JP2008101658A - 自動車用の液化ガス燃料充填装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】寒冷地等においても充填用ポンプを使用しないで液化ガス燃料を自動車の車載燃料タンクに充填できるようにする。
【解決手段】自動車燃料用の液化ガス燃料を収容する燃料貯蔵容器３と、燃料貯蔵容器内を加圧する液相の加圧ガスを収容する加圧ガス容器５と、加圧ガス容器内の圧力を第１の設定値２３ａ，ｂに調整する第１の加熱器３１と、加圧ガス容器と燃料貯蔵容器の気相部相互を連通する加圧ガス管１９と、燃料貯蔵容器内の液化ガス燃料を自動車の車載燃料タンクに供給する燃料供給管９とを備え、燃料貯蔵容器内の圧力を第２の設定値２３ｃ、ｄに調整する第２の加熱器３２を設け、冬季には自動車燃料用の液化ガス燃料を蒸発温度の低いものに替えるとともに、第２の加熱器３２で加温することにより、車載燃料タンク内の圧力よりも高い充填圧力を得るようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用の液化ガス燃料充填装置及びその使用方法に係り、特に、寒冷地においても充填用ポンプを使用しないで液化ガス燃料を自動車の車載燃料タンクに充填する技術に関する。

充填用ポンプを使用しないで自動車の車載燃料タンクに液相の液化ガス燃料を充填するシステムとして、特許文献１に記載された液化ガス燃料充填装置が知られている。この液化ガス燃料充填装置は、加圧ガス容器に収容された液相の加圧ガスにより、液相の液化ガス燃料が収容された燃料貯蔵容器内を加圧して、燃料貯蔵容器から車載燃料タンクに液相の液化ガス燃料を充填するようにしている。また、充填圧力は加圧ガス容器を加熱器で加温して、燃料貯蔵容器の圧力を車載燃料タンクの圧力よりも高く保持することにより、液化ガス燃料を充填するようにしている。

これによれば、液化ガス燃料の充填用ポンプを使用しないため、高圧ガス保安法上の規定で要求される保安監督者の選任や敷地内での保安距離の確保などが不要となり、自動車用の液化ガス燃料充填装置の設置が容易になる。

特開２００６−１７７４４０号公報

しかしながら、特許文献1に記載の液化ガス燃料充填装置は、寒冷地に設置する場合の配慮がなされていないという問題がある。

すなわち、一般に、自動車用にはオートガスと称される液化ガス燃料が用いられているが、その成分はプロパンとブタンの混合液化ガスであり、比率はプロパン：ブタン＝３：７〜２：８程度の範囲である。このようなブタン成分が多いオートガスは、プロパンガスよりも蒸気圧が低いので、加圧用の液化ガスとしてプロパンガスを用いることができる。

しかし、オートガスは、冬季などにおいて外気温が下がった場合、車載燃料タンク内の圧力が不足してエンジンがかからないなどの不具合が生ずるため、例えば、東北や北海道などの寒冷地においては、プロパンガスを自動車用の液化ガス燃料として使用している。ところが、加圧用の液化ガスとしてプロパンを用いると、車載燃料タンク内のプロパンとの蒸気圧との差が小さくなって充填しにくいという問題がある。

また、プロパンが入った加圧ガス容器は、４０℃以上に加温することを制限されるのに対し、夏季の車載燃料タンクの温度は直射日光を受けて４０℃以上になることがある。そのため、液化ガス燃料にオートガスよりも蒸発温度が低いプロパンを用いると、夏季に加圧ガス容器内のプロパンの蒸気圧よりも車載燃料タンク内の蒸気圧が高くなって充填できない場合が生じる。

