JP4589795B2

JP4589795B2 - 液化ガス充填装置

Info

Publication number: JP4589795B2
Application number: JP2005119960A
Authority: JP
Inventors: 良夫新美
Original assignee: ニイミ産業株式会社
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-04-18
Also published as: JP2006300142A

Description

本発明は、液化ガス充填システムに関し、特に、充填すべき燃料タンクからガスを回収するガス回収システムに関する。

従来からタクシーなど一部の車両においては、その燃料として自動車燃料用液化石油ガス、すなわち、ＬＰＧが用いられている。
このような車両に燃料用ＬＰＧを充填する装置として液送ポンプを使用する場合が多い。

しかし、この種の市販液送ポンプは流量が１００m³／日以上であるところ、流量１００m³／日以上のポンプを備える施設は第１種製造事業所と看做され、第１種製造事業所には、法令により、所定の資格者が要求され、また、相当な広さの敷地が必要とされる。
そこで、出願人は、液送ポンプを使用しない、ＬＰＧ充填装置を開発し、既に実施している。

液送ポンプを使用しないＬＰＧ充填装置の一例を図１に示す。
全体的に参照番号１で示すＬＰＧ充填装置は、車両の燃料タンクへ充填すべき自動車燃料用液化石油ガスであるブタンガス、或いは、ブタンガスを主成分として、これにプロパンガスを混合させた混合物（本願では、便宜上、単に「ブタンガス」と呼ぶ）を収容する燃料収容タンク２を有する。この燃料収容タンク２には、プロパンガス、窒素、又は、圧縮天然ガス等の高圧ガスからなる加圧ガスを収容する加圧用ガスボンベ３が接続されている。

充填ノズル４を車両５の燃料タンク６に接続すると、加圧用ガスボンベ３の加圧ガスが燃料収容タンク２に流入する。加圧ガスの圧力は、燃料収容タンク２に収容されている液化ブタンの飽和蒸気圧よりも高いので、燃料収容タンク２に流入した加圧ガスは燃料収容タンク２内の液体燃料を押し下げる。これにより、燃料収容タンク２内の液体燃料は、連結配管７、ガスメータ８、連結配管９、３方弁１０、充填ノズル４内を圧送され、車両５の燃料タンク６に充填される。

ところで、夏場等外気温度の上昇などにより車両５の燃料タンク６内の圧力が高まり、車両の燃料タンク(内の圧力)と加圧用ガスボンベ３(内)のガス(の圧力)との差圧が低下してしまうと、車両５の燃料タンク６への充填速度が遅くなってしまうので、このような場合には、車両５の燃料タンク６への充填に先立って、内圧が高まってしまった燃料タンク６内のガス圧を下げる必要がある。

ＬＰＧ充填装置１では、充填ノズル４を車両５の燃料タンク６に接続した後、３方弁１０を操作して、車両５の燃料タンク６内の(高圧)ガスをガス回収タンク１１に導くことによって、車両５の燃料タンク６のガス圧を低下させる。

ガス回収タンク１１に回収されたガスは、連結配管１２を介してガスボイラー１３に送給され、ここでボイラー用燃料として使用される。

また、燃料収容タンク２内のブタンガスが減少したときには、タンクローリー１４によって輸送されたブタンガス(燃料用ガス)を燃料収容タンク２に移充填する。

燃料収容タンク２へ移充填するときには、タンクローリー１４のタンクに収容された液相ブタンガスを液相管１５を介して燃料収容タンク２の液相ブタンガスと接続し、タンクローリー１４の気相ブタンガスを気相管１６を介して燃料収容タンク２の気相ブタンガスと接続し、タンクローリー１４のポンプ(図示せず)によってタンクローリー１４の液化ブタンガス(燃料用ガス)を燃料収容タンク２に移充填する。

液化ブタンガス(燃料用ガス)が燃料収容タンク２に移充填されると、燃料収容タンク２内の気相の圧力が高まり、移充填効率が低下してしまうところ、燃料収容タンク２の気相はタンクローリー１４の気相を接続されているため、燃料収容タンク２のガスはタンクローリー１４に回収され、燃料収容タンク２内の気相の圧力が高まるのが阻止される。

