(57)【要約】  ガソリンベーパ中に含まれるガソリンを効率的に液化できる小型で安価なガス状炭化水素の回収装置及び方法を提供する。  ガソリンベーパ回収装置１００は、ガソリンベーパを冷却する凝縮管３と、凝縮管３で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器９と、気液分離器９で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着塔と、吸脱着塔で脱着されたガソリンベーパが供給され、このガソリンベーパを冷却する第２凝縮管２０と、を有している。
2010113258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、
前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、
前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、
前記吸脱着装置に接続され、前記吸脱着装置で脱着されたガソリンベーパが供給され、このガソリンベーパを冷却する第２凝縮装置と、を有している
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収装置。
【請求項２】
前記凝縮装置及び前記第２凝縮装置を冷却する熱媒体を蓄える熱媒体貯留槽を設ける
ことを特徴とする請求項１に記載のガス状炭化水素の回収装置。
【請求項３】
前記凝縮装置及び前記第２凝縮装置を共通又は別個の前記熱媒体貯留槽内に設ける
ことを特徴とする請求項２に記載のガス状炭化水素の回収装置。  
【請求項４】
冷凍機を備え、
前記冷凍機を構成する熱交換器で前記熱媒体貯留槽に蓄えられている前記熱媒体を冷却する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のガス状炭化水素の回収装置。
【請求項５】
前記吸脱着装置と前記第２凝縮装置との間に前記吸脱着装置から供給されるガソリンベーパを加圧する加圧ポンプを設け、
前記第２凝縮装置の下流側に前記第２凝縮装置内の圧力を調整する圧力コントローラを設ける
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス状炭化水素の回収装置。
【請求項６】
吸引したガソリンベーパのガス流量を変更できる可変型ガス供給装置と、
前記可変型ガス供給装置から供給されたガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、
前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、
前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、を有している
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収装置。
【請求項７】
ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、
前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、
前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離され流出されたガソリンベーパを冷却する冷凍装置と、
前記冷凍装置の下流側に設けられ、前記冷凍装置で冷却されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、を有している
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収装置。
【請求項８】
ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、
前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、
前記気液分離器から流出されたガソリンベーパを加圧圧縮する圧縮ポンプと、
前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離され、前記圧縮ポンプで加圧圧縮されたガソリンベーパを冷却する第２凝縮装置と、を有している
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収装置。
【請求項９】
前記第２凝縮装置の下流側に、前記第２凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する第２気液分離器を設け、
前記第２気液分離器のガス下流側に、前記第２気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置を設ける
ことを特徴とする請求項８に記載のガス状炭化水素の回収装置。
【請求項１０】
ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、
前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、
前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、
前記吸脱着装置から流出されたガソリンベーパを吸脱着する第２吸脱着装置と、を有している
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収装置。
【請求項１１】
前記第２吸脱着装置に細孔径が５〜１０オングストロームの吸着剤を充填する
ことを特徴とする請求項１０に記載のガス状炭化水素の回収装置。
【請求項１２】
前記凝縮装置の上流側に、吸引したガソリンベーパのガス流量を変更できる可変型ガス供給装置を備えた
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のガス状炭化水素の回収装置。
【請求項１３】
前記請求項１〜７及び９〜１２のいずれか一項に記載のガス状炭化水素の回収装置を用いたガス状炭化水素の回収方法であって、
給油が行なわれない時間帯に脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気を凝縮し、給油が行なわれる時間帯には吸引したガソリンベーパ含有空気と脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気を混合して処理する
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収方法。
【請求項１４】
前記請求項１〜７及び９〜１２のいずれか一項に記載のガス状炭化水素の回収装置を用いたガス状炭化水素の回収方法であって、
所定の時間毎に前記吸脱着装置の吸着装置と脱着装置の切り替えを行なう
ことを特徴とするガス状炭化水素の回収方法。
【請求項１５】
前記所定の時間を前記ガス状炭化水素の回収装置の稼働時間の積算値に基づいて設定している
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のガス状炭化水素の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気放出ガス中に含まれるガス状炭化水素の回収装置及び方法に関し、特にガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気（以下、ガソリンベーパと称する）を処理・回収するための装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の吸脱着剤によるガス状炭化水素の回収装置及び方法に、排気ガス発生源から発生したガス（約４０ｖｏｌ％のガソリンベーパを含む排気ガス）をブロアー又は自圧で、排気ガス送気管より凝縮機に送気し、凝縮機においてガソリンベーパを一部液化した後に、液化しなかったガソリンベーパを含んだ空気を吸着塔に送気し、吸着工程を終えた処理済み排気ガスを吸着塔（脱着工程に切り換えた後は脱着塔）の頂部から排出管を介して、１ｖｏｌ％以下のガソリンベーパを含む空気（クリーンなガス）として大気中に放出するようにしたものがある。【０００３】
