JP2004278677A - バルクローリの液充填システム - Google Patents

Abstract

【課題】バルク貯槽へ送り込む液化ガスの流量を増やすバルクローリの液充填システムを提供すること。
【解決手段】充填ホース３５及び均圧ホース５５をバルク貯槽に接続し、液送ポンプ２５の駆動によってタンク１内の液化ガスをバルク貯槽へ送り込み、そのバルク貯槽内に液化ガスを充填するバルクローリ１０であって、充填ホース３５からバルク貯槽へ液化ガスを送るとともに均圧ホース５５からバルク貯槽内の気相ガスをタンク１に回収する充填と、充填ホース３５及び均圧ホース５５の両方からバルク貯槽へ液化ガスを送り込む充填とを切り換えるようにしたバルクローリの液充填システム。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルク貯槽へＬＰガスなどの液化ガスを充填するバルクローリであって、特にバルク貯槽へ液化ガスを短時間で送り込むことを目的としたバルクローリの液充填システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスボンベによる液化ガスの供給形態に代えて容量の大きい設置型のバルク貯槽を一般家庭や工場に備え、そこへバルクローリといわれる小型のタンクローリによって液化ガスを運んで直接充填する供給形態が普及し始めている。図６は、その一例を示したバルクローリの側面図である。このバルクローリ１００は、走行車両１０１の台車１０２にタンク１０３が搭載され、そのタンク１０３が各種弁や計器などを介してホースリール箱１０４内に格納された充填ホース及び均圧ホースに接続されている。
【０００３】
各種弁や計器などが配管されたバルクローリ１００は、バルク貯槽に液化ガスを充填する他、供給基地から液化ガスをタンク１０３内に受け入れるための液ラインやガスラインを備え、弁計器箱１０５内に各種弁や計器を格納して構成されている。そして、このバルクローリ１００は、タンク１０３内の液化ガスをバルク貯槽へ充填するための液送り手段として液送ポンプ１０６が配管され、エンジンのＰＴＯ１０７から取り出した回転によって駆動する方式が採られている。
【０００４】
こうしたバルクローリによって液化ガスの充填を行う場合、数多くのバルク貯槽を廻るため、１箇所にかかる作業時間を短縮して作業効率を上げることが望まれている。そこで、特開２００２−２７７８９９号公報には、液送ポンプの駆動回転数を複数段に切り換え可能としたバルクローリが提案されている。図７は、当該公報に記載されている液送ポンプ駆動装置におけるエンジン回転数の制御構成図である。
【０００５】
液送ポンプは、エンジン２００からＰＴＯによって取り出された回転によって駆動するように構成され、そのＰＴＯの出力回転数は、エンジン２００のガバナレバー２０１の傾きを変えることによって複数段に切り換え可能になっている。図示するように、エンジン２００の噴射ポンプ２０２に設けられたガバナレバー２０１は、連結棒２０３によって回動レバー２０４と連結され、回動レバー２０４は、複数のエアチャンバ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃによって段階的に傾くよう構成されている。エアチャンバ２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃは、それぞれ電磁切換弁２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃを介してエア源（コンプレッサ）に接続されている。
【０００６】
