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公開番号2023169913
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-01
出願番号2022081246
出願日2022-05-18
発明の名称充填ノズル
出願人株式会社タツノ
代理人弁理士法人高橋特許事務所
主分類F17C 5/06 20060101AFI20231124BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】校正に必要な流量計その他の装置を小型化しつつ、校正に際しても水素充填プロトコルで求められている充填特性を獲得する。
【解決手段】本発明の充填ノズル(20)は、流量計(30)を内蔵し、流量計(30)の吸入側における流量計吸入側レセプタクル(32)と吐出側における流量計吐出側ノズル(34)を設け、FCV1のレセプタクル(10)の高さ方向位置と突出方向に対応して調整する調整機構(51、52)を有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流量計を内蔵し、
流量計の吸入側における流量計吸入側レセプタクルと吐出側における流量計吐出側ノズルを設け、前記流量計吸入側レセプタクルは水素充填装置側のディスペンサノズルと着脱自在であり、逆止弁を設けておらず、
前記流量計吐出側ノズルは燃料電池自動車のレセプタクルに着脱自在であり、
燃料電池自動車のレセプタクルの高さ方向位置と突出方向に対応して調整する調整機構を有していることを特徴とする充填ノズル。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記調整機構は、車両側のノズルの高さ方向位置を調整する機能を有する高さ調整機構であり、及び／又は、車両側のノズルの伸長方向を調整する機能を有する角度調整機構である請求項１の充填ノズル。
【請求項３】
充填ノズルの吸入側流路に手動弁が配置されている請求項１の充填ノズル。
【請求項４】
充填ノズルには、光信号伝達用の光ファイバーが設けられており、燃料電池自動車のレセプタクル側に受光機構を設け、水素充填装置側のレセプタクルに発光機構を設けている請求項１～３の何れか１項の充填ノズル。
【請求項５】
支持装置を有し、支持装置の基部はロッドを放射状に複数本組み合わせて構成されている請求項１～４の何れか１項の充填ノズル。
【請求項６】
校正終了時に、脱圧作業は行わず、水素充填装置の充填ホースと充填ノズルに内蔵された流量計の自動脱圧を行い、
校正前に充填ノズルを燃料電池自動車のレセプタクルと接合した後に、充填ノズルの吸入側流路に設けられた手動弁を開放する工程と、
水素充填装置内における脱圧後に、前記手動弁を閉鎖する工程を有することを特徴とする校正方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池自動車（ＦＣＶ）等に水素を充填する施設である水素ステーションで用いられる充填ノズルに関し、より詳細には、充填するべき水素の流量（質量流量）を正確に計測する機能を有する充填ノズルに関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
校正のため充填するべき水素の流量を正確に計測し、水素ステーションの水素充填装置内の流量計に対して不正行為が行われないことを保証するため、従来技術においては、所定規則に従って、充填装置の校正を行っている。
係る校正に際して、流量計（マスターメーター）を内蔵した校正装置を用いて、車両に水素充填をしつつ、校正を行う場合が存在する（例えば特許文献１参照）。そして、その様な校正装置で用いられる流量計として、小型のコリオリ流量計が存在する。
校正に際しては、安全のため圧力と温度に基づく水素の充填特性を定める水素充填プロトコルに従って水素充填が行われ、その水素充填の際に、水素充填装置における流量計の計測値と、校正装置に内蔵された流量計の計測値とを比較し、ＪＩＳ計量ガイドライン等の関連規定への適合性を確認している。
【０００３】
校正装置を用いた従来の校正（特許文献１参照）について、図９を参照して説明する。
図９において、水素充填装置２には充填ホース４が接続され、充填ホース４の先端に充填ノズル５が設けられている。
校正装置３には、基準流量計７（マスターメーター）が介装され、流量計吸入側レセプタクル６（逆止弁内蔵）、流量計吐出側ホース８、吐出側ホース８先端の流量計吐出側ノズル９を備えている。
流量計吸入側レセプタクル６は、充填ホース４先端の充填ノズル５と接続／取り外し可能に構成されており、流量計吐出側ノズル９は、水素を充填するべき機器である燃料電池自動車１（ＦＣＶ）のレセプタクル１０と接続／取り外し可能に構成されている。
図９に示す従来技術では、非通信充填で校正が行われる。
【０００４】
校正装置３を用いて校正を行う場合は、図９で示す様に、水素充填装置２の充填ノズル５を校正装置３の流量計吸入側レセプタクル６に接続し、流量計吐出側ノズル９をＦＣＶ１のレセプタクル１０に接続する。
