(57)【要約】      （修正有）【課題】環境問題対策が講じられた液化ガス燃料供給システム及びその動作方法を提供する。【解決手段】燃料供給システムは、動作温度において大気圧以上の蒸気圧を有するＢＯＧ（ボイルオフガス）を発生し易い液化燃料を貯蔵する第１タンク１０１と、その内部に吸着材１０８が配置されている第２タンク１０２と、第２タンクを介さずに第１タンクから液化燃料を供給する第１供給経路１１と、第２タンクにいったん貯蔵されたＢＯＧを供給する第２供給経路１２と、第１タンクと第２タンクとの間に配置され、第１タンクの内部圧力が通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え前記第１タンクの限界圧力未満の所定圧力に達した場合にその動作を開始する背圧弁１０３とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料およびその気化された燃料ガスを貯蔵する第１タンクと、
その内部に吸着材が配置されている第２タンクと、
前記第２タンクを介さずに、前記第１タンクから前記液化燃料または前記燃料ガスを供給する第１供給経路と、
前記第２タンクを介して、前記第１タンクから前記燃料ガスを供給する第２供給経路と、
前記第１タンクと前記第２タンクとの間に配置され、前記第１タンクの内部圧力が所定圧力に達した場合にその動作を開始する背圧弁と、
を備え、
前記所定圧力が、通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え前記第１タンクの安全弁動作圧力未満である燃料供給システム。
【請求項２】
前記液化燃料は、液化メタン、液化天然ガスまたは液化水素である請求項１記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記吸着材は、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体その他の多孔質材である請求項１または２記載の燃料供給システム。
【請求項４】
環境温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料およびその気化された燃料ガスを貯蔵する第１タンクと、その内部に吸着材が配置されている第２タンクと、前記第２タンクを介さずに前記第１タンクから前記液化燃料または前記燃料ガスを供給する第１供給経路と、前記第２タンクを介して、前記第１タンクから前記燃料ガスを供給する第２供給経路と、前記第１タンクと前記第２タンクとの間に配置され、前記第１タンクの内部圧力が所定圧力に達した場合にその動作を開始する背圧弁と、を備え、前記所定圧力が通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え前記第１タンクの安全弁動作圧力未満である燃料供給システムの動作方法であって、
前記液化燃料または前記燃料ガスを受け取る設備または機器への前記第１供給経路を介した前記液化燃料または前記燃料ガスの供給を停止するステップ、または、前記第１タンクへの前記液化燃料の貯蔵を完了するステップと、
前記第１タンク内の内部圧力が前記所定圧力を超えた場合に、前記背圧弁の動作の開始により前記第２タンクへの前記燃料ガスの供給を開始するステップと、
を含む燃料供給システムの動作方法。
【請求項５】
前記設備または機器への前記液化燃料または前記燃料ガスの供給再開または供給開始に際して、前記第２タンクの内部圧力が前記設備または機器が要求する前記燃料ガスの供給圧力以上である場合には、前記燃料ガスの供給を前記第２タンクから行うステップと、
前記第２タンクの内部圧力が前記供給圧力に達する前に、または、前記供給圧力未満に達した場合に、前記第１供給経路への前記液化燃料または前記燃料ガスの供給を開始するステップと、
をさらに含む請求項４記載の燃料供給システムの動作方法。
【請求項６】
前記液化燃料は、液化メタン、液化天然ガスまたは液化水素である請求項４または５記載の燃料供給システムの動作方法。
【請求項７】
前記吸着材は、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体その他の多孔質材である請求項４〜６の何れか一項に記載の燃料供給システムの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料の供給システム及びその動作方法に関する。特に、ＬＮＧ（液化天然ガス）、液化メタン、液化水素等の液化燃料及びそれらの液化燃料から発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を有効利用可能な燃料供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料としてＬＮＧ、液化メタン、液化水素といった液化燃料を活用する技術の開発が進められている。例えば、地球環境問題を解決あるいは緩和する要請から、自動車エンジンの燃料としてメタンを主成分とするガスや水素を利用する技術が注目されている。これらの燃料は、排ガス中の二酸化炭素量の問題を解決する上で重要であり、自動車用燃料としての期待が高まっている。また、ＬＮＧを燃料とする自動車や設備は、従来広く利用されている。自動車用燃料としてＬＮＧ、液化メタン、液化水素等の液化燃料を用いる場合、自動車に搭載可能な容器で貯蔵される。