バルク貯槽への充填時には、バルクローリの駐車ブレーキを掛け、変速機をニュートラル（中立）にしてＰＴＯスイッチをＯＮに切り換え、切換スイッチ２１０をＬの位置に切り換えて降車する。このとき、エンジン２００の回転はアイドリング状態である。そして、充填ホースと均圧ホースがホースリールから引き出されてバルク貯槽に接続される。バルブを開いてから無線送信機で電磁クラッチ２１１の接続指令が送信されると、操作盤（制御装置）にあるクラッチリレー２１２が作動して電磁クラッチ２１１が通電によって接続され、ＰＴＯの回転が液送ポンプに伝えられる。そして、タイマ２１３で設定された所定の時間が経過すると電磁切換弁２０６ｃが通電する。
【０００７】
これによってエアチャンバ２０５ｃが作動して回動レバー２０３が矢印方向へ傾き、ガバナレバー２０１も連動して傾く。このときエンジン２００は低速回転であり、液送ポンプの低速運転によって液化ガスがバルク貯槽へと供給される。切換スイッチ２１０がＨの位置に切り換えられると、電磁切換弁２０６ａが通電され、エアチャンバ２０５ａが作動し、回動レバー２０３に引っ張られてガバナレバー２０１の傾きが最大になりエンジンは高速回転となり、液送ポンプ２４の吐出量が大きくなる。一方、切換スイッチ２１０がＭの位置に切り換えられれば、電磁切換弁２０６ｂが通電されてエアチャンバ２０５ｂが作動し、エンジンは上記２つの場合の中間の回転数となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２７７８９９号公報（第３頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、充填作業の短縮を図るためは、前記特許文献１に示すように、液送ポンプの回転数を上げることも有効であるが、更に効果を上げるには充填ホースの径を大きくして流量を増やすことが考えられる。しかしながら、充填ホースや均圧ホースはゴムとワイヤの層からなる耐圧ホースであり、重く、硬いために扱いが難しいものであった。すなわち、バルク貯槽は一般的に裏庭などに設置され、バルクローリが停車している表の通りからは、狭く様々な物が配置されているような場所を引き回さなければならない。そのため、充填時間を短縮させるのに十分な流量を流せるよう充填ホースや均圧ホースの径をむやみに大きくすることは、扱いの面からみて有効な方法とはいえない。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる点を考慮しながらバルク貯槽へ送り込む液化ガスの流量を増やすバルクローリの液充填システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバルクローリの液充填システムは、充填ホース及び均圧ホースをバルク貯槽に接続し、液送ポンプの駆動によってタンク内の液化ガスをバルク貯槽へ送り込み、そのバルク貯槽内に液化ガスを充填するバルクローリであって、充填ホースからバルク貯槽へ液化ガスを送るとともに均圧ホースからバルク貯槽内の気相ガスをタンクに回収する充填と、充填ホース及び均圧ホースの両方からバルク貯槽へ液化ガスを送り込む充填とを切り換えるようにしたものであることを特徴とする。
【００１２】
よって、本発明によれば、充填ホース及び均圧ホースの両方を使って液化ガスを流すことにより、その流量を増やしてバルク貯槽へ送り込むようにしたため、短時間で充填作業を終えることができるようになる。その一方、充填ホース及び均圧ホースの両方から液化ガスを継続して送っていたのでは、バルク貯槽内の気相ガスが溜まり、タンク側との差圧が大きくなって液送ポンプが停止しまう。そこで、均圧ホースからバルク貯槽内の気相ガスをタンクに回収する充填に切り換え、差圧が小さくなったところで再び流量を増やした充填に切り換える。こうして流路を切り換えることにより、液送ポンプを停止させることなく充填作業を短縮させることができる。
【００１３】
また、本発明に係るバルクローリの液充填システムは、前記液送ポンプの一次側及び二次側の圧力を検出する圧力センサを有し、制御装置によって、当該圧力センサで検出された液送ポンプの一次側及び二次側の圧力から圧力差を求めて流路を切り換えるようにしたものであることを特徴とする。
