(57)【要約】【課題】大掛かりな構成を必要とせず、ＬＰＧ貯蔵容器内のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンクへ充填すること。【解決手段】ＬＰＧ充填システムは、自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するためのＬＰＧ貯蔵容器１と、ＣＮＧを加圧用ガスとして貯蔵するためのＣＮＧ貯蔵容器２と、ＣＮＧ貯蔵容器２からＣＮＧを導出してＬＰＧ貯蔵容器１の気相部１ａに供給するためのＣＮＧ配管３と、ＣＮＧを所定の圧力に減圧するための減圧弁８と、ＬＰＧをＬＰＧ自動車４の車載タンク５に充填するために、ＬＰＧ貯蔵容器１からＬＰＧを払い出すためのＬＰＧ払出配管６と、その払出配管６に払い出されたＬＰＧを車載タンク５に計量しながら充填するためのディスペンサ７とを備える。ここで、ＬＰＧ貯蔵容器１に供給されるＣＮＧは、ＬＰＧに溶け込むことがほとんどない。【選択図】        図１
2004150503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するＬＰＧ貯蔵容器に加圧用ガスを供給して前記ＬＰＧ貯蔵容器の内圧を高めることにより、前記ＬＰＧ貯蔵容器から車載タンクにＬＰＧを充填するようにした自動車燃料用ＬＰＧ充填方法において、
前記加圧用ガスとして圧縮天然ガスを用いたことを特徴とする自動車燃料用ＬＰＧ充填方法。
【請求項２】
自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するＬＰＧ貯蔵容器に加圧用ガスを供給して前記ＬＰＧ貯蔵容器の内圧を高めることにより、前記ＬＰＧ貯蔵容器から車載タンクにＬＰＧを充填するようにした自動車燃料用ＬＰＧ充填方法において、
前記加圧用ガスとして圧縮窒素ガスを用いたことを特徴とする自動車燃料用ＬＰＧ充填方法。
【請求項３】
自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するためのＬＰＧ貯蔵容器と、
圧縮天然ガスを加圧用ガスとして貯蔵するための圧縮天然ガス貯蔵容器と、
前記圧縮天然ガス貯蔵容器から前記圧縮天然ガスを導出して前記ＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給するための圧縮天然ガス配管と、
前記圧縮天然ガスを所定圧力に減圧するための減圧弁と、
前記ＬＰＧを自動車の車載タンクに充填するために、前記ＬＰＧ貯蔵容器から前記ＬＰＧを払い出すためのＬＰＧ払出配管と
を備えたことを特徴とする自動車燃料用ＬＰＧ充填システム。
【請求項４】
自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するためのＬＰＧ貯蔵容器と、
圧縮窒素ガスを加圧用ガスとして貯蔵するための圧縮窒素ガス貯蔵容器と、
前記圧縮窒素ガス貯蔵容器から前記圧縮窒素ガスを導出して前記ＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給するための圧縮窒素ガス配管と、
前記圧縮窒素ガスを所定圧力に減圧するための減圧弁と、
前記ＬＰＧを自動車の車載タンクに充填するために、前記ＬＰＧ貯蔵容器から前記ＬＰＧを払い出すためのＬＰＧ払出配管と
を備えたことを特徴とする自動車燃料用ＬＰＧ充填システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車燃料用のＬＰＧ（液化石油ガス）を加圧用ガスを用いて車載タンクに充填する自動車燃料用ＬＰＧ充填方法及びそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、下記の特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、自動車燃料用のＬＰＧを加圧用ガスを用いて車載タンクに充填する技術が記載されている。これら特許文献１乃至３に記載された技術は、自動車用ＬＰＧの貯蔵容器に加圧用ガスを供給し、その貯蔵容器内の圧力と車載タンク内の圧力との圧力差で自動車燃料用ＬＰＧを車載タンクに充填するようになっている。
【０００３】
