(57)【要約】【課題】  小型で簡単な装置でなおかつ安全で効率良くガソリンを回収できるガソリンベーパ回収装置を安価に提供する。【解決手段】  ガソリンタンク内のガソリンベーパを吸引し、吸引したガソリンベーパを液化して回収するものにおいて、圧縮機１、凝縮器２、第一絞り装置３、第二絞り装置４、第一蒸発器５、第二蒸発器６が配管接続され、閉回路を形成している熱源ユニットと、ガソリン吸引ポンプ１００、第一ガソリン凝縮器１０１、気液分離器１０２、第二ガソリン凝縮器１０３が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、から構成され、第一ガソリン凝縮器１０１と第一蒸発器５、および第二ガソリン凝縮器１０３と第二蒸発器６は、互いに熱交換できる構造とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンタンク内のガソリンベーパを吸引し、吸引したガソリンベーパを液化して回収するガソリンベーパ回収装置において、
圧縮機、凝縮器、第一絞り装置、第二絞り装置、第一蒸発器、第二蒸発器が配管接続され、閉回路を形成している熱源ユニットと、
ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、から構成され、
前記第一ガソリン凝縮器と前記第一蒸発器、および前記第二ガソリン凝縮器と前記第二蒸発器は、互いに熱交換できる構造としたことを特徴とするガソリンベーパ回収装置。
【請求項２】
熱源ユニットにおいて、第一蒸発器の蒸発温度を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器の蒸発温度を０℃より低い温度で制御することを特徴とする請求項１記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項３】
第一蒸発器と第一ガソリン凝縮器は水または不凍液を介して熱交換し、前記水または不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器の蒸発温度は０℃より低い温度で制御することを特徴とする請求項１記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項４】
第一蒸発器と第一ガソリン凝縮器は水または第一不凍液を介して熱交換し、前記水または第一不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器と第二ガソリン凝縮器は第二不凍液を介して熱交換し、前記第二不凍液は０℃より低い温度で制御することを特徴とする請求項１記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項５】
液化ユニットにおいて、気液分離器と第二ガソリン凝縮器の間に、所定の圧力に到達すると開いてガソリンベーパを大気に放出する開閉手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項６】
液化ユニットにおいて、第二ガソリン凝縮器の下流に圧力調整手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項７】
液化ユニットにおいて、所定時間に到達すると、第二ガソリン凝縮器の除霜運転を行うことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のガソリンベーパ回収装置
【請求項８】
液化ユニットにおいて、第二ガソリン凝縮器より下流に圧力検知手段を備え、所定値以下に圧力を検知すると第二ガソリン凝縮器の除霜運転を行うことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項９】
ガソリンタンク内のガソリンベーパを吸引し、吸引したガソリンベーパを液化して回収するガソリンベーパ回収装置において、
圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器が配管接続され、閉回路を形成している熱源ユニットと、
ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器、流路切り替え弁が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、
タンク、ポンプ、第一冷却器、第二冷却器、流路切り替え手段が配管接続され、前記タンクには不凍液が封入されており、第一冷却器と第二冷却器は直列に接続された不凍液搬送回路と、から構成され、
前記第一ガソリン凝縮器と前記第一冷却器、および前記第二ガソリン凝縮器と前記第二冷却器は、互いに熱交換できる構造としたことを特徴とするガソリンベーパ回収装置。
【請求項１０】
所定の時間を検知すると、制御手段により、ガソリンベーパと不凍液の流れを反転させることを特徴とする請求項９記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項１１】
ガソリンタンク内のガソリンベーパを吸引し、吸引したガソリンベーパを液化して回収するガソリンベーパ回収装置において、
第一冷却手段と第二冷却手段を備えた熱源ユニットと、
ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、から構成され、
前記第一ガソリン凝縮器と前記第一冷却手段、および前記第二ガソリン凝縮器と前記第二冷却手段は、互いに熱交換できる構造としたことを特徴とするガソリンベーパ回収装置。
【請求項１２】
