实施方式的氢冷却装置具有二元制冷单元(1)和氢冷却用流体循环单元(2)，该二元制冷单元(1)具有高温侧制冷机(100)和低温侧制冷机(200)。二元制冷单元(1)通过低温侧制冷机(200)的低温侧蒸发器(204)对由氢冷却用流体循环单元(2)使其循环的氢冷却用流体进行冷却。高温侧制冷机(100)具有高温侧制冷回路(105)和高温侧旁通回路(110)，该高温侧旁通回路(110)具有高温侧旁通流路(111)和高温侧开闭阀(112)，该高温侧旁通流路(111)从高温侧制冷回路(105)中的高温侧压缩机的下游侧并且高温侧冷凝器的上游侧的部分延伸到高温侧制冷回路(105)中的高温侧膨胀阀的下游侧并且高温侧蒸发器的上游侧的部分，该高温侧开闭阀(112)设置在高温侧旁通流路(111)上，当高温侧制冷剂的压力异常时，打开高温侧开闭阀(112)。打开高温侧开闭阀(112)。打开高温侧开闭阀(112)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氢冷却装置、氢供给系统以及制冷机
[0001]本专利技术涉及用于对氢进行冷却的氢冷却装置、提供冷却氢的氢供给系统以及优选在这些装置或系统中使用的制冷机。
技术介绍
[0002]燃料电池由于发电时产生的环境污染物质极少等理由而作为下一代的能源受到关注，并且正在普及。
[0003]例如，搭载有燃料电池的燃料电池车辆近年来不断普及，但要想燃料电池车辆得到进一步普及，需要普及氢供给站。
[0004]氢供给站通常具有压缩并贮存氢气的贮存罐和与贮存罐连接的供给配管，将贮存罐内的氢经由供给配管而提供给燃料电池侧的罐。
[0005]在这样的氢供给站中，通过供给配管的过程中的氢的温度可能由于焦耳
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汤姆逊效应而上升，但这样的温度上升例如会导致燃料电池侧的罐的温度上升，因此要求进行抑制。因此，在氢供给站中具备对供给配管进行冷却的被称为预冷装置的装置。本申请人在JPB5632065和JP2017
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129259A中也提出了这种具有预冷装置的氢供给装置。
技术实现思路
[0006]也能够设想氢供给站等氢供给系统设置于高温环境或低温环境，确保各种环境下的动作可靠性在普及时极为重要。这里，设置于氢供给系统的预冷装置一般利用制冷机来构成，但制冷机根据环境温度有时会在冷凝器或压缩机产生损伤。
[0007]本专利技术是着眼于上述问题而完成的，其目的在于，提供利用制冷机的氢冷却装置、氢供给系统以及制冷机，该氢冷却装置、氢供给系统以及制冷机通过避免因环境温度引起的制冷机的结构部件的损伤而能够提高长期运转的可靠性。
[0008]本专利技术的氢冷却装置具有：制冷机，其具有制冷回路和旁通回路，该制冷回路是将压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器按照使制冷剂以该顺序循环的方式连接而成的，该旁通回路具有旁通流路和开闭阀，该旁通流路从所述制冷回路中的所述压缩机的下游侧并且所述冷凝器的上游侧的部分延伸到所述制冷回路中的所述膨胀阀的下游侧并且所述蒸发器的上游侧的部分，该开闭阀设置在所述旁通流路上；以及流体循环单元，其具有与所述蒸发器连接的循环路，该循环路使在所述蒸发器中被所述制冷剂冷却并从所述蒸发器流出的氢冷却用流体经由热交换器而循环到所述蒸发器，在所述热交换器中使所述氢冷却用流体与氢进行热交换，所述制冷机在第1压力检测位置处的所述制冷剂的压力超过了第1规定的值时，打开所述开闭阀，在所述第1压力检测位置处的所述制冷剂的压力变得小于比所述第1规定的值小的第2规定的值时，关闭所述开闭阀，其中，所述第1压力检测位置设定在所述制冷回路中的所述压缩机的下游侧并且所述冷凝器的上游侧的部分中的所述旁通流路的连接位置的下游侧。
