(57)【要約】【課題】貯蔵容器と車輛容器との圧力差で車輛燃料用液化石油ガスを充填させる場合でも、所望の充填速度で車輛容器に車輛燃料用液化石油ガスを充填するシステムを提供すること。【解決手段】車輛燃料用液化石油ガスを貯蔵する貯蔵容器と、車輛に搭載された車輛容器と、該車輛容器から液化石油ガスを回収する液化石油ガス回収容器とを有し、前記貯蔵容器と前記車輛容器とを連結し、さらに前記貯蔵容器と前記回収容器とを連結し、上記連結のうち前記車輛容器と前記回収容器のみが連通されるようにして、前記車輛容器内の液化石油ガスを前記回収容器に移送し、前記車両容器の内圧を所定圧力まで減圧する減圧ステップ；次に上記連結のうち前記貯蔵容器と前記車輛容器のみが連通されるようにして、車輛燃料用液化石油ガスを前記貯蔵容器から前記車輛容器に充填する充填ステップを行うことを特徴とする車輛燃料用液化石油ガス充填システム。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輛燃料用液化石油ガスを貯蔵する貯蔵容器と、車輛に搭載された車輛容器と、該車輛容器から液化石油ガスを回収する液化石油ガス回収容器とを有し、前記貯蔵容器と前記車輛容器とを連結し、さらに前記貯蔵容器と前記回収容器とを連結し、
上記連結のうち前記車輛容器と前記回収容器のみが連通されるようにして、前記車輛容器内の液化石油ガスを前記回収容器に移送し、前記車両容器の内圧を所定圧力まで減圧する減圧ステップ；次に
上記連結のうち前記貯蔵容器と前記車輛容器のみが連通されるようにして、車輛燃料用液化石油ガスを前記貯蔵容器から前記車輛容器に充填する充填ステップを行うことを特徴とする車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項２】
前記貯蔵容器が、加圧用ガスを収容した加圧用ガスタンクと、該加圧用ガスタンクに連通された車輛燃料用液化石油ガスタンクとを具備する、請求項１記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項３】
前記回収容器が液化石油ガスを溶解又は吸収する液状物質を収容しており、該液状物質は２５℃における蒸気圧が０．９５Ｍｐａ（絶対圧力）以下である有機化合物を含む、請求項１又は２に記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項４】
前記有機化合物が灯油又はガソリンである、請求項３に記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項５】
前記減圧ステップにおいて、前記車輛容器と前記回収容器の液相部が連通されるようにして、前記車輛容器内の液化石油ガスを前記回収容器の液相部に移送する、請求項３又は４に記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項６】
前記回収容器が開放型タンクである、請求項５に記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項７】
前記回収容器が液化石油ガスを溶解又は吸収する物質を収容しており、該物質がゼオライトを含む、請求項１又は２に記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項８】
前記充填ステップにおいて、貯蔵容器（１）と車輛容器（２）とを連通させる操作と、車輛燃料用液化石油ガスを車輛容器（２）に充填する操作とを連動させた請求項１〜７のいずれか一項に記載の車輛燃料用液化石油ガス充填システム。
【請求項９】
車輛燃料用液化石油ガスを貯蔵する貯蔵容器と、車輛に搭載された車輛容器と、液化石油ガスを溶解又は吸収する液状物質を収容した液化石油ガス回収容器であって該車輛容器から液化石油ガスを回収する該液化石油ガス回収容器とを用意し、
前記貯蔵容器と前記車輛容器を３方弁の２つの連通口を介して連結し、さらに該３方弁の他の連通口を前記回収容器の液相部に連結し、
前記車輛容器と前記回収容器の液相部が連通されるように前記３方弁を操作して、前記車輛容器内の液化石油ガスを前記回収容器の液相部に移送し、これにより前記車両容器の内圧を所定圧力まで減圧し、
前記貯蔵容器と前記車輛容器が連通されるように前記３方弁を操作して、車輛燃料用液化石油ガスを前記貯蔵容器から前記車輛容器に充填することを含むことを特徴とする車輛燃料用液化石油ガス充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輛に搭載された車輛容器に車輛燃料用液化石油ガスを供給するための車輛燃料用液化石油ガス充填システムに関する。