【０００３】
また、工場等に設置された設備に利用する燃料ガスは、供給元からパイプラインを介して供給することができる。しかし、供給元から遠くなる等の理由からパイプラインの施設が適当でなくなる場合もある。その場合には、燃料を貯蔵する設備を燃料供給の拠点として、各地の工場等に燃料ガスが供給される。このような貯蔵設備はサテライト基地とも呼ばれ、燃料貯蔵用タンクが設置されている。サテライト基地は、燃料ガスを受け取るためのパイプラインを持たず、定期的に外部から輸送された燃料を燃料貯蔵用タンクに貯蔵する。燃料の輸送は、タンクローリー車等の輸送手段を用いて行われる。輸送中においては、輸送手段が備える輸送タンクに貯蔵される。通常、貯蔵される燃料は、液化燃料として提供される。
【０００４】
ここで問題となるのは、燃料の貯蔵方法である。燃料を貯蔵するタンク内では、熱の侵入により液化燃料が蒸発して、いわゆるボイルオフガスが発生する。ボイルオフガスによって容器内圧が上昇した場合、危険回避のため、容器の耐久圧力を超える前にボイルオフガスの一部を大気中へ放出しなければならない。しかし、ＬＮＧ、液化メタン、液体水素等の蒸発ガスは可燃性ガスであるため、可能な限り大気中への放出は避けたいという要望がある。特に、ＬＮＧやメタンガスは、地球温暖化防止の観点からも放出を避けたいガスである。
【０００５】
このようなボイルオフガスに対する対策として、ボイルオフガスを冷却して再び液化する処理方法も取り得るが、施設に要する費用が非常に高価であるという難点がある。前述のサテライト基地のような貯蔵設備に施設する場合であってもコストパフォーマンスが悪く、自動車や輸送手段への施設に至っては、なおさらである。
【０００６】
上記問題を解決するため、容器内で発生したボイルオフガスを外部に取り出し、極低温液体貯蔵容器に設けられた吸着タンクに貯蔵する技術が知られている（特許文献１）。さらに、この技術を発展させ、吸着タンクに貯蔵したボイルオフガスを、燃料として再利用する技術も知られている（特許文献２）。特許文献２記載の技術は、ボイルオフガスを一旦吸着タンクに貯蔵し、燃料の需要が増大したときに貯蔵されているボイルオフガスを需要先に供給するというものである。この場合、処理ガス（余剰ＢＯＧ）が、バルブを介して吸着式ＢＯＧホルダーに供給され、ＬＮＧ槽の気相圧力下（通常５〜１０ｋＰａ程度）で吸着、充填される。特許文献２の記載によれば、ＬＮＧ槽内部に発生したボイルオフガスが、発生した圧力（通常１〜１０ｋＰａ）でバルブを通過して吸着式ＢＯＧホルダーに貯蔵されるのが好ましいとされている。
【０００７】
しかし、上記特許文献２記載の技術においては、その構成上、ＬＮＧ槽内部で発生したボイルオフガスが、そのままバルブを介して吸着式ＢＯＧホルダーへ送られる。従って、吸着式ＢＯＧホルダーの出口側バルブが閉じられているときは、吸着式ＢＯＧホルダーの内部圧力がやがて限界に達してしまい、大気中に放出せざるを得なくなる。それを防ぐために吸着式ＢＯＧホルダーの入口側バルブを閉めてボイルオフガスの供給を止めれば、やがてＬＮＧ槽の内部圧力が限界に達してしまい、結局、大気中に放出せざるを得なくなる。
【０００８】
このように、従来の技術では、大気中に放出されるボイルオフガスにより地球温暖化等の環境問題が考慮されておらず、なお改善の余地が残っていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２１９３９７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１３６９７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、環境問題対策が講じられた燃料供給システム及びその動作方法を提供することにある。具体的には、燃料ガスの放出量を従来以下に低減できる燃料供給システム及びその動作方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の概略を説明すれば、以下の通りである。
本明細書で開示する発明は、
環境温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料およびその気化された燃料ガスを貯蔵する第１タンクと、
その内部に吸着材が配置されている第２タンクと、