ＬＰＧ充填装置１では、車両５の燃料タンク６から回収したガスはボイラー用燃料として使用されることになるが、ガスが回収されることになるのは、燃料タンク６の内圧が上昇してしまう気温が高い日、すなわち、夏であるから、実際にはボイラーによって大量の湯を沸かしても有効な使い道がなく、また、このようなメリットのないボイラーの使用はＣＯ₂削減の社会目的にも反する。

また、燃料収容タンク２に気相として溜まり、タンクローリー１４に回収されたプロパン以外の加圧ガス、特に、ブタンガスと混合した窒素ガスは、焼却処理等の処理工程を必要とする。

従って、本発明は、上述した課題を解決するために発明されたものであって、燃料タンクから回収した燃料ガスを有効利用する液化ガス充填システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した課題を解決するために発明されたものであって、燃料収容タンクから回収した加圧ガスに対する別基地での処理工程を不要とする、液化ガス充填システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液化ガス充填装置は、液化ガス供給ノズルに接続された液化ガス収容タンクと、該液化ガス収容タンクに接続された加圧用ガスボンベとを有し、前記加圧用ガスボンベ内の加圧ガスによって前記液化ガス収容タンク内の液化ガスを付勢して前記液化ガス供給ノズルから前記液化ガスを送出するようになっており、ガス回収タンクと、前記液化ガス収容タンクと前記液化ガス供給ノズル、又は、前記液化ガス供給ノズルと前記ガス回収タンクとを、選択的に連通させるための第１切換弁と、前記ガス回収タンクと接続されたコンプレッサと、該コンプレッサと接続された気液分離器とを有し、該気液分離器が前記加圧用ガスボンベに接続された、ことを特徴とする。

本発明では、補充用の液化ガス燃料を収容する収容体から送給される液化ガス燃料を前記液化ガス収容タンクに導入するための導入手段と、前記液化ガス収容タンクの気相部と前記ガス回収タンクとを選択的に連通させる第２切換弁とを有する、のが好ましい。

また、本発明では、前記液化ガス収容タンクに選択的に連通されるようになった予備の加圧用ガスボンベを有する、のが好ましい。

上記構成による本発明のガス充填装置では、第１切換弁によって液化ガス供給ノズルとガス回収タンクとを連通させることができる構成としたので、例えば、車両の燃料タンクに液化ガス供給ノズルを接続し、燃料タンクのガスを回収することができる。そして、ガス回収タンクをコンプレッサに接続し、コンプレッサを気液分離器に接続し、気液分離器を加圧用ガスボンベに接続する構成を採用したので、回収したガスを加圧用ガスとして再利用、すなわち、有効利用することができる。

また、補充用の液化ガス燃料を収容する収容体から送給される液化ガス燃料を液化ガス収容タンクに導入するための導入手段と、前記液化ガス収容タンクの気相部と前記ガス回収タンクとを選択的に連通させる第２切換弁とを有するように構成したときには、補充用の液化ガス燃料を収容する収容体から液化ガス燃料を液化ガス収容タンクに導入するときに、液化ガス収容タンクのガスをガス回収タンクに回収することができる。これによって、液化ガス収容タンクへの充填孔率の低下を回避することができ、また、ガス回収タンクに回収したガスを加圧用ガスとして再利用、すなわち、有効利用することができる。

更に、液化ガス収容タンクに選択的に連通されるようになった予備の加圧用ガスボンベを備える構成を採用するときには、回収したガスの加圧用ガスとしての再利用により加圧用ガスボンベ内のガスの圧力が低下したときでも、予備の加圧用ガスボンベのガスを用いて液化ガス収容タンクの液化ガスを液化ガス供給ノズルに圧送することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。この実施形態は、本発明を、ＬＰＧ充填システムに適用したものである。