【従来の技術】
車輛に搭載された車輛容器に車輛燃料用液化石油ガスを供給する方法として、補給元の車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器から導出した車輛燃料用液化石油ガスを充填ポンプで充填する必要がある。この場合には、充填ポンプを使用して車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器内の車輛燃料用液化石油ガスを充填することから、高圧ガス保安法上第１種製造者となり、広範囲な法定距離の確保が必要である。また、他の方法としては、車輛燃料用液化石油ガスよりも同一温度において蒸気圧の高い液化石油ガスを加圧用ガスとして車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器に供給し、車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器の内圧と車輛容器の内圧との差圧で充填する方法がある（特開平１１−２１０９８９号公報）。しかし、車輛に搭載された車輛容器は、日射やエンジンからの排熱等の影響を受けて昇温し、液化石油が気化して、その内圧が上昇する場合がある。このため、両容器の圧力差で車輛燃料用液化石油ガスを充填する場合には、加圧用ガスを車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器に供給して車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器の内圧を高めても、充分な差圧を得ることができず、充填速度が低下し、又は充填できないという問題がある。
この問題を解決するために、特開２００１−３１７６９３号公報には、車輛容器内の気化した液化石油ガスを車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器に回収する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、車輛容器の内圧を充分下げることができず、満足な充填速度が得られないといった問題があった。
【０００２】
【特許文献１】
特開平１１−２１０９８９号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１７６９３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、両容器内の圧力差で車輛燃料用液化石油ガスを充填させる場合でも、所望の充填速度で車輛容器に車輛燃料用液化石油ガスを充填するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための本発明は、車輛燃料用液化石油ガスを貯蔵する貯蔵容器と、車輛に搭載された車輛容器と、該車輛容器から液化石油ガスを回収する液化石油ガス回収容器とを有し、前記貯蔵容器と前記車輛容器とを連結し、前記車輛容器と前記回収容器とを連結し、
上記連結のうち前記車輛容器と前記回収容器のみが連通されるようにして、前記車輛容器内の液化石油ガスを前記回収容器に移送し、前記車両容器の内圧を所定圧力まで減圧する減圧ステップ；次に
上記連結のうち前記貯蔵容器と前記車輛容器のみが連通されるようにして、車輛燃料用液化石油ガスを前記貯蔵容器から前記車輛容器に充填する充填ステップを行うことを特徴とする車輛燃料用液化石油ガス充填システムである。
【０００４】
さらに、本発明は上述の目的を達成するために、車輛燃料用液化石油ガスを貯蔵する貯蔵容器と、車輛に搭載された車輛容器と、液化石油ガスを溶解又は吸収する液状物質を収容した液化石油ガス回収容器であって該車輛容器から液化石油ガスを回収する液化石油ガス回収容器とを用意し、
前記貯蔵容器と前記車輛容器を３方弁の２つの連通口を介して連結し、さらに該３方弁の他の連通口を前記回収容器の液相部に連結し、
前記車輛容器と前記回収容器の液相部が連通されるように前記３方弁を操作して、前記車輛容器内の液化石油ガスを前記回収容器に移送し、これにより前記車両容器の内圧を所定圧力まで減圧し、