また、本発明に係るバルクローリの液充填システムは、前記充填ホースとタンクとをつなぐ液充填ラインと、前記均圧ホースとタンクとをつなぐ回収ラインとを連結するバイパスラインにバイパス弁が配管され、そのバイパス弁と回収ラインに配管された元弁とが、前記制御装置からのコントロール信号によって開閉する自動弁であることを特徴とする。
【００１４】
よって、本発明によれば、前述したような流量を増やした充填と、差圧の上昇を抑える気相ガスの回収をともなう充填とを自動で切り換えることにより、作業者の負担を軽減させるとともに、充填時間の短縮を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るバルクローリの液充填システムについて、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。 ここで、図１乃至図３は、液送ポンプや各種弁、計器を要素として構成されたバルクローリの流体回路を示した回路図である。具体的に図１は、走行時の状態を、そして図２及び図３はバルク貯槽への充填時の状態を示しており、黒塗りのバルブは閉状態を、白抜きのバルブは開状態を示している。
【００１６】
バルクローリのタンク１には、底面に液化ガスの出入りする液口２０と気相ガスが出入りするガス口４０とが設けられ、この液口２０とガス口４０とに供給基地側またはバルク貯槽側へと切り換え可能な液ライン及びガスラインが形成されている。
【００１７】
液ラインは、先ず液口２０に緊急遮断弁２１が取り付けられ、そこから元弁２２を介して弁計器箱２内にあるカップリング２３側と、ホースリール箱３内にある充填ホース３５側とに分岐し、それぞれ液受入ライン３１と液充填ライン３２とが形成されている。液受入ライン３１にあるカップリング２３は、液化ガスをタンク１へ受け入れる際に供給基地との間で液ホースを接続するためのものであり、液取入弁２４と一体的に構成されている。一方、液充填ライン３２は、バルク貯槽へ液化ガスを送るための液送ポンプ２５の他、ホース止弁２６が配管されている。そして、液充填ライン３２は、フレキシブルチューブ３３によって充填ホース３５へと接続され、ホースリール箱３内には質量流量計２７が配管されている。
【００１８】
ガスラインは、ガス口４０に緊急遮断弁４１が取り付けられ、そこから元弁４２を介して弁計器箱２内のカップリング４３側と、ホースリール箱３内にある均圧ホース５５側とに分岐し、それぞれのガス戻しライン５１とガス回収ライン５２とが形成されている。ガス戻しライン５１のカップリング４３は、タンク１内の気相ガスを供給基地側へ戻す際に供給基地との間でガスホースを接続するためのものであり、通気弁４４と一体的に構成され、元弁４２と接続されている。一方、ガス回収ライン５２は、フレキシブルチューブ５３を介してリールホース箱３内の均圧ホース５５に接続されている。
【００１９】
本実施形態のバルクローリの液充填システムは、こうした流体回路において、バルク貯槽内の気相ガスをタンク１に回収するための均圧ホース５５を、バルク貯槽へ液化ガスを送り込むのに利用しようとするものである。そのため、液充填ライン３２と回収ライン５２とがバイパスライン６１で接続され、そのバイパスライン６１には、液充填ライン３２と回収ライン５２とを連通あるいは遮断するバイパス弁６２が配管されている。
【００２０】
ところで、均圧ホース５５に液化ガスを流してしまうと、充填時にバルク貯槽内の気相ガスの逃げ道が無くなってしまう。するとバルク貯槽内の圧力が上昇し、タンク１側との圧力差が大きくなって液送ポンプの機能低下を生じさせ、最終的には駆動停止を引き起こしてしまうおそれがある。そこで本実施形態では、均圧ホース５５に液化ガスを流す一方、液送ポンプ２５の駆動を停止させることのないように、バルクローリのタンク１側とバルク貯槽側との圧力差をみて、所定の条件で均圧ホース５５を気相ガスの回収に切り換えるよう液化ガスの流れを制御することとした。
【００２１】