前記第２タンクを介さずに、前記第１タンクから前記液化燃料または前記燃料ガスを供給する第１供給経路と、
前記第２タンクを介して、前記第１タンクから前記燃料ガスを供給する第２供給経路と、
前記第１タンクと前記第２タンクとの間に配置され、前記第１タンクの内部圧力が所定圧力に達した場合にその動作を開始する背圧弁と、
を備え、
前記所定圧力が、通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え前記第１タンクの安全弁動作圧力未満である燃料供給システムである。
【００１２】
「環境温度」とは、燃料供給システムの動作時における第１タンクが置かれた環境の温度をいう。環境の温度には、強制的に冷却された温度をも含むものとする。環境温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料としては、液化メタン、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化水素等が例示できる。
【００１３】
「吸着材」とは、本発明で用いる液化燃料が気化した燃料ガスを吸着しうる物体である。上記燃料ガスを貯蔵する能力が確保できれば材質は問わないが、本発明においては活性炭、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体その他の多孔質材を用いることができる。第２タンクの内部には、粉末状の吸着材を設けても良いし、加工成型した固形状の吸着材を設けても良い。固形状吸着材を選択する場合、特に形状を限定する必要はないが、複数の吸着材を高密度に配置することが望ましい。
【００１４】
第２タンクに配置する吸着材は、第２タンクが運用される圧力領域（すなわち、第２タンクの内部圧力の変化域）によって適した吸着材を選択することが望ましい。運用される圧力領域によって吸着貯蔵量が圧縮貯蔵量を超える場合と超えない場合があるからである。図５は、第２タンクの貯蔵効率と圧力との関係の一例を示す図である。縦軸は貯蔵効率、横軸は圧力であり、それぞれの単位は任意である。ライン５０１は、吸着貯蔵した場合の貯蔵効率の圧力依存性を示すグラフであり、ライン５０２は、圧縮貯蔵した場合の貯蔵効率の圧力依存性を示すグラフである。運用圧力５０３では、圧縮貯蔵量５０４に対し、吸着貯蔵量５０５の方が大きい。しかし、運用圧力５０６では、圧縮貯蔵量５０７に対し、吸着貯蔵量５０８の方が小さい。ライン５０１で示される貯蔵効率と圧力との関係は、吸着材の種類によって異なる。従って、第２タンクが運用される圧力領域において、圧縮貯蔵量を超える吸着貯蔵量を持つ吸着材を適宜選択することが望ましい。
【００１５】
「通常操作圧力」とは、第１タンク内に貯蔵された液化燃料が第１供給経路を使用して燃料ガスを受け取る設備または機器に供給される場合における第１タンク内部の圧力である。通常操作圧力は、第１供給経路に含まれる機器または燃料ガスを受け取る設備または機器に応じて設定される。
【００１６】
「通常貯蔵圧力」とは、第１タンク内に貯蔵された液化燃料が環境温度に置かれた場合における第１タンク内部の圧力である。通常は、第１タンクの設計上の仕様を考慮した上で、適切な圧力になるような環境温度が設定される。
【００１７】
「第１タンクの安全弁動作圧力」とは、第１タンクに設けられた安全弁が動作する圧力である。一般的に、液化燃料を扱うタンクにおいては、タンクが破損する圧力に達する前に、安全弁を用いて内部圧力を開放するようになっている。安全弁が冗長設計により複数設けられている場合は、最も低い圧力で動作する安全弁の動作圧力を指す。安全弁動作圧力は、第１タンクの許容する限界圧力とも言える。
【００１８】
本発明によれば、通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え第１タンクの安全弁動作圧力未満の所定圧力で動作する背圧弁を備えることにより、その所定圧力（以下、背圧弁動作圧力という。）に第１タンクの内部圧力を維持できる。背圧弁動作圧力を高く設定すれば、維持される内部圧力も高くなり、それに応じて液化燃料から発生するボイルオフガスを抑制できる。すなわち、第１タンク内におけるボイルオフガスの蒸気圧が高い圧力に保持され、液化燃料の気化反応（蒸発）が抑制されるのである。これにより第２タンクへの燃料ガス（ボイルオフガス）の流出量を抑制できる。さらに、その第２タンク内には吸着材が配置されており、実質的な容積が非常に大きくなっている。つまり、吸着材の吸着面積は非常に大きいため、前述のように第２タンクの運用圧力に適した吸着材が選択されていれば、その運用圧力下で圧縮貯蔵に比較して高いガス貯蔵能力を発揮する。このように第１タンクで生じた余剰の燃料ガスは、第２タンクへの流出量が抑制されている上に、非常に大きな容積の第２タンクへ供給されることになる。これにより第２タンクの内部圧力の増加割合は、従来技術に比べて小さなものとなる。従って、第１供給経路を介した燃料ガスの供給が長時間停止した場合においても、第２タンクの安全弁動作圧力に達するまでの時間を長くすることができる。その結果、第２タンクから燃料ガスが放出されるまでの時間を従来以上に長くでき、環境にやさしいクリーンな燃料供給システムを提供できる。