本発明が解決しようとする課題は、寒冷地等においても充填用ポンプを使用しないで液化ガス燃料を自動車の車載燃料タンクに充填できるようにすることにある。

課題を解決するため、本発明は、自動車燃料用の液相の液化ガス燃料を収容する燃料貯蔵容器と、該燃料貯蔵容器内を加圧するための液相の加圧ガスを収容する加圧ガス容器と、該加圧ガス容器内の圧力を第１の設定値に調整する第１の加熱器と、前記加圧ガス容器内の気相部と前記燃料貯蔵容器の気相部を連通する加圧ガス管と、前記加圧ガス管に設けられた自動開閉弁と、前記燃料貯蔵容器内の液相部に連通され自動車の車載燃料タンクに液相の液化ガス燃料を供給する燃料供給管とを備えた自動車用の液化ガス燃料充填装置において、前記燃料貯蔵容器内の圧力を第２の設定値に調整する第２の加熱器を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、外気温が自動車用燃料として用いる液化ガス燃料（例えば、オートガス）の使用可能下限圧力に対応する蒸発温度よりも低い冬季等には、自動車用燃料を蒸発温度が低い液化ガス燃料（例えば、プロパン）を用いることにより、圧力が不足してエンジンがかからないなどの不具合の発生を回避できる。この場合、蒸発温度が低い液化ガス燃料（例えば、プロパン）を燃料貯蔵容器に収容し、第２の加熱器で燃料貯蔵容器を加温することにより、車載燃料タンク内の圧力よりも高い圧力で、液相の液化ガス燃料を円滑に充填可能になる。

なお、冬季等においては、燃料貯蔵容器を加温して充填圧力を調整するようにしたから、加圧ガス管の自動開閉弁を閉止して第１の加熱器を休止させておくことにより省エネルギになる。但し、タンクローリー車から燃料貯蔵容器に液化ガス燃料を充填した直後は、第２の加熱器による燃料貯蔵容器の加温及び昇圧が十分でない場合があり、この場合は加圧ガス容器内の加圧ガスにより加圧できた方が、少ない待ち時間で充填を開始することができ便利である。

一方、外気温が高い夏季等には、蒸発温度が高い液化ガス燃料（例えば、オートガス）を自動車用燃料として用いることにより、車載燃料タンクが直射日光を受けて４０℃以上になった場合であっても、液化ガス燃料を充填可能になる。つまり、液化ガス燃料（例えば、オートガス）よりも蒸発温度が低い加圧ガス（例えば、プロパン）を加圧ガス容器に充填すれば、第１の加熱器による液相の加圧ガスの加温が例えば４０℃未満に制限されても、加圧ガスの圧力を車載燃料タンク内の蒸気圧よりも高くできるから、液相の液化ガス燃料を充填可能になる。

本発明の自動車用の液化ガス燃料充填装置において、燃料貯蔵容器内の圧力の第２の設定値は、燃料貯蔵容器に収容される液化ガス燃料の種類（例えば、オートガス、プロパン等）に合わせて切り替え可能に複数設定する。これにより、季節に応じて液化ガス燃料の種類を変えた場合に、これに合わせて燃料貯蔵容器内の圧力を適切に調整して円滑に自動車用燃料を充填することができる。

また、本発明の自動車用の液化ガス燃料充填装置において、燃料供給管内を通流する液化ガス燃料を予め設定した温度に冷却する冷却手段を設けることが好ましい。すなわち、冬季等に燃料貯蔵容器を加温及び加圧して液相の液化ガス燃料を車載燃料容器に充填すると、温度の高い液相の液化ガス燃料によって車載燃料容器が暖められて圧力が上昇し、充填速度が遅くなることがある。このような場合に、冷却手段によって車載燃料容器に充填する液相の液化ガス燃料の温度を下げることにより充填を継続することができる。この場合、冷却手段の冷却媒体の温度を夏季と冬季で異なる温度に設定することが好ましい。

本発明によれば、寒冷地等においても充填用ポンプを使用しないで液化ガス燃料を自動車の車載燃料タンクに充填することができる。

以下、本発明を適用してなる自動車用の液化ガス燃料充填装置の一実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる自動車用の液化ガス燃料充填装置の系統構成図である。本実施形態の自動車用の液化ガス燃料充填装置１は、図１に示すように、自動車用の液相の液化ガス燃料を収容する燃料貯蔵容器３と、燃料貯蔵容器３内を加圧するための液相の加圧ガスを収容するための加圧ガス容器５を備えて構成されている。

燃料貯蔵容器３には、燃料貯蔵容器３内の液相部７に一端側が連通する燃料供給管９が設けられ、燃料供給管９の他端はディスペンサー１１に連結されている。ディスペンサー１１は、図示していない自動車の車載燃料タンクへ液化ガス燃料の充填及び充填停止を行うようになっている。燃料供給管９の燃料貯蔵容器３の外側に位置する配管部分に弁１３が設けられている。