ここで、加圧用ガスとしては、自動車燃料用ＬＰＧよりも気化温度の低いプロパンガスが使用されている。ＬＰＧには、約８０％の液化ブタンと約２０％の液化プロパンとの混合液化ガスが使用されている。このＬＰＧの貯蔵容器の気相部に、加圧用ガス貯蔵容器からプロパンガスを供給して加圧し、その圧力によりＬＰＧ貯蔵容器から車載タンクへＬＰＧを充填するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２１０８９８号公報（第２−５頁，図１，図２）
【特許文献２】
特開２００１−３１７６９０号公報（第２−５頁，図１，図２）
【特許文献３】
特開２００１−３１７６９３号公報（第２−５頁，図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特許文献１乃至３に記載された従来技術では、ＬＰＧ貯蔵容器の気相部を、プロパンガスを用いて加圧していたことから、ＬＰＧの中にプロパンガスが溶け込むことになった。このため、貯蔵容器の中のＬＰＧに圧力上昇が起こり、溶け込んだプロパンガスによりＬＰＧに組成変化やカロリー低下が起こり、大量に溶け込んだ場合には、ＬＰＧが自動車用燃料として有効に使用できなくなるおそれがあった。しかも、溶け込んだプロパンガスにより、ＬＰＧ貯蔵容器の飽和蒸気圧が上昇して、車載タンクに充填するのに充分な差圧が得られなくなり、ＬＰＧ貯蔵容器の中のＬＰＧを最後まで使い切ることができなくなるおそれがあった。このため、ＬＰＧ貯蔵容器を頻繁に交換する必要が生じることになった。
【０００６】
上記のような問題を解決するために、特許文献２には、複数基併設したＬＰＧ貯蔵容器を切換使用することが記載されている。即ち、複数基併設したＬＰＧ貯蔵容器を択一選択して加圧用ガス貯蔵容器から加圧用ガス（プロパンガス）を供給してＬＰＧを車載タンクに供給し、ＬＰＧ貯蔵容器の切換時には、加圧用ガス貯蔵容器からの加圧用ガスの供給を停止し、次に使用すべく待機しているＬＰＧ貯蔵容器とそれまで稼働していたＬＰＧ貯蔵容器の気相部同士を連通させて、両ＬＰＧ貯蔵容器内の内圧を均圧化させた後、待機していたＬＰＧ貯蔵容器に加圧用ガスを供給して車載タンクに燃料を供給するようにしている。
【０００７】
又、上記のような問題を解決するために、特許文献３には、ＬＰＧ貯蔵容器からＬＰＧを導出する液払出しラインの途中に、ＬＰＧから加圧用ガス（プロパンガス）を分離する気液分離装置が記載されている。
【０００８】
しかし、このような解決手段では、ＬＰＧ充填のためのシステム全体が大掛かりで複雑なものになってしまう。
【０００９】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大掛かりな構成を必要とせず、ＬＰＧ貯蔵容器内のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンクへ充填することを可能とした自動車燃料用ＬＰＧ充填方法及びそのシステムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するＬＰＧ貯蔵容器に加圧用ガスを供給してＬＰＧ貯蔵容器の内圧を高めることにより、ＬＰＧ貯蔵容器から車載タンクにＬＰＧを充填するようにした自動車燃料用ＬＰＧ充填方法において、加圧用ガスとして圧縮天然ガスを用いたことを趣旨とする。ここで、「ＬＰＧ貯蔵容器」には、「ＬＰＧ貯槽」が含まれるものとする（以下同様。）。
【００１１】
上記発明の構成によれば、ＬＰＧ貯蔵容器の内圧を高めるために同貯蔵容器に供給される加圧用ガスとして、圧縮天然ガスが使用されることから、ＬＰＧ貯蔵容器の中でＬＰＧに圧縮天然ガスが溶け込むことがほとんどない。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するＬＰＧ貯蔵容器に加圧用ガスを供給してＬＰＧ貯蔵容器の内圧を高めることにより、ＬＰＧ貯蔵容器から車載タンクにＬＰＧを充填するようにした自動車燃料用ＬＰＧ充填方法において、加圧用ガスとして圧縮窒素ガスを用いたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、ＬＰＧ貯蔵容器の内圧を高めるために同貯蔵容器に供給される加圧用ガスとして、圧縮窒素ガスが使用されることから、ＬＰＧ貯蔵容器の中でＬＰＧに圧縮窒素ガスが溶け込むことがほとんどない。