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氫填充系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5812006閱讀:275來源:國知局
專利名稱:氫填充系統(tǒng)的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及氫填充系統(tǒng),尤其是涉及從氫填充機向多個氫罐填充氫氣的氫填充系統(tǒng)。
背景技術
搭載有使用氫氣作為燃料氣體的燃料電池的車輛中,向氫罐填充氫氣,一邊消耗該氫氣一邊進行行駛。因此,當氫罐發(fā)生氫氣不足時,需要靠近氫供給站等而向氫罐填充氫氣。例如,在專利文獻I中敘述了作為氫供給站,使用檢測車載用氫儲藏罐的最高使用壓力的罐規(guī)格檢測單元,按照供給氫氣的罐的最高使用壓力,控制從氫供給罐的供給的技術。在此,公開了關于與設置在車輛上的接地端子連接的接地適配器,其形狀和車輛側的 接地端子根據(jù)車載用氫儲藏罐的最高規(guī)格壓力而不同,并將其作為罐規(guī)格檢測單元。另外,在專利文獻2中指出了如下情況與在車輛內搭載單一的罐相比,搭載有散熱特性不同的多個罐的情況在能夠充分利用各自的特性的方面上有效,另一方面,當向各個罐一齊開始填充時,由于各罐的氣體溫度上升量不同,因此罐間的氣體的填充效率不均一,不能進行有效率的填充。因此,作為氣體燃料填充方法,敘述了在散熱特性不同的多個罐的氣體燃料填充口分別連接填充配管,且為了從散熱特性高的罐開始進行氣體燃料的填充而在車輛內具有填充流路切換單元的技術。在先技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2005-69327號公報專利文獻2 日本特開2005-155869號公報

發(fā)明內容
如專利文獻2所述那樣,從車輛的搭載空間的有效利用出發(fā),有時搭載有形狀不同的多個氫罐。這種情況下,優(yōu)選使任意一個罐都形成為均等的填充狀態(tài)。然而,在形狀、材質不同的氫罐的情況下,氫填充時的溫度上升有時不同,即使從一個氫填充機以相同壓力向多個氫罐供給氫氣,當溫度不同時,即便在相同壓力下氫氣的密度也不同,因此填充率會產生差異。例如,會發(fā)生盡管一個氫罐成為了滿填充狀態(tài),但其他的氫罐未成為滿填充狀態(tài)的情況。當多個氫罐中存在未能滿填充的氫罐時,可利用的燃料氣體的量減少,因此電動車的續(xù)航距離下降。在專利文獻2中,這種情況下,使用填充流路切換單元,對填充的順序想辦法,但裝置變得復雜,而且由于進行切換而多余地花費填充時間。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠向多個氫罐進行均等的填充的氫填充系統(tǒng)。另一目的在于提供一種多個氫罐均能形成為滿填充狀態(tài)的氫填充系統(tǒng)。以下的手段對所述目的的至少一個作出貢獻。
本發(fā)明的氫填充系統(tǒng)向流過單位面積的熱流量的大小即熱流通量不同的多個氫罐填充氫氣,其特征在于,具備各供給通路,將氫填充機和各氫罐分別連接;及流動限制部,其使與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的流路阻力比與熱流通量小的氫罐連接的供給通路的流路阻力增大,或者,使與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的壓力損失比與熱流通量小的氫罐連接的供給通路的壓力損失增大。另外,在本發(fā)明的氫填充系統(tǒng)中,優(yōu)選的是,流動限制部是設置在與熱流通量大的氫罐連接的供給通路上的孔口節(jié)流器。