CN100408657C - 气化汽油回收装置及回收方法 - Google Patents

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Abstract

把汽车汽油箱内的气化汽油吸到气化汽油回收装置的循环单元内的容器11中。然后，使循环泵10运转，在配管顺序连接循环泵10和容器11、汽油回收装置12及第2开关阀14的循环回路内使气化汽油循环。汽油回收装置12利用作为冷却介质的汽油冷凝器9，使气化汽油的一部分冷却后冷凝、液化，贮存在下部。而没液化的气化汽油通过循环泵10再送到汽油回收装置12，再进行冷却。通过规定时间重复该操作，气化汽油基本上可以液化，把该液化的汽油排到汽油回收罐中。

Description

气化汽油回收装置及回收方法
技术领域
本发明涉及回收气化的汽油(以下称气化汽油)用的装置及方法。
背景技术
汽车汽油箱内部使用的汽油量变少时，变成下部存在汽油液、而油箱上部呈饱和状态存在气化的汽油。因此，在汽油加油站加汽油时，要超出与汽油箱容量大致相同的气化汽油，排放到大气中。
然而，汽车汽油箱内所积存的气化汽油直接地排放到大气中，这成为光化学烟雾的主要原因，存在对人体造成不良影响的问题。
作为该问题的对策，特开昭51-34209号公报公开了把C1-C4烃气体的至少1种混合到气化汽油中后，使用压缩机把这种混合气压缩到4kgf/cm2、然后通过使用冷却器冷却进行回收的方法。
该特开昭51-34209号公报所示的汽油回收装置，从确保安全性的观点考虑把烃气体混合到气化汽油中。然而，该烃气体本身也是可燃性，必须施加对烃气体的安全对策。另外，由于烃混进回收的汽油中而导致汽油的质量降低，存在难再直接使用的问题。此外，把气化汽油加压至4kgf/cm2需要大的压缩机，存在造成成本高的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而完成的研究，其目的在于使用小型而简单的装置，并且可以安全且高效率地回收汽油，此外，还提供可以再使用回收的汽油的廉价的装置、方法。
另外，本发明的气化汽油回收装置，具有吸入积存在汽车汽油箱内的气化汽油、使吸入的气化汽油循环的循环回路，该循环回路至少使用有冷却气化汽油的冷却介质的汽油冷凝容器和配管。
附图说明
图1是表示汽油回收方法的流程图。
图2是实施方案1的汽油回收装置的构成图。
图3是表示盐水温度与汽油回收率关系的图。
图4是表示气化汽油冷凝容器的另外构成的图。
图5是实施方案2的汽油回收装置的构成图。
图6是表示循环单元内压力与汽油回收量关系的图。
图7是实施方案3的汽油回收装置的构成图。
图8是表示运转时间与汽油回收量关系的图。
图9是表示运转时间与循环单元内压力关系的图。
图10是表示实施方案3的汽油回收方法的流程图。
图11是表示实施方案4的汽油回收方法的流程图。
图12是实施方案4的汽油回收装置的构成图。
图13是实施方案5的汽油回收装置的构成图。
实施发明的最佳方案
实施方案1
本发明的汽油回收主要采用三个工序回收汽油。图1是表示汽油回收工序的流程图。
图1中，首先，在汽油加油站对汽车加汽油时，由于汽油箱的下部存在液体的汽油、汽油箱的上部存在饱和的气化汽油，故进行抽吸工序，即在加油的同时，抽吸存在于汽油箱中的气化汽油，送到汽油回收装置内，使回收装置内的压力上升，使气化汽油形成容易冷凝的状态(步骤(以下为“S1”))。
