(57)【要約】【課題】年間を通じて外気温に変動があってもほぼ一定の処理能力を発揮することができる液化ガス（液）の移充填システムを開示する。【解決手段】ＬＰガスを液状態で貯蔵し、水頭圧または／及び自重によって該ＬＰガス液を送出可能な貯槽装置と、該貯槽装置からＬＰガス液を所定量受け入れ、その後、密封状態で気相部分が加圧されることによってＬＰガス液を送出可能なＬＰガス加温器と、該ＬＰガス加温器内のＬＰガス液を温水によって加温し、蒸気圧を発生させることによりＬＰガス加温器の前記気相部分を加圧する熱源と、ＬＰガス加温器からＬＰガス液が送出される移充填先装置とからなる。さらに、前記温水温度を監視する温水温度監視装置と、外気温を監視する外気温監視装置と、これらの温水温度と外気温の差温を監視する比較器と、この比較器から出力される情報に基づいて熱源に与える熱エネルギーを制御する熱源制御機を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＰガスを液状態で貯蔵し、水頭圧または／及び自重によって該ＬＰガス液を送出可能な貯槽装置と、該貯槽装置からＬＰガス液を所定量受け入れ、その後、密封状態で気相部分が加圧されることによってＬＰガス液を送出可能なＬＰガス加温器と、該ＬＰガス加温器内のＬＰガス液を温水によって加温し、蒸気圧を発生させることによりＬＰガス加温器の前記気相部分を加圧する熱源と、ＬＰガス加温器からＬＰガス液が送出される移充填先装置とからなり、さらに、前記温水温度を監視する温水温度監視装置と、外気温を監視する外気温監視装置と、これらの温水温度と外気温の差温を監視する比較器と、この比較器から出力される情報に基づいて熱源に与える熱エネルギーを制御する熱源制御機を備えたことを特徴とした液化ガス移充填装置。
【請求項２】
熱源制御機は、蒸発温度に応じて予め定められた蒸発潜熱と、入力された外気温に応じて適切な温水温度を決定し、熱源に対する熱エネルギーを制御する請求項１記載の液化ガス移充填装置。
【請求項３】
決定される温水温度は、温水温度と外気温の差温を蒸発潜熱で除した値を定数とした数値である請求項２記載の液化ガス移充填装置。
【請求項４】
熱源は電気ヒータである請求項１記載の液化ガス移充填装置。
【請求項５】
熱源はガス燃焼である請求項１記載の液化ガス移充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液化ガスを燃料とする液化ガス車に対して、バルク貯槽に貯蔵した液化ガス液を移充填する一連のシステムに関するものである。また、タンクローリー車から前記バルク貯槽に対して液化ガス液を移充填する一連のシステムにも関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、石油資源の節約と地球環境の保全を目的として液化ガス車の普及が望まれている。当該技術の実施には、液化ガス車の開発はもとより、その燃料供給方法、即ち液化ガススタンドシステムの技術確立も重要であることは周知の事実である。
【０００３】
そこで、当該システムの従来例を説明すると、大別して２つの液化ガス移充填システムが存在する。先ず、第一は電気を動力源とする液送ポンプを用いてバルク貯槽内の液化ガスを液状のまま（液化ガス液）ディスペンサに移送する方法である。また、第二としては、燃料となるブタンガス（液）のバルク貯槽とは別に、プロパン気化ガス、窒素または天然ガス（ＣＮＧ）等（以下、単にプロパン気化ガス等という）のバルク貯槽を備え、双方のバルク貯槽を接続することで、プロパン気化ガス等の気化圧によりブタンガス（液）のバルク貯槽を加圧し、もってブタンガス（液）をディスペンサに移送する構成を採用している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９０５５４
