(57)【要約】【課題】チャンバのＬＰＧ液を冷却器によることなく昇温を防止して、ＬＰＧ車にスムーズに移充填できる装置を開示する。【解決手段】バルク貯槽とディスペンサとを結ぶＬＰＧ液の液相配管の途中に、前記バルク貯槽から水頭圧または／および自重によって所定量のＬＰＧ液を一時的に貯留するチャンバを接続し、別途蒸発器により前記貯留したＬＰＧ液の一部を強制気化させて当該気化圧を前記チャンバの気相部分に印加することで前記貯留したＬＰＧ液を加圧して前記ディスペンサに液送するように構成したＬＰＧ液移充填装置であって、前記チャンバは、直管状の貯留空間を有し、且つ、その長手方向に沿った中心線がＬＰＧ液の液面と交差するように前記貯留空間を傾斜してなり、前記貯留空間の下端側にはディスペンサへの液送部を開口する一方、上端側に前記気化圧の印加部を開口した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク貯槽とディスペンサとを結ぶＬＰＧ液の液相配管の途中に、前記バルク貯槽から水頭圧または／および自重によって所定量のＬＰＧ液を一時的に貯留するチャンバを接続し、別途蒸発器により前記貯留したＬＰＧ液の一部を強制気化させて当該気化圧を前記チャンバの気相部分に印加することで前記貯留したＬＰＧ液を加圧して前記ディスペンサに液送するように構成したＬＰＧ液移充填装置であって、前記チャンバは、直管状の貯留空間を有し、且つ、長手方向に沿った中心線がＬＰＧ液の液面と交差するように前記貯留空間を傾斜してなり、前記貯留空間の下端側にはディスペンサへの液送部を開口する一方、上端側に前記気化圧の印加部を開口したことを特徴とするＬＰＧ液移充填装置。
【請求項２】
チャンバは、貯留空間のＬＰＧ液が同じ液面積を維持して推移する範囲でＬｏ・Ｈｉそれぞれの液面レベルを検出する液面センサを備えた請求項１記載のＬＰＧ液移充填装置。
【請求項３】
チャンバの貯留空間は、上端側の底角と下端側の頂角を結ぶ横断面が下端側に向かって下り勾配となるように傾斜してなる請求項１または２記載のＬＰＧ液移充填装置。
【請求項４】
チャンバとバルク貯槽の気相部分同士を気相配管で連通可能に接続すると共に、当該気相配管のチャンバ側の管端はＬＰＧ液のＨｉレベル位置で開口するように貯留空間の気相部分に突出してなる請求項１、２または３記載のＬＰＧ液移充填装置。
【請求項５】
チャンバは、気相部分または／およびＬＰＧ液の温度計を備えた請求項１〜４のうち何れか一項記載のＬＰＧ液移充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルク貯槽からＬＰＧを液状のままＬＰＧ車に移充填する装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バルク貯槽から液状のＬＰＧ（「ＬＰＧ液」という）をＬＰＧ車に移充填する装置として、バルク貯槽とディスペンサを結ぶ液相配管の途中に、前記バルク貯槽から１回の移充填に必要な量（例えば、５０リットル）のＬＰＧ液を受け入れるＬＰＧ加温器（チャンバ）を接続し、その一部を別途温水ヒータなどの蒸発手段によって強制気化させ、これを加圧ガスとして前記加温器の気相部分に導入することによってＬＰＧ液をディスペンサを介してＬＰＧ車に移充填する構成が公知である（特許文献１、２）。
【０００３】
また、同じくバルク貯槽とディスペンサの液相配管中に小型容器（チャンバ）を備えた移充填装置であって、バルク貯槽の自然気化した気相部分を加圧ガスとして小型容器の気相部分に導入すると共に、バルク貯槽と小型容器の液相配管中にＬＰＧ液を冷却する冷却器を設けた構成も公知である（特許文献３）。
【０００４】
これら公知の移充填装置は何れも、液送ポンプを用いないため、高圧ガス保安法上の制約を受けにくく、また加圧ガス用の燃料を別途に必要としないから、装置導入が容易である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９０５５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６６３６５号公報
【特許文献３】特開２００７−２４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記装置はＬＰＧの気化圧を利用してＬＰＧ液を送出するものであるから、当該気化圧（チャンバの内圧）とＬＰＧ車の車載タンクの内圧に充分な差がなければＬＰＧ液を移送することができない。しかしながら、近年の地球温暖化の影響で車載タンクが高温高圧化する傾向にあるのに対して、装置側は現在の法規上、容器温度等を４０℃以下に保持しなければならないため、チャンバと車載タンクの間で充分な差圧を確保しづらくなっている。