然后，使吸到汽油回收装置内的气化汽油在回收装置内循环进行液化，具体地，通过使汽油回收装置内的冷却介质与气化汽油进行热交换冷却气化汽油，将冷凝/液化的汽油与气体的气化汽油分离后，气体的气化汽油再一次重复与冷却介质热交换使之冷却的工序，进行回收的气化汽油变成液体汽油的冷凝工序(S2)。
接着，使汽油回收装置内的气化汽油的循环停止，进行液化的汽油排到汽油回收罐内的排出工序(S3)。
以下，按照图2，对实施方案1中的汽油回收装置的构成进行说明。
图2中，汽油回收装置主要由热源单元1和循环单元2构成。另外，热源单元1有配管连接压缩机3和冷凝器4、节流装置5、蒸发器6的第1闭合回路，和配管连接容纳蒸发器6的槽7和泵8及汽油冷凝器9的第2闭合回路。此外，第1闭合回路内有致冷剂流动，作为该致冷剂，可以使用没有可燃性的HFC致冷剂(例如R404A、R410A、R407C等)或自然致冷剂(例如CO2等)。另外，第2闭合回路内有防冻液(例如，盐水(乙二醇))循环。再者，在0℃以上使气化汽油冷凝时也可以使用水。
循环单元2有配管连接循环泵10和容器11、容纳汽油冷凝器9的气化汽油冷凝容器12及第2开关阀14的循环回路，此外，还有设在连接***汽油箱内、吸气化汽油的气化汽油回收用软管和循环回路的配管上的第1开关阀13、设在连接气化汽油冷凝容器12的下部和配置在汽油加油站的地下等的汽油回收罐的配管上的第3开关阀15。此外，使用控制装置16控制循环泵10的动作、第1开关阀13和第2开关阀14及第3开关阀15的开关动作。
以下，对热源单元1中的动作进行说明。压缩机3压缩的高温/高压的气体致冷剂在冷凝器4放出热成为液态。成为液态的致冷剂在节流装置5减压成为低温/低压的气液二相致冷剂，流入蒸发器6。在蒸发器6中，气液二相致冷剂从槽7内的盐水中吸收热，成为气体致冷剂，被压缩机3吸入。再者，17表示致冷剂的流动方向。
另外，槽7内的盐水通过把热量供给蒸发器6内的致冷剂而被冷却，该冷却的盐水经泵8送往汽油冷凝器9。此外，汽油冷凝器9内的盐水与存在于气化汽油冷凝容器12中的气化汽油进行热交换，从气化汽油中吸收热而温度上升。然后，该盐水经泵8再送到槽7内，被冷却。18表示盐水的流动方向。
以下，对循环单元2中的动作进行说明。
首先，打开第1开关阀13，从气化汽油回收用软管连接的上游侧吸入气化汽油，贮存到容器11中。再者，此时第3开关阀15关闭，第2开关阀14是关闭状态。然后，气化汽油的吸入结束时，控制装置16关闭第1开关阀13，打开第2开关阀14，关闭第3开关阀15后，启动循环泵10，使气化汽油在循环单元2内循环。19表示气化汽油的流动方向。该循环中，从循环泵10流出的气化汽油通过容器11后，送到气化汽油冷凝容器12中，在气化汽油冷凝容器12内与汽油冷凝器9内的盐水进行热交换而被冷却，一部分进行液化。液化的汽油贮存在气化汽油冷凝容器12的底部。而不冷凝的气化汽油通过第2开关阀14、被循环泵10吸入后，再送到气化汽油冷凝器12中使之冷却。再者，通过进行这种循环，气化汽油的浓度随时间而降低。
然后，控制装置16在经过规定时间后使循环泵10的运转停止，打开第3开关阀15。于是，由气化汽油冷凝容器12液化、贮存在下部的汽油利用液体压头排到汽油回收罐中。
通过这样地进行循环，气化汽油可液化，作为汽油回收。
