JP2009019719A - 液化石油ガス充填装置及び液化石油ガス充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液化石油ガス貯蔵タンクにプロパンガス等の加圧用ガスを供給し、その加圧用ガスの圧力で貯蔵タンク内の燃料をエンジン用燃料タンク（以下「燃料タンク」）に充填する方法があるが、その方法では加圧用ガスが燃料用の液化石油ガスに混ざるため品質に影響を与えるおそれがある。
【解決手段】液化石油ガスを燃料とするエンジンの燃料タンク１に対し燃料を充填するための液化石油ガス充填装置であって、液化石油ガス貯蔵用の液化石油ガス貯蔵タンク４と、その液化石油ガス貯蔵タンク４の液面Ｌ１より下に開口し燃料タンク１の供給口６につながる燃料供給管７と、液化石油ガス貯蔵タンク４の液面Ｌ１と燃料タンク１の液面Ｌ２より上のガス領域８，１０同士をつなぐガス領域連絡管１２とを備え、燃料タンク１より高所となる位置に液化石油ガス貯蔵タンク４を設置するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液化石油ガスを燃料とするエンジンに燃料を供給するべくそのエンジンと一緒に移動するエンジン用燃料タンクに対し、外部から燃料を充填するための液化石油ガス充填装置及び液化石油ガス充填方法に関する。

現在、液化ブタンと液化プロパンとを混合した液化石油ガスを燃料とするエンジンと、そのエンジンに燃料を供給するためのエンジン用燃料タンクと、を搭載した自動車（以下「ＬＰガス車」という。）がある。このようなＬＰガス車は、液化石油ガスを貯蔵するための液化石油ガス貯蔵タンクを備えた燃料充填場において、充填ポンプによりエンジン用燃料タンクに燃料を充填していた。

周知のようにＬＰガス車は、主としてタクシーなど営業用の自動車として普及しているが、燃料充填場が営業所から遠く離れていて、燃料の充填に難儀している実態がある。
にもかかわらず個々の営業所が燃料充填場を保有しないのは、液化石油ガス貯蔵タンクから充填ポンプでエンジン用燃料タンクに燃料を充填する方式の液化石油ガス充填装置が、高圧ガス保安法による「第一種製造設備」に分類されるため、広大な土地を必要とする保安距離の確保や、有資格者による保安監督者の選任など、小さな営業所が単独で保有するには負担が大きすぎるからである。

かかる見地から、液化石油ガス貯蔵タンクにプロパンガス等の加圧用ガスを供給し、そうして貯蔵タンクの内圧を高め、その圧力で貯蔵タンク内の燃料をエンジン用燃料タンクに充填するようにした方法が案出されている（特許文献１参照）。
特開平１１−２１０９８９号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、加圧用ガスが燃料用の液化石油ガスに混ざるため、燃料の品質に影響を与えるおそれがあり、また、ガス同士を混合させることが新たな製造行為と認定されるおそれもある。

請求項１に記載したように、液化石油ガスを燃料とするエンジンに燃料を供給するべくそのエンジンと一緒に移動するエンジン用燃料タンクに対し、外部から燃料を充填するための液化石油ガス充填装置であって、
前記液化石油ガスを貯蔵するために燃料充填場に備え付けられた液化石油ガス貯蔵タンクと、
その液化石油ガス貯蔵タンクの液面より下に開口し、前記エンジン用燃料タンクの供給口につながる燃料供給管と、
前記液化石油ガス貯蔵タンクの液面より上のガス領域に開口し、前記エンジン用燃料タンクの液面より上のガス領域につながるガス領域連絡管と、を備え、
燃料充填場の充填位置でのエンジン用燃料タンクより高所となる位置に前記液化石油ガス貯蔵タンクを設置し、もって液化石油ガス貯蔵タンクとエンジン用燃料タンクの液位差により、液化石油ガス貯蔵タンクの液化石油ガスをエンジン用燃料タンク内に流下させ得るようにした液化石油ガス充填装置を提供する。