そして、吸着工程を終えた後の吸着塔に、パージ用ガス送気管を介してパージ用ガスを送気し、真空ポンプで吸引することにより脱着する。パージ用ガスとして吸着運転時に吸着塔の頂部から排出されるクリーンなガスの一部を使用し、吸着塔内圧力が１００〜３００Ｔｏｒｒとなるように真空ポンプを運転する。脱着後のガソリンベーパ含有パージ排ガスは、排気ガス発生源から発生したガソリンベーパ含有空気と混合された後に、凝縮機に送気され、凝縮機において一部が液化され、液体（ガソリン液）としてパージ排ガス中のガソリンベーパを回収する。【０００４】
このような構成とすることにより、ガソリンベーパは、ほぼ全量液体ガソリンとして回収できることになる。したがって、このような構成のガス状炭化水素の回収装置及び方法では、吸着塔から排出するガソリンベーパの濃度が十分低いものとなり、大気汚染を引き起こさないレベルにすることができるとしている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１の技術では、第一の凝縮装置には空気中の水分が混入するため、冷却温度を氷点下に設定すると、第一の凝縮装置内で水分が凍り、第一の凝縮装置が閉塞してしまうことになる。そのため、第一の凝縮装置の冷却温度を氷点以上に設定する必要があった。【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９８６０４号公報（第４〜８頁、第２図、及び、第９〜１６頁、第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような設定温度では、ガソリンベーパの主成分であるブタンやイソブタンなどの低沸点炭化水素が液化せず、そのまま吸着塔に流れ込んでしまうため、吸着塔からガソリンベーパが漏れ出すまでの時間が短くなり、吸着塔の切り換え時間が短くなってしまう。また、吸着塔の切り換え時間を短くしないようにするには、吸着塔を大きくする、すなわち吸着塔に充填する吸着剤の量を増やす必要があるため、装置が大型化してしまうことになる。【０００７】
また、特許文献１のような給油装置のノズルから吸い込んだガソリンベーパと吸着塔から脱着したガソリンベーパを混合して凝縮装置で凝縮する方法では、ノズルから吸い込まれた比較的濃度が低いガソリンベーパと吸着塔から脱着された濃縮されたガソリンベーパが混合されることになる。このため、飽和蒸気圧濃度が高いブタンやイソブタンなどの低沸点炭化水素もガス中の濃度が低くなり、凝縮塔で凝縮されずに、再び吸着塔に供給され、低沸点炭化水素の回収効率が悪くなるだけでなく、エネルギーも無駄に消費してしまう。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ガソリンベーパ中に含まれるガソリンを効率的に液化できるガス状炭化水素の回収装置及び方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置は、ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、前記吸脱着装置に接続され、前記吸脱着装置で脱着されたガソリンベーパが供給され、このガソリンベーパを冷却する第２凝縮装置と、を有していることを特徴とする。【００１０】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置は、吸引したガソリンベーパのガス流量を変更できる可変型ガス供給装置と、前記可変型ガス供給装置から供給されたガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、を有していることを特徴とする。【００１１】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置は、ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離され流出されたガソリンベーパを冷却する冷凍装置と、前記冷凍装置の下流側に設けられ、前記冷凍装置で冷却されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、を有していることを特徴とする。【００１２】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置は、ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、前記気液分離器から流出されたガソリンベーパを加圧圧縮する圧縮ポンプと、前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離され、前記圧縮ポンプで加圧圧縮されたガソリンベーパを冷却する第２凝縮装置と、を有していることを特徴とする。【００１３】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置は、ガソリンベーパを冷却する凝縮装置と、前記凝縮装置の下流側に設けられ、前記凝縮装置で冷却され凝縮液化したガソリン液と液化されなかったガソリンベーパとを分離する気液分離器と、前記気液分離器のガス下流側に設けられ、前記気液分離器で分離されたガソリンベーパを吸脱着する吸脱着装置と、前記吸脱着装置から流出されたガソリンベーパを吸脱着する第２吸脱着装置と、を有していることを特徴とする。【００１４】
本発明に係るガス状炭化水素の回収方法は、上記のガス状炭化水素の回収装置を用いたガス状炭化水素の回収方法であって、給油が行なわれない時間帯に脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気を凝縮し、給油が行なわれる時間帯には吸引したガソリンベーパ含有空気と脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気を混合して処理することを特徴とする。【００１５】
本発明に係るガス状炭化水素の回収方法は、上記のガス状炭化水素の回収装置を用いたガス状炭化水素の回収方法であって、所定の時間毎に前記吸脱着装置の吸着装置と脱着装置の切り替えを行なうことを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置によれば、吸脱着装置から脱着したガソリンベーパを凝縮する第２凝縮装置を備えたので、吸脱着装置から脱着したガソリンベーパを個別に凝縮できる。したがって、ノズルから吸い込まれた比較的濃度が低いガソリンベーパと、吸脱着装置から脱着された濃縮されたガソリンベーパと、が混合されて、飽和蒸気圧濃度が高いブタンやイソブタンなどの低沸点炭化水素のガス中の濃度が低くなることを防止でき、高効率に低沸点炭化水素を凝縮回収することが可能になる。【００１７】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置によれば、可変型ガス供給装置を設けることでガソリンベーパ含有空気のガス流量を変えることができるので、吸脱着装置に低沸点炭化水素を効率的に吸着させることができ、吸脱着装置に充填されている吸着剤の使用量を少なくできる。したがって、安価、かつ、コンパクトなガス状炭化水素の回収装置を得ることが可能になる。【００１８】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置によれば、気液分離器のガス下流側に設けられ、気液分離器で分離され流出されたガソリンベーパを冷却する冷凍装置を設けたので、吸脱着装置においてガソリンベーパ含有空気の温度を更に低くすることができる。したがって、吸脱着装置での低沸点炭化水素の除去能力を大きくすることができる。【００１９】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置によれば、気液分離器から流出されたガソリンベーパを加圧圧縮する圧縮ポンプを設けたことでガソリンベーパを二段圧縮できるようになり、沸点が低く液化しにくいブタンやイソブタンなどの有機炭化水素の飽和蒸発濃度を下げることができ、第２凝縮装置で効率的に液化でき、ガソリンベーパ回収効率の向上を実現できる。【００２０】
本発明に係るガス状炭化水素の回収装置によれば、低沸点炭化水素用の第２吸脱着装置を設けたことで、吸脱着装置と第２吸脱着装置のそれぞれでガソリン成分を独立して脱着再生でき、脱着した濃縮ガソリンベーパ中に含まれる低沸点炭化水素を効率よく回収することができる。【００２１】
