(57)【要約】【課題】高い信頼性を有する液化ガス充填装置を提供する。【解決手段】液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きい場合、１次側バルブ１５のメインラインを選択すると同時に、２次側バルブ１６を開弁し、燃料を大流量で充填する。また、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0以下である場合、２次側バルブ１６を閉弁させたままの状態で、１次側バルブ１５のサブラインを選択し、液相ライン２内の燃料の圧力PT2を規定圧力PT0に向けて逓増させる。したがって、背圧弁を廃止することができ、ディスペンサ１の信頼性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が貯蔵タンクの液相部に接続され、他端に充填ノズルが設けられる液相ラインと、
前記貯蔵タンクの気相部に連通する気相ラインと、
前記液相ラインに配設され、流入された液化ガスから気泡を分離させるセパレータと、
前記セパレータに対して前記充填ノズル側に配設され、前記液相ラインを流通する液化ガスの流量を測定する流量計と、
を有する液化ガス充填装置であって、
前記流量計に対して前記充填ノズル側に配設され、前記液相ラインの２次側の液化ガスの流通を制御する２次側制御弁と、
前記気相ライン内のガスの圧力を測定する第１圧力測定手段と、
前記液相ライン内の液化ガスの圧力を測定する第２圧力測定手段と、
前記第１圧力測定手段と前記第２圧力測定手段との測定結果に基づき、前記液相ライン内の液化ガスの圧力が規定圧力以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づき、前記２次側制御弁を開弁／閉弁させる弁制御手段と、
を有することを特徴とする液化ガス充填装置。
【請求項２】
さらに、前記セパレータに対して前記貯蔵タンク側に配設され、前記液相ラインの１次側の液化ガスの流通を制御する１次側制御弁を有し、
前記弁制御手段は、
前記判定手段により液相ライン内の液化ガスの圧力が前記規定圧力に満たないと判定された場合に、前記液相ラインを流通する液化ガスの流量が小流量となるように前記１次側制御弁を制御し、
前記判定手段により液相ライン内の液化ガスの圧力が前記規定圧力以上であると判定された場合に、前記液相ラインを流通する液化ガスの流量が大流量となるように前記１次側制御弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の液化ガス充填装置。
【請求項３】
前記規定圧力は、液化ガスの飽和蒸気圧以上に規定されることを特徴とする請求項１または２に記載の液化ガス充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）等の液化ガス燃料を車両の燃料タンクに充填させる液化ガス充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下タンクに貯蔵された液化ガスを車両の燃料タンクに充填させる液化ガス充填装置が知られている。例えば、特許文献１の燃料充填装置では、その燃料供給経路に、セパレータ、流量計が配設され、さらに、背圧弁を設けることで流量計を流通する燃料を加圧し、当該流量計に気泡が流入しない対策が採られている。しかしながら、この燃料充填装置では、背圧弁に不具合が発生して流量計を流通する液化ガスの圧力が低下した場合、当該流量計の測定精度が低下する。また、燃料供給経路内の圧力が何等かの原因で飽和蒸気圧（ガス回収経路内圧力）以下に低下した場合、燃料供給経路内にガスが発生する。このガスはセパレータによって液体と分離されるが、セパレータに流入する液化ガスの流量が当該セパレータの分離能力を上回った場合、ガスを含む液化ガスが流量計に流入し、当該流量計の測定精度が低下する。
【０００３】
さらに、液化ガスがジメチルエーテルである場合、ジメチルエーテルが背圧弁のシール材（ゴム材）を膨潤させることに起因して、背圧弁が正常に動作しないおそれがある。