以下，对利用循环泵10使气化汽油在闭合回路内循环的理由进行说明。如果使气化汽油循环，则由于与气化汽油冷凝容器12内的汽油冷凝器9的接触时间长、或确保了一定程度的气体流速，故可以使传热率比不使气化汽油循环的场合明显地提高，可降低回收时间，效率非常好。
图3是表示图2所示汽油回收装置的汽油回收性能的模拟结果的曲线图。图3中，横坐标表示盐水的温度、纵坐标表示汽油回收率(液化的汽油量(g)/回收的汽油量(g))，由图3可以看出，盐水的温度越低，则汽油的回收率越上升。这是因为盐水温度越低，则汽油的蒸气分压越小的缘故，例如，通过使盐水的温度为-10℃左右，迄今可回收排放到大气中的约90％以上的汽油。
这样，利用循环泵10使气化汽油循环，通过在汽油冷凝器9中液化，可大幅度地削减回收时间。
另外，通过热源机使用蒸汽压缩式冷冻循环装置，可以高效率地且容易获得-10℃左右的温度带，同时也可以跟踪负荷的变动。
此外，作为热源单元1的致冷剂，由于使用无可燃性的HFC致冷剂或自然致冷剂，故可以减少对环境的负荷，同时也可以确保严禁烟火的汽油加油站的安全性。
此外，图2中气化汽油的流动方向是从汽油冷凝容器12的下方流向上方，但也可以是如图4的样子从上方流向下方。如果是这样地流向，则冷凝液化的汽油顺利地流向下方，气化汽油冷凝的效率增高，随之汽油冷凝容器12的气液分离效率也上升。
实施方案2
图5是表示实施方案2中汽油回收装置的构成图，是在图2表示的汽油回收装置的循环单元2的气化汽相冷凝容器12与第3开关阀15之间设压力检测手段20的图。此外，图5中，对与图2相同构成或同等的构成，使用相同的符号，省去其说明。
图6是表示对循环单元2内的压力与汽油回收率关系进行模拟结果的曲线图。再者，图6中，横坐标表示循环单元内的压力、纵坐标表示汽油回收率(液化的汽油量(g)/回收的汽油量(g))。而循环单元2内的压力通过改变循环单元2内的容积而变化。在该图6中，例如，把大气压下(约1kgf/cm2绝对压力)的气化汽油70(升)封到容积35(升)的循环单元之中时，由于容积变成一半，故循环单元2内的压力为2(kgf/cm2绝对压力)。
由图6可以看出，循环单元2的压力越高，则汽油回收率越有上升的倾向。因此，若利用循环泵10把气化汽油送入循环单元内以尽量提高循环单元2内的压力，则汽油的回收率增高。
然而，气化汽油加压时，着火温度降低，由于其危险性增大，故消防法规定气化汽油的压力在0.2MPa以下。因此，本实施方案中设置压力检测手段20，进行把压力抑制在0.2MPa的控制。
具体地，首先，第1开关阀13呈打开状态、第2开关阀14为关闭状态、第3开关阀15为关闭状态，气化汽油通过循环泵10送到循环单元2内，循环单元内的压力慢慢地上升，最后达到第1的规定压力(0.2MPa以下)。控制装置16确认压力检测手段20检测的值超过第1规定值时，使第1开关阀13由开状态变为关状态，使第2开关阀14由关状变为开状态，第3开关阀15仍为关状态，启动循环泵10使气化汽油在循环单元2内循环。通过这样地控制开关阀，可使气化汽油在规定压力以下循环，进行回收。
实施方案3
图7是表示实施方案3中汽油回收装置的构成图，是在图5所示的汽油回收装置的循环单元2内设根据压力检测手段20检测的压力判断压力饱和用的演算装置21的图。此外，对图7中，与图5相同构成或同等的构成，使用相同的符号，省去说明。
以下，对汽油回收结束的判断方法进行说明，图8是表示运转时间与汽油回收量关系的曲线图，图9是表示运转时间与循环单元2内的压力关系的曲线图。图8中大约运转3分钟时，汽油回收量饱和，图9中大约运转3分钟时，循环单元2内的压力也饱和，由此说明循环单元2内的压力与汽油回收量存在相关关系。