本発明に係るガス状炭化水素の回収方法によれば、吸脱着装置の吸着装置としての機能と、脱着装置としての機能とを適宜切り替えるようにしているので、ガソリンベーパの回収効率の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置の全体回路構成を示す概略構成図である。
【図２】ガソリンベーパ回収装置の別の構成を示す概略構成図である。
【図３】実施の形態２に係るガソリンベーパ回収装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図４】実施の形態３に係るガソリンベーパ回収装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図５】実施の形態４に係るガソリンベーパ回収装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図６】実施の形態５に係るガソリンベーパ回収装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図７】実施の形態６に係るガソリンベーパ回収装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図８】実施の形態７に係るガソリンベーパ回収装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図９】従来方式におけるガソリン成分と各機器毎の量との関係を示すグラフである。
【図１０】従来方式における給油時間の長さに応じたガソリン成分と各機器毎の量との関係を示すグラフである。
【図１１】ガソリン成分の０．３ＭＰａ時における飽和濃度を示す飽和濃度線図である。
【図１２】ガソリン成分の５℃時における飽和濃度を示す飽和濃度線図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００の全体回路構成を示す概略構成図である。図２は、ガソリンベーパ回収装置１００の別の構成を示す概略構成図である。図１及び図２に基づいて、ガス状炭化水素の回収装置であるガソリンベーパ回収装置１００の回路構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。【００２４】
ガソリンベーパ回収装置１００は、自動車等にガソリンを給油するための給油装置１とともに、ガソリンスタンド等に設置されるようになっている。このガソリンベーパ回収装置１００は、給油部近傍から吸引したガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着装置（吸脱着塔７、吸脱着塔８）を設け、この２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。【００２５】
このガソリンベーパ回収装置１００は、ガソリンベーパ吸入ポンプ２と、凝縮管３と、熱媒体貯留槽４と、熱交換器５と、冷凍機６と、２つの吸脱着塔（吸脱着塔７、吸脱着塔８）と、気液分離器９と、液体循環ポンプ１０と、吸引ポンプ１１と、ガソリン槽１２と、圧力コントローラー１３と、ガソリンベーパ送気管１４と、浄化空気排出管１５と、パージガス流入管１６と、パージガス排出管１７と、気液混合ガソリン流出管１８と、ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９と、第２凝縮管２０と、第２気液分離器２１と、第２熱媒体貯留槽２２と、第２圧力コントローラー２３と、を有している。【００２６】
ガソリンベーパ吸入ポンプ２は、給油装置１の給油部近傍で発生したガソリンベーパを図示省略のノズルを介してガソリンベーパ回収装置１００内に吸入するためのものである。凝縮管３は、吸入したガソリンベーパを冷却して凝縮液化するものである。熱媒体貯留槽４は、凝縮管３が内部に収容されるとともに、凝縮管３を冷却するためのブラインなどの熱媒体を蓄えるものである。熱交換器５は、冷凍機６の一部を構成するとともに、熱媒体貯留槽４内に収容されており、熱媒体貯留槽４内の熱媒体を冷却するものである。冷凍機６は、冷凍サイクルを備え、その冷凍サイクルを構成している熱交換器５に冷媒を供給するものである。【００２７】
吸脱着塔７及び吸脱着塔８は、凝縮管３から排出されたガソリンベーパ含有空気中のガソリンベーパを吸着除去する吸着剤（たとえば、シリカゲルやゼオライト、活性炭など）が充填されており、ガソリンベーパを吸着する吸着塔としての機能と、ガソリンベーパを脱着する脱着塔としての機能と、を有している。この図１では、吸脱着塔７が吸着塔（以下、吸着塔７と称する場合があるものとする）として稼動し、吸脱着塔８が脱着塔（以下、脱着塔８と称する場合があるものとする）として稼動している状態を例に示している。【００２８】
気液分離器９は、凝縮管３の下流側に接続されており、凝縮管３で液化されたガソリン液とガソリンベーパとを気液分離するものである。液体循環ポンプ１０は、熱媒体貯留槽４と２つの吸脱着塔とに接続されており、熱交換器５で冷却された熱媒体を吸脱着塔７、吸脱着塔８に供給するものである。吸引ポンプ１１は、２つの吸脱着塔に接続されている配管に設けられており、吸脱着塔７、吸脱着塔８内の吸着剤に吸着したガソリンベーパを吸引脱着するものである。ガソリン槽１２は、気液分離器９と給油装置１とに接続されており、気液分離器９で気液分離したガソリン液を一時的に蓄えるものである。【００２９】
圧力コントローラー１３は、２つの吸脱着塔に接続されている浄化空気排出管１５に設けられており、２つの吸脱着塔内の圧力を調整する機能を有している。ガソリンベーパ送気管１４は、気液分離器９と２つの吸脱着塔とを接続し、気液分離器９で分離されたガソリンベーパを２つの吸脱着塔に導く配管である。浄化空気排出管１５は、２つの吸脱着塔に接続されており、ガソリンベーパが吸着され、吸脱着塔から排出された空気を大気に送出する配管である。【００３０】
パージガス流入管１６は、２つの吸脱着塔に接続されており、吸脱着塔７又は吸脱着塔８から大気に排出する清浄なガスの一部をパージガスとして使用するために吸脱着塔８又は吸脱着塔７に送るための配管である。パージガス排出管１７は、吸引ポンプ１１と２つの吸脱着塔とを接続し、吸脱着塔７又は吸脱着塔８の脱着後のパージガスを第２熱媒体貯留槽２２まで導通させる配管である。気液混合ガソリン流出管１８は、凝縮管３と気液分離器９と接続する配管である。ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９は、吸引ポンプ１１と第２熱媒体貯留槽２２との間に設けられており、吸引ポンプ１１から排出された濃縮ガソリンベーパ含有空気を圧縮するものである。【００３１】
第２凝縮管２０は、パージガス排出管１７に接続されており、ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９で圧縮された濃縮ガソリンベーパ含有空気中のガソリン成分を凝縮するものである。第２気液分離器２１は、第２凝縮管２０の下流側に接続されており、第２凝縮管２０で液化されたガソリン液とガソリンベーパとを気液分離するものである。第２熱媒体貯留槽２２は、第２凝縮管２０が内部に収容されるとともに、第２凝縮管２０を冷却するためのブラインなどの熱媒体を蓄えるものである。第２圧力コントローラー２３は、第２気液分離器２１に接続されており、第２気液分離器２１内の圧力を調整することで、第２凝縮管２０の圧力を調整するものである。【００３２】
また、ガソリンベーパ回収装置１００には、給油装置１とガソリンベーパ吸入ポンプ２との間に設けられているバルブＢ１、気液分離器９とガソリン槽１２との間に設けられているバルブＢ２、２つの吸脱着塔と吸引ポンプ１１との間に設けられている脱着用バルブＢ３、２つの吸脱着塔と圧力コントローラー１３との間に設けられている吸着用排出バルブＢ４、２つの吸脱着塔に接続されているパージガス流入管１６に設けられているマスフローコントローラーＢ５、２つの吸脱着塔に接続されているガソリンベーパ送気管１４の途中に設けられている吸着用流入バルブＢ６、及び、第２気液分離器２１とガソリン槽１２との間に設けられているバルブＢ７を有している。なお、開放されているバルブを黒塗りで、閉鎖されているバルブを白抜き（符号には’を付記している）で、表している。【００３３】