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するためのＬＰＧ貯蔵容器と、圧縮天然ガスを加圧用ガスとして貯蔵するための圧縮天然ガス貯蔵容器と、圧縮天然ガス貯蔵容器から圧縮天然ガスを導出してＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給するための圧縮天然ガス配管と、圧縮天然ガスを所定圧力に減圧するための減圧弁と、ＬＰＧを自動車の車載タンクに充填するために、ＬＰＧ貯蔵容器からＬＰＧを払い出すためのＬＰＧ払出配管とを備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、圧縮天然ガス貯蔵容器に貯蔵される圧縮天然ガスを圧縮天然ガス配管及び減圧弁を通じてＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給することにより、その圧縮天然ガスがＬＰＧにほとんど溶け込むことなくＬＰＧ貯蔵容器の内圧が高められる。これにより、その貯蔵容器に貯蔵されるＬＰＧが、ＬＰＧ払出配管を通じてＬＰＧ貯蔵容器から払い出され、自動車の車載タンクに充填されることになる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するためのＬＰＧ貯蔵容器と、圧縮窒素ガスを加圧用ガスとして貯蔵するための圧縮窒素ガス貯蔵容器と、圧縮窒素ガス貯蔵容器から圧縮窒素ガスを導出してＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給するための圧縮窒素ガス配管と、圧縮窒素ガスを所定圧力に減圧するための減圧弁と、ＬＰＧを自動車の車載タンクに充填するために、ＬＰＧ貯蔵容器からＬＰＧを払い出すためのＬＰＧ払出配管とを備えたことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、圧縮窒素ガス貯蔵容器に貯蔵される圧縮窒素ガスを圧縮窒素ガス配管及び減圧弁を通じてＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給することにより、その圧縮窒素ガスがＬＰＧにほとんど溶け込むことなくＬＰＧ貯蔵容器の内圧が高められる。これにより、その貯蔵容器に貯蔵されるＬＰＧが、ＬＰＧ払出配管を通じてＬＰＧ貯蔵容器から払い出され、自動車の車載タンクに充填されることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動車燃料用ＬＰＧ充填方法及びそのシステムを具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１に、この実施の形態の自動車燃料用ＬＰＧ充填システムの概念図を、図２に、同じくＬＰＧ充填システムの概略構成図をそれぞれ示す。
【００２０】
図１に示すように、ＬＰＧ充填システムは、自動車燃料用のＬＰＧを貯蔵するためのＬＰＧ貯蔵容器１と、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を加圧用ガスとして貯蔵するための圧縮天然ガス貯蔵容器（ＣＮＧ貯蔵容器）２と、ＣＮＧ貯蔵容器２からＣＮＧを導出してＬＰＧ貯蔵容器１の気相部１ａに供給するための圧縮天然ガス配管（ＣＮＧ配管）３と、ＬＰＧをＬＰＧ自動車４の車載タンク５に充填するために、ＬＰＧ貯蔵容器１からＬＰＧを払い出すためのＬＰＧ払出配管６と、その払出配管６に払い出されたＬＰＧを計量しながら車載タンク５に充填するためのディスペンサ７とを備える。ＣＮＧ貯蔵容器２の途中には、ＣＮＧを所定圧力に減圧するための減圧弁８が設けられる。
【００２１】
図２に示すように、この実施の形態では、ＬＰＧ貯蔵容器１が二つ設けられる。ＬＰＧ払出配管６は、各ＬＰＧ貯蔵容器１に対して分岐する二つのＬＰＧ分岐配管９を含む。各ＬＰＧ分岐配管９とＬＰＧ払出配管６との間には、逆止弁１０及びＬＰＧ開閉弁１１が設けられる。ＬＰＧ払出配管６の下流端は、ＬＰＧ開閉弁１２を介してディスペンサ７に接続される。ＬＰＧ払出配管６の途中には、安全弁１３と圧力計１４が設けられる。安全弁１３は、各減圧弁８の作動不良時や異常圧力時に作動するものであり、圧力を減圧するため、ＣＮＧを大気へ放散するようになっている。
【００２２】