因此，使用压力检测手段20检测循环单元2内的压力，如果压力没有变化，则可以判断回收结束。
基于这种观点，即根据图1冷凝工序中的动作、图10的流程图说明进行汽油回收的方法。
首先，使第1开关阀13呈关状态，第2开关阀14呈开状态、第3开关阀15呈关的状态，启动循环泵10(S10)。
然后，使用压力检测手段20检测循环单元2内的时间t下的压力P(t)，储存到演算装置21中(S11)。接着，等待预定时间：T秒(S12)，检测循环单元2内时间(t+T)下的压力P(t+T)(S13)，使用演算装置21进行ΔP＝P(t)-P(t+T)的演算(S14)。然后，控制装置16判断该ΔP是否比第2规定值ε小(S15)。该S15判断ΔP比ε小的场合，可判断压力为饱和，控制装置16停止循环泵10的运转(S16)。而，S15判断不比ε小的场合，返回S11。
通过进行这样的控制，不仅可以高效率地回收汽油，而且也可以充分地确保安全性。
实施方案4
汽油箱内的气化汽油，本来视为用户所有物，故必须考虑与回收的汽油同量的汽油，或返还与回收的汽油相抵的金额，这种场合，如图11的流程图所示，在S3之后必须有测定回收的汽油量的测回收量工序(S4)。
图12是表示本实施方案4的汽油回收装置的构成图，是在图7的汽油回收装置中，在第3开关阀15的出口方向(汽油回收罐侧)设测定汽油回收量的流量计22的图。
通过这样地构成，可以测定从气化汽油冷凝器12排到汽油回收罐内的汽油流量，可以扣除相当于回收的汽油的部分的金额、或追加汽油。
此外，当然也可以设重量计代替流量计22，测定回收的汽油的重量。
另外，也可以使计算机与该流量计22相连，根据流量计22测定的流量自动地计算出返还金额，还可以与汽油加油机联动，追加与自动测量的流量相应的汽相。
实施方案5
图13是表示实施方案5中汽油回收装置构成的图。该汽油回收装置不使用盐水冷却气化汽油，而是采用直接使用致冷剂冷却气化汽油的方式。
图13中，热源单元1，有使用配管连接压缩机3和冷凝器4、节流装置5及汽油冷凝器9的闭合回路，作为致冷剂使用HFC致冷剂(例如R404A、R410A、R407等)或自然致冷剂(例如CO2等)。循环单元2使用配管连接循环泵10和容器11、气化汽油冷凝容器12、第1开关阀13、第2开关阀14及第3开关阀15。此外，使用控制装置16控制循环泵10的运转、第1开关阀13和第2开关阀14及第3开关阀15的开关动作。
该循环单元2的控制或动作与图2所述的状态相同。
热源单元1中，压缩机3压缩的高温、高压的气体致冷剂在冷凝器4放出热量成为液态，然后经节流装置5减压成为低温、低压的气液二相致冷剂，流到汽油冷凝器9中。在汽油冷凝器9中，该气液二相致冷剂从气化汽油冷凝容器12的气化汽油中吸收热量，成为气体致冷剂，被压缩机3吸入。而气化汽油冷凝容器12的气化汽油失去热量，进行冷凝、液化。
这样，可以不通过盐水而直接使热源单元1的致冷剂与循环单元2的气化汽油进行热交换，因此这样可以简单地形成装置构成。
此外，图13的循环单元2当然也可以如图5所示设压力检测手段20进行控制，如图7所示设演算装置21进行控制，如图12所示使用流量计22测定气化汽油的回收量。
产业上利用的可能性
如上所述，本发明作为设置在汽油加油站等、回收汽车汽油箱内气化汽油的装置使用。