また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の液化石油ガス充填装置を使用し、前記燃料供給管を開くより前にガス領域連絡管を開いて液化石油ガス貯蔵タンクとエンジン用燃料タンクの両ガス領域の圧力を等しくし、その後に燃料供給管を開いて液化石油ガス貯蔵タンクからエンジン用燃料タンクに液化石油ガスを流入させるようにした液化石油ガス充填方法を提供する。

本発明の液化石油ガス充填装置は、液化石油ガス貯蔵タンクとエンジン用燃料タンクとをガス領域連絡管で結び得るようにしたことにより、液化石油ガス貯蔵タンクのガス領域と、エンジン用燃料タンクのガス領域をつないで、両タンクのガス領域の圧力を等しくすることができる。そして、この状態でエンジン用燃料タンクの供給口に燃料供給管を接続すれば、液化石油ガス貯蔵タンクとエンジン用燃料タンクとの液位差により、充填ポンプのような動力を介在させずとも、液化石油ガス貯蔵タンクの液化石油ガスがエンジン用燃料タンク内に自然に流れ込む。よって本発明の液化石油ガス充填装置は、高圧ガス保安法規上の「第一種製造設備」に分類されないから、燃料充填場の保有コストを激減させ得る効果がある。これにより小規模の営業所でも燃料充填場の単独保有が可能になるため、液化石油ガスを燃料とするエンジンの飛躍的な普及が期待できる。

以下に本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、図１は燃料充填場の概略を示す断面図、図２（ａ）〜（ｃ）はガス領域連絡管とエンジン用燃料タンクのジョイント構造を示す断面図、図３は図２（ｃ）のＸ−Ｘ線断面図、図４（ａ），（ｂ）は他の形態を示すガス領域連絡管とエンジン用燃料タンクの接続部を示す断面図である。

本発明の液化石油ガス充填装置は、例えば液化ブタンと液化プロパンとを混合した液化石油ガスを燃料とするエンジン（図示せず）に燃料を供給するエンジン用燃料タンク１に対し、外部から燃料を充填するためのものである。なお、実施形態のエンジンとエンジン用燃料タンク１は、ＬＰガス車２に搭載されており、言うまでもなく両者は一緒に移動する。なお、エンジンとエンジン用燃料タンク１は、フォークリフトなどにも搭載可能である。

前記液化石油ガス充填装置は、燃料たる液化石油ガスを貯蔵するために燃料充填場３に備え付けられた液化石油ガス貯蔵タンク４と、その液化石油ガス貯蔵タンク４の液面Ｌ１より下に設けた流出口５と前記エンジン用燃料タンク１の供給口６とをつないで連通させるパイプ状の燃料供給管７と、前記液化石油ガス貯蔵タンク４の液面Ｌ１より上のガス領域８に設けた第１連通口９と前記エンジン用燃料タンク１の液面Ｌ２より上のガス領域１０に設けた第２連通口１１とをつないで連通させるパイプ状のガス領域連絡管１２と、からなる。

［液化石油ガス貯蔵タンク４］
液化石油ガス貯蔵タンク４は、球形やドラム形などの金属製容器であり、前記のように容器の底に前記流出口５が形成され、また、容器の頂部に前記第１連通口９が形成されている。この液化石油ガス貯蔵タンク４は、燃料充填場３の床３００に組んだ櫓３０１上に設置されており、前記ＬＰガス車２が燃料充填場３の床３００の充填位置３０２に停車した状態で、車載のエンジン用燃料タンク１より高所となる高さに取り付けられている。

［燃料供給管７］
燃料供給管７は、パイプ部材で構成されており、一端が前記液化石油ガス貯蔵タンク４の流出口５に接続されている。この燃料供給管７の途中には流量計７００が設けてあり、この流量計７００で燃料の充填量を計測する。また、燃料供給管７の他端は、エンジン用燃料タンク１の供給口６に差し込む投入部になっているが、エンジン用燃料タンク１の供給口６と燃料供給管７の投入部は、既存構造のまま使用できるため、図示並びに説明を省略する。

［ガス領域連絡管１２］
ガス領域連絡管１２は、パイプ部材で構成されており、一端が前記液化石油ガス貯蔵タンク４の第１連通口９に接続されている。また、ガス領域連絡管１２の他端は、前記エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１に接続される。

