JP2006266365A

JP2006266365A - 液化ガス移充填システム

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Publication number: JP2006266365A
Application number: JP2005084082A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Oonishi; ▲てつ▼也大西
Original assignee: KAGLA INBEST CORP
Current assignee: KAGLA INBEST CORP
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: JP4690753B2

Abstract

【課題】設備費を極力抑え、保安管理も容易で、しかも安定して液化ガス（液）を移充填できるシステムを開示する。
【解決手段】サイフォン管を液取出し管として内蔵した貯槽装置と、液化ガス加温器およびこれに対応して熱源を二機備え、各熱源のうち満充填状態にある一方の液化ガス加温器側のみ稼働制御すると共に、両液化ガス加温器の貯槽装置と接続される各気相ラインおよび移充填先装置に接続される各液送出ラインを交互に開閉制御し、これに連動して貯槽装置から取出し弁を介して各液化ガス加温器と切換え可能に接続される液受け入れラインを設け、この液受け入れラインに満充填状態にある一方の液化ガス加温器の加圧状態にある液化ガス液の一部を印加し、このとき発生する負圧により前記取出し弁より低レベルにある液化ガス液をサイフォン管から吸引して他方の液化ガス加温器に供給可能なベンチュリー管を介設した。
【選択図】図１

Description

この発明は、液化ガスを燃料とする液化ガス車に対して、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液化ガス液を移充填する一連のシステムも開示する。

現在、石油資源の節約と地球環境の保全を目的として液化ガス車の普及が望まれている。当該技術の実施には、液化ガス車の開発はもとより、その燃料供給方法、即ち液化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。

そこで、当該システムの従来例を説明すると、大別して２つの液化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液化ガスを液状のまま（液化ガス液）ディスペンサに移送する方法である。また、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。

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（ＮｅｔＰｏｓｉｔｉｖｅＳｕｃｔｉｏｎＨｅａｄ／吸込み揚程）を確保しなければベーパが発生し、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、設備費が高価にな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、これが液化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。

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、車のエンジンの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が高価となる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。

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、しかも安定して液化ガス（液）を移充填できるシステムを開示することである。

上述した目的を達成するために本発明では、液化ガスを液状態で貯蔵すると共に、内底から立ち上げたサイフォン管を介して、前記液化ガス液を取出し弁から水頭圧または／および自重によって供給可能な貯槽装置と、該貯槽装置から前記取出し弁を介して液化ガス液が所定量供給され、その後、密封状態で気相部分が加圧されることにより前記供給された液化ガス液を送出可能な液化ガス加温器と、該液化ガス加温器内の液化ガス液を加温し、蒸気圧を発生させることによって液化ガス加温器の前記気相部分を加圧する熱源と、液化ガス加温器から液化ガス液が送出される移充填先装置とからなり、液化ガス加温器およびこれに対応して熱源を二機備え、各熱源のうち満充填状態にある一方の液化ガス加温器側のみ稼働制御すると共に、両液化ガス加温器の前記貯槽装置と接続される各気相ラインおよび移充填先装置に接続される各液送出ラインを交互に開閉制御し、さらに当該開閉制御に連動して前記貯槽装置から取出し弁を介して各液化ガス加温器と切換え可能に接続される液受け入れラインを設け、この液受け入れラインに満充填状態にある一方の液化ガス加温器の加圧状態にある液化ガス液の一部を印加し、このとき発生する負圧により前記取出し弁より低レベルにある液化ガス液を前記サイフォン管から吸引して他方の液化ガス加温器に供給可能なベンチュリー管を介設するという手段を用いた。

また、請求項２では、ベンチュリー管には一方の液化ガス加温器から液化ガス液の噴射圧を印加することにより、他方の液化ガス加温器にはその噴射量と負圧による貯槽装置からの吸引量を合計した液化ガス液を供給するという手段を採用する。

請求項３では、各液化ガス加温器には液化ガス液のレベル信号を検出する液面計を設け、該レベル信号による液化ガス加温器の満充填時に液受け入れラインを切換え制御するという手段を用いる。

なお、請求項４では、熱源は温水とし、請求項５では、貯槽装置は液化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液化ガス車であることとした。