燃料貯蔵容器３の気相部１５と加圧ガス容器５の気相部１７とは、加圧ガス管１９を介して連通されている。加圧ガス管１９の燃料貯蔵容器３と加圧ガス容器５の外側に位置する配管部分には、加圧ガス容器５側から順に、弁２１、加圧ガス容器５内の圧力を検出する２つの圧力スイッチ２３ａ、２３ｂ，圧力計２５、自動開閉弁である電磁弁２７、及び弁２９が設けられている。圧力スイッチ２３ａ、２３ｂは、加圧ガス容器５内の圧力を検出し、検出した圧力が予め設定した設定値になると電気信号を発信するようになっている。

加圧ガス容器５の底部に、加圧ガス容器５内の液相の加圧ガスを加温するための加熱器３１が設けられている。加熱器３１は、上面が開口された金属製のケース３１ａの中に蛇腹状に屈曲させた銅などの熱伝導性を有する材料で形成した熱交換管路３１ｂを配設して形成されている。加熱器３１は、ケース３１ａの開口の縁部を加圧ガス容器５の外側底面に密着させて取り付けられている。加熱器３１の熱交換管路３１ｂとケース３１ａとの間の空間には、水などの熱媒となる液体やシリコンなどの熱伝達可能な充填物が充填されている。加熱器３１の熱交換管路３１ｂは、熱媒が内部を通流する熱媒循環管路３３を介して熱媒を加熱するための熱源機３５に連結されている。熱媒循環管路３３には、熱媒の循環量を制御する電動弁３６が設けられている。熱源機３５は、熱媒を加熱するためのバーナや熱媒を循環させるためのポンプなどを内蔵して形成されている。

このように、本実施形態では、加熱器３１や熱媒循環管路３３、熱源機３５などにより加圧ガス容器５の加熱手段が構成されている。また、加熱器３１には、加熱器３１の加熱温度を検出する温度スイッチ３７ａが設けられている。温度スイッチ３７ａは、加熱器３１のケース３１ａ内に充填された充填物の温度により加圧ガス容器５の温度を検出し、温度が設定温度になると電気信号を発信するようになっている。

燃料供給管９には、プレートフィン型の熱交換器３９が設けられており、燃料供給管９内を通流する液化ガス燃料を冷却媒体によって冷却可能になっている。なお、熱交換器３９は、プレートフィン型に限られるものではないが、プレートフィン型を用いれば小型化や低コスト化などが可能となる。熱交換器３９の冷却媒体が通流する流路３９ａには、水などの冷却媒体が内部を通流する冷媒管路４１が連結されている。冷媒管路４１は、例えば冷却媒体が水道水である場合、２本の冷媒管路４１のうち、一方の冷媒管路が図示していない水道に連結され、他方の冷媒管路は排水用の管路となる。また、冷媒管路４１は、例えば冷却媒体を循環させる構成の場合には、冷却媒体を冷却するための図示していない冷凍機などに連結する。循環させる冷却媒体としては、水以外の液体や、圧縮空気などの気体などを用いることもできる。

ディスペンサー１１は、図示していない車載燃料タンクへの液相の液化ガス燃料の充填開始及び停止を指令する充填スイッチ１１ａ、充填スイッチ１１ａに連動して燃料供給管９の流路を開閉する図示していない制御弁、液相の液化ガス燃料の体積を計測する図示していない流量計、この流量計で計測した総流量つまり充填量を表示する表示部１１ｂ、そして、図示していない車載燃料タンクの充填口に連結されるホース１１ｃ及び充填ノズル１１ｄなどを備えて構成されている。なお、ディスペンサー１１の充填スイッチ１１ａが、熱交換器３９への冷却媒体の通流及び停止や、冷凍機の駆動及び停止などを制御できる構成とすれば、不要なときに冷却媒体の通流や冷凍機の運転が行われないため、省エネルギ効果が得られる。

