(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性液体燃料を貯留する燃料タンク１と、
該燃料タンク１に接続され、該燃料タンク１内において発生した可燃性ガスを含む気体から、可燃性ガスを選択的に透過するガス分離膜１６により該可燃性ガスを回収し、該可燃性ガスを回収した後の気体を外気に排出する可燃性ガス回収装置５と、
該可燃性ガス回収装置５にて回収した可燃性ガスを前記燃料タンク１内に戻す環流経路６と、
を備える可燃性ガス回収システムにおいて、
前記燃料タンク１と外気とを連通する第１排気経路２から分岐され前記可燃性ガス回収装置５に接続される分岐経路４と、前記可燃性ガス回収装置５で前記可燃性ガスを回収した後の気体を外気に排出するための第２排気経路７と、該分岐経路４内の圧力を計測する圧力センサ１４と、前記可燃性ガス回収装置５のガス分離膜１６にガソリン蒸気を含む気体を強制供給し第２排気経路７から気体を外気に排出するための供給ポンプ１５と、前記燃料タンク１と外気とを連通する第１排気経路２の終端もしくは経路中に設けられ第１排気経路２内の圧力が所定値以上に変化した場合において開成し外気に排気する圧力動作弁１０と、を備え、
前記圧力センサ１４による検出圧力が所定の設定値に達した場合に前記供給ポンプ１５が稼働し、可燃性ガス回収装置５のガス分離膜１６にガソリン蒸気を含む気体を強制供給し、可燃性ガスを回収した後の気体を第２排気経路７から外気に排出し、前記圧力センサ１４による検出圧力が設定値よりも低くなった時点で前記供給ポンプ１５の稼働が停止されるようになっており、かつ前記供給ポンプ１５が稼働されて第２排気経路７から気体を外気に排出しても分岐経路４内の圧力が低下されず圧力変動範囲を超えた場合、前記圧力動作弁１０が開成され所定圧力以上となった気体を第１排気経路２から外気に放出するようになっていることを特徴とする可燃性ガス回収システム。
【請求項２】
前記燃料タンクに可燃性液体燃料を注入するための注入経路９を備え、前記環流経路６を該注入経路９に合流するように設けて成る請求項１に記載の可燃性ガス回収システム。
【請求項３】
前記燃料タンクが地下に埋設された地下タンクであって、前記分岐経路４の分岐部を、前記第１排気経路２が地上に露出している露出部に設けるとともに、前記環流経路６が前記注入経路９に合流する合流部を、前記注入経路９が地上に露出している露出部に設けて成る請求項２に記載の可燃性ガス回収システム。
【請求項４】
前記燃料タンクが複数であって、各燃料タンクの第１排気経路２を連通するように前記分岐経路４が設けられ、該分岐経路４への分岐部が設けられた高さ位置よりも高い位置を通過するように前記分岐経路４を設けるか、或いは分岐経路４への分岐部が設けられた高さ位置よりも高い位置に前記可燃性ガス回収装置５を設けて成る請求項１〜３のいずれかに記載の可燃性ガス回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、ガソリンスタンド等の給油施設等において、ガソリン等の揮発性に富む可燃性液体燃料から揮発した可燃性ガスを回収する可燃性ガス回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガソリンスタンド等の給油施設等において、ガソリン等の揮発性に富む可燃性液体燃料から揮発した可燃性ガスが外気に排出されると、これら可燃性ガスの多くは、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）と呼ばれる光化学スモッグ等の原因物質であることから環境に悪影響を及ぼすとともに、これら可燃性ガスの排出により資源が損失することから、外気に排出される可燃性ガスを回収する可燃性ガス回収システムが一部実用化されてきている。
【０００３】
これら可燃性ガス回収システムとしては、装置の安全性や連続運転が可能である点、並びに維持管理性が容易である点から、近年においては、ガス分離膜を用いたものが提案されてきている。（特許文献１）