図２（ａ）〜（ｃ）は、ガス領域連絡管１２の先端とエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１とのジョイント構造を示すものである。

［ガス領域連絡管１２−ジョイント構造］
ガス領域連絡管１２の先端には、弁機構１２０を内蔵したジョイント筒部１２１が形成されている。
前記ジョイント筒部１２１は、円筒体の長さの途中に、出口側に向かって縮径するテーパ胴部１２２を形成したものであり、その内部に、前記弁機構１２０を取り付けるための軸受部材１２３，１２３と、弁機構１２０の後述する弁体１２４の後退位置を規定する爪状の弁止め部材１２５，１２５…を設けてなる。
一方、弁機構１２０は、前記テーパ胴部１２２の内面にフィットする円錐台形の弁体１２４と、その弁体１２４の中心を貫く丸棒状の弁軸１２６と、弁軸１２６外周に遊嵌して弁体１２４を付勢するコイルスプリング１２７と、からなり、前記弁軸１２６を前記ジョイント筒部１２１の軸受部材１２３，１２３に通して摺動可能な状態に取り付け、さらにコイルスプリング１２７の付勢によって弁体１２４をジョイント筒部１２１のテーパ胴部１２２の内面に押し付けてなる。従ってガス領域連絡管１２の先端は、エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１と接続されていない状態では、弁機構１２０によって常に閉じられている。なお、前記弁軸１２６の先端は、鍔部を有する突張り部１２８になっており、弁体１２４の先に突出している。

［エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１−ジョイント構造］
エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１の先端には、前記ガス領域連絡管１２の先端と同じく、弁機構１１０を内蔵したジョイント筒部１１１が形成されている。
前記ジョイント筒部１１１は、円筒体の長さの途中に、出口側に向かって縮径するテーパ胴部１１２を形成したものであり、その内部に、前記弁機構１１０を取り付けるための軸受部材１１３，１１３と、弁機構１１０の後述する弁体１１４の後退位置を規定する爪状の弁止め部材１１５，１１５…を設けてなる。ジョイント筒部１１１は、テーパ胴部１１２より先の円筒部分が、前記ガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１の先に内嵌する大きさに設定されている。
一方、弁機構１１０は、前記テーパ胴部１１２の内面にフィットする円錐台形の弁体１１４と、その弁体１１４の中心を貫く丸棒状の弁軸１１６と、弁軸１１６外周に遊嵌して弁体１１４を付勢するコイルスプリング１１７と、からなり、前記弁軸１１６を前記ジョイント筒部１１１の軸受部材１１３，１１３に通して摺動可能な状態に取り付け、さらにコイルスプリング１１７の付勢によって弁体１１４をテーパ胴部１１２の内面に押し付けてなる。従ってエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１は、ガス領域連絡管１２と接続されていない状態では、弁機構１１０によって常に閉じられている。なお、前記弁軸１１６の先端は、鍔部を有する突張り部１１８になっており、弁体１１４の先に突出している。

［ガス領域連絡管１２とエンジン用燃料タンク１の接続］
ガス領域連絡管１２とエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１の接続は、図２（ａ）のように、エンジン用燃料タンク１のジョイント筒部１１１の正面にガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１を対向させ、図２（ｂ）のように、ガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１をエンジン用燃料タンク１のジョイント筒部１１１に外嵌させる。そして、ガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１をさらに深くエンジン用燃料タンク１のジョイント筒部１１１に差し込むと、図２（ｂ）のように、互いの弁軸１１６，１２６の突張り部１１８，１２８同士が突き合わさる。次に、この状態からさらにガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１をさらに押し込むと、弁軸１１６，１２６の突張り部１１８，１２８同士の突張り力により動きを止めた弁体１１４，１２４を残し、コイルスプリング１１７，１２７を押し縮めながらジョイント筒部１１１，１２１同士が深く嵌まり合い、図２（ｃ）のように弁体１１４，１２４がジョイント筒部１１１，１２１の弁止め部材１１５，１２５に当たって止まる。この状態で、ジョイント筒部１１１，１２１のテーパ胴部１１２，１２２内面と弁体１１４，１２４の外面との間に隙間Ｓ１，Ｓ２が出来るため、その隙間Ｓ１，Ｓ２を介してガス領域連絡管１２とエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１が開通し、従ってエンジン用燃料タンク１のガス領域１０と、液化石油ガス貯蔵タンク４のガス領域８が連通する。