加圧ガス容器５から燃料貯蔵容器３への加圧用ガスの供給は、制御部４３によって制御されている。すなわち、制御部４３は、圧力スイッチ２３ａ、２３ｂ、電磁弁２７、熱源機３５、電動弁３６、温度スイッチ３７ａなどと配線４５を介して電気的に接続されている。また、制御部４３は、操作盤４７が配線４５を介して電気的に接続されている。操作盤４７は、例えばディスペンサー１１の近傍など、液化ガス燃料の充填作業を行う作業者が操作し易い場所に設置されている。操作盤４７には、電磁弁２７を開いて加圧ガス容器５から燃料貯蔵容器３への加圧ガスを供給させる指令を入力する加圧スイッチ４９が設けられている。また、操作盤４７には、電磁弁２７を閉じて加圧ガス容器５から燃料貯蔵容器３へ加圧ガスの供給を遮断させる指令を入力する遮断スイッチ５１が設けられている。

制御部４３は、加圧スイッチ４９がオンされた電気信号を受けて、タイマーによって計時される設定時間、電磁弁２７を開いて加圧ガスを燃料貯蔵容器３へ供給する。そして、設定時間を経過したとき、電磁弁２７を閉じて加圧ガスの供給を遮断する。また、制御部４３は、遮断スイッチ５１がオンされた電気信号を受けた場合は、タイマーの計時に関わりなく、強制的に電磁弁２７を閉じて、加圧ガスの供給を遮断するようになっている。同様に、燃料供給管９に緊急遮断弁５０が設けられており、異常などの緊急事態が発生したときに、作業者が遮断スイッチ５１をオンすることにより、制御部４３は緊急遮断弁５０を閉じて液化ガス燃料の供給を遮断するようになっている。また、制御部４３は、圧力スイッチ２３ａ、２３ｂが発信する電気信号、あるいは、温度スイッチ３７ａが発信する電気信号により、熱源機３５を駆動及び停止させるようになっている。

なお、本実施形態では、燃料供給管９の弁１３の近傍、及び加圧ガス管１９の弁２９の近傍は、燃料貯蔵容器３の上部に設けられたカバー５３に覆われている。また、加圧ガス管１９の弁２１の近傍は、加圧ガス容器５の上部に設けられたカバー５５に覆われている。

ここで、本実施形態の特徴は、図１に示すように、液相の液化ガス燃料を収容する燃料貯蔵容器３の底部に、加熱器３１と同様構成の加熱器３２を設けて、燃料貯蔵容器３内の液化ガス燃料を加温及び加圧可能にしていることにある。つまり、加熱器３２は、上面が開口された金属製のケース３２ａの中に蛇腹状に屈曲させた熱伝導性を有する材料で形成した熱交換管路３２ｂを配設して形成されている。加熱器３２は、ケース３２ａの開口の縁部を燃料貯蔵容器３の外側底面に密着させて取り付けられている。加熱器３２の熱交換管路３２ｂとケース３２ａとの間の空間には熱伝達可能な充填物が充填されている。熱交換管路３２ｂは、熱媒が内部を通流する熱媒循環管路３４を介して熱媒を加熱するための熱源機３５に連結されている。熱媒循環管路３４には、熱媒の循環量を制御する電動弁３８が設けられている。つまり、加熱器３２や熱媒循環管路３４、熱源機３５などにより燃料貯蔵容器３の加熱手段が構成されている。

また、加熱器３２には、加熱器３２の加熱温度を検出する温度スイッチ３７ｂが設けられている。温度スイッチ３７ｂは、加熱器３２のケース３２ａ内に充填された充填物の温度により燃料貯蔵容器３の温度を検出し、温度が設定温度になると電気信号を発信するようになっている。また、燃料貯蔵容器３には、燃料貯蔵容器３内の圧力を検出する２つの圧力スイッチ２３ｃ、２３ｄが設けられ、それらの検出圧力が設定圧力なると電気信号を発信するようになっている。温度スイッチ３７ｂ及び圧力スイッチ２３ｃ、２３ｄから発信される電気信号は、配線４５を介して制御部４３に入力されるようになっている。

このように構成される本実施形態の液化ガス燃料充填装置１の動作及び使用方法について、寒冷地に設置した場合を例にして夏季と冬季に分けて説明する。

自動車用の液化ガス燃料は、表１に示すように、夏季の場合はオートガスを用い、冬季の場合はプロパンを用いるようにすることができる。ここで、オートガスは、プロパンとブタンの混合液化ガスであり、比率がプロパン：ブタン＝３：７〜２：８程度の範囲である。表１の例では、プロパン：ブタン＝３：７のオートガスを用いている。