另外,在本發(fā)明的氫填充系統(tǒng)中,優(yōu)選的是,流動限制部是設置在各供給通路上的止回閥,設置在與熱流通量大的氫罐連接的供 給通路上的止回閥的開啟壓力高于設置在與熱流通量小的氫罐連接的供給通路上的止回閥的開啟壓力。另外,在本發(fā)明的氫填充系統(tǒng)中,優(yōu)選的是,多個氫罐是搭載于車輛的燃料氣體罐,與熱流通量小的氫罐相比,熱流通量大的氫罐是每單位體積的表面積大的罐、或構成材料的導熱率大的罐、或車輛的搭載位置有利于增大熱流通量的罐。發(fā)明效果根據(jù)上述結構,氫填充系統(tǒng)具備流動限制部,該流動限制部使與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的流路阻力比與熱流通量小的氫罐連接的供給通路的流路阻力增大,或者,使與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的壓力損失比與熱流通量小的氫罐連接的供給通路的壓力損失增大。伴隨著氫填充而氫罐內的溫度上升,但熱流通量大的氫罐比熱流通量小的氫罐的溫度上升少。因此,當以相同壓力填充氫氣時,熱流通量大的氫罐比熱流通量小的氫罐的填充率變高。根據(jù)上述結構,在增大與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的流路阻力的情況下,先向熱流通量小的氫罐填充氫氣,在其成為滿填充而無法進一步填充氫氣之后,向熱流通量大的氫罐進行填充直至該熱流通量大的氫罐成為與熱流通量小的氫罐相同的狀態(tài)。因此,在填充結束時,哪一個氫罐均成為滿填充。而且,在增大與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的壓力損失的情況下,對于罐內壓力,能夠使熱流通量大的氫罐降低,因此能夠形成為與熱流通量小的氫罐相同的填充率。另外,在氫填充系統(tǒng)中,在與熱流通量大的氫罐連接的供給通路設置孔口節(jié)流器。如此通過簡單的結構就能夠增大與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的流路阻力。另外,在氫填充系統(tǒng)中,在與熱流通量大的氫罐連接的供給通路上設置開啟壓力高的止回閥,而在與熱流通量小的氫罐連接的供給通路上設置開啟壓力低的止回閥。止回閥的開啟壓力是指壓力上升而止回閥開始打開的確認到一定的流動量的壓力,因此開啟壓力高的情況是止回閥打開壓力高的情況。即,開啟壓力高的止回閥的止回閥中的壓力損失增大。如此,通過止回閥的開啟壓力的調整,能夠簡單地設定與氫罐連接的供給通路的壓力損失。另外,在氫填充系統(tǒng)中,多個氫罐是搭載于車輛的燃料氣體罐,與熱流通量小的氫罐相比,熱流通量大的氫罐是每單位體積的表面積大的罐、或構成材料的導熱率大的罐、或車輛的搭載位置有利于增大熱流通量的罐。如此,在車輛搭載多個氫罐時,由于所述氫罐的(表面積/體積)的不同、構成材料的不同、車輛搭載位置的不同,而在多個氫罐之間,其熱流通量不同。根據(jù)該不同,向熱流通量大的氫罐供給高溫的氫氣流,向熱流通量小的氫罐供給低溫的氫氣流,由此能夠向多個氫罐均等地進行填充。


圖I是說明使用本發(fā)明的實施方式的氫填充系統(tǒng)向搭載于電動車的兩個氫罐進行氫填充的情況的圖。圖2是為了比較而說明現(xiàn)有技術的氫填充系統(tǒng)的圖。圖3是說明現(xiàn)有技術的氫填充中的罐內溫度的上升的情況的圖。圖4是說明在本發(fā)明的實施方式的氫填充系統(tǒng)中在熱流通量大的氫罐側設置節(jié)流孔作為流動限制部的情況的圖。圖5是說明圖4的情況下的罐內溫度的上升的情況的圖。 圖6是說明在本發(fā)明的實施方式的氫填充系統(tǒng)中設置開啟壓力不同的止回閥作為流動限制部的情況的圖。圖7是說明圖6的情況下的罐內溫度的上升的情況的圖。圖8是說明圖6的情況下的罐內壓力的上升的情況的圖。圖9是說明使用與圖4中的氫罐不同的結構的兩個氫罐時的情況的圖。圖10是說明使用與圖6中的氫罐不同的結構的兩個氫罐時的情況的圖。圖11是在本發(fā)明的實施方式的氫填充系統(tǒng)中將熱流通量不同的罐的內容匯總的圖。
