(57)【要約】      （修正有）【課題】設備費を極力抑え、保安管理も容易で、しかも安定してＬＰガス（液）を移充填できるシステムを提供する。【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１と、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２と、ＬＰガス加温器内のＬＰガス液を加温し、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５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３とからなる。【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ことを特徴とした液化ガス移充填システム。
【請求項２】
熱源はヒータで昇温させた温水である請求項１記載の液化ガス移充填システム。
【請求項３】
ＬＰガス加温器の移充填先手段側には液送出弁を設け、該液送出弁は貯槽装置の気相圧力とヒータにより加圧されたＬＰガス加温器圧力との差圧によって開閉制御する請求項１または２記載の液化ガス移充填システム。
【請求項４】
ＬＰガス加温器の移充填先手段側には液送出弁を設け、該液送出弁は空気弁によって開閉制御する請求項１または２記載の液化ガス移充填システム。
【請求項５】
ＬＰガス加温器の移充填先手段側には液送出弁を設け、該液送出弁は電磁弁によって開閉制御する請求項１または２記載の液化ガス移充填システム。
【請求項６】
ＬＰＧガス加温器を並列に二基備え、各加温器には液面計を設けると共に、両加温器の気相部分を送出弁によって接続し、さらに前記送出弁を前記液面計により検知される一方の加温器のＬＰガス液低下信号によって開閉制御し、一方の加温器の気相圧を他方の加温器のＬＰガス液の送出圧に印加する請求項１、２、３、４または５記載の液化ガス移充填システム。
【請求項７】
貯槽装置はＬＰガス液のバルク貯槽であり、移充填先装置はディスペンサを介するＬＰガス車である請求項１から６のうち何れか一項記載の液化ガス移充填システム。
【請求項８】
貯槽装置はＬＰガス液のタンクローリー車であり、移充填先装置はＬＰガス液のバルク貯槽である請求項１から６のうち何れか一項記載の液化ガス移充填システム。
【請求項９】
ヒータはタンクローリー車のラジエタを採用する請求項８記載の液化ガス移充填システム。
【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ＬＰ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ＬＰガス液を移充填する一連のシステムも開示する。
【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ＬＰガス車の普及が望まれている。当該技術の実施には、ＬＰガス車の開発はもとより、その燃料供給方法、即ちＬＰ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ＬＰ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ＬＰガスを液状のまま（ＬＰガス液）ディスペンサに移送する方法である。まだ、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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
次に、上記従来システムの問題点について説明する。先ず、第一のシステムでは、貯槽と液送ポンプ間のＮＰＳＨ（Ｎｅｔ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｓｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｄ／吸込み揚程）を確保しなければキャビテーションが発生し、移充填がスムーズに行えないばかりか、ポンプの早期故障につながる問題があった。この問題を回避するためには、液化ガス貯槽の設置高さを相当高くする必要があるが、とすれば、そのため地震対策も強固に行う必要が生じるため、設備費が高騰するという別の問題が生じる。また、電気駆動の液送ポンプは２００Ｖ以上の高圧電源が必要となる上、該ポンプは高圧ガス保安法上、処理設備に該当し、散水設備、保安電源の併設や保安距離の確保、保安委員の常駐など、種々の法的義務が生じ、これがＬＰガススタンドシステムの普及を足踏みさせている一因といっても過言ではない。
【０００５】
一方、第二のシステムでは、燃料となるブタン用バルク貯槽とは別に、移送圧を得るためのプロパン気化ガス等のバルク貯槽が必要となり、最低でも２本の貯槽が必要となる。このため、該システムの設置には広い設置面積が確保される必要がある。特に、このシステムではプロパン気化ガス等がブタン側に混入し、燃焼率低下を招くこともあるため、ブタン成分を一定に維持するために、補充填用のブタンガス（液）貯槽を併設することもあり、この場合は、さらにその設置面積の拡大と設備費の高騰という問題が助長される。また、このシステムではプロパン等をその外気温によって気化させる方法を採っているため、プロパン等の気化圧、引いてはブタンの移充填量も外気温の変化に影響を受けやすく、安定した移充填が行い難いという問題もある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、設備費を極力抑え、保安管理も容易で、しかも安定してＬＰガス（液）を移充填できるシステムを開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した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手段とからシステムを構成した。また請求項２では熱源としてヒータで昇温させた温水を利用することとしている。
【０００８】
また、請求項３では、ＬＰガス加温器の移充填先手段側には液送出弁を設け、該液送出弁は移充填先手段への液送出圧と、貯槽装置の気相圧力とヒータにより加圧されたＬＰガス加温器内圧力との差圧によって開閉制御するという手段を用いた。具体的には、たとえば、液送出弁は貯槽装置の気相圧力とヒータによるＬＰガス加温器内の設定圧力とを電気的に比較する差圧感知器によって開閉制御するという手段によって達成される。
【０００９】
一方、請求項４では、ＬＰガス加温器の移充填先手段側には液送出弁を設け、該液送出弁は空気弁により構成するという手段を用いる。さらに、請求項５では、前記液送出弁を電磁弁により構成するという手段を用いる。
【００１０】
さらに請求項６では、ＬＰＧガス加温器を並列に二基備え、各加温器には液面計を設けると共に、両加温器の気相部分を送出弁によって接続し、さらに前記送出弁を前記液面計により検知される一方の加温器のＬＰガス液低下信号によって開閉制御し、一方の加温器の気相圧を他方の加温器のＬＰガス液の送出圧に印加するという手段を用いた。
【００１１】
