(57)【要約】【課題】外気温が上昇した場合でも、車両の燃料タンクに液化ガスを円滑に充填することができる液化ガス燃料充填システムを提供する。【解決手段】貯槽６に接続するスタンド側の充填・均圧一体化ノズル８に結合可能な車両側の充填・均圧一体化レセプタクル５と、その充填・均圧一体化レセプタクル５と燃料タンク２の気相領域２ａとを連通する均圧ライン３に介設された過流防止弁３４を備えた液化ガス燃料充填システムにおいて、充填・均圧一体化レセプタクル５の均圧レセプタクル２２内にオリフィス４１を設置する。【選択図】図１
2014052049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスの貯槽の気相領域及び液相領域に接続する第１の接続装置と、前記第１の接続装置に着脱可能であって車両の燃料タンクの気相領域及び液相領域に接続する第２の接続装置と、前記第２の接続装置と前記燃料タンクの気相領域とを連通する均圧ラインに介設された過流防止弁とを備え、前記貯槽及び燃料タンクの気相領域同士及び液相領域同士をそれぞれ接続して、該貯槽から該燃料タンクに前記液化ガスを充填する液化ガス燃料充填システムにおいて、
前記第２の接続装置における前記均圧ラインと接続する箇所に、又は前記均圧ラインにおける前記第２の接続装置と前記過流防止弁との間に、オリフィスを設置したことを特徴とする液化ガス燃料充填システム。
【請求項２】
前記液化ガスがＤＭＥである請求項１に記載の液化ガス燃料充填システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液化ガス燃料充填システムに関し、更に詳しくは、外気温が上昇した場合でも、車両の燃料タンクに液化ガスを円滑に充填することができる液化ガス燃料充填システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガスによる大気汚染の対策として、従来からの燃料である軽油の代わりに、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）などの液化ガスを使用することが検討されている（例えば、特許文献１を参照）。この液化ガスを、充填スタンドの貯槽から車両の燃料タンクへ充填する際には、充填スタンド側で液化ガスを加圧する、いわゆる押し込み充填方式が採用されていた。
【０００３】
しかし、上記の押し込み充填方式には、トラックなどの燃料タンク容量が大きい大型車では、充填スタンドでの充填圧と燃料タンクの内圧との差圧が小さいと、充填速度が遅くなり、充填時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、充填スタンドの貯槽の気相領域と燃料タンクの気相領域とを配管で連通し、貯槽の内圧と燃料タンクの内圧とを均等にしつつ、貯槽から燃料タンクへ液化ガスを充填する、いわゆる均圧充填方式が採用されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
この均圧充填方式による液化ガス燃料充填システムの例を図７に示す。なお、これ以降の系統図に係る図面においては、実太線は液相ラインを、白抜き太線は気相ラインをそれぞれ示す。
【０００６】
この液化ガス燃料充填システムは、車両のディーゼルエンジン６０に液化ガスを供給する燃料タンク６１の気相領域６１ａ及び液相領域６１ｂに接続する車両側の充填・均圧一体化レセプタクル６２を、充填スタンドの貯槽６３の気相領域６３ａ及び液相領域６３ｂにポンプ等の加圧装置Ｐ及び流量計６４を通じて接続するスタンド側の充填・均圧一体化ノズル６５に結合することで、燃料タンク６１と貯槽６３の気相領域６１ａ、６３ａ同士が均圧ライン６６を通じて連通して均圧になると同時に、液相領域６１ｂ、６３ｂ同士が充填ライン６８を通じて接続されるようになっている。
【０００７】
燃料タンク６１内には、液化ガスを供給配管６７を通じてディーゼルエンジン６０に送出する圧送ポンプ６９が設置されている。ディーゼルエンジン６０に供給された液化ガスの大部分は燃焼してエンジンに駆動力を付与するが、余剰分は戻り配管７０を通じて燃料タンク６１へ戻される。また、燃料タンク６１の気相領域６１ａと充填・均圧一体化レセプタクル６２とを接続する均圧ライン６６は、均圧弁７１が介設された均圧配管７２から構成されている。この均圧配管７２の断裂時における液化ガスの異常流出を防止するために、均圧弁７１の内部には過流防止弁７３が設けられている。
