散弁を配置すればより大きな脱圧速度を得ることができる。
In the above-mentioned hydrogen pressure control method for a hydrogen station, it is preferable to use a ball valve as the release valve. When using a ball valve as the release valve, the ball valve is capable of flowing a large amount of fluid at a high speed (large flow rate) compared to a needle valve, and therefore is more preferable as the release valve because it can achieve a high depressurization speed. In addition, it is more preferable to use a ball valve with a large flow rate.
In FIG. 2, one release valve is provided in each of the
また、本実施形態において各ユニットの作動とバルブの開閉は、その他の図示しない圧力計等のセンサーからの信号を受信する図示しないPLC(Programmable Logic Controller)により制御される。 In addition, in this embodiment, the operation of each unit and the opening and closing of the valves are controlled by a programmable logic controller (PLC) (not shown) that receives signals from other sensors, such as pressure gauges (not shown).
以上のように、水素ステーションパッケージユニット13は構成されており、異常昇圧が発生した際には、放散弁を開閉制御して水素ステーション内で生じた異常昇圧を解消することができる。
The hydrogen
また、本実施形態の水素ステーションは、H2受入ユニット12から供給された水素ガスを圧縮機ユニット18で昇圧(圧縮)して蓄圧ユニット19に充填、貯留し、所要に応じてディスペンサーユニット14に供給することができる。そして、蓄圧ユニット19への水素ガスの充填及び蓄圧ユニット19からの水素ガスの取出しは、バルブユニット20内に設けた複数のバルブを開閉することにより制御される。
Furthermore, the hydrogen station of this embodiment can pressurize (compress) hydrogen gas supplied from the H2 receiving unit 12 in the
なお、バルブユニット20では、水素ガスの供給を開閉したり、水素ガスのベントを開閉したりするための各種のバルブ集積化した状態で搭載されている。
すなわち、圧縮機ユニット18から蓄圧器ユニット19への水素ガスの供給を開閉するバルブ37a、37b、37cからなる第1バルブ群と、蓄圧器ユニット19から水素ガスの流出口34への水素ガスの供給を開閉するバルブ39a、39b、39cからなる第2バルブ群と、流路内の水素ガスのベントを開閉するバルブ46a、46b、46cからなる第3バルブ群、および、安全弁51a、51b、51cからなる第4バルブ群は、それぞれバルブユニット20内の異なる所定領域内に集積化された状態で配置されている。
In addition, in the
That is, the first valve group consisting of
このため、水素ステーション1において、圧縮機ユニットから蓄圧器への水素ガスの流れを考慮して、各種ユニットを効率よく集積化して配置することができ、コンパクト性を向上させつつ、製造性や整備性を向上させることができる。すなわち、製造時には、同じ種類のバルブを所定領域内で同時に支持部材などに取付けることができるので、製造性を向上させることができる。また、水素ステーションパッケージユニットの点検・整備時には、同じ種類のバルブを同時に点検、整備することができるので、整備性を向上させることができる。
As a result, in the
ここで、上述した実施形態では、水素ステーション系内に異常昇圧が発生した場合に、放散弁を開状態として系内の水素を大気中に放出することで、系内の圧力を下げる方法について述べたが、系内の圧力を低下させる方法は、これに限定されない。
複数のバンクで構成される蓄圧器ユニット19において、バンクとバンクの間にバイパス配管などを設け異常昇圧した流路内の水素ガスを、満充填まで余裕があるバンクに水素ガスを流入させて異常昇圧を解消する構成としてもよい。
Here, in the above-described embodiment, a method has been described in which when an abnormal pressure increase occurs in a hydrogen station system, the pressure in the system is reduced by opening the release valve to release hydrogen in the system into the atmosphere, but the method of reducing the pressure in the system is not limited to this.
In the
上述した実施形態では水素ステーション1は複数バンクから構成され、各バンクは個別に圧力制御が可能であり、複数バンクのうちの一部のバンクのみで異常昇圧が発生する場合がある。上述した実施形態のように、バンク1~3の3つのバンクを備えている場合に、例えばバンク3の配管流路内31cで異常昇圧が発生したとき、全てのバンクが満圧状態であれば、バンク3の放散弁46cを開いて水素を大気放出して脱圧するしかない。一方、例えば、この水素ステーションからFCVへの水素供給を行った後、一部の蓄圧器(例えばバンク1及び2)が満圧まで回復していないとき、バンク3のみが異常昇圧状態となる場合が想定され、異常昇圧状態のバンク(バンク3)から異常昇圧ではない他のバンク(バック1又は2)に水素を移すこともできる。
In the above embodiment, the
この場合は、バンク3の配管流路内31cで脱圧される一方、水素を移したバンク1又は2は昇圧することになるが、昇圧されたバンクにおいて、それぞれのバンクに想定される最高温度に達しても安全弁の吹出し圧力未満となる圧力を満たすことが必要であり、上記関係式(1)を満たすことがより好ましい。例えば、バンク間をバイパスする流路配管を設けて、放散弁による開閉制御と共に、上記各バンクの条件を満たすように開閉制御することによって異常昇圧を解消することができる。放散弁を開状態にすることなく異常昇圧を解消することができるときには、流路内の水素ガスは、異常昇圧が発生していないバンクに蓄圧されて、系外に水素ガスを放出しないので水素ガスのロスを減らすことができる。
また、上述した放散弁による本発明の水素圧制御方法とこの方法を組合わせたときには、水素ガスのロスを低減しつつ異常昇圧が発生した配管流路内の脱圧速度をさらに高めることができるので水素ステーションの安全性がより向上する。
In this case, hydrogen is depressurized in the
Furthermore, when this method is combined with the hydrogen pressure control method of the present invention using the above-mentioned diffusion valve, it is possible to reduce hydrogen gas loss while further increasing the depressurization speed in the piping flow path where abnormal pressure rise has occurred, thereby further improving the safety of the hydrogen station.