【特許文献２】特開２００６−２６６３６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献として示した発明は共に出願人自身のものであり、熱源によってＬＰガスを加温して液相ラインと気相ラインを適切に制御することによって、ＬＰガス（液）をＬＰガスディスペンサを介して必要に応じて車載燃料タンクなどに供給するものである。
【０００６】
現在の高圧ガス保安法では、１日に処理をすることができるガス量が１００ｍ３以上の能力がある場合には、第一種製造設備とされ、それより処理能力が小さい場合には第二種製造設備とされている。そして、前者の場合には製造能力が大きいものの、法的規制が厳しく、設備建設費や設備維持費が高くつくという問題がある。一方、後者の場合には、前者と比べると規制が緩やかなので、建設費や維持費を抑えることができる。このような現状において、例えばＬＰ燃料を提供するＬＰガスオートスタンドを開設する場合、大量消費が見込めない地域にこれを設置しようとすると、維持費などの面から第二種製造設備であることが望まれる。
【０００７】
しかしながら、上記のように第二種製造設備を開設した場合でも、規制内において最大の処理能力を発揮することが好ましい。
【０００８】
ところで、出願人が既に開示している上記公知文献に記載された移充填構成では、ＬＰガス（液）の処理能力は外気温と熱源による加熱温の温度差に大きく影響される。従って、上記公知技術のように熱源によって通年において７５〜８０℃の温水を循環させるような場合には、冬季のほうが夏季に比べると外気温と加熱温の温度差が大きくなり、処理能力がより高くなる。特に、寒冷地ではこの傾向が顕著である。そうすると、加熱温度がほぼ一定であるとすると、冬季の外気温を想定してＬＰガス（液）の処理量を日産１００ｍ３未満に抑えると、夏季には処理能力が低下してしまう。例えば、厳冬期と酷暑期の外気温差が４０度あるとすると、夏季の処理能力は設定した冬季のそれの半分未満になってしまい、十分な稼動を行うことができない。
【０００９】
反対に、日産処理能力を夏季を基準として１００ｍ３に設定した場合には、酷暑期以外は常時１００ｍ３を超える能力を発揮することになり、第二種製造設備として稼動することができないという大きい問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決することを目的とするもので、年間を通じて外気温に変動があってもほぼ一定の処理能力を発揮することができる液化ガス（液）の移充填システムを開示するものである。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、ＬＰガスを液状態で貯蔵し、水頭圧または／及び自重によって該ＬＰガス液を送出可能な貯槽装置と、該貯槽装置からＬＰガス液を所定量受け入れ、その後、密封状態で気相部分が加圧されることによってＬＰガス液を送出可能なＬＰガス加温器と、該ＬＰガス加温器内のＬＰガス液を温水によって加温し、蒸気圧を発生させることによりＬＰガス加温器の前記気相部分を加圧する熱源と、ＬＰガス加温器からＬＰガス液が送出される移充填先装置とからなり、さらに、前記温水温度を監視する温水温度監視装置と、外気温を監視する外気温監視装置と、これらの温水温度と外気温の差温を監視する比較器と、この比較器から出力される情報に基づいて熱源に与える熱エネルギーを制御する熱源制御機を備えるという手段を用いた。この手段では、従来は熱源によって発生させる温水温度は年間を通じて一定であったものを、外気温などに応じて変動させることにより、ＬＰガス加温器における蒸発能力を一定とする。
【００１２】