熱源ユニットにおいて、第一冷却手段の温度を０℃より高い温度で制御し、第二冷却手段の温度を０℃より低い温度で制御することを特徴とする請求項１１記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項１３】
第一冷却手段と第一ガソリン凝縮器は水または不凍液を介して熱交換し、前記水または不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二冷却手段の温度は０℃より低い温度で制御することを特徴とする請求項１１記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項１４】
第一冷却手段と第一ガソリン凝縮器は水または第一不凍液を介して熱交換し、前記水または第一不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二冷却手段と第二ガソリン凝縮器は第二不凍液を介して熱交換し、前記第二不凍液は０℃より低い温度で制御することを特徴とする請求項１１記載のガソリンベーパ回収装置。
【請求項１５】
ガソリンタンク内のガソリンベーパを吸引し、吸引したガソリンベーパを液化して回収するガソリンベーパ回収装置において、
冷却手段を備えた熱源ユニットと、
ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器、流路切り替え弁が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、
タンク、ポンプ、第一冷却器、第二冷却器、流路切り替え手段が配管接続され、前記タンクには不凍液が封入されており、第一冷却器と第二冷却器は直列に接続された不凍液搬送回路と、から構成され、
前記第一ガソリン凝縮器と前記第一冷却器、および前記第二ガソリン凝縮器と前記第二冷却器は、互いに熱交換できる構造としたことを特徴とするガソリンベーパ回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気化したガソリン（以下ガソリンベーパと呼ぶ）を回収するためのガソリンベーパ回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンスタンドで給油する際、車のガソリンタンク内部は下部にガソリン液が存在し、その上部に気化したガソリンベーパが飽和状態で存在している。ガソリンをガソリンタンクに給油すると、ガソリンタンクとほぼ同容量のガソリンベーパが追い出され、回収されることなく大気へ放出されていた。しかし、車のガソリンタンク内に存在していたガソリンベーパをそのまま大気へ放出することは、光化学スモッグの主原因とされ、人体に悪影響を及ぼすという問題がある。
従来はこの問題に対応するため、炭素数１〜４の炭化水素ガスの少なくとも１種をガソリンベーパに混合した後、この混合ガスを４ｋｇｆ／ｃｍ２まで圧縮機で圧縮し、その後に冷却器で冷却することで回収するガソリン回収装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５１−３４２０９号公報（第１頁〜第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のガソリンベーパ回収装置では、ガソリンベーパを４ｋｇｆ／ｃｍ２まで加圧するには大きな圧縮機が必要となり、これがコストアップに繋がるという問題があった。また安全性を確保するために、炭化水素をガソリンベーパに混合しているが、炭化水素は可燃性があるので、炭化水素に対しても安全対策を施す必要が発生し、その分、コストアップに繋がるという問題があった。さらに、炭化水素のコストも掛かる。また、回収したガソリンを再利用する際に、炭化水素が混入し、ガソリンの品質が低下するという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、小型で簡単な装置でなおかつ安全で効率良くガソリンを回収できるガソリンベーパ回収装置を安価に提供すること目的としている。さらに回収したガソリンを再利用することも目的としている。
さらに、冷却時に発生する伝熱管への霜の付着を解決することも目的としている。
また、オゾン層破壊防止や地球温暖化防止の観点から、ガソリンベーパを冷却するための熱源機には、可燃性の無いＨＦＣ冷媒や自然冷媒を用い、環境負荷の低減も目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のガソリンベーパ回収装置は、ガソリンタンク内のガソリンベーパを吸引し、吸引したガソリンベーパを液化して回収するものにおいて、圧縮機、凝縮器、第一絞り装置、第二絞り装置、第一蒸発器、第二蒸発器が配管接続され、閉回路を形成している熱源ユニットと、ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、から構成され、第一ガソリン凝縮器と第一蒸発器、および第二ガソリン凝縮器と第二蒸発器は、互いに熱交換できる構造としたものである。
【０００７】
また、熱源ユニットにおいて、第一蒸発器の蒸発温度を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器の蒸発温度を０℃より低い温度で制御するものである。
【０００８】
また、第一蒸発器と第一ガソリン凝縮器は水または不凍液を介して熱交換し、水または不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器の蒸発温度は０℃より低い温度で制御するものである。
【０００９】
また、第一蒸発器と第一ガソリン凝縮器は水または第一不凍液を介して熱交換し、水または第一不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器と第二ガソリン凝縮器は第二不凍液を介して熱交換し、第二不凍液は０℃より低い温度で制御するものである。