また、夏季と冬季の切り替え時期は、オートガスの蒸気圧が使用可能下限圧力（例えば、約０．２ＭＰａ）を基準として、外気温度が使用可能下限圧力に相当する蒸発温度を上回る時期を夏季とし、外気温度が使用可能下限圧力に相当する蒸発温度を下回る時期を冬季とする。例えば、寒冷地の場所により異なるが、だいたい１１月頃から冬季が始まり、だいたい４月頃から夏季が始まるとして考える。

また、加圧ガスは、液化ガス燃料の蒸気圧と同等又は高い液相の液化ガスを用いる。本実施形態では、表１に示すように、プロパンを用いている。

本実施形態では、外気温が低い冬季には、蒸発温度が低いプロパンを自動車用燃料として用いることにより、圧力が不足してエンジンがかからないなどの不具合の発生を回避する。つまり、液相のプロパンを燃料貯蔵容器３に収容し、加熱器３２で燃料貯蔵容器３を加温することにより、車載燃料タンク内のプロパンの圧力よりも高い圧力で液相のプロパンを円滑に充填可能になる。なお、プロパンに切替えた直後は、車載燃料タンク内にはオートガスが入っているため、燃料貯蔵容器３内のプロパンの圧力のほうが高いので、加温しなくても円滑に充填を開始できる。

また、冬季においては、加圧ガス容器５内の加圧ガス及び加熱器３１は使用しなくても十分に充填可能である。したがって、それらを休止させておくことにより省エネルギになる。但し、タンクローリー車から燃料貯蔵容器３に液相のプロパンを充填した直後は、加熱器３２による燃料貯蔵容器３の加温及び昇圧が十分でない場合がある。この場合は、加圧ガス容器５内の加圧ガスにより加圧できた方が、少ない待ち時間で充填を開始することができるから、加圧ガス容器５内の加圧ガス及び加熱器３１を使用するのが便利である。

一方、外気温が高い夏季には、蒸発温度が高いオートガスを自動車用燃料として用いる。これにより、車載燃料タンクが直射日光を受けて４０℃以上になった場合であっても、加圧ガスとしてオートガスよりも蒸発温度が低いプロパンを用いれば、加熱器３１による液相のプロパンの加温が、例えば４０℃未満に制限されても、加圧ガスの圧力を車載燃料タンク内の蒸気圧よりも高くできるから、液相の液化ガス燃料を充填可能になる。

表１に示したように、本実施形態では、夏季と冬季で燃料貯蔵容器３に充填する液化ガス燃料を切り替え、充填時に必要な加圧ガスの発生手段を、燃料貯蔵容器３と加圧ガス容器５で切り替えなければならない。そこで、図示していないが、制御部４３に夏季モードと冬季モードの切り替えスイッチを設け、燃料貯蔵容器３に充填する液化ガス燃料の種類を切り替えたときに、夏季モードと冬季モードの制御モードの切り替えを行うことができるようになっている。

次に、各部の動作を夏季と冬季に分けて具体的に説明する。

（夏季）
制御部４３の制御モードが夏季モードに切り替えられていると、加熱器３２の駆動及び電動弁３８の制御が停止され、温度スイッチ３７bの出力の取り込みが停止される。制御部４３は、圧力スイッチ２３aの出力を取込み、加圧ガス容器５内の圧力に応じて熱源機３５を駆動するとともに、電動弁３６を制御して加熱された熱媒を加熱器３１に循環させる。これにより、加圧ガス容器５の液相部５７のプロパンが加熱されて気化し、気相のプロパンとなる。制御部４３は、加熱器３１による加熱温度が予め設定された温度（例えば、４０℃付近）に保つように、また、加圧ガス容器５内の圧力が予め設定された圧力（例えば、１．０ＭＰａ付近）に保つように電動弁３６により熱媒の循環量を制御する。また、温度スイッチ３７ａによる検出温度が、上限設定温度（例えば、３７.５℃）以上になると制御部４３は熱源機３５を停止させる一方、下限設定温度（例えば、３４℃）以下になると制御部４３は熱源機３５を駆動させる。