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２９９７３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に示す可燃性ガスの処理装置においては、排気経路上に液化器並びに分離膜が設けられているため、燃料タンク内部の圧力に大きな変動が生じた場合に、該変動圧力が分離膜に直接影響するため、これら過度の圧力変動により分離膜や分離膜に可燃性ガスを供給する付帯装置が破損したり、これら分離膜や付帯装置の寿命が低下する場合がある等の問題があるとともに、分離膜によるガス分離装置は、該分離膜の両側に圧力差を形成する必要があるために、ポンプ等の差圧生成装置等の付帯装置が連設されているため、これら差圧生成装置等の付帯装置が故障した場合においては、外気から燃料タンク内への空気の流入や、外気への排気が遮断されるため、給油により燃料タンク内の貯留量が低下して燃料タンク内の圧力が低下しても、該圧力低下が解消されないために最悪の場合には、燃料タンクからの給油自体が不能となってしまう場合や、燃料タンク内の圧力が過度に上昇して爆発する危険性が高まるという問題があった。
【０００６】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、圧力変動による分離膜や付帯装置の破損や寿命低下を極力回避できる可燃性ガス回収システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した問題を解決するために、本発明の可燃性ガス回収システムは、可燃性液体燃料を貯留する燃料タンク１と、
該燃料タンク１に接続され、該燃料タンク１内において発生した可燃性ガスを含む気体から、可燃性ガスを選択的に透過するガス分離膜１６により該可燃性ガスを回収し、該可燃性ガスを回収した後の気体を外気に排出する可燃性ガス回収装置５と、
該可燃性ガス回収装置５にて回収した可燃性ガスを前記燃料タンク１内に戻す環流経路６と、
を備える可燃性ガス回収システムにおいて、
前記燃料タンク１と外気とを連通する第１排気経路２から分岐され前記可燃性ガス回収装置５に接続される分岐経路４と、前記可燃性ガス回収装置５で前記可燃性ガスを回収した後の気体を外気に排出するための第２排気経路７と、該分岐経路４内の圧力を計測する圧力センサ１４と、前記可燃性ガス回収装置５のガス分離膜１６にガソリン蒸気を含む気体を強制供給し第２排気経路７から気体を外気に排出するための供給ポンプ１５と、前記燃料タンク１と外気とを連通する第１排気経路２の終端もしくは経路中に設けられ第１排気経路２内の圧力が所定値以上に変化した場合において開成し外気に排気する圧力動作弁１０と、を備え、
前記圧力センサ１４による検出圧力が所定の設定値に達した場合に前記供給ポンプ１５が稼働し、可燃性ガス回収装置５のガス分離膜１６にガソリン蒸気を含む気体を強制供給し、可燃性ガスを回収した後の気体を第２排気経路７から外気に排出し、前記圧力センサ１４による検出圧力が設定値よりも低くなった時点で前記供給ポンプ１５の稼働が停止されるようになっており、かつ前記供給ポンプ１５が稼働されて第２排気経路７から気体を外気に排出しても分岐経路４内の圧力が低下されず圧力変動範囲を超えた場合、前記圧力動作弁１０が開成され所定圧力以上となった気体を第１排気経路２から外気に放出するようになっていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の可燃性ガス回収システムは、前記燃料タンクに可燃性液体燃料を注入するための注入経路９を備え、前記環流経路６を該注入経路９に合流するように設けて成ることが好ましい。
【０００９】
本発明の可燃性ガス回収システムは、前記燃料タンクが地下に埋設された地下タンクであって、前記分岐経路４の分岐部を、前記第１排気経路２が地上に露出している露出部に設けるとともに、前記環流経路６が前記注入経路９に合流する合流部を、前記注入経路９が地上に露出している露出部に設けて成ることが好ましい。
【００１０】
本発明の可燃性ガス回収システムは、前記燃料タンクが複数であって、各燃料タンクの第１排気経路２を連通するように前記分岐経路４が設けられ、該分岐経路４への分岐部が設けられた高さ位置よりも高い位置を通過するように前記分岐経路４を設けるか、或いは分岐経路４への分岐部が設けられた高さ位置よりも高い位置に前記可燃性ガス回収装置５を設けて成ることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
（実施例）
図１は、本実施例の可燃性ガス回収システムを給油施設であるガソリンスタンドに適用した例である。
【００１３】
本実施例では、可燃性液体燃料であるガソリンを貯留可能に、地中に埋設された３つの地下タンク１ａ〜１ｃを燃料タンクとして使用しており、該地下タンク１ａ〜１ｃには、それぞれに個別の図示しない計量給油装置が接続されていて、該計量給油装置から各地下タンク１ａ〜１ｃに貯留されているガソリンが自動車やバイク等の車両に給油されるようになっている。
【００１４】