【００１０】
また、液化ユニットにおいて、気液分離器と第二ガソリン凝縮器の間に、所定の圧力に到達すると開いてガソリンベーパを大気に放出する開閉手段を備えたものである。
【００１１】
また、液化ユニットにおいて、第二ガソリン凝縮器の下流に圧力調整手段を備えたものである。
【００１２】
また、液化ユニットにおいて、所定時間に到達すると、第二ガソリン凝縮器の除霜運転を行うものである。
【００１３】
また、液化ユニットにおいて、第二ガソリン凝縮器より下流に圧力検知手段を備え、所定値以下に圧力を検知すると第二ガソリン凝縮器の除霜運転を行うものである
【００１４】
また、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器が配管接続され、閉回路を形成している熱源ユニットと、ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器、流路切り替え弁が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、タンク、ポンプ、第一冷却器、第二冷却器、流路切り替え手段が配管接続され、タンクには不凍液が封入されており、第一冷却器と第二冷却器は直列に接続された不凍液搬送回路と、から構成され、第一ガソリン凝縮器と第一冷却器、および第二ガソリン凝縮器と第二冷却器は、互いに熱交換できる構造としたものである。
【００１５】
また、所定の時間を検知すると、制御手段により、ガソリンベーパと不凍液の流れを反転させるものである。
【００１６】
更にまた、第一冷却手段と第二冷却手段を備えた熱源ユニットと、ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、から構成され、第一ガソリン凝縮器と第一冷却手段、および第二ガソリン凝縮器と第二冷却手段は、互いに熱交換できる構造としたものである。
【００１７】
また、熱源ユニットにおいて、第一冷却手段の温度を０℃より高い温度で制御し、第二冷却手段の温度を０℃より低い温度で制御するものである。
【００１８】
また、第一冷却手段と第一ガソリン凝縮器は水または不凍液を介して熱交換し、前記水または不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二冷却手段の温度は０℃より低い温度で制御するものである。
【００１９】
また、第一冷却手段と第一ガソリン凝縮器は水または第一不凍液を介して熱交換し、前記水または第一不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二冷却手段と第二ガソリン凝縮器は第二不凍液を介して熱交換し、第二不凍液は０℃より低い温度で制御するものである。
【００２０】
更にまた、冷却手段を備えた熱源ユニットと、ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器、流路切り替え弁が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、タンク、ポンプ、第一冷却器、第二冷却器、流路切り替え手段が配管接続され、タンクには不凍液が封入されており、第一冷却器と第二冷却器は直列に接続された不凍液搬送回路と、から構成され、
第一ガソリン凝縮器と第一冷却器、および第二ガソリン凝縮器と第二冷却器は、互いに熱交換できる構造としたものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、小形コンパクトで、ガソリンベーパの回収時間を大幅に短縮することを可能としたガソリンベーパ回収装置を安価に提供できる。また。空気中のガソリンベーパは冷却の際、空気の影響により冷却が阻害されていたが、ガソリン分子の重さに着目したことにより冷却温度を極低温にすることなく回収効率を上げることを可能し、ランニングコストを大幅に削減することができる。
また、第一ガソリン凝縮器と第一蒸発器、および第二ガソリン凝縮器と第二蒸発器を熱交換できる構造とすることにより、第一ガソリン凝縮器で水分の大部分を除去できるため、着霜耐力を大幅に向上させたガソリンバーパ回収装置を提供できる。
【００２２】
また、熱源ユニットにおいて、第一蒸発器の蒸発温度を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器の蒸発温度を０℃より低い温度で制御することにより、大幅に着霜耐力を向上させつつ、第二蒸発器を０℃より低く制御するので、ガソリンの回収効率も大幅に向上させたガソリンベーパ回収装置を提供できる。
【００２３】
また、第一蒸発器と第一ガソリン凝縮器は水または不凍液を介して熱交換し、水または不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器の蒸発温度は０℃より低い温度で制御することにより、ガソリンベーパの処理量の変動への追従性を良くするとともに、大幅に着霜耐力を向上させつつ、第二蒸発器を０℃より低く制御するので、ガソリンの回収効率も大幅に向上させたガソリンベーパ回収装置を提供できる
【００２４】
また、第一蒸発器と第一ガソリン凝縮器は水または第一不凍液を介して熱交換し、水または第一不凍液を０℃より高い温度で制御し、第二蒸発器と第二ガソリン凝縮器は第二不凍液を介して熱交換し、第二不凍液は０℃より低い温度で制御することにより、ガソリンベーパの処理量の変動への追従性を良くするとともに、大幅に着霜耐力を向上させつつ、第二蒸発器を０℃より低く制御するので、ガソリンの回収効率も大幅に向上させたガソリンベーパ回収装置を提供できる