バルブＢ１は、給油装置１の稼動と連動して開放されるようになっている。バルブＢ２は、気液分離器９で回収したガソリン液をガソリン槽１２に供給する際に開放されるようになっている。脱着用バルブＢ３は、吸脱着塔７又は吸脱着塔８の脱着後のパージガスを導通する際に開放されるようになっている。吸着用排出バルブＢ４は、２つの吸脱着塔の圧力を調整するために開閉されるようになっている。マスフローコントローラーＢ５は、パージガス流入管１６を流れるガスの量を調整するために開閉されるようになっている。吸着用流入バルブＢ６は、気液分離器９から供給されるガソリンベーパを導通する際に開放されるようになっている。バルブＢ７は、第２気液分離器２１で回収したガソリン液をガソリン槽１２に供給する際に開放されるようになっている。【００３４】
ガソリンベーパ回収装置１００の動作について説明する。
給油装置１が稼動すると、それに併せてバルブＢ１が開放されるとともにガソリンベーパ吸入ポンプ２が動作を開始する。そうすると、給油装置１の給油部近傍に発生するガソリンベーパ（常温で約４０ｖｏｌ％）がガソリンベーパ回収装置１００内に吸い込まれ、たとえば０．２〜０．４ＭＰａ程度に加圧圧縮されて凝縮管３に送気される。凝縮管３は、熱媒体貯留槽４内に備えられており、熱媒体貯留槽４内に蓄えられた熱媒体により冷却されている。したがって、ガソリンベーパが凝縮管３を導通する際に冷却されることになる。【００３５】
通常、凝縮管３内部は、０℃から５℃程度に保たれており、ガソリン及びガス中に含まれた水分が一部凝縮する。その後、気液分離器９に流入し、この気液分離器９によって気体（ガソリンベーパ）と液体（ガソリン）に分離される。ところで、凝縮管３の運転条件を圧力０．３ＭＰａ、冷却温度５℃、ガス流量１００Ｌ／ｍｉｎとし、この条件下でガソリンベーパ回収装置１００を運転させると、凝縮管３に送気されたガソリンベーパの濃度は１０ｖｏｌ％程度になる。【００３６】
なお、ガソリンベーパの飽和濃度線図（図示省略）からわかるように、圧力０．３ＭＰａ、温度５℃では飽和ガソリンベーパ濃度は約１０ｖｏｌ％であり、この条件ではガソリンベーパ濃度が理論的に１０ｖｏｌ％以下になることはない。また、温度を下げることにより、凝縮管３の出口でのガソリンベーパ濃度を低減することはできる。しかしながら、設定温度を氷点以下にすると、ガス中に含まれる水が凝縮管３で結氷し、配管詰まりの問題が発生するため、凝縮管３の設定温度は０℃から５℃程度にすることが望ましい。【００３７】
また、給油時間がある所定の時間に達すると、バルブＢ２が開放される。これにより、気液分離器９の下部に溜まったガソリン液はガソリン槽１２を経由して給油装置１に戻される。その後、一定時間経過すると、バルブＢ２が閉じられ、気液分離器９の下部にガソリン液が再び溜められる。このように、ガソリン槽１２を設けているため、ガソリンベーパが気液分離器９に流れ込むことが防止できる。このようにして、高濃度ガソリンベーパの吸脱着塔７又は吸脱着塔８への流れ込みによる吸脱着塔７又は吸脱着塔８の吸着破過時間の短縮化（切り換えタイミングの短縮化）を防止可能にしている。【００３８】
図１に示すように、ガソリン槽１２では、下部に一定量のガソリン液が溜められるようになっており、気液分離器９で分離されたガソリン液は底部から流れ込み、ガソリン槽１２内において下から上に向かって流れるようにしている。これによって、ガソリン槽１２では、上部にガソリンベーパが存在する構造となっている。このため、バルブＢ２が開いた場合にも、ガソリンベーパがガソリン液の流れにさからって気液分離器９に流れ込むことはなく、吸脱着塔７又は吸脱着塔８に高濃度のガソリンベーパが送気されることがなくなる。【００３９】
凝縮管３で処理できなかった１０ｖｏｌ％程度のガソリンベーパは、吸脱着塔７又は吸脱着塔８（図１では吸着塔として稼働している吸脱着塔７）に送気されて処理される。したがって、このとき、脱着用バルブＢ３が開放（黒塗り）、脱着用バルブＢ３’（白抜き）は閉鎖の状態であり、吸着用排出バルブＢ４が開放（黒塗り）、吸着用排出バルブＢ４’（白抜き）が閉鎖の状態であり、吸着用流入バルブＢ６が開放（黒塗り）、吸着用流入バルブＢ６’（白抜き）が閉鎖の状態に制御されている。【００４０】
吸着塔７で任意の時間吸着処理した後は脱着塔として使用する。この場合は、脱着用バルブＢ３、吸着用排出バルブＢ４、及び、吸着用流入バルブＢ６が閉鎖、脱着用バルブＢ３’、吸着用排出バルブＢ４’、及び、吸着用流入バルブＢ６’が開放の状態に制御されて使用される。また、脱着が終了した時点で、再び吸着塔として用い、この動作を時間的に繰り返して使用する。吸着・脱着の切り替えは、前述のように脱着用バルブＢ３と脱着用バルブＢ３’、吸着用排出バルブＢ４と吸着用排出バルブＢ４’、吸着用流入バルブＢ６と吸着用流入バルブＢ６’の切り替えでコントロールする。【００４１】
したがって、凝縮管３で処理できなかったガソリンベーパは、ガソリンベーパ送気管１４を通って吸着塔７に送気される。吸脱着塔７及び吸脱着塔８には、上述したようにガソリンベーパを吸着する吸着剤が封入されている。ガソリンベーパを吸着する吸着剤としては、特に４〜１００オングストロームの孔径をもつシリカゲル、合成ゼオライトの単独、又は、これらの混合物が有効である。この吸着剤中をガソリンベーパが通過することにより、吸着剤によってガソリン成分は吸着除去され、１ｖｏｌ％以下のガソリン濃度の清浄空気となって浄化空気排出管１５を介して大気に放出される。【００４２】
また、大気へ清浄空気を排出する浄化空気排出管１５には、上述したように吸脱着塔７及び吸脱着塔８の圧力を規定値に制御する圧力コントローラー１３が配設されている。したがって、圧力コントローラー１３は、吸着塔７内の圧力を規定値に維持するようにしている。実施の形態１では、凝縮管３の高圧（０．３ＭＰａ程度）の排気ガスを用いて吸着するため、常圧で吸着するより吸着容量が大幅に改善される。【００４３】
吸脱着塔７及び吸脱着塔８は、ガソリンベーパの吸脱着の役割に関係なく、常に液体循環ポンプ１０によって供給される熱媒体により一定温度に冷却されている。すなわち、凝縮管３及び２つの吸脱着塔の冷却系統は、所定の設定温度に維持されるように常に運転制御されている。これは、吸脱着塔７及び吸脱着塔８に充填されている吸着剤が吸脱着塔７及び吸脱着塔８内に備え付けられているフィンチューブ熱交換器からの伝熱によって冷却されるため、ある程度の冷却時間が必要不可欠であり、瞬時の運転に対応できないからである。また、短時間に冷却できるように冷却能力が大きい冷凍機６を備えることは、設備コストに悪い影響を与え、安価なガソリン回収装置を提供できなくなるからである。【００４４】
なお、吸着塔７内部の温度を低くすることにより、吸着剤の吸着容量を大きくでき、吸着剤の使用量を低減することができる。また、吸脱着塔７及び吸脱着塔８を所定の設定温度に維持しているため、ガソリンベーパ回収停止時に吸脱着塔７及び吸脱着塔８内の吸着剤の温度が上昇することにより、吸脱着塔７及び吸脱着塔８内の吸着剤からガソリンベーパが脱着し、吸脱着塔７及び吸脱着塔８内の圧力が上昇してしまうことを効果的に防止することができる。【００４５】
ガソリンベーパの脱着プロセスについて説明する。
吸着剤に吸着したガソリンを脱着する場合には、吸引ポンプ１１によりパージガス排出管１７を介して脱着塔８からガスを吸引して吸着剤からガソリンを脱着する。このとき、脱着用バルブＢ３を開放、脱着用バルブＢ３’を閉鎖にしておく。吸着時には吸着塔（この例では吸着塔７）は０．３ＭＰａの高圧状態で動作しているが、脱着時には吸引ポンプ１１により大気圧以下に減圧されるため、この圧力差によって吸着剤に吸着したガソリンが脱着される。【００４６】
脱着されたガソリンベーパは、ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９及び第２圧力コントローラー２３により圧縮され、第２凝縮管２０に送られる。第２凝縮管２０は、第２熱媒体貯留槽２２内に備えられており、第２熱媒体貯留槽２２内に蓄えられた熱媒体により冷却されている。したがって、ガソリンベーパが第２凝縮管２０を導通する際に冷却されることになる。通常、第２凝縮管２０内部は、０℃から５℃程度に保たれており、ガソリン及びガス中に含まれた水分が一部凝縮する。その後、第２気液分離器２１に流入し、この第２気液分離器２１によって気体と液体（ガソリン、水）に分離される。【００４７】