図２を参照すると、本発明の一実施形態によるＬＰＧ充填システムが参照番号３０で示されている。

ＬＰＧ充填システム３０は、背景技術の項で説明した、充填ポンプを使用しないＬＰＧ充填装置１と基本構造を同一とするガス充填構造を有する。すなわち、ＬＰＧ充填システム３０は、自動車燃料用液化石油ガス(ブタン)を収容する燃料収容タンク２と、液化プロパン、窒素、又は、圧縮天然ガスを収容する加圧用ガスボンベ３とを有する。

燃料収容タンク２と加圧用ガスボンベ３とは第１管４１によって接続され、第１管４１には第１三方弁５１が設けられている。すなわち、第１三方弁５１の第１弁には加圧用ガスボンベ３から延びる第１管４１が連結され、第１三方弁５１の第２弁には燃料収容タンク２に延びる第１管４１が連結されている。そして、第１三方弁５１の第２弁から延びる第１管４１の下流端部は燃料収容タンク２の上部、すなわち、気相部に接続されている。

第２管４２が、燃料収容タンク２の下部、すなわち、液相部から燃料収容タンク２の外部に延びる。第２管４２の先端部には第２三方弁５２(の第１弁)が取り付けられ、燃料収容タンク２と第２三方弁５２との間にはガスメーター(流量計)ＧＭが設けられている。

第２三方弁５２の第２弁には、先端に燃料供給ノズル４を備えたチューブが取り付けられ、第２三方弁５２の第３弁には第３管４３が接続されている。

第２三方弁５２から延びる第３管４３の下流端はガス回収タンク１１に接続され、このガス回収タンク１１からは２つの管、すなわち、第４管４４、第５管４５が延びる。

第４管４４はコンプレッサＣに接続され、このコンプレッサＣは第６管４６を介して気液分離器Ｓに接続されている。そして、気液分離器Ｓは第７管４７を介して加圧用ガスボンベ３に接続されている。尚、気液分離器Ｓにより分離された液体は、下部に設けられた開閉弁Ｓ１を解放することによって下方に排出され、排出された液は回収容器Ｓ２によって収集される。

ガス回収タンク１１から延びた第５管４５は第１三方弁５１の第３弁に接続される。

第１管４１には加圧用ガスボンベ３と第１三方弁５１との間から延びる延長管４１Ａが設けられ、延長管４１Ａの自由端部には予備の加圧用ガスボンベ３Ａが接続されるようになっている。

また、燃料収容タンク２の外部において第２管４２には接続開閉弁５３が設けられ、この接続開閉弁５３には、タンクローリー１４の液相部(液相ブタンガス)から延びる液相管１５の自由端が接続されるようになっている。

尚、タンク、ボンベ、その他各種機器には、同種、既知のシステムにおけるのと同様に、適宜、接続及び／又は開閉用弁が設けられているが、本発明の用紙とは直接関係しないので、これらの説明は省略する。

次に、ＬＰＧ充填システム３０の作動を説明する。

先ず、ＬＰＧ充填システム３０のガス充填(燃料供給)原理は、背景技術の項で説明したＬＰＧ充填装置１におけるのと同じである。すなわち、燃料収容タンク２の燃料を車両５の燃料タンク６に供給するときには、各種弁を適宜操作することによって(手動でも良いし、自動化しても良い)、加圧用ガスボンベ３のガスを燃料収容タンク２に流入させる。すると、流入した加圧ガスが燃料収容タンク２内の液体燃料(液相のブタン)を下方に付勢し、これにより、燃料収容タンク内の液体燃料は、第２管４２、ガスメーターＧＭ、第２三方弁５２を通って燃料供給ノズル４から車両５の燃料タンク６に充填されることになる。

ＬＰＧ充填システム３０においては、車両５の燃料タンク６内の圧力が高まったとき、第２三方弁５２を操作して、車両５の燃料タンク６内の高圧のガスをガス回収タンク１１に導いて、車両５の燃料タンク６のガス圧を低下させる。

ガス回収タンク１１内のガスは第４管４４を介してコンプレッサＣに送られ、コンプレッサＣによって加圧されて、第６管４６を介して気液分離器Ｓに送られる。尚、ここで使用されるコンプレッサＣは流量が１００m³／日未満のものである。よって、コンプレッサＣを理由に、ＬＰＧ充填システム３０を備えた施設が第１種製造事業所と看做されることはない。