以上説明したように、本発明によれば、サイフォン管を液取出し管として内蔵した貯槽装置にあって、従来、水頭圧や自重のみによる落とし込みでは取り出せなかった液取出し弁以下レベルの液化ガス液をも液化ガス加温器に供給することができる。また、液送ポンプを使用しないため、ベーパ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、貯槽は液化ガス液のみですみ、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、液化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、液化ガス液を安定して供給することができる。

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、液化ガス車に液化ガス（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は液化ガス（液）を貯蔵したバルク貯槽、２・３はバルク貯槽１から液化ガスを液状態で受け入れ、さらに加圧して該液化ガス（液）を後述のディスペンサ１３に供給する液化ガス加温器、３はノズル等を介して液化ガス（液）を液化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液化ガス（液）のディスペンサである。また、４は熱源機であって、該熱源機は温水を発生し、この温水を三方切替弁４ａ・４ｂによって排他的に稼働するヒータ５・６に循環させるように構成されている。ヒータ５・６は液化ガス加温器２・３と連通しており、その内部に設けた熱交換器５’・６’内の温水により液化ガス（液）を加熱することによって液化ガス加温器２・３内の気相部分を加圧し、もって液化ガス加温器２・３から液化ガス（液）をディスペンサ１３に液送するものである。

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の液化ガス（液）を貯蔵するもので、その内部には、図２に示したように、底部からほぼ貯槽中央近傍まで立ち上がるサイフォン管１ａが設けられ、該サイフォン管１ａを介して液取出し弁１ｂから液化ガス加温器２・３に対して液化ガス液を供給するように構成している。バルク貯槽１内の液化ガス（液）は水頭圧および自重によって液化ガス加温器２・３に供給する他、後述する液受け入れラインに設けたベンチュリー管７で発生する負圧吸引によっても各液化ガス加温器２・３に供給するものである。

また、図１中、８は気相ライン、９は液送出ライン、１０は液受け入れラインであって、液受け入れライン１０は各液化ガス加温器２・３を結ぶ第一のライン１０ａと、バルク貯槽１と第一のライン１０ａを結ぶ第二のライン１０ｂと、第二のライン１０ｂの途中に設けたベンチュリー管７に各液化ガス加温器２・３の噴射圧を印加するための第三のライン１０ｃから構成されている。そして、気相ライン８、液送出ライン９および液受け入れライン１０の第一１０ａ・第三のライン１０ｃには気相および液の流れを一方向に決定するための自動弁ＶＡ１〜ＶＡ４および自動弁ＶＢ１〜ＶＢ４が設けられている。つまり、この回路構成によって、後述するように一方の液化ガス加温器からディスペンサ１３に液化ガス液を送出しつつ、これと並行して他方の液化ガス加温器を充填することができるものである。また、各液化ガス加温器２・３には液面計１１・１２が設けられ、各液化ガス加温器２・３の液面レベルを検出している。

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、今、二機ある液化ガス加温器２・３のうち、一方の加温器２は液化ガス液がＨｉレベルにあり、他方の加温器３はＬｏレベルにあるとする。この状態は、初期動作時に手動で実現しておく。なお、この実施形態では、各液化ガス加温器２・３の貯蔵量表示として、ｌ_１＋ｌ_２＋ｌ_３のときＨｉレベルとし、ｌ_１をＬｏレベルとする。また、一例としてベンチュリー管７の効率は、例えば加温器２・３からの噴射量とバルク貯槽１からの供給量の比が２：１と設定しておく。