なお、夏季は、加圧ガス容器５の加圧によって燃料貯蔵容器３内のオートガスを押し出して充填することが基本であるが、次に述べる理由により、加熱器３２により燃料貯蔵容器３を加温してオートガスを充填することが好ましい。すなわち、充填圧力を得るために加圧ガス容器５のプロパンを使用すると、その使用量に応じてプロパンを加圧ガス容器５に補充する手間が必要になるという問題がある。また、燃料貯蔵容器３内のオートガスにプロパンが溶け込むと、オートガスのプロパン成分が多くなり、蒸気圧が上がって充填しにくくなって充填速度が遅くなるという問題の他、自動車の馬力が下がるという問題がある。

そこで、これらの問題を解決するため、加熱器３２により燃料貯蔵容器３を加温してオートガスを充填することが好ましい。この場合、燃料貯蔵容器３の設定圧力は、表1に示すように、冬季よりも若干高い設定圧力（例えば、０．６ＭＰａ）に設定する。制御部４３は、燃料貯蔵容器３の圧力スイッチ２３ｃの出力を取込み、設定圧力未満のときは加熱器３２により燃料貯蔵容器３を加温し、設定圧力に達したら加熱器３２による加温を停止する。

上述したように、加圧ガス容器５内がほぼ一定の設定圧に保たれた状態で、作業者は、図示していない自動車の車載燃料タンクにディスペンサー１１の充填ノズル１１ｄを接続し、ディスペンサー１１の充填スイッチ１１ａをオンすると、ディスペンサー１１の制御弁が開く。このとき、燃料貯蔵容器３内の圧力が車載燃料タンク内の圧力と同等か、それ以下の場合は、オートガスの充填は行われない。このことは、例えばディスペンサー１１の表示部１１ｂの表示が動かないことなどから判断できる。オートガスの充填が行われない場合、作業者が操作盤４７の加圧スイッチ４９をオンすると、制御部４３は加圧ガス管１９に設けられた電磁弁２７を設定時間だけ開く。そして、電磁弁２７が開いている間だけ、加圧ガス管１９を介して、加圧ガス容器５内のプロパンが燃料貯蔵容器３に流入して、燃料貯蔵容器３内の圧力を上昇させる。これにより、燃料貯蔵容器３内の圧力が上昇して車載燃料タンクの圧力よりも高くなると、燃料貯蔵容器３から車載燃料タンクへのオートガスの充填が行われる。

なお、加圧スイッチ４９をオンしてもオートガスの充填が円滑にいかない場合は、加圧スイッチ４９を再度オンしても構わない。また、電磁弁２７を一定時間開く設定時間は、試験を行って決定することができる。例えば、オートガスの充填を行う車載燃料タンク内の圧力が最も高い状態になり易い夏季の場合、燃料貯蔵容器３に加圧ガスを供給してからオートガスの充填が開始されるまでの時間を計測し、これに余裕を見て例えば倍程度の時間に設定する。ただし、電磁弁２７を開く設定時間は、できるだけ短くした方が、加圧ガスの使用量を少なくできるので望ましい。

また、作業者がディスペンサー１１の充填スイッチ１１ａをオンし、ディスペンサー１１の制御弁が開いたとき、燃料貯蔵容器３内の圧力が車載燃料タンク内の圧力よりも高ければ、加圧スイッチ４９をオンしなくても、オートガスの充填が行われる。

また、オートガスの充填作業を行っているときに何らかの問題が生じて、緊急に加圧ガスの供給を遮断する必要がある場合は、作業者が操作盤４７の遮断スイッチ５１をオンすることで、電磁弁２７開の設定時間が経過していなくても、制御部４３により電磁弁２７を遮断することができる。また、同様に、緊急遮断弁５０が遮断される。

このように、必要に応じて加圧スイッチ４９を押して、加圧ガス容器５から燃料貯蔵容器３内への加圧ガスのプロパンを設定時間だけ供給しているから、例えば、充填ノズルをディスペンサーから取り外している間に、加圧ガスが燃料貯蔵容器３に供給されることはないので、加圧ガスの供給量を低減できる。その結果、加圧ガス容器５内の加圧ガスの圧力を比較的高い状態に維持できるから、車載燃料タンクへの充填速度を高くできる。