校正の際に、水素は、水素充填装置２から充填ホース４、充填ノズル５、校正装置３の流量計吸入側レセプタクル６、基準流量計７、流量計吐出側ホース８、流量計吐出側ノズル９、レセプタクル１０を介して、ＦＣＶ１の図示しない車載タンクに充填される。
基準流量計７は充填される水素の流量を正確に計測し、それにより水素充填装置２内で充填される水素の流量を計測する流量計（図示せず）の計測精度を評価して、校正を行うことが出来る。
一方、通常の水素充填の際には、水素充填装置２の充填ノズル５を、直接、燃料電池車１側のレセプタクル１０に接続する。水素は、水素充填装置２から充填ホース４、充填ノズル５、レセプタクル１０を介して、ＦＣＶ１の車載タンクに充填される。
校正終了後は、水素充填装置２の充填ホース４、充填ノズル５内に残存する水素ガスは、水素充填装置２の脱圧機構（遮断弁１２、脱圧弁１３、脱圧系統１４）を介して、自動的に排出される。
【０００５】
図９で示す校正の際に、校正装置３内の基準流量計７（マスターメーター）としては、例えば小型のコリオリ流量計が用いられている。
しかし、図９に示す従来の校正装置３は、上述した様に吐出側ホース８（流量計吐出側ホース）を介してＦＣＶ１の車載タンクに水素ガスを充填するので、通常充填時の（非校正時の）水素充填に比較して、校正装置３の流量計吐出側ホース８の分だけ、水素充填系統における熱容量及び圧損が増大している。
そして、水素充填系統における熱容量、圧損が大きいと、定められた充填プロトコルに従った充填特性が得られなくなり、水素充填プロトコルに従った水素充填が困難になる。
また、校正装置３の流量計吐出側ホース８により、通常充填の場合に比較して、校正時には水素充填系統における熱容量及び圧力損失が大きくなるため、校正時において、プロトコル通りの充填特性が得られない恐れがある。
さらに、流量計吐出側ホース８には寿命があり、通常は１０００～２０００回という水素充填の回数（校正の回数）の制限が存在する。寿命が尽きたホース８は交換する必要があり、そのために労力、コストが必要になるため、ホースの使用回数の制限を無くしたいという要請が存在した。
それに加えて、図９に示す従来の校正装置３では、校正終了後に校正装置３内に存在する高圧の水素ガスを脱圧する構造（脱圧弁１５を備える脱圧系統１１）を用いて、作業員が脱圧作業（手作業）を行う必要があり、校正における作業場の負担が増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６６１１０２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、校正に必要な流量計その他の装置を小型化しつつ、校正に際しても水素充填プロトコルで求められている充填特性を獲得することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は種々研究の結果、充填車両側のレセプタクルに接続される充填ノズルにおいて校正の際に充填される水素流量（質量流量）を計測すれば、上述した問題を解消できることを見出した。
係る知見に基づいて創作された本発明の水素ガス供給用の充填ノズル（２０）は、
流量計（質量流量計３０）を内蔵し、
流量計（３０）の吸入側における流量計吸入側レセプタクル（３２）と吐出側における流量計吐出側ノズル（３４）を設け、前記流量計吸入側レセプタクル（３２）は水素充填装置（２）側の水素充填ノズル（５：ディスペンサノズル）と着脱自在であり、逆止弁を設けておらず、
前記流量計吐出側ノズル（３４）は燃料電池自動車（１：ＦＣＶ）のレセプタクル（１０）に着脱自在であり、
燃料電池自動車（１）のレセプタクル（１０）の高さ方向位置と突出方向に対応して調整する調整機構（５０）を有していることを特徴としている。
本発明の充填ノズル（２０）は水素充填のみならず、給油装置の給油用ノズルとして適用することも可能である。
【０００９】
本発明において、前記調整機構（５０）は、車両側のノズル（３４：流量計吐出側ノズル）の高さ方向位置を調整する機能を有する高さ調整機構（５１）であり、及び／又は、車両側のノズル（３４：流量計吐出側ノズル）の伸長方向を調整する機能を有する角度調整機構（５２）であるのが好ましい。
また本発明において、充填ノズル（２０）の吸入側通路（水素流路ＨＦの水素充填装置２側の領域）に手動弁（５４：手動タイプの開閉弁）が配置されているのが好ましい。
【００１０】
さらに本発明において、充填ノズル（２０）には、光信号伝達用の光ファイバー（６０）が設けられており、充填ノズル（２０）における燃料電池自動車（１）のレセプタクル（１０）側（の流量計吐出側ノズル３４）に受光機構（６１）を設け、水素充填装置（２）側の（流量計吸入側）レセプタクル（３２）に発光機構（６２）を設けているのが好ましい。
それに加えて本発明において、充填ノズル（２０）は（充填ノズル２０を載置する）支持装置（４０）を設けており、支持装置（４０）の基部（４１）は（例えば断面矩形の）ロッド（４１Ａ）を放射状に複数本（例えば３本）組み合わせて（配置することにより）構成されているのが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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