[0009]在该结构中，例如伴随着氢冷却装置的周边成为极高温环境，在冷凝器中冷凝的
制冷剂的冷凝压力升高，其结果为，压缩机流出的制冷剂的压力可能升高到会给冷凝器带来不良影响的程度，在该情况下，能够以第1规定的值作为基准，使压缩机流出的制冷剂旁通到冷凝器的下游侧，其中，该第1规定的值是作为被视为会带来不良影响的程度的制冷剂的压力而确定的。由此，能够避免由于高压的制冷剂过剩流入到冷凝器而造成的不良影响。由此，能够避免因环境温度引起的制冷机的结构部件的损伤，能够提高长期运转的可靠性。
[0010]也可以是，所述制冷机在第2压力检测位置处的所述制冷剂的压力变得比第3规定的值小时，打开所述开闭阀，在所述第2压力检测位置处的所述制冷剂的压力超过了比所述第3规定的值大的第4规定的值时，关闭所述开闭阀，其中，所述第2压力检测位置位于所述制冷回路中的所述蒸发器的下游侧并且所述压缩机的上游侧。
[0011]在该结构中，例如伴随着氢冷却装置的周边成为极低温环境，在冷凝器中冷凝的制冷剂的冷凝压力会降低，其结果为，蒸发器中的制冷剂的蒸发压力可能降低到会给压缩机带来不良影响的程度，在该情况下，能够以第3规定的值作为基准，使压缩机流出的制冷剂旁通到膨胀阀的下游侧，其中，该第3规定的值是作为被视为会带来不良影响的程度的制冷剂的压力而确定的。由此，通过使制冷剂的蒸发压力上升，能够避免由于过剩的低压的制冷剂所造成的不良影响。由此，能够避免因环境温度引起的制冷机的结构部件的损伤，能够提高长期运转的可靠性。
[0012]也可以是，所述旁通回路还具有：通常流路，其连接所述旁通流路中的所述开闭阀的上游侧的部分和下游侧的部分；以及流量调节阀，其设置在所述通常流路上，所述制冷机在所述开闭阀处于关闭状态时，调整所述流量调节阀的开度，使得所述第2压力检测位置处的所述制冷剂的压力维持在规定的目标值，在所述开闭阀处于打开状态时，关闭所述流量调节阀。
[0013]在该结构中，在氢冷却装置的周边为通常的温度环境时，能够将返回到压缩机的制冷剂的压力稳定维持在所期望的状态，因此能够进行稳定的冷却。
[0014]也可以是，所述流体循环单元还具有蓄热罐，该蓄热罐绝热地存留所述氢冷却用流体。
[0015]在该结构中，在由于氢冷却装置的周边成为极高温环境或极低温环境而导致制冷机的制冷能力下降了的情况下，存留于蓄热罐中的氢冷却用流体抑制热交换器的制冷能力的急剧降低，因此能够在某种程度的期间维持能够适当地对氢进行冷却的状态。特别是在打开了开闭阀时，虽然蒸发器的制冷能力下降，但能够有效地抑制这种状况下的流体循环单元的制冷能力下降。另外，能够抑制氢冷却用流体的急剧膨胀和关闭了开闭阀后恢复到正常运转所需的时间。
[0016]本专利技术的氢冷却装置具有：高温侧制冷机，其具有高温侧制冷回路和高温侧旁通回路，该高温侧制冷回路是将高温侧压缩机、高温侧冷凝器、高温侧膨胀阀以及高温侧蒸发器按照使高温侧制冷剂以该顺序循环的方式连接而成的，该高温侧旁通回路具有高温侧旁通流路和高温侧开闭阀，该高温侧旁通流路从所述高温侧制冷回路中的所述高温侧压缩机的下游侧并且所述高温侧冷凝器的上游侧的部分延伸到所述高温侧制冷回路中的所述高温侧膨胀阀的下游侧并且所述高温侧蒸发器的上游侧的部分，该高温侧开闭阀设置在所述高温侧旁通流路上；低温侧制冷机，其具有低温侧制冷回路和低温侧旁通回路，该低温侧制冷回路是将低温侧压缩机、低温侧冷凝器、低温侧膨胀阀以及低温侧蒸发器按照使低温侧