【０００７】
この点、特許文献１・２の装置によれば、強制気化させた加圧ガスを利用するから、チャンバの内圧を比較的高圧に設定できるが、その反面、当該加圧ガスは蒸発手段によって加温されたものであるため、伝熱によりチャンバのＬＰＧ液が法規上の４０℃以下であっても常温以上となれば、加圧ガスにより昇温したＬＰＧ液によって車載タンクの内圧も高まることになり、移充填がスムーズに行えなくなる事態が予想される。
【０００８】
これに対して、特許文献３の装置では、冷却器によってＬＰＧ液を冷却するため、常温以上のＬＰＧ液を車載タンクに移充填する不都合はないが、冷却器を装備する分だけ装置全体が複雑・高騰化するという課題がある。また、当該装置において加圧ガスは、バルク貯槽における自然気化分を利用するため、当該貯槽内のＬＰＧ液残量が減少するにつれて気相部分の容積が大きくなり、加圧ガスの圧力が降下するだけでなく、外気温が低下する冬場などは自然気化量（加圧ガスの発生量）そのものが減少するから、チャンバの内圧を思うように高められず、ＬＰＧ液の移充填速度が遅いという課題もある。
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、チャンバのＬＰＧ液の一部を強制気化させ、当該加圧ガスによってＬＰＧ液を圧送する構成において、ＬＰＧ液を冷却器によることなく昇温を抑制して、ＬＰＧ車にスムーズに移充填できる装置を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では、バルク貯槽とディスペンサとを結ぶ液相配管の途中に、前記バルク貯槽から水頭圧または／および自重によって所定量のＬＰＧ液を一時的に受け入れる貯留空間を有したチャンバを接続すると共に、前記貯留したＬＰＧ液の一部を別途蒸発器によって強制気化させて、当該気化圧（以下、強制気化ガス・気化ガス・加圧ガスともいう）を前記貯留空間の気相部分に印加することで前記チャンバのＬＰＧ液を前記ディスペンサに液送可能に構成したＬＰＧ液移充填装置であることを前提とする。
【００１１】
そして、上記構成において、チャンバは、貯留空間が断面略矩形をなす直管状で、且つ、長手方向に沿った中心線が貯留したＬＰＧ液の液面と交差するように前記貯留空間を傾斜してなり、その下端側にディスペンサへの液送部を開口する一方、上端側に前記気化圧の印加部を開口するという手段を用いた。なお、チャンバの貯留空間は、円筒状だけでなく角筒状でもよい。
【００１２】
また、チャンバとバルク貯槽の気相部分同士を気相配管で連通可能に接続すると共に、当該気相配管のチャンバ側の管端はＬＰＧ液のＨｉレベル位置で開口するように貯留空間の気相部分に突出するという手段を用いた。当該手段によれば、チャンバのＬＰＧ液貯留量がＨｉレベルに達するまでは、互いの気相部分同士が連通し、バルク貯槽からチャンバに対してＬＰＧ液が送液されるのであるが、チャンバ内の液面がＨｉレベルに達すれば上記送液が停止すると共に、気相配管のチャンバ側管端が当該Ｈｉレベルの液面によって閉塞され、チャンバ内の気相部分が密閉状態となる。従って、チャンバには常に密閉した気相部分が存在するので、チャンバ内がＬＰＧ液によって液封状態とならず、Ｈｉレベル時の予期しない過大な昇圧が発生しても気相部分のクッション作用によって吸収される。また、このＨｉレベルの状態では、チャンバの液相部分とバルク貯槽の気相部分が連通することになるが、何らかの原因でＬＰＧ液が気相配管内を上昇しても、チャンバとバルク貯槽の内圧が均衡したときにその上昇は停止する。
【００１３】
他方、チャンバの貯留空間は、上端側の底角と下端側の頂角を結ぶ横断面が下端側に向かって下り勾配となるように傾斜するという手段を用いた。当該手段によれば、貯留空間の横断面積が最も大きくなる前記横断面上にＬＰＧ液の液面が位置せず、これよりも小さい液面積を維持してＬＰＧ液を貯留することができる。
【００１４】
チャンバは、同じ液面積で推移する範囲でＬｏ・Ｈｉそれぞれの液面レベルを検出する液面センサを備え、例えば、チャンバにおけるＬＰＧ液の導入と液送を前記液面センサの検出信号によって切り替えることができる。
【００１５】
また、チャンバは、気相部分または／およびＬＰＧ液の温度計を備え、例えば、所定以上の温度を検出した場合は、蒸発器の稼働やディスペンサへの液送を停止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、チャンバの貯留空間の形状が直管状であるので、構成が極めて簡単である。また、貯留空間を傾斜させているため、貯留空間が水平のときと比べてＬＰＧ液の液面積が小さいまま推移し、この結果、蒸発器によって強制気化されたガスとの伝熱面積が小さく、且つ一定に保たれるから、ＬＰＧ液もほとんど昇温せず、常温高圧の状態でＬＰＧ液をスムーズに移充填することができる。