ここで図４は、バルクローリの液充填システムを概念的に示した図であり、流体回路のうちタンク１とバルク貯槽８０とを接続した液ライン及びガスラインの概略を示した図である。すなわち、図１乃至図３に示す流体回路において、液ラインは、タンク１から液受入ライン３１、液充填ライン３２そしてフレキシブルチューブ３３及び充填ホース３５を通る流路であり、一方のガスラインは、ガス戻しライン５１、ガス回収ライン５２そしてフレキシブルチューブ５３及び均圧ホース５５を通る流路である。そして特に、図２に示す高速充填に対応して示した図である。
【００２２】
タンク１とバルク貯槽８０とを連結した液ライン上には、液送ポンプ２５をまたいだ一次側と二次側とに２箇所に、圧力を検出するための圧力センサ７１，７２がそれぞれ設けられている。そして、この圧力センサ７１，７２は制御装置７０に接続され、その制御装置７０が、圧力センサ７１，７２の検出結果から差圧を求めて、図１乃至図３に示した流体回路上の元弁４２とバイパス弁６２との開閉を制御するよう構成されている。元弁４２及びバイパス弁６２は、制御装置７０からのコントロール信号によって開閉するアクチュエータ付きの自動弁である。
【００２３】
こうしたバルクローリ１０は、供給基地で液化ガスの供給を受け、積み込まれた液化ガスを各箇所のバルク貯槽８０を廻って充填していく。
そこで、先ずバルクローリ１０が液化ガスの供給を受ける場合について簡単に説明する。弁計器箱２の扉が開けてカップリング２３に液化ガス供給ホースが、またカップリング４３にはガスホースがそれぞれ基地側から連結される。連結後は、油圧ハンドポンプ６５のレバー操作によって緊急遮断弁２１，４１が開けられ、続いて液取入弁２４や通気弁４４が開けられる。これにより、基地側から液化ガスの供給が開始される。基地側から送られた液化ガスは、液受入ライン３１を通ってタンク１内に送り込まれ、その一方でタンク１内の気相ガスは、液化ガスの充填に伴って加圧され、ガス口４０からガス戻しライン５１を通って基地側へと送られて基地側で回収される。
【００２４】
そして、タンク１内の液化ガスが許容量に達したところで、電磁弁６６が開けられ、緊急遮断弁２１，４１が油圧から解放されて閉じるため、基地側からタンク１への供給が遮断されて受け入れが終了し、液取入弁２４や通気弁４４が閉じられて図１に示す走行状態になる。その後、基地側と連結された供給ホース及びガスホースが外され、液化ガスの積み込みが完了する。こうしてタンク１には、数カ所のバルク貯槽を廻って充填することができるだけの液化ガスが積み込まれる。
【００２５】
液化ガスを積み込んだバルクローリ１０は、次に各箇所を廻って設置されたバルク貯槽へ液化ガスの充填を行っていく。図５は、その充填時におけるバルク貯槽へ液化ガスを送り込む流路切り換えフローを示した図である。以下、この図５及び図１乃至図４に基づいて液化ガスの充填作業を説明する。
充填場所で停車したバルクローリ１０は、ホースリール箱３の扉が開けられ、そこに納められた充填ホース３５と均圧ホース５５とが各ホースリール３６，５６から送り出され、先端のカップリング３７，５７がバルク貯槽８０に連結される。そして、受入時と同様図２に示すように、弁計器箱２内の油圧ハンドポンプ６５の操作によって緊急遮断弁２１，４１が開けられ、バルク貯槽８０への充填準備が完了する。
【００２６】
液送ポンプ２５がＰＴＯから取り出したエンジンの回転出力によって回転し、タンク１内の液化ガスがバルク貯槽８０へと送り込まれ、充填作業が開始する（Ｓ（ステップ１））。また、液送ポンプ２５の運転開始に合わせて制御装置７０からコントロール信号によって元弁４２が閉じられ（Ｓ２）、バイパス弁６２は開けられる（Ｓ３）。そのため、タンク１内の液化ガスは、黒塗りの矢印で示すように、液送ポンプ２５の液送りによって液口２０から送り出されて液充填ライン３２を通り、フレキシブルチューブ３３及び充填ホース３５を介してバルク貯槽８０へと充填されていく。
【００２７】
