冷却氢供给站和氢冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将冷却氢供给到燃料电池车等的冷却氢供给站、和该冷却氢供给站使用的氢冷却装置。
【背景技术】
[0002]以氢作为燃料的燃料电池车由于不放出废气，因而在环境方面优异。因此，为了使这样的燃料电池车广泛普及，近年来进行了各种开发。在燃料电池车的普及方面，车辆自身的开发是重要的，然而用于将氢供给到燃料电池车的氢供给站的开发也是重要的。
[0003]关于氢供给站，以往提出了各种技术(例如，参照日本专利第4492064号公报)。
【发明内容】
[0004]在氢供给站中，在将氢供给到燃料电池车的情况下，期望可以将氢尽可能连续地供给到许多台数的燃料电池车。作为用于实现此目的的一种方法，公知有对压缩状态的氢进行冷却并供给到燃料电池车的方法。
[0005]在这样的方法中，期望的是，可以将氢高效率、即以节能方式冷却到预期的温度。并且，期望高精度地实现该高效率的氢的冷却，以便稳定地供给氢。
[0006]然而，在本申请提出的时候，能够令人满意地高精度地实现充分高效率的冷却的冷却氢供给站还未存在。
[0007]本发明是根据以上的见解而完成的，本发明的目的是提供一种可以令人满意地高精度地实现对氢的充分高效率的冷却的冷却氢供给站、和该冷却氢供给站使用的氢冷却装置。
[0008]本发明是一种冷却氢供给站，其特征在于，所述冷却氢供给站具有:第I制冷剂通路，第I制冷剂在所述第I制冷剂通路内循环；水冷式冷冻机单元，其针对所述第I制冷剂通路的一部分设置，能够冷却所述第I制冷剂；第2制冷剂通路，第2制冷剂在所述第2制冷剂通路内流通；第I热交换器，其在所述第I制冷剂通路的另一部分与所述第2制冷剂通路的一部分之间能够利用所述第I制冷剂来冷却所述第2制冷剂；氢贮存部，其贮存有氢；氢流路，其用于输送贮存在所述氢贮存部的氢；以及第2热交换器，其在所述第2制冷剂通路的另一部分与所述氢流路的一部分之间能够利用所述第2制冷剂来冷却所述氢，所述氢被所述第2热交换器冷却到一 43°C至一 20°C的温度范围内，氢冷却能力在将氢冷却到一40°C 时是 13.5kff 至 16.5kW。
[0009]根据由本申请发明人开发的该冷却氢供给站，作为氢冷却能力，可以实现的是，在将氢冷却到一 40°C时是 13.5kW 至 16.5kff(13.5kffi — 40°C至 16.5kffi — 40°C )，从而可以高效率、即以极其节能的方式实现氢的冷却。
[0010]优选的是，对于一 43°C至一 20°C的温度范围内的设定温度，所述氢被所述第2热交换器冷却到+2°C至一 3°C的误差范围内。
[0011]即，根据由本申请发明人开发的该冷却氢供给站，对于一 43°C至一 20°C的温度范围内的设定温度，实现了 +2°C至一 3°C的误差范围内的冷却精度，由此能够高精度地实现对氢的充分高效率的冷却。
[0012]具体地，例如，所述冷却氢供给站还具有:阀，其控制所述第I制冷剂通路内的所述第I制冷剂的循环量；温度传感器，其检测所述第2制冷剂通路内的所述第2制冷剂的温度；以及温度反馈控制部，其根据所述温度传感器的检测结果控制所述阀。在该情况下，通过简易的温度反馈控制，可以将第2制冷剂高精度地控制为期望的温度。
[0013]并且，在所述冷却氢供给站中，优选的是，在所述氢流路设置有排出口，所述排出口排出被所述第2热交换器冷却后的氢，从所述排出口排出的氢的量是4.5kg/3min至5.5kg/3min0