具體實施例方式以下,使用附圖,詳細地說明本發(fā)明的實施方式。以下,作為氫填充系統(tǒng),說明了向搭載于電動車的形狀不同的兩個氫罐填充氫氣的情況,但也廣泛地包含即使未搭載于電動車也從氫填充機向多個氫罐填充氫氣的情況。例如,也可以是存在多個固定型燃料電池的燃料罐的情況。氫罐的個數(shù)也可以是3個以上。多個氫罐并未限定為形狀不同的情況,只要是熱流通量不同的氫罐即可。熱流通量的不同包括因搭載位置或配置位置而各氫罐的熱流通量不同的情況。以下所述的溫度、壓力等是用于說明的例示,根據(jù)電動車的規(guī)格、氫罐的使用狀況、氫填充機的規(guī)格等,能夠適當變更。以下,在全部的附圖中對同樣的要素標注同一標號,省略重復的說明。另外,在本文中的說明中,根據(jù)需要而使用以前敘述的標號。圖I是說明使用氫填充系統(tǒng)10從氫填充機12向搭載于電動車6的兩個氫罐50、52進行氫填充的情況的圖。雖然不包含在氫填充系統(tǒng)10的結構要件中,但圖I中圖示了設置有氫填充機12的氫供給站4和作為氫填充的對象的電動車6。圖I表示電動車6為了進行氫填充而靠近氫供給站4而正好接受氫填充的情況。氫供給站4向電動車6提供氫填充服務,具備氫填充機12,如加油站那樣,設置在車輛容易靠近的道路旁邊的適當?shù)牡胤健k妱榆?是搭載有未圖示的燃料電池的車輛。燃料電池是供給作為燃料氣體的氫氣和作為氧化氣體的空氣且利用電化學反應進行發(fā)電并取出電力的電源裝置,電動車6是使用該電力來驅動旋轉電機進行行駛的車輛。由于氧化氣體利用大氣,因此并不特別需要氧罐等,但由于燃料氣體使用氫氣,為此,電動車6搭載有能夠以高壓填充氫氣的氫罐。氫填充部8是設置在電動車6的車身的后部側面的帶有蓋的凹部。當打開蓋時,作為氫填充口 20的插座露出。該插座能夠供從氫填充機12引出的供氫管14的前端的填充前部氣密地插入。氫填充系統(tǒng)10構成為包括氫填充機12、上述 的供氫管14、氫填充口 20、氫供給管30、32、插頭46、48、氫罐50、52。在此,特征是在從氫填充口 20到氫罐的氫供給路徑的中途設有后述的流動限制部。流動限制部在圖I中未圖示。氫填充機12如上述那樣設置于氫供給站4,因此是高壓的大容量氫罐。列舉一例時,收容有約IOOMPa的高壓的氫氣。需要說明的是,也存在具備液體氫罐的氫供給站4,但這種情況下,使用氣化器,仍然轉換成上述的程度的高壓氫氣,進行氫填充服務。因此,這種情況下,液體氫罐和氣化器相當于氫填充機12。氫填充機12為了安全可靠地進行氫填充而具備監(jiān)視填充時的壓力、溫度等并對氫供給進行控制的填充控制部。供氫管14如上述那樣是從氫填充機12引出的氫導入管,且在前端具有填充前部。填充前部與車輛的氫填充口 20的插座協(xié)作,構成不會使氫氣泄漏那樣的組合結構。另外,具有檢測構成與插座正常地組合的結構的情況的檢測結構、接受來自氫罐50、52的壓力、溫度等的信號并向氫填充機12的填充控制部傳送的信號傳遞結構。氫填充口 20是如上述那樣設置于車輛且具有接受氫填充機12的填充前部的插座的部分。插座除了具有氫供給孔之外,如上述那樣,與填充前部協(xié)作而構成使氫氣不會泄漏那樣的組合結構,另外,具有將來自氫罐50、52的壓力、溫度等的信號向填充前部傳遞的信號傳遞結構。氫供給管30、32是從車輛的氫填充口 20向兩個氫罐50、52延伸的氫導入管。氫供給管30、32是如下所述的管一端是一個氫填充口 20,另一端是設置在兩個氫罐50、52的連接構件上的插頭46、48。S卩,兩個氫罐50、52為了同時并列地進行氫填充而設置有氫供給管30、32。插頭46、48如上述那樣是設置在氫罐50、52的連接構件上的氣體入口。