【００２５】
また、液化ユニットにおいて、気液分離器と第二ガソリン凝縮器の間に、所定の圧力に到達すると開いてガソリンベーパを大気に放出する開閉手段を備えたことにより、除霜運転中もガソリン回収運転を行うことが可能となり、信頼性を向上させたガソリンベーパ回収装置を提供することができる。
【００２６】
また、液化ユニットにおいて、第二ガソリン凝縮器の下流に圧力調整手段を備えることにより、ガソリン回収装置内が加圧状態であるため、回収率を向上させたガソリンベーパ回収装置を提供できる。
【００２７】
また、液化ユニットにおいて、所定時間に到達すると、第二ガソリン凝縮器の除霜運転を行うことにより、確実に除霜運転を行うタイミングを判定することを可能にし、効率良く除霜運転を行うことができるガソリンベーパ回収装置を提供できる。
【００２８】
また、液化ユニットにおいて、第二ガソリン凝縮器より下流に圧力検知手段を備え、所定値以下に圧力を検知することにより、確実に除霜運転を行うタイミングを判定することを可能にし、効率良く除霜運転を行うことができるガソリンベーパ回収装置を提供できる。
【００２９】
また、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器が配管接続され、閉回路を形成している熱源ユニットと、ガソリン吸引ポンプ、第一ガソリン凝縮器、気液分離器、第二ガソリン凝縮器、流路切り替え弁が配管接続され、閉回路を形成しており、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器は直列に接続され、第一ガソリン凝縮器と第二ガソリン凝縮器の間に気液分離器が備えられた液化ユニットと、タンク、ポンプ、第一冷却器、第二冷却器、流路切り替え手段が配管接続され、タンクには不凍液が封入されており、第一冷却器と第二冷却器は直列に接続された不凍液搬送回路と、から構成され、第一ガソリン凝縮器と第一冷却器、および第二ガソリン凝縮器と第二冷却器は、互いに熱交換できる構造とすることにより、除霜運転を行う必要が無くなり、安定してのガソリン回収を行えるガソリンベーパ回収装置を提供できる。
【００３０】
また、所定の時間を検知すると、制御手段により流路切り替え弁により、ガソリンベーパと不凍液の流れを反転させることにより、除霜運転を行う必要が無くなり、安定してガソリン回収を行えるガソリンベーパ回収装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図の一例を示すものである。
この実施の形態１におけるガソリンベーパ回収装置は、熱源ユニットと液化ユニットとから構成されている。また、この実施の形態では、冷却手段として、蒸気圧縮式の冷凍装置を用いているが、ペルチェ等の他の冷却手段であっても良いものである。
熱源ユニットは、ガソリンベーパを冷却するための冷凍サイクル装置であり、圧縮機１、凝縮器２、第一絞り装置３、第二絞り装置４、第一蒸発器５、第二蒸発器６、蒸発圧力調節弁７、逆流防止弁８、デフロスト回路９、開閉弁１０、低圧維持回路１１、開閉弁１２、流路抵抗１３、第一温度検知手段１４ａ、１４ｂ、第二温度検知手段１５ａ〜１５ｃ、制御手段１６から構成されている。なお、ペルチェ等の他の冷却手段を用いた場合は、熱源ユニットは、ペルチェ等の冷却手段を備えることになる。
この実施の形態１では、第一絞り装置３と第二絞り装置４に電子膨張弁、流路抵抗１３にキャピラリーチューブ、第一温度検知手段１４ａ、１４ｂ、第二温度検知手段１５ａ〜１５ｃに温度センサを用いている。なお、１７は冷媒の流れ方向を示す。
【００３２】
液化ユニットは、吸引ポンプ１００、第一ガソリン凝縮器１０１、気液分離器１０２、第二ガソリン凝縮器１０３、圧力調節弁１０４、開閉弁１０５、圧力検知手段１０６、内部熱交換器１０７から構成されている。なお、１０８はガソリンベーパの流れ方向を示す。
熱源ユニットの基本動作について説明する。この実施の形態１では、熱源ユニットの冷媒として、Ｒ４０４Ａが封入されている。言うまでもなく他のＨＦＣ冷媒、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ等や自然冷媒ＣＯ２等でも良い。
【００３３】
圧縮機１にて圧縮された冷媒ガスは、凝縮器２にて周囲の空気に放熱し、液冷媒となる。液冷媒は第一絞り装置３、第二絞り装置４にて、膨張し、気液二相状態となり、第一蒸発器５、第二蒸発器６に流れ込む。第一蒸発器５と第二蒸発器６において、冷媒はガソリンベーパより吸熱し、気液二相状態からガス冷媒となる。ガス冷媒は、再び、圧縮機１に吸引される。第一蒸発器５では０℃より高い蒸発温度になるように、第二蒸発器６では０℃より低い蒸発温度になるように制御されている。この実施の形態１では、第一蒸発器５の蒸発温度は１℃、第二蒸発器６の蒸発温度は−２０℃になるように、制御手段１６、第一絞り装置３、第二絞り装置４で制御されている。このように異なる蒸発温度で制御されているため、第一蒸発器５の下流に蒸発圧力調整弁７を設け、冷凍サイクルを安定させている。
液化ユニットの基本動作について説明する。自動車のガソリンタンク内のガソリンベーパはポンプ１００にて吸引され、ガソリン回収装置内の圧力は、圧力調整弁１０４にて、所定の圧力になるように調節されている。この実施の形態１では、ガソリン回収装置内の圧力は、2.5kgf/cm2Gになるように調節されている。ポンプ１００にて、吸引されたガソリンベーパは、第一ガソリン凝縮器１０１に流れ込み、そこで、ガソリンベーパは冷却され、液化する。合わせて、ガソリンベーパ中に含まれる水分も液化される。液化された水分とガソリン液は、気液分離器１０２に流れ込み、液化しなかったガソリンベーパと液化した「ガソリンと水分」を分離する。第一ガソリン凝縮器１０１を冷却する第一蒸発器５の蒸発温度は１℃で制御されているため、ガソリンベーパ中の水分が凍結し、閉塞現象を発生することはない。