これら地下タンク１ａ〜１ｃからは、各地下タンク１ａ〜１ｃに燃料であるガソリンをタンクローリー等から注入するための注入経路９ａ〜９ｃが導出されており、各注入経路９ａ〜９ｃへ燃料を供給する注入口８ａ〜８ｃを有する外気側終端部が地上に露出するように埋設されている。
【００１５】
また、地下タンク１ａ〜１ｃからは、該地下タンク１ａ〜１ｃ内部と外気とを連通するための排気経路（第１排気通路）２ａ〜２ｃが導出されており、該排気経路２ａ〜２ｃは、その途中から地上に露出するように埋設されているとともに、その外気側終端が地上から所定高さになるように立設されている。
【００１６】
また、この排気経路２ａ〜２ｃの外気側終端には、排気経路２ａ〜２ｃ内の圧力（地下タンク１ａ〜１ｃ内の圧力にほぼ等しい）が、外気圧力である大気圧よりも予め定められた所定値以上変化した正圧または負圧となった場合に開成する圧力動作弁１０が設けられており、これら圧力動作弁１０が開成することで、排気経路２ａ〜２ｃ内並びに地下タンク１ａ〜１ｃ内部の正圧または負圧が解消されるようになっている。
【００１７】
また、前記排気経路２ａ〜２ｃが地上に露出した部分には、分岐部３ａ〜３ｃが設けられており、これら分岐部３ａ〜３ｃには共通の分岐経路４が接続されているとともに、該分岐経路４の他方端部にはガス分離膜により気化したガソリン蒸気を回収する可燃性ガス回収装置としてのガソリン蒸気回収装置５が接続されている。
【００１８】
尚、本実施例においては、ガソリン蒸気回収装置５の設置高さを、分岐部３ａ〜３ｃより高い位置となるようにしており、このようにすることで、仮に地下タンク１ａに過度にガソリンを注入してしまい、排気経路２ａをガソリンが逆流してきて分岐経路４に流入してきても、他の分岐部２ｂ，２ｃから地下タンク１ｂ，１ｃに流下するようになり、ガソリン蒸気回収装置５までガソリンが逆流してガソリン蒸気回収装置５が損傷することを回避できるようになっている。
【００１９】
また、本実施例においては、前記分岐部３ａ〜３ｃを排気経路２ａ〜２ｃに新規に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばガソリン蒸気回収装置５の回収処理能力が大きく、タンクローリーからのガソリン注入時において発生するガソリン蒸気の回収を実施できる場合で、これらタンクローリーからのガソリン注入時においてガソリン蒸気をタンクローリーに戻すリバースホースの取付け口が既に排気経路２ａ〜２ｃに設けられている場合には、該取付け口を分岐部３ａ〜３ｃとして用いるようにしても良い。尚、この場合、リバースホースの取付けにより排気経路２ａ〜２ｃの外気との連通を遮断する遮断弁は動作しないように取外すか、動作しないようにする。
【００２０】
この本実施例に用いたガソリン蒸気回収装置５の構成は、図２に示すように、その内部には、ガソリン蒸気を選択的に透過するガス分離膜を内在する分離膜モジュール１６と、該分離膜モジュール１６に分岐経路４から供給されるガソリン蒸気を含む気体を強制供給する供給ポンプ１５と、分岐経路４内の圧力を計測する圧力センサ１４とが設けられており、前記地下タンク１ａ〜１ｃから揮発して排気経路２ａ〜２ｃ並びに分岐経路４から供給されるガソリン蒸気を含む気体が、供給ポンプ１５により分離膜モジュール１６に昇圧されて供給されることで、該気体中に含まれるガソリン蒸気はガス分離膜を透過して回収され、該回収されたガソリン蒸気は環流経路６に排出される一方、ガソリン蒸気以外の酸素や窒素等の気体はガス分離膜を透過することないため、前記ガソリン蒸気のみが取り除かれた回収処理済み気体が無弁式排気経路（第２排気通路）７から外気に排出されることで、地下タンク１ａ〜１ｃ内部、排気経路２ａ〜２ｃ並びに分岐経路４の圧力が低下する。
【００２１】
これら分離膜モジュール１６としては、ガソリンに使用可能な公知のガス分離膜、例えば非対象ポリイミド膜やシリコーン均質膜、或いはこれらの複合膜が例示され、これらの膜を透過面積が大きくなるようにモジュール構成としたものが好適に使用でき、本実施例においては、非対象ポリイミド膜を使用している。
【００２２】
また、ガソリン蒸気回収装置５はガソリンスタンド事務所内に設置されるコントローラ１２と接続されており、該コントローラ１２において前記圧力センサ１４により検出された圧力が表示されるようになっているとともに、該圧力センサ１４による検出圧力がどのような値の正圧になったときにガソリン蒸気回収装置５が動作を開始するかを設定できるようになっており、該設定値に圧力センサ１４による検出圧力が達した場合に、前記供給ポンプ１５が稼働するように制御されることで、図３（ａ）に示すように、前記無弁式排気経路（第２排気通路）７からガソリン蒸気が取り除かれた回収処理済み気体が排出されることで、圧力センサ１４による検出圧力が低下していき、前記設定値よりも低くなった時点で供給ポンプ１５の稼働が停止されるようになっている。