【０００８】
この過流防止弁７３は、図８に示すように、均圧弁７１の流通路７４の一端部に設置されており、弾性力を有する支持軸７５により流通路７４を開放する方向へ常時付勢されている。図９に示すように、均圧配管７２に断裂７６が生じて燃料タンク６１から均圧配管７２へ流れる気体の流量が作動差圧（例えば、０．２ＭＰａ）以上になると、過流防止弁７３は支持軸７５の弾性力に抗して押圧され流通路７４を閉止する。
【０００９】
それ故、夏季などの外気温が高くなる時期に燃料充填を実施する場合、貯槽６３の内圧に比べて燃料タンク６１の内圧が大幅に高くなるために、充填を開始する際に充填・均圧一体化レセプタクル６２と充填・均圧一体化ノズル６５を接続し、燃料タンク６１の気相領域６１ａと貯槽６３の気相領域６３ａが連通した直後に、均圧配管７２内を燃料タンク６１側から貯槽６３側に向けて大量の気体が流れて過流防止弁７３が作動する可能性がある。燃料充填中に過流防止弁７３が作動すると、均圧ライン６６が閉鎖されてしまうため、液化ガスの充填に支障を来すおそれがある。
【００１０】
例えば、外気温が３５℃のときに貯槽６３から燃料タンク６１にＤＭＥを充填すると、貯槽６３の温度は外気温とほぼ等しくなるため、図１０に示すように、その内圧（蒸気圧）は約０．７８ＭＰａとなる。その一方で、燃料タンク６１の温度は、ディーゼルエンジン６０で受熱された戻り配管７０からの燃料や路面の熱輻射などの影響により５５℃程度まで上昇するため、その内圧は約１．２８ＭＰａとなる。従って、燃料タンク６１と貯槽６３の差圧は０．５ＭＰａとなって、過流防止弁７３の作動差圧（０．２ＭＰａ）を超えるため、均圧ライン６６が閉鎖されてしまうことになる。
【００１１】
以上のようなことから、外気温が上昇したときでも、貯槽６３から燃料タンク６１に液化ガスを円滑に充填することができる燃料充填システムの実現が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−２５５６８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、外気温が上昇した場合でも、車両の燃料タンクに液化ガスを円滑に充填することができる液化ガス燃料充填システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成する本発明の液化ガス燃料充填システムは、液化ガスの貯槽の気相領域及び液相領域に接続する第１の接続装置と、前記第１の接続装置に着脱可能であって車両の燃料タンクの気相領域及び液相領域に接続する第２の接続装置と、前記第２の接続装置と前記燃料タンクの気相領域とを連通する均圧ラインに介設された過流防止弁とを備え、前記貯槽及び燃料タンクの気相領域同士及び液相領域同士をそれぞれ接続して、該貯槽から該燃料タンクに前記液化ガスを充填する液化ガス燃料充填システムにおいて、前記第２の接続装置における前記均圧ラインと接続する箇所に、又は前記均圧ラインにおける前記第２の接続装置と前記過流防止弁との間に、オリフィスを設置したことを特徴とするものである。
【００１５】
上記の液化ガス燃料充填システムにおいては、液化ガスとしてＤＭＥが好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液化ガス燃料充填システムによれば、外気温が高くなり貯槽及び燃料タンクの気相領域間の差圧が大きくなっても、均圧ラインを流れる気体の流量がオリフィスにより制限されて過流防止弁が作動しないため、貯槽から燃料タンクへ液化ガスを円滑に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態からなる液化ガス燃料充填システムの系統図である。
【図２】燃料充填時における液化ガス燃料充填システムの系統図である。
【図３】充填レセプタクルの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態からなる液化ガス燃料充填システムの系統図である。
【図５】本発明の第１の実施形態からなる液化ガス燃料充填システムの別の例の系統図である。
【図６】本発明の第２の実施形態からなる液化ガス燃料充填システムの別の例の系統図である。