【特許文献１】特開２００２−１２２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高い信頼性を有する液化ガス充填装置を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の液化ガス充填装置は、一端が貯蔵タンクの液相部に接続され、他端に充填ノズルが設けられる液相ラインと、前記貯蔵タンクの気相部に連通する気相ラインと、前記液相ラインに配設され、流入された液化ガスから気泡を分離させるセパレータと、前記セパレータに対して前記充填ノズル側に配設され、前記液相ラインを流通する液化ガスの流量を測定する流量計と、を有する液化ガス充填装置であって、前記流量計に対して前記充填ノズル側に配設され、前記液相ラインの２次側の液化ガスの流通を制御する２次側制御弁と、前記気相ライン内のガスの圧力を測定する第１圧力測定手段と、前記液相ライン内の液化ガスの圧力を測定する第２圧力測定手段と、前記第１圧力測定手段と前記第２圧力測定手段との測定結果に基づき、前記液相ライン内の液化ガスの圧力が規定圧力以上であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づき、前記２次側制御弁を開弁／閉弁させる弁制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
高い信頼性を有する液化ガス充填装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施形態を図１〜図３に基いて説明する。本実施形態では、車両の燃料タンクに液化ガス燃料（以下、単に燃料という）を充填させる液化ガス充填用ディスペンサ１（液化ガス充填装置）を説明する。
【０００８】
図１に示されるように、ディスペンサ１は、一端が貯蔵タンクの液相部（図示省略）に連通される液相ライン２と、一端が貯蔵タンクの気相部（図示省略）に連通される気相ライン３と、メンテナンス時（ガス抜き時）にブローバルブ５が開弁されることで大気放散されるブローライン４と、を有する。液相ライン２の他端には、充填ホース８が接続されるホース接続口６が配設される。充填ホース８の先端には、燃料タンク（図示省略）の充填口に接続させる充填ノズル９と、該充填ノズル９を開閉させるノズル開閉バルブ１０とが配設される。なお、充填ホース８には、緊急離脱用のカップリング７が設けられる。
【０００９】
図１に示されるように、液相ライン２には、セパレータ１１、流量計１２がホース接続口６に向けて順次配設される。セパレータ１１は、貯蔵タンクから圧送された燃料に含まれる気泡を分離させる気液分離器であり、気泡が除去された燃料を流量計１２へ向けて吐出すると共に、気化したガスを気相ライン３を介して貯蔵タンク（図示省略）へ還流させる。なお、図１の符号１３は、セパレータ１１から吐出された燃料が当該セパレータ１１へ流入するのを阻止する逆止弁１３である。流量計１２は、車両の燃料タンク（図示省略）に充填される燃料の流量を計測し、パルス発信器２８から流量の計測結果に応じた数の流量パルスが後述する制御装置２４へ出力される。また、流量計１２には、燃料の充填圧力が規定圧力PT0以上になった時に開弁させて過剰な圧力を気相ライン３へ逃がすリリーフバルブ１４が設けられる。
【００１０】
液相ライン２には、１次側バルブ１５（１次側制御弁）と２次側バルブ１６（２次側制御弁）とが配設される。１次側バルブ１５は、セパレータ１１に対して貯蔵タンク側に配設され、大流量の燃料を流通させるメインライン（図示省略）と小流量の燃料を流通させるサブライン（図示省略）とのいずれかの流路が必要に応じて選択可能である。２次側バルブ１６は、流量計１２に対してホース接続口６側に配設され、ディスペンサ１から流出させる燃料の流量を制御可能である。図１に示されるように、気相ライン３には、当該気相ライン３内のガスの圧力、すなわち、ディスペンサ１における燃料（液化ガス）の飽和蒸気圧PT1を測定する圧力センサ１７（第１圧力測定手段）が配設される。なお、気相ライン３には開閉バルブ１８が設けられ、該開閉バルブ１８は、圧力センサ１７とリリーフバルブ１４との間に配置される。
【００１１】
図１に示されるように、ブローライン４は、連通路２０を介してセパレータ１１の底部に連通される。そして、ブローライン４には、ブローライン４内のガスの圧力、すなわち、液相ライン２内の燃料の圧力PT2を測定する圧力センサ１９（第２圧力測定手段）が配設される。また、ブローライン４には、連通路２０との分岐部２１の圧力センサ１９側（図１における右側）に配置される通常開弁状態の開閉バルブ２２が設けられる。なお、ブローバルブ５は、通常閉弁状態である。また、図１の符号２３は、気相ライン３の内部圧力と、ブローライン４ひいては液相ライン２の内部圧力とを計測する二針式圧力計である。
【００１２】
ディスペンサ１（液化ガス充填装置）は、マイクロコンピュータによって構成される制御装置２４を有する。制御装置２４は、圧力センサ１７の測定結果PT1と圧力センサ１９の測定結果PT2とに基づき、液相ライン２内の燃料（液化ガス）の圧力PT2が規定圧力PT0以上であるか否かを判定する判定部２５（判定手段）を有する。また、制御装置２４は、判定部２５の測定結果に基づき、１次側バルブ１５の流路、すなわち、大流量のメインラインと小流量のサブラインとのいずれかの流路を選択する弁制御部２６（弁制御手段）を有する。