【００２３】
このようにしてガソリン蒸気回収装置５により回収されたガソリン蒸気は、環流経路６に排出される。この環流経路６は各地下タンク１ａの注入経路９ａの地上に露出している部分に合流するように設けられており、前記環流経路６に排出された回収ガソリン蒸気は、該注入経路９ａを介して地下タンク１ａに戻されるようになっており、該注入経路９ａの地上露出部の端部には、タンクローリーからガソリンを注入するための注入口８ａが設けられている。
【００２４】
尚、本実施例では、環流経路６を注入経路９ａのみに合流させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、タンクローリーからガソリンを注入する場合に生じるガソリン蒸気もガソリン蒸気回収装置５にて回収する場合には、注入口８ａからのガソリン注入時における環流経路を確保するために、環流経路６を他の注入経路９ｂ，９ｃにも合流するように接続しても良い。
【００２５】
以下、本実施例の可燃性ガス回収システムの動作について図３に基づいて説明する。
【００２６】
通常時においては、前記圧力センサ１４による検出圧力である分岐経路内の圧力（地下タンク１ａ〜１ｃ内部の気体の圧力にほぼ等しい）が前記コントローラ１２に設定された設定圧力よりも低い圧力である場合には、ガソリン蒸気回収装置５は稼働しない。
【００２７】
この状態において時間が経過すると、地下タンク１ａ〜１ｃに貯留されているガソリンが揮発して気体の圧力が高まり、前記コントローラ１２に設定された設定圧力に達すると、ガソリン蒸気回収装置５が稼働されて、該ガソリン蒸気回収装置５内部に設けられている前記供給ポンプ１５が稼働することで、図３（ａ）に示すように、地下タンク１ａ〜１ｃに貯留されているガソリンから揮発したガソリン蒸気を含む気体が、排気経路２ａ〜２ｃと分岐経路４とを通じて前記分離膜モジュール１６に供給されてガソリン蒸気が回収され、該ガソリン蒸気が取り除かれた気体が無弁式排気経路（第２排気通路）７から外気に排出されることで、地下タンク１ａ〜１ｃ内部、排気経路（第１排気通路）２ａ〜２ｃ並びに分岐経路４の圧力が低下していき、前記所定圧力よりも低い圧力となったときに、前記供給ポンプ１５が停止される。
【００２８】
また、給油が実施された場合には、地下タンク１ａ〜１ｃに貯留されているガソリン量が減少することから、地下タンク１ａ〜１ｃ内部の気体圧力は低下していき、連続的な給油等によりガソリン量が大幅に減少して内部の気体圧力が著しく低下して、前記圧力動作弁１０が開成する圧力変動範囲を越えた場合には、図３（ｂ）に示すように、圧力動作弁１０が開成することで外気より空気が排気経路２ａ〜２ｃを通じて導入されることで、これら地下タンク１ａ〜１ｃ内部の気体圧力が過度に低い負圧状態から大気圧に近い状態に戻され、圧力動作弁１０が閉じる。
【００２９】
また、前記ガソリン蒸気回収装置５が稼働しても圧力が低下されずに地下タンク１ａ〜１ｃ内部の気体圧力が、前記圧力動作弁１０が開成する圧力変動範囲を越えた場合、例えばガソリン蒸気回収装置５が故障した場合や地下タンク１ａ〜１ｃ内にて爆発等が生じた場合には、図３（ｂ）に示すように、これら圧力の異常が前記コントローラ１２にて報知されるとともに、圧力動作弁１０が開成することで、これら所定圧力以上となった気体が外気に放出されることで、ガソリン蒸気回収装置５や地下タンク１ａ〜１ｃ等の各機器が破損することを極力防止できるようになっている。
【００３０】
以上、本実施例の可燃性ガス回収システムのようにすれば、燃料タンクである地下タンク１ａ〜１ｃ内において過度の圧力変動が生じて排気経路２ａ〜２ｃ内の圧力が所定値以上に変化して前記圧力動作弁１０が開成する圧力変動範囲を越えた場合には、前記圧力動作弁１０が開成して圧力が所定値以内に保たれるようになるため、前記所定値以上の圧力変動による分離膜モジュール１６や付帯装置である供給ポンプ１５の破損や寿命低下を極力回避できるとともに、例え可燃性ガスであるガソリン蒸気を分離する可燃性ガス回収装置であるガソリン蒸気回収装置５に障害が生じても、該ガソリン蒸気回収装置５が前記分岐経路４上に設けられていることで、給油不能や爆発等の不都合を生じることもない。
【００３１】
以上、本発明の実施形態を図面により前記実施例にて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれることは言うまでもない。