【００３４】
液化しなかったガソリンベーパは、第二ガソリン凝縮器１０３に流れ込み、第二ガソリン凝縮器１０３で液化される。第二ガソリン凝縮器１０３では、約−２０℃の冷媒が流れ込むために、第一ガソリン凝縮器１０１で液化できなかったガソリンベーパでも液化することが可能となる、さらに、第一ガソリン凝縮器１０１にて、水分が除去されているため、第二ガソリン凝縮器１０３にて、水分が凍結する可能性は大幅に低減されている。
図２は第一ガソリン凝縮器１０１と第一蒸発器５との構造図を示す。図２に示すように、この実施の形態１では、二重管構造になっている。外管である第一蒸発器の伝熱管１０１ａに冷媒が流れ、内管である第一ガソリン凝縮器の伝熱管５ａにガソリンベーパが流れ、流し方は対向流である。
図３および図４は第二ガソリン凝縮器１０３と第二蒸発器６との構造図を示す。図３、図４に示すように、この実施の形態１では、シェルアンドチューブ方式になっており、管外にガソリンベーパを流し、管内に冷媒を流している。この構造について更に説明する。シェル１０３ａ内に第二蒸発器６が組み込まれており、シェル１０３ａの底部には液化したガソリンを排出するための排出管１０３ｃ、開閉弁１０３ｂを備えており、さらに伝熱特性を向上させるために邪魔板１０３ｄが設けられている。第一ガソリン凝縮器１０１で冷却されたガソリンベーパが上部より流れ込み、第二蒸発器６によって冷却され、ガソリンが液化される。液化したガソリンはシェル１０３ａの底部に溜まり、所定量が溜まると、開閉弁１０３ｂが開き、ガソリンスタンドの地下タンクに液化ガソリンを送る。
【００３５】
ガソリン凝縮器を二つに分割し、第一蒸発器５を３℃、第二蒸発器６を−２０℃に制御した場合の効果について説明する。第一ガソリン凝縮器１０１の入口温度を２０℃、出口温度を３℃、第二ガソリン凝縮器１０３の出口温度を−１０℃とする。飽和絶対湿度と温度の関係を図５に示す。第一ガソリン凝縮器１０１の入口で水分が飽和状態であるとすると、入口の飽和水分量は図５より、0.0147571[kg/kg(DA)]である。第一ガソリン凝縮器１０１では３℃まで冷却されるので、飽和水分量は0.0047067[kg/kg(DA)]まで減る。さらに、第二ガソリン凝縮器１０３において、−１０℃まで冷却されるため、飽和水分量は0.0016061[kg/kg(DA)]まで小さくなる。従って、このガソリン回収装置にて、除去される水分量は0.0147571―0.0016061＝0.013151[kg/kg(DA)]となる。このうち、第一ガソリン凝縮器１０１で除去される水分量の比率は７６％、第二ガソリン凝縮器１０３では２４％となる。すなわち、分割せずにガソリンベーパを２０℃から−１０℃に一気に冷却する時に比べ、７６％の水分量を低減でき、この効果で、着霜耐力を大幅に向上させることができる。その結果、除霜運転の周期が長くなり、省エネになるとともに、ガソリン回収性能も向上する。
【００３６】
次にこの発明のガソリン回収装置の過渡的な運転を説明する。
第一ガソリン凝縮器１０１は、０℃より高い温度で冷却されているため、着霜は発生しないが、第二ガソリン凝縮器１０３では０℃より低い温度で冷却されているため、着霜が発生し、霜取り運転が必要となる。霜取りを検知する目的で圧力検知手段１０６が設けられている。圧力検知手段１０６により、第二ガソリン凝縮器１０３の下流の圧力が所定圧力より下回ったことを検知した場合、ガソリン吸引ポンプ１００は停止させ、第一絞り装置３と第二絞り装置４は閉、開閉弁１０は開状態にする。これにより、高温ガスが第二蒸発器６に流れ込み、伝熱管の周囲の霜を解かす。除霜運転終了の判断は、温度センサ１５ｃによって検知された温度が所定温度以上でなったことで行う。実験データをベースに除霜運転の時間をあらかじめ決めておき、その間、除霜運転を行うようにしても良い。
除霜運転完了後は熱源ユニット、液化ユニットともに通常の運転を行う。
【００３７】
次に、ガソリンベーパの処理量が減った場合（熱負荷が減った場合）における、熱源ユニット側の運転を説明する。
第一蒸発器５の蒸発温度が１℃より低くなり、しかも蒸発器出口の過熱度が所定値以下になった場合は、低圧維持回路１１に設けられている開閉弁１２を開にする。同様に、第二蒸発器６の蒸発温度が−２０℃より低くなり、しかも蒸発器出口の過熱度が所定値以下になった場合は、低圧維持回路１１に設けられている開閉弁１２を開にする。第一蒸発器５の出口過熱度は、温度センサ１４ｂと温度センサ１４ａの差を制御手段１６によって演算している。第二蒸発器６の出口過熱度は、温度センサ１５ｂと温度センサ１５ａの差を制御手段１６によって演算している。
以上のように、高低圧をバイパスさせる低圧維持回路１１を設けることにより、ガソリンベーパの処理量が低下した場合でも、安定した運転を行うことが可能となり、ガソリン回収装置の信頼性を確保できる。
【００３８】
実施の形態２
図６はこの発明の実施の形態２におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図の一例を示すものである。
この実施の形態２の特徴は、第一蒸発器５と第一ガソリン凝縮器１０１の熱交換が不凍液１０９を介して行われるところである。この実施の形態２では、不凍液１０９としてブラインが用いられているが、０℃より高温で用いる場合は、水を用いてもよい。