需要說明的是,在設置于氫罐50、52的連接構件上,除了氫填充用的插頭46、48之外,為了向未圖示的燃料電池的燃料氣體供給,還設有氣體出口用插頭、切換閥,如后述那樣設有檢測罐內壓力的壓力計、檢測罐內溫度的溫度計等。壓力計、溫度計的檢測數(shù)據(jù)通過適當?shù)男盘柧€傳遞到氫填充口 20的信號傳遞結構。氫罐50、52是搭載于車輛的高壓燃料氣體罐。氫罐50、52的外形為圓筒形,在被稱為內襯的容器體的外周,利用碳纖維強化塑料覆蓋周圍而具有耐受高壓的強度。罐內壓例如為約70MPa左右。作為內襯的材質,可以使用鋁等金屬材料、具有適當?shù)膹姸鹊乃芰喜牧系取R韵?,氫?0、52均使用鋁制的內襯,其長度也均相同,僅外徑不同,繼續(xù)說明。在圖I的例子中,在車輛的后部的后備箱的附近配置有外徑大的大型的氫罐50,在后部坐席的地板附近配置有外徑小的小型的氫罐52。配置以使圓筒形的長度方向沿著車輛的寬度方向的方式進行。在圖I中雖然未圖示,但作為流動限制部,在從氫填充口 20到熱流通量大的氫罐52的路徑的中途設有節(jié)流孔。節(jié)流孔在熱流通量小的氫罐50側未設置。作為流動限制部的節(jié)流孔具有使流路阻力增加的功能,在此,是對從氫填充機12經由氫填充口 20向氫罐52供給的氫氣的流動進行限制的節(jié)流裝置。另外,作為流動限制部,也可以將開啟壓力不同的止回閥分別設置在從氫填充口20到氫罐50、52的路徑的中途。止回閥的開啟壓力是指壓力上升而止回閥開始打開的確定到一定的流動量的壓力,因此由于開啟壓力的不同,而止回閥的壓力損失不同。在此,在熱流通量大的氫罐52側設置開啟壓力大且壓力損失大的止回閥,在熱流通量小的氫罐50側設置開啟壓力小且壓力損失小的止回閥。為了說明流動限制部的內容,可以與現(xiàn)有技術的氫填充的內容進行比較。因此,假設在圖I的結構中使用現(xiàn)有技術的氫填充方法時,首先說明是何種方法。然后,進行使用分離機構的氫填充系統(tǒng)10的詳細的說明。圖2是表示在圖I的氫填充系統(tǒng)10中未設置分離機構時的車輛內的結構要素的情況的圖。在圖2中,分支部22是從氫填充口 20向各氫罐50、52用的氫供給管30、32分支的構件。作為分支部22,可以使用T字型接頭。壓力計24是檢測從氫填充口 20供給的氫氣的壓力的壓力檢測單元。 開閉閥34、36是設置在將各氫供給管30、32與各氫罐50、52連接的氣體流路的路徑的中間的開閉閥。在未進行氫填充時,開閉閥34、36為關閉狀態(tài),在進行氫填充時,開閉閥34、36為打開狀態(tài)。在通常的氫填充作業(yè)中,兩個開閉閥34、36的開閉同時進行。S卩,氫填充對于各氫罐50、52同時并行地進行。開閉閥34、36利用經由氫填充口 20的信號傳遞結構而來自氫填充機12的填充控制部的控制信號進行開閉動作。根據(jù)氫填充口 20的結構,也可以省略開閉閥34、36。壓力計38、40是檢測各氫罐50、52的填充壓力的壓力檢測單元。壓力計38、40設置在各氫罐50、52的氣體出入口的跟前,因此實際上,檢測各氫罐50、52的罐內壓力。溫度計42、44是檢測各氫罐50、52的罐內溫度的溫度檢測單元。壓力計38、40的檢測數(shù)據(jù)和溫度計42、44的檢測數(shù)據(jù)經由氫填充口 20的信號傳遞結構,向氫填充機12的填充控制部傳送。氫氣的填充使用這些信號,一邊監(jiān)視各氫罐50、52的罐內壓力、罐內溫度一邊進行。如此,使用外徑不同的氫罐50、52從氫填充口 20同時并行地進行氫填充時,各氫罐50、52的罐內壓力彼此維持相同值并進行填充,并且上升。罐內溫度也隨之上升。罐內溫度隨著填充而上升是因為在從氫填充機12到氫罐50、52的路徑上氫氣被減壓,因此從外部氣體吸熱。例如,作為從氫填充機12以室溫噴出高壓氫氣,進行填充的各氫罐50、52的罐內的溫度上升至約100°C左右。