前記貯蔵容器と前記車輛容器が連通されるように前記３方弁を操作して、車輛燃料用液化石油ガスを前記貯蔵容器から前記車輛容器に充填することを含むことを特徴とする車輛燃料用液化石油ガス充填方法を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の車輛燃料用液化石油ガス充填システムの概略構成図である。この車輛燃料用液化石油ガス充填システムは、車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器（１）と、車輛に搭載された車輛容器（２）と、車輛容器（２）から液化石油ガスを回収する液化石油ガス回収容器（３）と、貯蔵容器（１）から導出した液払い出しライン（５）と、液払い出しライン（５）に配置した流量計（４）と、流量計（４）よりも下流側から導出され、回収容器（３）に連通する圧抜きライン（６）とを有している。
このような構成からなる車輛燃料用液化石油ガス充填システムでは、貯蔵容器（１）から車輛容器（２）に充填させるのであるが、始めに車輛容器（２）と回収容器（３）の液相部とを連通させる。これにより、車輛容器（２）の内圧を所定圧力まで低下させる。
車輛容器（２）の内圧を所定圧力まで低下させた後、貯蔵容器（１）と車輛容器（２）とを連通させて、車輛燃料用液化石油ガスを車輛容器（２）に充填する。
このように、車輛容器（２）内の圧力を抜いた後、車輛燃料用液化石油ガスを充填するようにすると、貯蔵容器（１）の内圧と車輛容器（２）の内圧との間に所定の圧力差を確保することができるから、所望の充填速度により充填することができる。
【０００６】
本発明の充填ステップにおいて、貯蔵容器（１）と車輛容器（２）とを連通させる操作と、車輛燃料用液化石油ガスを車輛容器（２）に充填する操作とを連動させることができる。
本発明の充填ステップは、充填ポンプを使用して車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器から導出した車輛燃料用液化石油ガスを充填してもよく、又は車輛燃料用液化石油ガスよりも気化温度の低い液化石油ガスを加圧用ガスとして車輛燃料用液化石油ガスタンクに導入して車輛燃料用液化石油ガスタンクの内圧と車輛容器の内圧との差圧で充填する方法を使用して充填してもよいが、広範囲な法定距離の確保等が不要な後者が好ましい。後者の場合、車輛燃料用液化石油ガスを貯蔵する貯蔵容器は、加圧用ガスを収容した加圧用ガスタンクと、該加圧用ガスタンクに連通された車輛燃料用液化石油ガスタンクとを具備する。
加圧用ガスタンクから車輛燃料用液化石油ガスタンクに加圧用液化石油ガスを導入して充填する場合、加圧用液化石油ガスの車輛燃料用液化石油ガスへの溶解吸収を最小限とするために、加圧用ガスタンクと車輛燃料用液化石油ガスタンクとを連結する加圧ラインの開閉と、車輛燃料用液化石油ガスタンクから車輛容器への液払い出しラインの開閉とを同時に行うのがよい。さらに、例えば電磁弁を用いてエアーを制御するなどして貯蔵容器と車輛容器とを連通させる操作と前記加圧ライン及び液払い出しラインの開閉とを連動させることによって、システムの自動化が可能である。
【０００７】
本発明の液化石油ガス回収容器は、液化石油ガスを溶解又は吸収する液状物質及び／又は固体物質を収容するものが好ましい。また、前記回収容器は容器自体を交換可能とするタイプ、又は前記回収容器が収容している上記物質を交換可能とするタイプのいずれであってもよい。このように前記回収容器を車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器とは別の交換可能なタイプとすることで、液化石油ガスを溶解又は吸収する物質を任意に選択することができる。ここで、前記液状物質には、ペンタン、ブタンなどの炭化水素化合物、エタノール、メタノールなどのアルコール又は灯油やガソリン等を使用することができる。液状物質は２５℃における蒸気圧が０．９５Ｍｐａ（絶対圧力）以下である有機化合物とするのが好ましく、より好ましくは２５℃における蒸気圧が０．２３Ｍｐａ（絶対圧力）以下である有機化合物である。特に灯油やガソリン等の開放系で使用できる有機化合物を使用する場合には、簡便な容器を使用することができるので、経済性の観点からもメリットがある。さらに、圧力上昇が起こらないために回収速度の低下も生じない。また、前記固体物質としては、ゼオライト等が挙げられる。固体物質を使用する場合にはさらに回収容器をコンパクトにすることができる。
【０００８】