【００１７】
また、チャンバとバルク貯槽の気相部分同士を気相配管で接続すると共に、当該気相配管のチャンバ側の管端をＬＰＧ液のＨｉレベル位置で開口するように貯留空間の気相部分に突出したものにあっては、チャンバ内のＬＰＧ液がＨｉレベルに達したとき、バルク貯槽からチャンバ内への送液が停止し、チャンバの貯留空間に管端の突出長さ分だけ常に気相部分が確保されるから、液封によるチャンバ破壊等の危険を回避することができる。
【００１８】
さらに、貯留空間の傾斜角度を、その横断面が下端側に向かって下り勾配となるように設定したものにあっては、ＬＰＧ液の液面積が貯留空間の最大横断面積よりも常に小さくなるため、気化ガスからの伝熱を受けにくく、ＬＰＧ液の昇温防止効果に優れる。また、当該構成では、液面が所定範囲にあるとき液面積が一定となるが、そのＬｏ・Ｈｉの液面レベルを検出するものにあっては、前記一定の液面積でＬＰＧ液を推移させることができるから、気化ガスからの過剰な伝熱を防止することができる。
【００１９】
さらにまた、チャンバに気相部分または／およびＬＰＧ液の温度計を装備したものにあっては、チャンバ内のＬＰＧ液が適正な温度となるように蒸発器の加温温度等を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、本発明装置の全体を示した回路図であり、例えばＬＰＧ車のオートガススタンドに適用したものである。先ず、全体の基本的な構成を説明すると、図中、１はＬＰＧ液を貯蔵するバルク貯槽、２はＬＰＧ液をＬＰＧ車に充填するディスペンサであって、両者１・２はチャンバ３を介してＬＰＧ液の液相配管４ａ・４ｂによって接続されている。また、５は温水ヒータ５’等を熱源としてＬＰＧ液を強制気化させる蒸発器であって、チャンバ３とは当該チャンバ３からＬＰＧ液の一部を導入する液管５ａおよび気化ガス（気化圧）をチャンバ３の気相部分に印加するガス管５ｂによって接続されている。なお、弁１３は点検時に使用する弁で、常閉である。
【００２１】
バルク貯槽１は、この実施形態の場合、約１ｔのＬＰＧ液を貯蔵するもので、その底部に設けた送出口１ａとチャンバ３とを締め切り弁１ｂおよび液受け入れ自動弁１ｃを介して一次側の液相配管４ａによって接続したものである。このバルク貯槽１は、チャンバ３よりも高位置に設置され、貯蔵したＬＰＧ液を水頭圧または／および自重によってチャンバに送液するようにしている。また、バルク貯槽１の気相部分は、チャンバ３の気相部分と均圧用の気相配管６によって接続されている。この気相配管６には、締め切り弁１ｄ及びベーパ戻り自動弁１ｅが設けられ、これら弁によって互いの気相部分を双方向に連通可能に制御している。
【００２２】
一方、ディスペンサ２は、二次側の液相配管４ｂによってチャンバ３の液相部分と接続され、チャンバ３の内圧が所定以上となった場合に開弁される液送出弁７を介してチャンバ３からＬＰＧ液の送液を受ける。なお、前記二次側の液相配管４ｂおよびその分岐側液相配管４ｃの液封を防止するために安全弁８等を介して１２から大気開放している。
【００２３】
また、この実施形態の場合、各弁は手動弁を除き、エアコンプレッサ等の圧力発生装置９の発生圧力によって開閉制御するように構成している。
【００２４】
上記装置は、その基本構成を特許文献１・２から踏襲するもので、基本動作も特許文献１・２から変更がないため、当該基本動作の詳細説明を割愛し、次に、本発明の特徴部分であるチャンバ３について詳述する。
【００２５】
即ち、本発明は、特許文献１・２の装置の性能向上を図るためにチャンバ３を改良したもので、その具体的手段として、チャンバ３の貯留空間を断面略矩形の直管状に形成し、且つ、当該貯留空間を傾斜させたものである。
【００２６】
図２は、チャンバ３の詳細図を示したものであって、内径が均一な直管３ａにより本体を構成すると共に、その内部をＬＰＧ液および気相部分の貯留空間として、両端を閉塞したもので、さらに、長手方向に沿った中心線Ｃが内部ＬＰＧ液の液面Ｓと交差するように前記直管３ａを傾斜して設置したものである。このように傾斜設置されるチャンバ３は、両端が傾斜角度に見合った高低差をもって上下することになり（図示において右肩下がり）、その下端側（図の右側）に二次側の液相配管４ｂと接続可能なＬＰＧ液の液送部３ｂを設け、上端側に蒸発器５のガス管５ｂと接続可能な気化圧の印加部３ｃを設けている。液送部３ｂの一端はチャンバ３の底側で開口する一方、印加部３ｃの一端はチャンバ３の上壁側で開口している。また、チャンバ３の下端側には、蒸発器５の液管５ａと接続可能なＬＰＧ液の供給部３ｄを設ける一方、上端側にはバルク貯槽１の一次側液相配管４ａと接続可能なＬＰＧ液の導入部３ｅおよび均圧用の気相配管６と接続可能なガス連通部３ｆを設けている。