図７は第一ガソリン凝縮器１０１と第一蒸発器５との構造図を示す。図７に示すように、第一ガソリン凝縮器１０１と第一蒸発器５の周囲はブライン１０９で覆われており、そのブライン１０９を介して、ガソリンベーパを冷却する仕組みになっている。ガソリンベーパが第一ガソリン凝縮器１０１に流れ込み、周囲のブライン１０９でガソリンベーパは冷却され、液化される。この実施の形態２では、製造原価を低減させる観点から、伝熱性能を向上させるための攪拌機やポンプ等は用いていない。
ブライン１０９を介して熱交換をさせる効果について説明する。第二ガソリン凝縮器１０３では、第二蒸発器６が−２０℃と低く制御されるため、除霜運転が必要となる。除霜運転時、第一蒸発器５は冷却運転を行わない。このため、ブライン１０９が無い場合は、第一ガソリン凝縮器１０１にてガソリンを冷却することができない。しかし、第一ガソリン凝縮器１０１の周囲にブライン１０９が存在することで、その熱容量を利用し、ガソリンベーパを凝縮させることが可能となり、常にガソリン回収運転をすることができるガソリン回収装置を提供できる。さらに、ガソリンベーパ側の処理量が低下した場合、あるいは増加した場合において、負荷への追従が良くなり、ガソリン回収を安定して行うことができる。
【００３９】
熱源ユニットは、実施の形態１とは異なり、絞り装置３ａ、４ａとして温度式膨張弁３ａ、４ａが用いられ、その上流には開閉弁１８、１９が設けられている。通常運転時は、第一絞り装置３ａ、第二絞り装置４ａにより、第一蒸発器５、第二蒸発器６の出口過熱度が５℃程度になるように制御されている。ブライン温度は、１℃になるように、温度検出手段（実施の形態２では、温度センサ）１４ａで検知しており、０℃より低くなった場合は、制御手段１６ａにより、開閉弁１８は閉状態にし、周囲のブライン１０９の冷却を止める。この時、蒸発負荷が急激に小さくなるため、熱源ユニットの圧縮機吸入圧力が低下し、最悪の場合、熱源ユニットが停止する。これを回避する目的で、低圧維持回路１１を設けている。このような状態を検知すると、開閉弁１２が開状態（通常時は閉）になり、高低圧をバイパスさせる。これにより、低圧の低下を防止でき、安定して熱源ユニットを運転させることができる。
次に、過渡運転時（除霜運転）の動作について説明する。液化ユニットに設けられた圧力検知手段（実施の形態２では圧力センサ）１０６が所定圧力以下を検知すると、開閉弁１０５を開状態にする。ガソリンベーパは第一ガソリン凝縮器１０１で液化され後、第二ガソリン凝縮器１０３には流れ込まず、開閉弁１０５からガソリンベーパが大気へ放出される。除霜運転時においても、ガソリンの回収運転を行うことが可能となる。熱源ユニットは、圧力検知手段１０６が所定圧力以下を検知すると、開閉弁１８、１９を閉、開閉弁１０は開状態にする。このように開閉弁を切り替えることにより、第二蒸発器６に高温のガス冷媒が流れ、第二蒸発器６に付着した霜を解かすことができる。温度検知手段１５ａ（実施の形態２では、温度センサ）が所定の温度以上を検知すると、再び開閉弁１８、１９を開、開閉弁１０を開状態にし、通常運転になる。このとき、液化ユニットの開閉弁１０５は開から閉状態に切り替わる。
なお、第二蒸発器６と第二ガソリン凝縮器１０３とを熱交換させる方法は、上述のシェルアンドチューブ熱交換器方式でだけでなく、二重管熱交換器方式、プレート熱交換器方式、プレートフィンチューブ方式等を用いても同じ効果を得ることができる。
【００４０】
以上説明したように、この発明のガソリン回収装置は、着霜耐力を向上させ、しかも除霜中もガソリン回収運転を行うことが可能となり、信頼性の高いガソリン回収装置を提供することができる。
【００４１】
実施の形態３
図８はこの発明の実施の形態３におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図の一例を示すものである。
この実施の形態３の特徴は、第一蒸発器５と第一ガソリン凝縮器１０１、第二蒸発器６と第二ガソリン凝縮器１０３の熱交換が不凍液１０９を介して行われるところである。この実施の形態３では、不凍液１０９としてブラインが用いられている。０℃より高温で用いる場合は、水を用いてもよい。
この実施の形態３では、熱源ユニットと液化ユニットに加えて、不凍液搬送回路から構成されている。不凍液搬送回路は、不凍液搬送ポンプ２００、第二冷却器２０４、デフロストヒータ２０２、タンク２０３から構成され、配管にて接続され、閉回路を形成している。タンク２０３内には、第二蒸発器６とデフロストヒータ２０２が組み込まれており、それらの周囲はブライン１０９で満たされている。タンク２０３内の構造を図９に示す。なお、２０６は不凍液の流れ方向を示す。
【００４２】
熱源ユニットと液化ユニットの動作は実施の形態１、２と同じである。第二蒸発器６で冷却されたブライン１０９は不凍液搬送ポンプ２００により、第二冷却器２０４に流れ込み、ガソリンベーパを冷却・液化させる。タンク２０３内のブライン温度は−２０℃で制御されている。タンク２０３内のブライン温度は、温度検出手段１５ｂ（実施の形態３では温度センサ）によって検知され、−２０℃以下になると、開閉弁１９を閉じることにより、第二蒸発器６でブライン１０９を冷却することを止める。再び、タンク２０３内のブライン温度が上昇し、設定値温度以上になると、開閉弁１９を開き、通常の冷却運転を行う。
次に、除霜運転について説明する。熱源ユニットは、圧力検知手段１０６が所定圧力以下を検知すると、開閉弁１８、１９を閉とし、熱源ユニットを停止させると同時に、デフロストヒータ２０２を通電し、除霜運転を開始させる。この時、ブラインポンプ２００は運転している。デフロストヒータ２０２によって暖められたブライン１０９はガソリン冷却器２０１に流れ込み、伝熱管に付着した氷を解かす。温度センサ１５ａによって検知された温度が所定温度以上になると、デフロストヒータ２０２の通電を終わらせ、通常の運転を開始する。