（冬季）
冬季になった場合は、表１に示すように、燃料貯蔵容器３の液化ガス燃料を蒸発温度の低いプロパンに切り替える。これに合わせて、制御部４３の制御モードを冬季モードに切り替える。また、加圧ガス容器５による加圧を利用しない場合は、弁２９を閉じて加圧ガス管１９を遮断する。また、加熱器３１の駆動及び電動弁３６の制御を停止するとともに、温度スイッチ３７aの出力の取り込み等を停止する。そして、制御部４３は、圧力スイッチ２３ｄの出力を取込み、燃料貯蔵容器３内の圧力に応じて熱源機３５を駆動するとともに、温度スイッチ３７ｂの出力を取込んで、電動弁３８を制御して加熱された熱媒を加熱器３２に循環させる。これにより、燃料貯蔵容器３の液相部７のプロパンが加熱されて気化し燃料貯蔵容器３内の圧力が上昇する。制御部４３は、加熱器３２による加熱温度を設定温度に保つように、また、燃料貯蔵容器３内の圧力を設定圧（例えば、０．５ＭＰａ）に保つように電動弁３８により熱媒の循環量を制御する。また、温度スイッチ３７ｂによる検出温度が、上限設定温度（例えば、３７.５℃）以上になると制御部４３は熱源機３５を停止させる一方、下限設定温度（例えば、３４℃）以下になると制御部４３は熱源機３５を駆動させる。なお、本実施形態では、圧力スイッチ２３ｄと温度スイッチ３７ｂを併用しているが、少なくとも一方を用いて燃料貯蔵容器３の加熱を制御する構成にすることもできる。

また、冬季が経過して外気温が徐々に上昇してくると、車載燃料タンクの圧力が上昇し、燃料貯蔵容器３内の圧力との差が狭まり、充填速度が遅くなって使い勝手が悪くなる。そこで、外気温度が充填に支障を及ぼすまで高くならず、かつ、オートガスの使用可能限界圧力以上になる時期に、燃料貯蔵容器３内の液化ガス燃料をプロパンからオートガスに変更するようにする。

なお、プロパンが充填されている燃料貯蔵容器３内に、タンクローリーからオートガスを充填しようとすると、燃料貯蔵容器３内の圧力が高いために、オートガスの充填がやりにくい。そこで、燃料貯蔵容器３内の圧力とタンクローリーの圧力の均圧を十分に取り、圧力差を少なくしてから充填を行うようにする。したがって、燃料貯蔵容器３内のプロパンをオートガスに切り替える場合は、なるべくプロパンを使いきったときに行うのが好ましい。

また、燃料貯蔵容器３内の液化ガス燃料をオートガスに切り替えた直後は、プロパンが入った車載燃料タンクにオートガスを充填する必要がある。この場合は、プロパンが収容された加圧ガス容器を加熱器３１により加熱して、気化されたプロパンガスにより燃料貯蔵容器３内のオートガスを加圧して充填を行う。

また、充填する液化ガス燃料を冷却する熱交換器３９に流通する水などの冷却媒体の温度を、季節によって変更したり、外気温度に比例した設定温度に制御することができる。例えば、夏季の外気温度が高い場合は冷却媒体の温度を１５〜２０℃に設定し、冬季の外気温度が低い場合は冷却媒体の温度を５℃程度に設定することにより、エネルギ損失を抑えることができる。また、冷却媒体の温度を外気温度に比例した設定温度に制御する場合は、夏季においては外気温マイナス１０〜１５℃が効果的で、冬季は自動車内の温度は外気温度よりも高くなっているので、５℃程度で効果がある。

以上説明したように、本実施形態によれば、外気温が低い冬季には、蒸発温度が低いプロパンを自動車用燃料として用いることにより、圧力が不足してエンジンがかからないなどの不具合の発生を回避できる。また、液相のプロパンを燃料貯蔵容器３に収容し、加熱器３２で燃料貯蔵容器３を加温することにより、車載燃料タンク内のプロパンの圧力よりも高い圧力で液相のプロパンを円滑に充填可能になる。

また、冬季においては、加圧ガス容器５内の加圧ガス及び加熱器３１は使用しなくても十分に充填可能であるが、タンクローリー車から燃料貯蔵容器３に液相のプロパンを充填した直後は、加熱器３２による燃料貯蔵容器３の加温及び昇圧が十分でない場合があるので、加圧ガス容器５を加熱器３１により加温して加圧するようにすることにより、少ない待ち時間で充填を開始することができ、便利である。この場合、加圧ガス容器５の設定圧力は、表１に示すように、夏季よりも低い設定圧力（例えば、０．６ＭＰａ）に設定する。制御部４３は、加圧ガス容器５の圧力スイッチ２３ｂの出力を取込み、設定圧力未満のときは加熱器３１により加圧ガス容器５を加温し、設定圧力に達したら加熱器３１による加温を停止する。この加温は、温度スイッチ３７による制御も並行して行われるのはいうまでもない。