［ガス領域連絡管１２とエンジン用燃料タンク１の分離］
上記の要領で接続したガス領域連絡管１２とエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１は、図２（ｃ）の状態でガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１をエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１から引き抜くだけで切り離すことができる。このときジョイント筒部１１１，１２１の各弁体１１４，１２４が、コイルスプリング１１７，１２７の付勢で図２（ａ）の元位置に戻り、テーパ胴部１１２，１２２の内面に密着して流路を閉じるため、エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１やガス領域連絡管１２からガス成分が漏れ出ない。

本発明の液化石油ガス充填装置は以上のように構成されているため、エンジン用燃料タンク１に液化石油ガスを充填する場合は、図１に示したように燃料充填場３の充填位置３０２にＬＰガス車２を停止させ、先ず最初にガス領域連絡管１２の先端とエンジン用燃料タンク１の第２連通口１１を上記の要領でつなぐ。そうすると、液化石油ガス貯蔵タンク４とエンジン用燃料タンク１の両ガス領域８，１０が連通して圧力が等しくなる。そしてこの状態で燃料供給管７の先端をエンジン用燃料タンク１の供給口６につないでから図示しないバルブ等で流路を開くと、液化石油ガス貯蔵タンク４とエンジン用燃料タンク１の液位差により、液化石油ガス貯蔵タンク４内の液化石油ガスがエンジン用燃料タンク１内へ自然に流下する。
次に、エンジン用燃料タンク１への燃料の充填が完了すると、燃料供給管７の流路を閉じ、エンジン用燃料タンク１の供給口６から燃料供給管７の先端を外す。その後、エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１からガス領域連絡管１２の先端を引き抜くと、それぞれの弁機構１１０，１２０が働いて流路を閉じる。

［他の実施形態］
図４（ａ），（ｂ）は、他の実施形態を示すもので、ガス領域連絡管とエンジン用燃料タンクのジョイント構造を示す断面図である。
本実施形態は、上記実施形態の技術的思想に、
エンジン用燃料タンク１の供給口６への燃料供給管７の接続を阻害する誤接続防止手段を設けると共に、エンジン用燃料タンク１に接続する際に生じるガス領域連絡管１２の変位を、前記誤接続防止手段を解除する運動に変換する自動解除手段を設けるようにした技術的思想を加えたものであり、
これによってガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１をエンジン用燃料タンク１のジョイント筒部１１１に接続した状態でのみ、燃料供給管７がエンジン用燃料タンク１の供給口６に接続できるようにしたものである。

具体的に説明すると本実施形態は、ガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１の口部外周に例えば断面半円形状の大径部１３を形成し、また、エンジン用燃料タンク１の第２連通口１１の近傍に燃料注入用の供給口６を配設し、さらに、エンジン用燃料タンク１の供給口６の端部外面に例えば角棒状の揺動レバー１４を軸着してなる。この揺動レバー１４は、一端が第２連通口１１に近接し、他端が供給口６の開口上面に臨む図４（ａ）のブロック位置と、供給口６の軸線と平行になってその供給口６の開口から退くアンブロック位置とに揺動可能であり、図示しない弾性体によりブロック位置に回動するよう常時付勢されている。また、揺動レバー１４は、図４（ａ）のブロック位置にあるとき、第２連通口１１側の端部が、ガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１の前記大径部１３が通る軌道と交錯する位置に配設されている。