更に、バイパス弁６２が開いた状態であるため、液化ガスはバイパスライン６１を通り、元弁４２が閉じられているためガス回収ライン５２側に流れてフレキシブルチューブ５３から均圧ホース５５を介してバルク貯槽８０へと送られる。これによって、タンク１内の液化ガスが、充填ホース３５と均圧ホース５５とからバルク貯槽８０へと送り込まれてバルク貯槽８０に充填されていく。
【００２８】
充填中は、圧力センサ７１，７２によって液送ポンプ２５の一次側及び二次側の圧力Ａ，Ｂが常に検出され、その値が制御装置７０へと送送信されている。制御装置７０では、圧力Ａ，Ｂの差圧が算出され、その値が設定値Ｃ１以上であるか否かの確認が行われる（Ｓ４）。そして、差圧が設定値Ｃ１より小さい場合には（Ｓ４：ＮＯ）、均圧ホース５５からも液化ガスをバルク貯槽８０へ送り込んでいるそのままの状態で充填作業が継続される。設定値Ｃ１は、これ以上の差圧状態で運転を継続すれば液送ポンプ２５が停止してしまうおそれがあるとして設定された値である。
【００２９】
そこで、圧力Ａ，Ｂの差圧が設定値Ｃ１以上になった場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御装置７０からのコントロール信号によって、図３に示すようにバイパス弁６２が閉じられ（Ｓ５）、元弁４２が開けられる（Ｓ６）。従って、タンク１内の液化ガスは、黒塗りの矢印で示すように液充填ライン３２を通り、フレキシブルチューブ３３及び充填ホース３５からのみバルク貯槽８０へと送り込まれるようになる。そして、バルク貯槽８０内に溜まった圧縮された気相ガスは、ガス回収ライン５２や均圧ホース５５内の液化ガスをタンク１へ押し出し、白抜き矢印で示すように均圧ホース５５からフレキシブルチューブ５３を介してガス回収ライン５２を流れ、タンク１内に入って回収される。
【００３０】
こうして充填ホース５５側のみの充填に切り換えられた後、引き続き液送ポンプ２５の一次側と二次側との差圧がとられ、その値が設定値Ｃ２以下であるか否かの確認が行われる（Ｓ７）。差圧が設定値Ｃ２より大きい場合には（Ｓ７：ＮＯ）、タンク１の液化ガスが充填ホース５５側のみからバルク貯槽８０へ送り込まれて充填される。こうした液化ガスの充填が続けられている間にバルク貯槽８０内の気相ガスが均圧ホース５５を通ってタンク１に回収され、バルク貯槽８０内の圧力が低下し、圧力Ａ，Ｂの差圧が小さくなっていく。
【００３１】
そして、圧力Ａ，Ｂの差圧が設定値Ｃ２以下になったところで（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御装置７０によって再び元弁４２が閉じられ（Ｓ２）、バイパス弁６２が開けられる（Ｓ３）。従って、タンク１内の液化ガスは、図２に黒塗りの矢印で示すように、充填ホース３５と均圧ホース５５の両方からバルク貯槽８０へ送り込まれるようになる。
【００３２】
こうして本実施形態の液充填システムでは、充填ホース３５側のみの充填と、充填ホース３５及び均圧ホース５５の両方を使用した充填とが、圧力Ａ，Ｂの差圧に応じて切り換えられる。ただし、例えば工場に設置されたバルク貯槽であって、充填中に液化ガスを燃料にしたボイラが使用されているような場合には、液化ガスが消費されることによってバルク貯槽内の圧力が高くならず、継続して充填ホース３５及び均圧ホース５５の両方を使用した高速充填が行えることも考えられる。
なお、設定値Ｃ２は、液送ポンプ２５が適切に駆動する設定値Ｃ１より低い値であり、差圧が設定値Ｃ１を下回ってすぐに流路が切り換わらないように切り換えのタイミングを調節するために設定された値である。
【００３３】
よって、本実施形態の液充填システムによれば、充填ホース３５側のみで行っていた液化ガスの充填に、均圧ホース５５側からの充填を加えたことにより、バルク貯槽８０への送り込み流量を増やし、液化ガスを充填するのに要する作業時間を短縮させることが可能になった。