【００１９】
本明細書で開示する他の発明は、
環境温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料およびその気化された燃料ガスを貯蔵する第１タンクと、その内部に吸着材が配置されている第２タンクと、前記第２タンクを介さずに前記第１タンクから前記液化燃料または前記燃料ガスを供給する第１供給経路と、前記第２タンクを介して、前記第１タンクから前記燃料ガスを供給する第２供給経路と、前記第１タンクと前記第２タンクとの間に配置され、前記第１タンクの内部圧力が所定圧力に達した場合にその動作を開始する背圧弁と、を備え、前記所定圧力が通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え前記第１タンクの安全弁動作圧力未満である燃料供給システムの動作方法であって、
前記液化燃料または前記燃料ガスを受け取る設備または機器への前記第１供給経路を介した前記液化燃料または前記燃料ガスの供給を停止するステップ、または、前記第１タンクへの前記液化燃料の貯蔵を完了するステップと、
前記第１タンク内の内部圧力が前記所定圧力を超えた場合に、前記背圧弁の動作の開始により前記第２タンクへの前記燃料ガスの供給を開始するステップと、
を含む燃料供給システムの動作方法である。
【００２０】
上記他の発明は、前述の燃料供給システムの動作方法である。設備または機器への液化燃料または前記燃料ガスの供給が停止された後、または、第１タンクへの液化燃料の貯蔵を完了した後、第１タンクの内部圧力は、発生するボイルオフガスにより次第に増加する。その内部圧力が所定圧力を超えた場合に、背圧弁の動作の開始により第２タンクへの燃料ガスの供給を開始するというものである。設備としては、サテライト基地から燃料を供給される工場等の設備が例示できる。機器としては、エンジン等の内燃機関またはボイラー等のガス機器等が例示できる。
【００２１】
上記他の発明によれば、第２タンク内に燃料ガス（ここではボイルオフガス）が供給される間、第１タンクの内部圧力は、背圧弁の動作により背圧弁動作圧力に維持される。従って、背圧弁動作圧力を高く設定すれば、維持される内部圧力（蒸気圧）も高くなり、それに応じて液化燃料からのボイルオフガスの発生（液化燃料の蒸発）を抑制できる。これにより第２タンクへの燃料ガス（ボイルオフガス）の流出量を抑制できる。従って、第１供給経路を介した燃料ガスの供給が長時間停止した場合においても、第２タンクの安全弁動作圧力に達するまでの時間を長くすることが可能となる。
【００２２】
上記他の発明においては、前記設備または機器への前記液化燃料または前記燃料ガスの供給再開または供給開始に際して、前記第２タンクの内部圧力が前記設備または機器が要求する前記燃料ガスの供給圧力以上である場合には、前記燃料ガスの供給を前記第２タンクから行うステップと、
前記第２タンクの内部圧力が前記供給圧力に達する前に、または、前記供給圧力未満に達した場合に、前記第１供給経路への前記液化燃料または前記燃料ガスの供給を開始するステップと、
をさらに含むことができる。
【００２３】
この場合の特徴は、第１供給経路を介した液化燃料または燃料ガスの供給を停止した後に設備または機器への供給を再開する場合、または、第１タンクへの液化燃料の貯蔵が完了した後に、設備または機器への供給を開始する場合における第１供給経路と第２供給経路の切り換えにある。第２タンクの内部圧力が燃料ガスの供給圧力以上であれば第２供給経路が使用され、供給圧力未満であれば第１供給経路が使用される。第２供給経路が使用された場合、第２タンクの内部圧力が設定圧力に達するか、または、燃料ガスの供給圧力未満となれば第１供給経路からの供給が開始される。ただし、第２タンクの内部圧力が設定圧力を超えていなかった場合には、最初から第１供給経路からの供給が開始されるか、または、第２タンクの内部圧力が供給圧力未満となったときに第１供給経路からの供給が開始される。第２供給経路は、第１供給経路からの供給が安定するまで引き続き供給を継続することが好ましいが、第１供給経路からの供給開始と同時に遮断しても構わない。
【００２４】
「燃料ガスの供給圧力」とは、設備または機器の動作（タンクへの貯蔵も含む。）に必要な燃料ガスの供給元の圧力である。第２タンクから直接供給する場合は、第２タンクの二次側（出口側）圧力になる。第２タンクの内部圧力と燃料ガスの供給圧力との差が大きい場合、第２タンクと設備または機器の間に減圧弁を設けて二次側圧力が燃料ガスの供給圧力となるように調節しても良い。
【００２５】