前記回収容器が液状物質を収容する場合、前記減圧ステップにおいて、車輛容器と回収容器の液相部を連通させるのが好ましい。液相部に連通させた場合には、気相部に連通させる場合と比べて液化石油ガスの溶解吸収率が高く、回収容器内の圧力上昇も抑制できるので回収速度は低下しない。さらに、回収する液化石油ガスを液相部に吹き込む場合には、その気泡を小さくすることでより良好な回収速度を得ることができる。気泡のサイズは１０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．０１〜２ｍｍである。気泡のサイズは、例えば液化石油ガスを液相部に吹き込むノズルの先端に分散器等を取り付けることによって小さくすることができるが、その他の従来から知られている方法によって気泡のサイズを小さくしてもよい。
【０００９】
【実施例】
（溶解吸収実験１）
実験１
液化プロパンを充填したバルブ付き容器（２０ｋｇ用に２０ｋｇの液化プロパンを充填：容器１）と液化ブタン（２５℃における蒸気圧は０．２３Ｍｐａ（絶対圧力））を充填したバルブ付き容器（１０ｋｇ用に７ｋｇの液化ブタンを充填：容器２）とを高圧ホースで接続し、ホースの中間部分にニードル弁を接続した。
次に、ニードル弁を一定の開度に固定し、容器１及び２のバルブを開いて、プロパンガスを容器２の気相部に移送した。
３分後、それぞれの容器圧力と容器重量を測定し、液化ブタンに溶解吸収された重量を算出した。気温は外気温３８℃であった。
実験２
容器２の代わりに液化ブタンを充填した、サイホン管（内径７ミリ）付き容器（１０ｋｇ用に７ｋｇの液化ブタンを充填：容器３）を用いて、実験１と同じ測定を行った。ただし、プロパンガスは容器３の液相部に移送した。
実験３
容器２の代わりに液化ブタンを充填した、先端に分散器（内径１．８ミリ×１５）を備えたサイホン管（内径７ミリ×１）付き容器（１０ｋｇ用に７ｋｇの液化ブタンを充填：容器４）を用いて、実験１と同じ測定を行った。ただし、プロパンガスは容器４の液相部に移送した。
以上の測定の結果を下記表１に示す。
【００１０】
【表１】
2004100825.tif 000002
【００１１】
結果から、液化ブタンを充填した容器の液相部にプロパンガスを移送した場合には、気相部に移送した場合と比較して、約２倍のプロパンガスが溶解吸収された。サイホン管の先端に分散器を付けた場合には、プロパンガスの溶解吸収は、さらに１０％増加した。
【００１２】
（溶解吸収実験２）
図２のようにプロパン２０ｋｇを含む５０ｋｇボンベ（１１）と灯油（２５℃における蒸気圧はほとんど０Ｍｐａ（絶対圧力））５３１ｋｇを含む５００ｋｇボンベ（１２）を高圧ホース（１３）で接続し、ホースの中間部に安全弁（１４）を設置した。ボンベ（１２）の気相部は常時開放とした。また、安全弁は０．７ＭＰａに設定した。
次に、４０℃の温水で５０ｋｇボンベを加熱し、０．９ＭＰａまで昇圧した後、ボンベバルブＶ１（１５）及びＶ２（１６）を開いた。ガスの移動が始まり、自動的に停止するまでの所要時間と、その時点における５０ｋｇボンベの内圧を測定した。
上記操作を１０回繰り返して、５０ｋｇボンベと５００ｋｇボンベ、それぞれの総重量を測定した。外気温は３０℃であった。その結果を表２及び３に示す。
【００１３】
【表２】
表２　所要時間と圧力変化
2004100825.tif 000003
【００１４】
【表３】
表３　実験前後の重量変化（ｋｇ）
2004100825.tif 000004
【００１５】
結果から、１〜１０回で所要時間はほぼ等しい時間となった。重量変化は、移動したプロパンガスはほぼ全量が灯油に溶解吸収されたものと考えられる。
【００１６】
（溶解吸収実験３）
図３のようにプロパン２０ｋｇを含む５０ｋｇボンベ（２１）とブタン２０ｋｇを含む５０ｋｇボンベ（２２）を高圧ホースで接続し、ボンベ（２２）をハカリ（２３）の上に載せた。
次に、４０℃の温水で５０ｋｇボンベを加熱し、０．９ＭＰａまで昇圧した後、ボンベバルブＶ１（２４）及びＶ２（２５）を開いた。ガスの移動が始まり、ブタンを含むボンベ（２２）の重量が１ｋｇ増加した時点でＶ１（２４）及びＶ２（２５）を閉止し、プロバンガスの移動に費やした時間を測定した。プロパンガスが液化ブタンに溶解吸収されるまでの放置時間は３分間とし、５回目以降はボンベ（２２）の温度が上昇したので長くした。
ブタンを含むボンベ（２２）の内圧が０．６ＭＰａを超えるまで上記操作を繰り返して、プロパンを含むボンベ（２１）とブタンを含むボンベ（２２）、それぞれの総重量を測定した。外気温は２４．５℃であった。その結果を表４及び５に示す。プロパンについての圧力変化は、バルブＶ１（２４）及びＶ２（２５）を開く直前の圧力からＶ１（２４）及びＶ２（２５）を閉止した直後の圧力への変化を示し、ブタンについての圧力変化はバルブＶ１（２４）及びＶ２（２５）を開く直前の圧力から溶解吸収が終了した後の圧力への変化を示している。