罐內溫度的上升的程度因各氫罐50、52的熱流通量的不同而不同。熱流通量是指流過單位面積的熱流量的大小,是具有W/cm2的維數(shù)的量。在氫罐的情況下,從其中填充的氫氣朝向內襯的熱流通量大時,散熱性好,因此熱流通量在通常的情況下可以作為表示散熱性的值來處理。即,散熱性好就是具有大的熱流通量的值的情況。熱流通量的值因氫罐的形狀而不同。氫罐的表面積成為流過熱流通量的面積,因此表面積越大時,散熱性越好。為了相對性地比較氫罐的散熱性,可以使用表面積除以體積得到的值。即,當(表面積/體積)的值越大時,熱流通量的值變得越大。在圖1、2的例子中,氫罐50的長度與氫罐52相同,外徑比氫罐52大。因此,作為沒有形狀以外的差異點,大型的氫罐50的熱流通量成為比小型的氫罐52的熱流通量小的值。便于理解來說的話,大型的氫罐50比小型的氫罐52的散熱性差。圖3是表不向熱流通量不同的兩個氫罐50、52同時并行地在相同的填充壓力下進行氫氣的填充時的填充時間t與各氫罐50、52的罐內壓力之間的關系的圖。如圖2所示,氫罐50的溫度計42檢測到的罐內溫度表示為Θ i,氫罐52的溫度計44檢測到的罐內溫度表示為θ2。在此,圖2是沒有分離機構時的比較用的現(xiàn)有技術的圖,因此這種情況的氫罐50的罐內溫度表不為Θ Q1,氫罐52的罐內溫度表不為0。2。如圖3所示,熱流通量的值大的氫罐52的罐內溫度Θ 02由于散熱性良好,因此不怎么上升,與之相比,熱流通量的值小的氫罐50的罐內溫度Θ 01上升得較多。如圖2所示,當設氫罐50的壓力計38檢測到的罐內壓力為P1、設氫罐52的壓力計40檢測到的罐內壓力為P2時,由于氫填充在氫罐50、52中同時并行地進行,因此P1=P215
如此,當罐內壓力P1與P2相同且罐內溫度Qtll與Qtl2不同時,氫罐50、52內的氫氣的密度不同。即,雖然為相同的填充時間,但氫罐50、52之間的填充率不同。氫填充中,罐內壓力不會成為來自氫填充機12的供給壓力以上,因此罐內壓力P1=P2成為將從氫填充機12處的供給壓力減去到氫罐的壓力損失后得到的壓力時,填充不再進一步進行。如填充不再進一步進行時的填充率那樣,當設表示填充狀態(tài)的指標為SOC (StateOf Charge :填充狀態(tài))時,在形狀不同的氫罐50、52之間,相同填充時間內的SOC不同。以圖2的例子說明的話,熱流通量的值小的大型的氫罐50的SOC比熱流通量的值大的小型的氫罐52的SOC小。在圖2中,以附加于氫罐50、52的斜線的密度來表示該SOC的不同。需要說明的是,SOC為100%是所謂滿填充狀態(tài)。如此,在現(xiàn)有技術中,向氫罐同時并行地進行氫填充時,根據(jù)各氫罐的各自的熱流通量的值,而SOC不同。當各氫罐的SOC不同且存在未成為滿填充狀態(tài)的氫罐時,與全部的氫罐的SOC相同的情況相比,作為整體的可利用的氫氣量下降。在搭載于電動車6的氫罐50,52的情況下,車輛的續(xù)航距離下降。接下來,說明設有流動限制部的氫填充系統(tǒng)10的詳細內容。圖4是與圖2對應的圖,是表示設置節(jié)流孔120作為流動限制部的氫填充系統(tǒng)10的車輛內的結構要素的情況的圖。與圖2的不同之處是在氫填充口 20與熱流通量的值大的氫罐52之間設有節(jié)流孔120。節(jié)流孔120如上述那樣為節(jié)流裝置,具體而言,具有將氫氣的流路縮減得狹窄且使該流路的流路阻力增大的功能。節(jié)流孔120僅設置在熱流通量的值大的氫罐52側,而在熱流通量的值小的氫罐50側未設置。因此,即使從一個氫填充口 20以相同條件供給氫氣,由于氫罐50側的對于氫氣的流動的流路阻力小于氫罐52側的流路阻力,因此最初,氫氣大部分向氫罐52側流動。并且,當成為無法進一步向氫罐50填充氫氣的滿填充狀態(tài)時,接下來,向氫罐52進行氫氣的填充直至氫罐52成為與該氫罐50相同的填充狀態(tài)。