第２タンクの内部圧力が供給圧力未満に達すると、第２タンクと機器との間の差圧がなくなり、燃料ガスを安定供給できなくなるおそれがある。従って、第２タンクの内部圧力が供給圧力未満に達する前に、機器への安定な燃料供給が第１供給経路により確保できるような体勢を整えておくことが好ましい。上記設定圧力は、第２タンクから燃料を供給する途中で、第１供給回路からの燃料供給を開始するタイミングを決める目安となる圧力である。この設定圧力は、本発明の燃料供給システムを操作する実施者が適宜設定すれば良い。ただし、第２タンク内の残留燃料ガス量を極力少なくして次回の利用に供することが好ましいことから、設定圧力は機器等への供給圧力以上の出来るだけ低い値であることが好ましい。
【００２６】
このように第１供給経路と第２供給経路を切り換えて使用することにより、第１供給経路を使用する通常操作の再開または開始の前に予め第２タンク内に貯蔵された燃料ガスを使用し、第２タンク内の吸着能力を回復させておくことができる。従って、次に第１供給経路を介した供給が停止し、第１タンクから第２タンクへ燃料ガスが供給された場合に、第２タンクの安全弁動作圧力に達するまでの時間を長くできる。これにより燃料供給システムからの燃料ガスの放出を最小限に抑えらえる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。ただし、本発明は、多くの異なる態様で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。なお、実施の形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付して説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の燃料供給システムの一実施形態における一例を示す図である。図１に例示する燃料供給システムは、概略的には、第１タンク１０１、第２タンク１０２、背圧弁１０３、第１供給経路１１及び第２供給経路１２を備える。第１タンク１０１は、液化燃料およびその気化された燃料ガスを貯蔵するタンクである。第２タンク１０２は、背圧弁１０３を介して供給される燃料ガスを貯蔵するタンクである。背圧弁１０３は、第１タンク１０１内の内部圧力が通常操作圧力または通常貯蔵圧力を超え第１タンクの限界圧力未満の所定圧力に達した場合にその動作を開始するバルブである。第１供給経路１１は、第２タンク１０２を介さずに、第１タンク１０１から液化燃料または燃料ガスを供給する経路である。第２供給経路１２は、第２タンク１０２を介して、第１タンクから燃料ガス（ボイルオフガス）を供給する経路である。
【００２９】
第１タンク１０１には、その内部に動作温度において大気圧以上の蒸気圧を有する液化燃料１０４とその気化された燃料ガス（ボイルオフガス）１０５が貯蔵され、加圧による破損を防ぐための安全弁１０６が設けてある。第１タンク１０１には液化燃料を気化するための気化器１０７が連結される。第２タンク１０２には、その内部に第１タンク１０１から供給された燃料ガスを貯蔵するための吸着材１０８が配置され、加圧による破損を防ぐための安全弁１０９が設けてある。吸着材１０８として、ここでは活性炭を例示する。ただし、吸着材１０８として、活性炭に代えてゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体等を利用することも可能である。第２タンク１０２と設備または機器１３との間には、設備または機器１３の供給圧力を一定に維持する減圧弁１１０が設けてある。なお、第１供給経路１１及び第２供給経路１２には、背圧弁１０３や減圧弁１１０の他にそれ以外の他のバルブを設けても良い。また、減圧弁１１０を省略することも可能である。
【００３０】
図２は、実施の形態１に例示する燃料供給システムの動作の一例を示すフローチャートである。ここでは通常操作をいったん停止し、燃料ガスの貯蔵を経て、再び通常操作に復帰するまでの動作について説明する。
【００３１】
燃料供給システムの通常操作を行っている間、第１供給経路１１を介して機器１３に燃料ガスが供給される。このとき、第１タンク１０１の内部圧力は、通常操作圧力になる。通常操作圧力は、気化器１０７等の要求する供給圧力で決まるが、１．０ＭＰａ程度に設定される。勿論、この通常操作圧力は一例であって、実際の操作にあたっては実施者が適宜設定することができる。なお、本実施の形態１では液化燃料１０４が気化器１０７で気化されて供給される例を示すが、設備または機器１３が液化燃料１０４を気化する機構を備えるもの、または、液化燃料の供給を要求するものである場合には、気化器１０７を省略することも可能である。
【００３２】