図２に示すように、この実施の形態では、ＣＮＧ貯蔵容器２が三つ設けられる。ＣＮＧ配管３は、各ＣＮＧ貯蔵容器２に対して分岐するＣＮＧ分岐配管１５を含む。減圧弁８は、各ＣＮＧ分岐配管１５に対して設けられる。各ＣＮＧ分岐配管１５とＣＮＧ配管３との間には、ＣＮＧ開閉弁１６が設けられる。ＣＮＧ配管３は、各ＬＰＧ貯蔵容器１に対して分岐するＣＮＧ分岐配管１７を更に含む。各ＣＮＧ分岐配管１７とＣＮＧ配管３との間には、ＣＮＧ開閉弁１８が設けられる。ＣＮＧ配管３の途中には、安全弁１３と圧力計１４が設けられる。
【００２３】
ディスペンサ７には、回収開閉弁１９を介して回収配管２０が接続される。この回収配管２０の下流端は、ＣＮＧ配管３に接続される。ディスペンサ７には、放散配管２１が接続される。この放散配管２１の下流端は、放散塔２２となっている。各安全弁１３は、この放散配管２１に接続される。ディスペンサ７には、充填ホース２３が設けられる。この充填ホース２３には、緊急用の離脱カプラ２４が設けられる。充填ホース２３の先端側には、充填弁２５及び充填カプラ２６が設けられる。車載タンク５にＬＰＧを充填するには、充填カプラ２６を車載タンク５に接続して充填バルブ２３を開くことになる。
【００２４】
この実施の形態で、各ＣＮＧ開閉弁１６は、各ＣＮＧ貯蔵容器２からＣＮＧを導出する際に選択的に開かれる。使用されるＣＮＧ貯蔵容器２の数は、供給先のＬＰＧ貯蔵容器１の容量によって異なるが、一般的には、５００ｋｇクラスの１本のＬＰＧ貯蔵容器１に対して５０ｌクラスのＣＮＧ貯蔵容器２が１．５本使用される。
【００２５】
この実施の形態で、各ＬＰＧ貯蔵容器１は、選択的に使用される。各ＣＮＧ開閉弁１８は、二つのＬＰＧ貯蔵容器１の使用順序に従って選択的に開かれる。同様に、各ＬＰＧ開閉弁１１も、二つのＬＰＧ貯蔵容器１の使用順序に従って選択的に開かれる。
【００２６】
上記ＬＰＧ充填システムを使用したＬＰＧ充填方法は以下の通りである。即ち、ＬＰＧ貯蔵容器１に、ＣＮＧ貯蔵容器２からＣＮＧ分岐配管１５、ＣＮＧ配管３及びＣＮＧ分岐配管１７を通じてＣＮＧを加圧用ガスとして供給して、ＬＰＧ貯蔵容器１の内圧を高める。これにより、ＬＰＧ貯蔵容器１からＬＰＧ分岐配管９及びＬＰＧ払出配管６を通じてＬＰＧを払い出し、ディスペンサ７を介して車載タンク５にＬＰＧを充填するのである。このとき、各ＣＮＧ開閉弁１６，１８及びＬＰＧ開閉弁１１は、使用されるＬＰＧ貯蔵容器１に応じて選択的に開かれる。
【００２７】
ここで、ＣＮＧ貯蔵容器２の内圧を「１９．６ＭＰａ」とすると、その貯蔵容器２から導出されるＣＮＧは、減圧弁８により「０．７〜０．８ＭＰａ」まで減圧されてＬＰＧ貯蔵容器１に供給される。そして、ＬＰＧ貯蔵容器１からは、「０．３〜０．６ＭＰａ」の圧力でＬＰＧが払い出される。払い出されたＬＰＧは、「０．１〜０．４ＭＰａ」程度の内圧を有する車載タンク５との差圧に基づいて車載タンク５に充填される。
【００２８】
以上説明したこの実施の形態のＬＰＧ充填システムによれば、ＣＮＧ貯蔵容器２に貯蔵されるＣＮＧをＣＮＧ配管３等を通じてＬＰＧ貯蔵容器１の気相部１ａに供給することにより、そのＣＮＧがＬＰＧにほとんど溶け込むことなくＬＰＧ貯蔵容器１の内圧が高められる。これにより、そのＬＰＧ貯蔵容器１に貯蔵されるＬＰＧが、ＬＰＧ払出配管６等を通じてＬＰＧ貯蔵容器１から払い出され、ディスペンサ７を介してＬＰＧ自動車４の車載タンク５に充填されることになる。
【００２９】
ここで、差圧が「０．３ＭＰａ」の定常状態における「２０℃」と「４０℃」でのＣＮＧ、窒素ガス（Ｎ２）及びプロパンガスのＬＰＧに対する最大溶込量を図３の表に比較して示す。この表から明らかなように、ＣＮＧの最大溶込量は、「２０℃」では、プロパンガスの「０．９％」程度、「４０℃」ではプロパンガスの「１．２％」程度と極めて少なくなる。一方、窒素ガスの最大溶込量は、「２０℃」では、プロパンガスの「０．４９％」程度、「４０℃」ではプロパンガスの「０．７３％」程度とＣＮＧよりも少なくなる。この比較から明らかなように、ＣＮＧの代わりに窒素ガスを加圧用ガスとして使用できることが分かる。但し、窒素ガスのコストは、ＣＮＧのそれの約２倍となることから、経済的には、窒素ガスよりもＣＮＧを加圧用ガスとして使用する方が有利である。
【００３０】