また、液送ポンプ２５の一次側及び二次側の差圧を検出しながら運転を切り換えることによって、液送ポンプ２５を停止させてしまうことなくスムーズに充填作業を継続させることができる。その際、制御装置７０による自動制御によって切り換えを行うため、作業者がバルク貯槽８０側から離れることなく充填作業を続けることができ、作業負担の軽減を図ることができた。
更に、本実施形態の液充填システムでは、元弁４２及びバイパス弁６２の開閉を制御することで、コストを抑えた簡単な構成によって上記効果を達成することができた。
【００３４】
以上、バルクローリの一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、液送ポンプの一次側及び二次側の圧力Ａ，Ｂをとって差圧を求めて回転数の切り換えを行っていたが、例えば、液送ポンプの一次側の圧力をタンク内の液温から近似的に算出するようにして差圧を求め、回転数の切り換えを行うようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、充填ホース及び均圧ホースをバルク貯槽に接続し、液送ポンプの駆動によってタンク内の液化ガスをバルク貯槽へ送り込み、そのバルク貯槽内に液化ガスを充填するバルクローリであって、充填ホースからバルク貯槽へ液化ガスを送るとともに均圧ホースからバルク貯槽内の気相ガスをタンクに回収する充填と、充填ホース及び均圧ホースの両方からバルク貯槽へ液化ガスを送り込む充填とを切り換えるように構成しので、バルク貯槽へ送り込む液化ガスの流量を増やしたバルクローリの液充填システムを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルクローリの流体回路を示した走行状態の回路図である。
【図２】バルクローリの流体回路を示した高速充填状態の回路図である。
【図３】バルクローリの流体回路を示した通常充填状態の回路図である。
【図４】バルクローリの液充填システムを概念的に示した図である。
【図５】充填時における液化ガス送り込む流路の切り換えフローを示した図である。
【図６】バルクローリを示した側面図である。
【図７】液送ポンプ駆動装置におけるエンジン回転数の制御構成図である。
【符号の説明】
１ タンク
１０ バルクローリ
２５ 液送ポンプ
３５ 充填ホース
４２ 元弁
５５ 均圧ホース
６１ バイパスライン
６２ バイパス弁
７０ 制御装置
７１，７２ 圧力センサ
８０ バルク貯槽

Claims (3)

1. 充填ホース及び均圧ホースをバルク貯槽に接続し、液送ポンプの駆動によってタンク内の液化ガスをバルク貯槽へ送り込み、そのバルク貯槽内に液化ガスを充填するバルクローリであって、
   充填ホースからバルク貯槽へ液化ガスを送るとともに均圧ホースからバルク貯槽内の気相ガスをタンクに回収する充填と、充填ホース及び均圧ホースの両方からバルク貯槽へ液化ガスを送り込む充填とを切り換えるようにしたものであることを特徴とするバルクローリの液充填システム。
2. 請求項１に記載するバルクローリの液充填システムにおいて、
   前記液送ポンプの一次側及び二次側の圧力を検出する圧力センサを有し、制御装置によって、当該圧力センサで検出された液送ポンプの一次側及び二次側の圧力から圧力差を求めて流路を切り換えるようにしたものであることを特徴とするバルクローリの液充填システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載するバルクローリの液充填システムにおいて、
   前記充填ホースとタンクとをつなぐ液充填ラインと、前記均圧ホースとタンクとをつなぐ回収ラインとを連結するバイパスラインにバイパス弁が配管され、
   そのバイパス弁と回収ラインに配管された元弁とが、前記制御装置からのコントロール信号によって開閉する自動弁であることを特徴とするバルクローリの液充填システム。

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