さらに、請求項７では貯槽装置はＬＰガス液のバルク貯槽であり、移充填先手段はディスペンサを介するＬＰガス車であることとし、これに対して請求項８では貯槽装置はＬＰガス液のタンクローリー車であり、移充填先はＬＰガス液のバルク貯槽であることとした。さらに、請求項９の手段において、ヒータはタンクローリー車のラジエタを採用することとした。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、液送ポンプを使用しないため、キャビテーションが発生することもなく、また動力電源も不要であるため、システム構築の設備費を大幅に低減することができる。また、構成上、保安係員の常駐などの法的義務も課せられないから、この種システムの普及に寄与する。さらに、プロパン用のバルク貯槽も不要であるから、貯槽はＬＰガス液のみですみ、設置面積の省スペース化に伴い設備費も低減することができる。また、プロパンが一切不要であるため、ＬＰガス液燃料であるブタンに不純物が混入することもなく、不用意な燃焼率低下も回避される。さらにまた、ヒータによる強制加温手段を備えるため、外気温の影響もなく、ＬＰガス液を安定して供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、本発明の第一実施形態に係る液化ガス移充填システムの回路図であり、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、さらに加圧して該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は暖房専用熱源機であって、該熱源機は温水を発生し、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。
【００１４】
各部の接続について詳述すると、先ずバルク貯槽１はこの実施形態の場合、約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。
【００１５】
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。
【００１６】
なお、９は暖房専用熱源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。また、該装置では、７５〜８０℃の温水を発生させるようにしている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、常に温水配管内に７５〜８０℃の温水を循環させている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
そこで、図３に従って、ＬＰガス加温器を２基併設した本発明の第三の実施形態を説明する。この実施形態では、ＬＰガス加温器２１・２２を並列的にバルク貯槽１１に接続し、気相側に均圧バイパス弁３１を、また温水循環経路に温水バイパス弁３２を共有接続し、これらバイパス弁３１、３２によって両ＬＰガス加温器２１・２２を切り替えるようにしている。なお、各ＬＰガス加温器２１・２２には気相側均圧弁４１・４２、液入り口弁５１・５２、温水入り口弁６１・６２、液出口弁７１・７２がそれそれ設けられ、さらに液面計８１・８２によって各ＬＰガス加温器２１・２２の液面低下を常時感知している。また、９１・９２はＬＰガス加温器２１・２２の外部に設置され、ＬＰガス加温器２１・２２内のＬＰガス液を間接的に加温するための温水型ヒータである。
【００２６】
上記構成からなる本システムの動作を説明すると、先ず待機状態では各ＬＰガス液加温器２１・２２の均圧弁４１・４２および液入り口弁５１・５２を開弁し、バルク貯槽１１から順に各ＬＰガス液加温器２１・２２へＬＰガス液の落とし込みを行った状態で、温水バイパス弁３２以外、各加温器２１・２２に接続された全ての弁を閉弁しておく。次に、充填準備として、ディスペンサ１００をオンし、またＬＰガス加温器２１側の温水入り口弁６１を開弁して、該加温器２１内のＬＰガス液を加温し、その蒸気圧によって所定圧まで昇圧させる。なお、このとき温水バイパス弁３２は閉弁しておく。そして、液出口弁７１を開くことによって、ＬＰガス加温器２１からＬＰガス車（図示せず）へＬＰガス液が充填開始され、当該加温器２１の液面が液面計８１によってＬｏｗと検知されたなら、他方のＬＰガス加温器２２の加圧準備を行う。つまり、この場合、均圧バイパス弁３１を開いて、ＬＰガス加温器２１の昇圧された気相を他方の加温器２２の気相と連通させることにより、両者の気相圧を均圧にする。この構成の利点は、加温器の切り替え時に、一方の気相圧を他方の液送出圧として利用することになるから、ＬＰガス液の加温時間が短くて済む。そして、均圧バイパス弁３１を開けば、両加温器２１・２２の気相圧はほぼ瞬時に均圧となり、その後、該均圧バイパス弁３１を閉じると共に、一方のＬＰガス加温器２１の温水入り口弁６１を閉弁し、これと同時に、他方のＬＰガス加温器２２の温水入り口弁６２および液出口弁７２を開くことによって、他方のＬＰガス加温器２２によるＬＰガス液の充填作業が開始される。このとき一方の加温器２１については、均圧弁４１および液入り口弁５１を開くことによって、バルク貯槽１１からのＬＰガス液落とし込みも並行して行う。そして、このＬＰガス加温器２２の液面が液面計８２によってＬｏｗと感知されれば、均圧バイパス弁３１を再度開いて、今度は液が低下した他方の加温器２２の気相圧を一方の加温器２１の液送出圧として利用する。
【００２７】
以後、ＬＰガス車に満タン等、所定量のＬＰガス液が供給されるまで、上記の切り替え動作を繰り返すのであるが、当該供給が完了すれば、ディスペンサ１００の流量計停止信号を受けて、各加温器の加圧停止、バルク貯槽１１から各加温器への液落とし込みの動作を行う。
【００２８】
なお、上記の動作フローにおいて、一方の加温器２１による充填完了と他方加温器２２との均圧動作、他方加温器２２による充填開始動作と一方加温器２１へのＬＰガス液落とし込み動作、さらに他方加温器２２による充填完了と当該加温器２２へのＬＰガス液落とし込み動作は、ほぼ同時に行うことが好ましい。また、加温器切り替え時の充填流量を変化のないものとするため、一方の加温器２１の液面計８１がＬｏｗを感知しても、他方の加温器２２が充填を開始するまで、一方の加温器２１による充填を継続することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第一実施形態に係る本発明システムの回路図
【図２】第二実施形態に係る本発明システムの回路図
【図３】第三実施形態に係る本発明システムの回路図
【符号の説明】
【００３０】
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
【図１】
2005090554.tif 000003
【図２】
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【図３】
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