機器１３の停止等により燃料ガスの供給が不要となった場合、第１供給経路１１への燃料ガスの供給は停止される（ステップ２０１）。燃料ガスの供給が停止すると、第１タンク１０１の内部圧力は、燃料ガス１０５の発生により通常操作圧力を超えて次第に高くなる。第１タンク１０１の内部圧力が所定圧力（背圧弁動作圧力）を超えると（ステップ２０２）、背圧弁１０３が動作を開始し、第２タンク１０２への燃料ガス１０５の供給が開始される（ステップ２０３）。背圧弁動作圧力は、第１タンク１０１の仕様で決まる。安全弁動作圧力が２．０ＭＰａ程度であれば、背圧弁動作圧力は１．８ＭＰａ程度に設定される。勿論、これらは一例であり、それぞれの設定圧力は、実施者が適宜設定すれば良い。
【００３３】
第２タンク１０２では、その内部に設けられた吸着材１０８に、供給された燃料ガス１０５が吸着される（ステップ２０４）。第１タンク１０１の内部圧力は、背圧弁１０３により高い圧力で一定に保つことができるため、第１タンク１０１内の燃料ガスの発生が抑制される。これにより第２タンク１０２への供給量を小さく設定でき、第２タンク１０２の貯蔵量が限界に達するまでの時間を長引かせることができる。この時間を長くするほど、燃料供給システムから燃料ガスが放出される可能性を低くできる。
【００３４】
機器１３の動作が停止している間は、燃料供給の必要なしと判断され（ステップ２０５）、第２タンク１０２への燃料ガス１０５の貯蔵が継続される。ただし、ステップ２０５は第２タンク１０２に設けられた安全弁動作をも含む。すなわち、機器１３の動作停止時間が極めて長く、第２タンク１０２の内部圧力が安全弁動作圧力に達してしまった場合には、安全弁１０９から燃料ガス１０５を放出する。この場合、安全弁１０９の二次側に他の貯蔵用タンクを連結することにより、さらに燃料ガスの放出を避けるための冗長性を持たせても良い。また、安全弁１０９の二次側に公知の触媒燃焼装置を設けておくこともできる。触媒燃焼装置とは、その内部に供給された燃料ガスを触媒作用により燃焼させる装置である。この場合、第２タンク１０２の内部圧力が背圧弁動作圧力に達した後は、余剰の燃料ガスが触媒燃焼装置に送られる。
【００３５】
次に、ステップ２０５において、機器１３の動作に伴い燃料ガスの供給再開が必要と判断された場合には、第２タンク１０２の内部圧力が機器１３の要求する供給圧力以上か否かが判断される（ステップ２０６）。このとき、供給圧力未満であれば、機器１３への安定した燃料供給ができない恐れがあるため、第１供給経路１１を介した燃料供給を再開する（ステップ２０９）。供給圧力以上であれば、第２タンク１０２からの燃料ガスの供給が再開される（ステップ２０７）。第２タンク１０２からの燃料ガスの供給は、第２タンク１０２と減圧弁１１０との間に設けられたバルブ（図示せず）を開き、減圧弁１１０で圧力調整をしながら行われる。例えば、機器１３が自動車エンジンであれば、供給圧力は、０．３ＭＰａ程度である。
【００３６】
第２タンク１０２からの燃料ガスの供給が行われている間、第２タンク１０２の内部圧力は次第に低下する。ただし、第１供給経路１１への燃料供給が停止している間は第１タンク１０１の内部圧力が高いため、第１タンク１０１から第２タンク１０２への供給経路は開いておく必要がある。第１タンク１０１の内部圧力は、第２タンク１０２の内部圧力の変化に伴って若干変化するが、背圧弁１０３の動作により背圧弁動作圧力付近に維持される。
【００３７】
第２タンク１０２の内部圧力が供給圧力以上であると判断されている間は、第２タンク１０２からの供給が継続される（ステップ２０８）。しかし、ステップ２０８において、第２タンク１０２の内部圧力が供給圧力未満に達する前の設定圧力に達したと判断された場合には、第１供給経路１１への供給が再開され、燃料ガスの供給経路が第２供給経路１２から第１供給経路１１へ切り換えられる（ステップ２０９）。こうして燃料供給システムは、通常操作に復帰する。
【００３８】
図３は、通常操作の停止から復帰に至るまでの第１タンク及び第２タンクの内部圧力変化を示すタイムチャートである。上段が第１タンク１０１の内部圧力の変化を、下段が第２タンク１０２の内部圧力の変化を示している。図中、縦軸は第１タンクまたは第２タンクの内部圧力、横軸は時間であり、それぞれの単位は任意である。Ｐｓｖは安全弁動作圧力、Ｐｂｖは背圧弁動作圧力、Ｐｏｐは通常操作圧力、Ｐｓｅは設定圧力、Ｐｓｕは供給圧力である。なお、圧力変化を示す実線は、内部圧力の変化の傾向を示すためのものであり、実際の圧力変化とは必ずしも一致しない。以下、図２に示したフローチャートと対応させながら説明する。
【００３９】