第２気液分離器２１内のガソリンが所定量に達すると、バルブＢ７が開放される。これにより、第２気液分離器２１の下部に溜まったガソリン液はガソリン槽１２を経由して給油装置１に戻される。一方、第２凝縮管２０で処理できなかった１０ｖｏｌ％程度のガソリンベーパは、第２圧力コントローラー２３、及び、ガソリンベーパ送気管１４を経て吸着塔７に戻される。すなわち、脱着塔８から取り出された濃縮ガソリンベーパは、濃度が高い状態を維持したまま第２凝縮管２０に供給されて効率的に液化され、液化されなかったガソリンベーパは吸着塔７において再度吸着除去される。【００４８】
脱着時に、吸引ポンプ１１の吸引による圧力差を利用する方法だけでは、脱着効率があまり高くないため、パージガスを外部から導入することが有効である。そこで、実施の形態１では、このパージガスとして吸着塔７から大気に排出する清浄なガスの一部をパージガス流入管１６’によって脱着塔８に送って使用するようにしている。マスフローコントローラーＢ５及びマスフローコントローラーＢ５’は、パージガス流入管１６を通過するガス流量を制御するものであり、この場合、マスフローコントローラーＢ５が開放状態で、マスフローコントローラーＢ５’が閉鎖状態になっている。【００４９】
つまり、マスフローコントローラーＢ５は、開放状態で規定量のガスを流通できる状態であり、マスフローコントローラーＢ５’は、閉鎖状態になっていてガスは流れないようになっている。なお、実施の形態１では、前段の凝縮管３でガス中の水分量を十分低くしているため、パージガスに含まれる水分が脱着塔８内の吸着剤に悪影響を与えることは殆どない。【００５０】
吸脱着塔７と吸脱着塔８の切り替えについて説明する。
前述したように、ガソリンベーパは、吸着塔７を通過することによってガソリン成分が吸着除去され、ガソリン濃度が１ｖｏｌ％以下の清浄空気となって浄化空気排出管１５を介して大気に放出される。しかしながら、吸着塔７に供給されるガソリンベーパ量が増大するにつれて、吸着塔７の吸着能力が徐々に低下していくことになる。この状態が続き、吸着塔７出口でのガソリン濃度が１ｖｏｌ％に近づくと、吸脱着塔７と吸脱着塔８との切り替えが必要になる。【００５１】
ガソリンスタンドにおいて、給油は不定期に行われる。そのため、単純に時間で吸脱着塔７と吸脱着塔８の切り替えを行なう場合、給油タイミングによってはどちらか一方の吸脱着塔７又は吸脱着塔８のみで吸着動作が行なわれるといった事態が発生する可能性がある。そうすると、ガソリンベーパ回収装置１００から１ｖｏｌ％以上のガソリンベーパが排出されるおそれがある。したがって、吸脱着塔７と吸脱着塔８の切り替えは、ガソリン回収装置１００が動作している時間の積算値で行なうことが有効である。すなわち、ガソリン回収装置１００が稼動している時間の積算値が所定時間に達した時に、吸脱着塔７と吸脱着塔８の切り替えを行なうとともに、その積算値をリセットし、再度、稼動時間の積算を最初から行なうようにする。【００５２】
なお、ガソリンベーパ回収装置１００の稼動を表す指標としては、ガソリンベーパ吸入ポンプ２や吸引ポンプ１１の稼動が挙げられる。ガソリンベーパ回収装置１００では、ガソリンベーパ吸入ポンプ２と吸引ポンプ１１は同期しているため、どちらの稼動時間を積算しても問題はない。また、実際の切り替えのタイミングとしては、積算時間が所定値に達成しても、すぐに切り替えることはせず、一定時間が経過した後に切り替えるようにしてもよい。【００５３】
第２凝縮管２０の冷却制御方法について説明する。
冷凍機６によって冷却された熱媒体貯留槽４内の熱媒体が、液体循環ポンプ１０によって第２熱媒体貯留槽２２に供給され、これによって第２凝縮管２０が冷却されることになる。なお、図１には、脱着塔８に供給される熱媒体が流れる配管が分岐されて、第２熱媒体貯留槽２２に熱媒体が供給される場合を図示しているが、これに限定するものではない。つまり、第２熱媒体貯留槽２２、吸脱着塔７、吸脱着塔８への熱媒体の供給が並列になっていればよいのである。したがって、第２熱媒体貯留槽２２への熱媒体の供給は、吸着塔７に供給される熱媒体が流れる配管から分岐されていてもよく、液体循環ポンプ１０の出口が３方向に分岐されていてもよい。【００５４】
第２熱媒体貯留槽２２、吸脱着塔７、吸脱着塔８への熱媒体の供給が並列に実行されるようにした理由は、第２熱媒体貯留槽２２、吸脱着塔７、吸脱着塔８への熱媒体の供給が直列に行なわれると、最後に流れる機器（最下流に位置する機器）で熱媒体の温度が所定の温度よりも高くなっているため、その機器での性能が低下することになり、ひいてはガソリンベーパ回収装置１００全体の性能が低下してしまうことになるからである。【００５５】
実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００の特徴事項である脱着したガソリンベーパを単独で凝縮する方式について、従来方式と比較しながら説明する。脱着したガソリンベーパを単独で凝縮する方式とは、吸脱着塔で脱着したガソリンベーパを給油装置から取り込んだガソリンベーパと混合させずに、それぞれ独立して凝縮するようにしたものである（以下、本方式と称する）。また、比較する従来方式とは、脱着したガソリンベーパを給油装置から取り込んだガソリンベーパと混合してから凝縮するようにしたものである。【００５６】
図９は、従来方式におけるガソリン成分（横軸）と各機器毎の量（縦軸）との関係を示すグラフである。図１０は、従来方式における給油時間の長さに応じたガソリン成分（横軸）と各機器毎の量（縦軸）との関係を示すグラフである。図１１は、ガソリン成分の０．３ＭＰａ時における飽和濃度を示す飽和濃度線図（横軸に温度［℃］、縦軸に飽和濃度［ｖｏｌ％］）である。図１２は、ガソリン成分の５℃時における飽和濃度を示す飽和濃度線図（横軸に圧力［ＭＰａ］、縦軸に飽和濃度［ｖｏｌ％］）である。図９〜図１１に基づいて、ガソリンの構成成分について説明するとともに、低沸点炭化水素の回収について説明する。【００５７】
図９には、ガソリンベーパ回収装置１００の４つの要素（ガソリン槽１２（ａ）、ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９（ｂ）、気液分離器９出口（ｃ）、吸脱着塔出口（ｄ））のガソリン成分の量が表されている。この図９では、２５０Ｌ給油時におけるガソリン成分の量を示している。図９から、低沸点炭化水素（Ｃ４炭化水素及びＣ５炭化水素）の量が気液分離器９で低減されていないことがわかる。また、図９から、低沸点炭化水素の吸脱着塔出口の量も低減されていないことがわかる。【００５８】
図１０では、５０Ｌ給油時における吸脱着塔出口におけるガソリン成分の量（ｅ）と、２８５Ｌ給油時における吸脱着塔出口におけるガソリン成分の量（ｆ）と、を図示している。図１０から、給油時間が増大するに伴って、低沸点炭化水素（中でも特にブタンやイソブタン等のＣ４炭化水素、及び、オルダムリング遠端やイソペンタンなどのＣ５炭化水素）の漏れ出し量も増大するということがわかる。図９及び図１０から、低沸点炭化水素の回収効率を向上させることが、ガソリンベーパ全体の回収効率の向上になるということがわかる。【００５９】
図１１から、低温利用によりガソリンベーパの回収効率を向上できることがわかる。この原理は、本方式においても、従来方式においても、冷凍機によって熱媒体貯留槽内の熱媒体を冷却すること、及び、吸脱着塔を所定温度に維持することによって利用している。図１２から、ガソリンベーパの飽和濃度、特に低沸点炭化水素の飽和濃度は、圧力の影響によって左右されるということがわかる。図１１及び図１２から、低温を利用すること、及び、圧力を利用することが低沸点炭化水素の回収効率の向上になるということがわかる（実施の形態６で２段圧縮について説明する）。【００６０】
給油装置から取り込むガソリンベーパ含有空気中のイソブタン濃度を４０ｖｏｌ％、そのガス流量を７０Ｌ／ｍｉｎ、脱着したガソリンベーパ含有空気中のイソブタン濃度を７０ｖｏｌ％、そのガス流量を３０Ｌ／ｍｉｎとした場合で従来方式と本方式とを比較する。なお、凝縮条件をガス圧力０．３ＭＰａ、冷却温度２℃としているものとする。この条件におけるイソブタンの飽和蒸気濃度は５６ｖｏｌ％である。したがって、従来方式では、混合した場合のガソリンベーパ含有空気のイソブタン濃度は、４９ｖｏｌ％となり、飽和蒸気濃度以下となる。このような条件では、イソブタンを全く回収することができない。【００６１】