制冷剂以该顺序循环的方式连接而成的，该低温侧旁通回路具有低温侧旁通流路和低温侧开闭阀，该低温侧旁通流路从所述低温侧制冷回路中的所述低温侧压缩机的下游侧并且所述低温侧冷凝器的上游侧的部分延伸到所述低温侧制冷回路中的所述低温侧膨胀阀的下游侧并且所述低温侧蒸发器的上游侧的部分，该低温侧开闭阀设置在所述低温侧旁通流路上；以及流体循环单元，其具有与所述低温侧蒸发器连接的循环路，该循环路使在所述低温侧蒸发器中被所述低温侧制冷剂冷却并从所述低温侧蒸发器流出的氢冷却用流体经由热交换器而循环到所述低温侧蒸发器，在所述热交换器中使所述氢冷却用流体与氢进行热交换，所述高温侧制冷回路的所述高温侧蒸发器和所述低温侧制冷回路的低温侧冷凝器构成级联冷凝器，所述高温侧制冷机在设定在所述高温侧制冷回路中的所述高温侧压缩机的下游侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氢冷却装置，其具有：制冷机，其具有制冷回路和旁通回路，该制冷回路是将压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器按照使制冷剂以该顺序循环的方式连接而成的，该旁通回路具有旁通流路和开闭阀，该旁通流路从所述制冷回路中的所述压缩机的下游侧并且所述冷凝器的上游侧的部分延伸到所述制冷回路中的所述膨胀阀的下游侧并且所述蒸发器的上游侧的部分，该开闭阀设置在所述旁通流路上；以及流体循环单元，其具有与所述蒸发器连接的循环路，该循环路使在所述蒸发器中被所述制冷剂冷却并从所述蒸发器流出的氢冷却用流体经由热交换器而循环到所述蒸发器，在所述热交换器中使所述氢冷却用流体与氢进行热交换，所述制冷机在第1压力检测位置处的所述制冷剂的压力超过了第1规定的值时，打开所述开闭阀，在所述第1压力检测位置处的所述制冷剂的压力变得小于比所述第1规定的值小的第2规定的值时，关闭所述开闭阀，其中，所述第1压力检测位置设定在所述制冷回路中的所述压缩机的下游侧并且所述冷凝器的上游侧的部分中的所述旁通流路的连接位置的下游侧。2.根据权利要求1所述的氢冷却装置，其中，所述制冷机在第2压力检测位置处的所述制冷剂的压力变得比第3规定的值小时，打开所述开闭阀，在所述第2压力检测位置处的所述制冷剂的压力超过了比所述第3规定的值大的第4规定的值时，关闭所述开闭阀，其中，所述第2压力检测位置位于所述制冷回路中的所述蒸发器的下游侧并且所述压缩机的上游侧。3.根据权利要求1或2所述的氢冷却装置，其中，所述旁通回路还具有：通常流路，其连接所述旁通流路中的所述开闭阀的上游侧的部分和下游侧的部分；以及流量调节阀，其设置在所述通常流路上，所述制冷机在所述开闭阀处于关闭状态时，调整所述流量调节阀的开度，使得位于所述制冷回路中的所述蒸发器的下游侧并且所述压缩机的上游侧的第2压力检测位置处的所述制冷剂的压力维持在规定的目标值，在所述开闭阀处于打开状态时，关闭所述流量调节阀。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的氢冷却装置，其中，所述流体循环单元还具有蓄热罐，该蓄热罐绝热地存留所述氢冷却用流体。5.一种氢冷却装置，其具有：高温侧制冷机，其具有高温侧制冷回路和高温侧旁通回路，该高温侧制冷回路是将高温侧压缩机、高温侧冷凝器、高温侧膨胀阀以及高温侧蒸发器按照使高温侧制冷剂以该顺序循环的方式连接而成的，该高温侧旁通回路具有高温侧旁通流路和高温侧开闭阀，该高温侧旁通流路从所述高温侧制冷回路中的所述高温侧压缩机的下游侧并且所述高温侧冷凝器的上游侧的部分延伸到所述高温侧制冷回路中的所述高温侧膨胀阀的下游侧并且所述高温侧蒸发器的上游侧的部分，该高温侧开闭阀设置在所述高温侧旁通流路上；低温侧制冷机，其具有低温侧制冷回路和低温侧旁通回路，该低温侧制冷回路是将低温侧压缩机、低...
【专利技术属性】
技术研发人员：内田实，守屋亮，三塚宾耶，青木繁雄，樋熊俊纪，
申请(专利权)人：伸和控制工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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