【００１７】
【表４】
表４　所要時間と圧力変化
2004100825.tif 000005
【００１８】
【表５】
表５　実験前後の重量変化（ｋｇ）
2004100825.tif 000006
【００１９】
結果から、重量変化は測定誤差を考慮すると、移動したプロパンガスはほぼ全量がブタンに溶解吸収されたものと考えられる。なお、放置時間は３分間で実験したが５回目以降はボンベ（２２）の温度が上昇したため放置時間を長くとった。
【００２０】
（実施例１）
回収容器に開放式灯油タンクを用いた車輛燃料用液化石油ガス充填システムの例を図４に示す。このシステムは、以下の手順により車輛燃料用液化石油ガスが充填される。
手順：
１．所定の停止位置に車輛を停車し、車輛容器（３１）のバルブ（３２）に充填ホース（３３）のカップリング（３４）を接続する。
２．バルブ（３２）を開く。
３．車輛容器（３１）と回収容器（３５）が連通するように３方弁（３６）を操作する。車輛容器（３１）内のガスが回収容器（３５）に移送され、車輛容器（３１）の圧力が安全弁（３７）の設定圧まで下がると安全弁（３７）が閉止する。
４．車輛容器（３１）とガスメーター（３８）が連通するように３方弁（３６）を操作する。このとき３方弁（３６）の操作レバーと連動してエアー配管に設置してある電磁弁（４６）が「ＯＮ」になるので、エアー弁（４２）及び（４３）が同時に開いて充填作業を開始する。
５．ガスメーター（３８）が回転し、充填が始まる。過充填防止（３９）が作動して、充填が完了する。
６．充填完了後、３方弁（３６）を閉止位置に切り替えるとリミットスイッチ（４５）が外れて、エアー弁（４２）及び（４３）が同時に閉止する。バルブ（３２）を閉じ、カップリング（３４）を外す。
（実施例２）
回収容器に密閉式ブタンタンクを用いた車輛燃料用液化石油ガス充填システムの例を図５示す。このシステムは、以下の手順により車輛燃料用液化石油ガスが充填される。
手順：
１．所定の停止位置に車輛を停車し、車輛容器（５１）のバルブ（５２）に充填ホース（５３）のカップリング（５４）を接続する。
２．バルブ（５２）を開く。
３．車輛容器（５１）と回収容器（５５）が連通するように３方弁（５６）を操作する。車輛容器（５１）内のガスが回収容器（５５）に移送され、車輛容器（５１）の圧力が回収容器（５５）の圧力と均圧になるとガスの移送が停止する。
４．車輛容器（５１）とガスメーター（６０）が連通するように３方弁（５６）を操作する。このとき３方弁（５６）の操作レバーと連動してエアー配管に設置してある電磁弁（５８）が「ＯＮ」になるので、エアー弁（６４）及び（６５）が同時に開いて充填作業を開始する。
５．ガスメーター（６０）が回転し、充填が始まる。過充填防止（６１）が作動して、充填が完了する。
６．充填完了後、３方弁（５６）を閉止位置に切り替えるとリミットスイッチ（５７）が外れて、エアー弁（６４）及び（６５）が同時に閉止する。バルブ（５２）を閉じ、カップリング（５４）を外す。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では、車輛容器内の気化ガスを車輛燃料用液化石油ガス充填前に、液化石油ガス回収容器に移送して、車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器から車輛容器への十分な充填速度で車輛燃料用液化石油ガスを充填することを可能にするのに必要な車輛燃料用液化石油ガス貯蔵容器と車輛容器との圧力差を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車輛燃料用液化石油ガス充填システムの概略図である。
【図２】溶解吸収実験２の概略図である。
【図３】溶解吸収実験３の概略図である。
【図４】開放式灯油タンクを用いた車輛燃料用液化石油ガス充填システムの概略図である。
【図５】密閉式ブタンタンクを用いた車輛燃料用液化石油ガス充填システムの概略図である。
【符号の説明】
４０、６２　加圧タンク
４１、６３　車輛燃料用液化石油ガスタンク
４４　通気口
４７、５９　エアー
６６　オリフィス
【図１】
2004100825.tif 000007
【図２】
2004100825.tif 000008
【図３】
2004100825.tif 000009
【図４】
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【図５】
2004100825.tif 000011