一方、本方式では、給油装置１からのガソリンベーパ含有空気のイソブタンは回収できないが、脱着したガソリンベーパ含有空気のブタンは４．２Ｌ／ｍｉｎ［３０Ｌ／ｍｉｎ×（７０ｖｏｌ％−５６ｖｏｌ％）］で回収することができる。このように、本方式により、ブタンやイソブタンなどの低沸点炭化水素が吸着塔に流れ込む量を低減することができ、吸着塔の負荷を小さくすることができ、吸着塔の小型化や吸脱着切り替えタイミングの長時間化を実現できることになる。したがって、ガソリンベーパ回収装置１００に本方式を採用することにより、ブタンやイソブタンなどの低沸点炭化水素も回収することが可能になり、コンパクトで、かつ、効率的にガソリンベーパを液化凝縮できるガソリン回収装置１００を得ることができる。【００６２】
以上のように、実施の形態１に係るガソリン回収装置１００は、脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気を凝縮する凝縮装置（第２凝縮管２０）と、給油装置１から取り込んだガソリンベーパ含有空気を凝縮する凝縮装置（凝縮管３）と、を別個に設けるようにしたので、従来方式では回収することのできなかったブタンやイソブタンなどの低沸点炭化水素も効率よく回収することができる。【００６３】
また、ガソリンベーパ回収装置１００は、凝縮温度の低下や圧縮圧力の上昇を伴わないで低沸点炭化水素を効率よく回収できるので、冷凍機６を冷却効率が高い状態で運転できる。さらに、ガソリンベーパ回収装置１００は、ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９の動力を低減できるため、無駄なエネルギーを消費することもなく、省エネルギーで高効率にガソリンを回収できる。加えて、ガソリンベーパ回収装置１００は、低沸点炭化水素を効率よく液化できるので、吸着剤の使用量を低減することができ、吸着塔のコンパクト化を実現できる。【００６４】
なお、実施の形態１では、第２圧力コントローラー２３により、ガソリンベーパ圧縮ポンプ１９と第２圧力コントローラー２３の間の配管の圧力が吸脱着塔７、吸脱着塔８の後段に設けられた圧力コントローラー１３と同等の値に設定している場合について示したが、同等の値に設定することができれば第２圧力コントローラー２３を設けなくても同等の効果が得られる。ただし、脱着ガス中のガソリン成分を凝縮する第２凝縮管２０に給油装置１から流れ込んだガソリンベーパ含有空気が流れ込まないようにすることが必要である。また、第２圧力コントローラー２３を備える場合には、第２圧力コントローラー２３の設定圧力を圧力コントローラー１３の設定圧力よりも高くしてもよい。これにより、濃縮ガソリンベーパ中に含まれる低沸点炭化水素をより効率よく回収することができる。【００６５】
さらに、実施の形態１では、第２熱媒体貯留槽２２を設け、液体循環ポンプ１０により第２熱媒体貯留槽２２に熱媒体を供給して、第２凝縮管２０を冷却する場合について示したが、図２に示すように、凝縮管３と第２凝縮管２０とを同時に冷却できる熱媒体貯留槽３１を設けて、熱媒体を循環供給するのを吸脱着塔７及び吸脱着塔８に絞るようにしてもよい。これにより、部品点数を減らすことができるとともに、液体循環ポンプ１０の容量を小さくすることができる。したがって、ガソリンベーパ回収装置１００は、液体循環ポンプ１０の発熱量を小さくすることができ、安価、かつ、エネルギー消費量が少ないものとなる。【００６６】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係るガソリンベーパ回収装置１００ａの全体構成を示す概略構成図である。図３に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ａの構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ａも、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様に、ガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付している。【００６７】
実施の形態１では、熱交換器５及び冷凍機６によって熱媒体を冷却し、その熱媒体によって、凝縮管３と第２凝縮管２０を同じ温度に冷却するようにした場合を例に示した。一方、実施の形態２では、第２熱媒体貯留槽（第２熱媒体貯留槽２２ａと称する）内に熱媒体を冷却する第２熱交換器３２と第２冷凍機３３を設け、第２凝縮管（以下、第２凝縮管２０ａと称する）を冷却するようにして、第２凝縮管２０ａを凝縮管３よりも低い温度で冷却するようした場合を例に示している。【００６８】
このような構成にすることにより、第２凝縮管２０ａにおいてブタンやペンタンなどの低沸点炭化水素を効率よく液化できる効果がある。なお、第２凝縮管２０ａを流れる濃縮ガソリンベーパ含有空気中には水分が含まれないため、第２凝縮管２０ａ内部でガス中の水分が結氷し、第２凝縮管２０ａでガスの流れが滞ることはない。したがって、ガソリンベーパ回収装置１００ａは、脱着した濃縮ガソリンベーパ中に含まれる低沸点炭化水素を効率よく回収することができ、更にコンパクトなものにすることができる。【００６９】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係るガソリンベーパ回収装置１００ｂの全体構成を示す概略構成図である。図４に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ｂの構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ｂも、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様に、ガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付している。【００７０】
実施の形態１及び実施の形態２では、脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気を凝縮する凝縮装置（第２凝縮管）と、給油装置１から取り込んだガソリンベーパ含有空気を凝縮する凝縮装置（凝縮管３）と、を別個に設けたものを例に示した。一方、実施の形態３は、ガソリンベーパ含有空気のガス流量を変えることができる可変型ガス供給装置であるガス流量可変ポンプ４１を設け、脱着塔８から脱着した濃縮ガソリンベーパと給油装置１から取り込んだガソリンベーパとを混合した後に凝縮管３において凝縮するようにしたものを例に示している。【００７１】
また、ガソリンベーパ回収装置１００ｂには、ガソリンベーパ吸入ポンプ２、第２凝縮管、第２熱媒体貯留槽、第２熱交換器、第２冷凍機、ガソリンベーパ圧縮ポンプ、第２気液分離器、及び、第２圧力コントローラーを設けておらず、パージガス排出管１７をバルブＢ１とガス流量可変ポンプ４１との間に接続するようにしている。ガス流量可変ポンプ４１は、給油装置１から取り込んだガソリンベーパ含有空気のガス流量を変えることができるものである。【００７２】
ガソリンベーパ回収装置１００ｂの動作について説明する。
ガソリンスタンドにおいて、給油は不定期に行われる。このため、給油時の限られた時間だけガス流量可変ポンプ４１を大流量モードで駆動させ、給油装置１の図示省略のノズル近傍のガソリンベーパを回収するようにしている。一方、給油が行なわれない場合は、バルブＢ１を閉じ、ガス流量可変ポンプ４１を小流量モードで駆動させるようにしている。これにより、吸引ポンプ１１により脱着塔８から引き抜かれた濃縮ガソリンベーパ含有空気は、ガス流量可変ポンプ４１を介して凝縮管３に供給されることになる。【００７３】
すなわち、ガソリンベーパ回収装置１００ｂは、給油が行なわれない間、脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気のみを凝縮管３で凝縮していることになる。このようにすることにより、ガソリンベーパ回収装置１００ｂでは、脱着した濃縮ガソリンベーパ含有空気中の低沸点炭化水素を効率よく回収することができる。したがって、脱着操作を長時間行なうことにより、吸脱着塔に蓄えられているガソリン成分を減らすことができ、次の回に吸着できるガソリン量を多くすることができる。【００７４】