[0014]通过采用这样的氢供给量，可以用3分钟实施对至少一台燃料电池车的氢供给(目前通常的燃料电池车的氢容量是5kg)。并且，根据由本申请发明人开发的该冷却氢供给站，可以在用3分钟向一台燃料电池车供给4.5kg至5.5kg的氢之后，隔开7分钟的间隔，再次用3分钟向下一台燃料电池车供给4.5kg至5.5kg的氢。
[0015]本申请发明人确认了，在所述冷却氢供给站中，所述第I制冷剂是氟利昂，所述第2制冷剂是甲酸钾水溶液、具体为昭和株式会社制的冷盐水，由此可以实现所述的各性能。
[0016]并且，在所述冷却氢供给站中，优选的是，所述冷却氢供给站选择第I运转模式和第2运转模式中的任一方进行运转，在第I运转模式中，所述氢被冷却到一 20°C，在第2运转模式中，所述氢被冷却到一 40 °C。
[0017]例如，根据氢供给的必要性，在必要性低的情况下，选择与闲置运转状态对应的第I运转模式，在必要性高的情况下，选择与待机状态对应的第2运转模式，从而可以有效地抑制与冷却相关的能量消耗。
[0018]例如，所述第I运转模式或者所述第2运转模式的选择可以根据时间段自动进行。在该情况下，例如，在氢供给的必要性低的夜晚的时间段(例如营业时间外)选择第I运转模式，在氢供给的必要性高的白天的时间段(例如营业时间内)选择第2运转模式，从而可以在氢供给的必要性低的夜晚的时间段中有效地抑制与冷却相关的能量消耗。
[0019]并且，在所述冷却氢供给站中，所述第2制冷剂通路具有:前半流通通路，其包括利用所述第I热交换器在与所述第I制冷剂通路的另一部分之间进行热交换的所述第2制冷剂通路的一部分；后半流通通路，其包括利用所述第2热交换器在与所述氢流路的一部分之间进行热交换的所述第2制冷剂通路的另一部分；以及箱部，其连接所述前半流通通路和所述后半流通通路，所述箱部连接有制冷剂量调整机构，所述制冷剂量调整机构用于将该箱部内的所述第2制冷剂的液面维持在规定范围。
[0020]在该情况下，箱部内的第2制冷剂的液面被维持在规定范围，由此第2制冷剂能够使用腐蚀性高的液态制冷剂，即使该第2制冷剂伴随温度变化进行了膨胀收缩，也可以防止由该第2制冷剂的液面的升降引起的箱部内壁的腐蚀的发生和析出物的附着。
[0021]而且，在该情况下，优选的是，所述第2制冷剂通路的所述后半流通通路中的所述第2制冷剂的流通量在0.3MPa的流通压力时是135L/min至165L/min。本申请发明人确认了，由于所述第2制冷剂通路的所述后半流通通路中的所述第2制冷剂的流通量在0.3MPa的流通压力时是135L/min至165L/min，因而可以实现对氢的充分高效率的冷却。
[0022]并且，本发明是一种氢冷却装置，其特征在于，所述氢冷却装置对在氢流路内输送的氢进行冷却，所述氢冷却装置具有:第I制冷剂通路，第I制冷剂在所述第I制冷剂通路内循环；水冷式冷冻机单元，其针对所述第I制冷剂通路的一部分设置，能够冷却所述第I制冷剂；第2制冷剂通路，第2制冷剂在所述第2制冷剂通路内流通；第I热交换器，其在所述第I制冷剂通路的另一部分与所述第2制冷剂通路的一部分之间能够利用所述第I制冷剂来冷却所述第2制冷剂；以及第2热交换器，其在所述第2制冷剂通路的另一部分与所述氢流路的一部分之间能够利用所述第2制冷剂来冷却所述氢，所述氢被所述第2热交换器冷却到一 43°C至一 20°C的温度范围内，氢冷却能力在将氢冷却到一 40°C时是13.5kW至16.5kffo
【附图说明】
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