Claims (14)

1. 气化汽油回收装置，其特征在于，具有吸入汽车汽油箱内的气化汽油、使吸入的前述气化汽油循环的循环回路，前述循环回路至少使用有冷却气化汽油的冷却介质的汽油冷凝容器和配管形成。
2. 气化汽油回收装置，其特征在于，具有吸入汽车汽油箱内的气化汽油、使吸入的前述气化汽油循环的循环回路，前述循环回路至少使用使前述气化汽油循环的泵、具有冷却前述气化汽油的冷却介质的汽油冷凝容器及配管形成。
3. 权利要求2所述的气化汽油回收装置，其特征在于，具有设在连接***汽车汽油箱内的吸入前述汽油箱内的气化汽油的气化汽油回收用软管和循环回路的配管上的第1开关阀、检测前述循环回路压力的压力检测手段、进行前述第1开关阀的开关控制及控制泵运转的控制装置，前述控制装置打开前述第1开关阀后，在前述压力检测手段检测的压力超过第1规定值时，关闭前述第1开关阀，同时使前述泵启动。
4. 权利要求3所述的气化汽油回收装置，其特征在于第1规定值是0.2MPa以下。
5. 权利要求4所述的气化汽油回收装置，其特征在于，控制装置在启动泵后，压力检测手段检测的压力与自检测前述压力经过规定时间后的前述压力检测手段检测的压力之差低于第2规定值时，使前述泵停止。
6. 权利要求1-5的任何一项所述的气化汽油回收装置，其特征在于设测定液化的汽油量的测定手段。
7. 权利要求1-5的任何一项所述的气化汽油回收装置，其特征在于包括具有压缩致冷剂的压缩机、将所压缩的前述致冷剂冷凝的冷凝器、使冷凝的前述致冷剂减压的节流装置、及使前述减压的致冷剂蒸发的蒸发器的第1闭合回路，和配管连接容纳前述蒸发器的槽与容纳于汽油冷凝容器中的汽油冷凝器、使水或防冻液作为冷却介质循环的第2闭合回路。
8. 权利要求7所述的气化汽油回收装置，其特征在于致冷剂是没有可燃性的HFC致冷剂或自然致冷剂。
9. 权利要求1-5的任何一项所述的气化汽油回收装置，其特征在于包括具有压缩致冷剂的压缩机、将所压缩的前述致冷剂冷凝的冷凝器、使冷凝的前述致冷剂减压的节流装置、及使前述减压的致冷剂蒸发的蒸发器的第1闭合回路，前述蒸发器位于汽油冷凝容器中。
10. 权利要求9所述的气化汽油回收装置，其特征在于致冷剂是没有可燃性的HFC致冷剂或自然致冷剂。
11. 气化汽油回收装置，其特征在于是吸入汽车汽油箱内的气化汽油、使吸入的前述气化汽油冷却液化的气化汽油回收装置，其中，包括具有压缩没有可燃性的HFC致冷剂或自然致冷剂的压缩机、将所压缩的前述致冷剂冷凝的冷凝器、使冷凝的前述致冷剂减压的节流装置、使前述减压的致冷剂蒸发的蒸发器的闭合回路，和吸入汽车汽油箱内的气化汽油、与前述蒸发器进行热交换、冷却而将前述气化汽油液化的回路。
12. 气化汽油回收方法，其使用至少用有冷却气化汽油的冷却介质的汽油冷凝容器和配管形成的循环回路回收气化汽油，包括把汽车汽油箱内的气化汽油吸到前述循环回路中的吸入工序，在前述循环回路内使前述气化汽油循环、用前述冷却介质将前述气化汽油液化的冷凝工序，及由前述循环回路排出液化的汽油的排出工序。
13. 权利要求12所述的气化汽油回收方法，其特征在于有测定液化的汽油量的测回收量工序。
14. 权利要求12所述的气化汽油回收方法，其特征在于，吸入工序中，把气化汽油吸到前述循环回路中，直到达到规定压力。
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