【００４３】
以上のような運転を行うことで、除霜運転中においても、ガソリン回収運転を行うことができ、安定したガソリン回収を実現できる。
【００４４】
実施の形態４
図１０および図１１はこの発明の実施の形態４におけるガソリン回収装置の全体構成図の一例を示すものである。
この実施の形態４は、熱源ユニット、液化ユニット、不凍液搬送回路から構成されている。
熱源ユニットはガソリンベーパを冷却するための冷凍サイクル装置であり、圧縮機１、凝縮器２、絞り装置３、蒸発器６から構成されている。
【００４５】
液化ユニットは、吸引ポンプ１００、第一ガソリン凝縮器１０１、気液分離器１０２、第二ガソリン凝縮器１０３、流路切り替え弁１１１から構成されている。
不凍液搬送回路は、不凍液搬送ポンプ２００、流路切り替え弁２０５、第一冷却器２０１、第二冷却器２０４から構成されており、配管にて接続され、閉回路を形成している。
この実施の形態４では、不凍液１０９としてブライン、不凍液搬送ポンプ２００にブラインポンプ、絞り装置３に温度式膨張弁、流路切り替え弁２０５として四方弁をそれぞれ用いている。  
熱源ユニットの基本動作について説明する。この実施の形態４では、熱源ユニットの冷媒として、Ｒ４０４Ａが封入されている。言うまでもなく他のＨＦＣ冷媒、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ１３４ａ等や自然冷媒ＣＯ２等でも良い。
【００４６】
圧縮機１にて圧縮された冷媒ガスは、凝縮器２にて周囲の空気に放熱することにより、液冷媒となる。液冷媒は絞り装置３にて膨張し、気液二相状態となり、蒸発器６に流れ込む。蒸発器６において、周囲のブライン１０９と熱交換し、冷媒はガス状態となり、再び、圧縮機１に吸引される。
次に液化ユニットの基本動作について説明する。
自動車のガソリンタンク内のガソリンベーパが吸引ポンプ１００にて吸引され、ガソリン回収装置内の圧力は、圧力調整弁１０４にて、所定の圧力になるように調節されている。この実施の形態４では、ガソリン回収装置内の圧力は、2.5kgf/cm2Gになるように調節されている。吸引ポンプ１００にて、吸引されたガソリンベーパは、第一ガソリン凝縮器１０１に流れ込み、そこで、ガソリンベーパは冷却され、液化する。合わせて、ガソリンベーパ中に含まれる水分も液化される。液化された「水分とガソリン液」は、気液分離器１０２に流れ込み、液化しなかったガソリンベーパと液化した「ガソリンと水分」を分離する。凝縮しなかったガソリンベーパは第二ガソリン凝縮器１０３に流れ込み、そこで第二冷却器２０４によってさらに冷却され、液化され、低濃度のガソリンベーパとなって大気へ放出される。なお、この発明では、四方弁１１１により、ガソリンベーパの流れ方向を切り替えることができる。図１０においては、ガソリンベーパは先に第一ガソリン凝縮器１０１（第一冷却器２０１）を通り、その後第二ガソリン凝縮器１０３（第二冷却器２０４）を通過する。四方弁１１１でガソリンベーパの流れを切り替えると、図１１に示すように、ガソリンベーパは第二ガソリン凝縮器１０３（第二冷却器２０４）を最初に通り、その後第一ガソリン凝縮器１０１（第一冷却器２０１）を通過する。第一ガソリン凝縮器１０１と第二ガソリン凝縮器１０３の間の温度は常に０℃以上になるように、ブライン温度を変化させている。
【００４７】
次に不凍液搬送回路の動作について説明する。熱源ユニットにて冷却されたブライン１０９がブラインポンプ２００によって、第一冷却器２０１、第二冷却器２０４に送り込まれる。第一冷却器２０１、第二冷却器２０４に送り込まれたブライン１０９は、ガソリンベーパを冷却する。
なお、この発明では、四方弁２０５により、ブライン１０９の流れ方向を切り替えることができる。図１０においては、ブライン１０９は先に第二冷却器２０４（第二ガソリン凝縮器１０３）を通り、その後第一冷却器２０１（第一ガソリン凝縮器１０１）を通過する。四方弁２０５でブライン１０９の流れを切り替えると、図１１に示すように、ブライン１０９は第一冷却器２０１（第一ガソリン凝縮器１０１）を最初に通り、その後第二冷却器２０４（第二ガソリン凝縮器１０３）を通過する。
【００４８】
今、図１０に示す流れで、ブライン１０９が流れているとする。ブライン温度は、熱源ユニットにより、約―１５℃に制御されている。ブライン１０９は第二冷却器２０４に流れ込むと、ガソリンベーパと熱交換し、温度が上昇する。上昇したブライン１０９は第一冷却器２０１に流れ込み、再びガソリンベーパと熱交換し、さらに温度が上昇する。その様子を図１２に示す。図１２より、第二ガソリン凝縮器１０３において、ガソリンベーパの温度が０℃より低い温度帯で流れ、伝熱管に霜が発生する。所定時間運転した後、四方弁２０５により、ブラインの流れ方向を反転させ、また、四方弁１１１によりガソリンベーパの流れを反転させる。その時の熱交換器での温度変化を図１３に示す。図１３に示すように、第二ガソリン凝縮器１０３におけるガソリンベーパの温度が０℃以上となり、伝熱管に付着していた氷が解ける。この運転も所定時間行い、四方弁１１１、２０５でガソリンベーパとブラインの流れを反転させる。以後はこの四方弁２０５、１１１により切り替わりを所定時間ごとに行う。
以上のように、第一ガソリン凝縮器１０１、第二ガソリン凝縮器１０３の役割を一定時間毎に入れ替えることで、除霜運転を行う必要が無くなり、安定してガソリンの回収を行うことができる。
【００４９】
実施の形態５
図１４はこの発明の実施の形態５におけるガソリン回収装置の全体構成図の一例を示すものである。
図１４の実施の形態５はブラインの流れが切り替わる場合の回路構成の一例である。このように制御装置３００により四方弁２０５を切り替えてブラインの流れを切り替えるだけでも、ある程度効果は得られる。同様にガソリンベーパの流れを反転させるだけでも、ある程度の効果は得られる。