以罐內溫度的變化表示這種情況的圖是圖5。圖5是對應于圖3的圖,橫軸是填充時間t,縱軸是罐內溫度Θ。如圖5所示,填充的最初的時期由于流路阻力的不同,而從氫填充口 20供給的氫氣的大部分向氫罐50流動,因此氫罐50的罐內溫度Θ i與填充時間t 一起上升。該上升的程度與圖3中說明的Qtll大致相同。并且,隨著在氫罐50中氫氣接近滿填充狀態(tài),逐漸氫氣難以向氫罐50填充。關于這種情況,表示當填充時間t變長時罐內溫度Q1發(fā)生飽和的情況。當難以將氫氣向氫罐50填充時,相對性地進行向氫罐52的填充。這種情況表示氫罐52的罐內溫度θ2在填充的初期較低,隨著氫罐50的罐內溫度Q1飽和,而θ2逐漸上升。并且,逐漸向氫罐52填充氫氣,最終,氫罐50的SOC與氫罐52的SOC相同,氫罐50、52均成為滿填充狀態(tài)。如此,通過僅在熱流通量的值大的氫罐52側設置節(jié)流孔,而首先能夠將熱流通量的值小的氫罐52形成為滿填充狀態(tài),接下來將熱流通量的值大的氫罐50形成為滿填充狀態(tài)。圖6是說明在從氫填充口 20到氫罐50、52的路徑的中途分別設置開啟壓力不同的止回閥作為流動限制部時的情況的圖。在此,在熱流通量大的氫罐52側設有具有開啟壓力AP2的止回閥132,而在熱流通量小的氫罐50側設置具有開啟壓力AP1的止回閥130。八?1與AP2的關系設定為AP2>APi。S卩,止回閥132的壓力損失比止回閥130的壓力損失大。
在設未設置止回閥130、132時的氫罐50、52的罐內壓力分別為PQ1、PQ2時,由于從相同的氫填充口 20同時并行地向氫罐50、52供給氫氣,因此PQ1=PQ2。當設置具有上述的開啟壓力的止回閥130、132時,氫罐50的罐內壓力P1為P1=Ptll-AP1,氫罐52的罐內壓力P2^P2=P02-AP20 在此,由于 ΛP2SAP1,因此成為 P1W2t5該情況如圖7和圖8所示。圖7是對應于圖3的圖,橫軸是填充時間t,縱軸是罐內溫度Θ。氫罐50的熱流通量的值比氫罐52的熱流通量的值小,因此氫罐50的罐內溫度θ ι比氫罐52的罐內溫度Θ 2高。因此,若氫罐50的罐內壓力與氫罐52的罐內壓力相同,則這與現(xiàn)有技術相同,因此如圖3中說明那樣,氫罐50的SOC比氫罐52的SOC減小。圖8是表示罐內壓力P的情況的圖,橫軸是填充時間t,縱軸是罐內壓力P。如上所述,氫罐50的罐內壓力P1為P1=P01- Δ P1,氫罐52的罐內壓力P2為P2=P02- Δ P2。在此,P01=P02且ΛP2MP1,因此成為PAP215如此,根據(jù)圖6的結構,能夠使氫罐50、52的罐內壓力不同,能夠使熱流通量大的氫罐52的罐內壓力P2比熱流通量小的氫罐50的罐內壓力P1小。由此,能夠抑制氫罐50的SOC而接近氫罐52的S0C。并且,通過AP1和AP2的適當?shù)脑O定,雖然無法將氫罐50、52形成為滿填充狀態(tài),但能夠使SOC相同。在上述中,說明了形狀不同的氫罐50、52,但若氫罐的材質不同,則即便形狀相同,熱流通量的值也不同。圖9表示在具備節(jié)流孔120作為流動限制部的氫填充系統(tǒng)10中,使用雖然圓筒形狀的長度和外徑均相同但內襯材質不同的兩個氫罐52、54的情況。為了容易與圖4進行比較,在此,氫罐52使用鋁內襯,氫罐54使用樹脂內襯。在圖9中,氫罐54由雙重外形線表示,能夠與氫罐52區(qū)別。這種情況下,氫罐54比氫罐52的熱流通量的值小。并且,節(jié)流孔120僅設置在熱流通量的值大的氫罐52側。因此,在該結構中,也起到與圖4、圖5中說明的情況相同的作用效果,能夠使氫罐52、54的SOC相同,能夠均形成為滿填充。圖10是在具備開啟壓力不同的止回閥130、132作為流動限制部的氫填充系統(tǒng)10中,使用圓筒形狀的長度和外徑均相同的鋁內襯的氫罐52和樹脂內襯的氫罐54的情況。這種情況下,也是氫罐54比氫罐52的熱流通量的值小。并且,在熱流通量大的氫罐52側設置具有開啟壓力AP1的止回閥130,而在熱流通量小的氫罐50側設置具有開啟壓力八己的止回閥132。因此,在該結構中,也能起到與圖6至圖8中說明的情況相同的作用效果,從而能夠使氫罐52、54的SOC相同。