【００３２】
例えば、前記実施例では、圧力動作弁１０を、前記排気経路２ａ〜２ｃの終端部に設けており、このようにすることは、圧力動作弁を排気経路の経路中に設けた場合よりも、これら圧力動作弁の設置を実施し易いばかりか、その着脱やメンテナンス性も向上できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら圧力動作弁を排気経路２ａ〜２ｃの経路中に設けるようにしても良い。
【００３３】
また、前記実施例では、前記環流経路６を該注入経路９ａに合流するように設けており、このようにすることは、環流経路６を注入経路９ａとは個別に設ける必要がなく、システム構成を簡素化できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、注入経路９ａとは個別に地下タンク１ａ〜１ｃに繋がる環流経路を個別に設けるようにしても良いし、更には、図４に示すように、前記排気経路２ａ〜２ｃの経路中に細管１６を挿通するとともに、前記環流経路６を２重管として内部管に排気経路２ａ〜２ｃに挿通した細管１６を接続するようにして、これら２重管と細管１６とを環流経路６として使用するようにすることで、個別な環流経路６を掘削等の工事をすることなく設けるようにしても良い。
【００３４】
また、前記実施例では、燃料タンクが地下タンク１ａ〜１ｃであって、前記分岐部３ａ〜３ｃを、前記排気経路２ａ〜２ｃが地上に露出している露出部に設けるとともに、前記環流経路６が前記注入経路９ａに合流する合流部を、前記注入経路９ａが地上に露出している露出部に設けるようにしており、このようにすることは、分岐経路や注入経路の地下埋設工事や、排気経路や注入経路の掘り起こし工事を施工することなく、既設の施設に本発明の可燃性ガス回収システムを適用することができることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の可燃性ガス回収システムを地上の燃料タンクにも適用しても良い。
【００３５】
また、前記実施例では、分岐経路４を複数の地下タンク１ａ〜１ｃから導出された排気経路２ａ〜２ｃを連通するように設けるとともに、該分岐経路４への分岐部３ａ〜３ｃの位置よりも高い位置にガソリン蒸気回収装置５を配置することで、過度のガソリン注入によるオーバーフローがあった場合でも、ガソリン蒸気回収装置５にガソリンが極力到達しないようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、できるだけ過度のガソリン注入によるオーバーフローしたガソリンがガソリン蒸気回収装置５に侵入しないようにするために、図５に示すように、分岐部３ａ〜３ｃの位置をガソリン蒸気回収装置５よりも高い位置とした場合には、分岐経路４の一部が分岐部３ａ〜３ｃの位置よりも高い位置となる高位経路部１７を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における可燃性ガス回収システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例に用いた可燃性ガス回収装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例における可燃性ガス回収システムの動作状況を示す図である。
【図４】その他の形態の可燃性ガス回収システムの構成を示す図である。
【図５】その他の形態の可燃性ガス回収システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜ｃ      地下タンク
２ａ〜ｃ      排気経路（第１排気通路）
３ａ〜ｃ      分岐部
４            分岐経路
５            ガソリン蒸気回収装置
６            環流経路
７            無弁式排気経路（第２排気通路）
８ａ〜ｃ      注入口
９ａ〜ｃ      注入経路
１０          圧力動作弁
１２          コントローラ
１４          圧力センサ
１５          供給ポンプ
１６          分離膜モジュール
【図１】
0003703467.tif 000002
【図２】
0003703467.tif 000003
【図３】
0003703467.tif 000004
【図４】
0003703467.tif 000005
【図５】
0003703467.tif 000006