より具体的には、熱源制御機は、蒸発温度に応じて予め定められた蒸発潜熱と、入力された外気温に応じて適切な温水温度を決定し、熱源に対する熱エネルギーを制御するという手段を用いた。蒸発潜熱は、ＬＰガス（液）の温度によって予め決まっているが、温度によって変動する要素である。また、蒸発能力は、外気温雰囲気とＬＰガス（液）の温度差が高いほど高くなるが、この温度差を蒸発潜熱を考慮しながら制御することによって、ＬＰガス加温器などの熱交換機における蒸発能力を積極的に制御することができる。言い換えると、外気温が変動した場合でも、熱源から与えられる温水の温度を制御することによって、年間を通じて蒸発能力を一定とすることができる。本発明では、この点に着目して温水温度を制御した。また、決定される温水温度は、温水温度と外気温の差温を蒸発潜熱で除した値を定数とした数値として、２つの変数に応じて温水温度を決定することとした。なお、熱源は電気ヒータであってもガス燃焼であってもいずれの構成も許容する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、上述した構成を採用したために、ＬＰガスの蒸発能力を積極的に制御することができた。また、温水温度を積極的に制御することによって、季節に応じて変動する外気温に影響されることなくＬＰガスの蒸発能力をほぼ一定とすることも可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は、基本的構成は出願人の公知技術を採用して本発明を説明したものであり、ＬＰガス車にＬＰガス（液）を供給するオートガススタンドに適用したものである。図中、１はＬＰガス（液）を貯蔵したバルク貯槽、２はバルク貯槽１からＬＰガスを液状態で受け入れ、さらに加圧してＬＰガス（液）を後述のディスペンサ３に供給するＬＰガス加温器、３はノズル等を介してＬＰガス（液）をＬＰガス車に充填するもので、従来からガソリンスタンドにあるディスペンサとほぼ同機能を有するＬＰガス（液）のディスペンサである。また、４は熱源機であって、温水を発生し、該温水をヒータ５に循環させるように構成されている。ヒータ５はＬＰガス加温器２と連通する熱交換器５’内のＬＰガス（液）を加熱することによってＬＰガス加温器２内の気相部分を加圧し、もってＬＰガス加温器２からＬＰガス（液）をディスペンサ３に液送するものである。
【００１５】
各部の接続について詳述すると、先ずバルク貯槽１は一例として１ｔのＬＰガス（液）を貯蔵するもので、その底部にはＬＰガス（液）の送出口１ａが設けられ、締め切り弁１ｂ及び液受け入れ自動弁１ｃを介してＬＰガス加温器２に接続されている。また、バルク貯槽１の上部側気相部分も同様に締め切り弁１ｄ及びベーパ戻り自動弁１ｅを介してＬＰガス加温器２に接続されている。ここで、バルク貯槽１はＬＰガス加温器２よりも設置位置が高く、バルク貯槽１内のＬＰガス（液）は水頭圧および自重によってＬＰガス加温器２に送出されるようにしている。    
【００１６】
これに対して、ＬＰガス加温器２からディスペンサ３までの経路には、電気式の差圧感知器６によって操作される液送出弁６ａが設けられ、液相ライン７によってＬＰガス加温器２の液相部分とディスペンサ３とが接続されている。この感知器６は、温水加熱されたＬＰガス加温器２の液送出圧と、バルク貯槽１の水頭圧に温水加熱により生じたＬＰガス加温器２の気相部分の圧力（例えば０．３ＭＰａ）を加算した合計圧を電気的に比較し、前記液送出圧が前記合計圧以上となった場合に、液送出弁６ａを開き、ＬＰガス加温器２からディスペンサ３へのＬＰガス（液）送出を許容するように構成している。なお、液相ライン７におけるディスペンサ３とは反対方向のラインはリリーフ弁８を介して上述した液受け入れ自動弁１ｃが存在するバルク貯槽１・ＬＰガス加温器２の接続ラインと合流させている。
【００１７】
なお、９は熱源機４の温水をＬＰガス加温器２側に循環させるための温水自動弁である。本発明の要点は、熱源機４から送出される温水の温度を制御する構成であるが、これについては後述する。
【００１８】
さらに、上述した液受け入れ自動弁１ｃ、ベーパ戻り自動弁１ｅ、温水自動弁９はエアコンプレッサ等の圧力（制御圧）発生装置１０による発生圧力を制御圧として入力し、開閉弁操作を行うものである。
【００１９】
上記構成のオートガススタンド式液化ガス移充填システムの動作について説明すると、先ずバルク貯槽１からＬＰガス加温器２が液化ガス（液）を受け入れるには、バルク貯槽１の締め切り弁１ｂを開いた状態で、ＬＰガス加温器２側の液受け入れ自動弁１ｃとベーパ戻り自動弁１ｅを同時に開くことのよって、バルク貯槽１内のＬＰガス（液）はその水頭圧及び自重によってＬＰガス加温器２に移送される。