続いて、自動弁のうちＶＡ１、ＶＡ３、ＶＢ２、ＶＢ４を閉弁すると共に、ＶＡ２、ＶＡ４、ＶＢ１、ＶＢ３を開弁して、図面左側の一方の加温器２を充填用、他方の加温器３を受け入れ用として気相および液相ラインを確保する。次に、熱源機４を稼働させると共に、三方切替弁４ａおよび４ｂを操作して、熱源機４からの温水を充填用の加温器２に対応したヒータ５に循環させる。これら操作により、加温器２内の液化ガス液はヒータ５内の熱交換器５’によって加温され、その蒸気圧によって液化ガス液が開弁状態のＶＡ２を通して液受け入れライン１０の第三のライン１０ｃおよびＶＡ４を通じて液送出ライン９からディスペンサ１３にそれぞれ送出される。このときベンチュリー管７で発生する差圧効果によって、加温器２から供給される液化ガス液のｌ_３は液送出ライン９側に、またｌ_１＋ｌ_２は第三のライン１０ｃに振り分けられる。つまり、この構成では、一方の加温器２からディスペンサ１３に液化ガス液を送出しつつ、同時に、ベンチュリー管７にｌ_１＋ｌ_２分の噴射量が印加されることによって、該ベンチュリー管７に負圧が発生し、この負圧によりバルク貯槽１からｌ３分の液化ガス液がサイフォン管１ａを介して吸引され、第二のライン１０ｂにて前記噴射分のｌ_１＋ｌ_２と合流して、当該合算分の液化ガス液を他方の加温器３に充填することができる。この後、ｌ_１＋ｌ_２＋ｌ_３の合計で、それまで受け入れ用であった空の加温器３が満充填状態になったことを液面計１２で検出することによって、自動弁および三方切替弁をそれぞれ適切な状態に作動させ、次のスタンバイが完了する。つまり、車に対する液化ガス液の充填が完了し、ディスペンサ１３のスイッチをＯＦＦにすれば自動弁ＶＡ４は閉弁すると同時に、温水三方弁４ａ・４ｂも作動し、ヒータ５・６への温水循環を止める。そして、次の車に充填する際、ディスペンサ１３のスイッチをＯＮにし、上述とは逆に自動弁および温水三方弁の開閉状態に切り替えることで、加温器２・３の供給および受け入れ態様を切り替える。

なお、上記実施形態では、液化ガス加温器２・３を縦型としたが、その他、低位置横置きまたは低位置斜め置きとしてもよい。

実施形態に係る本発明システムの回路図同実施形態の貯槽装置の断面図

符号の説明

１バルク貯槽
２・３液化ガス加温器
４暖房専用熱源機
５・６ヒータ
７ベンチュリー管

Claims

液化ガスを液状態で貯蔵すると共に、内底から立ち上げたサイフォン管を介して、前記液化ガス液を取出し弁から水頭圧または／および自重によって供給可能な貯槽装置と、該貯槽装置から前記取出し弁を介して液化ガス液が所定量供給され、その後、密封状態で気相部分が加圧されることにより前記供給された液化ガス液を送出可能な液化ガス加温器と、該液化ガス加温器内の液化ガス液を加温し、蒸気圧を発生させることによって液化ガス加温器の前記気相部分を加圧する熱源と、液化ガス加温器から液化ガス液が送出される移充填先装置とからなり、液化ガス加温器およびこれに対応して熱源を二機備え、各熱源のうち満充填状態にある一方の液化ガス加温器側のみ稼働制御すると共に、両液化ガス加温器の前記貯槽装置と接続される各気相ラインおよび移充填先装置に接続される各液送出ラインを交互に開閉制御し、さらに当該開閉制御に連動して前記貯槽装置から取出し弁を介して各液化ガス加温器と切換え可能に接続される液受け入れラインを設け、この液受け入れラインに満充填状態にある一方の液化ガス加温器の加圧状態にある液化ガス液の一部を印加し、このとき発生する負圧により前記取出し弁より低レベルにある液化ガス液を前記サイフォン管から吸引して他方の液化ガス加温器に供給可能なベンチュリー管を介設したことを特徴とする液化ガス移充填システム。
ベンチュリー管には一方の液化ガス加温器から液化ガス液の噴射圧を印加することにより、他方の液化ガス加温器にはその噴射量と負圧による貯槽装置からの吸引量を合計した液化ガス液を供給する請求項１記載の液化ガス移充填システム。
各液化ガス加温器には液化ガス液のレベル信号を検出する液面計を設け、該レベル信号による液化ガス加温器の満充填時に液受け入れラインを切換え制御する請求項１または２記載の液化ガス移充填システム。
熱源は温水である請求項１、２または３記載の液化ガス移充填システム。
貯槽装置は液化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液化ガス車である請求項１から４のうち何れか一項記載の液化ガス移充填システム。