【図７】従来の液化ガス燃料充填システムの系統図である。
【図８】過流防止弁の構造を示す断面図である。
【図９】過流防止弁の作動時の状態を示す断面図である。
【図１０】ＤＭＥの温度と蒸気圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態からなる液化ガス燃料充填システムを示す。
【００２０】
この液化ガス燃料充填システムは、車両のディーゼルエンジン１にＤＭＥを供給する燃料タンク２と、その燃料タンク２の気相領域２ａ及び液相領域２ｂに均圧ライン３及び充填ライン４を通じてそれぞれ接続する車両側の充填・均圧一体化レセプタクル５と、充填スタンドの貯槽６の気相領域６ａ及び液相領域６ｂに計量器７を通じて接続するスタンド側の充填・均圧一体化ノズル８とから主に構成されている。充填・均圧一体化レセプタクル５と充填・均圧一体化ノズル８とは、一対の着脱可能な接続装置を構成しており、燃料充填時にのみ結合される。
【００２１】
車両の運転時においては、燃料タンク２に貯留するＤＭＥは、タンク内に設置された圧送ポンプ９により第１電磁弁１０を介して供給配管１１へ汲み上げられ、フィードポンプ１２で燃料供給圧を調整された後にサプライポンプ１３へ供給される。なお、フィードポンプ１２で余剰となったＤＭＥは、第１戻り弁１４が介設された戻り配管１５Ａを通じて燃料タンク２へ戻される。
【００２２】
サプライポンプ１３に供給されたＤＭＥは、所定の噴射圧力（数１０〜数１００ＭＰａ）まで加圧されてからコモンレール１６へ圧送され、複数のインジェクタ１７により所定のタイミングでディーゼルエンジン１の各気筒の燃焼室内へ噴射される。なお、サプライポンプ１３において余剰となったＤＭＥは、逆止弁１８Ａが介設された戻り配管１５Ｂを通じて主戻り配管１９へ流入する。また、コモンレール１６において余剰となったＤＭＥは、それぞれ逆止弁１８Ｂ及び第２電磁弁２０が介設された２本の戻り配管１５Ｃ、１５Ｄを通じて主戻り配管１９へ流入する。それら主戻り配管１９へ流入したＤＭＥは、インジェクタ１７において余剰となったＤＭＥとともに、第２戻り弁２１を介して燃料タンク２に戻される。
【００２３】
燃料充填時においては、図２に示すように、充填・均圧一体化レセプタクル５と充填・均圧一体化ノズル８とを結合することにより、貯槽６と燃料タンク２の気相領域６ａ、２ａ同士が均圧ライン３を通じて連通して均圧になると同時に、液相領域６ｂ、２ｂ同士が充填ライン４を通じて接続される。
【００２４】
充填・均圧一体化レセプタクル５は、図３に示すように、均圧レセプタクル２２及び充填レセプタクル２３が、接続方向に並列に突出するようにハウジング２４に固定された構造となっている。それらの均圧レセプタクル２２及び充填レセプタクル２３は、ハウジング２４内に並列に形成された貫通路２５、２６及び接続口２７、２８を通じて、それぞれ均圧ライン３及び充填ライン４に接続している。
【００２５】
均圧ライン３は燃料タンク２の気相領域２ａに接続する均圧弁３０が介設された均圧配管３１から構成されており、また充填ライン４は燃料タンク２の液相領域２ｂに接続する逆止弁１８Ｃ及び充填弁３２が介設された充填配管３３から構成されている。均圧弁３０の内部には、均圧配管３１の断裂時におけるＤＭＥの異常流出を防止するために、過流防止弁３４が設置されている。
【００２６】
均圧レセプタクル２２及び充填レセプタクル２３の内部には、先端の開口部３５、３６が閉止する向きにスプリング３７、３８により常時付勢されている弁体３９、４０がそれぞれ配置されている。充填・均圧一体化レセプタクル５を充填・均圧一体化ノズル８に結合すると、対向する充填・均圧一体化ノズル８側の均圧ノズル（図示せず）が均圧レセプタクル２２内の弁体３９を、充填ノズル（図示せず）が充填レセプタクル２３内の弁体４０を、それぞれスプリング３７、３８の弾性力に抗して押圧することにより、均圧レセプタクル２２及び充填レセプタクル２３の開口部３５、３６が開口して均圧ライン３及び充填ライン４と連通するようになる。
【００２７】