【００２０】
そして、フロート式液面装置等のレベル検知器によってＬＰガス加温器２の液相レベルを監視しておき、該レベルが所定に達した段階で前記液受け入れ自動弁１ｃ及びベーパ戻り自動弁１ｅを同時に閉じる。こうすることによって、ＬＰガス加温器２は所定量ＬＰガス（液）を蓄えた状態で密封状態となる。なお、ＬＰガス加温器２への液流入量は上記二つの自動弁１ｃ・１ｅによって過剰にならないように制御されるのであるが、本実施形態ではさらに安全性を高めるために、ベーパ戻り自動弁１ｅ側のパイプを液受け入れ自動弁１ｃ側よりも長く設定している。これにより、ＬＰガス加温器２の液面がベーパ戻り自動弁１ｅ側のパイプ端部と接すれば、バルク貯槽１とＬＰガス加温器２の内部圧力が均衡してバルク貯槽１からの液送出が停止する。
【００２１】
次に、ＬＰガス加温器２からＬＰガス（液）をディスペンサ３に送出する手段について説明する。暖房専用熱源４は常時稼働している。そして、ディスペンサ３のノズルスイッチをオンすると、温水自動弁９が開き、ＬＰガス加温器２に連通する熱交換器５’内に温水が循環する。そして、熱交換器５’およびＬＰガス加温器２内に密封されている液化ガス（液）が温水によって蒸発し、その自己蒸発圧力で液化ガス（液）がディスペンサ３に送出されるのである。このとき、差圧感知器６が上記条件および要領で液送出６ａを開弁制御していることはもちろんである。
【００２２】
なお、本実施形態では温水をＬＰガス加温器２の外部に循環させ、間接的にＬＰガス加温器２内のＬＰガス（液）を加温するようにしている。これは、直接的に加温した場合、ＬＰガス（液）の蒸発時にベーパが発生するためで、もしこのベーパがディスペンサ３に送出するＬＰガス（液）に混入すれば、ディスペンサ３による正確な液移充填量が計測できないためである。つまり、本実施形態では、ＬＰガス加温器を熱交換器５’を内蔵した温水加温部（ヒータ５）と加圧容器部とに分けることによってベーパの混入を防止している。
【００２３】
さらに、この実施形態では、ＬＰガス加温器２からディスペンサ３間のリリーフ弁として液送出弁６ａを設け、該弁６ａを電気式の差圧感知器６（コンパレータ）によって開閉制御する構成を採用しているが、その他、液受け入れ自動弁１ｃ等と同様に制御圧によって機械的に開閉制御する弁構造を採用することも可能である。
【００２４】
ここで、熱源機４によって発生する温水の温度制御について説明する。なお、熱源機４はその熱源を電気としても、ガスとしてもいずれでもよい。図中、１１はヒータ５の温度を監視するヒータ温度監視装置であり、ヒータ温度を監視することによって、間接的にＬＰガス温度を測定することになる。１２は外気温を監視する外気温監視装置である。１３はヒータ温度と外気温を比較する比較器、１４は比較器１３からの差温や外気温などの温度条件の情報を受けて熱源機４を制御するための熱源制御器である。
【００２５】
熱源制御器１４において制御される内容は、概略としては外気温と温水温度の差がほぼ一定になるようにすることである。つまり、熱交換機５’が一定の機器でかつ温水温度が一定あれば、冬季と夏季ではＬＰガスの蒸発能力が大きく変化する。一般的に蒸発能力が低い条件下における蒸発能力を公称能力というが、上述したように夏季における公称能力のままで温水温度を冬季でも一定とすると、冬季の蒸発能力は公称能力を大きく超えてしまうことになる。そこで、本発明では蒸発能力を年間を通じてほぼ一定とするために、温水温度を外気温に関連させて制御する。即ち、本発明において利用する熱交換機５’の能力として、例えば総括伝熱係数α＝２９０ｗ／ｍ２・ｋ、伝熱面積Ａ＝０．０８ｍ２とすると、この熱交換機で年間を通して９ｋｇ／ｈ（１００ｍ３／日未満）を達成するためには、次の関係を維持する必要がある。
９＝（３．６×２９０×０．０８ΔＴ）／ｉ      ｉ：蒸発潜熱（ｋｊ／ｋｇ）
よって、
ΔＴ／ｉ＝定数    ΔＴ：温水とＬＰガス（外気温）との温度差