しかしながら、吸引ポンプ１１及びガス流量可変ポンプ４１の運転時間が増加するために、エネルギー消費量が増大することになる。このため、吸引ポンプ１１が所定時間稼働すると、吸引ポンプ１１を停止し、その際に吸脱着塔７と吸脱着塔８が切り替わるようにするのがよい。このようにすることにより、給油装置１から連続的にガソリンベーパの供給される場合を除いて、いつもガソリン成分が吸着していない吸脱着塔に気液分離器９から排出されたガソリンベーパ含有空気を供給することができ、高効率にガソリンベーパを吸着除去することが可能になる。【００７５】
すなわち、給油装置１の停止時間が吸引ポンプ１１の稼動時間よりも長くなると、ガソリン成分が残っていない吸脱着塔（たとえば、吸脱着塔７）に凝縮管３で凝縮しない低沸点炭化水素を供給することができる。そのため、吸脱着塔に低沸点炭化水素を効率的に吸着させることができ、吸脱着塔に充填されている吸着剤の使用量を少なくできるという効果がある。以上のことから、ガソリンベーパ回収装置１００ｂは、安価で、かつ、コンパクトなものとなる。なお、実施の形態３に実施の形態１の特徴事項及び実施の形態２の特徴事項のいずれか又は双方を適用するようにしてもよい。【００７６】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係るガソリンベーパ回収装置１００ｃの全体構成を示す概略構成図である。図５に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ｃの構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ｃも、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様に、ガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、実施の形態４では実施の形態１〜実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態３と同一部分には、同一符号を付している。【００７７】
実施の形態３では、ガソリンベーパ含有空気のガス流量を変えることができるガス流量可変ポンプ４１を設けた場合を例に示している。一方、実施の形態４では、気液分離器９のガス出口に第３冷凍機５１の構成要素の１つである第３熱交換器５２（冷凍装置）を備えて、その第３熱交換器５２を介して気液分離器９から流出したガソリンベーパを冷却するようにした場合を例に示している。つまり、第２凝縮管、第２熱媒体貯留槽、第２熱交換器、第２冷凍機、ガソリンベーパ圧縮ポンプ、第２気液分離器、及び、第２圧力コントローラーを設けていない点で実施の形態２に係るガソリンベーパ回収装置１００ｂと同様であるが、ガス流量可変ポンプ４１ではなく、ガソリンベーパ吸入ポンプ２としている点で実施の形態３と相違している。【００７８】
このような構成とすることにより、気液分離器９から流出するガソリンベーパ含有空気を第３熱交換器５２で冷却できるようにしたものである。これにより、吸脱着塔７及び吸脱着塔８においてガソリンベーパ含有空気の温度を更に低くすることができる。したがって、吸脱着塔７及び吸脱着塔８での低沸点炭化水素の除去能力を大きくすることができる。以上のことから、ガソリンベーパ回収装置１００ｃは、高効率にガソリンベーパを液化できるものとなる。【００７９】
なお、吸脱着塔７及び吸脱着塔８に金属粒体を入れることにより（実施の形態１〜実施の形態３、実施の形態５〜実施の形態７でも同様）、吸着剤の冷却性能を高くすることができ、低沸点炭化水素の吸着除去性能を更に高めることができる。この金属粒体は熱伝導がよく、ガソリンベーパなどに腐食されないアルミニウムや銅などが適当である。また、実施の形態４に実施の形態１の特徴事項〜実施の形態３の特徴事項のいずれか又は複数を適用するようにしてもよい。【００８０】
実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係るガソリンベーパ回収装置１００ｄの全体構成を示す概略構成図である。図６に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ｄの構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ｄも、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様に、ガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２つの吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、実施の形態５では実施の形態１〜実施の形態４との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態４と同一部分には、同一符号を付している。【００８１】
図６に示すように、ガソリンベーパ回収装置１００ｄは、気液分離器９のガス出口と第２凝縮管６３を接続し、その間に圧縮ポンプである第２ガソリンベーパ圧縮ポンプ６１を備えるようにしたものである。つまり、ガソリンベーパ回収装置１００ｄは、凝縮管３と気液分離器９とを通過したガソリンベーパ含有空気を第２ガソリンベーパ圧縮ポンプ６１で更に圧縮してから、第２凝縮管６３に供給するようにしたものである。第２ガソリンベーパ圧縮ポンプ６１で再圧縮されたガソリンベーパ含有空気は、第２熱媒体貯留槽６４の中に備えられた第２凝縮管６３に供給され、残留していた低沸点炭化水素が凝縮する。【００８２】
低沸点炭化水素が凝縮除去されたガソリンベーパ含有空気は、第２気液分離器６２を介して吸脱着塔７又は吸脱着塔８に供給される。なお、一段で目標の圧力にする場合と二段で目標の圧力にする場合と比較すると、到達圧力は同じであるため、吸脱着塔７又は吸脱着塔８に供給されるガソリンベーパ量は変わらない。しかしながら、二段圧縮の場合、一段目で液化するガソリン成分があるため、二段目で圧縮しなければならないガソリンベーパ含有空気のガス量が少なくなり、ガソリンベーパ含有空気を圧縮する際に使用するエネルギーを少なくすることができる。【００８３】
また、このようにすることにより、低沸点炭化水素が凝縮除去されたガソリンベーパ含有空気が吸脱着塔７又は吸脱着塔８に供給されるため、吸脱着塔７及び吸脱着塔８で除去しなければならなかった低沸点炭化水素を低減することができる。したがって、吸脱着塔７及び吸脱着塔８に充填している吸着剤を低減することができる。【００８４】
以上のことから、ガソリンベーパ回収装置１００ｄは、凝縮装置（凝縮管３で構成される凝縮装置と、第２凝縮管６３で構成される凝縮装置）を複数設け、二段圧縮することにより、ガソリンベーパ含有空気の圧縮に必要なエネルギーを低減しながら、高効率に低沸点炭化水素を液化除去することができ、省エネルギーで高効率にガソリンベーパを回収することができるものとなる。なお、実施の形態５に実施の形態１の特徴事項〜実施の形態４の特徴事項のいずれか又は複数を適用するようにしてもよい。【００８５】
実施の形態６．
図７は、本発明の実施の形態６に係るガソリンベーパ回収装置１００ｅの全体構成を示す概略構成図である。図７に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ｅの構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ｅも、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様に、ガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２組の吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、実施の形態６では実施の形態１〜実施の形態５との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態５と同一部分には、同一符号を付している。【００８６】