一方、外気温が高い夏季には、蒸発温度が高いオートガスを自動車用燃料として用いることにより、車載燃料タンクが直射日光を受けて４０℃以上になった場合であっても、加圧ガスとしてオートガスよりも蒸発温度が低いプロパンを用いれば、加温の温度を例えば４０℃未満に制限されても、加圧ガスの圧力を車載燃料タンク内の蒸気圧よりも高くでき、液相の液化ガス燃料を充填可能になる。

また、夏季と冬季で燃料貯蔵容器３に充填する液化ガス燃料を切り替えたときに、制御部４３の制御モードを夏季モード又は冬季モードに切り替えることにより、加圧ガスが自動的に切り替えられるから、使い勝手がよい。

なお、本実施形態では、燃料貯蔵容器３又は加圧ガス容器５を加熱する手段として、底部に加熱器３１、３２を設けて構成したが、それらの容器をジャケット構造にしたり、それらの容器内に熱媒体が通流する管路などを内挿した構造などにしたりすることもできる。

本発明を適用してなる自動車用の液化ガス燃料充填装置の一実施形態の系統構成図である。

符号の説明

１ 液化ガス燃料充填装置
３ 燃料貯蔵容器
５ 加圧ガス容器
７、５７ 液相部
９ 燃料供給管
１１ ディスペンサー
１５、１７ 気相部
１９ 加圧ガス管
２３a、ｂ、ｃ、ｄ 圧力スイッチ
２７ 電磁弁
３１、３２ 加熱器
３３ 熱媒循環管路
３５ 熱源機
３９ 熱交換器
４３ 制御部
４７ 操作盤
４９ 加圧スイッチ

Claims (4)

1. 自動車燃料用の液相の液化ガス燃料を収容する燃料貯蔵容器と、該燃料貯蔵容器内を加圧するための液相の加圧ガスを収容する加圧ガス容器と、該加圧ガス容器内の圧力を第１の設定値に調整する第１の加熱器と、前記加圧ガス容器内の気相部と前記燃料貯蔵容器の気相部を連通する加圧ガス管と、前記加圧ガス管に設けられた自動開閉弁と、前記燃料貯蔵容器内の液相部に連通され自動車の車載燃料タンクに液相の液化ガス燃料を供給する燃料供給管とを備えた自動車用の液化ガス燃料充填装置において、
   前記燃料貯蔵容器内の圧力を第２の設定値に調整する第２の加熱器を設けたことを特徴とする自動車用の液化ガス燃料充填装置。
2. 請求項１に記載の自動車用の液化ガス燃料充填装置において、
   前記燃料貯蔵容器内の圧力の第２の設定値は、前記燃料貯蔵容器に収容される前記液化ガス燃料の種類に合わせて切り替え可能に複数設定されていることを特徴とする自動車用の液化ガス燃料充填装置。
3. 請求項１又は２に記載の自動車用の液化ガス燃料充填装置において、
   前記燃料供給管内を通流する液化ガス燃料を予め設定した温度に冷却する冷却手段を設け、該冷却手段の冷却媒体の温度を夏季と冬季で異なる温度に設定することを特徴とする自動車用の液化ガス燃料充填装置。
4. 請求項１に記載の自動車用の液化ガス燃料充填装置の使用方法において、
   外気温が前記液化ガス燃料の使用可能下限圧力に対応する蒸発温度よりも高い季節は、前記液化ガス燃料としてオートガスを用い、前記加圧ガスとしてプロパンを用い、
   外気温が前記液化ガス燃料の使用可能下限圧力に対応する蒸発温度よりも低い季節は、前記液化ガス燃料としてプロパンを用いて前記第２の加熱器により前記燃料貯蔵容器内の圧力を調整して、前記車載燃料タンクに液相の液化ガス燃料を充填する圧力を得ることを特徴とする自動車用の液化ガス燃料充填装置の使用方法。

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