時刻Ｔ１で通常操作が停止されると（ステップ２０１）、３０１で示されるように、第１タンク１０１の内部圧力が増加する。時刻Ｔ２で所定圧力を超えると（ステップ２０２）、背圧弁１０３が動作する。これにより内部圧力は、３０２で示されるように、背圧弁動作圧力（Ｐｂｖ）に維持される。一方、時刻Ｔ２に背圧弁１０３が動作し、ほぼ同時に燃料ガス１０５の第２タンク１０２への貯蔵が開始されると、３０３で示されるように、第２タンク１０２の内部圧力が増加する。前述したとおり、第２タンク１０２の内部圧力の増加割合は小さい。これは、第１タンク１０１内で燃料ガスの発生が抑制されていること、および、第２タンク１０２の燃料ガス貯蔵能力が吸着材１０８により高まっていることによる。なお、この例では、時刻Ｔ２以前の第２タンク内圧力が供給圧力（Ｐｓｕ）である場合を例示する。つまり、前回において第２タンクから機器１３に燃料ガスが供給され、それが終了した時点の圧力（つまりＰｓｕ）を維持している場合を例示している。Ｔ２以前の圧力がＰｓｕ以上である場合や、逆にＰｓｕ以下である場合がありえることは勿論である。
【００４０】
次に、時刻Ｔ３において、ステップ２０５により機器１３への燃料供給が再開されると、この例の場合、第２タンク１０２の内部圧力が供給圧力（Ｐｓｕ）以上であるので、第２タンク１０２からの燃料供給が再開される。燃料供給が再開されるとの判断は、機器１３の動作開始を検知して行うことができる。第２タンク１０２からの燃料供給の再開に伴い、３０４で示されるように、第２タンク１０２の内部圧力は次第に低下していく。
【００４１】
第２タンク１０２の内部圧力が機器１３の要求する供給圧力（Ｐｓｕ）に達する前の予め決められた設定圧力（Ｐｓｅ）に達すると（ステップ２０８）、それを契機として時刻Ｔ４において第１供給経路１１を経由した燃料ガスの供給が開始される（ステップ２０９）。この通常操作の再開に伴い、第１タンク１０１の内部圧力は、３０５で示されるように、通常操作圧力（Ｐｏｐ）に向けて次第に低下する。また、第１タンク１０１の内部圧力の低下に伴い、第１タンク１０１から第２タンク１０２への燃料ガスの流出も停止する。従って、第２タンク１０２の内部圧力は、時刻Ｔ５において、供給圧力未満に達して機器１３との差圧がなくなると、最終的には供給圧力近傍（供給圧力を下回る場合もあり得る。）の圧力に落ち着く。
【００４２】
その後、時刻Ｔ６において、第１タンク１０１の内部圧力は通常操作圧力（Ｐｏｐ）に達する。なお、時刻Ｔ５と時刻Ｔ６の順序は、入れ替わる場合もある。
【００４３】
以上説明した実施の形態１は、この実施の形態を包含する本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【００４４】
例えば、本実施の形態１では、第１供給経路１１及び第２供給経路１２が最終的に１つの供給経路となる例を示したが、それぞれ別の設備または機器に液化燃料または燃料ガスを供給できるようにしても良い。また、各供給経路が途中で複数に分岐して複数の設備または機器に連結されていても良い。典型的には、複数の設備のそれぞれに第１供給経路が連結され、第２供給経路は、第２タンクの先からのみが前記複数の設備のそれぞれに連結されているような構成とすることもできる。
【００４５】
また、図２に示すフローチャートにおいて、ステップ２０８で第２タンク１０２の内部圧力が供給圧力未満に達したと判断された場合に、第１供給経路１１への供給が再開され、燃料ガスの供給経路が第２供給経路１２から第１供給経路１１へ切り換えられる構成としても良い。
【００４６】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、液化燃料または燃料ガスを消費する工場等を敷地内に有し、工場等に燃料を供給する拠点となる貯蔵設備を備えた基地（サテライト基地）に、本発明の燃料供給システムを用いた例を説明する。
【００４７】
図４は、本発明の燃料供給システムの一実施形態における一例を示す図である。４０１は、サテライト基地である。サテライト基地４０１の敷地内には、工場４０２ａ及び４０２ｂが配置されている。工場４０２ａ及び４０２ｂは、いずれも液化燃料または燃料ガスを用いる内燃機関等の機器を含む。４０３は、液化燃料及び燃料ガスを貯蔵する第１タンクである。サテライト基地４０１は、外部から燃料を供給するためのパイプラインを有していないため、外部から輸送された燃料を第１タンク４０３に貯蔵して使用する。４０４は、第１タンク４０１の内部で発生した余剰の燃料ガスを一時的に貯蔵するための第２タンクである。第２タンク４０４の内部には吸着材（図示せず）が配置されている。吸着材は、活性体、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体等の多孔質材を用いれば良い。吸着材を配置したことによる効果は、実施の形態１で説明したとおりである。４０５ａ及び４０５ｂは、それぞれ工場４０２ａ及び４０２ｂに液化燃料または燃料ガスを供給する第１供給経路であり、４０６ａ及び４０６ｂは、それぞれ工場４０２ａ及び４０２ｂに燃料ガスを供給する第２供給経路である。
【００４８】
これらの構成は、工場４０２ａ及び４０２ｂについて、実施の形態１で説明した本発明の燃料供給システムと同様の構成にできる。例えば、第１タンク４０３と第２タンク４０４との間には背圧弁（図示せず）が設けられている。また、第１タンク４０３と工場４０２ａまたは４０２ｂとの間に、気化器（図示せず）が設けられている。これらの構成を含む燃料供給システムが、地中に埋設された構成にしても良い。