加圧されたガスは、気液分離器Ｓによって液体と気体とに分離され、液体は開閉弁Ｓ１から排出され、回収容器Ｓ２によって収集され、気体のみが第７管を介して加圧用ガスボンベ３に送られ、加圧用ガスとして再利用される。

加圧用ガスとして再利用されるガスは、加圧ガスが燃料ガスに溶解して消費されるため、加圧用ガスボンベ３内のガス圧力が一定値以下になった場合には、第１管４１に対する加圧用ガスボンベ３の連通を閉じ、代わりに、予備加圧用ガスボンベ３Ａを第１管４１に連通させる。

次に、燃料収容タンク２内のブタンガス(燃料用ガス)が減少したときには、タンクローリー１４によって輸送されたブタンガス(燃料用ガス)を燃料収容タンク２に移充填する。
燃料収容タンク２へ移充填するときには、タンクローリー１４の液相管１５を第２管４２の接続開閉弁５３に接続する。これと前後して、第１三方弁５１を操作することによって、燃料収容タンク２の気相部をガス回収タンク１１に連通させる。この状態で、タンクローリー１４のポンプ(図示せず)によってタンクローリー１４の液化ブタンガス(燃料用ガス)を燃料収容タンク２に移充填すると、燃料収容タンク２のガスはガス回収タンク１１に送られるので、燃料収容タンク２内のガス圧力が高まることはなく、従って、タンクローリー１４から燃料収容タンク２への移充填が妨げられることもない。そしてまた、燃料収容タンク２内のガスはタンクローリー１４に戻されることはないから、タンクローリー１４で持ち帰ったガスを別工程で処理しなければならないという煩を避けることができる。更にまた、ガス回収タンク１１に回収された燃料収容タンク２のガスは、先に述べた仕方で、加圧用ガスとして再利用されるという利点がある。

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく以下のような種々の変更が可能である。

上述した実施形態では、本発明によるガス充填システムを自動車の燃料タンクへのＬＰＧ充填システムとして説明したけれども、本発明のガス充填システムは、ＬＰＧ以外の任意のガスを容器、ボンベ等に充填するのに用いることができる。

従来のＬＰＧ充填システムを示す概略図である。本発明の実施形態によるＬＰＧ充填システムを示す概略図である。

符号の説明

２燃料収容タンク(液化ガス収容タンク)
４燃料供給ノズル(液化ガス供給ノズル)
３加圧用ガスボンベ
１１ガス回収タンク
３０ＬＰＧ充填システム(液化ガス充填装置)
５１第１三方弁(第２切換弁)
５２第２三方弁(第１切換弁)
Ｃコンプレッサ
Ｓ気液分離器

Claims

液化ガス供給ノズルに接続された液化ガス収容タンクと、該液化ガス収容タンクに接続された加圧用ガスボンベとを有し、前記加圧用ガスボンベ内の加圧ガスによって前記液化ガス収容タンク内の液化ガスを付勢して前記液化ガス供給ノズルから前記液化ガスを送出するようになった液化ガス充填装置であって、
ガス回収タンクと、
前記液化ガス収容タンクと前記液化ガス供給ノズル、又は、前記液化ガス供給ノズルと前記ガス回収タンクとを、選択的に連通させるための第１切換弁と、
前記ガス回収タンクと接続されたコンプレッサと、
該コンプレッサと接続された気液分離器とを有し、該気液分離器が前記加圧用ガスボンベに接続された、
液化ガス充填装置。
補充用の液化ガス燃料を収容する収容体から送給される液化ガス燃料を前記液化ガス収容タンクに導入するための導入手段と、
前記液化ガス収容タンクの気相部と前記ガス回収タンクとを選択的に連通させる第２切換弁とを有する、
請求項１記載の液化ガス充填装置。
前記液化ガス収容タンクに選択的に連通されるようになった予備の加圧用ガスボンベを有する、請求項１又は請求項２記載の液化ガス充填装置。