【００２６】
このように、外気温の変化に連動して温水温度を制御することにより、熱交換機の蒸発能力がほぼ一定とすることができる。なお、実施形態で示した数値は一例であって、熱交換機の能力や達成しようとする蒸発能力に応じて適宜変わることはもちろんである。必要なことは、ΔＴとｉという２つの変数のうち、予め温度に応じて定まる蒸発潜熱ｉを定型化しておき、外気温監視装置１２から与えられた外気温データと、ヒータ温度監視装置１１から与えられたヒータ温度、即ち液相温度によって変動するΔＴのうち、制御可能な温水温度を熱源機４に与える熱エネルギーを制御することによって定数を維持することになるので、積極的に温水温度を制御するための値を決定することである。
【００２７】
図２は、本発明の第二実施形態を示したもので、ここではタンクローリー車２０からバルク貯槽２０ａにＬＰガス（液）を移充填するシステムを構築している。タンクローリー車２０から自重によってＬＰガス（液）をＬＰガス加温器２０ｂに移送すること、ＬＰガス加温器２０ｂのＬＰガス（液）は温水加熱によって加圧され、バルク貯槽２０ａに移送されることなど、主原理は上述した第一実施形態と変わるところはない。従って、上記実施形態とは構成上、供給元がタンクローリー車２０であるかバルク貯槽であるか、供給先がバルク貯槽２１であるかディスペンサ（ＬＰガス車）であるかの相違があるが、その他の特記すべき相違点は、温水の発生手段としてタンクローリー車のラジエタを用いていることである。そして、その他の回路構成は上記第一実施形態と同じであり、また動作原理も同じであるから、当該第二実施形態の詳細な説明を省略しても当業者であれば理解することができるであろう。ここで、２１は温水温度監視装置、２２は外気温監視装置、２３は比較器、２４は熱源制御器である。なお、本実施形態における熱源はタンクローリー車２０のラジエタであるから、このラジエタから出力される温水の温度を制御することになる。この温度制御は、タンクローリー車のラジエタファンを制御することや、エンジンの回転を制御することなど、複数の構成を適用することが可能であるが、必要なことは出力される温水の温度を熱源制御器２４によって決定した温度に制御することであって、具体的な手段は問わない。
【００２８】
さらに、本発明に付随する変形例を説明すると、バルク貯槽やＬＰガス加温器の数は１基に限定されず、２基以上であってもよい。特にＬＰガス加温器を２基以上併設する場合は、切替弁の配置によって、全てを同時稼働させることも、排他的に稼働させることもできる。つまり、本発明では、熱源機によって温水を発生させる構成であって、気相圧を利用するものであれば、どのような構成にも対応できることはいうまでもなく、基本的な構成は上記実施形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の構成を採用すると、ＬＰガス（液）の製造能力を年間を通じてほぼ一定量とすることができるので、別途で外気温対策を講じることなく適切な燃料供給が可能となる。従って、いかなる理由によっても処理能力を制御する必要がある産業面の要請にも応じることができ、利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を達成するための移充填構造の一例を示す図。
【図２】同、別実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１ バルク貯槽
２ ＬＰガス加温器
３ ディスペンサ
４ 暖房専用機
５ ヒータ
６ 電気式差圧感知器
７ 液相ライン
８ リリーフ弁
９ 温水自動弁
１０ 制御圧発生装置
１１  温水温度監視装置
１２  外気温監視装置
１３  比較器
１４  熱源制御器
【図１】
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【図２】
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