【００１３】
次に、制御装置２４による制御の流れを図３のフローチャートに基づき説明する。ここでは、車両の燃料タンクにジメチルエーテル（液化ガス燃料）を充填させる場合を説明する。なお、後述するディスペンサ１の初期状態とは、充填開始スイッチ２７が操作される前の状態であり、この時、１次側バルブ１５（１次側制御弁）および２次側バルブ１６（２次側制御弁）は共に閉弁状態にある。ここで、１次側バルブの閉弁状態とは、メインライン（大流量側流路）とサブライン（小流量流路）との双方が閉じられた状態をいう。
【００１４】
まず、ディスペンサ１の初期状態において、充填開始スイッチ２７が操作されたか否かが判定される（図３のステップ１）。そして、充填開始スイッチ２７が操作されたことを認識した場合（ステップ１のＹ）、制御装置２４は、圧力センサ１７（第１圧力測定手段）の測定結果PT1および圧力センサ１９（第２圧力測定手段）の測定結果PT2を取得する（ステップ２）。次に、判定部２５（判定手段）により、液相ライン２内の燃料（ジメチルエーテル）の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいか否かが判定される（ステップ３）。なお、本実施形態の規定圧力PT0は、飽和蒸気圧PT1+0.1MPa（規定値）である。したがって、ステップ３においては、判定部２５は、PT2-PT1が規定圧力PTOよりも大きいか否かを判定する。
【００１５】
そして、液相ライン２内の燃料（ジメチルエーテル）の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいと判定された場合（ステップ３のＹ）、１次側バルブ１５のメインラインが選択（メインライン開）されると同時に、２次側バルブ１６が開弁される（ステップ４）。これにより、車両の燃料タンクには、燃料が大流量で充填される。燃料充填中、制御装置２４により流量パルスが監視され、パルス発信器２８から流量パルスが出力されているか否かが判定される（ステップ５）。そして、流量パルスの出力が停止した場合（ステップ５のＹ）、燃料タンクが満タンであると認識され、１次側バルブ１５が閉弁される（メインラインが遮断される）と同時に２次側バルブ１６が閉弁され（ステップ６）、処理を正常終了する。
【００１６】
一方、ステップ３において、判定部２５により、液相ライン２内の燃料（ジメチルエーテル）の圧力PT2が規定圧力PT0以下であると判定された場合（ステップ３のＮ）、１次側バルブ１５のサブラインが選択（サブライン開）される（ステップ７）。この時、２次側バルブ１６は閉弁状態にあるため、液相ライン２内の燃料の圧力PT2を規定圧力PT0に向けて逓増させることができる。次に、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいか否かが判定される（ステップ８）。
【００１７】
そして、判定部２５により、液相ライン２内の燃料（ジメチルエーテル）の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいと判定された場合（ステップ８のＹ）、１次側バルブ１５のサブラインが遮断（サブライン閉）されてメインラインが選択（メインライン開）されると同時に、２次側バルブ１６が開弁される（ステップ９）。これにより、車両の燃料タンクには、燃料が大流量で充填される。燃料充填中、制御装置２４により流量パルスが監視され、パルス発信器２８から流量パルスが出力されているか否か、すなわち、流量計１２に燃料が流通されているか否かが判定される（ステップ５）。そして、流量パルスの出力が停止した場合（ステップ５のＹ）、燃料タンクが満タンであると認識され、１次側バルブ１５が閉弁される（メインラインが遮断される）と同時に２次側バルブ１７が閉弁され（ステップ６）、処理を正常終了する。なお、ステップ８において、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも小さいと判定された場合（ステップ８のＮ）、再度ステップ８へ戻り、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいか否かが判定される。
【００１８】