【００４９】
サテライト基地に本発明の燃料供給システムを適用する場合、実施の形態１で例示した自動車の場合とはタンク等の仕様が異なる場合がある。例えば、サテライト基地に使用される液化天然ガス用のタンクは、一般的に安全弁動作圧力が０．９〜０．９５ＭＰａ程度に設定されているものが多い。サテライト基地で使用されるガス機器としては、一般的にボイラー等のガス機器が多く、その場合に要求される供給圧力は０．１ＭＰａ程度である。液化天然ガスの場合、気化器の供給圧力は、通常０．３〜０．６ＭＰａ程度に設定される。勿論、これらは一例であって、それぞれの設計圧力は、実施者が適宜決定すれば良い。
【００５０】
また、本実施の形態２において、サテライト基地４０１に設けられた第１タンク４０３へ貯蔵するための液化燃料は、外部からタンクローリー車等の輸送手段によって供給される。その際、液化燃料の輸送手段に、本発明の燃料供給システムを用いることも可能である。この場合、輸送中は常に第１供給経路が停止した状態なので、液化燃料を貯蔵する輸送用タンク（第１タンクに相当する）の内部圧力はボイルオフガスによって上昇する。従って、背圧弁が動作した後は、輸送が完了するまで吸着用タンク（第２タンクに相当する）への燃料ガスの貯蔵を継続させなければならない。
【００５１】
液化天然ガスを輸送する一般的なタンクローリー車を例に挙げると、輸送タンクの安全弁は二つ設けられており、正安全弁が０．８ＭＰａ程度、副安全弁が０．４ＭＰａ程度の動作圧力となっている。また、輸送中の通常貯蔵圧力は、０．１ＭＰａ程度である。本発明の燃料供給システムは、吸着タンクの内部圧力が安全弁動作圧力に達するまでの時間を従来以上に長くできるため、比較的遠方のサテライト基地に輸送する場合にも燃料ガスの大気中への放出量を低減できる。サテライト基地４０１に到着した後、輸送用タンクに貯蔵された液化燃料をサテライト基地の第１タンク４０３に供給する。吸着用タンクに貯蔵された燃料ガスは、第１タンク４０３に供給することも可能であるが、他のタンクに貯蔵しておくこともできる。
【００５２】
以上説明した実施の形態２は、この実施の形態を包含する本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【００５３】
例えば、図４に示したサテライト基地４０１において、工場４０２、第１タンク４０３、第２タンク４０４の数は、例示した数に限定される必要はない。第１タンクと第２タンクの数を変更したり、その組み合わせを変更したりすることは、当業者の設計事項である。例えば、１つの第１タンクにつき複数の第２タンクを備えていても良い。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、環境問題対策が講じられた燃料供給システム及びその動作方法を提供することができる。具体的には、設備または機器の通常操作が長時間停止した場合においても、燃料ガスの放出量を従来以下に低減できる燃料供給システム及びその動作方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料供給システムの一実施形態における一例を示す図である。
【図２】実施の形態１に例示する燃料供給システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】通常操作の停止から復帰に至るまでの第１タンク及び第２タンクの内部圧力変化を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の燃料供給システムの一実施形態における一例を示す図である。
【図５】第２タンクの貯蔵効率と圧力との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０１…第１タンク、１０２…第２タンク、１０３…背圧弁、１０４…液化燃料、１０５…燃料ガス、１０６…安全弁、１０７…気化器、１０８…吸着材、１０９…安全弁、１１０…減圧弁、１１…第１供給経路、１２…第２供給経路、１３…設備または機器、４０１…サテライト基地、４０２ａ及び４０２ｂ…設備、４０３…第１タンク、４０４…第２タンク、４０５ａ及び４０５ｂ…第１供給経路、４０６ａ及び４０６ｂ…第２供給経路、５０１…吸着貯蔵した場合の貯蔵効率の圧力依存性を示すグラフ、５０２…圧縮貯蔵した場合の貯蔵効率の圧力依存性を示すグラフ、５０３及び５０６…運用圧力、５０４及び５０７…圧縮貯蔵量、５０５及び５０８…吸着貯蔵量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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