この充填・均圧一体化レセプタクル５の均圧レセプタクル２２の弁体３９の後方には、オリフィス４１が設置されている。このようにオリフィス４１を設置することで、外気温が高くなり貯槽６の気相領域６ａと燃料タンク２の気相領域２ａとの間の差圧が大きくなっても、均圧ライン３を流れる気体の流量がオリフィス４１により制限されるようになる。そのため、過流防止弁３４を通過する気体の流量が減少して、その差圧が作動差圧以下となって作動しなくなるため、貯槽６から燃料タンク２へＤＭＥを円滑に充填することができる。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施形態からなる液化ガス燃料充填システムを示す。なお、図１と同じ部品には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
この実施形態では、オリフィス４１を均圧レセプタクル２２内ではなく、充填・均圧一体化レセプタクル５と均圧弁３０との間の均圧配管３１に介設している。このようにすることで、外気温が高くなり貯槽６の気相領域６ａと燃料タンク２の気相領域２ａとの間の差圧が大きくなっても、均圧ライン３を流れる気体の流量がオリフィス４１により制限されて過流防止弁３４が作動しないため、貯槽６から燃料タンク２へＤＭＥを円滑に充填することができる。
【００３０】
なお、均圧配管３１の破断時における過流防止弁３４の作動を妨げることがないように、オリフィス４１は充填・均圧一体化レセプタクル５に近接させて介設することが好ましい。
【００３１】
上記のいずれの実施形態における燃料タンク２の台数は１台であるが、図５及び図６に例示するように、大型車ではサブタンク４２を設けるのが一般的である。
【００３２】
図５及び図６の例では、充填・均圧一体化レセプタクル５から延びる均圧配管３１及び充填配管３３は、燃料タンク２の手前で分岐してサブタンク４２の気相領域４２ａ及び液相領域４２ｂにそれぞれ接続している。分岐した均圧配管３１ａには、過流防止弁３４を内蔵する第２均圧弁４３が介設されている。また、分岐した充填配管３３ａには、逆止弁１８Ｄ及び第２充填弁４４が介設されている。サブタンク４２に貯留するＤＭＥは、タンク内に設置された副圧送ポンプ４５により第３電磁弁４６及び逆止弁１８Ｅを介して補充配管４７へ汲み上げられ、主戻り配管１９を通じて燃料タンク２へ移送される。
【００３３】
このような液化ガス燃料充填システムにおいても、図５に示すように、充填・均圧一体化レセプタクル５の均圧レセプタクル２２内にオリフィス４１を設置し、あるいは図６に示すように、均圧配管３１及び分岐した均圧配管３１ａにおける均圧弁３０及び第２均圧弁４３と充填・均圧一体化レセプタクル５との間にオリフィス４１を介設することで、外気温が高くなり貯槽６の気相領域６ａと燃料タンク２及びサブタンク４２の気相領域２ａ、４２ａとの間の差圧が大きくなっても、貯槽６から燃料タンク２及びサブタンク４２へ円滑にＤＭＥを充填することができる。
【００３４】
なお、図６の例においては、均圧配管３１及び／又は分岐した均圧配管３１ａの破断時における過流防止弁３４の作動を妨げることがないように、それぞれのオリフィス４１は充填・均圧一体化レセプタクル５に近接させて介設することが好ましい。
【００３５】
本発明の液化ガス燃料充填システムにおいては、液化ガスとしてＤＭＥが好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、例えばＬＰガスなどを用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ディーゼルエンジン
２  燃料タンク
２ａ  （燃料タンクの）気相領域
２ｂ  （燃料タンクの）液相領域
３  均圧ライン
４  充填ライン
５  充填・均圧一体化レセプタクル
６  貯槽
６ａ  （貯槽の）気相領域
６ｂ  （貯槽の）液相領域
８  充填・均圧一体化ノズル
２２  均圧レセプタクル
２３  充填レセプタクル
３０  均圧弁
３１  均圧配管
３２  充填弁
３４  過流防止弁
４１  オリフィス
【図１】
2014052049.tif 000003
【図２】
2014052049.tif 000004
【図３】
2014052049.tif 000005
【図４】
2014052049.tif 000006
【図５】
2014052049.tif 000007
【図６】
2014052049.tif 000008
【図７】
2014052049.tif 000009
【図８】
2014052049.tif 000010
【図９】
2014052049.tif 000011
【図１０】
2014052049.tif 000012