他方、ステップ５において、パルス発信器２８から流量パルスが出力されている場合（ステップ５のＮ）、液相ライン２内の燃料（ジメチルエーテル）の圧力PT2が規定圧力PT0よりも小さいか否かが判定される（ステップ１０）。そして、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも小さいと判定された場合（ステップ１０のＹ）、例えば、燃料が大気中に放出されているおそれがあるため、１次側バルブ１５が閉弁される（メインラインを遮断する）と同時に２次側バルブ１７が閉弁され（ステップ１１）、処理を異常終了する。なお、ステップ１０において、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいと判定された場合（ステップ１０のＮ）、ステップ５へ進み、パルス発信器２８から流量パルスが出力されているか否か、すなわち、流量計１２に燃料が流通されているか否かが判定される。
【００１９】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、液相ライン２に１次側バルブ１５（１次側制御弁）と２次側バルブ１６（２次側制御弁）とを配設し、充填開始スイッチ２７が操作されることで、判定部２５（判定手段）により、液相ライン２内の燃料（液化ガス）の圧力PT2が規定圧力PT0（本実施形態では、規定圧力P0=飽和蒸気圧PT1+0.1MPa）よりも大きいか否かが判定される。そして、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0よりも大きいと判定された場合、１次側バルブ１５（１次側制御弁）のメインラインが選択（メインライン開）されると同時に、２次側バルブ１６（２次側制御弁）が開弁される。これにより、車両の燃料タンクに燃料が大流量で充填される。また、判定部２５により、液相ライン２内の燃料の圧力PT2が規定圧力PT0以下であると判定された場合、２次側バルブ１６を閉弁させたままの状態で、１次側バルブ１５のサブラインが選択（サブライン開）される。これにより、液相ライン２内の燃料の圧力PT2を規定圧力PT0に向けて逓増させることができ、液相ライン２内の燃料（液化ガス）の圧力PT2が飽和蒸気圧PT1以下に低下することを防ぐことができる。
したがって、本実施形態では、液相ライン２内の燃料（液化ガス）の圧力PT2が飽和蒸気圧PT1以下に低下することを防ぐ目的で従来使用されていた背圧弁を廃止することができる。これにより、液相ライン２内の燃料（液化ガス）の圧力PT2を飽和蒸気圧PT1よりも高い圧力に確実に維持することが可能となり、ディスペンサ１（液化ガス充填装置）の信頼性を向上させることができる。また、燃料（液化ガス）がジメチルエーテルである場合、ジメチルエーテルが背圧弁のシール材（ゴム材）を膨潤させて背圧弁が正常に動作しなくなるおそれがあったが、本実施形態では、背圧弁を廃止することで、このような事態を回避することができる。
【００２０】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、規定圧力PT0を飽和蒸気圧PT1+0.1MPa（規定値）としたが、規定圧力PT0は、飽和蒸気圧PT1以上であれば、例えば、飽和蒸気圧PT1+0.2MPa（規定値）とすることができる。
本実施形態では、１次側制御弁として、大流量が得られるメインラインと小流量が得られるサブラインとを選択可能な１次側バルブ１５を用いてディスペンサ１（液化ガス充填装置）を構成したが、１次側制御弁として、開弁の度合いを任意に調節可能なバルブを使用してもよい。
本実施形態は、ジメチルエーテルの充填の他、例えば、ＬＰＧ（液化石油ガス）等の充填に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のディスペンサ（液化ガス充填装置）における液化ガスの流通系統の概略を示す図である。
【図２】本実施形態のディスペンサ（液化ガス充填装置）におけるシステム構成の概略を示すブロック図である。
【図３】本実施形態のディスペンサ（液化ガス充填装置）の制御の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ディスペンサ（液化ガス充填装置）、２  液相ライン、３  気相ライン、１１  セパレータ、１２  流量計、１５  １次側バルブ（１次側制御弁）、１６  ２次側バルブ（２次側制御弁）、１７  圧力センサ（第１圧力測定手段）、１９  圧力センサ（第２圧力測定手段）、２５  判定部（判定手段）、２６  弁制御部（弁制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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