圖11是將熱流通量的值不同的氫罐的內容匯總的圖。作為熱流通量的值不同的情況,如圖2、圖4、圖6中說明那樣,存在氫罐的(表面積/體積)的不同。如圖11中匯總那樣,(表面積/體積)大的一方熱流通量的值大。而且,在氫罐的材質不同的情況下,熱流通量的值也不同。如圖9、圖10中說明那樣,在內襯為鋁和樹脂的情況下,前者的導熱率大,熱流通量的值大。即便在形狀相同且材質也相同的多個氫罐之間,除此之外,由于車輛的搭載位置的不同,而來自氫罐的內部的氫氣朝向內襯的熱流通量的值也不同。例如,搭載在受到車輛的行駛風的位置上的氫罐和搭載于密閉空間的氫罐中的前者的散熱性好,熱流通量的值變大。如此,如圖11匯總那樣,搭載在有利于散熱的位置上的氫罐的熱流通量的值變大。工業(yè)實用性本發(fā)明的氫填充系統(tǒng)能夠利用于向多個氫罐并列地填充氫氣的系統(tǒng)中。
標號說明4氫供給站,6電動車,8氫填充部,10氫填充系統(tǒng),12氫填充機,14供氫管,20氫填充口,22分支部,24、38、40壓力計,30、32氫供給管,34、36開閉閥,42、44、48溫度計,46,48插頭,50、52、54氫罐,120節(jié)流孔,130,132止回閥。
權利要求
1.一種氫填充系統(tǒng),向流過單位面積的熱流量的大小即熱流通量不同的多個氫罐填充氫氣,其特征在于,具備 各供給通路,將氫填充機和各氫罐分別連接 '及 流動限制部,其使與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的流路阻力比與熱流通量小的氫罐連接的供給通路的流路阻力增大,或者,使與熱流通量大的氫罐連接的供給通路的壓力損失比與熱流通量小的氫罐連接的供給通路的壓力損失增大。
2.根據(jù)權利要求I所述的氫填充系統(tǒng),其特征在于, 流動限制部是設置在與熱流通量大的氫罐連接的供給通路上的孔口節(jié)流器。
3.根據(jù)權利要求I所述的氫填充系統(tǒng),其特征在于, 流動限制部是設置在各供給通路上的止回閥,設置在與熱流通量大的氫罐連接的供給通路上的止回閥的開啟壓力高于設置在與熱流通量大的氫罐連接的供給通路上的止回閥的開啟壓力。
4.根據(jù)權利要求I所述的氫填充系統(tǒng),其特征在于, 多個氫罐是搭載于車輛的燃料氣體罐, 與熱流通量小的氫罐相比,熱流通量大的氫罐是每單位體積的表面積大的罐、或構成材料的導熱率大的罐、或車輛的搭載位置有利于增大熱流通量的罐。
全文摘要
氫填充系統(tǒng)在氫填充口(20)與熱流通量的值大的氫罐(52)之間設置節(jié)流孔(120)作為流動限制部。在熱流通量的值小的氫罐(50)側未設置節(jié)流孔。節(jié)流孔(120)具有使流路阻力增大的功能。由此,最初能夠將熱流通量的值小的氫罐(52)形成為滿填充狀態(tài),接下來能夠將熱流通量的值大的氫罐(50)形成為滿填充狀態(tài)。作為流動限制部,也可以在熱流通量大的氫罐(52)側設置具有開啟壓力ΔP2的止回閥,在熱流通量小的氫罐(50)側設置具有開啟壓力ΔP1的止回閥。在此ΔP2>ΔP1。
文檔編號F17C5/06GK102884359SQ20108006663
公開日2013年1月16日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權日2010年5月6日
發(fā)明者森大五郎, 小宮健嗣, 西澤久美子 申請人:豐田自動車株式會社
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