さらには、水素ステーション1からFCV60への水素供給中に、異常昇圧が発生する場合も想定され、上述した実施形態の水素ステーション1において、例えば、バンク1からFCVに水素供給を行っている間に、バンク2又は3で異常昇圧が発生することがある。この場合、FCVへの水素供給を行っているバンクを切り替える(例えば、バンク1からバンク2又は3に切り替える)ことにより、水素ステーションの流路内の異常昇圧を解消できる。
すなわち、バンク1は、既にある程度残圧が下がった状態であるので、異常昇圧は生じにくく、また、FCVへの水素供給は、当該水素供給を行っているバンク内の水素を脱圧することになるので、異常昇圧が生じているバンク(例えば、バンク2又は3)からFCVに水素供給を行うことによっても、このバンク(例えば、バンク2又は3)が脱圧され異常昇圧を解消できる。このように、放散弁を用いることなく、FCVに水素供給を行っているバンクを別のバンクに切り替えることによっても、水素ステーションの流路内の異常昇圧を解消できる。
Furthermore, it is also assumed that an abnormal pressure rise may occur while hydrogen is being supplied from the
That is, since the residual pressure in
以上、本発明の水素ステーションの水素圧制御方法及び水素ステーションについて、オフサイト型水素ステーションに使用した場合を一例として説明してきたが、本発明は、オフサイト型に限られるものではなく、オンサイト型でも利用可能であり、パッケージユニット以外の水素ステーションでも利用可能である。 The hydrogen pressure control method for a hydrogen station and the hydrogen station of the present invention have been described above using an example of an off-site hydrogen station, but the present invention is not limited to off-site hydrogen stations and can also be used in on-site hydrogen stations and in hydrogen stations other than package units.
また、蓄圧器とディスペンサーの間の配管流路における水素圧の制御について説明したが、ディスペンサーとFCVとの間にある配管流路における水素圧の制御にも利用可能である。そして、流路に配設した放散弁や安全弁の数については特に限定はなく、任意に数を増やしてもよい。例えば、放散弁を一定間隔ごとに設けて、所定の条件のときに放散弁が順次に開閉制御されるようにして、水素圧を制御するようにしてもよい。 Although the control of hydrogen pressure in the piping flow path between the accumulator and the dispenser has been described, it can also be used to control hydrogen pressure in the piping flow path between the dispenser and the FCV. There is no particular limit to the number of release valves and safety valves arranged in the flow path, and the number may be increased as desired. For example, release valves may be provided at regular intervals, and the release valves may be sequentially opened and closed under specified conditions to control the hydrogen pressure.
1 水素ステーション(簡易型水素ステーション)
12 水素源(H2受入ユニット)
14 ディスペンサー(ディスペンサーユニット)
18 圧縮機ユニット
19 蓄圧器ユニット
25 圧縮機
30a 30b 30c 30d 蓄圧器
46 46a 46b 46c 放散弁
51 51a 51b 51c 安全弁
60 燃料電池自動車(FCV)
1. Hydrogen station (simple hydrogen station)
12 Hydrogen source ( H2 receiving unit)
14 Dispenser (dispenser unit)
18
Claims (7)
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(関係式(1)中、Pxは、脱圧後の圧力であり、Pmは、安全弁の吹き出し圧力であり、Txは、脱圧後の流路内の温度であり、Tmは、流路内で想定される最高到達温度である。) 2. The hydrogen pressure control method for a hydrogen station according to claim 1, wherein the condition for closing the release valve is that the pressure (Px) after depressurization satisfies the following relational expression (1):
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(In the relational expression (1), Px is the pressure after depressurization, Pm is the blowing pressure of the safety valve, Tx is the temperature in the flow path after depressurization, and Tm is the maximum temperature expected to be reached in the flow path.)
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(関係式(1)中、Pxは、脱圧後の圧力であり、Pmは、安全弁の吹き出し圧力であり、Txは、脱圧後の流路内の温度であり、Tmは、流路内で想定される最高到達温度である。) 1. A hydrogen station comprising: a compressor, a pressure accumulator that stores hydrogen pressurized by the compressor, and a dispenser that supplies hydrogen from the pressure accumulator to a fuel cell vehicle, connected by piping; a safety valve and a release valve disposed in a flow path connected by piping; wherein, when an abnormal increase in pressure occurs in the flow path connected by piping, the release valve is opened to release pressure, and after release of pressure, the release valve is closed, and the condition for opening the release valve is a predetermined set pressure that is set lower than the blowing pressure of the safety valve; and the condition for closing the release valve is such that the pressure after release (Px) satisfies the following relational expression (1).
Px<Pm×Tx/Tm (1)
(In the relational expression (1), Px is the pressure after depressurization, Pm is the blowing pressure of the safety valve, Tx is the temperature in the flow path after depressurization, and Tm is the maximum temperature expected to be reached in the flow path.)
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