【００２７】
また、１０および１１はチャンバ３の上下端それぞれで貯留空間に突出して、ＬＰＧ液のＨｉレベルおよびＬｏレベルを検出する液面センサ取付部である。これら液面センサ取付部１０・１１には、例えばフロート式液面計が取り付けられ、その検出信号によって各弁を制御することができる。
【００２８】
この他、チャンバ３に気相部分または／ＬＰＧ液の温度計（図示なし）を設けることで、当該計測温度に従って各弁を制御することもできる。
【００２９】
上述のようにチャンバ３は貯留空間が傾斜しているので、図３に示すように、同形状のチャンバ３０を水平に設置した場合と比べて、運転条件下では液面積が小さくなる。従って、気化ガスとの接触面積も小さくなり、ＬＰＧ液の昇温を有効に防止することができる。特に、図示したように、上端側の底角ＬＣと下端側の頂角ＴＣを結ぶ横断面Ｄが下端側に向かって下り勾配となるような角度で貯留空間が傾斜する場合、液面が図中のＬｏ・Ｈｉの範囲にあれば液面積が常に一定となる。さらに、ＬＰＧ液の液面は常に水平に推移するため、チャンバを水平に設置した場合はＬｏレベルで底が浅くなるが、本発明によればＬｏレベルでも底に余裕ができるから、ディスペンサ２に対して液面温度が高い表層のＬＰＧ液の送液を防ぐことができると共に、二次側液相配管４ｂにベーパーが混入することを確実に防止できる。
【００３０】
なお、貯留空間の傾きが大きくなるにつれて液面積が小さくなり、傾斜角度が９０度、即ち前記形状のチャンバ３を垂直に設置（縦置き）した場合に液面積が最も小さくなり、しかも、常に液面積を一定のままＬＰＧ液を推移させることができる。しかし、そうすると、バルク貯槽１との落差が縮小してチャンバ３への送液に影響するし、当該落差を十分に確保しようとすれば、バルク貯槽１をより高位置に設置するか、チャンバ３を地中に深く埋入しなくてはならず、その施工に支障を来すことなる。つまり、液温上昇を防止する観点からは貯留空間（チャンバ３）の傾斜角度をより大きくすることが有利であるが、設備導入のしやすさという観点からは傾斜角度をより小さくすることが望ましく、この相反する条件を同時に満足するためには３〜５度の範囲で貯留空間を傾斜させることが好ましい。
【００３１】
ところで、チャンバ３のＬＰＧ液量は容積の８５％程度を上限として、残りの部分に常に気相を確保しておく必要がある。チャンバ３がＬＰＧ液によって液封状態となると、比較的小さな昇圧でチャンバ３が破裂する恐れがあるからである。そこで本実施形態では、バルク貯槽１からチャンバ３への１回当たりの送液量を、上述した二つの自動弁１ｃ・１ｅによって過剰にならないように制御しているのであるが、さらに安全性を高めるために、図２に示したように、バルク貯槽１と気相部分同士を連通する気相配管６と接続可能なガス連通部３ｆを、その下端（本発明において、気相配管のチャンバ側管端）がＬＰＧ液のＨｉレベル位置で開口するように貯留空間の気相部分に所定長さ突出させている。当該構成によれば、チャンバ３内のＬＰＧ液がＨｉレベルに達すれば、前記ガス連通部３ｆがＬＰＧ液の液面によって閉塞され、この段階で気相部分同士の連通が阻止されて、チャンバ３内に適正な容積の気相部分が確保されることになる。また、このＨｉレベルの状態で、仮に予期しない過大な液圧がチャンバ内に作用したとしても、気相部分がクッションとなって、チャンバ３が破裂する危険を回避することができる。なお、上記Ｈｉレベルを越えるようなＬＰＧ液は、気相配管６にオーバーフローする。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変更が可能である。例えば、チャンバ３の貯留空間は断面矩形であればよいため、円筒状のみならず角筒状であってもよい。また、貯留空間が直管状であればよいため、このような内形状を有するチャンバ３であればその外形は問わず、同時に傾斜方法も特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明装置の全体を示した回路図
【図２】チャンバの詳細図
【図３】液面積の推移を示した説明図
【符号の説明】
【００３４】
１  バルク貯槽
２  ディスペンサ
３  チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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