本実施形態のエンジン用燃料タンク１に液化石油ガスを供給する場合、図４（ａ）のように、第２連通口１１にガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１が接続されていない状態では、揺動レバー１４がブロック位置にあって、供給口６を差し込み不能な状態にブロックしているため、燃料供給管７がエンジン用燃料タンク１の供給口６につなげない。なお、供給口６にキャップが被せられている場合は、揺動レバー１４がブロック位置にあることで該キャップが外せない。
一方、図４（ｂ）のように第２連通口１１にガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１が接続されると、前記揺動レバー１４が大径部１３に押されてアンブロック位置に回動するため、供給口６に燃料供給管７をつなぐことができる。
従って、液化石油ガス貯蔵タンク４のガス領域８と、エンジン用燃料タンク１のガス領域１０の双方を連通させるより前に、エンジン用燃料タンク１の供給口６に燃料供給管７を接続する過ちが起こらない。
なお、燃料充填後にガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１を引き抜くと、弾性体の付勢により揺動レバー１４がブロック位置に回動して、供給口６への燃料供給管７の誤接続を防止する。

上記の説明から明らかなように、前記揺動レバー１４が、エンジン用燃料タンク１の供給口６への燃料供給管７の接続を阻害する誤接続防止手段を構成し、また、ガス領域連絡管１２のジョイント筒部１２１の大径部１３と、揺動レバー１４の揺動中心より第２連通口１１寄りの端部が、エンジン用燃料タンク１に接続する際に生じるガス領域連絡管１２の変位を、前記誤接続防止手段を解除する運動（揺動レバー１４の回動）に変換する自動解除手段を構成する。

以上、本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では、エンジン用燃料タンク１の供給口６と第２連通口１１を離れた位置に形成したが、両者を同心円の二重管構造になし、その内側を燃料供給管対応に設定すると共に外側をガス領域連絡管対応に設定し（或いはその逆も可）、一方、燃料供給管７とガス領域連絡管１２の先端も同様の二重管構造にしてもよい。この場合には、ガス領域連通操作と、燃料充填操作を別々に行う煩わしさがない。

また、実施形態では、液化石油ガス貯蔵タンク４を櫓の上に設置したが、例えば液化石油ガス貯蔵タンク４を地上に設置し、地下側に充填位置３０２を配置してもよい。この場合、充填位置３０２にリフトを設置し、ＬＰガス車２を上昇・下降させるようにすれば、燃料充填場３をコンパクトにすることができる。

燃料充填場の概略を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はガス領域連絡管とエンジン用燃料タンクのジョイント構造を示す断面図である。 図２（ｃ）のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ），（ｂ）は他の形態を示すガス領域連絡管とエンジン用燃料タンクの接続部を示す断面図である。

符号の説明

１ …エンジン用燃料タンク
３ …燃料充填場
３０２…充填位置
４ …液化石油ガス貯蔵タンク
６ …供給口
７ …燃料供給管
８ …液化石油ガス貯蔵タンクのガス領域
１０…エンジン用燃料タンクのガス領域
１２…ガス領域連絡管
Ｌ１…液化石油ガス貯蔵タンクの液面
Ｌ２…エンジン用燃料タンクの液面

Claims (2)

1. 液化石油ガスを燃料とするエンジンに燃料を供給するべくそのエンジンと一緒に移動するエンジン用燃料タンクに対し、外部から燃料を充填するための液化石油ガス充填装置であって、
   前記液化石油ガスを貯蔵するために燃料充填場に備え付けられた液化石油ガス貯蔵タンクと、
   その液化石油ガス貯蔵タンクの液面より下に開口し、前記エンジン用燃料タンクの供給口につながる燃料供給管と、
   前記液化石油ガス貯蔵タンクの液面より上のガス領域に開口し、前記エンジン用燃料タンクの液面より上のガス領域につながるガス領域連絡管と、を備え、
   燃料充填場の充填位置でのエンジン用燃料タンクより高所となる位置に前記液化石油ガス貯蔵タンクを設置し、もって液化石油ガス貯蔵タンクとエンジン用燃料タンクの液位差により、液化石油ガス貯蔵タンクの液化石油ガスをエンジン用燃料タンク内に流下させ得るようにしたことを特徴とする液化石油ガス充填装置。
2. 請求項１に記載の液化石油ガス充填装置を使用し、
   前記燃料供給管を開くより前にガス領域連絡管を開いて液化石油ガス貯蔵タンクとエンジン用燃料タンクの両ガス領域の圧力を等しくし、その後に燃料供給管を開いて液化石油ガス貯蔵タンクからエンジン用燃料タンクに液化石油ガスを流入させるようにしたことを特徴とする液化石油ガス充填方法。

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