図７に示すように、ガソリンベーパ回収装置１００ｅは、吸脱着塔７及び吸脱着塔８から排出された低濃度のガソリンベーパ含有空気中の低沸点炭化水素を吸着除去する第２吸脱着装置である低沸点炭化水素用吸脱着塔７１及び第２吸脱着装置である低沸点炭化水素用吸脱着塔７２を備えるようにしたものである。すなわち、吸着塔として稼働している吸脱着塔７から排出されたガソリンベーパ含有空気は、吸着塔として稼働している低沸点炭化水素用吸脱着塔７１に供給され、そこで低沸点炭化水素を除去されて大気に放出される。低沸点炭化水素用吸脱着塔７１及び低沸点炭化水素用吸脱着塔７２に充填する吸着剤としては、５〜１０オングストロームの孔径をもつシリカゲル、合成ゼオライトの単独、又は、これらの混合物が有効である。これにより、低沸点炭化水素を効率よく吸着できる。【００８７】
なお、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１と低沸点炭化水素用吸脱着塔７２の切り替え、及び、吸脱着塔７と吸脱着塔８の切り替えについては、ガソリンベーパ吸入ポンプ２や吸引ポンプ１１の稼動積算時間が挙げられる。すなわち、これらの稼動積算時間が所定時間に達した場合、たとえば吸脱着塔７と吸脱着塔８、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１と低沸点炭化水素用吸脱着塔７２を同時に切り替える方法がある。また、脱着については、再吸着をできるだけ抑えるために、吸脱着塔７、吸脱着塔８と、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１、低沸点炭化水素用吸脱着塔７２から並列に脱着する方が直列につないで脱着するよりも望ましい。【００８８】
次に、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１、低沸点炭化水素用吸脱着塔７２で吸着する場合（吸脱着塔７、吸脱着塔８に低沸点炭化水素用吸着材を充填する場合）と、吸脱着塔７、吸脱着塔８に加え、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１、低沸点炭化水素用吸脱着塔７２を併用する場合と比較する。凝縮管３、気液分離器９から排出されるガソリンベーパ含有空気中には、数十種類の炭化水素が含まれている。そのために、低沸点炭化水素用吸着剤では、比較的分子径の小さな分子は吸着することはできるが、大きな分子は吸着することはできない。したがって、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１、低沸点炭化水素用吸脱着塔７２で吸着する場合には、分子径が大きな炭化水素の漏れ出しが早くなることになる。【００８９】
一方、吸脱着塔７、吸脱着塔８に加え、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１、低沸点炭化水素用吸脱着塔７２を併用する場合には、分子径の大きな炭化水素は吸脱着塔７又は吸脱着塔８で吸着除去され、分子径が小さな炭化水素は低沸点炭化水素用吸脱着塔７１又は低沸点炭化水素用吸脱着塔７２で吸着除去される。そのために、ガソリンベーパ含有空気中の炭化水素を効率よく吸着除去することができる。以上のことから、ガソリンベーパ回収装置１００ｅは、充填する吸着剤が異なる吸脱着塔を直列に配置して、二段吸着することにより、高効率に低沸点炭化水素を液化除去することができ、高効率にガソリンベーパを回収できるようになっている。なお、実施の形態６に実施の形態１の特徴事項〜実施の形態５の特徴事項のいずれか又は複数を適用するようにしてもよい。【００９０】
実施の形態７．
図８は、本発明の実施の形態７に係るガソリンベーパ回収装置１００ｆの全体構成を示す概略構成図である。図８に基づいて、ガソリンベーパ回収装置１００ｆの構成及びガソリンベーパのフローについて説明する。このガソリンベーパ回収装置１００ｆも、実施の形態１に係るガソリンベーパ回収装置１００と同様に、ガソリンベーパを凝縮管３で冷却して回収するとともに、ガソリンベーパを吸着又は脱着する２組の吸脱着塔の機能を適宜切り替えてガソリンベーパを回収（吸着）及び再利用（脱着）するものである。なお、実施の形態７では実施の形態１〜実施の形態６との相違点を中心に説明し、実施の形態１〜実施の形態６と同一部分には、同一符号を付している。【００９１】
実施の形態６では、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１と低沸点炭化水素用吸脱着塔７２の切り替え、及び、吸脱着塔７と吸脱着塔８の切り替えを、ガソリンベーパ吸入ポンプ２や吸引ポンプ１１の稼動積算時間で同時に行なう場合について示した。一方、実施の形態７では、ガソリンベーパ含有空気のガス流量を変えることができるガス流量可変ポンプ４１を設け、吸脱着塔７と吸脱着塔８、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１と低沸点炭化水素用吸脱着塔７２から独立して脱着できるようにしたものである。【００９２】
ガス流量可変ポンプ４１を設けることにより、吸脱着塔７と吸脱着塔８、及び、低沸点炭化水素用吸脱着塔７１と低沸点炭化水素用吸脱着塔７２に吸着したガソリン成分が独立して脱着再生できるという効果がある。したがって、ガソリンベーパ回収装置１００ｆは、脱着した濃縮ガソリンベーパ中に含まれる低沸点炭化水素を効率よく回収することができ、コンパクトなものとすることができる。なお、実施の形態７に実施の形態１の特徴事項〜実施の形態６の特徴事項のいずれか又は複数を適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１  給油装置、２  ガソリンベーパ吸入ポンプ、３  凝縮管、４  熱媒体貯留槽、５  熱交換器、６  冷凍機、７  吸脱着塔、８  吸脱着塔、９  気液分離器、１０  液体循環ポンプ、１１  吸引ポンプ、１２  ガソリン槽、１３  圧力コントローラー、１４  ガソリンベーパ送気管、１５  浄化空気排出管、１６  パージガス流入管、１７  パージガス排出管、１８  気液混合ガソリン流出管、１９  ガソリンベーパ圧縮ポンプ、２０  第２凝縮管、２０ａ  第２凝縮管、２１  第２気液分離器、２２  第２熱媒体貯留槽、２２ａ  第２熱媒体貯留槽、２３  第２圧力コントローラー、３１  熱媒体貯留槽、３２  第２熱交換器、３３  第２冷凍機、４１  ガス流量可変ポンプ、５１  第３冷凍機、５２  第３熱交換器、６１  ガソリンベーパ圧縮ポンプ、６２  第２気液分離器、６３  第２凝縮管、６４  第２熱媒体貯留槽、７１  低沸点炭化水素用吸脱着塔、７２  低沸点炭化水素用吸脱着塔、１００  ガソリンベーパ回収装置、１００ａ  ガソリンベーパ回収装置、１００ｂ  ガソリンベーパ回収装置、１００ｃ  ガソリンベーパ回収装置、１００ｄ  ガソリンベーパ回収装置、１００ｅ  ガソリンベーパ回収装置、１００ｆ  ガソリンベーパ回収装置、Ｂ１  バルブ、Ｂ２  バルブ、Ｂ３  脱着用バルブ、Ｂ４  吸着用排出バルブ、Ｂ５  マスフローコントローラー、Ｂ６  吸着用流入バルブ、Ｂ７  バルブ。
【図１】
2010113258.tif 000003
【図２】
2010113258.tif 000004
【図３】
2010113258.tif 000005
【図４】
2010113258.tif 000006
【図５】
2010113258.tif 000007
【図６】
2010113258.tif 000008
【図７】
2010113258.tif 000009
【図８】
2010113258.tif 000010
【図９】
2010113258.tif 000011
【図１０】
2010113258.tif 000012
【図１１】
2010113258.tif 000013
【図１２】
2010113258.tif 000014
【国際調査報告】
2010113258.tif 000015
2010113258.tif 000016
2010113258.tif 000017
2010113258.tif 000018
2010113258.tif 000019
2010113258.tif 000020