【００５０】
実施の形態６
図１５および図１６は、この発明の実施の形態６におけるガソリン回収装置の全体構成図の一例を示すものである。
この実施の形態６は、図１４の流路切り替え弁２０５を流路切り替え回路２０５に変更した時の実施例である。流路切り替え回路２０５は、４個の開閉弁２０５ａ〜２０５ｄで構成されている。例えば、図１４と同じ方向にブラインを流す場合は、開閉弁２０５ａ、開閉弁２０５ｃを開、開閉弁２０５ｂ、開閉弁２０５ｄを閉にする。ブラインの流れを反転させる場合は、開閉弁２０５ｂ、開閉弁２０５ｄを開、開閉弁２０５ａ、開閉弁２０５ｃを閉にする。このような方法でブラインの流路を変更しても、図１４と同等の効果は得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるガソリンベーパ回収装置の第一ガソリン凝縮器と第一蒸発器との構造図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるガソリンベーパ回収装置の第二ガソリン凝縮器と第二蒸発器との構造図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるガソリンベーパ回収装置の第二ガソリン凝縮器と第二蒸発器との構造図である。
【図５】飽和絶対湿度と温度の関係を示す特性図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２におけるガソリンベーパ回収装置の第一ガソリン凝縮器と第一蒸発器との構造図である。
【図８】この発明の実施の形態３におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図である。
【図９】この発明の実施の形態３におけるガソリンベーパ回収装置のタンク内の構造図である。
【図１０】この発明の実施の形態４におけるガソリン回収装置の全体構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態４におけるガソリン回収装置の全体構成図である。
【図１２】熱交換器内のガソリンベーパの温度分布図である。
【図１３】熱交換器内のガソリンベーパの温度分布図である。
【図１４】この発明の実施の形態５におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態６におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態６におけるガソリンベーパ回収装置の全体構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  圧縮機、  ２  凝縮器、  ３  第一絞り装置、  ３ａ  第一絞り装置、  ４  第二絞り装置、４ａ  第二絞り装置、５  第一蒸発器、  ５ａ  第一蒸発器の伝熱管、  ６  第二蒸発器、  ７  蒸発圧力調整弁、  ８  逆流防止装置、  ９  除霜回路、  １０  開閉弁、  １１  低圧維持回路、  １２  開閉弁、  １３  流路抵抗、  １４ａ  温度検知手段、  １４ｂ  温度検知手段、  １４ｃ  温度検知手段、１５ａ  温度検知手段、  １５ｂ  温度検知手段、  １５ｃ  温度検知手段、  １６  制御手段、  １６ａ  制御手段、  １６ｂ  制御手段、１６ｃ  制御手段、１６ｄ  制御手段、１７  冷媒の流れ方向、１８  開閉弁、  １９  開閉弁、１００  ガソリン吸引ポンプ、  １０１  第一ガソリン凝縮器、  １０１ａ  第一ガソリン凝縮器の伝熱管  １０２  気液分離器、  １０３  第二ガソリン凝縮器、１０３ａ  シェル、１０３ｂ  開閉弁、１０３ｃ  ガソリン液排出管、１０３ｄ  邪魔板、  １０４  圧力調整弁、  １０５  開閉弁、  １０６  圧力検知手段、  １０７  内部熱交換器、  １０８  ガソリンベーパの流れ方向、１０９  不凍液、  １１０  タンク、  １１１  流路切り替え弁、  １１２  温度検知手段、２００  不凍液搬送ポンプ、  ２０１  第一冷却器、  ２０２  デフロストヒータ、２０３  タンク、２０４  第二冷却器、  ２０５  流路切り替え弁（流路切り替え回路）、２０５ａ  開閉弁、  ２０５ｂ  開閉弁、２０５ｃ  開閉弁、２０５ｄ  開閉弁、  ２０６  不凍液の流れ方向、３００  制御手段。
【図１】
2005225937.tif 000003
【図２】
2005225937.tif 000004
【図３】
2005225937.tif 000005
【図４】
2005225937.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005225937.tif 000008
【図７】
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【図８】
2005225937.tif 000010
【図９】
2005225937.tif 000011
【図１０】
2005225937.tif 000012
【図１１】
2005225937.tif 000013
【図１２】
2005225937.tif 000014
【図１３】
2005225937.tif 000015
【図１４】
2005225937.tif 000016
【図１５】
2005225937.tif 000017
【図１６】
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