ここで、加圧用ガスとしてプロパンガス等の気化ガスを用いた従来技術の場合、時間が経過するにつれて加圧用の気化ガスがＬＰＧに多量に溶け込んでしまう。そのため、ＬＰＧの組成が変化し、ＬＰＧ貯蔵容器の飽和蒸気圧が上昇して車載タンクにＬＰＧを充填するのに充分な差圧が得られなくなる。この結果、ＬＰＧ貯蔵容器の中のＬＰＧを最後まで使い切ることが困難になり、ＬＰＧ貯蔵容器を頻繁に交換する必要が生じた。
【００３１】
これに対し、この実施の形態では、ＬＰＧ貯蔵容器１の内圧を高めるために同貯蔵容器１に供給される加圧用ガスとしてＣＮＧが使用されることから、ＬＰＧ貯蔵容器１の中で、ＬＰＧにＣＮＧが溶け込むことがほとんどない。このため、自動車燃料用のＬＰＧの組成変化が無視できるほど小さくなり、時間が経過しても、ＬＰＧを車載タンク５に充填するための差圧を確保することができ、ＬＰＧを最後まで安定的に充填することができる。つまり、この実施の形態のＬＰＧ充填システム及びＬＰＧ充填方法によれば、大掛かりな構成を必要とすることなく、ＬＰＧ貯蔵容器１の中のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンク５へ充填することができるのである。
【００３２】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００３３】
前記実施の形態では、加圧用ガスとしてＣＮＧを用いたが、加圧用ガスとして、圧縮窒素ガスを用いてもよい。この場合、ＬＰＧ充填システムとして、図１，２において、ＣＮＧ貯蔵容器２の代わりに、圧縮窒素ガス貯蔵容器を設け、ＣＮＧ配管３等の代わりに、圧縮窒素ガス配管を設けることになる。この別の実施の形態においても前記、実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、加圧用ガスとして圧縮天然ガスを用いたので、ＬＰＧ貯蔵容器の中でＬＰＧに圧縮天然ガスが溶け込むことがほとんどない。このため、大掛かりな構成を必要とすることなく、ＬＰＧ貯蔵容器の中のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンクへ充填することができるようになる。
【００３５】
請求項２に記載の発明の構成によれば、加圧用ガスとして圧縮窒素ガスを用いたので、ＬＰＧ貯蔵容器の中でＬＰＧに圧縮窒素ガスが溶け込むことがおとんどない。このため、大掛かりな構成を必要とすることなく、ＬＰＧ貯蔵容器の中のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンクへ充填することができるようになる。
【００３６】
請求項３に記載の発明の構成によれば、圧縮天然ガス貯蔵容器に貯蔵される圧縮天然ガスを圧縮天然ガス配管を通じてＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給することにより、その圧縮天然ガスがＬＰＧにほとんど溶け込むことなくＬＰＧ貯蔵容器の内圧が高められる。このため、大掛かりな構成を必要とすることなく、ＬＰＧ貯蔵容器の中のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンクへ充填することができるようになる。
【００３７】
請求項４に記載の発明の構成によれば、圧縮窒素ガス貯蔵容器に貯蔵される圧縮窒素ガスを圧縮窒素ガス配管を通じてＬＰＧ貯蔵容器の気相部に供給することにより、その圧縮窒素ガスがＬＰＧにほとんど溶け込むことなくＬＰＧ貯蔵容器の内圧が高められる。このため、大掛かりな構成を必要とすることなく、ＬＰＧ貯蔵容器の中のＬＰＧを最後まで安定的に車載タンクへ充填することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係り、自動車燃料用ＬＰＧ充填システムを示す概念図である。
【図２】ＬＰＧ充填システムを示す概略構成図である。
【図３】ＣＮＧ、窒素ガス及びプロパンガスの最大溶込量を比較して示す表である。
【符号の説明】
１    ＬＰＧ貯蔵容器
１ａ  気相部
２    ＣＮＧ貯蔵容器
３    ＣＮＧ配管
４    ＬＰＧ自動車
５    車載タンク
６    ＬＰＧ払出配管
８    減圧弁
９    ＬＰＧ分岐配管
１５  ＣＮＧ分岐配管
１７  ＣＮＧ分岐配管
【図１】
2004150503.tif 000003
【図２】
2004150503.tif 000004
【図３】
2004150503.tif 000005